KR100905902B1

KR100905902B1 - 자동차 연료펌프용 ｂｌｄｃ 모터의 회전자 구조

Info

Publication number: KR100905902B1
Application number: KR1020070040417A
Authority: KR
Inventors: 백세동; 박재승; 김경환; 장성욱; 김형민; 배완성
Original assignee: 주식회사 캐프스
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2009-07-02
Also published as: KR20080095647A

Abstract

본 발명은 자동차 연료펌프용 BLDC 모터의 회전자(rotor)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영구자석의 이탈 방지 구조를 상하 커버를 갖는 일체형 몰딩 구조로 함으로써 기존의 직류(DC) 모터가 가지는 단점이 보완되고 효율이 상대적으로 높은 BLDC(brushless DC) 모터의 회전자 구조에 관한 것이다.

본 발명은 자동차 연료펌프용 BLDC 모터의 회전자에 있어서, 상기 회전자는 회전자 코어; 상기 회전자 코어의 중심에 압입된 샤프트; 상기 회전자 코어의 주위로 본딩되는 복수의 영구자석; 상기 영구자석 및 회전자 코어를 함께 감싸도록 몰딩 성형되는 사출물을 포함하고, 상기 회전자 코어의 외주면에는 샤프트 방향으로 소정깊이의 조립홈이 형성되어 상기 영구자석과의 면접합 본딩 시 접촉면적을 최소화하며, 이에 따라 회전자의 언밸런스(unbalance)량을 감소시키는 작용효과를 갖는다.

한편 회전자 코어에 형성된 돌기는 복수의 영구자석이 회전자 코어에 본딩되는 경우 각 영구자석 간의 구분부로서 작용하며 원주방향으로의 영구자석의 편심을 방지하여 영구자석(300) 부착 시 언밸런스(unbalance)량이 최소화된다.

BLDC, 모터, 회전자, 영구자석, 몰딩, 이탈 방지

Description

자동차 연료펌프용 ＢＬＤＣ 모터의 회전자 구조 {A Rotor Structure of Brushless DC Motor within a Fuel Pump for a Vehicle}

도 1a, 도 1b는 종래의 회전자 구조를 갖는 BLDC 모터를 나타내는 요부도

도 2a, 도 2b는 종래의 또 다른 회전자 구조를 나타내는 요부도

도 3은 본 발명의 BLDC 모터 회전자의 절단 사시도

도 4는 본 발명의 BLDC 모터 회전자의 절단 측면도

도 5는 본 발명의 회전자 코어 및 영구자석 측면도

도 6a, 도 6b, 도 6c는 본 발명의 BLDC 모터 회전자 제작과정을 설명하기 위한 조립도

도 7은 본 발명의 BLDC 모터 회전자 제작 순서도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 샤프트 200 : 회전자 코어

210 : 돌기 220 : 조립홈

230 : 홀 240 : 슬롯

300 : 영구자석

410 : 상부커버 420 : 하부커버

430 : 쐐기부 440 : 체결코드

본 발명은 자동차 연료펌프용 BLDC 모터의 회전자(rotor)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영구자석의 이탈 방지 구조를 상하 커버를 갖는 일체형 몰딩 구조로 함으로써 기존의 직류(DC) 모터가 가지는 단점이 보완되고 효율이 상대적으로 높인 BLDC(brushless DC) 모터의 회전자 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 휘발유 또는 경유 등의 연료를 강제로 이송하기 위한 연료펌프가 채용된다. 상기 연료펌프에는 통상 직류(DC) 모터를 사용하게 되는데, 기존의 브러쉬(brush) 채용 직류모터를 사용하게 되면 커뮤테이터(commutator)와 브러쉬간의 마찰 및 마모에 의해 이물질이 발생하거나 수명이 단축되는 문제점이 발생하였다. 또한, 마모에 의한 회전자의 회전 불균형으로 인하여 소음이 발생하는 문제점도 있었다. 이러한 단점들은 브러쉬를 배제한 BLDC 모터를 적용함으로써 근본적인 해결이 가능하다. 일반적으로 BLDC 모터는 가변속 제어가 가능한 모터로서 특정 회전체를 필요에 따라 간편하게 고속 또는 저속으로 회전시키기 위해 주로 사용되는 모터이다.

도 1a, 도 1b에는 종래의 회전자 구조를 갖는 BLDC 모터를 도시하고 있다. BLDC 모터는 크게 고정자 코어(12)의 둘레에 고정자 코일(13)을 감아 모터케이스(11)와 함께 구성되는 고정자(1)와, 적층된 회전자 코어(22)의 중심으로 회전축(21)을 끼우고 영구자석(23)을 배열한 후 캔(24)으로 감싸 구성하는 회전자(2)를 포함한다. 통상 상기 회전축(21)의 일단에는 제어용 센싱자석(4)이 부착되고, 이와 대응되도록 모터케이스(11)에는 홀(hall)센서(6)가 대략 60도(deg) 간격으로 복수 구비된다. 회전자(2)의 영구자석(23)이 N, S 자극 배열을 갖고 순차적으로 위치하고 있으므로 상기 영구자석(23)의 배열에 맞도록 고정자 코일(13)에 전류를 단속하여 흘려주면, 회전자(1)는 자기력에 의하여 회전한다. BLDC 모터에 포함되는 콘트롤러는 상기 고정자 코일(13)의 전류 제어에 있어서 상기 홀센서(6)로부터 전달되는 센싱자석(4)의 위치신호로부터 영구자석(23)의 정확한 위치를 예측하여 제어한다. 상기 고정자 코일(13)에 인가되는 전류량을 변화시킴으로써 회전자(2)의 회전수를 고속 또는 저속으로 변경 가능하다. 그러나 종래 이와 같은 구조의 BLDC 모터 회전자는 회전자 코어에 영구자석을 밀착시키고 원심력에 의한 이탈을 방지하기 위하여 캔을 이용하고 있는 바, 제작 상 난점이 있고 생산성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기 캔의 제작 과정에서 비자성체의 금속판을 딥드로잉(deep drawing) 작업 후 양단을 용접하여야 하는 바, 캔의 진원 정밀도가 현격히 떨어지고, 이에 의해 회전자와 고정자간의 간극 정밀도를 고정밀로 유지하는 것이 실질적으로 어렵다. BLDC 모터의 전류량에 따른 회전력은 회전자와 고정자간의 간극이 작을수록 기하급수적으로 커진다는 점을 감안할 때, 상기 난점은 자동차용 BLDC 모터의 고효율에 지대한 악영향이 된다.

상기와 같은 종래의 BLDC 모터의 문제점을 해결하기 위하여 도 2a, 도 2b 혹은 도 3에 도시한 것과 같은 회전자 구조가 제안되기도 하였다. 도 2a, 도 2b의 회전자(대한민국 특허출원 제1998-889호, 브러시리스 모터의 회전자 구조 참조)는 캔을 이용하는 대신 영구자석의 이탈 방지를 위하여 수지제 몰딩을 이용하고 있다. 영구자석(23)을 회전자 코어(22)에 부착한 후 몰딩 금형에 넣고 금형 내부로 수지제 몰드물을 주입하여 성형함으로써, 영구자석(23)을 반지름 방향으로 고정하는 고정대(32)와 영구자석(23)을 회전축(21) 방향으로 고정하는 고정링(31)을 형성한다. 이와 같이 몰딩 성형에 의해 제작된 회전자는 생산성 및 정밀도 측면에서 향상된 측면을 보인다.

그러나 상기 회전자를 채용하는 BLDC 모터가 자동차 연료펌프에 사용되는 경우에는, 휘발유나 경유 환경 속에서 고속 회전하여야 하는 것이므로 여러 가지 문제점을 보였다. 즉, 상기 회전자 및 영구자석이 서로 공고한 결합을 이루기 위해서는 회전자코어(20)와 이에 면접하여 부착되는 영구자석(23)의 해당 접합면이 고도의 정밀도를 유지하며 서로 동일한 곡률을 갖는 곡면으로 가공되어야 하는 것이 필수적이다. 그런데 상기와 같이 회전자코어(20)와 영구자석(23)는 각각 해당하는 접합면을 단일의 동일곡면이 되도록 가공하려 해도 두 부품의 재질과 가공방식의 차이로 인하여 두 면이 완벽히 겹쳐질 정도로 동일한 곡면을 얻기가 힘들고 면접하는 범위가 전체 면에 걸쳐 이루어지므로 부위에 따라 두 면 사이에 미세한 돌기나 홈들이 존재할 수 있어 표면조도로 인하여 상대적으로 결합공차가 발생될 수밖에 없 다. 이는 본딩을 통하여 두 면을 부착 고정시키더라도 회전자의 회전 시 언밸런싱(unbalancing)을 발생시키는 원인이 되며, 나아가 고 휘발성 유체의 흐름 속에서 회전자 코어의 조립체가 고정자 내부 원주면에서 어느 한쪽으로 편재되거나 균일한 회전력을 나타내지 못하여 효율이 저하되는 문제점으로 이어지게 된다. 뿐만 아니라 최악의 경우 영구자석 이탈 방지 장치의 내유성 부족 및 부식 등으로 인하여 영구자석이 회전자 코어로부터 탈락되는 심각한 결함을 초래하기도 하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차용 BLDC 모터 회전자의 영구자석 이탈방지 구조를 상하 커버를 갖는 일체형 몰딩 구조로 함으로써, 생산성 증대, 재료비 절감 및 고정자와의 간극 정밀도 증대 효과뿐만 아니라 코어의 내유성 증대 효과도 얻을 수 있는 자동차 연료펌프용 BLDC 모터의 회전자를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명은 회전자 코어의 외면에 소정 깊이의 조립홈을 형성하여 회전자코어와 영구자석간의 결합공차를 줄이고 본딩 시 접착력을 강화시킬 수 있는 자동차 연료펌프용 BLDC 모터의 회전자를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명은 회전자 코어에 길이방향으로 홀을 형성하고 샤프트홀 주위로 몰딩용 슬롯을 형성하여 사출물의 체결코드를 형성시킴으로써 회전자코어와 사출물이 견고하게 조립될 수 있도록 하는 자동차 연료펌프용 BLDC 모터의 회전자를 제공하고자 하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 자동차 연료펌프용 BLDC 모터의 회전자에 있어서, 상기 회전자는 회전자 코어; 상기 회전자 코어의 중심에 압입된 샤프트; 상기 회전자 코어의 주위로 본딩되는 복수의 영구자석; 상기 영구자석 및 회전자 코어를 함께 감싸도록 몰딩 성형되는 사출물을 포함하고, 상기 회전자 코어의 외주면에는 샤프트 방향으로 소정깊이의 조립홈이 형성되어 상기 영구자석과의 면접합 본딩 시 접촉면적이 감소되어 본딩되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 사출물은 샤프트 상하 측에 성형되고 상기 회전자 코어 상하부를 전부 감싸도록 되는 상부커버 및 하부커버와; 상기 상부커버 및 하부커버를 샤프트 방향으로 연결하는 체결코드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 체결코드는 상기 상부커버 및 하부커버와 일체로 몰딩 성형되고, 상기 복수의 영구자석을 회전자 코어에 본딩할 때 형성되는 틈(gap)에 생성되는 쐐기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체결코드는 상기 상부커버 및 하부커버와 일체로 몰딩 성형되고, 상기 회전자 코어의 내부에 형성된 홀(hole) 내부로 생성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체결코드는 상기 상부커버 및 하부커버와 일체로 몰딩 성형되고, 상기 회전자 코어의 중심에 압입된 샤프트의 주위로 복수 구비된 슬롯(slot) 내부로 생성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 샤프트에는 널링이 복수 형성되고, 상기 널링은 상기 체결코드와 몰딩 성형에 의해 견고하게 결합되고 샤프트 방향 결합력을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 상부커버 및 하부커버에는 상기 영구자석이 반지름 방향으로 이탈되는 것이 방지되도록 상기 영구자석은 샤프트 방향 양단부가 경사부를 이루며 상기 상부커버 및 하부커버에 형성되는 요홈에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 회전자 코어에는 상기 복수의 영구자석이 구분되어 본딩될 수 있도록 복수의 돌기가 포함되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 회전자 코어의 조립홈은 회전자 코어의 원주방향으로 대칭으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 첨부된 도면으로서, 도 3은 본 발명의 BLDC 모터 회전자의 절단 사시도이고, 도 4는 회전자의 측면도이며, 도 5는 회전자 코어 및 영구자석의 측면도를 나타낸다. 또한, 도 6a, 도 6b, 도 6c는 본 발명의 BLDC 모터 회전자의 제작 과정을 설명하기 위한 조립도이고, 도 7은 회전자 제작 순서도이다. 도면에서는 본 발명의 기술적 요지의 이해를 명확히 하기 위하여 필수적이지 않은 부분은 도시를 생략하였으며, 생략된 부분은 통상의 BLDC 모터 회전자의 구조 또는 이의 몰딩 성형 제조 방법에 따른다.

본 발명의 실시예의 세부적인 구성을 도 3 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 회전자는 회전자 코어(200), 상기 코어(200)의 중 심에 압입된 샤프트(100), 상기 회전자 코어(200)의 주위로 본딩되는 복수의 영구자석(300) 및 상기 영구자석(300)과 회전자 코어(200)를 함께 감싸도록 몰딩 형성되는 사출물(400)을 포함하여 구성된다. 상기 사출물(400)은 상부커버(410) 및 하부커버(420)를 구비하여 샤프트(100) 방향으로의 영구자석 또는 코어(200)의 탈락이 방지되고, 또한 쐐기형상의 쐐기부(430)가 영구자석(300)을 감싸 몰딩되는 바, 원심력에 의한 반지름 방향 탈락이 방지된다. 또한, 상기 사출물(400)의 상부커버(410) 및 하부커버(420)는 몰딩으로 일체 성형되어 상하 연결하는 체결코드(440)를 포함하는 바, 그 결합력이 일층 증대된다.

먼저, 회전자 코어(200)의 세부 구조를 설명한다. 회전자 코어(200)는 도 5에 도시한 바와 같은 형상의 라미네이션(lamination)을 모터의 용량 또는 용도에 따라 적당한 두께로 적층하여 형성한다. 상기 라미네이션은 통상 0. 3 ~ 0.7 mm 두께 연강판을 펀칭(punching)하여 형성하되 약 0.5 mm 두께로 하는 것이 바람직하다. 상기 회전자 코어(200)의 라미네이션에는 원주 둘레로 복수의 돌기(210) 및 복수의 조립홈(220)이 대칭되게 형성되고, 라미네이션의 내측으로 복수의 홀(230)이 대칭되게 구비된다. 상기 돌기(210)는 복수의 영구자석(300)이 회전자 코어(200)에 본딩되는 경우 각 영구자석(300) 간의 구분부로서 작용하며 원주방향으로의 영구자석의 편심을 방지하는 기능을 담당한다. 이에 따라 영구자석(300) 부착 시 언밸런스(unbalance)량이 최소화된다. 상기 조립홈(220)은 상기 영구자석(300)이 견고하고 정밀도 높게 조립되도록 하기 위해 형성하는 것이다. 조립홈(220)을 이용하여 영구자석(300)을 조립하는 경우, 고정자 원주면과의 공극(air gap)을 설계 치수대로 정확하게 유지할 수 있어 조립 공차가 최소화된다. 상기 조립홈(220)은 또한 라미네이션의 원주방향을 따라 대칭으로 형성되는 바, 회전 방향으로의 영구자석(300) 조립 정밀도도 향상시키는 장점이 있다. 상기 조립홈(220)에 의하여 회전자 코어(200)와 영구자석(300)간의 접촉 면적을 감소시킴으로써 접촉하는 두 면 사이에 존재하는 불균일한 조도로 인한 상대적인 결합공차를 그만큼 줄일 수 있게 된다. 그리고 상기 조립홈(220)에 접착제를 주입하여 회전자 코어(200)와 영구자석(300)을 부착시킬 경우 주입되는 접착제가 상기 조립홈(220)에 상당량 보존됨과 동시에 주변 접촉면으로의 적절한 분산을 통하여 상기 회전자 코어(200)와 영구자석(300)의 본딩력이 향상된다. 상기 홀(230)은 회전자 코어(200)의 회전 관성을 줄임으로써 적은 전류로도 회전이 가능하도록 하기 위해 형성하는 것으로, 추후 설명하는 사출물(400)의 체결코드(440)가 형성되는 구역으로서도 작용한다. 상기 돌기(210) 및 조립홈(220)은 회전자 코어(200)의 주위로 본딩(bonding)되는 영구자석(300)의 수에 맞추어 형성하는 것이고, 홀(230)은 회전자 코어(200)의 구조적 강성을 만족하는 조건으로 적절히 선정하여 형성한다. 또한, 상기 회전자 코어(200)의 라미네이션에는 샤프트(100)가 삽입되는 샤프트홀(250)이 중앙에 형성되고, 상기 샤프트홀(250) 주위로 몰딩용 슬롯(slot, 240)이 복수 형성된다. 상기 슬롯(240)의 수는 구체적 수치로 제한되는 것은 아니고, 몰딩에 의해 상기 샤프트(100)가 회전자 코어(200) 및 사출물(400)과 견고하게 조립될 수 있으면 족하다. 상기 슬롯(240)은 몰딩에 의하여 형성되는 상기 사출물(400)의 체결코드(440)가 형 성되는 구역으로서 작용한다. 상기 서술된 라미네이트가 적당한 두께로 적층되면 도 3에 도시한 것과 같은 회전자 코어(200)가 원통형으로 형성된다.

다음으로 도 3 및 도 4를 이용하여 샤프트(100)를 설명한다. 샤프트(100)는 자동차용 연료펌프의 펌프용 날개가 조립되는 것으로서 일측에 조립용 플랫(flat, 120)을 구비한다. 샤프트의 중간부에는 복수의 널링(110)이 형성되어 있어 회전자 코어(200)와의 축방향 이동이 제한되고 그 결합이 견고하게 유지되는 것이 바람직하다. 상기 널링(110) 주위로는 회전자 코어(200) 뿐만 아니라 사출물(400)의 체결코드(440)가 몰딩에 의하여 결합되는 바, 상기 샤프트(100)의 결합력은 한층 배가된다. 널링(110)의 주위로 축방향 결합력 향상을 위한 공지의 요부(130, 도 4 참조)가 추가로 포함될 수 있다.

다음으로 영구자석(300)에 대하여 설명한다. 상기 영구자석(300)은 기와 형태로 페라이트 재질을 이용하여 제작한다. 한편, 상기 영구자석(300)의 샤프트(100) 방향 양단부에는 모따기의 형태로 경사부(320)가 포함된다. 상기 경사부(320)는 몰딩 성형에 의해 형성되는 상부커버(410) 및 하부커버(420)와 결합 시 요홈(411, 421) 형상에 끼워져 결합되는 방식으로 영구자석(300)의 반지름 방향 이탈을 방지하는 역할을 한다. 상기 영구자석(300)의 샤프트(100) 방향 높이는 도 4에 기재된 바와 같이 회전자 코어(200)보다 2H 만큼 큰 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 높이 차이가 나는 공간부에 수지 몰딩에 의한 상부커버(410) 및 하부커 버(420)가 성형되는 바, 상기 커버(410, 420)와 영구자석(300)간의 반지름 방향 결합력은 한층 더 증대될 수 있다. 한편, 상기 영구자석(300)은 회전자 코어(200)에 본딩되고 나면 도 6c에 도시한 바와 같이 회전자 코어(200)에 형성된 복수 돌기(210)에 의해 상호 영구자석(300) 간에 틈(gap)을 갖는다. 상기 틈은 몰딩에 의해 형성되는 사출물(400)의 쐐기부(430)가 형성되는 영역으로서 작용한다.

다음으로 사출물(400)을 설명한다. 본 발명의 사출물(400)은 내열성이 강한 수지재 예컨대, 폴리카보네이트 또는 페놀수지 등을 몰딩 성형함으로써 형성된다. 바람직하게 상기 사출물은 폴리아세타(POM) 수지로 하는 것이 바람직하다. POM 수지는 가공성이 우수하고 내피로성 또한 우수하며 뛰어난 기계적 성질을 보유한 엔지니어링 플라스틱이다. 샤프트(100), 회전자 코어(200) 및 영구자석(300)을 조립하거나 본딩한 후, 상기 조립체를 몰딩용 금형에 삽입하고 몰딩용 수지재를 주입하면, 상기 회전자 코어(200)의 상하부로 각각 상부커버(210)와 하부커버(420)가 형성된다. 또한 상기 회전자 코어(200)에 구비된 홀(230) 및 슬롯(240)은 사출 시 수지의 통로 역할을 함으로써 체결코드(440)를 형성한다. 상기 홀(230) 및 슬롯(240)은 기존의 회전자 코어(200)를 이루는 규소강판 등의 금속재를 일부 생략함으로써 회전자 코어(200)의 중량을 감소시켜 회전자의 언밸런싱(unbalancing) 현상을 감소시키고 또한 회전자 코어(200)의 몸체부를 직접 통과하는 수지재인 체결코드(440)의 연통로 역할을 담당하여 회전자 코어(200)와 영구자석(300) 간의 결합력을 공고히 하는 기능을 발휘하게 된다. 여기서 상기 금형의 내부 형상은 상부커버(210)와 하부커버(420)가 회전자 코어(200)의 상하로 형성 가능하도록 회전자 코어 조립체의 높이보다 상하에서 각각 2 mm 이상씩 크게 설계하여야 한다. 또한, 조립체를 반지름 방향에서 둘러싸는 금형은 본딩된 영구자석(300)에 밀착되게 하여 영구자석(300) 간에 형성된 틈(gap)으로 수지가 흘러들어가 쐐기부(430)가 형성되도록 함이 바람직하다. 또한, 도 4에서 도시하는 바가 같이 영구자석(300)의 높이는 회전자 코어(200)의 적층 높이보다 일정높이(2H)만큼 크고, 또한 몰딩 금형이 상부커버(210)와 하부커버(420)가 형성되도록 적절하게 설계되므로 상기 영구자석(300)을 반지름 방향으로 이탈하지 않도록 견고하게 잡아주는 상부커버(410)의 상부요홈(411)과 하부커버(420)의 하부요홈(421)이 적절하게 형성된다. 상기 영구자석(300)의 상하 단부로 형성된 경사부(320)는 상기 상부요홈(411) 및 하부요홈(421)과 견고하게 조립되는 걸쇠 역할을 수행한다. 다시 한번 강조하지만 상기 사출물(400)은 앞서 설명한 바와 같이 몰딩 성형에 의해 일체형으로 구성되는 바, 영구자석(300)을 반지름 방향으로 견고하게 유지하는 상부커버(410) 및 하부커버(420)가 회전자 코어(200)의 홀(230) 및 슬롯(240)에 형성된 체결코드(440)에 의해 축방향으로 견고하게 결합된다. 또한 상부커버(210), 하부커버(420) 및 영구자석(300)에 의해 회전자 코어(200)는 완벽하게 밀폐되는 구조로 되는 바, 내유성이 극대화되는 장점을 갖는다.

다음으로 도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 7을 참고하여 본 발명의 자동차 연료펌프용 BLDC 모터의 회전자를 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 먼저 연강판을 이용 돌기(210), 조립홈(220), 홀(230), 샤프트홈(250) 및 슬롯(240)이 포함되도록 펀칭하여 복수의 코어용 라미네이션을 얻는다(S10). 상기 라미네이션을 적층하여 회전자 코어(200)를 형성한다(S11). 상기 적층 시 필요에 따라 본딩재를 라이네이션 간에 삽입하는 것이 이탈 방지에 바람직하다. 다음으로 상기 회전자 코어(200)의 샤프트홈(250)에 샤프트(100)를 압입한다(S12). 샤프트(100)의 압입에 앞서 샤프트(100)의 적절한 위치에 널링(110)이나 요부(130)를 형성하여 둔다. 다음으로 상기 회전자 코어(200)에 영구자석(300)을 밀착하여 상온 본딩한다(S13). 이 때, 영구자석(300)의 내면부를 회전자 코어(200)의 조립홈(220)을 중심으로 밀착하여 정밀도를 유지한다(도 6a, 도 6b, 도 6c 참조). 상기 조립홈(220)이 회전자 코어(200)의 원주 방향으로 대칭 형성되어 있는 바, 상기 영구자석(300)을 회전자 코어(200)에 밀어 부착하는 경우 원주방향의 결합력이 발생하고 이에 의해 밀착 정밀도가 극대화 된다. 상기와 같이 영구자석(300)이 회전자 코어(200)의 정확한 위치에 밀착 본딩되는 바, 영구자석(300)의 대칭적 본딩으로 회전자의 밸런싱을 효과적으로 잡아준다. 다음으로 상기 회전자 조립체를 금형 내에 삽입한다(S14). 삽입 후 열가소성 수지를 금형 내에 주입하여 상부커버(410) 및 하부커버(420) 등으로 이루어지는 사출물(400)을 형성한다(S15). 수지가 고형화하여 성형이 완료된 후 회전자를 취출한다(S16). 마지막으로 영구자석(300)을 N, S 배열로 순차적으로 갖도록 착자화하면(S17) 본 발명의 자동차 연료펌프용 BLDC 모터의 회전자가 완성된다. 상기 완성된 후의 모양은 도 3에 도시한 바와 같다.

본 발명은 캔 형상의 영구자석 이탈방지 구조를 상하부 커버를 갖는 일체형 몰딩으로 성형함으로써 생산성이 증대되고, 재료비가 절감되며 조립 정밀도를 급격히 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 몰딩 성형에 의하여 형성되는 상하부 커버가 영구자석을 상하측에서 견고하게 지지하고, 상하부 커버를 연결하며 영구자석 간 틈에 형성되는 쐐기부가 영구자석을 반지름 방향으로 추가 지지하는 바 영구자석 및 회전자 코어의 이탈이 원천적으로 방지되는 효과가 있다. 또한, 상기 회전자 코어와 영구자석은 조립홈 및 조립돌기에 의해 조립 위치가 정확하게 고정되므로 영구자석의 조립 정밀도가 향상되고 회전자의 밸런싱 문제가 없다. 또한, 상기 상하부 커버와 영구자석에 의해 회전자 코어가 완벽하게 밀폐되는 구조로서 내유성이 향상되어 자동차용 BLDC 모터 회전자로서 최적성을 보인다.

Claims

자동차 연료펌프용 BLDC 모터의 회전자에 있어서,

상기 회전자는 회전자 코어; 상기 회전자 코어의 중심에 압입된 샤프트; 상기 회전자 코어의 주위로 본딩되는 복수의 영구자석; 상기 영구자석 및 회전자 코어를 함께 감싸도록 몰딩 성형되는 사출물을 포함하고,

상기 회전자 코어의 외주면에는 샤프트 방향으로 소정깊이의 홈이 형성되어 상기 영구자석과의 면접합 본딩 시 접촉면적이 감소되어 본딩되며,

상기 사출물은 샤프트 상하 측에 성형되고 상기 회전자 코어 상하부를 전부 감싸도록 되는 상부커버 및 하부커버와; 상기 상부커버 및 하부커버를 샤프트 방향으로 연결하는 체결코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 회전자.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 체결코드는 상기 상부커버 및 하부커버와 일체로 몰딩 성형되고, 상기 복수의 영구자석을 회전자 코어에 본딩할 때 형성되는 틈(gap)에 생성되는 쐐기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 회전자.
제 1항에 있어서,

상기 체결코드는 상기 상부커버 및 하부커버와 일체로 몰딩 성형되고, 상기 회전자 코어의 내부에 형성된 홀(hole) 내부로 생성되는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 회전자.
제 1항에 있어서,

상기 체결코드는 상기 상부커버 및 하부커버와 일체로 몰딩 성형되고, 상기 회전자 코어의 중심에 압입된 샤프트의 주위로 복수 구비된 슬롯(slot) 내부로 생성되는 것이 특징인 BLDC 모터의 회전자.
제 5항에 있어서,

상기 샤프트에는 널링이 복수 형성되고, 상기 널링은 상기 체결코드와 몰딩 성형에 의해 견고하게 결합되고 샤프트 방향 결합력을 향상시키는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 회전자.
제 1항에 있어서,

상기 영구자석은 샤프트 방향 양단부가 경사부를 이루며 상기 상부커버 및 하부커버에 형성되는 요홈에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 회전자.
제 1, 3, 4, 5, 6, 7항 중에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

상기 회전자 코어에는 상기 복수의 영구자석이 구분되어 본딩될 수 있도록 복수의 돌기가 포함되는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 회전자.