KR20070053599A - 전동식 파워 스티어링 장치 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 장치 Download PDF

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츠토무 토미나가
토오루 호오타니
야스시 야마구치
타다유키 후지모토
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 복수의 기판으로 구성되는 제어 장치를, 1장의 다층 금속 기판으로 구성함에 의해, 각 기판을 접속하는 접속 부재가 불필요하게 되고, 장치를 소형화할 수 있으며, 비용을 저감할 수 있음과 함께, 접합의 신뢰성이 향상하는 등의 전동식 파워 스티어링 장치를 얻기 위한 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위한 해결 수단에 있어서, 상기 전동식 파워 스티어링 장치에서는, 파워 본체(20a) 및 제어 본체(20b)가 금속 기판(22)상에 탑재되어 있음과 함께, 파워 본체(20a) 및 제어 본체(20b)가 금속 기판(22)의 배선 패턴(26a 내지 26e) 및 금속 기둥(28a 내지 28d)으로 전기적으로 접속되어 있다.
전동식 파워 스티어링 장치

Description

전동식 파워 스티어링 장치{ELECTRONIC POWER STEERING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 전동식 파워 스티어링 장치를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 전동식 파워 스티어링 장치를 도시한 분해 사시도.
도 3은 도 1의 전동식 파워 스티어링 장치의 제어 장치를 도시한 분해 사시도.
도 4는 도 1의 전동식 파워 스티어링 장치의 금속 기판을 도시한 부분 단면도.
도 5는 도 1의 전동식 파워 스티어링 장치의 변형예인 금속 기판을 도시한 부분 단면도.
도 6은 도 1의 전동식 파워 스티어링 장치의 금속 기판의 일부를 도시한 평면도.
도 7은 도 1의 제어 장치의 부분 단면도.
도 8은 도 1의 제어 장치의 부분 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 관한 전동식 파워 스티어링 장치를 도시한 단면도.
도 10은 도 9의 전동식 파워 스티어링 장치의 제어 장치를 도시한 분해 사시 도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 : 전동 모터 20 : 제어 장치
20a : 파워 본체 20b : 제어 본체
21 : 히트싱크 2Ic : 오목부
22 : 금속 기판 22c : 구멍
24 : 금속판 25 : 방열 절연층
26a 내지 26e : 배선 패턴(도체층) 26eb : 와이어 본딩 패드부
26ep : 패드부 26f : 볼록부
27a 내지 27d : 층간 절연층 28a : 파워 회로용 금속 기둥
28b : 제어 회로용 금속 기둥 28c : 와이어용 금속 기둥
28d : 고정용 금속 기둥 29 : 열전도성 시트(방열재)
30 : 콘덴서 32 : 마이크로 컴퓨터
41 : 도전판 44 : 커넥터
45a : 파워 커넥터 45b : 신호 커넥터
46 : 토오크 센서 커넥터 47 : 커넥터 하우징
47a : 가이드부 47b : 볼록부
48 : 커넥터 프레임 48c : 폴
48d : 가이드 48g : 측부
48h : 오목부 49, 50, 51 : 도전판
49a, 50a, 52a, 53a : 단자 54, 55 : 코일
55a : 코어 55b : 대경부
56 : 콘덴서 66 : 실리콘 접착제(접착성 수지)
80 : 하우징(모터 하우징) 80a : 평면부
hs : 히트 스프레더(방열판) Q1 내지 Q6 : 반도체 스위칭 소자
W : 와이어
기술분야
본 발명은, 차량의 핸들에 대해 보조 토오크를 출력하는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 구동을 제어하는 제어 장치를 구비한 전동식 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
종래기술
종래, 차량의 핸들에 대해 보조 토오크를 출력하는 전동 모터와, 상기 전동 모터를 구동 제어하는 제어 장치를 구비하고, 제어 장치가 전동 모터에 부착되어 있는 전동식 파워 스티어링 장치가 알려져 있다.(예를 들면, 특허 문헌 1 참조)
상기 전동식 파워 스티어링 장치에서는, 전동 모터의 전류를 전환하기 위한 브리지 회로가 탑재된 파워 기판과, 브리지 회로를 제어하기 위한 구동 신호를 생성하는 마이크로 컴퓨터가 탑재된 제어 기판과, 대전류의 배선 패턴을 구성하는 도 전판이 인서트 성형되고 전류 리플을 흡수하기 위한 콘덴서가 탑재된 대전류 기판을 갖고 있다. 그리고, 파워 기판, 대전류 기판 및 제어 기판의 순서로 적층된 3중층 구조로 되어 있다.
특허 문헌 1 : 특허 제3638269호 명세서
상기 전동식 파워 스티어링 장치에서는, 제어 장치의 기판이 파워 기판, 대전류 기판 및 제어 기판의 3개로 구성되고, 파워 기판, 대전류 기판 및 제어 기판의 순서로 적층된 3중층 구조로 되어 있기 때문에, 제어 장치의 높이가 높아지고, 또한 각각의 기판을 접속하는 접속 부재가 필요하게 됨과 함께, 접속 개소가 많아진다.
그 결과, 장치가 대형화하고, 비용이 높아짐과 함께, 전기적 접속의 신뢰성이 저하된다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하는 것을 과제로 하는 것으로서, 파워 기판, 대전류 기판 및 제어 기판을 1장의 기판으로 구성함에 의해, 장치가 소형화됨과 함께 비용이 저감되고, 전기적 접속의 신뢰성이 향상한 전동식 파워 스티어링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 전동식 파워 스티어링 장치는, 차량의 핸들에 대해 보조 토오크를 출력하는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 구동을 제어하는 제어 장치를 구비한 전동식 파워 스티어링 장치로서,
상기 제어 장치는, 상기 핸들에 대해 보조하는 토오크에 응하여 상기 전동 모터의 전류를 전환하기 위한 복수의 반도체 스위칭 소자로 이루어지는 브리지 회로를 갖는 파워 부체와,
상기 핸들의 조타 토오크에 의거하여 상기 브리지 회로를 제어하기 위한 구동 신호를 생성하는 제어 본체와,
금속판에 절연층, 및 배선 패턴이 형성된 도체층이 복수층 교대로 적층되어 구성된 금속 기판과,
상기 금속 기판이 고정된 히트싱크를 구비하고,
상기 파워 본체 및 상기 제어 본체가 같은 상기 금속 기판의 면에 마련되어 있음과 함께, 상기 파워 본체 및 상기 제어 본체가 상기 금속 기판을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
본 발명의 전동식 파워 스티어링 장치에 의하면, 파워 본체 및 제어 본체가 1장의 금속 기판에 탑재되어 있기 때문에, 장치가 소형화됨과 함께 비용이 저감되고, 또한 전기적 접속의 신뢰성이 향상한다.
이하, 본 발명의 각 실시예를 도면에 의거하여 설명하지만, 각 실시예에 있어서, 동일, 또는 상당 부재, 부위에 관해서는 동일 부호를 붙여서 설명한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 전동식 파워 스티어링 장치를 도시한 단면도, 도 2는 도 1의 전동식 파워 스티어링 장치를 도시한 분해 사시도, 도 3은 도 2의 제어 장치(20)를 도시한 분해 사시도이다.
도면에서, 상기 전동식 파워 스티어링 장치의 3상 브러시레스 모터인 전동 모터(1)는, 출력축(2)과, 상기 출력축(2)에 8극의 자극을 갖는 영구자석(3)이 고정된 회전자(4)와, 상기 회전자(4)의 주위에 마련된 고정자(5)와, 출력축(2)의 출력측에 배설되고, 회전자(4)의 회전 위치를 검출하는 회전 위치 센서(6)를 구비하고 있다.
상기 고정자(5)는, 영구자석(3)의 외주에 상대한 12개의 돌극(7)과, 상기 돌극(7)에 장착된 인슐레이터(8)와, 상기 인슐레이터(8)에 권회(卷回)되고, 또한 U, V 및 W의 3상에 접속된 전기자 권선(9)을 갖고 있다. 전기자 권선(9)의 3개의 단부(端部)는, 출력축(2)의 출력측 축선(軸線) 방향으로 늘어난 3개의 권선 단자(10)에 각각 접속되어 있다.
회전 위치 센서(6)는, 리졸버로서, 리졸버용 회전자(6a) 및 리졸버용 고정자(6b)를 갖고 있다. 리졸버용 회전자(6a)의 외경은, 리졸버용 고정자(6b)와 리졸버용 회전자(6a) 사이의 지름 방향 간극의 퍼미언스가 각도로 정현파 형상으로 변화하는 특수 곡선으로 되어 있다. 리졸버용 고정자(6b)에는 여자 코일 및 2조(組)의 출력 코일이 권회되어 있고, 상기 리졸버용 회전자(6a) 및 리졸버용 고정자(Gb) 사이의 지름 방향 간극의 변화를 검출하여 sin 및 cos으로 변화하는 2상(相) 출력 전압을 출력한다.
전동 모터(1)는 감속 기구인 감속 기어(11)에 고정되어 있다. 감속 기어(11)는, 전동 모터(1)의 하우징(12)이 부착된 기어 케이스(13)와, 상기 기어 케이스(13) 내에 마련되고 출력축(2)의 회전을 감속하기 위한 웜 기어(14)와, 상기 웜 기어(14)에 맞물렸던 웜 휠(15)을 갖고 있다.
웜 기어(14)의 전동 모터(1)측의 단부에는 스플라인이 형성되어 있다. 출력축(2)의 감속 기어(11)측의 단부에는 내측에 스플라인이 형성된 커플링(16)이 압입되어 있다. 상기 커플링(16)과 웜 기어(14)의 단부가 스플라인 계합(係合)되어 있고, 전동 모터(1)로부터 감속 기어(11)에 커플링(16)을 통하여 토오크가 전달되도록 되어 있다.
전동 모터(1)의 구동을 제어하는 제어 장치(20)는, 전동 모터(1)의 하우징(12)의 상부에 형성된 도 2에 도시한 브래킷(12a)에 고정되어 있다.
제어 장치(20)는, 상자형상이고 고열전도율인 알루미늄제의 히트싱크(21)와, 상기 히트싱크(21) 내에 마련된 금속 기판(22)과, 히트싱크(21)와 협동하여 내부에 금속 기판(22) 등을 수납한 알루미늄제의 커버(23)와, 커넥터(44)를 갖고 있다.
히트싱크(21), 금속 기판(22) 및 커버(23)는, 전동 모터(1)의 축선 방향과 병행(竝行)으로 장착되어 있다.
도 4는 금속 기판(22)의 단면도로서, 상기 금속 기판(22)은 예를 들면 AGSP(다이와 공업의 등록상표) 기판으로 이루어지고, 알루미늄제의 2㎜의 금속판(24)상에 80㎛의 방열 절연층(25)을 사이에 두고, 배선 패턴(26a)이 35㎛의 구리 패턴으로서 형성되어 있다. 그 위에, 60㎛의 층간 절연층(27a, 27b, 27c, 27d)과 35㎛의 구리의 배선 패턴(26b, 26c, 26d, 26e)이 각각 4층 교대로 적층되어 있다. 따라서, 도체층인 배선 패턴(26a 내지 26e)은 5층으로 구성되어 있다. 그리고, 배선 패턴(26a 내지 26e)은 층간의 파워 회로용 금속 기둥(柱)(펌프)(28a), 제어 회 로용 금속 기둥(28b)으로 각각 접속되어 있다.
최상층의 배선 패턴(26e)에 실장되는 부품의 실장 밀도를 높여서, 금속 기판(22)의 외형 치수를 작게 구성하기 위해서는, 최상층의 배선 패턴(26e)에, 부품 실장 후의 금속 기판(22)을 검사하는 체크 패턴 이외의 배선 패턴을 형성하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 금속 기판(22)상의 실장 부품 사이는, 최상층의 배선 패턴(26e)을 제외한 배선 패턴(26a 내지 26d)의 4층에서 대부분의 배선이 행하여지도록 구성되어 있다.
금속 기판(22)은, 최상층의 절연층(27d)이 다른 절연층(27a 내지 27c)보다 탄성률이 작은 재료로 적층되어 있다. 상기 탄성률이 작은 절연층(27d)은, 자동차의 사용 환경에서 예를 들면 -40℃ 내지 125℃라고 하는 온도 변화에 의해 발생하는 부품의 솔더링부인 솔더링부의 응력을 저감시켜, 부품의 솔더링부의 접합의 신뢰성을 향상시키고 있다.
또한, 금속 기판(22)은, 금속판(24)상의 방열 절연층(25)에는 파워 회로용 금속 기둥체, 제어 회로용 금속 기둥체가 배설되지 않기 때문에, 방열 절연층(25) 자신으로 방열시킬 필요가 있고, 그 때문에 방열 절연층(25)은 절연층(27a 내지 27d)보다도 열전도율이 큰 재료로 구성되어 있다.
금속 기판(22)상에서, 도 3에 도시한 바와 같이 파워 본체(20a)가 전동 모터(1)의 출력측에 탑재되고, 제어 본체(20b)가 반출력측에 탑재되어 있다.
파워 본체(20a)는, 전동 모터(1)의 모터 전류를 전환하기 위한 3상의 브리지 회로를 구성하는 반도체 스위칭 소자(예를 들면 FET)(Q1 내지 Q6), 모터 전류의 리 플을 흡수하는 콘덴서(30), 전동 모터(1)의 전류를 검출하기 위한 션트 저항기(31) 등의 대전류 부품으로 구성되어 있다. 이들의 대전류 부품은, 배선 패턴(26e)상에 솔더링되어 실장되어 있다.
콘덴서(30)의 윗면과 커버(23)의 내벽면과의 사이에는, 고열전도율이며 유연성에 우수한 열전도성 시트(29)가 장착되어 있다.
반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6)의 방열판(히트 스프레더)(hs)과 대향하는 배선 패턴(26a 내지 26e)의 층 사이에는, 파워 회로용 금속 기둥체(柱體)가 금속 기판(22)의 두께 방향으로 직선형상으로 나열하여 형성되어 있다.
층간 절연층(27a, 27b, 27c, 27d)은, 수지 부착 구리박(RCC)을 열 프레스하여 형성되어 있기 때문에, 배선 패턴(26a 내지 26e)의 층 사이의 파워 회로용 금속 기둥체는, 복수개로 분할된 파워 회로용 금속 기둥(28a)으로 구성되어 있다. 파워 회로용 금속 기둥(28a)은, 횡단면의 형상이 원형이고, 수지 부착 구리박의 수지의 유동성이 좋아지기 때문에, 금속 기판(22)의 내부 결함이 저감된다.
또한, 상기 실시예에서는, 파워 회로용 금속 기둥(28a)을 횡단면의 형상이 원형의 범프 구조로 하였지만, 횡단면의 형상이 링형상의 스루홀 구조라도 좋다. 또한, 상기 스루홀의 중공부에 고열전도의 수지를 충전하여도 좋다.
제어 본체(20b)는, 마이크로 컴퓨터(32), 구동 회로(도시 생략) 및 모터 전류 검출 회로(도시 생략)를 포함하는 주변 회로 소자 등의 소전류 부품으로 구성되어 있다. 이들의 소전류 부품은, 배선 패턴(26e)상에 솔더링되어 실장되어 있다.
마이크로 컴퓨터(32)는, 션트 저항기(31)의 일단을 통하여 전동 모터(1)에 흐르는 모터 전류를 검출하기 위한 전류 검출 회로(도시 생략)와, 토오크 센서(도시 생략)로부터의 조타 토오크 신호에 의거하여 보조 토오크를 연산함과 함께 모터 전류 및 회전 위치 센서(6)에서 검출된 회전자(4)의 회전 위치를 피드백하여 보조 토오크에 상당하는 전류를 연산한다. 그리고, 상기 마이크로 컴퓨터(32)는, 브리지 회로의 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6)를 제어하기 위한 구동 신호를 출력하도록 되어 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(32)는, 도시하지 않지만, AD 변환기나 PWM 타이머 회로 등 외에, 주지의 자기 진단 기능을 포함하고, 시스템이 정상적으로 작동하고 있는지의 여부를 항상 자기 진단하고 있고, 이상이 발생하면 모터 전류를 차단하도록 되어 있다.
파워 본체(20a) 및 제어 본체(20b)는, 1장의 금속 기판(22)상에 마련되고, 배선 패턴(26a 내지 26e) 및 파워 회로용 금속 기둥(28a), 제어 회로용 금속 기둥(28b)으로 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 제어 본체(20b)와 파워 본체(20a) 사이의 신호 전달은, 금속 기판(22)에 형성된 배선 패턴(26a 내지 26e) 및 파워 회로용 금속 기둥(28a), 제어 회로용 금속 기둥(28b)을 통하여 행하여진다.
반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6), 콘덴서(30), 션트 저항기(31) 등의 대전류 부품을 갖는 파워 본체(20a)에서는, 파워 회로용 금속 기둥(28a)은, 대전류 부품의 부근에서 열 및 대전류를 통과시킬 필요가 있고, 횡단 면적을 될 수 있는 한 큰 편이 바람직하다.
이에 대해, 제어 본체(20b)에서는, 제어 회로용 금속 기둥(28b)은, 온도 변 화에 의해 부품의 솔더링부에 발생하는 응력을 저감시키기 위해, 횡단 면적을 될 수 있는 한 작은 편이 바람직하다. 그 때문에, 파워 회로용 금속 기둥(28a)의 횡단 면적은, 제어 회로용 금속 기둥(28b)의 횡단 면적보다도 크게 형성되어 있다. 파워 회로용 금속 기둥(28a)은, 횡단면에 있어서 직경 0.7㎜ 이상의 원형이 바람직하고, 제어 회로용 금속 기둥(28b)은, 횡단면에 있어서 직경 0.4㎜ 이하의 원형이 바람직하다.
금속 기판(22)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 최상층의 배선 패턴(26e)에 패드부(26ep)가 형성되고, 상기 패드부(26ep)의 하면과, 최상층으로부터 2층째의 배선 패턴(26d)의 윗면이, 제어 회로용 금속 기둥(28b)으로 접속되어 있다. 패드부(26ep)의 윗면에는 볼록부(26f)가 형성되어 있다. 상기 볼록부(26f)상에 콘덴서(C)가 실장되고, 솔더링되어 패드부(26ep)와 접속되어 있다. 이때, 콘덴서(C)는, 볼록부(26f)에 의해 패드부(26ep)로부터 들어 올려진 상태로 솔더링되어 있고, 볼록부(26f)를 제외한 부분의 솔더층의 두께가 두껍게 형성되어 있다.
따라서, 자동차의 사용 환경에서의 온도 변화에 의해 발생한 부품의 솔더링부의 응력이 저감되고, 솔더링부의 접합의 신뢰성을 향상시키고 있다. 또한, 콘덴서(C) 이외에서 저항 등의 리드 타입이 아닌 부품이라도 좋다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 금속 기판(22)의 최상층의 배선 패턴(26e)에는 직경 300㎛의 알루미늄의 와이어(W)가 와이어 본딩되는 와이어 본딩 패드부(26eb)가 형성되어 있다. 상기 와이어 본딩 패드부(26eb)의 하면은, 최상층으로부터 2층째의 배선 패턴(26d)의 윗면과 와이어용 금속 기둥(28c)으로 접속되어 있 다. 또한, 배선 패턴(26a 내지 26d)의 층 사이에는, 와이어용 금속 기둥(28c)상기 금속 기판(22)의 두께 방향으로 직선형상으로 나열하여 형성되어 있지만, 적어도 와이어 본딩 패드부(26eb)의 하면과, 최상층으로부터 2층째의 배선 패턴(26d)의 윗면과의 사이에, 와이어용 금속 기둥(28c)이 배설될 것이 필요하다.
와이어(W)와 와이어 본딩 패드부(26eb)의 접합은, 와이어 본딩 패드부(26eb)의 하면에서, 와이어용 금속 기둥(28c)과 층간 절연층(27d)에 걸치는 부위를 제외하고 접합된다. 즉, 와이어 본딩 패드부(26eb)의 하면에 층간 절연층(27d)이 형성되는 부위에 와이어(W)가 와이어 본딩된다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 와이어 본딩 패드부(26eb)의 하면에 와이어용 금속 기둥(28c)이 형성되는 부위에 와이어(W)가 와이어 본딩된다.
와이어(W)와 와이어 본딩 패드부(26eb)의 접합부가, 와이어 본딩 패드부(26eb)의 하면에서, 와이어용 금속 기둥(28c)과 층간 절연층(27d)은 경계에 걸쳐 접합되면, 상기 접합부에서 와이어용 금속 기둥(28c)에 대응한 부위와, 층간 절연층(27d)에 대응한 부위에서는, 와이어 본딩의 초음파의 전도가 달라, 접합 강도가 저하된다.
또한, 와이어 본딩 패드부(26eb)로부터 아래에 형성되는 금속 기둥(28c)은, 횡단 면적이 파워 회로용 금속 기둥(28a)과 같아도 좋다.
도 3에 도시한 바와 같이, 금속 기판(22)의 주연부의 6개소에는, 구멍(22c)이 형성되어 있다.
금속 기판(22)은, 상기 구멍(22c)에 나사(70)를 통과하여 히트싱크(21)에 고 정되어 있다. 상기 구멍(22c)의 주위에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 고정용 금속 기둥(28d)이 12개 배설되어 있다. 또한, 고정용 금속 기둥(28d)은, 배선 패턴(26a 내지 26e)의 각 층 사이에도 배설되고, 이들의 고정용 금속 기둥(28d)은 금속 기판(22)의 두께 방향으로 직선형상으로 나열하여 배설되어 있다. 또한, 고정용 금속 기둥(28d)은, 나사(70)의 두부(頭部)의 좌면(座面)의 하측에 배설되고, 나사(70)의 체결에 의한 힘이, 고정용 금속 기둥(28d)에 가하여지도록 되어 있다.
이것은, 탄성률이 작은 절연층(27d), 그 밖의 층간 절연층(27a 내지 27c)을 통하여 나사(70)로 금속 기판(22)을 체결하면, 나사(70)가 느슨해지기 쉽지만, 고정용 금속 기둥(28d)을 통하여 나사(70)로 금속 기판(22)을 체결하면, 나사(70)가 느슨해지기 어렵고, 금속 기판(22)을 히트싱크(21)에 밀착시킬 수 있다.
그 때문에, 금속 기판(22)상의 발열 부품의 발열이 히트싱크(23)를 경유하여 전동 모터(1)의 하우징(12)에 효율 좋게 전도된다.
또한, 고정용 금속 기둥(28d)의 개수는, 물론 12개로 한정되는 것이 아니다. 또한, 고정용 금속 기둥(28d)은, 파워 회로 금속 기둥(28a)과 마찬가지로 원통형상의 스루홀 구조라도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는, 금속판(24)을 알루미늄제로 하였지만, 알루미늄 중에 탄화규소 입자를 분산시킨 AlSiC재라도 좋다. AlSiC재는, 알루미늄보다 비용이 높지만, 재료의 강성도 높기 때문에, 금속판(24)의 두께는 알루미늄보다 얇게 하는 것이 가능하게 되지만, 그 두께는 약 1.4㎜ 내지 1.6㎜의 사이에서 선정하는 것이 바람직하다.
또한, AlSiC재는, 알루미늄보다 열팽창 계수가 작고, 금속 기판(22)상에 솔더링으로 실장된 부품의 솔더 접합의 신뢰성이 향상한다. 금속판(24)에 AlSiC재를 사용한 경우, 히트싱크(21)의 재료도 열팽창 계수가 유사한 AlSiC재가 바람직하다.
프레임(40)에는, 도전판(41, 42)이 절연성 수지에 인서트 성형되어 있고, 도 3에 도시한 바와 같이 전기적으로 접속하는 개소에서는 도전판(41)이 절연성 수지로부터 노출하여 있다. 도전판(41)의 일단으로서 형성된 모터 단자(Mm)는, 히트싱크(21)에 형성된 개구부인 구멍(21a)으로부터 돌출하고, 전동 모터(1)에 삽입되어 권선 단자(10)와 전기적으로 접속되어 있다. 도전판(41)의 타단측에는, 금속 기판(22)의 파워 본체(20a)의 브리지 회로와 와이어 본딩으로 접속하기 위한 패드부(41a)가 절연성 수지로부터 노출하여 형성되어 있다.
도전판(42)의 일단에는, 전원 단자로서의 패드부(42a)가 절연성 수지로부터 노출하여 형성되어 있고, 상기 패드부(42a)는 파워 본체(20a)와 와이어 본딩으로 접속되어 있다.
또한, 프레임(40)에는, 센서 커넥터(43)가 일체로 형성되어 있다. 상기 센서 커넥터(43)는, 회전 위치 센서(6)로부터의 커넥터(도시 생략)와 감합(嵌合)되어 있다. 상기 센서 커넥터(43)에는, 회전 위치 센서(6)로부터의 신호를 마이크로 컴퓨터(32)에 보내기 위한 센서 단자(Sm)가 절연성 수지에 인서트 성형되어 있다.
센서 단자(Sm)의 일단에는, 절연성 수지로부터 노출하여 있고, 상기 노출한 패드부(Smp)는 제어 본체(20b)와 와이어 본딩으로 접속되어 있다.
커넥터(44)는, 차량의 배터리(도시 생략)와 전기적으로 접속되는 파워 커넥 터(45a)와, 외부 배선을 통하여 차량측과 신호가 입출력되는 신호 커넥터(45b)와, 토오크 센서(도시 생략)로부터의 신호가 입출력되는 토오크 센서 커넥터(46)로 구성되어 있다. 파워 커넥터(45a) 및 신호 커넥터(45b)는 일체화되어 차량 커넥터(45)를 형성하고, 상기 차량 커넥터(45)와 토오크 센서 커넥터(46)는 나열하여 배치되어 있다.
또한, 커넥터(44)는, 커넥터 하우징(47)과, 상기 커넥터 하우징(47)에 수납되는 커넥터 프레임(48)으로 구성되고, 히트싱크(21)의 반금속 기판(22)측에 고정되어 있다.
또한, 커넥터(44)는, 히트싱크(21)의 반금속 기판(22)측에 배치되고, 또한 전동 모터(1)의 반출력측인 전동 모터(1)의 후단 부근에 배치되어 있다.
커넥터 하우징(47)은, 파워 커넥터(45a)의 하우징, 신호 커넥터(45b)의 하우징 및 토오크 센서 커넥터(46)의 하우징이 절연성 수지로 일체로 성형되어 있다.
커넥터 프레임(48)은, 일단에 파워 커넥터(45a)의 플러스 단자(49a)가 형성된 도전판(49), 일단에 파워 커넥터(45a)의 마이너스 단자(50a)에 형성된 도전판(50), 그 밖의 배선 패턴을 구성하는 복수의 도전판(51), 일단에 신호 커넥터(45b)의 단자(52a)가 형성된 접속 단자(52) 및 일단에 토오크 센서 커넥터(46)의 단자(53a)가 형성된 접속 단자(53)가 절연성 수지에 인서트 성형되어 있다.
커넥터 프레임(48)은, 파워 커넥터(45a)의 플러스 단자(49a), 마이너스 단자(50a), 신호 커넥터(45b)의 단자(52a), 토오크 센서 커넥터(46)의 단자(53a), 도전판(49, 50, 51)의 전기적으로 접속하는 개소, 및 금속 기판(22)의 제어 본 체(20b)와 와이어 본딩으로 접속되는 패드부(52b, 53b) 등이 절연성 수지로부터 노출하여 있다.
이과 같이, 차량 커넥터(45) 및 토오크 센서 커넥터(46)는, 커넥터 하우징(47) 및 커넥터 프레임(48)에 일체로 구성되어 있다.
커넥터 프레임(48)에는, 파워 본체(20a)의 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6)의 스위칭 동작시에 발생하는 전자 노이즈를 외부로 유출되는 것을 방지하는 코일(54, 55) 및 콘덴서(56)가 마련되고, 커넥터 프레임(48)의 도전판(49, 50, 51)에 접속되어 있다.
또한, 커넥터 프레임(48)에는, 코일 수납부(48a, 48b)가 형성되어 있다. 상기 코일 수납부(48a, 48b)에는, 코일(54, 55)이 차량 커넥터(45)의 단자(49a, 50a, 52a) 및 토오크 센서 커넥터(46)의 단자(53a)와 직각 방향으로 삽입되고, 수납, 지지되어 있다.
도 7은 커넥터 프레임(48)의 주요부 단면도로서, 코일 수납부(48b)의 저면에는, 코일(55)을 계지하기 위한 돌기형상의 폴(爪)(48c) 및 가이드(48d)가 형성되어 있다. 코일(55)은, 축선 방향에 따라 절단한 때의 단면(斷面) 형상이 T자형상의 코어(55a)에 도선이 권회되어 구성되어 있다. 상기 코어(55a)는, 대경부(55b)가 가이드(48d)에 안내되고, 코일 수납부(48b)의 저면까지 삽입된 때에, 계지부인 폴(48c)이 대경부(55b)를 탄성적으로 계지하고, 코일(55)은 커넥터 프레임(48)에 고정된다.
그리고, 코일(54, 55)의 단자(54a, 55c)는, 코일 수납부(48a, 48b)의 저면에 형성된 구멍(48e)을 관통하여 커넥터 프레임(48)으로부터 돌출하고, 절연성 수지로부터 노출한 도전판(49, 50, 51)에 용접되어 전기적으로 접속되어 있다.
도 8은 커넥터 프레임(48)의 주요부 단면도로서, 커넥터 프레임(48)에는, 콘덴서(56)를 수납하는 콘덴서 수납부(48f)가 형성되어 있다. 상기 콘덴서 수납부(48f)에는, 도 3에 도시한 바와 같이 콘덴서(56)가 일렬로 나열하도록 형성되어 있다. 콘덴서 수납부(48f)의 일단측에서는 도전판(49, 50, 51)의 일부가 절연성 수지로부터 노출하여 있고, 상기 노출한 도전판(49, 50, 51)과 콘덴서(56)의 단자가 TIG 용접에 의해 접속되어 있다. 용접부는 일직선상에 배치되어 있기 때문에, TIG 용접의 연속 용접에 의해 접속된다.
커넥터 하우징(47)에는, 커넥터 프레임(48)이 삽입될 때에 각각의 측부(48g)가 삽입되는 가이드부(47a)가 형성되어 있다. 커넥터 프레임(48)이 커넥터 하우징(47)에 완전히 삽입된 상태에서는, 가이드부(47a)와 측부(48g)가 감합되어 있고, 또한 커넥터(44)의 단자(49a, 50a, 52a, 53a)와 커넥터(44)의 하우징이 위치 결정되어 있다.
또한, 커넥터(44)는, 커넥터 하우징(47)에 형성되고 단자(49a, 50a, 52a, 53a)가 삽입된 단자 피삽입부(被揷入部)와, 커넥터 프레임(48)에 형성되고 단자(49a, 50a, 52a, 53a)가 돌출한 단자 돌출부와의 사이에는, 접착성 수지(66)가 충전되어 있다.
즉, 도 8에 도시한 바와 같이, 커넥터 프레임(48)에는, 단자(49a, 50a, 52a, 53a)가 돌출하고 있는 부분에 오목부(48h)가 형성되고, 단자(49a, 50a, 52a, 53a) 가 삽입되는 커넥터 하우징(47)의 입구 부분에 볼록부(47b)가 형성되어 있다. 커넥터 프레임(48)에 커넥터 하우징(47)이 완전히 삽입된 상태에서, 오목부(48h)와 볼록부(47bb)로 형성되는 간극에, 접착성 수지인 실리콘 접착제(66)가 충전되어, 단자(49a, 50a, 52a, 53a)와 커넥터 하우징(47)의 기밀성이 확보된다.
히트싱크(21)에는, 커넥터 프레임(48)이 부착되는 부분에 오목부(21c)가 형성되어 있다. 상기 오목부(21c)와 콘덴서(56)가 대향하여 배치되어 있다. 히트싱크(21)의 오목부(21c)와 콘덴서(56)와의 간극에는 실리콘 접착제(66)가 충전되고, 콘덴서(56)가 히트싱크(21)에 고정되어 있다.
또한, 오목부(48h)와 볼록부(47b)로 형성되는 간극에 실리콘 접착제(66)가 충전될 때, 오목부(21c)와 콘덴서(56)는 간극에 실리콘 접착제(66)가 충전될 때에는, 도 8에 도시한 커넥터(44), 히트싱크(21) 및 커버(23)는 반전(半轉)한 상태에서 충전된다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 전동식 파워 스티어링 장치의 조립 순서에 관해 설명한다.
우선, 전동 모터(1)를 조립하는데, 출력축(2)에 영구자석(3)을 접착 고정 후, 착자기로 8극에 착자하고, 축받이(60)의 내륜을 압입하여 회전자(4)를 형성한다.
다음에, 고정자(5)의 12개의 돌극(7)에 인슐레이터(8)를 사이에 두고 U, V, W의 각 전기자 권선(9)을 전기각(電氣角)으로 120도 위치를 이동하여 권회하고, U, V, W 각 상(相) 각각 4개로 합계 12개의 권선을 형성한다. U상 각 권선의 감기 시 작끼리, 감기 끝끼리를 접속하고, U층의 전기자 권선을 형성한다. 마찬가지로 V층 및 W층의 전기자 권선을 형성하고, U, V 및 W층의 전기자 권선의 감기 끝을 서로 접속하고 중성점으로 한다. U, V 및 W상의 전기자 권선의 감기 시작은 각각 권선 단자(10)에 접속된다.
그 후, 권선된 고정자(5)를 하우징(12)에 삽입하여 고정한다.
다음에, 하우징(12)에 축받이(61)의 외륜을 고정 후, 회전 위치 센서(6)의 고정자(6b)를 고정한다. 그 후, 축받이(61)의 내륜에 회전자(4)의 출력축(2)을 삽입하고, 출력축(2)에 스페이서(62)를 압입한 후축받이(61)의 내륜에 출력축(2)을 고정한다. 또한, 회전 위치 센서(6)의 회전자(6a) 및 커플링(16)을 출력축(2)에 압입하고, 러버 링(63)이 장착된 엔드 커버(64)를 전동 모터(1)의 후단측에서 삽입하고 나사(65)로 하우징(12)에 고정한다.
다음에, 제어 장치(20)의 조립 순서에 관해 설명한다.
우선, 각 전극에 크림 솔더를 도포한 금속 기판(22)상에, 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6), 콘덴서(30) 및 션트 저항기(31) 등의 파워 본체(20a)를 구성하는 부품과, 마이크로 컴퓨터(32) 및 그 주변 회로 소자 등의 제어 본체(20b)를 구성하는 부품을 실장하고, 리플로우 장치를 이용하여, 크림 솔더를 녹여서, 각 상기 부품을 솔더링한다.
또한, 콘덴서(56)를, 커넥터 프레임(48)의 콘덴서 수납부(48f)에 수납하고, 콘덴서(56)의 단자를, 절연성 수지로부터 노출한 도전판(49, 50, 51)과 TIG 용접에 의해 접합한다.
다음에, 코일(54, 55)을 코일 삽입부(48a, 48b)에 삽입한다. 코일(54, 55)이 삽입되면, 단자(54a, 55c)는 코일 수납부(48a, 48b)의 저면에 형성된 구멍(48e)을 관통하여 커넥터 프레임(48)의 반대면에 돌출하고, 단자(54a, 55c)를, 절연성 수지로부터 노출한 도전판(49, 50, 51)과 TIG 용접에 의해 접합한다.
코일(55)의 삽입시, 코어(55a)의 대경부(55b)의 외경이 가이드(48d)에 안내되어, 코일(55)이 코일 수납부(48b)의 저면까지 삽입된 상태에서, 폴(48c)이 대경부(55b)의 빠짐을 방지하고, 코일(55)이 커넥터 프레임(48)에 고정되어 용접된다.
다음에, 코일(54, 55) 및 콘덴서(56)가 접속된 커넥터 프레임(48)을, 나사(67)로, 히트싱크(21)의 외측에 고정한다. 커넥터 프레임(48)의 패드부(52b, 53b)의 양측을, 나사(67)로 히트싱크(21)에 고정하고, 다음 공정이 되는 와이어 본딩에 의한 접속을 확실한 것으로 한다.
히트싱크(21)의 오목부(21c)가 커넥터 프레임(48)에 접속된 콘덴서(56)와 대향하여 배치되고, 히트싱크(21)의 홈(21d) 및 오목부(21c), 커넥터 프레임(48)의 오목부(48h)에 실리콘 접착제(66)를 충전한다. 그 후, 커넥터 하우징(47)의 가이드부(47a)를 커넥터 프레임(48)의 측부(48g)에 삽입하고, 상기 가이드부(47a)에 안내되어 커넥터 하우징(47)이 장착되고, 나사(68)로 히트싱크(21)에 고정한다.
이 상태에서, 가이드부(47a)와 측부(48g)가 감합되기 때문에, 단자(49a, 50a, 52a, 53a)와 커넥터 하우징(47)은 위치 결정이 이루어진다.
또한, 커넥터 프레임(48)의 오목부(48h)와 커넥터 하우징(47)의 볼록부(47b)로 형성되는 간극에, 실리콘 접착제(66)가 채워져서, 단자(49a, 50a, 52a, 53a)와 커넥터 하우징(47)의 기밀성이 확보된다.
또한, 히트싱크(21)의 오목부(21c)와 콘덴서(56)의 간극에 실리콘 접착제(66)가 채워져서, 콘덴서(56)가 히트싱크(23)에 접착 고정된다.
다음에, 히트싱크(21)의 구멍(21a)으로부터 모터 단자(Mm) 및 센서 커넥터(43)를 외측으로 돌출시키도록 프레임(40)을 장착하고, 프레임(40)을 나사(69)로 히트싱크(21)의 내측에 고정한다.
이때, 프레임(40)은, 패드부(41a, Smp)의 양측 및 패드부(42a)의 양측에 배치되는 3개의 나사(69)로 고정된다.
그 후, 부품이 실장된 금속 기판(22)을 나사(70)로 히트싱크(21)에 고정한다. 금속 기판(22)의 네모퉁이와, 파워 본체(20a)를 둘러싸는 위치의 2개소의 합계 6개소에 형성된 구멍(22c)에 나사(70)를 삽입하고, 금속 기판(22)을 히트싱크(21)에 고정한다.
그 후, 프레임(40)의 패드부(41a, Smp, 42a) 및 커넥터 프레임(48)의 패드부(52b, 53b)와 금속 기판(22)의 와이어 본딩 패드부(26eb)를, 직경 300㎛의 알루미늄의 와이어(W)로 와이어 본딩에 의해 전기적으로 접속한다.
그리고, 프리코트 개스킷(71)이 미리 도포되고 경화된 커버(23)를 히트싱크(21)의 개구부에 배치하고, 나사(72)로 히트싱크(21)에 고정한다.
다음에, 제각기 조립된 전동 모터(1) 및 제어 장치(20)를 조립한다.
제어 장치(20)의 히트싱크(21)의 외측에는, 프리코트 개스킷(73)이 미리 도포되고 경화되어 있고, 제어 장치(20)를 전동 모터(1)의 브래킷(12a)에 나사(74)로 고정한다. 이때, 전동 모터(1)와 제어 장치(20)의 이음면이 프리코트 개스킷(73)으로 실 된다.
다음에, 전동 모터(1)의 권선 단자(10)와 제어 장치(20)의 모터 단자(Mm)를, 나사(75)로 고정하여, 전기적으로 접속한다.
최후로, 전동 모터(1)의 회전 위치 센서(6)로부터의 커넥터(도시 생략)를 제어 장치(20)의 센서 커넥터(43)에 감합하고, 전기적으로 접속하여, 전동식 파워 스티어링 장치의 조립이 완료된다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시예 1의 전동식 파워 스티어링 장치에 의하면, 파워 본체(20a) 및 제어 본체(20b)가 금속 기판(22)상에 형성됨과 함께, 파워 본체(20a) 및 제어 본체(20b)가, 금속 기판(22)상의 배선 패턴(26a 내지 26e) 및 파워 회로용 금속 기둥(28a), 제어 회로용 금속 기둥(28b)으로 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 파워 본체(20a)와 제어 본체(20b)를 접속하는 접속 부재가 불필요하게 되고, 장치를 소형화할 수 있고, 비용을 저감할 수 있음과 함께, 접합의 신뢰성의 향상이 도모된다.
또한, 파워 회로는, 파워 본체(20a)와 다층의 배선 패턴(26a, 26b, 26c, 26d, 26e)이 전기적으로 접속되고 구성되어 있기 때문에, 전류가 흐르는 경로가 짧아져서, 전력 로스를 저감할 수 있음과 함께, 전자 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 적어도 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6)가 실장되는 영역의, 특히 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6)의 방열판(히트 스프레더)(hs)과 대향하는 배선 패 턴(26a 내지 26e)의 층 사이에는, 파워 회로용 금속 기둥(28a)상기 금속 기판(22)의 두께 방향으로 직선형상으로 나열하여 형성되어 있기 때문에, 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6)에서 발생한 열이 금속판(24)에 직선적으로 전도하여, 금속 기판(22)의 방열성을 향상시킬 수 있다.
또한, 배선 패턴(26a 내지 26e)의 층간의 파워 회로용 금속 기둥체를 복수개로 분할하고, 그 횡단면이 원형인 원기둥상의 파워 회로용 금속 기둥(28a)으로 하고 있기 때문에, 수지 부착 구리박(RCC)을 열 프레스하여 층간 절연층(27a, 27b, 27c, 27d)을 형성할 때, 수지 부착 구리박의 수지의 유동성이 좋아지고, 금속 기판(22) 내부의 보이드 등의 결함을 저감시킬 수 있고, 금속 기판(22)의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6) 등의 대전류 부품이 실장되는 파워 회로용 금속 기둥(28a)의 횡단면의 면적은, 소전류용의 제어 회로용 금속 기둥(28b)의 면적보다 크게 형성되어 있기 때문에, 파워 본체(20a)의 열 및 대전류를 통과시킬 수 있음과 함께, 온도 변화에 의해 제어 본체(20b)의 소전류 부품의 솔더링부에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있고, 장치의 성능, 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 파워 회로용 금속 기둥(28a)은, 횡단면에 있어서 직경 0.7㎜ 이상의 원형으로 형성되고, 제어 회로용 금속 기둥(28b)은, 횡단면에 있어서 직경 0.4㎜ 이하의 원형으로 형성됨에 의해, 파워 본체(20a)의 열 및 대전류를 유효하게 통과시킬 수 있음과 함께, 온도 변화에 의해 제어 본체(20b)의 부품의 솔더링부에 발생 하는 응력을 저감시킬 수 있고, 장치의 성능, 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속 기판(22)은, 배선 패턴(26a 내지 26e)이 5층으로 구성되고, 최상층의 배선 패턴(26e)에 패드부(26ep)가 형성되어 있음과 함께, 상기 패드부(26ep)의 하면과, 최상층으로부터 2층째의 배선 패턴(26d)의 윗면이, 제어 회로용 금속 기둥(28b)으로 접속되고, 배선 패턴이 2층째로부터 최하층의 5층째의 4층에서 주로 배선되어 있기 때문에, 최상층의 배선 패턴(26e)에 형성되는 배선 패턴이 적어져, 금속 기판(22)의 외형 치수가 작아지고, 장치의 소형화가 도모된다.
또한, 최상층의 배선 패턴(26e)에는, 부품 실장 후의 금속 기판(22)을 검사하는 체크 패턴 이외의 배선 패턴이 형성되어 있지 않기 때문에, 최상층의 배선 패턴(26c)에 실장되는 부품의 실장 밀도가 올라가, 금속 기판(22)의 외형 치수가 작아지고, 장치의 소형화가 도모된다.
또한, 패드부(26ep)의 윗면에는 볼록부(26f)가 형성되어 있고, 상기 볼록부(26f)상에 부품이 실장되고, 솔더링되어 있기 때문에, 볼록부(26f)를 제외한 부분의 솔더층의 두께가 두껍게 형성되고, 온도 변화에 의해 발생하는 부품의 솔더링부의 응력을 저감할 수 있고, 용접부 접합의 신뢰성을 향상할 수 있다.
또한, 금속 기판(22)은, 최상층의 절연층(27d)이 다른 절연층(27a 내지 27c)보다 탄성률이 작은 재료로 적층되어 있기 때문에, 온도 변화에 의해 발생하는 부품의 솔더링부의 응력을, 탄성률이 작은 절연층(27d)으로 저감시킬 수 있고, 장치의 내열성, 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속 기판(22)은, 금속판(24)상의 방열 절연층(25)이, 절연층(27a 내지 27d)보다 열전도율이 큰 재료로 구성되어 있기 때문에, 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6) 등의 발열 부품에서 발생한 열을 작은 열저항으로 금속판(24)에 전도할 수 있고, 금속 기판(22)의 방열성을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속 기판(22)은, 히트싱크(21)에 고정하기 위한 구멍(22c)이 형성되고, 상기 구멍(22c)의 주위에 복수의 고정용 금속 기둥(28d)이 배설되고, 이들의 고정용 금속 기둥(28d)이 배선 패턴(26a 내지 26e)의 층 사이에 배설되어 있음과 함께, 금속 기판(22)의 두께 방향으로 직선형상으로 나열하여 배설되어 있다.
따라서, 나사(70)의 체결력이 나사(70)의 두부의 좌면으로부터 고정용 금속 기둥(28d)에 전달되고, 나사(70)의 두부로부터 히트싱크(21)의 사이에 있어서, 수지층은 방열 절연층(25)만으로 되고, 나사(70)가 느슨해지기 어려워지고 금속 기판(22)을 히트싱크(21)에 밀착시킬 수 있고, 장치의 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속 기판(22)에는, 최상층의 배선 패턴(26e)에 와이어(W)가 와이어 본딩되는 와이어 본딩 패드부(26eb)가 형성되고, 상기 와이어 본딩 패드부(26eb)의 하면과, 최상층으로부터 2층째의 배선 패턴(26d)의 윗면이, 와이어용 금속 기둥(28c)으로 접속되어 있기 때문에, 와이어 본딩시의 초음파 진동이 접합부에 유효하게 전달되어, 와이어 본딩에 의한 접합의 신뢰성을 향상할 수 있다.
또한, 와이어(W)와 와이어 본딩 패드부(26eb)와의 접합은, 와이어 본딩 패드부(26eb)의 하면이 층간 절연층(27d)인 부위에 와이어(W)가 와이어 본딩되거나, 또 는 와이어 본딩 패드부(26cb)의 하면이 금속 기둥(28c)인 부위에 와이어(W)가 와이어 본딩되어 있다.
따라서, 와이어 본딩 패드부(26eb)의 하면에 있어서, 금속 기둥(28c)과 층간 절연층(27d)을 걸치는 영역을 제외하고, 와이어(W)와 와이어 본딩 패드부(26eb)가 접합되어 있기 때문에, 와이어 본딩시의 초음파 진동이 접합부에 유효하게 전달되어, 와이어 본딩에 의한 접합의 신뢰성을 향상할 수 있다.
또한, 금속 기판(22)의 금속판(24)이 알루미늄으로 구성되고, 히트싱크(21)도 마찬가지로 알루미늄으로 구성되어 있기 때문에, 금속 기판(22)상의 발열 부품의 발열이 금속판(24), 히트싱크(21)를 경유하여 전동 모터(1)의 하우징(12)에 전도된다.
따라서, 금속 기판(22)상의 발열 부품의 온도 상승을 억제할 수 있고, 장치의 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속 기판(22)과 히트싱크(21)의 선팽창율이 거의 동일하게 되어, 히트싱크(21)에 고정된 패드부(41a, Smp, 42a)와, 금속 기판(22)상의 패드부 사이의 거리가 온도 변화에 의해 변화하기 어려워진다.
따라서, 이들의 패드부를 접속하는 알루미늄 와이어에 가해지는 변위가 적어지기 때문에, 와이어 본딩에 의한 접합의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속 기판(22)은, 네모퉁이와, 파워 본체(20a)를 둘러싸는 위치의 2개소의 합계 6개소를 나사(70)에 의해 히트싱크(21)에 고정되어 있기 때문에, 파워 본체(20a)의 주위 부근이 히트싱크(21)에 고정되어 있고, 파워 본체(20a)상의 발열 부품의 발열이 금속판(24), 히트싱크(21)를 경유하여 전동 모터(1)의 하우징(12)에 전도된다.
따라서, 파워 본체(20a)상의 발열 부품의 온도 상승을 억제할 수 있고, 장치의 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속 기판(22)이 전동 모터(1)의 축선과 병행으로 배치됨과 함께, 파워 본체(20a)가 전동 모터(1)의 출력측에 배치되고, 제어 본체(20b)가 반출력측에 배치되어 있기 때문에, 파워 본체(20a)로부터의 발열이, 히트싱크(21) 및 전동 모터(1)의 브래킷(12b)을 경유하여 기어 케이스(13)로 방열된다.
따라서, 금속 기판(22)상의 발열 부품의 온도 상승을 억제할 수 있고, 장치의 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 차량의 배터리(도시 생략)와 전기적으로 접속되는 파워 커넥터(45a)와, 외부 배선을 통하여 차량측과 신호가 입출력되는 신호 커넥터(45b)가 일체화되어 구성되어 있기 때문에, 전동식 파워 스티어링 장치를 차량에 탑재한 경우, 차량측의 커넥터가 1개로 되어, 차량측 커넥터의 삽탈 작업이 용이해진다.
또한, 차량측 커넥터의 커넥터 하우징 및 실용 고무 패킹의 개수가 1개로 저감될 수 있기 때문에, 비용의 저감이 도모된다.
또한, 커넥터(44)는, 배선 패턴을 구성하는 도전판(49, 50, 51)이 인서트 성형된 커넥터 프레임(48)과, 상기 커넥터 프레임(48)을 내부에 수납하는 커넥터 하우징(47)으로 구성되고, 상기 도전판(49, 50)은 일단에 플러스 단자(49a) 및 마이너스 단자(50a)가 형성됨과 함께, 도전판(49, 50, 51)은 반도체 스위칭 소자(Q1 내 지 Q6)의 스위칭시에 발생하는 노이즈의 외부 유출을 방지하는 코일(54, 55) 및 콘덴서(56)가 접속되어 있다.
따라서, 전류가 흐르는 경로가 짧아져, 전력 로스를 저감할 수 있음과 함께, 전자 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 커넥터 하우징(47)에, 코일(54, 55) 및 콘덴서(56)가 수납되어 있기 때문에, 장치의 소형화가 도모된다.
또한, 코일(55)은, 코어(55a)의 종방향 단면 형상이 T자로 형성됨과 함께, 커넥터 프레임(48)의 코일 수납부(48b)에 계지부인 폴(48c)이 형성되고, 코어(55a)의 T자의 대경부(55b)가 상기 폴(48a)에 계지되기 때문에, 코일(55)의 단자(55c)가 도전판(51)과 용접되기까지의 동안, 코일(55)을 지지할 수 있고, 공작성의 향상이 도모된다.
또한, 코일(54, 55)은, 차량 커넥터(45)의 단자(49a, 50a)와 직각 방향으로 커넥터 프레임(48)의 코일 수납부(48a, 48b)에 삽입되고, 도전판(49, 50, 51)과 용접에 의해 접속되어 있기 때문에, 전류가 흐르는 경로가 짧아져, 전력 로스를 저감할 수 있음과 함께, 전자 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 코일(54, 55)과 단자(49a, 50a, 52a, 53a)가 직각으로 배치되어 있기 때문에, 장치의 소형화가 도모된다.
또한, 콘덴서(56)는, 커넥터 프레임(48)에 일렬로 배치된 콘덴서 수납부(48f)에 수납되어 있기 때문에, 콘덴서(56)의 삽입이 용이해지고, 공작성의 향상이 도모된다.
또한, 콘덴서 수납부(48f)의 일단측에는 도전판(49, 50, 51)의 일부가 절연성 수지로부터 노출함과 함께, 상기 노출한 도전판(49, 50, 51)과 콘덴서(56)의 단자의 용접부가 일직선상에 배치되어 있기 때문에, 연속 TIG 용접에 의해 도전판(49, 50, 51)과 콘덴서(56)의 단자를 접속할 수 있고, 공작성의 향상이 도모된다.
또한, 커넥터 하우징(47)에는, 커넥터 프레임(48)의 측부(48g)가 삽입되는 가이드부(47a)가 형성되고, 상기 가이드부(47a)가 커넥터 프레임(48)에 커넥터 하우징(47)이 삽입될 때의 안내가 되기 때문에, 커넥터 프레임(48)에 커넥터 하우징(47)을 삽입하는 작업이 용이해지고, 공작성의 향상이 도모된다.
또한, 커넥터(44)는, 커넥터 하우징(47)과, 상기 커넥터 하우징(47)에 수납되는 커넥터 프레임(48)으로 구성되고, 히트싱크(21)의 반금속 기판(22)측에 고정되어 있기 때문에, 제어 장치(20)의 전체 길이를 단축할 수 있고, 장치의 소형화가 도모된다.
또한, 커넥터(44)는, 히트싱크(21)를 끼우고 금속 기판(22)의 반대측에 고정되어 있기 때문에, 신호 커넥터(45b)의 단자(52a) 및 토오크 센서 커넥터(46)의 단자(53a)와, 와이어 본딩된 패드부(52b, 53b)와의 사이의 치수가 짧아져, 접속 단자(52, 53)의 사용하는 재료가 적어지져 비용의 저감이 도모된다.
또한, 커넥터(44)는, 전동 모터(1)의 반출력측인 전동 모터(1)의 후단 부근에 배치되어 있기 때문에, 제어 장치(20)보다 짧은 전동 모터(1)의 후단의 스페이스를 유효하게 이용할 수 있고, 또한, 장치를 위에서 본 때의 투영 면적이 증가하 지 않기 때문에, 장치의 소형화가 도모된다.
또한, 커넥터(44)는, 차량 커넥터(45)와 함께 토오크 센서 커넥터(46)가 형성되어 있기 때문에, 커넥터를 1개소에 통합할 수 있고, 장치의 소형화가 도모된다.
또한, 토오크 센서 커넥터(46)는, 차량 커넥터(45)와 동일한 커넥터 하우징(47) 및 커넥터 프레임(48)으로 구성되어 있기 때문에, 부품 개수를 삭감할 수 있고, 비용을 저감할 수 있음과 함께, 소형화가 도모된다.
또한, 커넥터 프레임(48)에는, 단자(49a, 50a, 52a, 53a)가 돌출하고 있는 부분에 오목부(48h)가 형성됨과 함께, 단자(49a, 50a, 52a, 53a)가 삽입되는 커넥터 하우징(47)의 입구 부분에 볼록부(47b)가 형성되고, 커넥터 프레임(48)에 커넥터 하우징(47)이 완전히 삽입된 상태에서 형성되는 오목부(48h)와 볼록부(47b)의 간극에, 실리콘 접착제(66)가 충전되어 있다. 따라서, 상기 실리콘 접착제(66)에 의해 단자(49a, 50a, 52a, 53a)와 커넥터 하우징(47)의 기밀성이 확보되고, 장치의 내수성의 향상이 도모된다.
또한, 히트싱크(21)에는, 커넥터 프레임(48)이 부착되는 부분에 오목부(21c)가 형성됨과 함께, 상기 오목부(21c)와 커넥터 프레임(48)의 콘덴서(56)가 대향하여 배치되고, 히트싱크(21)의 오목부(21c)와 콘덴서(56)의 간극에 실리콘 접착제(66)가 충전되어 있기 때문에, 콘덴서(56)가 히트싱크(21)에 고정되어, 장치의 내진성의 향상이 도모된다.
또한, 전류의 리플을 흡수하는 콘덴서(30)의 상부와, 알루미늄제의 커버(23) 의 내측과의 사이에, 고열전도이며 유연성에 우수한 방열재인 열전도성 시트(29)가 장착되어 있기 때문에, 콘덴서(30)로부터 발생하는 열이, 금속 기판(22)에 더하여 커버(23)에서도 방열되어, 콘덴서(29)의 온도 상승을 억제할 수 있음과 함께, 콘덴서(29)의 내구성이 향상한다.
또한, 콘덴서(30)의 상부가, 커버(23)의 내측과의 사이에, 유연성에 우수한 열전도성 시트(29)가 장착되어 있기 때문에, 콘덴서(30)의 상부의 진동이 억제되고, 진동에 대한 내력(耐力)이 향상하고, 장치의 신뢰성이 향상한다.
실시예 2
도 9는 본 발명의 실시예 2에 관한 전동식 파워 스티어링 장치를 도시한 단면도, 도 10은 도 9의 제어 장치(20)를 도시한 분해 사시도이다.
이 실시예에서는, 실시예 1의 전동 모터(1)의 하우징(12)과 제어 장치(20)의 히트싱크(21)가 일체화되어, 하우징(80)으로서 구성되어 있다.
다른 구성은 실시예 1의 전동식 파워 스티어링 장치의 구성과 마찬가지이다.
이 실시예에서는, 하우징(80)은, 전동 모터(1)의 축선과 병행한 측면에 평면부(80a)가 형성되고, 상기 평면부(80a)에 금속 기판(22)이 배치되고, 나사(70)로 고정되어 있다. 프레임(40)은 하우징(80)에 나사(70)로 고정되어 있다.
모터 단자(Mm) 및 센서 커넥터(43)는, 하우징(80)에 형성된 구멍(80b)에 삽입되고, 모터 단자(Mm)는 권선 단자(10)와 접속되고, 센서 커넥터(43)는 회전 위치 센서(6)로부터의 커넥터(도시 생략)와 접속되어 있다.
또한, 커넥터(44)는, 하우징(80)의 평면부(80a)의 반대측에 부착되어 있다. 그리고, 하우징(80)에는, 커넥터 프레임(48)이 부착되는 부분에 오목부(80d)가 형성되고, 상기 오목부(80d)와 커넥터 프레임(48)에 접속된 콘덴서(56)와의 간극에 실리콘 접착제(66)가 충전되고, 콘덴서(56)가 하우징(80)에 고정되어 있다.
이 실시예 2의 조립 순서에서는, 전동 모터(1)의 조립까지는 실시예 1과 마찬가지이다.
코일(54, 55) 및 콘덴서(56)가 접속된 커넥터 프레임(48)을, 전동 모터(1)가 조립된 하우징(80)에 나사(67)로 고정한다.
그리고, 하우징(80)의 홈(80e) 및 오목부(80d), 커넥터 프레임(48)의 오목부(48h)에 각각 실리콘 접착제(66)를 충전하고, 커넥터 하우징(47)을 나사(68)로 하우징(80)에 고정한다.
다음에, 프레임(40)을 나사(69)로 하우징(80)에 고정하고, 그 후, 부품이 실장된 금속 기판(22)을 나사(70)로 하우징(80)에 고정한다.
다음에, 프레임(40)의 패드부(41a, Smp, 42a) 및 커넥터 프레임(48)의 패드부(52b, 53b)와 금속 기판(22)을, 알루미늄 와이어로 와이어 본딩에 의해 접속하고, 프리코트 개스킷(71)이 미리 도포되고 경화된 커버(23)를 하우징(80)의 개구부에 배치하고, 하우징(80)에 나사(72)로 고정한다.
최후로, 전동 모터(1)의 권선 단자(10)와 모터 단자(Mm)를 나사(75)로 고정함과 함께, 회전 위치 센서(6)로부터의 커넥터(도시 생략)를 센서 커넥터(43)에 감합하여 전동식 파워 스티어링 장치의 조립이 완료된다.
이 실시예 2의 전동식 파워 스티어링 장치에 의하면, 실시예 1의 전동 모 터(1)의 하우징(12)과, 제어 장치(20)의 히트싱크(21)가 일체화되고, 하우징(80)으로 구성되어 있기 때문에, 히트싱크(21), 나사(74) 및 프리코트 개스킷(73) 등의 부품이 불필요하게 되어, 이들의 부품을 조립하는 조립 공수도 삭감되기 때문에, 장치의 비용을 저감할 수 있다.
또한, 전동 모터(1)와 제어 장치(20)가 제각각인 경우에 필요하였던 브래킷(12a) 등이 없고, 나사(74)를 체결하기 위한 툴 스페이스를 확보할 필요가 없기 때문에, 장치의 소형화가 도모된다.
또한, 전동 모터(1)와 제어 장치(20)는 부착면에, 프리코트 개스킷(73), 간극과 같은 열전도를 저해하는 것이 없기 때문에, 금속 기판(22)상의 발열 부품의 발열이 금속판(24)을 경유하여 전동 모터(1)의 하우징(80)에 전도된다. 따라서, 금속 기판(22)상의 발열 부품의 온도 상승을 억제할 수 있고, 장치의 내열성 및 내구성을 향상할 수 있다.
또한, 상기한 실시예에서는, 영구자석(3)의 극 수를 8극, 고정자(5)의 돌극 수를 12개로 하였지만, 상기 조합으로 한정되는 것이 아니라, 다른 극 수와 돌극 수의 조합이라도 좋다.
또한, 전동식 파워 스티어링 장치는, 엔진 룸 장착이고, 방수성을 확보하기 위해, 프리코트 개스킷(71, 73)을 장착하고, 실리콘 접착제(66)로 실 한 것으로 하였지만, 차실 내 장착이라도 좋고, 상기 경우는 프리코트 개스킷(71, 73), 실리콘 접착제(66)를 제외한 것으로 하여도 좋다.
또한, 금속 기둥(28a, 28b, 28c, 28d)을 원기둥으로 하였지만, 금속 기 둥(28a, 28b, 28c, 28d)을 구리의 후도금과 에칭에 의해 형성한 경우 등에서는 머리를 자른 원추체로 되기 때문에, 금속 기둥(28a, 28b, 28c, 28d)의 축방향 단면이 사다리꼴 형상이라도 좋다.
또한, 금속 기판(22)의 금속판(24)을 알루미늄이나 AlSiC재로 하였지만, 구리 등의 다른 금속판이라도 좋다.
또한, 회전 위치 센서(6)는 리졸버를 이용하고 있지만, 리졸버로 한정되는 것이 아니라, 자기 저항 소자, 홀 소자 또는 홀 IC 등 다른 자기 검출 소자를 이용한 것이라도 좋다.
또한, 전동 모터(1)는 브러시레스 모터로 한정된 것이 아니고, 인덕션 모터 또는 스위치 트리액턴스 모터(SR 모터)라도 좋다.
본 발명의 전동식 파워 스티어링 장치에 의하면, 파워 본체 및 제어 본체가 1장의 금속 기판에 탑재되어 있기 때문에, 장치가 소형화됨과 함께 비용이 저감되고, 또한 전기적 접속의 신뢰성이 향상한다.

Claims (45)

  1. 차량의 핸들에 대해 보조 토오크를 출력하는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 구동을 제어하는 제어 장치를 구비한 전동식 파워 스티어링 장치로서,
    상기 제어 장치는, 상기 핸들에 대해 보조하는 토오크에 응하여 상기 전동 모터의 전류를 전환하기 위한 복수의 반도체 스위칭 소자로 이루어지는 브리지 회로를 갖는 파워 본체와,
    상기 핸들의 조타 토오크에 의거하여 상기 브리지 회로를 제어하기 위한 구동 신호를 생성하는 제어 본체와,
    금속판에 절연층 및 배선 패턴이 형성된 도체층이 복수층 교대로 적층되어 구성된 금속 기판과,
    상기 금속 기판이 고정된 히트싱크를 구비하고,
    상기 파워 본체 및 상기 제어 본체가 같은 상기 금속 기판의 면에 마련되어 있음과 함께, 상기 파워 본체 및 상기 제어 본체가 상기 금속 기판을 통하여 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  2. 차량의 핸들에 대해 보조 토오크를 출력하는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 구동을 제어하는 제어 장치를 구비한 전동식 파워 스티어링 장치로서,
    상기 제어 장치는, 상기 핸들에 대해 보조하는 토오크에 응하여 상기 전동 모터의 전류를 전환하기 위한 복수의 반도체 스위칭 소자로 이루어지는 브리지 회 로를 갖는 파워 본체와,
    상기 핸들의 조타 토오크에 의거하여 상기 브리지 회로를 제어하기 위한 구동 신호를 생성하는 제어 본체와,
    금속판에 절연층 및 배선 패턴이 형성된 도체층이 복수층 교대로 적층되어 구성된 금속 기판과,
    상기 금속 기판이 고정된 히트싱크와,
    상기 차량의 전원과 전기적으로 접속되는 파워 커넥터와,
    외부 배선을 통하여 신호가 입출력되는 신호 커넥터를 구비하고,
    상기 파워 커넥터 및 상기 신호 커넥터가, 적어도 일체로 형성된 1개의 커넥터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  3. 차량의 핸들에 대해 보조 토오크를 출력하는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 구동을 제어하는 제어 장치를 구비한 전동식 파워 스티어링 장치로서,
    상기 제어 장치는, 상기 핸들에 대해 보조하는 토오크에 응하여 상기 전동 모터의 전류를 전환하기 위한 복수의 반도체 스위칭 소자로 이루어지는 브리지 회로를 갖는 파워 본체와,
    상기 핸들의 조타 토오크에 의거하여 상기 브리지 회로를 제어하기 위한 구동 신호를 생성하는 제어 본체와,
    금속판에 절연층 및 배선 패턴이 형성된 도체층이 복수층 교대로 적층되어 구성된 금속 기판과,
    상기 금속 기판에 탑재되고, 상기 전류의 리플을 흡수하는 콘덴서와,
    상기 금속 기판이 고정된 히트싱크와,
    상기 히트싱크와 협동하여 내부에 상기 금속 기판 및 상기 콘덴서를 격납한 커버를 구비하고,
    상기 커버가 고열전도율의 금속재료로 구성되어 있음과 함께, 상기 커버와 상기 콘덴서의 사이에, 고열전도의 방열재가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  4. 차량의 핸들에 대해 보조 토오크를 출력하는 전동 모터와, 상기 전동 모터의 구동을 제어하는 제어 장치를 구비한 전동식 파워 스티어링 장치로서,
    상기 전동 모터는, 모터 하우징을 가지며,
    상기 제어 장치는, 상기 핸들에 대해 보조하는 토오크에 응하여 상기 전동 모터의 전류를 전환하기 위한 복수의 반도체 스위칭 소자(Q1 내지 Q6)로 이루어지는 브리지 회로를 갖는 파워 본체와,
    상기 핸들의 조타 토오크에 의거하여 상기 브리지 회로를 제어하기 위한 구동 신호를 생성하는 제어 본체와,
    금속판에 절연층 및 배선 패턴이 형성된 도체층이 복수층 교대로 적층되어 구성된 금속 기판과,
    상기 금속 기판이 고정된 히트싱크를 구비하고,
    상기 모터 하우징은, 상기 히트싱크와 일체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  5. 제 1항, 제 3항, 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량의 전원과 전기적으로 접속되는 파워 커넥터와,
    외부 배선을 통하여 신호가 입출력되는 신호 커넥터를 구비하고,
    상기 파워 커넥터 및 상기 신호 커넥터가, 적어도 일체로 형성된 1개의 커넥터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  6. 제 1항, 제 2항, 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기판에 탑재되고, 상기 전류의 리플을 흡수하는 콘덴서와,
    상기 히트싱크와 협동하여 내부에 상기 금속 기판 및 콘덴서를 격납한 커버를 구비하고,
    상기 커버가 고열전도율의 금속재료로 구성됨과 함께, 상기 커버와 상기 콘덴서의 사이에, 고열전도의 방열재가 장착된 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  7. 제 1항, 제 2항, 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전동 모터는, 모터 하우징을 가지며,
    이 모터 하우징이, 상기 히트싱크와 일체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  8. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 반도체 스위칭 소자가 실장된 영역에 있어서, 각 상기 도체층 사이는, 상기 금속 기판의 두께 방향으로 직선형상으로 나열한 파워 회로용 금속 기둥체로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 파워 회로용 금속 기둥체는, 상기 반도체 스위칭 소자의 방열판과 대면하는 영역에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 파워 회로용 금속 기둥체는, 복수개로 분할된 파워 회로용 금속 기둥으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 파워 회로용 금속 기둥은, 원기둥형상 또는 원통형상인 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 파워 회로용 금속 기둥은, 상기 제어 본체에 있어서 상기 도체층과 접속된 제어 회로용 금속 기둥보다도 횡단 면적이 큰 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 파워 회로용 금속 기둥은, 직경이 0.7㎜ 이상으로 형성되어 있고, 상기 제어 회로용 금속 기둥은, 직경이 0.4㎜ 이하로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 실장 부품과 솔더링된 패드부가 상기 히트싱크로부터 가장 떨어진 최외측 도체층의 표면에 마련되고, 상기 패드부와, 상기 최외측 도체층과 인접한 인접 도체층이 상기 제어 회로용 금속 기둥 또는 상기 파워 회로용 금속 기둥으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 패드부의 표면에 볼록부가 마련되고, 상기 볼록부에 상기 실장 부품이 솔더링되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  16. 제 1항 내지 제 4항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 도체층이 5층 이상으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  17. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 최외측 도전층의 절연층이 타층의 절연층보다도 탄성률이 작은 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  18. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 금속판상의 방열 절연층이 타층의 절연층보다도 열전도율이 큰 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  19. 제 1항 내지 제 4항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 히트싱크에 고정하기 위한 구멍이 형성되고, 상기 구멍의 주위에서는, 각 상기 도체층 사이는, 상기 금속 기판의 두께 방향으로 직선형상으로 나열한 고정용 금속 기둥으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  20. 제 1항 내지 제 4항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 와이어(W)가 와이어 본딩에 의해 접합되는 와이어 본딩 패드부가 상기 히트싱크로부터 가장 떨어진 최외측 도체층의 표면에 형성되고, 상기 와이어 본딩 패드부와, 적어도 상기 최외측 도체층과 인접한 인접 도체층이 와이어용 금속 기둥으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 와이어(W)와 접속된 상기 와이어 본딩 패드부의 접속부가, 상기 와이어용 금속 기둥 또는 상기 절연층에 대향한 영역인 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  22. 제 1항 내지 제 4항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 금속판이 알루미늄으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  23. 제 1항 내지 제 4항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히트싱크는, 알루미늄으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  24. 제 1항 내지 제 4항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 적어도 상기 파워 본체의 주변부가 상기 히트싱크에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  25. 제 1항 내지 제 4항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 금속판이 알루미늄 중에 탄화규소 입자를 분산시킨 AlSiC재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  26. 제 1항 내지 제 4항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히트싱크는, 알루미늄 중에 탄화규소 입자를 분산시킨 AlSiC재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  27. 제 25항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 금속판의 두께가 약 1.4㎜ 내지 1.6㎜인 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  28. 제 1항 내지 제 4항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항, 제 27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기판은, 상기 전동 모터의 축선과 병행으로 배치되어 있고, 상기 파워 본체가 상기 전동 모터의 출력측에 배치되고, 상기 제어 본체가 반출력측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  29. 제 2항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항, 제 27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터는, 도전판에 의해 배선 패턴을 구성하고, 단부에 단자가 형성된 상기 도전판이 인서트 성형된 커넥터 프레임 및 상기 커넥터 프레임을 수납한 커넥터 하우징으로 구성되고, 상기 도전판에는, 상기 반도체 스위칭 소자의 스위칭시에 발생하는 노이즈의 외부 유출을 방지하는, 코일 및 콘덴서가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 코일은, 축선 방향에 따라 절단한 때의 단면 형상이 T자형상의 코어에 도선이 권회되어 구성되고, 상기 코어의 대경부가, 상기 커넥터 프레임에 형성된 계지부에 탄성적으로 계지되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  31. 제 29항에 있어서,
    상기 코일은, 상기 단자에 대해 직각 방향으로 삽입되고, 상기 도전판과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  32. 제 29항에 있어서,
    복수의 상기 콘덴서는, 상기 커넥터 프레임에 일렬로 배치되고, 상기 도전판에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 콘덴서는, 상기 도전판에 TIG 용접에 의해 용접부로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 콘덴서는, 상기 용접부가 일직선상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  35. 제 29항에 있어서,
    상기 커넥터 프레임 및 상기 커넥터 하우징의 적어도 한쪽에는, 상기 커넥터 하우징에 대해 상기 커넥터 프레임을 삽입할 때의 삽입을 안내하는 가이드부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  36. 제 2항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항, 제 27항, 제 30항, 제 31항, 제 32항, 제 33항, 제 34항, 제 35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터는, 상기 전동 모터의 반출력측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  37. 제 2항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항, 제 27항, 제 30항, 제 31항, 제 32항, 제 33항, 제 34항, 제 35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터는, 상기 히트싱크의 반 상기 금속 기판측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  38. 제 2항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항, 제 27항, 제 30항, 제 31항, 제 32항, 제 33항, 제 34항, 제 35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터는, 상기 히트싱크를 끼우고 상기 금속 기판의 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  39. 제 2항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항, 제 27항, 제 30항, 제 31항, 제 32항, 제 33항, 제 34항, 제 35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터는, 상기 핸들의 토오크를 검출하는 토오크 센서에 전기적으로 접속되는 토오크 센서 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  40. 제 39항에 있어서,
    상기 커넥터 하우징은, 상기 토오크 센서 커넥터의 하우징을 포함하고, 상기 커넥터 프레임은, 상기 토오크 센서 커넥터의 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  41. 제 30항, 제 31항, 제 32항, 제 33항, 제 34항, 제 35항, 제 40항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터는, 상기 커넥터 하우징에 형성되고 상기 단자가 삽입된 단자 피삽입부와, 상기 커넥터 프레임에 형성되고 상기 단자가 돌출한 단자 돌출부와의 사이에는, 접착성 수지가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  42. 제 41항에 있어서,
    상기 단자 피삽입부에는 볼록부가 형성되고, 상기 단자 돌출부에는 오목부가 형성되고, 상기 볼록부와 상기 오목부와의 간극에 접착성 수지가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  43. 제 30항, 제 31항, 제 32항, 제 33항, 제 34항, 제 35항, 제 40항, 제 42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히트싱크는, 상기 커넥터 프레임이 부착된 부위에 오목부가 형성되고, 상기 오목부와 상기 커넥터 프레임에 접속된 상기 콘덴서가 대향하여 배치되어 있음과 함께, 상기 오목부에 접착성 수지가 충전되고, 상기 콘덴서가 상기 히트싱크에 고정된 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  44. 제 3항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항, 제 27항, 제 30항, 제 31항, 제 32항, 제 33항, 제 34항, 제 35항, 제 40항, 제 42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고열전도의 상기 방열재는, 열전도성 시트인 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
  45. 제 4항, 제 9항, 제 10항, 제 11항, 제 13항, 제 14항, 제 15항, 제 21항, 제 27항, 제 30항, 제 31항, 제 32항, 제 33항, 제 34항, 제 35항, 제 40항, 제 42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터 하우징은, 상기 전동 모터의 축선과 병행한 측면에 평면부가 형성되고, 상기 평면부에 상기 금속 기판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 장치.
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