JP2016226260A - カップラー及びこれを具備するモーター - Google Patents

Abstract

【課題】ベアリングの破損を阻止し、騒音の発生をあらかじめ防止し得るように、ブラケットに支持される支持突起部を具備するカップラーを提供する。
【解決手段】ハウジングと；前記ハウジングの内部に配置されるステータ２００と；前記ステータの内側に回転自在に配置されるローター３００と；前記ローターと一体に回転する回転軸４００と；前記回転軸を支持するベアリング３２と；前記ハウジングの上部に配置され、前記ベアリングが保持されるブラケット１００と；前記ブラケットを貫通して突出する前記回転軸の上端部に配置されるカップラー５００とを含み、外部システムと前記カップラーの締結時に発生する圧力によって前記カップラーが前記ブラケットと接触するモーター、及び前記モーターに配置されるカップラーに関する。これによって、前記カップラーを具備するモーターは、ベアリングの破損及び騒音の発生をあらかじめ防止し得る。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、騒音を減少し得るカップラー及びこれを具備するモーターの構造に関する。

モーターは、ステータとローターの相互作用によって駆動力を具現する装置である。このようなモーターとしては、直流式である可変電圧電動機と、交流式である３相誘導電動機とに区分される。一例として、エレベーターまたは車両などの装備に牽引力を具現するトラクションモーター（ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ）に用いられる。また、前記モーターは、自動車の操向の安定性を保障するために、電動式操向装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｒｅｅｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に用いられる。

これらのうち、電動式操向装置（ＥＰＳ）の場合、車速センサー、トルクアングルセンサー及びトルクセンサーなどで感知した運行条件によって電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）は、モーターを駆動して旋回安定性を保障し、迅速な復元力を提供することによって、運転手にとって安全な走行が可能にする。このようなＥＰＳシステムは、運転手が操向をするためにハンドルを操作するトルクをモーター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。

この場合、前記モーターは、操向軸のような媒介体とモーターの回転軸とを結合させるカップラーのような構成要素を具備する。

外部システムとモーターとの結合時に前記カップラーに強い圧力が加えられることによって、前記カップラーが回転軸を支持するベアリングを圧迫して騒音を発生させる問題がある。

本発明の実施形態は、前述した問題を解決するためになされたものであって、特に、外部の装備と連結されるカップラーの下端に突出型構造の支持突起部を設け、前記支持突起部の形成位置をベアリングの保持部の外郭であるブラケット部分とアラインされるようにして、カップラーが下部方向に強い圧迫力を加えても、前記支持突起部がブラケットに先に接触するようになって、ベアリングの破損を阻止し、騒音の発生をあらかじめ防止し得る。

本発明が達成しようとする技術的課題は、ベアリングの破損を阻止し、騒音の発生をあらかじめ防止し得るように、ブラケットに支持される支持突起部を具備するカップラーを提供することにある。

本発明が解決しようとする課題は、以上で言及された課題に限定されず、ここで言及されていない他の課題は、以下の記載から当業者が明確に理解し得る。

前記課題は、本発明の一実施形態によって、ハウジングと；前記ハウジングの内部に配置されるステータと；前記ステータの内側に回転自在に配置されるローターと；前記ローターと一体に回転する回転軸と；前記回転軸を支持するベアリングと；前記ハウジングの上部に配置され、前記ベアリングが保持されるブラケットと；前記ブラケットを貫通して突出する前記回転軸の上端部に配置されるカップラーと；を含み、外部システムと前記カップラーの締結時に発生する圧力によって前記カップラーが前記ブラケットと接触するモーターによって達成される。

前記カップラーは、前記外部システムが締結される外部本体と；前記外部本体の下部に突出し、前記回転軸と結合する第２締結部が形成される内部本体と；前記外部本体の下部から延長して突出するように形成される支持突起部と；を含み、前記支持突起部は、前記外部システムと前記カップラーの締結時に発生する圧力によって前記ブラケットと接触し得る。

また、前記支持突起部は、前記第２締結部から離隔するように配置され得る。

また、前記支持突起部の末端は、前記第２締結部の末端よりさらに突出するように形成され得る。

また、前記支持突起部の配置位置は、前記支持突起部の垂直下部方向に前記ベアリングが配置される箇所以外のブラケット表面が対応するように配置され得る。

なお、前記外部本体は、円筒形状の本体と、前記本体から内側に突出するように形成される第１締結部とを含むことができる。

また、前記支持突起部は、前記本体の下部から延長するように形成され得る。

前記課題は、本発明の一実施形態によって、モーターの回転軸に結合されるカップラーにおいて、円筒形状の本体と、前記本体から内側に突出するように形成される第１締結部とを含む外部本体と；一側が前記第１締結部と結合する結合部と、前記結合部の他側から前記回転軸の軸方向に突出するように形成される第２締結部とを含む内部本体と；前記本体から延長するように形成される支持突起部と；を含むカップラーによって達成される。

また、前記支持突起部は、前記第２締結部から離隔するように配置され得る。

また、前記支持突起部の末端は、前記第２締結部の末端よりさらに突出するように形成され得る。

前述したような構成を有する本発明の実施形態に係るモーターは、外部の装備と連結されるカップラーの下端に突出型構造の支持突起部を設け、前記支持突起部の形成位置をベアリングの保持部の外郭であるブラケット部分とアラインされるように配置される。

これによって、カップラーが下部方向に強い圧迫力を加えても、前記支持突起部がブラケットに先に接触するようにして、ベアリングの破損を阻止し、騒音発生をあらかじめ防止し得る。

また、支持突起部は、カップラーの最外郭領域から延長する構造で形成されるので、ブラケットとカップラーとの間に流入して発生する空気の流動を遮断し、騒音の発生を抑制し得る。

図１は、モーターを示す断面図である。 図２は、図１のモーターに配置されるカップラーの断面を示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係るモーターを示す断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係るモーターに配置されるカップラーを示す断面図である。

本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な実施形態を有することができるところ、特定の実施形態を図面に例示し説明しようとする。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解しなければならない。

第２、第１などのように序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するのに使用され得るが、前記構成要素は、前記用語によって限定されない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけで使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、第２構成要素は、第１構成要素と命名され得、同様に、第１構成要素は、第２構成要素と命名され得る。及び／またはという用語は、複数の関連した記載された項目の組み合わせまたは複数の関連した記載された項目のうちいずれかの項目を含む。

或る構成要素が他の構成要素に「連結されている」か、または「接続されている」と言及されたときには、該他の構成要素に直接的に連結されているかまたは接続されていてもよいが、中間に他の構成要素が存在してもよいと理解すべきである。なお、或る構成要素が他の構成要素に「直接連結されている」か、または「直接接続されている」と言及されたときには、中間に他の構成要素が存在しないものと理解すべきである。

実施形態の説明において、いずれか１つの構成要素が他の構成要素の「上または下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」に形成されるものと記載される場合において、上または下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）は、２つの構成要素が互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触されるか、または１つ以上の他の構成要素が前記２つの構成要素の間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることをすべて含む。また、「上または下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」で表現される場合、１つの構成要素を基準として上側方向だけでなく、下側方向の意味をも含むことができる。

本出願で使用した用語は、ただ特定の実施形態を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上、明白に相異に意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解すべきである。

別途定義されない限り、技術的または科学的な用語を含み、ここで使用されるすべての用語は、本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一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的、または過度に形式的な意味として解釈されない。

以下、添付の図面を参照して実施形態を詳しく説明するが、参照符号に関係なく同一または対応の構成要素は、同一の参照番号を付与し、これに対する重複される説明を省略する。

図１は、モーターを示す断面図であり、図２は、図１のモーターに配置されるカップラーの断面を示す図である。図３は、本発明の実施形態に係るモーターを示す断面図であり、図４は、本発明の実施形態に係るモーターに配置されるカップラーを示す断面図である。

図１及び図２を参照すれば、モーターは、ハウジングＨと、ハウジングＨの上部に配置されるブラケット１００と、ハウジングＨの内部に配置されるステータ２００と、ステータ２００の内側に回転自在に設置されるローター３００と、ローター３００の中央に配置される回転軸４００と、回転軸４００を支持する少なくとも２つのベアリング３１、３２とを含むことができる。

ハウジングＨは、上面は開放され、下面は中央部に支持管１１が突出する。また、ブラケット１００は、ハウジングＨの上部に結合され、内部空間を形成する。

支持管１１には、第１ベアリング３１が設置され、ブラケット１００には、第２ベアリング３２が設置される。

第１ベアリング３１及び第２ベアリング３２は、回転軸４００が回転自在に回転軸４００を接触支持する。

図１に示されたように、回転軸４００の上部は、第２ベアリング３２によって支持され、回転軸４００の下部は、第１ベアリング３１によって支持される。

第２ベアリング３２は、ブラケット１００のベアリング保持部１１０に配置され得る。ここで、ベアリング保持部１１０は、図１に示されたように、前記内部空間側に凹設され得る。

回転軸４００の上端部は、ブラケット１００を貫通して上側に突出し、外部システム中の１つである操向軸（図示せず）と連結されるカップラー５００と結合される。

ハウジングＨとブラケット１００によって形成される内部空間には、ステータ２００とローター３００が設置される。

ステータ２００は、ローター３００のマグネット３１０とハウジングＨとの間に配置されるステータコア２１０と、前記ステータコア２１０に巻き取られるコイル２３０とを含むことができる。

一例として、ステータ２００は、ヘッド部から突出する歯（ｔｏｏｔｈ）を有する多数個の単位ステータコア、インシュレーター及びコイルを含むことができる。

ステータ２００の中央に回転自在に配置されるローター３００は、中央に形成される通孔とマグネットモジュールを含むことができる。

図１を参照すれば、ローター３００は、回転軸４００と結合されるローターコア３２０と、該ローターコア３２０の外周面に結合されるマグネット３１０とを含むことができる。実施形態では、マグネット３１０がローターコア３２０の外周面に結合される構造を例示したが、これとは異なって、ローター３００は、ローターコア３２０の内部にマグネット３１０が挿入される構造で適用されてもよい。

前述した構造においてステータ２００のコイルに電流が印加され、ステータ２００とローター３００の作用によってローター３００が回転することによって回転軸４００が回転する。

なお、前記モーターは、外部システム中の１つである操向軸（図示せず）と前記モーターの回転軸４００を連結するカップラー５００を具備し、前記操向軸に動力を伝達し得る。

図１及び図２を参照すれば、カップラー５００は、前記操向軸と締結される凹溝５１３が形成されるように第１締結部５１２を含む外部本体５１０と、該外部本体５１０の下部に突出し、前記モーターの回転軸４００と結合する第２締結部５２２を含む内部本体５２０とを含んで構成される。

図２に示されたように、外部本体５１０は、円筒形状の本体５１１と、該本体５１１から内側に突出するように形成される第１締結部５１２と、本体５１１と第１締結部５１２によって形成される凹溝５１３とを含むことができる。ここで、凹溝５１３には、前記操向軸が締結され得る。

また、内部本体５２０は、一側が第１締結部５１２と結合する結合部５２１と、該結合部５２１の他側から下部に突出するように形成される第２締結部５２２とを含むことができる。ここで、第２締結部５２２は、前記モーターの回転軸４００と結合する。

外部の動力伝達対象となる外部システム、言わば、ＭＤＰＳシステムに前記モーターがカップラー５００を介して締結される場合、前記モーターの軸方向Ｃに強い締結力（最大３０ｋｇｆ）が印加され、前記カップラー５００の第２締結部５２２は、離隔空間ｘを成して配置される第２ベアリング３２を強く圧迫する。これによって、第２ベアリング３２が損傷されるか、または第２ベアリング３２と第２締結部５２２の摩擦が発生し、前記モーターの駆動時に騒音が発生する。

また、前記モーターの駆動時に、ブラケット１００とカップラー５００との間に空気渦が発生する（図１の矢印参照）。これによって、騒音が発生する。

図３及び図４を参照すれば、本発明の実施形態に係るモーター１は、カップラー５００ａの外周面にブラケット１００と接触し得るように支持突起部５３０を形成することによって、前述した騒音問題を解消し得る。

前記モーター１を説明するにあたって、電動パワーステアリング用（ＥＰＳ）モーターを例として説明する。ただし、前記モーター１は、エレベーターまたは車両などの装備に牽引力を具現するトラクションモーター（ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ）など多様なモーターに適用され得ることはもちろんである。

図３及び図４を参照すれば、本発明の実施形態に係るモーター１は、ハウジングＨと、該ハウジングＨの上部に配置されるブラケット１００と、ハウジングＨの内部に配置されるステータ２００と、該ステータ２００の中央に回転自在に設置されるローター３００と、該ローター３００の中央に配置される回転軸４００と、該回転軸４００を支持するベアリング３１、３２とを含むことができる。

また、前記モーター１は、操向軸（図示せず）と前記モーター１の回転軸４００を連結する本発明の実施形態に係るカップラー５００ａを具備し、前記操向軸に動力を伝達し得る。

カップラー５００ａは、外部本体５１０、内部本体５２０及び支持突起部５３０を含むことができる。図２及び図４を参照すれば、カップラー５００ａは、前記カップラー５００とは異なって、外部本体５１０の下部から延長するように突出する支持突起部５３０を含む。

図４を参照すれば、外部本体５１０は、円筒形状の本体５１１と、該本体５１１から内側に突出するように形成される第１締結部５１２と、本体５１１と第１締結部５１２によって形成される凹溝５１３とを含むことができる。ここで、凹溝５１３には、前記操向軸が締結され得る。

また、第１締結部５１２は、凹溝５１３が形成されるように、軸Ｃに向けて本体５１１から突出するように形成され得る。ここで、軸Ｃは、前記モーター１のシャフト４００の中心を通る仮想の線であることができる。

図４に示されたように、外部本体５１０は、軸Ｃを基準として対称するように形成される一方の断面がＬ字形状に形成され得る。

内部本体５２０は、一側が第１締結部５１２と結合する結合部５２１と、結合部５２１の他側から下部に突出するように形成される第２締結部５２２とを含むことができる。ここで、第２締結部５２２は、前記モーターの回転軸４００と結合する。

図４に示されたように、内部本体５２０の第２締結部５２２は、第１締結部５１２の下部側に突出するように形成され、前記モーター１の回転軸４００と結合し得る。

支持突起部５３０は、外部本体５１０の外側下部から突出するように形成され、内部本体５２０の第２締結部５２２から離隔するように配置され得る。ここで、「外側」というのは、軸Ｃを基準として第１締結部５１２の外側を意味する。

例えば、図４に示されたように、支持突起部５３０は、本体５１１から下部側に延長するように形成され得る。

支持突起部５３０は、前記カップラー５００ａが外部システム（操向軸）と締結時に発生する加圧力や外部システムの荷重による圧力によってカップラー５００ａの第２締結部５２２が第２ベアリング３２を直接加圧しないようにする作用をする。

このために、支持突起部５３０は、第２締結部５２２の末端より所定の突出長さｄをもって下部にさらに突出する構造で具現され得る。

したがって、前記カップラー５００ａが下部に加圧によって押される場合、第２締結部５２２の末端より先にブラケット１００の表面に支持突起部５３０の末端が接触され得る。

これによって、第２締結部５２２の末端より下部にさらに突出するように形成される支持突起部５３０は、第２ベアリング３２に第２締結部５２２が接触しないようにする。

したがって、カップラー５００ａが前記モーター１上に配置される場合、支持突起部５３０は、図３のブラケット１００の表面や図１のベアリング保持部１１０の突起２０のようなブラケット１００の外表面に対応する位置に配置され得る。

すなわち、カップラー５００ａの支持突起部５３０の配置位置は、支持突起部５３０の垂直下部方向に前記第２ベアリング３２が配置される箇所以外のブラケット１００の表面が対応するようにする。

このような一例としては、図３に示されたように、支持突起部５３０の具現位置は、外部本体５１０の最外郭領域から延長する構造で具現され得る。

すなわち、支持突起部５３０の形成位置を第２ベアリング３２の保持部の外郭であるブラケット１００部分とアラインされるようにして、カップラー５００ａが下部方向に強い圧迫力を加えても、支持突起部５３０がブラケット１００に先に接触するようになって、第２ベアリング３２の破損を阻止し、騒音の発生をあらかじめ防止し得る。

また、支持突起部５３０は、外部本体５１０の最外郭領域から延長する構造で形成されるので、ブラケット１００とカップラー５００ａとの間に流入されて発生する空気の流動を遮断し、騒音の発生を抑制し得る。

なお、前記モーター１は、回転軸４００の回転した程度を感知するセンシング部６００をさらに含むことができる。

センシング部６００は、センシングプレート６１０、センシングマグネット６２０、回路基板６３０及びセンシング素子６４０を含むことができる。

センシングプレート６１０は、回転軸４００と結合され、回転軸４００と一緒に回転する。また、センシングプレート６１０には、センシングマグネット６２０が配置される。

また、ブラケット１００には、回路基板６３０が設置され、回路基板６３０には、センシングマグネット６２０と対向するようにセンシング素子６４０が配置され得る。

前記センシング素子６４０は、センシングマグネット６２０が回転した程度を感知し、センシングマグネット６２０が配置されたセンシングプレート６１０及び前記回転軸４００の回転した程度を感知する。

以上では、本発明の実施形態を参照して説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解し得る。また、このような修正と変更と関連した差異点を添付の請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。

１ モーター、
２０ 突起、
３１ 第１ベアリング、
３２ 第２ベアリング、
１００ ブラケット、
２００ ステータ、
３００ ローター、
４００ 回転軸、
５００、５００ａ カップラー、
５１０ 外部本体、
５２０ 内部本体、
５３０ 支持突起部、
６００ センシング部、
Ｈ ハウジング。

Claims (10)

1. ハウジングと；
   前記ハウジングの内部に配置されるステータと；
   前記ステータの内側に回転自在に配置されるローターと；
   前記ローターと一体に回転する回転軸と；
   前記回転軸を支持するベアリングと；
   前記ハウジングの上部に配置され、前記ベアリングが保持されるブラケットと；
   前記ブラケットを貫通して突出する前記回転軸の上端部に配置されるカップラーと；を含み、
   外部システムと前記カップラーの締結時に発生する圧力によって前記カップラーが前記ブラケットと接触する、モーター。
2. 前記カップラーは、
   前記外部システムが締結される外部本体と；
   前記外部本体の下部に突出し、前記回転軸と結合する第２締結部が形成される内部本体と；
   前記外部本体の下部から延長して突出するように形成される支持突起部と；を含み、
   前記支持突起部は、前記外部システムと前記カップラーの締結時に発生する圧力によって前記ブラケットと接触することを特徴とする請求項１に記載のモーター。
3. 前記支持突起部は、前記第２締結部から離隔するように配置されることを特徴とする請求項２に記載のモーター。
4. 前記支持突起部の末端は、前記第２締結部の末端よりさらに突出するように形成されることを特徴とする請求項３に記載のモーター。
5. 前記支持突起部の配置位置は、
   前記支持突起部の垂直下部方向に前記ベアリングが配置される箇所以外のブラケット表面が対応することを特徴とする請求項４に記載のモーター。
6. 前記外部本体は、円筒形状の本体と、前記本体から内側に突出するように形成される第１締結部とを含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のモーター。
7. 前記支持突起部は、前記本体の下部から延長するように形成されることを特徴とする請求項６に記載のモーター。
8. モーターの回転軸に結合されるカップラーにおいて、
   円筒形状の本体と、前記本体から内側に突出するように形成される第１締結部とを含む外部本体と；
   一側が前記第１締結部と結合する結合部と、前記結合部の他側から前記回転軸の軸方向に突出するように形成される第２締結部とを含む内部本体と；
   前記本体から延長するように形成される支持突起部と；を含むカップラー。
9. 前記支持突起部は、前記第２締結部から離隔するように配置されることを特徴とする請求項８に記載のカップラー。
10. 前記支持突起部の末端は、前記第２締結部の末端よりさらに突出するように形成されることを特徴とする請求項９に記載のカップラー。