KR102128452B1

KR102128452B1 - 모터

Info

Publication number: KR102128452B1
Application number: KR1020130117725A
Authority: KR
Inventors: 김성진; 김진호; 박경상; 박창현; 심우섭
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2020-06-30
Also published as: US9768670B2; KR20150039312A; US20150091402A1; EP2858217A1; EP2858217B1

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 모터는 로터 코어, 상기 로터 코어에 부착되는 드라이브 마그네트 및 상기 로터 코어의 내부에 배치되어 상기 로터 코어와 함께 회전하는 스크류를 포함하는 로터부, 상기 스크류와 결합되어 상기 로터부의 회전시 상하 운동하는 너트 부재, 상기 로터부에 대향되게 배치되는 스테이터부, 상기 스크류의 아래에 배치된 센서 마그네트; 및 상기 센서 마그네트와 대향 배치되는 자기 소자를 실장하는 회로 기판을 포함한다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명은 모터에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 하우징과 커버부재의 결합으로 모터의 외관을 형성하고, 하우징의 내주면에는 스테이터가 배치된다. 스테이터 중앙에는 로터가 배치되어 스테이터와의 전자기적 상호작용에 따라 회전한다. 그러나, 일반적으로 로터는 복수 개의 코어가 적층되어 형성되므로 그 무게에 의해 모터의 응답성이 떨어지는 문제가 있다.

한편, 모터는 그의 회전량을 검출하기 위한 검출부를 더 포함할 수 있다. 검출부는 센서 마그네트(sensor magnet) 및 홀(Hall) IC(Integrated Chip)를 포함할 수 있다. 센서 마그네트는 로터의 상측에 배치된 플레이트에 장착될 수 있고, 로터부의 회전에 따라 자속량(flux) 또는 극성(pole)을 방출한다. 홀 IC는 센서 마그네트와 대항되게 배치되며, 센서 마그네트가 방출하는 자속량 또는 극성을 검출하여 회전자의 회전을 검출한다.

센서 마그네트를 플레이트에 장착하기 위하여 별도의 기구물이 필요하므로, 모터의 소형화에 제약이 따른다. 그리고, 센서 마그네트가 플레이트에 장착되는 경우, 로터부의 회전 관성(inertia)이 커지므로 응답성이 떨어지는 문제가 있다.
이에 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1128608호가 개시되어 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 모터를 제공하는데 있다.

상기 로터부는 상기 스크류의 적어도 일부의 외주면을 감싸는 스크류 고정 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 센서 마그네트는 상기 스크류 고정 부재에 장착될 수 있다.

상기 로터부는 상기 로터 코어의 내주면과 상기 스크류 고정 부재의 외주면에 압입되는 튜브를 더 포함할 수 있다.

상기 모터를 제어 유닛(Control Unit)과 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.

상기 연결부는 상기 회로기판과 연결된 제1 연결 유닛, 그리고 상기 제1 연결 유닛과 상기 제어 유닛을 연결하는 제2 연결 유닛을 포함할 수 있다.

상기 제2 연결 유닛은 상기 모터의 상부에 배치될 수 있다.

상기 제1 연결 유닛은 상기 하우징의 내부에서 상기 제2 연결 유닛으로 유도되는 와이어이며, 상기 제2 연결 유닛은 상기 제1 연결 유닛으로부터 수신한 신호를 상기 제어 유닛으로 전달하는 센서 단자, 상기 제어 유닛으로부터 수신한 입력 신호를 상기 스테이터부에 권선된 코일로 전달하는 파워 단자, 그리고 상기 코일을 결선하는 버스 바를 포함할 수 있다.

상기 제1 연결 유닛은 상기 모터의 하부에 배치될 수 있다.

상기 제1 연결 유닛은 상기 스테이터부에 권선된 코일을 결선하는 버스 바 및 상기 제2 연결 유닛과 연결되는 연결 단자를 포함하며, 상기 제2 연결 유닛은 제어 유닛으로부터 상기 코일로 입력 신호를 전달하는 파워 단자 및 상기 검출부에 의하여 검출된 신호를 제어 유닛으로 전달하는 센서 단자를 포함할 수 있다.

상기 제2 연결 유닛은 상기 하우징의 외부로 도출되어 상기 제어 유닛에 연결되는 적어도 하나의 와이어일 수 있다.

상기 제어 유닛은 HCU(Hydrolic Control Unit) 및 ECU(Electronic Control Unit) 중 적어도 하나일 수 있다.

상기 너트 부재는 상기 스크류와 볼 스크류 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 로터의 회전 관성을 줄일 수 있어, 모터의 응답 속도를 높일 수 있다. 그리고, 모터를 소형화할 수 있으며, 센서 마그네트가 로터와 함께 회전하여 정확한 회전 각도를 검출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 모터의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 모터(100)는 로터부(110), 너트 부재(120), 로터부(110)에 대향되게 배치되는 스테이터부(130), 로터부(110) 및 스테이터부(130)를 수용하는 하우징(140), 그리고 로터부(110)의 회전을 검출하는 검출부(150)를 포함한다.

하우징(140)은 내부 공간에 로터부(110)와 스테이터부(130)를 수용한다. 하우징(140)의 상부는 커버(미도시)와 결합하여 로터부(110) 및 스테이터부(130)를 밀폐한다. 하우징(140)과 커버의 구조는 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

로터부(110)는 로터 코어(roter core, 112), 로터 코어(112)에 부착되는 드라이브 마그네트(drive magnet, 114) 및 로터 코어(112)의 내부에 배치되어 로터 코어(112)와 함께 회전하는 스크류(116)를 포함한다. 그리고, 로터부(110)는 스크류(116)의 외주면을 감싸며 스크류(116)를 고정하는 스크류 고정 부재(118)를 더 포함한다. 스크류 고정 부재(118)는 중공을 포함하며, 중공의 내면이 스크류(116)의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있다. 스크류 고정 부재(118)는 스크류(116)와 볼트 결합될 수 있으며, 너트 부재(120)의 아래에서 너트 부재(120)와 소정 간격 이격되도록 배치될 수 있다.

너트 부재(120)는 스크류(116)와 결합되어 로터부(110)의 회전 시 상하운동을 한다. 너트 부재(120)는 스크류(116)와 볼 스크류 결합될 수 있다.

스테이터부(130)는 복수의 스테이터 코어(Stator Core) 및 스테이터 코어마다 권선된 코일(coil)을 포함한다. 스테이터 코어에 권선된 코일의 끝단은 버스 바(bus bar)에 의해 입출력 터미널과 연결됨으로써 전원과 연결된다. 이때, 전원은 3상 전원일 수 있다.

스테이터부(130)에 전류가 인가되면, 스테이터부(130)와 로터부(110)의 상호 작용에 의하여 로터부(110)가 회전한다.

검출부(150)는 로터부(110)의 회전 각도, 회전 속도, 드라이브 마그네트의 위치 등을 검출한다. 이를 위하여, 검출부(150)는 센서 마그네트(sensor magnet) 및 자기 소자, 예를 들면 홀 IC(Integrated Chip)를 실장하는 회로 기판을 포함할 수 있다. 센서 마그네트는 로터부(110)의 회전에 따라 자속량(flux) 또는 극성(pole)을 방출한다. 홀 IC는 센서 마그네트가 방출하는 자속량 또는 극성을 검출하여 로터부의 회전 각도 또는 회전 속도를 검출한다

본 발명의 실시예에 따르면, 검출부(150)는 모터의 하부, 즉 스크류(116)의 일단(S)과 하우징(140)의 바닥면(A) 사이에 배치된다. 예를 들어, 센싱 마그네트(152)는 스크류(116)의 아래에 장착되며, 홀 IC(154)는 센싱 마그네트(152) 아래에서 센싱 마그네트와 대항되게 배치될 수 있다. 이를 위하여, 센싱 마그네트(152)는 스크류 고정부재(118)의 중공에 장착될 수 있으며, 스크류(116)의 하단과 소정 간격 이격될 수 있다. 또한, 로터부(110)는 로터 코어(112)의 내주면과 스크류 고정 부재(118)의 외주면에 압입되는 튜브(119)를 더 포함한다.

이와 같이, 센싱 마그네트를 스크류 고정 부재(118)의 중공에 장착하면, 센싱 마그네트의 크기는 스크류(116)의 직경과 유사해질 수 있다. 이에 따라, 모터의 회전 관성을 줄이며 응답성을 높일 수 있다. 또한, 센싱 마그네트(152)를 모터의 하부에 배치하면, 너트 부재(120)의 상하 운동을 위한 공간을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 로터 코어(112)의 내주면과 스크류 고정 부재(118)의 외주면에 압입되는 튜브(119)로 인하여, 센서 마그네트(152)는 로터부(110)와 함께 일체로 회전할 수 있어, 회전 각도를 정밀하게 센싱할 수 있다.

한편, 모터는 제어 유닛, 예를 들면 HCU(Hydrolic Control Unit) 또는 ECU(Electronic Control Unit)에 연결된다. 이를 위하여, 모터는 제어 유닛과 연결하는 연결부(160)를 더 포함할 수 있다. 제어 유닛은 연결부(160)를 통하여 스테이터 코어에 권선된 코일의 끝단으로 입력 신호를 전송할 수 있다. 그리고, 모터는 연결부(160)를 통하여 검출부(150)로부터 감지된 신호를 제어 유닛으로 전송할 수 있다.

이를 위하여, 연결부(160)는 제1 연결 유닛 및 제2 연결 유닛을 포함할 수 있다. 제1 연결 유닛은 회로기판과 연결될 수 있다. 그리고, 제2 연결 유닛은 제1 연결 유닛과 제어 유닛을 연결할 수 있다.

도 1을 참조하면, 제1 연결 유닛(162)은 회로 기판과 직접 연결되며, 검출부(150)에 의하여 감지된 신호를 제2 연결 유닛(164)으로 전달한다. 그리고, 제2 연결 유닛(164)은 모터의 상부에 배치되며, 제1 연결 유닛(162)으로부터 수신한 신호를 제어 유닛으로 전달한다.

이를 위하여, 제1 연결 유닛(162)은 하우징 내부에서 제2 연결 유닛(164)으로 유도되는 와이어일 수 있다. 예를 들면, 제1 연결 유닛(162)은 모터의 하부에 배치되는 회로기판으로부터 도출되며, 하우징 내부를 따라 모터의 상부에 배치되는 제2 연결 유닛(164)으로 유도될 수 있다. 하우징 내벽에는 제1 연결 유닛(162)을 유도하기 위한 유도관이 형성될 수도 있다.

그리고, 제2 연결 유닛(164)은 모터의 상부, 예를 들면 로터부(110) 및 스테이터부(130)의 적어도 일부의 상부에 배치될 수 있으며, 하우징(140)의 내부 또는 하우징의 외부에 배치될 수 있다. 이때, 제2 연결 유닛(164)은 제1 연결 유닛(162)으로부터 수신한 신호를 제어 유닛으로 전달하는 센서 단자, 제어 유닛으로부터 수신한 입력 신호를 스테이터 코어에 권선된 코일로 전달하는 파워 단자, 그리고 스테이터 코어에 권선된 코일을 결선하는 버스바를 포함할 수 있다.

이에 따르면, 연결부를 위한 추가적인 실링(sealing) 공정이 요구되지 않아 제작이 용이하다.

도 2를 참조하면, 제1 연결 유닛(166)은 모터의 하부, 예를 들면 하우징(140)의 바닥면의 상부에 배치되며, 회로 기판 및 스테이터 코어에 권선된 코일에 연결된다. 그리고, 제2 연결 유닛(168)은 제1 연결 유닛(166)으로부터 도출되며, 제1 연결 유닛(166)으로부터 수신한 감지 신호를 제어 유닛으로 전달하거나, 제어 유닛으로부터 수신한 제어 신호를 제1 연결 유닛(168)으로 전달한다.

이를 위하여, 제1 연결 유닛(166)은 스테이터 코어에 권선된 코일을 결선하는 버스 바(166-1)를 포함하며, 제2 연결 유닛(168)과 연결되는 연결 단자(166-2)를 포함할 수 있다. 그리고, 제2 연결 유닛(168)은 제어 유닛으로부터 코일로 입력 신호를 전달하는 파워 단자(168-1) 및 검출부에 의하여 검출된 신호를 제어 유닛으로 전달하는 센서 단자(168-2)를 포함할 수 있다. 파워 단자 및 센서 단자는 하우징의 외부로 도출되어 제어 유닛에 직접 연결되는 와이어일 수 있다. 이에 따르면, 조립의 자유도가 높아지게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 모터는 차량용 브레이크 시스템에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 모터는, 예를 들면 IBC(Integrated Brake Controller)용 모터일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 모터
110: 로터부
120: 너트 부재
130: 스테이터부
140: 하우징
150: 검출부
160: 연결부

Claims

하우징;
상기 하우징의 내부에 배치되는 로터 코어, 상기 로터 코어의 내측에 배치되는 튜브, 상기 튜브의 내측에 압입되는 스크류 고정 부재, 상기 로터 코어에 부착되는 드라이브 마그네트 및 상기 로터 코어의 내부에 배치되어 상기 로터 코어와 함께 회전하는 스크류를 포함하는 로터부;
상기 스크류와 결합되어 상기 로터부의 회전시 상하 운동하는 너트 부재;
상기 로터부에 대향되게 배치되는 스테이터부;
상기 스크류의 하측에 배치되는 센서 마그네트; 및
상기 센서 마그네트와 축방향으로 대향되는 자기 소자를 실장하는 회로 기판을 포함하고,
제어 유닛(Control Unit)에 연결되는 연결부를 더 포함하며,
상기 연결부는 상기 회로 기판과 연결된 제1 연결 유닛 및 상기 제1 연결 유닛과 상기 제어 유닛을 연결하는 제2 연결 유닛을 포함하고,
상기 제1 연결 유닛은 상기 하우징의 내부에서 상기 제2 연결 유닛으로 유도되는 와이어이며,
상기 제2 연결 유닛은 상기 제1 연결 유닛으로부터 수신한 신호를 상기 제어 유닛으로 전달하는 센서 단자, 상기 제어 유닛으로부터 수신한 입력 신호를 상기 스테이터부에 권선된 코일로 전달하는 파워 단자 및 상기 코일을 결선하는 버스 바를 포함하고,
상기 제2 연결 유닛은 상기 스크류의 상측에 배치되고,
상기 센서 마그네트와 상기 자기 소자는 상기 스크류의 하단부와 축방향으로 이격 배치되고,
상기 센서 마그네트와 상기 자기 소자는 상기 스크류의 하단부와 축방향으로 오버랩되고,
상기 스크류의 하단부의 반경방향 외측으로 상기 튜브가 배치되고,
상기 튜브와 상기 스크류의 하단부의 반경방향 사이에 상기 스크류 고정 부재가 배치되고,
상기 센서 마그네트는 상기 스크류 고정 부재에 결합되는 모터.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 스크류 고정 부재는 중공을 포함하며,
상기 중공의 내면은 상기 스크류의 적어도 일부의 외주면을 감싸고,
상기 센서 마그네트는 상기 스크류의 단부와 상기 중공을 두고 이격 배치되는 모터.
제4항에 있어서,
상기 센서 마그네트의 적어도 일부는 상기 중공의 내면에 의하여 감싸지는 모터.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 연결 유닛을 유도하기 위하여 상기 하우징의 내벽에 형성된 유도관을 더 포함하는 모터.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은 HCU(Hydrolic Control Unit) 및 ECU(Electronic Control Unit) 중 적어도 하나인 모터.
제1항에 있어서,
상기 너트 부재는 상기 스크류와 볼 스크류 결합되는 모터.
제12항에 있어서,
상기 스크류 고정 부재는 상기 너트 부재와 이격되도록 배치되는 모터.