KR20140011446A

KR20140011446A - 모터 레졸버 장착구조

Info

Publication number: KR20140011446A
Application number: KR1020120077116A
Authority: KR
Inventors: 박승용
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2012-07-16
Filing date: 2012-07-16
Publication date: 2014-01-28
Also published as: CN103545988A

Abstract

본 발명에 따른 모터 레졸버 장착구조는 코일이 권선된 코어가 결합되는 모터 하우징을 포함하는 고정자 및 코일에서 생성된 전자기장에 의해 회전되는 영구자석 및 회전축을 포함한 회전자를 포함하는 모터에 있어서, 회전축의 중앙부위를 회전가능하게 지지하는 베어링 및 회전축의 위치를 감지하는 레졸버가 모터 하우징의 내부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

모터 레졸버 장착구조{Resolver Mounting Structure For Motor}

본 발명은 모터 레졸버 장착구조에 관한 것으로, 더 구체적으로는 전기자동차 등에 장착되는 전기 모터의 회전자의 위치를 검지하는 레졸버가 장착되는 부위의 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 모터 레졸버 장착구조에 관한 것이다.

최근 자동차는 연소식 엔진을 사용하는 자동차에서 환경친화적이고, 연비를 고려한 또 다른 형태의 자동차, 즉, 하이브리드 자동차나 전기자동차에 대하여 활발한 연구 개발이 진행되고 있다.

하이브리드 자동차는 기존의 엔진과 전기에너지로 구동되는 모터를 연계하여 두 가지의 동력원으로 차량을 구동하고, 전기자동차는 전기에너지로 구동되는 모터만으로 구동하는 만큼, 배기가스에 의한 환경오염의 감소와 함께 연비향상의 효과로 인하여 미국과 일본을 중심으로 최근 각광을 받고 있는 현실대안적인 차세대 자동차로 자리매김하고 있다.

이러한 하이브리드 자동차나 전기자동차에는 전기모터를 구동하기 위한 구동원으로 고용량 배터리가 장착되어 필요시 모터로 전력을 공급하고 차량의 감속, 정지시 재생동력원으로부터 생성되는 전기에너지를 배터리로 충전하는 역할을 하고 있다.

이와 같은 차량용 전기모터는 크게 영구자석과 같은 다수의 자성체가 구비된 회전자와 이 회전자를 회전시키기 위해 전자기력을 생성하는 고정자로 구성될 수 있다. 이와 같은 전기 모터의 제어를 위해서 전기 모터에서 회전자의 회전각속도 및 회전각을 센싱하여 회전자의 절대위치를 판독하는 레졸버(resolver)가 사용된다. 일반적으로 레졸버는 스테이터, 로터 및 회전 트랜스를 구비한다. 스테이터와 로터의 코일은 자속분포가 각도에 대하여 정현파가 되도록 권선되어 있다. 1차측 코일(입력측)에 여자 전압을 인가하고 회전축을 회전시키면 자기적 결합계수가 변화하여 2차측 코일(출력측)에 각각 진폭이 변화한 전압이 발생하는데, 이 전압은 회전축의 회전각도에 대하여 sin 및 cos 상태로 변화하도록 코일이 권선되어 있다. sin 출력과 cos 출력의 진폭비를 판독하는 것에 의해 레졸버의 회전각도를 알 수 있게 된다.

상술한 구성을 갖는 레졸버가 구비된 전기 모터의 일례가 도 2에 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 모터(10)는 고정자(11)와 회전자(12)로 구성되며, 회전자(12)의 회전축(13)의 말단측에 회전자(12)의 위치를 검지하기 위한 레졸버(14)가 장착될 수 있다.

레졸버(14)는 회전자(12)의 회전축(13)의 말단에 고정 설치되는 레졸버 로터(14a)와 이 레졸버 로터(14a)로부터 발생하는 자장을 감지하며 고정자(11)의 말단에 설치되는 레졸버 스테이터(14b)로 구성되며, 레졸버(14)를 외부로부터 보호하기 위한 레졸버 케이스(15)가 구비될 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 레졸버(14)가 구비된 전기 모터(10)는 레졸버(14)가 모터(10)의 말단측에 대해 돌출되게 형성되어 있는 바, 모터(10)의 전체 부피가 증가하는 문제점, 즉, 모터(10)의 공간 활용도가 극히 제한적인 문제점이 있었다.

한국공개특허공보 제2008-0106685호(출원일 : 2007.06.04)

본 발명은 회전자의 위치를 판독하는 레졸버를 모터의 고정자 내부에 장착함으로써 모터의 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 모터 레졸버 장착구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태에 따른 모터 레졸버 장착구조는 코일이 권선된 코어가 결합되는 모터 하우징을 포함하는 고정자 및 상기 코일에서 생성된 전자기장에 의해 회전되는 영구자석 및 회전축을 포함한 회전자를 포함하는 모터에 있어서, 상기 회전축의 중앙부위를 회전가능하게 지지하는 베어링 및 상기 회전축의 위치를 감지하는 레졸버가 상기 모터 하우징의 내부에 배치될 수 있다.

여기서, 모터 레졸버 장착구조는 상기 모터 하우징의 내부로 연장되며 일측부에 상기 베어링이 장착되고 타측부에 상기 레졸버가 설치되는 원통형 베어링 홀더를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 레졸버 장착구조는 영구자석 및 레졸버 로터가 설치된 회전축을 포함한 회전자와, 상기 회전자를 회전시키는 전자기장을 생성하는 코일이 권선된 코어를 구비하며, 상기 회전축의 일측 말단을 회전가능하게 지지하는 제1베어링이 설치되는 베어링홀 및 상기 베어링홀에 대향하게 장착홀이 형성된 모터 하우징 및 상기 모터 하우징의 장착홀에 결합되며 상기 회전축의 중앙부위를 회전가능하게 지지하는 제2베어링이 설치되고 상기 제2베어링에 대향하게 상기 레졸버 로터를 감지하는 레졸버 스테이터가 설치되는 원통형 베어링 홀더를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 베어링 홀더는 상기 제2베어링이 상기 회전축의 중앙부위를 지지하도록 상기 모터 하우징의 내부로 연장될 수 있다.

또한, 상기 베어링 홀더는 상기 모터 하우징의 장착홀에 끼움결합되며, 상기 장착홀에 인접한 부위에 상기 레졸버 스테이터가 고정되게 결합될 수 있다.

또한, 상기 회전자는 상기 코어를 사이에 두고 평행하게 배치된 두 개의 고리형 플레이트 및 상기 플레이트를 서로 결합하는 중공 원통형 홀더를 포함하며, 상기 회전축은 상기 두 개의 플레이트 중 하나에 고정되게 결합될 수 있다.

또한, 상기 베어링 홀더는 상기 회전자의 원통형 홀더의 내부로 삽입될 수 있다.

본 발명의 모터 레졸버 장착구조에 따르면, 회전자의 위치를 판독하는 레졸버가 모터의 고정자 내부에 장착됨으로써 모터의 부피 증가를 방지할 수 있어 모터의 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레졸버가 장착된 전기 모터의 단면도; 및
도 2는 종래 기술의 레졸버가 장착된 전기 모터의 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 레졸버 장착구조에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 레졸버 장착구조는 회전자(110)와 고정자(120)로 구성된 모터(100)에 구비될 수 있다.

모터(100)는 외부로부터 인가되는 전기전원으로 전자기장을 생성하여 회전 구동력을 생성하기 위한 것으로, 전자기장에 반응하는 영구자석(112)이 설치된 회전자(110)와 이 회전자(110)를 구동하도록 전자기장을 생성하는 고정자(120)로 이루어질 수 있다.

회전자(110)는 서로 마주하게 평행하게 배치된 두 개의 플레이트(111a)를 상호 결합하는 원통형 홀더(111b)로 구성된 로터케이스(111)와 로터케이스(111)의 플레이트(111a)에 매설되는 하나 이상의 영구자석(112)을 포함할 수 있다.

또한 회전자(110)는 회전 구동력을 외부로 전달하기 위한 회전축(113)을 구비하며, 회전축(113)은 플레이트(111)의 중앙부위에 고정되게 설치되며, 고정자(120)에 구비된 제1베어링(124)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다. 회전축(113)의 일측 말단에는 레졸버(130)를 구성하는 레졸버 로터(131)가 고정되게 설치될 수 있다.

고정자(120)는 회전자(110)를 수용하는 모터 하우징(121), 제2베어링(125)을 수용하는 베어링 홀더(122) 및 전자기장을 생성하도록 코일(123a)이 권선된 코어(123)로 구성될 수 있다.

모터 하우징(121)은 모터(100)의 외관을 이루는 것으로 전체적으로 장방형 박스형태를 가지며, 그 내부에서 생성되는 전자기장을 차폐함과 동시에 방열이 용이하도록 열전도성이 높은 금속성 재질로 제작될 수 있다.

본 실시예의 모터 하우징(121)은 제1베어링(124)이 설치되는 베어링홀(121a) 및 이 베어링홀(121a)에 대향하게 레졸버(130)가 장착되는 장착홀(121b)이 상하측에 각각 형성될 수 있으며, 베어링홀(121a)과 장착홀(121b)은 동일한 직경을 가질 수 있다.

모터 하우징(121)의 베어링홀(121a)에 설치되는 제1베어링(124)은 회전축(113)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로 일반적인 링형 볼베어링이 사용될 수 있으며, 볼베어링의 외주부는 모터 하우징(121)의 베어링홀(121a)에 고정되게 설치되고 볼베어링의 내주부는 회전축(113)의 상단부에 고정되게 설치될 수 있다.

베어링 홀더(122)는 모터 하우징(121)의 내측으로 연장되게 형성되며 회전축(113)을 회전 가능하게 지지하는 제2베어링(125)을 수용하기 위한 것으로, 전체적으로 중공 원통형상으로 제작되어 모터 하우징(121)의 장착홀(121b)에 고정되게 끼움 결합될 수 있다. 여기서 베어링 홀더(122)는 모터 하우징(121)의 내측으로 연장되어 회전자(110)의 원통형 홀더(111b)의 내부로 삽입될 수 있다.

또한, 베어링 홀더(122)는 회전축(113)의 중앙부위에 인접하게 제2베어링(125)이 배치될 수 있도록 연장되며, 제2베어링(125)에 대향하는 부위에 레졸버(130)의 레졸버 스테이터(132)가 고정되게 설치될 수 있다.

상술한 구성을 갖는 모터(100)에 있어서, 모터 레졸버 장착구조는 모터 하우징(121)의 내측으로 연장되게 형성된 베어링 홀더(122)와 모터 하우징(121)의 내부에 수용된 레졸버(130)로 구성될 수 있다.

즉, 본 실시예의 모터 레졸버 장착구조는 회전축(113)의 일단을 회전가능하게 지지하기 위한 제2베어링(125)이 설치되는 베어링 홀더(122)가 모터 하우징(121)의 내측으로 연장되고, 종래 기술의 하측 베어링이 설치되는 부위에 회전자(110)의 위치를 감지하기 위한 레졸버(130)를 배치함으로써, 모터(100)의 전체 부피가 증가하지 않고도 모터(100)에 레졸버(130)를 장착할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 모터 레졸버 장착구조에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

100 : 모터
110 : 회전자
111 : 로터케이스
111a : 플레이트
111b : 원통형 홀더
112 : 영구자석
113 : 회전축
120 : 고정자
121 : 모터 하우징
121a : 베어링홀
121b : 장착홀
122 : 베어링 홀더
123 : 코어
123a : 코일
124 : 제1베어링
125 : 제2베어링
130 : 레졸버

Claims

코일이 권선된 코어가 결합되는 모터 하우징을 포함하는 고정자 및 상기 코일에서 생성된 전자기장에 의해 회전되는 영구자석 및 회전축을 포함한 회전자를 포함하는 모터에 있어서,
상기 회전축의 중앙부위를 회전가능하게 지지하는 베어링 및 상기 회전축의 위치를 감지하는 레졸버가 상기 모터 하우징의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 모터 레졸버 장착구조.
청구항 1에 있어서,
상기 모터 하우징의 내부로 연장되며 일측부에 상기 베어링이 장착되고 타측부에 상기 레졸버가 설치되는 원통형 베어링 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 레졸버 장착구조.
영구자석 및 레졸버 로터가 설치된 회전축을 포함한 회전자;
상기 회전자를 회전시키는 전자기장을 생성하는 코일이 권선된 코어를 구비하며, 상기 회전축의 일측 말단을 회전가능하게 지지하는 제1베어링이 설치되는 베어링홀 및 상기 베어링홀에 대향하게 장착홀이 형성된 모터 하우징; 및
상기 모터 하우징의 장착홀에 결합되며 상기 회전축의 중앙부위를 회전가능하게 지지하는 제2베어링이 설치되고 상기 제2베어링에 대향하게 상기 레졸버 로터를 감지하는 레졸버 스테이터가 설치되는 원통형 베어링 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 레졸버 장착구조.
청구항 3에 있어서,
상기 베어링 홀더는 상기 제2베어링이 상기 회전축의 중앙부위를 지지하도록 상기 모터 하우징의 내부로 연장되는 것을 특징으로 하는 모터 레졸버 장착구조.
청구항 3에 있어서,
상기 베어링 홀더는 상기 모터 하우징의 장착홀에 끼움결합되며, 상기 장착홀에 인접한 부위에 상기 레졸버 스테이터가 고정되게 결합된 것을 특징으로 하는 모터 레졸버 장착구조.
청구항 5에 있어서,
상기 회전자는 상기 코어를 사이에 두고 평행하게 배치된 두 개의 고리형 플레이트 및 상기 플레이트를 서로 결합하는 중공 원통형 홀더를 포함하며, 상기 회전축은 상기 두 개의 플레이트 중 하나에 고정되게 결합되는 것을 특징으로 하는 모터 레졸버 장착구조.
청구항 6에 있어서,
상기 베어링 홀더는 상기 회전자의 원통형 홀더의 내부로 삽입되는 것을 특징으로 하는 모터 레졸버 장착구조.