KR102547567B1

KR102547567B1 - 모터

Info

Publication number: KR102547567B1
Application number: KR1020170154827A
Authority: KR
Inventors: 서자영
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2023-06-26
Also published as: KR20190057643A

Abstract

본 발명은 샤프트; 상기 샤프트가 배치되는 홀을 포함하는 로터; 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터코어와 상기 로터코어의 외주면에 배치되는 마그넷을 포함하고, 상기 로터는 다단배치되는 제1 로터와 제2 로터를 포함하고, 상기 제1 로터는 복수 개의 제1 플레이트를 포함하고, 복수 개의 제1 플레이트 중 최하단에 배치되는 하단플레이트는 상기 마그넷의 하단보다 낮게 배치되고, 상기 제2 로터는 복수 개의 제2 플레이트를 포함하고, 복수 개의 제2 플레이트 중 최상단에 배치되는 상단플레이트는 상기 마그넷의 상단보다 높게 배치되고, 상기 하단플레이트와 상기 상단플레이트는 서로 접촉하여 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}

실시예는 모터에 관한 것이다.

전동식 조향장치(EPS)는 차량의 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써, 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하게 하는 장치이다. 이러한 전동식 조향장치는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)를 통해 모터를 구동하여 차량의 조향축의 구동을 제어한다.

모터의 로터는 마그넷을 포함할 수 있다. 마그넷은 로터코어의 외주면에 부착될 수 있다. 이러한 모터의 경우, 구조적 특성상 마그넷 조립의 내구성 향상을 위해 여러 Protector 방식(Molding, Can, Tube 등)이 적용되고 있다. 그 중, 캔 타입은 로터의 외주면에 컵(Cup) 형상의 캔(Can)을 위 아래로 결합하여 로터를 보호함과 아울러 마그넷의 이탈을 방지하는 역할을 한다. 캔의 내부로 로터를 조립하기 위해서는 캔의 내측에 접착제를 도포하여야 한다. 이에 제조 공정이 복잡해지고, 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 모터의 로터는 복수 개의 단위로터(퍽:puck)들이 다단으로 적층되어 이루어질 수 있다. 각각의 단위로터에는 마그넷이 부착되는데, 위쪽 단위로터의 마그넷의 하단과 아래쪽 단위로터의 마그넷의 상단이 접촉하는 경우, 누설 자속이 발생하는 문제점이 있다.

일본 공개특허공보 특개2015-177706호

실시예는, 위쪽 단위로터의 마그넷의 하단과 아래쪽 단위로터의 마그넷의 상단이 접촉하여 자속이 누설되는 것을 방지하는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 실시예는, 접착제 도포 공정이나 코깅 공정없이 캔을 결합시킬 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트가 배치되는 홀을 포함하는 로터 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터코어와 상기 로터코어의 외주면에 배치되는 마그넷을 포함하고, 상기 로터는 다단배치되는 제1 로터와 제2 로터를 포함하고, 상기 제1 로터는 복수 개의 제1 플레이트를 포함하고, 복수 개의 제1 플레이트 중 최하단에 배치되는 하단플레이트는 상기 마그넷의 하단보다 낮게 배치되고, 상기 제2 로터는 복수 개의 제2 플레이트를 포함하고, 복수 개의 제2 플레이트 중 최상단에 배치되는 상단플레이트는 상기 마그넷의 상단보다 높게 배치되고, 상기 하단플레이트와 상기 상단플레이트는 서로 접촉하여 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 하단플레이트의 외경은 상기 제1 플레이트 중 다른 플레이트의 외경보다 크고, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 하는 상기 마그넷의 외경 보다 작거나 같을 수 있다.

바람직하게는, 상기 상단플레이트의 외경은 상기 제2 플레이트 중 다른 플레이트의 외경보다 크고, 상기 로터코어의 중심을 기준으로 하는 상기 마그넷의 외경 보다 작거나 같을 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터는 상기 로터코어와 상기 마그넷의 외측에 배치되는 캔부재를 포함하고, 상기 캔부재는 상기 샤프트에 결합할 수 있다.

바람직하게는, 상기 캔부재는 상기 마그넷과 접촉하는 원통형 몸체와, 상기 몸체에서 연장되어 상기 로터코어의 상측에 배치되며 중심에 상기 샤프트와 끼워 맞춤되는 홀이 배치되는 커버를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터는 상기 로터코어와 상기 마그넷의 외측에 배치되는 캔부재를 포함하고, 상기 캔부재의 내주면은 상기 하단플레이트와 외주면과 끼워 맞춤될 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터는 상기 로터코어와 상기 마그넷의 외측에 배치되는 캔부재를 포함하고, 상기 캔부재의 내주면은 상기 상단플레이트와 외주면과 끼워 맞춤될 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터는 상기 로터코어와 상기 마그넷의 외측에 배치되는 캔부재를 포함하고, 상기 캔부재는 상기 샤프트 및 상기 하판플레이트에 결합할 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터는 상기 로터코어와 상기 마그넷의 외측에 배치되는 캔부재를 포함하고, 상기 캔부재는 상기 샤프트 및 상기 상판플레이트에 결합할 수 있다.

실시예에 따르면, 자속이 누설되는 것을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.

실시예에 따르면, 접착제를 사용하거나 코깅 공정 없이 캔부재를 고정할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 로터를 도시한 평면도,
도 4는 제1 로터를 도시한 도면,
도 5는 도 4에서 도시한 로터의 제1 플레이트를 도시한 도면,
도 6은 도 4에서 도시한 로터의 평면도,
도 7은 제2 로터를 도시한 도면,
도 8은 로터의 측면도를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

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.

도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 로터를 도시한 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 모터는, 샤프트(100)과, 로터(200)와, 스테이터(300)를 포함할 수 있다.

샤프트(100)는 로터(200)에 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(200)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면, 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(100)가 회전한다. 샤프트(100)는 차량의 조향축과 연결되어 조향축에 동력을 전달할 수 있다.

로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다.

로터(200)는 로터코어(210)와, 마그넷(220)을 포함할 수 있다. 로터코어(210)는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터코어(210)의 중심에는 샤프트(100)가 결합하는 홀(211)이 배치될 수 있다. 로터코어(210)의 외주면에는 마그넷(220)을 가이드 하는 돌기(212)가 돌출될 수 있다. 로터(200)는 마그넷(220)이 로터코어(210)의 외주면에 부착되는 SPM(Surface Permanent Magnet) 타입일 수 있다. 복수 개의 마그넷(220)은 일정 간격으로 로터코어(210)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 그리고 로터(200)는 캔부재(230)을 포함할 수 있다. 캔부재(230)는 마그넷(220)을 둘러싸서 마그넷(220)이 로터코어에서 이탈되지 않도록 고정시키며 마그넷(220)이 노출되는 것을 막는다.

스테이터(300)는 로터(200)와 전기적 상호 작용을 유발하기 위해 코일이 감길 수 있다. 코일을 감기 위한 스테이터(300)의 구체적인 구성은 다음과 같다. 스테이터(300)는 복수 개의 티스를 포함하는 스테이터 코어를 포함할 수 있다. 스테이터 코어는 환형의 요크 부분이 마련되고, 요크에서 중심방향으로 코일이 감기는 티스가 마련될 수 있다. 티스는 요크 부분의 외주면을 따라 일정한 간격으로 마련될 수 있다. 한편, 스테이터 코어는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층되어 이루어질 수 있다. 또한, 스테이터 코어는 복수 개의 분할 코어가 상호 결합되거나 연결되어 이루어질 수 있다.

모터는 버스바(400)를 포함할 수 있다. 버스바(400)는 스테이터(300) 위에 배치될 수 있다. 버스바(400)는 환형의 몰드부재 내부에 터미널을 포함할 수 있다.

모터의 하우징(500)은 내부에 로터(200)와 스테이터(300)를 수용할 수 있다. 하우징(500)은 몸체(510)와 브라켓(520)을 포함할 수 있다. 몸체(510)는 원통 형상을 갖는다. 몸체(510)는 알루미늄 같은 금속 소재로 이루어질 수 있다. 그리고, 몸체(510)는 상부가 개방된다. 브라켓(520)은 몸체(510)의 개방된 상부를 덮는다. 몸체(510)의 내측에는 스테이터(300)가 위치하며, 스테이터(300)의 내측에 로터(200)가 배치될 수 있다. 브라켓(520)의 중심부에는 베어링(530)이 배치될 수 있다. 베어링(530)은 이중 사출되어 브라켓(520)과 일체일 수 있다.

센싱 마그넷(600)은 로터(200)와 연동하도록 샤프트(100)에 결합되어 로터(200)의 위치를 검출하기 위한 장치이다.

인쇄회로기판(700)에는 센싱 마그넷(600)의 자기력을 감지하는 센서가 배치될 수 있다. 이때, 센서는 홀 IC(Hall IC)일 수 있다. 센서는 센싱 마그넷(600)의 N극과 S극의 변화를 감지하여 센싱 시그널을 생성한다.

도 3은 도 1에서 도시한 로터의 분해 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 로터(200)는 제1 로터(200A)와 제2 로터(200B)를 포함할 수 있다. 제1 로터(200A)와 제2 로터(200B)는 로터(200)를 이루는 단위로터로서, 샤프트(100)에 다단배치된다. 그리고, 제1 로터(200A)에 배치된 마그넷(220)과 제2 로터(200B)에 배치된 마그넷(220)이 로터(200)의 원주 방향으로 스큐(skew)각을 형성하도록 배치될 수 있다. 제1 로터(200A)가 상대적으로 상측에 배치되고, 제2 로터(200B)가 상대적으로 하측에 배치된다.

제1 로터(200A)는 제1 캔(230A)을 포함한다. 그리고, 제2 로터(200B)는 제2 캔(230B)을 포함한다. 제1 캔(230A) 및 제2 캔(230B)은 각각 원통형 몸체(231)와 원판형의 커버(232)를 포함할 수 있다. 몸체(231)는 마그넷(220)의 외주면을 덮는다. 커버(232)는 몸체(231)의 상단에서 연장되어 로터코어(210)의 상면을 덮는다. 이때, 제2 로터(200B) 기준으로는 커버(232)는 로터코어(210)의 하면을 덮는다.

이러한 제1 캔(230A)은 샤프트(100)에 결합한다. 이를 위해 커버(232)의 중심부에는 홀(233)이 배치된다. 홀(233)은 샤프트(100)가 관통하는 곳이다. 이때,홀(233)의 직경은 샤프트(100)의 직경과 대응된다. 이에, 샤프트(100)는 홀(233)에 끼워 맞춤된다.

도 4는 제1 로터를 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에서 도시한 로터의 제1 플레이트를 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 로터(200A)는 복수 개의 제1 플레이트(210A)로 이루어진 로터코어(210)를 포함한다. 복수 개의 제1 플레이트(210A) 중 최하단에 배치된 플레이트를 하단플레이트(211A)라 한다. 하단플레이트(211A)는 마그넷(220)의 하단보다 낮게 배치된다. 즉, 하단플레이트(211A)는 다른 제1 플레이트(210A)와 달리 외주면에 마그넷(220)이 부착되지 않는다. 그러므로 하단플레이트(211A)에는 다른 제1 플레이트(210A)와 달리 마그넷 정렬을 위한 돌기가 형성되지 않는다.

도 6은 도 4에서 도시한 로터의 평면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 하단플레이트(211A)는 원판 형태일 수 있다. 하단플레이트(211A)의 반경(R1)은 제1 로터(200A)의 반경방향으로, 제1 로터(200A)의 다른 플레이트의 반경(R2)보다 클 수 있다. 그리고 하단플레이트(211A)의 반경(R1)은 제1 로터(200A)의 반경방향으로, 마그넷(220) 외경(제1 로터(200A)의 중심(C)에서 마그넷(220)까지의 최장거리)(R3)보다는 크거나 같을 수 있다.

또한, 하단플레이트(211A)의 반경(R1)은 제1 로터(200A)의 반경방향으로, 제1 로터(200A)의 중심(C)을 기준으로 하는 마그넷(220)의 내경(R4)보다 클 수 있다.

도 7은 제2 로터를 도시한 도면이다.

도 4 및 도 7을 참조하면, 제2 로터(200B)는 복수 개의 제2 플레이트(210B)로 이루어진 로터코어(210)를 포함한다. 복수 개의 제2 플레이트(210B) 중 최상단에 배치된 플레이트를 상단플레이트(211B)라 한다. 상단플레이트(211B)는 마그넷(220)의 상단보다 높게 배치된다. 즉, 상단플레이트(211B)는 다른 제2 플레이트(210B)와 달리 외주면에 마그넷(220)이 부착되지 않는다. 상단플레이트(211B)의 형상 및 크기는 하단플레이트(211A)와 동일할 수 있다.

도 8은 로터의 측면도를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 하단플레이트(211A)와 상단플레이트(211B)는 서로 접촉한다. 하단플레이트(211A)와 상단플레이트(211B)가 접촉하면, 제1 로터(200A)의 마그넷(220)과 제2 로터(200B)의 마그넷(220) 사이에는 간극이 발생한다. 이러한 간극으로 인하여, 자속이 누설되는 것이 방지된다.

또한, 제1 로터(200A)의 마그넷(220)의 하단은 하단플레이트(211A)에 의해 커버된다. 그리고 제2 로터(200B)의 마그넷(220)의 상단은 상단플레이트(211B)에 의해 커버된다. 제1 로터(200A)의 마그넷(220)과 제2 로터(200B)의 마그넷(220)은 하단플레이트(211A)와 상단플레이트(211B)을 통해 물리적으로 가로막혀 있기 때문에 자속이 누설되는 것이 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 제1 캔(230A) 및 제2 캔(230B)은 각각 홀(233)을 통해 샤프트(100)와 끼워 맞춤된다. 따라서, 별도의 접착제 도포 공정이나 코깅 공정 없이 캔부재(230)를 고정하는 것이 가능한다. 또한, 제1 캔(230A)은 하단플레이트(211A)에 결합할 수 있다. 하단플레이트(211A)의 외주면은 제1 캔(230A)의 하단 내주면에 끼워 맞춤될 수 있다. 또한, 제2 캔(230B)은 상단플레이트(211B)에 결합할 수 있다. 상단플레이트(211B)의 외주면은 제2 캔(230B)의 상단 내주면에 끼워 맞춤될 수 있다. 이렇게 제1 캔(230A)과 제2 캔(230B)은 샤프트(100)와 끼워 맞춤될뿐만 아니라, 각각 하단플레이트(211A)와 상단플레이트(211B)에 끼워 맞춤됨으로써, 접착제 없이 견고하게 고정될 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 샤프트
200: 로터
200A: 제1 로터
200B: 제2 로터
210: 로터코어
211A: 하단플레이트
211B: 상단플레이트
220: 마그넷
230: 캔부재
230A: 제1 캔
230B: 제2 캔
233: 홀
300: 스테이터
400: 버스바
500: 하우징
600: 센싱 마그넷
700: 인쇄회로기판

Claims

샤프트;
상기 샤프트가 배치되는 홀을 포함하는 로터; 및
상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
상기 로터는 로터코어와 상기 로터코어의 외주면에 배치되는 마그넷을 포함하고,
상기 로터는 다단배치되는 제1 로터와 제2 로터를 포함하고,
상기 제1 로터는 복수 개의 제1 플레이트를 포함하고, 복수 개의 제1 플레이트 중 최하단에 배치되는 하단플레이트는 상기 마그넷의 하단보다 낮게 배치되고,
상기 제2 로터는 복수 개의 제2 플레이트를 포함하고, 복수 개의 제2 플레이트 중 최상단에 배치되는 상단플레이트는 상기 마그넷의 상단보다 높게 배치되고,
상기 하단플레이트와 상기 상단플레이트는 서로 접촉하여 배치되고,
상기 하단플레이트의 반경이 상기 제1 플레이트의 반경보다 커서, 상기 하단플레이트는 상기 하단플레이트의 상측에 위치한 상기 마그넷의 하면에 접촉하고,
상기 상단플레이트의 반경이 상기 제2 플레이트의 반경보다 커서, 상기 상단플레이트는 상기 상단플레이트의 하측에 위치한 상기 마그넷의 상면에 접촉하는, 모터.
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 로터는 상기 로터코어와 상기 마그넷의 외측에 배치되는 캔부재를 포함하고,
상기 캔부재는 상기 샤프트에 결합하는 모터.
제4 항에 있어서,
상기 캔부재는 상기 마그넷의 외주면과 접촉하는 원통형 몸체와, 상기 몸체에서 연장되어 상기 로터코어의 상측 또는 하측에 배치되며 중심에 상기 샤프트와 끼워 맞춤되는 홀이 배치되는 커버를 포함하는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 로터는 상기 로터코어와 상기 마그넷의 외측에 배치되는 캔부재를 포함하고,
상기 캔부재의 내주면은 상기 하단플레이트와 외주면과 끼워 맞춤되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 로터는 상기 로터코어와 상기 마그넷의 외측에 배치되는 캔부재를 포함하고,
상기 캔부재의 내주면은 상기 상단플레이트와 외주면과 끼워 맞춤되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 로터는 상기 로터코어와 상기 마그넷의 외측에 배치되는 캔부재를 포함하고,
상기 캔부재는 상기 샤프트 및 상기 하단플레이트에 결합하는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 로터는 상기 로터코어와 상기 마그넷의 외측에 배치되는 캔부재를 포함하고,
상기 캔부재는 상기 샤프트 및 상기 상단플레이트에 결합하는 모터.