KR101591048B1

KR101591048B1 - 모터용 로터와 이를 포함하는 모터 및 로터의 제조방법

Info

Publication number: KR101591048B1
Application number: KR1020140008353A
Authority: KR
Inventors: 박경상; 김성진; 김진호; 박창현; 심우섭
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2016-02-02
Also published as: US9985487B2; KR20150088033A; CN104810943B; EP2899851A3; US20150207372A1; CN104810943A; EP2899851A2

Abstract

본 발명은 스테이터의 안쪽에 배치되는 로터튜브와, 상기 로터튜브의 외주면에 형성되고 상기 로터튜브와 일체로 성형되는 로터코어 및 상기 로터코어에 결합하는 마그넷을 포함하는 모터의 로터를 제공하여, 로터튜브와 로터코어의 조립에 따른 로터튜브의 변형을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.

Description

모터용 로터와 이를 포함하는 모터 및 로터의 제조방법{Rotor for motor, Motor having the same and Method for manufacturing rotor}

본 발명은 모터용 로터와 이를 포함하는 모터 및 로터의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 로터튜브를 포함하는 모터용 로터와 이를 포함하는 모터 및 로터의 제조방법에 관한 것이다.

모터는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 회전에너지로 바꾸는 장치이다. 최근 모터의 용도가 확대되면서 모터의 역할이 중요해 지고 있다. 특히, 자동차의 전장화가 급속히 진행되면서, 조향 시스템, 제동 시스템 및 의장 시스템 등에 적용되는 모터의 수요가 크게 증가하고 있다.

통상적으로, 모터는 회전 가능하게 형성되는 샤프트와, 샤프트에 결합되는 로터와, 하우징 내측에 고정되는 스테이터가 마련되는데, 로터의 둘레를 따라 간극을 두고 스테이터가 설치된다. 그리고 스테이터에는 회전 자계를 형성하는 코일이 권선되어 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다. 로터가 회전하면 샤프트가 회전하면서 제동력, 조향력 등을 생성하거나 보조하게 된다.

여기서, 로터는 튜브 형태의 로터튜브와 로터튜브의 외주면에 결합하는 로터코어 및 마그넷으로 이루어질 수 있으며, 샤프트는 로터튜브 내부에 압입(press fitting)되어 결합될 수 있다. 그리고 로터튜브의 외주면에는 로터코어가 압입되어 결합될 수 있다.

한편, 로터튜브에 로터코어를 결합시키는 과정에서 로터튜브의 변형이 발생하기 쉽다. 로터튜브의 두께가 얇기 때문이다. 로터튜브에 변형이 발생하면 로터튜브의 내경 및 외경이 변경되어 모터의 품질에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 로터튜브에 로터코어가 압입되는 과정에서 칩(chip)이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

그리고 모터의 고속 회전 시, 로터튜브와 로터코어 사이에서 슬립(slip)이 발생할 수 있다. 이러한 슬립이 지속되면 로터코어가 로터튜브로부터 이탈되는 문제가 발생할 수 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 로터의 조립과정에서 로터튜브의 변형을 방지할 수 있는 모터용 로터와 이를 포함하는 모터 및 로터의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 로터의 조립과정에서 칩이 발생하는 것을 방지할 수 있는 모터용 로터와 이를 포함하는 모터 및 로터의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 로터튜브와 로터코어 사이에서 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있는 모터용 로터와 이를 포함하는 모터 및 로터의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 직경이 상이한 적어도 둘의 단차영역을 포함하는 로터튜브와, 상기 로터튜브의 외주면에 배치되고 상기 로터튜브와 일체로 성형되는 로터코어 및 상기 로터코어의 외주면에 배치되는 마그넷을 포함하는 모터용 로터를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터튜브와 상기 로터코어는 단조가공, 소결가공 및 프레스가공 중 어느 하나에 의해 일체로 성형될 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터코어의 둘레에는 복수 개의 슬롯이 분할되어 형성되고, 각각의 상기 슬롯에는 상기 마그넷이 결합할 수 있다.

바람직하게는, 상기 슬롯은 로터코어의 외주면에 돌출 형성되어 길이 방향으로 길게 형성되며 둘레를 따라 상호 떨어져 배치되는 복수 개의 돌기라인 사이에 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 마그넷은 상기 로터코어의 반경 방향을 두께 방향으로 하는 판상으로 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터코어의 외주부를 감싸는 몰드를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 적어도 둘의 단차영역은, 하단으로 갈수록 직경이 감소할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은 스테이터와, 상기 스테이터의 안쪽에 배치되고 직경이 상이한 적어도 둘의 단차영역을 포함하는 로터튜브와, 상기 로터튜브의 외주면에 형성되고 상기 로터튜브와 일체로 성형되는 로터코어와, 상기 로터코어에 결합하는 마그넷을 포함하는 로터 및 상기 로터튜브 내부에 결합되는 샤프트를 포함하는 모터를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터튜브와 상기 로터코어는 단조가공, 소결가공 및 프레스가공 중 어느 하나로 성형될 수 있다.

바람직하게는, 상시 로터코어의 둘레에는 복수 개의 슬롯이 분할되어 형성되고, 각각의 상기 슬롯에는 상기 마그넷이 결합할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 발명은, 로터튜브와 로터 코어를 일체로 성형하는 단계와, 상기 로터코어에 마그넷을 결합시키는 단계 및 상기 로터코어 및 상기 마그넷을 몰딩하는 단계를 포함하는 로터의 제조방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터튜브와 로터코어를 일체로 성형함으로써, 로터튜브와 로터코어의 조립에 따른 로터튜브의 변형을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터튜브와 로터코어를 일체로 성형함으로써, 로터의 조립과정에서 칩이 발생하는 것을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터튜브와 로터코어 사이에서 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 2개의 부품을 하나의 부품으로 줄임으로써 제조 원가를 절감할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 일체로 성형된 로터튜브와 로터코어를 도시한 도면,
도 3은 로터코어에 부착된 마그넷을 도시한 도면,
도 4는 로터코어와 마그넷에 몰딩한 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터의 제조방법을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이며, 도2는 일체로 성형된 로터튜브와 로터코어를 도시한 도면이다. 이러한, 도 1 및 도 2는 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터(10)는 로터(100)와, 스테이터(200)와, 샤프트(300)를 포함할 수 있다.

로터(100)는 로터튜브(110)와, 로터코어(120)와, 마그넷(130)을 포함할 수 있다. 스테이터(200)의 안쪽에 로터튜브(110)가 배치되며, 로터튜브(110)의 외주면에는 로터코어(120)가 형성될 수 있다. 샤프트(300)는 로터튜브(110) 내부에 압입(press fitting)방식으로 결합될 수 있다. 로터튜브(110)에는 내측에 나사산이 형성된 고정블록이 압입되고, 고정블록에 샤프트(300)가 나사결합될 수 있다. 그리고, 로터튜브(110)의 하부의 외주면에는 베어링(1)이 결합될 수 있다. 베어링(1)은 로터튜브(110)를 회전 가능하게 지지하며 축방향 하중을 지지하는 역할을 한다. 베어링(1)의 아래에는 베어링(1)을 지지하는 와셔(2)가 샤프트(300)에 나 사 결합될 수 있다. 와셔(2)와 나사 결합을 위해 샤프트(300)의 단부에는 나사탭(111)이 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 로터튜브(110)와 로터코어(120)는 일체로 성형될 수 있다. 로터튜브(110)와 로터코어(120)를 일체로 성형하는 방법으로 단조가공, 소결가공 및 프레스 가공 중 어느 하나일 수 있다. 여기서, 단조란, 소성유동이 잘되는 상태에서 정적 또는 동적인 압력을 가하여 결정립을 미세화시키고 조직을 균일화 시키는 동시에 소정의 형상으로 성형하는 가공을 의미한다. 소결은, 분말체를 가압 성형하는 가공을 의미하며, 프레스 가공은 프레스를 사용한 소성가공을 의미한다.

로터튜브(110)와 로터코어(120)가 일체로 성형되기 때문에 로터튜브(110)와 로터코어(120)를 조립하는 과정에서 발생하는 변형을 원천적으로 방지할 수 있다. 또한, 압입 과정이 필요 없기 때문에 칩이 발생하는 것을 막을 수 있다. 그리고, 로터튜브(110)와 로터코어(120) 사이에서 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

로터코어(120)의 둘레에는 복수 개의 슬롯(121)이 분할되어 형성될 수 있다. 슬롯(121)은 돌기라인(122) 사이에 형성될 수 있다. 복수 개의 돌기라인(122)은 로터코어(120)의 외주면에 돌출 형성되어 길이 방향으로 길게 형성되며, 로터코어(120)의 둘레를 따라 상호 떨어져 배치될 수 있다.

로터튜브(110)는 내부에 샤프트(120)을 포함할 수 있도록 원통형으로 형성될 수 있다. 그리고, 로터튜브(110)는 길이 방향을 따라 하향할수록 직경이 단계적으로 감소하여 복수 개의 단차영역이 형성될 수 있다. 이는 단차영역 사이에 형성된 단턱을 통해 축방향을 하중을 지지하기 위함이다. 이러한 단차영역 중 어느 하나에 로터코어(120)가 일체로 성형될 수 있다.

도 3은 로터코어에 부착된 마그넷을 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 마그넷(130)은 이러한 각각의 슬롯(121)에 결합된다. 마그넷(130)은 로터코어(120)의 반경 방향을 두께 방향으로 하는 판상으로 형성될 수 있다. 그리고 마그넷(130)은 접착제를 통해 슬롯(121)에 결합될 수 있다.

도 4는 로터코어와 마그넷에 몰딩한 상태를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 로터튜브(110) 및 로터코어(120)를 몰드(140)가 결합할 수 있다. 몰드(140)는 로터코어(120)의 외주부를 감싸도록 형성된다. 도 4와 같이 로터코어(120)의 외주부 전체를 감싸도록 형성될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 로터코어(120)의 일부 영역에만 형성될 수도 있다. 마그넷(130)의 두께가 돌기라인(122)의 두께보다 크거나 작은 경우 마그넷(130) 사이 또는 돌기라인(122) 사이에 공간이 형성될 수 있으며 이를 몰드(140)가 채울 수 있다. 이 경우 몰드는 균일하지 않을 두께를 갖게 된다. 또한, 마그넷(130)의 두께와 돌기라인(122)의 두께가 동일한 경우에는 몰드(140)가 실질적으로 균일한 두께를 가지고 로터코어(120) 외주부를 감쌀 수 있다.

도 4에서는 몰드(140)가 로터코어(120)의 측면부를 감싸고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 로터코어(120)의 상면부를 덮을 수도 있다. 이 경우 마그넷(130)의 반경 방향의 이탈뿐만 아니라 축 방향의 이탈 또는 이동도 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터의 제조방법을 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터의 제조방법은 먼저, 로터튜브(110)와 로터코어(120)를 일체로 성형할 수 있다.(S100)

다음으로, 로터튜브(110)의 슬롯(121)에 마그넷(130)을 결합시킬 수 있다.(S200)

다음으로, 로터코어(120)와 마그넷(130)을 몰딩하여 고정할 수 있다.(S300)

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터용 로터와 이를 포함하는 모터 및 로터의 제조방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 모터
100: 로터
110: 로터튜브
120: 로터코어
121: 슬롯
122: 돌기라인
200: 스테이터
300: 샤프트

Claims

하단으로 갈수록 직경이 단계적으로 감소하여 단턱을 형성하는 적어도 둘의 단차영역을 포함하는 로터튜브;
상기 로터튜브의 외주면에 배치되고 상기 단차영역 중 어느 하나에 일체로 성형되는 로터코어;및
상기 로터코어의 외주면에 배치되는 마그넷;
을 포함하는 모터용 로터.
제1 항에 있어서,
상기 로터튜브와 상기 로터코어는 단조가공, 소결가공 및 프레스가공 중 어느 하나에 의해 일체로 성형되는 모터용 로터.
제1 항에 있어서,
상시 로터코어의 둘레에는 복수 개의 슬롯이 분할되어 형성되고, 각각의 상기 슬롯에는 상기 마그넷이 결합하는 모터용 로터.
제3 항에 있어서,
상기 슬롯은 로터코어의 외주면에 돌출 형성되어 길이 방향으로 길게 형성되며 둘레를 따라 상호 떨어져 배치되는 복수 개의 돌기라인 사이에 형성되는 모터용 로터.
제3 항에 있어서,
상기 마그넷은 상기 로터코어의 반경 방향을 두께 방향으로 하는 판상으로 형성되는 모터용 로터.
제1 항에 있어서,
상기 로터코어의 외주부를 감싸는 몰드를 더 포함하는 모터용 로터.
삭제
스테이터;
상기 스테이터의 안쪽에 배치되고, 하단으로 갈수록 직경이 단계적으로 감소하여 단턱을 형성하는 적어도 둘의 단차영역을 포함하는 로터튜브와, 상기 로터튜브의 외주면에 배치되고 상기 단차영역 중 어느 하나에 일체로 성형되는 로터코어를 포함하는 로터;
상기 로터코어의 외주면에 배치되는 마그넷;
상기 로터튜브 내부에 나사 결합되는 샤프트;및
를 포함하는 모터.
제8 항에 있어서,
상기 로터튜브와 상기 로터코어는 단조가공, 소결가공 및 프레스가공 중 어느 하나로 성형되는 모터.
제8 항에 있어서,
상시 로터코어의 둘레에는 복수 개의 슬롯이 분할되어 형성되고, 각각의 상기 슬롯에는 상기 마그넷이 결합하는 모터.
제10 항에 있어서,
상기 슬롯은 로터코어의 외주면에 돌출 형성되어 길이 방향으로 길게 형성되며 둘레를 따라 상호 떨어져 배치되는 복수 개의 돌기라인 사이에 형성되는 모터.
제10 항에 있어서,
상기 마그넷은 상기 로터코어의 반경 방향을 두께 방향으로 하는 판상으로 형성되는 모터.
제8 항에 있어서,
상기 로터코어의 외주부를 감싸는 몰드를 더 포함하는 모터.
삭제
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