KR20100122955A - 전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기 - Google Patents

전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기 Download PDF

Info

Publication number
KR20100122955A
KR20100122955A KR1020107022847A KR20107022847A KR20100122955A KR 20100122955 A KR20100122955 A KR 20100122955A KR 1020107022847 A KR1020107022847 A KR 1020107022847A KR 20107022847 A KR20107022847 A KR 20107022847A KR 20100122955 A KR20100122955 A KR 20100122955A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
electric motor
substrate
motor
semiconductor switch
Prior art date
Application number
KR1020107022847A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101260577B1 (ko
Inventor
이사오 소노다
요시히토 아사오
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20100122955A publication Critical patent/KR20100122955A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101260577B1 publication Critical patent/KR101260577B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • B62D5/0406—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box including housing for electronic control unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

신뢰성이 높고, 소형 고출력, 저비용의 전동 파워 스티어링 장치 및 제어 장치 일체 모터를 제공한다. 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와, 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와, 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 구비하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 구성으로 하였다.

Description

전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기{ELECTRIC POWER STEERING APPARATUS AND CONTROL DEVICE INTEGRATED TYPE ELECTRIC MOTOR}
본 발명은, 차량에 탑재되는 전동 파워 스티어링 장치, 및 전동 파워 스티어링 장치에 이용하는 제어 장치 일체형 전동기에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 차량에 탑재되는 전동 파워 스티어링 장치는, 차량의 운전자에 의해 스티어링축에 가해지는 조타 토오크에 전동기에 의한 어시스트 토오크를 가함에 의해, 운전자에 의한 핸들의 조작력을 경감하도록 한 것이다. 종래의 전동 파워 스티어링 장치에서는, 전동 파워 스티어링 장치의 제어 장치 내의 전동기 구동 회로와 전동기의 사이에 보호용의 릴레이를 마련하고, 전동기 구동 회로에 이용되고 있는 반도체 스위칭 소자가 고장난 경우, 특히 단락 고장난 경우에, 그 보호용의 릴레이를 동작시켜서 전동기를 전동기 구동 회로로부터 차단하여 전동기의 이상한 거동을 방지하도록 하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 특공평7-96387호 공보
특허 문헌 1에 나타나는 바와 같은 종래의 전동 파워 스티어링 장치에서는, 상술한 보호용의 릴레이로서 기계식 릴레이가 이용되고 있다. 일반적으로 기계식 릴레이는, 그 접점을 개폐하기 위한 코일이 필요하기 때문에, 제어 장치 내에서는 비교적 큰 용적을 필요로 하고 있다. 또한, 종래의 전동 파워 스티어링 장치는, 기계식 릴레이를 이용하고 있기 때문에 그 접점의 열화에 의해 개폐 회수에 한계가 있음과 함께 고장이 생기기 쉽다는 과제가 있다.
또한, 이와 같은 종래의 전동 파워 스티어링 장치는, 보호용의 릴레이와 제어 장치의 방열성에 특히 배려하고 있는 것이 아니고, 내부의 발열을 방열하기 어려운 구조이고, 대전류에 대응하기 위해서는 발열을 억제하기 위해, 보호용의 릴레이의 접점이나 전류를 흘리기 위한 도전 부재를 대형화할 필요가 있고, 제어 장치가 대형화한다는 과제가 있다.
본 발명은, 종래의 전동 파워 스티어링 장치에서의 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 부품의 특성 열화, 수명의 저하 등을 방지하고, 소형으로 고성능, 또한 저비용으로 신뢰성이 높은 전동 파워 스티어링 장치, 및 그 제어 장치 일체형 전동기를 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.
본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 장치는, 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 전동기에 의해 상기 스티어링축에 가하도록 한 전동 파워 스티어링 장치로서, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와, 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와, 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 구비하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 장치는, 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 전동기에 의해 상기 스티어링축에 가하도록 한 전동 파워 스티어링 장치로서, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와, 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와, 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 구비하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 전동기의 외부에 탑재된 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 장치는, 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 전동기에 의해 상기 스티어링축에 가하도록 한 전동 파워 스티어링 장치로서, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와, 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와, 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 구비하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 전동기와는 별체로 구성된 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의한 제어 장치 일체형 전동기는, 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 상기 스티어링축에 가하도록 한 파워 스티어링 장치에 이용되고, 상기 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 상기 스티어링축에 가하는 전동기로서, 고정자와 회전자와 전기자 권선을 구비한 전동기부와, 상기 전동기부에 일체로 고정된 제어 장치부를 구비하고, 상기 제어 장치부는, 상기 전동기부의 내부 공간에 연통하는 제어 장치부 내부 공간을 구비함과 함께 상기 제어 장치부 내부 공간에 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 수용하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 전동기부의 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 의한 제어 장치 일체형 전동기는, 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 상기 스티어링축에 가하도록 한 파워 스티어링 장치에 이용되고, 상기 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 상기 스티어링축에 가하는 전동기로서, 고정자와 회전자와 전기자 권선을 구비한 전동기부와, 상기 전동기부의 외부에 일체로 고정된 제어 장치부를 구비하고, 상기 제어 장치부는, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 가지며, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 제어 장치부의 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와, 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와, 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 구비하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있기 때문에, 부품의 특성 열화, 수명의 저하 등을 방지하고, 소형으로 고성능, 또한 저비용으로 신뢰성이 높은 전동 파워 스티어링 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와, 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와, 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 구비하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 전동기의 외부에 탑재된 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있기 때문에, 부품의 특성 열화, 수명의 저하 등을 방지하고, 소형으로 고성능, 또한 저비용으로 신뢰성이 높은 전동 파워 스티어링 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 전동기에 의해 상기 스티어링축에 가하도록 한 전동 파워 스티어링 장치로서, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와, 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와, 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 구비하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 전동기와는 별체로 구성된 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있기 때문에, 부품의 특성 열화, 수명의 저하 등을 방지하고, 소형으로 고성능, 또한 저비용으로 신뢰성이 높은 전동 파워 스티어링 장치를 얻을 수 있음과 함께, 전동기의 온도가 금속제의 케이스의 온도보다 높아도, 전동기로부터 금속제의 케이스에의 열의 유입이 없다는 이점이 있다.
본 발명에 의한 제어 장치 일체형 전동기에 의하면, 고정자와 회전자와 전기자 권선을 구비한 전동기부와, 상기 전동기부에 일체로 고정된 제어 장치부를 구비하고, 상기 제어 장치부는, 상기 전동기부의 내부 공간에 연통하는 제어 장치부 내부 공간을 구비함과 함께 상기 제어 장치부 내부 공간에 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 수용하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 전동기부의 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있기 때문에, 부품의 특성 열화, 수명의 저하 등을 방지하고, 소형으로 고성능, 또한 저비용으로 신뢰성이 높은 제어 장치 일체형 전동기를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 제어 장치 일체형 전동기에 의하면, 고정자와 회전자와 전기자 권선을 구비한 전동기부와, 상기 전동기부의 외부에 일체로 고정된 제어 장치부를 구비하고, 상기 제어 장치부는, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 가지며, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 제어 장치부의 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있기 때문에, 부품의 특성 열화, 수명의 저하 등을 방지하고, 소형으로 고성능, 또한 저비용으로 신뢰성이 높은 제어 장치 일체형 전동기를 얻을 수 있음과 함께, 전동기부의 부품과 제어 장치부의 부품이 혼재한 일이 없고, 각각의 기능에 특화한 설계가 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서의 제어 장치 일체형 전동기를 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 감속 기구측 케이스의 내부를, 파워 기판 및 스위치 기판이 장착된 상태에서 도시하는 전동기측에서 본 평면도.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서의 제어 장치 일체형 전동기의 제어 장치부의 회로 구성을 도시하는 회로도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서의 제어 장치 일체형 전동기를 도시하는 단면도.
도 6은 발명의 실시의 형태 2에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 감속 기구측 케이스의 내부에 파워 기판이 부착된 상태를 도시하는 전동기측에서 본 평면도.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서의 제어 장치 일체형 전동기를 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서의 제어 장치 일체형 전동기의 제어 장치 케이스의 내부를 제어 기판측에서 본 평면도.
도 9는 발명의 실시의 형태 4에 의한 전동 파워 스티어링 제어를 도시하는 구성도.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서의 제어 장치 일체형 전동기의 단면도.
실시의 형태 1.
이하, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기에 관해 상세히 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치를 도시하는 단면도, 도 2는, 그 전동 파워 스티어링 장치에서의 제어 장치 일체형 전동기를 도시하는 단면도이다. 이 실시의 형태 1에 있어서, 제어 장치 일체형 전동기는, 영구 자석형 동기 전동기로서 구성되어 있다.
도 1 및 도 2에서, 전동 파워 스티어링 장치(100)는, 운전자에 의해 조작되는 핸들(도시 생략)에 연결된 스티어링축(10)에, 감속 기구(20)를 통하여 제어 장치 일체형 전동기(30)가 연결되어 있다. 제어 장치 일체형 전동기(30)는, 운전자에 의한 핸들의 조작시에 감속 기구(20)를 통하여 스티어링축에 어시스트 토오크를 가하여, 운전자의 핸들 조작력을 경감한다.
감속 기구(20)는, 스티어링축(10)에 고정된 웜 휠(21)과, 이 웜 휠(21)에 맞물리는 웜 기어 축(23)을 갖는 웜 기어(22)와, 하우징(24)을 구비한다. 웜 기어 축(23)은, 전동기(30)의 회전자축(43)의 단부에 고정된 커플링으로서의 보스(31)에 의해, 전동기(30)의 회전자축(43)과 스플라인 결합되어 있다.
제어 장치 일체형 전동기(30)는, 고정자(41)와 회전자(42)와 전기자 권선으로서의 3상 고정자 권선(이하, 단지, 고정자 권선이라고 칭한다)(413)으로 이루어지는 전동기부(40)와, 전동기 구동 회로를 포함하는 제어 장치부(50)와, 금속제의 케이스로서의 감속 기구측 케이스(60)를 구비한다. 고정자(41)는, 복수의 전자 강판을 적층하여 형성된 중공의 통형상의 고정자 철심(411)과, 이 고정자 철심(411)에 수지제의 절연체(412)를 통하여 권회된 고정자 권선(413)을 구비한다. 고정자 철심(411)은, 철제의 원통형상의 프레임(414)의 내주면에 압입 고정되어 있다.
프레임(414)은, 그 축방향의 일단부에 저부(4141)를 구비하고, 이 저부(4141)의 중앙부에는 리어 베어링 박스(4142)가 형성되어 있다. 볼베어링에 의해 형성된 리어 베어링(431)은, 프레임(414)의 리어 베어링 박스(4142)의 내주면에 압입 고정되어 있다.
프레임(414)의 축방향의 타단부는 개구하고 있고, 그 개구한 타단부의 주연부에는, 전동기측 케이스(51)와 결합하기 위한 인롱부(印籠部)(4143)가 형성되어 있다. 프레임(414)은, 그 인롱부(4143)가 전동기측 케이스(51)의 축방향의 일단부의 외주면에 형성된 단부(段部)에 감합되고, 나사(도시 생략)에 의해 전동기측 케이스(51)에 고정되어 있다. 상술한 전동기측 케이스(51)는, 알루미늄 합금의 다이캐스트 성형품에 의해 형성되어 있고, 축방향의 타단부가 감속 기구측 케이스(60)의 축방향 단부에 결합되어 있다.
고정자 권선(413)은, U상, V상, W상의 각 상 권선에 의해 구성되고, 이 실시의 형태 1에서는 수지제의 터미널 홀더(415)에 수납된 권선 터미널(416)에 의해 Y결선되어 있다. 또한, 고정자 권선(413)은, △결선되는 경우도 있다.
회전자(42)는, 상술한 회전자축(43)과, 이 회전자축(43)의 외주부에 고정된 영구 자석으로 이루어지는 회전자 자극(422)을 구비한다. 회전자축(43)은, 그 일단부가 상술한 리어 베어링(431)에 의해 회동 자유롭게 지지되고, 타단부가 프런트 베어링(432)에 의해 회동 자유롭게 지지되어 있다. 회전자 자극(422)은, 고정자 권선(413)에 3상 교류 전류가 공급됨에 의해 발생하는 회전 자계의 회전에 동기하여 회전한다.
감속 기구측 케이스(60)는, 알루미늄 합금의 다이캐스트 성형품에 의해 형성되어 있고, 그 축방향에 대해 직교하는 방향으로 늘어나는 내벽부(601)를 구비한다. 이 내벽부(601)의 중앙부에는 프런트 베어링 박스(602)가 형성되어 있다. 볼베어링에 의해 형성된 프런트 베어링(432)은, 프런트 베어링 박스(602)의 내주면에 압입 고정되어 있다. 감속 기구측 케이스(60)와 감속 기구(20)의 하우징(24)은, 감속 기구측 케이스(60)의 축방향의 일단부에 형성된 인롱부(603)가 감속 기구(20)의 하우징(24)의 내주면에 감합되어 볼트(도시 생략)에 의해 일체로 고정되어 있다.
감속 기구측 케이스(60)의 내부 공간의 중앙부에는, 리졸버에 의해 구성된 회전 센서(70)가 마련되어 있다. 회전 센서(70)는, 감속 기구측 케이스(60)의 내부에 고정된 후술하는 터미널부(56)의 내주부가 고정된 고정자(71)와, 회전자축(31)의 외주면에 고정된 회전자(72)를 구비한다. 회전 센서(70)의 고정자(71)에 마련된 검출 권선은, 회전자(72)의 회전 속도, 따라서 전동기부(40)의 회전자(42)의 회전 속도에 대응한 회전 검출 신호를 발생한다.
제어 장치부(50)는, 전동기부(40)의 내부 공간에 연통하는 제어 장치부 내부 공간을 구비함과 함께 그 제어 장치부 내부 공간에, 마이크로 컴퓨터(531)와 FET 구동 회로(532)가 실장된 유리 에폭시 수지제의 제어 기판(53)과, 파워 MOSFET에 의해 구성된 2개의 파워 소자와 1개의 반도체 스위치 소자와 1개의 션트 저항이 각각 실장된 세라믹 베이스로 이루어지는 3장의 파워 기판(541, 542, 543)(도 2에는, 541만 표시되어 있다)과, 2개의 반도체 스위치 소자가 탑재된 세라믹 베이스로 이루어지는 1장의 스위치 기판(55)을 수용하고 있다. 3장의 파워 기판(541, 542, 543)과, 1장의 스위치 기판(55)에 있어서의 반도체 스위치 소자 등의 실장의 상세에 관해서는 후술한다.
도 3은, 감속 기구측 케이스(60)의 전동기측의 측면을, 파워 기판(541, 542, 543), 및 스위치 기판(55)이 부착된 상태에서 도시하는 측면도이다. 상술한 3장의 파워 기판(541, 542, 543)은, 고정자 권선(423)의 U상, V상, W상의 각 상 권선에 각각 대응하여 마련되어 있고, 이들의 파워 기판(541, 542, 543)은, 도 3에 도시하는 바와 같이 회전자축(43)의 주위에 방사형상으로 거의 균등하게 배치되어 있다. 스위치 기판(55)은, 파워 기판(542와 543)의 사이에 위치하여 도면의 상방에 배치되어 있다. 이들의 파워 기판(541, 542, 543)과 스위치 기판(55)은, 감속 기구측 케이스(60)의 내벽부(601)의 전동기측 벽면에 밀착 고정되어 있다. 또한, 파워 기판(541, 542, 543)과 스위치 기판(55)은, 감속 기구측 케이스(60)의 내벽부(601)의 감속 기구측 벽면에 밀착 고정하여도 좋다. 이 경우, 파워 기판(541, 542, 543)과 스위치 기판(55)의 열을 감속 기구측에 보다 효율적으로 방열하는 것이 가능하고, 또한, 파워 기판(541, 542, 543)과 스위치 기판(55)을, 감속 기구측에서 밀착 고정할 수가 있어서, 작업성이 향상하는 효과가 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 파워 기판(541)에는, 전동기 구동 회로를 구성하는 3상 브리지 회로의 U상 정극측 암을 구성하는 파워 소자(5411)와 U상 부극측 암을 구성하는 파워 소자(5412)와, 고정자 권선(413)의 U상 권선과 상술한 3상 브리지 회로의 U상 출력 단자의 사이에 삽입되는 1개의 반도체 스위치 소자(5413)와, 파워 소자(5412)와 차량의 접지 전위부의 사이에 삽입되는 1개의 션트 저항(5414)이 실장되어 있다.
마찬가지로, 파워 기판(542)에는, 상술한 3상 브리지 회로의 W상 정극측 암을 구성하는 파워 소자(5421)와 W상 부극측 암을 구성하는 파워 소자(5422)와, 고정자 권선(413)의 W상 권선과 3상 브리지 회로의 W상 출력 단자의 사이에 삽입되는 1개의 반도체 스위치 소자(5423)와, 파워 소자(5422)와 차량의 접지 전위부의 사이에 삽입되는 1개의 션트 저항(5424)이 실장되어 있다.
또한, 마찬가지로, 파워 기판(543)에는, 상술한 3상 브리지 회로의 V상 정극측 암을 구성하는 파워 소자(5431)와 V상 부극측 암을 구성하는 파워 소자(5432)와, 고정자 권선(413)의 V상 권선과 상술한 3상 브리지 회로의 V상 출력 단자의 사이에 삽입되는 1개의 반도체 스위치 소자(5433)와, 파워 소자(5432)와 차량의 접지 전위부의 사이에 삽입되는 1개의 션트 저항(5434)이 실장되어 있다.
스위치 기판(55)에는, 상술한 3상 브리지 회로의 정극측 직류 단자와 후술하는 직류 전원으로서의 배터리의 사이에 삽입되는 2개의 반도체 스위치 소자(551, 552)가 실장되어 있다.
다음에, 도 2에서, 감속 기구측 케이스(60)의 내부 공간에는, 구리제의 복수의 터미널(561)을 수지에 인서트 성형하여 일체적으로 구성한 터미널부(56)가 마련되어 있다. 상술한 제어 기판(53)은, 터미널부(56)의 전동기측의 측부에 고정되어 있다. 제어 기판(53)이 터미널부(56)의 전동기측의 측부에 고정되어 있음에 의해, 제어 기판(53)은, 파워 기판(541, 542, 543)과 스위치 기판(55)에 대해 일정한 거리가 확보되어 있다.
터미널(561)은, 제어 기판(53)에 실장되어 있는 FET 구동 회로(532)와, 각 파워 기판(541, 542, 543)에 각각 마련되어 있는 상술한 파워 소자(5411, 5412, 5421, 5422, 5431, 5432), 반도체 스위치 소자(5413, 5423, 5433) 등을 전기적으로 접속하고 있다.
또한, 터미널부(56)에는, 전동기부(40)의 고정자 권선(413)에 흐르는 전류의 리플을 흡수하기 위한 3개의 콘덴서(81, 82, 83)(도 2에는, 81만이 도시되어 있다), 노이즈를 흡수하기 위한 코일(84)(도 2에는 도시되어 있지 않다)이 장착되어 있다. 감속 기구측 케이스(60)에 고정된 전원 커넥터(90)는, 상술한 스위치 기판(55)에 실장되어 있는 반도체 스위치 소자(551, 552)를 통하여 3상 브리지 회로의 정극측 직류 단자로부터 도출되어 있고, 직류 전원으로서의 배터리에 접속된다.
다음에, 상술한 바와 같이 구성된 제어 장치부(50)의 회로 구성에 관해 설명한다. 도 4는, 제어 장치부(50)의 회로 구성을 도시하는 회로도이다. 도 4에서, 고정자 권선(413)은, 상술한 바와 같이 권선 터미널(416)에 의해 Y결선되어 있다. 파워 기판(541)에 실장되고 일단끼리가 서로 접속된 한 쌍의 파워 소자(5411 및 5412)중, 한쪽의 파워 소자(5411)는 3상 브리지 회로의 U상 정극측 암을 구성하고, 다른쪽의 파워 소자(5412)는 U상 부극측 암을 구성하고 있다. 또한, 파워 소자(5411)의 타단은, 리플 흡수용의 콘덴서(81)와 노이즈 흡수용의 코일(84)에 접속되고, 파워 소자(5412)의 타단은, 션트 저항(5414)을 통하여 차량의 접지 전위부에 접속되어 있다. 상술한 파워 소자(5411과 5412)의 일단끼리가 접속된 접속점은, 3상 브리지 회로의 U상 교류측 단자가 된다. 또한, 파워 기판(541)에 실장된 반도체 스위치 소자(5413)는, 그 일단이 상술한 U상 교류측 단자에 접속되고, 타단이 고정자 권선(413)의 U상 단자에 접속되어 있다.
파워 기판(542)에 실장되고 일단끼리가 서로 접속된 한 쌍의 파워 소자(5421 및 5422)중, 한쪽의 파워 소자(5421)는 3상 브리지 회로의 W상 정극측 암을 구성하고, 다른쪽의 파워 소자(5422)는 W상 부극측 암을 구성하고 있다. 또한, 파워 소자(5421)의 타단은, 리플 흡수용의 콘덴서(82)와 노이즈 흡수용의 코일(84)에 접속되고, 파워 소자(5422)의 타단은, 션트 저항(5424)을 통하여 차량의 접지 전위부에 접속되어 있다. 상술한 파워 소자(5421과 5422)의 일단끼리가 접속된 접속점은, 3상 브리지 회로의 W상 교류측 단자가 된다. 또한, 파워 기판(542)에 실장된 반도체 스위치 소자(5423)는, 그 일단이 상술한 W상 교류측 단자에 접속되고, 타단이 고정자 권선(413)의 W상 단자에 접속되어 있다.
파워 기판(543)에 실장되고 일단끼리가 서로 접속된 한 쌍의 파워 소자(5431 및 5432)중, 한쪽의 파워 소자(5431)는 3상 브리지 회로의 V상 정극측 암을 구성하고, 다른쪽의 파워 소자(5432)는 V상 부극측 암을 구성하고 있다. 또한, 파워 소자(5431)의 타단은, 리플 흡수용의 콘덴서(83)와 노이즈 흡수용의 코일(84)에 접속되고, 파워 소자(5432)의 타단은, 션트 저항(5434)을 통하여 차량의 접지 전위부에 접속되어 있다. 상술한 파워 소자(5431과 5432)의 일단끼리가 접속된 접속점은, 3상 브리지 회로의 V상 교류측 단자가 된다. 또한, 파워 기판(543)에 실장된 반도체 스위치 소자(5433)는, 그 일단이 상술한 V상 교류측 단자에 접속되고, 타단이 고정자 권선(413)의 V상 단자에 접속되어 있다.
스위치 기판(55)에 실장된 한 쌍의 반도체 스위치 소자(551, 552)는, 그 일단끼리가 서로 접속되어 있고, 그 한쪽의 반도체 스위치 551의 타단은 코일(84)을 통하여 3상 브리지 회로의 정극측 직류 단자에 접속되고, 다른쪽의 반도체 스위치(552)의 타단은 상술한 전원 커넥터(90)(도 1, 도 2 참조)를 통하여 차량에 탑재된 배터리(85)에 접속되어 있다.
제어 기판(53)에 실장된 FET 구동 회로(532)는, 그 출력 단자가, 상술한 각 파워 소자(5411, 5412, 및 5421, 5422, 및 5431, 5432), 반도체 스위치 소자(5413, 5423, 5433), 및 반도체 스위치 소자(551, 552)의 각 게이트에 접속되어 있고, 이들의 게이트에 각각 소정의 타이밍에서 게이트 구동 신호를 주도록 구성되어 있다. 제어 기판(53)에 실장되어 있는 마이크로 컴퓨터(531)는, 상술한 회전 센서(70)로부터의 회전 검출 신호에 의거하여 FET 구동 회로(532)가 출력하는 게이트 구동 신호의 출력 타이밍을 제어한다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치(100)에 있어서, 운전자가 핸들을 조작하여 스티어링축(10)에 조타 토오크를 가하면, 도시하지 않은 토오크 검출 장치가 그 조타 토오크를 검출하고, 마이크로 컴퓨터(531)에 입력한다. 또한, 회전 센서(70)가 검출한 조타 회전수에 대응하는 회전 검출 신호가 마이크로 컴퓨터(531)에 입력된다. 마이크로 컴퓨터(531)는, 입력된 조타 토오크, 조타 회전수, 및 차량의 속도 신호 등에 의거하여 어시스트 토오크를 연산하고, 그 어시스트 토오크를 감속 기구(20)를 통하여 스티어링축(10)에 가하기 위한 토오크를 전동기부(40)가 발생하도록, 전동기 구동 회로인 3상 브리지 회로를 제어한다.
즉, FET 구동 회로(532)는, 마이크로 컴퓨터(531)로부터의 지령에 의거하여 소정의 타이밍에서 게이트 구동 신호를 발생하고, 3상 브리지 회로의 각 파워 소자(5411, 5412, 5421, 5422, 5431, 5432)를 도통 제어한다. 이에 의해 3상 브리지 회로는, 소정의 3상 교류 전력을 발생하고, 전동기부(40)의 고정자 권선(413)에 3상 교류 전류를 공급하고, 전동기부(40)를 구동한다. 전동기부(40)가 발생한 토오크는, 감속 기구(20)를 통하여 스티어링축(10)에 어시스트 토오크로서 가하여진다. 이에 의해, 운전자에 의한 핸들의 조작력은 경감된다.
여기서, 전동기 구동 회로인 3상 브리지 회로를 구성하는 파워 소자(5411, 5412, 5421, 5422, 5431, 5432)중의 어느 하나, 또는 복수의 파워 소자에, 온 고장 등의 이상이 발생하였다고 하면, 고정자 권선(413)에 정상적인 3상 교류 전류가 공급되지 않게 되어, 전동기부(40)의 동작이 이상하게 되어차량의 운행에 위험을 가져올 가능성이 있다.
그래서, 상술한 바와 같은 파워 소자에 이상이 발생한 때, FET 구동 회로(532)는, 마이크로 컴퓨터(531)로부터의 지령에 의거하여, 3상 브리지 회로의 정극측 직류 단자와 배터리(85)의 사이에 삽입되어 있는 반도체 스위치 소자(551, 552)에의 게이트 구동 신호를 정지함과 함께, 3상 브리지 회로의 교류 출력 단자와 고정자 권선(413)의 각 상 권선의 사이에 접속되어 있는 반도체 스위치 소자(5413, 5423, 5433)에의 게이트 구동 신호를 정지한다.
이에 의해, 제어 장치부(50)에 마련되어 있는 전동기 구동 회로로서의 3상 브리지 회로는 배터리(85)로부터 분리되고 동작을 정지함과 함께, 고정자 권선(413)은 3상 브리지 회로로부터 분리된다. 고정자 권선(413)이 3상 브리지 회로로부터 분리됨에 의해, 고장난 파워 소자에 의해 고정자 권선(413)이 단락되는 일은 없어지고, 따라서 전동기부(40)에 조타 방향에 대해 역방향의 제동력이 발생하여 핸들 조작이 곤란해지는 등의 이상 사태를 방지할 수 있다.
또한, 파워 소자 이외의 고장시에, 상술한 바와 마찬가지로 반도체 스위치 소자(551, 552), 및 반도체 스위치 소자(5413, 5423, 5433)에의 게이트 구동 신호를 정지하도록 하여도 좋다. 나아가서는, 파워 소자의 고장의 상태, 또는 파워 소자 이외의 고장의 상태에 의해서는, 반도체 스위치 소자(551, 552)와, 반도체 스위치 소자(5413, 5423, 5433)중의 어느 하나의 반도체 스위치만에의 게이트 구동 신호를 정지하도록 하여도 좋다.
또한, 이상의 설명에서는, 3상 브리지 회로의 정극측의 직류 단자와 터리(85)의 사이에 접속된 스위치와 3상 브리지 회로의 교류 출력 단자와 고정자 권선(413)의 사이에 접속되어 있는 스위치의 쌍방을 반도체 스위치 소자에 의해 구성하였지만, 그들의 스위치중, 어느 한쪽만을 반도체 스위치 소자로 하고 다른쪽을 기계식 릴레이 등에 의해 구성하여도 좋다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 3상 브리지 회로의 정극측의 직류 단자와 배터리(85)의 사이에 접속된 반도체 스위치 소자(551, 552)와, 3상 브리지 회로의 교류 출력 단자와 고정자 권선(413)의 사이에 접속되어 있는 반도체 스위치 소자(5413, 5423, 5433)중의 적어도 한쪽을 반도체 스위치 소자에 의해 구성하였기 때문에, 전동 파워 스티어링 장치의 소형화, 대전류화를 도모할 수 있고, 더욱 신뢰성을 향상할 수 있다.
상술한 바와 같이 종래의 장치는, 전동기 구동 회로와 전동기의 사이에 보호용의 기계식 릴레이가 이용되고 있고, 그 접점을 개폐하기 위한 코일이 필요하고, 또한, 대전류를 흘리기 위해서는 릴레이의 접점이나 전류를 흘리는 부재를 대형화할 필요가 있고, 또한, 기계식 릴레이이기 때문에, 접점의 열화에 의해 개폐 회수에 한계가 있고, 고장나기 쉬운 등의 과제가 있지만, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면 반도체 스위치 소자를 이용하고 있기 때문에, 기계식 릴레이와 같은 코일 등의 부품이 불필요하게 되고 소형화가 용이하다. 또한, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 반도체 스위치 소자를 이용함에 의해 종래의 기계식 릴레이를 이용한 경우에 대해 소형화할 수 있는 분만큼체 스위치 소자를 대형화할 수도기 때문에, 보다 대전류화 하는 것이 가능해진다. 또한, 반도체 스위치 소자에는 기계적 접점이 없기 때문에, 기계적 고장이 없고 신뢰성에 우위이다.
또한, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 반도체 스위치 소자가 실장된 스위치 기판과 파워 소자를 실장한 파워 기판은, 금속에 의해 형성된 감속 기구측 케이스의 내벽부에 탑재되어 있기 때문에, 반도체 스위치 소자에 발생한 열은 각각의 기판을 통하여 감속 기구측 케이스에 열전도되어 효과적으로 방열하는 것이 가능하다. 따라서, 반도체 스위치 소자의 소형화나 대전류화가 가능하고, 전동 파워 스티어링 장치를 소형화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 3장의 파워 기판을 전동기부의 회전자축의 주위에 방사형상으로 거의 균등하게 배치하고 있기 때문에, 파워 기판에 실장되어 있는 파워 소자 등의 발열은, 3개의 파워 기판에서 감속 기구측 케이스에 일양하게 전해지고, 따라서 감속 기구측 케이스의 온도 분포도 일양하게 되고, 파워 소자의 최대 온도를 저감할 수 있다.
또한, 종래의 장치와 같이 파워 기판과 상술한 기계식 릴레이를 이용한 경우에는, 그것들을 접속하기 위해 중계 부재가 필요하였지만, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 반도체 스위치 소자를 파워 기판과 공통의 기판에 반도체 스위치 소자를 실장하고 있기 때문에, 파워 기판부터 반도체 스위치 소자에의 배선이 기판 패턴에 의해 접속할 수 있고, 반도체 스위치 소자와 파워 기판을 접속하는 부재를 삭감할 수 있고, 장치의 저비용화 및 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 전동기부의 고정자 권선의 각 상 권선과 파워 소자에 의해 구성된 3상 브리지 회로의 교류 단자와의 사이에, 전동기 내의 도통을 차단하는 반도체 스위치 소자를 탑재하고 있기 때문에, 파워 소자가 단락 고장난 경우, 이 반도체 스위치를 개방 상태로 함에 의해 전동기의 이상한 거동을 저지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 반도체 스위치 소자와 파워 소자가 탑재된 파워 기판은, 각상마다 3분할하여 케이스에 탑재되어 있기 때문에, 각 상의 기판을 자유롭게 배치할 수 있고, 스페이스를 유효하게 활용할 수 있고, 장치를 소형화할 수 있다. 또한, 3개의 파워 기판을 전동기부의 회전자축의 주위에 방사형상으로 배치하였기 때문에, 회전자축방향에서 본 투영 면적을 보다 작게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 종래에서는 전용 케이스에 탑재하고 있던 제어 장치를 전동기 케이스 내에 탑재하여 제어 장치 일체형 전동기로 하였기 때문에, 제어 장치용 케이스가 불필요하게 되고, 장치의 소형 경량화, 및 비용 저감을 도모할 수 있다.
실시의 형태 2.
상술한 실시의 형태 1에서는, 파워 소자 및 반도체 스위치 소자를 실장하고 파워 기판은 전동기부의 U상, V상, W상의 각 상마다 3분할되어 있고, 이들은 전동기부의 회전자축의 주위에 방사형상으로 배치되고, 또한, 전동기부의 제어 장치와 외부의 배터리와의 도통을 차단하기 위한 반도체 스위치 소자를 실장한 스위치 기판은, 파워 기판에서 떨어진 위치에 배치되어 있지만, 실시의 형태 2에서는, U상, V상, W상의 모든 상의 파워 소자, 및 전동기 내의 도통을 차단하는 반도체 스위치 소자, 및 전동기 외부와의 도통을 차단하기 위한 반도체 스위치 소자의 전부를 1장의 파워 기판에 실장한 것이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기에 관해 설명한다. 도 5는, 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 전동 파워 스티어링 장치의 제어 장치 일체형 전동기 및 감속 기구의 일부의 단면도, 도 6은, 그 제어 장치 일체형 전동기에서의 제어 장치를 전동기측에서 본 평면도이다. 이 실시의 형태 2에 있어서, 제어 장치 일체형 전동기는, 영구 자석형 동기 전동기로서 구성되어 있다.
도 5 및 도 6에서, 감속 기구의 하우징(24)에 고정된 감속 기구측 케이스(60)는, 알루미늄 합금의 다이캐스트 성형품에 의해 형성되어 있다. 이 감속 기구측 케이스(60)의 도면에서의 상부는, 감속 기구의 하우징(24)의 도면에서의 윗면부로부터 더욱 상방에 돌출하고 있다. 감속 기구측 케이스(60)의 벽부(601)에는 프런트 베어링 박스(602)가 형성되어 있다. 볼베어링에 의해 형성된 프런트 베어링(432)은, 프런트 베어링 박스(602)의 내주면에 압입 고정되어 있다. 감속 기구측 케이스(60)와 감속 기구(20)의 하우징(24)은, 감속 기구측 케이스(60)의 축방향의 일단부에 형성된 인롱부(603)가 감속 기구(20)의 하우징(24)의 내주면에 감합되어 볼트(도시 생략)에 의해 일체로 고정되어 있다.
리졸버에 의해 구성된 회전 센서(70)는, 감속 기구측 케이스(60)에 고정된 고정자와, 회전자축(31)의 외주면에 고정된 회전자를 구비한다. 측면부만으로 이루어지는 제어 장치 케이스(520)는, 감속 기구측 케이스(60)의 내측에 3개의 나사에 의해 고정되어 있다. 제어 장치부(50)의 파워 기판(540)은, 테두리체(520) 내에 배치되어 감속 기구측 케이스(60)의 벽부(601)에 밀착 고정되어 있다. 또한, 제어 장치 케이스(520) 및 파워 기판(540)은, 감속 기구측 케이스(60)의 내벽부(601)의 감속 기구측 벽면에 밀착 고정하여도 좋다. 이 경우, 파워 기판(540)의 열을 감속 기구측에 보다 효율적으로 방열하는 것이 가능하고, 또한, 파워 기판(540)과 제어 장치 케이스(520)를, 감속 기구측에서 밀착 고정할 수 있어서, 작업성이 향상하는 효과가 있다.
파워 기판(540)은, 세라믹 베이스로 이루어지고, 도 6에 도시하는 바와 같이, 전동기 구동 회로를 구성하는 3상 브리지 회로의 U상 정극측 암을 구성하는 파워 소자(5411)와 U상 부극측 암을 구성하는 파워 소자(5412)와, W상 정극측 암을 구성하는 파워 소자(5421)와 W상 부극측 암을 구성하는 파워 소자(5422)와, V상 정극측 암을 구성하는 파워 소자(5431)와 V상 부극측 암을 구성하는 파워 소자(5432)가 실장되어 있다.
또한, 파워 기판(540)에는, 고정자 권선의 U상 권선과 3상 브리지 회로의 U상 출력 단자의 사이에 삽입되는 반도체 스위치 소자(5413)와, 고정자 권선의 W상 권선과 3상 브리지 회로의 W상 출력 단자의 사이에 삽입되는 반도체 스위치 소자(5423)와, 고정자 권선의 V상 권선과 3상 브리지 회로의 V상 출력 단자의 사이에 삽입되는 반도체 스위치 소자(5433)와, 전동기 구동 회로로서의 3상 브리지 회로의 정극측 직류 단자와 외부의 배터리의 사이에 삽입되는 반도체 스위치 소자(551, 552)가 실장되어 있다.
또한, 파워 기판(540)에는, 파워 소자(5412)와 차량의 접지 전위부의 사이에 삽입되는 션트 저항(5414)과, 파워 소자(5422)와 차량의 접지 전위부의 사이에 삽입되는 션트 저항(5424)과, 파워 소자(5432)와 차량의 접지 전위부의 사이에 삽입되는 션트 저항(5434)이 실장되어 있다.
제어 장치 케이스(520)의 내부에는, 전동기부(40)의 고정자 권선(413)에 흐르는 전류의 리플을 흡수하기 위한 도 4에서 설명한 3개의 콘덴서(81, 82, 83)(도 5에는, 1개의 콘덴서(81)만이 도시되어 있다), 및 노이즈를 흡수하기 위한 1개의 코일(84)(도 5에는 도시되어 있지 않다)이 배치되어 있다. 고정부(901)에 의해 감속 기구측 케이스(60)의 내부에 고정된 전원 커넥터(90)는, 제어 장치 케이스(520)의 내부에서 상술한 전동기 구동 회로로서의 3상 브리지 회로에 접속되고, 감속 기구측 케이스(60)의 외부에 도출되어 있다. 또한, 감속 기구측(60)의 내부에, 고정자 권선(413)으로부터 도출된 U상, V상, W상의 각 단자가 고정되고, 이들의 단자는, 제어 장치 케이스(520)의 내부에서 반도체 스위치 소자(5413, 5423, 5433)에 접속되어 있다.
마이크로 컴퓨터(531)(도시 생략)와 FET 구동 회로(532)(도시 생략)가 실장된 유리 에폭시 수지제의 제어 기판(53)은, 제어 장치 케이스(520)의 전동기측 단부에 고정되어 있다. 이에 의해, 제어 기판(53)과 파워 기판(540)의 사이에는, 일정한 거리가 확보되어 있다.
프레임(414)은, 그 인롱부가 전동기측 케이스(51)의 축방향의 일단부의 외주면에 형성된 단부에 감합되고, 나사에 의해 전동기측 케이스(51)에 고정되어 있다. 상술한 전동기측 케이스(51)는, 알루미늄 합금의 다이캐스트 성형품에 의해 형성되어 있고, 축방향의 타단부가 감속 기구측 케이스(60)의 축방향 단부에 볼트에 의해 결합되어 있다. 그 밖의 구성은, 실시의 형태 1의 경우와 마찬가지이다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서는, 1장의 파워 기판(540)에, U상, V상, W상의 모든 상의 파워 소자, 및 전동기 내의 도통을 차단하는 반도체 스위치 소자, 및 전동기 외부와의 도통을 차단하기 위한 반도체 스위치 소자의 전부를 실장하도록 하였기 때문에, 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 비하여, 파워 기판 1장을 전동 파워 스티어링 장치에 탑재하면 좋고, 또한, 각 파워 소자 등의 사이의 배선도 1장의 파워 기판상에서 행할 수 있기 때문에, 전동 파워 스티어링 장치의 공작성이 향상하고, 비용 저감에 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서는, 파워 기판(540)이 1장이고, 이 파워 기판(540)으로부터 도출하는 전원 커넥터(90)를 파워 기판(540)의 한 변의 부근에 배치함으로써, 배선이 용이해지고, 또한 파워 기판(540)과 전원 커넥터(90) 사이의 배선을 단축화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 감속 기구의 하우징(24)으로부터 돌출하는 감속 기구측 케이스(60)의 외벽면에 히트 싱크를 마련하여도 좋고, 또는 금속 케이스의 벽부의 두께를 크게 형성하여도 좋다. 이에 의해, 금속 케이스에 맞닿아서 고정되는 파워 기판의 방열을 효과적으로 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서는, 상술한 효과 외에, 실시의 형태 1의 경우와 같은 효과를 이룰 수 있다.
실시의 형태 3.
다음에, 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기에 관해 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서의 제어 장치 일체형 전동기의 단면도, 도 8은, 그 제어 장치부를, 제어 기판을 떼어낸 상태에서 도시하는 평면도이다. 이 실시의 형태 3에서, 제어 장치 일체형 전동기는, 영구 자석형 동기 전동기로서 구성되어 있다.
도 7 및 도 8에서, 감속 기구의 하우징(24)에 고정되는 감속 기구측 케이스(600)는, 알루미늄 합금의 다이캐스트 성형품에 의해 형성되어 있다. 감속 기구측 케이스(600)의 단부에 형성된 인롱부(6003)는, 도시하지 않은 감속 기구의 하우징에 감합되어 이 하우징에 볼트 등에 의해 고정된다. 감속 기구측 케이스(600)에는, 프런트 베어링 박스(6002)가 형성되어 있다. 볼베어링에 의해 형성된 프런트 베어링(432)은, 프런트 베어링 박스(6002)의 내주면에 압입 고정되어 있다.
리졸버에 의해 구성된 회전 센서(70)는, 감속 기구측 케이스(60)에 고정된 고정자(71)와, 회전자축(43)의 외주면에 고정된 회전자(72)를 구비한다. 제어 장치부(50)의 파워 기판(540)은, 테두리체(520) 내에 배치되어 감속 기구측 케이스(60)의 벽부(601)에 밀착 고정되어 있다. 전동기부(40)의 프레임(414)은, 그 축방향 개방단에 형성된 인롱부가 감속 기구측(600)의 전동기측 단부에 감합되어 나사(도시 생략)에 의해 감속 기구측 케이스(600)에 고정되어 있다.
금속제의 케이스로서의 제어 장치 케이스(520)는, 핀부(511)를 갖는 히트 싱크(510)와, 커버(521)를 구비한다. 제어 장치 케이스(520)는, 감속 기구측 케이스(600)의 도면의 상방부에 재치되어 고정되어 있다. 제어 장치 케이스(520)의 저부가 되는 히트 싱크(510)는, 알루미늄 합금에 의해 형성되고, 제어 장치 케이스(520)의 측벽부의 하단부에 나사에 의해 고정되어 있다.
또한, 히트 싱크(510)의 일변에는, 감속 기구측 케이스(600)의 윗면부에 형성된 감속 기구측 케이스 개구부와 동일 형상으로, 그 개구부와 중심축선이 일치한 히트 싱크 개구부(512)가 형성되어 있다. 감속 기구측 케이스 개구부와 히트 싱크 개구부는, 그들의 중심축선을 일치시켜서 겹쳐지도록 배치되어 있다.
히트 싱크(510)의 표면에는, 1장의 파워 기판(540)이 맞대여저서 고정되어 있다. 이 파워 기판(540)은, 세라믹 베이스로 이루어지고, 도 8에 도시하는 바와 같이, 전동기 구동 회로를 구성하는 3상 브리지 회로의 U상 정극측 암을 구성하는 파워 소자(5411)와 U상 부극측 암을 구성하는 파워 소자(5412)와, W상 정극측 암을 구성하는 파워 소자(5421)와 W상 부극측 암을 구성하는 파워 소자(5422)와, V상 정극측 암을 구성하는 파워 소자(5431)와 V상 부극측 암을 구성하는 파워 소자(5432)가 실장되어 있다.
또한, 파워 기판(540)에는, 고정자 권선의 U상 권선과 3상 브리지 회로의 U상 출력 단자의 사이에 삽입되는 반도체 스위치 소자(5413)와, 고정자 권선의 W상 권선과 3상 브리지 회로의 W상 출력 단자의 사이에 삽입되는 반도체 스위치 소자(5423)와, 고정자 권선의 V상 권선과 3상 브리지 회로의 V상 출력 단자의 사이에 삽입되는 반도체 스위치 소자(5433)와, 파워 소자(5412)와 차량의 접지 전위부의 사이에 삽입되는 션트 저항(5414)과, 파워 소자(5422)와 차량의 접지 전위부의 사이에 삽입되는 션트 저항(5424)과, 파워 소자(5432)와 차량의 접지 전위부의 사이에 삽입되는 션트 저항(5434)이 실장되어 있다.
또한, 파워 기판(540)에는, 전동기부(40)의 고정자 권선(413)에 흐르는 전류의 리플을 흡수하기 위한 도 4에서 설명한 3개의 콘덴서(81, 82, 83) 및 노이즈를 흡수하기 위한 1개의 코일(84)(도시 생략)이 실장되어 있다. 또한, 도면에는 전동기 구동 회로로서의 3상 브리지 회로의 정극측 직류 단자와 외부의 배터리의 사이에 삽입되는 2개의 반도체 스위치 소자가 도시되어 있지 않지만, 이들의 반도체 스위치 소자를 파워 기판(540)에 실장하여도 좋고, 또는 다른 스위치 기판에 실장하고, 그 스위치 기판을 히트 싱크(510)에 맞대여서 고정하여도 좋고, 또는 감속 기구측 케이스(600)의 벽부 내면에 맞대여서 고정하여도 좋다.
마이크로 컴퓨터(531)와 FET 구동 회로(532)를 실장한 제어 기판(53)은, 제어 장치 케이스(520)의 내부에서 파워 기판(540)에 대해 간격을 띠워서 설치되어 있다. 커버(521)는, 제어 기판(53)의 윗면에 공간을 띠워서 제어 장치 케이스(520)의 상단부에 고정되어 있다.
전동기부(40)의 고정자 권선(413)의 U상, V상, W상의 각 단자에 접속된 3개의 부스바(91, 92, 93)는, 상술한 감속 기구측 케이스 개구부를 통하여 히트 싱크 개구부(512)로부터 제어 장치 케이스(520)의 내부에 도출되고, 상술한 3상 브리지 회로의 교류측 단자에 접속된 반도체 스위치 소자(5413, 5423, 5433)에 각각 접속되어 있다.
상술한 부스바(91, 92, 93)는, 터미널 홀더(415)에 고정된 베이스(931)에 나사(921)에 의해 고정되어 있다. 또한, 리졸버에 의해 구성된 회전 센서(70)의 고정자에 마련된 검출 권선은, 신호 접속용 커넥터(941)를 통하여서 제어 장치 케이스(520)에 마련된 제어 장치측 커넥터(도시 생략)에 접속되어 있다. 제어 장치측 커넥터는, 제어 기판(53)에 실장되어 있는 마이크로 컴퓨터(531)에 접속되어 있다. 그 밖의 구성은, 실시의 형태 1의 경우와 마찬가지이다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 파워 기판을 탑재한 제어 장치 케이스(520)는, 감속 기구측 케이스(600)의 외부에 마련되어 있기 때문에, 전동기부(40)의 부품과 제어 장치부(50)의 부품이 혼재하는 일이 없고, 각각의 기능에 특화한 설계가 가능해진다.
또한, 파워 기판(540)은, 히트 싱크(510)상에 탑재되어 있기 때문에, 반도체 스위치 소자에서 발생하는 열은 파워 기판(540)을 통하여 히트 싱크(510)에 의해 효과적으로 방열되고, 따라서 반도체 스위치의 소형화나 대전류화가 가능해진다. 또한, 상술한 실시의 형태 1에 의한 전동 파워 스티어링 장치와 같은 효과를 이룰 수 있다.
실시의 형태 4.
다음에, 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 관해 설명한다. 도 9는, 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 전동 파워 스티어링 제어를 도시하는 구성도이고, 그 제어 장치부를 단면으로 도시하고 있다. 이 실시의 형태 4에서, 전동기는, 영구 자석형 동기 전동기로서 구성되어 있다.
이 실시의 형태 4의 전동 파워 스티어링 장치는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 전동기(40)와 제어 장치부(50)는 별체로 구성되어 있고, 전동기부(40)의 고정자 권선의 U상, V상, W상의 각 단자, 및 리졸버에 의해 구성된 회전 센서의 검출 권선은, 하네스(95)에 의해 제어 장치부(50)에 접속되어 있다. 또한, 파워 소자 등을 실장한 파워 기판(540)과 반도체 스위치 소자를 실장한 스위치 기판(55)은 별체로 형성되어 있고, 파워 기판(540)은 히트 싱크(510)에 맞닿아서 고정되고, 스위치 기판(55)은 커버(521)에 맞닿아서 고정되어 있다.
하네스(95)는, 제어 장치 케이스(520)의 측벽부에 마련되어 있는 개구부를 통하여 제어 장치 케이스(520)의 내부에서 전동기 구동 회로로서의 3상 브리지 회로에 접속되어 있다. 그 밖의 구성은, 실시의 형태 3에 의한 전동 파워 스티어링 장치와 마찬가지이다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 상술한 실시의 형태 3에 의한 전동 파워 스티어링 장치가 갖는 상술한 이점 외에, 제어 장치부(50)는 전동기부(40)와 별체로 마련되어 있기 때문에, 전동기부(40)의 온도가 제어 장치부(50)의 온도보다 높아도, 전동기부(40)로부터 제어 장치부(50)에의 열의 유입이 없다는 이점이 있다.
실시의 형태 5.
다음에, 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기에 관해 설명한다. 도 10은, 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서의 제어 장치 일체형 전동기의 단면도이다.
본 발명의 실시의 형태 5에 의한 전동 파워 스티어링 장치에서의 제어 장치 일체형 전동기는, 상술한 실시의 형태 3의 경우와 비교하여, 이하의 부분의 구성이 다른다. 즉, 실시의 형태 3에서는, 전동기부(40) 내의 도통을 차단하기 위한 반도체 스위치 소자(5413, 5423, 5433)가, 각각 파워 기판(540)에 실장되어 있지만, 이 실시의 형태 5에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 전동기부(40) 내의 도통을 차단하기 위한 반도체 스위치 소자(5413)는, 감속 기구측 케이스(600)의 벽부의 내측에 맞대져서 고정된 스위치 기판(5400)에 실장되어 있다.
스위치 기판(5400)에 실장된 2개의 반도체 스위치 소자(5413)는, 터미널을 통하여 전동기부(40)의 터미널 홀더(415)에 수납된 권선 터미널(416)에서 전기자 권선(413)의 중성점과 3상중의 적어도 2상의 사이에 각각 삽입되어 있다. 즉, 이 2개의 반도체 스위치 소자(5413)는, 전기자 권선의 Y결선된 각 상 권선중 적어도 2상의 상 권선의 도통을 차단할 수 있다. 그 밖의 구성은, 상술한 실시의 형태 3과 마찬가지이다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 전동기부 내의 도통 차단용의 반도체 스위치를 실장한 스위치 기판(5400)과 파워 소자 등을 실장한 파워 기판(540)을 분리하고, 그 스위치 기판(5400)을 감속 기구측 케이스에 고정하고, 파워 소자(540)를 제어 장치부(50)의 히트 싱크(510)에 고정하였기 때문에, 전동기부(40) 및, 제어 장치부(50)의 각각의 사이즈를 작게 할 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전동 파워 스티어링 장치가 갖는 이점과 마찬가지로 이점을 구비하고 있다.
실시의 형태의 변형례
또한, 상술한 실시의 형태 1, 및 실시의 형태 2에 의하면, 감속 기구측 케이스(60)와 감속 기구(20)는 별체로 하고 있지만, 감속 기구측 케이스(60)와 감속 기구(20)의 하우징(24)을 일체 구성으로 하여도 좋다. 이와 같이 구성으로 함에 의해, 파워 기판 및 스위치 기판과 감속 기구 사이의 열전도성이 보다 향상하고, 제어 장치부의 전동기 구동 회로와 전동기 외부의 배터리와의 도통을 차단하는 반도체 스위치 소자, 전동기부 내에서 전동기 구동 회로와 고정자 권선과의 도통을 차단하는 스위치 소자, 및 파워 소자의 방열성을 더욱 양호한 것으로 할 수 있다. 또한, 감속 기구측 케이스(60)와 감속 기구의 하우징(24)이 일체로 구성되기 때문에, 부품 갯수의 삭감에 의한 조립 공수의 삭감, 비용의 저감, 중량의 저감 등을 도모할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 상술한 실시의 형태 1 내지 5에서의 파워 기판의 재질은, 세라믹 베이스인 것으로 하여 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 금속 기판에 파워 소자나 반도체 스위치 소자를 베어칩으로 실장하여도 좋고, 또는 디스크리트 부품을 실장하도록 하여도 좋다.
또한, 상술한 실시의 형태 1 내지 5에서의 전동기의 형식은, 영구 자석형 동기 전동기인 것으로 하여 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 전동 파워 스티어링 장치에 이용할 수 있는 것이면, 유도 전동기 등의 다른 형식이라도 좋다. 이 경우, 예를 들면 영구 자석을 이용하지 않는 전동기라면, FET 구동 회로 등의 파워 소자용 스위칭 회로와의 영구 자석과의 자속의 간섭도 없어져서 형편상 좋다.
또한, 상술한 실시의 형태 1 내지 5에서의 회전 센서는, 리졸버에 의해 구성되어 있다고 하여 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 전동 파워 스티어링 장치에 적용할 수 있는 것이면, 예를 들면 홀 식 등의 다른 방식의 것이라도 좋다. 예를 들면 회전 센서를 홀 식으로 하면, 리졸버 식에 비교하여 센서의 부착에 필요로 하는 공간을 감축할 수 있기 때문에, 상술한 반도체 스위치 소자나 파워 소자를 실장하는 파워 기판 등의 사이즈나 형상에 대한 탑재상의 제약이 완화되는 이점이 있다.
산업상의 이용 가능성
본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기는, 자동차 산업에 있어서의 조타 장치의 분야에 이용된다.

Claims (19)

  1. 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 전동기에 의해 상기 스티어링축에 가하도록 한 전동 파워 스티어링 장치로서, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와, 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와, 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 구비하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 각각 다른 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전기자 권선은 3상 교류 권선에 의해 구성되고, 상기 전동기 구동 회로는 상기 복수개의 파워 소자에 의해 구성된 3상 브리지 회로에 의해 구성되고, 상기 복수개의 파워 소자는 상기 3상 브리지 회로의 동일 상의 암을 구성하는 단위마다 각각 다른 기판에 실장되고, 상기 각각의 파워 소자를 실장하는 각각의 기판은 상기 전동기의 회전자축의 축심의 주위에 방사형상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 각각의 파워 소자를 실장하는 각각의 기판은 상기 전동기의 회전자축의 축심의 주위에 방사형상으로 균등하게 배치되고, 상기 반도체 스위치 소자를 실장한 기판은 상기 파워 소자를 실장한 2개의 기판의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 모든 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 동일한 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 금속제의 케이스는, 상기 전동기와 상기 감속 기구를 일체로 연결하는 케이스인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  7. 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 상기 스티어링축에 가하도록 한 파워 스티어링 장치에 이용되고, 상기 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 상기 스티어링축에 가하는 전동기로서, 고정자와 회전자와 전기자 권선을 구비한 전동기부와, 상기 전동기부에 일체로 고정된 제어 장치부를 구비하고, 상기 제어 장치부는, 상기 전동기부의 내부 공간에 연통하는 제어 장치부 내부 공간을 구비함과 함께 상기 제어 장치부 내부 공간에 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 수용하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 전동기부의 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치 일체형 전동기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 각각 다른 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치 일체형 전동기.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 전기자 권선은 3상 교류 권선에 의해 구성되고, 상기 전동기 구동 회로는 상기 복수개의 파워 소자에 의해 구성된 3상 브리지 회로에 의해 구성되고, 상기 복수개의 파워 소자는 상기 3상 브리지 회로의 동일 상의 암을 구성하는 단위마다 각각 다른 기판에 실장되고, 상기 각각의 파워 소자를 실장하는 각각의 기판은 상기 전동기의 회전자축의 축심의 주위에 방사형상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치 일체형 전동기.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 각각의 파워 소자를 실장하는 각각의 기판은 상기 전동기의 회전자축의 축심의 주위에 방사형상으로 균등하게 배치되고, 상기 반도체 스위치 소자를 실장한 기판은 상기 파워 소자를 실장한 2개의 기판의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치 일체형 전동기.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 모든 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 동일한 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치 일체형 전동기.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 전동기부의 금속제의 케이스는, 상기 전동기부와 상기 감속 기구를 일체로 연결하는 케이스인 것을 특징으로 하는 제어 장치 일체형 전동기.
  13. 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 전동기에 의해 상기 스티어링축에 가하도록 한 전동 파워 스티어링 장치로서, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와, 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와, 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 구비하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 전동기의 외부에 탑재된 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 모든 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 동일한 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  15. 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 상기 스티어링축에 가하도록 한 파워 스티어링 장치에 이용되고, 상기 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 상기 스티어링축에 가하는 전동기로서, 고정자와 회전자와 전기자 권선을 구비한 전동기부와, 상기 전동기부의 외부에 일체로 고정된 제어 장치부를 구비하고, 상기 제어 장치부는, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 가지며, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 제어 장치부의 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치 일체형 전동기.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 모든 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 동일한 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치 일체형 전동기.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 모든 파워 소자는, 상기 제어 장치부의 금속 케이스에 장착된 기판에 실장되고, 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 전동기부의 상기 감속 기구에 연결되는 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치 일체형 전동기.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 전기자 권선은 3상 Y결선되어 있고, 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 3상 Y결선의 중성점에 접속되고 상기 전기자 권선의 적어도 2상의 상 권선의 도통을 차단할 수 있 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  19. 차량의 운전자에 의해 핸들을 통하여 스티어링축에 가해지는 조타 토오크를 검출하고, 이 검출한 조타 토오크에 대응한 어시스트 토오크를 감속 기구를 통하여 전동기에 의해 상기 스티어링축에 가하도록 한 전동 파워 스티어링 장치로서, 반도체로 이루어지는 복수개의 파워 소자에 의해 구성되고 상기 전동기의 전기자 권선에 공급하는 전력을 제어하는 전동기 구동 회로와, 상기 전동기 구동 회로의 입력단자와 외부의 전원과의 사이를 개폐하는 스위치 장치와, 상기 전기자 권선을 개폐하는 스위치 장치를 구비하고, 상기 양 스위치 장치중의 적어도 한쪽은 반도체 스위치 소자에 의해 구성되고, 상기 파워 소자와 상기 반도체 스위치 소자는, 상기 전동기와는 별체로 구성된 금속제의 케이스에 장착된 기판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
KR1020107022847A 2008-07-16 2008-07-16 전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기 KR101260577B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2008/062815 WO2010007672A1 (ja) 2008-07-16 2008-07-16 電動パワーステアリング装置、及び制御装置一体型電動機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100122955A true KR20100122955A (ko) 2010-11-23
KR101260577B1 KR101260577B1 (ko) 2013-05-06

Family

ID=41550091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107022847A KR101260577B1 (ko) 2008-07-16 2008-07-16 전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8924081B2 (ko)
EP (2) EP2623394B1 (ko)
JP (1) JP5147943B2 (ko)
KR (1) KR101260577B1 (ko)
CN (1) CN102026861B (ko)
WO (1) WO2010007672A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102029846B1 (ko) * 2018-05-16 2019-10-08 현대자동차 주식회사 구동모터 및 감속기 일체형의 구동 시스템

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5509446B2 (ja) * 2009-08-01 2014-06-04 ダイヤモンド電機株式会社 電動パワーステアリング用モータユニット及び電動パワーステアリング装置
JP5603045B2 (ja) * 2009-09-24 2014-10-08 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置用モータ装置
JP5039171B2 (ja) * 2010-05-11 2012-10-03 三菱電機株式会社 電動式駆動装置およびその電動式駆動装置を搭載した電動式パワーステアリング装置
CN103153754B (zh) * 2010-10-27 2016-11-16 三菱电机株式会社 电动助力转向用电动机驱动控制装置
EP2637285B1 (en) * 2010-11-02 2020-04-01 Mitsubishi Electric Corporation Electric power steering power module and electric power steering drive control device employing same
JP5472316B2 (ja) * 2010-12-07 2014-04-16 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP5711551B2 (ja) * 2011-01-28 2015-05-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ駆動装置
EP2695794B1 (en) 2011-04-06 2019-12-25 Mitsubishi Electric Corporation Rotating electrical machine incorporating drive device
EP2695795B1 (en) 2011-04-07 2019-06-19 Mitsubishi Electric Corporation Molded module and electric power steering apparatus
US9099901B2 (en) * 2011-05-11 2015-08-04 Mitsubishi Electric Corporation Electric power steering apparatus
JP5375874B2 (ja) * 2011-05-13 2013-12-25 株式会社デンソー モータ駆動装置
JP5273573B2 (ja) 2011-05-13 2013-08-28 株式会社デンソー モータ駆動装置
JP5354396B2 (ja) 2011-05-13 2013-11-27 株式会社デンソー モータ駆動装置
EP2713484B1 (en) * 2011-05-20 2017-05-03 Mitsubishi Electric Corporation Driving-apparatus integrated type rotating electrical machine
JP5500144B2 (ja) * 2011-09-07 2014-05-21 株式会社安川電機 回転電機
WO2013038572A1 (ja) * 2011-09-12 2013-03-21 三菱電機株式会社 電動式駆動装置
JP5518106B2 (ja) * 2012-01-17 2014-06-11 三菱電機株式会社 一体型電動パワーステアリング装置
JP5518108B2 (ja) * 2012-01-25 2014-06-11 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
JP5518107B2 (ja) * 2012-01-25 2014-06-11 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
KR20130100411A (ko) * 2012-03-02 2013-09-11 주식회사 만도 전동식 동력 보조 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법
EP2840686B1 (en) * 2012-04-16 2019-02-13 Mitsubishi Electric Corporation Electric rotating machine
WO2014023857A1 (es) * 2012-08-10 2014-02-13 Gomez Martinez Claudio Mecanismo de accionamiento electromecánico para dirección asistida de un vehículo
JP5420040B1 (ja) * 2012-09-13 2014-02-19 三菱電機株式会社 回転電機
JP5554395B2 (ja) * 2012-12-26 2014-07-23 三菱電機株式会社 電動過給機
DE102013101084A1 (de) * 2013-02-04 2014-08-07 Cpm Compact Power Motors Gmbh Drehfeldmaschine mit Außenläufer, insbesondere in modularer Bauweise
JP5595537B2 (ja) * 2013-02-20 2014-09-24 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
JP5595551B1 (ja) * 2013-04-01 2014-09-24 三菱電機株式会社 モータ制御装置、およびモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置
ES2555121T3 (es) * 2013-07-08 2015-12-29 Fagor, S. Coop. Dispositivo de accionamiento eléctrico
CN103318248A (zh) * 2013-07-16 2013-09-25 江苏博众汽车部件有限公司 一种伺服壳体
JP6129676B2 (ja) * 2013-08-05 2017-05-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両用電動モータの制御装置及び電動パワーステアリング制御装置
JP6129677B2 (ja) * 2013-08-05 2017-05-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動モータの駆動制御装置
JP6117661B2 (ja) 2013-09-19 2017-04-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置
KR101560980B1 (ko) * 2014-06-23 2015-10-15 주식회사 만도 전동식 동력 보조 조향장치의 동력전달 장치
CN106796928B (zh) * 2014-10-08 2019-09-06 瑞美技术有限责任公司 用于mosfet模块的基座表面
US10250104B2 (en) * 2014-10-08 2019-04-02 Borgwarner Inc. Circuit layout for electric machine control electronics
JP2017017975A (ja) * 2015-06-30 2017-01-19 株式会社豊田自動織機 電動コンプレッサ
EP3352362B1 (en) 2015-09-18 2022-02-23 Mitsubishi Electric Corporation Integrated electric power steering apparatus
JP6147315B2 (ja) 2015-11-02 2017-06-14 三菱電機株式会社 制御装置一体型回転電機
CN108713353A (zh) * 2016-03-07 2018-10-26 三菱电机株式会社 电子控制装置
CN107791240A (zh) * 2016-08-31 2018-03-13 精工爱普生株式会社 电机单元以及机器人
DE102017106311A1 (de) * 2017-03-23 2018-09-27 Atlanta Antriebssysteme E. Seidenspinner Gmbh & Co. Kg Wechselflansch mit Sensorik für ein Getriebe
KR102205254B1 (ko) * 2017-04-27 2021-01-21 현대모비스 주식회사 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법
GB201710104D0 (en) * 2017-06-23 2017-08-09 Trw Ltd Electric power assisted steering
CN110979449B (zh) * 2019-12-20 2020-11-03 江苏鸿迅机车有限公司 一种电动车节能转向结构
CN218733686U (zh) * 2020-01-27 2023-03-24 三菱电机株式会社 电动车的驱动控制装置
JP7399351B2 (ja) 2021-04-28 2023-12-15 三菱電機株式会社 制御装置、駆動装置、および電動パワーステアリング装置
JP7375083B2 (ja) * 2022-03-29 2023-11-07 株式会社リケン モータシステム

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5598154U (ko) * 1978-12-27 1980-07-08
JPH0796387B2 (ja) * 1986-03-31 1995-10-18 本田技研工業株式会社 電動式パワーステアリング装置
US5289486A (en) * 1991-02-28 1994-02-22 Omron Corporation Semiconductor luminous element and superlattice structure
JP3560701B2 (ja) * 1995-07-18 2004-09-02 カヤバ工業株式会社 電動パワーステアリング装置
GB9619175D0 (en) * 1996-09-13 1996-10-23 Lucas Ind Plc Electrical power-assisted steering systems
JP3622362B2 (ja) * 1996-09-19 2005-02-23 株式会社デンソー 電動式パワーステアリング装置
JP3522516B2 (ja) * 1997-11-20 2004-04-26 カヤバ工業株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2001315654A (ja) * 2000-05-11 2001-11-13 Omron Corp 電動パワーステアリング制御装置及びその電流特性調整装置
JP3774624B2 (ja) * 2000-10-18 2006-05-17 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
JP3614380B2 (ja) 2001-05-17 2005-01-26 三菱電機株式会社 電動式パワーステアリング装置
US6889792B1 (en) * 2002-08-01 2005-05-10 Trw Inc. Electrically assisted power steering system with anti-theft capability
JP3692108B2 (ja) * 2002-10-01 2005-09-07 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング用モータ装置
JP2004135492A (ja) * 2003-08-29 2004-04-30 Kayaba Ind Co Ltd 電動パワーステアリング装置の電動モータ
JP4409313B2 (ja) * 2004-02-24 2010-02-03 株式会社デンソー ブラシレスモータ駆動装置
JP3884450B2 (ja) * 2004-07-08 2007-02-21 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2004345643A (ja) * 2004-08-24 2004-12-09 Mitsubishi Electric Corp 電動式パワーステアリング回路装置
JP4319112B2 (ja) * 2004-08-27 2009-08-26 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
JP4289458B2 (ja) * 2004-09-07 2009-07-01 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング制御装置
JP4432709B2 (ja) * 2004-10-01 2010-03-17 トヨタ自動車株式会社 電動パワーステアリング装置
JP4102404B2 (ja) * 2005-11-21 2008-06-18 三菱電機株式会社 電動式パワーステアリング装置
DE102005059162A1 (de) * 2005-12-12 2007-06-21 Robert Bosch Gmbh Elektromotor
JP4402057B2 (ja) * 2006-02-21 2010-01-20 三菱電機株式会社 制御装置一体型回転電機
JP5058554B2 (ja) * 2006-10-16 2012-10-24 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102029846B1 (ko) * 2018-05-16 2019-10-08 현대자동차 주식회사 구동모터 및 감속기 일체형의 구동 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20110066332A1 (en) 2011-03-17
WO2010007672A1 (ja) 2010-01-21
KR101260577B1 (ko) 2013-05-06
US8924081B2 (en) 2014-12-30
EP2298622B1 (en) 2013-12-18
EP2298622A4 (en) 2012-11-14
CN102026861A (zh) 2011-04-20
EP2623394A1 (en) 2013-08-07
EP2623394B1 (en) 2014-08-20
EP2298622A1 (en) 2011-03-23
CN102026861B (zh) 2015-03-04
JP5147943B2 (ja) 2013-02-20
JPWO2010007672A1 (ja) 2012-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101260577B1 (ko) 전동 파워 스티어링 장치, 및 제어 장치 일체형 전동기
EP2571147B1 (en) Electric driving device and electric power steering device equipped with same
JP5496357B2 (ja) 電動パワーステアリング用モータ駆動制御装置
EP3536582B1 (en) Mold module and electric power steering apparatus
EP2637285B1 (en) Electric power steering power module and electric power steering drive control device employing same
KR101204624B1 (ko) 제어 장치 일체형 전동 파워 스티어링 장치용 모터 및 전동 파워 스티어링 장치
JP6444495B2 (ja) 電動パワーステアリング駆動装置
CN107444479B (zh) 电动驱动装置及电动助力转向装置
CN110892616B (zh) 电动驱动装置及电动动力转向装置
CN111052570B (zh) 电动驱动装置及电动助力转向装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180403

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 7