[부품설계] 전동기

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2010.01.25 / 2019.12.24
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목차: 1. 제품 선정

2. 전동기 선정

3. 파워윈도우의 구조

4. 전동기의 용량

5. 참조

본문내용: Fig 4.은 아마추어의 모습이다. 아마추어는 하우징 내에 설치가 되는데 이때 제공되는 전기의 극성에 따라 정회전과 역회전이 가능하도록 되어 있다. 아마추어는 헬리컬 기어와 치합되어 있고 아마추어의 회전 방향에 의해 헬리컬 기어도 정회전과 역회전이 가능하게 되어있다. 아마추어와 헬리컬 기어의 치합으로 모터 축(아마추어)의 회전 에너지가 윈도우 글래스를 상하로 움직일 수 있는 동력으로 바뀌게 된다. 이와 같은 동력전달 과정에서 축력이 발생하게 되는데 아마추어의 정회전과 역회전 시에는 그 축력의 방향이 반대방향으로 전환하게 된다. 회전 방향이 전환될 때 강한 축력이 발생하게 되고 아마추어의 유격이 일어난다. 이에 사용시간이 지남에 따라 헬리컬 기어의 내구성이 떨어지게 되어 모터의 수명이 다하게 된다.
또한 윈도우 글래스에 신체의 일부가 끼여 글래스가 정상적으로 상승하지 못하게 될 때에도 강한 축력을 받게 된다. 세이프티 파워 윈도우 모터는 아마추어에 센서를 설치해서 윈도우 글래스에 물건이나 신체의 일부가 끼이는 경우에 축에 걸리는 과중한 토크를 상기 감지해서 사고를 방지하게 된다. Fig 3.의 단면에 센서를 부착해서 다음과 같은 순서를 거쳐 동작하게 된다.

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먼저 파워윈도우에 쓰이는 DC모터의 적합성을 알아보자. 위 표에서 보면 알 수 있듯이 초음파모터는 카메라의 렌즈이동등 작은 부품의 동작에 어울리며 AC모터는 큰 기동토크가 필요한 헤어드라이기나 전동공구에 적합한 모터로서 잦은 방향전환이 필요한 차량윈도우 에는 적합하지 않다. 스테핑 모터는 DC모터와 더불어 자동차 윈도우에 적합하다고 볼 수 있는데 DC모터에 비해 가격이 조금더 비싸고 소음이 발생하여 DC모터가 자동차 윈도우 모듈에 가장 적합하다고 볼 수 있다. 이제는 이 DC모터의 원리에 대해서 알아보자. 직류모터의 로터는 정류자형 로터로 대표되는데, 이것이 다른 로터들과 다른 점은 정류자라는 것을 갖추고 있다는 것이다. 정류자는 그림 1.과 같이 구리로 만들어져 있는 정류자편을 운모나 플라스틱에 의해 절연이 된 상태로 고정시킨 것이다. 여기서 정류자편의 수는 기본적으로 슬롯의 수와 같아야 하며, 값이 싼 완구용 모터에서와 같이 최소 3개까지 할 수 있다. 슬롯의 수가 짝수인 경우에는 로터의 구조가 축에 대해서 대칭이 되고, 따라서 자속을 발생하는 영구자석과 2차적인 작용을 하여 불균일한 회전이 발생하기 쉽다. 반면 홀수인 경우에는 불균일한 회전이 줄어들어 매끄러운 회전이 특히 요구되는 용도에 많이 이용된다.

참고문헌: 1) 출원번호 : 10-2002-0020807, 『차량의 레귤레이터 모터 구조』, 출원인 : 기아자동차 주식회사, 발명자 : 이준우
2) 계양전기 홈페이지 http://www.keyang.co.kr/index.asp
3) 전상열, 김권희, 변용태, 1998, 『승용차 파워 윈도우의 승하강 특성에 관한 연구』, 한국정밀공학회
4) 전상열, 김권희, 1999, 『승용차 파워 윈도우의 저온 승하강 특성』, 한국자동차공학회
5) 김동규, 2005,『인서트 사출 해석을 통한 자동차 도어용 커서부 개발』,조선대학교기계기술연구소
6) 출원번호 : 10-2004-7005382, 『기어 모터, 파워 윈도우 레귤레이터 및 윈도우 레귤레이터동작 방법』, 출원인 : 아빈메리터 라이트 비이클 시스템즈, 발명자 : 노므랑즈에르베
7) 출원번호 : 10-2000-0077587, 『파워 윈도우 모터용 드라이버 구조』, 특허권자 : 주식회사 캄코, 발명자 : 손인표
8) 출원번호 : 10-2002-0027339, 『자동차용 파워 윈도우 모터』, 출원인 : 현대자동차주식회사, 발명자 : 문윤성
9) 출원번호 : 특1996-068026, 『자동차용 레귤레이터 모터의 상승여력 측정장치 및 방법』, 출원인 : 현대자동차주식회사 박병재, 발명자 : 박상태
10) 출원번호 : 10-2002-0007932, 『자동차용 파워 윈도우 안전 시스템』, 출원인 : 현대자동차주식회사, 발명자 : 정희재
11) 출원번호 : 10-2007-0047405, 『자동차용 파워 윈도우 안전 시스템』, 특허권자 : 현대자동차주식회사, 발명자 : 김진철
12) 엠케이 홈페이지 http://www.motors-korea.com/korean/products/products.asp
13) 겐죠 다카시 지음, 김재관 등 옮김『모터를 알기쉽게 배운다』

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