WO2022230098A1

WO2022230098A1 - 多層回路基板、駆動制御装置および電動パワーステアリング用モータユニット

Info

Publication number: WO2022230098A1
Application number: PCT/JP2021/016950
Authority: WO
Inventors: 俊樹永禮; 浩貴清水
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2022-11-03
Also published as: JPWO2022230098A1; EP4333272A1; US20240088759A1; JP7387064B2; CN117121366A

Abstract

導体層と絶縁層とが交互に積層された形成される多層回路基板であって、スイッチング素子が実装されたインバータ回路に電流通電を行うパワー部と、前記スイッチング素子を制御する制御装置が実装された制御演算部と、が前記多層回路基板上の異なる領域に配置されている。前記パワー部は、電流通電を行う駆動電流用配線を有し、前記駆動電流用配線は、各前記導体層に同一形状に形成された同一形状部と、前記導体層のうち少なくともいずれか一層に前記駆動電流用配線の一部が切り欠かれた切欠部が形成された横断部とを有する。前記パワー部に実装されたインバータ回路の制御信号を伝達する信号配線が、前記切欠部を横断し、前記駆動電流用配線の長手方向に直交する方向における前記横断部の幅の寸法は、前記同一形状部の幅の寸法よりも大きい。

Description

多層回路基板、駆動制御装置および電動パワーステアリング用モータユニット

　本開示は、多層回路基板、駆動制御装置および電動パワーステアリング用モータユニットに関する。

　従来から、車両の操舵軸の操作に応じて操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置に、ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング用モータユニットが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この種のブラシレスモータは、複数のコイルが巻装されたステータと、このステータに対して回転自在に設けられたロータとを有しており、コイルへの給電を制御する駆動制御装置（コントロールユニット）によってロータの回転駆動が制御されている。

　この駆動制御装置は、複数の電子部品が実装されている回路基板を有している。特許文献１では、電流を供給するためのスイッチング素子が実装されているパワー配線部（以下、パワー部と呼ぶ）と、スイッチング素子のオンとオフとに切り換える制御を行う制御部品が実装されている制御用配線部（以下、制御演算部と呼ぶ）とが形成され、パワー部の各層の導体パターン（以下、配線と呼ぶ）を同一形状とした回路基板が提案されている。この構成により、パワー部に大電流を通電するために断面積を増やした配線（以下、駆動電流用配線と呼ぶ）を形成することができ、回路基板にスイッチング素子や制御部品を実装した場合であっても大電流を供給することが可能になる。このように、特許文献１には、駆動用基板と制御用基板とを１枚の回路基板に統合することで、駆動制御装置を小型化することができるモータユニットが開示されている。

日本国特開２０１１－８３０６３号公報

　特許文献１では、大電流を供給可能とするために、パワー部に形成される駆動電流用配線の各層の配線を同一形状に形成している。また、モータ駆動制御装置において、パワー部のインバータ回路に実装されるスイッチング素子などのモータ駆動用部品を制御するための信号配線を、制御演算部の駆動回路からパワー部の駆動用部品の間に形成することが必要である。

　このとき、駆動電流用配線の発熱を抑えるため、配線の同一形状を維持するために、駆動電流用配線を避けて信号配線を形成した場合、基板面積が大きくなるという課題がある。

　基板面積を小さくするために、信号配線を避けずに駆動電流用配線を横断して信号配線を形成した場合、信号配線が横断した部分の駆動電流用配線の断面積が減少し配線抵抗が大きくなる。この結果、配線の発熱が増加してしまう。そのため、基板温度が上昇し、配線の発熱による断線破壊、さらには基板上に実装された部品の破壊に至るという問題がある。

　本開示は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、配線に大電流を供給することが可能であるとともに、信号配線の形成に必要な基板面積を小さくすることが可能な多層回路基板および駆動制御装置および電動パワーステアリング用モータユニットを提供することを目的とする。

　本開示に係る多層回路基板は、スイッチング素子が実装されたインバータ回路に電流通電を行うパワー部と、前記スイッチング素子を制御する制御装置が実装された制御演算部と、が前記多層回路基板上の異なる領域に配置され、前記パワー部は、電流通電を行う駆動電流用配線を有し、前記駆動電流用配線は、各前記導体層に同一形状に形成された同一形状部と、前記導体層のうち少なくともいずれか一層に前記駆動電流用配線の一部が切り欠かれた切欠部が形成された横断部とを有し、前記パワー部に実装されたインバータ回路の制御信号を伝達する信号配線が、前記切欠部を横断し、前記駆動電流用配線の長手方向に直交する方向における前記横断部の幅の寸法は、前記同一形状部の幅の寸法よりも大きい。

　本開示によれば、スイッチング素子に大電流通電を行うための駆動電流用配線の断面積を確保しながら、パワー部に実装されたスイッチング素子の制御用の信号配線が駆動電流用配線を横断して形成された多層回路基板を提供することができる。このため、多層回路基板を備えた駆動制御装置の小型化、および駆動制御装置を備えた電動パワーステアリング用モータユニットを小型化することが可能になる。

実施の形態１に係る電動パワーステアリング用モータユニットを含む全体回路図である。実施の形態１に係る制御駆動装置及びモータを示す要部断面図である。実施の形態１に係る多層回路基板の各層の平面図である。実施の形態１に係る多層回路基板の各層の平面図である。実施の形態１に係る多層回路基板の各層の平面図である。実施の形態１に係る多層回路基板の各層の平面図である。実施の形態１に係るバッテリＧＮＤ電位の駆動電流用配線の横断部周辺の断面図である。実施の形態１に係るバッテリＧＮＤ電位の駆動電流用配線の横断部周辺の各層の平面図である。実施の形態１に係るバッテリ電圧電位の駆動電流用配線の横断部周辺の各層の平面図である。実施の形態１に係る多層回路基板とユニットケースとの接地部における断面図である。

実施の形態１．
　以下、本開示の実施の形態１について図１～図７を用いて説明する。尚、各図において同一または同様の構成部分については同じ符号を付与している。

　図１は実施の形態１における多層回路基板、駆動制御装置および電動パワーステアリング用モータユニットを含む全体回路図を示す。図１に示すように、電動パワーステアリング用モータユニット６００は、駆動制御装置１と、モータ５と、回転センサ６と、を備えている。電動パワーステアリング用モータユニット６００には、イグニッションスイッチ７と、センサ８と、バッテリ９とが接続されている。
　駆動制御装置１は、比較的消費電流の少ない制御演算部２と、パワー部３とを備えている。
　制御演算部２は、ＣＰＵ（制御装置）１０と、駆動回路１１と、入力回路１２と、電源回路１３とを有している。パワー部３は、モータ５の電流を供給及び遮断するインバータ回路４を有している。

　モータ５は、３相ブラシレスモータである。ブラシレスモータのために、モータ５の回転角を検出する回転センサ６が、図２に示すように、モータ５の出力軸２１の近傍に配置されている。

　図１に示すように、インバータ回路４は、ブリッジ回路と、モータリレー用スイッチング素子（スイッチング素子）３４と、電流検出のためのシャント抵抗３３と、コンデンサ３０ａとを有している。
　ブリッジ回路は、３相のコイル群それぞれに電流を供給するためのハイサイドスイッチング素子３１とローサイドスイッチング素子３２とを有している。モータリレー用スイッチング素子３４は、モータ５への電流を遮断することが可能である。

　ここでは、各相は同一回路のため、ハイサイドスイッチング素子３１、ローサイドスイッチング素子３２、シャント抵抗３３、モータリレー用スイッチング素子３４のそれぞれの素子には、コイル名称のＵ，Ｖ，Ｗが、符号の添字として付されている。すなわち、Ｕ相では、ハイサイドスイッチング素子３１Ｕ、ローサイドスイッチング素子３２Ｕ、シャント抵抗３３Ｕ、モータリレー用スイッチング素子３４Ｕとし、Ｖ相では、ハイサイドスイッチング素子３１Ｖ、ローサイドスイッチング素子３２Ｖ、シャント抵抗３３Ｖ、モータリレー用スイッチング素子３４Ｖとし
Ｗ相では、ハイサイドスイッチング素子３１Ｗ、ローサイドスイッチング素子３２Ｗ、シャント抵抗３３Ｗ、モータリレー用スイッチング素子３４Ｗとして図１に示す。

　また、駆動制御装置１には、モータ５への電流供給自体を遮断できる電源用リレー３５ａ、３５ｂが設けられている。この電源用リレー３５ａ、３５ｂには、図１に一例として示したように、半導体スイッチング素子としてＦＥＴ（Field　Effect　Transistor）が接続されている。さらに、駆動制御装置１には、ノイズ用コイル１４ａを含むノイズフィルタ１４が設けられている。

　駆動制御装置１には、車両に搭載されたバッテリ９と、イグニッションスイッチ７と、センサ８とが、図１に示すように接続されている。

　制御演算部２は、入力回路１２を備えている。この入力回路１２は、車速センサ、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサ等のセンサ８からの情報と、インバータ回路４内の各部の電圧または電流の検出結果と、回転センサ６による回転角の検出結果等とを入力信号として受信する。

　制御演算部２は、概略の動作として、入力回路１２を介して取得したセンサ８からの入力情報に基づき、ＣＰＵ１０によってモータ５のコイルへ供給する電流を演算し、駆動回路１１を介してインバータ回路４をスイッチング制御する。

　各相のスイッチング素子３１、３２、３４が、駆動回路１１により駆動される。これにより、所望の電流がモータ巻線へ流れる。また、モータ５のコイルに供給された電流値は、シャント抵抗３３を介して実電流値として入力回路１２により検出される。ＣＰＵ１０は、演算値（目標値）と実電流値との偏差に応じてフィードバック制御を実行する。

　また、ＣＰＵ１０は、回転センサ６の回転角情報を使用して、モータの回転位置または速度を算出する。算出されたモータの回転位置または速度は、モータ回転の制御に利用される。

　以上の回路を有する駆動制御装置１と、モータ５とが一体化され、その一部を断面とした図２に基づき各構造について説明する。図２に示すように、回路基板１６の上側にモータ５が配置され、回路基板１６の下側に駆動制御装置１が配置されている。モータ５はモータケース２５に内蔵された構造である。このモータケース２５は金属製部材（例えば、鉄製）である。

　図２に示すように、モータ５は、ロータ２３と、ステータ２２とを備えている。
　ロータ２３は、出力軸２１の周囲に永久磁石が複数極対配置されている。ステータ２２は、ロータ２３に間隙を有して配置されている。また、ステータ２２には巻線２７が巻装されている。巻線２７は、３相それぞれに巻かれている。各相の端部においては、接続のために環状の接続リング２９が巻線２７の対向する配置されている。３相の巻線の巻線端部２８がそれぞれ（１相分のみ図示）駆動制御装置１側へ延びている。出力軸２１の出力側付近には回転センサ用ロータ１８が装着されている。

　また、モータケース２５の最上部には、ロータ２３の出力軸２１に圧入されたベアリング（不図示）が嵌合されている。モータケース２５の中に、出力軸２１と、ロータ２３と、ステータ２２と、巻線２７と、環状の接続リング２９と、巻線端部２８とが設けられている。

　次に、駆動制御装置１について説明する。駆動制御装置１は前述のモータ５の出力軸２１の延長方向に配置されている。駆動制御装置１の中央部には出力軸２１が貫通されている。
　駆動制御装置１のユニットケース１７には、出力軸２１が貫通可能な貫通孔３９が形成されている。ユニットケース１７の外周の一部は切り欠かれており、コネクタ１５が装着されている。コネクタ１５の内部には、車両に搭載されたバッテリ９と接続される電源系端子１５ａと、各種センサ類と接続される信号端子（不図示）とが内蔵されている。電源系端子１５ａ及び信号端子は、ユニットケース１７の内部空間に内蔵された回路基板１６に接続されている。

　ユニットケース１７の外周縁には雌ネジ部（不図示）が形成されている。モータケース２５の駆動制御装置１を接地する部分に孔（不図示）が設けられている。この孔にボルト５０が挿通され、ユニットケース１７の雌ネジ部（不図示）にボルト５０が螺入されることによって、ユニットケース１７にモータケース２５が締結固定される。

　また、ユニットケース１７は金属製であり、放熱性、工作性を考慮してアルミニウム製である。また、図２において、出力軸２１を回転自在に支持する一対の第一軸受（不図示）と第二軸受２６ｂとが、ロータ２３に対して図２の上方部と下方部にそれぞれ配置されている。ユニットケース１７は、さらに減速機（不図示）との接続部（不図示）と、第二軸受２６ｂの保持部と、出力軸２１に装着された回転センサ用ロータを用いて出力軸の回転角を検出するためのセンサ８の保持部と、を有している。センサ８は例えばレゾルバであり、センサ８が内蔵するレゾルバコイルは、回路基板１６に電気的に接続されている。

　したがって、駆動制御装置１の外形は、金属製のユニットケース１７とコネクタ１５の樹脂部とで構成されている。以上の構造であるため、ユニットケース１７は駆動制御装置１を覆う役目を担っており、ハウジングと呼ぶこともできる。

　また、回路基板１６は、ユニットケース１７の外壁部１７ｃに形成された雌ネジ部（不図示）にボルト２０が螺入されることによって締結固定されている。図３Ａに示すように、回路基板１６の周囲の複数個所にボルト２０ａ、２０ｂ、２０ｃが設けられている。ボルト２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより、回路基板１６がユニットケース１７に組み付けられている。これにより、回路基板１６を組み付ける際に生じる基板の浮きを防ぐことができる。また、図２に示すように、ユニットケース１７の外壁部１７ｃ以外の部分は、外壁部１７ｃに対して低く形成されているため、ユニットケース１７と回路基板１６との間に空間を有している。

　さらに、ユニットケース１７の回路基板１６のパワー部３と対向する突出部１７ａの上面は、回路基板１６が固定されるユニットケース１７の上面よりも低く、かつ制御演算部２との対向部よりも高く形成されている。これにより、回路基板１６と突出部１７ａとの間に隙間が形成されている。この隙間には、高熱伝導率を有する放熱部材３７が配置されている。放熱部材３７により、回路基板１６のパワー部３で発生する熱がユニットケース１７に伝熱される。

　また、ユニットケース１７には凹部１７ｂが形成されている。回路基板１６と凹部１７ｂとにより空間が形成されている。コンデンサ３０は、回路基板１６の下部に実装され、凹部１７ｂに配置されている。前述の通り、この空間に放熱部材３７を配置し、コンデンサ３０の発熱をユニットケースに放熱することも可能である。

　図３Ｄに示すように、回路基板１６に貫通孔が形成され、この貫通孔に金属体３８が埋め込まれている。貫通孔は、スイッチング素子３１、３２、３４、３５の下側に形成されている。本実施形態では、貫通孔はスイッチング素子３１、３２、３４、３５に対向する位置（直下）に形成されている。この構成により、本一実施形態では、パワー部３に実装されるスイッチング素子３１、３２、３４、３５の放熱性を高めることができる。
　スイッチング素子３１、３２、３４、３５にヒートスプレッタが設けられている場合、ヒートスプレッタの下側（直下）に金属体３８が設けられていてもよい。
　上記構成に限らず、金属体３８の位置は、スイッチング素子３１、３２、３４、３５の下側であればよいため、例えば、スイッチング素子３１、３２、３４、３５に対向する位置の周囲や、ヒートスプレッタ周囲に貫通孔を形成して放熱する構成であってもよい。

　次に、多層回路基板１６について説明する。多層回路基板１６は、導体層と絶縁層とを交互に積層して形成されている。各導体層は図２の上側から順に第１層～第４層と呼称する。絶縁層１０９は、導体層間に設けられており（図４参照）、本実施の形態１では、絶縁層としてガラスエポキシ樹脂を使用した多層回路基板を用いる。多層回路基板１６の層数は、４層に限らず、３層以下や５層以上であってもよい。また、各層は異なる材質の基板であってもよい。なお、本文で用いる層とは、上記導体層を示す。

　図２に示すように、回路基板１６は出力軸２１を通すための貫通孔３９および、導電部材を通すための貫通孔４０を有する。本実施の形態１では、貫通孔４０には、巻線端部２８が挿通されている。また、巻線端部２８は回路基板１６にはんだ接続された中継部材１９に接続されることで、回路基板１６と電気的に接続される。

　回路基板１６は、図３Ａ～図３Ｄに示すように、４層構造である。回路基板１６は、図２の上側から順に第１層１６ａ、第２層１６ｂ、第３層１６ｃ、第４層１６ｄを有している。回路基板１６の図３Ａ～図３Ｄの上側には、比較的消費電流の少ない制御演算部２が配置されている。また、回路基板１６の制御演算部２が対応する位置に、コネクタ１５のセンサ８の信号端子が挿通されるスルーホール群４１が形成されている。
　また、回路基板１６の図３Ａ～図３Ｄの下側には、モータ５の電流を供給及び遮断するインバータ回路４を有するパワー部３が配置されている。このように、回路基板１６上の異なる領域に制御演算部２とパワー部３とが設けられている。また、回路基板１６のパワー部３が対応する位置に、コネクタ１５の電源系端子が挿通されるスルーホール群４２が形成されている。

　制御演算部２は、ＣＰＵ１０と、駆動回路１１と、入力回路１２と、電源回路１３と、を備えている。制御演算部２の扱うセンサ８の信号は、大電流通電を行うパワー部３から生じるノイズの影響を多分に受けるため、同一基板上に制御演算部２とパワー部３とを形成する場合には両者の距離を離すことが好ましい。実施の形態１では、制御演算部２及びパワー部３は、図３Ａ～３Ｄに示すように、回路基板１６の上側と下側とに分かれて配置されている。

　パワー部３は、モータ５の電流を供給及び遮断するインバータ回路４が主な構成要素である。インバータ回路４はスイッチング素子３１～３２をオン／オフ制御することで、モータ５の各相に選択的に駆動電流を流し、モータ５を駆動している。

　さらに、パワー部３は、駆動電流用配線１００を有している。モータ５を駆動するため駆動電流の電流値は大きいため、駆動電流用配線１００には、大電流が通電される。図１において、駆動電流用配線１００は太線で示しており、パワー部３における外部のバッテリ９に接続された配線や、モータ５に接続された配線などが含まれる。図３Ａ～図３Ｄに示すように、各層１６ａ～１６ｄの駆動電流用配線を第１層から順に配線１０１、配線１０２、配線１０３、配線１０４と呼称している。

　実施の形態１において、図１に示すように、回路基板１６と巻線端部２８との接続部である中継部材１９の直上に貫通孔４０が形成されている。貫通孔４０の周囲には、モータ組み付け時に生じる応力による電子部品の破損を避けるため、電子部品を実装しないことが好ましい。したがって、回路基板１６の有効部品実装面積を向上させるために、貫通孔４０は回路基板１６の外周部に配置されている。

　駆動電流用配線１００は、図４～図６に示すように、同一形状部１０６と、横断部１０８とを有している。同一形状部１０６は、全層の配線が同一形状に形成された部分である。横断部１０８には、インバータ回路４を制御する信号配線１０５を横断させるために、いずれかの層に切欠部１０７が形成されている。本実施形態では、第３層の配線２０３，３０３に切欠部１０７が形成されている。実施の形態１では、信号配線１０５は、インバータ回路４のスイッチング素子３１～３２に接続された配線を含んでいる。また、信号配線１０５は、インバータ回路４に流れる電流を検出するシャント抵抗３６の両端子に接続された配線を含んでいる。

　駆動電流用配線１００は、バッテリ９のＧＮＤ電位の第１駆動電流用配線（第１駆動電流用配線）２００と、バッテリ電圧電位の第２駆動電流用配線（第２駆動電流用配線）３００とを有している。第１駆動電流用配線２００及び第２駆動電流用配線３００は、パワー部３側に、回路基板１６の貫通孔３９に沿って、平行に形成されている。第１駆動電流用配線２００及び第２駆動電流用配線３００のうち、第２駆動電流用配線３００をパワー部３側に形成している。これにより、ハイサイドスイッチング素子３１のドレイン端子にバッテリ電圧を第１層で直接接続することができ、回路基板１６外周部のモータ接続部４３Ｕまでの配線およびハイサイドスイッチング素子３１、ローサイドスイッチング素子３２およびモータリレー用スイッチング素子３４の配置が容易である。第１駆動電流用配線２００及び第２駆動電流用配線３００の配置は、入れ替わってもよい。

　また、インバータ回路４は、バッテリ９のＧＮＤ電位に接続されるため、本実施の形態１の配置においては、インバータ回路４のシャント抵抗３３の負側電極が接続された第１駆動電流用配線２００が、第２駆動電流用配線３００と交差する必要がある。

　そのため、図３Ａに示すように、ジャンパ部品３６Ｕの一方の電極が、シャント抵抗３３Ｕの負側電極に接続されて、第２駆動電流用配線３００を立体交差している。ジャンパ部品３６Ｕの他方の電極が、インバータ回路４の第１駆動電流用配線２００に接続されている。ジャンパ部品３６Ｕは、例えば銅製の導体であり、所望の電流を通電可能な厚み、導体幅に形成されている。

　インバータ回路４のスイッチング素子３１、３２、３４およびシャント抵抗３３は、制御演算部２から駆動電流用配線１００を挟んで実装されている。このため、シャント抵抗の両端電圧をモニタするためのモータ電流検出信号配線１０５やスイッチング素子の駆動信号配線（不図示）、また各相のモータ端子電圧を検出するための信号配線（不図示）などは、駆動電流用配線１００を迂回、もしくは横断する必要がある。

　図４及び図５は、図３Ｃの電流検出信号配線（信号配線）１０５が駆動電流用配線１００を横断する周辺の領域ＡＲにおける図である。図４は、第１駆動電流用配線２００の各層の断面図および平面図であり、図５は、第１駆動電流用配線２００の各層の断面図および断面図である。
　駆動電流用配線１００同様に、各層の配線を第１層から順に配線２０１、配線２０２、配線２０３、配線２０４と呼称している。各層の配線２０１～２０４は貫通孔５００で電気的に接続されている。
　また、図６は、第２駆動電流用配線３００の各層の平面図である。まず、本実施の形態１の駆動電流用配線１００の構成について、図４及び図５に示すように、領域ＡＲにおける第１駆動電流用配線２００を例に用いて詳細に説明する。

　第１層の配線２０１、第２層の配線２０２、第４層の配線２０４の形状は同一であるのに対して、第３層の配線２０３は、切欠部１０７が形成されており、切欠部１０７を挟んで、配線２０３ａと配線２０３ｂとが形成されている。切り欠かれている領域を横断部１０８と称し、それ以外の領域を同一形状部１０６と称する。なお、本実施の形態１では、第３層の配線２０３を切り欠いているが、他の任意の層の配線に切欠部１０７が形成されていてもよく、切欠部１０７は、複数層の配線に形成されていてもよい。

　図５の横断部１０８において、第１駆動電流用配線２００の第３層の配線２０３が切り欠かれており、モータ電流検出信号配線１０５が第１駆動電流用配線２００を横断するよう形成されている。このとき、横断部１０８において切り欠かれていない第１層の配線２０１、第２層の配線２０２、第４層の配線２０４の幅Ｗ１は、同一形状部１０６の第１層の配線２０１、第２層の配線２０２、第３層の配線２０３、第４層の配線２０４の幅Ｗ２よりも大きく形成されている。配線の幅は、配線の長手方向に直交する方向の幅の寸法である。

　また、第２駆動電流用配線３００においても、第１駆動電流用配線２００と同様である。
　図６に示すように、駆動電流用配線１００同様に、各層の配線を第１層から順に配線３０１、配線３０２、配線３０３、配線３０４と呼称している。各層の配線３０１～３０４は貫通孔５００で電気的に接続されている。

　第１層の配線３０１、第２層の配線３０２、第４層の配線３０４の形状は同一であるのに対して、第３層の配線３０３は、切欠部１０７が形成されており、切欠部１０７を挟んで、配線３０３ａと配線３０３ｂとが形成されている。切り欠かれている領域を横断部１０８と称し、それ以外の領域を同一形状部１０６と称する。なお、本実施の形態１では、第３層の配線３０３を切り欠いているが、他の任意の層の配線に切欠部１０７が形成されていてもよく、切欠部１０７は、複数層の配線に形成されていてもよい。

　図６の横断部１０８において、第２駆動電流用配線３００の第３層の配線３０３が切り欠かれており、モータ電流検出信号配線１０５が第２駆動電流用配線３００を横断するよう形成されている。このとき、横断部１０８において切り欠かれていない第１層の配線３０１、第２層の配線３０２、第４層の配線３０４の幅Ｗ３は、同一形状部１０６の第１層の配線３０１、第２層の配線３０２、第３層の配線３０３、第４層の配線３０４の幅Ｗ４よりも大きく形成されている。

　本実施の形態１では、横断部１０８の第１層の配線２０１、第２層の配線２０２、第４層の配線２０４の幅Ｗ１は、同一形状部１０６の第１層の配線２０１、第２層の配線２０２、第３層の配線２０３、第４層の配線２０４の幅Ｗ２に対して、およそ４／３倍の幅で形成されている。ここで、同一形状部１０６の第１層の配線２０１～第４層の配線２０４の各層の配線抵抗は等しいためＲとおくと、同一形状部１０６の全層の合成抵抗Ｒ１０６は、Ｒ／４となる。他方、横断部１０８の第１層の配線２０１、第２層の配線２０２、第４層の配線２０４の幅Ｗ１は、同一形状部１０６の４／３倍であるため、各層の抵抗値は（Ｒ×３）／４となり、横断部１０８の第３層を除く３層での合成抵抗Ｒ１０８はＲ／４となり、同一形状部１０６の合成抵抗Ｒ１０６と等しくなる。
　第２駆動電流用配線３００においても同様であり、横断部１０８の第１層の配線３０１、第２層の配線３０２、第４層の配線３０４の幅Ｗ３は、同一形状部１０６の第１層の配線３０１、第２層の配線３０２、第３層の配線３０３、第４層の配線３０４の幅Ｗ４に対して、およそ４／３倍の幅で形成されている。

　ここで、駆動電流用配線１００を全て全層同一形状に形成する場合、信号配線が駆動電流用配線１００を迂回するための基板面積が必要となるため、回路基板の小型化が困難である。

　一方で、駆動電流用配線１００は全層を同一形状とすることで全層での配線抵抗値を小さくしている。このため、電流検出信号配線１０５がいずれかの層を切り欠いて横断する場合、切り欠いた部分の全層での配線抵抗値は同一形状部に対して増加し、局所的に配線の発熱が大きくなる。そのため、信号配線の迂回を避けることによる回路基板の小型化は実現できても、駆動電流用配線１００に大電流を通電することが困難となる。

　そこで、本実施の形態１では、駆動電流用配線１００は、各導体層の配線２０１～２０４，３０１～３０４に同一形状に形成された同一形状部１０６と、導体層の配線２０１～２０４，３０１～３０４のうち少なくともいずれか一層に駆動電流用配線１００の一部が切り欠かれた切欠部１０７が形成された横断部１０８とを有している。パワー部３に実装されたインバータ回路４の制御信号を伝達する信号配線１０５が、切欠部１０７を横断し駆動電流用配線１００の長手方向に直交する方向における横断部１０８の幅Ｗ１の寸法は、同一形状部１０６の幅Ｗ２の寸法よりも大きい。
　これにより、モータ５を駆動するため駆動電流の電流値は大きいため、駆動電流用配線１００には、大電流が通電されるが、駆動電流用配線１００に信号配線１０５を横断して形成しつつも、横断部の抵抗値増加による発熱増大を生じさせることなく、駆動電流用配線１００に大電流を通電することができる。

　また、駆動電流用配線１００に貫通孔を多く形成することで、各層の配線における発熱が、基板下部から放熱部材３７を介してユニットケース１７に伝達することによる放熱性が向上する。

　このとき、貫通孔を駆動電流用配線１００の全面に形成すると、各層の表面積が減少し抵抗値が増加するため、配線からの発熱が増大してしまう。本実施の形態１では、駆動電流用配線１００の外縁部のみに沿って複数の貫通孔５００が形成されているため、駆動電流用配線１００の放熱性を確保しつつ、必要な配線面積を確保することができる。

　また、図７に示すように、第４層の駆動電流用配線１０４上には、回路基板１６と放熱部材３７とが接触する接触部Ｃ以外に保護膜２４が設けられている。すなわち、ユニットケース１７の回路基板１６のパワー部３と対向する突出部１７ａに接する第４層の駆動電流用配線１０４に対して、表面の保護膜２４を選択的に形成しないことで、駆動電流用配線１００からユニットケース１７への放熱性をさらに高める構成としている。なお、本実施の形態１では、保護膜の材質は樹脂である。

　以上、好ましい実施の形態を参照して本開示の内容を具体的に説明したが、本開示の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

　なお、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１…駆動制御装置　２…制御演算部　３…パワー部　４…インバータ回路　５…モータ　１０…ＣＰＵ（制御装置）　１１…駆動回路　１２…入力回路　１６…回路基板　３１Ｕ、３２Ｕ…スイッチング素子　３３Ｕ…シャント抵抗　３６Ｕ…ジャンパ部品　１００…駆動電流用配線　１０５…電流検出信号配線（信号配線）　２００…バッテリＧＮＤ電位の駆動電流用配線　２００…第１駆動電流用配線（第１駆動電流用配線）　３００…第２駆動電流用配線（第２駆動電流用配線）　５００…貫通孔　１０６…同一形状部　１０８…横断部　６００…電動パワーステアリング用モータユニット

Claims

　導体層と絶縁層とが交互に積層された形成される多層回路基板であって、
　スイッチング素子が実装されたインバータ回路に電流通電を行うパワー部と、前記スイッチング素子を制御する制御装置が実装された制御演算部と、が前記多層回路基板上の異なる領域に配置され、
　前記パワー部は、電流通電を行う駆動電流用配線を有し、
　前記駆動電流用配線は、各前記導体層に同一形状に形成された同一形状部と、前記導体層のうち少なくともいずれか一層に前記駆動電流用配線の一部が切り欠かれた切欠部が形成された横断部とを有し、
　前記パワー部に実装されたインバータ回路の制御信号を伝達する信号配線が、前記切欠部を横断し、
　前記駆動電流用配線の長手方向に直交する方向における前記横断部の幅の寸法は、前記同一形状部の幅の寸法よりも大きい、多層回路基板。
　前記駆動電流用配線は、バッテリに接続されたバッテリ電圧電位の第１駆動電流用配線と、ＧＮＤ電位の第２駆動電流用配線とを有し、
　前記第１駆動電流用配線と前記第２駆動電流用配線とが平行に形成されている、請求項１に記載の多層回路基板。
　前記信号配線は、前記インバータ回路の前記スイッチング素子に接続された配線を含む、請求項１に記載の多層回路基板。
　前記信号配線は、前記インバータ回路に流れる電流を検出するシャント抵抗の両端子に接続された配線を含む、請求項１に記載の多層回路基板。
　前記駆動電流用配線は、前記多層回路基板の外縁部のみに複数の貫通孔を有することを特徴とする、請求項１に記載の多層回路基板。
　前記多層回路基板は、前記インバータ回路の前記スイッチング素子の下側に金属体が埋め込まれている、請求項１に記載の多層回路基板。
　前記多層回路基板の熱を放熱し、前記多層回路基板に接触された放熱部材が設けられ、
　前記多層回路基板上には、前記多層回路基板と前記放熱部材とが接触する接触部以外に保護膜が設けられている、請求項１に記載の多層回路基板。
　前記駆動電流用配線を立体交差して配線するためのジャンパ部品をさらに備える、請求項１に記載の多層回路基板。
　請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の多層回路基板を備える、駆動制御装置。
　請求項９に記載の駆動制御装置を備える、電動パワーステアリング用モータユニット。