本发明涉及电动机以及包括该电动机的电动机驱动转向装置。
背景技术：
通常，由于电动机中的转子和定子之间的电磁相互作用，转子旋转。在此，由于插入到转子中的旋转轴也旋转，因此生成旋转驱动力。
包括磁元件的传感器设置在电动机内部作为转子位置检测装置。传感器通过检测安装成可随转子一起旋转的感测磁体的磁力来掌握转子的当前位置。
传感器可以包括多个磁元件。在此，除了用于反馈u相、v相和w相信息的三个磁元件之外，还在传感器中另外安装用于掌握电动机的旋转方向和更精确的旋转角度的两个磁元件。这两个磁元件被设置成在感测磁体的圆周方向上彼此间隔预定距离。因此，由两个磁元件检测到的感测信号具有相位差，并且因此更精确地掌握了电动机的旋转方向和旋转角度。
由于磁元件可以安装在印刷电路板上并设置在电动机的壳体中并且具有易受电磁干扰(emi)影响的结构，所以具有emi测试期间emi故障的高可能性。
因此，存在有在静电放电(esd)测试期间磁元件出现故障的高可能性的问题。
技术实现要素：
[技术问题]
本发明旨在提供一种电动机以及包括该电动机的电动机驱动转向装置，在该电动机中，与霍尔集成电路(ic)对应的接地图案形成在基板上，以降低由于电磁干扰(emi)或静电而导致故障的可能性。
通过本发明的实施方式要实现的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员通过以下说明书可以清楚地理解未在上文中描述的其他目的。
[技术方案]
本发明的一方面提供了一种电动机，包括：壳体，在壳体的一侧形成处形成有开口并且在壳体中形成有容纳空间；支架，设置成覆盖壳体的开口；定子，设置在容纳空间中；转子，设置在定子中；轴，耦接至转子；感测磁体组件，设置在转子上方；以及转子位置检测装置，其被配置成检测感测磁体组件的磁通量的变化，其中，所述转子位置检测装置包括：基板；安装在所述基板上的霍尔信号磁元件；安装在基板上的编码器信号磁元件；以及形成在基板上的第一接地图案，并且第一接地图案电连接至霍尔信号磁元件。
相对于沿基板的圆周方向穿过所述基板的中心的虚拟线(c)，第一接地图案可以设置在基板的内侧处。
电动机还可以包括第二接地图案，第二接地图案电连接至编码器信号磁元件并且相对于沿基板的圆周方向上穿过基板的中心的虚拟线(c)，形成在基板的外边缘处。
支架可以包括：支架主体；耦接孔，该耦接孔形成在支架主体的中心中并且轴设置在耦接孔中；座部，其围绕耦接孔朝向转子凹入地形成；以及耦接部件，其形成为从支架主体的下表面突出。
第二接地图案可以通过固定构件与耦接部件的一侧固定地接触。
第二接地图案可以通过固定构件与耦接部件接触，并且第一接地图案可以与座部的一侧接触。
感测磁体组件可以包括：感测板；以及安置在感测板上的感测磁体，其中，感测板可以耦接至轴以旋转。
感测磁体可以包括：主磁体，该主磁体设置在感测板的中心处；以及子磁体，该子磁体设置在感测板的边缘处，其中，霍尔信号磁元件可以检测主磁体的磁通量的变化，并且编码器信号磁元件可以检测子磁体的磁通量的变化。
相对于沿基板的圆周方向穿过基板的中心的虚拟线(c)，霍尔信号磁元件可以设置在基板的内侧处，并且编码器信号磁元件可以设置在基板的外侧处。
主磁体可以包括多个分离磁体，并且分离磁体的数目可以与转子的磁体的数目相同。
本发明的另一方面提供了一种电动机驱动转向装置，包括：转向轴；以及连接至转向轴的电动机，其中，电动机包括上述电动机。
[有益效果]
根据包括上述结构的实施方式的转子位置检测装置可以降低由于霍尔集成电路(ic)引起的电动机的电磁干扰(emi)故障的可能性。
另外，转子位置检测装置可以减少电动机的静电故障的可能性。
附图说明
图1是示出根据实施方式的电动机的透视图。
图2是示出根据实施方式的电动机的分解透视图。
图3是示出沿着图1的线a-a得到的根据实施方式的电动机的截面图。
图4是示出根据实施方式的电动机的支架的透视图。
图5是示出根据实施方式的电动机的支架的仰视透视图。
图6是示出根据实施方式的电动机的感测磁体组件的图。
图7是示出根据实施方式的电动机的转子位置检测装置的图。
图8是示出在与参考示例比较时的根据实施方式的电动机的改善的电磁干扰(emi)的图。
图9是示出根据实施方式的电动机驱动转向装置的图。
具体实施方式
尽管本发明可以以各种方式来修改并且采取各种可替选形式，但是其具体实施方式以示例的方式在附图中示出并且在下文被详细描述。然而，应理解，不意图将本发明限制于所公开的特定形式，而是相反地，本发明涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同方案和可替选方案。
将理解，虽然本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且第二元件可以类似地被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关列出项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。
将理解，当元件被称为被“连接”或“耦接”至另一元件时，它可以直接连接或耦接至其他元件，或者可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为被“直接连接”或“直接耦接”至另一元件时，不存在中间元件。
在对实施方式的描述中，在任何一个元件被描述为形成在另一元件上(或下方)的情况下，这种描述包括以下两种情况：两个元件形成为彼此直接接触的情况；以及两个元件彼此间接接触使得一个或更多个其他元件介入在两个元件之间的情况。另外，当在一个元件被描述为形成在其他元件上(或下方)的情况下，这种描述可以包括一个元件相对于其他元件形成在上侧或下侧的情况。
本文使用的用于描述本发明的实施方式的术语并不意图限制本发明的范围。冠词“一个(a)”和“一个(an)”是单数，因为它们具有单个指示对象，然而，在本文件中使用单数形式不应排除存在多于一个的指示对象。换句话说，除非上下文另有明确指示，否则以单数形式提及的本发明的元件可以是一个或更多个。还将理解，术语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”、“包括(include)”和/或“包括(including)”当在本文中使用时指定所陈述的特征、数字、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。
除非另外限定，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)应如本发明所属领域贯常的那样来解释。还将理解，除非本文如此明确地限定，否则常用的术语也应该被解释为相关领域的惯常含义而不是理想化的或过于正式的含义。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。不管附图标记如何，相同或相应的元件将始终由相同的相应附图标记表示并且不多于一次地进行详细描述。
在根据本发明实施方式的电动机中，与霍尔集成电路(ic)对应的接地图案形成在基板上，以减小由于电磁干扰(emi)或静电而导致故障的可能性。
参照图1至图9，根据本发明的实施方式的电动机1可以包括；壳体(100)；支架(200)；定子(300)，其设置在壳体(100)内；转子(400)，其可旋转地设置在定子(300)中；轴(500)，其插入穿过转子(400)并且与转子(400)一起旋转；轴承(600)；感测磁体组件(700)；转子位置检测装置(800)；以及汇流条(900)。
另外，电动机(1)还可以包括：下轴承(610)，其被设置成支撑轴(500)的旋转；耦接器(620)，其设置在轴(500)的一侧的端部处；汇流条电力线(910)等。
壳体(100)可以形成为圆柱形状。另外，在壳体(100)中设置有容纳空间(s)，在容纳空间(s)中可以安装有定子(300)、转子(400)和汇流条(900)。
如图1所示，壳体(100)可以形成为圆柱形状并且可以包括形成在壳体(100)的一侧处的开口以及形成为与开口连通的容纳空间(s)。在此，壳体(100)的形状或材料可以进行各种改变，但是壳体(100)可以由能够很好地承受高温的金属材料形成。
壳体(100)耦接至支架(200)，该支架(200)被设置成覆盖开口以从外部遮蔽定子(300)和转子(400)。另外，壳体(100)还可以包括冷却结构(未示出)以容易地排放内部热量。冷却结构可以包括空气冷却结构或水冷却结构，并且壳体(100)的形状可以根据冷却结构适当地改变。
参照图4和图5，支架(200)可以包括：具有板形的支架主体(210)；耦接孔(220)，其形成在支架主体(210)的中心处；座部(230)，其围绕耦接孔(220)形成为凹形；以及耦接部件(240)。
支架主体(210)可以设置成覆盖壳体(100)的开口。
如图4所示，座部(230)可从支架主体(210)的在支架主体(210)的中心处的上表面(211)朝向转子(400)形成为凹形。另外，耦接孔(220)可以形成在座部(230)的中心处使得轴(500)被设置。
因此，轴承(600)可以设置在座部(230)的支座表面(231)上，以可旋转地支撑轴(500)。
如图5所示，耦接部件(240)可以形成为从支架主体(210)的下表面(212)突出。在此，耦接部件(240)可以设置成与座部(230)间隔开。
另外，耦接部件(240)可以通过诸如螺栓、螺钉等的固定构件(10)固定成与转子位置检测装置(800)的一侧接触。更具体地，转子位置检测装置(800)的第二接地图案(850)可以通过固定构件(10)与耦接部件(240)的接触表面(241)固定地接触。
另外，由于第二接地图案(850)通过固定构件(10)与耦接部件(240)的接触表面(241)固定地接触，所以第一接地图案(840)可以设置成与座部(230)的接触表面(232)紧密地接触。
定子(300)被插入到壳体(100)的容纳空间(s)中。定子(300)可以包括定子芯(310)和围绕定子芯(310)缠绕的线圈(320)。定子芯(310)可以是形成为环形的集成芯或者也可以是是多个分开的芯被组合在其中的芯。
定子(300)可以根据电动机的类型而适当地改变。例如，定子(300)可以被制造成使得在直流(dc)电动机的情况下，线圈可以缠绕在集成定子芯周围，并且在三相控制电动机的情况下，u相、v相和w相被分别输入到多个线圈。
汇流条(900)可以设置在定子(300)的上方，并且定子(300)的线圈(320)可以连接至汇流条(900)。在此，与线圈(320)电连接的多个金属构件(端子)可以通过绝缘体绝缘并且固定地设置在汇流条(900)上。
转子(400)可以可旋转地设置在定子(300)中。磁体设置在转子(400)处，并且与定子(300)进行电磁相互作用以旋转转子(400)。
轴(500)与转子(400)的中心部耦接。因此，当转子(400)旋转时，轴(500)也旋转。在此，轴(500)可以由轴承(600)可旋转地支撑。
轴(500)与外部装置耦接，以向外部装置提供电力。作为示例，在电动机(1)用作电力转向(eps)电动机的情况下，轴(500)可以连接至车辆转向轴，以向车辆转向轴提供辅助转向动力。
根据本发明的一个实施方式的转子位置检测装置(800)检测与轴(500)一起旋转的感测磁体组件(700)中的磁通量的变化，以检测转子(400)的旋转位置。
参照图6，感测磁体组件(700)可以包括感测板(710)和感测磁体(720)，感测磁体(720)安置在感测板(710)上。感测板(710)可以耦接至轴(500)以便为可旋转的。
感测磁体(720)可以形成为圆盘形状并且可以包括主磁体(711)和子磁体(712)，主磁体(711)设置在感测板(710)的中心部处，子磁体(712)设置在感测板(710)的边缘处。主磁体(711)包括形成为开口环形状的多个分离磁体。主磁体(711)的分离磁体(极)的数目与转子磁体(极)的数目相同，使得可以检测转子的旋转。
子磁体(712)设置在圆盘的边缘处，并且包括大于主磁体(711)的多个分离磁体(极)。因此，主磁体(711)的一个极(分离磁体)通过进一步细分而被分解。因此，可以更精确地测量旋转量。在此，在子磁体(712)中，可以可替选地设置n极分离磁体和s极分离磁体。
参照图7，转子位置检测装置(800)可以包括：基板(810)；多个霍尔信号磁元件(820)，设置成在基板(810)上彼此间隔预定距离；多个编码器信号磁元件(830)，设置成在基板(810)上彼此间隔预定距离；第一接地图案(840)，其与霍尔信号磁元件(820)电连接；第二接地图案(850)，其与编码器信号磁元件(830)电连接；以及固定孔(860)。
磁元件(820)和磁元件(830)可以设置在基板810上以与感测磁体组件700间隔开，并且可以根据磁通量的变化来计算旋转角度。在此，磁元件(820)和磁元件(830)可以是霍尔ic，并且磁元件(820)和磁元件(830)的vcc和接地(gnd)可以彼此分开，如图7所示。
参照图7，基板(810)可以形成为具有弧形的板。另外，以在基板(810)的中心处沿基板(810)的圆周方向绘制的虚拟线(c)为参考，霍尔信号磁元件(820)和第一接地图案(840)可以设置在基板(810)的内侧处。
在此，术语“外侧”是指在从轴(500)的旋转中心起的径向方向上相对于虚拟线(c)的外侧，并且术语“内侧”是指在从轴(500)的旋转中心起的径向方向上相对于虚拟线(c)的内侧。
第一接地图案(840)可以形成为弧形并且设置在基板(810)的内边缘处。另外，第一接地图案(840)可以与霍尔信号磁元件(820)的接地gnd电连接。
另外，第一接地图案(840)可以设置成与支架(200)的一侧紧密接触。例如，第一接地图案(840)可以设置成与位于支架(200)的座表面(231)相对的侧处的接触表面(232)紧密接触。
因此，霍尔信号磁元件(820)的接地gnd的面积相对增大，并且因此由霍尔信号磁元件(820)引起的电动机(1)的emi或静电故障的可能性可以降低。
同时，相对于沿基板(810)的圆周方向绘制的虚拟线(c)，编码器信号磁元件(830)和第二接地图案(850)可以设置在基板(810)的外侧。
在此，第二接地图案(850)可以形成为弧形并且设置在基板(810)的外边缘处。另外，第二接地图案(850)可以与编码器信号磁元件(830)的接地gnd电连接。
另外，第二接地图案(850)可以设置成与支架(200)的耦接部件(240)紧密接触。也就是说，第二接地图案(850)可以通过穿过固定孔(860)设置的固定构件(10)而固定地设置成与耦接部件(240)紧密接触。
另外，由于固定构件(10)的端部与耦接部件(240)耦接，所以第一接地图案(840)也可以设置成与接触表面(232)紧密接触。
图8是示出根据本发明的一个实施方式的电动机的改善的emi的图。即图8(a)是示出从中移除了第一接地图案(840)的转子位置检测装置(800)(参考示例)的图，并且图8(b)是参考示例的emi与电动机(1)的改善的emi的比较图。
如图8(b)所示，与参考示例相比，由于第一接地图案(840)使得电动机(1)的emi被改善了大约160％。
在下文中，将描述使用转子位置检测装置(800)和感测磁体组件(700)来检测转子(400)的位置的操作。
转子位置检测装置(800)可以包括多个磁元件(820)和磁元件(830)，其被配置成根据感测磁体组件(700)的旋转来检测磁通量的变化，以检测转子(400)的位置。
由于感测磁体组件(700)的主磁体(711)被设置成与转子(400)的磁体对应，所以必须检测主磁体(711)的磁通量的变化以检测转子(400)的位置。
转子位置检测装置(800)可以通过霍尔信号磁元件(820)检测主磁体(711)的磁通量的变化，以检测三个感测信号。另外，转子位置检测装置(800)可以通过编码器信号磁元件(830)检测子磁体(712)的磁通量的变化，以检测两个感测信号。在此，可以使用两个感测信号来计算电动机的旋转方向和精确旋转角度。
同时，根据本发明的实施方式的电动机驱动转向装置(或电动转向(eps))(2)可以包括电动机(1)。
参照图9，电动机驱动转向装置(2)可以包括电动机(1)、方向盘(3)、转向轴(4)、转向角传感器(5)和电子控制单元(ecu)(6)。
通常将方向盘(3)称为手柄，并且驾驶员旋转方向盘(3)以改变车辆的方向。方向盘(3)可以设置成连接至转向轴(4)，并且当驾驶员旋转方向盘(3)时，转向轴(4)在与方向盘(3)的旋转方向相同的方向上随方向盘(3)的旋转一起旋转。
电动机(1)是被配置成辅助用于驾驶员操纵方向盘(3)的扭矩以转向的电动机，从而辅助驾驶员更容易地转向车辆。
减速装置和扭矩传感器(未示出)可以耦接至电动机(1)的一个端部。扭矩传感器根据方向盘(3)的旋转检测输入轴和输出轴之间的相对旋转位移，生成电信号，并且向ecu6发送该电信号。
转向角传感器(5)被安装在方向盘(3)附近，并且直接测量通过驾驶员的操纵而旋转的方向盘(3)的旋转角度。另外，转向角传感器(5)向ecu6发送与所测量的旋转角度相关的信号。
ecu6可以基于车速传感器(未示出)以及扭矩传感器和转向角传感器(5)的信息来电子地控制包括电动机(1)的电动机驱动转向装置的各种驱动源。
在此，电动机(1)可以连接至电动机驱动转向装置(2)的转向轴。
尽管已经参照示例性实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下进行各种改变和修改。另外，与改变和修改有关的差异将被解释为落入由所附权利要求限定的本发明的范围内。
参考标记
1：电动机
2：电动机驱动转向装置
3：方向盘
4：转向轴
5：转向角传感器
6：电子控制单元
100：壳体
200：支架
300：定子
400：转子
500：轴
600：轴承
700：感测磁体组件
800：转子位置检测装置
900：汇流条