KR20200050764A

KR20200050764A - 모터

Info

Publication number: KR20200050764A
Application number: KR1020180133790A
Authority: KR
Inventors: 김진용
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2020-05-12
Anticipated expiration: 2038-11-02
Also published as: US11962201B2; CN112970175A; US20210408872A1; WO2020091438A1; KR102748540B1; CN112970175B

Abstract

본 발명은, 샤프트; 상기 샤프트와 결합하는 요크; 상기 샤프트와 상기 요크 사이에 배치되는 스테이터; 상기 요크에 배치되는 제1 마그넷 및 제2 마그넷;및 상기 제1 마그넷과 대응되게 배치되는 제1 홀센서와, 상기 제2 마그넷과 대응되게 배치되는 제2 홀센서가 배치되는 회로기판을 포함하고, 상기 제2 마그넷은 복수 개의 분할마그넷과 하나의 인덱스마그넷을 포함하고, 상기 분할마그넷의 원주방향 폭과 상기 인덱스마그넷의 원주방향 폭은 동일하고, 상기 분할마그넷 및 상기 인덱스마그넷은 각각 제1 극과 제2 극이 조합되어 이루어지고, 상기 분할마그넷의 상기 제1 극의 원주방향 폭과 상기 제2 극의 원주방향 폭이 동일하고, 상기 인덱스마그넷의 상기 제1 극의 원주방향 폭과 상기 제2 극의 원주방향 폭이 상이한 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}

실시예는 모터에 관한 것이다.

모터는 로터와 스테이터와 샤프트를 포함할 수 있다. 샤프트는 로터에 결합한다. 로터는 스테이터의 외측에 배치될 수 있다. 로터와 스테이터의 전자기적 상호 작용에 의해, 로터가 회전하고, 로터가 회전하면 샤프트가 회전한다.

이러한 모터는 센서장치(예를 들어, 라이다(LiDAR: Light Detection and Ranging)를 회전시키는 구동원으로 이용될 수 있다. 모터의 샤프트가 센서장치와 연결된다. 센서장치의 성능을 확보하기 위해서는 모터의 정속구동이 필요하다. 또한, 복수의 센서장치가 배치되며 이에 대응하여 복수의 모터가 배치될 수 있는데, 각각의 센서장치 위치를 동기화하기 위해서는, 각 모터에서 인덱스신호가 필요하다.

그러나 인덱스신호를 생성하기 위해서는, 각각의 모터에 대응하여 별도의 장치가 설치되어야 하는 문제점이 있다.

이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모터의 정속구동을 구현하면서도, 별도의 추가장치 없이 인덱스 신호를 생성할 수 있는 모터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트와 결합하는 요크와, 상기 샤프트와 상기 요크 사이에 배치되는 스테이터와, 상기 요크에 배치되는 제1 마그넷 및 제2 마그넷 및 상기 제1 마그넷과 대응되게 배치되는 제1 홀센서와, 상기 제2 마그넷과 대응되게 배치되는 제2 홀센서가 배치되는 회로기판을 포함하고, 상기 제2 마그넷은 복수 개의 분할마그넷과 하나의 인덱스마그넷을 포함하고, 상기 분할마그넷의 원주방향 폭과 상기 인덱스마그넷의 원주방향 폭은 동일하고, 상기 분할마그넷 및 상기 인덱스마그넷은 각각 제1 극과 제2 극이 조합되어 이루어지고, 상기 분할마그넷의 상기 제1 극의 원주방향 폭과 상기 제2 극의 원주방향 폭이 동일하고, 상기 인덱스마그넷의 상기 제1 극의 원주방향 폭과 상기 제2 극의 원주방향 폭이 상이한 모터를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 N극의 폭과 상기 S극의 폭의 비는 N:M이며, 상기 N과 상기 M의 합은 10이고, 상기 N은 3.1 내지 3.9이고, 상기 M은 6.9 내지 6.1일 수 있다.

바람직하게는. 상기 제2 센서와 상기 제2 마그넷의 축방향 거리는 1mm 내지 2.6mm 이내일 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 마그넷의 자속값은 8450mG 내지 8550mG일 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷의 축방향 거리는 0.5mm 내지 1.0mm 이고, 상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷의 원주방향 거리는 5.7mm 내지 7.7mm 일 수 있다.

바람직하게는, 상기 회로기판은 제어부가 배치되고, 상기 제어부는 상기 제2 홀센서에서 검출되는 자속 변화 또는 펄스 중 상기 인덱스마그넷에 의한 자속 변화 또는 펄스가 감지된 경우, 인덱스신호를 생성할 수 있다.

실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트와 결합하는 요크와, 상기 샤프트와 상기 요크 사이에 배치되는 스테이터오, 상기 요크에 배치되는 제1 마그넷 및 제2 마그넷 및 상기 제1 마그넷과 대응되게 배치되는 제1 홀센서와, 상기 제2 마그넷과 대응되게 배치되는 제2 홀센서가 배치되는 회로기판을 포함하고, 상기 제2 마그넷은 복수 개의 분할마그넷과 하나의 인덱스마그넷을 포함하고, 상기 분할마그넷의 면적과 상기 인덱스마그넷의 면적은 동일하고,, 상기 분할마그넷 및 상기 인덱스마그넷은 각각 원주방향을 따라 구획되는 제1 극과 제2 극이 조합되어 이루어지고, 상기 분할마그넷의 상기 제1 극의 면적과 상기 제2 극의 면적은 동일하고, 상기 인덱스마그넷의 상기 제1 극의 면적과 상기 제2 극의 면적이 상이할 수 있다.

바람직하게는. 상기 N극의 면적과 상기 S극의 면적의 비는 N:M이며, 상기 N과 상기 M의 합은 10이고, 상기 N은 3.1 내지 3.9이고, 상기 M은 6.9 내지 6.1일 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 센서와 상기 제2 마그넷의 축방향 거리는 1mm 내지 2.6mm 이내일 수 있다.

실시예에 따르면, 높은 정속 구동 조건을 만족할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

실시예에 따르면, 별도의 장치를 추가하지 않고, 인덱스신호를 생성하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 단면도,
도 2는 도 1에서 도시한 모터의 분해사시도,
도 3은 도 2에서 도시한 요크를 도시한 도면,
도 4는 도 1에서 도시한 모터의 측단면도,
도 5는 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함하는 회로기판을 도시한 도면,
도 6은 제어부와 제1 홀센서와 제2 홀센서를 도시한 도면,
도 7은 제2 마그넷을 도시한 도면,
도 8은 센싱시그널을 도시한 도면,
도 9는 제2 센서와 제2 마그넷의 축방향 거리를 도시한 도면,
도 10은 제2 센서와 제2 마그넷의 축방향 거리에 대응하여, 인덱스마그넷에 의한 자속을 검출한 비교한 그래프,
도 11은 제1 마그넷의 하단과 제2 마그넷의 축방향 거리 및 반경방향 거리를 도시한 도면,
도 12는 제1 마그넷과 제2 마그넷의 축방향 거리 및 반경방향 거리에 대응하여, 제2 마그넷에 의한 자속을 검출한 비교한 그래프,
도 13은 인덱스마그넷에 의한 신호와 인덱스 신호를 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 단면도이고, 도 2는 도 1에서 도시한 모터의 분해사시도이고, 도 3은 도 2에서 도시한 요크를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 모터는, 샤프트(100)와, 스테이터(200)와, 요크(300)와, 제1 마그넷(400)과, 제2 마그넷(500)과, 회로기판(600)과, 베이스(700)와, 베어링 하우징(800)과, 베어링(900)을 포함할 수 있다.

샤프트(100)는 요크(300)에 결합한다. 샤프트(100)는 요크(300)와 함께 회전한다. 샤프트(100)의 선단은 거리 정보를 획득하는 센서 장치와 연결될 수 있다.

스테이터(200)는 샤프트(100)의 외측에 배치된다. 스테이터(200)는 코어(210)를 포함한다. 코어(210)는 복수 개의 티스를 포함한다. 티스에는 코일이 감긴다. 스테이터(200)는 인슐레이터(220)를 포함할 수 있다. 인슐레이터(220)는 코어(210)에 결합된다. 인슐레이터(200)는 코어(210)의 상부와 하부에 각각 결합하는 2개의 파트로 이루어질 수 있다.

요크(300)는 스테이터(200)의 외측에 배치된다. 그리고, 요크(300)는 샤프트(100)에 결합한다. 샤프트(100)는 요크(300)의 중심에 위치한다. 요크(300)의 회전과 함께 샤프트(100)도 회전한다.

제1 마그넷(400)은 요크(300)의 내측에 배치될 수 있다. 제1 마그넷(400)은 요크(300)의 구동을 위한 것이다. 제1 마그넷(400)과, 스테이터(200)에 감긴 코일의 전자기적 상호작용을 통해, 요크(300)가 회전한다. 제1 마그넷(400)은 하나의 환형 부재일 수 있다. 또는, 제1 마그넷(400)은 복수의 분할마그넷이 조합된 것일 수 있다.

제2 마그넷(500)은 요크(300)의 둘레에 배치될 수 있다. 제2 마그넷(500)은 요크(300)의 위치를 감지하기 위한 것으로, 모터의 1회전을 감지하여, 모터의 정속 구동을 구현하는데 활용될 수 있다. 제2 마그넷(500)은 환형일 수 있다. 제2 마그넷(500)은 복수 개의 분할마그넷으로 이루어질 수 있다.

회로기판(600)은 스테이터(200)의 하측에 배치된다. 회로기판(600)은 제1 홀센서(610)와 제2 홀센서(620)를 포함할 수 있다. 제1 홀센서(610)는 제1 마그넷(400)의 자속을 검출한다. 제2 홀센서(620)는 제2 마그넷(500)의 자속을 검출한다. 제1 홀센서(610)는 제1 마그넷(400)의 하측에 배치될 수 있다. 그리고 제2 홀센서(620)는 제2 마그넷(500)의 하측에 배치될 수 있다. 회로기판(600)에는 베어링 하우징(800)이 관통하는 홀이 배치될 수 있다.

베이스(700)는 회로기판(600)의 하측에 배치된다. 베이스(700)의 상면에는 회로기판(600)이 배치될 수 있다. 베이스(700)와 회로기판(600) 사이에는, 베이스(700)와 회로기판(600)의 결합을 위한 접착필름(710)이 위치할 수 있다. 베이스(700)에는 베어링 하우징(800)이 관통하는 홀이 배치될 수 있다.

도 4는 도 1에서 도시한 모터의 측단면도이다.

도2 및 도 4를 참조하면, 베어링 하우징(800)은 내측에 베어링(900)을 포함한다. 베어링(900)은 샤프트(100)를 회전 가능하게 지지한다. 베어링(900)은 베어링 하우징(800)의 상부 및 하부에 각각 배치될 수 있다.

베어링 하우징(800)은 내부에는 제1 수용부(810)와 제2 수용부(820)를 포함할 수 있다. 제1 수용부(810)에는 베어링(900)이 배치된다. 제2 수용부(820)에도 베어링(900)이 배치된다. 제1 수용부(810)와 제2 수용부(820) 사이에는 격벽(830)이 배치될 수 있다. 격벽(도 4의 830)은 베어링 하우징(800) 내부에서 돌출되어, 제1 수용부(810)와 제2 수용부(820)를 구분하고, 베어링(900)의 외륜을 축방향으로 지지한다.

한편, 베어링 하우징(800)은 베이스(700)에 고정된다, 그리고 베어링 하우징(800)은 스테이터(200)의 코어(210)의 중심에 결합한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 요크(300)는 원통형 바디(310)와 플랜지(320)를 포함한다. 바디(310)의 상측은 상면으로 막힌 형태이며, 바디(310)의 하측은 개방된 형태이다. 플랜지(320)는 바디(310)의 하단에서 수평하게 연장된 형상을 갖는다. 샤프트(100)가 바디(310)의 상면에 결합하여, 샤프트(100)와 요크(300)가 일체로 회전한다. 바디(310)의 상면 중심에는 홀(301)이 배치된다. 홀(301)에는 샤프트(100)의 단부가 압입되어 결합될 수 있다.

바디(310)의 내주면에 제1 마그넷(400)이 결합된다. 그리고 플랜지(320)의 하면에는 제2 마그넷(500)이 결합된다.

도 5는 제1 홀센서와 제2 홀센서를 포함하는 회로기판을 도시한 도면이고, 도 6은 제어부와 제1 홀센서와 제2 홀센서를 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 제1 홀센서(610)는 제1 마그넷(400)의 하측에 위치한다. 제1 홀센서(610)는 요크(300)의 회전 중심(C)을 기준하여 제1 마그넷(400)의 회전 궤도(O1)상에 배치될 수 있다. 3개의 제1 홀센서(610)가 배치될 수 있다. 3개의 제1 홀센서(610)는 3개의 센싱시그널을 생성한다. 모터의 제어부(1000)는 제1 홀센서(610)에서 생성된 센싱시그널에 기초하여 요크(300)의 위치를 판단한다. 예를 들어, 제1 마그넷(400)이 8극이고, 제1 홀센서(610)가 3개인 경우, 요크(300)의 1회전(360°)을 기준으로, 측정 회전각도 단위는 15°이다. 3개의 제1 홀센서(610)을 통해 생성된 센싱시그널(S1)은 회전각도 15°마다 펄스 파형을 갖는다. 다만, 측정 회전각도 단위가 15°인 경우, 모터의 정속 여부를 정밀하게 측정하기가 어렵다. 따라서, 제2 마그넷(500)과 제2 홀센서(620)를 통해 모터의 정속 여부를 보다 정밀하게 판단한다.

제2 홀센서(620)는 제2 마그넷(500)의 하측에 배치된다. 제2 홀센서(620)는 제2 마그넷(500)은 회전 중심을 기준하여 제2 마그넷(500)의 회전 궤도(O2)상에 배치될 수 있다. 제2 홀센서(620)는 요크(300)의 회전 중심에서 반경 방향으로, 제1 홀센서(610)의 외측에 배치될 수 있다. 제2 홀센서(620)는 복수 개가 배치될 수 있다. 제2 마그넷(500)은 복수 개의 분할마그넷으로 이루어지기 때문에 제2 홀센서(620)는 제1 홀센서(610)에서 생성된 센싱시그널보다 짧은 주기를 갖는 펄스 파형의 센싱시그널(S2)을 생성한다. 모터의 제어부(1000)는 제2 홀센서(620)에서 생성된 센싱시그널에 기초하여, 모터의 정속 회전여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(500)이 72극이고, 제2 홀센서(620)가 2개인 경우, 요크(300)의 1회전(360°)을 기준으로, 측정 회전각도 단위는 2.5°이다. 따라서, 2개의 제2 홀센서(620)을 통해 생성된 센싱시그널(S2)은 측정 회전각도 단위 2.5°마다 펄스 파형을 갖기 때문에 모터의 분당 회전수를 보다 정밀하게 체크할 수 있다.

도 7은 제2 마그넷을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 제2 마그넷(500)은 회전 중심(C1)에서 원주방향을 따라, 제1 각도(Θ)로 분할되어 구분되는 복수의 분할마그넷(510)을 포함할 수 있다. 분할마그넷(510)은 원주방향을 따라 제1 극(511)과 제2 극(512)으로 분할되어 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 극(511)은 S극 일수 있다. 그리고 제2 극(512)은 N극 일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 극(511)은 N극 이고, 제2 극(512)이 S극 일 수도 있다.

분할마그넷(510)의 제1 극(511)은 원주방향을 따라 제2 각도(Θ1)로 분할되어 구분될 수 있다. 그리고 분할마그넷(510)의 제2 극(512)은 원주방향을 따라 제3 각도(Θ2)로 분할되어 구분될 수 있다. 이때, 제2 각도(Θ1)와 제3 각도(Θ2)는 동일할 수 있다.

분할마그넷(510)의 제1 극(511)의 원주방향 폭(W1)과 제2 극(512)의 원주방향 폭(W2)은 동일할 수 있다. 여기서, 원주방향 폭(W1,W2)은 제2 마그넷(500)의 회전중심 중심(C1)에서 반경방향으로 제2 마그넷(500)의 중간지점이 기준이 될 수 있다.

또는. 분할마그넷(510)의 제1 극(511)의 면적(A1)과 제2 극(512)의 면적(A2)은 동일할 수 있다.

또한, 제2 마그넷(500)은 하나의 인덱스마그넷(520)을 포함할 수 있다. 인덱스마그넷(520)은 제1 각도(Θ)로 분할되어 복수의 분할마그넷(510)과 구분된다. 인덱스마그넷(520)은 원주방향을 따라 제1 극(521)과 제2 극(522)으로 분할되어 이루어질 수 있다. 인덱스마그넷(520)의 제1 극(521)은 원주방향을 따라 제4 각도(Θ3)로 분할되어 구분될 수 있다. 그리고 인덱스마그넷(520)의 제2 극(522)은 원주방향을 따라 제5 각도(Θ4)로 분할되어 구분될 수 있다. 이때, 분할마그넷(510)과 달리, 인덱스마그넷(520)의 제4 각도(Θ3)가 제5 각도(Θ4)보다 크다. 이는 모터의 요크(300)의 1회전(360°)을 검출하는데 있어서 기준이 펄스를 생성하기 위하여, 인덱스마그넷(520)의 제1 극(521)의 폭을 넓힌 것이다.

인덱스마그넷(520)의 제1 극(521)의 원주방향 폭(W3)과 제2 극(522)의 원주방향 폭(W4)보다 클 수 있다. 여기서, 원주방향 폭(W3,W4)은 제2 마그넷(500)의 회전중심 중심(C1)에서 반경방향으로 제2 마그넷(500)의 중간지점이 기준이 될 수 있다.

또는. 인덱스마그넷(520)의 제1 극(521)의 면적(A3)은 제2 극(522)의 면적(A4)보다 클 수 있다.

도 8은 센싱시그널을 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 홀센서(620)에서 검출되는 센싱시그널은 PWM 신호(펄스 폭 변조신호)(S3)이다. 제어부(1000)는 제2 홀센서(620)에서 검출된 신호를 하이(high) 신호와 로우(low) 신호가 주기적으로 반복되는 PWM 신호(S3)로 출력할 수 있다.

예를 들어, 제2 마그넷(500)이 72극이고, 제2 홀센서(620)가 2개인 경우, 요크가 1회전 하면, PWM 신호(S3)에서 146개의 펄스가 생성되며, 이 중 144개의 제1 펄스(10)와 2개의 제2 펄스(20)가 생성된다. 제1 펄스(10)는 분할마그넷(510)에 의한 것이고, 제2 펄스(20)는 인덱스마그넷(520)에 의한 것이다. 제1 펄스(10)와 제2 펄스(20)는 듀티값(D)이 동일하다. 각각의 제1 펄스(10)의 폭(P1)은 동일하며, 듀티싸이클은 50%일 수 있다.

제2 펄스(20)는 인덱스마그넷(520)이 제2 홀센서(620)를 지날 때 생성된다. 제2 펄스(20)의 폭(P2)은 제1 펄스(10)의 폭(P1)보다 크다. 인덱스마그넷(520)의 제1 극(521)의 폭(W3)이나 면적(A3)이 분할마그넷(510)의 제1 극(511)의 폭(W1)이나 면적(A1)보다 크기 때문이다.

한편, 인덱스마그넷(520)의 제1 극(521)의 폭(W3)과 제2 극(522)의 폭(W4)의 비는 N:M이며, N과 M의 합은 10이고, N은 3.1 내지 3.9이고, M은 6.9 내지 6.1일 수 있다. 예를 들어, 인덱스마그넷(520)의 제1 극(521)의 폭(W3)과 제2 극(522)의 폭(W4)의 비는 7:3일 수 있다.

또는, 인덱스마그넷(520)의 제1 극(521)의 면적(A3)과 제2 극(522)의 면적(A4)의 비는 N:M이며, N과 M의 합은 10이고, N은 3.1 내지 3.9이고, M은 6.9 내지 6.1일 수 있다. 예를 들어, 인덱스마그넷(520)의 제1 극(521)의 면적(A3)과 제2 극(522)의 면적(A4)의 비는 7:3일 수 있다.

상기 N이 3.9를 초과하는 경우나, 상기 M이 6.1 미만인 경우, 제1 극(521)과 제2 극(522)의 구분이 명확하지 않아, 제어부(1000)에서 분할마그넷(510)과 대비되는 인덱스마그넷(520)에 의한 자속를 감지하기 어려운 문제점이 있다.

그리고, 상기 N이 3.1 미만인 경우나, 상기 M이 6.9를 초과하는 경우, 제1 극(521)에 의한 자속을 인식하기 어려운 문제점이 있다. 이때, 제1 극(521)에 의한 자속을 인식하기 위해서는 제2 마그넷(500)과 제2 홀센서(620)의 거리를 크게 줄여야 하는데, 이는 제2 마그넷(500)과 제2 홀센서(620)가 접촉할 위험이 크다.

도 9는 제2 홀센서와 제2 마그넷의 축방향 거리를 도시한 도면이고, 도 10은 제2 홀센서와 제2 마그넷의 축방향 거리에 대응하여, 인덱스마그넷에 의한 자속을 검출한 비교한 그래프이다.

도 9를 참조하면, 제2 홀센서(620)와 제2 마그넷(500)의 축방향 거리(H1)는 0.5mm 내지 1.6mm 이내일 수 있다. 이때, 제2 마그넷(500)의 자속값은 8450mG 내지 8550mG일 수 있다. 제2 홀센서(620)와 제2 마그넷(500)의 축방향 거리(H1)가 0.5mm 미만이면, 제2 홀센서(620)와 제2 마그넷(500)이 접촉할 위험이 크다. 그리고 제2 홀센서(620)와 제2 마그넷(500)의 축방향 거리(H1)가 0.5mm를 초과하면, 인덱스 마그넷의 제2 극(522)에 의한 자속을 인지하기 어려운 문제점이 있다.

도 10의 (a)를 참조하면, 도 10의 A는 인덱스마그넷(520)에 의한 자속의 감지구간이다. 제2 홀센서(620)와 제2 마그넷(500)의 축방향 거리(H1)는 0.5mm 내지 1.6mm 이내의 범위에서는 도 10의 P와 같이, 인덱스마그넷(520)의 제2 극(522)에 의한 자속이 감지된다. 반면에, 도 10의 (b)를 참조하면, 제2 홀센서(620)와 제2 마그넷(500)의 축방향 거리(H1)가 2.6mm를 초과하는 경우, 인덱스 마그넷(520)의 제2 극(522)에 의한 자속이 감지되지 않는다.

도 11은 제1 마그넷의 하단과 제2 마그넷의 축방향 거리 및 반경방향 거리를 도시한 도면이고, 도 12는 제1 마그넷과 제2 마그넷의 축방향 거리 및 반경방향 거리에 대응하여, 제2 마그넷에 의한 자속을 검출한 비교한 그래프이다.

도 11을 참조하면, 제1 마그넷(400)과 제2 마그넷(500)의 축방향 거리(E)는 0.5mm 내지 1.6mm 이내일 수 있다. 축방향 거리(E)는 제1 마그넷(400)의 하단과 제2 마그넷(500)의 하단의 높이차를 나타낸다. 그리고 제1 마그넷(400)과 제2 마그넷(500)의 반경방향 거리(D)는 5.7mm 내지 7.7mm 이내일 수 있다.

이때, 제2 마그넷(500)의 자속값은 8450mG 내지 8550mG일 수 있다.

도 12의 (a)를 참조하면, 제1 마그넷(400)과 제2 마그넷(500)의 축방향 거리(E)는 0.5mm 미만이고, 제1 마그넷(400)과 제2 마그넷(500)의 반경방향 거리(D)가 5.7 미만인 경우, 제2 마그넷(500)에 의해 감지되는 자속이 비정상적으로 불균일하게 나타난다. 이는 제2 홀센서(620)가 제2 마그넷(500)에 의한 자속 변화를 정상적으로 감지하지 못하는 것이다.

그러나, 도 12의 (b)를 참조히면, 제1 마그넷(400)과 제2 마그넷(500)의 축방향 거리(E)가 0.5mm 내지 1.6mm 이내이고, 제1 마그넷(400)과 제2 마그넷(500)의 반경방향 거리(D)가 5.7mm 내지 7.7mm 이내인 경우, 제2 마그네(500)에 의해 감지되는 자속이 정상적으로 균일하게 나타난다.

도 13은 인덱스마그넷(520)에 의한 신호와 인덱스 신호를 도시한 그래프이다.

도 13을 참조하면, 도 13의 A와 같이 인덱스마그넷(520)에 의한 신호(제2 극(522)에 의한 자속 변화 또는 변조된 펄스))는 모터의 1회전 마다 생성된다. 제어부(1000)는 제2 홀센서(620)를 통해, 도 13의 A구간에서 인덱스마그넷(520)에 의한 신호가 감지되는 경우, 인덱스신호(I)를 생성할 수 있다. 모터의 정속구동을 위해 마련된 제2 마그넷(500)을 사용하여, 별도의 추가장치 없이도, 인덱스신호(I)를 생성할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 샤프트
200: 스테이터
300: 요크
400: 제1 마그넷
500: 제2 마그넷
600: 회로기판
700: 베이스
800: 베어링 하우징
900: 베어링
1000: 제어부

Claims

샤프트;
상기 샤프트와 결합하는 요크;
상기 샤프트와 상기 요크 사이에 배치되는 스테이터;
상기 요크에 배치되는 제1 마그넷 및 제2 마그넷;및
상기 제1 마그넷과 대응되게 배치되는 제1 홀센서와, 상기 제2 마그넷과 대응되게 배치되는 제2 홀센서가 배치되는 회로기판을 포함하고,
상기 제2 마그넷은 복수 개의 분할마그넷과 하나의 인덱스마그넷을 포함하고
상기 분할마그넷의 원주방향 폭과 상기 인덱스마그넷의 원주방향 폭은 동일하고,
상기 분할마그넷 및 상기 인덱스마그넷은 각각 제1 극과 제2 극이 조합되어 이루어지고,
상기 분할마그넷의 상기 제1 극의 원주방향 폭과 상기 제2 극의 원주방향 폭이 동일하고,
상기 인덱스마그넷의 상기 제1 극의 원주방향 폭과 상기 제2 극의 원주방향 폭이 상이한 모터.
제1 항에 있어서,
상기 N극의 폭과 상기 S극의 폭의 비는 N:M이며,
상기 N과 상기 M의 합은 10이고,
상기 N은 3.1 내지 3.9이고,
상기 M은 6.9 내지 6.1인 모터,
제2 항에 있어서,
상기 제2 센서와 상기 제2 마그넷의 축방향 거리는 1mm 내지 2.6mm 이내인 모터.
제2 항에 있어서,
상기 제2 마그넷의 자속값은 8450mG 내지 8550mG 인 모터.
제2 항에 있어서,
상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷의 축방향 거리는 0.5mm 내지 1.0mm 이고,
상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷의 원주방향 거리는 5.7mm 내지 7.7mm 인 모터.
제1 항에 있어서
상기 회로기판은 제어부가 배치되고,
상기 제어부는 상기 제2 홀센서에서 검출되는 자속 변화 또는 펄스 중 상기 인덱스마그넷에 의한 자속 변화 또는 펄스가 감지된 경우, 인덱스신호를 생성하는 모터.
샤프트;
상기 샤프트와 결합하는 요크;
상기 샤프트와 상기 요크 사이에 배치되는 스테이터;
상기 요크에 배치되는 제1 마그넷 및 제2 마그넷;및
상기 제1 마그넷과 대응되게 배치되는 제1 홀센서와, 상기 제2 마그넷과 대응되게 배치되는 제2 홀센서가 배치되는 회로기판을 포함하고,
상기 제2 마그넷은 복수 개의 분할마그넷과 하나의 인덱스마그넷을 포함하고
상기 분할마그넷의 면적과 상기 인덱스마그넷의 면적은 동일하고,
상기 분할마그넷 및 상기 인덱스마그넷은 각각 원주방향을 따라 구획되는 제1 극과 제2 극이 조합되어 이루어지고,
상기 분할마그넷의 상기 제1 극의 면적과 상기 제2 극의 면적은 동일하고,
상기 인덱스마그넷의 상기 제1 극의 면적과 상기 제2 극의 면적이 상이한 모터.
제7 항에 있어서,
상기 N극의 면적과 상기 S극의 면적의 비는 N:M이며,
상기 N과 상기 M의 합은 10이고,
상기 N은 3.1 내지 3.9이고,
상기 M은 6.9 내지 6.1인 모터,
제8 항에 있어서,
상기 제2 센서와 상기 제2 마그넷의 축방향 거리는 1mm 내지 2.6mm 이내인 모터.
제8 항에 있어서,
상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷의 축방향 거리는 0.5mm 내지 1.0mm 이고,
상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷의 원주방향 거리는 5.7mm 내지 7.7mm 인 모터