KR20130091016A - 모터의 센싱 마그네트 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 모터의 센싱 마그네트는 중앙에 회전축이 삽입되는 디스크 형상의 플레이트; 상기 플레이트를 금형 내에 삽입한 상태로, 상기 플레이트와 일체로 사출 성형되며, 외주면과 근접된 위치에 메인 마그네트가 형성되고, 상기 통공과 근접된 위치에 서브 마그네트가 형성되는 링 형상의 센싱 마그네트; 및 상기 플레이트에 관통 형성된 복수 개의 관통공;을 포함하며, 상기 센싱마그네트는 상기 플레이트와 각각의 내경과 외경이 동심(同心)이 되도록 배치되며, 사출 공정을 통해, 상기 관통공 내부를 채우도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

모터의 센싱 마그네트 조립체{SENSING MAGNET APPARATUS FOR EPS MOTOR}

본 발명은 모터의 센싱 마그네트 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치로 별도의 동력으로 보조하는 조향장치가 사용된다. 기존에는 이와 같은 보조 조향장치를 유압을 이용한 장치로 사용하였으나, 최근에는 동력의 손실이 적고 정확성이 우수한 전동식 조향장치(Electronic Power Steering System)가 사용된다.

상기와 같은 전동식 조향장치(EPS)는 차속센서, 토크 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU, 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 하는데, 상기 모터로는 BLDC모터가 사용된다.

일반적으로, 상기 BLDC 모터는 하우징과, 커버부재의 결합으로, 모터의 외관을 형성하고, 상기 하우징의 내주면에는 스테이터가 마련되고, 상기 스테이터 중앙에는 상기 스테이터와의 전자기적 상호작용에 따라 회전 가능하게 설치되는 로터가 마련된다. 상기 로터는 회전축에 의해 회전 가능하게 지지되는데, 상기 회전축의 상부에는 차량의 조향축이 연결되어, 상기한 바와 같이 조향을 보조하는 동력을 제공한다.

한편, 상기 커버부재의 내측에는 자기소자로 마련된 감지센서가 실장된 인쇄회로기판이 설치되는데, 상기 감지센서는 상기 로터와 회전 연동 가능하게 설치된 센싱 마그네트의 자기력을 감지하여, 상기 로터의 현재위치를 파악할 수 있도록 한다. 일반적으로 상기 센싱 마그네트는 상기 로터의 상측에 설치된 플레이트의 상측면에 접착제를 이용하여 고정된다. 상기 센싱 마그네트가 플레이트에 착자되면, 플레이트를 자계 방향에 맞추어 회전축에 결합함으로써 로터의 위치를 감지할 수 있다.

그런데, 상기 플레이트와 센싱 마그네트는 상기한 바와 같이 접착제를 사용하여 결합이 이루어진다. 따라서, 접착 공정의 관리가 정확하게 이루어지기가 힘들고 센싱 마그네트의 이탈 가능성이 있다. 특히, 환경 조건이 다변하는 차량의 특성상 접착제 자체의 결합력만으로 결합관계를 유지하여야 하므로, 만일 모터가 고온상태와 저온상태를 오가면서 사용되거나, 장시간 고온상태에 노출될 경우, 상기 접착제의 접착력이 떨어지면서, 센싱 마그네트의 이탈이나 모터 구동 불능이 발생할 수 있다. 이러한, 구조는 접착제의 선정의 어려움과 고가의 접착제를 사용하여야 하는 경제적인 문제뿐만 아니라, 접착제 도포 공정의 보다 세밀한 작업이 요구될 수 있다.

또한, 평평한 센싱 마그네트의 표면에 접착제가 도포된 상태로, 플레이트와 센싱 마그네트를 압착할 때, 접착제가 지나치게 많이 도포될 경우, 상기 센싱 마그네트 표면에 도포된 접착제가 접착부위 바깥으로 접착제가 새어나올 수 있으며, 접착제 층의 두께가 과도하게 형성되어, 센싱 마그네트와 홀 소자가 지나치게 가깝게 배치되거나, 상호 간섭될 우려 또한 있다.

특히, 두께를 기준에 맞추기 위해 센싱 마그네트를 압착 과정에서 큰 압력을 가할 경우, 센싱 마그네트가 파손될 우려도 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 센싱 마그네트와 플레이트 사이의 결합구조를 개선하여, 장기간 고온상태에서 사용하거나, 온도변화가 심한 환경조건에서 사용하더라도, 센싱 마그네트의 이탈을 우려할 필요가 없도록 구조가 개선된 모터의 센싱 마그네트를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 모터의 센싱 마그네트는 중앙에 회전축이 삽입되는 디스크 형상의 플레이트; 상기 플레이트를 금형 내에 삽입한 상태로, 상기 플레이트와 일체로 사출 성형되며, 외주면과 근접된 위치에 메인 마그네트가 형성되고, 상기 통공과 근접된 위치에 서브 마그네트가 형성되는 링 형상의 센싱 마그네트; 및 상기 플레이트에 관통 형성된 복수 개의 관통공;을 포함하며, 상기 센싱마그네트는 상기 플레이트와 각각의 내경과 외경이 동심(同心)이 되도록 배치되며, 사출 공정을 통해, 상기 관통공 내부를 채우도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 플레이트는, 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 관통공은, 상기 플레이트의 외주면에 근접한 위치에 일정한 간격으로 관통 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 관통공은, 원형, 삼각형, 다각형 중 어느 하나의 형상으로 상기 플레이트에 관통 형성될 수 있다.

상기 센싱 마그네트는, 상기 플레이트의 적어도 한 면을 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 플레이트는, 상기 센싱 마그네트의 지름보다 작은 크기로 형성되는 것이 좋다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 센싱 마그네트 조립체는, 중앙에 회전축이 삽입되는 디스크 형상의 플레이트; 상기 플레이트를 금형 내에 삽입한 상태로, 상기 플레이트와 일체로 사출 성형되며, 외주면과 근접된 위치에 메인 마그네트가 형성되고, 상기 통공과 근접된 위치에 서브 마그네트가 형성되는 링 형상의 센싱 마그네트; 및 상기 플레이트의 원주면에 형성된 톱니 형상의 요철 구조;를 포함하며, 상기 센싱마그네트는 사출 공정을 통해, 상기 톱니 형상의 요철 구조와 면 접촉되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 플레이트는, 금속 재질로 형성되고, 상기 요철 구조는, 상기 플레이트의 외주면에 일정한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 센싱 마그네트는, 상기 플레이트의 적어도 한 면을 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플레이트는, 상기 센싱 마그네트의 지름보다 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 플레이트는, 외주면과 인접한 위치에 일정한 간격으로 관통 형성된 복수 개의 관통공;을 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 관통공과 요철 구조를 형성하는 톱니의 개수의 비는 1:2로 마련될 수도 있다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 접착제를 사용할 필요 없이, 플레이트에 센싱 마그네트를 인서트 몰딩을 통해 형성하므로, 고속 회전이나 장기간 사용, 고온 상태의 사용에 의해 접착제의 접착력이 하락하면서 플레이트와 마그네트가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 접착제를 이용하여 센싱 마그네트와 플레이트를 접착하기 위한 조립장비를 구비할 필요가 없이, 플레이트와 센싱 마그네트를 하나의 부품으로 생산할 수 있기 때문에, 제조 원가를 절감할 수 있으며, 조립 공정을 보다 간소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 EPS 모터의 개략적인 단면도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 센싱 마그네트를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 센싱 마그네트를 도시한 평면도, 그리고,
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 센싱 마그네트를 도시한 평면도 이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터의 센싱 마그네트 조립체를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 EPS 모터의 개략적인 단면도, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 센싱 마그네트를 도시한 평면도, 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 센싱 마그네트를 도시한 평면도, 그리고, 도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 센싱 마그네트를 도시한 평면도 이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 EPS 모터는 하우징(1)과, 상기 하우징(1)의 상측에 결합되는 커버부재(미도시)를 포함하며, 이들의 결합을 통해, 모터의 외관이 형성된다.

상기 하우징(1)의 측면에는 고정을 위한 브라켓(2)이 마련되고, 그 내주면에는 다수의 코일이 권선되는 스테이터(4)가 마련되며, 상기 스테이터(4)의 중앙에는 로터(5)가 회전축(3)에 의해 회전 가능하게 설치된다. 상기 로터(5)는 로터 코어에 마그네트가 결합되어 구성될 수도 있고, 경우에 따라, 로터 코어와 마그네트가 일체로 구성될 수도 있다.

상기 로터(5)의 상측에는 로터(5)의 위치정보 획득을 위한 센싱 마그네트(7)가 플레이트(6)에 결합되어 설치된다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스크 플레이트(6a)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 디스크 형상으로 마련되며, 상기 회전축(3)과 체결부재(10)에 의해 결합될 수 있다. 상기 디스크 플레이트(6a)는 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 디스크 플레이트(6a)는 상기 센싱 마그네트(7)의 소결 및/또는 몰딩 형성 시 금형 내에 먼저 배치되어, 상기 디스크 플레이트(6a)가 코어(core)가 되어 센싱 마그네트(7)와 함께 일체로 사출성형 될 수 있다.

상기 센싱 마그네트(7)는 상기 디스크 플레이트(6a)의 지름보다 큰 지름을 가지는 디스크 형상으로 마련되며, 중앙에는 소정 지름의 통공이 형성되어, 상기 디스크 플레이트(6a)에 고정된 회전축(3)이 통과할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 센싱 마그네트(7)의 외주면과 근접한 위치에는 메인 마그네트(M1)가 마련되고, 상기 통공과 근접한 위치에는 서브 마그네트(M2)가 마련될 수 있다. 상기 센싱 마그네트(7)의 상측에는 도시하지는 않았으나, 상기 커버부재의 내측면에 고정된 인쇄회로기판에 홀 소자(Hall IC)와 같은 자기소자가 상기 센싱 마그네트(7)를 바라보도록 실장 되어, 상기 센싱 마그네트(7)의 회전을 감지할 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 센싱 마그네트(7)는 상기 디스크 플레이트(6a)의 적어도 한 면 이상을 감싸도록 구성할 수 있으며, 필요에 따라, 상기 디스크 플레이트(6a) 전체를 감싸도록 구성할 수도 있다. 그러나, 센싱 마그네트(7)는 모터 회전에 따라 디스크 형상의 몸체의 중심에서 원주 방향으로 작용하는 원심력의 영향이 가장 크기 때문에, 상기 플레이트(6)가 코어가 되도록 반드시 형성할 필요는 없으며, 한 몸을 이루도록 형성되는 것으로 충분하다.

본 발명의 특징은, 상기 디스크 플레이트(6a)와 센싱 마그네트(7)를 하나의 몸체로 인서트 사출 성형하여, 부품수 절감에 따른 조립 공정의 간소화와, 부품 생산비를 절감하는 것에 있다.

또한, 상기 디스크 플레이트(6a)와 센싱 마그네트(7)의 결합을 보다 단단하게 유지하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 디스크 플레이트(6a)에는 복수 개의 관통공(100)이 일정한 간격으로 관통 형성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따르면, 상기 관통공(100)은 대략 8개 정도가 동일한 간격으로 관통 형성될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 디스크 플레이트(6a)의 크기에 따라, 상기 관통공(100)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다.

상기 관통공(100)들은 도 2에 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수도 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 삼각형, 사각형, 다각형 및 타원형 등으로 형성되는 것도 가능하다. 상기 관통공(100)들은, 상기 디스크 플레이트(6a)가 금속 재질로 형성될 경우, 프레스 가공 등을 이용하여 간단하게 구성할 수 있다.

상기 관통공(100)은 상기 센싱 마그네트(7)를 소결 및/또는 사출 성형할 때, 상기 센싱 마그네트(7)를 구성하는 재료들이 이 관통공(100)을 통과하여, 성형된 이후에, 센싱 마그네트(7)와 디스크 플레이트(6a)의 결합을 단단하게 유지시킬 수 있다.

한편, 상기 관통공(100)은 도시된 바와 같이, 상기 디스크 플레이트(6a)의 외주면과 인접한 부분에 관통 형성되는 것이 좋은데, 이는 상기 디스크 플레이트(6a)와 센싱 마그네트(7)는 디스크 형상으로서, 모터의 회전에 연동하여 회전하기 때문에, 원심력이 크게 작용하는 원주 부분의 끝단에 형성되어, 보다 단단한 결합력을 제공하기 위함이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 상기한 제 1 실시예의 관통공(100)을 대신하여, 외주면에 도 3에 도시된 바와 같이, 톱니 형상의 요철 구조(200)를 구비한 톱니 플레이트(6b)를 구비할 수도 있다. 상기 요철 구조(200)를 구비한 톱니 플레이트(6b)에 따르면, 톱니 플레이트(6b)와 센싱 마그네트(7)가 외주면에서 서로 맞물리는 면적이 넓어지게 되므로, 접촉면적 증가에 따른 결합력 강화를 기대할 수 있다.

한편, 상기 요철 구조(200)를 구성하는 톱니의 개수는 적절히 마련될 필요가 있다. 상기 톱니의 개수가 지나치게 많으면, 접촉면적은 넓어질지 모르지만, 톱니 하나하나의 강성이 떨어질 수 있으며, 반대로, 톱니의 개수가 지나치게 적으면, 면적증가에 따른 결합력 증가에 큰 효과가 없기 때문이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 요철 구조(200)를 구성하는 톱니는 상기한 제 1 실시예에 구성한 관통공(100)의 개수보다 많게 형성되는 것이 좋으며, 일 예로 상기 톱니 플레이트(6b)의 중심을 기준으로 총 16개가 마련되는 것도 가능하다.

본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 상기한 제 1 및 제 2 실시예의 구조를 모두 구비하도록 구성할 수도 있다. 즉, 외주면과 근접한 위치에는 관통공(100)을 형성하고, 외주면에는 톱니 형상의 요철 구조(200)를 구성한 하이브리드 플레이트(6c)를 구성할 수도 있다. 이 경우, 고속으로 회전하는 모터에서 센싱 마그네트(7)와 하이브리드 플레이트(6c)가 이탈될 우려가 없다.

상기 관통공(100)과 요철 구조(200)를 형성하는 톱니는 일정한 비율을 가지도록 형성할 수 있는데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 관통공(100)과 요철 구조(200)를 형성하는 톱니의 개수는 1:2의 비율로 형성될 수도 있다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 종래와 같이 접착제에 의한 화학적 고정을 수행하지 않기 때문에, 고온 및/또는 저온 상태에서 장기간 사용하더라도, 접착제의 물리적, 화학적 성질변화에 따른 접착력 약화에 따라, 센싱 마그네트(7)가 모터로부터 분리되어 발생하는 불량이 발생하지 않는다.

또한, 접착제를 이용한 센싱 마그네트(7) 의 접착 공정이 생략 가능하므로, 조립 공정이 보다 간단해질 수 있으며, 모터 구동 조건에 따라 고가의 접착제를 사용해야 하는 번거로움이 해소될 수 있다.

한편, 이상에서는 EPS 모터를 일 예로 하여 설명하였으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 센싱 마그네트(7)를 가지는 모터 구조라면 어떤 모터에서도 적용 가능하다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

1; 모터 하우징 2; 커버부재
3; 회전축 4; 스테이터
5; 로터 6a; 디스크 플레이트
6b; 톱니 플레이트 6c; 하이브리드 플레이트
7; 센싱 마그네트 8; 인쇄회로기판
9; 자기소자 20; 홀더부재
100; 관통공 200; 요철 구조

Claims (13)

1. 중앙에 회전축이 삽입되는 디스크 형상의 플레이트;
   상기 플레이트를 금형 내에 삽입한 상태로, 상기 플레이트와 일체로 사출 성형되며, 외주면과 근접된 위치에 메인 마그네트가 형성되고, 상기 통공과 근접된 위치에 서브 마그네트가 형성되는 링 형상의 센싱 마그네트; 및
   상기 플레이트에 관통 형성된 복수 개의 관통공;을 포함하며,
   상기 센싱마그네트는 상기 플레이트와 각각의 내경과 외경이 동심(同心)이 되도록 배치되며, 사출 공정을 통해, 상기 관통공 내부를 채우도록 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트는,
   금속 재질로 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 관통공은,
   상기 플레이트의 외주면에 근접한 위치에 일정한 간격으로 관통 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 관통공은,
   원형, 삼각형, 다각형 중 어느 하나의 형상으로 상기 플레이트에 관통 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱 마그네트는,
   상기 플레이트의 적어도 한 면을 감싸도록 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트는,
   상기 센싱 마그네트의 지름보다 작은 크기로 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
   
7. 중앙에 회전축이 삽입되는 디스크 형상의 플레이트;
   상기 플레이트를 금형 내에 삽입한 상태로, 상기 플레이트와 일체로 사출 성형되며, 외주면과 근접된 위치에 메인 마그네트가 형성되고, 상기 통공과 근접된 위치에 서브 마그네트가 형성되는 링 형상의 센싱 마그네트; 및
   상기 플레이트의 원주면에 형성된 톱니 형상의 요철 구조;를 포함하며,
   상기 센싱마그네트는 사출 공정을 통해, 상기 톱니 형상의 요철 구조와 면 접촉되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 플레이트는,
   금속 재질로 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
   
9. 제 7 항에 있어서, 상기 요철 구조는,
   상기 플레이트의 외주면에 일정한 간격으로 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
   
10. 제 7 항에 있어서, 상기 센싱 마그네트는,
    상기 플레이트의 적어도 한 면을 감싸도록 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
    
11. 제 7 항에 있어서, 상기 플레이트는,
    상기 센싱 마그네트의 지름보다 작은 크기로 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
    
12. 제 7 항에 있어서, 상기 플레이트는,
    외주면과 인접한 위치에 일정한 간격으로 관통 형성된 복수 개의 관통공;을 포함하며,
    상기 센싱마그네트는 사출 공정을 통해, 상기 관통공 내부를 채우도록 형성되는 모터의 센싱 마그네트 조립체.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 관통공과 요철 구조를 형성하는 톱니의 개수의 비는 1:2인 모터의 센싱 마그네트 조립체.
    
    
    

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