KR20170118989A - 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 eps모터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터는, 다수의 슬롯을 형성하는 코어(100); 상기 코어(100)의 중심을 관통하여 결합되는 회전축(110); 상기 회전축(110)에 결합되는 정류자(200); 상기 코어(100)의 슬롯과 정류자(200)의 후크에 권선되는 코일(C);을 포함하는 로터코어를 구비한 EPS모터에 있어서, 절연재질로써, 상기 코어(100)의 다수의 슬롯 내경과 외경이 일치하도록 형상되어 내부에 슬롯을 형성하고, 상기 코어(100) 슬롯 상단 및 하단으로부터 삽입되어 결합되는 인슐레이터 카드(300);를 구비하고, 상기 코일(C)이 상기 코어(100)의 슬롯에 상기 인슐레이터 카드(300)가 삽입결합된 후 상기 정류자(200)의 후크와 상기 인슐레이터 카드(300)의 슬롯에 권선되는 것을 특징으로 한다.

Description

인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터{EPS MOTER PROVIDED WITH ROTOR CORE INSULATION OF INSULATOR TYPE}

본 발명은 EPS모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로터 코어(Rotor Core)에 절연재질의 인슐레이터 카드를 삽입하도록 하여 절연기능을 수행하는 절연수단을 구비한 EPS모터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향 안정성을 보장하기 위하여, 별도 동력으로 운전자를 도와주는 동력 보조 조향장치가 사용된다. 기존에는 이와 같은 동력 보조 조향장치를 유압을 이용한 장치로 사용하였으나, 최근에는 동력의 손실이 적고 정확성이 우수한 전동식 조향장치(Electronic Power Streeing System}를 사용한다.

상기와 같은 전동식 조향장치(EPS)는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라, 전자 제어 장치(ECU, Electronic Control Unit)에서 모터를 구동 제어하여, 자동차의 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전하고 편리한 주행이 가능하도록 한다.

이러한 전동식 조향장치는 운전자가 조향을 하기 위해 핸들을 조작하는 토크를 모터가 보조하여 줌으로써, 보다 적은 힘으로 조향작업을 할 수 있도록 하는데, 상기 모터로는 BLDC 모터가 사용된다. BLDC 모터(Brushless DC 모터)란 직류 모터에서 브러쉬, 정류자 등의 기계적인 접촉부를 제외하고 전자적인 정류 기구를 설치한 직류모터를 의미한다. 상기 모터는 EPS 모터(Electronic Power Streeing System motor) 또는 MDPS 모터(Motor Driven Power Steering motor)로 불리는데, 설명의 편이상 MDPS 보다 상위 개념인 EPS에 적용 가능한 모터임을 감안하여 EPS 모터로 통칭하여 설명한다.

도 1은 종래기술에 따른 EPS 모터의 측단면도, 도 2는 종래기술에 따른 하우징과 스테이터가 분리된 모습을 나타내는 측단면도이며, 도 3은 도 2에 나타난 하우징과 스테이터의 분해 사시도이다.

EPS 모터는 하우징(1), 브라켓(2), 회전축(3), 스테이터(4), 로터(5)를 포함한다.

하우징(1)은 대략 원통 형상으로 상부가 개방된 형상을 가지며, 내부 공간부에 상기 스테이터(4) 및 로터(5)가 설치된다. 그리고, 하우징(1)의 상측에는 상기 브라켓(2)이 결합되어, EPS 모터의 외관을 형성한다.

회전축(3)은 상기 하우징(1) 및 브라켓(2)에 의해 양단이 회전 가능하게 지지된다.

스테이터(4)는 상기 하우징(1)의 내주면에 배치되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 스테이터 코어(4a)와 상기 스테이터 코어(4a)에 권취되는 코일(4b) 및 절연지(4c)로 구성된다.

로터(5)는 상기 회전축(3)의 외주면에 설치되는 것으로, 상기 스테이터(4)와 대응되는 면에 배치된다. 상기 로터(5)는 로터 코어 및 마그네트로 구성된다.

따라서 상기 스테이터(4)에 전류가 인가되면 스테이터(4)와 로터(5)의 전자기적 상호작용에 의하여 로터(5)가 회전하고, 이에 따라, 회전축(3)이 로터(5)의 회전에 연동하여 회전한다. 상기 회전축(3)은 미도시된 감속기어를 통해 자동차의 조향축과 연결되므로, 상기 회전축(3)의 회전에 의해 상기 조향축도 함께 회전할 수 있다. 따라서, EPS 모터는 운전자의 조향휠 회전에 연동하여 회전하는 조향축의 회전을 보조하게 된다.

상기 브라켓(2)의 상면에는 센서(9)가 배치된 인쇄회로기판(8)이 설치되는데, 상기 인쇄회로기판의 상측에 소정 간격 이격되어 플레이트(6)가 회전축(3)과 함께 회전하도록 결합한다. 상기 플레이트(6)의 하측에는 센싱 마그네트(7)가 배치된다. 상기 센싱마그네트(7)는 회전축(3)의 회전에 따라 함께 회전하게 되고, 센서(9)에서 감지한 회전에 따른 자속 변화에 따라 회전각도를 계산할 수 있다.

한편, 상기 코일(4b)은 절연지(4c)를 둘레에 감아 절연하여 스테이터 코어(4a)에 삽입/고정한다. 절연지(4c)를 통한 코일(4b)의 절연은, 작업자가 수작업으로 권취된 코일(4b) 마다 절연지(4c)를 감아주는 작업을 수행해야 하므로, 이러한 코일(4b)의 절연 공정으로 인해 EPS 모터의 생산 공정 모두를 자동화하기 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 코어(4a)에 코일(4b)을 삽입하는 공정 중에 절연지가 구겨지거나, 손상되어, 코일(4b)의 절연에 실패할 수도 있으며, 코어(4a) 속에 코일(4b)이 완전히 고정되지 않으므로, 모터 작동시 소음과 진동의 원인을 제공하기도 한다.

KR 공개실용신안공보 실1999-0033001U

KR 공개특허공보 10-2012-0066917 A

KR 공개특허공보 10-2012-0074891 A

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 목적은, 기존의 코팅방식 이나, 절연지 삽입방식의 EPS모터 절연수단에서 탈피하여, 절연 재질의 인슐레이터 카드를 로터코어에 삽입할 수 있도록 하여, 절연공정의 작업간소화와 이에 따른 비용절감이 가능 하도록 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터는, 다수의 슬롯을 형성하는 코어(100); 상기 코어(100)의 중심을 관통하여 결합되는 회전축(110); 상기 회전축(110)에 결합되는 정류자(200); 상기 코어(100)의 슬롯과 정류자(200)의 후크에 권선되는 코일(C);을 포함하는 로터코어를 구비한 EPS모터에 있어서, 절연재질로써, 상기 코어(100)의 다수의 슬롯 내경과 외경이 일치하도록 형상되어 내부에 슬롯을 형성하고, 상기 코어(100) 슬롯 상단 및 하단으로부터 삽입되어 결합되는 인슐레이터 카드(300);를 구비하고, 상기 코일(C)이 상기 코어(100)의 슬롯에 상기 인슐레이터 카드(300)가 삽입결합된 후 상기 정류자(200)의 후크와 상기 인슐레이터 카드(300)의 슬롯에 권선되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 절연 재질의 인슐레이터 카드(300)를 코어(100)에 삽입할 수 있도록 하여, 절연공정의 작업간소화와 더불어 코팅제를 도포하는 것이 아니므로 인슐레이터 카드(300)의 슬롯과 정류자(200)의 후크에 코일(C)이 권선되므로 권선 작업이 용이한 효과를 가진다.

도 1은 종래기술에 따른 EPS 모터를 나타내는 측단면도이다;
도 2는 종래기술에 따른 EPS 모터의 하우징과 스테이터가 분리된 모습을 나타내는 측단면도이다;
도 3은 종래기술에 따른 EPS 모터의 하우징과 스테이터가 분리된 모습을 나타내는 사시도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터의 로터코어 및 인슐레이터 카드의 결합을 나타낸 구성도이다;

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

상기 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터는, 다수의 슬롯을 형성하는 코어(100); 상기 코어(100)의 중심을 관통하여 결합되는 회전축(110); 상기 회전축(110)에 결합되는 정류자(200); 상기 코어(100)의 슬롯과 정류자(200)의 후크에 권선되는 코일(C);을 포함하는 로터코어를 구비한 EPS모터에 있어서, 절연재질로써, 상기 코어(100)의 다수의 슬롯 내경과 외경이 일치하도록 형상되어 내부에 슬롯을 형성하고, 상기 코어(100) 슬롯 상단 및 하단으로부터 삽입되어 결합되는 인슐레이터 카드(300);를 구비하고, 상기 코일(C)이 상기 코어(100)의 슬롯에 상기 인슐레이터 카드(300)가 삽입결합된 후 상기 정류자(200)의 후크와 상기 인슐레이터 카드(300)의 슬롯에 권선되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, EPS모터의 로터코어는, 도 4에서와 같이, 코어(100), 회전축(110), 정류자(200)와 코어(100)의 슬롯과 정류자(200)의 후크에 권선되는 코일(C)이 결합되어 구성된다.

이러한 로터코어의 절연은 기존에는 코일에 절연지를 둘레에 감아 절연하여 코어에 삽입/고정하는 방식으로, 작업자가 수작업으로 권취된 코일마다 절연지를 감아주는 작업을 수행해야 했으므로 생산성이 좋지 못하였고, 불량률 발생이 높은 문제 점이 있었고, 이를 개선하여, 코어의 슬롯에 절연성 코팅을 도포하는 방식의 경우, 코팅제를 도포하는데 드는 제조비용이 높았으며, 코팅재가 환경에 유해한 물질로써 작업자의 안전이나 환경을 해치는 것과 같은 문제점이 있었다.

이에 본 발명은, 도 4에서 보는 바와 같이, 코어(100)와 코일(C)의 접면에 인슐레이터 카드(300)를 개재함으로써 절연성을 획득할 수 있도록 하는데, 상세하게는, 도 4를 참고하여 설명하면, 상기 인슐레이터 카드(300)는, 상기 코어(100)의 수평 단면과 일치하는 디스크 형상의 코어 덮개부(310); 상기 코어 덮개부(310) 중 코어(100)의 슬롯 부분와 일치하는 위치에서 상기 코어(100)의 슬롯 높이의 절반 길이로 상부 또는 하부로 연장되어 상기 코어(100)의 슬롯에 삽입되는 슬롯 삽입부(320); 상기 코어 덮개부(310) 중앙에 형성되고, 상기 코어(100)의 중심을 관통하는 회전축(110)을 내입하는 회전축 삽입홀(330);을 포함하여 구성되고, 상기 슬롯 삽입부(320)는 상기 코어(100)의 슬롯과 동일하게 내부가 비어있는 슬롯형상으로 형성되어, 상기 코어(100)에 상기 인슐레이터 카드(300)의 슬롯 삽입부(320)가 상하로 삽입되어 코어(100)와 코일(C)이 상호 접촉하지 못하도록 하는 것이다.

이 때, 상기 슬롯 삽입부(320)는, 일측면이 개방되어 이러한 개방면으로 코일(C)을 인입하여 권선할 수 있도록 함으로써, 권선 작업이 용이하도록 하며, 절연작업 후에 즉시 권선작업을 수행할 수 있으므로, 생산속도 및 작업 효율이 행상될 수 있다.

다음으로, 상기 슬롯 삽입부(320)는, 상기 코어(100)의 슬롯 높이와 동일한 길이로 상부 또는 하부로 연장되어 끝단에 타단의 코어 덮개부(310)의 슬롯 부분에 결합가능한 홈을 형성하고, 상기 타단의 코어 덮개부(310)는 상기 홈에 삽입되는 돌기를 형상하여 억지끼움 방식으로 체결 되거나, 상기 코어(100)의 슬롯 높이와 동일한 길이로 상부 또는 하부로 연장되어 끝단에 타단의 코어 덮개부(310)와 융착되는 융착면을 형성하고, 레이저 융착에 의하여 상호 결합하는 방식을 채택할 수 있으며, 이밖에 나사결합 방식이나, 회전 체결 방식을 채택하여 상기 코어(100)의 슬롯 상하로 삽입되는 상기 인슐레이터 카드(300)의 상호 결합력을 도모하는 것이 가능하다.

또한, 이러한 상기 인슐레이터 카드(300)는, 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP) 및 난연제의 혼합 수지로써, 이때 성형 후 내연성과 내후성을 가질 수 있도록 난연제와 UV재가 혼합될 수 있으며, 그 조성은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리프로필렌 중합체 63∼68중량%와, 브롬계 난연제(BDDP) 30∼35중량% 및 3산화안티몬(Sb2O3) 2중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

1 : 하우징 2 : 브라켓
3 : 회전축 4 : 스테이터
5 : 로터 6 : 플레이트
7 : 센싱 마그네트 8 : 인쇄회로기판
9 : 센서
100 : 코어 110 : 회전축
200 : 정류자 300 : 인슐레이터 카드
310 : 코어 덮개부 320 : 슬롯 삽입부

Claims (7)

1. 다수의 슬롯을 형성하는 코어(100);
   상기 코어(100)의 중심을 관통하여 결합되는 회전축(110);
   상기 회전축(110)에 결합되는 정류자(200);
   상기 코어(100)의 슬롯과 정류자(200)의 후크에 권선되는 코일(C);을 포함하는 로터코어를 구비한 EPS모터에 있어서,
   절연재질로써, 상기 코어(100)의 다수의 슬롯 내경과 외경이 일치하도록 형상되어 내부에 슬롯을 형성하고, 상기 코어(100) 슬롯 상단 및 하단으로부터 삽입되어 결합되는 인슐레이터 카드(300);를 구비하고, 상기 코일(C)이 상기 코어(100)의 슬롯에 상기 인슐레이터 카드(300)가 삽입결합된 후 상기 정류자(200)의 후크와 상기 인슐레이터 카드(300)의 슬롯에 권선되는 것을 특징으로 하는 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 인슐레이터 카드(300)는, 상기 코어(100)의 수평 단면과 일치하는 디스크 형상의 코어 덮개부(310);
   상기 코어 덮개부(310) 중 코어(100)의 슬롯 부분와 일치하는 위치에서 상기 코어(100)의 슬롯 높이의 절반 길이로 상부 또는 하부로 연장되어 상기 코어(100)의 슬롯에 삽입되는 슬롯 삽입부(320);
   상기 코어 덮개부(310) 중앙에 형성되고, 상기 코어(100)의 중심을 관통하는 회전축(110)을 내입하는 회전축 삽입홀(330);을 포함하여 구성되고,
   상기 슬롯 삽입부(320)는 상기 코어(100)의 슬롯과 동일하게 내부가 비어있는 슬롯형상인 것을 특징으로 하는 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 슬롯 삽입부(320)는, 일측면이 개방되는 것을 특징으로 하는 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 슬롯 삽입부(320)는, 상기 코어(100)의 슬롯 높이와 동일한 길이로 상부 또는 하부로 연장되어 끝단에 타단의 코어 덮개부(310)의 슬롯 부분에 결합가능한 홈을 형성하고, 상기 타단의 코어 덮개부(310)는 상기 홈에 삽입되는 돌기를 형상하여 억지끼움 방식으로 체결 되는 것을 특징으로 하는 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 슬롯 삽입부(320)는, 상기 코어(100)의 슬롯 높이와 동일한 길이로 상부 또는 하부로 연장되어 끝단에 타단의 코어 덮개부(310)와 융착되는 융착면을 형성하고, 레이저 융착에 의하여 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 인슐레이터 카드(300)는, 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP) 및 난연제의 혼합 수지인 것을 특징으로 하는 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 혼합 수지는, 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리프로필렌 중합체 63∼68중량%와, 브롬계 난연제(BDDP) 30∼35중량% 및 3산화안티몬(Sb2O3) 2중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 인슐레이터 타입 로터코어 절연수단을 구비한 EPS모터.

Images