KR101853502B1 - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 EPS 모터의 센싱 마그네트와 플레이트 결합구조는 중앙에 회전축이 삽입되는 디스크 형상의 플레이트; 상기 플레이트 상측에 결합되는 중앙에 통공을 가지며, 외주면과 근접된 위치에 메인 마그네트가 형성되고, 상기 통공과 근접된 위치에 서브 마그네트가 형성되는 링 형상의 센싱 마그네트; 상기 센싱 마그네트의 통공의 제 1 지지면을 그립 하도록 상기 플레이트에서 상기 센싱 마그네트를 향해 돌출된 마그네트 지지리브; 상기 센싱 마그네트 상측에 결합되어, 상기 제 1 지지면의 주변에 마련된 제 2 지지면을 지지하는 홀더부재; 상기 홀더부재를 상기 플레이트에 고정하는 고정유닛; 및 상기 센싱 마그네트의 상기 플레이트와 마주보는 면에 일정 깊이로 형성되어, 그 내부에 접착제가 도포되는 접착제 수용홈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명은 EPS 모터의 센싱 마그네트와 플레이트 결합구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치로 별도의 동력으로 보조하는 조향장치가 사용된다. 기존에는 이와 같은 보조 조향장치를 유압을 이용한 장치로 사용하였으나, 최근에는 동력의 손실이 적고 정확성이 우수한 전동식 조향장치(Electronic Power Steering System: EPS)가 사용된다.

상기와 같은 전동식 조향장치(EPS)는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU, Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.

이러한 EPS시스템은 운전자가 조향을 하기 위해 핸들을 조작하는 토크를 모터가 보조하여 줌으로써, 보다 적은 힘으로 조향작업을 할 수 있도록 하는데, 상기 모터로는 BLDC모터가 사용된다.

일반적으로, 상기 BLDC 모터는 하우징과, 커버부재의 결합으로, 모터의 외관을 형성하고, 상기 하우징의 내주면에는 스테이터가 마련되고, 상기 스테이터 중앙에는 상기 스테이터와의 전자기적 상호작용에 따라 회전 가능하게 설치되는 로터가 마련된다. 상기 로터는 회전축에 의해 회전 가능하게 지지되는데, 상기 회전축의 상부에는 차량의 조향축이 연결되어, 상기한 바와 같이 조향을 보조하는 동력을 제공한다.

한편, 상기 커버부재의 내측에는 자기소자로 마련된 감지센서가 실장된 인쇄회로기판이 설치되는데, 상기 감지센서는 상기 로터와 회전 연동 가능하게 설치된 센싱 마그네트의 자기력을 감지하여, 상기 로터의 현재위치를 파악할 수 있도록 한다. 일반적으로 상기 센싱 마그네트는 상기 로터의 상측에 설치된 플레이트의 상측면에 접착제를 이용하여 고정된다. 상기 센싱 마그네트가 플레이트에 착자되면, 플레이트를 자계 방향에 맞추어 회전축에 결합함으로써 로터의 위치를 감지할 수 있다.

그런데, 상기 플레이트에의 센싱 마그네트의 결합은 상기한 바와 같이 접착제를 사용하여 이루어진다. 따라서, 접착 공정의 관리가 정확하게 이루어지기가 힘들고 센싱 마그네트의 이탈 가능성이 있다. 특히, 환경 조건이 다변하는 차량의 특성상 접착제 자체의 결합력만으로 결합관계를 유지하여야 하므로, 만일 모터가 고온상태와 저온상태를 오가면서 사용되거나, 장시간 고온상태에 노출될 경우, 상기 접착제의 접착력이 떨어지면서, 센싱 마그네트의 이탈이나 모터 구동 불능이 발생할 수 있다. 이러한, 구조는 접착제의 선정의 어려움과 고가의 접착제를 사용하여야 하는 경제적인 문제뿐만 아니라, 접착제 도포 공정의 보다 세밀한 작업이 요구될 수 있다.

또한, 평평한 센싱 마그네트의 표면에 접착제가 도포된 상태로, 플레이트와 센싱 마그네트를 압착할 때, 접착제가 지나치게 많이 도포될 경우, 상기 센싱 마그네트 표면에 도포된 접착제가 접착부위 바깥으로 접착제가 새어나올 수 있으며, 접착제 층의 두께가 과도하게 형성되어, 센싱 마그네트와 홀 소자가 지나치게 가깝게 배치되거나, 상호 간섭될 우려 또한 있다.

특히, 두께를 기준에 맞추기 위해 센싱 마그네트를 압착 과정에서 큰 압력을 가할 경우, 센싱 마그네트가 파손될 우려도 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 센싱 마그네트와 플레이트 사이의 결합구조를 개선하여, 장기간 고온상태에서 사용하거나, 온도변화가 심한 환경조건에서 사용하더라도, 센싱 마그네트의 이탈을 우려할 필요가 없도록 구조가 개선된 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 접착제의 과도한 사용을 방지할 수 있으며, 과도한 힘으로 압착하지 않더라도, 항상 일정한 접착력으로 센싱 마그네트와 플레이트가 결합을 유지할 수 있는 모터를 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 모터는, 회전축; 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터; 상기 로터 및 상기 스테이터 상측에 배치되는 플레이트; 상기 플레이트의 상측에 배치되며, 통공을 포함하는 센싱 마그네트; 상기 센싱 마그네트의 상측에 배치되어, 상기 센싱 마그네트를 지지하는 홀더부재; 및 상기 홀더부재를 상기 플레이트에 고정하는 고정유닛;을 포함하고서, 상기 센싱마그네트는 상기 통공의 내주면에 형성된 제1지지면과 상기 제1지지면의 양측에 형성된 제2지지면을 포함하고, 상기 플레이트는 상기 센싱 마그네트의 제1지지면을 그립하도록 상기 센싱 마그네트를 향해 돌출된 마그네트 지지리브를 포함하며, 상기 홀더부재는 상기 센싱 마그네트의 제2지지면을 지지하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정유닛은, 상기 홀더부재에 관통 형성된 제 1 통공을 통과한 후, 상기 플레이트에 관통 형성된 제 2 통공에 결합되는 체결부재;를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 체결부재는, 나사 및 리벳 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 접착제 수용홈은, 상기 메인 마그네트와 서브 마그네트의 형성 위치와 간섭되지 않도록 배치되는 일정 폭을 가지는 링 형상으로 마련되며, 0.05mm 이내의 깊이를 가지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 센싱 마그네트의 최 외곽 지름은, 상기 플레이트의 지름과 대응되는 것이 좋다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 접착제뿐만 아니라, 센싱 마그네트와 플레이트를 복수 개의 콕킹부를 형성하여 물리적으로도 고정하므로, 모터의 사용환경이 열악하더라도, 센싱 마그네트와 플레이트의 이탈을 방지하여, 모터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 접착제를 수용하는 접착제 수용홈을 센싱 마그네트의 바닥면에 형성하므로, 접착제의 과도한 도포에 따른 접착제 누설 및 센싱 마그네트와 플레이트의 두께 증가를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 EPS 모터의 개략적인 단면도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 센싱 마그네트와 플레이트의 분해 사시도,
도 3 및 도 4는 도 2의 결합 상태를 도시한 사시도, 그리고,
도 5는 도 3의 A-A 단면도 이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EPS 모터의 센싱 마그네트 결합구조를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EPS 모터의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 EPS 모터는 하우징(1)과, 상기 하우징(1)의 상측에 결합되는 커버부재(2)를 포함하며, 이들의 결합을 통해, 모터의 외관이 형성된다.

상기 하우징(1)의 내주면에는 다수의 코일이 권선되는 스테이터(4)가 마련되며, 상기 스테이터(4)의 중앙에는 로터(5)가 회전축(3)에 의해 회전 가능하게 설치된다. 상기 로터(5)는 로터 코어에 마그네트가 결합되어 구성될 수도 있고, 경우에 따라, 로터 코어와 마그네트가 일체로 구성될 수도 있다.

상기 로터(5)의 상측에는 로터(5)의 위치정보 획득을 위한 센싱 마그네트(7)가 플레이트(6)에 결합되어 설치된다.

상기 플레이트(6)는 도 2에 도시된 바와 같이, 디스크 형상으로 마련되며, 상기 회전축(3)과 결합되는 중앙 부근에는 상기 센싱 마그네트(7)의 이탈 방지를 위한 마그네트 지지리브(10)가 돌출 형성된다.

상기 센싱 마그네트(7)는 상기 플레이트(6)의 지름과 대응되는 최 외곽 지름을 가지는 디스크 형상으로 마련되며, 중앙에는 소정 지름의 통공(7a)이 형성되어, 상기 마그네트 지지리브(10)가 상기 통공(7a)의 내주면을 지지한다. 상기 센싱 마그네트(7)의 외주면과 근접한 위치에는 메인 마그네트(M1)가 마련되고, 상기 통공(7a)과 근접한 위치에는 서브 마그네트(M2)가 마련된다.

한편, 상기 플레이트(6)의 상기 센싱 마그네트(7)를 마주보는 면에는 접착제(B)가 도포되어, 상기 플레이트(6)와 상기 센싱 마그네트(7)를 1차적으로 접착 고정할 수 있도록 한다. 상기 접착제(B)의 도포 구성에 대해서는 뒤에 다시 설명한다.

상기 센싱 마그네트(7)의 상측에는 상기 커버부재(2)의 내측면에 고정된 인쇄회로기판(8)에 자기소자(9)가 상기 센싱 마그네트(7)를 바라보도록 실장 된다. 이때, 상기 자기소자(9)는 홀 소자(Hall IC)로 마련되는 것이 바람직하다.

본 발명의 특징은, 상기 플레이트(6)와 센싱 마그네트(7)의 접착 결합관계에 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EPS 모터의 센싱 마그네트 결합구조는, 상기한 구성에 대하여, 마그네트 지지리브(10), 홀더부재(20) 및 고정유닛(30)을 포함하되, 상기 센싱 마그네트(7)의 접착면에 접착제 수용홈(7d)을 가지는 것에 발명의 특징이 있다.

상기 마그네트 지지리브(10)는, 상기 플레이트(6) 상측으로 돌출 형성되고, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 적어도 한 쌍이 마련되는 것이 좋다. 필요에 따라 한 쌍이 아니라, 3개 또는 4개의 마그네트 지지리브(10)가 돌출 형성될 수도 있다. 상기 마그네트 지지리브(10)는 상기 플레이트(6)의 일부를 펀칭 하여, 펀칭 된 부분의 일단을 절곡하여 구성하는 것이 바람직하나, 이를 한정하는 것은 아니며, 플레이트(6)를 몰딩 형성하면서, 금형을 통해 돌출되도록 구성하는 것도 가능하다.

한편, 상기 마그네트 지지리브(10)의 길이는 상기 센싱 마그네트(7)의 두께보다 큰 값을 가지도록 하여, 상기 마그네트 지지리브(10)가 기립된 상태로 상기 센싱 마그네트(7)가 삽입되었을 경우, 상기 마그네트 지지리브(10)가 일정 길이 이상 상기 센싱 마그네트(7)의 상측 면 위로 돌출될 수 있도록 한다.

한편, 상기 마그네트 지지리브(10)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센싱 마그네트(7)의 통공(7a) 내주면에 형성된 제 1 지지면(7b)을 지지한다. 이때, 상기 제 1 지지면(7b)은 상기 통공(7)a의 내주면에 상기 마그네트 지지리브(10)의 형상과 대응되는 형태의 요홈부로 형성된다.

상기 제 1 지지면(7b)의 양 측에는 제 2 지지면(7c)이 형성된다. 상기 제 2 지지면(7c)은 상기 제 1 지지면(7b)보다는 돌출되도록 형성되되, 도시된 바와 같이, 슬라이딩 경사면을 가지는 면 형상으로 마련되어, 뒤에 설명할 홀더부재(20)에 마련된 마그네트 지지면(22)과 면 접촉되어, 센싱 마그네트(7)의 이탈이 방지된다.

한편, 상기 센싱 마그네트(7)의 플레이트(6)를 바라보는 접착면에는 일정 깊이와 폭을 가지는 접착제 수용홈(7d)이 마련된다. 상기 접착제 수용홈(7d)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 센싱 마그네트(7)의 지름보다 작은 지름을 가지는 링 형상으로 마련되며, 도 5의 단면도에 도시된 바와 같이, 소정 깊이(d)를 가지는 것이 바람직한데, 상기 깊이(d)는 0.05mm를 넘지 않는 것이 바람직하다. 상기 깊이(d)를 지나치게 깊게 형성하면, 센싱 마그네트(7)의 강도가 약해질 수 있으며, 주입되는 접착제(B)의 양이 증가하기 때문이다.

한편, 상기 접착제 수용홈(7d)은 도 3에 도시된 메인 마그네트(M1)와 서브 마그네트(M2)와 간섭되지 않는 범위 내에 형성되어, 상기 메인 및 서브 마그네트(M1)(M2)의 착자패턴에 영향을 미치지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 접착제 수용홈(7d)을 센싱 마그네트(7)에 형성하면, 종래와 같이 접착제를 센싱 마그네트(7)의 플레이트(6)에 대면하는 면에 퍼트리기 위한 압착 공정을 수행할 필요가 없기 때문에, 압착 과정에서 센싱 마그네트(7)가 손상될 우려가 없으며, 항상 일정한 양의 접착제를 사용할 수 있어, 제조 원가를 절감하는 것이 가능하다.

홀더부재(20)는 상기 센싱 마그네트(7)의 상측에 결합되어, 상기 센싱 마그네트(7)가 플레이트(6)로부터 이탈하는 것을 방지한다. 상기 홀더부재(20)는 고정유닛(30)에 의해 상기 플레이트(6)에 고정 결합된다. 상기 홀더부재(20)는 얇은 판상의 금속 플레이트와 같은 탄력성 있는 재질로 형성되어, 후술할 체결부재(31)의 체결 시 탄성 변형 가능하도록 하여, 상기 홀더부재(20)의 탄성 복원력을 이용하여 통해 상기 센싱 마그네트(7)를 가압할 수 있도록 한다.

상기 홀더부재(20)는 상기 마그네트 지지리브(10)의 측면을 지지하기 위한 리브 홈(21)과, 마그네트 지지면(22)을 포함하며, 중앙은 빈 공간이 형성되어, 상기 플레이트(6)가 노출된다.

상기 리브 홈(21)은 상기 제 1 지지면(7b)과 면 접촉하는 상기 마그네트 지지리브(10)의 타측 면을 지지하는 것으로, 상기 제 1 지지면(7b)과 같이 상기 마그네트 지지리브(10)와 대응되는 형상의 요홈을 가지도록 형성된다. 상기 리브 홈(21)은 상기 홀더부재(20)의 상기 마그네트 지지리브(10)와 마주보는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 마그네트 지지리브(10)가 한 쌍이 마련되면, 상기 리브 홈(21) 또한 한 쌍으로 마련되는 것이 좋다.

마그네트 지지면(22)은 상기 제 2 지지면(7c)과 면 접촉하기 위한 것으로, 상기 홀더부재(20)의 몸체의 양 날개부분으로서, 상기 리브 홈(21)의 양 쪽에 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도시된 바와 같이, 상기 리브 홈(21)은 상기 마그네트 지지면(22)에 대하여 요홈부로 형성될 수 있다. 상기 마그네트 지지면(22)은 상기 홀더부재(20)의 몸체에 대해 일정 각도 절곡된 형태로 마련되어, 후술할 고정유닛(30)의 체결 시, 상기 센싱 마그네트(7)를 상기 플레이트(6) 측에 가압 고정할 수 있다. 상기 마그네트 지지면(22)은 상기한 바와 같이, 상기 센싱 마그네트(7)의 제 2 지지면(7c)과 면 접촉하여, 상기 센싱 마그네트(7)가 상기 플레이트(6)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 고정유닛(30)은 상기 홀더부재(20)에 관통 형성된 제 1 통공(32)을 통과한 후, 상기 플레이트(6)에 관통 형성된 제 2 통공(33)에 체결되는 체결나사(31)로 구성된다. 이때, 상기 제 1 통공(32)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 홀더부재(20)의 중앙 공간부와 연통되도록 구성될 수 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 체결나사(31)에 의해 상기 홀더부재(20)가 플레이트(6)에 체결되어, 상기 센싱 마그네트(7)의 이탈을 방지한다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 종래와 같이 접착제에 의한 화학적 고정에 추가적으로, 센싱 마그네트(7)를 물리적으로 파지할 수 있는 다양한 형태의 고정유닛(30)으로 홀더부재(20)를 고정하므로, 모터의 사용환경, 특히 고온 상태에서 장시간 사용하는 것과 같은 작동환경에서도 안정적인 센싱 마그네트 결합구조를 제공하는 것이 가능하다.

또한, 접착제(B)를 센싱 마그네트(7)의 접착면에 골고루 퍼트리기 위한 압착공정을 생략할 수 있기 때문에, 압착 공정 중에 센싱 마그네트(7)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

1; 모터 하우징 2; 커버부재
3; 회전축 4; 스테이터
5; 로터 6; 플레이트
6a; 제 2 통공 7; 센싱 마그네트
7a; 통공 7b; 제 1 지지면
7c; 제 2 지지면 7d; 접착제 수용홈
8; 인쇄회로기판 9; 자기소자
10; 마그네트 지지리브 20; 홀더부재
21; 리브 홈 22; 마그네트 지지면
30; 고정유닛

Claims (10)

1. 회전축;
   상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 로터;
   상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
   상기 로터 및 상기 스테이터 상측에 배치되는 플레이트;
   상기 플레이트의 상측에 배치되며, 중앙에 통공을 포함하는 센싱 마그네트; 및
   상기 센싱 마그네트의 상측에 배치되어, 상기 센싱 마그네트를 상기 플레이트와 결합하여 지지하는 홀더부재를 포함하고,
   상기 센싱마그네트는 상기 통공의 내주면에 마주 보게 형성된 한 쌍의 제1지지면과 상기 제1지지면의 양측에 형성된 제2지지면을 포함하고,
   상기 플레이트는 상기 센싱 마그네트의 제1지지면을 각각 그립하도록 상기 센싱 마그네트를 향해 돌출된 마그네트 지지리브를 포함하며,
   상기 홀더부재는 상기 센싱 마그네트의 제2지지면을 지지하는 마그네트 지지면을 포함하고,
   상기 센싱 마그네트의 상기 제 1 지지면은 상기 마그네트 지지리브의 형상과 대응하는 요홈부로 형성되고,
   상기 센싱 마그네트의 제 2 지지면은, 상기 제 1 지지면보다 돌출 형성되고, 상기 홀더부재의 마그네트 지지면과 면 접촉하는 슬라이딩 경사면을 갖는 모터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱 마그네트는,
   상기 센싱 마그네트의 외주면과 근접된 위치에 형성된 메인 마그네트와 상기 통공과 근접된 위치에 형성된 서브 마그네트를 포함하는 모터.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 센싱 마그네트는,
   상기 플레이트와 마주보는 면에서 오목하게 형성되어, 그 내부에 접착제가 도포되는 링 형상의 접착제 수용홈을 포함하는 모터.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 홀더부재를 상기 플레이트에 대하여 고정하는 고정유닛을 더 포함하고,
   상기 홀더부재는 상기 홀더부재의 내주면에서 오목하게 형성되는 제1 통공을 포함하고,
   상기 고정유닛은 상기 제 1 통공을 통과한 후, 상기 플레이트에 관통 형성된 제 2 통공과 결합하는 체결부재를 포함하는 모터
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 체결부재는,
   나사 및 리벳 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모터.
   
6. 제 3 항에 있어서, 상기 접착제 수용홈은,
   상기 메인 마그네트와 서브 마그네트의 사이에 배치되고,
   상기 센싱 마그네트의 중심을 기준으로 상기 접착제 수용홈의 반경 방향 길이는 상기 메인 마그네트의 내경의 길이에서 상기 서브 마그네트의 외경의 길이를 뺀 크기보다 작은 모터.
   
7. 제 3 항에 있어서, 상기 접착제 수용홈은,
   0.05mm 이내의 깊이를 가지는 모터.
   
8. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱 마그네트의 외경은,
   상기 플레이트의 외경과 대응되는 모터.
   
9. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더부재는,
   상기 센싱 마그네트의 제 1 지지면과 면접촉하는 상기 마그네트 지지리브의 타측 면을 지지하도록 상기 마그네트 지지리브와 마주 보는 위치에 대응하여 형성된 리브 홈을 추가로 포함하고,
   상기 마그네트 지지면은 상기 리브 홈의 양쪽에 돌출하면서 상기 홀더부재의 몸체에 대해 일정 각도로 절곡 형성된 모터.
10. 삭제

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