KR20220101345A - 모터 - Google Patents

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KR20220101345A
KR20220101345A KR1020210003259A KR20210003259A KR20220101345A KR 20220101345 A KR20220101345 A KR 20220101345A KR 1020210003259 A KR1020210003259 A KR 1020210003259A KR 20210003259 A KR20210003259 A KR 20210003259A KR 20220101345 A KR20220101345 A KR 20220101345A
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Abstract

본 발명은 샤프트; 상기 샤프트에 결합된 로터; 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터; 상기 샤프트의 일측에 배치되는 홀더; 및 상기 홀더에 배치되는 센싱 마그넷을 포함하고, 상기 샤프트는 바디 및 상기 바디에서 반경방향으로 연장되는 스크류를 포함하고, 상기 홀더는 상기 스크류가 배치되는 모터를 제공한다.

Description

모터{MOTOR}
본 발명은 모터에 관한 것이다.
모터는 로터와 스테이터를 포함한다. 이때, 로터와 스테이터의 전기적 상호작용에 의해 로터가 회전한다. 그리고, 로터에 결합된 샤프트가 회전한다. 모터 내측에는 자기소자를 포함하는 검출부가 배치된다. 자기소자는 샤프트와 함께 회전하는 센싱 마그넷의 자기력을 감지하여 현재 위치를 파악한다.
그러나, 이러한 센싱 마그넷은 샤프트와의 고정력이 낮아 이탈될 우려가 있다. 이에 따라, 자기소자의 센싱 감도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 샤프트와 홀더의 고정력을 높인 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예는, 샤프트; 상기 샤프트에 결합된 로터; 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터; 상기 샤프트의 일측에 배치되는 홀더; 및 상기 홀더에 배치되는 센싱 마그넷을 포함하고, 상기 샤프트는 바디 및 상기 바디에서 반경방향으로 연장되는 스크류를 포함하고, 상기 홀더는 상기 스크류가 배치되는 홈을 포함하는 모터를 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 스크류를 통해 샤프트와 홀더를 체결하여 샤프트와 홀더의 사이의 고정력을 높이고, 센싱 마그넷을 안정적으로 고정하여 자기 소자의 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
실시예에 따르면, 홀더와 샤프트 사이의 압입 공차 관리가 용이하고, 경우에 따라 샤프트를 압입 공정 없이도 홀더에 결합하여, 제조가 용이하고 신뢰성을 갖는 모터를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 도시한 단면도이다.
도 2는 샤프트의 사시도이다.
도 3은 홀더의 사시도이다.
도 4는 샤프트, 홀더 및 센싱 마그넷의 사시도이다.
도 5는 샤프트, 홀더 및 센싱 마그넷의 분해 사시도이다.
도 6 은 샤프트, 홀더 및 센싱 마그넷의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 샤프트, 홀더 및 센싱 마그넷의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
샤프트의 길이 방향(상하 방향)과 평행한 방향을 축 방향이라고 하고, 샤프트를 중심으로 축 방향과 수직한 방향을 반경방향이라고 하고, 샤프트를 중심으로 반경방향의 반지름을 갖는 원을 따라가는 방향을 원주방향이라고 부른다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 모터는 샤프트(100), 로터(200), 스테이터(300), 하우징(400), 홀더(500), 센싱 마그넷(600) 및 회로 기판(700)을 포함한다.
이하, 내측이라 함은 하우징(400)에서 모터의 중심인 샤프트(100)를 향하는 방향을 나타내며, 외측이라 함은 샤프트(100)에서 하우징(400)을 향하는 방향인 내측의 반대 방향을 나타낸다.
샤프트(100)는 로터(200)에 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(200)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면, 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(100)가 회전한다. 샤프트(100)는 차량의 조향장치와 연결되어 동력을 전달할 수 있다.
로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 로터(200)는 스테이터(300)의 내측에 배치될 수 있다. 로터(200)는 로터 코어와 로터 코어에 배치되는 로터 마그넷을 포함할 수 있다.
스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 스테이터 코어와, 코일과, 스테이터 코어(310)에 장착되는 인슐레이터를 포함할 수 있다. 코일은 인슐레이터(330)에 감길 수 있다. 인슐레이터는 코일과 스테이터 코어 사이에 배치된다. 코일은 로터 마그넷과 전기적 상호 작용을 유발한다.
하우징(400)은 스테이터(300)의 외측에 배치될 수 있다. 하우징(400)은 일측이 개방된 원통형 부재일 수 있다. 하우징(400)은 형상이나 재질은 다양하게 변형될 수 있으나 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속재질이 선택될 수 있다.
홀더(500)는 샤프트에 결합된다. 홀더(500)는 로터(200) 및 샤프트(100)와 연동하여 회전한다. 홀더(500)는 비자성체일 수 있다.
센싱 마그넷(600)은 로터(200)와 연동하도록 샤프트(100)에 결합된다. 센싱 마그넷(600)은 로터(200)의 위치를 검출하기 위한 장치이다.
회로 기판(700)은 샤프트(100)와 이격 배치될 수 있다. 회로 기판(700)은 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 그리고, 회로 기판(700)은 센서(710)가 실장될 수 있다. 센서(710)는 센싱 마그넷(600)과 마주보게 배치될 수 있다. 센서(710)는 센싱 마그넷(600)과 이격될 수 있다. 센서(710)는 홀 IC(Hall IC)일 수 있다. 센서(710)는 센싱 마그넷(600)의 N극과 S극의 변화를 감지하여 센싱 시그널을 생설할 수 있다.
도 2는 샤프트의 사시도이고, 도 3은 홀더의 사시도이며, 도 4는 샤프트, 홀더 및 센싱 마그넷의 사시도이고, 도 5는 샤프트, 홀더 및 센싱 마그넷의 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 샤프트(100)는 바디(110)와 스크류(120)를 포함할 수 있다. 바디(110))는 제1 단부(111) 및 제2 단부(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 단부(111)는 홀더(500) 내에 압입될 수 있다. 제1 단부(111)의 가장자리에는 라운드부(111R)가 배치될 수 있다. 그리고, 바디(110)는 제1 단부(111)에 배치되는 돌출부(111S)를 포함할 수 있다. 돌출부(111S)의 직경은 바다(110)의 직경보다 작을 수 있다.
샤프트(100)는 스크류(120)를 포함한다. 스크류(120)는 제2 단부(미도시)보다 제1 단부(111)에 가깝게 배치될 수 있다. 스크류(120)는 제1 단부(111)와 소정의 거리를 두고 배치될 수 있다. 스크류(120)는 샤프트(100)의 외주면에서 반경방향으로 돌출될 수 있다. 그리고, 스크류(120)는 나선 형상으로 연장될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 스크류(120)는 바디(110)에서 반경방향으로 돌출된 다양한 형상으로 설계 변형가능하다. 이러한 스크류(120)는 홀더(500)에 삽입될 수 있다. 이때, 샤프트(100)는 홀더(500) 내에 회전되며 삽입될 수 있다. 그리고, 샤프트(100)가 홀더(500) 내에 삽입되는 과정에서 스크류(120)는 회전하여 홀더(500)에 나선 형상의 홈(502)을 형성할 수 있다.
샤프트(100)는 스틸(Steel) 재질일 수 있다. 바디(110)와 스크류(120)는 일체일 수 있다. 이때, 스크류(120)는 홀더(500)에 압입되기 이전에 열처리될 수 있다. 열처리된 스크류(120)는 바디(110)의 경도보다 높은 경도를 가질 수 있다.
홀더(500)는 원통 형상일 수 있다. 홀더(500)는 내부 공간을 가질 수 있다. 공간의 일측에는 센싱 마그넷(600)이 배치될 수 있다. 센싱 마그넷(600)은 홀더(500) 내측으로 압입될 수 있다. 그리고, 공간의 다른 일측에는 샤프트(100)의 제1 단부(111)가 배치될 수 있다. 샤프트(100)는 홀더(500)의 내측으로 압입될 수 있다. 이때, 제1 단부(111)는 센싱 마그넷(600)과 축방향 거리를 두고 배치될 수 있다. 이에, 제1 단부(111)와 센싱 마그넷(600) 사이에는 갭(G)이 형성될 수 있다. 갭(G)에는 접착제가 배치될 수 있다.
홀더(500)는 홀(501)을 포함할 수 있다. 홀(501)은 복수개일 수 있다. 홀(501)은 원주방향으로 배치될 수 있다. 복수의 홀(501)은 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 홀(501)을 통하여 갭(G)으로 접착제가 충진될 수 있다. 홀(501)은 내주면(500A) 및 외주면(500B)을 관통할 수 있다. 그리고, 내주면(500A)에 형성된 홀(501)은 외주면(500B)에 형성된 홀(501)의 직경보다 작을 수 있다.
홀더(500)는 내주면(500A) 형성되는 홈(502)을 포함할 수 있다. 홈(502)은 나선 형상으로 형성될 수 있다. 홈(502)의 일부분에는 스크류(120)가 배치될 수 있다. 홀더(500)는 스틸(Steel) 재질일 수 있다. 홀더(500)는 스크류(120)의 경도보다 낮은 경도를 가질 수 있다.
샤프트(100)는 홀더에 압입될 수 있다. 홀더(500) 내에는 제1 단부(111)가 배치될 수 있다. 홀더(500) 내에는 센싱 마그넷(600)이 고정될 수 있다. 홀더(500)의 내주면(500A) 일부분에는 센싱 마그넷(600)이 접촉될 수 있다. 그리고, 홀더(500)의 내주면(500A) 다른 일부분에는 샤프트(100)가 접촉될 수 있다.
샤프트(100)는 홀더(500) 내에 회전하면서 압입될 수 있다. 이에, 스크류(120)는 내주면(500A)과 회전되며 마찰될 수 있다. 이때, 스크류(120)는 내주면(500A)의 경도보다 높은 경도를 가질 수 있다. 실시예에 따르면, 홈(502)은 샤프트(100)가 홀더(500) 내에 압입되는 과정에서 스크류(120)에 의하여 내주면(500A)이 마모되며 형성될 수 있다. 홈(502)은 스크류(120)가 지나간 자리에 형성될 수 있다. 그리고, 샤프트(100)가 홀더(500)에 압입된 후에 홀(501)을 통하여 접착제를 주입하여 샤프트(100)와 홀더(500) 사이의 고정력을 높일 수 있다.
홈(502)은 제1 영역(502A)과 제2 영역(502B)을 포함할 수 있다. 제1 영역(502A)에는 스크류(120)가 배치될 수 있다. 그리고, 제2 영역(502B)은 제1 영역(502A)을 제외한 영역일 수 있다. 제2 영역(502B)은 스크류(120)가 배치되지 않을 수 있다. 제2 영역(502B)은 스크류(120)가 지나며 형성될 수 있다.
홀더(500)의 내경은 샤프트(100)의 외경보다 작거나, 같을 수 있다. 이때, 샤프트(100)는 홀더(500) 내측으로 압입될 수 있다. 홀더(500)는 내주면(500A)과 외주면(500B)을 포함할 수 있다. 홀더의 내주면(500A)은 샤프트(100)의 외주면과 접촉될 수 있다. 한편, 홀더(500)의 내경은 샤프트(100)의 외경보다 클 수도 있다. 이때, 샤프트(100)는 홀더(500) 내측으로 슬라이딩될 수 있다. 홀더(500)의 내주면(500A)과 샤프트(100)의 외주면 사이에는 제1 갭(미도시)이 형성될 수 있다. 종래에는 홀더와 샤프트 사이의 압입 공차 관리에 어려움이 있었으나, 본 발명에 따른 모터는 홀더의 내주면과 샤프트 외주면 사이의 공차 관리가 용이하다.
홀더(500)는 센싱 마그넷(600)이 압입될 수 있다. 센싱 마그넷(600)은 제1 면(601), 제2 면(602) 및 제3 면(603)을 포함한다. 제1 면(601)과 제2 면(602)은 축방향으로 배치된다. 제1 면(601)은 샤프트(100)를 향하여 배치된다. 제1 면(601)은 샤프트(100)의 단부와 이격될 수 있다. 그리고, 제2 면(602)은 제1 면(601)의 반대측을 향하여 배치된다. 제2 면(602)은 센서(도 1에서 도시한 710)와 마주할 수 있다. 제1 면(601)과 제2 면(602)은 제3 면(603)에 의해 연결된다. 제3 면(603)은 적어도 하나일 수 있다. 제3 면(603)은 곡면일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 홀더(500)는 제3 면(603)을 감쌀 수 있다.
도 6은 샤프트, 홀더 및 센싱 마그넷의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 스크류(120)는 홈(502)의 일부분에 배치될 수 있다. 그리고, 바디(110)의 외주면은 내주면(500A)과 접촉될 수 있다. 한편, 바디(110)의 외주면(500A)과 내주면(500A) 사이에 제1 갭이 형성될 수 있다. 이때, 샤프트(100)는 홀더(500) 내이 압입 또는 슬라이딩될 수 있다.
스크류(120)는 홀더(500)와 접촉될 수 있다. 그리고, 스크류(120)는 홈(502)에 체결될 수 있다, 스크류(120)는 홈(502) 내에서 축방향 및 반경방향 움직임이 고정될 수 있다. 스크류(120)의 반경방향 길이는 바디(110)와 홀더(500)의 내주면(500A) 사이의 거리보다 클 수 있다.
스크류(120)는 나선 방향으로 연장될 수 있다. 스크류(120)는 외측을 향하여 배치되는 날부(121)를 포함할 수 있다. 날부(121)는 홀더(500) 측으로 갈수록 두께가 작아지는 형상일 수 있다. 이때, 날부(121)에 의하여 홀더(500) 내주면(500A)이 마모되며 홈(502)이 형성될 수 있다. 날부(121)의 경도는 홀더(500)의 내주면(500A)보다 높을 수 있다. 스크류(120)의 형상은 나선 형상 이외에도 다양한 형상으로 설계 변형 가능하다.
홀(501)을 통하여 접착제가 주입될 수 있다. 주입된 접착제는 홀더(500) 내의 갭(G)에 배치될 수 있다. 접착제는 센싱 마그넷(600)과 제1 단부(111)를 결합시킬 수 있다. 홀(501)에는 접착제가 배치될 수 있다. 홀(501)은 접착제에 의하여 폐쇄될 수 있다. 홀(501)은 외주면(500B)에서 내주면(500A)을 향하여 갈수록 폭이 커질 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 샤프트, 홀더 및 센싱 마그넷의 단면도이다. 본 실시예는 홀더의 형상을 제외하고는 도 5에서 나타낸 모터와 동일하다. 따라서, 도 6과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
도 7을 참조하면, 홀더(800)는 제1 부재(810)를 포함할 수 있다. 제1 부재(810)는 센싱 마그넷(600)과 제1 단부(111)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 부재(810)는 제1 홈(811)을 포함할 수 있다. 제1 홈(811)은 돌출부(111S)가 배치될 수 있다. 제1 부재(810)는 홀더(800)의 내부 공간을 구획할 수 있다. 구획된 공간의 일측에는 센싱 마그넷(600)이 압입되고, 다른 일측에는 샤프트(100)가 압입될 수 있다.
홀더(800)는 내주면(800A)과 외주면(800B)을 포함할 수 있다. 내주면(700A)은 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2) 사이에는 제1 부재(810)가 배치될 수 있다. 제1 영역(A1)은 압입된 센싱 마그넷(600)과 접촉될 수 있다. 그리고, 제2 영역(A2)은 압입된 샤프트(100)가 배치될 수 있다. 제2 영역(A2)에는 스크류(120)가 배치되는 제2 홈(802)이 형성될 수 있다. 이때, 스크류(120) 중 일부는 홀더(800)와 오버랩되지 않을 수 있다. 실시예에 따르면, 스크류를 통해 샤프트와 홀더를 체결하여 샤프트와 홀더의 사이의 고정력을 높이고, 센싱 마그넷을 안정적으로 고정하여 자기 소자의 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
전술된 실시예에는 이너 로터형 모터를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 아우터 로터형 모터에도 적용 가능하다. 또한, 차량용 또는 가전용 등 다양한 기기에 이용할 수 있다.
100: 샤프트 200: 로터
300: 스테이터 400: 하우징
500: 홀더 501: 홀
502: 홈 600: 센싱 마그넷
601: 제1 면 602: 제2 면
700: 회로기판 710: 자기소자

Claims (10)

  1. 샤프트;
    상기 샤프트에 결합된 로터;
    상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;
    상기 샤프트의 일측에 배치되는 홀더; 및
    상기 홀더에 배치되는 센싱 마그넷을 포함하고,
    상기 샤프트는 바디 및 상기 바디에서 반경방향으로 연장되는 스크류를 포함하고,
    상기 홀더는 상기 스크류가 배치되는 홈을 포함하는 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크류의 경도는 상기 바디의 경도보다 크고,
    상기 스크류의 경도는 상기 홀더의 경도보다 큰 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 마그넷과 상기 샤프트 사이에는 갭이 형성되고,
    상기 홀더는 상기 갭과 연통하는 적어도 하나의 홀이 형성되는 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 홀은 상기 홀더의 외주면과 내주면 사이를 관통하고,
    상기 홀더의 외주면에 형성된 상기 홀의 직경은 상기 홀더의 내주면에 형성된 홀의 직경보다 작은 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트는 서로 축방향으로 배치되는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고,
    상기 샤프트는 상기 제1 단부에 배치되는 돌출부를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 센싱 마그넷과 축방향으로 이격되는 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 제1 단부의 가장자리에 배치되는 라운드부를 포함하는 모터.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 홈은 상기 스크류가 배치되는 제1 영역 및 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역을 포함하고,
    상기 제2 영역은 상기 바디의 외주면과 마주하는 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 홀더의 내경은 상기 바디의 외경보다 작거나 같은 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 홀더의 내경은 상기 바디의 외경보다 큰 모터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 홀더의 내주면과 상기 샤프트의 외주면 사이에는 제1 갭이 형성되는 모터.
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