KR102068425B1 - 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

실장 기판(19)의 외연측으로부터 내측으로 향하여 2개의 정극측 전원 경로(32, 33)를 배치하고, 이 정극측 전원 경로를 기준으로 하여 실장 기판의 양측에 전동 모터를 제어, 구동하는 전력 변환 회로(36, 37, 44, 45, 46, 47)를 배치하며, 또한 전력 변환 회로의 외측의 실장 기판에 전동 모터에 연결되는 출력 단자(52, 53)를 배치하는 구성으로 했다. 이에 따르면, 실장 기판의 중앙으로부터 주연부로 향하여 전력 변환 회로를 배치할 수 있기 때문에, 배선 거리를 짧게 할 수 있어, 실장 기판(19)의 실장 면적을 축소할 수 있고, 용장화된 전력 변환 회로가 실장된 실장 기판이 반경 방향으로 대형화하는 것을 억제할 수 있다.

Description

전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치

본 발명은 전자 제어 장치를 내장한 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.

일반적인 산업 기계 분야에서는 전동 모터에 의해서 기계계(系) 제어 요소를 구동하고 있지만, 최근에는 전동 모터의 회전 속도나 회전 토크를 제어하는 반도체 소자 등으로 이루어지는 전자 제어 장치를 전동 모터에 일체적으로 내장하는, 소위 기전(機電) 일체형의 전동 구동 장치가 채용되기 시작하였다.

기전 일체형의 전동 구동 장치로서, 예컨대 자동차의 전동 파워 스티어링 장치에 있어서는, 운전자가 스티어링 휠을 조작함으로써 회동하는 스티어링 샤프트의 회동 방향과 회동 토크를 검출하고, 이 검출치에 기초하여 스티어링 샤프트의 회동 방향과 동일한 방향으로 회동하도록 전동 모터를 구동하여, 조타 어시스트 토크를 발생시키도록 구성되어 있다. 그리고, 이 전동 모터를 제어하기 위해서 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit)가 파워 스티어링 장치에 마련되어 있다.

종래의 전동 파워 스티어링 장치로서는 예컨대 일본 특허공개 2013-60119호 공보(특허문헌 1)에 기재된 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에는 전동 모터와 전자 제어 장치에 의해 구성된 전동 파워 스티어링 장치가 기재되어 있다. 그리고, 전동 모터는 알루미늄 합금 등으로 만들어진 통부를 갖는 모터 하우징에 수납되고, 전자 제어 장치는, 모터 하우징의 축방향의 출력축과는 반대쪽에 배치된 ECU 하우징에 수납되어 있다. ECU 하우징의 내부에 수납되는 전자 제어 장치는, 전원 회로부와, 전동 모터를 구동 제어하는 MOSFET 혹은 IGBT 등과 같은 파워 스위칭 소자를 갖는 전력 변환 회로부와, 파워 스위칭 소자를 제어하는 제어 회로부를 구비하고, 파워 스위칭 소자의 출력 단자와 전동 모터의 입력 단자는 버스바를 통해 전기적으로 접속되었다.

그리고, ECU 하우징에 수납된 전자 제어 장치에는, 합성수지로 만들어진 커넥터 단자 조립체를 통해 전원으로부터 전력이 공급되고, 또한 검출 센서류로부터 운전 상태 등의 검출 신호가 공급된다. 커넥터 단자 조립체는 덮개로서 기능하고 있으며, ECU 하우징에 형성된 개구부를 막도록 하여 전자 제어 장치와 접속되고, 또한 고정 볼트에 의해서 ECU 하우징의 외표면에 고정되어 있다.

또한, 이 밖에 전자 제어 장치를 일체화한 전동 구동 장치로서는 전동 브레이크나 각종 유압 제어용 전동 유압 제어기 등이 알려져 있다.

일본 특허공개 2013-60119호 공보

전동 파워 스티어링 장치에 있어서는, 스티어링 조작을 보조하기 위해서 전동 모터가 사용되고 있으며, 이 전동 모터를 제어, 구동하기 위해서 인버터 회로로 이루어지는 전력 변환 회로가 이용되고 있다. 그리고, 종래와 같이 전력 변환 회로가 하나인 경우에는, 지락(地絡) 등의 고장이 생기면 전동 모터를 구동할 수 없게 되어 어시스트력이 저하함으로 인해서 스티어링 조작성이 저하할 우려가 있다. 이 때문에 최근에는 전력 변환 회로가 고장 났을 때의 백업으로서, 동일 기능의 전력 변환 회로를 2개 이용하는 용장화가 필요해지고 있다.

그리고, 이 용장화를 실시하는 경우, 지금까지의 전력 변환 회로에 더하여 추가로 동일한 전력 변환 회로가 필요하게 되므로, 전력 변환 회로를 개별 실장 기판에 실장하는 것을 생각할 수 있지만, 이 경우는 전력 변환 회로를 실장한 실장 기판을 축방향으로 적층하는 형태로 ECU 하우징에 부착하기 때문에 축방향의 길이가 길어진다고 하는 과제가 발생한다.

이 ECU 하우징이 축방향으로 길어지는 것의 대책으로서는, 동일한 실장 기판에 2개의 전력 변환 회로를 실장하는 것을 생각할 수 있는데, 이에 따르면 개별 실장 기판을 이용하는 경우와 비교하여 ECU 하우징의 축방향 길이를 짧게 할 수 있다.

그러나, 동일한 실장 기판을 이용하면, 2개의 전력 변환 회로를 실장하기 때문에 ECU 하우징의 반경 방향의 길이가 길어져, ECU 하우징의 외형 크기가 커진다고 하는 새로운 과제가 발생한다. 더구나, ECU 하우징의 외경 형상은 모터 하우징의 외경 형상에 맞춰 원통 형상이 되므로, 필연적으로 실장 기판도 원통형의 ECU 하우징 내에 수용할 수 있는 형상으로 형성될 필요가 있게 된다.

따라서, 2개의 전력 변환 회로를 동일한 실장 기판에 어떻게 고밀도로 실장할지가 큰 과제로 되어 있고, 이 과제를 해결하기 위한 실장 기술의 개발이 강하게 요청되고 있다.

본 발명은 이 요청에 부응하기 위해서 새로운 실장 기술을 제안하는 것이다.

본 발명의 목적은, 용장화된 전력 변환 회로가 실장된 실장 기판이 반경 방향으로 대형화하는 것을 억제할 수 있는 신규한 전력 변환 회로부를 구비한 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치를 제공하는 데에 있다. 여기서, 전력 변환 회로부란, 실장 기판과 이 실장 기판에 실장된 전력 변환 회로로 이루어지는 것이다.

본 발명의 기본적인 특징은, 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 2개의 정극측 전원 경로 및 부극측 전원 경로를 인접하게 배치하고, 이 2개의 정극측 전원 경로 및 부극측 전원 경로를 기준으로 하여 실장 기판의 양 주연부측에 전동 모터를 제어, 구동하는 전력 변환 회로를 배치하며, 또한 전력 변환 회로 외측의 실장 기판에 전동 모터에 연결되는 출력 단자를 배치한 데에 있다.

본 발명에 따르면, 실장 기판의 중앙으로부터 주연부로 향하여 전력 변환 회로를 배치할 수 있기 때문에, 배선 거리를 짧게 할 수 있어 전력 변환 회로의 실장 면적을 축소할 수 있다. 이 결과, 용장화된 전력 변환 회로가 실장된 실장 기판이 반경 방향으로 대형화되는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 일례로서의 조타 장치의 전체 사시도이다.
도 2는 기전 일체형 전동 구동 장치로서의 전동 파워 스티어링 장치의 전체 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 전동 파워 스티어링 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 전력 변환 회로의 하나의 상(相)의 회로 구성을 도시하는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태로서, 용장화된 전력 변환 회로가 실장된 실장 기판의 평면도이다.
도 6은 도 5의 전력 변환 회로의 일부를 확대한 확대 평면도이다.
도 7은 도 6의 부극측 전원 경로 부근의 단면을 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태로서, 용장화된 전력 변환 회로가 실장된 실장 기판의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시형태가 되는, 용장화된 전력 변환 회로가 실장된 실장 기판의 평면도이다.
도 10은 전동 파워 스티어링 장치의 일부를 세로로 단면화한 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 이용하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적인 개념 중에서 여러 가지 변형예나 응용예도 그 범위에 포함하는 것이다.

본 발명의 실시형태를 설명하기 전에 본 발명이 적용되는 일례로서의 조타 장치의 구성 및 기전 일체형 전동 구동 장치로서의 전동 파워 스티어링 장치의 구성에 관해서 도 1, 도 2 및 도 3을 이용하여 간단히 설명한다.

우선, 자동차의 전륜(前輪)을 조타하기 위한 조타 장치에 관해서 설명한다. 조타 장치(1)는 도 1에 도시한 것과 같이 구성되어 있다. 도시하지 않는 스티어링 휠에 연결된 스티어링 샤프트(2)의 하단에는 도시하지 않는 피니언이 마련되고, 이 피니언은 차체 좌우 방향으로 긴 도시하지 않는 랙과 맞물려 있다. 이 랙의 양끝에는 전륜을 좌우 방향으로 조타하기 위한 타이 로드(3)가 연결되어 있고, 랙은 랙 하우징(4)에 덮여 있다. 그리고, 랙 하우징(4)과 타이 로드(3)의 사이에는 고무 부츠(5)가 마련되어 있다.

스티어링 휠을 회동 조작할 때의 토크를 보조하기 위해서 전동 파워 스티어링 장치(6)가 설치되어 있다. 즉, 스티어링 샤프트(2)의 회동 방향과 회동 토크를 검출하는 토크 센서(7)가 마련되고, 토크 센서(7)의 검출치에 기초하여 랙에 기어(10)를 통해 조타 보조력을 부여하는 전동 모터부(8)와, 전동 모터부(8)에 배치된 전동 모터를 제어하는 전자 제어 장치(ECU)부(9)가 마련되어 있다. 전동 파워 스티어링 장치(6)의 전동 모터부(8)는, 출력축측의 외주부의 세 곳이 도시하지 않는 볼트를 통해 기어(10)에 접속되고, 전동 모터부(8)의 출력축과는 반대쪽에 전자 제어 장치부(9)가 설치되어 있다.

도 2에 도시한 것과 같이, 전동 모터부(8)는 알루미늄 합금 등으로 만들어진 통부를 갖는 모터 하우징(11A) 및 이것에 수납된 도시하지 않는 전동 모터(3상 직류 전동 모터)로 구성되고, 전자 제어 장치부(9)는, 모터 하우징(11A)의 축방향의 출력축과는 반대쪽에 배치된, 알루미늄 합금 등으로 만들어진 ECU 하우징(11B) 및 이것에 수납된 도시하지 않는 전자 제어 조립체로 구성되어 있다.

모터 하우징(11A)와 ECU 하우징(11B)은 그 대향 단부면에서 고정 볼트에 의해서 일체적으로 고정되어 있다. ECU 하우징(11B)의 내부에 수납된 전자 제어 조립체는, 필요한 전원을 생성하는 전원 회로부나, 전동 모터부(8)의 전동 모터를 구동 제어하는 MOSFET나 IGBT 등으로 이루어지는 파워 스위칭 소자를 갖는 전력 변환 회로나, 이 파워 스위칭 소자를 제어하는 제어 회로부로 이루어지고, 파워 스위칭 소자의 출력 단자와 전동 모터의 입력 단자는 버스바를 통해 전기적으로 접속된다.

ECU 하우징(11B)의 단부면에는 커넥터 단자 조립체를 겸용하는 합성수지제의 덮개(12)가 고정 볼트에 의해서 고정되어 있다. 덮개(12)에는 전력 공급용의 커넥터 단자 형성부(12A), 검출 센서용의 커넥터 단자 형성부(12B), 제어 상태를 외부 기기로 송출하는 제어 상태 송출용의 커넥터 단자 형성부(12C)가 구비되어 있다. 그리고, ECU 하우징(11B)에 수납된 전자 제어 조립체는, 합성수지로 만들어진 덮개(12)의 전력 공급용의 커넥터 단자 형성부(12A)를 통해 전원으로부터 전력이 공급되고, 또한 검출 센서류로부터 운전 상태 등의 검출 신호가 검출 센서용의 커넥터 단자 형성부(12B)를 통해 공급되고, 현재의 전동 파워 스티어링 장치의 제어 상태 신호가 제어 상태 송출용의 커넥터 단자 형성부(12C)를 통해 송출된다. 여기서, 덮개(12)는 ECU 하우징(11B)의 개구부 전체를 덮는 형상으로 되어 있지만, 각 커넥터 단자를 소형으로 형성하고, ECU 하우징(11B)에 형성된 삽입 구멍을 삽입 관통하여 전자 제어 조립체와 접속하는 구성으로 하여도 좋은 것이다.

이상과 같은 구성의 전동 파워 스티어링 장치(6)에 있어서는, 스티어링 휠이 조작됨으로써 스티어링 샤프트(2)가 어느 한 방향으로 회동 조작되면, 이 스티어링 샤프트(2)의 회동 방향과 회동 토크를 토크 센서(7)가 검출하고, 이 검출치에 기초하여 제어 회로부가 전동 모터의 구동 조작량을 연산한다. 이 연산된 구동 조작량에 기초하여 전력 변환 회로부의 파워 스위칭 소자에 의해 전동 모터가 구동되고, 전동 모터의 출력축은 스티어링 샤프트(1)를 조작 방향과 동일한 방향으로 구동하도록 회동된다. 출력축의 회동은, 도시하지 않는 피니언으로부터 기어(10)를 통해 도시하지 않는 랙에 전달되어 자동차가 조타되는 것이다. 이들 구성, 작용은 이미 잘 알려져 있기 때문에 이 이상의 설명은 생략한다.

또한, 파워 스티어링 장치로서는, 전술한 것과 같은 소위 피니언 어시스트 타입 외에, 스티어링 휠이 접속되는 스티어링 샤프트(2)가 회전 가능하게 유지되는 컬럼부에 감속기와 함께 전동 모터부(8) 및 전자 제어부(9)가 배치되어, 컬럼부에 어시스트력을 부여하는 소위 컬럼 어시스트 타입으로 할 수 있다.

도 3에 전동 파워 스티어링 장치(6)의 분해 사시도를 도시한다. 또한, 모터 하우징(11A)에는 통상은 전동 모터가 수납되어 있는 것이다. 그리고, 전술한 것과 같이 모터 하우징(11A)과 ECU 하우징(11B)은 별개 부재의 알루미늄 합금으로 만들어져 있지만, 양 하우징은 동일한 하우징으로 하여도 되는 것이다.

전자 제어 장치부(9)는, 모터 하우징(11A) 내의 전동 모터의 도시하지 않는 출력축과 반대쪽에 결합된 ECU 하우징(11B)과, ECU 하우징(11B)에 복수의 고정 볼트에 의해서 결합된 덮개(도시하지 않음)로 구성되어 있다. 덮개는 커넥터 단자 조립체를 겸용하는 것이며, 합성수지로 사출성형에 의해서 형성되어 있다. 또한, 이 덮개에는 각종 커넥터 배선부가 동시에 인서트 몰드에 의해서 매설되어 있다.

ECU 하우징(11B) 및 덮개로 구성되는 수용 공간에는 전원 회로부(13)가 설치되고, ECU 하우징(11B)의 수납 공간에는 전력 변환 회로부(14), 가이드레일판(15), 제어 회로부(16)가 배치되어 있다. 전원 회로부(13), 전력 변환 회로부(14), 가이드레일판(15), 제어 회로부(16)는 전자 제어 조립체를 구성하는 것이다.

ECU 하우징(11B)의 내부에는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금 등의 금속으로 만들어진 방열 기체(基體)(17)가 배치되어 있다. 이 방열 기체(17)는 ECU 하우징(11B)과 일체적으로 결합되어 있다. 또한, 이 방열 기체(17)의 양면에는 편면 실장에 의해서 전원 회로부(13) 및 전력 변환 회로부(14)를 구성하는 전기 부품이 배치된 금속제의 제1 실장 기판(18), 제2 실장 기판(19)이 고정되어 있다.

전술한 대로, 금속제의 제1 실장 기판(18)과 금속제의 제2 실장 기판(19)의 사이에는 소정의 두께를 갖춘 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 이루어지는 방열 기체(17)가 배치되어 있고, 이 방열 기체(17)는 방열 부재로서 기능하는 것이며, ECU 하우징(11B)과 일체적으로 결합되어, ECU 하우징(11B)으로부터 외기로 방열할 수 있게 구성되어 있다. 여기서, 금속제의 실장 기판(18, 19)과 방열 기체(17)는, 열적 접촉을 높이기 위해서 열전도성이 좋은 방열 접착제, 방열 시트, 방열 그리스 등의 방열 기능재가 제1 실장 기판(18), 제2 실장 기판(19)과 방열 기체(17)의 사이에 개재되어 있다.

덮개와 방열 기체(17)의 사이에는, 전동 모터를 구동하는 인버터 장치에 사용되는 직류 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 전원 회로부(13)가 배치되어 있다.

이 전원 회로부(13)는, 알루미늄 등의 열전도성이 좋은 금속으로 이루어지는 제1 실장 기판(18)의 편면 상에, 콘덴서, 코일, MOSFET로 이루어지는 스위칭 소자, 배터리로부터의 전원측 커넥터 단자가 접속되는 전원측 커넥터, 전력 변환 회로부(14)에 고전압 전원을 공급하는 고전압측 커넥터 단자가 접속되는 고전압측 커넥터, 제어 회로부(16)에 저전압 전원을 공급하는 저전압측 커넥터 단자가 접속되는 저전압측 커넥터 등의 전기 부품이 실장되어 있다. 제1 실장 기판(18)은, 알루미늄 기판 위에 절연층을 형성하고, 이 절연층 위에 동박으로 이루어지는 배선 패턴을 인쇄하여 구성되어 있고, 이 위에 전기 부품이 배치되어 각각의 전기 부품이 전기적으로 접속되는 것이다. 전원 회로부(13)는, 콘덴서나 코일, 커넥터 등의 비교적 형상이 큰(=키가 큰) 전기 부품이 사용되고 있다. 또한, 제1 실장 기판(18)은 소비 전력이 작은 경우에 수지 기판으로 할 수도 있다.

그리고, 방열 기체(17)의 전원 회로부(13)가 위치하는 측과 반대쪽에는, 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 인버터 제어를 실행하는 전력 변환 회로부(14)가 배치되어 있다. 이 전력 변환 회로부(14)는 방열 기체(17)를 경계로 하여 전원 회로부(13)로서의 제1 실장 기판(18)에 대향하도록 전력 변환 회로부(14)로서의 제2 실장 기판(19)을 배치하고 있다.

이 제2 실장 기판(19)과 제1 실장 기판(18)의 대향면은 방열 기체(17)에 열이 서로 전해지기 쉬운 것으로 되어 있다. 더욱이, 제1 실장 기판(18) 및 제2 실장 기판(19)과 방열 기체(17)의 사이에는 열전도성이 좋은 방열 접착제, 방열 시트, 방열 그리스 등의 방열 기능재가 개재되어 있다.

전력 변환 회로부(14)는, 알루미늄 등의 열전도성이 좋은 금속으로 이루어지는 실장 기판(19) 상에, 복수의 MOSFET 혹은 IGBT로 이루어지는 파워 스위칭 소자 및 이것의 출력용 출력 단자, 그리고 스위칭 소자를 제어하는 게이트, 드레인, 소스 등의 입력 신호의 입력이나 스위칭 소자의 동작 상황을 제어 회로부(16)에 피드백하기 위한 커넥터 단자 등이 실장되어 있다. 또한, 전원 회로부(13)로부터 전력의 공급을 받는 인버터측 커넥터도 마련되어 있다. 여기서, 전력 변환 회로부(14)는 실장 기판(19)과, 이 실장 기판(19)에 실장된 전력 변환 회로로 이루어지는 것이다.

전력 변환 회로부(14)와 모터 하우징(11A)의 사이에는, 전력 변환 회로부(14)의 스위칭 소자의 스위칭 제어 등을 주된 기능으로 하는 제어 회로부(16)가 배치되어 있다.

ECU 하우징(11B)에는, 모터 하우징(11A)측으로 향해서 수지 기판 부착 보스(20)가 형성되어 있고, 이 수지 기판 부착 보스(20)에 제어 회로부(16)의 수지 기판(21)이 부착 볼트로 고정되어 있다.

제어 회로부(16)는, 합성수지 등으로 이루어지는 수지 기판(21) 상에, 전력 변환 회로부(14)의 스위칭 소자 등을 제어하는 마이크로컴퓨터 등이 실장되어 있다. 또한, 수지 기판(21) 상에는, 도 5에 도시한 것과 같이, 마이크로컴퓨터(32)의 주변 회로 등의 전기 부품이 배치되어 있다. 또한, 전동 모터의 회전수나 회전 위상을 검출하기 위한 자기 검출 소자(예컨대, MR 소자)도 실장되어 있고, 전동 모터의 회전축에 고정된 센서 마그넷(MG)과 협동하여 전동 모터의 회전수나 회전 위상을 검출하도록 하고 있다.

이와 같이, 덮개로부터 모터 하우징(11A)측으로 향하여, 전원 회로부(13), 방열 기체(17), 전력 변환 회로부(14) 및 제어 회로부(16)의 순서로 배치되어 있다. 이와 같이 전원 회로부(13)로부터 거리를 두고서 제어 회로부(16)를 배치함으로써, 전원 노이즈를 제거한 후에 제어 회로부(16)에 안정된 전원을 제공할 수 있게 된다.

그런데 전술한 것과 같이, 전동 파워 스티어링 장치에 있어서는 전력 변환 회로가 고장 났을 때의 백업으로서, 동일 기능의 전력 변환 회로를 2개 이용하는 용장화가 필요해지고 있다. 그리고, 이 용장화를 실시하는 경우, 지금까지의 전력 변환 회로에 더하여 추가로 동일한 전력 변환 회로가 필요하게 되므로, 동일한 실장 기판에 2개의 전력 변환 회로를 실장하는 것을 생각할 수 있는데, 이에 따르면, 개별 실장 기판에 전력 변환 회로를 실장하는 경우와 비교하여 ECU 하우징의 축방향의 길이를 짧게 할 수 있다.

그러나, 동일한 실장 기판을 이용하면, 2개의 전력 변환 회로를 실장하기 위해서 ECU 하우징의 반경 방향의 길이가 길어져, ECU 하우징의 직경 방향의 외형 크기가 커진다고 하는 새로운 과제가 발생한다. 더구나, ECU 하우징의 외경 형상은, 모터 하우징의 외경 형상에 맞춰 원통 형상으로 되어 있기 때문에, 실장 기판도 원통형의 ECU 하우징 내에 수용할 수 있는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 2개의 전력 변환 회로를 동일한 실장 기판에 어떻게 고밀도에 실장할지가 큰 과제가 되었고, 이 과제를 해결하기 위한 실장 기술의 개발이 강하게 요청되고 있다.

실시예 1

본 실시예는 이 요청에 부응하기 위해서 이하에 설명하는 실장 기술을 제안하는 것이다.

본 실시예에서는, 전력 변환 회로부의 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 거의 중앙에 2개의 정극측 전원 경로를 배치하고, 이 정극측 전원 경로를 기준으로 하여 실장 기판의 양측에 부극측 전원 경로, 전동 모터를 제어, 구동하는 전력 변환 회로를 배치하며, 또한 전력 변환 회로의 외측의 실장 기판에 전동 모터에 연결되는 출력 단자부를 배치하는 구성을 채용한 것이다.

이러한 구성의 본 실시예에 따르면, 실장 기판의 중앙으로부터 주연부로 향하여 전력 변환 회로를 배치했기 때문에, 배선 거리를 짧게 할 수 있어 전력 변환 회로의 실장 면적을 축소할 수 있고, 이 결과, 용장화된 전력 변환 회로가 실장된 실장 기판이 반경 방향으로 대형화하는 것을 억제할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 본 실시예에서 사용되는 전동 모터(M)는 3상 직류 전동 모터이며, 전동 모터(M)에는 U상, V상, W상의 코일이 스테이터에 권취되어 있다. 그리고, 이 각 상의 코일에 제어된 전력을 공급하기 위해서 전력 변환 회로부(14)가 마련되어 있다. 또한, 파워 스위칭 소자로서 MOSFET를 사용하고 있기 때문에, 이하에서는 파워 스위칭 소자를 대표하여 MOSFET라고 표기한다.

전력 변환 회로부(14)의 전력 변환 회로는, 일반적으로는 인버터 회로로서 알려져 있고, 인버터 회로는 기본적으로는 도 4에 도시하는 구성으로 되어 있다.

도 4는 하나의 상(相)의 회로 구성을 도시하고 있고, 정극(=전원)측 전원 경로(22)와 부극(=접지)측 전원 경로(23)의 사이에, 고전위측 MOSFET(24)와 저전위측 MOSFET(25)가 직렬로 접속되어 있다. 또한, 전동 모터(M)의 하나의 코일(27)에 접속된 상릴레이용 MOSFET(26)이 마련되어 있다.

고전위측 MOSFET(24)는 드레인(DA), 게이트(GA), 소스(SA)를 구비하고, 드레인(DA)은 정극측 전원 경로(22)에 접속되어 있다. 또한 저전위측 MOSFET(25)는 드레인(DB), 게이트(GB), 소스(SB)를 구비하고, 소스(SB)는 부극측 전원 경로(23)에 접속되어 있다. 그리고, 고전위측 MOSFET(24)의 소스(SA)는 저전위측 MOSFET(25)의 드레인(DB)에 접속되어 있다.

상릴레이용 MOSFET(26)는 드레인(DC), 게이트(GC), 소스(SC)를 구비하고, 드레인(DC)은 고전위측 MOSFET(24)의 소스(SA)와 저전위측 MOSFET(25)의 드레인(DB)의 접속점에 접속되고, 소스(SC)는 코일(27)에 접속되어 있다.

따라서, 제어 회로부(16)로부터 고전위측 MOSFET(24), 저전위측 MOSFET(25) 및 상릴레이용 MOSFET(26)의 각각의 게이트(GA, GB, GC)에 제어 신호를 부여함으로써, 전동 모터의 코일(27)에 제어된 전력을 공급할 수 있는 것이다.

또한, 도 4는 하나의 상에 관한 회로 구성이며, 나머지 2개의 상에 관해서도 마찬가지로 정극측 전원 경로(22)와 부극측 전원 경로(23)의 사이에 같은 회로가 접속되는 것으로, 3상의 브릿지 회로가 형성된다. 이들 회로 구성으로 이루어지는 전력 변환 회로가 제2 실장 기판(19) 상에 복수(전동 모터(M)의 권선 계통수)로 실장되는 것이다.

이어서, 본 실시예가 되는 전력 변환 회로부(14)의 전자 부품의 실장 상태에 관해서 도 5에 기초하여 설명한다. 여기서 도 5에서는, 고전위측 MOSFET를 High를 의미하는 「H」로 표시하고, 저전위측 MOSFET를 Low를 의미하는 「L」로 표시하며, 상릴레이용 MOSFET를 Phase를 의미하는 「P」로 표시하고 있다.

도 5에 있어서, 전력 변환 회로부(14)의 제2 실장 기판(19)은, 알루미늄 등의 열전도성이 좋은 금속으로 이루어지는 실장 기판이며, 이 제2 실장 기판(19) 위에 절연층을 형성한 후에 절연층 위에 동박으로 이루어지는 배선 경로(배선 패턴)를 인쇄하고, 이 위에, 복수의 MOSFET 및 이것의 출력용의 출력 단자, 그리고 MOSFET을 제어하는 게이트, 드레인, 소스 등의 입력 신호의 입력 단자나 MOSFET의 동작 상황을 제어 회로부(16)에 피드백하기 위한 모니터 단자 등이 실장되어 있다.

그리고, 제2 실장 기판(19)의 표면에는 절연 영역(28)이 거의 전면(全面)에 형성되어 있고, 이 제2 실장 기판(19)의 거의 중앙(C) 부근을 기준으로 하여, 양측(도 5 상에서 좌우)에 제1 전력 변환 회로(30)와 제2 전력 변환 회로(31)가 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 전력 변환 회로(30)와 제2 전력 변환 회로(31)는 거의 동일한 구성이 채용되어 있고, 고전위측 MOSFET의 배치 위치가 상이하다. 이것에 관해서는 후술한다.

그리고, 도 4의 참조 번호 27로 표시하는는 모터의 권선은 모터의 케이스 내에 2계통 내장하고 있으며, 제1 전력 변환 회로(30)에 의해서 제1 권선에 통전하고, 동시에 제2 전력 변환 회로(31)에 의해서 제2 권선에 통전하고 있다.

따라서, 파워 스티어링 장치(6)로서 정상적으로 기능하고 있을 때는, 요구되는 어시스트 토크에 대하여, 각각의 구동 계통에서 약 50%의 출력으로 전동 모터(M)의 구동을 행하는 것이다.

여기서, 예컨대 제1 전력 변환 회로(30)에 소자의 고장이나 모터 회로의 지락이나 단락 등의 이상이 발생하면, 제어 회로부(16)는 제1 전력 변환 회로(30)의 동작을 정지시키지만, 제2 전력 변환 회로(31)의 동작은, 동작을 계속하고 있어, 전동 모터에 계속적으로 전력을 공급해서 정상 시의 최대 전류의 약 절반을 공급할 수 있게 하는 것이다. 한편, 제2 권선에 접속된 제2 전력 변환 회로(31)에 고장이 발생한 경우는 그 반대의 동작으로 된다.

또한, 이러한 제어 대신에, 정상 상태에 있어서, 제2 전력 변환 회로(31)의 입출력은 차단하면서 제1 전력 변환 회로(30)에 의해서 전동 모터를 제어할 수도 있다.

이 경우, 요구되는 어시스트 토크에 대하여 상응하는 출력(예컨대 어시스트 토크에 대하여 100%가 되는 출력)으로 전동 모터(M)를 구동시킬 수 있다.

여기서, 제1 전력 변환 회로(30)에 지락 등의 이상이 발생하면, 제어 회로부(16)는 제1 전력 변환 회로(30)의 동작을 정지하고, 이 대신에 제2 전력 변환 회로(31)의 동작을 시작하여, 전동 모터에 전력을 공급해서 백업을 행할 수 있다.

도 5에 있어서, 제2 실장 기판(19)의 절연 영역(28)의 표면에 각 MOSFET의 드레인, 소스, 게이트 등에 연결되는 각 배선 패턴이 인쇄되어 있다. 그리고, 제2 실장 기판(19)의 거의 중앙(C) 부근에는, 도 5 상에서 제2 실장 기판(19)을 세로로 가로지르도록 제1 전력 변환 회로(30)의 제1 정극측 전원 경로(32)와 제2 전력 변환 회로(31)의 제2 정극측 전원 경로(33)가 상호 간격을 두고서 절연된 상태로 배치되어 있다.

이 제1 정극측 전원 경로(32)와 제2 정극측 전원 경로(33)는, 소정의 폭을 가지고서 거의 직선형으로 연장되는 형상으로 형성되어 있고, 제2 실장 기판(19)의 중앙(C) 부근을 지나도록 배치되어 있다. 또한, 이들 각 정극측 전원 경로(32, 33)는 대응한 제1 정극측 전원 단자부(34), 제2 정극측 전원 단자부(35)에 접속되어 있다. 제1 정극측 전원 단자부(34), 제2 정극측 전원 단자부(35)는 도시하지 않는 전원 회로부의 정극에 접속된다.

바꿔 말하면, 제2 실장 기판(19)의 주연부(단부측)에 절연한 상태로 인접하게 형성된 제1 정극측 전원 단자부(34), 제2 정극측 전원 단자부(35)로부터 중앙(C)으로 향하여 기판을 가로지르도록 절연된 상태로 인접하여 제1 정극측 전원 경로(32)와 제2 정극측 전원 경로(33)가 형성되어 있다.

또한, 제1 정극측 전원 단자부(34), 제2 정극측 전원 단자부(35)의 양측에는, 후술하는 제1 부극측 전원 경로(38)와 제2 부극측 전원 경로(39)가 인접하여 배치되며, 제1 정극측 전원 경로(32)와 제2 정극측 전원 경로(33)의 양측을 따라서 제2 부극측 전원 경로(38)와 제2 부극측 전원 경로(39)가 배선되어 있다.

또한, 제1 정극측 전원 단자부(34), 제2 정극측 전원 단자부(35)는 접속 랜드로서 형성되어 있다.

그리고, 제1 정극측 전원 경로(32) 위에는, 각 상의 고전위측 MOSFET(36U, 36V, 36W)가 제1 정극측 전원 경로(32)를 공통으로 하여 배치되어 있고, 후술하는 제1 정극측 전원 단자부(34)가 배치되는 외주 방향과 반대의 외주 방향(도 5에서 상측)으로부터 차례로 고전위측 MOSFET(제1 U상)(36U), 고전위측 MOSFET(제1 V상)(36V), 고전위측 MOSFET(제1 W상)(36W)이 배치되어 있다.

마찬가지로, 제2 정극측 전원 경로(33) 위에는, 각 상의 고전위측 MOSFET(36U, 36V, 36W)가 제2 정극측 전원 경로(33)를 공통으로 하여 배치되어 있고, 도 5에서 위로부터 차례로 고전위측 MOSFET(제2 U상)(37U), 고전위측 MOSFET(제2 V상)(37V), 고전위측 MOSFET(제2 W상)(37W)이 배치되어 있다. 또한, 이들 3상의 MOSFET의 배치 위치의 순서는 임의이며, 전동 구동 장치의 출력 단자의 위치에 대응하여 적절한 배치 위치를 잡을 수 있다.

여기서, 제1 정극측 전원 경로(32), 제2 정극측 전원 경로(33)는, 도 4에 도시하는 각 상의 고전위측 MOSFET의 공통의 드레인(DA)의 접속부로서 기능하고 있다.

각 정극측 전원 경로(32, 33)로부터 실장 기판(19)의 외주연부측(외측)으로는, 제1 부극측 전원 경로(38), 제2 부극측 전원 경로(39)가 배치되어 있다. 이들 제1 부극측 전원 경로(38)와 제2 부극측 전원 경로(39)도, 정극측 전원 경로(32, 33)를 따라서 소정의 폭을 가지고서 거의 직선형으로 연장되는 형상으로 형성되어 있고, 실장 기판(19)에 배치되어 있는 정극측 전원 경로(32, 33)에 인접하게 배치되어 있다. 이들 각 부극측 전원 경로(38, 39)는, 이것에 대응한 제1 부극측 전원 단자(40), 제2 부극측 전원 단자(41)에 접속되어 있다. 제1 부극측 전원 단자(40), 제2 부극측 전원 단자(41)는 도시하지 않는 전원 회로부의 부극에 접속되어 있다. 여기서도, 각 부극측 전원 경로(38, 39)는 각 상의 저전위측 MOSFET의 공통의 소스(SB)의 접속부로서 기능하고 있다.

제1 부극측 전원 경로(38), 제2 부극측 전원 경로(39)와 제1 부극측 전원 단자(40), 제2 부극측 전원 단자(41)의 사이에는, 대칭 위치에 션트 저항(29A, 29B)이 형성되어 있다.

더욱이, 정극측 전원 단자(34, 35)와 부극측 전원 단자(40, 41)는 각각 나란히 정렬되어 일직선형으로 배치되어 있다.

이와 같이, 각 정극측 전원 경로(32, 33)와 각 부극측 전원 경로(38, 39)가 인접하여 배치되어 있기 때문에, 배선 거리가 줄어들어 실장 면적을 축소하는 것이 가능하게 된다. 또한, 정극 전원 경로(32, 33)와 부극 전원 경로(38, 39)가 인접하여 배선됨으로써, 배선이 줄어들어 인덕턴스, 노이즈를 저감할 수 있게 된다. 더욱이, 제1 전력 변환 회로(30)와 제2 전력 변환 회로(31)의 정극측 전원 단자(34, 35)와 부극측 전원 단자(40, 41)는 각각 나란히 정렬되어 배치되기 때문에, 전원 회로부(13)와 접속되는 전원 단자를 집약할 수 있어, 실장 기판(16)의 접속에 관련한 면적을 집약할 수 있다. 또한, 그 구조를 간략화할 수도 있다.

각 부극측 전원 경로(38, 39)로부터 실장 기판(19)의 더욱 외주연부측(정극측 전원 경로(32, 33)와는 반대쪽이 되는 외측)으로는, 제1 접속 배선 영역(42U∼42W), 제2 접속 배선 영역(43U∼43W)이 배치되어 있다. 이 제1 접속 배선 영역(42U∼42W), 제2 접속 배선 영역(43U∼43W)은, 각 상에 대응하여 3 분할되어 각각이 절연되어 있고, 개개의 배선 영역에 각 상의 저전위측 MOSFET와 상릴레이용 MOSFET가 배치되어 있다.

또한, 제1 접속 배선 영역(42U, 42V, 42W)(제2 접속 배선 영역(43U, 42V, 43W))의 배치는, 제1 정극측 전원 경로(32)(제2 정극측 전원 경로(33))의 배선 방향에 대하여, 각 상의 고전위측 MOSFET(36U(37U), 36V(37V), 36W(36W))의 배열순에 대응하고 있다.

즉, 제1 접속 배선 영역(42U∼42W)에는 각 상의 저전위측 MOSFET가 각각 절연된 상태로 배치되어 있고, 도 5에서 위로부터 차례로 저전위측 MOSFET(제1 U상)(44U), 저전위측 MOSFET(제1 V상)(44V), 저전위측 MOSFET(제1 W상)(44W)이 배치되어 있다.

마찬가지로, 제2 접속 배선 영역(43U∼43W) 위에는 각 상의 저전위측 MOSFET가 각각 절연된 상태로 배치되어 있고, 도 5에서 위로부터 차례로 저전위측 MOSFET(제2 U상)(45U), 저전위측 MOSFET(제2 V상)(45V), 저전위측 MOSFET(제2 W상)(45W)이 배치되어 있다.

또한, 제1 접속 배선 영역(42U∼42W) 위에는, 각 상의 저전위측 MOSFET와 함께, 각 상의 상릴레이용 MOSFET의 각각이 절연된 상태로 배치되어 있다. 제1 접속 배선 영역(42)에는 도 5에서 위로부터 차례로 상릴레이용 MOSFET(제1 U상)(46U), 상릴레이용 MOSFET(제1 V상)(46V), 상릴레이용 MOSFET(제1 W상)(46W)이 배치되어 있다.

마찬가지로, 제2 접속 배선 영역(43U∼43W) 위에는 각 상의 상릴레이용 MOSFET가 배치되어 있고, 도 5에서 위로부터 차례로 상릴레이용 MOSFET(제2 U상)(47U), 상릴레이용 MOSFET(제2 V상)(47V), 상릴레이용 MOSFET(제2 W상)(47W)이 배치되어 있다. 제1 접속 배선 영역(42U∼42W), 제2 접속 배선 영역(43U∼43W)은 도 4에 도시하는 소스(SA), 드레인(DB), 드레인(DC)의 접속부의 기능을 갖추고 있다.

도 5로부터 알 수 있는 것과 같이, 각 상의 고전위측 MOSFET과 저전위측 MOSFET 및 상릴레이용 MOSFET의 각각은, 정극측 전원 경로(32, 33)의 배선 방향을 따라서 정렬되어 있으며, 배선의 라우팅이 용이하게 되어, 실장 기판(19)의 소형화에도 기여하는 것이다.

보다 바람직하게는, 정극측 전원 경로(32, 33)와 평행한 상태에서 거의 동일선상에 배치함으로써, 더욱 배선의 라우팅이 용이하게 되어, 실장 기판(19)의 소형화에도 기여할 수 있다.

더욱이, 고전위측 MOSFET가 배치되어 있는 정극측 전원 경로(32, 33)와 저전위측 MOSFET가 배치되어 있는 접속 배선 영역(42U∼42W, 43U∼43W)의 사이에는 부극측 전원 경로(38, 39)가 배치되어 있다. 이 때문에, 고전위측 MOSFET와 저전위측 MOSFET의 사이에 있는 부극측 전원 경로(38, 39)를 점프하여, 고전위측 MOSFET와 저전위측 MOSFET를 접속할 필요가 있다.

따라서, 고전위측 MOSFET(제1 U상)(36U)와 저전위측 MOSFET(제1 U상)(44U)의 사이에는 점퍼선(48U)이 마련되고, 고전위측 MOSFET(제1 V상)(36V)과 저전위측 MOSFET(제1 V상)(44V)의 사이에는 점퍼선(48V)이 마련되고, 고전위측 MOSFET(제1 W상)(36W)와 저전위측 MOSFET(제1 W상)(44W)의 사이에는 점퍼선(48W)이 마련되어 있다.

마찬가지로, 고전위측 MOSFET(제2 U상)(37U)과 저전위측 MOSFET(제2 U상)(45U)의 사이에는 점퍼선(49U)이 마련되고, 고전위측 MOSFET(제2 V상)(37V)와 저전위측 MOSFET(제2 V상)(45V)의 사이에는 점퍼선(49V)이 마련되고, 고전위측 MOSFET(제2 W상)(37W)과 저전위측 MOSFET(제2 W상)(45W)의 사이에는 점퍼선(49W)이 마련되어 있다.

여기서, 제1 전력 변환 회로(30)측에서는, 고전위측 MOSFET(36U∼36W)와 저전위측 MOSFET(44U∼44W)는 상호 동일한 위치에서 대향하여 배치되어 있고, 점퍼선(48U∼48W)은 도 5에서는 각 MOSFET의 상측에서 서로의 MOSFET를 접속하고 있다.

이에 대하여, 제2 전력 변환 회로(31)측에서는, 제1 전력 변환 회로(30)측의 고전위측 MOSFET(36U∼36W)에 대하여, 고전위측 MOSFET(37U∼37W)는 고전위측 MOSFET(36U∼36W)와는 서로 1 MOSFET분만큼 변위된 상측(제2 정극측 전원 단자부(35) 및 제2 부극측 전원 단자부(41)가 배치되는 외주 방향과 반대쪽의 외주 방향)의 위치에 배치되어 있다. 또한, 고전위측 MOSFET(37U∼37W)와 저전위측 MOSFET(45U∼45W)는 서로 1 MOSFET분만큼 변위된 하측(제2 정극측 전원 단자부(35) 및 제2 부극측 전원 단자부(41)측의 외주 방향)의 위치에서 대향하여 배치되어 있다.

그리고, 고전위측 MOSFET(37U∼37W)의 점퍼선(49U∼49W)의 접속부는, 제1 전력 변환 회로(30)측의 고전위측 MOSFET(36U∼36W)와는 달리, 도 5에 도시한 것과 같이 하측에서 저전위측 MOSFET(45U∼45W)와 접속되어 있다. 따라서, 각 점퍼선(48U∼48W, 49U∼49W)은 동일한 위치에 대칭으로 배치되게 된다.

제1 접속 배선 영역(42U∼42W), 제2 접속 배선 영역(43U∼43W)으로부터 실장 기판(19)의 더욱 외주연부측(제1 정극측 전원 경로(32), 제2 정극측 전원 경로(33)와는 반대쪽이 되는 외측)으로는 제1 출력 배선 영역(50U∼50W), 제2 출력 배선 영역(51U∼51W)이 배치되어 있다. 이 제1 출력 배선 영역(50U∼50W), 제2 출력 배선 영역(51U∼51W)은 각 상에 대응하여 3 분할되어 각각이 절연되어 있고, 개개의 배선 영역에 각 상의 출력 단자가 배치되어 있다.

제1 출력 접속 배선 영역(50U∼50W)에는 각 상의 출력 단자부가 접속 랜드로서 각각 절연되어 배치되어 있고, 도 5에서 위로부터 차례로 제1 U상 출력 단자부(52U), 제1 V상 출력 단자부(52V), 제1 W상 출력 단자부(52W)가 배치되어 있다. 마찬가지로, 제2 출력 배선 영역(51U∼51W)에는 각 상의 출력 단자부가 각각 절연되어 배치되어 있고, 도 5에서 상측(제2 정극측 전원 단자부(35) 및 제2 부극측 전원 단자부(41)가 배치되는 외주 방향과 반대쪽의 외주 방향)으로부터 차례로 제2 U상 출력 단자부(53U), 제2 V상 출력 단자부(53V), 제2 W상 출력 단자부(53W)가 배치되어 있다.

따라서, 제1 전력 변환 회로(30)는, 제1 정극측 전원 경로(32)를 기준으로 하여, 고전위측 MOSFET(제1 U상)(36U), 고전위측 MOSFET(제1 V상)(36V), 고전위측 MOSFET(제1 W상)(36W)이 배치되고, 이보다 주연부측(=외측)에 저전위측 MOSFET(제1 U상)(44U), 저전위측 MOSFET(제1 V상)(44V), 저전위측 MOSFET(제1 W상)(44W)이 제1 정극측 전원 경로(32)와 평행하게 배치되고, 또한, 이보다 주연부측(=외측)에 상릴레이용 MOSFET(제1 U상)(46U), 상릴레이용 MOSFET(제1 V상)(46V), 상릴레이용 MOSFET(제1 W상)(46W)이 제1 정극측 전원 경로(32)와 평행하게 배치되고, 또 이보다 주연부측(=외측)에 제1 U상 출력 단자(52U), 제1 V상 출력 단자(52V), 제1 W상 출력 단자(52W)가 제1 정극측 전원 경로(32)와 평행하게 배치되어 있다.

마찬가지로, 제2 전력 변환 회로(31)는, 제2 정극측 전원 경로(33)를 기준으로 하여, 고전위측 MOSFET(제2 U상)(37U), 고전위측 MOSFET(제2 V상)(37V), 고전위측 MOSFET(제2 W상)(37W)이 배치되고, 이보다 주연부측(=외측)에 저전위측 MOSFET(제2 U상)(45U), 저전위측 MOSFET(제2 V상)(45V), 저전위측 MOSFET(제2 W상)(45W)이 제2 정극측 전원 경로(33)와 평행하게 배치되고, 또한, 이보다 주연부측(=외측)에 상릴레이용 MOSFET(제2 U상)(47U), 상릴레이용 MOSFET(제2 V상)(47V), 상릴레이용 MOSFET(제2 W상)(47W)이 제2 정극측 전원 경로(33)와 평행하게 배치되고, 또 이보다 주연부측(=외측)에 제2 U상 출력 단자(53U), 제2 V상 출력 단자(53V), 제2 W상 출력 단자(53W)가 제2 정극측 전원 경로(33)와 평행하게 배치되어 있다.

이와 같이, 제1 전력 변환 회로(30)와 제2 전력 변환 회로(31)는, 실장 기판(19)의 중앙 부근에 배선된 제1 정극측 전원 경로(32) 및 제2 정극측 전원 경로(33)를 기준으로 하여 좌우에 거의 대칭으로 형성되도록 전개되어 있다. 그리고, 주연부측(=외측)으로 향하여 고전위측 MOSFET, 저전위측 MOSFET, 상릴레이용 MOSFET의 순서로 각 소자가 정극측 전원 경로의 신장 방향(도 5에서 세로 방향)에 대하여 직교하는 방향으로 배치되어 있으므로, 배선의 길이를 짧게 할 수 있기 때문에 실장 면적을 축소할 수 있게 된다. 또한, 정극측 전원 경로(32, 33)와 부극측 전원 경로(38, 39)가 인접하여 배선됨으로써 인덕턴스, 노이즈를 저감할 수 있게 된다.

도 5로 되돌아가면, 제1 전력 변환 회로(30)의 각 출력 단자부(52U, 52V, 52W)와, 제2 전력 변환 회로(31)의 각 출력 단자부(53U, 53V, 53W)는, 도 5에 파선(VL)으로 나타내는 것과 같이 세로 방향으로 동일선상에 평행하게 배치되어 있다. 또한, 제1 전력 변환 회로(30)와 제2 전력 변환 회로(31)의 정극측 전원 단자부(34, 35)와 부극측 전원 단자부(40, 41)는, 도 5에 파선(HL)으로 나타내는 것과 같이 가로 방향으로 동일선상에 배치되어 있다.

그리고, 도 5에 도시한 것과 같이, 제1 전력 변환 회로(30)의 각 출력 단자(52U, 52V, 52W) 및 제2 전력 변환 회로(31)의 각 출력 단자부(53U, 53V, 53W)의 배치 방향(파선 VL)과, 제1 전력 변환 회로(30)와 제2 전력 변환 회로(31)의 정극측 전원 단자부(34, 35)와 부극측 전원 단자부(40, 41)의 배치 방향(파선 HL)은 직교하는 형태로 배치되어 있다.

이러한 구성으로 함으로써, 원통형의 ECU 하우징(11B)의 형상에 따라서 실장 기판(19)의 외형 형상이 형성되는데, 제1 전력 변환 회로(30)와 제2 전력 변환 회로(31)의 각 출력 단자(52U, 52V, 52W, 53U, 53V, 53W)와, 각 전원 단자(34, 35, 40, 41)를 원통 형상에 맞춰 배치할 수 있으므로, 제2 실장 기판(19)의 축소화를 도모할 수 있게 된다.

또한, 도 5에 있어서 제1 전력 변환 회로(30)의 고전위측 MOSFET(36U, 36V, 36W)와 제2 전력 변환 회로(31)의 고전위측 MOSFET(37U, 37V, 37W)는, 1단만큼 차이가 나도록 변위시켜 배치되어 있다. 이러한 배치로 함으로써, 한쪽의 전력 변환 회로의 단부측의 MOSFET가 상측 혹은 하측에 위치하게 되므로, ECU 하우징(11B)의 원통 형상을 따른 형상의 실장 기판(19)의 실장면을 유효하게 활용할 수 있다.

즉, 고전위측 MOSFET(36U, 36V, 36W)와 고전위측 MOSFET(37U, 37V, 37W)를 맞대게 하여 실장 기판(19)의 중앙 부근에 집약시키면, 단부측의 고전위측 MOSFET 부분은, 실장 기판(19)의 외주연부에 가깝게 되기 때문에, 충분한 실장 면적을 얻을 수 없게 된다. 이 때문에, 이 부분의 실장 면적을 확보하기 위해서는 실장 기판을 크게 할 필요가 있다. 이에 대하여, 도 5에 도시한 것과 같은 고전위측 MOSFET(36U, 36V, 36W)와 고전위측 MOSFET(37U, 37V, 37W)의 배치 구성을 취할 수 있으면, 실장 기판(19)의 외주연부에 가까운 부분은 1개의 MOSFET뿐이기 때문에, 충분한 실장 면적을 얻을 수 있게 된다.

또한, 모터 케이스의 곡면에 맞춰 제2 실장 기판(19)을 보다 원형으로 할 때는, 모터 케이스의 곡면을 따라서 제1 전력 변환 회로(30)의 각 출력 단자(52U, 52V, 52W) 및 제2 전력 변환 회로(31)의 각 출력 단자(53U, 53V, 53W)의 배치나, 정극측 전원 단자부(34, 35)와 부극측 전원 단자부(40, 41)의 배치를 변위시키더라도 좋다.

또한, 도 5에 도시한 것과 같이 각 전력 변환 회로(30, 31)의 주위에는 각 MOSFET의 게이트 입력 단자가 배치되어 있다. 제1 전력 변환 회로(30)의 고전위측 MOSFET(36U, 36V, 36W)의 대응하는 게이트 입력 단자부는, 고전위측 제1 U상 게이트 입력 단자부(54U), 고전위측 제1 V상 게이트 입력 단자부(54V), 고전위측 제1 W상 게이트 입력 단자부(54W)로서, 도면 상측의 고전위측 MOSFET(36U)에 근접하여 배치되어 있다.

마찬가지로, 제2 전력 변환 회로(31)의 고전위측 MOSFET(37U, 37V, 37W)의 대응하는 게이트 입력 단자부는, 고전위측 제2 U상 게이트 입력 단자부(55U), 고전위측 제2 V상 게이트 입력 단자부(55V), 고전위측 제2 W상 게이트 입력 단자부(55W)로서, 도면 상측의 고전위측 MOSFET(37U)에 근접하여 배치되어 있다.

이와 같이, 고전위측 제1 U상 게이트 입력 단자부(54U), 고전위측 제1 V상 게이트 입력 단자부(54V), 고전위측 제1 W상 게이트 입력 단자부(54W) 및 고전위측 제2 U상 게이트 입력 단자부(55U), 고전위측 제2 V상 게이트 입력 단자부(55V), 고전위측 제2 W상 게이트 입력 단자부(55W)는, 실장 기판(19)의 외주연부에 근접하여 배치되어 있다.

또한, 제1 전력 변환 회로(30)의 저전위측 MOSFET(44U, 44V, 44W)의 대응하는 게이트 입력 단자부는, 저전위측 제1 U상 게이트 입력 단자부(56U), 고전위측 제1 V상 게이트 입력 단자부(56V), 고전위측 제1 W상 게이트 입력 단자부(56W)로서, 도면의 상측 및 하측의 저전위측 MOSFET(44U, 44W)에 근접하여 배치되어 있다.

마찬가지로, 제2 전력 변환 회로(31)의 저전위측 MOSFET(45U, 45V, 45W)의 대응하는 게이트 입력 단자부는, 저전위측 제2 U상 게이트 입력 단자부(57U), 저전위측 제2 V상 게이트 입력 단자부(57V), 저전위측 제2 W상 게이트 입력 단자부(57W)로서, 도면의 상측 및 하측의 저전위측 MOSFET(45U, 45W)에 근접하여 배치되어 있다.

이와 같이, 저전위측 제1 U상 게이트 입력 단자부(56U), 저전위측 제1 V상 게이트 입력 단자부(56V), 저전위측 제1 W상 게이트 입력 단자부(56W) 및 저전위측 제2 U상 게이트 입력 단자부(57U), 저전위측 제2 V상 게이트 입력 단자부(57V), 저전위측 제2 W상 게이트 입력 단자부(57W)는, 실장 기판(19)의 외주연부에 근접하여 배치되어 있다.

또한, 제1 전력 변환 회로(30)의 상릴레이용 MOSFET(46U, 46V, 46W)의 대응하는 게이트 입력 단자부는, 상릴레이용 제1 U상 게이트 입력 단자부(58U), 상릴레이용 제1 V상 게이트 입력 단자부(58V), 상릴레이용 제1 W상 게이트 입력 단자부(58W)로서, 도면의 상측 및 하측의 상릴레이용 MOSFET(46U∼46W)에 근접하여 배치되어 있다.

마찬가지로, 제2 전력 변환 회로(31)의 상릴레이용 MOSFET(47U, 47V, 47W)의 대응하는 게이트 입력 단자부는, 상릴레이용 제2 U상 게이트 입력 단자부(59U), 상릴레이용 제2 V상 게이트 입력 단자부(59V), 상릴레이용 제2 W상 게이트 입력 단자부(59W)로서, 도면의 상측 및 하측의 상릴레이용 MOSFET(46U∼46W)에 근접하여 배치되어 있다.

이와 같이, 상릴레이용 제1 U상 게이트 입력 단자부(58U), 상릴레이용 제1 V상 게이트 입력 단자부(58V), 상릴레이용 제1 W상 게이트 입력 단자부(58W) 및 상릴레이용 제2 U상 게이트 입력 단자부(59U), 상릴레이용 제2 V상 게이트 입력 단자부(59V), 상릴레이용 제2 W상 게이트 입력 단자부(59W)는, 제2 실장 기판(19)의 외주연부에 근접하여 배치되어 있다.

이상과 같이, 고전위측 MOSFET(36U∼36W, 37U∼37W), 저전위측 MOSFET(44U∼44W, 45U∼45W) 및 상릴레이용 OSFET(46U∼46W, 47U∼47W)의 각 게이트 입력 단자부(54U∼54W, 55U∼55W, 56U∼56W, 57U∼58W, 58U∼58W, 59U∼59W)는, 제2 실장 기판(19)에 있어서의 각 MOSFET의 배열 방향을 따른 제2 실장 기판(19)의 주연부에 배치되게 된다. 이에 따라 각 게이트 입력 단자와 각 MOSFET를 잇는 게이트 신호선을 부극측 전원 경로(38, 39)나 접속 배선 영역(42U∼42W, 43U∼43W)을 따라서 배선하기 쉽게 되어, 배선 거리를 단축할 수 있게 된다.

또한, 고전위측 MOSFET(36U∼36W, 37U∼37W) 및 저전위측 MOSFET(44U∼44W, 45U∼45W)의 게이트 신호선의 배치 등에 관해서는 도 6에 도시한 것과 같은 구성으로 되어 있다. 또한, 도 6(제1 변환부 상세)은 제1 전력 변환 회로(30)에 관해서 나타내고 있지만, 제2 전력 변환 회로(31)에 관해서도 같은 구성으로 되어 있다.

도 6에 있어서, 고전위측 MOSFET(36U∼36W)의 게이트 신호선에 이어진 게이트나 대응하는 소스가 형성된 각 상의 제1 고전위측 MOSFET 접속 영역(60U∼60W)은, 제1 정극측 전원 경로(32)와 제1 부극측 전원 경로(38)의 사이에 소정의 간격, 바람직하게는 등간격으로 배치되어 있다. 그리고, 제1 고전위측 MOSFET 접속 영역(60U∼60W)의 단자 방향은 제1 정극측 전원 경로(32)로 향하여 배치되어 있다.

이에 따라, 전동 모터의 코일의 상마다 제1 고전위측 MOSFET 접속 영역(60U∼60W)을 제1 정극측 전원 경로(32)를 따라서 배치할 수 있게 되어, 제1 정극측 전원 경로(32)의 형상이 복잡하게 되는 것을 억제할 수 있다.

마찬가지로, 제1 접속 배선 영역(42U∼42W)에 대향하는 제1 부극측 전원 경로(38)에는, 제1 부극측 전원 경로(38)를 따라서, 제1 고전위측 MOSFET 접속 영역(60U∼60W)이 배치되어 있는 위치와 대응하는 위치에, 제1 저전위측 MOSFET 접속 영역(62U∼62W)이 배치되어 있다.

즉, 각 상의 제1 저전위측 MOSFET 접속 영역(62U∼62W)은 제1 부극측 전원 경로(38)에 소정의 간격, 바람직하게는 등간격으로 배치되어 있다. 그리고, 제1 저전위측 MOSFET 접속 영역(62U∼62W)의 단자 방향은 저전위측 MOSFET(44U∼44W)로 향하여 배치되어 있다.

이에 따라, 전동 모터의 코일의 상마다 제1 저전위측 MOSFET 접속 영역(62U∼62W)을 제1 부극측 전원 경로(38)를 따라서 배치할 수 있게 되어, 제1 부극측 전원 경로(38)의 형상이 복잡하게 되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제1 저전위측 MOSFET 접속 영역(62U∼62W)과 제1 접속 배선 영역(42U∼42W)의 사이에 저전위측 MOSFET(44U∼44W)의 게이트 신호선(64)을 배치하는 구성을 채용하고 있다. 이에 따라, 특히 저전위측 MOSFET(제1 V상)(44V)의 게이트 신호선(64V)을 점퍼선을 이용하지 않고서 배선할 수 있다. 도 6으로부터 알 수 있는 것과 같이, 저전위측 MOSFET(제1 V상)(44V)의 게이트 신호선(64V)은, 저전위측 MOSFET(제1 U상)(44U)를 넘어서 가로지르도록 배선되어 있다. 이 때문에, 저전위측 MOSFET(제1 U상)(44U)과 간섭하지 않고서 배선할 필요가 있다.

본 실시예에서는 도 7에 도시한 것과 같이, 제1 저전위측 MOSFET 접속 영역(62U)과 제1 접속 배선 영역(42U)의 사이에, 저전위측 MOSFET(제1 U상)(44U)의 게이트 신호선(64V)을 배치하는 구성을 채용하고 있다. 그리고, 도 7에 도시한 것과 같이, 제1 저전위측 MOSFET 접속 영역(62U)과 저전위측 MOSFET(제1 U상)(44U)은 Cu재로 이루어지는 단자 리드(66V)에 의해서 게이트 신호선(64V)을 걸치도록 구성되어 있다. 이에 따라, 점퍼선을 삭감할 수 있으면서, 이에 따른 실장 면적의 저감, 비용 저감, 인덕턴스 성분의 증가를 억제할 수 있게 된다.

이상 설명한 것과 같이 본 실시예에 따르면, 실장 기판의 거의 중앙에 2개의 정극측 전원 경로 및 부극측 전원 경로를 인접하게 배치하고, 이 2개의 정극측 전원 경로 및 부극측 전원 경로를 기준으로 하여 실장 기판의 양측에, 전동 모터를 제어, 구동하는 전력 변환 회로를 구성하는 각 상마다의 MOSFET를 정극측 전원 경로에 직교하도록 배치하며, 또한 전력 변환 회로의 외측의 실장 기판에 전동 모터에 연결되는 출력 단자를 배치한 구성으로 했다.

본 실시예에 따르면, 실장 기판의 중앙으로부터 주연부로 향하여 용장계의 전력 변환 회로를 거의 대칭으로 배치할 수 있기 때문에, 배선 거리를 짧게 할 수 있어 회로 기판의 실장 면적을 축소할 수 있다. 이 결과, 용장화된 전력 변환 회로가 실장된 실장 기판이 반경 방향으로 대형화하는 것을 억제할 수 있다.

실시예 2

이어서 본 발명의 제2 실시예에 관해서 도 8에 기초하여 설명한다. 본 실시예는 기본적으로는 제1 실시예와 동일한 구성이지만, 고전위측 MOSFET의 배치 위치와, 고전위측 MOSFET와 저전위측 MOSFET를 잇는 점퍼선의 배치 위치가 다르다는 점에서 상이하다. 또한, 기본적인 작용, 효과는 실시예 1과 동일하기 때문에, 이하에서는 이외의 작용, 효과에 관해서 설명한다.

또한, 도 8에서는 실시예 1과 기본적으로 동일한 구성이기 때문에, 필요한 구성 부품 이외의 것에 관해서는 참조 부호를 생략하고 부여하지 않는다. 필요하다면 도 5를 참조하면 된다.

그런데 도 8에 있어서 제1 전력 변환 회로(30)의 구성은 실시예와 동일하다. 한편, 제2 전력 변환 회로(31)에서는, 고전위측 MOSFET(37U∼37W)는, 제1 전력 변환 회로(30)의 고전위측 MOSFET(36U∼36W)와 상호 동일한 위치에서 대향하여 배치되어 있다. 단, 점퍼선(49U∼49W)의 접속 위치는, 도 8에서는 실시예 1과는 반대로 고전위측 MOSFET(37U∼37W)의 하측(제2 정극측 전원 단자부(35), 부극측 전원 단자부(41)측)에 설정되어 있다.

마찬가지로, 고전위측 MOSFET(37U∼37W)와 저전위측 MOSFET(45U∼45W)는 상호 동일한 위치에서 대향하여 배치되어 있다. 단, 이것도 점퍼선(49U∼49W)의 접속 위치는, 도 8에서는 실시예 1과는 반대로 저전위측 MOSFET(45U∼45W)의 하측에 설정되어 있다. 그리고, 점퍼선(49U∼49W)은 고전위측 MOSFET(37U∼37W)와 저전위측 MOSFET(45U∼45W)의 하측에서 각각을 접속하게 된다.

따라서, 제1 전력 변환 회로(30)의 각 점퍼선(48U∼48W)에 대하여, 제2 전력 변환 회로(31)의 점퍼선(49U∼49W)은 1 MOSFET분만큼 하측(제2 정극측 전원 단자부(35), 부극측 전원 단자부(41)측)으로 변위되어 배치되게 된다. 이러한 배치로 함으로써, 제2 전력 변환 회로(31)의 점퍼선(49U∼49W)이 하측에 위치하게 되므로, ECU 하우징(11B)의 원통 형상을 따른 형상의 실장 기판(19)의 실장면을 유효하게 활용할 수 있다.

예컨대, 고전위측 MOSFET(36U, 36V, 36W)와 고전위측 MOSFET(37U, 37V, 37W)를 맞대게 하고, 더구나 점퍼선을 동일한 위치에서 실장 기판(19)의 중앙 부근에 집약시키면, 단부측의 점퍼선은 실장 기판(19)의 외주연부에 가깝게 되기 때문에, 충분한 실장 면적을 얻을 수 없게 된다. 이 때문에, 이 부분의 실장 면적을 확보하기 위해서는 실장 기판을 크게 할 필요가 있다. 이에 대하여, 도 8에 도시한 것과 같은 점퍼선의 배치 구성을 취하면, 실장 기판(19)의 외주연부에 가까운 부분은 1개의 점퍼선뿐이기 때문에, 충분한 실장 면적을 얻을 수 있게 된다.

실시예 3

이어서 본 발명의 제3 실시예에 관해서 도 9에 기초하여 설명한다. 본 실시예는 실시예 1에 나타내는 정극측 전원 경로 및 부극측 전원 경로의 관계를 치환한 것이며, 부극측 전원 경로를 기준으로 하여 외측에 정극측 전원 경로를 배치한 점 및 이에 따라 고전위측 MOSFET와 저전위측 MOSFET의 배치 방향이 다른 점에서 상이하다.

또한, 기본적인 작용, 효과는 실시예 1과 동일하기 때문에, 이하에서는 이외의 작용, 효과에 관해서 설명한다.

또한, 도 9에서는 설명에 필요한 구성 부품 이외에 관해서는 참조 번호를 생략하고 부여하지 않는다. 게이트 신호선 등의 구성은 기본적으로는 실시예 1과 같거나 혹은 등가이기 때문에 설명을 생략한다.

도 9에 있어서, 실장 기판(19)의 절연 영역(28)의 표면에 각 MOSFET의 드레인, 소스, 게이트 등이 접속되는 각 배선 패턴이 인쇄되어 있다. 그리고, 실장 기판(19)의 거의 중앙 부근에는, 도 9에서 제2 실장 기판(19)을 제1 부극측 전원 단자(72), 제2 부극측 전원 단자(73)로부터 반대쪽 주연부로 향하여 세로로 가로지르도록 제1 전력 변환 회로(30)의 제1 부극측 전원 경로(70)와 제2 전력 변환 회로(31)의 제2 부극측 전원 경로(71)가 상호 간격을 두고서 절연된 상태로 배치되어 있다.

이 제1 부극측 전원 경로(70)와 제2 부극측 전원 경로(71)는, 소정의 폭을 가지고서 거의 직선형으로 연장되는 형상으로 형성되어 있고, 실장 기판(19)의 중앙 부근에 배치되어 있다. 여기서, 각 부극측 전원 경로(70, 71)는, 도 4에 도시하는 각 상의 저전위측 MOSFET의 공통의 소스(SB)의 접속부로서 기능하고 있다. 또한, 이들 각 부극측 전원 경로(70, 71)는 대응한 제1 부극측 전원 단자부(72), 제2 부극측 전원 단자부(73)에 접속되어 있다.

또한, 각 부극측 전원 경로(70, 71)로부터 실장 기판(19)의 외주연부측(외측)으로는, 제1 정극측 전원 경로(74), 제2 정극측 전원 경로(75)가 배치되어 있다. 이들 제1 정극측 전원 경로(74)와 제2 정극측 전원 경로(75)는, 부극측 전원 경로(70, 71)에 대하여 평행하게 되는 부분과, 이 평행 부분으로부터 직교하도록 소정의 폭을 가지고서 거의 직선형으로, 제1 정극측 전원 경로(74), 제2 정극측 전원 경로(75)와 평행하게 외주연부측으로 연장되는 형상으로 형성되어 제2 실장 기판(19)에 배치되어 있다.

즉, 제1 정극측 전원 경로(74)와 제2 정극측 전원 경로(75)는, 부극측 전원 경로(70, 71)의 양측에 배선되는 제1 배선부(74a)와, 제1 배선부(74a)로부터 후술하는 제1 U상 출력 단자(86U), 제1 V상 출력 단자(86V), 제1 W상 출력 단자(86W) 내지 제2 U상 출력 단자(87U), 제2 V상 출력 단자(87V), 제2 W상 출력 단자(87W)가 배치되어 있는 외주연부측으로 방향을 바꿔 굴곡하여 배선된 제2 배선부(75b)와, 이 제2 배선부(75b)와 절연 영역을 통해 대향하며 부극측 전원 경로(70, 71)의 배선 방향으로 배선되는 제3 배선부(74cU, 74cV, 74cW, 75cU, 75cV, 75cW)를 구비하고 있다.

또한, 제3 배선부(74cU, 74cV, 74cW, 75cU, 75cV, 75cW)는 모터(M)의 각 권선상마다 배선되어 있다.

이들 각 정극측 전원 경로(74, 75)는, 이것에 대응한 제1 정극측 전원 단자(76), 제2 정극측 전원 단자(77)에 접속되어 있다. 또한 여기서, 제1 정극측 전원 경로(76), 제2 정극측 전원 경로(77)는, 도 4에 도시하는 각 상의 고전위측 MOSFET의 공통의 드레인(DA)의 접속부로서 기능하고 있다.

그리고, 제1 정극측 전원 경로(74)의 제2 배선부(74b) 위에는, 각 상의 고전위측 MOSFET가 배치되어 있고, 도 9에서 제1 부극측 전원 경로(70)를 기준으로 하여 외주측으로 향해서 차례로, 고전위측 MOSFET(제1 W상)(78W), 고전위측 MOSFET(제1 V상)(78V), 고전위측 MOSFET(제1 U상)(78U)이 정렬되어 배치되어 있다.

마찬가지로, 제2 정극측 전원 경로(75)가 되는 제2 배선부(75b) 위에는, 각 상의 고전위측 MOSFET가 배치되어 있고, 도 9에서 제2 부극측 전원 경로(71)를 기준으로 하여 외주측으로 향해서, 차례로 고전위측 MOSFET(제2 W상)(79W), 고전위측 MOSFET(제2 V상)(79V), 고전위측 MOSFET(제2 U상)(79U)이 정렬되어 배치되어 있다.

또한, 이들 3상의 MOSFET의 배치 위치의 순서는 임의이며, 전동 구동 장치의 출력 단자의 위치에 대응하여 적절한 배치 위치를 잡을 수 있다.

또한, 고전위측 MOSFET(제1 W상)(78W), 고전위측 MOSFET(제1 V상)(78V), 고전위측 MOSFET(제1 U상)(78U)으로부터 연장된 제1 정극측 전원 경로(74)의 제3 배선부(74cW, 74cV, 74cU)에는, 각 상의 저전위측 MOSFET가 각각 절연된 상태로 배치되어 있고, 도 9에서 제1 부극측 전원 경로(70)를 기준으로 하여 외주측으로 향해서 차례로, 저전위측 MOSFET(제1 W상)(80W), 저전위측 MOSFET(제1 V상)(80V), 저전위측 MOSFET(제1 U상)(80U)이 배치되어 있다.

마찬가지로, 고전위측 MOSFET(제2 W상)(79W), 고전위측 MOSFET(제2 V상)(79V), 고전위측 MOSFET(제2 U상)(79U)으로부터 연장된 제2 정극측 전원 경로(75)의 제3 배선부(75cW, 75cV, 75cU)에는, 각 상의 저전위측 MOSFET가 각각 절연된 상태로 배치되어 있고, 도 9에서 제2 부극측 전원 경로(71)를 기준으로 하여 외주측으로 향해서 차례로, 저전위측 MOSFET(제2 W상)(81W), 저전위측 MOSFET(제2 V상)(81V), 저전위측 MOSFET(제2 U상)(81U)이 배치되어 있다.

또한, 제2 실장 기판(19)의 외주측에는, 제1 부극측 전원 경로(70)와 거의 평행하게 각 상의 상릴레이용 MOSFET의 각각이 절연된 상태로 배치되어 있다. 도 9에서 위(제1 부극측 전원 단자부(72) 및 제2 부극측 전원 단자부(73)가 배치되는 외주측과 반대쪽의 외주측)로부터 차례로 상릴레이용 MOSFET(제1 U상)(82U), 상릴레이용 MOSFET(제1 V상)(82V), 상릴레이용 MOSFET(제1 W상)(82W)이 배치되어 있다.

마찬가지로, 실장 기판(19)의 외주측에는, 제2 부극측 전원 경로(71)와 거의 평행하게 각 상의 상릴레이용 MOSFET의 각각이 절연된 상태로 배치되어 있다. 도 9에서 위로부터 차례로 상릴레이용 MOSFET(제2 U상)(83U), 상릴레이용 MOSFET(제2 V상)(83V), 상릴레이용 MOSFET(제2 W상)(83W)이 배치되어 있다.

또한, 고전위측 MOSFET(제1 W상)(78W)과 저전위측 MOSFET(제1 W상)(80W)의 사이의 제1 정극측 전원 경로(74)의 제3 배선부(74cW)와, 상릴레이용 MOSFET(제1 W상)(82W)는 점퍼선(84W)을 통해 접속되어 있다.

또한, 고전위측 MOSFET(제1 V상)(78V)와 저전위측 MOSFET(제1 V상)(80V)의 사이의 제1 정극측 전원 경로(74)의 제3 배선부(74cV)와, 상릴레이용 MOSFET(제1 V상)(82V)는 점퍼선(84V)을 통해 접속되어 있다.

마찬가지로, 고전위측 MOSFET(제2 W상)(79W)와 저전위측 MOSFET(제2 W상)(81W)의 사이의 제2 정극측 전원 경로(75)의 제3 배선부(75cW)와, 상릴레이용 MOSFET(제2 W상)(83W)는 점퍼선(85W)을 통해 접속되어 있다. 또한, 고전위측 MOSFET(제2 V상)(79V)와 저전위측 MOSFET(제2 V상)(81V)의 사이의 제2 정극측 전원 경로(75)의 제3 배선부(75cV)와, 상릴레이용 MOSFET(제2 V상)(83V)는 점퍼선(85V)을 통해 접속되어 있다.

또한, 제1 부극측 전원 경로(70)와 저전위측 MOSFET(제1 U상)(80U)∼저전위측 MOSFET(제1 W상)(80W)의 부극측은 점퍼선(88A)으로 접속되고, 제2 부극측 전원 경로(71)와 저전위측 MOSFET(제2 U상)(81U)∼저전위측 MOSFET(제2 W상)(81W)의 부극측은 점퍼선(88B)으로 접속되어 있다.

더욱이, 실시예 1과 마찬가지로, 제2 실장 기판(19)의 최외주 부근에는, 위(제1 부극측 전원 단자부(72) 및 제2 부극측 전원 단자부(73)가 배치되는 외주측과 반대쪽의 외주측)로부터 차례로, 제1 U상 출력 단자(86U), 제1 V상 출력 단자(86V), 제1 W상 출력 단자(86W)가 배치되어 있다. 또한, 위(제1 부극측 전원 단자부(72) 및 제2 부극측 전원 단자부(73)가 배치되는 외주측과 반대쪽의 외주측)로부터 차례로 제2 U상 출력 단자(87U), 제2 V상 출력 단자(87V), 제2 W상 출력 단자(87W)가 배치되어 있다.

이상 설명한 구성에 따르면, 실장 기판의 중앙으로부터 주연부로 향하여 전력 변환 회로를 배치할 수 있기 때문에, 배선 거리를 짧게 할 수 있어 회로 기판의 실장 면적을 축소할 수 있다. 이 결과, 용장화된 전력 변환 회로가 실장된 실장 기판이 반경 방향으로 대형화하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 도 10에 도시한 것과 같이, 전동 모터의 회전수나 회전 위상을 검출하기 위한 자기 검출 소자도 실장되어 있어, 전동 모터의 회전축에 고정된 센서 마그넷(MG)과 협동하여 전동 모터의 회전수나 회전 위상을 검출하도록 하고 있다. 그리고, 전동 모터의 회전축(SH)의 선단에는 센서 마그넷(MG)이 고정되어 있다. 더욱이, 이 센서 마그넷(MG) 근처의 제어 회로부(16)에는 자기 검출 소자(MR)가 마련되어 있다. 센서 마그넷(MG)은 회전축(SH)에 고정되어 있기 때문에, 자기 검출 소자(MR)도 이 회전축(SH)의 근처에 위치하게 된다.

그리고, 자기 검출 소자(MR)는 전기적인 노이즈에 대하여 영향을 받는 경우가 있다. 예컨대, 전력 변환 회로의 MOSFET가 근처에 있으면, 이 MOSFET의 스위칭에 의한 전기적인 노이즈가 자기 검출 소자(MR)에 영향을 주는 정도가 높아진다. 이에 대하여, 본 실시예에서는 제1 부극측 전원 경로와 제2 부극측 전원 경로가 중앙에 존재하기 때문에, 고전위측 MOSFET나 저전위측 MOSFET의 배치 위치가 자기 검출 소자(MR)로부터 멀어지는 위치에 배치되게 된다. 이에 따라, MOSFET의 스위칭에 의한 전기적인 노이즈가 자기 검출 소자(MR)에 영향을 주는 정도로 낮출 수 있다.

이상 설명한 것과 같이 본 발명에 따르면, 실장 기판의 거의 중앙에 2개의 정극측 전원 경로 및 부극측 전원 경로를 인접하게 배치하고, 이 2개의 정극측 전원 경로 및 부극측 전원 경로를 기준으로 하여 실장 기판의 양측에 전동 모터를 제어, 구동하는 전력 변환 회로를 배치하며, 또한 전력 변환 회로의 외측의 실장 기판에 전동 모터에 연결되는 출력 단자를 배치한 구성으로 했다.

본 발명에 따르면, 실장 기판의 중앙으로부터 주연부로 향하여 전력 변환 회로를 배치할 수 있기 때문에, 배선 거리를 짧게 할 수 있어 회로 기판의 실장 면적을 축소할 수 있다. 이 결과, 용장화된 전력 변환 회로가 실장된 실장 기판이 반경 방향으로 대형화하는 것을 억제할 수 있다.

또한 이 밖에, 제2 실장 기판(19)을 ECU 하우징(11B)의 외형에 맞춘 형상으로 할 수 있어, 예컨대 본 실시예보다 더욱 원형화할 수 있다. 또한, 다른 형상으로서 직사각형이나 이들이 조합된 형상으로 하는 것이 가능하다.

또한, MOSFET의 수는 인버터 회로를 구성함에 있어서 제1 전력 변환 회로 및 제2 전력 변환 회로 모두 6개로 했지만, 상 릴레이 MOSFET를 삭감하는 것도 가능하다.

또한, 제어 회로부(16), 제1 실장 기판(18), 제2 실장 기판(19)을 모터(M)에 대한 적층 순서(배치 순서)를 바꾸더라도 좋다.

제어 회로부의 적어도 일부의 기능 회로, 전자 부품을 제2 실장 기판(18)에 고밀도 실장하여 일체적으로 할 수도 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 여러 가지 변형예가 포함된다. 예컨대, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해서 상세히 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 갖춘 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환할 수도 있고, 또한, 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 첨가할 수도 있다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 관해서 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.

이상 설명한 실시형태에 기초한 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치로서는 예컨대 이하에 말하는 양태의 것을 생각할 수 있다.

전동 구동 장치는, 그 하나의 양태에 있어서, 기계계(系) 제어 요소를 구동하는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 출력축과는 반대쪽에 배치되어 상기 전동 모터를 제어하는 전자 제어 장치에 의해 구성되고, 상기 전자 제어 장치는, 상기 전동 모터가 수용된 모터 하우징에 결합된 ECU 하우징과, 상기 ECU 하우징의 내부에 수용되어 상기 전동 모터를 구동 제어하기 위한 전력 변환 회로부를 구비하고, 적어도 상기 전력 변환 회로부는, 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 2개의 정극측 전원 경로 및 2개의 부극측 전원 경로를 인접하게 배치하고, 상기 2개의 정극측 전원 경로 및 상기 2개의 부극측 전원 경로를 기준으로 하여, 상기 실장 기판의 양측에 상기 전동 모터를 제어, 구동하는 전력 변환 회로를 각각 배치하며, 또한 상기 2개의 전력 변환 회로의 외측의 상기 실장 기판에 상기 전동 모터에 연결되는 출력 단자를 각각 배치하고 있다.

또한, 전동 구동 장치는, 다른 관점에서, 기계계 제어 요소를 구동하는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 출력축과는 반대쪽에 배치되어 상기 전동 모터를 제어하는 전자 제어 장치에 의해 구성되고, 상기 전자 제어 장치는, 상기 전동 모터가 수용된 모터 하우징에 결합된 ECU 하우징과, 상기 ECU 하우징의 내부에 수용되어 상기 전동 모터를 구동 제어하기 위한 전자 제어 조립체를 구비하고, 상기 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 전원 회로부와, 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 전력 변환 회로부와, 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 제어 회로부로 분할하며, 적어도 상기 전력 변환 회로부는, 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 2개의 정극측 전원 경로 및 2개의 부극측 전원 경로를 인접하게 배치하고, 상기 2개의 정극측 전원 경로 및 상기 2개의 부극측 전원 경로를 기준으로 하여, 상기 실장 기판의 양측에 상기 전동 모터를 제어, 구동하는 전력 변환 회로를 각각 배치하며, 또한 상기 2개의 전력 변환 회로의 외측의 상기 실장 기판에 상기 전동 모터에 연결되는 출력 단자를 각각 배치하고 있다.

상기 전동 구동 장치의 바람직한 양태에 있어서, 상기 전력 변환 회로부는, 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 2개의 정극측 전원 경로를 배치하며, 상기 정극측 전원 경로를 기준으로 하여 외측에 각각의 상기 부극측 전원 경로를 인접하게 배치하고, 상기 2개의 정극측 전원 경로 상에 고전위측 파워 스위칭 소자를 배치하며, 각각의 상기 부극측 전원 경로를 기준으로 하여 외측에 저전위측 파워 스위칭 소자를 배치하고, 또한 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는 상기 정극측 전원 경로와 상기 부극측 전원 경로의 사이에서 직렬로 접속되고, 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 배치하며, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상기 출력 단자를 배치하고, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자의 사이와 상기 출력 단자의 사이의 전력 공급을 제어한다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 구동 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 2개의 정극측 전원 경로 및 상기 2개의 부극측 전원 경로는 상기 실장 기판을 분할하도록 선형으로 형성되고, 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 전동 모터에 권취되어 있는 U상, V상, W상의 코일에 공급되는 전력을 제어하는 고전위측 U상 파워 스위칭 소자, 고전위측 V상 파워 스위칭 소자, 고전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자는 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되고, 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 고전위측 U상 파워 스위칭 소자, 상기 고전위측 V상 파워 스위칭 소자, 상기 고전위측 W상 파워 스위칭 소자와 접속된, 저전위측 U상 파워 스위칭 소자, 저전위측 V상 파워 스위칭 소자, 저전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 저전위측 파워 스위칭 소자는 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되고, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는, 상릴레이용 U상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 V상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되고, 또한, 상기 출력 단자는, U상 출력 단자, V상 출력 단자, W상 출력 단자로 이루어지고, 이들 3상의 출력 단자는 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되어 있다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 구동 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 한쪽의 상기 정극측 전원 경로에 배치된 상기 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자에 대하여, 다른 쪽의 상기 정극측 전원 경로에 배치된 상기 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 다른 쪽의 정극측 전원 경로 상에서 배치 방향으로 변위된 위치에 배치되어 있다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 구동 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 한쪽의 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 3상의 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선과, 상기 다른 쪽의 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 3상의 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선은, 각각의 상기 정극측 전원 경로에 대하여 거의 대칭의 위치에 배치되어 있다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 구동 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 한쪽의 정극측 전원 경로에 배치된 상기 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자의 각각은, 상기 다른 쪽의 상기 정극측 전원 경로에 배치된 상기 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자에 대향하도록 배치되어 있다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 구동 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 한쪽의 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 3상의 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선과, 상기 다른 쪽의 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 3상의 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선은, 상기 각각의 정극측 전원 경로 배치 방향으로 변위된 위치에 배치되어 있다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 구동 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 전력 변환 회로부는, 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 2개의 부극측 전원 경로를 배치하며, 상기 부극측 전원 경로를 기준으로 하여 외측에 각각 정극측 전원 경로를 인접하게 배치하고, 상기 2개의 정극측 전원 경로 상에 고전위측 파워 스위칭 소자를 배치하며, 각각의 상기 부극측 전원 경로를 따라서 저전위측 파워 스위칭 소자를 배치하고, 또한 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는 상기 정극측 전원 경로와 상기 부극측 전원 경로의 사이에서 직렬로 접속되고, 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 배치하며, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상기 출력 단자를 배치하고, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자의 사이와 상기 출력 단자의 사이의 전력 공급을 제어한다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 구동 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 2개의 부극측 전원 경로는 상기 실장 기판을 분할하도록 선형으로 형성되고, 상기 각각의 정극측 전원 경로는, 상기 부극측 전원 경로를 따라서 배치되는 제1 배선부와 이 제1 배선부로부터 배치 방향을 변경한 제2 배선부 및 이 제2 배선부와 절연 영역을 통해 대향하며 상기 부극측 전원 경로를 따라서 배치되는 제3 배선부를 구비하고, 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 전동 모터에 권취되어 있는 U상, V상, W상의 코일에 공급되는 전력을 제어하는 고전위측 U상 파워 스위칭 소자, 고전위측 V상 파워 스위칭 소자, 고전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 정극측 전원 경로의 상기 제2 배선부에 배치되어 상기 제3 배선부와 접속되고, 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 제3 배선부에 배치된 저전위측 U상 파워 스위칭 소자, 저전위측 V상 파워 스위칭 소자, 저전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는, 상릴레이용 U상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 V상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 상기 부극측 전원 경로에 배치 방향으로 차례로 배치되고, 또한, 상기 출력 단자는 U상 출력 단자, V상 출력 단자, W상 출력 단자로 이루어지고, 이들 3상의 출력 단자는 상기 부극측 전원 경로에 배치 방향으로 차례로 배치되어 있다.

상기 전동 파워 스티어링 장치는, 그 하나의 양태에 있어서, 스티어링 샤프트에 조타 보조력을 부여하는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 출력축과는 반대쪽에 배치되어 상기 전동 모터를 제어하는 전자 제어 장치에 의해 구성되고, 상기 전자 제어 장치는, 상기 전동 모터가 수용된 모터 하우징에 결합된 ECU 하우징과, 상기 ECU 하우징의 내부에 수용되어 상기 전동 모터를 구동 제어하기 위한 전자 제어 조립체를 구비하고, 상기 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장된 전원 회로부와, 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장된 전력 변환 회로부와, 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 수지 기판에 실장된 제어 회로부로 분할하며, 적어도 상기 전력 변환 회로부는, 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 2개의 정극측 전원 경로 및 2개의 부극측 전원 경로를 인접하게 배치하고, 상기 2개의 정극측 전원 경로 및 상기 2개의 부극측 전원 경로를 기준으로 하여, 상기 실장 기판의 양측에 상기 전동 모터를 제어, 구동하는 전력 변환 회로를 각각 배치하며, 또한 상기 2개의 전력 변환 회로의 외측의 상기 실장 기판에 상기 전동 모터에 연결되는 출력 단자를 각각 배치하고 있다.

상기 전동 파워 스티어링 장치의 바람직한 양태에 있어서, 상기 전력 변환 회로부는, 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 2개의 정극측 전원 경로를 배치하며, 상기 정극측 전원 경로를 기준으로 하여 외측에 각각의 상기 부극측 전원 경로를 인접하게 배치하고, 상기 2개의 정극측 전원 경로 상에 고전위측 파워 스위칭 소자를 배치하며, 각각의 상기 부극측 전원 경로를 기준으로 하여 외측에 저전위측 파워 스위칭 소자를 배치하고, 또한 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는 상기 정극측 전원 경로와 상기 부극측 전원 경로의 사이에서 직렬로 접속되고, 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 배치하며, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상기 출력 단자를 배치하고, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자의 사이와 상기 출력 단자의 사이의 전력 공급을 제어한다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 파워 스티어링 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 2개의 정극측 전원 경로 및 상기 2개의 부극측 전원 경로는 상기 실장 기판을 분할하도록 선형으로 형성되고, 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 전동 모터에 권취되어 있는 U상, V상, W상의 코일에 공급되는 전력을 제어하는 고전위측 U상 파워 스위칭 소자, 고전위측 V상 파워 스위칭 소자, 고전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자는 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되고, 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 고전위측 U상 파워 스위칭 소자, 상기 고전위측 V상 파워 스위칭 소자, 상기 고전위측 W상 파워 스위칭 소자와 접속된, 저전위측 U상 파워 스위칭 소자, 저전위측 V상 파워 스위칭 소자, 저전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 저전위측 파워 스위칭 소자는 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되고, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는, 상릴레이용 U상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 V상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되고, 또한, 상기 출력 단자는, U상 출력 단자, V상 출력 단자, W상 출력 단자로 이루어지고, 이들 3상의 출력 단자는 상기 정극측 전원 경로에 배치 방향을 따라서 배치되어 있다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 파워 스티어링 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 한쪽의 상기 정극측 전원 경로에 배치된 상기 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자에 대하여, 다른 쪽의 상기 정극측 전원 경로에 배치된 상기 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 다른 쪽의 정극측 전원 경로 상에서 배치 방향으로 변위된 위치에 배치되어 있다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 파워 스티어링 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 한쪽의 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 3상의 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선과, 상기 다른 쪽의 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 3상의 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선은, 각각의 상기 정극측 전원 경로에 대하여 거의 대칭의 위치에 배치되어 있다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 파워 스티어링 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 한쪽의 정극측 전원 경로에 배치된 상기 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자의 각각은, 상기 다른 쪽의 상기 정극측 전원 경로에 배치된 상기 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자에 대향하도록 배치되어 있다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전동 파워 스티어링 장치의 양태 중 어느 것에 있어서, 상기 한쪽의 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 3상의 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선과, 상기 다른 쪽의 3상의 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 3상의 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선은, 상기 각각의 정극측 전원 경로 배치 방향으로 변위된 위치 방향으로 배치되어 있다.

Claims (17)

1. 기계계(系) 제어 요소를 구동하는 제1 코일 및 제2 코일을 구비한 전동 모터와, 상기 전동 모터의 출력축과는 반대쪽에 배치되어 상기 전동 모터를 제어하는 전자 제어 장치에 의해 구성되고, 상기 전자 제어 장치는, 상기 전동 모터가 수용된 모터 하우징에 결합된 ECU 하우징과, 상기 ECU 하우징의 내부에 수용되어 상기 전동 모터를 구동 제어하기 위한 전력 변환 회로부를 구비하는 전동 구동 장치에 있어서,
   적어도, 상기 전력 변환 회로부는,
   1장의 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 배선되는 제1 정극측 전원 경로, 및 제1 부극측 전원 경로로 이루어지는 제1 전원 경로와, 제2 정극측 전원 경로, 및 제2 부극측 전원 경로로 이루어지는 제2 전원 경로가 인접하게 배치되고,
   상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 제1 정극측 전원 단자, 상기 제1 부극측 전원 경로에 접속된 제1 부극측 전원 단자, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 제2 정극측 전원 단자, 및 제2 부극측 전원 경로에 접속된 제2 부극측 전원 단자의 각각의 전원 단자는 나란히 배치되고,
   나란히 배치된 4개의 상기 전원 단자에 있어서, 양측에 위치하는 상기 전원 단자가 상기 제1 부극측 전원 단자, 및 상기 제2 부극측 전원 단자인 경우에는, 사이에 끼워진 2개의 상기 전원 단자는 상기 제1 정극측 전원 단자, 및 상기 제2 정극측 전원 단자가 되고, 양측에 위치하는 상기 전원 단자가 상기 제1 정극측 전원 단자, 및 상기 제2 정극측 전원 단자인 경우에는, 사이에 끼워진 2개의 상기 전원 단자는 상기 제1 부극측 전원 단자, 및 상기 제2 부극측 전원 단자가 되며,
   상기 사이에 끼워진 2개의 전원 단자와 접속되는 상기 전원 경로를 경계로 하여, 상기 실장 기판의 한쪽측에 상기 제1 코일을 제어, 구동하는 제1 전력 변환 회로가 배치되고, 상기 실장 기판의 다른 쪽측에 상기 제2 코일을 제어, 구동하는 제2 전력 변환 회로가 배치되어 있으며,
   또한, 상기 제1 전력 변환 회로의 외측의 상기 실장 기판에, 상기 제1 코일에 연결되는 제1 출력 단자가 배치되고, 상기 제2 전력 변환 회로의 외측의 상기 실장 기판에, 상기 제2 코일에 연결되는 제2 출력 단자가 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
2. 기계계 제어 요소를 구동하는 제1 코일 및 제2 코일을 구비한 전동 모터와, 상기 전동 모터의 출력축과는 반대쪽에 배치되어 상기 전동 모터를 제어하는 전자 제어 장치에 의해 구성되고, 상기 전자 제어 장치는, 상기 전동 모터가 수용된 모터 하우징에 결합된 ECU 하우징과, 상기 ECU 하우징의 내부에 수용되어 상기 전동 모터를 구동 제어하기 위한 전자 제어 조립체를 구비하는 전동 구동 장치에 있어서,
   상기 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 전원 회로부와, 상기 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 전력 변환 회로부와, 상기 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 제어 회로부로 분할하며,
   적어도, 상기 전력 변환 회로부는,
   1장의 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 배선되는 제1 정극측 전원 경로, 및 제1 부극측 전원 경로로 이루어지는 제1 전원 경로와, 제2 정극측 전원 경로, 및 제2 부극측 전원 경로로 이루어지는 제2 전원 경로가 인접하게 배치되고,
   상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 제1 정극측 전원 단자, 상기 제1 부극측 전원 경로에 접속된 제1 부극측 전원 단자, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 제2 정극측 전원 단자, 및 제2 부극측 전원 경로에 접속된 제2 부극측 전원 단자의 각각의 전원 단자는 나란히 배치되고,
   상기 4개의 전원 단자에 있어서, 양측에 위치하는 상기 전원 단자가 상기 제1 부극측 전원 단자, 및 상기 제2 부극측 전원 단자인 경우에는, 사이에 끼워진 2개의 상기 전원 단자는 상기 제1 정극측 전원 단자, 및 상기 제2 정극측 전원 단자가 되고, 양측에 위치하는 상기 전원 단자가 상기 제1 정극측 전원 단자, 및 상기 제2 정극측 전원 단자인 경우에는, 사이에 끼워진 2개의 상기 전원 단자는 상기 제1 부극측 전원 단자, 및 상기 제2 부극측 전원 단자가 되며,
   상기 사이에 끼워진 2개의 전원 단자와 접속되는 상기 전원 경로를 경계로 하여, 상기 실장 기판의 한쪽측에 상기 제1 코일을 제어, 구동하는 제1 전력 변환 회로가 배치되고, 상기 실장 기판의 다른 쪽측에 상기 제2 코일을 제어, 구동하는 제2 전력 변환 회로가 배치되어 있으며,
   또한, 상기 제1 전력 변환 회로의 외측의 상기 실장 기판에, 상기 제1 코일에 연결되는 제1 출력 단자가 배치되고, 상기 제2 전력 변환 회로의 외측의 상기 실장 기판에, 상기 제2 코일에 연결되는 제2 출력 단자가 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전력 변환 회로부는,
   상기 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 배선되는 상기 제1 정극측 전원 경로, 및 상기 제2 정극측 전원 경로를 배치하며, 상기 제1 정극측 전원 경로, 및 상기 제2 정극측 전원 경로를 기준으로 하여 외측에 상기 제1 부극측 전원 경로, 및 상기 제2 부극측 전원 경로를 인접하게 배치하고,
   상기 제1 정극측 전원 경로, 및 상기 제2 정극측 전원 경로에, 상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 고전위측 파워 스위칭 소자가 접속되며, 상기 고전위측 파워 스위칭 소자보다 외측에 상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 저전위측 파워 스위칭 소자를 배치하여 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 직렬로 접속하고,
   상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상(相)릴레이용 파워 스위칭 소자를 배치하며, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상기 제1 출력 단자, 및 상기 제2 출력 단자를 배치하고, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자의 사이와 상기 제1 출력 단자, 및 상기 제2 출력 단자의 사이의 전력 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
4. 제3항에 있어서,
   적어도 각각의 상기 정극측 전원 경로는 상기 실장 기판의 배선 영역을 분할하도록 배선되고,
   상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 전동 모터에 권취되어 있는 U상, V상, W상의 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 공급되는 전력을 제어하는 고전위측 U상 파워 스위칭 소자, 고전위측 V상 파워 스위칭 소자, 고전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는 각각의 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되고,
   상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 고전위측 U상 파워 스위칭 소자, 상기 고전위측 V상 파워 스위칭 소자, 상기 고전위측 W상 파워 스위칭 소자와 접속된, 저전위측 U상 파워 스위칭 소자, 저전위측 V상 파워 스위칭 소자, 저전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는 각각의 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되고,
   상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는, 상릴레이용 U상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 V상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자에 대하여, 각각의 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향으로 배치되고,
   또한, 각각의 상기 출력 단자는, U상 출력 단자, V상 출력 단자, W상 출력 단자로 이루어지고, 이들 3상의 각각의 상기 출력 단자는 각각의 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자에 대하여, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 제2 정극측 전원 경로 상에서 배치 방향으로 변위된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 3상의 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선과, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 3상의 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선은, 각각의 상기 정극측 전원 경로에 대하여 대칭의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자의 각각은, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자에 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 3상의 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선과, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 3상의 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선은, 각각의 상기 정극측 전원 경로 배치 방향으로 변위된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전력 변환 회로부는,
   상기 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 배선되는 상기 제1 부극측 전원 경로, 및 상기 제2 부극측 전원 경로를 배치하며, 상기 제1 부극측 전원 경로, 및 상기 제2 부극측 전원 경로를 기준으로 하여 외측에 상기 제1 정극측 전원 경로, 및 상기 제2 정극측 전원 경로를 인접하게 배치하고,
   상기 제1 정극측 전원 경로, 및 상기 제2 정극측 전원 경로에, 상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 고전위측 파워 스위칭 소자가 접속되며, 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 저전위측 파워 스위칭 소자를, 상기 제2 부극측 전원 경로를 따라서 배치되어 직렬로 접속되고,
   상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 배치하며, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상기 제1 출력 단자, 및 상기 제2 출력 단자를 배치하고, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자의 사이와 상기 제1 출력 단자, 및 상기 제2 출력 단자의 사이의 전력 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
10. 제9항에 있어서,
    각각의 상기 부극측 전원 경로는 상기 실장 기판의 배치 영역을 분할하도록 배치되고, 각각의 상기 정극측 전원 경로는, 각각의 상기 부극측 전원 경로를 따라서 배치되는 제1 배선부와, 상기 제1 배선부로부터 배치 방향을 변경한 제2 배선부와, 상기 제2 배선부와 절연 영역을 통해 대향하며, 상기 부극측 전원 경로를 따라서 배치되는 제3 배선부를 구비하고,
    상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 전동 모터에 권취되어 있는 U상, V상, W상의 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 공급되는 전력을 제어하는 고전위측 U상 파워 스위칭 소자, 고전위측 V상 파워 스위칭 소자, 고전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는, 각각의 상기 정극측 전원 경로의 상기 제2 배선부에 배치되어 상기 제3 배선부와 접속되고,
    상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 제3 배선부에 배치된 저전위측 U상 파워 스위칭 소자, 저전위측 V상 파워 스위칭 소자, 저전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고,
    상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는, 상릴레이용 U상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 V상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 각각의 상기 부극측 전원 경로의 배치 방향으로 차례로 배치되고,
    또한, 각각의 상기 출력 단자는, U상 출력 단자, V상 출력 단자, W상 출력 단자로 이루어지고, 이들 3상의 각각의 상기 출력 단자는 상기 부극측 전원 경로의 배치 방향으로 차례로 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
11. 스티어링 샤프트에 조타 보조력을 부여하는 제1 코일 및 제2 코일을 구비한 전동 모터와, 상기 전동 모터의 출력축과는 반대쪽에 배치되어 상기 전동 모터를 제어하는 전자 제어 장치에 의해 구성되고, 상기 전자 제어 장치는, 상기 전동 모터가 수용된 모터 하우징에 결합된 ECU 하우징과, 상기 ECU 하우징의 내부에 수용되어 상기 전동 모터를 구동 제어하기 위한 전자 제어 조립체를 구비하는 전동 파워 스티어링 장치에 있어서,
    상기 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 전원 회로부와, 상기 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 전력 변환 회로부와, 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 제어 회로부로 분할하며,
    적어도, 상기 전력 변환 회로부는,
    1장의 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 배선되고, 제1 정극측 전원 경로, 및 제1 부극측 전원 경로로 이루어지는 제1 전원 경로와, 제2 정극측 전원 경로, 및 제2 부극측 전원 경로로 이루어지는 제2 전원 경로가 인접하게 배치되고,
    상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 제1 정극측 전원 단자, 상기 제1 부극측 전원 경로에 접속된 제1 부극측 전원 단자, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 제2 정극측 전원 단자, 및 제2 부극측 전원 경로에 접속된 제2 부극측 전원 단자의 각각의 전원 단자는 나란히 배치되고,
    상기 4개의 전원 단자에 있어서, 양측에 위치하는 상기 전원 단자가 상기 제1 부극측 전원 단자, 및 상기 제2 부극측 전원 단자인 경우에는, 사이에 끼워진 2개의 상기 전원 단자는 상기 제1 정극측 전원 단자, 및 상기 제2 정극측 전원 단자가 되고, 양측에 위치하는 상기 전원 단자가 상기 제1 정극측 전원 단자, 및 상기 제2 정극측 전원 단자인 경우에는, 사이에 끼워진 2개의 상기 전원 단자는 상기 제1 부극측 전원 단자, 및 상기 제2 부극측 전원 단자가 되며,
    상기 사이에 끼워진 2개의 전원 단자와 접속되는 상기 전원 경로를 경계로 하여, 상기 실장 기판의 한쪽측에 상기 제1 코일을 제어, 구동하는 제1 전력 변환 회로가 배치되고, 상기 실장 기판의 다른 쪽측에 상기 제2 코일을 제어, 구동하는 제2 전력 변환 회로가 배치되어 있으며,
    또한, 상기 제1 전력 변환 회로의 외측의 상기 실장 기판에, 상기 제1 코일에 연결되는 제1 출력 단자가 배치되고, 상기 제2 전력 변환 회로의 외측의 상기 실장 기판에, 상기 제2 코일에 연결되는 제2 출력 단자가 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 전력 변환 회로부는,
    상기 실장 기판의 외연측으로부터 내측으로 향하여 배선되는 상기 제1 정극측 전원 경로, 및 상기 제2 정극측 전원 경로를 배치하며, 상기 제1 정극측 전원 경로, 및 상기 제2 정극측 전원 경로를 기준으로 하여 외측에 상기 제1 부극측 전원 경로, 및 상기 제2 부극측 전원 경로를 인접하게 배치하고,
    상기 제1 정극측 전원 경로, 및 상기 제2 정극측 전원 경로에, 상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 고전위측 파워 스위칭 소자가 접속되며, 상기 고전위측 파워 스위칭 소자보다 외측에 상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 저전위측 파워 스위칭 소자를 배치하여 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 직렬로 접속하고,
    상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 배치하며, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자를 기준으로 하여 외측에 상기 제1 출력 단자, 및 상기 제2 출력 단자를 배치하고, 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 상기 저전위측 파워 스위칭 소자의 사이와 상기 제1 출력 단자, 및 상기 제2 출력 단자의 사이의 전력 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
13. 제12항에 있어서,
    각각의 상기 정극측 전원 경로는 상기 실장 기판의 배치 영역을 분할하도록 배치되고,
    상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 전동 모터에 권취되어 있는 U상, V상, W상의 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 공급되는 전력을 제어하는 고전위측 U상 파워 스위칭 소자, 고전위측 V상 파워 스위칭 소자, 고전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는 각각의 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되고,
    상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 고전위측 U상 파워 스위칭 소자, 상기 고전위측 V상 파워 스위칭 소자, 상기 고전위측 W상 파워 스위칭 소자와 접속된, 저전위측 U상 파워 스위칭 소자, 저전위측 V상 파워 스위칭 소자, 저전위측 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상기 저전위측 파워 스위칭 소자는 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자에 대하여, 각각의 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향으로 배치되고,
    상기 제1 전력 변환 회로, 및 상기 제2 전력 변환 회로를 구성하는 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는, 상릴레이용 U상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 V상 파워 스위칭 소자, 상릴레이용 W상 파워 스위칭 소자로 이루어지고, 이들 3상의 상기 상릴레이용 파워 스위칭 소자는 각각의 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되고,
    또한, 각각의 상기 출력 단자는, U상 출력 단자, V상 출력 단자, W상 출력 단자로 이루어지고, 이들 3상의 각각의 상기 출력 단자는 각각의 상기 정극측 전원 경로의 배치 방향을 따라서 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자에 대하여, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자는, 상기 제2 정극측 전원 경로 상에서 배치 방향으로 변위된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 3상의 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선과, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 3상의 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선은, 각각의 상기 정극측 전원 경로에 대하여 대칭의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자의 각각은, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자에 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 3상의 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선과, 상기 제2 정극측 전원 경로에 접속된 3상의 상기 고전위측 파워 스위칭 소자와 3상의 상기 저전위측 파워 스위칭 소자를 접속하는 점퍼선은, 각각의 상기 정극측 전원 경로 배치 방향으로 변위된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.

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