KR102158102B1 - 일체형 케이블 및 이를 포함하는 모터 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전 코어, 전자파 차폐층, 및 상기 전자파 차폐층을 커버하는 외부 절연층을 포함하는 케이블 어셈블리와, 상기 케이블 어셈블리의 일단에 연결되고, 상기 전자파 차폐층이 노출된 영역에 형성된 개구부를 포함하는 제1커넥터와, 상기 케이블 어셈블리의 타단에 연결되는 제2커넥터, 및 상기 개구부에 배치되어 상기 전자파 차폐층과 접촉하는 터미널을 포함하는 일체형 케이블 및 이를 포함하는 모터 어셈블리를 개시한다.

Description

일체형 케이블 및 이를 포함하는 모터 어셈블리{INTEGRATED CABLE AND MOTOR ASSEMBLY INCLUDING THE SAME}

본 발명은 모터에 전원을 인가하는 일체형 케이블에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 하우징의 내주면에 스테이터가 배치되고 스테이터 중앙에는 로터가 배치된다. 로터는 스테이터와의 전자기적 상호작용에 따라 회전하여 외부에 동력을 전달한다. 그러나, 모터는 고속 회전하는 과정에서 전자파 노이즈를 발생시킨다.

또한, 일반적으로 모터를 구동하는 인버터는 전력 스위칭 반도체 소자의 특성상 고속 스위칭 동작에 따라 수 kHz 주파수 대역부터 수십 MHz 주파수 대역을 갖는 전자파 노이즈를 유발한다.

이러한 전자파 노이즈는 전자파가 발생된 기기 자체 또는 타 기기의 동작에 영향을 미치게 되어 기기의 기능장애나 오작동을 일으키는 원인이 된다.

이러한 이유로, 자동차 업계에서는 자동차에 전자파 노이즈 규제 기준을 엄격히 적용하고 있는 실정이다.

본 발명은 외부 전원과 모터에서 발생하는 전자파 노이즈를 신속히 제거할 수 있는 일체형 케이블을 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따른 일체형 케이블은, 도전 코어, 전자파 차폐층, 및 상기 전자파 차폐층을 커버하는 외부 절연층을 포함하는 케이블 어셈블리; 상기 케이블 어셈블리의 일단에 연결되고, 상기 전자파 차폐층이 노출된 영역에 형성된 개구부를 포함하는 제1커넥터; 상기 케이블 어셈블리의 타단에 연결되는 제2커넥터; 및 상기 개구부에 배치되어 상기 전자파 차폐층과 접촉하는 터미널;을 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 일체형 케이블에 있어서, 상기 케이블 어셈블리는 복수 개의 서브 케이블을 포함하고, 상기 서브 케이블은, 도전 코어, 상기 도전 코어를 커버하는 내부 절연층, 상기 내부 절연층을 커버하는 전자파 차폐층, 및 상기 전자파 차폐층을 포함하는 외부 절연층을 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 일체형 케이블에 있어서, 상기 제1커넥터는, 상기 복수 개의 서브 케이블의 도전 코어와 각각 전기적으로 연결되는 복수 개의 접촉단자; 및 상기 복수 개의 접촉단자와 상기 복수 개의 서브 케이블의 일단을 고정하고, 상기 개구부를 포함하는 커넥터 하우징을 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 일체형 케이블에 있어서, 상기 터미널은, 상기 복수 개의 서브 케이블의 전자파 차폐층에 각각 접촉되는 복수 개의 제1터미널, 및 상기 제1터미널과 접촉하는 일단과 상기 개구부로 노출되는 타단을 포함하는 제2터미널을 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 일체형 케이블에 있어서, 상기 제1터미널은 상기 전자파 차폐층의 외경에 삽입될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 일체형 케이블에 있어서, 상기 케이블 어셈블리는 복수 개의 서브 케이블과, 상기 복수 개의 서브 케이블을 커버하는 전자파 차폐층, 및 상기 전자파 차폐층을 커버하는 외부 절연층을 포함하고, 상기 서브 케이블은 도전 코어, 및 상기 도전 코어를 커버하는 내부 절연층을 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 일체형 케이블에 있어서, 상기 제1커넥터는, 상기 복수 개의 도전 코어와 각각 전기적으로 연결되는 복수 개의 접촉단자; 및 상기 복수 개의 접촉단자와 상기 케이블 어셈블리의 일단을 고정하고, 상기 개구부를 포함하는 커넥터 하우징을 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 일체형 케이블에 있어서, 상기 터미널은, 상기 전자파 차폐층에 접촉되는 일단과 상기 개구부로 노출되는 타단을 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 일체형 케이블은, 제1커넥터; 제2커넥터; 상기 제1커넥터와 제2커넥터를 연결하고, 도전 코어와 외부 절연층 사이에 배치되는 전자파 차폐층을 포함하는 케이블 어셈블리; 및 상기 제1커넥터의 내측에 배치된 상기 전자파 차폐층 영역과 접촉하는 일단, 및 상기 제1커넥터의 외부로 노출된 타단을 포함하는 터미널을 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터 어셈블리에 있어서, 하우징과, 상기 하우징에 배치되는 스테이터, 상기 스테이터에 권선된 코일과 연결된 버스바, 상기 스테이터와 회전 가능하게 결합되는 로터, 및 상기 하우징에 결합되는 커버를 포함하는 모터; 및 상기 모터와 외부 전원을 연결하는 일체형 케이블을 포함하고,

상기 일체형 케이블은, 상기 모터와 전기적으로 연결되는 제1커넥터; 외부 전원과 연결되는 역할을 수행하는 제2커넥터; 상기 제1커넥터와 제2커넥터를 연결하고, 도전 코어 및 전자파 차폐층을 포함하는 케이블 어셈블리; 및 상기 전자파 차폐층과 상기 모터 사이에 전자파 패스 라인을 포함한다.

본 발명에 따르면, 외부 전원과 모터에서 발생하는 전자파 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터와 일체형 케이블이 전기적으로 연결된 상태를 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 케이블의 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 케이블의 분해 사시도이고,
도 6은 도 4의 A-A 방향 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 케이블과 모터 사이에 전자파 패스 라인이 형성되는 상태를 설명하기 위한 개념도이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 케이블의 개념도이다.

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.

제1, 제2 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.

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 모터 어셈블리의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터와 일체형 케이블이 전기적으로 연결된 상태를 보여주는 도면이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 모터 어셈블리(1)는 모터(10)와 일체형 케이블(integrated cable, 20)을 포함한다. 일체형 케이블(20)은 전원부(2)와 모터(10)를 전기적으로 연결한다. 전원부(2)은 일체형 케이블(20)을 통해 3상 전원을 모터(10)에 인가한다. 전원부(2)은 차량의 배터리에 연결된 인버터를 포함할 수 있다.

도 2와 도 3을 참고하면, 모터(10)는 하우징(110)과, 하우징(110)에 배치되는 스테이터(140)와, 코일(142)에 연결된 버스바(160)와, 스테이터(140)와 회전 가능하게 결합되는 로터(130), 및 하우징(110)에 결합되는 커버(120)를 포함한다.

하우징(110)은 원통형상으로 형성되어 내부에 스테이터(140)와 로터(130)가 장착될 수 있는 공간이 마련된다. 하우징(110)의 형상이나 재질은 다양하게 변형될 수 있으나 통전 가능한 금속재질이 선택될 수 있다.

하우징(110)은 스테이터(140)와 로터(130)를 외부와 차폐한다. 또한, 내부 열을 용이하게 배출할 수 있도록 냉각 구조(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 냉각 구조는 공냉 또는 수냉 구조가 선택될 수 있으며, 냉각 구조에 따라 하우징(110)의 형상은 적절히 변형될 수 있다.

스테이터(140)는 하우징(110)의 내부 공간에 삽입된다. 스테이터(140)는 스테이터 코어(141), 및 스테이터 코어(141)에 권선되는 코일(142)을 포함한다. 스테이터 코어(141)는 링 형상으로 일체로 제작되거나, 또는 복수 개의 분할 코어가 결합되어 제작될 수 있다.

로터(130)는 스테이터(140)와 회전 가능하게 배치된다. 로터(130)의 외주면에는 로터 마그넷(132)이 장착되어 스테이터(140)와 전자기적 상호작용에 의해 회전한다.

로터(130)의 중앙부에는 회전축(150)이 결합된다. 따라서, 로터(130)가 회전하는 경우 회전축(150)도 연동 회전한다. 회전축(150)은 일 측에 배치된 제1베어링(171)과 타 측에 배치된 제2베어링(172)에 의해 지지된다.

버스바(160)는 스테이터(140)에 권선된 코일(142)에 각각의 전기적으로 연결되며, U상 V상 W상을 연결한 복수 개의 접촉바를 포함한다.

커버(120)는 하우징(110)의 개방면에 결합되어 스테이터(140)와 로터(130)를 밀폐한다. 커버(120)는 통전 가능한 금속 재질로 이루어 질 수 있고, 나사 결합 등에 의해 하우징(110)에 결합된다.

도 3을 참고하면, 일체형 케이블(20)은 모터(10)에 연결되는 제1커넥터(210), 전원부(2)에 연결되는 제2커넥터(230), 및 제1커넥터(210)와 제2커넥터(230)를 연결하는 케이블 어셈블리(220)를 포함한다.

제1커넥터(210)는 버스바(160)와 연결되는 복수 개의 접촉단자(212)를 포함한다. 복수 개의 접촉단자(212)는 버스바(160)의 U상 접촉바(161)와 연결된 제1접촉단자(212)와, V상 접촉바(162)와 연결된 제2접촉단자(212), 및 W상 접촉바(163)와 연결된 제3접촉단자(212)를 포함한다. 따라서, 전원을 U, V, W 상에 각각 인가할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 케이블의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 케이블의 분해 사시도이고, 도 6은 도 4의 A-A 방향 단면도이다.

도 4와 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 일체형 케이블(20)은, 케이블 어셈블리(220)와, 케이블 어셈블리(220)의 일단에 연결되는 제1커넥터(210)와, 케이블 어셈블리(220)의 타단에 연결되는 제2커넥터(230), 및 케이블 어셈블리(220)의 전자파 차폐층(224)과 접촉하는 터미널(300)을 포함한다.

케이블 어셈블리(220)는 복수 개의 서브 케이블(221)을 포함하고, 서브 케이블(221)은, 도전 코어(222), 도전 코어(222)를 커버하는 내부 절연층(223), 내부 절연층(223)을 커버하는 전자파 차폐층(224), 및 전자파 차폐층(224)을 포함하는 외부 절연층(225)을 포함한다.

도전 코어(222)는 구리, 및 철과 같은 도전성 물질로 구성되며 소정의 길이를 갖는다. 내부 절연층(223)은 도전 코어(222)를 전체적으로 감싸며 절연 재질이 선택된다. 전자파 차폐층(224)은 내부 절연층(223)을 감싸며 전자파를 차폐하는 편조체(Shield)일 수 있다. 외부 절연층(225)은 전자파 차폐층(224)을 감싸며 절연 재질이 선택된다. 내부 절연층(223)과 외부 절연층(225)은 동일한 절연 재질일 수 있다.

제1커넥터(210)는 복수 개의 서브 케이블(221)의 도전 코어(222)와 각각 전기적으로 연결되는 복수 개의 접촉단자(212), 및 복수 개의 접촉단자(212)와 복수 개의 서브 케이블(221)의 일단을 고정하는 커넥터 하우징(211)을 포함한다.

접촉단자(212)는 전술한 바와 같이 모터(10)의 버스바(160)와 전기적으로 연결될 수 있도록 후크 형상의 절곡부(212a)를 갖는다. 절곡부(212a)는 소정의 곡률(R1)을 따라 배치된다. 접촉단자(212)는 연결부재(216)에 의해 서브 케이블(221)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

커넥터 하우징(211)은 접촉단자(212)와 서브 케이블(221)이 전기적으로 연결되는 부위를 커버한다. 커넥터 하우징(211)은 절연 재질의 물질을 사출 성형하여 제작할 수 있다. 일 예로 커넥터 하우징(211)은 플라스틱 재질일 수 있다. 커넥터 하우징(211)은 삽입된 케이블 어셈블리(220)에서 전자파 차폐층(224)이 노출된 부위에 대응되는 지점에 개구부(214)가 형성된다. 또한, 모터에 삽입 깊이를 조절하는 스토퍼(215)가 형성된다.

제2커넥터(230)은 외부 전원부와 연결되는 접촉핀(231)을 포함한다.

도 5와 도 6을 참고하면, 터미널(300)은 복수 개의 서브 케이블(221)의 전자파 차폐층(224)에 각각 접촉되는 복수 개의 제1터미널(310), 및 개구부(214)에 삽입되어 제1터미널(310)과 접촉하는 제2터미널(320)을 포함한다.

제1터미널(310)은 전자파 차폐층(224)의 외경에 삽입되는 링 형상의 부재일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제1터미널(310)은 전자파 차폐층(224)과 접촉될 수 있는 구성이면 제한이 없다.

제2터미널(320)은 일단이 제1터미널(310)과 접촉하고 타단은 커넥터 하우징(211)의 개구부(214)로 돌출된다. 제2터미널(320)의 타단은 제1커넥터(210)의 외측으로 돌출될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

필요에 따라 제1터미널(310)과 제2터미널(320)은 일체로 형성될 수도 있다. 즉, 터미널(300)의 일단이 전자파 차폐층(224)과 접촉하고, 타단이 외부 부재와 전기적으로 접촉될 수 있도록 노출되는 구성이면 모두 적용 가능하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 케이블과 모터 사이의 전자파 패스 라인이 형성되는 상태를 설명하기 위한 개념도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 일체형 케이블(20)의 전자파 차폐층(224)은 터미널(300)을 통하여 모터(10)의 커버(120)와 접촉된다. 따라서, 일체형 케이블(20)과 모터(10) 사이에는 전자파 패스 라인(PL1)이 형성된다.

모터(10)가 차량에 장착되는 경우 전자파는 차량이 접촉하는 지면으로 흐르게 된다. 즉, 모터(10)의 커버(120) 및/또는 하우징(110)을 그라운드로 사용하므로 그라운드 면적이 넓어져 전자파를 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. 전자파 차폐층(224)에 수집되는 전자파는 모터의 고속 회전시 또는 인버터 구동시 발생한 전자파 노이즈일 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 케이블은 케이블 어셈블리(220), 및 제1커넥터를 포함하는 점에서는 전술한 바와 동일하다.

구체적으로 케이블 어셈블리(220a)는 복수 개의 서브 케이블(221a)과 복수 개의 서브 케이블(221a)을 커버하는 전자파 차폐층(224)과 상기 전자파 차폐층(224)을 커버하는 외부 절연층(225)을 포함한다.

서브 케이블(221a)은, 도전 코어(222)와 도전 코어(222)를 커버하는 내부 절연층(223)만으로 구성된 점에서 전술한 서브 케이블(221)과 상이하다. 전자파 차폐층(224a)은 복수 개의 서브 케이블(221a)을 커버하도록 형성된다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브 케이블(221a)은 그 자체로는 전자파를 차폐하지 않고 전자파 차폐층(224a)이 복수 개의 서브 케이블(221a)의 전자파를 차폐한다.

이러한 구조에 의하면, 별도로 각각의 서브 케이블(221a)의 전자파 차폐층(224a)과 연결할 필요가 없다. 터미널(301)은 일단이 복수 개의 서브 케이블(221a)상에 배치된 전자파 차폐층(224a)과 접촉하고 타단은 모터(10)의 커버(120)에 접촉하여 전자파 패스 라인을 형성한다.

10: 모터
20: 일체형 케이블
210: 제1커넥터
220: 케이블 어셈블리
230: 제2커넥터
300: 터미널

Claims (13)

1. 도전 코어, 상기 도전 코어를 둘러싸는 전자파 차폐층, 및 상기 전자파 차폐층을 둘러싸는 외부 절연층을 포함하는 복수 개의 서브 케이블;
   상기 복수 개의 서브 케이블의 일단에 연결되고, 상기 전자파 차폐층이 노출된 영역에 형성된 복수 개의 개구부를 포함하는 제1커넥터;
   상기 복수 개의 서브 케이블의 타단에 연결되는 제2커넥터;
   상기 복수 개의 서브 케이블의 전자파 차폐층의 끝단에 각각 끼워지는 복수 개의 제1 터미널; 및
   상기 복수 개의 개구부에 삽입되어 상기 복수 개의 제1 터미널과 각각 전기적으로 연결되는 복수 개의 제2 터미널을 포함하고,
   상기 복수 개의 제2 터미널의 일단은 상기 복수 개의 제1 터미널과 각각 접촉하고, 상기 복수 개의 제2 터미널의 타단은 외부로 노출되고,
   상기 복수 개의 제2 터미널은 서로 이격 배치되는 케이블.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 서브 케이블은,
   도전 코어, 상기 도전 코어를 커버하는 내부 절연층, 상기 내부 절연층을 커버하는 전자파 차폐층, 및 상기 전자파 차폐층을 포함하는 외부 절연층을 포함하는 케이블.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1커넥터는,
   상기 복수 개의 서브 케이블의 도전 코어와 각각 전기적으로 연결되는 복수 개의 접촉단자; 및
   상기 복수 개의 접촉단자와 상기 복수 개의 서브 케이블의 일단을 고정하고, 상기 개구부를 포함하는 커넥터 하우징을 포함하는 케이블.
   
4. 하우징과, 상기 하우징에 배치되는 스테이터, 상기 스테이터에 권선된 코일과 연결된 버스바, 상기 스테이터와 회전 가능하게 결합되는 로터, 및 상기 하우징에 결합되는 커버를 포함하는 모터; 및
   상기 모터와 외부 전원을 연결하는 일체형 케이블을 포함하고,
   상기 일체형 케이블은,
   도전 코어, 상기 도전 코어를 둘러싸는 전자파 차폐층, 및 상기 전자파 차폐층을 둘러싸는 외부 절연층을 포함하는 복수 개의 서브 케이블;
   상기 복수 개의 서브 케이블의 일단에 연결되고, 상기 전자파 차폐층이 노출된 영역에 형성된 복수 개의 개구부를 포함하는 제1커넥터;
   상기 복수 개의 서브 케이블의 타단에 연결되는 제2커넥터;
   상기 복수 개의 서브 케이블의 전자파 차폐층의 끝단에 각각 끼워지는 복수 개의 제1 터미널; 및
   상기 복수 개의 개구부에 삽입되어 상기 복수 개의 제1 터미널과 각각 전기적으로 연결되는 복수 개의 제2 터미널을 포함하고,
   상기 복수 개의 제2 터미널의 일단은 상기 복수 개의 제1 터미널과 각각 접촉하고, 상기 복수 개의 제2 터미널의 타단은 외부로 노출되고,
   상기 복수 개의 제2 터미널은 서로 이격 배치되는 모터 어셈블리.
   
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