KR102255748B1 - 고정자 및 이를 적용한 차량용 구동 모터 - Google Patents

고정자 및 이를 적용한 차량용 구동 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 고정자는, 고정자 코어와, 상기 고정자 코어에 조립되는 보빈을 갖는 구동 모터용 고정자에 있어서, 상기 보빈에 권선되는 코일; 권선된 코일 엔드부를 일정 각도를 주어 특정 형상이 되는 코일 포밍부; 및 상기 코일 포밍부의 접합부와 접합되는 터미널 단자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고정자 및 이를 적용한 차량용 구동 모터{Stator, Driving motor having the same}
본 발명은 차량용 구동 모터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 코일과 연결하는 터미널의 퓨징(용접)부의 코일을 "S" 자 형상으로 포밍하여 조립함으로써 운행,시험 중 발생되는 진동, 충격에 의한 피로에 대해 발생될 수 있는 접합 구조의 불량 현상 억제 및/또는 신뢰성을 향상하는 고정자, 이를 적용한 차량용 구동 모터, 그리고 이의 조립 방법에 대한 것이다.
집중권 방식, 특히 분할 코어가 적용된 구동 모터에서 고정자 코어에 코일을 권선하고, 코일 엔드부의 수직(Straight) 방향으로 정렬 후 터미널 단자와 조립하고 접합공법(퓨징, 용점, 압착 등)을 이용해서 전기적 패스를 연결한다.
이를 보여주는 도면이 도 1에 도시된다. 도 1을 참조하면, 고정자 코어(110)에 권선된 코일의 코일 엔드부(120)의 접합부(140)에 터미널 단자(130)가 접합된다.
이 경우, 코일 엔드부(120)와 접합부(140)는 기계적으로 고정된다. 따라서, 상하 방향으로 큰 충격 및/또는 빈번한 진동으로 인해 접합부(140)의 응력 집중 및/또는 피로에 의한 파괴 가능성이 컸다.
또한, 열충격(급격한 온도변화) 발생시 단자는 정위치에 있고, 코일은 수축 /팽창이 되므로 이로 인한 피로 파괴 가능성이 컸다.
한편으로, 미리 포밍된 코일을 다수의 터미널 단자에 퓨징하는데, 이러한 터미널 단자 구조를 보여주는 도면이 도 2에 도시된다. 도 2를 참조하면, 포밍된 코일을 터미널 어셈블리의 터미널 단자(220)에 가조립한 후, 전극을 좌우로 동작시키면서 퓨징 공법을 이용하여 터미널 단자의 U,V,W,N상에 연결하는 구조이다.
이러한 단자 구조의 경우, 환형 코일만 조립 및 퓨징 작업이 가능하다는 문제점이 있었다.
또한, 점적률(성능) 개선을 위해 사각형 코일 사용시 퓨징 및/또는 코킹 불량이 다량 발생한다는 문제점이 있었다.
1. 한국공개특허번호 제10-2013-0117208호 2. 한국공개특허번호 제10-2013-0117207호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 상하 방향으로 큰 충격 및/또는 빈번한 진동으로 인해 접합부의 응력 집중 및/또는 피로에 의한 파괴 가능성을 방지하는 고정자, 이를 적용한 차량용 구동 모터, 그리고 이의 조립 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 환형 코일뿐만 아니라 사각 코일의 조립 및/또는 퓨징 작업이 가능한 고정자, 이를 적용한 차량용 구동 모터, 그리고 이의 조립 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 점적률(성능) 개선을 위해 사각형 코일 사용시 퓨징 및/또는 코킹 불량이 다량 발생하는 것을 방지하는 고정자, 이를 적용한 차량용 구동 모터, 그리고 이의 조립 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해서, 상하 방향으로 큰 충격 및/또는 빈번한 진동으로 인해 접합부의 응력 집중 및/또는 피로에 의한 파괴 가능성을 방지하는 고정자를 제공한다.
상기 고정자는,
고정자 코어와, 상기 고정자 코어에 조립되는 보빈을 갖는 구동 모터용 고정자에 있어서,
상기 보빈에 권선되는 코일;
권선된 코일 엔드부를 일정 각도를 주어 특정 형상이 되는 코일 포밍부; 및
상기 코일 포밍부의 접합부와 접합되는 터미널 단자;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 코일 포밍부는 90도 각도의 만곡부가 2회 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 접합은 퓨징 방식, 용접 방식, 및 압착 방식 중 어느 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 코일 포밍부는 댐퍼 기능을 위해 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 코일 엔드부는 상기 접합전에 상기 터미널 단자에 가조립되는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 고정자 코어와, 상기 고정자 코어에 조립되는 보빈을 갖는 구동 모터용 고정자에 있어서, 상기 보빈에 권선되는 코일; 및 권선된 코일의 접합부와 접합되며, 일정 각도를 주어 특정 형상이 되는 터미널 단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자를 제공한다.
이때, 상기 터미널 단자는 "L"자 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 달리, 상기 터미널 단자는 90도 각도의 만곡부가 1회 있고 끝단이 캡 모양의 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 터미널 단자 및 코일을 퓨징 체결하는 퓨징 단자를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 터미널 단자, 코일 및 퓨징 단자는 동시에 퓨징되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 코일은 원형 또는 사각 코일인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 접합부는 상기 권선된 코일 엔드부를 일정 각도를 주어 특정 형상이 되는 코일 포밍부의 상단에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 코일 포밍부는 상기 사각 코일의 넓은 쪽 방향으로 코일 포밍되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 퓨징 단자의 재질은 주석 도금인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 터미널 단자를 기준으로 상하로 배치되는 한 쌍의 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 위에서 기술된 고정자; 및 상기 고정자에 삽입되는 회전자;를 포함하는 차량용 구동 모터를 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 고정자 코어에 보빈을 조립하는 단계; 상기 보빈에 코일을 권선하는 단계; 권선된 코일 엔드부를 일정한 각도를 주어 특정 형상으로 포밍하는 단계; 및 상기 코일을 터미널 단자에 가조립하는 단계; 및 상기 코일을 터미널 단자에 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 조립 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 상하 방향으로 큰 충격 및/또는 빈번한 진동이 발생되더라도 S자 포밍부에서 접합부의 응력 분산하므로 피로 파괴 가능성 현격히 줄어든다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 사각형 코일 사용시 환형 코일보다 점적률 이 증가하므로, 구동 모터의 동일 체적(크기)에서 출력(성능)이 증가한다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 열충격(급격한 온도변화) 발생시 단자는 정위치에 있고, 코일의 수축 및/또는 팽창으로 인한 접합부의 응력은 S자 포밍부에서 흡수하여 피로 파괴 가능성이 줄어드는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 일반적인 동일한 사양 및/또는 공정 조건하에서 S자 포밍부를 이용하여 환경 및/또는 내구 신뢰성을 향상할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 일반적인 코일 엔드부와 접합부를 기계적으로 고정하는 개념도이다.
도 2는 일반적인 미리 포밍된 코일을 터미널 단자에 퓨징하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 S자 형상 포밍을 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코일 엔드부(320)와 접합부(440)를 고정하는 개념도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 S자 형상 포밍 구조를 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터미널 단자에 코일을 접하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터미널 단자(730)와 코일의 접합부(440)가 터미널 어셈블리(712)상에 고정되는 개념을 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 터미널 단자(730)의 부분 확대도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터미널 단자(730)와 코일의 접합부(440)가 터미널 어셈블리(712)상에 고정되는 개념을 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 터미널 단자(930)의 부분 확대도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 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.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 고정자, 이를 적용한 차량용 구동 모터, 그리고 이의 조립 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 S자 형상 포밍을 보여주는 사시도이다. 도 3을 참조하면, 코일(350)이 보빈(310)에 권선되고, 코일 엔드부(320)가 보빈(310)의 일측 고정홈(330)에 장착된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코일 엔드부(320)와 접합부(440)를 고정하는 개념도이다. 도 4를 참조하면, 코일(350)의 끝단인 코일 엔드부(320)가 터미널 단자(430)가 접합된다. 즉, 코일 포밍부(421) 중 접합부(440)가 터미널 단자(430)와 접합된다. 이러한 접합은 퓨징 방식, 용접 방식, 및 압착 방식 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
부연하면, 코일 권선후 엔드부의 형상 및 구조를 "S"자 형상으로 포밍하여 터미널 어셈블리에 있는 터미널 단자(430)와 기계적으로 단단히 조립 고정된다. 따라서, 상하 방향으로 큰 충격 및/또는 빈번한 진동이 발생되더라도 S자 코일 포밍부가 댐퍼 기능을 수행하므로 접합부의 응력분산이 이루어지므로 피로 파괴 가능성이 현격히 줄어든다.
또한, 열충격(급격한 온도변화) 발생시 터미널 단자(430)는 정위치에 있고, 코일(350)은 수축/팽창으로 인한 접합부의 응력은 S자 형상의 코일 포밍부(421)에서 흡수되므로 피로 파괴 가능성이 줄어든다.
또한, 코일 엔드부(421)의 반경 축소로 상대 조립품인 터미널 단자의 크기를 줄일 수 있어 중량 절감이 가능하다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 S자 형상 포밍 구조를 보여주는 사시도이다. 도 5를 참조하면, 코일 포밍부(421)는 권선된 코일 엔드부(320)에 일정 각도를 주어 특정 형상이 된다. 부연하면, 90도 각도의 제 1 만곡부(510) 및 제 2 만곡부(520)가 서로 다른 방향으로 형성된다. 따라서, "S"자 형상과 유사한 형태가 된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터미널 단자에 코일을 접하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 고정자 코어에 보빈을 조립한다(단계 S610).
이후, 상기 보빈에 코일을 권선하고, 권선된 코일 엔드부를 일정한 각도를 주어 특정 형상으로 포밍한다(단계 S620,S630).
우선, 포밍된 코일을 터미널 단자에 가조립한다(단계 S640). 퓨징 방식, 용접 방식, 및 압착 방식 등을 이용하여 가조립된 코일과 터미널 단자를 접합한다(단계 S650).
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 터미널 단자(730)와 코일의 접합부(440)가 터미널 어셈블리(712)상에 고정되는 개념을 보여주는 사시도이다. 도 7을 참조하면, 터미널 어셈블리(712)의 상단 표면에 터미널 단자(730)가 접합된다. 이의 부분 확대도(710)가 도 8에 도시된다. 여기서, 터미널 단자(730)의 형상은 "L"자 형상과 유사하다.
도 8은 도 7에 도시된 터미널 단자(730)의 부분 확대도이다. 도 8을 참조하면, 돌출된 코일의 접합부(440)에 터미널 단자(730)를 걸리듯이 위치시키고, 퓨징 단자(820)를 덮어 접합한다. 물론, 이때 퓨징 단자(820)를 사이에 두고 제 1 전극(811) 및 제 2 전극(812)이 상하로 구성된다. 따라서, 전극 작동이 상하로 이루어진다. 상기 퓨징 단자(820)의 재질은 주석 도금인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 이들 코일의 접합부(440), 터미널 단자(730) 및 퓨징 단자(820)의 접합은 동시에 이루어진다. 접합 방식으로는 퓨징 방식이 주로 이용되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 용접 방식, 압착 방식 등이 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터미널 단자(930)와 코일의 접합부(440)가 터미널 어셈블리(712)상에 고정되는 개념을 보여주는 사시도이다. 도 9를 참조하면, 터미널 단자(930)가 터미널 어셈블리의 상단 표면에 접합된다. 이의 부분 확대도(910)가 도 10에 도시된다. 여기서, 터미널 단자(930)의 형상은 90도 각도의 만곡부가 1회 있고 끝단이 캡 모양의 형상이다.
도 10은 도 9에 도시된 터미널 단자(930)의 부분 확대도이다. 도 10을 참조하면, 90도 각도의 만곡부(911-1)가 1회 있고 끝단이 캡 모양(911-2)의 형상으로 되어 있다. 또한, 제 1 전극(1011) 및 제 2 전극(1012)이 터미널 단자(930)를 사이에 두고 상하로 구성된다. 물론, 이 경우에도 퓨징 단자를 이용하여 터미널 단자와 코일의 접합부를 접합할 수 있다.
도 3 내지 도 10은 코일이 원형 코일인 경우로 가정하여 설명하였으나, 코일 사각 코일일 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 코일이 사각 코일인 경우, 도 6에 도시된 흐름도와 유사하게 수행된다.
다만, 다른 점을 설명하면, 사각 코일의 사각선은 직사각형의 형태이며, 사각 코일의 넓은 쪽 방향으로 코일 포밍이 이루어진다. 또한, 주석 도금된 퓨징 단자를 이용하여 터미널 단자, 코일 및 퓨징 단자를 동시에 접합한다.
이외의 단계는 유사하므로 본 발명의 명확한 이해를 위해 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
310: 보빈
320: 코일 엔드부
330: 고정홈
350: 코일
421: 코일 포밍부
430,730,930: 터미널 단자
440: 접합부
712: 터미널 어셈블리
820: 퓨징 단자
811,812,1011,1012: 전극

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 고정자 코어와, 상기 고정자 코어에 조립되는 보빈을 갖는 구동 모터용 고정자에 있어서,
    상기 보빈에 권선되는 코일;
    상기 권선된 코일의 접합부와 접합되며, 일정 각도를 주어 특정한 형상으로 형성되는 터미널 단자; 및
    상기 터미널 단자 및 코일을 덮어 퓨징 체결하도록 한쪽이 개방된 "ㄷ" 자 형상의 퓨징 단자;를 포함하고,
    상기 터미널 단자, 상기 권선된 코일의 접합부 및 상기 퓨징 단자는 동시에 퓨징 접합되는 것을 특징으로 하는 고정자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 터미널 단자는 "L"자 형상인 것을 특징으로 하는 고정자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 터미널 단자는 90도 각도의 만곡부가 1회 있고 끝단이 캡 모양의 형상인 것을 특징으로 하는 고정자.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 코일은 원형 또는 사각 코일인 것을 특징으로 하는 고정자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 접합부는 상기 권선된 코일 엔드부를 일정 각도를 주어 특정 형상이 되는 코일 포밍부의 상단에 형성되는 것을 특징으로 하는 고정자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 코일 포밍부는 상기 사각 코일의 넓은쪽 방향으로 코일 포밍되는 것을 특징으로 하는 고정자.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 코일 포밍부는 90도 각도의 만곡부가 2회 있는 것을 특징으로 하는 고정자.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 코일 엔드부는 상기 접합 전에 터미널 단자에 가조립되는 것을 특징으로 하는 고정자.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 퓨징 단자의 재질은 주석 도금인 것을 특징으로 하는 고정자.
  17. 제 6 항에 있어서,
    상기 터미널 단자를 기준으로 상하로 배치되는 한 쌍의 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자.
  18. 제 6 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 고정자; 및
    상기 고정자에 삽입되는 회전자;를 포함하는 차량용 구동 모터.
  19. 삭제
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