(57)【要約】【課題】外部環境による接着異常による分離問題を一掃し、センシングプレート自体の固定性を強化してモータの構造的な信頼性を高める。【解決手段】本発明の実施例は、センシングの効率および構造的な信頼性を強化できるモータの構造に関するもので、特に回転軸と前記回転軸に貫通する構造で圧入されるセンシングプレート、そして前記センシングプレート上に配置されるセンシングマグネットおよび前記回転軸の中心に結合部材で結合され、前記センシングマグネットの露出面を覆う構造で配置される固定プレートを含むモータ用センシングユニットおよびこれを含むモータを提供することができるようにする。【選択図】図２
2016201982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸；
前記回転軸に貫通する構造で圧入されるセンシングプレート；
前記センシングプレート上に配置されるセンシングマグネット；および
前記回転軸の中心に結合部材で結合され、前記センシングマグネットの露出面を覆う構造で配置される固定プレート；
を含む、モータ用センシングユニット。
【請求項２】
前記固定プレートは、
前記結合部材を基準として前記センシングマグネット外周面以上の幅を有する、請求項１に記載のモータ用センシングユニット。
【請求項３】
前記固定プレートは、
前記センシングプレートおよび前記センシングマグネットの側面部に密着する側面突起部；
をさらに含む、請求項２に記載のモータ用センシングユニット。
【請求項４】
前記側面突起部の末端が前記センシングプレートを支持するように折り曲げられる折り曲げ部が設けられる、請求項３に記載のモータ用センシングユニット。
【請求項５】
前記固定プレートは非磁性体で構成される、請求項２に記載のモータ用センシングユニット。
【請求項６】
前記固定プレートの水平断面の形状が前記センシングマグネットの外周面がなす形状と同じである、請求項５に記載のモータ用センシングユニット。
【請求項７】
モータハウジング；
前記モータハウジングの中心を貫通する回転軸と前記回転軸に固定されるロータ；
前記ハウジングの内周面に固定され、電源の印加によって前記ロータと相互作用して回転軸を回転させるステータ；
前記回転軸に圧入されて前記ロータの位置角を感知するセンシングユニット；を含み、
前記センシングユニットは、
前記回転軸に貫通する構造で圧入されるセンシングプレートと、
前記センシングプレート上に配置されるセンシングマグネットおよび前記回転軸の中心に結合部材で結合され、前記センシングマグネットの露出面を覆う構造で配置される固定プレート；
を含む、モータ。
【請求項８】
前記固定プレートは、
前記センシングプレートおよび前記センシングマグネットの側面部に密着する側面突起部；
をさらに含む、請求項７に記載のモータ。
【請求項９】
前記側面突起部の末端が前記センシングプレートを支持するように折り曲げられる折り曲げ部が設けられる、請求項８に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、センシングの効率および構造的な信頼性を強化できるモータの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に自動車の操向の安定性を保障するために電動式操向装置(Electronic Power Steering System)が用いられる。電動式操向装置(EPS)は車速センサ、トルクアングルセンサおよびトルクセンサなどで感知した運行条件によって電子制御装置(Electronic Control Unit)でモータを駆動して旋回安定性を保障し、迅速な復元力を提供することによって運転者にとって安全な走行を可能にする。このようなEPSシステムは運転者が操向をするためにハンドルを操作するトルクをモータが補助することによって、より少ない力で操向作業を可能にするが、前記モータとしてはBLDCモータが用いられる。BLDCモータ(Brushless DCモータ)の主要部位はステータとロータで構成されるが、固定子にはコイルが巻線され、回転子はマグネットが結合されて電磁気的相互作用によってロータが回転する。
【０００３】
EPSモータはセンシングマグネット(Sensing magnet)との信号(Hall素子)を通じて情報のやり取りおよび制御をする。このようなセンシングマグネットはロータ(Rotor)との結合、ドライブ(Drive)マグネットとの極間隔維持、ホールセンサ(Hall sensor)とのギャップを維持するために、一般的にプレートとマグネットとを接着剤を利用してボンディング結合して製作されるセンシングプレートアセンブリーが回転軸に結合される。しかし、このようなセンシングプレートに接着剤を利用してセンシングマグネットを結合する結合構造は、温度環境または、機構的な応力偏差、外力などによってマグネットとプレートとが分離する現象、またはセンシングプレートと回転軸とが分離する現象が発生してモータの駆動不良を誘発する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施例は、前述した問題を解決するために案出されたもので、特に回転軸に結合されるセンシングプレートとセンシングマグネットとを、外部で回転軸方向に加圧を具現する固定プレート部材を利用して回転軸に直接固定するようにして、外部環境による接着異常による分離問題を一掃し、センシングプレート自体の固定性を強化してモータの構造的な信頼性を高めることができるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した課題を解決するための手段として、本発明の実施例では、回転軸と前記回転軸に貫通する構造で圧入されるセンシングプレート、そして前記センシングプレート上に配置されるセンシングマグネットおよび前記回転軸の中心に結合部材で結合され、前記センシングマグネットの露出面を覆う構造で配置される固定プレートを含むモータ用センシングユニットを提供することができるようにする。
【０００６】
さらに、本発明の実施例では、モータハウジングと、前記モータハウジングの中心を貫通する前記回転軸と前記回転軸に固定されるロータ、そして前記ハウジングの内周面に固定され、電源の印加によって前記ロータと相互作用して回転軸を回転させるステータおよび前記回転軸に圧入されて前記ロータの位置角を感知する前述した実施例に係るセンシングユニットを含む構造のモータを具現することができるようにする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施例によれば、回転軸に結合されるセンシングプレートとセンシングマグネットとを、外部で回転軸方向に加圧を具現する固定プレート部材を利用して回転軸に直接固定するようにして、外部環境による接着異常による分離問題を一掃し、センシングプレート自体の固定性を強化してモータの構造的な信頼性を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明に係るモータ用センシングユニットを含むモータの構造を例示した断面概念図である。
【図２】図２は図１の本発明に係るモータ用センシングユニットの構造を説明するための分離概念図である。本実施例では、EPSモータに前述したセンシングユニットが適用された例を挙げて説明する。
【図３】図３は本発明の実施例に係るセンシングユニットの固定構造を図示した概念図である。
【図４】図４は本発明の実施例に係るセンシングユニットの固定構造を図示した概念図である。
【図５】図５は本発明の実施例に係るセンシングユニットの多様な変形実施例を図示した図面である。
【図６】図６は本発明の実施例に係るセンシングユニットの多様な変形実施例を図示した図面である。
【図７】図７は本発明の実施例に係るセンシングユニットの多様な変形実施例を図示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付した図面を参照して本発明に係る構成および作用を具体的に説明する。添付図面を参照して説明するにおいて、図面符号にかかわらず同一の構成要素は同一の参照符号を付与し、これに対する重複説明は省略することにする。第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するために用いることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されるものではない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられる。
【００１０】
図１は本発明に係るモータ用センシングユニットを含むモータの構造を例示した断面概念図であり、図２は図１の本発明に係るモータ用センシングユニットの構造を説明するための分離概念図である。本実施例では、EPSモータに前述したセンシングユニットが適用された例を挙げて説明する。
【００１１】
図１および図２を参照すれば、EPSモータの構造は図１に図示されたように、モータハウジング１００と前記モータハウジングの中心を貫通する前記回転軸２００と前記回転軸に固定されるロータ３００、そして前記ハウジングの内周面に固定され、電源の印加によって前記ロータと相互作用して回転軸を回転させるステータ４００を含んで構成される。特に、この場合、前記回転軸に圧入されて前記ロータの位置角を感知するセンシングユニット５００、５１０を含んで構成される。前記センシングユニットは、前記回転軸に圧入されてロータの位置角を感知するセンシングマグネット５１０と、前記センシングマグネットが付着されて前記回転軸に圧入されるセンシングプレート５００を含む構造を有することになる。
【００１２】
特に、本発明の実施例に係る前記センシングユニットは、図２に図示された構造のように、ロータ３００を貫通して突出される回転軸２００と結合する貫通ホール５２０を具備するセンシングプレート５００と、前記センシングプレート上に配置されるセンシングマグネット５１０、そして前記センシングマグネットの上部に配置されて、結合部材５５２を通じて前記回転軸２００に圧入固定される固定プレート５５０を含む。
【００１３】
すなわち、前記固定プレート５５０は、前記センシングマグネットと接着剤で接着される構造ではなく、独立的な結合部材５５２を利用して前記結合部材５５２が回転軸の中心に挿入されて結合し、前記固定プレート５５０を前記センシングプレートの露出表面を加圧して強く押し付けて固定する方式で結合させるようにする。前記結合部材５５２は、様々の固定ピンやスクリュー、ねじのような構造物を適用することができ、スクリューなどの固定部材の場合、螺子山の方向がモータの回転方向と反対に具現されるようにして、回転によって結合部材が離脱しないようにする。
【００１４】
図３および図４は図２の結合構造を拡大した図面である。
【００１５】
すなわち、図３に図示されたように、回転軸２００の中心部には前記結合部材５５２を挿入することができる挿入ホール(X)が備えられる。また、前記センシングプレート５００上のセンシングマグネット５１０を覆う構造で配置される固定プレート５５０は前記結合部材５５２によって前記センシングプレートと強く結着させられる。
【００１６】
図４は図３の結合状態が完了した構造を図示した図面である。
【００１７】
図示されたように、前記固定プレート５５０はセンシングマグネット５１０の露出面全体を覆う構造によって固定力を発揮することができるが、センシングマグネット５１０を外部環境や異物から保護する機能を遂行する一方、センシングマグネット５１０の離脱を安定的に防止することができる。さらに、前記固定プレート５５０はセンシングマグネットのセンシング効率を阻害しないように非磁性体で具現された方が好ましい。
【００１８】
特に、図５を参照すれば、前記固定プレート５５０は前記センシングマグネットの外形と同じ外形、例えば円形(円板形)で相互対応する形状で具現し、センシングマグネット５１０の全体面を均一に加圧できるようにし、保護機能を強化するために、センシングマグネットの面積以上の面積を有するように具現することができる。すなわち、前記固定プレートの水平断面の形状が前記センシングマグネットの外周面がなす形状と同じ構造で具現され得る。
【００１９】
例えば、回転軸の中心(結合部材が結合する結合ホール)を基準として、センシングマグネットの半径(R１)とセンシングプレートの半径(R３)とを考慮する時、前記固定プレート(R２)の半径が前記センシングマグネットの半径(R１)より大きい構造で具現してセンシングマグネット全体を保護することができるようにする。すなわち、前記固定プレートは前記結合部材を基準として前記センシングマグネット外周面以上の幅を有することができる。このような配置関係を図６を通じて概念化すると、図６の(a)は、図４および図５で詳述したセンシングプレート５００、センシングマグネット５１０、そして固定プレート５５０が結合部材５５２を通じて固定される模式図を図示したもので、図示されたように、固定プレート５５０はセンシングマグネット５１０全体を保護することができるようにセンシングマグネット５１０の全体面積を覆うことができるようにすることができる。
【００２０】
さらに、より安定した固定力を確保し、およびセンシングマグネット５１０を保護するために、前記固定プレート５５０の構造を図６の(b)に図示されたように、前記固定プレート５５０は前記センシングプレートおよび前記センシングマグネットの側面部に密着する側面突起部５５０aをさらに含む構造で具現することができる。さらに、他の実施例としては、前記側面突起部５５０aの末端が前記センシングプレートを支持するように、前記センシングプレートの上部面方向に折り曲げられる折り曲げ部５５０bが設けられる構造で具現し、固定プレートがセンシングプレートとマグネットをさらに強く結着して固定することができるようにすることができる。
【００２１】
図７は図３および図４に示した本発明の実施例に係る回転軸２００に結合されるセンシングユニットの外部構造を例示した図面である。以下では、図１および図３、図７を参照し、本発明のセンシングユニットが結合したEPSモータの構造の構成および作用を説明する。
【００２２】
図示されたように、本発明の一実施例に係るEPSモータは、上側にブラケットが結合されるモータハウジング１００と、前記モータハウジング１００の中心に回転可能に支持される回転軸２００と、回転軸２００の外周面に固定されて共に回転するロータ３００と、ハウジング１００の内周面に固定されて電源が印加されるとロータ３００と相互作用して回転軸２００を回転させるステータ４００を含む。前記モータハウジング１００は上部と下部とがそれぞれ開口された、略円筒形態で形成されて内周面にステータ４００が熱間圧入される。そして、モータハウジング１００の開口された上面にはブラケット１１０が装着され得る。
【００２３】
前記ロータ３００は回転軸２００の外周面に圧入固定されるロータコア３１０と、このロータコア３１０の外周面に円周方向に装着されるマグネット３２０を含む。そして、ステータ４００はハウジング１００の内面に圧入されるステータコア４１０とステータコア４１０に巻かれるコイル４２０を含む。
【００２４】
合わせて、前記回転軸２００にはセンシングプレート５００が圧入され、このセンシングプレート５００にはロータ３００の位置角を感知するセンシングマグネット５１０が配置され、続いて前述した固定プレート５５０が前記センシングマグネット５１０上部に配置され、以後結合部材５５２を媒介として回転軸に強く加圧結合される。また、前記センシングプレート５００はその中央に回転軸２００が挿入される貫通ホール５２０が形成され、この貫通ホール５２０の内面には内側方向に突出した少なくとも一つ以上のスリップ防止突起６００が形成され得る。そして、回転軸２００の外周面には回転軸２００の長さ方向にスリップ防止突起６００が圧入されるスリップ防止溝６１０が形成され得る。すなわち、センシングプレート５００の貫通ホール５２０に回転軸２００を圧入するとスリップ防止突起６００がスリップ防止溝６１０に圧入されてセンシングプレート５００のスリップを防止する。ここで、スリップ防止突起６００は三角形または、四角形などの多角形の形態で形成されるか、半円形態または、楕円形態で形成され得る。そして、スリップ防止溝６１０もやはり三角形または、四角形などの多角形の形態で形成されるか、半円形態または、楕円形態で形成され得る。
【００２５】
このように、本発明の一実施例に係る回転軸２００とセンシングプレート５００、そして固定プレート５５０の結合構造をみると、センシングプレート５００に形成されたスリップ防止突起６００を回転軸２００に形成されたスリップ防止溝６１０に一致させた後、センシングプレート５００を回転軸２００に圧入するとスリップ防止溝６１０にスリップ防止突起６００が圧入されてセンシングマグネット５１０の着磁位置を一致させることができ、組立を容易になすことができる。さらに、前記固定プレートを通じてセンシングマグネットを前記センシングプレート５００に強く固定することができ、接着剤を使わずとも安定的にセンシングマグネットを着磁することができるようになる。
【００２６】
また、EPSモータは、一方向回転ではない両方向に回転し、回転方向が短い時間内で転換されるが、この場合、回転軸２００とセンシングプレート５００とが互いに強固に組み立てられた状態であるので、センシングプレートのスリップを防止することができ、前記固定プレート５５０を媒介として回転軸に直接結着されて結合される結合構造によって、回転によるマグネットの離脱やセンシングプレートの離脱を防止することができる。
【００２７】
前述したような本発明の詳細な説明では具体的な実施例に関して説明した。しかし、本発明の範疇から逸脱しない限度内では多様な変形が可能である。本発明の技術的思想は本発明の記述した実施例に限定されず、特許請求の範囲だけでなくこの特許請求の範囲と均等物などによって定められるべきである。
【符号の説明】
【００２８】
１００：ハウジング、
１１０：ブラケット、
２００：回転軸、
３００：ロータ、
３１０：ロータコア、
３２０：マグネット、
４００：ステータ、
４１０：ステータコア、
４２０：コイル、
５００：センシングプレート、
５１０：センシングマグネット、
５２０：貫通ホール、
５５０：固定プレート、
５５２：結合部材、
６００：スリップ防止突起、
６１０：スリップ防止溝。
【図１】
2016201982.tif 000003
【図２】
2016201982.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016201982.tif 000006
【図５】
2016201982.tif 000007
【図６】
2016201982.tif 000008
【図７】
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