KR20130107228A - 전동식 파워 스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

전동식 파워 스티어링 장치는 전기 모터; 전기 모터의 회전을 선형 운동으로 변환시키고 상기 선형 운동을 차량 휠로 전달하기 위한 구동 토크 전달 기구; 모터 제어 명령을 처리하고 상기 모터 제어 명령에 기초하여 전기 모터를 구동시키는 전자 부품이 실장되는 제1 및 제2 회로 기판; 제1 및 제2 회로 기판을 내부에 수용하는 금속 제어 하우징으로서, 그 외측 표면에서 구동 토크 전달 기구에 결합되는 금속 제어 하우징; 각각의 회로 기판으로부터 열을 수용하도록 제어 하우징 내부에 위치되는 열 전달 부분; 및 열 전달 부분으로 전달된 열을 구동 토크 전달 기구를 향하는 방향으로 안내하기 위해 제어 하우징의 외측 표면으로부터 열 전달 부재의 내부로 연장되는 열 안내 부분을 포함한다.

Description

전동식 파워 스티어링 장치{ELECTRIC POWER STEERING APPARATUS}

본 발명은 자동차용 전동식 파워 스티어링 장치의 개선에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 자동차용 전동식 파워 스티어링 장치는 전기 액추에이터의 회전 구동력에 의해 운전자의 조향 조작을 보조하기 위해 전기 모터와 같은 전기 액추에이터를 구비한다.

일본 공개 특허 출원 공보(PCT 출원의 번역문) 제2011-189868호는 모터 제어 회로 기판 및 인버터 파워 모듈(회로 기판)이 적층되고 제어 회로 내에 통합되는, 그러한 전동식 파워 스티어링 장치에 사용하기 위한 하나의 유형의 전기 액추에이터를 개시한다. 이러한 제어 유닛에서, 명령 처리를 위한 CPU, 전력 공급 제어를 위한 IC(ASIC), 모터 제어를 위한 반도체 스위치(FETMOS), 안전 장치 제어를 위한 모터 릴레이(전력 공급 릴레이) 등과 같은 열 발생 전자 부품이 회로 기판 상에 실장된다. 따라서, 제어 유닛의 열 부하가 제어 유닛에서 발생되는 열량에 따라 증가하는 경향이 있다.

방열 휜(radiating fin)과 같은 히트 싱크 또는 높은 열 용량의 감속 기어 박스를 열이 제어 유닛으로부터 히트 싱크 또는 감속 기어 박스로 방열될 수 있도록 제어 유닛 주위에 배치하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에, 각각의 열원으로부터의 열 전달 통로 사이에서 열 간섭이 발생할 수 있다. 이는 방열 효율의 열화를 초래한다.

전술한 바를 고려하여, 본 발명의 목적은 방열 효율의 개선을 위해 열을 열원으로부터 임의의 방열 수단으로 신속히 안내하기 위한 열 안내 부품을 전동식 파워 스티어링 장치에 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 조향 조작에 응하여 회전가능한 전기 모터; 전기 모터의 회전을 선형 운동으로 변환시키고 상기 선형 운동을 차량 휠의 조향을 위해 차량 휠로 전달하기 위한 구동 토크 전달 기구; 전기 모터의 회전 제어를 위한 제어 명령을 처리하는 처리 요소가 실장되는 제1 회로 기판; 제1 회로 기판으로부터의 제어 명령에 기초하여 전기 모터를 구동시키는 구동 요소가 실장되는 제2 회로 기판; 제1 및 제2 회로 기판을 내부에 수용하는 금속 제어 하우징 - 상기 금속 제어 하우징은 그 외측 표면에서 구동 토크 전달 기구에 결합됨 - ; 제어 하우징 내부에 위치되는 열 전달 부분 - 상기 열 전달 부분은 열이 각각의 제1 및 제2 회로 기판으로부터 열 전달 부분으로 전달되도록 제어 하우징 내부에 위치됨 - ; 및 열 전달 부분으로 전달된 열을 구동 토크 전달 기구를 향하는 방향으로 안내하기 위해 제어 하우징의 외측 표면으로부터 열 전달 부재의 내부로 연장되는 열 안내 부분을 포함하는 전동식 파워 스티어링 장치가 제공된다.

본 발명에서, 열 안내 부분은 위에 언급된 바와 같이 열을 열원으로부터 방열 수단으로 신속히 안내하도록 제공된다. 따라서, 열 간섭을 방지할 수 있고, 방열 효율을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 특징이 또한 다음의 설명으로부터 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 전기 액추에이터의 상당 부분의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 액추에이터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치의 전기 액추에이터의 상당 부분의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 액추에이터의 단면도이다.

본 발명은 다음의 제1 실시예에 의해 아래에서 상세히 설명될 것이다. 다음의 설명에서, 방향 용어 "상부", "하부" 등은 단지 예시 목적을 위해 사용되며, 본 발명을 임의의 특정 방향 또는 배향으로 제한하도록 의도되지 않는다. 또한, 동일 부품 및 부분은 동일 도면 부호에 의해 표기되어 그 반복적인 설명을 생략한다.

[제1 실시예]

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 전동식 파워 스티어링 장치가 차량의 조향 샤프트(SS)에 인접하게 배치되고, 기어 케이스(GC), 랙 피니언 기어 유닛, 전기 액추에이터(1), 브라켓(15)(금속 조인트 부품으로서), 및 제1 및 제2 토크 센서(TS1, TS2)를 구비한다. 기어 케이스(GC)는 철과 같은 금속 재료로 제조되고, 조향 샤프트(SS)의 기부 단부 부분에 고정된다. 도면에 구체적으로 도시되진 않았지만, 랙 피니언 기어 유닛은 기어 케이스(GC) 내에 수용된다. 제1 실시예에서, 기어 케이스(GC)와 랙 피니언 기어 유닛은 구동 토크 전달 기구를 구성한다. 전기 액추에이터(1)는 조향 샤프트(SS)의 회전을 보조하기 위해 브라켓(15)을 통해 기어 케이스(GC)의 측부 부분에 결합된다. 제1 토크 센서(TS1)는 조향 샤프트(SS)의 회전 토크를 검출하기 위해 기어 케이스(GC)의 일단부 부분(조향 샤프트(SS)의 기부 단부에 인접함)에 부착되는 반면, 제2 토크 센서(TS2)는 전기 액추에이터(1)의 회전 토크를 검출하기 위해 기어 케이스(GC)의 타단부 부분에 부착된다.

보다 구체적으로, 전기 액추에이터(1)는 모터 유닛(2), 모터 유닛(2)의 일측에 위치되는 제어 유닛(ECU)(3) 및 모터 유닛(2)의 타측에 위치되는 감속 기어 기구(40)를 포함한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 모터 유닛(2)은 모터 하우징(4)과, 조향 보조력으로서 회전 토크를 인가하기 위해 모터 하우징(4) 내에 수용되는 전기 모터(5)를 구비한다. 모터 유닛(2)은 또한 센서 장착 플레이트(7) 및 센서 보드(8)(제3 회로 기판으로서)를 구비한다. 반면에, 제어 유닛(3)은 ECU 하우징(6)(금속 제어 하우징으로서)과, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전기 모터(5)의 회전을 제어하기 위해 ECU 하우징(6) 내에 적층되고 수용되는, 인버터 보드(11)(제2 회로 기판으로서), 제어 회로 기판(12)(제1 회로 기판으로서) 및 수지 버스바 보드(13)를 비롯한 복수의 회로 기판을 구비한다.

모터 하우징(4)은 예컨대 알루미늄 합금으로 바닥이 있는 실린더형 형상으로 제조된다. 도면에 도시되진 않았지만, 각각의 보스 삽입 구멍을 갖춘 3개의 보스 부분이 모터 하우징(4)이 이들 각각의 볼트 삽입 구멍 내로의 볼트의 삽입에 의해 감속 기어 기구(40)에 동축으로 결합되도록 모터 하우징(4)의 외주의 하부 단부 부분 상에 일체로 형성된다. 각각의 볼트 삽입 구멍을 갖춘 3개의 보스 부분(4b)이 또한 모터 하우징(4)이 보스 부분(4b)의 각각의 볼트 삽입 구멍 내로의 볼트의 삽입에 의해 ECU 하우징(6)에 동축으로 결합되도록 모터 하우징(4)의 외주의 상부 단부 부분 상에서 원주 방향으로 균일하게 이격된 위치(120° 간격)에 형성된다.

전기 모터(5)는 모터 하우징(4) 내에 수용되고, 모터 샤프트(5a), 모터 샤프트(5a) 주위에 고정되는 로터(5b), 및 로터(5b)에 권취되는 스테이터(5c)(제1 전기 회로로서)로서 그것들 사이에 주어진 간격을 두고 권취되는 스테이터(5c)를 구비한다. 3개의 3상 단자가 스테이터(5c)에 전기적으로 연결되고, 모터 하우징(4)의 상부 개방 단부로부터 평행하게 돌출된다.

센서 장착 플레이트(7)는 모터 샤프트(5a)의 상부 단부 면에 부착된다.

센서 보드(8)는 복수의 스크류에 의해 센서 장착 플레이트(7)에 고정되고, 그것 상에 장착되는, 모터 샤프트(5a)의 회전 속도를 검출하기 위한 회전 센서(8a)를 구비한다. 또한, 센서 보드(8)는 열 발생 전자 부품으로서 모터 릴레이(9)를 구비한다.

ECU 하우징(6)은 모터 하우징(4)의 경우에서와 같이 알루미늄 합금으로 바닥이 있는 실린더형 형상으로 제조된다. ECU 하우징(6)의 상부 개방 단부가 리드 부재(10)에 의해 폐쇄되도록 리드 부재(10)가 ECU 하우징(6)의 상부 개방 단부 내에 끼워맞추어진다.

환형 끼워맞춤 부분(6a)이 ECU 하우징(6)의 하부 단부 상에 형성되고, 모터 하우징(4)의 상부 개방 단부 내에 약한 가압 끼워맞춤에 의해 끼워맞추어진다. 끼워맞춤 홈(6b)이 끼워맞춤 부분(5a)의 외주 내에 커팅된다. 시일 부재(30)가 모터 하우징(4)의 상부 단부 면과 ECU 하우징(6)의 하부 단부 면 사이에 시일을 제공하기 위해 끼워맞춤 홈(6b) 내에 끼워맞추어진다.

각각의 볼트 삽입 구멍을 갖춘 3개의 보스 부분이 ECU 하우징(6)의 외주의 각각의 상부 및 하부 단부 부분 상에서 원주 방향으로 균일하게 이격된 위치(120° 간격)에 형성된다. 유사하게, 볼트 삽입 구멍을 갖춘 3개의 보스 부분이 리드 부재(10)의 외주 상에 형성된다. 따라서, ECU 하우징(6), 모터 하우징(4) 및 리드 부재(10)는 ECU 하우징(6)의 볼트 삽입 구멍, 모터 하우징(4)의 볼트 삽입 구멍 및 리드 부재(10)의 볼트 삽입 구멍 내로의 볼트의 삽입에 의해 함께 동축으로 체결되고 고정된다.

도 2에 도시된 바와 같이, ECU 하우징(6)은 그 하부 단부에서 내면에 일체로 형성되는 하부 벽(14)을 구비한다. 또한, 브라켓(15)은 ECU 하우징(6)의 외주 표면과 일체로 형성된다. 제1 실시예에서, ECU 하우징(6)(하부 벽(14)을 포함함)과 브라켓(15)은 동일한 알루미늄 합금으로 몰딩에 의해 동시에 형성된다.

하부 벽(14)은 비교적 큰 두께(W)를 갖는 중실형의 실질적으로 디스크 형상을 갖고, 회로 기판(11 내지 13)으로부터 그리고 센서 보드(8)로부터 열을 수용하고 흡수하기 위한 열 전달 부분으로서 기능한다.

브라켓(15)은 실질적으로 T자형 단면을 갖고, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 실린더형 부분(15a) 및 고정 부분(15b)을 포함한다.

실린더형 부분(15a)은 그 일단부에서 ECU 하우징(6)의 외주 표면과 일체로 제조된다. 실린더형 부분(15a)의 하부측(약 1/3)은 하부 벽(14)의 반경 방향 연장선 상에 위치되는 반면, 실린더형 부분(15a)의 상부측(약 2/3)은 인버터 보드(11)와 제어 회로 기판(12) 사이의 범위(Y) 내에 있는 위치에 위치된다. 바꾸어 말하면, 브라켓(15)의 실린더형 부분(15a)은 위치가 ECU 하우징(6)의 축방향으로 하부 벽(14)의 두께(W)의 범위 및 회로 기판(11, 12) 사이의 범위(Y)에 부분적으로 대응하여, ECU 하우징(6)의 반경 방향(실린더형 부분(15a)의 축방향)으로 볼 때, 하부 벽(14)의 두께(W)의 범위 및 회로 기판(11, 12) 사이의 범위(Y)와 부분적으로 중첩된다.

고정 부분(15b)은 실린더형 부분(15a)의 타단부 상에 형성되고, 기어 케이스(GC)의 종방향으로 실질적으로 긴 직사각형으로 형상화된다. 고정 부분(15b)의 단부면(15c)은 기어 케이스(GC)의 원호형 고정 표면(16)을 따라 원호로 만곡되고, 그것과 접촉되어 유지된다. 2개의 볼트 삽입 구멍(15d, 15e)이 고정 부분(15b)의 양단부측을 통해 형성된다. 이들 볼트 삽입 구멍(15d, 15e)에 대응하는 위치에서 기어 케이스(GC)의 고정 표면(16) 내에 2개의 암나사 구멍(16a, 16b)이 형성되기 때문에, 고정 부분(15b)은 볼트 삽입 구멍(15d, 15e) 및 암나사 구멍(16a, 16b) 내로의 두 볼트(17)의 삽입에 의해 기어 케이스(GC)의 외주(고정 표면(16))에 고정된다.

인버터 보드(11)는 전력 변환 회로 기판으로서 기능한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 인버터 보드(11)는 그 일면 상에 장착되는, 전기 모터(5)의 회전 제어를 위한 MOSFET(구동 요소로서)에 의해 대표되는 반도체 스위치(18) 및 노이즈의 제거를 위한 전해 콘덴서(10)와 같은 복수의 열 발생 전자 부품을 구비한다. 내부에 암형 단자를 통합하는 수지-몰딩된 단자 홀더(20)가 인버터 보드(11)의 외주측에 부착된다.

제어 회로 기판(12)은 반도체 스위치(18) 등을 제어하는 기능을 수행하고, 그 일면 상에 장착되는, 도 2에 도시된 바와 같이 전기 모터(5)의 회전 제어를 위한 구동 명령 신호를 처리하는 마이크로컴퓨터(CPU)(21)(처리 요소로서)와 같은 열 발생 전자 부품을 구비한다.

수지 버스바 보드(13)는 전력 공급 회로 기판으로서 기능한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수지 버스바 보드(13)는 그 일면 상에 장착되는, 코일(22), 전력 공급 릴레이(23) 및 노이즈의 제거를 위한 알루미늄 콘덴서와 같은 복수의 열 발생 전자 부품을 구비한다. 여기서 전력 공급 릴레이(23)는 점화 스위치의 온-오프 작동에 응하여 작동되거나 작동정지되어 전기 모터(5)로의 전력 공급을 제공하거나 차단하도록 구성된다.

리드 부재(10)는 알루미늄 합금으로 바닥이 있는 실린더형 형상으로 제조된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 리드 부재(10)의 실린더형 단부 부분(10a)은 리드 부재(10)에 의해 버스바 보드(13)(버스바 보드(13) 상의 코일(22) 및 전력 공급 릴레이(23)와 같은 전자 부품)를 덮도록 ECU 하우징(6)의 상부 단부 내에 볼트에 의해 끼워맞추어진다.

커넥터(31)가 리드 부재(10)의 상부 단부 상에 일체로 형성되고, 배터리 전원으로부터 커넥터(31)를 통해 전기 모터(5) 및 회로 기판(11 내지 13)에 전력을 공급하기 위해 배터리 전원에 연결된다.

환형 끼워맞춤 홈이 실린더형 단부 부분(10a)의 외주 내에 커팅된다. 환형 시일 부재(24)가 ECU 하우징(6)과 리드 부재(10) 사이에 시일을 제공하기 위해 끼워맞춤 홈 내에 끼워맞추어진다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 안내 슬릿(24, 25)이 ECU 하우징(6)의 반경 방향으로 ECU 하우징(6)의 하부 벽(14)을 통해 2단 열 안내 부분으로서 형성된다. 보다 구체적으로, 안내 슬릿(24, 25)은 안내 슬릿(24, 25)의 각각의 단부가 ECU 하우징(6)의 외주 표면으로 개방되도록 ECU 하우징(6)의 하부 벽(14) 및 외주 벽을 통해 ECU 하우징(6)의 반경 방향으로(즉, 브라켓(15)의 돌출 방향에 수직한 방향으로) 평행하게 연장된다.

안내 슬릿(24, 25) 각각은 비교적 작은 두께를 갖지만 비교적 큰 폭(W1)을 갖는 실질적으로 직사각형 단면 프로파일을 갖는다. 이들 안내 슬릿(24, 25)은 ECU 하우징(6)의 반경 방향으로 볼 때 브라켓(15)의 실린더형 부분(15a)의 일부와 중첩되는 하부 벽(14)의 부분 내에 배치되지만, ECU 하우징(6)의 축방향으로 서로 중첩되지 않도록 배치된다. 안내 슬릿(24)은 하부 벽(14)의 폭 방향으로 실질적으로 하부 벽(14)의 중심에 위치되는 반면, 안내 슬릿(25)은 안내 슬릿(24)보다 하부 벽(14)의 내측 상부 표면에 더욱 근접한, 즉 인버터 보드(11)에 더욱 근접한 위치에 위치된다. 바꾸어 말하면, 안내 슬릿(24, 25)은 ECU 하우징(6)의 축방향으로 대략 하나의 안내 슬릿(24, 25)의 두께의 양만큼 서로 오프셋된다. 또한, 안내 슬릿(24, 25)(열 안내 부분)의 총 투영 면적은 대략 하부 벽(14)의 단면적의 2/3로 설정된다.

감속 기어 기구(40)는 전기 모터(5)의 회전을 감소시키고 감소된 회전을 랙 피니언 기어 유닛으로 전달하기 위해 케이싱(40a) 내에 배치되는 복수의 기어 세트를 구비한다.

랙 피니언 기어 유닛(구동 토크 전달 기구)은 전달된 회전을 선형 운동으로 변환시키고, 이러한 선형 운동을 차량 조향을 위해 기어 케이스(GC)를 통해 차량의 휠로 전달한다.

위의 구성의 조향 장치는 차량의 주행 중 조향 샤프트(SS)가 운전자에 의해 회전될 때 제어 유닛(3)으로부터의 제어 신호에 의해 전기 액추에이터(1)를 작동시키고 전기 모터(5)를 구동시키기 위한 정상 조향 보조 작업을 수행한다.

전기 액추에이터(1)의 작동 상태에서, 비교적 높은 온도의 열(H)이 발생되며, 즉 회로 기판(11 내지 13)의 열 발생 전자 부품(인버터 보드(11)의 반도체 스위치(18) 및 전해 콘덴서(19), 제어 회로 기판(12)의 CPU(21), 및 수지 버스바 보드(13)의 코일(22) 및 전력 공급 릴레이(23) 등)으로부터의 높은 열 방출이 있다. 또한 비교적 낮은 온도의 열(H1)이 발생되며, 즉 모터 보드(8)의 열 발생 전자 부품(모터 릴레이(9) 등)으로부터의 낮은 열 방출이 있다. 이들 열(H, H1)은 도 1 및 도 2에서 파선으로 지시된 바와 같이 ECU 하우징(6)의 하부 벽(14)으로 전달된다.

회로 기판(11 내지 13)으로부터 하부 벽(14) 내로의 열(H)의 흐름은 모터 보드(8)로부터 하부 벽(14) 내로의 열(H1)의 흐름과 반대 방향이다. 열(H, H1)의 이들 반대 흐름은 안내 슬릿(24, 25)의 단열 기능에 의해 효과적으로 차단되고, 서로 간섭하지 못하도록 방지된다.

안내 슬릿(24, 25)에 의해 차단되는 열(H, H1)은 안내 슬릿(24, 25)을 따라 측방향으로 흐른다. 열(H, H1)의 대부분은 안내 슬릿(24, 25)에 의해 브라켓(15)을 향하는 방향으로 안내된 다음에, ECU 하우징(6)으로부터 브라켓(15)으로 그리고 기어 케이스(GC)로 전달된다. 브라켓(15)과 기어 케이스(GC)가 방열 수단으로서 기능하기 위해 높은 열 용량을 갖기 때문에, 이들 열(H, H1)은 브라켓(15)과 기어 케이스(GC)로부터 신속히 방열된다. 열(H, H1)의 일부는 브라켓(15)의 반대 방향으로 안내되고, ECU 하우징(6)과 모터 하우징(4)으로부터 방열된다.

이 방식으로, 안내 슬릿(24, 25)에 의해, 회로 기판(11 내지 13)으로부터의 열(H) 및 모터 보드(8)로부터의 열(H1)의 반대 흐름 사이의 간섭을 방지하는 것과, 동시에, 열(H, H1)을 브라켓(15)을 향하는 방향으로 안내하고 방열 효율의 개선을 위해 열(H, H1)을 브라켓(15) 및 기어 케이스(GC)의 표면으로부터 신속히 방열시키는 것이 가능하다.

따라서, 제1 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치는 전기 모터(5)의 안정된 구동 제어를 위해 그리고 전자 부품의 내구성 개선을 위해, 회로 기판(11 내지 13) 및 모터 보드(8)에 대한 열의 영향을 효과적으로 회피시킬 수 있고, 제어 유닛(3) 등에 대한 열 부하를 감소시킬 수 있다.

특히, 저온측 안내 슬릿(24)은 ECU 하우징의 축방향으로 고온측 안내 슬릿(25)에 대해 저온측(즉, 모터측)을 향해 오프셋된다. 따라서, 회로 기판(11 내지 13)으로부터 하부 벽(14)으로 전달된 열(H)은 고온측 안내 슬릿(25)에 의해 차단됨과 동시에 고온측 안내 슬릿(25)에 의해 저온측 안내 슬릿(24)으로 안내된 다음에, 저온측 안내 슬릿(24)에 의해 브라켓(15)으로 안내된다. 이는 방열 효율의 개선을 위해 회로 기판(11 내지 13)으로부터 하부 벽(14)을 통해 브라켓(15)으로의 열(H)의 신속한 전달을 허용한다.

이들 오프셋된 안내 슬릿(24, 25)(안내 슬릿(24, 25)의 외측 표면)은 회로 기판(11 내지 13)으로부터 브라켓(15)으로 열(H)을 전달하기 위해, 수평 열 전달 통로보다는, 계단식 하향 열 전달 통로를 한정한다. 이는 방열 효율의 개선을 위해 열 전달성의 증가를 허용한다.

또한, 브라켓(15)은 하부 벽(14)의 반경 방향 연장선상에 부분적으로 위치되도록 그리고 부분적으로 회로 기판(11, 12) 사이의 범위(Y) 내에 있도록 하부 벽(14)과 기어 케이스(GC) 사이에 배치되며; 안내 슬릿(24, 25)은 ECU 하우징(6)의 반경 방향으로 볼 때 브라켓(15)의 실린더형 부분(15a)의 일부와 중첩되도록 배치된다. 이러한 배치에서, 회로 기판(11 내지 13)으로부터 모터측으로의 열(H)의 흐름과 모터측으로부터 회로 기판(11 내지 13)으로의 열(H1)의 흐름이 서로 간섭하지 않도록 안내 슬릿(24, 25)에 의해 효과적으로 차단될 수 있다. 이들 열(H, H1)은 안내 슬릿(24, 25)이 위치에 있어 브라켓(15)의 실린더형 부분(15a)의 일부에 대응하도록 배치되기 때문에 하부 벽(14)으로부터 브라켓(15)으로 연속적으로 전달될 수 있다. 이는 또한 신속한 열 전달에 의해 방열 효율의 개선을 허용한다.

인버터 보드(11)는 인버터 보드(11)로부터 하부 벽(14)으로의 높은 열 전도율을 보장하기 위해 하부 벽(14)의 내측 상부 표면과 접촉되어 유지된다.

또한, 안내 슬릿(24, 25) 둘 모두는 위치가 기어 케이스(GC)의 종방향으로 브라켓(15)의 치수의 중심에 대해 전기 모터(5)를 향해 편향된다. 따라서, 하부 벽(14)의 고온측(비교적 높은 열 발생의 전자 부품이 그것 상에 실장되는 회로 기판(11, 12)에 더욱 근접함)의 열 전도 영역이 회로 기판(11, 12)으로부터 기어 케이스(GC)로의 높은 열 전도율을 보장하기 위해 증가될 수 있다.

모터 보드(8)(비교적 낮은 열 발생의 모터 릴레이(8)와 같은 전자 부품이 그것 상에 실장됨)로부터의 열(H1)은 모터 하우징(4)으로 전달되고 모터 하우징(4)으로부터 대기로 방열될 수 있다. 기어 케이스(GC)로 전달되는 열량은 모터 하우징(4)으로 전달되는 열량의 증가에 따라 감소될 수 있다. 이는 열(H)을 회로 기판(11 내지 13)(비교적 높은 열 발생의 전자 부품이 그것 상에 실장됨)으로부터 기어 케이스(CG)로 더욱 쉽게 전달하도록 하여, 전자 부품으로부터의 개선된 방열을 가능하게 한다.

종래의 파워 스티어링 장치에서 방열 효율의 개선의 목적으로 히트 싱크 등을 제어 유닛 상에 배치하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이는 파워 스티어링 장치의 확대(upsizing)의 문제를 초래한다. 반면에, 제1 실시예에서는, 안내 슬릿(24, 25)이 유리하게 방열 기능을 수행하기 때문에 히트 싱크 등을 배치할 필요가 없다. 따라서, 제1 실시예에서 파워 스티어링 장치의 확대를 회피할 수 있다.

[제2 실시예]

본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 전동식 파워 스티어링 장치는 열 안내 부분의 구조를 제외하고는 제1 실시예에 따른 것과 구조적으로 유사하다.

보다 구체적으로, 열 안내 부분은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 안내 슬릿(24, 25) 뿐만 아니라 안내 슬릿(24, 25) 사이에서 연장되는 링크 슬릿(26)도 또한 포함한다. (안내 슬릿(24, 25)과 링크 슬릿(26)은 하나의 슬릿으로 조합된다.) 제2 실시예에서, 안내 슬릿(24, 25)은 제1 실시예의 그것과 동일한 배치 및 치수(두께 및 폭(W1)과 같은)를 갖는다. 링크 슬릿(26)은 실질적으로 안내 슬릿(24, 25)과 평행하게 그리고 링크 슬릿(26)이 그 일단부측에서 브라켓(15)에 더욱 근접한 안내 슬릿(15)의 단부측에 그리고 그 타단부측에서 브라켓(15)으로부터 더욱 멀리 떨어진 안내 슬릿(24)의 단부측에 연결되는 방식으로 경사지게 하부 벽(14)을 통해 형성된다. 따라서, 열 안내 부분(안내 슬릿(24, 25)과 링크 슬릿(26))의 총 투영 면적은 하부 벽(14)의 단면적에 대해 제1 실시예에서보다 제2 실시예에서 더욱 크게 설정된다. 또한, 링크 슬릿(26)은 안내 슬릿(24, 25)이 링크 슬릿(26)에 의해 연속적으로 함께 연결되도록 두께에 있어 안내 슬릿(24, 25)과 실질적으로 동일하다.

제2 실시예에서, 회로 기판(11 내지 13)으로부터의 열(H)은 도 4에서 파선으로 지시되는 바와 같이 하부 벽(14)으로 전달되고, 슬릿(25, 26, 24)의 상부측 외측 표면을 따라 브라켓(15)으로 매끄럽게 안내되며, 이어서 브라켓(15)을 통해 기어 케이스(GC)로 전달된다. 반면에, 모터 보드(8)로부터의 열(H1)은 하부 벽(14)으로 전달되고, 슬릿(25, 26, 24)의 하부측 외측 표면을 따라 브라켓(15)으로 매끄럽게 안내되며, 이어서 브라켓(15)을 통해 기어 케이스(GC)로 전달된다. 즉, 링크 슬릿(26)은 안내 슬릿(25)으로부터 안내 슬릿(24)으로의 열(H, H1)의 매끄러운 흐름을 촉진한다.

회로 기판(11 내지 13) 및 모터 보드(8)로부터 하부 벽(14)으로 전달된 열(H, H1)의 일부는 ECU 하우징(6)의 외주 표면으로부터 방열된다.

따라서, 슬릿(24 내지 26)에 의해, 회로 기판(11 내지 13)으로부터의 열(H) 및 모터 보드(8)로부터의 열(H1)의 반대 흐름을 더욱 효과적으로 차단시킬 수 있고, 열(H, H1)의 이들 반대 흐름 사이의 간섭을 방지할 수 있다. 안내 슬릿(24, 25)이 링크 슬릿(26)에 의해 함께 연결되기 때문에 단열 기능이 증가될 수 있다. 또한, 슬릿(24 내지 26)에 의해, 열(H, H1)이 이들 높은 열 용량의 브라켓(15) 및 기어 케이스(GC)로부터 효율적으로 방열될 수 있도록 열(H, H1)을 브라켓(15) 및 기어 케이스(GC)로 매끄럽게 전달할 수 있다.

따라서, 제2 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 장치는 전기 모터(5)의 안정된 구동 제어를 위해 그리고 전자 부품의 내구성 개선을 위해, 회로 기판(11 내지 13) 및 모터 보드(8)에 대한 열의 영향을 더욱 효과적으로 회피시킬 수 있고, 제어 유닛(3) 등에 대한 열 부하를 감소시킬 수 있다.

특히, 열 안내 부분은 위에 언급된 바와 같이 안내 슬릿(24, 25)이 링크 슬릿(26)에 의해 함께 연결되는 구조를 갖는다. 열 안내 부분(안내 슬릿(24, 25)과 링크 슬릿(26))의 총 투영 면적이 제1 실시예에서보다 제2 실시예에서 더욱 크게 설정되기 때문에, 열 안내 부분은 제2 실시예에서 더욱 큰 열 차단 효과를 산출하고 열 간섭을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

제2 실시예의 다른 구성은 제1 실시예의 그것과 동일하다. 따라서, 제2 실시예에서 위의 효과에 더하여 제1 실시예에서와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

제1 및 제2 실시예 각각은 슬릿(24, 25 또는 24 내지 26)이 ECU 하우징(6)의 몰딩 중 동시에 ECU 하우징(6)의 하부 벽(14) 및 외주 벽 내에 형성될 수 있기 때문에 현저한 제조 비용 증가 없이 용이한 제조 면에서 유리하다.

일본 특허 출원 제2012-64313호(2012년 3월 21일자로 출원됨)의 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명이 본 발명의 위의 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 이러한 예시적인 실시예로 제한되지 않는다. 당업자는 위의 교시를 고려하여 전술된 실시예의 다양한 변경 및 변화를 안출할 것이다.

예를 들어, 안내 슬릿(24, 25)의 폭(W1)이 보다 큰 값으로 설정될 수 있다. 안내 슬릿(24, 25)의 두께도 또한 적절히 설정될 수 있다.

위의 실시예에서 2개의 안내 슬릿(24, 25)이 하부 벽(14) 내에 형성되지만, 단지 하나의 안내 슬릿만을 하부 벽(14) 내에 형성하는 것이 실현가능하다. 또한, 안내 슬릿(24, 25)은 대안적으로 하부 벽(14)의 폭 방향으로 서로 오프셋되지 않으면서 동일 평면 내에 배치될 수 있다.

위의 실시예에서 슬릿(24, 25 또는 24 내지 26)이 열 전달 부분으로서 형성되지만, 열 안내 부분은 이들 안내 슬릿(24, 25)으로 제한되지 않는다. 탄소 재료와 같은 임의의 낮은 열 전도성 재료를 열 전달 부분으로서 사용하는 것이 실현가능하다.

본 발명의 범위는 다음의 특허청구범위를 참조하여 정의된다.

Claims (6)

1. 전동식 파워 스티어링 장치이며,
   조향 조작에 응하여 회전가능한 전기 모터;
   전기 모터의 회전을 선형 운동으로 변환시키고 상기 선형 운동을 차량 휠의 조향을 위해 차량 휠로 전달하기 위한 구동 토크 전달 기구;
   전기 모터의 회전 제어를 위한 제어 명령을 처리하는 처리 요소가 실장되는 제1 회로 기판;
   제1 회로 기판으로부터의 제어 명령에 기초하여 전기 모터를 구동시키는 구동 요소가 실장되는 제2 회로 기판;
   제1 및 제2 회로 기판을 내부에 수용하는 금속 제어 하우징 - 상기 금속 제어 하우징은 그 외측 표면에서 구동 토크 전달 기구에 결합됨 - ;
   금속 제어 하우징 내부에 위치되는 열 전달 부분 - 상기 열 전달 부분은 열이 각각의 제1 및 제2 회로 기판으로부터 열 전달 부분으로 전달되도록 금속 제어 하우징 내부에 위치됨 - ; 및
   열 전달 부분으로 전달된 열을 구동 토크 전달 기구를 향하는 방향으로 안내하기 위해 금속 제어 하우징의 외측 표면으로부터 열 전달 부재의 내부로 연장되는 열 안내 부분
   을 포함하는 전동식 파워 스티어링 장치.
2. 제1항에 있어서, 전기 모터로의 전력 공급을 제공하거나 차단하기 위해 모터 릴레이를 구비하는 제3 회로 기판을 더 포함하고,
   열 전달 부분은 제2 및 제3 회로 기판 사이에 배치되는 전동식 파워 스티어링 장치.
3. 제1항에 있어서,
   열 전달 부분은 금속 제어 하우징의 하부 벽이고,
   열 안내 부분은 제어 하우징의 반경 방향으로 금속 제어 하우징의 하부 벽 및 외주 벽을 통해 형성되는 슬릿인 전동식 파워 스티어링 장치.
4. 제3항에 있어서, 2개 이상의 슬릿이 열 안내 부분으로서 형성되고, 제1 및 제2 회로 기판으로부터의 계단식 열 전달 통로를 한정하도록 서로 오프셋되는 전동식 파워 스티어링 장치.
5. 제1항에 있어서, 제어 하우징의 외주 벽을 구동 토크 전달 기구에 연결하는 금속 조인트 부분을 더 포함하고,
   금속 조인트 부분은 제어 하우징의 반경 방향으로 열 전달 부분의 연장선상에 부분적으로 위치되도록 그리고 부분적으로 제1 및 제2 회로 기판 사이의 범위 내에 있도록 배치되며,
   열 안내 부분은 금속 제어 하우징의 반경 방향으로 볼 때 금속 조인트 부분과 중첩되는 열 전달 부분의 부분 내에 배치되는 전동식 파워 스티어링 장치.
6. 제5항에 있어서, 열 안내 부분은 위치가 구동 토크 전달 기구의 종방향으로 금속 조인트 부분의 치수의 중심에 대해 전기 모터를 향해 편향되는 전동식 파워 스티어링 장치.

Images