JP5814206B2 - ステータコア - Google Patents

Description

本発明は、モータステータに関するものであって、より具体的には、扇形の分割コアの結合で形成されるステータコアに関する。

本願は、２０１１年１１月２９日に出願された韓国特許出願第１０−２０１１−０１２５９９５号に基づき優先権を主張するものであり、この開示内容は全体として参照することにより本願に組み込まれる。

一般に、自動車の操向の安全性を保障するための装置として別途の動力で補助する操向装置が用いられる。従来には、このような補助操向装置として油圧を用いる装置を使用したが、最近は、動力の損失が少なくて正確性に優れた電動式操向装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ｝が用いられる。

上記のような電動式操向装置（ＥＰＳ）は、車速センサ、トルクアングルセンサ及びトルクセンサなどで感知した運行条件に応じて、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）でモータを駆動して旋回安全性を保障し、迅速な復元力を提供することによって、運転者にとって安全な走行が可能にする。

このようなＥＰＳシステムは、運転者が操向を行うためにハンドルを操作するトルクをモータが補助することによって、より少ない力で操向作業を行うことができるようにするが、前記モータとしてはＢＬＤＣモータが用いられる。

ＢＬＤＣモータ（Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ ｍｏｔｏｒ）とは、直流モータでブラシ、整流子などの機械的な接触部を除き、電子的な整流器を設けた直流モータである。モータの主要部位はステータとロータで構成されるが、ステータにはコイルが巻き取られ、ロータにはマグネットが結合されて、相互電磁気的相互作用によって前記ロータが回転する。このようなステータはステータコアとコイルで構成されるが、最近は、複数個の分割コアを環状に連結してステータコアを形成する。

ところが、車両ＥＰＳモータの場合、操向感が非常に重要な要素の一つであるため、この操向感を良好に構成するためには、ＥＰＳモータのコギングトルク（Ｃｏｇｇｉｎｇ Ｔｏｒｑｕｅ）を規制する必要がある。このようなコギングトルクは、ＢＬＤＣまたはＢＬＡＣモータの構造上完全に取り除くことはできないが、最近は、コギングトルクを最小化することができるようにステータコアの形状を改善する方法が研究されている。

本発明は、ＥＰＳモータのコギングトルクを最小化することができるように構造が改善されたステータコアを提供することに、その目的がある。

本発明によるステータコアは、ステータコアの中心軸に垂直な断面がＴ字状に設けられ、第１ヨーク（ｙｏｋｅ）を構成する内周面と外周面がステータコアの中心に対して円弧を形成し、前記内周面から前記中心に向かって突出形成されてコイルが巻線される第１歯（ｔｏｏｔｈ）を有し、第１高さｈ１を有する第１分割コアモジュール、及び、ステータコアの中心軸方向に積層される前記分割コアモジュールの間に介在され、ステータコアの中心軸に垂直な断面がＴ字状に設けられ、第２ヨークを構成する内周面と外周面がステータコアの中心に対して円弧を形成し、前記内周面から前記中心に向かって突出形成されてコイルが巻線される第２歯を有し、第２高さｈ２を有する第２分割コアモジュール、を含み、前記第１高さｈ１の大きさは、前記第２高さｈ２の大きさよりも大きく形成され、複数個の前記第１分割コアモジュールの結合によって円筒状を形成するとき、前記歯間の間隔が第１間隔ｔ１を有し、複数個の前記第２分割コアモジュールの結合による円筒状を形成するとき、前記歯間の間隔が第２間隔ｔ２を有することを特徴とする。

前記第１分割コアモジュールは、複数個の第１分割コアプレートが積層されて形成されることが好ましい。

また、前記第１分割コアモジュールは、総１４枚の第１分割コアプレートが積層されて形成されてもよい。

前記第２分割コアモジュールは、１枚の第２分割コアプレートで形成されることを特徴とする。

このとき、前記第１分割コアプレート及び前記第２分割コアプレートの高さは、同一に設けることができる。

一方、前記第２間隔ｔ２は、０．１ｍｍ未満に形成されてもよく、前記第２間隔ｔ２が０になるように、それぞれの第２歯が密着されることも可能である。

前記第１歯及び前記第２歯は、コイル巻線部の厚さが同一に設けられるのがよい。

一方、前記第１高さｈ１は、前記ステータコアの内部に回転可能に設けられるロータコアを構成する少なくとも一つ以上のロータコアモジュールの高さと対応することが好ましい。

このとき、前記第２分割コアモジュールは、複数個のロータコアモジュールが一定の角度ねじれてスキュー（ｓｋｅｗ）を形成する複数個のロータコアモジュール間の境界と対応する位置に配置されることが好ましい。

本発明によると、ステータコアの形状を改善して、ＥＰＳモータのコギングトルクを最小化することができ、運転者の操向感を向上させることが可能である。

本発明の好ましい一実施例によるステータコアの斜視図である。 図１の第１及び第２歯を拡大した斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。

以下に、本発明によるステータコアについて、図面を参考しながら説明する。

図１は、本発明の好ましい一実施例によるステータコアの斜視図、図２は、図１の第１及び第２歯を拡大した斜視図、図３は、図２のＡ−Ａ断面図、及び、図４は、図２のＢ−Ｂ断面図である。

図１に示したように、本発明によるステータコア１００は、複数個の第１分割コアモジュール１１０の連続的な結合によって円筒状に構成され、図２に示したように、軸方向に対して一定の距離をおいて、第１分割コアモジュール１１０の間に第２分割コアモジュール１２０が介在されたことを発明の要旨としている。

第１分割コアモジュール１１０は、図３に示したように、ステータコア１００の中心軸に垂直な断面が大略Ｔ字状に設けられ、第１ヨーク１１１と第１歯１１２とを有する。

第１ヨーク１１１は、ステータコア１００の円筒状の外周面に設けられるものであって、ステータコアの中心に対して円弧（ａｒｃ）を形成する第１分割コアモジュール１１０の内周面と外周面とで構成され、第１ヨーク１１１の両端は相補的な形状に設けられ、隣接する第１分割コアモジュール１１０がそれぞれ相補的に結合し、これらの結合によって円筒状のステータコア１００が形成される。

第１歯１１２は、内周面から中心に向かって突出形成されてコイルが巻線されるものであって、第１歯１１２の形状は従来に比べて差がないため、具体的な説明は省略する。

ただし、第１歯１１２は、隣接する第１歯１１２と第１間隔ｔ１を有するスリットＳを形成するのがよい。第１間隔ｔ１は、ステータコア１００の大きさ及び仕様に応じて適切な大きさに可変できるが、なるべく小さい値を有するように構成することが好ましい。

第１分割コアモジュール１１０は、図２に示したように、複数枚の第１分割コアプレート１０１がステータコア１００の軸方向に積層されて第１高さｈ１を形成するように構成できるが、これに限定されるわけではなく、一つのボディが第１高さｈ１を有するように射出または焼結して形成することも可能である。

第２分割コアモジュール１２０は、図２に示したように、第１分割コアモジュール１１０を構成する複数枚の第１分割コアプレート１０１の間に、一定の間隔をおいて配置される１枚の第２分割コアプレートで設けられることが好ましい。

また、第２分割コアモジュール１２０の形状は、図４に示したように、上記した第１分割コアモジュール１１０の形状と実質的に同一であり、第２ヨーク１２１と第２歯１２２とで構成される。第２ヨーク１２１は、第１ヨーク１１１と同一の大きさと形状に設けられ、第２歯１２２は、第１歯１１２と全体的に同一の形状を有するが、示されていないロータと向かい合う面の幅をさらに広く形成して、隣接する第２歯１２２の間の第２間隔ｔ２が０．１ｍｍ未満になるように形成するのがよい。

また、第２分割コアモジュール１２０は、１枚の第２分割コアプレートで構成されるのがよいが、この場合、図２に示したように、総１４枚の第１分割コアプレート１０１を積層して形成した第１分割コアモジュール１１０の間に、第２分割コアモジュール１２０が介在されることが好ましい。

このとき、図２に示したように、第１高さｈ１の大きさは、第２分割コアモジュール１２０の高さである第２高さｈ２よりも大きく形成されることが好ましい。特に、全体ステータコア１００の高さを１００とするとき、第１分割コアモジュール１１０の高さｈ１と、第２分割コアモジュール１２０の高さｈ２の総合の割合は、９５：５になるのがよい。

本発明の好ましい一実施例によれば、第１分割コアプレート１０１と第２分割コアプレートの高さは、同一に構成することがよい。

また、本発明の好ましい一実施例によれば、第１高さｈ１の大きさは、ステータコア１００の内部空間に回転可能に配置されるロータコア（図示せず）を構成する、少なくとも一つ以上のロータコアモジュールの高さと対応することが好ましい。例えば、一般に、ＥＰＳモータなどに多く用いられるロータコアの場合、３個のロータコアモジュールが一定の角度でねじれた状態で圧入されてスキュー（ｓｋｅｗ）を形成するが、このとき、ロータコアモジュールの高さと第１分割コアモジュール１１０の第１高さｈ１を対応するように構成することができる。

このとき、第２分割コアモジュール１２０は、複数個のロータコアモジュールが一定の角度ねじれてスキュー（ｓｋｅｗ）を形成する複数個のロータコアモジュール間の境界と対応する位置に配置されることが好ましい。

このような本発明によると、一部区間で第２分割コアモジュール１２０を挿入して、第１歯１１２の間に形成されるスロットＳのオープンされた面積を狭めた第２歯１２２区間を設けて、ロータのコギングトルクの低減を最小化することができる。

もちろん、第１歯１１２の間の第１間隔ｔ１を減らすほどコギング（ｃｏｇｇｉｎｇ）は減らすことができるが、この場合、むしろトルクリップル（Ｔｏｒｑｕｅ ｒｉｐｐｌｅ）のさらなる増加の原因になり得るからである。

本発明は、以上のことから分かるように、好ましい実施例を挙げながら図示し説明したが、上記した実施例に限定されず、本発明の精神を脱しない範囲内で、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって多様な変更と修正が可能である。

１００ ステータコア
１０１ 第１分割コアプレート
１１０ 第１分割コアモジュール
１１１ 第１ヨーク
１１２ 第１歯
１２０ 第２分割コアモジュール
１２１ 第２ヨーク
１２２ 第２歯

Claims (6)

1. 少なくとも一つ以上のマグネットが円周面上に配置される複数のロータコアモジュールが一定角度のスキュー（ｓｋｅｗ）を有するように結合されたロータコアと、
   前記ロータコアが中心に形成された空間部に回転可能に設けられ、コイルが巻線される歯を含むステータコアと、を含み、
   前記ステータコアは、
   ステータコアの中心軸に垂直な断面がＴ字状に設けられ、第１ヨークを構成する内周面と外周面がステータコアの中心に対して円弧を形成し、前記第１ヨークの内周面から前記中心軸に向かって一体に突出形成されてコイルが巻線される第１歯を有する複数の第１分割コアプレートが積層されて、第１高さｈ１を有する第１分割コアモジュールと、
   ステータコアの中心軸方向に積層される前記分割コアモジュールの間に介在され、前記複数のロータコアモジュールがスキューを形成する境界面上に配置され、ステータコアの中心軸に垂直な断面がＴ字状に設けられ、第２ヨークを構成する内周面と外周面がステータコアの中心に対して円弧を形成し、前記第２ヨークの内周面から前記中心軸に向かって一体に突出形成されてコイルが巻線される第２歯を有し、第２高さｈ２を有する一枚の第２分割コアプレートからなる第２分割コアモジュールと、を含み、
   第１分割コアモジュールの第１ヨーク及び第１歯は第２分割コアモジュールの第２ヨーク及び第２歯と互いに対応する形状で形成され、
   前記第１、２分割コアモジュールの結合によって円筒状を形成するとき、隣接する前記第１歯間に第１間隔ｔ１が形成され、隣接する第２歯間に第２間隔ｔ２が形成され、
   前記積層された第１分割コアモジュールの第１歯及び第２分割コアモジュールの第２歯はステータコアの中心軸方向に各々同一直線上に整列されて円筒形状で形成され、
   前記第１分割コアモジュールの第１高さｈ１は第２分割コアモジュールの第２高さｈ２より大きく形成され、
   前記第２歯間の第２間隔ｔ２は前記第１歯間の第１間隔ｔ１より小さいことを特徴とするモータ。
2. 前記第１分割コアモジュールは、
   総１４枚の第１分割コアプレートが積層されて形成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記第１分割コアプレート及び前記第２分割コアプレートの高さは、同一に設けられることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
4. 前記第２間隔ｔ２は、
   ０．１ｍｍ未満に形成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
5. 前記第１歯及び前記第２歯は、
   コイル巻線部の厚さが同一に設けられることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
6. 前記第１高さｈ１は、
   前記ステータコアの内部に回転可能に設けられるロータコアを構成する少なくとも一つ以上のロータコアモジュールの高さと対応することを特徴とする請求項１に記載のモータ。

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