KR20200066006A - Sr 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기술적 사상은 SR 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 홀 센서와 센서 마그네트를 이용한 회전 감지 방식을 갖는 SR 모터에 있어서, 로터에서 발생하는 자성이 센서 마그네트의 자성에 개입하는 것을 방지할 수 있는 차폐 수단이 마련된 SR 모터에 관한 것이다.

Description

SR 모터 {SR MOTOR}
본 발명의 기술적 사상은 SR 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 홀 센서와 센서 마그네트를 이용한 회전 감지 방식을 갖는 SR 모터에 있어서, 로터에서 발생하는 자성이 센서 마그네트의 자성에 개입하는 것을 방지할 수 있는 차폐 수단이 마련된 SR 모터에 관한 것이다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 SR 모터의 구조를 나타낸 도면이다.
SR 모터는, 샤프트(12)와 코어 바디(14)를 구비하여 상기 샤프트(12)를 중심으로 회전하는 로터(10)와 센서 마그네트(20), 상기 로터(10) 및 센서 마그네트(20)의 회전을 원활하게 하는 베어링(40, 50), 및 상기 샤프트(12)가 축 결합되는 축 바디(30)를 포함할 수 있다. 아울러, 센서 마그네트(20)의 반경 방향 외측에는 센서 마그네트(20)의 자기장을 감지하는 홀 센서(60)가 구비된다. 이러한 SR 모터는, 코일이 권선된 소정의 고정자(미도시)가 상기 로터(10)의 반경 방향 외측에 구비될 수 있으며, 상기 로터(10)가 상기 고정자와의 사이에서 발생되는 전자기력에 의하여 회전할 수 있다.
상기 센서 마그네트(20)와 상기 홀 센서(60)는 SR 모터의 회전을 감지하는 부재이다. 즉, 자석으로 구성된 센서 마그네트(20)와, 상기 센서 마그네트(20)의 자성을 감지하는 홀 센서(60)에 의해서 SR 모터의 회전이 감지되게 된다. 이와 같은 회전 감지 방식에서는, 홀 센서(60)와 센서 마그네트(20)의 교차 카운터를 신호처리하여 SR 모터의 회전의 유/무를 감지하게 된다.
그러나, SR 모터에 인가되는 부하가 일정하지 않은 상태에서 SR 모터에 인가되는 전류가 증가하여 SR 모터에 일정 이상의 전류가 흐르면 로터(10)에 자성이 발생하게 된다. 이와 같이 상기 로터(10)에서 발생한 자성이 센서 마그네트(20)의 자성에 개입되어 홀 센서(60)의 정확한 회전 감지를 방해할 수 있다. 즉, 로터(10)에 흐르는 전류에 의해서 발생한 자성을 홀 센서(60)가 감지함으로써, SR 모터가 회전을 하지 않고 고정되어 있어도, SR 모터가 회전하는 것처럼 제어기에 신호를 인가할 수 있다. 따라서, SR 모터의 오동작에 대한 판별이 불가능해지는 문제가 발생할 수 있다. 이와 같이 SR 모터의 오동작을 정확하게 감지하지 못할 경우, 기기의 고장이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 화재 등의 대형사로고 이어질 가능성도 있다.
따라서, 홀 센서(60)와 센서 마그네트(20)를 이용한 SR 모터의 회전 감지 방식에서, 로터(10)에서 발생하는 자성이 센서 마그네트(20)의 자성에 개입하는 것을 방지할 수 있는 차폐 수단이 필요하다.
공개특허 제1999-022663호
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 홀 센서와 센서 마그네트를 이용한 회전 감지 방식을 갖는 SR 모터에 있어서, 로터에서 발생하는 자성이 센서 마그네트의 자성에 개입하는 것을 방지할 수 있는 차폐 수단이 마련된 SR 모터를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 코일이 권선된 고정자; 상기 고정자와의 사이에서 발생되는 전자기력에 의하여 회전하는 로터; 상기 로터와 결합하여 함께 회전하는 센서 마그네트; 상기 센서 마그네트의 회전에 따른 자계의 변화를 감지하여 상기 로터의 위치 및 속도를 검출하는 홀 센서; 및 상기 로터에서 생성되는 자기장을 차폐하는 실드 플레이트;를 포함하는 SR 모터를 제공한다.
바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 로터는, 상기 로터의 회전축으로 기능하는 샤프트, 및 상기 샤프트에 고정되어 샤프트와 일체로 회전하는 코어 바디를 포함하며, 상기 센서 마그네트는 상기 샤프트를 관통하여 고정되며, 상기 실드 플레이트는, 상기 코어 바디와 상기 센서 마그네트 사이에 위치한다.
바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 실드 플레이트는, 상기 샤프트가 관통되도록 중심에 형성된 관통공을 포함한다.
바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 실드 플레이트는, 상기 센서 마그네트의 일 면에 고정되어, ass'y 상태로 조립된다.
바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 실드 플레이트는 고정 돌부를 포함하며, 상기 센서 마그네트는, 상기 고정 돌부가 끼워지는 고정 홈부를 포함한다.
바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 실드 플레이트는 상기 센서 마그네트보다 큰 면적을 갖는다.
본 발명의 기술적 사상에 의하면, 홀 센서와 센서 마그네트를 이용한 회전 감지 방식을 갖는 SR 모터에 있어서, 로터에서 발생하는 자성이 센서 마그네트의 자성에 개입하는 것을 방지할 수 있는 차폐 수단이 마련되어, 홀 센서가 센서 마그네트의 자성을 정확히 감지할 수 있으므로, SR 모터의 오동작을 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 실드 플레이트는 센서 마그네트에 대하여 고정될 수 있게 구성되어 센서 마그네트와 실드 플레이트가 서로 체결되는 ass'y 상태로 조립될 수 있으므로, 작업성이 개선되며, 자기장 차폐 성능이 확보될 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 SR 모터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 SR 모터의 구조를 나타낸 분해 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 SR 모터의 실드 플레이트의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 와 6은 종래 기술에 의한 SR 모터의 로터에서 발생하는 자기장과, 본 발명의 일 실시예에 의한 SR 모터의 실드 플레이트에 의하여 로터에서 발생하는 자기장이 차폐되는 것을 비교하여 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 SR 모터의 구조를 나타낸 분해 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 SR 모터의 실드 플레이트(200)의 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 SR 모터의 구조를 나타낸 단면 도면이다.
본 발명에 따른 SR 모터는, 로터(10), 센서 마그네트(100), 홀 센서(60), 및 실드 플레이트(200)를 포함하여 구성된다. 아울러, 상기 로터(10)가 축 결합되는 축 바디(30) 및 베어링(40, 50)을 더 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 아니하였으나, 로터(10)의 외측에 구비되며 계자 코일을 구비하여 로터(10)에 전자기력을 유도하는 고정자(미도시)가 구비될 수 있다.
로터(10)는 상기 고정자와의 사이에서 발생되는 전자기력에 의하여 회전하는 부재로서, 로터(10)의 회전축으로 기능하는 샤프트(12), 상기 샤프트(12)에 고정되어 샤프트(12)와 일체로 회전하는 코어 바디(14)를 포함한다.
코어 바디(14)는 원주방향으로 일정한 간격을 두고 돌극이 돌출 형성되는 코어 패널이 적층되어 형성되는 구성을 가질 수 있다. 샤프트(12)는 상기 코어 바디(14)의 중앙에 축설되어 코어 바디(14)와 함께 회전함으로써 외부로 SR 모터의 구동력을 전달한다.
상기 고정자의 계자 코일에 전류가 흐르면 고정자와 로터(10) 사이에 릴럭턴스 토크가 발생하여 로터(10)가 자기회로의 저항이 최소가 되는 방향으로 회전한다.
축 바디(30)는 로터(10)가 축 결합되는 부재로서, 로터(10)의 샤프트(12)의 일 단에 축 결합될 수 있는 부재이다. 축 바디(30)에는 소정의 축 결합공이 형성될 수 있다.
베어링(40, 50)은 로터(10) 및 센서 마그네트가 원활하게 회전하도록 하는 부재로서, 축 바디(30)의 축 방향 외측 위치, 및 센서 마그네트(100)의 축 방향 외측 위치에 배치될 수 있다.
센서 마그네트(100)는 상기 로터(10)와 결합하여 함께 회전한다. 센서 마그네트(100)는 로터(10)의 샤프트(12)가 관통되도록 중심에 축공(110)이 형성된 링 형태의 부재로 구성된다.
홀 센서(60)는 상기 센서 마그네트(100)의 회전에 따른 자계의 변화를 감지하여 상기 로터(10)의 위치 및 속도를 검출하는 부재이다. 홀 센서(60)는 센서 마그네트(100)의 반경 방향 일 측에 위치한다.
실드 플레이트(200)는 상기 로터(10)에서 생성되는 자기장을 차폐하는 부재이다. 이에 따라서, 실드 플레이트(200)는 자기장을 차폐하기에 적합한 자성 재질로 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 실드 플레이트(200)는 전자기장을 차폐하기 적합한 금속 재질로 구성될 수 있다.
상기 실드 플레이트(200)는, 소정의 내경과 외경을 갖는 링 형태로 구성되어, 중심에 상기 샤프트(12)가 관통되도록 형성된 관통공(210)을 갖는다. 아울러, 실드 플레이트(200)는 소정의 내경과 외경을 갖는 링 형태를 가져서, 센서 마그네트(100)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 이때, 실드 플레이트(200)의 외경은, 센서 마그네트(100)의 외경보다 큰 크기를 가질 수 있다. 따라서, 상기 실드 플레이트(200)는 상기 센서 마그네트(100)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 따라서, 로터(10)에서 생성되는 자기장을 실드 플레이트(200)가 효과적으로 차폐할 수 있다.
상기 실드 플레이트(200)는 상기 코어 바디(14)와 상기 센서 마그네트(100) 사이에 위치한다. 즉, 상기 코어 바디(14) 상에 상기 실드 플레이트(200)가 위치하며, 이어서 상기 실드 플레이트(200) 상에 상기 센서 마그네트(100)가 위치하게 된다. 아울러, 상기 샤프트(12)가 상기 센서 마그네트(100), 실드 플레이트(200), 및 코어 바디(14)를 관통한다.
상기 실드 플레이트(200)는, 상기 센서 마그네트(100)에 고정된다. 이에 따라서, 상기 센서 마그네트(100)와 상기 실드 플레이트(200)는 서로 체결되는 ass'y 상태로 조립될 수 있다. 일 예에 의하면, 상기 센서 마그네트(100)와 실드 플레이트(200)는 서로 탈착 가능하게 구성될 수 있다.
구체적인 실시 형태에 의하면, 상기 실드 플레이트(200)는 고정 돌부(220)를 포함하며, 상기 센서 마그네트(100)는, 상기 고정 돌부(220)가 끼워지는 고정 홈부(120)를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 실드 플레이트(200)의 반경 방향 외측에 축방향으로 돌출된 고정 돌부(220)가 구비되며, 센서 마그네트(100)의 반경 방향 외측에 축방향으로 함몰되는 고정 홈부(120)가 구비될 수 있다.
도 5와 6은 종래 기술에 의한 SR 모터의 로터(10)에서 발생하는 자기장과, 본 발명의 일 실시예에 의한 SR 모터의 실드 플레이트(200)에 의하여 로터(10)에서 발생하는 자기장이 차폐되는 것을 비교하여 나타낸 도면이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 SR 모터의 로터(10)에서 발생하는 자기장은, 화살표 M1과 같이 센서 마그네트(100)의 자기장에 영향을 주며 홀 센서(60)에 감지되게 된다. 반면에, 본 발명에 의한 SR 모터에서는, 로터(10)에서 발생하는 자기장이 실드 플레이트(200)에 의하여 차폐되어, 화살표 M2와 같이 홀 센서(60)에 영향을 주지 아니함을 확인할 수 있다.
본 발명에 의하면, 로터(10)에서 발생하는 자성이 센서 마그네트(100)의 자성에 개입하는 것을 방지할 수 있는 실드 플레이트(200)가 마련되어, 홀 센서(60)가 센서 마그네트(100)의 자성을 정확히 감지할 수 있으므로, SR 모터의 오동작을 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 실드 플레이트(200)는 센서 마그네트(100)에 대하여 고정될 수 있게 구성되어 센서 마그네트(100)와 실드 플레이트(200)가 서로 체결되는 ass'y 상태로 조립될 수 있으므로, 작업성이 개선되며, 자기장 차폐 성능이 확보될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 로터
12: 샤프트
14: 코어 바디
20: 센서 마그네트
30: 축 바디
40: 베어링
50: 베어링
60: 홀 센서
100: 센서 마그네트
110: 축공
120: 고정 홈부
200: 실드 플레이트
210: 관통공
220: 고정 돌부

Claims (6)

  1. 전자기력에 의하여 회전하는 로터;
    상기 로터와 결합하여 함께 회전하는 센서 마그네트;
    상기 센서 마그네트의 회전에 따른 자계의 변화를 감지하여 상기 로터의 위치 및 속도를 검출하는 홀 센서; 및
    상기 로터에서 생성되는 자기장을 차폐하는 실드 플레이트;를 포함하는 SR 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터는,
    상기 로터의 회전축으로 기능하는 샤프트, 및
    상기 샤프트에 고정되어 샤프트와 일체로 회전하는 코어 바디를 포함하며,
    상기 센서 마그네트는 상기 샤프트를 관통하여 고정되며,,
    상기 실드 플레이트는,
    상기 코어 바디와 상기 센서 마그네트 사이에 위치하는 SR 모터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실드 플레이트는,
    상기 샤프트가 관통되도록 중심에 형성된 관통공을 포함하는 SR 모터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실드 플레이트는,
    상기 센서 마그네트의 일 면에 고정되어, ass'y 상태로 조립되는 SR 모터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실드 플레이트는 고정 돌부를 포함하며,
    상기 센서 마그네트는,
    상기 고정 돌부가 끼워지는 고정 홈부를 포함하는 SR 모터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 실드 플레이트는 상기 센서 마그네트보다 큰 면적을 갖는 SR 모터.
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