KR102675544B1 - 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치는, 내부에 스테이터가 설치된 상부 하우징; 상기 상부 하우징에 회전 가능하게 설치되며 상기 스테이터와 전자기적 상호작용에 의해 회전되는 로터; 및 상기 로터의 회전 위치를 검출하는 홀 센서 모듈;을 포함한 브러시리스 모터 장치에 있어서, 상기 홀 센서 모듈은 상기 상부 하우징에 결합되는 금속 재질의 하부 하우징에 고정된 것을 특징으로 한다.

Description

홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치{Brushless motor apparatus provided with enhanced assembly structure of hall sensor module}

본 발명은 브러시리스 모터 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 로터의 회전 위치를 검출하는 홀 센서 모듈의 조립 구조에 관한 것이다.

브러시리스 모터(Brushless Direct Current Motor)는 기존의 직류모터에 비하여 효율이 높아 자동차, 가정 등의 분야에 널리 사용되고 있다. 브러시리스 모터는 종래 직류 모터에서 브러시와 정류자를 삭제하고 전자적인 정류회로가 구비된 모터다.

이와 같은 브러시리스 모터는 하우징의 내부에 스테이터가 고정되고 그 내측에 로터가 일정간격 이격되어 배치된다. 그리고 스테이터는 링 형태로 형성되어 내측으로 복수의 치(teeth)가 돌출 형성되어 방사상으로 배치된다. 스테이터의 절연을 위해 상측과 하측에 스테이터를 감싸는 형태로 인슐레이터가 결합된다. 인슐레이터에 의해 절연된 스테이터의 치 부분에 코일이 권취된다. 로터에는 원주방향을 따라 서로 이격되어 복수개의 영구자석이 배열되어 결합된다.

스테이터에는 로터에서 발생하는 자계를 감지하여 회전되는 로터의 위치를 판단할 수 있도록 하는 홀 센서 모듈이 설치된다. 홀 센서 모듈은 컨트롤러와 전기적으로 연결된다. 예컨대, 종래 브러시리스 모터 장치에서는 도 1에 도시된 바와 같이 상부 하우징(4)와 하부 하우징(5)를 포함한다. 상부 하우징(4)에는 스테이터와 로터가 설치된다. 하부 하우징(5)에는 컨트롤러가 설치된다. 그런데, 홀 센서 모듈(1)이 스테이터를 구성하는 인슐레이터(2)에 스크루(3)에 의해 고정된다. 일반적으로 인슐레이터(2)는 합성수지로 이루어져 있으며, 홀 센서 모듈(1)이 고정되는 부위의 인슐레이터(2)는 얇은 두께를 가지기 때문에 홀 센서 모듈(1)이 견고하게 고정될 수 없는 문제점이 있다. 이에 따라 사용환경 평가나 외부 충격시에 홀 센서 모듈(1)의 고정부가 쉽게 손상될 수 있는 문제점이 있다.

001 KR 10-2018-0018285 A (2018.02.21)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 브러시리스 모터 장치에 채용되는 홀 센서 모듈의 고정 구조를 개선함으로써 내구성이 강화되고 조립성 또한 향상된 브러시리스 모터 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치는, 내부에 스테이터가 설치된 상부 하우징;

상기 상부 하우징에 회전 가능하게 설치되며 상기 스테이터와 전자기적 상호작용에 의해 회전되는 로터; 및

상기 로터의 회전 위치를 검출하는 홀 센서 모듈;을 포함한 브러시리스 모터 장치에 있어서,

상기 홀 센서 모듈은 상기 상부 하우징에 결합되는 금속 재질의 하부 하우징에 고정된 점에 특징이 있다.

상기 하부 하우징의 상면에는 상기 홀 센서 모듈이 조립되는 폐 루프 형태로 연장 형성된 가이드 홈부가 구비된 것이 바람직하다.

상기 홀 센서 모듈은 상기 하부 하우징의 상면에 형성되며 하방이 폐쇄된 홈 형태의 고정 홈부에 나사 부재를 매개로 고정된 것이 바람직하다.

상기 가이드 홈부에는 실리콘 접착제가 도포된 것이 바람직하다.

상기 하부 하우징은 알루미늄 합금으로 구성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치는, 로터의 회전 위치를 검출하는 홀 센서 모듈이 상부 하우징의 하방에 결합되는 금속 재질의 하부 하우징에 고정되도록 개선된 구조에 의하여 거친 사용 환경이나 예기치 않은 외부의 충격에도 홀 센서 모듈의 고정 구조가 쉽게 훼손되지 않아 모터 장치의 내구성이 현저하게 향상되는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치는, 상대적으로 넓고 안정된 형상의 하부 하우징에 마련된 가이드 홈부를 따라 홀 센서 모듈이 조립되므로 조립성이 향상되는 효과를 제공한다.

도 1은 종래 브러시리스 모터 장치에서 홀 센서의 설치 구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 "A" 부위의 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 브러시리스 모터 장치에서 홀 센서 모듈의 설치 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에서 도시된 홀 센서 모듈이 분리된 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 Ⅴ - Ⅴ 선 단면도이다.
도 6는 도 5에 "B" 부위의 확대도이다.
도 7은 도 3에 도시된 Ⅶ - Ⅶ 선 단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 브러시리스 모터 장치에서 홀 센서 모듈의 설치 구조를 보여주는 도면이다. 도 4는 도 3에서 도시된 홀 센서 모듈이 분리된 상태를 보여주는 도면이다. 도 5는 도 3에 도시된 Ⅴ - Ⅴ 선 단면도이다. 도 6는 도 5에 "B" 부위의 확대도이다. 도 7은 도 3에 도시된 Ⅶ - Ⅶ 선 단면도이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치(10, 이하 "브러시리스 모터 장치"라 함)는 상부 하우징(20)과, 하부 하우징(60)과, 홀 센서 모듈(50)을 포함한다.

상기 상부 하우징(20)은 하방이 개방된 원통 형상의 구조물로 구성될 수 있다. 상기 상부 하우징(20)의 하단에는 하부 하우징(60)과의 결합을 위한 구멍이 형성된 플랜지부가 구비된 것이 바람직하다. 상기 상부 하우징(20)의 내부에는 스테이터(40)가 설치된다. 상기 스테이터(40)는 금속 코어와, 상기 코어의 상부와 하부를 각각 덮도록 조립되는 인슐레이터(42)를 포함한다. 로터(30)는 상기 상부 하우징(20)의 내부에 회전가능하게 설치된다. 상기 로터(30)는 상기 스테이터(40)와 전자기적 상호작용에 의해 회전되는 구성요소이다. 상기 로터(30)는 복수의 영구자석을 포함한다.

상기 하부 하우징(60)은 상기 상부 하우징(20)에 결합된다. 상기 하부 하우징(60)은 금속 재질로 구성된다. 상기 하부 하우징(60)은 예컨대 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 상기 하부 하우징(60)의 내부에는 상기 스테이터(40)와 전기적으로 연결되어 상기 로터(30)의 회전을 제어하는 컨트롤러(90)가 설치된다. 상기 컨트롤러(90)는 수분이나 이물질에 의해 쉽게 손상될 수 있으므로 상기 상부 하우징(20)과는 공간이 분리된 상기 하부 하우징(60)의 내부에 설치된다. 상기 하부 하우징(60)의 하부에는 커버(80)가 설치될 수 있다.

상기 홀 센서 모듈(50)은 상기 로터(30)의 회전 위치를 검출하는 구성요소이다. 상기 홀 센서 모듈(50)은 상기 로터(30)의 회전에 의해 발생하는 자기장의 변화를 감지한다. 이에 따라 상기 홀 센서 모듈(50)을 구성하는 홀 센서는 상기 로터(30)를 구성하는 영구자석과 마주하는 방향으로 설치되는 것이 바람직하다. 상기 홀 센서 모듈(50)은 상기 하부 하우징(60)에 고정된다. 더 구체적으로 상기 홀 센서 모듈(50)은 상기 하부 하우징(60)의 상면에 고정된다. 상기 홀 센서 모듈(50)은 예컨대, 스크루나 볼트와 같은 나사 부재(70)를 매개로 상기 하부 하우징(60)에 견고하게 고정될 수 있다. 상기 하부 하우징(60)의 상면에는 상기 나사 부재(70)가 결합되는 복수의 고정 홈부(66)가 구비된다. 상기 고정 홈부(66)는 하방이 폐쇄된 홈 구조로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 고정 홈부(66)의 내주면에는 암나사부가 형성될 수 있다.

상기 하부 하우징(60)의 상면에는 상기 홀 센서 모듈(50)이 조립되는 폐 루프 형태로 연장 형성된 가이드 홈부(62)가 구비된 것이 바람직하다. 상기 가이드 홈부(62)는 상기 홀 센서 모듈(50)의 테두리 형태를 따라 형성될 수 있다. 상기 가이드 홈부(62)에는 실리콘 접착제가 도포된 것이 바람직하다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 브러시리스 모터 장치(10)의 작용 효과를 홀 센서 모듈(50)의 조립 과정을 설명하면서 상세하게 서술하기로 한다.

먼저, 상부 하우징(20)에 스테이터(40)와 로터(30)를 조립한다. 상기 로터(30)는 하부 하우징(60)에도 회전 가능하게 조립된다. 그리고, 하부 하우징(60)을 조립한다. 상기 하부 하우징(60)의 내부에는 컨트롤러(90)가 설치된다. 상기 컨트롤러(90)는 스크루와 같은 고정 수단을 통해 상기 하부 하우징(60)에 견고하게 고정될 수 있다. 상기 하부 하우징(60)에 컨트롤러(90)를 설치한 후 커버(80)에 의해 상기 하부 하우징(60)의 개방부는 폐쇄될 수 있다.

이제, 상기 홀 센서 모듈(50)을 상기 하부 하우징(60)에 설치한다. 상기 홀 센서 모듈(50)을 설치하기 전에 상기 가이드 홈부(62)에 실리콘 접착제(64)를 도포한다. 그리고, 상기 홀 센서 모듈(50)을 상기 가이드 홈부(62)에 맞도록 조립한다. 상기 홀 센서 모듈(50)이 가이드 홈부(62)에 맞도록 조립됨에 따라 상기 홀 센서 모듈(50)과 상기 컨트롤러(90)는 연결핀에 의해 전기적으로 연결된다. 상기 연결핀이 관통하는 핀 관통공이 상기 하부 하우징(60)의 상면에 형성되어 있음은 자명하다. 이제, 상기 나사 부재(70)가 상기 홀 센서 모듈(50)의 고정공을 관통하여 상기 하부 하우징(60)에 마련된 고정 홈부(66)에 나사 결합되도록 조립한다. 이에 따라 상기 홀 센서 모듈(50)은 금속 재질로 이루어진 상기 하부 하우징(60)에 견고하게 고정된다. 이제, 상기 상부 하우징(20)과 상기 하부 하우징(60)을 상호 결합한다. 상기 하부 하우징(60)의 상방으로부 하방으로 상기 상부 하우징(20)을 접근시킨다. 그리고, 상기 상부 하우징(20)과 상기 하부 하우징(60)이 맞닿은 상태에서 스크루와 같은 고정수단으로 견고하게 상호 고정한다. 이와 같은 과정에 의해 상기 브러시리스 모터 장치(10)의 조립이 완료된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치는, 로터의 회전 위치를 검출하는 홀 센서 모듈이 상부 하우징의 하방에 결합되는 금속 재질의 하부 하우징에 고정되도록 개선된 구조에 의하여 거친 사용 환경이나 예기치 않은 외부의 충격에도 홀 센서 모듈의 고정 구조가 쉽게 훼손되지 않아 모터 장치의 내구성이 현저하게 향상되는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치는, 상대적으로 넓고 안정된 형상의 하부 하우징에 마련된 가이드 홈부를 따라 홀 센서 모듈이 조립되므로 조립성이 향상되는 효과를 제공한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

10 : 브러시리스 모터 장치
20 : 상부 하우징
30 : 로터
40 : 스테이터
50 : 홀 센서 모듈
60 : 하부 하우징
62 : 가이드 홈부
64 : 실리콘 접착제
66 : 고정 홈부
70 : 나사 부재
80 : 커버
90 : 컨트롤러

Claims (5)

1. 내부에 스테이터가 설치된 상부 하우징;
   상기 상부 하우징에 회전 가능하게 설치되며 상기 스테이터와 전자기적 상호작용에 의해 회전되는 로터; 및
   상기 로터의 회전 위치를 검출하는 홀 센서 모듈;을 포함한 브러시리스 모터 장치에 있어서,
   상기 홀 센서 모듈은 상기 상부 하우징에 결합되는 금속 재질의 하부 하우징에 고정되며,
   상기 상부 하우징과 공간적으로 분리된 상기 하부 하우징의 내부에는 상기 스테이터와 전기적으로 연결되어 상기 로터의 회전을 제어하는 컨트롤러가 설치되며,
   상기 하부 하우징의 하부에는 커버가 설치되며,
   상기 상부 하우징의 상면에는 상기 홀 센서 모듈이 조립되는 폐 루프 형태로 연장 형성된 가이드 홈부가 구비되며,
   상기 가이드 홈부는 상기 홀 센서 모듈의 테두리 형태를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 홀 센서 모듈은 상기 하부 하우징의 상면에 형성되며 하방이 폐쇄된 홈 형태의 고정 홈부에 나사 부재를 매개로 고정된 것을 특징으로 하는 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 홈부에는 실리콘 접착제가 도포된 것을 특징으로 하는 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하부 하우징은 알루미늄 합금으로 구성된 것을 특징으로 하는 홀 센서 모듈의 조립구조가 개선된 브러시리스 모터 장치.
   

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