KR20180039540A

KR20180039540A - 브러시레스 모터 및 그것을 탑재한 전동 파워 스티어링 장치 및 차량

Info

Publication number: KR20180039540A
Application number: KR1020167028687A
Authority: KR
Inventors: 도시마사 와다
Original assignee: 닛본 세이고 가부시끼가이샤
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2018-04-18
Also published as: EP3157143A4; BR112016026356A2; US10315686B2; CN108093665B; US20180141583A1; WO2017026023A1; CN108093665A; EP3157143A1; KR102048432B1

Abstract

경량이며 제조도 용이하며, 모터 버스 바 및 ECU 단자의 장착도 포함한 일체 구조의 단자 접속 기구를 구비한 브러시레스 모터 및 그것을 탑재한 전동 파워 스티어링 장치 및 차량을 제공한다. 모터 버스 바 단자 및 ECU 단자를 삽입하고, 볼트·너트로 접속하는 너트 일체형의 단자 접속 기구를 구비한 브러시레스 모터이다.

Description

브러시레스 모터 및 그것을 탑재한 전동 파워 스티어링 장치 및 차량{BRUSHLESS MOTOR, AND ELECTRIC POWER STEERING APPARATUS AND VEHICLE EQUIPPED WITH THE SAME}

본 발명은, 모터 버스 바(bus bar) 단자 및 ECU 단자를 삽입하여 접속하는 너트 일체형의 단자 접속 기구를 구비한 브러시레스 모터 및 그것을 탑재한 전동 파워 스티어링 장치 및 차량에 관한 것이다. 차량에 탑재되는 전동 파워 스티어링 장치는, 적어도 조타 토크에 기초하여 연산된 전류 지령값에 의해, 차량의 조타 시스템에 모터(예를 들면, 브러시레스 모터)에 의한 어시스트력을 부여하는 것이며, 브리지 회로로 이루어지는 인버터에 의해 구동 제어된다.

구동부에 브러시레스 모터를 탑재한 장치로서 전동 파워 스티어링 장치(EPS)가 있고, 전동 파워 스티어링 장치는, 차량의 스티어링 기구(機構)에 모터의 회전력으로 조타 보조력(어시스트력)을 부여하는 것이며, 인버터로부터 공급되는 전력으로 제어되는 모터의 구동력을, 기어 등의 전달 기구에 의해, 스티어링 샤프트 또는 랙축에 조타 보조력을 부여한다. 이러한 종래의 전동 파워 스티어링 장치는, 조타 보조력의 토크를 정확하게 발생시키므로, 모터 전류의 피드백 제어를 행하고 있다. 피드백 제어는, 조타 보조 지령값(전류 지령값)과 모터 전류 검출값과의 차이가 작아지도록 모터 인가 전압을 조정하는 것이며, 모터 인가 전압의 조정은, 일반적으로 PWM(펄스폭 변조) 제어의 듀티의 조정으로 행하고 있고, 모터로서는 내구성(耐久性)이나 보수성이 우수하고, 소음(騷音)이나 노이즈도 적은 브러시레스 모터가 일반적으로 사용되고 있다.

전동 파워 스티어링 장치의 일반적인 구성을 도 1에 나타내어 설명하면, 핸들(1)의 컬럼축(스티어링 샤프트, 핸들축)(2)은 감속부 내의 감속 기어(3), 유니버셜 조인트(4a 및 4b), 피니언 랙(rack) 기구(5), 지지봉(6a, 6b)를 거치고, 또한 허브 유닛(7a, 7b)를 통하여 조향 차륜(8L, 8R)에 연결되어 있다. 또한, 컬럼축(2)에는, 핸들(1)의 조타 토크를 검출하는 토크 센서(10) 및 조타각(操舵角) θ을 검출하는 타각 센서(14)가 형성되어 있고, 핸들(1)의 조타력을 보조하는 모터(20)가 감속 기어(3)를 통하여 컬럼축(2)에 연결되어 있다. 전동 파워 스티어링 장치를 제어하는 컨트롤 유닛(ECU)(30)에는, 배터리(13)로부터 전력이 공급되는 동시에, 점화키(11)를 거쳐 점화키 신호가 입력된다. 컨트롤 유닛(30)은, 토크 센서(10)에 의해 검출된 조타 토크 Th와 차속 센서(12)에 의해 검출된 차속 Vel에 기초하여 어시스트(조타 보조) 지령의 전류 지령값의 연산을 행하고, 전류 지령값에 보상 등을 행한 전압 제어 지령값 Vref에 의해, EPS용 모터(20)에 공급하는 전류를 제어한다.

그리고, 타각 센서(14)는 필수적인 것이 아니고, 설치되어 있지 않아도 되고, 또한 모터(20)에 연결된 리졸버(resolver) 등의 회전 센서로부터 조타각을 취득하는 것도 가능하다.

컨트롤 유닛(30)에는, 차량의 각종 정보를 수수(授受)하는 CAN(Controller Area Network)(40)이 접속되어 있고, 차속 Vel은 CAN(40)로부터 수신하는 것도 가능하다. 또한, 컨트롤 유닛(30)에는, CAN(40) 이외의 통신, 아날로그/디지털 신호, 전파 등을 수수하는 비(非)CAN(41)도 접속되어 있다.

전동 파워 스티어링 장치의 모터(20)의 동력 전달 기구의 예, 및 모터(20) 및 컨트롤 유닛(ECU)(30)의 접속예는 도 2에 나타낸 바와 같이 되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 모터(20)의 출력축(21)은 모터 하우징(22)의 외측으로 연장되어 있고, 모터 요크를 형성하는 모터 하우징(22)은, 로터 등을 구비한 모터 본체를 수용하는 바닥이 있는 대략 원통형의 케이스 본체(23)와, 케이스 본체(23)의 개구측에 장착된 모터 장착부(24)로 구성되어 있다. 모터 장착부(24)는 전체로서 판형으로 형성되고, 그 중앙부의 관통공을 통하여 출력축(21)을 모터 장착부(24)의 외측에 삽통(揷通)하고 있다. 그리고, 모터 장착부(24)를 플랜지형으로 형성해도 된다.

동력 전달 기구(50)는, 웜(51) 및 웜 휠(worm wheel)(52)로 이루어지는 웜 감속 기구를 가지고, 웜 감속 기구와 출력축(21)을 연결하는 연결부(53)를 구비하고 있다. 웜(51)은, 출력축(21)과 동축(同軸)의 웜 샤프트(51A)의 중간부에 설치되고, 웜 휠(52)에 맞물려 있다. 웜 휠(52)의 축심(軸心)에는, 웜 휠(52)과 일체로 회전하는 컬럼축(2)의 어퍼(핸들)측 출력축(2A)이 연결되어 있다. 웜 감속 기구에 의해, 모터(20)의 회전, 즉 출력축(21)의 회전이 감속되어 어퍼측 출력축(2A)에 전달된다.

감속 기구 측의 모터 장착부(54)의 내부 공간은, 모터(20) 측(개구측)을 향해 확개(擴開)되도록 나팔 형상으로 형성되어 있고, 모터 장착부(54)가 모터(20) 측의 모터 장착부(24)에 볼트 고정됨으로써, 모터 장착부(54)의 개구가 폐색(閉塞)된다. 모터 장착부(54)에 모터(20)를 장착한 도 2에 나타낸 상태에서는, 모터 장착부(54)의 내부 공간의 축심에 연결부(53) 및 출력축(21)이 위치하게 되어 있다. 그리고, 모터 장착부(24)를 플랜지형으로 형성한 경우에는, 이에 대응하여, 모터 장착부(54)도 플랜지형으로 형성한다.

또한, 모터(20)와 컨트롤 유닛(ECU)(30) 또는 ECU 기판과는 이격되어 리드선(31)으로 배선되어 있고, 모터(20)는 컨트롤 유닛(ECU)(30)에 의해 리드선(31)을 통하여 구동 제어된다.

이와 같은 전동 파워 스티어링 장치에 있어서도, 모터를 포함하는 전체의 경량화와 컴팩트화가 요청되어 있는 동시에, 모터의 조립성이나 축 정밀도의 향상이 강하게 요구되고 있다.

각 전원 공급 부재 사이의 절연을 확보하면서 각 부품의 조립 작업을 삭감 가능하도록 하고, 외부 전원으로부터 모터로의 전원 공급 구조를 간략화하는 모터 하우징으로서, 예를 들면, 일본 공개특허 제2008-160988호 공보(특허 문헌 1)에 개시된 것이 있다. 특허 문헌 1에 개시된 모터용 절연 하우징(60)은, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 전원 공급 부재(61∼64)가 판두께 방향으로 서로 간격을 두고 절연 적층 배치된 상태로, 인서트 몰드 성형에 의해 하우징 본체(65)에 일체로 형성되고, 하우징 본체(65)에는 전원 공급 부재(61∼63)의 전원 단자(61A∼63A)를 커넥터 단자로 하는 전원 커넥터(66)이 일체로 성형되는 것이 개시되어 있다. 그리고, 전원 공급 부재(61∼64)에는 각각, 코일 단자(67)가 외측으로 돌출되어 설치되어 있다.

일본 공개특허 제2008-160988호 공보 일본 공개특허 제2008-220061호 공보

그러나, 특허 문헌 1의 모터용 절연 하우징에서는, 하우징 본체에 전원 커넥터가 커넥터 단자로서 설치되어 있을뿐이며, ECU 등의 외부 장치와의 접속성을 고려하고 있지 않고, 모터 전체의 컴팩트화, 조립성이나 축 정밀도의 향상에 대해서는 전혀 해결되어 있지 않다.

한편, 제어 장치의 장착 및 교환이 용이하며, 커넥터 단자에 제어 장치의 하중 또는 장착 하중이 가해지지 않는 모터 장치가, 예를 들면, 일본 공개특허 제2008-220061호 공보(특허 문헌 2)에 개시되어 있다. 즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 모터(70)의 모터 하우징(71) 및 제어 장치(80)의 하우징(81)에는, 양자가 서로 일방향으로 삽입 안내되고, 또한 상기 삽입 방향과 직교 방향의 이동을 저지하는 안내 걸어맞춤부(72) 및 피안내 걸어맞춤부(82)가 각각 형성되어 있다. 제어 장치 하우징(81) 및 모터 하우징(71)이, 삽입 안내 방향에 직교하는 방향으로 지지되고, 또는 접합 대향 위치에 이르게 함으로써, 센서 커넥터(83)과 센서 회로 커넥터(73), 및 회로측 모터 코일용 단자(84)와 모터측 모터 코일용 단자(74)를 전기 접속하여, 모터 하우징(71)과 제어 장치 하우징(81)을, 나사 고정 등의 방법으로 일체로 고정하고 있다.

그러나, 특허 문헌 2의 모터 장치는, 모터 버스 바와 제어 장치 접속용 단자를 일체로 한 것이 아니고, 외관 형상이 크고, ECU 등의 외부 장치를 접속한 상태로 한층 더 컴팩트화, 간이화가 요구된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 외관 형상을 소형화하고, 경량이며 제조도 용이하며, 모터 버스 바 및 ECU 단자의 장착도 포함한 일체 구조의 단자 접속 기구를 구비한 브러시레스 모터 및 그것을 탑재한 전동 파워 스티어링 장치 및 차량을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 브러시레스 모터에 관한 것이며, 본 발명의 상기 목적은, 모터 버스 바 단자 및 ECU 단자를 삽입하고, 볼트·너트로 접속하는 너트 일체형의 단자 접속 기구를 구비함으로써 달성된다.

본 발명의 상기 목적은, 상기 단자 접속 기구가 모터 커버의 측면에 브래킷(bracket) 홀더 일체형으로 설치되고, 단자 커버가 착탈할 수 있는 구조로 되어 있거나, 또는 볼트를 삽입하여 상기 모터 버스 바 단자 및 ECU 단자가 일체로 되어 있는 것에 의해, 또는 상기 모터 버스 바 단자 및 ECU 단자에, 상기 볼트에 걸어맞추어지는 나사공 또는 둥근 구멍이 형성되어 있는 것에 의해, 또는 상기 단자 접속 기구가, 상기 모터 버스 바 단자를 삽입하기 위한 긴 형상의 제1 슬릿(slit)을 가지는 동시에, 상기 ECU 단자를 삽입하기 위한 긴 형상의 제2 슬릿을 가지고 있고, 상기 제1 슬릿과 상기 제2 슬릿이 역방향으로 되어 있으므로, 또는 상기 제1 슬릿 및 제2 슬릿이, 모터 축 방향에 대하여 긴 구멍으로 자유도를 가지고, 모터 직경 방향에 대하여 광폭이며 자유도를 가지고, 단자 치수의 불균일을 흡수할 수 있는 구조로 되어 있으므로, 또는 상기 모터 커버가 알루미늄 재료, 혹은 아연 합금, 마그네슘 합금 또는 금속판 재료이며, 상기 모터 커버의 장착에 의해 로터 베어링을 유지한 구조인 것에 의해, 보다 효과적으로 달성된다.

상기 브러시레스 모터로 구동 제어되고, 적어도 조타 토크에 기초하여 연산된 전류 지령값에 의해, 차량의 조타 시스템에 어시스트력을 부여하는 전동 파워 스티어링 장치 및 그것을 탑재한 차량이 달성된다.

본 발명의 브러시레스 모터에 의하면, 알루미늄제, 혹은 아연 합금제 또는 마그네슘 합금제의 모터 하우징을 포함하고, 모터 버스 바 단자 및 ECU 단자를 삽입하고, 볼트·너트로 접속하는 너트 일체형의 단자 접속 기구를 가지고 있으므로, 경량 컴팩트화를 도모하여 조립성의 향상을 도모할 수 있는 동시에, ECU 등의 외부 장치와의 접속을 용이하고 또한 확실하게 행할 수 있다.

상기 브러시레스 모터를 전동 파워 스티어링 장치에 적용함으로써, 경량이며 컴팩트, 신뢰성이 높은 전동 파워 스티어링 장치를 달성할 수 있고, 이러한 전동 파워 스티어링 장치를 차량에 탑재함으로써, 차량의 경량화를 도모할 수 있다.

도 1은 전동 파워 스티어링 장치의 개요를 나타낸 구성도이다.
도 2는 전동 파워 스티어링 장치의 모터와 감속부의 연결 기구의 예 및 컨트롤 유닛(ECU)과의 접속예를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 모터용 절연 하우징의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 4는 전원 공급 부재의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 종래의 모터 장치의 구조예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 관한 모터 하우징의 구조예를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 관한 브러시레스 모터의 조립 전개도이다.
도 8은 본 발명에 관한 브러시레스 모터의 모터 하우징으로의 스테이터(stator) 어셈블리 및 로터 어셈블리를 내장한 상태와, 모터 커버의 상세 구조의 일례를 나타낸 조립 전개도이다.
도 9는 모터 본체에 대한 커버 본체 및 단자 접속 기구의 장착의 상태를 나타낸 조립 전개도이다.
도 10은 커버 본체를 장착한 모터 본체에 대한 커버 부재의 장착의 상태를 나타낸 조립 전개도이다.
도 11은 모터 본체에 대한 단자 커버의 장착의 상태를 나타낸 조립 전개도이다.
도 12는 본 발명에 관한 브러시레스 모터의 외관 사시도이다.
도 13은 본 발명에 관한 브러시레스 모터의 단면(斷面) 구조도이다.
도 14는 전동 파워 스티어링 장치의 모터와 감속부의 연결 기구의 예 및 컨트롤 유닛(ECU)과의 접속예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 관한 브러시레스 모터에 ECU를 장착한 상태를 나타낸 정면도 및 측면도이다.
도 16은 본 발명에 관한 브러시레스 모터(단자 커버 없음)에 ECU를 장착하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 17은 본 발명에 관한 브러시레스 모터에 ECU를 장착하는 상태를 나타낸 상방 사시도이다.
도 18은 본 발명에 관한 브러시레스 모터에 ECU를 장착하는 상태를 나타낸 하방 사시도이다.
도 19는 ECU 단자 및 모터 버스 바 단자의 접속예를 나타낸 구조도이다.
도 20은 본 발명에 관한 단자 접속 기구의 구조예를 나타낸 평면도 및 정면도이다.
도 21은 단자를 접속한 상태를 나타낸 도 20의 X-X 단면도(斷面圖)이다.
도 22는 볼트에 의한 모터 버스 바 단자 및 ECU 단자의 결합 구조를 나타낸 도 20의 Y-Y 단면도이다.

본 발명의 브러시레스 모터는 알루미늄제, 혹은 아연 합금제 또는 마그네슘 합금제의 모터 하우징으로 이루어지고, 모터 커버의 측면에, 모터 버스 바 단자 및 ECU 단자를 삽입하고, 볼트·너트로 접속하는 너트 일체형의 단자 접속 기구를 구비하고 있다. 그러므로, 모터의 경량 컴팩트화를 도모하여 조립성의 향상을 도모할 수 있는 동시에, ECU 등의 외부 장치와의 접속을 용이하고 또한 확실하게 행할 수 있다.

이하에, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서는 알루미늄 다이캐스트에 대하여 설명하지만, 아연 합금 다이캐스트, 마그네슘 합금 다이캐스트에서도 마찬가지로 적용할 수 있다.

도 6은, 본 발명의 브러시레스 모터(100)의 모터 하우징(110)의 구조를 나타내고, 하우징 본체(113)는 원통형의 형상으로, 바닥부는, 중앙부에 모터 출력축이 돌출하는 개구를 가진 평면 구조이며, 바닥부는 모터 전면(前面) 커버(엔드 플레이트)를 겸용하고 있다. 하우징 본체(113)의 상단부(도면 상)에는 ECU 장착용 플랜지(111)가 외측으로 돌출되어 형성되어 있고, 하단부(도면 상)에는 모터 장착용 플랜지(112)가 외측으로 돌출되어, 일체로 설치되어 있다. 모터 하우징(110)은, ECU 장착용 플랜지(111) 및 모터 장착용 플랜지(112)의 일체로 알루미늄 다이캐스트에 의해 주조(鑄造)되어 성형된다.

이와 같은 모터 하우징(110)에 대하여, 도 7에 나타낸 바와 같이, 일방향으로부터 모터 내부 부품을 압입(壓入; press fitting) 또는 수축 끼워맞춤(shrink fit)으로 내장하고, 브러시레스 모터(100)를 조립한다. 즉, 먼저 스테이터 어셈블리(ASSY)(120)를 모터 하우징(110)에 삽입하여 압입 또는 수축 끼워맞추고, 다음에, 모터 하우징(110)에 고정된 스테이터 어셈블리(120) 내에 로터 어셈블리(ASSY)(130)를 삽입하여 압입 또는 수축 끼워맞추고, 마지막으로 알루미늄 재료 또는 금속판 재료의 모터 커버(140)를 장착하여 나사(141) 등으로 스테이터 어셈블리(120)에 고정시킨다. 그리고, 스테이터 어셈블리(120) 및 모터 커버(140)에는 각각 베어링(121, 142)이 형성되어 있고, 로터 어셈블리(130)의 축(131, 132)을 유지하여, 회전하게 되어 있다.

도 8의 (B)는, 모터 하우징(110)에 스테이터 어셈블리(120) 및 로터 어셈블리(130)를 내장한 상태를 나타내고, 도 8의 (A)는 모터 커버(140)의 상세를 나타내고, 모터 커버(140)는, 측면(주위 에지부)에 단자 접속 기구(150)을 구비한 원반형의 커버 본체(140A)와, 중앙부에 베어링(142)을 가지고, 주위 에지부에 긴 형상의 절결부(切缺部)(141A)를 가지는 커버 부재(140B)를 구비하고 있다. 커버 부재(140A)를 커버 본체(140A)에 장착하면, 단자 접속 기구(150)가 정확히 절결부(143)로부터 돌출하고, 도 7에 나타낸 바와 같은 모터 커버(140)의 구조로 된다.

스테이터 어셈블리(120)의 상면부(도면 상)에는, 모터 코일의 코일 단자로 되는 단책형(短冊形)의 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)가 위쪽을 향해 수직 설치되어 있다. 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)에는, 각각 볼트와 나사결합되는 너트[나사공(120Ua,120Va,120Wa)]가 일체로 형성되어 있다. 또한, 모터 커버(140)의 커버 본체(140A)의 주위 에지부에는, 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)와 결합되는 동시에, 외부로부터의 ECU 단자(210U, 210V, 210W)와 결합되는 직육면체형의 절연체(브래킷 홀더)로 이루어지는 단자 접속 기구(150)가 설치되어 있다.

도 9는, 모터 하우징(110)에 스테이터 어셈블리(120) 및 로터 어셈블리(130)를 내장한 모터 본체에 대하여, 커버 본체(140A) 및 단자 접속 기구(150) 장착의 상태를 나타낸 조립 전개도이며, 커버 본체(140)에는 브래킷 홀더가 일체로 결합되고, 단자 커버(150B)가 착탈될 수 있는 구조로 되어 있다. 단자 커버(150B)의 측면에는 둥근 구멍 또는 나사공이 형성되어 있고, 볼트가 관통하도록 되어 있다.

또한, 도 10은, 커버 본체(140A)를 장착한 모터 본체에 대하여, 커버 부재(140B)의 장착 상태를 나타낸 조립 전개도이며, 커버 부재(140B)는 나사(141)에 의해 장착된다. 도 11은, 모터 본체로의 단자 접속 기구(150)에 단자 커버(150B)를 장착하는 모양을 나타내고, 도 12는 단자 커버(150)가 장착된 본 발명에 관한 브러시레스 모터(100)의 외관 사시도이다.

이와 같은 조립 공정에 의해, 도 13에 단면 구조를 나타낸 브러시레스 모터(100)가 얻어지고, 단자 접속 기구(150)가 외측으로 돌출된 구조로 되어 있다. 모터 하우징(110)의 바닥면(전면 커버)의 개구보다 모터 출력축(131)이 돌출되어 있다. 또한, 로터 어셈블리(130)의 축(131 및 132)은, 각각 베어링(142) 및 (121)에 의해 지지되어 회전 가능하게 되어 있다.

본 발명에 관한 브러시레스 모터(100)는, 도 14에 나타낸 바와 같은 형태로, 모터 장착용 플랜지(112)를 통하여 감속부(기어 박스)에 장착되는 동시에, ECU 장착용 플랜지(111)를 통하여 ECU(200)가 브러시레스 모터(100)에 장착된다. 플랜지(111) 및 (112)에 의한 장착은, 볼트나 너트, 나사로 행해도 된다.

도 15는, 브러시레스 모터(100)에 ECU(200)를 장착하는 모양을 정면도 및 측면도로 나타내고, ECU(200)의 바닥면 측(도면 상)에 설치된 지주(支柱)(201, 202)를 통하여 ECU 장착용 플랜지(111)와 연결하고, 단자 접속 기구(150)에 의해 전기적인 접속을 행하게 되어 있다.

도 16∼도 18은, 모터(100)에 ECU(200)를 장착하는 모양을 나타내고, ECU(200)의 바닥면 단부(端部)에는 ECU 단자(210U, 210V, 210W)와, ECU 장착용 지주(201, 202)가 수직 설치되어 있다. 모터(100)에 ECU(200)를 장착할 때는, 지주(201, 202)를 모터 커버(140)의 걸어맞춤공에 걸어맞추는 동시에, ECU 단자(210U, 210V, 210W)를 단자 접속 기구(150)의 소정 위치에 삽입하여 걸어맞춘다.

ECU 단자(210U, 210V, 210W), 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)의 접속 관계는 도 19에 나타낸 바와 같이 되어 있고, 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)의 외측에 너트가 결합되어 있는 예가 도 19의 (A)이며, 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)의 내측에 너트가 결합되어 있는 예가 도 19의 (B)이다. 어느 경우에도, 도전성(導電性) 재료로 이루어지는 볼트에 의해, 나사공 또는 둥근 구멍을 개방하여 ECU 단자를 협지(sandwich)하여, 너트를 통하여 모터 버스 바 단자를 결합시킨다. 이로써, ECU 단자(210U, 210V, 210W)와 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)가 전기적으로 접속되고, 또한 기계적으로 결합된다.

다음에, 단자 접속 기구(150)의 구조 및 단자의 접속에 대하여, 다른 예를 도 20 및 도 21을 참조하여 상세하게 설명한다.

단자 접속 기구(150)는 절연성의 직육면체 형상(브래킷 홀더)이며, 단자 접속 기구(150)에는 가로 방향으로 3상분의 나사를 나각(螺刻)된 동일 형상의 너트공 (151U)(내경 R), (151V)(내경 R), (151W)(내경 R)이 형성되어 있다. 내경 R은, 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)에 형성되어 있는 나사공(120Ua,120Va,120Wa)의 내경과 같도록 되어 있다. 그리고, 너트공(151U, 151V, 151W)에 각각 상하 방향으로 직교하도록, 아래쪽으로부터 삽입되는 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)에 각각 걸어맞추어지는 직사각형의 모터 단자 걸어맞춤홈(152U, 152V, 152W)과, 위쪽으로부터 삽입되는 3상의 ECU 단자에 각각 걸어맞추어지는 직사각형의 ECU 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)이 형성되어 있다. 모터 단자 걸어맞춤홈(152U, 152V, 152W)은 같은 형상이며, 폭은 LD, 길이는 Ld로 되어 있고, ECU 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)은 같은 형상이며, 폭은 LU, 길이는 Lu로 되어 있다. 깊이(높이)는 모두 너트공(151U, 151V, 151W)을 횡단하도록 되어 있다.

모터 단자 걸어맞춤홈(152U, 152V, 152W)의 폭 LD, 길이 Ld는 모두, 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)의 사이즈보다 여유를 가지고 있고, 단자 치수의 불균일을 흡수하게 되어 있다. 또한, ECU 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)의 폭 LU, 길이 Lu는 모두, ECU 단자(210U, 210V, 210W)의 사이즈보다 여유를 가지고 있고, 단자 치수의 불균일을 흡수하게 되어 있다. 따라서, 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)의 모터 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)에의 걸어맞춤, ECU 단자(210U, 210V, 210W)의 ECU 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)에의 걸어맞춤을 모두 원활하게 행할 수 있다.

모터 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)에, 아래쪽으로부터 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)가 삽입되고, ECU 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)에, 위쪽으로부터 ECU 단자(210U, 210V, 210W)가 삽입되고, 그 후, 도 22에 나타낸 바와 같이, 도전재의 볼트(154U, 154V, 154W)에 의해 먼저 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)와 나사결합시키고, 또한 볼트를 체결하고, 볼트(154U, 154V, 154W)의 선단부를 각각 ECU 단자(210U, 210V, 210W)와 접촉시켜 고정시킨다. 이로써, ECU 단자(210U, 210V, 210W)와 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W)를 전기적으로 접속하는 동시에, 기계적으로 고정시킬 수 있다. ECU(200)와 브러시레스 모터(100)를 경량 구조이며 컴팩트하게 일체화할 수 있다.

그리고, 전술한 실시형태에서는, 볼트 삽입의 바로 앞쪽에 모터 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)이 형성되고, 볼트 삽입의 후방측에 ECU 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)이 형성되어 있지만, 바로 앞쪽에 ECU 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)을 형성하고, 후방측에 모터 단자 걸어맞춤홈(153U, 153V, 153W)을 형성해도 된다. 이 경우에는, ECU 단자(210U, 210V, 210W)에 각각 볼트와 나사결합되는 나사공을 형성한다.

또한, 어느 실시형태에서도 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W) 또는 ECU 단자(210U, 210V, 210W) 중 어느 하나에 볼트와 나사결합되는 나사공을 형성하도록 하고 있지만, 양쪽에 동일 직경의 나사공을 형성하고, 볼트가, 모터 버스 바 단자(120U,120V,120W) 및 ECU 단자(210U, 210V, 210W)를 관통하여 결합되도록 해도 된다.

1: 핸들
2: 컬럼축(스티어링 샤프트, 핸들축)
10: 토크 센서
12: 차속 센서
14: 타각 센서
20: 모터
21: 회전 센서
30, 200: 컨트롤 유닛(ECU)
40: CAN
100: 브러시레스 모터
110: 모터 하우징
111: ECU 장착용 플랜지
112: 모터 장착용 플랜지
120: 스테이터 어셈블리(ASSY)
130: 로터 어셈블리(ASSY)
140: 모터 커버
150: 단자 접속 기구

Claims

모터 버스 바 단자 및 ECU 단자를 삽입하고, 볼트·너트로 접속하는 너트 일체형의 단자 접속 기구를 구비한, 브러시레스 모터.
제1항에 있어서,
상기 단자 접속 기구가 모터 커버의 측면에 브래킷 홀더 일체형으로 설치되고, 단자 커버가 착탈될 수 있는 구조로 되어 있는, 브러시레스 모터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
볼트를 삽입하여 상기 모터 버스 바 단자 및 상기 ECU 단자가 일체로 되어 있는, 브러시레스 모터.
제3항에 있어서,
상기 모터 버스 바 단자 및 상기 ECU 단자에, 상기 볼트에 걸어맞추어지는 나사공 또는 둥근 구멍이 형성되어 있는, 브러시레스 모터.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단자 접속 기구가, 상기 모터 버스 바 단자를 삽입하기 위한 긴 형상의 제1 슬릿을 가지는 동시에, 상기 ECU 단자를 삽입하기 위한 긴 형상의 제2 슬릿을 가지고 있고, 상기 제1 슬릿과 상기 제2 슬릿이 역방향으로 되어 있는, 브러시레스 모터.
제5항에 있어서,
상기 제1 슬릿 및 상기 제2 슬릿이, 모터 축 방향에 대하여 긴 구멍으로 자유도를 가지고, 모터 직경 방향에 대하여 광폭이며 자유도를 가지고, 단자 치수의 불균일을 흡수할 수 있는 구조로 되어 있는, 브러시레스 모터.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 커버가 알루미늄 재료, 혹은 아연 합금, 마그네슘 합금 또는 금속판 재료이며, 상기 모터 커버의 장착에 의해 로터 베어링을 유지한 구조인, 브러시레스 모터.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 브러시레스 모터로 구동 제어되고, 적어도 조타 토크에 기초하여 연산된 전류 지령값에 의해, 차량의 조타 시스템에 어시스트력을 부여하는, 전동 파워 스티어링 장치.
볼트를 삽입하여 제8항에 기재된 전동 파워 스티어링 장치를 탑재한, 차량.