KR102355646B1

KR102355646B1 - 모터

Info

Publication number: KR102355646B1
Application number: KR1020150079186A
Authority: KR
Inventors: 김용주
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2022-01-27
Also published as: CN106253552B; JP6831638B2; KR20160143925A; EP3101783A1; US20160359389A1; US10439468B2; JP2017005976A; CN106253552A

Abstract

본 발명의 실시예는 소음을 감소할 수 있는 모터의 구조에 관한 것으로, 모터 하우징; 상기 모터 하우징에 설치되며, 헤드부에서 돌출되는 투스(tooth)를 가지는 단위 스테이터 코어를 다수개 포함하는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 마그네트 모듈을 포함하는 로터 및 상기 모터 하우징의 상부에 배치되며, 회전축을 지지하는 베어링과 베어링 안착부를 포함하는 브라켓;을 포함하며, 상기 베어링 안착부는, 베어링의 측면을 지지하는 측면지지부와 상기 측면지지부에서 회전축 방향으로 돌출되는 하부 지지부를 포함하며, 상기 하부 지지부의 표면에 소음감소 홈부가 마련되는 모터를 제공할 수 있도록 한다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명의 실시예는 소음을 감소할 수 있는 모터의 구조에 관한 것이다.

모터는 스테이터와 로터의 상호 작용에 의해 구동력을 구현하는 장치이다. 이러한 모터로는 직류식인 가변전압 전동기와 교류식인 3상 유도 전동기로 구분되기도 한다. 일예로 엘리베이터 또는 차량 등의 장비에 견인력을 구현하는 권상전동기(traction motor), 나아가 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위해 전동식조향장치(Electronic Power Streeing System}가 사용된다.

이들 중 전동식 조향장치(EPS)를 예를 들면, 이는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다. 이러한 EPS시스템은 운전자가 조향을 하기 위해 핸들을 조작하는 토크를 모터가 보조하여 줌으로써, 보다 적은 힘으로 조향작업을 할 수 있도록 한다.

특히, 이러한 모터의 내부에는 회전축을 지지하는 베이링을 구비하며, 이러한 베어링은 브라켓에 안착되는 구조로 배치되는데, 이러한 베어링과 안착부 사이에 이물질이 들어가게 되는 경우나, 베어링 안착부의 표면이 제작공차나 이물로 인해 기울어지는 표면을 가지게 되는 경우에는 베어링이 기울어져 회전축 정렬불량 및 베어링의 어긋남으로 인해 회전시 극심한 소음이 발생하게 된다.

본 발명의 실시예는 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히, 베어링을 안착하는 브라켓에 구비되는 안착부의 표면에 이물질을 수용하는 홈패턴을 구현하여, 미세한 이물이 베어랑 안착부에 투입되더라도 자연스럽게 상기 홈패턴으로 유입되도록 하여, 베어링 안착부의 정렬불량으로 인한 소음발생을 방지할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에서는 상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 모터 하우징; 상기 모터 하우징에 설치되며, 헤드부에서 돌출되는 투스(tooth)를 가지는 단위 스테이터 코어를 다수개 포함하는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 마그네트 모듈을 포함하는 로터 및 상기 모터 하우징의 상부에 배치되며, 회전축을 지지하는 베어링과 베어링 안착부를 포함하는 브라켓;을 포함하며, 상기 베어링 안착부는, 베어링의 측면을 지지하는 측면지지부와 상기 측면지지부에서 회전축 방향으로 돌출되는 하부 지지부를 포함하며, 상기 하부 지지부의 표면에 소음감소 홈부가 마련되는 모터를 제공할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 베어링을 안착하는 브라켓에 구비되는 안착부의 표면에 이물질을 수용하는 홈패턴을 구현하여, 미세한 이물이 베어랑 안착부에 투입되더라도 자연스럽게 상기 홈패턴으로 유입되도록 하여, 베어링 안착부의 정렬불량으로 인한 소음발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 전체적인 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베어링 안착부의 형상을 설명하기 위한 요부 개념도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터는, 모터 하우징(H)

상기 모터 하우징(H)에 설치되며, 헤드부에서 돌출되는 투스(tooth)를 가지는 단위 스테이터 코어를 다수개 포함하는 스테이터, 인슐레이터 및 코일을 포함하는 스테이터(200) 및 상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 마그네트 모듈을 포함하는 로터(300)및 상기 모터 하우징의 상부에 배치되며, 회전축을 지지하는 베어링(130)과 베어링 안착부(112, 114)를 포함하는 브라켓(110)을 포함하여 구성된다.

특히, 본 발명의 실시예에서는, 상기 베어링 안착부(112, 114)의 형상을 베어링의 측면을 지지하는 측면지지부(112)와 상기 측면지지부에서 회전축 방향으로 돌출되는 하부 지지부(114)를 포함하며, 상기 하부 지지부의 표면에 소음감소 홈부(도 3의 118)가 마련되는 구조로 구현할 수 있도록 한다.

이러한 상기 소음감소 홈부의 구성은 베어링을 안착하는 브라켓에 구비되는 안착부의 표면에 이물질을 수용하는 홈패턴을 구현하여, 미세한 이물이 베어랑 안착부에 투입되더라도 자연스럽게 상기 홈패턴으로 유입되도록 하여, 베어링 안착부의 정렬불량으로 인한 소음발생을 방지할 수 있게 된다.

구체적으로, 상술한 본 발명의 실시예의 특징을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 브라켓(110)의 구성을 확대하여 구체화한 개념도로, 일반적인 브라켓의 구성은 지지블럭(120) 상에 브라켓(110)이 안착되며, 브라켓의 내측 말단에는 절곡되어 베어링이 안착되는 베어링 안착부(112, 114)가 마련되게 된다.

이러한 베어링 안착부(112, 114)이 형상은 일반적으로, 베어링이 안착될 수 있는 공간을 마련하는 절곡형 구조를 취하게 되며, 이 경우, 실제 베어링이 안착하여 밀착하는 베어링 안착부의 하부면(114)의 경우에는 평평한 형상으로 구현되게 된다. 그러나 제작시 공차로 인해, 베어랑 안착부의 상기 하부면(114)은 일정 부분 경사를 가지는 구조로 제작되기가 쉬우며, 설사 수평구조를 구현하더라도, 모터의 회전으로 인해 외부나 내부에서 발생한 이물질이 쉽게 쌓이게 되어, 안착되는 베어링이 기울어지게 되는 문제가 발생하며, 이로 인해 베어링과 안착부 표면과의 마찰로 인해 소음이 강하게 발생하게 된다.

이에, 본 발명의 실시예에서는, 도 3에 도시된 것과 같이, 브라켓(110)에 구비되는 베어링 안착부에 소음감소 홈부(118)를 구비하는 구조를 구현할 수 있도록 한다. 구체적으로는, 본 발명의 실시예에 따른 상기 베어링 안착부는, 베어링의 측면을 지지하는 측면지지부(112)와 상기 측면지지부(112)에서 회전축 방향으로 돌출되는 하부 지지부(116)를 포함하며, 특히, 상기 하부 지지부의 표면에 소음감소 홈부(118)이 구현될 수 있도록 한다.

상기 소음감소 홈부(118)는 하부 지지부(116)의 표면에서 오목한 홈형태의 패턴을 구현한 구조로, 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 측면지지부(112)와 상기 하부 지지부(116)의 경계선에 인접하여 배치될 수 있도록 한다. 물론, 이는 회전운동에 의해 표면에 분산된 이물질이 중심부 쪽으로 모일 수 있도록 하는 점에서 유리한 효과가 구현된다. 다만, 이러한 배치 구조는 본 발명의 실시예 중 하나이며, 상기 소음감소 홈부(118)는 상기 하부 지지부(116)의 중앙영역이나 말단영역 등 어느 개소에 하나, 또는 다수의 홈패턴 구조로 구현될 수 있다.

도 3에 도시된 구조를 기준으로, 상기 소음감소 홈부(118)의 형상을 설명하면, 상기 상기 소음감소 홈부의 크기는, 추후 장착되는 베어링의 폭을 기준으로, 상기 베어링의 폭의 길이의 2%~8%의 범위로 구현될 수 있도록 한다. 이를테면, 베어링의 폭이 10mm, 높이가 7mm의 규격을 사용하는 경우, 상기 소음감소 홈부(118)의 폭(x)은 0.2mm~0.8mm의 범위에서 구현될 수 있다.

나아가, 상기 소음감소 홈부(118)의 깊이 베어링이 높이의 1.5%~5.5%의 범위에서 구현될 수 있도록 한다. 이를테면, 이를테면, 베어링의 폭이 10mm, 높이가 7mm의 규격을 사용하는 경우, 상기 소음감소 홈부(118)의 깊이(y)는 0.105~0.385mm의 범위에서 구현될 수 있다.

즉, 소음감소 홈부의 폭과 높이는, 배치될 베어링에 따라 적절하게 조절할 수 있으며, 특히 베어링 폭의 길이의 2%~8% 범위의 폭(x)을 구비하며, 베어링의 높이의 1.5%~5.5%의 깊이(y)를 가지도록 함이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 경우, 범위의 하한 미만의 수치에서는, 이물질의 유입에 효율적으로 대응이 어려워져 소음 감소의 효과가 경미하며, 위 범위를 초과하는 경우에는 베어링 자체가 미세하게 흔들리는 유동을 바로 잡을 수 없어 소음의 발생이 증가할 우려가 있다.

나아가, 소음감소 홈부(118)은 전체 하부 지지부(116)을 고려할 때, 하부 지지부의 폭의 1/2 이내의 폭을 가질 수 있도록 하며, 상기 소음감소 홈부의 폭이 상기 소음감소 홈부가 마련되지 않는 영역의 폭 보다 작게 형성될 수 있도록 하여, 베어링 안착시 안정성을 확보할 수 있도록 함이 바람직하다.

이하에서는, 도 3의 베어링 안착부를 포함하는 브라켓(110)을 구비하는 모터의 다른 구성의 작용을 도 1을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 베어랑 안착부를 적용한 모터는, 본 설명에서는,전동 파워 스티어링용(EPS) 모터를 예로하여 대해 설명하도록 한다. 다만, 실시예에 따른 브라켓이 적용되는 모터는 엘리베이터 또는 차량 등의 장비에 견인력을 구현하는 권상전동기(traction motor)등 다양한 모터에 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터는, 모터 하우징(H) 및 상기 하우징(H)과 결합된 상술한 도 3의 구조와 같은 브라켓(110)이 마련된다. 상기 하우징(H)은 상면은 개방되고, 하면은 중앙부에 지지관(11)이 돌출된다. 그리고, 상기 브라켓(110)은 상기 하우징(H)의 상부에 결합되어 내부 공간을 형성한다. 상기 지지관(11)에는 제1 베어링(31)이 설치되고, 상기 브라켓(110)에는 제2 베어링(130)이 설치된다. 상기 제1 베어링(31) 및 제2 베어링(130)에는 회전축(400;샤프트)이 접촉 지지되는데, 상기 회전축(400)의 상부는 상기 제2 베어링(130)에 의해 지지되고 상기 회전축(400)의 하부는 상기 제1 베어링(31)에 의해 지지된다.

상기 회전축(400)의 상단부는 상기 브라켓(110)을 관통하여 상측으로 돌출되고, 조향축(미도시)과 연결되는 기구물(60)과 결합된다. 상기 하우징(H) 내부에는 스테이터와 로터가 설치된다. 상기 로터는 상기 회전축(400)과 결합되는 로터 코어(320)와, 상기 로터 코어(320)의 외주면에 결합되는 마그네트(310)를 포함한다. 본 실시예에서는 마그네트가 로터코어의 외주면에 결합하는 구조를 예로 들었으나, 이와는 달리 로터코어 내부에 마그네트가 삽입되는 구조로 구현된 구조를 적용할 수도 있다. 그리고, 상기 스테이터는 상기 마그네트(310)와 하우징(110) 사이에 배치된 스테이터 코어(200)와, 상기 스테이터 코어(200)에 권선된 코일(230)을 포함한다.

상술한 구조에서 상기 스테이터에서 발생되는 자기장과, 상기 로터에서 발생되는 전기장이 서로 작용하여 상기 회전축(400)이 회전된다.

한편, 상기 회전축(400)에는 센싱 플레이트(190)가 결합되어 상기 회전축(400)과 함께 회전하고, 상기 센싱 플레이트(190)에는 센싱 마그네트(50)가 설치된다. 그리고, 상기 브라켓(110)에는 회로기판(10)이 설치되고, 상기 회로기판(10)에는 상기 센싱 마그네트(50)를 대향하는 센싱 소자(20)가 설치될 수 있다. 상기 센싱 소자(20)는 상기 센싱 마그네트(50)가 회전된 정도를 감지하여 상기 센싱 마그네트(50)가 결합된상기 센싱 플레이트(190) 및 상기 회전축(400)의 회전된 정도를 감지한다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110: 브라켓
112: 측면지지부
114, 116: 하면지지부
118: 소음방지 홈부

Claims

모터 하우징;
상기 모터 하우징에 설치되며, 헤드부에서 돌출되는 투스(tooth)를 가지는 단위 스테이터 코어를 다수개 포함하는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일을 포함하는 스테이터; 및
상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 마그네트 모듈을 포함하는 로터;및
상기 모터 하우징의 상부에 배치되며, 회전축을 지지하는 베어링과 베어링 안착부를 포함하는 브라켓;을 포함하며,
상기 베어링 안착부는,
베어링의 측면을 지지하는 측면지지부와 상기 측면지지부에서 회전축 방향으로 돌출되는 하부 지지부를 포함하며,
상기 하부 지지부의 표면에는 소음감소 홈부가 마련되며,
상기 소음감소 홈부의 폭은 상기 베어링의 폭의 2%~8%의 범위로 구현되고,
상기 소음감소 홈부의 높이는 상기 베어링이 높이의 1.5%~5.5%의 범위로 구현되는 모터.
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삭제
청구항 1항에 있어서,
상기 소음감소 홈부의 폭:깊이의 비율이 5:2를 충족하는 모터.
청구항 1항에 있어서,
상기 소음감소 홈부는,
상기 측면지지부와 상기 하부 지지부의 경계선에 인접하여 배치되는 모터.
청구항 1항에 있어서,
상기 소음감소 홈부는,
상기 하부 지지부의 표면에 적어도 2 이상 구비되는 모터.
청구항 5에 있어서,
상기 베어링 안착부는,
상기 소음감소 홈부의 폭이 상기 소음감소 홈부가 마련되지 않는 영역의 폭 보다 작은 모터.