KR20130019084A - Ｅｐｓ모터의 스테이터 - Google Patents

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KR20130019084A KR1020110081030A KR20110081030A KR20130019084A KR 20130019084 A KR20130019084 A KR 20130019084A KR 1020110081030 A KR1020110081030 A KR 1020110081030A KR 20110081030 A KR20110081030 A KR 20110081030A KR 20130019084 A KR20130019084 A KR 20130019084A
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Abstract

본 발명에 의한 EPS 모터의 스테이터는, 내주면에 중심을 향해 돌출 형성되는 복수 개의 치를 가지는 스테이터 코어; 상기 치에 일정 횟수로 권선되는 복수 개의 코일; 상기 스테이터 코어 상측 및 하측에 결합되어, 상기 코일과 스테이터 코어 사이를 절연하는 인슐레이터; 및 인접한 스테이터 코어에 권취된 코일과 가장 가까우며, 상기 치의 가장 바깥쪽에 권취되는 코일에 삽입되는 절연 튜브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＥＰＳ모터의 스테이터{STATOR OF 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.
그런데, 상기 스테이터 코어를 형성하는 분할 코어들의 치에 권선되는 코일은 매우 촘촘하게 배치되므로, 각각의 치에 권선된 코어들이 서로 접촉하여 쇼트가 일어나지 않도록, 상기 코일 권선 시 상당히 세심한 공정 관리가 필요하다. 그러나, 상기 치에 권선된 코일들 사이의 거리가 상당히 가깝기 때문에, 조립 과정에서 작업자의 실수 등이 발생할 경우, 제품 불량이 발생하는 등의 문제가 있어 개선이 요구되고 있다.
본 발명은 인접한 분할 코어의 치에 권선되는 코일과의 간섭에 의해 쇼트가 발생하는 것이 방지될 수 있도록 코일 간 절연 구조가 개선된 EPS 모터의 스테이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 EPS 모터의 스테이터는, 내주면에 중심을 향해 돌출 형성되는 복수 개의 치를 가지는 스테이터 코어; 상기 치에 일정 횟수로 권선되는 복수 개의 코일; 상기 스테이터 코어 상측 및 하측에 결합되어, 상기 코일과 스테이터 코어 사이를 절연하는 인슐레이터; 및 인접한 스테이터 코어에 권취된 코일과 가장 가까우며, 상기 치의 가장 바깥쪽에 권취되는 코일에 삽입되는 절연 튜브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 절연 튜브는, 상기 스테이터 코어에 권선된 복수 개의 코일들 사이의 갭보다 작은 크기의 두께를 가지며, 상기 코일의 인접한 코일과 마주보는 면의 길이와 대응되는 길이를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연 튜브는, 상기 코일의 지름과 대응되는 지름을 가지는 합성 수지 재질로 마련되며, 상기 치에 권선된 코일 당 1개가 삽입 결합되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 절연 튜브를 이용하여, 분할 코어의 치에 권선된 코일들 사이의 간섭이 배제되므로, 코일 간섭에 따른 모터 쇼트와 같은 오작동이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한 버스 바에 일체로 절연 튜브를 마련하므로, 버스 바와 스테이터 코어의 조립과 동시에, 권선된 코일들 간의 간섭이 배제되므로, 절연 튜브를 코일에 따로 감아주는 것과 같은 별도의 절연 공정을 필요로 하지 않는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스테이터 코어의 사시도,
도 2는 도 1의 요부로서, 분할 코어와 인슐레이터의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 요부로서, 본 발명에 의한 절연 튜브가 삽입된 코일이 분할 코어에 권취된 상태를 도시한 도면 그리고,
도 4는 도 1의 평면도 이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스테이터 코어의 사시도, 도 2는 도 1의 요부로서, 분할 코어와 인슐레이터의 분해 사시도, 그리고, 도 3은 도 1의 요부로서, 본 발명에 의한 절연 튜브가 삽입된 코일이 분할 코어에 권취된 상태를 도시한 도면이다.
일반적으로 도 1과 같이 구성되는 스테이터 코어(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 구성된 복수 개의 분할 코어(101)로 구성되며, 상기 분할 코어(101)들은 상기 스테이터 코어(100)의 중심을 향해 돌출 형성되는 치(102)를 포함한다. 상기 치(102)에는 코일(110)이 촘촘하게 권선된다. 상기 코일(110)이 권취된 분할 코어(101)들은 원주방향으로 조립되어, 도 1과 같이 원통형상의 스테이터 코어(100)를 구성한다.
한편, 상기 분할 코어(101)의 상측 및 하측에는 절연을 위한 인슐레이터(120)가 삽입 결합되는데, 상기 인슐레이터(120)의 형상은 각각의 분할 코어(101)의 단면 형상과 대응되도록 마련되는 것이 좋다.
한편, 도 2은 분할 코어(101)에 인슐레이터(120)를 상측과 하측으로 삽입 결합하는 상태를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 상기 인슐레이터(120)가 결합된 분할 코어(101)에 코일(110)이 권선된 상태를 도시한 도면이다.
상기 인슐레이터(120)는 절연성이 우수한 합성수지 재질로 형성되며, 금형 등을 이용하여 사출 성형되는 것이 바람직하다. 상기 인슐레이터(120)는 상기 스테이터 코어(100)를 형성하는 분할 코어(101)의 상측 및 하측에 각각 삽입/결합되어, 분할 코어(101)의 치(102)를 완전히 둘러싼다. 따라서, 권선된 코일(110)이 상기 분할 코어(101)의 치(102)와 인슐레이터(120)로 구분된 상태에서 권선될 수 있도록 한다. 이때, 상측 및 하측에 각각 조립되는 인슐레이터(120)는 상하 대칭의 형상으로 마련된다.
절연 튜브(200)는 상기 코일(110)에 삽입 결합되는 것으로, 상기 코일(110)과 대응되는 지름을 가지는 파이프 형상으로 마련된다. 상기 절연 튜브(200)는 전선 피복 등에 사용되는 절연성 합성 수지 재질로 마련되며, 고열에 잘 견딜 수 있는 재질로 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 절연 튜브(200)의 길이는, 상기 스테이터 코어(100)의 길이보다는 짧게 형성된다. 이는 상기 절연 튜브(200)가 지나치게 길 경우, 상기 코일(110)의 코일 단자(미도시)와 연결 부분까지 절연할 수 있기 때문이다. 상기 절연 튜브(200)의 길이는, 서로 근접한 코일(110)들이 서로 마주보는 면의 길이와 대응되는 것이 가장 좋다.
상기 절연 튜브(200)는 권취되는 코일(110) 전체에 삽입되는 것이 아니라, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 권취된 코일(110)의 가장 바깥쪽 코일(110) 한 가닥에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 분할 코어(101)에 권취된 코일(110)은 인접한 분할 코어(101)에 권선된 코일(110)들과의 거리가 모두 동일하지 않고, 일정 구간에서는 좁고, 일정 구간에서는 넓게 형성된다. 따라서, 권선된 코일(110)들 사이의 간섭이 문제가 되는 것은, 이와 같이, 코일(110)들 사이의 거리가 가까운 부분이므로, 이 부분에 권취된 코일(110)들을 절연하면, 코일(110)들 사이의 쇼트에 따른 문제점을 방지할 수 있다.
한편, 상기 절연 튜브(200)의 두께는 상기 복수 개의 권선된 코일(110)들 사이의 마주보는 면의 거리보다 작은 값을 가지도록 하여, 상기 분할 코어(101)들의 조립 시, 인접한 분할 코어(101)들에 권선된 코일(110)들이 상기 절연 튜브(200)와 지나치게 밀착하지 않도록 한다. 이는, 상기 절연 튜브(200)의 두께가 코일(110)들 사이의 간격보다 더 두꺼울 경우, 절연 튜브(200)가 삽입된 코일(110)과 가장 가까운 곳에 권선된 코일(110a)(도 4 참조)과 간섭하여, 코일(110)이 권선된 분할 코어(101)를 조립하여 스테이터 코어(100)를 조립하는 공정이 용이하지 않을 수도 있기 때문이다.
또한, 상기 절연 튜브(200)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 인접하는 분할 코어 (101)에 권취된 코일의 가장 가까운 코일(110a)과의 간섭을 배제하기 위한 것이기 때문에, 하나의 치(102)에 권선된 코일(110) 마다, 한 개의 절연 튜브(200)만이 코일(110)에 삽입되면 된다. 예컨대, 총 12개의 분할 코어의 결합에 의해 형성되는 스테이터 코어(100)의 경우, 상기 분할 코어(101)의 치에 권선된 코일(110)의 수는 12개이다. 이 때, 상기 절연 튜브(200)는 총 12개가 마련되어, 각각의 코일(110)들의 가장 바깥쪽 코일 1개에 삽입 결합되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 스테이터 코어(100)의 내부에 권취된 코일(110)들이 인접한 코일(110)들과 절연 튜브(200)에 의해 절연되므로, 코일(110)들간 접촉에 의한 쇼트 발생을 방지할 수 있으며, 종래에 비해 코일 와인딩 공정의 관리수준을 낮출 수 있어 관리비용을 절감하는 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 101; 분할 코어
102; 치 110; 코일
120; 인슐레이터 200; 절연 튜브

Claims (5)

  1. 내주면에 중심을 향해 돌출 형성되는 복수 개의 치를 가지는 스테이터 코어;
    상기 치에 일정 횟수로 권선되는 복수 개의 코일;
    상기 스테이터 코어 상측 및 하측에 결합되어, 상기 코일과 스테이터 코어 사이를 절연하는 인슐레이터; 및
    인접한 스테이터 코어에 권취된 코일과 가장 가까우며, 상기 치의 가장 바깥쪽에 권취되는 코일에 삽입되는 절연 튜브;를 포함하는 EPS 모터의 스테이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 튜브는,
    상기 스테이터 코어에 권선된 복수 개의 코일들 사이의 갭보다 작은 크기의 두께를 가지는 EPS 모터의 스테이터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 절연 튜브는,
    상기 코일의 인접한 코일과 마주보는 면의 길이와 대응되는 길이를 가지는 EPS 모터의 스테이터.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 절연 튜브는,
    상기 코일의 지름과 대응되는 지름을 가지는 합성 수지 재질로 마련되는 EPS 모터의 스테이터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 절연 튜브는,
    상기 치에 권선된 코일 당 1개가 삽입 결합되는 EPS 모터의 스테이터.
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