KR20170096204A - 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치 - Google Patents

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Abstract

전자 제어 조립체를, 금속 기판에 실장되는 전원 회로부와, 금속 기판에 실장되는 전력 변환 회로부와, 수지 기판에 실장되는 제어 회로부로 분할함과 함께, 전원 회로부에서 전력 변환 회로부 및 제어 회로부로 전력을 공급하는 전력 공급 커넥터 배선부와, 제어 회로부의 입출력 신호를 전송하는 신호 전송 커넥터 배선부를, 합성수지로 이루어지는 커넥터 단자 조립체에 매설하여 금속 기판의 외주 측에 배치함과 더불어, 커넥터 단자 조립체로부터 노출되는 전력 공급 커넥터 배선부 및 신호 전송 커넥터 배선부의 커넥터 단자를, 대응하는 전원 회로부, 전력 변환 회로부 및 제어 회로부에 직접적으로 접속하는 구성으로 이루어진다.

Description

전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치
본 발명은 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것으로, 특히 전자 제어 장치를 내장한 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
일반적인 산업 기계 분야에서는, 전동 모터에 의해서 기계계 제어 요소를 구동하고 있는데, 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 시작하고 있다.
기전 일체형의 전동 구동 장치의 예로서, 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. 이 전동 모터를 제어하기 위해서, 전자 제어 장치(ECU: ElectronicControl Unit)가 파워 스티어링 장치에 설치되어 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 축 방향의 출력축과는 반대쪽에 배치된 ECU 하우징에 수납되어 있다. ECU 하우징의 내부에 수납되는 전자 제어 장치는, 전원 회로부, 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 버스 바를 통해 전기적으로 접속되어 있다.
그리고, ECU 하우징에 수납된 전자 제어 장치에는, 합성수지로 만들어진 커넥터 단자 조립체를 통해 전원으로부터 전력이 공급되고, 또한 검출 센서류로부터 운전 상태 등의 검출 신호가 공급되고 있다. 커넥터 단자 조립체는 덮개로서 기능하고 있어, ECU 하우징에 형성된 개구부를 막도록 하여 전자 제어 장치와 접속되며, 또한 고정 볼트에 의해서 ECU 하우징의 외표면에 고정되어 있다.
또한, 이 밖에 전자 제어 장치를 일체화한 전동 구동 장치로서는, 전동 브레이크나 각종 유압 제어용의 전동 유압 제어기 등이 알려져 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2013-60119호 공보
그런데, 특허문헌 1에 기재되어 있는 전동 파워 스티어링 장치는 자동차의 엔진룸 내에 배치되므로, 소형으로 구성될 필요가 있다. 특히 최근에는 자동차의 엔진룸 내부는, 배기가스 대책 기기나 안전 대책 기기 등의 보조 기계류가 많이 설치되는 경향이 있어, 전동 파워 스티어링 장치를 포함하여 각종 보조 기계류는 가능한 한 소형화하거나 부품 점수를 저감할 것이 요구되고 있다.
그리고, 특허문헌 1에 있는 것과 같은 구성의 전동 파워 스티어링 장치에 있어서는, 전원 회로부, 전력 변환 회로부 및 제어 회로부가 2장의 기판에 실장되어 있다. 이 때문에, 전동 모터를 제어하기 위해 필요한 전기 부품의 부품 점수는 대략 정해져 있기 때문에, 2장의 기판에 이들 부품 점수의 전기 부품을 실장하면, 전자 제어 장치를 수납하고 있는 ECU 하우징이 자연히 반경 방향으로 커진다. 전동 파워 스티어링 장치는 그 구조상에 있어서 길이 방향으로는 축 길이의 제한은 비교적 적고, 반경 방향의 대형화가 제한되는 경향이 있다.
따라서, 하우징을 반경 방향으로 소형화할 것이 요청되는 것이 현재 실정이다.
직경 방향으로 소형화하기 위해서 전원 회로부, 전력 변환 회로부 및 제어 회로부를 개별로 3 분할하는 구성이 유효하다. 이에 따르면, 전동 모터를 제어하기 위해 필요한 전기 부품을 3 분할하기 때문에, 2 분할하는 것보다도 기판의 면적을 작게 하여 반경 방향으로 소형화할 수 있게 된다.
그러나, 이 3 분할된 각 기판에 전력이나 제어 신호 등을 공급하기 위해서는, 많은 중계 커넥터를 사용하는 복잡한 커넥터 배선부의 구성이 필요하게 되어, 부품 점수가 증가한다는 과제나 소형화의 장해가 되는 과제가 있다. 또한, 전원 회로부나 전력 변환 회로부를 구성하는 전기 부품은 발열량이 커, 소형화하는 경우는 이 열을 효율적으로 외부로 방열해 줄 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 전자 제어 장치가 수납되는 하우징이 반경 방향으로 대형화되는 것을 억제하여, 가능한 한 중계 커넥터 등의 부품을 적게 함과 더불어, 간단한 방열 구조를 갖추는 신규의 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 특징은, 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전원 회로부와, 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전력 변환 회로부와, 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 수지 기판에 실장되는 제어 회로부로 분할함과 함께, 적어도, 전원 회로부에서 전력 변환 회로부 및 제어 회로부로 전력을 공급하는 전력 공급 커넥터 배선부와, 제어 회로부의 입출력 신호를 전송하는 신호 전송 커넥터 배선부를, 합성수지로 이루어지는 커넥터 단자 조립체에 매설하여 금속 기판의 외주 측에 배치함과 더불어, 커넥터 단자 조립체로부터 노출되는 전력 공급 커넥터 배선부 및 신호 전송 커넥터 배선부의 커넥터 단자를, 대응하는 전원 회로부, 전력 변환 회로부 및 제어 회로부의 커넥터에 직접적으로 접속하는 데에 있다.
본 발명에 따르면, 전자 제어 장치를 구성하는 전기 부품을 기능별로 3개의 기판에 실장하여 기판의 반경 방향의 크기를 축소할 수 있고, 또한, 각 회로부를 접속하는 커넥터 배선부를 금속 기판의 외주에 위치하도록 배치하여 대응하는 회로부에 직접적으로 접속하기 때문에, 커넥터 단자 조립체의 부품 점수를 저감하여 구성이 간단하게 되고, 나아가서는 금속 기판 자체, 혹은 금속 기판이 고정된 방열 기체의 방열 단면적을 충분히 확보할 수 있다는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 일례로서의 조타 장치의 전체 사시도이다.
도 2는 기전 일체형의 전동 구동 장치로서의 전동 파워 스티어링 장치의 전체 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태가 되는 전동 파워 스티어링 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 전원 회로부의 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시하는 전력 변환 회로부의 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시하는 제어 회로부의 사시도이다.
도 7은 도 3에 도시하는 커넥터 단자를 갖춘 덮개를 비스듬히 아래쪽에서 본 사시도이다.
도 8은 도 3에 도시하는 A-A면 방향에서 덮개를 본 평면도이다.
도 9는 도 8의 B-B면에서 본 전동 파워 스티어링 장치의 단면을 도시하는 단면도이다. 단, 전동 모터 부분은 생략하고 있다.
도 10은 도 8의 C-C면에서 본 전동 파워 스티어링 장치의 단면을 도시하는 단면도이다. 단, 전동 모터 부분은 생략하고 있다.
도 11은 도 8의 D-D면에서 본 전동 파워 스티어링 장치의 단면을 도시하는 단면도이다. 단, 전동 모터 부분은 생략하고 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 이용하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명이 기술적인 개념 내에서 다양한 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 2를 이용하여 간단히 설명한다.
우선, 자동차의 전륜을 조타하기 위한 조타 장치에 관해서 설명한다. 조타 장치(1)는 도 1에 도시한 것과 같이 구성된다. 도시하지 않은 핸들에 연결되는 스티어링 샤프트(2)의 하단에는 도시하지 않은 피니언이 설치되고, 이 피니언은 차체 좌우 방향으로 긴 도시하지 않은 랙과 맞물린다. 이 랙의 양끝에는 전륜을 좌우 방향으로 조타하기 위한 타이 로드(3)가 연결되고, 랙은 랙 하우징(4)에 덮인다. 그리고, 랙 하우징(4)과 타이 로드(3)의 사이에는 고무 부트(5)가 설치된다.
핸들을 회동 조작할 때의 토크를 보조하기 위해서, 전동 파워 스티어링 장치(6)가 설치된다. 즉, 스티어링 샤프트(2)의 회동 방향과 회동 토크를 검출하는 토크 센서(7)가 설치되고, 토크 센서(7)의 검출치에 기초하여 랙에 기어(10)를 통해 조타 보조력을 부여하는 전동 모터부(8)와, 전동 모터부(8)에 배치되는 전동 모터를 제어하는 전자 제어 장치(ECU)부(9)가 설치된다. 전동 파워 스티어링 장치(6)의 전동 모터부(8)는, 출력축 측의 외주부의 3 곳이 도시하지 않은 볼트를 통해 기어(10)에 접속되고, 전동 모터부(8)의 출력축과는 반대쪽에 전자 제어 장치부(9)가 설치된다.
도 2에 도시한 것과 같이, 전동 모터부(8)는 알루미늄 합금 등으로 만들어진 통부를 갖는 모터 하우징(11A) 및 이것에 수납되는 도시하지 않은 전동 모터로 구성되고, 전자 제어 장치부(9)는, 모터 하우징(11A)의 축 방향의 출력축과는 반대쪽에 배치되는, 알루미늄 합금 등으로 만들어진 ECU 하우징(11B) 및 이것에 수납되는 도시하지 않은 전자 제어 조립체로 구성된다.
모터 하우징(11A)과 ECU 하우징(11B)은 그 대향 단부면에서 고정 볼트에 의해서 일체적으로 고정된다. ECU 하우징(11B)의 내부에 수납되는 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 버스 바를 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 기기에 송출하는 제어 상태 송출용의 커넥터 단자 형성부(12C)를 구비한다. 그리고, ECU 하우징(11B)에 수납되는 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 형성 단자부(12B)를 통해 공급되며, 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 이루어지지만, 각 커넥터 단자를 소형으로 형성하여, ECU 하우징(11B)에 형성되는 삽입 구멍을 삽입 관통하여 전자 제어 조립체와 접속하는 구성으로 하여도 좋다.
이상과 같은 구성의 전동 파워 스티어링 장치(6)에 있어서는, 핸들이 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 연산한 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 않은 피니언으로부터 기어(10)를 통해 도시하지 않은 랙에 전달되어, 자동차가 조타된다. 이들 구성, 작용은 이미 잘 알려져 있기 때문에 이 이상의 설명은 생략한다.
이러한 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 자동차의 엔진룸 내부는, 배기가스 대책 기기나 안전 대책 기기 등의 보조 기계류가 많이 설치되는 경향이 있어, 전동 파워 스티어링 장치를 포함하여 각종 보조 기계류는 가능한 한 소형화할 것이 요구되고 있다. 전동 파워 스티어링 장치에 있어서는, 전동 모터를 제어하기 위한 필요한 전원 회로부, 전력 변환 회로부 및 제어 회로부를 구성하는 전기 부품의 부품 점수는 대략 정해져 있다. 이 때문에, 특허문헌 1과 같이 2장의 기판에 이들 부품 점수의 전기 부품을 실장하면, 전자 제어 장치를 수납하는 하우징이 자연히 반경 방향으로 커진다.
따라서, 직경 방향으로 소형화하기 위해서 전원 회로부, 전력 변환 회로부 및 제어 회로부를 개별로 3 분할하는 것이 유효하다. 이에 따르면, 전동 모터를 제어하기 위해 필요한 전기 부품을 3 분할하기 때문에, 2 분할하는 것보다도 기판의 면적을 작게 하여 반경 방향으로 소형화할 수 있게 된다.
그러나, 이 3 분할된 각 기판에 전력이나 제어 신호 등을 공급하기 위해서는, 많은 중계 커넥터를 사용하는 복잡한 커넥터 배선부의 구성이 필요하게 되어, 부품 점수가 증가한다는 과제나 소형화의 장해가 되는 과제가 있다. 또한, 전원 회로부나 전력 변환 회로부를 구성하는 전기 부품은 발열량이 커, 소형화하는 경우는 이 열을 효율적으로 외부로 방열해 줄 필요가 있다.
이러한 배경에서, 본 실시예에서는 다음과 같은 구성의 전동 파워 스티어링 장치를 제안하는 것이다.
즉, 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전원 회로부와, 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전력 변환 회로부와, 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 수지 기판에 실장되는 제어 회로부로 분할함과 함께, 적어도, 전원 회로부에서 전력 변환 회로부 및 제어 회로부로 전력을 공급하는 전력 공급 커넥터 배선부와, 제어 회로부의 입출력 신호를 전송하는 신호 전송 커넥터 배선부를 합성수지로 이루어지는 커넥터 단자 조립체에 매설하여 금속 기판의 외주 측에 배치함과 더불어, 커넥터 단자 조립체로부터 노출되는 전력 공급 커넥터 배선부 및 신호 전송 커넥터 배선부의 커넥터 단자를, 대응하는 전원 회로부, 전력 변환 회로부 및 제어 회로부의 커넥터에 직접적으로 접속하는 구성으로 한 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태가 되는 전동 파워 스티어링 장치의 구성에 관해서 설명하는데, 이하의 도면에서는 도 2에 도시하는 덮개(12)의 형상이 상이하다. 그러나, 그 기능은 동일하다.
도 3에 전동 파워 스티어링 장치(6)의 분해 사시도를 도시하고 있다. 또, 모터 하우징(11A)에는 통상은 전동 모터가 수납된다. 그리고, 상술한 것과 같이 모터 하우징(11A)과 ECU 하우징(11B)은 별개 부재의 알루미늄 합금으로 만들어져 있지만, 양 하우징은 동일한 하우징으로 하여도 좋다.
전자 제어 장치부(9)는, 모터 하우징(11A) 내의 전동 모터의 도시하지 않은 출력축과 반대쪽에 결합되는 ECU 하우징(11B)과, ECU 하우징(11B)에 3개의 고정 볼트(13)에 의해서 결합되는 덮개(12)로 구성된다. 덮개(12)는 후술하는 것과 같이, 커넥터 단자 조립체를 겸용하는 것이며, 합성수지로 사출성형에 의해서 형성된다. 또, 이 덮개(12)에는 후술하는 것과 같이 각종 커넥터 배선부가 동시에 인서트 몰드에 의해서 매설된다.
ECU 하우징(11B) 및 덮개(12)로 구성되는 수용 공간에는, 전원 회로부(14), 전력 변환 회로부(15), 제어 회로부(16) 등으로 이루어지는 전자 제어 조립체가 수납된다. ECU 하우징(11B)의 내부에는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금 등의 금속으로 만들어진 금속 기판(17, 18)이 배치되고, 이들 금속 기판(17, 18)에는 한쪽 면 실장에 의해서 전원 회로부(14) 및 전력 변환 회로부(15)를 구성하는 전기부품이 배치된다.
이들 금속 기판(17, 18)은 후술하는 것과 같이 방열 부재로서 기능하는 것으로, ECU 하우징(11B)과 열적으로 접촉하여 방열할 수 있게 배치된다.
즉, 금속 기판(17, 18)은 전원 회로부(14)와 전력 변환 회로부(15)로부터의 열을 ECU 하우징(11B)으로 방열하는 기능을 구비하고, 이 때문에, ECU 하우징(11B)의 내주 측과 금속 기판(17, 18)의 외주 측은 열적으로 접촉하는 구성으로 이루어진다.
또, 이 밖에 금속 기판(17, 18)을 덮개(12)에 고정하는 고정 볼트(도 9에 도시하는 고정 볼트(44))를 통해 덮개(12)로 방열시킬 수도 있다. 이 경우는, 덮개(12)의 내부에 인서트 너트를 매설하고, 이 인서트 너트를 ECU 하우징(11B)과 열적으로 접속하면 된다.
여기서, 금속 기판(17, 18)은 방열 기능을 높이기 위해서 두께를 두껍게 형성하고 있다. 또한, 이 열적인 접촉을 높이기 위해서 열전도성이 좋은 방열 접착제, 방열 시트, 방열 그리스 등의 방열 기능재가 금속 기판(17, 18)의 외주면과 ECU 하우징(11B)의 내주면의 사이에 개재된다. 또, 이 금속 기판(17, 18)의 두께를 두껍게 한 이유는, 도 9의 설명에서 상세하게 설명하기로 한다.
덮개(12)의 내측에는, 전동 모터를 구동하는 인버터 장치에 사용되는 고압 직류 전원과, 마이크로컴퓨터 등의 제어 회로에 사용되는 저압 직류 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 전원 회로부(14)가 배치된다. 이 전원 회로부(14)는 도 4에 도시한 것과 같이, 알루미늄 등의 열전도성이 좋은 금속으로 이루어지는 금속 기판(17)의 한쪽 면 위에, 콘덴서(19), 코일(20), MOSFET로 이루어지는 스위칭 소자(21), 배터리로부터의 전원 측의 커넥터 단자가 접속되는 전원 측의 커넥터(22), 전력 변환 회로부(15)에 고압 전원을 공급하는 고압 측의 커넥터 단자가 접속되는 고압 측의 커넥터(23), 제어 회로부(16)에 저압 전원을 공급하는 저압 측의 커넥터 단자가 접속되는 저압 측의 커넥터(24) 등의 전기 부품이 실장된다. 금속 기판(17)은, 알루미늄 기판 위에 절연층을 형성하고, 이 절연층 위에 동박으로 이루어지는 배선 패턴을 인쇄하여 구성되고, 이 위에 전기 부품이 배치되어 각각의 전기 부품이 전기적으로 접속된다.
전원 회로부(14)에는, 콘덴서(19)나 코일(20), 커넥터(22~24) 등의 비교적 형상이 큰(=키가 큰) 전기 부품이 사용된다. 또, 커넥터(22, 23)는 프레스피트형의 커넥터이며, 내측을 향해서 탄발성을 구비하고, 이 커넥터(22, 23)에 커넥터 단자를 삽입하는 것만으로 간단하게 상호 접속을 확보할 수 있다.
그리고, ECU 하우징(11B)에는, 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 인버터 제어를 실행하는 전력 변환 회로부(15)가 배치된다. 이 전력 변환 회로부(15)는 전원 회로부(14)의 금속 기판(17)에 대향하도록 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18)을 배치한다. 즉, 도면으로부터 알 수 있는 것과 같이, 전원 회로부(14)의 금속 기판(17)에 대향하여 접촉하는 형태로 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18)이 배치된다.
이 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18)과 전원 회로부(14)의 금속 기판(17)의 대향면(=접촉면)은, 실질적으로 동일한 형상을 구비하, 열이 서로 전해지기 쉽게 이루어진다. 더욱이, 양자 사이에는 열전도성이 좋은 방열 접착제, 방열 시트, 방열 그리스 등의 방열 기능재가 개재된다.
전력 변환 회로부(15)는 도 5에 도시한 것과 같이, 알루미늄 등의 열전도성이 좋은 금속으로 이루어지는 금속 기판(18) 상에, 복수의 MOSFET 혹은 IGBT으로 이루어지는 파워 스위칭 소자(25) 및 이것의 출력용 출력 커넥터(26U, 26V, 26W), 그리고 스위칭 소자(25)를 제어하는 게이트, 드레인, 소스 등의 입력 신호의 입력이나 스위칭 소자(25)의 동작 상황을 제어 회로부(16)에 피드백하기 위한 커넥터 단자(27A~27D) 등이 실장된다. 또한, 전원 회로부(14)로부터 전력의 공급을 받는 인버터 측의 커넥터(28)도 설치된다. 또한, 스위칭 소자(25)는, 전동 모터를 제어하는 6개의 스위칭 소자(25) 이외에 페일 세이프(fail safe)용의 3개의 스위칭 소자(25)도 구비한다.
또한, 출력용의 커넥터(26U, 26V, 26W)는 프레스피트형의 커넥터이며, 내측을 향해서 탄발성을 구비하고, 이 커넥터(26U, 26V, 26W)에 전동 모터에 접속된 버스 바의 커넥터 단자를 삽입하는 것만으로 간단하게 상호 접속을 확보할 수 있다.
금속 기판(18)은, 알루미늄 기판 위에 절연층을 형성하고, 이 절연층 위에 동박으로 이루어지는 배선 패턴을 인쇄하여 구성되며, 이 위에 전기 부품이 배치되어 각각의 전기 부품이 전기적으로 접속된다. 또한, 도 5는 이해하기 쉽게 상술한 전기 부품을 배치한 쪽을 도시하고 있지만, 실제로는 도 3에 있는 것과 같이, 전기 부품이 아래쪽으로 되도록 배치된다.
전력 변환 회로부(15)와 모터 하우징(11A)의 사이에는, 전력 변환 회로부(15)의 스위칭 소자(25)의 스위칭 제어 등을 주된 기능으로 하는 제어 회로부(16)가 배치된다. ECU 하우징(11B)에는, 모터 하우징(11A) 측을 향해서 4개의 수지 기판 부착 보스(29)가 형성되고, 이 수지 기판 부착 보스(29)에 제어 회로부(16)의 수지 기판이 부착 볼트(30)로 고정된다.
제어 회로부(16)는 도 6에 도시한 것과 같이, 합성수지 등으로 이루어지는 수지 기판(31) 상에, 스위칭 소자(25) 등을 제어하는 마이크로컴퓨터(32) 등이 실장된다. 또한, 수지 기판(31) 상에는 마이크로컴퓨터(32)의 주변 회로 등의 전기 부품이 배치되지만, 도 6에서는 생략하고 있다.
수지 기판(31)은 전력 변환 회로부(15)와는 소정의 거리를 두고서 배치되고, 그 사이의 공간에 전력 변환 회로부(15)의 전기 부품이 배치된다. 그리고, 제어 회로부(16)와 전력 변환 회로부(15)는 상술한 커넥터 단자(27A~27D)에 의해서 접속된다.
커넥터 단자(27A~27D)는, 수지 기판(31)과 전력 변환 회로부(15) 사이의 소정 거리를 넘는 길이를 갖는다. 그리고, 커넥터 단자(27A)는 수지 기판(31)의 접속 구멍(33A)에 접속되고, 커넥터 단자(27B)는 접속 구멍(33B)에 접속되며, 커넥터 단자(27C)는 접속 구멍(33C)에 접속되고, 커넥터 단자(27D)는 접속 구멍(33D)에 접속되도록 이루어진다.
또, 제어 기판(31)에 형성한 접속 구멍(33E)에는, 후술하는 덮개(12)의 절연 영역부에 매설한 신호 전송용 및 저압 전원 공급용의 제어 측의 커넥터 단자가 접속된다.
이와 같이, 덮개(12)에서 모터 하우징(11A) 측을 향하여, 전원 회로부(14), 전력 변환 회로부(15) 및 제어 회로부(16)의 순서로 배치된다. 이와 같이 전원 회로부(14)로부터 거리를 두고서 제어 회로부(16)를 배치함으로써, 전원 노이즈를 제거한 후에 제어 회로부(16)에 안정된 전원을 제공할 수 있게 된다.
도 3으로 되돌아가면, 커넥터 배선부가 매설된 덮개(12)는, ECU 하우징(11B)의 개구를 덮는 것으로, 도 2에 도시하는 것과 같이, 축 방향의 외표면에 전력 공급용의 커넥터 단자 형성부(12A), 검출 센서용의 커넥터 단자 형성부(12B), 제어 상태를 외부 기기에 송출하는 제어 상태 송출용의 커넥터 단자 형성부(12C)를 구비한다. 또한, 커넥터 단자 형성부(12B)와 커넥터 단자 형성부(12C)를 일체로 형성하더라도 지장 없는 것이다.
그리고, 이들 커넥터 단자 형성부(12A~12C)를 통해, 도시하지 않은 전원으로부터 전원 회로부(14)에 전력이 공급된다. 마찬가지로 검출 센서의 신호 등이 제어 회로부(16)에 입력된다.
덮개(12)의 구체적인 구성을 도 7에 도시하고 있다. 이 도 7에 있어서, 커넥터 단자 조립체를 겸하는 덮개(12)는 내부에 각종 커넥터 배선부와 그 커넥터 단자를 구비한다.
우선 첫째로, 외부 전원(=차량 탑재 배터리)과 접속되는 커넥터 단자 형성부(12A)와 전원 회로부(14)를 접속하는 전력 공급용의 커넥터 배선부인 전원 커넥터 배선부가 덮개(12)에 매설되고, 선단의 전원 측의 커넥터 단자(34)가 덮개(12)로부터 노출된다. 이 전원 측의 커넥터 단자(34)는 덮개(12)의 옆둘레면(후술하는 ECU 하우징과 시일 영역을 형성하는 면)의 내측에 위치한다. 전원 측의 커넥터 단자(34)는, 전원 회로부(14)의 전원 측의 커넥터(22)에 접속되는 것으로, 전원 측의 커넥터 단자(34)를 프레스피트형의 전원 측의 커넥터(22)에 삽입하는 것만으로 간단하게 접속이 완료된다. 또, 전원 커넥터 배선부에 관해서는 도 11에 도시되어 있다.
이어서, 전원 회로부(14)와 전력 변환 회로부(15)를 접속하는 전력 공급용의 커넥터 배선부인 고압 측의 커넥터 배선부가 덮개(12)에 매설된다. 이 고압 측의 커넥터 배선부의 양끝은, 고압 측의 커넥터 단자(35)와 인버터 측의 커넥터 단자(36)로서 형성되어 덮개(12)로부터 노출된다. 한쪽의 고압 측의 커넥터 단자(35)는 전원 회로부(14)의 고압 측의 커넥터(23)에 접속되고, 다른 쪽의 인버터 측의 커넥터 단자(36)는 전력 변환 회로부(15)의 인버터 측의 커넥터(28)에 접속된다. 마찬가지로, 고압 측의 커넥터 배선부에 관해서는 도 10에 도시되어 있다.
고압 측의 커넥터 단자(35)는, 전원 회로부(14)의 고압 측의 커넥터(23)에 접속되는 것으로, 고압 측의 커넥터 단자(35)를 프레스피트형의 고압 측의 커넥터(23)에 삽입하는 것만으로, 간단하게 접속이 완료된다. 또한, 인버터 측의 커넥터 단자(36)는, 전력 변환 회로부(15)의 인버터 측의 커넥터(28)에 접속되는 것으로, 인버터 측의 커넥터 단자(36)와 인버터 측의 커넥터(28)를 TIG 용접함으로써 접속이 완료된다.
이 고압 측의 커넥터 배선부는, 고압 측의 커넥터 단자(35)와 인버터 측의 커넥터 단자(36)의 사이에서, 그 단면 형상이 인버터 측의 커넥터 단자(36) 쪽이 긴 「ㄷ」자형으로 이루어진다. 이 긴 부분은 덮개(12)를 형성하는 합성수지에 매설되어 고압 측의 절연 영역부(45)로 이루어지고, 이 고압 측의 절연 영역부(45)는, 도 10에 있는 것과 같이 금속 기판(17, 18)의 외주 측의 단부면에 형성한 삽입 관통부를 삽입 관통하여, 전력 변환 회로부(15)까지 연장된다. 여기서, 이 삽입 관통부는 금속 기판(17, 18)의 외주 측에 형성한 「절결」이라도 좋고, 혹은 「삽입 관통 구멍」이라도 좋은 것이다. 또한, 고압 측의 커넥터 배선부를 구성하는 고압 측의 절연 영역부(45)는 금속 기판(17, 18)의 외주 측과 커넥터 덮개(12)의 옆둘레면의 내측의 사이에 위치한다. 이에 관해서는 도 10에서 상세히 설명한다.
이어서, 전원 회로부(14)와 제어 회로부(16)를 접속하는 전력 공급용의 커넥터 배선부인 저압 측의 커넥터 배선부가 덮개(12)에 매설된다. 이 저압 측의 커넥터 배선부의 양끝은, 저압 측의 커넥터 단자(37)와 제어 측의 커넥터 단자(38)로서 형성되어 덮개(12)로부터 노출된다. 한쪽의 저압 측의 커넥터 단자(37)는 전원 회로부(14)의 저압 측의 커넥터(24)에 접속되고, 다른 쪽의 제어 측의 커넥터 단자(38)는 제어 회로부(16)의 접속 구멍(33E)에 접속된다.
또한, 저압 측의 커넥터 배선부에 인접하여, 검출 센서용의 커넥터 단자 형성부(12B), 제어 상태 송출용의 커넥터 단자 형성부(12C)와 접속되는, 신호 전송용의 신호 전송 커넥터 배선부가 덮개(12)에 매설되고, 제어 측의 커넥터 단자(39)가 덮개(12)로부터 노출된다.
마찬가지로, 저압 측의 커넥터 배선부에 관해서는 도 11에 도시되어 있다.
저압 측의 커넥터 단자(37)는, 전원 회로부(14)의 저압 측의 커넥터(24)에 접속되는 것으로, 저압 측의 커넥터 단자(37)를 소켓형의 저압 측의 커넥터(24)에 끼워 맞추는 것만으로 접속이 완료된다. 또한, 제어 측의 커넥터 단자(38) 및 신호 전송용의 제어 측의 커넥터 단자(39)는, 제어 회로부(16)의 접속 구멍(33E)에 접속되는 것으로, 제어 측의 커넥터 단자(38, 39)와 접속 구멍(33E)을 땜납에 의해서 접합함으로써 접속이 완료된다.
상술한 저압 측의 커넥터 배선부와 신호 전송 커넥터 배선부는, 덮개(12)를 형성하는 합성수지에 매설되어 저압 측의 절연 영역부(46)로 이루어지고, 이 저압 측의 절연 영역부(46)는, 도 11에 있는 것과 같이 금속 기판(17, 18)의 외주 측의 단부면에 형성한 삽입 관통부를 삽입 관통하여, 제어 회로부(16)까지 연장된다. 여기서, 이 삽입 관통부는 금속 기판(17, 18)의 외주에 형성한 「절결부」라도 좋고, 혹은 「삽입 관통 구멍」이라도 좋은 것이다. 또한, 저압 측의 커넥터 배선부를 구성하는 저압 측의 절연 영역부(46)는 금속 기판(17, 18)의 외주 측과 커넥터 덮개(12)의 옆둘레면의 내측의 사이에 위치한다. 이것에 관해서는 도 11에서 상세히 설명한다.
도 7로부터 알 수 있는 것과 같이, 덮개(12)의 내주면에는 전원 회로부(14)와 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(17, 18)을 고정하기 위한 금속 기판 부착 보스(43)가 형성된다. 또한 덮개(12)의 내주면에 근접하여, 전원 측의 커넥터 단자(34), 고압 측의 커넥터 단자(35), 인버터 측의 커넥터 단자(36), 저압 측의 커넥터 단자(37), 제어 측의 커넥터 단자(38) 및 신호 전송용의 제어 측의 커넥터 단자(39)가 배치된다.
즉, 전원 회로부(14), 전력 변환 회로부(15) 및 제어 회로부(16)의 각 기판의 외주 측에 치우쳐, 전원 측의 커넥터 단자(34), 고압 측의 커넥터 단자(35), 인버터 측의 커넥터 단자(36), 저압 측의 커넥터 단자(37), 제어 측의 커넥터 단자(38) 및 신호 전송용의 제어 측의 커넥터 단자(39)가 위치하도록 배치된다.
이에 따라, 전원 회로부(14), 전력 변환 회로부(15) 및 제어 회로부(16)를 구성하는 전기 부품을 각 기판의 중앙에 바싹 붙여 배치할 수 있기 때문에, 반경 방향을 향해서 소형화가 가능하게 된다.
또한, 만일 상술한 각 단자부 중의 몇 개를 각 기판의 내주 측으로 통과시키면, 금속 기판(17, 18)에, 이를 위한 삽입 관통부를 형성해야 하지만, 이와 같이 하면, 금속 기판(17, 18)의 방열 통로 단면적이 좁아져 방열이 나빠질 우려가 있다.
이에 대하여, 본 실시예에서는 각 커넥터 단자를 포함한 커넥터 배선부를 금속 기판(17, 18)의 외측에 위치하도록 배치하고 있기 때문에, 금속 기판(17, 18)의 내주 측에 필요 없는 삽입 관통부를 형성하지 않아도 되어, 방열 통로 단면적을 충분히 확보할 수 있다고 하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 실시예에서의 덮개(12)에 있어서는, 전원 회로부(14)에서 전력 변환 회로부(15) 및 제어 회로부(16)로 전력을 공급하는 커넥터 배선부와, 제어 회로부의 입출력 신호를 전송하는 커넥터 배선부를, 합성수지로 이루어지는 커넥터 단자 조립체에 인서트 성형에 의해서 매설함과 더불어, 커넥터 단자 조립체로부터 노출되는 전력을 공급하는 커넥터 배선부 및 신호 전송을 하는 커넥터 배선부의 각각의 커넥터 단자를, 대응하는 전원 회로부, 전력 변환 회로부 및 제어 회로부에 직접적으로 접속하는 구성으로 이루어진다.
이 때문에, 전력 변환 회로부(15)와 제어 회로부(16) 사이의 배선을 제외하고, 각 커넥터 배선부는 여분의 중계 커넥터 부품 등을 이용하지 않고서 직접적으로 각각이 대응하는 커넥터에 접속된다. 따라서, 여분의 중계 부품 등이 필요 없기 때문에, 부품 점수를 저감하여 소형화를 도모할 수 있게 된다. 나아가서는, 커넥터 배선부의 구성이 간단하기 때문에 조립 공수가 늘어나는 것을 억제하여 제품 단가의 상승을 억제할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서는 각 커넥터 단자를 포함한 커넥터 배선부를 금속 기판(17, 18) 및 수지 기판(31)의 외측에 위치하도록 배치하고 있기 때문에, 금속 기판(17, 18)의 내주 측에 필요 없는 삽입 관통부를 형성하지 않으므로, 방열 통로 단면적을 충분히 확보할 수 있다고 하는 효과를 발휘할 수 있게 된다.
또, 도 3에 도시하는 전동 파워 스티어링 장치를 조립하는 순서는 다음과 같다. 우선, 전원 회로부(14)와 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(17, 18)을 대향시켜 고정 볼트(44)를 삽입 관통시키고, 고정 볼트(44)를 덮개(12)에 형성한 금속 기판 부착 보스(43)에 비틀어 넣어, 전원 회로부(14)와 전력 변환 회로부(15)와 덮개(12)를 일체화한다.
이 상태에서, 전원 회로부(14)의 전원 측의 커넥터(22)와 전원 측의 커넥터 단자(34)의 접속이 완료되고, 또한, 고압 측의 커넥터 배선부의 고압 측의 커넥터(23)와 고압 측의 커넥터 단자(35)의 접속이 완료되며, 또한, 저압 측의 커넥터(24)와 저압 측의 커넥터 단자(37)의 접속이 완료된다.
이어서, 이 상태에서 제1 절연 영역부(45)가 전력 변환 회로부(15)로부터 돌출되기 때문에, 여기로부터 노출되는 인버터 측의 커넥터 단자(36)와 인버터 측의 커넥터(28)를 TIG 용접용 토치를 사용하여 접합한다.
이어서, ECU 하우징(11B)을 덮개(12)를 향해서 삽입하여 고정 볼트(13)로 양자를 고정한다. 이 후에 제어 회로부(16)를 고정 볼트(30)에 의해서 수지 기판 부착 보스(29)에 고정하여, 제어 회로부(16)와 ECU 하우징(11B)을 일체화한다.
이 상태에서, 제어 회로부(16)의 수지 기판(31)에 형성한 각 접속 구멍(33A~33E)과, 이것에 대응한 각 커넥터 단자(27A~27D, 38, 39)를 납땜하여 접합한다. 이와 같이 하여 전자 제어 장치(9)가 완성된다.
그리고, ECU 하우징(11B)에 형성된 부착 플랜지를 이용하여, 전자 제어 장치(9)를 모터 하우징(11A)에 고정 볼트에 의해서 고정함으로써, 모터 하우징(11A)과 ECU 하우징(11B)이 일체화된다.
이어서 도 8 내지 도 11을 이용하여 ECU 하우징(11B)에 수납되는 전자 제어 조립체의 구성에 관해서 상세히 설명한다.
도 8은 도 3에 도시하는 A-A면에서 덮개(12)의 방향을 본 도면이며, 전력 변환 회로부(15)의 평면이 도시되어 있다. 전력 변환 회로부(15)의 상세한 구성은 도 5에 도시한 것과 같기 때문에 설명은 생략하지만, 중요한 점은, 금속 기판(18)의 외주 측의 단부면에 형성한 삽입 관통부(40A, 47)가 형성되는 것이다.
삽입 관통부(40A)는 금속 기판(18)의 외주에 형성한 직선형의 절결부이며, 이 삽입 관통부(40A)를 지나 상술한 저압 측의 절연 영역부(46)가 제어 회로부(16) 측까지 연장되어 있다. 이와 같이 직선형의 「절결부」로 한 것은, 저압 측의 절연 영역부(46)를 지나는 배선부의 라인수가 많아, 「절결부」의 면적을 크게 하여 저압 측의 절연 영역부(46)를 삽입 관통시키기 위해서이다. 물론, 금속 기판(17)에도, 도 11에 도시한 것과 같이 금속 기판(18)에 형성한 삽입 관통부(40A)와 일치하는 삽입 관통부(40B)가 형성되는 것은 말할 것도 없다.
마찬가지로, 삽입 관통부(47)는 금속 기판(18)의 외주에 형성한 「절결부」이며, 이 삽입 관통부(47)를 지나 상술한 고압 측의 절연 영역부(45)가 전력 변환 회로부(15) 측으로 연장된다. 물론 금속 기판(17)에도 금속 기판(18)에 형성한 삽입 관통부(47)와 일치하는 삽입 관통부가 형성되는 것은 말할 것도 없다.
이어서 도 8의 B-B면에서 본 전동 파워 스티어링 장치의 단면을 도 9에 기초하여 설명하지만, 이 도 9에서는 전동 모터 부분을 생략하고 있다.
도 9에 있어서, ECU 하우징(11B)과 모터 하우징(11A)은, 각각에 형성한 부착 플랜지에 비틀려져 들어간 복수의 고정 볼트(41)에 의해서 고정된다. 마찬가지로 ECU 하우징(11B)과 덮개(12)는, 각각에 형성한 부착 플랜지에 비틀려져 들어간 복수의 고정 볼트(13)에 의해서 고정된다.
ECU 하우징(11B)의 개구부 내에는, 덮개(12)의 커넥터 단자 형성부(12A~12C)를 제외한 부분이 수납되고, 덮개(12)의 외주면은 ECU 하우징(11B)의 내주면과 밀착되어 있다. 그리고, 그 덮개(12)의 외주면에는 시일 링(42)이 마련된다. 이 시일 링(42)에 의해서, 덮개(12)와 ECU 하우징(11B)의 사이에서 물 등이 침입하는 것을 방지한다.
덮개(12)의 내주에는 전원 회로부(14)와 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(17, 18)을 고정하기 위한 금속 기판 부착 보스(43)가 형성된다. 이 금속 기판 부착 보스(43)는 일반적으로는 4 곳 형성하지만, 본 실시예에서는 도 3에 있는 것과 같이, 1 곳은 생략하고 3 곳에 형성되어 있다. 이 이유는, 가능한 한 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18)의 면적을 작게 하기 위해서와, 고정 볼트의 개수를 저감하기 위해서이다.
전원 회로부(14)의 금속 기판(17)과 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18)에는, 고정 볼트(44)가 삽입 관통하는 삽입 관통 구멍이 형성되고, 고정 볼트(44)를 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18) 측에서 금속 기판 부착 보스(43)에 비틀어 넣음으로써, 전원 회로부(14)의 금속 기판(17)과 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18)을 금속 기판 부착 보스(43)에 강고히 고정하는 구성으로 이루어진다. 더욱이, 금속 기판(17)과 금속 기판(18)은 상호 마주 향해 배치되어, 서로 열의 이동이 가능하게 된다.
도 3에서 설명한 것과 같이, 금속 기판(17, 18)은 전원 회로부(14)와 전력 변환 회로부(15)로부터의 열을 ECU 하우징(11B)으로 방열하는 기능을 구비하고, 이 때문에, ECU 하우징(11B)의 내주 측과 금속 기판(17, 18)의 외주 측은 열적으로 접촉한다. 그리고, 이 열적인 접촉을 높이기 위해서 열전도성이 좋은 방열 접착제, 방열 시트, 방열 그리스 등의 방열 기능재가 금속 기판(17, 18)의 외주면과 ECU 하우징(11B)의 내주면의 사이에 개재된다.
여기서, 본 실시예에서는 금속 기판(17, 18)은 방열 기능을 높이기 위해서, 그 두께를 두껍게 형성하고 있다. 통상은 금속 기판(17, 18)은 알루미늄 합금의 얇은 금속 기판을 사용하지만, 얇은 금속 기판을 사용하면 방열 통로의 단면적이 충분하지 않기 때문에, 얇은 금속 기판 내에서 열이 고이는 현상을 일으킨다. 이 때문에, 전원 회로부(14) 및 전력 변환 회로부(15)의 전기 부품에 열에 의한 악영향을 미치게 할 우려가 커진다.
또한, 얇은 금속 기판의 방열성을 높이기 위해서, 별도 준비한 방열 기체(基體)에 얇은 금속 기판을 고정하는 방식도 있지만, 이 방법이면 방열 기체를 다이캐스트에 의해서 형(型) 성형으로 만들기 때문에 제조 비용이 높고, 금속 기판을 방열 기체에 고정하는 고정 볼트의 개수가 증가하여 부품 점수가 증가한다는 과제가 있다.(단, 본 발명은 이러한 방열 기체를 사용한 것이라도 적용할 수 있다.)
이에 대하여, 본 실시예에서는, 금속 기판(17) 및 금속 기판(18)의 두께를 두껍게 하고, 또한 양자 사이를 방열 기능재에 의해서 열적으로 접속하여, 금속 기판(17)과 금속 기판(18)을 마치 두께가 두꺼운 방열 기체로서 취급하고 있다. 따라서, 금속 기판(17)과 금속 기판(18)에 의해서 방열 통로가 충분히 확보되어 전원 회로부(14) 및 전력 변환 회로부(15)의 전기 부품으로부터의 열을 밀어내는 것이 가능하게 된다.
본 실시예에서는, 종래의 얇은 금속 기판에 대하여 2배 이상의 두께를 갖도록 하고 있다.
일반적으로는 종래의 얇은 금속 기판은 두께가 2 mm 정도이지만, 본 실시예에서는 4 mm~10 mm의 길이로 설정하고 있다. 또한, 금속 기판(17, 18)의 열은 ECU 하우징(11B)에 전해져, ECU 하우징(11B)의 외주면에서 대기로 방열된다.
여기서, 고정 볼트(44)에 의해서 전원 회로부(14)의 금속 기판(17)과 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18)을 결합함으로써, 마치 일체적인 방열 기체로서 전원 회로부(14)와 전력 변환 회로부(15)의 방열 통로를 확대할 수 있고, 나아가서는 고정 볼트의 개수를 저감하여 제품 단가를 내릴 수 있게 된다.
앞서 말한 것처럼, 방열 기체를 사용하면, 다이캐스트에 의해서 형성되는 방열 기체가 필요하고, 각각의 금속 기판과 방열 기체를 결합하기 위한 고정 볼트의 개수가 늘어나고, 방열 그리스와 같은 방열 기능재가 방열 기체의 양면에 필요하므로 부품 점수가 증가한다.
그러나, 본 실시예에 따르면, 금속 기판(17, 18)을 두껍게 하면 되기 때문에, 일부러 다이캐스트에 의한 형 성형에 의해서 방열 기체를 제작할 필요가 없어져, 제조 단가를 낮게 억제할 수 있게 된다. 또한, 방열 기체에 각각의 금속 기판(17, 18)을 고정하기 위한 고정 볼트의 개수나 방열 기능 부재의 설치 부위를 저감할 수 있고, 결과적으로 부품 점수나 조립 공수를 저감할 수 있어, 종합적인 제품 단가의 상승을 억제할 수 있게 된다.
또한, 전원 회로(14)의 금속 기판(17)과 덮개(12)의 내측 저면부의 사이에는, 전원 회로를 구성하는 콘덴서나 코일 등의 형상이 큰 전기 부품을 수납한다. 이들 전기 부품은 형상이 크기 때문에 큰 수납 공간이 필요하다. 그래서 본 실시예에서는, 덮개(12)의 외주면과 ECU 하우징(11B)의 내주면 사이에 형성되는 시일 영역이 긴 것을 이용하여 큰 수납 공간을 형성하고 있다.
즉, 전동 파워 스티어링 장치는 자동차의 엔진룸 내에 배치되므로, 빗길 주행이나 웅덩이가 있는 도로를 주행하는 경우, 빗물이나 웅덩이의 물에 의해서, 전동 파워 스티어링 장치에 물이 묻는 경우가 종종 발생한다. 이 때문에, ECU 하우징(11B)과 덮개(12)의 접촉 영역은 수밀성을 충분히 확보할 필요가 있어, 양자의 시일 영역을 길게 하여, 그 시일 영역에 2개의 시일 링(42)을 배치하고 있다.
이와 같이, 이중으로 시일 링(42)을 설치하기 때문에, 확실한 수밀성을 확보할 수 있음과 더불어, 긴 시일 영역에 의해서, 덮개(12)와 전원 회로부(14)의 금속 기판(17)의 사이에 큰 수용 공간이 형성되어, 큰 전기 부품으로 이루어지는 전원 회로부(14)를 용이하게 수용할 수 있게 된다. 이와 같이, 수밀성을 확보하기 위해서 생기는 공간을 유효하게 이용하여, 큰 전기 부품으로 이루어지는 전원 회로부(14)를 수납하도록 하고 있다.
이에 따라, 축 길이를 가능한 한 짧게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 전원에 접속된 전원 측의 커넥터 단자(34)가, 전원 회로부(14)의 프레스피트형의 전원 측의 커넥터(22)와 대향하여 직접적으로 삽입 접속되는 구성을 취하고 있기 때문에, 조립 작업이 용이하게 된다.
이어서 도 8의 C-C면에서 본 전동 파워 스티어링 장치의 단면을 도 10에 기초하여 설명하지만, 이 도 10에서도 전동 모터 부분을 생략하고 있다.
도 10에 있어서, 덮개(12)의 내측 저면부에서 제어 회로부(16) 측을 향하여 합성수지로 이루어지는 고압 측의 절연 영역부(45)가 연장된다. 이 고압 측의 절연 영역부(45)는 금속 기판(17)의 외주부에 형성한 삽입 관통부(47) 및 금속 기판(18)의 외주부에 형성한 삽입 관통부(48)를 삽입 관통하여 전력 변환 회로부(15)까지 연장된다. 또한, 금속 기판(17, 18)의 삽입 관통부(47, 48)는 금속 기판(17, 18)의 외주면과 덮개의 옆둘레면의 사이에 형성된다.
고압 측의 절연 영역부(45)의 내부에는 고압 측의 커넥터 배선부(49)가 매설되고, 이 고압 측의 커넥터 배선부(49)의 한쪽에는 고압 측의 커넥터 단자(35)가 형성되고, 다른 쪽에는 인버터 측의 커넥터 단자(36)가 형성된다. 이와 같이 고압 측의 절연 영역부(45)에 의해서, 고압 측의 커넥터 배선부(49)와 각각의 금속 기판(17, 18)의 절연을 확보하고 있다.
고압 측의 커넥터 단자(35)와 인버터 측의 커넥터 단자(36)를 포함한 고압 측의 커넥터 배선부(49)는 「ㄷ」자형으로 형성되고, 전원 회로부(14)의 고압 측의 커넥터(23)와 전력 변환 회로부(15)의 인버터 측의 커넥터(28)가 역방향으로 설치되기 때문에, 이들을 서로 접속할 수 있도록 한다.
따라서, 덮개(12)를 ECU 하우징(11B)에 고정하는 경우는, 고압 측의 커넥터 단자(35)를 프레스피트형의 고압 측의 커넥터(23)에 꽂아 넣음으로써 접속하고, 인버터 측의 커넥터 단자(36)를 인버터 측의 커넥터(28)에 TIG 용접함으로써 접속할 수 있다. 또한, 이 때에는 제어 회로부(16)는 설치되어 있지 않고, TIG 용접용 토치를 인버터 측의 커넥터 단자(36)와 인버터 측의 커넥터(28)까지 가깝게 하기가 용이하게 되도록 이루어진다.
본 실시예에서는 고압 측의 커넥터 배선부를 구성하는 고압 측의 절연 영역부(45)를 금속 기판(17, 18) 및 수지 기판(31)의 외측에 위치하도록 배치하고 있기 때문에, 금속 기판(17, 18)의 내주 측에 필요 없는 삽입 관통부를 형성하지 않으므로, 방열 통로 단면적을 충분히 확보할 수 있다는 효과를 발휘할 수 있게 된다.
이어서 도 8의 D-D면에서 본 전동 파워 스티어링 장치의 단면을 도 11에 기초하여 설명하지만, 이 도 11에서도 전동 모터 부분을 생략하고 있다.
도 11에 있어서, 커넥터 단자 형성부(12A)의 내부에는, 외부 전원과 전원 회로부(14)를 접속하는 전원 커넥터 배선부(50)가 매설되고, 전원 커넥터 배선부(50)의 선단의 전원 측의 커넥터 단자(34)가 덮개(12)로부터 노출된다. 이 전원 측의 커넥터 단자(34)는, 전원 회로부(14)의 전원 측의 커넥터(22)에 접속되는 것으로, 전원 측의 커넥터 단자(34)를 프레스피트형의 전원 측의 커넥터(22)에 삽입하는 것만으로 간단하게 접속이 완료된다.
또한, 덮개(12)의 내측 저면부에서 제어 회로부(16) 측을 향하여 합성수지로 이루어지는 저압 측의 절연 영역부(46)가 연장된다. 이 저압 측의 절연 영역부(46)는, 금속 기판(17)에 형성한 삽입 관통부(40A) 및 금속 기판(18)에 형성한 삽입 관통부(40B)를 삽입 관통하여 제어 회로부(16)까지 연장된다. 또한, 금속 기판(17, 18)의 삽입 관통부(40A, 40B)는 금속 기판(17, 18)의 외주면과 덮개의 옆둘레면의 사이에 형성된다.
저압 측의 절연 영역부(46)의 내부에는 저압 측의 커넥터 배선부(51)가 매설되고, 이 저압 측의 커넥터 배선부(51)의 한쪽에는 저압 측의 커넥터 단자(37)가 형성되고, 다른 쪽에는 제어 측의 커넥터 단자(38)가 형성된다. 이와 같이 저압 측의 절연 영역부(46)에 의해서, 저압 측의 커넥터 배선부(51)와 각각의 금속 기판(17, 18)의 절연을 확보하고 있다.
저압 측의 커넥터 단자(37)와 제어 측의 커넥터 단자(38)를 포함한 저압 측의 커넥터 배선부(51)는 「ㄷ」자형으로 형성되어, 전원 회로부(14)의 저압 측의 커넥터(24)와 제어 회로부(16)의 접속 구멍(33E)을 서로 접속할 수 있도록 한다. 따라서, 덮개(12)를 고정하는 경우는, 저압 측의 커넥터 단자(37)를 저압 측의 커넥터(24)에 꽂아 넣음으로써 접속하고, 제어 측의 커넥터 단자(38)를 제어 회로부(16)의 수지 기판(31)의 접속 구멍(33E)에 꽂아 넣어 납땜함으로써 접속할 수 있다. 또한, 이 때에는 제어 회로부(16)의 수지 기판(31)은 고정 볼트(30)에 의해 수지 기판 부착 보스(29)에 고정되고, 이 상태에서 제어 측의 커넥터 단자(38)와 접속 구멍(33E)을 땜납에 의해서 접합할 수 있다.
덮개(12)에는 검출 센서용의 외부 커넥터 단자 형성부(12B), 제어 상태 송출용의 외부 커넥터 단자 형성부(12C)가 설치된다. 그리고, 이들 단자 형성부(12B, 12C)의 신호를 전송하는 신호 전송용 커넥터 배선부(도시하지 않음)가 덮개(12)에 매설되고, 신호 전송용의 제어 측의 커넥터 단자(39)가 덮개(12)로부터 노출된다. 신호 전송용 커넥터 배선부는 절연 영역부(46)에 저압 측의 커넥터 배선부(51)와 함께 매설되며, 제어 회로부(16)의 접속 구멍(33E)과 접속된다.
본 실시예에서는 저압 측의 커넥터 배선부를 구성하는 저압 측의 절연 영역부(46)를 금속 기판(17, 18) 및 수지 기판(31)의 외주 측에 위치하도록 배치하고 있기 때문에, 금속 기판(17, 18)의 내주 측에 필요 없는 삽입 관통부를 형성하지 않으므로, 방열 통로 단면적을 충분히 확보할 수 있다고 하는 효과를 발휘할 수 있게 된다.
또한, 각각의 도면으로부터 알 수 있는 것과 같이, 본 실시예에서는 모터 하우징(11A) 측에서 봤을 때 제어 회로부(16)의 수지 기판(31), 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18), 전원 회로부(14)의 금속 기판(17)의 순서로 배치하고 있다. 이 때문에, 전동 모터로부터의 열은, 금속 기판(17, 18)보다 단열성이 높은 수지 기판(31)에 의해서 차단되기 때문에, 전동 모터로부터 받는 열을 적게 할 수 있다는 효과가 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 금속 기판(17)에 실장되는 전원 회로부(14)와, 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 금속 기판(18)에 실장되는 전력 변환 회로부(15)와, 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 수지 기판(31)에 실장되는 제어 회로부(16)로 분할함으로써, 각 기판에 싣는 전기 부품의 점수를 적게 할 수 있기 때문에, 각 기판의 반경 방향의 크기를 작게 하는 것이 가능하게 된다.
또, 기판을 3 분할한 만큼 축 길이가 연장되게 되는데, 전동 파워 스티어링 장치에서는 그 구조상의 관점에서 축 길이가 조금 연장되더라도 허용되는 것으로, 축 길이가 연장되는 것보다 반경 방향의 체격을 작게 한 쪽이 제품 전체로 봤을 때 장점이 큰 것이다.
또한, 전원 회로부(14)로부터 전력 변환 회로부(15) 및 제어 회로부(16)에 전력을 공급하는 커넥터 배선부와, 제어 회로부의 입출력 신호를 전송하는 커넥터 배선부를, 합성수지로 이루어지는 커넥터 단자 조립체에 인서트 성형에 의해서 매설함과 더불어, 커넥터 단자 조립체로부터 노출되는 고저압 전원을 공급하는 커넥터 배선부 및 신호 전송을 하는 커넥터 배선부의 각각의 커넥터 단자를, 대응하는 전원 회로부, 전력 변환 회로부 및 제어 회로부에 직접적으로 접속하는 구성으로 이루어진다.
이 때문에, 전력 변환 회로부(15)와 제어 회로부(16) 사이의 배선을 제외하고, 각 커넥터 배선부는 여분의 중계 커넥터 부품 등을 이용하지 않고서 직접적으로 각각이 대응하는 커넥터에 접속된다. 따라서, 여분의 중계 부품 등이 필요 없기 때문에, 부품 점수를 저감하여 소형화를 도모할 수 있게 된다. 나아가서는, 커넥터 배선부의 구성이 간단하기 때문에 조립 공수가 늘어나는 것을 억제하여 제품 단가의 상승을 억제할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서는, 금속 기판(17) 및 금속 기판(18)의 두께를 두껍게 하고, 또한 양자 사이를 방열 기능재에 의해서 열적으로 접속하여, 금속 기판(17)과 금속 기판(18)을 두께가 두꺼운 1개의 방열 기체로서 취급하고 있다. 따라서, 금속 기판(17)과 금속 기판(18)에 의해서 방열 통로가 충분히 확보되어 전원 회로부(14) 및 전력 변환 회로부(15)의 전기 부품으로부터의 열을 효율적으로 ECU 하우징(11B)으로 방열할 수 있다.
또한, 고정 볼트(44)에 의해서 전원 회로부(14)의 금속 기판(17)과 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18)을 결합함으로써, 마치 일체적인 방열 기체로서 전원 회로부(14)와 전력 변환 회로부(15)의 방열 통로를 확대할 수 있고, 나아가서는 고정 볼트의 개수를 저감하여 제품 단가를 내릴 수 있게 된다. 더욱이, 본 실시예에 따르면, 금속 기판(17, 18)을 두껍게 하면 되기 때문에, 일부러 다이캐스트에 의한 형 성형에 의해서 방열 기체를 제작할 필요가 없어져, 제조 단가를 낮게 억제할 수 있게 된다.
또한, 형상이 큰 전기 부품을 사용하는 전원 회로부(14)를, 금속 기판(17)과 덮개(12)의 비교적 길이가 긴 시일 영역이 존재하는 수납 공간에 수용하기 때문에, 수납 공간을 유효하게 이용하여 축 길이를 가급적 짧게 하는 것이 가능하게 된다.
더욱이, 전원 측의 커넥터 단자(34), 고압 측의 커넥터 단자(35), 인버터 측의 커넥터 단자(36), 저압 측의 커넥터 단자(37), 제어 측의 커넥터 단자(38) 및 신호 전송용의 제어 측의 커넥터 단자(39)는, 전원 회로부(14), 전력 변환 회로부(15) 및 제어 회로부(16)의 외주 측에 치우쳐 위치하도록 배치된다. 이에 따라, 전원 회로부(14), 전력 변환 회로부(15) 및 제어 회로부(16)를 구성하는 전기 부품을 각 기판의 중앙에 바싹 붙여 배치할 수 있기 때문에, 반경 방향을 향해서 소형화가 가능하게 된다. 또한, 각 커넥터 단자를 금속 기판(17, 18)의 외측에 위치하도록 배치하기 때문에, 금속 기판(17, 18)의 내주 측에 필요 없는 삽입 관통부를 형성하지 않으므로, 방열 통로를 충분히 확보할 수 있다.
또, 상기한 실시예에서는, 전원 회로부(14)의 금속 기판(17)과, 전력 변환 회로부(15)의 금속 기판(18)의 두께를 두껍게 하고, 양 금속 기판(17, 18)을 서로 겹쳐 방열 기체로 했지만, 종래의 얇은 금속 기판을 이용하여 방열을 행하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 전원 회로부와 전력 변환 회로부를 구성하는 전기 부품으로부터 발생하는 열을 방열하기 위해서는, 소정 길이 이상의 두께를 갖는 알루미늄 합금을 방열 기체로서 준비하고, 이 방열 기체를 ECU 하우징 내에 직경 방향으로 위치하도록 배치함과 더불어, 방열 기체의 양면에 전원 회로부와 전력 변환 회로부의 금속 기판을 접합하고, 방열 기체를 ECU 하우징에 결합하여 방열을 행하는 것이다.
즉, 본 실시예의 금속 기판(17, 18)의 두께를 합한 두께(다소의 두께 치수의 차이는 지장 없다)의 알루미늄 합금을 방열 기체로 하고, 이것에 종래 두께의 금속 기판을 접합하여 방열을 행하는 것이다. 이 경우, 방열 기체는 ECU 하우징(11A)과 열적으로 결합할 필요가 있다. 나아가서는 본 실시예와 마찬가지로 방열 기능재에 의해서 방열을 촉진하는 것도 가능하다.
이상 설명한 것과 같이 본 발명에 따르면, 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전원 회로부와, 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전력 변환 회로부와, 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 수지 기판에 실장되는 제어 회로부로 분할함과 함께, 적어도, 전원 회로부에서 전력 변환 회로부 및 제어 회로부로 전력을 공급하는 전력 공급 커넥터 배선부와, 제어 회로부의 입출력 신호를 전송하는 신호 전송 커넥터 배선부를, 합성수지로 이루어지는 커넥터 단자 조립체에 매설하여 금속 기판의 외주 측에 배치함과 더불어, 커넥터 단자 조립체로부터 노출되는 전력 공급 커넥터 배선부 및 신호 전송 커넥터 배선부의 커넥터 단자를, 대응하는 전원 회로부, 전력 변환 회로부 및 제어 회로부의 커넥터에 직접적으로 접속하는 구성으로 했다.
이에 따르면, 전자 제어 장치를 구성하는 전기 부품을 기능별로 3개의 기판에 실장하여 기판의 반경 방향의 크기를 축소할 수 있고, 또한, 각 회로부를 접속하는 커넥터 배선부를 금속 기판의 외주에 위치하도록 배치하여 대응하는 회로부에 직접적으로 접속하기 때문에, 커넥터 단자 조립체의 부품 점수를 저감하여 구성이 간단하게 되고, 나아가서는 금속 기판 자체, 혹은 금속 기판이 고정된 방열 기체의 방열 단면적을 충분히 확보할 수 있다는 효과를 발휘할 수 있다.
또, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형예가 포함된다. 예컨대, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해서 상세히 설명한 것으로, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다. 또한, 어떤 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 더하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 관해서 다른 구성을 추가·삭제·치환하는 것이 가능하다.
이상 설명한 실시형태에 기초한 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치에서는, 예컨대, 이하에 설명하는 양태의 것을 생각할 수 있다.
즉, 상기 전동 구동 장치는, 그 하나의 양태에 있어서, 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 결합되는 ECU 하우징과, 상기 ECU 하우징의 내부에 수용되어 상기 전동 모터를 구동 제어하기 위한 전자 제어 조립체를 구비하는 것인 전동 구동 장치에 있어서, 상기 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전원 회로부와, 상기 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전력 변환 회로부와, 상기 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 수지 기판에 실장되는 제어 회로부로 분할함과 함께, 적어도, 상기 전원 회로부에서 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부로 전력을 공급하는 전력 공급 커넥터 배선부와, 상기 제어 회로부의 입출력 신호를 전송하는 신호 전송 커넥터 배선부를, 합성수지로 이루어지는 커넥터 단자 조립체에 매설하여 상기 각각의 금속 기판의 외주 측에 배치함과 더불어, 상기 커넥터 단자 조립체로부터 노출되는 상기 전력 공급 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부의 커넥터 단자를, 대응하는 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부의 커넥터에 직접적으로 접속하도록 이루어진다.
상기 전동 구동 장치의 바람직한 양태에 있어서, 상기 커넥터 단자 조립체는, 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부가 수납되는 상기 ECU 하우징의 개구부를 막는 덮개를 겸한다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 덮개에서부터 순서대로 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 제어 회로부가 배치됨과 더불어, 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 전기 부품은 금속 기판의 한쪽 면에 실장되고, 상기 각각의 금속 기판의 다른 쪽의 한쪽 면이 서로 대향하여 열적으로 결합되도록 고정된다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전력 공급 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 전력 변환 회로부까지 연장되고, 상기 신호 전송 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 제어 회로부까지 연장된다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전력 공급 커넥터 배선부는 고압 측의 커넥터 배선부와 저압 측의 커넥터 배선부로 이루어지고, 상기 고압 측의 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 전력 변환 회로부에 접속되고, 상기 저압 측의 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판에 형성한 다른 삽입 관통부를 지나 상기 제어 회로부에 접속된다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 고압 측의 커넥터 배선부의 양끝의 단자 이외에는 상기 덮개를 형성하는 합성수지에 매설되어 고압 측의 절연 영역부를 형성함과 더불어, 상기 고압 측의 절연 영역부를 상기 금속 기판의 각각의 상기 삽입 관통부에 위치시키고, 더욱이, 상기 저압 측의 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부의 양끝의 단자 이외에는 상기 덮개를 형성하는 합성수지에 매설되어 저압 측의 절연 영역부를 형성함과 더불어, 상기 저압 측의 절연 영역부를 상기 금속 기판의 각각의 상기 다른 삽입 관통부에 위치시킨다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 고압 측의 커넥터 배선부, 상기 저압 측의 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부는, 상기 전원 회로부의 상기 금속 기판과 상기 전력 변환 회로부의 상기 금속 기판의 외주 측에 배치된다.
또한, 다른 관점에서, 상기 전동 파워 스티어링 장치는, 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 결합되는 ECU 하우징과, 상기 ECU 하우징의 내부에 수용되어 상기 전동 모터를 구동 제어하기 위한 전자 제어 조립체를 구비하는 것인 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 상기 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전원 회로부와, 상기 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전력 변환 회로부와, 상기 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 수지 기판에 실장되는 제어 회로부로 분할함과 함께, 적어도, 상기 전원 회로부에서 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부로 전력을 공급하는 전력 공급 커넥터 배선부와, 상기 제어 회로부의 입출력 신호를 전송하는 신호 전송 커넥터 배선부를, 합성수지로 이루어지는 커넥터 단자 조립체에 매설하여 상기 각각의 금속 기판의 외주 측에 배치함과 더불어, 상기 커넥터 단자 조립체로부터 노출되는 상기 전력 공급 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부의 커넥터 단자를, 대응하는 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부의 커넥터에 직접적으로 접속하도록 이루어진다.
상기 전동 파워 스티어링 장치의 바람직한 양태에 있어서, 상기 커넥터 단자 조립체는, 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부가 수납된 상기 ECU 하우징의 개구부를 막는 덮개를 겸한다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 덮개에서부터 순서대로 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 제어 회로부가 배치됨과 더불어, 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 전기 부품은 금속 기판의 한쪽 면에 실장되고, 상기 각각의 금속 기판의 다른 쪽의 한쪽 면이 서로 대향하여 열적으로 결합되도록 고정된다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전력 공급 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 전력 변환 회로부까지 연장되고, 상기 신호 전송 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 제어 회로부까지 연장된다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 전력 공급 커넥터 배선부는 고압 측의 커넥터 배선부와 저압 측의 커넥터 배선부로 이루어지고, 상기 고압 측의 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 전력 변환 회로부에 접속되고, 상기 저압 측의 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판에 형성한 다른 삽입 관통부를 지나 상기 제어 회로부에 접속된다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 고압 측의 커넥터 배선부의 양끝의 단자 이외에는 상기 덮개를 형성하는 합성수지에 매설되어 고압 측의 절연 영역부를 형성함과 더불어, 상기 고압 측의 절연 영역부를 상기 금속 기판의 각각의 상기 삽입 관통부에 위치시키고, 더욱이, 상기 저압 측의 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부의 양끝의 단자 이외에는 상기 덮개를 형성하는 합성수지에 매설되어 저압 측의 절연 영역부를 형성함과 더불어, 상기 저압 측의 절연 영역부를 상기 금속 기판의 각각의 상기 다른 삽입 관통부에 위치시킨다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 고압 측의 커넥터 배선부, 상기 저압 측의 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부는, 상기 전원 회로부의 상기 금속 기판과 상기 전력 변환 회로부의 상기 금속 기판의 외주 측에 배치된다.

Claims (14)

  1. 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 결합되는 ECU 하우징과, 상기 ECU 하우징의 내부에 수용되어 상기 전동 모터를 구동 제어하기 위한 전자 제어 조립체를 구비하는 것인 전동 구동 장치에 있어서,
    상기 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전원 회로부와, 상기 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전력 변환 회로부와, 상기 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 수지 기판에 실장되는 제어 회로부로 분할함과 함께, 적어도, 상기 전원 회로부에서 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부로 전력을 공급하는 전력 공급 커넥터 배선부와, 상기 제어 회로부의 입출력 신호를 전송하는 신호 전송 커넥터 배선부를, 합성수지로 이루어지는 커넥터 단자 조립체에 매설하여 상기 각각의 금속 기판의 외주 측에 배치함과 더불어, 상기 커넥터 단자 조립체로부터 노출되는 상기 전력 공급 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부의 커넥터 단자를 대응하는 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부의 커넥터에 직접적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 커넥터 단자 조립체는, 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부가 수납되는 상기 ECU 하우징의 개구부를 막는 덮개를 겸하는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 덮개에서부터 순서대로 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 제어 회로부가 배치됨과 더불어, 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 전기 부품은 금속 기판의 한쪽 면에 실장되고, 상기 각각의 금속 기판의 다른 쪽의 한쪽 면이 서로 대향하여 열적으로 결합되도록 고정되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 전력 공급 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 전력 변환 회로부까지 연장되고, 상기 신호 전송 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 제어 회로부까지 연장되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전력 공급 커넥터 배선부는 고압 측의 커넥터 배선부와 저압 측의 커넥터 배선부로 이루어지고, 상기 고압 측의 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 전력 변환 회로부에 접속되고, 상기 저압 측의 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판에 형성한 다른 삽입 관통부를 지나 상기 제어 회로부에 접속되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 고압 측의 커넥터 배선부의 양끝의 단자 이외에는 상기 덮개를 형성하는 합성수지에 매설되어 고압 측의 절연 영역부를 형성함과 더불어, 상기 고압 측의 절연 영역부를 상기 금속 기판의 각각의 상기 삽입 관통부에 위치시키고,
    더욱이, 상기 저압 측의 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부의 양끝의 단자 이외에는 상기 덮개를 형성하는 합성수지에 매설되어 저압 측의 절연 영역부를 형성함과 더불어, 상기 저압 측의 절연 영역부를 상기 금속 기판의 각각의 상기 다른 삽입 관통부에 위치시키는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 고압 측의 커넥터 배선부, 상기 저압 측의 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부는, 상기 전원 회로부의 상기 금속 기판과 상기 전력 변환 회로부의 상기 금속 기판의 외주 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 구동 장치.
  8. 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 결합되는 ECU 하우징과, 상기 ECU 하우징의 내부에 수용되어 상기 전동 모터를 구동 제어하기 위한 전자 제어 조립체를 구비하는 것인 전동 파워 스티어링 장치에 있어서,
    상기 전자 제어 조립체를, 전원의 생성을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전원 회로부와, 상기 전동 모터의 구동을 주된 기능으로 하는 금속 기판에 실장되는 전력 변환 회로부와, 상기 전력 변환 회로부의 제어를 주된 기능으로 하는 수지 기판에 실장되는 제어 회로부로 분할함과 함께, 적어도, 상기 전원 회로부에서 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부로 전력을 공급하는 전력 공급 커넥터 배선부와, 상기 제어 회로부의 입출력 신호를 전송하는 신호 전송 커넥터 배선부를, 합성수지로 이루어지는 커넥터 단자 조립체에 매설하여 상기 각각의 금속 기판의 외주 측에 배치함과 더불어, 상기 커넥터 단자 조립체로부터 노출되는 상기 전력 공급 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부의 커넥터 단자를, 대응하는 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부의 커넥터에 직접적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 커넥터 단자 조립체는, 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 상기 제어 회로부가 수납된 상기 ECU 하우징의 개구부를 막는 덮개를 겸하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 덮개에서부터 순서대로 상기 전원 회로부, 상기 전력 변환 회로부 및 제어 회로부가 배치됨과 더불어, 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 전기 부품은 금속 기판의 한쪽 면에 실장되고, 상기 각각의 금속 기판의 다른 쪽의 한쪽 면이 서로 대향하여 열적으로 결합되도록 고정되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 전력 공급 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 전력 변환 회로부까지 연장되고, 상기 신호 전송 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 제어 회로부까지 연장되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 전력 공급 커넥터 배선부는 고압 측의 커넥터 배선부와 저압 측의 커넥터 배선부로 이루어지고, 상기 고압 측의 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판의 외주 측에 형성한 삽입 관통부를 지나 상기 전력 변환 회로부에 접속되고, 상기 저압 측의 커넥터 배선부는 상기 전원 회로부와 상기 전력 변환 회로부의 각각의 상기 금속 기판에 형성한 다른 삽입 관통부를 지나 상기 제어 회로부에 접속되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 고압 측의 커넥터 배선부의 양끝의 단자 이외에는 상기 덮개를 형성하는 합성수지에 매설되어 고압 측의 절연 영역부를 형성함과 더불어, 상기 고압 측의 절연 영역부를 상기 금속 기판의 각각의 상기 삽입 관통부에 위치시키고,
    더욱이, 상기 저압 측의 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부의 양끝의 단자 이외에는 상기 덮개를 형성하는 합성수지에 매설되어 저압 측의 절연 영역부를 형성함과 더불어, 상기 저압 측의 절연 영역부를 상기 금속 기판의 각각의 상기 다른 삽입 관통부에 위치시키는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 고압 측의 커넥터 배선부, 상기 저압 측의 커넥터 배선부 및 상기 신호 전송 커넥터 배선부는, 상기 전원 회로부의 상기 금속 기판과 상기 전력 변환 회로부의 상기 금속 기판의 외주 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
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