WO2018135805A1 - 센싱 마그넷 조립체, 로터 위치 감지장치 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

센싱 마그넷 조립체, 로터 위치 감지장치 및 이를 포함하는 모터 Download PDF

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김세종
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    • H02K5/1732—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Definitions

  • Embodiments relate to a sensing magnet assembly, a rotor position sensing device and a motor comprising the same.
  • a motor is a device that obtains rotational force by converting electrical energy into mechanical energy, and is widely used in vehicles, household appliances, and industrial equipment.
  • the motor may include a housing, a shaft, a stator disposed inside the housing, a rotor installed on an outer circumferential surface of the shaft, and the like.
  • the stator of the motor induces electrical interaction with the rotor to induce rotation of the rotor.
  • the shaft also rotates.
  • the motor can be used in a device for ensuring the stability of steering of an automobile.
  • the motor may be used in an electronic power steering system (EPS).
  • EPS electronic power steering system
  • the demand for safety is increasing while the motor is used in a high temperature (150 ° C.) environment due to the characteristics of the vehicle parts.
  • the sensing magnet assembly disposed in the motor is installed to rotate in conjunction with the rotor to induce the magnetic element to detect the position of the rotor through the magnetic field of the magnet included in the sensing magnet assembly.
  • This sensing magnet assembly includes a plate in the form of a disc and a magnet that couples to the plate.
  • the sensing magnet assembly is implemented in such a way that the magnet is coupled to the upper side of the plate.
  • the plate may be called a sensing plate.
  • the magnet may be referred to as a sensing magnet.
  • the sensing magnet may be fixed to the sensing plate by an adhesive.
  • the bonding force of the sensing magnet and the sensing plate fixed through the adhesive has a very weak problem in high temperature, high humidity or low temperature conditions.
  • the plate and the magnet may be joined via an adhesive tape (double sided tape).
  • the adhesive tape fixes the magnet so that the magnet does not deviate in the axial and radial directions of the motor.
  • the embodiment provides a sensing magnet assembly, a rotor position sensing device, and a motor including the same, which enhances the coupling force between the sensing magnet and the sensing plate.
  • the embodiment includes an air induction part formed in the sensing magnet assembly to provide a motor capable of improving the adhesive force between the magnet and the plate.
  • Embodiments to be solved by the embodiments are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned herein will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
  • the object A magnet disposed on the plate; And an adhesive tape disposed between the plate and the magnet to fix the magnet to the plate, wherein the plate includes a main body on which the adhesive tape is disposed, and the main body includes a seating surface and a plurality of grooves or holes. And one side of the adhesive tape is achieved by a sensing magnet assembly disposed on the seating surface.
  • the hole is formed through the main body in the axial direction, one side of the hole may be disposed on the seating surface.
  • the groove may be formed concavely in the downward direction on the seating surface, it may be formed in the radial direction from the center of the body.
  • one side of the groove may extend to the outer peripheral surface of the body.
  • the plate of the sensing magnet assembly may further include a rib protruding upward from the outer peripheral surface of the body.
  • the height of the rib based on the seating surface may be smaller than the height of the magnet.
  • the plate of the sensing magnet assembly may further include a protrusion protruding in an axial direction from an inner circumferential surface of the seating surface, and the height of the protrusion relative to the seating surface may be smaller than the height of the rib.
  • the ribs may be provided with a plurality of protrusions spaced apart from each other along the circumferential direction.
  • the plate further includes a rib extending upward from the outer peripheral surface of the main body, the rib is provided with a plurality of protrusions are spaced apart from each other along the circumferential direction, one side of the groove extending to the outer peripheral surface of the main body May be disposed between the protrusions.
  • an air layer may be formed between the groove or the hole and the adhesive tape.
  • the groove or hole may be a groove or hole for removing the air layer disposed between the adhesive tape and the seating surface.
  • the object A magnet disposed on the plate; And an adhesive tape disposed between the plate and the magnet to fix the magnet to the plate, wherein the plate extends from the first region including the protrusion and the first region, and the adhesive tape is disposed. And a second region of the plate, wherein the second region of the plate comprises two or more holes or grooves, the holes or grooves being achieved by a sensing magnet assembly that is rotationally symmetric about the center C of the plate.
  • the object A rotor disposed outside the shaft; A stator disposed outside the rotor; A sensing magnet assembly disposed above the stator; And a sensor unit disposed above the sensing magnet assembly, wherein the sensing magnet assembly comprises a plate; A magnet disposed on the plate; And an adhesive tape disposed between the plate and the magnet to fix the magnet to the plate, wherein the plate includes a main body on which the adhesive tape is disposed, and the main body includes a seating surface and a plurality of grooves or holes. And one side of the adhesive tape is achieved by a motor disposed on the seating surface.
  • the hole is formed through the main body in the axial direction, one side of the hole may be disposed on the seating surface.
  • the groove may be formed concavely in the downward direction on the seating surface, it may be formed in the radial direction from the center of the body.
  • one side of the groove may extend to the outer peripheral surface of the body.
  • the motor may further include a rib protruding upward from the outer peripheral surface of the main body.
  • An embodiment for achieving the above object includes a sensing plate, a sensing magnet disposed on an upper surface of the sensing plate and a substrate disposed on an upper side of the sensing magnet, and coupled to the sensing magnet to surround the sensing magnet,
  • the rotor position sensing device may further include a can member coupled to the sensing plate.
  • the can member comprises a first surface in contact with an inner circumferential surface of the sensing magnet, a second surface in contact with an upper surface of the sensing magnet, an outer circumferential surface of the sensing magnet and an outer circumferential surface of the sensing plate. It can include three sides.
  • the can member may include a fourth surface in contact with the bottom surface of the sensing plate.
  • the sensing plate may include a coupling groove that is formed concave on the lower surface of the sensing plate, and may be disposed in a defect groove in which the protrusion of the fourth surface is located.
  • the sensing plate includes a seating portion formed concave on an upper surface of the sensing plate, and the sensing magnet may be disposed on the seating portion.
  • the height of the first surface based on the second surface may be smaller than the thickness of the sensing magnet.
  • the height of the first surface may be less than the height of the upper surface of the sensing plate in the seating portion
  • the sensing plate may include a cylindrical shaft coupling portion having a hole disposed therein.
  • the height of the third surface based on the second surface may be greater than the sum of the thickness of the sensing magnet and the thickness of the seating portion, and may be smaller than the height from the bottom surface of the sensing plate to the upper end of the shaft coupling portion. .
  • the sensing magnet includes a main magnet and a sub magnet
  • the substrate includes a first sensor and a second sensor
  • the first sensor corresponds to the main magnet based on a radial direction of the sensing magnet
  • the second sensor may be disposed to correspond to the sub magnet based on a radial direction of the sensing magnet.
  • Another embodiment for achieving the above object includes a shaft, a rotor including a hole in which the shaft is disposed, a stator disposed outside the rotor and a rotor position sensing device disposed above the rotor,
  • the rotor position sensing device includes a sensing plate coupled to the shaft, a sensing magnet disposed on an upper surface of the sensing plate, and a substrate disposed on an upper side of the sensing magnet, and coupled to the sensing magnet to surround the sensing magnet. It may provide a motor further comprising a can member coupled to the sensing plate.
  • it provides an advantageous effect of increasing the coupling force of the sensing magnet and the sensing plate.
  • the motor according to the embodiment may form a hole or a groove in the plate of the sensing magnet assembly to prevent the formation of an air layer between the magnet and the plate. Thereby, the adhesive force between a magnet and a plate can be improved.
  • the separation of the magnet can be prevented by using the rib formed on the plate.
  • the can member covering the sensing magnet is coupled to the sensing plate by caulking, thereby providing an advantageous effect of further increasing the coupling force between the sensing magnet and the sensing plate.
  • FIG. 1 is a view showing a motor according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a sensing magnet assembly of the motor according to the first embodiment
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a sensing magnet assembly of a motor according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a sensing magnet assembly of the motor according to the first embodiment
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a sensing magnet assembly of the motor according to the first embodiment
  • FIG. 6 is a view showing a first embodiment of a plate disposed in the motor according to the first embodiment
  • FIG. 7 is a view showing a second embodiment of a plate disposed in the motor according to the first embodiment
  • FIG. 8 is a view showing a third embodiment of the plate disposed in the motor according to the first embodiment
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a motor according to a second embodiment
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a sensing magnet, a sensing plate, and a can member of a motor according to a second embodiment
  • FIG. 11 is a view showing a substrate and a sensor of the motor according to the second embodiment
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a sensing signal of a motor according to the second embodiment
  • FIG. 13 is a view showing a can member covering a sensing magnet of a motor according to a second embodiment
  • 16 is a cross-sectional view illustrating a caulking coupling portion of the can member and the sensing plate of the motor according to the second embodiment.
  • ordinal numbers such as second and first
  • first and second components may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
  • the upper (up) or lower (down) (on or under) includes both the two components are in direct contact with each other (directly) or one or more other components are formed indirectly formed between the two (component).
  • the upper (up) or lower (down) (on or under) includes both the two components are in direct contact with each other (directly) or one or more other components are formed indirectly formed between the two (component).
  • 'on' or 'under' it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one component.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a motor according to a first embodiment.
  • the motor 1 includes a housing 1100 having an opening formed at one side thereof, a cover 1200 disposed at an upper portion of the housing 1100, and a stator disposed inside the housing 1100. 1300, a rotor 1400 disposed inside the stator 1300, a shaft 1500 rotating together with the rotor 1400, a bus bar 1600 disposed on the stator 1300, and a rotor 1400. And it may include a sensor unit 1700 for detecting the rotation of the shaft 1500 and the sensing magnet assembly 1800 according to the embodiment.
  • the sensor unit 1700 and the sensing magnet assembly 1800 may be called a rotor position sensing device.
  • Such a motor 1 may be a motor used for EPS.
  • EPS Electronic Power Steering System
  • the housing 1100 and the cover 1200 may form an outer shape of the motor 1.
  • an accommodation space may be formed by combining the housing 1100 and the cover 1200. Accordingly, in the accommodation space, as shown in FIG. 1, the stator 1300, the rotor 1400, the shaft 1500, the bus bar 1600, the sensor unit 1700, the sensing magnet assembly 1800, and the like. This can be arranged. At this time, the shaft 1500 is rotatably disposed in the accommodation space.
  • the motor 1 may further include a bearing 10 disposed on the upper and lower portions of the shaft 1500, respectively.
  • the housing 1100 may be formed in a cylindrical shape.
  • the shape or material of the housing 1100 may be variously modified.
  • the housing 1100 may be formed of a metal material that can withstand high temperatures well.
  • the cover 1200 may be disposed on an opening surface of the housing 1100, that is, an upper portion of the housing 1100 so as to cover the opening of the housing 1100.
  • the stator 1300 may be accommodated in the housing 1100.
  • the stator 1300 causes electrical interaction with the rotor 1400.
  • the stator 1300 may be disposed outside the rotor 1400 based on the radial direction.
  • the stator 1300 may include a stator core 1310, an insulator 1320 disposed on the stator core 1310, and a coil 1330 wound around the insulator 1320.
  • the stator core 1310 may be an integral core formed in a ring shape or a core in which a plurality of split cores are combined.
  • the stator core 1310 may be implemented in a shape in which a plurality of plates in the form of a circular thin steel sheet are stacked or may be implemented in a single cylindrical shape.
  • the insulator 1320 may be disposed in the stator core 1310 to insulate the stator core 1310 from the coil 1330.
  • the insulator 1320 may be formed of a resin material.
  • the coil 1330 may be wound around the insulator 1320.
  • the coil 1330 may form a rotating magnetic field by supplying power.
  • the end of the coil 1330 wound on the insulator 1320 may be disposed to be exposed to the upper side.
  • an end of the coil 1330 may be coupled to the bus bar 1600.
  • the rotor 1400 may be disposed inside the stator 1300, and the shaft 1500 may be coupled to a central portion thereof.
  • the rotor 1400 may be rotatably disposed on the stator 1300.
  • the rotor 1400 may include a rotor core and a magnet.
  • the rotor core may be implemented in a stacked shape of a plurality of plates in the form of a circular thin steel sheet, or may be implemented in a single cylinder.
  • a hole in which the shaft 1500 is coupled may be formed at the center of the rotor core.
  • the outer circumferential surface of the rotor core may be a projection for guiding the magnet.
  • the magnet may be attached to the outer circumferential surface of the rotor core.
  • the plurality of magnets may be disposed along the circumference of the rotor core at regular intervals.
  • the rotor 1400 may be of a type in which a magnet is inserted into a pocket of the rotor core.
  • the rotor 1400 rotates due to the electrical interaction between the coil 1330 and the magnet, and when the rotor 1400 rotates, the shaft 1500 rotates to generate driving force.
  • the rotor 1400 may further include a can member disposed to surround the magnet.
  • the can member fixes the magnet so that it is not separated from the rotor core.
  • the can member may prevent the magnet from being exposed to the outside.
  • the shaft 1500 may be rotatably disposed in the housing 1100 by the bearing 10.
  • the bus bar 1600 may be disposed above the stator 1300.
  • bus bar 1600 may be electrically connected to the coil 1330 of the stator 1300.
  • the bus bar 1600 may include a bus bar body and a terminal disposed inside the bus bar body.
  • the bus bar body may be a mold formed through injection molding.
  • One side of the terminal may be electrically connected to the coil 1330.
  • the sensor unit 1700 detects a magnetic force of the sensing magnet assembly 1800 rotatably interlocked with the rotor 1400 to detect a current position of the rotor 1400, thereby detecting rotation of the shaft 1500.
  • the sensor unit 1700 may be disposed above the sensing magnet assembly 1800.
  • the sensor unit 1700 may include a printed circuit board (PCB) and a sensor (not shown).
  • PCB printed circuit board
  • sensor not shown
  • the sensor may be disposed on the printed circuit board.
  • the sensor detects the magnetic force of the magnet disposed in the sensing magnet assembly 1800.
  • the sensor may be provided as a Hall IC.
  • the sensor may generate a sensing signal by detecting a change in the N pole and the S pole of the magnet disposed in the sensing magnet assembly 1800.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a sensing magnet assembly of the motor according to the first embodiment
  • FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a sensing magnet assembly of the motor according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a perspective view of the motor according to the first embodiment
  • 5 is a plan view illustrating a sensing magnet assembly
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a sensing magnet assembly of the motor according to the first embodiment.
  • the sensing magnet assembly 1800 may include a magnet 1810, an adhesive tape 1820, and a plate 1830.
  • the magnet 1810 may be called a sensing magnet.
  • the plate 1830 may be called a sensing plate.
  • the plate 1830 according to the first embodiment is disposed as the plate, but is not necessarily limited thereto.
  • the sensing magnet assembly 1800 may include the plates 1830a and 1830b according to the second and third embodiments, which are disposed in place of the plate 1830 according to the first embodiment.
  • the magnet 1810 may be fixed to the top of the plate 1830 by the adhesive tape 1820.
  • the magnet 1810 rotates as the plate 1830 rotates in association with the shaft 1500.
  • the magnet 1810 may be disposed to be spaced apart from the sensor of the sensor unit 1700. Accordingly, the sensor may detect a change in magnetic flux of the magnet 1810 and calculate a rotation angle of the rotor 1400.
  • the magnet 1810 is formed in a disc shape corresponding to the shape of the plate 1830, and may include a main magnet 1811 disposed at the center and a sub magnet 1812 disposed at the edge thereof.
  • a non-magnetic dummy area may be formed between the main magnet 1811 and the sub magnet 1812, and thus the main magnet 1811 and the sub magnet 1812 may be formed to be spaced apart by the width of the derby area.
  • the magnet 1810 includes an insertion hole 1813 formed in the center of the main magnet 1811.
  • the main magnet 1811 may be formed in a ring shape. In this case, the main magnet 1811 may be provided as a plurality of divided magnets. When the main magnet 1811 is formed of a split magnet, the number of split magnets (poles) is the same as the number of magnets (poles) disposed on the rotor 1400 to be configured to detect rotation of the rotor. Can be.
  • the sub magnets 1812 are disposed outside the main magnets 1811 and may include a larger number (poles) than the main magnets 1811. Accordingly, one pole (divided magnet) of the main magnet 1811 is further subdivided and disassembled. Therefore, detection of the rotation amount of the rotor 1400 can be measured more precisely.
  • a non-magnetic dummy area may be formed between the main magnet 1811 and the sub magnet 1812, and thus the main magnet 1811 and the sub magnet 1812 may be formed to be spaced apart by the width of the derby area. .
  • the insertion hole 1813 may be formed in the center of the main magnet 1811.
  • the protrusion 1833 of the plate 1830 may be disposed in the insertion hole 1813.
  • the shape of the insertion hole 1813 is formed in a shape corresponding to the protrusion 1833. Accordingly, the magnet 1810 may be fixed to the plate 1830 based on the circumferential direction.
  • ferrite rubber may be used as the magnet 1810.
  • Adhesive tape 1820 secures magnet 1810 to plate 1830.
  • the adhesive tape 1820 is disposed between the magnet 1810 and the plate 1830.
  • a double-sided tape may be used as the adhesive tape 1820.
  • One surface of the adhesive tape 1820 may be disposed to be bonded to the seating surface 1831a of the plate 1830.
  • An air layer may be formed when the adhesive tape 1820 adheres to the seating surface 1831a, and the sensing magnet assembly 1800 may remove the air layer by using a hole 1832 or a groove 1832a provided as an air induction part. can do.
  • Fig. 1 is a diagram showing a first embodiment of a plate disposed in the motor according to the first embodiment.
  • the plate 1830 may include a body 1831, a hole 1832, a protrusion 1833, and a sleeve 1834.
  • the plate 1830 may further include a rib 1835.
  • the plate 1830 may be called a sensing plate.
  • the body 1831, the hole 1832, the protrusion 1833, the sleeve 1834, and the rib 1835 may be integrally formed.
  • the plate 1830 may be formed of an electroplated steel sheet.
  • the main body 1831 may be formed in a disc shape.
  • an adhesive tape 1820 may be disposed on the seating surface 1831a of the main body 1831.
  • a protrusion 1833 extending in the axial direction from the inner circumferential surface of the seating surface 1831a is formed.
  • the upper surface of the protrusion 1833 may be disposed higher than the seating surface 1831a.
  • the axial direction may be a length direction of the shaft 1500.
  • the protrusion 1833 may be formed in a triangular pillar shape having three sides and corners.
  • the corner may be formed in a round shape having a predetermined curvature in order to facilitate processing and to prevent damage due to impact.
  • the protrusion 1833 has a triangular pillar shape as an example, but is not necessarily limited thereto, and may have a shape having a plurality of sides and a plurality of corners, such as a square, a pentagon, a hexagon, and an octagonal pillar.
  • a hole through which the shaft 1500 is inserted is formed in the center of the protrusion 1833 through the thickness direction. Since the shaft 1500 is fitted inside the hole, the shaft 1500 and the sensing magnet assembly 1800 may be integrally rotated.
  • a sleeve 1834 may be disposed to enhance the coupling force of the sensing magnet assembly 1800 to the shaft 1500.
  • the sleeve 1834 is formed in a cylindrical shape and may be integrally formed inside the protrusion 1833.
  • a plurality of protrusions may be formed on the inner circumferential surface of the sleeve 1834 to further improve the coupling force between the shaft 1500 and the sensing magnet assembly 1800.
  • the hole 1832 may be disposed between the protrusion 1833 and the rib 1835.
  • the hole 1832 serves as a passage through which air can escape.
  • a plurality of holes 1832 may be formed to penetrate the main body 1831 in the axial direction.
  • one side of the hole 1832 is disposed on the seating surface 1831a, and the other side is disposed below the main body 1831.
  • the air of the air layer formed when the adhesive tape 1820 is disposed on the seating surface 1831a may escape to the outside through the hole 1832.
  • the hole 1832 may be used when testing the adhesion of the magnet 1810.
  • the hole 1832 may be disposed between the protrusion 1833 and the rib 1835.
  • the hole 1832 may be disposed under the adhesive tape 1820.
  • three holes 1832 are formed to be spaced apart from each other by 120 degrees with respect to the center (C), but is not necessarily limited thereto.
  • Rib 1835 prevents magnet 1810 from disengaging. For example, as the sensing magnet assembly 1800 rotates, the rib 1835 prevents the magnet 1810 from being dislodged by centrifugal force. In addition, even if a breakage occurs in a part of the magnet 1810 and a part of the crack occurs, the rib 1835 supports the outer circumferential surface of the magnet 1810 together with the adhesive tape 1820, so that a part of the magnet 1810 is subjected to centrifugal force. To prevent it from falling off.
  • the rib 1835 may protrude in the same axial direction as the protrusion 1833. In this case, the rib 1835 may protrude upward from the edge of the main body 1831. In detail, the rib 1835 may protrude upward from the outer circumferential surface 1831b of the main body 1831. Accordingly, the performance of the sensing magnet assembly 1800 may be improved by the ribs 1835.
  • the height H1 of the rib 1835 is based on the seating surface 1831a, and the height H2 of the magnet 1810. It can be formed smaller than).
  • the height H3 of the protrusion 1833 is smaller than the height H1 of the rib 1835.
  • FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the plate disposed in the motor according to the first embodiment.
  • the plate 1830a may include a body 1831, a groove 1832a, a protrusion 1833, and a sleeve 1834.
  • the plate 1830 may further include a rib 1835.
  • the plate 1830a according to the second embodiment is compared with the plate 1830 according to the first embodiment, the plate 1830a according to the second embodiment is different in the groove 1832a. .
  • the groove 1832a of the plate 1830a may be disposed between the protrusion 1833 and the rib 1835.
  • the groove 1832a may be provided in plurality.
  • the groove 1832a may be disposed under the adhesive tape 1820.
  • the groove 1832a may be formed in the seating surface 1831a in a radially concave manner.
  • the grooves 1832a may be spaced apart from each other at predetermined intervals. As such, air may be received in the groove 1832a.
  • the groove 1832a may be formed in the seating surface 1831a concave along the circumferential direction as in the shape of an arc.
  • the groove 1832a serves as a cavity in which air can be accommodated.
  • grooves 1832a are formed to be spaced apart at intervals of 90 degrees with respect to the center C, but the embodiment is not limited thereto.
  • FIG. 8 is a view showing a third embodiment of the plate disposed in the motor according to the first embodiment.
  • the plate 1830b may include a main body 1831, a groove 1832a, a protrusion 1833, and a sleeve 1834.
  • the plate 1830b may further include a rib 1835a.
  • the plate 1830b according to the third embodiment when the plate 1830b according to the third embodiment is compared with the plate 1830a according to the second embodiment, the plate 1830b according to the third embodiment has a groove 1832a having a main body 1831. There is a difference in that it extends to the outer circumferential surface 1831b of () and that the rib 1835a is provided with a plurality of protrusions.
  • the groove 1832a of the plate 1830b may be disposed between the protrusion 1833 and the outer circumferential surface 1831b of the body 1831. In this case, a plurality of grooves 1832a may be provided. The groove 1832a may be disposed under the adhesive tape 1820.
  • the groove 1832a may be formed on the seating surface 1831a to be concave in a radial direction.
  • the grooves 1832a may be spaced apart from each other at predetermined intervals.
  • one side of the groove 1832a of the plate 1830b according to the third embodiment may extend to the outer circumferential surface 1831b of the body 1831. Accordingly, air may be directed to the outside through the groove 1832a.
  • the groove 1832a of the plate 1830b serves as a channel for guiding air to the outside.
  • grooves 1832a are formed to be spaced apart at intervals of 90 degrees with respect to the center C, but the embodiment is not limited thereto.
  • the plate 1830b because one side of the groove 1832a extends to the outer peripheral surface 1831b of the main body 1831, it is possible to effectively escape the air to the outside. .
  • the rib 1835a may be provided with a plurality of protrusions are spaced apart from each other along the circumferential direction.
  • the protrusion may protrude upward from the outer circumferential surface 1831b of the main body 1831. Accordingly, since the air generated during the adhesion of the adhesive tape 1820 may escape to the space between the protrusions, the adhesive force of the adhesive tape 1820 may be improved.
  • one side of the groove 1832a may be disposed between the protrusions.
  • the sensing magnet assembly 1800 may be disposed between the plates 1830, 1830a, and 1830b, the magnets 1810 disposed on the plate 1830, and the plate and the magnets 1810.
  • An adhesive tape 1820 fixing the magnet 1810 to the plates 1830, 1830a, and 1830b may be included.
  • the plates 1830, 1830a, and 1830b may include a first region and a second region.
  • the first region and the second region may be divided based on the main body 1831 and the protrusion 1833.
  • an area including the protrusion 1833 is called a first area
  • an area of the main body 1831 on which the adhesive tape 1820 is disposed is called a second area.
  • the second region may be formed to extend outwardly from the first region.
  • a hole 1832 or a groove 1832a may be formed in the second region.
  • the hole 1832 or the groove 1832a may be disposed to be rotationally symmetric with respect to the center C. FIG. Accordingly, when the sensing magnet assembly 1800 rotates, the balance and reliability of the sensing magnet assembly 1800 with respect to rotation may be improved.
  • the motor 2 according to the second embodiment may include a shaft 2100, a rotor 2200, a stator 2300, and a rotor position sensing device 2400.
  • the shaft 2100 may be coupled to the rotor 2200.
  • the shaft 2100 may be connected to a steering shaft of the vehicle to transmit power to the steering shaft.
  • the shaft 2100 may be supported by a bearing.
  • the rotor 2200 rotates through electrical interaction with the stator 2300.
  • the rotor 2200 may include a rotor core 2210 and a magnet 2220.
  • the rotor core 2210 may be implemented in a shape in which a plurality of plates in the form of a circular thin steel sheet are stacked or in a single cylindrical shape. In the center of the rotor core 2210, a hole to which the shaft 2100 is coupled may be formed.
  • a protrusion for guiding the magnet 2220 may protrude from the outer circumferential surface of the rotor core 2210.
  • the magnet 2220 may be attached to an outer circumferential surface of the rotor core 2210.
  • the plurality of magnets 2220 may be disposed along the circumference of the rotor core 2210 at regular intervals.
  • the rotor 2200 may include a can member surrounding the magnet 2220 to fix the magnet 2220 so as not to be separated from the rotor core 2210 and to prevent the magnet 2220 from being exposed.
  • a coil may be wound around the stator 2300 to cause electrical interaction with the rotor 2200.
  • the stator 2300 may include a stator core including a plurality of teeth.
  • the stator core may be provided with an annular yoke portion, and a tooth for winding a coil in the center direction from the yoke may be provided. Teeth may be provided at regular intervals along the outer circumferential surface of the yoke portion.
  • the stator core may be formed by stacking a plurality of plates in the form of a thin steel sheet.
  • the stator core may be formed by coupling or connecting a plurality of split cores.
  • the rotor position sensing device 2400 may include a sensing plate 2410, a sensing magnet 2420, and a substrate 2430.
  • the sensing magnet assembly 1800 of the motor 1 according to the first embodiment may be disposed in place of the sensing plate 2410 and the sensing magnet 2420 of the rotor position sensing device 2400.
  • the housing 2500 is formed in a cylindrical shape to provide a space in which the stator 2300 and the rotor 2200 may be mounted.
  • the shape or material of the housing 2500 may be variously modified, but a metal material that can withstand high temperatures may be selected.
  • the open top of the housing 2500 is covered by a cover 2600.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a sensing magnet, a sensing plate, and a can member of a motor according to a second embodiment.
  • the sensing plate 2410 is formed in a disc shape. Then, the shaft 2100 is coupled to the center of the sensing plate 2410.
  • the sensing magnet 2420 is disposed on the upper surface of the sensing plate 2410.
  • the sensing magnet 2420 may include a main magnet 2421 and a sub magnet 2422. Relatively, the main magnet 2421 is disposed inside.
  • the sub-magnet 2422 may be disposed outside and disposed at an edge of the sensing plate 2410.
  • the main magnet 2421 corresponds to the magnet 2220 of the rotor 2200.
  • the number of poles of the magnet 2220 of the rotor 2200 and the number of poles of the main magnet 2421 are the same.
  • the magnets 2220 and the main magnets 2421 of the rotor 2200 may be arranged in polar divisions such that the position of the main magnet 2421 may indicate the position of the magnet 2220 of the rotor 2200.
  • the main magnet 2421 is used to determine the initial position of the rotor 2200.
  • the sub magnet 2422 is used to precisely locate the detailed position of the rotor 2200.
  • the sub magnet 2422 can be 72 poles.
  • FIG 11 is a view showing a substrate and a sensor of the motor according to the second embodiment.
  • the substrate 2430 may be disposed above the sensing magnet 2420.
  • the substrate 2430 may include a first sensor 2431 and a second sensor 2432.
  • the first sensor 2431 detects a change in magnetic flux by the main magnet 2421.
  • the second sensor 2432 detects a change in magnetic flux caused by the sub magnet 2422.
  • the first sensor 2431 and the second sensor 2432 may each include a plurality of Hall ICs.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a sensing signal of a motor according to a second embodiment.
  • the first sensor 2431 may detect three sensing signals T1, T2, and T3 by sensing changes of the N pole and the S pole of the main magnet 2421.
  • the second sensor 2432 may detect two sensing signals E1 and E2 by detecting a change in the magnetic flux of the sub magnet 2422.
  • the main magnet 2421 may detect the position of the rotor 400 by detecting a change in magnetic flux based on the main magnet 2421.
  • the sensing signals S1, S2, and S3 may be used for initial driving of the motor, and may feed back information on U, V, and W, respectively.
  • FIG. 13 is a view illustrating a can member covering a sensing magnet of a motor according to a second embodiment.
  • the sensing plate 2410 may include a seating portion 2411 and a shaft coupling portion 2412.
  • the seating portion 2411 is concavely disposed on the upper surface 2413 of the sensing plate 2410.
  • the sensing magnet 2420 is mounted on the seating portion 2411.
  • An adhesive may be applied between the seating portion 2411 and the sensing magnet 2420.
  • Axial coupling portion 2412 is cylindrical.
  • the shaft coupling part 2412 is disposed at the center of the sensing plate 2410, and a hole through which the shaft 2100 is press-fitted is disposed inside.
  • the can member 2440 serves to fix the sensing magnet 2420 to the sensing plate 2410.
  • the can member 2440 may have a hole 2440A through which the shaft 2100 penetrates in a center portion thereof.
  • the can member 2440 may be an annular member as a whole.
  • the sensing magnet 2420 is pressed into the can member 2440.
  • the can member 2440 is coupled to the sensing plate 2410.
  • FIG. 14 is a sectional view showing the can member of the motor according to the second embodiment.
  • the can member 2440 may include a first surface 2441, a second surface 2442, a third surface 2443, and a fourth surface 2444.
  • the first surface 2441 is in contact with the inner circumferential surface of the sensing magnet 2420.
  • the second surface 2442 is in contact with the top surface of the sensing magnet 2420.
  • the third surface 2443 contacts the outer circumferential surface of the sensing magnet 2420 and the outer circumferential surface of the sensing plate 2410.
  • the fourth surface 2444 is in contact with the lower surface 2414 of the sensing plate 2410.
  • 15 is a view showing the size of the can member of the motor according to the second embodiment.
  • the sensing magnet 2420 is press-fitted into an accommodation space formed by the first surface 2441, the second surface 2442, and the third surface 2443.
  • the height h1 of the first surface 2441 based on the second surface 2442 may be smaller than the thickness t1 of the sensing magnet 2420.
  • the height h1 of the first surface 2441 based on the second surface 2442 is the height h2 from the seating portion 2411 of the sensing plate 2410 to the top surface 2413 of the sensing plate 2410. May be less than).
  • the height h3 of the third surface 2443 based on the second surface 2442 may be greater than the sum of the thickness t1 of the sensing magnet 2420 and the thickness t2 of the seating portion 2411. Also, the height h3 of the third surface 2443 based on the second surface 2442 may be equal to the sum of the thickness t1 of the sensing magnet 2420 and the thickness t2 of the seating portion 2411. have.
  • the height h3 of the third surface 2443 based on the second surface 2442 may be smaller than the distance h4 from the lower surface 2414 of the sensing plate 2410 to the upper end of the shaft coupling portion 2412. Can be.
  • 16 is a cross-sectional view illustrating a caulking coupling portion of the can member and the sensing plate of the motor according to the second embodiment.
  • a concave coupling groove 2414a may be disposed on the lower surface 2414 of the sensing plate 2410.
  • the fourth surface 2444 of the can member 2440 may be pressed into the coupling groove 2414a.
  • Coupling groove 2414a may be formed by caulking to the fourth surface 2444 of the can member 2440 and the lower surface 2414 of the sensing plate 2410.
  • the sensing magnet 2420 is primarily pressed into the can member 2440 and fixed primarily.
  • the sensing magnet 2420 is fixed to the mounting portion 2411 of the sensing plate 2410 through an adhesive. Thereafter, the fourth surface 2444 of the can member 2440 is coked with the lower surface 2414 of the sensing plate 2410, such that the sensing magnet 2420 is coupled to the sensing plate 2410.
  • the rotor position sensing device has an advantage of increasing the coupling force between the sensing magnet 2420 and the sensing plate 2410 even under high temperature, high humidity, or low temperature conditions.

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Abstract

실시예는 센싱 플레이트; 상기 플레이트 상에 배치되는 센싱 마그넷; 및 상기 센싱 플레이트와 상기 센싱 마그넷 사이에 배치되어 상기 센싱 마그넷을 상기 센싱 플레이트에 고정시키는 접착 테이프를 포함하며, 상기 센싱 플레이트는 상기 접착 테이프가 배치되는 본체를 포함하고, 상기 본체는 안착면과 복수 개의 홈 또는 홀을 포함하며, 상기 접착 테이프의 일면은 상기 안착면에 배치되는 센싱 마그넷 조립체 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다. 이에 따라, 센싱 마그넷과 센싱 플레이트의 결합력을 향상시킬 수 있다.

Description

센싱 마그넷 조립체, 로터 위치 감지장치 및 이를 포함하는 모터
실시예는 센싱 마그넷 조립체, 로터 위치 감지장치 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.
모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 차량, 가정용 전자제품, 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다.
모터는 하우징(housing), 샤프트(shaft), 하우징의 내부에 배치되는 스테이터(stator), 샤프트의 외주면에 설치되는 로터(rotor) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 모터의 스테이터는 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다. 그리고, 상기 로터의 회전에 따라 샤프트 또한 회전한다.
특히, 상기 모터는 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치에 이용될 수 있다. 예컨데, 상기 모터는 전동식 조향장치(EPS; Electronic Power Steering System)에 사용될 수 있다. 상기 전동식 조향장치에 사용되는 모터의 경우 차량 부품의 특성상 고온(150℃) 환경에서도 정상적인 기능을 발휘하면서도 안전성(Safety)에 대한 요구 수준이 높아지고 있는 추세이다.
그리고, 상기 모터에 배치되는 센싱 마그넷 조립체는 로터와 연동하여 회전할 수 있도록 설치되어 센싱 마그넷 조립체에 포함된 마그넷의 자계를 통해 자기소자가 로터의 위치를 검출하도록 유도한다.
이러한 센싱 마그넷 조립체는 원판 형태의 플레이트와, 플레이트에 결합하는 마그넷을 포함한다. 통상적으로, 센싱 마그넷 조립체는 플레이트의 상측면에 마그넷이 결합하는 형태로 실시된다. 여기서, 상기 플레이트는 센싱 플레이트라 불리울 수 있다. 그리고, 상기 마그넷은 센싱 마그넷이라 불리울 수 있다.
센싱 마그넷은 센싱 플레이트에 접착제를 통해 고정될 수 있다. 그러나 접착제를 통해 고정된 센싱 마그넷과 센싱 플레이트의 결합력은 고온, 고습 또는 저온 조건에서 매우 취약한 문제점이 있다.
또한, 플레이트와 마그넷은 접착 테이프(양면 테이프)를 통해 결합될 수 있다. 상기 접착 테이프는 플레이트에서 마그넷이 모터의 축 방향 및 반경 방향으로 이탈되지 않도록 고정한다.
그러나, 상기 접착 테이프를 사용하는 경우 상기 접착 테이프와 플레이트 사이에 공기층이 형성되어 접착력을 저하시키는 문제가 있다.
그에 따라, 모터가 차량에 적용되는 경우, 고온과 저온을 오가는 차량 내부 환경에서 상기 접착 테이프의 접착력이 더욱 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 이에, 마그넷이 플레이트에서 이탈되면 모터 구동하지 않기 때문에 차량의 안전 운전에 치명적인 문제를 발생시킬 수 있다.
실시예는 센싱 마그넷과 센싱 플레이트의 결합력을 높이는 센싱 마그넷 조립체, 로터 위치 감지장치 및 이를 포함하는 모터를 제공한다.
실시예는 센싱 마그넷 조립체에 형성된 공기유도부를 포함하여 마그넷과 플레이트 사이의 접착력을 향상시킬 수 있는 모터를 제공한다.
또한, 상기 플레이트에 형성된 리브를 이용하여 마그넷의 이탈을 방지할 수 있는 모터를 제공한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 실시예에 따라, 플레이트; 상기 플레이트 상에 배치되는 마그넷; 및 상기 플레이트와 상기 마그넷 사이에 배치되어 상기 마그넷을 상기 플레이트에 고정시키는 접착 테이프를 포함하며, 상기 플레이트는 상기 접착 테이프가 배치되는 본체를 포함하고, 상기 본체는 안착면과 복수 개의 홈 또는 홀을 포함하며, 상기 접착 테이프의 일면은 상기 안착면에 배치되는 센싱 마그넷 조립체에 의해 달성된다.
여기서, 상기 홀은 상기 본체를 축 방향으로 관통하여 형성되고, 상기 홀의 일측은 상기 안착면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 홈은 상기 안착면에 하측 방향으로 오목하게 형성되고, 상기 본체의 중심에서 반경 방향으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 홈의 일측은 상기 본체의 외주면까지 연장될 수 있다.
한편, 상기 센싱 마그넷 조립체의 상기 플레이트는 상기 본체의 외주면에서 상방으로 돌출되는 리브를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 안착면을 기준으로 상기 리브의 높이는 상기 마그넷의 높이보다 작을 수 있다.
그리고, 상기 센싱 마그넷 조립체의 상기 플레이트는 상기 안착면의 내주면에서 축 방향으로 돌출된 돌출부를 더 포함하며, 상기 안착면을 기준으로 상기 돌출부의 높이는 상기 리브의 높이보다 작을 수 있다.
또한, 상기 리브는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기로 제공될 수 있다.
한편, 상기 플레이트는 상기 본체의 외주면에서 상방으로 연장되는 리브를 더 포함하고, 상기 리브는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기로 제공되며, 상기 본체의 외주면까지 연장된 상기 홈의 일측은 상기 돌기 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 홈 또는 홀과 상기 접착 테이프 사이에 공기층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 홈 또는 홀은 상기 접착 테이프와 상기 안착면 사이에 배치되는 공기층를 제거하기 위한 홈 또는 홀일 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 플레이트; 상기 플레이트에 배치되는 마그넷; 및 상기 플레이트와 상기 마그넷 사이에 배치되어 상기 마그넷을 상기 플레이트에 고정시키는 접착 테이프를 포함하며, 상기 플레이트는 돌출부를 포함하는 제1 영역과 상기 제1 영역에서 연장되고, 상기 접착 테이프가 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 플레이트의 제2 영역은 2개 이상의 홀 또는 홈을 포함하고, 상기 홀 또는 홈은 상기 플레이트의 중심(C)을 기준으로 회전 대칭되는 센싱 마그넷 조립체에 의해 달성된다.
상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트 외측에 배치되는 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터의 상부에 배치되는 센싱 마그넷 조립체; 및 상기 센싱 마그넷 조립체의 상부에 배치되는 센서부를 포함하며, 상기 센싱 마그넷 조립체는 플레이트; 상기 플레이트 상에 배치되는 마그넷; 및 상기 플레이트와 상기 마그넷 사이에 배치되어 상기 마그넷을 상기 플레이트에 고정시키는 접착 테이프를 포함하며, 상기 플레이트는 상기 접착 테이프가 배치되는 본체를 포함하고, 상기 본체는 안착면과 복수 개의 홈 또는 홀을 포함하며, 상기 접착 테이프의 일면은 상기 안착면에 배치되는 모터에 의해 달성된다.
여기서, 상기 홀은 상기 본체를 축 방향으로 관통하여 형성되고, 상기 홀의 일측은 상기 안착면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 홈은 상기 안착면에 하측 방향으로 오목하게 형성되고, 상기 본체의 중심에서 반경 방향으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 홈의 일측은 상기 본체의 외주면까지 연장될 수 있다.
한편, 상기 모터는 상기 본체의 외주면에서 상방으로 돌출되는 리브를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 실시예는, 센싱 플레이트와, 상기 센싱 플레이트 상면에 배치되는 센싱 마그넷 및 상기 센싱 마그넷의 상측에 배치되는 기판을 포함하며, 상기 센싱 마그넷을 둘러싸도록 상기 센싱 마그넷에 결합하며, 상기 센싱 플레이트에 결합하는 캔부재를 더 포함하는 로터 위치 감지 장치를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 캔부재는, 상기 센싱 마그넷의 내주면과 접촉하는 제1 면과, 상기 센싱마그넷의 상면과 접촉하는 제2 면과, 상기 센싱 마그넷의 외주면과 상기 센싱 플레이트의 외주면과 접촉하는 제3 면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 캔부재는 상기 센싱 플레이트의 하면과 접촉하는 제4 면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 센싱 플레이트는 상기 센싱 플레이트의 하면에 오목하게 형성되는 결합홈을 포함하며, 상기 제4 면의 돌출부가 위치하는 결함홈에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 센싱 플레이트는 상기 센싱 플레이트의 상면에서 오목하게 형성되는 안착부를 포함하며, 상기 센싱 마그넷이 상기 안착부에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 면을 기준으로 상기 제1 면의 높이는 상기 센싱 마그넷의 두께보다 작을 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 면의 높이는 상기 안착부에서 상기 센싱 플레이트의 상면의 높이보다 작을 수 있다,
바람직하게는, 상기 센싱 플레이트는 내측에 홀이 배치된 원통형 축결합부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 면을 기준으로 상기 제3 면의 높이는, 상기 센싱 마그넷의 두께 및 상기 안착부의 두께의 합보다 크고, 상기 센싱 플레이트의 하면에서 상기 축결합부의 상단까지 높이보다 작을 수 있다.
바람직하게는, 상기 센싱 마그넷은 메인 마그넷과 서브 마그넷을 포함하고, 상기 기판은 제1 센서 및 제2 센서를 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 센싱 마그넷의 반경 방향을 기준으로 상기 메인 마그넷과 대응되도록 배치되며, 상기 제2 센서는 상기 센싱 마그넷의 반경 방향을 기준으로 상기 서브 마그넷과 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 다른 실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트가 배치되는 홀을 포함하는 로터와, 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터 및 상기 로터의 상측에 배치되는 로터 위치 감지장치를 포함하고, 상기 로터 위치 감지 장치는 상기 샤프트에 결합하는 센싱 플레이트와, 상기 센싱 플레이트 상면에 배치되는 센싱 마그넷 및 상기 센싱 마그넷의 상측에 배치되는 기판을 포함하며, 상기 센싱 마그넷을 둘러싸도록 상기 센싱 마그넷에 결합하며, 상기 센싱 플레이트에 결합하는 캔부재를 더 포함하는 모터를 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 센싱 마그넷과 센싱 플레이트의 결합력을 높이는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따른 모터는 센싱 마그넷 조립체의 플레이트에 홀 또는 홈을 형성하여 마그넷과 플레이트 사이에 공기층이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 그에 따라, 마그넷과 플레이트 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 플레이트에 형성된 리브를 이용하여 마그넷의 이탈을 방지할 수 있다.
실시예에 따른 모터는 센싱 마그넷을 덮는 캔부재가 센싱 플레이트에 코킹을 통해 결합됨으로써, 센싱 마그넷과 센싱 플레이트의 결합력을 더욱 높이는 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 2는 제1 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷 조립체를 나타내는 사시도이고,
도 3은 제1 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷 조립체를 나타내는 분해사시도이고,
도 4는 제1 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷 조립체를 나타내는 평면도이고,
도 5는 제1 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷 조립체를 나타내는 단면도이고,
도 6은 제1 실시예에 따른 모터에 배치되는 플레이트의 제1 실시예를 나타내는 도면이고,
도 7은 제1 실시예에 따른 모터에 배치되는 플레이트의 제2 실시예를 나타내는 도면이고,
도 8은 제1 실시예에 따른 모터에 배치되는 플레이트의 제3 실시예를 나타내는 도면이고,
도 9는 제2 실시예에 따른 모터의 개념도이고,
도 10은 제2 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷과, 센싱 플레이트 및 캔부재를 도시한 도면이고,
도 11은 제2 실시예에 따른 모터의 기판과 센서를 도시한 도면이고,
도 12는 제2 실시예에 따른 모터의 센싱시그널을 도시한 도면이고,
도 13은 제2 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷을 덮는 캔부재를 도시한 도면이고,
도 14는 제2 실시예에 따른 모터의 캔부재를 도시한 단면도이고,
도 15는 제2 실시예에 따른 모터의 캔부재의 크기를 도시한 도면이고,
도 16은 제2 실시예에 따른 모터의 캔부재와 센싱 플레이트의 코킹 결합 부분을 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 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 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제1 실시예
도 1은 제1 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 모터(1)는 일측에 개구가 형성된 하우징(1100), 하우징(1100)의 상부에 배치되는 커버(1200), 하우징(1100) 내부에 배치되는 스테이터(1300), 스테이터(1300)의 내측에 배치되는 로터(1400), 로터(1400)와 함께 회전하는 샤프트(1500), 스테이터(1300)의 상부에 배치되는 버스바(1600), 로터(1400) 및 샤프트(1500)의 회전을 감지하는 센서부(1700) 및 실시예에 따른 센싱 마그넷 조립체(1800)를 포함할 수 있다. 여기서, 센서부(1700) 및 센싱 마그넷 조립체(1800)는 로터 위치 감지장치라 불리울 수 있다.
이러한, 상기 모터(1)는 EPS에 사용되는 모터일 수 있다. EPS(Electronic Power Steering System)란, 모터의 구동력으로 조향력을 보조함으로써, 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공하여 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.
하우징(1100)과 커버(1200)는 상기 모터(1)의 외형을 형성할 수 있다. 그리고, 하우징(1100)과 커버(1200)의 결합에 의해 수용공간이 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 수용공간에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스테이터(1300), 로터(1400), 샤프트(1500), 버스바(1600), 센서부(1700) 및 센싱 마그넷 조립체(1800) 등이 배치될 수 있다. 이때, 샤프트(1500)는 상기 수용공간에 회전 가능하게 배치된다. 이에, 상기 모터(1)는 샤프트(1500)의 상부와 하부에 각각 배치되는 베어링(10)을 더 포함할 수 있다.
하우징(1100)은 원통 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 하우징(1100)의 형상이나 재질은 다양하게 변형될 수 있다. 예컨데, 하우징(1100)은 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속 재질로 형성될 수 있다.
커버(1200)는 하우징(1100)의 상기 개구를 덮도록 하우징(1100)의 개구면, 즉 하우징(1100)의 상부에 배치될 수 있다.
스테이터(1300)는 하우징(1100)의 내부에 수용될 수 있다. 그리고, 스테이터(1300)는 로터(1400)와 전기적 상호 작용을 유발한다. 이때, 스테이터(1300)는 반경 방향을 기준으로 로터(1400)의 외측에 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 스테이터(1300)는 스테이터 코어(1310), 스테이터 코어(1310)에 배치되는 인슐레이터(1320) 및 인슐레이터(1320)에 권선되는 코일(1330)을 포함할 수 있다.
스테이터 코어(1310)는 링 형상으로 형성된 일체형 코어이거나 또는 복수 개의 분할 코어가 결합된 코어일 수 있다. 예컨데, 스테이터 코어(1310)는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수도 있다.
인슐레이터(1320)는 스테이터 코어(1310)에 배치되어 스테이터 코어(1310)와 코일(1330)을 절연되게 할 수 있다. 여기서, 인슐레이터(1320)는 수지 재질로 형성될 수 있다.
코일(1330)은 인슐레이터(1320)에 권선될 수 있다. 그리고, 코일(1330)은 전원 공급에 의해 회전 자계를 형성할 수 있다.
여기서, 인슐레이터(1320)에 권선된 코일(1330)의 단부는 상부측으로 노출되게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 코일(1330)의 단부는 버스바(1600)와 결합될 수 있다.
로터(1400)는 스테이터(1300)의 내측에 배치될 수 있으며, 중심부에 샤프트(1500)가 결합될 수 있다. 여기서, 로터(1400)는 스테이터(1300)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.
로터(1400)는 로터 코어와 마그넷을 포함할 수 있다. 로터 코어는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터 코어의 중심에는 샤프트(1500)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다. 로터 코어의 외주면에는 마그넷을 가이드 하는 돌기가 돌출될 수 있다. 마그넷은 로터 코어의 외주면에 부착될 수 있다. 복수 개의 마그넷은 일정 간격으로 로터 코어의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 또한, 로터(1400)는 마그넷이 로터 코어의 포켓에 삽입되는 타입으로 구성될 수도 있다.
따라서, 코일(1330)과 상기 마그넷의 전기적 상호 작용으로 로터(1400)가 회전하고, 로터(1400)가 회전하면 샤프트(1500)가 회전하여 구동력을 발생시킨다.
한편, 로터(1400)는 상기 마그넷을 둘러싸게 배치되는 캔 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 캔 부재는 상기 마그넷이 상기 로터 코어에서 이탈되지 않도록 고정시킨다. 또한, 상기 캔 부재는 상기 마그넷이 외부에 노출되는 것을 막을 수 있다.
샤프트(1500)는 베어링(10)에 의해 하우징(1100)의 내부에서 회전 가능하게 배치될 수 있다.
버스바(1600)는 스테이터(1300)의 상부에 배치될 수 있다.
그리고, 버스바(1600)는 스테이터(1300)의 코일(1330)과 전기적으로 연결될 수 있다.
버스바(1600)는 버스바 본체와 상기 버스바 본체의 내부에 배치되는 터미널을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 버스바 본체는 사출 성형을 통해 형성된 몰드물일 수 있다. 그리고, 상기 터미널의 일측은 코일(1330)과 전기적으로 연결될 수 있다.
센서부(1700)는 로터(1400)와 회전 연동 가능하게 설치된 센싱 마그넷 조립체(1800)의 자기력을 감지하여 로터(1400)의 현재 위치를 파악함으로써, 샤프트(1500)의 회전을 감지할 수 있다.
센서부(1700)는 센싱 마그넷 조립체(1800)의 상부에 배치될 수 있다.
센서부(1700)는 인쇄회로기판(PCB, 미도시)과 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판에는 상기 센서가 배치될 수 있다. 상기 센서는 센싱 마그넷 조립체(1800)에 배치되는 마그넷의 자기력을 감지한다. 이때, 상기 센서는 홀 IC(Hall IC)로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 센서는 센싱 마그넷 조립체(1800)에 배치되는 마그넷의 N극과 S극의 변화를 감지하여 센싱 시그널을 생성할 수 있다.
도 2는 제1 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷 조립체를 나타내는 사시도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷 조립체를 나타내는 분해사시도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷 조립체를 나타내는 평면도이고, 도 5는 제1 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷 조립체를 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 센싱 마그넷 조립체(1800)는 마그넷(1810), 접착 테이프(1820) 및 플레이트(1830)를 포함할 수 있다. 여기서, 마그넷(1810)은 센싱 마그넷이라 불리 울 수 있다. 그리고, 플레이트(1830)는 센싱 플레이트라 불리울 수 있다.
상기 플레이트로는 제1 실시예에 따른 플레이트(1830)가 배치된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 센싱 마그넷 조립체(1800)는 제1 실시예에 따른 플레이트(1830)를 대체하여 배치되는 제2 및 제3 실시예에 따른 플레이트(1830a, 1830b)를 포함할 수 있음은 물론이다.
마그넷(1810)은 접착 테이프(1820)에 의해 플레이트(1830)의 상부에 고정될 수 있다. 마그넷(1810)은 샤프트(1500)와 연동하여 플레이트(1830)가 회전함에 따라 회전한다. 이때, 마그넷(1810)은 상기 센서부(1700)의 상기 센서와 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 센서는 마그넷(1810)의 자속 변화를 감지하여, 로터(1400)의 회전 각도를 계산할 수 있다.
마그넷(1810)은 플레이트(1830)의 형상과 대응되는 원판 형상으로 형성되고, 중앙에 배치되는 메인 마그넷(1811)과 가장자리에 배치되는 서브 마그넷(1812)을 포함할 수 있다. 메인 마그넷(1811)과 서브 마그넷(1812) 사이에는 자성을 띄지 않는 더미 영역이 형성될 수 있으며, 그에 따라 메인 마그넷(1811)과 서브 마그넷(1812)은 더비 영역의 폭만큼 이격되도록 형성될 수 있다. 그리고, 마그넷(1810)은 메인 마그넷(1811)의 중앙에 형성되는 삽입홀(1813)을 포함한다.
메인 마그넷(1811)은 링 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 메인 마그넷(1811)은 복수 개의 분할 마그넷으로 제공될 수 있다. 메인 마그넷(1811)이 분할 마그넷으로 형성되는 경우, 상기 분할 마그넷의 개수(극수)는 로터(1400)에 배치되는 마그넷의 개수(극수)와 동일하게 배치되어 로터의 회전을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.
서브 마그넷(1812)은 메인 마그넷(1811)의 외측에 배치되며 메인 마그넷(1811)보다 많은 개수(극수)를 포함할 수 있다. 그에 따라 메인 마그넷(1811)의 하나의 극(분할 마그넷)을 더 세분화하여 분해한다. 따라서, 로터(1400)의 회전량의 검출을 더욱 정밀하게 측정할 수 있다. 메인 마그넷(1811)과 서브 마그넷(1812) 사이에는 자성을 띄지 않는 더미 영역이 형성될 수 있으며, 그에 따라 메인 마그넷(1811)과 서브 마그넷(1812)은 더비 영역의 폭 만큼 이격되도록 형성될 수 있다.
삽입홀(1813)은 메인 마그넷(1811)의 중앙에 형성될 수 있다. 그리고, 삽입홀(1813)에는 플레이트(1830)의 돌출부(1833)가 배치될 수 있다. 이때, 삽입홀(1813)의 형상은 돌출부(1833)에 대응되는 형상으로 형성된다. 그에 따라, 마그넷(1810)은 원주 방향을 기준으로 플레이트(1830)에 고정될 수 있다.
한편, 마그넷(1810)으로는 페라이트 러버가 이용될 수 있다.
접착 테이프(1820)는 마그넷(1810)을 플레이트(1830)에 고정시킨다. 접착 테이프(1820)는 마그넷(1810)과 플레이트(1830) 사이에 배치된다. 이때, 접착 테이프(1820)로는 양면 테이프가 이용될 수 있다. 그리고, 접착 테이프(1820)의 일면은 상기 플레이트(1830)의 안착면(1831a)에 접착되게 배치될 수 있다.
접착 테이프(1820)가 안착면(1831a)에 접착시 공기층이 형성될 수 있는바, 센싱 마그넷 조립체(1800)는 공기유도부로 제공되는 홀(1832) 또는 홈(1832a)을 이용하여 상기 공기층을 제거할 수 있다.
이하, 홀(1832) 또는 홈(1832a)이 형성된 센싱 마그넷 조립체(1800)의 플레이트(1830, 1830a, 1830b)에 대해 살펴보기로 한다.
도 제1 실시예에 따른 모터에 배치되는 플레이트의 제1 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하여 제1 실시예에 따른 플레이트(1830)를 살펴보면, 플레이트(1830)는 본체(1831), 홀(1832), 돌출부(1833) 및 슬리브(1834)를 포함할 수 있다. 그리고, 플레이트(1830)는 리브(1835)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 플레이트(1830)는 센싱 플레이트라 불리울 수 있다.
본체(1831), 홀(1832), 돌출부(1833), 슬리브(1834) 및 리브(1835)는 일체로 형성될 수 있다. 이때, 플레이트(1830)는 전기도금강판으로 형성될 수 있다.
본체(1831)는 원판 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 본체(1831)의 안착면(1831a)에는 접착 테이프(1820)가 배치될 수 있다.
그리고, 안착면(1831a)의 내주면에서 축 방향으로 연장된 돌출부(1833)가 형성된다. 이때, 돌출부(1833)의 상면은 안착면(1831a)보다 높게 배치될 수 있다. 여기서, 축 방향이라 함은 샤프트(1500)의 길이 방향일 수 있다.
일 예로, 돌출부(1833)는 3개의 측면과 모서리를 갖는 삼각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 모서리는 가공 용이성 및 충격에 따른 파손 방지를 위해 소정의 곡률을 갖는 라운드 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 돌출부(1833)는 삼각 기둥 형상을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않으며, 사각, 오각, 육각, 팔각 기둥 등과 같이 복수 개의 변(side)과 복수 개의 모서리를 갖는 형상으로 형성될 수도 있다.
돌출부(1833)의 중앙에는 두께 방향으로 관통 형성되어 샤프트(1500)가 삽입되는 홀이 형성된다. 상기 홀의 내측에는 샤프트(1500)가 끼워지기 때문에, 샤프트(1500)와 센싱 마그넷 조립체(1800)는 일체로 회전할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 샤프트(1500)에 대한 센싱 마그넷 조립체(1800)의 결합력을 향상시키기 위해 슬리브(1834)가 배치될 수 있다. 여기서, 슬리브(1834)는 원통 형상으로 형성되며 돌출부(1833)의 내측에 일체로 형성될 수 있다. 그리고, 슬리브(1834)의 내주면에는 복수 개의 돌기(미도시)가 형성되어 샤프트(1500)와 센싱 마그넷 조립체(1800)의 결합력을 더욱 향상시킬 수도 있다.
홀(1832)은 돌출부(1833)와 리브(1835) 사이에 배치될 수 있다.
접착 테이프(1820)가 안착면(1831a)에 배치시, 홀(1832)은 공기가 빠져나갈 수 있는 통로로서의 역할을 수행한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 홀(1832)은 본체(1831)를 축 방향으로 관통하게 복수 개가 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 홀(1832)의 일측은 안착면(1831a)에 배치되고, 타측은 본체(1831)의 하부에 배치된다.
그에 따라, 접착 테이프(1820)가 안착면(1831a)에 배치될 때 형성되는 공기층의 공기는 상기 홀(1832)을 통해 외부로 빠져나갈 수 있다. 한편, 상기 홀(1832)은 마그넷(1810)의 부착력 테스트 때 이용될 수도 있다.
여기서, 상기 홀(1832)은 돌출부(1833)와 리브(1835) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 홀(1832)은 접착 테이프(1820)의 하부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 홀(1832)은 3개가 중심(C)을 기준으로 120도 간격으로 이격되게 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
리브(1835)는 마그넷(1810)이 이탈되는 것을 방지한다. 예컨데, 센싱 마그넷 조립체(1800)가 회전함에 따라, 리브(1835)는 마그넷(1810)이 원심력에 의해 이탈되는 것을 방지한다. 나아가, 마그넷(1810)에 파손이 발생하여 일부에 깨짐 현상이 발생하더라도, 리브(1835)는 접착 테이프(1820)와 함께 마그넷(1810)의 외주면을 지지하기 때문에 마그넷(1810)의 일부가 원심력에 의해 이탈되는 것을 방지한다.
리브(1835)는 돌출부(1833)와 동일한 축 방향으로 돌출될 수 있다. 이때, 리브(1835)는 본체(1831)의 가장자리에서 상방으로 돌출될 수 있다. 상세하게, 리브(1835)는 본체(1831)의 외주면(1831b)에서 상방으로 돌출될 수 있다. 그에 따라, 상기 센싱 마그넷 조립체(1800)의 성능은 리브(1835)에 의해 향상될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 플레이트(1830)에 돌출부(1833)와 리브(1835)가 형성된 경우라면 접착 테이프(1820)의 접착시 발생하는 공기가 반경 방향으로 빠져나가기 어려운 구조가 된다. 그러나, 홀(1832)에 의해 공기는 용이하게 외부로 빠져나갈 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 마그넷(1810)을 감지하는 상기 센서의 센싱력을 고려하여, 안착면(1831a)을 기준으로 리브(1835)의 높이(H1)는 마그넷(1810)의 높이(H2)보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 돌출부(1833)의 높이(H3)는 리브(1835)의 높이(H1)보다 작다.
제1 실시예에 따른 모터에 배치되는 플레이트의 제2 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하여 제2 실시예에 따른 플레이트(1830a)를 설명함에 있어서, 제1 실시예에 따른 플레이트(1830)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 기재되는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 상기 플레이트(1830a)는 본체(1831), 홈(1832a), 돌출부(1833) 및 슬리브(1834)를 포함할 수 있다. 그리고, 플레이트(1830)는 리브(1835)를 더 포함할 수 있다.
도 7을 참조하여 제2 실시예에 따른 플레이트(1830a)를 제1 실시예에 따른 플레이트(1830)와 비교해 볼 때, 제2 실시예에 따른 플레이트(1830a)는 홈(1832a)에서 차이가 있다.
상기 플레이트(1830a)의 홈(1832a)은 돌출부(1833)와 리브(1835) 사이에 배치될 수 있다.
홈(1832a)은 복수 개로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 홈(1832a)은 접착 테이프(1820)의 하부에 배치될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 홈(1832a)은 반경 방향으로 오목하게 안착면(1831a)에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈(1832a)은 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 공기는 상기 홈(1832a)에 수용될 수 있다. 또한, 상기 홈(1832a)은 호의 형상처럼 원주 방향을 따라 오목하게 안착면(1831a)에 형성될 수도 있다.
따라서, 접착 테이프(1820)가 안착면(1831a)에 배치시, 홈(1832a)은 공기가 수용될 수 있는 캐비티로서의 역할을 수행한다.
이때, 상기 홈(1832a)은 4개가 중심(C)을 기준으로 90도 간격으로 이격되게 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7에 도시된 바와 같이, 플레이트(1830)에 돌출부(1833)와 리브(1835)가 형성된 경우라면 접착 테이프(1820)의 접착시 발생하는 공기가 반경 방향으로 빠져나가기 어려운 구조가 된다. 그에 따라, 상기 홈(1832a)에 공기가 수용되어 접착 테이프(1820)의 들뜸 현상을 방지할 수 있다. 그에 따라, 접착 테이프(1820)의 접착력을 향상시킬 수 있다.
도 8은 제1 실시예에 따른 모터에 배치되는 플레이트의 제3 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하여 제3 실시예에 따른 플레이트(1830b)를 설명함에 있어서, 제1 및 제2 실시예에 따른 플레이트(1830, 1830a)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 기재되는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 상기 플레이트(1830b)는 본체(1831), 홈(1832a), 돌출부(1833) 및 슬리브(1834)를 포함할 수 있다. 그리고, 플레이트(1830b)는 리브(1835a)를 더 포함할 수 있다.
도 8을 참조하여 제3 실시예에 따른 플레이트(1830b)를 제2 실시예에 따른 플레이트(1830a)와 비교해 볼 때, 제3 실시예에 따른 플레이트(1830b)는 홈(1832a)이 본체(1831)의 외주면(1831b)까지 연장된다는 점 및 리브(1835a)가 복수 개의 돌기로 제공된다는 점에서 차이가 있다.
상기 플레이트(1830b)의 홈(1832a)은 돌출부(1833)와 본체(1831)의 외주면(1831b) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 홈(1832a)은 복수 개로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 홈(1832a)은 접착 테이프(1820)의 하부에 배치될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 홈(1832a)은 반경 방향으로 오목하게 안착면(1831a)에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈(1832a)은 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 이때, 제3 실시예에 따른 플레이트(1830b)의 홈(1832a)은 본체(1831)의 외주면(1831b)까지 일측이 연장될 수 있다. 그에 따라, 공기는 상기 홈(1832a)을 통해 외부로 유도될 수 있다.
따라서, 접착 테이프(1820)가 안착면(1831a)에 배치시, 상기 플레이트(1830b)의 홈(1832a)은 공기를 외부로 유도하는 채널로서의 역할을 수행한다.
이때, 상기 홈(1832a)은 4개가 중심(C)을 기준으로 90도 간격으로 이격되게 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7에 도시된 바와 같이, 플레이트(1830a)에 리브(1835)가 원통 형상 또는 링 형상으로 형성된 경우라면 접착 테이프(1820)의 접착시 발생하는 공기가 반경 방향으로 빠져나가기 어려운 구조가 된다.
그러나, 상기 플레이트(1830b)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 홈(1832a)의 일측이 본체(1831)의 외주면(1831b)까지 연장되기 때문에, 효과적으로 상기 공기를 외부로 빠져나가게 할 수 있다.
한편, 리브(1835a)는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기로 제공될 수 있다.
이때, 상기 돌기는 본체(1831)의 외주면(1831b)에서 상방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 접착 테이프(1820)의 접착시 발생하는 공기는 상기 돌기 사이의 공간으로 빠져나갈 수 있기 때문에, 접착 테이프(1820)의 접착력은 향상될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 홈(1832a)의 일측은 상기 돌기 사이에 배치될 수 있다.
한편, 상기 센싱 마그넷 조립체(1800)는 상술 된 바와 같이, 플레이트(1830, 1830a, 1830b), 상기 플레이트(1830)에 배치되는 마그넷(1810) 및 상기 플레이트와 상기 마그넷(1810) 사이에 배치되어 상기 마그넷(1810)을 상기 플레이트(1830, 1830a, 1830b)에 고정시키는 접착 테이프(1820)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 플레이트(1830, 1830a, 1830b)는 제1 영역과 제2 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 본체(1831)와 돌출부(1833)를 기준으로 구분될 수 있다. 예컨데, 돌출부(1833)를 포함하는 영역을 제1 영역이라 하고, 접착 테이프(1820)가 배치되는 본체(1831)의 영역을 제2 영역이라 한다.
따라서, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역에서 외측으로 연장되게 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 영역에 홀(1832) 또는 홈(1832a)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 홀(1832) 또는 홈(1832a)은 중심(C)을 기준으로 회전 대칭되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 센싱 마그넷 조립체(1800)의 회전시, 회전에 대한 상기 센싱 마그넷 조립체(1800)의 균형성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
제2 실시예
도 9는 제2 실시예에 따른 모터의 개념도이다. 도 9를 참고하면, 제2 실시예에 따른 모터(2)는 샤프트(2100)와, 로터(2200)와, 스테이터(2300)와, 로터 위치 감지장치(2400)를 포함할 수 있다.
샤프트(2100)는 로터(2200)에 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(2200)와 스테이터(2300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면 로터(2200)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(2100)가 회전한다. 샤프트(2100)는 차량의 조향축과 연결되어 조향축에 동력을 전달할 수 있다. 샤프트(2100)는 베어링에 의해 지지될 수 있다.
로터(2200)는 스테이터(2300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다.
로터(2200)는 로터 코어(2210)와, 마그넷(2220)을 포함할 수 있다. 로터 코어(2210)는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터 코어(2210)의 중심에는 샤프트(2100)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다. 로터 코어(2210)의 외주면에는 마그넷(2220)을 가이드 하는 돌기가 돌출될 수 있다. 마그넷(2220)은 로터 코어(2210)의 외주면에 부착될 수 있다. 복수 개의 마그넷(2220)은 일정 간격으로 로터 코어(2210)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 로터(2200)는 마그넷(2220)을 둘러싸서 마그넷(2220)이 로터 코어(2210)에서 이탈되지 않도록 고정시키며 마그넷(2220)이 노출되는 것을 막는 캔부재를 포함할 수 있다.
스테이터(2300)에는 로터(2200)와 전기적 상호 작용을 유발하기 위해 코일이 감길 수 있다. 코일을 감긴 위한 스테이터(2300)의 구체적인 구성은 다음과 같다 스테이터(2300)는 복수 개의 티스를 포함하는 스테이터 코어를 포함할 있다. 스테이터 코어는 환형의 요크 부분이 마련되고, 요크에서 중심방향으로 코일이 감기는 티스가 마련될 수 있다. 티스는 요크 부분의 외주면을 따라 일정한 간격으로 마련될 수 있다. 한편, 스테이터 코어는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층되어 이루어질 수 있다. 또한, 스테이터 코어는 복수 개의 분할 코어가 상호 결합되거나 연결되어 이루어질 수 있다.
로터 위치 감지장치(2400)는 센싱 플레이트(2410)와, 센싱 마그넷(2420)과, 기판(2430)을 포함할 수 있다. 로터 위치 감지장치(2400)의 센싱 플레이트(2410)와 센싱 마그넷(2420)을 대신하여 제1 실시예에 따른 모터(1)의 센싱 마그넷 조립체(1800)가 배치될 수도 있다.
하우징(2500)은 원통형상으로 형성되어 내부에 스테이터(2300)와 로터(2200)가 장착될 수 있는 공간이 마련된다. 이때, 하우징(2500)의 형상이나 재질은 다양하게 변형될 수 있으나 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속재질이 선택될 수 있다. 하우징(2500)의 개방된 상부는 커버(2600)가 덮는다.
도 10은 제2 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷과, 센싱 플레이트 및 캔부재를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 센싱 플레이트(2410)는 원판 형상으로 형성된다. 그리고, 센싱 플레이트(2410)의 중심에 샤프트(2100)가 결합한다. 센싱 마그넷(2420)은 센싱 플레이트(2410)의 상면에 배치된다. 그리고, 센싱 마그넷(2420)은 메인 마그넷(2421)과, 서브 마그넷(2422)을 포함할 수 있다. 상대적으로, 메인 마그넷(2421)은 내측에 배치된다. 그리고, 서브 마그넷(2422)은 외측에 배치되고 센싱 플레이트(2410)의 가장자리에 배치될 수 있다.
메인 마그넷(2421)은 로터(2200)의 마그넷(2220)과 대응된다. 다시 말해서, 로터(2200)의 마그넷(2220)의 극수와 메인 마그넷(2421)의 극수는 동일하다. 예를 들어, 로터(2200)의 마그넷(2220)이 6극인 경우, 메인 마그넷(2421)도 6극이다. 또한, 로터(2200)의 마그넷(2220)과 메인 마그넷(2421)은 극 분할 영역이 정렬되어 메인 마그넷(2421)의 위치가 로터(2200)의 마그넷(2220)의 위치를 나타낼 수 있다. 이러한 메인 마그넷(2421)은 로터(2200)의 초기 위치를 파악하는데 이용된다.
서브 마그넷(2422)은 로터(2200)의 세부적인 위치를 정밀하게 파악하는데 이용된다. 예를 들어, 서브 마그넷(2422)은 72극일 수 있다.
도 11은 제2 실시예에 따른 모터의 기판과 센서를 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 기판(2430)은 센싱 마그넷(2420)의 상측에 배치될 수 있다. 기판(2430)은 제1 센서(2431)와, 제2 센서(2432)를 포함할 수 있다. 제1 센서(2431)는 메인 마그넷(2421)에 의한 자속의 변화를 감지한다. 그리고, 제2 센서(2432)는 서브 마그넷(2422)에 의한 자속의 변화를 감지한다. 제1 센서(2431)와 제2 센서(2432)는 각각 복수 개의 홀센서(Hall IC)로 이루어질 수 있다.
도 12는 제2 실시예에 따른 모터의 센싱시그널을 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제1 센서(2431)는 메인 마그넷(2421)의 N극과 S극의 변화를 감지하여 3개의 센싱시그널(T1,T2,T3)을 감지할 수 있다. 그리고 추가적으로, 제2 센서(2432)는 서브 마그넷(2422)의 자속을 변화를 감지하여 2개의 센싱시그널(E1,E2)을 감지할 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 메인 마그넷(2421)은 로터(2200)에 결합된 마그넷이 그대로 모사되어 있기 때문에, 메인 마그넷(2421)을 기준으로 하는 자속 변화를 감지하여 로터(400)의 위치를 감지할 수 있다. 이러한 센싱시그널(S1,S2,S3)은 모터의 초기 구동에 사용될 수 있는 것으로, 각각 U,V,W상의 정보를 피드백할 수 있다.
도 13은 제2 실시예에 따른 모터의 센싱 마그넷을 덮는 캔부재를 도시한 도면이다.
도 13에서 도시한 바와 같이, 센싱 플레이트(2410)는 안착부(2411)와, 축결합부(2412)를 포함할 수 있다. 안착부(2411)는 센싱 플레이트(2410)의 상면(2413)에서 오목하게 배치된다. 안착부(2411)에는 센싱 마그넷(2420)이 안착된다. 안착부(2411)와 센싱 마그넷(2420) 사이에는 접착제가 도포될 수 있다. 축결합부(2412)는 원통형이다. 그리고 축결합부(2412)는 센싱 플레이트(2410)의 중심부에 배치되며, 내측에 샤프트(2100)가 압입되는 홀이 배치된다.
도 10 및 도 13을 참조하면, 캔부재(2440)는 센싱 마그넷(2420)을 센싱 플레이트(2410)에 고정시키는 역할을 한다. 이러한 캔부재(2440)는 중심부에 샤프트(2100)가 관통하는 홀(2440A)이 배치될 수 있다. 그리고, 캔부재(2440)는 전체적으로 환형의 부재일 수 있다. 센싱 마그넷(2420)은 캔부재(2440)에 압입된다. 그리고 캔부재(2440)는 센싱 플레이트(2410)에 결합된다.
도 14는 제2 실시예에 따른 모터의 캔부재를 도시한 단면도이다.
도 14를 참조하면, 캔부재(2440)는 제1 면(2441)과, 제2 면(2442)과, 제3 면(2443)과 제4 면(2444)을 포함할 수 있다. 제1 면(2441)은 센싱 마그넷(2420)의 내주면과 접촉한다. 그리고 제2 면(2442)은 센싱 마그넷(2420)의 상면과 접촉한다. 그리고 제3 면(2443)은 센싱 마그넷(2420)의 외주면 및 센싱 플레이트(2410)의 외주면과 접촉한다. 그리고 제4 면(2444)은 센싱 플레이트(2410)의 하면(2414)과 접촉한다.
도 15는 제2 실시예에 따른 모터의 캔부재의 크기를 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 센싱 마그넷(2420)은 제1 면(2441)과 제2 면(2442)과 제3 면(2443)이 이루는 수용공간에 압입된다.
제2 면(2442)을 기준으로 제1 면(2441)의 높이(h1)는 센싱 마그넷(2420)의 두께(t1)보다 작을 수 있다. 아울러, 제2 면(2442)을 기준으로 제1 면(2441)의 높이(h1)는 센싱 플레이트(2410)의 안착부(2411)에서 센싱 플레이트(2410)의 상면(2413)까지의 높이(h2)보다 작을 수 있다.
제2 면(2442)을 기준으로 제3 면(2443)의 높이(h3)는 센싱 마그넷(2420)의 두께(t1)와 안착부(2411)의 두께(t2)의 합보다 클 수 있다. 또한, 제2 면(2442)을 기준으로 제3 면(2443)의 높이(h3)는 센싱 마그넷(2420)의 두께(t1)와 안착부(2411)의 두께(t2)의 합과 동일할 수도 있다.
아울러, 제2 면(2442)을 기준으로 제3 면(2443)의 높이(h3)는 센싱 플레이트(2410)의 하면(2414)에서 축결합부(2412)의 상단까지의 거리(h4)보다 작을 수 있다.
도 16은 제2 실시예에 따른 모터의 캔부재와 센싱 플레이트의 코킹 결합 부분을 도시한 단면도이다.
도 16을 참조하면, 센싱 플레이트(2410)의 하면(2414)에는 오목하게 형성된 결합홈(2414a)이 배치될 수 있다. 캔부재(2440)의 제4 면(2444)은 결합홈(2414a)에 압입될 수 있다. 결합홈(2414a)은 캔부재(2440)의 제4 면(2444)과 센싱 플레이트(2410)의 하면(2414)에 코킹 결합을 통해 형성될 수 있다.
센싱 마그넷(2420)은 1차적으로, 캔부재(2440)에 압입되어 1차적으로 고정된다. 그리고 센싱 마그넷(2420)은 센싱 플레이트(2410)의 안착부(2411)에 접착제를 통해 고정된다. 이후, 캔부재(2440)의 제4 면(2444)이 센싱 플레이트(2410)의 하면(2414)에 코킹 결합됨으로써, 센싱 마그넷(2420)은 센싱 플레이트(2410)에 결합된다. 이러한 로터 위치 감지 장치는 고온, 고습 또는 저온 조건에서도 센싱 마그넷(2420)과 센싱 플레이트(2410)의 결합력을 높이는 이점이 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
<부호의 설명>
1, 2: 모터, 10: 베어링, 1100, 2500: 하우징, 1200: 커버, 1300, 2300: 스테이터, 1400, 2200: 로터, 1500, 2100: 샤프트, 1600: 버스바, 1700: 센서부, 1800: 센싱 마그넷 조립체, 1831: 본체, 1832: 홀, 1832a: 홈, 1833: 돌출부, 1834: 슬리브, 1835, 1835a: 리브, 2400: 로터 위치 감지 장치, 2410: 센싱 플레이트, 2411: 안착부, 2412: 축결합부, 2420: 센싱 마그넷, 2421: 메인 마그넷, 2422: 서브 마그넷, 2430: 기판, 2431: 제1 센서, 2432: 제2 센서, 2440: 캔부재, 2441: 제1 면, 2442: 제2 면, 2443: 제3 면, 2444: 제4면

Claims (16)

  1. 플레이트;
    상기 플레이트 상에 배치되는 마그넷; 및
    상기 플레이트와 상기 마그넷 사이에 배치되어 상기 마그넷을 상기 플레이트에 고정시키는 접착 테이프를 포함하며,
    상기 플레이트는 상기 접착 테이프가 배치되는 본체를 포함하고,
    상기 본체는 안착면과 복수 개의 홈 또는 홀을 포함하며,
    상기 접착 테이프의 일면은 상기 안착면에 배치되는 센싱 마그넷 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀은 상기 본체를 축 방향으로 관통하여 형성되고,
    상기 홀의 일측은 상기 안착면에 배치되는 센싱 마그넷 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 안착면에 하측 방향으로 오목하게 형성되고, 상기 본체의 중심에서 반경 방향으로 형성되는 센싱 마그넷 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 홈의 일측은 상기 본체의 외주면까지 연장되는 센싱 마그넷 조립체.
  5. 제1항 내지 제3항 중 적어도 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 본체의 외주면에서 상방으로 연장되는 리브를 더 포함하는 센싱 마그넷 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리브는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기로 제공되는 센싱 마그넷 조립체
  7. 제4항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 본체의 외주면에서 상방으로 연장되는 리브를 더 포함하고,
    상기 리브는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기로 제공되며,
    상기 본체의 외주면까지 연장된 상기 홈의 일측은 상기 돌기 사이에 배치되는 센싱 마그넷 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 홈 또는 상기 홀과 상기 접착 테이프 사이에 공기층이 형성되는 센싱 마그넷 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 홈 또는 상기 홀은 상기 접착 테이프와 상기 안착면 사이에 배치되는 공기층를 제거하기 위한 홈 또는 홀인 센싱 마그넷 조립체.
  10. 플레이트;
    상기 플레이트에 배치되는 마그넷 및
    상기 플레이트와 상기 마그넷 사이에 배치되어 상기 마그넷을 상기 플레이트에 고정시키는 접착 테이프를 포함하며,
    상기 플레이트는 돌출부를 포함하는 제1 영역과 상기 제1 영역에서 연장되고, 상기 접착 테이프가 배치되는 제2 영역을 포함하고,
    상기 플레이트의 제2 영역은 2개 이상의 홀 또는 홈을 포함하고,
    상기 홀 또는 상기 홈은 상기 플레이트의 중심(C)을 기준으로 회전 대칭되는 센싱 마그넷 조립체.
  11. 샤프트;
    상기 샤프트 외측에 배치되는 로터;
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터의 상부에 배치되는 센싱 마그넷 조립체 및
    상기 센싱 마그넷 조립체의 상부에 배치되는 센서부를 포함하며,
    상기 센싱 마그넷 조립체는
    플레이트,
    상기 플레이트 상에 배치되는 마그넷 및
    상기 플레이트와 상기 마그넷 사이에 배치되어 상기 마그넷을 상기 플레이트에 고정시키는 접착 테이프를 포함하며,
    상기 플레이트는 상기 접착 테이프가 배치되는 본체를 포함하고,
    상기 본체는 안착면과 복수 개의 홈 또는 홀을 포함하며,
    상기 접착 테이프의 일면은 상기 안착면에 배치되는 모터.
  12. 센싱 플레이트;
    상기 센싱 플레이트 상면에 배치되는 센싱 마그넷 및
    상기 센싱 마그넷의 상측에 배치되는 기판을 포함하며,
    상기 센싱 마그넷을 둘러싸도록 상기 센싱 마그넷에 결합하며, 상기 센싱 플레이트에 결합하는 캔부재를 더 포함하는 로터 위치 감지 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 캔부재는, 상기 센싱 마그넷의 내주면과 접촉하는 제1 면과, 상기 센싱 마그넷의 상면과 접촉하는 제2 면과, 상기 센싱 마그넷의 외주면과 상기 센싱 플레이트의 외주면과 접촉하는 제3 면 및 상기 센싱 플레이트의 하면과 접촉하는 제4 면을 포함하는 로터 위치 감지 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 센싱 플레이트는 상기 센싱 플레이트의 하면에 오목하게 형성되는 결합홈을 포함하며,
    상기 제4 면의 돌출부가 위치하는 결함홈에 배치되는 로터 위치 감지 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 센싱 플레이트는 내측에 홀이 배치된 원통형 축결합부를 포함하는 로터 위치 감지 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 면을 기준으로 상기 제3 면의 높이는, 상기 센싱 마그넷의 두께 및 상기 센싱 플레이트의 안착부의 두께의 합보다 크고, 상기 센싱 플레이트의 하면에서 상기 축결합부의 상단까지 높이보다 작은 로터 위치 감지 장치.
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