KR101799107B1 - 모터용 센싱 장치 및 이를 갖는 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센싱 마그네트와 플레이트 간에 결합력이 강화되는 구조를 채택함으로써, 축방향 및 회전방향으로의 센싱 마그네트의 이탈을 방지할 수 있는 모터용 센싱 장치 및 이를 갖는 모터에 관한 것으로, 상기 센싱 마그네트는 플라스틱 재질로 이루어지고, 상기 플레이트에 상기 센싱 마그네트가 사출되어 결합공정이 단순화되면서도 결합의 신뢰성이 우수한 이점이 있다.

Description

모터용 센싱 장치 및 이를 갖는 모터{SENSING APPARATUS FOR MOTOR, AND MOTOR HAVING THE SAME}

본 발명은 모터용 센싱 장치 및 이를 갖는 모터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 센싱 마그네트와 플레이트 간에 결합력이 강화되는 구조를 채택함으로써, 축방향 및 회전방향으로의 센싱 마그네트의 이탈을 방지할 수 있는 모터용 센싱 장치 및 이를 갖는 모터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치로 별도의 동력으로 보조하는 조향장치가 사용된다. 기존에는 이와 같은 보조 조향장치를 유압을 이용한 장치로 사용하였으나, 최근에는 동력의 손실이 적고 정확성이 우수한 전동식 조향장치(Electronic Power Streeing System}가 사용된다.

상기와 같은 전동식 조향장치(EPS)는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.

이러한 EPS시스템은 운전자가 조향을 하기 위해 핸들을 조작하는 토크를 모터가 보조하여 줌으로써, 보다 적은 힘으로 조향작업을 할 수 있도록 하는데, 상기 모터로는 BLDC모터가 사용된다.

BLDC모터(Brushless DC 모터)란 직류 모터에서 브러쉬, 정류자 등의 기계적인 접촉부를 제외하고 전자적인 정류 기구를 설치한 직류모터를 의미한다.

도 1은 종래기술에 따른 EPS모터의 측단면도이다. 도시된 바와 같이 대략 원통 형상으로 상부가 개방된 형상의 하우징(1)과 상기 하우징의 상부에 결합하는 브라켓(2)이 그 외형을 이룬다.

상기 하우징(1)과 브라켓(2)에는 회전축(3)이 각각 지지된다. 상기 회전축(3)의 상부에는 차량의 조향축이 연결되어 상기한 바와 같이 조향을 보조하는 동력을 제공하게 된다.

상기 회전축(3)의 외주면에는 코어와 마그네트로 이루어진 로터(5)가 배치되고, 하우징(1)의 내주면에는 코어와 코일로 이루어진 스테이터(4)가 결합되어 상기 로터(5)의 외주면에서 전자기력을 제공한다.

상기 스테이터에 전류가 인가되면 로터와 스테이터의 전자기적 상호작용에 의하여 로터(5)가 회전하면 회전축(3)을 회전시키면서 조향축의 회전을 보조하게 된다.

상기 브라켓(2)의 상면에는 센서(9)가 배치된 인쇄회로기판(8)이 설치되는데, 상기 인쇄회로기판의 상측에 소정 간격 이격되어 플레이트(6)가 회전축(3)과 함께 회전하도록 결합한다. 상기 플레이트(6)의 하측에는 센싱마그네트(7)가 배치된다. 상기 센싱마그네트(7)는 회전축(3)의 회전에 따라 함께 회전하게 되고, 센서(9)에서 감지한 회전에 따른 자속 변화에 따라 회전각도를 계산할 수 있게 된다.

따라서, 상기와 같은 EPS모터에 의해 회전축의 회전각도에 따라 적절한 전류를 스테이터에 인가하여 회전축을 회전시킬 수 있게 되므로, 조향토크를 보조할 수 있게 되는 것이다.

일반적으로 센싱 마그네트(7)가 플레이트(6)에 착자되면, 플레이트(6)를 자계 방향에 맞추어 회전축(3)에 결합함으로써 로터(5)의 위치를 감지할 수 있도록 한다.

그런데, 상기 플레이트(6)에의 센싱 마그네트(7)의 결합은 접착제를 사용하여 이루어진다. 따라서, 접착 공정의 관리가 정확하게 이루어지기가 힘들고 센싱 마그네트의 이탈 가능성이 있다. 특히, 환경 조건이 다변하는 차량의 특성상 접착제 자체의 결합력만으로 결합관계를 유지하여야 하므로, 이러한 문제는 더욱 심화된다.

이러한, 구조는 접착제의 선정의 어려움과 고가의 접착제를 사용하여야 하는 경제적인 문제뿐만 아니라, 접착제 도포 공정의 보다 세밀한 작업이 요구되는 문제로 나타나게 된다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 센싱 마그네트와 플레이트 간에 결합력이 강화되도록 결합함으로써, 축방향 및 회전방향으로의 센싱 마그네트의 이탈을 방지할 수 있는 모터용 센싱 장치 및 이를 갖는 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 모터용 센싱 장치는, EPS모터의 센싱 마그네트와 플레이트의 결합구조로서, 상기 센싱 마그네트의 중심부에는 회전축이 관통하는 개구가 형성되고, 상기 플레이트는 하방으로 90도 이상 절곡되어 돌출된 절곡부가 형성되며, 상기 절곡부는 상기 개구의 내주면에 밀착하여 상기 센싱 마그네트와 상기 플레이트의 축방향 으로의 결합력을 강화한다. 따라서, 플레이트와 센싱 마그네트의 결합력이 강화되어 작동 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 모터용 센싱 장치는, 상기 센싱 마그네트의 개구의 내주면은 상기 절곡부의 외주면의 형상에 대응되도록 하방으로 갈수록 반경이 넓어지는 형성으로 이루어진다. 따라서, 절곡부와 센싱 마그네트의 밀착력이 더욱 강화된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 모터용 센싱 장치는, 상기 절곡부는 2개 이상이 원주방향으로 등간격으로 배열된다. 따라서, 균등하게 결합력을 제공할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 모터용 센싱 장치는, 상기 절곡부는 상기 센싱 마그네트가 상기 플레이트의 하면에 안착된 후에 하방으로 가압 절곡되어 형성된다. 따라서, 결합 공정이 간단하며 신뢰성이 향상된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터용 센싱 장치는, EPS모터의 센싱 마그네트와 플레이트의 결합구조로서, 상기 센싱 마그네트는 플라스틱 재질로 이루어지고, 상기 플레이트에 상기 센싱 마그네트가 사출되는 방식으로 결합한다. 따라서, 결합공정이 단순화되면서도 결합의 신뢰성이 우수한 이점이 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터용 센싱 장치는, 상기 플레이트는 상기 센싱 마그네트가 하방으로 관통되어 사출될 수 있도록 상하면을 관통하는 사출홀이 형성된다한다. 따라서, 사출 공정이 용이하다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터용 센싱 장치는, 상기 사출홀은 상기 플레이트의 원주방향으로 등간격으로 배열된다. 따라서, 센싱 마그네트의 사출시 신뢰성이 우수하다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터용 센싱 장치는, 상기 센싱 마그네트와 일체로 사출되어 형성되고, 상기 플레이트의 상면에 걸림되어 상기 센싱 마그네트의 축방향으로 이탈을 방지하는 고정부를 포함한다. 따라서, 축방향 결합력이 더욱 향상된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터용 센싱 장치는, 상기 고정부는 링 형상으로 이루어진다. 따라서, 균등하게 축방향으로 힘을 제공할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터용 센싱 장치는, 상기 센싱 마그네트와 일체로 사출되어 형성되는 고정부를 포함하고, 상기 고정부는 상기 플레이트의 상면에 걸림되어 상기 센싱 마그네트의 축방향으로 이탈을 방지하고, 상기 고정부와 상기 센싱 마그네트는 상기 사출홀의 내부에서 연결되어 상기 센싱 마그네트의 반경방향으로 이탈을 방지한다. 따라서, 모든 방향으로의 결합의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
일실시예로서, 모터는 회전축을 포함하는 로터; 상기 로터를 감싸는 스테이터; 상기 스테이터 및 상기 로터를 수납하는 하우징; 상기 하우징에 결합된 브라켓; 및 중심부에 개구가 형성된 센싱 마그네트 및 상기 센싱 마그네트가 장착되며 상기 회전축에 결합된 플레이트를 포함하며, 상기 플레이트에는 상기 센싱 마그네트의 상기 개구에 의하여 형성된 내주면을 향해 절곡된 절곡부가 형성되며, 상기 절곡부는 상기 개구의 내주면에 밀착되어 상기 센싱 마그네트 및 상기 플레이트의 축방향 결합력을 강화하는 센싱 장치를 포함한다.
일실시예로서, 모터는 회전축을 포함하는 로터; 상기 로터를 감싸는 스테이터; 상기 스테이터 및 상기 로터를 수납하는 하우징; 상기 하우징에 결합된 브라켓; 및 상기 회전축에 결합된 플레이트 및 플라스틱 재질로 이루어지며 상기 플레이트의 일측면에 사출 방식에 의하여 일체로 형성된 센싱 마그네트를 포함하는 센싱 장치를 포함한다.

전술한 내용과 같이 구성된 본 발명에 따른 모터용 센싱 장치 및 이를 갖는 모터는 축방향 및 회전방향으로의 결합력이 강화되므로 구조적인 안정성과 작동 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 EPS모터를 나타내는 측단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 EPS모터의 플레이트와 센싱 마그네트의 결합된 모습을 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 EPS모터의 플레이트를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 EPS모터의 플레이트의 상면 부위를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 EPS모터의 플레이트와 사출 마그네트의 결합된 모습을 나타내는 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터용 센싱 장치 및 이를 갖는 모터를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 EPS모터의 플레이트와 센싱 마그네트가 결합된 모습을 나타내는 측면도이다.

플레이트(60)의 일면에는 센싱 마그네트(70)가 결합되며, 이하 EPS모터의 배치관계를 고려하여 플레이트(60)의 센싱 마그네트(70)와 결합하는 방향을 하방 또는 하측으로, 그 반대 면의 방향을 상방 또는 상측으로 정의한다.

상기 플레이트(60)의 중심에는 회전축이 삽입되어 고정될 수 있도록 상하로 관통되는 플레이트 개구부(61)가 형성된다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 플레이트 개구부(61)의 양측으로는 하방으로 더욱 돌출된 절곡부(62)가 형성되는데, 이하 살펴볼 바와 같이 센싱 마그네트(70)와 결합력을 강화하기 위한 구조이다.

상기 절곡부(62)는 플레이트(60)의 개구부(61)가 형성된 부위를 둘러싼 형상으로 이루어질 수도 있지만, 판재의 플레이트(60)가 'ㄷ'자 형상으로 절단되어 별도의 절곡작업에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

상기 절곡작업은 센싱 마그네트(70)가 결합된 이후에 가압하는 방식으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 절곡부(62)는 도면에서는 2개만의 예시되었지만, 경우에 따라 1개만이 배치될 수 있고, 결합력을 강화하기 위해 3개 이상이 배치될 수 있고, 상호간에 원주방향으로 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 절곡부(62)는 본 발명의 바람직한 실시예와 같이 플레이트(60)가 절단되고 가압되는 공정을 통해 돌출되는 형상으로 형성될 수 있지만, 플레이트의 제작시 플레이트(60)의 판면에 돌출된 돌기 형상으로 형성시킬 수도 있다.

이 경우, 상기 센싱 마그네트(70)가 홈부를 통해 압입되는 방식으로 결합될 수도 있음은 물론이다.

한편, 상기 센싱 마그네트(70)와 플레이트(60)의 축방향 결합력을 강화하기 위해, 상기 절곡부(62)는 센싱 마그네트(70) 방향 즉, 외주측으로 더욱 경사지도록 절곡되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 절곡부(62)는 플레이트(60)로부터 90도 이상 절곡되어 형성된다.

따라서, 상기 절곡부(62)가 센싱 마그네트(70)와 결합한 이후에 센싱 마그네트(70)의 내주측에 형성된 홀의 내주면에서 외주방향 및 상방으로 결합력을 제공하기 때문에, 플레이트(60)와 센싱 마그네트(70)의 기계적인 결합력이 부가되어 축방향의 이탈이 방지될 수 있는 이점이 있다.

상기와 같은 개념에 따라, 상기 센싱 마그네트(70)의 내주측은 상기 절곡부(62)의 외주측 경사면의 형상에 대응되도록 경사진 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 센싱 마그네트(70)의 중심부에 형성된 개구는 하측으로 갈수록 그 반경이 넓어지고, 상기 절곡부(62)는 외주방향으로 경사지도록 형성되기 때문에 센싱 마그네트(70)가 상방으로 즉, 플레이트(60) 방향으로 가압되어 접착력에 기계적인 결합력이 더해지기 때문에 축방향 결합력이 매우 우수하다.

한편, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 EPS모터의 센싱 마그네트 결합구조를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예의 EPS모터의 플레이트를 나타내고, 도 4는 플레이트의 상면 부위를 나타내며, 도 5는 플레이트와 센싱 마그네트가 결합된 모습을 나타낸다.

일실시예에서와 마찬가지로, 플레이트(160)는 대략 원반 형상의 판재로 이루어지고, 중심부위 회전축이 관통하는 개구부(161)가 형성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 센싱 마그네트(170)가 플라스틱 재질의 사출 마그네트로서 이루어진다.

따라서, 본 발명의 또 다른 실시예의 개념에 따라, 상기 플레이트(160)에는 상하방향으로 관통하는 복수의 사출홀(162)이 형성된다.

상기 사출홀(162)은 선택에 따라 배열될 수도 있지만, 균등한 힘으로 센싱 마그네트(170)를 지지하기 위해 원주방향 등간격으로 형성되는 것이 바람직하다.

센싱 마그네트(170)가 사출 마그네트로서 이루어지는 경우, 플레이트(160)와 결합하는 공정은 사출 성형 공정으로 이루어지게 되는데, 더욱 구체적으로는 상기 플레이트(160)를 소정 금형에 배치하게 되고 상기 사출홀(162)을 통해 센싱 마그네트(170)를 형성하는 재질을 사출하게 되면, 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이 플레이트(160)의 하면에 센싱 마그네트(170)가 정확하게 안착된다.

이와 같이 센싱 마그네트(170)가 플라스틱 재질의 사출 마그네트로 이루어지는 경우, 종래기술에서와 같이 상기 플레이트(160)와 센싱 마그네트(170)의 본딩 공정이 생략될 수 있어 생산효율이 현저히 향상될 수 있는 이점이 있음에 유의하여야 한다.

도 4는 상기한 개념에 따라 센싱 마그네트(170)가 사출 마그네트로 이루어지는 경우 결합력을 더욱 강화하기 위한 플레이트(160) 상면에 형성되는 구조를 나타낸다.

고정부(163)는 센싱 마그네트(170)와 동일한 재질의 사출물로서, 센싱 마그네트(170)의 성형시 동일한 공정에서 일체로서 형성된다.

따라서, 센싱 마그네트(170)는 플레이트(160)의 하면에 배치되고, 고정부(163)는 플레이트(160)의 상면에 배치되는 것이다.

도 4에서 상기 고정부(163)는 대략 링 형상으로 도시된다. 다만, 센싱 마그네트(170)의 하측으로의 이탈을 방지하기 위해 플레이트(160)의 상면에서 걸림될 수 있는 형상이라면 선택적으로 이루어질 수 있음은 물론이다.

한편, 도 4에서는 링 형상의 고정부(163) 하측, 즉 플레이트(160) 방향으로 대략 원기둥 형상의 소정 돌기들이 형성되는데, 상기 돌기들은 실제로 상기한 사출홀(162)의 내주면에 배치되는 부위로 센싱 마그네트(170)와 고정부(163)를 상호 연결하는 역할을 하게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 센싱 마그네트(170)가 사출물로서 이루어지고, 플레이트(160)의 상면에서 고정부(163)에 의해 지지되면서 회전방향으로는 사출홀(162)의 내부에서 지지되기 때문에 각각 축방향 및 반경방향으로 이탈을 방지할 수 있어 결합력이 현저히 향상되는 이점이 있음에 유의하여야 한다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

60, 160...플레이트 61, 161...개구부
62...절곡부 70, 170...센싱 마그네트
72...홀 162...사출홀
163...고정부

Claims (12)

1. 회전축이 삽입되는 개구부를 포함하는 플레이트; 및
   상기 플레이트 일면에 배치되어, 상기 회전축이 삽입되는 개구를 포함하는 센싱 마그네트를 포함하며,
   상기 개구의 단면적은 상기 개구부의 단면적 보다 크게 형성되고,
   상기 플레이트는 상기 개구부를 형성하는 상기 플레이트의 내주면에서 일부 영역이 상기 센싱 마그네트를 향하여 돌출되어 형성되는 절곡부를 포함하며,
   상기 절곡부의 외측면은 상기 센싱 마그네트의 내주면과 접촉하며,
   상기 절곡부는 상기 절곡부의 외측면과 상기 플레이트의 수평면이 형성하는 각도가 예각이 되도록 절곡되며,
   상기 절곡부는 복수로 구비되어, 상기 개구부의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 모터용 센싱 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 개구를 형성하는 상기 센싱 마그네트의 내주면은 상기 절곡부의 절곡 각도에 대응하여 경사면이 형성되는 모터용 센싱 장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 절곡부는 상기 센싱 마그네트가 상기 플레이트의 일면에 안착된 후 절곡되어 상기 개구의 내주면을 가압하는 모터용 센싱 장치.
   
5. 복수개의 사출홀을 포함하는 플레이트;
   상기 플레이트의 일면에 배치되며, 플라스틱 재질로 이루어져 상기 플레이트에 사출 방식에 의하여 일체로 형성되는 센싱 마그네트; 및
   상기 플레이트의 타면에 배치되며, 링(Ring) 형상으로 형성되어 복수의 돌기를 포함하는 고정부를 포함하고,
   상기 복수의 돌기는 상기 고정부에서 상기 센싱 마그네트를 향하여 돌출되어 형성되고,
   상기 플레이트의 복수개의 사출홀은 상기 복수의 돌기가 관통하여 배치되도록, 상기 플레이트의 상, 하면을 관통하여 형성되고,
   상기 고정부는 상기 센싱 마그네트와 일체로 형성되는 모터용 센싱 장치.
   
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 복수개의 사출홀은 상기 플레이트의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치되는 모터용 센싱 장치.
   
8. 삭제
9. 제5항에 있어서,
   상기 센싱 마그네트의 외면 중 상기 플레이트와 마주하는 면의 반대면에는, 상기 고정부와 일체로 형성되는 별도의 고정부가 배치되는 모터용 센싱 장치.
   
10. 제5항에 있어서,
    상기 사출홀의 단면적은 상기 돌기의 단면적에 대응되는 모터용 센싱 장치.
    
11. 회전축;
    상기 회전축 외측에 배치되는 로터;
    상기 로터 외측에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터 및 상기 로터 외측에 배치되는 하우징;
    상기 하우징과 결합하는 브라켓; 및
    상기 로터 상측에 배치되는 센싱 장치를 포함하며,
    상기 센싱 장치는 상기 회전축이 삽입되는 개구부를 포함하는 플레이트 및 상기 플레이트 일면에 배치되어, 상기 회전축이 삽입되는 개구를 포함하는 센싱 마그네트를 포함하며,
    상기 개구의 단면적은 상기 개구부의 단면적 보다 크게 형성되고,
    상기 플레이트는 상기 개구부를 형성하는 상기 플레이트의 내주면에서 일부 영역이 상기 센싱 마그네트를 향하여 돌출되어 형성되는 절곡부를 포함하며,
    상기 절곡부의 외측면은 상기 센싱 마그네트의 내주면과 접촉하며,
    상기 절곡부는 상기 절곡부의 외측면과 상기 플레이트의 수평면이 형성하는 각도가 예각이 되도록 절곡되며,
    상기 절곡부는 복수로 구비되어, 상기 개구부의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 모터.
    
    
12. 회전축;
    상기 회전축 외측에 배치되는 로터;
    상기 로터 외측에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터 및 상기 로터 외측에 배치되는 하우징;
    상기 하우징과 결합하는 브라켓; 및
    상기 로터 상측에 배치되는 센싱 장치를 포함하며,
    상기 센싱 장치는 복수개의 사출홀을 포함하는 플레이트, 상기 플레이트의 일면에 배치되며 플라스틱 재질로 이루어져 상기 플레이트에 사출 방식에 의하여 일체로 형성되는 센싱 마그네트 및 상기 플레이트의 타면에 배치되며 링(Ring) 형상으로 형성되어 복수의 돌기를 포함하는 고정부를 포함하고,
    상기 복수의 돌기는 상기 고정부에서 상기 센싱 마그네트를 향하여 돌출되어 형성되고,
    상기 플레이트의 복수개의 사출홀은 상기 복수의 돌기가 관통하여 배치되도록, 상기 플레이트의 상, 하면을 관통하여 형성되고,
    상기 고정부는 상기 센싱 마그네트와 일체로 형성되는 모터.
    

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