WO2024176394A1

WO2024176394A1 - モータ装置

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Publication number: WO2024176394A1
Application number: PCT/JP2023/006488
Authority: WO
Inventors: 健宏古瀬
Original assignee: 株式会社ジェイテクト
Priority date: 2023-02-22
Filing date: 2023-02-22
Publication date: 2024-08-29

Abstract

モータ装置（３１）は、モータ（４０）と、第１の基板（５１）と、第２の基板（５２）とを備える。モータは、モータケース（４１）、およびモータケースの軸方向の端部に取り付けられる端壁（４２）を有する。第１の基板は、低発熱素子（６１Ａ，６１Ｂ）を有し、モータの軸方向において端壁の一部と向き合うように配置される。第２の基板は、高発熱素子（７５Ａ，７５Ｂ，８４Ａ，８４Ｂ，８１Ａ１，８１Ｂ１）を有し、モータの軸方向において第１の基板に対し端壁とは反対側に配置される。第２の基板は、第１の基板と向き合う第１の部分（５２Ａ）と、端壁と向き合う第２の部分（５２Ｂ）とを有する。第２の部分と端壁との間の熱抵抗は、第１の基板と端壁との間の熱抵抗よりも小さい。

Description

モータ装置

　本開示は、モータ装置に関する。

　従来、モータと制御装置とが一体的に設けられたモータ装置が存在する。たとえば特許文献１のモータ装置は、モータと、ＥＣＵとを有している。ＥＣＵは、モータの軸方向の端部に設けられたヒートシンクに取り付けられている。ＥＣＵは、コネクタユニット、親基板、子基板、および接続部品を有している。コネクタユニットは、外部との接続に使用されるコネクタを有している。コネクタユニットは、ヒートシンクに対して、軸方向に間隔をあけて取り付けられている。親基板は、ヒートシンクの軸方向の端面に固定されている。子基板は、コネクタユニットに固定されている。親基板と子基板とは、軸方向に互いに向き合っている。親基板と子基板とは、接続部品を介して互いに接続されている。

特開２０２２－１４４１９７号公報

　特許文献１のモータ装置には、つぎのような懸念がある。たとえば、基板に設けられる電子部品の発熱量に応じて、ヒートシンクの体積を確保する必要がある。このため、モータ装置のサイズ、特に軸方向のサイズが大きくなるおそれがある。

　本開示の一態様に係るモータ装置は、モータと、第１の基板と、第２の基板とを備える。モータは、金属製のモータケース、および前記モータケースの軸方向の端部に取り付けられる金属製の端壁を有する。第１の基板は、低発熱素子を有し、前記モータの軸方向において前記端壁の一部と向き合うように配置される第１の基板であって、前記モータへの給電を制御するように構成される。第２の基板は、前記低発熱素子よりも発熱量が多い高発熱素子を有し、前記モータの軸方向において前記第１の基板に対し前記端壁とは反対側に配置される第２の基板であって、前記第１の基板による制御によって前記モータに電力を供給するように構成される。前記第２の基板は、前記第１の基板と向き合う第１の部分と、前記端壁と向き合う第２の部分とを有する。前記第２の部分と前記端壁との間の熱抵抗は、前記第１の基板と前記端壁との間の熱抵抗よりも小さい。

モータ装置の一実施の形態にかかる転舵機構の構成図である。図１のモータ装置の分解斜視図である。図２の制御基板の第１の面を示す上面図である。図２の制御基板の第２の面を示す下面図である。図２のパワー基板の第１の面を示す上面図である。図２のパワー基板の第２の面を示す下面図である。図１のモータ装置の要部を示す断面図である。

　一実施の形態に係るモータ装置を説明する。モータ装置は、たとえば、車両の操舵装置に搭載される。
　図１に示すように、車両の操舵装置は、転舵機構１１を有している。転舵機構１１は、ステアリングホイールの操舵に応じて、車両の転舵輪１２を転舵させる機構部分である。

　転舵機構１１は、ピニオンシャフト２１と、転舵シャフト２２と、ハウジング２３と、を有している。ハウジング２３は、ピニオンシャフト２１を回転可能に支持している。また、ハウジング２３は、転舵シャフト２２を軸方向に往復動可能に収容している。ピニオンシャフト２１は、転舵シャフト２２に対して交わるように設けられている。ピニオンシャフト２１のピニオン歯２１ａは、転舵シャフト２２のラック歯２２ａと噛み合っている。転舵シャフト２２の両端は、ラックエンド２４およびタイロッド２５を介して、転舵輪１２に連結されている。

　操舵装置は、ステアバイワイヤ式の操舵装置、または電動パワーステアリング装置である。操舵装置がステアバイワイヤ式の操舵装置である場合、ピニオンシャフト２１は、ステアリングホイールに対して機械的に連結されない。操舵装置が電動パワーステアリング装置である場合、ピニオンシャフト２１は、ステアリングシャフトを介して、ステアリングホイールに対して機械的に連結される。

　転舵機構１１は、モータ装置３１と、伝動機構３２と、変換機構３３とを備えている。モータ装置３１は、転舵シャフト２２に付与される転舵力の発生源である。転舵力は、転舵輪１２を転舵させるための力である。伝動機構３２は、たとえばベルト伝動機構である。伝動機構３２は、モータ３１の回転を変換機構３３に伝達する。変換機構３３は、たとえばボールねじ機構である。変換機構３３は、伝動機構３２を介して伝達される回転を、転舵シャフト２２の軸方向の運動に変換する。転舵シャフト２２が軸方向に移動することによって、転舵輪１２の転舵角θ_ｗが変更される。転舵シャフト２２は、モータ装置３１の駆動対象である。

　操舵装置がステアバイワイヤ式の操舵装置である場合、モータ装置３１は、転舵モータとして機能する。転舵モータは、転舵輪１２を転舵させるための力である転舵力を発生する。操舵装置が電動パワーステアリング装置である場合、モータ装置３１は、アシストモータとして機能する。アシストモータは、ステアリングホイールの操作を補助するための力であるアシスト力を発生する。

　＜モータ装置３１の構成＞
　つぎに、モータ装置３１の構成について説明する。
　図２に示すように、モータ装置３１は、モータ４０と、制御装置５０とを有している。モータ４０は、たとえば三相のブラシレスモータである。モータ４０は、たとえば、２系統の巻線群を有している。制御装置５０は、モータ４０の軸方向の端部に取り付けられる。制御装置５０は、２系統の巻線群に対する給電を独立して制御する。

　制御装置５０は、制御基板５１、パワー基板５２、コネクタ組立体５３、およびカバー５３を有している。
　制御基板５１は、モータ４０に対する給電を制御するための電子部品を有している。パワー基板５２は、制御基板５１による制御を通じて、モータ４０に電力を供給するための電子部品を有している。モータ４０の軸方向の端部は、基板収容部４０Ａを有している。制御基板５１は、基板収容部４０Ａの内部に収容される。パワー基板５２は、制御基板５１を覆うように、モータ４０の軸方向の端部に取り付けられる。パワー基板５２は、モータ４０の軸方向において、制御基板５１よりもモータ４０から遠い位置に配置される。制御基板５１は、モータ装置３１の第１の基板である。パワー基板５２は、モータ装置３１の第２の基板である。

　コネクタ組立体５３は、合成樹脂製である。コネクタ組立体５３は、第１の電源コネクタ５３Ａと、第２の電源コネクタ５３Ｂとを有している。第１の電源コネクタ５３Ａは、モータ４０の反対方向に延び、モータ４０の反対方向に開口している。第１の電源コネクタ５３Ａは、電源端子と、グランド端子とを有している。第１の電源コネクタ５３Ａには、組み合わせ相手である電源プラグが嵌合される。電源プラグは、電源線の第１の端部に設けられる。電源線の第２の端部は、車載のバッテリなどの直流電源に接続される。直流電源の電力は、電源端子およびグランド端子を介して、制御基板５１と、パワー基板５２とに供給される。第２の電源コネクタ５３Ｂは、第１の電源コネクタ５３Ａと同様の構成を有している。直流電源は、外部電源に相当する。

　コネクタ組立体５３は、第１の信号コネクタ５３Ｃと、第２の信号コネクタ５３Ｄとを有している。第１の信号コネクタ５３Ｃは、モータ４０の反対方向に延びている。第１の信号コネクタ５３Ｃは、信号端子を有している。第１の信号コネクタ５３Ｃには、組み合わせ相手である信号プラグが嵌合される。信号プラグは、信号線の第１の端部に設けられる。信号線の第２の端部は、車両制御装置に接続される。制御基板５１と車両制御装置とは、信号端子を介して、信号を授受する。第２の信号コネクタ５３Ｄは、第１の信号コネクタ５３Ｃと同様の構成を有している。

　カバー５４は、合成樹脂製である。カバー５４は、モータ４０に向かって開口する箱状体である。カバー５４の端壁は、嵌合孔５４Ａを有している。嵌合孔５４Ａには、コネクタ組立体５３の外周部分が嵌合される。コネクタ組立体５３の各コネクタ（５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５４Ｃ）は、嵌合孔５４Ａを貫通して、カバー５４の端壁からカバー５３の外側へ突出する。カバー５４は、モータ４０の軸方向の端部に取り付けられる。カバー５４は、コネクタ組立体５３と共に、モータ４０の端部を覆う。

　＜制御基板５１＞
　図３に示すように、制御基板５１は、たとえば、長方形の平板状である。制御基板５１は、互いに反対側に位置する第１の面と、第２の面とを有している。第１の面は、モータ装置３１が組み立てられたとき、パワー基板５２とは反対側に位置する制御基板５１の面である。第２の面は、モータ装置３１が組み立てられたとき、パワー基板５２に面する側の制御基板５１の面である。

　制御基板５１の第１の面は、第１のマイクロコンピュータ６１Ａと、第２のマイクロコンピュータ６１Ｂとを有している。第１のマイクロコンピュータ６１Ａと、第２のマイクロコンピュータ６１Ｂとは、第１の中心線Ｏ１に対して線対称となるように配置されている。第１の中心線Ｏ１は、制御基板５１に直交する方向からみて、たとえば、制御基板５１の中心を通る直線である。第１の面は、第１の基板間コネクタ６２Ａと、第２の基板間コネクタ６２Ｂとを有している。第１の基板間コネクタ６２Ａと、第２の基板間コネクタ６２Ｂとは、第１の中心線Ｏ１に対して線対称となるように配置されている。

　図４に示すように、制御基板５１の第２の面は、第１のグランド接続部材６３Ａと、第２のグランド接続部材６３Ｂとを有している。第１のグランド接続部材６３Ａと、第２のグランド接続部材６３Ｂとは、第１の中心線Ｏ１に対して線対称となるように配置されている。第１のグランド接続部材６３Ａは、たとえば、第１の基板間コネクタ６２Ａに対応する位置、またはその近傍に配置されている。第２のグランド接続部材６３Ｂは、たとえば、第２の基板間コネクタ６２Ｂに対応する位置、またはその近傍に配置されている。第１のグランド接続部材６３Ａと、第２のグランド接続部材６３Ｂとは、各々、金属製の弾性部材であって、制御基板５１に直交する方向に弾性を有する。金属は、たとえば銅であって、導電性を有する。

　＜パワー基板５２＞
　図５に示すように、パワー基板５２は、たとえば、平板状である。パワー基板５２は、互いに反対側に位置する第１の面と、第２の面とを有している。第１の面は、モータ装置３１が組み立てられたとき、制御基板５１とは反対側に位置するパワー基板５２の面である。第２の面は、モータ装置３１が組み立てられたとき、制御基板５１に面する側のパワー基板５２の面である。

　パワー基板５２の第１の面は、第１のリプル用コンデンサ７１Ａと、第２のリプル用コンデンサ７１Ｂとを有している。第１のリプル用コンデンサ７１Ａと、第２のリプル用コンデンサ７１Ｂとは、第２の中心線Ｏ２に対して線対称となるように配置されている。第２の中心線Ｏ２は、パワー基板５２に直交する方向からみて、たとえば、パワー基板５２の中心を通る直線である。第２の中心線Ｏ２は、パワー基板５２に直交する方向からみて、制御基板５１の第１の中心線Ｏ１と一致する。

　パワー基板５２の第１の面は、第１の電源フィルタ７２Ａと、第２の電源フィルタ７２Ｂとを有している。第１の電源フィルタ７２Ａと、第２の電源フィルタ７２Ｂとは、第２の中心線Ｏ２に対して線対称となるように配置されている。第１の電源フィルタ７２Ａと、第２の電源フィルタ７２Ｂとは、各々、コンデンサと、コイルとを有している。

　パワー基板５２の第１の面は、第１の電源端子接続部７３Ａと、第２の電源端子接続部７３Ｂとを有している。第１の電源端子接続部７３Ａと、第２の電源端子接続部７３Ｂとは、第２の中心線Ｏ２に対して線対称となるように配置されている。第１の電源端子接続部７３Ａは、第１の電源コネクタ５３Ａの電源端子とグランド端子とが接続されるパワー基板５２の部分である。第２の電源端子接続部７３Ｂは、第２の電源コネクタ５３Ｂの電源端子とグランド端子とが接続されるパワー基板５２の部分である。

　パワー基板５２の第１の面は、第１の信号端子接続部７４Ａと、第２の信号端子接続部７４Ｂとを有している。第１の信号端子接続部７４Ａと、第２の信号端子接続部７４Ｂとは、第２の中心線Ｏ２に対して線対称となるように配置されている。第１の信号端子接続部７４Ａは、第１の信号コネクタ５３Ｃの信号端子が接続されるパワー基板５２の部分である。第２の電源信号接続部７４Ｂは、第２の信号コネクタ５Ｄの信号端子が接続されるパワー基板５２の部分である。

　パワー基板５２の第１の面は、第１の電源回路７５Ａと、第２の電源回路７５Ｂとを有している。第１の電源回路７５Ａと、第２の電源回路７５Ｂとは、第２の中心線Ｏ２に対して線対称となるように配置されている。第１の電源回路７５Ａと、第２の電源回路７５Ｂとは、各々、チップ型の集積回路である。第１の電源回路７５Ａは、車載の直流電源の電圧を、第１のマイクロコンピュータ６１Ａを含む第１の系統の電気回路の動作に適した電圧に変換する。第２の電源回路７５Ｂは、車載の直流電源の電圧を、たとえば、第２のマイクロコンピュータ６１Ｂを含む第２の系統の電気回路の動作に適した電圧に変換する。変換は、車載の直流電源の電圧を下げる処理を含む。

　図６に示すように、パワー基板５２の第２の面は、第１のインバータ回路８１Ａと、第２のインバータ回路８１Ｂとを有している。第１のインバータ回路８１Ａと、第２のインバータ回路８１Ｂとは、第２の中心線Ｏ２に対して線対称となるように配置されている。第１のインバータ回路８１Ａと、第２のインバータ回路８１Ｂとは、各々、複数のスイッチング素子を有している。スイッチング素子は、たとえば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）である。

　第１のインバータ回路８１Ａの各スイッチング素子がスイッチング動作を行うことにより、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。第１のインバータ回路８１Ａにより生成される交流電力は、バスバーなどの給電経路を介して、モータ４０の第１の巻線群に供給される。第２のインバータ回路８１Ｂの各スイッチング素子がスイッチング動作を行うことにより、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。第２のインバータ回路８１Ｂにより生成される交流電力は、バスバーなどの給電経路を介して、モータ４０の第２の巻線群に供給される。

　パワー基板５２の第２の面は、第１の相開放リレー群８２Ａと、第２の相開放リレー群８２Ｂとを有している。第１の相開放リレー群８２Ａと、第２の相開放リレー群８２Ｂとは、第２の中心線Ｏ２に対して線対称となるように配置されている。第１の相開放リレー群８２Ａは、第１のインバータ回路８１Ａと、モータ４０の第１の巻線群との間の三相各相の給電経路を開閉する。第２の相開放リレー群８２ｂは、第２のインバータ回路８１Ｂと、モータ４０の第２の巻線群との間の三相各相の給電経路を開閉する。相開放リレーは、たとえば、ＦＥＴであってもよい。

　パワー基板５２の第２の面は、第１の電源リレー８３Ａと、第２の電源リレー８３Ｂとを有している。第１の電源リレー８３Ａと、第２の電源リレー８３Ｂとは、第２の中心線Ｏ２に対して線対称となるように配置されている。第１の電源リレー８３Ａは、車載の直流電源と第１のインバータ回路８１Ａとの間の給電経路を開閉する。第２の電源リレー８３Ｂは、車載の直流電源と第２のインバータ回路８１Ｂとの間の給電経路を開閉する。直流電源は、たとえば、バッテリである。電源リレーは、たとえば、ＦＥＴであってもよい。

　パワー基板５２の第２の面は、第１のプリドライバ８４Ａと、第２のプリドライバ８４Ｂとを有している。第１のプリドライバ８４Ａと、第２のプリドライバ８４Ｂとは、第２の中心線Ｏ２に対して線対称となるように配置されている。第１のプリドライバ８４Ａは、第１のマイクロコンピュータ６１Ａからの指令に基づき第１のインバータ回路８１Ａに対する駆動信号を生成する。第２のプリドライバ８４Ｂは、第２のマイクロコンピュータ６１Ｂからの指令に基づき第２のインバータ回路８１Ｂに対する駆動信号を生成する。

　パワー基板５２の第２の面は、第３の基板間コネクタ８５Ａと、第４の基板間コネクタ８５Ｂとを有している。第３の基板間コネクタ８５Ａと、第４の基板間コネクタ８５Ｂとは、第２の中心線Ｏ２に対して線対称となるように配置されている。第３の基板間コネクタ８５Ａは、モータ装置３１が組み立てられたとき、第１の基板間コネクタ６２Ａに対応する位置に配置されている。第４の基板間コネクタ８５Ｂは、モータ装置３１が組み立てられたとき、第２の基板間コネクタ６２Ｂに対応する位置に配置されている。

　パワー基板５２の第２の面は、回転角センサ８６を有している。回転角センサ８６は、第２の面の中央付近に配置されている。回転角センサ８６は、第２の中心線Ｏ２上に位置している。回転角センサ８６は、磁気センサである。磁気センサは、たとえば、ＭＲセンサ（Magneto Resistive Sensor）である。回転角センサ８６は、モータ４０の回転角を検出する。

　第１のマイクロコンピュータ６１Ａは、回転角センサ８６を通じて検出されるモータ４０の回転角に基づき、第１のプリドライバ８４Ａに対する指令を生成する。第２のマイクロコンピュータ６１Ｂは、回転角センサ８６を通じて検出されるモータ４０の回転角に基づき、第２のプリドライバ８４Ｂに対する指令を生成する。

　＜モータ装置３１の組み立て状態＞
　つぎに、モータ装置３１の組み立て状態について説明する。
　図７に示すように、モータ４０は、モータケース４１と、蓋４２とを有している。モータケース４１の端部は、軸方向に開口している。端部は、モータケース４１のうち、制御装置５０が搭載される側の端部である。蓋４２は、モータケース４１の開口に嵌め込まれることによって、開口を塞いでいる。蓋４２は、モータケース４１の軸方向の端壁として機能する。モータケース４１と、蓋４２とは、各々、金属製である。金属は、たとえば、鉄、あるいはアルミニウム合金である。

　モータ４０は、出力軸４３を有している。出力軸４３は、モータケース４１の内周面に対して、回転可能に支持される。出力軸４３の端部は、蓋４２を軸方向に非接触状態で貫通している。端部は、出力軸４３のうち、制御装置５０に近い側の端部である。出力軸４３の端部には、ホルダ４３Ａによって磁石４３Ｂが固定されている。出力軸４３の端部と、磁石４３Ｂとの間には、スペーサ４３Ｃが介在されている。ホルダ４３Ａと、スペーサ４３Ｃとは、各々、合成樹脂などの非磁性材料製である。

　制御基板５１は、基板収容部４０Ａの内部に収容されている。制御基板５１と反対側の第２のグランド接続部材６３Ｂの端部は、基板収容部４０Ａの内端壁に接触している。第２のグランド接続部材６３Ｂは、制御基板５１に直交する方向に、若干圧縮された状態に維持されている。図示は割愛するが、制御基板５１と反対側の第１のグランド接続部材６３Ａの端部も、基板収容部４０Ａの内端壁に接触した状態に維持される。第１のグランド接続部材６３Ａは、制御基板５１に直交する方向に、若干圧縮された状態に維持されている。

　パワー基板５２は、制御基板５１を覆うように、蓋４２に支持されている。回転角センサ８６は、ホルダ４３Ａを介して、磁石４３Ｂと軸方向に対向している。第４の基板間コネクタ８５Ｂは、第２の基板間コネクタ６２Ｂに接続されている。図示は割愛するが、第３の基板間コネクタ８５Ａは、第１の基板間コネクタ６２Ａに接続された状態に維持される。

　第２の電源コネクタ５３Ｂは、電源端子５３Ｅと、グランド端子５３Ｆとを有している。電源端子５３Ｅと、グランド端子５３Ｆとは、各々、第１の端部と第２の端部とを有している。第１の端部は、第２の電源コネクタ５３Ｂの周壁の内部に位置している。第２の端部は、パワー基板５２を直交する方向に貫通している。第２の端部は、パワー基板５２に半田付けによって接続されている。図示は割愛するが、第１の電源コネクタ５３Ａも、電源端子５３Ｅと、グランド端子５３Ｆとを有している。

　第２の信号コネクタ５３Ｄは、複数の信号端子５３Ｇを有している。信号端子５３Ｇは、第１の端部と第２の端部とを有している。第１の端部は、第２の信号コネクタ５３Ｄの周壁の内部に位置している。第２の端部は、パワー基板５２を直交する方向に貫通している。第２の端部は、パワー基板５２に半田付けによって接続されている。図示は割愛するが、第１の信号コネクタ５３Ｃも、複数の信号端子５３Ｇを有している。

　パワー基板５２は、電源端子５３Ｅを介して、直流電源のプラス端子に接続される。パワー基板５２は、グランド端子５３Ｆを介して、直流電源のマイナス端子に接続される。パワー基板５２には、電源端子５３Ｅと、グランド端子５３Ｆとを介して、直流電源からの直流電力が供給される。制御基板５１には、第１の基板間コネクタ６２Ａおよび第３の基板間コネクタ８５Ａ、ならびに第２の基板間コネクタ６２Ｂおよび第４の基板間コネクタ８５Ｂを介して、直流電力が供給される。

　パワー基板５２は、信号端子５３Ｇを介して、車両制御装置に接続される。パワー基板５２は、信号端子５３Ｇを介して、車両制御装置との間で信号の授受を行うことが可能である。制御基板５２は、第１の基板間コネクタ６２Ａおよび第３の基板間コネクタ８５Ａ、ならびに第２の基板間コネクタ６２Ｂおよび第４の基板間コネクタ８５Ｂを介して、車両制御装置との間で信号の授受を行うことが可能である。

　＜モータ装置３１の放熱構造＞
　つぎに、モータ装置３１の放熱構造について説明する。
　図７に示すように、制御基板５１は、コネクタ組立体５３に固定されている。コネクタ組立体５３は、複数の第１の支柱５３Ｈを有している。図７では、１つの第１の支柱５３Ｈのみが示されている。第１の支柱５３Ｈは、電源コネクタ（５３Ａ，５３Ｂ）と反対側のコネクタ組立体５３の端部に設けられている。第１の支柱５３Ｈは、蓋４２に向かって延びている。制御基板５１は、第１の支柱５３Ｈの先端に、ねじ５３Ｉで固定されている。先端は、蓋４２に近い側の第１の支柱５３Ｈの端部である。

　パワー基板５２は、コネクタ組立体５３に固定されている。コネクタ組立体５３は、複数の第２の支柱５３Ｊを有している。第２の支柱５３Ｊは、電源コネクタ（５３Ａ，５３Ｂ）と反対側のコネクタ組立体５３の端部に設けられている。第２の支柱５３Ｊは、蓋４２に向かって延びている。第２の支柱５３Ｊのコネクタ組立体５３からの突出長さは、第１の支柱５３Ｈのコネクタ組立体５３からの突出長さよりも短い。パワー基板５２は、第２の支柱５３Ｊの先端に、ねじ５３Ｋで固定されている。先端は、蓋４２に近い側の第２の支柱５３Ｊの端部である。

　パワー基板５２は、蓋４２にも固定されている。蓋４２は、複数の支持部４２Ａを有している。図７では、１つの支持部４２Ａのみが示されている。支持部４２Ａは、蓋４２の軸方向外側の端面に設けられている。パワー基板５２は、支持部４２Ａの先端に、ねじ４２Ｂで固定されている。先端は、蓋４２の軸方向外側の端面から遠い側の支持部４２Ａの端部である。

　蓋４２は、基板収容部４０Ａと、放熱部４０Ｂとを有している。基板収容部４０Ａと、放熱部４０Ｂとは、蓋４２の軸方向の端部に設けられている。端部は、軸方向外側の蓋４２の端部である。基板収容部４０Ａと、放熱部４０Ｂとは、軸方向に直交する方向において互いに隣接している。基板収容部４０Ａと、放熱部４０Ｂとの間には、段差が設けられている。すなわち、基板収容部４０Ａの端壁面の軸方向位置と、放熱部４０Ａの端壁面の軸方向の位置とが、互いに異なっている。基板収容部４０Ａの端壁面は、軸方向において、放熱部４０Ｂの端壁面よりもカバー５４の端壁から遠い。換言すれば、基板収容部４０Ａの端壁面は、放熱部４０Ｂの端壁面よりもモータ４０の軸方向内側に位置している。基板収容部４０Ａの端壁面は、蓋４２の第１の面である。放熱部４０Ｂの端壁面は、蓋４２の第２の面である。放熱部４０Ｂは、蓋４２のうち、パワー基板５２との間で熱交換を行う部分である。

　基板収容部４０Ａの端壁面は、軸方向において、制御基板５１と対向している。基板収容部４０Ａの端壁面と、制御基板５１との間には、第１の隙間Ｄ１が形成されている。
　パワー基板５２は、第１の部分５２Ａと、第２の部分５２Ｂとを有している。第１の部分５２Ａは、パワー基板５２のうち、制御基板５１と対向する部分である。第２の部分５２Ｂは、パワー基板５２のうち、放熱部４０Ｂの端壁面と対向する部分である。すなわち、第２の部分５２Ｂは、制御基板５１と軸方向に重なっていない。第２の部分５２Ｂと、放熱部４０Ｂの端壁面との間には、第２の隙間Ｄ２が形成されている。第２の隙間Ｄ２は、第１の隙間Ｄ１よりも狭い。

　パワー基板５２の第２の部分５２Ｂと放熱部４０Ｂとの間の熱抵抗は、制御基板５１と基板収容部４０Ａの端壁面との間の熱抵抗よりも小さい。さらに、パワー基板５２の一部は、蓋４２に接触している。このため、パワー基板５２と蓋４２との間の放熱経路の熱抵抗は、制御基板５１と蓋４２との間の放熱経路の熱抵抗よりも小さい。熱抵抗は、熱の伝わりにくさを数値化したものである。熱抵抗が高いほど熱が伝わりにくく、熱抵抗が低いほど熱が伝わりやすい。

　制御基板５１と蓋４２との間の熱抵抗、およびパワー基板５２の第２の部分５２Ｂと蓋４２との間の熱抵抗は、熱放射による熱抵抗を含む。放射熱は、熱源と物体との間の距離の二乗に比例して減衰する。放射熱は、距離が２倍になると１／４、距離が３倍になると１／９に減衰する。「／」は、除算を示す。このため、パワー基板５２の第２の部分５２Ｂから発生する熱は、制御基板５１から発生する熱よりも、蓋４２に伝わりやすい。

　パワー基板５２は、発熱素子を有している。発熱素子は、通電によって熱を発生する電子部品である。発熱素子は、高発熱素子を含む。高発熱素子には、たとえば、第１の電源回路７５Ａ、第２の電源回路７５Ｂ、第１のプリドライバ８４Ａ、および第２のプリドライバ８４Ｂが含まれる。高発熱素子には、たとえば、第１のインバータ回路８１Ａのスイッチング素子８１Ａ１、および第２のインバータ回路８１Ｂのスイッチング素子８１Ｂ１も含まれる。スイッチング素子８１Ｂ１は、高発熱素子の中でも、特に発熱量が多い電子部品の一つである。第１の電源回路７５Ａ、第２の電源回路７５Ｂ、第１のプリドライバ８４Ａ、および第２のプリドライバ８４Ｂの発熱量は、第１のインバータ回路８１Ａおよび第２のインバータ回路８１Ｂの発熱量よりも少ない。

　第１の電源回路７５Ａ、第２の電源回路７５Ｂ、第１のプリドライバ８４Ａ、および第２のプリドライバ８４Ｂは、たとえば、パワー基板５２の第１の部分５２Ａに設けられている。ただし、図７では、第２の電源回路７５Ｂ、および第２のプリドライバ８４Ｂのみが示されている。スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１は、たとえば、パワー基板５２の第２の部分５２Ｂに設けられている。パワー基板５２の第２の面と反対側のスイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１の面は、放熱材８１Ａ２，８１Ｂ２を介して、蓋４２の放熱部４０Ｂに接触している。ただし、図７では、スイッチング素子８１Ｂ１のみが示されている。

　放熱材８１Ａ２，８１Ｂ２は、たとえば、放熱グリスである。放熱グリスは、高い熱伝導性を有している。放熱グリスが、スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１と、放熱部４０Ｂとの間に塗布されることによって、スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１と、放熱部４０Ｂとの間の微細な凹凸による隙間が埋められる。これにより、スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１と、放熱部４０Ｂとの間の熱伝導が促進される。

　制御基板５１は、発熱素子を有している。発熱素子は、低発熱素子を含む。低発熱素子には、たとえば、第１のマイクロコンピュータ６１Ａ、および第２のマイクロコンピュータ６１Ｂが含まれる。低発熱素子の発熱量は、高発熱素子の発熱量よりも少ない。高発熱素子は、たとえば、第１の電源回路７５Ａ、第２の電源回路７５Ｂ、第１のプリドライバ８４Ａ、第２のプリドライバ８４Ｂ、およびスイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１である。

　図７に破線の矢印で示すように、パワー基板５２の高発熱素子が発生する熱は、放熱経路Ａ１を介して逃される。放熱経路Ａ１は、パワー基板５２の高発熱素子と蓋４２との間の伝熱経路である。放熱経路Ａ１には、パワー基板５２、パワー基板５２と蓋４２との接触部分、およびパワー基板５２と蓋４２との非接触部分が含まれる。

　熱の一部は、パワー基板５２、およびパワー基板５２と蓋４２との接触部分を介した熱伝導によって、蓋４２に伝達される。スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１が発生する熱は、放熱材８１Ａ２，８１Ｂ２を介して、効率的に蓋４２に伝達される。熱の一部は、放射によって、直接的に蓋４２に伝達される。蓋４２に伝達される熱は、モータケース４１を介して外部に放熱される。熱の一部は、対流によって大気にも伝達される。

　制御基板５１は、蓋４２と直接接触していない。このため、制御基板５１の放熱性は、パワー基板５２の放熱性よりも低い。しかし、制御基板５１は、高発熱素子を有していない。高発熱素子は、制御基板５１とは別のパワー基板５２に設けられている。このため、第１のマイクロコンピュータ６１Ａ、および第２のマイクロコンピュータ６１Ｂは、周囲からの熱の影響を受けにくい。したがって、第１のマイクロコンピュータ６１Ａ、および第２のマイクロコンピュータ６１Ｂの温度を、定められた耐熱温度以下に抑えることが可能である。第１のマイクロコンピュータ６１Ａ、および第２のマイクロコンピュータ６１Ｂが発生する熱は、たとえば、対流あるいは放射によって、大気あるいは蓋４２に伝達される。

　＜実施の形態の効果＞
　本実施の形態は、以下の効果を奏する。
　（１）モータ４０は、モータケース４１、およびモータケース４１の軸方向の端部に取り付けられる蓋４２を有している。制御基板５１は、低発熱素子を有している。制御基板５１は、モータ４０の軸方向において、蓋４２の一部と向き合うように配置されている。パワー基板５２は、低発熱素子よりも発熱量が多い高発熱素子を有している。パワー基板５２は、モータ４０の軸方向において、制御基板５１に対し蓋４２とは反対側に配置されている。言い換えれば、モータ４０の軸方向において、制御基板５１は蓋４２とパワー基板５２との間に配置されている。パワー基板５２は、制御基板５１と向き合う第１の部分５２Ａと、蓋４２と向き合う第２の部分５２Ｂとを有している。パワー基板５２の第２の部分５２Ｂと蓋４２との間の熱抵抗は、制御基板５１と蓋４２との間の熱抵抗よりも小さい。

　この構成によれば、低発熱素子と、高発熱素子とが、別々の基板に設けられる。このため、高発熱素子の熱が、制御基板５１、ひいては低発熱素子に伝わりにくい。低発熱素子の温度上昇が抑えられるため、低発熱素子が発生する熱を逃がすための構成を排除することが可能となる。たとえば、基板収容部４０Ａの端壁面と制御基板５１とを接触させたり、基板収容部４０Ａの端壁面と制御基板５１との間に放熱材を介在させたりする必要はない。

　高発熱素子が発生する熱は、パワー基板５２を介して蓋４２に効率的に伝達される。これは、パワー基板５２の第２の部分５２Ｂと蓋４２との間の熱抵抗が、より小さくなるように構成されるからである。パワー基板５２の第２の部分５２Ｂと蓋４２との間の熱抵抗が、たとえば、放熱のための構成を必要としない制御基板５１と蓋４２との間の熱抵抗よりも小さければ、高発熱素子の発熱に対して十分な放熱性を確保することができる。このため、放熱性を確保するために、モータ４０の端部に、別途ヒートシンクを設ける必要もない。ヒートシンクを設けない分だけ、モータ装置３１のサイズ、特に軸方向のサイズを、より小さくすることができる。ヒートシンクを設けない分だけ、モータ装置３１を軽量化することもできる。

　（２）パワー基板５２の第２の部分５２Ｂと蓋４２との間の軸方向の距離Ｄ２が、制御基板５１と蓋４２との間の軸方向の距離Ｄ１よりも短い。この構成によれば、パワー基板５２の第２の部分５２Ｂと蓋４２との間の軸方向の距離Ｄ２を、制御基板５１と蓋４２との間の軸方向の距離Ｄ１よりも短くすることにより、パワー基板５２の第２の部分５２Ｂと蓋４２との間の熱抵抗を、制御基板５１と蓋４２との間の熱抵抗よりも小さくすることができる。

　（３）蓋４２は、基板収容部４０Ａと、放熱部４０Ｂとを有している。基板収容部４０Ａの端壁面は、放熱部４０Ｂの端壁面よりもモータ４０の軸方向内側に位置している。基板収容部４０Ａの端壁面は、制御基板５１と向き合う蓋４２の面である。放熱部４０Ｂの端壁面は、パワー基板５２の第２の部分５２Ｂと向き合う蓋４２の面である。この構成によれば、基板収容部４０Ａの端壁面が、放熱部４０Ｂの端壁面よりもモータ４０の軸方向内側に位置する分、蓋４２の体積を減らすことが可能となる。すなわち、制御基板５１と向き合う蓋４２の部分の軸方向の厚みを、より薄くすることができる。蓋４２の体積が減少する分だけ、モータ装置３１を軽量化することができる。

　（４）モータ装置３１は、合成樹脂製のコネクタ組立体５３を有している。コネクタ組立体５３は、モータ４０の軸方向において、パワー基板５２よりも蓋４２から離れた位置に配置されている。言い換えれば、コネクタ組立体５３は、モータ４０の軸方向において、パワー基板５２に対し蓋４２とは反対側に配置されている。コネクタ組立体５３は、制御基板５１とパワー基板５２とに電力または信号を供給するための複数の端子を保持している。端子には、電源端子５３Ｅ、グランド端子５３Ｆ、および信号端子５３Ｇが含まれる。制御基板５１は、コネクタ組立体５３に固定されている。パワー基板５２は、コネクタ組立体５３と蓋４２との双方に固定されている。この構成によれば、高発熱素子が発生する熱は、パワー基板５２を介して蓋４２に伝わる。制御基板５１は蓋４２に固定されないため、蓋４２に伝達される熱が、蓋４２から制御基板５１に伝わりにくい。このため、制御基板５１の温度上昇が抑制される。

　（５）制御基板５１とパワー基板５２とは、基板間コネクタ（６２Ａ，８５Ａ，６２Ｂ，８５Ｂ）を介して、電力および信号を授受する。パワー基板５２は、電源回路（７５Ａ，７５Ｂ）を有している。電源回路は、車載の直流電源の電圧を、制御基板５１に設けられるマイクロコンピュータ（６１Ａ，６１Ｂ）を含む電気回路の動作に適した電圧に変換する。制御基板５１には、基板間コネクタを介して、電源回路により変換された後の電圧のみが供給される。電源回路により変換された後の電圧は、車載の直流電源の電圧よりも低い。このため、たとえば、車載の直流電源からの電圧が制御基板５１に供給される場合に比べて、制御基板５１の発熱を抑えることができる。

　（６）高発熱素子は、スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１、プリドライバ（８４Ａ，８４Ｂ）、および電源回路（７５Ａ，７５Ｂ）を有している。スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１は、パワー基板５２の第２の部分５２Ｂに配置されている。プリドライバ（８４Ａ，８４Ｂ）、および電源回路（７５Ａ，７５Ｂ）は、パワー基板５２の第１の部分５２Ａに配置されている。

　パワー基板５２の第１の部分５２Ａは、制御基板５１と向き合うパワー基板５２の部分である。このため、たとえば放射によって、パワー基板５２の第１の部分５２Ａから制御基板５１に熱が伝達されるおそれがある。この点、上記の構成によれば、たとえば、インバータ回路（８１Ａ，８１Ｂ）がパワー基板５２の第１の部分５２Ａに設けられる場合に比べて、パワー基板５２の第１の部分５２Ａから制御基板５１に伝わる熱を低減することができる。これは、プリドライバ（８４Ａ，８４Ｂ）、および電源回路（７５Ａ，７５Ｂ）の発熱量は、インバータ回路（８１Ａ，８１Ｂ）の発熱量よりも少ないからである。

　（７）スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂは、蓋４２に向き合うパワー基板５２の面に設けられている。スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂは、放熱材８１Ａ２，８１Ｂ２を介して蓋４２に接触している。この構成によれば、スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂが発生する熱は、放熱材８１Ａ２，８１Ｂ２を介して効率的に蓋４２に伝達される。

　（８）モータ４０の制御系統と給電系統とは、各々２系統である。制御基板５１とパワー基板５２との電子部品の数は、モータ４０の制御系統と給電系統とが、各々１系統である場合に比べて２倍となる。このため、基板における電子部品の実装密度が、より高くなる。したがって、たとえば高発熱素子と低発熱素子とを同一の基板に設ける場合、複数の電子部品が互いに熱を伝え合うことによって、電子部品の温度が上昇しやすくなる。

　たとえば、低発熱素子であるマイクロコンピュータ（６１Ａ，６１Ｂ）と、高発熱素子であるプリドライバ（８１Ａ，８１Ｂ）および電源回路（７５Ａ，７５Ｂ）とを同一の基板に設けることが考えられる。この場合、高発熱素子のみならず、低発熱素子であるマイクロコンピュータ（６１Ａ，６１Ｂ）の温度上昇が懸念される。このため、モータ装置３１に、マイクロコンピュータ（６１Ａ，６１Ｂ）の温度上昇を抑制するための構成を設ける必要がある。

　本実施の形態では、マイクロコンピュータ（６１Ａ，６１Ｂ）と、プリドライバ（８１Ａ，８１Ｂ）および電源回路（７５Ａ，７５Ｂ）とが、異なる基板に分散して設けられる。このため、マイクロコンピュータ（６１Ａ，６１Ｂ）とプリドライバ（８１Ａ，８１Ｂ）との間の熱伝達、およびマイクロコンピュータ（６１Ａ，６１Ｂ）と電源回路（７５Ａ，７５Ｂ）との間の熱伝達が抑制される。したがって、マイクロコンピュータ（６１Ａ，６１Ｂ）の温度上昇を抑制することができる。モータ装置３１に、マイクロコンピュータ（６１Ａ，６１Ｂ）の温度上昇を抑制するための構成を別途設ける必要はない。本実施の形態は、複数の制御系統と、複数の給電系統とを有するモータ装置３１に好適である。

　＜他の実施の形態＞
　本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
　・放熱材８１Ａ２，８１Ｂ２を割愛してもよい。この場合、スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１と、放熱部４０Ｂとの間には、隙間が形成される。隙間は、微小である。このため、スイッチング素子８１Ａ１，８１Ｂ１が発生する熱は、たとえば放射によって効率的に放熱部４０Ｂに伝達される。

　・パワー基板５２を、コネクタ組立体５３と蓋４２とに固定する代わりに、たとえば、コネクタ組立体５３とモータケース４１とに固定するようにしてもよい。この場合、たとえば、モータケース４１にパワー基板５２を支持するための支持部を設ける。このようにしても、パワー基板５２の放熱性を確保することができる。

　・モータ４０は、１系統の巻線群を有するものであってもよい。また、モータ４０の制御系統と、給電系統とは、各々１系統であってもよい。この場合、コネクタ組立体５３として、第１の電源コネクタ５３Ａおよび第１の信号コネクタ５３Ｃ、または第２の電源コネクタ５３Ｂおよび第２の信号コネクタ５３Ｄを割愛した構成を採用してもよい。

Claims

　金属製のモータケース、および前記モータケースの軸方向の端部に取り付けられる金属製の端壁を有するモータと、
　低発熱素子を有し、前記モータの軸方向において前記端壁の一部と向き合うように配置される第１の基板であって、前記モータへの給電を制御するように構成される第１の基板と、
　前記低発熱素子よりも発熱量が多い高発熱素子を有し、前記モータの軸方向において前記第１の基板に対し前記端壁とは反対側に配置される第２の基板であって、前記第１の基板による制御によって前記モータに電力を供給するように構成される第２の基板と、を備え、
　前記第２の基板は、前記第１の基板と向き合う第１の部分と、前記端壁と向き合う第２の部分とを有し、
　前記第２の部分と前記端壁との間の熱抵抗は、前記第１の基板と前記端壁との間の熱抵抗よりも小さいモータ装置。
　前記第２の部分と前記端壁との間の軸方向の距離が、前記第１の基板と前記端壁との間の軸方向の距離よりも短い請求項１に記載のモータ装置。
　前記端壁は、前記第１の基板と向き合う第１の面と、前記第２の基板の前記第２の部分と向き合う第２の面と、を有し、
　前記第１の面は、前記第２の面よりも前記モータの軸方向内側に位置している請求項１または請求項２に記載のモータ装置。
　前記モータの軸方向において前記第２の基板よりも前記端壁から離れた位置に配置される合成樹脂製のコネクタ組立体であって、前記第１の基板と前記第２の基板とに電力または信号を供給するように構成される複数の端子を保持するコネクタ組立体をさらに備え、
　前記第１の基板は、前記コネクタ組立体に固定され、
　前記第２の基板は、前記コネクタ組立体と、前記端壁または前記モータケースとに固定されている請求項１または請求項２に記載のモータ装置。
　前記第１の基板と前記第２の基板とを接続する基板間コネクタであって、前記第１の基板と前記第２の基板との間で電力および信号を授受するように構成される基板間コネクタをさらに備え、
　前記高発熱素子は、外部電源から供給される電圧を前記第１の基板に設けられる前記低発熱素子を含む電気回路の動作に適した電圧に変換するように構成される電源回路を含み、
　前記基板間コネクタは、前記第１の基板に対し、前記電源回路により変換された後の電圧のみを供給するように構成される請求項１または請求項２に記載のモータ装置。
　前記高発熱素子は、
　　前記モータに電力を供給するためのインバータ回路を構成するスイッチング素子と、
　　前記第１の基板からの指令に基づき、前記インバータ回路を駆動するように構成されるプリドライバと、
　　外部電源から供給される電圧を前記第１の基板に設けられる前記低発熱素子を含む電気回路の動作に適した電圧に変換するように構成される電源回路と、を含み、
　前記スイッチング素子は、前記第２の基板の前記第２の部分に配置され、
　前記プリドライバ、および前記電源回路は、前記第２の基板の前記第１の部分に配置されている請求項１または請求項２に記載のモータ装置。
　前記スイッチング素子は、前記端壁に向き合う前記第２の基板の面に設けられるとともに、放熱材を介して前記端壁に接触している請求項６に記載のモータ装置。