전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치(MOTOR APPARATUS OF ELECTRIC POWER STEERING SYSTEM)

공개특허 특2003-0023270

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.7
B62D 5/04
(11) 공개번호
(43) 공개일자
특2003-0023270
2003년03월19일
(21) 출원번호 10-2001-0056408
(22) 출원일자 2001년09월13일
(71) 출원인 주식회사 만도
경기도 평택시 포승면 만호리 343-1
(72) 발명자 진종학
경상남도양산시중부동대동아파트106-701
(74) 대리인 유동호
심사청구 : 없음
(54) 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치
요약

본 발명은 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 관한 것으로서, 그 목적은 영구자석과 그 내부에 삽입되는 회전자
코어의 결합을 단순화하여, 제작 및 조립이 용이하고 생산원가가 절감되는 전동 파워 스티어링 시스템이 모터장치를 제
공하는 것이며, 모터하우징(31) 내부에 고정된 고정자(40)의 내측으로 설치되는 영구자석(53)과, 상기 영구자석(53)
과 회전방향으로 연동될 수 있도록 그 내부에 설치되는 회전자코어(52)와, 상기 회전자코어(52)의 내부에 압입 설치
되는 회전축(51)을 구비하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 있어서, 상기 영구자석(53)은 내경이 반경방향
단면의 원형으로 마련되고 양단측에는 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)이 마련되며, 상기 회전자코어(52)는 외경의 반
경방향 단면이 원형으로 마련되고 양단측에는 상기 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)에 대응되도록 코어홈(52a)과 코어
돌기(52b)가 구비되는 구성이다.

대표도
도 3
색인어
영구자석, 회전자코어, 원형단면, 돌기, 홈
명세서
도면의 간단한 설명
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공개특허 특2003-0023270

도 1은 종래 모터장치의 회전자를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치를 보인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모터장치의 회전자를 보인 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 영구자석을 보인 도면이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10:모터장치 20:동력전달부
30:모터 31:모터하우징
40:고정자 41:고정자코어
42:고정자코일 50:회전자
51:회전축 52:회전자코어
52a:코어홈 52b:코어돌기
53:영구자석 53a:자석돌기
53b:자석홈
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전자를 이루는 영구자석과 회전
자코어의 결합구조를 개선하여 제작 및 조립이 용이하고 생산원가가 절감되는 전동 파워 스티어링 시스템이 모터장치
에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 파워 스티어링 시스템이 적용되고 있다. 이 가운데 전동 파워
스티어링 시스템(EPS, Electrical Power Steering System)은 모터장치로 조향력을 조절하는 것이다.
즉, 전동 파워 스티어링 시스템은 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 ECU에서 모터장치
를 구동시켜 저속운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향
안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.
한편, 모터장치는 조향력을 발생시키는 구동수단으로서, 전류를 공급받아 자기력을 발생시키는 고정자와, 이 고정자 내
부에 회전가능하게 설치되어 고정자에서 발생된 자기력에 의해 회전하는 회전자로 대별된다.
이때, 회전자는 모터하우징 양측에 베어링으로 지지되는 회전축과, 일정두께를 갖는 플레이트를 적층하여 회전축에 압
입된 회전자코어와, 이 회전자코어의 외측둘레면을 감싼 상태로 접촉되어 N, S극 배열을 순차적으로 갖는 영구자석으
로 구비된다.
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도 1은 이러한 종래의 회전자를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 중심측에는 회전력을 외부로 전달할 수 있도
록 회전축(1)이 마련되고, 이 회전축(1)의 외측으로는 다수개가 적층되는 회전자코어(2)가 설치된다.
그리고 이 회전자코어(2)의 외부측으로는 영구자석(3)이 설치되는데, 이 영구자석(3)은 외경은 그 외부측에 설치되는
고정자(미도시)와 대응될 수 있도록 원형단면으로 마련되고, 내경은 회전자코어(2)와 회전방향으로 연동될 수 있도록
비원형으로 마련된다.
즉, 영구자석(3)의 내경은 모서리가 모떼기된 대략 사각형상의 단면으로 마련되고, 그 내부에 삽입되는 회전자코어(2)
는 회전방향으로 고정될 수 있도록 이에 대응되는 외경으로 마련된다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 영구자석은 내경이 비원형단면으로 마련됨으로 인해 외경의 가공과는 달리 원형가공
후에 밀링머신등을 이용하여 평면가공을 추가하여야하므로, 제작공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.
또, 영구자석의 내경과 이에 대응되도록 형성되는 회전자코어의 원활한 조립을 위해 정밀가공이 필요하게되는데, 원형
가공과는 달리 평면가공에서는 정밀가공이 복잡하고 까다로워 결국 생산원가가 상승되는 문제점이 있었다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 영구자석과 그 내부에 삽입되는 회전자코어
의 결합을 단순화하여, 제작 및 조립이 용이하고 생산원가가 절감되는 전동 파워 스티어링 시스템이 모터장치를 제공하
는 것이다.
발명의 구성 및 작용

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치는, 모터하우징 내부에 고정된 고정
자의 내측으로 설치되는 영구자석과, 상기 영구자석과 회전방향으로 연동될 수 있도록 그 내부에 설치되는 회전자코어
와, 상기 회전자코어의 내부에 압입 설치되는 회전축을 구비하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치에 있어서, 상
기 영구자석은 내경이 반경방향 단면의 원형으로 마련되고 양단측에는 자석돌기와 자석홈이 마련되며, 상기 회전자코어
는 외경의 반경방향 단면이 원형으로 마련되고 양단측에는 상기 자석돌기와 자석홈에 대응되도록 코어홈과 코어돌기가
마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치를 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 모터장치(3)는
중공 원통의 모터(30)와 이 모터(30)에서 발생되는 회전력을 전달받아 외부로 전달하는 동력전달부(20)로 구분된다.
먼저, 동력전달부(20)는 모터(30)의 외형을 이루는 모터하우징(31)과 연결되는 워엄하우징(21)과, 그 내부에 설치되
며 모터(30)에서 외부로 연장되는 회전축(51)과 연결되되 중간측에는 워엄기어(23)가 형성된 워엄축(22)이 마련된
다.
그리고, 이 워엄축(22)과 회전축(51) 사이에 설치되어 과도한 토오크의 전달시 슬립가능하도록 마련되는 토오크 리미
터(24)와, 워엄축(22)의 양단을 지지할 수 있도록 워엄하우징(21)의 내부에 설치되는 지지베어링(25)을 구비하여 마
련된다.
다음, 모터(30)는 이러한 동력전달부(20)에 동력을 전달할 수 있도록 마련되는 구동수단으로서, 전류를 공급받아 자
기력을 발생시키는 고정자(40)와, 이 고정자(40) 내부에 회전가능하게 설치되어 고정자(40)에서 발생된 자기력에 의
해 회전하는 회전자(50)를 구비한다.
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이때, 고정자(40)는 모터하우징(31)의 내부면에 밀착 고정되는 고정자코어(41)와, 이 고정자코어(41)에 권선되는 고
정자코일(42)로 이루어지고, 회전자(50)는 모터하우징(31) 양측에 베어링으로 지지되는 회전축(51)과, 일정두께를
갖는 플레이트를 적층하여 회전축(51)에 압입된 회전자코어(52)와, 이 회전자코어(52)의 외측둘레면을 감싼 상태로
접촉되어 N, S극 배열을 순차적으로 갖는 영구자석(53)으로 이루어진다.
한편, 본 발명의 회전자는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 영구자석(53)과 회전자코어(52)의 결합구조를 단순화하여
제작 및 조립이 용이하고 생산원가가 절감되도록 마련된다.
즉, 영구자석(53)은 고정자코어(41)의 내부에서 회전 가능하도록 그 외경이 원형단면으로 마련되고, 내경 역시 원형
단면으로 마련되므로, 그 내,외경의 형상 가공 및 정밀가공이 용이해지게 된다.
또, 회전자코어(52)는 다수개의 플레이트를 축방향으로 적층하여 결합시켜 하나의 부품으로 마련되는 것으로서, 내경
이 원형으로 마련된 영구자석(53)의 내부에 삽입될 수 있도록 그 외경의 반경방향 단면이 원형으로 마련된다.
아울러, 영구자석(53)과 회전자코어(52)가 회전방향으로 연동될 수 있도록 영구자석(53)의 양단측에는 축방향으로
돌출되는 자석돌기(53a)와 축방향으로 함몰 형성되는 자석홈(53b)이 마련된다.
그리고, 이 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)에 대응되도록 회전자코어(52)의 양단측에는 상기 자석돌기(53a)가 삽입되
도록 반경방향으로 함몰 형성된 코어홈(52a)과 상기 자석홈(53b)의 내부로 삽입되도록 반경방향으로 돌출 형성되는
코어돌기(52b)가 마련된다.
이때, 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)은 반경방향으로 서로 마주하는 위치에 두 개가 한 쌍으로 각각 마련되고, 코어홈
(52a)과 코어돌기(52b)는 이에 대응되도록 반경방향으로 서로 마주하는 위치에 두 개가 한 쌍으로 각각 마련되어 자
석돌기(53a)와 자석홈(53b)에 각각 결합됨으로써, 영구자석(53)과 회전자코어(52)는 회전방향으로 연동된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치는, 영구자석(53)의 내경과 외경의 반경방향 단
면이 모두 원형이므로, 영구자석(53)의 제작시 동일한 가공기계로 내경과 외경을 가공하며, 양측단에는 간단한 형상의
자석돌기(53a)와 자석홈(53b)을 형성한다.
또, 회전자코어(52)는 외경을 반경방향 단면으로 마련하되 그 양측단에 배치되는 플레이트에는 자석돌기(53a)와 자석
홈(53b)에 대응되는 간단한 형상의 코어홈(52a)과 코어돌기(52b)를 형성하게 된다.
이로써, 모터(30)의 회전자(50)를 조립할 때, 영구자석(53)의 내부로 회전자코어(52)를 삽입하여, 자석돌기(53a)와
자석홈(53b)에 코어홈(52a)과 코어돌기(52b)가 결합됨으로써, 영구자석(53)과 그 내부에 설치되는 회전자코어(52)
는 회전방향으로 연동되도록 결합되는 것이다.
아울러, 영구자석(53)과 회전자코어(52)와 회전축(51)이 결합된 회전자(50)를 고정자코어(41)에 고정자코일(42)이
권선된 고정자(40)의 내부측으로 삽입 설치하고, 모터하우징(31)의 외부로 연장되는 회전축(51)에는 동력전달부(20)
의 워엄축(22)을 연결한 후 외부의 전원을 모터(30)에 인가하면, 회전자(50)는 고정자(40)의 내부에서 회전된다.
발명의 효과
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치는, 서로 연동되는 영구자석
과 회전자코어의 결합구조를 개선하여, 영구자석의 내, 외경의 가공 및 회전자코어와의 원활한 조립을 위한 영구자석의
정밀 가공이 용이해지므로, 제품의 제작성과 조립성이 향상되고, 이에 따라 생산원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
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공개특허 특2003-0023270

모터하우징 내부에 고정된 고정자의 내측으로 설치되는 영구자석과, 상기 영구자석과 회전방향으로 연동될 수 있도록
그 내부에 설치되는 회전자코어와, 상기 회전자코어의 내부에 압입 설치되는 회전축을 구비하는 전동 파워 스티어링 시
스템의 모터장치에 있어서,
상기 영구자석(53)은 내경이 반경방향 단면의 원형으로 마련되고 양단측에는 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)이 마련되
며, 상기 회전자코어(52)는 외경의 반경방향 단면이 원형으로 마련되고 양단측에는 상기 자석돌기(53a)와 자석홈(53
b)에 대응되도록 코어홈(52a)과 코어돌기(52b)가 마련된 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치.
청구항 2.
제 1항에 있어서,
상기 자석돌기(53a)와 자석홈(53b)은 반경방향으로 서로 마주하는 위치에 두 개씩 마련되고, 상기 코어홈(52a)과 코
어돌기(52b)는 이에 대응되도록 두 개씩 마련된 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템의 모터장치.
도면
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도면 2
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도면 3
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도면 4
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