KR20150040527A

KR20150040527A - 모터

Info

Publication number: KR20150040527A
Application number: KR20130119147A
Authority: KR
Inventors: 원일식
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2015-04-15

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 스테이터 코어와 스테이터 코어에 권선되는 코일을 포함하고 코일의 양단이 상측으로 돌출된 스테이터, 스테이터의 상측에 배치되며 제1터미널을 구비하는 버스카드 및 버스카드의 상측에 배치되며 상면에 제2터미널이 배치되는 회로기판을 포함하되, 코일의 양단 중 일단은 제1터미널에 접속되고, 타단은 제2터미널에 접속되며, 본 실시예에 따르면 전원터미널을 회로기판에 배치하여 전원터미널을 별도의 연결부품 없이 3상전원에 연결할 수 있으므로, 부품수와 제조 단가를 줄일 수 있다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명은 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 코일 접속 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 일반적으로, 전동식 동력 조향장치(Electronic Power Steering System, EPS)는 차량의 조향 안정성을 보장하기 위한 장치로 모터를 이용하여 운전자가 조향하는 방향으로 토크를 제공함으로써 핸들링이 가벼워지게 하는 것이다.

이러한 전동식 동력 조향장치는 기존의 유압식 조향 보조장치(Hydraulic Power Steering, HPS)와 달리 주행 조건에 따라 모터의 동작을 제어하여 조타성능과 조타감을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 전동식 동력 조향장치(EPS)는 전자제어유닛(Electronic Control Unit, ECU)이 차속센서, 토크앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 주행 조건에 따라 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.

일반적으로, 전동식 동력 조향장치에 사용되는 EPS 모터는 원통 형상으로 상부가 개방된 하우징과 하우징의 상부에 결합하는 하우징 커버가 그 외형을 이루며, 하우징의 내측에는 스테이터가 설치된다.

스테이터의 중앙에는 스테이터와의 전자기적 상호작용에 따라 회전하는 로터가 설치되고, 로터는 회전축에 의해 회전가능하게 지지된다. 회전축의 상부에는 차량의 조향축이 연결되어 조향을 보조하는 동력을 제공할 수 있다.

한편, 코일이 권선된 복수 개의 스테이터 코어가 조립되어 원통 형상의 스테이터를 구성하며, 그 상측에는 중성터미널과 전원터미널를 구비하는 버스카드가 결합된다. 이때, 각 스테이터 코어에 권선된 코일의 양단은 상측으로 돌출되어 버스카드의 중성터미널 및 전원터미널과 접속된다. 전원터미널은 별도의 연결 부품을 통해 3상전원(U,V,W)과 연결된다.

하지만, 전원터미널을 3상전원(U,V,W)과 연결하기 위해 별도의 연결부품을 사용하여야 하기 때문에, 부품수가 증가하고 제조 단가가 상승하며, 공간을 차지하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 코일이 접속되는 전원터미널을 별도의 연결부품 없이 3상전원에 연결할 수 있도록 하여 부품수와 제조 단가를 줄일 수 있는 모터를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 권선되는 코일을 포함하고 상기 코일의 양단이 상측으로 돌출된 스테이터; 상기 스테이터의 상측에 배치되며 제1터미널을 구비하는 버스카드; 및 상기 버스카드의 상측에 배치되며 상면에 제2터미널이 배치되는 회로기판을 포함하되, 상기 코일의 양단 중 일단은 상기 제1터미널에 접속되고, 타단은 상기 제2터미널에 접속되는 모터가 제공된다.

상기 제1터미널은 중성터미널이고, 상기 제2터미널은 전원터미널일 수 있다.

상기 제2터미널은, 상기 회로기판에 결합되는 지지부; 및 상기 지지부로부터 연장 형성되어 상기 코일과 접속되는 접속부를 포함할 수 있다.

상기 코일의 양단은 돌출된 길이가 상이할 수 있다.

상기 버스카드의 상측에 배치되며 상기 회로기판이 안착되는 몰드케이스를 더 포함하되, 상기 몰드케이스에는 상기 코일이 통과할 수 있는 관통홀이 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 권선되는 코일을 포함하고 상기 코일의 양단이 상측으로 돌출된 스테이터; 및 상기 스테이터의 상측에 배치되며 상면에 중성점과 연결되는 삽입홀 및 전원과 연결되는 터미널이 배치되는 회로기판을 포함하되, 상기 코일의 양단 중 제1단은 상기 삽입홀에 접속되고, 제2단은 상기 터미널에 접속되는 모터가 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 코일이 접속되는 전원터미널을 센서가 배치된 회로기판에 배치하여 전원터미널을 별도의 연결부품 없이 3상전원에 연결할 수 있으므로, 부품수와 제조 단가를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 개략적으로 나타낸 분해도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 스테이터의 코일이 접속되는 구조를 개략적으로 나타낸 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 스테이터의 코일이 터미널에 접속된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 스테이터의 코일이 전원터미널에 접속된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 회로기판을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원터미널의 측면도 및 상면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터에서 스테이터의 코일이 접속되는 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 개략적으로 나타낸 분해도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 스테이터의 코일이 접속되는 구조를 개략적으로 나타낸 분해도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 스테이터의 코일이 터미널에 접속된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 스테이터의 코일이 전원터미널에 접속된 모습을 나타낸 사시도이다.

또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 회로기판을 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원터미널의 측면도 및 상면도이다.

한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터에서 스테이터의 코일이 접속되는 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 하우징(100), 스테이터(200), 로터(300), 회전축(400), 버스카드(500), 몰드케이스(600) 및 회로기판(700)을 포함한다.

하우징(100)은 원통 형상으로 형성되어 내부에 스테이터(200)와 로터(300)가 장착될 수 있는 공간이 마련된다. 이때, 하우징(100)의 형상이나 재질은 다양하게 변형될 수 있으나 차량에 장착되는 특성상 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속재질이 선택될 수 있다.

하우징(100)은 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)을 포함할 수 있으며, 이들의 결합에 의해 스테이터(200)와 로터(300)를 외부와 차폐시킬 수 있도록 구성된다.

스테이터(200)는 하우징(100)의 내주면에 고정 결합되며 내부에 공간부가 형성된다. 스테이터(200)는 내측으로 돌출된 치를 구비하는 복수 개의 스테이터 코어(미도시)와 스테이터 코어의 치를 감싸는 인슐레이터(미도시) 및 인슐레이터에 권선되는 코일(230)을 포함한다.

스테이터 코어에 권선된 코일(230)의 양단(231,232)은 스테이터(200)의 상측으로 돌출된다. 이때, 본 실시에에 따른 코일(230)의 제1단(231)과 제2단(232)은 상측으로 돌출된 길이가 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 1 과 도 2에 도시된 바와 같이, 제1단(231)이 제2단(232)보다 상측으로 돌출된 길이가 짧을 수 있다.

로터(300)는 스테이터(200)의 내부에 마련된 공간부에 삽입되고, 회전축(400)의 외주면에 결합된다. 로터(300)는 디스크 형상의 코어 플레이트가 복수 매 적층되어 형성될 수 있다. 로터(300)에 장착된 복수 매의 마그네트들은 스테이터(200)와 마주하게 배치되며, 각 마그네트들은 로터(300)에 내부에 형성된 홀을 통해 로터(300)에 삽입되어 결합될 수 있다.

회전축(400)은 로터(300)의 중앙부에 관통 형성된다. 스테이터(200)에 구동전류가 인가되면, 스테이터(200)와 로터(300)의 전자기적 상호 작용에 의해 로터(300)가 회전하고, 이에 따라 회전축(400)이 로터(300)의 회전에 연동하여 회전한다.

버스카드(500)는 스테이터(200)의 상측에 배치되며 복수 개의 제1터미널(510)을 구비한다. 버스카드(500)는 중공을 가지는 도넛 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 버스카드(500)는 절연재질로 이루어질 수 있으며, 사출되어 형성되는 수지물일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1터미널(510)은 버스카드(500)에 고정되며, 제1터미널(51)에는 스테이터(200)의 상측으로 돌출된 코일(230)의 제1단(231)이 접속될 수 있다. 이때, 제1터미널(520)은 중성점과 연결되는 중성터미널일 수 있다. 즉, 본 실시예에서 돌출된 길이가 짧은 코일(230)의 제1단(231)은 버스카드(500)에 구비된 중성터미널에 접속될 수 있다.

몰드케이스(600)는 버스카드(600)의 상측에 배치되고 내부에 공간부(630)를 갖는다. 공간부(630)의 하측으로는 버스카드(500)가 수용되고, 공간부(630)의 상측으로는 회로기판(700)이 안착되며, 공간부(630)의 중앙으로는 회전축(400)이 관통될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 몰드케이스(600)에는 코일(230)의 제2단(232)이 통과할 수 있는 관통홀(610)이 형성될 수 있다. 또한, 몰드케이스(600)의 상부 내벽에는 관통홀(610)을 통과한 코일(230)의 제2단(232)을 가이드하는 가이드홈(620)이 형성될 수 있다.

회로기판(700)은 몰드케이스(600)의 상측에 안착되며, 센싱 마그네트(미도시)의 극성 또는 자속 변화를 감지하는 센서(미도시)가 배치될 수 있다. 이때, 센서는 홀 IC(hall IC) 및 엔코더 IC(Encoder IC) 등으로 구현될 수 있다.

도 3내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로기판(700)의 상면에는 복수 개의 제2터미널(710)이 배치될 수 있다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 제2터미널(710)에는 스테이터(200)의 상측으로 돌출되어 몰드케이스(600)의 관통홀(610)을 통과한 코일(230)의 제2단(232)이 접속될 수 있다. 또한, 제2터미널(720)은 3상 전원(U,V,W)이 연결되는 전원터미널일 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 돌출된 길이가 긴 코일(230)의 제2단(232)은 회로기판(700)에 배치된 전원터미널에 접속될 수 있다.

이와 같이, 전원터미널을 회로기판(700)에 배치하면, 전원터미널을 별도의 연결부품 없이 3상전원(U,V,W)에 연결할 수 있으므로, 부품수와 제조 단가를 줄일 수 있다.

도 6을 참조하면, 제2터미널(720)은 회로기판(700)에 결합되는 지지부(711) 및 지지부(711)로부터 수평방향으로 연장 형성된 집게 형상의 접속부(712)를 포함할 수 있다.

이때, 지지부(711)와 접속부(712)는 서로 수직을 이루도록 연결되는 것이 구조의 안정성 측면에서 바람직하지만, 다양한 각도로 연결될 수 있다. 또한, 접속부(712)가 집게 형상인 경우를 예로 들었으나, 코일(230)의 제2단(232)이 돌출되는 위치에 따라 후크 형상으로 형성될 수도 있을 것이다.

한편, 회로기판(700)에 배치되는 제2터미널(710)의 개수와 위치는 스테이터 코어의 개수 등에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모터는 코일이 접속되는 전원터미널을 센서가 배치된 회로기판에 배치하여 전원터미널을 별도의 연결부품 없이 3상전원에 연결할 수 있으므로, 부품수와 제조 단가를 줄일 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 중성터미널이 버스카드(500)에 구비되고, 전원터미널이 회로기판(700)에 구비되어 코일(230)의 제1단(231)과 제2단(232)이 각각 중성터미널과 전원터미널에 접속되는 경우를 예로 들어 설명하였다.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 코일(230)의 전기적 연결은 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 코일(230)의 제1단(231)은 회로기판(700)에 마련된 삽입홀(720)에 삽입되어 중성점에 연결되고, 제2단(232)은 제2터미널(710)에 연결될 수 있다. 이때, 회로기판(700)은 내부에 회로 패턴이 형성된 다층 회로기판일 수 있다.

이러한 구성에 의하면 버스카드(500)를 생략할 수 있어 제조 원가를 절감할 수 있고, 모터의 소형화가 가능해진다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 : 하우징 120 : 하우징 커버
200 : 스테이터 230 : 코일
300 : 로터 400 : 회전축
500 : 버스카드 510 : 제1터미널
600 : 몰드케이스 610 : 관통홀
620 : 가이드홈 630 : 공간부
700 : 회로기판 710 : 제2터미널
711 : 지지부 712 : 접속부
720 : 삽입홀

Claims

스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 권선되는 코일을 포함하고 상기 코일의 양단이 상측으로 돌출된 스테이터;
상기 스테이터의 상측에 배치되며 제1터미널을 구비하는 버스카드; 및
상기 버스카드의 상측에 배치되며 상면에 제2터미널이 배치되는 회로기판을 포함하되,
상기 코일의 양단 중 제1단은 상기 제1터미널에 접속되고, 제2단은 상기 제2터미널에 접속되는 모터.
제 1항에 있어서,
상기 제1터미널은 중성점과 연결되는 중성터미널이고, 상기 제2터미널은 전원과 연결되는 전원터미널인 모터.
제 1항에 있어서, 상기 제2터미널은,
상기 회로기판에 결합되는 지지부; 및
상기 지지부로부터 연장 형성되어 상기 제2단과 접속되는 접속부를 포함하는 모터.
제 1항에 있어서,
상기 제2단의 돌출된 길이가 상기 제1단의 돌출된 길이보다 긴 모터.
제 1항에 있어서,
상기 버스카드의 상측에 배치되며 상기 회로기판이 안착되는 몰드케이스를 더 포함하되, 상기 몰드케이스에는 상기 코일이 통과할 수 있는 관통홀이 형성된 모터.
스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 권선되는 코일을 포함하고 상기 코일의 양단이 상측으로 돌출된 스테이터; 및
상기 스테이터의 상측에 배치되며 상면에 중성점과 연결되는 삽입홀 및 전원과 연결되는 터미널이 배치되는 회로기판을 포함하되,
상기 코일의 양단 중 제1단은 상기 삽입홀에 접속되고, 제2단은 상기 터미널에 접속되는 모터.