JP2021065016A - 制御装置およびモータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性を確保しつつ体格をより小さくすることができる制御装置およびモータ装置を提供する。【解決手段】制御装置１２は、第１の基板２２と、第１の基板２２に対向する第２の基板２３と、第１の基板２２と第２の基板２３との間に介在されるヒートシンク２１とを有している。第１の基板２２にはチップ型の電子部品３２，３４，３６が設けられる、第２の基板２３には、チップ型の電子部品よりも背が高い複数の電子部品４２，４４，４６，４８が設けられる。ヒートシンク２１には、第２の基板２３の電子部品４２，４４，４６，４８を収容する部品収容部７１と、第１の基板２２および第２の基板２３との間で熱交換を行う放熱部７２とが、第１の基板２２と第２の基板２３との対向方向からみて、互いに重ならないように設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置およびモータ装置に関する。

従来、モータとその制御装置とが一体的に設けられてなるモータ装置が知られている。たとえば特許文献１の制御装置はモータの端部に設けられている。制御装置は、モータの軸方向に対して直交する姿勢で互いに対向する２つの基板と、これら基板の間に介在されたヒートシンクとを有している。２つの基板には電力を消費して動作する各種の電子部品が設けられるところ、これら電子部品が発生する熱はヒートシンクを介して放熱される。

たとえばモータ側の第１の基板において、ヒートシンクと反対側の第１の面にはインバータ回路を構成するスイッチング素子が設けられる一方、ヒートシンク側の第２の面にはコンデンサおよびマイクロコンピュータが設けられている。コンデンサの基板を基準とする高さはマイクロコンピュータの基板を基準とする高さよりも高いところ、コンデンサがヒートシンクに設けられた凹部に収容されることによりコンデンサとヒートシンクとの干渉が回避される。マイクロコンピュータはヒートシンクに接した状態に維持される。

特開２０１７−１８９０３３号公報

モータ装置は様々な搭載対象の駆動源として使用されるところ、搭載対象によってはモータ装置の設置スペースを確保する観点から、モータ装置の体格をより小さくすることが要求されることがある。

本発明の目的は、放熱性を確保しつつ体格をより小さくすることができる制御装置およびモータ装置を提供することにある。

上記目的を達成し得る制御装置は、チップ型の電子部品が設けられる第１の基板と、前記チップ型の電子部品よりも背が高い背高部品を含む複数の電子部品が設けられるとともにその電子部品が設けられる面が前記第１の基板の電子部品が設けられる面に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に介在されるヒートシンクと、を備えている。前記ヒートシンクには、前記第２の基板の背高部品を収容する部品収容部と、前記第１の基板および前記第２の基板との間で熱交換を行う放熱部とが、前記第１の基板と前記第２の基板との対向方向からみて、互いに重ならないように設けられている。

この構成によれば、第２の基板の背高部品はヒートシンクの部品収容部に収容される。このため、第２の基板の背高部品とヒートシンクとの干渉が回避される。また、第１の基板と第２の基板との間にヒートシンクが設けられることにより、第１の基板が発生する熱および第２の基板が発生する熱はヒートシンクを介して好適に放熱される。さらに、第１の基板と第２の基板との対向方向からみて、部品収容部と放熱部とが互いに重ならないように設けられている。このため、ヒートシンクの部品収容部に対応する部分と第１の基板との間で熱交換を行う必要がない。したがって、ヒートシンクにおける第１の基板側、すなわち部品収容部の背高部品が挿入される側と反対側の部分の肉厚を削減できる分だけ、第１の基板と第２の基板との対向方向におけるヒートシンクの寸法をより短縮することができる。

上記の制御装置において、前記部品収容部は、前記第１の基板と前記第２の基板との対向方向において、前記ヒートシンクを貫通していてもよい。
前述したように、ヒートシンクの部品収容部に対応する部分と第１の基板との間で熱交換を行う必要がない。このため、ヒートシンクにおける部品収容部に対応する部分を第１の基板に接触させなくてもよい。したがって、上記構成によるように、部品収容部がヒートシンクを貫通する構成を採用することが可能となる。ヒートシンクにおける第１の基板側の部分の肉厚をより削減できるため、第１の基板と第２の基板との対向方向におけるヒートシンクの寸法をより短縮することができる。

上記の制御装置において、前記部品収容部は前記ヒートシンクの中央部分に設けられる一方、前記放熱部は前記ヒートシンクにおける前記部品収容部の周辺部分に設けられていてもよい。

この構成によれば、放熱部をヒートシンクの中央部分に設ける場合に比べて、放熱部と制御装置の外部の大気との間の距離が短くなる。このため、放熱部に伝達される熱は、より迅速に大気に放熱される。したがって、ヒートシンクの放熱効果をより高めることが可能である。

上記の制御装置において、前記ヒートシンクは、前記第１の基板と前記第２の基板との間に存在する隔壁と、前記隔壁の周縁部に設けられて前記第１の基板および前記第２の基板の双方の周囲を囲む周壁と、を有していてもよい。

この構成によれば、第１の基板が発生する熱および第２の基板が発生する熱は、隔壁および周壁を介して放熱される。また、ヒートシンクに周壁を設けることにより、ヒートシンクと大気との接触面積が確保されるため、ヒートシンクの放熱効果がより高められる。また、周壁によって第１の基板および第２の基板が粉塵あるいは衝撃などから保護される。

上記の制御装置において、前記第１の基板は電気機器への給電を制御するものである一方、前記第２の基板は前記第１の基板による制御を通じて前記電気機器に対して電力を供給するものであってもよい。この場合、前記第２の基板は、前記第１の基板よりも前記電気機器に近い側に位置していてもよい。

この構成によれば、電気機器へ電力を供給する第２の基板が電気機器により近い位置に設けられることにより、第２の基板から電気機器への給電距離をより短くすることができる。

上記の制御装置において、前記第２の基板の前記背高部品が設けられた面には、前記電気機器の端子が接続される端子台が設けられていてもよい。この場合、前記ヒートシンクには、前記第１の基板と前記第２の基板との対向方向からみて、前記端子台を収容する端子台収容部が前記部品収容部および前記放熱部に対してそれぞれ重ならないように設けられていることが好ましい。

この構成によれば、端子台がヒートシンクの端子台収容部に収容されることにより、端子台が第２の基板における背高部品と反対側に設ける場合に比べて、第１の基板と第２の基板との対向方向における制御装置の寸法をより短くすることが可能である。

上記目的を達成し得るモータ装置は、上記の制御装置と、電気機器としてのモータとが一体的に設けられてなる。
上記の制御装置は、モータの制御装置として好適である。

本発明の制御装置およびモータ装置によれば、放熱性を確保しつつ体格をより小さくすることができる。

制御装置の一実施の形態を備えたモータ装置の分解斜視図。 制御装置の一実施の形態を備えたモータ装置の要部断面図。 一実施の形態における第１の基板の斜視図。 一実施の形態における第２の基板の斜視図。 一実施の形態におけるヒートシンクを第１の基板収容部側からみた平面図。 一実施の形態におけるヒートシンクを第２の基板収容部側からみた下面図。 一実施の形態におけるヒートシンクを第１の基板収容部側からみた斜視図。 一実施の形態におけるヒートシンクを第２の基板収容部側からみた斜視図。 一実施の形態において、カバーおよび第１の基板を割愛したモータ装置を軸方向における制御装置側からみた平面図。

以下、制御装置をモータ装置に具体化した一実施の形態を説明する。
図１に示すように、モータ装置１０は、モータ１１および制御装置１２を有している。モータ１１としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。モータ１１は、２系統の巻線群を有している。制御装置１２は、モータ１１の端部に設けられる。制御装置１２は、モータ１１における２系統の巻線群に対する給電を系統ごとに独立して制御する。

制御装置１２は、ヒートシンク２１、第１の基板２２、第２の基板２３、およびカバー２４を有している。これらヒートシンク２１、第１の基板２２、第２の基板２３、およびカバー２４が部分組立体として組み立てられる。この部分組立体としての制御装置１２がモータ１１の端部に取り付けられる。

図２に示すように、ヒートシンク２１は、モータ１１の端部に固定される。ヒートシンク２１は、アルミニウムなどの熱伝導性に優れる金属材料によって設けられる。ヒートシンク２１には、第１の基板収容部２１ａおよび第２の基板収容部２１ｂが設けられている。第１の基板収容部２１ａは、ヒートシンク２１におけるモータ１１と反対側（図２中の上側）の側面に開口している。第２の基板収容部２１ｂは、ヒートシンク２１におけるモータ１１側（図２中の下側）の側面に開口している。

図２に示すように、第１の基板２２は、ヒートシンク２１の第１の基板収容部２１ａに収容される。第１の基板２２は、カバー２４に固定される。第１の基板２２には、モータ１１への給電を制御するための電子部品が設けられている。第１の基板２２は、いわゆる制御基板である。

図３に示すように、第１の基板２２の第１の面（図３中の上面）には、２系統の巻線群に対応する集積回路などの複数（ここでは、４つ）のチップ型の電子部品３１〜３４が設けられている。第１の基板２２の第２の面（図３中の下面）には、２系統の巻線群に対応する２つの電子部品３５，３６が設けられている。これら電子部品３５，３６は、それぞれマイクロコンピュータである。６つの電子部品３１〜３６は、それらの動作に伴い発熱する。ちなみに、第１の基板２２の第１の面とは、第１の基板２２におけるモータ１１と反対側の側面をいう。第１の基板２２の第２の面とは、第１の基板２２におけるモータ１１側の側面をいう。

第１の基板２２に対して直交する方向からみて、複数の電子部品３１〜３６は、直交格子状に設けられている。すなわち、第１の基板２２に対して直交する方向からみて、電子部品３１、電子部品３５および電子部品３３は、同一の直線Ｌ１に沿って設けられている。また、第１の基板２２に対して直交する方向からみて、電子部品３２、電子部品３６および電子部品３４は、同一の直線Ｌ２に沿って設けられている。ただし、直線Ｌ１と直線Ｌ２とは、互いに平行をなす。また、第１の基板２２に対して直交する方向からみて、２つの電子部品３１，３２、２つの電子部品３５，３６、および２つの電子部品３３，３４は、それぞれ直線Ｌ１，Ｌ２に対して直交する方向において並んで設けられている。

図２に示すように、第２の基板２３は、ヒートシンク２１の第２の基板収容部２１ｂに収容される。第２の基板２３は、第２の基板収容部２１ｂの内底面に固定される。第２の基板２３には、第１の基板２２による制御を通じてモータ１１に対して電力を供給するための電子部品が設けられている。第２の基板２３は、いわゆるパワー基板である。

図４に示すように、第２の基板２３の第１の面（図４中の上面）には、２系統の巻線群に対応する２つの端子台４０ａ，４０ｂが設けられている。これら端子台４０ａ，４０ｂは、直方体状をなすとともに、第２の基板２３において互いに反対側に位置する２つの側縁部に設けられている。

また、第２の基板２３の第１の面には、２系統の巻線群に対応する電解コンデンサなどの複数（ここでは、８つ）の電子部品４１〜４８が設けられている。これら電子部品４１〜４８は、第２の基板２３の第１の面における２つの端子台４０ａ，４０ｂの間の中央部分に設けられている。第２の基板２３に対して直交する方向からみて、３つの電子部品４３，４５，４７は、２つの端子台４０ａ，４０ｂの対向方向に対して直交する方向に沿って延びる同一の直線Ｌ３上に位置している。また、第２の基板２３に対して直交する方向からみて、３つの電子部品４４，４６，４８は、２つの端子台４０ａ，４０ｂの対向方向に対して直交する方向に沿って延びる同一の直線Ｌ４上に位置している。

また、第２の基板２３に対して直交する方向からみて、２つの電子部品４１，４２は、２つの電子部品４３，４４を間に挟むかたちで設けられている。第２の基板２３に対して直交する方向からみて、４つの電子部品４１〜４４は、２つの端子台４０ａ，４０ｂの対向方向に沿って並んで設けられている。２つの電子部品４５，４６および２つの電子部品４７，４８は、それぞれ２つの端子台４０ａ，４０ｂの対向方向において並んで設けられている。

ただし、８つの電子部品４１〜４８は、いずれもチップ型の電子部品よりも背が高い、いわゆる背高部品である。また、８つの電子部品４１〜４８のうち４つの電子部品４５〜４８の高さは、残りの４つの電子部品４１〜４４の高さよりも高い。電子部品４１〜４８の高さとは、第２の基板２３の第１の面を基準とする高さをいう。

図４に破線で示すように、第２の基板２３の第２の面（図４中の下面）には、２系統の巻線群に対応する２つのインバータ回路５１，５２が設けられている。インバータ回路５１は、第２の基板２３における端子台４０ａ側に寄って設けられている。インバータ回路５２は、第２の基板２３における端子台４０ｂ側に寄って設けられている。すなわち、第２の基板２３に対して直交する方向からみて、２つのインバータ回路５１，５２は、第２の基板２３において、２つの端子台４０ａ，４０ｂと電子部品群（４３〜４８）との間の部分に設けられている。インバータ回路５１は、複数のＦＥＴ（Field Effect Transistor）５３を有している。インバータ回路５２も、複数のＦＥＴ５４を有している。２つのインバータ回路５１，５２は、それらの動作に伴い発熱する。これらＦＥＴ５３，５４は、チップ型の電子部品である。また、第２の基板２３の第２の面（図４中の下面）における中央には、モータ１１の回転を検出するための回転角センサ（図示略）が設けられる。

図２に示すように、カバー２４は、ヒートシンク２１におけるモータ１１と反対側の側面に取り付けられている。カバー２４は、合成樹脂材料により一体的に設けられている。カバー２４は、ヒートシンク２１の第１の基板収容部２１ａを覆うかたちで塞ぐ。カバー２４の内底部には、第１の基板２２が固定される。

図１に示すように、カバー２４のヒートシンク２１と反対側の側面（図１中の上面）には、２系統の巻線群に対応する２つのコネクタ嵌合部２４ａ，２４ｂが設けられている。これらコネクタ嵌合部２４ａ，２４ｂは、それぞれ四角筒状をなすとともにヒートシンク２１と反対側に開口している。２つのコネクタ嵌合部２４ａ，２４ｂには、それぞれ第１の端部がバッテリなどの直流電源に接続される配線の第２の端部に設けられるプラグコネクタが嵌合される。第１の基板２２および第２の基板２３には、それぞれ２つのコネクタ嵌合部２４ａ，２４ｂの内部に設けられる電源端子を介して直流電源からの直流電力が供給される。

第１の基板２２に設けられた第１のマイクロコンピュータである電子部品３５は、回転角センサを通じて検出されるモータ１１の回転角に基づき第２の基板２３のインバータ回路５１に対するスイッチング指令を生成する。インバータ回路５１の各ＦＥＴ５３がマイクロコンピュータである電子部品３５により生成されるスイッチング指令に基づきスイッチングすることによって直流電源から供給される直流電力が三相の交流電力へ変換される。インバータ回路５１により生成される交流電力は、給電経路としてのバスバーを介してモータ１１の第１の巻線群へ供給される。

第１の基板２２に設けられた第２のマイクロコンピュータである電子部品３６は、回転角センサを通じて検出されるモータ１１の回転角に基づき第２の基板２３のインバータ回路５２に対するスイッチング指令を生成する。インバータ回路５２の各ＦＥＴ５４が電子部品３６により生成されるスイッチング指令に基づきスイッチングすることによって直流電源から供給される直流電力が三相の交流電力へ変換される。インバータ回路５２により生成される交流電力は、給電経路としてのバスバーを介してモータ１１の第２の巻線群へ供給される。

図１に示すように、モータ１１の制御装置１２が取り付けられる側の端面１１ａには、モータ１１の第１の巻線群に対応する三相各相のバスバー６１、およびモータ１１の第２の巻線群に対応する三相各相のバスバー６２が突出して設けられている。バスバー６１およびバスバー６２は、モータ１１の端面１１ａにおいて互いに反対側に位置する２つの側縁部に設けられている。３つのバスバー６１は、これらが設けられる端面１１ａの側縁部に沿って一列に立ち並んでいる。３つのバスバー６２も、これらが設けられる端面１１ａの側縁部に沿って一列に立ち並んでいる。バスバー６１は、端子台４０ａに対応して設けられている。バスバー６２は、端子台４０ｂに対応して設けられている。

つぎに、ヒートシンク２１の構成を詳細に説明する。
図５および図７に示すように、ヒートシンク２１は、部品収容部７１および放熱部７２を有している。部品収容部７１は、ヒートシンク２１における第１の基板収容部２１ａと第２の基板収容部２１ｂとを隔てる隔壁２１ｃの中央付近に設けられている。放熱部７２は、隔壁２１ｃにおける部品収容部７１の周辺に設けられている。隔壁２１ｃには、端子台挿入部としての２つの端子台挿入孔７３ａ，７３ｂが設けられている。２つの端子台挿入孔７３ａ，７３ｂは、部品収容部７１および放熱部７２を間に挟んで互いに反対側に位置している。２つの端子台挿入孔７３ａ，７３ｂは、ヒートシンク２１の周壁２１ｄに沿って延びている。２つの端子台挿入孔７３ａ，７３ｂは、第２の基板２３に設けられた２つの端子台４０ａ，４０ｂに対応している。なお、図７に示すように、ヒートシンク２１の周壁２１ｄにおいて、２つの端子台挿入孔７３ａ，７３ｂに対応する位置には、それぞれ開口部７４ａ，７４ｂが設けられている。

図５および図７に示すように、部品収容部７１は、第１の部品収容部７１ａおよび第２の部品収容部７１ｂを有している。第１の部品収容部７１ａおよび第２の部品収容部７１ｂは、それぞれ隔壁２１ｃを貫通する矩形状の孔が設けられた部分である。第１の部品収容部７１ａの開口面積は、第２の基板２３に設けられた４つの電子部品４３〜４６（図４参照）を収容する観点に基づき設定される。第２の部品収容部７１ｂの開口面積は、第２の基板２３に設けられた２つの電子部品４７，４８（図４参照）を収容する観点に基づき設定される。

放熱部７２は、第１の放熱部７２ａ、第２の放熱部７２ｂおよび第３の放熱部７２ｃを有している。
第１の放熱部７２ａは、第１の部品収容部７１ａおよび第２の部品収容部７１ｂの周囲を囲む矩形状の壁である。第１の放熱部７２ａの先端面には、６つの接触部８１〜８６が設けられている。これら接触部８１〜８６は、第１の基板２２に設けられた６つの電子部品３１〜３６にそれぞれ対応している。ちなみに、第１の放熱部７２ａの先端面とは、第１の放熱部７２ａにおける隔壁２１ｃと反対側の端面をいう。

図５に二点鎖線で示すように、２つの接触部８１，８２は、電子部品３１，３２に対応している。２つの接触部８３，８４は、マイクロコンピュータである２つの電子部品３５，３６に対応している。２つの接触部８５，８６は、電子部品３３，３４に対応している。第１の基板２２に直交する方向からみて、２つの接触部８１，８２と電子部品３１，３２とは互いに一致する。第１の基板２２に直交する方向からみて、２つの接触部８３，８４と電子部品３５，３６とは互いに一致する。第１の基板２２に直交する方向からみて、２つの接触部８５，８６と電子部品３３，３４とは互いに一致する。

図７に示すように、４つの接触部８１，８２，８５，８６の高さは、２つの接触部８３，８４の高さよりも高い。接触部８１〜８６の高さとは、第１の放熱部７２ａの先端面を基準とする高さをいう。４つの接触部８１，８２，８５，８６の高さは、制御装置１２が組み立てられた状態において、第１の基板２２の第２の面における電子部品３１，３２，３３，３４に対応する部分に接触する程度の高さに設定される。２つの接触部８３，８４は、第１の基板２２の第１の面に設けられたマイクロコンピュータである２つの電子部品３５，３６に接触する程度の高さに設定される。４つの電子部品３１，３２，３３，３４が発生する熱は、それぞれ第１の基板２２を介して４つの接触部８１，８２，８５，８６に伝達される。マイクロコンピュータである２つの電子部品３５，３６は、２つの接触部８３，８４に直接的に伝達される。

図５に示すように、第２の放熱部７２ｂおよび第３の放熱部７２ｃは、隔壁２１ｃの一部分でもある。第２の放熱部７２ｂは、隔壁２１ｃにおける第１の放熱部７２ａと端子台挿入孔７３ａとの間の部分である。第３の放熱部７２ｃは、隔壁２１ｃにおける第１の放熱部７２ａと端子台挿入孔７３ｂとの間の部分である。

図６に二点鎖線で示すように、また図８に示すように、ヒートシンク２１を第２の基板収容部２１ｂ側からみて、第２の放熱部７２ｂにはインバータ回路５１が、第３の放熱部７２ｃにはインバータ回路５２がそれぞれ対応する。第２の放熱部７２ｂおよび第３の放熱部７２ｃは、制御装置１２が組み立てられた状態において、第２の基板２３の第２の面に設けられたインバータ回路５１，５２に対応する部分に近接あるいは接触した状態に維持される。インバータ回路５１が発生する熱は、第２の基板２３を介して第２の放熱部７２ｂに伝達される。インバータ回路５２が発生する熱は、第２の基板２３を介して第３の放熱部７２ｃに伝達される。

ちなみに、第２の放熱部７２ｂおよび第３の放熱部７２ｃの第２の基板２３側の側面（図６における紙面手前側の側面）には、放熱材として熱伝導性および電気絶縁性に優れる放熱グリスを塗布するようにしてもよい。すなわち、第２の放熱部７２ｂと第２の基板２３におけるインバータ回路５１が設けられた部分との間、ならびに第３の放熱部７２ｃと第２の基板２３におけるインバータ回路５２が設けられた部分との間に、それぞれグリスを介在させる。これにより、インバータ回路５１，５２が発生する熱は、より効率的に第２の放熱部７２ｂおよび第３の放熱部７２ｃに伝達される。

なお、第２の放熱部７２ｂおよび第３の放熱部７２ｃの第２の基板２３側（図６中の紙面手前側）の側面におけるインバータ回路５１，５２に対応する部分には、複数の凹部８７が設けられている。これら凹部８７は、第２の基板２３の第１の面（凹部８７側の面）におけるインバータ回路５１，５２に対応する部分に設けられるコンデンサなどの電子部品を逃がすためのものである。

また、隔壁２１ｃの一部分である第２の放熱部７２ｂおよび第３の放熱部７２ｃの第２の基板２３側の側面には、部品収容部７１を構成する第３の部品収容部７１ｃおよび第４の部品収容部７１ｄが設けられている。第３の部品収容部７１ｃおよび第４の部品収容部７１ｄは、第１の部品収容部７１ａにおける第２の部品収容部７１ｂと反対側の部分を、第１の部品収容部７１ａと第２の部品収容部７１ｂとの並び方向に対して直交する方向（図６中の左右方向）に沿って拡幅するかたちで設けられた凹状の部分である。

すなわち、第３の部品収容部７１ｃおよび第４の部品収容部７１ｄは、第１の部品収容部７１ａと連通している。また、第３の部品収容部７１ｃおよび第４の部品収容部７１ｄは、第１の放熱部７２ａの一部分をモータ１１とは反対側（図６における紙面奥側）へ向けて切り欠くかたちで設けられている。第２の放熱部７２ｂおよび第３の放熱部７２ｃにおける第３の部品収容部７１ｃおよび第４の部品収容部７１ｄに対応する部分には、第２の放熱部７２ｂおよび第３の放熱部７２ｃの一部分としての壁部８８ａ，８８ｂが設けられている。

図６に二点鎖線で示すように、第３の部品収容部７１ｃは第２の基板２３の電子部品４１に対応する。第４の部品収容部７１ｄは、第２の基板２３の電子部品４２に対応する。第３の部品収容部７１ｃおよび第４の部品収容部７１ｄは、第２の基板２３に設けられた電子部品４１，４２を収容する観点に基づき設けられている。制御装置１２が組み立てられた状態において、第２の基板２３の電子部品４１，４２は、壁部８８ａ，８８ｂに近接あるいは接触した状態に維持される。

図９に示すように、モータ１１に制御装置１２が取り付けられた状態において、ヒートシンク２１の端子台挿入孔７３ａ，７３ｂには第２の基板２３の端子台４０ａ，４０ｂが挿入されている。これら端子台４０ａ，４０ｂは、ヒートシンク２１の周壁２１ｄに設けられた開口部７４ａ，７４ｂを内側から臨んでいる。また、モータ１１に制御装置１２が取り付けられた状態において、モータ１１の第１の系統に対応するバスバー６１は、ヒートシンク２１の端子台挿入孔７３ａにおける端子台４０ａと周壁２１ｄとの間に介在されている。３つのバスバー６１は、これらバスバーに開口部７４ａを介してボルト２５ａを挿通して締め付けることによって端子台４０ａに固定されている。モータ１１に制御装置１２が取り付けられた状態において、モータ１１の第２の系統に対応するバスバー６２は、ヒートシンク２１の端子台挿入孔７３ｂにおける端子台４０ｂと周壁２１ｄとの間に介在されている。バスバー６２は、これらバスバーに開口部７４ｂを介してボルト２５ｂを挿通して締め付けることによって端子台４０ｂに固定されている。図１に示すように、ヒートシンク２１の２つの開口部７４ａ，７４ｂは、蓋２６，２７により閉塞される。

＜実施の形態の作用＞
つぎに、前述のように構成した制御装置１２の作用を説明する。制御装置１２は部分組立品としてモータ１１とは別個に組み立てられるとともに、この組立てられた制御装置１２がモータ１１の端部に取り付けられることによりモータ装置１０が得られる。

図２および図９に示すように、モータ１１に制御装置１２が取り付けられた状態において、第２の基板２３の４つの電子部品４３〜４６は、ヒートシンク２１の第１の部品収容部７１ａに収容される。また、モータ１１に制御装置１２が取り付けられた状態において、第２の基板２３の２つの電子部品４７，４８は、ヒートシンク２１の第２の部品収容部７１ｂに収容される。また、モータ１１に制御装置１２が取り付けられた状態において、第２の基板２３の電子部品４１はヒートシンク２１の第３の部品収容部７１ｃに収容される一方、第２の基板２３の電子部品４２はヒートシンク２１の第４の部品収容部７１ｄに収容される。このため、第２の基板２３に設けられる体格のより大きい電子部品４１〜４８がヒートシンク２１に干渉することが回避される。

また、体格のより大きい電子部品４１〜４８を第２の基板２３の中央部分に集めたうえで、ヒートシンク２１の内部における中央部分には電子部品４１〜４８を逃がすための部品収容部７１が設けられている。そしてヒートシンク２１の内部における部品収容部７１の周囲に第１の基板２２が発生する熱および第２の基板２３が発生する熱を奪うための部分である放熱部７２が設けられている。すなわち、ヒートシンク２１においては部品収容部７１と放熱部７２とが明確に区分けされているため、ヒートシンク２１における部品収容部７１に対応する部分を第１の基板２２あるいは第２の基板２３に接触させる必要がない。このため、部品収容部７１をヒートシンク２１の隔壁２１ｃを貫通するとともに第１の基板収容部２１ａと第２の基板収容部２１ｂとの間を連通する孔部分として設けることが可能となる。

したがって、第１の基板２２と第２の基板２３との並び方向における部品収容部７１の寸法を、電子部品４１〜４８のうち最も体格の大きい電子部品４５〜４８に応じた必要最小限の寸法に設定することが可能である。このため、第１の基板２２と第２の基板２３との並び方向における部品収容部７１の寸法をより短縮することができる。したがって、第１の基板２２と第２の基板２３との間の距離、ひいてはモータ装置１０の軸方向における長さをより短くすることが可能となる。

ここで、比較例のヒートシンク２１として部品収容部７１と放熱部７２とを区分けしない構成を採用することも考えられる。たとえば部品収容部７１を第２の基板収容部２１ｂ側へ向けて開口する凹状に設けたうえで、その凹状の部品収容部７１の底部を放熱部の一部分として第１の基板２２に接触させる。このようにしても、第１の基板２２が発生する熱を凹状の部品収容部７１の底部を介して奪うことができる。しかし、この場合、凹状の部品収容部７１の底部の厚みの分だけ、第１の基板２２と第２の基板２３との並び方向における部品収容部７１の寸法がより大きくなることが懸念される。このため、第１の基板２２と第２の基板２３との間の距離、ひいてはモータ装置１０の軸方向における長さがより長くなるおそれがある。

この点、本実施の形態では、部品収容部７１に対して、その第１の基板２２側の開口を塞ぐかたちで第１の基板２２に接触させる部分を設ける必要がない。本実施の形態によれば、第１の基板２２に接触させる放熱部としての部分を設けない分だけ部品収容部７１の寸法を短縮することができる。ひいては、第１の基板２２と第２の基板２３との間の距離をより短くすることができる。

また、第１の基板２２と第２の基板２３との間にヒートシンク２１を設けることにより、第１の基板２２が発生する熱および第２の基板２３が発生する熱の双方を逃がすための放熱経路が確保される。すなわち、図２に矢印Ａ１で示すように、第１の基板２２に設けられた電子部品が発生する熱は、直接的あるいは第１の基板２２を介してヒートシンク２１へ伝達されて放熱される。図５に矢印Ａ２で示すように、第２の基板２３に設けられた電子部品が発生する熱は、直接的あるいは第２の基板２３を介してヒートシンク２１へ伝達されて放熱される。図５に矢印Ａ３で示すように、第２の基板２３に設けられた電子部品が発生する熱は、モータ１１のハウジングにも伝達される。このため、制御装置１２の放熱性がより高められる。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ヒートシンク２１において、第２の基板２３の電子部品４１〜４８を逃がす部分である部品収容部７１と、第１の基板２２が発生する熱および第２の基板２３が発生する熱を奪うための放熱部７２とが互いに重ならないように区分けして設けられている。ヒートシンク２１における部品収容部７１に対応する部分に第１の基板２２に接触する部分を設ける必要がない分だけ、第１の基板２２と第２の基板２３との並び方向における部品収容部７１の長さ、ひいては第１の基板２２と第２の基板２３との間の距離をより短くすることができる。このため、モータ装置１０の軸方向における長さをより短くすることができる。制御装置１２、ひいてはモータ装置１０の体格を小型化することが可能である。

（２）また、部品収容部７１には第１の基板２２に接触する部分を設ける必要がないため、部品収容部７１は、ヒートシンク２１の第１の基板収容部２１ａおよび第２の基板収容部２１ｂの内部の双方に開口して設けることができる。ヒートシンク２１の第１の基板収容部２１ａと第２の基板収容部２１ｂとが部品収容部７１を介して互いに連通するため、第１の基板収容部２１ａと第２の基板収容部２１ｂとの間で空気が循環する。したがって、ヒートシンク２１の放熱効果をより高めることが可能である。

（３）第１の基板２２と第２の基板２３との間にヒートシンク２１が設けられている。このため、第１の基板２２が発生する熱および第２の基板２３が発生する熱の双方がヒートシンク２１を介して放熱される。より具体的には、第１の基板２２が発生する熱および第２の基板２３が発生する熱は、それぞれ放熱部７２が設けられる隔壁２１ｃおよび周壁２１ｄを介して放熱される。したがって、制御装置１２の放熱効果がより高められる。

（４）ヒートシンク２１は、第１の基板２２および第２の基板２３の周囲を囲む周壁２１ｄを有している。ヒートシンク２１と大気との接触面積が確保されるため、ヒートシンク２１の放熱効果がより高められる。

（５）ヒートシンク２１において、部品収容部７１はヒートシンク２１の中央部分に設けられる一方、第１の基板２２が発生する熱および第２の基板２３が発生する熱を奪うための放熱部７２は部品収容部７１の周辺部分に設けられている。放熱部７２をヒートシンク２１の中央部分に設ける場合に比べて、放熱部７２と周壁２１ｄとの間の距離が短くなる。このため、放熱部７２に伝達される熱は、より迅速に周壁２１ｄに伝わって大気に放熱される。したがって、ヒートシンク２１の放熱効果をより高めることが可能である。

（６）制御装置１２は、モータ１１の２系統の巻線群に対する給電を制御する。１系統の巻線群を有するモータの制御装置と異なり、２系統のインバータ回路５１，５２を設ける必要がある。インバータ回路の数が増える分だけトータルとしての発熱量が増大する。この点、より高い放熱効果を有する本実施の形態の制御装置１２は、複数系統の巻線群を有するモータ１１の制御装置として好適である。

（７）ヒートシンク２１において、隔壁２１ｃと周壁２１ｄとによって第１の基板収容部２１ａおよび第２の基板収容部２１ｂが設けられている。第１の基板収容部２１ａの内部に第１の基板２２が、第２の基板収容部２１ｂの内部に第２の基板２３が収容される。このため、第１の基板２２および第２の基板２３を粉塵あるいは衝撃などから保護することができる。

（８）第２の基板２３において、ヒートシンク２１側の面には、モータ１１のバスバー群が接続される２系統の端子台４０ａ，４０ｂが設けられている。制御装置１２が組み立てられた状態において、端子台４０ａ，４０ｂはヒートシンク２１の端子台挿入孔７３ａ，７３ｂに挿入された状態に維持される。このため、端子台４０ａ，４０ｂを第２の基板２３のモータ１１側の面に設ける場合に比べて、制御装置１２の第１の基板２２と第２の基板２３との並び方向における長さ、ひいてはモータ装置１０の軸方向における長さをより短くすることができる。これは、端子台４０ａ，４０ｂを第２の基板２３のモータ１１側の面に設ける場合、第２の基板２３とモータ１１との間に端子台４０ａ，４０ｂの設置スペースを設ける必要があるからである。

（９）組み立てられた制御装置１２をモータ１１の端部に取り付ける際、モータ１１のバスバー群はヒートシンク２１の端子台挿入孔７３ａ，７３ｂに挿入される。この状態で、モータ１１のバスバー群と端子台４０ａ，４０ｂとは、ヒートシンク２１の周壁２１ｄに設けられた開口部７４ａ，７４ｂを介して外部からボルト２５ａ，２５ｂにより互いに固定される。すなわち、制御装置１２は部分組立体として構築されるため、制御装置１２の組み立て作業、および組み立てられた制御装置１２のモータ１１への取り付け作業を簡単にすることができる。また、制御装置１２の運搬も簡単である。

＜他の実施の形態＞
なお、本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・ヒートシンク２１に第１の基板２２および第２の基板２３の位置決め機能を持たせてもよい。たとえばヒートシンク２１の隔壁２１ｃにピンを設け、そのピンを第１の基板２２および第２の基板２３に設けられる位置決め孔に挿入する。これにより、ヒートシンク２１に対して第１の基板２２および第２の基板２３がそれぞれ位置決めされる。これにより、第１の基板２２と第２の基板２３との相対的な位置精度が向上する。

・製品仕様などによっては、部品収容部７１と放熱部７２との位置を逆にしてもよい。すなわち、放熱部７２をヒートシンク２１の中央部分に設けるとともに、部品収容部７１をヒートシンク２１の周縁部分に設ける。

・製品仕様などによっては、第１の基板２２と第２の基板２３との位置を逆にしてもよい。すなわち、第１の基板２２をモータ１１に近い側に設けるとともに、第２の基板２３をモータ１１から遠い側に設ける。ただし、第１の基板２２および第２の基板２３の位置に応じてヒートシンク２１の向きあるいは構造を適宜変更する。

・製品仕様などによっては、部品収容部７１としてヒートシンク２１を貫通させない構成を採用してもよい。すなわち、部品収容部７１の第１の基板２２側の開口を塞いでもよい。ただし、この塞いだ部分に放熱部としての機能をもたせる必要はないため、その塞いだ部分の厚みを確保する必要もない。

・制御装置１２は、１系統の巻線群を有するモータの制御装置として使用してもよい。この場合、制御装置１２にはインバータ回路などの電気部品を１系統分だけ設ければよい。

・モータ装置１０は、電動パワーステアリング装置の動力源として好適である。また、モータ装置１０は、ステアバイワイヤ式のステアリング装置における操舵反力の発生源、あるいは転舵輪を転舵させる転舵力の発生源としても好適である。

・制御装置１２は、モータ１１以外の電気機器の制御装置として具体化してもよい。

１０…モータ装置、１１…モータ（電気機器）、１２…制御装置、２１…ヒートシンク、２１ｃ…隔壁、２１ｄ…周壁、２２…第１の基板、２３…第２の基板、３１〜３６…チップ型の電子部品、４０ａ，４０ｂ…端子台、４１〜４８…電子部品（背高部品）、５３，５４…ＦＥＴ（チップ型の電子部品）、７１…部品収容部、７２…放熱部、７３ａ，７３ｂ…端子台挿入孔（端子台収容部）。

Claims (7)

1. チップ型の電子部品が設けられる第１の基板と、
   前記チップ型の電子部品よりも背が高い背高部品を含む複数の電子部品が設けられるとともにその電子部品が設けられる面が前記第１の基板の電子部品が設けられる面に対向する第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に介在されるヒートシンクと、を備え、
   前記ヒートシンクには、前記第２の基板の背高部品を収容する部品収容部と、前記第１の基板および前記第２の基板との間で熱交換を行う放熱部とが、前記第１の基板と前記第２の基板との対向方向からみて、互いに重ならないように設けられている制御装置。
2. 前記部品収容部は、前記第１の基板と前記第２の基板との対向方向において、前記ヒートシンクを貫通している請求項１に記載の制御装置。
3. 前記部品収容部は前記ヒートシンクの中央部分に設けられる一方、前記放熱部は前記ヒートシンクにおける前記部品収容部の周辺部分に設けられる請求項１または請求項２に記載の制御装置。
4. 前記ヒートシンクは、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に存在する隔壁と、
   前記隔壁の周縁部に設けられて前記第１の基板および前記第２の基板の双方の周囲を囲む周壁と、を有している請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記第１の基板は電気機器への給電を制御するものである一方、前記第２の基板は前記第１の基板による制御を通じて前記電気機器に対して電力を供給するものであって、
   前記第２の基板は、前記第１の基板よりも前記電気機器に近い側に位置している請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記第２の基板の前記背高部品が設けられた面には、前記電気機器の端子が接続される端子台が設けられていて、
   前記ヒートシンクには、前記第１の基板と前記第２の基板との対向方向からみて、前記端子台を収容する端子台収容部が前記部品収容部および前記放熱部に対してそれぞれ重ならないように設けられている請求項５に記載の制御装置。
7. 請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の制御装置と、電気機器としてのモータとが一体的に設けられてなるモータ装置。

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