KR101968067B1 - 전자 제어 장치 - Google Patents

Abstract

전자 제어 유닛(4)은, 서로 접합되는 케이스(5)와 커버(6)를 갖고 있다. 이 커버(6)에는 모터 유닛(3)을 구동시키는 구동 회로 기판(7)이 고정되어 있는 한편, 케이스(5)에는 구동 회로 기판을 제어하는 제어 회로 기판(8)이 고정되어 있다. 또한, 케이스(5)의 개구부(10)에는 각 기판(7, 8)과 모터 유닛(3)에 전력을 공급하는 전기 커넥터(9)가 부착되어 있다. 이 전기 커넥터(9) 및 모터 유닛(3)의 제1 통전 단자(25, 3e)와, 구동 회로 기판(7)의 제2 통전 단자(35, 37)는, 양자(5, 6)의 접합에 의해 직접적으로 전기 접속되어 있다.

Description

전자 제어 장치{ELECTRONIC CONTROL DEVICE}

본 발명은, 전자 제어 장치에 관한 것으로, 예컨대 차량의 전동 파워 스티어링 장치(EPS) 등의 전동 모터를 구동 제어하기 위해 적용되는 전자 제어 장치에 관한 것이다.

예컨대 전동 파워 스티어링 장치 등의 차량에 탑재되는 전자 제어 장치로는, 각종 전자 부품을 실장한 회로 기판이, 복수의 케이스 부재(예컨대 후술하는 케이스, 커버 등)로 이루어진 케이스 내부의 공간에 수용되고, 그 회로 기판에 설치된 단자와, 그 밖의 각종 단자(예컨대 버스바 등의 통전 단자)의 양 단자를, 예컨대 특허문헌 1과 같이 와이어 본딩이나 용접(직류 버스바 등을 적용한 용접)에 의해 서로 전기적으로 접속한 구조가 알려져 있다.

또한, 전자 제어 장치의 소형화를 도모하기 위해, 상기와 같이 양 단자를 단순히 와이어 본딩이나 용접에 의해 접속하는 것이 아니라, 예컨대 특허문헌 2와 같은 음차(音叉) 단자를 상기 양 단자의 어느 한쪽에 적용하고, 그 양 단자를 서로 대향하는 방향으로부터 접속(특허문헌 2에서는 서킷 브레이커의 입력 단자(부호 14)와 박육 구조의 음차 단자(부호 38)를 접속)할 수 있도록 한 구조가 검토되고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2010-132102호 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2012-124294호

그러나, 서로 대향하는 방향으로부터 접속되는 상기 양 단자에 있어서는, 그 접속시에 하중이 가해지게 되므로, 양 단자 중 어느 한쪽에 있어서 단순한 음차 단자(박육 구조의 단자)를 적용한 경우에는, 접속이 불안정해지는 등에 의해 접속 신뢰성이 저하될 우려가 있다. 상기와 같은 하중에 견딜 수 있도록, 음차 단자를 두껍게 하거나, 음차 단자의 지지 구조를 보강(버스바 등을 이용하여 보강)하여, 양 단자의 접속 신뢰성을 높이는 것이 고려되지만, 장치의 대형화로 이어져 버린다.

본 발명은, 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 회로 기판에 설치된 단자와, 그 밖의 각종 단자를 충분한 접속 신뢰성을 갖고 접속할 수 있도록 하여, 장치의 소형화에 공헌하는 것을 해결 과제로 하고 있다.

본 발명에 따른 전자 제어 장치는, 상기 과제를 해결할 수 있는 창작이며, 그 일양태는, 서로 대향하는 방향에 위치하여 접합 가능한 2개의 케이스 부재를 구비한 케이스 내에, 전자 부품을 실장한 회로 기판이 수용되고, 그 회로 기판이 상기 케이스 부재 중 한쪽에 설치된 전자 제어 장치로서, 상기 케이스 부재 중 다른 쪽에 배치되는 제1 단자와, 회로 기판에 설치되는 제2 단자가 상기 2개의 케이스 부재의 접합에 의해 접속되고, 상기 제2 단자는, 회로 기판의 랜드부에 전기 접합되어 고정되는 저면부와, 저면부의 양단측으로부터 기립하여 서로 근접하는 방향으로 굴곡된 한 쌍의 굴곡부와, 상기 각 굴곡부의 선단측에 형성되어 서로 대향하여 위치하는 한 쌍의 접속부를 가지며, 상기 한 쌍의 접속부 사이에, 제1 단자의 선단측이 상기 굴곡부의 기립 방향측으로부터 압입되어 접속된 것이다.

본 발명에 의하면, 회로 기판에 설치된 단자에 대하여, 그 밖의 각종 단자를 충분한 접속 신뢰성을 갖고 접속할 수 있게 되어, 장치의 소형화에 공헌하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 실시형태에 따른 전자 제어 유닛의 분해 사시도.
도 2는 상기 전자 제어 유닛을 모터 유닛에 부착한 상태의 주요부 종단면도.
도 3은 상기 전자 제어 유닛의 종단면도.
도 4는 구동 회로 기판의 평면도.
도 5는 케이스의 조인트부의 사시도.
도 6은 제2 통전 단자의 사시도.
도 7은 파워 스티어링 장치의 구성도.
도 8은 제2 통전 단자의 변형예의 사시도.
도 9는 제1 통전 단자의 변형예의 사시도.
도 10은 제2 통전 단자의 변형예의 사시도.

본 발명의 실시형태의 전자 제어 장치는, 서로 대향하는 방향에 위치하여 접합 가능한 2개의 케이스 부재를 구비하고, 회로 기판이 상기 케이스 부재 중 한쪽에 설치되어 수용되는 것으로, 상기 케이스 부재 중 다른 쪽에 배치되는 제1 단자(후술하는 제1 통전 단자(25, 3e)에 상당)와 회로 기판에 설치되는 제2 단자(후술하는 제2 통전 단자(35, 37)에 상당)를, 충분한 접속 신뢰성을 갖고 접속(음차 단자 등을 이용하지 않고 접속)할 수 있도록 하고, 또한 장치의 소형화에 공헌할 수 있도록 한 것이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 전자 제어 장치를 전동 파워 스티어링 장치에 대한 적용예에 기초하여 설명한다. 즉, 도 7에 나타낸 바와 같이, 전동 파워 스티어링 장치(1)는, 스티어링 휠로부터 조타 토크가 입력되는 입력축(2)과, 조타 토크에 대하여 어시스트 토크를 부여하는 모터 유닛(3)을 구비하고, 모터 유닛(3)은 전자 제어 유닛(ECU)(4)에 의해 구동 제어되는 것이며, 이 전자 제어 유닛(4)에 본 실시형태의 전자 제어 장치를 적용하는 것이 가능하다.

≪본 실시형태의 전자 제어 장치의 적용예≫

도 1∼도 7의 전자 제어 유닛(4)은, 예컨대 도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 모터 유닛(3)의 샤프트(3a)의 기단부측(출력측의 단부와 반대측, 즉 후술하는 제어 회로 기판(8)과 대응하는 측의 단부)에 배치되어 있다.

이 모터 유닛(3)은, 도시가 생략된 전동 모터(삼상 교류형 브러시리스 모터)와, 그 전동 모터를 수용하는 모터 하우징(3c)과, 상기 전동 모터에 의해 회전 구동되는 상기 샤프트(3a)와, 샤프트(3a)의 기단부에 부착되어 후술하는 홀 소자(47)로 샤프트(3a)의 회전을 검출하는 마그넷(S)과, 상기 모터의 삼상의 각 단자와 접속된 제1 통전 단자(삼상 모터 단자)(3e)를 구비하고 있다. 이 샤프트(3a)는 상기 전동 모터의 구동에 의해 회전되고, 도시가 생략된 감속기를 통해 조타 토크에 대하여 어시스트 토크를 부여하고 있다. 또한, 모터 하우징(3c)의 전자 제어 유닛(4)측에는 외형 치수가 큰 외장부(3f)가 형성되어 있다.

구체적으로는 전자 제어 유닛(4)은, 모터 하우징(3c)의 외장부(3f)에 고정되는 케이스(케이스 부재)(5)와, 케이스(5)와 접합되는 커버(케이스 부재)(6)와, 양자(5, 6) 사이에 수용되어 상기 전동 모터를 구동시키는 구동 회로 기판(7)과, 동일하게 양자(5, 6) 사이에 수용되어 구동 회로 기판(7)의 구동을 제어하는 제어 회로 기판(8)과, 도시가 생략된 전원 배터리로부터 상기 각 회로 기판(7, 8) 및 상기 전동 모터에 전력 등을 공급하는 전기 커넥터(9)를 갖고 있다.

(1) 케이스(5)

케이스(5)는, 회로 기판(8, 8)을 수용하는 케이스의 일부이며, 예컨대 알루미늄 합금재 등으로 상부가 개구된 박스형으로 형성되고, 바닥판(5a)과 그 바닥판(5a)의 가장자리에 세워져 설치된 측판(5b)을 가지며, 도 1에 나타낸 바와 같이, 바닥판(5a)의 상부가 측판(5b)과 반대 방향으로 돌출 형성되어 있다.

이 바닥판(5a)의 상부에는 전기 커넥터(9)를 부착하는 개구부(10)가 형성되고, 개구부(10)의 외주 가장자리에는 구멍부(10a)가 둘레에 형성되고, 모터 하우징(3c)측의 상부 네 모서리에는 전기 커넥터 고정용의 암나사(12)가 형성되어 있다.

또한, 바닥판(5a)의 모터 하우징(3c)측의 하부에는, 외장부(3f)의 개구부(3d)에 끼워 넣는 원환형의 조인트부(11)가 형성되고, 네 모서리에는 외장부(3f)에 대한 고정용의 암나사 구멍(17)이 형성되어 있다. 이 암나사 구멍(17)에는, 외장부(3f)의 관통 구멍에 삽입 관통된 도시가 생략된 고정 나사의 축부가 체결된다.

조인트부(11) 내의 중심에는 샤프트(3a)의 기단부(샤프트 기단부)에 부착된 센서용 마그넷(S)을 수용하는 원형의 개구부(13)가 형성되고, 개구부(13) 하측에는 삼상 모터측의 제1 통전 단자(삼상 모터 단자)(3e)가 삽입 관통되는 3개의 가로로 긴 장방형의 개구부(14)가 형성되고, 개구부(13)의 좌우의 비스듬히 위쪽으로는 상기 양 회로 기판(7, 8)을 접속하는 통전 단자(15)의 선단부에 원하는 세로로 긴 장방형의 한 쌍의 개구부(16)가 형성되어 있다.

또한 바닥판(5a)의 커버(6)측에는 제어 회로 기판(8)을 고정하는 복수의 원기둥형의 기판 고정부(18)가 세워져 설치되어 있다. 또, 각 측판(5b)의 상단부에는 감합 홈(20)이 케이스(5)의 외형을 따라서 둘레에 형성되고, 각 측판(5b)의 외면의 미리 정해진 위치에는 보스부(19)가 형성되어 있다.

(2) 커버(6)

커버(6)는, 예컨대 도 1∼3에 나타낸 바와 같이, 알루미늄 합금재 등을 케이스(5)의 외형을 따른 장방형으로 형성되고, 케이스(5)의 개구부를 폐색한다. 이 커버(6)의 케이스(5)측의 가장자리에는 감합 홈(20)에 끼워 넣어진 감합 돌기부(23)가 외형을 따라서 둘레에 형성되어 있다.

또한, 커버(6)는, 좌우의 가장자리에 구동 회로 기판(7)을 고정하는 암나사(21a)군이 형성되고, 각 단부면에는 보스부(19)에 따른 위치에 보스부(22)가 형성되고, 보스부(22)에는 도시가 생략된 관통 구멍이 형성되어 있다. 이 관통 구멍에 삽입 관통된 도시가 생략된 고정 나사의 축부는 보스부(19)의 암나사 구멍에 체결되어 있다. 또, 커버(6)의 케이스(5)와 반대측에는 도시가 생략된 히트 싱크가 형성되어 있다.

(3) 전기 커넥터(9)

전기 커넥터(9)는, 케이스(5)의 개구부(10)의 외주 가장자리에 부착되고, 도 1∼도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 커넥터측의 제1 통전 단자(전원 단자)(25)의 대략 중앙부를 수지 밀봉한 한 쌍의 제1 커넥터(C1)와, 각종 신호 단자(토크/S, 이그니션 SW 등)(26)의 대략 중앙부를 수지 밀봉한 제1 커넥터(C2)와, CAN 통신용 단자(27)의 대략 중앙부를 수지 밀봉한 제1 커넥터(C3)와, 제1 커넥터(C1∼C3)가 고정되는 제2 커넥터(28)를 가지며, 개구부(10)는 제2 커넥터(28)에 의해 폐색되어 있다.

이 제2 커넥터(28)는, 제1 커넥터(C1∼C3)를 유지하는 커넥터 홀더로 이루어지며, 제1 커넥터(C1∼C3)가 삽입 관통되는 3개의 부착 구멍(29a)이 관통 형성되어 있다. 이 각 부착 구멍(29a)의 내면에 제1 커넥터(C1∼C3)의 수지 부분(30)의 외주가 결합하고, 제1 커넥터(C1∼C3)가 제2 커넥터(28)에 유지 고정되어 있다. 구체적으로는 양 커넥터(C1∼C3, 28)의 결합에 있어서는, 상기 단자(25∼27)의 대략 중앙부를 수지 밀봉한 각 제1 커넥터(C1∼C3)를 제2 커넥터(28)의 각 부착 구멍(29a)에 삽입하여 결합시킨다. 이 결합후에 양자(C1∼C3, 28) 사이의 간극에 접착제(시일재)를 도포하여, 그 간극의 방수와 양자(C1∼C3, 28) 사이의 결합력을 강화한다. 이 양 커넥터(C1∼C3, 28)의 결합에 의해 전기 커넥터(9)가 완성되고, 개구부(10)의 외주 가장자리에 부착된다.

이 때 제2 커넥터(28)의 케이스(5)측에는 개구부(10)의 외주 가장자리에 형성된 둘레 홈(10b) 내에 장착되는 장착부(28a)가 둘레에 형성되어 있는 한편, 케이스(5)와 반대측에는 커넥터 감합부(33a∼33c)가 형성되어 있다. 또한, 제2 커넥터(28)의 네 모서리에는 관통 구멍(30a)이 형성되고, 각 관통 구멍(30a)에 삽입 관통된 도시가 생략된 고정 나사의 축부가 케이스(5)의 암나사 구멍(12)에 체결되고, 양단부의 각 관통 구멍(30a) 사이에는 케이스(5)의 구멍부(10a)에 삽입되는 핀(31)이 형성되어 있다. 이 핀(31)과 구멍부(10a)는 좌우 비대칭의 개수로 형성되어 있기 때문에, 전기 커넥터(9)를 실수로 좌우 반대로 부착하는 것이 방지되어 있다.

상기 단자(25∼27)의 일단부(단자(25)의 일단부는, 예컨대 도 9의 일단부(90)에 상당; 이하, 부호 등은 적절하게 생략)는 구동 회로 기판(7)측에 배치되어 있는 한편, 타단부는 커넥터 감합부(33a∼33c) 내에 배치되어 있다. 또한, 예컨대 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 단자(26, 27)의 일단부는 핀형으로 형성되어 있는 한편, 상기 제1 통전 단자(25)의 일단부는 끝이 가늘어지는 띠 형상으로 형성되고, 그 선단이 V자형으로 절결되어 한 쌍의 협지부(25a)의 선단 내면이 테이퍼형으로 형성되어 있다. 삼상측의 제1 통전 단자(3e)의 일단부(단자(3e)의 일단부는, 예컨대 도 9의 일단부(90)에 상당; 이하, 부호 등은 적절하게 생략)도, 동일한 테이퍼형의 형상을 갖는 것으로 한다.

또, 각 커넥터 감합부(33a∼33c)에는 도시가 생략된 외부 기기(예컨대 전원 배터리 등)의 전기 커넥터에 형성된 커넥터 감합부가 끼워 넣어지고, 각 단자(25∼27)의 타단부가 각각 외부 기기의 전기 커넥터의 단자와 전기 접속된다.

(4) 구동 회로 기판(7)

구동 회로 기판(7)은, 전기 커넥터(9)로부터 공급되는 전류를 삼상(U상, V상, W 상) 교류로 변환하고, 제어 회로 기판(8)으로부터의 제어 신호에 따라서 상기 전동 모터를 구동시키는 파워 모듈에 관한 것이다.

이 구동 회로 기판(7)에는 베이스가 되는 금속 재료로 이루어진 판 위에 절연층을 개재하여 도시가 생략된 배선 패턴이 형성되고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 각 제1 통전 단자(25)의 일단부와 전기 접속되는 전원용의 제2 통전 단자(35)와, 삼상 교류의 상기 각 상마다 상류측(P)과 하류측(Q)이 직렬로 전기 접속된 구동 트랜지스터(구동 소자, 스위칭 소자)(36)와, 상기 각 제1 통전 단자(3e)의 일단부와 전기 접속되는 삼상 모터용의 제2 통전 단자(37)가 실장되어 있다.

즉, 구동 트랜지스터(36)가 「2개(상류(P)와 하류(Q)가 한 쌍이 된 셋트)×3셋트(삼상분)」의 배열로 구동 회로 기판(7)에 실장되고, 각 셋트의 상류측의 각 구동 트랜지스터(36)와 하류측의 각 구동 트랜지스터(36) 사이에 상기 제2 통전 단자(37)가 배치되고, 삼상 교류를 상기 각 제1 통전 단자(3e)에 공급하고 있다. 상기 각 제2 통전 단자(35)는 상기 제1 통전 단자(25)의 일단부와 대향하여 배치되고, 상기 각 제2 통전 단자(37)는 상기 제1 통전 단자(3e)의 일단부와 대향하여 배치되어 있다.

또한, 구동 회로 기판(7)은, 도 4의 평활 콘덴서(38), 장해 발생시의 페일 세이프용 릴레이(39), 코일(60) 등의 전자 부품이 실장되어 있다. 이 평활 콘덴서(38)는, 상기 양 통전 단자(25, 35)의 접속에 의해 공급되는 전류를 평활화하여 각 구동 트랜지스터(36)에 공급하고 있다.

또한 구동 회로 기판(7)의 좌우의 가장자리에는 통전 단자(15)의 기단부가 전기 접합되고, 또한 커버(6)에 대한 고정용의 관통 구멍(45)군이 형성되어 있다. 이 각 관통 구멍(45)에 삽입 관통된 고정 나사(46)의 축부가, 도 3에 나타낸 바와 같이, 커버(6)의 암나사 구멍(21)에 체결되어 있다.

(5) 제2 통전 단자(35, 37)

각 제2 통전 단자(35, 37)는, 구리재 등의 금속판재를 절곡하여 형성되며, 예컨대 도 6에 나타낸 바와 같이, 구동 회로 기판(7)의 미리 정해진 위치에 형성된 랜드부(71)에 전기 접합되어 고정되는 저면부(40)와, 저면부(40)의 양단(40a, 40b)측으로부터 기립하여 서로 근접하는 방향(이하, 굴곡부 근접 방향)으로 굴곡된 한 쌍의 굴곡부(42)와, 각 굴곡부(42)의 선단측에 형성되어 서로 대향(굴곡부 근접 방향에 있어서 대향)하여 위치하는 한 쌍의 접속부(43)를 가지며, 각 접속부(43) 사이의 간극부(44)에 대하여, 제1 통전 단자(25)의 일단부나 제1 통전 단자(3e)의 일단부를 압입하여 전기적으로 접속할 수 있도록 구성된다.

랜드부(71)는, 예컨대 구동 회로 기판(7)의 일단면측에 포토레지스트 등을 마스킹하여 이루어진 마스크(72)에 있어서, 원하는 위치를 저면부(40)의 형상에 따라서 개구하여 형성하는 것이 가능하다. 이 랜드부(71)와 저면부(40)를 전기 접합하여 각 제2 통전 단자(35, 37)가 고정되기 때문에, 음차 단자 등을 이용한 경우와 비교하면, 고정 지지 면적(랜드부(71)와 저면부(40)의 접합 면적)을 확보하기 쉬워, 안정된 접속 구조를 얻는 것이 가능하다.

각 굴곡부(42)는, 저면부(40)에서의 서로 대향하여 위치하는 양단(40a 또는 40b)측으로부터 각각 구동 회로 기판(7)의 두께 방향으로 돌출된 기립부(42a)와, 각 기립부(42a)의 선단측으로부터 굴곡부 근접 방향으로 연장된 연장부(42b)를 가지며, 각 접속부(43) 사이의 간극부(44)에 대한 제1 통전 단자(25)의 일단부나 제1 통전 단자(3e)의 일단부의 압입(기립부(42a)의 기립 방향측으로부터의 압입)에 의해 탄성 변형되도록 구성되어 있다.

각 접속부(43) 사이의 거리(간극부(44)의 폭)는, 제1 통전 단자(25)의 일단부나 제1 통전 단자(3e)의 일단부의 횡단면 방향의 치수보다 작게 설정함으로써, 양 단자(25, 3e)를 간극부(44)에 대하여 미리 정해진 압입력(이하, 단자 압입력)으로 압입하도록 설정, 즉 각 접속부(43) 사이의 거리를 확장하고 각 굴곡부(42)를 탄성 변형시켜 압입하도록 설정할 수 있다. 또한, 그 압입한 후에 있어서, 양 단자(25, 3e)가 각 접속부(43)에 의해 미리 정해진 협지력에 의해 협지되도록 설정, 즉 상기와 같이 탄성 변형된 각 굴곡부(42)의 복원 작용이 상기 협지력으로서 작용하도록 설정할 수 있다. 따라서, 협지력이 원하는 크기가 되도록 각 굴곡부(42)를 설계할 수도 있기 때문에, 접속 신뢰성에도 기여하게 된다.

또한, 도 6의 각 접속부(43)에 있어서는, 각 굴곡부(42)의 선단측(도 6에서는 연장부(42b)의 선단측)으로부터 저면부(40)측으로 굴곡되어 연장되도록 형성되고, 각 접속부(43)의 연장 방향을 따라서 제1 통전 단자(25)의 일단부나 제1 통전 단자(3e)의 일단부가 간극부(44)에 압입되기 쉬워지고, 또한, 그 압입된 각 단자(25, 3e)의 일단부가 각 접속부(43)에 의해 협지되기 쉽게 구성되어 있다.

(6) 제어 회로 기판(8)

제어 회로 기판(8)은, 프린트 기판(유리 에폭시 기판) 또는 세라믹 기판에 의해 구성되어 있다. 이 제어 회로 기판(8)은, 예컨대 도 1에 나타낸 바와 같이, 각 구동 트랜지스터(36)를 제어하는 마이크로컴퓨터(CPU : 이하 마이컴으로 약칭)(46)와, 상기 전동 모터의 회전을 검출하는 홀 소자를 갖고 있다.

이 마이컴(46)은 제어 회로 기판(8)의 구동 회로 기판(7)에 대향하는 면에 실장되어 있는 한편, 홀 소자(47)는 마이컴(46)과 반대의 면, 즉 케이스(5)의 개구부(13)에 수용 배치된 센서 마그넷(S)의 대향면에 실장되며, 양자(46, 47)는 제어 회로 기판(8)의 회로 패턴을 통하여 전기 접속되고, 그 회로 패턴이 양자(46, 47) 사이의 신호 전달 경로로 되어 있다.

즉, 홀 소자(47)는 제어 회로 기판(8)의 일단부측에 있어서 센서 마그넷(S)에 대향하는 위치에 배치되며, 홀 효과(Hall effect)를 이용하여 센서 마그넷(S)의 자계를 검출하고, 샤프트(3a)의 회전을 검출한다. 이 검출 신호는 제어 회로 기판(8)의 회로 패턴을 통하여 마이컴(46)에 입력된다.

또한, 제어 회로 기판(8)의 일단부측에는, 예컨대 도 6에 나타낸 바와 같이, 통전 단자(15)의 선단부가 삽입 관통되어 납땜이나 용접 등으로 전기 접속되어 있다. 한편, 제어 회로 기판(8)의 타단부측에는, 상기 통전 단자(25)의 일단부를 구동 회로 기판(7)측에 통과시키기 위한 절결부(49)가 형성되어 있다. 이 절결부(49)의 양측에는 상기 양 단자(26, 27)의 일단부가 삽입 관통되어 전기 접속되어 있다.

따라서, 마이컴(46)은, 전기 커넥터(9)의 상기 양 단자(26, 27)를 통하여 외부로부터 입력되는 정보(예컨대 조타 토크, 차속 신호 등)나 홀 소자(47)의 검출 신호에 기초하여 구동 트랜지스터(36)를 제어한다.

또, 제어 회로 기판(8)의 좌우의 가장자리에는 관통 구멍(48)군이 형성되고, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 각 관통 구멍(48)에 삽입 관통된 고정 나사(49)의 축부가 케이스(5)의 기판 고정부(18)의 암나사 구멍에 체결되어 있다.

(7) 조립 순서

이하, 전자 제어 유닛(4)의 조립 순서를 설명한다. 우선 케이스(5)에 제어 회로 기판(8) 및 전기 커넥터(9)를 부착함과 함께, 커버(6)에 구동 회로 기판(7)을 부착해 놓는다.

제어 회로 기판(8)의 부착시에는, 홀 소자(47)를 커버(6)의 개구부(13)에 대향시킨 상태로 제어 회로 기판(8)의 각 관통 구멍(48)에 고정 나사(49)의 축부를 삽입 관통시키고, 그 후에 각 고정 나사(49)의 축부를 케이스(5)의 각 기판 고정부(18)의 암나사 구멍에 체결한다.

전기 커넥터(9)의 부착시에는, 각 단자(25∼27)의 대략 중앙부를 수지 밀봉한 각 제1 커넥터(C1∼C3)를 제2 커넥터(28)에 삽입하여 결합이 완료된 후에 케이스(5)의 개구부(10)의 외주 가장자리에 부착한다. 즉, 커넥터 홀더(28)의 장착부(28a)를 케이스(5)의 둘레 홈(10b)에 끼워서 붙이고, 핀(31)을 구멍부(10a)에 끼워 넣는다. 그 후에 관통 구멍(30a)에 고정 나사의 축부를 삽입 관통시켜 암나사 구멍(12)에 체결하고, 그 후에 제어 회로 기판(8)에 단자(26, 27)의 일단부를 납땜에 의해 전기 접합한다. 구동 회로 기판(7)의 부착시에는, 구동 회로 기판(7)의 관통 구멍(45)에 고정 나사(46)의 축부를 삽입 관통시키고, 커버(6)의 나사 구멍(21)에 체결한다.

다음으로, 전기 커넥터(9) 및 제어 회로 기판(8)이 부착된 케이스(5)와, 구동 회로 기판(7)이 부착된 커버(6)를 조립한다. 이 작업에 있어서는 커넥터측의 제1 통전 단자(25)의 일단부를, 제어 회로 기판(8)의 절결부(49)를 개재시켜 구동 회로 기판(7)에 실장된 전원용의 제2 통전 단자(35)에 대향시킨다. 이 상태로 케이스(5)의 감합 홈(20)에 커버(6)의 감합 돌기부(23)를 끼워 넣고, 양자(20, 23)를 감합시킨다.

이 때 제1 통전 단자(25)의 일단부가, 감합 돌기부(23)의 감합 홈(20)에 대한 감합력에 의해, 제2 통전 단자(35)의 각 접속부(43) 사이의 간극부(44)에 대하여 압입된다. 즉, 제1 통전 단자(25)의 일단부가, 양자(5, 6)의 조립시에 제2 통전 단자(35)의 각 굴곡부(42)를 탄성 변형시키면서 간극부(44)에 대하여 압입되고, 그 탄성 변형된 각 굴곡부(42)의 복원 작용에 의한 협지력으로 각 접속부(43)에 의해 협지된 상태가 된다. 따라서, 케이스(5)의 감합 홈(20)에 커버(6)의 감합 돌기부(23)를 끼워 넣는 동시에, 제1 통전 단자(25)의 일단부가 제2 통전 단자(35)의 각 접속부(43) 사이의 간극부(44)에 대하여 압입되고, 각 접속부(43)에 협지되어 전기 접합됨으로써, 양 통전 단자(25, 35)가 직접적(전기적)으로 접속된다.

이와 같이 제2 통전 단자(35)를 적용한 것에 의해, 양 통전 단자(25, 35)를 충분한 접속 신뢰성을 갖고 접속할 수 있다. 또한, 양 통전 단자(25, 35)에 있어서 음차 단자를 적용할 필요가 없고, 이 점에서 장치의 소형화에 기여할 수 있다. 또한, 제1 통전 단자(25)의 일단부는 단순히 각 접속부(43)에 협지되어 접속, 즉 삽입 인출 가능하게 접속된 구성이므로, 양 통전 단자(25, 35)는 서로 전기 접합되어 접속된 후라 하더라도 용이하게 삽입 인출할 수 있어, 전자 제어 유닛(4)의 전기 검사나 모터 특성 검사를 그 삽입 인출 상태로 행하는 것이 용이해진다.

이상에 나타낸 케이스(5)와 커버(6)의 조립 작업시에는, 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이 각 통전 단자(15)의 선단부가 제어 회로 기판(8)에 삽입 관통되어, 도 1에 나타낸 바와 같이 케이스(5)의 좌우의 개구부(16) 내에 수용 배치되기 때문에, 케이스(5)와 커버(6)를 조립한 후에 통전 단자(15)를 제어 회로 기판(8)에 납땜이나 용접 등으로 전기 접합하여 접속할 수 있다. 이 점에서, 제어 회로 기판(8)과 구동 회로 기판(7)을 적층한 상태로 배치하는 것이 가능해진다. 이 전기 접합 작업후에 커버(6)의 보스부(22)의 관통 구멍에 고정 나사의 축부를 삽입 관통시키고, 그 축부를 케이스(5)의 보스부(19)의 암나사 구멍에 체결함으로써 양자(5, 6)가 접합되어 조립이 완료된다.

그리고, 이러한 조립 작업후에 모터 유닛(3)에 전자 제어 유닛(4)이 부착된다. 이 작업시에는 케이스(5)의 조인트부(11)를 외장부(3f)의 개구부(3d)에 대향시키고, 그 후에 조인트부(11)를 개구부(3d) 내에 끼워 넣는다. 이 때 각 제1 통전 단자(3e)의 일단부는, 케이스(5)의 각 개구부(14)에 대향하기 때문에, 제2 통전 단자(35)와 마찬가지로 조인트부(11)를 끼워 넣는 동시에, 제2 통전 단자(37)의 각 접속부(43) 사이의 간극부(44)에 대하여 압입되고, 각 접속부(43)에 협지되어 전기 접합되어, 양 통전 단자(3e, 37)가 직접적(전기적)으로 접속된다. 이 점에서도, 제2 통전 단자(35)를 적용한 경우와 마찬가지로, 양 통전 단자(3e, 37)를 충분한 접속 신뢰성을 갖고 접속할 수 있어, 장치의 소형화에 기여하고, 또한, 전자 제어 유닛(4)의 전기 검사나 모터 특성 검사를 그 삽입 인출 상태로 행하는 것도 용이해진다.

또, 예컨대 특허문헌 1에 기초하여 통전 단자(25) 등을 구동 회로 기판(7)에 접속하는 경우에는, 와이어 본딩이나 용접을 위한 직류 버스바 등을 적용하여 접속하게 되지만, 도 6 등에 나타낸 바와 같은 구조의 통전 단자(35, 37)를 적용함으로써, 와이어 본딩이나 용접을 위한 직류 버스바 등은 불필요해지고, 이 점에서 특허문헌 1과 비교하면, 전자 제어 유닛의 부품수가 삭감되어, 장치의 저비용화에 기여할 수 있다고 할 수 있다. 또한, 부품수의 삭감에 의해 장치의 제조 공정수의 간소화에도 기여할 수 있어, 작업 노동력을 저감할 수 있다.

다음으로, 보스부(3g)의 관통 구멍에 고정 나사의 축부를 삽입 관통시키고, 그 축부를 케이스(5)의 암나사 구멍(17)에 체결함으로써 모터 하우징(3c)에 전자 제어 유닛(4)이 부착되어 있다. 이 경우에 상기 전동 모터와 파워 모듈이 상이한 케이스 부재(케이스(5) 혹은 커버(6))에 고정되어 있기 때문에, 각각에서 발생한 열간섭을 억제할 수 있고, 방열성의 향상에 공헌할 수 있다.

또한, 구동 회로 기판(7)의 부품 배치상, 상류측(P)의 구동 트랜지스터(36)와 하류측(Q)의 구동 트랜지스터(36) 사이에 제2 통전 단자(37)가 배치되어 있기 때문에, 상기 전동 모터의 샤프트(3a)와 제2 통전 단자(37)의 배치 간섭을 억제할 수 있다. 또한 양 구동 트랜지스터(36)와 제2 통전 단자(37)의 배선 거리를 단축할 수 있기 때문에, 배선의 복잡화도 억제할 수 있다.

또, 전자 제어 유닛(4)의 조립 순서는 특별히 한정되지 않고, 모터 유닛(3)과 케이스(5)를 처음에 조립하고, 그 후에 케이스(5)와 커버(6)를 조립해도 좋은 것으로 한다.

≪변형예≫

예컨대 제2 통전 단자(35, 37)는, 도 6 등에 기초하여 전술한 바와 같이, 회로 기판(7)의 미리 정해진 위치의 랜드부(71)에 접속 고정되는 저면부(40)와, 저면부(40)의 양단측으로부터 기립하여 서로 굴곡부 근접 방향으로 굴곡된 한 쌍의 굴곡부(42)와, 각 굴곡부(42)의 선단측에 형성되어 서로 대향하여 위치하는 한 쌍의 접속부(43)를 가지며, 접속 대상인 각종 단자(예컨대 제1 통전 단자(25, 3e)의 일단부)를 굴곡부(42)의 기립 방향측으로부터 상기 한 쌍의 접속부(43) 사이에 압입하여 전기적으로 접속할 수 있는 구성이라면, 적절하게 설계 변경하는 것이 가능하다.

도 6 등에 나타낸 한 쌍의 굴곡부(42)와 같이, 기립부(42a)와, 기립부(42a)의 선단측으로부터 굴곡부 근접 방향으로 연장된 연장부(42b)를 가진 구조의 경우, 연장부(42b)에 있어서는 저면부(40)와 대향하여 위치하게 된다. 이 연장부(42b)가, 도 6 등에 나타낸 바와 같이 평탄형이며 흡인식의 자동 부품 실장기 등에 의해 흡인할 수 있는 형상이라면, 그 연장부(42b)를 이용하여 제2 통전 단자(35, 37)를 회로 기판(7)의 미리 정해진 위치에 대하여 자동 실장하는 것도 가능하여, 장치의 제조 공정수의 간소화에도 기여할 수 있고, 작업 노동력을 저감할 수 있다.

저면부(40)에 있어서는, 랜드부(71)에 대하여 전기 접합되어 고정되는 구성이면 되며, 그 저면부(40)와 랜드부(71) 사이에 대하여 땜납 등의 도전성 결합재(도시 생략)를 개재시켜 전기 접합(납땜 등)한 구성이나, 용접 등에 의해 전기 접합한 구성이어도 좋다. 회로 기판(7)에 실장되는 각종 전자 부품(평활 콘덴서(38) 등)이 땜납 등의 도전성 결합재에 의해 전기 접합되는 경우에는, 그 각종 전자 부품의 전기 접합 작업시에 저면부(40)와 랜드부를 전기 접합(동일한 도전성 결합재에 의해 전기 접합)하는 것도 가능하여, 제조 공정수의 간소화에 기여할 수 있고, 작업 노동력을 저감할 수 있다고 할 수 있다.

저면부(40)의 형상은, 랜드부(71)의 형상 등에 따라서 적절하게 설정하는 것이 가능하지만, 저면부(40)의 형상이 커짐에 따라, 즉 랜드부(71)에 대한 고정 지지 면적(랜드부(71)와 저면부(40)의 접합 면적)이 커짐에 따라, 랜드부(71)에 대한 제2 통전 단자(35, 37)의 접속 구조는 보다 안정되어, 예컨대 접속부(43) 사이로의 제1 통전 단자(25, 3e)의 압입에 대한 내구성도 향상되게 된다. 또한, 전기 저항 저하에 의해 모터 효율이 향상되거나, 발열의 발생이 억제되기도 한다. 또한, 저면부(40)에 있어서 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(45)을 형성해 두는 것에 의해, 도전성 결합재를 통해 랜드부(71)에 전기 접합할 때, 액상 혹은 반액상 등의 비교적 연성을 갖는 상태의 도전성 결합재가 관통 구멍(45)에 충전되기 쉬워지고, 그 충전된 도전성 결합재를 고화함으로써 앵커 효과를 얻을 수 있어(충전된 도전성 결합재가 앵커로서 기능하여), 접속 구조가 보다 안정된 것이 된다.

랜드부(71)에 있어서는, 예컨대 도 8에 나타낸 바와 같이, 양단부(71a, 71b)와 중앙부(71c) 사이에 마스크(72)를 개재시켜 마스크 영역(72a)을 가진 구조로 해도 좋다. 이러한 구조의 랜드부(71)에 도전성 결합재를 통해 저면부(40)를 전기 접합하는 것에 의해, 예컨대 저면부(40)에서의 양단부(40a, 40b)에 단자 압입력이 작용하고, 랜드부(71)의 양단부(71a, 71b)에 위치하는 도전성 결합재에 크랙이 생겼다 하더라도, 마스크 영역(72a)에 의해, 그 크랙이 중앙부(71c)측의 도전성 결합재에 진전되지 않도록 억제되기 때문에, 접속 신뢰성이 유지되기 쉬워진다고 할 수 있다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 랜드부(71)의 중앙부(71c)에 있어서 절결부(71d)를 형성하여 잘록하게 해도 좋다. 이 경우, 저면부(40)에 있어서도, 랜드부(71)의 형상에 맞춰, 중앙부(40c)에 절결부(41)를 형성하여 잘록하게 해도 좋다. 이러한 잘록한 형상의 랜드부(71)와 저면부(40) 사이에 개재하는 도전성 결합재에 있어서, 액상 혹은 반액상 등의 비교적 연성을 갖는 상태가 되어 양자(40, 71) 사이로부터 비어져 나온 경우, 그 비어져 나온 만큼의 도전성 결합재는 절결부(41, 71d)의 위치에 있어서 표면 장력이 작용하여 그 양자(40, 71) 사이로 되돌아가기 쉽다. 이에 따라, 저면부(40)의 중앙부(40c)와 랜드부(71)의 중앙부(71c)가 서로 위치가 어긋날 수 있는 경우라 하더라도, 양자(40c, 71c)가 일치하는 방향으로 변위하기 쉽기 때문에 그 위치 어긋남을 억제할 수 있게 된다.

제1 통전 단자(25, 3e)의 일단부는, 예컨대 도 9에 나타내는 일단부(90)와 같이, 그 일단부(90)의 측단 가장자리측에 홈부(91)를 형성함으로써, 도시 Y 방향에 대하여 탄성 변형되기 쉽게 해도 좋다. 이에 따라, 단자(35, 37)의 각 접속부(43) 사이의 간극부(44)에 압입할 때의 압입 각도가 위치 어긋난 경우라 하더라도, 일단부(90)는 도시 Y 방향으로 교정되기 쉬워, 접속 신뢰성을 얻기 쉬워진다. 또한, 일단부(90)의 선단측에 홈부(92)를 형성한 경우에는, 도시 X 방향이나 θ 방향에 대하여 탄성 변형되기 쉬워져, 상기 압입 각도가 위치 어긋난 경우라 하더라도, 일단부(90)는 도시 X 방향이나 θ 방향으로 교정되기 쉬워, 접속 신뢰성을 얻기 쉬워진다. 또, 제2 통전 단자(35, 37)에 있어서도, 예컨대 도 10에 나타낸 바와 같이, 굴곡부(42)의 측단 가장자리측에 홈부(93)를 형성해도 좋고, 그 굴곡부(42)가 탄성 변형되기 쉬워지기 때문에, 접속 신뢰성에 공헌할 수 있게 된다.

제1 통전 단자(25, 3e)나 제2 통전 단자(35, 37) 등은, 서로 전기적으로 접속할 수 있는 것이라면 여러가지 재료를 적용하는 것이 가능하다. 구체예로는, 제1 통전 단자(25, 3e)에 있어서 순동 등의 도전성 재료로 이루어진 전연성을 갖는 것을 적용하거나, 제2 통전 단자(35, 37)에 있어서는 인청동 등의 도전성 재료로 이루어지며 탄성을 갖는 것을 적용하는 것을 들 수 있다.

≪기타≫

본 발명은, 상기 실시형태의 구성 등에 한정되지 않고, 각 청구항에 기재한 범위 내에서 변형하여 실시할 수 있다. 예컨대 본 발명은 전동 파워 스티어링 장치(1)에 한정되지 않고, 자동차의 전동 브레이크 장치나 내연기관의 가변동 밸브 장치 등의 전자 제어 장치(전자 제어 유닛)에도 적용할 수 있다.

또한, 케이스(5)와 커버(6)의 접합에 의해 제1 통전 단자(3e)를 모터측 단자와 결합시킬 수도 있다. 이 순서를 설명하면, 우선 각 단자(25∼27)의 대략 중앙부를 수지 밀봉한 제1 커넥터(C1∼C3)를 제2 커넥터(28)의 부착 구멍(29a)에 삽입하여 결합시킨다. 이 결합후에 양자(C1∼C3, 28) 사이의 간극에 접착제(시일재)를 도포하여, 그 간극의 방수와 양자(C1∼C3, 28)의 결합력을 강화한다.

다음으로 전기 커넥터(9)를 케이스(5)의 개구부(10)의 외주 가장자리에 부착하고, 또한 제1 통전 단자(3e)의 일단부를 구동 회로 기판(7)의 제2 통전 단자(37)에 결합시켜 놓는다. 이 상태로 케이스(5)와 커버(6)를 조립하면, 제1 통전 단자(25)의 일단부가 제2 통전 단자(35)에 결합하는 동시에 제1 통전 단자(3e)의 타단부가 모터 하우징(3c) 내에서 모터측 단자와 결합한다.

또, 상기 각 실시형태로부터 파악되는 특허청구범위에 기재한 발명 이외의 기술적사상에 관해 이하에 예시한다.

[청구항 a] 청구항 1∼3의 어느 한 항에 기재된 전자 제어 장치에 있어서,

랜드부의 중앙부는, 그 중앙부에 절결부를 형성하여 잘록하게 한 전자 제어 장치

[청구항 b] 청구항 1∼3의 어느 한 항에 기재된 전자 제어 장치에 있어서,

저면부는, 그 저면부의 두께 방향으로 관통한 관통 구멍이 형성된 전자 제어 장치.

Claims (2)

1. 커넥터와,
   상기 커넥터를 고정하는 제1 케이스 부재와,
   상기 제1 케이스 부재와 대향한 대치로 상기 제1 케이스 부재에 고정되는 제2 케이스 부재를 포함하고,
   상기 제1 케이스 부재와 상기 제2 케이스 부재의 내측에, 전자 부품을 실장한 회로 기판이 수용된 전자 제어 장치로서,
   상기 회로 기판은, 구동 회로 기판과 제어 회로 기판으로 구성되며,
   상기 제1 케이스 부재에 상기 제어 회로 기판이 배치되고,
   상기 제2 케이스 부재에 상기 구동 회로 기판이 배치되어 있으며,
   상기 제1 케이스 부재에 고정되는 제1 단자와,
   상기 구동 회로 기판에 납땜되는 저면부를 갖는 제2 단자를 포함하고,
   상기 제1 단자와 상기 제2 단자는, 상기 제1 케이스 부재와 제2 케이스 부재를 서로 고정시킴으로써 접속되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 단자는, 모터의 단자 또는 상기 커넥터의 단자인 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.

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