KR102150310B1 - 로터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2786Outer rotors
    • H02K1/2787Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2789Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2791Surface mounted magnets; Inset magnets

Abstract

로터 및 로터의 제조 방법에 대한 것으로 로터는 마그네트와 로터 코어를 포함하는 로터 어셈블리 및 마그네트의 착자 전의 로터 어셈블리를 지지하도록 제 1 사출 성형되어 구비되는 제 1 몰딩부와, 마그네트의 착자 후의 로터 어셈블리를 지지하도록 제 2 사출 성형되어 구비되는 제 2 몰딩부를 포함하는 몰딩부를 포함할 수 있다.

Description

로터 및 그 제조 방법{ROTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
착자를 용이하게 하기 위해 이중사출에 의해 제조되는 로터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
모터는 전기에너지로부터 회전력을 얻는 기계로서, 스테이터와 로터를 구비한다. 로터는 스테이터와 전자기적으로 상호작용하도록 구성되고, 자기장과 코일에 흐르는 전류 사이에서 작용하는 힘에 의해 회전한다.
자계를 발생시키기 위해 영구자석을 사용하는 영구자석 모터는 표면 부착형 영구자석 모터(surface mounted permanent magnet motor), 매입형 영구자석 모터(interior type permanent magnet motor), 스포크형 영구자석 모터(spoke type permanent magnet motor)로 구분될 수 있다.
이 중 스포크형 영구자석 모터는 구조적으로 자속 집중도가 높기 때문에 고 토크, 고 출력을 발생시킬 수 있으며, 동일 출력에 대해 모터를 소형화할 수 있다는 장점을 가진다. 스포크형 영구자석 모터는 고 토크, 고 출력 특성이 요구되는 세탁기 구동모터나 전기자동차 구동모터, 소형발전기 구동모터에 적용될 수 있다.
일반적으로 스포크형 영구자석 모터의 로터는 회전축을 중심으로 방사 형태로 배치되는 복수의 영구자석, 각 영구자석들 사이에 배치되는 복수의 로터 코어 및 복수의 로터 코어 및 복수의 마그네트를 지지하는 몰딩부를 포함한다.
종래의 경우, 마그네트의 자성에 의해 사출 성형시 장애가 발생하는 것을 방지하기 위해, 복수의 마그네트는 착자되지 않은 상태로 복수의 로터 코어와 교번하여 배치된 상태에서 금형에 수용되고 레진(resin)과 함께 사출 성형되었다. 사출 성형 후 마그네트의 착자가 이루어졌다. 이러한 경우 착자기와 마그네트 간에 몰딩부의 두께만큼의 거리가 있어 원하는 세기로 마그네트가 착자되지 않을 수 있다. 착자 효율의 저하는 모터 성능을 떨어뜨리는 요인이 되었다.
착자되기 전의 복수의 마그네트 및 복수의 마그네트와 교번하여 배치된 로터 코어에 부분적으로 1단계 사출이 이루어지고, 마그네트의 착자가 이루어진 후 로터 전체에 대해 2단계 사출이 이루어지는 이중 사출에 의해 로터가 제조됨으로써 마그네트의 착자를 용이하게 할 수 있는 로터 및 그 제조 방법을 제공한다.
로터의 일 실시예는 마그네트와 로터 코어를 포함하는 로터 어셈블리 및 마그네트의 착자 전의 로터 어셈블리를 지지하도록 제 1 사출 성형되어 구비되는 제 1 몰딩부와, 마그네트의 착자 후의 로터 어셈블리를 지지하도록 제 2 사출 성형되어 구비되는 제 2 몰딩부를 포함하는 몰딩부를 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 제 1 몰딩부는 로터 어셈블리의 일부분에 구비될 수 있다. 구체적으로, 제 1 몰딩부는 로터 코어의 내측 단부 및 외측 단부 중 적어도 하나가 노출되게 구비될 수도 있고, 로터 어셈블리의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나에 구비될 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 제 1 몰딩부는 환형으로 배치된 로터 어셈블리 전체를 연결하도록 구비될 수도 있고, 복수 개로 분리된 로터 어셈블리 각각에 구비될 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 제 1 몰딩부의 일 측면에는 착자 위치를 결정하는 위치결정홈이 형성될 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 로터 코어에는 제 1 몰딩부가 구비되도록 충진홀이 형성될 수도 있고, 로터 코어의 외측 단부 및 내측 단부 중 적어도 하나에는 충진홈이 형성될 수도 있다. 또한, 로터 코어의 외측 단부 및 내측 단부 중 적어도 하나에는 간섭돌기가 형성될 수도 있고, 로터 코어의 마그네트에 인접한 면에는 안착돌기가 형성될 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 마그네트는 로터 코어와 교번하여 배치될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 마그네트의 착자는 로터 코어의 내측 단부 및 외측 단부 중 하나를 통해 이루어질 수 있고, 이 경우 마그네트의 착자가 이루어지는 단부의 폭(Wc)에 대한 마그네트의 길이(Hm)의 비(Hm/Wc)는 0.5이상이고, 5.5이하일 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 마그네트의 착자는 로터 코어의 내측 단부 및 외측 단부를 통해 이루어질 수 있고, 이 경우 내측 단부와 외측 단부 중 폭이 큰 단부의 폭(WcL)에 대한 마그네트의 길이(Hm)의 비(Hm/WcL)는 0.5이상이고, 5.5이하일 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 구동축이 연결되는 세레이션을 더 포함할 수 있고, 제 2 몰딩부는 세레이션과 인서트 사출 성형, 밴딩 또는 연결 부재에 의해 연결될 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 몰딩부와 연결되는 금속 재질의 프레임을 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 제 2 몰딩부는 로터 어셈블리가 프레임에 지지된 상태에서 제 2 사출 성형되어 구비될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 프레임은 원통의 형상을 갖고, 몰딩부의 외주면과 프레임의 내주면이 연결될 수 있다. 또한, 프레임은 일면이 개방된 원기둥의 형상을 갖고, 개방되지 않은 타면은 상이한 지름의 복수 개의 원을 갖도록 구비될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라서 제 2 몰딩부는 로터 어셈블리의 외주측을 지지하도록 구비될 수 있다. 구체적으로, 제 2 몰딩부는 로터 어셈블리의 외주측으로 미리 설정된 길이만큼 연장되도록 형성될 수 있다.
로터의 제조 방법의 일 실시예는 마크네트와 로터 코어가 교번되도록 배치시켜 로터 어셈블리를 마련하는 단계, 제 1 사출 성형으로 로터 어셈블리를 지지하는 제 1 몰딩부를 마련하는 단계, 착자기가 착자 자속을 공급하여 마그네트를 착자시키는 단계 및 제 2 사출 성형으로 로터 어셈블리 및 제 1 몰딩부를 지지하는 제 2 몰딩부를 마련하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 로터 및 그 제어방법에 의하면, 이중사출에 의해 로터가 제조되도록 함으로써 1단계 사출 후 2단계 사출 전에 마그네트를 용이하게 착자시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 도면이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 터브와 모터의 분해 사시도이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 모터의 분해 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 제 1 실시예에 따른 로터의 사시도이다.
도 5는 제 1 실시예에 따른 로터의 내부를 도시한 도면이다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 터브와 모터의 분해 사시도이다.
도 7은 제 2 실시예에 따른 모터의 분해 사시도이다.
도 8a 및 도 8b는 제 2 실시예에 따른 로터의 사시도이다.
도 9는 제 2 실시예에 따른 로터 어셈블리 및 몰딩부의 사시도이다.
도 10a는 일 실시예에 따른 로터 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 10b는 다른 실시예에 따른 로터 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 안착돌기가 없는 모터에 기동시 형성되는 자계를 도시한 도면이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 안착돌기를 포함하는 로터 코어의 사시도이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 안착돌기를 포함하는 모터에 기동시 형성되는 자계를 도시한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 로터 코어의 폭과 마그네트의 길이를 결정하는 개념을 도시한 도면이다.
도 15a 내지 도 15p는 로터 코어 형상의 일례들의 단면도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 제 1 사출 성형된 몰딩부 및 로터 어셈블리를 포함하는 로터를 도시한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 마그네트를 착자시키는 착자기 및 제 2 사출 전의 로터를 도시한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 제 2 사출 성형된 몰딩부 및 로터 어셈블리를 포함하는 로터를 도시한 도면이다.
도 19는 다른 실시예에 따른 제 2 사출 성형된 몰딩부, 로터 어셈블리 및 세레이션를 포함하는 로터를 도시한 도면이다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 제 2 사출 성형된 몰딩부, 로터 어셈블리, 세레이션 및 프레임을 포함하는 로터를 도시한 도면이다.
도 21a는 일 실시예에 따라 제 2 몰딩부와 세레이션이 인서트 사출로 연결되는 몰딩부의 사시도이다.
도 21b는 다른 실시예에 따른 제 2 몰딩부와 세레이션이 연결 부재에 의해 연결되는 몰딩부의 사시도이다.
도 22a는 일 실시예에 따른 몰딩부의 외주면에 구비되는 프레임을 포함하는 로터의 사시도이다.
도 22b는 일 실시예에 따른 몰딩부의 외주면에 구비되는 프레임을 포함하는 로터의 단면 확대도이다.
도 23은 제 3 실시예에 따른 로터의 개념을 도시한 도면이다.
도 24는 제 3 실시예에 따른 로터의 단면을 도시한 도면이다.
도 25는 일 실시예에 따른 로터의 제조 방법에 대한 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 실시예를 통하여 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 다만, 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
이하에서 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 이하에서 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 통상의 기술자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
아울러, 이하에서 선택적으로 기재된 양상이나 선택적으로 기재된 실시예의 구성들은 비록 도면에서 단일의 통합된 구성으로 도시되었다 하더라도 달리 기재가 없는 한, 통상의 기술자에게 기술적으로 모순인 것이 명백하지 않다면 상호간에 자유롭게 조합될 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 로터 및 로터의 제조 방법의 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
이하에서는 설명하는 로터는 세탁기, 에어컨, 전기자동차, 경전철, 전기자전거, 소형발전기 등 동력원으로 모터를 사용하는 각종 기기에 모두 적용이 가능하나, 이하에서는 편의상 세탁기를 예로 들어 설명하도록 한다.
또한, 로터의 종류는 스테이터의 외측에 로터가 위치하는 아우터 타입(outer type)의 로터 및 스테이터가 로터의 외측에 위치한 이너 타입(inner type)의 로터가 있다. 이하에서 설명하는 로터는 아우터 타입의 로터 및 이너 타입의 로터에 모두 적용될 수 있으나, 이하에서는 아우터 타입의 로터에 관하여 주로 설명하도록 한다.
이하, 도 1을 참조하여 로터를 포함하는 세탁기의 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 세탁기(1)는 외관을 형성하는 캐비닛(10)과, 캐비닛(10)의 내부에 배치되는 터브(20)와, 터브(20) 내부에 회전 가능하게 배치되는 드럼(30)과, 드럼(30)을 회전 구동하는 모터(40)를 구비한다.
캐비닛(10)의 전면부에는 드럼(30)의 내부로 세탁물을 투입할 수 있도록 투입구(11)가 형성된다. 투입구(11)는 캐비닛(10)의 전면부에 설치된 도어(12)에 의해 개폐된다.
터브(20)의 상부에는 터브(20)로 세탁수를 공급하기 위한 급수관(50)이 설치된다. 급수관(50)의 일측은 외부 급수원과 연결되고, 급수관(50)의 타측은 세제 공급장치(60)와 연결된다. 세제 공급장치(60)는 연결관(55)을 통해 터브(20)와 연결된다. 급수관(50)을 통해 공급되는 물은 세제 공급장치(60)를 경유하여 세제와 함께 터브(20)의 내부로 공급된다.
터브(20)의 하부에는 터브(20) 내부의 물을 캐비닛(10)의 외부로 배출하기 위한 배수펌프(70)와 배수관(75)이 설치된다.
드럼(30)의 둘레에는 세탁수의 유통을 위한 다수의 통공(31)이 형성되고, 드럼(30)의 내주면에는 드럼(30)이 회전할 때 세탁물의 상승 및 낙하가 이루어질 수 있도록 복수의 리프터(32)가 설치된다.
드럼(30)과 모터(40)는 구동축(80)을 통해 연결된다. 즉, 모터(40)는 DD(Direct Drive) 모터가 구비될 수 있다. 구동축(80)은 모터(40)의 회전력을 드럼(30)에 전달한다. 구동축(80)의 일단은 드럼(30)에 연결되고, 구동축(80)의 타단은 터브(20)의 후벽(21)의 외측으로 연장된다.
터브(20)의 후벽(21)에는 구동축(80)을 회전 가능하게 지지하도록 베어링 하우징(82)이 설치된다. 베어링 하우징(82)은 알루미늄 합금으로 마련될 수 있으며, 터브(20)를 사출 성형할 때 터브(20)의 후벽(21)에 인서트될 수 있다. 베어링 하우징(82)과 구동축(80) 사이에는 구동축(80)이 원활하게 회전할 수 있도록 베어링들(84)이 설치된다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 모터의 제 1 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 2는 터브와 모터의 분해된 외관을 도시하고 있다.
모터(40a)는 센서 어셈블리(150)와 함께 터브(20)의 후벽(21)에 연결된다.
구체적으로, 터브(20)의 후벽(21)에는 그 중앙에 베어링(84)이 구비되고, 구비된 베어링(84)의 외주측에 베어링(84)과 동일한 중심점을 갖고 지름이 큰 베어링 하우징(82)이 구비될 수 있다. 또한, 베어링 하우징(82)의 외주측에는 베어링 하우징(82)과 동일한 중심점을 갖고 베어링 하우징(82)의 지름보다 큰 지름을 가지는 원형의 모터 안착부가 구비될 수 있다. 또한, 모터 안착부의 외주를 따라 연결돌기(161)가 구비될 수 있다.
연결돌기(161)는 모터 안착부의 외주에 적어도 하나가 구비될 수 있고, 연결돌기(161)는 모터 안착부의 외주에 모터(40a)를 향해 돌출될 수 있다. 예를 들어, 연결돌기(161)는 터브(20)의 후벽(21)에 수직이 되도록 돌출될 수 있다.
또한, 연결돌기(161)는 모터 안착부의 중심을 관통하는 지름의 연장선을 따라 대칭되게 구비될 수도 있고, 비대칭되게 구비될 수도 있다. 그리고, 하나의 연결돌기(161) 근방에 적어도 하나의 다른 연결돌기(161)가 구비될 수도 있다. 즉, 연결돌기(161)의 배치는 스테이터(100)의 연결홀(162)의 배치에 대응되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결돌기(161)는 2개의 연결돌기(161)와 1개의 연결돌기(161)가 원주방향으로 교번되게 마련될 수 있다.
또한, 연결돌기(161)는 기둥의 형상을 갖고, 단면은 스테이터(100)의 연결홀(162)에 대응되는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결돌기(161)는 원형의 연결홀(162)에 대응되도록 원기둥의 형상을 가질 수 있다.
이외에도 터브(20)의 후벽(21)에 센서 어셈블리(150) 및 모터(40a)를 연결시키기 위한 다양한 방법이 연결 방법의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
센서 어셈블리(150)는 모터(40a)의 근방에 구비되어, 모터(40a)의 회전변위를 감지한다.
구체적으로, 센서 어셈블리(150)는 스테이터(100)의 일측에 구비되어, 로터(200a)의 회전 속도, 토크, 회전각 및 주파수 등을 감지할 수 있다. 센서 어셈블리(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 터브(20)와 스테이터(100)의 사이에 구비될 수도 있고, 터브(20)의 후벽(21)에 대향되도록 터브(20), 스테이터(100) 및 센서 어셈블리(150)의 순서로 구비될 수 있다. 또한, 센서 어셈블리(150)는 모터 안착부의 연결돌기(161)에 대응되고, 스테이터(100)의 연결홀(162)과 유사한 홈을 구비할 수 있다. 또한, 스테이터(100)의 외주측에 구비되는 로터(200a)의 회전 변위를 감지하기 위해서 홈이 구비된 측의 폭이 외주측의 폭 이하일 수도 있고, 스테이터(100)의 내주측에 구비되는 로터(200a)의 회전 변위를 감지하기 위해서 홈이 구비된 측의 폭이 내주측의 폭 이하일 수도 있다. 또한, 센서 어셈블리(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하나가 마련될 수도 있지만, 2개 또는 3개 이상이 마련될 수도 있다. 마련되는 센서 어셈블리(150)의 개수는 제작되는 로터(200a)의 구조 및 단가, 감지할 회전 변위의 오차 범위 등을 고려하여 결정될 수 있다.
센서 어셈블리(150)는 모터(40a)의 회전 변위를 감지하기 위해 회전 속도 센서를 포함할 수 있다. 구체적으로, 센서 어셈블리(150)에는 홀센서가 포함될 수 있다.
홀센서는 N형 반도체가 사용되며, 홀 효과(Hall Effect)를 통해 자기장을 전압으로 표현할 수 있다. 따라서, 홀센서는 로터(200a)의 회전에 의한 자기장의 변화를 감지함으로써 로터(200a)의 회전 변위와 관련된 각도, 주파수, 구동 시간 등을 출력할 수 있다.
로터(200a)의 회전 변위를 감지하기 위한 수단으로는 홀센서뿐만 아니라, 레졸버(Resolver), 포텐셔미터(Potentiometer), 절대위치 인코더(Absolute Encoder), 증분형 인코더(Incremental Encoder) 등의 각도 센서가 이용될 수도 있다.
구체적으로, 레졸버(Resolver)는 회전 변압기의 일종으로 모터(40a) 축에 연결되어 로터(200a)의 위치에 비례한 교류 전압을 출력하는 아날로그 방식의 각도 센서이고, 포텐셔미터(Potentiometer)는 각도에 따라 가변저항의 값을 달리하여 회전하는 각도에 정비례하는 전기적 입력을 산출하는 각도 센서이다. 그리고, 절대위치 인코더(Absolute Encoder)는 기준되는 위치를 설정하지 않고 광학 펄스파를 이용해 어느 정도의 회전으로 해당위치에 있는지 검출하는 각도 센서이고, 증분형 인코더(Incremental Encoder)는 기준되는 위치를 설정하여 측정된 각도의 증감을 통해 각도를 산출하는 것으로, 광학 펄스파를 이용해 어느 정도의 회전으로 해당위치에 있는지 검출하는 각도 센서이다.
또한, 회전 속도 센서는 회전 속도 센서가 감지한 로터(200a)의 회전 각도, 주파수 및 구동 시간 등을 기초로 모터(40a)의 회전 속도를 산출하여, 모터(40a)를 제어하는 구성 등에 제공할 수도 있다.
또한, 센서 어셈블리(150)는 로터(200a)의 기구적인 움직임을 감지하여 로터(200a)의 회전 속도를 산출할 수도 있으나, 전기적인 변화를 감지하여 로터(200a)의 회전 속도를 산출할 수도 있다. 구체적으로, 센서 어셈블리(150)는 코일(120)에 공급되는 구동 전원의 변화 또는 로터(200a)의 회전으로 야기되는 역기전력 등을 감지하여 로터(200a)의 회전 속도를 산출할 수 있다.
이외에도 각도와 주파수를 측정하는 다양한 종류의 센서가 회전 속도 센서의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
모터(40a)는 터브(20)의 후벽(21)에 마련된 모터 안착부에 연결되고, 모터(40a)는 스테이터(100) 및 로터(200a)를 포함할 수 있다.
제 1 실시예에 적용되는 모터(40a)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 모터의 분해된 외관을 도시하고 있다.
모터(40a)는 스테이터(100) 및 로터(200a)를 포함할 수 있다.
스테이터(100)는 스테이터 코어(130), 코일(120) 및 연결홀(162)을 포함할 수 있다.
스테이터 코어(130)는 스테이터(100)의 골격을 이루어 스테이터(100)의 형상을 유지시키고, 하나의 티스가 전원에 의해 자화되면 하나의 티스에 인접한 다른 티스가 전원에 의해 자화된 극성과 상이한 극성으로 유도 자화될 수 있도록 자계가 형성되는 통로를 제공할 수 있다.
또한, 스테이터 코어(130)는 원통의 형태를 가지도록 형성될 수 있고, 프레스 가공된 철판을 적층하여 형성할 수 있다. 또한, 스테이터 코어(130)의 외주측에는 원주 방향으로 복수 개의 티스가 위치할 수 있고, 스테이터 코어(130)의 내주측에는 복수 개의 연결홀(162)이 구비될 수 있다. 이외에도, 스테이터(100)의 형상을 유지하고 티스 및 연결홀(162)이 구비될 수 있도록 하기 위한 다양한 형상이 스테이터 코어(130)의 형상의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
여기서 티스는 스테이터 코어(130)의 외주에 복수 개가 위치하여 스테이터 코어(130) 외부의 스테이터(100)와 로터(200a) 사이의 공간을 원주 방향을 따라 복수 개의 슬롯으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 스테이터 코어(130)에 티스는 24개 이상 48개 이하의 개수일 수 있다. 또한, 티스는 코일(120)이 위치할 공간을 제공할 수 있고, 코일(120)에 공급되는 전원으로 인해 형성되는 자계에 의해 N극 및 S극 중 하나로 자화될 수 있다.
또한, 티스는 Y의 형상을 가질 수 있고, 티스의 외각 면 중에서 로터(200a)에 인접한 면은 로터(200a) 내 로터 코어(220)와의 인력 및 척력이 효율적으로 발생하기 위해서 완곡면을 가질 수 있다. 이외에도, 코일(120)이 위치할 공간을 제공하고 로터 코어(220)와의 인력 및 척력을 효율적으로 발생시키기 위한 다양한 구조가 티스의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
코일(120)은 스테이터 코어(130)의 티스 상에 위치한 인슐레이터에 구비되어 인가된 전원으로 인해 자계를 형성시킬 수 있다. 이로 인해, 코일(120)은 해당 코일(120)이 위치한 티스를 자화시킬 수 있다.
또한, 코일(120)에 공급되는 전원은 3상의 형태일 수 있고, 단상의 형태일 수도 있다.
또한, 코일(120)을 감는 방법은 집중권 방식과 분포권 방식으로 감길 수 있다. 집중권 방식은 스테이터(100)에서 1극 1상의 슬롯수가 1개가 되도록 코일(120)을 감는 방식이고, 분포권 방식은 슬롯이 붙은 전기 기기에 있어서 코일(120)을 2개 이상의 슬롯으로 나누어 감는 방식이다. 이외에도 티스를 효율적으로 자화시키기 위한 다양한 방법이 코일(120)을 감는 방법의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
마지막으로, 코일(120)에 사용되는 소재는 구리, 알루미늄 또는 구리와 알루미늄의 복합 재질일 수 있다. 이외에도 티스를 효율적으로 자화시키기 위한 다양한 소재가 코일(120)의 소재의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
연결홀(162)은 스테이터 코어(130)의 내주면에 구비되어 터브(20)의 후벽(21)에 구비되는 모터 안착부의 연결돌기(161)가 삽입될 공간을 제공한다.
또한, 연결홀(162)은 연결돌기(161)가 삽입되고 연결 부재에 의해서 고정될 수 있다. 예를 들어, 연결홀(162)에는 연결돌기(161)가 삽입된 후, 연결홀(162)의 직경 이하인 볼트(262b)가 삽입되어 스테이터(100)와 터브(20)가 결합 상태로 유지시키는 고정력을 제공할 수 있다.
또한, 연결홀(162)의 형상은 터브(20)의 후벽(21)에 구비되는 연결돌기(161)의 형상에 대응되도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 연결홀(162)은 원기둥 형상의 연결돌기(161)에 대응되도록 원형의 홀로 구비될 수 있다.
로터(200a)는 내주면을 따라 구비된 마그네트(240)와 로터 코어(220)가 형성되는 자계와 스테이터(100)의 코일(120)에 전원이 공급되어 형성되는 자계와 상호 작용하여 회전한다.
로터(200a)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 4a 내지 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4a는 스테이터가 위치하지 않는 측의 로터의 외관을 도시하고 있고, 도 4b는 스테이터가 위치하는 측의 로터의 외관을 도시하고 있다. 또한, 도 5는 로터의 내부를 도시하고 있다.
로터(200a)는 환형의 로터 어셈블리(210) 및 로터 어셈블리(210)를 지지하는 몰딩부(260a)를 포함할 수 있다.
로터 어셈블리(210)는 마그네트(240)에 의한 자계를 형성하고, 코일(120)에 공급되는 전원에 의해 형성되는 자계와 인력 및 척력이 작용하도록 한다. 또한, 로터 어셈블리(210)는 환형의 형상을 갖는다.
로터 어셈블리(210)는 방사형상으로 배치되는 로터 코어(220) 및 로터 코어(220) 사이에 배치되는 마그네트(240)를 포함할 수 있다.
로터 코어(220)와 마그네트(240)는 교번되게 배치되고, 교번되게 배치된 로터 어셈블리(210)는 곡선을 그리도록 배치될 수도 있고, 환형을 갖도록 배치될 수도 있다.
로터 코어(220) 및 마그네트(240)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 10a 내지 도 15를 참조하여 설명하도록 한다.
몰딩부(260a)는 로터 어셈블리(210)를 지지하고, 로터 어셈블리(210)가 발생시키는 회전력을 구동축에 전달한다.
구체적으로, 몰딩부(260a)는 로터 어셈블리(210) 외부에 로터 어셈블리(210)를 둘러싸도록 형성되어, 내부의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)를 포함하는 로터 어셈블리(210)의 비산을 방지한다. 또한, 몰딩부의 두께는 로터 어셈블리에 가해지는 원심력, 모터의 출력 및 몰딩부 소재의 강성 등에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부의 두께는 1[mm]이상이고, 5[mm]이하일 수 있다.
또한, 몰딩부(260a)는 환형의 로터 어셈블리(210)를 따라 원통 형상의 격벽 및 원통 형상의 격벽의 하면과 결합되는 원형의 격벽이 구비될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(260a)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 일면이 개방된 원기둥의 형상을 가질 수 있다.
또한, 원통 형상의 격벽 중 스테이터(100)에 근접한 면은 스테이터 코어(130)에서 형성되는 자계와 상호 작용이 용이하도록 로터 코어(220)의 일부가 노출될 수 있다. 즉, 아우터 타입의 로터(200a)는 몰딩부(260a)의 내주면의 로터 코어(220)의 일부가 외부에 노출될 수 있고, 이너 타입의 로터(200a)는 몰딩부(260a)의 외주면의 로터 코어(220)의 일부가 외부에 노출될 수 있다.
또한, 원통 형상의 격벽 중 스테이터(100)에 근접하지 않은 면은 마그네트(240)에 의해 형성되는 자속이 스테이터(100)와 대향하는 방향으로 누설되지 않도록 로터 코어(220) 및 마그네트(240)가 외부에 노출되지 않을 수 있다. 즉, 아우터 타입의 로터(200a)는 몰딩부(260a)의 외주면의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)가 외부에 노출되지 않을 수 있고, 이너 타입의 로터(200a)는 몰딩부(260a)의 내주면의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)가 외부에 노출되지 않을 수 있다.
또한, 원통 형상의 격벽 중 스테이터(100)에 근접하지 않은 면은 로터 어셈블리(210)의 비산을 방지하기 위해서 몰딩부(260a)가 외주측으로 미리 설정된 길이만큼 연장되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(260a)는 외주측으로 2[mm] 이상, 3[mm] 이하의 길이만큼 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 몰딩부(260a)는 마그네트(240)의 착자 전 로터 어셈블리(210)를 지지하는 제 1 몰딩부(266), 착자 후 로터 어셈블리(210)를 지지하여 비산을 방지하는 제 2 몰딩부(268) 및 로터(200a)가 발생시킨 회전력을 구동축에 전달하는 세레이션(serration, 262a)을 포함할 수 있다.
또한, 몰딩부(260a)의 소재는 비자성체가 이용될 수 있다. 구체적으로, 몰딩부(260a)는 로터(200a)와 인접한 측면과 대향되는 측면에 자속이 누설되지 않도록 레진(Resin)이 이용될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(260a)에는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리브티렌 테레프타레이트 수지(PolyButyrene Terephthalate resin, PBT) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET) 가 이용될 수 있다. 또한, 제 1 몰딩부(266)의 소재와 제 2 몰딩부(268)의 소재는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 이외에도 자속의 누설을 막기 위한 다양한 소재가 몰딩부(260a)의 소재의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
제 1 몰딩부(266), 제 2 몰딩부(268) 및 세레이션(262a)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 16 내지 도 21b를 참조하여 설명하도록 한다.
몰딩부(260b)는 로터 어셈블리(210)를 지지하고, 로터 어셈블리(210)가 발생시키는 회전력을 구동축에 전달한다.
구체적으로, 몰딩부(260b)는 로터 어셈블리(210) 외부에 로터 어셈블리(210)를 둘러싸도록 형성되어, 내부의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)를 포함하는 로터 어셈블리(210)의 비산을 방지한다. 또한, 몰딩부의 두께는 로터 어셈블리에 가해지는 원심력, 모터의 출력 및 몰딩부 소재의 강성 등에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부의 두께는 1[mm]이상이고, 5[mm]이하일 수 있다.
또한, 몰딩부(260b)는 환형의 로터 어셈블리(210)를 따라 원통 형상의 격벽이 구비될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(260b)는 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상면 및 하면이 개방된 원기둥의 형상을 가질 수 있다.
또한, 원통 형상의 격벽 중 스테이터(100)에 근접한 면은 스테이터 코어(130)에서 형성되는 자계와 상호 작용이 용이하도록 로터 코어(220)의 일부가 노출될 수 있다. 즉, 아우터 타입의 로터(200b)는 몰딩부(260b)의 내주면의 로터 코어(220)의 일부가 외부에 노출될 수 있고, 이너 타입의 로터(200b)는 몰딩부(260b)의 외주면의 로터 코어(220)의 일부가 외부에 노출될 수 있다.
또한, 원통 형상의 격벽 중 스테이터(100)에 근접하지 않은 면은 마그네트(240)에 의해 형성되는 자속이 스테이터(100)와 대향하는 방향으로 누설되지 않도록 로터 코어(220) 및 마그네트(240)가 외부에 노출되지 않을 수 있다. 즉, 아우터 타입의 로터(200b)는 몰딩부(260b)의 외주면의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)가 외부에 노출되지 않을 수 있고, 이너 타입의 로터(200b)는 몰딩부(260b)의 내주면의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)가 외부에 노출되지 않을 수 있다.
또한, 원통 형상의 격벽 중 스테이터(100)에 근접하지 않은 면은 로터 어셈블리(210)의 비산을 방지하기 위해서 몰딩부(260b)가 외주측으로 미리 설정된 길이만큼 연장되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(260b)는 외주측으로 2[mm] 이상, 3[mm] 이하의 길이만큼 연장되어 형성될 수 있다.
원통 형태의 몰딩부(260b)는 프레임(269)에 연결되어 지지될 수 있다.
구체적으로, 프레임(269)은 일면이 개방된 원기둥의 형상을 가지고, 강성이 높은 금속 소재를 포함할 수 있다.
프레임(269)의 소재는 로터 어셈블리(210) 및 몰딩부(260b)를 지지하여 비산을 방지하기 위해서 강성이 높은 금속이 이용될 수 있다. 예를 들어, 프레임(269)에는 스틸(steel) 또는 알루미늄(Al)이 이용될 수 있다. 이외에도 강성이 높은 다양한 물질이 프레임(269)의 소재의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
또한, 프레임(269)은 제 2 몰딩부(268) 외주면에 인접하는 면 측에 원통 형상의 격벽(269a) 및 원통 형상의 격벽의 하면과 결합되는 원형의 격벽이 구비될 수 있다. 예를 들어, 프레임(269)은 도 7 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 일면이 개방된 원기둥의 형상을 가질 수 있다.
또한, 프레임(269)의 원형의 격벽(269a) 하면은 도 8a에 도시된 바와 같이 동일한 중심을 가지고 상이한 지름을 가지는 원형의 형상이 층을 이루도록 구비될 수 있다. 구체적으로, 프레임(269)의 고속 회전시 원심력이 외주측 방향으로 작용하여 프레임(269)의 변형이 발생할 수 있는바, 이를 방지하기 위해 프레임(269)의 하면의 지름을 줄여 원심력을 저감시킬 수 있다. 따라서, 프레임(269)의 하면에 복수 개의 밴딩(bending) 형상을 마련하여, 원통 형상의 격벽(269a)의 지름보다 하부에 마련되는 격벽들(269b)의 지금이 작을 수 있다. 즉, 도 8a에 도시된 바와 같이 세레이션(262b)이 위치한 측으로 갈수록 프레임(269)의 지름이 작아질 수 있다.
또한, 프레임(269)과 제 2 몰딩부(268)의 연결은 압입을 통해 연결될 수도 있고, 연결 부재를 통한 본딩을 통해 채결될 수도 있다. 여기서 연결 부재는 볼트(262b)와 너트(262c)일 수도 있고, 접착제일 수도 있다. 이외에도 프레임(269)과 제 2 몰딩부(268)를 연결하기 위한 다양한 방법이 이용될 수 있을 것이다.
또한, 프레임(269)과 세레이션(262b)의 연결은 압입을 통해 연결될 수도 있고, 연결 부재를 통한 본딩을 통해 채결될 수도 있고, 인서트 사출을 통해 연결될 수도 있다. 여기서 연결 부재는 볼트(262b)와 너트(262c)일 수도 있고, 접착제일 수도 있다. 이외에도 프레임(269)과 세레이션(262b)을 연결하기 위한 다양한 방법이 이용될 수 있을 것이다.
또한, 몰딩부(260b)는 마그네트(240)의 착자 전 로터 어셈블리(210)를 지지하는 제 1 몰딩부(266), 착자 후 로터 어셈블리(210)를 지지하여 비산을 방지하는 제 2 몰딩부(268), 제 1 몰딩부와 제 2 몰딩부(268)가 연결되어 제 2 몰딩부(268)를 지지하는 프레임(269) 및 로터(200b)가 발생시킨 회전력을 구동축에 전달하는 세레이션(serration, 262b)을 포함할 수 있다.
또한, 몰딩부(260b)의 소재는 비자성체가 이용될 수 있다. 구체적으로, 몰딩부(260b)는 로터(200b)와 인접한 측면과 대향되는 측면에 자속이 누설되지 않도록 레진(Resin)이 이용될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(260b)에는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리브티렌 테레프타레이트 수지(PolyButyrene Terephthalate resin, PBT) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET) 가 이용될 수 있다. 또한, 제 1 몰딩부(266)의 소재와 제 2 몰딩부(268)의 소재는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 이외에도 자속의 누설을 막기 위한 다양한 소재가 몰딩부(260b)의 소재의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
제 1 몰딩부(266), 제 2 몰딩부(268) 및 세레이션(262b)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 16 내지 도 21b를 참조하여 설명하도록 한다.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 모터의 제 2 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 6은 터브와 모터의 분해된 외관을 도시하고 있다.
모터(40b)는 센서 어셈블리(150)와 함께 터브(20)의 후벽(21)에 연결된다.
제 2 실시예의 터브(20) 및 센서 어셈블리(150)는 제 1 실시예의 터브(20) 및 센서 어셈블리(150)와 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
모터(40b)는 터브(20)의 후벽(21)에 마련된 모터 안착부에 연결되고, 모터(40b)는 스테이터(100) 및 로터(200b)를 포함할 수 있다.
제 2 실시예에 적용되는 모터(40b)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.
도 7은 모터의 분해된 외관을 도시하고 있다.
모터(40b)는 스테이터(100) 및 로터(200b)를 포함할 수 있다.
스테이터(100)는 스테이터 코어(130), 코일(120) 및 연결홀(162)을 포함할 수 있다.
스테이터 코어(130)는 스테이터(100)의 골격을 이루어 스테이터(100)의 형상을 유지시키고, 하나의 티스가 전원에 의해 자화되면 하나의 티스에 인접한 다른 티스가 전원에 의해 자화된 극성과 상이한 극성으로 유도 자화될 수 있도록 자계가 형성되는 통로를 제공할 수 있다.
또한, 스테이터 코어(130)는 원통의 형태를 가지도록 형성될 수 있고, 프레스 가공된 철판을 적층하여 형성할 수 있다. 또한, 스테이터 코어(130)의 외주측에는 원주 방향으로 복수 개의 티스가 위치할 수 있고, 스테이터 코어(130)의 내주측에는 복수 개의 연결홀(162)이 구비될 수 있다. 이외에도, 스테이터(100)의 형상을 유지하고 티스 및 연결홀(162)이 구비될 수 있도록 하기 위한 다양한 형상이 스테이터 코어(130)의 형상의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
여기서 티스는 스테이터 코어(130)의 외주에 복수 개가 위치하여 스테이터 코어(130) 외부의 스테이터(100)와 로터(200b) 사이의 공간을 원주 방향을 따라 복수 개의 슬롯으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 스테이터 코어(130)에 티스는 24개 이상 48개 이하의 개수일 수 있다. 또한, 티스는 코일(120)이 위치할 공간을 제공할 수 있고, 코일(120)에 공급되는 전원으로 인해 형성되는 자계에 의해 N극 및 S극 중 하나로 자화될 수 있다.
또한, 티스는 Y의 형상을 가질 수 있고, 티스의 외각 면 중에서 로터(200b)에 인접한 면은 로터(200b) 내 로터 코어(220)와의 인력 및 척력이 효율적으로 발생하기 위해서 완곡면을 가질 수 있다. 이외에도, 코일(120)이 위치할 공간을 제공하고 로터 코어(220)와의 인력 및 척력을 효율적으로 발생시키기 위한 다양한 구조가 티스의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
코일(120)은 스테이터 코어(130)의 티스 상에 위치한 인슐레이터에 구비되어 인가된 전원으로 인해 자계를 형성시킬 수 있다. 이로 인해, 코일(120)은 해당 코일(120)이 위치한 티스를 자화시킬 수 있다.
또한, 코일(120)에 공급되는 전원은 3상의 형태일 수 있고, 단상의 형태일 수도 있다.
또한, 코일(120)을 감는 방법은 집중권 방식과 분포권 방식으로 감길 수 있다. 집중권 방식은 스테이터(100)에서 1극 1상의 슬롯수가 1개가 되도록 코일(120)을 감는 방식이고, 분포권 방식은 슬롯이 붙은 전기 기기에 있어서 코일(120)을 2개 이상의 슬롯으로 나누어 감는 방식이다. 이외에도 티스를 효율적으로 자화시키기 위한 다양한 방법이 코일(120)을 감는 방법의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
마지막으로, 코일(120)에 사용되는 소재는 구리, 알루미늄 또는 구리와 알루미늄의 복합 재질일 수 있다. 이외에도 티스를 효율적으로 자화시키기 위한 다양한 소재가 코일(120)의 소재의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
연결홀(162)은 스테이터 코어(130)의 내주면에 구비되어 터브(20)의 후벽(21)에 구비되는 모터 안착부의 연결돌기(161)가 삽입될 공간을 제공한다.
또한, 연결홀(162)은 연결돌기(161)가 삽입되고 연결 부재에 의해서 고정될 수 있다. 예를 들어, 연결홀(162)에는 연결돌기(161)가 삽입된 후, 연결홀(162)의 직경 이하인 볼트(262b)가 삽입되어 스테이터(100)와 터브(20)가 결합 상태로 유지시키는 고정력을 제공할 수 있다.
또한, 연결홀(162)의 형상은 터브(20)의 후벽(21)에 구비되는 연결돌기(161)의 형상에 대응되도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 연결홀(162)은 원기둥 형상의 연결돌기(161)에 대응되도록 원형의 홀로 구비될 수 있다.
로터(200b)는 내주면을 따라 구비된 마그네트(240)와 로터 코어(220)가 형성되는 자계와 스테이터(100)의 코일(120)에 전원이 공급되어 형성되는 자계와 상호 작용하여 회전한다.
로터(200b)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 8a 내지 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.
도 8a는 스테이터가 위치하지 않는 측의 로터의 외관을 도시하고 있고, 도 8b는 스테이터가 위치하는 측의 로터의 외관을 도시하고 있다. 또한, 도 9는 로터 어셈블리 및 몰딩부의 외관을 도시하고 있다.
로터(200b)는 환형의 로터 어셈블리(210a), 로터 어셈블리(210a)를 지지하는 몰딩부(260b) 및 로터 어셈블리(210a)와 몰딩부(260b)를 지지하고 구동력을 구동축에 전달하는 프레임(269)을 포함할 수 있다.
로터 어셈블리(210a)는 마그네트(240)에 의한 자계를 형성하고, 코일(120)에 공급되는 전원에 의해 형성되는 자계와 인력 및 척력이 작용하도록 한다. 또한, 로터 어셈블리(210a)는 환형의 형상을 갖는다.
로터 어셈블리(210a)는 방사형상으로 배치되는 로터 코어(220) 및 로터 코어(220) 사이에 배치되는 마그네트(240)를 포함할 수 있다.
로터 코어(220)와 마그네트(240)는 교번되게 배치되고, 교번되게 배치된 로터 어셈블리(210a)는 곡선을 그리도록 배치될 수도 있고, 환형을 갖도록 배치될 수도 있다.
로터 코어(220) 및 마그네트(240)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 10a 내지 도 15를 참조하여 설명하도록 한다.
이하, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 로터 어셈블리(210a)의 실시예들에 대해서 설명하도록 한다.
도 10a는 일 실시예에 따른 로터 어셈블리를 도시한 도면이다.
복수의 로터 코어(220)는 마그네트(240)를 지지하며, 마그네트(240)에 형성된 자속의 경로(자로)(magnetic path)를 형성한다. 복수의 로터 코어(220)는 스테이터(100)의 외측 형상에 대응되도록 원주 형상으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 로터 코어(220) 사이에 마그네트(240)가 수용될 수 있도록 서로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 배치되는 로터 코어(220)의 개수는 스테이터 코어(130)의 티스의 개수, 마그네트(240)의 보자력 및 요구되는 출력 등에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 배치되는 로터 코어(220)의 수는 24개 이상이고, 56개 이하일 수 있다. 이외에도 다양한 변수가 로터 코어(220)의 개수를 결정하는 변수로 이용될 수 있을 것이다.
또한, 배치되는 로터 코어(220)의 두께는 스테이터 코어(130)의 티스의 개수, 마그네트(240)의 보자력 및 요구되는 출력 등에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 배치되는 로터 코어(220)의 두께는 5[mm] 이하일 수 있다. 이외에도 다양한 변수가 로터 코어(220)의 두께를 결정하는 변수로 이용될 수 있을 것이다.
로터 코어(220)는 로터(200)의 중심에 인접하게 배치되는 내측 단부(220b)와, 스테이터 코어(130)에 인접하게 배치되는 외측 단부(220a)를 포함한다. 로터 코어(220)는 규소 강판을 프레스 가공하여 형성되는 판재를 적층하여 형성될 수 있다.
또한, 로터 코어(220)는 충진홀(221) 또는 충진홈(222)을 포함할 수 있다. 일례로 충진홀(221)은 로터 코어(220)의 내측 단부(220b)에 인접해서 형성될 수 있고, 충진홈(222)은 로터 코어(220)의 외측 단부(220a)에 형성될 수 있다. 충진홀(221) 또는 충진홈(222)에는 몰딩부(260)의 사출 성형시 사출 재료가 충진될 수 있다. 충진홀(221) 또는 충진홈(222)에 사출 재료가 충진되어 사출 성형됨으로써 로터 코어(220)와 몰딩부(260) 간의 체결 강도가 보강될 수 있다.
충진홀(221)은 원형, 타원, 다각형 또는 쇄기의 단면으로 형성될 수 있고, 충진홀(221)의 단면이 원형인 경우 원형의 직경은 0.5[mm] 이상이고, 5[mm] 이하일 수 있다. 또한, 충진홈(222)의 직경은, 외측 단부(220a)측으로부터 로터 코어(220)의 내측으로 올수록 크게 형성될 수 있다.
로터 코어(220)의 내측 단부(220b)에는 제 1 체결돌기(223a) 및 제 2 체결돌기(223b)가 형성될 수 있다. 제 1 체결돌기(223a) 및 제 2 체결돌기(223b)는, 로터 코어(220)의 내측 단부(220b)의 좌우 양쪽으로부터 로터(200)의 내측 원주 방향으로 각각 돌출되어 형성될 수 있다. 제 1 체결돌기(223a)는 로터 코어(220)의 좌측에 위치한 마그네트(240)에 접하여 로터 코어(220)가 로터(200)의 중심방향으로 지지될 수 있다. 제 2 체결돌기(223b)는 로터 코어(220)의 우측에 위치한 마그네트(240)에 접하여 로터(200)의 중심방향으로 지지될 수 있다.
각각의 로터 코어(220) 사이에 배치되는 복수의 마그네트(240)는 로터(200)의 중심을 기준으로 방사상으로 위치되도록 로터(200)의 원주방향을 따라 배열된다. 마그네트(240)는 반영구적으로 높은 에너지 밀도의 자기적 성질을 유지할 수 있는 페라이트 자석이거나 네오디움(Neodymium)이나 사마륨(samarium)과 같은 희토류를 포함하는 자석일 수 있다.
마그네트(240)는 서로 이웃한 두 개의 마그네트(240)는 동일한 극성이 서로 마주하도록 배치된다. 이러한 자기회로에 의하면 마그네트(240)에서 발생되는 자속이 집중되어 모터(40)의 크기를 줄이면서도 성능을 향상시킬 수 있다.
도 10b는 다른 실시예에 따른 로터 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 10b를 참조하면, 로터 코어(220)의 일측에는 충진홀(221) 및 간섭돌기(225)를 포함할 수 있다. 일례로 충진홀(221)은 로터 코어(220)의 내측 단부(220b)에 인접해서 형성될 수 있고, 간섭돌기(225)는 로터 코어(220)의 외측 단부(220a)에 형성될 수 있다. 충진홀(221)에는 몰딩부(260)의 사출 성형시 사출 재료가 충진될 수 있다. 충진홀(221)은 도 10a를 참조하여 설명한 충진홀(221)과 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
간섭돌기(225)는 로터 코어(220)의 외측 단부(220a)로부터 로터(200)의 반경 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 간섭돌기(225)의 단면의 직경은 로터 코어(220)의 외측 단부(220a)로부터 멀어질수록 크게 형성될 수 있다. 로터 어셈블리(210b)가 인서트되어 몰딩부(260)가 사출 성형되면, 몰딩부(260)는 간섭돌기(225)에 의해 간섭될 수 있다.
상기와 같이 충진홀(221)에 사출 재료가 충진되어 사출 성형되고, 몰딩부(260)가 간섭돌기(225)에 의해 간섭됨으로써 로터 코어(220)와 몰딩부(260) 간의 체결 강도가 보강될 수 있다.
로터 코어(220)의 내측 단부(220b)에는 제 1 체결돌기(223a) 및 제 2 체결돌기(223b)가 형성될 수 있다. 제 1 체결돌기(223a) 및 제 2 체결돌기(223b)는, 로터 코어(220)의 내측 단부(220b)의 좌우 양쪽으로부터 로터(200)의 원주 방향으로 각각 돌출되어 형성될 수 있다. 제 1 체결돌기(223a)는 로터 코어(220)의 좌측에 위치한 마그네트(240)에 접하여 로터 코어(220)를 로터(200)의 중심방향으로 지지될 수 있다. 제 2 체결돌기(223b)는 로터 코어(220)의 우측에 위치한 마그네트(240)에 접하여 로터(200)의 중심방향으로 지지될 수 있다.
이하, 도 11 내지 도 13을 참조하여 안착돌기를 구비하여 기동시 마그네트의 감자를 방지하는 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 11은 안착돌기(226)가 없는 모터(40)에 기동시 형성되는 자계를 도시하고 있다.
세탁기에 적용되는 모터(40)의 경우 드럼 내부의 부하, 터브(20) 내부의 세탁수 및 기타 이유로 인해 초기 기동시 코일(120)에 공급되는 기동 전원은 구동 전원의 2배 내지 3배의 전원이 공급되고, 코일(120)에 흐르는 기동 전류는 구동 전류의 2배 내지 3배의 전류가 흐르게 된다. 이로 인해, 스테이터(100)의 코일(120)에 공급되는 기동 전원으로 인해 형성되는 자계(RF)는 구동 전원으로 인해 형성되는 자계의 2배 내지 3배에 이른다.
이 경우, 마그네트(240)의 모서리(P1, P2)를 제외한 중앙부는 부근에 마련된 비자성체의 몰딩부(260)로 인해 영향을 적게 받으나, 역 자속이 유입 및 유출되는 로터 코어(220)에 접하는 마그네트(240)의 양 모서리(P1, P2)는 강한 역 자계(RF)의 영향으로 마그네트(240)의 자성체로서의 성질을 잃게되는 감자가 발생하게 된다. 따라서, 마그네트(240)에 의해 형성되는 자계가 약해져 코일(120)에 공급되는 전원으로 형성되는 자계와의 상호 작용하는 인력 및 척력이 감소하게 되고, 이는 모터(40)의 출력 저하로 이어지게 된다.
따라서, 이러한 감자를 방지하기 위해서 마그네트(240)와 스테이터(100)와의 거리를 일정 거리를 유지시킬 수 있다. 구체적으로, 제 1 체결돌기(223a) 및 제 2 체결돌기(223b)의 두께를 일정 두께 이상으로 하여 마그네트(240)와 스테이터(100) 사이의 거리를 일정 거리 이상으로 유지할 수 있다. 또한, 후술할 안착돌기(226)를 로터 코어(220)에 구비시켜 마그네트(240)와 스테이터(100) 사이의 거리를 일정 거리 이상으로 유지시킬 수 있다.
도 12는 안착돌기를 포함하는 로터 코어의 외관을 도시하고 있다.
안착돌기(226)는 모터(40)의 기동시 강한 역 자계(RF)로 인해 발생하는 마그네트(240)의 감자를 방지하기 위한 구성으로서, 안착돌기(226)는 로터 코어(220) 중 마그네트(240)가 접하는 양 측면에 구비된다. 안착돌기(226)는 내측 단부(220b) 또는 외측 단부(220a)와 일정 거리 상에 구비되어 마그네트(240)가 스테이터(100)와 일정 거리 이상 이격되도록 하고, 로터(200)의 고속 회전시 마그네트(240)의 비산을 방지할 수 있다.
안착돌기(226)는 도 12에 도시된 바와 같이 로터 코어(220)의 외측 단부(220a) 측에 구비될 수도 있고, 로터 코어(220)의 내측 단부(220b) 측에 구비될 수도 있다. 또한, 안착돌기(226)는 로터 코어(220)의 내측 단부(220b) 또는 외측 단부(220a) 중 안착돌기(226) 근방의 단부와의 거리가 0.5[mm]이상이고, 5[mm]이하가 되도록 구비될 수 있다.
또한, 안착돌기(226)는 도 12에 도시된 바와 같이 일 면에 직선 형태의 하나의 안착돌기(226)가 구비될 수 있으며, 복수 개의 안착돌기(226)가 마련될 수도 있다.
이러한 안착돌기(226)가 로터 코어(220) 양 측면에 마련됨으로 인해, 기동 전원이 공급되어 발생하는 마그네트(240) 모서리의 감자를 저감하고, 로터(200)의 고속 회전시 원심력에 의한 마그네트(240)의 비산을 저감할 수 있다. 또한, 사출 성형시 체결돌기(223)와 안착돌기(226) 사이에 사출 재료가 충진되는바, 로터 어셈블리(210)와 몰딩부(260) 간의 체결 강도가 보강될 수 있다.
도 13은 안착돌기를 포함하는 모터에 기동시 형성되는 자계를 도시하고 있다.
도 13에 도시된 바와 같이 안착돌기(226)를 로터 코어(220)의 양 측면에 구비하여 마그네트(240)와 스테이터(100) 사이의 거리를 일정 거리 이상으로 유지시키면, 기동 전원이 공급되어 발생되는 역 자계(RF)가 마그네트(240)의 모서리(P1, P2)에 작용하는 효과가 경감되어 마그네트(240)의 감자를 저감할 수 있다. 따라서, 마그네트(240)에 발생되는 감자를 저감함으로 인해 마그네트(240)에 의해 형성되는 자계가 감소되지 않고, 전원이 공급되어 형성되는 자계와 상호 작용하는바, 모터(40)의 출력이 기동 전원의 공급으로 낮아지지 않을 수 있다.
이하, 도 14를 참조하여 로터 코어와 마그네트의 형상비에 대한 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 14는 로터 코어의 폭과 마그네트의 길이를 결정하는 개념을 도시하고 있다.
자속 집중형 모터는 마그네트(240)의 자속을 로터 코어(220)에 집중시키는 구조적인 특이점으로 인해 착자 성능에 변수가 존재한다.
구체적으로, 일반적인 PM 모터는 착자기(M)에서 로터(200)의 형상에 무관하게 착자가 가능하다. 그러나, 자속 집중형 모터는 착자 자속이 로터 코어(220)로 유입되고, 근방의 다른 로터 코어(220)로 착자 자속이 유출되어야 하는바, 로터 코어(220)와 마그네트(240) 사이의 형상비가 특정 비율을 가지는 경우에만 착자 성능이 보장된다.
여기서, 로터 코어(220)와 마그네트(240) 사이의 형상비는 로터 코어(220)의 원주 방향측 폭(Wc)에 대한 마그네트(240)의 내주에서 외주로의 방향측 길이(Hm)의 비(Hm/Wc)를 의미한다.
또한, 로터 코어(220)와 마그네트(240) 사이의 형상비가 특정 조건에 만족하는지 여부에 대한 판단에서 마그네트(240)의 착자가 로터(200)의 일 측에서만 수행되는지 아니면 마그네트(240)의 착자가 로터(200)의 내주측 및 외주측 양 측에서 모두 수행되는지 여부는 중요한 변수가 될 수 있다.
마그네트(240)의 착자가 일 측에서만 수행되는지는 로터 어셈블리(210)에 구비된 마그네트(240)의 용량에 의해서 결정될 수 있고, 마그네트(240)의 용량은 마그네트(240)의 길이, 폭 및 소재 등에 의해 결정될 수 있다.
따라서, 자속 집중형 모터에서 일정 착자 성능을 갖기 위해 만족해야 하는 형상비를 설명하기 위해서 이하에서는 착자가 일 측에서만 수행되는 경우와 양 측에서 수행되는 경우를 나눠 설명하도록 한다.
착자가 로터(200)의 일 측에서만 수행되는 경우에는 착자가 수행되는 측의 로터 코어(220)의 단부 폭(Wc)에 대한 마그네트(240)의 길이(Hm)의 비(Hm/Wc)가 형상비가 된다.
따라서, 착자가 수행되는 측의 로터 코어(220)의 단부 폭을 반영한 형상비가 특정 비율의 범위에 만족해야 된다. 여기서 특정 비율의 범위는 자속 집중형 모터에 있어 로터 코어(220)에 자속을 집중시키기 위해 필요한 형상비와 착자기(M)를 통해 착자 자속을 유입시 착자 성능이 확보되는 형상비를 만족하는 경우일 수 있다. 이러한 특정 비율의 범위는 로터 코어(220)의 소재, 마그네트(240) 사이의 각도, 마그네트(240)의 소재 및 착자 자속의 크기 등에 의해 결정될 수 있다. 이외에도 다양한 변수가 특정 비율의 범위를 결정하는 변수로 이용될 수 있을 것이다.
예를 들어, 착자기(M)를 통해 착자 자속을 유입시 착자 성능이 확보(일례로 착자균일도가 0.8 이상이고, 1.0이하)되기 위해 만족해야 될 조건은 형상비가 5.5 이하(Hm/Wc ≤ 5.5) 이여야 된다. 또한, 자속 집중형 모터에 있어 로터 코어(220)에 자속을 집중시키기 위해 만족해야 될 조건은 형상비가 0.5 이상(0.5 ≤ Hm/Wc) 이여야 된다. 따라서, 양 자를 모두 만족하기 위해서 로터 코어(220)와 마그네트(240) 사이의 형상비는 0.5 이상이고, 5.5 이하 이여야 된다(0.5 ≤ Hm/Wc ≤ 5.5).
착자가 로터(200)의 양 측에서 수행되는 경우에는 착자가 수행되는 측의 로터 코어(220)의 내측 단부(220b) 또는 외측 단부(220a) 중 폭이 큰 단부의 폭(WcL)에 대한 마그네트(240)의 길이(Hm)의 비(Hm/WcL)가 형상비가 된다.
따라서, 폭이 큰 단부의 폭을 반영한 형상비가 특정 비율의 범위에 만족해야 된다. 여기서 특정 비율의 범위는 자속 집중형 모터에 있어 로터 코어(220)에 자속을 집중시키기 위해 필요한 형상비와 착자기(M)를 통해 착자 자속을 유입시 착자 성능이 확보되는 형상비를 만족하는 경우일 수 있다. 이러한 특정 비율의 범위는 로터 코어(220)의 소재, 마그네트(240) 사이의 각도, 마그네트(240)의 소재 및 착자 자속의 크기 등에 의해 결정될 수 있다. 이외에도 다양한 변수가 특정 비율의 범위를 결정하는 변수로 이용될 수 있을 것이다.
예를 들어, 착자기(M)를 통해 착자 자속을 유입시 착자 성능이 확보(일례로 착자균일도가 0.8 이상이고, 1.0이하)되기 위해 만족해야 될 조건은 형상비가 5.5 이하(Hm/WcL ≤ 5.5) 이여야 된다. 또한, 자속 집중형 모터에 있어 로터 코어(220)에 자속을 집중시키기 위해 만족해야 될 조건은 형상비가 0.5 이상(0.5 ≤ Hm/WcL) 이여야 된다. 따라서, 양 자를 모두 만족하기 위해서 로터 코어(220)와 마그네트(240) 사이의 형상비는 0.5 이상이고, 5.5 이하 이여야 된다(0.5 ≤ Hm/WcL ≤ 5.5).
이하, 도 15a 내지 도 15p를 참조하여 로터 어셈블리의 실시예들에 대해서 설명하도록 한다.
도 15a 내지 도 15p는 로터 코어 형상의 단면을 도시하고 있다.
도 15a에 도시된 로터 코어(220_1)는 외측 단부(220a)에 홈이 구비되지 않고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220)의 내측 단부(220b)에 단면이 사다리꼴 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_1)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_1)의 양 측면에 안착돌기(226)가 구비되지 않는다.
도 15b에 도시된 로터 코어(220_2)는 외측 단부(220a)에 홈이 구비되지 않고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220)의 내측 단부(220b)에 단면이 사다리꼴 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_2)의 중심에는 내측 단부(220b)와 외측 단부(220a) 중앙에 원형의 충진홀(221)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_2)의 양 측면에 안착돌기(226)가 구비되지 않는다.
도 15c에 도시된 로터 코어(220_3)는 외측 단부(220a), 제 1 체결돌기(223a) 및 제 2 체결돌기(223b)에 홈이 구비되지 않고, 안착돌기(226)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_3)의 내측 단부(220b)에 단면이 원형의 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_3)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다.
도 15d에 도시된 로터 코어(220_4)는 외측 단부(220a)에 홈이 구비되지 않고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_4)의 내측 단부(220b)에 단면이 원형의 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_4)의 중심에는 외측 단부(220a)에 치우친 위치에 원형의 충진홀(221)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_4)의 양 측면에 안착돌기(226)가 구비되지 않는다.
도 15e에 도시된 로터 코어(220_5)는 외측 단부(220a)에 홈이 구비되지 않고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_5)의 내측 단부(220b)에 단면이 사다리꼴 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_5)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_5)의 양 측면 중 외측 단부(220a)측에 안착돌기(226)가 구비된다.
도 15f에 도시된 로터 코어(220_6)는 외측 단부(220a)에 홈이 구비되지 않고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_6)의 내측 단부(220b)에 단면이 원형의 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_6)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_6)의 양 측면에 안착돌기(226)가 구비되지 않는다.
도 15g에 도시된 로터 코어(220_7)는 외측 단부(220a)의 중앙에 홈이 구비되고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_7)의 내측 단부(220b)에 단면이 타원의 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_7)의 중심에는 원형의 충진홀(221)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_7)의 양 측면 중 외측 단부(220a)에 안착돌기(226)가 구비된다.
도 15h에 도시된 로터 코어(220_8)는 외측 단부(220a)에 홈이 구비되지 않고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_8)의 내측 단부(220b)에는 충진홈(222)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_8)의 중심에는 외측 단부(220a)에 치우친 위치에 원형의 충진홀(221)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_8)의 양 측면 중 내측 단부(220b)에 안착돌기(226)가 구비된다.
도 15i에 도시된 로터 코어(220_9)는 외측 단부(220a)에 홈이 구비되지 않고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_9)의 내측 단부(220b)에 단면이 원형의 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_9)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_9)의 양 측면 중 외측 단부(220a)에 안착돌기(226)가 구비된다.
도 15j에 도시된 로터 코어(220_10)는 외측 단부(220a)의 양 측에 홈이 구비되고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_10)의 내측 단부(220b)에 단면이 원형의 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_10)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_10)의 양 측면 중 외측 단부(220a)에 안착돌기(226)가 구비된다.
도 15k에 도시된 로터 코어(220_11)는 외측 단부(220a)의 양 측 및 중앙에 홈이 구비되고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_11)의 내측 단부(220b)에 단면이 원형의 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_11)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_11)의 양 측면 중 외측 단부(220a)에 안착돌기(226)가 구비된다.
도 15l에 도시된 로터 코어(220_12)는 외측 단부(220a)의 중앙에 홈이 구비되고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_12)의 내측 단부(220b)에 단면이 원형의 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_12)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_12)의 양 측면 중 외측 단부(220a)에 안착돌기(226)가 구비된다.
도 15m에 도시된 로터 코어(220_13)는 외측 단부(220a)의 양 측에 홈이 구비되고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_13)의 내측 단부(220b)에 단면이 타원의 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_13)의 중심에는 원형의 충진홀(221)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_13)의 양 측면 중 외측 단부(220a)에 안착돌기(226)가 구비된다.
도 15n에 도시된 로터 코어(220_14)는 외측 단부(220a)에 홈이 구비되지 않고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_14)의 내측 단부(220b)에 단면이 원형의 형상을 갖는 충진홈(222)이 구비된다. 또한, 로터 코어(220_14)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_14)의 양 측면 중 외측 단부(220a)에 안착돌기(226)가 구비된다.
도 15o에 도시된 로터 코어(220_15)는 외측 단부(220a)의 양 측에 홈이 구비되고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_15)의 내측 단부(220b) 충진홈(222)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_15)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_15)의 양 측면 중 외측 단부(220a)에 안착돌기(226)가 구비된다.
도 15p에 도시된 로터 코어(220_16)는 외측 단부(220a)의 중앙에 홈이 구비되고, 제 1 체결돌기(223a)와 제 2 체결돌기(223b)가 구비된다. 또한, 로터 코어(220_16)의 내측 단부(220b) 충진홈(222)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_16)의 중심에는 충진홀(221)이 구비되지 않는다. 또한, 로터 코어(220_16)의 양 측면 중 외측 단부(220a)에 안착돌기(226)가 구비된다.
이하, 도 16 및 도 17을 참조하여 제 1 사출 성형 및 착자의 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 16은 제 1 사출 성형된 몰딩부 및 로터 어셈블리를 포함하는 로터를 도시하고 있다.
로터(200)가 제조되기 위해 로터 코어(220)와 착자 전의 마그네트(240)가 교번하여 배치될 수 있다. 마그네트(240)의 착자가 이루어진 상태로는 마그네트(240)의 자기장에 의한 마그네트(240) 간의 상호 작용 또는 마그네트(240)와 로터 코어(220)와의 상호 작용에 의해 제조 공정상 로터 코어(220)와 마그네트(240)를 교번하여 배치하기가 어렵다. 따라서, 마그네트(240)는 착자되지 않은 상태로 로터 코어(220)와 교번하여 배치될 수 있다.
착자되지 않은 마그네트(240)와 로터 코어(220)가 교번하여 배치된 로터 어셈블리(210)에는 부분적으로 제 1 몰딩부(266)가 구비되도록 제 1 사출 성형이 이루어질 수 있다. 제 1 몰딩부(266)는 로터 어셈블리(210)의 상부면 및 하부면에 구비될 수 있다. 또한, 제 1 몰딩부(266)는 로터 어셈블리(210)의 로터 코어(220)의 내측면 또는 외측면을 제외한 나머지 부분을 커버하도록 구비될 수도 있다. 즉, 마그네트(240)가 위치한 로터 어셈블리(210)의 내측면 및 외측면에는 제 1 몰딩부(266)가 구비될 수 있으나, 로터 코어(220)가 위치한 로터 어셈블리(210)의 내측면 또는 외측면에는 제 1 몰딩부(266)가 위치되지 않도록 구비될 수 있다.
복수의 마그네트(240)와 로터 코어(220)가 교번하여 배치된 로터 어셈블리(210)는 금형에 수용되고, 로터 어셈블리(210)가 수용된 금형에는 제 1 몰딩부(266)가 될 수 있는 사출 재료가 주입될 수 있다. 상기와 같이 로터 어셈블리(210)가 인서트된 상태에서 로터 어셈블리(210)에 부분적으로 제 1 사출 성형이 이루어질 수 있다.
사출 재료는 로터 코어(220)에 구비된 충진홀(221)에 삽입되어 사출 성형될 수 있다. 금형의 일측을 통해 주입된 사출 재료는 충진홀(221)을 통해 타측으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 금형에서 로터 어셈블리(210)의 상부면 측을 통해 주입된 사출 재료는, 충진홀(221)을 통해 로터 어셈블리(210)의 하부면 측으로 이동할 수 있다. 사출 재료가 충진홀(221)에 삽입된 상태로 사출 성형됨으로써 로터 어셈블리(210)의 상부 및 하부에 구비된 제 1 몰딩부(266)가 연결되도록 하여 제 1 몰딩부(266) 및 로터 어셈블리(210)가 일체형으로 구비될 수 있다. 상기와 같은 구조에 의해 로터 어셈블리(210)의 복수의 로터 코어(220)와 복수의 마그네트(240)가 제 1 몰딩부(266)에 의해 고정될 수 있다.
한편, 제 1 몰딩부(266)의 두께는 1[mm] 이상이고, 5[mm] 이하로 형성될 수 있다. 로터 어셈블리(210)의 상부면에 구비된 제 1 몰딩부(266)의 두께 및 로터 어셈블리(210)의 하부면에 구비된 제 1 몰딩부(266)의 두께는 각각 1[mm] 이상이고, 5[mm] 이하로 형성될 수 있다.
제 1 몰딩부(266)에는 위치결정홈(264)이 형성될 수 있다. 위치결정홈(264)에는 로터 어셈블리(210)의 착자시, 착자기(M)에 구비된 돌출부가 삽입되어 착자기(M) 내에서 로터 어셈블리(210)의 위치가 결정되도록 한다. 위치결정홈(264)에 의해 로터 어셈블리(210)를 착자기(M) 내에 위치시키기가 용이해질 수 있다. 위치결정홈(264)은 제 2 사출 성형시에도 이용될 수 있다. 제 2 사출 성형시 위치결정홈(264)에 의해 금형 내에 로터 어셈블리(210)가 용이하게 위치될 수 있다.
제 1 사출성형이 완료된 로터 어셈블리(210)는 환형을 유지할 수 있고, 2개 이상의 C 형태로 구비될 수도 있다. 구체적으로, 제 1 몰딩부(266)는 환형으로 배치된 로터 어셈블리(210) 전체에 구비되어 환형의 로터 어셈블리(210)와 제 1 몰딩부(266)가 일체로 성형될 수 있고, 제 1 몰딩부(266)가 로터 어셈블리(210)의 일부와 일체로 성형될 수도 있다.
착자기(M)의 형태에 따라, 로터 어셈블리(210) 전체를 한번에 착자시킬 수 있는 큰 착자기(M)가 구비된 경우 환형의 로터 어셈블리(210)와 제 1 몰딩부(266)가 일체로 성형되도록 할 수 있고, 착자기(M)의 크기가 작아 로터 어셈블리(210)를 부분적으로 착자시켜야 하는 경우 로터 어셈블리(210)의 일부와 제 1 몰딩부(266)가 일체로 성형되도록 할 수 있다.
환형의 로터 어셈블리(210)와 제 1 몰딩부(266)가 일체로 성형된 경우, 마그네트(240)를 착자시키기 위해 크기가 큰 착자기(M)를 필요로 하지만 착자가 한번에 신속하게 이루어질 수 있고 로터(200) 전체의 치수 확보가 용이한 장점이 있다.
로터 어셈블리(210)의 일부와 제 1 몰딩부(266)가 일체로 성형된 경우, 마그네트(240)의 착자가 여러번에 걸쳐 이루어질 수 있으므로 착자기(M)의 크기를 축소시킬 수 있고, 1차 사출성형을 하는 금형의 크기를 축소시킬 수 있다는 점에서 적은 투자비로 구현이 용이하다는 장점이 있다. 또한, 로터 어셈블리(210)의 분리된 일부를 착자시키기 때문에 미착자의 위험이 줄어들 수 있다.
도 17은 마그네트를 착자시키는 착자기(M) 및 제 2 사출 전의 로터를 도시하고 있다.
착자기(M)는 로터 어셈블리(210)의 외측에 위치하는 외측 착자기(M1) 및 로터 어셈블리(210)의 내측에 위치하는 내측 착자기(M2)를 포함한다. 로터 어셈블리(210)의 내측면과 외측면은 제 1 몰딩부에 의해 커버되지 않고 노출되어 있으므로, 착자기(M)에 의해 마그네트(240)가 기설정된 자기장의 세기를 갖도록 용이하게 착자될 수 있다. 마그네트(240)가 제 1 몰딩부(266)에 의해 커버되더라도, 마그네트(240)는 로터 코어(220)를 통해 착자가 이루어질 수 있다.
착자기(M)에 의해 마그네트(240)의 착자가 이루어지고 나면, 제 2 사출성형이 이루어질 수 있다. 마그네트(240)의 착자 후, 로터 어셈블리(210)는 금형에 수용되고, 사출 재료가 금형에 주입되어 로터 어셈블리(210)와 함께 사출 성형될 수 있다.
이하, 도 18 내지 도 20을 참조하여 제 2 사출 성형된 로터(200)의 실시예들에 대해서 설명하도록 한다.
도 18은 일 실시예에 따른 제 2 사출 성형된 몰딩부 및 로터 어셈블리를 포함하는 로터를 도시하고 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 제 1 몰딩부(266)와 일체로 형성된 로터 어셈블리(210)의 외측면은 제 2 몰딩부(268)에 의해 감싸질 수 있도록 사출 성형될 수 있다. 제 1 사출 성형시 로터 어셈블리(210)의 일부분과 제 1 몰딩부(266)가 일체로 사출 성형된 경우, 다수의 로터 어셈블리(210)가 하나의 환형을 이루도록 맞추어 사출 성형될 수 있다.
제 1 몰딩부(266) 및 제 2 몰딩부(268)와 일체로 형성된 로터 어셈블리(210)는 세레이션(262)과 함께 인서트되어 사출 성형될 수 있다. 로터 어셈블리(210)와 세레이션(262)이 함께 인서트되어 사출 성형됨으로써 몰딩부(260)에 의해 로터 어셈블리(210)와 세레이션(262)이 일체로 구비될 수 있다. 이로써 로터(200)가 마련될 수 있다.
또한, 세레이션(262)과 연결된 금속 프레임(269)과 로터 어셈블리(210)가 압입 또는 벤딩되어 연결될 수도 있다.
도 19는 다른 실시예에 따른 제 2 사출 성형된 몰딩부, 로터 어셈블리 및 세레이션을 포함하는 로터를 도시하고 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 제 2 사출 성형에 의해 제 2 몰딩부(268)가 세레이션(262)과 연결되도록 구비될 수도 있다. 착자가 완료된 로터 어셈블리(210) 및 세레이션(262)은 금형에 수용되고 사출 재료가 금형에 주입되어 사출 성형될 수 있다. 이로써 몰딩부(260)에 로터 어셈블리(210)와 세레이션(262)이 마련된 로터(200)가 마련될 수 있다. 제 1 사출성형시 로터 어셈블리(210)의 일부분과 제 1 몰딩부(266)가 일체로 사출 성형된 경우, 다수의 로터 어셈블리(210)가 하나의 환형을 이루도록 맞추어 세레이션(262)과 함께 사출 성형될 수 있다.
상기와 같이 로터 어셈블리(210)와 세레이션(262)이 인서트되어 몰딩부(260)가 사출 성형되는 경우, 몰딩부(260)는 로터 어셈블리(210)의 외측으로 소정의 길이만큼 더 연장되도록 형성될 수 있다. 로터(200)가 회전하면 로터 어셈블리(210)는 원심력에 의해 로터(200)의 반경 방향으로 원심력을 작용한다. 이때 로터 어셈블리(210)의 외측에 위치한 몰딩부(260)는 지속적으로 힘을 받게 된다. 로터 어셈블리(210)의 외측에 위치한 몰딩부(260)가 힘을 받아 크랙이 발생하거나 몰딩부(260)에 강성이 약한 부분이 있는 경우 로터(200)의 반경 방향으로 로터 어셈블리(210)가 비산될 수 있는데, 로터 어셈블리(210)의 외측에 위치한 몰딩부(260)의 두께를 두껍게 형성함으로써 상기와 같이 로터 어셈블리(210)가 비산되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 두께는 2[mm] 이상이고, 3[mm] 이하일 수 있다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 제 2 사출 성형된 몰딩부, 로터 어셈블리, 세레이션 및 프레임을 포함하는 로터를 도시하고 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 착자가 완료된 로터 어셈블리(210)는 금속 재질의 프레임(269)에 의해 지지된 상태로 제 2 사출 성형될 수 있다. 프레임(269)은 로터 어셈블리(210)의 외측면을 지지하도록 구비될 수 있다. 프레임(269)은 세레이션(262)과 로터 어셈블리(210)를 연결할 수 있다. 세레이션(262), 로터 어셈블리(210) 및 프레임(269)은 금형 내에 인서트되어 일체로 사출 성형될 수 있다. 프레임(269)에 의해 로터 어셈블리(210) 외측이 지지되어 몰딩부(260)의 강도가 약한 부분이 있더라도 로터 어셈블리(210)가 비산되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 로터(200)가 제 1 사출 성형 및 제 2 사출 성형을 포함하는 이중 사출 성형에 의해 제조되도록 하여, 복수의 마그네트(240)와 복수의 로터 코어(220)가 교번하여 배치된 로터 어셈블리(210)를 부분적으로 커버하도록 제 1 사출성형이 이루어진 후 착자가 이루어지고, 착자 후 로터 어셈블리(210) 전체를 감싸도록 제 2 사출성형이 이루어지도록 함으로써 마그네트(240)의 착자가 원하는 강도로 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.
이하, 도 21a 및 도 21b를 참조하여 제 2 몰딩부와 세레이션의 연결의 실시예들에 대해서 설명하도록 한다.
도 21a는 일 실시예에 따라 제 2 몰딩부와 세레이션이 인서트 사출로 연결되는 몰딩부의 외관을 도시하고 있다.
세레이션(262)은 로터(200)에서 발생되는 회전력을 구동축에 전달한다.
구체적으로, 세레이션(262)은 원형의 형상에 중심부에 톱니를 가진 홀이 마련되어 구동축이 연결되고, 구동축으로 회전력을 전달하는데 미끄러짐이 없도록 한다. 또한, 중심부의 홀 주위로 복수 개의 결합홀(262a)이 구비된다.
또한, 세레이션(262)은 강성이 높은 금속 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프레임(269)에는 스틸(steel) 또는 알루미늄(Al)이 이용될 수 있다. 이외에도 강성이 높은 다양한 물질이 프레임(269)의 소재의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
세레이션(262)과 제 2 몰딩부(268)는 인서트 사출로 결합된다. 구체적으로, 제 2 몰딩부(268)는 금형 내부에 세레이션(262)을 삽입한 후 사출 재료를 금형 내에 충진하여 사출 재료가 결합홀(262a) 내부로 침투하여 제 2 몰딩부(268)가 생성될 수 있다. 따라서, 결합홀(262a) 상하부의 제 2 몰딩부(268)가 세레이션(262)을 덮은 채로 제 2 몰딩부(268)와 세레이션(262)이 연결될 수 있다.
도 21b는 다른 실시예에 따른 제 2 몰딩부와 세레이션이 연결 부재에 의해 연결되는 몰딩부의 외관을 도시하고 있다.
도 21b에 도시된 바와 같이, 세레이션(262)은 중심부에 톱니를 가진 홀이 마련되고, 주위로 복수 개의 결합홀(262a)이 구비된다.
도 21b의 세레이션(262)은 도 21a의 세레이션(262)과 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
제 2 몰딩부(268)는 하면에 프레임(269)과 압입 또는 벤딩되어 연결되어 있다. 제 2 몰딩부(268)와 프레임(269)이 연결된 몰딩부(260)는 세레이션(262)과 연결되는 내측에 세레이션(262)의 결합홀(262a)에 대응되는 홀이 구비된다. 세레이션(262)의 결합홀(262a)과 몰딩부(260)에 구비된 홀이 일치하도록 세레이션(262)과 몰딩부(260)를 배치하고, 연결 부재를 통해 연결할 수 있다.
여기서 연결 부재는 접착제일 수도 있고, 도 21b와 같이 홀을 관통하는 볼트(262b)와 관통된 볼트(262b)를 채결하는 너트(262c)일 수도 있다. 이외에도 세레이션(262)과 몰딩부(260)를 연결하는 다양한 연결 부재가 연결 부재의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
이하, 도 22a 및 도 22b를 참조하여 몰딩부의 외주면에 구비되는 프레임의 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 22a는 몰딩부의 외주면에 구비되는 프레임을 포함하는 로터의 외관을 도시하고 있고, 도 22b는 몰딩부의 외주면에 구비되는 프레임을 포함하는 로터의 단면과 그 확대된 단면을 도시하고 있다.
로터(200)는 구동축에 회전력을 전달하는 세레이션(262), 로터 어셈블리(210)의 자속의 누설 및 비산을 방지하는 몰딩부(260) 및 로터 어셈블리(210)와 몰딩부(260)의 비산을 방지하는 프레임(269)을 포함할 수 있다.
세레이션(262) 및 로터(200)는 도 2 내지 도 5의 제 1 실시예에 따른 세레이션(262) 및 로터(200)와 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
프레임(269)은 상면 및 하면이 개방된 원기둥의 형상을 가지고, 강성이 높은 금속 소재를 포함할 수 있다.
프레임(269)의 소재는 로터 어셈블리(210) 및 몰딩부(260)를 지지하여 비산을 방지하기 위해서 강성이 높은 금속이 이용될 수 있다. 예를 들어, 프레임(269)에는 스틸(steel) 또는 알루미늄(Al)이 이용될 수 있다. 이외에도 강성이 높은 다양한 물질이 프레임(269)의 소재의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
또한, 프레임(269)은 몰딩부(260) 외주면에 인접하는 면에 원통 형상의 격벽이 구비될 수 있다. 예를 들어, 프레임(269)은 도 22a 및 도 22b에 도시된 바와 같이, 양면이 개방된 원기둥의 형상을 가질 수 있다.
또한, 프레임(269)과 몰딩부(260)의 연결은 압입을 통해 연결될 수도 있고, 연결 부재를 통한 본딩을 통해 채결될 수도 있다. 여기서 연결 부재는 볼트(262b)와 너트(262c)일 수도 있고, 접착제일 수도 있다. 이외에도 프레임(269)과 몰딩부(260)를 연결하기 위한 다양한 방법이 이용될 수 있을 것이다.
이하, 도 23 및 도 24를 참조하여 모터의 제 3 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 23은 로터의 개념을 도시하고 있고, 도 24는 로터의 단면을 도시하고 있다.
로터(200c)는 환형의 로터 어셈블리(210) 및 로터 어셈블리(210)를 지지하는 몰딩부(260c)를 포함할 수 있다.
로터 어셈블리(210)는 마그네트(240)에 의한 자계를 형성하고, 코일(120)에 공급되는 전원에 의해 형성되는 자계와 인력 및 척력이 작용하도록 한다. 또한, 로터 어셈블리(210)는 환형의 형상을 갖는다.
로터 어셈블리(210)는 방사형상으로 배치되는 로터 코어(220) 및 로터 코어(220) 사이에 배치되는 마그네트(240)를 포함할 수 있다.
제 3 실시예의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)는 제 1 실시예의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)와 로터 코어(220)의 방향을 제외하고는 동일할 수 있다.
구체적으로, 제 1 실시예의 로터(200c)는 아우터 타입의 로터이지만, 제 3 실시예의 로터(200c)는 이너 타입의 로터이다. 따라서, 제 3 실시예의 로터(200c)의 체결돌기(223)는 외주면을 향해 배치되고, 충진홈(222) 및 간섭돌기(225)는 내주면을 향해 배치될 수 있다.
몰딩부(260c)는 로터 어셈블리(210)를 지지하고, 로터 어셈블리(210)가 발생시키는 회전력을 구동축에 전달한다.
구체적으로, 몰딩부(260c)는 로터 어셈블리(210) 외부에 로터 어셈블리(210)를 둘러싸도록 형성되어, 내부의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)를 포함하는 로터 어셈블리(210)의 비산을 방지한다.
또한, 몰딩부(260c)는 환형의 로터 어셈블리(210)를 따라 원통 형상의 격벽 및 원통 형상의 격벽의 하면과 결합되는 원형의 격벽이 구비될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(260c)는 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 일면이 개방된 원기둥의 형상을 가질 수 있다.
또한, 원통 형상의 격벽 중 스테이터(100)에 근접한 면은 스테이터 코어(130)에서 형성되는 자계와 상호 작용이 용이하도록 로터 코어(220)의 일부가 노출될 수 있다. 즉, 아우터 타입의 로터(200c)는 몰딩부(260c)의 내주면의 로터 코어(220)의 일부가 외부에 노출될 수 있고, 이너 타입의 로터(200c)는 몰딩부(260c)의 외주면의 로터 코어(220)의 일부가 외부에 노출될 수 있다.
또한, 원통 형상의 격벽 중 스테이터(100)에 근접하지 않은 면은 마그네트(240)에 의해 형성되는 자속이 스테이터(100)와 대향하는 방향으로 누설되지 않도록 로터 코어(220) 및 마그네트(240)가 외부에 노출되지 않을 수 있다. 즉, 아우터 타입의 로터(200c)는 몰딩부(260c)의 외주면의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)가 외부에 노출되지 않을 수 있고, 이너 타입의 로터(200c)는 몰딩부(260c)의 내주면의 로터 코어(220) 및 마그네트(240)가 외부에 노출되지 않을 수 있다.
또한, 내주면에서 착자가 수행되는 경우 착자기(M)의 착자 코일(120) 등에 의한 착자 공간 부재로 착자 성능이 저감될 수 있다. 따라서, 몰딩부(260c)는 이러한 내주면에서 착자가 수행되는 경우 착자 성능을 향상시키기 위해서 도 24에 도시된 바와 같이 몰딩부(260c)의 내주측 높이가 외주측 높이보다 높을 수 있다. 즉, 내주측 높이는 로터 어셈블리(210)의 높이보다 높아 내주면에서 착자시 착자기(M)가 위치할 공간을 제공할 수 있다.
또한, 몰딩부(260c)는 마그네트(240)의 착자 전 로터 어셈블리(210)를 지지하는 제 1 몰딩부(266c), 착자 후 로터 어셈블리(210)를 지지하여 비산을 방지하는 제 2 몰딩부(268c) 및 로터(200c)가 발생시킨 회전력을 구동축에 전달하는 세레이션(serration, 262c)을 포함할 수 있다.
또한, 몰딩부(260c)의 소재는 비자성체가 이용될 수 있다. 구체적으로, 몰딩부(260c)는 로터(200c)와 인접한 측면과 대향되는 측면에 자속이 누설되지 않도록 레진(Resin)이 이용될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(260c)에는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리브티렌 테레프타레이트 수지(PolyButyrene Terephthalate resin, PBT) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET) 가 이용될 수 있다. 또한, 제 1 몰딩부(266c)의 소재와 제 2 몰딩부(268c)의 소재는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 이외에도 자속의 누설을 막기 위한 다양한 소재가 몰딩부(260c)의 소재의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
이상에서는 일 실시예에 의한 로터의 구성에 대하여 설명하였다.
이하에서는 도 25를 참조하여 로터의 제조 방법의 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 25는 로터의 제조 방법에 대한 플로우 차트이다.
로터가 제조되기 위해 로터 코어와 착자 전의 마그네트가 교번하여 배치될 수 있다(S1).
구체적으로, 로터 어셈블리는 로터 코어 및 착자 전의 마그네트가 번갈아 배치된다. 또한, 형상은 하나의 로터 어셈블리를 제 1 사출 성형하는 경우에는 환형의 형상을 갖고, 복수 개의 로터 어셈블리를 제 1 사출 성형하는 경우에는 곡선의 형상을 갖는다.
또한, 로터 코어는 충진홀을 갖는 것으로 배치될 수도 있고, 간섭돌기를 갖는 것으로 배치될 수도 있으며, 충진홀 및 간섭돌기를 갖는 것으로 배치될 수도 있다.
착자되지 않은 마그네트와 로터 코어가 교번하여 배치된 로터 어셈블리에는 부분적으로 제 1 몰딩부가 구비되도록 제 1 사출 성형이 이루어질 수 있다(S2).
구체적으로, 구비된 마그네트의 용량에 따라 일 측에서만 착자를 수행하는 경우 제 1 몰딩부가 일 측만 개방되도록 로터 어셈블리를 인서트하여 제 1 사출 성형을 수행하여 제 1 몰딩부를 마련한다. 반대로 구비된 마그네트의 용량이 커 양 측에서 착자를 수행하는 경우 제 1 몰딩부가 양 측 모두 개방되도록 로터 어셈블리를 인서트하여 제 1 사출 성형을 수행하여 제 1 몰딩부를 마련한다. 또한, 로터 어셈블리가 제 1 몰딩부에 의해 외부가 모두 덮인 상태로 착자를 수행하는 경우에는 로터 어셈블리를 인서트하여 로터 어셈블리 외부 전면이 개방되지 않도록 제 1 사출 성형을 수행하여 제 1 몰딩부를 마련한다.
또한, 로터 코어에 충진홀이 구비된 경우 로터 어셈블리를 인서트하여 제 1 사출 성형을 수행할 때, 로터 코어의 상면 및 하면의 사출 재료가 로터 코어의 충진홀에 유입되어 상면 및 하면의 제 1 몰딩부가 연결되어 기계적인 강성이 증가할 수 있다.
제 1 몰딩부와 일체로 구비된 로터 어셈블리는 착자기 내에 위치되어 마그네트의 착자가 수행될 수 있다(S3).
구체적으로, 구비된 마그네트의 용량에 따라 마그네트의 용량이 작은 경우에는 로터의 일 측에서만 착자를 수행하고, 마그네트의 용량이 큰 경우에는 로터의 양 측에서 착자를 수행한다.
이 경우 하나의 로터 코어 중 외부에 노출된 부분으로 착자 자속이 유입될 수 있고, 다른 로터 코어 중 외부에 노출된 부분으로 착자 자속이 유출될 수 있다. 또한, 하나의 로터 코어와 다른 로터 코어 사이에 위치한 마그네트는 착자 자속의 방향에 따라 극성을 가지고 자화될 수 있다.
착자기에 의해 마그네트의 착자가 수행된 후, 제 2 사출 성형이 이루어질 수 있다(S4).
구체적으로, 제 2 몰딩부는 세레이션과 인서트 사출되어 일체로 구비될 수도 있고, 세레이션의 결합홀에 대응되는 홀이 구비되어 연결 부재로 연결될 수 있다. 또한, 일측이 개방된 원기둥의 형상을 갖도록 구비될 수 있다.
또한, 제 1 몰딩부 및 로터 어셈블리를 감싸도록 원통형의 형상을 갖도록 구비될 수 있다. 또한, 제 2 몰딩부가 프레임과 압입 또는 밴딩을 통해 연결되도록 제 2 사출 성형될 수 있다.
또한, 제 2 몰딩부는 복수 개의 제 2 몰딩부가 하나의 로터를 구성하도록 분할되어 제조될 수도 있고, 하나의 제 2 몰딩부가 하나의 로터를 구성하도록 일체형으로 제조될 수도 있다.
상기의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 상기에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
40 : 모터
100 : 스테이터
150 : 센서 어셈블리
200 : 로터
220 : 로터 코어
240 : 마그네트
260 : 몰딩부
262 : 세레이션
266 : 제 1 몰딩부
268 : 제 2 몰딩부
269 : 프레임
M : 착자기

Claims (31)

  1. 마그네트와 로터 코어를 포함하는 로터 어셈블리; 및
    상기 마그네트의 착자 전의 상기 로터 어셈블리를 지지하도록 제 1 사출 성형되어 구비되는 제 1 몰딩부와, 상기 마그네트의 착자 후의 상기 로터 어셈블리를 지지하도록 제 2 사출 성형되어 구비되는 제 2 몰딩부를 포함하는 몰딩부;
    를 포함하는 로터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 몰딩부는 상기 로터 어셈블리의 일부분에 구비되는 로터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로터 코어의 내측 단부 및 외측 단부 중 적어도 하나는 상기 제 1 몰딩부의 외부로 노출되는 로터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 몰딩부는 상기 로터 어셈블리의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나에 구비되는 로터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 몰딩부는 환형으로 배치된 상기 로터 어셈블리 전체를 연결하도록 구비되는 로터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 몰딩부는 복수 개로 분리된 상기 로터 어셈블리 각각에 구비되는 로터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 몰딩부의 일 측면에는 위치결정홈이 형성되는 로터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 로터 코어에는 상기 제 1 몰딩부가 구비되도록 충진홀이 형성되는 로터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 로터 코어의 외측 단부 및 내측 단부 중 적어도 하나에는 충진홈이 형성되는 로터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 로터 코어의 외측 단부 및 내측 단부 중 적어도 하나에는 간섭돌기가 형성되는 로터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 로터 코어의 상기 마그네트에 인접한 면에는 안착돌기가 형성되는 로터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안착돌기는 상기 로터 코어의 외측 단부 및 내측 단부 중 적어도 하나와의 거리가 0.5mm이상이고, 5mm이하인 위치에 구비되는 로터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트와 상기 로터 코어는 교번하여 배치되는 로터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트의 착자는 상기 로터 코어의 내측 단부 및 외측 단부 중 하나를 통해 이루어지는 로터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 마그네트의 착자가 이루어지는 단부의 폭(Wc)에 대한 상기 마그네트의 길이(Hm)의 비(Hm/Wc)는 0.5이상이고, 5.5이하인 로터.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트의 착자는 상기 로터 코어의 내측 단부 및 외측 단부를 통해 이루어지는 로터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 내측 단부와 상기 외측 단부 중 폭이 큰 단부의 폭(WcL)에 대한 상기 마그네트의 길이(Hm)의 비(Hm/WcL)는 0.5이상이고, 5.5이하인 로터.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩부는 구동축이 연결되는 세레이션을 더 포함하고,
    상기 제 2 몰딩부는 상기 세레이션이 인서트되어 제 2 사출 성형되어 구비되는 로터.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩부는 구동축이 연결되는 세레이션을 더 포함하고,
    상기 제 2 몰딩부는 연결 부재에 의해 상기 세레이션과 연결되는 로터.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩부와 연결되는 금속 재질의 프레임;
    을 더 포함하는 로터.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제 2 몰딩부는 상기 로터 어셈블리가 상기 프레임에 지지된 상태로 제 2 사출 성형되어 구비되는 로터.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 프레임은 원통의 형상을 갖고,
    상기 몰딩부의 외주면과 상기 프레임의 내주면이 연결되는 로터.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 프레임은 일 면이 개방된 원기둥의 형상을 갖고,
    개방되지 않은 타면은 상이한 지름의 복수 개의 원을 갖도록 구비되는 로터.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 몰딩부는 상기 로터 어셈블리의 외주측을 지지하도록 구비되는 로터.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제 2 몰딩부는 상기 로터 어셈블리의 외주측으로 미리 설정된 길이만큼 연장되도록 형성되어 상기 로터 어셈블리의 비산을 방지하는 로터.
  26. 마크네트와 로터 코어가 교번되도록 배치시켜 로터 어셈블리를 마련하는 단계;
    제 1 사출 성형으로 상기 로터 어셈블리를 지지하는 제 1 몰딩부를 마련하는 단계;
    착자기가 착자 자속을 공급하여 상기 마그네트를 착자시키는 단계; 및
    제 2 사출 성형으로 상기 로터 어셈블리 및 상기 제 1 몰딩부를 지지하는 제 2 몰딩부를 마련하는 단계;
    를 포함하는 로터의 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제 1 몰딩부의 마련은 상기 로터 어셈블리의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나를 커버하도록 마련되는 로터의 제조 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 마그네트의 착자는 내측 착자기 및 외측 착자기 중 적어도 하나를 이용하여 상기 마그네트를 착자시키는 로터의 제조 방법.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 제 2 몰딩부의 마련은 구동축이 연결되는 세레이션이 인서트되어 제 2 사출 성형되는 로터의 제조 방법.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 제 2 몰딩부와 세레이션을 연결 부재를 이용해 연결하는 단계;
    를 더 포함하는 로터의 제조 방법.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 제 2 몰딩부의 마련은 상기 로터 어셈블리가 금속 재질의 프레임에 지지된 상태로 제 2 사출 성형되는 로터의 제조 방법.
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