特許ウォッチ

公開番号2025107967
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-22
出願番号2024178408
出願日2024-10-10
発明の名称電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置
出願人NSKステアリング&コントロール株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02K 11/21 20160101AFI20250714BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】第1回路基板と第2回路基板との系統毎の接続を容易にしつつ、軸方向の長さを抑制できる電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動駆動装置は、モータと、モータの回転を制御する電子制御装置とを備える。電子制御装置は、第2ハウジングと、第1回路基板と、第2回路基板と、第1回路基板と第2回路基板とを接続する2つの基板間コネクタとを有している。第1回路基板は、第1パワー系統領域と第2パワー系統領域とに、パワー系統区分線で区画される。第2回路基板は、第1制御系統領域と第2制御系統領域とに制御系統区分線で区画される。軸方向にみて、第1パワー系統領域は、第1制御系統領域及び第2制御系統領域の両方に重なる。第2パワー系統領域は、第1制御系統領域及び第2制御系統領域の両方に重なる。
【選択図】図29
特許請求の範囲【請求項１】
負荷側から反負荷側へ軸方向に延びるシャフトと、
前記シャフトと連動するモータロータと、
前記モータロータを回転させるステータコアと、３相毎に少なくとも第１コイルグループと第２コイルグループとの２系統のコイルグループに分けられ、かつ前記ステータコアを３相交流で励磁する複数のコイルグループと、を備えるモータステータと、
前記モータロータ、前記モータステータ及び前記複数のコイルグループを内側に収容する第１ハウジングと、を含むモータと、
前記モータを駆動制御するために、前記シャフトの反負荷側の端部に設けられた磁石と、
前記モータの回転を制御する電子制御装置と、を備えた電動駆動装置であって、
前記電子制御装置は、
第２ハウジングと、
前記第１コイルグループ及び前記第２コイルグループを励磁する電流を出力するトランジスタと、前記シャフトの前記軸方向の延長線上に配置された検出回路と、が実装され、前記第２ハウジングの前記負荷側に配置された第１回路基板と、
前記第２ハウジングの前記反負荷側に配置され、前記トランジスタを有するパワー回路を制御する制御回路を有する第２回路基板と、
前記第１回路基板と、前記第２回路基板とを接続する２つの基板間コネクタと、
前記第２ハウジングとの間で前記第２回路基板を収容し、前記第２ハウジングを覆う蓋体と、
を含み、
前記第１回路基板は、前記第１コイルグループを励磁する電流を出力するための配線が配置された第１パワー系統領域と、前記第２コイルグループを励磁する電流を出力するための配線が配置された第２パワー系統領域とに、パワー系統区分線で区画され、
前記第２回路基板は、前記第１コイルグループを励磁する電流を制御する制御回路を構成する配線が配置された第１制御系統領域と、前記第２コイルグループを励磁する電流を制御する制御回路を構成する配線が配置された第２制御系統領域とに、制御系統区分線で区画され、
前記軸方向にみて、前記第１パワー系統領域は、前記第１制御系統領域及び前記第２制御系統領域の両方に重なり、
前記軸方向にみて、前記第２パワー系統領域は、前記第１制御系統領域及び前記第２制御系統領域の両方に重なる、
電動駆動装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記蓋体に取り付けられ、外部からの第１信号を入出力する第１コネクタと、
前記蓋体に取り付けられ、外部からの第２信号を入出力する第２コネクタと、をさらに含み、
前記第１コネクタの複数の接続端子は、前記制御系統区分線を挟んで系統毎に分配されるように、前記第２回路基板の第１縁部の近傍の第１貫通孔に接続され、
前記第２コネクタの系統毎の複数の接続端子は、前記制御系統区分線を挟んで系統毎に分配されるように、前記第２回路基板の第２縁部の近傍の第２貫通孔に接続され、
前記第１縁部と前記第２縁部は、前記シャフトの軸方向の延長線上の基準点を挟む位置にある、
請求項１に記載の電動駆動装置。
【請求項３】
前記蓋体に取り付けられ、外部から電力が入力される、それぞれ第１電源コネクタ端子及び第２電源コネクタ端子を有する２系統の第３コネクタと、
前記第１電源コネクタ端子の出力片に接続される第１電源入力部を有する第１リードフレームと、前記第２電源コネクタ端子の出力片に接続される第２電源入力部を有する第２リードフレームと、が樹脂でモールドされた電源配線モジュールと、
をさらに含み、
前記第１リードフレームは、第１系統の第１電源端子及び第１系統の第２電源端子を有し、
前記第２リードフレームは、第２系統の第１電源端子及び第２系統の第２電源端子を有し、
前記第２回路基板には、複数の切欠きを有し、前記第１系統の第１電源端子及び前記第２系統の第１電源端子は、前記切欠きを通過し、
前記第１系統の第１電源端子は、前記第１パワー系統領域の第３貫通孔に接続され、
前記第２系統の第１電源端子は、前記第２パワー系統領域の第４貫通孔に接続され、
前記第１系統の第２電源端子は、前記第１縁部に隣接する位置で、前記第１制御系統領域の第５貫通孔に接続し、
前記第２系統の第２電源端子は、前記第２縁部に隣接する位置で、前記第２制御系統領域の第６貫通孔に接続する、
請求項２に記載の電動駆動装置。
【請求項４】
前記第１回路基板は、前記第１コイルグループの第１バスバーが接続する第１バスバー領域と、前記第２コイルグループの第２バスバーが接続する第２バスバー領域と、を有し、
前記軸方向にみて、前記第１バスバー領域は、前記制御系統区分線の延長線上に配置され、前記第２縁部の外側にあり、前記第２バスバー領域は、前記制御系統区分線の延長線上に配置され、前記第１縁部の外側にある、
請求項２に記載の電動駆動装置。
【請求項５】
前記検出回路は、２つの回転角度センサを有し、
前記基準点は、前記検出回路と重なり、
前記検出回路は、前記パワー系統区分線を跨いで配置され、
前記検出回路の一辺から露出する第１端子群は、前記第１パワー系統領域に接続され、
前記検出回路の他辺から露出する第２端子群は、前記第２パワー系統領域に接続される、
請求項４に記載の電動駆動装置。
【請求項６】
前記検出回路が跨ぐ前記パワー系統区分線の一部は、前記制御系統区分線と平行である、請求項１に記載の電動駆動装置。
【請求項７】
前記第１コイルグループを励磁する電流を制御する制御回路は、第１の制御演算回路及び第１の電源管理回路を有し、
前記第２コイルグループを励磁する電流を制御する制御回路は、第２の制御演算回路及び第２の電源管理回路を有し、
前記シャフトの前記軸方向の延長線上を中心として、前記第１の制御演算回路の面積中心と、前記第２の制御演算回路の面積中心とを結ぶ仮想円を描くと、前記仮想円に、前記第１の電源管理回路及び前記第２の電源管理回路が重なる位置に配置され、
前記シャフトの前記軸方向の延長線上を中心で、前記制御系統区分線と直交する仮想直線を描くと、
前記第１の制御演算回路と、前記第１の電源管理回路とは、前記第１制御系統領域の前記仮想直線で区分され、
前記第２の制御演算回路と、前記第２の電源管理回路とは、前記第２制御系統領域の前記仮想直線で区分される、請求項１に記載の電動駆動装置。
【請求項８】
前記第２回路基板において、電力が供給される前記第２回路基板の第１縁部の近傍の貫通孔、前記第１の電源管理回路、及び前記第１の制御演算回路の順に並ぶ方向と、電力が供給される前記第２回路基板の第２縁部の近傍の貫通孔、前記第２の電源管理回路、及び前記第２の制御演算回路の順に並ぶ方向と、が逆向きである、請求項７に記載の電動駆動装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の電動駆動装置を備え、
前記電動駆動装置が補助操舵トルクを生じさせる電動パワーステアリング装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータの回転を制御する電子制御装置を備えた電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
モータによって補助操舵トルクを発生させる電動パワーステアリング装置は、モータを制御する装置である電子制御装置を備えている。例えば特許文献１には、モータと当該モータを制御するコントロールユニットとを一体にした駆動装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－００２４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の電動駆動装置は、第１パワーモジュール及び第２パワーモジュールを制御基板と、パワー基板とで挟む構造が示されている。第１パワーモジュール及び第２パワーモジュールは、シャフトの延びる軸方向の長さが大きいので、電動駆動装置の軸方向の大きさが大きくなってしまう。
【０００５】
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、第１回路基板と第２回路基板との系統毎の接続を容易にしつつ、軸方向の長さを抑制できる電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、一態様に係る電動駆動装置は、負荷側から反負荷側へ軸方向に延びるシャフトと、前記シャフトと連動するモータロータと、前記モータロータを回転させるステータコアと、３相毎に少なくとも第１コイルグループと第２コイルグループとの２系統のコイルグループに分けられ、かつ前記ステータコアを３相交流で励磁する複数のコイルグループと、を備えるモータステータと、前記モータロータ、前記モータステータ及び前記複数のコイルグループを内側に収容する第１ハウジングと、を含むモータと、前記モータを駆動制御するために、前記シャフトの反負荷側の端部に設けられた磁石と、前記モータの回転を制御する電子制御装置と、を備えた電動駆動装置であって、前記電子制御装置は、第２ハウジングと、前記第１コイルグループ及び前記第２コイルグループを励磁する電流を出力するトランジスタと、前記シャフトの前記軸方向の延長線上に配置された検出回路と、が実装され、前記第２ハウジングの前記負荷側に配置された第１回路基板と、前記第２ハウジングの前記反負荷側に配置され、前記トランジスタを有するパワー回路を制御する制御回路を有する第２回路基板と、前記第１回路基板と、前記第２回路基板とを接続する２つの基板間コネクタと、前記第２ハウジングとの間で前記第２回路基板を収容し、前記第２ハウジングを覆う蓋体と、を含み、前記第１回路基板は、前記第１コイルグループを励磁する電流を出力するための配線が配置された第１パワー系統領域と、前記第２コイルグループを励磁する電流を出力するための配線が配置された第２パワー系統領域とに、パワー系統区分線で区画され、前記第２回路基板は、前記第１コイルグループを励磁する電流を制御する制御回路を構成する配線が配置された第１制御系統領域と、前記第２コイルグループを励磁する電流を制御する制御回路を構成する配線が配置された第２制御系統領域とに、制御系統区分線で区画され、前記軸方向にみて、前記第１パワー系統領域は、前記第１制御系統領域及び前記第２制御系統領域の両方に重なり、前記軸方向にみて、前記第２パワー系統領域は、前記第１制御系統領域及び前記第２制御系統領域の両方に重なる。
【０００７】
これにより、２つの基板間コネクタのうち、一方の基板間コネクタが、第１制御系統領域と、第１パワー系統領域とを接続でき、他方の基板間コネクタが第２制御系統領域と、第２パワー系統領域とを接続できる。その結果、第１パワーモジュール及び第２パワーモジュールのような大きな軸方向の介在部品が基板間コネクタに置き換えられることで、軸方向の大きさが低減する。
【０００８】
望ましい態様として、前記蓋体に取り付けられ、外部からの第１信号を入出力する第１コネクタと、前記蓋体に取り付けられ、外部からの第２信号を入出力する第２コネクタと、前記第１コネクタの複数の接続端子は、前記制御系統区分線を挟んで系統毎に分配されるように、前記第２回路基板の第１縁部の近傍の第１貫通孔に接続され、前記第２コネクタの系統毎の複数の接続端子は、前記制御系統区分線を挟んで系統毎に分配されるように、前記第２回路基板の第２縁部の近傍の第２貫通孔に接続され、前記第１縁部と前記第２縁部は、前記シャフトの軸方向の延長線上の基準点を挟む位置にある。これにより、系統毎にそれぞれコネクタを複数用意する必要がなくなり、蓋体に取り付けるコネクタ数が削減される。
【０００９】
望ましい態様として、前記蓋体に取り付けられ、外部から電力が入力される、それぞれ第１電源コネクタ端子及び第２電源コネクタ端子を有する２系統の第３コネクタと、前記第１電源コネクタ端子の出力片に接続される第１電源入力部を有する第１リードフレームと、前記第２電源コネクタ端子の出力片に接続される第２電源入力部を有する第２リードフレームと、が樹脂でモールドされた電源配線モジュールと、をさらに含み、前記第１リードフレームは、第１系統の第１電源端子及び第１系統の第２電源端子を有し、前記第２リードフレームは、第２系統の第１電源端子及び第２系統の第２電源端子を有し、前記第２回路基板には、複数の切欠きを有し、前記第１系統の第１電源端子及び前記第２系統の第１電源端子は、前記切欠きを通過し、前記第１系統の第１電源端子は、前記第１パワー系統領域の第３貫通孔に接続され、前記第２系統の第１電源端子は、前記第２パワー系統領域の第４貫通孔に接続され、前記第１系統の第２電源端子は、前記第１縁部に隣接する位置で、前記第１制御系統領域の第５貫通孔に接続し、前記第２系統の第２電源端子は、前記第２縁部に隣接する位置で、前記第２制御系統領域の第６貫通孔に接続する。これにより、電源配線モジュールにより、外部から入力された電力が、第１回路基板に供給する電力と、第２回路基板に供給する電極とが分岐される。
【００１０】
望ましい態様として、前記第１回路基板は、前記第１コイルグループの第１バスバーが接続する第１バスバー領域と、前記第２コイルグループの第２バスバーが接続する第２バスバー領域と、を有し、前記軸方向にみて、前記第１バスバー領域は、前記制御系統区分線の延長線上に配置され、前記第２縁部の外側にあり、前記第２バスバー領域は、前記制御系統区分線の延長線上に配置され、前記第１縁部の外側にある。これにより、第１バスバー領域及び第２バスバー領域を制御系統区分線の延長線上とすることで、第１パワー系統領域と第２パワー系統領域とからモータへ出力する信号と、第１制御系統領域及び第２制御系統領域へ入力する信号とが第１縁部及び第２縁部の近傍に配置される。これにより、軸方向にみて、第１パワー系統領域が第１制御系統領域及び第２制御系統領域の両方に重なり、かつ第２パワー系統領域が、第１制御系統領域及び第２制御系統領域の両方に重なるレイアウト配置が容易となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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