KR100915365B1 - 무정류자 모터의 회전자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전축의 둘레에 1차 사출 형성되는 회전축 고정부재과 이 회전축 고정부재의 둘레에 2차 사출 형성되는 흡음성 수지 간의 결합력을 증대시키고, 나아가 원통형 링 마그네트의 회전 토크가 정상적으로 회전축에 전달되도록 하는 무정류자 모터의 회전자에 관한 것으로서, 무정류자 모터의 회전자에 있어서, 회전축(12)과, 회전축(12)의 둘레에 형성되는 요철부(12a)와, 요철부(12a)에 1차 사출성형 되는 회전축 고정부재(14)와, 회전축 고정부재(14)의 둘레를 감싸도록 2차 사출성형 되는 흡음성 수지(16)와, 흡음성 수지(16)의 외측에 배치되는 링 마그네트(20)와, 링 마그네트(20)와 흡음성 수지(16)의 사이에 3차 사출성형 되는 마그네트 고정부재(18)를 포함하며, 링 마그네트(20)와 마그네트 고정부재(18)의 결속력이 증대되도록, 링 마그네트(20)의 내주연에는 요홈부(20a, 20b)가 형성되고, 링 마그네트(20)에 마그네트 고정부재(18)가 사출 성형될 때, 요홈부(20a, 20b)에 의해 마그네트 고정부재(18)의 외주연에 돌기부(18a, 18b)가 형성되어 요홈부(20a, 20b)와 돌기부(18a, 18b)가 결속되는 것을 특징으로 한다.

Description

무정류자 모터의 회전자{rotor of BL motor}

본 발명은 무정류자 모터의 회전자에 관한 것으로, 더 상세하게는 전자기적 진동과 소음이 회전축에 전달되는 것을 최소화함과 더불어 회전축의 회전 토크가 정상적으로 원통형 링 마그네트로 전달되도록 하는 무정류자 모터의 회전자에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 무 정류자 모터의 회전자는 영구자석을 사용하고 영구자석의 자기회로 구성을 형성하기 위해 필연적으로 회전자 코어에 강자성체나 강판을 사용하여 회전축과 결합되게 된다.

이러한 모터 회전자는 영구자석 회전자가 전기자의 회전 자계와 상호 작용하여 회전 토크(Torque)를 발생시킬 경우 필연적으로 회전자와 전기자 사이의 에어 갭에서 발생되는 전자기적인 코깅(Cogging), 토크 리플(Torque ripple) 또는 전자기의 상호작용에 의한 진동이 회전축에 직접 전달되어 다른 부하 측에 전달되거나 증폭되어 공진 소음 등 심각한 기계적 소음을 유발시킨다.

무 정류자 모터 회전자의 진동소음을 줄이기 위해 강자성체 코어와 회전축 사이에 고무나 실리콘 수지와 같은 흡음성 수지를 삽입하여 영구자석과 강자성체 코어를 통해 전달되는 소음과 진동을 차단하는 방법이 사용되기도 한다.

이 경우 전기자와 C형 영구자석의 자기회로 저항을 최소화하기 위해 일정한 면적의 강자성체 코어의 사용이 불가피하다.

나아가 강자성체 코어의 사용은 회전자의 중량을 대폭 줄일 수 없었으며, 여전히 회전자에서 발생하는 코깅, 토크 리플이나 소음, 진동이 전달되는 매체 역할을 하게 되므로 진동차단을 위한 회전축의 주변의 흡음성 수지만으로는 소음과 진동 차단에 한계가 있다.

또한 이와 같이 구성되는 종래의 영구자석 회전자의 경우 회전자 영구자석과 강자성체 코어를 결합시키기 위해 고강도의 접착제를 사용해야 하고 최소한 2조각 이상으로 분할된 영구자석을 접착시키는 과정에서 회전자의 무게 밸런스의 불균형도 초래하게 된다.

그리하여 본 출원인은 상기한 바와 같은 종래 무정류자 모터의 문제점을 해결하기 위하여 자기회로가 그 내부로 구성된 원통형의 영구자석을 사용함으로써 별도의 영구자석 자속이 통과할 수 있는 회전자 자기회로 구성을 위한 강자성체가 필요하지 않는 무정류자 모터의 회전자를 제안한 바 있다.

본 출원인 제안한 원통형 링 마그네트를 이용한 무정류자 모터의 회전자는 스테핑 모터나 마이크로 모터와 같이 소용량 모터에 매우 바람직하게 적용할 수 있다. 또한 종래에 소형 플라스틱 원통형 링 마그네트나 소출력 모터에 사용될 수 있는 등방성 페라이트 원통형 링 마그네트들은 회전축과 일체화된 사출성형 구조의 회전자가 실용화 되고 있지만 소음 차단 구조를 가지고 있지 못하며, 상기 본 출원인이 제안한 원통형 링 마그네트를 이용한 무정류자 모터의 회전자는 회전축에 고정 설치되는 회전축 고정부재과 이 회전축 고정부재의 둘레에 사출 형성되는 흡음성 수지 간의 결합력이 약하여 수십 W 이상의 큰 토크가 요구되는 고출력 파워 무정류자 모터의 경우에 모터의 회전 토크가 회전 축이나 원통형 링 마그네트까지 정상적으로 전달되지 못하여 회전축이 헛돌거나 원통형 링 마그네트가 헛돌게 되므로 실용화가 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 회전축의 둘레에 1차 사출 형성되는 회전축 고정부재과 이 회전축 고정부재의 둘레에 2차 사출 형성되는 흡음성 수지 간의 결합력을 증대시키고, 나아가 회전축의 회전 토크가 정상적으로 원통형 링 마그네트로 전달되도록 하는 것이다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 수단들을 구비한다.

본 발명은 무정류자 모터의 회전자에 있어서, 회전축(12)과, 회전축(12)의 둘레에 형성되는 요철부(12a)와, 요철부(12a)에 1차 사출성형 되는 회전축 고정부재(14)와, 회전축 고정부재(14)의 둘레를 감싸도록 2차 사출성형 되는 흡음성 수지(16)와, 흡음성 수지(16)의 외측에 배치되는 링 마그네트(20)와, 링 마그네트(20)와 흡음성 수지(16)의 사이에 3차 사출성형 되는 마그네트 고정부재(18)를 포함하며, 링 마그네트(20)와 마그네트 고정부재(18)의 결속력이 증대되도록, 링 마그네트(20)의 내주연에는 요홈부(20a, 20b)가 형성되고, 링 마그네트(20)에 마그네트 고정부재(18)가 사출 성형될 때, 요홈부(20a, 20b)에 의해 마그네트 고정부재(18)의 외주연에 돌기부(18a, 18b)가 형성되어 요홈부(20a, 20b)와 돌기부(18a, 18b)가 결속되는 것을 특징으로 한다.여기서, 회전축 고정부재(14)와 마그네트 고정부재(18)는 사출 성형시 사용되는 플라스틱으로 구현될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 원통형 링 마그네트를 사용하여 무정류자의 회전자를 구성하되, 회전축에 1차 사출되는 회전축 고정부재과 흡음성 수지 간의 결합력을 증대시키는 효과가 있고, 나아가 회전축의 회전 토크가 손실 없이 원통형 링 마그네트로 전달되도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무정류자 모터의 회전자의 사시도.

도 2는 도 1에 도시한 무정류자 모터의 회전자의 분해 사시도.

도 3은 도 1에 도시한 무정류자 모터의 회전자의 단면도.

* 도면 주요부의 부호 설명

10 : 회전자 12 : 회전축

14 : 회전축 고정부재 16 : 흡음성 수지

18 : 마그네트 고정부재 20 : 링 마그네트

12a : 요철부 18a, 18b : 돌기부

20a, 20b : 요홈부

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 무정류자 모터의 회전자의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 무정류자 모터의 회전자의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시한 무정류자 모터의 회전자의 단면도이다.

본 발명에 따른 무정류자 모터의 회전자(10)는 도면에 도시한 바와 같이 회전축(12), 회전축 고정부재(14), 흡음성 수지(16), 마그네트 고정부재(18), 링 마그네트(20)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 회전자(10)는 회전축(12)의 둘레에 회전축 고정부재(14)이 사출 형성되어 이루어지고, 이렇게 1차 사출 성형이 끝난 상태에서 흡음성 수지(16)가 2차로 사출 성형되어 이루어지며, 3차로 링 마그네트(20)의 내주연에 마그네트 고정부재(18)이 사출 성형되어 이루어지게 된다.

상기 회전축 고정부재(14)은 사전에 가공된 회전축(12)의 둘레에 사출 성형되어 이루어지는데, 이 회전축(12)의 둘레에는 요철부(12a)가 가공되어 있다. 요철부(12a)는 회전축(12)과 회전축 고정부재(14)의 결합력을 높이게 된다.

이후 2차로 사출 성형되는 흡음성 수지(16)와 회전축 고정부재(14) 간의 결합력을 증대시키기 위해 1차 사출 성형 시 사용되는 거푸집의 내주면에는 회전축 고정부재(14)의 외주면에 다수의 요철이 형성되도록 사전 가공되는 것이 바람직하다.

상기 흡음성 수지(16)는 고무나 실리콘 수지와 같은 흡음성 수지인 것이 바람직하다.

상기 마그네트 고정부재(18)은 링 마그네트(20)의 내주연에 열팽창 계수가 매우 작은 알루미늄이나 합금 또는 회전축 고정부재이 사출 형성되어 이루어지는 것이다.

이러한 3차 사출 성형 시 링 마그네트(20)는 거푸집의 기능을 하게 되는데 링 마그네트(20)와 3차 사출 성형되는 마그네트 고정부재(18) 간의 결합력을 증대시키기 위해 링 마그네트(20)의 내주연에는 다수의 요홈부(20a, 20b)가 사전에 가공되어 이루어진다.

상기한 바와 같이 3차 사출 성형이 이루어지게 되면 마그네트 고정부재(18)의 외주연에는 링 마그네트(20)의 내주연에 가공된 요홈부(20a, 20b)에 대응되게 도면에 도시한 바와 같이 돌기부(18a, 18b)가 형성되게 된다. 이러한 요홈부(20a, 20b)와 돌기부(181, 18b)의 상호 작용으로 인해 상호간의 결합력이 증대되게 된다.

상기 마그네트 고정부재(18)은 내열성이 뛰어나고 열팽창 계수가 적은 고강도 재료가 사용되게 된다. 이 마그네트 고정부재(18)은 자체 열팽창이나 흡음성 수지부(16)의 열팽창으로부터 링 마그네트(20)의 파손을 막기 위해 필요로 된다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 회전자는 전기자와 회전자 링 마그네트(20) 사이의 에어 갭에서 발생하는 소음 진동이 회전축(12)에 전달되는 것이 차단되고, 회전자의 링 마그네트(20)와 마그네트 고정부재(18) 간의 결합력이 증대되는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위 및 그와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.

Claims (1)

1. 무정류자 모터의 회전자에 있어서,

   회전축(12)과, 상기 회전축(12)의 둘레에 형성되는 요철부(12a)와, 상기 요철부(12a)에 1차 사출성형 되는 회전축 고정부재(14)와, 상기 회전축 고정부재(14)의 둘레를 감싸도록 2차 사출성형 되는 흡음성 수지(16)와, 상기 흡음성 수지(16)의 외측에 배치되는 링 마그네트(20)와, 상기 링 마그네트(20)와 상기 흡음성 수지(16)의 사이에 3차 사출성형 되는 마그네트 고정부재(18)를 포함하며,

   상기 링 마그네트(20)와 마그네트 고정부재(18)의 결속력이 증대되도록, 상기 링 마그네트(20)의 내주연에는 요홈부(20a, 20b)가 형성되고,

   상기 링 마그네트(20)에 마그네트 고정부재(18)가 사출 성형될 때, 상기 요홈부(20a, 20b)에 의해 상기 마그네트 고정부재(18)의 외주연에 돌기부(18a, 18b)가 형성되어 상기 요홈부(20a, 20b)와 돌기부(18a, 18b)가 결속되는 것을 특징으로 하는 무정류자 모터의 회전자.