JP2009012631A - Electric power steering device - Google Patents

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Yoshinobu Nakata
圭宣 中田
Kenichi Shimada
賢一 島田
Yu Nishimitsu
優 西光
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device, in which the assembly work efficiency of a control unit for controlling driving of an electric motor is improved, and the heat radiation function of the control unit is improved to be adaptable to large current size electric motors. <P>SOLUTION: The control unit is provided with a control substrate mounting a control element for controlling driving of the electric motor, a metal substrate mounting a power element through which drive current of the electric motor runs, a mold substrate integrally composed with a resin substrate by insert-molding to electrically connect the control substrate to the metal substrate, a base part to house the control substrate, the metal substrate, and the mold substrate, while functioning as a heat sink, and a cover part to cover the base part. The control substrate, the metal substrate, the mold substrate, the base part, and the cover part are disposed in laminated structure, and part of the mold substrate is connected to part of the base part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵補助トルクの発生源として電動モータを用いた電動パワーステアリング装置に関し、より詳細には、電動モータの駆動電流を制御するコントロールユニット(ECU)の放熱構造の改良に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus using an electric motor as a generation source of steering assist torque, and more particularly to an improvement in a heat dissipation structure of a control unit (ECU) that controls a drive current of the electric motor.

近年、この種の電動パワーステアリング装置では、搭載される車両の大型化・高出力化に伴って、ステアリングシャフトを操舵補助する電動モータのアシスト力が増大している傾向にある。そのため、電動モータの駆動を制御するコントロールユニット(ECU)では、搭載される回路要素、配線パターンおよび導電線などの構造が、電動モータの大電流化に対応できる耐熱性および耐久性を具備するために大型化かつ複雑化している、という問題があった。   In recent years, in this type of electric power steering apparatus, the assisting force of an electric motor for assisting steering of a steering shaft tends to increase with the increase in size and output of a vehicle to be mounted. Therefore, in the control unit (ECU) that controls the driving of the electric motor, the mounted circuit elements, wiring patterns, conductive wires, and other structures have heat resistance and durability that can cope with the increase in electric current of the electric motor. However, there was a problem that the size and complexity were increased.

そこで、このような問題を解決するための改良案として、例えば、特許文献1に開示される電動パワーステアリング回路装置、あるいは特許文献2に開示される電動パワーステアリング装置のコントロールユニットが知られている。   Therefore, as an improvement plan for solving such a problem, for example, an electric power steering circuit device disclosed in Patent Document 1 or a control unit of the electric power steering device disclosed in Patent Document 2 is known. .

上記特許文献1の電動パワーステアリング回路装置では、インサート成形される前の導電板を、配線パターンが連続的に形成された一枚の導電性金属板で構成するとともに、コイル、電源リレー、モータリレーと電気的に接続される配線パターンの部位を同一平面に形成することにより、低コスト化および組立作業性の向上を図っている。また、この電動パワーステアリング回路装置では、金属基板の裏側を放熱ケースに接触させることにより、金属基板に実装される大電流部品や配線パターンからの発熱量が金属基板を介して放熱ケースに伝達される構造になっている。   In the electric power steering circuit device of Patent Document 1, the conductive plate before insert molding is constituted by a single conductive metal plate on which a wiring pattern is continuously formed, as well as a coil, a power relay, and a motor relay. By forming the portions of the wiring pattern that are electrically connected to each other on the same plane, the cost is reduced and the assembly workability is improved. Also, in this electric power steering circuit device, the amount of heat generated from a large current component or wiring pattern mounted on the metal substrate is transmitted to the heat dissipation case via the metal substrate by bringing the back side of the metal substrate into contact with the heat dissipation case. It has a structure.

一方、上記特許文献2のコントロールユニットでは、金属製の板材を加工してなる回路導体構成部材をインサート成形により一体化し、この回路導体構成部材の一部を大電流回路部品が搭載されるベース基板の面方向に対して折り曲げて構成することにより、基板面方向の大型化を回避しつつ、大電流による回路導体の発熱を抑制して大電流化を図っている。   On the other hand, in the control unit of Patent Document 2, a circuit conductor component formed by processing a metal plate is integrated by insert molding, and a part of the circuit conductor component is mounted on a base substrate on which a high-current circuit component is mounted. In this configuration, the current is increased by suppressing the heat generation of the circuit conductor due to a large current while avoiding an increase in size in the substrate surface direction.

特開2004−345643号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-345643 特開2002−127920号公報JP 2002-127920 A

しかしながら、上述した特許文献1の電動パワーステアリング回路装置では、今後の更なる電動モータの大電流化を考慮すると、放熱機能が十分ではなかった。すなわち、この大電流化に伴って、通電金属配線パターンに生じる熱がさらに上昇するため、通電金属配線パターンの耐熱性を向上させる必要がある。   However, in the electric power steering circuit device of Patent Document 1 described above, the heat dissipation function is not sufficient in consideration of further increase in current of the electric motor in the future. That is, as the current increases, the heat generated in the current-carrying metal wiring pattern further increases. Therefore, it is necessary to improve the heat resistance of the current-carrying metal wiring pattern.

また、この電動パワーステアリング回路装置では、大電流化に伴う通電金属配線パターンの発熱上昇によって、通電金属配線パターンに実装されているコイルやリレー等の発熱が上昇し、かつ、通電金属配線パターンからの放熱により制御基板や金属基板上の実装部品の温度も上昇する、という問題があった。   Further, in this electric power steering circuit device, the heat generation of the energized metal wiring pattern due to the increase in current increases the heat generation of the coils and relays mounted on the energized metal wiring pattern, and from the energized metal wiring pattern. There is a problem that the temperature of the mounted parts on the control board and the metal board also rises due to the heat radiation.

一方、上述した特許文献2のコントロールユニットでも同様に、大電流化に伴う発熱性部品の発熱量上昇に対する放熱機能が十分ではない、という問題があった。   On the other hand, the control unit of Patent Document 2 described above also has a problem that the heat dissipation function is not sufficient with respect to an increase in the amount of heat generated by the heat-generating component due to the increase in current.

このような発熱性部品の発熱量上昇に対処するために、通電金属配線パターンを積極的に放熱することができる構造を採用することが考えられるが、通電金属配線パターンを直接放熱ケースに接続すると、放熱ケース上で通電金属配線パターンがショートしてしまう虞があった。   In order to cope with such an increase in the amount of heat generated by heat-generating components, it is conceivable to adopt a structure that can actively dissipate the current-carrying metal wiring pattern. There is a possibility that the conductive metal wiring pattern may be short-circuited on the heat radiating case.

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電動モータの駆動を制御するコントロールユニットの組立作業性の向上を図るとともに、電動モータの大電流化に適応できるようにコントロールユニットの放熱機能の向上を図った電動パワーステアリング装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to improve the assembly workability of the control unit that controls the drive of the electric motor and to increase the current of the electric motor. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device in which the heat dissipation function of a control unit is improved so that it can be adapted.

本発明の上記目的は、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトに対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータの駆動を制御するコントロールユニットとを備えた電動パワーステアリング装置において、前記コントロールユニットが、前記電動モータの駆動を制御する制御素子を実装した制御基板と、前記電動モータの駆動電流が流れるパワー素子を実装した金属基板と、インサート成形により樹脂基材と一体に構成され、前記制御基板と前記金属基板とを電気的に接続する通電金属配線パターンを実装したモールド基板と、前記制御基板、前記金属基板、および前記モールド基板を収容するとともに、ヒートシンクとして機能するベース部と、該ベース部を被覆するカバー部とを備え、前記制御基板、前記金属基板、前記モールド基板、前記ベース部、および前記カバー部が、積層構造で配置され、かつ、前記モールド基板の一部が、前記ベース部の一部に接続されたことにより、達成される。   An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus comprising: an electric motor that applies a steering assist force to a steering shaft connected to a steering wheel; and a control unit that controls driving of the electric motor. The unit is configured integrally with a resin base material by insert molding, a control board on which a control element for controlling driving of the electric motor is mounted, a metal board on which a power element through which the driving current of the electric motor flows is mounted, A mold substrate on which a current-carrying metal wiring pattern for electrically connecting the control substrate and the metal substrate is mounted; the control substrate, the metal substrate, and the mold substrate; and a base portion that functions as a heat sink; A cover portion covering the base portion, the control board, the metal Plate, the mold substrate, the base portion, and the cover portion is arranged in a stacked structure, and a portion of the mold substrate, by being connected to a portion of the base portion is achieved.

また、上記目的は、前記モールド基板が、該モールド基板上に実装された発熱性部品と、該発熱性部品を前記モールド基板に電気的に接続する通電金属配線パターンと、該通電金属配線パターンと平行に配された非通電金属配線パターンと、該非通電金属配線パターンと前記通電金属配線パターンとの間に封入された放熱性絶縁物とを有することにより、効果的に達成される。   Further, the above object is that the mold substrate includes a heat generating component mounted on the mold substrate, a current-carrying metal wiring pattern that electrically connects the heat-generating component to the mold substrate, and the current-carrying metal wiring pattern. This is effectively achieved by having non-current-carrying metal wiring patterns arranged in parallel and a heat-dissipating insulator enclosed between the non-current-carrying metal wiring pattern and the current-carrying metal wiring pattern.

また、上記目的は、前記通電金属配線パターンの熱が、前記放熱性絶縁物に伝達されて放熱されるとともに、前記放熱性絶縁物から前記非通電金属配線パターンを介して前記ベース部に伝達されて放熱されることにより、効果的に達成される。   In addition, the object is to transmit heat from the conductive metal wiring pattern to the heat-dissipating insulator to dissipate heat, and from the heat-dissipating insulator to the base portion through the non-conductive metal wiring pattern. This is achieved effectively by dissipating heat.

また、上記目的は、前記発熱性部品が、コイル、電源リレー、モータリレー、およびシャント抵抗素子のうちの少なくとも1つを含むことにより、効果的に達成される。   Moreover, the said objective is effectively achieved when the said exothermic component contains at least 1 of a coil, a power supply relay, a motor relay, and a shunt resistance element.

さらに、上記目的は、前記モールド基板が、前記通電金属配線パターンと前記非通電金属配線パターンとの間に部分的に空間が画成されるように前記樹脂基材と一体にインサート成形され、かつ、前記放熱性絶縁物が、前記空間内に封入されたことにより、効果的に達成される。   Further, the object is that the mold substrate is insert-molded integrally with the resin base material so that a space is partially defined between the energized metal wiring pattern and the non-energized metal wiring pattern, and The heat dissipating insulator is effectively achieved by being enclosed in the space.

本発明に係る電動パワーステアリング装置のコントロールユニットによれば、制御基板と金属基板とを電気的に接続するモールド基板の一部を、ヒートシンクとして機能するベース部の一部に接続したことにより、通電金属配線パターンの熱をベース部に伝達してコントロールユニットの外部に放散させることができる。この結果、通電金属パターンの発熱上昇が抑制され、制御基板や金属基板に実装された部品の温度上昇も抑制されるので、コントロールユニットの耐熱性、耐久性、および装置寿命の向上を図ることができる。   According to the control unit of the electric power steering apparatus according to the present invention, a part of the mold substrate that electrically connects the control substrate and the metal substrate is connected to a part of the base portion that functions as a heat sink, thereby energizing The heat of the metal wiring pattern can be transferred to the base portion and dissipated outside the control unit. As a result, the heat generation of the energized metal pattern is suppressed, and the temperature rise of the control board and components mounted on the metal board is also suppressed, so that the heat resistance, durability, and device life of the control unit can be improved. it can.

また、本発明に係る電動パワーステアリング装置のコントロールユニットでは、モールド基板にコイル、電源リレー、モータリレー、シャント抵抗素子などの発熱性部品を実装する場合、これらの発熱性部品を電気的に接続する通電金属配線パターンの熱を、放熱性絶縁物に伝達して放熱させるとともに、放熱性絶縁物から非通電金属配線パターンを介してベース部に伝達してコントロールユニットの外部に放熱させる構造を備えているので、発熱性部品の組立作業性の向上を図りつつ、これらの発熱性部品によるコントロールユニットの温度上昇を抑制することができる。   In the control unit of the electric power steering apparatus according to the present invention, when mounting exothermic parts such as a coil, a power relay, a motor relay, and a shunt resistor element on the mold substrate, these exothermic parts are electrically connected. The heat conduction metal wiring pattern heat is transferred to the heat dissipating insulator to dissipate heat, and the heat dissipating insulator is transmitted to the base part through the non-conducting metal wiring pattern to dissipate heat to the outside of the control unit. Therefore, it is possible to suppress the temperature rise of the control unit due to these heat generating components while improving the assembly workability of the heat generating components.

また、本発明に係る上記放熱構造によれば、通電金属配線パターンは、放熱性絶縁物および非通電金属配線パターンを介して間接的にベース部に接続されているので、通電金属配線パターンで生じるショートを防止することができ、電動モータの大電流化に対する耐久性の向上を図ることができる。   Moreover, according to the said heat dissipation structure which concerns on this invention, since an electricity supply metal wiring pattern is indirectly connected to the base part via a heat-radiating insulator and a non-energization metal wiring pattern, it arises in an electricity supply metal wiring pattern A short circuit can be prevented, and durability against an increase in current of the electric motor can be improved.

さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置のコントロールユニットよれば、モールド基板を、通電金属配線パターンと非通電金属配線パターンとの間に部分的に空間が画成されるように樹脂基材と一体にインサート成形し、その空間内に放熱性絶縁物を封入することにより、放熱が必要なコイルやリレー等が配設されている所定の部位のみ放熱性を高めることができる。これにより、放熱性絶縁物などの材料コストの軽減を図ることができる。   Furthermore, according to the control unit of the electric power steering apparatus according to the present invention, the mold substrate is integrated with the resin base material so that a space is partially defined between the energized metal wiring pattern and the non-energized metal wiring pattern. Insert molding and encapsulating a heat dissipating insulator in the space makes it possible to improve heat dissipation only at a predetermined portion where a coil, a relay or the like that requires heat dissipation is disposed. Thereby, reduction of material costs, such as a heat-radiating insulator, can be aimed at.

以下、図面を参照にしながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す機構図である。   FIG. 1 is a mechanism diagram showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.

同図において、電動パワーステアリング装置1の操舵機構は、先端部に取り付けられたステアリングホイール2の操舵操作に応じて回転するステアリングシャフト3と、該ステアリングシャフト3の他端部側にユニバーサルジョイント4,5を介して連結され、ステアリングシャフト2の回転運動をラック軸の直線運動に変換するラック・ピニオン機構6と、該ラック・ピニオン機構6のラック軸の動きを操向車輪に伝達するタイロッド7とから構成されている。   In the figure, the steering mechanism of the electric power steering apparatus 1 includes a steering shaft 3 that rotates in response to a steering operation of a steering wheel 2 attached to a tip portion, and a universal joint 4 on the other end side of the steering shaft 3. 5 and a rack and pinion mechanism 6 that converts the rotational motion of the steering shaft 2 into a linear motion of the rack shaft, and a tie rod 7 that transmits the motion of the rack shaft of the rack and pinion mechanism 6 to the steering wheel. It is composed of

また、電動パワーステアリング装置1のコラム部には、ステアリングホイール2を介してステアリングシャフト3に入力された操舵トルクを検出するトルクセンサ8と、減速機構9を介してステアリングシャフト3に連結された操舵補助用の電動モータ10とが設けられている。   In addition, the column portion of the electric power steering apparatus 1 includes a torque sensor 8 that detects a steering torque input to the steering shaft 3 via the steering wheel 2 and a steering coupled to the steering shaft 3 via the speed reduction mechanism 9. An auxiliary electric motor 10 is provided.

電動モータ10の駆動は、制御回路などを搭載したコントロールユニット(ECU)11によって制御される。このコントロールユニット11には、バッテリ12から電力が供給されるとともに、イグニションキー13からイグニションキー信号が入力される。そして、コントロールユニット11は、トルクセンサ8で検出された操舵トルク値Tおよび車速センサ14で検出された車速Vに基づいて、操舵補助指令値Iの演算を行い、演算された操舵補助指令値Iに応じて電動モータ10に供給する駆動電流を制御する。   Driving of the electric motor 10 is controlled by a control unit (ECU) 11 equipped with a control circuit and the like. Electric power is supplied from the battery 12 to the control unit 11, and an ignition key signal is input from the ignition key 13. Then, the control unit 11 calculates the steering assist command value I based on the steering torque value T detected by the torque sensor 8 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 14, and the calculated steering assist command value I is calculated. The drive current supplied to the electric motor 10 is controlled accordingly.

なお、上述した電動パワーステアリング装置1は、コラム部に電動モータ10が配設されたコラムアシスト型のものであるが、本発明はこれに限定されず、例えばピニオン部に電動モータ10が配設されたピニオンアシスト型、またはラック部に電動モータ10が配設されたラックアシスト型のものでもよい。   The electric power steering device 1 described above is of a column assist type in which the electric motor 10 is disposed in the column portion. However, the present invention is not limited to this, and for example, the electric motor 10 is disposed in the pinion portion. The pinion assist type may be used, or the rack assist type in which the electric motor 10 is disposed in the rack portion.

図2は、図1のコントロールユニットの概略構成を示す分解斜視図であり、図3は、図2のコントロールユニットの内部構造を示す概略断面図である。   2 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the control unit of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an internal structure of the control unit of FIG.

図2に示すように、コントロールユニット11の箱状の外部筐体は、基部を形成するベース部15と、該ベース部15を被覆するように配され、ベース部15に取り付けられる部品を電気的にシールドするカバー部16とによって構成される。ベース部15には、電動モータ10の駆動に必要なFET(電界効果トランジスタ)17やリレー18等のパワー素子を実装した金属基板19が、ネジ等により締結固定される。   As shown in FIG. 2, the box-shaped external housing of the control unit 11 includes a base portion 15 that forms a base portion, and a component that is disposed so as to cover the base portion 15 and is attached to the base portion 15. And a cover portion 16 for shielding. A metal substrate 19 on which power elements such as an FET (field effect transistor) 17 and a relay 18 necessary for driving the electric motor 10 are mounted is fastened and fixed to the base portion 15 with screws or the like.

この金属基板19は、熱伝達性および熱伝導性に優れた金属やセラミックなどの材料にて形成され、電動モータ10の駆動電流が流れることにより生じるパワー素子の熱をベース部15に良好に伝達するようになっている。これにより、通電により生じたパワー素子の熱は、ベース部15のヒートシンク(放熱板)としての機能によって、コントロールユニット11の外部に効率よく放散される。   The metal substrate 19 is formed of a material such as metal or ceramic having excellent heat transfer properties and heat conductivity, and transfers heat of the power element generated by the drive current of the electric motor 10 to the base portion 15 satisfactorily. It is supposed to be. Thereby, the heat of the power element generated by energization is efficiently dissipated to the outside of the control unit 11 by the function of the base portion 15 as a heat sink (heat radiating plate).

また、金属基板19の上方には、電動モータ10の駆動を制御するマイコンおよびその周辺回路などの制御素子を実装した絶縁プリント基板などからなる制御基板20が配され、該制御基板20と金属基板19との間には、インサート成形により樹脂基材21と一体に構成されたモールド基板22が配されている。すなわち、上述した制御基板20、金属基板19、モールド基板22、ベース部15、およびカバー部16は、組み付けられた際に積層構造になるように配置される。   Above the metal board 19, a control board 20 comprising an insulating printed board on which a control element such as a microcomputer for controlling the drive of the electric motor 10 and its peripheral circuit is mounted is disposed. The control board 20 and the metal board A mold substrate 22 that is integrally formed with the resin base material 21 by insert molding is disposed between the two. That is, the control board 20, the metal board 19, the mold board 22, the base part 15, and the cover part 16 described above are arranged so as to have a laminated structure when assembled.

また、コントロールユニット11の内部に収容される基板は、通電による発熱が比較的大きい部品を実装した金属基板19と、通電による発熱が比較的小さい部品を実装した制御基板20とからなる2枚構造であり、かつ、それぞれの基板19,20が、モールド基板22によって電気的に接続される構造になっている。この構造により、電動モータ10への大電流の供給を可能にするとともに、コントロールユニット11の小型化を実現している。   The substrate housed in the control unit 11 has a two-sheet structure comprising a metal substrate 19 on which components that generate relatively large heat when energized and a control substrate 20 that mounts components that generate relatively small heat when energized. In addition, each of the substrates 19 and 20 is electrically connected by the mold substrate 22. With this structure, a large current can be supplied to the electric motor 10 and the control unit 11 can be downsized.

また、コントロールユニット11は、モールド基板22と一体に構成された樹脂基材21の一端に、バッテリ12などに接続するためのコネクタ23を備え、該コネクタ23は、モールド基板22を介して制御基板20および金属基板19と電気的に接続される。このコネクタ23が組み付けられた際に配されるベース部15の一側面には、コネクタ23が装着される切欠部15aが形成されており、ベース部15の底面の一部には、ネジ溝が刻設されたボス15bが立設されている。   Further, the control unit 11 includes a connector 23 for connecting to the battery 12 or the like at one end of the resin base material 21 formed integrally with the mold substrate 22, and the connector 23 is connected to the control substrate via the mold substrate 22. 20 and the metal substrate 19 are electrically connected. A notch portion 15a to which the connector 23 is attached is formed on one side surface of the base portion 15 disposed when the connector 23 is assembled. A screw groove is formed on a part of the bottom surface of the base portion 15. The engraved boss 15b is erected.

また、樹脂基材21と一体にインサート成形されるモールド基板22は、発熱性部品であるコイル24と、該コイル24を電気的に接続する通電金属配線パターン25と、該通電金属配線パターン25と平行に配された非通電金属配線パターン26と、該非通電金属配線パターン26と通電金属配線パターン25との間に封入された放熱性絶縁物27とを備えている。   The mold substrate 22 that is insert-molded integrally with the resin base material 21 includes a coil 24 that is a heat-generating component, an energized metal wiring pattern 25 that electrically connects the coil 24, and the energized metal wiring pattern 25. A non-energized metal wiring pattern 26 arranged in parallel and a heat dissipating insulator 27 enclosed between the non-conductive metal wiring pattern 26 and the conductive metal wiring pattern 25 are provided.

樹脂基材21の表面(図3の上面)に形成される通電金属配線パターン25の一部には、はんだ接合によって、コイル24が電気的に接続されている。このコイルに流れる大電流に対応できるように、通電金属配線パターン25は十分な断面積を有している。ここでは、発熱性部品としてコイル24がモールド基板22に実装されているが、これに限定されず、例えば電源リレー、モータリレー、シャント抵抗などであってもよい。   A coil 24 is electrically connected to a part of the current-carrying metal wiring pattern 25 formed on the surface of the resin base material 21 (upper surface in FIG. 3) by soldering. The energized metal wiring pattern 25 has a sufficient cross-sectional area so that it can cope with a large current flowing through the coil. Here, although the coil 24 is mounted on the mold substrate 22 as a heat-generating component, the present invention is not limited to this, and may be, for example, a power relay, a motor relay, a shunt resistor, or the like.

この通電金属配線パターン25の裏面(図3の下面)の一部には、放熱性絶縁物27が接合され、該放熱性絶縁物27の裏面(図3の下面)には、非通電金属配線パターン26が接合されている。この非通電配線パターン26および放熱性絶縁物27の一部は、上述した接合状態で通電金属配線パターン25および樹脂基材21と一体にインサート成形され、一方、非通電配線パターン26および放熱性絶縁物27の他部は、樹脂基材21から外方(図2左側)に延出されている。非通電配線パターン26の他部(図2左側)の端部中央には、ネジ26sが挿通される穴26hが穿設され、該穴26hに挿通されたネジ26sは、ボス15bのネジ溝に螺着される。このネジ26sの締結により、モールド基板22がケース15に固定されるとともに、非通電配線パターン26がヒートシンク部材であるベース部15に接続される。なお、放熱性絶縁物27は、放熱性および熱伝達性・熱伝導性に優れた絶縁物であることが好ましく、例えば、シリコン系の樹脂から形成されたものである。   A heat dissipating insulator 27 is joined to a part of the back surface (lower surface in FIG. 3) of the energizing metal wiring pattern 25, and a non-energizing metal wiring is connected to the back surface (lower surface in FIG. 3) of the heat dissipating insulator 27. The pattern 26 is joined. A part of the non-energized wiring pattern 26 and the heat dissipating insulator 27 are insert-molded integrally with the energizing metal wiring pattern 25 and the resin base material 21 in the above-described joined state, while the non-energized wiring pattern 26 and the heat dissipating insulation. The other part of the object 27 extends outward (left side in FIG. 2) from the resin base material 21. A hole 26h through which the screw 26s is inserted is formed at the center of the other end (left side in FIG. 2) of the non-energized wiring pattern 26, and the screw 26s inserted through the hole 26h is formed in the screw groove of the boss 15b. Screwed. By fastening the screws 26s, the mold substrate 22 is fixed to the case 15, and the non-energized wiring pattern 26 is connected to the base portion 15 that is a heat sink member. Note that the heat dissipating insulator 27 is preferably an insulator excellent in heat dissipating property, heat transfer property, and heat conductivity, and is made of, for example, a silicon-based resin.

なお、図示されていないが、モールド基板22の通電金属配線パターン25の一部は、コネクタ23内に延出されてコネクタ23の端子を構成し、バッテリ12などに接続される。   Although not shown, a part of the energized metal wiring pattern 25 of the mold substrate 22 extends into the connector 23 to form a terminal of the connector 23 and is connected to the battery 12 or the like.

このような構成からなるモールド基板22では、コイル24への通電によって生じた通電金属配線パターン25の熱は、放熱性絶縁物27に伝達されて放熱されるとともに、放熱性絶縁物27から非通電金属配線パターン26を介してベース部15に伝達されて放熱される放熱構造になっている。すなわち、この放熱構造では、コイル24などの発熱性部品に接続されている通電金属配線パターン25が、放熱性絶縁物27および非通電金属配線パターン26を介して間接的にベース部15に接続されている。したがって、電動モータ10を高出力化するためにコイル24などの発熱性部品に大電流が流れる場合でも、通電金属配線パターン25をヒートシンクであるベース部15に直接接続することなく、通電金属配線パターン25の熱を良好にベース部15に伝達することができるので、通電金属配線パターン25のショートを防止して電動モータ10の大電流化に適応することができる。   In the mold substrate 22 having such a configuration, the heat of the energized metal wiring pattern 25 generated by energizing the coil 24 is transmitted to the heat dissipating insulator 27 to be dissipated, and is not energized from the heat dissipating insulator 27. It has a heat dissipation structure that is transmitted to the base portion 15 through the metal wiring pattern 26 to dissipate heat. That is, in this heat dissipation structure, the current-carrying metal wiring pattern 25 connected to the heat-generating component such as the coil 24 is indirectly connected to the base portion 15 via the heat-dissipating insulator 27 and the non-current-carrying metal wiring pattern 26. ing. Therefore, even when a large current flows through a heat-generating component such as the coil 24 in order to increase the output of the electric motor 10, the energized metal wiring pattern 25 is not directly connected to the base portion 15 that is a heat sink. Since the heat of 25 can be satisfactorily transmitted to the base portion 15, it is possible to prevent a short circuit of the conductive metal wiring pattern 25 and adapt to the increase in current of the electric motor 10.

図4は、前述した実施形態におけるモールド基板22の変形例を示す概略断面図である。なお、本変形例において、前述した実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して、その説明を省略する。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the mold substrate 22 in the above-described embodiment. In this modification, the same members as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

同図において、モールド基板22´は、通電金属配線パターン25´と非通電金属配線パターン26´との間に部分的に空間が画成されるように樹脂基材21´と一体にインサート成形され、その空間内に放熱性絶縁物27´が封入されている。この放熱性絶縁物27´が配されている部位の上方には、発熱性部材であるコイル24´が配されている。なお、本変形例では、この封入された放熱性絶縁物27´の上方に装着される発熱性部品として、特に高い発熱をするコイル24´が配設されているが、本発明はこれに限定されず、例えば、コンデンサ、リレー、シャント抵抗などであってもよい。   In the figure, the mold substrate 22 'is insert-molded integrally with the resin base material 21' so that a space is partially defined between the energized metal wiring pattern 25 'and the non-energized metal wiring pattern 26'. The heat dissipating insulator 27 'is enclosed in the space. Above the portion where the heat dissipating insulator 27 'is disposed, a coil 24' which is a heat generating member is disposed. In this modification, a coil 24 'that generates particularly high heat is disposed as a heat-generating component that is mounted above the enclosed heat-dissipating insulator 27'. However, the present invention is not limited to this. For example, a capacitor, a relay, a shunt resistor, or the like may be used.

また、非通電金属配線パターン26´の一部は、上述したように通電金属配線パターン25´との間に放熱性絶縁物27´を封入した状態で、樹脂基材21´と一体にインサート成形され、一方、非通電金属配線パターン26´の他部は、樹脂基材21´から外方(図4左側)に延出されている。延出した非通電金属配線パターン26´の端部中央には、ネジ26sが挿通される穴26hが穿設されている。この穴26hに挿通されるネジ26sは、前述した実施形態と同様に設けられたボス15bに螺着され、これにより、非通電金属配線パターン26´は、ヒートシンク部材であるベース部15に接続される。   Further, as described above, a part of the non-energized metal wiring pattern 26 ′ is insert-molded integrally with the resin base material 21 ′ with the heat dissipating insulator 27 ′ enclosed between the conductive metal wiring pattern 25 ′. On the other hand, the other part of the non-energized metal wiring pattern 26 ′ extends outward (left side in FIG. 4) from the resin base material 21 ′. A hole 26h through which a screw 26s is inserted is formed in the center of the end of the extended non-energized metal wiring pattern 26 '. The screw 26s inserted through the hole 26h is screwed to the boss 15b provided in the same manner as in the above-described embodiment, whereby the non-energized metal wiring pattern 26 'is connected to the base portion 15 which is a heat sink member. The

このような構成からなる本変形例に係るモールド基板22´によれば、前述した実施形態と同様の作用効果が得られることはもとより、放熱性絶縁物27´を配設する箇所を、放熱が必要とされる発熱性部品の装着部位の下方のみに限定することができるので、コントロールユニットの製作に際し、放熱性絶縁物27´の材料コストなどの軽減を図ることができる。   According to the mold substrate 22 ′ according to the present modification having such a configuration, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained, and the portion where the heat dissipating insulator 27 ′ is disposed can be dissipated. Since it can be limited only to the lower part of the part where the exothermic parts are required, it is possible to reduce the material cost of the heat dissipating insulator 27 'when manufacturing the control unit.

また、本変形例に係るモールド基板22´によれば、放熱性絶縁物27´が通電金属配線パターン25´と非通電金属配線パターン26´との間に充填された樹脂基材21´よって封入される構造になっているので、設置スペースの節約を図ることができる。   Further, according to the mold substrate 22 'according to this modification, the heat dissipating insulator 27' is enclosed by the resin base material 21 'filled between the energized metal wiring pattern 25' and the non-energized metal wiring pattern 26 '. As a result, the installation space can be saved.

なお、上述した実施形態では、非通電配線パターン26とベース部15がネジ26sによって接続される構造になっているが、この接続手段は、これに限定されるものではなく、熱伝導性に優れているものであればよい。したがって、例えば、非通電配線パターン26とベース部15が溶接によって接続されていても、本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the non-energized wiring pattern 26 and the base portion 15 are connected by the screw 26s. However, this connection means is not limited to this and has excellent thermal conductivity. If it is what. Therefore, for example, even if the non-energized wiring pattern 26 and the base portion 15 are connected by welding, the same operational effects as in the present embodiment can be obtained.

以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す機構図である。It is a mechanism figure showing a schematic structure of an electric power steering device concerning an embodiment of the present invention. 図1のコントロールユニットの概略構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of the control unit of FIG. 図2のコントロールユニットの内部構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the internal structure of the control unit of FIG. 本発明の実施形態に係るモールド基板の変形例を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the modification of the mold substrate which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動パワーステアリング装置
2 ステアリングホイール
3 ステアリングシャフト
11 コントロールユニット(ECU)
15 ベース部
16 カバー部
17 FET(電界効果トランジスタ)
18 リレー
19 金属基板
20 制御基板
21,21´ 樹脂基材
22,22´ モールド基板
24,24´ コイル
25,25´ 通電金属配線パターン
26,26´ 非通電金属配線パターン
27,27´ 放熱性絶縁物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering apparatus 2 Steering wheel 3 Steering shaft 11 Control unit (ECU)
15 Base 16 Cover 17 FET (Field Effect Transistor)
18 Relay 19 Metal substrate 20 Control substrate 21, 21 ′ Resin base material 22, 22 ′ Mold substrate 24, 24 ′ Coil 25, 25 ′ Energized metal wiring pattern 26, 26 ′ Non-energized metal wiring pattern 27, 27 ′ object

Claims (5)

ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトに対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータの駆動を制御するコントロールユニットとを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記コントロールユニットは、前記電動モータの駆動を制御する制御素子を実装した制御基板と、前記電動モータの駆動電流が流れるパワー素子を実装した金属基板と、インサート成形により樹脂基材と一体に構成され、前記制御基板と前記金属基板とを電気的に接続するモールド基板と、前記制御基板、前記金属基板、および前記モールド基板を収容するとともに、ヒートシンクとして機能するベース部と、該ベース部を被覆するカバー部とを備え、
前記制御基板、前記金属基板、前記モールド基板、前記ベース部、および前記カバー部は、積層構造で配置され、かつ、
前記モールド基板の一部は、前記ベース部の一部に接続されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
An electric power steering apparatus comprising: an electric motor that applies a steering assist force to a steering shaft coupled to a steering wheel; and a control unit that controls driving of the electric motor,
The control unit is configured integrally with a resin base material by insert molding, a control board on which a control element for controlling driving of the electric motor is mounted, a metal board on which a power element through which the driving current of the electric motor flows is mounted. , A mold substrate that electrically connects the control substrate and the metal substrate, a base portion that houses the control substrate, the metal substrate, and the mold substrate, and that functions as a heat sink, and covers the base portion A cover portion,
The control board, the metal board, the mold board, the base part, and the cover part are arranged in a laminated structure, and
An electric power steering apparatus, wherein a part of the mold substrate is connected to a part of the base part.
前記モールド基板は、該モールド基板上に実装された発熱性部品と、該発熱性部品を電気的に接続する通電金属配線パターンと、該通電金属配線パターンと平行に配された非通電金属配線パターンと、該非通電金属配線パターンと前記通電金属配線パターンとの間に封入された放熱性絶縁物とを有する請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The mold substrate includes a heat generating component mounted on the mold substrate, a conductive metal wiring pattern for electrically connecting the heat generating component, and a non-conductive metal wiring pattern arranged in parallel with the conductive metal wiring pattern. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising: a non-energized metal wiring pattern; and a heat dissipating insulator enclosed between the conductive metal wiring pattern. 前記通電金属配線パターンの熱は、前記放熱性絶縁物に伝達されて放熱されるとともに、前記放熱性絶縁物から前記非通電金属配線パターンを介して前記ベース部に伝達されて放熱される請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。   The heat of the current-carrying metal wiring pattern is transmitted to the heat-dissipating insulator and dissipated, and is also transmitted from the heat-dissipating insulator to the base portion through the non-energized metal wiring pattern and dissipated. 2. The electric power steering apparatus according to 2. 前記発熱性部品は、コイル、電源リレー、モータリレー、およびシャント抵抗素子のうちの少なくとも1つを含む請求項2または3に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 2 or 3, wherein the heat-generating component includes at least one of a coil, a power supply relay, a motor relay, and a shunt resistance element. 前記モールド基板は、前記通電金属配線パターンと前記非通電金属配線パターンとの間に部分的に空間が画成されるように前記樹脂基材と一体にインサート成形され、かつ、
前記放熱性絶縁物は、前記空間内に封入された請求項2ないし4のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
The mold substrate is insert-molded integrally with the resin base material so that a space is partially defined between the energized metal wiring pattern and the non-energized metal wiring pattern, and
The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the heat dissipating insulator is sealed in the space.
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