KR101730898B1

KR101730898B1 - 로터 유닛, 회전형 전기 기기 및 로터 유닛을 제조하는 방법

Info

Publication number: KR101730898B1
Application number: KR1020137020352A
Authority: KR
Inventors: 히데히로 하가; 타츠로 카와모토; ?스케 무라카미; 스케 무라카미
Original assignee: 니혼 덴산 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2017-04-27
Also published as: CN103250329B; WO2012137464A1; US20130257184A1; US9071107B2; KR20140004163A; CN103250329A; BR112013018541A2; DE112012001551T5; JP2012222834A; JP5842365B2

Abstract

로터 유닛은 수직으로 적층된 적층형 강판으로 만들어진 로터 코어와 수지로 만들어진 보유기를 포함한다. 로터 코어와 보유기는 인서트 몰딩에 의해 고정된다. 이런 이유로, 로터 코어와 보유기의 제조 공정이 단축된다. 추가적으로, 로터 코어의 외주면에 보유기를 구성하는 수지의 한 부분이 로터 코어를 구성하는 복수의 강판 사이에 존재한다. 이런 이유로, 로터 코어와 보유기의 고정 강도가 개선된다. 추가적으로, 로터 코어와 보유기의 분리가 억제되므로, 자석은 용이하게 압입될 수 있다.

Description

로터 유닛, 회전형 전기 기기 및 로터 유닛을 제조하는 방법{ROTOR UNIT, ROTATING ELECTRICAL MACHINE, AND METHOD FOR MANUFACTURING ROTOR UNIT}

본원 발명은 로터 유닛, 회전형 전기 기기 및 로터 유닛의 제조 방법에 관한 것이다.

종래 기술 분야에서는, 코일 내에 자석을 갖는 로터 유닛을 회전시키는 내부 로터형 모터가 알려져 있다. 예를 들면, WO-A 2006-008964는 고정자를 포함하는 브러시가 없는 모터 및 고정자 안에 배열된 로터를 개시하고 있다.

WO-A 2006-008964의 로터는 로터 샤프트, 로터 코어, 자석 보유기 및 6개의 로터 자석을 포함하고 있다. WO-A 2006-008964의 단락 26에서도 로터 코어가 로터 샤프트에 고정되는 것 및 6개의 로터 자석이 로터 코어의 외부 주변에 부착되는 것을 개시하고 있다. 추가적으로, WO-A 2006-008964의 단락 27에서 자석 보유기가 로터 샤프트에 고정되는 것을 개시하고 있다.

국제공개공보 제 WO-A 2006-008964 호

추가적으로, WO-A 2006-008964의 단락 29에서도 자석 보유기의 피팅 프로젝션이 로터 코어의 외주면에 형성된 전극 보유기 부착 홈에 피팅되는 것을 개시하고 있다. WO-A 2006-008964에서, 그러한 피팅이 자석 보유기의 보유기 암이 로터 코어가 방사상 방향으로 미끄러지는 것을 방지한다.

그러나, WO-A 2006-008964은 어떻게 로터 코어와 자석 보유기 사이에서 축의 고정 강도를 얻는지 개시하고 있지 않다. 특히, 로터 코어 및 자석 보유기가 축방향으로 견고하게 고정되지 않는다면, 자석이 자석 보유기에 축방향으로 압입될 때 로터 코어 및 자석 보유기가 압입시 부하 때문에 서로 분리될 수 있다.

본 발명의 목적은 회전형 전기 기기의 로터 유닛에서의 로터 코어 및 보유기 사이 고정 강도를 증가시키는 기술을 제공하는 것이다.

본 출원의 첫번째 예시적인 발명인 회전형 전기 기기를 위한 로터 유닛은 수직으로 적층된 적층형 강판으로 만들어진 환형의 로터 코어, 로터 코어 주변에 원주 방향으로 배열된 복수의 자석 및 자석을 보유하는 수지로 만들어진 보유기를 포함한다. 보유기는 로터 코어의 외주면을 따라 수직으로 연장되는 복수의 분할부 및 복수의 분할부를 연결하는 커플링부를 갖는다. 로터 코어와 보유기는 인서트 몰딩에 의해 고정된다. 로터 코어의 외주면에서 보유기를 구성하는 수지의 일부는 로터 코어를 구성하는 복수의 강판 사이에 존재한다. 자석은 상호 인접한 한 쌍의 분할부로 압입된다.

본 출원의 두번째 예시적인 발명은 수직으로 적층된 적층형 강판으로 만들어진 환형의 로터 코어, 로터 코어 주변에 원주 방향으로 배열된 복수의 자석 및 자석을 보유하는 수지로 만들어진 보유기를 포함하는 회전형 전기 기기를 위한 로터 유닛 제조 방법이다. 제조 방법은 다음의 스텝을 포함한다. 하나는 a) 로터 코어의 외주면을 따라 수직으로 연장되는 복수의 분할부 및 분할부를 연결하는 커플링부를 갖는 형상으로 로터 코어를 몰드 내측면에 배열하고, 액체화 상태의 수지를 몰드 내부로 인젝션하여 보유기를 인서트 몰딩하는 스텝이다. 다른 하나는 b) 스텝 a) 후에 상호 인접한 한 쌍의 분할부로 자석을 압입하는 것이다.

본 출원의 제 1 예시적인 발명에 따르면, 로터 코어의 외주면에서 보유기를 구성하는 수지의 일부는 로터 코어를 구성하는 복수의 강판 사이에 존재한다. 이것은 로터 코어와 보유기의 고정 강도를 증가시킨다.

본 출원의 제 2 예시적인 발명에 따르면, 로터 코어와 보유기의 제조 공정은 인서트 몰딩에 의해 단축된다. 추가적으로, 보유기를 구성하는 수지의 한 부분은 로터 코어를 구성하는 복수의 강판 사이에 존재한다. 이것은 로터 코어와 보유기의 고정 강도를 증가시킨다. 추가적으로, 로터 코어와 보유기 사이의 분리가 억제되었기 때문에, 자석은 용이하게 압입된다.

본 발명은 샤프트의 외측면과 관련하여 추력부의 상부 단부면에서의 수직성에서의 개선을 달성하기 위해 배열된다.

상기 위와 다른 요소들, 특징, 스텝, 특성 및 본 발명의 이점은 첨부한 도면을 참조로 하여 다음의 본 발명의 바람직한 실시형태의 자세한 설명으로부터 보다 명확해 질 것이다.

도 1은 로터 유닛의 사시도이다.
도 2는 로터 코어와 보유기 경계부 사이의 인근의 종단면도이다.
도 3은 모터의 종단면도이다.
도 4는 로터 유닛의 사시도이다.
도 5는 로터 유닛의 평면도이다.
도 6은 로터 유닛의 종단면도이다.
도 7은 로터 코어와 자석 보유기의 부분 사시도이다.
도 8은 로터 유닛의 제조 절차를 보여주는 흐름도이다.
도 9는 인서트 몰딩이 실시될 때 상태를 보여주는 종단면도이다.
도 10은 자석이 압입되기 전의 부분 종·횡단면도이다.
도 11은 자석이 압입된 이후의 로터 유닛의 부분 종단면도이다.

본 발명의 예시적인 실시형태는 도면을 참조하여 아래에 설명되어 있다. 추가적으로, 개별적인 부분의 형상과 위치적 관계는 회전형 전기 기기의 중앙 축을 따르는 방향이 수직 방향으로 설명된다. 그러나, 이는 단순히 설명의 편리성을 위해 수직 방향을 규정한 것일 뿐, 사용될 때 본 발명과 관련된 로터 유닛과 회전형 전기 기기의 자세를 한정하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 한 실시형태와 관련된 회전형 전기 기기를 위한 로터 유닛의 사시도이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 로터 유닛(32A)은 로터 코어(41A), 보유기(42A) 및 복수의 자석(43A)을 포함한다.

로터 코어(41A)는 수직으로 적층된 적층형 강판으로 만들어진 환형의 부재이다. 보유기(42A)는 자석(43A)을 보유하는 수지로 만들어진 부재이다. 보유기(42A)는 복수의 분할부(60A)와 커플링부(70A)를 갖는다. 복수의 분할부(60A)는 로터 코어(41A)의 외주면을 따라 수직으로 연장된다. 커플링부(70A)는 복수의 분할부(60A)를 연결한다. 복수의 자석(43A)은 로터 코어(41A) 주위에 원주 방향으로 배열된다. 각각의 자석(43A)은 상호 인접한 한 쌍의 분할부(60) 내부로 압입된다.

로터 유닛(32A)이 제조될 때, 첫번째로, 로터 코어(41A)는 몰드 내측면에 배열된다. 그 후, 액체화 상태의 수지는 몰드 내부로 인젝션된다. 수지를 인젝션함으로써, 보유기(42A)는 복수의 분할부(60A)와 커플링부(70A)를 갖는 형상 내로 인서트 몰딩된다. 그 후에, 자석(43A)은 상호 인접한 한 쌍의 분할부(60A) 사이에 압입된다.

그와 같이, 본 실시형태에서는 로터 코어(41A)와 보유기(42A)는 인서트 몰딩에 의해 고정된다. 이러한 이유로, 로터 코어(41A)와 보유기(42A)를 제조하는 공정은 단축된다. 도 2는 로터 코어(41A)와 보유기(42A) 사이의 경계부 근접의 종단면도이다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 보유기(42A)를 구성하는 수지의 일부는 로터 코어 (41A)의 외주면에 있는 로터 코어(41A)를 구성하는 복수의 강판(411A) 사이에 존재한다. 이는 로터 코어(41A)와 보유기(42A)를 견고하게 고정한다. 추가적으로, 로터 코어(41A)와 보유기(42A)의 분리가 억제되므로, 자석(43A)은 용이하게 압입될 수 있다.

이어서, 본 발명의 보다 구체적인 실시형태가 설명된다.

도 3은 회전형 전기 기기의 한 예가 되는 모터(1)의 종단면도이다. 본 실시형태의 모터(1)는 자동차 상에 장착되며 파워 스티어링을 위한 구동력을 발생시키도록 사용된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 모터(1)는 정지부(2) 및 회전부(3)를 포함한다. 회전부(3)는 정지부(2)에 대해 회전 가능하게 지지된다.

본 실시형태의 정지부(2)는 하우징(21), 리드부(22), 전기자(23), 하부 베어링(24) 및 상부 베어링(25)을 갖는다.

하우징(21)은 하단을 갖고, 그 안에 전기자(23), 하부 베어링(24) 및 회전부(3)를 수용하는 실질적으로 원통형인 하우징이다. 하부 베어링(24)을 보유하는 리세스(211)는 하우징(21)의 하단의 중앙에 형성된다. 리드부(22)는 하우징(21)의 상부 개구를 폐쇄하는 플레이트 형상인 부재이다. 상부 베어링(25)을 보유하는 원형의 구멍(221)은 리드부(22)의 중앙에 형성된다.

전기자(23)는 구동 전류에 따라 자속을 생성한다. 전기자(23)는 고정자 코어(26) 및 코일(27)을 갖는다. 고정자 코어(26)는 복수의 강판이 축방향[중앙 축(9)에 따르는 방향, 이는 이하에서 동일함으로 적층된 강판으로 만들어진다.

고정자 코어(26)는 환형의 코어 백(261) 및 코어백(261)으로부터 방사상 방향[중앙 축(9)에 대해 직각 방향; 이는 이하에서 동일함]으로 내측면을 향해 돌출되는 복수의 치형부(262)를 갖는다. 코어 백(261)은 하우징(21)의 측면의 내주면에 고정된다. 코일(27)은 고정자 코어(26)의 각각의 치형부(26) 주위로 권취된 전도성 와이어에 의해 구성된다.

하부 베어링(24) 및 상부 베어링(25)은 회전부(3)의 측면 상에서 샤프트(31)를 회전 가능하게 지지한다. 내부 링 및 외부 링이 볼을 통해서 개별적으로 회전 가능하게 허용하는 볼 베어링이 본 실시형태의 하부 베어링(24) 및 상부 베어링(25)에 대해 사용된다.

하부 베어링(24)의 외부 링(241)이 하우징(21)의 리세스(211)에 고정된다. 추가적으로, 상부 베어링(25)의 외부 링(251)은 리드부(22)의 원형의 구멍(221)의 에지에 고정된다. 한편, 하부 베어링(24) 및 상부 베어링(25)의 내부 링(242, 252)은 샤프트(31)에 고정된다. 이러한 이유로, 샤프트(31)는 하우징(21)과 리드부(22)에 대해 회전할 수 있도록 지지된다.

본 실시형태의 회전부(3)는 샤프트(31), 한 쌍의 로터 유닛(32, 33) 및 커버(34)를 갖는다.

샤프트(31)는 중앙 축(9)을 따라 수직 방향으로 연장되는 실질적으로 원통형 부재이다. 샤프트(31)는 중앙 축(9)에 대해 회전하고, 상기 하부 베어링(24) 및 상부 베어링(25)에 의해 지지된다. 추가적으로, 샤프트(31)는 리드부(22)로부터 상향으로 돌출된 헤드(311)를 갖는다. 헤드(311)는 기어와 같이 변속 메카니즘을 통해 자동차의 파워 스티어링에 커플링된다.

한 쌍의 로터 유닛(32, 33) 및 커버(34)는 전기자(23) 내측면에서 방사상으로 샤프트(31)를 따라 회전한다. 한 쌍의 로터 유닛(32, 33)은 개별적으로 로터 코어(41), 자석 보유기(42) 및 복수의 자석(43)을 갖는다. 한 쌍의 로터 유닛(32, 33)은 유닛이 상하가 뒤집힌 상태로 축방향으로 배열되어 있다. 로터 유닛(32, 33)의 상세한 구조는 아래에 설명될 것이다.

커버(34)는 한 쌍의 로터 유닛(32, 33)을 보유하는 실질적으로 원통형 부재이다. 커버(34)는 로터 유닛(32, 33)의 외주면 및 로터 유닛의 상부와 하부 단부면 일부를 커버한다. 이로써, 한 쌍의 로터 유닛(32, 33)은 유닛이 서로 밀접하거나 서로 접촉하는 상태로 유지된다.

그러한 모터(1)에서, 구동 전류가 정지부(2)의 코일(27)에 인가되고 방사상 자속이 고정자 코어(26)의 복수의 치형부(262)에서 생성된다. 그 후, 원주 방향 토크가 치형부(262)와 자석(43) 사이의 자속의 작용에 의해 생성되고 회전부(3)는 정지부(2)에 대해 중앙 축(9)에 대해 회전한다. 회전부(3)가 회전하면, 구동력은 샤프트(31)에 커플링된 파워 스티어링에 전달된다.

상기 설명된 바와 같이, 본 실시형태의 모터(1)는 한 쌍의 로터 유닛(32, 33)을 갖는다. 하부 측면 상에 배열된 로터 유닛(32)의 상세한 구조는 아래에 설명된다. 상부 측면에 배열된 로터 유닛(33)은 하부 측면 상에 배열된 로터 유닛(32)이 수직으로 역전된 상태로 배열되지만, 그 구조 자체가 하부 로터 유닛(32)의 구조와 동등하기 때문에, 그 중복된 설명은 생략될 것이다.

도 4는 로터 유닛(32)의 사시도이다. 도 5는 로터 유닛(32)의 평면도이다. 도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 로터 유닛(32)은 로터 코어(41), 자석 보유기(42) 및 복수의 자석(43)을 갖는다.

로터 코어(41)는 샤프트(31)에 고정된 환형의 부재이다. 로터 코어(41)는 전자기 강판이 수직으로 적층된 적층형 강판으로 만들어진다. 본 실시형태의 로터 코어(41)는 정다각형 기둥의 외관을 갖는다. 샤프트(31)가 그를 통해 삽입되게 허용하는 구멍(51)은 로터 코어(41)의 중앙에 제공된다. 추가적으로, 로터 코어(41)의 외주면에는 축방향으로 연장되는 복수의 홈부(52)가 제공된다. 홈부(52)는 로터 코어(41)의 외주면을 구성하는 복수의 평면의 경계부에서 내향으로 방사상으로 압박된다.

자석 보유기(42)는 수지로 만들어진 자석(43)을 보유하는 부재이다. 자석 보유기(42)는 복수의 분할부(60) 및 복수의 분할부(60)의 하부 단부를 연결하는 커플링부(70)를 갖는다. 복수의 분할부(60)는 원주 방향으로 동등한 간격으로 배열된다. 각 분할부(60)는 로터 코어(41)의 각각의 홈부(52)의 부근에 로터 코어(41)의 측방향면을 따라 축방향으로 연장된다. 커플링부(70)는 복수의 분할부(60) 아래에 위치된 원형부이다. 커플링부(70)의 방사상 내측면은 로터 코어(41)의 하부면과 접촉한다.

도 6은 도 5의 위치 A-A로부터 본 로터 유닛(32)의 종단면도이다. 본 실시형태에서, 자석 보유기(42)는 인서트 몰딩에 의해 로터 코어(41) 표면 상에 형성된다. 인서트 몰딩이 수행될 때, 수지는 로터 코어(41)가 몰드 내측면에서 미리 배열된 상태에서 몰딩을 위해 몰드 내부로 인젝션된다. 그 후, 로터 코어(41) 및 자석 보유기(42)는 수지의 경화와 함께 서로 고정된다.

도 6에서, 로터 코어(41)와 자석 보유기(42) 사이의 경계의 일부가 확대된 방식으로 도시된다. 확대된 도면으로 도시된 바와 같이, 갭(412)은 로터 코어(41)의 외주면의 부근에서 로터 코어(41)를 구성하는 복수의 강판(411) 사이에 존재한다. 자석 보유기(42)를 구성하는 수지의 일부는 갭(412) 내에 존재한다. 이는 인서트 몰딩이 수행될 때 액체화 상태의 수지가 로터 코어(41)의 갭(412)에 진입하면서 형성된다.

본 실시형태의 로터 코어(41)와 자석 보유기(42)에 있어서, 모든 부재는 그 경계부에서 서로 약간 교합한다. 이로써, 로터 코어(41)와 자석 보유기(42)는 견고하게 고정된다. 특히, 수지는 강판(411)과 강판(411) 사이에 형성된 축방향 갭 내에 존재한다. 이러한 이유로, 로터 코어(41)와 자석 보유기(42) 사이의 축의 상대적 이동이 억제된다.

로터 코어(41)를 구성하는 복수의 강판(411)은 개별적으로 펀칭에 의해 획득된다. 이러한 이유로, 도 6의 확대된 도면에 도시된 바와 같이, 펀칭 방향에 따라 만곡부(413)는 각각의 강판의 단부에 형성된다. 본 실시형태에서는, 만곡부(413)는 상측면을 향해 만곡된다. 이러한 이유로, 로터 코어(41)의 자석 보유기(42)에 대해 상향으로의 탈리가 더 억제된다.

추가적으로, 도 4 및 5에서 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 각각의 분할부(60)는 로터 코어(41)의 각각의 홈부(52)에서 보유되는 맞물림부(61)를 갖는다. 인서트 몰딩시, 맞물림부(61)는 홈부(52) 내부로 유동되는 수지가 경화되면서 형성된다. 이러한 이유로, 갭은 홈부(52)에서의 맞물림부(61)와 로터 코어(41) 사이에서 용이하게 발생하지 않는다. 따라서, 로터 코어(41) 및 자석 보유기(42)는 보다 견고하게 고정된다.

특히, 본 실시형태에서, 그 폭 방향의 치수가 방사상 방향으로 내측면을 향해 증가하는 맞물림부(61)는 그 폭 방향 치수가 방사상 방향으로 외측면을 향해 감소하는 홈부(52)를 맞물림한다. 이는 로터 코어(41) 및 자석 보유기(42)의 방사상 분리를 더 억제한다.

복수의 자석(43)은 로터 코어(41) 주위에 배열된다. 각각의 자석(43A)은 그 외부 직경 측면 상에서 실질적으로 아치형이고 그 내부 직경 상에서 실질적으로 선형이며, 상호 인접한 한 쌍의 분할부(60) 내부로 압입된다. 자석(43)의 방사상 외측면은 전기자(23)를 향하는 자극면이다. 복수의 자석(43)은 N 자극면과 S 자극면이 원주 방향으로 교대로 배열되도록 동등한 간격으로 배열된다. 추가적으로, 예를 들면, Nd-Fe-B 합금 기반의 소결 자석(43)이 사용될 수 있다.

도 7은 로터 코어(41) 및 자석 보유기(42)의 부분 사시도이다. 자석 보유기(42)의 상세한 형상이 도 4, 도 5 및 도 7을 참조하여 설명될 것이다.

자석 보유기(42)의 분할부(60)는 기둥부(62)와 벽부(63)를 갖는다. 기둥부(62)는 상호 인접한 자석(43) 사이에서 축방향으로 연장된다. 벽부(63)는 기둥부(62)로부터 원주 방향으로 한 측면 또는 다른 측면을 향해 전개되는 부분이다. 자석(43)의 방사상 외측면은 벽부(63)로써 부분적으로 덮인다.

벽부(63)의 상부 단부는 로터 코어(41)의 상부 단부보다 하부에 위치한다. 이러한 이유로, 자석(43)이 부착될 때, 자석(43)의 하부 단부는 로터 코어(41)의 측방향면과 접촉하여 자석(43)이 방사상 방향으로 위치 설정된다. 방사상 방향으로 위치 설정된 자석(43)은 벽부(63)의 내향으로 방사상으로 압입될 수 있다.

추가적으로, 벽부(63)의 상부 단부는 기둥부(62)의 상부 단부보다 하부에 위치된다. 이런 이유로, 자석(43)이 부착될 때, 자석(43)의 하부 단부는 상호 인접한 한 쌍의 기둥부(62) 사이에 용이하게 삽입된다. 추가적으로, 자석(43)은 한 쌍의 기둥부(62)에 의해 방사상 방향으로 위치 설정되고, 그 후, 자석(43)은 벽부(63)의 내향으로 방사상으로 압입될 수 있다.

자석(43)이 방사상 방향으로 및 원주 방향으로 위치 설정되면, 압입시의 부하의 바이어스는 이러한 방법으로 억제될 수 있다. 따라서, 압입시 자석 보유기(42)의 분할부(60)의 절삭과 분진 발생을 억제하는 것이 가능하다.

추가적으로, 본 실시형태에서, 경사면(631)은 벽부(63)의 방사상 내측면 표면의 상부 단부의 근접에 제공된다. 경사면(631)은 상부 단부로부터 하향으로 로터 코어(41)의 외주면에 점진적으로 접근한다. 경사면(631)은 자석(43)의 압입시 벽부(63)의 방사상 내향으로 자석(43)을 가이드한다. 이는 자석(43)의 압입 작업을 용이하게 한다. 추가적으로, 자석(43)이 적절한 위치로 안내되면서 압입시에 부하의 바이어스가 추가로 억제된다. 그 결과로서, 압입시 동반되는 먼지의 발생이 더 억제된다.

추가적으로, 그러한 경사면(631)이 제공되면, 벽부(63)의 상부 단부의 근접은 인서트 몰딩시 몰드로부터 용이하게 분리된다. 이러한 방법으로, 경사면(631)은 압입 및 인서트 몰딩시 기술적 가치를 갖는다.

커플링부(70)는 자석(43) 아래에 위치된 하단(71)을 갖는다. 즉, 하단(71)은 상호 인접한 분할부(60) 사이 원주 방향 위치에 배열된다. 압입 후 자석(43)의 하부면은 축방향으로 하단(71)의 상부면을 향하고, 자석(43)의 하부면과 하단(71)의 상부면은 서로 분리되거나 접촉한다. 추가적으로, 하단(71)은 양 단부 원주 방향으로 모든 자석(43)의 단부 아래의 리세스(72)를 갖는다. 본 실시형태의 리세스(72)는 로터 코어(41), 기둥부(62) 및 벽부(63)의 측방향면에 의해 둘러싸인 위치에 제공된다.

자석(43)의 압입시 자석(43)이 기둥부(62) 또는 벽부(63)에 접촉하여 분진을 발생시킬지라도, 분진은 리세스(72) 내에 수용된다. 이런 이유로, 하단(71)의 상부면과 자석(43)의 하부면 사이에 포획되어 분진의 자석(43)의 축의 위치가 일탈하는 문제를 억제하는 것이 가능해진다. 추가적으로, 리세스(72)는 압입 후 자석(43)의 하부면에 의해 밀봉되고 밀폐된 공간이 된다. 이런 이유로, 리세스(72) 내에 수용된 분진의 외측면으로의 분산이 방지된다.

또한, 자석(43)의 압입시, 기둥부(62)가 벽부(63)보다 자석(43)으로부터 더 큰 부하를 수용한다. 따라서, 기둥부(62)는 벽부(63)보다 용이하게 분진원이 된다. 이 점을 고려하면, 리세스(72)는 적어도 기둥부(62)의 하부 단부에 인접한 위치에 제공되는 것이 바람직하다.

이어서, 로터 유닛(32)을 제조하기 위한 방법의 예가 도 8~도 11을 참조하여 설명될 것이다. 도 8은 로터 유닛(32)의 제조 절차를 도시하는 흐름도이다. 도 9는 인서트 몰딩이 수행되는 상태를 도시하는 종단면도이다. 도 9의 단면의 위치는 제조 후 도 5에서의 위치 A-A와 동일하다. 추가적으로, 도 10 및 도 11은 자석(43)이 자석 보유기(42)에 압입될 때의 상태를 도시하는 종단면도이다. 도 10 및 도 11의 단면의 위치는 제조 후 도 5의 위치 B-B와 동등하다.

로터 유닛(32)이 제조될 때, 첫번째로 미리 만들어진 한 쌍의 몰드(81, 82) 및 로터 코어(41)가 준비된다(스텝 S1). 한 쌍의 몰드(81, 82)는 상호 대향된 표면을 서로 접촉하게 함으로써 한 쌍의 몰드(81, 82) 내측면에 공동(83)을 형성한다. 공동(83)은 로터 코어(41)와 자석 보유기(42)의 형상에 상응한다. 로터 코어(41)는 펀칭되어야 할 강판이 축방향으로 적층된 적층형 강판으로 만들어진다.

다음에, 로터 코어(41)는 한 쌍의 몰드(81, 82) 내측면에 배열된다(스텝 S2). 여기서, 첫번째로 로터 코어(41)는 하나의 몰드(81) 내측면에 설정된다. 그 후, 몰드(81)의 상부는 다른 몰드(82)에 의해 폐쇄된다. 이로써, 공동(83)이 몰드(81, 82) 내측면에 형성되어 로터 코어(41)가 공동(83) 내에 배열되는 상태가 된다.

그 후에, 액체화 상태의 수지(421)가 공동(83) 내로 인젝션된다(스텝S3). 본원에서, 도 9에서 도시된 바와 같이, 액체화 상태에서의 수지(421)가 몰드(82) 내에 제공된 러너(821)를 통해 공동(83) 내부로 인젝션된다. 액체화 상태에서의 수지(421)도 로터 코어(41)의 홈부 내부로 유동한다. 추가적으로, 로터 코어(41)의 측방향면에서, 액체화 상태의 수지(421)도 로터 코어(41)를 구성하는 복수의 강판(411) 중의 갭으로 진입한다.

액체화 상태에서의 수지(421)가 공동(83)으로 전개되면, 몰드(81, 82) 내의 수지(421)는 냉각되고 고화된다(스텝 S4). 몰드(81, 82)의 수지(421)는 자석 보유기(42) 내부에서 고화된다. 자석 보유기(42)는 상기 맞물림부(61), 기둥부(62), 벽부(63), 경사면(631), 하단(71) 및 리세스(72)를 포함하는 복수의 분할부(60)와 커플링부(70)를 갖는 형상으로 몰딩된다.

추가적으로, 로터 코어(41)와 자석 보유기(42)는 수지의 고체화에 따라 고정된다. 이로써, 로터 코어(41)의 측방향면에서는 자석 보유기(42)를 구성하는 수지의 일부가 로터 코어(41)를 구성하는 복수의 강판(411) 중 존재한다. 이로써, 로터 코어(41)와 자석 보유기(42)는 견고하게 고정된다.

그 이후, 한 쌍의 몰드(81, 82)가 개방되고, 로터 코어(41)와 자석 보유기(42)가 몰드(81, 82)로부터 분리된다(스텝 S5). 경사면(631)은 자석 보유기(42)의 벽부(63)의 상부 단부에서 형성된다. 이런 이유로, 벽부(63)는 몰드(82)로부터 용이하게 분리된다.

상기 스텝 (S1)~(S5)은 인서트 몰딩의 예가 되는 절차이다. 이로써, 도 6의 로터 코어(41) 및 자석 보유기(42)가 획득된다. 인서트 몰딩시에, 자석 보유기(42)의 몰딩과 로터 코어(41)와 자석 보유기(42)의 고정 모두가 수행된다. 이런 이유로, 로터 코어(41)와 자석 보유기(42)의 제조 공정이 단축된다.

이어서, 자석(43)이 준비되고 자석(43)은 로터 코어(41)와 자석 보유기(42)에 대해 삽입되어야 할 위치에 위치 설정된다(스텝 S6). 본원에서, 첫번째로, 자석(43)의 하부 단부는 도 10의 화살표(84)에 의해 지시된 바와 같이 벽부(63) 상의 로터 코어(41)의 측방향면에 근접하게 된다. 그 후, 자석(43)의 하부 단부는 로터 코어(41)의 측방향면에 접촉하게 된다. 이는 자석(43)의 방사상 위치를 결정한다. 또한, 자석(43)의 하부 단부는 상호 인접한 한 쌍의 기둥부(62) 사이로 삽입된다. 이는 자석(43)의 원주 방향 위치를 결정한다.

다음에, 자석(43)은 도 10의 화살표(85)에 의해 지시된 바와 같이 하향으로 이동한다. 본원에서, 경사면(631)은 벽부(63)의 상부 단부에 제공된다. 이런 이유로, 자석(43)의 위치가 약간 일탈해도, 자석(43)의 하부 단부가 경사면(631)을 따라 이동된다면, 자석(43)은 벽부(63) 내향으로 방사상으로 가이드된다. 이것은 자석(43)의 위치를 보다 정확하게 결정한다.

그 이후에, 자석(43)은 상호 인접한 한 쌍의 기둥부(62)와 벽부(63)에 압입된다(스텝S7). 상기 스텝 S6에서, 자석(43)은 방사상 방향과 원주 방향으로 위치된다. 이런 이유로, 압입시 부하의 바이어스가 억제된다. 그 결과로서, 압입에 동반되는 분진의 발생이 억제된다.

추가적으로, 본 실시형태의 자석 보유기(42)는 자석(43)의 모든 단부 원주 방향의 아래에 리세스(72)를 갖는다. 이런 이유로, 자석(43)이 압입시 분할부(60)를 절삭하여 분진(86)을 발생시켜도, 도 11에서 도시된 바와 같이 분진(86)은 리세스(72) 내에 수용될 수 있다. 이런 이유로, 하단(71)의 상부면과 자석(43)의 하부면 사이에 포획되어 분진의 자석(43)의 축의 위치가 일탈하는 문제가 억제되는 것이 가능해진다. 추가적으로, 리세스(72)는 압입 후에 자석(43)의 하부면에 의해 밀봉된다. 이런 이유로, 리세스(72) 내에 수용된 분진(86)의 외측면으로의 분산이 방지된다.

추가적으로, 로터 코어(41)와 자석 보유기(42)는 인서트 몰딩에 의해 견고하게 고정된다. 이런 이유로, 자석(43)의 압입시 부하는 로터 코어(41)와 자석(42)이 서로 분리되는 것을 억제한다. 따라서, 자석(43)은 용이하게 압입될 수 있다.

복수의 자석이 상기 인서트 몰딩시 몰드 내측면으로 배열되도록 의도된다면 자석을 접착제 등에 의해 로터 코어의 표면에 고정하는 것이 필수적이다. 그에 반해, 본 실시형태에서는, 인서트 몰딩이 완료되고 경화가 행해진 후에 자석(43)은 자석 보유기(42) 내부로 압입된다. 이러한 이유로, 자석을 로터 코어(41)에 접착시키는 시간과 노력이 절감된다. 추가적으로, 복수의 자석(43)은 고정밀도로 용이하게 위치 설정될 수 있다.

상기 기재된 바람직한 실시형태의 특징과 그 수정은 모순이 발생되지 않는 한 적절하게 조합될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태가 상기 설명되었지만, 변형과 수정은 본 발명의 범위와 사상으로부터 일탈하지 않고 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백히 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 다음의 청구항에 의해서만 결정되어야 한다.

자석 보유기(42)의 경사면(631)은 도 7에서 도시된 바와 같이 만곡된 표면일 수도 있고, 또는 평면일 수도 있다. 추가적으로, 모따기된 경사면이 자석 보유기(42)에 뿐만 아니라 자석(43)의 하부 단부에도 제공될 수 있다. 그렇다면, 자석(43)은 자석 보유기(42)에 좀 더 부드럽게 압입될 수 있다. 추가적으로, 압입에 동반되는 분진의 발생이 더욱 억제될 수 있다.

자석 보유기(42)의 분할부(60)의 개수와 자석(43)의 개수는 상기 실시형태의 개수와 다른 개수일 수 있다. 추가적으로, 자석 보유기(42)의 커플링부(70)는 복수의 분할부(60)의 하부 단부 이외에의 부분을 연결할 수 있다.

추가적으로, 모터(1)의 회전부(3) 내에 포함된 로터 유닛(32)의 개수는 하나, 또는 셋 이상일 수 있다.

추가적으로, 본 발명의 회전형 전기 기기는 파워 스티어링을 위한 상기 모터(1)일 수 있고, 또는 자동차의 다른 부분을 위해 사용된 모터일 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 회전형 전기 기기는 전기 모터 자동차의 구동력을 발생시키기 위한 모터일 수 있다. 추가적으로, 본 발명의 회전형 전기 기기는 전력 지원형 자전거, 전기 모터 싸이클, 홈 전자 기기, OA 장비, 의학용 기구 등에 대해 사용되는 모터일 수 있다.

추가적으로 제너레이터는 상기 실시형태 또는 수정예의 모터와 동등한 구조로 구성될 수도 있다. 본 발명의 회전형 전기 기기는 자동차, 전력 지원형 자전거, 풍력 발생 등에 대해 사용되는 제너레이터일 수 있다.

추가적으로, 상기 실시형태 또는 수정예에 개시된 개별적인 요소는 모순이 발생하지 않는 범위 내에서 함께 적절히 조합될 수 있다.

본 발명은 로터 유닛, 회전형 전기 기기 및 로터 유닛을 제조하기 위한 방법에 대해 사용될 수 있다.

1: 모터 2: 정지부
3: 회전부 9: 중앙축
21: 하우징 22: 리드부
23: 전기자 24: 하부 베어링
25: 상부 베어링 26: 고정 코어
27; 코일 31: 샤프트
32, 32A, 33: 로터 유닛 34: 커버
41, 41A: 로터 코어 42: 자석 보유기
42A: 보유기 43, 43A: 자석
51: 원형의 구멍 52: 홈부
60, 60A: 분할부 61: 맞물림부
62: 기둥부 63: 벽부
70, 70A: 커플링부 71: 하단
72: 리세스 81, 82: 몰드
411, 411A: 강판 412: 갭
413: 만곡부 421: 액체화 상태의 수지
631: 경사면

Claims

수직으로 적층된 적층형 강판으로 만들어진 환형의 로터 코어,
로터 코어 주위에 원주 방향으로 배열된 복수의 자석 및
자석을 보유하는 수지로 만들어진 보유기를 포함하고,
보유기는 로터 코어의 외주면을 따라 수직으로 연장되는 복수의 분할부와 복수의 분할부를 연결하는 커플링부를 갖고,
로터 코어와 보유기는 인서트 몰딩에 의해 고정되며,
보유기를 구성하는 수지의 일부가 로터 코어의 외주면 내의 로터 코어를 구성하는 복수의 강판 사이에 존재하고,
자석은 상호 인접한 한 쌍의 분할부 내부로 압입되는 것을 특징으로 하는 회전형 전기 기기를 위한 로터 유닛.
제 1 항에 있어서,
분할부는 상호 인접한 자석 사이에 위치된 기둥부 및
자석의 방사상 외측면 표면을 부분적으로 커버하는 벽부를 갖고,
벽부의 내주면은 상부 단부로부터 하향으로 로터 코어의 외주면에 점진적으로 접근하는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터 유닛.
제 2 항에 있어서,
벽부의 상부 단부가 로터 코어의 상부 단부보다 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 로터 유닛.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
벽부의 상부 단부가 기둥부의 상부 단부보다 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 로터 유닛.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
커플링부는 자석의 하부면을 향하는 하단을 갖고,
하단은 원주 방향으로 자석의 모든 단부 아래에 위치된 리세스를 갖고,
리세스는 자석에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 로터 유닛.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
로터 코어는 그 외주면 내에 수직으로 연장되는 복수의 홈부를 갖고,
홈부는 방향 치수가 방사상 방향으로 외측면을 향해 감소하는 형상을 갖고,
분할부는 홈부 내부에 보유되는 맞물림부를 갖는 것을 특징으로 하는 로터 유닛.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 강판의 단부는 로터 코어의 외주면의 부근에서 상측면을 향해 만곡되는 것을 특징으로 하는 로터 유닛.
정지부 및
정지부에 대해 회전 가능하게 지지되는 회전부를 포함하고,
회전부는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 로터 유닛 및 로터 코어 내부에 삽입되는 샤프트를 갖고,
정지부는 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링 및 로터 유닛의 외측면으로 방사상으로 배열된 전기자를 갖는 것을 특징으로 하는 회전형 전기 기기.
수직으로 적층된 적층형 강판으로 만들어진 환형의 로터 코어, 로터 코어 주위로 원주 방향으로 배열된 복수의 자석, 자석을 보유하는 수지로 만들어진 보유기를 포함하는 회전형 전기 기기용 로터 유닛을 제조하기 위한 방법이며,
a) 로터 코어를 몰드 내측면에 배열하고 액체화 상태의 수지를 몰드 내부로 인젝션하여 보유기를 인서트 몰딩하는 스텝으로서, 로터 코어의 외주면에서 상기 로터 코어를 구성하는 복수의 강판 사이에 액체화 상태의 수지가 유입되고, 로터 코어의 외주면을 따라 수직으로 연장되는 복수의 분할부 및 분할부를 연결하는 커플링부가 인서트 몰딩에 의해 형성되는 스텝 및
b) 자석이 스텝 a) 후에 상호 인접한 한 쌍의 분할부에 압입되는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
스텝 a)에서 분할부는 상호 인접한 자석 사이에 위치된 기둥부 및 자석의 방사상 외측면 표면을 부분적으로 커버하는 벽부를 갖는 형상으로 몰딩되고,
상부 단부로부터 하향으로 로터 코어의 외주면에 점진적으로 접근하는 경사면은 벽부의 내주면 상에 몰딩되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
벽부의 상부 단부는 스텝 a)에서 로터 코어의 상부 단부보다 하부 위치에 몰딩되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
벽부의 상부 단부는 스텝 a)에서 기둥부의 상부 단부보다 하부 위치에 몰딩되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
커플링부가 상호 인접한 분할부 사이의 원주 방향 위치에 배열되는 하단 및 스텝 a)에서 원주 방향으로 하단의 모든 단부에 위치된 리세스를 갖는 형상으로 몰딩되고,
자석은 스텝 b)에서 리세스를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 방법.