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KR20210090039A - 구동모터의 터미널어셈블리 - Google Patents

구동모터의 터미널어셈블리 Download PDF

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Publication number
KR20210090039A
KR20210090039A KR1020200003352A KR20200003352A KR20210090039A KR 20210090039 A KR20210090039 A KR 20210090039A KR 1020200003352 A KR1020200003352 A KR 1020200003352A KR 20200003352 A KR20200003352 A KR 20200003352A KR 20210090039 A KR20210090039 A KR 20210090039A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
housing
bus bar
connector
sensor unit
driving motor
Prior art date
Application number
KR1020200003352A
Other languages
English (en)
Inventor
서영우
박종빈
박현호
임정규
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
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Priority to US17/133,374 priority patent/US11652384B2/en
Priority to DE202020107507.1U priority patent/DE202020107507U1/de
Priority to CN202023185302.0U priority patent/CN215071950U/zh
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Abstract

본 발명은 구동모터의 터미널어셈블리에 관한 것으로써, 링 모양의 버스바 및 상기 버스바의 외부를 덮도록 상기 버스바를 내부에 수용하는 터미널홀더를 포함하는 구동모터의 터미널어셈블리에 있어서, 상기 버스바의 표면이 노출되도록 타공된 결합홀이 형성된 터미널홀더; 및 상기 결합홀에 삽입되어 상기 버스바의 온도를 센싱하는 온도센서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 구동모터의 터미널어셈블리는 터미널홀더에 온도센서부가 결합되는 구조를 가지므로, 종래의 에폭시 도포 공정을 삭제할 수 있고, 에폭시 도포에 따른 불량 발생을 원천적으로 차단할 수 있으며, 조립 공정을 더 축소할 수 있다.

Description

구동모터의 터미널어셈블리{Terminal assembly for traction motor}
본 발명은 구동모터에 탑재되는 터미널어셈블리에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 조립의 편의성을 개선하여 공정을 단순화할 수 있고 이에 따라 생산원가가 절감될 수 있는 구동모터의 터미널어셈블리에 관한 것이다.
엔진과 모터의 힘으로 운행되는 하이브리드차 및 순수 모터의 힘으로 운행되는 전기차는 전기를 이용해 동력을 발생시키는 구동모터를 포함한다.
상기 구동모터는 배터리에서 전류를 공급받아 회전력을 발생시킬 뿐만아니라, 차량의 감속 또는 제동시 발생하는 에너지를 전기로 변환해 배터리를 충전시키기도 한다.
한편, 상기 구동모터는 외부에서 입력된 전기에너지를 회전자로 전달하는 터미널어셈블리를 포함한다.
상기 터미널어셈블리는 도 1a 에 도시된 바와 같이, 링 모양을 갖는 터미널홀더(1: 1a, 1b)의 내주면에 복수 개의 코일들(5)이 둘레를 따라 미리 정해진 위치에 배치되고, 상기 터미널홀더(1) 내부에는 링모양의 버스바들(2) 및 상기 버스바들(2)을 이격시키도록 배치된 스페이서(3)가 순차적으로 적층되어(도 1b 참조) 탑재된 구조를 갖는다.
한편, 구동모터는 회전자의 회전시 증가하는 온도를 모니터링하기 계속적인 측정이 요구된다. 이에 따라, 상기 구동모터 내에서 발열이 발생하는 코일(5)에는 도 1a 에 도시된 바와 같이 온도센서(6)가 부착된다.
종래 구조에서 온도센서(6)는 케이블(7)의 끝단에 결합된 구조를 갖되, 코일(5)에서 미리 선정된 3 ~ 4 개소에 에폭시(8)를 도포한 후, 상기 케이블(7)을 접착시키는 방식으로 진행된다다. 그리고, 이때는 상기 에폭시(8)의 경화를 위해 고온에 챔버에 투입하는 과정이 요구되었다.
그러나, 종래의 조립방식에서는 에폭시(8) 도포량과 도포위치에 편차가 발생하여 온도측정 시 오류가 발생할 가능성이 있었고, 고온으로 가열하는 공정이 수반되어야하므로 공정시간이 증가하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 터미널홀더의 외부에 배치된 코일과 내부에 탑재된 버스바가 서로 거의 동일한 온도를 갖는다는 점에 착안하여 코일을 대신해 버스바의 온도를 측정하여 위와 같은 종래 구조의 문제점을 해소할 수 있는 구동모터의 터미널어셈블리를 제공하는 것에 주목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구동모터의 터미널어셈블리는, 링 모양의 버스바 및 상기 버스바의 외부를 덮도록 상기 버스바를 내부에 수용하는 터미널홀더를 포함하는 구동모터의 터미널어셈블리에 있어서, 상기 버스바의 표면이 노출되도록 타공된 결합홀이 형성된 터미널홀더; 및 상기 결합홀에 삽입되어 상기 버스바의 온도를 센싱하는 온도센서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 온도센서부는, 주변온도에 따라 전기적 신호를 생성하는 센서부; 상기 센서부를 내부에 수용하는 하우징; 및 일단은 상기 하우징으로 진입하여 센서부와 연결되며 타단은 상기 하우징 외부로 연장되는 와이어;를 포함한다.
상기 터미널홀더에 형성된 결합홀은, 상기 터미널홀더의 상면에서부터 일정 깊이만큼 동일한 폭으로 형성된 베이스부; 및 상기 베이스부의 하단에서 연장되며 상기 베이스부 보다 더 큰 폭을 갖도록 형성된 확장부;를 포함하고, 상기 하우징은, 베이스부로 활주하여 진입가능하도록 상대적으로 더 작은 폭을 갖는 상단부와 확장부로 활주하여 진입가능하도록 상대적으로 더 큰 폭을 갖는 하단부를 갖도록 구성된다.
상기 하우징이 결합홀에 삽입되었을 때, 상기 하우징의 상면은 터미널홀더의 상면과 동일한 높이를 갖도록 형성되어 연속적인 평탄면을 형성한다.
그리고, 상기 베이스부와 확장부 사이 및 하우징의 상단부와 하단부 사이에는 단차(段差)가 형성된 형상을 갖는다. 상기 하우징이 상기 결합홀에 삽입됐을 때, 상기 하우징은 버스바에 밀착된다.
상기 하우징은 와이어가 인출된 방향의 반대쪽에 커넥터가 돌출되고, 상기 터미널홀더에는 커넥터가 삽입되는 커넥터홀이 결합홀에서 연장되도록 형성된다.
상기 커넥터는, 서로 평행하게 배치된 로드부; 및 상기 로드부 각각의 끝단에서 폭이 확장되는 방향으로 각각 돌출된 돌기;를 포함하고, 상기 커넥터가 커넥터홀을 통과할 때, 상기 로드부는 돌기가 통과할 수 있도록 폭이 좁아지는 형태로 탄성변형되고, 상기 돌기가 커넥터홀을 통과하면 탄성복원되어 돌기에 의해 커넥터의 빠짐이 단속된다.
상기 하우징은 탄성을 갖는 합성수지재로 제조된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 구동모터의 터미널어셈블리는 터미널홀더에 온도센서부가 결합되는 구조를 가지므로, 종래의 에폭시 도포 공정을 삭제할 수 있고, 에폭시 도포에 따른 불량 발생을 원천적으로 차단할 수 있으며, 조립 공정을 더 축소할 수 있다.
본 발명의 온도센서부는 터미널홀더에 끼워져 결합되되, 상기 터미널홀더와 동일한 평탄면을 이루도록 구성되어, 조립이 용이하게 이뤄질 수 있을 뿐만아니라 조립후 돌출되는 부분이 없으므로 주변 부품들과 간섭 발생을 방지할 수 있다.
상기 온도센서부의 하우징은 터미널홀더에 결합됐을 때, 하단부와 커넥터 두 곳에서 움직임이 단속되므로 더 강건하여 결합상태를 유지할 수 있다.
도 1a 는 종래의 방식에 따라 터미널홀더에 결합된 코일에 온도센서가 장착된 모습이 도시된 도면.
도 1b 는 터미널홀더 내에 탑재되는 버스바와 스페이서가 분리된 모습이 도시된 사시도.
도 2 는 본 발명에 따라 터미널홀더에 온도센서부가 결합된 모습 및 확대된 모습이 도시된 도면.
도 3 은 터미널홀더가 구동모터의 하우징에 탑재된 모습 및 A-A부분의 단면모습이 도시된 도면.
도 4 는 터미널홀더에 결합홀이 형성된 모습이 도시된 사시도.
도 5a 는 본 발명에 따른 온도센서부의 사시도.
도 5b 는 본 발명에 따른 온도센서부의 내부가 나타나도록 투시하여 도시한 도면.
도 5c 는 도 5a 에 나타난 온도센서부를 커넥터가 전방에 놓이고 와이어가 후방에 놓이는 방향에서 바라본 모습이 도시된 사시도.
도 6 은 본 발명에 따른 온도센서부가 터미널홀더에 결합되기 전 후 모습이 각각 도시된 도면.
도 7 은 도 6 의 반대쪽 방향에서 바라본 온도센서부가 터미널홀더에 결합되기 전 후 모습이 각각 도시된 도면.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 링 모양의 버스바(30) 및 상기 버스바(30)의 외부를 덮도록 상기 버스바(30)를 내부에 수용하는 터미널홀더(10)를 포함하는 구동모터의 터미널어셈블리에 관한 것으로써, 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 2 에는 본 발명에 따라 터미널홀더(10)에 온도센서부가 결합된 모습 및 확대된 모습이 도시되었고, 도 3 에는 터미널홀더(10)가 구동모터의 하우징에 탑재된 모습 및 A-A부분의 단면모습이 도시되었다. 상기의 도면들을 참조하면, 본 발명에 따른 터미널어셈블리는 종래 구조와 마찬가지로 링 모양의 터미널홀더(10) 내에 링 모양의 버스바들(30)이 장착되는 구조를 갖는다. 상기 버스바들(30)은 구동모터의 각 상들(U상, V상, W상)에 대응하는 코일들(40)과 각각 전기적으로 연결되고, 서로 이격된 상태(절연된 상태)로 적층된다(도 3 의 아랫쪽 도면 참조). 그리고, 상기 터미널홀더(10)는 상기 버스바(30)의 외부를 덮도록 상기 버스바(30)를 내부에 수용한다. 아울러, 본 발명에서는 코일(40)을 대신하여 상기 터미널홀더(10)에 온도센서부(20)가 결합되도록 구성된다. 즉, 도 3 에 표시된 바와 같이 종래의 구조에서는 온도센서가 코일(40) 위의 'b' 지점에 위치되나, 본 발명에서 온도센서부는 'a' 지점으로 장착위치가 변경되는 구조를 갖는다.
그리고, 도 4 를 참조하면, 본 발명에서 상기 터미널홀더(10)에는 상기 버스바(30)의 표면이 노출되도록 타공된 결합홀(11)이 형성된다.
상기 결합홀(11)은 상기 터미널홀더(10)의 상면에서부터 일정 깊이만큼 동일한 폭으로 형성된 베이스부(12) 및 상기 베이스부(12)의 하단(도 4 를 기준 아랫쪽)에서 연장되며 상기 베이스부(12) 보다 더 큰 폭을 갖도록 형성된 확장부(13)를 포함한다.
상기 베이스부(12)는 결합홀(11)에 장착될 온도센서부(20)의 하우징(21)의 크기에 맞는 면적을 갖도록 형성되되, 버스바(30)를 외부로 노출시키는 부분이 특정 위치로 치우치지 않고 상기 버스바(30)의 중간부분의 온도를 측정할 수 있는 위치에 선정된다. 상기 확장부(13)는 베이스부(12)의 하단쪽에서 연장되며 단차가 형성되도록 베이스부(12) 보다 폭이 더 확대된 형상을 갖는다.
도 5a 내지 5c 각각은 본 발명에 따른 온도센서부(20)의 사시도, 투시도 및 다른 방향에서 도시된 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 결합홀(11)에 삽입되고 버스바(30)의 표면에 접촉하여 온도를 센싱하는 온도센서부(20)는, 주변온도에 따라 전기적 신호를 생성하는 센서부(22), 상기 센서부(22)를 내부에 수용하는 하우징(21) 및 일단은 상기 하우징(21)으로 진입하여 센서부(22)와 연결되며 타단은 상기 하우징(21) 외부로 연장되는 와이어(23)를 포함한다.
상기 센서부(22)는 온도변화에 따라 발생하는 전위차의 변화를 전기신호로 출력하는 전압출력센서가 사용될 수 있고, 온도변화에 따라 전류가 흐르는 양의 변화를 전기신호로 출력하는 전류출력센서일 수 있으며, 또는 온도변화를 디지털신호를 출력하는 디지털온도센서일 수 있다.
상기 센서부(22)는 하우징(21) 내에 수용되고, 상기 하우징(21)은 결합홀(11)에 진입할 수 있는 모양으로 형성된다. 즉, 상기 하우징(21)의 상단부(21a)는 베이스부(12)에 진입할 수 있도록 상대적으로 작은 폭(d)을 갖고 하단부(21b)는 확장부(13)로 진입할 수 있도록 상대적으로 더 큰 폭(D)을 갖는다.
상기 하우징(21)은 결합홀(11)에 끼워질 수 있다면 전체 형상에 제약은 없으나, 도 6 에 도시된 바와 같이 결합된 후 터미널홀더(10)의 표면이 평탄면으로 유지될 수 있도록 상기 하우징(21)의 상면은 터미널홀더(10)의 상면과 동일한 높이를 갖도록 형성되어 연속적인 평탄면을 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 베이스부(12)와 확장부(13) 사이 및 하우징(21)의 상단부(21a)와 하단부(21b) 사이에 형성된 단차는 가공방식에 따라서 각진 형태가 아니라 라운드형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 하우징(21)이 상기 결합홀(11)에 삽입됐을 때, 상기 하우징(21)은 버스바(30)의 표면에 밀착된다.
아울러, 상기 하우징(21)은 하우징(21) 내에서 센서부(22)와 연결된 와이어(23)가 인출된 방향의 반대쪽(즉, 결합홀에 진입하는 방향) 끝단에 커넥터(24)가 돌출된다. 도 5a 에 보다 명확하게 나타난 바와 같이, 상기 커넥터(24)는 서로 평행하게 배치된 두 개의 로드부(24a) 및 상기 로드부(24a) 각각의 끝단에서 폭이 확장되는 방향으로 각각 돌출된 돌기(24b)를 포함하여 형성된다. 이때, 돌기(24b)는 후술될 커넥터홀(14)을 용이하게 통과할 수 있도록 커넥터홀(14)로 진입하는 방향의 끝단은 라운드된 모양을 갖는다.
이와 함께, 상기 터미널홀더(10)에는 결합홀(11)에서 연장되어 커넥터홀(14)이 형성된다. 상기 커넥터홀(14)은 커넥터(24)가 삽입된 후, 도 7 에 도시된 바와 같이, 돌기(24b)가 반대쪽에서 돌출될 수 있도록 형성되되, 상기 돌기(24b)가 커넥터홀(14)을 지나는 동안 상기 로드부들(24a)을 서로 근접하는 방향(폭이 좁아지는 방향)으로 탄성 변형한 후에 돌기(24b)가 커넥터홀(14)을 통과하면 로드부들(24a)은 탄성복원되어 커넉터홀(14)에 체결이 이뤄진다. 따라서, 상기 하우징(21)은 충분한 탄성복원력을 갖는 재질 가령, 합성수지재로 제조된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 터미널어셈블리는 터미널홀더(10)에 온도센서부(20)가 결합되는 구조를 가지므로, 종래의 에폭시 도포 공정을 삭제할 수 있고, 에폭시 도포에 따른 불량 발생을 원천적으로 차단할 수 있으며, 조립 공정을 더 축소할 수 있다.
본 발명의 온도센서부(20)는 터미널홀더(10)에 끼워져 결합되되, 상기 터미널홀더(10)와 동일한 평탄면을 이루도록 구성되어, 조립이 용이하게 이뤄질 수 있을 뿐만아니라 조립후 돌출되는 부분이 없으므로 주변 부품들과 간섭 발생을 방지할 수 있다.
상기 온도센서부(20)의 하우징(21)은 터미널홀더(10)에 결합됐을 때, 하단부와 커넥터 두 곳에서 움직임이 단속되므로 더 강건하여 결합상태를 유지할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
10 : 터미널홀더
11 : 결합홀
20 : 온도센서부
30 : 버스바

Claims (9)

  1. 링 모양의 버스바 및 상기 버스바의 외부를 덮도록 상기 버스바를 내부에 수용하는 터미널홀더를 포함하는 구동모터의 터미널어셈블리에 있어서,
    상기 버스바의 표면이 노출되도록 타공된 결합홀이 형성된 터미널홀더; 및
    상기 결합홀에 삽입되어 상기 버스바의 온도를 센싱하는 온도센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동모터의 터미널어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도센서부는,
    주변온도에 따라 전기적 신호를 생성하는 센서부;
    상기 센서부를 내부에 수용하는 하우징; 및
    일단은 상기 하우징으로 진입하여 센서부와 연결되며 타단은 상기 하우징 외부로 연장되는 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동모터의 터미널어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 터미널홀더에 형성된 결합홀은,
    상기 터미널홀더의 상면에서부터 일정 깊이만큼 동일한 폭으로 형성된 베이스부; 및
    상기 베이스부의 하단에서 연장되며 상기 베이스부 보다 더 큰 폭을 갖도록 형성된 확장부;를 포함하고,
    상기 하우징은, 베이스부로 활주하여 진입가능하도록 상대적으로 더 작은 폭을 갖는 상단부와 확장부로 활주하여 진입가능하도록 상대적으로 더 큰 폭을 갖는 하단부를 갖는 것을 특징으로 하는 구동모터의 터미널어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하우징이 결합홀에 삽입되었을 때, 상기 하우징의 상면은 터미널홀더의 상면과 동일한 높이를 갖도록 형성되어 연속적인 평탄면을 형성하는 것을 특징으로 하는 구동모터의 터미널어셈블리.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 베이스부와 확장부 사이 및 하우징의 상단부와 하단부 사이에는 단차(段差)가 형성된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 구동모터의 터미널어셈블리.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 하우징이 상기 결합홀에 삽입됐을 때, 상기 하우징은 버스바에 밀착되는 것을 것을 특징으로 하는 구동모터의 터미널어셈블리.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 하우징은 와이어가 인출된 방향의 반대쪽에 커넥터가 돌출되고,
    상기 터미널홀더에는 커넥터가 삽입되는 커넥터홀이 결합홀에서 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 구동모터의 터미널어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 커넥터는,
    서로 평행하게 배치된 로드부; 및 상기 로드부 각각의 끝단에서 폭이 확장되는 방향으로 각각 돌출된 돌기;를 포함하고,
    상기 커넥터가 커넥터홀을 통과할 때, 상기 로드부는 돌기가 통과할 수 있도록 폭이 좁아지는 형태로 탄성변형되고, 상기 돌기가 커넥터홀을 통과하면 탄성복원되어 돌기에 의해 커넥터의 빠짐이 단속되는 것을 특징으로 하는 구동모터의 터미널어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하우징은 탄성을 갖는 합성수지재로 제조된 것을 특징으로 하는 구동모터의 터미널어셈블리.
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