電子制御装置
【課題】パワーモジュール１６の板状基部１８の反りによるスイッチング素子２４の放熱性の低下を抑制する。
【解決手段】電子制御装置のケース内に収容されるパワーモジュール１６は、バスバーをインサートした合成樹脂成形品からなり、板状基部１８の部品実装面１８ａに、スイッチング素子２４等の多数の部品が実装されている。パワーモジュール１６は、外周部の外側取付孔３２ａ〜３２ｄにおいて取付ねじによりケースに固定される。さらに、６つのスイッチング素子２４の周囲に配置した内側取付孔３３ａ〜３３ｄにおいて取付ねじによりケースのヒートシンクとなるブロック状突出部に向けて押圧固定される。従って、板状基部１８の反りが矯正され、発熱部品であるスイッチング素子２４とブロック状突出部の頂面との接触性ひいては放熱性が向上する。
【解決手段】電子制御装置のケース内に収容されるパワーモジュール１６は、バスバーをインサートした合成樹脂成形品からなり、板状基部１８の部品実装面１８ａに、スイッチング素子２４等の多数の部品が実装されている。パワーモジュール１６は、外周部の外側取付孔３２ａ〜３２ｄにおいて取付ねじによりケースに固定される。さらに、６つのスイッチング素子２４の周囲に配置した内側取付孔３３ａ〜３３ｄにおいて取付ねじによりケースのヒートシンクとなるブロック状突出部に向けて押圧固定される。従って、板状基部１８の反りが矯正され、発熱部品であるスイッチング素子２４とブロック状突出部の頂面との接触性ひいては放熱性が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発熱部品が搭載された回路基板をケース内に収容してなる電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子制御装置として例えば特許文献１に記載のものが提案されている。特許文献１に記載の電子制御装置は、熱伝導性の良好な金属からなる装置ケース内に、複数のバスバ−をインサート成形してなる合成樹脂製のバスバー基板を収容した構成であり、バスバー基板の上に、プリント回路基板が重ねて取り付けられている。上記バスバー基板には、別の小型の基板を介して発熱部品となるＭＯＳＦＥＴが取り付けられており、このＭＯＳＦＥＴを装置ケースの内壁面に接触させた状態とすることで、その放熱を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２４７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような電子制御装置にあっては、ケース内に収容される回路基板に反り（湾曲変形）が生じることがある。特に、バスバーをインサートした状態に合成樹脂材料を型成形した構成の回路基板では、成形した樹脂材料の冷却に伴って反りが生じやすい。このように回路基板が湾曲変形すると、回路基板の表面に実装した発熱部品とケース内壁面との接触が不十分となり、発熱部品からの熱に対しケースを介した放熱性が悪化する。
【０００５】
なお、上記特許文献１では、回路基板の反りによる影響を回避するために、発熱部品となるＭＯＳＦＥＴが別の小型の基板を介して支持されており、従って、構成が複雑化してしまう。
【０００６】
本発明は、回路基板の反りによる発熱部品の放熱性の悪化を抑制した電子制御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】
【０００７】
この発明に係る電子制御装置は、
発熱部品が搭載された回路基板と、
上記回路基板を収容し、かつ上記発熱部品と接する受熱部を有するケースと、
上記回路基板の外周に沿って該回路基板を上記ケースに固定する少なくとも２つの第１固定要素と、
上記固定要素による固定点よりも上記発熱部品に近い位置で上記回路基板を上記ケースに向けて押圧固定する少なくとも１つの第２固定要素と、
を備えて構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、上記回路基板はその外周に沿った第１固定要素によってケースに固定されるほか、発熱部品に近い位置で第２固定要素によりケースに向けて押圧固定されるので、回路基板に反りが生じていた場合でも、発熱部品とケース受熱部との間の接触が良好となり、発熱部品からの放熱性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例であるモータ制御装置を備えたアクチュエータユニットを示す分解斜視図。
【図２】図１に示すアクチュエータユニットを別の角度から見た分解斜視図。
【図３】図２に示すモータ制御装置の分解斜視図。
【図４】図２に示すモータ制御装置のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図５】図４に示すモータ制御装置からカバーを取り除いた状態を示す平面図。
【図６】図３に示すケース単体の斜視図。
【図７】図３に示すパワーモジュール単体の斜視図であって、そのパワーモジュールを部品実装面側から見た図。
【図８】図７に示すパワーモジュールを制御モジュール対向面側から見た斜視図。
【図９】図８に示すスナップフィット部が制御モジュールに係合した状態を示す拡大斜視図。
【図１０】図３に示すケースにパワーモジュールを取り付けた状態を示す平面図。
【図１１】（ａ）パワーモジュール取付ねじ締結前の板状基部と（ｂ）パワーモジュール取付ねじ締結後の板状基部とを対比して示す図。
【図１２】（ａ）パワーモジュール取付ねじ締結前のパワーモジュールと（ｂ）パワーモジュール取付ねじ締結後のパワーモジュールとを実装した部品とともに示す図。
【図１３】（ａ）パワーモジュール取付ねじ締結前のパワーモジュールと（ｂ）パワーモジュール取付ねじ締結後のパワーモジュールとを制御モジュールとともに示す図。
【図１４】第１実施例の内側取付孔の配置を示すパワーモジュールの平面図。
【図１５】内側取付孔の配置が異なる第２実施例のパワーモジュールの平面図。
【図１６】内側取付孔の配置が異なる第３実施例のパワーモジュールの平面図。
【図１７】内側取付孔の配置が異なる第４実施例のパワーモジュールの平面図。
【図１８】内側取付孔の配置が異なる第５実施例のパワーモジュールの平面図。
【図１９】内側取付孔の配置が異なる第６実施例のパワーモジュールの平面図。
【図２０】内側取付孔の配置が異なる第７実施例のパワーモジュールの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜１０に基づいて本発明の第１実施例を説明する。図１は本発明にかかる電子制御装置であるモータ制御装置３を備えたアクチュエータユニット１を示す分解斜視図、図２は図１に示すアクチュエータユニット１を別の角度から見た分解斜視図である。また、図３はモータ制御装置３の分解斜視図、図４は図２に示すモータ制御装置３のＡ−Ａ線に沿った断面図、図５はカバーを取り除いた状態のモータ制御装置３を示す平面図である。
【００１１】
図１，２に示すアクチュエータユニット１は、自動車に搭載される電動式のブレーキ倍力装置に用いられるものであって、三相交流電力によって駆動され、ブレーキ液の液圧を制御する電動アクチュエータである電動モータ２と、運転者によるブレーキ操作や自動車の運転状態に基づいて電動モータ２を駆動制御するモータ制御装置３と、を備えている。なお、図示は省略しているが、電動モータ２は、いわゆるボールねじ機構により、ブレーキ液の液圧を制御する図示しないピストンを進退移動させる。
【００１２】
電動モータ２のモータハウジング４の円筒形の外面には、当該電動モータ２の軸方向に延びる一対の台座部５が電動モータ２の軸直角方向で互いに所定の間隔を隔てて形成されている。両台座部５のうち長手方向の両端部にはねじ孔６ａが穿設された円形の着座面６がそれぞれ突出形成されている一方、モータ制御装置３の筐体７のうち後述するケース１２にはモータハウジング４側の各着座面６にそれぞれ着座する４つの脚部８が形成されている。そして、筐体７側の各脚部８を挿通しつつモータハウジング４側の各ねじ孔６ａに螺合する４つの制御装置取付ねじ９により、モータ制御装置３が電動モータ２に固定される。
【００１３】
他方、モータハウジング４のうち両台座部５同士の間の位置には略矩形の筒状壁１０が突出形成され、モータ制御装置３の筐体７をモータハウジング４に固定したときに、モータ制御装置３側のステータ接続部２０およびセンサ接続部２３が、筒状壁１０の内周側に開口する開口部１１を通じてモータハウジング４内に臨むようになっている。上記ステータ接続部２０は、後述するように、モータハウジング４内のステータ（図示せず）に接続される端子を具備している。センサ接続部２３は、回転位置センサ用コネクタ２３ａと温度センサ用コネクタ２３ｂ（いずれも図７参照）とを一体化した構成であって、回転位置センサ用コネクタ２３ａに、モータハウジング４内の回転位置センサからのハーネス（図示せず）が接続され、温度センサ用コネクタ２３ｂに、モータハウジング４内の温度センサからのハーネス（図示せず）が接続される。なお、上記回転位置センサとは、周知のように、モータハウジング４内に設けられたロータ（図示せず）の回転位置を検出するものであって、当該回転位置センサの出力信号はモータ制御装置３による電動モータ２の駆動制御に供される。また、上記温度センサは、電動モータ２の作動温度、詳しくは電動モータ２の図示しないコイルの温度を検出するものである。上記開口部１１を囲む筒状壁１０の先端には、無端状に連続した溝部１０ａが形成されており、この溝部１０ａに配置されるシール部材（図示せず）がケース１２の底壁１３に圧接することにより、モータハウジング４の内外をシールするようになっている。
【００１４】
図１，２および図３に示すように、モータ制御装置３の筐体７は、ケース１２とカバー１５と、からなる。ケース１２は、底壁１３と周壁１４とを有し、上面が上方に向けて開口する平面視で略矩形状をなす。カバー１５は、ケース１２の上面開口を閉蓋する平面視で略矩形状をなす。筐体７の内部には、「回路基板」に相当するパワーモジュール１６と、「第２の回路基板」に相当する制御モジュール１７と、が収容されている。詳しくは、ケース１２の底壁１３寄りにパワーモジュール１６が位置し、その上方に、所定の間隔を隔てて制御モジュール１７が積層配置されている。そして、筐体７は、ケース１２の底壁１３をモータハウジング４側に向けた姿勢でモータハウジング４に固定されるようになっている。
【００１５】
図３および図４に示すように、カバー１５は、金属板を略皿状にプレス成形することで形成されているものであって、制御モジュール１７を収容すべくケース１２とは反対側に向けて膨出した膨出部４３と、その膨出部４３の外周縁に形成されたフランジ部４４と、そのフランジ部４４の外周縁を下向き（ケース１２側）に曲折してなる突縁部４５と、を備えている。
【００１６】
図４〜６に示すように、ケース１２は熱伝導が比較的良好なアルミニウム合金を用いていわゆるアルミダイカスト法をもって型成形されたものである。当該ケース１２のうち矩形の周壁１４の一辺に相当する第１壁部１４ａには、パワーモジュール１６側の外部接続コネクタ１９が挿通する開口部３６が当該第１壁部１４ａの大部分を上方側から切り欠くようにして形成されている。開口部３６は外部接続コネクタ１９の根元部に形成されたフランジ部１９ａに合致する形状を呈しており、当該開口部３６の開口縁には、接着性を有するシール材（図示せず）を介してフランジ部１９ａが接着固定されている。なお、図４〜６における符号１２ａは、ケース１２の外面に形成された冷却用のフィンを示している。
【００１７】
また、ケース１２のうち周壁１４の先端縁および外部接続コネクタ１９のうちフランジ部１９ａの上端縁には、無端状に連続するようにシール溝４６が形成されている。そして、そのシール溝４６にカバー１５側の突縁部４５を挿入した状態で、複数のカバー取付ねじ３４（図３参照）によってカバー１５とケース１２とが締結固定されている。なお、図示は省略しているが、カバー１５とケース１２との間は、シール溝４６内に塗布されたシール性を有する接着剤によってシールされている。
【００１８】
ケース１２の底壁１３には、当該底壁１３の四隅近傍の位置からカバー１５側に向けてそれぞれ突出する略円柱状のパワーモジュール支持部３７が４箇所に形成されている。各パワーモジュール支持部３７の頂部には、後述するパワーモジュール取付ねじ６１が螺合するねじ孔３７ａがそれぞれ形成されている。さらに、底壁１３のうちパワーモジュール１６側の後述するスイッチング素子実装領域Ａ（図７参照）に対応する位置において、受熱部として、該底壁１３からカバー１５側に向けて略矩形のブロック状に突出したブロック状突出部３８が形成されている。このブロック状突出部３８は、熱容量の大きなヒートシンクとして機能する。
【００１９】
ブロック状突出部３８は、ケース１２の略中央部に位置し、矩形の周壁１４のうち互いに対向する第１壁部１４ａおよび第２壁部１４ｂに対しては、それぞれ所定の間隔を介して離れており、冷却用フィン１２ａを有する第３壁部１４ｃに対向する第４壁部１４ｄに対しては、やはり所定の間隔を介して離れている。そして、ブロック状突出部３８は、冷却用フィン１２ａを有する第３壁部１４ｃに一体に連続して形成されている。このブロック状突出部３８の頂面の四隅近傍には、後述するパワーモジュール取付ねじ６２が螺合する計４個のねじ孔３８ａが形成されている。
【００２０】
なお、図６の符号４０は、ブロック状突出部３８のうち第３壁部１４ｃ側の端部に貫通形成された断面略矩形状のコネクタ挿通孔４０であって、図６の符号３９は、ブロック状突出部３８のうち第４壁部１４ｄ側の端面とケース１２の底壁１３とのなすコーナー部に貫通形成された電力供給端子挿通孔である。また、図６の符号４１は、第３壁部１４ｃのうちブロック状突出部３８よりも第２壁部１４ｂ側の位置に貫通形成され、空気は通すが水は通さない呼吸フィルタ４２（図１，２参照）が取り付けられた呼吸孔である。
【００２１】
パワーモジュール１６は、合成樹脂材料を用いて型成形したものであって、図４のほか図７に示すように、略平板状に形成されるとともに金属製のバスバー６３（図８参照）が表面ないし内部に多数インサートされた板状基部１８と、この板状基部１８の一端縁に一体に形成された外部接続コネクタ１９と、板状基部１８から該板状基部１８の平面と直交する方向に突出した前述のステータ接続部２０およびセンサ接続部２３と、を備えている。上記外部接続コネクタ１９は、「電源供給用コネクタ」に相当し、ケース１２側の開口部３６を通じて外部に臨んでいて、外部の電子機器との間で信号および電力を授受する。また上記板状基部１８のケース１２底壁１３側の面となる部品実装面１８ａには、種々の電子部品が実装されている。上記ステータ接続部２０は、上記部品実装面１８ａの略中央部に突設されている。また上記センサ接続部２３は、部品実装面１８ａの一方の端縁に突設されている。これらのステータ接続部２０およびセンサ接続部２３は、それぞれ矩形の板状をなし、互いに平行に延びている。
【００２２】
ステータ接続部２０は、外部接続コネクタ１９の軸方向（図１４のＸ方向）に沿って整列配置された３つの電力供給端子２１と、板状基部１８の部品実装面１８ａから突出形成されて各電力供給端子２１の根元部を被覆する板状基部１８と一体の樹脂材料からなる被覆部２２と、を備えている。上記電力供給端子２１は、電動モータ２に三相の駆動電流を供給する「駆動用端子」である。一方、センサ接続部２３は、外部接続コネクタ１９の軸方向に沿って回転位置センサ用コネクタ２３ａと温度センサ用コネクタ２３ｂとが並んだ偏平な矩形状の断面を有しており、その内側に複数の端子（図示せず）が配置されている。
【００２３】
なお、本実施例では、上記ステータ接続部２０が「電気接続要素」に相当するが、センサ接続部を「電気接続要素」として板状基部１８の略中央部に配置することも可能である。
【００２４】
次いで、図７に基づいて、板状基部１８の部品実装面１８ａに実装された種々の電子部品について具体的に説明する。部品実装面１８ａのうちステータ接続部２０とセンサ接続部２３との間には平面視略矩形状の突条部１８ｂによって囲われたスイッチング素子実装領域Ａが設定されており、このスイッチング素子実装領域Ａ内に、６つのスイッチング素子２４が実装されている。これら６つのスイッチング素子２４により、外部接続コネクタ１９を介して供給される直流電力を三相交流電力に変換する周知のインバータ回路が構成されている。このインバータ回路の出力である三相交流電力は、ステータ接続部２０を介して電動モータ２に供給され、当該電動モータ２を回転駆動する。なお、本実施例では、スイッチング素子２４としていわゆるＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が用いられているが、他のスイッチング素子であってもよい。
【００２５】
各スイッチング素子２４は、部品実装面１８ａに沿って配置される平坦な矩形のパッケージの一側部から端子３５が延びており、この端子３５をＬ字形に折り曲げることで板状基部１８のバスバー６３に接続されているが、それぞれの端子３５が延びる方向に沿って互いに隣接した２個のスイッチング素子２４が１組のスイッチング素子２４を構成し、かつ、この２個１組のスイッチング素子２４が、３組、互いに隣接して配置されている。換言すれば、６個のスイッチング素子２４は、「２×３」の配列となっている。図７では、理解を容易にするために、第１の組のスイッチング素子２４を符号２４ａで示し、第２の組のスイッチング素子２４を符号２４ｂで示し、第３の組のスイッチング素子２４を符号２４ｃで示す。図７で明らかなように、３つの組２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、外部接続コネクタ１９の軸方向に沿って並んでいる。また各組を構成する２つのスイッチング素子２４は、外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向（図１４のＹ方向）に沿って並んでいる。これらの３つの組のスイッチング素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃによって、電動モータ２の三相（Ｕ相，Ｖ相．Ｗ相）の電力がそれぞれ制御される。従って、各スイッチング素子２４は、発熱部品として比較的大きな熱を発生する。
【００２６】
ケース１２のヒートシンクとなるブロック状突出部３８の頂面の大きさは、上記のように「２×３」に配列されるスイッチング素子２４を含むスイッチング素子実装領域Ａに実質的に対応している。図４に示すように、パワーモジュール１６がケース１２に取り付けられた状態では、各スイッチング素子２４がブロック状突出部３８の頂面に接触し、スイッチング素子２４で発生した熱がブロック状突出部３８に伝達される。なお、図示はしていないが、スイッチング素子２４とブロック状突出部３８との間に、熱伝達性の高いジェルやシート部材からなる熱伝達部材を介装するようにしてもよい。この種の熱伝達部材は、スイッチング素子２４ないしブロック状突出部３８の頂面の凹凸に追従し、両者間の微小隙間を吸収して実質的な接触面積を増大させるので、熱伝達性が向上する。
【００２７】
そのほか、板状基部１８の部品実装面１８ａには、当該部品実装面１８ａの面直角方向に突出する略円柱状に形成された一対の第１電解コンデンサ２５、同じく部品実装面１８ａの面直角方向に突出した略円柱状を呈していて両第１電解コンデンサ２５よりも軸方向の長さが短い一対の第２電解コンデンサ２６、複数のセラミックコンデンサ２７、電流を検出するための複数のシャント抵抗２８、回路保護のための一対のリレー２９、ノーマルモードコイル３０、コモンモードコイル３１、がそれぞれ実装されている。第１，第２電解コンデンサ２５，２６、ノーマルモードコイル３０、コモンモードコイル３１は、ノイズ除去のためのノイズフィルタ部品として機能する。両第１電解コンデンサ２５およびノーマルモードコイル３０は、部品実装面１８ａのうち外部接続コネクタ１９とは反対側の端部にそれぞれ配置されている。両第２電解コンデンサ２６とコモンモードコイル３１および両リレー２９は、部品実装面１８ａのうちステータ接続部２０を挟んでセンサ接続部２３とは反対側の位置にそれぞれ配置されている。
【００２８】
前述したスイッチング素子実装領域Ａは、ノイズフィルタ部品の一つであるノーマルモードコイル３０や第１電解コンデンサ２５と外部接続コネクタ１９との間に設けられている。換言すれば、６つのスイッチング素子２４の両側（上記Ｘ方向に沿った両側）に、ノイズフィルタ部品の少なくとも一つ（本実施例ではノーマルモードコイル３０および第１電解コンデンサ２５）と外部接続コネクタ１９とがそれぞれ配置されている。同様に、ステータ接続部２０もノーマルモードコイル３０および第１電解コンデンサ２５と外部接続コネクタ１９との間に位置している。
【００２９】
一方、図７，８および図１４に示すように、板状基部１８の外周縁部の４箇所には、「第１固定要素」としてケース１２側のパワーモジュール支持部３７にそれぞれ対応する外側取付孔３２ａ〜３２ｄが貫通形成されている。板状基部１８は四辺が完全な直線の矩形ではなく、僅かに異形となっているが、これらの外側取付孔３２ａ〜３２ｄは、実質的には、板状基部１８の四隅に位置しており、外部接続コネクタ１９の軸方向（図１４のＸ方向）については、第１外側取付孔３２ａおよび第３外側取付孔３２ｃは、外部接続コネクタ１９寄りの端部に位置し、第２外側取付孔３２ｂおよび第４外側取付孔３２ｄは、外部接続コネクタ１９とは反対側となる端部に位置する。
【００３０】
さらに、板状基部１８のスイッチング素子実装領域Ａの周囲の４箇所には、「第２固定要素」として、前述したブロック状突出部３８の頂面のねじ孔３８ａにそれぞれ対応する内側取付孔３３ａ〜３３ｄが貫通形成されている。これらの内側取付孔３３ａ〜３３ｄは、「第１固定要素」となる外側取付孔３２ａ〜３２ｄよりもスイッチング素子２４に近い位置にあり、外部接続コネクタ１９の軸方向については、外部接続コネクタ１９寄りの第１，第３外側取付孔３２ａ，３２ｃと反対側の第２，第４外側取付孔３２ｂ，３２ｄとの間に、４つの内側取付孔３３ａ〜３３ｄが位置している。
【００３１】
また、外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向（図１４のＹ方向）については、一方の側の第１，第２外側取付孔３２ａ，３２ｂと他方の側の第３，第４外側取付孔３２ｃ，３２ｄとの間に、第１，第２内側取付孔３３ａ，３３ｂが位置しており、第３，第４内側取付孔３３ｃ，３３ｄは、板状基部１８の一方の端縁に近い位置にある。つまり、スイッチング素子実装領域Ａの両側（上記Ｙ方向に沿った両側）に、第１，第２内側取付孔３３ａ，３３ｂと第３，第４内側取付孔３３ｃ，３３ｄとがそれぞれ配置されている。第１内側取付孔３３ａと第３内側取付孔３３ｃとは、外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向に並んで配置されており、同様に、第２内側取付孔３３ｂと第４内側取付孔３３ｄとは、外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向に並んで配置されている。
【００３２】
より詳しくは、外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向について、第１，第２内側取付孔３３ａ，３３ｂは、６つのスイッチング素子２４とステータ接続部２０との間に位置している。これら２つの内側取付孔３３ａ，３３ｂは、外部接続コネクタ１９の軸方向に並んで配置されている。同様に、残りの２つの内側取付孔３３ｃ，３３ｄも、外部接続コネクタ１９の軸方向に並んで配置されている。
【００３３】
また「２×３」に配列されたスイッチング素子２４のレイアウトとの関係では、３組のスイッチング素子２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）が並んだ方向（図示例では、外部接続コネクタ１９の軸方向と同じ方向つまり図１４のＸ方向）に、２つの内側取付孔３３ａ，３３ｂが並んでおり、残りの２つの内側取付孔３３ｃ，３３ｄも同方向に並んでいる。そして、同じ組となる２つのスイッチング素子２４が並んだ方向（図１４のＹ方向）に、第１内側取付孔３３ａと第３内側取付孔３３ｃとが並んで配置されており、同様に、第２内側取付孔３３ｂと第４内側取付孔３３ｄとがＹ方向に並んで配置されている。なお、本発明において、「２つの取付孔がある方向例えばＸ方向に配置されている」とは、完全な直線上の配置に限定される趣旨ではなく、Ｘ方向に適宜な間隔を有して２つの取付孔が概ねＸ方向に沿った線上に位置していることを意味している。
【００３４】
そして、図３および図１０に示すように、パワーモジュール１６は、外側取付孔３２ａ〜３２ｄを貫通する４本のパワーモジュール取付ねじ６１によってケース１２のパワーモジュール支持部３７に固定されており、さらに、内側取付孔３３ａ〜３３ｄを貫通する４本のパワーモジュール取付ねじ６２によって、板状基部１８のスイッチング素子実装領域Ａ周囲がブロック状突出部３８に締付固定されている。パワーモジュール取付ねじ６１は、パワーモジュール支持部３７のねじ孔３７ａにそれぞれ螺合し、パワーモジュール取付ねじ６２は、ブロック状突出部３８頂面のねじ孔３８ａにそれぞれ螺合する。外側取付孔３２ａ〜３２ｄとパワーモジュール取付ねじ６１によって「第１固定要素」が構成され、内側取付孔３３ａ〜３３ｄとパワーモジュール取付ねじ６２によって「第２固定要素」が構成される。
【００３５】
また、図３，８に示すように、板状基部１８のうち部品取付面１８ａとは反対側の制御モジュール対向面１８ｃには、当該制御モジュール対向面１８ａの外周縁部から面直角方向に突出して制御モジュール１７をいわゆるスナップフィット方式で係合保持するスナップフィット部４７が複数形成されているとともに、パワーモジュール１６と制御モジュール１７とを電気的に接続するための接続端子５２が複数突設されている。
【００３６】
図９は、制御モジュール１７を係合保持している状態のスナップフィット部４７を拡大して示す斜視図である。なお、図９では各スナップフィット部４７のうちの一つのみを図示しているが、他のスナップフィット部４７も同様に構成されている。
【００３７】
図９に示すように、スナップフィット部４７は、板状基部１８の一部として合成樹脂材料で一体に成形されているものであって、制御モジュール１７におけるパワーモジュール１６側のパワーモジュール対向面１７ａが着座する略円柱状の制御モジュール支持部４８と、その制御モジュール支持部４８の近傍に設けられた保持片４９と、を備えている。保持片４９は、板状基部１８の制御モジュール対向面１８ｃから突出する断面略偏平状の柱状基部５０の先端に、その柱状基部５０の肉厚方向で制御モジュール１７側へ突出する爪部５１を形成してなるものであって、制御モジュール１７におけるパワーモジュール対向面１７ａとは反対側のカバー対向面１７ｂに、爪部５１が引っ掛かりの関係をもって係合するようになっている。より詳細には、爪部５１の下面は制御モジュール１７に対する係合面５１ａとして下向きに傾斜して形成されているのに対して、爪部５１の上面は滑らかに湾曲しつつ上向きに傾斜した傾斜面であるガイド面５１ｂとして形成されている。
【００３８】
そして、組立状態においては、制御モジュール支持部４８に制御モジュール１７が着座しているとともに、その制御モジュール１７のカバー対向面１７ｂに爪部５１の係合面５１ａが係合している。これにより、制御モジュール１７は、図９のほか図４に示すように、板状基部１８に対して面直角方向で所定の間隔を隔てた位置、具体的にはケース１２の開口端よりもカバー１５内に入り込んだ位置で、各スナップフィット部４７によって位置決め保持されている。すなわち、制御モジュール１７は、カバー１５の膨出部４３内に収容されている。
【００３９】
図３，９に示すように、制御モジュール１７は、ガラスエポキシ樹脂に代表されるような非導電性樹脂材料からなる基板の表裏両面にそれぞれ導体パターン（図示せず）を形成し、その上に多数の電子部品（図示せず）を実装することで構成されたものであって、当該制御モジュール１７の外周縁のうち各保持片４９に対応する位置には、それらの各保持片４９の柱状基部５０の断面形状に合致する形状の切欠部１７ｃがそれぞれ形成されている。すなわち、制御モジュール１７は、各保持片４９の柱状基部５０を各切欠部１７ｃにそれぞれ受容することにより、板状基部１８に平行な状態で位置決めされるようになっている。
【００４０】
また、図３，５に示すように、制御モジュール１７のうちパワーモジュール１６側の各接続端子５２に対応する位置には、スルーホール５３がそれぞれ貫通形成されている。各スルーホール５３は、それぞれ対応する接続端子５２を受容し、その接続端子５２に対して半田によって電気的に接続されている。そして、制御モジュール１７は、運転者によるブレーキ操作や自動車の運転状態にかかる情報を外部接続コネクタ１９および各接続端子５２を介して入力し、その情報に基づいて生成した駆動指令信号を各接続端子５２を介して各スイッチング素子２４へ出力することで、各スイッチング素子２４をスイッチング動作させて電動モータ２を駆動することになる。
【００４１】
次に、以上のように構成したモータ制御装置３の組立手順について説明する。先ず、パワーモジュール１６のステータ接続部２０をケース１２側の電力供給端子挿通孔３９に、パワーモジュール１６のセンサ接続部２３をケース１２側のコネクタ挿通孔４０にそれぞれ挿通させつつ、各パワーモジュール支持部３７上に板状基部１８を載置し、図１０に示すように、各パワーモジュール取付ねじ６１，６２によってパワーモジュール１６をケース１２に締結固定する。具体的には、外側取付孔３２ａ〜３２ｄをそれぞれ貫通するパワーモジュール取付ねじ６１を各パワーモジュール支持部３７に形成されたねじ孔３７ａに螺合させるとともに、内側取付孔３３ａ〜３３ｄをそれぞれ貫通するパワーモジュール取付ねじ６２をブロック状突出部３８に形成されたねじ孔３８ａに螺合させる。
【００４２】
ここで、パワーモジュール１６は、前述したように、金型内に金属製のバスバー６３を複数位置決め支持した状態で、その金型内へ樹脂材料を充填することにより、各バスバー６３をインサートしつつ型成形されたものである。なお、本実施例では、図８に示すように、バスバー６３の多くが、板状基部１８表面に露出した状態でインサートされており、これにより、板状基部１８の厚さの低減ひいてはパワーモジュール１６の小型化を図っている。バスバー６３を板状基部１８の内部に完全に埋設してもよい。
【００４３】
このようにいわゆるインサート成形により形成されるパワーモジュール１６においては、金属材料と樹脂材料とで熱膨張係数が相違するため、図１１の（ａ）に模式的に示すように、金型内へ充填した樹脂材料の冷却時に、板状基部１８に反りが発生する。つまり、板状基部１８においては、制御モジュール対向面１８ｃに沿って多くのバスバー６３が配設されているので、金型内へ充填した樹脂材料の冷却時に、板状基部１８の制御モジュール対向面１８ｃよりも部品実装面１８ａの方が大きく収縮することになるため、一般に、板状基部１８には、制御モジュール対向面１８ｃ側に向かって凸となる方向の反りが生じやすい。なお、図１１の（ａ）では、上述した理由から、制御モジュール対向面１８ｃ側に向かって凸となる方向に反った板状基部１８を示しているが、パワーモジュール１６の成形条件によっては、逆に、制御モジュール対向面１８ｃ側に向かって凹となる方向に板状基部が反ることも有り得る。
【００４４】
そして、以上のように反りが生じた板状基部１８を各パワーモジュール支持部３７に単に載置した状態では、当該板状基部１８とブロック状突出部３８との間に隙間Ｇが生じることになる。しかし、図１１の（ｂ）に示すように、板状基部１８は、内側取付孔３３ａ〜３３ｄを貫通したパワーモジュール取付ねじ６２により、スイッチング素子実装領域Ａ周囲の４箇所においてブロック状突出部３８へ向けて押圧固定される。これにより、板状基部１８は所期の平坦形状に矯正され、図４に示すように、板状基部１８に実装された各スイッチング素子２４がブロック状突出部３８の頂面に当接（直接あるいは前述した熱伝達部材を介して）し、各スイッチング素子２４の発生した熱が受熱部ないしヒートシンクとなるブロック状突出部３８へ効率的に伝達されるようになる。
【００４５】
特に、上記構成では、「第２固定要素」となるパワーモジュール取付ねじ６２がブロック状突出部３８のねじ孔３８ａに直接に螺合し、スイッチング素子実装領域Ａがブロック状突出部３８に直接に固定されるので、スイッチング素子２４と受熱部であるブロック状突出部３８頂面との接触性がより確実に得られる。また、比較的大きなブロック状突出部３８の頂面によって、板状基部１８の反りが確実に矯正される。
【００４６】
図１２（ａ），（ｂ）は、図１１（ａ），（ｂ）と同様に、ケース１２へ取り付ける前の板状基部１８が反っている状態およびケース１２への取付後の平坦となった状態を示している。この図１２は、図１１の模式図に比較して、種々の電子部品を備えたパワーモジュール１６をより詳細に描いている。
【００４７】
なお、板状基部１８は、外周部の外側取付孔３２ａ〜３２ｄにおいてパワーモジュール取付ねじ６１によりケース１２に固定されるから、仮に、板状基部１８が制御モジュール対向面１８ｃ側に向かって凹となる方向に反っていたとしても、板状基部１８を所期の平坦形状に矯正することが可能である。
【００４８】
次いで、図５に示すように、パワーモジュール１６に対して制御モジュール１７を組み付ける。具体的には、制御モジュール１７の各スルーホール５３にパワーモジュール１６側の各接続端子５２を挿通させつつ、制御モジュール１７のうち各切欠部１７ｃの周縁を図９に示す各保持片４９のうち爪部５１のガイド面５１ｂにそれぞれ当接させた状態で、その制御モジュール１７をパワーモジュール１６側に向かって押圧する。これにより、各保持片４９は、ガイド面５１ｂと制御モジュール１６との傾斜面接触をもって弾性的に撓み変形し、爪部５１と制御モジュール支持部４３との間の位置に制御モジュール１７を受容した上で、上記撓み変形に基づく復元力によって制御モジュール１７のカバー対向面１７ｂに爪部５１の係合面５１ａを係合させることになる。その結果、制御モジュール１７が各スナップフィット部４７によって位置決め支持される。
【００４９】
このようにして制御モジュール１７をパワーモジュール１６に組み付けたならば、パワーモジュール１６側の各接続端子５２と制御モジュール１７側の各スルーホール５３とを半田によって電気的に接続した上で、ケース１２の開口をカバー１５によって閉蓋することにより、モータ制御装置３の組み立てが完了する。
【００５０】
したがって、本実施例によれば、制御モジュール１７をパワーモジュール１６側へ押圧するという極めて容易な操作をもって制御モジュール１７をパワーモジュール１６に組み付けることができるから、モータ制御装置３の組立作業性が飛躍的に向上する。
【００５１】
ところで、上述したようにパワーモジュール１６の成形時に板状基部１８に反りが生じると、図１３（ａ）に示すように、当該板状基部１８の制御モジュール対向面１８ｃに突設された各スナップフィット部４７および各接続端子５２（図８参照）が相手側となる制御モジュール１７に対して傾斜し、各スナップフィット部４７および各接続端子５２の相対位置関係が正規の相対位置関係からずれてしまう。したがって、仮に、板状基部１８に生じた反りを矯正することなく制御モジュール１７を組み付けようとした場合、各スナップフィット部４７および各接続端子５２が相手側となる各切欠部１７ｃおよび各スルーホール５３に対して位置ずれすることになり、それらの各スナップフィット部４７および各接続端子５２の傾きを適宜調整しながら制御モジュール１７を組み付けなければならならず、その組付作業が非常に煩雑となる虞がある。
【００５２】
これに対し、本実施例では、外側取付孔３２ａ〜３２ｄを貫通するパワーモジュール取付ねじ６１によって板状基部１８の外周部をケース１２に固定するとともに、内側取付孔３３ａ〜３３ｄを貫通するパワーモジュール取付ねじ６２によって板状基部１８の中央部をブロック状突出部３８に向けて押圧固定することにより、図１３（ｂ）に示すように、板状基部１８が所期の平坦形状に矯正されることから、各スナップフィット部４７および各接続端子５２の上述したような位置ずれを矯正することができ、パワーモジュール１６に対して制御モジュール１７をさらに容易に組み付けられるようになる。その結果、モータ制御装置３の組立作業性がより一層向上する。
【００５３】
さらに、車両の走行中には常にモータ制御装置３の筐体７に振動が加わることになるが、仮に、重ねて配置された２つの回路基板をそれぞれ筐体に対してねじ止めした場合には、筐体に入力された振動がそれぞれ異なる経路を介して両基板に伝達されることになり、両基板の振動に位相のずれが生じてしまう。そして、このように両基板の振動に位相のずれが生じると、両基板同士が相対的に変位することになるから、両基板同士を電気的に接続するリードフレームに応力が発生し、当該リードフレームの耐久性または信頼性が低下してしまう虞がある。
【００５４】
これに対し、本実施例の構成では、制御モジュール１７をパワーモジュール１６に対して保持固定していることから、筐体７に入力された振動はパワーモジュール１６を介して制御モジュール１７に伝達されることになる。これにより、制御モジュール１７の振動とパワーモジュール１６の振動との間に生じる位相差、ひいては各接続端子５２に発生する応力が少なくとも軽減され、各接続端子５２の耐久性または信頼性を向上させることができる。
【００５５】
なお、本実施例では、第１固定要素および第２固定要素として、板状基部１８の取付孔に挿通される取付ねじ６１，６２を用いているので、その固定支持が強固であり、外部からの振動入力に対してパワーモジュール１６等が共振したりすることがない。
【００５６】
さらに、スナップフィット部４７をもって制御モジュール１７をパワーモジュール１６に固定するようにしたことで、パワーモジュール１６や制御モジュール１７において熱収縮や熱膨張が発生し、かつ当該熱収縮や熱膨張においてその収縮量ないし膨張量に差が生じたとしても、スナップフィット部４７が変形、具体的には保持片４９が弾性変形することによって、上記各量の差を吸収することが可能となる。この結果、上記パワーモジュール１６や制御モジュール１７に応力が作用してしまう不具合を抑制することができる。なお、特に、かかる応力は、パワーモジュール１６や制御モジュール１７の半田付け部分に作用しやすいことから、上記の作用により、当該半田付け部分の耐久性の低下やクラック等の発生による劣化を抑制できる。
【００５７】
また、制御モジュール１７は、当該制御モジュール１７の外周縁に各保持片４９が係合することによって位置決め保持されるようになっているため、制御モジュール１７に固定用の取付孔を貫通形成する必要がなく、当該制御モジュール１７を小型化できるようになるほか、当該制御モジュール１７の設計自由度が向上するメリットもある。
【００５８】
なお、図１１（ａ），図１２（ａ）および図１３（ａ）は、いずれも、板状基部１８に生じる反りを若干誇張して描いている。
【００５９】
上記のように、上記実施例の構成では、スイッチング素子２４周囲の内側取付孔３３ａ〜３３ｄをパワーモジュール取付ねじ６２によってブロック状突出部３８の頂面へ向けて押圧固定することでスイッチング素子２４とブロック状突出部３８の頂面との接触性が向上し、スイッチング素子２４に対する冷却性が向上する。特に、上記実施例では、ステータ接続部２０とスイッチング素子２４との間に第１，第２内側取付孔３３ａ，３３ｂが配置されており、これらの箇所でブロック状突出部３８に対し固定されるので、板状基部１８から突出したステータ接続部２０の剛性が高くなる。従って、電動モータ２のステータとの接続時に発生する応力によってステータ接続部２０が破損したり変形したりするという不具合を抑制できる。
【００６０】
さらに、ステータ接続部２０は、ヒートシンクとなるブロック状突出部３８に隣接して配置されているので、電気的な接続部で発生する熱や電動モータ２から伝わる熱をブロック状突出部３８に伝達して放熱させることができる。従って、筐体７の内部の温度やパワーモジュール１６ないし制御モジュール１７の温度の上昇を抑制することができる。しかもブロック状突出部３８が支持部材となってステータ接続部２０を支えることができるので、電動モータ２などアクチュエータユニット１の外部からの振動によってステータ接続部２０が振動することを抑制できる。
【００６１】
また、上記実施例では、外部接続コネクタ１９の軸方向（図１４のＸ方向）に、「第２固定要素」となる２つの内側取付孔３３ａ，３３ｂが並んでおり、かつ他の２つの内側取付孔３３ｃ，３３ｄも同方向に並んでいる。従って、この外部接続コネクタ１９の軸方向に沿った断面における板状基部１８の反りを確実に矯正することができる。
【００６２】
さらに、上記実施例では、第１，第３内側取付孔３３ａ，３３ｃが外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向（図１４のＹ方向）に並んで配置されており、同様に、第２，第４内側取付孔３３ｂ，３３ｄが外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向に並んで配置されているので、この外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向に沿った断面における板状基部１８の反りを確実に矯正することができる。
【００６３】
特に、上記実施例では、「２×３」に配列されたスイッチング素子２４の両側に内側取付孔３３ａ〜３３ｄが配置されているため、スイッチング素子実装領域Ａにおける板状基部１８の反りが確実に矯正され、ブロック状突出部３８の頂面と各スイッチング素子２４との接触性のばらつきが少なくなる。
【００６４】
さらに、上記実施例では、スイッチング素子２４およびステータ接続部２０が、ノイズフィルタ部品の一つであるノーマルモードコイル３０や第１電解コンデンサ２５と外部接続コネクタ１９との間に配置されているため、ステータ接続部２０がケース１２のほぼ中央に位置することとなり、電動モータ２との接続距離を短くすることができ、かつ組付性が向上する。またスイッチング素子２４とステータ接続部２０とが接近していることから、ノイズ低減を図ることができる。そして、ケース１２のほぼ中央で電動モータ２と接続されることから、電動モータ２にケース１２を結合した状態での装置全体の小型化が図れる。しかも、このケース１２のほぼ中央が「第２固定要素」であるパワーモジュール取付ねじ６２によって固定されるため、反りが大きな領域がケース１２に対し固定されることとなり、板状基部１８の全体的な反りを抑制することができる。
【００６５】
次に、「第２固定要素」となる内側取付孔３３の配置を変更した変形例を図１５〜図２０に基づいて説明する。
【００６６】
図１５は、前述した第１実施例における第２内側取付孔３３ｂを省略した第２実施例を示しており、第１内側取付孔３３ａ、第３内側取付孔３３ｃおよび第４内側取付孔３３ｄの３箇所でスイッチング素子２４の周囲をブロック状突出部３８の頂面へ向けて押圧固定する構成となっている。なお、さらに第３内側取付孔３３ｃおよび第４内側取付孔３３ｄを省略するようにしてもよい。
【００６７】
図１６は、前述した第１実施例における第１内側取付孔３３ａを省略した第３実施例を示しており、第２内側取付孔３３ｂ、第３内側取付孔３３ｃおよび第４内側取付孔３３ｄの３箇所でスイッチング素子２４の周囲をブロック状突出部３８の頂面へ向けて押圧固定する構成となっている。なお、さらに第３内側取付孔３３ｃおよび第４内側取付孔３３ｄを省略するようにしてもよい。
【００６８】
図１７は、前述した第１実施例における第３内側取付孔３３ｃおよび第４内側取付孔３３ｄを省略した第４実施例を示しており、板状基部１８のほぼ中央に位置する第１内側取付孔３３ａおよび第２内側取付孔３３ｂの２箇所で板状基部１８をブロック状突出部３８の頂面へ向けて押圧固定している。
【００６９】
図１８は、前述した第１実施例における第１内側取付孔３３ａおよび第２内側取付孔３３ｂに代えて、１つの内側取付孔３３ｅを設けた第５実施例を示している。上記内側取付孔３３ｅは、「２×３」に配列された６個のスイッチング素子２４の中央に位置している。
【００７０】
図１９は、前述した第１実施例における第１内側取付孔３３ａおよび第２内側取付孔３３ｂに代えて、「２×３」に配列された６個のスイッチング素子２４の中央部に２つの内側取付孔３３ｆ，３３ｇを設けた第６実施例を示している。これらの内側取付孔３３ｆ，３３ｇは、第２の組のスイッチング素子２４ｂと第３の組のスイッチング素子２４ｃとの間、および第１の組のスイッチング素子２４ａと第２の組のスイッチング素子２４ｂとの間、にそれぞれ配置されている。
【００７１】
図２０は、前述した第１実施例における第１内側取付孔３３ａおよび第２内側取付孔３３ｂに代えて、「２×３」に配列された６個のスイッチング素子２４の中央部に３つの内側取付孔３３ｈ，３３ｉ，３３ｊを設けた第７実施例を示している。これらの内側取付孔３３ｈ，３３ｉ，３３ｊは、それぞれ、１組を構成する２つのスイッチング素子２４の間に配置されている。
【００７２】
ここで、上記実施例から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に列挙する。
【００７３】
（イ）上記電気接続要素は、上記ブロック状突出部の側壁に沿った位置に配置されている、請求項３に記載の電子制御装置。
【００７４】
（ロ）上記電気接続要素は、上記ケースが取り付けられる電動アクチェータに駆動電流を供給する駆動用端子である、請求項３に記載の電子制御装置。
【００７５】
（ハ）複数の第２固定要素を備え、上記発熱部品が搭載された位置の両側に上記第２固定要素が配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００７６】
（ニ）上記回路基板は、電源供給用コネクタを備え、
この電源供給用コネクタの軸方向に、複数の第２固定要素が配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００７７】
（ホ）上記発熱部品は、２つの発熱部品を１組として３組の発熱部品が互いに隣接して配置されており、
これら３組の発熱部品が並んだ方向に、少なくとも２つの第２固定要素が配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００７８】
（ヘ）上記回路基板は、電源供給用コネクタを備え、
この電源供給用コネクタの軸方向と直交する方向に、複数の第２固定要素が配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００７９】
（ト）上記発熱部品は、２つの発熱部品を１組として３組の発熱部品が互いに隣接して配置されており、
１組の発熱部品に含まれる２つの発熱部品が並んだ方向に、少なくとも２つの第２固定要素が配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００８０】
（チ）上記回路基板は、電源供給用コネクタと、ノイズフィルタ部品と、上記ケースの底面から突出して電動アクチェータに駆動電流を供給する駆動用端子と、を備え、
上記発熱部品および上記駆動用端子が、電源供給用コネクタと少なくとも１つのノイズフィルタ部品との間に配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００８１】
（リ）上記回路基板は、電源供給用コネクタと、ノイズフィルタ部品と、を備え、
上記第２固要素の少なくとも１つは、上記電源供給用コネクタと少なくとも１つのノイズフィルタ部品との間に配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００８２】
（ヌ）上記第１固定要素は、上記回路基板に貫通形成された取付孔と、該取付孔に挿入されて上記回路基板を上記ケースに締結するねじと、からなる、請求項１に記載の電子制御装置。
【００８３】
（ル）上記第２固定要素は、上記回路基板に貫通形成された取付孔と、該取付孔に挿入されて上記回路基板を上記ケースに締結するねじと、からなる、請求項１に記載の電子制御装置。
【００８４】
（ヲ）上記回路基板の上に重ねて配置される第２の回路基板と、
上記回路基板に複数形成され弾性変形可能な保持片と、
上記保持片にそれぞれ形成された爪部と、
上記回路基板と対向する上記第２の回路基板の第１の面に当接して上記第２の回路基板を支持する支持部と、を備え、
上記第２の回路基板は、上記爪部が該第２の回路基板の第２の面に係合することで保持されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【符号の説明】
【００８５】
３…モータ制御装置
１２…ケース
１６…パワーモジュール
１７…制御モジュール
２４…スイッチング素子
３２ａ〜３２ｄ…外側取付孔
３３ａ〜３３ｄ…内側取付孔
３８…ブロック状突出部
４９…保持片
５１…爪部
５１ａ…係合面
５１ｂ…ガイド面
６１，６２…パワーモジュール取付ねじ
Ａ…スイッチング素子実装領域
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発熱部品が搭載された回路基板をケース内に収容してなる電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子制御装置として例えば特許文献１に記載のものが提案されている。特許文献１に記載の電子制御装置は、熱伝導性の良好な金属からなる装置ケース内に、複数のバスバ−をインサート成形してなる合成樹脂製のバスバー基板を収容した構成であり、バスバー基板の上に、プリント回路基板が重ねて取り付けられている。上記バスバー基板には、別の小型の基板を介して発熱部品となるＭＯＳＦＥＴが取り付けられており、このＭＯＳＦＥＴを装置ケースの内壁面に接触させた状態とすることで、その放熱を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２４７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような電子制御装置にあっては、ケース内に収容される回路基板に反り（湾曲変形）が生じることがある。特に、バスバーをインサートした状態に合成樹脂材料を型成形した構成の回路基板では、成形した樹脂材料の冷却に伴って反りが生じやすい。このように回路基板が湾曲変形すると、回路基板の表面に実装した発熱部品とケース内壁面との接触が不十分となり、発熱部品からの熱に対しケースを介した放熱性が悪化する。
【０００５】
なお、上記特許文献１では、回路基板の反りによる影響を回避するために、発熱部品となるＭＯＳＦＥＴが別の小型の基板を介して支持されており、従って、構成が複雑化してしまう。
【０００６】
本発明は、回路基板の反りによる発熱部品の放熱性の悪化を抑制した電子制御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】
【０００７】
この発明に係る電子制御装置は、
発熱部品が搭載された回路基板と、
上記回路基板を収容し、かつ上記発熱部品と接する受熱部を有するケースと、
上記回路基板の外周に沿って該回路基板を上記ケースに固定する少なくとも２つの第１固定要素と、
上記固定要素による固定点よりも上記発熱部品に近い位置で上記回路基板を上記ケースに向けて押圧固定する少なくとも１つの第２固定要素と、
を備えて構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、上記回路基板はその外周に沿った第１固定要素によってケースに固定されるほか、発熱部品に近い位置で第２固定要素によりケースに向けて押圧固定されるので、回路基板に反りが生じていた場合でも、発熱部品とケース受熱部との間の接触が良好となり、発熱部品からの放熱性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例であるモータ制御装置を備えたアクチュエータユニットを示す分解斜視図。
【図２】図１に示すアクチュエータユニットを別の角度から見た分解斜視図。
【図３】図２に示すモータ制御装置の分解斜視図。
【図４】図２に示すモータ制御装置のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図５】図４に示すモータ制御装置からカバーを取り除いた状態を示す平面図。
【図６】図３に示すケース単体の斜視図。
【図７】図３に示すパワーモジュール単体の斜視図であって、そのパワーモジュールを部品実装面側から見た図。
【図８】図７に示すパワーモジュールを制御モジュール対向面側から見た斜視図。
【図９】図８に示すスナップフィット部が制御モジュールに係合した状態を示す拡大斜視図。
【図１０】図３に示すケースにパワーモジュールを取り付けた状態を示す平面図。
【図１１】（ａ）パワーモジュール取付ねじ締結前の板状基部と（ｂ）パワーモジュール取付ねじ締結後の板状基部とを対比して示す図。
【図１２】（ａ）パワーモジュール取付ねじ締結前のパワーモジュールと（ｂ）パワーモジュール取付ねじ締結後のパワーモジュールとを実装した部品とともに示す図。
【図１３】（ａ）パワーモジュール取付ねじ締結前のパワーモジュールと（ｂ）パワーモジュール取付ねじ締結後のパワーモジュールとを制御モジュールとともに示す図。
【図１４】第１実施例の内側取付孔の配置を示すパワーモジュールの平面図。
【図１５】内側取付孔の配置が異なる第２実施例のパワーモジュールの平面図。
【図１６】内側取付孔の配置が異なる第３実施例のパワーモジュールの平面図。
【図１７】内側取付孔の配置が異なる第４実施例のパワーモジュールの平面図。
【図１８】内側取付孔の配置が異なる第５実施例のパワーモジュールの平面図。
【図１９】内側取付孔の配置が異なる第６実施例のパワーモジュールの平面図。
【図２０】内側取付孔の配置が異なる第７実施例のパワーモジュールの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜１０に基づいて本発明の第１実施例を説明する。図１は本発明にかかる電子制御装置であるモータ制御装置３を備えたアクチュエータユニット１を示す分解斜視図、図２は図１に示すアクチュエータユニット１を別の角度から見た分解斜視図である。また、図３はモータ制御装置３の分解斜視図、図４は図２に示すモータ制御装置３のＡ−Ａ線に沿った断面図、図５はカバーを取り除いた状態のモータ制御装置３を示す平面図である。
【００１１】
図１，２に示すアクチュエータユニット１は、自動車に搭載される電動式のブレーキ倍力装置に用いられるものであって、三相交流電力によって駆動され、ブレーキ液の液圧を制御する電動アクチュエータである電動モータ２と、運転者によるブレーキ操作や自動車の運転状態に基づいて電動モータ２を駆動制御するモータ制御装置３と、を備えている。なお、図示は省略しているが、電動モータ２は、いわゆるボールねじ機構により、ブレーキ液の液圧を制御する図示しないピストンを進退移動させる。
【００１２】
電動モータ２のモータハウジング４の円筒形の外面には、当該電動モータ２の軸方向に延びる一対の台座部５が電動モータ２の軸直角方向で互いに所定の間隔を隔てて形成されている。両台座部５のうち長手方向の両端部にはねじ孔６ａが穿設された円形の着座面６がそれぞれ突出形成されている一方、モータ制御装置３の筐体７のうち後述するケース１２にはモータハウジング４側の各着座面６にそれぞれ着座する４つの脚部８が形成されている。そして、筐体７側の各脚部８を挿通しつつモータハウジング４側の各ねじ孔６ａに螺合する４つの制御装置取付ねじ９により、モータ制御装置３が電動モータ２に固定される。
【００１３】
他方、モータハウジング４のうち両台座部５同士の間の位置には略矩形の筒状壁１０が突出形成され、モータ制御装置３の筐体７をモータハウジング４に固定したときに、モータ制御装置３側のステータ接続部２０およびセンサ接続部２３が、筒状壁１０の内周側に開口する開口部１１を通じてモータハウジング４内に臨むようになっている。上記ステータ接続部２０は、後述するように、モータハウジング４内のステータ（図示せず）に接続される端子を具備している。センサ接続部２３は、回転位置センサ用コネクタ２３ａと温度センサ用コネクタ２３ｂ（いずれも図７参照）とを一体化した構成であって、回転位置センサ用コネクタ２３ａに、モータハウジング４内の回転位置センサからのハーネス（図示せず）が接続され、温度センサ用コネクタ２３ｂに、モータハウジング４内の温度センサからのハーネス（図示せず）が接続される。なお、上記回転位置センサとは、周知のように、モータハウジング４内に設けられたロータ（図示せず）の回転位置を検出するものであって、当該回転位置センサの出力信号はモータ制御装置３による電動モータ２の駆動制御に供される。また、上記温度センサは、電動モータ２の作動温度、詳しくは電動モータ２の図示しないコイルの温度を検出するものである。上記開口部１１を囲む筒状壁１０の先端には、無端状に連続した溝部１０ａが形成されており、この溝部１０ａに配置されるシール部材（図示せず）がケース１２の底壁１３に圧接することにより、モータハウジング４の内外をシールするようになっている。
【００１４】
図１，２および図３に示すように、モータ制御装置３の筐体７は、ケース１２とカバー１５と、からなる。ケース１２は、底壁１３と周壁１４とを有し、上面が上方に向けて開口する平面視で略矩形状をなす。カバー１５は、ケース１２の上面開口を閉蓋する平面視で略矩形状をなす。筐体７の内部には、「回路基板」に相当するパワーモジュール１６と、「第２の回路基板」に相当する制御モジュール１７と、が収容されている。詳しくは、ケース１２の底壁１３寄りにパワーモジュール１６が位置し、その上方に、所定の間隔を隔てて制御モジュール１７が積層配置されている。そして、筐体７は、ケース１２の底壁１３をモータハウジング４側に向けた姿勢でモータハウジング４に固定されるようになっている。
【００１５】
図３および図４に示すように、カバー１５は、金属板を略皿状にプレス成形することで形成されているものであって、制御モジュール１７を収容すべくケース１２とは反対側に向けて膨出した膨出部４３と、その膨出部４３の外周縁に形成されたフランジ部４４と、そのフランジ部４４の外周縁を下向き（ケース１２側）に曲折してなる突縁部４５と、を備えている。
【００１６】
図４〜６に示すように、ケース１２は熱伝導が比較的良好なアルミニウム合金を用いていわゆるアルミダイカスト法をもって型成形されたものである。当該ケース１２のうち矩形の周壁１４の一辺に相当する第１壁部１４ａには、パワーモジュール１６側の外部接続コネクタ１９が挿通する開口部３６が当該第１壁部１４ａの大部分を上方側から切り欠くようにして形成されている。開口部３６は外部接続コネクタ１９の根元部に形成されたフランジ部１９ａに合致する形状を呈しており、当該開口部３６の開口縁には、接着性を有するシール材（図示せず）を介してフランジ部１９ａが接着固定されている。なお、図４〜６における符号１２ａは、ケース１２の外面に形成された冷却用のフィンを示している。
【００１７】
また、ケース１２のうち周壁１４の先端縁および外部接続コネクタ１９のうちフランジ部１９ａの上端縁には、無端状に連続するようにシール溝４６が形成されている。そして、そのシール溝４６にカバー１５側の突縁部４５を挿入した状態で、複数のカバー取付ねじ３４（図３参照）によってカバー１５とケース１２とが締結固定されている。なお、図示は省略しているが、カバー１５とケース１２との間は、シール溝４６内に塗布されたシール性を有する接着剤によってシールされている。
【００１８】
ケース１２の底壁１３には、当該底壁１３の四隅近傍の位置からカバー１５側に向けてそれぞれ突出する略円柱状のパワーモジュール支持部３７が４箇所に形成されている。各パワーモジュール支持部３７の頂部には、後述するパワーモジュール取付ねじ６１が螺合するねじ孔３７ａがそれぞれ形成されている。さらに、底壁１３のうちパワーモジュール１６側の後述するスイッチング素子実装領域Ａ（図７参照）に対応する位置において、受熱部として、該底壁１３からカバー１５側に向けて略矩形のブロック状に突出したブロック状突出部３８が形成されている。このブロック状突出部３８は、熱容量の大きなヒートシンクとして機能する。
【００１９】
ブロック状突出部３８は、ケース１２の略中央部に位置し、矩形の周壁１４のうち互いに対向する第１壁部１４ａおよび第２壁部１４ｂに対しては、それぞれ所定の間隔を介して離れており、冷却用フィン１２ａを有する第３壁部１４ｃに対向する第４壁部１４ｄに対しては、やはり所定の間隔を介して離れている。そして、ブロック状突出部３８は、冷却用フィン１２ａを有する第３壁部１４ｃに一体に連続して形成されている。このブロック状突出部３８の頂面の四隅近傍には、後述するパワーモジュール取付ねじ６２が螺合する計４個のねじ孔３８ａが形成されている。
【００２０】
なお、図６の符号４０は、ブロック状突出部３８のうち第３壁部１４ｃ側の端部に貫通形成された断面略矩形状のコネクタ挿通孔４０であって、図６の符号３９は、ブロック状突出部３８のうち第４壁部１４ｄ側の端面とケース１２の底壁１３とのなすコーナー部に貫通形成された電力供給端子挿通孔である。また、図６の符号４１は、第３壁部１４ｃのうちブロック状突出部３８よりも第２壁部１４ｂ側の位置に貫通形成され、空気は通すが水は通さない呼吸フィルタ４２（図１，２参照）が取り付けられた呼吸孔である。
【００２１】
パワーモジュール１６は、合成樹脂材料を用いて型成形したものであって、図４のほか図７に示すように、略平板状に形成されるとともに金属製のバスバー６３（図８参照）が表面ないし内部に多数インサートされた板状基部１８と、この板状基部１８の一端縁に一体に形成された外部接続コネクタ１９と、板状基部１８から該板状基部１８の平面と直交する方向に突出した前述のステータ接続部２０およびセンサ接続部２３と、を備えている。上記外部接続コネクタ１９は、「電源供給用コネクタ」に相当し、ケース１２側の開口部３６を通じて外部に臨んでいて、外部の電子機器との間で信号および電力を授受する。また上記板状基部１８のケース１２底壁１３側の面となる部品実装面１８ａには、種々の電子部品が実装されている。上記ステータ接続部２０は、上記部品実装面１８ａの略中央部に突設されている。また上記センサ接続部２３は、部品実装面１８ａの一方の端縁に突設されている。これらのステータ接続部２０およびセンサ接続部２３は、それぞれ矩形の板状をなし、互いに平行に延びている。
【００２２】
ステータ接続部２０は、外部接続コネクタ１９の軸方向（図１４のＸ方向）に沿って整列配置された３つの電力供給端子２１と、板状基部１８の部品実装面１８ａから突出形成されて各電力供給端子２１の根元部を被覆する板状基部１８と一体の樹脂材料からなる被覆部２２と、を備えている。上記電力供給端子２１は、電動モータ２に三相の駆動電流を供給する「駆動用端子」である。一方、センサ接続部２３は、外部接続コネクタ１９の軸方向に沿って回転位置センサ用コネクタ２３ａと温度センサ用コネクタ２３ｂとが並んだ偏平な矩形状の断面を有しており、その内側に複数の端子（図示せず）が配置されている。
【００２３】
なお、本実施例では、上記ステータ接続部２０が「電気接続要素」に相当するが、センサ接続部を「電気接続要素」として板状基部１８の略中央部に配置することも可能である。
【００２４】
次いで、図７に基づいて、板状基部１８の部品実装面１８ａに実装された種々の電子部品について具体的に説明する。部品実装面１８ａのうちステータ接続部２０とセンサ接続部２３との間には平面視略矩形状の突条部１８ｂによって囲われたスイッチング素子実装領域Ａが設定されており、このスイッチング素子実装領域Ａ内に、６つのスイッチング素子２４が実装されている。これら６つのスイッチング素子２４により、外部接続コネクタ１９を介して供給される直流電力を三相交流電力に変換する周知のインバータ回路が構成されている。このインバータ回路の出力である三相交流電力は、ステータ接続部２０を介して電動モータ２に供給され、当該電動モータ２を回転駆動する。なお、本実施例では、スイッチング素子２４としていわゆるＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が用いられているが、他のスイッチング素子であってもよい。
【００２５】
各スイッチング素子２４は、部品実装面１８ａに沿って配置される平坦な矩形のパッケージの一側部から端子３５が延びており、この端子３５をＬ字形に折り曲げることで板状基部１８のバスバー６３に接続されているが、それぞれの端子３５が延びる方向に沿って互いに隣接した２個のスイッチング素子２４が１組のスイッチング素子２４を構成し、かつ、この２個１組のスイッチング素子２４が、３組、互いに隣接して配置されている。換言すれば、６個のスイッチング素子２４は、「２×３」の配列となっている。図７では、理解を容易にするために、第１の組のスイッチング素子２４を符号２４ａで示し、第２の組のスイッチング素子２４を符号２４ｂで示し、第３の組のスイッチング素子２４を符号２４ｃで示す。図７で明らかなように、３つの組２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、外部接続コネクタ１９の軸方向に沿って並んでいる。また各組を構成する２つのスイッチング素子２４は、外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向（図１４のＹ方向）に沿って並んでいる。これらの３つの組のスイッチング素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃによって、電動モータ２の三相（Ｕ相，Ｖ相．Ｗ相）の電力がそれぞれ制御される。従って、各スイッチング素子２４は、発熱部品として比較的大きな熱を発生する。
【００２６】
ケース１２のヒートシンクとなるブロック状突出部３８の頂面の大きさは、上記のように「２×３」に配列されるスイッチング素子２４を含むスイッチング素子実装領域Ａに実質的に対応している。図４に示すように、パワーモジュール１６がケース１２に取り付けられた状態では、各スイッチング素子２４がブロック状突出部３８の頂面に接触し、スイッチング素子２４で発生した熱がブロック状突出部３８に伝達される。なお、図示はしていないが、スイッチング素子２４とブロック状突出部３８との間に、熱伝達性の高いジェルやシート部材からなる熱伝達部材を介装するようにしてもよい。この種の熱伝達部材は、スイッチング素子２４ないしブロック状突出部３８の頂面の凹凸に追従し、両者間の微小隙間を吸収して実質的な接触面積を増大させるので、熱伝達性が向上する。
【００２７】
そのほか、板状基部１８の部品実装面１８ａには、当該部品実装面１８ａの面直角方向に突出する略円柱状に形成された一対の第１電解コンデンサ２５、同じく部品実装面１８ａの面直角方向に突出した略円柱状を呈していて両第１電解コンデンサ２５よりも軸方向の長さが短い一対の第２電解コンデンサ２６、複数のセラミックコンデンサ２７、電流を検出するための複数のシャント抵抗２８、回路保護のための一対のリレー２９、ノーマルモードコイル３０、コモンモードコイル３１、がそれぞれ実装されている。第１，第２電解コンデンサ２５，２６、ノーマルモードコイル３０、コモンモードコイル３１は、ノイズ除去のためのノイズフィルタ部品として機能する。両第１電解コンデンサ２５およびノーマルモードコイル３０は、部品実装面１８ａのうち外部接続コネクタ１９とは反対側の端部にそれぞれ配置されている。両第２電解コンデンサ２６とコモンモードコイル３１および両リレー２９は、部品実装面１８ａのうちステータ接続部２０を挟んでセンサ接続部２３とは反対側の位置にそれぞれ配置されている。
【００２８】
前述したスイッチング素子実装領域Ａは、ノイズフィルタ部品の一つであるノーマルモードコイル３０や第１電解コンデンサ２５と外部接続コネクタ１９との間に設けられている。換言すれば、６つのスイッチング素子２４の両側（上記Ｘ方向に沿った両側）に、ノイズフィルタ部品の少なくとも一つ（本実施例ではノーマルモードコイル３０および第１電解コンデンサ２５）と外部接続コネクタ１９とがそれぞれ配置されている。同様に、ステータ接続部２０もノーマルモードコイル３０および第１電解コンデンサ２５と外部接続コネクタ１９との間に位置している。
【００２９】
一方、図７，８および図１４に示すように、板状基部１８の外周縁部の４箇所には、「第１固定要素」としてケース１２側のパワーモジュール支持部３７にそれぞれ対応する外側取付孔３２ａ〜３２ｄが貫通形成されている。板状基部１８は四辺が完全な直線の矩形ではなく、僅かに異形となっているが、これらの外側取付孔３２ａ〜３２ｄは、実質的には、板状基部１８の四隅に位置しており、外部接続コネクタ１９の軸方向（図１４のＸ方向）については、第１外側取付孔３２ａおよび第３外側取付孔３２ｃは、外部接続コネクタ１９寄りの端部に位置し、第２外側取付孔３２ｂおよび第４外側取付孔３２ｄは、外部接続コネクタ１９とは反対側となる端部に位置する。
【００３０】
さらに、板状基部１８のスイッチング素子実装領域Ａの周囲の４箇所には、「第２固定要素」として、前述したブロック状突出部３８の頂面のねじ孔３８ａにそれぞれ対応する内側取付孔３３ａ〜３３ｄが貫通形成されている。これらの内側取付孔３３ａ〜３３ｄは、「第１固定要素」となる外側取付孔３２ａ〜３２ｄよりもスイッチング素子２４に近い位置にあり、外部接続コネクタ１９の軸方向については、外部接続コネクタ１９寄りの第１，第３外側取付孔３２ａ，３２ｃと反対側の第２，第４外側取付孔３２ｂ，３２ｄとの間に、４つの内側取付孔３３ａ〜３３ｄが位置している。
【００３１】
また、外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向（図１４のＹ方向）については、一方の側の第１，第２外側取付孔３２ａ，３２ｂと他方の側の第３，第４外側取付孔３２ｃ，３２ｄとの間に、第１，第２内側取付孔３３ａ，３３ｂが位置しており、第３，第４内側取付孔３３ｃ，３３ｄは、板状基部１８の一方の端縁に近い位置にある。つまり、スイッチング素子実装領域Ａの両側（上記Ｙ方向に沿った両側）に、第１，第２内側取付孔３３ａ，３３ｂと第３，第４内側取付孔３３ｃ，３３ｄとがそれぞれ配置されている。第１内側取付孔３３ａと第３内側取付孔３３ｃとは、外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向に並んで配置されており、同様に、第２内側取付孔３３ｂと第４内側取付孔３３ｄとは、外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向に並んで配置されている。
【００３２】
より詳しくは、外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向について、第１，第２内側取付孔３３ａ，３３ｂは、６つのスイッチング素子２４とステータ接続部２０との間に位置している。これら２つの内側取付孔３３ａ，３３ｂは、外部接続コネクタ１９の軸方向に並んで配置されている。同様に、残りの２つの内側取付孔３３ｃ，３３ｄも、外部接続コネクタ１９の軸方向に並んで配置されている。
【００３３】
また「２×３」に配列されたスイッチング素子２４のレイアウトとの関係では、３組のスイッチング素子２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）が並んだ方向（図示例では、外部接続コネクタ１９の軸方向と同じ方向つまり図１４のＸ方向）に、２つの内側取付孔３３ａ，３３ｂが並んでおり、残りの２つの内側取付孔３３ｃ，３３ｄも同方向に並んでいる。そして、同じ組となる２つのスイッチング素子２４が並んだ方向（図１４のＹ方向）に、第１内側取付孔３３ａと第３内側取付孔３３ｃとが並んで配置されており、同様に、第２内側取付孔３３ｂと第４内側取付孔３３ｄとがＹ方向に並んで配置されている。なお、本発明において、「２つの取付孔がある方向例えばＸ方向に配置されている」とは、完全な直線上の配置に限定される趣旨ではなく、Ｘ方向に適宜な間隔を有して２つの取付孔が概ねＸ方向に沿った線上に位置していることを意味している。
【００３４】
そして、図３および図１０に示すように、パワーモジュール１６は、外側取付孔３２ａ〜３２ｄを貫通する４本のパワーモジュール取付ねじ６１によってケース１２のパワーモジュール支持部３７に固定されており、さらに、内側取付孔３３ａ〜３３ｄを貫通する４本のパワーモジュール取付ねじ６２によって、板状基部１８のスイッチング素子実装領域Ａ周囲がブロック状突出部３８に締付固定されている。パワーモジュール取付ねじ６１は、パワーモジュール支持部３７のねじ孔３７ａにそれぞれ螺合し、パワーモジュール取付ねじ６２は、ブロック状突出部３８頂面のねじ孔３８ａにそれぞれ螺合する。外側取付孔３２ａ〜３２ｄとパワーモジュール取付ねじ６１によって「第１固定要素」が構成され、内側取付孔３３ａ〜３３ｄとパワーモジュール取付ねじ６２によって「第２固定要素」が構成される。
【００３５】
また、図３，８に示すように、板状基部１８のうち部品取付面１８ａとは反対側の制御モジュール対向面１８ｃには、当該制御モジュール対向面１８ａの外周縁部から面直角方向に突出して制御モジュール１７をいわゆるスナップフィット方式で係合保持するスナップフィット部４７が複数形成されているとともに、パワーモジュール１６と制御モジュール１７とを電気的に接続するための接続端子５２が複数突設されている。
【００３６】
図９は、制御モジュール１７を係合保持している状態のスナップフィット部４７を拡大して示す斜視図である。なお、図９では各スナップフィット部４７のうちの一つのみを図示しているが、他のスナップフィット部４７も同様に構成されている。
【００３７】
図９に示すように、スナップフィット部４７は、板状基部１８の一部として合成樹脂材料で一体に成形されているものであって、制御モジュール１７におけるパワーモジュール１６側のパワーモジュール対向面１７ａが着座する略円柱状の制御モジュール支持部４８と、その制御モジュール支持部４８の近傍に設けられた保持片４９と、を備えている。保持片４９は、板状基部１８の制御モジュール対向面１８ｃから突出する断面略偏平状の柱状基部５０の先端に、その柱状基部５０の肉厚方向で制御モジュール１７側へ突出する爪部５１を形成してなるものであって、制御モジュール１７におけるパワーモジュール対向面１７ａとは反対側のカバー対向面１７ｂに、爪部５１が引っ掛かりの関係をもって係合するようになっている。より詳細には、爪部５１の下面は制御モジュール１７に対する係合面５１ａとして下向きに傾斜して形成されているのに対して、爪部５１の上面は滑らかに湾曲しつつ上向きに傾斜した傾斜面であるガイド面５１ｂとして形成されている。
【００３８】
そして、組立状態においては、制御モジュール支持部４８に制御モジュール１７が着座しているとともに、その制御モジュール１７のカバー対向面１７ｂに爪部５１の係合面５１ａが係合している。これにより、制御モジュール１７は、図９のほか図４に示すように、板状基部１８に対して面直角方向で所定の間隔を隔てた位置、具体的にはケース１２の開口端よりもカバー１５内に入り込んだ位置で、各スナップフィット部４７によって位置決め保持されている。すなわち、制御モジュール１７は、カバー１５の膨出部４３内に収容されている。
【００３９】
図３，９に示すように、制御モジュール１７は、ガラスエポキシ樹脂に代表されるような非導電性樹脂材料からなる基板の表裏両面にそれぞれ導体パターン（図示せず）を形成し、その上に多数の電子部品（図示せず）を実装することで構成されたものであって、当該制御モジュール１７の外周縁のうち各保持片４９に対応する位置には、それらの各保持片４９の柱状基部５０の断面形状に合致する形状の切欠部１７ｃがそれぞれ形成されている。すなわち、制御モジュール１７は、各保持片４９の柱状基部５０を各切欠部１７ｃにそれぞれ受容することにより、板状基部１８に平行な状態で位置決めされるようになっている。
【００４０】
また、図３，５に示すように、制御モジュール１７のうちパワーモジュール１６側の各接続端子５２に対応する位置には、スルーホール５３がそれぞれ貫通形成されている。各スルーホール５３は、それぞれ対応する接続端子５２を受容し、その接続端子５２に対して半田によって電気的に接続されている。そして、制御モジュール１７は、運転者によるブレーキ操作や自動車の運転状態にかかる情報を外部接続コネクタ１９および各接続端子５２を介して入力し、その情報に基づいて生成した駆動指令信号を各接続端子５２を介して各スイッチング素子２４へ出力することで、各スイッチング素子２４をスイッチング動作させて電動モータ２を駆動することになる。
【００４１】
次に、以上のように構成したモータ制御装置３の組立手順について説明する。先ず、パワーモジュール１６のステータ接続部２０をケース１２側の電力供給端子挿通孔３９に、パワーモジュール１６のセンサ接続部２３をケース１２側のコネクタ挿通孔４０にそれぞれ挿通させつつ、各パワーモジュール支持部３７上に板状基部１８を載置し、図１０に示すように、各パワーモジュール取付ねじ６１，６２によってパワーモジュール１６をケース１２に締結固定する。具体的には、外側取付孔３２ａ〜３２ｄをそれぞれ貫通するパワーモジュール取付ねじ６１を各パワーモジュール支持部３７に形成されたねじ孔３７ａに螺合させるとともに、内側取付孔３３ａ〜３３ｄをそれぞれ貫通するパワーモジュール取付ねじ６２をブロック状突出部３８に形成されたねじ孔３８ａに螺合させる。
【００４２】
ここで、パワーモジュール１６は、前述したように、金型内に金属製のバスバー６３を複数位置決め支持した状態で、その金型内へ樹脂材料を充填することにより、各バスバー６３をインサートしつつ型成形されたものである。なお、本実施例では、図８に示すように、バスバー６３の多くが、板状基部１８表面に露出した状態でインサートされており、これにより、板状基部１８の厚さの低減ひいてはパワーモジュール１６の小型化を図っている。バスバー６３を板状基部１８の内部に完全に埋設してもよい。
【００４３】
このようにいわゆるインサート成形により形成されるパワーモジュール１６においては、金属材料と樹脂材料とで熱膨張係数が相違するため、図１１の（ａ）に模式的に示すように、金型内へ充填した樹脂材料の冷却時に、板状基部１８に反りが発生する。つまり、板状基部１８においては、制御モジュール対向面１８ｃに沿って多くのバスバー６３が配設されているので、金型内へ充填した樹脂材料の冷却時に、板状基部１８の制御モジュール対向面１８ｃよりも部品実装面１８ａの方が大きく収縮することになるため、一般に、板状基部１８には、制御モジュール対向面１８ｃ側に向かって凸となる方向の反りが生じやすい。なお、図１１の（ａ）では、上述した理由から、制御モジュール対向面１８ｃ側に向かって凸となる方向に反った板状基部１８を示しているが、パワーモジュール１６の成形条件によっては、逆に、制御モジュール対向面１８ｃ側に向かって凹となる方向に板状基部が反ることも有り得る。
【００４４】
そして、以上のように反りが生じた板状基部１８を各パワーモジュール支持部３７に単に載置した状態では、当該板状基部１８とブロック状突出部３８との間に隙間Ｇが生じることになる。しかし、図１１の（ｂ）に示すように、板状基部１８は、内側取付孔３３ａ〜３３ｄを貫通したパワーモジュール取付ねじ６２により、スイッチング素子実装領域Ａ周囲の４箇所においてブロック状突出部３８へ向けて押圧固定される。これにより、板状基部１８は所期の平坦形状に矯正され、図４に示すように、板状基部１８に実装された各スイッチング素子２４がブロック状突出部３８の頂面に当接（直接あるいは前述した熱伝達部材を介して）し、各スイッチング素子２４の発生した熱が受熱部ないしヒートシンクとなるブロック状突出部３８へ効率的に伝達されるようになる。
【００４５】
特に、上記構成では、「第２固定要素」となるパワーモジュール取付ねじ６２がブロック状突出部３８のねじ孔３８ａに直接に螺合し、スイッチング素子実装領域Ａがブロック状突出部３８に直接に固定されるので、スイッチング素子２４と受熱部であるブロック状突出部３８頂面との接触性がより確実に得られる。また、比較的大きなブロック状突出部３８の頂面によって、板状基部１８の反りが確実に矯正される。
【００４６】
図１２（ａ），（ｂ）は、図１１（ａ），（ｂ）と同様に、ケース１２へ取り付ける前の板状基部１８が反っている状態およびケース１２への取付後の平坦となった状態を示している。この図１２は、図１１の模式図に比較して、種々の電子部品を備えたパワーモジュール１６をより詳細に描いている。
【００４７】
なお、板状基部１８は、外周部の外側取付孔３２ａ〜３２ｄにおいてパワーモジュール取付ねじ６１によりケース１２に固定されるから、仮に、板状基部１８が制御モジュール対向面１８ｃ側に向かって凹となる方向に反っていたとしても、板状基部１８を所期の平坦形状に矯正することが可能である。
【００４８】
次いで、図５に示すように、パワーモジュール１６に対して制御モジュール１７を組み付ける。具体的には、制御モジュール１７の各スルーホール５３にパワーモジュール１６側の各接続端子５２を挿通させつつ、制御モジュール１７のうち各切欠部１７ｃの周縁を図９に示す各保持片４９のうち爪部５１のガイド面５１ｂにそれぞれ当接させた状態で、その制御モジュール１７をパワーモジュール１６側に向かって押圧する。これにより、各保持片４９は、ガイド面５１ｂと制御モジュール１６との傾斜面接触をもって弾性的に撓み変形し、爪部５１と制御モジュール支持部４３との間の位置に制御モジュール１７を受容した上で、上記撓み変形に基づく復元力によって制御モジュール１７のカバー対向面１７ｂに爪部５１の係合面５１ａを係合させることになる。その結果、制御モジュール１７が各スナップフィット部４７によって位置決め支持される。
【００４９】
このようにして制御モジュール１７をパワーモジュール１６に組み付けたならば、パワーモジュール１６側の各接続端子５２と制御モジュール１７側の各スルーホール５３とを半田によって電気的に接続した上で、ケース１２の開口をカバー１５によって閉蓋することにより、モータ制御装置３の組み立てが完了する。
【００５０】
したがって、本実施例によれば、制御モジュール１７をパワーモジュール１６側へ押圧するという極めて容易な操作をもって制御モジュール１７をパワーモジュール１６に組み付けることができるから、モータ制御装置３の組立作業性が飛躍的に向上する。
【００５１】
ところで、上述したようにパワーモジュール１６の成形時に板状基部１８に反りが生じると、図１３（ａ）に示すように、当該板状基部１８の制御モジュール対向面１８ｃに突設された各スナップフィット部４７および各接続端子５２（図８参照）が相手側となる制御モジュール１７に対して傾斜し、各スナップフィット部４７および各接続端子５２の相対位置関係が正規の相対位置関係からずれてしまう。したがって、仮に、板状基部１８に生じた反りを矯正することなく制御モジュール１７を組み付けようとした場合、各スナップフィット部４７および各接続端子５２が相手側となる各切欠部１７ｃおよび各スルーホール５３に対して位置ずれすることになり、それらの各スナップフィット部４７および各接続端子５２の傾きを適宜調整しながら制御モジュール１７を組み付けなければならならず、その組付作業が非常に煩雑となる虞がある。
【００５２】
これに対し、本実施例では、外側取付孔３２ａ〜３２ｄを貫通するパワーモジュール取付ねじ６１によって板状基部１８の外周部をケース１２に固定するとともに、内側取付孔３３ａ〜３３ｄを貫通するパワーモジュール取付ねじ６２によって板状基部１８の中央部をブロック状突出部３８に向けて押圧固定することにより、図１３（ｂ）に示すように、板状基部１８が所期の平坦形状に矯正されることから、各スナップフィット部４７および各接続端子５２の上述したような位置ずれを矯正することができ、パワーモジュール１６に対して制御モジュール１７をさらに容易に組み付けられるようになる。その結果、モータ制御装置３の組立作業性がより一層向上する。
【００５３】
さらに、車両の走行中には常にモータ制御装置３の筐体７に振動が加わることになるが、仮に、重ねて配置された２つの回路基板をそれぞれ筐体に対してねじ止めした場合には、筐体に入力された振動がそれぞれ異なる経路を介して両基板に伝達されることになり、両基板の振動に位相のずれが生じてしまう。そして、このように両基板の振動に位相のずれが生じると、両基板同士が相対的に変位することになるから、両基板同士を電気的に接続するリードフレームに応力が発生し、当該リードフレームの耐久性または信頼性が低下してしまう虞がある。
【００５４】
これに対し、本実施例の構成では、制御モジュール１７をパワーモジュール１６に対して保持固定していることから、筐体７に入力された振動はパワーモジュール１６を介して制御モジュール１７に伝達されることになる。これにより、制御モジュール１７の振動とパワーモジュール１６の振動との間に生じる位相差、ひいては各接続端子５２に発生する応力が少なくとも軽減され、各接続端子５２の耐久性または信頼性を向上させることができる。
【００５５】
なお、本実施例では、第１固定要素および第２固定要素として、板状基部１８の取付孔に挿通される取付ねじ６１，６２を用いているので、その固定支持が強固であり、外部からの振動入力に対してパワーモジュール１６等が共振したりすることがない。
【００５６】
さらに、スナップフィット部４７をもって制御モジュール１７をパワーモジュール１６に固定するようにしたことで、パワーモジュール１６や制御モジュール１７において熱収縮や熱膨張が発生し、かつ当該熱収縮や熱膨張においてその収縮量ないし膨張量に差が生じたとしても、スナップフィット部４７が変形、具体的には保持片４９が弾性変形することによって、上記各量の差を吸収することが可能となる。この結果、上記パワーモジュール１６や制御モジュール１７に応力が作用してしまう不具合を抑制することができる。なお、特に、かかる応力は、パワーモジュール１６や制御モジュール１７の半田付け部分に作用しやすいことから、上記の作用により、当該半田付け部分の耐久性の低下やクラック等の発生による劣化を抑制できる。
【００５７】
また、制御モジュール１７は、当該制御モジュール１７の外周縁に各保持片４９が係合することによって位置決め保持されるようになっているため、制御モジュール１７に固定用の取付孔を貫通形成する必要がなく、当該制御モジュール１７を小型化できるようになるほか、当該制御モジュール１７の設計自由度が向上するメリットもある。
【００５８】
なお、図１１（ａ），図１２（ａ）および図１３（ａ）は、いずれも、板状基部１８に生じる反りを若干誇張して描いている。
【００５９】
上記のように、上記実施例の構成では、スイッチング素子２４周囲の内側取付孔３３ａ〜３３ｄをパワーモジュール取付ねじ６２によってブロック状突出部３８の頂面へ向けて押圧固定することでスイッチング素子２４とブロック状突出部３８の頂面との接触性が向上し、スイッチング素子２４に対する冷却性が向上する。特に、上記実施例では、ステータ接続部２０とスイッチング素子２４との間に第１，第２内側取付孔３３ａ，３３ｂが配置されており、これらの箇所でブロック状突出部３８に対し固定されるので、板状基部１８から突出したステータ接続部２０の剛性が高くなる。従って、電動モータ２のステータとの接続時に発生する応力によってステータ接続部２０が破損したり変形したりするという不具合を抑制できる。
【００６０】
さらに、ステータ接続部２０は、ヒートシンクとなるブロック状突出部３８に隣接して配置されているので、電気的な接続部で発生する熱や電動モータ２から伝わる熱をブロック状突出部３８に伝達して放熱させることができる。従って、筐体７の内部の温度やパワーモジュール１６ないし制御モジュール１７の温度の上昇を抑制することができる。しかもブロック状突出部３８が支持部材となってステータ接続部２０を支えることができるので、電動モータ２などアクチュエータユニット１の外部からの振動によってステータ接続部２０が振動することを抑制できる。
【００６１】
また、上記実施例では、外部接続コネクタ１９の軸方向（図１４のＸ方向）に、「第２固定要素」となる２つの内側取付孔３３ａ，３３ｂが並んでおり、かつ他の２つの内側取付孔３３ｃ，３３ｄも同方向に並んでいる。従って、この外部接続コネクタ１９の軸方向に沿った断面における板状基部１８の反りを確実に矯正することができる。
【００６２】
さらに、上記実施例では、第１，第３内側取付孔３３ａ，３３ｃが外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向（図１４のＹ方向）に並んで配置されており、同様に、第２，第４内側取付孔３３ｂ，３３ｄが外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向に並んで配置されているので、この外部接続コネクタ１９の軸方向と直交する方向に沿った断面における板状基部１８の反りを確実に矯正することができる。
【００６３】
特に、上記実施例では、「２×３」に配列されたスイッチング素子２４の両側に内側取付孔３３ａ〜３３ｄが配置されているため、スイッチング素子実装領域Ａにおける板状基部１８の反りが確実に矯正され、ブロック状突出部３８の頂面と各スイッチング素子２４との接触性のばらつきが少なくなる。
【００６４】
さらに、上記実施例では、スイッチング素子２４およびステータ接続部２０が、ノイズフィルタ部品の一つであるノーマルモードコイル３０や第１電解コンデンサ２５と外部接続コネクタ１９との間に配置されているため、ステータ接続部２０がケース１２のほぼ中央に位置することとなり、電動モータ２との接続距離を短くすることができ、かつ組付性が向上する。またスイッチング素子２４とステータ接続部２０とが接近していることから、ノイズ低減を図ることができる。そして、ケース１２のほぼ中央で電動モータ２と接続されることから、電動モータ２にケース１２を結合した状態での装置全体の小型化が図れる。しかも、このケース１２のほぼ中央が「第２固定要素」であるパワーモジュール取付ねじ６２によって固定されるため、反りが大きな領域がケース１２に対し固定されることとなり、板状基部１８の全体的な反りを抑制することができる。
【００６５】
次に、「第２固定要素」となる内側取付孔３３の配置を変更した変形例を図１５〜図２０に基づいて説明する。
【００６６】
図１５は、前述した第１実施例における第２内側取付孔３３ｂを省略した第２実施例を示しており、第１内側取付孔３３ａ、第３内側取付孔３３ｃおよび第４内側取付孔３３ｄの３箇所でスイッチング素子２４の周囲をブロック状突出部３８の頂面へ向けて押圧固定する構成となっている。なお、さらに第３内側取付孔３３ｃおよび第４内側取付孔３３ｄを省略するようにしてもよい。
【００６７】
図１６は、前述した第１実施例における第１内側取付孔３３ａを省略した第３実施例を示しており、第２内側取付孔３３ｂ、第３内側取付孔３３ｃおよび第４内側取付孔３３ｄの３箇所でスイッチング素子２４の周囲をブロック状突出部３８の頂面へ向けて押圧固定する構成となっている。なお、さらに第３内側取付孔３３ｃおよび第４内側取付孔３３ｄを省略するようにしてもよい。
【００６８】
図１７は、前述した第１実施例における第３内側取付孔３３ｃおよび第４内側取付孔３３ｄを省略した第４実施例を示しており、板状基部１８のほぼ中央に位置する第１内側取付孔３３ａおよび第２内側取付孔３３ｂの２箇所で板状基部１８をブロック状突出部３８の頂面へ向けて押圧固定している。
【００６９】
図１８は、前述した第１実施例における第１内側取付孔３３ａおよび第２内側取付孔３３ｂに代えて、１つの内側取付孔３３ｅを設けた第５実施例を示している。上記内側取付孔３３ｅは、「２×３」に配列された６個のスイッチング素子２４の中央に位置している。
【００７０】
図１９は、前述した第１実施例における第１内側取付孔３３ａおよび第２内側取付孔３３ｂに代えて、「２×３」に配列された６個のスイッチング素子２４の中央部に２つの内側取付孔３３ｆ，３３ｇを設けた第６実施例を示している。これらの内側取付孔３３ｆ，３３ｇは、第２の組のスイッチング素子２４ｂと第３の組のスイッチング素子２４ｃとの間、および第１の組のスイッチング素子２４ａと第２の組のスイッチング素子２４ｂとの間、にそれぞれ配置されている。
【００７１】
図２０は、前述した第１実施例における第１内側取付孔３３ａおよび第２内側取付孔３３ｂに代えて、「２×３」に配列された６個のスイッチング素子２４の中央部に３つの内側取付孔３３ｈ，３３ｉ，３３ｊを設けた第７実施例を示している。これらの内側取付孔３３ｈ，３３ｉ，３３ｊは、それぞれ、１組を構成する２つのスイッチング素子２４の間に配置されている。
【００７２】
ここで、上記実施例から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に列挙する。
【００７３】
（イ）上記電気接続要素は、上記ブロック状突出部の側壁に沿った位置に配置されている、請求項３に記載の電子制御装置。
【００７４】
（ロ）上記電気接続要素は、上記ケースが取り付けられる電動アクチェータに駆動電流を供給する駆動用端子である、請求項３に記載の電子制御装置。
【００７５】
（ハ）複数の第２固定要素を備え、上記発熱部品が搭載された位置の両側に上記第２固定要素が配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００７６】
（ニ）上記回路基板は、電源供給用コネクタを備え、
この電源供給用コネクタの軸方向に、複数の第２固定要素が配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００７７】
（ホ）上記発熱部品は、２つの発熱部品を１組として３組の発熱部品が互いに隣接して配置されており、
これら３組の発熱部品が並んだ方向に、少なくとも２つの第２固定要素が配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００７８】
（ヘ）上記回路基板は、電源供給用コネクタを備え、
この電源供給用コネクタの軸方向と直交する方向に、複数の第２固定要素が配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００７９】
（ト）上記発熱部品は、２つの発熱部品を１組として３組の発熱部品が互いに隣接して配置されており、
１組の発熱部品に含まれる２つの発熱部品が並んだ方向に、少なくとも２つの第２固定要素が配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００８０】
（チ）上記回路基板は、電源供給用コネクタと、ノイズフィルタ部品と、上記ケースの底面から突出して電動アクチェータに駆動電流を供給する駆動用端子と、を備え、
上記発熱部品および上記駆動用端子が、電源供給用コネクタと少なくとも１つのノイズフィルタ部品との間に配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００８１】
（リ）上記回路基板は、電源供給用コネクタと、ノイズフィルタ部品と、を備え、
上記第２固要素の少なくとも１つは、上記電源供給用コネクタと少なくとも１つのノイズフィルタ部品との間に配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【００８２】
（ヌ）上記第１固定要素は、上記回路基板に貫通形成された取付孔と、該取付孔に挿入されて上記回路基板を上記ケースに締結するねじと、からなる、請求項１に記載の電子制御装置。
【００８３】
（ル）上記第２固定要素は、上記回路基板に貫通形成された取付孔と、該取付孔に挿入されて上記回路基板を上記ケースに締結するねじと、からなる、請求項１に記載の電子制御装置。
【００８４】
（ヲ）上記回路基板の上に重ねて配置される第２の回路基板と、
上記回路基板に複数形成され弾性変形可能な保持片と、
上記保持片にそれぞれ形成された爪部と、
上記回路基板と対向する上記第２の回路基板の第１の面に当接して上記第２の回路基板を支持する支持部と、を備え、
上記第２の回路基板は、上記爪部が該第２の回路基板の第２の面に係合することで保持されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【符号の説明】
【００８５】
３…モータ制御装置
１２…ケース
１６…パワーモジュール
１７…制御モジュール
２４…スイッチング素子
３２ａ〜３２ｄ…外側取付孔
３３ａ〜３３ｄ…内側取付孔
３８…ブロック状突出部
４９…保持片
５１…爪部
５１ａ…係合面
５１ｂ…ガイド面
６１，６２…パワーモジュール取付ねじ
Ａ…スイッチング素子実装領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品が搭載された回路基板と、
上記回路基板を収容し、かつ上記発熱部品と接する受熱部を有するケースと、
上記回路基板の外周に沿って該回路基板を上記ケースに固定する少なくとも２つの第１固定要素と、
上記固定要素による固定点よりも上記発熱部品に近い位置で上記回路基板を上記ケースに向けて押圧固定する少なくとも１つの第２固定要素と、
を備える電子制御装置。
【請求項２】
上記受熱部は、上記発熱部品と対向するように上記ケースの底面から突出したブロック状突出部からなり、
上記第２固定要素の少なくとも１つは、上記ブロック状突出部上に配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
上記回路基板は、上記ケースの底面に向かって突出した電気接続要素を備え、
上記第２固定要素の少なくとも１つは、上記電気接続要素と上記発熱部品との間に配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項１】
発熱部品が搭載された回路基板と、
上記回路基板を収容し、かつ上記発熱部品と接する受熱部を有するケースと、
上記回路基板の外周に沿って該回路基板を上記ケースに固定する少なくとも２つの第１固定要素と、
上記固定要素による固定点よりも上記発熱部品に近い位置で上記回路基板を上記ケースに向けて押圧固定する少なくとも１つの第２固定要素と、
を備える電子制御装置。
【請求項２】
上記受熱部は、上記発熱部品と対向するように上記ケースの底面から突出したブロック状突出部からなり、
上記第２固定要素の少なくとも１つは、上記ブロック状突出部上に配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
上記回路基板は、上記ケースの底面に向かって突出した電気接続要素を備え、
上記第２固定要素の少なくとも１つは、上記電気接続要素と上記発熱部品との間に配置されている、請求項１に記載の電子制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−７００２８（Ｐ２０１３−７００２８Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５６５９９（Ｐ２０１２−１５６５９９）
【出願日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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