KR20150003700A - Ipm 모터용 후방 하우징 및 그를 포함하는 ipm 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원 커넥터와 홀센서 홀더가 일체로 형성되어 제조공정성이 우수하고 소음 및 진동을 감소시키며 홀센서 조립 시 위치를 일정하게 하여 전기각의 편차를 줄여 모터의 특성을 균일하게 할 수 있는 모터용 후방 하우징 및 그를 포함하는 모터에 관한 것이다.

Description

IPM 모터용 후방 하우징 및 그를 포함하는 IPM 모터{REAR HOUSING FOR IPM MOTOR AND IPM MOTOR COMPRISING THE SAME}

본 발명은 후방 하우징 및 그를 포함하는 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원 커넥터와 홀센서 홀더, 후방 하우징이 일체로 형성되어 제조공정성이 우수하고 모터의 소음 및 진동을 감소시키고 홀센서 조립 시 위치를 일정하게 하여 모터의 특성을 균일하게 할 수 있는 IPM 모터용 후방 하우징 및 그를 포함하는 모터에 관한 것이다.

일반적으로 IPM 모터는 영구자석이 회전자의 내부에 매립된 모터로서,

종래의 IPM 모터는 원통형 하우징의 내부에 고정되게 설치된 고정자 코어에 코일이 권선되어 있고, 고정자 코어의 내부에는 회전축에 의해 지지되는 회전자에 자석이 매립되어 있다. 원통형의 회전자에는 마그넷이 매립되도록 복수 개의 구멍이 형성되어 있으며, 이 구멍에 직사각형 모양의 자석이 매립되어 모터의 회전자를 구성한다. 또한 후방 하우징의 내부에는 회전자의 위치를 감지하는 홀센서가 구비된다. 이러한 모터에서는 홀센서가 회전자의 위치를 감지한 후, 외부 컨트롤러에 신호를 보내게 되고, 이를 기초로 하여 고정자의 코일에 전류가 공급되면 회전자와 고정자의 전자기력에 의하여 회전자가 회전되고, 이에 따라 회전축이 회전되어 모터가 작동된다.

기존 모터에서는 도 1 및 도2에 도시된 바와 같이, 알루미늄 다이-캐스팅 방식으로 제작되는 후방 하우징(5)에 전원 커넥터(7)를 스크류를 이용하여 고정하고, 홀센서를 포함한 인쇄회로기판 어셈블리(PCB Assembly)(10)를 홀센서 홀더(8)에 삽입 후 실리콘 수지로 몰딩처리한 후, 후방 하우징(5) 끝단부에 스크류를 이용하여 결합시키고, 홀센서 커넥터를 후방 하우징의 홀센서 커넥터 결합부에 후크로 고정시켰다.

이와 같이 구성되는 모터에서는 여러 개의 부품을 일일이 스크류로 조립해야 하므로 부품 수가 많고, 각 부품을 조립하면서 부품 공차와 조립 공차로 인하여 제품 특성이 영향을 받아서 균일한 특성을 확보하기 어려워 조립 과정에서 불량이 발생될 우려가 높았다. 특히 홀센서가 홀센서 커넥터에 결합 시 발생하는 부품 및 조립 공차와 홀센서 커넥터가 후방 하우징에 결합 시 발생하는 부품 및 조립 공차가 있어 공차가 2중으로 발생하여 모터의 특성에 가장 영향을 주는 전기각이 일정하게 관리되지 못함에 따른 불량 발생 우려가 높았고, 전후방 하우징 재질이 동일하므로, 소음 및 진동에 불리한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 후방 하우징(rear housing)에 홀센서 홀더와 전원 커넥터를 일체로 형성함으로써, 조립되는 부품의 수를 감소시켜 제조공정성을 향상시키고, 홀센서 조립 시 2중으로 발생하는 부품 공차와 조립 공차로 인한 전기각의 심한 편차로부터 발생하는 모터 특성의 불균일을 방지하여 모터의 특성을 일정하게 하고, 모터 하우징으로 전달되는 진동을 최소화하기 위하여 전후방 하우징의 재질을 다르게 하여 소음을 저감할 수 있는 후방 하우징을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 후방 하우징을 포함하여, 제조공정성이 우수하고, 특성이 균일하며 소음 및 진동이 감소된 모터를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 모터를 수용하기 위한 내부 공간을 한정하는 모터의 후방 하우징에 있어서, 상기 후방 하우징은 상기 후방 하우징의 일측에 일체로 형성된 모터의 홀센서를 수용하는 홀센서홀더로서, 상기 홀센서 홀더의 상면에는 홀센서에 대응하는 수의 홀센서 삽입부가 형성되어, 홀센서가 상기 홀센서 삽입부 내에 삽입수용되도록 구성된 홀센서 홀더; 및 상기 후방 하우징의 타측에 일체로 형성된 전원 커넥터를 구비하고, 상기 홀센서 홀더와 상기 전원 커넥터는 사출 성형에 의해서 상기 후방 하우징과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 IPM 모터용 후방 하우징에 관한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은

상호 결합되어 내부에 수용공간을 형성하는 전방 및 후방 하우징; 상기 전방 및 후방 하우징에 상호 대향되도록 각각 설치되는 제1 및 제2 볼 베어링 사이에 지지되어 회전 가능하게 설치되는 회전축; 상기 회전축에 결합되어 회전축과 일체로 회전하는 회전자; 상기 전방 및 후방 하우징의 내부 수용공간에 설치되되 회전자를 감싸도록 설치되어 회전자를 회전시키는 고정자; 및 상기 회전자의 일측에 형성되어, 상기 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 구비하고 감지한 홀센서 신호를 외부로 보낼 수 있도록 내부 회로가 결선되어 있는 인쇄회로기판 어셈블리를 포함하는 IPM 모터에 있어서,

상기 후방 하우징이 일측에 일체로 형성된 두개 이상의 홀센서들을 수용하는 홀센서 홀더로서, 상기 홀센서 홀더의 상면에는 홀센서에 대응하는 수의 홀센서 삽입부가 형성되어, 홀센서가 상기 홀센서 삽입부 내에 삽입수용되도록 구성된 홀센서 홀더; 및 상기 후방 하우징의 타측에 일체로 형성된 전원 커넥터를 구비하고, 상기 홀센서 홀더와 상기 전원 커넥터는 사출성형에 의해서 상기 후방 하우징과 일체로 형성는 것을 특징으로 하는 IPM 모터에 관한 것이다.

본 발명에서는 후방 하우징(rear housing)에 홀센서 홀더 하우징과 전원 케이블 하우징을 일체로 형성함으로써, 조립되는 부품의 수와 별도의 조립 공정을 삭제하여 제조공정성을 향상시킴으로써 가격 경쟁력을 높일 수 있고, 더 나아가 본 발명은 고정자 어셈블리에 보다 용이하고, 견고하게, 그리고 정확한 위치에 홀센서를 구비한 인쇄회로기판을 결합시킬 수 있어 전기각이 일정해짐에 따라 모터의 특성이 균일하게 나타나게 되어 품질을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 이종 재질의 결합에 의하여 소음 및 진동을 감소시켜 모터의 품질을 더욱 더 향상시킬 수 있다.

도 1은 기존의 모터의 개략 분해사시도이다.
도 2는 기존의 모터의 조립상태도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 모터의 개략 분해사시도이다.
도 4a-b는 본 발명의 일 실시예의 후방 하우징의 개략사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 모터의 조립상태도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 후방 하우징과 홀센서 어셈블리를 개략적으로 도시한 분해사시도이고, 도 4a-b는 본 발명의 일 실시예의 후방 하우징의 개략사시도이다. 도 3 및 도 4a-b를 참고하면, 본 발명의 일 실시예의 모터용 후방 하우징(50)은 모터를 수용하기 위한 내부 공간을 한정하는 모터의 후방 하우징으로서, 상기 후방 하우징의 일측에 일체로 형성된 모터의 홀센서를 수용하는 홀센서 홀더(51); 및 상기 후방 하우징의 타측에 일체로 형성된 전원 커넥터(52)를 포함한다. 상기 홀센서홀더(51)의 상면에는 홀센서에 대응하는 수의 홀센서 삽입부(53)가 형성되어, 홀센서가 상기 홀센서 삽입부(53) 내에 삽입되어 수용되도록 구성된다. 상기 고정자(40)에는 다수의 철심이 적층됨과 동시에 와이어가 권선된다.

도 4a-b를 참고하면, 본 발명의 상기 후방 하우징(50)은 상기 홀센서 홀더(51) 및 상기 전원 커넥터(52)가 사출 성형에 의해서 일체로 형성된 사출물이다. 상기 모터용 하우징은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩에 의해 형성될 수 있다.

본 발명의 후방 하우징에는 전원 커넥터(52) 및 홀센서 홀더(51)가 일체로 형성되어 부품 수를 줄이고 조립 공정을 단순화하여 가격 경쟁력을 높일 수 있고, 또한 후방 하우징은 BMC 몰딩 등의 사출 성형에 의해 제작되는 사출물로서 가격 경쟁력이 있다.

본 발명의 다른 양상은 이상에서 설명한 모터용 하우징을 포함하는 모터에 관한 것이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예의 모터의 조립상태도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모터는, 상호 결합되어 내부에 수용공간을 형성하는 전방 하우징(10) 및 후방 하우징(50); 상기 전방 및 후방 하우징(10, 50)에 상호 대향되도록 각각 설치되는 제 1 볼 베어링(31) 및 제 2 볼 베어링(32) 사이에 지지되어 회전 가능하게 설치되는 회전축(25); 상기 회전축(25)에 결합되어 회전축과 일체로 회전하는 회전자(30); 상기 전방 및 후방 하우징(10, 50)의 내부 수용공간에 설치되되 회전자를 감싸도록 설치되어 회전자(30)를 회전시키는 고정자(40) 및 상기 회전자(30)의 일측에 형성되어, 상기 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서(71)를 구비하고 외부 컨트롤러에 홀센서가 감지한 회전자 위치를 보내기 위한 내부 회로가 결선되어 있는 인쇄회로기판 어셈블리(73)와 홀센서 커넥터(72), 홀센서 어셈블리로부터 받은 신호를 기초로 외부 컨트롤러가 고정자의 코일에 전류를 인가할 수 있도록 형성된 전원 커넥터(52)를 포함하는 모터에 있어서, 상기 후방 하우징(50)이 일측에 일체로 형성된 상기 홀센서를 수용하는 홀센서 홀더(51), 및 상기 후방 하우징의 타측에 일체로 형성된 전원 커넥터(52)를 포함한다. 도면 부호 20은 와셔이다.

본 발명의 모터는 IPM 모터이고, 본 발명의 모터에서 상기 홀센서 홀더(51)와 상기 전원 커넥터(52)는 사출성형에 의해서 상기 후방 하우징에 일체로 형성된 사출물이다.

본 발명의 모터에서 상기 전방 하우징(10)은 알루미늄 재료로 구성되고, 상기 고정자(40)는 규소 강판으로 구성되며, 상기 후방 하우징(50)은 플라스틱 사출물로 구성될 수 있다. 이와 같이 재질이 상이할 경우 매질 및 고유 진동수가 서로 다르므로 소음 및 진동에 대하여 양호한 특성을 보인다. 모터에서는 모터를 구동하는데 필요한 장치들이 인쇄회로기판 어셈블리(73)에 구비되는데, 특히 상기 인쇄회로기판 어셈블리(73)에는 회전자(30)의 위치를 감지하는 홀센서(71) 및 전기 소자 등이 구비될 수 있다. 상기 인쇄회로기판 어셈블리(73)는 외부 출력 신호 전선을 납땜에 의해 연결하고 전기 소자 등으로 회로를 구성하도록 동박 라인이 형성된 인쇄회로기판이다.

도 3 및 도 4a-b에 도시된 바와 같이, 홀센서(71)는 상기 후방 하우징(50)에 일체로 형성된 홀 센서 홀더(51)에 의해 상기 회전자의 측부에 고정된다. 홀 센서(71)는 회전자(30)의 회전동작에 따라 회전하는 센서마그넷에 의해 신호가 전달되어 회전자(30)의 위치를 검출하도록 구성되고, 상기 인쇄회로기판 어셈블리(73)의 타측에는 외부로 홀센서 신호를 보내기 위한 홀센서 커넥터(72)가 연결되어 있다. 일반적으로 홀 센서는 두 개 또는 세 개가 형성되므로 홀 센서 홀더(51) 내부의 홀센서 삽입부(53) 또한 센서의 수와 동일한 수로 형성된다.

본 발명에서 센싱부 고정 방법은 홀센서 홀더(51)에 PCB 아세이를 삽입한 후 실리콘 수지를 도포한 후 열경화로 고정한다. 인쇄회로기판 어셈블리(73)는 인쇄회로 기판에 홀센서와 리드와이어가 납땜으로 연결되어 있고 리드와이어 끝단에 홀센서 커넥터가 연결되어 있는 구조이다.

본 발명의 모터에서는 고정자(40)에 권선된 와이어에 전원이 인가되면 회전자계가 형성되고, 상기 회전자계와 회전자에 부착된 영구자석의 전자기력에 의하여 회전자(30)가 회전하고, 상기 회전자(30)의 내부에 설치된 회전축(25)이 연동되어 동시에 회전한다. 이때, 상기 회전자(30)의 외부 측에 홀 센서 홀더(51)를 매개로 설치된 홀 센서(71)가 회전자(30)의 영구자석이 회전함에 따라 달라지는 자속을 감지하여 회전자(30)의 위치를 감지한 후, 이를 기초로 하여 고정자(40)의 권선 코일에 전류가 공급되면 회전자(30)와 고정자(40)의 작용에 의하여 회전자(30)가 회전되게 되고, 이에 따라 회전축(25)이 회전되어 모터가 작동된다. 이와 같이 해서 홀센서(71)에 의해서 감지된 회전자의 위치를 기초로 하여 모터 구동이 제어되므로 모터 특성은 홀센서의 위치에 크게 영향을 받는다. 홀센서(71)는 정확한 회전자(30)의 위치를 감지하기 위하여 홀센서(71)가 구비된 인쇄회로기판 어셈블리(73)의 고정자(40)나 회전자(30)에 대한 상대적 위치가 매우 중요하므로, 인쇄회로기판 어셈블리(73)가 상기 후방 하우징(50)의 정확한 위치에 결합되는 것은 매우 중요하다.

본 발명의 모터에서는 홀센서 커버의 조립 없이 일체형 후방 하우징에 홀센서를 조립하므로, 홀센서를 정확하고 일정하게 조립할 수 있어 전기각을 일정하게 관리할 수 있으므로 모터의 특성값이 균일하게 나타나 품질을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10 : 전방 하우징 50 : 후방 하우징
25 : 회전축 20 : 와셔
30 : 회전자 40 : 고정자
51 : 홀 센서 홀더 52 : 전원 커넥터
53: 홀센서 삽입부 70 : 홀센서 어셈블리
71 : 홀 센서 72 : 홀센서 커넥터
73 : 인쇄회로기판 어셈블리 80 : 몰드

Claims (4)

1. 모터를 수용하기 위한 내부 공간을 한정하는 모터의 후방 하우징에 있어서, 상기 후방 하우징은 상기 후방 하우징의 일측에 일체로 형성된 모터의 홀센서를 수용하는 홀센서홀더로서, 상기 홀센서 홀더의 상면에는 홀센서에 대응하는 수의 홀센서 삽입부가 형성되어, 홀센서가 상기 홀센서 삽입부 내에 삽입수용되도록 구성된 홀센서 홀더; 및 상기 후방 하우징의 타측에 일체로 형성된 전원 커넥터를 구비하고, 상기 홀센서 홀더와 상기 전원 커넥터는 사출 성형에 의해서 상기 후방 하우징과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 IPM 모터용 후방 하우징.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 모터용 하우징은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩에 의해 형성된 것임을 특징으로 하는 IPM 모터용 후방 하우징.
   
3. 상호 결합되어 내부에 수용공간을 형성하는 전방 및 후방 하우징; 상기 전방 및 후방 하우징에 상호 대향되도록 각각 설치되는 제1 및 제2 볼 베어링 사이에 지지되어 회전 가능하게 설치되는 회전축; 상기 회전축에 결합되어 회전축과 일체로 회전하는 회전자; 상기 전방 및 후방 하우징의 내부 수용공간에 설치되되 회전자를 감싸도록 설치되어 회전자를 회전시키는 고정자; 및 상기 회전자의 일측에 형성되어, 상기 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 구비하고 감지한 홀센서 신호를 외부로 보낼 수 있도록 내부 회로가 결선되어 있는 인쇄회로기판 어셈블리를 포함하는 IPM 모터에 있어서,
   상기 후방 하우징이 일측에 일체로 형성된 두개 이상의 홀센서들을 수용하는 홀센서 홀더로서, 상기 홀센서 홀더의 상면에는 홀센서에 대응하는 수의 홀센서 삽입부가 형성되어, 홀센서가 상기 홀센서 삽입부 내에 삽입수용되도록 구성된 홀센서 홀더; 및 상기 후방 하우징의 타측에 일체로 형성된 전원 커넥터를 구비하고, 상기 홀센서 홀더와 상기 전원 커넥터는 사출성형에 의해서 상기 후방 하우징과 일체로 형성는 것을 특징으로 하는 IPM 모터.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 전방 하우징은 알루미늄 재료로 구성되고, 상기 고정자는 규소 강판으로 구성되며, 상기 후방 하우징은 플라스틱 사출물로 구성되는 것을 특징으로 하는 IPM 모터.
   

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