WO2019172696A1 - 인휠모터 구동장치 - Google Patents

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WO2019172696A1
WO2019172696A1 PCT/KR2019/002686 KR2019002686W WO2019172696A1 WO 2019172696 A1 WO2019172696 A1 WO 2019172696A1 KR 2019002686 W KR2019002686 W KR 2019002686W WO 2019172696 A1 WO2019172696 A1 WO 2019172696A1
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hall sensor
wheel motor
shaft
stator
motor drive
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오승석
남형욱
홍을표
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an in-wheel motor driving device for separating the suspension and the shaft to reduce the weight of the in-wheel motor, improving the assemblability of the hall sensor and reducing the defective rate.
  • Such a future mobile device may use a method of driving a motor using electric energy stored in a battery without using fossil fuels such as gasoline and diesel, and an in-wheel motor has been introduced as a representative example.
  • In-wheel motor is a technology that can be used in the means of movement using electricity as a power source, the power output from the motor disposed inside the rim (Rim) is made of a form that is directly transmitted to the wheel (Wheel).
  • driving and power transmission devices such as engines, transmissions, gears, and the like can be omitted, thereby reducing the weight of the moving device and reducing energy loss in the power transmission process. .
  • Korean Patent Application Publication No. 10-2012-0095721 (2012.08.29. Publication date) (hereinafter referred to as 'prior document 1') discloses an in-wheel motor device for an electric vehicle.
  • the in-wheel motor apparatus of the prior document 1 disclosed in the present disclosure includes a motor for generating rotational power, a speed reducer for transmitting the rotational power of the motor, a hub installed at the front of the speed reducer, and a disk and a wheel assembled to the hub. Configured.
  • the prior document 1 does not include the configuration of the suspension housing and suspension assembly, etc., there was a difficulty in buffering and absorbing the shock transmitted from the road surface.
  • Korean Patent Publication No. 10-2014-0132216 (Nov. 17, 2014 publication date) (hereinafter referred to as 'prior document 2') is disclosed with respect to the in-wheel motor system.
  • the in-wheel motor system of Prior Art 2 discloses a configuration in which a motor is directly mounted on a rim of a wheel of a vehicle to directly drive a wheel.
  • the in-wheel motor does not include the configuration of the suspension housing and the suspension assembly, it is difficult to buffer and absorb the shock transmitted from the road surface.
  • the suspension housing and the suspension assembly to the in-wheel motor, it is possible to cushion and absorb road shocks, to realize weight reduction through structural improvement, and to improve assembly performance and prevent defective rate.
  • An object of the present invention is to provide an in-wheel motor driving device capable of cushioning road impact and capable of weight reduction.
  • An object of the present invention is to provide an in-wheel motor driving device that can facilitate the assembly process of the Hall sensor and reduce the defective rate of the Hall sensor.
  • an in-wheel motor drive can be provided that can be used.
  • In-wheel motor driving device for the tire is wrapped around the outer ring is coupled, the hollow portion is provided on the inside of the circular rim, the shaft is coupled through the stator is inserted through the hollow portion of the rim,
  • a motor assembly including a rotor facing the stator, the rotor assembly rotating on an outer side of the stator, a ring holder coupled to one side of the rim, and receiving a bearing through an inner circumferential surface;
  • a suspension module including a suspension housing in contact with an outer circumferential surface of the bearing holder and inserted into and fixed to an inner side of the bearing holder, a suspension housing formed of a separate structure from the shaft, and a suspension assembly coupled to the suspension housing and having at least one shock absorbing spring; It includes.
  • stator hub is provided inside the stator radially connected toward the center, the shaft may be coupled in a direction crossing the rim through the center of the stator hub.
  • the suspension housing includes a circular plate inserted into the bearing holder and disposed to face the motor assembly, and an outer protrusion projecting along the edge of the circular plate and disposed in contact with the bearing through an outer circumferential surface.
  • the shaft is fastened through the center of the circular plate and can be separated as necessary.
  • the suspension housing and the shaft may be made of different materials.
  • the shaft may be made of carbon steel for mechanical structure to secure rigidity
  • the suspension housing may be made of aluminum that is lighter in weight than the shaft.
  • In-wheel motor driving device for the tire is wrapped around the outer ring is coupled, the hollow portion is provided on the inside of the circular rim, the shaft is coupled through the stator is inserted through the hollow portion of the rim,
  • a motor assembly including a rotor facing the stator, the rotor assembly rotating on an outer side of the stator, a ring holder coupled to one side of the rim, and receiving a bearing through an inner circumferential surface;
  • a suspension module including a suspension housing in contact with an outer circumferential surface of the bearing holder and inserted into and fixed to an inner side of the bearing holder, a suspension housing formed of a separate structure from the shaft, and a suspension assembly coupled to the suspension housing and having at least one shock absorbing spring; It includes.
  • the suspension housing may include a circular plate inserted into the bearing holder and disposed to face the motor assembly, and an outer protrusion projecting along the edge of the circular plate and disposed in contact with the bearing through an outer circumferential surface thereof.
  • the driving device further comprises a Hall sensor substrate which is replaceably coupled through one surface of the circular plate, and having at least one Hall sensor molded and fixed.
  • the outer surface of the hall sensor substrate is fastened and fixed in contact with one surface of the suspension housing, the inner surface of the hall sensor substrate is spaced apart from the stator, and the at least one Hall sensor is the Protruding from the inner surface toward the outer circumferential surface of the stator, it may be coupled to the end of the Hall sensor molding molded in a unitary structure with the Hall sensor substrate.
  • the circular plate may be provided with a screw ball corresponding to a position at which the hall sensor substrate is coupled, and the hall sensor substrate may be mounted on one surface of the circular plate using a fixing screw fastened through the screw ball.
  • the Hall sensor since the Hall sensor is coupled to the Hall sensor substrate in a molding structure, the Hall sensor does not need to be directly attached to the outer diameter of the stator, thereby reducing the defective rate in detecting the magnetic force of the magnet.
  • the Hall sensor substrate may be mounted in a replaceable form on one surface of the circular plate of the suspension housing, so that the Hall sensor and the Hall sensor substrate may be easily separated and replaced without disassembling the entire in-wheel motor during maintenance work.
  • the present invention it is possible to cushion and absorb the shock applied from the road surface while driving, and to separate the suspension housing and the shaft of the in-wheel motor and to use different materials, thereby reducing the weight of the in-wheel motor.
  • Hall sensor according to the conventional method is made of a structure attached to the outer diameter of the stator and soldered to the hall sensor substrate, but this was difficult to assemble, there was a problem that the entire in-wheel motor must be disassembled during maintenance work. Furthermore, the hall sensor according to the conventional method has a disadvantage of high defect rate.
  • the Hall sensor is the magnetic force of the overhang magnet It can be configured to detect the failure rate of the hall sensor.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view briefly showing an in-wheel motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view briefly showing an in-wheel motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing the positional relationship between the stator and the hall sensor substrate of the motor assembly constituting the in-wheel motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure of a hall sensor substrate in a conventional in-wheel motor driving apparatus.
  • FIG. 5 is a view briefly illustrating a hall sensor substrate in an in-wheel motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of region VI of FIG. 2.
  • FIG. 7 is a half cross-sectional view illustrating a suspension housing and a shaft having an integrated structure in a conventional in-wheel motor driving apparatus.
  • FIG. 8 is a half cross-sectional view showing a structure in which a suspension housing and a shaft are separated in an in-wheel motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a component when a component is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected to or connected to that other component. It is to be understood that other components may be “interposed” between each component, or that each component may be “connected”, “coupled” or “connected” through other components.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view briefly showing an in-wheel motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing the in-wheel motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the in-wheel motor driving apparatus 1000 is a circular rim 110, motor assembly 200, bearing holder 130, suspension module 400, And a rear cover 150.
  • Rim 110 refers to a circular rigid member is coupled to the tire (not shown) wrapped around the outer ring. Specifically, a hollow portion having a predetermined size is provided inside the rim 110.
  • the shaft 110 and the motor assembly 200 are inserted through the hollow portion of the rim 110 and then coupled.
  • the motor assembly 200 includes a stator 210 (see FIG. 2) and a rotor 220 (see FIG. 2).
  • the stator 210 (see FIG. 2) is inserted through the hollow of the rim 100.
  • stator hub 215 (see FIG. 2) radially connected toward the center may be provided.
  • the shaft 110 may be coupled in a direction crossing the rim 100 through the center of the stator hub 215 (see FIG. 2).
  • the rotor 230 (see FIG. 2) is arranged to surround the circular stator 210 (see FIG. 2). As a result, the rotor 230 (see FIG. 2) may be formed in a rotatable structure outside the stator 210 (see FIG. 2).
  • the stator 210 (see FIG. 2) includes a core with a plurality of poles formed thereon. Each pole may be wound with a coil 211 (see FIG. 3).
  • the rotor 230 (see FIG. 2) may be formed to include a magnet (ie, a permanent magnet). As such, when the current is supplied to the stator 210 (see FIG. 2) to generate an electromagnetic force, the rotor 230 (see FIG. 2) rotates around the stator 210 (see FIG. 2).
  • stator 210 (see FIG. 2) is coupled to the shaft 110 via the stator hub 215 (see FIG. 2) and is fixed without rotation, and the rotor 230 (see FIG. 2) is the rim 100. And rotated together with the rim 100 and the tire.
  • the bearing holder 130 is a ring-shaped member having a plurality of bearings 131 (see FIG. 2).
  • the plurality of bearings 131 may be disposed in the circumferential direction through the inner circumferential surface of the bearing holder 130.
  • the plurality of bearings 131 may be disposed in contact with the outer protrusion 413 of the suspension housing 410 which will be described later.
  • the bearing holder 130 may be coupled to one side (eg, inside of the rim) of the rim 100.
  • a hollow part is also formed in the bearing holder 130, and the suspension housing 410 may be inserted and fixed through the hollow part of the bearing holder 130.
  • Suspension module 400 serves to cushion the road surface shock transmitted through the tire coupled to the rim 100 when traveling on the ground using the in-wheel motor driving device 1000.
  • the suspension module 400 includes a suspension assembly 430 that includes a suspension housing 410 and at least one buffer spring 450.
  • the suspension housing 410 may be in contact with the outer circumferential surface of the bearing 131 (see FIG. 2) and may be inserted and fixed through the hollow part of the bearing holder 130. And it may be made of a shaft 110 and a separate structure.
  • Suspension assembly 430 is coupled within suspension housing 410. And at least one buffer spring 450, through which can effectively absorb and cushion the road shock transmitted through the tire and the rim (100).
  • the suspension housing 410 includes a circular plate 411 and an outer protrusion 413.
  • the circular plate 411 may be inserted into the hollow of the bearing holder 130, and may be disposed to face one side of the motor assembly 200, in particular, one side of the stator 210.
  • the outer protrusion 413 may protrude in an annular shape to have a predetermined protruding length along the edge of the circular plate 411.
  • the combined shape of the circular plate 411 and the outer protrusion 413 protruding annularly along its edge may be formed in a cylindrical shape with one surface open.
  • the suspension assembly 430 may be inserted through a cylindrical accommodation space (ie, a circular groove) provided at an inner side through the opened one surface thereof. Accordingly, the protruding length of the outer protrusion 413 may be determined corresponding to the thickness of a part of the suspension assembly 430 inserted.
  • the outer circumferential surface of the outer protrusion 413 may be disposed in contact with the bearing 131 while the circular plate 411 is inserted into the bearing holder 130 to face one side of the stator 210.
  • the bearing holder 130 and the suspension module 400 may reduce contact friction between the bearing holder 130 and the suspension module 400 while the rim 100 rotates.
  • the shaft 110 is coupled in a direction crossing the rim 100 through the center of the stator hub 215, specifically, protruding vertically from one surface of the circular plate through the center of the circular plate 411. It can be fastened to. That is, the shaft 110 and the suspension housing 410 are provided in a structure separated from each other.
  • each of the shaft 110 and the suspension housing 410 may be made of different materials.
  • the shaft 110 may be made of a material of mechanical structural carbon steel (eg, S45C, etc.) to secure rigidity
  • the suspension housing 410 may be made of a lighter metal material (eg, aluminum) than the shaft 110. Can be produced.
  • the shaft 110 In the case of the shaft 110, the load is concentrated in the in-wheel motor driving apparatus 1000, and securing rigidity is required to support the force. Therefore, the shaft 110 may be made of mechanical structural carbon steel (eg, S45C, etc.) having excellent rigidity.
  • mechanical structural carbon steel eg, S45C, etc.
  • the suspension housing 410 is not a portion to which a large load is applied in the in-wheel motor drive like the shaft 110, a similar level of rigidity is not required as the shaft 110. Therefore, a metal (eg, aluminum), which is lighter than the shaft 110, may be used as a material.
  • a metal eg, aluminum
  • the weight applied to the in-wheel motor driving apparatus 1000 may be realized by partially reducing the material applied to the suspension housing 410 unlike the shaft 110.
  • a specific structure between the suspension housing 410 and the shaft 110 will be described in detail later with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the in-wheel motor driving apparatus 1000 further includes a Hall sensor substrate 300 that is replaceably coupled through one surface of the circular plate 411.
  • FIG 3 is a view showing the positional relationship between the stator and the Hall sensor substrate of the motor assembly constituting the in-wheel motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a coupling form of a conventional Hall sensor substrate
  • 5 is a view briefly illustrating a Hall sensor substrate in an embodiment of the present invention.
  • the hall sensor substrate 300 may be disposed to face one side of a ring-shaped stator 210 having a plurality of coils 211.
  • the hall sensor substrate 300 includes at least one hall sensor (eg, two or the like) for detecting a magnetic force of a magnet in the in-wheel motor.
  • the conventional Hall sensor substrate 30 (see FIG. 4) is attached to one side of the stator 21 (see FIG. 4) by inserting a separate fastening jig 25 (see FIG. 4) toward the stator 21 (see FIG. 4). It has a structure to make.
  • the Hall sensor 31 (see FIG. 4) was directly attached to the outer diameter of the stator 21 (see FIG. 4) and fixed to the Hall sensor substrate 30 (see FIG. 4) by soldering.
  • the conventional Hall sensor 31 (refer to FIG. 4) has a high defect rate, and because of poor assembly, the Hall sensor 31 (refer to FIG. 4) as well as the Hall sensor substrate 30 (refer to FIG. 4). In order to maintain the in-wheel motor (20) was inconvenient to dismantle the whole.
  • the hall sensor substrate 300 may have an improved structure in which assemblability is improved, a defect rate of the hall sensor is reduced, and total disassembly is not required for maintenance.
  • the hall sensor substrate 300 may have a whole body of a PCB molding structure.
  • a plurality of hole forming portions 304 may be provided to form holes to partially reduce the use of materials for weight reduction, and the number, size, and shape thereof are not necessarily limited to the illustrated form.
  • the outer surface 301 (see FIG. 3) of the hall sensor substrate 300 is fastened and fixed in contact with the suspension housing, and the inner surface 302 of the hall sensor substrate 300 is one side of the stator 210 (see FIG. 3). Spaced apart from.
  • the hall sensor may be provided through the hall sensor molding part 310 formed on the hall sensor substrate.
  • the hall sensor molding part 310 protrudes from the inner surface 302 of the hall sensor substrate 300 to the outer circumferential surface of the stator 210 (refer to FIG. 3) by a predetermined length, and is integrated with the hall sensor substrate 300. Speak the protrusions that take place.
  • the hall sensor may be coupled to the end of the hall sensor molding part 310 and disposed to accurately sense the magnetic force of the overhang magnet.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of region VI of FIG. 2.
  • a cross-sectional structure in which the hall sensor substrate 300 is fastened to the circular plate 411 of the suspension housing 410 by using the fixing screw 330 may be confirmed.
  • the shape of the Hall sensor molding part 310 protruding from the inner surface of the Hall sensor substrate 300 toward the outer circumferential surface of the stator 210 may be confirmed.
  • the hall sensor may be coupled to an end of the hall sensor molding part 310 molded in an integrated structure with the hall sensor substrate 300.
  • the Hall sensor substrate 300 is not directly connected to the stator 210 or the Hall sensor is directly attached to the stator 210, the Hall sensor substrate 300 is screwed to the suspension housing 410, The hall sensor is provided through the hall sensor molding part 310.
  • the present invention it is possible to lower the defective rate of the Hall sensor, and when necessary for the maintenance of the Hall sensor substrate 300, it is easily removed from the suspension housing 410 to have a merit of repair or replacement.
  • the screw hole 412 is formed in the circular plate 411 corresponding to the position where the hall sensor substrate 300 is coupled.
  • the hall sensor substrate 300 may be replaceably mounted on one surface of the circular plate 411 by using the fixing screw 330 fastened through the screw hole 412. Meanwhile, the shaft 110 may be fastened and fixed by the fastening bolt 417 at the center of the circular plate 411.
  • FIG. 7 is a half cross-sectional view illustrating a suspension housing and a shaft having an integrated structure in a conventional in-wheel motor driving apparatus.
  • the conventional suspension housing 40 and the conventional shaft 11 had an integral structure.
  • the suspension housing 40 which is not required to secure the rigidity as much as the shaft 11, is unnecessary. Material will be used. Because of this, there may be a problem that the overall weight increases.
  • FIG. 8 is a half cross-sectional view showing a structure in which a suspension housing and a shaft are separated in an in-wheel motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the suspension housing 410 and the shaft 110 are separated from each other, and the shaft 110 may be fastened to protrude in a direction intersecting with one surface of the disc plate at the center of the disc plate 411. have.
  • an inner groove 416 may be provided at the center of the circular plate 411 to guide the fastening position of the shaft 110 and to insert one end of the shaft 110 (that is, a portion having an expanded diameter).
  • the plurality of fastening bolts 117 may pass through the circular plate 411 and then be screwed to one end of the shaft 110.
  • the plurality of fastening bolts 117 may be composed of two fastening bolts 117 disposed to have a center angle of 180 degrees to each other.
  • each of the shaft 110 and the suspension housing 410 may be made of different materials.
  • the shaft 110 may use a material of mechanical structural carbon steel (eg, S45C) for securing rigidity
  • the suspension housing 410 may use a lighter metal material (eg, aluminum).
  • the material applied to the suspension housing 410 may be partially lightened by applying it differently from the shaft 110.
  • the in-wheel motor driving apparatus is the rear cover 150, which is coupled to the opposite side of the motor assembly 200 (see FIG. 1) to which the suspension module 400 (see FIG. 1) is coupled. ) May be further included.
  • the rear cover 150 (see FIG. 1) may be coupled to the rim 100 (see FIG. 1) to seal the motor assembly 200 (see FIG. 1) and support the shaft 110 (see FIG. 1).
  • the configuration and operation of the present invention it is possible to buffer and absorb shocks applied from the road surface while driving.
  • the overall weight for the in-wheel motor can be reduced.
  • Hall sensor according to the conventional method is made of a structure attached to the outer diameter of the stator and soldered to the hall sensor substrate, but this was difficult to assemble, there was a problem that the entire in-wheel motor must be disassembled during maintenance work.
  • the hall sensor according to the conventional method has a disadvantage of high defect rate.
  • the present invention is a structure that connects the Hall sensor substrate and the Hall sensor, and attaches the Hall sensor substrate to the suspension housing, there is no need to disassemble the entire in-wheel motor when replacing the Hall sensor substrate, the Hall sensor is the magnetic force of the overhang magnet It can be configured to detect the failure rate of the hall sensor.

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Abstract

본 발명은 무게 경량화 및 홀 센서 조립성 향상 및 불량률 저감을 위한 인휠모터 구동장치에 관한 것으로, 본 발명에 일 실시예에 의하면, 서스펜션 하우징과 샤프트를 분리하고 이들의 소재를 서로 다르게 적용함으로써 인휠모터의 무게 경량화를 도모할 수 있다. 이와 함께 홀 센서의 조립 편의를 개선하고, 불량률을 줄일 수 있다.

Description

인휠모터 구동장치
본 발명은 서스펜션과 샤프트를 분리하여 인휠모터의 무게를 감소시키며 홀 센서의 조립성 향상 및 불량률 저감을 위한 인휠모터 구동장치에 관한 것이다.
도심에서의 활동범위 및 활동량이 증가됨에 따라, 짧은 거리를 신속하게 이동하기 위한 미래형 이동장치의 필요성이 요청되고 있으며, 이러한 이동장치를 이용한 레저 문화도 점진적으로 발달하고 있다.
이러한 미래형 이동장치는 휘발유, 경유 등과 같은 화석연료를 사용하지 않고 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용하여 모터를 구동하는 방식이 이용될 수 있는데, 대표적인 예로서 인휠모터가 소개되어 있다.
인휠모터는 전기를 동력원으로 사용하는 이동수단에 사용될 수 있는 기술로서, 림(Rim) 내부에 배치되는 모터로부터 출력된 동력이 휠(Wheel)에 직접 전달되는 형태로 이루어진다.
따라서, 인휠모터를 적용하는 경우에 엔진, 변속기, 기어 등의 구동 및 동력전달장치를 생략할 수 있어 이동장치의 무게를 감소시킬 수 있으며, 동력전달 과정에서의 에너지 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0095721호(2012.08.29. 공개일)(이하, '선행문헌 1'이라 함)에는 전기 자동차용 인휠모터 장치가 개시된다. 이에 개시된 선행문헌 1의 인휠모터 장치에는 회전동력을 발생시키기 위한 모터와, 모터의 회전동력을 전달하기 위한 감속기와, 감속기의 전면에 설치되어 있는 허브와, 허브에 조립되는 디스크 및 휠을 포함하여 구성되었다. 다만, 선행문헌 1은 서스펜션 하우징 및 서스펜션 어셈블리 등의 구성이 포함되어 있지 않아 노면으로부터 전달되는 충격을 완충 및 흡수하기에 어려움이 있었다.
또한, 본 발명과 관련된 다른 선행문헌으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0132216호(2014.11.17. 공개일)(이하, '선행문헌 2'라 함)에는 인휠모터시스템에 관하여 개시된다. 선행문헌 2의 인휠모터시스템은 자동차의 휠의 림에 모터를 장착하여 휠을 직접적으로 구동하는 구성이 개시된다. 다만, 선행문헌 2의 경우에도 인휠모터에 서스펜션 하우징 및 서스펜션 어셈블리 등의 구성이 포함되어 있지 않아 노면으로부터 전달되는 충격을 완충 및 흡수하기에 어려움이 있었다.
따라서, 인휠모터에 서스펜션 하우징 및 서스펜션 어셈블리를 적용하여 노면 충격을 완충 및 흡수할 수 있으며, 구조적 개선을 통해 무게 경량화를 실현하고, 조립성 향상 및 불량률 방지를 위한 방안이 필요하다.
본 발명은 노면 충격을 완충할 수 있으며, 무게 경량화가 가능한 인휠모터 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 홀 센서의 기판 조립 작업을 손쉽게 하고, 홀 센서의 불량률을 줄일 수 있는 인휠모터 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 인휠모터에 서스펜션 하우징 및 어셈블리를 결합시켜 노면 충격을 완충할 수 있으며, 서스펜션 하우징과 샤프트를 분리시켜 서로 간의 용도에 적합한 이종의 소재를 이용할 수 있도록 한 인휠모터 구동장치를 제공할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치는 타이어가 외륜을 감싸 결합되며, 내측에 중공부가 마련되어 샤프트가 관통하여 결합되는 원형의 림, 상기 림의 중공부를 통해 삽입되는 고정자와, 상기 고정자와 마주하여 상기 고정자를 감싸도록 배치되며, 상기 고정자의 외측에서 회전하는 회전자를 포함하는 모터 어셈블리, 상기 림의 일측에 링 형상으로 결합되며, 내주 면을 통해 베어링을 수용하는 베어링 홀더, 및 상기 베어링과 외주 면이 접촉되며 상기 베어링 홀더의 내측에 삽입 고정되고, 상기 샤프트와 분리형 구조로 이루어진 서스펜션 하우징과, 상기 서스펜션 하우징 내에 결합되어 적어도 하나의 완충 스프링을 구비하는 서스펜션 어셈블리를 포함하는 서스펜션 모듈을 포함한다.
이때, 고정자의 내측에는 중심을 향하여 방사형으로 연결된 고정자 허브가 구비되는데, 상기 샤프트는, 상기 고정자 허브의 중심을 관통하여 상기 림에 교차하는 방향으로 결합될 수 있다.
그리고 상기 서스펜션 하우징은, 상기 베어링 홀더의 내측으로 삽입되어 상기 모터 어셈블리와 대면 배치되는 원형 플레이트와, 상기 원형 플레이트의 테두리를 따라 돌출되며 외주 면을 통해 상기 베어링과 접촉 배치되는 외곽 돌출부를 포함한다. 상기 샤프트는, 상기 원형 플레이트의 중심부를 통해 체결되며 필요에 따라 분리될 수 있다.
그리고 상기 서스펜션 하우징과 상기 샤프트는 서로 다른 소재로 이루어질 수 있다. 예컨대 상기 샤프트는 강성확보를 위한 기계구조용 탄소강을 소재로 이루어지며, 상기 서스펜션 하우징은 샤프트에 비해 경량인 알루미늄을 소재로 이루어질 수 있다.
샤프트의 경우 인휠모터 구동장치에서 힘을 지탱하는 영역이므로 강성확보가 중요하며, 이를 위해 강성이 우수한 기계구조용 탄소강(예: S45C 등)을 소재로 이용할 수 있다. 이와 달리, 서스펜션 하우징은 샤프트와 같이 인휠모터 구동장치 내에서 힘을 지탱하는 영역에 해당되지 않기 때문에 샤프트의 소재에 비해 경량화된 금속(예: 알루미늄 등)을 소재로 이용할 수 있다. 이와 같이, 서스펜션 하우징과 샤프트를 일체형 구조가 아니라 분리된 구조로 제공함으로써 각각의 소재를 달리 적용할 수 있으며, 이를 통해 일체형 구조의 탄소강을 사용하는 경우에 비해 무게 경량화를 실현해 낼 수 있다.
상기 다른 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 홀 센서 기판과 홀 센서를 몰딩 연결하고, 서스펜션 하우징에 홀 센서 기판을 고정시키는 구조를 이용하여 홀 센서의 조립성을 향상시키고 홀 센서의 불량률을 줄일 수 있는 인휠모터 구동장치를 제공할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 인휠모터 구동장치는 타이어가 외륜을 감싸 결합되며, 내측에 중공부가 마련되어 샤프트가 관통하여 결합되는 원형의 림, 상기 림의 중공부를 통해 삽입되는 고정자와, 상기 고정자와 마주하여 상기 고정자를 감싸도록 배치되며, 상기 고정자의 외측에서 회전하는 회전자를 포함하는 모터 어셈블리, 상기 림의 일측에 링 형상으로 결합되며, 내주 면을 통해 베어링을 수용하는 베어링 홀더, 및 상기 베어링과 외주 면이 접촉되며 상기 베어링 홀더의 내측에 삽입 고정되고, 상기 샤프트와 분리형 구조로 이루어진 서스펜션 하우징과, 상기 서스펜션 하우징 내에 결합되어 적어도 하나의 완충 스프링을 구비하는 서스펜션 어셈블리를 포함하는 서스펜션 모듈을 포함한다. 상기 서스펜션 하우징은, 상기 베어링 홀더의 내측으로 삽입되어 상기 모터 어셈블리와 대면 배치되는 원형 플레이트와, 상기 원형 플레이트의 테두리를 따라 돌출되며 외주 면을 통해 상기 베어링과 접촉 배치되는 외곽 돌출부를 포함하는 인휠모터 구동장치에 있어서, 상기 원형 플레이트의 일면을 통해 교체 가능하게 결합되며, 적어도 하나의 홀 센서를 몰딩 고정시켜 구비하는 홀 센서 기판을 더 포함한다.
이때, 상기 홀 센서 기판의 외측 면은 상기 서스펜션 하우징의 일면에 접촉되어 체결 고정되며, 상기 홀 센서 기판의 내측 면은 상기 고정자로부터 이격 배치되며, 상기 적어도 하나의 홀 센서는, 상기 홀 센서 기판의 내측 면으로부터 상기 고정자의 외주 면을 향해 돌출되되, 상기 홀 센서 기판과 일체형 구조로 몰딩된 홀 센서 몰딩부의 말단에 결합될 수 있다.
그리고 상기 원형 플레이트에는 상기 홀 센서 기판이 결합되는 위치에 대응하여 나사 공이 형성되고, 상기 홀 센서 기판은 상기 나사 공을 통해 체결되는 고정나사를 이용하여 상기 원형 플레이트의 일면에 장착될 수 있다.
이와 같이, 홀 센서는 홀 센서 기판에 몰딩 구조로 결합되므로 고정자의 외경에 직접 부착할 필요가 없어 자석의 자력을 감지함에 있어 불량률을 줄일 수 있다.
그리고 홀 센서 기판은 서스펜션 하우징의 원형 플레이트의 일면에 교체 가능한 형태로 장착될 수 있어 홀 센서 및 홀 센서 기판의 유지 보수 작업 시 인휠모터 전체를 분해하지 않고도 간단히 분리 교체 가능한 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 주행 중 노면으로부터 가해지는 충격을 완충 및 흡수할 수 있으며 인휠모터의 서스펜션 하우징과 샤프트를 분리시키고, 서로 다른 재질을 사용함으로써, 인휠모터의 무게를 경량화시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 홀 센서의 기판 조립 작업을 손쉽게 하고, 홀 센서의 불량률을 줄일 수 있는 장점이 있다. 종래의 방식에 따른 홀 센서의 경우 고정자 외경에 부착하여 홀 센서 기판에 납땜하는 구조로 이루어졌으나, 이로 인해 조립에 어려움이 있었으며 보수 작업 시 인휠모터 전체를 분해해야 하는 문제점이 있었다. 나아가, 이러한 종래의 방식에 따른 홀 센서는 불량률이 높은 단점이 있었다. 본 발명에 의하면 홀 센서 기판과 홀 센서를 몰딩 연결하고, 서스펜션 하우징에 홀 센서 기판을 부착시키는 구조로서, 홀 센서 기판의 교체 시 인휠모터 전체를 분해할 필요가 없으며, 홀 센서는 오버행 자석의 자력을 감지하도록 구성되어 홀 센서의 불량률을 줄일 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치를 간략히 도시한 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치를 간략히 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치를 구성하는 모터 어셈블리의 고정자와 홀 센서 기판 간의 위치 관계를 보여주는 도면이다.
도 4는 종래의 인휠모터 구동장치에서의 홀 센서 기판의 결합 구조를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치에서의 홀 센서 기판을 간략히 도시한 도면이다.
도 6은 도 2의 Ⅵ 영역을 확대 도시한 단면도이다.
도 7은 종래의 인휠모터 구동장치에서 서스펜션 하우징과 샤프트가 일체형 구조로 이루어진 모습을 보여주는 반 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치에서 서스펜션 하우징과 샤프트가 분리된 구조로 이루어진 모습을 보여주는 반 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치를 간략히 도시한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치를 간략히 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치(1000)는 원형의 림(110), 모터 어셈블리(200), 베어링 홀더(130), 서스펜션 모듈(400), 그리고 리어 커버(150)를 포함한다.
림(110)은 타이어(미도시)가 외륜을 감싸 결합되는 원형의 강성부재를 말한다. 구체적으로는, 림(110)의 내측에는 소정의 크기를 갖는 중공부가 마련된다.
샤프트(110) 및 모터 어셈블리(200)는 림(110)의 중공부를 통해 삽입된 후 결합된다.
모터 어셈블리(200)는 고정자(210, 도 2 참조)와 회전자(220, 도 2 참조)를 포함한다.
고정자(210, 도 2 참조)는 림(100)의 중공부를 통해 삽입된다.
구체적으로는 고정자(210, 도 2 참조)의 내측에는 중심을 향하여 방사형으로 연결된 고정자 허브(215, 도 2 참조)가 구비될 수 있다.
샤프트(110)는 고정자 허브(215, 도 2 참조)의 중심을 관통하여 림(100)에 교차하는 방향으로 결합될 수 있다.
회전자(230, 도 2 참조)는 원형의 고정자(210, 도 2 참조)를 둘러 감싸도록 배치된다. 이로써, 회전자(230, 도 2 참조)는 고정자(210, 도 2 참조)의 외측에서 회전 가능한 구조로 형성될 수 있다.
예를 들어, 고정자(210, 도 2 참조)는 다수의 폴이 형성된 코어를 포함한다. 그리고 각각의 폴에는 코일(211, 도 3 참조)이 권취될 수 있다. 회전자(230, 도 2 참조)는 자석(즉, 영구자석)을 포함하도록 형성될 수 있다. 이와 같이 구성됨에 따라, 고정자(210, 도 2 참조)에 전류가 공급되어 전자기력이 발생되면, 회전자(230, 도 2 참조)는 고정자(210, 도 2 참조)의 외곽에서 회전하게 된다.
즉, 고정자(210, 도 2 참조)는 고정자 허브(215, 도 2 참조)를 통해 샤프트(110)와 결합되어 회전하지 않고 위치 고정되며, 회전자(230, 도 2 참조)는 림(100)과 고정되어 림(100) 및 타이어와 함께 회전하게 된다.
베어링 홀더(130)는 다수의 베어링(131, 도 2 참조)을 구비하는 링 형상의 부재이다.
구체적으로는, 다수의 베어링(131, 도 2 참조)은 베어링 홀더(130)의 내주 면을 통해 원주 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 다수의 베어링(131, 도 2 참조)은 후술할 서스펜션 하우징(410)의 외곽 돌출부(413)와 대면하여 접촉 배치될 수 있다.
베어링 홀더(130)는 림(100)의 일측(예: 림의 내측 등)으로 결합될 수 있다. 그리고 베어링 홀더(130)에도 역시 중공부가 형성되는데, 베어링 홀더(130)의 중공부를 통해서는 서스펜션 하우징(410)이 삽입 고정될 수 있다.
서스펜션 모듈(400)은 인휠모터 구동장치(1000)를 이용하여 지면 위를 주행할 경우 림(100)에 결합된 타이어를 통해 전달된 노면 충격을 완충하는 역할을 한다.
서스펜션 모듈(400)은 서스펜션 하우징(410)과, 적어도 하나의 완충 스프링(450)을 포함하는 서스펜션 어셈블리(430)를 포함한다.
서스펜션 하우징(410)은 베어링(131, 도 2 참조)과 외주 면이 접촉되며 베어링 홀더(130)의 중공부를 통해 삽입 고정될 수 있다. 그리고 샤프트(110)와 분리형 구조로 이루어질 수 있다.
서스펜션 어셈블리(430)는 서스펜션 하우징(410) 내에 결합된다. 그리고 적어도 하나의 완충 스프링(450)을 포함하는데, 이를 통해 타이어 및 림(100)을 통해 전달된 노면 충격을 효과적으로 흡수 및 완충시킬 수 있다.
구체적으로는, 도 2에 도시된 바와 같이 서스펜션 하우징(410)은 원형 플레이트(411)와 외곽 돌출부(413)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 원형 플레이트(411)는 베어링 홀더(130)의 중공부 내측으로 삽입되며, 모터 어셈블리(200)의 일측, 특히 고정자(210)의 일측 면에 마주하여 배치될 수 있다.
그리고 외곽 돌출부(413)는 원형 플레이트(411)의 테두리를 따라 소정의 돌출 길이를 갖도록 환형으로 돌출될 수 있다.
예컨대, 원형 플레이트(411)와, 그 테두리를 따라 환형으로 돌출된 외곽 돌출부(413)의 결합된 형상은 일면이 개방된 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고 그 개방된 일면을 통해 내측에 마련된 원통 형상의 수용공간(즉, 원형 홈)을 통해 서스펜션 어셈블리(430)가 삽입될 수 있다. 이에 따라, 외곽 돌출부(413)의 돌출 길이는 서스펜션 어셈블리(430)의 일부 삽입되는 부분의 두께에 대응하여 정해질 수 있다.
그리고 원형 플레이트(411)가 고정자(210)의 일측 면에 마주하도록 베어링 홀더(130)의 내측으로 삽입된 상태에서 외곽 돌출부(413)의 외주 면은 베어링(131)과 접촉 배치될 수 있다. 이로써, 림(100)의 회전 시 베어링 홀더(130)와 서스펜션 모듈(400)은 상호 지지된 상태를 유지하면서도 서로 간의 접촉 마찰은 저감시켜 줄 수 있다.
샤프트(110)는 고정자 허브(215)의 중심을 관통하여 림(100)에 교차하는 방향으로 결합되는데, 구체적으로는 원형 플레이트(411)의 중심부를 통해 원형 플레이트의 일면으로부터 수직 방향으로 돌출되는 형태로 체결될 수 있다. 즉, 샤프트(110)와 서스펜션 하우징(410)은 상호 분리된 구조로 제공된다.
이와 같이 샤프트(110)와 서스펜션 하우징(410)이 서로 분리된 구조를 가짐에 따라, 각각은 서로 다른 소재로 제작할 수 있다.
예컨대, 샤프트(110)는 강성확보를 위한 기계구조용 탄소강(예: S45C 등)의 소재로 제작할 수 있으며, 서스펜션 하우징(410)은 샤프트(110)에 비해 경량의 금속소재(예: 알루미늄 등)를 이용하여 제작할 수 있다.
샤프트(110)의 경우 인휠모터 구동장치(1000)에서 하중이 집중되는 부분으로서, 힘을 지탱하기 위해서는 강성확보가 크게 요구된다. 따라서 샤프트(110)는 강성이 우수한 기계구조용 탄소강(예: S45C 등)을 소재로 이용할 수 있다.
이와 달리, 서스펜션 하우징(410)은 샤프트(110)와 같이 인휠모터 구동장치 내에서 큰 하중이 가해지는 부분이 아니므로, 샤프트(110)와 유사한 수준의 강성이 요구되지 않는다. 따라서 샤프트(110)보다 경량화된 금속(예: 알루미늄 등)을 소재로 이용할 수 있다.
이에 따라, 서스펜션 하우징(410)에 적용되는 소재를 샤프트(110)와 달리 부분적으로 경량화시킴으로써 인휠모터 구동장치(1000)에 대한 전체적인 무게 경량화를 실현해 낼 수 있다. 구체적인 서스펜션 하우징(410)과 샤프트(110) 간의 분리형 구조에 관하여는 후술될 도 7 및 도 8의 설명 시 상세히 다루기로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치(1000)는 원형 플레이트(411)의 일면을 통해 교체 가능하게 결합되는 홀 센서 기판(300)을 더 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치를 구성하는 모터 어셈블리의 고정자와 홀 센서 기판 간의 위치 관계를 보여주는 도면이고, 도 4는 종래의 홀 센서 기판의 결합 형태를 보여주는 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 홀 센서 기판을 간략히 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 홀 센서 기판(300)은 다수의 코일(211)을 갖는 링 형상의 고정자(210)의 일측 면에 마주하도록 배치될 수 있다. 홀 센서 기판(300)에는 인휠모터 내의 자석의 자기력을 감지하는 홀 센서를 적어도 하나 이상(예: 2개 등) 구비한다.
그런데 종래의 홀 센서 기판(30, 도 4 참조)은 별도의 체결 지그(25, 도 4 참조)를 고정자(21, 도 4 참조) 쪽으로 삽입시켜 고정자(21, 도 4 참조)의 일측 면에 부착시키는 구조를 가졌다. 그리고 홀 센서(31, 도 4 참조)는 고정자(21, 도 4 참조)의 외경에 직접 부착하였으며, 홀 센서 기판(30, 도 4 참조)에 납땜 방식으로 고정시켰다. 이 때문에, 종래의 홀 센서(31, 도 4 참조)는 불량률이 높을 수 밖에 없었으며, 조립성이 나쁜 까닭에 홀 센서(31, 도 4 참조)는 물론 홀 센서 기판(30, 도 4 참조)의 유지 보수를 위해서는 인휠모터(20) 전체를 분해해야 하는 불편이 따랐다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따르는 홀 센서 기판(300)은 조립성이 향상되며, 홀 센서의 불량률을 줄이고, 유지 보수를 위해 전체적인 분해가 필요하지 않는 개선된 구조를 가질 수 있다.
구체적으로는, 도 5에 도시된 바와 같이 홀 센서 기판(300)은 전체적인 몸체가 PCB 몰딩 구조로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 무게 경량화를 위하여 부분적으로 소재의 사용을 줄이도록 홀을 형성한 다수의 홀 형성부(304)가 구비될 수 있으며, 이의 개수, 크기 및 형상은 반드시 도시된 형태에 제한되지 않는다.
홀 센서 기판(300)의 외측 면(301, 도 3 참조)은 서스펜션 하우징에 접촉되어 체결 고정되며, 홀 센서 기판(300)의 내측 면(302)은 고정자(210, 도 3 참조)의 일측 면으로부터 이격 배치된다. 그리고 홀 센서는 홀 센서 기판에 몰딩 형성된 홀 센서 몰딩부(310)를 통해 구비될 수 있다.
홀 센서 몰딩부(310)는 홀 센서 기판(300)의 내측 면(302)으로부터 고정자(210, 도 3 참조)의 외주 면을 향해 소정 길이로 돌출되는데, 홀 센서 기판(300)과 일체형 구조로 이루어지는 돌기를 말한다. 홀 센서는 홀 센서 몰딩부(310)의 말단에 결합되어 오버행 자석의 자력을 정확하게 감지하도록 배치될 수 있다.
도 6은 도 2의 Ⅵ 영역을 확대 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 홀 센서 기판(300)이 서스펜션 하우징(410)의 원형 플레이트(411)에 고정나사(330)를 이용하여 체결된 단면 구조를 확인할 수 있다. 그리고 홀 센서 몰딩부(310)가 홀 센서 기판(300)의 내측 면으로부터 고정자(210)의 외주 면을 향해 돌출된 형상을 확인할 수 있다. 홀 센서는 홀 센서 기판(300)과 일체형 구조로 몰딩된 홀 센서 몰딩부(310)의 말단에 결합될 수 있다.
본 발명의 경우, 홀 센서 기판(300)이 고정자(210)에 직접 연결되거나 홀 센서가 고정자(210)에 직접 부착되지 않으며, 홀 센서 기판(300)은 서스펜션 하우징(410)에 나사 결합되고, 홀 센서 몰딩부(310)를 통해 홀 센서를 구비한다.
이에 따라, 본 발명에 의하면 홀 센서의 불량률을 낮출 수 있으며, 홀 센서 기판(300)의 유지 보수 시 필요할 경우 손쉽게 서스펜션 하우징(410)에서 탈거하여 수리 또는 교체가 가능한 장점이 있다.
구체적으로는, 원형 플레이트(411)에는 홀 센서 기판(300)이 결합되는 위치에 대응하여 나사 공(412)이 형성된다. 그리고 홀 센서 기판(300)은 나사 공(412)을 통해 체결되는 고정나사(330)를 이용하여 원형 플레이트(411)의 일면에 교체 가능하게 장착될 수 있다. 한편, 원형 플레이트(411)의 중심부에는 샤프트(110)가 체결볼트(417)에 의해 체결 고정될 수 있다.
도 7은 종래의 인휠모터 구동장치에서 서스펜션 하우징과 샤프트가 일체형 구조로 이루어진 모습을 보여주는 반 단면도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 서스펜션 하우징(40)과 종래의 샤프트(11)는 일체형 구조로 이루어져 있었다. 그런데 이러한 일체형 구조에 따르면 샤프트(11)의 경우 강성확보를 위해 기계구조용 탄소강(예: S45C 등)이 이용될 경우, 샤프트(11)만큼 강성확보가 요구되지 않는 서스펜션 하우징(40)까지 불필요하게 같은 소재를 이용하게 된다. 이 때문에 전체적인 중량이 증가하는 문제가 있을 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치에서 서스펜션 하우징과 샤프트가 분리된 구조로 이루어진 모습을 보여주는 반 단면도이다.
도 8을 참조하면, 서스펜션 하우징(410)과 샤프트(110)가 분리된 구조로서, 샤프트(110)는 원판 플레이트(411)의 중심부에서 원판 플레이트의 일면에 대해 교차하는 방향으로 돌출되게 체결될 수 있다.
이때, 원형 플레이트(411)의 중심부에는 샤프트(110)의 체결 위치를 안내하며 샤프트(110)의 일단부(즉, 직경이 확장된 부분)를 삽입시키는 내입 홈(416)이 마련될 수 있다.
샤프트(110)의 일단부는 내입 홈(416)을 통해 부분 삽입되며, 이 상태에서 복수의 체결볼트(117)가 원형 플레이트(411)를 관통한 후 샤프트(110)의 일단부에 나사 결합될 수 있다. 여기서, 복수의 체결볼트(117)는 서로 180도의 중심각을 갖도록 대향 배치된 2개의 체결볼트(117)로 구성될 수 있다.
이와 같이 샤프트(110)와 서스펜션 하우징(410)이 서로 분리된 구조를 가짐에 따라, 각각은 서로 다른 소재로 제작할 수 있다. 예컨대, 샤프트(110)는 강성확보를 위한 기계구조용 탄소강(예: S45C 등)의 소재를 이용할 수 있으며, 서스펜션 하우징(410)은 이보다 경량의 금속소재(예: 알루미늄 등)를 이용할 수 있다. 그 결과, 서스펜션 하우징(410)에 적용되는 소재를 샤프트(110)와 달리 적용하여 부분적으로 경량화시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠모터 구동장치는 서스펜션 모듈(400, 도 1 참조)이 결합되는 모터 어셈블리(200, 도 1 참조)의 반대 편에는 결합되는 리어 커버(150, 도 1 참조)를 더 포함할 수 있다. 리어 커버(150, 도 1 참조)는 림(100, 도 1 참조)에 결합되어 모터 어셈블리(200, 도 1 참조)를 밀폐시키고 샤프트(110, 도 1 참조)를 지지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 주행 중 노면으로부터 가해지는 충격을 완충 및 흡수할 수 있다. 그리고 인휠모터의 서스펜션 하우징과 샤프트를 분리시키고, 각각의 역할에 적합하도록 서로 다른 재질을 사용함으로써, 인휠모터에 대한 전체적인 무게를 경량화시킬 수 있다.
나아가, 홀 센서의 기판 조립 작업을 손쉽게 하고, 홀 센서의 불량률을 줄일 수 있는 유리한 기술적인 효과가 있다.
종래의 방식에 따른 홀 센서의 경우 고정자 외경에 부착하여 홀 센서 기판에 납땜하는 구조로 이루어졌으나, 이로 인해 조립에 어려움이 있었으며 보수 작업 시 인휠모터 전체를 분해해야 하는 문제점이 있었다.
나아가, 이러한 종래의 방식에 따른 홀 센서는 불량률이 높은 단점이 있었다. 본 발명에 의하면 홀 센서 기판과 홀 센서를 몰딩 연결하고, 서스펜션 하우징에 홀 센서 기판을 부착시키는 구조로서, 홀 센서 기판의 교체 시 인휠모터 전체를 분해할 필요가 없으며, 홀 센서는 오버행 자석의 자력을 감지하도록 구성되어 홀 센서의 불량률을 줄일 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (14)

  1. 타이어가 외륜을 감싸 결합되며, 내측에 중공부가 마련되어 샤프트가 관통하여 결합되는 원형의 림;
    상기 림의 중공부를 통해 삽입되는 고정자와, 상기 고정자와 마주하여 상기 고정자를 감싸도록 배치되며, 상기 고정자의 외측에서 회전하는 회전자를 포함하는 모터 어셈블리;
    상기 림의 일측에 링 형상으로 결합되며, 내주 면을 통해 베어링을 수용하는 베어링 홀더; 및
    상기 베어링과 외주 면이 접촉되며 상기 베어링 홀더의 내측에 삽입 고정되고, 상기 샤프트와 분리형 구조로 이루어진 서스펜션 하우징과, 상기 서스펜션 하우징 내에 결합되어 적어도 하나의 완충 스프링을 구비하는 서스펜션 어셈블리를 포함하는 서스펜션 모듈;
    을 포함하는 인휠모터 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정자의 내측에는 중심을 향하여 방사형으로 연결된 고정자 허브가 구비되고,
    상기 샤프트는,
    상기 고정자 허브의 중심을 관통하여 상기 림에 교차하는 방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는
    인휠모터 구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서스펜션 하우징은,
    상기 베어링 홀더의 내측으로 삽입되어 상기 모터 어셈블리와 대면 배치되는 원형 플레이트와,
    상기 원형 플레이트의 테두리를 따라 돌출되며 외주 면을 통해 상기 베어링과 접촉 배치되는 외곽 돌출부를 포함하는
    인휠모터 구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 샤프트는,
    상기 원형 플레이트의 중심부를 통해 체결되는 것을 특징으로 하는
    인휠모터 구동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 원형 플레이트의 중심부에는 상기 샤프트의 체결 위치를 안내하며 상기 샤프트의 일단부를 삽입시키는 내입 홈이 마련되는
    인휠모터 구동장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 샤프트의 일단부가 상기 내입 홈에 삽입된 상태에서, 복수의 체결볼트가 상기 원형 플레이트를 관통한 후 상기 샤프트의 일단부에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는
    인휠모터 구동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서스펜션 하우징과 상기 샤프트는 서로 다른 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    인휠모터 구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 샤프트는 강성확보를 위한 기계구조용 탄소강을 소재로 하며,
    상기 서스펜션 하우징은 샤프트에 비해 경량인 알루미늄을 소재로 하는 것을 특징으로 하는
    인휠모터 구동장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 서스펜션 어셈블리는,
    상기 원형 플레이트와 상기 외곽 돌출부에 의해 제공되는 원형 홈을 통해 삽입 장착되는 것을 특징으로 하는
    인휠모터 구동장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 원형 플레이트의 일면을 통해 교체 가능하게 결합되며, 적어도 하나의 홀 센서를 몰딩 고정시켜 구비하는 홀 센서 기판을 더 포함하는
    인휠모터 구동장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 홀 센서 기판의 외측 면은 상기 서스펜션 하우징의 일면에 접촉되어 체결 고정되며,
    상기 홀 센서 기판의 내측 면은 상기 고정자로부터 이격 배치되는
    인휠모터 구동장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 홀 센서는,
    상기 홀 센서 기판의 내측 면으로부터 상기 고정자의 외주 면을 향해 돌출되되, 상기 홀 센서 기판과 일체형 구조로 몰딩된 홀 센서 몰딩부의 말단에 결합되는 것을 특징으로 하는
    인휠모터 구동장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 원형 플레이트에는 상기 홀 센서 기판이 결합되는 위치에 대응하여 나사 공이 형성되고,
    상기 홀 센서 기판은 상기 나사 공을 통해 체결되는 고정나사를 이용하여 상기 원형 플레이트의 일면에 장착되는 것을 특징으로 하는
    인휠모터 구동장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 서스펜션 어셈블리가 결합되는 상기 모터 어셈블리의 반대 편에는 리어 커버가 결합되며,
    상기 리어 커버는, 상기 림에 결합되어 상기 모터 어셈블리를 밀폐시키고 상기 샤프트의 타단부를 지지하는 것을 특징으로 하는
    인휠모터 구동장치.
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