KR101922094B1

KR101922094B1 - 전동기

Info

Publication number: KR101922094B1
Application number: KR1020120126307A
Authority: KR
Inventors: 김군철
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2018-11-26
Also published as: US9515537B2; EP2731240A3; EP2731240B1; CN103812277A; KR20140059926A; CN103812277B; US20140125207A1; EP2731240A2

Abstract

전동기가 개시된다. 상기 전동기는 제1 마그네트가 안착될 수 있는 홈이 일단에 형성되고, 상기 홈의 바닥면에 적어도 하나의 노치(notch)가 형성된 회전축, 상기 회전축을 감싸고, 상기 회전축과 함께 회전하며, 적어도 하나의 제2 마그네트를 포함하는 회전자, 그리고 상기 제1 마그네트를 포함하며, 상기 회전자의 회전을 검출하는 검출부를 포함한다.

Description

전동기{MOTER}

본 발명은 전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동기의 조립 구조에 관한 것이다.

도 1은 전동기의 일 예이다.

도 1을 참조하면, 전동기(1)는 회전축(shaft, 10), 회전축을 감싸는 회전자(11), 회전자(11)의 회전 각도를 검출하는 검출부(12)를 포함한다. 회전자(11)는 회전축(10)을 감싸는 로터 코어(roter core, 111) 및 로터 코어(111)에 결합된 드라이브 마그네트(drive magnet, 112)를 포함한다. 회전자(11)는 하우징(미도시)에 고정된 고정자(미도시)와의 상호 작용에 의하여 회전축(10)과 함께 회전한다.

검출부(12)는 회전자(11), 즉 드라이브 마그네트(112)의 위치를 검출한다. 이를 위하여, 검출부(12)는 센서 마그네트(sensor magnet, 121) 및 엔코더(encoder) IC(Integrated Chip, 122)를 포함할 수 있다. 센서 마그네트(121)는 회전축(10) 및 회전자(11)의 회전에 따라 자속량(flux) 또는 극성(pole)을 방출하며, 엔코더 IC(122)는 센서 마그네트(121)가 방출하는 자속량 또는 극성을 검출하여 회전자(11)의 회전을 검출한다.

이를 위하여, 센서 마그네트(121)는 회전축(10)의 일단에 형성된 홈에 안착될 수 있다. 센서 마그네트(121)와 회전축(10)의 조립 구조는 A를 확대하여 도시한 도 2를 이용하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 일반적으로 센서 마그네트(121)의 모서리는 라운드(Round, R) 형상이다. 이에 따라, 센서 마그네트(121)의 모서리와 맞닿는 회전축(10)의 조립 부분도 라운드 형상을 가진다.

전동기(1)의 사용 기한이 길어질수록 센서 마그네트(121)가 안착되는 회전축(10)의 조립 부분은 마모될 수 있다. 회전축(10)의 조립 부분이 마모되면, 센서 마그네트(121)와 회전축(10) 간의 간격이 생길 수 있다. 이에 따라, 센서 마그네트(121)는 회전축(10)에 단단히 고정될 수 없으며, 마그네틱이 누설되어 검출의 정밀도가 낮아질 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 회전자의 회전을 검출하는 전동기의 조립 구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면 전동기를 제공한다. 상기 전동기는 제1 마그네트가 안착될 수 있는 홈이 일단에 형성되고, 상기 홈의 바닥면에 적어도 하나의 노치(notch)가 형성된 회전축, 상기 회전축을 감싸고, 상기 회전축과 함께 회전하며, 적어도 하나의 제2 마그네트를 포함하는 회전자, 그리고 상기 제1 마그네트를 포함하며, 상기 회전자의 회전을 검출하는 검출부를 포함한다.

상기 노치는 상기 홈의 바닥면과 벽면 간의 경계를 따라 형성될 수 있다.

상기 노치는 불연속적으로 형성될 수 있다.

상기 제1 마그네트는 상기 회전자의 회전을 검출하기 위한 센서 마그네트일 수 있다.

상기 검출부는 상기 제1 마그네트로부터 방출되는 자속량 또는 극성에 따라 상기 회전자의 회전 각도, 상기 회전자의 회전 속도 및 상기 제2 마그네트의 위치 중 적어도 하나를 검출하는 엔코더(Encoder) IC(Integrated Chip)을 더 포함할 수 있다.

상기 전동기는 듀얼 클러치 트랜스미션(Dual Clutch Transmission, DCT)에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 센서 마그네트가 안착되는 영역의 마모를 줄임으로써, 전동기의 회전축의 내구성을 높일 수 있고, 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 센서 마그네트와 회전축이 맞닿는 면적을 줄임으로써, 누설되는 마그네틱의 양을 줄일 수 있다.

그리고, 센서 마그네트 및 회전축의 높이를 줄임으로써, 재료비를 절감할 수 있다.

도 1은 전동기의 일 예이다.
도 2는 센서 마그네트와 회전축의 조립 구조의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동기를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 회전축과 센서 마그네트의 조립 부분의 단면도이다.
도 5는 센서 마그네트가 안착되는 회전축의 일단의 상면도의 일 예이다.
도 6은 센서 마그네트가 안착되는 회전축의 일단의 상면도의 다른 예이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전동기를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 전동기(3)는 회전축(shaft, 30), 회전축을 감싸는 회전자(31), 회전자(31)의 위치를 검출하는 검출부(32)를 포함한다. 회전축(30)은 하우징(미도시)에 의하여 지지된다. 회전자(31)는 회전축(30)을 감싸는 로터 코어(roter core, 311) 및 로터 코어(311)에 결합된 드라이브 마그네트(drive magnet, 312)를 포함한다. 로터 코어(311)는 원통 형상이고, 드라이브 마그네트(312)는 로터 코어(311)의 외주면에 형성된다. 로터 코어(311)에는 적어도 하나의 드라이브 마그네트(312)가 형성될 수 있다.

한편 복수의 코일을 포함하는 고정자(미도시)는 하우징 내부에 고정되어 있다. 회전자(31)는 고정자와 소정의 간격을 가지며, 고정자와의 상호 작용에 의하여 회전축(30)과 함께 회전한다.

검출부(32)는 회전자(31)의 회전 각도, 회전 속도, 드라이브 마그네트(312)의 위치 등을 검출한다. 이를 위하여, 검출부(32)는 센서 마그네트(sensor magnet, 321) 및 엔코더(encoder) IC(Integrated Chip, 322)를 포함할 수 있다. 센서 마그네트(321)는 회전축(30) 및 회전자(31)의 회전에 따라 자속량(flux) 또는 극성(pole)을 방출한다. 엔코더 IC(322)는 센서 마그네트(321)가 방출하는 자속량 또는 극성을 검출하여 회전자(31)의 회전 각도 또는 회전 속도를 검출한다. 엔코더 IC(322)는 홀(hole) IC와 혼용될 수 있다.

센서 마그네트(321)가 회전축(30) 및 회전자(31)의 회전에 따른 자속량 또는 극성을 방출하기 위하여, 센서 마그네트(321)는 회전축(30)의 일단에 고정된다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 회전축(30)과 센서 마그네트(321)의 모서리가 맞닿는 부분에 노치를 형성한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 회전축과 센서 마그네트의 조립 부분의 단면도이고, 도 5는 센서 마그네트가 안착되는 회전축의 일단의 상면도의 일 예이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 회전축(30)의 일단에는 센서 마그네트(321)가 안착될 수 있도록 홈(301)이 형성된다. 홈(301)의 바닥면은 회전축(30)의 일단의 높이보다 낮다. 홈(301)은 원통 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 홈(301)의 바닥면에 적어도 하나의 노치(302)가 형성된다. 노치(302)는, 예를 들면 요철 형상, V자 형상, 둥근 형상 등으로 형성될 수 있다. 노치(302)는 회전축(30)과 센서 마그네트(321)의 모서리가 맞닿는 부분, 즉 홈(301)의 바닥면과 벽면 간의 경계를 따라 형성될 수 있다.

이에 따라, 회전축(30)과 센서 마그네트(321)의 모서리가 접촉하는 면적을 줄일 수 있다. 따라서, 회전축(30)에 형성된 홈의 바닥면 중에서, 센서 마그네트(321)의 모서리의 라운드 형상에 대응하는 영역의 마모를 줄일 수 있다. 또한, 회전축(30)과의 접촉으로 인하여 발생하는 마그네틱의 누설을 줄일 수 있다. 이에 따라, 검출의 정확도를 높일 수 있다.

뿐만 아니라, 도 2와 같이 센서 마그네트(121)의 모서리와 맞닿는 부분을 라운드 형상으로 형성하기 위하여, 홈의 벽면의 높이가 소정 수준(H1) 이상 유지되어야 한다. 그러나, 본 발명의 한 실시예에 따라 회전축(30)의 일단을 형성하면, 라운드 형상이 제거된 만큼 홈의 벽면의 높이(H2)를 줄일 수 있다. 이에 따라, 센서 마그네트(321)의 높이와 회전축(30)의 높이를 줄일 수 있어, 재료비가 절감될 수 있다.

한편, 노치(302)는 홈(301)의 둘레를 따라 불연속적으로 형성될 수도 있다. 도 6은 센서 마그네트가 안착되는 회전축의 일단의 상면도의 다른 예이다.

도 6을 참조하면, 노치(302)는 회전축(30)과 센서 마그네트(321)의 모서리가 맞닿는 부분, 즉 홈(301)의 바닥면과 벽면 간의 경계를 따라 불연속적으로 형성될 수도 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전동기는 브러시리스 직류(Brushless Direct Current, BLDC) 전동기일 수 있다. BLDC전동기는 직류 전동기에서 브러시, 정류자 등의 기계적인 접촉부를 제외하고, 전자적인 정류 기구를 설치한 직류 모터를 의미한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전동기는, 예를 들면 듀얼 클러치 트랜스미션(Dual Clutch Transmission, DCT) 전동기에 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

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.

3: 전동기
30: 회전축
31: 회전자
32: 검출부
301: 홈
311: 로터 코어
312: 드라이브 마그네트
321: 센서 마그네트
322: 엔코더 IC

Claims

바닥면과 벽면을 포함하는 제1 홈 및 상기 제1 홈의 바닥면에 형성된 제2 홈을 포함하는 회전축,
상기 회전축을 감싸고, 상기 회전축과 함께 회전하며, 제1 마그네트를 포함하는 회전자, 그리고
상기 제1 홈에 안착되는 제2 마그네트를 포함하며, 상기 회전자의 회전을 검출하는 검출부
를 포함하며,
상기 제1 홈은 상기 회전축의 일단에 형성되고,
상기 제2 홈은 상기 제1 홈의 바닥면과 벽면 간의 경계를 따라 형성되는 전동기.
제1항에 있어서,
상기 제2 홈은 불연속적으로 형성되는 전동기.
제1항에 있어서,
상기 제2 홈은 상기 제2 마그네트의 모서리와 상기 제1 홈의 바닥면이 맞닿는 영역 상에 형성되는 전동기.
제1항에 있어서,
상기 제2 마그네트는 상기 회전자의 회전을 검출하기 위한 센서 마그네트인 전동기.
제1항에 있어서,
상기 검출부는
상기 제2 마그네트로부터 방출되는 자속량 또는 극성에 따라 상기 회전자의 회전 각도, 상기 회전자의 회전 속도 및 상기 제1 마그네트의 위치 중 적어도 하나를 검출하는 엔코더(Encoder) IC(Integrated Chip)을 더 포함하는 전동기.
바닥면과 벽면을 포함하는 제1 홈이 일단에 형성되고, 상기 제1 홈의 바닥면에 제2 홈이 형성된 회전축,
상기 회전축을 감싸고, 상기 회전축과 함께 회전하며, 적어도 하나의 제1 마그네트를 포함하는 회전자, 그리고
상기 제1 홈에 안착되는 제2 마그네트를 포함하며, 상기 회전자의 회전을 검출하는 검출부
를 포함하며,
상기 제1 홈은 상기 회전축의 일단에 형성되고,
상기 제2 홈은 상기 제1 홈의 바닥면과 벽면 간의 경계를 따라 형성되는 전동기를 포함하는 듀얼 클러치 트랜스미션(Dual Clutch Transmission, DCT).
바닥면과 벽면을 포함하는 제1 홈 및 상기 제1 홈의 바닥면에 형성된 제2 홈을 포함하는 회전축,
상기 회전축을 감싸고, 상기 회전축과 함께 회전하며, 제1 마그네트를 포함하는 회전자, 그리고
상기 제1 홈에 안착되는 제2 마그네트를 포함하며, 상기 회전자의 회전을 검출하는 검출부
를 포함하며,
상기 제1 홈은 상기 회전축의 일단에 형성되고,
상기 제2 홈은 상기 제1 홈의 바닥면과 상기 제2 마그네트의 모서리가 맞닿는 영역에 형성되는 전동기.