KR101752618B1

KR101752618B1 - 연료분사장치 조절용 보조전동기

Info

Publication number: KR101752618B1
Application number: KR1020170010326A
Authority: KR
Inventors: 오병후
Original assignee: 오병후
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2017-06-29

Abstract

본 발명은 보조전동기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 특히 군용차량의 연료공급량을 조절해주기 위한 밸브의 개폐량이나 각도를 조절해줌으로써 차량의 출력이나 동작에 필요한 동력의 조절에 사용되는 연료분사장치 조절용 보조전동기이다.

Description

연료분사장치 조절용 보조전동기{assistance motor for fuel injection system}

일반적으로 차량 특히 자주포와 같은 군용차량의 경우 차량의 이동을 위한 연료량의 조절과 함께 포신의 회전, 포탑의 구동 등 다양한 곳에 동력이 필요하다. 이러한 동력은 연료탱크에서 공급되는 연료량의 조절을 통해 통제하게 되는데, 통상 동력이 많이 필요할수록 연료의 공급량이 많아지게 된다.

이러한 연료의 공급량을 조절해주는 방식으로서는 연료탱크와 연통되어 있는 연료공급밸브의 개폐량을 조절해주는 방식이 있으며, 이러한 개폐량의 조절방식과 함께 밸브의 각도를 조절해줌으로써 공급되는 연료의 유량이나 흐름속도를 조절할 수 있다.

종래 군용차량의 경우 일반적인 서보모터를 이용해 연료공급밸브의 각도나 개폐량을 조절해주었는데, 서보모터의 경우 회전위치에 대한 파악이 정확히 이루어지지 않을 경우 연료공급량의 조절에 오차가 발생하여 원하는 만큼의 동력이 발생되지 않거나 과도하게 연료가 소모되는 문제가 있었다.

특히, 서보모터의 경우 엔코더(encoder)를 이용해 서보모터의 회전량을 감지하게 되는데, 엔코더는 디지털식의 위치센서 중 하나로써 회전각의 변위량만을 측정할 수 있어 밸브의 개폐량에 오차가 있을 경우 이를 인지하지 못할 수 있으며, 이러한 상태가 지속되면 출력에 오차량이 커져 결국 차량의 성능저하로 연결될 수 있다.

서보모터와 관련된 종래기술로서는 공개실용신안공보 제20-1999-0023364호에 개시되어 있는 동기형 AC 서보모터의 스테이터 코아 고정장치가 있다.

상기 실용신안에는 모터의 하우징을 이루는 프레임(1)의 내면에 다수개의 오목한 고정홈(2)이 형성되고, 이 프레임(1)의 내면에 결합되어 모터의 고정자를 이루는 스테이터 코아(3)의 외면에 상기 프레임(1)의 고정홈(2)과 개수와 형성위치가 동일한 다수개의 고정돌기(4)가 형성되어 이루어진 동기형 AC 서보모터의 스테이터 코아 고정장치가 제안되어 있는데, 프레임과 코어의 고정을 위해 사용될 수 있으나, 센싱에 대한 오차량으로 인해 연료분사장치 조절에 사용할 경우 상술한 문제점을 해결하기가 어렵다.

대한민국 공개실용신안공보 제20-1999-0023364호

따라서 본 발명은 차량의 출력이나 동작에 필요한 동력의 조절에 사용되는 보조전동기를 제공하되, 로우터의 일측에 로우터의 회전위치를 감지하기 위한 리졸브를 설치하여 로우터의 회전위치에 대한 값을 sinθ와 cosθ로 표시되는 2가지 전압을 얻어 더욱 정확한 로우터의 회전위치에 대해 파악할 수 있는 연료분사장치 조절용 보조전동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 로우터의 상,하부를 하부커버와 바디에 결합되는 베어링에 의해 지지되도록 함으로써 빠른 속도로 회전되거나 회전방향이 역전되더라도 로우터의 떨림을 방지하고, 스테이터와 바디, 스테이터와 하부커버 사이에는 절연물을 충진하여 스테이터에 흐르는 전기가 바디 및 하부커버 쪽으로 전달되는 것을 차단하여 안전사고를 방지한 연료분사장치 조절용 보조전동기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 연료분사장치 조절용 보조전동기는 차량에 설치되어 사용되는 보조전동기에 있어서, 상기 보조전동기는 내부가 비어있는 하우징과, 상기 하우징 내에 수용되는 스테이터와, 상기 스테이터 내에 설치되는 로우터를 포함하여 구성되며, 상기 로우터의 일측에는 로우터의 회전위치를 감지하기 위한 리졸브가 설치되어 있는 것이 특징이다.

본 발명에 의한 연료분사장치 조절용 보조전동기는 차량의 출력이나 동작에 필요한 동력의 조절에 사용되는 보조전동기를 제공하되, 로우터의 일측에 로우터의 회전위치를 감지하기 위한 리졸브를 설치하여 로우터의 회전위치에 대한 값을 sinθ와 cosθ로 표시되는 2가지 전압을 얻어 더욱 정확한 로우터의 회전위치에 대해 파악할 수 있으며, 로우터의 상,하부를 하부커버와 바디에 결합되는 베어링에 의해 지지되도록 함으로써 빠른 속도로 회전되거나 회전방향이 역전되더라도 로우터의 떨림을 방지하고, 스테이터와 바디, 스테이터와 하부커버 사이에는 절연물을 충진하여 스테이터에 흐르는 전기가 바디 및 하부커버 쪽으로 전달되는 것을 차단하여 안전사고를 방지한 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체구성 사시도
도 2는 본 발명의 분리구성도
도 3은 본 발명의 일부분 투시구성도
도 4와 도 5은 본 발명의 일부분 구성도

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체구성 사시도이고, 도 2는 본 발명의 분리구성도이며, 도 3은 본 발명의 일부분 투시구성도이고, 도 4와 도 5은 본 발명의 일부분 구성도로써, 본 발명에 의한 연료분사장치 조절용 보조전동기는 차량에 설치되어 사용되는 보조전동기에 있어서, 상기 보조전동기는 내부가 비어있는 하우징(1)과, 상기 하우징(1) 내에 수용되는 스테이터(2)와, 상기 스테이터(2) 내에 설치되는 로우터(3)를 포함하여 구성되며, 상기 로우터(3)의 일측에는 로우터(3)의 회전위치를 감지하기 위한 리졸브(6)가 설치되어 있는 것이 특징이다.

먼저, 하우징(1)은 내부가 원통형으로 비어있는 프레임이며, 상기 하우징 내에는 스테이터(2)가 수용되어 있다. 상기 스테이터(2) 내에는 로우터(3)가 설치되며, 상기 로우터(3)는 스테이터에 전기가 흐르면 회전되며, 상기 로우터(3)의 일측에는 로우터(3)의 회전위치를 감지하기 위한 리졸브(6)가 설치된다.

즉, 스테이터(2)와 로우터(3)는 브러시가 없는 직류모터에 해당되는데, 로우터(3)의 일측에 리졸브(6)를 설치하여 로우터(3)의 회전위치를 감지하게 된다.

바람직하게는, 로우터(3)의 일측에는 숫나사를 형성하고, 별도의 리졸브스테이터와 리졸브로우터로 구성된 리졸브의 리졸브로우터에 상기 숫나사에 치합되는 암나사를 형성하여 로우터(3)를 리졸브로우터와 고정 결합함으로써 로우터(3)와 리졸브로우터가 같이 회전되게 함으로써 리졸브(6)에 의해 로우터(3)의 정확한 회전위치를 파악할 수 있다.

즉, 리졸브(6)는 통상 코일이 감긴 스테이터와 로우터로 구성되고, 회전각이 θ라면 sinθ와 cosθ로 표시되는 2가지 전압을 얻게 될 수 있으므로, 이를 이용해 회전각도의 신호로 변조된 교류신호가 나타나도록 하여 정확한 회전위치를 파악할 수 있다.

또한, 상기 하우징(1)의 하부에는 하부커버(8)가 결합되고, 상기 하부커버(8)에는 하부베어링(9)이 고정 결합되며, 상기 하우징(1)의 상부에는 바디(5)가 결합되고, 상기 바디(5)에는 상부베어링(7)이 고정 결합되어, 상기 로우터(3)는 상,하부베어링(7, 9)에 의해 지지되어 회전된다.

즉, 하부커버(8)는 하우징(1)과 고정 결합되되, 로우터(3)의 일부가 외부로 노출되며, 상기 하부커버(8)에는 하부베어링(9)의 외륜이 끼움 고정되게 된다. 상기 하우징(1)의 상부에는 상부베어링(7)의 외륜이 끼움 고정되며, 상기 상,하부베어링(7, 9)의 내륜에 로우터(3)가 결합되어 결국 로우터(3)는 상,하부베어링(7, 9)에 의해 회전에 대한 지지가 이루어지며, 이로써 빠른 속도로 회전되거나 회전방향이 역전되더라도 떨림이 생기지 않는다.

상기 바디(5)의 일측에는 센싱컨넥터(10)가 설치되어 리졸브(6)에서 감지한 로우터(3)의 회전위치에 대한 정보를 차량의 제어부 쪽으로 전달하며, 하우징(1)의 일측에는 전원컨넥터(11)가 결합되어 스테이터(2) 쪽으로 전원을 공급하게 된다.

즉, 리졸브(6)의 외부에는 리졸브를 보호하고 이물질 등에 의해 오류가 생기는 것을 방지하기 위해 바디(5)를 구성하며, 상기 바디(5)의 일측에는 센싱컨넥터(10)를 설치하여 리졸브(6)에서 감지한 로우터(3)의 회전위치를 sinθ와 cosθ로 변환하여 차량의 제어부 쪽으로 보내게 되며, 차량의 제어부에서는 이를 이용해 로우터의 현재위치를 파악함으로써 결국 로우터에 의한 연료분사장치 밸브의 각도나 개폐량을 파악할 수 있으며, 하우징(1)의 일측에는 전원컨넥터(11)를 설치하여 스테이터(2) 쪽으로 전원을 공급해줌으로써 로우터(3)의 회전을 위한 동력을 공급하게 된다.

따라서, 상기 로우터(3)의 일측은 연료분사장치의 밸브와 결합되어 밸브의 개폐량을 결정하며, 타측은 리졸브(6) 내에 일부가 수용되어 로우터(3)의 회전량 감지를 위해 사용되게 된다.

도 4를 참조하면, 상기 하우징(1)은 외부에 방열판(1a)이 있는 형상으로 일체로 형성되어 내부에서 발생된 열을 외부로 발산시켜주게 된다.

즉, 스테이터(2)에 감겨있는 코일에 흐르는 전류와 로우터(3)의 회전에 의해 발생되는 마찰 등으로 발생하는 열은 하우징(1)의 내외부가 밀폐되어 있음으로 인해 내부에 갇혀 있을 경우 리졸브(6)에 대한 열손상 및 부품들의 열변형과 열손상이 일어날 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 하우징(1) 자체를 방열판(1a)과 일체로 형성하여 내부의 열을 신속히 발산해주게 된다.

상기 하우징(1)을 방열판(1a)과 일체로 형성하는 방법은 알루미늄이나 알루미늄합금 소재를 이용해 압출하는 방식으로 만들 수 있다.

또한, 상기 스테이터(2)는 하우징(1) 내부에 수용되어 있되, 스테이터(2)의 외부에는 절연체로 만들어진 원통 형상의 절연판(4)이 설치되고, 상기 절연판(4)은 바디(5)와 하부커버(8)에 의해 그 위치가 고정되어 있으며, 스테이터(2)와 바디(5), 스테이터(2)와 하부커버(8) 사이에는 스테이터(2)에 흐르는 전류가 바디(5)와 하부커버(8) 쪽으로 전기가 흐르는 것을 차단해주기 위해 절연물이 충진되어 있다.

즉, 통상적인 서보모터의 경우 스테이터 자체가 하우징에 고정되고, 이로써 스테이터를 따라 흐르는 전류가 하우징 쪽으로 전달되어 안전사고가 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 스테이터(2)의 외부에 절연판(4)을 설치하여 스테이터(2)를 고정해줌과 동시에 스테이터(2)를 따라 흐르는 전기가 하우징(1) 쪽으로 전달되는 것을 방지하며, 스테이터(2)의 상,하부 즉, 바디(5)와 하부커버(8) 쪽에는 절연물을 충진하여 스테이터(2)의 전류가 바디(5) 및 하부커버(8) 쪽으로 흐르는 것을 방지함으로써 안전사고의 위험을 줄일 수 있다.

도시된 실시예는 스테이터(2)의 길이가 절연판(4)의 길이보다 작게 형성되어 있어 절연판(4)과 스테이터(2) 사이에 절연물이 충진될 수 있는 공간이 확보되도록 설계되어 있다.

미설명부호는 상부커버(12)로써, 바디의 상부를 밀폐시켜주는 역할을 한다.

결국, 본 발명에 의한 연료분사장치 조절용 보조전동기는 차량의 출력이나 동작에 필요한 동력의 조절에 사용되는 보조전동기를 제공하되, 로우터의 일측에 로우터의 회전위치를 감지하기 위한 리졸브를 설치하여 로우터의 회전위치에 대한 값을 sinθ와 cosθ로 표시되는 2가지 전압을 얻어 더욱 정확한 로우터의 회전위치에 대해 파악할 수 있으며, 로우터의 상,하부를 하부커버와 바디에 결합되는 베어링에 의해 지지되도록 함으로써 빠른 속도로 회전되거나 회전방향이 역전되더라도 로우터의 떨림을 방지하고, 스테이터와 바디, 스테이터와 하부커버 사이에는 절연물을 충진하여 스테이터에 흐르는 전기가 바디 및 하부커버 쪽으로 전달되는 것을 차단하여 안전사고를 방지한 현저한 효과가 있다.

1. 하우징 1a. 방열판
2. 스테이터 3. 로우터
4. 절연판 5. 바디
6. 리졸브 7. 상부베어링
8. 하부커버 9. 하부베어링
10. 센싱컨넥터 11. 전원컨넥터
12. 상부커버

Claims

차량에 설치되어 사용되는 보조전동기에 있어서,
상기 보조전동기는 내부가 비어있는 하우징(1)과, 상기 하우징(1) 내에 수용되는 스테이터(2)와, 상기 스테이터(2) 내에 설치되는 로우터(3)를 포함하여 구성되며, 상기 로우터(3)의 일측에는 로우터(3)의 회전위치를 감지하기 위한 리졸브(6)가 설치되어 있으며,
상기 로우터(3)의 일측은 연료분사장치의 밸브와 결합되어 밸브의 개폐량을 결정하며, 타측은 리졸브(6) 내에 일부가 수용되어 로우터(3)의 회전량 감지를 위해 사용되고,
상기 하우징(1)은 외부에 방열판(1a)이 있는 형상으로 일체로 형성되어 내부에서 발생된 열을 외부로 발산시켜 주며,
상기 스테이터(2)는 하우징(1) 내부에 수용되어 있되, 스테이터(2)의 외부에는 절연체로 만들어진 원통 형상의 절연판(4)이 설치되고, 상기 절연판(4)은 바디(5)와 하부커버(8)에 의해 그 위치가 고정되어 있으며, 스테이터(2)와 바디(5), 스테이터(2)와 하부커버(8) 사이에는 스테이터(2)에 흐르는 전류가 바디(5)와 하부커버(8) 쪽으로 전기가 흐르는 것을 차단해주기 위해 절연물이 충진되어 있는 것이 특징인 연료분사장치 조절용 보조전동기.
제1항에 있어서,
상기 하우징(1)의 하부에는 하부커버(8)가 결합되고, 상기 하부커버(8)에는 하부베어링(9)이 고정 결합되며, 상기 하우징(1)의 상부에는 바디(5)가 결합되고, 상기 바디(5)에는 상부베어링(7)이 고정 결합되어, 상기 로우터(3)는 상,하부베어링(7, 9)에 의해 지지되어 회전되는 것이 특징인 연료분사장치 조절용 보조전동기.
제2항에 있어서,
상기 바디(5)의 일측에는 센싱컨넥터(10)가 설치되어 리졸브(6)에서 감지한 로우터(3)의 회전위치에 대한 정보를 차량의 제어부 쪽으로 전달하며, 하우징(1)의 일측에는 전원컨넥터(11)가 결합되어 스테이터(2) 쪽으로 전원을 공급하는 것이 특징인 연료분사장치 조절용 보조전동기.
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