KR102108528B1 - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징; 상기 하우징에 배치되는 스테이터부; 일측이 개방된 로터 코어와, 상기 로터 코어에 부착되는 로터마그네트, 및 상기 로터 코어의 내부에 배치되는 너트부재를 포함하는 로터부; 상기 너트부재와 결합되어 상기 로터부의 회전시 직선 운동하는 스크류; 상기 로터 코어의 타측에 배치된 센싱마그네트; 및 상기 센싱마그네트와 대향 배치되는 자기측정센서를 포함하는 모터를 개시한다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명은 응답성이 뛰어나고, 로터의 회전을 정확하게 센싱할 수 있는 모터 구조에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 하우징과 커버부재의 결합으로 모터의 외관을 형성하고, 하우징의 내주면에는 스테이터가 배치된다. 스테이터 중앙에는 로터가 배치되어 스테이터와의 전자기적 상호작용에 따라 회전한다.

그러나, 일반적으로 로터 코어는 복수 개의 코어가 적층되어 형성되므로 그 무게에 의해 모터의 응답성이 떨어지는 문제가 있다.

한편, 센싱 마그네트는 로터의 상측에 설치된 플레이트에 고정된다. 센싱 마그네트가 플레이트에 장착되면, 플레이트를 자계 방향에 맞추어 회전축에 결합함으로써 로터의 위치를 감지할 수 있다.

그러나, 이러한 센싱 구조는 별도의 기구물(브라켓, 회전기어, 기어 플랜지)이 수반되기 때문에 모터의 소형화에 제약이 있으며, 기구물과 로터의 체결 불량이 발생한 경우 정확한 측정이 어려운 점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0071481호(2006.06.27.)

본 발명에서는 로터 코어의 형상을 변경하여 응답성이 뛰어난 모터를 제공한다.

또한, 별도의 기구물 없이 로터의 회전을 정확히 센싱할 수 있는 모터를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는, 하우징; 상기 하우징에 배치되는 스테이터부; 상기 스테이터부에 대향 배치되고 일측이 개방된 로터 코어와, 상기 로터 코어에 부착되는 로터마그네트, 및 상기 로터 코어의 내부에 배치되는 너트부재를 포함하는 로터부; 상기 너트부재와 결합되어 상기 로터부의 회전시 직선 운동하는 스크류; 상기 로터 코어의 타측에 배치된 센싱마그네트; 및 상기 센싱마그네트와 대향 배치되는 자기측정센서를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서, 상기 로터 코어의 내부에는 상기 너트부재, 및 스크류가 배치되는 수용 공간이 마련된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서, 상기 로터 코어의 타측에는 돌출부가 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서, 상기 돌출부의 상단에는 센싱마그네트가 삽입되는 제1홈이 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서, 상기 돌출부의 내부에는 상기 수용공간과 연결되는 제2홈이 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서, 상기 제2홈의 폭은 상기 스크류의 직경보다 크게 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서, 상기 센싱마그네트는 상기 돌출부의 외주면에 배치된다.

본 발명에 따르면, 로터의 형상이 변경되어 응답성이 향상된다.

또한, 로터에 직접 센싱 마그네트가 장착됨으로써 별도의 기구물(예: 브라켓, 회전기어) 없이도 직접 로터의 회전 각도를 센싱할 수 있어 모터의 소형화가 가능하다.

또한, 센싱 마그네트가 로터와 일체로 회전함으로써 정확한 회전 각도를 센싱할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱마그네트와 자기측정센서의 배치관계를 보여주는 도면이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱마그네트와 자기측정센서의 배치관계를 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센싱마그네트와 자기측정센서의 배치관계를 보여주는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱마그네트와 자기측정센서의 배치관계를 보여주는 도면이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 모터는, 하우징(10)과, 상기 하우징(10)에 배치되는 스테이터부(30)와, 스테이터부(30)와 대향 배치되는 로터부(20)와, 너트부재(24)와 결합되어 상기 로터부(20)의 회전시 직선운동하는 스크류(40), 및 로터부(20)의 타측에 배치된 센싱마그네트(60)를 포함한다.

하우징(10)은 내부에 스테이터부(30)와 로터부(20)가 수용되는 공간이 마련된다. 하우징(10)은 커버와 결합하여 스테이터부(30)와 로터부(20)를 내부 공간에 밀폐한다. 이때, 하우징(10)과 커버의 구조는 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

스테이터부(30)는 스테이터 코어(도시되지 않음)에 코일이 감긴 공지의 형상일 수 있으며, 중앙에 공간부가 형성되어 로터부(20)가 회전 가능하게 삽입된다. 스테이터 코어에 권취된 코일의 끝단은 버스바에 의해 입출력 터미널과 연결됨으로써 전원과 연결된다. 이때 전원은 3상 전원일 수 있다.

로터부(20)는 전원 인가시 회전함으로써 스크류(40)를 직선 왕복 운동시킨다. 로터부(20)는 스테이터부(30)에 대향 배치되고 일측이 개방된 로터 코어(21)와, 로터 코어(21)에 부착되는 로터마그네트(22), 및 상기 로터 코어(21)의 내부에 배치되는 너트부재(24)를 포함한다.

로터 코어(21)는 컵 형상으로 형성되어 내부에 너트부재(24)와 스크류(40)가 수용되는 수용공간(S)이 마련된다. 또한, 로터 코어(21)의 일측(211)은 개방되어 스크류(40)의 일측이 로터 코어(21)의 내부로 삽입될 수 있도록 형성된다.

로터 코어(21)은 프레스 성형에 의해 컵(cup) 형상으로 제작될 수 있으나, 소결 또는 단조 방식으로 제작될 수도 있다.

이러한 로터 구조는 기존에 복수 개의 코어가 적층된 로터 코어에 비해 가벼워 모터의 응답 속도를 높일 수 있다.

로터 코어(21)의 타측(212)에는 돌출부(213)가 형성된다. 로터 코어(21)는 돌출부(213)가 제1베어링(51)에 의해 지지되고, 타측이 제2베어링(52)에 의해 지지된다.

로터마그네트(22)는 로터 코어(21)의 외면에 부착되며, 몰드 커버(23)에 의해 고속 회전시 로터 코어(21)로부터 이탈되는 것이 방지된다.

너트부재(24)는 로터 코어(21)의 수용공간(S)에 삽입 고정되어 로터부(20)의 회전시 스크류(40)를 직선 운동시킨다. 너트부재(24)는 로터 코어(21)의 타측(211) 끝단에 삽입 고정됨으로써 스크류(40)의 직선운동거리를 최대로 제어할 수 있다.

너트부재(24)는 별도로 제작되어 로터 코어(21)에 삽입될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 로터 코어(21)의 내면에 나사산이 형성됨으로써 일체로 형성될 수도 있다.

스크류(40)는 너트부재(24)에 끼워져 너트부재(24)의 회전에 따라 직선 운동한다. 도시되지는 않았으나 스크류(40)와 너트부재(24) 사이에는 볼스크류가 배치될 수 있다. 스크류(40)의 일측은 로터부(20)의 수용 공간에서 직선운동하며, 스크류(40)의 타측(외부로 노출된 부분)은 차량용 브레이크 시스템의 마스터 실린더와 연결될 수 있다.

따라서, 모터의 회전에 따라 스크류(40)가 직선운동하여 마스터 실린더를 가압함으로써 브레이크 시스템이 작동될 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 모터는 로터의 회전 운동에 의해 스크류가 직선 운동을 함으로써 동작할 수 있는 다양한 종류의 시스템에 모두 적용될 수 있다. (예: 가속 페달 시스템, 스테핑 모터 등)

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 로터 코어(21)가 컵 형상으로 형성되어 기존의 로터 코어(21)에 비해 응답성이 뛰어나다. 따라서, 차량의 브레이크 시스템에 적용되는 경우 운행자의 브레이크 제어에 대한 응답성이 뛰어난 장점이 있다.

도 2를 참조하면, 센싱마그네트(60)는 로터 코어(21)의 돌출부(213) 상단에 배치된다. 따라서, 별도의 기구물(브라켓, 회전기어, 기어 플랜지)이 생략되어 모터의 소형화가 가능해진다.

또한, 센싱마그네트(60)가 로터 코어(21)에 직접 장착되므로 기구물과 로터의 체결 불량에 따른 센싱 불량도 감소된다.

자기측정센서(70)는 센싱마그네트(60)와 이격배치되어 센싱마그네트(60)의 회전각을 검출함으로써 로터의 위치를 센싱한다. 자기측정센서(70)는 내부에 집적회로가 구비된 단일 센서(예: ams AG 사의 자기센서)로 구비되어 360도 회전각을 정밀하게 검출할 수 있다. 자기측정센서(70)가 실장되는 회로기판(80)에는 복수의 전자 디바이스가 장착될 수 있다.

본 발명에 따르면, 로터 코어(21)의 내면에 코팅층(21a)이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 로터 코어는 기존의 로터 코어와 달리 내부에 빈공간을 형성하고 있으며 스크류가 외부로 노출되는 구조이므로, 로터의 회전시 발생한 플럭스가 외부로 노출될 수 있다.

따라서, 로터 코어(21)의 내면에 자력의 투과를 방지하는 재질을 코팅함으로써 플럭스 누수를 방지할 수 있다. 이러한 자력차폐층(21a)은 아연 도금층일 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱마그네트와 자기측정센서의 배치관계를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센싱마그네트와 자기측정센서의 배치관계를 보여주는 도면이다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터는 로터 코어(21)의 돌출부(213)의 상단에 센싱마그네트(60)가 삽입되는 제1홈(212a)이 마련된다. 따라서, 센싱마그네트(60)가 제1홈(212a)에 삽입되어 고정되므로 모터의 고속 회전시에도 센싱마그네트(60)의 이탈을 방지할 수 있다.

또한, 돌출부(213)의 내부에는 수용공간(S)과 연결되는 제2홈(S1)이 형성된다. 제2홈(S1)의 폭이 스크류(40)의 직경보다 크게 형성되는 경우 제2홈(S1)은 스크류(40)가 삽입될 수 있는 추가 삽입공간으로 기능할 수 있다. 따라서, 동일한 크기의 모터로 스크류(40)의 직선왕복운동거리를 넓힐 수 있으므로 모터의 소형화가 가능해진다.

도 4를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터는 로터 코어(21)의 돌출부(213)의 외주면에 센싱마그네트(61)가 배치된다. 이러한 센싱마그네트(61)는 환형 마그네트일 수 있다.

자기측정센서(71)는 회로기판(80)에 실장된 자기소자일 수 있다. 이러한 자기소자는 홀 IC로 구성되어 120도 위상 제어를 위해 복수 개가 마련될 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 하우징
20: 로터부
21: 로터 코어
22: 로터마그네트
24: 너트부재
30: 스테이터부
40: 스크류
60: 센싱마그네트
70: 자기측정센서
213: 돌출부

Claims (7)

1. 하우징;
   상기 하우징에 배치되는 스테이터;
   일측이 개방된 로터 코어, 상기 로터 코어에 부착되는 로터마그네트 및 상기 로터 코어의 내부에 배치되는 너트부재를 포함하는 로터;
   상기 너트부재와 결합되어 상기 로터의 회전시 직선 운동하는 스크류;
   상기 로터 코어의 타측에 배치된 센싱마그네트; 및
   상기 센싱마그네트와 대향 배치되는 자기측정센서를 포함하고,
   상기 로터 코어는 상기 일측이 개방되어 내부에 수용 공간을 갖는 원통형의 몸체와 상기 몸체의 타측에 배치되고 상기 몸체의 외경보다 작은 돌출부를 포함하고,
   상기 센싱마그네트는 상기 돌출부의 상면에 배치되고,
   상기 돌출부는 내부에 상기 수용 공간과 연결되는 제2홈을 포함하고,
   상기 제2홈의 폭은 상기 스크류의 직경보다 크게 형성되고,
   상기 스크류는 상기 수용 공간과 상기 제2홈 내에서 직선 운동하는 모터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 너트부재는 상기 수용 공간 내에 배치되는 모터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 돌출부의 상단에는 센싱마그네트가 삽입되는 제1홈이 형성되는 모터.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 로터 코어의 내면에 자력의 투과를 방지하는 자력차폐층을 포함하는 모터.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 자력차폐층은 아연 도금층을 포함하는 모터.
6. 삭제
7. 삭제

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