JP2021048747A - 回路基板、及び電動オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、過電圧によるＭＯＳＦＥＴ１２３の破壊を防止することができる制御基板を備える電動オイルポンプを提供する。【解決手段】制御基板１０１は、逆接続保護回路１０３ｌと、逆接続保護回路１０３のＭＯＳＦＥＴ１２３のソース端子１２３ｂに接続する第１基板配線１２７と、ＧＮＤ端子１２０ｄに接続する第２基板配線１２４と、車載バッテリー９０１の出力電圧が所定値以上になった場合に、第１基板配線１２７から第２基板配線１２４に向けて電流を流すバイパス回路１１５と、ＭＯＳＦＥＴ１２３よりも上流側で正極端子１２０ａとＧＮＤ端子１２０ｄとに接続され、正極性の電圧を第２所定値にクランプするクランプ回路１４０とを備え、前記所定値が、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧よりも小さい値である。【選択図】図４

Description

本発明は、回路基板、及び電動オイルポンプに関する。

従来、基板と、直流の外部電源を入力するための正極端子、及びＧＮＤ端子と、前記正極端子、及び前記ＧＮＤ端子に対する前記外部電源の正負の接続が逆になった場合に、基板内の回路を保護する逆接続保護回路とを備える回路基板が知られている。

例えば、特許文献１に記載の回路基板は、正極端子たる正極電源端子と、ＧＮＤ端子たる負極電源端子と、逆接続保護回路とを備える。逆接続保護回路は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＦＥＴ）を備える。

特開２０１９−１７１２８号公報

特許文献１に記載の回路基板においては、過渡的な過電圧（過渡サージ）、例えば定格電圧の２倍以上の瞬間パルス、を発生させる可能性のある外部電源を接続する場合、対策として高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いることが考えられる。しかしながら、高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いると、コスト高を引き起こすという課題がある。

そこで、本発明の目的は、高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、過電圧によるＭＯＳＦＥＴの破壊を防止することができる回路基板、及び電動オイルポンプを提供することである。

本願の例示的な第１発明は、基板と、直流の外部電源を入力するための正極端子、ＧＮＤ端子と、前記正極端子、及び前記ＧＮＤ端子に対する前記外部電源の正負の接続が逆になった場合に、前記基板内の回路を保護する逆接続保護回路とを備え、前記逆接続保護回路が、ＭＯＳＦＥＴを備える回路基板であって、前記ＭＯＳＦＥＴのソース端子に接続する第１基板配線と、前記ＧＮＤ端子に接続する第２基板配線と、前記外部電源の出力電圧が定格よりも大きい第１所定値以上になった場合に、前記第１基板配線から前記第２基板配線に向けて電流を流すバイパス回路と、前記ＭＯＳＦＥＴよりも上流側で前記正極端子と前記ＧＮＤ端子とに接続され、前記正極端子から入力される正極性の電圧を第２所定値にクランプするクランプ回路とを備え、前記第１所定値が、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間の耐電圧よりも小さい値である、回路基板である。
回路基板である。

本願の例示的な第２発明は、ポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、回路基板とを備え、前記回路基板が、前記モータ部のモータを駆動するモータ駆動回路を備える電動オイルポンプであって、前記回路基板が、第１発明の回路基板である、電動オイルポンプである。

本願の例示的な第１発明によれば、高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、過電圧によるＭＯＳＦＥＴの破壊を防止することができるという優れた効果を奏する。

本願の例示的な第２発明によれば、第１発明の効果に加えて、逆接続保護回路に高耐電圧のＭＯＳＦＥＴを用いない低コストの回路基板により、モータ部のモータを駆動することができるという優れた効果を奏する。

実施形態に係る電動オイルポンプを＋Ｘ側から示す斜視図である。 同電動オイルポンプを−Ｘ側から示す斜視図である。 同電動オイルポンプのインバータにおける制御基板の回路のブロック図である。 同制御基板における一部の回路を示す回路図である。 変形例に係る電動オイルポンプの制御基板における一部の回路を示す回路図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る電動オイルポンプについて説明する。本実施形態では、自動車などの車両に搭載される電動オイルポンプについて説明する。また、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数などを異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｘ軸方向は、図１に示される中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。中心軸Ｊは、後述するモータ部１０のシャフト（モータ軸）１３の中心軸線である。Ｙ軸方向は、図１に示される電動オイルポンプの短手方向と平行な方向とする。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向とＹ軸方向との両方と直交する方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の何れにおいても、図中に示される矢印の向く側を＋側、反対側を−側とする。

また、以下の説明においては、Ｘ軸方向の正の側（＋Ｘ側）を「フロント側」と記し、Ｘ軸方向の負の側（−Ｘ側）を「リア側」と記す。なお、リア側及びフロント側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。フロント側（＋Ｘ側）は、本発明における一方側に相当し、リア側（−Ｘ側）は、本発明における他方側に相当する。特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｘ軸方向）を単に「軸方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周り（θ方向）を単に「周方向」と記す。

なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向（Ｘ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｘ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

［実施形態］
＜全体構成＞
図１は、実施形態に係る電動オイルポンプ１を＋Ｘ側から示す斜視図である。図２は、電動オイルポンプ１を−Ｘ側から示す斜視図である。電動オイルポンプ１は、図１、及び図２に示されるように、ハウジング２、モータ部１０、ポンプ部４０、及びインバータ１００を備える。

（ハウジング２）
ハウジング２は、金属（例えばアルミ）製の鋳造品からなる。ハウジング２は、モータ部１０のモータハウジングと、ポンプ部４０のポンプハウジングと、インバータ１００のインバータハウジングとを兼ねる。モータ部１０のモータハウジングと、ポンプ部４０のポンプハウジングと、インバータ１００のインバータハウジングとは、単一の部材の部分である。

ポンプ部４０のポンプロータを収容するロータ収容部と、モータ部１０のモータハウジングとは、単一の部材の部分であってもよいし、別体であってもよい。また、モータ部１０のモータハウジングと、ポンプ部４０のポンプハウジングとは、別体であってもよい。

実施形態に係る電動オイルポンプ１のように、モータハウジングと、ポンプハウジングとが単一の部材の部分である場合、モータハウジングと、ポンプハウジングとの軸方向における境界は次のように定義される。即ち、シャフトをモータハウジング内からポンプハウジングのロータ収容部に向けて貫通させる貫通穴が設けられる壁の軸方向の中心が両ハウジングの軸方向の境界である。

＜モータ部１０＞
モータ部１０は、モータハウジングの中にモータ１１を備える。

（モータ１１）
モータ１１は、軸方向に延びる中心軸Ｊに沿って配置されるシャフト１３と、ロータ２０と、ステータ２２とを備える。

モータ１１は、例えば、インナーロータ型のモータであり、ロータ２０がシャフト１３の外周面に固定され、ステータ２２がロータ２０の径方向外側に配置される。モータ１１におけるシャフト１３を除く部分は、モータ１１の本体部である。即ち、モータ１１の本体部は、ロータ２０、ステータ２２などによって構成される。

ロータ２０は、シャフト１３のリア側（他方側）の領域であって、且つリア側の端よりもフロント側（一方側）の領域に固定される。ステータ２２は、内周面をロータ２０の外周面に対向させる態様で配置される。

モータ軸としてのシャフト１３は、軸方向のフロント側が、ステータ２２のフロント側の端から突出してポンプ部４０（より詳しくは、後述のポンプロータ４７）に接続される。

ステータ２２は、コイル２２ｂを備える。コイル２２ｂへの通電がなされると、ロータ２０がシャフト１３とともに回転する。

ハウジング２は、軸方向リア側を向く開口を軸方向のリア側の端に備える。前述の開口は、インバータカバー１９８によって塞がれる。作業者は、ハウジング２からインバータカバー１９８を取り外すことで、インバータ１００の制御基板１０１にアクセスすることができる。

＜ポンプ部４０＞
ポンプ部４０は、モータ部１０の軸方向フロント側に位置し、モータ部１０によってシャフト１３を介して駆動されてオイルを吐出する。ポンプ部４０は、ポンプロータ４７とポンプカバー５２とを備える。

（ポンプロータ４７）
ポンプロータ４７は、シャフト１３のフロント側に取り付けられる。ポンプロータ４７は、インナーロータ４７ａと、アウターロータ４７ｂとを備える。インナーロータ４７ａは、シャフト１３に固定される。アウターロータ４７ｂは、インナーロータ４７ａの径方向外側を囲む。

インナーロータ４７ａは、円環状である。インナーロータ４７ａは、径方向外側面に歯を有する歯車である。インナーロータ４７ａは、シャフト１３と共に軸周り（θ方向）に回転する。アウターロータ４７ｂは、インナーロータ４７ａの径方向外側を囲む円環状である。アウターロータ４７ｂは、径方向内側面に歯を有する歯車である。アウターロータ４７ｂの径方向外側面は円形である。

インナーロータ４７ａの径方向外側面の歯車とアウターロータ４７ｂの径方向内側面の歯車とは互いに噛み合い、シャフト１３の回転に伴ってインナーロータ４７ａが回転することでアウターロータ４７ｂが回転する。すなわち、シャフト１３の回転によりポンプロータ４７は回転する。モータ部１０とポンプ部４０とは同一の部材からなる回転軸としてのシャフト１３を備える。これにより、電動オイルポンプ１が軸方向に大型化することを抑制できる。

また、インナーロータ４７ａ、及びアウターロータ４７ｂが回転することで、インナーロータ４７ａとアウターロータ４７ｂとの噛み合わせ部分の間の容積が変化する。容積が減少する領域が加圧領域となり、容積が増加する領域が負圧領域となる。

（ポンプカバー５２）
ハウジング２は、軸方向フロント側の端に、軸方向フロント側を向く開口を備える。この開口は、ポンプカバー５２によって閉じられる。ポンプカバー５２は、ボルト５３によってハウジング２に固定される。また、ポンプカバー５２は、ポンプロータ４７における前述の加圧領域に対向する吐出口５２ａと、ポンプロータ４７における前述の負圧領域に対向する吸入口５２ｂとを備える。ポンプロータ４７が回転すると、ポンプ部４０内のオイルが吐出口５２ａを介して外部に吐出するとともに、外部のオイルが吸入口５２ｂを介してポンプ部４０内に吸引される。

＜インバータ１００＞
インバータ１００は、モータ部１０、及びポンプ部４０よりも軸方向の−Ｘ側に配置される。モータ１１の駆動を制御するインバータ１００は、回路基板としての制御基板１０１と、インバータカバー１９８と、コネクタ１９９とを備える。

（制御基板１０１）
制御基板１０１は、基板１０２と、基板１０２に実装される複数の電子部品とを備える。基板１０２は、複数の基板配線、端子、ランド、スルーホール、テストポイント等を備える。かかる構成の基板１０２に、複数の電子部品が実装されたものが、制御基板１０１である。即ち、制御基板１０１に実装された電子部品を制御基板１０１から除いた部分が、基板１０２である。複数の電子部品の一部は、インバータ―機能を備えるモータ駆動回路を構成する。

制御基板１０１は、基板面をＹ軸方向、及びＺ軸方向に沿わせる姿勢で、インバータハウジング内に固定される。

（コネクタ１９９）
コネクタ１９９は、車両側の電源コネクタと接続される。車両側の電源コネクタは、常時電源用、ＧＮＤ用、信号入力用、及び信号出力用の４つのポートを備え、作業者によってＺ軸方向の＋Ｚ側から−Ｚ側に向けて移動されてコネクタ１９９に装着される。コネクタ１９９は、前述の４つのポートに個別に電気接続される４つのコネクタ端子を備える。

図３は、インバータ１００の制御基板１０１の回路のブロック図である。制御基板１０１は、逆接続保護回路１０３、第１コンデンサ１０４、モータ駆動回路１０５、電流検出遮断回路１０６、Ｕ，Ｖ，Ｗ電圧検出回路１０７、チョークコイル１０８、及び電圧監視回路１０９を備える。また、制御基板１０１は、５Ｖ電源回路１１０、マイコン監視回路１１２、電源電圧監視回路１１３、マイクロコンピュータ１１４、バイパス回路１１５、電流検出回路１１９、及びクランプ回路１４０を備える。

制御基板１０１の基板１０２の電源入力部には、車載バッテリー９０１が接続される。車載バッテリー９０１の常時電源、及びＧＮＤは、クランプ回路１４０と、逆接続保護回路１０３と、第１コンデンサ１０４とを介して、モータ駆動回路１０５に接続される。

逆接続保護回路１０３は、車載バッテリー９０１の常時電源とＧＮＤとが逆に接続された場合に、逆接続保護回路１０３よりも下流側への負電圧の出力を遮断する回路である。

第１コンデンサ１０４は、入力される電源のリップル電流を吸収して、電圧を安定化させる電解コンデンサである。

第１コンデンサ１０４とモータ駆動回路１０５とを電気的に繋ぐ基板配線には、電源電圧監視回路１１３が接続される。電源電圧監視回路１１３は、モータ駆動回路１０５に出力される直流の電圧を検出し、検出値をマイクロコンピュータ１１４のＡ／Ｄ変換回路１１４ａに出力する。

マイクロコンピュータ１１４は、Ａ／Ｄ変換回路、ＰＷＭ出力回路、及び温度検出回路を備える。マイクロコンピュータ１１４は、車両のＥＣＵ９００から送られるＰＷＭからなる駆動命令信号を受信し、駆動命令信号に基づいた周波数でモータ１１を回転駆動させるＰＷＭ信号を生成する。生成されたＰＷＭ信号は、マイクロコンピュータ１１４のＰＷＭ出力回路から出力されてモータ駆動回路１０５に入力される。

モータ駆動回路１０５は、第１コンデンサ１０４から送られてくるＤＣ電源を、マイクロコンピュータ１１４のＰＷＭ出力回路１１４ｂから送られてくるＰＷＭ信号に従った周波数の三相交流電源に変換してモータ１１に出力する。モータ駆動回路１０５は、スイッチング用の複数のバイポーラトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と、温度検出回路１０５ａを備える。モータ駆動回路１０５の温度検出回路１０５ａは、温度の検出値を電流検出遮断回路１０６に出力する。

電流検出遮断回路１０６は、モータ駆動回路１０５からモータ１１に流れる電流を検出する。電流検出遮断回路１０６は、検出した電流値が所定の上限を超えたり、モータ駆動回路１０５の温度検出回路１０５ａから送られてくる温度の検出値が所定の上限を超えたりすると、遮断信号をマイクロコンピュータ１１４に出力する。

マイクロコンピュータ１１４は、電流検出遮断回路１０６から遮断信号が送られてきたり、マイクロコンピュータ１１４の温度検出回路１１４ｃによる温度の検出値が所定の上限を超えたりすると、ＰＷＭ信号の生成を中止してモータ１１の駆動を停止させる。

Ｕ，Ｖ，Ｗ電圧検出回路１０７は、モータ駆動回路１０５からモータ１１に出力される三相交流電源の電圧を検出し、検出値をマイクロコンピュータ１１４のＡ／Ｄ変換回路１１４ｄに出力する。

逆接続保護回路１０３と第１コンデンサ１０４とを電気的に繋ぐ基板配線には、チョークコイル１０８を介して５Ｖ電源回路１１０が接続される。チョークコイル１０８は、５Ｖ電源回路１１０に流れる電流について過電流になることを防止する回路を構成する。

マイコン監視回路１１２は、マイクロコンピュータ１１４に接続され、マイクロコンピュータ１１４との通信により、マイクロコンピュータ１１４における異常の有無を監視する。

電圧監視回路１０９は、チョークコイル１０８から５Ｖ電源回路１１０に送られる直流電源の電圧を検出し、検出値をマイクロコンピュータ１１４のＡ／Ｄ変換回路に出力する。

電流検出回路１１９は、モータ駆動回路１０５から出力されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流のそれぞれを検出し、検出結果をマイクロコンピュータ１１４に出力する。マイクロコンピュータ１１４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて、電流検出回路１１９から送られてくる電流値に基づいて電流波形を解析する。そして、マイクロコンピュータ１１４は、電流波形の歪に基づいてすべり周波数を算出し、算出結果と電源周波数と極対数とに基づいてモータ１１の回転周波数を算出し、算出結果を周波数検出信号として車両のＥＣＵ９００に出力する。

図４は、回路基板たる制御基板１０１における一部の回路を示す回路図である。同図に示されるように、逆接続保護回路１０３は、ＭＯＳＦＥＴ１２３を備える。制御基板１０１の電源入力部１２０における正極端子１２０ａとＧＮＤ端子１２０ｄとの間に電圧が印加されると、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース端子１２３ｂとゲート端子１２３ｃとの間に電圧が印加される。図示のように、ＭＯＳＦＥＴ１２３内には、図中左側から右側に向けての電流の流れを許容する寄生ダイオードがある。制御基板１０１の電源入力部１２０に対して車載バッテリー９０１の正負が逆接続されると、ＭＯＳＦＥＴ１２３は、ＯＮせず、逆接続保護回路１０３よりも下流側への負電圧の出力を遮断する。これにより、制御基板１０１内の各回路が保護される。

制御基板１０１は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース端子１２３ｂに接続する第１基板配線１２７と、ＧＮＤ端子１２０ｄに接続する第２基板配線１２４と、バイパス回路１１５と、クランプ回路１４０とを備える。

バイパス回路１１５は、外部電源たる車載バッテリー９０１の出力電圧が定格（例えば１２Ｖ）よりも大きい第１所定値以上になった場合に、第１基板配線１２７から記第２基板配線１２４に向けて電流を流す回路である。前述の第１所定値（以下、バイパス開通値とも言う）は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧よりも小さい値である。一例として、車載バッテリー９０１の定格電圧は１２〔Ｖ〕であり、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧は２０〔Ｖ〕である。ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレイン・ソース間において、正極性の耐電圧は５７〔Ｖ〕（常温）〜６０〔Ｖ〕（−４０℃）であり、負極性の耐電圧は−５７〔Ｖ〕（常温）〜−６０〔Ｖ〕（−４０℃）である。バイパス回路１１５のバイパス開通値は１６〔Ｖ〕である。以下、前述の一例を用いて、制御基板１０１の構成を説明するが、車載バッテリー９０１の定格電圧、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧、ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレイン・ソース間の耐電圧、及びバイパス開通値の組み合わせは、前述の一例に限られない。但し、ドレイン・ソース間の耐電圧は、ゲート・ソース間の耐電圧よりも高い値になるのが一般的である。

＜電動オイルポンプ１の作用効果＞
（１）電動オイルポンプ１の制御基板１０１は、基板１０２と、直流のイグニション電源を入力するための正極端子１２０ａ、ＧＮＤ端子１２０ｄと、逆接続保護回路１０３とを備える。逆接続保護回路１０３は、ＭＯＳＦＥＴ１２３を備え、イグニション電源の正負が逆接続された場合に、基板１０２内の回路を保護する。制御基板１０１は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース端子１２３ｂに接続する第１基板配線１２７と、ＧＮＤ端子１２０ｄに接続する第２基板配線１２４と、バイパス回路１１５とを備える。また、制御基板１０１は、ＭＯＳＦＥＴ１２３よりも上流側で正極端子１２０ａとＧＮＤ端子１２０ｄとに接続され、正極性の電圧を第２所定値にクランプするクランプ回路１４０を備える。バイパス回路１１５は、外部電源の出力電圧がバイパス開通値（第１所定値）以上になった場合に、第１基板配線１２７から第２基板配線１２４に向けて電流を流す。バイパス開通値（＝１６〔Ｖ〕）は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧（２０〔Ｖ〕）よりも小さい値である。

、
制御基板１０１において、車載バッテリー９０１の正負が適切に接続された状態で、電源入力部１２０に入力される電圧が定格の１２〔Ｖ〕よりも高くなり始めたとする。すると、電源入力部１２０に入力される電圧は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧である２０〔Ｖ〕に達する前に、バイパス開通値である１６〔Ｖ〕に達する。そして、バイパス回路１１５が、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース端子１２３ｂ側から基板１０２のＧＮＤ端子１２０ｄ側に向けて電流を流すことで、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の電圧を２０〔Ｖ〕未満（耐電圧未満）に維持する。よって、制御基板１０１においては、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間に、ゲート・ソース間の耐電圧以上の電圧が印加されることをバイパス回路１１５によって防止することが可能である。

ＭＯＳＦＥＴ１２３において、ゲート・ソース間の電圧は、バイパス回路１１５によってゲート・ソース間の耐電圧未満に維持されるが、静電気放電などによる過渡サージが発生すると、ドレイン・ソース間に過電圧が印加されるおそれがある。そこで、制御基板１０１は、ＭＯＳＦＥＴ１２３よりも上流側にクランプ回路１４０を備える。クランプ回路１４０は、電源入力部１２０に入力される正極性の電圧を第２所定値にクランプすることで、ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレイン・ソース間に過電圧が印加されることを防止する。

バイパス回路１１５、及びクランプ回路１４０のそれぞれは、バリスタ、又はツェナーダイオードなどの安価な電子素子で構成することが可能である。

よって、制御基板１０１によれば、高耐電（例えば外部電源の定格電圧の２倍以上）のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、ゲート・ソース間の過電圧によるＭＯＳＦＥＴ１２３のゲートの破壊を防止することができる。加えて、制御基板１０１によれば、高耐電のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、ドレイン・ソース間の過電圧によるＭＯＳＦＥＴ１２３の寄生ダイオードの破壊を防止することができる。

（２）制御基板１０１において、クランプ回路１４０は、互いに直列接続されて逆方向への電流の流れを許容するツェナーダイオードの対であるダイオード対（１４０ｂ，１４０ｃ）を備える。そして、クランプ回路１４０は、正極性の電圧を前記第２所定値にクランプし、且つ負極性の電圧を第３所定値にクランプする。

かかる構成の制御基板１０１においては、ダイオード対という簡単な構成により、正極性、負極性の何れについても、ドレイン・ソース間の過電圧によるＭＯＳＦＥＴ１２３の寄生ダイオードの破壊を防止する。よって、制御基板１０１によれば、静電気放電に起因する過渡サージによる寄生ダイオードの破壊を防止することができる。

（３）制御基板１０１において、前記第２所定値は、前記ＭＯＳＦＥＴのドレイン・ソース間の正極側の耐電圧よりも小さい値である。

かかる構成の制御基板１０１では、正極性の過電圧が入力された場合に、クランプ回路１４０が電圧を第２所定値にクランプすることで、ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレイン・ソース間の電圧を、ドレイン・ソース間の正極側の耐電圧よりも低い値に維持する。よって、制御基板１０１によれば、制御基板１０１に正極性の過電圧が入力されることによるＭＯＳＦＥＴ１２３の寄生ダイオードの破壊を確実に防止することができる。

（４）制御基板１０１において、前記第３所定値の絶対値は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレイン・ソース間の負極側の耐電圧の絶対値よりも小さい値である。

かかる構成の制御基板１０１では、負極性の過電圧が入力された場合に、クランプ回路１４０が負極性の電圧の絶対値を第３所定値にクランプする。かかるクランプにより、クランプ回路１４０は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレイン・ソース間の負極性の電圧を、ドレイン・ソース間の負極性の耐電圧よりも低い値に維持する。よって、制御基板１０１によれば、制御基板１０１に負極性の過電圧が入力されることによるＭＯＳＦＥＴ１２３の寄生ダイオードの破壊を確実に防止することができる。

（５）制御基板１０１において、前記第２所定値、及び前記第３所定値の絶対値のそれぞれは、バイパス開通値（第１所定値）よりも大きな値である。

一般的なＭＯＳＦＥＴにおけるドレイン・ソース間の耐電圧は、ゲート・ソース間の耐電圧よりも大きい。そこで、制御基板１０１のクランプ回路１４０は、ドレイン・ソース間の電圧を、バイパス開通値（第１所定値）よりも大きな値（第２所定値、第３所定値の絶対値）にクランプする。かかる構成の制御基板１０１によれば、高価な大型パワークランパーを設けることなく、制御基板１０１に過電圧が入力されることによるＭＯＳＦＥＴ１２３の寄生ダイオードの破壊を防止することができる。

なお、制御基板１０１について、車載器用の過渡サージ試験（例えばＩＳＯ７６３７−２）を実施する場合には、第２所定値、及び第３所定値の絶対値のそれぞれを、試験で使用するサージ波形のピーク電圧よりも大きくすることが望ましい。例えば、制御基板１０１の納入先により、前述のピーク電圧として３５〔Ｖ〕が指定されたとする。この場合、例えば、ドレイン・ソース間の耐電圧が＋５７〔Ｖ〕（常温）、−５７〔Ｖ〕（常温）であれば、第２所定値、第３所定値の絶対値のそれぞれを３７〔Ｖ〕程度にするツェナー電圧のダイオード対（１４０ｂ、１４０ｃ）を用いる。これにより、大型パワークランパーを設けることなく、ＭＯＳＦＥＴ１２３の寄生ダイオードの破壊を防止することができる。但し、ＭＯＳＦＥＴ１２３よりも下流側に配置する個々の電子デバイスについては、過渡サージ試験で破壊してしまわないように、３７〔Ｖ〕よりも大きな耐電圧のものを実装する。

（６）制御基板１０１は、ゲート端子１２３ｄに接続する第３基板配線１１８を備える。バイパス回路１１５は、第１基板配線１２７と第２基板配線１２４との間に電気的に介在する、互いに直列接続されたツェナーダイオード１１５ａ、及び抵抗素子１１５ｂを備える。ツェナーダイオード１１５ａは、第１基板配線１２７と第３基板配線１１８との間に電気的に介在する。抵抗素子１１５ｂは、第３基板配線１１８と第２基板配線１２４との間に電気的に介在する。ツェナーダイオード１１５ａのツェナー電圧は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧よりも低い。

かかる構成の制御基板１０１において、車載バッテリー９０１からの出力電圧は、定格よりも高くなり始めた後、ゲート・ソース間の耐電圧に達することなく、バイパス回路１１５のツェナーダイオード１１５ａのツェナー電圧に達する。すると、ツェナーダイオード１１５ａにアバランシェ降伏現象が生じ、第１基板配線１２７からバイパス回路１１５を経由してＧＮＤに流れる電流が発生する。そして、前述の電流が発生することで、ＭＯＳＦＥＴ１２３におけるゲート・ソース間の電圧が、ゲート・ソース間の耐電圧未満に維持される。よって、制御基板１０１によれば、ツェナーダイオード１１５ａ、及び抵抗素子１１５ｂを備えるバイパス回路１１５を用いることで、高耐圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲートの破壊を防止することができる。

（７）前記第１所定値は、前記ツェナー電圧である。

かかる構成によれば、高耐圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲートの破壊を防止することができる。

（８）なお、バイパス回路１１５をツェナーダイオード１１５ａ、及び抵抗素子１１５ｂによって構成することに代えて、図５に示されるように、バイパス回路１１５をバリスタ１１５ｃ、及び抵抗素子１１５ｂによって構成してもよい。図５に示される制御基板１０１は、ゲート端子１２３ｄに接続する第３基板配線１１８を備える。バイパス回路１１５は、第１基板配線１２７と第２基板配線１２４との間に電気的に介在する、互いに直列接続されたバリスタ１１５ｃ、及び抵抗素子１１５ｂを備える。バリスタ１１５ｃは、第１基板配線１２７と第３基板配線１１８との間に電気的に介在する。抵抗素子１１５ｂは、第３基板配線１１８と第２基板配線１２４との間に電気的に介在する。バリスタ１１５ｃのバリスタ電圧は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲート・ソース間の耐電圧よりも低い。

かかる構成の制御基板１０１において、車載バッテリー９０１からの出力電圧は、定格よりも高くなり始めた後、ゲート・ソース間の耐電圧に達することなく、バイパス回路１１５のバリスタ１１５ｃのバリスタ電圧に達する。すると、第１基板配線１２７からバイパス回路１１５を経由してＧＮＤに流れる電流が発生する。そして、前述の電流が発生することで、ＭＯＳＦＥＴ１２３におけるゲート・ソース間の電圧が、ゲート・ソース間の耐電圧未満に維持される。よって、図５に示される制御基板１０１によれば、ツバリスタ１１５ｃ、及び抵抗素子１１５ｂを備えるバイパス回路１１５を用いることで、高耐圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲートの破壊を防止することができる。

（９）前記第１所定値は、前記バリスタ電圧である。

かかる構成によれば、高耐圧のＭＯＳＦＥＴを用いる場合に比べて低コストで、ＭＯＳＦＥＴ１２３のゲートの破壊を防止することができる。

（１０）図４、図５に示される制御基板１０１は、第１基板配線１２７に導通する第１テストポイント１１６と、第３基板配線に導通する第２テストポイント１１７とを備える。

かかる構成の制御基板１０１によれば、第１テストポイント１１６と第２テストポイント１１７とに検査機器を電気接続することで、次のことが可能になる。即ち、ツェナーダイオード１１５ａ（又はバリスタ１１５ｃ）と基板配線との電気接続不良の有無を検査したり、バイパス回路１１５内におけるツェナーダイオード１１５ａ（又はバリスタ１１５ｃ）の電気特性を検査したりすることができる。
また、制御基板１０１によれば、第２テストポイント１１７とＧＮＤ端子１２０ａとに検査機器を電気接続することで、抵抗素子１１５ｂと基板配線との電気接続不良の有無を検査したり、バイパス回路１１５内における抵抗素子１１５ｂの電気特性を検査したりすることができる。
また、制御基板１０１によれば、第１テストポイント１１６とＧＮＤ端子１２０ｂとに検査機器を電気接続することで、バイパス回路１１５の電気特性を検査することができる。

（１１）制御基板１０１は、電解コンデンサからなる第１コンデンサ１０４と、モータ駆動回路１０５と、第４基板配線１２９とを備える。第４基板配線１２９は、第１基板配線１２７よりも下流側で、電子素子たるチョークコイル１０８を介して第１基板配線１２７に接続する。第１コンデンサ１０４は、第１基板配線１２７と、第４基板配線１２９とのうち、何れか一方と、第２基板配線１２４との間に電気的に介在する。

かかる構成の制御基板１０１によれば、第１コンデンサ１０４が充電機能によって外部電源からのリップル電流を吸収することで、モータ駆動回路１０５がモータ１１を安定した回転速度で駆動することができる。

（１２）電動オイルポンプ１は、ポンプ部４０と、ポンプ部４０を駆動するモータ部１０と、制御基板１０１とを備える。

かかる構成の電動オイルポンプ１によれば、バイパス回路１１５に高耐電のＭＯＳＦＥＴを用いない低コストの制御基板１０１により、モータ部１０のモータ１１を駆動することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態、及び変形例（図５に示される構成）について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発名とその均等の範囲に含まれる。

１：電動オイルポンプ
１０：モータ部
１１：モータ
１３：シャフト（モータ軸）
１４：センサ用マグネット
２２：ステータ
２２ｂ：コイル
４０：ポンプ部
１００：インバータ
１０１：制御基板（回路基板）
１０２：基板
１０３：逆接続保護回路
１０４：第１コンデンサ（電解コンデンサ）
１０５：モータ駆動回路
１０８：チョークコイル（電子素子）
１１５：バイパス回路
１１５ａ：ツェナーダイオード
１１５ｂ：抵抗素子
１１５ｃ：バリスタ
１１６：第１テストポイント
１１７：第２テストポイント
１１８：第３基板配線
１２０：電源入力部
１２０ａ：正極端子
１２０ｄ：ＧＮＤ端子
１２３：ＭＯＳＦＥＴ
１２３ａ：ドレイン端子
１２３ｂ：ソース端子
１２３ｃ：ゲート端子
１２３ｄ：ゲート保護ダイオード
１２４：第２基板配線
１２７：第１基板配線
１２９：第４基板配線
１４０：クランプ回路
１４０ｂ、及び１４０ｃ：ダイオード対
Ｊ：中心軸

Claims (12)

1. 基板と、
   直流の外部電源を入力するための正極端子、ＧＮＤ端子と、
   前記正極端子、及び前記ＧＮＤ端子に対する前記外部電源の正負の接続が逆になった場合に、前記基板内の回路を保護する逆接続保護回路とを備え、
   前記逆接続保護回路が、ＭＯＳＦＥＴを備える回路基板であって、
   前記ＭＯＳＦＥＴのソース端子に接続する第１基板配線と、
   前記ＧＮＤ端子に接続する第２基板配線と、
   前記外部電源の出力電圧が第１所定値以上になった場合に、前記第１基板配線から前記第２基板配線に向けて電流を流すバイパス回路と、
   前記ＭＯＳＦＥＴよりも上流側で前記正極端子と前記ＧＮＤ端子とに接続され、正極性の電圧を第２所定値にクランプするクランプ回路とを備え、
   前記第１所定値が、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間の耐電圧よりも小さい値である、
   回路基板。
2. 前記クランプ回路が、互いに直列接続されて逆方向への電流の流れを許容するツェナーダイオードの対であるダイオード対を備え、正極性の電圧を前記第２所定値にクランプし、且つ負極性の電圧を第３所定値にクランプする、
   請求項１に記載の回路基板。
3. 前記第２所定値が、前記ＭＯＳＦＥＴのドレイン・ソース間の正極側の耐電圧よりも小さい値である、
   請求項１又は２に記載の回路基板。
4. 前記第３所定値の絶対値が、前記ＭＯＳＦＥＴのドレイン・ソース間の負極側の耐電圧の絶対値よりも小さい値である、
   請求項３に記載の回路基板。
5. 前記第２所定値、及び前記第３所定値の絶対値のそれぞれが、前記第１所定値よりも大きな値である、
   請求項４に記載の回路基板。
6. 前記ゲート端子に接続する第３基板配線を備え、
   前記バイパス回路が、前記第１基板配線と前記第２基板配線との間に電気的に介在する、互いに直列接続されたツェナーダイオード、及び抵抗素子を備え、
   前記ツェナーダイオードが、前記第１基板配線と前記第３基板配線との間に電気的に介在し、
   前記抵抗素子が、前記第３基板配線と前記第２基板配線との間に電気的に介在し、
   前記ツェナーダイオードのツェナー電圧が、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間の耐電圧よりも低い、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の回路基板。
7. 前記第１所定値は、前記ツェナー電圧である、
   請求項６に記載の回路基板。
8. 前記ゲート端子に接続する第３基板配線を備え、
   前記バイパス回路が、前記第１基板配線と前記第２基板配線との間に電気的に介在する、互いに直列接続されたバリスタ、及び抵抗素子を備え、
   前記バリスタが、前記第１基板配線と前記第３基板配線との間に電気的に介在し、
   前記抵抗素子が、前記第３基板配線と前記第２基板配線との間に電気的に介在し、
   前記バリスタのバリスタ電圧が、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間の耐電圧よりも低い、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の回路基板。
9. 前記第１所定値は、前記バリスタ電圧である、
   請求項８に記載の回路基板。
10. 前記第１基板配線に導通する第１テストポイントと、
    前記第３基板配線に導通する第２テストポイントとを備える、
    請求項６、７、８又は９に記載の回路基板。
11. 電解コンデンサと、
    モータ駆動回路とを備え、
    前記電解コンデンサが、前記第１基板配線と、前記第１基板配線よりも下流側で電子素子を介して前記第１基板配線に接続する第４基板配線とのうち、何れか一方と、前記第２基板配線との間に電気的に介在する、
    請求項６乃至１０の何れか１項に記載の回路基板。
12. ポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、請求項１１に記載の回路基板とを備える、
    電動オイルポンプ。
    
    

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