KR102634429B1 - 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치 - Google Patents

모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 고정자에 전기를 공급하는 터미널 및 그 터미널과 전기적으로 연결된 제어 기판을 포함한 브러시리스 모터 장치에 있어서, 샤프트가 관통하는 관통공이 구비되며 다수의 연자성 금속판재가 적층된 구조로 형성된 코어 유닛; 상기 코어 유닛의 상부에 결합되는 상부 절연 홀더; 상기 코어 유닛의 하부에 결합되는 하부 절연 홀더; 상기 하부 절연 홀더의 하방에 배치되는 제어 기판; 및 상기 코어 유닛에 권선된 코일과 상기 제어 기판을 전기적으로 연결하는 다수의 터미널이 인서트 사출에 의해 형성된 합성수지재의 링형 몸체와 일체화된 구조물인 터미널 유닛을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치{Brushless motor device provided with modular terminal unit}
본 발명은 브러시리스 모터 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치에 관한 것이다.
차량에는 다수의 모터 장치가 설치된다. 예컨대, 엔진의 냉각을 위한 라디에이터 냉각팬용 모터 장치, 전기 자동차의 배터리 냉각을 위한 냉각팬용 모터 장치 등이 있다. 이러한 모터 장치들은 종래에 일반적인 직류 모터를 사용하는 추세에서 최근에는 출력과 제어 특성이 우수한 브러시리스 모터 장치를 많이 사용하는 경향이 있다.
브러시리스 모터 장치는 기본적으로 코일이 권선된 전기자가 회전하지 않는 고정자를 구성하고 영구자석이 전기자의 자장 변화에 의해 회전하는 구조로 이루어진다. 이에 따라 상기 고정자는 연자성체 금속판이 적층되어 형성된 코어 유닛의 상부와 하부에 절연 홀더가 설치되고 상기 코어 유닛에 권선된 코일에 전기를 공급할 수 있는 다수의 터미널을 구비한다. 상기 터미널은 상기 코어 유닛의 하방에 배치된 제어 기판에 전기적으로 연결되도록 구성된다.
그런데, 종래의 브러시리스 모터 장치는 고정자에 전기를 공급하는 터미널이 절연 코어에 개별적으로 조립되는 구조로 설치되므로 조립성이 좋지 못할 뿐 아니라 고정자로부터 터미널을 통해 제어 기판으로 수분이 유입되는 것을 방지하도록 수밀용 캡이 설치될 때, 그 수밀용 캡이 각각의 터미널에 의해 개별적으로 가압되므로 압력차에 의해 수밀용 캡이 제 역할을 수행하지 못할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 종래의 브러시리스 모터 장치는 저전압 고용량의 모터를 제조하는 경우 일반적인 모터와는 다른 터미널 구조를 적용하여야 하므로 불편하고 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
001 KR10-2022004 B1 (2019.09.09)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 브러시리스 모터의 터미널 구조를 개선하여 터미널의 조립성을 향상시키고 모터의 수밀성을 향상시키고자 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 고정자에 전기를 공급하는 터미널 및 그 터미널과 전기적으로 연결된 제어 기판을 포함한 브러시리스 모터 장치에 있어서,
샤프트가 관통하는 관통공이 구비되며 다수의 연자성 금속판재가 적층된 구조로 형성된 코어 유닛;
상기 코어 유닛의 상부에 결합되는 상부 절연 홀더;
상기 코어 유닛의 하부에 결합되는 하부 절연 홀더;
상기 하부 절연 홀더의 하방에 배치되는 제어 기판; 및
상기 코어 유닛에 권선된 코일과 상기 제어 기판을 전기적으로 연결하는 다수의 터미널이 인서트 사출에 의해 형성된 합성수지재의 링형 몸체와 일체화된 구조물인 터미널 유닛을 포함한 점에 특징이 있다.
상기 터미널 유닛은,
상기 코어 유닛에 권선된 코일이 걸려 지지되며, 상기 코어 유닛을 관통하여 상기 제어 기판에 전기적으로 연결된 3개의 제1터미널 부재;
상기 링형 몸체의 내부에 완전히 매립된 원호부와 상기 원호부로부터 연장되어 상기 링형 몸체의 측면 외부로 돌출된 연결 레그부를 구비하며 상기 제1터미널 부재 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 3개의 제2터미널 부재; 및
상기 링형 몸체의 측면으로 돌출되도록 배치되며, 상기 코어 유닛에 권선된 코일이 걸려 지지되며, 상기 제2터미널 부재 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 다수의 제3터미널 부재;를 포함한 것이 바람직하다.
상기 제2터미널 부재의 원호부는 일단부에서 타단부로 갈수록 상기 링형 몸체의 중심을 기준으로 서로 다른 3개의 곡률 반경을 가지도록 구성된 것이 바람직하다.
3개의 상기 제2터미널 부재는 가장 큰 곡률 반경을 가지는 원호부가 상기 링형 몸체의 둘레 방향을 따라 120° 간격을 두고 서로 절연된 형태로 배치된 것이 바람직하다.
각각의 상기 제1터미널 부재의 하단부에 끼워진 형태로 설치되며, 상기 하부 절연 홀더에 구비된 가압부 의해 상기 제어 기판 쪽으로 가압 되도록 배치된 수밀용 캡이 구비된 것이 바람직하다.
상기 제1터미널 부재와 상기 제3터미널 부재는 전체적으로 상기 링형 몸체의 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 배치된 것이 바람직하다.
상기 링형 몸체의 측면에는 상기 코어 유닛에서 돌출 형성된 브리지 암의 자유단부가 슬라이딩 결합되는 결합 홈부가 구비된 것이 바람직하다.
상기 결합 홈부의 표면에는 상기 브리지 암이 슬라이딩 결합될 때 마찰력을 증가시키는 리브 구조물이 형성된 것이 바람직하다.
상기 제1터미널 부재는, 상기 상부 절연 홀더에 구비된 제1가이드 공 및 상기 하부 절연 홀더에 구비된 제2가이드 공을 순차적으로 관통하여 상기 제어 기판에 연결된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 링형 몸체에 인서트 사출에 의해 일체화된 다수의 터미널이 유닛 형태로 구성되므로 모터의 조립성이 현저하게 향상되며, 터미널 유닛 조립시 상부 절연 홀더와 하부 절연 홀더가 조립 가이드 및 터미널 고정 역할을 해줄 수 있으므로 모터 전기 공급부의 구조 강건성이 향상되는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 3상의 4병렬 권선 패턴이 쉽게 구현되므로 2병렬 권선 구조에 비하여 저전압 고용량 모터의 제조가 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 제1터미널 부재와 제3터미널 부재가 일정한 간격을 두고 원형을 이루도록 배치되므로 코어 유닛에 권선되는 코일의 패턴 변경이 쉬운 장점이 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 동일한 구조의 3개의 제2터미널 부재가 서로 절연된 상태로 배치가 가능하므로 부품의 제조 원가가 절감되며 터미널의 절연 거리 확보에 유리한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 제3터미널의 구조 상 코일이 권선되어 하중을 받는 부위와 제어 기판에 솔더링 되는 구조가 공간적으로 분리될 수 있으므로 터미널의 변형이 최소화되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 브러시리스 모터 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 모터 장치의 주요 부분의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ - Ⅲ 선 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 Ⅳ - Ⅳ 선 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 고정자를 구성하는 코어 유닛의 입체적인 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 고정자를 구성하는 상부 절연 홀더의 입체적인 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 고정자를 구성하는 하부 절연 홀더의 입체적인 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 고정자를 구성하는 터미널 유닛의 입체적인 구조를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8에서 링형 몸체가 제거된 상태를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 제2터미널 부재의 입체적인 구조 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명에서 브리지 암과 결합 홈부가 결합된 구조를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 브러시리스 모터 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 모터 장치의 주요 부분의 분리 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ - Ⅲ 선 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 Ⅳ - Ⅳ 선 단면도이다. 도 5는 도 2에 도시된 고정자를 구성하는 코어 유닛의 입체적인 구조를 보여주는 도면이다. 도 6은 도 2에 도시된 고정자를 구성하는 상부 절연 홀더의 입체적인 구조를 보여주는 도면이다. 도 7은 도 2에 도시된 고정자를 구성하는 하부 절연 홀더의 입체적인 구조를 보여주는 도면이다. 도 8은 도 2에 도시된 고정자를 구성하는 터미널 유닛의 입체적인 구조를 보여주는 도면이다. 도 9는 도 8에서 링형 몸체가 제거된 상태를 보여주는 도면이다. 도 10은 도 9에 도시된 제2터미널 부재의 입체적인 구조 보여주는 도면이다. 도 11은 본 발명에서 브리지 암과 결합 홈부가 결합된 구조를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치(10, 이하 "브러시리스 모터 장치"라 함)는 고정자(20)와 회전자(25)와 제어 기판(35)를 포함한다.
상기 브러시리스 모터 장치(10)는 고정자(20)에 전기를 공급하는 터미널 및 그 터미널과 전기적으로 연결된 제어 기판(35)을 포함한다.
상기 고정자(20)는 브러시리스 모터 장치(10)에서 물리적으로 회전하지 않는 구조물 부위를 의미한다. 상기 회전자(25)는 상기 고정자(20)와 전자기적 상호작용에 의해 회전되는 구조물 부위다. 상기 회전자(25)는 복수의 영구자석을 포함한다. 상기 회전자(25)는 아마추어 샤프트(32)를 중심으로 회전될 수 있도록 설치된다.
본 실시 예에서 상기 고정자(20)는 코어 유닛(50)과, 상부 절연 홀더(60)와, 하부 절연 홀더(70)와 터미널 유닛(80)을 포함한다.
상기 코어 유닛(50)은 연자성 금속 판재를 요크(yoke)를 중심으로 치(tooth)와 슬롯(slot)이 형성되도록 절단하여 다수 적층된 구조물이다. 상기 코어 유닛(50)은 중앙부에 아마추어 샤프트(32)가 관통하는 관통공(54)이 형성된다. 상기 관통공(54)의 내주면에는 상기 아마추어 샤프트(32)의 중심을 향하는 방향으로 돌출 형성된 브리지 암(52)이 구비된다. 상기 브리지 암(52)은 외팔보 형태의 구조물이며 복수 구비될 수 있다. 본 실시 예에서는 3개의 브리지 암(52)이 구비된다. 상기 브리지 암(52)의 자유단부는 후술하는 결합 홈부(84)에 슬라이딩 결합된다. 상기 브리지 암(52)에는 코어 고정공(56)이 구비된다. 상기 코어 고정공(56)은 상기 브리지 암(52)의 상부와 하부를 관통하는 구멍이다. 상기 코어 고정공(56)에는 볼트(100)와 같은 체결 부재가 관통하여 상기 코어 유닛(50)을 하우징(30)에 견고하게 고정한다. 본 실시 예에서 상기 코어 유닛(50)은 3개의 볼트(100)에 의해 하우징(30)에 고정된다.
상기 상부 절연 홀더(60)는 상기 코어 유닛(50)의 상부에 결합된다. 상기 상부 절연 홀더(60)는 상기 코어 유닛(50)과 그 코어 유닛(50)에 권선되는 코일(미도시)의 전기적 절연 상태를 유지하는 구조물이다. 상기 상부 절연 홀더(60)는 전기적으로 부도체인 합성수지로 제조될 수 있다. 상부 절연 홀더(60)는 상기 코어 유닛(50)의 상부를 모자 형태로 덮도록 조립된다. 상기 상부 절연 홀더(60)는 후술하는 제1터미널 부재(91)의 조립시 가이드 역할을 수행하고 외력에 의한 제1터미널 부재(91)의 미세한 변형을 억제하는 제1가이드 공(64)을 구비한다. 상기 제1터미널 부재(91)는 상기 제1가이드 공(64)을 관통하여 제어 기판(35)에 연결된다.
상기 하부 절연 홀더(70)는 상기 코어 유닛(50)의 하부에 결합된다. 상기 하부 절연 홀더(70)는 상기 코어 유닛(50)과 그 코어 유닛(50)에 권선되는 코일(미도시)의 전기적 절연 상태를 유지하는 구조물이다. 상기 하부 절연 홀더(70)는 전기적으로 부도체인 합성수지로 제조될 수 있다. 상기 하부 절연 홀더(70)는 상기 코어 유닛(50)의 하부를 모자 형태로 덮도록 조립된다. 상기 하부 절연 홀더(70)는 후술하는 제1터미널 부재(91)의 조립시 가이드 역할을 수행하고 외력에 의한 제1터미널 부재(91)의 미세한 변형을 억제하는 제2가이드 공(72)을 구비한다. 상기 제2가이드 공(72)은 제1가이드 공(64)과 동축상에 배치된다. 상기 제2가이드 공(72)은 상기 하부 절연 홀더(70)에 형성된 가압부(74)를 상하로 관통하는 구멍이다. 상기 가압부(74)의 하면은 후술하는 수밀용 캡(95)의 상면을 가압하는 역할을 수행한다. 상기 제1터미널 부재(91)는 상기 제1가이드 공(64)과 상기 제2가이드 공(72)을 순차적으로 관통하여 제어 기판(35)에 연결된다.
상기 하부 절연 홀더(70)의 하방에는 제어 기판(35)이 배치된다. 상기 제어 기판(35)은 인쇄회로기판 형태의 구조물일 수 있다. 상기 제어 기판(35)은 알루미늄 다이 캐스팅 구조물인 하우징(30)의 내부에 설치되는 것이 일반적이다. 상기 하우징(30)은 커버(40)에 의해 폐쇄될 수 있다. 상기 제어 기판(35)은 수분에 의해 쉽게 손상될 수 있는 다수의 전기 및 전자 소자가 포함되므로 수분이 유입되지 않도록 하는 것이 중요하다.
상기 터미널 유닛(80)은 상기 코어 유닛(50)에 권선된 코일과 상기 제어 기판(35)을 전기적으로 연결하는 다수의 터미널을 포함한다. 상기 터미널 유닛(80)은 다수의 터미널 부재와 합성수지재의 링형 몸체(82)가 인서트 사출에 의해 일체화된 구조물로 형성된다.
상기 터미널 유닛(80)은 링형 몸체(82)와, 제1터미널 부재(91)와, 제2터미널 부재(92)와, 제3터미널 부재(93)를 포함한다.
상기 링형 몸체(82)는 전체적으로 중앙부가 아마추어 샤프트(32)가 관통하는 구멍이 형성된 링 형상의 구조물이다. 상기 링형 몸체(82)는 전기적으로 절연성 합성수지를 사출성형하여 제조될 수 있다.
상기 제1터미널 부재(91)는 상기 제어 기판(35)과 전기적으로 연결되는 부재이다. 상기 제1터미널 부재(91)는 상기 제어 기판(35)에 솔더링에 의해 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다. 상기 제1터미널 부재(91)는 상기 코어 유닛(50)에 형성된 관통공(54)을 관통하도록 배치된다. 상기 제1터미널 부재(91)의 상부는 후술하는 제2터미널 부재(92)와 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 제1터미널 부재(91)의 상부에는 상기 코어 유닛(50)에 권선되는 코일을 걸어 지지할 수 있도록 돌출 형성된 라이저(94)가 구비된다. 상기 제1터미널 부재(91)는 상기 링형 몸체(82)의 둘레를 따라 간격을 두고 연속적으로 배치될 수 있다. 상기 제1터미널 부재(91)의 상부는 후술하는 제2터미널 부재(92)와 용접으로 결합될 수 있다. 상기 제1터미널 부재(91)는 동일한 형상으로 3개가 구비될 수 있다.
각각의 상기 제1터미널 부재(91)의 하단부에는 수밀용 캡(95)이 끼워진 형태로 설치된다. 상기 수밀용 캡(95)은 상기 하부 절연 홀더(70)에 의해 상기 제어 기판(35)쪽으로 가압 되도록 배치된다. 더 구체적으로 상기 수밀용 캡(95)의 상단부는 하부 절연 홀더(70)에 구비된 가압부(74)의 하면에 의해 가압된다. 또한, 상기 수밀용 캡(95)의 하단부는 상기 하부 절연 홀더(70)와 상기 제어 기판(35) 사이에 배치된 하우징(30)에 지지되어 가압 변형된다. 이에 따라 종래 구조에서는 터미널이 수밀용 캡을 가압하는 데 비하여, 본 발명에서는 하부 절연 홀더(70)에 구비된 가압부(74)가 전체적으로 수밀용 캡(95)을 가압하게 되므로 압력이 균일해져 수밀 기능이 향상되는 효과가 있다.
상기 제2터미널 부재(92)는 복수 구비된다. 본 실시 예에서 상기 제2터미널 부재(92)는 3개가 구비된다. 상기 제2터미널 부재(92)는 상기 링형 몸체(82)의 내부에 완전히 매립된 원호부(920)와 상기 원호부(920)로부터 상기 링형 몸체(82)의 측면 외부로 돌출된 연결 레그부(930)를 포함한다.
상기 원호부(920)는 일단부에서 타단부로 갈수록 상기 링형 몸체(82)의 중심을 기준으로 순차적으로 서로 다른 3개의 곡률 반경을 가지는 제1원호부(921)와, 제2원호부(922)와, 제3원호부(923)를 구비한 것이 바람직하다. 제1원호부(921)는 제2원호부(922) 보다 더 큰 곡률 반경을 가진다. 제2원호부(922)는 제3원호부(923) 보다 더 큰 곡률 반경을 가진다. 제1원호부(921)와 제2원호부(922)와 제3원호부(923)를 연결하는 연결부위는 계단 형태로 형성된다. 상기 원호부(920) 중 최대 곡률 반경을 가지는 제1원호부(921)가 가장 외측에 위치하도록 배치된다.
상기 연결 레그부(930)는 상기 원호부(920)에서 상기 링형 몸체(82)의 반경 방향 외측으로 돌출 형성된다. 상기 연결 레그부(930)는 다수 구비될 수 있다. 본 실시예에서 상기 연결 레그부(930)는 제1원호부(921)에 2개가 구비되며, 제2원호부(922) 및 제3원호부(923)에 각각 1개씩 구비된다. 상기 연결 레그부(930)는 상기 원호부(920)의 하방으로 연장된 후 상기 링형 몸체(82)의 반경 방향으로 절곡된 형태로 구성된다. 상기 제2터미널 부재(92)는 상기 연결 레그부(930)를 매개로 상기 제1터미널 부재(91) 중 어느 하나와 전기적으로 연결된다. 상기 연결 레그부(930)는 상기 제1터미널 부재(91) 또는 후술하는 제3터미널 부재(93)와 용접으로 결합될 수 있다.
상기 제2터미널 부재(92)는 3개가 구비될 수 있다. 3개의 상기 제2터미널 부재(92)는 가장 큰 곡률 반경을 가지는 원호부(920)가 상기 링형 몸체(82)의 둘레 방향을 따라 120° 간격을 두고 서로 절연된 형태로 배치된 것이 바람직하다. 이 경우 3개의 제2터미널 부재(92)는 서로 절연된 상태로 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 제2터미널 부재(92)는 동일한 형상의 부재로 3개의 터미널 부재를 구성할 수 있다. 이에 따라 제2터미널 부재(92)의 제조 금형을 일원화 할 수 있으므로 부품의 제조 원가가 절감된다.
상기 제3터미널 부재(93)는 상기 제2터미널 부재(92)중 어느 하나와 전기적으로 연결된다. 더 구체적으로 상기 제3터미널 부재(93)는 하단부가 상기 제2터미널 부재(92)에 구비된 연결 레그부(930)에 전기적으로 연결되며, 상단부는 상기 코어 유닛(50)에 권선된 코일이 걸려 지지되도록 라이저(94)가 형성되어 있다. 상기 제3터미널 부재(93)는 다수 구비될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제3터미널 부재(93)는 9개가 구비된다. 상기 제3터미널 부재(93)는 상기 연결 레그부(930)에 용접으로 견고하게 결합될 수 있다.
상기 제1터미널 부재(91)와 상기 제3터미널 부재(93)는 전체적으로 상기 링형 몸체(82)의 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 배치된 것이 바람직하다. 이와 같이 배치된 경우, 상기 제1터미널 부재(91) 또는 상기 제3터미널 부재(93)에 구비된 라이저(94)에 코일이 걸려 견고하게 지지될 수 있다. 또한, 이와 같이 제1터미널 부재(91)와 제3터미널 부재(93)가 협동하여 원형으로 배열된 경우 권선되는 코일의 권선 패턴을 2병렬 또는 4병렬 등으로 쉽게 변경하여 구성할 수 있는 장점이 있다.
상기 링형 몸체(82)의 외측면에는 상기 코어 유닛(50)에서 돌출 형성된 브리지 암(52)의 자유단부가 슬라이딩되는 결합 홈부(84)가 구비된다. 상기 결합 홈부(84)는 상기 브리지 암(52)의 자유단부와 대응되는 단면 형상으로 구성된다.
상기 결합 홈부(84)의 표면에는 상기 브리지 암(52)이 슬라이딩 결합될 때 마찰력을 증가시키는 리브 구조물(85)이 형성된 것이 바람직하다. 상기 리브 구조물(85)은 상기 브리지 암(52)이 결합되는 방향으로 기둥 형태의 리브 구조로 형성될 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 브러시리스 모터 장치(10)의 작용 효과를 상기 터미널 유닛(80)을 상기 고정자(20)에 조립하는 과정을 예로 들어 상세하게 설명하기로 한다.
도 2와 같이 고정자(20)를 구성하는 구성요소가 분리된 상태로부터 서술을 시작한다. 상기 터미널 유닛(80)을 구성하는 제1터미널 부재(91)와, 제2터미널 부재(92)와, 제3터미널 부재(93)는 미리 금형 가공 또는 절곡 가공에 의해 제조된다. 상기 터미널 유닛(80)을 형성하기 위해 제2터미널 부재(92)의 제1원호부(921)가 120° 간격을 가지도록 배치한다. 그리고, 연결 레그부(930)에 제1터미널 부재(91) 또는 제3터미널 부재(93)를 스폿 용접으로 결합한다. 제1터미널 부재(91)와, 제2터미널 부재(92)와, 제3터미널 부재(93)를 인서트 사출 금형에 배치한 상태에서 액상의 합성수지를 금형에 사출하여 응고시킴으로써 링형 몸체(82)에 일체화된 구조물을 형성할 수 있다. 상기 터미널 유닛(80)이 고정자(20)에 설치되기 전 상태에서 제1터미널 부재(91)와 제2터미널 부재(92)와 제3터미널 부재(93)는 서로 몇개의 전기 통로가 형성되어 있다. 더 구체적으로 본 실시 예에서 하나의 제1터미널 부재(91)와, 하나의 제2터미널 부재(92)와, 3개의 제3터미널 부재(93)가 하나의 전기 통로를 형성한다. 이에 따라 3상의 전기 신호가 인가될 수 있다. 또한, 상기 코어 유닛(50)에 권선되는 코일중 4개가 하나의 전기 신호를 동시에 받을 수 있도록 구성될 수 있다. 이 경우 상기 터미널 유닛(80)은 예컨대 4병렬 델타 권선 패턴이 가능하다.
이제, 코어 유닛(50)에 상부 절연 홀더(60)와 하부 절연 홀더(70)를 조립한다. 그리고, 상기 코어 유닛(50)에 터미널 유닛(80)을 조립한다. 구체적으로, 상기 터미널 유닛(80)은 아마추어 샤프트(32)의 축 방향 상 상기 상부 절연 홀더(60)쪽에서 하부 절연 홀더(70) 쪽으로 조립한다. 이 과정에서 상기 제1터미널 부재(91)는 상기 상부 절연 홀더(60)의 제1가이드 공(64)과 하부 절연 홀더(70)의 제2가이드 공(72)을 순차적으로 관통하도록 조립된다. 이에 따라 상기 제1터미널 부재(91)는 코어 유닛(50)의 관통공(54)을 관통하도록 조립된다. 상기 제1터미널 부재(91)의 상단부는 상기 상부 절연 홀더(60)의 지지 숄더(62)에 안착 지지될 수 있다. 또한, 상기 제3터미널 부재(93)중 일부도 상기 상부 절연 홀더(60)의 지지 숄더(62)에 안착 지지될 수 있다. 또한, 상기 링형 몸체(82)에 형성된 결합 홈부(84)는 코어 유닛(50)에 구비된 브리지 암(52)의 자유단부를 수용하도록 슬라이딩 결합된다. 이 과정에서 리브 구조물(85)은 상기 결합 홈부(84)와 상기 브리지 암(52)이 견고하게 지지되도록 한다. 이제, 코어 유닛(50)에 코일을 권선한다. 코일의 권선 과정에서 제1터미널 부재(91) 또는 제3터미널 부재(93)의 상부에 형성된 라이저(94)에 코일이 걸려 견고하게 지지될 수 있다. 상기 코어 유닛(50)에 권상선되는 코일은 라이저(94)에 걸림으로써 제1터미널 부재(91) 또는 제3터미널 부재(93)와 전기적으로 연결된다. 이 과정에서, 권선되는 코일을 어느 터미널 부재에 연결하느냐에 따라 다양한 형태의 권선 패턴을 형성할 수 있다.
이제 제1터미널 부재(91)의 하단부에 수밀용 캡(95)을 조립한다. 그리고, 제1터미널 부재(91)의 하단부가 하우징(30)을 관통하여 제어 기판(35)에 연결되도록 가압한다. 이 과정에서 수밀용 캡(95)은 하부 절연 홀더(70)와 하우징(30) 사이에서 샌드위치 형태로 가압 변형됨으로써 수밀 작용을 구현한다. 이 과정에서 상기 브리지 암(52)에 구비된 코어 고정공(56)을 관통하여 하우징(30)에 볼트(100)가 나사결합됨으로써 코어 유닛(50)이 하우징(30)과 견고하게 고정될 수 있다. 상기 제1터미널 부재(91)의 하단은 상기 제어 기판(35)에 솔더링에 의해 전기적으로 연결되고 물리적으로 고정된다. 하우징(30)은 커버(40)에 의해 폐쇄된다. 이와 같은 과정에 의해 고정자(20)의 조립이 완료되고 제어 기판(35)과 코어 유닛(50)에 권선된 코일이 전기적으로 연결된다. 한편, 회전자(25)는 하우징에 설치되는 아마추어 샤프트(32)를 중심으로 회전할 수 있도록 베어링을 매개로 조립될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 링형 몸체에 인서트 사출에 의해 일체화된 다수의 터미널이 유닛 형태로 구성되므로 모터의 조립성이 현저하게 향상되며, 터미널 유닛 조립시 상부 절연 홀더와 하부 절연 홀더가 조립 가이드 및 터미널 고정 역할을 해줄 수 있으므로 모터 전기 공급부의 구조 강건성이 향상되는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 3상의 4병렬 권선 패턴이 쉽게 구현되므로 2병렬 권선 구조에 비하여 저전압 고용량 모터의 제조가 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 제1터미널 부재와 제3터미널 부재가 일정한 간격을 두고 원형을 이루도록 배치되므로 코어 유닛에 권선되는 코일의 패턴 변경이 쉬운 장점이 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 동일한 구조의 3개의 제2터미널 부재가 서로 절연된 상태로 배치가 가능하므로 부품의 제조 원가가 절감되며 터미널의 절연 거리 확보에 유리한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치는, 제3터미널의 구조 상 코일이 권선되어 하중을 받는 부위와 제어 기판에 솔더링 되는 구조가 공간적으로 분리될 수 있으므로 터미널의 변형이 최소화되는 효과가 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
10 : 브러시리스 모터 장치
20 : 고정자
25 : 회전자
30 : 하우징
32 : 아마추어 샤프트
35 : 제어 기판
40 : 커버
50 : 코어 유닛
52 : 브리지 암
54 : 관통공
56 : 코어 고정공
60 : 상부 절연 홀더
62 : 지지 숄더
64 : 제1가이드 공
70 : 하부 절연 홀더
72 : 제2가이드 공
74 : 가압부
80 : 터미널 유닛
82 : 링형 몸체
84 : 결합 홈부
85 : 리브 구조물
91 : 제1터미널 부재
92 : 제2터미널 부재
93 : 제3터미널 부재
94 : 라이저
95 : 수밀용 캡
100 : 볼트
920 : 원호부
921 : 제1원호부
922 : 제2원호부
923 : 제3원호부
930 : 연결 레그부

Claims (9)

  1. 고정자에 전기를 공급하는 터미널 및 그 터미널과 전기적으로 연결된 제어 기판을 포함한 브러시리스 모터 장치에 있어서,
    샤프트가 관통하는 관통공이 구비되며 다수의 연자성 금속판재가 적층된 구조로 형성된 코어 유닛;
    상기 코어 유닛의 상부에 결합되는 상부 절연 홀더;
    상기 코어 유닛의 하부에 결합되는 하부 절연 홀더;
    상기 하부 절연 홀더의 하방에 배치되는 제어 기판; 및
    상기 코어 유닛에 권선된 코일과 상기 제어 기판을 전기적으로 연결하는 다수의 터미널이 인서트 사출에 의해 형성된 합성수지재의 링형 몸체와 일체화된 구조물인 터미널 유닛을 포함하며,
    상기 링형 몸체의 측면에는 상기 코어 유닛에서 돌출 형성된 브리지 암의 자유단부가 슬라이딩 결합되는 결합 홈부가 구비된 것을 특징으로 하는 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터미널 유닛은,
    상기 코어 유닛에 권선된 코일이 걸려 지지되며, 상기 코어 유닛을 관통하여 상기 제어 기판에 전기적으로 연결된 3개의 제1터미널 부재;
    상기 링형 몸체의 내부에 완전히 매립된 원호부와 상기 원호부로부터 연장되어 상기 링형 몸체의 측면 외부로 돌출된 연결 레그부를 구비하며 상기 제1터미널 부재 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 3개의 제2터미널 부재; 및
    상기 링형 몸체의 측면으로 돌출되도록 배치되며, 상기 코어 유닛에 권선된 코일이 걸려 지지되며, 상기 제2터미널 부재 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 다수의 제3터미널 부재;를 포함한 것을 특징으로 하는 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2터미널 부재의 원호부는 일단부에서 타단부로 갈수록 상기 링형 몸체의 중심을 기준으로 서로 다른 3개의 곡률 반경을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    3개의 상기 제2터미널 부재는 가장 큰 곡률 반경을 가지는 원호부가 상기 링형 몸체의 둘레 방향을 따라 120° 간격을 두고 서로 절연된 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    각각의 상기 제1터미널 부재의 하단부에 끼워진 형태로 설치되며, 상기 하부 절연 홀더에 구비된 가압부 의해 상기 제어 기판 쪽으로 가압 되도록 배치된 수밀용 캡이 구비된 것을 특징으로 하는 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1터미널 부재와 상기 제3터미널 부재는 전체적으로 상기 링형 몸체의 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 배치된 것을 특징으로 하는 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 결합 홈부의 표면에는 상기 브리지 암이 슬라이딩 결합될 때 마찰력을 증가시키는 리브 구조물이 형성된 것을 특징으로 하는 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1터미널 부재는, 상기 상부 절연 홀더에 구비된 제1가이드 공 및 상기 하부 절연 홀더에 구비된 제2가이드 공을 순차적으로 관통하여 상기 제어 기판에 연결된 것을 특징으로 하는 모듈화된 터미널 유닛이 구비된 브러시리스 모터 장치.
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