KR101829056B1 - Ｅｐｓ 모터의 버스바 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버스바의 터미널의 구조를 개선함으로써 스테이터와 버스바의 조립과정을 용이하게 하고 조립 및 작동의 신뢰성이 향상될 수 있는 EPS 모터의 버스바에 관한 것으로, EPS 모터의 스테이터 코일에 접속하는 버스바로서, 버스바의 몸체를 이루는 절연재질의 인슐레이터, 상기 인슐레이터의 외주면의 하측에 돌출되어 형성되고, 상기 코일에 접속하는 하부 터미널 그리고, 상기 인슐레이터의 외주면의 상측에 돌출되어 형성되고, 상기 코일에 접속하는 상부 터미널을 포함하는 EPS 모터의 버스바를 제공한다. 따라서, 버스바의 터미널이 상하부로 배치되어 상호 이격된 간격을 더욱 넓게 확보할 수 있으므로 조립 및 작동의 신뢰성이 향상된다.

Description

ＥＰＳ 모터의 버스바{BUS-BAR OF EPS MOTOR}

본 발명은 EPS 모터의 버스바에 관한 것으로, 구체적으로는 버스바의 터미널의 구조를 개선함으로써 스테이터와 버스바의 조립과정을 용이하게 하고 조립 및 작동의 신뢰성이 향상될 수 있는 EPS 모터의 버스바를 제공하는 데 목적이 있다.

일반적으로 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치로 별도의 동력으로 보조하는 조향장치가 사용된다. 기존에는 이와 같은 보조 조향장치를 유압을 이용한 장치로 사용하였으나, 최근에는 동력의 손실이 적고 정확성이 우수한 전동식 조향장치(Electronic Power Streeing System}가 사용된다.

상기와 같은 전동식 조향장치(EPS)는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.

이러한 EPS시스템은 운전자가 조향을 하기 위해 핸들을 조작하는 토크를 모터가 보조하여 줌으로써, 보다 적은 힘으로 조향작업을 할 수 있도록 하는데, 상기 모터로는 BLDC모터가 사용된다.

BLDC모터(Brushless DC 모터)란 직류 모터에서 브러쉬, 정류자 등의 기계적인 접촉부를 제외하고 전자적인 정류 기구를 설치한 직류모터를 의미한다.

도 1은 종래기술에 따른 EPS 모터의 스테이터와 버스바를 나타내는 사시도이다.

스테이터(10)는 모터의 하우징(미도시) 내부에 고정되어 중공의 내주면에 배치된 로터(미도시)와 함께 전자기적 상호작용에 의해 회전운동을 발생하는 부재로서, 코어(13) 및 상기 코어(13)에 권선된 코일(11)을 포함한다.

일반적으로 차량에 사용되는 모터는 코일저항에 의한 손실 감소를 위해 도 1과 같이 복수의 코일을 병렬 연결하는 경우가 대부분이다. 따라서, 병렬 접속시에는 코일을 입출력 단자까지 연장하고 단자에서 종합하여 접속하는 방식을 사용한다.

상기와 같이 병렬로 배치된 코일(11)을 종합하여 접속하기 위해 스테이터(10)의 상측에는 버스바(bus-bar)가 배치된다.

스테이터(10)의 상측에 각각의 권선된 코일(11)의 코일 단자(12)가 배치되고, 상기 버스바(20)는 상기 코일 단자(12)에 연결된다.

버스바(20)에 상기 코일 단자(12)와 전기적으로 연결되는 복수의 금속재들이 인슐레이터(22)에 의해 절연되면서 고정되어 배치된다.

상기 버스바(20)는 대략 도넛 형상으로 스테이터(10)의 상면과 대응되도록 이루어진다. 버스바(20)의 외주면에는 코일 단자(12)와 접속하기 위한 터미널(21)들이 배치된다.

도 2는 이러한 버스바를 나타내는 측면도이다.

도 2에서는 3상(3-phase) 회로가 개시되는데, 따라서 각각의 입출력 터미널(21)들이 버스바(20)의 외주면에 순차적으로 번갈아가며 배치된다.

그런데, 터미널(21)이 상기와 같이 배치되는 경우 터미널(21)들 간에 간격이 좁기 때문에 코일 단자(12)와의 용접 작업시의 공간적인 제약을 가진다.

또한, 용접 과정에서 터미널(21) 간의 좁은 간격으로 인해, 인접한 터미널(21) 사이의 용접부위 간의 바람직하지 않은 접촉에 의하여 전기적인 절연이 이루어지지 못하여 모터의 조립 및 동작의 신뢰성이 저하되는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, EPS 모터의 버스바의 터미널의 구조를 개선하여 스테이터와의 결합 과정에서 조립을 용이하게 하면서도 조립 및 작동의 신뢰성을 향상할 수 있는 EPS 모터의 코일 접속용 버스바를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명에 따른 EPS 모터의 버스바는, 절연재질의 인슐레이터; 및 상기 인슐레이터에 의하여 절연되며 상기 인슐레이터로부터 돌출된 복수개의 터미널들을 포함하며, 인접한 상기 터미널들은 상기 인슐레이터에 서로 다른 높이로 어긋나게 배치된다.
EPS 모터의 버스바의 상기 인슐레이터에는 중공이 형성된다.
EPS 모터의 버스바의 상기 터미널들의 단부는 고리 형상으로 형성된다.
일실시예로서, EPS 모터의 버스바는 절연재질의 인슐레이터; 및 상기 인슐레이터에 형성되며 상기 인슐레이터로부터 일부가 돌출된 제1 터미널 및 상기 인슐레이터에 형성되며 상기 제1 터미널과 높이차를 갖는 제2 터미널을 포함하며, 상기 제1 및 제2 터미널들은 상기 인슐레이터에 상호 어긋나게 배치된다.
EPS 모터의 버스바의 상기 제1 터미널과 상기 제2 터미널은 상기 인슐레이터의 원주방향으로 상호 교차되어 배치된다.
EPS 모터의 버스바의 상기 제1 터미널 및 상기 제2 터미널은 단부가 고리 형상으로 이루어진다.
EPS 모터의 버스바의 상기 인슐레이터는 중공의 원기둥 형상으로 형성된다.

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전술한 내용과 같이 구성된 본 발명에 따른 EPS 모터의 버스바는, 버스바의 입출력 터미널이 외주상에서 상하로 교차되어 배치되어 상호 수평 간격이 넓어지므로 조립공정이 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

또한, 용접 과정에서 바람직하지 않은 전기적인 접촉의 우려가 적으므로 조립공정의 신뢰성의 향상은 물론, 작동 신뢰성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 EPS 모터의 스테이터와 버스바를 나타내는 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 EPS 모터의 버스바를 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 EPS 모터의 버스바를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 EPS 모터의 버스바를 나타내는 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EPS 모터의 버스바의 구조를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 EPS 모터의 버스바를 도시한 사시도이다.

버스바(200)는 외관상 몸체를 이루는 인슐레이터(220)와 스테이터의 코일(도 1 참조)과 접속하는 복수의 터미널(211, 212)로 이루어진다.

상기 인슐레이터(220)는 대략 중공의 원기둥 형상 즉, 도넛 형상으로 이루어진다.

또한, 상기 인슐레이터(220)는 절연재질로서 일반적으로 사출되어 형성되는 수지물이다.

상기 인슐레이터(220) 내부에는 각각 입출력 단자들을 연결하는 복수의 금속부재들이 상기 인슐레이터(220)에의해 전기적으로 절연되면서 배치된다.

상기 금속부재들은 상기 인슐레이터(220)의 외주면으로 돌출되어 스테이터의 코일과 접속한다.

상기 인슐레이터(220)의 외주면으로 돌출된 금속 단자인 터미널(211, 212)들은 인접하는 터미널(211, 212) 간의 극성이 상호 교차되도록 형성되어야 하기 때문에 외주방향으로 상호 이격되어 배치된다.

그런데, 다수의 터미널(211, 212)이 제한된 공간에 배치되어야 하기 때문에 용접 과정에서 전기적으로 접촉될 수 있는 문제점을 가지고 있음은 상기한 바와 같다.

따라서, 본 발명의 개념에 따라 상기 터미널(211, 212)들은 인슐레이터(220)의 외주면에서 상측과 하측으로 분리되어 각각 상부 터미널(212)의 배열과 하부 터미널(211)의 배열로 구분된다.

상기 상부 터미널(212)과 하부 터미널(211) 사이는 상호 다른 극성을 나타내는 단자들의 집합으로 이루어지게 된다.
보다 상세히, 상기 인슐레이터(220)는 환형의 베이스부(251), 상기 베이스부(251) 상에 배치된 제1단차부(252) 및 상기 제1단차부(252) 상에 배치된 제2단차부(253)를 포함하고, 상기 제1단차부(252)의 원주방향 길이는 상기 베이스부(251)의 원주방향 길이보다 짧고, 상기 제2단차부(253)의 원주방향 길이보다 길게 형성된다.
그리고, 상기 다수의 터미널(211, 212)은, 상기 베이스부(251)의 측면에서 돌출되는 제1터미널(241), 상기 제1단차부(252)의 측면에서 돌출되는 제2터미널(242) 및 상기 제2단차부(253)의 측면에서 돌출되는제3터미널(243)로 구분될 수 있다. 이 때, 상기 제1터미널(241), 상기 제2 터미널(242) 및 상기 제3터미널(243)은 상기 인슐레이터(220)의 측면에서 돌출되는 지점의 높이가 서로 상이할 수 있다.

상기와 같이 배치됨에 따라 인접하는 터미널 간의 외주방향으로 이격된 간격이 종래 기술에 비해 최소 2배 이상 넓어지게 되는 이점이 있음에 유의하여야 한다.

한편, 상기 터미널(211, 212)들은 도 3에 도시된 바와 같이 단부가 고리 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 축방향에서 바라볼 때 각각의 터미널(211, 212)들은 내부에 중공의 형상을 가진 고리 형상으로 이루어지게되고, 스테이터 코일의 단부가 그 사이로 삽입되면 위치의 고정 및 용접이 용이한 이점이 있다.

도 4는 본 발명에 따른 EPS 모터의 버스바의 측면도이다.

버스바(200)의 터미널(211, 212)들이 인슐레이터(220)의 외주면에서 각각 상부와 하부의 배열로 구분되는 상부 터미널(212) 및 하부 터미널(211)로 이루어짐은 상기한 바와 같다.

바람직하게는 상기 상부 터미널(212)과 하부 터미널(211)들은 상호간에 교차되어 이루어진다. 구체적으로는, 축방향에서 바라볼 때 하부 터미널(211)의 배열 사이에 상부 터미널(212)이 배치된다.

상기와 같이 배치되는 경우 스테이터에 버스바(200)를 상측에서 결합하는 과정에서 인접하는 코일의 단부들이 각각 상부 터미널(212)과 하부 터미널(211)에 접촉하게 된다.

상기와 같은 터미널(211, 212)들과 코일의 단부 간의 접속은 압착, 열코킹 또는 용접 등과 같은 방법을 이용하는데 일반적으로 용접봉을 터미널 측에 접촉하여 용접하는 방법이 사용된다.

이와 같이 터미널(211, 212)들이 배치되는 경우 상기와 같이 코일의 단부가 상부 터미널(212)과 하부 터미널(211)에 접촉하게 되면, 터미널(211, 212)과 코일의 단부의 전기적인 접촉을 완전하게 하기 위해 용접 공정이 수행된다.

용접봉이 각각의 터미널 측에서 접촉되어 용접 공정이 이루어지는데, 종래기술과 대비하여 본 발명의 개념에 따라 터미널들이 배열되는 경우 용접봉이 삽입될 수 있는 공간적인 여유가 커지는 이점이 있게 된다.

또한, 상부 터미널(212) 또는 하부 터미널(211)은 원주방향으로 인접하는 터미널이 동일한 극성을 갖도록 배열될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 EPS 모터의 버스바에 의해, 터미널들간의 공간이 종래기술에 비해 현저하게 넓어지게 되므로 용접과정의 용이함에 제공됨은 물론, 용접 공간이 확보되어 바람직하지 않은 전기적인 접속을 예방할 수 있고, 이에 따라 EPS 모터의 작동 신뢰성이 향상되는 이점을 가진 EPS 모터의 버스바가 제공된다.

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.

200...버스바 211...하부 터미널
212...상부 터미널 220...인슐레이터

Claims (9)

1. 절연재질의 인슐레이터;
   상기 인슐레이터의 내부에 상기 인슐레이터에 의해 전기적으로 절연되어 배치된 복수개의 금속부재; 및
   상기 금속부재로부터 연장돼서 상기 인슐레이터의 외주면으로 돌출되어 스테이터 코일과 접속되는 복수개의 터미널들을 포함하고,
   상기 터미널들의 단부는 축방향에서 바라볼 때 각각의 터미널 내부에 중공의 형상을 가진 고리 형상으로 형성되며,
   상기 인슐레이터는 도넛 형상의 베이스부, 상기 베이스부 위에 배치된 제1단차부 및 상기 제1단차부 위에 배치된 제2단차부를 포함하되,
   상기 복수개의 터미널들은 상기 베이스부의 측면에서 돌출되는 제1터미널, 상기 제1단차부의 측면에서 돌출되는 제2터미널 및 상기 제2단차부의 측면에서 돌출되는 제3터미널을 포함하고,
   상기 제1터미널, 상기 제2터미널 및 상기 제3터미널은 상기 인슐레이터에 서로 다른 높이로 상호 어긋나게 배치되는 EPS 모터의 버스바.
2. 제1항에 있어서,
   상기 인슐레이터에는 중공이 형성된 EPS 모터의 버스바.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 터미널들은, 인접한 터미널 간의 간격이 일정한 EPS 모터의 버스바.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수개의 터미널들은 인접한 터미널 간 상기 인슐레이터의 원주방향으로 상호 교차되어 배치된 EPS 모터의 버스바.
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