JP5960248B2 - モーターのセンシングマグネット結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、モーターのセンシングマグネット結合構造に関し、より具体的にはセンシングマグネットとプレートとの間に機械的な結合力を加えることができる構造を備えることによって安定的に軸方向、水平方向、及び回転方向へのセンシングマグネットの流動を防止できるモーターのセンシングマグネット結合構造に関するものである。

一般に、自動車の操向、ステアリングの安全性を保障するための装置として別途の動力で補助する操向、ステアリング装置が用いられる。既存にはこのような補助操向、ステアリング装置を油圧を利用した装置で用いたが、最近では動力の損失が少なく、正確性が優秀な電動式操向装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｒｅｅｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が用いられる。

前記のような電動式操向装置（ＥＰＳ）は、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応じて、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）でモーターを駆動して旋回安全性を保障して、迅速な復原力を提供することによって、ドライバーが安全な走行が可能にする。

このようなＥＰＳシステムは、ドライバーが操向、ステアリング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してくれることによって、より少ない力で操向、ステアリング作業ができるようにするが、前記モーターとしてはＢＬＤＣモーターが用いられる。ＢＬＤＣモーター（Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣモーター）とは、直流モーターで、ブラシ、整流子などの機械的な接触部を除いて電子的な整流機構を設置した直流モーターを意味する。

図１は、従来技術に係るモーターの側断面図である。図示されたように、概略円筒形状に上部が開放された形状のハウジング１と、前記ハウジングの上部に結合するブラケット２が、その外形をなす。

前記ハウジング１とブラケット２には、回転軸３が各々支持される。前記回転軸３の上部には、車両の操向、ステアリング軸が連結されて、前記通り操向、ステアリングを補助する動力を提供することになる。

前記回転軸３の外周面には、コアとマグネットからなるローター５が配置され、ハウジング１の内周面には、コアとコイルからなるステーター４が結合して、前記ローター５の外周面で電磁気力を提供する。

前記ステーターに電流が印加されると、ローターとステーターの電磁気的相互作用によってローター５が回転すると、回転軸３を回転させながら、操向軸の回転を補助することになる。

前記ブラケット２の上面には、センサー９が配置された印刷回路基板８が設置されるが、前記印刷回路基板の上側に所定間隔離間されて、プレート６が回転軸３と共に回転するように結合する。前記プレート６の下側には、センシンマグネト７が配置される。前記センシンマグネト７は、回転軸３の回転により共に回転することになって、センサー９で感知した回転に応じた磁束変化により回転角度を計算できるようになる。

したがって、前記のようなモーターによって回転軸の回転角度に応じて、適切な電流をステーターに印加して回転軸を回転させることができるようになるため、操向トルクを補助できるようになる。

ところで、前記プレート６にセンシングマグネット７の結合は、接着剤を用いて行われる。したがって、接着工程の管理が正確に行われ難く、センシングマグネットの離脱可能性がある。特に、環境条件が多変する車両の特性上、接着剤自らの結合力だけで結合関係を維持しなければならないため、このような問題はより深刻化される。

このような構造は、接着剤の選定の困難と高価な接着剤を使わなければならないとの経済的な問題だけでなく、接着剤塗布工程のより細かい作業が求められる問題として現れる。

そこで、本発明は、前記問題を解消するために案出されたもので、センシングマグネットとプレートとの間に機械的な結合力を加えることができる構造を備えることによって安定的に軸方向、水平方向、及び回転方向へのセンシングマグネットの離脱を防止できるモーターのセンシングマグネット結合構造を提供することを目的とする。

本発明に係るモーターのセンシングマグネット結合構造は、プレート挿入孔を有するプレート、前記プレート挿入孔に対応するマグネット挿入孔が形成されるセンシングマグネット、及び前記プレート挿入孔とマグネット挿入孔を貫いて結合する結合突部を含む板形状のキャップ部材、を含むことを特徴とする。したがって、センシングマグネットとプレートの結合力が強化されるため、モーターの作動信頼性が向上する。

また、本発明に係るモーターのセンシングマグネット結合構造は、前記プレート挿入孔、マグネット挿入孔、及び結合突部は、回転軸が貫通される開口を中心に対称するように配置されるモーターのセンシングマグネット結合構造を提供する。したがって、センシングマグネットの水平方向及び回転方向への流動を効果的に防止することができる。

また、本発明に係るモーターのセンシングマグネット結合構造は、前記キャップ部材は、前記センシングマグネットの下面で結合し、前記センシングマグネットは、前記キャップ部材の上面が安着する溝形状の安着部を含むモーターのセンシングマグネット結合構造を提供する。したがって、別途の部材であるキャップ部材が下方に突出しないため、空間的な損失がない。

また、本発明に係るモーターのセンシングマグネット結合構造は、前記結合突部は、下端部に外周側に突出した段差部を含み、前記段差部は、前記プレートの上面に係止されてプレートとセンシングマグネットを軸方向に締結するモーターのセンシングマグネット結合構造を提供する。したがって、機械的な締結力が優秀である。

また、本発明に係るモーターのセンシングマグネット結合構造は、前記プレートの下面に突出するように形成される折曲部、そして、前記センシングマグネットの前記折曲部に対応する部位に形成される溝形状の固定孔を含み、前記折曲部は、前記固定孔に挿入されて前記センシングマグネットと前記プレートの水平方向、及び回転方向に結合力を強化するモーターのセンシングマグネット結合構造を提供する。したがって、前記折曲部を介して、センシングマグネットの水平方向への締結力をより強化することができる。

また、本発明に係るモーターのセンシングマグネット結合構造は、前記折曲部の幅は、前記固定孔の幅と一致するモーターのセンシングマグネット結合構造を提供する。したがって、水平方向及び回転方向の支持がより正確になる。

また、本発明に係るモーターのセンシングマグネット結合構造は、前記折曲部の完全に折り曲げられた時の高さは、前記固定孔の軸方向への深さと一致するモーターのセンシングマグネット結合構造を提供する。したがって、折曲部による干渉の可能性が取り除かれる。

また、本発明に係るモーターのセンシングマグネット結合構造は、前記センシングマグネットは、回転軸が挿入される開口に隣接して円周方向に並べられるメインマグネットと、前記メインマグネットの外周側に円周方向に並べられるサブマグネットからなり、前記サブマグネットの極数は、前記メインマグネットの極数より多いモーターのセンシングマグネット結合構造を提供する。したがって、センシングマグネットの回転検出能力が優秀である。

前述したように構成された本発明に係るモーターのセンシングマグネット結合構造は、プレートとセンシングマグネットの結合が、プレートに形成された折曲部及び別途のキャップ部材を介してなるため、機械的な構造によって軸方向、水平方向及び回転方向への結合力が強化されて、構造的な安全性と作動信頼性が向上する効果がある。

従来技術に係るモーターを示す側断面図である。 本発明に係るモーターのプレートとセンシングマグネットを示す分解斜視図である。 本発明に係るモーターのプレートとセンシングマグネットが結合した様子を下方で示した斜視図である。 本発明に係るモーターのプレートとセンシングマグネットが結合した様子を上方で示した斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態に係るモーターのセンシングマグネット結合構造を詳細に説明する。

図２は、本発明に係るモーターのプレートとセンシングマグネットを示す斜視図で、図３は、本発明に係るモーターのプレートとセンシングマグネットが結合した様子を下方で図示した斜視図で、図４は、本発明に係るモーターのプレートとセンシングマグネットの結合した様子を上方で図示した斜視図である。

図１を参照すると、プレートは、モーターの上側に配置されて、下面にセンシングマグネットを結合することになるが、このような配置関係を基準として、以下、プレート６０のセンシングマグネット７０と結合する方向を下方または下側、その反対面の方向を上方または上側と定義する。

前記プレート６０は円盤形状からなり、中心には回転軸が挿入されて固定されるように上下に貫く開口が形成される。

本発明の概念により、前記プレート開口部６１の両側には、折曲部６２が形成されるが、以下考察するように、センシングマグネット７０と結合力を強化するための構造である。

前記折曲部６２は、プレート６０が「コ」の字形状で切断されて、別途の折り曲げ作業によって形成される。前記折り曲げ作業は、センシングマグネット７０が結合した以後に圧搾される方式で行われることが好ましい。

一方、前記折曲部６２は、図面では二つだけ示されたが、場合により一つだけ配置されてもよく、結合力を強化するために三つ以上が配置されてもよいことはいうまでもない。

また、前記折曲部６２は、本発明の好ましい実施形態の通り、プレート６０が切断されて以後に圧搾される作業を介して突出する形状で形成されてもよいが、プレートの製作時プレート６０の板面に突出した突起形状で形成させてもよい。

一方、センシングマグネット７０は、プレート６０の形状に対応する円盤形状からなり、前記プレート６０と同様にセンシングマグネット７０の中心部には回転軸が貫けるようにマグネット開口が形成される。

前記センシングマグネット７０は、下面で中心の開口に隣接して円周方向に配置されるメインマグネット７５と、外周側に形成されるサブマグネット７６からなる。

前記メインマグネット７５は、モーターローターのマグネットと同じように並べられてホールセンサー（Ｈａｌｌ ＩＣ）を介してローターの回転を測定できるようにする。

前記サブマグネット７６は、メインマグネット７５に対してさらに多い極からなっているが、これにより、メインマグネット７５の一つの極をさらに細分化して分解する。即ち、サブマグネット７６は、メインマグネット７５の一つの極をより細かく分割して回転を測定することができることを意味し、回転量の検出をより精度よく測定することによって、モーターの駆動をさらにスムーズにできる。

前記マグネット開口部７１の両側には、前記折曲部６２に対応して固定孔７２が形成される。前記固定孔７２は、前記折曲部６２の位置と個数及び幅に対応して形成される。

したがって、前記折曲部６２の外側の幅と前記固定孔７２の内側の幅は、一致することが好ましい。この場合、外力を受けてもセンシングマグネット７０がプレート６０から相対的に回転するのを防止できるようになる、いわゆるストッパーの役割が果たせる。

センシングマグネット７０の上面とプレート６０の結合過程において、折曲部６２と固定孔７２の位置を合わせて、センシングマグネット７０をプレート６０に配置する。以後、折曲部６２を固定孔７２に向けて下方に圧搾して力を加える方式で形成でき、この場合、前記折曲部６２が固定孔７２の内側面を外周方向に力を加えながら密着することになって、前記折曲部６２と固定孔７２の摩擦力によって下方にセンシングマグネット７０の離脱を防止することもできる。

この時、折り曲げ作業前に前記プレート６０の下面とセンシングマグネット７０の上面には接着剤が塗布されてもよい。

前記のように折曲部６２が圧搾されて完全に折り曲げられる場合、その端部が、センシングマグネット７０の下方にさらに突出しないように、固定孔７２の深さと完全に折り曲げられた折曲部６２の高さは、略一致することが好ましい。

一方、前記固定孔７２の内側面が垂直方向で、折曲部６２も垂直方向の場合、摩擦力による軸方向の支持は限界があるため、前記固定孔７２の折曲部６２と接触する内側面は、下方に行くほど外周方向に傾斜するように形成される。この場合、前記折曲部６２も圧搾されて完全に折り曲げられる場合、前記固定孔７２の傾斜面に合うように９０°以上折り曲げられることが好ましい。したがって、傾斜面を有する場合、軸方向の結合力がより強化されるメリットがある。

但し、後述するように別途のキャップ部材８０が結合力の強化のために配置される場合、前記折曲部６２は、プレート６０の形成過程において予め折り曲げられており、結合過程において、前記固定孔７２に挿入される方式で配置されて、センシングマグネット７０の水平方向及び回転方向への位置を固定する役割だけを果たしてもよい。

また、プレート６０に前記折曲部が板面から突出した突起の形状で形成される場合、前記センシングマグネット７０が固定孔を通して圧入される方式で結合してもよいことが無論である。

一方、前記プレート６０とセンシングマグネット７０の結合力を強化するために、別途の結合部材であるキャップ部材８０がさらに備えられる。

前記キャップ部材８０は、板材形状からなり、前記プレート６０とセンシングマグネット７０を貫いて締結できるように結合突部８１が形成される。

好ましくは、前記キャップ部材８０は、センシングマグネット７０の下面で結合して、上側に突出した結合突部８１が、センシングマグネット７０に上下方向を貫いて形成されるマグネット挿入孔７１と、プレート６０に形成されるプレート挿入孔６１を貫いて挿入されることによって、センシングマグネット７０とプレート６０との間の締結力を強化することになる。

前記キャップ部材８０は、センシングマグネット７０の中心部に結合されるが、この場合回転軸が貫けるようにプレート６０とセンシングマグネット７０の開口に対応する開口が中心に形成される。

前記結合突部８１は、前記開口を中心に置いて二つ以上が対称的に配置されることが好ましい。図２では、結合突部８１が開口を中心に置いて二つが配置される例が図示される。

但し、前記折曲部６２と共に配置されて、プレート６０とセンシングマグネット７０との間の軸方向、水平方向及び回転方向への締結力を保障できるならば、前記結合突部８１は一つだけ配置されてもよい。

前記キャップ部材８０は、射出物として前記結合突部８１と一体形成されてもよい。

また、前記センシングマグネット７０は、モーターの制限された空間に配置されるため、前記キャップ部材８０が下方に突出することによって発生する空間的な損失を避けるために、前記センシングマグネット７０には、前記キャップ部材８０が安着できるように、上方に窪むように形成される安着部７３が形成されることがより好ましい。

前記安着部７３の形状と深さは、前記キャップ部材８０の板形状と厚さに対応するように形成される。

図２〜図４を参照して、前記プレート６０、センシングマグネット７０、及びキャップ部材８０の結合過程を説明すると、プレート６０のプレート開口部６１に隣接して折曲部が形成されるように、切断されて折り曲げられたプレート６０が備えられると、その下面にセンシングマグネット７０が固定孔７２の位置を合わせて位置する。

前記固定孔７２に折曲部６２が挿入されながらプレート６０とセンシングマグネット７０が接触するようになると、キャップ部材８０が下方から上方に結合することになるが、キャップ部材８０の結合突部８１は、プレート挿入孔を６１とマグネット挿入孔７１を貫いて結合する。

図３は、結合した状態を下方から見た様子を示す斜視図であり、前記キャップ部材８０は、センシングマグネット７０の安着部７３に挿入される方式で結合するため、キャップ部材８０が下方に突出しない、空間的なメリットが提供される。

一方、図４は、結合した状態を上方から見た様子を示すが、結合突部８１の下端部が、所定面積を形成してプレート６０の上面に固定されている様子が図示される。

図２を参照して考察すると、前記結合突部８１は、プレート挿入孔を６１とマグネット挿入孔７１の内周の形状に対応する半径の円柱形状からなるが、下端部側の半径はさらに広くなって段差が形成される。

前記結合突部８１は、弾性変形可能な材質からなり、結合突部８１の挿入が完了すると、前記結合突部８１の下端部側の段差部は、プレート６０の上面で係止されることでプレート６０とセンシングマグネット７０の軸方向結合力を強化する役割を果たすようになる。

一方、前記結合突部８１は、全体が楔形状からなり、端部がフック形状からなってもよいことは無論である。

前記のような構造からなる本発明の概念によるモーターのセンシングマグネット結合構造は、プレートに形成される折曲部が、センシングマグネットの固定孔に挿入されて、水平方向及び回転方向へのセンシングマグネットの流動を防止して、キャップ部材の結合突部が水平方向及び回転方向に結合力をより強化すると共に、軸方向への離脱を防止できるメリットがある。したがって、プレートとセンシングマグネットと間の締結力が優秀であるため、モーターの作動信頼性がより向上する。

以上、本発明は、実施形態及び添付図面に基づいて、詳細に説明された。しかし、以上の実施形態及び図面によって本発明の範囲が制限されることなく、本発明の範囲は、後述した特許請求範囲に記載された内容によってのみ制限されるべきである。

自動車の操向、ステアリング安全性を保障するための装置として用いられる電動式操向装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に適用されるモーターである。

Claims (7)

1. モーターのセンシングマグネット結合構造であり、
   プレート挿入孔を有するプレートと、
   前記プレート挿入孔に対応するマグネット挿入孔が形成されるセンシングマグネットと、
   前記プレート挿入孔及び前記マグネット挿入孔を貫いて結合する結合突部を含む板形状のキャップ部材と、
   前記プレートの下面に突出するように形成される折曲部と、
   前記センシングマグネットの前記折曲部に対応する部位に形成される溝形状の固定孔と、を含み、
   前記折曲部は、前記固定孔に配置されて、前記センシングマグネットと前記プレートの水平方向及び回転方向に結合力を強化することを特徴とする、モーターのセンシングマグネット結合構造。
2. 前記プレート挿入孔、前記マグネット挿入孔、及び前記結合突部は、回転軸が貫く開口を中心に対称するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載のモーターのセンシングマグネット結合構造。
3. モーターのセンシングマグネット結合構造であり、
   プレート挿入孔を有するプレートと、
   前記プレート挿入孔に対応するマグネット挿入孔が形成されるセンシングマグネットと、
   前記プレート挿入孔及び前記マグネット挿入孔を貫いて結合する結合突部を含む板形状のキャップ部材と、を含み、
   前記キャップ部材は、前記センシングマグネットの下面で結合して、
   前記センシングマグネットは、前記キャップ部材の上面が安着する溝形状の安着部を含むことを特徴とする、モーターのセンシングマグネット結合構造。
4. 前記結合突部は、下端部に外周側に突出した段差部を含み、前記段差部は、前記プレートの上面に係止されることで、プレートとセンシングマグネットを軸方向に締結することを特徴とする、請求項１に記載のモーターのセンシングマグネット結合構造。
5. 前記折曲部の幅は、前記固定孔の幅と一致することを特徴とする、請求項１に記載のモーターのセンシングマグネット結合構造。
6. 前記折曲部の高さは、前記固定孔の軸方向への深さと一致することを特徴とする、請求項１に記載のモーターのセンシングマグネット結合構造。
7. 前記センシングマグネットは、回転軸が挿入される開口に隣接して円周方向に並べられるメインマグネットと、前記メインマグネットの外周側に円周方向に並べられるサブマグネットからなり、前記サブマグネットの極数は、前記メインマグネットの極数より多いことを特徴とする、請求項１に記載のモーターのセンシングマグネット結合構造。

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