JP2014121254A - センシングモジュールおよびそれを含むモータ - Google Patents

Abstract

【課題】センサマグネットおよびマグネットケースの破損を防止することができるとともに、回転軸の回転をより精密に測定することができるセンシングモジュールおよびそれを含むモータを提供する。
【解決手段】本発明によるセンシングモジュールは、モータの回転軸１０に結合されるマグネットケース３０と、マグネットケース３０に収容されるセンサマグネット２０、およびマグネットケース３０の側部から一定距離離れて配置され、センサマグネット２０の磁場を検知するセンサ４０を含み、マグネットケース３０には、センサマグネット２０を収容するように、センサマグネット２０に対応する形態の収容部が形成されるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、センシングモジュールおよびそれを含むモータに関する。

スイッチドリラクタンスモータ（ＳＲＭ）を制御する時、ロータ（Ｒｏｔｏｒ）の特殊な形状方向とエンコーダー（Ｅｎｃｏｄｅｒ）の信号を受信する方向とが製品ごとに均一に検知（Ｓｅｎｓｉｎｇ）されなければならない。

そこで、ロータの回転を検知するために、マグネット（Ｍａｇｎｅｔ）を回転軸に取り付け、固定部に前記マグネットから一定距離離れるように、ホールセンサを配置し、ロータの回転時にマグネットの磁場変化をセンサが検知して、ロータの回転位置および回転数を検知することができる。

しかし、従来のロータの回転を検知するモジュールは、特許文献１に開示されたように、モータの回転軸にセンサマグネットを取り付けた時に回転軸が高速回転することにより、回転軸に結合されたセンサマグネット（ｓｅｎｓｏｒ ｍａｇｎｅｔ）の結合部位に、クラック（Ｃｒａｃｋ）が発生して、センサマグネットが破損するという問題がある。

韓国公開特許第２００４−００４２０４１号公報

本発明の一つの課題は、モータ回転軸の高速回転時にクラックが発生しないセンシングモジュールおよびそれを含むモータを提供することにある。

本発明の他の課題は、センサマグネットの磁場検知が容易なセンシングモジュールおよびそれを含むモータを提供することにある。

本発明の一実施形態によるセンシングモジュールは、モータの回転軸に結合されるマグネットケースと、前記マグネットケースに収容されるセンサマグネット、および前記マグネットケースの側部から一定距離離れて配置され、前記センサマグネットの磁場を検知するセンサを含み、前記マグネットケースには、前記センサマグネットを収容するように前記センサマグネットに対応する形態の収容部が形成されるものである。

また、一実施形態によるセンシングモジュールにおいて、前記マグネットケースには前記センサマグネットを支持する支持部がさらに形成され、前記センサマグネットには前記支持部に対応する形態で支持孔が形成され、前記支持孔に前記支持部が挿入されてもよい。

また、一実施形態によるセンシングモジュールにおいて、前記支持部は、円柱形状で形成され、内側部に前記回転軸に結合される結合孔が形成されてもよい。

また、一実施形態によるセンシングモジュールにおいて、前記結合孔は、前記回転軸に対応する形態で形成され、前記支持部には、前記結合孔に前記回転軸の回転時に滑りを防止するように、軸方向に突出したＤカット（Ｄ−Ｃｕｔ）部が形成されてもよい。

また、一実施形態によるセンシングモジュールにおいて、前記センサマグネットは、角形の柱形状で形成されてもよい。

また、一実施形態によるセンシングモジュールにおいて、前記センサマグネットは、四角柱形状で形成されてもよい。

また、一実施形態によるセンシングモジュールにおいて、前記マグネットケースは、前記センサマグネットのコーナー部が外部に各々開放されるように側部に複数の開放孔が形成されてもよい。

一方、本発明の一実施形態によるモータは、回転軸と、前記回転軸に結合されたロータコアと、前記ロータコアに取り付けられたマグネットとを含む回転部と、前記回転軸を回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングが取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに前記マグネットに対向するように取り付けられる電機子とを含む固定部、および前記回転軸に結合されるマグネットケースと、前記マグネットケースに収容されるセンサマグネットと、前記センサマグネットの磁場を検知するように前記マグネットケースの側部から一定距離離れて配置されたセンサとを含むセンシングモジュールを含んでなるものである。

また、一実施形態によるモータにおいて、前記マグネットケースには前記収容部に収容される前記センサマグネットを支持する支持部がさらに形成され、前記センサマグネットには前記支持部に対応する形態で支持孔が形成され、前記支持孔に前記支持部が挿入されてもよい。

また、一実施形態によるモータにおいて、前記支持部は、円柱形状で形成され、内側部に前記回転軸に結合される結合孔が形成されてもよい。

また、一実施形態によるモータにおいて、前記支持部には、前記結合孔に前記回転軸の回転時に滑りを防止するように、軸方向に突出したＤカット（Ｄ−Ｃｕｔ）部が形成され、前記回転軸は、前記結合孔に対応する形態で形成されてもよい。

また、一実施形態によるモータにおいて、前記センサマグネットは、角形の柱形状で形成されてもよい。

また、一実施形態によるモータにおいて、前記センサマグネットは、四角柱形状で形成されてもよい。

また、一実施形態によるモータにおいて、前記マグネットケースは、前記センサマグネットのコーナー部が外部に各々開放されるように側部に複数の開放孔が形成されてもよい。

また、一実施形態によるモータにおいて、前記電機子は、前記ハウジングに取り付けられたコア、および前記コアに巻き取られたコイルを含んでもよい。

本発明の特徴および利点は、添付図面に基づいた次の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。

本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。

本発明は、センサマグネットと前記センサマグネットを収容するマグネットケースをモータ回転軸の高速回転時にクラックが発生しない構造で形成することができるため、センサマグネットおよびマグネットケースの破損を防止することができる。

また、本発明は、センサマグネットの磁場検知を容易で且つ精密に行うことができるため、回転軸の回転をより精密に測定することができる。

本発明の一実施形態によるセンシングモジュールを概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態によるセンシングモジュールを示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるセンシングモジュールにおけるセンサマグネットおよびマグネットケースを示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるセンシングモジュールにおけるセンサマグネットおよびマグネットケースを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるセンシングモジュールを有するモータを示す断面図である。

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施形態によってさらに明らかになるであろう。

また、本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。

また、本発明は、様々な相異する形態で実現されてもよく、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるセンシングモジュールを概略的に示す断面図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態によるセンシングモジュールは、センサマグネット２０と、前記センサマグネット２０を収容するマグネットケース（ｍａｇｎｅｔ ｃａｓｅ）３０、および前記センサマグネット２０の磁場を検知するセンサ４０を含む。

図２は、本発明の一実施形態によるセンシングモジュールを示す斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態によるセンシングモジュールにおけるセンサマグネットおよびマグネットケースを示す斜視図であり、図４は、本発明の一実施形態によるセンシングモジュールにおけるセンサマグネットおよびマグネットケースを示す分解斜視図である。

以下では、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態によるセンシングモジュールについて、より詳細に説明する。

先ず、図１〜図４を参照すれば、センサマグネット２０は、回転軸１０にマグネットケース３０を介して取り付けられる。

また、センサマグネット２０には、中央部を貫通する支持孔２１が形成され、例えば、支持孔２１は、円形状で形成されてもよい。

それと共に、センサマグネット２０は、角形の柱形状で形成されており、例えば、四角柱形状で形成されてもよい。しかし、本発明のセンサマグネット２０の形態は、必ずしも四角柱形状に限定されるものではない。

この時、センサマグネット２０の各コーナー部分は、交互に異なる極性の磁場を形成することができる。そこで、例えば、センサマグネット２０が四角柱形状で形成される場合には、互いに向かい合う複数のコーナー部分に同じ極性が形成される。例えば、四角面上に支持孔２１を間に置き、２方向に互いに向かい合う複数のコーナー部分は、一方向に向かい合うコーナー部分にはＳ極が形成され、他方向に向かい合うコーナー部分にはＮ極が形成される（図４を参照）。

マグネットケース３０は、モータの回転軸１０に結合され、センサマグネット２０を収容する。ここで、マグネットケース３０には、センサマグネット２０に対応する形態で収容部３１が形成される。この時、例えば、センサマグネット２０が四角柱形状で形成されれば、マグネットケース３０の収容部３１も四角柱形状で形成され、回転軸１０の回転時にセンサマグネット２０とマグネットケース３０間の滑りを防止することができる。

また、マグネットケース３０には、収容部３１に収容されるセンサマグネット２０を支持する支持部３３が形成される。この時、支持部３３は、柱形状で形成されており、例えば、円柱形状で形成されてもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、支持部３３は、マグネットケース３０の中央部に形成され、中心部に回転軸１０が挿入される結合孔３４が形成されてもよい。この時、結合孔３４は、前記回転軸１０に対応する形態で形成され、回転軸１０の回転時に、マグネットケース３０および回転軸１０間の滑りを防止するように、軸方向に突出したＤカット（Ｄ−Ｃｕｔ）部３５が形成されてもよい。ここで、結合孔３４の横断面は、「Ｄ」形態で形成されてもよい。この時、回転軸１０は、マグネットケース３０が取り付けられる取り付け部位に、結合孔３４のＤカット部３５に対応する形態で、一側をＤカット（Ｄ−Ｃｕｔ）して形成することができる。

それと共に、マグネットケース３０は、センサマグネット２０に形成された複数のコーナー部が外部に各々開放されるように、側部に複数の開放孔３２が形成されてもよい。この時、例えば、センサマグネット２０が四角柱形状で形成されれば、マグネットケース３０は、センサマグネット２０の４コーナー部が開放されるように、開放孔３２を４方向に形成することができる。ここで、開放孔３２は、マグネットケース３０を内外側を貫通するように形成され、回転軸１０を中心軸にした円周経路に対して等間隔に配置することができる。

センサ４０は、マグネットケース３０から一定距離離れた位置に配置され、マグネットケース３０に収容されたセンサマグネット２０の磁場を検知する。

また、センサ４０は、マグネットケース３０の側部から一定距離離れて形成され、マグネットケース３０の開放孔３２を介して流れる磁場を容易に検知することができる。これにより、センサ４０は、回転軸１０の回転数および回転した角度を精密に検知することができる。

それと共に、センサ４０は、センサ４０を支持する支持部材４１をさらに含むことができる。この時、支持部材４１は、モータハウジング７０の外側端部に固定されてもよいが、本発明の支持部材４１の固定位置は、必ずしもこれに限定されるものではない。ここで、支持部材４１は、例えば、鋼鉄材質の円柱形状で形成されてもよい。

図５は、本発明のセンシングモジュールを有する一実施形態によるモータを示す断面図である。

本発明の一実施形態によるモータ１００は、回転軸１０とロータコア５０とマグネット６０とを含む回転部と、ベアリング８０とハウジング７０と電機子９０とセンサと４０を含む固定部、およびマグネットケース３０とセンサマグネット２０とセンサ４０とを含むセンシングモジュールからなる。

ここで、本発明の一実施形態によるモータ１００は、本発明の一実施形態によるセンシングモジュールを有するモータ１００に関するものであり、重複する内容は簡略に記述し、差異点を中心に記述する。

以下では、図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態によるモータ１００について、より詳細に説明する。

より詳細には、回転軸１０は、回転可能にハウジング７０に取り付けられる。また、回転軸１０は、マグネットケース３０の支持部３３に形成された結合孔３４に対応する形態で形成することができる。この時、回転軸１０は、マグネットケース３０が取り付けられる部位である取り付け部１１に一側をＤカット（Ｄ−Ｃｕｔ）して形成することができる。ここで、例えば、回転軸１０の取り付け部位の横断面は「Ｄ」形態で形成されてもよい。

ロータコア５０は、内側にマグネット６０が取り付けられて、回転軸１０に結合される。この時、ロータコア５０は、マグネット６０を収容するように、内側に収容部３１が形成されてもよい。それと共に、ロータコア５０は、上、下側をカバーするカバー５１をさらに含むことができる。

センサマグネット２０は、マグネットケース３０の収容部３１に収容される。

また、センサマグネット２０には、中央部を貫通する支持孔２１が形成され、例えば、支持孔２１は、円形状で形成されてもよい。

それと共に、センサマグネット２０は、角形の柱形状で形成されており、例えば、四角柱形状で形成されてもよいが、本発明のセンサマグネット２０の形態は、四角柱形状に限定されるものではない。

この時、センサマグネット２０の各コーナー部分は、交互に異なる極性の磁場を形成することができる。そこで、例えば、センサマグネット２０が四角柱形状で形成される場合には、互いに向かい合う複数のコーナー部分に同じ極性が形成される。例えば、四角面上に支持孔２１を間に置き、２方向に互いに向かい合う複数のコーナー部分は、一方向に向かい合うコーナー部分にＳ極が形成され、他方向に向かい合うコーナー部分にＮ極が形成される（図４を参照）。

マグネットケース３０は、モータの回転軸１０に結合され、センサマグネット２０を収容する。ここで、マグネットケース３０には、センサマグネット２０に対応する形態で収容部３１が形成される。この時、例えば、センサマグネット２０が四角柱形状で形成されれば、マグネットケース３０の収容部３１も四角柱形状で形成され、回転軸１０の回転時にセンサマグネット２０とマグネットケース３０間の滑りを防止することができる。

また、マグネットケース３０には、収容部３１に収容されるセンサマグネット２０を支持する支持部３３が形成される。この時、支持部３３は、柱形状で形成されており、例えば、円柱形状で形成されてもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、支持部３３は、マグネットケース３０の中央部に形成され、中心部に回転軸１０が挿入される結合孔３４が形成されてもよい。この時、結合孔３４は、前記回転軸１０に対応する形態で形成され、回転軸１０の回転時に、マグネットケース３０および回転軸１０間の滑りを防止するように、軸方向に突出したＤカット（Ｄ−Ｃｕｔ）部３５が形成されてもよい。ここで、結合孔３４の横断面は「Ｄ」形態で形成されてもよい。この時、回転軸１０は、マグネットケース３０が取り付けられる取り付け部位に、結合孔３４のＤカット部３５に対応する形態で、一側をＤカット（Ｄ−Ｃｕｔ）して形成することができる。

それと共に、マグネットケース３０は、センサマグネット２０に形成された複数のコーナー部が外部に各々開放されるように、側部に複数の開放孔３２が形成されてもよい。この時、例えば、センサマグネット２０が四角柱形状で形成されれば、マグネットケース３０は、センサマグネット２０の４コーナー部が開放されるように開放孔３２を４方向に形成することができる。ここで、開放孔３２は、マグネットケース３０を内外側を貫通するように形成され、回転軸１０を中心軸にした円周経路に対して等間隔に配置にすることができる。

ベアリング８０は、回転軸１０を回転可能に支持し、複数個が備えられ、回転軸１０を両側から支持することができる。

ハウジング７０は、複数のベアリング８０が両側に各々取り付けられ、内側にマグネット６０を含むロータコア５０を収容することができる。

電機子９０は、マグネット６０に対向するように、ハウジング７０の内側壁に取り付けられる。ここで、電機子９０は、ステータコア９１および前記ステータコア９１に巻き取られたコイル９２を含む。

センサ４０は、センサマグネット２０の磁場を検知するように、マグネットケース３０の側部から一定距離離れた距離に配置される。この時、センサ４０は、ハウジング７０の外側端部に取り付けられる。そこで、センサ４０は、回転軸１０の回転時にマグネットケース３０に収容され回転するセンサマグネット２０の磁場を検知することができる。特に、マグネットケース３０の側部に、センサマグネット２０のコーナー部に対応する形態の開放孔３２が形成され、開放孔３２を介して流れる磁場を測定することができるため、マグネットケース３０がセンサマグネット２０の外面の全部をカバーする時より、容易に磁場を測定することができる。

以上、本発明を具体的な実施形態に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明によるセンシングモジュールおよびそれを含むモータは、これに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。

本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

本発明は、センシングモジュールおよびそれを含むモータに適用可能である。

１０ 回転軸
１１ 取り付け部
２０ センサマグネット
２１ 支持孔
３０ マグネットケース
３１ 収容部
３２ 開放孔
３３ 支持部
３４ 結合孔
３５ Ｄカット部
４０ センサ
４１ 支持部材
５０ ロータコア
５１ カバー
６０ マグネット
７０ ハウジング
８０ ベアリング
９０ 電機子
９１ ステータコア
９２ コイル
１００ モータ

Claims (15)

1. モータの回転軸に結合されるマグネットケースと、
   前記マグネットケースに収容されるセンサマグネット、および
   前記マグネットケースの側部から一定距離離れて配置され、前記センサマグネットの磁場を検知するセンサを含み、
   前記マグネットケースには、前記センサマグネットを収容するように前記センサマグネットに対応する形態の収容部が形成されるセンシングモジュール。
2. 前記マグネットケースには前記センサマグネットを支持する支持部がさらに形成され、
   前記センサマグネットには前記支持部に対応する形態で支持孔が形成され、前記支持孔に前記支持部が挿入されることを特徴とする請求項１に記載のセンシングモジュール。
3. 前記支持部は、
   円柱形状で形成され、内側部に前記回転軸に結合される結合孔が形成されることを特徴とする請求項２に記載のセンシングモジュール。
4. 前記結合孔は、前記回転軸に対応する形態で形成され、
   前記支持部には、前記結合孔に前記回転軸の回転時に滑りを防止するように、軸方向に突出したＤカット（Ｄ−Ｃｕｔ）部が形成されることを特徴とする請求項３に記載のセンシングモジュール。
5. 前記センサマグネットは、角形の柱形状で形成されることを特徴とする請求項１に記載のセンシングモジュール。
6. 前記センサマグネットは、四角柱形状で形成されることを特徴とする請求項５に記載のセンシングモジュール。
7. 前記マグネットケースは、
   前記センサマグネットのコーナー部が外部に各々開放されるように側部に複数の開放孔が形成されることを特徴とする請求項５に記載のセンシングモジュール。
8. 回転軸と、前記回転軸に結合されたロータコアと、前記ロータコアに取り付けられたマグネットとを含む回転部と、
   前記回転軸を回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングが取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに前記マグネットに対向するように取り付けられる電機子とを含む固定部、および
   前記回転軸に結合されるマグネットケースと、前記マグネットケースに収容されるセンサマグネットと、前記センサマグネットの磁場を検知するように前記マグネットケースの側部から一定距離離れて配置されたセンサとを含むセンシングモジュールを含んでなるモータ。
9. 前記マグネットケースには前記収容部に収容される前記センサマグネットを支持する支持部がさらに形成され、
   前記センサマグネットには前記支持部に対応する形態で支持孔が形成され、前記支持孔に前記支持部が挿入されることを特徴とする請求項８に記載のモータ。
10. 前記支持部は、
    円柱形状で形成され、内側部に前記回転軸に結合される結合孔が形成されることを特徴とする請求項９に記載のモータ。
11. 前記支持部には、前記結合孔に前記回転軸の回転時に滑りを防止するように、軸方向に突出したＤカット（Ｄ−Ｃｕｔ）部が形成され、
    前記回転軸は、前記結合孔に対応する形態で形成されることを特徴とする請求項１０に記載のモータ。
12. 前記センサマグネットは、角形の柱形状で形成されることを特徴とする請求項８に記載のモータ。
13. 前記センサマグネットは、四角柱形状で形成されることを特徴とする請求項１２に記載のモータ。
14. 前記マグネットケースは、
    前記センサマグネットのコーナー部が外部に各々開放されるように側部に複数の開放孔が形成されることを特徴とする請求項１２に記載のモータ。
15. 前記電機子は、
    前記ハウジングに取り付けられたコア、および
    前記コアに巻き取られたコイルを含むことを特徴とする請求項８に記載のモータ。

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