KR20170016597A - 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 차량 주행의 안정성을 확보하기 위한 기술에 대한 것으로, 다수의 자기소자에 전원을 공급하는 전원단을 다수개로 분리형성함으로써, 회로상의 결함으로 인해 전원단이나 접지부가 훼손시에도 최소한의 홀소자는 구동이 가능하도록 하여 차량 주행시에 안전사고의 위험성을 현저하게 감소시킬 수 있도록 한다.

Description

모터{MOTOR}
본 발명의 실시예들은 차량 주행의 안정성을 확보하기 위한 기술에 대한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치로 별도의 동력으로 보조하는 조향장치가 사용된다.
기존에는 이와 같은 보조 조향장치를 유압을 이용한 장치로 사용하였으나, 최근에는 동력의 손실이 적고 정확성이 우수한 전동식 조향장치(Electronic Power Steering System)가 사용된다. 상기와 같은 전동식 조향장치(EPS)는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU, Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.
이러한 EPS 모터의 경우 인쇄회로기판에 실장되는 자기소자는 모터의 제어역할을 하는 ECU에 로터(회전자)의 위치 정보를 제공하게 되는데, 자기의 신호를 센싱하는 자기소자의 구동이 매우 필수적인 요소이나, 이러한 홀소자에 공급되는 전원 공급이 회로상의 결함으로 중단되거나 접지부가 훼손되는 경우에는 자기소자의 기능을 상실하게 되어 차량 주행중 안전사고의 위험으로 이어지게 되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 다수의 홀소자에 전원을 공급하는 전원단을 다수개로 분리형성함으로써, 회로상의 결함으로 인해 전원단이나 접지부가 훼손시에도 최소한의 홀소자는 구동이 가능하도록 하여 차량 주행시에 안전사고의 위험성을 현저하게 감소시킬 수 있는 모터를 제공할 수 있도록 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 모터 하우징; 상기 모터 하우징 내측에 설치되며, 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어에 권취되는 코일 및 상기 코일의 끝단에 결합되는 코일 단자를 포함하는 스테이터; 상기 스테이터 중심에 회전 가능하게 설치되는 로터; 상기 로터 상측에 설치되어, 상기 로터의 위치를 감지하는 마그네트 모듈; 상기 마그네트 모듈의 자기력을 감지하도록 상기 마그네트 모듈과 인접하여 배치되는 다수의 자기소자; 및 상기 자기소자가 실장되며, 상기 자기소자에 공급되는 전원이 각각 연결되는 복수 개의 전원단을 포함하는 인쇄회로기판;을 포함하며, 상기 다수의 자기소자에 연결되는 전원단이 적어도 2 이상 구비되는 모터를 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 자기소자에 전원을 공급하는 전원단을 다수개로 분리형성함으로써, 회로상의 결함으로 인해 전원단이나 접지부가 훼손시에도 최소한의 홀소자는 구동이 가능하도록 하여 차량 주행시에 안전사고의 위험성을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 기본 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에서의 인쇄회로기판의 구조를 도시한 비교 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 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 기본 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 1을 참조하면, 이는 전동조향장치에 적용되는 모터를 일예로 든 것으로, 모터 하우징(H) 및 상기 하우징(H)과 결합된 브라켓(30)이 마련된다. 상기 하우징(H)은 상면은 개방되고, 하면은 중앙부에 지지관(11)이 돌출된다. 그리고, 상기 브라켓(30)은 상기 하우징(H)의 상부에 결합되어 내부 공간을 형성한다.
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.
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(이하에서는, 센싱플레이트와 센싱마그네트를 포함하는 구조물을 '마그네트 모듈'이라 한다.). 그리고, 상기 브라켓(30)에는 인쇄회로기판(100)이 설치되고, 상기 인쇄회로기판(100)에는 상기 센싱 마그네트(50)를 대향하는 자기소자(110)가 설치될 수 있다. 상기 자기소자(110)는 상기 센싱 마그네트(50)가 회전된 정도를 감지하여 상기 센싱 마그네트(50)가 결합된 상기 센싱 플레이트(190) 및 상기 회전축(400)의 회전된 정도를 감지한다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 마그네트 모듈의 자기력을 감지하도록 상기 마그네트 모듈과 인접하여 배치되는 다수의 자기소자(110)를 구비하는 인쇄회로기판을 제공하되, 특히 상기 자기소자에 공급되는 전원이 각각 연결되는 복수 개의 전원단을 분리하여 배치하는 구조로 구현하는 인쇄회로기판(110)의 구조를 제공한다. 이를 통해 회로상의 결함으로 인해 전원단이나 접지부가 훼손시에도 최소한의 홀소자는 구동이 가능하도록 하여 차량 주행시에 안전사고의 위험을 방지할 수 있도록 한다.
이러한 인쇄회로기판(100)의 배치 구조를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판은 상술한 것과 같이, 다수의 홀소자에 전원을 공급하는 전원단의 회로배치 구조를 분리형성하는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 2의 구조는 본 발명의 실시예에 비교되는 비교구조로서, 인쇄회로기판(100) 상에 실장되는 다수의 자기소자(101, 102, 103, 104, 105)의 각각에 공급되는 전원을 인가하는 전원단(Vcc; 120)이 회로패턴을 통해 연결되어 있으며, 상기 전원단(120)은 하나의 접지(GND;130)를 통해 접지되는 구조로 구현할 수 있다. 그러나 이러한 구조는 회로패턴에 단락이 있거나, 접지단에 훼손이 발생하는 경우, 자기소자 전체에 전원공급이 중단되어 차량의 조향장치 등에 동작이 정지하거나 오작동하게 되는 치명적인 문제를 제공하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 도 3에 도시된 구조와 같이, 다수의 자기소자(111, 112, 113, 114, 115)를 인쇄회로기판(100)에 배치하는 구조는 동일하게 가져가되, 상기 자기소자를 몇개의 군으로 묶어 공급되는 전원단을 분리하여 배치하도록 회로설계를 변형하여 구현할 수 있도록 한다. 즉, 도 3에 도시된 구조와 같이, 우측에 3개의 자기소자(111, 112, 113)를 하나의 군으로 형성하고, 여기에 전원을 공급하는 제1전원단(VCC1;122)를 배치하고, 좌측에 2개의 자기소자(114, 115)에 전원을 공급하는 제2전원단(VCC2;124)를 배치하도록 한다. 즉, 자기소자에 공급되는 전원단을 분리형성하여 어느 하나의 회로패턴에 이상이 발생하더라도 모든 자기소자가 기능을 정지하는 것이 아니라, 나머지 하자가 없는 부분의 자기소자는 구동이 가능하도록 한다. 물론, 제1전원단(122)에 접지하는 제1접지전극(132), 제2전원단(124)에 접지하는 제2접지전극(134) 단자도 분리하여 형성하여 불량 위험성을 더욱 낮출 수 있도록 할 수 있다.
물론, 도 3의 실시예에서는 5개의 자기소자를 예로 들었으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 이외에도 다수의 자기소자가 배치될 수 있음은 당업자에게 자명할 것인바 설명은 생략하기로 한다. 다만, 다수의 자기소자에 연결되는 전원단 역시 다수개로 형성할 수 있다. 즉, 상기 전원단을 상호 인접하는 n개의 자기소자와 연결되는 제1전원단과 상기 n개의 자기소자와 분리되는 m개의 자기소자와 연결되는 제2전원단과 같이 형성하되, 3개 이상의 전원단으로도 구현이 가능하다.(단, n,m은 자연수이다.) 아울러 본 발명의 자기소자는 홀소자를 적용할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 구비한 EPS 모터의 다른 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 구비한 모터는 도 1에서 상술한 것과 같이, 모터 하우징 (H) 및 상기 하우징(H)과 결합된 브라켓(30)이 마련된다. 상기 하우징( H)은 상면은 개방되고, 하면은 중앙부에 지지관(11)이 돌출된다. 그리고, 상기 브라켓(30)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 기구물(60)과 결합된상기 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(110) 사이에 배치된 스테이터 코어(200)와, 상기 스테이터 코어(200)에 권선된 코일(C)을 포함한다.
아울러, 그리고, 상기 브라켓(30)에는 인쇄회로기판(100)이 설치되고, 상기 인쇄회로기판(100)에는 다수의 자기소자(110)가 설치될 수 있으며, 이 경우 자기소자(110)는 상기 센싱 마그네트(50)가 회전된 정도를 감지하여 상기 센싱 마그네트(50)가 결합된 상기 센싱 플레이트(190) 및 상기 회전축(400)의 회전된 정도를 감지한다. 특히, 이 경우 다수의 자기소자에 전원을 공급하는 전원단을 다수개로 분리형성함으로써, 회로상의 결함으로 인해 전원단이나 접지부가 훼손시에도 최소한의 홀소자는 구동이 가능하도록 하여 차량 주행시에 안전사고의 위험성을 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.
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.
100: 인쇄회로기판
110, 111, 112, 113, 114, 115: 자기소자
120, 122, 124: 전원단
130, 132, 134: 접지단

Claims (6)

  1. 모터 하우징;
    상기 모터 하우징 내측에 설치되며, 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어에 권취되는 코일 및 상기 코일의 끝단에 결합되는 코일 단자를 포함하는 스테이터;
    상기 스테이터 중심에 회전 가능하게 설치되는 로터;
    상기 로터 상측에 설치되어, 상기 로터의 위치를 감지하는 마그네트 모듈;
    상기 마그네트 모듈의 자기력을 감지하도록 상기 마그네트 모듈과 인접하여 배치되는 다수의 자기소자; 및
    상기 자기소자가 실장되며, 상기 자기소자에 공급되는 전원이 각각 연결되는 복수 개의 전원단을 포함하는 인쇄회로기판;을 포함하며,
    상기 다수의 자기소자에 연결되는 전원단이 적어도 2 이상 구비되는 모터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원단은,
    상호 인접하는 n개의 자기소자와 연결되는 제1전원단;과
    상기 n개의 자기소자와 분리되는 m개의 자기소자와 연결되는 제2전원단;
    을 포함하는 모터.
    (단, n,m은 자연수이다.)
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1전원단과 연결되는 제1접지전극;과
    상기 제2전원단과 연결되는 제2접지전극;을 더 포함하는 모터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극은 상호 이격되는 모터.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기소자는 Hall소자인 모터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 모터는 전동식 조향장치(EPS;Electronic Power Steering System)에 적용되는 모터.
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