KR100556959B1 - 비엘디씨 모터의 로터 구조 및 그 조립 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비엘디씨 모터의 로터 구조 및 그 조립 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 축구멍을 중앙에 형성하는 스틸요크와; 상기 스틸요크의 축구멍에 삽입 결합하여 회전력을 전달하는 회전축과; 상기 스틸요크의 외주면을 감싸는 외주부와, 상기 스틸요크의 축구멍과 회전축의 외주면 사이를 몰딩하는 내주부와, 상기 외주부와 내주부를 연결하는 측면부로 이루어진 마그네트;를 포함함으로써, 스틸요크에 마그네트와 회전축을 동시에 결합할 수 있어 로터를 조립하는 공정을 줄일 수 있고 이를 통해 로터의 조립작업을 단순화하여 생산성을 높일 수 있다.

Description

비엘디씨 모터의 로터 구조 및 그 조립 방법{ROTOR STRUCTURE FOR BLDC MOTOR AND ASSEMBLY METHOD THEREOF}

도 1은 종래의 비엘디씨 모터의 로터를 보인 사시도,

도 2는 도 1의 로터에 대한 종단면도,

도 3은 종래 로터의 제작과정을 설명하기 위해 보인 블록도,

도 4는 본 발명 비엘디시 모터의 로터를 보인 사시도,

도 5는 도 4의 로터에 대한 횡단면도,

도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도로서 로터에 대한 종단면도,

도 7은 도 5의 "Ⅱ-Ⅱ"선단면도,

도 8은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선에 대한 변형예를 보인 단면도,

도 9는 도 5의 "Ⅱ-Ⅱ"선에 대한 변형예를 보인 단면도,

도 10은 본 발명 로터의 제작과정을 설명하기 위해 보인 블록도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 스틸요크 11a : 축구멍

11b : 스틸편 11c : 측면부형성홈

12 : 마그네트 12a : 외주부

12b : 내주부 12c : 측면부

13 : 회전축

본 발명은 비엘디씨 모터의 로터에 관한 것으로서, 특히 회전축과 스틸요크를 인서트 사출을 통해 일괄 조립하는 비엘디씨 모터의 로터 구조 및 그 조립 방법에 관한 것이다.

일반적으로 비엘디씨(Blushless DC) 모터는 필드를 형성하고 토오크를 외부로 전달하기 위한 로터와, 필드와의 상호 작용에 의해 토오크를 발생하는 아마추어 코일과, 아마추어 코일을 조정함과 동시에 자로를 형성하는 스테이터코어와, 로터의 위치를 검출하기 위한 위치검출소자 등을 구비한다.

도 1은 종래의 비엘디씨 모터의 로터를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 로터에 대한 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 로터는, 소정의 두께를 가지는 환상 원판모양으로 형성하는 스틸요크(steel yoke)(1)와, 스틸요크(1)의 외주면에 사출 또는 접합으로 고정하는 마그네트(magnet)(2)와, 스틸요크(1)의 중앙에 압입하여 회전력을 전달하는 회전축(3)으로 구성하고 있다.

스틸요크(1)는 전술한 바와 같이 환상의 원판 모양으로 형성하되 그 중앙에는 회전축(3)을 압입할 수 있도록 축구멍(1a)을 형성하고 있다.

마그네트(2)는 페라이트 자석(ferrite magnet)과 같이 스틸요크(1)의 외주면 을 감싸도록 사출하여 고정한 후 자화시켜 자극을 형성하거나 또는 플라스틱 자석을 부착하여 고정하고 있다.

회전축(3)은 긴 금속봉으로 이루어져 코킹과 같은 공법으로 상기한 스틸요크(1)의 축구멍(1a)에 압입 고정하고 있다.

상기와 같은 종래 비엘디씨 모터의 로터는 다음과 같이 조립한다.

즉, 도 3에서와 같이 소정형상의 캐비티를 가지는 금형(미도시)에 스틸요크(1)를 삽입하여 배치한다.(S1)

다음, 금형을 닫고 용탕주입구(미도시)를 통해 마그네트 용탕을 주입한다. 마그네트 용탕이 금형의 캐비티 안으로 주입되어 스틸요크(1)의 외주면을 감싼 상태에서 경화된다.(S2)

다음, 금형을 분리하여 마그네트(2)가 감싸진 스틸요크(1)를 인출한 후 이 스틸요크(1)의 축구멍(1a)에 봉 형상의 회전축(3)을 압입하여 고정한다.(S3)

다음, 스틸요크(1)의 외주면에 감싸진 마그네트(2)를 자화시켜 자극을 띠도록 함으로써 로터의 조립을 완성하는 것이었다.(S4)

그러나, 상기와 같은 종래 로터에 있어서는, 스틸요크(1)에 마그네트(2)를 먼저 조립하고 나서 스틸요크(1)에 다시 회전축(3)을 압입하여야 하므로 로터의 조립공정이 복잡하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 비엘디씨 모터의 로터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 스틸요크와 마그네트 그리고 회전축의 조립을 일원화하여 조 립공정을 간소화하고 이를 통해 생산성을 높일 수 있는 비엘디씨 모터의 로터 구조 및 그 조립 방법을 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 축구멍을 중앙에 형성하는 스틸요크와; 상기 스틸요크의 축구멍에 삽입 결합하여 회전력을 전달하는 회전축과; 상기 스틸요크의 외주면을 감싸는 외주부와, 상기 스틸요크의 축구멍과 회전축의 외주면 사이를 몰딩하는 내주부와, 상기 외주부와 내주부를 연결하는 측면부로 이루어진 마그네트를 포함한 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 로터 구조를 제공한다.

또, 스틸요크를 제작하여 소정 형상의 금형에 삽입한 후 그 스틸요크의 축구멍에 일정 간격을 두고 회전축을 배치하는 단계와, 금형을 닫고 마그네트 용탕을 주입하여 이 마그네트 용탕이 스틸요크의 외주면을 감싸는 동시에 스틸요크의 내주면과 회전축 사이를 몰딩한 상태에서 경화되도록 하는 단계로 수행하는 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 로터 조립 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 비엘디씨 모터의 로터 구조 및 그 조립 방법을 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 비엘디시 모터의 로터를 보인 사시도이고, 도 5는 도 4의 로터에 대한 횡단면도이며, 도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도로서 로터에 대한 종단면도이고, 도 7은 도 5의 "Ⅱ-Ⅱ"선단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 비엘디씨 모터의 로터는, 소정의 두께를 가지는 환상 원판모양으로 형성하는 스틸요크(11)와, 스틸요크(11)의 외주면과 내주면에 인서트 사출로 형성하는 마그네트(12)와, 스틸요크(11)의 중앙에 삽입 하여 마그네트(12)에 의해 고정된 상태로 회전력을 전달하는 회전축(13)으로 구성한다.

스틸요크(11)는 도 5 및 도 6에서와 같이 한 개의 환상 원판 모양으로 형성하되 그 중앙에는 회전축(13)을 소정의 간격을 두고 삽입할 수 있도록 축구멍(11a)을 형성한다. 여기서, 도 8에서와 같이스틸요크(11)는 수 개의 원호형 원판 모양으로 스틸편(11b)을 형성하여 환상으로 배열할 수도 있다. 이 경우 후술할 마그네트(12)의 측면부(12c)가 각 스틸편(11b) 사이에 충진되어 몰딩되도록 할 수도 있다.

또, 스틸요크(11)는 양측면을 편평하게 형성하여 후술할 마그네트(12)의 측면부(12c)가 도 7에서와 같이 상기한 스틸요크(11)의 양측면에서 일정 높이로 돌출되도록 형성하거나 또는 도 9에서와 같이 스틸요크(11)의 양측면에 측면부형성홈(11c)을 방사상으로 형성하여 그 측면부형성홈(11c)에 마그네트(12)의 측면부(12c)가 매입되도록 형성할 수도 있다.

마그네트(12)는 페라이트 자석과 같이 스틸요크(11)의 외주면을 감싸는 동시에 그 스틸요크(11)의 내주면과 회전축(13)을 긴밀하게 결합하도록 사출하여 고정한 후 자화시켜 자극을 형성하는 것으로, 스틸요크(11)의 외주면을 감싸는 외주부(12a)와, 스틸요크(11)의 내주면과 회전축(13) 사이에 형성하는 내주부(12b)와, 스틸요크(11)의 외주측에 구비한 용탕주입구(미도시)를 통해 주입되는 마그네트 용탕이 내주부까지 이동하여 충진될 수 있도록 외주부(12a)와 내주부(12b) 사이를 연결하는 측면부(12c)로 이루어진다.

측면부(12c)는 도 4 및 도 5에서와 같이 스틸요크(11)의 중심에서 양측면의 방사상으로 연장하는 리브 모양으로 형성할 수도 있으나, 경우에 따라서는 상기한 스틸요크(11)의 양측면을 복개하도록 환형의 원판 모양으로 형성할 수도 있다.

회전축(13)은 스틸요크(11)의 축구멍(11a)에 삽입한 상태에서 인서트 사출로 고정하도록 그 외경이 스틸요크(11)의 축구멍(11a) 내경 보다 작은 긴 금속봉으로 형성한다.

도면중 미설명 부호인 11d는 스틸요크지지구멍이다.

상기와 같은 본 발명 비엘디씨 모터의 로터는 다음과 같이 조립한다.

즉, 도 10에서와 같이 소정형상의 캐비티를 가지는 금형(미도시)에 스틸요크(11)를 삽입하여 배치한 후에 그 스틸요크(11)의 중앙에 구비한 축구멍(11a)에 원봉 형상의 회전축(13)을 삽입한다. 이때 스틸요크(11)의 축구멍(11a) 내주면과 회전축(13)의 외주면 사이에는 마그네트(12)의 내주부(12b)가 주입될 수 있도록 소정의 틈새가 발생한다.

다음, 금형을 닫고 용탕주입구(미도시)를 통해 마그네트 용탕을 주입하여 이 마그네트 용탕의 일부는 스틸요크(11)의 외주면을 감싸고 나머지는 스틸요크(11)의 양측면에 구비한 측면부형성홈(11c)이나 또는 금형의 캐비티에 구비한 측면부형성홈(미도시)을 채우면서 통과하여 스틸요크(11)의 내주면으로 이동한다. 이중 스틸요크(11)의 내주면으로 이동한 마그네트 용탕은 스틸요크(11)의 내주면과 회전축(13)의 외주면 사이를 긴밀하게 결합한 상태에서 경화되어 스틸요크(11)와 회전축(13)을 인서트 사출한다.(S2)

다음, 스틸요크(11)의 외주면에 감싸진 마그네트(12)를 자화시켜 자극을 띠도록 함으로써 로터의 조립을 완성한다.(S3)

이렇게 하여, 스틸요크에 마그네트를 결합하는 과정에서 회전축을 함께 결합할 수 있어 로터를 조립하는 공정을 줄일 수 있고 이를 통해 로터의 조립작업을 단순화하여 생산성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 비엘디씨 모터의 로터 구조 및 그 조립 방법은, 스틸요크의 축구멍에 회전축을 삽입한 상태에서 마그네트 용탕을 주입하여 마그네트 용탕이 스틸요크의 외주면을 감싸는 동시에 스틸요크와 회전축 사이로도 유입되어 회전축을 결합하도록 함으로써, 스틸요크에 마그네트와 회전축을 동시에 결합할 수 있어 로터를 조립하는 공정을 줄일 수 있고 이를 통해 로터의 조립작업을 단순화하여 생산성을 높일 수 있다.

Claims (9)

1. 삭제
2. 축구멍을 중앙에 형성하는 스틸요크와;

   상기 스틸요크의 축구멍에 삽입 결합하여 회전력을 전달하는 회전축과;

   상기 스틸요크의 외주면을 감싸는 외주부와, 상기 스틸요크의 축구멍과 회전축의 외주면 사이를 몰딩하는 내주부와, 상기 외주부와 내주부를 연결하는 측면부로 이루어진 마그네트;를 포함한 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 로터 구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 측면부는 방사상으로 연결되는 수 개의 리브 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 로터 구조.
4. 제3항에 있어서,

   상기 스틸요크의 양측면은 편평하게 형성하여 그 스틸요크의 양측면에 측면부를 소정의 높이로 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 로터 구조.
5. 제3항에 있어서,

   상기 스틸요크의 양측면에는 방사상으로 수 개의 측면부형성홈을 형성하여 그 측면부형성홈에 상기한 마그네트의 측면부가 매입되어 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 로터 구조.
6. 제2항에 있어서,

   상기 측면부는 스틸요크의 양측면을 복개하도록 환형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 로터 구조.
7. 제2항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 스틸요크는 환형의 원판 모양으로 형성하는 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 로터 구조.
8. 제2항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 스틸요크는 원호형의 원판 모양으로 형성하여 환형으로 배열하는 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터의 로터 구조.
9. 삭제

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