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KR101429081B1 - 메인 마그네트를 이용한 회전자 위치 센싱 구조의 모터 - Google Patents

메인 마그네트를 이용한 회전자 위치 센싱 구조의 모터 Download PDF

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KR101429081B1
KR101429081B1 KR1020130078309A KR20130078309A KR101429081B1 KR 101429081 B1 KR101429081 B1 KR 101429081B1 KR 1020130078309 A KR1020130078309 A KR 1020130078309A KR 20130078309 A KR20130078309 A KR 20130078309A KR 101429081 B1 KR101429081 B1 KR 101429081B1
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connector
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장우교
김창화
이남훈
변정훈
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계양전기 주식회사
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Abstract

본 발명은 모터에 관한 것으로서, 특히 회전자의 위치 센싱 구조 및 커버의 조립 구조를 변경하여 모터의 축방향 길이를 감축시키며 또한 내구성 및 조립성을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고정자가 내장된 하우징 조립체, 회전자를 포함하며 하우징 조립체에 삽입되어 장착되는 회전자 조립체, 회전자의 위치를 검출하는 PCB가 장착된 커넥터 조립체 및 하우징 조립체에 장착되는 커버 조립체를 포함하는 모터에 관한 것으로서, 회전자의 샤프트의 둘레에는 메인 마그네트가 내장되고, 커넥터 조립체는 상면에서 하면으로 관통공들이 형성된 커넥터 몰드를 구비하며, PCB의 하향으로 연장된 홀IC들은 커넥터 몰드에 형성된 관통공을 관통해 회전자의 측부에 위치하여 메인 마그네트의 자기장을 센싱하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

메인 마그네트를 이용한 회전자 위치 센싱 구조의 모터{Motor of rotor position sensing mechanism to use main magnet}
본 발명은 모터에 관한 것으로서, 특히 회전자의 위치 센싱 구조 및 커버의 조립 구조를 변경하여 모터의 축방향 길이를 감축시키며 또한 내구성 및 조립성을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다.
종래의 모터에는 회전자의 위치 검출을 위해 센서 마그네트가 장착된다.
도면에서, 도 1은 종래 기술에 따른 회전자를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 회전자에 센서부가 장착된 상태를 나타낸 개념도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 메인 마그네트(15)를 포함한 코어(13)가 회전자(10)의 샤프트(11)에 장착되고, 샤프트(11)의 상단에는 회전자(10)의 위치 검출을 위한 센서 마그네트(17)가 장착된다. 이와 같이 구성된 샤프트(11)의 상단에는 센서부(20)가 장착되는데, 센서부(20)에는 홀IC(21)가 장착되며, 홀IC(21)는 샤프트(11)와 회전하는 센서 마그네트(17)의 자기장을 감지하고 감지된 신호를 통해 회전자(10)의 위치 검출이 이루어진다.
이와 같이 구성된 종래의 모터 구조에 따르면, 센서 마그네트(17)가 샤프트(11)의 상단에 위치함에 따라 모터의 축방향 길이가 길어지는 단점이 있다.
또한 센서부(20)는 커넥터(30)에 장착되는데 이때 센서부(20)를 커넥터(30)에 볼트 체결하여 고정함에 따라 센서부(20) 즉 홀IC(21)의 위치 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.
대한민국 공개특허공보 특2000-0044116호(공개일 : 2000.07.15)
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 메인 마그네트의 위치를 감지하여 회전자의 위치 검출이 이루어지도록 구성하여 종래의 센서 마그네트의 공간만큼을 축소할 수 있으며, 장착되는 홀IC의 위치 정밀도를 높이고 안정적으로 지지할 수 있게 구성한 모터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 모터의 하우징과 커버의 조립관계를 개선하여 커버를 신속하게 조립할 수 있도록 구성한 모터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고정자가 내장된 하우징 조립체, 회전자를 포함하며 하우징 조립체에 삽입되어 장착되는 회전자 조립체, 회전자의 위치를 검출하는 PCB가 장착된 커넥터 조립체 및 하우징 조립체에 장착되는 커버 조립체를 포함하는 모터에 관한 것으로서, 회전자의 샤프트의 둘레에는 메인 마그네트가 내장되고, 커넥터 조립체는 상면에서 하면으로 관통공들이 형성된 커넥터 몰드를 구비하며, PCB의 하향으로 연장된 홀IC들은 커넥터 몰드에 형성된 관통공을 관통해 회전자의 측부에 위치하여 메인 마그네트의 자기장을 센싱하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커넥터 몰드의 저면에는 관통공들이 등각으로 형성되며, 관통공에 삽입된 홀IC는 관통공의 간격에 따라 등각으로 회전자의 둘레에 위치한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커넥터 몰드의 저면에는 관통공과 대응하여 하향으로 리브가 형성되며, 리브에 의해 홀IC가 지지된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 관통공과 리브에는 홀IC를 가압하는 돌기가 형성된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커넥터 조립체의 몰드는 저면에 조립돌기가 형성되며, 조립돌기는 고정자에 형성된 절연체 사이에 삽입되어 몰드와 고정자가 정렬된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 고정자는 하우징에 삽입되고, 고정자의 상면에는 커넥터 조립체가 안착되어 조립되며, 하우징의 상단 내부로 삽입된 커버는 하우징 내부에 형성된 홈에 끼워진 멈춤링과 간섭되어 이탈을 방지한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터는 회전자에 포함된 메인 마그네트를 감지하여 회전자의 위치를 센싱하도록 구성하므로 회전자의 축에 장착된 종래의 센서 마그네트의 구성을 제외시켜 모터의 축방향 길이를 감축할 수 있으며 제조 단가를 절감할 수 있다는 장점이 있다. 또한 메인 마그네트를 감지하는 홀IC의 장착이 편리하며 또한 홀IC를 안정적으로 지지하여 진동 등에 따른 내구성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 모터는 멈춤링으로 커버를 하우징에 장착하도록 구성함으로써, 조립이 용이하다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 회전자를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 회전자에 센서부가 장착된 상태를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모터를 나타낸 분해사시도이고,
도 4는 도 3에 도시된 회전자의 조립상태를 나타낸 사시도이며,
도 5는 도 3에 도시된 커넥터의 저면 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 커넥터의 홀 및 리브를 나타낸 상세도이고,
도 7은 도 3에 도시된 고정자와 커넥터 몰드의 조립관계를 나타낸 측면도이며,
도 8은 도 3에 도시된 하우징에 커버를 고정시킨 상태를 나타낸 단면도이고,
도 9는 도 3에 도시된 커버와 하우징의 분해 사시도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 모터의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 3은 본 발명에 따른 모터를 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 회전자의 조립상태를 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 커넥터의 저면 사시도이다. 그리고 도 6은 도 5에 도시된 커넥터의 홀 및 리브를 나타낸 상세도이고, 도 7은 도 3에 도시된 고정자와 커넥터 몰드의 조립관계를 나타낸 측면도이며, 도 8은 도 3에 도시된 하우징에 커버를 고정시킨 상태를 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 3에 도시된 커버와 하우징의 분해 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터(100)는 크게 하우징 조립체(110), 회전자 조립체(130), 커넥터 조립체(140) 및 커버 조립체(150)로 구분되며, 커넥터 조립체(140)의 상면에는 PCB(147)가 조립되며 PCB(147)에 장착된 홀IC(149)는 커넥터 조립체(140)를 하향으로 관통해 회전자(131)의 메인 마그네트(135)를 센싱한다.
아래에서는 이와 같이 구성된 모터 구조에 대해 구체적으로 설명한다.
회전자 조립체(130)의 회전자(131)는 도 4에 도시된 바와 같이 코어(133) 내부에 메인 마그네트(135)가 내장되며, 회전자(131)가 고정자(111)의 사이에 삽입된 상태로 하우징(120)에 장착된다. 이와 같이 회전자(131)가 하우징(120)에 장착된 상태에서 커넥터 조립체(140)가 회전자(131)의 상면에 장착되며, 커넥터 조립체(140)의 몰드(141) 상면에는 PCB(147)가 장착된다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, PCB(147)의 저면에는 3개의 리드 형 래치 홀IC(149)가 장착되며, 홀IC(149)는 커넥터 조립체(140)의 몰드(141)에 형성된 관통공(141h)을 통해 몰드(141)의 하향으로 연장된다. 몰드(141)에 형성된 3개의 관통공(141h)들은 등각 즉 120도를 유지하며, 관통공(141h)에 삽입된 3개의 홀IC(149) 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 코어(133)의 둘레를 120도의 등각으로 배치되어 회전자 코어(133)에 내장된 메인 마그네트(135)의 자기장을 센싱한다. 이와 같이 홀IC(149)가 회전자(131)에 내장된 메인 마그네트(135)의 자기장을 센싱하여 회전자(131)의 위치를 검출한다.
한편, 홀IC(149)가 관통하는 몰드(141)의 관통공(141h) 내측에는 홀IC(149)를 안정적으로 지지하도록 돌기(143)가 형성되며, 홀IC(149)를 관통공(141h)에 억지끼움 방식으로 삽입함으로써 홀IC(149)를 안정적으로 지지한다.
또한 몰드(141)의 저면에는 리브(145)가 하향으로 연장되어 관통공(141h)에 삽입되어 몰드(141) 하향으로 연장된 홀IC(149)를 지지한다. 따라서 홀IC(149)의 위치 정밀도를 향상시킨다.
그리고 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 커넥터 조립체(140)는 몰드(141)의 내부에 인서트된 버스 바(도면에 도시안됨)들을 포함하며, 몰드(141)의 저면에는 고정자(111)의 절연체(113)들과 정합하는 조립돌기(145)들이 몰드(141)의 가장자리를 따라 하향으로 간격을 두고 형성된다. 여기에서 간격이란 고정자(111)에 형성된 절연체(113)들의 사이 간격에 해당한다.
따라서 고정자(111)의 상면에 몰드(141)를 안착하였을 때에 조립돌기(145)들은 고정자(111)의 상면에 형성된 절연체(113)들 사이에 정합하면서, 고정자(111)와 몰드(141)의 정렬 즉 고정자(111)와 커넥터 조립체(140)의 정렬이 이루어지고, 이에 따라 몰드(141)의 관통공(141h)에 삽입되어 하향으로 연장된 홀IC(149) 또한 회전자(131)의 측부에 정위치하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 모터(100)는 회전자(131)의 위치 검출을 위해 회전자(131)에 내장된 메인 마그네트(135)의 자기장을 정위치에서 센싱함으로써, 종래와 같이 센싱 마그네트(17)의 구성이 필요치 않아 구조를 단순화하여 제조 단가를 절감하며, 특히 모터(100)의 축방향 길이를 감축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 모터(100)는 조립의 편의성 및 모터의 축방향 길이를 감축할 수 있도록 하우징(120)의 상면에 장착되는 커버(151)를 볼트가 아닌 멈춤링(153)의 구조로 장착할 수 있게 구성하고 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(120)에 커넥터 조립체(140)가 장착된 상태에서 하우징(120)의 상면에는 커버(151)가 장착된다. 커버(151)는 그 직경이 하우징(120)의 내경과 대응함에 따라 커버(151)를 하우징(120)의 상면에 안착하였을 때에 커버(151)는 하우징(120) 내부로 들어가 커넥터 조립체(140)의 상면에 안착된다.
이와 같이 조립된 상태에서 하우징(120)의 내측면에 멈춤링(153)을 장착하여 커버(151)가 상부로 이탈하지 않게 구성한다. 멈춤링(153)을 장착하기 위해서는 하우징(120)의 상부 내측면에 멈춤링(153)이 삽입될 수 있는 홈(121)이 형성되며, 홈(121)에 멈춤링(153)이 삽입된 상태에서 멈춤링(153)은 커버(151)와 간섭되어 커버(151)의 이탈을 방지한다. 멈춤링(153)은 'C'형 탄성체로서 변형되지 않은 상태에서 하우징(120)의 내경보다 큰 외경을 갖고 있으며, 멈춤링(153)을 하우징(120)의 홈(121)에 삽입하면 멈춤링(153)은 홈(121)에 삽입된 상태로 커버(151)와 간섭된다.
또한 하우징(120) 내부의 밀폐성을 향상시키기 위해 커버(151)의 저면에 패킹부재를 장착할 수 있다.
100 : 모터
110 : 하우징 조립체
111 : 고정자
120 : 하우징
121 : 홈
130 : 회전자 조립체
131 : 회전자
133 : 코어
135 : 메인 마그네트
140 : 커넥터 조립체
141 : 몰드
141h : 관통공
143 : 돌기
145 : 리브
147 : PCB
149 : 홀IC
150 : 커버조립체
151 : 커버
153 : 멈춤링

Claims (6)


  1. 고정자가 내장된 하우징 조립체(110), 회전자를 포함하며 하우징 조립체에 삽입되어 장착되는 회전자 조립체(130), 회전자의 위치를 검출하는 PCB가 장착된 커넥터 조립체(140) 및 하우징 조립체에 장착되는 커버 조립체(150)를 포함하는 모터로서,
    회전자의 샤프트(11)의 둘레에는 메인 마그네트(15)가 내장되고,
    커넥터 조립체(140)는 상면에서 하면으로 관통공(141h)들이 형성된 커넥터 몰드(141)를 구비하며,
    PCB(147)의 하향으로 연장된 홀IC(149)들은 커넥터 몰드(141)에 형성된 관통공(141h)을 관통해 회전자(131)의 측부에 위치하여 메인 마그네트(15)의 자기장을 센싱하고,
    커넥터 몰드(141)의 저면에는 관통공(141h)과 대응하여 하향으로 리브(145)가 형성되며, 리브(145)에 의해 홀IC(149)가 지지되며,
    관통공(141h)과 리브(145)에는 홀IC(149)를 가압하는 돌기(143)가 형성된 것을 특징으로 하는 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    커넥터 몰드(141)의 저면에는 관통공(141h)들이 등각으로 형성되며, 관통공(141h)에 삽입된 홀IC(149)는 관통공(141h)의 간격에 따라 등각으로 회전자(131)의 둘레에 위치하는 것을 특징으로 하는 모터.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    커넥터 조립체(140)의 몰드(141)는 저면에 조립돌기(145)가 형성되며, 조립돌기(145)는 고정자(111)에 형성된 절연체(113) 사이에 삽입되어 몰드(141)와 고정자(111)가 정렬되는 것을 특징으로 하는 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    고정자(111)는 하우징(120)에 삽입되고, 고정자(111)의 상면에는 커넥터 조립체(140)가 안착되어 조립되며, 하우징(120)의 상단 내부로 삽입된 커버(151)는 하우징(120) 내부에 형성된 홈(121)에 끼워진 멈춤링(153)과 간섭되어 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 모터.
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