KR100303572B1 - 모터의 로터 프레임 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 회전자형 영구자석 모터의 로터 프레임에 관한 것으로 요크 일체형 로터를 구성함으로서 영구자석 고정이 용이하고 또 로터 프레임을 철판으로 성형이 가능하도록 함으로서 영구자석 고정력을 강화 시킬수 있게 하는 것이다.

본 발명의 로터 프레임 구조는 여러개의 영구자석을 일정한 형태로 배열하면서 자기적 회로를 형성하는 요크를 구비하는 외부 회전자형 영구자석 모터의 로터 프레임 구조에 있어서, 영구자석을 나란히 배열하는 요크부가 임의로 규정된 벽체로 있으며, 상기 요크의 벽체가 영구자석을 고정하기 위한 지지부를 일체로 공유하는 것을 특징으로 한다. 이에따라 로터 제작 작업성이 개선되며 로터의 영구자석 고정력이 강화되고 모터 신뢰성이 항상된다.

Description

모터의 로터 프레임 구조{Structure of Rotor flame for motor}

본 발명은 외부 회전자형 영구자석 모터의 로터 프레임에 관한 것으로 더 상세하게는 요크 일체형 로터를 구성함으로서 영구자석 고정이 용이하고 또 로터 프레임을 철판으로 성형이 가능하도록 함으로서 영구자석 고정력을 강화 시킬수 있게 하는 것이다.

외부 회전자형 영구자석 모터의 일반적인 로터(1) 및 그 프레임(2) 구조는 도 1 및 도 2와 같이 각각의 편으로 쪼개진 여러개의 영구자석(3)을 요크(4)를 따라 배열시킨 형태로서 각각의 편으로 구성된 영구자석(3)의 외측면에 일정한 두께의 철판으로 만들어진 요크(4)를 삽입하여 영구자석(3)을 요크(4)를 기준으로 정열시키고 영구자석(3)과 요크(4)의 주위를 수지(5)로 씌워서 사출 성형하는 방법으로 제작된다.

영구자석(3)과 요크(4)의 주위를 감싸면서 사출 성형되어 전체 로터(1)의 골격을 형성하는 수지(5)의 역할은 영구자석(3)과 요크(4)를 일체화 시키면서 고정하고, 회전력 전달을 위한 샤프트를 삽입할 수 있는 세레이션부(6)를 제공하며 이러한 형태는 사출성형 하는 단계에서 일체형 로터 프레임(2)을 형성하게 된다.

수지(5)에 감싸지고 그 바깥으로는 영구자석(3)이 배열되도록 인도하는 요크(4)는 자속이 잘 통과할 수 있는 철판 등의 재질로 제작되어 영구자석(3) 상호간의 자기적 회로를 형성한다.

따라서 이같은 외부 회전자형 영구자석 모터의 로터(1)를 만들기 위해서는 먼저 영구자석(3)과 요크(4)를 사출금형에 인서트 하여 수지(5)로 씌워서 프레임(2)으로 제작해야 하기 때문에 반드시 사출금형을 필요로 한다.

사출금형을 통해 제작되는 로터 프레임(2)의 형태는 도 3과 같은 형태로서,영구자석 고정부는 상측 수지고정부(7)(7a)와 하측 수지고정부(8)(8a)를 형성하면서 영구자석(3)을 요크(4)를 중심으로 고정한다. 따라서 영구자석(3)의 고정력은 영구자석(3)과 직접 닿는 수지물과의 결합력으로 나타나고 마찬가지로 변형 정도도 수지(5)의 변형과 밀접한 관계를 갖는다.

수지 특성중 취약한 부분은 온도와 습기 등의 조건에 따라 변형 가능성이 큰 점이다. 이는 로터 프레임으로 사용했을때도 그대로 나타난다. 예를들면 영구자석(3)을 고정하는 고정력이 수지(5)와 영구자석(3)의 접촉면으로 유지되고 있기 때문에 수지(5)에 변형이 생기면 영구자석(3) 고정력에도 변화가 와서 고정력을 약화 시키는 것이다. 따라서 열경화성 수지를 이용하여 구성물을 한 번에 조합할 수 있는 유리한 조합 방법의 적용에도 불구하고 수지가 갖는 열변형에 대한 부분이 모터의 로터 프레임으로 적용했을 경우에도 그대로 나타나고 있다.

이와같이 외부 회전자형 영구자석 모터의 로터 프레임 구조로서 수지를 이용하여 이루어지는 종래의 로터 프레임 구조는 로터의 구성 단품들을 사출금형을 통해 한 번에 형합시켜 로터를 만들 수 있도록 하는 유리한 측면도 있지만 사출금형이 필요하여 작업공정상의 어려움이 따르고 이로인해 제조원가가 상승되는 문제점이 있으며, 특히 프레임을 수지물로 형성하기 때문에 열변형에 노출되 있어 온도나 습기 등의 환경에 따라 영구자석 고정력이 변화되어 모터의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 외부 회전자형 영구자석 모터의 로터 프레임에서 생기는 변형을 줄여 영구자석 고정력을 안정적으로 유지 시킬 수 있도록 하는 로터 프레임 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외부 회전자형 영구자석 모터에서 영구자석 배열을 안내하고 자기적 회로를 형성하는 요크 구조를 프레임에 일체화 시킴으로서 로터를 구성하는 부품수는 줄이고 작업성은 개선하는 것이다.

도 1은 일반적인 모터의 로터 사시도.

도 2는 도 1의 종단면도.

도 3은 종래의 영구자석 지지부 상세도.

도 4는 본 발명에 따른 로터의 단면도.

도 5는 도 4의 분해 및 조립상태를 설명하기 위한 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 영구자석 지지부의 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:로터 2:프레임

3:영구자석 4:요크

10:고정면 11:고정돌기부

12:밴딩돌기부

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 여러개의 영구자석을 일정한 형태로 배열하면서 자기적 회로를 형성하는 요크를 구비하는 외부 회전자형 영구자석 모터의 로터 프레임 구조에 있어서;

상기 로터 프레임은,

(1) 영구자석을 배열하는 요크부와,

(2) 상기 요크와 영구자석을 고정하기 위한 지지부를 일체로 공유하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 지지부는,

프레임의 내벽 하부면을 고정면으로 하고 그 바깥 방향으로 고정돌기부가 있으며, 상부면은 절곡 가능한 밴딩돌기부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이렇게 외부 회전자형 영구자석 모터의 로터 프레임 구조를 요크를 일체로 하면서 영구자석을 지지할 수 있게 만들면, 로터 프레임에서 생기는 변형을 줄여영구자석 고정력을 안정적으로 유지 시킬 수 있을 뿐만아니라 영구자석 배열을 안내하고 자기적 회로를 형성하는 요크 구조를 프레임에 일체화 시킴으로서 로터를 구성하는 부품수는 줄이고 모터 제작에 드는 작업공수는 줄일 수 있게된다.

본 발명의 실시예는 도 4와 같이 요크(4)와 프레임(2)을 다른 재료로 쓰지 않고 철판을 가공하여 일체형으로 요크(4)가 있는 프레임(2)을 만드는 것이다.

로터 프레임(2)은 영구자석(3)을 지지하기 위한 지지부와 영구자석을 고정하기 위한 벤딩부를 구비한다.

프레임(2)의 형태는 영구자석(3)을 배열하는 요크(4)와, 상기 요크(4)와 영구자석(3)을 고정하기 위한 지지부를 일체로 갖는 형태이고, 상기 지지부는 영구자석(3)을 고정하는 벤딩부를 갖으며, 이 영구자석 지지부는 프레임(2)의 내벽 하부면을 고정면(10)으로 하고 그 바깥 방향으로 고정돌기부(11)를 설치하여 구성하고, 상부면은 절곡 가능한 밴딩돌기부(12)를 두어 영구자석(3)을 고정돌기부(11)를 기준으로 고정면(10)에 안착시킨 뒤 벤딩돌기부(12)를 구부려서 프레임(2)으로 부터 영구자석(3)이 빠지지 않게 고정하는 구조이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 로터 프레임 구조의 세부로서 요크(4). 영구자석 고정면(10) 그리고 고정돌기부(11) 및 밴딩돌기부(12)가 일체로 구성된 철판 제작물로 이루어진 로터 프레임(2)의 한 부분을 나타낸 것이다.

이와같은 로터 프레임(2)은 철판을 프레스 가공하는 방법을 통해 제작이 가능하다. 영구자석(3)을 고정하여 로터 프레임으로 만드는 방법은, 먼저 영구자석(3) 고정을 위한 고정면(10)과 고정돌기부(11) 그리고 밴딩돌기부(12)가있는 프레임을 제작한 뒤 낱개의 각 영구자석(3)들을 고정돌기부(11)가 나있는 고정면(10)에 안착시킨다.

영구자석(3)을 고정면(10)에 안착 시키면 고정돌기부(11)에 의해 영구자석(3)의 밑면은 이탈이 방지되고 동시에 영구자석(3)의 윗쪽은 밴딩돌기부(12)를 절곡할 경우 밖으로 빠지지 않고 프레임에 밀착된 채로 결합된다.

그러나 프레임(2)에 영구자석(3)을 결합하기 위해 사용되는 지지부의 형태는 다양하다. 실시예와 같이 고정면(10)과 고정돌기부(11) 그리고 밴딩돌기부(12)로 이루어지는 지지부의 형태는 철판을 프레임으로 가공할 때 만들 수 있는 단순한 지지부의 형태이고 또 다르게는 고정돌기부(11)과 밴딩돌기부(12)를 불연속적으로 형성하지 않고 연속적으로 턱의 형태로 만들어 영구자석을 지지하는 방법도 가능하고 프레임을 만드는 단계에서 영구자석(3)을 끼운 상태로 조립하는 방법도 가능하다.

이에따라 프레임에 요크는 따로 두지 않을 수 있으며, 영구자석의 고정력을 프레임으로 부터 준비된 지지부를 통해 얻게되어 열변형 등에 의한 영구자석 지지력 저하와 같은 불안정한 상태의 문제로 부터 벗어날 수 있다.

이같은 로터 프레임을 통한 영구자석의 고정 방법은 영구자석(3)을 철판 프레임에 끼운 뒤 다시 철판을 밴딩가공 하여 영구자석을 고정하는 결합 과정을 거치기 때문에 적용 방법에 따라 한 번의 작업으로 로터의 제작이 어려울 것으로 예상될 수도 있다.

그러나 사출금형과 별도의 요크를 사용하지 않고 프레스 가공 만으로 영구자석을 고정할 수 있기 때문에 요크와 수지물을 써서 만드는 로터 제작방법과 비교하면 작업공수의 많은 부분이 줄어든다.

이와같이 본 발명은 외부 회전자형 영구자석 모터의 로터 프레임 구조를 요크와 일체화된 프레임 구조로 변경함으로서 변형이 적은 상태로 영구자석 고정력을 확보하여 모터의 신뢰성을 향상 시키는 효과가 있고, 영구자석을 고정하는 제작방법을 단순화 시키고 전체 작업공수를 줄여 모터 제작원가를 절감시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 여러개의 영구자석을 일정한 형태로 배열하면서 자기적 회로를 형성하는 요크를 구비하는 외부 회전자형 영구자석 모터의 로터 프레임 구조에 있어서;

   상기 로터 프레임은,

   영구자석을 나란히 배열하는 요크부가 임의로 규정된 벽체로 있으며,

   상기 요크의 벽체가 영구자석을 고정하기 위한 지지부를 일체로 갖는 것을 특징으로 하는 모터의 로터 프레임 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지부는 프레임의 내벽 하부면을 고정면으로 하고,

   그 바깥 방향으로 고정돌기부가 있으며,

   상부면은 절곡 가능한 밴딩돌기부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터의 로터 프레임 구조.