KR20200089492A - 정류자 조립체 및 이를 구비하는 모터 - Google Patents

정류자 조립체 및 이를 구비하는 모터 Download PDF

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KR20200089492A
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Abstract

본 실시예는 하우징; 상기 하우징의 개구에 배치되는 제1 커버; 상기 제1 커버의 하부에 배치되는 브러시; 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측에 배치되는 로터; 상기 로터와 결합하는 샤프트; 상기 샤프트에 배치되는 정류자 조립체; 및 상기 정류자 조립체의 센싱 마그넷부와 마주보게 배치되는 센서부를 포함하고, 상기 정류자 조립체는 정류자 바디, 상기 정류자 바디의 원주 방향을 따라 배치되는 복수 개의 정류자편 및 상기 정류자 바디의 상부에 결합되는 상기 센싱 마그넷부를 포함하는 모터에 관한 것이다. 이에 따라, 상기모터는 센싱 마그넷을 정류자에 결합한 정류자 조립체를 이용하여 상기 모터의 센싱 정확도를 확보할 수 있다.

Description

정류자 조립체 및 이를 구비하는 모터{COMMUTATOR ASSEMBLY AND MOTOR HAVING THE SAME}
실시예는 정류자 조립체 및 이를 구비하는 모터에 관한 것이다.
모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 차량, 가정용 전자제품, 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다.
상기 모터는 하우징(housing), 샤프트(shaft), 하우징의 내주면에 배치되는 스테이터(stator), 샤프트의 외주면에 설치되는 로터(rotor) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 모터의 스테이터는 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다.
그리고, 상기 모터는 로터의 코일에 전류를 공급하기 위하여 정류자와 브러시(brush)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 모터는 로터의 위치를 감지하기 위해 센싱 마그넷과 상기 센싱 마그넷을 감지하는 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 센싱 마그넷은 센싱 플레이트를 이용하여 상기 샤프트에 결합될 수 있다.
그러나, 상기 샤프트에 상기 센싱 플레이트를 압입하여 결합할 때, 상기 센싱 플레이트의 틀어짐 또는 휘어짐이 발생할 수 있다. 그에 따라, 상기 모터의 센싱 정확도가 떨어지는 문제가 있다.
또한, 상기 모터에 있어서, 상기 센서 및 상기 센서가 설치되는 회로기판이 외부로 노출되어 부식이 발생하는 문제가 있다.
모터의 센싱 정확도를 확보하기 위해 센싱 마그넷을 정류자에 결합한 정류자 조립체 및 이를 포함하는 모터를 제공한다.
또한, 센싱 마그넷이 결합된 정류자 조립체를 제공함으로써, 조립 공정을 단순화하여 생산성을 향상시킨 모터를 제공한다.
또한, 센서를 모터 내부에 배치하여 외부 인자에 의한 손상을 방지할 수 있는 모터를 제공한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 실시예에 따라, 하우징; 상기 하우징의 개구에 배치되는 제1 커버; 상기 제1 커버의 하부에 배치되는 브러시; 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측에 배치되는 로터; 상기 로터와 결합하는 샤프트; 상기 샤프트에 배치되는 정류자 조립체; 및 상기 정류자 조립체의 센싱 마그넷부와 마주보게 배치되는 센서부를 포함하고, 상기 정류자 조립체는 정류자 바디, 상기 정류자 바디의 원주 방향을 따라 배치되는 복수 개의 정류자편 및 상기 정류자 바디의 상부에 결합되는 상기 센싱 마그넷부를 포함하는 모터에 의해 달성된다.
여기서, 상기 샤프트의 축(C)을 기준으로 상기 센싱 마그넷부의 반경(R1)은 상기 정류자편의 반경(R2)보다 클 수 있다.
그리고, 상기 브러시의 단부는 상기 센싱 마그넷부의 하부에 축 방향을 기준으로 오버랩되게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 정류자 바디는 상기 센싱 마그넷부의 하부에 사출 성형 방식에 의해 배치될 수 있다.
그리고, 상기 센싱 마그넷부는 플라스틱 마그넷으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 센싱 마그넷부는 상기 정류자 바디의 상부에 배치되는 센싱 플레이트 및 상기 센싱 플레이트의 상부에 배치되는 센싱 마그넷을 포함하고, 상기 센싱 플레이트는 금속재질로 형성되며, 상기 정류자 바디는 상기 센싱 플레이트의 하부에 사출 성형 방식에 의해 배치될 수 있다. 여기서, 상기 센싱 플레이트의 하면은 상기 정류자편의 상단과 소정의 갭(G)이 형성되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 센싱 마그넷부는 상기 정류자 바디의 상부에 형성된 홈에 결합되는 센싱 플레이트 및 상기 센싱 플레이트의 상부에 배치되는 센싱 마그넷을 포함하고, 상기 센싱 플레이트는 금속재질로 형성되며, 상기 센싱 플레이트의 하면은 상기 정류자편의 상단과 소정의 갭(G)이 형성되게 배치될 수 있다.
한편, 상기 센서부는 상기 제1 커버의 하부에 배치되는 회로기판 및 상기 회로기판에 배치되는 센서를 포함하고, 상기 센서는 상기 센싱 마그넷부와 마주보게 배치될 수 있다.
또한, 상기 샤프트는 금속 재질로 형성되며, 상기 센싱 마그넷부의 내주면은 상기 샤프트의 외주면과 이격되게 배치될 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 합성 수지 재질로 형성되는 정류자 바디; 상기 정류자 바디의 원주 방향을 따라 배치되는 복수 개의 정류자편; 및 상기 정류자 바디의 상부에 결합되는 센싱 마그넷부를 포함하는 정류자 조립체에 의해 달성된다.
여기서, 상기 정류자편은 정류자편 바디 및 상기 정류자편 바디의 하부에 배치되는 후크부를 포함하고, 축(C)을 기준으로 상기 센싱 마그넷부의 반경(R1)은 상기 정류자편 바디의 반경(R2)보다 클 수 있다.
그리고, 상기 정류자 바디는 상기 센싱 마그넷부의 하부에 사출 성형 방식에 의해 배치될 수 있다.
그리고, 상기 센싱 마그넷부는 플라스틱 마그넷으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 센싱 마그넷부는 상기 정류자 바디의 상부에 결합되는 센싱 플레이트 및 상기 센싱 플레이트의 상부에 배치되는 센싱 마그넷을 포함하고, 상기 센싱 플레이트는 금속재질로 형성되며, 상기 센싱 플레이트의 하면은 상기 정류자편의 상단과 소정의 갭(G)이 형성되게 배치될 수 있다.
한편, 상기 정류자 바디의 내경(D1)은 상기 센싱 마그넷부의 내경(D2)보다 작을 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 모터는 센싱 마그넷을 정류자에 결합한 정류자 조립체를 이용하여 상기 모터의 센싱 정확도를 확보할 수 있다.
샤프트에 센싱 마그넷을 직접적으로 압입하여 결합하는 공정에 의한 손상을 배제하도록, 센싱 마그넷을 포함하는 상기 정류자 조립체를 샤프트에 결합한다. 그에 따라, 상기 센싱 마그넷의 틀어짐 등을 방지하여 상기 모터의 센싱 정확도를 확보할 수 있다.
또한, 상기 모터의 조립시, 하나의 단일 부품으로 정류자 조립체를 제공함으로써, 상기 모터의 조립 공정을 단순화할 수 있다. 그에 따라, 상기 모터의 조립 시간을 단축하여 상기 모터의 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 모터는 센서를 내부에 배치함으로써, 외부 인자에 의한 손상을 방지할 수 있다.
브러시가 정류자와 접촉한 상태에서 상기 정류자가 회전함에 따라 브러시 파우더가 발생할 수 있다. 그러나, 상기 브러시 파우더는 상기 브러시의 단부와 축 방향으로 오버랩되게 배치되는 상기 센싱 마그넷에 의해 상기 센서측으로 이동이 방지될 수 있다. 그에 따라, 상기 브러시 파우더에 의해 발생할 수 있는 상기 센서의 센싱 정확도의 하락이 방지 또는 최소화될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1의 A영역을 나타내는 확대도이고,
도 3은 실시예에 따른 모터의 제1 커버에 배치된 브러시와 센서부를 나타내는 도면이고,
도 4는 실시예에 따른 모터에 배치되는 제1 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 사시도이고,
도 5는 실시예에 따른 모터에 배치되는 제1 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 분해사시도이고,
도 6은 실시예에 따른 모터에 배치되는 제1 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 평면도이고,
도 7은 실시예에 따른 모터에 배치되는 제1 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 측면도이고,
도 8은 실시예에 따른 모터에 배치되는 제2 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 분해사시도이고,
도 9는 실시예에 따른 모터에 배치되는 제2 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 평면도이고,
도 10은 실시예에 따른 모터에 배치되는 제2 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 측면도이다.
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)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 A영역을 나타내는 확대도이다. 도 1에서 y 방향은 축 방향을 의미하며, x 방향은 반경 방향을 의미할 수 있다. 여기서, 축 방향과 반경 방향은 서로 수직할 수 있다. 그리고, 상기 축 방향은 샤프트(600)의 길이 방향일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 일측에 개구가 형성된 하우징(100), 하우징(100)의 상부에 배치되는 제1 커버(200), 제1 커버(200)의 하부에 배치되는 브러시(300), 하우징(100)의 내부에 배치되는 스테이터(400), 스테이터(400)의 내측에 배치되는 로터(500) 및 로터(500)와 함께 회전하는 샤프트(600), 샤프트(600)에 배치되는 정류자 조립체(700) 및 정류자 조립체(700)의 센싱 마그넷부(720)의 회전을 감지하는 센서부(800)를 포함할 수 있다. 여기서, 내측이라 함은 상기 반경 방향을 기준으로 중심인 축(C)을 향하여 배치되는 방향을 의미하고, 외측이라 함은 내측과 반대되는 방향을 의미한다.
그리고, 상기 모터(1)는 상기 제1 커버(200)의 상부에 배치되는 제2 커버(900)를 더 포함할 수 있다.
하우징(100)과 제2 커버(900)는 상기 모터(1)의 외형을 형성할 수 있다. 여기서, 하우징(100)은 상부에 개구가 형성된 통 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 커버(200)와 제2 커버(900)는 하우징(100)의 개방된 상부측 개구를 덮도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1 커버(200)와 상기 제2 커버(900)는 이중 커버 구조를 구현하여, 하우징(100) 내부의 밀폐 능력을 향상시킬 수 있다.
하우징(100)과 제1 커버(200)의 결합에 의해 내부에 수용공간이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 수용공간에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스테이터(400), 로터(500), 샤프트(600), 정류자 조립체(700) 및 센서부(800) 등이 배치될 수 있다.
하우징(100)은 원통형으로 형성될 수 있다. 하우징(100)의 하부에는 샤프트(600)의 하부를 지지하는 베어링(10)을 수용하는 포켓부가 마련될 수 있다. 또한, 하우징(100)의 상부에 배치되는 제2 커버(900)에도 샤프트(600)의 상부를 지지하도록 베어링(10)이 배치될 수 있다. 여기서, 제2 커버(900)는 금속 재질로 형성될 수 있다.
제1 커버(200)는 몰드물과 같은 합성 수지 재질로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 커버(200)는 사출 성형 방식을 통해 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 커버(200)는 제2 커버(900)의 하부에 배치될 수 있다. 이때, 제1 커버(200) 및 제2 커버(900) 각각의 외측면은 하우징(100)의 내주면에 접촉될 수 있다. 그에 따라, 제1 커버(200) 및 제2 커버(900)에 의해 구현되는 이중 커버 구조에 의해 외부에서 인가되는 하중 또는 외부에서 유입되는 이물질 등으로부터 상기 수용공간에 배치되는 상기 모터(1)의 각 구성요소는 보호될 수 있다.
브러시(300)는 제1 커버(200)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 브러시(300)는 도전성을 갖는 막대 형상으로 형성될 수 있다.
브러시(300)는 정류자 조립체(700)에 밀착될 수 있다. 그에 따라, 브러시(300)는 정류자 조립체(700)에 전기적으로 접촉하여 외부로부터 인가된 구동 신호를 정류자 조립체(700)에 제공할 수 있다. 그리고, 정류자 조립체(700)와 전기적으로 연결되는 로터(500)의 코일(520)에 상기 외부 구동신호는 전달될 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 모터의 제1 커버에 배치된 브러시와 센서부를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 커버(200)는 원판 형상으로 포함하도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 커버(200)의 하부에는 브러시(300)가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제1 커버(200)의 하부에는 상기 브러시(300)와 전기적으로 연결되어 전자파를 차폐할 수 있는 쵸크 코일(310) 및 상기 쵸크 코일(310)과 전기적으로 연결되는 터미널(320)이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 터미널(320)은 외부 전원과 연결되기 위해 제1 커버(200)를 관통하여 배치될 수 있다. 그에 따라, 외부 전원은 상기 터미널(320)과 쵸크 코일(310)을 통해 브러시(300)에 전달될 수 있다.
브러시(300)는 브러시 홀더(330)에 의해 상기 제1 커버(200)의 하부에 배치될 수 있다. 이때, 브러시(300)는 탄성력을 제공하는 탄성부재(340)에 의해 정류자 조립체(700)의 일측에 접촉하여 정류자 조립체(700)에 전원을 전달할 수 있다.
한편, 브러시(300)의 단부는 상기 센싱 마그넷부(720)의 하부에 축 방향을 기준으로 오버랩되게 배치되어 상기 모터(1)의 구동시 발생하는 브러시 파우더에 의한 센싱 정확도의 하락을 방지 또는 최소화할 수 있다. 여기서, 상기 브러시 파우더는 상기 브러시(300)가 정류자 조립체(700)와 접촉한 상태에서 상기 정류자 조립체(700)가 회전하게 되면 발생할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 축 방향을 기준으로 브러시(300)의 일측 단부와 정류자 조립체(700)의 접촉 영역과 상기 정류자 조립체(700)의 센싱 마그넷부(720)의 외주면의 배치된 위치를 비교해 볼 때, 상기 접촉 영역은 상기 센싱 마그넷부(720)의 외주면보다 내측에 배치된다. 그에 따라, 상기 브러시 파우더가 발생하더라도 상기 센싱 마그넷부(720)에 의해 상기 브러시 파우더는 센서부(800)의 센서(820)측으로 이동이 방지 또는 제한될 수 있다. 여기서, 상기 브러시(300)의 단부는 상기 센싱 마그넷부(720)의 하부측에 배치된다.
스테이터(400)는 로터(500)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터(500)의 회전을 유도한다. 스테이터(400)는 하우징(100)의 내측에 결합된다.
그리고, 스테이터(400)는 스테이터 코어(미도시)와 상기 스테이터 코어에 배치되는 복수 개의 마그넷(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 마그넷은 로터(500)에 감긴 코일(520)과 회전 자계를 형성한다. 이러한 마그넷은 샤프트(600)의 축(C)에 대한 원주 방향을 기준으로 N극과 S극이 번갈아 위치하도록 배치될 수 있다.
한편, 스테이터(400)의 스테이터 코어는 복수 개의 분할 코어가 결합되어 제작되거나 하나의 통으로 구성되는 단일 코어 형태로 제작될 수 있다. 그리고, 상기 스테이터 코어는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층되어 형성될 수 있다.
로터(500)는 스테이터(400)의 외측에 배치된다. 이때, 로터(500)는 스테이터(400)의 내측에 회전 가능하게 배치될 수 있다.
로터(500)는 로터 코어(510)와 코일(520)을 포함할 수 있다.
로터 코어(510)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층된 형태로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 로터 코어(510)는 하나의 단일품으로 형성될 수도 있다.
로터 코어(510)는 반경 방향으로 돌출된 투스를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 투스는 상기 마그넷을 대향하도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 투스에는 코일(520)이 감긴다. 이때, 로터 코어(510)와 코일(520) 사이에는 인슐레이터(530)가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 인슐레이터(530)는 로터 코어(510)와 코일(520)을 절연시킨다.
코일(520)에 전류가 공급되면 상기 마그넷과 전기적 상호작용이 유발되어 로터(500)가 회전할 수 있다. 로터(500)가 회전하는 경우 샤프트(600)도 같이 회전한다.
샤프트(600)는 상기 로터(500)의 중앙에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 로터(500)가 회전함에 따라 샤프트(600)는 같이 회전할 수 있다. 이때, 샤프트(600)는 베어링(10)에 의해 지지될 수 있다.
한편, 상기 로터(500)에 권선된 코일(520)에 전류를 공급하기 위해, 상기 모터(1)는 상기 코일(520)과 전기적으로 연결되는 정류자 조립체(700)를 포함할 수 있다.
정류자 조립체(700)는 샤프트(600)의 외주면에 배치될 수 있다. 이때, 정류자 조립체(700)는 상기 로터(500)의 로터 코어(510) 상부에 이격되게 배치될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 모터에 배치되는 제1 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 사시도이고, 도 5는 실시예에 따른 모터에 배치되는 제1 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 분해사시도이고, 도 6은 실시예에 따른 모터에 배치되는 제1 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 평면도이고, 도 7은 실시예에 따른 모터에 배치되는 제1 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 측면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 제1 실시예에 따른 정류자 조립체(700)는 정류자 바디(710), 상기 정류자 바디(710)의 상부에 결합되는 센싱 마그넷부(720) 및 상기 정류자 바디(710)의 원주 방향을 따라 배치되는 복수 개의 정류자편(730)을 포함할 수 있다.
정류자 바디(710)는 중앙에 소정의 내경(D1)을 갖도록 홀(711)이 형성된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홀(711)에는 샤프트(600)가 배치될 수 있다. 여기서, 상기 홀(711)은 제1 홀이라 불릴 수 있다.
정류자 바디(710)는 절연성 재질로 형성될 수 있다. 예컨데, 정류자 바디(710)는 몰드물과 같은 합성 수지 재질로 형성될 수 있다. 그에 따라, 정류자 바디(710)는 센싱 마그넷부(720)의 하부에 사출 성형 방식에 의해 형성될 수 있다.
종래에는 센싱 마그넷을 샤프트에 압입하여 결합하기 때문에, 상기 센싱 마그넷의 틀어짐 등이 발생하여 센싱 정확도가 감소되는 문제가 발생할 수 있다. 이에 반하여, 상기 모터(1)는 사출 성형 방식을 통해 정류자 바디(710)를 센싱 마그넷부(720)의 하부에 형성하고 상기 정류자 바디(710)가 샤프트(600)와 결합하기 때문에, 센싱 마그넷부(720)의 손상, 틀어짐 등을 방지할 수 있다.
또는, 도 5에 도시된 바와 같이, 정류자 바디(710)는 센싱 마그넷부(720)와 결합되게 상부에 형성된 홈(712)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 홈(712)에는 센싱 마그넷부(720)의 일 영역이 결합될 수 있다.
정류자 바디(710)의 상부에 상기 센싱 마그넷부(720)가 결합되는 경우에도 정류자 바디(710)는 사출 성형 방식에 의해 형성될 수 있기 때문에, 정류자 바디(710)의 상부면의 평탄도를 확보할 수 있다. 그에 따라, 센싱 마그넷부(720)의 하면이 정류자 바디(710)의 상부면과 접촉되게 배치되더라도 상기 평탄도에 의해 상기 모터(1)의 센싱 정확도가 확보될 수 있다.
따라서, 상기 센싱 마그넷부(720)는 사출 성형 방식, 또는 정류자 바디(710)에 형성된 홈(712)에 결합하는 방식으로 정류자 바디(710)에 배치될 수 있다.
센싱 마그넷부(720)는 자성을 갖는 플라스틱 마그넷(Plastic Magnet)으로 제공될 수 있다. 그에 따라, 상기 센싱 마그넷부(720)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 센싱 마그넷부(720)는 플레이트부(721), 플레이트부(721)의 하부에 축 방향으로 돌출되게 형성된 돌출부(722) 및 중앙에 형성된 홀(723)을 포함할 수 있다. 여기서, 플레이트부(721)와 돌출부(722)는 일체로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홀(723)은 제2 홀이라 불릴 수 있다.
플레이트부(721)는 원판 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 중앙에 상기 홀(723)이 배치될 수 있다.
상기 돌출부(722)는 사출 성형 방식에 의해 정류자 바디(710)의 내부에 배치되거나 상기 홈(712)에 결합하는 방식으로 정류자 바디(710)에 배치될 수 있다.
상기 홀(723)은 소정의 내경(D2)을 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 센싱 마그넷부(720)의 홀(723)의 내경(D2)은 상기 정류자 바디(710)의 홀(711)의 내경(D1)보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 상기 정류자 바디(710)의 내경(D1)은 센싱 마그넷부(720)의 내경(D2)보다 작게 형성될 수 있다.
따라서, 정류자 조립체(700)와 샤프트(600)의 결합시, 센싱 마그넷부(720)의 내주면(724)은 샤프트(600)의 외주면과 이격되게 배치된다. 그에 따라, 정류자 바디(710)만 샤프트(600)에 결합하고 센싱 마그넷부(720)는 샤프트(600)와 결합하지 않기 때문에, 상기 결합에 따른 센싱 마그넷부(720)의 손상이 방지될 수 있다.
정류자편(730)은 정류자 바디(710)의 외주면에 배치될 수 있다. 여기서, 정류자편(730)은 사출 성형 방식을 통해 정류자 바디(710)에 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
정류자편(730)은 브러시(300)의 일측과 접촉할 수 있다. 여기서, 정류자편(730)은 금속 재질로 형성될 수 있다.
정류자편(730)은 브러시(300)와 접촉되는 정류자편 바디(731)와 정류자편 바디(731)의 하부에 배치되는 후크부(732)를 포함할 수 있다. 여기서, 정류자편 바디(731)와 후크부(732)는 일체로 형성될 수 있다. 그리고, 갈고리 형상으로 형성된 후크부(732)에는 코일(520)이 전기적으로 연결될 수 있다. 그에 따라, 브러시(300)를 통해 정류자편(730)에 전달된 전류는 코일(520)로 흐를 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 샤프트(600)의 축(C)을 기준으로 상기 센싱 마그넷부(720)의 반경(R1)은 상기 정류자편(730)의 반경(R2)보다 클 수 있다. 여기서, 상기 센싱 마그넷부(720)의 반경(R1)은 축(C)에서 플레이트부(721)의 외주면까지의 거리를 나타낼 수 있고, 정류자편(730)의 반경(R2)은 축(C)에서 정류자편 바디(731)의 외측면까지의 거리일 수 있다.
그에 따라, 정류자편 바디(731)의 외측면에 접촉되는 브러시(300)의 단부는 상기 센싱 마그넷부(720)의 하부에 축 방향을 기준으로 오버랩되게 배치되기 때문에, 상기 브러시 파우더에 의한 센싱 정확도의 하락을 방지 또는 최소화할 수 있다.
따라서, 센싱 마그넷부(720)와 정류자편(730)의 배치 관계에서 상기 정류자 조립체(700)는 상기 축 방향을 기준으로 오버랩되는 구간(R1-R2)을 형성하여 상기 브러시 파우더에 의해 상기 센서부(800)의 센서(820)가 받는 영향을 최소화할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 모터에 배치되는 제2 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 분해사시도이고, 도 9는 실시예에 따른 모터에 배치되는 제2 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 평면도이고, 도 10은 실시예에 따른 모터에 배치되는 제2 실시예에 따른 정류자 조립체를 나타내는 측면도이다.
제2 실시예에 따른 정류자 조립체(700a)는 제1 실시예에 따른 정류자 조립체(700)를 대신하여 상기 모터(1)에 배치될 수 있다. 제2 실시예에 따른 정류자 조립체(700a)를 설명함에 있어서, 제1 실시예에 따른 정류자 조립체(700)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 기재되는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 정류자 조립체(700a)는 정류자 바디(710), 상기 정류자 바디(710)의 상부에 결합되는 센싱 마그넷부(720a) 및 상기 정류자 바디(710)의 원주 방향을 따라 배치되는 복수 개의 정류자편(730)을 포함할 수 있다.
센싱 마그넷부(720a)는 중앙에 형성된 홀(723), 상기 정류자 바디(710)의 상부에 배치되는 센싱 플레이트(725) 및 상기 센싱 플레이트(725)의 상부에 배치되는 센싱 마그넷(726)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 센싱 플레이트(725)는 금속재질로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 정류자 바디(710)는 상기 센싱 플레이트(725)의 하부에 사출 성형 방식에 의해 배치될 수 있다.
센싱 마그넷부(720a)의 홀(723)의 내경(D2)은 상기 정류자 바디(710)의 홀(711)의 내경(D1)보다 크게 형성될 수 있다.
센싱 플레이트(725)는 강성을 고려하여 금속 재질로 형성될 수 있다.
센싱 플레이트(725)는 원판 형상의 플레이트부(725a)와 돌출부(725b)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 센싱 플레이트(725)의 돌출부(725b)는 사출 성형 방식에 의해 정류자 바디(710)의 내부에 배치될 수 있다. 또는, 상기 센싱 플레이트(725)의 돌출부(725b)는 상기 정류자 바디(710)의 홈(712)에 결합하는 방식으로 정류자 바디(710)에 배치될 수 있다.
상기 센싱 플레이트(725)는 금속 재질로 형성되기 때문에, 정류자편(730)과 축 방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 센싱 플레이트(725)의 하면(725c)은 상기 정류자편(730)의 상단과 소정의 갭(G)이 형성되게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 센싱 플레이트(725)의 하면(725c)은 플레이트부(725a)의 하면일 수 있다.
센싱 마그넷(726)은 원판 형상으로 형성될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 센싱 마그넷(726)은 중앙에 배치되는 메인마그넷(726a)과, 가장자리에 배치되는 서브마그넷(726b)을 포함할 수 있다.
메인마그넷(726a)은 분할 링 형상으로 형성된 복수 개의 분할 마그넷으로 형성될 수 있다.
서브마그넷(726b)은 메인마그넷(726a)의 외측에 배치되며 메인마그넷(726a)보다 많은 개수(극수)의 분할 마그넷으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 메인마그넷(726a)의 하나의 극(분할 마그넷)을 더 세분화하여 분해한다. 따라서, 회전량의 검출을 더욱 정밀하게 측정하게 측정할 수 있다. 여기서, 서브마그넷(726b)은 원주 방향을 따라 N극의 분할 마그넷과 S극의 분할 마그넷이 번갈아 배치될 수 있다.
센서부(800)는 정류자 조립체(700, 700a)의 상부에 이격되게 배치될 수 있다.
센서부(800)는 로터(500)와 회전 연동 가능하게 설치된 정류자 조립체(700, 700a)의 센싱 마그넷부(720, 720a)의 자기력을 감지하여 로터(500)의 현재 위치를 파악함으로써, 샤프트(600)의 회전을 감지할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 센서부(800)는 제1 커버(200)의 하부에 배치되는 회로기판(810)과 상기 회로기판(810)에 배치되는 센서(820)를 포함할 수 있다. 여기서, 센서(820)는 센싱 마그넷부(720, 720a)의 외주면을 기준으로 반경 방향에 대해 내측에 배치될 수 있다. 예컨데, 상기 반경 방향을 기준으로 상기 센서(820)는 센싱 마그넷부(720, 720a)의 외주면보다 샤프트(600)에 가깝게 배치될 수 있다.
상기 센서(820)는 센싱 마그넷부(720, 720a)와 대향되게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 센서(820)는 센싱 마그넷부(720, 720a)의 자기력을 감지한다. 여기서, 상기 센서(820)는 홀 IC(Hall IC)로 제공될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 모터
100: 하우징
200: 제1 커버
300: 브러시
400: 스테이터
500: 로터
600: 샤프트
700, 700a: 정류자 조립체
710: 정류자 바디
720, 720a: 센싱 마그넷부
730: 정류자편
800: 센서부
900: 제2 커버

Claims (11)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 개구에 배치되는 제1 커버;
    상기 제1 커버의 하부에 배치되는 브러시;
    상기 하우징 내에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터의 내측에 배치되는 로터;
    상기 로터와 결합하는 샤프트;
    상기 샤프트에 배치되는 정류자 조립체; 및
    상기 정류자 조립체의 센싱 마그넷부와 마주보게 배치되는 센서부를 포함하고,
    상기 정류자 조립체는 정류자 바디, 상기 정류자 바디의 원주 방향을 따라 배치되는 복수 개의 정류자편 및 상기 정류자 바디의 상부에 결합되는 상기 센싱 마그넷부를 포함하는 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트의 축(C)을 기준으로 상기 센싱 마그넷부의 반경(R1)은 상기 정류자편의 반경(R2)보다 큰 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 브러시의 단부는 상기 센싱 마그넷부의 하부에 축 방향을 기준으로 오버랩되게 배치되는 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정류자 바디는 상기 센싱 마그넷부의 하부에 사출 성형 방식에 의해 배치되는 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센싱 마그넷부는 상기 정류자 바디의 상부에 배치되는 센싱 플레이트 및 상기 센싱 플레이트의 상부에 배치되는 센싱 마그넷을 포함하고,
    상기 정류자 바디는 상기 센싱 플레이트의 하부에 사출 성형 방식에 의해 배치되는 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 플레이트는 금속재질로 형성되며,
    상기 센싱 플레이트의 하면은 상기 정류자편의 상단과 소정의 갭(G)이 형성되게 배치되는 모터.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 센싱 마그넷부는 상기 정류자 바디의 상부에 형성된 홈에 결합되는 센싱 플레이트 및 상기 센싱 플레이트의 상부에 배치되는 센싱 마그넷을 포함하고,
    상기 센싱 플레이트는 금속재질로 형성되며,
    상기 센싱 플레이트의 하면은 상기 정류자편의 상단과 소정의 갭(G)이 형성되게 배치되는 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 제1 커버의 하부에 배치되는 회로기판 및 상기 회로기판에 배치되는 센서를 포함하고,
    상기 센서는 상기 센싱 마그넷부와 마주보게 배치되는 모터.
  9. 합성 수지 재질로 형성되는 정류자 바디;
    상기 정류자 바디의 원주 방향을 따라 배치되는 복수 개의 정류자편; 및
    상기 정류자 바디의 상부에 결합되는 센싱 마그넷부를 포함하는 정류자 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 정류자편은 정류자편 바디 및 상기 정류자편 바디의 하부에 배치되는 후크부를 포함하고,
    축(C)을 기준으로 상기 센싱 마그넷부의 반경(R1)은 상기 정류자편 바디의 반경(R2)보다 큰 정류자 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 센싱 마그넷부는 상기 정류자 바디의 상부에 결합되는 센싱 플레이트 및 상기 센싱 플레이트의 상부에 배치되는 센싱 마그넷을 포함하고,
    상기 센싱 플레이트는 금속재질로 형성되며,
    상기 센싱 플레이트의 하면은 상기 정류자편의 상단과 소정의 갭(G)이 형성되게 배치되는 정류자 조립체.
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