KR20210143129A - 이중 직경 고정자가 있는 기어드 모터 - Google Patents

Abstract

브러시리스 전기 모터, 유성 감속 기어 및 유성 감속 기어에 회전 고정되는 종축이 있는 출력 샤프트를 포함하는 기어드 모터로서, 상기 전기 모터는 고정자(8), 고정자(8)의 하우징(54)에 수용되고 하우징(54)의 측면(56)에 의해 둘러싸인 회전자를 포함하고, 적어도 2개의 코일들(12)이 회전자의 외부 측면의 일부를 향하게 되도록 고정자에 부착된다. 고정자(8) 및 회전자는 제 1 공극을 갖는 적어도 하나의 제 1 구역(Arc1) 및 이들 사이에 제 2 공극을 갖는 하나의 제 2 구역(Arc2)을 규정하고, 제 1 공극은 제 2 공극보다 작으며, 제 1 구역(Arc1)은, 회전자에 대하여 고정자(8)에 의해 가해지는 인력이 제 1 구역(Arc1)에서보다 제 2 구역(Arc2)에서 더 낮아지게 되도록, 코일들(12)을 포함한다.

Description

이중 직경 고정자가 있는 기어드 모터{GEARED MOTOR WITH DOUBLE DIAMETER STATOR}

본 발명은 브러시리스 모터 및 감속 기어를 포함하는 기어드 모터(geared motor)에 관한 것으로서, 그 고정자(stator)가 이중 직경을 가지며, 따라서 이 기어드 모터는 더 신뢰할 수 있다. 개방-또는-폐쇄 또는 비례적으로 기어드 모터에 의해 제어되는 밸브들이 자동차 산업에서 사용된다. 예를 들어, 이러한 밸브들은 냉각수, 연료, 오일 등의 공급을 관리하는데 사용된다.

기어드 모터는 코일들을 포함하는 고정자에 수용되는, 자석이 있는 회전자(rotor)를 포함할 수 있다. 감속 기어가 회전자 내에 수용된다. 출력 샤프트(output shaft)는 회전자와 동축이다. 이러한 기어드 모터의 일 예가 문헌 WO2019/129984에 기재되어 있다.

이 기어드 모터는 설치 공간이 작기 때문에 자동차에 사용되는 유압 분배기들과 같은 밸브들을 제어하는데 적합하다. 또한 센터링 핀을 사용하여, 모든 이동 부품에 대한 가이던스, 리센터링을 제공하고, 이동 부품에 대한 슬라이딩 베어링 기능을 수행한다. 감속 기어의 마모가 제한된다.

이 기어드 모터는 회전자를 둘러싸는 12개의 코일을 사용한다. 코일의 수를, 예를 들어 6개 또는 심지어 3개까지로 줄이는 것이 바람직하다. 코일의 수를 줄임으로써, 코일들은 회전자의 반경 방향 외부 표면의 부분만을 향하게 된다. 본 발명자들은 기어드 모터의 작동 중에 코일들로부터의 반발력이 회전축에 실질적으로 수직으로 회전자에 가해지는 것을 발견했다. 이러한 힘은 한 방향으로만 가해지기 때문에, 결과적으로 고정자 축과 회전자 회전축 사이의 오프셋이 발생할 수 있으며, 단일 센터링 핀을 사용하더라도 조기 마모의 위험이 발생하여, 기어드 모터의 신뢰성이 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명의 일 목적은 조기 마모의 위험성이 더욱 감소되는 기어드 모터를 개시하는 것이다.

전술한 목적은 고정자, 회전자, 감속 기어 및 출력 샤프트를 포함하는 기어드 모터에 의해 달성된다. 고정자는 회전자가 끼워지는 하우징을 포함한다. 하우징은 회전자의 측면을 향하는 측면을 포함한다. 기어드 모터는 또한 회전자의 측면의 부분을 향하도록 고정자에 장착되는 코일들을 포함한다. 회전자의 회전축에 직교하는 평면을 고려하면, 평면에서 측면의 프로젝션은 부분적으로 제 1 반경을 가진 제 1 원으로, 그리고 부분적으로 제 2 반경을 가진 제 2 원으로 구분되며, 제 2 반경은 제 1 반경보다 크고, 코일들은 제 1 반경을 가진 측면의 구역에 위치한다. 따라서, 고정자와 회전자의 방사상면(radial face) 사이의 공극 값이 코일들을 포함하는 고정자 구역의 공극 값보다 큰 각도 구역이 생성된다. 따라서, 회전자에 대한 고정자의 인력은, 더 큰 반경 각도 구역에서 회전자에 대한 고정자의 인력보다, 작은 반경 각도 구역에서 더 높으며, 이것은 코일들에 의해 가해지는 반발력을 적어도 부분적으로 보상하는 효과가 있다.

회전자는 고정자에 중심이 맞춰진 상태를 유지하지만 그 형상은 주 반경 및, 약간 더 큰 제 2 동축 반경으로 구성된다.

따라서, 작동 중 회전자의 오프셋이 적어도 부분적으로 감소되거나 제거된다. 따라서, 기어드 모터의 조기 마모의 위험성이 감소한다.

유리하게는, 제 2 반경을 갖는 고정자 하우징의 각도 연장은 바람직하게는 코일들을 포함하는 회전자 구역의 각도 연장과 유사하거나 동일하다.

매우 유리하게는, 코일들을 포함하는 구역은 가장 큰 공극을 갖는 구역과 정반대편에 있다.

본 출원의 일 특허 대상은 브러시리스 전기 모터, 유성 감속 기어 및 유성 감속 기어에 회전 고정되는 종축이 있는 출력 샤프트를 포함하는 기어드 모터이며, 상기 전기 모터는, 고정자, 고정자의 하우징에 수용되고 하우징의 측면에 의해 둘러싸인 회전자를 포함하고, 상기 회전자는 종축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 적어도 2개의 코일이, 회전자의 외부 측면의 일부를 향하도록 각도 α3에 걸쳐 연장되는 하우징의 측면의 일부에서 고정자에 부착되며, 여기서 고정자 및 회전자는 제 1 공극을 갖는 적어도 하나의 제 1 구역 및 이들 사이에 제 2 공극을 갖는 하나의 제 2 구역을 규정하고, 제 1 공극은 제 2 공극보다 작으며, 제 1 구역은, 회전자에 대하여 고정자에 의해 가해지는 인력이 제 1 구역에서보다 제 2 구역에서 더 낮아지게 되도록 코일들을 포함한다.

바람직하게는, 종축에 직교하는 평면에서 하우징의 상기 측면의 섹션은 각도 α1에 걸쳐 연장되는 반경 R1을 갖는 적어도 하나의 제 1 원호 및 각도 α2에 걸쳐 연장되는 반경 R2를 갖는 제 2 원호를 포함하며, R1 < R2이고, 코일들을 포함하는 하우징의 측면의 부분은 제 1 원호를 갖는 하우징의 측면의 부분에 포함된다.

예를 들어, R2-R1은 0.2 mm 내지 0.5 mm 사이이다.

유리하게는, 제 2 원호에 의해 구분되는 하우징의 측벽의 부분은 코일들을 포함하는 하우징의 측면의 부분과 정반대편에 있다.

바람직하게는, 제 2 원호의 각도 α2는 코일들을 포함하는 하우징의 측면의 부분의 각도 α3과 동일하다.

기어드 모터는 3개의 코일 또는 3의 배수의 코일을 포함할 수 있다.

예를 들어, 고정자는 코일들이 연결되는 회로 기판에 장착된다.

유리하게는, 감속 기어는 적어도 부분적으로 회전자에 수용된다.

다른 특징에 따르면, 기어드 모터는 회전자의 회전축을 형성하는 단일 샤프트 및 유성 감속 기어의 스핀들을 포함한다.

본 출원의 다른 특허 대상은, 적어도 하나의 유체 출구 오리피스를 갖는 밸브 본체, 출구 오리피스를 통한 유체 흐름을 허가 또는 차단할 수 있는 코어 및 코어를 작동시키는 본 발명에 따른 기어드 모터를 포함하는 회전 유체 장치이다.

본 발명은 다음의 설명 및 첨부된 도면들을 읽은 후에 더 잘 이해될 것이다:
도 1은 유압 분배기를 작동시키는데 사용되는 본 발명에 따른 기어드 모터의 일 예를 나타낸 종단면도이다.
도 2는 도 1의 기어드 모터에 사용될 수 있는 고정자의 일 예를 나타낸 평면도이다.
도 3은 코일들이 장착된, 도 2에서 나타낸 고정자의 평면도이다.
도 4는 도 2의 고정자를 나타내는 평면도이며, 코일들이 인서트 몰딩 및 회전자에 의해 덮여있다.
도 5는 회로 기판 및 이것이 고정되는 상자가 있는 고정자의 분해도이다.
도 6은 회로 기판에 코일들을 연결하기 위한 러그의 일 예를 나타낸 사시도이다.

도 1은 본 발명에 따른 기어드 모터(MR)에 의해 구동되는 유압 분배기(DH)의 일예의 종단면도이다.

분배기(DH)는 본질적으로 X 축을 중심으로 회전하는 원통 모양의 밸브 본체(B) 및, 밸브 본체(B)에 장착되고 밸브 본체(B) 내부에서 회전할 수 있는 코어(N)로 구성된다.

도시된 예에서, 밸브 본체(B)는 바닥(F) 및 단일 부품 원통형 측벽(P), 그리고 밸부 본체를 폐쇄하기 위한 밸브 커버(C)를 포함한다. 예를 들어, 밸브 커버(C)는 용접, 예를 들어 초음파 용접에 의해 밸브 본체(B)에 고정된다.

밸브 본체(B)는 공급 오리피스(supply orifice)(보이지 않음)를 포함하고, 이 공급 오리피스는 측벽(P)에 형성되고, 액체 공급원에 연결하기 위한 도관에 의해 연장되며, 또한 밸브 본체(B)는 측벽(P)에 형성되는 적어도 2개의 배출구 오리피스들(O)을 포함하고, 이들 각각은 주어진 구역, 예를 들어 냉각될 구역으로 액체를 운반하기 위한 도관(T)에 의해 연장된다. 밸브 본체(B)는 유압 챔버(hydraulic chamber)를 형성한다.

입구 및 출구 오리피스들이 X 축 주위의 벽에 분포되어 있다.

코어(N)가 유압 챔버에 장착되어 기어드 모터(A)의 출력 샤프트(A)와 결합된다.

기어드 모터는 종축(X)을 따라 연장된다. 기어드 모터는 케이싱(2)을 포함하고, 케이싱 내부에는 전기 모터(M) 및 유성 감속 기어(R)가 수용된다. 케이싱(2)은 모터 및 감속 기어를 외부환경으로부터 보호한다. 코어가 결합되는 출력 샤프트(A)의 한쪽 종 방향 단부는 개구부(3)를 통해 케이싱(2)에서 돌출된다.

설명의 나머지 부분에서, 출력 샤프트(A)를 포함하는 기어드 모터의 종 방향 단부는 "하류 단부(downstream end)"로 지정되고, 기어드 모터의 다른 종 방향 단부는 "상류 단부(upstream end)"로 지정될 것이다. 이들 단부들에 대한 기어드 모터의 상이한 구성 요소들의 배향은 용어 "상류(upstream)" 또는 "하류(downstream)"로 표시될 수 있다.

케이싱(2)은 박스(4) 및 박스를 폐쇄하는 커버(5)를 포함한다.

전기 모터는 브러시리스 모터이며, 고정자(8), 고정자(8)에 배치된 회전자(10) 및 전자 기판(16)을 포함한다.

고정자(8)에 대해서는 아래에서 상세히 설명될 것이다.

도 1은, 코일들의 핀들이 연결되고 회전자를 제어하는데 사용되는 제 1 회로 기판(16)을 나타낸다. 예를 들어, 코일들은, 기계적 조임에 의해 코일에 전기적으로 연결된 러그(lug)들에 의해 회로 기판(16)에 전기적으로 및 기계적으로 연결된다.

회전자(10)는 고정자 내부에 장착되고, X 축을 중심으로 고정자 내부에서 회전하도록 되어있다. 예를 들어, 회전자(10)는, 회전자의 외부 표면을 형성하고 코일들과 마주하는 다극(multi-pole) 자석(21)을 포함한다.

회전자(10)는 박스를 향해 배향된 면의 반대편의 하류면(downstream face)에 감속 기어(R)의 제 1 선 기어(sun gear)를 형성하는 기어(24)를 포함하는 허브(20)를 형성하는 바닥을 포함한다. 따라서, 제 1 선 기어(24)는 허브(20)에 의해 직접 회전 구동된다.

감속 기어는 또한 제 1 유성 캐리어 플레이트(26) 및 X 축에 평행한 축을 중심으로 유성 캐리어 플레이트(26)의 상류면 상에서 자유롭게 회전하도록 장착되는 3개의 제 1 유성 기어들(27)을 포함한다. 제 1 유성 기어들(27)은 제 1 선 기어(24)와 맞물린다. 제 2 선 기어(28)는 제 1 유성 캐리어 플레이트(26)에 회전 고정되고, 제 1 유성 기어들(27)을 운반하는 상류면의 반대편인, 제 1 유성 캐리어 플레이트(26)의 하류면에서 X 축 상에 위치된다.

감속 기어는 제 2 유성 캐리어 플레이트(30) 및 X 축에 평행한 스핀들(32.1)을 중심으로 제 2 유성 캐리어 플레이트(30)의 상류면 상에서 자유롭게 회전하도록 장착되는 3개의 제 2 유성 기어들(32)을 포함한다. 제 2 선 기어(28)는 제 2 유성 기어들(32)과 맞물린다.

유리하게는, 유성 기어들(27 및 32)은 동일하며, 이에 따라 기어드 모터를 쉽게 제조할 수 있다.

기어드 모터의 출력 샤프트(A)는 제 2 유성 캐리어 플레이트(30)에 회전 고정되고, 제 2 유성 기어들(32)을 운반하는 상류면의 반대편인 제 2 유성 캐리어 플레이트(30)의 하류면으로부터 돌출한다.

출력 샤프트(A)는 커버에 형성된 개구부(3)의 윤곽에 의해 회전적으로 안내될 수 있다.

감속 기어는 또한 회전자(10) 내부 그리고 제 1 유성 기어(27) 및 제 2 유성 기어(32)의 외부에 위치되는, X 축 상의 외부 링 기어(34)를 가지며, 이에 따라 유성 기어들(27 및 32)이 링 기어(34)와 결합한다. 따라서, 감속 기어의 모든 구성 요소는 링 기어(34) 내부에 위치한다. 링 기어(34)는 케이싱(2)에 대해 고정된다.

매우 유리하게는, 링 기어(34)는 박스(4) 내부에, 예를 들어 캐스팅(casting)에 의해 삽입된다. 대안적으로, 링 기어(34)는 용접, 접합, 나사 등에 의해 박스(4) 상에 고정된다.

매우 유리하게는, 단일 센터링 핀(38)이 감속 기어(R) 및 모터(M)를 통과하여, 고정자(8)에 대한 감속 기어 및 회전자(10)의 다양한 구성 요소들의 중심을 맞춘다. 요크(yoke)(25)는, 제 1 선 기어를 통과하고 센터링 핀(38)이 통과하는 중앙 통로를 갖는다. 따라서 회전자(10)와 고정자(8) 사이의 공극(air gap)은 베어링을 사용하지 않고 고정된다. 베어링의 제거는 기어드 모터의 수명 연장에 기여한다. 또한, 기어드 모터의 제조가 단순화되고 질량이 감소한다.

센터링 핀(38)은 기어드 모터에서 축 방향으로 및 횡 방향으로 유지된다. 이를 달성하기 위해, 커버(5)의 내부 바닥은 핀(38)의 종 방향 단부(38.1)가 끼워지는 하우징(41)을 포함하고, 출력 샤프트(30)를 운반하는 제 2 유성 캐리어 플레이트도 또한 핀(38)의 다른 단부(38.2)가 끼워지는 상류면 상의 제 2 유성 기어들 사이의 하우징(43)을 포함한다. 제 2 유성 캐리어 플레이트(30)는 출력 샤프트(A)를 통해 커버(5)의 개구부 윤곽에 의해 안내되기 때문에, 센터링 핀(38)의 다른 단부도 축 방향으로 및 횡 방향으로 유지된다. 핀(38)은 커버(5)에 고정되어 설치되며, 예를 들어 단부(38.1)가 커버(5)의 하우징(41)에 타이트하게 끼워진다.

또한, 제 1 선 기어(24) 및 제 2 선 기어(28)는 센터링 핀(38)의 통과를 위해, 그 중심에 각각 축 방향 통로들(42, 44)을 포함한다. 센터링 핀(38)의 횡 방향 유지 및 감속 기어의 다양한 구성 요소들에 대한 우수한 회전 가이드를 보장하기 위해, 하우징들(40, 41) 및 하우징들(42, 44)의 직경들이 핀(38)의 직경으로 조정된다.

핀(38)은 모든 이동 부품에 대한 가이던스, 리센터링을 제공하며, 또한 이동 부품에 대한 슬라이딩 베어링 기능을 수행한다.

센터링 핀(38)은 유리하게는 금속, 예를 들어, 강철, 유리하게는 충분한 강성을 갖도록 스테인리스 스틸로 제조된다. 샤프트의 직경은 연삭 작업에 의해 정밀하게 고정될 수 있다. 유리하게는, 핀(38)은 예를 들어 기계 가공에 의해서, 고정밀로 제조된다. 핀의 직경 및 원통도의 최대 공차는 유리하게는 각각 20 ㎛ 및 5 ㎛이다.

케이싱에 고정되는 핀(38)과 이동 요소들 사이의 간격은 유리하게는 20 ㎛ 내지 60 ㎛ 사이이다.

박스 및 커버는 하우징들(40, 41)이 센터링 핀(38)과 링 기어(34) 사이의 동축도(coaxiality)를 보장하도록 배치된다.

링 기어(34)를 포함하는 박스 및 커버를 제조할 때 및 이들의 조립 중에 얻을 수 있는, 고정된 센터링 핀들 및 포지셔닝 정확도를 사용하여, 매우 유리하게는 센터링 샤프트와 그 주위에서 회전하는 요소들 사이에 볼 베어링 사용을 회피할 수 있게 된다.

이 센터링 핀(38)의 사용은 감속 기어의 마모를 제한하는데 도움이 된다. 또한 조립을 용이하게 한다. 플라스틱으로 만들어진 감속 기어 요소들의 경우, 요소들이 올바르게 맞물리도록 요소들 사이에 충분한 간격을 제공할 수도 있다.

유리하게는, 유성 캐리어 플레이트들 상의 유성 기어들의 스핀들이 강철, 예를 들어 스테인리스 스틸로 만들어지며, 이에 따라 가이던스를 더욱 향상시키고 유성 감속 기어 톱니의 마모를 방지하게 된다.

또한, 단일 핀을 사용하면, 자유롭게 회전하는 감속 기어의 요소들이 이러한 작은 직경의 핀을 중심으로 회전하므로 손실을 크게 줄일 수 있다.

감속 기어는 출력 샤프트(A)의 각도 위치 센서를 포함할 수 있다.

이제, 고정자(8)에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 2에서, 고정자(8)가 단독으로 도시되어 있으며 도 3은 코일들(12)이 장착된 고정자(8)를 나타낸다.

예를 들어, 고정자(8)는 M270-35A 강철로 만들어진 자성 강판의 스택으로 구성된다. M235-35A, M250-35A, 및 M330-35A와 같은 다른 강철들이 또한 제한없이 사용될 수 있다.

예를 들어, 고정자는 두께가 각각 0.35 mm인 28개의 플레이트로 구성된다. 총두께는 9.8 mm이다.

고정자는 회전자(10)를 수용하도록 설계된 하우징(54)을 포함하며; 하우징(54)은 고정자(8)의 전체 두께를 통과한다.

하우징(54)은 외부 측면(56)을 가지며, 그 일부가 코일들(12)에 의해 점유되고, 이 부분을 "권선 부분(winding part)"이라고 한다. 권선 부분은 2개의 단부 에지들(57)에 의해 각도적으로 구분되고, 암(arm)들(58), 예를 들어 3개의 암(58)을 포함하고, 암들 각각의 주위에는 코일(12)을 형성하도록 전기 전도 와이어가 감기는 지지체가 조립된다.

예를 들어, 각 코일은 필드 프레임(field frame)이라고 하는 플라스틱 본체, 2개의 연결 러그들 또는 플러그들 및 본체에 감겨진 와이어를 포함하며, 두 단부에서, 회로 기판에 연결되도록 의도되는 2개의 러그들에 연결된다. 각 코일의 본체는 암(58)에 장착된다. 유리하게는, 각각의 러그(61)(도 6)는 필드 프레임에 고정되는 요소(61.1)를 포함하며, 예를 들어 일종의 작살(harpoon)처럼 보이도록 측면들에 톱니가 있고; 부착 요소가 필드 프레임에 삽입된다. 러그는 또한 와이어의 한쪽 단부에 연결 요소(61.2)를 포함하며, 예를 들어 이것은 와이어의 단부를 포획하기 위해(유리하게는 그 후에 납땜됨) 함께 모인 V자를 형성하는 2개의 블레이드(blade)를 포함하는 요소이다. 러그는 또한 회로 기판에 대한 장착 및 연결 요소(61.3)를 포함하며, 예를 들어 장착 및 연결 요소(61.3)는 회로 기판의 하우징에 강제로 끼워진다. 러그는 전기 전도성 재료로 만들어진다.

권선 부분은 또한 2개의 코일들 사이에서 각각 연장되는 2개의 방사상 요소(59)를 포함한다. 권선 부분은 또한 유리하게는 반경 방향으로 코일들을 유지하는 수단을 포함한다. 도시된 예에서, 방사상 요소들(59)의 자유 단부들 및 단부 에지들(57)은 클릭 피팅(click fitting)에 의해 반경 방향으로 코일들(12)을 유지하는 톱니(60)를 포함한다. 이 예에서는, 2개의 톱니(60)가 각 코일에 사용된다.

도시된 예에서, 권선 부분은 가장 바깥 쪽 코일들의 스핀들 사이의 각도, 즉 실질적으로 코일들(12)이 삽입되는 암들(58) 사이의 각도에 의해 규정된다.

암들(58), 방사상 요소들(59) 및 톱니(60)는 예를 들어 콜드 헤딩(cold heading)에 의해 하우징과 같이 절단된다.

도시된 예에서 바람직하게는, 전기 모터는 3의 배수와 동일한 다수의 코일(12)을 포함하는 3-상 모터이다. 그럼에도 불구하고, 2-상 모터, 보다 일반적으로는 다상 모터가 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다.

도 3에서, 암들(58) 주위에 형성되는 코일들(12) 및, 코일들에 전원을 공급하기 위한 연결 플러그들(61)을 볼 수 있으며, 이러한 플러그들은 회로 기판(16)에 연결된다.

회전자(8)의 회전축에 직교하는 평면에서 하우징의 측면의 단면은 각도 α1 및 반경 R1을 갖는 제 1 원호 Arc1과 각도 α2 및 반경 R2를 갖는 제 2 원호 Arc2를 가지며, 여기서 R2 > R1이다.

외부 코일들(12)의 축 A1과 A2 사이의 각도는 α3으로 표시된다. 제 1 원호 ARC1에 의해 구분되는 하우징의 측면 부분은 권선 부분을 포함한다.

권선 부분은 각도 α3 < α1에 대해 연장된다.

반경 R2-R1의 차이는 제조 부정확성으로 인한 것이 아니다. 예를 들어, 차이 R2-R1은 0.03 mm의 공차로 0.25 mm와 같다. 바람직하게는, 0.2 mm < R2-R1 < 0.5 mm이다. 예를 들어, R2 - R1 = 0.25 mm, R2 = 19.25 mm 및 R Rotor = 18.5 mm이다.

예를 들어, 3-코일 고정자의 경우, α1 = 300°및 α2 = 60°이다. 예를 들어, 두 개의 연속하는 코일의 축들은 서로에 대해 30°로 배열된다. 6-코일 고정자의 경우, α2 = 120°및 α1 = 180°이다.

제 1 원호 Arc1은 예를 들어 고정자의 반경 방향에 대해 경사진 직선 부분에 의해 제 2 원호 Arc2에 연결된다.

회전자(10)는 고정자 자석의 부분이 코일(12)을 향하는 상태로, 고정자(8)의 하우징(54)에 수용된다.

회전자(8)의 반경 방향 외면과 하우징(54)의 측면(56) 사이의 공극의 값은 반경이 다른 원호들 때문에 달라진다. 도시된 예에서, 공극은 실질적으로 2 개의 값을 갖는다: 제 1 원호 Arc1에 의해 구분되는 회전자(10)의 반경 방향 외벽과 하우징(54)의 측면(56)의 부분 사이의 제 1 값(E1), 및 제 2 원호 Arc2에 의해 구분되는 회전자(8)의 반경 방향 외벽과 하우징(54)의 측면(56)의 부분 사이의 제 1 값(E2). 제 1 공극 값(E1)은 제 2 공극 값(E2)보다 작다. 예를 들어 0.2 mm < E1 < 0.5 mm, 예를 들어, 0.5 mm이고, 예를 들어 0.75 mm < E2 < 1 mm, 예를 들어, 0.75 mm이다. 바람직하게는, E1은 가능한 한 낮게 선택된다.

따라서, 고정자(8)에 의해 회전자(10)에 가해지는 인력은 그들 사이의 거리에 비례하기 때문에, 이 인력은 하우징(54)의 측면(56)의 윤곽 함수에 따라 달라진다. 공극이 더 작을 경우 인력은 더 커지기 때문에, 제 1 공극 값(즉 원호 Arc3을 따르는)에 대한 인력이 제 2 공극 값(즉 원호 Arc2를 따름)에 대한 것보다 더 커지게 된다.

고정자는 또한 고정자를 박스(4)에 고정시키는 나사(63)가 통과하는 박스(B)의 구멍(62)을 포함한다.

도 5에서, 기어드 모터의 일부를 위로부터 확인할 수 있으며, 고정자, 플라스틱 인서트 성형 코일(64), 코일(12), 박스(4) 및 감속 기어의 링 기어(34)가 연결되는 회로 기판(16)이 나타나 있다.

도 5는 도 4의 기어드 모터의 일부의 분해도이다.

전기 모터의 동작은 다음과 같다:

코일(12)에 역위상(out-of-phase) 전류가 공급되고, 코일이 통전될 경우, 코일(12)과 회전자에 의해 운반되는 부분에 대향하는 자석 부분 사이에 반발력이 가해져, 회전자(10)를 그것의 회전축으로부터 오프셋시키게 된다.

고정자(8)와 회전자(10) 사이에 연속적으로 인력이 가해진다. 본 발명은 코일이 없는 고정자 부분(8)과 비교하여, 코일(12)을 포함하는 고정자 부분에서 회전자(10)에 대한 고정자(8)의 인력의 크기를 증가시키며, 이것이 코일(12)과 회전자(10) 사이의 반발력을 적어도 부분적으로 보상하고, 따라서 회전자의 오프셋을 적어도 부분적으로 감소시킨다. 그 결과, 회전자(10)와 고정자(8) 사이의 마찰 위험은, 예를 들어 이 오프셋으로 인한 감속 기어 손상 위험과 함께 감소된다.

바람직하게는, 각도 α2 및 α3은 동일하거나 실질적으로 동일하므로, 2πR2×α2/180과 동일한 제 2 원호 Arc2의 길이 값은 권선 부분의 원호 Arc3의 길이 값과 매우 유사하며(즉 2πR1×α3/180), α2 및 α3의 각도에 대해, 예를 들어 Arc2의 길이는 40.3 mm이고 Arc2의 길이는 39.8 mm이다.

따라서, 회전자(10)와 고정자(8) 사이의 인력이 감소되는 구역의 길이는 코일(12)이 회전자(10)에 반발력을 가하는 구역의 길이와 실질적으로 동일하다.

바람직하게는, 권선 부분 α3은 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 원호 Arc2에 의해 경계가 정해지는 표면의 부분과 정반대편에 있다. 따라서, 회전자의 코일에 의해 가해지는 반발력은 감소된 인력으로 그 구역과 정반대편의 구역에 가해진다. 이것은 회전자의 오프셋을 더욱 감소시킨다.

고정자의 외형은 제한적이지 않으며, 엔진 환경 및 제조 가능성에 따라 선택된다.

본 설명에서, 기어드 모터가 유압 분배기의 제어에 사용되지만, 임의의 다른 장치를 작동시키는데에도 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (10)

1. 브러시리스 전기 모터, 유성 감속 기어(R) 및 상기 유성 감속 기어(R)에 회전 고정되는 종축(X)이 있는 출력 샤프트(A)를 포함하는 기어드 모터로서,
   상기 전기 모터(M)는 고정자(8), 상기 고정자(8)의 하우징(54)에 수용되고 상기 하우징(54)의 측면(56)에 의해 둘러싸인 회전자(10)를 포함하고, 상기 회전자(10)는 상기 종축(X)을 중심으로 회전하도록 구성되고, 적어도 2개의 코일들(12)이 상기 회전자(10)의 외부 측면의 일부를 향하게 되도록 이 코일들(12)이 각도 α3에 걸쳐 연장되는 상기 하우징(54)의 측면(56)의 일부에서 상기 고정자에 부착되고, 상기 고정자(8) 및 상기 회전자(10)는 제 1 공극을 갖는 적어도 하나의 제 1 구역(Arc1) 및 이들 사이에 제 2 공극을 갖는 하나의 제 2 구역(Arc2)을 규정하고, 상기 제 1 공극은 상기 제 2 공극보다 작으며, 상기 제 1 구역(Arc1)은, 상기 회전자(10)에 대하여 상기 고정자(8)에 의해 가해지는 인력이 상기 제 1 구역(Arc1)에서보다 상기 제 2 구역(Arc2)에서 더 낮아지게 되도록, 상기 코일들(12)을 포함하는 기어드 모터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 종축(X)에 직교하는 평면에서 상기 하우징의 상기 측면(56)의 섹션은 각도 α1에 걸쳐 연장되는 반경 R1을 갖는 적어도 하나의 제 1 원호(Arc1) 및 각도 α2에 걸쳐 연장되는 반경 R2를 갖는 제 2 원호(Arc2)를 포함하며, R1 < R2이고, 상기 코일들(12)을 포함하는 상기 하우징(54)의 상기 측면(56)의 부분은 상기 제 1 원호(arc1)를 갖는 상기 하우징(54)의 상기 측면(56)의 부분에 포함되는 기어드 모터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   R2-R1은 0.2 mm 내지 0.5 mm 사이인 기어드 모터.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제 2 원호(Arc2)에 의해 구분되는 상기 하우징(54)의 상기 측벽(56)의 부분은 상기 코일들(12)을 포함하는 상기 하우징(54)의 상기 측면(56)의 부분과 정반대편에 있는 기어드 모터.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제 2 원호(Arc2)의 각도 α2는 상기 코일들(12)을 포함하는 상기 하우징(54)의 상기 측면(56) 부분의 각도 α3와 동일한 기어드 모터.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   3 개의 코일들(12) 또는 3의 배수 개의 코일들을 포함하는 기어드 모터.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 고정자(8)는 상기 코일들(12)이 연결되는 회로 기판(16)에 장착되는 기어드 모터.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 감속 기어(R)는 상기 회전자(10)에 적어도 부분적으로 수용되는 기어드 모터.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 회전자의 회전축을 형성하는 단일 샤프트 및 상기 유성 감속 기어의 스핀들을 포함하는 기어드 모터.
10. 적어도 하나의 유체 출구 오리피스를 갖는 밸브 본체, 상기 출구 오리피스를 통한 유체 흐름을 허가 또는 차단할 수 있는 코어(core) 및 상기 코어를 작동시키는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 기어드 모터를 포함하는 회전 유체 장치.

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