KR102311773B1 - 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 의한 모터용 고정자의 코일절연 확보를 위한 구조에 있어서, 회전축중심에 대해서 방사상으로 형성되어 코일이 권취되는 복수개의 티스부(110)와, 상기 티스부(110) 사이에 권취된 코일보빈을 위한 공간을 제공하는 슬롯부(120)를 포함하여 구성되는 고정자 코어(10)와; 상기 티스부(110)의 외주면을 감싸도록 구비되고, 코일과 고정자 코어(10)사이의 절연층을 형성시키는 인슐레이터(20);를 포함하여 구비되고, 상기 인슐레이터(20)의 일단부에는, 상기 고정자의 외경에 대해 내경측으로 소정의 단차를 두고 소정의 높이를 가진 링형상으로 구비되고, 내부에 리드와이어의 안착을 위한 공간을 제공하는 링 가이드(210)가 더 구비되고, 상기 링 가이드(210)에 형성되는 결합홈(211)에 대응하는 크기와 형상을 가진 하나 이상의 결합돌기(310)부가 구비되고, 상기 결합돌기(310)부는 결합링(320)으로 연결되어 구비되고, 상기 링 가이드(210)의 외경부에 형성된 결합홈과 탄성에 의한 걸림결합을 통해 상기 리드와이어를 고정시키는 링 버클(30)이 더 구비되는 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조를 제공할 수 있다.

Description

모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조 { coil insulation securing structure for motor stator }
본 발명은 모터 고정자용 절연구조에 관한 것으로, 모터의 구동시 회전에 의한 리드와이어의 떨림이나 진동을 방지하고, 리드와이어의 이탈을 이중으로 방지하는 구조를 제공하는 코일절연 확보를 위한 구조에 관한 것이다.
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 Steering System)가 사용된다.
상기와 같은 전동식 조향장치(EPS)는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU, 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.
일반적으로, 상기 BLDC 모터는 하우징과, 커버부재의 결합으로, 모터의 외관을 형성하고, 상기 하우징의 내주면에는 스테이터가 마련되고, 상기 스테이터 중앙에는 상기 스테이터와의 전자기적 상호작용에 따라 회전 가능하게 설치되는 로터가 마련된다. 상기 로터는 회전축에 의해 회전 가능하게 지지되는데, 상기 회전축의 상부에는 차량의 조향축이 연결되어, 상기한 바와 같이 조향을 보조하는 동력을 제공한다.
한편, 상기 스테이터는 복수 개의 분할 코어가 결합된 원통 형상의 스테이터 코어에 코일이 권선되고, 상기 코일은 코일 단자를 통해 버스바(BUSBAR)와 통전 가능하게 연결된다.
버스바는, 대략 링 형상으로 마련되며, 상기 스테이터 코어의 상측에 결합된다. 상기 버스바는 절연체인 수지재질로 형성되며, 내부에는 상기 코일 단자와 통전 가능하게 연결되는 터미널들이 원주 방향으로 일정한 간격으로 배치된다.
상기 버스바의 하측면에는 상기 스테이터 코어와의 연결 위치를 가이드 하기 위한 복수 개의 가이드 돌기가 돌출 형성되고, 상기 가이드 돌기는 상기 스테이터 코어의 외주면을 따라 일정한 간격으로 형성된 가이드 홈에 삽입된다.
그런데, 이와 같은 구조를 가지는 버스바를 스테이터 코어에 조립할 때, 상기 스테이터 코어에 권선된 코일장력(coil tension)에 따라 틀어짐이 발생되어, 상기 가이드 돌기와 가이드 홈의 조립위치가 틀어질 수 있다.
만일, 버스바가 틀어진 상태로 조립될 경우, 상기 버스바의 상측에 마련된 인쇄회로기판 가이드의 위치 또한 변하게 되어, 인쇄회로기판 역시 틀어진 상태로 조립될 수 있다. 이와 같이 틀어진 상태로 인쇄회로기판이 조립되면, 상기 인쇄회로기판에 실장되어, 상기 로터의 위치를 감지하는 홀 센서의 측정값에 오차가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 상기 리드인출선측의 코일 보빈의 절연을 확보하고, 고정자 코어(10)의 단부에서 소정의 높이내로 관리가능하도록 하는 절연구조를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터용 고정자의 코일절연 확보를 위한 구조에 있어서, 회전축중심에 대해서 방사상으로 형성되어 코일이 권취되는 복수개의 티스부(110)와, 상기 티스부(110) 사이에 권취된 코일보빈을 위한 공간을 제공하는 슬롯부(120)를 포함하여 구성되는 고정자 코어(10)와; 상기 티스부(110)의 외주면을 감싸도록 구비되고, 코일과 고정자 코어(10)사이의 절연층을 형성시키는 인슐레이터(20);를 포함하여 구비되고, 상기 인슐레이터(20)의 일단부에는, 상기 고정자의 외경에 대해 내경측으로 소정의 단차를 두고 소정의 높이를 가진 링형상으로 구비되고, 내부에 리드와이어의 안착을 위한 공간을 제공하는 링 가이드(210)가 더 구비된다.
이때, 상기 링 가이드(210)에 형성되는 결합홈(211)에 대응하는 크기와 형상을 가진 하나 이상의 결합돌기(310)부가 구비되고, 상기 결합돌기(310)부는 결합링(320)으로 연결되어 구비되고, 상기 링 가이드(210)의 외경부에 형성된 결합홈과 탄성에 의한 걸림결합을 통해 상기 리드와이어를 고정시키는 링 버클(30)이 더 구비되는 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조를 제공한다.
이때, 상기 링 가이드(210)는 상기 티스부(110)의 단부에 구비되고, 권취되는 코일이 안착하고 절연층을 제공하는 보빈 안착부(212)와, 상기 보빈 안착부(212)의 양단에 각각 구비되고 권취된 코일보빈의 이탈을 방지하는 내경 및 외경 이탈방지부(214)를 포함하여 구비되고, 상기 외경 이탈방지부(214)에는 리드와이어가 안착되고, 진행방향을 안내하는 가이드 레일홈(215)이 형성되고, 소정의 정해진 위치 상기 링 버클(30)의 결합돌기(310)부와 결합하는 결합홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 결합 돌기부에는, 상기 리드와이어를 고정하여 안착시키는 소정의 공간을 제공하는 리드와이어 안착레일(311)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 링 가이드(210)의 외주면에 결합된 링 버클(30)을 포함하는 링 가이드(210)의 외주면과 소정의 단부를 외부로 차폐하고 절연시키는 인슐레이터(20) 링 커버(40)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 가이드 레일홈(215)은 상기 링 가이드(210)의 외주면에 소정의 간격으로 소정의 높이와 깊이를 가진 링 형상으로 반복하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 결합홈(211)은 각기 서로 다른 크기와 형상으로 구비되고, 이에 대응하는 상기 결합돌기(310)도 상기 결합홈(211)의 크기와 형상에 각각 대응하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조에 의할 때, 다양한 종류의 모터 또는 컴프레서의 고정자의 인슐레이션을 확보하는 구성으로 다양하게 적용이 가능하다는 장점이 있다..
아울러, 고정자의 수리 및 부품 교체작업에도 용이한 구조를 가지고 있어서, 사용자가 고장 및 점검 등의 경우에 손쉽게 분리 및 해체가 가능하다는 이점을 가지고 있다.
도 1 내지 6은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조를 도시한 전체 구성 및 일부 구성에 관해서 나타내는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1 내지 6은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조를 도시한 전체 구성 및 일부 구성에 관해서 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 일반적인 모터의 고정자의 코일보빈에 구비되는 인슐레이션을 기준으로 해서 설명하기로 한다. 도 1에서와 같이 에어컴프레서용 고정자는 소정의 두께를 가진 고정자 코어(10) 낱장을 소정의 두께만큼 적층해서 만든 고정자 코어(10)와, 상기 고정자 코어(10)의 내경부의 회전축 중심으로 소정의 각도마다 구비되는 코일을 권취하기 위한 티스(teeth)부와 상기 티스부(110)에 권취되는 코일보빈을 포함하여 구비된다.
상기 티스부(110)와 코일보빈 사이에는 절연을 위한 인슐레이터(20)가 구비된다. 일반적으로 상기 티스부(110)에 구비되는 인슐레이터(20)를 슬롯(slot) 인슐레이터(20)라 한다. 상기 인슐레이터(20)는 코일이 권취되는 티스부(110)의 전체를 감싸도록 구비되고, 소정의 두께를 가진 소정의 절연등급을 만족하는 폴리에스테르 소재를 이용하여 구비된다.
이때, 상기 인슐레이터(20)는 상기 티스부(110)의 다양한 크기와 형상에 맞춰서 구비된다. 그리고, 상기 티스부(110)에 권취된 각 코일 보빈사이에도 상간 인슐레이터(20)가 구비되어 각 코일보빈간의 절연을 확보하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조에 있어서, 회전축중심에 대해서 방사상으로 형성되어 코일이 권취되는 복수개의 티스부(110)와, 상기 티스부(110) 사이에 권취된 코일보빈을 위한 공간을 제공하는 슬롯부(120)를 포함하여 구성되는 고정자 코어(10)와; 기 티스부(110)의 외주면을 감싸도록 구비되고, 코일과 고정자 코어(10)사이의 절연층을 형성시키는 인슐레이터(20);를 포함하여 구비된다.
이때, 상기 인슐레이터(20)의 일단부에는, 상기 고정자의 외경에 대해 내경측으로 소정의 단차를 두고 소정의 높이를 가진 링형상으로 구비되고, 내부에 리드와이어의 안착을 위한 공간을 제공하는 링 가이드(210)가 더 구비된다.
그리고, 상기 링 가이드(210)에 형성되는 결합홈(211)에 대응하는 크기와 형상을 가진 하나 이상의 결합돌기(310)부가 구비되고, 상기 결합돌기(310)부는 결합링(320)으로 연결되어 구비되고, 상기 링 가이드(210)의 외경부에 형성된 결합홈과 탄성에 의한 걸림결합을 통해 상기 리드와이어를 고정시키는 링 버클(30)이 더 구비된다.
상기와 같은 구성을 통해서, 상기 리드인출선측의 코일 보빈의 절연을 확보하고, 고정자 코어(10)의 단부에서 소정의 높이내로 관리가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 코일보빈이 구비되는 일측으로 엔드코일(인출선)이 위치한다. 상기 엔드코일이 위치하는 쪽에 상기 링 가이드(210)가 구비된다. 상기 링 가이드(210)는 상기 엔드코일과 결선되는 리드와이어를 포함하는 코일보빈의 높이, 외경 그리고 내경 치수를 소정의 치수 범위내로 관리하기 위한 목적과 이에 더해서 절연성능을 확보하기 위한 목적으로 구비된다.
상기 링 가이드(210)를 구비함으로써, 상기 코일보빈 또는 엔드코일이 모터의 외관을 구성하는 프레임 또는 브라켓 등과의 접촉을 통해서 발생하는 통전 또는 쇼트 등의 절연파괴로 인해서 발생하는 여러가지 문제를 방지하기 위함이다.
그리고, 상기 링 가이드(210)는, 상기 티스부(110)의 단부에 구비되고, 권취되는 코일이 안착하고 절연층을 제공하는 보빈 안착부(212)와, 상기 보빈 안착부(212)의 양단에 각각 구비되고 권취된 코일보빈의 이탈을 방지하는 내경 및 외경 이탈방지부(214)를 포함하여 구비된다.
상기 인슐레이터(20)는 소정의 절연성능을 제공하는 소재로 구비되고, 용도에 따라 그 두께가 다양하게 구비된다.
이때, 상기 외경 이탈방지부(214)에는 리드와이어가 안착되고, 진행방향을 안내하는 가이드 레일홈(215)이 형성되고, 소정의 정해진 위치 상기 링 버클(30)의 결합돌기(310)부와 결합하는 결합홈이 형성되어 구비된다.
한편, 상기 이탈방지부는, 축중심측과 외경부측의 높이는 다르게 구비되는 것이 가능하다. 본 발명의 실시 예에서는 외경부측의 이탈방지부의 높이가 보다 더 높게 형성된다. 그러나, 축중심측과 외경부측의 높이가 동일하게 구성되는 것도 가능하다.
상기와 같은 상기 인슐레이터(20)는 고정자 코어(10)의 티스부(110)의 상하 방향에서 삽입되어 결합하고, 탈착이 가능한 절연층을 제공한다.
한편, 상기 링 가이드(210)는, 상기 티스부(110)의 단부에 구비되고, 권취되는 코일이 안착하고 절연층을 제공하는 보빈 안착부(212)와, 상기 보빈 안착부(212)의 양단에 각각 구비되고 권취된 코일보빈의 이탈을 방지하는 내경 및 외경 이탈방지부(214)를 포함하여 구비된다.
본 발명의 실시 예에서는 상기 링 가이드(210)는 소정의 내경부를 가진 원통형 형상으로 구비되고, 전체 외경은 고정자 코어(10)의 외경보다 같거나 더 작게 구비된다.
상기 링 가이드(210)는 상기 고정자의 코일 보빈부의 일측 또는 양측에 구비되는 것이 가능하나, 본 발명의 실시 예에서는 일측에 구비되는 것으로 설명한다.
한편, 상기 외경 이탈방지부(214)에는 리드와이어가 안착되고, 진행방향을 안내하는 가이드 레일홈(215)이 형성되고, 소정의 정해진 위치 상기 링 버클(30)의 결합돌기(310)부와 결합하는 결합홈이 형성되어 구비된다.
그리고, 상기 결합 돌기부에는, 상기 리드와이어를 고정하여 안착시키는 소정의 공간을 제공하는 리드와이어 안착레일(311)이 형성되어 구비된다.
상기 링 버클(30)을 상기 링 가이드(210)의 외주면에서 가압하여 상기 결합홈(211)과 탄성을 이용한 걸림결합을 통해서 결합하는 구조를 가진다.
이때, 상기 링 버클(30)에 형성된 결합돌기(310)에는 상기 링 가이드(210)이 가이들 레일홈에 안착된 리드 와이어가 안착되는 소정을 공간을 가진 리드와이어 안착레일(311)이 형성된다.
상기 리드와이어 안착레일(311)은 하나 이상이 구비되고, 리드와이어를 수용하되 가압하여 수용하는 구조를 가짐으로써, 모터의 구동시 회전에 의한 리드와이어의 떨림이나 진동을 방지하고, 리드와이어의 이탈을 이중으로 방지하는 역할을 수행하게 된다.
한편, 상기 링 가이드(210)의 외주면에 결합된 링 버클(30)을 포함하는 링 가이드(210)의 외주면과 소정의 단부를 외부로 차폐하고 절연시키는 인슐레이터(20) 링 커버(40)가 더 구비된다.
상기 링 커버(40)는 상기 링가이드와 상기 링가이드와 결합한 링 버클(30)을 외부로부터 차폐하는 구조를 가진다.
상기 링 버클(30)과 링 커버(40)는 상기 링 가이드(210)로부터 사용자에 의해서 선택적으로 탈착이 가능하다.
그리고, 상기 결합홈(211)은 각기 서로 다른 크기와 형상으로 구비되고, 이에 대응하는 상기 결합돌기(310)도 상기 결합홈(211)의 크기와 형상에 각각 대응하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조에 의할 때, 다양한 종류의 모터 또는 컴프레서의 고정자의 인슐레이션을 확보하는 구성으로 다양하게 적용이 가능하다 할 것이다.
아울러, 고정자의 수리 및 부품 교체작업에도 용이한 구조를 가지고 있어서, 사용자가 고장 및 점검 등의 경우에 손쉽게 분리 및 해체가 가능하다는 이점을 가지고 있다.
10. 고정자 코어 110. 티스부
120. 슬롯부 20. 인슐레이터
210. 링 가이드 211. 결합홈
310. 결합돌기 320. 결합링
30. 링 버클 212. 보빈 안착부
213. 내경 이탈방지부 214. 외경 이탈방지부
215. 가이드 레일홈 311. 리드와이어 안착레일
40. 링 커버

Claims (10)

  1. 모터용 고정자의 코일절연 확보를 위한 구조에 있어서,
    회전축중심에 대해서 방사상으로 형성되어 코일이 권취되는 복수개의 티스부(110)와, 상기 티스부(110) 사이에 권취된 코일보빈을 위한 공간을 제공하는 슬롯부(120)를 포함하여 구성되는 고정자 코어(10)와;
    상기 티스부(110)의 외주면을 감싸도록 구비되고, 코일과 고정자 코어(10)사이의 절연층을 형성시키는 인슐레이터(20);를 포함하여 구비되고,
    상기 인슐레이터(20)의 일단부에는, 상기 고정자의 외경에 대해 내경측으로 소정의 단차를 두고 소정의 높이를 가진 링형상으로 구비되고, 내부에 리드와이어의 안착을 위한 공간을 제공하는 링 가이드(210)가 더 구비되고,
    상기 링 가이드(210)에 형성되는 결합홈(211)에 대응하는 크기와 형상을 가진 하나 이상의 결합돌기(310)부가 구비되고, 상기 결합돌기(310)부는 결합링(320)으로 연결되어 구비되고, 상기 링 가이드(210)의 외경부에 형성된 결합홈과 탄성에 의한 걸림결합을 통해 상기 리드와이어를 고정시키는 링 버클(30)이 더 구비되고,
    상기 링 가이드(210)는,
    상기 티스부(110)의 단부에 구비되고, 권취되는 코일이 안착하고 절연층을 제공하는 보빈 안착부(212)와,
    상기 보빈 안착부(212)의 양단에 각각 구비되고 권취된 코일보빈의 이탈을 방지하는 내경 및 외경 이탈방지부(214)를 포함하여 구비되고,
    상기 외경 이탈방지부(214)에는 리드와이어가 안착되고, 진행방향을 안내하는 가이드 레일홈(215)이 형성되고, 소정의 정해진 위치에 상기 링 버클(30)의 결합돌기(310)부와 결합하는 결합홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조.
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  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 돌기(310)부에는, 상기 리드와이어를 고정하여 안착시키는 소정의 공간을 제공하는 리드와이어 안착레일(311)이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 링 가이드(210)의 외주면에 결합된 링 버클(30)을 포함하는 링 가이드(210)의 외주면과 소정의 단부를 외부로 차폐하고 절연시키는 인슐레이터(20) 링 커버(40)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 레일홈(215)은,
    상기 링 가이드(210)의 외주면에 소정의 간격으로 소정의 높이와 깊이를 가진 링 형상으로 반복하여 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 결합홈(211)은 각기 서로 다른 크기와 형상으로 구비되고,
    이에 대응하는 상기 결합돌기(310)부도 상기 결합홈(211)의 크기와 형상에 각각 대응하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 모터 고정자용 코일절연 확보를 위한 구조.
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