KR101277700B1 - 제어기 일체형 모터 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터와 모터 제어기를 일체형으로 조립한 제어기 일체형 모터 어셈블리에 관한 것으로서, 상기 제어기는 상기 모터의 동작 전원 공급을 위한 전원 출력 단자가 형성되고, 신호 전달을 위한 홀 센서를 실장된 인쇄회로기판과, 상기 출력 단자와 전기적으로 결합하여 상기 모터와 상기 제어기를 연결하기 위한 커넥터부를 포함하는 모터 어셈블리를 제공함으로써, 와이어를 통해 유입되는 외부 노이즈를 방지하여 모터 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

제어기 일체형 모터 어셈블리{Motor assembly integrated control unit}

본 발명은 모터 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터와 모터 제어기를 일체형으로 조립한 제어기 일체형 모터 어셈블리에 관한 것이다.

종래의 모터와 모터 제어기는 서로 와이어를 통하여 전기적으로 연결된다. 이 경우, 와이어를 통해 전송되는 신호들은 외부 노이즈에 영향을 받기 쉬우며, 노이즈에 민감한 신호를 처리하기 위한 회로 구성은 노이즈에 대한 영향을 제거하기 위한 추가적인 설계가 필요하였다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 모터와 일체형으로 결합된 모터 제어기가 개발되었지만, 이는 모터와 모터 제어기를 커넥터를 이용하여 체결하는 방식이다. 이 경우, 커넥터가 추가적으로 필요하므로, 생산 비용이 증가되는 문제점이 있었고, 외부 노이즈에 영향을 받지 않으면서 생산 비용을 줄일 수 있는 모터 어셈블리 개발이 필요한 실정이었다.
종래의 제어기가 일체로 형성된 모터가 대한민국 공개특허공보(공개번호 특2003-0062801, 공개일자 2003년 7월 28일)에 개시된다.
상기 제시된 종래기술에 따르면 모터는 제어기와 일체로 구성되어 있는데(도면 3 참조), 이와 같은 일체형 모터부는 하우징에 둘러싸인 모터와, 상기 모터의 회전각 및 회전속도를 감지하기 위한 코드 휠과, 상기 모터에 대한 위치 및 속도 제어 신호에 따라 상기 모터를 구동하고 해당 모터에 대한 회전 상태 데이터를 생성하는 모터 제어 보드와, 상기 중앙 제어기로부터 전달받은 통신 데이터에서 모터에 대한 위치 및 속도 제어 신호를 추출하여 상기 모터 제어 보드에 전달하고 해당 모터 제어보드로부터 모터에 대한 회전 상태 데이터를 전달받아 중앙 제어기로 전달하며 상기 모터 제어 보드와 착탈이 가능한 네트워크 보드와, 사익 모터 제어 보드와 상기 네트워크 보드를 제어 배선으로 구성된 네트워크를 통해 상기 중앙 제어기에 연결하며 상기 중앙 제어기에 연결하며 상기 모터 제어 보드 및 상기 네트워크 보드와 착탈이 가능한 커넥터 보드를 포함하여 이루어진다.

이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 모터와 모터 제어기를 일체형 어셈블리로 제작함으로써, 별도의 제품으로 만들 경우 각각 필요한 하우징 비용을 줄일 수 있고, 외부 노이즈에 강인한 제어기를 제공할 수 있는 제어기 일체형 모터 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 제어기 일체형 모터 어셈블리는 모터와 상기 모터와 일체로 결합되는 제어기로 구성된다.

상기 제어기는 상기 모터의 동작 전원 공급을 위한 전원 출력 단자가 형성되고, 신호 전달을 위한 홀 센서를 실장된 인쇄회로기판과, 상기 출력 단자와 전기적으로 결합하여 상기 모터와 상기 제어기를 연결하기 위한 커넥터부를 포함한다.

상기 인쇄회로기판과 상기 커넥터부에는 상기 모터의 구동축이 통과되는 관통 홀이 형성되어 있으며, 상기 모터의 구동축이 상기 커넥터부의 관통 홀을 통과한 상태에서, 상기 모터의 끼움 돌기는 상기 커넥터 부의 끼움 홈에 끼워져, 상기 모터와 상기 커넥터부는 조립된다.

또한, 상기 모터의 구동축이 상기 인쇄회로기판의 관통 홀을 통과한 상태에서, 상기 커넥트부에 형성된 전원핀이 상기 출력 단자에 결합하여, 상기 커넥트부와 상기 인쇄회로기판이 조립된다.

상기 인쇄회로기판은 상기 모터에 동작전원을 공급하기 위한 층과 상기 홀 센서에서 감지된 신호를 출력하기 위한 층이 분리된 다층 구조로 형성되는데, 상기 동작전원을 공급하기 위한 층과 상기 감지신호를 출력하기 위한 층 사이에는 차폐층이 형성된 것을 특징으로 한다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 종래 분리된 상태에서 와이어 등을 통해 연결된 모터와 제어기를 일체화함으로써, 모터와 제어기 각각에 필요한 하우징, 커넥터, 와이어 등에 요구되는 비용을 절감할 수 있다.

또한, 분리되어 있는 모터와 제어기 사이에서 발생할 수 있는 와이어 단락 및 와이어 단락 방지를 위한 기능이 불필요해지므로, 제어기 회로 설계가 용이해진다.

또한, 와이어를 통해 유입되는 외부 노이즈를 방지하여 모터 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어기 일체형 모터 어셈블리의 각 구성을 구체적으로 도시한 분해사시도.
도 2는 도 1에 도시된 인쇄회로기판의 개략적인 형상을 도시한 예시도.
도 3은 도 2의 인쇄회로기판의 내부 구성을 도시한 예시도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기 일체형 모터 어셈블리를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어기 일체형 모터 어셈블리의 각 구성을 구체적으로 도시한 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리는 모터(10), 커넥터부(20), 인쇄회로기판(30)을 포함하여 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리는 모터(10)와, 상기 모터(10)에 동작 전원 공급하고, 이와 동시에 홀 센서에서 검출되는 신호를 처리하고, 이에 따라 모토의 동작을 제어하는 제어기가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

종래에는 모터와 제어기는 서로 분리된 상태에서 와이어 등을 통해 연결되어 제어기는 와이어를 통해 모터에 전원을 공급하고, 모터의 동작을 제어하였다. 와이어를 통해 유입되는 외부 노이즈는 모터에 대한 신뢰성 있는 동작 제어를 수행하는 데 있어서 장애가 되었고, 이를 제거하기 위해서는 제어기에 노이즈 제거를 위한 추가적인 기능이 필요하여 제어기 회로 설계의 복잡도는 증가할 수 밖에 없었다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 모터(10)와 제어기를 일체로 형성한 모터 어셈블리를 제공하는 것을 특징으로 하는데, 본 발명의 구체적인 구성을 이하 살펴보도록 한다.

본 실시예에 따르면, 모터(10)는 커넥터부(20)에 결합되고, 커넥터(20)는 인쇄회로기판(30)에 결합되어 하나의 어셈블리를 형성한다. 커넥터부(20)와 인쇄회로기판의 일 면에는 모터(10)의 구동축(11)이 통과될 수 있도록 하는 관통 홀이 형성되어 있으며, 모터(10)의 구동축(11)이 상기 커넥터부(20)의 관통 홀을 통과한 상태에서, 구동축(11) 부분에 형성된 모터(10)의 끼움 돌기는 커넥터 부(20)의 끼움 홈에 끼워져 조립된다.

또한, 모터(10)와 커넥터부(20)가 조립된 상태에서, 모터(10)의 구동축(11)은 인쇄회로기판(30)에 형성된 관통 홀을 통과하고, 커넥트부(20)에 형성된 전원핀(21)이 인쇄회로기판(30)의 일 면에 형성된 출력 단자(32)에 결합되어, 커넥트부(20)와 인쇄회로기판(30)이 조립된다. 이와 같은 방식을 통해 모터(10), 커넥터부(20) 및 인쇄회로기판(30)은 서로 조립되고, 하나의 일체형 모터 어셈블리를 형성하게 된다.

커넥터부(20)는 모터(10)와 인쇄회로기판(30) 사이에 위치하여, 모터(10)와 인쇄회로기판(30)을 서로 전기적으로 연결한다. 커넥터부(20)에는 모터(10)의 구동축(11)을 위한 관통 홀이 형성되어 있으며, 상면(모터와 결합하는 측의 면)에는 모터(10)에 형성된 끼움 돌기를 수용하기 위한 끼움 홈이 형성된다.

또한, 커넥터부(20)의 하측면(인쇄회로기판과 결합하는 측의 면)에는 인쇄회로기판(30)의 출력단자(32)와 결합되는 전원 핀이 형성되어 있으며, 이를 통해 인쇄회로기판(30)은 모터(10)로 동작 전원을 공급하고 제어한다.

도 2는 도 1에 도시된 인쇄회로기판의 개략적인 형상을 도시한 예시도이다.

인쇄회로기판(30)은 커넥터부(20)를 통해 모터(10)에 연결되어, 모터(10)에 동작전원을 공급하고, 모터와 함께 회전하는 원형 자석의 동작에 대한 검출 신호에 따라 모터(10)의 동작을 제어한다. 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(30)의 일 면에는 원형 자석의 동작을 검출하기 위한 홀 센서(31)와 커넥터부(20)의 전원 핀(21)과 결합하여 모터(10)에 전원을 공급하기 위한 출력단자(32)가 형성되고, 모터(10)의 구동축(11)을 위한 관통 홀이 형성된다.

본 실시예에 따르면, 모터에 전원 공급과 홀 센서의 신호 검출 및 제어는 하나의 인쇄회로기판에서 구현되어야 한다. 이로 인해, 모터에 공급되는 출력 전원에서 발생하는 노이즈가 홀 센서 신호에 영향을 미칠 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 실시예에서는 다층 구조로 형성되는 인쇄회로기판(30)을 도입하였으며, 이하 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 도 2의 인쇄회로기판의 내부 구성을 도시한 예시도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서 인쇄회로기판(30)은 동작전원을 공급하기 위한 층(30_1) 및 홀 센서(31)에서 감지된 신호를 출력하기 위한 층(30_2) 등의 복수의 층으로 구성되는 다층 구조를 가진다. 이는 모터(10)에 동작전원을 공급하기 위한 층)(30_1_)과 홀 센서(31)에서 감지된 신호를 출력하기 위한 층(30_2)을 물리적으로 분리하여, 모터에 공급되는 출력 전원에서 발생하는 노이즈가 홀 센서 신호에 영향을 미치는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 모터(10)에 동작전원을 공급하기 위한 층)(30_1_)과 홀 센서(31)에서 감지된 신호를 출력하기 위한 층(30_2) 사이에 이들을 전기적으로 분리하기 위한 차폐층(30_3)을 형성할 수 있으며, 모터(10)에 동작전원을 공급하기 위한 층)(30_1_)에서 발생한 전기적 노이즈는 차폐층(30_3)에서 차단될 수 있다. 차폐층(30_3)은 동판으로 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

1. 모터와 상기 모터와 일체로 결합되는 제어기로 구성되는 모터 어셈블리에 있어서,
   상기 제어기는 상기 모터의 동작 전원 공급을 위한 전원 출력 단자가 형성되고, 신호 전달을 위한 홀 센서를 실장된 인쇄회로기판과, 상기 출력 단자와 전기적으로 결합하여 상기 모터와 상기 제어기를 연결하기 위한 커넥터부를 포함하되,
   상기 인쇄회로기판과 상기 커넥터부에는 상기 모터의 구동축이 통과되는 관통 홀이 형성되어 있으며, 상기 모터의 구동축이 상기 커넥터부의 관통 홀을 통과한 상태에서, 상기 모터의 끼움 돌기는 상기 커넥터 부의 끼움 홈에 끼워져, 상기 모터와 상기 커넥터부가 조립되는 것이고,
   상기 인쇄회로기판은,
   상기 모터에 동작전원을 공급하기 위한 층과 상기 홀 센서에서 감지된 신호를 출력하기 위한 층이 분리된 다층 구조로 형성되고, 상기 동작전원을 공급하기 위한 층과 상기 감지신호를 출력하기 위한 층 사이에는 차폐층이 형성된 것
   인 제어기 일체형 모터 어셈블리.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 모터의 구동축이 상기 인쇄회로기판의 관통 홀을 통과한 상태에서, 상기 커넥트부에 형성된 전원핀이 상기 출력 단자에 결합하여, 상기 커넥트부와 상기 인쇄회로기판이 조립되는 것
   인 제어기 일체형 모터 어셈블리.
   
   
4. 삭제
5. 삭제

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