KR20160034118A

KR20160034118A - 고정자의 터미널 연결구조

Info

Publication number: KR20160034118A
Application number: KR1020140125260A
Authority: KR
Inventors: 박희권; 김태완; 오세원; 이영훈; 임호빈; 정경훈
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2016-03-29

Abstract

본 발명은 일단이 고정자의 코일에 전기적으로 연결되고 타단이 인버터의 터미널 접속부에 전기적으로 접속되어 고정자의 코일과 인버터를 전기적으로 연결하는 고정자의 터미널 연결구조에 관한 것으로, 상기 터미널은 인버터와 고정자 사이의 공간에서 절곡되어 인버터의 터미널 접속부로 향하게 형성된다. 따라서, 제조비용을 절감할 수 있고 경량화를 이룰 수 있으며 인버터 전력반도체소자의 방열에 최적화되게 인버터 기판을 설계할 수 있게 된다.

Description

고정자의 터미널 연결구조{ Structure for connecting a terminal of a stator }

본 발명은 고정자의 터미널 연결구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터의 고정자 코일과 인버터를 전기적으로 연결하는 터미널의 연결구조에 관한 것이다.

일반적으로, 브러시리스 직류 모터(Brushless DC Motor)는 직류 모터에서 브러시와 정류자(Commutator)를 없애고 전자적인 정류 기구를 설치한 모터로, 무정류자 모터하고도 한다.

DC 모터에서 브러쉬(Brush)가 부착된 모터는 정류자와 브러쉬의 접촉에 의해서 코일에 전류를 흐르게 함과 동시에 전류시키는 기능을 하지만, 기계적, 전기적 노이즈가 발생할 뿐만 아니라 브러쉬가 마모되는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 브러쉬를 사용하지 않는 BLDC(Brushless DC) 모터가 널리 사용되고 있다.

이러한 모터에는 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시켜 모터를 구동시키는 제어기로 인버터가 구비되어 있다.

한편, 외전형 BLDC 모터는 고정자의 주위를 회전자가 감싸고 있기 때문에 3상의 경우 3개의 터미널이 120도 간격으로 회전축과 평행한 방향으로 돌출되어 구비된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 인버터 기판(121)에는 3개의 터미널(130)이 관통되는 터미널 관통공(123)이 각각 형성되고, 버스바(140)가 납땜 또는 용접되는 터미널 접속부(122)가 터미널 관통공(123)과 별개로 형성되어 있다.

회전축과 평행한 방향으로 형성된 터미널(130)은 인버터 기판(121)의 터미널 관통공(123)을 관통하여 돌출된 상태에서 버스바(140)가 결합된다. 버스바(140)는 'ㄱ'자 형상으로 절곡되어 터미널 접속부(122)에 결합된다. 터미널(130)과 버스바(140)는 전체적으로 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 고정자 코일과 인버터를 전기적으로 연결한다.

종래 3상의 경우 도 4에 도시된 바와 같이, 터미널(130)이 인버터 기판(121)의 터미널 관통공(123)을 관통한 후 버스바(140)가 결합되는 구조이므로, 인버터 기판(121)에 3개의 터미널 관통공(123)과 3개의 터미널 접속부(122)가 형성되어야 하고 그로 인해 다른 부품들이 차지하는 공간이 협소해지는 문제점이 있었다. 특히, 인버터 기판(121)에 실장되는 전력반도체소자의 방열을 위해서는 공간확보가 절실한 실정이다.

또한, 터미널 관통공(123)으로 돌출된 터미널(130)의 상단에 버스바(140)를 고정결합시켜야 하므로 버스바(140)를 고정시키기 위한 홀더(도면미도시)가 필요할 뿐만 아니라 이를 접합하기 위한 공정이 소요된다. 이는 제조공정을 복잡하게 하여 제조비용을 상승시키게 된다. 버스바 고정홀더는 그 자체의 부품비용이 소요됨은 물론 이를 수용할 공간이 확보되어야 하므로 조립체의 크기가 커지는 원인이 되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 고정자의 터미널 연결구조가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 제조비용을 절감할 수 있고 경량화를 이룰 수 있으며 인버터 전력반도체소자의 방열에 최적화되게 인버터 기판을 설계할 수 있는 고정자의 터미널 연결구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 고정자의 터미널 연결구조는, 일단이 고정자의 코일에 전기적으로 연결되고 타단이 인버터의 터미널 접속부에 전기적으로 접속되어 고정자의 코일과 인버터를 전기적으로 연결하는 고정자의 터미널 연결구조로서, 상기 터미널은 인버터와 고정자 사이의 공간에서 절곡되어 인버터의 터미널 접속부로 향하게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 고정자의 터미널 연결구조에 있어서, 상기 터미널은 고정자의 코일과 전기적으로 연결되고 상단이 고정자의 상부로 돌출되게 구비되되 인버터의 아래쪽에 구비되는 제1단자부, 상기 제1단자부의 상단에 연장되어 형성되되 고정자와 인버터 사이의 공간에 구비되는 제2단자부, 및 상기 제2단자부의 선단에 연장되어 형성되고 선단이 인버터의 터미널 접속부에 전기적으로 접속되는 제3단자부를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 고정자의 터미널 연결구조에 있어서, 상기 제2단자부는 상기 제1단자부의 선단에 직각으로 연장되어 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 고정자의 터미널 연결구조에 있어서, 상기 제2단자부는 서로 동일한 평면상에서 소정의 사이각을 이루며 절곡되어 형성되는 제1수평부 및 제2수평부를 포함하는 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 고정자의 터미널 연결구조에 있어서, 상기 제3단자부는 상기 제2단자부의 선단에 직각으로 연장되어 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 고정자의 터미널 연결구조에 있어서, 상기 제1단자부와 제2단자부 및 제3단자부는 동일한 재질로 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고정자의 터미널 연결구조에 의하면, 버스바가 별도로 필요하지 않아 버스바 및 그 고정홀더 부품의 비용을 절감할 수 있고 경량화를 이룰 수 있으며 인버터 전력반도체소자의 방열에 최적화되게 인버터 기판을 설계할 수 있고 터미널과 버스바의 결합공정을 생략하여 전체 공정을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 고정자의 터미널 연결구조의 인버터를 나타낸 평면도,
도 2는 도 1에 도시된 인버터에 터미널이 장착된 상태를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 터미널에 버스바가 장착된 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 고정자의 터미널 연결구조의 조립상태를 나타낸 개략적 측단면도,
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 터미널 연결구조를 나타낸 사시도,
도 7은 도 6에 도시된 고정자의 터미널 연결구조의 개략적 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 터미널(30)은 고정자(10)의 코일(11)과 전기적으로 연결되는 제1단자부(31), 상기 제1단자부(31)의 상단에 연장되어 형성되는 제2단자부(32), 및 상기 제2단자부(32)의 선단에 연장되어 형성되는 제3단자부(33)를 포함하여 구성된다.

상기 제1단자부(31)와 제2단자부(32) 및 제3단자부(33)는 동일한 재질로 일체로 형성된다.

제1단자부(31)가 고정자(10)의 절연부(12)를 관통하여 지지된 상태에서 고정자(10)의 코일(11)과 전기적으로 연결되고 제3단자부(33)가 인버터(20)의 터미널 접속부(22)에 전기적으로 접속됨으로써 고정자(10)의 코일(11)과 인버터(20)가 전기적으로 연결된다.

제1단자부(31)는 하단이 고정자(10)의 코일(11)에 연결되고 상단이 고정자(10)의 상부로 돌출되게 구비된다. 제1단자부(31)의 상단은 종래와 같이 인버터 기판(21)을 관통하여 인버터 기판(21)의 상부로 돌출되지 않고 인버터(20)의 아래쪽에 구비된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 제1단자부(31)의 상단이 인버터 기판(21)의 아래쪽에 소정간격을 두고 이격되어 구비됨으로써 종래의 터미널 관통공이 인버터 기판(21)에서 제거된다.

제2단자부(32)는 인버터 기판(21)의 아래쪽에 구비된 제1단자부(31)의 상단에 연속하여 형성되되 직각으로 연장되어 형성된다. 즉, 제1단자부(31)는 인버터 기판(21)에 대하여 수직하게 구비되고 제2단자부(32)가 제1단자부(31)에 대하여 수직하게 형성되며, 결국 제2단자부(32)는 인버터 기판(21)에 대하여 평행하게 형성된다. 제2단자부(32)는 종래와 달리 고정자(10)와 인버터(20) 사이의 공간에 구비되어 있다.

제3단자부(33)는 제2단자부(32)의 선단에 직각으로 연장되어 형성된다. 제3단자부(33)는 제1단자부(31)와 평행하게 형성된다. 제2단자부(32)를 중심으로 제1단자부(31)와 제3단자부(33)는 서로 평행하게 형성되되 서로 반대방향으로 돌출되어 형성된다.

제1단자부(31)와 반대방향으로 돌출되게 형성된 제3단자부(33)는 인버터(20)의 터미널 접속부(22)에 전기적으로 접속된다. 종래 버스바는 인버터 기판(21)의 상부에서 연직 하방으로 터미널 접속부(22)에 접속되는 반면, 제3단자부(33)는 인버터 기판(21)의 하부에서 연직 상방으로 터미널 접속부(22)에 접속된다. 이와 같이 터미널(30)은 종래와 달리 인버터(20)와 고정자(10) 사이의 공간에서 절곡되어 인버터(20)의 터미널 접속부(22)로 향하게 된다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제2단자부(32)는 서로 동일한 평면상에서 소정의 사이각(α)을 이루며 절곡되어 형성되는 제1수평부(32a) 및 제2수평부(32b)를 포함하여 구성된다.

제1수평부(32a)와 제2수평부(32b)는 인버터 기판(21)과 평행한 평면상에 구비되어 도 7에서는 구분되지 않으나 도 7의 A-A선을 따라 바라본 도 8을 참조하면 소정의 사이각(α)을 가지고 절곡되어 있다.

이와 같이 제2단자부(32)가 다수개의 부분(제1수평부와 제2수평부)으로 절곡되어 형성됨으로써 인버터 기판(21)에 실장된 부품들을 피해 최단거리로 터미널 접속부(22)로 연장될 수 있게 된다.

가령, 모터의 3상 위치와 관계없이 전력반도체소자를 방열하기 유리한 위치로 배치한 후 터미널 접속부(22)의 위치를 결정하더라도 그에 맞게 제2단자부(32)를 다양한 형상으로 절곡하여 터미널 접속부(22)에 접속되게 제조함으로써 전력반도체소자의 방열에 최적화된 설계를 구현할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 : 고정자
11 : 코일
12 : 절연부
20 : 인버터
21 : 인버터 기판
22 : 터미널 접속부
30 : 터미널
31 : 제1단자부
32 : 제2단자부
32a : 제1수평부
32b : 제2수평부
33 : 제3단자부

Claims

일단이 고정자(10)의 코일(11)에 전기적으로 연결되고 타단이 인버터(20)의 터미널 접속부(22)에 전기적으로 접속되어 고정자(10)의 코일(11)과 인버터(20)를 전기적으로 연결하는 고정자의 터미널 연결구조에 있어서,
상기 터미널(30)은,
인버터(20)와 고정자(10) 사이의 공간에서 절곡되어 인버터(20)의 터미널 접속부(22)로 향하게 형성된 것을 특징으로 하는 고정자의 터미널 연결구조.
제1항에 있어서, 상기 터미널(30)은,
고정자(10)의 코일(11)과 전기적으로 연결되고, 상단이 고정자(10)의 상부로 돌출되게 구비되되 인버터(20)의 아래쪽에 구비되는 제1단자부(31);
상기 제1단자부(31)의 상단에 연장되어 형성되되 고정자(10)와 인버터(20) 사이의 공간에 구비되는 제2단자부(32); 및
상기 제2단자부(32)의 선단에 연장되어 형성되고, 선단이 인버터(20)의 터미널 접속부(22)에 전기적으로 접속되는 제3단자부(33);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자의 터미널 연결구조.
제2항에 있어서, 상기 제2단자부(32)는,
상기 제1단자부(31)의 선단에 직각으로 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 고정자의 터미널 연결구조.
제2항에 있어서, 상기 제2단자부(32)는,
서로 동일한 평면상에서 소정의 사이각을 이루며 절곡되어 형성되는 제1수평부(32a) 및 제2수평부(32b);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자의 터미널 연결구조.
제2항에 있어서, 상기 제3단자부(33)는,
상기 제2단자부(32)의 선단에 직각으로 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 고정자의 터미널 연결구조.
제2항에 있어서,
상기 제1단자부(31)와 제2단자부(32) 및 제3단자부(33)는 동일한 재질로 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 고정자의 터미널 연결구조.