KR101048229B1 - 차량의 구동모터용 레졸버 - Google Patents

차량의 구동모터용 레졸버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 구동모터용 레졸버에 관한 것이다. 본 발명에 따른 차량의 구동모터용 레졸버는 로터부; 상기 로터부를 둘러싸며, 코일이 권선되는 스테이터부; 및 상기 코일과 외부 소자를 전기적으로 연결하는 플렉서블 인쇄기판(flexible printed circuit board, FPCB)을 포함한다. 이에 의해 단순한 구성으로 코일을 외부 소자와 전기적으로 연결함으로써 부피를 감소하고 비용을 절감하며 컴팩트하게 구성할 수 있다.
레졸버, 하이브리드, 커넥터, 플렉서블 인쇄기판

Description

차량의 구동모터용 레졸버{RESOLVER FOR DRIVING MOTOR OF VEHICLE }
본 발명은 차량의 구동모터용 레졸버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 구동모터용 레졸버의 커넥터 구조에 관한 것이다.
화석 연료의 고갈, 환경 오염 등의 문제를 해결하기 위하여 일렉트릭 차량 또는 하이브리드 차량이 많은 주목을 받고 있다. 일렉트릭 자동차 또는 하이브리드 차량은 구동력을 제공하는 전기 모터를 구비하고 있다.
전기 모터의 제어를 위해서 전기 모터에서 로터의 회전각속도 및 회전각을 센싱하여 로터의 절대위치를 판독하는 레졸버(resolver)가 사용된다. 일반적으로 레졸버는 스테이터, 로터 및 회전 트랜스를 구비한다. 스테이터와 로터의 코일은 자속분포가 각도에 대하여 정현파가 되도록 권선되어 있다. 1차측 코일(입력측)에 여자 전압을 인가하고 회전축을 회전시키면 자기적 결합계수가 변화하여 2차측 코일(출력측)에 각각 캐리어의 진폭이 변화한 전압이 발생하는데, 이 전압은 회전축의 회전각도에 대하여 sin 및 cos 상태로 변화하도록 코일이 권선되어 있다. sin 출력과 cos 출력의 캐리어 진폭비를 판독하는 것에 의해 레졸버의 회전각도를 알 수 있게 된다.
도 1은 종래의 차량의 구동모터용 레졸버를 도시한 분해사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 구동모터용 레졸버(1)는 로터부(미도시)와, 스테이터부(10)와 커넥터부(20)를 구비한다.
스테이터부(10)는 스테이터 코어(12), 티스부(14), 절연커버(16) 및 코일보호커버(18)를 구비한다. 스테이터 코어(12)는 로터부(미도시)를 회전 가능하게 둘러싼다. 티스부(14)에는 절연커버(16)를 사이에 두고 코일(미도시)이 권선된다. 절연커버(16)는 스테이터 코어(12) 및 티스부(14)를 절연한다. 코일보호커버(18)는 티스부(14)에 권선된 코일(2)을 보호한다.
커넥터부(20)는 커넥터 본체(22), 터미널단자(24), 접속단자(28), 지지부재(25) 및 리드선(26)을 구비한다. 커넥터 본체(22)는 스테이터부(10)에 결합되어 터미널단자(24), 접속단자(28) 및 리드선(26)을 지지한다. 터미널단자(24)는 코일(미도시)에 접촉되어 접속단자(28) 및 리드선(26)을 통하여 코일(미도시)을 외부 소자(미도시)에 전기적으로 연결시킨다. 지지부재(25)는 접속단자(28)와 터미널단자(24)가 안정적으로 접속할 수 있도록 접속단자(28) 및 터미널단자(24)를 결합시킨다.
그런데 종래의 구동모터용 레졸버에서는 리드선(26)이 와이어로 구성되어 있으며, 리드선(26)과 터미널단자(24)의 접속을 위해 접속단자(28)가 필요하므로, 부품수가 증가하고 부피가 증가한다. 특히 2상 출력의 경우 유기 권선 4개 및 여자 권선 2개로 총 6개의 리드선(26)이 필요하므로 부피가 더욱 증가된다.
또한 코일(미도시)과 전기적으로 연결되는 외부 소자(미도시)는 소전력의 전 력을 공급하는 전원이거나 제어 신호를 송수신하는 제어부이므로, 접속단자(28)와 리드선(26)에는 소전력의 전류가 흐른다. 따라서 코일(미도시)과 외부 소자(미도시)의 전기적 연결에는 전도성의 금속인 접속단자(28) 및 와이어 (wire)인 리드선(26)과 같이 높은 내압 및 절연성을 갖는 부재가 불필요하다.
또한 접속단자(28)와 리드선(26)는 부피가 상대적으로 크고 높은 강성 (stiffness)을 가지므로 협소한 공간에 배치하기가 어렵다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 단순한 구성으로 코일을 외부 소자와 전기적으로 연결함으로써 부피를 감소하고 비용을 절감하며 컴팩트하게 구성할 수 있는 차량의 구동모터용 레졸버를 제공하는 데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 차량의 구동모터용 레졸버에 있어서, 로터부; 상기 로터부를 둘러싸며, 코일이 권선되는 스테이터부; 및 상기 코일과 외부 소자를 전기적으로 연결하는 플렉서블 인쇄기판 (flexible printed circuit board, FPCB)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동모터용 레졸버를 제공한다.
일단부가 상기 코일과 접촉하여 전기적으로 연결되는 터미널단자를 더 포함하며, 상기 플렉서블 인쇄기판은 상기 터미널단자의 타단부와 접촉하여 전기적으로 연결되는 접속부를 구비할 수 있다.
상기 스테이터부에 결합되어 상기 터미널단자 및 상기 플렉서블 인쇄기판을 지지하는 지지부를 더 구비할 수 있다.
이상과 같은 특징을 갖는 본 발명의 차량의 구동모터용 레졸버는 와이어 대신에 플렉서블 인쇄기판을 이용하여 코일을 외부 소자와 전기적으로 연결시킴으로써 부피를 줄이고 비용을 절감하며 공간효율적으로 구성할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 구동모터용 레졸버를 도시한 분해사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량의 구동모터용 레졸버(100)는 로터부(미도시); 로터부(미도시)를 둘러싸며, 코일(미도시)이 권선되는 스테이터부(110); 및 코일(미도시)과 외부 소자(미도시)를 전기적으로 연결하는 플렉서블 인쇄기판 (flexible printed circuit board (FPCB), 120)을 구비한다.
로터부(미도시)는 스테이터부(110)에 회전 가능하게 둘러싸여 있다. 스테이터부(110)는 스테이터 코어(112), 티스부(114), 절연커버(116) 및 코일보호커버(118)를 구비한다.
스테이터 코어(112)는 로터부(미도시)를 회전 가능하게 둘러싸도록 링 상으로형성된다. 티스부(114)는 스테이터 코어(112)로부터 내측에 위치하고 있는 로터부(미도시)를 향하여 돌출 연장되어 있다. 티스부(114)에는 그 사이에 절연커 버(116)를 두고 코일(미도시)이 권선된다. 티스부(114)와 티스부(114) 사이에는 슬롯이 형성된다.
절연커버(116)는 절연 재질로 형성되고 스테이터 코어(112)에 적층되어 스테이터 코어(112) 및 티스부(114)를 절연한다. 절연커버(116)는 한 쌍으로 마련되어 스테이터 코어(112)의 상면 및 저면에 결합된다. 절연커버(116)는 스테이터 코어(112)와 별개로 형성되어 스테이터 코어(112)에 결합되거나, 스테이터 코어(112)와 일체로 형성될 수 있다.
코일보호커버(118)는 절연커버(116)에 적층되어 절연커버(116)를 사이에 두고티스부(114)에 권선되어 있는 코일(미도시)을 커버하여 코일(미도시)을 보호한다. 코일보호커버(118)는 한 쌍으로 마련되어 스테이터 코어(112)의 상측에 배치되는 절연커버(116)의 상면 및 스테이터 코어(112)의 하측에 배치되는 절연커버(116)의 저면에 각각 적층된다.
플렉서블 인쇄기판(120)은 코일(미도시)과 외부 소자(미도시)를 전기적으로 연결한다. 외부 소자(미도시)는 코일(미도시)에 전력을 공급하는 전원공급부이거나 제어 신호를 송수신하는 제어부일 수 있다. 코일(미도시)은 플렉서블 인쇄기판(120)을 통하여 외부 소자(미도시)로부터 전원을 공급받거나 제어 신호를 수령할 수 있다. 플렉서블 인쇄기판(120)은 공지의 제조방법에 의해 마련될 수 있다
차량의 구동모터용 레졸버(100)에서는 제어 신호 등과 같이 소전력의 전력이 사용되므로, 플렉서블 인쇄기판(120)은 내압, 절연성, 기타 문제를 야기함이 없이 안정적으로 코일(미도시)을 외부 소자(미도시)와 전기적으로 연결할 수 있다.
이에 따라 코일(미도시)과 외부 소자(미도시)를 연결하는 구성이 간단해지고 비용이 절감되며, 부피가 최소화될 수 있다. 또한 플렉서블 인쇄기판(120)은 뛰어난 연성을 가지는바 협소한 공간에도 배치가 가능하므로 차량의 구동모터용 레졸버(100)를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 구동모터용 레졸버(100)는 일단부(130a)가 코일(미도시)과 접촉하여 전기적으로 연결되는 터미널단자(130)를 구비하며, 플렉서블 인쇄기판(120)은 터미널단자(130)의 타단부(130b)와 접촉하여 전기적으로 연결되는 접속부(122)를 구비한다.
터미널단자(130)의 일단부(130a)에는 코일(미도시)이 권취되어 있다. 이에 따라 터미널단자(130)는 코일(미도시)과 전기적으로 연결된다. 코일(미도시)은 일단부(130a)로부터 분리되지 않도록 일단부(130a)에 소정 횟수 권선되는 것이 바람직하며, 필요한 경우 솔더링, 용접 기타 공지의 결합 수단에 의해 일단부(130a)에 결합되는 것이 바람직하다.
터미널단자(130)의 타단부(130b)는 일단부(130a)로부터 반경방향으로 연장되어 플렉서블 인쇄기판(120)의 접속부(122)와 접속된다. 이에 따라 터미널단자(130)는 플렉서블 인쇄기판(120)과 전기적으로 접속되며, 결과적으로 코일(미도시)을 플렉서블 인쇄기판(120)에 전기적으로 연결시킨다.
접속부(122)는 끼워 맞춤 방식, 솔더링 방식, 용접 방식, 태그방식, 기타 공지의 접합 방식에 의해 터미널단자(130)의 타단부(130b)에 접속될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 2상 출력을 기준으로 하여 유기 권선 4개 및 여자 권선 2개로 총 6개의 터미널단자(130) 및 접속부(122)가 도시되어 있으나, 본 발명에 따른 차량의 구동모터용 레졸버의 터미널단자는 필요에 따라 6개 이 외의 다양한 개수의 터미널단자를 구비할 수 있으며, 플렉서블 인쇄기판의 접속부도 터미널단자의 개수에 대응하도록 마련될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 터미널단자(130)가 마련되어 있으나, 터미널단자(130)는 생략될 수 있다. 플렉서블 인쇄기판(120)의 접속부(122)가 직접 코일(미도시)과 접촉될 수 있다. 코일(미도시)이 플렉서블 인쇄기판(120)과 안정적으로 접촉될 수 있도록 코일(미도시)은 솔더링 방식, 용접 방식, 태그방식, 기타 공지의 결합 수단에 의해 플렉서블 인쇄기판(120)의 접속부(122)와 결합할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 구동모터용 레졸버(100)는 스테이터부(110)에 결합되어 터미널단자(130) 및 플렉서블 인쇄기판(120)을 지지하는 지지부(140)를 구비한다.
지지부(140)는 스테이터부(110)의 일측에 결합된다. 지지부(140)는 착탈 가능하게 스테이터부(110)에 결합될 수 있다. 지지부(140)는 코일(미도시)과 터미널단자(130)의 일단부(130a)가 안정적으로 접촉할 수 있도록 터미널단자(130)를 지지하며, 터미널단자(130)의 타단부(130b)와 플렉서블 인쇄기판(120)의 접속부(122)가 안정적으로 결합할 수 있도록 터미널단자(130) 및 플렉서블 인쇄기판(120)의 일측을 지지한다.
이에 따라 코일(미도시), 터미널단자(130), 플렉서블 인쇄기판(120) 및 외부 소자(미도시)의 전기적 연결의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 지지부(140)가 구비되어 있으나, 플렉서블 인쇄기판(120)이 직접 코일(미도시)과 결합하는 경우에는 지지부(140)는 생략될 수 있다. 또한 플렉서블 인쇄기판(120)이 터미널단자(130)를 통하여 코일(미도시)과 결합하는 경우에도 지지부(140)는 생략될 수 있다. 이 경우 터미널단자(130)가 스테이터부(110)에 의해 지지될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시일 따름이며 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.
도 1은 종래의 차량의 구동모터용 레졸버를 도시한 분해사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 구동모터용 레졸버를 도시한 분해사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 차량의 구동모터용 레졸버 110 : 스테이터부
112 : 스테이터 코어 114 : 티스부
116 : 절연커버 118 : 코일보호커버
120 : 플렉서블 인쇄기판 122 : 접속부
130 : 터미널단자 140 : 지지부

Claims (3)

  1. 차량의 구동모터용 레졸버에 있어서,
    로터부;
    상기 로터부를 둘러싸며, 코일이 권선되는 스테이터부;
    상기 코일과 외부 소자를 전기적으로 연결하는 플렉서블 인쇄기판 (flexible printed circuit board, FPCB); 및
    일단부가 상기 코일과 접촉하여 전기적으로 연결되는 터미널단자를 포함하며,
    상기 플렉서블 인쇄기판은 상기 터미널단자의 타단부와 접촉하여 전기적으로 연결되는 접속부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동모터용 레졸버.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이터부에 결합되어 상기 터미널단자 및 상기 플렉서블 인쇄기판을 지지하는 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동모터용 레졸버.
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