KR102321183B1 - 에어컴프레서용 고정자 인슐레이션 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 의한 차량용 에어 컴프레서용 고정자의 인슐레이션 구조에 있어서, 복수층의 시트를 적층하여 구비되고, 축중심에 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 슬롯 인슐레이터(20)와; 상기 코일보빈의 리드인출선이 위치하는 곳에 구비되고, 상기 고정자 코어(10)의 외부로 노출되는 코일보빈의 외주면을 감싸는 형상으로 구비되는 보빈 인슐레이터(30)와; 상기 보빈 인슐레이터(30)의 일측에 구비되고, 상기 리드인출선과 결선되는 리드와이어를 소정의 위치에 고정시키는 부스바(40);를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 구성을 통해서 상기 리드인출선측의 코일 보빈의 절연을 확보하고, 고정자 코어(10)의 단부에서 소정의 높이내로 관리가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 에어컴프레서용 고정자 인슐레이션 구조를 제공하게 된다.

Description

에어컴프레서용 고정자 인슐레이션 구조 { stator insulation structure for air-compressor }
본 발명은 에어컴프레서용 고정자의 절연구조에 관한 것으로, 에어컴프레서의 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 코어의 단부에서 소정의 높이내로 관리가능하도록 하는 절연구조를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 에어 컴프레서용 고정자의 인슐레이션 구조에 있어서, 복수층의 시트를 적층하여 구비되고, 축중심에 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 슬롯 인슐레이터(20)와; 상기 코일보빈의 리드인출선이 위치하는 곳에 구비되고, 상기 고정자 코어(10)의 외부로 노출되는 코일보빈의 외주면을 감싸는 형상으로 구비되는 보빈 인슐레이터(30)와; 상기 보빈 인슐레이터(30)의 일측에 구비되고, 상기 리드인출선과 결선되는 리드와이어를 소정의 위치에 고정시키는 부스바(40);를 포함하여 구성된다.
이대, 상기 리드인출선측의 코일 보빈의 절연을 확보하고, 고정자 코어(10)의 단부에서 소정의 높이내로 관리가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 에어컴프레서용 고정자 인슐레이션 구조를 제공한다.
한편, 상기 슬롯 인슐레이터(20)는, 상기 티스부(110)의 상하 양단부에서 투입하여 구비되고, 권취되는 코일이 안착하고 절연층을 제공하는 본체부(210)와, 상기 본체부(210)의 양단에 각각 구비되고 권취된 코일보빈의 이탈을 방지하는 이탈방지부(220)를 포함하여 구비되고, 상기 슬롯 인슐레이터(20)는 고정자 코어(10)의 티스부(110)의 상하 방향에서 삽입되어 결합하고, 탈착이 가능한 절연층을 제공하는 것을 특징으로 한다.
이때, 고정자 코어(10)의 외경부측에 구비되는 슬롯 인슐레이터(20)는, 상기 이탈방지부(220)의 일측에는, 링형태의 보빈 인슐레이터(30)와 결합가능하도록 대응되는 형상으로 구비되는 결합보스부(230)가 더 구비되고, 상기 결합보스부(230)의 일측에는, 상기 보빈 인슐레이터(30)에 형성된 결합돌기(310)와 대응되는 형상으로 구비되는 결합홈(231)이 형성되고, 상기 결합돌기(310)와 결합홈(231)은 초음파 융착으로 고정결합되는 것을 특징으로 한다.
한편, 엔드 코일이 인출되는 측에 구비되는 보빈 인슐레이터(30)의 일측에는, 상기 권취된 코일보빈에서 인출되는 엔드 코일과 결선된 리드 와이어들의 위치를 고정하고, 상기 고정자의 양단부으로부터의 높이를 제어하는 부스바(40)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 한쌍의 보빈 인슐레이터(30)는, 각각 엔드코일의 인출여부에 대응하여 구비되고, 상기 슬롯 인슐레이터(30)와 결합하는 일측에는 걸림결합으로 이탈을 방지하는 결합부(211)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보빈 인슐레이터(30)에는, 상기 부스바(40)를 안착시키고, 위치를 고정시키기 위해 돌출형성되는 결합링(320)이 형성되고, 상기 부스바(40)에는 상기 결합링(320)의 크기와 형상에 대응하는 결합가이드홈(410)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 부스바(40)에는, 상기 리드와이어를 고정하여 안착시키는 소정의 공간을 제공하는 리드와이어 안착레일(420)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 에어컴프레서용 고정자 인슐레이션 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 내지4는 본 발명의 실시 예에 따른 에어컴프레서용 고정자 인슐레이션 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 4는 본 발명의 실시 예에 따른 에어컴프레서용 고정자 인슐레이션 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 인슐레이터가 구비된다. 일반적으로 상기 티스부(110)에 구비되는 인슐레이터를 슬롯(slot) 인슐레이터라 한다. 상기 슬롯 인슐레이터(20)는 코일이 권취되는 티스부(110)의 전체를 감싸도록 구비되고, 소정의 두께를 가진 소정의 절연등급을 만족하는 폴리에스테르 소재를 이용하여 구비된다.
이때, 상기 슬롯 인슐레이터(20)는 상기 티스부(110)의 다양한 크기와 형상에 맞춰서 구비된다. 그리고, 상기 티스부(110)에 권취된 각 코일 보빈사이에도 상간 인슐레이터가 구비되어 각 코일보빈간의 절연을 확보하는 것이 일반적이다.
복수층의 시트를 적층하여 구비되고, 축중심에 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 슬롯 인슐레이터(20)와; 상기 코일보빈의 리드인출선이 위치하는 곳에 구비되고, 상기 고정자 코어(10)의 외부로 노출되는 코일보빈의 외주면을 감싸는 형상으로 구비되는 보빈 인슐레이터(30)와; 상기 보빈 인슐레이터(30)의 일측에 구비되고, 상기 리드인출선과 결선되는 리드와이어를 소정의 위치에 고정시키는 부스바(40);를 포함하여 구성된다.
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 부스바(40)가 구비된다. 상기 부스바(40)는 상기 엔드코일과 결선되는 리드와이어를 포함하는 코일보빈의 높이, 외경 그리고 내경 치수를 소정의 치수 범위내로 관리하기 위한 목적과 이에 더해서 절연성능을 확보하기 위해서 구비된다.
상기 부스바(40)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.
한편, 상기 부스바(40)는 절연확보를 위해서는 이점이 있으나 고정자로의 지속적이고 안정적인 결합에 있어서 문제가 발생할 수 있다.
이때, 상기 슬롯 인슐레이터(20)는, 상기 티스부(110)의 상하 양단부에서 투입하여 구비되고, 권취되는 코일이 안착하고 절연층을 제공하는 본체부(210)와, 상기 본체부(210)의 양단에 각각 구비되고 권취된 코일보빈의 이탈을 방지하는 이탈방지부(220)를 포함하여 구비된다.
상기 슬롯 인슐레이터(20)는 소정의 절연성능을 제공하는 소재로 구비되고, 용도에 따라 그 두께가 다양하게 구비된다.
한편, 상기 이탈방지부(220)는, 축중심측과 외경부측의 높이는 다르게 구비되는 것이 가능하다. 본 발명의 실시 예에서는 외경부측의 이탈방지부(220)의 높이가 보다 더 높게 형성된다. 그러나, 축중심측과 외경부측의 높이가 동일하게 구성되는 것도 가능하다.
상기와 같은 상기 슬롯 인슐레이터(20)는 고정자 코어(10)의 티스부(110)의 상하 방향에서 삽입되어 결합하고, 탈착이 가능한 절연층을 제공한다.
한편, 상기 고정자 코어(10)의 외경부측에 구비되는 슬롯 인슐레이터(20)는, 상기 이탈방지부(220)의 일측에는, 링형태의 보빈 인슐레이터(30)와 결합가능하도록 대응되는 형상으로 구비되는 결합보스부(230)가 더 구비된다.
상기 보빈 인슐레이터(30)는, 코일 보빈의 높이와 외경을 소정의 치수범위내로 유지되도록 하는 역할을 수행한다. 그리고 모터의 외형을 구비하는 프레임 또는 브라켓과의 절연상태를 유지하도록 한다.
이때, 상기 결합보스부(230)의 일측에는, 상기 보빈 인슐레이터(30)에 형성된 결합돌기(310)와 대응되는 형상으로 구비되는 결합홈(231)이 형성되고, 상기 결합돌기(310)와 결합홈(231)은 초음파 융착으로 고정결합되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 보빈 인슐레이터(30)를 상기 슬롯 인슐레이터(20)와의 결합을 공고히 하는 방법을 채택함으로써, 고정자 코어(10)로부터 상기 보빈 인슐레이터(30)의 단부까지의 높이를 일정하게 유지할 수 있게 된다.
상기 보빈 인슐레이터(30) 단부로부터 모터 케이스 또는 브라켓간의 소정의 절연공간을 유지하는 모터 또는 컴프레서의 절연성능을 유지하는 데 매우 중요한 관리 포인트이기 때문이다.
이때, 엔드 코일이 인출되는 측에 구비되는 보빈 인슐레이터(30)의 일측에는, 상기 권취된 코일보빈에서 인출되는 엔드 코일과 결선된 리드 와이어들의 위치를 고정하고, 상기 고정자의 양단부으로부터의 높이를 제어하는 부스바(40)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 한쌍의 보빈 인슐레이터(30)는, 각각 엔드코일의 인출여부에 대응하여 구비되고, 상기 슬롯 인슐레이터(30)와 결합하는 일측에는 걸림결합으로 이탈을 방지하는 결합부(211)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 결합부(211)는, 일 예시로 한쪽은 소정의 돌출형성되는 돌기형태로 구비되고, 상기 돌기에 대응하는 위치에 대응하는 형상으로 수용홈이 형성되어 상기 한쌍의 보빈 인슐레이터(30)를 상기 티스부(110)의 상하측 방향에서 삽입하는 경우에 상기 결합부(211)에 의해서 위치선정 및 결합상태가 보다 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
한편, 상기 보빈 인슐레이터(30)에는, 상기 부스바(40)를 안착시키고, 위치를 고정시키기 위해 돌출형성되는 결합링(320)이 형성되고, 상기 부스바(40)에는 상기 결합링(320)의 크기와 형상에 대응하는 결합가이드홈(410)이 형성된다.
본 발명의 실시 예에서는 상기 결합링(320)은 내경측으로 치우쳐서 형성되고, 상기 부스바(40)에는 상기 결합링(320)에 대응되는 위치에 대응되는 크기와 형상으로 결합가이드홈(410)이 형성된다.
상기 결합링(320)과 결합가이드홈(410)은 각각 탄성력에 의한 걸림결합을 하고, 그 고정을 위해서 앞서 적용하였던 초음파융착을 통해서 이탈을 방지하는 것이 가능하다.
한편, 상기 부스바(40)에는, 상기 리드와이어를 고정하여 안착시키는 소정의 공간을 제공하는 리드와이어 안착레일(420)이 형성된다. 상기 안착레일(420)은 하나 이상으로 형성되고, 엔드코일과 결선작업한 리드와이어의 방향을 안내하고 위치를 고정시키는 역할을 수행하게 된다.
10. 고정자 코어 110. 티스부
120. 슬롯부 20. 슬롯 인슐레이터
30. 보빈 인슐레이터 40. 부스바
210. 본체부 220. 이탈방지부
230. 결합보스부 231. 결합홈
310. 결합돌기 211. 결합부
320. 결합링 410. 결합가이드홈
420. 리드와이어 안착레일

Claims (9)

  1. 차량용 에어 컴프레서용 고정자의 인슐레이션 구조에 있어서,
    복수층의 시트를 적층하여 구비되고, 축중심에 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 슬롯 인슐레이터(20)와;
    상기 코일보빈의 리드인출선이 위치하는 곳에 구비되고, 상기 고정자 코어(10)의 외부로 노출되는 코일보빈의 외주면을 감싸는 형상으로 구비되는 보빈 인슐레이터(30)와;
    상기 보빈 인슐레이터(30)의 일측에 구비되고, 상기 리드인출선과 결선되는 리드와이어를 소정의 위치에 고정시키는 부스바(40);를 포함하여 구성되고,
    상기 슬롯 인슐레이터(20)는, 상기 티스부(110)의 상하 양단부에서 투입하여 구비되고, 권취되는 코일이 안착하고 절연층을 제공하는 본체부(210)와, 상기 본체부(210)의 양단에 각각 구비되고 권취된 코일보빈의 이탈을 방지하는 이탈방지부(220)를 포함하여 구비되고, 상기 슬롯 인슐레이터(20)는 고정자 코어(10)의 티스부(110)의 상하 방향에서 삽입되어 결합하고, 탈착이 가능한 절연층을 제공하는 것을 특징으로 하고,
    상기 고정자 코어(10)의 외경부측에 구비되는 슬롯 인슐레이터(20)는, 상기 이탈방지부(220)의 일측에는, 링형태의 보빈 인슐레이터(30)와 결합가능하도록 대응되는 형상으로 구비되는 결합보스부(230)가 더 구비되고, 상기 결합보스부(230)의 일측에는, 상기 보빈 인슐레이터(30)에 형성된 결합돌기(310)와 대응되는 형상으로 구비되는 결합홈(231)이 형성되고, 상기 결합돌기(310)와 결합홈(231)은 초음파 융착으로 고정결합되는 것을 특징으로 하며,
    엔드 코일이 인출되는 측에 구비되는 보빈 인슐레이터(30)의 일측에는, 상기 권취된 코일보빈에서 인출되는 엔드 코일과 결선된 리드 와이어들의 위치를 고정하고, 상기 고정자의 양단부으로부터의 높이를 제어하는 부스바(40)가 더 구비되고,
    상기 보빈 인슐레이터(30)에는, 각각 엔드코일의 인출여부에 대응하여 구비되고, 상기 슬롯 인슐레이터(20)와 결합하는 일측에는 걸림결합으로 이탈을 방지하는 결합부(211)가 더 구비되고, 상기 부스바(40)를 안착시키고, 위치를 고정시키기 위해 돌출형성되는 결합링(320)이 형성되고, 상기 부스바(40)에는 상기 결합링(320)의 크기와 형상에 대응하는 결합가이드홈(410)이 형성되는 것을 특징으로 하며,
    상기 부스바(40)에는, 상기 리드와이어를 고정하여 안착시키는 소정의 공간을 제공하는 리드와이어 안착레일(420)이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    상기 리드인출선측의 코일 보빈의 절연을 확보하고, 고정자 코어(10)의 단부에서 소정의 높이내로 관리가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 에어컴프레서용 고정자 인슐레이션 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    고정자 코어(10)의 외경부측에 구비되는 슬롯 인슐레이터(20)는,
    상기 이탈방지부(220)의 일측에는, 링형태의 보빈 인슐레이터(30)와 결합가능하도록 대응되는 형상으로 구비되는 결합보스부(230)가 더 구비되고,
    상기 결합보스부(230)의 일측에는,
    상기 보빈 인슐레이터(30)에 형성된 결합돌기(310)와 대응되는 형상으로 구비되는 결합홈(231)이 형성되고, 상기 결합돌기(310)와 결합홈(231)은 초음파 융착으로 고정결합되고,
    엔드 코일이 인출되는 측에 구비되는 보빈 인슐레이터(30)의 일측에는,
    상기 권취된 코일보빈에서 인출되는 엔드 코일과 결선된 리드 와이어들의 위치를 고정하고, 상기 고정자의 양단부으로부터의 높이를 제어하는 부스바(40)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에어컴프레서용 고정자 인슐레이션 구조.
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