KR100816373B1

KR100816373B1 - 전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서 구조

Info

Publication number: KR100816373B1
Application number: KR1020020079488A
Authority: KR
Inventors: 진종학
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2008-03-24
Also published as: KR20040051816A

Abstract

본 발명은 내부에 고정자가 설치된 하우징과; 상기 고정자와 대응되도록 회전자가 마련된 모터축과; 상기 모터축의 외주면에 압입되는 베어링과; 상기 하우징과 베어링 사이에 결합되어 설치되는 브라켓과; 상기 브라켓의 외측면에 설치되는 PCB와; 상기 브라켓의 외측으로 상기 모터축과 일체로 형성되는 홀더와; 상기 홀더에 반경 방향으로 소정거리 이격되어 설치되는 마그넷과; 상기 PCB의 일측에 상기 마그넷과 대향되도록 설치되는 다수의 홀센서를 포함하여 이루어진 전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서에 있어서, 상기 브라켓의 외측단이 내경 방향으로 연장되어 플랜지가 형성되고, 상기 홀더의 일측에는 상기 모터축이 축방향으로 밀릴때 상기 플랜지와 면접촉에 의한 간섭이 발생될 수 있도록 일단턱이 형성되어, 상기 플랜지의 외측단과 일단턱 사이의 간극이 상기 홀더에 설치된 마그넷과 상기 PCB에 설치된 홀센서의 간극 보다 작은 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서에 관한 것이다.

브러시리스 모터

Description

전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서 구조{POSITION SENSOR OF BRUSHLESS MOTOR ELECTRICAL POWER STEERING SYSTEM}

도 1은 종래의 전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서 구조의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서 구조의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 하우징 120 : 모터축

130 : 브라켓 135 : 플랜지

140 : 홀더 145 : 일단턱

150 : PCB 160 : 홀센서

170 : 마그넷

본 발명은 EPS 브러시리스 모터의 위치센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 축방향으로 과도한 하중이 가해지더라도 모터축의 회전위치를 센싱하는 위치센서 부품간의 간섭이 발생되지 않도록 하는 EPS 브러시리스 모터의 위치센서 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 전동 파워 스티어링 시스템은 모터로서 조향력을 배가시키는 것으로, 차속센서 및 조향각센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU, Electric Control Unit)에서 모터를 정밀하게 제어함으로써 모터의 회전력을 직,간접적으로 조향력에 이용하게 된다.

이로써, 전동 파워 스티어링 시스템은, 저속운행시에 운전자에게 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더블어 양호한 방향 안전성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.

상기에서 모터의 일측에는 모터를 정밀하게 제어하기 위해 모터의 회전축의 위치를 센싱하는 위치센서를 설치한다. 위치센서는 모터의 회전축의 위치를 검출하는 것으로, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형의 하우징(10)이 구비되고, 하우징(10)의 중간측 내부에는 고정자(미도시)가 배치되며, 고정자의 내측으로는 이에 대응하도록 회전자(미도시)가 마련되는데, 회전자의 내부에는 고정자와 회전자 사이에서 발생되는 자기장으로 인해 회전자와 함께 회전될 수 있도록 모터축(20)이 마련된다.

또한, 모터축(120)은 하우징 내부 양측에 설치된 베어링(80)에 의해 회전지지를 받게되는데, 이를 위해 베어링(80)은 모터축(20)의 외주면에 압입 설치된다.

한편, 하우징(10)의 폐쇄된 일측에 설치되는 베어링(80)은 하우징(10)과의 사이에 브라켓(30)이 결합되어 설치된다.

모터축(20)의 일단에는 모터축(20)에 고정되어 모터축(20)과 일체로 회전하는 홀더(40)가 설치되고, 홀더(40)의 내측에는 반경방향으로 소정거리 이격되어 일정한 각도에 따라 극성이 변하는 마그넷(70)이 설치된다.

상기 홀더(40)의 위치는 브라켓(30)의 외측으로 소정거리 이격된 위치에 마련되어 있고, 브라켓의 외측면에는 PCB(50)가 마련되어 있으며, PCB(50)의 일측면에는 홀더(40)의 반경방향으로 설치된 마그넷(70)과 대향되어 위상이 다른 홀신호를 발생하는 홀센서(60)가 다수 설치된다. 그리고, 홀더(40)에 설치된 마그넷(70)과 홀센서(60)의 거리는 효과적인 센싱을 위하여 약 0.5mm 정도의 간극을 유지하고 있다.

그런데, 경우에 따라 과도한 축방향의 하중이 모터축(20)에 가해질 때 모터축(20)을 지지하는 베어링(80)의 축방향 강성이 충분하지 않으면 모터축(20)이 밀리면서 홀더(40)에 설치된 마그넷(70)과 PCB(50) 에 설치된 홀센서(60)가 간섭이 발생되고, 간섭에 의해 부품들이 파손되어 그 파편이 모터의 회전에 관여하는 베어링(80)에 끼이게 되면 모터 회전이 불가능하게 되어 결과적으로 조향장치의 록(Lock)이 발생하여 운전자의 안정에 치명적인 문제를 발생시킨다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 과도한 축방향 하중이 모터축에 가해지더라도 위치센서 부품간의 상호 간섭이 발생하지 않도록 하는 모터의 위치센서 구조를 제공함에 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 내부에 고정자가 설치된 하우징과; 상기 고정자와 대응되도록 회전자가 마련된 모터축과; 상기 모터축의 외주면에 압입되는 베어링과; 상기 하우징과 베어링 사이에 결합되어 설치되는 브라켓과; 상기 브라켓의 외측면에 설치되는 PCB와; 상기 브라켓의 외측으로 상기 모터축과 일체로 형성되는 홀더와; 상기 홀더에 반경 방향으로 소정거리 이격되어 설치되는 마그넷과; 상기 PCB의 일측에 상기 마그넷과 대향되도록 설치되는 다수의 홀센서를 포함하여 이루어진 전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서에 있어서,

상기 브라켓의 외측단이 내경 방향으로 연장되어 플랜지가 형성되고, 상기 홀더의 일측에는 상기 모터축이 축방향으로 밀릴때 상기 플랜지와 면접촉에 의한 간섭이 발생될 수 있도록 일단턱이 형성되어, 상기 플랜지의 외측단과 일단턱 사이의 간극이 상기 홀더에 설치된 마그넷과 상기 PCB에 설치된 홀센서의 간극 보다 작은 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 원통형의 하우징(110)의 구비되고, 하우징의 중간측 내부에는 고정자(미도시)가 배치되고, 고정자의 내측으로는 이에 대응하도록 회전자(미도시)가 마련되는데, 회전자의 내부에는 고정자와 회전자 사이에서 발생되는 자기장으로 인해 회전자와 함께 회전될 수 있도록 모터축(120)이 마련된다.

또한, 모터축(120)은 하우징(110) 내부 양측에 설치된 베어링(180)에 의해 회전 지지를 받게되는데, 이를 위해 베어링(180)은 모터축(120)의 외주면에 압입 설치된다.

한편, 하우징(110)의 폐쇄된 일측에 설치되는 베어링(180)은 하우징(110)과의 사이에 브라켓(130)을 개재하여 설치한다.

모터축(120)의 일단에는 모터축(120)에 고정되어 모터축(120)과 일체로 회전하는 홀더(140)가 설치되고, 홀더(140)의 내측에는 반경방향으로 소정거리 이격되어 일정한 각도에 따라 극성이 변하는 마그넷(170)이 설치된다.

상기 홀더(140)의 위치는 브라켓(130)의 외측으로 소정거리 이격된 위치에 마련되어 있고, 브라켓(130)의 외측면에는 PCB(150) 가 마련되어 있으며, PCB(150)의 일측면에는 홀더(140)의 반경방향으로 소정거리 이격되어 설치된 마그넷(170)과 대향되어 위상이 다른 홀신호를 발생하는 홀센서(160)가 다수 설치된다. 그리고, 홀더(140)에 설치된 마그넷(170)과 홀센서(160)의 간극은 효과적인 센싱을 위하여 약 0.5mm 정도의 간극을 유지하고 있다.

상기한 브라켓(130) 사이에는 베어링(180)이 결합되어 있는데, 브라켓(180)의 외측단이 내경 방향으로 소정량 연장된 플랜지(135)를 형성하여 모터축(120)에 일체로 체결된 홀더(140)에 근접시킨다.

모터축(120)에 체결된 홀더(140)의 일측에는 반경방향으로 연장되는 일단턱(145)을 플랜지(135)의 단부 보다 소정량 높게 형성하여 플랜지(135)의 외측단과 모터축(120)이 축 방향으로 이동될 때 면접촉에 의힌 간섭이 발생되도록 한다.

플랜지(135)의 외측단과 일단턱(145) 사이에는 마그넷(170)과 홀센서(160) 사이의 간극을 홀센서(160)와 마그넷(170) 사이의 간극 이하로 유지하는데, 홀센서(160)와 마그넷(170)의 간극이 0.5mm이므로 플랜지(135) 외측단과 일단턱 사이는 0.3mm로 하는 것이 바람직하다. 상기에서 홀센서(160)와 마그넷(170) 사이의 간극 및 플랜지(135)의 외측단과 일단턱(145) 사이의 간극은 필요에 따라 변경시킬 수 있으나 홀센서(160)와 마그넷(170) 간의 간극이 플랜지(135)의 외측단과 일단턱(145) 사이의 간극 보다는 간섭의 방지를 위해서 항상 커야 한다.

상기한 구성의 본 발명에 의하면 모터축(120) 방향으로 과도한 하중이 가해져 모터축(120)이 내부로 소정량 밀리면, 모터축(120)과 일체로 형성된 홀더(140)의 일단턱이 플랜지(135)의 외측단에 걸려 더 이상 밀리지 않는다. 즉 홀더(140)의 일단턱(145)과 플랜지(135)의 외측단 사이에는 0.3mm의 간극이 있어서, 모터축(120)이 밀리면 최대 0.3mm만 이동되어 플랜지(135)의 외측단과의 간섭에 의해서 더 이상 밀리지 않는다. 이러할 경우 홀센서(160)와 마그넷(170) 사이에는 0.5mm의 간극이 유지되고 있으므로 0.3mm가 축방향으로 이동되더라도 최소한 0.2mm의 간극은 유지된다.

그리고, 모터축(120)이 밀리면서 홀더(140)의 일단턱과 플랜지(135)의 외측단은 상호간에 면접촉 되므로 모터축의 회전시 마찰은 발생할 수 있으나 부품간의 구조적 간섭은 발생되지 않는다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 브라켓과 홀더의 간극을 홀센서와 마그 넷 간의 간극 이하로 유지하여 모터축의 축방향 강성 이상의 축방향 부하가 발생하여 모터축이 축방향으로 이동하더라도 홀센서와 마그넷 간의 간성을 방지하여 위치센서를 이루는 부품들간의 간섭이 방지되어, 위치센서를 이루는 부품의 파손을 방지함으로써 위치센서의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims

내부에 고정자가 설치된 하우징과; 상기 고정자와 대응되도록 회전자가 마련된 모터축과; 상기 모터축의 외주면에 압입되는 베어링과; 상기 하우징과 베어링 사이에 결합되어 설치되는 브라켓과; 상기 브라켓의 외측면에 설치되는 PCB와; 상기 브라켓의 외측으로 상기 모터축과 일체로 형성되는 홀더와; 상기 홀더에 반경 방향으로 소정거리 이격되어 설치되는 마그넷과; 상기 PCB의 일측에 상기 마그넷과 대향되도록 설치되는 다수의 홀센서를 포함하여 이루어진 전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서에 있어서,

상기 브라켓의 외측단이 내경 방향으로 연장되어 플랜지가 형성되고, 상기 홀더의 일측에는 상기 모터축이 축방향으로 밀릴때 상기 플랜지와 면접촉에 의한 간섭이 발생될 수 있도록 일단턱이 형성되어, 상기 플랜지의 외측단과 일단턱 사이의 간극이 상기 홀더에 설치된 마그넷과 상기 PCB에 설치된 홀센서의 간극 보다 작은 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서.
제1항에 있어서,

상기 플랜지의 외측단과 상기 홀더의 일단턱 사이의 간극은 0.3mm 인 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 브러시리스 모터 위치센서.