KR20080114783A - 구동 및 평가 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조절 대상을 조절하기 위한, 특히 차량 내의 측면 윈도우를 상승 및 하강하기 위한 구동 및 평가 유닛에 관한 것으로, 고정자 및 직경 방향으로 대향 배치된 영구 자석들(3, 4)을 가진 정류자 모터(1), 및 아마추어 전류의 리플을 평가함으로써 아마추어(5)의 회전 위치를 결정하기 위한 유닛을 포함하고, 상기 영구 자석의 횡단면(Q)은 각각 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)을 가진 원주 윤곽 섹션을 포함하고, 상기 영구 자석의 내주 윤곽 섹션은 원주 방향으로 이격된 10개의 홈들(N₀ 내지 N₉)을 가진 아마추어(5)를 각각 내주 각도(α)에 걸쳐 둘러싸고, 상기 홈들은 랩 와인딩으로 구현된 아마추어 와인딩(8, 9, 10)을 수용한다. 본 발명에 따라, 상기 아마추어 와인딩들(8, 9, 10)은 y1= 3의 코일 너비를 가진 단절 와인딩으로 구현되고, 적어도 하나의 상기 영구 자석(3, 4)의 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)의 내주 각도(α)는 101˚내지 111˚, 바람직하게 106˚이다.

영구 자석, 정류자 모터, 아마추어, 홈, 아마추어 와인딩

Description

구동 및 평가 유닛{Drive and evaluation unit}

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른, 특히 차량 내의 측면 윈도우의 상승 및 하강을 위한 구동 및 평가 유닛에 관한 것이다.

정류자 모터로 구동되는 조절 시스템의 위치 결정을 위해 아마추어 전류의 리플을 평가하는 것이 공지되어 있다. 이러한 방법을 리플 카운트 방법이라고 한다. 모터 회전수에 비례하는, 아마추어 전류로 변조된 주파수는 평가 유닛에 의해 분석된다. 이를 위해 사용될 수 있는 가능한 시스템 특성 주파수는 개별 아마추어 와인딩 사이의 정류를 통해 야기되고 따라서 전기 모터의 아마추어의 일 회전이 정류 개수에 상응하는 개수의 부분 회전으로 분할될 수 있으므로, 예컨대 정류자의 세그먼트가 6개인 경우에 아마추어 일 회전당 6개의 전류-리플 최대값이 나타난다. 이것은 평가 유닛에 의해 카운트된다. 정류자 모터의 아마추어의 회전과 조절 대상의 위치 사이에는 확실한 관계가 있으므로, 정류자 모터의 위치를 평가함으로써 조절 대상의 위치가 결정될 수 있다. 공지된 구동 및 평가 유닛에서는, 아마추어 전류로 변조된 진동의 진폭이 대개, 카운트 오류와 그로 인한 위치 결정 오류를 일으킬 정도로 낮은 강도를 갖는 것이 문제이다.

본 발명의 목적은, 아마추어 전류로 변조된, 시스템 특성적 진동의 진폭 카운트 오류 가능성을 줄이는 개선된 구동 및 평가 유닛을 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구범위 제 1 항의 특징에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항에 제시된다.

본 발명의 사상은, 정류자 모터의 시스템 특성적 진동의 진폭을 카운트하기 위한 공지된 평가 유닛과 특수하게 형성된 정류자 모터를 조합하는 것에 있다. 정류자 모터는 아마추어- 또는 코일 와인딩을 수용하는, 원주 방향으로 이격된 10개의 홈들을 포함한다. 본 발명에 따라, 아마추어 와인딩은 직경 와인딩이 아니라 y1 = 3의 코일 너비를 가진 단절 와인딩으로서 구현된다. 즉, 홈(n)의 코일 와인딩의 도체는 홈(n + 3)을 통해서도 안내된다. 이로 인해, 효율 및 소음 특성이 저하될 수 있지만, 본 발명에 따른 특수한 영구 자석 구조와 조합시 아마추어 전류로 변조된 진동의 진폭이 증가되는데, 이는 유도된 전압의 특성과 정류에 의해 아마추어 와인딩 내에 야기된 주기적 단락 전류에 기인한다. 더 큰 진폭으로 인해, 공지된 평가 유닛에 의한 카운트 오류 확률이 감소된다. 본 발명에 따라, 아마추어를 향한, 영구 자석의 횡단면의 방사방향 내주 윤곽 섹션은 아마추어를 101˚내지 111˚범위의 내주 각도(α)에 걸쳐 둘러싼다. 바람직하게 내주 각도(α)는 대략 106˚이다. 내주 윤곽 섹션은 영구 자석과 아마추어 사이의 공기 갭이 급증하는 곳에서 끝난다.

본 발명의 개선예에서, 전체 방사방향 내주 윤곽 섹션은 중심점(M_Ui)을 중심으로 분할 원 형태의 곡선을 갖는다.

아마추어 전류로 변조된, 시스템 특성적 진동의 진폭은, 영구 자석의 횡단면이 분할 원 형태로 형성된 방사방향 외주 윤곽 섹션을 포함함으로써 더 증가될 수 있다. 횡단면의 다른 모든 원주 윤곽 섹션들, 즉 분할 원 형태의 내주 및 외주 윤곽 섹션을 연결하는 원주 윤곽 섹션들은 소위 측면 원주 윤곽 섹션들이다.

본 발명에 따라, 측면 원주 윤곽 섹션들은 내주 및 외주 윤곽 섹션들을 적어도 부분적으로 원주 방향으로 돌출한다. 원주 방향으로 적어도 서로 가장 멀리 떨어져 있는 영구 자석들의 횡단면의 2개의 지점들은 아마추어를 106˚내지 117˚범위의 최대 원주 각도(α_max)에 걸쳐 둘러싼다. 바람직하게 원주 방향으로 서로 가장 멀리 떨어져 있는 영구 자석들의 2개의 지점들의 최대 원주 각도는 대략 111˚이다.

바람직하게, 측면 원주 윤곽 섹션들은 3개의 부분 섹션들로 나뉜다. 제 1 부분 섹션은 원주 방향으로 이격된, 내주 윤곽 섹션의 단부로부터, 기울어져 외부로, 즉 부분적으로 원주 방향으로도 연장된다. 제 1 부분 섹션이 영구 자석의 횡단면의 대칭 축선에 대해 수직으로 배향된 축선에 대해서 20˚내지 30˚각도로, 바람직하게 25˚의 각도로 연장되는 것이 바람직한 것으로 입증되었다. 본 발명의 개선예에서, 제 1 부분 섹션에 측면 원주 윤곽 섹션의 제 2 부분 섹션이 연결된다. 상기 제 2 섹션은 바람직하게 횡단면의 대칭 축선에 대해 평행하게 그리고 외주 윤곽 섹션의 방향으로 연장된다. 제 2 부분 섹션의 단부들은 다시 아마추어의 회전 축선과 대칭 축선의 교점을 중심으로 분할 원 형태로 만곡된 제 3 부분 섹션을 통해 원주 방향으로 이격된, 외주 윤곽 섹션의 단부들에 연결된다. 제 3 부분 섹션과 외주 섹션 사이의 연결점은 모터 하우징 내에서 영구 자석의 지지를 위한 지지점을 형성한다.

바람직하게, 대향 배치된, 반대 극성을 갖는 2개의 영구 자석들은 동일하게 형성된다. 영구 자석들은 적어도 하나의 스프링에 의해 서로 지지되고, 스프링력에 의해 모터 하우징의 방향으로 가압된다. 또한, 모터 하우징에 자석을 부착하는 것도 가능하다.

다른 장점들 및 바람직한 실시예는 다른 청구범위, 실시예 및 도면에 제시된다.

도 1은 정류자 모터의 개략적인 단면도.

도 2는 도 1에 따른 정류자 모터의 영구 자석의 단면도.

도면에서 동일한 부품들과 동일한 기능을 하는 부품들은 동일한 도면 부호로 표시된다.

도 1에 정류자 모터(1)와 평가 유닛(2)이 도시된다. 평가 유닛(2)은 도시되지 않은 전기 연결 라인을 통해 도시되지 않은 2개의 정류자 브러시의 도시되지 않은 전류 공급 회로에 연결된다. 평가 유닛(2)은 정류자 모터(1)의 회전수에 비례하는, 아마추어 전류로 변조된 진동의 진폭을 카운트한다. 상기 진동은 아마추어 와인딩의 교번 정류와 부분 코일 내의 유도 전압의 특성에 기인한다.

정류자 모터(1)는 직경 방향으로 대향 배치된 2개의 영구 자석들(3, 4)을 포함하고, 상기 자석들은 반대 극성을 갖는다. 영구 자석들(3, 4)의 내부에 방사방향으로 실질적으로 실린더형 아마추어(5)가 회전 가능하게 배치되고, 상기 아마추어는 아마추어 샤프트(6)를 포함한다. 아마추어 샤프트(6)의 회전 축선은 D로 도시된다. 아마추어(5)는 원주 방향으로 이격된, 10개의 V 형 홈들(N₀ - N₉)을 포함한다. 이격된 2개의 홈들은 총 10개의 극 톱니들(7) 중 하나에 의해 한정된다. 홈들(N₀ - N₉)은 예시적으로 3개의 아마추어 와인딩(8, 9, 10)만 도시된 아마추어 와인딩들을 수용하는데 사용된다. 아마추어 와인딩은 y1 = 3의 코일 너비를 가진 단절 와인딩으로 형성된다. 홈(n)을 통과하는 아마추어 와인딩은 홈(n +3)을 통해서도 연장된다. 예컨대 아마추어 와인딩(8)은 홈(N₁, N₄)을 통해 연장되고, 홈(N₂)을 통과하는 아마추어 와인딩은 홈(N₅)을 통해서도 연장되고, 홈(N₃)을 통과하는 아마추어 와인딩(10)은 홈(N₆)을 통해서도 연장된다. 또한, 홈(N₁)을 통해 도시되지 않은 아마추어 와인딩이 연장되고, 상기 아마추어 와인딩은 또한, 홈(N₈)을 통해 연장되므로, 모두 10개의 아마추어- 또는 코일 와인딩이 제공된다. 각각의 코일 와인딩에 도시되지 않은 정류자 세그먼트가 할당되므로, 일 회전 동안 유도된 전압 및 정류 과정을 통해 10개 또는 10배수 진폭을 가진 진동이 발생되고, 상기 진폭은 평가 유닛(2)에 제공된 아마추어 전류로 변조된다. 진폭의 개수는 아마추어(5)의 회 전수 또는 회전에 비례하므로, 진폭을 카운트함으로써(리플 카운트) 아마추어 위치 및 조절 대상, 특히 차량 내의 측면 윈도우의 위치가 추정될 수 있다. 랩 와인딩(lap winding)으로 구현된 아마추어 와인딩은 교점을 통해 또는 교차하지 않고 정류자 세그먼트에 연결될 수 있다.

정류자 모터(1)는 폴 하우징(11) 내에 배치된다. 영구 자석들(3, 4)은 도면 평면에 대해 수직으로 연장된, 하우징(11)의 내벽에 있는 2개의 지지 라인들(12, 13, 14, 15)에 접촉함으로써, 하우징(11) 내에서 정확한 위치 설정이 가능하다. 2개의 영구 자석들(3, 4)은 도시되지 않은 스프링에 의해 서로 지지되고 따라서 지지 라인들(12 내지 15)로 하우징(11)의 내벽에 가압된다. 아마추어(5)와 영구 자석들(3, 4) 사이의 공기 갭(s)은 원주 방향으로 변한다. 공기 갭(s)은 중심부터 원주 방향으로 이격된 영구 자석들(3, 4)의 단부들을 향해 확장된다.

회전 축선(D)에 대한 원주 각도는 α로 도시된다.

y1 = 3의 코일 너비, 모두 10개의 홈 및 영구 자석의 특수한 구조를 가진 아마추어 와인딩들의 조합에 의해 회전수에 비례하는 진동의 진폭이 커진다. 적어도 하나의 영구 자석(3, 4), 바람직하게 2개의 영구 자석들(3, 4)의 본 발명에 따른 구조는 하기에서 도 2를 참고로 상세히 설명된다.

주요 특징은 영구 자석들(3, 4)의 횡단면(Q)의 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)의 원주 길이이다.

방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)은 아마추어의 회전 축선(D)에 대해서 106˚의 원주 각도(α_i)에 걸쳐 연장된다. 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)은 중심점(M_Ui)을 중심으로 r_i = 15.8 ±0.5 mm 반경으로 분할 원 형태로 형성된다. 분할 원 형태의 외주 윤곽 섹션(U_a)은 내주 윤곽 섹션(U_i)에 대한 방사방향 간격을 갖는다. 중심점(M_Ua)을 중심으로 방사방향 외주 윤곽 섹션(U_a)의 반경은 20.2 ±0.5 mm 이다. 2개의 중심점들(M_Ui, M_Ua)은 영구 자석(3)의 횡단면(Q)의 대칭 축선(X₁) 상에 있다. 상기 대칭 축선(X₁)은 지점(S)에서 아마추어의 회전 축선(D)과 교차한다. 방사방향 외주 윤곽 섹션(U_a)의 중심점은 도면 평면에서 교점(S)에 대해서 0.33 ±0.5 mm의 오프셋값(O₁) 만큼 아래로 오프셋 되어 배치된다. 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)의 중심점(M_Ui)은 도면 평면에서 교점(S)에 대해서 1.28 ±0.5 mm의 오프셋값(O₂) 만큼 아래로 오프셋 되어 배치된다.

외주 윤곽 섹션(U_a)과 내주 윤곽 섹션(U_i)은 2개의 측면 원주 윤곽 섹션들(U_S)에 의해 서로 연결된다. 측면 원주 윤곽 섹션들(U_S)은 각각 3개의 부분 섹션들, 즉 제 1 부분 섹션(T₁), 제 2 부분 섹션(T₂) 및 제 3 부분 섹션(T₃)으로 나뉜다. 제 1 부분 섹션(T₁)은 축선(X₂)에 대해 각도 β= 25˚로 원주 방향으로 이격된 내주 윤곽 섹션의 단부들로부터 외부로 연장된다. 축선(X₂)은 대칭 축선(X₁)에 대해 수직으로 연장된다. 제 1 부분 섹션(T₁)에 제 2 부분 섹션(T₂)이 연결된다. 상 기 제 2 부분 섹션(T₂)은 대칭 축선(X₁)에 대해 평행하게 연장되고, 부분 섹션(T₁)과 함께 대략 원주 방향을 가리키는 화살표 헤드를 형성한다. 2개의 부분 섹션들(T₂) 또는 화살표 헤드들의 간격은 30.5 mm이고, 영구 자석들의 최대 너비가 된다.

제 2 부분 섹션(T₂)에 방사방향 외주 윤곽 섹션(U_a) 방향으로 연장된 제 3 부분 섹션(T₃)이 연결된다. 상기 제 3 부분 섹션은 아마추어(5)의 회전 축선(D)과 대칭 축선(X₁)의 교점(S)을 중심으로 분할 원 형태로 연장된다. 제 3 부분 섹션(T₃)과 외주 윤곽 섹션(U_a)이 만나는 곳에서 원주 방향으로 이격된 2개의 지지점 또는 도면 평면에 대해 수직으로 연장된 지지 라인들(12, 13, 14, 15)이 형성되고, 상기 지지 라인으로 영구 자석들(3, 4)이 하우징(11)에 접촉한다. 제 3 부분 섹션(T₃)은 하우징(11)의 내측에 대해 원주 방향으로 확대되는 각도(χ)를 형성한다.

Claims (10)

1. 조절 대상을 조절하기 위한, 특히 차량 내의 측면 윈도우를 상승 및 하강하기 위한 구동 및 평가 유닛으로서, 고정자 및 직경 방향으로 대향 배치된 2개의 영구 자석들(3, 4)을 가진 정류자 모터(1), 및 아마추어 전류의 리플을 평가함으로써 아마추어(5)의 회전 위치를 결정하는 유닛을 포함하고, 상기 영구 자석들의 횡단면(Q)은 각각 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)을 가진 원주 윤곽 섹션을 포함하고, 상기 영구 자석의 내주 윤곽 섹션은 원주 방향으로 이격된 10개의 홈들(N₀ 내지 N₉)을 가진 아마추어(5)를 각각 내주 각도(α)에 걸쳐 둘러싸고, 상기 홈들은 랩 와인딩으로 구현된 아마추어 와인딩들(8, 9, 10)을 수용하는, 구동 및 평가 유닛에 있어서,

   상기 아마추어 와인딩들(8, 9, 10)은 y1= 3의 코일 너비를 가진 단절 와인딩으로 구현되고, 상기 영구 자석들(3, 4) 중 적어도 하나의 영구 자석의 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)의 내주 각도(α)는 101˚내지 111˚, 바람직하게 106˚인 것을 특징으로 하는 구동 및 평가 유닛.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)은 분할 원 형태의 곡선을 갖는 것을 특징으로 하는 구동 및 평가 유닛.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 영구 자석(3, 4)의 상기 횡단면(Q)의 방사방향 외주 윤곽 섹션(U_a)은 분할 원 형태의 곡선을 갖는 것을 특징으로 하는 구동 및 평가 유닛.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)과 상기 방사방향 외주 윤곽 섹션(U_a)의 중심점들(M_Ui, M_Ua)이 위치한 제 1 축선(X₁)은 상기 아마추어(5)의 회전 축선(D)과 교차하고, 상기 중심점들(M_Ui, M_Ua)과 교점(S)은 각각 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 및 평가 유닛.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 축선(X₁)은 상기 영구 자석(3, 4)의 상기 횡단면(Q)의 대칭 축선인 것을 특징으로 하는 구동 및 평가 유닛.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영구 자석(3, 4)의 원주 방향으로 이격된 2개의 측면에, 방사방향 내주 및 방사방향 외주 윤곽 섹션들(U_i, U_a)을 서로 연결하는 측면 원주 윤곽 섹션(U_S)이 배치되고, 상기 2개의 측면 원주 윤곽 섹션들(U_S)은, 상기 영구 자석(3, 4)이 아마추어(5)를 106˚내지 117˚, 바람직하게 111˚의 최대 원주 각도(α_max)에 걸쳐 둘러싸도록 상기 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)을 원주 방향으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 구동 및 평가 유닛.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 원주 윤곽 섹션(U_S)은 제 1 부분 섹션(T₁)을 포함하고, 상기 제 1 부분 섹션은 방사방향 내주 윤곽 섹션(U_i)으로부터 제 1 축선(X₁)에 대해 수직으로 연장된 제 2 축선(X₂)에 대 20˚내지 30˚, 바람직하게 25˚의 각도(β)로 기울어져 외부로 그리고 원주 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 구동 및 평가 유닛.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 원주 윤곽 섹션들(U_S)의 각각의 제 1 부분 섹션(T₁)에, 상기 제 1 축선(X₁)에 대해 평행하게 연장된 제 2 부분 섹션(T₂)이 연결되는 것을 특징으로 하는 구동 및 평가 유닛.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 측면 원주 윤곽 섹션들(U_S)의 각각의 제 2 부분 섹션(T₂)의 방사방향 외부 단부는 분할 원 형태의 제 3 부분 섹션(T₃)을 통해 상기 방사방향 외주 섹션(U_a)에 연결되는 것을 특징으로 하는 구동 및 평가 유닛.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 측면 원주 윤곽 섹션들(U_S)의 상기 제 3 부분 섹 션(T₃)은 상기 아마추어(5)의 회전 축선(D)과 제 1 축선(X₁)의 교점을 중심으로 분할 원 형태로 만곡되는 것을 특징으로 하는 구동 및 평가 유닛.

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