KR20220147966A - 파워 시트 구동을 위한 제어기 일체형 모터 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 차량의 파워 시트를 구동하기 위한 제어기 일체형 구동 모터 모듈에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 모터; 상기 모터가 수용되는 모터 하우징; 상기 모터와 연결되며 차량에 배치된 파워 시트의 이동을 위해 상기 모터의 회전력을 상기 파워 시트의 각 부분으로 전달하는 동력 전달부; 및 상기 모터와 상기 동력 전달부 사이에 배치되고 상기 모터의 회전을 제어하는 제어기;를 포함하되, 상기 제어기는 상기 모터의 회전을 제어하는 컨트롤러, 상기 컨트롤러로부터 구동 신호를 전달받아 상기 모터를 구동하는 인버터, 및 상기 차량의 배터리로부터 전원을 공급받아 상기 컨트롤러에 제공하는 전원부를 포함할 수 있다.

Description

파워 시트 구동을 위한 제어기 일체형 모터 모듈{Controller integrated motor module for power seat drive}
본 발명은 차량의 파워 시트를 구동하는 모터 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 모터를 구동하기 위한 회로를 외부에 마련된 별도의 상위제어기가 아닌 모터 모듈의 내부에 포함시킴으로써 상위제어기의 크기를 최소화할 수 있는 모터 모듈에 관한 것이다.
차량에는 운전자나 탑승자의 편의성 향상을 주목적으로 하는 각종 편의장치들이 구비된다. 그 예로 파워 시트(power seat)를 들 수 있다. 일반적으로, 승용 차량의 시트는 승객의 등을 받치는 시트백과 승객이 착석하도록 되어 있는 시트쿠션, 헤드 레스트, 레그 레스트 등으로 이루어지는데 파워 시트는 이러한 시트의 각 부분을 모터를 이용하여 전동으로 구동시킬 수 있는 장치가 구비된 시트를 지칭한다.
이때, 승객의 시트 착석 자세를 변경하기 위해 파워 시트에 구비되는 장치로서, 시트백과 시트쿠션 간의 연결 지점에 장착된 리클라이닝 장치를 비롯하여 시트백의 리클라이닝 작동과 시트쿠션의 전방 이동 및 틸팅 작동이 동시에 이루어지도록 한 릴렉션 장치 등이 적용되고 있다. 또한, 일부 고급 차량의 시트에는 승객의 다리부분을 지지할 수 있는 레그 레스트 장치가 구비된 것도 있다. 뿐만 아니라, 다리를 더욱 편안하게 지지하기 위해 레그 레스트 장치와 연동하여 레그 레스트가 상승함과 동시에 시트의 전방을 향해 길이가 연장되도록 구동하는 레그 레스트 익스텐션 장치가 더 구비될 수도 있다. 파워 시트에는 언급한 장치들 외에도 머리를 받쳐주는 헤드 레스트를 구동시키기 위한 장치가 더 구비될 수도 있으며 이와 같이 승객 편의를 위해 구동 장치가 점점 증가함에 따라 구동 동력을 제공하는 모터도 비례하여 증가하게 된다.
종래에는 시트마다 모터의 외부에 배치되는 상위제어기가 별도로 구비되어 시트의 각 부분을 구동시키는 각각의 모터와 전기적으로 연결되고 승객의 조작의지가 시트의 인터페이스(버튼 등)를 통해 입력되면 상기 상위제어기가 각 모터를 정방향 또는 역방향으로 제어하는 신호를 보내 시트의 이동이 제어되었다.
하지만, 상술한 바와 같이 사양이 고급화될수록 모터의 수는 증가하게 되고 이에 따라 상위제어기 내부의 구동회로 또한 증가하게 되므로 상위제어기의 부피가 증가하게 되는 문제가 있다. 따라서 각 시트마다 상위제어기가 배치되는 공간을 넓게 확보해야 하므로 공간 활용에 불리하게 된다.
또한, 상위제어기에서 모터를 구동하는 기존 방식의 경우 모터가 1개 증가할 때마다 DC 모터는 상위제어기와 모터 사이에는 모터를 구동하는 신호를 전달하기 위한 회로선, 홀 센서에 연결하기 위한 전원선이 연결되어야 하므로 제어기와 모터를 연결하는 와이어 하네스는 증가되는 1개의 모터마다 4가닥의 연결선이 늘어나게 되며, BLDC 모터의 경우는 홀 센서 및 3상 전원선 총 8가닥의 연결선이 늘어나 와이어 하네스의 부피 증가 부담이 큰 문제가 있다.
한국등록특허공보 제10-1619619호
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 시트의 제어를 위한 모터의 개수가 증가되더라도 상위제어기의 사이즈는 최소화하여 차량 시트의 배치 공간을 유리하게 활용할 수 있는 모터 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 시트의 제어를 위한 모터의 개수가 증가되더라도 하네스 부피 증가의 부담을 최소화할 수 있는 모터 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 구조적인 간섭의 우려없이 다양한 시트 프레임의 형상에도 적용 가능한 모터 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 중성점을 제어기에서 결선하지 않고, 외부에서 결선하여 모터 모듈에 내장된 제어기의 사이즈를 최소화함으로써 모터 모듈의 소형화 및 경량화를 달성하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예는, 모터; 상기 모터가 수용되는 모터 하우징; 상기 모터와 연결되며 차량에 배치된 파워 시트의 이동을 위해 상기 모터의 회전력을 상기 파워 시트의 각 부분으로 전달하는 동력 전달부; 및 상기 모터와 상기 동력 전달부 사이에 배치되고 상기 모터의 회전을 제어하는 제어기;를 포함하되, 상기 제어기는 상기 모터의 회전을 제어하는 컨트롤러, 상기 컨트롤러로부터 구동 신호를 전달받아 상기 모터를 구동하는 인버터, 및 상기 차량의 배터리로부터 전원을 공급받아 상기 컨트롤러에 제공하는 전원부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어기를 상기 파워 시트의 구동 명령을 입력 받는 상위 제어기와 연결시키기 위한 커넥터를 더 포함하고, 상기 커넥터는 상기 제어기에 분리 가능하게 결합되며, 상기 제어기는, 상기 커넥터를 통해 상기 상위 제어기와 통신선만으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 모터는, 3상 코일이 감기는 코어를 포함하는 고정자와, 마그넷을 포함하며 상기 고정자의 내부에 배치되어 상기 고정자에 대해 상대적으로 회전하는 회전자 및 상기 회전자의 내부에 배치된 회전축을 포함하고, 상기 제어기는, 상기 컨트롤러, 상기 인버터 및 상기 전원부를 구성하는 회로 소자가 실장되는 PCB 기판으로 이루어지며, 상기 PCB 기판 상에는 상기 회전자에 대응하는 크기로 가공되어 상기 회전축이 통과하는 회전축 통과홀 및, 상기 모터와 결합되는 복수의 모터 결합홀이 마련되고, 상기 제어기는 상기 모터 결합홀을 통해 상기 고정자의 일측 단부에 마련된 복수의 결합돌기와 연결될 수 있다.
또한, 상기 모터 하우징은, 상기 모터가 수용되는 메인 하우징; 및 상기 메인 하우징으로부터 상기 메인 하우징의 길이 방향 축과 수직한 방향으로 돌출 연장 형성되며 상기 커넥터가 수용 결합되어 지지되는 커넥터 하우징;을 포함할 수 있다.
한편, 상기 동력 전달부는, 상기 모터의 회전축에서 연장되며 나사산이 형성된 제1 샤프트 및 상기 나사산이 형성된 제1 샤프트와 연결되는 제1 원통형 기어를 포함하되, 상기 제1 원통형 기어와 연결되며 상기 제1 원통형 기어가 회전하면 함께 회전 구동하는 동력 전달축을 더 포함하는 제1 형태로 이루어지거나, 상기 모터의 회전축에서 연장되며 나사산이 형성된 제2 샤프트 및 상기 나사산이 형성된 제2 샤프트와 연결되는 제2 원통형 기어를 포함하되, 상기 제2 원통형 기어와 연결되며 상기 제2 원통형 기어가 회전하면 직선 이동하는 리드 스크류를 더 포함하는 제2 형태로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 커넥터는, 상기 동력 전달부가 상기 제1 형태인 경우, 상기 제1 샤프트를 기준으로 상기 제1 원통형 기어가 배치된 방향에 대응하여 배치되고, 상기 동력 전달부가 상기 제2 형태인 경우, 상기 리드 스크류가 직선 이동하는 축 방향에 대응하여 배치될 수 있다.
아울러, 상기 고정자의 길이 방향 일측 단부에는 상기 고정자의 반경방향 외측으로 돌출 형성된 중성점 조립부가 연결되며, 상기 3상의 권선 각각의 중성선이 상기 중성점 조립부에 끼워진 후 하나의 공통단자를 통해 압착 조립될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터를 제어하는 구동회로를 포함한 제어기가 모터 모듈에 통합하여 일체화됨으로써 차량 시트별로 제어기를 구비할 필요가 없으므로 시트의 제어를 위한 모터의 개수가 증가되더라도 차량 시트의 배치 공간을 유리하게 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 운전석 및 조수석의 1열과 2열 이하의 뒷좌석을 포함하는 차량 시트 전체를 제어하는 상위 제어기가 상기 차량 시트 전체에 포함된 모든 모터들과 통신선만으로 연결됨으로써 시트의 제어를 위한 모터의 개수가 증가되더라도 하네스 부피 증가의 부담이 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 모듈은, 상위 제어기와 연결되는 커넥터가 동력 전달부의 가장 돌출된 구성의 위치에 대응하도록 배치됨으로써 상기 커넥터와 시트 프레임 간의 구조적인 간섭의 우려없이 다양한 시트 프레임의 형상에 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 3상의 중성점을 제어기에서 결선하지 않고 모터에 마련된 중성점 조립부를 통해 공통단자에 압착 조립하는 방식으로 결선함으로써 제어기의 사이즈를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 3상의 중성점을 모터에서 서로 납땜 연결하지 않고 모터에 마련된 중성점 조립부를 통해 공통단자에 압착 조립하는 방식으로 결선함으로써 납땜불량으로 발생할 수 있는 쇼트 고장 또는 오픈 고장을 방지할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 포함된 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 제어기 및 다수의 모터 조립체를 포함하는 종래의 파워 시트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 표현된 다수의 모터 조립체 중에서 하나의 모터 조립체와 제어기간의 연결선을 더욱 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 모터 모듈에서 모터 하우징, 제어기 및 동력 전달부를 확대한 도면이다.
도 5는 도 3의 제어기를 포함하는 모터 모듈의 블록도이다.
도 6 및 도 7은 동력 전달부의 형태에 따른 커넥터의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제어기의 모터 결합홀 및 모터 결합홀에 연결되는 모터의 결합 돌기를 나타낸 도면이다.
도 9는 중성점 조립부에 공통단자가 조립된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 중성점 조립부와 공통단자가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 중성점 조립부의 구조를 확대하여 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 제어기 및 다수의 모터 조립체를 포함하는 종래의 파워 시트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 종래 파워 시트(10)에는 상위제어기(11)가 파워 시트(10) 당 1개 배치되며 상위제어기(11)는 차량의 배터리(20)와 연결된다. 상위제어기(11)는 배터리(20)로부터 전원을 인가받아 상위제어기(11) 내부에 구비된 구동회로를 통해 모터 조립체 각각(12-1, 12-2, 12-3, 12-4)을 구동하는 신호를 전송한다. 각각의 모터 조립체(12-1, 12-2, 12-3, 12-4)는 또한 파워 시트(10)의 각 부분을 이동시키기 위한 동력의 전달 부재인 구동부들(13-1, 13-2, 13-3, 13-4)과 연결되어 있다.
이때, 구동부들(13-1, 13-2, 13-3, 13-4)은 파워 시트(10)의 뼈대를 이루는 프레임상에 구성될 수 있으며 다양한 형태를 가질 수 있는데 일 예로, 시트백을 구동하기 위한 구동부(13-1)는 모터 조립체(12-1)으로부터 동력을 전달받는 리클라이너 장치로서 시트백의 프레임과 연결되어 시트백을 일정 각도로 후방을 향해 젖혀지게 하거나 젖혀져 있는 시트백을 전방을 향해 다시 복귀시키는 동작을 수행할 수 있다.
또한, 일 예로, 시트쿠션을 구동하기 위한 구동부(13-2)는 모터 조립체(12-2)로부터 동력을 전달받는 릴랙션 장치로서 시트쿠션의 프레임과 연결되어 시트쿠션을 상부를 향해 들어올리거나 들어올려진 시트쿠션을 하부를 향해 다시 복귀시키는 동작을 수행할 수 있다. 한편, 릴랙션 장치는 승객의 편안한 자세를 고려하여 시트쿠션의 전방측만이 상부로 들어올려지도록 동작할 수도 있다.
또한, 일 예로, 레그 레스트를 구동하기 위한 구동부(13-3, 13-4)는 각각 모터 조립체(12-3, 12-4)로부터 동력을 전달받는 레그 레스트 장치와 레그 레스트 익스텐션 장치일 수 있고, 각각의 장치가 레그 레스트의 프레임에 연결되어 함께 작동하면서 레그 레스트를 들어올리는 동시에 레그 레스트가 전방을 향해 길이가 연장되도록 동작할 수 있다.
종래 파워 시트(10)의 상세 동작 구조는 구동부(13-1, 13-2, 13-3, 13-4)들을 구성하는 다양한 형태의 동력 전달 부재들을 통해 구현될 수 있음이 공지되어 있는 바 여기서는 설명을 생략한다.
한편, 상술한 바와 같이 파워 시트(10)는 승객을 더욱 편안한 착좌 자세로 유도하기 위해 더 많은 부분이 이동하도록 개발될 수 있다. 이에 따라 파워 시트(10)에 포함되는 모터의 개수는 점점 더 증가할 수 있다.
도 2는 도 1에 표현된 다수의 모터 조립체(12-1, 12-2, 12-3, 12-4) 중에서 하나의 모터 조립체(12-1)와 상위제어기(11)간의 연결선을 더욱 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면 종래 파워 시트(10)의 구동을 위해 많이 사용되는 DC 모터의 경우 상위제어기(11)와 하나의 모터 조립체(12-1) 사이에는 모터의 정,역방향 구동을 위한 연결선과 홀 센서에 전원을 공급하기 위한 연결선이 필요하다. 따라서, 상위제어기(11)와 연결되어야 할 모터의 개수가 1개 증가할수록 연결선이 4가닥 증가하게 된다. 만일, 파워 시트(10)의 구동을 위해 BLDC 모터를 사용하는 경우, 구동을 위한 3상의 연결선(U,V,W)과 홀 센서 연결선(전원 연결선 2가닥 및 3상 각각의 신호 전달선 3가닥)으로 연결선이 총 8가닥 증가하게 된다. 각 모터를 제어하기 위한 구동회로 또한 상위제어기(11)에 추가로 구비되어야 한다. 다시 말해, 승객 편의를 위해 모터가 증가될수록 상위제어기(11)와 모터간을 연결하는 하네스의 부피가 과도하게 증가하는 문제, 상위제어기(11) 자체의 부피가 증가하는 문제가 발생하게 되는 것이다.
이하부터는, 이러한 문제들을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 모터 모듈의 일 실시예에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 모듈(100)의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 모터 모듈(100)에서 모터 하우징(120), 제어기(140) 및 동력 전달부(130)를 확대한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 모듈(100)은, 모터(110), 모터 하우징(120), 동력 전달부(130) 및 제어기(140)를 포함할 수 있다.
모터(110)는, 모터 모듈(100)에 포함된 제어기(140)의 제어신호를 토대로 회전할 수 있다. 모터(110)의 회전에 의해 발생하는 회전력은 파워 시트의 각 부분이 이동할 수 있도록 후술할 동력 전달부(130)로 전달된다. 이때, 모터(110)는 바람직하게는 BLDC(Brushless DC motor) 모터로 구비될 수 있다. 종래의 파워 시트(10)에 사용되는 모터 조립체(12-1, 12-2, 12-3, 12-4)에는 대부분 DC 모터가 사용되며 DC모터가 구비된 파워 시트를 장기간 사용하면 브러쉬와 전자석의 지속적인 접촉에 의해 브러쉬가 마모되어 먼지가 발생하는 문제, 및 소음과 진동이 발생하는 문제가 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 모듈(100)이 BLDC 모터가 구비되면 상술한 바와 같은 문제가 발생하지 않는 이점이 있다.
모터 하우징(120)은, 모터(110)가 수용되는 구성으로 그 형상은 제한되지 않는다. 보다 구체적으로, 모터 모듈(100)의 모든 구성이 조립된 상태에서 모터(110)의 회전자, 고정자가 모터 하우징(120)에 수용될 수 있다. 회전자와 연결된 모터의 회전축(111)은, 적어도 일부 영역은 모터 하우징(120)에 수용될 수 있고 다른 일부 영역은 후술할 제어기(140)를 통과하여 동력 전달부(130)에 연결되거나 동력 전달부(130)의 일부를 구성할 수 있다.
모터 하우징(120)은 메인 하우징(121) 및 커넥터 하우징(122)을 포함할 수 있다.
메인 하우징(121)은 모터(110)가 그 내부에 수용될 수 있도록 공간이 형성되어 있는 구성으로서 일 예로 메인 하우징(121)은 모터(110)가 수용되는 부피를 갖는 직육면체 형태로 구성될 수 있다. 모터 하우징(121)은 모터(110)가 수용된 상태를 기준으로 모터(110)의 회전축(111)과 평행하게 배치되는 장축을 가질 수 있다.
커넥터 하우징(122)은 후술할 커넥터(150)가 수용 결합되어 지지되는 구성으로서 메인 하우징(121)에 연결된다. 보다 구체적으로, 커넥터 하우징(122)은 메인 하우징(121)으로부터 메인 하우징(121)의 길이 방향 축(장축)과 수직한 방향으로 돌출 연장 형성될 수 있다. 커넥터 하우징(122)은 상위 제어기(300)와 연결되는 커넥터(150)가 통과할 수 있도록, 모터 하우징(121)의 상기 장축 방향을 향해 관통된 커넥터 통과홀(123)을 포함할 수 있다.
이때, 모터 모듈(100)의 모든 구성이 조립된 상태에서 커넥터(150)의 일부는 커넥터 통과홀(123)을 통과하여 돌출될 수 있다.(도 6 참조) 즉, 커넥터 통과홀(123)의 단면적은 상위 제어기(300)와 연결되는 방향에서 바라본 커넥터(150)의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.
이러한 구조를 통해, 상위 커넥터(300)로부터의 통신선(200) 및 차량 배터리로부터의 전원선과의 접속이 커넥터(150)에 쉽게 이루어질 수 있고 커넥터 하우징(122)이 커넥터(150)를 감싸고 있어 운행 중 차량의 진동이 심하더라도 커넥터(150)가 결합된 위치에서 이탈하지 않도록 지지될 수 있다.
또한, 커넥터 하우징(122)은 모터 하우징(120)의 장축 방향 일측 단부에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 커넥터 하우징(122)은 모터 하우징(120)의 장축 방향 양측 단부 중 후술할 기어 박스(138)가 연결되는 일측 단부에 배치될 수 있다. 즉, 커넥터 하우징(122)의 일측 단부는 후술할 기어 박스(138)와 연결될 수 있다.
동력 전달부(130)는, 모터(110)와 연결되며 차량에 배치된 파워 시트의 이동을 위해 모터(110)의 회전력을 파워 시트 각 부분의 구동부들(13-1, 13-2, 13-3, 13-4)로 전달하는 구성이다. 보다 구체적으로, 동력 전달부(130)는 모터(110)의 회전축(111)과 연결되어 모터(110)의 회전력을 전달받을 수 있다. 동력 전달부(130)에는 각종 기어들이 포함될 수 있는데, 이때의 기어들은 모터(110)의 회전속도를 감속하여 구동부(13-1, 13-2, 13-3, 13-4)로 전달되는 힘을 증가시키거나 모터(110)의 회전 방향을 전환할 수 있도록 구비, 배치될 수 있다.
동력 전달부(130)는 기어 박스(138)와 기어 조립체를 포함할 수 있다. 기어 조립체의 일부 구성은 기어 박스(138)에 수용될 수 있고 기어 조립체의 다른 일부 구성은 기어 박스(138) 내부의 구성과 연결되되 기어 박스(138)의 외측으로 노출 배치되어 구동부(13-1, 13-2, 13-3, 13-4)와 연결될 수 있다.
기어 박스(138)는 일측 단부가 모터 하우징(120)과 연결될 수 있고 기어 박스(138) 내부에 수용되는 기어 조립체의 형태에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 기어 박스(138)는 기어 조립체의 일부 구성이 수용되는 제1 기어 박스(138a)와, 일측으로는 제1 기어 박스(138a)와 연결되고 타측으로는 메인 하우징(121) 및 커넥터 하우징(122) 모두와 연결되는 제2 기어 박스(138b)를 포함할 수 있다. 제2 기어 박스(138b)는 모터 하우징(120)과 함께 모터 제어기(140)를 감싸 보호할 수 있도록 제어기(140)를 사이에 두고 메인 하우징(121) 및 커넥터 하우징(122)과 체결될 수 있다.
제어기(140)는, 모터(110)의 회전을 제어하는 구성으로서, 모터(110)와 동력 전달부(130) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제어기(140)는 모터(110)의 회전을 제어하는 컨트롤러(141), 컨트롤러(141)로부터 구동 신호를 전달받아 모터(110)를 구동하는 인버터(142), 및 차량의 배터리(20)로부터 전원을 공급받아 컨트롤러(141)에 제공하는 전원부(143)를 포함할 수 있다. 제어기(140)가 모터 모듈(100)에 포함됨으로써 종래에 모터 조립체의 외부에서 별도의 하우징에 내장되어 각 모터를 제어하던 전자제어장치(Electronic Controller Unit;ECU)(11)및 인버터(142)의 역할은 모터 모듈(100)에 통합될 수 있다.
보다 구체적으로 도 4를 참고하면, 제어기(140)는 커넥터 하우징(122) 및 메인 하우징(121)이 기어 박스(138)와 체결되는 위치에 배치될 수 있다. 제어기(140)에는 커넥터(150)가 결합될 수 있다. 이때, 커넥터(150)는 파워 시트의 구동 명령을 입력 받는 상위 제어기(300)와 모터 모듈(100)에 내장된 제어기(140)를 연결시키기 위한 구성이다.
한편, 커넥터(150)는 제어기(140)에 분리 가능하게 결합될 수 있으며, 커넥터(150)가 제어기(140)에 결합된 상태에서 제어기(140)를 사이에 두고 모터 하우징(120)이 기어 박스(138)와 체결되면, 커넥터(150)는 커넥터 하우징(122)에 의해 지지될 수 있다.
종래, 모터 조립체(12-1, 12-2, 12-3, 12-4)과 상위제어기(11)를 전기적으로 연결하기 위한 커넥터는 플라스틱 재질로 사출된 하우징에 마련되어 있었다. 이러한 구조는, 상기 하우징과 커넥터가 일체형인 구조로서, 상기 하우징의 내부에 커넥터의 단자 및 모터로 연결되는 전기 배선이 존재하는 구조이다. 이때, 플라스틱 사출에 불량이 발생하는 경우에는 모터 구동에 따른 진동 및 이음이 발생하는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 사출 불량에 따라 커넥터 단자에 문제가 생길 수 있고 이러한 경우 커넥터와 일체화 되어 있는 상기 하우징 및 상기 하우징 내부에 배치된 전기 배선과 함께 부품을 통째로 교체할 수밖에 없다.
이에 반해, 본 발명의 일 실시예와 같이 제어기(140)에 커넥터(150)가 분리 가능하게 결합되는 경우 상술한 바와 같은 사출 불량의 문제가 발생하지 않아 진동 및 이음 발생의 우려가 줄어들 뿐 아니라, 커넥터(150)의 불량이 발생하더라도 커넥터(150) 자체를 교체하면 여타 다른 부품의 교체가 불필요하므로 모터 모듈(100)의 유지보수가 경제적인 이점을 갖는다.
한편, 제어기(140)는 상술한 컨트롤러(141), 인버터(142) 및 전원부(143)를 구성하는 회로 소자가 실장되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판(140a)으로 이루어질 수 있다.
이러한 PCB 기판(140a) 상에는 모터(110)의 회전축(111)이 통과할 수 있는 회전축 통과홀(140b)이 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 모터(110)는 3상 코일이 감기는 코어(1131)를 포함하는 고정자(113)와, 마그넷을 포함하며 고정자(113)의 내부에 배치되어 고정자(113)에 대해 상대적으로 회전하는 회전자(115)로 이루어질 수 있다. 또한, 회전자(115)의 내부에는 회전축(111)이 배치될 수 있다. 회전축(111)은 회전자(115)와 동축을 형성하면서 결합되며 회전축(111)의 길이 방향 일측은 동력 전달부(130)와 결합될 수 있다. 회전축 통과홀(140b)은 제어기(140)와 모터(110)가 연결되는 상태를 기준으로 했을 때 회전자(115)에 대응하는 위치에 배치될 수 있고, 회전자(115)의 크기에 대응하도록 PCB 기판(140a)을 관통하는 원형의 홀 형태로 가공될 수 있다. 즉, 모터(110)의 회전축(111)이 제어기(140)의 회전축 통과홀(140b)을 통과하면서 제어기(140)와 모터(110)가 결합되고 모터(110)가 구동하여 회전축(111)이 회전하면 동력 전달부(130)에 회전력이 전달된다.
모터(110), 제어기(140) 및 동력 전달부(130)가 결합되는 위치 관계를 다시 살펴보자면, 모터(110)의 고정자(113)(및 회전자(115))와 동력 전달부(130)의 사이에 제어기(140)가 배치되고 제어기(140)에 가공된 회전축 통과홀(140b)을 가로질러 모터(110)의 회전축(111)이 통과하여 배치되는 형태이다. 이때, 모터 하우징(120)의 길이는 모터(110)의 고정자(113)와 회전자(115)를 완전히 수용하는 길이로 형성될 수 있다. 모터 하우징(120)과 동력 전달부(130)가 결합되는 결합부 인근에 제어기(140)가 배치될 수 있으며 모터(110)의 회전축(111)의 일부는 모터 하우징(120)에, 다른 일부는 동력 전달부(130)의 기어박스(138)에 수용될 수 있다.
한편, PCB 기판(140a) 상에는 모터(110)와 제어기(140)를 물리적으로 결합하기 위한 복수개의 모터 결합홀(140c)이 마련될 수 있다. 또한, 고정자(113)의 제어기(140)에 가까운 길이방향 일측 단부에는 복수의 결합돌기(11321)가 제어기(140)가 배치되는 방향을 향해 돌출 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 복수의 결합돌기(11321)는 고정자(113)의 코어(1131)를 감싸도록 조립된 플라스틱 재질의 절연체인 상부 보빈(bobbin)(1132)(편의상 제어기(140)에 가까운 모터(110)의 일측을 상부 방향으로 지칭한다)이 돌출되어 형성될 수 있다.
이때, 모터 결합홀(140c)과 결합돌기(11321)의 개수는 일치(도 8의 실시예에서는 3개)하며 각각의 위치는 제어기(140)와 모터(110)가 결합되는 상태를 기준으로 서로 마주보는 위치에 배치될 수 있다.(도 8 참조) 즉, 제어기(140)는 모터 결합홀(140c)을 통해 복수의 결합돌기(11321)와 연결될 수 있다.
도 9는 중성점 조립부에 공통단자가 조립된 상태를 나타낸 도면이고, 도 10은 중성점 조립부와 공통단자가 분리된 상태를 나타낸 도면이며, 도 11은 중성점 조립부의 구조를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 고정자(113)의 길이 방향 일측 단부에는 3상 권선의 중성점 조립을 위한 중성점 조립부(1133)가 연결될 수 있다. 중성점 조립부(1133)는 상부 보빈(1132)에서 연장되어 형성될 수 있다. 중성점 조립부(1133)는 고정자(113)의 길이 방향 단부 중 제어기(140)와 가까운 일측 단부에 배치될 수 있으며 고정자(113)의 반경방향 외측을 향해 돌출된 형태로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 중성점 조립부(1133)는 내부에 공간이 형성된 직육면체 형태로 이루어질 수 있다. 중성점 조립부(1133)는 평판 형태의 바닥면(11331)과 바닥면(11331)에서 연장되는 외벽(11332)으로 구성되어 있으며, 바닥면(11331)과 마주보는 상측 단부는 공통단자(1135)가 삽입 가능하도록 개방된 형태로 구성될 수 있다. 외벽(11332)은 모터(110)의 회전축(111)에서 가까운 제1 외벽(11332a), 제1 외벽(11332a)과 마주보도록 배치된 제2 외벽(11332b), 제1 외벽(11332a)과 제2 외벽(11332b) 사이에 배치되는 제3 외벽(11332c) 및 제4 외벽(11332d)으로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 외벽(11332a)과 제2 외벽(11332b)의 각각에는 중성선이 통과하여 중성점 조립부(1133)의 내부에 배치될 수 있도록 배치홈(11333)이 형성될 수 있다. 배치홈(11333)은 3상 각각의 중성선이 한 개씩 배치되도록 제1 외벽(11332a)과 제2 외벽(11332b)에 각각 소정의 간격을 가지고 3개씩 마련될 수 있다. 아울러, 배치홈(11333)은 제1 외벽(11332a)과 제2 외벽(11332b)을 관통하되 개방되어 있는 상측 단부에서부터 바닥면(11331)을 향해 소정의 깊이로 가공되어 구성될 수 있다.
한편, 중성점 조립부(1133)는 바닥면(11331)에 연결되며 바닥면(11331)으로부터 상부를 향해 돌출 형성된 돌출핀(11334)을 더 포함할 수 있다. 돌출핀(11334)은 각각의 배치홈(11333)에 대응하여 3개 마련될 수 있다. 각각의 돌출핀(11334)은 배치홈(11333)의 간격만큼 이격되어 있으며, 돌출핀(11334)의 상부면의 레벨은 배치홈의 가공된 깊이 레벨과 나란하도록 이루어질 수 있다. 도 11의 실시예에서 돌출핀(11334)은 타원 기둥 형상으로 도시되었으나 원형 기둥이나 사각 기둥 형상으로 마련될 수도 있으며 그 형태는 특별히 한정되지 않는다.
3상 각각의 중성선은 고정자(113)의 티스(teeth)로부터 인출되어 각각의 배치홈(11333)에 끼워져 중성점 조립부(1133)의 내부에 놓여지며, 별도로 마련된 하나의 공통단자(1135)를 통해 압착되는 방식으로 조립되어 3상 결선이 이루어질 수 있다.
이때, 공통단자(1135)는 전도성을 갖는 재질로 이루어질 수 있고, 제1 단자부(11351)와 제2 단자부(11352)를 포함할 수 있다. 제1 단자부(11351)는 사각 평판 형태로 구성될 수 있고 제2 단자부(11352)는 제1 단자부(11351)로부터 소정의 길이로 돌출된 다수의 돌기를 포함할 수 있다. 상기 다수의 돌기의 길이는 배치홈(11333)의 깊이의 길이보다 크도록 형성될 수 있다. 상기 다수의 돌기 사이에는 각각의 돌기가 소정의 거리로 이격되어 이격홈(11353)이 형성되어 있으며, 공통단자(1135)가 중성점 조립부(1133)에 끼워져 결합되면 이격홈(11353)과 배치홈(11333)은 나란히 배치될 수 있다. 즉, 각 이격홈(11353) 사이의 간격과 각 배치홈(11333) 사이의 간격은 실질적으로 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중섬점의 조립 과정을 살펴보면, 먼저 3상 각각의 중성선을 배치홈(11333)을 통과하도록 끼워 중성점 조립부(1133)의 내부에 배치한다. 이러한 상태에서 공통단자(1135)의 제1 단자부(11351)를 돌출핀(11334)의 위치까지 압축되도록 압착기로 눌러 압착한다. 이를 통해, 각 중성선은 공통단자(1133)를 매개로 전기적으로 결합되어 중성점 결선이 이루어질 수 있다.
종래에는 모터의 3상 중성점 결선을 제어기에서 하거나, 각 상을 서로 납땜하여 결선하는 방식이 사용되었다. 중성점 결선이 제어기에서 이루어지는 경우에는 제어기에 중성점 결선을 위한 공간이 필요하므로 제어기의 크기가 커지는 문제가 있고, 모터에서 각 상을 서로 납땜하여 결선하는 경우에는 납땜된 코일이 모터 내부에서 움직여 쇼트 고장이 발생하거나 또는 오픈 고장이 발생할 수 있는 위험이 있었다.
이에 반해, 본 발명의 일 실시예와 같이 모터(110)의 고정자(113)에 마련된 중성점 조립부(1133)에 각 상의 중성선을 배치하고 별도의 공통단자(1135)로 압착하는 방식으로 중성점을 결선하는 경우, 상술한 바와 같이 문제점이 발생하지 않는 이점이 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예와 같은 중성점 조립구조에서는 제어기에 중성점 결선을 위한 공간이 불필요하게 되어 제어기의 크기를 최소화할 수 있다. 또한, 납땜 방식으로 결선되는 중성점에서 발생할 수 있는 쇼트, 오픈 고장을 미연에 방지할 수 있다.
도 5는 도 3의 제어기(140)를 포함하는 모터 모듈(100)의 블록도이다.
도 5에 도시된 제어기(140) 내부 블록도의 각 구성은 다수의 회로 소자들로 구현될 수 있으며 상기 다수의 회로 소자들은 PCB 기판(140a) 상에 실장될 수 있다.
컨트롤러(141)는 모터(110)에 구동신호를 보내는 게이트 드라이버(144)에 제어 신호를 전송할 수 있다. 컨트롤러(141)는 후술할 통신부(145)를 통해 상위 제어기(300)와 통신하여 상위 제어기(300)로부터 파워 시트의 이동과 관련된 정보를 전달받을 수 있다. 컨트롤러(141)는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)으로 구성될 수 있고, 컨트롤러(141)의 동작 전원은 전원부(143)로부터 인가 받을 수 있다.
인버터(142)는 게이트 드라이버(144) 및 모터(110)와 연결되며, 게이트 드라이버로(144)로부터 구동 신호를 입력받아 모터(110)를 구동시킬 수 있다. 인버터(142)는 차량 배터리(20)의 DC 전원을 교류(AC)로 변환하여 모터(110)의 각 상에 순차적으로 전류를 인가하기 위해 온오프되는 다수의 반도체 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, 게이트 드라이버(144)로부터의 구동 신호는 상기 다수의 반도체 스위칭 소자 중 적어도 하나의 반도체 스위칭 소자를 온 또는 오프로 제어하는 스위칭 신호를 의미한다.
전원부(143)는 커넥터(150)를 통해 배터리(20)와 연결될 수 있다. 전원부(142)는 배터리(20)로부터 전달되는 전력을 레귤레이터를 이용하여 적절히 분배한 후 컨트롤러(141), 게이트 드라이버(144) 및 후술할 홀 센서(160) 등 구동 전원을 필요로 하는 구성에 동작 전원으로 인가할 수 있다. 또한, 전원부(143)는 배터리(20)로부터 전달되는 전력을 인버터(142)를 통해 모터(110)에 공급할 수 있다.
모터 모듈(100)은 배터리(20)와 직접 연결될 수 있다. 종래, 모터 조립체(12-1) 외부의 상위제어기(11)가 배터리(20)와 연결되어 전원을 인가 받으면 상위제어기(11)에서 분배된 전원이 모터 조립체(12-1)의 홀 센서로 공급되었으므로 상위제어기(11)와 모터 조립체(12-1) 사이에 연결되는 하네스의 부피가 큰 문제가 있었다.(도 2 참조) 하지만, 본 발명의 일 실시예와 같이 모터 모듈(100)이 배터리(20)와 직접 연결되는 경우 상위 제어기(300)와 모터 모듈(100) 사이의 하네스에는 제어기(140)에 전원을 공급하기 위한 연결선이 존재할 필요가 없으므로 하네스의 부피를 줄일 수 있는 이점이 있다.
모터 모듈(140)는 상위 제어기(300)로부터 입력되는 명령을 수신하기 위한 통신부(145)를 더 포함할 수 있다.
상위 제어기(300)와 모터 모듈(100) 내부의 제어기(140)는 통신선(200)만으로 연결될 수 있다. 통신부(145)는 상위 제어기(300)로부터의 명령을 수신할 수 있도록 하나 이상의 통신 모듈로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 통신 모듈은 CAN(Controller Area Network)통신 또는 LIN(Local Interconnect Network)통신을 수행할 수 있다. 통신부(145)는 컨트롤러(141)에 내장될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 모듈(100)은 홀 센서(160)를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 홀 센서(160)는 회전자의 회전 위치를 감지하기 위해 구비되는 구성이다. 홀 센서(160)는 전류와 자기장에 의해 모든 전도체 물질에 나타나는 홀 효과(Hall effect)를 이용한 센서로서 전류가 흐르는 전기 전도체에 수직하게 자기장이 걸릴 때, 전류와 자기장의 방향에 수직하게 걸리는 전압을 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 홀 센서(160)는 홀 소자 및 디지털 신호 처리를 수행하기 위한 집적 회로로 구성될 수 있고 홀 센서(160)에 전류가 흐를 수 있도록 제어기(140)의 전원부(143)로부터 전원을 인가 받을 수 있다. 홀센서(160)가 출력하는 회전자의 위치와 관련된 신호는 컨트롤러(141)에 입력될 수 있고 컨트롤러(141)가 상기 신호를 바탕으로 게이트 드라이버(144)에 제어 신호를 전송하면 게이트 드라이버(144)가 인버터(142)에 모터(110)를 구동하는 구동 신호를 전송할 수 있다.
한편, 종래에 상위제어기(11)가 모터 조립체(12-1)에 일체화되지 않고 별도의 구성으로 구비되는 경우에는 홀 센서에 전원을 인가하기 위한 연결선이 상위제어기(11)와 모터 조립체(12-1) 사이의 하네스에 포함되었다.(도 2 참조) 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 모듈(100)은 모터 모듈(100)에 일체화된 제어기(140)에 전원부(143)가 구비되고 전원부(143)가 배터리(20)로부터 수신한 전원을 홀 센서(160)에 인가하도록 구성되므로 홀 센서(160)에 전원을 인가하기 위한 연결선이 상위 제어기(300)와 모터 모듈(100) 사이에 존재할 필요가 없게 된다. 즉, 상위 제어기(300)와 모터 모듈(100) 사이의 하네스의 부피를 줄일 수 있는 이점이 있다.
아울러, 본 명세서에서 반복적으로 언급하고 있는 상위 제어기(300)는 차량에 배치된 모든 시트를 통합하여 제어하는 통합 제어기로서, 종래에 각 시트별로 구비되던 상위제어기(11)는 모터 각각의 구동회로가 모터 모듈(100)과 일체화됨에 따라 더 이상 존재할 필요가 없게 되었고, 본 발명의 일 실시예에 따른 상위 제어기(300)는 모터 모듈(100)에 내장된 제어기(140)들을 통합하여 제어하는 제어 신호만을 전달하는 역할을 수행하게 된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서 제어기(140)는 슬레이브(slave) 제어기의 의미로, 상위 제어기(300)는 다수의 슬레이브 제어기들을 통합하여 제어하는 마스터(master) 제어기의 의미로 이해될 수 있다.
이때, 상위 제어기(300)에는 모터를 구동하는 구동회로(게이트 드라이버, 인버터 등)가 포함될 필요가 없으므로 시트를 구동하는 모터의 개수가 증가하더라도 상위 제어기(300)의 부피는 증가하지 않는다. 상위 제어기(300)는 시트를 이동 조작하고자 하는 승객의 의지를 시트 버튼 등의 사용자 인터페이스를 통해 수신할 수 있고, 동작해야 할 모터 모듈(100)에 제어 신호인 디지털 신호를 통신선(200)을 통해 전송할 수 있다.
다시 말해, 모터 모듈(100)에 내장된 제어기(140)는 커넥터(150)를 통해 상위 제어기(300)와 통신선(200)만으로 연결된다. 또한, 제어기(140)는 배터리(20)와 직접 연결된다. 즉, 커넥터(150)에는 배터리(20)와 연결되는 회로선 및 상위 제어기(300)와 연결되는 통신선(200)이 결합된다. 이러한 구조에 의하면, 전원 공급을 위한 상기 회로선과 제어 신호 전달을 위한 상기 통신선(200)이 하나의 하네스에 통합될 필요가 없으므로 어느 한 부분에 고장이 발생한 경우 고장 부위의 파악이 쉽고 교체가 용이하게 되는 이점이 있다.
도 6 및 도 7은 동력 전달부(130)의 형태에 따른 커넥터(150)의 위치를 설명하기 위한 도면이다. 기어조립체의 형태를 설명하기 위해 도 6 및 도 7에서 동력 전달부(130)의 기어 박스(138)는 제거된 상태로 도시되었다.
상술한 바와 같이 동력 전달부(130)는 기어 조립체를 포함할 수 있다. 기어 조립체는 구동하고자 하는 파워 시트가 구성에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
일 예로, 도 6을 참조하면, 기어 조립체는 제1 형태로 이루어질 수 있다. 제1 형태의 기어 조립체는 모터(110)의 회전축(111)에서 연장되며 나사산이 형성된 제1 샤프트(131) 및 상기 나사산이 형성된 제1 샤프트(131)와 연결되는 제1 원통형 기어(132b)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 형태의 기어 조립체는 제1 원통형 기어(132b)와 연결되며 제1 원통형 기어(132b)가 회전하면 함께 회전 구동하는 동력 전달축(133)을 더 포함할 수 있다. 한편, 제1 샤프트(131)와 제1 원통형 기어(132b) 사이에는 웜 휠(132a)이 연결되어 제1 샤프트(131)와 웜 휠(132a)이 웜 기어 구조를 형성할 수 있다. 동력 전달축(130)은 별도의 구동 부재들과 연결되어 모터(110)의 회전력을 파워 시트의 일부분을 이동시키는 구동부(13-1,13-2,13-3,13-4)들 중 적어도 어느 하나로 전달할 수 있다.
또는 일 예로, 도 7을 참조하면, 기어 조립체는 제2 형태로 이루어질 수 있다. 제2 형태의 기어 조립체는 모터(110)의 회전축(111)에서 연장되며 나사산이 형성된 제2 샤프트(135) 및 상기 나사산이 형성된 제2 샤프트(135)와 연결되는 제2 원통형 기어(136)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 형태의 기어 조립체는 제2 원통형 기어(136)와 연결되며 제2 원통형 기어(136)가 회전하면 직선 이동하는 리드 스크류(137)를 더 포함할 수 있다. 리드 스크류(137)는 도시되지 않은 별도의 구동 부재들과 연결되어 모터(110)의 회전력을 파워 시트의 일부분을 구동부(13-1,13-2,13-3,13-4)들 중 적어도 어느 하나로 전달할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 모듈 (100)에 있어서, 커넥터(150)는 동력 전달부(130)가 제1 형태인 경우, 제1 샤프트(131)를 기준으로 제1 원통형 기어(132b)가 배치된 방향에 대응하여 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 모듈(100)에 있어서 커넥터(150)는 동력 전달부(130)가 제2 형태인 경우, 리드 스크류(137)가 직선 이동하는 축 방향에 대응하여 배치될 수 있다.
다시 말해, 동력 전달부(130)에 포함된 기어 조립체의 형태에 따라 기어 조립체의 가장 돌출된 구성을 향해 커넥터(150)가 배치될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 커넥터(150)와 파워 시트의 프레임 간의 구조적인 간섭의 우려가 없다는 이점이 있다. 즉, 파워 시트의 프레임이 어떤 형태로 구성되더라도 커넥터(150)가 돌출 배치된 방향이 기어 조립체(100)가 돌출된 방향을 향하고 있어 커넥터(150)와 프레임이 간섭되지 않으므로 다양한 파워 시트 프레임의 형상에 본 발명의 실시예에 따른 모터 모듈(100)을 적용할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터를 제어하는 구동회로를 포함한 제어기가 모터 모듈에 통합하여 일체화됨으로써 차량 시트별로 제어기를 구비할 필요가 없으므로 시트의 제어를 위한 모터의 개수가 증가되더라도 차량 시트의 배치 공간을 유리하게 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 운전석 및 조수석의 1열과 2열 이하의 뒷좌석을 포함하는 차량 시트 전체를 제어하는 상위 제어기가 상기 차량 시트 전체에 포함된 모든 모터들과 통신선만으로 연결됨으로써 시트의 제어를 위한 모터의 개수가 증가되더라도 하네스 부피 증가의 부담이 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 모듈은, 상위 제어기와 연결되는 커넥터가 동력 전달부의 가장 돌출된 구성의 위치에 대응하도록 배치됨으로써 상기 커넥터와 시트 프레임 간의 구조적인 간섭의 우려없이 다양한 시트 프레임의 형상에 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 3상의 중성점을 제어기에서 결선하지 않고 모터에 마련된 중성점 조립부를 통해 공통단자에 압착 조립하는 방식으로 결선함으로써 제어기의 사이즈를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 3상의 중성점을 모터에서 서로 납땜 연결하지 않고 모터에 마련된 중성점 조립부를 통해 공통단자에 압착 조립하는 방식으로 결선함으로써 납땜불량으로 발생할 수 있는 쇼트 고장 또는 오픈 고장을 방지할 수 있다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 파워 시트
11: 종래의 상위제어기
12-1, 12-2, 12-3, 12-4: 종래의 모터 조립체
13-1, 13-2, 13-3, 13-4: 구동부
20: 배터리
100: 모터 모듈
110: 모터
111: 회전축
113: 고정자
1131: 코어
11321: 결합돌기
1133: 중성점 조립부
11333: 배치홈
11334: 돌출핀
1135: 공통단자
11351: 제1 단자부
11352: 제2 단자부
115: 회전자
120: 모터 하우징
121: 메인 하우징
122: 커넥터 하우징
123: 커넥터 통과홀
130: 동력 전달부
131: 제1 샤프트
132a: 웜 휠
132b: 제1 원통형 기어
133: 동력 전달축
135: 제2 샤프트
136: 제2 원통형 기어
137: 리드 스크류
138: 기어 박스
138a: 제1 기어 박스
138b: 제2 기어 박스
140: 제어기
140a: PCB 기판
140b: 회전축 통과홀
140c: 모터 결합홀
141: 컨트롤러
142: 인버터
143: 전원부
144: 게이트 드라이버
145: 통신부
150: 커넥터
160: 홀센서
200: 통신선
300: 상위 제어기

Claims (7)

  1. 모터;
    상기 모터가 수용되는 모터 하우징;
    상기 모터와 연결되며 차량에 배치된 파워 시트의 이동을 위해 상기 모터의 회전력을 상기 파워 시트의 각 부분으로 전달하는 동력 전달부; 및
    상기 모터와 상기 동력 전달부 사이에 배치되고 상기 모터의 회전을 제어하는 제어기;를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 모터의 회전을 제어하는 컨트롤러, 상기 컨트롤러로부터 구동 신호를 전달받아 상기 모터를 구동하는 인버터, 및 상기 차량의 배터리로부터 전원을 공급받아 상기 컨트롤러에 제공하는 전원부를 포함하는,
    제어기 일체형 구동 모터 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기를 상기 파워 시트의 구동 명령을 입력 받는 상위 제어기와 연결시키기 위한 커넥터를 더 포함하고,
    상기 커넥터는 상기 제어기에 분리 가능하게 결합되며,
    상기 제어기는, 상기 커넥터를 통해 상기 상위 제어기와 통신선만으로 연결되는 것을 특징으로 하는 제어기 일체형 구동 모터 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모터는, 3상 코일이 감기는 코어를 포함하는 고정자와, 마그넷을 포함하며 상기 고정자의 내부에 배치되어 상기 고정자에 대해 상대적으로 회전하는 회전자 및 상기 회전자의 내부에 배치된 회전축을 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 컨트롤러, 상기 인버터 및 상기 전원부를 구성하는 회로 소자가 실장되는 PCB 기판으로 이루어지며,
    상기 PCB 기판 상에는 상기 회전자에 대응하는 크기로 가공되어 상기 회전축이 통과하는 회전축 통과홀 및, 상기 모터와 결합되는 복수의 모터 결합홀이 마련되고,
    상기 제어기는 상기 모터 결합홀을 통해 상기 고정자의 일측 단부에 마련된 복수의 결합돌기와 연결되는 제어기 일체형 구동 모터 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 모터 하우징은,
    상기 모터가 수용되는 메인 하우징; 및
    상기 메인 하우징으로부터 상기 메인 하우징의 길이 방향 축과 수직한 방향으로 돌출 연장 형성되며 상기 커넥터가 수용 결합되어 지지되는 커넥터 하우징;을 포함하는 제어기 일체형 구동 모터 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 동력 전달부는,
    상기 모터의 회전축에서 연장되며 나사산이 형성된 제1 샤프트 및 상기 나사산이 형성된 제1 샤프트와 연결되는 제1 원통형 기어를 포함하되, 상기 제1 원통형 기어와 연결되며 상기 제1 원통형 기어가 회전하면 함께 회전 구동하는 동력 전달축을 더 포함하는 제1 형태로 이루어지거나,
    상기 모터의 회전축에서 연장되며 나사산이 형성된 제2 샤프트 및 상기 나사산이 형성된 제2 샤프트와 연결되는 제2 원통형 기어를 포함하되, 상기 제2 원통형 기어와 연결되며 상기 제2 원통형 기어가 회전하면 직선 이동하는 리드 스크류를 더 포함하는 제2 형태로 이루어지는 제어기 일체형 구동 모터 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 커넥터는,
    상기 동력 전달부가 상기 제1 형태인 경우, 상기 제1 샤프트를 기준으로 상기 제1 원통형 기어가 배치된 방향에 대응하여 배치되고,
    상기 동력 전달부가 상기 제2 형태인 경우, 상기 리드 스크류가 직선 이동하는 축 방향에 대응하여 배치되는 것을 특징으로 하는 제어기 일체형 구동 모터 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모터는, 3상의 권선이 감기는 고정자를 포함하고,
    상기 고정자의 길이 방향 일측 단부에는 상기 고정자의 반경방향 외측으로 돌출 형성된 중성점 조립부가 연결되며,
    상기 3상의 권선 각각의 중성선이 상기 중성점 조립부에 끼워진 후 하나의 공통단자를 통해 압착 조립되는 것을 특징으로 하는 제어기 일체형 구동 모터 모듈.
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