JP7257379B2 - モーター - Google Patents

Description

実施例は、モーターに関する。

電動式操向装置（ＥＰＳ）は、車両の旋回安定性を保障し、迅速な復元力を提供することにより、ドライバーにとって安全な走行を可能とする装置である。このような電動式操向装置は、車速センサー、トルクアングルセンサーおよびトルクセンサーなどで感知した運行条件に応じて、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）を通じてモーターを駆動して車両の操向軸の駆動を制御する。

モーターは、ローターとステーターを含む。ローターは、ローターコアとマグネットを含み得る。ローターコアの外周面にマグネットが付着できる。そして、モールディング部は、マグネットとローターコアを囲む。このとき、マグネットが配置された領域でモールディング部の厚さが薄いため、その領域で射出流れが円滑でなく、ガスの排出が円滑ではない可能性がある。これはモールディング部が成形されなかったり、ガスが集中し、ウエルドライン（Ｗｅｌｄ Ｌｉｎｅ）の発生を引き起こす。

実施例は、前記のような問題点を解決するためのものであって、モールディング部の非成形、ガスの集中（Ａｉｒ Ｔｒａｐ）およびウエルドラインの発生を防止できるモーターを提供することをその目的とする。

前記目的を達成するための実施例は、ステーターと、前記ステーター内に配置されるローターと、前記ローターと結合するシャフトと、を含み、前記ローターは、前記シャフトの外側に配置されるローターコアと、前記ローターコアの外側に配置されるマグネットと、前記ローターコアおよび前記マグネットをモールディングするモールディング部と、を含み、前記モールディング部は、前記マグネットの上面に配置される上部と、前記マグネットの下面に配置される下部と、前記マグネットの側面に配置される側部と、前記側部から前記シャフトの軸方向に突出する突出部と、を含むモーターを提供する。

好ましくは、前記突出部は、内部に空間部を含み得る。

好ましくは、前記モールディング部の前記下部、前記上部、前記突出部および前記側部は、一体であり得る。

好ましくは、前記モールディング部の突出部は、前記シャフト方向に、前記モールディング部の前記上部または前記下部よりもさらに突出し得る。

好ましくは、前記突出部の厚さは、前記上部の厚さ、前記側部の厚さおよび前記下部の厚さの平均値であり得る。

好ましくは、前記モールディング部の上部の少なくとも一部は、前記ローターコアの外周面を基準に内側に配置され得る。

好ましくは、前記ローターコアは、前記シャフト方向に配置される複数のホールを含み、前記モールディング部の前記上部の内側境界または前記モールディング部の前記下部の内側境界は、前記ローターコアの外周面と前記ホールとの間に配置され得る。

好ましくは、前記突出部は、前記ローターコアの円周方向に沿って配置され得る。

好ましくは、前記突出部は、リング形状であり得る。

好ましくは、前記突出部は、前記モールディング部の射出ゲートの反対側に形成され得る。

実施例によると、モールディング部の突出部を通じて、有害なウエルドラインやガスの集中を誘導することにより、モールディング部の非成形、ガスの非排出およびウエルドラインの発生を防止できる有利な効果を提供する。

実施例によるモーターの側断面図。 図１のローターを示した図面。 図２のＡ－Ａを基準とするローターの断面図。 射出流れを示した図面。 ローターの平面図。 突出部を示した拡大断面図。 突出部がないローターでのガスの集中と、実施例による突出部を有するローターでのガスの集中を比較した図面。 突出部がないローターでのウエルドラインと実施例による突出部を有するローターでのウエルドラインを比較した図面。

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。

ただし、本発明の技術思想は、説明する一部の実施例に限定されるものではなく、異なる様々な形態で具現でき、本発明の技術思想の範囲内であれば、実施例間のその構成要素のうち、１つ以上を選択的に結合、置換して使用できる。

また、本発明の実施例で使用される用語（技術および科学的用語を含み）は、明らかに特別に定義されて記述されない限り、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者に一般的に理解できる意味として解釈でき、辞書に定義された用語のように、一般的に使用される用語は、関連技術の文脈上の意味を考慮してその意味を解釈できる。

また、本発明の実施例で使用される用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。

本明細書において、単数形は、言句で特別に言及しない限り、複数形も含み得、「Ａおよび（と）Ｂ、Ｃのうち、少なくとも１つ（または１つ以上）」として記載される場合に、Ａ、Ｂ、Ｃで組み合わせられるすべての組み合わせのうち、１つ以上を含み得る。

また、本発明の実施例の構成要素を説明するために、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用できる。

これらの用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって当該の構成要素の本質や順番または手順などに限定されない。

そして、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載される場合、その構成要素は、その他の構成要素に直接的に連結、結合または接続される場合だけでなく、その構成要素とその他の構成要素の間にあるまた他の構成要素によって「連結」、「結合」または「接続」される場合も含み得る。

また、各構成要素の「上（うえ）または下（した）」に形成または配置されるものとして記載される場合、上（うえ）または下（した）は、２つの構成要素が互いに直接接触する場合だけでなく、１つ以上のまた他の構成要素が２つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。また、「上（うえ）または下（した）」で表現される場合、１つの構成要素を基準に上側方向だけでなく、下側方向の意味も含み得る。

図１は、実施例によるモーターの側断面図である。

図１を参照すると、実施例によるモーター１０は、シャフト１００と、ローター２００と、ステーター３００と、バスバー４００と、ハウジング５００と、センシングマグネット６００と、印刷回路基板７００と、を含み得る。

シャフト１００は、ローター２００に結合され得る。電流の供給を通じてローター２００とステーター３００に電磁気的相互作用が発生すると、ローター２００が回転し、これに連動してシャフト１００が回転する。シャフト１００は、車両の操向軸と接続されて操向軸に動力を伝達できる。

ローター２００は、ステーター３００と電気的相互作用を通じて回転する。

ローター２００は、ローターコアと、マグネットを含み得る。ローターコアは、円形の薄い鋼板形の複数のプレートが積層された形状で実施されるか、または１つの筒の形で実施され得る。ローターコアの中心には、シャフト１００が結合するホールが配置され得る。ローターコアの外周面には、マグネットをガイドする突起が突出し得る。マグネットは、ローターコアの外周面に付着できる。複数のマグネットは、一定の間隔でローターコアの周りに沿って配置され得る。

ステーター３００は、ローター２００と電気的相互作用を誘発するためにコイルが巻かれ得る。コイルを巻くためのステーター３００の具体的な構成は、次のとおりである。ステーター３００は、複数のティースを含むステーターコアを含み得る。ステータコアは、環状のヨーク部分が設けられ、ヨークから中心方向にコイルが巻かれるティースが設けられ得る。ティースは、ヨーク部分の外周面に沿って一定の間隔に設けられ得る。一方、ステーターコアは、薄い鋼板形の複数のプレートが相互積層されてなり得る。また、ステーターコアは、複数の分割コアが相互結合されるか、または連結されてなり得る。

バスバー４００は、ステーター３００上に配置され得る。バスバー４００は、環状のモールド部材の内部にターミナルを含み得る。

ハウジング５００は、内部にローター２００とステーター３００を収容し得る。ハウジング５００は、ボディー５１０とブラケット５２０を含み得る。ボディー５１０は、円筒形状を有する。ボディー５１０は、アルミニウムのような金属素材からなり得る。そして、ボディー５１０は、上部が開放される。ブラケット５２０は、ボディー５１０の開放された上部を覆う。ボディー５１０の内側には、ステーター３００が位置し、ステーター３００の内側にローター２００が配置され得る。ブラケット５２０の中心部には、第１ベアリング５３０が配置され得る。そして、ボディー５１０の底面には、第２ベアリング５４０が配置され得る。第１ベアリング５３０と第２ベアリング５４０は、シャフト１００を回転可能に支持する。

センシングマグネット６００は、ローター２００と連動するようにシャフト１００に結合されてローター２００の位置を検出するための装置である。

印刷回路基板７００には、センシングマグネット６００の磁気力を感知するセンサーが配置され得る。このとき、センサーは、ホールＩＣ（Ｈａｌｌ ＩＣ）であり得る。センサーは、センシングマグネット６００のＮ極とＳ極の変化を感知してセンシングシグナルを生成する。

図２は、図１のローターを示した図面であり、図３は、図２のＡ－Ａを基準とするローターの断面図である。

図２および図３を参照すると、ローター２００は、ローターコア２１０と、マグネット２２０と、モールディング部２３０と、を含み得る。

ローターコア２１０は、単一コアの形態であるか、または複数のパック（Ｐｕｃｋ）が積層される形態であり得る。そして、ローターコア２１０の外周面には、マグネット２２０が付着する。ローターコア２１０が複数のパック（Ｐｕｃｋ）が積層される形態の場合、マグネット２２０は、それぞれのパック（Ｐｕｃｋ）の外周面に付着できる。このとき、ローターコア２１０は、マグネット２２０が一定のスキュー（Ｓｋｅｗ）角をなすように配置され得る。

モールディング部２３０は、ローターコア２１０とマグネット２２０を囲むように配置される。モールディング部２３０は、マグネット２２０がローターコア２１０から離脱することを防止し、マグネット２２０が外部の条件によって損傷されることを防止する役割をする。このようなモールディング部２３０は、上部２３１と、下部２３２と、側部２３３と、突出部２３４に区分され得る。上部２３１と、下部２３２と、側部２３３と、突出部２３４は、その位置および機能的特性に応じて区分されて説明されるだけで、射出成形を通じて具現される互いに連結された１つの手段である。

上部２３１は、マグネット２２０の上面に配置される。側部２３３は、マグネット２２０の側面に配置される。そして、下部２３２は、マグネット２２０の下面に配置される。ローターコア２１０が複数のパック（Ｐｕｃｋ）が積層され、各パックにマグネット２２０が付着する形態の場合、マグネット２２０の上面とは、最上端に位置するパックに配置されたマグネット２２０の上面に該当し得る。そして、マグネット２２０の下面とは、最下端に位置するパックに配置されたマグネット２２０の下面に該当し得る。上部２３１は、射出成形時に、射出ゲートが連結された部分であり、下部２３２は、上部２３１と側部２３３より射出ゲートから離れた部分である。

突出部２３４は、側部２３３からシャフト１００の軸方向に突出する部分である。具体的に、突出部２３４は、側部２３３と下部２３２が連結される部分でシャフト１００の軸方向に突出する形態として実施され得る。そして、突出部２３４は、ローターコア２１０の円周方向に沿って配置され得る。例えば、突出部２３４の全体的な形状は、リング形状であり得る。

図４は、射出流れを図示した図面であり、図５は、ローターの平面図である。

図４および図５を参照すると、射出流れは、ゲート１が連結された上部２３１から側部２３３に流れ込むように形成され、側部２３３から再び突出部２３４を経て下部２３２に流れるように形成される。このとき、側部２３３は、射出流れの領域が狭くなり得る。図５を参照すると、図５のＰのように、マグネット２２０によって射出流れの領域が狭い領域では、ガスの排出が円滑でなくなり、非成形やガスの集中（Ａｉｒ Ｔｒａｐ）およびウエルドラインによってクラックが発生し得る。

突出部２３４は、射出流れについてオーバーフロー（Ｏｖｅｒ Ｆｌｏｗ）を引き起こし、ガスの集中やウエルドラインが突出部２３４に移動するように誘導する。突出部２３４は、モールディング部２３０の機能とは無関係な領域である。モールディング部２３０のうちガスの集中（Ａｉｒ Ｔｒａｐ）が発生した領域やウエルドラインが発生した領域は、熱膨張に脆弱であり、水分やオイルなどの浸透に脆弱である。したがって、モールディング部２３０の機能とは無関係な突出部２３４にガスの集中やウエルドラインを移動させることにより、モールディング部２３０の機能を確保しようとする。

一方、図５を参照すると、ローターコア２１０は、複数のホール２１１と中心ホール２１２を含み得る。中心ホール２１２は、シャフト（図１の１００）が貫通する。複数のホール２１１は、中心ホール２１２の周りに沿って配置される。ホール２１１は、ローターコア２１０の上面と下面を貫通し、シャフト（図１の１００）の軸方向に沿って長く配置され得る。

上部２３１は、ローターコア２１０の上面の一部を覆う。具体的に、ローターコア２１０の半径方向を基準にすると、上部２３１の内側の境界２３１ａは、ローターコア２１０の外周面２１０ａとホール２１１との間に配置され得る。すなわち、上部２３１は、ホール２１１を覆わないように配置され得る。下部２３２を図示はしないが、下部２３２も上部２３１のように、ホール２１１を覆わないようにその内側の境界がローターコア２１０の外周面２１０ａとホール２１１との間に配置され得る。

図６は、突出部を示した拡大断面図である。

図６を参照すると、突出部２３４の長さｈは、ゲート（図４の１）の位置やモーター内部の構造に対応して適切に設計できる。例えば、第２ベアリング５４０およびハウジング５００の底面と接触しないように、突出部２３４の長さｈの最大値を決定できる。

一方、突出部２３４の厚さｔ１は、ゲート（図４の１）の位置および突出部２３４の長さｈを考慮して適切に設計できる。特に、上部（図３の２３１）の厚さおよび下部２３２の厚さｔ３が同じであると仮定するとき、突出部２３４の厚さｔ１は、側部２３３の厚さｔ２と下部２３２の厚さｔ３の平均値であり得る。

図７は、突出部がないローターでのガスの集中と、実施例による突出部を有するローターでのガスの集中を比較した図面である。

図７の（ａ）は、突出部がない一般ローター２でのガスの集中Ｂを示したものである。モールディング部２ａの側面および下面に多数のガスの集中Ｂが発生することを確認できる。モールディング部２ａの側面および下面は、ローターコアからマグネットが離脱することを防止し、マグネット（図２の２２０）を直接的にカバーしてマグネット２２０を保護する機能を行う領域である。したがって、この部分で問題が発生する場合、ローター２の損傷が拡大され、さらにモーターに致命的な故障を誘発する。

図７の（ｂ）は、突出部を有する実施例によるモーターのローター２００でのガスの集中Ｃを示したものである。モールディング部２３０の側部２３３および下部２３２で発生する多数のガスの集中Ｃが突出部２３４に移動したことを確認できる。突出部２３４は、モールディング部２３０の機能とは無関係な領域として、ガスの集中Ｃが多数分布しても、モールディング部２３０が本来の機能を実行するのに影響を及ぼさない。

図８は、突出部がないローターでのウエルドラインと実施例による突出部を有するローターでのウエルドラインを比較した図面である。

図８の（ａ）は、突出部がない一般ローター２でのウエルドラインＤを示したものである。モールディング部２ａの側面および下面に多数のウエルドラインＤが発生することを確認できる。特に、モールディング部２ａの側面は、マグネットの位置によって厚さが非常に薄いところが存在する。したがって、モールディング部２ａの側面にウエルドラインＤが分布する場合、モールディング部２ａのクラックの発生確率が高くなる。

図８の（ｂ）は、突出部を有する実施例によるモーターのローター２００でのウエルドラインＥを示したものである。モールディング部２３０の側部２３３および下部２３２で発生する多数のウエルドラインＥが相当数突出部２３４に移動したことを確認できる。突出部２３４は、モールディング部２３０の機能とは無関係な領域であるため、クラックが発生しても、モールディング部２３０が本来の機能を実行するのに影響を及ぼさない。

ガスの集中（Ａｉｒ Ｔｒａｐ）やウエルドライン（Ｗｅｌｄ Ｌｉｎｅ）は、モールディング部の剛性を弱める要素である。一般的にガスの集中とウエルドライン発生を防止するために、予熱工程を経るか、またはモールディング部の設計の厚さよりも厚く射出した後、モールディング部をカッティングする方案を使用したが、これはカッティング工程が追加され、素材が無駄遣いされる問題点がある。

実施例によるモーターは、射出流れにオーバーフロー（Ｏｖｅｒ Ｆｌｏｗ）を引き起こす突出部２３４を通じて、ガスの集中とウエルドラインを突出部２３４に移動させることにより、モールディング部２３０の剛性を確保する。したがって、実施例によるモーターを製造するにおいて、予熱工程またはカッティング工程が必要なく、射出素材が無駄遣いされる問題も解決できる。

以上で、本発明の好ましい１つの実施例によるモーターに関して添付された図面を参照して具体的に説明した。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で様々な修正、変更および置換が可能であろう。したがって、本発明に開示された実施例および添付された図面は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、これらの実施例および添付された図面によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護の範囲は、以下の請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の技術的範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (9)

1. ステーターと、
   前記ステーター内に配置されるローターと、
   前記ローターと結合するシャフトと、を含み、
   前記ローターは、
   前記シャフトの外側に配置されるローターコアと、
   前記ローターコアの外側に配置されるマグネットと、
   前記ローターコアおよび前記マグネットをモールディングするモールディング部と、を含み、
   前記モールディング部は、
   前記マグネットの上面に配置される上部と、
   前記マグネットの下面に配置される下部と、
   前記マグネットの側面に配置される側部と、
   前記側部から前記シャフトの軸方向に円筒状に突出し、前記下部から垂直に延びる突出部と、を含み、
   前記突出部は、前記側部と前記下部の連結部分に配置され、
   前記ローターコアは、前記シャフト方向に配置される複数のホールを含み、
   前記複数のホールの各々は、前記ローターコアの上面と下面を貫通し、
   前記モールディング部の前記上部の内側境界または前記モールディング部の前記下部の内側境界は、前記ローターコアの外周面と前記ホールとの間に配置され、
   前記モールディング部は、前記上部から前記側部から前記突出部を経て前記下部に流れるように射出成形され、
   前記突出部は、射出により発生したガスの集中およびウエルドラインを含む、モーター。
2. 前記突出部は、内部に空間部を含む請求項１に記載のモーター。
3. 前記モールディング部の前記下部、前記上部、前記突出部および前記側部は、一体である請求項１に記載のモーター。
4. 前記モールディング部の突出部は、前記シャフト方向に、前記モールディング部の前記上部または前記下部よりもさらに突出する請求項１に記載のモーター。
5. 前記突出部の厚さは、前記上部の厚さ、前記側部の厚さおよび前記下部の厚さの平均値である請求項１に記載のモーター。
6. 前記モールディング部の上部の少なくとも一部は、前記ローターコアの外周面を基準に内側に配置される請求項１に記載のモーター。
7. 前記突出部は、前記ローターコアの円周方向に沿って配置される請求項１に記載のモーター。
8. 前記突出部は、リング形状である請求項７に記載のモーター。
9. 前記突出部は、前記モールディング部の射出ゲートの反対側に形成される請求項１に記載のモーター。

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