KR20130017224A - Eps motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 버스 바(Busbar)가 생략된 EPS 모터에 관한 것이다.
The present invention relates to an EPS motor without a bus bar.
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.In general, a steering device assisted by a separate power is used as a device to ensure the stability of steering of the vehicle. Conventionally, such an auxiliary steering device is used as a device using hydraulic pressure, but recently, an electric power steering system (Electronic Power Steering System) having low power loss and high accuracy is used.
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.The electric steering device (EPS) as described above drives the motor in an electronic control unit (ECU) according to the driving conditions sensed by the vehicle speed sensor, torque angle sensor, torque sensor, etc. to ensure turning stability and provide fast resilience. This allows the driver to drive safely.
이러한 EPS시스템은 운전자가 조향을 하기 위해 핸들을 조작하는 토크를 모터가 보조하여 줌으로써, 보다 적은 힘으로 조향작업을 할 수 있도록 하는데, 상기 모터로는 BLDC모터가 사용된다. In this EPS system, the motor assists the driver to operate the steering wheel for steering, so that the steering operation can be performed with less force. The motor uses a BLDC motor.
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. 이와 같이 구성된 EPS 모터의 스테이터는 버스바를 통해 권선된 코일에 전원이 공급된다. In general, the BLDC motor is coupled to the housing and the cover member to form an exterior of the motor, and a stator is provided on an inner circumferential surface of the housing, and the center of the stator is rotatable according to electromagnetic interaction with the stator. A rotor to be installed is provided. The rotor is rotatably supported by a rotating shaft, and a steering shaft of the vehicle is connected to an upper portion of the rotating shaft to provide power to assist steering as described above. The stator of the EPS motor configured as described above is supplied with power to the coil wound through the bus bar.
스테이터는 코어와 코어에 권선된 코일로 구성되는데, 일반적으로 차량에 사용되는 모터는 코일저항에 의한 손실 감소를 위해 복수의 코일을 병렬 연결한다. 따라서, 병렬 접속 시에는 코일을 입출력 단자까지 연장하고 단자에서 종합하여 접속하는 방식을 사용한다. 상기와 같이 병렬로 배치된 코일을 종합하여 접속하기 위해 스테이터의 상측에는 버스바(Busbar)가 결합되는데, 버스바를 결합하기 위해, 스테이터의 상측에 각각의 권선된 코일의 코일 단자가 배치되고, 상기 버스바는 상기 코일 단자에 연결된다.The stator is composed of a core and coils wound around the core. In general, a motor used in a vehicle connects a plurality of coils in parallel to reduce losses caused by coil resistance. Therefore, in the case of parallel connection, a method in which the coil is extended to the input / output terminals and the terminals are collectively connected is used. Busbars are coupled to the upper side of the stator to collectively connect the coils arranged in parallel as described above. In order to couple the busbars, the coil terminals of the respective coils of coils are disposed on the upper side of the stator. A busbar is connected to the coil terminal.
상기 버스바에는 상기 코일 단자와 전기적으로 연결되는 복수의 금속 부재들이 인슐레이터에 의해 절연되면서 고정되어 배치된다. 상기 버스바는 대략 도넛 형상으로 스테이터의 상면과 대응되도록 이루어진다. 버스바의 외주면에는 코일 단자와 접속하기 위한 터미널들이 배치된다.A plurality of metal members electrically connected to the coil terminal are fixedly disposed while being insulated by an insulator. The busbar has a substantially donut shape to correspond to the top surface of the stator. Terminals for connecting to the coil terminal are arranged on the outer circumferential surface of the bus bar.
상기 버스바의 형상은 연결되는 전원에 따라 달라지는데, 일반적으로 EPS모터는 3상(3-phase) 회로를 통해, 각각의 입출력 터미널들이 버스바의 외주면에 순차적으로 배치된다.The shape of the busbar depends on the power source to which the busbar is connected. In general, the EPS motor is disposed through a three-phase circuit, and respective input / output terminals are sequentially disposed on the outer circumferential surface of the busbar.
그런데, 이와 같이 버스바를 이용하여 코일을 연결할 경우, 버스바에 코일을 연결하는 공정에 어려움이 있으며, 버스바의 높이만큼 EPS 모터의 높이가 높아지게 되므로, 모터 소형화에 어려움이 있다. However, when the coil is connected using the bus bar in this way, there is a difficulty in connecting the coil to the bus bar, and the height of the EPS motor is increased by the height of the bus bar, thus making it difficult to miniaturize the motor.
또한, 버스바를 제조하기 위해서는, 버스 터미널을 형성하여, 인슐레이터로 버스바 몸체를 몰딩 성형하는 등, 복잡한 공정을 필요로 하므로, 공정시간이 과도하게 소요되는 문제점이 있다.
In addition, in order to manufacture a bus bar, a complicated process such as forming a bus terminal, molding a bus bar body with an insulator, and the like, requires a complicated process, which requires excessive processing time.
본 발명은 버스바를 삭제하여 모터의 높이를 낮추어 제품 소형화가 가능하도록 구조가 개선된 EPS 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an EPS motor having an improved structure to reduce the height of the motor by eliminating the bus bar so that the product can be miniaturized.
본 발명의 또 다른 목적은, 버스바를 삭제하고, 기존의 인쇄회로기판의 구성을 개선하여, 부품수 감소 및 재료비 절감이 가능하도록 구조가 개선된 EPS 모터를 제공하는데 있다.
Still another object of the present invention is to provide an EPS motor having an improved structure to eliminate bus bars and improve the configuration of an existing printed circuit board, thereby reducing the number of parts and reducing material costs.
본 발명에 의한 EPS 모터는, 모터 하우징; 상기 모터 하우징 내측에 설치되며, 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어에 권취되는 코일 및 상기 코일의 끝단에 결합되는 코일 단자를 포함하는 스테이터; 상기 스테이터 중심에 회전 가능하게 설치되는 로터; 상기 로터 상측에 설치되어, 상기 로터의 위치를 감지하는 센싱 마그네트 모듈; 상기 센싱 마그네트 모듈의 자기력을 감지하도록 상기 센싱 마그네트 모듈과 마주보게 배치되는 자기소자; 및 상기 자기소자가 실장되는 센서층과 상기 코일에 공급되는 서로 다른 극성 별 전원이 각각 연결되는 복수 개의 전원층을 포함하는 멀티 레이어 인쇄회로기판;을 포함하는 것을 특징으로 한다. EPS motor according to the present invention, the motor housing; A stator installed inside the motor housing and including a stator core, a coil wound around the stator core, and a coil terminal coupled to an end of the coil; A rotor rotatably installed at the center of the stator; A sensing magnet module installed above the rotor to sense a position of the rotor; A magnetic element disposed to face the sensing magnet module to sense a magnetic force of the sensing magnet module; And a multilayer printed circuit board including a sensor layer on which the magnetic element is mounted and a plurality of power layers connected to powers of different polarities supplied to the coils, respectively.
상기 복수 개의 전원층은, 3상 전원과 연결될 경우, 제 1 내지 제 3 전원층으로 마련되는 것이 바람직하다.When the plurality of power layers are connected to the three-phase power source, the plurality of power layers may be provided as first to third power layers.
이를 위해, 상기 멀티 레이어 인쇄회로기판은, 상기 모터 하우징의 상측면 전체를 커버하는 것이 바람직하다.To this end, the multilayer printed circuit board preferably covers the entire upper side of the motor housing.
상기 멀티 레이어 인쇄회로기판은, 상기 코일 단자가 관통 결합되는 단자공을 포함하며, 상기 단자공은, 상기 제 1 내지 제 3 전원층 중 하나와 통전 가능하게 연결되는 것이 좋다.The multilayer printed circuit board may include a terminal hole through which the coil terminal is coupled through, and the terminal hole may be electrically connected to one of the first to third power layers.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 단자공은, 상기 멀티 레이어 인쇄회로기판의 원주면을 따라 18개가 관통 형성되며, 인접한 다른 단자공과 서로 다른 전원층과 연결되어, 상기 단자공에 결합된 코일 단자들이 근처의 다른 단자공에 결합된 코일 단자들과 서로 다른 극성의 전원을 인가 받는 것이 바람직하다.
According to a preferred embodiment of the present invention, 18 terminal holes are formed through the circumferential surface of the multilayer printed circuit board, and are connected to other terminal holes and different power layers adjacent to each other, and are coupled to the terminal holes. It is preferable that the coil terminals receive power of different polarity from the coil terminals coupled to other terminal holes in the vicinity.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 버스바를 대신하여, 기존에 로터 위치 파악을 위해 설치되는 인쇄회로기판에 복수 개의 버스 층을 형성하므로, 버스바의 높이만큼 모터의 높이를 낮출 수 있어, 소형화된 EPS 모터를 제공하는 것이 가능하다.According to the present invention as described above, instead of the bus bar, since a plurality of bus layers are formed on a conventional printed circuit board installed for the rotor position, the height of the motor can be lowered by the height of the bus bar, miniaturized EPS It is possible to provide a motor.
또한, 버스바를 인쇄회로기판의 전원층으로 대체하므로, 부품수 감소에 따른 재료비 절감이 가능하다.
In addition, since the bus bar is replaced by the power layer of the printed circuit board, it is possible to reduce the material cost by reducing the number of parts.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 EPS 모터의 평면도,
도 2는 도 1의 일부를 절개하여 도시한 측단면도, 그리고,
도 3은 도 2의 인쇄회로기판 부분을 확대하여 도시한 측단면도이다.1 is a plan view of an EPS motor according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a side cross-sectional view of a portion of FIG. 1;
3 is an enlarged side cross-sectional view of a portion of the printed circuit board of FIG. 2.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 EPS 모터를 도면을 참고하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 EPS 모터의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A 단면도, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.Hereinafter, an EPS motor according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view of an EPS motor according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of portion A of FIG.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 EPS 모터는 모터 하우징(100), 스테이터(110), 로터(120), 회전축(130), 센싱 마그네트 모듈(140), 자기소자(150) 및 멀티 레이어 인쇄회로기판(200)을 포함한다.1 and 2, the EPS motor according to the present invention includes a
모터 하우징(100)은 대략 원통형상으로 마련되며, 상측에 개구부를 형성하고, 하측은 폐쇄된다. 상기 모터 하우징(100)의 내부에는 상기 스테이터(110)와 로터(120), 상기 로터(120)를 회전 가능하게 지지하는 회전축(130)들이 설치된다.The
스테이터(110)는 스테이터 코어(111)와 코일(112) 및 코일 단자(113)를 포함한다. 상기 스테이터 코어(111)는 원주면을 따라 상기 코일(112)이 권선될 수 있도록 구성되며, 상기 코일(112)의 끝단은 상기 코일 단자(113)와 통전 가능하게 연결된다. 이때, 상기 코일 단자(113)는 도 2에 도시된 바와 같이, 일정 지름과 길이를 가지는 원기둥 형상으로 마련된다. The
로터(120)는 상기 스테이터(110)의 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 로터 코어의 외주면에 복수 개의 마그네트가 장착되어 구성된다.The
회전축(130)은 상기 로터(120)와 동축으로 설치되어, 일단은 상기 하우징(100)의 바닥면에 설치된 하측 베어링(131)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 그 타단은 미도시된 커버부재에 설치된 상측 베어링에 의해 지지된다.
센싱 마그네트 모듈(140)은 플레이트(141)와 센싱 마그네트(142)를 포함한다. 상기 플레이트(141)는 대략 디스크 형상으로 마련되며, 상측에 상기 센싱 마그네트(142)가 접착제 등을 이용하여 고정된다. 상기 센싱 마그네트(142)는 중앙에 통공을 가지는 도넛(donut) 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.The
자기소자(150)는 상기 센싱 마그네트(142)의 자기장 변화를 감지하는 것으로, 상기 센싱 마그네트(142)와 마주보도록 설치된다. The
멀티 레이어 인쇄회로기판(200)은 상기 로터(120) 및 센싱 마그네트 모듈(140)의 상측에 배치되며, 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 모터 하우징(100)의 상측 개구부 전체를 폐쇄할 수 있도록, 대량 원판 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.The multilayer printed
상기 멀티 레이어 인쇄회로기판(200)은, 상기 자기소자(150)가 실장되는 센서층(210)과, 상기 코일(112)에 공급되는 서로 다른 극성 별 전원이 연결되는 복수 개의 전원층(220)을 포함한다. The multilayer printed
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 전원층(220)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 3상 전원과 연결될 경우, 제 1 내지 제 3 전원층(221~223)으로 마련되는 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, as shown in Figure 2, the plurality of power supply layer 220, when connected to a three-phase power supply, is provided with first to third power supply layers (221 ~ 223) It is preferable.
또한, 상기 멀티 레이어 인쇄회로기판(200)은, 상기 코일 단자가 관통 결합되는 단자공(201)을 포함하며, 상기 단자공(201)에는 상기 코일(112)과 통전 가능하게 연결되는 코일 단자(113)가 관통 결합된다. 상기 코일 단자(113)와 통전 가능하게 연결되는 상기 단자공(201)은 상기 제 1 내지 제 3 전원층(221~223) 중 하나와 통전 가능하게 연결되는 것이 좋다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 단자공(201)은, 상기 멀티 레이어 인쇄회로기판(200)의 원주면을 따라 18개가 관통 형성되는 것이 좋으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 이는 모터의 크기와 용량에 따라 증감될 수 있다.In addition, the multilayer printed
예컨대, 상기 제 1 전원층(221)에는, U 상의 전원이 인가되고, 제 2 전원층(222)에는 V상의 전원이 인가되며, 제 3 전원층(223)에는 W상의 전원이 인가된다고 하면, 멀티 레이어 인쇄회로기판(200) 상의 제 1 단자공(201a)이 제 1 전원층(221)과 통전 가능하게 연결될 경우, 상기 제 1 단자공(201a)은 상기 제 2 및 제 3 전원층(222)(223)과는 절연된다. 그리고, 상기 제 1 단자공(201a)과 이웃하는 제 2 단자공(201b)은 제 1 및 제 3 전원층(221)(223)과는 절연되고, 제 2 전원층(222)과 통전 가능하게 연결되고, 제 3 단자공(201c)은 제 1 및 제 2 전원층(221)(222)과는 절연되고, 제 3 전원층(223)과 통전 가능하게 연결된다. 따라서, 상기 단자공(201)에 관통 결합되는 코일 단자(113)는 삽입된 단자공(201)의 위치에 따라, 서로 다른 극성의 전원을 상기 코일(112) 측으로 인가하는 것이 가능하다. For example, suppose that the U phase power is applied to the first
또한, 상기 멀티 레이어 인쇄회로기판(200)의 가장 바깥쪽 면에는 상기 제 1 내지 제 3 전원층(221~223)과 각각 통전 가능하게 연결되는 전원 단자(202)가 마련되고, 상기 전원 단자(202)는 외부 전원이 연결되는 전원 터미널(205)과 연결된다.In addition, a
이상과 같은 본 발명에 따르면, 멀티 레이어 인쇄회로기판(200)의 제 1 내지 제 3 전원층(221~223)은 기본 베이스는 수지재질과 같은 절연체로 구성되며, 통전이 필요한 부분만이 금속과 같은 통전성 재질로 패턴 형성된다. 따라서 인슐레이터 구성을 위한 몰딩 성형 공정을 수행할 필요 없이, 상기 제 1 내지 제 3 전원층(221~223) 각각에서, 극성 별로 전원 공급이 필요한 단자공(201)의 위치에 전원 공급 패턴을 형성하면 되므로, 종래의 버스바 제조에 비해 저렴하고 간단하게 상기 코일(112)에 극성이 다른 전원을 공급할 수 있다. 또한, 상기 전원층(220)을 센서층(210)과 함께 적층하여 하나의 멀티 레이어 인쇄회로기판(200)으로 형성할 수 있기 때문에, 상대적으로 얇은 두께로 EPS 모터를 제조하는 것이 가능하다.According to the present invention as described above, the first to third power supply layers (221 to 223) of the multilayer printed
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
100; 모터 하우징 110; 스테이터
111; 스테이터 코어 112; 코일
120; 로터 130; 회전축
131; 베어링 140; 센싱 마그네트 모듈
141; 플레이트 142; 센싱 마그네트
150; 자기소자 200; 멀티 레이어 인쇄회로기판
210; 센서층 220; 전원층
221; 제 1 전원층 222; 제 2 전원층
223; 제 3 전원층100;
111;
120;
131;
141;
150;
210; Sensor layer 220; Power floor
221;
223; Third power layer
Claims (7)
상기 모터 하우징 내측에 설치되며, 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어에 권취되는 코일 및 상기 코일의 끝단에 결합되는 코일 단자를 포함하는 스테이터;
상기 스테이터 중심에 회전 가능하게 설치되는 로터;
상기 로터 상측에 설치되어, 상기 로터의 위치를 감지하는 센싱 마그네트 모듈;
상기 센싱 마그네트 모듈의 자기력을 감지하도록 상기 센싱 마그네트 모듈과 마주보게 배치되는 자기소자; 및
상기 자기소자가 실장되는 센서층과 상기 코일에 공급되는 서로 다른 극성 별 전원이 각각 연결되는 복수 개의 전원층을 포함하는 멀티 레이어 인쇄회로기판;을 포함하는 EPS 모터.
Motor housing;
A stator installed inside the motor housing and including a stator core, a coil wound around the stator core, and a coil terminal coupled to an end of the coil;
A rotor rotatably installed at the center of the stator;
A sensing magnet module installed above the rotor to sense a position of the rotor;
A magnetic element disposed to face the sensing magnet module to sense a magnetic force of the sensing magnet module; And
And a multilayer printed circuit board including a sensor layer on which the magnetic element is mounted and a plurality of power layers respectively connected to different polarity power supplied to the coil.
3상 전원과 연결될 경우, 제 1 내지 제 3 전원층으로 구성되는 EPS 모터.
The method of claim 1, wherein the plurality of power layers,
EPS motor, when connected to a three-phase power source, consisting of first to third power layers.
상기 모터 하우징의 상측면 전체를 커버하는 EPS 모터.
The method of claim 1, wherein the multilayer printed circuit board,
EPS motor covering the entire upper side of the motor housing.
상기 코일 단자가 관통 결합되는 단자공을 포함하는 EPS 모터.
The method of claim 3, wherein the multilayer printed circuit board,
EPS motor including a terminal hole through which the coil terminal is coupled.
상기 제 1 내지 제 3 전원층 중 하나와 통전 가능하게 연결되는 EPS 모터.
The method of claim 4, wherein the terminal hole,
EPS motor is electrically connected to one of the first to third power layer.
상기 멀티 레이어 인쇄회로기판의 원주면을 따라 18개가 관통 형성되는 EPS 모터.
The method of claim 4, wherein the terminal hole,
EPS motor is formed through the 18 through the circumferential surface of the multilayer printed circuit board.
인접한 다른 단자공과 서로 다른 전원층과 연결되어, 상기 단자공에 결합된 코일 단자들이 근처의 다른 단자공에 결합된 코일 단자들과 서로 다른 극성의 전원을 인가 받는 EPS 모터. The method of claim 6, wherein the terminal hole,
An EPS motor connected to another adjacent terminal hole and a different power supply layer, and the coil terminals coupled to the terminal hole receive power having different polarities from the coil terminals coupled to another terminal hole nearby.
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2011
- 2011-08-10 KR KR1020110079527A patent/KR101885098B1/en active IP Right Grant
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
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