KR102012891B1 - Motor with absolute position sensor - Google Patents

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Abstract

코일부와 회로부가 pcb패턴으로 형성되는 센서부 및 상기 코일부와 상호작용하여 반복 운동하는 타겟부, 상기 타켓부의 운동축에 연결되어, 상기 운동축을 회전축으로 회전하는 구동부를 포함하고, 상기 코일부는 상기 회로부에서 전압을 공급받는 발진코일 및 상기 발진코일 및 상기 타겟부에 의해 유도기전력이 발생되는 수신코일을 포함하며, 상기 센서부와 상기 타겟부 사이에는 에어 갭이 형성되는 절대위치 센서를구비한 모터를 개시한다. 따라서 원가를 절감하고, 중량을 감소시키는 동시에 구조를 단순화하여 보다 더 향상된 생산성을 제공한다.A coil part and a circuit part comprising a sensor part formed in a pcb pattern, a target part repeatedly interacting with the coil part, and a driving part connected to a motion axis of the target part to rotate the motion axis by a rotation axis, wherein the coil part And an oscillation coil supplied with voltage from the circuit unit, and a reception coil in which induced electromotive force is generated by the oscillation coil and the target unit, and an absolute position sensor having an air gap formed between the sensor unit and the target unit. Start the motor. This reduces costs, reduces weight, and at the same time simplifies the structure, providing even greater productivity.

Description

절대위치 센서를 구비한 모터{MOTOR WITH ABSOLUTE POSITION SENSOR}Motor with absolute position sensor {MOTOR WITH ABSOLUTE POSITION SENSOR}

본 발명은 모터에 제공되는 토크 등을 제어하기 위한 절대위치 센서로, 보다 상세하게는 중량을 절감하여 생산성을 향상시킨 절대위치 센서에 관한 것이다.The present invention relates to an absolute position sensor for controlling torque and the like provided to a motor, and more particularly, to an absolute position sensor that improves productivity by reducing weight.

절대위치 센서는 모터 회전에 따라 반복적으로 운동하는 구성의 위치를 검출하여 모터를 제어한다. The absolute position sensor controls the motor by detecting the position of the component that repeatedly moves in accordance with the motor rotation.

도 1은 종래기술을 도시한 도면으로, 자기유도현상을 이용한 기계식 센서인 리졸버(RESOLVER, 20)를 도시한 도면이다. 리졸버(20)는 내부에 코일(21)이 방향을 달리하여 권선되어 있으며, 내부공간에는 모터(10)와 함께 회전하는 로터(ROTOR, 30)가 위치한다. 따라서 로터(30)의 회전에 따라 코일의 권선 방향을 달리하는 1차 코일과 2차 코일에 의해 발생하는 쇄교 자속이 주기적으로 변하며, 이를 검출하여 모터(10)를 제어한다.FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional technology, and illustrates a resolver 20 which is a mechanical sensor using magnetic induction. The resolver 20 is wound inside the coil 21 in different directions, and a rotor (ROTOR) 30 that rotates with the motor 10 is located in the inner space. Therefore, the linkage magnetic flux generated by the primary coil and the secondary coil, which changes the winding direction of the coil, changes periodically according to the rotation of the rotor 30, and detects this to control the motor 10.

구체적으로는, 리졸버(20)의 1차 코일은 전압이 공급되어 자계가 형성되고, 발생되는 자계는 로터(30)의 회전에 따라 변하면서 2차 코일과 발생시키는 쇄교 자속이 주기적으로 변한다. 따라서 2차 코일의 측정 전압 또한 주기적으로 변하게 되고, 이를 RDC(RESOLVER DIGITAL CONVERTER)를 거쳐 위치각으로 변환하여 모터를 제어한다.Specifically, the primary coil of the resolver 20 is supplied with a voltage to form a magnetic field, and the generated magnetic field changes with the rotation of the rotor 30, and the secondary coil and the generated linkage magnetic flux change periodically. Therefore, the measured voltage of the secondary coil also changes periodically, and the motor is controlled by converting it to a position angle via RDC (RESOLVER DIGITAL CONVERTER).

이러한 기계식 센서는 진동, 충격 등에 강하고, 절대각을 검출하여 정밀하게 제어가능한 동시에 소형화가 가능하다는 장점이 있다. Such a mechanical sensor is advantageous in that it is strong in vibration, shock, and the like and can be precisely controlled by detecting an absolute angle and at the same time miniaturized.

다만, 고난도의 제조기술이 요구되고, 권선되는 코일 및 로터를 포함하여 중량이 커 제조 비용이 높으며, 모터와의 결합 시 추가적인 공정이 필요하다는 문제점이 있었다.However, a high level of manufacturing technology is required, and a large manufacturing cost is high, including a coil and a rotor wound, and there is a problem in that an additional process is required when combining with a motor.

대한민국 공개특허 제10-2006-0036926호 (2006.05.02. 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2006-0036926 (registered May 02, 2006) 대한민국 등록특허 제10-1281549호 (2013.06.27. 등록)Republic of Korea Patent No. 10-1281549 (registered on June 27, 2013) 대한민국 공개특허 제10-2014-0127067 (2014.11.03. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0127067 (released November 3, 2014)

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 종래 위치 센서에 채택되던 리졸버를 제외하고 PCB를 이용하여 원가 및 중량을 절감하고, 로터의 재료 및 구조를 단순하게 변경하면서도 모터를 정밀하게 제어할 수 있는 절대위치 센서가 구비된 모터를 제시하여 보다 향상된 생산성을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention have been made to solve the above problems, except the resolver adopted in the conventional position sensor to reduce the cost and weight by using a PCB, while changing the material and structure of the rotor simply to change the motor The present invention proposes a motor having an absolute position sensor that can be precisely controlled to provide improved productivity.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 코일부와 회로부가 pcb에 패턴으로 형성되는 센서부; 상기 코일부와 상호작용하여 반복 운동하는 타겟부; 및 상기 타겟부의 운동축에 연결되어, 상기 운동축을 회전축으로 회전하는 구동부;를 포함하고, 상기 코일부는 상기 회로부에서 전압을 공급받는 발진코일; 및상기 발진코일 및 상기 타겟부에 의해 유도기전력이 발생되는 수신코일;을 포함하며, 상기 센서부와 상기 타겟부 사이에는 에어 갭;이 형성되는 모터용 절대위치 센서를 제공한다.Embodiment of the present invention, to solve the above problems, the coil unit and the circuit unit is a sensor unit formed in a pattern on the pcb; A target unit repeatedly interacting with the coil unit; And a driving unit connected to the movement shaft of the target unit to rotate the movement shaft to a rotation shaft, wherein the coil unit includes an oscillation coil supplied with a voltage from the circuit unit; And a receiving coil in which induced electromotive force is generated by the oscillation coil and the target unit, wherein an air gap is formed between the sensor unit and the target unit.

상기 센서부는 상기 구동부의 회전축과 동일한 중심축을 가지며 고정되고, 상기 코일부와 상기 회로부는 pcb에 금속 패턴으로 형성될 수 있다.The sensor unit may be fixed to have the same central axis as the rotation axis of the driving unit, and the coil unit and the circuit unit may be formed in a metal pattern on the pcb.

상기 PCB는 환형으로 형성될 수 있으며, 이때 상기 코일부와 상기 회로부는 pcb의 원주면에 형성될 수 있다. 또한, pcb는 원판형으로 형성될 수 있으며, 이때 상기 코일부와 상기 회로부는 pcb의 측면에 형성될 수 있다.The PCB may be formed in an annular shape, wherein the coil part and the circuit part may be formed on the circumferential surface of the pcb. In addition, pcb may be formed in a disk shape, wherein the coil portion and the circuit portion may be formed on the side of the pcb.

상기 타겟부는 금속 및 비금속으로 형성되며, 상기 금속은 상기 센서부가 형성된 위치에 대응되는 배치되는 것이 바람직하다. The target portion is formed of a metal and a non-metal, the metal is preferably disposed corresponding to the position where the sensor portion is formed.

상기 타겟부는 상기 구동부의 회전축과 동일한 중심축을 가지며, 원판형의 비금속의 일측에만 금속이 배치된 형태, 복수 개의 긴 사각형상의 비금속 중 어느 하나의 일 측에만 금속이 배치된 형태 및 중심축을 일측으로 막대형 비금속이 연장되고, 타측으로 막대형 금속이 연장된 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다. The target part has the same central axis as the rotation axis of the driving part, the metal is disposed only on one side of the disc-shaped nonmetal, the metal is disposed only on one side of any one of the plurality of long rectangular base metals, and the central axis is closed to one side. The large base metal may extend, and may have various forms such as a rod metal extended to the other side.

이상에서 살펴 본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.According to the problem solving means of the present invention as described above it can be expected a variety of effects including the following matters. However, the present invention is not achieved by exerting all of the following effects.

본 발명의 일실시 예의 따른 절대위치 센서를 구비한 모터는 종래 사용되던 리졸버를 배제하고 pcb 위에 금속 패턴으로 센서부를 형성하여 중량을 크게 감소시키며, 로터 또한 배제하고 비금속과 금속으로 형성된 타겟부를 사용하여 중량을 크게 감소시켰다. 따라서 모터의 생산 원가를 크게 절감하고, 효율을 향상시키는 효과가 있다.The motor having an absolute position sensor according to an embodiment of the present invention eliminates the conventionally used resolver and forms a sensor part in a metal pattern on the pcb to greatly reduce the weight, and also excludes the rotor and uses a target part formed of nonmetal and metal. The weight was greatly reduced. Therefore, the production cost of the motor is greatly reduced, and the efficiency is improved.

별도의 RDC(Resolver Digital Converter)를 거치지 않고 수신회로 또는 별도의 회로부를 통해 모터 콘드롤러(Motor Controller)에 바로 위치각으로 변환되어 전달되어, 구조를 단순화 할 수 있어 생산성을 향상시키는 효과가 있다.It does not go through a separate resolver digital converter (RDC), but is directly converted to a position angle to a motor controller (Motor Controller) through a receiving circuit or a separate circuit unit, and the structure can be simplified to improve productivity.

또한, 절대위치 센서는 모터의 고정되는 바, 중량을 절감하여 고정 시 필요했던 추가 공정을 배제하여 보다 생산성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the absolute position sensor has the effect of improving the productivity by eliminating the additional process that is required when fixing the bar, the weight of the fixed motor, it is fixed.

동일한 인덕턴스 값을 갖는 경우 다양한 코일 패턴으로 센서부를 형성할 수 있으며, 이에 대응하여 다양한 형태의 타겟부를 형성할 수 있어 적용되는 위치에 적합한 절대위치 센서를 제공될 수 있어 보다 활용도를 높이는 효과가 있다.In the case of having the same inductance value, the sensor unit may be formed in various coil patterns, and the target unit may be formed in various forms in response to this, and thus an absolute position sensor suitable for the applied position may be provided, thereby increasing the utilization efficiency.

센서부와 타겟부 사이에는 에어 갭이 형성되어 타겟부 회전시 센서부와의 충돌을 방지하고, 어에 갭의 크기를 조정하여 수신코일에 발생되는 유도기전력의 크기를 용이하게 조정할 수 있어 보다 더 정밀한 제어를 제공할 수 있는 효과가 있다.An air gap is formed between the sensor unit and the target unit to prevent collision with the sensor unit when the target unit rotates, and the size of the air gap can be easily adjusted to adjust the size of the induced electromotive force generated in the receiving coil. This has the effect of providing precise control.

도 1은 종래기술에 사용되던 리졸버와 로터를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절대위치 센서를 구비한 모터의 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절대위치 센서를 구비한 모터의 사시도.
도 4는 도 3의 분해도.
도 5는 도 4의 환형의 센서부를 사시도.
도 6a는 도 4의 원판형 타겟부의 측면도.
도 6b는 도 6a의 다른 실시예의 원판형 타겟부의 측면도.
도 7은 도 5의 센서부의 금속 패턴을 확대 도시한 평면도.
도 8은 도 5의 센서부의 변형 예인 원판형의 센서부의 사시도.
도 9는 도 6a의 타겟부의 변형 예인 복수개의 긴 사각형상의 타겟부의 측면도.
도 10은 도 6a의 타겟부의 다른 변형 예인 막대형상의 타겟부의 측면도.1 shows a resolver and a rotor used in the prior art.
2 is a schematic diagram of a motor with an absolute position sensor in accordance with one embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a motor having an absolute position sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded view of FIG. 3;
5 is a perspective view of the annular sensor of FIG.
6A is a side view of the disk-shaped target portion of FIG. 4.
6B is a side view of the disk-shaped target portion of the other embodiment of FIG. 6A.
7 is an enlarged plan view illustrating a metal pattern of the sensor unit of FIG. 5;
8 is a perspective view of a disk-shaped sensor unit which is a modified example of the sensor unit of FIG. 5.
9 is a side view of a plurality of elongate rectangular target portions, which are modified examples of the target portion of FIG. 6A;
10 is a side view of a rod-shaped target portion which is another modified example of the target portion of FIG. 6A.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 절대위치 센서를 구비한 모터의 개략도 이다.2 is a schematic diagram of a motor having an absolute position sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명은 코일부(220)와 타겟부(300)가 상호작용하고, 이에 따라 타겟부(300)가 회전하여 발생되는 유도기전력을 회로부(230)에서 위치각으로 변환하여 모터 콘트롤러(Motor Controller)에 직접 전달하여 모터의 계속적인 회전을 유도하고, 속도 등을 제어한다.2, in the present invention, the coil unit 220 and the target unit 300 interact with each other, thereby converting the induced electromotive force generated by the rotation of the target unit 300 to the position angle in the circuit unit 230. It transfers directly to the motor controller to induce continuous rotation of the motor and to control the speed.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절대위치 센서를 구비한 모터의 사시도이고, 도 4는 도 3의 분해도이다.3 is a perspective view of a motor with an absolute position sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an exploded view of FIG.

도 5는 도 4의 환형의 센서부를 사시도이고, 도 6a는 도 4의 원판형 타겟부의 측면도이며, 도 6b는 도 6a의 다른 실시예의 원판형 타겟부의 측면도이고, 도 7은 도 5의 센서부의 금속 패턴을 확대 도시한 평면도이다.FIG. 5 is a perspective view of the annular sensor part of FIG. 4, FIG. 6A is a side view of the disc shaped target part of FIG. 4, FIG. 6B is a side view of the disc shaped target part of another embodiment of FIG. 6A, and FIG. 7 is a sensor part of FIG. 5. An enlarged plan view of a metal pattern.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시 예의 절대위치 센서를 구비한 모터(10)는 코일부(220)와 회로부(230)가 pcb(210)에 패턴으로 형성되는 센서부(200) 및 상기 코일부(220)와 상호작용하여 반복 운동하는 타겟부(300), 상기 타겟부(300)의 운동축에 연결되어 상기 운동축을 회전축으로 회전하는 구동부(100)를 포함한다.3 and 4, in the motor 10 having an absolute position sensor according to an exemplary embodiment of the present invention, a coil part 220 and a circuit part 230 are formed on a pcb 210 in a sensor part 200. And a target unit 300 repeatedly interacting with the coil unit 220 and a driving unit 100 connected to the movement shaft of the target unit 300 to rotate the movement shaft to the rotation shaft.

센서부(200)는 구동부(100)의 일 측에 구동부(100)의 회전축과 동일한 중심축을 가지며 배치된다. 다만 고정되어 구동부(100)의 회전과는 무관하다. 타겟부(300)는 구동부(100)의 회전축과 연결되는 운동축을 가지며, 환형의 센서부(200)의 내측에 형성되는 개방된 공간에 배치된다. 따라서 본 발명의 일실시 예에 따른 절대위치 센서를 구비한 모터(10)는 일 측면에 센서부(200)와 타겟부(300)를 구비하여, 구동부(100)의 회전 속도 등을 측정한다. The sensor unit 200 is disposed on one side of the driving unit 100 with the same central axis as the rotation axis of the driving unit 100. However, it is fixed and has nothing to do with the rotation of the driving unit 100. The target unit 300 has a motion axis connected to the rotation axis of the driving unit 100 and is disposed in an open space formed inside the annular sensor unit 200. Therefore, the motor 10 having an absolute position sensor according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit 200 and a target unit 300 on one side thereof, and measures the rotational speed of the driving unit 100 and the like.

구체적으로는, 센서부(200)는 코일부(220)와 회로부(230)로 형성되어 있으며, 코일부(220)는 발진코일(221)과 수신코일(222)로 형성된다. 이때 발진코일(221)은 회로부(230)로부터 전압을 공급받으며, 인가되는 전압은 정현파형태를 갖는다. 이에 따라 발진코일(221)에는 회전자계가 형성된다. 수신코일(222)은 발진코일(221)에 형성된 회전자계에 의해 유도기전력이 발생된다. 이때 발생되는 유도기전력의 주파수는 발진코일(221)에 공급되는 전압의 주파수와 동일하다. Specifically, the sensor unit 200 is formed of a coil unit 220 and a circuit unit 230, the coil unit 220 is formed of an oscillation coil 221 and a receiving coil 222. At this time, the oscillation coil 221 is supplied with a voltage from the circuit unit 230, the applied voltage has a sine wave form. As a result, a rotor magnetic field is formed in the oscillation coil 221. The receiving coil 222 generates induced electromotive force by the rotating magnetic field formed in the oscillating coil 221. The frequency of the induced electromotive force generated at this time is the same as the frequency of the voltage supplied to the oscillation coil 221.

타겟부(300)는 금속(320)을 포함하여 형성되고, 회전 운동한다. 따라서 타겟부(300)의 금속(320)은 발진코일(221)에 형성되는 회전자계에 영향을 주고, 이에 따라 수신코일(222)에 발생되는 유도기전력의 위상이 변화한다. The target unit 300 includes a metal 320 and rotates. Therefore, the metal 320 of the target unit 300 affects the rotating magnetic field formed in the oscillation coil 221, and thus the phase of induced electromotive force generated in the receiving coil 222 is changed.

타겟부(300)의 운동은 회전 운동으로, 금속(320)은 회전 속도에 따라 일정한 주기를 가지며 동일한 위치를 회전한다. 따라서 타겟부(300)의 위치에 따라 수신코일(222)에 발생되는 유도기전력은 증가, 감소되다 리셋(reset)되는 패턴을 가지며 반복된다. The movement of the target unit 300 is a rotational movement, and the metal 320 rotates the same position with a certain period according to the rotational speed. Therefore, the induced electromotive force generated in the receiving coil 222 increases and decreases according to the position of the target unit 300, and the pattern is reset.

이에, 회로부(230)는 수신코일(222)의 유도기전력이 제로가 되는 점(zero-crossing)을 검출하고, 그에 따라 타겟부(300)의 절대위치를 역으로 계산할 수 있다. 상기 절대위치는 회로부(230) 또는 별도의 변환 회로부를 통해 모터 콘트롤러(미도시)에 위치각으로 변환되어 전달된다.Accordingly, the circuit unit 230 may detect a zero-crossing point where the induced electromotive force of the receiving coil 222 becomes zero, and accordingly, may calculate the absolute position of the target unit 300 in reverse. The absolute position is converted into a position angle and transmitted to a motor controller (not shown) through the circuit unit 230 or a separate conversion circuit unit.

이와 같이 위치각의 정보를 전달받은 모터 콘트롤러는 그에 따른 모터의 속도, 제공되는 토크 등을 계산하여, 발진코일(221)에 공급되는 전압을 조절하여 모터(10)를 제어하는 피드백(feedback) 방식에 의해 정밀하게 제어한다.In this way, the motor controller receiving the position angle information calculates the speed of the motor, the torque provided, and the like, and adjusts the voltage supplied to the oscillation coil 221 to control the motor 10. Precisely controlled by

도 5 및 도 7을 참조하면, 센서부(200)는 코일부(220)와 회로부(230)가 pcb(210)에 패턴으로 형성된다. 이때, pcb(210)는 FR-4, 세라믹기판, 플렉시블pcb 등 모든 pcb가 적용가능하며, 코일부(220)와 회로부(230)는 전기적으로 연결되므로 금속 패턴으로 형성되는 것이 바람직하다.5 and 7, in the sensor unit 200, the coil unit 220 and the circuit unit 230 are formed in the pcb 210 in a pattern. At this time, the pcb 210 is applicable to any pcb, such as FR-4, a ceramic substrate, a flexible pcb, and the coil portion 220 and the circuit portion 230 is electrically connected, it is preferably formed in a metal pattern.

본 발명의 일실시 예의 센서부(200)는 환형의 형상을 갖는다. 환형의 pcb(210)와 pcb(210)의 원주면을 따라 코일부(220)와 회로부(230)가 금속 패턴으로 형성되며, 내부면 또는 외부면에 형성될 수 있으며 양 면 모두에 형성될 수 있다. Sensor unit 200 according to an embodiment of the present invention has an annular shape. The coil part 220 and the circuit part 230 are formed in a metal pattern along the circumferential surface of the annular pcb 210 and the pcb 210, and may be formed on an inner surface or an outer surface and may be formed on both surfaces. have.

구체적으로는, 도 7에 도시된 바와 같이 발진코일(221)은 pcb(210)의 가장 외곽에 사각 나선형상을 가지며 형성되고, 회로부(230)는 발진코일(221)의 일 측에 연결되어 전압을 공급한다. 수신코일(222)은 발진코일(221)의 내측으로 정현파형상으로 형성되고, 회로부(230)의 다른 일 측에 연결되어 발생되는 유도기전력이 측정된다. Specifically, as shown in FIG. 7, the oscillation coil 221 is formed to have a rectangular spiral shape at the outermost portion of the pcb 210, and the circuit unit 230 is connected to one side of the oscillation coil 221 to be voltage. To supply. The receiving coil 222 is formed in a sine wave shape inside the oscillation coil 221, and the induced electromotive force generated by being connected to the other side of the circuit unit 230 is measured.

코일부(220)의 형상은 특정 인덕턴스 값을 가지는 경우에는 사각나선, 원형나선 등 모든 코일의 형태를 가질 수 있다.When the coil unit 220 has a specific inductance value, the coil unit 220 may have a shape of all coils such as a square spiral and a circular spiral.

센서부(200)는 복수 개의 레이어(layer)가 적층되어 형성될 수 있으며, 코일부(220)와 회로부(230)는 하나의 레이어의 일 면 또는 양면 모두에 형성될 수 있다. 또한, 동일 레이어 상에서는 코일부(220)가 형성된 부분을 침범하여 회로부(230)가 형성될 수 없으나, 타겟부(300)의 센싱 범위를 확대하기 위해 센서부(200)가 복수개의 레이어로 형성되는 경우에는 서로 다른 레이어의 동일 위치에는 형성 될 수 있다.The sensor unit 200 may be formed by stacking a plurality of layers, and the coil unit 220 and the circuit unit 230 may be formed on one or both surfaces of one layer. In addition, the circuit unit 230 may not be formed by invading a portion where the coil unit 220 is formed on the same layer, but the sensor unit 200 may be formed of a plurality of layers to expand the sensing range of the target unit 300. In case it can be formed in the same position of different layers.

타겟부(300)는 비금속(310) 및 금속(320)으로 형성되며, 반복 회전 운동한다. 이때, 타겟부(300)의 회전 운동축은 구동부(100)의 회전축과 동일하고, 서로 연결되어 있다. 따라서 타겟부(300)의 회전에 따라 구동부(100)도 함께 회전하여, 타겟부(300)의 위치를 측정하여 모터(10)의 회전 속도, 공급 토크 등으로 정확하게 변환 가능하다. The target unit 300 is formed of the base metal 310 and the metal 320, and repeatedly rotates. At this time, the rotational movement axis of the target unit 300 is the same as the rotational axis of the drive unit 100, and are connected to each other. Accordingly, the driving unit 100 may also rotate together with the rotation of the target unit 300, and the position of the target unit 300 may be measured to accurately convert the rotation speed, the supply torque, and the like of the motor 10.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예의 타겟부(300)는 원판형상을 갖는다. 구체적으로는 비금속(310)으로 형성된 원판과 비금속(310) 원판의 원주방향을 따라 일부분에만 배치되는 금속(320)으로 형성되어 전체적으로 금속(320)이 타겟부(300)의 일부에 형성되어 전체적으로 비대칭적인 형상을 갖는다. 타겟부(300)는 환형의 센서부(200) 내측에 형성되는 개방된 공간에 위치하므로, 코일부(220)와의 상호작용을 위해 금속(320)은 최외각에 형성되는 것이 바람직하다.As shown in Figure 6a and 6b, the target portion 300 of one embodiment of the present invention has a disc shape. Specifically, it is formed of a base formed of the base metal 310 and the metal 320 which is disposed only in a portion along the circumferential direction of the base of the base metal 310 so that the entire metal 320 is formed on a part of the target portion 300 and thus asymmetrically overall. Has a geometric shape. Since the target part 300 is located in an open space formed inside the annular sensor part 200, the metal 320 is preferably formed at the outermost part to interact with the coil part 220.

금속(320)은 반경방향보다 원주방향으로 길게 형성되는 형상을 가질 수 있으며, 반경방향을 길이는 비금속(310) 원판의 원주길이의 1/2보다 짧아 전체적으로 비대칭적으로 형성된다. 또한 금속(320)은 원주방향보다 반경방향으로 길게 형성되는 형상을 가질 수 도 있으며, 마찬가지로 반경방향의 길이는 비금속(310) 원판의 반지름보다 짧아 전체적으로 비대칭적으로 형성된다.The metal 320 may have a shape that is formed longer in the circumferential direction than the radial direction, and the length in the radial direction is shorter than 1/2 of the circumferential length of the non-metal 310 disc, and thus is formed asymmetrically overall. In addition, the metal 320 may have a shape that is longer in the radial direction than the circumferential direction, and likewise, the length of the radial direction is shorter than the radius of the non-metal 310 disc and thus is formed asymmetrically overall.

이는, 타겟부(300)의 특정 위치에 따라 측정되는 유도기전력이 특정 위상을 해당하게 하여 유도기전력을 통해 역으로 타겟부(300)의 회전각을 보다 정밀하게 계산하기 위함이다.This is to more accurately calculate the rotation angle of the target unit 300 through the induced electromotive force by inducing electromotive force measured according to a specific position of the target unit 300 corresponding to a specific phase.

상기와 같은 절대위치 센서가 구비된 모터(10)는 중량이 작으면서도, 모터(10)의 속도 등을 측정하여 보다 더 정밀하게 제어할 수 있다는 장점이 있다.The motor 10 having the absolute position sensor as described above has an advantage that the weight of the motor 10 can be more precisely controlled by measuring the speed of the motor 10 and the like.

[센서부와 타겟부의 변형 예들][Modification examples of the sensor unit and the target unit]

도 8은 도 5의 센서부의 변형 예인 원판형의 센서부의 사시도이다.8 is a perspective view of a disk-shaped sensor unit that is a modified example of the sensor unit of FIG. 5.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예의 센서부(200)는 원판형의 센서부(200)를 가갖는다. 원판형 pcb(210)와 pcb(210)의 원형 측면의 원주를 따라 외측으로 코일부(220)와 회로부(230)가 금속 패턴으로 형성되며, 일 측면 또는 양 측면 모두에 형성될 수 있다.As shown in FIG. 8, the sensor part 200 of another embodiment of the present invention has a disc shaped sensor part 200. The coil part 220 and the circuit part 230 are formed in a metal pattern to the outside along the circumference of the circular pcb 210 and the circular side of the pcb 210, and may be formed on one side or both sides.

원판형의 센서부(200)의 중심은 구동부(100)의 회전축과 일치하나. 연결되어 있지는 않아 구동부(100)의 회전에 무관하게 고정된다.The center of the disk-shaped sensor unit 200 coincides with the rotation axis of the driving unit 100. Since it is not connected, it is fixed regardless of the rotation of the driving unit 100.

도 9는 도 6a의 타겟부의 변형 예인 복수개의 긴 사각형상의 타겟부의 측면도이고, 도 10은 도 6a의 타겟부의 다른 변형 예인 막대형상의 타겟부의 측면도이다.9 is a side view of a plurality of elongate rectangular target parts, which is a modification of the target part of FIG. 6A, and FIG. 10 is a side view of a rod-shaped target part, which is another modified example of the target part of FIG. 6A.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예의 타겟부(300)는 복수개의 긴 사각형상을 갖는다. 구체적으로는 비금속(310)으로 형성된 복수개의 긴 사각형상과 긴 사각형상의 일 말단에만 배치되는 금속(320)으로 형성될 수 있으며, 센서부(200)의 형상을 고려하여 말단부의 형상은 곡면으로 형성되며, 이는 운동축을 중심으로 긴 사각형상의 길이방향의 길이와 동일한 지름을 가지는 원과 동일한 곡률을 가지는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 9, the target part 300 of another embodiment of the present invention has a plurality of long quadrangular shapes. Specifically, it may be formed of a plurality of long quadrangles formed of the non-metal 310 and the metal 320 disposed only at one end of the long quadrangular shape, and in consideration of the shape of the sensor unit 200, the shape of the distal end portion is formed in a curved surface. It is preferred that it has the same curvature as a circle having a diameter equal to the length of the long rectangular shape about the axis of motion.

또한, 하나의 긴 사각형상의 타겟부(300)를 가지는 경우 회전 시 일면에만 금속(320)이 배치되어 고속 회전에 의해 무게 중심이 불안정하여 타겟부(300)의 정확한 위치각을 계산할 수 없다. 따라서 동일 형상을 갖는 비금속(310)을 금속(320)이 배치된 비금속(310)과 동일한 중심을 가지며 실질적으로 수직이 되는 위치에 더 배치하는 것이 바람직하다.In addition, in the case of having one long rectangular target portion 300, the metal 320 is disposed only on one surface during rotation, so that the center of gravity is unstable due to the high speed rotation, and thus the exact position angle of the target portion 300 cannot be calculated. Therefore, it is preferable to further arrange the base metal 310 having the same shape at a position substantially perpendicular to the same center as the base metal 310 on which the metal 320 is disposed.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시 예의 타겟부(300)는 막대형상을 갖는다. 구체적으로는 중심에서 일 측으로 연장된 막대형상의 비금속(310)과 타 측으로 연장된 막대형상의 금속(320)으로 형성된다. 이 경우 비금속(310)과 금속(320)의 대칭적인 형상을 갖는다. As shown in FIG. 10, the target part 300 of another embodiment of the present invention has a rod shape. Specifically, it is formed of a rod-shaped base metal 310 extending from one side to a center and a rod-shaped metal 320 extending to the other side. In this case, the base metal 310 and the metal 320 have a symmetrical shape.

상기와 같이 본 발명의 센서부(200)와 타겟부(300)는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 중량을 크게 줄여 대형 장치뿐만 아니라, 소형장치에도 적용될 수 있는 보다 활용도가 높은 모터(10)를 제공한다.As described above, the sensor unit 200 and the target unit 300 of the present invention may be formed in various shapes, and by reducing the weight greatly, the motor 10 having a higher utilization which can be applied to a small device as well as a large device. to provide.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 해당한다.Although the exemplary embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited only to such specific embodiments, and the scope of the present invention can be appropriately changed within the scope of the claims. Corresponding.

모터 : 10 리졸버 : 20
코일부 : 21 로터 : 30
구동부 : 100
센서부 : 200 PCB : 210
코일부 : 220 발진코일 : 221
수신코일 : 222 회로부 : 230
타겟부 : 300 비금속 : 310
금속 : 320
에어 갭 : aMotor: 10 Resolver: 20
Coil section: 21 Rotor: 30
Drive part: 100
Sensor part: 200 PCB: 210
Coil part: 220 Oscillating coil: 221
Receiver coil: 222 Circuit part: 230
Target part: 300 Base metal: 310
Metal: 320
Air gap: a

Claims (7)

코일부와 회로부가 pcb에 패턴으로 형성되는 센서부;
상기 코일부와 상호작용하여 중심축을 운동축으로 하여 반복 운동하는 타겟부;
상기 센서부와 상기 타겟부 사이에 형성되는 에어갭; 및
상기 운동축을 회전축으로 상기 타겟부와 함께 반복 회전 운동하는 구동부;를 포함하고,
상기 코일부는
상기 회로부에서 전압을 공급받는 발진코일; 및
상기 발진코일 및 상기 타겟부에 의해 유도기전력이 발생되는 수신코일;을 포함하며,
상기 타겟부는
금속 및 비금속으로 형성되고, 상기 운동축을 중심으로 대칭적인 형상을 갖되, 상기 금속은 상기 코일부의 위치에 대응하여 상기 비금속의 일부분에 위치하여 상기 운동축을 중심으로 비대칭적인 형상을 갖도록 형성되는 절대위치 센서를 구비한 모터.
A sensor unit in which the coil unit and the circuit unit are formed in a pattern on the pcb;
A target unit which repeatedly interacts with the coil unit and uses a central axis as a movement axis;
An air gap formed between the sensor unit and the target unit; And
And a driving unit which repeatedly rotates the movement shaft along with the target portion as the rotation shaft.
The coil unit
An oscillation coil receiving a voltage from the circuit unit; And
And a receiving coil in which induced electromotive force is generated by the oscillation coil and the target unit.
The target unit
It is formed of a metal and a non-metal, and has a symmetrical shape around the axis of movement, the metal is located in a portion of the non-metal corresponding to the position of the coil portion is formed to have an asymmetrical shape around the axis of movement Motor with sensor.
제1항에 있어서,
상기 센서부는
환형의 pcb의 원주면에 금속 패턴으로 형성되고,
상기 타겟부는
상기 센서부의 내부공간에 위치하는 절대위치 센서를 구비한 모터.
The method of claim 1,
The sensor unit
It is formed by the metal pattern on the circumferential surface of the annular pcb,
The target unit
A motor having an absolute position sensor located in the inner space of the sensor unit.
제1항에 있어서,
상기 센서부는
원판형의 pcb의 측면에 금속 패턴으로 형성되고,
상기 타겟부는
상기 센서부의 일 측면에 위치하는 절대위치 센서를 구비한 모터.
The method of claim 1,
The sensor unit
It is formed by a metal pattern on the side of the disk-shaped pcb,
The target unit
A motor having an absolute position sensor located on one side of the sensor unit.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 타겟부는
원판형상의 비금속과 상기 비금속의 원주를 따라 일부분에만 배치되는 금속으로 형성되는 절대위치 센서를 구비한 모터.
The method of claim 1,
The target unit
A motor having an absolute position sensor formed of a disc-shaped base metal and a metal disposed only in a portion along the circumference of the base metal.
제1항에 있어서,
상기 타겟부는
상기 구동부의 회전축과 동일한 중심축을 갖는 복수 개의 긴 사각형상의 비금속과 상기 비금속 중 어느 하나의 일 말단에만 배치되는 금속으로 형성되는 절대위치 센서를 구비한 모터.The method of claim 1,
The target unit
A motor having an absolute position sensor formed of a plurality of elongate rectangular base metals having the same central axis as the rotation axis of the drive unit and a metal disposed only at one end of any one of the base metals. 삭제delete
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