KR102221007B1 - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 상기 하우징의 일단에 결합되는 커버; 및 상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되는 베어링을 포함하고, 상기 베어링은 외륜과 내륜을 포함하고, 상기 외륜은 상기 하우징과 접촉하고, 상기 내륜은 상기 로터와 접촉하는 모터를 개시한다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명은 축하중에 대한 신뢰성이 향상된 모터에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 하우징의 내주면에 스테이터가 배치되고 스테이터 중앙에는 로터가 배치된다. 로터는 스테이터와의 전자기적 상호작용에 따라 회전하여 외부에 동력을 전달한다.

일 예로, 모터의 회전축에 결합된 운동부재가 외부의 마스터 실린더를 가압함으로써 브레이크 시스템을 작동시킬 수 있다. 그러나, 마스터 실린더를 가압하는 과정에서 모터는 축방향으로 큰 하중을 받게 되고 이러한 축하중은 회전축을 지지하는 베어링에 전달된다.

따라서, 축방향으로 하중을 받는 모터는 베어링을 확실하게 지지할 수 있어야 신뢰성을 유지할 수 있다. 기존의 모터는 하우징에 베어링이 삽입되는 홈을 형성하여 베어링을 지지한다. 그러나, 이러한 구조는 축방향 하중에 대해 베어링을 견고히 지지할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 축방향 하중이 가해져도 안정적으로 베어링을 지지할 수 있는 모터를 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터는, 일측에 형성된 제1수용부를 포함하는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터에 회전 가능하게 배치되는 로터; 상기 로터와 연동 회전하는 회전축; 상기 회전축의 회전에 의해 직선 운동하는 운동부재; 상기 하우징의 일측에 결합되는 커버; 상기 제1수용부와 상기 커버 사이에 배치되어 상기 로터의 회전을 지지하는 베어링; 및 상기 제1수용부와 커버 사이에 배치되는 실링부재를 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 베어링은 제1지지링과 제2지지링, 및 상기 제1지지링과 제2지지링 사이에 배치되는 베어링볼을 포함하고, 상기 제1지지링과 제2지지링은 반경방향으로 연장되어 상기 베어링볼이 배치되는 지지홈을 포함하고, 상기 지지홈의 중앙부는 상기 베어링볼과 소정 간격으로 이격될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 로터는, 내부에 상기 운동부재가 수용되는 코어부, 및 상기 베어링에 의해 지지되는 회전 지지부를 포함하는 로터 코어, 및 상기 코어부의 외면에 배치되는 로터 마그네트를 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 회전 지지부의 외경은 상기 코어부의 외경보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 제1수용부는 상기 베어링의 일단을 고정하는 제1돌출턱을 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 커버는 상기 베어링이 수용되는 제2수용부, 상기 베어링의 타단을 고정하는 제2돌출턱, 및 상기 하우징의 일측에 고정되는 결합부를 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 실링부재는 상기 결합부에 삽입되는 돌기부를 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 제1돌출턱의 두께는 상기 제2돌출턱의 두께보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 모터는, 일측에 형성된 제1수용부를 포함하는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터에 회전 가능하게 배치되는 로터; 상기 로터와 연동 회전하는 회전축; 상기 회전축의 회전에 의해 직선 운동하는 운동부재; 상기 하우징의 일측에 결합되는 커버; 및 상기 제1수용부와 상기 커버 사이에 배치되어 상기 로터의 회전을 지지하는 베어링;을 포함하고, 상기 제1수용부는 외주면에 형성된 제1나사산을 포함하고, 상기 커버는 상기 제1나사산과 결합되는 결합부를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 모터에서, 상기 제1수용부와 커버 사이에 배치된 실링 부재를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 모터에서, 상기 제1수용부는 상기 베어링의 일단을 고정하는 제1돌출턱을 포함하고, 상기 커버는 상기 베어링의 타단을 고정하는 제2돌출턱을 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 모터에서, 상기 하우징의 바닥면은 제1수용부로 갈수록 폭이 좁아지게 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 모터에서, 상기 로터는, 내부에 상기 운동부재가 배치되는 코어부, 및 상기 베어링에 의해 지지되는 회전 지지부를 포함하는 로터 코어, 및 상기 코어부의 외면에 배치되는 로터 마그네트를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 모터에서, 상기 회전 지지부의 외경은 상기 코어부의 외경보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면 딥 드로잉에 의해 하우징 제작이 가능하여 모터 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 축하중이 가해져도 안정적으로 베어링을 지지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 개념도이고,
도 2는 도 1의 일부 분해도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 실링부재와 커버의 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 하우징과 커버의 결합 상태를 설명하기 위한 일부 확대도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 베어링 구조를 설명하기 위한 개념도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 개념도이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 하우징과 커버의 결합 상태를 설명하기 위한 일부 확대도이다.

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.

제1, 제2 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.

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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 개념도이고, 도 2는 도 1의 일부 분해도이다.

도 1과 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 모터는 일측에 형성된 제1수용부(111)를 포함하는 하우징(100)과, 하우징(100) 내부에 배치되는 스테이터(300)와, 스테이터(300)에 회전 가능하게 배치되는 로터(200)와, 로터(200)와 연동 회전하는 회전축(400)과, 회전축(400)의 회전에 의해 직선 운동하는 운동부재(410)와, 하우징(100)의 일측에 결합되는 커버(810), 및 제1수용부(111)와 커버(810) 사이에 배치되어 로터(200)의 회전을 지지하는 베어링(700)을 포함한다.

하우징(100)은 내부에 스테이터(300)와 로터(200)가 수용되는 내부 공간이 마련된다. 하우징(100)은 일측에 베어링(700)이 삽입되는 제1수용부(111)가 형성된다. 하우징(100)은 딥 드로잉(Deep Drawing)에 의해 제작될 수 있다. 딥 드로잉(Deep Drawing)은 철(Steel) 재질의 판재를 가압하여 소정의 형상을 제작하는 방법이다. 가압은 일측에서만 가해질 수도 있고 양측에서 가해질 수도 있다.

일 예로, 일 측에서 판재를 가압하여 스테이터(300)와 로터(200)가 수용되는 내부 공간을 형성하고, 타 측에서 가압하여 오목한 제1수용부(111)를 형성할 수 있다. 제1수용부(111)는 가압에 의해 절곡되어 베어링(700)이 삽입될 수 있는 정도의 폭을 갖고, 상기 베어링의 상면과 접촉하는 제1돌출턱(112)을 포함할 수 있다. 제1수용부(111)는 베어링(700)의 적어도 일부가 수용되는 제1수용공간(H1)을 형성한다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 하우징(100)은 다이 캐스팅(Die casting)에 의해 제작될 수도 있다.

스테이터(300)는 스테이터 코어(310)에 코일(320)이 감긴 공지의 형상일 수 있다. 스테이터(300)는 일체형 스테이터 코어(310)에 코일(320)이 권선되거나, 복수 개의 분할 스테이터 코어(310)에 코일(320)이 권선될 수 있다.

로터(200)는 내부에 운동부재(410)가 수용되는 코어부(211), 및 베어링(700)에 의해 지지되는 회전 지지부(212)를 포함하는 로터 코어(210), 및 코어부(211)의 외면에 배치되는 마그네트(220)를 포함한다.

코어부(211)는 내부에 운동부재(410)가 직선 운동할 수 있는 공간이 마련되며, 외주면에는 로터 마그네트(220)가 부착된다. 필요에 따라 로터 마그네트(220)는 별도의 몰딩재에 의해 코어부(211)의 외주면에 고정될 수 있다.

로터 마그네트(220)의 외주면과 스테어터 코어(310)의 내주면 사이에는 소정의 간격(G)이 형성된다. 상기 간격은 0.05mm 내지 10.0mm일 수 있다. 바람직하게는 0.1mm 내지 1.0mm일 수 있다.

본 발명에 따른 모터는 회전 지지부(212)만이 베어링(700)에 지지되므로 로터(200)의 회전시 축방향을 기준으로 기울어져 회전하는 틸팅(Tilting)이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 간격을 만족하면 로터의 틸팅 발생시 로터 마그네트(220)의 외주면과 스테이터 코어(310)의 내주면이 간섭되는 문제를 방지할 수 있다.

회전 지지부(212)는 코어부(211)와 연통되며 코어부(211)에 비해 직경이 작게 형성된다. 회전 지지부(212)는 내부에 회전축(400)이 삽입 고정된다. 따라서, 로터(200)의 회전시 회전축(400)은 일체로 회전하게 된다.

로터(200)의 상부에는 원통 형상의 지지부재(600)가 배치될 수 있다. 지지부재(600)는 로터(200)의 회전을 감지하는 센싱 마그넷이 부착되거나, 외부의 오브젝터가 삽입되어 운동부재(410)와 결합하는 공간을 제공할 수 있다.

운동부재(410)는 회전축(400)과 볼 스크류 결합되어 회전축(400)의 회전시 코어부(211) 내부에서 직선 운동한다. 일 예로, 운동부재(410)는 차량용 브레이크 시스템의 마스터 실린더를 가압함으로써 브레이크 시스템을 작동시킬 수 있다. 이러한 가압 과정에서 반발력에 의해 모터에 축하중이 발생한다. 모터에 가해지는 축하중은 최대 600 kg.f 내지 800kg.f 일 수 있다.

베어링(700)은 로터 코어(210)의 회전 지지부(212)를 지지한다. 베어링(700)은 로터(200)를 축방향 및 반경 방향으로 지지할 수 있다.

결합수단(900)은 커버의 결합부(814)를 하우징(100)에 고정한다. 구체적으로 결합수단(900)은 볼트일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 리벳 구조이거나 하우징에 돌기가 형성되어 결합될 수도 있다.

실링부재(500)는 제1수용부(111)와 커버(810) 사이에 배치되어 기밀성을 향상시킨다. 실링부재(500)는 링 형상의 몸체(510)와 복수 개의 홀(520)을 포함한다. 도 3을 참고하면, 복수 개의 홀(520)은 커버(810)에 형성된 홀(815)과 대응되는 위치에 형성된다.

도 4를 참고하면, 커버(810)는 하우징(100)의 일측에 결합되어 베어링(700)을 구속한다. 커버(810)는 베어링(700)의 타단(720)을 고정하는 제2돌출턱(811)과, 하우징(100)의 일측에 고정되는 결합부(814), 및 제2돌출턱(811)과 결합부(814)를 연결하는 연결부(812)를 포함한다. 제2돌출턱(811) 사이에는 회전축(400)이 관통하는 홀(813)이 형성될 수 있다. 필요에 따라 제2돌출턱(811)은 베어링(700)의 일측을 수용하도록 절곡될 수 있다.

베어링(700)의 일단(710)은 제1돌출턱(112)에 지지되고, 타단(720)은 제2돌출턱(811)에 지지되며, 측면은 제1수용부(111)에 의해 지지된다. 따라서 축방향(축을 기준으로 상하 방향)으로 하중이 발생하여도 베어링(700)을 충분히 지지할 수 있다.

이때, 제2돌출턱(811)의 두께(D2)는 제1돌출턱(112)의 두께(D1)보다 두껍게 제작될 수 있다. 전술한 바와 같이 하우징(100)을 딥 드로잉 방법으로 제작하는 경우, 제1돌출턱(112)의 두께(D1)를 두껍게 제어하기 어려우므로, 상대적으로 제2돌출턱(811)의 두께(D2)를 두껍게 제작함으로써 베어링 지지력을 보완할 수 있다.

도 5를 참고하면, 베어링(700)은 제1지지링(710)과 제2지지링(720), 및 그 사이에 배치되는 복수 개의 베어링볼(730)로 구성되며, 제1지지링(710)과 제2지지링(720)은 반경방향으로 연장되어 베어링볼(730)이 배치되는 지지홈(711, 721)이 형성된다.

이때, 제1지지홈(711)의 측면(713)은 중앙부(712)를 기준으로 서로 대칭되게 형성되며, 베어링볼(730)의 곡률보다 큰 곡률을 갖도록 형성된다. 중앙부(712)는 상기 베어링볼(730)과 소정 간격으로 이격되어 접촉하지 않는다. 따라서, 각 측면(713)의 일 지점은 베어링볼(730)과 접촉한다. 제2지지홈(721) 역시 동일하게 구성된다. 따라서, 베어링볼(730)은 제1지지홈(711)과 제2지지홈(721)의 각 측면에 접촉하므로 축방향과 반경방향을 모두 지지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 개념도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 하우징과 커버의 결합 상태를 설명하기 위한 일부 확대도이다.

본 발명에 따른 모터는 일측에 형성된 제1수용부(111)를 포함하는 하우징(100)과, 하우징(100) 내부에 배치되는 스테이터(300)와, 스테이터(300)에 회전 가능하게 배치되는 로터(200)와, 로터(200)와 연동 회전하는 회전축(400)과, 회전축(400)의 회전에 의해 직선 운동하는 운동부재(410)와, 하우징(100)의 일측에 결합되는 커버(820), 및 제1수용부(111)와 커버(820) 사이에 배치되어 로터(200)의 회전을 지지하는 베어링(700)을 포함한다. 이러한 구성은 전술한 바와 동일하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.

커버(820)는 제2돌출턱(821)과, 하우징(110)과 결합하는 결합부(824), 제2돌출턱(821)과 결합부(824)를 연결하는 연결부(822), 및 중앙에 형성된 관통홀(823)를 포함한다. 결합부(824)는 제1수용부(111)의 외주면에 형성된 제1나사산(111a)과 결합한다. 이때, 제1수용부(111)와 커버(820) 사이에는 실링 부재(501)가 배치된다.

하우징의 바닥면(113)은 제1수용부(111)로 갈수록 폭이 좁아지게 형성된다. 즉 하우징의 바닥면(110)은 중심으로 갈수록 테이퍼지게 형성된다. 이러한 구성에 의하면, 축하중에 의한 하우징의 변형이 최소화된다. 구체적으로 하우징의 바닥면(113)을 연장한 가상선(L1)은 축방향과 수직한 선(L2)과 5도 내지 60도의 각도(θ1)를 갖는다.

베어링(700)의 일단은 제1돌출턱(112)에 지지되고, 타단은 제2돌출턱(821)에 지지되며, 측면은 제1수용부(111)에 의해 지지된다. 따라서 축방향(축을 기준으로 상하 방향)으로 하중이 발생하여도 베어링이 지지된다.

100: 하우징
111: 제1수용부
112: 제1돌출턱
200: 로터
300: 스테이터
400: 회전축
410: 운동부재
700: 베어링
810: 커버

Claims (15)

1. 하우징;
   상기 하우징 내에 배치되는 스테이터;
   상기 스테이터 내에 배치되는 로터;
   상기 하우징의 일단에 결합되는 커버; 및
   상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되는 베어링을 포함하고,
   상기 베어링은 외륜과 내륜을 포함하고,
   상기 외륜은 상기 하우징과 접촉하고,
   상기 내륜은 상기 로터와 접촉하고,
   상기 하우징은 제1 수용부를 포함하고,
   상기 제1 수용부는 상기 베어링의 외륜의 상면과 접촉하는 제1 돌출턱을 포함하는 모터.
   
2. 제1항에 있어서,상기 로터는,
   로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면과 접촉하는 로터 마그네트를 포함하고,
   상기 로터 코어는 코어부 및 상기 코어부의 일단에서 연장되며 상기 베어링과 접촉하는 회전 지지부를 포함하는 모터.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 모터는 운동 부재를 포함하고,
   상기 코어부의 내부에는 운동 부재가 배치되는 모터.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 회전 지지부의 외경은 상기 코어부의 외경보다 작은 모터.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 커버는 상기 베어링의 외륜과 접촉하는 제2 돌출턱, 상기 하우징과 접촉하는 결합부, 및 상기 제2 돌출턱과 상기 결합부를 연결하는 연결부를 포함하는 모터.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 하우징은 복수의 제1 홀을 포함하고, 상기 결합부는 상기 제1 홀과 대응되는 위치에 복수의 제2 홀이 형성되는 모터.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 홀 및 상기 제2 홀을 관통하는 결합 부재를 포함하는 모터.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 하우징의 일단에 형성된 한 개 이상의 돌기를 포함하고,
   상기 결합부는 한 개 이상의 제 2홀을 포함하고,
   상기 한 개 이상의 돌기는 상기 한 개 이상의 제 2홀과 결합하는 모터.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 돌출턱의 두께는 상기 제2 돌출턱의 두께보다 작은 모터.
    
11. 제6항에 있어서,
    상기 제1 수용부의 외주면에는 제1 나사산이 형성되고,
    상기 결합부의 내주면에는 제2 나사산이 형성되고,
    상기 제1 나사산은 상기 제2 나사산과 결합하는 모터.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치된 실링 부재를 포함하는 모터.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 바닥면은 제1수용부로 갈수록 폭이 좁아지게 형성된 모터.
14. 삭제
15. 삭제

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