KR101343983B1 - 액시얼 갭형 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 액시얼 갭형 모터는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 중앙에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 모터 하우징에 고정되고 스테이터 코어 및 코일을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터의 상면과 하면 중 적어도 한 면과 일정 에어갭을 두고 배치되고 회전축과 연결되는 로터를 포함하고, 상기 스테이터 코어는 비정질 금속 분말을 압축 성형하여 일체로 형성되는 복수의 분할 코어와, 복수의 분할 코어가 방사상으로 끼움 조립되는 금속판으로 구성되어, 스테이터 코어를 분할 코어와 금속판으로 분리하여 제조한 후 상호 끼움 조립되도록 함으로써, 금형 작업시 금형의 손상 및 스테이터 코어의 손상을 방지하고 제조비용을 줄일 수 있고, 분할 코어를 방사상으로 배열하기 위한 별도의 공정이 불필요하여 제조공정을 단축할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

액시얼 갭형 모터{Axial Gap Type Motor}

본 발명은 비정질 금속 분말과 연자성 분말을 혼합한 혼합물, 비정질 금속분말 또는 연자성 분말을 압축 성형하여 스테이터 코어를 일체로 성형하고, 스테이터 코어의 구조를 개선하여 모터 효율을 향상시키고 제조공정을 단순하고 비용을 절감할 수 있는 액시얼 갭형 모터에 관한 것이다.

한국 공개특허 제2002-63604호에는 다면체 형상을 갖고, 다수의 비정질 스트립 층으로 구성되어 고 효율 전기 모터에 사용하기 위한 저-손실 비정질 금속 자기 부품을 제안하고 있다.

자기 부품은 약 50Hz-20,000Hz의 주파수 범위에서 작동될 수 있고, 동일한 주파수 범위에서 작동되는 규소-강 자기 부품에 비하면 향상된 성능특성을 나타나도록 코어 손실을 갖는 것으로, 다면체 형상부를 형성하기 위하여 비정질 금속 스트립을 절단하여 소정의 길이를 갖는 다수의 절단 스트립을 형성한 후 에폭시를 사용하여 적층시킨 구조를 가진다.

그러나, 한국 공개특허 제2002-63604호에 개시된 종래 기술은 여전히 취성이 큰 비정질금속 리본을 절단 등의 성형 공정을 거쳐서 제조가 이루어지는 것이므로 실용화가 어려운 문제가 있고, 50Hz-20,000Hz의 주파수 범위에서 작동되어 고속 주파수용으로의 응용은 제안하지 못하고 있다.

한편, 한국 공개특허 제2005-15563호에는 Fe계 비결정질 합금을 사용하여 급속응고방법으로 제조된 비정질 금속 리본을 예비 열처리하는 단계, 상기 비정질 금속 리본을 분쇄하여 비정질 금속 분말을 얻는 단계, 상기 비정질 금속 분말을 분급한 후 최적의 조성 균일성을 갖는 분말 입도 분포로 혼합하는 단계, 상기 혼합된 비정질 금속 분말에 바인더를 혼합한 후, 코어를 성형하는 단계, 및 상기 성형된 코아를 소둔 처리 한 후 코아를 절연수지로 코팅하는 단계를 포함하는 비정질 연자성 코어의 제조방법이 개시되어 있다.

상기 코어는 스위칭모드 전원공급장치(SMPS)의 평활 초크 코어 등에 사용되어 전원장치의 교류 입력을 직류로 변환하는 과정에서 발생하는 미약한 교류에 직류가 중첩된 파형에 대한 자성 코아의 직류중첩특성을 개선하는 목적으로 사용된다.

또한, 한국 등록특허 제721501호에는 비정질 합금 리본을 예비 열처리하는 단계, 상기 예비 열처리된 비정질 합금리본을 분쇄하여 얻어진 비정질 합금 분말을 분쇄하여 얻은 분말을 분급하는 단계, 상기 분급된 분말중 소정의 입도를 가진 분말을 폴리이미드계 수지의 바인더와 혼합하는 단계, 상기 혼합된 분말을 가압하는 단계, 및 상기 가압 된 분말 코어의 나노결정화를 위하여 열처리하는 단계를 포함하는 나노 결정립 연자성 합금 분말 코어의 제조 방법이 제안되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 비정질 합금 분말을 이용하여 모터의 스테이터 코어를 일체형으로 제조할 경우 스테이터 코어의 구조상 코일이 감기는 로드부와 로드부의 양쪽 끝부분에 면적이 넓어지는 형태로 형성되는 플랜지부로 구성되는데, 이러한 스테이터 코어를 금형으로 제조할 경우 양쪽에 형성되는 두 플랜지부에 의해 금형 작업이 어렵고, 금형이 손상되거나 스테이터 코어가 깨지는 문제가 발생된다.

한국 공개특허 제2002-63604호 한국 공개특허 제2005-15563호 한국 등록특허 제721501호

본 발명의 목적은 비정질 금속 분말, 연자성 분말 또는 비정질 금속 분말과 연자성 분말을 혼합한 혼합물을 압축 성형하여 스테이터 코어를 일체형으로 제조할 때, 스테이터 코어를 분할 코어와 금속판으로 분리하여 제조한 후 상호 끼움 조립되도록 함으로써, 금형 작업시 금형의 손상 및 스테이터 코어의 손상을 방지하고 제조비용을 줄일 수 있는 액시얼 갭형 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 금속판에 복수의 분할 코어가 방사상으로 끼움 조립되므로 분할 코어를 방사상으로 배열하기 위한 별도의 공정이 불필요하여 제조공정을 단축할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 액시얼 갭형 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스테이터의 일측에 스테이터에 고정되는 고정 마그넷을 구비하여 더블 로터와 동일한 성능을 발휘하면서 모터 회전시 발생되는 코깅(cogging) 및 토크 리플을 저감할 수 있는 액시얼 갭형 모터를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액시얼 갭형 모터는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 중앙에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 모터 하우징에 고정되고 스테이터 코어 및 코일을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터의 상면과 하면 중 적어도 한 면과 일정 에어갭을 두고 배치되고 회전축과 연결되는 로터를 포함하고, 상기 스테이터 코어는 비정질 금속 분말을 압축 성형하여 일체로 형성되는 복수의 분할 코어와, 복수의 분할 코어가 방사상으로 끼움 조립되는 금속판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액시얼 갭형 모터 제조방법은 비정질 금속 분말을 압축 성형하여 분할 코어를 제조하는 단계와, 상기 분할 코어의 외면에 인서트 몰딩에 의해 보빈을 형성하는 단계와, 상기 보빈의 외면에 코일을 권선하는 단계와, 금속판에 원주방향으로 형성된 결합홀에 분할 코어를 각각 끼움 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 액시얼 갭형 모터 및 그 제조방법은 비정질 금속 분말, 연자성 분말 또는 비정질 금속 분말과 연자성 분말을 혼합한 혼합물을 압축 성형하여 스테이터 코어를 일체형으로 제조할 때, 스테이터 코어를 분할 코어와 금속판으로 분리하여 제조한 후 상호 끼움 조립되도록 함으로써, 금형 작업시 금형의 손상 및 스테이터 코어의 손상을 방지하고 제조비용을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 액시얼 갭형 모터 및 그 제조방법은 금속판에 둘레방향으로 복수의 결합홀이 형성되고, 이 결합홀에 분할 코어가 각각 끼움 조립되므로 분할 코어를 방사상으로 배열하기 위한 별도의 공정이 불필요하여 제조공정을 단축할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 액시얼 갭형 모터 및 그 제조방법은 스테이터의 일측에 스테이터에 고정되는 고정 마그넷을 구비하여 더블 로터와 동일한 성능을 발휘하면서 모터 회전시 발생되는 코킹 및 토크 리플을 저감할 수 있는 액시얼 갭형 모터 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속판의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테이터의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속판의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 제조공정을 나타낸 공정 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 모터는 액시얼 갭형 모터로서, 모터 하우징(10)과, 모터 하우징(10)의 중앙으로 회전 가능하게 지지되는 회전축(50)과, 모터 하우징(10)에 고정되는 스테이터(20)와, 스테이터(20)의 상면과 하면 중 어느 한 면과 일정 에어갭을 두고 배치되고 회전축(50)과 연결되는 로터(30)와, 스테이터(20)의 다른 일면에 고정되어 스테이터(20) 및 로터의 마그넷과 자기회로를 형성하여 더블 로터와 동등한 성능을 발휘하는 고정 마그넷(36)을 포함한다.

모터 하우징(10)의 하면에는 커버(12)가 장착되어 모터 하우징(10)의 개방된 하면을 막아주고, 커버(12)에는 베어링 하우징(14)이 형성된다.

회전축(50)은 모터 하우징(10)의 중앙에 배치되고, 상측은 모터 하우징(10)의 상측 내면에 설치된 제1베어링(60)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 하측은 베어링 하우징(14)에 설치된 제2베어링(62)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

스테이터(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 방사상으로 배열되는 다수의 스테이터 코어(22)와, 스테이터 코어(22)의 외주면에 감싸지는 절연성 재질의 보빈(24)과, 보빈(24)의 외주면에 권선되는 코일(26)을 포함한다.

스테이터 코어(22)는 원주방향으로 간격을 두고 배열되는 복수의 분할 코어(72)와, 복수의 분할 코어(72)가 방사상으로 끼움 조립되는 금속판(70)을 포함한다.

스테이터 코어(22)는, 대략 부채꼴 형상으로 형성되고 회전축(50)을 중심으로 방사상으로 배열되기 때문에 스테이터 코어의 유효면적을 증대할 수 있어 공간을 최대한 활용할 수 있으며, 이에 따라 로터(30)의 마그넷(32)과의 대향 면적을 최대화함으로써 자속 누설(손실)을 최소화할 수 있다.

복수의 분할 코어(72)는 비정질 금속 분말로 압축 성형하여 금형에 의해 일체로 형성된다. 즉, 본 실시예에 따른 분할 코어(72)는 다수의 철편을 적층하여 형성되는 구조가 아니고, 비정질 금속 분말을 성형 또는 압축하여 일체형 코어로 형성된다.

이와 같이, 분할 코어(72)는 비정질 금속 분말압축을 성형 또는 압축 성형을 통해 쉽게 제조가 가능하고, 보빈(24)을 이용하여 환형으로 조립하는 것도 쉽게 해결될 수 있게 된다.

그리고, 분할 코어(72)는 비정질 금속 분말과 바인더를 혼합하여 성형하거나, 또한 비정질 금속 분말, 연자성 특성이 우수한 결정질 금속 분말 및 바인더를 소정 비율로 혼합하여 성형할 수 있다. 이 경우, 비정질 금속 분말을 100% 사용하는 경우에 비하여 금속 분말을 소정 비율 혼합하는 경우가 고압 소결의 어려움을 해소할 수 있으며, 투자율을 높일 수 있다.

그리고, 분할 코어(72)는 연자성 분말만으로 압축 성형하여 제조하는 것도 가능하다.

분할 코어(72)는 코일이 감겨지는 로드부(74)와, 로드부(74)의 일단에 로드부(74)에 비해 넓이가 확장되어 로터(30)의 마그넷(32)과 마주보는 플랜지부(76)를 포함한다.

여기에서, 분할 코어(72)는 방사상으로 배열되기 때문에 그 단면이 삼각형 형태를 갖는다. 즉, 분할 코어(72)는 외측면의 폭이 넓고 내측으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 형성되고, 외측면은 소정의 곡률반경을 갖는 곡면으로 형성되고 양쪽 측면은 직선으로 형성되며, 모서리 부위는 라운드진 형태를 갖는다.

분할 코어(72)는 삼각형 형태로 형성되어 방사상으로 배열되면 마주보는 두 측면 사이가 일정한 간격을 유지하는 구조를 갖게 된다.

여기에서, 스테이터 코어를 일체형으로 제조할 경우 스테이터 코어의 형태가 코일이 감겨지는 로드부의 양쪽 끝부분에 넓게 확장된 형태의 플랜지부가 형성되는데, 이 플랜지부의 구조로 인하여 금형으로 일체로 성형하기가 어렵다.

이에, 기존에는 스테이터 코어의 중간 부분을 분리하여 각각 별도로 금형으로 제조한 후 두 코어 사이를 접합 등의 방법으로 고정시키는 구조가 사용되고 있다. 하지만, 이 경우 두 코어 사이를 접합하는 공정을 필요로 하게 되고, 접합부위에 갭이 발생되어 모터의 효율이 저하되고 열이 발생되는 문제가 있었다.

본 실시예에서는 분할 코어의 양면에 형성되는 플랜지부 중 하나를 제거한 형태로 제조하기 때문에 금형 작업을 쉽고 편리하며, 금형의 손상 및 분할 코어의 불량 발생을 최소화할 수 있다.

금속판(70)은 도 4에 도시된 바와 같이, 일정 두께를 갖는 원판 형태로 형성되고, 위에서 설명한 분할 코어(72)를 제조하는 재질과 동일한 재질로 금형에 의해 일체로 형성할 수 있고, EGI(Electrolytic Galvanized Iron) 강판이 사용될 수 있으며, 원판 형태의 복수의 철편을 적층한 형태도 사용이 가능하다.

이러한 금속판(70)은 중앙에 회전축(50)이 통과하는 관통홀(80)이 형성되고, 둘레방향으로 분할 코어(72)가 끼움 결합되는 결합홀(82)이 방사상으로 형성된다. 그리고, 금속판(70)은 분할 코어(72)의 일면에 끼움 결합되어 플랜지부 역할을 하기 때문에 금속판의 두께는 분할 코어(72)에 일체로 형성되는 플랜지부(76)의 두께와 동일한 두께를 갖는 것이 바람직하다.

여기에서, 결합홀(82)의 형태는 분할 코어(72)의 단면 형태와 동일한 형태를 갖는다. 즉, 분할 코어(72)가 삼각형 형태이므로, 결합홀(82) 역시 삼각형 형태로 형성된다.

그리고, 금속판(70)은 보빈(24)의 일면에 안착되어 금속판(70)이 분할 코어(72)에 삽입되는 깊이가 결정된다. 이때, 분할 코어(72)의 상면이 결합홀(82)의 내측으로 일정 깊이로 들어간 형태로 결합되어 금속판(70)과 분할 코어(74) 사이에 일정 갭(T)을 갖도록 형성되고, 금속판(70)에 고정 마그넷(36)이 고정될 경우 갭(T)이 고정 마그넷(36)과 스테이터 코어(20) 사이의 에어갭 역할을 하게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 스테이터 코어(22)는 금속판에 방사상으로 형성된 결합홀에 각각 분할 코어들이 끼움 결합되므로 분할 코어들을 방사상으로 배열하기 위한 별도의 공정이 불필요하여 제조공정을 단축할 수 있는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테이터 코어의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속판의 평면도이다.

다른 실시예에 따른 스테이터 코어는 위의 일 실시예에서 설명한 스테이터 코어의 구조와 동일하고, 다만 금속판(70)과 분할 코어(72)의 끼움 결합되는 구조가 다른 구조를 갖는다.

즉, 분할 코어(72)의 상단에는 분할 코어(72)의 비해 단면적이 작은 단면적을 갖고 원봉 형태로 형성되는 끼움 돌기(84)가 일체로 돌출되고, 금속판(70)에는 끼움 돌기(84)가 끼움 결합되는 원형 형태의 복수의 결합홀(86)이 형성된다.

이와 같은 다른 실시예에 따른 스테이터 코어는 분할 코어(72)와 금속판(70)이 상호 끼움 결합되는 부위가 원형으로 형성되므로 삼각형 형태일 때에 비해 끼움 조립이 쉬운 장점이 있다.

보빈(24)은 인서트 금형에 의해 수지 몰딩처리하여 분할 코어(72)의 외면을 감싸도록 형성되고, 한쪽 끝부분은 플랜지부가 노츨되도록 플랜지의 일부만 감싼 형태로 형성되고 다른쪽 끝부분에는 금속판이 안착되는 안착부(25)가 형성된다.

금속판(70)이 보빈(24)에 형성된 안착부(25)에 안착되면 금속판(70)의 상면과 분할 코어(72)의 상단 사이에 갭(T)이 형성된다.

로터(30)는 회전축(50)의 외주면에 스플라인 결합 또는 키 결합 등의 방법으로 고정되는 로터 지지체(34)와, 로터 지지체(34)의 방사상으로 고정되고 스테이터 코어(22)와 일정 에어갭을 두고 마주보게 배치되는 복수의 마그넷(32)을 포함한다.

여기에서, 로터 지지체(34)는 금속 재질로 형성될 경우 백요크 역할을 겸할 수 있고, 로터 지지체(34)가 수지 재질로 인서트 몰딩으로 형성될 경우 마그넷(32)의 배면에 별도의 백요크가 설치된다.

여기에서, 마그넷(32)은 도 7에 도시된 바와 같이, 외측면은 폭이 넓고 내측으로 갈수록 폭이 좁아지는 삼각형 형태로 형성되고, 원판 형태의 로터 지지체(34)의 일면에 방사상으로 배열된다.

고정 마그넷(36)은 금속판(70)의 상면에 고정되고 N극과 S극이 교대로 배열된다. 그리고, 고정 마그넷(36)의 상면에는 원판 형태의 백 요크(38)가 장착되며, 백 요크(38)에는 회전축(50)이 통과하는 관통홀(52)이 형성된다.

이와 같이 금속판(70)의 상면에 고정 마그넷(36) 및 백요크(38)를 장착하면, 모터의 자기회로는 로터(30)의 마그넷(32), 코일이 감겨지는 스테이터 코어(22) 및 고정 마그넷(36)을 경유하여 자기 회로를 형성하고, 이에 따라 더블 로터와 동일한 성능을 가질 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어의 제조공정을 나타낸 공정 순서도이다.

일 실시예에 따른 스테이터 코어의 제조공정을 살펴보면, 먼저 분할 코어를 성형한다.

분할 코어(72)는 비정질 합금을 멜트 스피닝에 의한 급냉응고법(RSP)으로 30um 이하의 극박형 비정질 합금 리본 또는 스트립을 제조한 후, 이를 분쇄하여 비정질 금속 분말을 얻는다. 이때 얻어지는 분쇄된 비정질 금속 분말은 1 ~ 150um의 범위의 크기를 가진다.

이 경우, 상기 비정질 합금 리본은 높은 투자율을 도모할 수 있는 나노 결정립 미세조직을 갖도록 질소 분위기에서 400-600℃에서 열처리가 이루어질 수 있다.

또한, 상기 비정질 합금 리본은 분쇄 효율을 높이도록 100-400℃, 대기분위기에서 열처리가 이루어질 수 있다. 상기 비정질 합금 분말은 비정질 합금 리본의 분쇄방법 이외에 아토마이즈법에 의해 얻어진 구형 분말을 사용하는 것도 물론 가능하다.

상기 비정질 합금은 예를 들어, Fe계, Co계, Ni계 중 하나를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 Fe계 비정질 합금이 저렴하다. 상기 Fe계 비정질 합금은 Fe-Si-B, Fe-Si-Al, Fe-Hf-C, Fe-Cu-Nb-Si-B, 또는 Fe-Si-N 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 또한, 상기 Co계 비정질 합금은 Co-Fe-Si-B, 또는 Co-Fe-Ni-Si-B 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

그 후, 분쇄된 비정질 금속 분말은 크기에 따라 분급한 후, 최적의 조성 균일성을 갖는 분말 입도 분포로 혼합된다. 이 경우, 바람직하게는 상기 분쇄된 비정질 금속 분말은 판상으로 이루어져 있기 때문에 바인더와 혼합하여 부품 형상으로 성형할 때 충진 밀도가 최적 조건을 갖지 못하게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 분말의 입자가 구형상으로 이루어지면서 자기적 특성, 즉 투자율 향상을 도모할 수 있는 구형상의 연자성 분말을 소정량 혼합하여 성형 밀도를 높인다.

상기 투자율 향상과 충진 밀도의 향상을 도모할 수 있는 구형 연자성 분말은 예를 들어, MPP 분말, HighFlux 분말, Sendust 분말, 철 분말 중에서 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 혼합된 비정질 금속 분말에 혼합되는 바인더는 예를 들어, 물유리, 세라믹 실리케이트, 에폭시 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지 또는 폴리이미드 등의 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 이 경우, 바인더의 최대 혼합 비율은 20wt%인 것이 바람직하다.

상기 혼합된 비정질 금속 분말은 바인더 및 윤활제가 첨가된 상태에서 프레스와 금형을 이용하여 원하는 분할 코어 형상으로 압착 성형이 이루어진다. 프레스에 의한 압착 성형이 이루어질 때 성형압력은 15-20ton/㎠로 설정되는 것이 바람직하다.

그 후, 상기 성형된 분할 코어는 자기적 특성을 구현하도록 300-600℃ 범위에서 10-600min 범위로 소둔 열처리가 이루어진다.

열처리 온도가 300℃ 미만인 경우 열처리 시간이 증가하여 생산성이 떨어지게 되며, 600℃를 초과하게 되는 경우 비정질 자기적 특성의 열화가 발생하게 된다.

또한, 본 발명은 비정질 금속 분말 이외에, 연자성 분말만을 압축 성형하여 제조하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 비정질 금속 재료를 분말화하고 이를 압축 성형함에 의해 분할 코어이 쉽게 이루어지면서도, 연자성 특성이 우수한 결정질 금속 분말을 비정질 합금 분말에 함유함에 의해 자기적 투자율 향상과 압축 성형시의 성형 밀도 향상을 도모할 수 있다.

이와 같은 공정을 거쳐 분할 코어를 금형에 의해 성형할 때, 분할 코어의 일단에만 면적이 넓어지는 플랜지부가 형성되기 때문에 금형으로 제작하기 쉽고, 금형 작업시 금형이 파손되거나 요크에 크랙이 발생되는 현상을 방지할 수 있다.

금속판(70)은 분할 코어를 제조하는 방법과 동일한 방법으로 제조될 수 있고, 이외에, EGI 강판이나 절편을 절층한 구조가 사용될 수 있다.

이와 같은 공정으로 금속판(70)과 복수의 분할 코어(72)의 제조가 완료되면, 각각의 분할 코어(72)의 외면에 인서트 몰딩에 의해 보빈(24)을 형성한다. 이때, 보빈(24)은 분할 코어(72)의 양단이 외부로 노출되도록 형성된다.

그리고, 보빈(24)의 외면에 코일(26)을 권선하는 권선 공정을 수행한다. 여기에서, 보빈(24의 외면에 코일(26)을 권선할 때 분할 코어(72)의 한쪽 끝부분에는 플랜지부가 없는 상태이므로 코일 연속 권선 작업이 용이하고 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 코일 권선 작업이 완료되면, 금속판(70)에 형성된 복수의 결합홀(82)에 분할 코어(72)를 각각 끼움 결합하면 스테이터 코어(20)의 제조가 완료된다.

여기에서, 스테이터 코어(20)는 분할 코어들을 방사상으로 배열하는 공정을 수행해야되는 데, 본 실시예에서는 금속판(70)에 분할 코어(72)를 끼움 결합하면 분할 코어(72)가 방사상으로 배열되므로 별도의 배열 공정이 불필요한 장점이 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 단면도이다.

다른 실시예에 따른 모터는 모터 하우징(10)과, 모터 하우징(10)의 중앙으로 회전 가능하게 지지되는 회전축(50)과, 모터 하우징(10)에 고정되는 스테이터(20)와, 스테이터(20)의 상면에 일정 에어갭을 두고 배치되고 회전축(50)과 연결되는 제1로터(100)와, 스테이터(20)의 하면에 일정 에어갭을 두고 배치되고 회전축(50)과 연결되는 제2로터(110)를 포함한다.

다른 실시예에 따른 모터는 스테이터(20)의 상면에 제1로터(100)가 배치되고, 스테이터(20)의 하면에 제2로터(110)가 배치되는 더블 로터 타입 모터이다.

여기에서, 스테이터(20)는 위의 일 실시예에서 설명한 스테이터(20)와 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.

제1로터(100)는 회전축(50)의 상측 외주면에 스플라인 결합 또는 키 결합 등의 방법으로 고정되는 제1로터 지지체(104)와, 제1로터 지지체(104)의 방사상으로 고정되고 스테이터 코어(22)의 상면과 일정 에어갭을 두고 마주보게 배치되는 복수의 제1마그넷(102)을 포함한다.

그리고, 제2로터(110)는 회전축(50)의 하측 외주면에 스플라인 결합 또는 키 결합 등의 방법으로 고정되는 제2로터 지지체(114)와, 제2로터 지지체(104)의 방사상으로 고정되고 스테이터 코어(22)의 하면과 일정 에어갭을 두고 마주보게 배치되는 복수의 제2마그넷(112)을 포함한다.

이와 같이, 다른 실시예에 따른 모터는 기존의 더블 로터 타입에 본 실시예에 따른 스테이터를 적용하여 제조공정을 단축하고, 제조비용을 줄일 수 있도록 한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10: 모터 하우징 12: 커버
14: 베어링 하우징 20: 스테이터
22: 스테이터 코어 24: 보빈
26: 코일 30: 로터
32: 마그넷 34: 로터 지지체
36: 고정 마그넷 38: 백요크
50: 회전축 60: 제1베어링
62: 제2베어링 70: 금속판
72: 분할 코어 74: 로드부
76: 플랜지부 80: 관통홀
82: 결합홀

Claims (13)

1. 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 중앙에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 모터 하우징에 고정되고 스테이터 코어 및 코일을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터의 상면과 하면 중 적어도 한 면과 일정 에어갭을 두고 배치되고 회전축과 연결되는 로터를 포함하고,
   상기 스테이터 코어는 비정질 금속 분말을 압축 성형하여 일체로 형성되는 복수의 분할코어와, 복수의 분할 코어가 방사상으로 끼움 조립되는 금속판을 포함하며,
   상기 스테이터의 상면과 하면 중 어느 일면에는 자기회로를 형성하는 고정 마그넷 및 백요크가 고정되고, 상기 고정 마그넷은 금속판의 상면에 고정되는 것을 특징으로 하는 액시얼 갭형 모터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분할 코어는 비정질 금속 분말과 연자성 분말을 혼합한 혼합물, 비정질 금속분말 또는 연자성 분말을 압축 성형하여 제조되는 것을 특징으로 하는 액시얼 갭형 모터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 분할 코어는 외주면에 보빈이 형성되고 코일이 감겨지는 로드부와, 상기 로드부의 일단에 로드부에 비해 넓이가 확장되어 로터의 마그넷과 마주보는 플랜지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액시얼 갭형 모터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 금속판은 중앙에 회전축이 통과하는 관통홀이 형성되고, 둘레방향으로 상기 로드부의 끝부분이 끼움 결합되는 결합홀이 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 액시얼 갭형 모터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 금속판은 비정질 금속 분말과 연자성 분말을 혼합한 혼합물, 비정질 금속분말 또는 연자성 분말을 압축 성형한 원판이 사용되거나, EGI(Electrolytic Galvanized Iron) 강판이 사용되거나, 원판 형태의 복수의 철편을 적층한 형태가 사용되는 것을 특징으로 하는 액시얼 갭형 모터.
6. 제1항에 있어서,
   분할 코어는 외측면의 폭이 넓고 내측으로 갈수록 폭이 좁아지는 삼각형 형태로 형성되고, 외측면은 소정의 곡률반경을 갖는 곡면으로 형성되고 양쪽 측면은 직선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액시얼 갭형 모터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 분할 코어의 상면에는 원봉 형태의 결합 돌기가 형성되고, 상기 금속판에는 원주방향으로 상기 결합 돌기가 끼움 결합되는 원형의 결합홀이 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 액시얼 갭형 모터.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 금속판에는 상기 분할 코어가 끼움 결합되는 복수의 결합홀이 원주방향으로 형성되고, 상기 고정 마그넷과 분할 코어 사이가 에어 갭을 갖도록 상기 분할 코어의 상단과 결합홀의 상면 사이에 갭(T)이 형성되는 것을 특징으로 하는 액시얼 갭형 모터.
    
    
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