KR101781877B1 - 스포크 타입 로터와 이를 이용한 모터 및 식기세척기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원통형의 로터에 복수 개의 마그넷이 원주방향을 따라 구비되는 스포크 타입 로터에 있어서, 상기 로터의 중심에서 방사형으로 연장되어 구비되는 복수개의 제1티스부, 상기 제 1 티스부에 중첩되도록 적층되어 구비되는 제2티스부, 상기 제 1 티스부에 구비되되 상기 제1티스부의 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 제1폴슈, 상기 제2티스부에 구비되되 상기 제2티스부 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 다른 한 방향으로 연장되는 제2폴슈;를 포함하고, 상기 제 1 티스부와 상기 제 2 티스부가 스큐를 형성하는 것을 특징으로 하는 로터에 관한 것이다.
Description
본 발명은 모터의 내부에서 샤프트에 고정 설치되어 회전이 이루어지도록 구성된 모터 로터에 마그넷을 스포크 타입으로 결합 구성하면서 로터의 형상과 구조를 가변시켜 제조원가를 줄이면서 모터효율을 향상시킬 수 있는 스포크 타입의 모터 로터에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 코일이 권선되어 고정 설치된 스테이터와 상기 스테이터의 내측으로 샤프트에 고정 설치되어 전기공급시 자기장에 의해서 자체 회전이 이루어지는 영구자석을 구비한 로터를 구비한다.
상기 영구자석을 구비한 로터를 이용한 모터는 코킹토크가 발생한다.
상기 코킹토크는 로터의 영구자석과 스테이터의 철심코어, 공극으로 구성되는 자기회로에서 릴럭턴스가 최소인 방향으로 유지하려는 경항에 의해 발생하는 맥동토크이다.
즉, 영구자석을 가진 로터가 회전한다고 할때, 릭럭턴스를 최소화 할 수 있는 방향인, 회전방향의 역방향으로 국지적인 회전력이 발생하게 되고, 회전방향의 역방향과 정방향의 맥동하는 힘의 형태로 코깅토크가 발생하는 것이다.
종래에는 로터에 삽입되는 영구자석을 원주방향으로 연장되도록 하여 자력을 집중시켜 모터의 효율과 역률을 높이는 스포크 타입 로터가 개발되었다.
상기 스포크 타입 로터는 영구자석의 밀도를 높여 효율과 역률이 좋고 고속운전이 가능하며, 다양한 구조설계에 응용되어 여러분야에 걸쳐 사용되고 있다.
그러나, 상기 스포크 타입은 영구자석의 자력을 밀집시켜 효율늘 높이는 장점은 있으나, 필연적으로 다른 타입의 모터보다 큰 코깅토크를 수반하여 진동 및 소음이 과도하게 발생하는 단점이 있었다.
이를 해결하기 위해, 종래에는 영구자석에 스큐(Skew, 비틀림)을 발생시켜 스테이터의 전선이 권선된 폴과 폴사이에 영구자석이 회전하여 통과할 때 자속변화를 감소시켜 릴럭턴스를 최소화하는 방법을 사용하고 있다.
도 1을 참조하면, 종래 스큐를 형성한 로터(10)는 페라이트(400) 마그넷을 수용한 로터코어(10)를 여러단의 코어부재(10a)로 분할하고, 상기 각단의 코어부재(10a)에 구비된 상기 페라이트 마그넷(400)가 일치하여 구비되지 않도록 스큐형태로 적층하여 구비하였다.
이로써, 상기 페라이트 마그넷(400)이 일치하지 않고 스큐(Skew, 비틀림)되어 적층되어 있어서 릴럭턴스를 감소시켜 코킹 토크를 절감할 수 있는 것이다.
그러나, 상기 로터(1)는 각 코어부재(10a) 마다 페라이트 마그넷(400)을 개별적으로 삽입해야 하고, 상기 코어부재(10a)를 별도로 생산하고 조립해야 하므로 제조공정이 복잡해질 수 밖에 없고, 불량률이나 제조원가가 높아지는 단점이 있었다.
또한, 종래의 로터(1)는 상기 로터(1)에 방사형으로 연장되어 구비된 티스부(200)에 구비된 슬롯(250)에 걸림턱(260)을 구비하였다. 이로써, 상기 마그넷(400)이 상기 슬롯(250)에 정확하게 맞물리도록 제작되어야 하거나, 상기 슬롯(250)의 걸림턱(260)이 정확하게 상기 마그넷(400)에 맞물리도록 제작되어야 하여 제조단가가 올라가는 단점이 있었다.
본 발명의 일실시예는, 하나의 마그넷을 이용하여 스큐 효과를 도출하여 모터의 성능을 높이고 제조원가 및 공정을 절감하는 스프크 타입로터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명의 일실시예는, 하나의 로터코어를 통해 스큐효과를 발생시켜 코킹토크를 절감하는 스프크 타입로터를 제공하는 것 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명의 일실시예는, 마그넷을 용이하게 로터코어에 삽입할 수 있어 제조공정을 간단하게 하는 스포크 타입 로터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명의 일실시예는, 스포크 타입 로터에 있어서 마그넷과 슬롯의 공차를 허용하여 제조단가를 절약하는 스포트 타입 로터를 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명의 일실시예는, 상기 로터가 적용된 펌프 및 식기세척기에 항력 또는 추력을 발생시킴으로서 상기 펌프 및 식기세척기에 구비된 임펠러의 추력을 상쇄하여 베어링부의 마모를 방지하는 식기세척기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여, 원통형의 로터에 복수 개의 마그넷이 원주방향을 따라 구비되는 스포크 타입 로터에 있어서, 상기 로터의 중심에서 방사형으로 연장되어 구비되는 복수개의 제1티스부, 상기 제 1 티스부에 중첩되도록 적층되어 구비되는 제2티스부, 상기 제 1 티스부에 구비되되 상기 제1티스부의 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 제1폴슈, 상기 제2티스부에 구비되되 상기 제2티스부 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 다른 한 방향으로 연장되는 제2폴슈;를 포함하고, 상기 제 1 티스부와 상기 제 2 티스부가 스큐를 형성하는 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 상기 제 1 폴슈는 상기 제 2 티스부의 말단 타측과 스큐를 형성하며, 상기 제 2 폴슈는 상기 제 1 티스부의 말단 타측과 스큐를 형성하는 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여,상기 제 1 티스부의 반경방향 일면과 상기 제 2 티스부의 반경방향 일면은 하나의 평면을 형성하고, 상기 복수개의 제 1 티스부 중 어느 하나의 제 1 티스부와 상기 제 1 티스부와 인접한 다른 어느 하나의 제 1 티스부는 서로 상기 로터의 외주면을 향하여 개방된 슬롯을 형성하는 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여,상기 슬롯에 상기 마그넷이 한번에 삽입되어 구비되는 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여,상기 제 1 폴슈와 상기 제 2 폴슈는 상기 마그넷의 노출면의 일부를 차단하는 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여,상기 제 1 폴슈는 상기 마그넷 두께의 절반의 길이로 상기 제 1 티스부에서 연장되어 구비되고,상기 제 2 폴슈는 상기 마그넷 두께의 절반의 길이로 상기 제 2 티스부에서 연장되어 구비되어, 상기 마그넷의 노출면은 상기 제 1 폴슈 및 상기 제 2 폴슈에 의해 엇갈려 노출되는 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여,상기 제 1 티스부와 상기 제 2 티스부의 두께는 서로 같은 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여,상기 제 1 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 일측에서 이격되어 경사지게 구비되는 제 1 경사부를 포함하며, 상기 제 2 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 타측에서 이격되어 경사지게 구비되는제 2 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여,상기 제 1 티스부는 상기 제 1 폴슈와 반대편에 구비되는 말단 타측에 경사지게 구비되는 제 3 경사부를 포함하고, 상기 제 2 티스부는 상기 제 2 폴슈와 반대편에 구비되는 말단 타측에 경사지게 구비되는 제 4 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여, 상기 제 1 티스부는 상기 제 1 티스부를 관통하여 구비되는 적어도 하나 이상의 제 1 코어홀을 구비하고, 상기 제 2 티스부는 상기 제 2 티스부를 관통하여 구비되는 적어도 하나 이상의 제 2 코어홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여, 상기 형성된 스큐의 각도는 상기 로터의 중심을 기준으로 15도 에서 30도 사이인 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여, 상기 형성된 스큐의 각도는 상기 로터의 중심을 기준으로 22.5도 인 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상기 마그넷은 페라이트 자석인 것을 특징으로 하는 로터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여,회전자기를 발생시키는 스테이터, 상기 스테이터의 반경방향 내측에 상기 회전자기에 의해 회전 가능하게 구비되는 로터, 상기 로터의 중앙에 구비되는 허브, 상기 허브에 구비되는 샤프트, 상기 허브에서 방사상으로 연장되어 구비되는 복수개의 티스부, 상기 티스부 사이에 구비되는 마그넷을 포함하고, 상기 티스부는 상기 허브에서 방사형으로 복수개 연장되어 구비되는 제1티스부와, 상기 제 1 티스부에 포개지도록 적층되어 구비되는 제2티스부를 포함하고, 상기 제 1 티스부에 구비되되 상기 제1티스부의 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 제1폴슈, 상기 제2티스부에 구비되되 상기 제2티스부 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 다른 한 방향으로 연장되는 제2폴슈를 포함하고, 상기 제 1 티스부와 상기 제 2 티스부가 스큐를 형성하는 것을 특징으로 하는 모터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여, 상기 제 1 티스부의 반경방향 일면과 상기 제 2 티스부의 반경방향 일면은 하나의 평면을 이루어 상기 티스부들 사이에 외주면이 개방된 슬롯을 형성하고, 상기 슬롯에 일정한 단면을 갖는 상기 마그넷이 한번에 삽입되는 것을 특징으로 하는 모터를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여, 물이 유입되고 배출되는 챔버부와 상기 챔버부에 동력을 전달하는 모터를 가진 펌프에 있어서, 상기 챔버부는 물이 유입되는 공간을 제공하는 유입챔버와 상기 유입챔버와, 연통하도록 구비되며 상기 유입챔버 내부의 물을 상기 분사암으로 안내하는 배출챔버와, 상기 배출챔버 내부에 구비되어 물을 상기 분사암으로 이동시키는 임펠러를 포함하고, 상기 모터는 상기 배출챔버의 외부에 구비되는 하우징과, 상기 하우징 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터와, 상기 배출챔버를 관통하여 상기 로터와 상기 임펠러를 연결하는 샤프트와, 상기 하우징을 감싸도록 구비되고 회전자기장을 형성하여 상기 로터를 회전시키는 스테이터와, 상기 배출챔버에 구비되며 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링부를 포함하고, 상기 로터는 상기 로터의 중심에서 방사형으로 연장되어 구비되는 복수개의 제1티스부와, 상기 제 1 티스부에 중첩되도록 적층되어 구비되는 제2티스부와, 상기 제1티스부 사이에 구비되는 마그넷을 포함하고, 상기 제 1 티스부에 구비되되 상기 제1티스부의 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 제1폴슈, 상기 제2티스부에 구비되되 상기 제2티스부 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 다른 한 방향으로 연장되는 제2폴슈를 포함하고, 상기 제 1 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 일측에서 이격되어 경사지게 구비되는 제 1 경사부를 포함하고, 상기 제 2 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 타측에서 이격되어 경사지게 구비되는제 2 경사부를 포함하여, 상기 제 1 티스부와 상기 제 2 티스부가 스큐를 형성하고, 상기 로터가 회전할 때 상기 임펠러에서 발생되는 추력을 상쇄시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 상술한 과제를 해결하기 위하여, 세척공간을 제공하는 터브, 상기 터브 하부에 구비되어 세척수가 저장되는 섬프, 상기 섬프 내부의 세척수가 유입되는 공간을 제공하는 유입챔버, 상기 유입챔버와 연통하도록 구비되며 상기 유입챔버 내부의 세척수를 상기 분사암으로 안내하는 배출챔버, 상기 배출챔버 내부에 구비되어 세척수를 상기 분사암으로 이동시키는 임펠러, 상기 배출챔버의 외부에 구비되는 하우징, 상기 하우징 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터, 상기 배출챔버를 관통하여 상기 로터와 상기 임펠러를 연결하는 회전축, 상기 하우징을 감싸도록 구비되고, 회전자기장을 형성하여 상기 로터를 회전시키는 스테이터, 상기 배출챔버를 관통하도록 구비되며, 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링부를 포함하고, 상기 로터는 상기 로터의 중심에서 방사형으로 연장되어 구비되는 복수개의 제1티스부와, 상기 제 1 티스부에 중첩되도록 적층되어 구비되는 제2티스부와, 상기 제1티스부 사이에 구비되는 마그넷을 포함하고, 상기 제 1 티스부에 구비되되 상기 제1티스부의 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 제1폴슈, 상기 제2티스부에 구비되되 상기 제2티스부 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 다른 한 방향으로 연장되는 제2폴슈를 포함하고, 상기 제 1 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 일측에서 이격되어 경사지게 구비되는 제 1 경사부를 포함하고, 상기 제 2 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 타측에서 이격되어 경사지게 구비되는제 2 경사부를 포함하여, 상기 제 1 티스부와 상기 제 2 티스부가 스큐를 형성하고, 상기 로터가 회전할 때 상기 임펠러에서 발생되는 추력을 상쇄시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 식기세척기를 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 상기 티스부의 일측에 제 1 폴슈만을 구비하고 상기 제 1 폴슈가 상기 마그넷과 경사지게 이격된 경사부를 구비하여, 상기 제 1 폴슈 방향으로 회전할때 추력이 발생할 수 있는 로터를 제공한다.
본 발명은 티스부에 시계방향과 반시계방향으로 연장된 폴슈를 이용하여 하나의 마그넷으로 스큐효과를 발생시켜 모터의 코킹토크를 절감하는 효과가 있다.
본 발명은 마그넷을 분할하여 삽입하지 않고도 스큐효과를 발생시킴으로서 제조원가를 감축할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 적층된 티스부 간의 간격을 고려하지 않아도 되므로 모터의 크기를 압축할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 스포크 타입 로터에 있어서 마그넷과 슬롯의 공차를 허용하여 제조단가를 절약하는 효과가 있다.
본 발명은 상기 로터가 적용된 펌프 및 식기세척기에 항력 또는 추력을 발생시킴으로서 상기 펌프 및 식기세척기에 구비된 임펠러의 추력을 상쇄하여 베어링부의 마모를 방지하는 효과가 있다.
도1은 종래 스포크 타입 로터를 나타낸 것이다
도2 내지 4는 본 발명의 로터를 나타낸 것이다.
도5는 본 발명 로터의 스큐를 나타낸 것이다.
도6은 본 발명 로터가 적용된 모터를 나타낸 것이다.
도7은 본 발명 로터가 적용된 펌프를 나타낸 것이다.
도8은 본 발명 로터가 적용된 식기세척기를 나타낸 것이다.
도2 내지 4는 본 발명의 로터를 나타낸 것이다.
도5는 본 발명 로터의 스큐를 나타낸 것이다.
도6은 본 발명 로터가 적용된 모터를 나타낸 것이다.
도7은 본 발명 로터가 적용된 펌프를 나타낸 것이다.
도8은 본 발명 로터가 적용된 식기세척기를 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도2는 본 발명에 적용되는 로터(1)의 사시도를 나타낸 것이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 로터는 상기 로터(1)의 중앙에 구비된 허브(100), 상기 허브(100)에서 방사상으로 연장되어 구비된 티스부(200)를 포함한다.
상기 티스부(200)는 부체꼴 형상으로서 상기허브(100)의 외주면으로 연장될수록 반경이 넓어지도록 구비될 수 있다.
상기 티스부(200)는 상기 허브(100)에서 방사형으로 연장되어 구비되는 복수개의 제 1 티스부(210)와, 상기 제 1 티스부(210)에 중첩되도록 적층되어 구비되는 제 2 티스부(220)를 포함할 수 있다.
이때,상기 제 1 티스부(210)와 상기 제 2 티스부(220)의 두께는 동일할 수 있으며, 일체로 구비될 수 있다.
도3은 상기 로터(1)의 제1 티스부(210)와 제 2 티스부(220)를 확대한 것이다.
도3을 참조하면, 상기 로터코어(10)의 반경방향에 구비된 상기 제 1 티스부(210)의 일면(213)과 상기 제 2 티스부(220)의 일면(223)은 하나의 평면을 이룰 수 있다.
다시 말해,상기 일면(213,223)들은 서로 나란하게 구비될 수 있다.
복수개의 제1 티스부(210) 중 어느하나의 제 1티스부(210)와, 이에 인접한 제 1 티스부(210)는 사이에 상기 로터(1)의 외주면 방향이 개방되어 구비된 슬롯(250)을 형성할 수 있다.
전술하였듯, 상기 제 1 티스부(210)와 상기 제 2 티스부(220)는 서로 중첩되어 적층되며 반경방향 상기 일면(213,223)들이 나란하게 구비되므로, 복수개의 상기 제 2 티스부(220) 중 어느하나의 제 2 티스부(220)와, 이에 인접한 상기 제 2 티스부(220)가 슬롯(250)을 구비한다고 볼 수 있다.
즉, 상기 제 1,2 티스부(210,220)들은 인접한 상기 제 1,2 티스부(210,220)들 사이에 상기 슬롯(250)을 형성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯(250)에는 하나의 마그넷(400)이 삽입되어 구비될 수 있다. 상기 마그넷(400)은 단면적이 일정한 막대형상으로 상기 슬롯(250)에 수직방향으로 한번에 삽입될 수 있다.
상기 마그넷(400)은 상기 슬롯(250)에 삽입될 수 있다면 어떠한 형상으로 구비되어도 무방하나, 제조원가 절감과 제조공정의 간편성을 위해 직육면체 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 마그넷(400)은 반경방향(A)이 외주면 방향(B)보다 더 긴 막대형상으로 구비될 수 있고, 상기 슬롯(250)은 상기 마그넷(400)의 형상에 맞게 구비될 수 있다.
즉, 상기 로터(1)는 스포크 타입 로터로 구비될 수 있다.
상기 마그넷(400) 플라스틱 페라이트 마그넷 일 수 있으며, 상기 슬롯(250)에 사출되어 구비될 수 있다.
결과적으로, 상기 제 1 티스부(210)와 상기 제 2 티스부(220)는 하나의 마그넷(400)을 공유할 수 있다.
도 2, 3을 참조하면, 상기 복수의 제 1 티스부(210)의 말단 일측에는 시계방향 또는 반시계 방향 중 어느 하나의 방향으로 돌출된 제 1 폴슈(211)가 구비될 수 있다.
상기 복수의 제 2 티스부(220)의 말단 일측에는 시계방향 또는 반시계 방향 중 다른 하나의 방향으로 돌출된 제 2 폴슈(221)가 구비될 수 있다.
즉, 상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(221)는 서로 반대방향으로 구비될 수 있다.
이로써,상기 슬롯(250)에서 개방된 부분은 상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(221)에 의해 스큐(SKEW)를 형성할 수 있다.
도 4는 상기 마그넷(400)을 상기 로터(1)의 외주면에서 반경방향을 향하여 바라본 것을 도시한 것이다.
도 4을 참조하면, 상기 슬롯(250)이 상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(221)에 의해 개방된 부분은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
상기 슬롯(250)에는 상기 마그넷(400)이 삽입되어 구비되므로, 상기 마그넷(400)의 노출부가 상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(221)에 의해 일부 차단될 수 있다.
상기 제 1 폴슈(211)가 상기 제 1 티스부(210)에서 연장된 길이는 상기 마그넷(400)의 두께에 절반에 해당하고, 상기 제 2 폴슈(221)가 상기 제 2 티스부(220)에서 연장된 길이는 상기 마그넷(400)의 두께에 절반에 해당할 수 있다.
이로써, 상기 마그넷(400)이 노출된 부분은 완벽하게 엇갈려 구비될 수 있다.
즉, 상기 마그넷(400)이 노출된 부분은 상기 마그넷(400)의 중앙을 기준으로 점대칭으로 형성될 수 있다.
이로써, 하나의 마그넷(400)이 상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(221)로 인해 2단으로 스큐된 것과 같은 효과를 동일하게 발생시킬 수 있다.
다시 말해, 상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(221)로 인해 외부에 노출된 마그넷(400)의 표면이 연속적으로 변하게 됨에 따라 스테이터(미도시)의 폴과의 마그넷(400) 간의 간극이 작아져 코깅토크가 절감될 수 있고, 이에따라 소음과 진동이 절감될 수 있다.
따라서, 본원발명은 하나의 마그넷(400)에서 스큐효과를 발생시킴으로써, 마그넷(400)이 스큐를 형성하기 위해 복수개 구비될 필요가 없어 제조원가가 절감될 수 있다.
또한, 상기 마그넷(400)을 상기 로터(1)에 적층되어 구비된 각각의 슬롯(250)에 투입할 필요가 없어 제조공정이 절약될 수 있다.
결과적으로, 상기 한 피스의 로터(1)에서 스큐 효과를 발생시킬 수 있다.
도 5는 상기 로터(1)를 허브를 중심으로 바라본 단면을 확대한 것이다.
상기 제 1 티스부(210)와 상기 제 1 폴슈(211)의 배면에 상기 제 2 티스부(211)와 상기 제 2 폴슈(212)가 구비된다.
도 5를 참조하면, 상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(221)가 스큐를 발생시키는 각도(
)는 15도에서 30도 사이일 수 있다.
즉, 상기 스큐(SKEW)는 상기 마그넷(400)의 노출면이 이루는 각도라고 할 수 있으므로, 상기 각도는 상기 제 1 폴슈(211)의 말단과 상기 제 2 티스부(220)에서 상기 제 2 폴슈(221)가 구비되지 않는 일면이 이루는 각도라고 볼 수 있다.
도 6을 참조하면, 실험적으로 상기 각도(
)는 22.5도 일 때 코킹토크가 90% 저감되는 것으로 나타났다.
또한, 상기 각도(
)가 22.5도 일 때 코킹토크 대비 모터의 출력(BDMC)가 최대인 것이 나타났다.
즉, 상기 각도(
)를 형성하기 위해, 상기 제 1 폴슈(211)가 상기 제 1 티스부(210)에서 연장된 길이와, 상기 제 2 폴슈(221)가 상기 제 2 티스부(220)에서 연장될 길이가 정해질 수 있다.
또한, 상기 각도(
)를 형성하기 위해, 상기 마그넷(400)의 외주면에 노출된 두께가 결정될 수 있다.
상기 마그넷(400)의 두께와 상기 마그넷(400)의 표면을 차단하는 상기 제 1 폴슈(211), 상기 제 2 폴슈(212)의 연장된 길이가 상기 각도(
)를 형성하는 원인이 될 수 있기 때문이다.
이하에서는, 제1폴슈(211) 및 제2폴슈(221)에 구비된 경사부에 대해서 설명한다.
도2,3을 참조하면, 상기 제 1 폴슈(211)는 상기 마그넷(400)의 노출면의 일측에서 이격되도록 경사지게 구비되는 제 1 경사부(2111)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 폴슈(221)는 상기 마그넷의 노출면의 일측에서 이격되도록 경사지게 구비되는 제 2 경사부(2211)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(221)은 상기 마그넷(400)을 양측면에서 지지하므로 상기 마그넷(400)의 노출면과 전부 접할 필요가 없을 수 있다.
이로써, 상기 마그넷(400)의 노출면의 공차 및 편평도의 편차를 무시하거나 크게 할 수 있어 상기 마그넷(400)의 제조원가를 절감할 수 있다.
상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(221)가 상기 마그넷(400)을 고정하므로 상기 폴슈(211,221)이 구비되지 않은 상기 제 1 티스부(211)의 말단 타측과, 상기 제 2 티스부(221)의 말단 타측에는 별도의 걸림턱을 구비하지 않을 수 있다.
오히려, 상기 제 1 티스부(210)의 말단 타측에는 상기 제1 티스부(210)의 중심방향으로 경사지게 구비된 제 3 경사부(2112)를 포함하고, 상기 제 2 티스부(220)의 말단 타측에는 상기 제 2 티스부(220)의 중심방향으로 경사지게 구비된 제 4 경사부(2212)를 포함할 수 있다.
다시말해, 상기 제 1 티스부(210)의 제 1 폴슈(211)와 반대편에 있는 부분에 상기 제 3 경사부(2112)가 구비되고, 상기 제 2 티스부(220)의 제 2 폴슈(221)의 반대편에 있는 부분에 상기 제 4 경사부(2212)가 구비될 수 있다.
즉, 상기 제 3 경사부(2112)와 상기 제 4 경사부(2212)는 상기 슬롯(250)을 기준으로 반대방향으로 경사지게 구비될 수 있다.
이로써, 상기 제 3 경사부(2112)와 상기 제 4 경사부(2212)는 상기 마그넷(400)이 상기 슬롯(250)에 삽입될 때 장애가 되지 않도록 하여, 용이하게 삽입될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 티스부(210)와 상기 제 2 티스부(220)는 상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(212)가 구비되지 않은 상기 제 1 티스부(210)와 상기 제 2 티스부(220)의 말단에 공정과정에서 발생할 수 있는 돌기 또는 돌출부의 생성 가능성을 미연에 차단할 수 있다.
상기 티스부(200)는 상기 마그넷(400)의 자력이 분포되지 않는 부분을 관통하여 구비된 코어홀(300)을 구비할 수 있다.(도 5 참조)
상기 코어홀(300)은 상기 티스부(200)의 불필요한 부분을 제거함으로써 티스부를 생성하는데 필요한 재료를 절감할 수 있다.
또한, 상기 코어홀(300)은 공정과정에서 상기 티스부(200)가 얇은 판이 적층되어 구비될 때 상기 얇은 판들이 용이하게 중첩되며 적층되도록 가이드 하는 역할을 할 수 있다.
도 7은 상기 로터(1)가 적용된 모터(1000)와 펌프의 일례를 도시한 것이다.
상기 모터(1000)는 상기 로터(1)의 외주면에서 회전자기를 발생시키는 스테이터(500)를 구비할 수 있고, 상기 허브(100)에 구비되어 회전하는 샤프트(150)를 구비할 수 있다.
이때, 상기 모터(1000)는 상기 로터(1)의 내주면에서 회전자기를 발생시키는 스테이터(500)를 구비할 수 있다.
즉, 상기 모터(1000)는 이너타입 모터 뿐만 아니라 아우터타입 모터로 구비될 수 있다.
상기 펌프(2000)는 상기 모터(1000)와 상기 모터(1000)에 연결된 챔버부(3000)를 구비할 수 있다.
이때, 상기 모터(1000)는 상기 로터(1)와 상기 스테이터(500) 사이에 상기 펌프(2000)의 물이나 외부의 물이 투입되지 않도록 하우징(1300)을 더 포함할 수 있다.
상기 챔버부(3000)는 외부의 물이 유입되는 공간을 제공하는 유입챔버(3100), 상기 유입챔버(3100)와 연통하도록 구비되어 상기 유입챔버(3100) 내부의 물을 상기 유입챔버(3100)의 외부로 안내하고 상기 모터부(1000)와 결합되며 상기 하우징(1300)과 고정된 배출챔버(3200), 상기 배출챔버(3200) 내부에 구비되어 물을 이동시키는 임펠러(3210)를 포함할 수 있다.
상기 샤프트(150)는 상기 배출챔버(3200)를 관통하여 상기 로터(1)와 상기 임펠러(3210)를 연결할 수 있다.
또한, 상기 모터(1000)는 상기 샤프트(150)를 회전가능하게 지지하는 베어링부(1500)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 임펠러(3210)가 회전하여 배출챔버(3200)의 물을 흡입하고 배출할때 흡입된 물에 의한 반작용 또는 물이 흡입되어 배출되는 힘에 의해 상기 물이 흡입되는 방향의 반대 방향으로 발생되는 제 1 추력(C)이 발생한다.
상기 제 1 추력(C)은 상기 베어링부(1500)에 필요 이상의 수직항력을 가하게 되고, 상기 베어링부(1500)와 상기 배출챔버(3200)가 접하는 면의 마찰력을 증가시켜 상기 베어링부(1500)의 마모 및 손실을 증대시킨다.
이때, 본원발명의 상기 로터(1)는 상기 제 1 폴슈(211)와 상기 제 2 폴슈(221)에 구비된 상기 제 1 경사부(2111)과 상기 제 2 경사부(2212)를 통해 상기 제 1 추력(C)을 상쇄시킬 수 있다.(도 2,3 참조)
다시말해, 상기 로터(1)가 시계방향 또는 시계 반대방향으로 회전하면서 상기 제 1 경사부(2111) 또는 상기 제 2 경사부(2212) 중 어느 하나의 끝단이 상기 제 1 경사부(2111)와 상기 제 2 경사부(2212) 중 어느 하나와 상기 마그넷(400) 사이 공기를 밀어내어 상기 로터(1)의 외주면과 상기 하우징(1300) 사이 공간을 상대적으로 저압으로 형성할 수 있다.
또한, 상기 로터(1)의 외주면과 상기 하우징(1300)사이 공간 이외의 부분, 특히 로터(1)와 상기 마찰베어링(1500)사이 부분에 공기를 상대적으로 고압으로 형성할 수 있다.
예를들어, 상기 제 1 티스부(210)의 제 1 폴슈(211)가 시계방향으로 연장되어 있고, 상기 제 1 티스부(210)가 상기 제 2 티스부(220)의 상부에 구비된다고 가정한다.이때, 상기 로터(1)가 시계방향으로 회전한다면 상기 제 1 티스부(210)의 상기 경사부(2111)가 회전날개(임펠러) 역할을 하게 된다. 이로써, 상기 공간으로 공기가 흡입되고 배출되면서 항력 또는 제 2 추력(D)이 발생하게 되는 것이다.
이는, 상기 제 1 티스부(210)의 제 1 폴슈(211)가 반시계방향으로 연장되어 있고, 상기 로터(1)가 반시계방향으로 회전하거나, 상기 제 2 티스부(220)가 상기 제 1 티스부(210)의 상부에 구비되어도 동일한 원리로 상기 항력 과 제 2 추력(D)이 발생하게 된다.
즉, 상기 압력차 또는 공기 유동의 반작용으로 인해 상기 로터(1)가 상기 임펠러(3210)의 반대방향으로 상기 항력 또는 제 2 추력(D)을 생성하게 된다.
이로써, 상기 제 2 추력(D)이 상기 제 1 추력(C)을 상쇄시켜 상기 베어링부(1500)의 마모 및 손실을 방지할 수 있다.
이해를 돕기 위하여, 상기 구조를 갖는 펌프(1000)로 예시를 들었으나, 임펠러(3210), 베어링부(1500), 상기 로터(1)를 구비하는 펌프(2000)라면 그 외의 구성은 어떠한 구조로 형성되어도 무방하며, 상기 임펠러(3210), 상기 베어링부(1500), 상기 로터(1)를 제외한 구성은 생략되어도 무방하다.
상기 펌프(2000)는 식기세척기의 섬프의 세척수를 유동시키기 위해 적용될 수 있다.
도 7은 상기 펌프(2000)가 식기세척기에 구비된 것을 도시한 것이다.
상기 식기세척기(4000)는 세척공간을 제공하는 터브(4100)와, 상기 터브 하부에 구비되어 세척수가 저장되는 섬프(4200)와, 상기 섬프(4200)에 세척수를 공급하는 급수관(4300), 상기 섬프(4200)의 세척수를 배수하는 배수관(4400), 상기 섬프(4200)에 저장된 세척수를 흡입하고 배출하는 상기 펌브(2000), 상기 펌프(2000)에서 공급된 세척수를 상기 터브(4100)로 안내하는 급수유로(4500)를 구비할 수 있다.
본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
로터 1 허브 100 샤프트 150
티스부 200 제1티스부 210 제1폴슈 211
제1경사부 2111 제3경사부 2112
제2 티스부 220 제2폴슈 221 제2경사부(2211)
제4경사부 2212 슬롯250
마그넷 400
모터1000 스테이터500 샤프트150
하우징1300 베어링부1500
펌프 2000
챔버부 3000 유입챔버 3100 배출챔버3200
임펠러 3210 식기세척기4000 터브 4100
섬프 4200
티스부 200 제1티스부 210 제1폴슈 211
제1경사부 2111 제3경사부 2112
제2 티스부 220 제2폴슈 221 제2경사부(2211)
제4경사부 2212 슬롯250
마그넷 400
모터1000 스테이터500 샤프트150
하우징1300 베어링부1500
펌프 2000
챔버부 3000 유입챔버 3100 배출챔버3200
임펠러 3210 식기세척기4000 터브 4100
섬프 4200
Claims (17)
- 원통형의 로터에 복수 개의 마그넷이 원주방향을 따라 구비되는 스포크 타입 로터에 있어서,
상기 로터의 중심에서 방사형으로 연장되어 구비되는 복수개의 제 1 티스부;
상기 제 1 티스부에 적어도 일부가 중첩되도록 적층되며, 상기 제 1 티스부와 스큐를 형성하는 복수개의 제 2 티스부를 포함하고,
상기 제 1 티스부는 상기 제 1 티스부의 외주면 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 제 1 폴슈 및 상기 제 1 폴슈가 형성되지 않은 상기 제 1 티스부의 외주면 타측에 구비되는 제 3 경사부를 포함하고,
상기 제 2 티스부는 상기 제 2 티스부의 외주면 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 상기 제 1 폴슈와 다른 방향으로 연장되는 제 2 폴슈 및 상기 제 2 폴슈가 형성되지 않은 상기 제 2 티스부의 외주면 타측에 구비되는 제 4 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 티스부의 반경방향 일면과 상기 제 2 티스부의 반경방향 일면은 하나의 평면을 형성하고,
상기 복수개의 제 1 티스부 중 어느 하나의 제 1 티스부와, 상기 제 1 티스부와 인접한 다른 어느 하나의 제 1 티스부는 상기 로터의 외주면을 향하여 개방된 슬롯을 형성하는 것을 특징으로 하는 로터. - 제 3 항에 있어서,
상기 슬롯에 상기 마그넷이 한번에 삽입되어 구비되는 것을 특징으로 하는 로터. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 폴슈와 상기 제 2 폴슈는 상기 마그넷의 노출면의 일부를 차단하는 것을 특징으로 하는 로터. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 폴슈는 상기 마그넷 두께의 절반의 길이로 상기 제 1 티스부에서 연장되어 구비되고,
상기 제 2 폴슈는 상기 마그넷 두께의 절반의 길이로 상기 제 2 티스부에서 연장되어 구비되어,
상기 마그넷의 노출면은 상기 제 1 폴슈 및 상기 제 2 폴슈에 의해 엇갈려 노출되는 것을 특징으로 하는 로터. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 티스부와 상기 제 2 티스부의 두께는 서로 같은 것을 특징으로 하는 로터. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 일측에서 이격되어 경사지게 구비되는 제 1 경사부를 포함하며,
상기 제 2 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 타측에서 이격되어 경사지게 구비되는제 2 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 티스부는 상기 제 1 티스부를 관통하여 구비되는 적어도 하나 이상의 제 1 코어홀을 구비하고, 상기 제 2 티스부는 상기 제 2 티스부를 관통하여 구비되는 적어도 하나 이상의 제 2 코어홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 로터. - 제 1 항에 있어서,
상기 형성된 스큐의 각도는 상기 로터의 중심을 기준으로 15도 에서 30도 사이인 것을 특징으로 하는 로터. - 제 11 항에 있어서,
상기 형성된 스큐의 각도는 상기 로터의 중심을 기준으로 22.5도 인 것을 특징으로 하는 로터. - 제 4 항에 있어서,
상기 마그넷은 페라이트 자석인 것을 특징으로 하는 로터. - 회전자기를 발생시키는 스테이터;
상기 스테이터의 반경방향 내측에 상기 회전자기에 의해 회전 가능하게 구비되는 로터;
상기 로터의 중앙에 구비되는 허브;
상기 허브에 구비되는 샤프트;
상기 허브에서 방사상으로 연장되어 구비되는 복수개의 티스부;
상기 티스부 사이에 구비되는 마그넷;
을 포함하고,
상기 티스부는
상기 허브에서 방사형으로 복수개 연장되어 구비되는 제1티스부와,
상기 제 1 티스부에 적어도 일부가 중첩되도록 적층되며, 상기 제 2 티스부와 스큐를 형성하는 복수개의 제2티스부를 포함하고,
상기 제 1 티스부는 상기 제1티스부의 외주면 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 제1폴슈 및 상기 제 1 폴슈가 형성되지 않은 상기 제 1 티스부의 외주면 타측에 구비되는 제 3 경사부를 포함하고,
상기 제 2 티스부는 상기 제2티스부의 외주면 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 상기 제 1 폴슈와 다른 한 방향으로 연장되는 제2폴슈 및 상기 제 2 폴슈가 형성되지 않은 상기 제 2 티스부의 외주면 타측에 구비되는 제 4 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 티스부의 반경방향 일면과 상기 제 2 티스부의 반경방향 일면은 하나의 평면을 이루어 상기 티스부들 사이에 외주면이 개방된 슬롯을 형성하고,
상기 슬롯에 일정한 단면을 갖는 상기 마그넷이 한번에 삽입되는 것을 특징으로 하는 모터. - 물이 유입되고 배출되는 챔버부와 상기 챔버부에 동력을 전달하는 모터를 가진 펌프에 있어서,
상기 챔버부는
물이 유입되는 공간을 제공하는 유입챔버와 상기 유입챔버와, 연통하도록 구비되며 상기 유입챔버 내부의 물이 배출되는 공간을 제공하는 배출챔버와, 상기 배출챔버 내부에 구비되어 물을 배출시키는 임펠러를 포함하고,
상기 모터는
상기 배출챔버의 외부에 구비되며, 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터를 포함하는 하우징과, 상기 배출챔버를 관통하여 상기 로터와 상기 임펠러를 연결하는 샤프트와, 상기 하우징을 감싸도록 구비되고 회전자기장을 형성하여 상기 로터를
회전시키는 스테이터와, 상기 배출챔버에 구비되며 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링부를 포함하고,
상기 로터는
상기 로터의 중심에서 방사형으로 연장되어 구비되는 복수개의 제1티스부와, 상기 제 1 티스부에 중첩되도록 적층되어 구비되는 제2티스부와, 상기 제1티스부 사이에 구비되는 마그넷을 포함하고,
상기 제 1 티스부에 구비되되 상기 제1티스부의 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 제1폴슈와,
상기 제2티스부에 구비되되 상기 제2티스부 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 다른 한 방향으로 연장되는 제2폴슈를 포함하고,
상기 제 1 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 일측에서 이격되어 경사지게 구비되는 제 1 경사부를 포함하고,
상기 제 2 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 타측에서 이격되어 경사지게 구비되는제 2 경사부를 포함하여,
상기 제 1 티스부와 상기 제 2 티스부가 스큐를 형성하고, 상기 로터가 회전할 때 상기 임펠러에서 발생되는 추력을 상쇄시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프. - 세척공간을 제공하는 터브;
상기 터브 하부에 구비되어 세척수가 저장되는 섬프;
상기 터브 내부에서 세척수를 분사하는 분사암;
상기 섬프 내부의 세척수가 유입되는 공간을 제공하는 유입챔버;
상기 유입챔버와 연통하도록 구비되며 상기 유입챔버 내부의 세척수를 상기
분사암으로 안내하는 배출챔버;
상기 배출챔버 내부에 구비되어 세척수를 상기 분사암으로 이동시키는 임펠
러;
상기 배출챔버의 외부에 구비되며, 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터를 포함하는 하우징;
상기 배출챔버를 관통하여 상기 로터와 상기 임펠러를 연결하는 회전축;
상기 하우징을 감싸도록 구비되고, 회전자기장을 형성하여 상기 로터를
회전시키는 스테이터;
상기 배출챔버를 관통하도록 구비되며, 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하
는 베어링부;를 포함하고,
상기 로터는
상기 로터의 중심에서 방사형으로 연장되어 구비되는 복수개의 제1티스부와, 상기 제 1 티스부에 중첩되도록 적층되어 구비되는 제2티스부와, 상기 제1티스부 사이에 구비되는 마그넷을 포함하고,
상기 제 1 티스부에 구비되되 상기 제1티스부의 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 연장되는 제1폴슈와,
상기 제2티스부에 구비되되 상기 제2티스부 말단 일측에서 시계방향과 반시계 방향 중 다른 한 방향으로 연장되는 제2폴슈를 포함하고,
상기 제 1 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 일측에서 이격되어 경사지게 구비되는 제 1 경사부를 포함하고,
상기 제 2 폴슈는 상기 마그넷 노출면의 타측에서 이격되어 경사지게 구비되는제 2 경사부를 포함하여,
상기 제 1 티스부와 상기 제 2 티스부가 스큐를 형성하고, 상기 로터가 회전할 때 상기 임펠러에서 발생되는 추력을 상쇄시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
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| KR20210036210A (ko) | 2019-09-25 | 2021-04-02 | 삼성전자주식회사 | 로터 및 이를 포함하는 모터 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102751833A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-10-24 | 浙江大学 | 全封闭不等气隙斜极靴切向磁路永磁同步牵引电机 |
-
2016
- 2016-01-06 KR KR1020160001504A patent/KR101781877B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102751833A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-10-24 | 浙江大学 | 全封闭不等气隙斜极靴切向磁路永磁同步牵引电机 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170082282A (ko) | 2017-07-14 |
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