KR101264569B1 - 새로운 결합 구조를 갖는 홀센서 커버 및 이를 이용한 모터 - Google Patents

새로운 결합 구조를 갖는 홀센서 커버 및 이를 이용한 모터 Download PDF

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양경식
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Abstract

본 발명에 따른 홀센서 커버는 코일 삽입홈을 갖는 매그메이트 단자와 상기 매그메이트 단자의 일측 방향으로 연장되어 있는 전원 단자핀으로 이루어지는 매그메이트 단자부; 및 상기 매그메이트 단자부가 삽입되기 위한 매그메이트 단자 삽입홈과 상기 전원 단자핀이 내부에 위치하는 전원 단자 삽입부를 갖는 본체로 이루어지는 전원 커넥터부로 이루어지고, 상기 전원 커넥터부는 인슐레이터의 티스 말단부에 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

새로운 결합 구조를 갖는 홀센서 커버 및 이를 이용한 모터{Hall Sensor Cover for Outside Electric Power Connection and Motor using the Same}
본 발명은 모터에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 모터의 스테이터에 권선된 코일과 외부 전원이 인가되는 커넥터와의 연결 및 홀센서 커버의 조립을 보다 용이하게 하고 제조 원가를 절감할 수 있는 새로운 전원 커넥터 연결 구조를 갖는 모터에 관한 것이다.
일반적으로, 모터는 스테이터와 로터로 이루어지는데 드럼 세탁기 등와 같은 전기기기에 사용되는 모터는 스테이터 코어의 주변을 인슐레이터로 감싼 뒤에 코일을 권선하며, 이 코일은 전원의 인가를 위하여 홀센서 커버 및 인쇄회로기판 등과 전기적으로 연결된다.
종래의 스테이터 코어의 인슐레이터에 홀센서 커버가 결합되는 모습을 도 1에 도시하였다. 도 1에서와 같이, 인슐레이터(1)는 절연성 수지로 이루어지고 스테이터 코어(도시되지 않음)의 상부에 결합된다. 인슐레이터(1)의 외측에는 방사상으로 티스(10)가 형성되어 있다. 이 티스(10)의 내측부분인 인슐레이터(1)의 내측부(10)에는 외부 전원 커넥터의 연결을 위하여 매그메이트 단자부(13)가 형성되어 있으며, 이 매그메이트 단자부(13)의 내부에는 코일과의 전기적 연결을 위한 매그메이트 단자(14)가 삽입되어 있다. 도 1에서는 U, V, W상의 전원 연결을 위하여 3개의 매그메이트 단자부(111)가 형성되어 있는 것을 도시하고 있다.
외부 전원을 이들 매그메이트 단자부(111)에 연결하기 위하여, 홀센서커버(100)에는 매그메이트 단자부(111)와 대응하는 위치에 매그메이트 단자 삽입부(101)을 갖고 있다. 매그메이트 단자 삽입부(101)의 내측에는 매그메이트 단자(14)와 연결을 위한 핀(도시되지 않음)가 있으며, 이 핀은 리드선(103)에 의하여 전원 단자핀(104)과 전기적으로 연결되어 있다. 전원 단자핀(104)는 전원단자 삽입부(102) 내측에 위치하며, 외부 전원 커넥터는 이 전원 단자 삽입부(102)에 결합되어 전기적 접속을 이루게 된다. 또한 홀센서 커버(100) 일측의 내부에는 인쇄회로기판(도시되지 않음)이 위치하며, 이 인쇄회로기판은 실리콘 덮개(105)에 의하여 보호되고 있다.
이와 같이, 홀센서 커버(100)는 외부 전원을 인슐레이터에 권선되어 있는 코일에 공급하는 역할과 자기장의 크기나 극성 등을 측정하여 그 신호를 모터를 사용하는 장치의 제어부로 전달하는 역할을 한다.
이와 같은 종래의 홀센서 커버(100)를 이용한 외부 전원 연결 방식은 인슐레이터(1)의 매그메이트 단자부(13)와 홀센서 커버(100)의 전원 단자 삽입부(102)가 인슐레이터의 내측부(10) 쪽에 위치하기 때문에, 외부 전원 연결을 위해서는 리드선(103)을 홀센서 커버(100) 내부에 반드시 도입해야 한다. 따라서, 홀센서 커버(100)를 제조하는 공정이 복잡하고, 홀센서 커버(100)의 크기가 티스(11)의 길이보다도 길어야 하기 때문에 소요되는 플라스틱 수지 몰딩의 양이 증대되는 문제점이 있다. 더욱이, 인쇄회로기판이 실리콘 덮개(105)에 의해 고정되어 있기 때문에, 제조 공정 시 실리콘을 경화시키는 시간이 소요되므로 제조 시간이 증대되고 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 매그메이트를 통한 외부 전원의 연결이 인슐레이터의 내측부가 아닌 외측부에서 직접 결속되도록 한 새로운 구조의 홀센서 커버와 이를 이용한 모터를 제안하고자 한다.
본 발명의 목적은 새로운 구조의 홀센서 커버를 적용함으로써 제조 공정이 보다 단순화될 수 있고, 제조 비용을 낮출 수 있는 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 내재되어 있는 목적들은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 홀센서 커버는 코일 삽입홈을 갖는 매그메이트 단자와 상기 매그메이트 단자의 일측 방향으로 연장되어 있는 전원 단자핀으로 이루어지는 매그메이트 단자부; 및
상기 매그메이트 단자부가 삽입되기 위한 매그메이트 단자 삽입홈과 상기 전원 단자핀이 내부에 위치하는 전원 단자 삽입부를 갖는 본체로 이루어지는 전원 커넥터부;
로 이루어지고, 상기 전원 커넥터부는 인슐레이터의 티스 말단부에 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서,
상기 전원 커넥터부의 일측에 결합되는 홀센서 본체;
상기 홀센서 본체 내부에 위치하는 인쇄회로기판; 및
상기 홀센서 본체의 상부에 결합되는 인쇄회로기판 커버;
로 이루어지는 홀센서부를 더 포함하며, 상기 홀센서 본체는 상기 인슐레이터의 티스 말단부에 결합되도록 하여도 좋다.
본 발명에서, 상기 인쇄회로기판 커버의 내측에는 최소한 하나 이상의 고정 돌기가 형성되어 있어도 좋다.
본 발명에서, 상기 매그메이트 단자 삽입홈의 후면으로 연장되어 형성되고, 코일이 상기 매그메이트 단자의 코일 삽입홈으로 도입되기 위한 코일 도입부를 더 포함하여도 좋다.
본 발명에 따른 모터는
스테이터 코어;
상기 스테이터 코어를 감싸며, 방사상으로 티스가 형성되어 있는 인슐레이터; 및
상기 티스의 말단부에 결합되는 홀센서 커버;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 새로운 구조의 홀센서 커버를 적용함으로써 제조 공정이 보다 단순화될 수 있고, 제조 비용을 낮출 수 있는 모터를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 모터의 홀센서 커버 및 인슐레이터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 홀센서 커버를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해사시도를 나타내고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 홀센서 커버가 인슐레이터에 결합되어 있는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 홀센서 커버가 인슐레이터에 결합되어 있는 모습 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 평면도를 나타내고 있다.
도 7은 본 발명에 적용되는 매그메이트 단자의 형상을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 적용되는 인쇄회로기판 커버의 뒷면을 나타낸 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 홀센서 커버(5)를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 홀센서 커버(5)가 인슐레이터(1)에 결합되어 있는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 홀센서 커버(5)는 전원 커넥터부(2)와 홀센서부(4)로 이루어진다.
전원 커넥터부(2)는 스테이터 코어를 감싸는 인슐레이터에 권선되어 있는 코일과 외부 전원 커넥터를 연결하는 부분이다. 홀센서부(4)는 홀센서와 인쇄회로기판을 포함하고 있으며, 홀센서에서 측정된 자기장 관련 신호를 외부로 보내는 장치이다. 이 홀센서 커버(5)는 티스의 말단부에 설치된다는 점에서 인슐레이터의 내측부에 고정되는 종래 홀센서 커버와 상이하다.
전원 커넥터부(2)는 체결수단(20c, 20d)에 의하여 인슐레이터에 결합된다. 이 체결수단(20c, 20d)은 인슐레이터의 말단에 고정된다. 전원 커넥터부(2)와 홀센서 커버(4)는 체결수단(20d)에 의하여 연결된다. 홀센서부(4)의 체결수단(40c)도 인슐레이터의 말단에 고정되어도 좋다. 이와 같이, 전원 커넥터부(2) 홀센서부(4)는 각각 별도로 제작되어 체결수단(20d)에 의해 연결되어도 좋으나, 전원 커넥터부(2)와 홀센서부(4)를 하나의 부재로 일체화하여 제작하여 체결수단(20d)를 사용하지 않아도 좋다.
도 3을 참조하면, 전원 커넥터부(2)는 보호캡(26)으로 둘러 싸여져 보호되고 있으며, 홀센서부(4)는 인쇄회로기판 커버(42)에 의하여 덮여져 있다. 보호캡(26)은 전원 커넥터부(2)를 외부로부터 충격이나 전기적인 간섭으로부터 보호하는 역할을 하며, 인쇄회로기판 커버(42)는 홀센서부의 인쇄회로기판 외부의 충격 등으로부터 보호하는 역할을 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 홀센서 커버(5)는 인슐레이터(10)의 티스 말단부에 설치되어 있다. 종래의 홀센서 커버는 인슐레이터의 내측부에 고정되며, 티스 말단부에 커넥터 연결부를 설치해야 하므로 홀센서 커버의 크기가 연장되어야 하기 때문에 소요되는 수지 몰드의 양이 증대되며, 인슐레이터의 내측부의 매그메이트로부터 티스 말단부의 커넥터 연결부까지 전기적 접속을 위한 리드선을 적용해야 하므로 공정이 복잡하고 제조 비용이 증대되지만, 본 발명에 따른 홀센서 커버(5)는 이러한 문제점을 해결하고 있다.
도 5는 본 발명에 따른 홀센서 커버(5)가 인슐레이터(1)에 결합되어 있는 모습 확대하여 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 평면도를 나타내고 있다. 도 5 및 도 6에서는 홀센서 커버(5)에서 전원 커넥터부(2)의 보호캡(26)과 홀센서부(4)의 인쇄회로기판 커버(42)가 제거된 상태로 홀센서 커버(5)가 인슐레이터(1)의 티스 말단부에 결합되어 있는 상태를 나타내고 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 전원 커넥터부(2)의 베이스(20)는 인슐레이터(10)의 티스(11)의 티스 말단부(12)에 결합되어 있다. 베이스(20)의 양단에는 체결부(20a, 20b)가 각각 형성되어 있다. 이 체결부(20a, 20b)에 체결수단(20c, 20d)을 이용하여 티스 말단부(12)에 베이스(20)를 고정한다. 도 5에는 체결수단(20c, 20d)으로 나사를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 티스 말단부(12)에 돌기를 형성하고 이 돌기를 체결부(20a, 20b)에 삽입시키는 방법 또는 접착제를 사용하는 방법 등 다양한 결합 방법을 적용할 수 있다.
베이스(20)에는 외부의 전원 커넥터를 결합하기 위한 전원단자 삽입부(21)가 형성되어 있다. 이 전원단자 삽입부(21)는 u, v, w의 세 개의 상을 각각 연결하기 위해 3개가 형성되어 있으나, 반드시 3개에 한정되는 것은 아니며, 모터의 종류, 구조, 형태 등에 따라 다양한 개수로 설정할 수 있다.
전원단자 삽입부(21)의 전면에는 외부의 전원 커넥터가 삽입되기 위한 전원단자 삽입홈(22)이 형성되어 있으며, 전원단자 삽입부(21)의 후면에는 코일과 전기적으로 연결되기 위한 매그메이트 단자부(3)가 삽입되는 매그매이트 단자 삽입홈(23)이 형성되어 있다. 매그메이트 단자부(3)는 전면부 방향으로 핀형상으로 길게 연장되어 있는 부분인 전원 단자핀(31)을 가지고 있다.
메그메이트 단자 삽입홈(23)의 일측에는 코일이 도입되기 위한 코일 도입부(24)가 형성되어 있으며, 이 코일 도입부(24)에는 코일 안착홈(25)이 형성되어 있어, 코일이 이 코일 안착홈(25)에 위치하면 단단히 고정될 수 있도록 하기 위하여, 코일은 코일 안착홈(25)에 강제 압입이 되도록 하는 것이 바람직하다.
홀센서부(4)는 홀센서 본체(40)와, 이 홀센서 본체(40) 내부에 위치하는 인쇄회로기판(41)을 포함한다. 홀센서부(4)는 수지 몰딩 재질로 이루어지며, 그 하부에는 홀센서(도시되지 않음)를 포함하고 있다. 바람직하게 홀센서가 위치하는 부분이 인슐레이터의 티스와 티스 사이에 고정되도록 형성하는 것이 좋다.
홀센서 본체(40)의 양측에는 체결부(40a, 40b)가 형성되어 있다. 이 체결부(40a, 40b)에 체결수단(20d, 40c)이 결합됨으로써 홀센서 본체(40)가 티스 말단부(12)에 고정되도록 한다. 도 5에는 체결수단(20d, 40c)으로 나사를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 티스 말단부에 돌기를 형성하고 이 돌기를 체결부(40a, 40b)에 삽입시키는 방법 또는 접착제를 사용하는 방법 등 다양한 결합 방법을 적용할 수 있다.
바람직하게, 홀센서부(4)의 체결부(40a)는 전원 커넥터부(2)의 본체(20) 일측의 체결부(20b)와 겹치도록 하여, 하나의 체결 수단(20d)을 사용하이 이 둘을 동시에 티스 말단부(12)에 고정시키도록 하여도 좋다.
홀센서 본체(40)의 중앙부 전면에는 홀센서 커넥터(43)이 결합된다.
인쇄회로기판(41)의 상부에는 별도로 인쇄회로기판 커버가 결합되는데 이에 대해서는 아래 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명에 적용되는 매그메이트 단자부(3)의 형상을 나타낸 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 매그메이트 단자부(3)는 크게 매그메이트 단자(30)와 전원 단자핀(31)으로 이루어진다. 매그메이트 단자(30)는 전원 커넥터부(2)의 매그메이트 단자 삽입홈(23)에 삽입되며, 매그메이트 단자(30) 상부로부터 연장되어 있는 전원 단자핀(31)은 전원 커넥터부(2)의 전원단자 삽입홈(22) 내부에 위치한다. 매그메이트 단자(30)의 하부에는 코일이 전기적으로 연결 및 결합되기 위한 코일 삽입홈(32)이 형성되어 있다. 따라서, 전원 커넥터부(2)의 코일 도입부(24)로 도입된 코일은 코일 삽입홈(32)에 삽입되어 전기적인 연결을 이루게 된다. 그 결과, 매그메이트 단자부(3)에 의하여 코일과 외부 전원과의 전기적 연결을 이루게 된다.
도 8은 본 발명에 적용되는 인쇄회로기판 커버(42)의 뒷면을 나타낸 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 홀센서부(4)에 적용되는 인쇄회로기판 커버(42)는 홀센서 본체(40)의 상부에 결합된다. 결합을 위한 방법은 접착제를 적용하는 방법, 별도의 나사 등을 이용하는 방법 등 다양한 방법이 적용 가능하다. 도 8에서는 인쇄회로기판 커버(42)의 양측에 형성되어 있는 체결부(42a, 42b)에 체결 수단을 결합함으로써 결합을 이루고 있다.
고정 돌기(42c)는 인쇄회로기판 커버(42)의 내측에 최소한 하나 이상 형성되어 있는데, 이 고정 돌기(42c)는 인쇄회로기판(41)의 상부를 살짝 눌러주어, 인쇄회로기판이 유동하지 않고 잘 고정되도록 한다.
인쇄회로기판 커버(42)의 양측에는 걸림홈(42d)이 형성되어 있는데, 이 걸림홈(42d)은 홀센서 본체(40) 양측에 형성되어 있는 걸림 돌기(40d)와 결합하여, 인쇄회로기판 커버(42)가 홀센서 본체(40)에 더욱 견고하게 결합될 수 있도록 한다. 커버의 중앙부 전면측에는 홀센서 커넥터 안착부(42e)가 형성되어 있어, 홀센서 커넥터가 위치하도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명은 본 발명을 예시하기 위한 것이고, 본 발명의 범위를 정하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 아래 첨부되어 있는 특허청구범위에 의하여 결정되며, 이 범위 내에서의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
1: 인슐레이터 2: 전원 커넥터부
3: 매그메이트 단자부 4: 홀센서부
5: 홀센서 커버 10: 내측부
11: 티스 12: 티스 말단부
13: 매그메이트 단자부 14: 매그메이트 단자
20: 베이스 20a, 20b: 체결부
20c, 20d: 체결수단 21: 전원단자 삽입부
22: 전원단자 삽입홈 23: 매그메이트 단자 삽입홈
24: 코일 도입부 25: 코일 안착홈
26: 보호캡 30: 매그메이트 단자
31: 전원 단자핀 32: 코일 삽입홈
40: 홀센서 본체 40a, b: 체결부
40c: 체결수단 40d: 걸림돌기
41: 인쇄회로기판 42: 인쇄회로기판 커버
42a, b: 체결부 42c: 고정돌기
42d: 걸림홈 42e: 홀센서 커넥터 안착부
43: 홀센서 커넥터 100: 홀센서커버
101: 매그메이트 단자 삽입부 102: 전원 단자 삽입부
103: 리드선 104: 전원 단자핀
105: 실리콘 덮개 106: 홀센서 커넥터

Claims (5)

  1. 코일 삽입홈을 갖는 매그메이트 단자와 상기 매그메이트 단자의 일측 방향으로 연장되어 있는 전원 단자핀으로 이루어지는 매그메이트 단자부; 및
    상기 매그메이트 단자부가 삽입되기 위한 매그메이트 단자 삽입홈과 상기 전원 단자핀이 내부에 위치하는 전원 단자 삽입부를 갖는 본체로 이루어지는 전원 커넥터부;
    로 이루어지고, 상기 전원 커넥터부는 인슐레이터의 티스 말단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 홀센서 커버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 커넥터부의 일측에 결합되는 홀센서 본체;
    상기 홀센서 본체 내부에 위치하는 인쇄회로기판; 및
    상기 홀센서 본체의 상부에 결합되는 인쇄회로기판 커버;
    로 이루어지는 홀센서부를 더 포함하며, 상기 홀센서 본체는 상기 인슐레이터의 티스 말단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 홀센서 커버.
  3. 제2항에 있어서, 상기 인쇄회로기판 커버의 내측에는 최소한 하나 이상의 고정 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 홀센서 커버.
  4. 제1항에 있어서, 상기 매그메이트 단자 삽입홈의 후면으로 연장되어 형성되고, 코일이 상기 매그메이트 단자의 코일 삽입홈으로 도입되기 위한 코일 도입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀센서 커버.
  5. 스테이터 코어;
    상기 스테이터 코어를 감싸며, 방사상으로 티스가 형성되어 있는 인슐레이터; 및
    상기 티스의 말단부에 결합되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 홀센서 커버;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터.
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