KR101690785B1 - 전동 파워 스티어링용 모터 - Google Patents

전동 파워 스티어링용 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전동 파워 스티어링용 모터는 몸체, 상기 몸체에 결합 되는 제1 및 제2 커버들을 갖는 하우징, 상기 몸체에 삽입된 회전축, 상기 회전축을 감싸는 회전자 및 상기 몸체 내에 배치되며 상기 회전자를 감싸는 고정자를 포함하는 회전 모듈, 상기 제2 커버로부터 돌출된 상기 회전축의 단부에 고정된 마그네트 및 상기 하부 커버에 결합 및 상기 마그네트와 마주하게 배치되어 상기 마그네트의 회전각을 센싱하는 조향각 센서 및 상기 마그네트의 회전에 대응하여 상기 회전축의 회전수를 센싱하는 회전수 센서를 포함하는 기판을 포함한다.

Description

전동 파워 스티어링용 모터{ELECTRIC POWER STEERING MOTOR}
본 발명은 전동 파워 스티어링용 모터에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 차량의 상태 및 차량의 안전 운행을 구현하기 위해 각종 센서들로부터 출력된 신호를 입력받아 다양한 액츄에이터를 구동하는 제어 신호를 발생하는 ECU(ectric Control Unit)를 포함한다.
대부분의 차량은 운전자가 보다 적은 힘으로 스티어링 휠을 쉽게 조작할 수 있도록 스티어링 휠과 연결된 조향축에 결합되어 스티어링 휠에 부가적인 조작력을 제공하는 전동 파워 스티어링(Electric Power Steering, EPS) 모터 및 사용자의 조작에 의한 스티어링 휠의 조향 토크와 조향각을 센싱하는 조향 복합 센싱 장치를 포함한다.
종래 기술에 의한 전동 파워 스티어링 장치는 스티어링 휠의 조작력을 부가하는 전동 파워 스티어링 모터 및 조향 복합 센싱 장치가 분리된 구조이기 때문에 전동 파워 스티어링 장치의 구성 요소의 개수가 매우 많을 뿐만 아니라 구성이 복 잡하다.
더욱이 전동 파워 스티어링 장치의 구성 요소의 하나인 조향 복합 센싱 장치의 경우, 대부분 차량의 전륜과 연결된 축의 회전각도를 측정하기 위해 3 개 이상이 치차 결합된 기어들이 이용되기 때문에 기어들이 맞물려 작동하는 도중 소음이 발생 되어 차량의 정숙 운행에 방해가 되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 구조를 보다 단순화시킬 뿐만 아니라 기어 구조물 없이 운전자에 의한 스티어링 휠의 회전 각도를 측정하여 소음까지도 감소시킨 전동 파워 스티어링용 모터를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 전동 파워 스티어링용 모터는 몸체, 상기 몸체에 결합 되는 제1 및 제2 커버들을 갖는 하우징, 상기 몸체에 삽입된 회전축, 상기 회전축을 감싸는 회전자 및 상기 몸체 내에 배치되며 상기 회전자를 감싸는 고정자를 포함하는 회전 모듈, 상기 제2 커버로부터 돌출된 상기 회전축의 단부에 고정된 마그네트 및 상기 하부 커버에 결합 및 상기 마그네트와 마주하게 배치되어 상기 마그네트의 회전각을 센싱하는 조향각 센서 및 상기 마그네트의 회전에 대응하여 상기 회전축의 회전수를 센싱하는 회전수 센서를 포함하는 기판을 포함한다.
본 발명의 전동 파워 스티어링 모터에 따르면, 전동 파워 스티어링 모터의 회전축에 마그네트를 배치하고, 회전축에 배치된 마그네트와 대향 하는 위치에 조향각 센서를 배치하여 회전축의 회전에 따른 회전 각도 및 마그네트의 회전수를 센싱함으로써 구조를 보다 단순화시킬 뿐만 아니라 회전축의 회전 각도 및 회전수를 기어 구조물 없이 센싱 함으로써 소음까지도 함께 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 파워 스티어링용 모터의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 전동 파워 스티어링용 모터를 결합한 후 종 방향으로 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전동 파워 스티어링 모터(500)는 하우징(100), 회전 모듈(200), 마그네트(300) 및 기판(400)을 포함한다. 이에 더하여 전동 파워 스티어링 모터(500)는 전원을 제공하는 전원 제공부(470)를 더 포함할 수 있다.
하우징(100)은 몸체(또는 하우징 몸체;110), 제1 커버(120) 및 제2 커버(130)를 포함한다.
몸체(110)는, 예를 들어, 상단 및 상단과 대향하는 하단이 개구된 원통 형상을 갖는다. 몸체(110)는 얇은 두께를 갖는 금속을 드로잉(drawing) 가공하여 제작할 수 있다.
제1 커버(120)는 몸체(110)의 개구된 상기 상단과 결합 되며, 제1 커버(120)는 후술될 회전축의 제1 단부가 통과하는 관통홀(122)을 갖는다.
제2 커버(130)는 몸체(110)의 개구된 상기 하단과 결합 되며, 제2 커버(130)는 버링(burring) 가공 등에 의하여 후술될 베어링이 끼워지는 관통홀(132)이 형성된 플랜지(134)를 포함한다.
회전 모듈(200)은 몸체(110) 내부에 배치되며, 회전 모듈(200)은 회전축(210), 회전자(220) 및 고정자(230)를 포함한다.
회전축(210)은, 예를 들어, 원기둥 형상을 갖고, 회전축(210)은 스티어링 휠과 연결된 조향축과 연결된다.
회전자(220)는 코어(222) 및 회전자 마그네트(224)를 포함한다. 코어(222)는 회전축(210)의 외측면에 배치되고, 회전자 마그네트(224)는 코어(222)의 외측면에 배치된다.
고정자(230)는 몸체(110)의 내측면을 따라 배치되며, 고정자(230)는 회전자(220)의 회전자 마그네트(224)와 소정 간격 이격 되도록 배치되며, 고정자(230)는 전계를 발생하기 위한 코일을 포함한다.
회전 모듈(200)은 고정자(230)의 코일에 의하여 발생된 전계 및 회전자(220)의 회전자 마그네트(224)에서 발생된 자계의 작용에 의하여 회전축(210)에 토크가 인가되고, 회전축(210)에 인가된 토크는 조향축으로 인가됨으로써 조향축에는 운전자가 스티어링 휠을 쉽게 조작하는데 필요한 보조 회전력이 제공된다.
하우징(100)의 몸체(110) 내에 회전 모듈(200)이 배치된 후, 제1 커버(120)는 몸체(110)의 상단에 체결 나사 등에 의하여 결합 된다. 회전축(210)의 제1 및 제2 단부들 중 제1 단부는 제1 커버(120)로부터 돌출되고, 제1 단부는 상기 조향축과 결합된다.
제2 커버(130)의 플랜지(134) 내에는 베어링(136)이 끼워지고, 베어링(136)에 회전축(210)의 상기 제2 단부가 끼워져 결합 되고, 제2 커버(130)는 몸체(110)의 상기 상단과 대향 하는 상기 하단에 체결 나사 등에 의하여 결합 된다.
마그네트(300)는 제2 커버(130)로부터 노출된 회전축(210)의 상기 제2 단부 상에 배치된다. 마그네트(300)는 회전축(210)의 상기 제2 단부에 견고하게 고정된다. 본 발명의 일실시예에서, 마그네트(300)는 회전축(210)의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 원판 형태를 가질 수 있다. 마그네트(300)는, 평면상에서 보았을 때, N극 및 S 극을 가질 수 있다.
기판(400)은 기판 몸체(405), 조향각 센서(410) 및 회전수 센서(420)를 포함한다.
기판 몸체(405)는, 예를 들어, 인쇄회로기판일 수 있고, 기판 몸체(405)는 제2 커버(130)의 외측면에 고정될 수 있다.
조향각 센서(410)는 기판 몸체(405) 상에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 조향각 센서(410)는 기판 몸체(405)에 조립될 수 있다.
조향각 센서(410)는 조향각 센서 몸체(407) 및 조향각 센서 몸체(407)에 결합된 조향각 센서 유닛(406)을 포함한다.
조향각 센서 몸체(407)는 조향각 센서 유닛(406)을 고정하는 역할을 하며, 조향각 센서 유닛(406)은 회전축(210)의 상기 제2 단부에 고정된 마그네트(300)의 회전각을 센싱한다. 따라서, 조향각 센서 몸체(407)에 고정된 조향각 센서 유닛(406)은 기판 몸체(405) 중 회전축(210)의 상기 제2 단부에 고정된 마그네트(300)와 마주하는 위치에 배치된다.
본 실시예에서, 조향각 센서 몸체(407)는 마그네트 센서를 포함할 수 있다.
조향각 센서 유닛(406)으로부터 센싱된 신호는 기판 몸체(405)를 통해 ECU로 제공된다.
회전수 센서(420)는 기판 몸체(405) 상에 배치되며, 회전수 센서(420)는 회전축(210)의 상기 제2 단부에 고정된 마그네트(300)의 회전수를 센싱하고, 회전수 센서(420)로부터 센싱된 신호는 ECU로 제공된다. 본 발명의 일실시예에서, 회전수 센서(420)는, 예를 들어, 인코더 IC(encoder IC)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 파워 스티어링 모터(500)는 제2 커버(130)의 후면에 배치된 구동 기판(430)을 더 포함할 수 있고, 구동기판(430)은 회전 모듈(200)을 구동하기 위한 구동 모듈(435)을 포함한다.
본 발명의 일실시예서는 비록 기판에 회전각 센서 및 회전수 센서를 배치하고, 구동 기판에 구동 모듈(435)을 배치하는 것이 도시 및 설명되었지만, 하나의 통합 기판에 회전각 센서, 회전수 센서 및 구동 모듈을 배치할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 전동 파워 스티어링 모터의 회전축에 마그네트를 배치하고, 회전축에 배치된 마그네트와 대향 하는 위치에 조향각 센서를 배치하여 회전축의 회전에 따른 회전 각도 및 마그네트의 회전수를 회전수 센서가 센싱함으로써 구조를 보다 단순화시킬 뿐만 아니라 회전축의 회전 각도 및 회전수를 기어 구조물 없이 센싱 함으로써 소음까지도 함께 감소시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 파워 스티어링용 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 전동 파워 스티어링용 모터를 결합한 후 종 방향으로 절단한 단면도이다.

Claims (5)

  1. 몸체, 상기 몸체에 결합 되는 제1 및 제2 커버들을 갖는 하우징;
    상기 몸체에 삽입된 회전축, 상기 회전축을 감싸는 회전자 및 상기 몸체 내에 배치되며 상기 회전자를 감싸는 고정자를 포함하는 회전 모듈;
    상기 제2 커버로부터 돌출된 상기 회전축의 단부에 고정된 마그네트;
    조향각 센서 몸체, 상기 마그네트와 마주하게 배치되며 상기 조향각 센서 몸체에 수납되어 상기 마그네트의 회전각을 센싱하는 조향각 센서 유닛을 포함하는 조향각 센서;
    상기 조향각 센서 몸체에 삽입되는 관통홀이 형성되며 상기 조향각 센서 유닛과 전기적으로 연결된 기판; 및
    상기 기판에 실장되며 상기 마그네트의 회전수를 센싱하는 회전수 센서를 포함하는 전동 파워 스티어링용 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조향각 센서는 원판 형상으로 N극 및 S 극을 포함하는 마그네트 센서인 전동 파워 스티어링용 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 커버에 결합되며 상기 회전 모듈을 제어하기 위한 구동 기판을 더 포함하는 전동 파워 스티어링용 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전수 센서는 회전수를 센싱하는 인코더 IC를 포함하는 전동 파워 스티어링용 모터.
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