WO2020017778A1 - 모터 - Google Patents

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WO2020017778A1
WO2020017778A1 PCT/KR2019/007784 KR2019007784W WO2020017778A1 WO 2020017778 A1 WO2020017778 A1 WO 2020017778A1 KR 2019007784 W KR2019007784 W KR 2019007784W WO 2020017778 A1 WO2020017778 A1 WO 2020017778A1
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조남우
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엘지이노텍 주식회사
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Definitions

  • Embodiments relate to a motor.
  • the motor may include a shaft rotatably disposed, a rotor coupled to the shaft, and a stator fixed inside the housing.
  • the stator is installed with a gap along the circumference of the rotor.
  • the motor induces rotation of the rotor by electrical interaction.
  • the motor may include a commutator and a brush to supply current to the coil wound around the rotating rotor.
  • the commutator is coupled to the shaft in rotation with the coil and the brush is coupled to the cover and disposed in contact with the commutator. At this time, the brush contacts the commutator to supply electricity.
  • the cover is disposed on the housing.
  • the motor is coupled to the system (object) through a bolting method
  • the fastening by the bolting method increases the weight of the motor.
  • the system may be a vehicle.
  • the motor may be coupled to the system (object) through stacking, but when the reaction force by the coupling of the housing and the cover is excessive, the fastening force with the object may be reduced, resulting in assembly defects.
  • the stacking method is a method of fixing the motor by modifying the material of the system in the area where the motor is fastened, and when the cover force against the housing is too large, the motor can be separated by the reaction force. If the reaction force is too small, the flow of the cover may occur inside the motor.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a reaction force formed assembling between a housing and a cover.
  • FIG. 1A is a view showing a cover before being assembled to the housing
  • FIG. 1B is a view showing a cover assembled to the housing
  • FIG. 1C is a cover pressed by the system. Drawing.
  • the bearing 20 may be disposed on one side of the cover 10.
  • the cover 10 in which the bearing 20 is disposed may be coupled to the housing 30.
  • the cover 10 may protrude from the center side of the cover 10 to the opening side of the housing 30 by the reaction force of the housing 30.
  • the center side of the cover 10 may be warped by the reaction force with the housing 30. Accordingly, a guarantee of pullout force due to the amount of interference between the cover 10 and the housing 30 is required.
  • the bearing 20 is pressed in the axial direction by the system 40.
  • the cover 10 is pressed about 9 mm compared to the cover 10 shown in FIG. 1A, and thus the amount of interference between the cover 10 and the housing 30 may be increased. Therefore, it is necessary to avoid the increase in the amount of interference.
  • Embodiments provide a motor designed to prevent departure from the system due to reaction forces between the housing and the cover.
  • the housing A stator disposed in the housing; A rotor disposed in the stator; A shaft engaged with the rotor; A cover disposed on the housing and an upper bearing disposed on the cover, wherein the cover includes a first body in which the upper bearing is disposed, a second body disposed below the first body, and the second body A third body disposed at a lower side of the second body and a protrusion protruding in a radial direction from an outer circumferential surface of the second body, wherein the third body includes an inclined surface inclined inward with respect to the outer circumferential surface of the second body.
  • the first body includes a first groove formed concave in the axial direction, the upper groove is disposed in the first groove, the inner surface of the first body forming the first groove is the upper bearing And a first angle ⁇ 1 with the outer circumferential surface of.
  • the first angle ⁇ 1 may be 2.5 to 3.5 degrees.
  • an outer circumferential surface of the first body may be disposed inwardly than an outer circumferential surface of the second body, and a sealing member may be disposed between the outer circumferential surface of the first body and the inner circumferential surface of the housing based on a radial direction.
  • the axial width of the protrusion may be smaller than the axial width of the second body.
  • the second body may include a first region extending radially from a lower edge of the first body and a second region extending axially from a bottom surface of the first region.
  • the protrusion may be disposed on an outer circumferential surface of the second region, and the axial width of the protrusion may be smaller than the axial width of the second region of the second body.
  • the protrusion may include a first surface in contact with an inner circumferential surface of the housing and a second surface inclined inward from a lower side of the first surface.
  • the curved surface disposed in the center of the first surface is in contact with the inner peripheral surface of the housing, the curvature of the curved surface may be the same as the curvature of the inner peripheral surface of the housing.
  • the second surface may form a second angle ⁇ 2 with an outer circumferential surface of the second body.
  • a lower end of the second surface may be disposed between the second body and the third body.
  • the inclined surface may form a third angle ⁇ 3 with an outer circumferential surface of the second body.
  • the third angle ⁇ 3 may be 4 to 5.5 degrees.
  • the third angle ⁇ 3 may decrease.
  • the third angle ⁇ 3 may be reduced by 1 degree to form 3 degrees to 4.5 degrees.
  • the housing may include a housing body and a plurality of protrusions protruding inwardly from an inner circumferential surface of the housing body, and the protrusions may be disposed in a second groove formed concave in the radial direction from the outer circumferential surface of the third body.
  • the protrusion may be formed by an embossing process.
  • the motor according to the embodiment may prevent the coupling between the system and the motor by the reaction force when the system and the motor are coupled through the reaction force design between the housing and the bearing and the cover. That is, when the system and the motor are coupled, it is possible to provide a reaction force designed motor to prevent an increase in the amount of interference between the housing and the cover and an amount of interference between the bearing and the cover.
  • the motor may avoid an increase in the amount of interference due to reaction force between the housing and the cover by using the protrusion of the cover.
  • at least three protrusions of the cover may be disposed along an outer circumferential surface to maintain concentricity with the housing.
  • the inner surface of the cover forming the groove so that the upper bearing is seated may be formed to have a predetermined slope with the outer peripheral surface of the upper bearing. Accordingly, it is possible to avoid an increase in the amount of interference due to reaction forces that may occur between the upper bearing and the inner circumferential surface of the cover when the upper bearing is pressed by the system and the motor.
  • FIG. 2 is a perspective view of a motor according to an embodiment
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a motor according to an embodiment
  • FIG. 4 is a view showing a housing and a cover of the motor according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a cover of a motor according to an embodiment
  • FIG. 6 is a bottom perspective view showing a cover of a motor according to the embodiment
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a cover of a motor according to an embodiment
  • FIG. 8 is a front view showing the cover of the motor according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a cover of a motor according to the embodiment.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a region A1 of FIG. 9,
  • FIG 11 is a view showing a state in which the bearing of the motor according to the embodiment is pressed.
  • the technical idea of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be embodied in different forms, and within the technical idea of the present invention, one or more of the components may be selectively selected between the embodiments. Can be combined and substituted.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used.
  • a component when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only connected, coupled or connected directly to the other component, It may also include the case where the 'component' is 'connected', 'coupled' or 'connected' by another component in between.
  • top (bottom) or the bottom (bottom) is not only when two components are in direct contact with each other, but also one. It also includes a case where the above-described further components are formed or disposed between two components.
  • up (up) or down (down) may include the meaning of the down direction as well as the up direction based on one component.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a motor according to an embodiment
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a motor according to an embodiment.
  • FIG. 3 is sectional drawing which shows the A-A line of FIG. 3, the x direction represents an axial direction, and the y direction represents a radial direction.
  • Reference numeral C denotes the center of the motor 1.
  • the motor 1 includes a housing 100, a cover 200 disposed on the housing 100, an upper bearing 300 disposed on the cover 200, It may include a stator 400 disposed in the housing 100, a rotor 500 disposed inside the stator 400, and a shaft 600 coupled to the rotor 500.
  • the motor 1 may include a commutator 700 coupled to the shaft 600, a brush 800 and a lower bearing 900 contacting one side of the commutator 700.
  • the inner side means a direction disposed toward the center C of the motor 1 with respect to the radial direction
  • the outer side means a direction opposite to the inner side.
  • Such a motor 1 may be a motor used for EPS.
  • the EPS Electrical Power Steering System
  • the motor 1 may be a motor used for an anti-lock brake system (ABS). That is, the motor 1 is connected to the brake device of the vehicle 600 to transmit power for adjusting the braking force, thereby solving the problem of steering instability generated when the brake pedal is pressed while the vehicle is running.
  • ABS anti-lock brake system
  • the housing 100, the cover 200, and the upper bearing 300 may form an outer shape of the motor 1.
  • the cover 200 may be disposed to cover the open upper portion of the housing 100.
  • An accommodation space may be formed therein by combining the housing 100 and the cover 200.
  • the stator 400, the rotor 500, the shaft 600, the commutator 700, and the like may be disposed in the accommodation space.
  • the housing 100 may accommodate the stator 400, the rotor 500, and the like therein.
  • the shape or material of the housing 100 may be variously changed.
  • the housing 100 may be formed of a metal material that can withstand high temperatures well.
  • the housing 100 may include a housing body 110 and a plurality of protrusions 120 disposed inside the housing body 110.
  • the housing body 110 and the protrusion 120 may be integrally formed.
  • the housing body 110 may be formed in a cylindrical shape.
  • the stator 400, the rotor 500, and the like may be disposed in the housing body 110.
  • the lower bearing 900 may be disposed on the bottom of the housing body 110.
  • the housing body 110 may include a housing protrusion 111 protruding in the axial direction from the bottom for the arrangement of the lower bearing 900. Accordingly, the outer circumferential surface of the lower bearing 900 disposed on the lower circumferential surface of the shaft 600 may be supported by the housing protrusion 111.
  • the protrusion 120 may support the cover 200. Accordingly, the cover 200 may be disposed in the housing 100 while maintaining a predetermined height in the axial direction by the protrusion 120.
  • the protrusion 120 may be formed to protrude radially from the inner circumferential surface 112 of the housing body 110.
  • the protrusion 120 may include an upper surface 121.
  • At least three protrusions 120 may be disposed on the housing body 110 along the circumferential direction at equal intervals. That is, since the protrusion 120 of the housing 100 supports the lower side of the cover 200 while being coupled to the cover 200 at least three points, the cover 200 is prevented or minimized in the axial direction. do.
  • the protrusion 120 may protrude by an embo process. That is, the protrusion 120 may be protruded into the housing body 110 by applying a force to the outside of the housing body 110.
  • the cover 200 may be disposed on the opening surface of the housing 100, that is, the upper portion of the housing 100 to cover the opening of the housing 100.
  • the cover 200 may be coupled to the upper portion of the housing 100 through a press-fit method.
  • the cover 200 may be formed of a synthetic resin material such as plastic.
  • the cover 200 may be supported by the lower part of the protrusion 120 of the housing 100.
  • the cover 200 may be formed with a hole in the center for the placement of the shaft 600. In this case, the shaft 600 may be disposed in the hole.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a cover of a motor according to an embodiment
  • FIG. 6 is a bottom perspective view showing a cover of a motor according to an embodiment
  • FIG. 9 is a front view illustrating a cover of a motor according to an example
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a cover of a motor according to an embodiment
  • FIG. 10 is an enlarged view illustrating an area A1 of FIG. 9.
  • 9 is a cross-sectional view illustrating line B-B in FIG. 7.
  • the cover 200 includes a first body 210 in which the upper bearing 300 is disposed, a second body 220 and a second body disposed below the first body 210.
  • a protrusion 240 protruding in the radial direction from the outer circumferential surface 221 of the third body 230 and the second body 220 disposed below the 220 may be included.
  • the cover 200 may further include a second groove 250.
  • the first body 210, the second body 220, the third body 230 and the protrusion 240 may be integrally formed.
  • the upper bearing 300 is disposed at the center of the upper side of the first body 210.
  • the first groove 211 may be formed in the center of the first body 210 to be concave in the axial direction.
  • an upper bearing 300 is disposed in the first groove 211.
  • the upper bearing 300 may be coupled to the first groove 211 through a press-fit method.
  • the first groove 211 may be disposed adjacent to the outer side of the hole.
  • the inner surface 211a of the first body 210 forming the first groove 211 may form a first angle ⁇ 1 with the outer circumferential surface 310 of the upper bearing 300. .
  • the inner side surface 211a of the first body 210 may form a first angle ⁇ 1 and an imaginary line L1 disposed in parallel with the center C of the shaft 600.
  • the inner surface 211a of the first body 210 may be provided as an inclined surface.
  • the inner surface 211a of the first body 210 may be called a first inclined surface.
  • the lower side of the upper bearing 300 contacts the inner side surface 211a, but the upper side does not contact the inner side surface 211a. That is, the upper side of the outer circumferential surface 310 of the upper bearing 300 is disposed to be spaced apart from the inner side surface 211a.
  • the first angle ⁇ 1 may be 2.5 to 3.5 degrees. However, when the upper bearing 300 is pressed by the system 40, the first angle ⁇ 1 may be reduced by about 1 degree based on the outer circumferential surface 310 of the upper bearing 300.
  • the upper bearing 300 is axially driven by the system 40. Even if it is pressurized, an increase in the amount of interference due to the reaction force between the upper bearing 300 and the inner surface 211a of the cover 200 can be avoided.
  • the upper bearing 300 may be spaced apart from the bottom surface 211b of the first groove 211.
  • an elastic member such as a washer may be disposed between the bottom surface 211b of the first groove 211 and the upper bearing 300. Accordingly, the elastic member may elastically support the upper bearing 300 even when the upper bearing 300 is pressed in the axial direction by the system 40.
  • corners where the inner surface 211a and the bottom surface 211b meet may be rounded.
  • a brush 800 may be disposed below the first body 210.
  • the outer circumferential surface 212 of the first body 210 may be disposed inside the outer circumferential surface 221 of the second body 220. As illustrated in FIG. 7, the outer circumferential surface 212 of the first body 210 may be spaced apart from the outer circumferential surface 221 of the second body 220 by a predetermined distance D1 based on the radial direction. . That is, the radius of the outer circumferential surface 212 of the first body 210 is smaller than the radius of the outer circumferential surface 221 of the second body 220.
  • the sealing member 1000 may be disposed between the outer circumferential surface 212 of the first body 210 and the inner circumferential surface 112 of the housing 100.
  • the sealing member 1000 may be disposed above the second body 220.
  • the motor 1 may include a sealing member 1000 disposed between the inner circumferential surface 112 of the housing 100 and the outer circumferential surface 212 of the first body 210 of the cover 200.
  • the sealing member 1000 may be formed of a material such as rubber, and may be formed to have a cross section of 'X' shape or a cross section of 'D' shape.
  • each vertex forming the' X 'letter contacts the outer circumferential surface 212 of the first body 210 and contacts the inner circumferential surface 112 of the housing 100.
  • the sealing member 1000 has a 'D' shape, a portion including curvature is disposed to contact the outer circumferential surface 212 of the first body 210, and the other portion is disposed on the inner circumferential surface of the housing 100 ( If placed in contact with 112, the effect of preventing foreign substances from entering can be further increased.
  • the O-ring may be disposed as the sealing member 1000.
  • the sealing member 1000 may prevent a liquid such as water from flowing into the motor 1.
  • the second body 220 may be disposed below the first body 210.
  • the second body 220 may be formed in a disc shape having a hole in the center, but is not limited thereto.
  • the second body 220 may include a first region 222 extending radially from a lower edge of the first body 210 and a second region 223 extending axially. have.
  • the second body 220 may be formed to have a '-' shaped cross section.
  • the outer circumferential surface 221 of the second body 220 may be the outer circumferential surface of the second region 223.
  • the sealing member 1000 may be disposed above the first region 222.
  • the third body 230 may be disposed below the second body 220.
  • the third body 230 may extend in the axial direction at the lower end of the second body 220.
  • the third body 230 may extend downward from the second region 223 of the second body 220.
  • the third body 230 may include an inclined surface 231 inclined inward with respect to the outer circumferential surface 221 of the second body 220. As shown in FIG. 3, the inclined surface 231 may be spaced apart from the inner circumferential surface 112 of the housing 100. Here, the inclined surface 231 may be called a second inclined surface.
  • the inclined surface 231 may form a third angle ⁇ 3 with the outer circumferential surface 221 of the second body 220.
  • the third angle ⁇ 3 may be 4 to 5.5 degrees.
  • the third angle ⁇ 3 may be reduced by about 1 degree based on the inner circumferential surface 112 of the housing 100. Accordingly, the third angle ⁇ 3 may be formed at 3 degrees to 4.5 degrees.
  • the inclined surface 231 is formed to have a predetermined inclination with the outer circumferential surface 221 of the second body 220, the inclined surface 231 is pressed even if the upper bearing 300 is pressed in the axial direction by the system 40. It is not in contact with the inner circumferential surface 112 of the housing 100. Accordingly, an increase in the amount of interference due to the reaction force between the housing 100 and the inner surface 211a of the cover 200 can be avoided by the inclined surface 231.
  • the inclined surface 231 extends from the lower side of the second surface 242 so that the third angle ⁇ 3 is formed, the amount of interference due to the reaction force between the housing 100 and the inner surface 211a of the cover 200 is increased. The increase can be avoided further.
  • the protrusion 240 may protrude outward from the outer circumferential surface 221 of the second body 220. In addition, the protrusion 240 may contact the inner circumferential surface 112 of the housing 100.
  • the axial width W1 of the protrusion 240 is smaller than the axial width W2 of the second body 220.
  • the axial width W1 of the protrusion 240 may be 0.7 to 0.8 times the axial width W2 of the second body 220.
  • the protruding portion 240 may include a first surface 241 in contact with the inner circumferential surface 112 of the housing 100 and a second surface 242 inclined inward from a lower side of the first surface 241.
  • the first surface 241 may be disposed on an upper side of the second surface 242. In addition, the first surface 241 may be disposed to be spaced outward from the outer circumferential surface 221 of the second body 220. Accordingly, when the cover 200 is coupled to the housing 100, the first surface 241 may contact the inner circumferential surface 112 of the housing 100.
  • the first surface 241 may include a curved surface 241a formed to be disposed at the center.
  • the curvature of the curved surface 241a may be the same as the curvature of the inner circumferential surface 112 of the housing 100. Accordingly, when the cover 200 is coupled to the housing 100, the curved surface 241a may be in contact with the inner circumferential surface 112 of the housing 100. The amount of contact between the inner circumferential surface 112 of the housing 100 and the cover 200 may be reduced by the curved surface 241a.
  • the width W3 of the curved surface 241a may be 0.67 to 1.00 times the width W4 of the protrusion 240 based on the circumferential direction.
  • the width W4 of the protrusion 240 may be the width of the first surface 241 in the circumferential direction.
  • the second surface 242 may form a second angle ⁇ 2 with the outer circumferential surface 221 of the second body 220.
  • the second angle ⁇ 2 may be 7 to 32 degrees.
  • the second surface 242 may be referred to as a fourth inclined surface.
  • the second angle ⁇ 2 may be reduced by about 1 degree based on the inner circumferential surface 112 of the housing 100.
  • the second surface 242 is formed to have a predetermined inclination with the outer circumferential surface 221 of the second body 220 and is disposed inward of the first surface 241, the upper bearing ( Even though 300 is pressed in the axial direction, the second surface 242 does not contact the inner circumferential surface 112 of the housing 100. Accordingly, the increase in the amount of interference due to the reaction force between the housing 100 and the inner surface 211a of the cover 200 can be avoided by the second surface 242.
  • the second groove 250 may be formed under the cover 200.
  • the second groove 250 may be formed concave in the radial direction on the outer circumferential surface of the third body 230. Accordingly, the protrusion 120 of the housing 100 may be disposed in the second groove 250.
  • the second groove 250 may include an inclined surface formed to prevent interference with the protrusion 120.
  • the inclined surface forming the second groove 250 may be referred to as a third inclined surface.
  • the third inclined surface and the inner surface of the protrusion 120 may form a fourth angle. Accordingly, the inner surface of the protrusion 120 is spaced apart from the third inclined surface by the third inclined surface.
  • the cover 200 may be prevented from flowing in the circumferential direction by the combination of the protrusion 120 and the second groove 250.
  • the upper surface 121 of the protrusion 120 may contact the lower surface of the second body 220.
  • the cover 200 As the cover 200 is supported by the protrusion 120, the cover 200 may be disposed at a preset position with respect to the housing 100 based on the axial direction.
  • the motor 1 has an inner surface 211a of the cover 200 formed with a first angle ⁇ 1, a second surface 242 and a third angle of a cover 200 with a second angle ⁇ 2. Even when the upper bearing 300 is pressed through the inclined surface 231 having the ⁇ 3, an increase in the amount of interference due to the reaction force can be avoided.
  • FIG 11 is a view showing a state in which the bearing of the motor according to the embodiment is pressed.
  • the first angle ⁇ 1 is reduced by about 1 degree based on the outer circumferential surface 310 of the upper bearing 300.
  • the second angle ⁇ 2 may be a 2-1 angle ⁇ 2-1 reduced by about 1 degree with respect to the inner circumferential surface 112 of the housing 100. Nevertheless, since the second surface 242 does not contact the inner circumferential surface 112 of the housing 100, an increase in the amount of interference due to the reaction force can be avoided.
  • the third angle ⁇ 3 may be a 3-1 angle ⁇ 3-1 reduced by about 1 degree with respect to the inner circumferential surface 112 of the housing 100. Nevertheless, since the inclined surface 231 does not contact the inner circumferential surface 112 of the housing 100, an increase in the amount of interference due to the reaction force can be avoided.
  • the upper bearing 300 may be disposed on an outer circumferential surface of the upper side of the shaft 600. In this case, the upper bearing 300 may be supported by the cover 200.
  • the stator 400 induces electrical interaction with the rotor 500 to induce rotation of the rotor 500.
  • the stator 400 is coupled to the inside of the housing 100, and the stator 400 may include a plurality of magnets.
  • the magnet forms a rotating magnetic field with a coil wound on the rotor 500.
  • the magnet may be arranged such that the north pole and the south pole are alternately positioned along the circumferential direction with respect to the center (C).
  • the stator 400 may include a stator core for placement of the magnet, but is not limited thereto.
  • the stator core may be manufactured by combining a plurality of split cores or may be manufactured in the form of a single core composed of one cylinder.
  • the rotor 500 is disposed inside the stator 400. That is, the stator 400 may be disposed outside the rotor 500.
  • the rotor 500 may include a rotor core and a coil.
  • the rotor core may be formed of a plurality of plates stacked in the form of a thin steel sheet, but is not necessarily limited thereto.
  • the rotor core may be formed in one single piece.
  • a plurality of teeth may protrude from the outer circumferential surface of the rotor core.
  • the tooth may be disposed to protrude in a radial direction with respect to the center of the rotor 500.
  • the tooth may be arranged to face the magnet.
  • a coil is wound around each tooth.
  • an insulator may be installed in the tooth. The insulator insulates the stator core from the coil.
  • the shaft 600 When the current is supplied to the coil, electrical interaction with the magnet may be induced, such that the rotor 500 may rotate.
  • the shaft 600 When the rotor 500 rotates, the shaft 600 also rotates. In this case, the shaft 600 may be supported by the upper bearing 300 and the lower bearing 900.
  • Commutator 700 couples to shaft 600.
  • the commutator 700 may be disposed above the rotor 500.
  • the commutator 700 is electrically connected to the coil of the rotor 500.
  • the brush 800 may be disposed under the cover 200.
  • the motor 1 may comprise a brush holder.
  • the brush 800 may be disposed in the brush holder.
  • an elastic member such as a spring is disposed on the brush holder to press one side of the brush 800. Accordingly, the other side of the brush 800 is in contact with the commutator 700.
  • the motor 1 includes a terminal, a connector, a choke coil, a capacitor, and the like so that power supplied from an external power supply device is applied to the brush 800.
  • SYMBOLS 1 Motor, 100: housing, 120: protrusion, 200: cover, 210: first body, 220: second body, 230: third body, 240: protrusion, 250: second groove, 300: upper bearing, 400 : Stator, 500: Rotor, 600: Shaft, 700: Commutator, 800: Brush, 900: Lower bearing, 1000: Sealing member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

실시예는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 상기 로터와 결합하는 샤프트; 상기 하우징 상에 배치되는 커버 및 상기 커버 상에 배치되는 상부 베어링을 포함하고, 상기 커버는 상기 상부 베어링이 배치되는 제1 바디, 상기 제1 바디의 하측에 배치되는 제2 바디, 상기 제2 바디의 하측에 배치되는 제3 바디 및 상기 제2 바디의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하며, 상기 제3 바디는 상기 제2 바디의 외주면을 기준으로 내측으로 경사진 경사면을 포함하는 모터에 관한 것이다. 이에 따라, 시스템과 모터의 결합시, 상기 모터는 하우징 및 베어링 각각과 커버 간의 반력 설계를 통해, 하우징과 커버 간의 간섭량의 증가를 방지함으로써, 시스템과 모터 간의 체결시 발생하는 반력에 의한 조립상 체결 불량을 방지할 수 있다.

Description

모터
실시예는 모터에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 회전 가능하게 배치되는 샤프트, 샤프트와 결합되는 로터, 하우징 내측에 고정되는 스테이터를 포함할 수 있다. 여기서, 로터의 둘레를 따라 간극을 두고 스테이터가 설치된다.
상기 모터는 전기적 상호 작용으로 로터의 회전을 유도한다. 로터에 코일이 감긴 경우, 회전하는 로터에 감긴 코일에 전류를 공급하기 위하여 상기 모터는 정류자와 브러시(brush)를 포함할 수 있다.
통상적으로, 상기 정류자는 코일과 연결된 상태로 샤프트에 결합하여 회전하고, 브러시는 커버에 결합되어 정류자와 접촉 가능하게 배치된다. 이때 브러시는 정류자에 접촉하여 전기를 공급한다. 여기서, 상기 커버는 상기 하우징 상에 배치된다.
종래에, 상기 모터는 볼팅(bolting) 방식으로 통해 시스템(대상체)에 결합되었으나, 상기 볼팅 방식에 의한 체결은 모터의 무게를 증가시키는 문제가 있다. 여기서, 상기 시스템은 차량일 수 있다.
그에 따라, 스태킹(stacking)을 통해 상기 모터를 시스템(대상체)에 결합할 수 있으나, 상기 하우징과 커버의 결합에 의한 반력이 과도한 경우 상기 대상체와의 체결력이 감소하여 조립상 불량이 발생하는 문제가 있다. 여기서, 상기 스태킹 방식이라 함은 상기 모터와 체결되는 영역에서 상기 시스템의 재질을 변형시켜 상기 모터를 고정하는 방식으로써, 하우징에 대한 커버의 너무 반력이 클 경우 상기 반력에 의해 상기 모터의 이탈이 가능하며, 반력이 너무 작은 경우 상기 모터의 내부에서 커버의 유동이 발생할 수 있다.
도 1은 하우징과 커버 간의 조립상 형성되는 반력에 대한 개념도이다. 도 1의 (a)는 하우징에 조립되기 전의 커버를 나타내는 도면이고, 도 1의 (b)는 하우징에 조립된 커버를 나타내는 도면이고, 도 1의 (c)는 시스템에 의해 가압된 커버를 나타내는 도면이다.
도 1의 (a)를 참조하면, 커버(10)의 일측에 베어링(20)이 배치될 수 있다.
도 1의 (b)를 참조하면, 베어링(20)이 배치된 커버(10)는 하우징(30)에 결합될 수 있다. 이때, 커버(10)는 하우징(30)의 반력에 의해 하우징(30)의 개구측으로 커버(10)의 중심측이 돌출될 수 있다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 커버(10)의 중심측은 하우징(30)과의 반력에 의해 휨이 발생할 수 있다. 그에 따라, 커버(10)와 하우징(30) 간의 간섭량으로 인한 인발력(Pullout force)의 보증이 필요하다.
도 1의 (c)를 참조하면, 모터가 시스템(40)에 결합될 때, 상기 시스템(40)에 의해 베어링(20)은 축 방향으로 가압된다. 이때, 도 1의 (a)에 도시된 커버(10)에 비해 커버(10)는 약 9mm정도 눌린 상태가 되며, 그에 따라 커버(10)와 하우징(30) 간의 간섭량이 증대될 수 있다. 따라서, 상기 간섭량의 증가를 회피할 필요가 있다.
이에, 하우징과 커버 간의 반력 설계를 통해, 체결부재를 삭제함으로써 무게 절감으로 인한 효율을 향상시킬 수 있는 모터가 요구되고 있는 실정이다. 더불어, 시스템과 모터 간의 체결시 발생하는 반력에 의해 조립상 체결 불량을 방지할 수 있는 모터가 요구되고 있는 실정이다
실시예는 하우징과 커버 간의 반력으로 인해 시스템에서 이탈이 방지되도록 설계된 모터를 제공한다.
본 발명이 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, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 상기 로터와 결합하는 샤프트; 상기 하우징 상에 배치되는 커버 및 상기 커버 상에 배치되는 상부 베어링을 포함하고, 상기 커버는 상기 상부 베어링이 배치되는 제1 바디, 상기 제1 바디의 하측에 배치되는 제2 바디, 상기 제2 바디의 하측에 배치되는 제3 바디 및 상기 제2 바디의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하며, 상기 제3 바디는 상기 제2 바디의 외주면을 기준으로 내측으로 경사진 경사면을 포함하는 모터에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제1 바디는 축 방향으로 오목하게 형성된 제1 홈을 포함하며, 상기 제1 홈에는 상기 상부 베어링이 배치되고, 상기 제1 홈을 형성하는 상기 제1 바디의 내측면은 상기 상부 베어링의 외주면과 제1 각(θ1)을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 제1 각(θ1)은 2.5~3.5도일 수 있다.
또한, 상기 제1 바디의 외주면은 제2 바디의 외주면보다 내측에 배치되고, 반경 방향을 기준으로 상기 제1 바디의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이에는 실링부재가 배치될 수 있다.
또한, 상기 돌출부의 축 방향 폭은 상기 제2 바디의 축 방향 폭보다 작을 수 있다. 예컨데, 상기 제2 바디는 상기 제1 바디의 하측 가장자리에서 반경 방향으로 연장된 제1 영역과 상기 제1 영역의 하면에서 축 방향으로 연장된 제2 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 돌출부는 상기 제2 영역의 외주면에 배치되고, 상기 돌출부의 축 방향 폭은 상기 제2 바디의 제2 영역의 축 방향 폭보다 작을 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 상기 하우징의 내주면과 접촉되는 제1 면과 상기 제1 면의 하측에서 내측으로 경사진 제2 면을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 면의 중앙에 배치되는 곡면은 상기 하우징의 내주면과 접촉되며, 상기 곡면의 곡률은 상기 하우징의 내주면의 곡률과 동일할 수 있다.
또한, 상기 제2 면은 상기 제2 바디의 외주면과 제2 각(θ2)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 제2 면의 하단은 상기 제2 바디와 상기 제3 바디 사이에 배치될 수 있다.
한편, 상기 경사면은 상기 제2 바디의 외주면과 제3 각(θ3)을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제3 각(θ3)은 4~5.5도일 수 있다.
그리고, 상기 상부 베어링의 가압시, 상기 제3 각(θ3)은 감소할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 각(θ3)은 1도 감소하여 3도~4.5도로 형성될 수 있다.
한편, 상기 하우징은 하우징 바디 및 상기 하우징 바디의 내주면에서 내측으로 돌출된 복수 개의 돌기를 포함하며, 상기 돌기는 상기 제3 바디의 외주면에서 반경 방향으로 오목하게 형성된 제2 홈에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 돌기는 엠보 공정에 의해 형성될 수 있다.
실시예에 따른 모터는 하우징 및 베어링 각각과 커버 간의 반력 설계를 통해, 시스템과 모터의 결합시, 반력에 의해 시스템과 모터의 체결이 해제되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 시스템과 모터의 결합시, 하우징과 커버 간의 간섭량의 증가 및 베어링과 커버 간의 간섭량의 증가를 방지하도록 반력 설계된 모터를 제공할 수 있다.
상기 모터는 커버의 돌출부를 이용하여 하우징과 커버 간의 반력에 의한 간섭량의 증가를 회피할 수 있다. 이때, 하우징과의 동심을 유지하기 위하여 상기 커버의 상기 돌출부는 외주면을 따라 적어도 세 개가 배치될 수 있다.
또한, 시스템과 상기 모터의 체결에 따른 상부 베어링의 가압시에도 커버의 경사면을 통해 하우징과 커버 간의 반력에 의한 간섭량의 증가를 회피할 수 있다.
또한, 상부 베어링이 안착되도록 홈을 형성하는 커버의 내측면은 상부 베어링의 외주면과 소정의 기울기를 갖도록 형성될 수 있다. 그에 따라, 시스템과 상기 모터의 체결에 따른 상부 베어링의 가압시, 상부 베어링과 커버의 내주면 간에 발생할 수 있는 반력에 의한 간섭량의 증가를 회피할 수 있다.
실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 하우징과 커버 간의 조립상 형성되는 반력에 대한 개념도이고,
도 2는 실시예에 따른 모터를 나타내는 사시도이고,
도 3은 실시예에 따른 모터를 나타내는 단면도이고,
도 4는 실시예에 따른 모터의 하우징과 커버를 나타내는 도면이고,
도 5는 실시예에 따른 모터의 커버를 나타내는 사시도이고,
도 6은 실시예에 따른 모터의 커버를 나타내는 저면사시도이고,
도 7은 실시예에 따른 모터의 커버를 나타내는 평면도이고,
도 8은 실시예에 따른 모터의 커버를 나타내는 정면도이고,
도 9는 실시예에 따른 모터의 커버를 나타내는 단면도이고,
도 10은 도 9의 A1 영역을 나타내는 확대도이고,
도 11은 실시예에 따른 모터의 베어링이 가압된 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 실시예에 따른 모터를 나타내는 사시도이고, 도 3은 실시예에 따른 모터를 나타내는 단면도이다. 여기서, 도 3은 도 2의 A-A선을 나타내는 단면도이다. 그리고, 도 3의 x 방향은 축방향을 나타내고, y 방향은 반경방향을 나타낸다. 그리고, 도면 부호 C는 상기 모터(1)의 중심을 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 하우징(100), 하우징(100) 상에 배치되는 커버(200), 커버(200) 상에 배치되는 상부 베어링(300), 하우징(100) 내에 배치되는 스테이터(400), 스테이터(400) 내측에 배치되는 로터(500), 로터(500)와 결합하는 샤프트(600)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 모터(1)는 샤프트(600)와 결합하는 정류자(700), 상기 정류자(700)와 일측이 접촉되는 브러시(800) 및 하부 베어링(900)을 포함할 수 있다. 여기서, 내측이라 함은 반경 방향을 기준으로 상기 모터(1)의 중심(C)을 향하여 배치되는 방향을 의미하고, 외측이라 함은 내측과 반대되는 방향을 의미한다.
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. 또는, 상기 모터(1)는 ABS(Anti-lock Brake System)에 사용되는 모터일 수 있다. 즉, 상기 모터(1)는 샤프트(600)가 차량의 제동장치와 연결되어 제동력을 조절하기 위한 동력을 전달하도록 하여, 차량의 주행 중에 브레이크 페달 가압 시 발생하는 조향 불안전성의 문제를 해결할 수 있다.
하우징(100), 커버(200) 및 상부 베어링(300)은 상기 모터(1)의 외형을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 커버(200)는 하우징(100)의 개방된 상부를 덮도록 배치될 수 있다.
하우징(100)과 커버(200)의 결합에 의해 내부에 수용공간이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 수용공간에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 스테이터(400), 로터(500), 샤프트(600) 및 정류자(700) 등이 배치될 수 있다.
하우징(100)은 내부에 스테이터(400), 로터(500) 등을 수용할 수 있다. 이때, 하우징(100)의 형상이나 재질은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨데, 하우징(100)은 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속 재질로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 하우징(100)은 하우징 바디(110) 및 하우징 바디(110)의 내측에 배치되는 복수 개의 돌기(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 하우징 바디(110) 및 돌기(120)는 일체로 형성될 수 있다.
하우징 바디(110)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 하우징 바디(110)의 내에는 스테이터(400), 로터(500) 등이 배치될 수 있다.
그리고, 하우징 바디(110)의 저면에는 하부 베어링(900)이 배치될 수 있다. 이때, 하부 베어링(900)의 배치를 위해 하우징 바디(110)는 저면에서 축 방향으로 돌출된 하우징 돌출부(111)를 포함할 수 있다. 그에 따라, 샤프트(600)의 하부측 외주면에 배치되는 하부 베어링(900)의 외주면은 하우징 돌출부(111)에 의해 지지될 수 있다.
하우징(100)에 커버(200) 결합시, 돌기(120)는 커버(200)를 지지할 수 있다. 그에 따라, 커버(200)는 돌기(120)에 의해 축 방향에 대한 기 설정된 높이를 유지하며 하우징(100)에 배치될 수 있다.
돌기(120)는 하우징 바디(110)의 내주면(112)에서 반경 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그리고, 돌기(120)는 상면(121)을 포함할 수 있다.
그리고, 돌기(120)는 원주 방향을 따라 적어도 세 개가 동일한 간격으로 하우징 바디(110)에 배치될 수 있다. 즉, 하우징(100)의 돌기(120)가 커버(200)와 적어도 세 포인트에서 결합되면서 상기 커버(200)의 하부측을 지지하기 때문에, 커버(200)는 축 방향에 대한 흔들림이 방지 또는 최소화된다.
또한, 돌기(120)는 원주 방향을 따라 적어도 세 개가 동일한 간격으로 하우징 바디(110)에 배치되기 때문에, 하우징(100)과 커버(200) 간의 동심이 유지될 수 있다.
한편, 돌기(120)는 엠보(embo) 공정에 의해 돌출될 수 있다. 즉, 하우징 바디(110)의 외측에 힘을 가하여 하우징 바디(110)의 내측으로 돌기(120)를 돌출시킬 수 있다.
커버(200)는 상기 하우징(100)의 개구를 덮도록 하우징(100)의 개구면, 즉 하우징(100)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 커버(200)는 압입 방식을 통해 하우징(100)의 상부에 결합될 수 있다. 여기서, 커버(200)는 플라스틱과 같은 합성 수지 재질로 형성될 수 있다.
그리고, 커버(200)는 하우징(100)의 돌기(120)에 의해 하부가 지지될 수 있다. 또한, 커버(200)는 샤프트(600)의 배치를 위해 중앙에 홀이 형성될 수 있다. 이때, 샤프트(600)는 상기 홀의 내부에 배치될 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 모터의 커버를 나타내는 사시도이고, 도 6은 실시예에 따른 모터의 커버를 나타내는 저면사시도이고, 도 7은 실시예에 따른 모터의 커버를 나타내는 평면도이고, 도 8은 실시예에 따른 모터의 커버를 나타내는 정면도이고, 도 9는 실시예에 따른 모터의 커버를 나타내는 단면도이고, 도 10은 도 9의 A1 영역을 나타내는 확대도이다. 도 9는 도 7의 B-B선을 나타내는 단면도이다.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 커버(200)는 상부 베어링(300)이 배치되는 제1 바디(210), 제1 바디(210)의 하측에 배치되는 제2 바디(220), 제2 바디(220)의 하측에 배치되는 제3 바디(230) 및 제2 바디(220)의 외주면(221)에서 반경 방향으로 돌출된 돌출부(240)를 포함할 수 있다. 그리고, 커버(200)는 제2 홈(250)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 바디(210), 제2 바디(220), 제3 바디(230) 및 돌출부(240)는 일체로 형성될 수 있다.
제1 바디(210)의 상부측 중앙에는 상부 베어링(300)이 배치된다. 예컨데, 제1 바디(210)의 중앙에는 축 방향으로 오목하게 제1 홈(211)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 홈(211)에는 상부 베어링(300)이 배치된다. 이때, 상부 베어링(300)은 압입 방식을 통해 제1 홈(211)에 결합될 수 있다.
제1 홈(211)은 상기 홀의 외측에 인접하게 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 홈(211)을 형성하는 제1 바디(210)의 내측면(211a)은 상부 베어링(300)의 외주면(310)과 제1 각(θ1)을 형성할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 바디(210)의 내측면(211a)은 샤프트(600)의 중심(C)과 평행하게 배치되는 가상의 선(L1)과 제1 각(θ1)을 형성할 수 있다. 예컨데, 제1 바디(210)의 내측면(211a)은 경사면으로 제공될 수 있다. 여기서, 제1 바디(210)의 내측면(211a)은 제1 경사면이라 불릴 수 있다.
제1 홈(211)에 상부 베어링(300) 배치시, 상부 베어링(300)의 하측은 내측면(211a)에 접촉되지만 상측은 내측면(211a)에 접촉되지 않는다. 즉, 상부 베어링(300)의 외주면(310) 중 상부측은 내측면(211a)과 이격되게 배치된다.
여기서, 상기 제1 각(θ1)은 2.5~3.5도일 수 있다. 다만, 시스템(40)에 의한 상부 베어링(300)의 가압시, 상기 제1 각(θ1)은 상부 베어링(300)의 외주면(310)을 기준으로 약 1도 정도 감소될 수 있다.
따라서, 제1 바디(210)의 내측면(211a)이 상부 베어링(300)의 외주면(310)과 소정의 기울기를 갖도록 형성되기 때문에, 시스템(40)에 의해 상부 베어링(300)이 축 방향으로 가압되더라도 상부 베어링(300)과 커버(200)의 내측면(211a) 간의 반력에 의한 간섭량의 증가를 회피할 수 있다.
한편, 상부 베어링(300)은 제1 홈(211)의 저면(211b)과 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 제1 홈(211)의 저면(211b)과 상부 베어링(300) 사이에는 와셔와 같은 탄성부재(미도시)가 배치될 수 있다. 그에 따라, 시스템(40)에 의해 상부 베어링(300)이 축 방향으로 가압되더라도 상기 탄성부재는 상부 베어링(300)을 탄성 지지할 수 있다.
그리고, 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 내측면(211a)과 저면(211b)이 만나는 모서리는 라운딩 처리될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 바디(210)의 하측에는 브러시(800) 등이 배치될 수 있다.
또한, 제1 바디(210)의 외주면(212)은 제2 바디(220)의 외주면(221)보다 내측에 배치될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 반경 방향을 기준으로 제1 바디(210)의 외주면(212)은 제2 바디(220)의 외주면(221)에서 소정의 거리(D1)로 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 제1 바디(210)의 외주면(212)에 대한 반경은 제2 바디(220)의 외주면(221)에 대한 반경보다 작다.
그에 따라, 제1 바디(210)의 외주면(212)과 하우징(100)의 내주면(112) 사이에는 실링부재(1000)가 배치될 수 있다. 이때, 실링부재(1000)는 제2 바디(220)의 상측에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 모터(1)는 하우징(100)의 내주면(112)과 커버(200)의 제1 바디(210)의 외주면(212) 사이에 배치되는 실링부재(1000)를 포함할 수 있다.
여기서, 실링부재(1000)는 고무와 같은 재질로 형성될 수 있으며, 'X'자 형상의 단면 또는 'D'자 형상의 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 'X'자 형상의 단면인 경우 'X'자를 형성하는 각 꼭지점들이 제1 바디(210)의 외주면(212)과 접촉하고 하우징(100)의 내주면(112)과 접촉한다. 또한, 실링부재(1000)를 'D'자 형상으로 하는 경우 곡률을 포함하고 있는 부분은 제1 바디(210)의 외주면(212)과 접촉하도록 배치하고 그 외의 부분을 하우징(100)의 내주면(112)과 접촉하도록 배치하면 이물질 유입 방지 효과를 더욱 낼 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 실링부재(1000)로 오링이 배치될 수도 있다.
따라서, 상기 실링부재(1000)는 상기 모터(1) 내부로 물과 같은 액체가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
제2 바디(220)는 제1 바디(210)의 하측에 배치될 수 있다. 여기서, 제2 바디(220)는 중앙에 홀이 형성된 원판 형상으로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
도 10을 참조하면, 제2 바디(220)는 제1 바디(210)의 하측 가장자리에서 반경 방향으로 연장된 제1 영역(222)과 축 방향으로 연장된 제2 영역(223)을 포함할 수 있다. 예컨데, 제2 바디(220)는 'ㄱ'자 형상의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.
그에 따라, 제2 바디(220)의 외주면(221)은 제2 영역(223)의 외주면일 수 있다. 그리고, 제1 영역(222)의 상부에는 실링부재(1000)가 배치될 수 있다.
제3 바디(230)는 제2 바디(220)의 하측에 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제3 바디(230)는 제2 바디(220)의 하부측 단부에서 축 방향으로 연장될 수 있다. 상세하게, 제3 바디(230)는 제2 바디(220)의 제2 영역(223)에서 하부측으로 연장될 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제3 바디(230)는 제2 바디(220)의 외주면(221)을 기준으로 내측으로 경사진 경사면(231)을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 경사면(231)은 하우징(100)의 내주면(112)과 이격되게 배치될 수 있다. 여기서, 경사면(231)은 제2 경사면이라 불릴 수 있다.
경사면(231)은 제2 바디(220)의 외주면(221)과 제3 각(θ3)을 형성할 수 있다. 여기서, 제3 각(θ3)은 4~5.5도일 수 있다. 다만, 시스템(40)에 의한 상부 베어링(300)의 가압시, 상기 제3 각(θ3)은 하우징(100)의 내주면(112)을 기준으로 약 1도 정도 감소될 수 있다. 그에 따라, 상기 제3 각(θ3)은 3도~4.5도로 형성될 수 있다.
따라서, 경사면(231)이 제2 바디(220)의 외주면(221)과 소정의 기울기를 갖도록 형성되기 때문에, 시스템(40)에 의해 상부 베어링(300)이 축 방향으로 가압되더라도 경사면(231)은 하우징(100)의 내주면(112)에 접촉되지 않는다. 그에 따라, 상기 경사면(231)에 의해 하우징(100)과 커버(200)의 내측면(211a) 간의 반력에 의한 간섭량의 증가를 회피할 수 있다.
나아가, 경사면(231)은 제3 각(θ3)이 형성되도록 제2 면(242)의 하측에서 연장되기 때문에, 하우징(100)과 커버(200)의 내측면(211a) 간의 반력에 의한 간섭량의 증가를 더 회피할 수 있다.
돌출부(240)는 제2 바디(220)의 외주면(221)에서 외측으로 돌출될 수 있다. 그리고, 돌출부(240)는 하우징(100)의 내주면(112)과 접촉될 수 있다.
도 10을 참조하면, 돌출부(240)의 축 방향 폭(W1)은 상기 제2 바디(220)의 축 방향 폭(W2)보다 작다. 이때, 돌출부(240)의 축 방향 폭(W1)은 제2 바디(220)의 축 방향 폭(W2)의 0.7~0.8배일 수 있다.
돌출부(240)는 하우징(100)의 내주면(112)과 접촉되는 제1 면(241)과 상기 제1 면(241)의 하측에서 내측으로 경사진 제2 면(242)을 포함할 수 있다.
제1 면(241)은 제2 면(242)의 상부측에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 면(241)은 제2 바디(220)의 외주면(221)에서 외측으로 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 하우징(100)에 커버(200) 결합시, 제1 면(241)은 하우징(100)의 내주면(112)과 접촉될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 면(241)은 중앙에 배치되게 형성된 곡면(241a)을 포함할 수 있다. 이때, 곡면(241a)의 곡률은 하우징(100)의 내주면(112)의 곡률과 동일할 수 있다. 그에 따라, 하우징(100)에 커버(200) 결합시, 곡면(241a)은 하우징(100)의 내주면(112)과 접촉될 수 있다. 상기 곡면(241a)에 의해 하우징(100)의 내주면(112)과 커버(200)의 접촉량은 감소될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 원주 방향을 기준으로 곡면(241a)의 폭(W3)은 돌출부(240)의 폭(W4)의 0.67~1.00배일 수 있다. 여기서, 돌출부(240)의 폭(W4)은 원주 방향에 대한 제1 면(241)의 폭일 수 있다.
제2 면(242)은 제2 바디(220)의 외주면(221)과 제2 각(θ2)을 형성할 수 있다. 여기서, 제2 각(θ2)은 7~32도일 수 있다. 그리고, 제2 면(242)은 제4 경사면이라 불릴 수 있다.
다만, 시스템(40)에 의한 상부 베어링(300)의 가압시, 제2 각(θ2)은 하우징(100)의 내주면(112)을 기준으로 약 1도 정도 감소될 수 있다.
따라서, 제2 면(242)이 제2 바디(220)의 외주면(221)과 소정의 기울기를 갖도록 형성되고 제1 면(241)보다 내측에 배치되기 때문에, 시스템(40)에 의해 상부 베어링(300)이 축 방향으로 가압되더라도 제2 면(242)은 하우징(100)의 내주면(112)에 접촉되지 않는다. 그에 따라, 상기 제2 면(242)에 의해 하우징(100)과 커버(200)의 내측면(211a) 간의 반력에 의한 간섭량의 증가를 회피할 수 있다.
제2 홈(250)은 커버(200)의 하측에 형성될 수 있다.
제2 홈(250)은 제3 바디(230)의 외주면에서 반경 방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 그에 따라, 하우징(100)의 돌기(120)는 제2 홈(250)에 배치될 수 있다.
이때, 제2 홈(250)은 돌기(120)와의 간섭을 방지하기 위해 형성된 경사면을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 홈(250)을 형성하는 경사면은 제3 경사면이라 불릴 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제3 경사면과 돌기(120)의 내측면은 제4 각을 형성할 수 있다. 그에 따라, 상기 제3 경사면에 의해 돌기(120)의 내측면은 상기 제3 경사면과 이격되게 배치된다.
돌기(120)와 제2 홈(250)의 결합에 의해 커버(200)는 원주 방향에 대한 유동이 방지될 수 있다.
돌기(120)와 제2 홈(250)의 결합시, 돌기(120)의 상면(121)은 제2 바디(220)의 하면에 접촉될 수 있다.
돌기(120)에 의해 커버(200)가 지지됨에 따라, 축 방향을 기준으로 하우징(100)에 대해 커버(200)는 기 설정된 위치에 배치될 수 있다.
다만, 돌기(120)에 의해 커버(200)의 하부측 가장자리가 지지되기 때문에, 시스템(40)에 의한 상부 베어링(300)의 가압시, 커버(200)의 중앙측이 축 방향을 기준으로 내측으로 휘는 휨 현상이 발생할 수 있다.
그러나, 상기 모터(1)는 제1 각(θ1)으로 형성된 커버(200)의 내측면(211a), 제2 각(θ2)을 형성된 커버(200)의 제2 면(242) 및 제3 각(θ3)이 형성된 경사면(231)을 통해 상부 베어링(300)의 가압시에도 상기 반력에 의한 간섭량의 증가를 회피할 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 모터의 베어링이 가압된 상태를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 시스템(40)에 의한 상부 베어링(300)의 가압시, 상기 제1 각(θ1)은 상부 베어링(300)의 외주면(310)을 기준으로 약 1도 정도 감소된 제1-1 각(θ1-1)이 될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상부 베어링(300)의 상측은 내측면(211a)에 접촉되지 않기 때문에 상기 반력에 의한 간섭량의 증가를 회피할 수 있다.
또한, 상기 제2 각(θ2)은 하우징(100)의 내주면(112)을 기준으로 약 1도 정도 감소된 제2-1 각(θ2-1)이 될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제2 면(242)은 하우징(100)의 내주면(112)에 접촉되지 않기 때문에 상기 반력에 의한 간섭량의 증가를 회피할 수 있다.
또한, 상기 제3 각(θ3)은 하우징(100)의 내주면(112)을 기준으로 약 1도 정도 감소된 제3-1 각(θ3-1)이 될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 경사면(231)은 하우징(100)의 내주면(112)에 접촉되지 않기 때문에 상기 반력에 의한 간섭량의 증가를 회피할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상부 베어링(300)은 샤프트(600)의 상부측 외주면에 배치될 수 있다. 이때, 상부 베어링(300)은 커버(200)에 의해 지지될 수 있다.
스테이터(400)는 로터(500)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터(500)의 회전을 유도한다. 스테이터(400)는 하우징(100)의 내측에 결합된다, 그리고 스테이터(400)는 복수 개의 마그넷을 포함할 수 있다. 상기 마그넷은 로터(500)에 감긴 코일과 회전 자계를 형성한다. 이러한 마그넷은 중심(C)을 기준으로 원주 방향을 따라 N극과 S극이 번갈아 위치하도록 배치될 수 있다.
한편, 스테이터(400)는 상기 마그넷의 배치를 위해 스테이터 코어를 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 상기 스테이터 코어는 복수 개의 분할 코어가 결합되어 제작되거나 하나의 통으로 구성되는 단일 코어 형태로 제작될 수 있다.
로터(500)는 스테이터(400)의 내측에 배치된다. 즉, 로터(500)의 외측에는 스테이터(400)가 배치될 수 있다.
로터(500)는 로터 코어와 코일을 포함할 수 있다. 로터 코어는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층된 형태로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데 로터 코어는 하나의 단일품으로 형성될 수도 있다.
상기 로터 코어의 외주면에는 복수 개의 투스가 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 투스는 로터(500)의 중심을 기준으로 반지름 방향을 향해 돌출되게 배치될 수 있다. 이때, 상기 투스는 마그넷을 대향하도록 배치될 수 있다. 그리고, 각각의 투스에는 코일이 감긴다. 이때, 상기 투스에는 인슐레이터가 설치될 수 있다. 상기 인슐레이터는 상기 스테이터 코어와 상기 코일을 절연시킨다.
상기 코일에 전류가 공급되면 마그넷과 전기적 상호작용이 유발되어 로터(500)가 회전할 수 있다. 로터(500)가 회전하는 경우 샤프트(600)도 같이 회전한다. 이때, 샤프트(600)는 상부 베어링(300) 및 하부 베어링(900)에 의해 지지될 수 있다.
정류자(700)는 샤프트(600)에 결합한다. 그리고 정류자(700)는 로터(500)의 상부에 배치될 수 있다. 그리고, 정류자(700)는 로터(500)의 코일과 전기적으로 연결된다.
브러시(800)는 커버(200)의 하부에 배치될 수 있다. 이를 위해, 상기 모터(1)는 브러시 홀더를 포함할 수 있다. 이때, 상기 브러시 홀더의 내부에는 브러시(800)가 배치될 수 있다.
그리고, 상기 브러시 홀더에는 스프링과 같은 탄성부재(미도시)가 배치되어 브러시(800)의 일측을 가압한다. 그에 따라, 브러시(800)의 타측은 정류자(700)에 접촉된다.
그리고, 상기 모터(1)는 터미널, 커넥터, 쵸크 코일, 커패시터 등을 구비하여 외부 전원장치에서 공급되는 전원을 브러시(800)에 인가되게 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.
<부호의 설명>
1: 모터, 100: 하우징, 120: 돌기, 200: 커버, 210: 제1 바디, 220: 제2 바디, 230: 제3 바디, 240: 돌출부, 250: 제2 홈, 300: 상부 베어링, 400: 스테이터, 500: 로터, 600: 샤프트, 700: 정류자, 800: 브러시, 900: 하부 베어링, 1000: 실링부재

Claims (10)

  1. 하우징;
    상기 하우징 상에 배치되는 커버; 및
    상기 커버 상에 배치되는 상부 베어링을 포함하고,
    상기 커버는
    상기 상부 베어링이 배치되는 제1 바디,
    상기 제1 바디의 하측에 배치되는 제2 바디,
    상기 제2 바디의 하측에 배치되는 제3 바디 및
    상기 제2 바디의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하며,
    상기 제3 바디의 외주면은 상기 제2 바디의 외주면을 기준으로 내측으로 경사진 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 바디는 축 방향으로 오목하게 형성된 제1 홈을 포함하며,
    상기 제1 홈에는 상기 상부 베어링이 배치되고,
    상기 제1 홈을 형성하는 상기 제1 바디의 내측면은 상기 상부 베어링의 외주면과 제1 각(θ1)을 형성하고,
    상기 제1 각(θ1)은 2.5~3.5도인 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 바디의 외주면은 제2 바디의 외주면보다 내측에 배치되고,
    상기 제1 바디의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이에는 실링부재가 배치되는 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 바디는 상기 제1 바디의 하측 가장자리에서 반경 방향으로 연장된 제1 영역과 상기 제1 영역의 하면에서 축 방향으로 연장된 제2 영역을 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 제2 영역의 외주면에 배치되고,
    상기 돌출부의 축 방향 폭은 상기 제2 바디의 제2 영역의 축 방향 폭보다 작은 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 하우징의 내주면과 접촉되는 제1 면과 상기 제1 면의 하면에서 연장되어 상기 제1 면과 내측으로 경사진 제2 면을 포함하는 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 면의 중앙에 배치되는 곡면은 상기 하우징의 내주면과 접촉되며,
    상기 곡면의 곡률은 상기 하우징의 내주면의 곡률과 동일한 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 면은 상기 제2 바디의 외주면과 제2 각(θ2)을 형성하고,
    상기 제2 면의 하단은 상기 제2 바디와 상기 제3 바디 사이에 배치되는 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 제2 바디의 외주면과 제3 각(θ3)을 형성하고,
    상기 제3 각(θ3)은 4~5.5도인 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부 베어링의 가압시, 상기 제3 각(θ3)은 1도 감소하여 3도~4.5도로 형성되는 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은
    하우징 바디 및 상기 하우징 바디의 내주면에서 내측으로 돌출된 복수 개의 돌기를 포함하며,
    상기 돌기는 상기 제3 바디의 외주면에서 반경 방향으로 오목하게 형성된 제2 홈에 배치되는 모터.
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