KR20160139825A

KR20160139825A - 모터

Info

Publication number: KR20160139825A
Application number: KR1020150075387A
Authority: KR
Inventors: 김용주
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-12-07
Also published as: CN106195032B; KR102355645B1; JP6895225B6; JP2016226260A; CN106195032A; US20160352184A1; JP6895225B2; US10305346B2

Abstract

본 발명의 실시예는 소음을 감소할 수 있는 모터의 구조에 관한 것으로, 모터 하우징; 상기 모터 하우징에 설치되며, 헤드부에서 돌출되는 투스(tooth)를 가지는 단위 스테이터 코어를 다수개 포함하는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일을 포함하는 스테이터; 및 상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 마그네트 모듈을 포함하는 로터; 상기 모터 하우징의 상부에 배치되며, 회전축을 지지하는 베어링과 베어링 안착부를 포함하는 브라켓; 및 상기 브라켓의 상부에 배치되며, 외부의 장비와 연결되는 커플러;를 포함하며, 상기 커플러는 외주면에 상기 브라켓과 접촉하는 지지돌기부가 마련되는 모터를 제공할 수 있도록 한다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명의 실시예는 소음을 감소할 수 있는 모터의 구조에 관한 것이다.

모터는 스테이터와 로터의 상호 작용에 의해 구동력을 구현하는 장치이다. 이러한 모터로는 직류식인 가변전압 전동기와 교류식인 3상 유도 전동기로 구분되기도 한다. 일예로 엘리베이터 또는 차량 등의 장비에 견인력을 구현하는 권상전동기(traction motor), 나아가 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위해 전동식조향장치(Electronic Power Streeing System}가 사용된다.

이들 중 전동식 조향장치(EPS)를 예를 들면, 이는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다. 이러한 EPS시스템은 운전자가 조향을 하기 위해 핸들을 조작하는 토크를 모터가 보조하여 줌으로써, 보다 적은 힘으로 조향작업을 할 수 있도록 한다.

이 경우, 상기 모터는 조향축과 같은 매개체와 모터의 회전축을 결합시키는 커플러와 같은 구성요소를 구비하게 되는데, 이러한 커플러는 회부 장비와 결합시 하부에 강한 압력이 가해져 회전축을 지지하는 베어링을 압박하여 소음이 발생하게 되는 요인으로 작용하게 된다.

본 발명의 실시예는, 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히, 외부의 장비와 연결되는 커플러의 하단에 돌출형 구조의 지지돌기부를 마련하고, 상기 지지돌기부의 형성 위치를 베어링의 안착부 외각인 브라켓 부분과 어라인되도록 하여, 커플러가 하부 방향으로 강한 압박력을 가하더라도, 상기 지지돌기부가 브라켓에 먼저 접촉하게 되어 베어링의 파손을 막고, 소음발생을 미연에 방지할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에서는 상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 모터 하우징; 상기 모터 하우징에 설치되며, 헤드부에서 돌출되는 투스(tooth)를 가지는 단위 스테이터 코어를 다수개 포함하는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일을 포함하는 스테이터; 및 상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 마그네트 모듈을 포함하는 로터; 상기 모터 하우징의 상부에 배치되며, 회전축을 지지하는 베어링과 베어링 안착부를 포함하는 브라켓; 및 상기 브라켓의 상부에 배치되며, 외부의 장비와 연결되는 커플러;를 포함하며, 상기 커플러는 외주면에 상기 브라켓과 접촉하는 지지돌기부가 마련되는 모터를 제공할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 외부의 장비와 연결되는 커플러의 하단에 돌출형 구조의 지지돌기부를 마련하고, 상기 지지돌기부의 형성 위치를 베어링의 안착부 외각인 브라켓 부분과 어라인되도록 하여, 커플러가 하부 방향으로 강한 압박력을 가하더라도, 상기 지지돌기부가 브라켓에 먼저 접촉하게 되어 베어링의 파손을 막고, 소음발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 전체적인 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커플러의 형상을 설명하기 위한 요부 개념도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터는, 모터 하우징(H)과 상기 모터 하우징(H)에 설치되며, 헤드부에서 돌출되는 투스(tooth)를 가지는 단위 스테이터 코어를 다수개 포함하는 스테이터, 인슐레이터 및 코일을 포함하는 스테이터(200) 및 상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 마그네트 모듈을 포함하는 로터(300) 및 상기 모터 하우징의 상부에 배치되며, 회전축을 지지하는 베어링(130)과 베어링 안착부를 포함하는 브라켓(110)을 포함하여 구성된다. 특히, 본 발명의 실시예에서는, 외부 장비의 조향축(미도시)와 모터의 회전축(400)을 연결하는 커플러(60)를 구비하여 동력을 전달할 수 있도록 한다.

상기 커플러(60)은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 외부의 장비와 체결되는 요입홈을 포함하는 제1체결부를 포함하는 외부몸체(61)와 상기 제1체결부의 하부로 돌출되며, 상기 모터의 회전축과 결합하는 제2체결부(62)를 포함하여 구성된다. 이 경우, 외부의 동력전달 대상이 되는 장비, 이를테면, MDPS 시스템에 모터를 체결하면서, 상기 커플러를 매개로 체결이 이루어지는 경우, 모터의 축방향으로 강한 체결력(최대 30kgf)이 인가되며, 상기 커플러(60)의 제2체결부(62)와 이격공간(x)을 이루며 배치되는 베어링(32)를 강하게 압박하게 되어, 베어링(32)를 손상시키거나 베어링과의 마찰이 발생해 모터 구동시 소음이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는, 도 3에 도시된 것과 같이, 커플러(60)의 외주면에 상기 브라켓과 접촉하는 지지돌기부(63)를 구현하여 이러한 문제를 해소할 수 있도록 한다.

구체적으로는, 본 발명의 실시예에 따른 커플러의 구조는, 도 1의 모터구조에 도 3의 커플러(60)를 적용하는 것을 예로 들면, 외부의 장비와 체결되는 요입홈을 포함하는 제1체결부(60a)를 포함하는 외부몸체(61)를 구비하며, 상기 제1체결부의 하부로 돌출(60a)되며, 상기 모터의 회전축(400)과 결합하는 제2체결부(62)를 포함하며, 특히 상기 외부몸체의 하부에서 연장되어 돌출되며, 상기 제2체결부(62)와 이격되는 지지돌기부(63)가 배치되는 구조로 구현할 수 있도록 한다.

상기 지지돌기부(63)는 상기 커플러(60)이 외부 시스템과 체결시 발생하는 가압력이나 외부 시스템의 하중에 의한 압력에 이해 커플러(60) 하부의 제2체결부(62)가 도 1의 베어링(32)를 직접 가압하지 않도록 하는 작용을 한다. 이를 위해, 상기 지지돌기부(63)은 상기 제2체결부(62)의 말단보다 하부로 더 돌출되는 구조로 구현될 수 있도록 한다. 이를 통해, 상기 커플러(60)이 도 1의 배치 구조에서 하부로 가압에 의해 밀리게 되는 경우, 제2체결부(62) 말단보다 먼저 브라켓(30)의 표면에 상기 지지돌기부(63)의 말단이 접촉하도록 해, 베어링 자체에 제2체결부(62)가 접촉하지 못하도록 한다.

따라서, 상기 커플러(60)가 상기 모터상에 배치되는 경우, 결합되는 위치는, 도 3의 지지돌기부(63)가 도 1의 브라켓(30)의 표면이나 베어링 안착부의 돌기(20)와 같은 브라켓의 외표면에 대응되는 위치에 배치될 수 있도록 한다. 즉, 상기 커플러의 결합위치는, 상기 지지돌기부의 수직 하부 방향에 상기 베어링이 배치되는 개소 이외의 브라켓 표면이 대응되도록 한다.

이러한 일 예로서는, 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 지지돌기부(63)의 구현 위치를 상기 외부 몸체(61)의 최외각영역에서 연장되는 구조로 구현될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 상기 지지돌기부의 형성 위치를 베어링의 안착부 외각인 브라켓 부분과 어라인되도록 하여, 커플러가 하부 방향으로 강한 압박력을 가하더라도, 상기 지지돌기부가 브라켓에 먼저 접촉하게 되어 베어링의 파손을 막고, 소음발생을 미연에 방지할 수 있도록 한다.

이하에서는, 도 3의 커플러(60)를 포함하는 모터의 다른 구성의 작용을 도 1을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 베어랑 안착부를 적용한 모터는, 본 설명에서는, 전동 파워 스티어링용(EPS) 모터를 예로하여 대해 설명하도록 한다. 다만, 실시예에 따른 브라켓이 적용되는 모터는 엘리베이터 또는 차량 등의 장비에 견인력을 구현하는 권상전동기(traction motor)등 다양한 모터에 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터는, 모터 하우징(H) 및 상기 하우징(H)과 결합된 상술한 도 3의 구조와 같은 커플러(60)가 결합된다.

상기 하우징(H)은 상면은 개방되고, 하면은 중앙부에 지지관(11)이 돌출된다. 그리고, 상기 브라켓(110)은 상기 하우징(H)의 상부에 결합되어 내부 공간을 형성한다. 상기 지지관(11)에는 제1 베어링(31)이 설치되고, 상기 브라켓(30)에는 제2 베어링(32)이 설치된다. 상기 제1 베어링(31) 및 제2 베어링(32)에는 회전축(400;샤프트)이 접촉 지지되는데, 상기 회전축(400)의 상부는 상기 제2 베어링(32)에 의해 지지되고 상기 회전축(400)의 하부는 상기 제1 베어링(31)에 의해 지지된다.

상기 회전축(400)의 상단부는 상기 브라켓(30)을 관통하여 상측으로 돌출되고, 조향축(미도시)과 연결되는 본 발명의 실시예에 따른 커플러(60)와 결합된다.

이 경우, 상기 커플러(60)은 도 3에서 상술한 것과 같이, 하부에 지지돌기부를 구비하는 구조로 구현되며, 상기 지지돌기부의 수직 하부의 방향에는 브라켓의 표면과 대응될 수 있도록 한다. 나아가, 상기 지지돌기부(63)의 길이는 도 3에서의 제2체결부(62) 보다 더 길게 형성될 수 있도록 한다.

상기 하우징(H) 내부에는 스테이터와 로터가 설치된다. 상기 로터는 상기 회전축(400)과 결합되는 로터 코어(320)와, 상기 로터 코어(320)의 외주면에 결합되는 마그네트(310)를 포함한다. 본 실시예에서는 마그네트가 로터코어의 외주면에 결합하는 구조를 예로 들었으나, 이와는 달리 로터코어 내부에 마그네트가 삽입되는 구조로 구현된 구조를 적용할 수도 있다. 그리고, 상기 스테이터는 상기 마그네트(310)와 하우징(H) 사이에 배치된 스테이터 코어(200)와, 상기 스테이터 코어(200)에 권선된 코일(230)을 포함한다.

상술한 구조에서 상기 스테이터에서 발생되는 자기장과, 상기 로터에서 발생되는 전기장이 서로 작용하여 상기 회전축(400)이 회전된다.

한편, 상기 회전축(400)에는 센싱 플레이트(190)가 결합되어 상기 회전축(400)과 함께 회전하고, 상기 센싱 플레이트(190)에는 센싱 마그네트(50)가 설치된다. 그리고, 상기 브라켓(30)에는 회로기판(10)이 설치되고, 상기 회로기판(10)에는 상기 센싱 마그네트(50)를 대향하는 센싱 소자(20)가 설치될 수 있다. 상기 센싱 소자(20)는 상기 센싱 마그네트(50)가 회전된 정도를 감지하여 상기 센싱 마그네트(50)가 결합된상기 센싱 플레이트(190) 및 상기 회전축(400)의 회전된 정도를 감지한다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 조향축 체결방향
30: 브라켓
32: 베어링
60: 커플러
61: 외부 몸체
60a: 제1체결부
62: 제2체결부
63: 지지돌기부

Claims

모터 하우징;
상기 모터 하우징에 설치되며, 헤드부에서 돌출되는 투스(tooth)를 가지는 단위 스테이터 코어를 다수개 포함하는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일을 포함하는 스테이터; 및
상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 마그네트 모듈을 포함하는 로터;
상기 모터 하우징의 상부에 배치되며, 회전축을 지지하는 베어링과 베어링 안착부를 포함하는 브라켓; 및
상기 브라켓의 상부에 배치되며, 외부의 장비와 연결되는 커플러;를 포함하며,
상기 커플러는 외주면에 상기 브라켓과 접촉하는 지지돌기부가 마련되는 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 커플러는,
상기 외부의 장비와 체결되는 요입홈을 포함하는 제1체결부를 포함하는 외부몸체;
상기 제1체결부의 하부로 돌출되며, 상기 모터의 회전축과 결합하는 제2체결부;
상기 외부몸체의 하부에서 연장되어 돌출되며, 상기 제2체결부와 이격되어 상기 지지돌기부가 배치되는 모터.
청구항 2에 있어서,
상기 제2체결부의 말단보다 상기 지지돌기부의 말단이 더 돌출되는 길이는 구비하는 모터.
청구항 3에 있어서,
상기 커플러의 결합위치는,
상기 지지돌기부의 수직 하부 방향에 상기 베어링이 배치되는 개소 이외의 브라켓 표면이 대응되는 모터.
청구항 4에 있어서,
상기 지지돌기부는,
상기 외부몸체의 최외각 영역에서 연장되어 형성되는 모터.