KR101799188B1

KR101799188B1 - 샤프트에 직결 연결되는 마그네틱 센서를 구비한 모터

Info

Publication number: KR101799188B1
Application number: KR1020160029877A
Authority: KR
Inventors: 정진근
Original assignee: 효성전기주식회사
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2017-11-17
Also published as: KR20170106124A

Abstract

본 발명에 따른 샤프트에 직결 연결되는 마그네틱 센서를 구비한 모터는 일측에 정류자(110)가 구비되는 아마추어 샤프트(100); 상기 아마추어 샤프트(100)의 외주에 형성되고 13개의 슬롯(121)이 형성되어 회전자 코일(C)이 권선되는 코어(120); 상기 코어(120)의 외측에 공극을 유지하여 배치되며 6개의 극으로 구성되는 마그넷(210); 상기 마그넷(210)을 고정하기 위한 요크(211)가 형성된 바디케이스(200); 상기 아마추어 샤프트(100)의 위치를 센싱하여 모터(1)의 회전각도를 제어하기 위한 위치검출장치로서, 브러시 카드(300)에 상기 아마추어 샤프트(100)가 회전가능한 상태로 관통하여 설치되고, 아마추어 샤프트(100)의 상단부에 센서 장착부(410)가 형성되어 상기 브러시 카드의 상단부로 돌출되며, 센서 장착부(410)에 매립되는 마그네틱 센서(400); 상기 마그네틱 센서(400)와 대응하는 위치에 장착되어 상기 마그네틱 센서(400)의 회전을 감지하는 PCB(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

샤프트에 직결 연결되는 마그네틱 센서를 구비한 모터{The Motor Of Shaft Intergrated With Magnetic Sensor}

본 발명은 안전성 및 조립생산성을 높인 샤프트에 직결 연결되는 마그네틱 센서를 구비한 모터에 관한 것이다.

배기가스 재순환밸브(Exhaust Gas Recirculation Valve, 이하 'EGR 밸브'라 함)는 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드 사이에 설치되어 공전 및 워밍업 이외의 회전에서만 EGR 밸브의 제어에 의해 통로를 개폐한다.

그러나 상기와 같은 종래의 EGR 밸브는 모터의 회전운동을 샤프트로 전달하고, 이러한 샤프트의 회전을 감지하도록 같이 회전하는 센서 마그넷에 전달하여야 하므로 위한 별도의 운동전달기구가 구비되어야 하므로, 제품의 구성이 복잡하고 제작 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 발명으로 '공개실용신안 제20-2014-0004478호'에서 일측에 정류자(22)가 구비되는 아마추어 샤프트(120)와; 상기 아마추어 샤프트(120)의 외주에 형성되고 복수의 티스(32)에 의해 복수의 슬롯이 형성되어 회전자 코일이 권선 되는 코어(30)와; 상기 코어(30)의 외측에 공극을 유지하여 배치되는 복수의 마그넷(50)과; 상기 마그넷(50)을 고정하고 모터를 감싸 보호하며, 하단에는 배기가스 재순환 용 밸브 바디(4)가 장착되는 요크(60)와; 상기 아마추어 샤프트(120)의 중심에 축(6a)이 나사 결합되어 배기가스 재순환 통로를 개폐하는 밸브(6)와; 상기 요크(60)의 상단에 결합되는 브러시 카드(110)와; 상기 브러시 카드(110)에 배치되어 상기 정류자(22)에 전류를 인가하는 브러시(80)를 포함하며, 상기 아마추어 샤프트(120)의 위치를 센싱하여 모터의 회전각도를 제어하기 위한 위치검출장치(90)로서, 상기 브러시 카드(110)에 상기 아마추어 샤프트(120)가 회전가능한 상태로 관통하여 설치되고, 아마추어 샤프트(120)의 상단부에 구동 풀리부(130)가 형성되어 상기 브러시 카드(110)의 상단부로 돌출되며, 상기 브러시 카드(110)의 일측에 상기 구동 풀리부(130)에 대응하는 센서마그넷 샤프트(140)가 회전가능한 상태로 설치되고, 센서마그넷 샤프트(140)의 상단부에 센서 마그넷(145)이 매립된 종동 풀리부(144)가 형성되어 상기 브러시 카드(110)의 상단부로 돌출되며, 상기 아마추어 샤프트(120)의 구동 풀리부(130)와 센서마그넷 샤프트(140)의 종동 풀리부(144)를 전동 벨트(150)로 연결하며, 상기 브러시 카드(110)의 상부에는 커넥터(85)를 구비하는 커넥터 커버(87)가 장착되고, 상기 커넥터 커버(87)에는, 상기 센서마그넷 샤프트(140)의 센싱용 마그넷을 마주보는 홀 아이씨(95)가 실장 되어 있는 회로 기판(94)이 설치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 밸브 장치의 센서 마그넷 구동 구조를 개시하고 있으며, '공개특허 제10-2011-0028878호'에는 하단부에 연소실로 배기가스가 유입되도록 하는 흡기구(7a)가 마련된 밸브본체(7); 상기 밸브본체 내부에 배치되고 모터(5)의 구동기어(5a)와 치합되어 축 회전되는 회전기어(10); 상기 회전기어(10)와 나사 결합되어 이 회전기어의 정, 역회전에 따라 상하 승강되고 하단부에 밸브본체(7)의 흡기구(7a)를 개폐시키는 밸브판(22)이 마련된 샤프트(20); 및 상기 샤프트(20)의 상부에 배치되어 이 샤프트(20)의 승강에 따라 접촉 가압 및 해제되면서 밸브판(22)의 개폐 상태를 감지하는 프로브(25a)가 마련된 센서(25): 를 포함하여 구성되는 자동차용 이지알밸브에 있어서, 상기 샤프트(20)와 센서(25)의 프로브(25a) 간에 서로 접촉 가압되는 위치를 조절할 수 있도록 하는 위치조절수단이 마련된 것을 특징으로 하는 자동차용 이지알밸브가 개시되어 있으나 종래의 문제점을 완전히 해결하진 못하였다.

KR 20-2014-0004478 U

KR 10-2011-0028878 A

JP 11270415 A

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것으로, 본 발명의 목적은 EGR모터의 안정성을 향상시키고, 제작과정을 단순화하여 비용을 최소화 할 수 있는 샤프트에 직결 연결되는 마그네틱 센서를 구비한 모터를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 샤프트에 직결 연결되는 마그네틱 센서를 구비한 모터는 일측에 정류자(110)가 구비되는 아마추어 샤프트(100); 상기 아마추어 샤프트(100)의 외주에 형성되고 13개의 슬롯(121)이 형성되어 회전자 코일(C)이 권선되는 코어(120); 상기 코어(120)의 외측에 공극을 유지하여 배치되며 6개의 극으로 구성되는 마그넷(210); 상기 마그넷(210)을 고정하기 위한 요크(211)가 형성된 바디케이스(200); 상기 아마추어 샤프트(100)의 위치를 센싱하여 모터(1)의 회전각도를 제어하기 위한 위치검출장치로서, 브러시 카드(300)에 상기 아마추어 샤프트(100)가 회전가능한 상태로 관통하여 설치되고, 아마추어 샤프트(100)의 상단부에 센서 장착부(410)가 형성되어 상기 브러시 카드의 상단부로 돌출되며, 센서 장착부(410)에 매립되는 마그네틱 센서(400); 상기 마그네틱 센서(400)와 대응하는 위치에 장착되어 상기 마그네틱 센서(400)의 회전을 감지하는 PCB(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 마그네틱 센서가 아마츄어 샤프트의 상부에 일체형으로 장착되어, 종래에 아마츄어 샤프트와 마그네틱 센서가 기어나 벨트 방식으로 연결되어 구동되는 방식에 비해 동력손실이 감소하여 품질이 향상되고, 부품수가 감소함에 따라 공정감소 및 제작비용 감소와 같은 효과를 볼 수 있으며, 또한 종래의 모터에서 마그넷 극과 권선 피치수를 감소시킴으로써 동일한 성능은 유지하되 권선된 코일의 높이 및 동선의 부피 축소와 그에 따른 모터의 길이 감소로 인한 원가절감의 효과를 가지고, 또한 모터의 바디 케이스와 요크의 재질을 금속재로 통합시킨 스틸일체형으로 형성하여, 이러한 바디 케이스를 플라스틱으로써 사출하고, 금속재의 요크를 따로 제작하여 상기 바디 케이스내면에 부착하는 불필요한 과정을 생략하고, 상기 베어링의 마찰열로 인한 바디 케이스의 형상 변형과 같은 문제점을 해결하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 샤프트에 직결 연결되는 마그네틱 센서를 구비한 모터의 단면도이다;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 6극 13슬롯을 구비한 모터의 부분 평면도이다;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 2피치 권선방식의 예시도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 코일 높이 비교도이다;

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 모터(1)는 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 모터에 적용되는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 샤프트에 직결 연결되는 마그네틱 센서를 구비한 모터는 일측에 정류자(110)가 구비되는 아마추어 샤프트(100); 상기 아마추어 샤프트(100)의 외주에 형성되고 13개의 슬롯(121)이 형성되어 회전자 코일(C)이 권선되는 코어(120); 상기 코어(120)의 외측에 공극을 유지하여 배치되며 6개의 극으로 구성되는 마그넷(210); 상기 마그넷(210)을 고정하기 위한 요크(211)가 형성된 바디케이스(200); 상기 아마추어 샤프트(100)의 위치를 센싱하여 모터(1)의 회전각도를 제어하기 위한 위치검출장치로서, 브러시 카드(300)에 상기 아마추어 샤프트(100)가 회전가능한 상태로 관통하여 설치되고, 아마추어 샤프트(100)의 상단부에 센서 장착부(410)가 형성되어 상기 브러시 카드의 상단부로 돌출되며, 센서 장착부(410)에 매립되는 마그네틱 센서(400); 상기 마그네틱 센서(400)와 대응하는 위치에 장착되어 상기 마그네틱 센서(400)의 회전을 감지하는 PCB(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 코일(C)은 도 3에 도시된 바와 같이 분포권 방식으로 슬롯(121)의 2피치에 걸쳐서 권선되며, 권선의 방향은 시계방향 또는 반시계방향 중 어느 한 방향으로만 가능하고, 더블권선방식을 사용하는 것이 바람직하다.

구체적으로 상기 도 3을 참고하면, 정류자의 후크(111) 및 코어의 슬롯(121)에 각각의 번호가 적혀있으나 이는 이해를 돕기 위한 수단일 뿐, 해당 번호끼리의 조합으로 권선을 한정하는 것이 아니다. 이에 따른 권선에 대한 상세한 설명은 하기에서 나타내고 있으며, 하기에서는 상기에 언급된 더블 권선방식을 사용했을 때의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

2가닥의 코일(c)을 정류자(110)와 코어(120)를 중심으로 마주보는 형상과 같이 즉, 평면도 상으로 봤을 때 양측으로 나누어서 동시에 동일하게 권선이 되어지도록 하되, 마주보며 동일하게 권선된 1차권선과 2차권선은 정류자(110)를 중심으로 하여 서로 대칭되는 지점에서 각각 권선이 시작되도록 위치하며, 상기 대칭되는 지점에서 각각 시작되는 코일(c)의 1차권선과 2차권선은 코어(120)를 중심으로 하여 대칭되는 코어의 슬롯(121) 2개를 시계 또는 반시계 방향으로 감싸도록 내입시켜 각각 권선하면서 맞은편 정류자 후크(111)까지 시계 또는 반시계 방향으로 이동하며 각각 순차적으로 권선한 후 각각의 맞은편 정류자 후크(111)에서 다시 시작위치의 정류자 후크(111) 쪽으로 나와서 코어의 슬롯(121) 2개를 시계 또는 반시계 방향으로 감싸도록 슬롯으로 내입시켜 각각 권선한 다음, 각 1차권선과 2차권선이 시작된 시작위치의 정류자 후크(111) 반대편의 정류자 후크(111)로 각각 결선되도록 하여 코일(c) 권선의 시작위치와 마감되는 결선위치가 각각 상호 마주보게 권선되는 것이다.

또한, 코일(c)이 권선됨에 있어서 n번의 정류자 후크(111)에서 권선이 시작될 경우 대응되는 코어의 슬롯(121)은 임의의 번호인 x번으로써 일정한 번호의 슬롯(121)에 한정되지 않는 것이 바람직하다.

예를 들어 1번 정류자 후크(111)에 권선된 코일(C)이 임의로 설정된 코어 슬롯(121) 1번과 2번을 감쌀 때 2피치를 건너 10번과 11번 또는 5번과 6번을 감쌀 수 도 있고, 다른 예로는 1번 정류자 후크(111)에 권선된 코일이 임의로 설정된 코어 슬롯(121) 3번과 4번을 감쌀 때 2피치를 건너 12번과 13번 또는 7번과 8번을 감쌀 수 도 있는 것이다. 이와 같이 정류자 후크(111)와 코어의 슬롯(121)간 권선구간은 2피치의 권선방식을 유지한다는 전제하에서 자유롭게 권선될 수 있다.

상기 바디케이스(200)는 모터(1)가 작동할 때 내부 베어링과 같은 접점에서 생성된 마찰열에 의하여 변형을 일으키지 않도록 금속재질로 형성되며, 마그넷(210)을 위한 요크(211)가 바디케이스(200)와 일체형으로 형성되는 스틸 일체형인 것을 특징으로 한다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

1 : 모터
100 : 아마추어 샤프트
200 : 바디케이스
300 : 브러시카드
400 : 마그네틱 센서
500 : PCB

Claims

일측에 정류자(110)가 구비되는 아마추어 샤프트(100);
상기 아마추어 샤프트(100)의 외주에 형성되고 13개의 슬롯(121)이 형성되어 회전자 코일(C)이 권선되는 코어(120);
상기 코어(120)의 외측에 공극을 유지하여 배치되며 6개의 극으로 구성되는 마그넷(210);
상기 마그넷(210)을 고정하기 위한 요크(211)가 형성된 바디케이스(200);
상기 아마추어 샤프트(100)의 위치를 센싱하여 모터(1)의 회전각도를 제어하기 위한 위치검출장치로서, 브러시 카드(300)에 상기 아마추어 샤프트(100)가 회전가능한 상태로 관통하여 설치되고, 아마추어 샤프트(100)의 상단부에 센서 장착부(410)가 형성되어 상기 브러시 카드의 상단부로 돌출되며, 센서 장착부(410)에 매립되는 마그네틱 센서(400);
상기 마그네틱 센서(400)와 대응하는 위치에 장착되어 상기 마그네틱 센서(400)의 회전을 감지하는 PCB(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤프트에 직결 연결되는 마그네틱 센서를 구비한 모터.
코일(C)은 분포권 방식으로 슬롯(121)의 2피치에 걸쳐서 권선되며, 권선의 방향은 시계방향 또는 반시계방향 중 어느 한 방향으로만 가능한 더블권선방식을 사용하며,
2가닥의 코일(c)을 정류자(110)와 코어(120)를 중심으로 마주보는 형상으로서 평면도 상으로 봤을 때 양측으로 나누어서 동시에 동일하게 권선이 되어지도록 하되, 마주보며 동일하게 권선된 1차권선과 2차권선은 정류자(110)를 중심으로 서로 대칭되는 지점에서 각각 권선이 시작되도록 위치하며, 상기 대칭되는 지점에서 각각 시작되는 코일(c)의 1차권선과 2차권선은 코어(120)를 중심으로 하여 대칭되는 코어의 슬롯(121) 2개를 시계 또는 반시계 방향으로 감싸도록 내입시켜 각각 권선하면서 맞은편 정류자 후크(111)까지 시계 또는 반시계 방향으로 이동하며 각각 순차적으로 권선한 후 각각의 맞은편 정류자 후크(111)에서 다시 시작위치의 정류자 후크(111) 쪽으로 나와서 코어의 슬롯(121) 2개를 시계 또는 반시계 방향으로 감싸도록 슬롯으로 내입시켜 각각 권선한 다음, 각 1차권선과 2차권선이 시작된 시작위치의 정류자 후크(111) 반대편의 정류자 후크(111)로 각각 결선되도록 하여 코일(c) 권선의 시작위치와 마감되는 결선위치가 각각 상호 마주보게 권선되며,
코일권선은 상기 정류자 후크(111)의 1번 단자에 권선된 코일(C)이 임의로 설정된 코어 슬롯(121)의 1번과 2번을 감쌀 때 2피치를 건너서 상기 코어 슬롯(121)의 10번과 11번 또는 5번과 6번을 감싸거나, 상기 정류자 후크(111)의 1번에 권선된 코일이 임의로 설정된 상기 코어 슬롯(121) 의 3번과 4번을 감쌀 때 2피치를 건너서 상기 코어 슬롯(121)의 12번과 13번 또는 7번과 8번을 감싸는 구성으로서 정류자 후크(111)와 코어의 슬롯(121)간 권선은 2피치 권선방식이며,
상기 바디케이스(200)는 금속재질로 형성되며, 마그넷(210)을 위한 요크(211)가 바디케이스(200)와 일체형으로 형성되는 스틸 일체형인 것을 특징으로 하는 샤프트에 직결 연결되는 마그네틱 센서를 구비한 모터.
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