KR20080097290A - 모터 - Google Patents

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Abstract

차량의 전자식 조향 시스템용 모터가 개시된다. 상기 모터는 플레이트가 프레스가공에 의하여 원판형상으로 형성되므로, 원가가 절감된다. 또한, 플레이트가 두께가 얇으므로 제품의 부피를 줄일 수 있다. 또한, 플레이트와 연결부재 및 커플링을 일체로 형성한 후, 연결부재를 회전축에 결합하므로 결합공정이 간편하다.

Description

모터 {MOTOR}
도 1은 종래의 모터의 회전축과 플레이트의 결합구조를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도.
도 3a 내지 도 3d는 플레이트, 연결부재 및 커플링을 일체로 형성하는 공정을 보인 도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
111 : 하우징 115 : 브라켓
121,125 : 제 1,2 베어링 130 : 회전축
141 : 회전자 145 : 고정자
150 : 플레이트 155 : 센싱마그네트
160 : PCB 170 : 연결부재
180 : 커플링
본 발명은 차량의 전자식 조향(EPS : Electric Power Steering) 시스템용 모터에 관한 것이다.
차량의 전자식 조향 시스템용 BLDC(Brush-less Direct Current) 모터 또는 BLAC(Brush-less Alternating Current) 모터는 로터부의 구동마그네트의 위치를 감지하여야, 이에 따른 적절한 전류를 스테이터부의 코일에 공급할 수 있다.
로터부의 구동마그네트의 위치를 감지하기 위하여, 모터의 회전축에 플레이트를 고정하고, 플레이트에 구동마그네트와 대응되게 센싱마그네트를 설치한 후, 센싱마그네트의 위치를 감지하여 구동마그네트의 위치를 감지한다.
도 1은 종래의 모터의 회전축과 플레이트의 결합구조를 보인 사시도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 모터의 회전축(11)에 플레이트(20)가 압입 또는 볼트에 의하여 고정되고, 플레이트(20)에는 로터부의 구동마그네트(미도시)와 대응하는 링형상의 센싱마그네트(22)가 고정된다. 센싱마그네트(22)는 정밀한 제어를 위하여 2개 마련될 수도 있다.
그리하여, 모터가 구동하여 회전축(11)이 회전하면, 회전축(11)과 동일하게 플레이트(20)가 회전한다. 그러면, 플레이트(20)의 상측에 설치된 PCB(Printed Circuit Board)(미도시)의 센서(미도시)가 센싱마그네트(22)의 위치를 감지하여 상기 로터부의 구동마그네트의 위치를 감지하는 것이다.
그리고, 플레이트(20) 상측의 회전축(11) 외주면에는 커플링(30)이 결합되는데, 커플링(30)의 내주면에는 회전축(11)의 치(齒)(11a)와 맞물리는 치(31)가 형성되고, 외주면에는 조향축(미도시)측과 맞물리는 치(33)가 형성된다.
상기와 같은 종래의 모터는 플레이트(20)를 절삭하여 제조한다. 상세히 설명 하면, 회전축(11)과 플레이트(20)는 소정이상의 결합력으로 결합되어야 회전축(11)에 의하여 플레이트(20)가 회전된다. 이를 위하여, 플레이트(20)의 중앙부에는 회전축(11)에 결합되는 결합관(20a)이 돌출 형성되는데, 결합관(20a)을 가지는 플레이트(20)의 형상으로 인하여, 플레이트(20)는 절삭으로 제조된다. 이로인해, 원가가 상승하는 단점이 있다.
또한, 플레이트(20)에 결합관(20a)이 형성되어야 하고, 플레이트(20)와 커플링(30)이 별도의 부품으로 제공되어 회전축(11)에 각각 결합하여야 하므로, 부피가 커지고 조립 공정이 복잡한 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 플레이트와 커플링의 구조 및 이들의 결합관계를 개선하여 원가를 절감할 수 있고, 소형화 및 간편하게 조립할 수 있는 모터를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모터는, 상호 결합된 하우징과 브라켓; 상기 하우징 및 상기 브라켓에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축; 상기 회전축의 외주면에 고정된 회전자; 상기 하우징에 고정되며 상기 회전자와 작용하여 상기 회전자를 회전시키는 고정자; 상기 회전축의 외주면에 결합된 연결부재; 상기 연결부재에 결합된 플레이트; 상기 플레이트에 고정된 센싱마그네트; 상기 연결부재와 상기 플레이트에 일체로 결합된 커플링(Coupling); 상기 브라켓에 고정되 며 상기 센싱마그네트의 회전에 따른 자극의 변화를 감지하는 센서가 설치된 PCB(Printed Circuit Board)를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량의 전자식 조향 시스템용 모터는 상면이 개방된 하우징(111)과 하우징(111)의 상면에 결합되어 하우징(111)의 내부를 밀폐하는 브라켓(115)을 가진다.
하우징(111)의 하면 및 브라켓(115)에는 상호 대응되게 제 1 및 제 2 베어링(121,125)이 각각 고정된다. 제 1 베어링(121)에는 회전축(130)의 하단부측이 접촉 지지되고, 제 2 베어링(125)에는 회전축(130)의 상부측 외면이 접촉 지지되어 회전가능하게 설치된다. 회전축(130)의 상단부는 브라켓(115)의 상측으로 돌출되어 차량의 조향축(미도시) 등과 연결된다.
회전축(130)의 외주면 및 하우징(111)의 내면에는 회전자(141) 및 고정자(145)가 고정된다. 회전자(141)는 회전축(141)의 외주면에 고정된 코어(142)와 코어(142)의 외주면에 고정된 구동마그네트(143)를 가진다. 구동마그네트(143)는 복수개 마련되어 회전축(130)의 축방향과 평행하게 코어(142)의 외주면에 고정된다. 그리고, 고정자(145)는 구동마그네트(143)를 감싸는 형태로 하우징(111)의 내면에 고정된 코어(146)와 코어(146)에 권선된 코일(147)로 마련된다.
그리하여, 코일(147)에 전류가 공급되면, 구동마그네트(143)와 코일(147) 사 이에 형성되는 전자기력에 의하여 구동마그네트(143)가 회전하고, 이로인해 회전축(130)이 회전한다.
모터를 구동시키기 위해서는 구동마그네트(143)의 위치를 감지하여 그에 적절한 전류를 코일(147)에 공급하여야 한다.
구동마그네트(143)의 위치를 감지하기 위하여 브라켓(115) 상측의 회전축(130)의 외주면에는 플레이트(150)가 고정된다. 그리고, 브라켓(115)의 상면에는 커버(190)가 결합되는데, 커버(190)에는 PCB(Printed Circuit Board)(160)가 결합되어 플레이트(150)의 상측에 위치된다.
플레이트(150)에는 구동마그네트(143)와 대응되게 센싱마그네트(155)가 설치되는데, 플레이트(150)가 회전축(130)에 고정되어 있으므로 센싱마그네트(155)는 구동마그네트(143)와 동일하게 회전한다. 그리고, PCB(160)에는 센싱마그네트(155)와 대향되게 설치되어 센싱마그네트(155)의 위치를 감지하는 센서(165)가 설치된다. 즉, 구동마그네트(143)의 위치를 센싱마그네트(155)를 통하여 감지하는 것이다.
회전축(130)과 플레이트(150)의 결합구조를 도 2 내지 도 3d를 참조하여 설명한다. 도 3a 내지 도 3d는 플레이트, 연결부재 및 커플링을 일체로 형성하는 공정을 보인 도이다.
도시된 바와 같이, 플레이트(150)는 프레스 가공에 의하여 원판형상으로 제조되는데, 플레이트(150)가 얇은 두께의 프레스 가공물이므로 제조 비용이 절감되고 높이가 낮아진다. 플레이트(150)의 두께가 얇으므로 플레이트(150)는 연결부 재(170)를 매체로 회전축(130)에 견고하게 결합된다.
연결부재(170)는 소정 높이를 가지며 회전축(130)에 결합되는 관형상의 보스(Boss)(171)를 가진다. 보스(171)의 상면에 플레이트(150)의 하면이 접촉되어 지지되는데, 플레이트(150)의 견고한 지지를 위하여 보스(171)의 상면측은 하면측보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 플레이트(150) 및 보스(171)의 상면에는 상호 삽입 결합되는 복수의 제 1 결합공(151) 및 복수의 제 1 결합돌기(175)가 각각 형성된다.
플레이트(150)와 연결부재(170)의 결합을 더욱 견고하게 함과 동시에 실질적으로 모터의 토크를 전자식 조향 시스템에 전달하는 커플링(180)이 마련된다. 커플링(180)은 상호 결합된 플레이트(150)와 연결부재(170)에 사출 성형되어 이들과 일체로 형성되며, 링형상의 지지테(181)와 지지테(181)의 저면측에 형성된 제 2 결합돌기(183)(도 2참조)를 가진다. 제 2 결합돌기(183)는 사출과정에서 유동성 수지가 상호 연통하는 제 2 결합공(152) 및 제 3 결합공(177)의 안내를 받아 보스(171)의 저면과 접촉하여 형성된다.
지지테(181)의 내주면에는 소정간격으로 복수의 구획돌기(185)가 형성되고, 구획돌기(185)에는 연결부재(170)의 제 1 결합돌기(175)가 결합되는 제 4 결합공(185a)이 형성된다. 그리고, 상호 인접하는 구획돌기(185)는 차량의 전자식 조향 시스템에 연결되어 모터의 토크를 전달한다.
본 실시예에 따른 모터의 회전축(130)과 연결부재(170)에는 상호 맞물리는 치(齒)(135)(173)가 형성될 수 도 있다. 이로인해, 회전축(130)의 회전력이 연결부 재(170)로 정확하게 전달되는 것이다.
플레이트, 연결부재 및 커플링을 일체로 형성하는 공정을 설명한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 플레이트(150)의 제 1 결합공(151)에 연결부재(170)의 제 1 결합돌기(175)를 삽입하여 결합한 다음, 이를 금형속에 넣어서, 커플링(180)을 사출성형한다.
그러면, 도 2 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 제 1 결합돌기(175)가 제 4 결합공(185a)에 삽입 결합되고, 제 2 결합돌기(183)는 제 2 결합공(152) 및 제 3 결합공(177)의 안내를 받아 보스(171)의 저면과 접촉하여 형성된다.
그후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 플레이트(150)에 센싱마그네트(155)를 결합하고, 도 3d에 도시된 바와같이, 회전축(130)의 치(135)를 연결부재(170)의 치(173)에 결합하면 되므로, 공정이 간편하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터는 플레이트가 프레스가공에 의하여 원판형상으로 형성되므로, 원가가 절감된다.
또한, 플레이트가 두께가 얇으므로 제품의 부피를 줄일 수 있다.
또한, 플레이트와 연결부재 및 커플링을 일체로 형성한 후, 연결부재를 회전축에 결합하므로 결합공정이 간편하다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (6)

  1. 상호 결합된 하우징과 브라켓;
    상기 하우징 및 상기 브라켓에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축;
    상기 회전축의 외주면에 고정된 회전자;
    상기 하우징에 고정되며 상기 회전자와 작용하여 상기 회전자를 회전시키는 고정자;
    상기 회전축의 외주면에 결합된 연결부재;
    상기 연결부재에 결합된 플레이트;
    상기 플레이트에 고정된 센싱마그네트;
    상기 연결부재와 상기 플레이트에 일체로 결합된 커플링(Coupling);
    상기 브라켓에 고정되며 상기 센싱마그네트의 회전에 따른 자극의 변화를 감지하는 센서가 설치되는 PCB(Printed Circuit Board)를 포함하는 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 회전축에 압입되는 보스(Boss), 상기 보스의 상면에 형성된 제 1 결합돌기를 가지고,
    상기 플레이트에는 상기 제 1 결합돌기가 결합되는 제 1 결합공이 형성되는 모터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플링은 상호 결합된 상기 연결부재와 상기 플레이트에 사출성형에 의하여 형성되는 모터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 커플링은 링형상의 지지테, 상기 지지테의 저면에 형성된 제 2 결합돌기를 가지고,
    상기 제 2 결합돌기는 상기 연결부재 및 상기 플레이트에 각각 형성되어 상호 연통하는 제 2 결합공 및 제 3 결합공의 안내를 받아 형성되는 모터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 커플링의 지지테의 내주면에는 소정간격으로 복수의 구획돌기가 형성되는 모터.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트는 프레스 가공으로 제조되는 모터.
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