KR101859772B1 - 모터의 케이블 연결구조 - Google Patents

모터의 케이블 연결구조 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 모터의 케이블 연결구조는 모터 하우징; 상기 모터 하우징의 일측에 돌출 형성된 케이블 연결부; 상기 케이블 연결부에 설치되며, 상기 모터 하우징 내측에 결선된 적어도 하나 이상의 제 1 케이블의 단부가 통전 가능하게 연결되는 브라켓; 상기 브라켓과 체결되는 홀더; 상기 홀더에 결합되며, 내부에 상기 제 1 케이블의 단부와 결합되는 적어도 하나 이상의 제 2 케이블이 배치된 전자기파 차폐튜브; 및 상기 제 1 및 제 2 케이블을 연결하는 연결유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터의 케이블 연결구조{Cable connecting structure for motor}
본 발명은 모터의 케이블 연결구조에 관한 것이다.
모터를 구동하기 위해서는 전원과 제어신호 입출력을 위한 케이블 연결이 필요하다. 특히 전기 자동차와 같이 오염과 외부 충격이 빈번하게 노출되는 경우, 안정적이고 신뢰성 높은 케이블 연결은 반드시 필요하다.
특히, 수분이나 먼지와 같은 오염물질의 침투를 방지하기 위해서는, 터미널 모듈 등을 이용하여 결합한 후, 결합 부분을 고무링과 같은 실링부재로 마감하여 사용하는 경우가 일반적이다.
이와 같은 모터의 방수 케이블 연결 구성의 일 예로, 대한민국 공개특허 제10-2011-0087689호(2011.08.03.)에서는 서보 모터케이스에 나사산을 형성하고, 상대물이 되는 케이블 측에 상보적인 형상을 마련한 구조가 기재된 바 있다.
이와 같은 방수 연결구조에 따르면, 나사결합에 의한 방수처리가 가능하다는 장점이 있으나, 전자기파 차폐 구조가 마련되어 있지 않아 전기 자동차에 사용되는 모터의 연결구조에는 적합하지 않으며, 특히 적어도 하나 이상의 서로 다른 상으로 인가되는 전원을 별도 케이블로 구성하여 연결할 경우, 연결부분의 유연성이 떨어져 케이블 연결을 위한 공간이 과도하게 필요하다는 문제점이 있다.
본 발명은 수분이나 먼지와 같은 오염물질의 침투를 방지할 수 있으며, 연결을 위해 필요한 공간을 최소화할 수 있도록 구조가 개선된 모터의 케이블 연결구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 모터의 케이블 연결구조는 모터 하우징; 상기 모터 하우징의 일측에 돌출 형성된 케이블 연결부; 상기 케이블 연결부에 설치되며, 상기 모터 하우징 내측에 결선된 적어도 하나 이상의 제 1 케이블의 단부가 통전 가능하게 연결되는 브라켓; 상기 브라켓과 체결되는 홀더; 상기 홀더에 결합되며, 내부에 상기 제 1 케이블의 단부와 결합되는 적어도 하나 이상의 제 2 케이블이 배치된 전자기파 차폐튜브; 및 상기 제 1 및 제 2 케이블을 연결하는 연결유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 브라켓은, 상기 홀더와 밀착되는 접촉면이 통전 가능하게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 접촉면은, 상기 상기 브라켓의 표면에 형성된 도장면을 식각하여 형성할 수 있다.
상기 홀더는, 금속재질로 형성되어, 상기 접촉면과 통전 가능하게 연결되는 것이 바람직하다.
상기 연결유닛은, 상기 제 1 케이블의 끝단에 결합되는 제 1 나사단자; 및 상기 제 2 케이블의 상기 제 1 케이블과의 연결부에 형성되어, 상기 제 1 나사단자와 나사 결합되는 제 2 나사단자;를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 브라켓은, 적어도 3개의 관통홀을 구비하여, 상기 관통홀에 상기 제 1 케이블의 끝단에 마련된 제 1 나사단자가 통전 가능하게 연결되는 것이 바람직하다.
상기 전자기파 차폐튜브는, 코퍼 재질의 금속실로 직조(織造)되는 것이 좋다.
상기 케이블 연결부는, 상기 모터 하우징과 소정 각도 기울어지게 형성되는 것이 좋은데, 바람직하게는, 상기 모터 하우징의 전면부에는 자동차 휠이 결합되고, 그 반대편에 상기 브라켓과 홀더가 결합되는 케이블 연결부가 마련되는 것이 좋다.
상기 제 2 케이블은, 상기 제 1 케이블과 연결부의 타단에 터미널 모듈이 설치될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 케이블은 서로 마주보는 연결부에 상보적으로 연결 가능한 클립 구조를 가질 수도 있고, 서로 마주보는 연결부가 통전 가능하게 접촉하는 것도 가능하다.
본 발명은 글랜드(gland)로 케이블 연결구조를 구성하여, 수분이나 먼지와 같은 오염물질이 모터 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있으며, 기존의 터미널 연결에 비해 연결을 위한 공간을 최소화할 수 있다.
또한, 글랜드 연결을 위한 체결구조에 접지 구성을 마련하므로, 전자기파 차폐효과를 추가적으로 제공할 수 있어, 주변 전자부품들에 미칠 수 있는 악영향을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터의 케이블 연결구조를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에서 전자기 차폐커버를 제거한 케이블 연결구조를 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 연결부를 구성하는 브라켓과 고정구를 분리하여 도시한 분해 사시도, 그리고,
도 4는 도 2의 연결부의 요부를 확대하여 도시한 측면도 이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터의 케이블 연결구조를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터의 케이블 연결구조를 도시한 사시도, 도 2는 도 1에서 전자기 차폐커버를 제거한 케이블 연결구조를 도시한 사시도, 도 3은 도 2의 연결부를 구성하는 브라켓과 고정구를 분리하여 도시한 분해 사시도, 그리고, 도 4는 도 2의 연결부의 요부를 확대하여 도시한 측면도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 모터의 케이블 연결구조는 모터 하우징(1), 케이블 연결부(10), 브라켓(20), 홀더(30), 전자기파 차폐튜브(40) 및 연결유닛(100)을 포함한다.
모터 하우징(1)은 내부에 미도시된 스테이터와 로터로 구성된 모터유닛이 설치되며, 바람직하게는 상기 케이블 연결부(10), 브라켓(20), 홀더(30) 등이 연결되는 부분의 반대편에 출력축으로 사용되는 로터 회전축이 돌출되는 것이 좋다. 본 발명은 전기 자동차의 인-휠 타입(In-wheel type) 모터에 적용되는 것으로, 상기 미도시된 출력축에는 전기 자동차의 감속기 및 휠이 설치될 수 있다.
케이블 연결부(10)는 상기 모터 하우징(1)의 일측면에 돌출 형성되는데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도면의 상측면을 향해, 상기 모터 하우징(1)이 측벽을 기준으로 일정 각도를 형성하도록 돌출 형성되는 것이 좋다. 바람직하게는, 상기 각도는 자동차의 주행면을 기준으로 45도를 넘지 않는 예각으로 구성하는 것이 좋다. 또한, 상기 케이블 연결부(10)는 상기 모터 하우징(1)이 전기 자동차(EV, electric vehicle)에 설치될 경우, 전기 자동차가 운행하는 바닥면의 반대편인 상측에 위치하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 케이블 연결부(10)를 구성하면, 바닥면으로부터 유입될 수 있는 먼지나 돌맹이와 같은 외부 오염 및 장애물질의 영향을 받는 것을 최소화하는 것이 가능하다.
브라켓(20)은 상기 케이블 연결부(10)에 고정 배치되는 것으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 케이블 연결부(10)의 형상과 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 브라켓(20)은 금속재질로 형성되는 것이 좋은데, 표면은 부식 및 연결될 케이블들 간의 쇼트를 방지할 수 있도록 절연 코팅되는 것이 좋다.
또한, 상기 브라켓(20)은 상기 홀더(30)와 밀착될 수 있도록, 표면에 접촉면(21)을 구비할 수 있다. 이때, 상기 접촉면(21)은 통전 가능하게 형성되는 것이 좋은데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 접촉면(21) 부분을 식각 또는 연마하여, 상기 절연 코팅면을 제거하여 구성할 수 있다.
한편, 상기 모터 하우징(1)의 내부에는 미도시된 스테이터에 권선된 코일과 결선되는 제 1 케이블(2)이 마련되고, 상기 제 1 케이블(2)의 끝단은 상기 브라켓(20)에 고정된다. 상기 제 1 케이블(2)과 브라켓(20)의 고정구조는 뒤에 다시 설명한다.
홀더(30)는 상기 브라켓(20)과 체결나사(S)로 나사 결합되는 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 브라켓(20)의 마주보는 면에 형성된 접촉면(21)과 맞물리는 면에 면 접촉 가능한 연결면을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 홀더(30)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 복수 개의 체결나사(S)로 상기 브라켓(20)에 고정되어, 상기 케이블 연결부(10)에 후술할 전자기파 차폐튜브(40)를 고정하는 것이 좋다. 이를 위해, 상기 홀더(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 가이드부(31)를 구비하여, 이 가이드부(31)에 후술할 전자기파 차폐튜브(40)가 고정 결합될 수 있다.
한편, 상기 홀더(30)는, 금속재질로 형성되어, 상기 접촉면(21)과 통전 가능하게 연결되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 상기 홀더(30)와 접촉면(21)을 통전 가능하게 연결하는 이유는, 상기 홀더(30)와의 통전 가능한 연결을 통해, 제 1 및 제 2 케이블로 전자기파가 유입 및 유출되는 것을 방지할 수 있도록 접지하기 위함이다.
전자기파 차폐튜브(40)는 상기 홀더(30)에 결합 및 고정되며, 내부에 상기 제 1 케이블(2)의 단부와 결합 및/또는 연결되는 적어도 하나 이상의 제 2 케이블(3)이 마련된다. 바람직하게는, 상기 제 2 케이블(3)은 U, V, W 상의 전원이 개별적으로 인가되도록 총 3개가 한 쌍이 되도록 구성되어, 상기 전자기파 차폐튜브(40)의 내측에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 2 케이블(3)의 상기 제 1 케이블(2)과 연결되는 부분의 반대편 끝단에는 터미널 모듈(41)이 설치될 수 있다. 상기 터미널 모듈(41)은 복수 개의 제 2 케이블(3)을 한번에 연결하고, 미도시된 제어모듈 등에 연결되는 것이 가능하다.
한편, 상기 전자기파 차폐튜브(40)는, 전자기파를 차폐하기 위하여 코퍼(copper)와 같은 재질의 금속실로 직조(織造)되는 것이 좋으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 전자기파를 차폐할 수 있는 재질이라면 어떠한 것이든 적용 가능하다. 예컨대, 합성수지재질로 형성한 후, 전자기파 차폐처리를 전자기파 차폐튜브(40)의 내주면 또는 외주면에 형성할 수도 있다.
상기 제 2 케이블(3)은 상기 제 1 케이블(2)과 대응되는 형상으로 마련되는 것이 좋으며, 바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 케이블(2)(3)의 서로 마주보는 면은 상보적으로 형성되어, 각각의 연결부가 끼워 맞춤으로 통전 가능하게 연결되는 클립구조로 마련되는 것이 좋으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 통전 가능한 접촉이 유지될 수 있는 구성이라면 어떠한 것이든 가능하다.
연결유닛(100)은 제 1 나사단자(110)와 제 2 나사단자(120)로 마련된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 브라켓(20)은, 적어도 3개의 관통홀(22)을 구비하고, 상기 관통홀(22)에 제 1 케이블(2)의 끝단에 마련된 제 1 나사단자(110)가 통전 가능하게 연결되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제 1 나사단자(110)는 제 1 케이블(2)의 끝단에 결합되는 것으로, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 브라켓(20)에 삽입된 상태로, 돌출된 끝단의 반대편에 너트부재(111)가 나사 결합되어, 위치 고정될 수 있다. 상기 관통홀(22)의 개수는 가변 될 수 있는데, 일반적으로 3상 전원을 사용할 경우, 각각의 상(phase) 별로 별도의 관통홀(22)을 형성하여, 개별적으로 제 1 케이블(2)을 연결하여 구성하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제 1 케이블(2)은 상기 제 1 나사단자(110)의 돌출부의 대략 중앙에 끝단이 배치되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 나사단자(110)는 상기 너트부재(111)와의 결합에 의해, 상기 브라켓(20)의 접촉면(21)(도 3 참조)과 통전 가능하게 연결되어, 외부에서 유입될 수 있는 전자기파가 상기 제 1 케이블(2) 측으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제 1 나사단자(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 돌출된 부분의 외주면에 나사산을 형성하는 것이 바람직하다.
제 2 나사단자(120)는 상기 제 2 케이블(3)의 끝단에 결합되는 것으로, 상기 제 2 케이블(3) 역시 상기 제 1 케이블(2)과 동일하게 상기 제 2 나사단자(120)의 대략 중앙에 끝단이 배치되도록 구성되는 것이 좋다. 또한, 상기 제 2 나사단자(120)의 상기 제 1 나사단자(110)와 대응되는 위치에는 상기 나사산과 나사 결합이 가능한 암 나사부가 형성되어, 상기 제 1 및 제 2 나사단자(110)(120)가 서로 나사결합을 통해 연결될 수 있도록 하는 것이 좋다.
따라서, 상기 제 1 및 제 2 나사단자(110)(120)를 나사 결합하면, 상기 제 1 및 제 2 나사단자(110)(120)의 중앙 부근에 배치된 제 1 및 제 2 케이블(2)(3)이 서로 맞물리면서, 클립 형태로 상보적인 결합이 이루어지거나, 그 외에 통전 가능한 접촉 등으로 연결되어, 제 1 및 제 2 케이블(2)(3)이 서로 통전 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 각각의 나사 결합에 의해 제 1 및 제 2 나사단자(110)(120)가 통전 가능하게 연결되면서, 상기 홀더(30)에 의하여 지지되는 전자기파 차폐튜브(40) 또한 상기 브라켓(20)과 통전 가능하게 연결될 수 있다. 따라서, 외부에 도출된 전자기파 차폐튜브(40)를 포함한 제 1 및 제 2 케이블(2)(3)이 외부로부터 차폐되어, 의 전자기파 차폐를 위한 접지가 가능하다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 일반적으로 많이 사용되는 3상 전원을 인가 받는 전원케이블 연결 시에, U, V, W 각 상 별로 제 1 및 제 2 케이블(2)(3)을 구성한 후, 이들을 제 1 및 제 2 나사단자(110)(120)로 구성되는 케이블 글랜드(Cable Gland) 구조로 연결할 수 있어, 기존의 터미널 모듈에 비해 좁은 공간에서도 연결이 가능함은 물론, 주변 부품들과의 간섭도 최대한 피할 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 나사단자(110)(120)의 나사결합으로 제 1 및 제 2 케이블(2)(3)의 서로 맞물리는 면이 접촉된 상태를 유지하기 때문에, 별도의 결선작업을 수행하지 않더라도, 상기 제 1 및 제 2 케이블(2)(3)이 이격 되어 단락 되지 않는다.
또한, 제 1 및 제 2 케이블(2)(3) 연결부분이 나사 체결되므로, 제 1 및 제 2 케이블(2)(3)의 두께를 줄이더라도, 기존의 터미널 모듈 연결과 비교하여 동일한 신뢰성 및 기밀성을 확보하는 것이 가능하다.
또한, 스테이터 코어에 권취된 코일의 끝단부와 연결되는 상기 제 1 케이블(2)의 결선이 용이하므로, 모터 작업을 보다 간소화할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
1; 모터 하우징 10; 케이블 연결부
20; 브라켓 21; 접촉면
22; 관통홀 30; 홀더
31; 가이드부 40; 전자기파 차폐튜브
100; 연결유닛 110; 제 1 나사단자
111; 너트부재 120; 제 2 나사단자

Claims (12)

  1. 모터 하우징;
    상기 모터 하우징의 일측에 돌출 형성된 케이블 연결부;
    상기 케이블 연결부에 설치되며, 상기 모터 하우징 내측에 결선된 적어도 하나 이상의 제 1 케이블의 단부가 통전 가능하게 연결되는 브라켓;
    상기 브라켓과 체결되는 홀더;
    상기 홀더에 결합되며, 내부에 상기 제 1 케이블의 단부와 결합되는 적어도 하나 이상의 제 2 케이블이 배치된 전자기파 차폐튜브; 및
    상기 제 1 및 제 2 케이블을 연결하는 연결유닛;을 포함하는 모터의 케이블 연결구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 브라켓은,
    상기 홀더와 밀착되는 접촉면이 통전 가능하게 형성되는 모터의 케이블 연결구조.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 접촉면은,
    상기 상기 브라켓의 표면에 형성된 도장면을 식각하여 형성하는 모터의 케이블 연결구조.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 홀더는,
    금속재질로 형성되어, 상기 접촉면과 통전 가능하게 연결되는 모터의 케이블 연결구조.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 연결유닛은,
    상기 제 1 케이블의 끝단에 결합되는 제 1 나사단자; 및
    상기 제 2 케이블의 상기 제 1 케이블과의 연결부에 형성되어, 상기 제 1 나사단자와 나사 결합되는 제 2 나사단자;를 포함하는 모터의 케이블 연결구조.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 브라켓은,
    적어도 3개의 관통홀을 구비하여, 상기 관통홀에 상기 제 1 케이블의 끝단에 마련된 제 1 나사단자가 통전 가능하게 연결되는 모터의 케이블 연결구조.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전자기파 차폐튜브는,
    코퍼 재질의 금속실로 직조(織造)되는 모터의 케이블 연결구조.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 케이블 연결부는,
    상기 모터 하우징과 소정 각도 기울어지게 형성되는 모터의 케이블 연결구조.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 모터 하우징의 전면부에는 자동차 휠이 결합되고, 그 반대편에 상기 브라켓과 홀더가 결합되는 케이블 연결부가 마련되는 모터의 케이블 연결구조.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 케이블은,
    상기 제 1 케이블과 연결되는 부분의 반대편 끝단에 터미널 모듈이 설치되는 모터의 케이블 연결구조.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 케이블은 서로 마주보는 연결부에 상보적으로 연결 가능한 클립 구조를 가지는 모터의 케이블 연결구조.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 케이블은 서로 마주보는 연결부가 통전 가능하게 접촉하는 모터의 케이블 연결구조.
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