KR20210093623A

KR20210093623A - 모터

Info

Publication number: KR20210093623A
Application number: KR1020200007447A
Authority: KR
Inventors: 김진용
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2021-07-28

Abstract

실시예는 샤프트; 상기 샤프트와 결합된 로터; 및 상기 샤프트와 상기 로터 사이에 배치되는 스테이터; 상기 샤프트와 상기 스테이터 사이에 배치되는 베어링;및 베이스 플레이트를 포함하고, 상기 로터는 상기 샤프트와 결합된 요크를 포함하고, 상기 베이스 플레이트는 바디와, 상기 바디에서 돌출되는 제1 격벽과, 상기 제1 격벽에서 연장되는 제2 격벽을 포함하고, 상기 제1 격벽은 상기 베어링과 상기 스테이터 사이에 배치되고, 상기 제2 격벽의 일부는 상기 제1 격벽와 오버랩되게 배치되고, 상기 제1 격벽은 상기 베어링의 외륜의 측면과 접촉하고, 상기 제2 격벽은 상기 베어링의 외륜의 일면과 접촉하는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}

실시예는 모터에 관한 것이다.

모터는 로터와 스테이터와 샤프트를 포함할 수 있다. 샤프트는 로터에 결합한다. 로터는 스테이터의 외측에 배치될 수 있다. 로터와 스테이터의 전자기적 상호 작용에 의해, 로터가 회전하고, 로터가 회전하면 샤프트가 회전한다.

샤프트는 센서장치(예를 들어, 라이다(LiDAR: Light Detection and Ranging)를 연결될 수 있다.

로터의 위치를 검출하기 위해, 모터는 로터에 배치된 구동마그넷의 자속변화를 감지하는 센서를 포함할 수 있다. 또한, 분해능을 높이기 위하여 다극 착자된 별도의 센싱마그넷을 배치하고 이에 의한 자속변화를 감지하는 센서를 포함할 수 있다.

이러한 센서들은 기판에 장착될 수 있다. 기판은 베이스 플레이트에 장착될 수 있다. 한편, 샤프트를 지지하는 베어링이 마련되고, 베어링은 베어링 하우징에 수용될 수 있다. 베어링 하우징은 베이스 플레이트에 결합될 수 있다.

베어링 하우징과 베이스 플레이트를 결합하는데 있어서, 압입이나 코킹(caulking)이 이용된다. 보통, 베어링 하우징은 알루미늄이나 황동으로 이루어지고, 베이스 플레이트의 경우, 철판으로 이루어진다.

베어링 하우징의 경우, 베어링을 통해 샤프트를 지지할 수 있는 강성이 확보되어야 한다. 때문에 베어링 하우징은 일정 두께 이상으로 설계되어야 한다. 하지만, 베어링 하우징의 두께가 커지면, 다른 부품의 설계에 제약이 되는 문제점이 있다. 또한, 베어링 하우징과 베이스 플레이트의 소재가 다르기 때문에 압입부분 또는 코킹부분이 온도와 외력에 의해 지속적으로 응력을 받아 구조적으로 취약한 문제점이 있다.

이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구조적으로 강성이 높고, 설계 자유도가 높은 모터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.

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

실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트와 결합된 로터 및 상기 샤프트와 상기 로터 사이에 배치되는 스테이터와, 상기 샤프트와 상기 스테이터 사이에 배치되는 베어링 및 베이스 플레이트를 포함하고, 상기 로터는 상기 샤프트와 결합된 요크를 포함하고, 상기 베이스 플레이트는 바디와, 상기 바디에서 돌출되는 제1 격벽과, 상기 제1 격벽에서 연장되는 제2 격벽을 포함하고, 상기 제1 격벽은 상기 베어링과 상기 스테이터 사이에 배치되고, 상기 제2 격벽의 일부는 상기 제1 격벽와 오버랩되게 배치되고, 상기 제1 격벽은 상기 베어링의 외륜의 측면과 접촉하고, 상기 제2 격벽은 상기 베어링의 외륜의 일면과 접촉하는 모터를 제공할 수 있다.

실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트와 결합된 로터 및 상기 샤프트와 상기 로터 사이에 배치되는 스테이터와, 상기 샤프트와 상기 스테이터 사이에 배치되는 베어링 및 베이스 플레이트를 포함하고, 상기 로터는 상기 샤프트와 결합된 요크를 포함하고, 상기 요크는 상기 샤프트가 관통하는 제1 홀을 포함하고, 상기 베이스 플레이트는 상기 샤프트가 관통하는 제2 홀을 포함하고, 상기 제2 홀의 내경은 상기 제1 홀의 내경보다 크고, 상기 샤프트는 상기 제1 홀의 내면과 접촉하고, 상기 베어링의 외면은 상기 제2 홀의 내면과 접촉하는 모터를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 요크는 상기 샤프트와 접촉하는 연장부를 포함하고, 반경방향으로, 상기 제2 격벽은 상기 연장부와 오버랩되게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 반경방향로, 상기 제1 격벽의 적어도 일부는 상기 스테이터와 오버랩되게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 바디와 상기 제1 격벽의 경계에 배치되는 곡면을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 바디에서 상기 제1 격벽의 상단까지의 거리는 상기 베어링의 길이보다 크고, 상기 바디에서 상기 요크의 축방향 최장 거리보다 작을 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터는 상기 요크에 결합된 구동마그넷 및 센싱마그넷을 더 포함하고, 반경방향으로 상기 제1 격벽의 적어도 일부는 상기 스테이터, 상기 구동마그넷 및 상기 센싱마그넷과 오버랩되게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 반경방향으로, 상기 베이스 플레이트의 일부는 상기 베어링과 오버랩되게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 반경방향으로, 상기 베이스 플레이트의 일부는 상기 요크와 오버랩되게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 반경방향으로 상기베어링의 내륜의 내면과 외륜의 외면과 반경방향 거리는 상기 제2 홀의 내경과 상기 제1 홀의 내경의 차이와 동일할 수 있다.

실시예에 따르면, 베이스 플레이트의 일부가 베어링을 지지하도록 구성함으로써, 구조적으로 강성이 높고 설계 자유도가 높은 이점이 있다.

실시예에 따르면, 베어링 하우징을 제거하여 조립이 용이하고 공차 관리가 용이한 이점이 있다.

실시예에 따르면, 베이스 플레이트의 일부가 베어링을 지지하도록 구성함으로써, 구조적으로 강성이 높은 이점이 있다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에서 도시한 모터의 분해사시도,
도 3은 도 1의 A-A를 기준으로 하는 모터의 측단면도,
도 4는 요크를 도시한 사시도,
도 5는 베이스 플레이트를 도시한 도면,
도 6은 도 5에서 도시한 베이스 플레이트의 저면도,
도 7은 도 3의 A를 확대하여 도시한 확대도,
도 8은 모터의 일부의 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에서 도시한 모터의 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 A-A를 기준으로 하는 모터의 측단면도이다. 이하, 내측은 모터의 반경방향(x)을 기준으로, 샤프트(100)를 향하는 방향이고, 외측은 내측의 반대방향이다. 이하, 도면에서, x축은 반경방향을 나타내며, z축은 축방향을 나타낸다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 모터는, 샤프트(100)와, 로터(200)와, 스테이터(300)를 포함할 수 있다.

샤프트(100)는 로터(200)의 요크(210)에 결합한다. 샤프트(100)는 요크(210)에 압입되어 결합될 수 있다. 또는 샤프트(100)는 요크(210)와 일체일 수 있다. 이러한 샤프트(100)는 로터(200)와 함께 회전한다. 샤프트(100)는 베어링(600)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

로터(200)는 요크(210)와 구동마그넷(220)과 센싱마그넷(230)을 포함할 수 있다.

요크(210)는 샤프트(100)에 결합한다. 샤프트(100)는 요크(210)의 중심에 위치할 수 있다.

구동마그넷(220)은 요크(210)의 회전을 위한 것이다. 구동마그넷(220)은 요크(210)의 내면에 배치될 수 있다. 구동마그넷(220)은 로터(200)의 반경방향(x)으로 스테이터(300)를 대향하도록 배치될 수 있다. 구동마그넷(220)과 스테이터(300)의 코일과 전기적 상호작용이 발생하면, 요크(210)가 회전한다. 구동마그넷(220)은 복수 개의 단위마그넷들이 조합된 것일 수 있다. 또는 구동마그넷(220)은 링형상을 가지는 단품일 수 있다.

센싱마그넷(230)은 로터(200)의 위치를 정밀하게 인식하기 위한 것이다. 센싱마그넷(230)은 요크(210)의 내면에 배치될 수 있다. 그리고 센싱마그넷(230)은 축방향(z)으로 기판(400)을 대향하도록 배치될 수 있다.

스테이터(300)는 샤프트(100)와 요크(210) 사이에 배치될 수 있다. 스테이터(300)는 베이스 플레이트(500)의 제1 격벽(도 7의 520)의 외면에 고정될 수 있다. 스테이터(300)는 복수의 티스를 포함하는 스테이터(300) 코어를 포함하고, 각 티스에는 코일이 감길 수 있다. 티스에는 코일과 스테이터(300) 코어를 절연시키는 인슐레이터를 포함할 수 있다.

기판(400)은 요크(210)의 일측에 배치된다. 기판(400)은 센서(410)를 포함할 수 있다. 센서(410)는 센싱마그넷(230)의 자속 변화를 감지하는 홀아이씨(Hall IC) 또는 엔코더 아이씨(Enconder IC)일 수 있다. 센서(410)는 축방향(z)으로 구동마그넷(220)이나 센싱마그넷(230)을 마주보고 배치될 수 있다.

베이스 플레이트(500)의 일면에는 기판(400)이 안착될 수 있다.

베어링(600)은 샤프트(100)를 회전 가능하게 지지한다.

도 4는 요크(210)를 도시한 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 요크(210)는 베이스(211)와, 마그넷 수용부(212)를 포함할 수 있다. 요크(210)는 전체적으로 일측과 타측이 개방된 원통형 부재일 수 있다. 마그넷 수용부(212)는 베이스(211)에서 돌출될 수 있다. 베이스(211)와, 마그넷 수용부(212)는 각각 내경이 상이할 수 있다. 베이스(211)의 내경은 마그넷 수용부(212)의 내경보다 클 수 있다.

베이스(211)의 내측에는 센싱마그넷(230)이 배치된다. 마그넷 수용부(212)의 내측에는 구동마그넷(220)이 배치된다.

요크(210)는 제1 홀(H1)을 포함할 수 있다. 제1 홀(H1)에는 샤프트(100)가 관통하여 배치된다.

도 5는 베이스 플레이트(500)를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에서 도시한 베이스 플레이트(500)의 저면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 베이스 플레이트(500)는 바디(510)와 제1 격벽(520)을 포함할 수 있다. 바디(510)의 일면에는 기판(400)이 장착된다. 제1 격벽(520)은 바디(510)에서 돌출된다. 제1 격벽(520)은 내측에 공간을 형성하는 환형 부재이다. 바디(510)와 제1 격벽(520)은 일체이다. 제1 격벽(520)의 내측에는 베어링(600)이 수용된다.

제1 격벽(520)은 제2 홀(H2)을 형성한다. 제2 홀(H2)은 샤프트(100)가 관통하는 곳이다.

도 7은 도 3의 A를 확대하여 도시한 확대도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 제2 홀(H2)의 내경(D2)은 제1 홀(H1)의 내경(D1)보다 크다. 베어링(600)의 내륜(620)은 샤프트(100)와 접촉하고 베어링(600)의 외륜(610)의 외면은 제2 홀(H2)의 내면과 접촉한다.

베어링 플레이트(500)는 제2 격벽(530)을 포함할 수 있다. 제2 격벽(530)은 제1 격벽(520)에서 연장된다. 제2 격벽(530)은 제1 격벽(520)에서 밴딩되어 배치될 수 있다. 그리고 제2 격벽(530)은 반경방향(x)으로 제1 격벽(520)과 오버랩되게 배치될 수 있다. 반경방향(x)으로, 제1 격벽(520)은 베어링(600)과 스테이터(300) 사이에 배치될 수 있다. 제1 격벽(520)의 내면은 베어링(600)이 외륜(610)의 측면(611)과 접촉한다. 제1 격벽(520)의 외면은 스테이터(300)와 접촉한다. 스테이터(300)는 제1 격벽(520)에 고정될 수 있다. 제2 격벽(530)은 베어링(600)의 외륜(610)의 일면(612)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 제2 격벽(530)의 끝단은 베어링(600)의 외륜(610)의 일면(612)과 접촉할 수 있다. 따라서, 베어링(600)은 제1 격벽(520)에 의해 반경방향(x)으로 구속되고, 제2 격벽(530)에 의해 축방향(z)으로 구속된다.

도 8은 모터의 일부의 측단면도이다.

도 8을 참조하면, 요크(210)는 샤프트(100)와 접촉하는 연장부(213)를 포함할 수 있다. 제2 격벽(530)은 연장부(213)와 반경방향(x)으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 또한, 제1 격벽(520)의 적어도 일부는 스테이터(300)와 반경방향(x)으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 아울러, 제1 격벽(520)의 적어도 일부는 반경방향(x)으로 구동마그넷(220) 및 센싱마그넷(230)과 오버랩되게 배치될 수 있다.

상기 바디(510)에서 제1 격벽(520)의 상단까지의 거리(L1)는 베어링(600)의 길이(L3)보다 크다. 또한, 상기 바디(510)에서 제1 격벽(520)의 상단까지의 거리(L1)는 베이스 플레이트(500)의 바디(510)에서 요크(210)의 축방향 최장 거리(L2)보다 작다.

한편, 베어링(600)의 내륜(620)의 내면과 베어링(600)의 외륜(610)의 외면의 반경방향 거리(T1)는 제2 홀(H2)의 내경(D2)과 제1 홀(H1)의 내경(D1)의 차이와 동일할 수 있다.

이와 같은 구조는 베이스 플레이트(500)의 일부가 요크(210) 측으로 돌출되어 베어링(600)을 수용하면서 구현되는 것이다. 모터 전체적으로 축방향(z)으로 길이(L1)가 작기 때문에, 모터의 설치가 용이하고, 축방향(z) 공차 관리나 구조적 안정성이 높다. 특히, 베어링(600)을 수용하는 부분이 철로 이루어지는 베이스 플레이트(500)의 일부이기 때문에, 구조적으로 강성이 높은 축계 구조를 구현하는 이점이 있다.

제1 격벽(520)은 평판 부재인 베이스 플레이트(500)를 드로잉(drawing)하여 가공할 수 있다. 때문에 제1 격벽(520)과 바디(510)의 경계는 곡면일 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 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
200: 로터
210: 요크
211: 베이스
212: 마그넷 수용부
213: 연장부
220: 구동마그넷
230: 센싱마그넷
300: 스테이터
400: 기판
410: 센서
500: 베이스 플레이트
510: 바디
520: 제1 격벽
530: 제2 격벽

Claims

샤프트;
상기 샤프트와 결합된 로터; 및
상기 샤프트와 상기 로터 사이에 배치되는 스테이터;
상기 샤프트와 상기 스테이터 사이에 배치되는 베어링;및
베이스 플레이트를 포함하고,
상기 로터는 상기 샤프트와 결합된 요크를 포함하고,
상기 베이스 플레이트는 바디와, 상기 바디에서 돌출되는 제1 격벽과, 상기 제1 격벽에서 연장되는 제2 격벽을 포함하고,
상기 제1 격벽은 상기 베어링과 상기 스테이터 사이에 배치되고,
상기 제2 격벽의 일부는 상기 제1 격벽와 오버랩되게 배치되고,
상기 제1 격벽은 상기 베어링의 외륜의 측면과 접촉하고, 상기 제2 격벽은 상기 베어링의 외륜의 일면과 접촉하는 모터.
샤프트;
상기 샤프트와 결합된 로터; 및
상기 샤프트와 상기 로터 사이에 배치되는 스테이터;
상기 샤프트와 상기 스테이터 사이에 배치되는 베어링;및
베이스 플레이트를 포함하고,
상기 로터는 상기 샤프트와 결합된 요크를 포함하고,
상기 요크는 상기 샤프트가 관통하는 제1 홀을 포함하고
상기 베이스 플레이트는 상기 샤프트가 관통하는 제2 홀을 포함하고,
상기 제2 홀의 내경은 상기 제1 홀의 내경보다 크고,
상기 샤프트는 상기 제1 홀의 내면과 접촉하고,
상기 베어링의 외면은 상기 제2 홀의 내면과 접촉하는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 요크는 상기 샤프트와 접촉하는 연장부를 포함하고,
반경방향으로, 상기 제2 격벽은 상기 연장부와 오버랩되게 배치되는 모터.
제1 항에 있어서,
반경방향으로, 상기 제1 격벽의 적어도 일부는 상기 스테이터와 오버랩되게 배치되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 바디와 상기 제1 격벽의 경계에 배치되는 곡면을 포함하는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 바디에서 상기 제1 격벽의 상단까지의 거리는 상기 베어링의 길이보다 크고, 상기 바디에서 상기 요크의 축방향 최장 거리보다 작은 모터.
제1 항에 있어서,
상기 로터는 상기 요크에 결합된 구동마그넷 및 센싱마그넷을 더 포함하고,
반경방향으로 상기 제1 격벽의 적어도 일부는 상기 스테이터, 상기 구동마그넷 및 상기 센싱마그넷과 오버랩되게 배치되는 모터.
제2 항에 있어서,
반경방향으로, 상기 베이스 플레이트의 일부는 상기 베어링과 오버랩되게 배치되는 모터.
제2 항에 있어서,
반경방향으로, 상기 베이스 플레이트의 일부는 상기 요크와 오버랩되게 배치되는 모터.
제2 항에 있어서,
반경방향으로 상기베어링의 내륜의 내면과 외륜의 외면과 반경방향 거리는 상기 제2 홀의 내경과 상기 제1 홀의 내경의 차이와 동일한 모터.