KR20130017227A - Ｅｐｓ모터의 스테이터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 EPS 모터의 스테이터는, 코일이 권선되며, 복수 개의 분할 코어의 결합으로 원통 형상으로 마련되는 스테이터 코어; 상기 코일과 통전 가능하게 연결되며, 상기 스테이터 코어 상측에 결합되는 버스바; 및 상기 버스바를 상기 스테이터 코어의 정해진 결합 위치에 가이드 하는 가이드 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＥＰＳ모터의 스테이터{STATOR OF EPS MOTOR}

본 발명은 EPS 모터의 스테이터에 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 코일의 장력(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 항상 정확한 위치에서 스테이터 코어와 버스바가 결합할 수 있도록 구조가 개선된 스테이터 코어 결합구조를 가지는 EPS 모터의 스테이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 EPS 모터의 스테이터는, 코일이 권선되며, 복수 개의 분할 코어의 결합으로 원통 형상으로 마련되는 스테이터 코어; 상기 코일과 통전 가능하게 연결되며, 상기 스테이터 코어 상측에 결합되는 버스바; 및 상기 버스바를 상기 스테이터 코어의 정해진 결합 위치에 가이드 하는 가이드 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 유닛은, 상기 스테이터 코어 외주면에, 상기 스테이터 코어의 중심축과 평행한 방향으로 형성되는 가이드 홈; 및 상기 버스바의 바닥면을 향해 돌출 형성되어, 상기 가이드 홈에 결합되는 가이드 돌기;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 가이드 돌기는, 상기 가이드 홈의 양측 벽면과 근접한 위치에 테이퍼부를 각각 형성하여, 상기 가이드 홈으로 삽입하는 방향에 대해 뾰족한 형상을 가지는 것이 좋다.

이때, 상기 가이드 돌기와 가이드 홈은 서로 상보적인 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.

상기 가이드 돌기는, 상기 가이드 홈에 삽입되는 방향에 수직한 단면이 사각형으로 마련될 수 있다.

상기 가이드 돌기는, 상기 버스바의 둘레를 따라 복수 개가 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

상기 분할 코어는 총 12개가 결합되어 스테이터 코어를 형성하고, 상기 가이드 돌기는, 연속된 2개의 분할 코어에 결합된 후, 2개의 분할 코어는 건너 뛸 수 있도록 총 6개가 마련되어, 상기 스테이터 코어의 중심과 인접한 한 쌍의 상기 가이드 돌기들 사이 거리의 중심을 연결하는 가상의 연장선들 사이의 내각이 120도가 되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 가이드 돌기는, 상기 버스바 몸체와 동일한 재질로 사출 성형되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 가이드 유닛은, 상기 버스바 몸체의 외주면에 돌출 형성되며, 상기 스테이터 코어를 구성하는 분할 코어의 상측면과 면 접촉하는 스토퍼;를 더 포함하며, 상기 가이드 돌기는, 상기 스토퍼의 바닥면에 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 버스바의 하측에 돌출 형성된 가이드 돌기와 스테이터 코어의 외주면에 형성된 가이드 홈의 결합위치가 다소 틀어지더라도, 가이드 돌기에 형성된 테이퍼부를 통해, 가이드 홈과 가이드 돌기의 결합위치가 가이드 되므로, 버스바 상측에 설치되는 인쇄회로기판이 항상 정확한 위치에 장착되어, 로터의 위치를 감지하는 홀 센서의 측정 시그널이 일정 오차범위를 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 버스바와 스테이터 코어의 결합 상태를 도시한 측면도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 버스바와 스테이터 코어 결합 부분을 확대하여 도시한 도면, 그리고,
도 4는 스테이터 코어의 B-B단면도 이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 EPS 모터의 스테이터를 도시한 측면도, 도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 버스바와 스테이터 코어 결합 부분을 확대하여 도시한 도면, 그리고, 도 4는 스테이터 코어의 B-B 단면도 이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 EPS 모터의 스테이터는 스테이터 코어(100), 버스바(110) 및 가이드 유닛(200)을 포함한다.

스테이터 코어(100)는 복수 개의 분할 코어(101)들이 조립되어 원통형상으로 마련된다. 상기 스테이터 코어(100)에는 인슐레이터의 개재 하에 코일이 권선되고, 중앙에 형성된 공간부에 원통형상의 로터(미도시)가 코일이 권선된 상기 스테이터 코어(100)와의 상호작용에 의해 회전 가능하게 설치된다.

버스바(110)는, 상기 코일과 통전 가능하게 연결되며, 상기 스테이터 코어(100)의 상측에 결합된다. 상기 버스바에는 상기 코일과 통전 가능하게 연결되는 복수 개의 코일 단자(111)들과 연결되는 복수 개의 터미널(112)들이 마련되어, 상기 코일들을 일정 그룹 별로 통전 가능하게 묶어, 서로 다른 극성의 전원을 공급 받을 수 있도록 한다.

상기 버스바(110)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터 코어(100)의 상측면과 대응되는 형상으로 마련되는데, 바람직하게는 중앙이 비어있는 링 형상으로 마련되는 것이 좋다. 상기 버스바(110)는 금속 재질의 상기 터미널(112)들이 상호 통 전 가능하게 연결된 상태에서, 수지재질과 같은 절연물질로 몰딩 형성하는 것이 바람직하다.

가이드 유닛(200)은 상기 버스바(110)를 상기 스테이터 코어(100)에 결합하기 위한 것으로 가이드 홈(210)과 가이드 돌기(220)를 포함한다. 한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 가이드 돌기(220)는 상기 버스바(110)의 외주면에 돌출 형성되는 스토퍼(230)의 하측면에 돌출 형성되는 것이 좋다.

가이드 홈(210)은 상기 스테이터 코어(100)를 구성하는 복수 개의 분할 코어(110)들 각각에 형성되는 것으로, 바람직하게는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원통형상의 스테이터 코어(100)의 측벽면에, 상기 스테이터 코어(100)의 중심축과 평행한 방향으로 나란하게 형성된 트렌치 형상의 홈으로 마련되는 것이 좋다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 가이드 홈(210)은 단면의 형상이 상기 가이드 돌기(220)의 형상과 대응되도록 구성되어, 이들이 상보적인 결합이 가능하도록 한다. 바람직하게는, 유동이 적으며, 정확한 결합 위치를 가이드 할 수 있도록, 상기 가이드 홈(210)의 단면은 한 변이 오픈된 대략 사각형상이 되도록 마련되는 것이 좋다.

가이드 돌기(220)는 상기 버스바(110)의 외주면에 일정한 간격으로 돌출 형성되는 것이 좋은데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 가이드 돌기(220)는 상기 버스바(110)의 결합 위치를 가이드 하는 스토퍼(230)의 바닥면에 돌출 형성되는 것이 좋다. 스토퍼(230)의 구성에 대해서는 뒤에 다시 설명한다.

상기 가이드 돌기(220)는 상기 가이드 홈(210)에 슬라이딩 결합되어, 상기 버스바(110)가 상기 스테이터 코어(100)의 상측면에 요동 없이 위치될 수 있도록 마련된 것으로, 바람직하게는, 삽입방향(도 2의 화살표 B 방향)에 수직한 면의 단면이 대략 사각형을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이드 돌기(220)는 도 3에 도시된 바와 같이, 끝단이 삽입 방향에 대하여 뾰족하게 형성될 수 있도록, 그 끝단에 테이퍼부(221)를 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 가이드 돌기(220)의 끝단에 테이퍼부(221)를 형성하면, 상기 가이드 돌기(220)가 가이드 홈(210)에 삽입되는 과정에서, 조금 틀어진 상태로 진입하더라도, 상기 테이퍼부(221)가 상기 가이드 홈(210)의 벽면에 접촉하면서, 상기 가이드 돌기(220)를 슬라이딩 시켜, 상기 가이드 돌기(220)의 중심과 가이드 홈(210)의 중심을 일치 시키므로, 버스바(110)와 스테이터 코어(100)가 최초 결합 시 정확하게 배치되지 않더라도, 상기 가이드 돌기(220)와 가이드 홈(210)의 슬라이딩 움직임에 따라 정확한 결합위치로 안내될 수 있다.

한편, 상기 가이드 돌기(220)는 상기 버스바(110)의 외주면의 바닥면에 직접 형성될 수도 있으나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 버스바(110)의 외주면에 돌출 형성되며, 그 바닥면이 상기 스테이터 코어(100)의 상측면과 면 접촉 가능하도록 형성된 복수 개의 스토퍼(230)의 바닥면에 형성될 수 있다.

상기 스토퍼(230)는 상기 버스바(110)의 외주면에 일정한 간격으로 돌출 형성되는데, 그 일 실시예로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바에 따르면, 상기 스토퍼(230)는 총 6개가 마련될 수 있다.

즉, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스테이터 코어(100)는 총 12개의 분할 코어의 결합으로 구성될 수 있는데, 이 경우, 상기 가이드 돌기(220)는 연속된 2개의 분할 코어(101)에 결합된 후, 2개의 분할 코어(101)는 건너 뛸 수 있도록 총 6개가 마련될 수 있도록 상기 스토퍼(230)가 형성된다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터 코어(100)의 중심과 인접한 한 쌍의 상기 가이드 돌기(220)들 사이 거리의 중심을 연결하는 가상의 연장선(a)(b)(c)들 사이의 내각(α)(β)(γ)이 120도가 되도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 스토퍼(230) 및 상기 스토퍼(230)의 바닥면에 돌출 형성되는 가이드 돌기(220)는 상기 버스바(110)와 동일한 재질로 형성되어, 상기 버스바(110)의 사출 성형 시 함께 형성되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 코일의 권선에 따라 분할 코어(101)들이 다소 벌어진 상태로 조립되더라도, 상기 가이드 돌기(220)와 가이드 홈(210)의 결합에 의해, 정확한 위치로 분할 코어(101)이 밀착되어 원통형을 형성함은 물론, 상기 버스바(110)가 틀어지지 않고, 정확하게 상기 스테이터 코어(100)의 상측면에 설치될 수 있기 때문에, 상기 버스바(110) 상측면에 설치되는 홀 센서 등을 가지는 인쇄회로기판이 정확한 위치에 조립되는 것이 가능하다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

100; 스테이터 코어 110; 버스바
200; 가이드 유닛 210; 가이드 홈
220; 가이드 돌기 221; 테이퍼부
230; 스토퍼

Claims (9)

1. 코일이 권선되며, 복수 개의 분할 코어의 결합으로 원통 형상으로 마련되는 스테이터 코어;
   상기 코일과 통전 가능하게 연결되며, 상기 스테이터 코어 상측에 결합되는 버스바; 및
   상기 버스바를 상기 스테이터 코어의 정해진 결합 위치에 가이드 하는 가이드 유닛;을 포함하는 EPS 모터의 스테이터.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 유닛은,
   상기 스테이터 코어 외주면에, 상기 스테이터 코어의 중심축과 평행한 방향으로 형성되는 가이드 홈; 및
   상기 버스바의 바닥면을 향해 돌출 형성되어, 상기 가이드 홈에 결합되는 가이드 돌기;를 포함하는 EPS 모터의 스테이터.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가이드 돌기는,
   상기 가이드 홈의 양측 벽면과 근접한 위치에 테이퍼부를 각각 형성하여, 상기 가이드 홈으로 삽입하는 방향에 대해 뾰족한 형상을 가지는 EPS 모터의 스테이터.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 가이드 돌기와 가이드 홈은 서로 상보적인 형상으로 마련되는 EPS 모터의 스테이터.
   
5. 제 2 항에 있어서, 상기 가이드 돌기는,
   상기 가이드 홈에 삽입되는 방향에 수직한 단면이 사각형인 EPS 모터의 스테이터.
   
6. 제 2 항에 있어서, 상기 가이드 돌기는,
   상기 버스바의 둘레를 따라 복수 개가 돌출 형성되는 EPS 모터의 스테이터.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 분할 코어는 총 12개가 결합되어 스테이터 코어를 형성하고,
   상기 가이드 돌기는, 연속된 2개의 분할 코어에 결합된 후, 2개의 분할 코어는 건너 뛸 수 있도록 총 6개가 마련되어,
   상기 스테이터 코어의 중심과 인접한 한 쌍의 상기 가이드 돌기들 사이 거리의 중심을 연결하는 가상의 연장선들 사이의 내각이 120도인 EPS 모터의 스테이터.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 가이드 돌기는,
   상기 버스바 몸체와 동일한 재질로 사출 성형되는 EPS 모터의 스테이터.
   
9. 제 8 항에 있어서, 상기 가이드 유닛은,
   상기 버스바 몸체의 외주면에 돌출 형성되며, 상기 스테이터 코어를 구성하는 분할 코어의 상측면과 면 접촉하는 스토퍼;를 더 포함하며,
   상기 가이드 돌기는, 상기 스토퍼의 바닥면에 돌출 형성되는 EPS 모터의 스테이터.

Images