KR20170006535A

KR20170006535A - 모터

Info

Publication number: KR20170006535A
Application number: KR1020150097284A
Authority: KR
Inventors: 박경상; 김진호; 구창모
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2017-01-18
Also published as: KR102499547B1

Abstract

실시 예는, 하우징; 상기 하우징에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측에 배치되고, 내부가 빈 원통 형상을 갖는 로터; 상기 로터의 내부를 관통하는 회전축; 상기 로터의 일단을 지지하는 제1베어링; 및 상기 제1베어링의 상단에 배치되고, 상기 회전축과 함께 회전하는 센서모듈을 포함하는 모터를 개시한다.

Description

모터{MOTOR}

실시 예는 모터에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 하우징의 내주면에 스테이터가 배치되고 스테이터 중앙에는 로터가 배치된다. 로터는 스테이터와의 전자기적 상호작용에 따라 회전하여 외부에 동력을 전달한다.

모터의 내측에는 자기소자를 포함하는 검출부가 배치된다. 검출부는 로터와 함께 회전하는 센서모듈의 자기력을 감지하여 로터의 위치를 파악할 수 있다.

그러나, 센서모듈을 로터에 장착하는 경우 복수 개의 부품이 필요하고, 버스바와 같은 부품의 설치 공간이 협소해지는 문제가 있다.

실시 예는 센서모듈의 조립이 용이한 모터를 제공한다.

일 실시예에 따른 모터는 하우징; 상기 하우징에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측에 배치되고, 내부가 빈 원통 형상을 갖는 로터; 상기 로터의 내부를 관통하는 회전축; 상기 로터의 일단을 지지하는 제1베어링; 및 상기 제1베어링의 상단에 배치되고, 상기 회전축과 함께 회전하는 센서모듈을 포함한다.

상기 로터는, 내부가 빈 원통 형상의 로터 코어; 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 로터 마그네트를 포함할 수 있다.

상기 로터 코어는 외주면에 상기 로터 마그네트가 배치되는 몸체, 및 상기 몸체에서 축방향으로 연장되어 상기 제1베어링에 지지되는 돌출부를 포함할 수 있다.

상기 센서모듈은 복수 개의 센싱 마그네트가 배치되는 센싱 플레이트, 및 상기 돌출부와 결합하는 홀더부를 포함할 수 있다.

상기 회전축은 상기 로터 및 센서모듈을 관통하여 노출되는 고정부를 포함할 수 있다.

상기 고정부에 결합되어 상기 센서모듈을 고정하는 스토퍼를 포함할 수 있다.

상기 돌출부의 높이는 상기 제1베어링의 높이보다 높을 수 있다.

상기 돌출부와 상기 홀더부는 나사 결합할 수 있다.

상기 센서모듈은 상기 회전축의 일단에 고정될 수 있다.

상기 로터의 내부에 배치되고, 상기 회전축의 회전에 의해 직선 운동하는 운동부재를 포함할 수 있다.

상기 하우징에 결합하고 상기 제1베어링을 지지하는 제1커버를 포함할 수 있다.

상기 센서모듈의 상단에 배치된 회로기판을 포함할 수 있다.

실시 예에 따르면, 센서모듈의 장착에 필요한 부품(텐션 와셔 등)을 생략할 수 있어 조립이 용이하고 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

또한, 센서모듈을 육안으로 확인할 수 있어 조립성이 우수해진다.

또한, 모터의 부품(버스바 등)을 배치할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 사시도이고,
도 2는 도 1의 A-A 방향 단면도이고,
도 3은 도 1의 센서모듈의 사시도이고,
도 4는 도 1의 센서모듈을 다른 각도에서 본 사시도이고,
도 5는 도 2의 일부 분해도이고,
도 6은 도 2의 B부분 확대도이고,
도 7은 도 1의 로터, 회전축, 및 센서모듈의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 도 7의 변형예이고,
도 9는 도 1의 커버를 삭제한 모터의 사시도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 시스템의 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 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.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 방향 단면도이고, 도 3은 도 1의 센서모듈의 사시도이고, 도 4는 도 3의 센서모듈을 다른 각도에서 본 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 실시 예에 따른 모터는, 하우징(110), 하우징(110)에 배치되는 스테이터(130), 스테어터의 내측에 배치되는 로터(120), 로터(120)의 내부를 관통하는 회전축(140), 로터(120)의 일단을 지지하는 제1베어링(164), 회전축(140)에 결합하는 스토퍼(143), 및 제1베어링(164)의 상단에 배치된 센서모듈(180)을 포함한다.

하우징(110)은 내부에 스테이터(130)와 로터(120)가 수용되는 공간이 형성된다. 하우징(110)은 제1커버(150) 및 제2커버(161)와 결합할 수 있다. 하우징(110)의 타 측에는 제2베어링(165)이 배치될 수 있다. 하우징(110)의 측면에는 외부 전원 또는 컨트롤 유닛과 연결되는 커넥터부(190)가 배치될 수 있다.

하우징(110)은 딥 드로잉(Deep Drawing) 에 의해 제작될 수 있다. 딥 드로잉(Deep Drawing)은 철(Steel) 재질의 판재를 가압하여 소정의 형상을 제작하는 방법이다. 그러나, 하우징(110)의 제작 방법은 이에 한정하지 않는다.

스테이터(130)는 스테이터 코어에 코일이 감긴 공지된 형상일 수 있다.

스테이터(130)는 일체형 스테이터 코어에 코일이 권선되거나, 복수 개의 분할 코어에 코일이 권선될 수 있다. 복수 개의 분할 코어를 이용하는 경우 버스바에 의해 3상 회로를 구성할 수 있다.

로터(120)는 내부가 빈 원통 형상일 수 있다. 로터(120)의 내부에는 회전축(140)과 운동부재(170)가 배치될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 로터(120)는 내부가 빈 원통 형상의 로터 코어(121), 및 로터 코어(121)의 외주면에 배치되는 적어도 하나의 로터 마그네트(122)를 포함한다. 로터(120)는 제1베어링(164)과 제2베어링(165)에 의해 회전이 지지될 수 있다.

회전축(140)은 로터(120)의 내부를 관통하여 배치되고, 외주면에 나사산(141)이 형성된다. 회전축(140)은 로터(120)의 외부로 돌출된 고정부(142)를 포함한다. 회전축(140)은 로터(120)와 일체로 회전한다.

운동부재(170)는 내주면에 나사산(171)이 형성되어 회전축(140)과 볼 스크류 결합할 수 있다. 따라서, 회전축(140)의 회전에 의해 운동부재(170)는 직선 운동할 수 있다. 운동부재(170)는 너트(nut) 형상일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 일 예로, 운동부재(170)는 브레이크 시스템의 마스터 실린더에 체결될 수 있다. 따라서, 모터의 회전시 운동부재(170)는 마스터 실린더를 가압할 수 있다.

제1베어링(164)은 제1커버(150)에 배치되어 로터(120)의 회전을 지지할 수 있다. 고정부재(167)는 제1커버(150)의 내측에 삽입되어 제1베어링(164)을 구속할 수 있다. 고정부(142)재는 원판 형상일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.

센서모듈(180)은 로터(120)와 일체로 회전한다. 센서모듈(180)은 제1베어링(164)의 상단에 배치될 수 있다. 회로기판(191)은 센서모듈(180)의 상단에 배치되고, 적어도 하나의 자기소자가 배치되어 센서모듈(180)의 자속 변화를 측정할 수 있다. 센서모듈(180)의 자속 변화를 감지하는 경우 로터(120)의 회전 각도를 계산할 수 있다. 자기소자는 홀 IC(Hall IC)일 수 있다.

제2커버(161)상에는 제1커버(150)가 배치될 수 있다. 하우징(110)과 제1커버(150) 사이, 및 제1커버(150)와 제2커버(161) 사이에는 복수 개의 실링 부재(162, 163)가 배치될 수 있다. 따라서, 로터(120) 내부에 유입된 오일이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 실링 부재(162, 163)는 링 형상일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.

도 3과 도 4를 참고하면, 센서모듈(180)은 원판 형상의 센싱 플레이트(184), 센싱 플레이트(184)상에 배치된 복수 개의 센싱 마그네트(182, 183), 및 센싱 플레이트(184)에 연결되는 홀더부(185)를 포함한다.

센싱 플레이트(184)는 중앙에 형성된 제1홀(181)을 포함하고, 홀더부(185)는 제1홀(181)과 연결되는 제2홀(186)을 포함한다. 제1홀(181)의 형상은 원형 이외에도 다양한 다각형 형성이 모두 적용될 수 있다.

센싱 마그네트(182, 183)는 센싱 플레이트(184)의 형상과 대응되는 원판 형상으로 형성될 수 있다. 센싱 마그네트(182, 183)는 중앙에 배치되는 복수 개의 메인 마그네트(182), 및 가장자리에 배치되는 복수 개의 서브 마그네트(183)를 포함할 수 있다.

메인 마그네트(182)의 개수(극수)는 로터 마그네트의 개수(극수)와 동일하게 배치될 수 있다. 서브 마그네트(183)는 메인 마그네트(182)보다 많은 개수(극수)를 포함할 수 있다. 서브 마그네트(183)는 복수 개의 메인 마그네트(182)의 극을 더 세분화할 수 있다. 따라서, 로터(120)의 회전 각도를 더욱 정밀하게 측정할 수 있다.

제2홀(186)의 직경은 제1홀(181)의 직경보다 클 수 있다. 제1홀(181)은 회전축(140)의 고정부(142)가 탄성 결합될 수 있는 정도의 직경을 가질 수 있다. 제2홀(186)은 로터(120)의 일단이 결합될 수 있는 정도의 직경을 가질 수 있다.

도 5는 도 2의 일부 분해도이고, 도 6은 도 2의 B부분 확대도이고, 도 7은 도 1의 로터, 회전축, 및 센서모듈의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7의 변형예이다.

도 5 내지 도 7을 참고하면, 로터 코어(121)는 몸체(124) 및 몸체(124)에서 축방향으로 돌출된 돌출부(123)를 포함할 수 있다. 몸체(124)는 회전축(140) 및 운동부재(170)가 내부에 배치될 수 있을 정도의 제1공간(W1)이 형성되고 외주면에는 로터 마그네트(122)가 배치될 수 있다. 돌출부(123)는 회전축(140)이 삽입될 수 있는 정도의 제2공간(W2)이 형성될 수 있다. 회전축(140)의 고정부(142)는 돌출부(123)를 관통하여 외측으로 노출될 수 있다.

제1커버(150)는 제1베어링(164)이 수용되는 돌출턱(151)이 형성될 수 있다. 제1베어링(164)은 고정부재(167)에 의해 제1커버(150)의 돌출턱(151)에 고정될 수 있다. 로터(120)의 돌출부(123)는 제1베어링(164)에 삽입된다.

센서모듈(180)은 돌출부(123)의 외주면에 삽입될 수 있다. 제1홀(181)의 내주면에는 축방향으로 복수 개의 돌기(미도시)가 연장 형성되고, 돌출부(123)의 외주면에는 돌기가 삽입되는 슬릿(미도시)이 형성될 수 있다. 또는, 제1홀(181)의 내주면에 복수 개의 슬릿이 형성되고, 돌출부(123)의 외주면에 돌기가 형성될 수도 있다. 이러한 구성에 의하면 센서모듈(180)과 회전축(140)의 슬립을 방지할 수 있다.

센서모듈(180)의 제1홀(181)은 제2홀(186) 측으로 갈수록 좁아지게 형성되어 스토퍼(143)의 삽입 공간을 마련할 수 있다. 스토퍼(143)가 고정부(142)에 탄성 결합되면, 센서모듈(180)은 돌출부(123) 및 고정부(142)에 고정될 수 있다. 따라서, 1번의 압입 공정으로 센서모듈(180), 로터(120), 및 회전축(140)을 고정할 수 있다.

돌출부(123)의 높이(h1)는 제1베어링의 높이(h2)보다 높을 수 있다. 따라서, 돌출부(123)는 제1베어링(164)을 기준으로 축방향으로 돌출되어 센서모듈(180)의 홀더부(185)와 결합할 수 있다.

도 8을 참고하면, 돌출부(123)의 외주면에는 나사산(123a)이 형성되고, 홀더부(185)의 내주면에는 나사산(185)이 형성될 수 있다. 따라서, 센서모듈(180)과 로터(120)는 나사 결합될 수 있다. 이러한 구성에 의해 센서모듈(180)과 로터(120)의 결합력은 향상될 수 있다.

도 9를 참고하면, 센서모듈(180)이 상단에 배치되어 모터 조립시 육안으로 센서모듈(180)을 확인할 수 있다. 따라서, 조립성이 용이해질 수 있다. 또한, 센서모듈(180)이 제1베어링의 상단에 배치되므로 버스바의 설치 공간이 확보될 수 있다. 또한, 센서모듈(180)를 크게 제작하여 정확한 로터(120) 회전각을 검출하거나, 사이즈를 줄여 공간 절약이 가능해질 수 있다.

센서모듈(180)의 회전시 회로기판(191)에 배치된 자기소자(194)는 로터(120)의 회전각도를 산출할 수 있다. 회로기판(191)은 연성인쇄회로기판(192)에 의해 커넥터부(190)와 연결될 수 있다.

도 10을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 브레이크 시스템(60)은 차량의 페달(10)로부터 조작 신호를 수신하는 컨트롤 유닛(20), 컨트롤 유닛(20)의 제어 신호에 따라 모터(100)에 3상 전원을 인가하는 구동 유닛(30), 입력된 3상 전원에 의해 회전하여 마스터 실린더(40)를 가압하는 모터(100)를 포함할 수 있다.

컨트롤 유닛(20)은 전자 제어 유닛(ECU)일 수 있고, 구동 유닛(30)은 인버터일 수 있다. 컨트롤 유닛(20)은 페달(10)의 조작 신호에 맞게 모터의 토크를 결정하고 제어 신호를 구동 유닛(30)에 출력할 수 있다.

구동 유닛(30)은 배터리의 직류 전원을 3상 전원으로 변환하여 모터(100)에 인가할 수 있다. 마스터 실린더(40)가 가압됨으로써 차량 휠(50)의 속도는 감속될 수 있다.

110: 하우징
120: 로터
130: 스테이터
140: 회전축
143: 스토퍼
150: 제1커버
180: 센서모듈

Claims

하우징;
상기 하우징에 배치되는 스테이터;
상기 스테이터의 내측에 배치되고, 내부가 빈 원통 형상을 갖는 로터;
상기 로터의 내부를 관통하는 회전축;
상기 로터의 일단을 지지하는 제1베어링; 및
상기 제1베어링의 상단에 배치되고, 상기 회전축과 함께 회전하는 센서모듈을 포함하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 로터는,
내부가 빈 원통 형상의 로터 코어; 및
상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 로터 마그네트를 포함하는 모터.
제2항에 있어서,
상기 로터 코어는 외주면에 상기 로터 마그네트가 배치되는 몸체, 및 상기 몸체에서 축방향으로 연장되어 상기 제1베어링에 지지되는 돌출부를 포함하는 모터.
제3항에 있어서,
상기 센서모듈은 복수 개의 센싱 마그네트가 배치되는 센싱 플레이트, 및 상기 돌출부와 결합하는 홀더부를 포함하는 모터.
제4항에 있어서,
상기 회전축은 상기 로터 및 센서모듈을 관통하여 노출되는 고정부를 포함하는 모터.
제5항에 있어서,
상기 고정부에 결합되어 상기 센서모듈을 고정하는 스토퍼를 포함하는 모터.
제4항에 있어서,
상기 돌출부의 높이는 상기 제1베어링의 높이보다 높은 모터.
제4항에 있어서,
상기 돌출부와 상기 홀더부는 나사 결합하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 센서모듈은 상기 회전축의 일단에 고정되는 모터.
제1항에 있어서,
상기 로터의 내부에 배치되고, 상기 회전축의 회전에 의해 직선 운동하는 운동부재를 포함하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 하우징에 결합하고 상기 제1베어링을 지지하는 제1커버를 포함하는 모터.
제11항에 있어서,
상기 센서모듈의 상단에 배치된 회로기판을 포함하는 모터.