説明

ステータコア

【課題】EPSモータのコギングトルクを最小化できるステータコアを実現する。
【解決手段】ステータコアは、ステータコアの中心軸に垂直な断面がT字状に設けられ、第1ヨークの内周面と外周面がステータコアの中心に対して円弧を形成し、内周面から中心へ突出してコイルが巻線される第1歯を有し、第1高さを有する第1分割コアモジュール、及びステータコアの中心軸方向に積層される分割コアモジュールの間に介在され、ステータコアの中心軸に垂直な断面がT字状に設けられ、第2ヨークの内周面と外周面がステータコアの中心に対して円弧を形成し、内周面から中心へ突出してコイルが巻線される第2歯を有し、第2高さを有する第2分割コアモジュール、を含み、第1高さの大きさは第2高さより大きく、複数の第1分割コアモジュールの結合で円筒状を形成するとき第1間隔を有し、複数の第2分割コアモジュールの結合で円筒状を形成するとき第2間隔を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータステータに関するものであって、より具体的には、扇形の分割コアの結合で形成されるステータコアに関する。
【背景技術】
【0002】
本願は、2011年11月29日に出願された韓国特許出願第10−2011−0125995号に基づき優先権を主張するものであり、この開示内容は全体として参照することにより本願に組み込まれる。
【0003】
一般に、自動車の操向の安全性を保障するための装置として別途の動力で補助する操向装置が用いられる。従来には、このような補助操向装置として油圧を用いる装置を使用したが、最近は、動力の損失が少なくて正確性に優れた電動式操向装置(Electronic Power Steering System}が用いられる。
【0004】
上記のような電動式操向装置(EPS)は、車速センサ、トルクアングルセンサ及びトルクセンサなどで感知した運行条件に応じて、電子制御装置(Electronic Control Unit)でモータを駆動して旋回安全性を保障し、迅速な復元力を提供することによって、運転者にとって安全な走行が可能にする。
【0005】
このようなEPSシステムは、運転者が操向を行うためにハンドルを操作するトルクをモータが補助することによって、より少ない力で操向作業を行うことができるようにするが、前記モータとしてはBLDCモータが用いられる。
【0006】
BLDCモータ(Brushless DC motor)とは、直流モータでブラシ、整流子などの機械的な接触部を除き、電子的な整流器を設けた直流モータである。モータの主要部位はステータとロータで構成されるが、ステータにはコイルが巻き取られ、ロータにはマグネットが結合されて、相互電磁気的相互作用によって前記ロータが回転する。このようなステータはステータコアとコイルで構成されるが、最近は、複数個の分割コアを環状に連結してステータコアを形成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところが、車両EPSモータの場合、操向感が非常に重要な要素の一つであるため、この操向感を良好に構成するためには、EPSモータのコギングトルク(Cogging Torque)を規制する必要がある。このようなコギングトルクは、BLDCまたはBLACモータの構造上完全に取り除くことはできないが、最近は、コギングトルクを最小化することができるようにステータコアの形状を改善する方法が研究されている。
【0008】
本発明は、EPSモータのコギングトルクを最小化することができるように構造が改善されたステータコアを提供することに、その目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明によるステータコアは、ステータコアの中心軸に垂直な断面がT字状に設けられ、第1ヨーク(yoke)を構成する内周面と外周面がステータコアの中心に対して円弧を形成し、前記内周面から前記中心に向かって突出形成されてコイルが巻線される第1歯(tooth)を有し、第1高さh1を有する第1分割コアモジュール、及び、ステータコアの中心軸方向に積層される前記分割コアモジュールの間に介在され、ステータコアの中心軸に垂直な断面がT字状に設けられ、第2ヨークを構成する内周面と外周面がステータコアの中心に対して円弧を形成し、前記内周面から前記中心に向かって突出形成されてコイルが巻線される第2歯を有し、第2高さh2を有する第2分割コアモジュール、を含み、前記第1高さh1の大きさは、前記第2高さh2の大きさよりも大きく形成され、複数個の前記第1分割コアモジュールの結合によって円筒状を形成するとき、前記歯間の間隔が第1間隔t1を有し、複数個の前記第2分割コアモジュールの結合による円筒状を形成するとき、前記歯間の間隔が第2間隔t2を有することを特徴とする。
【0010】
前記第1分割コアモジュールは、複数個の第1分割コアプレートが積層されて形成されることが好ましい。
【0011】
また、前記第1分割コアモジュールは、総14枚の第1分割コアプレートが積層されて形成されてもよい。
【0012】
前記第2分割コアモジュールは、1枚の第2分割コアプレートで形成されることを特徴とする。
【0013】
このとき、前記第1分割コアプレート及び前記第2分割コアプレートの高さは、同一に設けることができる。
【0014】
一方、前記第2間隔t2は、0.1mm未満に形成されてもよく、前記第2間隔t2が0になるように、それぞれの第2歯が密着されることも可能である。
【0015】
前記第1歯及び前記第2歯は、コイル巻線部の厚さが同一に設けられるのがよい。
【0016】
一方、前記第1高さh1は、前記ステータコアの内部に回転可能に設けられるロータコアを構成する少なくとも一つ以上のロータコアモジュールの高さと対応することが好ましい。
【0017】
このとき、前記第2分割コアモジュールは、複数個のロータコアモジュールが一定の角度ねじれてスキュー(skew)を形成する複数個のロータコアモジュール間の境界と対応する位置に配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【0018】
本発明によると、ステータコアの形状を改善して、EPSモータのコギングトルクを最小化することができ、運転者の操向感を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の好ましい一実施例によるステータコアの斜視図である。
【図2】図1の第1及び第2歯を拡大した斜視図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】図2のB−B断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下に、本発明によるステータコアについて、図面を参考しながら説明する。
【0021】
図1は、本発明の好ましい一実施例によるステータコアの斜視図、図2は、図1の第1及び第2歯を拡大した斜視図、図3は、図2のA−A断面図、及び、図4は、図2のB−B断面図である。
【0022】
図1に示したように、本発明によるステータコア100は、複数個の第1分割コアモジュール110の連続的な結合によって円筒状に構成され、図2に示したように、軸方向に対して一定の距離をおいて、第1分割コアモジュール110の間に第2分割コアモジュール120が介在されたことを発明の要旨としている。
【0023】
第1分割コアモジュール110は、図3に示したように、ステータコア100の中心軸に垂直な断面が大略T字状に設けられ、第1ヨーク111と第1歯112とを有する。
【0024】
第1ヨーク111は、ステータコア100の円筒状の外周面に設けられるものであって、ステータコアの中心に対して円弧(arc)を形成する第1分割コアモジュール110の内周面と外周面とで構成され、第1ヨーク111の両端は相補的な形状に設けられ、隣接する第1分割コアモジュール110がそれぞれ相補的に結合し、これらの結合によって円筒状のステータコア100が形成される。
【0025】
第1歯112は、内周面から中心に向かって突出形成されてコイルが巻線されるものであって、第1歯112の形状は従来に比べて差がないため、具体的な説明は省略する。
【0026】
ただし、第1歯112は、隣接する第1歯112と第1間隔t1を有するスリットSを形成するのがよい。第1間隔t1は、ステータコア100の大きさ及び仕様に応じて適切な大きさに可変できるが、なるべく小さい値を有するように構成することが好ましい。
【0027】
第1分割コアモジュール110は、図2に示したように、複数枚の第1分割コアプレート101がステータコア100の軸方向に積層されて第1高さh1を形成するように構成できるが、これに限定されるわけではなく、一つのボディが第1高さh1を有するように射出または焼結して形成することも可能である。
【0028】
第2分割コアモジュール120は、図2に示したように、第1分割コアモジュール110を構成する複数枚の第1分割コアプレート101の間に、一定の間隔をおいて配置される1枚の第2分割コアプレートで設けられることが好ましい。
【0029】
また、第2分割コアモジュール120の形状は、図4に示したように、上記した第1分割コアモジュール110の形状と実質的に同一であり、第2ヨーク121と第2歯122とで構成される。第2ヨーク121は、第1ヨーク111と同一の大きさと形状に設けられ、第2歯122は、第1歯112と全体的に同一の形状を有するが、示されていないロータと向かい合う面の幅をさらに広く形成して、隣接する第2歯122の間の第2間隔t2が0.1mm未満になるように形成するのがよい。
【0030】
また、第2分割コアモジュール120は、1枚の第2分割コアプレートで構成されるのがよいが、この場合、図2に示したように、総14枚の第1分割コアプレート101を積層して形成した第1分割コアモジュール110の間に、第2分割コアモジュール120が介在されることが好ましい。
【0031】
このとき、図2に示したように、第1高さh1の大きさは、第2分割コアモジュール120の高さである第2高さh2よりも大きく形成されることが好ましい。特に、全体ステータコア100の高さを100とするとき、第1分割コアモジュール110の高さh1と、第2分割コアモジュール120の高さh2の総合の割合は、95:5になるのがよい。
【0032】
本発明の好ましい一実施例によれば、第1分割コアプレート101と第2分割コアプレートの高さは、同一に構成することがよい。
【0033】
また、本発明の好ましい一実施例によれば、第1高さh1の大きさは、ステータコア100の内部空間に回転可能に配置されるロータコア(図示せず)を構成する、少なくとも一つ以上のロータコアモジュールの高さと対応することが好ましい。例えば、一般に、EPSモータなどに多く用いられるロータコアの場合、3個のロータコアモジュールが一定の角度でねじれた状態で圧入されてスキュー(skew)を形成するが、このとき、ロータコアモジュールの高さと第1分割コアモジュール110の第1高さh1を対応するように構成することができる。
【0034】
このとき、第2分割コアモジュール120は、複数個のロータコアモジュールが一定の角度ねじれてスキュー(skew)を形成する複数個のロータコアモジュール間の境界と対応する位置に配置されることが好ましい。
【0035】
このような本発明によると、一部区間で第2分割コアモジュール120を挿入して、第1歯112の間に形成されるスロットSのオープンされた面積を狭めた第2歯122区間を設けて、ロータのコギングトルクの低減を最小化することができる。
【0036】
もちろん、第1歯112の間の第1間隔t1を減らすほどコギング(cogging)は減らすことができるが、この場合、むしろトルクリップル(Torque ripple)のさらなる増加の原因になり得るからである。
【0037】
本発明は、以上のことから分かるように、好ましい実施例を挙げながら図示し説明したが、上記した実施例に限定されず、本発明の精神を脱しない範囲内で、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって多様な変更と修正が可能である。
【符号の説明】
【0038】
100 ステータコア
101 第1分割コアプレート
110 第1分割コアモジュール
111 第1ヨーク
112 第1歯
120 第2分割コアモジュール
121 第2ヨーク
122 第2歯

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステータコアの中心軸に垂直な断面がT字状に設けられ、第1ヨークを構成する内周面と外周面がステータコアの中心に対して円弧を形成し、前記内周面から前記中心に向かって突出形成されてコイルが巻線される第1歯を有し、第1高さh1を有する第1分割コアモジュールと、
ステータコアの中心軸方向に積層される前記分割コアモジュールの間に介在され、ステータコアの中心軸に垂直な断面がT字状に設けられ、第2ヨークを構成する内周面と外周面がステータコアの中心に対して円弧を形成し、前記内周面から前記中心に向かって突出形成されてコイルが巻線される第2歯を有し、第2高さh2を有する第2分割コアモジュールと、を含み、
前記第1高さh1の大きさは、前記第2高さh2の大きさよりも大きく形成され、
複数個の前記第1分割コアモジュールの結合によって円筒状を形成するとき、前記歯間の間隔が第1間隔t1を有し、
複数個の前記第2分割コアモジュールの結合による円筒状を形成するとき、前記歯間の間隔が第2間隔t2を有することを特徴とするステータコア。
【請求項2】
前記第1分割コアモジュールは、
複数個の第1分割コアプレートが積層されて形成されることを特徴とする請求項1に記載のステータコア。
【請求項3】
前記第1分割コアモジュールは、
総14枚の第1分割コアプレートが積層されて形成されることを特徴とする請求項2に記載のステータコア。
【請求項4】
前記第2分割コアモジュールは、
1枚の第2分割コアプレートで形成されることを特徴とする請求項2に記載のステータコア。
【請求項5】
前記第1分割コアプレート及び前記第2分割コアプレートの高さは、同一に設けられることを特徴とする請求項4に記載のステータコア。
【請求項6】
前記第2間隔t2は、
0.1mm未満に形成されることを特徴とする請求項1に記載のステータコア。
【請求項7】
前記第2間隔t2は、
0になって、前記第2歯が互いに接触されることを特徴とする請求項1に記載のステータコア。
【請求項8】
前記第1歯及び前記第2歯は、
コイル巻線部の厚さが同一に設けられることを特徴とする請求項1に記載のステータコア。
【請求項9】
前記第1高さh1は、
前記ステータコアの内部に回転可能に設けられるロータコアを構成する少なくとも一つ以上のロータコアモジュールの高さと対応することを特徴とする請求項1に記載のステータコア。
【請求項10】
前記第2分割コアモジュールは、
複数個のロータコアモジュールが一定の角度ねじれてスキューを形成する複数個のロータコアモジュール間の境界と対応する位置に配置されることを特徴とする請求項9に記載のステータコア。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−116040(P2013−116040A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−207072(P2012−207072)
【出願日】平成24年9月20日(2012.9.20)
【出願人】(510039426)エルジー イノテック カンパニー リミテッド (279)
【Fターム(参考)】