KR100279613B1 - 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법에 관한 것으로, 종래에는 모터의 로터(ROTOR)를 구성하는 로터 디스크는 영구자석을 고정 결합하기 위하여 압입을 위한 정밀 치수 공차로 영구자석 및 영구자석이 삽입되는 결합구멍을 가공하고 그 가공된 결합구멍에 영구자석을 삽입하여야 되므로 가공이 어려운 뿐만 아니라 조립시 영구자석이 마모되는 문제점이 있고, 또한 로터 디스크의 고속 회전시 영구자석의 고정 상태가 풀려 영구자석이 이탈하게 될 가능성이 있었는 바, 본 발명은 로터 디스크를 사출에 의해 제작하여 로터 디스크의 제작이 수월하고 제조 공정이 간단하도록 함으로써 제품 생산성을 높일 뿐만 아니라 대량 생산을 가능하게 하고, 로터 디스크에 결합되는 영구자석의 결합상태를 견고하게 함으로써 고속 회전시 영구자석의 이탈로 인한 부품 파손을 방지하여 모터의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법

본 발명은 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법에 관한 것으로, 특히 모터의 로터를 구성하는 로터 디스크의 제조 및 그 제조 공정을 간단하게 하고, 로터 디스크를 구성하는 영구자석의 결합 상태를 견고하게 할 수 있도록 한 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전기적인 에너지를 운동에너지로 전환시켜 외부로 동력을 출력하게 된다. 상기 모터는 그 종류가 다양하며, 모터의 일예로 디스크형 모터(disk type motor; 일명 Axial-flux type motor)는 레코드 플레이어(record player), 브이씨알 플레이어(VCR player), 씨디 플레이어(CD player), 원심 압축기(Centrifugal compressor) 등의 저진동 고속 회전과 고 출력을 요구하는데 적용된다.

상기 디스크형 모터는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 두께와 외경을 갖는 디스크(10)에 복수개의 권선 코일(11)이 삽입되어 이루어진 스테이터 디스크(100)가 일정 간격을 두고 모터케이스(200)에 고정 결합되어 구성된 스테이터(stator)(S)와, 소정의 두께와 외경을 갖는 디스크(30) 내부에 영구자석(31)이 상기 권선 코일(11)과 대응되도록 삽입되어 이루어진 로터 디스크(300)가 상기 스테이터 디스크(100)의 사이에 교번되게 위치함과 아울러 그 중심에 삽입되는 모터축(400)에 고정 결합되는 로터(rotor)(R)를 포함하여 구성된다.

상기 로터 디스크(300)에 결합된 영구자석은, 도 2에 도시한 바와 같이, 로터 디스크(300)의 내부에 동일 원을 이루도록 결합되며, 그 극(pole)수는 서로 다른 극으로 짝수개로 이루어진다. 또한 상기 로터 디스크(300)에 교번되게 위치하는 스테이터 디스크(100)에 결합되는 권선 코일(11)은 상기 영구자석(31)이 결합되는 원과 동일 원 상에서 일정 간격을 갖도록 결합된다.

상기 스테이터(S)를 이루는 스테이터 디스크(100)와 로터(R)를 이루는 로터 디스크(300)의 수는 모터의 출력에 따라 설정되고, 보통 로터 디스크(300)는 스테이터 디스크(100)의 외측에 위치하게 되고 그 수가 많게 된다. 그리고 바깥측에 각각 위치하게 되는 로터 디스크(300)의 바깥면에 영구자석에 의해 형성되는 자속의 흐름을 안내하는 로터 요크(500)가 각각 부착된다.

상기 디스크형 모터의 작동은, 도 3에 도시한 바와 같이, 권선 코일(11)에 전류가 인가되면 권선 코일(11)의 내측으로 자속이 형성되며, 상기 권선 코일(11)에 흐르는 전류와 영구자석(31)에서 형성되는 자속의 상호작용력에 의해 로터 디스크(300)가 회전력을 받아 회전하게 된다. 상기 각 로터 디스크(300)로 구성되는 로터(R)의 회전력이 모터축(400)에 전달되어 모터축(400)이 회전하게 된다.

한편, 상기 디스크형 모터는 스테이터 디스크(100)와 로터 디스크(300)사이의 간격인 에어갭(air-gap)을 최소화하여 모터의 효율을 높이는 것과, 로터 디스크(300)의 고속 회전시 로터 디스크(300)에 결합된 영구자석(31)의 이탈을 방지하는 것이 중요한 문제이다.

종래 디스크형 모터의 로터를 구성하는 로터 디스크(300)에 영구자석(31)을 고정하는 영구자석 고정구조의 일예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 디스크(30)에 영구자석(31) 형상으로 형성된 결합구멍(30a)이 복수개 형성되고, 상기 디스크(30)의 두께와 같고 소정의 형상으로 형성된 영구자석(31) 조각이 상기 결합구멍(30a)에 압입되어 고정 결합된다.

또한, 종래 영구자석 고정구조의 다른 일예로 디스크(300)에 영구자석(31) 크기와 상응하는 관통된 결합구멍(30a)이 형성되고, 상기 로터 디스크(300)의 두께와 동일한 영구자석(31) 조각을 접착제로 결합구멍(30a)에 접착하여 고정하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 디스크형 모터의 로터를 구성하는 로터 디스크(300)는 영구자석(31)을 고정 결합하기 위하여 압입을 위한 정밀 치수 공차로 영구자석(31) 및 영구자석(31)이 삽입되는 결합구멍(30a)을 가공하고 그 가공된 결합구멍(30a)에 영구자석을 삽입하여야 되므로 가공이 어려운 뿐만 아니라 조립시 영구자석(31)이 마모되는 문제점이 있고, 또한 로터 디스크(300)의 고속 회전시 영구자석(31)이 고정 상태가 풀려 영구자석(31)이 이탈하게 될 가능성이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 모터의 로터를 구성하는 로터 디스크의 제조 및 그 제조 공정을 간단하게 할 수 있도록 한 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 자속을 형성하는 영구자석의 이탈 가능성을 방지할 수 있도록 한 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 디스크형 모터를 도시한 단면도,

도 2는 상기 디스크형 모터에서 스테이터 및 로터 그리고 모터축의 결합상태를 도시한 사시도,

도 3은 상기 디스크형 모터의 작동원리를 도시한 스테이터와 로터 디스크 측면도,

도 4는 상기 디스크형 모터의 종래 로터 디스크를 분해하여 도시한 사시도,

도 5는 본 발명의 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법을 도시한 순서도,

도 6은 본 발명의 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법에 의해 제작된 로터 디스크를 도시한 정면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

30' ; 디스크 31' ; 영구자석

300' ; 로터 디스크

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 소정의 두께와 직경을 갖는 로터 디스크를 제작할 수 있는 내부 공간을 갖는 금형틀의 내부 공간에 소정의 형상으로 형성된 영구자석 재료를 삽입하는 단계와, 상기 영구자석 재료가 삽입된 내부 공간에 용융된 재료를 가압하여 주입하는 단계와, 영구자석 재료가 삽입된 내부 공간에 주입된 용융 재료가 응고되어 형성된 영구자석 재료와 일체로된 디스크를 후가공하는 단계와, 상기 영구자석 재료와 일체로된 디스크의 영구자석 재료를 착자시키는 단계로 진행함을 특징으로 하는 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법이 제공된다.

상기 디스크를 이루는 용융된 재료는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법은, 도 5에 도시한 바와 같이, 먼저, 소정의 두께와 직경을 갖는 로터 디스크(300)를 제작할 수 있는 내부 공간을 갖는 금형틀을 제작하고, 상기 금형틀의 내부 공간에 소정의 형상으로 형성된 영구자석 재료를 삽입하는 단계가 진행된다. 상기 영구자석 재료는 종래 로터 디스크(300)의 영구자석(31) 형상과 상응하도록 소정의 형상으로 제작된다.

그리고 상기 영구자석 재료가 삽입된 내부 공간에 용융된 재료를 가압하여 주입한 다음 응고시키게 된다. 상기 용융된 재료는 알루미늄으로 함이 바람직하다.

그리고 영구자석 재료가 삽입된 내부 공간에 주입된 용융 재료가 응고되어 형성된 영구자석 재료와 일체로된 디스크를 후가공하는 단계가 진행되고, 상기 후가공된 영구자석 재료와 일체로된 디스크의 영구자석 재료에 자력을 가지도록 착자시키는 단계를 포함하여 진행된다.

도 6은 본 발명의 로터 디스크 제조방법에 의해 제작된 로터 디스크를 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의해 제작된 영구자석(31')과 일체로 형성된 디스크(30')는 로터 디스크(300')를 이루게 되며, 상기 로터 디스크(300')는 권선 코일(11)이 결합된 복수개의 스테이터 디스크(100)에 교번되게 위치함과 아울러 중심에 삽입되는 모터축(400)에 고정 결합되어 로터(R)를 구성하게 된다.

본 발명은 사출에 의해 로터 디스크(300')를 제작하게 됨으로써 종래 영구자석(31)을 압입하기 위한 정밀 가공을 배제할 뿐만 아니라 결합구멍(30a)에 영구자석(31)을 삽입시 발생되는 영구자석(31)의 마모를 방지하게 되어 제작이 수월하고 제작 공정이 간단하게 이루어진다.

또한, 본 발명에 의해 제작된 로터 디스크(300')는 영구자석(31')이 사출에 의해 디스크(30')와 일체로 이루어져 결합 상태가 견고하게 되므로 고속 회전시에 영구자석(31')이 이탈되어 부품이 파손되는 것을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법은 로터 디스크의 제작이 수월하고 제조 공정이 간단하게 됨으로써 제품 생산성을 높일 뿐만 아니라 대량 생산이 가능하게 되고, 로터 디스크에 결합되는 영구자석의 결합상태가 견고하게 됨으로써 고속 회전시 영구자석의 이탈로 인한 부품이 파손을 방지하게 되어 모터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 소정의 두께와 직경을 갖는 로터 디스크를 제작할 수 있는 내부 공간을 갖는 금형틀의 내부 공간에 소정의 형상으로 형성된 영구자석 재료를 삽입하는 단계와, 상기 영구자석 재료가 삽입된 내부 공간에 용융된 재료를 가압하여 주입하는 단계와, 영구자석 재료가 삽입된 내부 공간에 주입된 용융 재료가 응고되어 형성된 영구자석 재료와 일체로된 디스크를 후가공하는 단계와, 상기 영구자석 재료와 일체로된 디스크의 영구자석 재료를 착자시키는 단계로 진행함을 특징으로 하는 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 디스크를 이루는 용융된 재료는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 디스크형 모터의 로터 디스크 제조방법.