KR20170054907A - 모터용 샤프트 조립체 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트 및 상기 샤프트의 끝단면에 결합하는 일체로 센싱 마그넷을 포함하고, 상기 센싱 마그넷의 직경은 상기 샤프트의 끝단면의 직경보다 작게 형성되어, 상기 샤프트의 끝단면 상에서 축방향 지지면을 형성하는 모터용 샤프트 조립체를 제공하여. 접착제를 이용한 접착 공정이나 압입 공정 없이 센싱 마그넷과 샤프트의 결합성과 조립성을 확보할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

모터용 샤프트 조립체 및 이를 포함하는 모터{Shaft assembly for motor and motor having the same}

본 발명은 모터용 샤프트 조립체 및 이를 포함하는 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 센싱 마그넷을 포함하는 모터용 샤프트 조립체 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.

일반적으로, 모터는 로터와 스테이터의 전자기적 상호작용에 의해 로터가 회전하게 된다. 이때, 로터에 삽입된 샤프트도 회전하게 되어 회전 구동력을 발생시킨다.

또한, 모터의 내측에는 자기소자를 포함하는 검출부가 배치된다. 자기소자는 로터와 회전 연동 가능하게 설치된 센싱 마그넷의 자기력을 감지하여 로터의 현재 위치를 파악한다.

일반적으로 센싱 마그넷은 접착제 등을 이용하여 샤프트에 바로 고정될 수 있다. 그러나, 이러한 방식은 접착 공정의 관리가 정확하게 이루어지기가 힘들고 센싱 마그넷의 이탈 가능성이 있다.

이를 방지하기 위하여 압입을 통해 센싱 마그넷을 샤프트에 고정하는 방안이 있으나, 이는 압입으로 인하여 칩이 발생하고 이 때문에 쇼트가 발생할 수 있는 점, 또는 과도한 압입으로 변형이 발생할 수 있는 점, 이와 반대로 너무 느슨하게 압입되는 경우, 센싱 마그넷과 샤프트 사이에서 슬립이 발생할 수 있는 점과 같은 문제점이 발생할 수 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접착제를 이용한 접착 공정이나 압입 공정 없이 센싱 마그넷과 샤프트의 결합성과 조립성을 확보할 수 있는 모터용 샤프트 조립체 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 샤프트 및 상기 샤프트의 끝단면에 결합하는 일체로 센싱 마그넷을 포함하고, 상기 센싱 마그넷의 직경은 상기 샤프트의 끝단면의 직경보다 작게 형성되어, 상기 샤프트의 끝단면 상에서 축방향 지지면을 형성하는 모터용 샤프트 조립체를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 샤프트는 상기 샤프트의 끝단면의 직경보다 작게 형성되며, 상기 끝단면에서 축방향으로 돌출되어 상기 마그넷이 결합하는 보스부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 마그넷은 상기 보스부의 끝단면에 결합할 수 있다.

바람직하게는, 상기 마그넷의 직경은 상기 보스부의 직경보다 작게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 보스부는 끝단면에서 돌출되어 센싱 마그넷이 안착되는 마그넷안착부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 축중심을 기준으로 마그넷을 정렬하는 지지핀을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 지지핀은 둘레에서 돌출되어 형성되어 상기 센싱 마그넷의 축방향 이탈을 방지하는 이탈방지부를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 스테이터와, 상기 스테이터 내측에 배치되는 로터 및 상기 로터에 결합하는 샤프트 및 상기 샤프트의 끝단면에 일체로 결합하는 센싱 마그넷을 포함하고, 상기 센싱 마그넷의 직경은 상기 샤프트의 끝단면의 직경보다 작게 형성되어, 상기 샤프트의 끝단면 상에서 축방향 지지면을 형성하는 샤프트 조립체를 포함하는 모터를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 상기 샤프트는 상기 샤프트의 끝단면의 직경보다 작게 형성되며, 상기 끝단면에서 축방향으로 돌출되어 상기 마그넷이 결합하는 보스부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 상기 마그넷은 상기 보스부의 끝단면에 결합할 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 상기 마그넷의 직경은 상기 보스부의 직경보다 작게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 상기 보스부는 끝단면에서 돌출되어 센싱 마그넷이 안착되는 마그넷안착부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 축중심을 기준으로 마그넷을 정렬하는 지지핀을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 상기 지지핀은 둘레에서 돌출되어 형성되어 상기 센싱 마그넷의 축방향 이탈을 방지하는 이탈방지부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱마그넷을 샤프트에 사출 성형함으로써, 접착제를 이용한 접착 공정이나 압입 공정 없이 센싱 마그넷과 샤프트의 결합성과 조립성을 확보할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

특히, 센싱마그넷의 직경을 샤프트의 끝단면의 직경보다 작게 형성하여 샤프트의 끝단면에서 축방향 지지면을 확보하도록 구성함으로써, 센싱 마그넷을 샤프트의 끝단에 결합시키면서도, 로터 조립을 위한 지지구조를 확보할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 샤프트 조립체를 도시한 도면,
도 3은 도 2에서 도시한 샤프트를 도시한 도면,
도 4는 도 3에서 도시한 샤프트의 단면도,
도 5는 샤프트 조립체를 지그에 삽입하는 과정을 도시한 도면,
도 6은 로터 조립과정을 도시한 도면,
도 7 및 도 8은 이탈방지부를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터는 샤프트 조립체(100)와 스테이터(200)와, 로터(300)와, 검출부(400)를 포함할 수 있다.

샤프트 조립체(100)는 로터(300)에 결합한다.

스테이터(200)는 하우징(11)에 결합되며, 스테이터(200)의 내측에는 로터(300)가 배치된다. 스테이터(200)에는 코일(210)이 감겨 자기극을 갖게 되며, 코일(210)의 권선에 의해 형성되는 자기장에 의해 로터(300)가 회전하고 동시에 샤프트 조립체(100)가 회전하게 된다.

이러한 스테이터(200)는 복수의 스테이터 코어를 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 스테이터 코어는, 환형의 요크 부분과, 둘레 방향을 따라 배치되고 요크로부터 직경 방향 내측을 향해 등각도 간격으로 돌출되는 스테이터 티스의 부분을 포함하는 복수의 강판을 적층하여 구성될 수 있다.

스테이터 코어는 링 형상으로 형성된 일체형 코어이거나, 또는 복수 개의 분할 코어가 결합된 코어일 수도 있다.

한편, 스테이터(200)는 모터의 종류에 따라 적절히 변형될 수 있다. 예를 들면, DC 모터인 경우에는 일체형 스테이터 코어에 코일이 권취될 수 있으며, 3상 제어 모터인 경우에는 복수 개의 코일에 U, V, W 상이 각각 입력되도록 제작될 수도 있다.

로터(300)는 스테이터(200)의 내측에 배치된다. 로터(300)는 로터 코어에 마그네트가 결합되어 구성될 수도 있고, 경우에 따라, 로터 코어와 마그네트가 일체로 구성될 수도 있다. 또한 로터(300)는 마그네트가 로터 코어의 외주면에 결합되는 타입으로 구성될 수 있거나, 마그네트가 로터 코어의 포켓에 삽입되는 타입으로 구성될 수 있다.

로터(300)에는 샤프트 조립체(100)가 결합된다.

샤프트 조립체(100)는 샤프트(110)와 센싱 마그넷(120)을 포함할 수 있다. 센싱마그넷(120)은 샤프트(110)의 상부 끝단에 결합되어 로터(300) 및 샤프트(110) 같이 회전하게 된다.

검출부(400)는 센싱 마그넷(120)의 상단에 배치되어 센싱 마그넷(120)의 회전을 감지한다. 구체적으로 검출부(400)는 센싱 마그넷(120)의 회전을 감지하는 자기소자(410)와 인쇄회로기판(420)을 포함할 수 있다. 자기소자(410)는 인쇄회로기판(420)에 실장되어 센싱 마그넷(120)과 마주보게 배치될 수 있다. 본 발명에서 자기소자(410)는 홀 IC(Hall IC)일 수 있다.

이하, 도면을 참조하면, 샤프트(110)와 센싱마그넷(120)의 결합관계를 구체적으로 설명한다.

도 2는 도 1에서 도시한 샤프트 조립체를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 샤프트 조립체(100)는 샤프트(110) 및 센싱 마그넷(120)을 포함할 수 있다. 센싱마그넷(120)은 샤프트(110)의 끝단에 접착 공정이나 압연 공정이 아닌 사출 공정 또는 소결 공정을 통해 결합될 수 있다.

도 3은 도 2에서 도시한 샤프트를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에서 도시한 샤프트의 단면도이다. 이러한, 도 3 및 도 4는 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 샤프트(110)는 끝단면 상에 축방향 지지면(111)을 포함할 수 있다. 그리고. 샤프트(110)는 끝단면에 돌출된 보스부(112)와, 보스부(112)의 끝단면에서 돌출된 마그넷안착부(113)와, 마그넷안착부(113)에서 돌출된 지지핀(114)을 포함할 수 있다.

축방향 지지면(111)은 샤프트(110)와 센싱 마그넷(120)이 동심축(CL)을 기준으로 정렬되어 결합하는 상태에서, 샤프트(110)는 끝단면의 직경(도 4의 D1)보다 센싱 마그넷(120)의 직경(D2)이 작게 형성됨으로써 구현될 수 있다.

보스부(112)는 샤프트(110)의 끝단면에서 돌출되어 센싱 마그넷(120)과 접촉 공간을 확보하고 구조적으로 지지하는 역할을 한다. 그리고, 보스부(112)는 조립지그(도 5의 1)에 삽입되는 축방향 길이를 확보하는 역할을 한다. 이때, 보스부(112)는 원통 형태로 실시될 수 있으며, 보스부(112)의 직경(D3)은 센싱 마그넷(120)의 직경(D2)과 동일하게 설계될 수 있다.

마그넷안착부(113)는 보스부(112)의 끝단면에서 돌출되어 센싱 마그넷(120)의 사출 성형을 위한 접촉면적을 확보한다. 마그넷안착부(113)는 원통 형태로 실시될 수 있으며, 센싱 마그넷(120)은 마그넷안착부(113)의 둘레를 따라 사출 성형될 수 있다.

지지핀(114)은 마그넷안착부(113)에 돌출되어 사출 성형 또는 소결 공정 중에 동심축(CL)을 기준하여 센싱 마그넷(120)을 정렬시키는 역할을 한다.

도 5는 샤프트 조립체를 지그에 삽입하는 과정을 도시한 도면이고, 도 6은 로터 조립과정을 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 샤프트(110)에 로터(300)를 압입하기 위해서 먼저 샤프트(110)를 조립지그(1)에 삽입한다. 일 실시예는 종래와 달리, 샤프트(110)에 센싱 마그넷(120)을 결합시킨 이후에 로터(300)를 조립하는 것이 가능한다.

센싱 마그넷(120)을 샤프트(110)에 결합시키면, 센싱 마그넷(120)이 샤프트(110)의 끝단에 위치하기 때문에 샤프트(110)의 끝단면을 압입을 위한 지지면으로 활용할 수 없기 때문이다.

그러나 일 실시예에 따른 모터는 축방향을 기준으로 센싱 마그넷(120)의 뒤쪽에 위치하는 샤프트(110)의 축방향 지지면(111)을 압입을 위한 지지면으로 활용하여, 센싱 마그넷(120)을 샤프트(110)에 결합시킨 이후에 로터(300)를 조립시키는 것이 가능하다.

도 6에서 도시한 바와 같이, 샤프트(110)에 센싱 마그넷(120)를 사출 성형시킨 이후, 샤프트(110)의 축방향 지지면(111)이 걸쳐 지도록 조립지그(1)에 거치한다.

다음으로, 샤프트(110)에 로터(300)를 압입 하게 되는데, 축방향 지지면(111)을 통해 반력(F)이 작용하기 때문에 센싱 마그넷(120)이 결합된 상태에서 센싱 마그넷(120)의 손상 없이 로터(300)를 압입 하는 것이 가능하다.

도 7 및 도 8은 이탈방지부를 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 샤프트(110)는 마그넷안착부(113)는 이탈방지부(115)를 포함할 수 있다. 이탈방지부(115)는 마그넷안착부(113)의 둘레를 따라 돌출되어 센싱 마그넷(120)나 축방향으로 이탈하는 것을 방지한다.

도 7에서 도시한 바와 같이, 이탈방지부(115)의 제1 변형례로서, 마그넷안착부(113)의 둘레를 따라 환형으로 돌출되는 형태로 실시될 수 있다.

한편, 도 8에서 도시한 바와 같이, 이탈방지부(116)의 제2 변형례로서, 마그넷안착부(113)의 둘레를 따라 돌기가 일정한 간격마다 배치되는 형태로 실시될 수 있다. 이러한 형태의 이탈방지부(116)는 센싱 마그넷(120)의 축방향으로 이탈하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 샤프트(110)의 원주 방향을 기준으로 마그넷안착부(113)와 센싱 마그넷(120) 사이에서 발생하는 슬립을 방지할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터용 샤프트 조립체 및 이를 포함하는 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 샤프트 조립체
111: 축방향 지지면
110: 샤프트
112: 보스부
113: 마그넷안착부
114: 지지핀,
115: 116: 이탈방지부
120: 센싱 마그넷
200: 스테이터
300: 로터
400: 검출부
410: 자기소자
420: 인쇄회로기판

Claims (14)

1. 샤프트;및
   상기 샤프트의 끝단면에 결합하는 일체로 센싱 마그넷을 포함하고,
   상기 센싱 마그넷의 직경은 상기 샤프트의 끝단면의 직경보다 작게 형성되어, 상기 샤프트의 끝단면 상에서 축방향 지지면을 형성하는 모터용 샤프트 조립체.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 샤프트는
   상기 샤프트의 끝단면의 직경보다 작게 형성되며, 상기 끝단면에서 축방향으로 돌출되어 상기 마그넷이 결합하는 보스부를 포함하는 모터용 샤프트 조립체.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 센싱 마그넷은 상기 보스부의 끝단면에 결합하는 모터용 샤프트 조립체.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 센싱 마그넷의 직경은 상기 보스부의 직경보다 작게 형성되는 모터용 샤프트 조립체.
5. 제3 항에 있어서,
   상기 보스부는 끝단면에서 돌출되어 상기 센싱 마그넷이 안착되는 마그넷안착부를 포함하는 모터용 샤프트 조립체.
6. 제5 항에 있어서,
   축중심을 기준으로 상기 센싱 마그넷을 정렬하는 지지핀을 포함하는 모터용 샤프트 조립체.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 지지핀은 둘레에서 돌출되어 형성되어 상기 센싱 마그넷의 축방향 이탈을 방지하는 이탈방지부를 포함하는 모터용 샤프트 조립체.
8. 스테이터;
   상기 스테이터 내측에 배치되는 로터;및
   상기 로터에 결합하는 샤프트 및 상기 샤프트의 끝단면에 일체로 결합하는 센싱 마그넷을 포함하고, 상기 센싱 마그넷의 직경은 상기 샤프트의 끝단면의 직경보다 작게 형성되어, 상기 샤프트의 끝단면 상에서 축방향 지지면을 형성하는 샤프트 조립체;
   를 포함하는 모터.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 샤프트는
   상기 샤프트의 끝단면의 직경보다 작게 형성되며, 상기 끝단면에서 축방향으로 돌출되어 상기 마그넷이 결합하는 보스부를 포함하는 모터.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 마그넷은 상기 보스부의 끝단면에 결합하는 모터.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 마그넷의 직경은 상기 보스부의 직경보다 작게 형성되는 모터.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 보스부는 끝단면에서 돌출되어 상기 센싱 마그넷이 안착되는 마그넷안착부를 포함하는 모터.
13. 제12 항에 있어서,
    축중심을 기준으로 상기 센싱 마그넷을 정렬하는 지지핀을 포함하는 모터.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 지지핀은 둘레에서 돌출되어 형성되어 상기 센싱 마그넷의 축방향 이탈을 방지하는 이탈방지부를 포함하는 모터.

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