KR101385926B1 - 전기 조향장치용 모터 앗세이 - Google Patents

Abstract

본 발명의 BLDC(Brushless DC) 모터는 모터 축(6)의 끝단 부위가 결합되는 모터 커버 하우징(11)에 결합되어져, 모터 출력 토크를 외부로 전달하도록 모터 축(6)의 끝단 부위에 고정된 커플링(13)을 이용해 모터 회전 위치를 측정하는 센서(14)가 조립됨에 따라, 모터 커버 하우징(11)과 커플링(13)에 대한 센서(14)의 조립 공간이 커플링(13)의 수용 공간만으로 줄어 들 수 있게 되고, 이로 인해 짧아진 센서(14)의 조립 공간만큼 모터의 전체 길이를 줄여 소형 경량 화시켜, 전기 조향 장치(EPS, Electrical Power Steering)에 적용될 때 EPS의 고효율 특성을 보다 용이하게 구현할 수 있는 특징이 있게 된다.

축, 모터, 센서

Description

전기 조향장치용 모터 앗세이{motor assembly for Electrical Power Steering}

본 발명은 모터에 관한 것으로, 특히 전기 조향 장치(Electrical Power Steering)에 적용되는 전기 조향장치용 모터 앗세이에 관한 것이다.

일반적으로 전기 조향 장치(EPS, Electrical Power Steering)는 통상적인 파워 조향을 전기식으로 바꾸어 줌으로써, 엔진의 동력부하를 줄여 연비를 개선할 수 있는 친환경적인 조향 장치이다.

이러한 전기 조향 장치인 EPS는 고 효율 특성을 실현하기 위해 제어성능이 우수하고 구조가 견고한 BLDC(Brushless DC) 모터를 주로 사용하며, 이와 같은 BLDC모터는 통상적으로, 모터 축과 로터 코어, 마그네트로 이루어지면서, 모터의 구동에 따른 로터 위치를 판단하기 위한 센서와 더불어, 모터의 출력토크를 조향 장치 쪽으로 전달하는 동력전달 부품인 커플링 등으로 구성되어진다.

이와 같이 전기 조향 장치에 사용되는 BLDC 모터는 고 효율특성을 실현하기 위해 소형 경량화 설계가 필연적으로 요구되지만, 모터에 장착된 센서와 커플링으로 인한 한계 즉, 기계적 강도를 가지면서 용이한 제작성을 위해 주로 플라스틱 재 질을 사출하는 커플링에 비해, 자기적 특성이 요구되는 센서(구성 부품인 요크)는 금속(Steel) 재질로 된 프레스 부품으로 주로 제작한다.

그러나, 이와 같이 전기 조향 장치에 사용되는 BLDC 모터는 모터 출력을 전달하는 커플링과, 모터 위치를 측정하는 센서가 각각 다른 재질로 제작됨과 더불어, 커플링은 모터 축의 끝단에 조립되는 반면, 센서는 모터 축 안쪽 공간에서 조립됨에 따라, 커플링과 센서의 조립 위치 차이에 따른 제조 공정의 복잡성이 존재하게 된다.

이에 더해 모터 축을 기준으로 해 모터 축의 끝단으로 커플링이 조립되는 반면, 센서는 모터 축 안쪽 공간에서 조립되는 구조를 갖게됨에 따라, 모터 축이 커플링과 센서의 조립 공간을 형성하도록 길게 이루어져야 만 하고, 이는 장 축 모터 축을 필요로 해 모터의 전체적인 크기가 커질 수밖에 없어, 소형 경량화된 모터를 통해 구현되는 EPS의 고효율 특성을 실현하기가 어렵게 되는 근본적인 한계성이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 전기 조향 장치(EPS, Electrical Power Steering)에 사용되는 BLDC(Brushless DC) 모터 출력을 전달하도록, 모터 축의 끝단에 조립되는 커플링과 함께 모터 위치 측정 센서가 조립됨에 따라, 동일한 조립 공간으로 커플링과 센서의 점유 공간 축소만큼 모터 축 의 길이를 줄여 줄 수 있어, BLDC 모터의 전체 크기를 크게 줄이면서 소형 경량화시켜 EPS의 고효율 특성을 보다 용이하게 구현할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 BLDC(Brushless DC) 모터는 모터 위치를 측정하는 센서 부품을 모터 출력을 전달하는 커플링에 일체화 시켜 줌에 따라, 모터 축의 끝단 부위에서 조립되는 커플링과 센서의 제조 공정을 단순화함과 더불어, 조립 작업도 보다 단순화 시켜 줄 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터 앗세이가 외관을 이루는 모터 하우징에 내장된 마그네트가 감싼 로터 코어에 고정되어져, 양 끝단이 각각 베어링 지지되면서 모터 하우징으로 돌출되는 모터 축과;

돌출된 모터 축부위를 감싸도록 모터 하우징에 결합되는 커버 바디의 중앙 위치에서 아래쪽으로 모터 축을 베어링 지지하도록 돌출된 베어링 지지단이 형성되고, 상기 커버 바디의 위쪽으로는 상기 커버바디의 직경에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖고 소정 높이를 갖는 빈 공간을 형성하도록 테두리를 이루는 센서 수용단을 형성한 모터 커버 하우징;

상기 모터 커버 하우징의 센서 수용단에 끼워져 내부 공간을 차단하는 외부 차단 하우징;

상기 모터 축의 끝단을 축 결합 보스를 통해 고정해 모터 출력 토크를 외부로 전달하는 커플링 및;

상기 커플링의 축 결합 보스의 직경에 비해 큰 직경을 동심원으로 형성한 요크와, 상기 요크에 밀착되도록 동일한 직경을 갖는 링 마그네트 및 상기 링 마그네트에 간격을 두고 모터 커버 하우징의 상부 테두리를 형성하는 센서 수용단에 구비된 PCB로 이루어진 센서;

로 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 전기 조향 장치(EPS, Electrical Power Steering)에 사용되는 BLDC(Brushless DC)모터에서, 모터 출력을 전달하는 커플링에 모터 위치를 측정하는 센서 부품을 일체화 시켜 줌에 따라, 커플링과 센서의 조립 공간이 동일하게 형성되므로, 커플링과 센서의 점유 공간 축소만큼 줄어든 모터 축 길이로 인해, EPS의 고효율 특성을 위한 BLDC 모터의 소형 경량화 설계는 물론, 제조 공정과 조립 작업도 보다 단순화될 수 있는 효과가 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 조향장치용 모터 앗세이의 분해도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 모터 앗세이는 전원을 공급받아 구동되는 모터 유니트(1)와, 상기 모터 유니트(1)의 출력 토크를 외부(일례로, 전기 조향 장치쪽)로 전달함과 더불어, 회전에 대한 로터의 회전 위치를 측정하는 연결 유니트(10)로 이루어진다.

여기서, 상기 모터는 BLDC(Brushless DC) 모터로서, 이는 통상적으로, 모터 축과 로터 코어, 마그네트로 이루어지면서, 모터의 구동에 따른 로터 위치를 판단하기 위한 센서와 더불어, 모터의 출력토크를 조향 장치 쪽으로 전달하는 동력전달 부품인 커플링 등으로 구성되어진다.

그리고, 상기 모터 유니트(1)는 외관을 이루는 모터 하우징(2)에 마그네트(4)가 내장되고, 상기 마그네트(4)가 로터 코어(5)를 감싸며, 상기 로터 코어(5)는 다시 양 끝단이 각각 베어링(7,8)지지된 모터 축(6)으로 구성되어진다.

이때, 상기 모터 축(6)의 끝단은 도 2에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(2)의 모터 길이(A)를 벗어나 돌출되는 길이를 갖고, 이러한 돌출 부위에는 베어링(8)이 지지하게 된다.

또한, 상기 연결 유니트(10)는 모터 커버 하우징(11)을 이용해 돌출된 모터 축(6)부위를 감싸도록 모터 하우징(2)에 결합되고, 상기 모터 커버 하우징(11)에 베어링(8)을 매개로 지지된 모터 축(6)의 끝단을 축 결합 보스(13a)를 통해 고정한 커플링(13)이 결합되며, 상기 커플링(13)을 감싸 지지하는 외부 차단 하우징(12)이 모터 커버 하우징(11)에 결합되어, 모터 유니트(1)의 선단 부위를 이루게 된다.

여기서, 상기 모터 커버 하우징(11)은 모터 하우징(2)에 끼워지면서 모터 하우징(2)의 직경을 벗어나는 크기를 갖는 커버 바디(11a)로 이루어지고, 상기 커버 바디(11a)의 중앙 위치에서 아래쪽으로는 베어링(8)이 수용되도록 돌출되어진 베어링 지지단(11b)이 형성되며, 상기 커버 바디(11a)의 위쪽으로는 상대적으로 작은 직경을 갖고 소정 높이를 갖는 빈 공간을 형성하도록 테두리를 이루는 센서 수용단(11c)이 형성되어진다.

이에 따라 상기 모터 커버 하우징(11)은 도 2에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(2)에 끼워진 상태에서 모터 하우징(2)으로 돌출되는 커버 길이(B)를 갖게 되는데, 상기 커버 길이(B)는 모터 커버 하우징(11)의 커버 바디(11a)를 기준으로 그 아래쪽 부위는 모터 축(6)을 지지하는 베어링(8)을 수용하는 축 지지 길이(a)를 갖고, 반대쪽인 위로는 커플링(13)의 저부 부위와 모터 회전 위치를 측정하는 센서(14)가 수용되는 센서 수용 길이(b)를 갖게 된다.

또한, 모터 회전에 대해 로터 코어(5)에 고정된 모터 축(6)의 회전 위치를 측정하도록 상기 연결 유니트(10)에 설치된 센서(14)는, 모터 커버 하우징(11)에 결합되어져 커플링(13)을 감싸 지지하는 외부 차단 하우징(12)의 안쪽 공간으로 장착되어진다.

이러한, 상기 센서(14)는 커플링(13)의 축 결합 보스(13a)에 대해 동심원으로 큰 직경을 갖도록 형성된 요크(15)와, 상기 요크(15)에 밀착되도록 동일한 직경을 갖는 링 마그네트(16) 및 상기 링 마그네트(16)에 간격을 두고 모터 커버 하우징(11)의 상부 테두리를 형성하는 센서 수용단(11c)에 구비된 PCB(17)로 구성되어진다.

여기서, 상기 PCB(17)는 커플링(13)과 요크(15) 및 링 마그네트(16)과 같이 모터 축(6)을 통해 회전되지 않으므로, 모터 커버 하우징(11)의 센서 수용단(11c)의 반쪽 공간을 점유하는 크기로 고정되어진다.

이에 따라, 본 발명의 BLDC(Brushless DC) 모터는 모터 축(6)의 끝단 부위가 결합되는 모터 커버 하우징(11)에 결합되어져, 모터 출력 토크를 외부로 전달하도록 모터 축(6)의 끝단 부위에 고정된 커플링(13)을 이용해 모터 회전 위치를 측정하는 센서(14)가 조립됨에 따라, 모터 커버 하우징(11)과 커플링(13)에 대한 센서(14)의 조립 공간이 커플링(13)의 수용 공간만으로 줄어 들 수 있게 되고, 이로 인해 짧아진 센서(14)의 조립 공간만큼 모터의 전체 길이를 줄여 소형 경량 화시켜, 전기 조향 장치(EPS, Electrical Power Steering)에 적용될 때 EPS의 고효율 특성을 보다 용이하게 구현할 수 있는 특징이 있게 된다.

이러한 본 발명의 BLDC(Brushless DC) 모터는 도 2에 도시된 바와 같이, 마그네트(4)가 감싼 로터 코어(5)와 함께 회전되는 모터 축(6)이 돌출되도록 모터 축(6)에 비해 짧은 모터 길이(A)를 갖고 모터 하우징(2)이 외관을 이루고, 돌출된 모터 축(6)을 감싸면서 돌출된 커버 길이(B)를 갖는 모터 커버 하우징(11)이 상기 모터 하우징(2)으로 결합됨에 따라, 모터의 전체 길이가 모터 길이(A)와 커버 길이(B)로 형성되어진다.

이때, 상기 모터 길이(A)와 커버 길이(B)는 모터 커버 하우징(11)을 이용해 모터 회전 위치를 측정하는 센서(14)가 점유하는 공간이 축소되는데, 이는 상기 센서(14)가 차지하는 별도 공간이 있는 경우에 비해 모터 축(6)의 축 길이를 상대적 으로 짧게 할 수 있게 되고, 이로 인해 모터의 전체 길이를 줄이면서 소형 경량 화 할 수 있게 된다.

이를 위해 상기 모터 커버 하우징(11)에는 모터 축(6)의 끝단 부위에 고정되어 모터 출력 토크를 외부로 전달하는 커플링(13)과, 모터 회전 위치를 측정하는 센서(14)가 동일 공간으로 조립됨과 더불어, 센서(14)가 커플링(13)을 이용해 함께 제조되어진다.

즉, 상기 모터 커버 하우징(11)이 커버 바디(11a)를 기준으로 모터 하우징(2)에 끼워지는 하부 부위를 이루고, 상부 부위로는 센서 수용단(11c)이 상대적으로 작은 직경을 갖고 커플링(13)이 결합되면서 센서(14)점유 공간을 위한 테두리를 이루도록 형성되어진다.

또한, 상기 커플링(13)은 모터 축(6)이 고정됨과 더불어 센서(14)를 이루는 구성 부품을 일체로 구비 즉, 모터 축(6)이 고정되는 축 결합 보스(13a)에 대해 동심원으로 큰 직경을 갖도록 형성된 요크(15)가 형성되고, 이는 센서(14)를 이루는 요크(15)에 대한 점유 공간이 없이 링 마그네트(16)와 PCB(17)간 점유 공간만을 요구할 수 있게 된다.

이로 인해 도 2에 도시된 바와 같이, 모터 커버 하우징(11)이 갖는 커버 길이(B)가 센서(14)의 점유 공간 축소에 따라 짧아짐에 따라, 정해진 모터 길이(A)를 갖는 모터 하우징(2)을부터 돌출되는 모터 축(6)의 길이도 짧게 할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 조향장치용 모터 앗세이의 분해도

도 2는 본 발명에 따른 전기 조향장치용 모터 앗세이의 결합도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 모터 유니트 2 : 모터 하우징

4 : 마그네트

5 : 로터 코어 6 : 모터 축

7,8 : 베어링

10 : 연결 유니트 11 : 모터 커버 하우징

11a : 커버 바디 11b : 베어링 지지단

11c : 센서 수용단 12 : 외부 차단 하우징

13 : 커플링 13a : 축 결합 보스

14 : 센서 15 : 요크

16 : 링 마그네트 17 : PCB

A : 모터 길이 a : 축지지 길이

b : 센서 수용 길이 B : 커버 길이

Claims (1)

1. 외관을 이루는 모터 하우징(2)에 내장된 마그네트(4)가 감싼 로터 코어(5)에 고정되어져, 양 끝단이 각각 베어링(7,8)지지되면서 모터 하우징(2)으로 돌출되는 모터 축(6)과;

   돌출된 모터 축(6)부위를 감싸도록 모터 하우징(2)에 결합되는 커버 바디(11a)의 중앙 위치에서 아래쪽으로 모터 축(6)을 베어링(8) 지지하도록 돌출된 베어링 지지단(11b)이 형성되고, 상기 커버 바디(11a)의 위쪽으로는 상기 커버 바디(11a)의 직경에 비해 작은 직경을 갖고 소정 높이를 갖는 빈 공간을 형성하도록 테두리를 이루는 센서 수용단(11c)을 형성한 모터 커버 하우징(11);

   상기 모터 커버 하우징(11)의 센서 수용단(11c)에 끼워져 내부 공간을 차단하는 외부 차단 하우징(12);

   상기 모터 축(6)의 끝단을 축 결합 보스(13a)를 통해 고정해 모터 출력 토크를 외부로 전달하는 커플링(13) 및;

   상기 커플링(13)의 축 결합 보스(13a)의 직경에 비해 큰 직경을 동심원으로 형성한 요크(15)와, 상기 요크(15)에 밀착되도록 동일한 직경을 갖는 링 마그네트(16) 및 상기 링 마그네트(16)에 간격을 두고 모터 커버 하우징(11)의 상부 테두리를 형성하는 센서 수용단(11c)에 구비된 PCB(17)로 이루어진 센서(14);

   로 구성된 것을 특징으로 하는 전기 조향장치용 모터 앗세이.

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