KR20190010995A

KR20190010995A - 모터 및 이를 포함하는 조향 장치

Info

Publication number: KR20190010995A
Application number: KR1020170093350A
Authority: KR
Inventors: 조윤기; 우승훈
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2019-02-01
Also published as: KR102477861B1

Abstract

본 발명은 회전축과, 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 로터와, 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징과, 상기 스테이터와 전기적으로 연결되는 커넥터 및 상기 스테이터와 상기 커넥터 사이에 배치되는 복수 개의 케이블을 포함하고, 상기 복수 개의 케이블은 전자파 쉴드층이 없는 케이블이며, 상기 하우징에 연결되며, 상기 커넥터에 전기적으로 연결되는 접지 와이어를 더 포함하는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터 및 이를 포함하는 조향 장치{Motor and appartus for steering}

실시예는 모터 및 이를 포함하는 조향 장치에 관한 것이다.

전동식 조향장치(EPS)는 차량의 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써, 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하게 하는 장치이다. 이러한 전동식 조향장치는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)를 통해 모터를 구동하여 차량의 조향축의 구동을 제어한다.

모터는 로터와 스테이터를 포함한다. 스테이터에는 코일이 감긴다. 스테이터에 감긴 코일의 연결단은 버스바와 연결될 수 있다. 버스바는 코일의 연결단과 연결되는 터미널을 포함할 수 있다. 버스바의 터미널은 스테이터에 감긴 코일의 연결단을 연결하고, 케이블과 연결될 수 있다. 케이블은 외부 전원과 연결된다.

U상, V상, W상의 케이블을 포함할 수 있다. 각각의 케이블은 중심부에 코어가 배치된다. 그리고 코어의 외측에는 절연층이 배치되고, 절연층의 외측에는 전자파 쉴드층이 배치된다. 전자파 쉴드층은 케이블에서 발생하는 전자파를 차단한다.

그러나 전자파 쉴드층을 이루는 쉴드 부재는 가격이 높아 모터의 제조 비용을 높이는 원인이 된다.

이에, 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 케이블에서 전자파를 차폐하면서도 제조 비용을 줄일 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 회전축과, 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 로터와, 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터와 상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징과, 상기 스테이터와 전기적으로 연결되는 커넥터 및 상기 스테이터와 상기 커넥터 사이에 배치되는 복수 개의 케이블을 포함하고, 상기 복수 개의 케이블은 전자파 쉴드층이 없는 케이블이며, 상기 하우징에 연결되며, 상기 커넥터에 전기적으로 연결되는 접지 와이어를 더 포함하는 모터를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 접지 와이어는 상기 커넥터의 외부에 노출되도록 상기 커넥터에 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징은 상기 스테이터의 상측에 배치되는 브라켓을 더 포함하고, 상기 접지 와이어는 상기 브라켓과 접촉할 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징은 연결홀을 포함하고, 상기 접지 와이어에 연결되며, 상기 연결홀에 체결되는 연결부재를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징은 상기 스테이터의 상측에 배치되는 브라켓을 더 포함하고, 상기 연결홀은 상기 브라켓의 상면에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 커넥터는 홈부를 포함하고, 상기 홈부는 상기 커넥터의 표면에서 오목하게 배치되어, 상기 접지 와이어가 안착될 수 있다.

바람직하게는, 상기 복수 개의 케이블과 상기 접지 와이어는 나란히 배치될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 모터 및 상기 모터와 연결되는 전자제어장치를 포함하고, 상기 모터는 회전축과, 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 로터와, 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징과, 상기 스테이터와 전기적으로 연결되는 커넥터 및 상기 스테이터와 상기 커넥터 사이에 배치되는 복수 개의 케이블을 포함하고, 상기 복수 개의 케이블은 전자파 쉴드층이 없는 케이블이며, 상기 하우징과 상기 전자제어장치의 하우징을 연결하는 접지 와이어를 더 포함하는 조향 장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 접지 와이어는 상기 커넥터에 전기적으로 연결되며, 상기 커넥터는 상기 전자제어장치에 연결되고, 상기 접지 와이어는, 상기 커넥터가 상기 전자제어장치에 연결될 때, 상기 전자제어장치의 하우징에 접촉할 수 있다.

실시예에 따르면, 쉴드층을 포함하지 않은 케이블로 구성하여, 제조 비용을 줄이는 이점이 있다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 측단면도,
도 2는 도 1에서 도시한 모터의 분해도,
도 3은 케이블의 배치를 도시한 도면,
도 4는 케이블의 단면을 도시한 도면,
도 5는 접지 와이어와 커넥터를 도시한 도면,
도 6은 전자제어장치에 연결되는 접지 와이어와 커넥터를 도시한 도면,
도 7은 접지 와이어의 단면을 도시한 도면,
도 8은 전자파 차폐 효과를 바교한 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

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.

도 1은 실시예에 따른 모터의 측단면도이고, 도 2는 도 1에서 도시한 모터의 분해도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 모터(10)는, 회전축(100)과, 로터(200)와, 스테이터(300)와, 버스바(400)와, 하우징(500)과, 커넥터(600)와, 케이블(700)을 포함할 수 있다.

회전축(100)은 로터(200)에 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(200)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면, 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 회전축(100)이 회전한다. 회전축(100)은 차량의 조향축과 연결되어 조향축에 동력을 전달할 수 있다.

로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다.

로터(200)는 로터 코어와, 마그넷을 포함할 수 있다. 로터 코어는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터 코어의 중심에는 회전축(100)이 결합하는 홀이 배치될 수 있다. 로터 코어의 외주면에는 마그넷을 가이드 하는 돌기가 돌출될 수 있다. 마그넷은 로터 코어의 외주면에 부착될 수 있다. 복수 개의 마그넷은 일정 간격으로 로터 코어의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 로터(200)는 마그넷을 둘러싸서 마그넷이 로터 코어에서 이탈되지 않도록 고정시키며 마그넷이 노출되는 것을 막는 캔부재를 포함할 수 있다.

스테이터(300)는 로터(200)와 전기적 상호 작용을 유발하기 위해 코일이 감길 수 있다. 코일을 감기 위한 스테이터(300)의 구체적인 구성은 다음과 같다. 스테이터(300)는 복수 개의 티스를 포함하는 스테이터 코어를 포함할 수 있다. 스테이터 코어는 환형의 요크 부분이 마련되고, 요크에서 중심방향으로 코일이 감기는 티스가 마련될 수 있다. 티스는 요크 부분의 외주면을 따라 일정한 간격으로 마련될 수 있다. 한편, 스테이터 코어는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층되어 이루어질 수 있다. 또한, 스테이터 코어는 복수 개의 분할 코어가 상호 결합되거나 연결되어 이루어질 수 있다.

버스바(400)는 스테이터(300) 위에 배치될 수 있다. 버스바(400)는 환형의 몰드부재 내부에 터미널을 포함할 수 있다. 그리고 버스바(400)의 터미널은 U,V,W 상의 터미널 단자(도 2의 410)를 포함할 수 있다.

스테이터(300)에 감긴 코일(도 2의 310)은 U,V,W 상의 터미널 단자(도 2의 410)와 연결된다. 그리고 터미널 단자(도 2의 410)는 케이블(700)과 전기적으로 연결된다.

하우징(500)은 내부에 로터(200)와 스테이터(300)를 수용할 수 있다. 하우징(500)은 몸체(510)와 브라켓(520)을 포함할 수 있다. 몸체(510)는 원통 형상을 갖는다. 몸체(510)는 알루미늄 같은 금속 소재로 이루어질 수 있다. 그리고, 몸체(510)는 상부가 개방된다. 브라켓(520)은 몸체(510)의 개방된 상부를 덮는다. 몸체(510)의 내측에는 스테이터(300)가 위치하며, 스테이터(300)의 내측에 로터(200)가 배치될 수 있다. 브라켓(520)의 중심부에는 베어링(530)이 배치될 수 있다. 베어링(530)은 이중 사출되어 브라켓(520)과 일체일 수 있다.

커넥터(600)는 전자제어장치(ECU)와 연결될수 있다.

케이블(700)은 커넥터(600)와 연결된다. 그리고 케이블(700)은 스테이터(300)와 전기적으로 연결된다. 케이블(700)의 단부에는 그로멧(710)이 배치된다. 케이블(700)의 단부는 그로멧(710)에 수용될 수 있다. 그로멧(710)은 탄성 변형 가능한 소재로 이루어진다. 그로멧(710)은 몸체(510)와 브라켓(520) 사이에 배치되어, 이물질이 모터 내부로 유입되는 것을 방지한다.

케이블(700)은 각각 U,V,W 상의 전원을 공급하는 3개의 케이블이 배치될 수 있다. 각각의 케이블(700)의 단부는 연결단자(도 2의 720)와 연결된다. 연결단자(720)는 터미널 단자(도 2의 410)와 연결된다. 이때, 터미널 단자(410)는 스테이터(300)의 코일(310)과 연결된다.

센싱 마그넷(800)은 로터(200)와 연동하도록 회전축(100)에 결합되어 로터(200)의 위치를 검출하기 위한 장치이다.

인쇄회로기판(900)에는 센싱 마그넷(800)의 자기력을 감지하는 센서가 배치될 수 있다. 이때, 센서는 홀 IC(Hall IC)일 수 있다. 센서는 센싱 마그넷(800)의 N극과 S극의 변화를 감지하여 센싱 시그널을 생성한다.

도 3은 케이블의 배치를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 케이블(700)은 각각 U,V,W 상의 전원을 공급하는 3개의 케이블(700)이 배치된다. 그로멧(710)은 3개의 케이블(700)의 단부를 내부에 포함한다. 이때, 3개의 케이블(700)은 모두 전자파 쉴드층을 포함하지 않는다. 실시예에 따른 모터(도 2의 10)는, 전자파 쉴드층을 포함하지 않은 케이블(700)만을 사용하여 제조비용을 줄인 것이다.

도 4는 케이블의 단면을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 케이블(700)은 구리선(710)과, 인슐레이터(720)를 포함할 수 있다. 구리선(710)은 전류를 흘리기 위한 금속 부분이다. 인슐레이터(720)는 구리선(710)의 외측에 배치된다.

도 5는 접지 와이어와 커넥터를 도시한 도면이다

도 1 및 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 모터(10)는 접지 와이어(1000)를 포함한다. 접지 와이어(1000)는 하우징(500)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 접지 와이어(1000)는 하우징(500)의 브라켓(520)에 연결될 수 있다. 그리고 접지 와이어(1000)는 커넥터(600)에 연결될 수 있다. 커넥터(600)는 차량의 전자제어장치(ECU)와 케이블(700)을 전기적으로 연결한다.

도 6은 전자제어장치에 연결되는 접지 와이어와 커넥터를 도시한 도면이다.

도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 접지 와이어(1000)는 모터(10)의 하우징(500)과 전자제어장치(ECU)(20)의 하우징(21)을 전기적으로 연결한다. 접지 와이어(1000)는, 커넥터(600)가 전자제어장치(20)에 전기적으로 연결되는 과정에서, 전자제어장치(20)의 하우징(21)에 접촉하도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 도 5에서 도시한 바와 같이, 커넥터(600)의 표면에 홈부(610)가 배치될 수 있다. 홈부(610)는 커넥터(600)의 표면에서 오목하게 배치될 수 있다. 홈부(610)는 커넥터(600)의 삽입 방향으로 길게 배치될 수 있다. 이러한 홈부(610)에는 접지 와이어(1000)의 단부가 장착된다. 접지 와이어(1000)의 단부는 홈부(610)에 끼움 결합되거나 접착제를 통해 결합될 수 있다. 홈부(610)에 장착된 접지 와이어(1000)는 외부로 노출된 상태이다.

이때, 홈부(610)에 장착된 접지 와이어(1000)는 커넥터(600)가 전자제어장치(20)의 연결부(22)에 연결되는 과정에서, 전자제어장치(20)의 하우징(21)에 접촉한다.

도 7은 접지 와이어의 단면을 도시한 도면이다.

한편, 도 5 및 도 7을 참조하면, 접지 와이어(1000)는 코어(1100)과 피복부(1200)를 포함할 수 있다. 커넥터(600)의 홈부(610)에 장착된 접지 와이어(1000)의 단부는 피복부(1200)가 탈피된 상태이다.

한편, 도 2에서 도시한 바와 같이, 접지 와이어(1000)는 연결부재(2000)를 통해, 브라켓(520)에 연결될 수 있다. 브라켓(520)은 연결홀(521)을 포함할 수 있다. 연결홀(521)은 브라켓(520)의 상면에 배치될 수 있다. 연결부재(2000)는 접지 와이어(1000)와 결합된 상태에서 연결홀(521)에 체결 될수 있다. 연결부재(2000)가 브라켓(520)의 상면에 연결되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 브라켓(520)의 측면 또는 하면에 연결되어도 무방하다.

연결부재(2000)와 연결되는 접지 와이어(1000)의 다른 측 단부는 피복부(1200)가 탈피된 상태이다.

접지 와이어(1000)는 케이블(700)과 나란히 배열될 수 있다. 그리고 접지 와이어(1000)는 별도의 묶음부재를 통해 케이블(700)과 함께 묶여 배치될 수 있다. 그리고 접지 와이어(1000)는 적어도 케이블(700)의 길이보다 큰 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 전자제어장치(20)의 하우징(21)과 모터(10)의 브라켓(520)을 연결하기 위해서는, 접지 와이어(1000)가 케이블(700)보다 길어야 하기 때문이다.

도 8은 전자파 차폐 효과를 바교한 그래프이다.

도 8의 A는 접지 와이어 없이, 전자파 쉴드층을 포함하지 않은 케이블만이 배치된 모터에서 전자파 노이즈의 크기를 나타낸 것이다. 그리고 도 8의 B는 접지 와이어 없이, 전자파 쉴드층을 포함하는 케이블만이 배치된 모터에서 전자파 노이즈의 크기를 나타낸 것이다.

도 8에서 도시한 바와 같이, 전자파 쉴드층을 포함하지 않은 케이블만이 배치된 모터의 전자파 노이즈의 크기가, 모두 전자파 쉴드층을 포함하는 케이블만으로 배치된 모터의 전자파 노이즈의 크기보다 당연히 크게 측정된다.

도 8의 C는 전자파 쉴드층을 포함하지 않은 케이블만이 배치된 상태에서, 접지 와이어(1000)가 배치된 모터의 전자파 노이즈의 크기를 나타낸 것이다. 접지 와이어(1000)가 배치된 경우, 전자파 쉴드층을 포함하지 않은 케이블만이 배치된 모터에서 전자파 노이즈의 크기보다 작게 나타나 전자파 차폐 효과가 있음을 확인할 수 있다.

특히, 도 8에서 도시한 바와 같이, 접지 와이어(1000)가 배치된 상태에서 전자파 쉴드층을 포함하지 않은 케이블만이 배치된 모터의 전자파 노이즈의 크기와, 모두 전자파 쉴드층을 포함하는 케이블로 배치된 모터의 전자파 노이즈의 크기가 모든 주파수 영역대에서 거의 동일함을 확인할 수 있다. 즉, 3개의 케이블(700)에 모두 전자파 쉴드층을 배치한 경우와, 3개의 케이블(700)에 모두 전자파 쉴드층을 배치하지 않은 경우를 비교할 때, 전자파 차폐효과가 차이가 나지 않음을 확인할 수 있다.

따라서, 3개의 케이블(700)을 모두 전자파 쉴드층을 포함하지 않은 케이블로 구성하여, 제조 비용을 줄이면서도, 접지 와이어를 통해 전자파 차폐 성능을 확보할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 회전축
200: 로터
300: 스테이터
400: 버스바
500: 하우징
600: 커넥터
700: 케이블
710: 그로멧
720: 연결단자
800: 센싱마그넷
900: 인쇄회로기판
1000: 접지 와이어
2000: 연결부재

Claims

회전축;
상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 로터;
상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징;
상기 스테이터와 전기적으로 연결되는 커넥터; 및
상기 스테이터와 상기 커넥터 사이에 배치되는 복수 개의 케이블을 포함하고,
상기 복수 개의 케이블은 전자파 쉴드층이 없는 케이블이며,
상기 하우징에 연결되며, 상기 커넥터에 전기적으로 연결되는 접지 와이어를 더 포함하는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 접지 와이어는 상기 커넥터의 외부에 노출되도록 상기 커넥터에 연결되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 스테이터의 상측에 배치되는 브라켓을 더 포함하고,
상기 접지 와이어는 상기 브라켓과 접촉하는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 하우징은 연결홀을 포함하고,
상기 접지 와이어에 연결되며, 상기 연결홀에 체결되는 연결부재를 포함하는 모터.
제4 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 스테이터의 상측에 배치되는 브라켓을 더 포함하고,
상기 연결홀은 상기 브라켓의 상면에 배치되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 커넥터는 홈부를 포함하고,
상기 홈부는 상기 커넥터의 표면에서 오목하게 배치되어, 상기 접지 와이어가 안착되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 복수 개의 케이블과 상기 접지 와이어는 나란히 배치되는 모터.
모터; 및
상기 모터와 연결되는 전자제어장치를 포함하고,
상기 모터는
회전축;
상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 로터;
상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징;
상기 스테이터와 전기적으로 연결되는 커넥터; 및
상기 스테이터와 상기 커넥터 사이에 배치되는 복수 개의 케이블을 포함하고,
상기 복수 개의 케이블은 전자파 쉴드층이 없는 케이블이며,
상기 하우징과 상기 전자제어장치의 하우징을 연결하는 접지 와이어를 더 포함하는 조향 장치.
제8 항에 있어서,
상기 접지 와이어는 상기 커넥터에 전기적으로 연결되며,
상기 커넥터는 상기 전자제어장치에 연결되고,
상기 접지 와이어는, 상기 커넥터가 상기 전자제어장치에 연결될 때, 상기 전자제어장치의 하우징에 접촉하는 조향 장치.