KR20120069934A - Eps motor and insulating method for stator coil - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 EPS 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스터이터 코어 및 마그네트 코일의 절연물을 개선하여, 공정 자동화 및 제조단가를 절감한 EPS 모터의 스테이터 절연구조에 관한 것이다.
The present invention relates to an EPS motor, and more particularly, to a stator insulating structure of an EPS motor that improves the insulator of the stator core and the magnet coil, thereby reducing process automation and manufacturing cost.
일반적으로 자동차의 조향 안정성을 보장하기 위하여, 별도 동력으로 운전자를 도와주는 동력 보조 조향장치가 사용된다. 기존에는 이와 같은 동력 보조 조향장치를 유압을 이용한 장치로 사용하였으나, 최근에는 동력의 손실이 적고 정확성이 우수한 전동식 조향장치(Electronic Power Streeing System}를 사용한다.In general, in order to ensure steering stability of the vehicle, a power assisted steering device that assists the driver with a separate power is used. Conventionally, such a power assisted steering device is used as a device using hydraulic pressure, but recently, an electric power steering system (Electronic Power Streeing System) with low power loss and high accuracy is used.
상기와 같은 전동식 조향장치(EPS)는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라, 전자 제어 장치(ECU, Electronic Control Unit)에서 모터를 구동 제어하여, 자동차의 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전하고 편리한 주행이 가능하도록 한다.The electric steering device (EPS) as described above drives and controls the motor in an electronic control unit (ECU) according to the driving conditions detected by the vehicle speed sensor, the torque angle sensor, the torque sensor, and the like, thereby ensuring the vehicle's turning stability. By providing fast and resilience, the driver can drive safely and conveniently.
이러한 전동식 조향장치는 운전자가 조향을 하기 위해 핸들을 조작하는 토크를 모터가 보조하여 줌으로써, 보다 적은 힘으로 조향작업을 할 수 있도록 하는데, 상기 모터로는 BLDC 모터가 사용된다. BLDC 모터(Brushless DC 모터)란 직류 모터에서 브러쉬, 정류자 등의 기계적인 접촉부를 제외하고 전자적인 정류 기구를 설치한 직류모터를 의미한다. 상기 모터는 EPS 모터(Electronic Power Streeing System motor) 또는 MDPS 모터(Motor Driven Power Steering motor)로 불리는데, 설명의 편이상 MDPS 보다 상위 개념인 EPS에 적용 가능한 모터임을 감안하여 EPS 모터로 통칭하여 설명한다.The electric steering apparatus allows the motor to assist the torque for operating the steering wheel for the driver to steer, so that the steering operation can be performed with less force. The motor uses a BLDC motor. A BLDC motor (Brushless DC Motor) refers to a DC motor provided with an electronic commutator, except for mechanical contacts such as brushes and commutators. The motor is referred to as an EPS motor (Electronic Power Streeing System motor) or MDPS motor (Motor Driven Power Steering motor), which will be described collectively as an EPS motor in consideration of the fact that it is a motor applicable to EPS, which is a concept higher than MDPS.
도 1은 종래기술에 따른 EPS 모터의 측단면도, 도 2는 종래기술에 따른 하우징과 스테이터가 분리된 모습을 나타내는 측단면도이며, 도 3은 도 2에 나타난 하우징과 스테이터의 분해 사시도이다.Figure 1 is a side cross-sectional view of the EPS motor according to the prior art, Figure 2 is a side cross-sectional view showing a state in which the housing and the stator according to the prior art, Figure 3 is an exploded perspective view of the housing and the stator shown in FIG.
EPS 모터는 하우징(1), 브라켓(2), 회전축(3), 스테이터(4), 로터(5)를 포함한다.The EPS motor includes a
하우징(1)은 대략 원통 형상으로 상부가 개방된 형상을 가지며, 내부 공간부에 상기 스테이터(4) 및 로터(5)가 설치된다. 그리고, 하우징(1)의 상측에는 상기 브라켓(2)이 결합되어, EPS 모터의 외관을 형성한다.The
회전축(3)은 상기 하우징(1) 및 브라켓(2)에 의해 양단이 회전 가능하게 지지된다.The rotary shaft 3 is rotatably supported at both ends by the
스테이터(4)는 상기 하우징(1)의 내주면에 배치되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 스테이터 코어(4a)와 상기 스테이터 코어(4a)에 권취되는 코일(4b) 및 절연지(4c)로 구성된다. The
로터(5)는 상기 회전축(3)의 외주면에 설치되는 것으로, 상기 스테이터(4)와 대응되는 면에 배치된다. 상기 로터(5)는 로터 코어 및 마그네트로 구성된다.The
따라서 상기 스테이터(4)에 전류가 인가되면 스테이터(4)와 로터(5)의 전자기적 상호작용에 의하여 로터(5)가 회전하고, 이에 따라, 회전축(3)이 로터(5)의 회전에 연동하여 회전한다. 상기 회전축(3)은 미도시된 감속기어를 통해 자동차의 조향축과 연결되므로, 상기 회전축(3)의 회전에 의해 상기 조향축도 함께 회전할 수 있다. 따라서, EPS 모터는 운전자의 조향휠 회전에 연동하여 회전하는 조향축의 회전을 보조하게 된다.Accordingly, when a current is applied to the
상기 브라켓(2)의 상면에는 센서(9)가 배치된 인쇄회로기판(8)이 설치되는데, 상기 인쇄회로기판의 상측에 소정 간격 이격되어 플레이트(6)가 회전축(3)과 함께 회전하도록 결합한다. 상기 플레이트(6)의 하측에는 센싱마그네트(7)가 배치된다. 상기 센싱마그네트(7)는 회전축(3)의 회전에 따라 함께 회전하게 되고, 센서(9)에서 감지한 회전에 따른 자속 변화에 따라 회전각도를 계산할 수 있다.The upper surface of the bracket (2) is provided with a printed circuit board (8) having a sensor (9) is disposed, the plate 6 is coupled to rotate with the rotary shaft (3) spaced apart a predetermined interval on the upper side of the printed circuit board do. A sensing magnet 7 is disposed below the plate 6. The sensing magnet 7 may rotate together with the rotation of the rotation shaft 3, and calculate the rotation angle according to the change of magnetic flux according to the rotation detected by the sensor 9.
한편, 상기 코일(4b)은 절연지(4c)를 둘레에 감아 절연하여 스테이터 코어(4a)에 삽입/고정한다. 절연지(4c)를 통한 코일(4b)의 절연은, 작업자가 수작업으로 권취된 코일(4b) 마다 절연지(4c)를 감아주는 작업을 수행해야 하므로, 이러한 코일(4b)의 절연 공정으로 인해 EPS 모터의 생산 공정 모두를 자동화하기 어렵다는 문제점이 있다. On the other hand, the
또한, 코어(4a)에 코일(4b)을 삽입하는 공정 중에 절연지가 구겨지거나, 손상되어, 코일(4b)의 절연에 실패할 수도 있으며, 코어(4a) 속에 코일(4b)이 완전히 고정되지 않으므로, 모터 작동시 소음과 진동의 원인을 제공하기도 한다.
In addition, during the process of inserting the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 자동화 공정을 통한 코어와 코일의 절연 및 조립이 가능하며, 모터 작동시 코어와 코일 간의 간섭으로 인해 발생되는 소음과 진동 문제를 해결할 수 있도록 구조가 개선된 EPS 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above problems, it is possible to insulate and assemble the core and the coil through an automated process, structure to solve the noise and vibration problems caused by the interference between the core and the coil when the motor is operating. The purpose is to provide an improved EPS motor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 EPS 모터는, 하우징, 스테이터 및 로터를 가지는 EPS 모터에 있어서, 상기 스테이터는, 상기 하우징의 내주면에 고정 결합되며, 복수 개의 코일 삽입부를 가지는 코어; 상기 스테이터 코어에 마련된 코일 삽입부에 삽입 결합되는 코어; 및 상기 코일 삽입부 내부에 액상으로 주입되어, 고체상으로 굳은 후에 상기 코일 삽입부에 삽입 결합된 코일을 고정 및 절연하는 절연물;을 포함하는 것을 특징으로 한다.EPS motor according to the present invention for achieving the above object, the EPS motor having a housing, the stator and the rotor, the stator is fixed to the inner peripheral surface of the housing, the core having a plurality of coil insertion; A core inserted into and coupled to the coil insertion unit provided in the stator core; And an insulator that is injected into the coil inserting portion into a liquid phase and solidified into a solid state to fix and insulate the coil inserted and coupled to the coil inserting portion.
상기 스테이터 코어는, 상기 하우징의 형상과 대응되는 형상으로서, 원통형상을 가지는 것이 바람직하다.It is preferable that the stator core has a cylindrical shape as a shape corresponding to the shape of the housing.
상기 절연물은, 합성수지 재질로서, 에폭시, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐 및 나일론 중 어느 하나로 마련될 수 있다.The insulator may be formed of any one of epoxy, polystyrene, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, and nylon as a synthetic resin material.
본 발명에 의한 EPS 모터 스테이터 코일 절연방법은, 스테이터 코어에 마련된 복수 개의 코일 삽입부에 대응되는 형상으로 코일을 권취하는 단계; 권취된 코일을, 상기 복수 개의 코일 삽입부에 삽입하는 단계; 및 상기 코일이 삽입된 코일 삽입부에 수지재질의 절연물을 주입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
EPS motor stator coil insulation method according to the present invention, winding the coil in a shape corresponding to the plurality of coil insertion portion provided in the stator core; Inserting a wound coil into the plurality of coil insertion portions; And injecting an insulating material made of a resin material into a coil inserting portion into which the coil is inserted.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 수지재질의 절연물의 주입을 통해 스테이터의 코어와 코일 사이의 절연 작업을 수행하므로, EPS 모터의 생산성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention as described above, since the insulation work between the core and the coil of the stator through the injection of the resin material, it is possible to improve the productivity of the EPS motor.
또한, 스테이터 코어에 코일이 수지재질의 절연물에 의해 완전히 고정되므로, 모터 작동 중에 코어와 코일이 상호 간섭하면서 발생되는 소음과 진동 발생을 억제할 수 있다.In addition, since the coil is completely fixed to the stator core by an insulator made of a resin material, it is possible to suppress noise and vibration generated while the core and the coil interfere with each other during motor operation.
또한, 상대적으로 저렴한 가격의 수지재질의 절연물을 이용하므로, EPS 모터의 제조 비용을 절감할 수 있다.
In addition, it is possible to reduce the manufacturing cost of the EPS motor because it uses a resin material of a relatively low price.
도 1은 종래기술에 따른 EPS 모터를 나타내는 측단면도,
도 2는 종래기술에 따른 EPS 모터의 하우징과 스테이터가 분리된 모습을 나타내는 측단면도,
도 3은 종래기술에 따른 EPS 모터의 하우징과 스테이터가 분리된 모습을 나타내는 사시도, 그리고,
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 EPS 모터의 스테이터의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a side cross-sectional view showing an EPS motor according to the prior art,
Figure 2 is a side cross-sectional view showing a state in which the housing and the stator of the EPS motor according to the prior art,
3 is a perspective view illustrating a state in which a housing and a stator of the EPS motor according to the prior art are separated;
4 and 5 are diagrams schematically showing the structure of the stator of the EPS motor according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EPS 모터의 스테이터 절연구조를 상세히 설명한다. Hereinafter, a stator insulating structure of an EPS motor according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 EPS 모터의 구조는 상기한 종래기술에 따른 EPS 모터의 구조및 구성요소와 동일하므로, 동일한 구성 및 동작에 대한 설명은 생략하고, 변경된 부분을 중점으로 설명한다. 참고로, 종래기술과 동일한 구조 및 동작을 수행하는 구성요소는 동일한 참조부호를 인용하여 설명한다.Since the structure of the EPS motor according to the present invention is the same as the structure and the components of the EPS motor according to the prior art described above, the description of the same configuration and operation will be omitted, and the modified part will be mainly described. For reference, components that perform the same structure and operation as the prior art will be described with reference to the same reference numerals.
EPS 모터는 상부가 개방된 원통 형상의 하우징(1)의 내부에, 상기 하우징(1)의 형상과 대응되는 형상으로 마련된 스테이터 코어(4a)를 삽입/결합하여, 상기 스테이터 코어(4a)가 상기 하우징(1)의 내주면을 형성할 수 있도록 구성한다.The EPS motor inserts / combines a
상기 스테이터 코어(4a)와 하우징(1)의 결합과정은 일반적으로 열간 압입 방식이 사용된다. 즉, 스테이터 코어(4a)를 하우징(1)과 결합하기 위해 하우징(1)을 열간가열하면, 하우징(1)을 구성하는 금속재질이 열팽창을 하게 되고 이에 따라 내경이 확장된다. 이 상태에서 스테이터 코어(4a)를 삽입하고, 하우징을 냉각하면, 하우징(1)이 수축하면서 스테이터 코어(4a)의 외주면과 접촉 및 마찰하면서 상기 스테이터 코어(4a)가 상기 하우징(1)의 내주면에 고정 결합된다.In the coupling process of the
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 스테이터 코어(4a)의 일부 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.4 and 5 schematically show some cross-sections of the
상기 스테이터 코어(4a)에는 원주방향에 대하여 일정 간격 이격 배치된 코일 삽입부(4d)가 마련된다.The
스테이터 코어(4a)는 가운데에 로터(5, 도 1 참조)가 배치될 수 있도록 중앙 부분에 빈 공간을 형성하고, 상기 코일 삽입부(4d)는 상기 빈 공간을 중심으로 스테이터 코어(4a)의 원주 둘레 방향으로 복수 개가 일정 간격 이격되도록 배치된다. 스테이터 코어(4a)의 코일 삽입부(4d)의 형상은 적용되는 모터의 특성에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 이는 본 발명의 요부와는 관련이 적으므로, 구체적인 설명은 생략한다.The
상기 코일 삽입부(4d)는, 상기 스테이터 코어(4a)에 홈 형상으로 상측만이 개구되도록 마련될 수도 있으나, 일반적으로는, 스테이터 코어(4a)의 내주면 측에 길이 방향으로 절개부를 가지도록 마련되어, 일정 폭을 가지는 스테이터 치를 형성한다. The
코일(4b)은 상기 코일 삽입부(4d)의 형상에 대응되도록 복수 개가 권취 형성되는데, 이는 종래와 동일한 형태로 마련된다. 이와 같이 권취된 코일(4b)은 상기 코일 삽입부(4d)에 결합되는데, 종래에는 이 결합과정 전 단계로서, 작업자가 일일이 각 코일 삽입부(4d)에 삽입될 코일(4b)의 둘레에 절연종이를 감아준 후 삽입공정을 수작업으로 진행하였다.A plurality of
그러나 본 발명에서는, 이러한 절연 작업 없이 바로, 코일 삽입부(4d)에 권취된 코일(4b)을 삽입한다. 이때, 상기 코일 삽입부(4d)와 코일(4b)은 일정 간격 이격되는데, 이 공간은 수지재질의 절연물(10)로 채워진다. However, in the present invention, the
상기 절연물(10)은, 합성수지로서, 에폭시, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐 및 나일론 중 어느 하나인 것이 바람직하지만, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 고무나 실리콘 등 기타 절연성을 가지면서 액상에서 고체로 굳어질 수 있는 어떠한 절연재질도 사용 가능하다.The
상기 절연물(10)은 상기 코일(4b)을 절연하면서, 상기 코일 삽입부(4d)에 고정하는 역할을 함께 수행한다. 즉, 상기 수지재질은 상기 코일 삽입부(4d)에 주입하는 단계에서는 액체 상태로 상기 코일 삽입부(4d)의 빈 공간을 채우지만, 주입이 완료된 후, 냉각 및 건조과정을 거치게 되면, 단단한 고체상태로 굳어지면서 상기 코일(4b)을 상기 코일 삽입부(4d)에 완전히 고정시킨다.The
따라서 종래와 같이 코일(4b)에 절연지를 감아 절연하고, 이를 코일 삽입부(4d)에 삽입하는 것에 비해, 코일(4b)이 보다 단단하게 코일 삽입부(4d)에 고정될 수 있다.Therefore, the
특히, 작업자가 일일이 손으로 코일(4b)에 절연지를 감아주는 공정이, 자동화 공정이 용이한 수지재질의 절연재를 사출 성형하는 공정으로 대체되기 때문에 EPS 모터의 제조를 보다 신속하게 수행하는 것이 가능하다.In particular, since the process of winding the insulating paper on the
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
In the foregoing, the present invention has been described in detail based on the embodiments and the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the contents described in the claims below.
1; 하우징 2; 브라켓
3; 회전축 4; 스테이터
4a; 코어 4b; 코일
10; 절연물One; A housing 2; Brackets
3; Axis of
4a;
10; Insulation
Claims (4)
상기 스테이터는,
상기 하우징의 내주면에 고정 결합되며, 복수 개의 코일 삽입부를 가지는 스테이터 코어;
상기 스테이터 코어에 마련된 코일 삽입부에 삽입 결합되는 코어; 및
상기 코일 삽입부 내부에 액상으로 주입되어, 고체상으로 굳은 후에 상기 코일 삽입부에 삽입 결합된 코일을 고정 및 절연하는 절연물;을 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS 모터.
In an EPS motor having a housing, a stator and a rotor,
The stator is,
A stator core fixedly coupled to an inner circumferential surface of the housing and having a plurality of coil inserts;
A core inserted into and coupled to the coil insertion unit provided in the stator core; And
And an insulator that is injected into the coil inserting portion into a liquid phase and solidified into a solid phase to fix and insulate a coil inserted into the coil inserting portion.
상기 스테이터 코어는, 상기 하우징의 형상과 대응되는 형상으로서, 원통형상을 가지는 것을 특징으로 하는 EPS 모터.
The method of claim 1,
The stator core is a shape corresponding to the shape of the housing and has a cylindrical shape.
합성수지 재질로서, 에폭시, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐 및 나일론 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 EPS 모터.
The method of claim 2, wherein the insulator,
EPS motor, characterized in that any one of epoxy, polystyrene, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride and nylon.
권취된 코일을, 상기 복수 개의 코일 삽입부에 삽입하는 단계; 및
상기 코일이 삽입된 코일 삽입부에 수지재질의 절연물을 주입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS 모터 스테이터 코일 절연방법.Winding the coil into a shape corresponding to the plurality of coil insertion portions provided in the stator core;
Inserting a wound coil into the plurality of coil insertion portions; And
EPS resin stator coil insulation method comprising the step of injecting an insulating material made of a resin material into the coil insertion portion inserted into the coil.
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KR1020100131278A KR20120069934A (en) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | Eps motor and insulating method for stator coil |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190127362A (en) * | 2018-05-04 | 2019-11-13 | 엘지전자 주식회사 | Stator for compressor motor |
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2010
- 2010-12-21 KR KR1020100131278A patent/KR20120069934A/en not_active Application Discontinuation
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KR20190127362A (en) * | 2018-05-04 | 2019-11-13 | 엘지전자 주식회사 | Stator for compressor motor |
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