KR102453826B1 - Light weight partition motor and production method - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른, 경량 모터의 제조방법은 플라스틱 재질의 회전자 성형체 및 고정자 성형체를 마련하는 준비단계; 상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 Ni 도금층을 형성시키는 제1 코팅단계; 상기 회전자 성형체에 자석을 삽입하는 자석 삽입단계; 및 상기 자석이 삽입된 상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 연자성 분말을 저온 분사 코팅법으로 연자성 코팅층을 형성시키는 제2 코팅단계;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a lightweight motor includes a preparation step of preparing a molded rotor and a molded stator made of plastic; a first coating step of forming a Ni plating layer on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body; a magnet insertion step of inserting a magnet into the rotor molded body; and a second coating step of forming a soft magnetic coating layer on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body into which the magnets are inserted by a low-temperature spray coating method with soft magnetic powder.

Description

경량 모터 및 그 제조방법{LIGHT WEIGHT PARTITION MOTOR AND PRODUCTION METHOD}Lightweight motor and its manufacturing method

본 발명은 경량 모터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성형이 용이한 플라스틱을 이용하여 자속에 유리한 형상으로 코어 성형체를 제조한 후 연자성 합금분말을 코팅시켜 코어를 경량화 시키면서 자기특성을 향상시킨 경량 모터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lightweight motor and a method for manufacturing the same, and more particularly, by using a plastic that is easy to mold, a core molded body is manufactured in a shape favorable to magnetic flux, and then coated with soft magnetic alloy powder to lighten the core and improve magnetic properties. It relates to an improved lightweight motor and a method for manufacturing the same.

일반적으로, 전기자동차, 하이브리드 전기 자동차, 연료전지 자동차 등 친환경 자동차에는 차량을 움직이는 동력원으로 전기 에너지를 회전력으로 변환시키는 모터가 장착된다.2. Description of the Related Art In general, an eco-friendly vehicle such as an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, and a fuel cell vehicle is equipped with a motor that converts electric energy into rotational force as a power source for moving the vehicle.

상기와 같은, 모터는 모터 하우징과 모터 하우징 내부에 배치되는 코어로 이루어지며, 보다 구체적으로 코어는 모터 하우징 내에 결합되는 모터 고정자 및 모터 고정자 안쪽에 배치되는 모터 회전자로 이루어진다.As described above, the motor includes a motor housing and a core disposed inside the motor housing, and more specifically, the core includes a motor stator coupled to the motor housing and a motor rotor disposed inside the motor stator.

도 1은 종래 일반적인 모터를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 전기강판으로 제조된 종래 일반적인 고정자를 보여주는 사시도이다.FIG. 1 is a view for explaining a conventional conventional motor, and FIG. 2 is a perspective view showing a conventional conventional stator made of an electrical steel sheet.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래, 모터에서 가장 많은 부피 및 무게를 차지하고 있는 코어는 복수의 전기강판을 적층하여 제조되고 있는데, 이러한 전기강판은 높은 자속밀도와 높은 투자율 및 높은 강도 등 장점을 가지고 있어 모터용 코어로 널리 적용되고 있다.1 and 2, the core, which occupies the most volume and weight in the conventional motor, is manufactured by stacking a plurality of electrical steel sheets, and these electrical steel sheets have high magnetic flux density, high magnetic permeability, high strength, etc. It has advantages and is widely applied as a core for motors.

그러나 전기강판은 2D 자기회로만 형성이 되고, 형상 자유도가 떨어지는 단점을 지니고 있다. 그래서 모터설계 시 전기강판의 제한된 구조를 반영할 수밖에 없다. However, electrical steel sheet has the disadvantage that only 2D magnetic circuit is formed and the degree of freedom of shape is lowered. Therefore, it is inevitable to reflect the limited structure of the electrical steel sheet when designing the motor.

예를 들어, 전기강판으로 제조된 복수의 고정자(20)의 내측에는 회전자(10)가 위치하고 외부에 권선(30)이 감기는데 높은 권선 엔딩(Ending)부가 존재할 수밖에 없으며, 이러한 것에 의해 모터의 축 방향 길이가 증가될 수 밖에 없어 제조되는 모터의 부피 및 중량이 증가되는 문제점을 가지고 있었다.For example, the rotor 10 is located inside the plurality of stators 20 made of electrical steel and the winding 30 is wound on the outside, but a high winding ending part is inevitably present, and by this, the motor There was a problem in that the volume and weight of the manufactured motor were increased because the length in the axial direction had to be increased.

또한, 기존 전기강판을 적층하여 제조되는 모터용 코어는 낮은 형상 자유도로 인하여 모서리 부위가 날카롭게 제조될 수 밖에 없어 권선(30)의 피복이 벗겨지는 등 제조된 모터의 결함을 유발할 수 있는 문제점이 있었다.In addition, the core for a motor manufactured by laminating existing electrical steel sheets has a problem that may cause defects in the manufactured motor, such as the coating of the winding 30 peeling off due to the low degree of freedom in shape, so that the edge portion is inevitably manufactured. .

이에, 인슐레이터 등 절연 부품을 추가하여 권선(30)의 피복이 제거되는 것을 방지하는 기술이 개발되었으나, 절연 부품 추가에 따른 제조원가 및 제조시간을 증가되고, 제조된 모터의 무게 및 부피를 증가시키는 문제점을 가지고 있었다.Accordingly, a technology has been developed to prevent the coating of the winding 30 from being removed by adding an insulating component such as an insulator, but the manufacturing cost and manufacturing time are increased due to the addition of the insulating component, and the weight and volume of the manufactured motor are increased. had

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art above are only for improving the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as an acknowledgment that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.

KR 10-2008-0089477 A (2008. 10. 06.)KR 10-2008-0089477 A (2008. 10. 06.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 형상 자유도가 우수한 플라스틱을 이용하여 코어에 적용함으로써, 제조되는 모터의 소형화 및 경량화 시킬 수 있으며, 권선 피복제거를 방지할 수 있는 경량 모터 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and by applying to the core using a plastic having excellent degree of freedom in shape, it is possible to reduce the size and weight of the manufactured motor, and a lightweight motor capable of preventing winding coating removal and An object of the present invention is to provide a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 실시예에 따른, 경량 모터의 제조방법은 회전자 성형체 및 고정자 성형체를 마련하되, 상기 회전자 성형체와 고정자 성형체 중 적어도 하나는 플라스틱 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 준비단계; 상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 Ni 도금층을 형성시키는 제1 코팅단계; 상기 회전자 성형체에 자석을 삽입하는 자석 삽입단계; 및 상기 자석이 삽입된 상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 연자성 분말을 저온 분사 코팅법으로 연자성 코팅층을 형성시키는 제2 코팅단계;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a lightweight motor includes a preparation step of providing a molded rotor and a molded stator, wherein at least one of the molded rotor and molded stator is made of a plastic material; a first coating step of forming a Ni plating layer on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body; a magnet insertion step of inserting a magnet into the rotor molded body; and a second coating step of forming a soft magnetic coating layer on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body into which the magnets are inserted by a low-temperature spray coating method with soft magnetic powder.

상기 제2 코팅단계는, 45㎛ 이하의 구형 상기 연자성 분말을 마련하는 연자성 분말 준비과정; 상기 연자성 분말을 예열시키는 연자성 분말 예열과정; 및 상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 예열된 상기 연자성 분말과 400 ~ 500℃의 가스와 함께 분사하여 상기 연자성 코팅층을 형성시키는 저온 분사 코팅과정;을 포함할 수 있다.The second coating step, a soft magnetic powder preparation process of preparing the soft magnetic powder in a spherical shape of 45 μm or less; Soft magnetic powder preheating process of preheating the soft magnetic powder; and a low-temperature spray coating process of forming the soft magnetic coating layer by spraying the soft magnetic powder and a gas of 400 to 500° C. together with the preheated soft magnetic powder on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body.

상기 연자성 분말 예열과정은, 300℃ 이하의 온도로 예열시키는 것을 특징으로 할 수 있다.The soft magnetic powder preheating process may be characterized in that it is preheated to a temperature of 300° C. or less.

상기 저온 분사 코팅과정은, 400 ~ 1000m/s의 속도로 상기 연자성 분말과 가스를 분사하여 각각의 상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 전체 부피에 대하여 10 ~ 50%의 부피를 갖는 상기 연자성 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다.In the low-temperature spray coating process, the soft magnetic powder and gas are sprayed at a speed of 400 to 1000 m/s, and the soft magnetic coating layer has a volume of 10 to 50% of the total volume of each of the rotor molded body and the stator molded body. It is preferable to form

상기 제1 코팅단계는, 수산화 붕소나트륨을 환원제로 25 ~ 30㎛ 두께를 갖는 상기 Ni 도금층을 무전해 도금하는 것을 특징으로 할 수 있다.The first coating step may be characterized in that the electroless plating of the Ni plating layer having a thickness of 25 ~ 30㎛ using sodium boron hydroxide as a reducing agent.

바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른, 경량 모터의 제조방법은 상기 제2 코팅단계 이후에, 상기 연자성 코팅층이 형성된 상기 고정자 성형체의 티스부에 권선을 권취하는 권취단계; 및 상기 권선이 감긴 상기 고정자 성형체의 표면에 유동 침적법을 이용하여 수지 코팅층을 형성하는 제3 코팅단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, according to an embodiment of the present invention, the manufacturing method of the light motor includes, after the second coating step, a winding step of winding a winding on the tooth portion of the stator molded body on which the soft magnetic coating layer is formed; and a third coating step of forming a resin coating layer on the surface of the stator molded body on which the windings are wound by using a flow deposition method.

본 발명의 일 실시예에 따른, 경량 모터는 중심에 회전축이 삽입되는 회전축 삽입공이 형성된 원기둥 형상의 회전자; 모터의 외측에 위치되는 외측부와 내측에 위치되는 내측부 및 권취부로 구성되고, 각각의 티스부는 모서리가 라운딩 지게 형성된 것을 특징으로 하는, 복수의 고정자; 및 각각의 상기 티스부에 권취된 권선;을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a lightweight motor includes a cylindrical rotor having a rotation shaft insertion hole into which a rotation shaft is inserted in the center; A plurality of stators, comprising an outer portion positioned on the outer side of the motor, an inner portion positioned on the inner side, and a winding portion, each of which has a rounded edge; and a winding wound around each of the teeth.

상기 회전자는, 중심에 상기 회전축 삽입공이 형성되고, 원주 방향을 따라 방사상으로 복수의 자석 삽입홈이 형성된 원기둥 형상으로 성형된 플라스틱 재질의 회전자 성형체; 상기 회전자 성형체의 표면에 코팅된 Ni 도금층; 상기 Ni 도금층 표면에 코팅된 연자성 코팅층; 및 상기 각각의 자석 삽입홈에 삽입되는 복수의 자석;을 포함할 수 있다.The rotor, the rotary shaft insertion hole is formed in the center, the rotor molded body made of a plastic material molded in a cylindrical shape in which a plurality of magnet insertion grooves are formed radially along the circumferential direction; a Ni plating layer coated on the surface of the rotor molded body; a soft magnetic coating layer coated on the surface of the Ni plating layer; and a plurality of magnets inserted into each of the magnet insertion grooves.

이때, 상기 티스부의 높이는 상기 외측부 및 내측부의 높이보다 낮은 것을 특징으로 할 수 있다.In this case, the height of the tooth portion may be lower than the height of the outer portion and the inner portion.

상기 고정자는, 상기 외측부와 내측부 및 티스부가 형성된 플라스틱 재질의 고정자 성형체; 상기 고정자 성형체의 표면에 코팅된 Ni 도금층; 및 상기 Ni 도금층 표면에 코팅된 연자성 코팅층;을 포함할 수 있다.The stator may include: a stator molded body formed of a plastic material in which the outer and inner portions and teeth are formed; a Ni plating layer coated on the surface of the stator molded body; and a soft magnetic coating layer coated on the surface of the Ni plating layer.

상기 Ni 도금층은 25 ~ 30㎛ 두께로 형성되고, 상기 연자성 코팅층은 각각의 상기 회전자 성형체 또는 상기 고정자 성형체 전체 부피에 대하여 10 ~ 50%의 부피로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.The Ni plating layer may be formed to a thickness of 25 to 30 μm, and the soft magnetic coating layer may be formed in a volume of 10 to 50% of the total volume of each of the rotor molded body or the stator molded body.

상기 연자성 코팅층은, 저온 분사 코팅법으로 코팅된 것이 바람직하다.The soft magnetic coating layer is preferably coated by a low-temperature spray coating method.

보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 경량 모터는 유동 침적법으로 상기 고정자 및 권선의 외주면을 감싸는 수지 코팅층;을 더 포함할 수 있다.More preferably, the lightweight motor according to an embodiment of the present invention may further include a resin coating layer surrounding the outer circumferential surfaces of the stator and the winding by flow deposition.

본 발명의 실시예에 따르면, 형상 자유도가 우수한 플라스틱을 이용하여 코어 성형체를 마련한 후 그 표면에 연자성 분말을 코팅하여 경량 모터를 제조함으로써, 모터의 소형화 및 경량화가 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, by manufacturing a lightweight motor by coating a soft magnetic powder on the surface after preparing a core molded body using plastic having excellent shape freedom, there is an effect that can reduce the size and weight of the motor. .

또한, 높은 형상 자유도를 이용하여, 자속에 유리한 형상으로 경량 모터를 제조함으로써, 이를 이용한 경량 모터의 자기특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by manufacturing the lightweight motor in a shape favorable to magnetic flux by using the high degree of freedom of shape, there is an effect of improving the magnetic properties of the lightweight motor using the same.

또한, 권선시 피복이 벗겨지는 것을 방지할 수 있어 제조되는 경량 모터의 결함을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, since it is possible to prevent the coating from peeling off during winding, it is possible to minimize defects in the manufactured lightweight motor.

도 1은 종래 일반적인 모터를 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 전기강판으로 제조된 종래 일반적인 고정자를 보여주는 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경량 모터의 제조방법을 나타낸 순서도이고,
도 4는 연자성 분말 예열 온도에 따른 코팅효율을 보여주는 그래프이며,
도 5는 300℃로 예열된 연자성 분말을 저온 분사시 온도에 따른 공극율을 도시한 그래프이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자를 설명하기 위한 부분절개 사시도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자의 단면도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자를 보여주는 사시도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자와 권선을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a view for explaining a conventional general motor,
2 is a perspective view showing a conventional general stator made of electrical steel sheet,
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a lightweight motor according to an embodiment of the present invention;
4 is a graph showing the coating efficiency according to the soft magnetic powder preheating temperature,
5 is a graph showing the porosity according to the temperature when the soft magnetic powder preheated to 300 ° C. is sprayed at a low temperature;
6 is a partially cut-away perspective view for explaining a rotor according to an embodiment of the present invention;
7 is a cross-sectional view of a rotor according to an embodiment of the present invention;
8 is a perspective view showing a stator according to an embodiment of the present invention;
9 is a cross-sectional view for explaining a stator and a winding according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements, and may be described by citing the contents described in other drawings under these rules, and the contents determined to be obvious to those skilled in the art or repeated may be omitted.

본 발명은 형상 자유도가 우수한 플라스틱을 이용하여 자속에 유리한 형상으로 일체로 성형한 다음, 표면에 자속이 필요한 만큼 연자성 분말을 코팅시켜 경량 모터를 제조함으로써, 제조되는 모터를 보다 경량화 및 소형화 시킬 수 있을 뿐만 아니라 자기 특성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.The present invention can make the manufactured motor lighter and smaller by manufacturing a lightweight motor by integrally molding it into a shape favorable for magnetic flux using plastic having excellent shape freedom, and then coating the surface with soft magnetic powder as much as necessary for magnetic flux. Not only that, but it is characterized by improving magnetic properties.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경량 모터의 제조방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a lightweight motor according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 경량 모터의 제조방법은 회전자 성형체 및 고정자 성형체를 성형하는 준비단계와 회전자 성형체와 고정자 성형체의 표면에 Ni 도금층을 형성하는 제1 코팅단계와 회전자 성형체에 자석을 삽입하는 자석 삽입단계 및 연자성 코팅층을 형성하는 제2 코팅단계를 포함한다.As shown in FIG. 3 , the method for manufacturing a lightweight motor according to an embodiment of the present invention includes a preparation step of forming a rotor molded body and a stator molded body, and a first forming a Ni plating layer on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body. It includes a coating step, a magnet insertion step of inserting a magnet into the rotor molded body, and a second coating step of forming a soft magnetic coating layer.

준비단계는 형상 자유도가 우수한 플라스틱을 이용하여 회전자 성형체 및 복수의 고정자 성형체를 성형하는 단계로, 회전자 성형체 및 각각의 고정자 성형체를 자속에 유리한 형상으로 일체로 성형시킬 수 있다.The preparation step is a step of molding the rotor molded body and the plurality of stator molded bodies using plastic having excellent degree of freedom in shape.

이때, 플라스틱은 높은 형상 자유도를 지니고 있기 때문에, 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 모서리는 라운딩 구조로 형성되는 것이 바람직한데, 그 이유는 이후 권선시 권선의 피복이 벗겨지는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 턴 수로 감더라도 권선 사용량을 줄일 수 있는 효과가 있다.At this time, since plastic has a high degree of freedom in shape, it is preferable that the corners of the rotor molded body and the stator molded body are formed in a rounded structure, because not only can the coating of the windings be prevented from peeling off during subsequent winding, but also, Even if it is wound with the same number of turns, it has the effect of reducing the amount of winding used.

제1 코팅단계는 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 Ni 도금층을 형성시키는 과정으로, 본 발명에서는 강자성을 띄는 수산화 붕소나트륨을 환원재로 하여 무전해 도금(electroless plating)법을 이용하여 Ni 도금층을 형성시키는 것이 바람직하다.The first coating step is a process of forming a Ni plating layer on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body. It is preferable to form

이에, Ni 도금층이 제1 코팅단계 이후에 회전자에 삽입되는 자석 또는 고정자 간의 통전을 가능하게 할 수 있기 때문이다.This is because the Ni plating layer can enable conduction between the magnet or the stator inserted into the rotor after the first coating step.

이때, Ni 도금층은 25 ~ 30㎛ 두께로 형성되는 것이 바람직한데, 그 이유는, 25㎛ 미만인 경우 통전이 원활하지 않으며, 30㎛를 초과하는 경우 Ni 도금층이 과도하게 두꺼워 짐에 따라 제조원가를 상승시키고 제조되는 모터의 무게를 증가시킬 수 있기 때문에 상기 범위로 제한한다.At this time, it is preferable that the Ni plating layer be formed to a thickness of 25 to 30 μm, because if it is less than 25 μm, conduction is not smooth, and if it exceeds 30 μm, the manufacturing cost increases as the Ni plating layer becomes excessively thick and Since it may increase the weight of the motor to be manufactured, it is limited to the above range.

본 발명에서는 Ni 도금층을 형성시키고 있으나, 이에 한정하지 않고, 회전자의 자석 및 고정자 간의 통전을 가능하게 할 수 있는 다양한 금속 도금층을 적용할 수 있다.In the present invention, although the Ni plating layer is formed, the present invention is not limited thereto, and various metal plating layers capable of enabling conduction between the magnet of the rotor and the stator may be applied.

상기와 같이, 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 Ni 도금층이 형성되면, 자석 삽입단계에서 회전자 성형체에 회전자 성형체의 원주를 따라 방사상으로 위치되도록 복수의 자석을 삽입하되, N극과 S극이 서로 인접하도록 교대로 복수의 자석을 삽입시킨다.As described above, when the Ni plating layer is formed on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body, a plurality of magnets are inserted into the rotor molded body to be positioned radially along the circumference of the rotor molded body in the magnet insertion step, but the N pole and the S pole A plurality of magnets are alternately inserted so as to be adjacent to each other.

자석 삽입이 완료되면, 제2 코팅단계에서 저온 분사 코팅법으로 자석이 삽입된 상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 연자성 분말을 분사하여 연자성 코팅층을 형성시킨다.When the magnet insertion is completed, in the second coating step, a soft magnetic coating layer is formed by spraying the soft magnetic powder on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body into which the magnet is inserted by a low-temperature spray coating method.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 코팅단계는 연자성 분말 준비과정과 연자성 분말 예열과정 및 저온 분사 과정으로 이루어진다.More specifically, the second coating step according to an embodiment of the present invention consists of a soft magnetic powder preparation process, a soft magnetic powder preheating process, and a low temperature spraying process.

연자성 분말 준비과정은 분무법(atomazing)으로 다양한 입경을 가지거나, 볼 밀(ball mill) 등 분쇄기의 분쇄속도 및 분쇄시간에 따라 다양한 입도를 갖는 연자성 분말을 제조할 수 있다.In the soft magnetic powder preparation process, it is possible to prepare soft magnetic powder having various particle sizes by atomizing or having various particle sizes according to the grinding speed and grinding time of a grinder such as a ball mill.

이때, 입도가 45㎛를 초과하는 경우 회전자 성형체 및 고정자 성형체 표면에 부착력이 저하되기 때문에 본 발명에서는 45㎛ 이하의 입도를 갖는 연자성 분말을 사용하는 것이 바람직하다.At this time, when the particle size exceeds 45 μm, since the adhesion to the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body is reduced, in the present invention, it is preferable to use a soft magnetic powder having a particle size of 45 μm or less.

상기와 같이, 연자성 분말 예열과정에서 45㎛ 이하의 입도를 갖는 연자성 분말이 마련되면, 연자성 분말을 300℃ 이하의 온도로 예열시킨다.As described above, when the soft magnetic powder having a particle size of 45 μm or less is prepared in the soft magnetic powder preheating process, the soft magnetic powder is preheated to a temperature of 300° C. or less.

도 4는 연자성 분말 예열 온도에 따른 코팅 효율을 보여주는 그래프이다.4 is a graph showing the coating efficiency according to the preheating temperature of the soft magnetic powder.

도 4에 도시된 바와 같이, 연자성 분말의 예열 온도가 높을수록 저온 분사 코팅시 효율이 증가되는 장점이 있으나, 300℃를 초과하는 경우 제조비용을 과도하게 증가시킬 뿐만 아니라 플라스틱 재질의 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 변형을 유발할 수 있어 상기 범위로 제한하는 것이 바람직하다.As shown in Fig. 4, the higher the preheating temperature of the soft magnetic powder, the higher the efficiency during low-temperature spray coating. And it may cause deformation of the stator molded body, so it is preferable to limit it to the above range.

300℃ 이하의 온도로 예열된 연자성 분말이 마련되면, 표면에 Ni 도금층이 형성되어 자석이 삽입된 회전자 성형체 및 Ni 도금층이 형성된 고정자 성형체의 표면에 400 ~ 500℃의 가스와 함께 400 ~ 1000m/s의 속도로 분사하여 연자성 코팅층을 형성시킨다.When the soft magnetic powder preheated to a temperature of 300° C. or less is prepared, a Ni plating layer is formed on the surface of the rotor molded body into which the magnet is inserted, and the surface of the stator molded body on which the Ni plating layer is formed 400 to 1000 m with a gas of 400 to 500° C. It is sprayed at a speed of /s to form a soft magnetic coating layer.

도 5는 300℃로 예열된 연자성 분말을 저온 분사시 온도에 따른 공극율을 도시한 그래프이다.5 is a graph showing porosity according to temperature when soft magnetic powder preheated to 300° C. is sprayed at a low temperature.

도 5에 도시된 바와 같이, 연자성 분말과 함께 분사되는 가스의 온도와 분사속도는 높을수록 생성되는 연자성 코팅층의 공극율이 낮아지는 효과가 있으나, 앞에서 설명한 바와 같이 플라스틱 재질의 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 변형 또는 손상을 유발할 수 있으며, 가스 온도가 400℃ 미만이거나 분사속도가 400m/s 미만인 경우 연자성 코팅층의 공극율이 2.9% 를 초과하여 코팅층의 물성이 저하되기 때문에 상기 범위로 제한하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 5 , the higher the temperature and the injection speed of the gas injected with the soft magnetic powder, the lower the porosity of the soft magnetic coating layer produced, but as described above, the plastic rotor molded body and stator It may cause deformation or damage to the molded body, and when the gas temperature is less than 400 °C or the injection speed is less than 400 m/s, the porosity of the soft magnetic coating layer exceeds 2.9% and the physical properties of the coating layer are reduced, so it is preferable to limit it to the above range do.

또한, 각각의 회전자 성형체 및 고정자 성형체에 코팅되는 연자성 코팅층은 각각의 회전자 성형체 및 고정자 성형체 전체 부피에 대하여 10 ~ 50%의 부피로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the soft magnetic coating layer to be coated on each of the rotor molded body and the stator molded body is formed in a volume of 10 to 50% of the total volume of each of the rotor molded body and the stator molded body.

왜냐하면, 10% 이하인 경우 요구되는 자속을 만족시킬 수 없고, 50%를 초과하는 경우 연자성 코팅층이 과도하게 두꺼워 짐에 따라 제조되는 모터의 부피 및 무게를 증가시킬 뿐만 아니라 제조원가를 증가시킬 수 있기 때문에 상기 범위로 제한하는 것이 바람직하다.Because, when it is less than 10%, the required magnetic flux cannot be satisfied, and when it exceeds 50%, the volume and weight of the manufactured motor as well as manufacturing cost can be increased as the soft magnetic coating layer is excessively thick. It is preferable to limit it to the above range.

상기와 같이 연자성 코팅층이 형성되면, 권취단계에 단면이 원형 또는 타원형으로 라운딩지게 형성된 고정자 성형체의 티스부에 권선을 권취시킨다.When the soft magnetic coating layer is formed as described above, in the winding step, the winding is wound on the teeth of the stator molded body formed to have a round or oval cross-section.

보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 경량 모터의 제조방법은 권취단계 이후에, 권선이 감긴 고정자 성형체의 표면에 수지 코팅층을 형성시키는 제3 코팅단계를 더 포함할 수 있다.More preferably, the method for manufacturing a lightweight motor according to an embodiment of the present invention may further include, after the winding step, a third coating step of forming a resin coating layer on the surface of the stator molded body on which the winding is wound.

본 발명의 일 실시예에 따른 제3 코팅단계는 유동 침적법으로 수지 코팅층을 형성시키는 것이 바람직한데, 그 이유는 복잡한 형상에 비하여 균일한 도포가 가능하기 때문이다.In the third coating step according to an embodiment of the present invention, it is preferable to form a resin coating layer by a flow deposition method, because uniform application is possible compared to a complicated shape.

보다 상세하게 제3 코팅단계는 권선이 감긴 고정자 성형체를 100 ~ 150℃로 가열하여, 수지에 함침시켜 수지 코팅층을 형성시키며 이때, 수지는 폴리에틸렌, 염화비닐, 폴리프로필렌, 에폭시 등이 사용될 수 있다.In more detail, in the third coating step, the stator molded body wound with the windings is heated to 100 to 150° C. and impregnated with a resin to form a resin coating layer. In this case, the resin may be polyethylene, vinyl chloride, polypropylene, epoxy, or the like.

이에, 티스부에 권취시 권선의 피복이 벗겨지더라도 벗겨진 부위를 감싸 절연함으로써, 자기 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Accordingly, even if the coating of the winding is peeled off when the tooth is wound, the magnetic properties can be improved by wrapping and insulating the peeled portion.

이하, 본 도면을 참조하여 상기와 같이 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 경량 모터를 설명한다.Hereinafter, a lightweight motor according to an embodiment of the present invention manufactured as described above will be described with reference to this drawing.

본 발명의 일 실시예에 따른 경량 모터는 크게 회전자(100)와 회전자(100)를 감싸도록 복수 개로 마련되어 방사상으로 배치되는 고정자(200) 및 각각의 고정자(200)에 권취된 권선(300)으로 구성된다.The lightweight motor according to an embodiment of the present invention is provided with a plurality of large rotors 100 and a plurality of stators 200 arranged radially to surround the rotor 100 and windings 300 wound around each stator 200 . ) is composed of

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자를 설명하기 위한 부분절개 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자의 단면도이다.Figure 6 is a partially cut-away perspective view for explaining the rotor according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a cross-sectional view of the rotor according to an embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자(100)는 중심에 회전축이 삽입되는 회전축 삽입공(111)이 형성되고 복수의 자석(140)이 방사상으로 삽입될 수 있도록 원주 방향을 따라 복수의 자석 삽입홈(112)이 형성된 회전자 성형체(110)와 회전자 성형체(110)의 표면에 코팅된 Ni 도금층(120)과 Ni 도금층(120) 표면에 코팅된 연자성 코팅층(130) 및 인접하는 자석 삽입홈(112)에 N극과 S극이 교대로 배치되도록 각각의 자석 삽입홈(112)에 삽입되는 복수의 자석(140)으로 구성된다.6 and 7, in the rotor 100 according to an embodiment of the present invention, a rotation shaft insertion hole 111 into which a rotation shaft is inserted is formed in the center, and a plurality of magnets 140 are radially inserted. The Ni plating layer 120 and the Ni plating layer 120 coated on the surface of the rotor molded body 110 and the rotor molded body 110 in which a plurality of magnet insertion grooves 112 are formed along the circumferential direction to be It consists of a plurality of magnets 140 inserted into the soft magnetic coating layer 130 and each magnet insertion groove 112 so that the N pole and the S pole are alternately arranged in the adjacent magnet insertion groove 112 .

본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 성형체(110)는 형상 자유도가 우수한 플라스틱 재질로 일체로 성형되는 것이 바람직하다. 이에, 자속에 유리한 형상 구현이 용이할 뿐만 아니라, 종래 전기강판을 적층하여 마련된 종래 회전자에 비하여 중량 및 부피를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.It is preferable that the rotor molded body 110 according to an embodiment of the present invention is integrally formed of a plastic material having excellent shape freedom. Accordingly, it is not only easy to implement a shape advantageous for magnetic flux, but also has an effect of reducing weight and volume compared to a conventional rotor prepared by stacking conventional electrical steel sheets.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자를 보여주는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자와 권선을 설명하기 위한 단면도이다.8 is a perspective view illustrating a stator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a stator and windings according to an embodiment of the present invention.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자(200)는 모터의 외측에 위치되는 외측부(211)와 내측에 위치되는 내측부(212) 및 권선(300)이 감기는 티스부(213)가 형성된 고정자 성형체(210)와 Ni 도금층(220) 및 연자성 코팅층(230)으로 구성된다.8 and 9, in the stator 200 according to an embodiment of the present invention, the outer part 211 positioned on the outer side of the motor and the inner part 212 and the winding 300 positioned on the inner side are wound. is composed of a stator molded body 210 having teeth 213 formed thereon, a Ni plating layer 220 , and a soft magnetic coating layer 230 .

본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 성형체(210)는 회전자 성형체(110)와 마찬가지로 형상 자유도가 우수한 플라스틱 재질로 일체로 성형되되, 티스부(213)의 높이가 외측부(211) 및 내측부(212)의 높이에 비하여 낮게 형성되는 것이 바람직하다.The stator molded body 210 according to an embodiment of the present invention is integrally molded with a plastic material having excellent shape freedom like the rotor molded body 110 , and the height of the tooth part 213 is the outer part 211 and the inner part 212 . ) is preferably formed lower than the height.

왜냐하면, 권선 엔딩부를 낮게 함으로써, 모터의 축 방향 길이를 축소시킬 수 있으며, 그 중량을 감소시킬 수 있어 제조되는 모터의 크기 및 중량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.Because, by lowering the winding ending portion, the axial length of the motor can be reduced, and the weight can be reduced, thereby minimizing the size and weight of the manufactured motor.

보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 티스부(213)는 모서리가 라운딩지게 형성되도록 성형될 수 있다. 이에, 티스부(213)에 권선(300) 권취시 권선(300)의 피복이 벗겨지는 것을 방지함으로써, 제조되는 모터의 결함 및 성능저하를 최소화할 수 있는 효과가 있다.More preferably, the tooth portion 213 according to an embodiment of the present invention may be formed so that the corners are rounded. Accordingly, by preventing the coating of the winding 300 from peeling off when the winding 300 is wound around the teeth 213 , there is an effect that can minimize defects and performance degradation of the manufactured motor.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 티스부(213)의 단면은 모서리가 라운딩진 다각형으로 마련될 수 있으며, 이 외에도 원형 또는 타원형의 단면을 갖도록 마련될 수 있다.In addition, the cross section of the tooth part 213 according to an embodiment of the present invention may be provided in a polygonal shape with rounded corners, and in addition, may be provided to have a circular or elliptical cross section.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른, 회전자(100) 및 고정자(100)의 Ni 도금층(120, 220)은 25 ~ 30㎛ 두께를 갖도록 형성되고, 연자성 코팅층(130, 230)은 각각의 회전자 성형체(110) 및 고정자 성형체(210) 부피의 10 ~ 50%의 부피를 갖도록 저온 분사 코팅법으로 형성될 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the Ni plating layers 120 and 220 of the rotor 100 and the stator 100 are formed to have a thickness of 25 to 30 μm, and the soft magnetic coating layers 130 and 230 ) may be formed by a low-temperature spray coating method to have a volume of 10 to 50% of the volume of each of the rotor molded body 110 and the stator molded body 210 .

보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 경량 모터는 유동 침적법으로 고정자(200) 및 티스부(213)에 감긴 권선(300)의 외주면을 감싸는 수지 코팅층(400)을 더 포함할 수 있다.More preferably, the lightweight motor according to an embodiment of the present invention may further include a resin coating layer 400 surrounding the outer circumferential surface of the winding 300 wound around the stator 200 and the teeth 213 by a flow deposition method. .

이에, 티스부(213)에 권취시 권선(300)의 피복이 벗겨지더라도 벗겨진 부위를 감싸 절연함으로써, 자기 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Accordingly, even if the coating of the winding 300 is peeled off when winding on the tooth portion 213, the magnetic properties can be improved by enclosing and insulating the peeled portion.

이때, 수지는 폴리에틸렌, 염화비닐, 폴리프로필렌, 에폭시 등이 사용될 수 있다.In this case, the resin may be polyethylene, vinyl chloride, polypropylene, epoxy, or the like.

본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 경량 모터는 294㎤ 체적 기준으로 종래 전기강판을 적층하여 마련된 코어에 비하여 40 ~ 75% 경량화가 가능하였다.The lightweight motor manufactured according to an embodiment of the present invention was able to reduce weight by 40 to 75% compared to a core prepared by stacking electrical steel sheets in the prior art based on a volume of 294 cm 3 .

설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 전기강판을 적층하여 마련된 종래 코어에 비하여 그 무게 및 부피를 크게 절감시킬 수 있어 제조되는 모터를 소형화하고 그 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described, according to the embodiment of the present invention, compared to the conventional core prepared by stacking electrical steel sheets, the weight and volume thereof can be greatly reduced, so that the manufactured motor can be miniaturized and its performance can be improved.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. You will understand that it can be done.

100: 회전자 111: 회전축 삽입공
112: 자석 삽입홈 110: 회전자 성형체
120, 220: Ni 도금층 130, 230: 연자성 코팅층
140: 자석 200: 고정자
210: 고정자 성형체 211: 외측부
212: 내측부 213: 티스부
300: 권선 400: 수지 코팅층100: rotor 111: rotation shaft insertion hole
112: magnet insertion groove 110: rotor molded body
120, 220: Ni plating layer 130, 230: soft magnetic coating layer
140: magnet 200: stator
210: stator molded body 211: outer part
212: inner portion 213: tooth portion
300: winding 400: resin coating layer

Claims (13)

회전자 성형체 및 고정자 성형체를 마련하되, 상기 회전자 성형체와 고정자 성형체 중 적어도 하나는 플라스틱 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 준비단계;
상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 Ni 도금층을 형성시키는 제1 코팅단계;
상기 회전자 성형체에 자석을 삽입하는 자석 삽입단계; 및
상기 자석이 삽입된 상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 연자성 분말을 저온 분사 코팅법으로 연자성 코팅층을 형성시키는 제2 코팅단계;를 포함하는, 경량 모터의 제조방법.
A preparation step of providing a molded rotor and a molded stator, wherein at least one of the molded rotor and molded stator is made of a plastic material;
a first coating step of forming a Ni plating layer on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body;
a magnet insertion step of inserting a magnet into the rotor molded body; and
A second coating step of forming a soft magnetic coating layer on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body into which the magnet is inserted by a low-temperature spray coating method of soft magnetic powder.
 청구항 1에 있어서,
상기 제2 코팅단계는,
상기 연자성 분말을 마련하는 연자성 분말 준비과정;
상기 연자성 분말을 예열시키는 연자성 분말 예열과정; 및
상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 표면에 예열된 상기 연자성 분말과 가스를 함께 분사하여 상기 연자성 코팅층을 형성시키는 저온 분사 코팅과정;을 포함하는, 경량 모터의 제조방법.
The method according to claim 1,
The second coating step is,
Soft magnetic powder preparation process for preparing the soft magnetic powder;
Soft magnetic powder preheating process of preheating the soft magnetic powder; and
A method of manufacturing a lightweight motor comprising a; a low-temperature spray coating process of forming the soft magnetic coating layer by spraying the preheated soft magnetic powder and gas on the surfaces of the rotor molded body and the stator molded body.
 청구항 2에 있어서,
상기 연자성 분말 예열과정은,
300℃ 이하의 온도로 예열시키는 것을 특징으로 하는, 경량 모터의 제조방법.
3. The method according to claim 2,
The soft magnetic powder preheating process,
A method of manufacturing a lightweight motor, characterized in that preheating to a temperature of 300 °C or less.
 청구항 2에 있어서,
상기 저온 분사 코팅과정은,
400 ~ 1000m/s의 속도로 상기 연자성 분말과 가스를 분사하여 각각의 상기 회전자 성형체 및 고정자 성형체의 전체 부피에 대하여 10 ~ 50%의 부피를 갖는 상기 연자성 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 경량 모터의 제조방법.
3. The method according to claim 2,
The low-temperature spray coating process,
By spraying the soft magnetic powder and gas at a speed of 400 to 1000 m/s to form the soft magnetic coating layer having a volume of 10 to 50% of the total volume of each of the rotor and stator molded bodies , a manufacturing method of a lightweight motor.
 청구항 1에 있어서,
상기 제1 코팅단계는,
수산화 붕소나트륨을 환원제로 25 ~ 30㎛ 두께를 갖는 상기 Ni 도금층을 무전해 도금하는 것을 특징으로 하는, 경량 모터의 제조방법.
The method according to claim 1,
The first coating step,
Method for manufacturing a lightweight motor, characterized in that electroless plating of the Ni plating layer having a thickness of 25 ~ 30㎛ using sodium boron hydroxide as a reducing agent.
 청구항 1에 있어서,
상기 제2 코팅단계 이후에,
상기 연자성 코팅층이 형성된 상기 고정자 성형체의 티스부에 권선을 권취하는 권취단계; 및
상기 권선이 감긴 상기 고정자 성형체의 표면에 유동 침적법을 이용하여 수지 코팅층을 형성하는 제3 코팅단계를 더 포함하는, 경량 모터의 제조방법.
The method according to claim 1,
After the second coating step,
a winding step of winding a winding on the tooth portion of the stator molded body on which the soft magnetic coating layer is formed; and
The method of claim 1, further comprising a third coating step of forming a resin coating layer on the surface of the stator molded body on which the windings are wound by using a flow deposition method.
 중심에 회전축이 삽입되는 회전축 삽입공이 형성된 원기둥 형상의 회전자 성형체로 구성된 회전자;
모터의 외측에 위치되는 외측부와 내측에 위치되는 내측부 및 티스부로 구성되고, 상기 티스부는 모서리가 라운딩 지게 형성된 복수의 고정자 성형체로 구성된 고정자;
각각의 상기 티스부에 권취된 권선;
상기 고정자 및 상기 회전자는 각각 표면에 코팅된 Ni 도금층; 및
상기 Ni 도금층 표면에 코팅된 연자성 코팅층;을 포함하는, 경량 모터.
a rotor composed of a cylindrical rotor molded body having a rotation shaft insertion hole into which the rotation shaft is inserted in the center;
a stator composed of an outer portion positioned outside the motor, an inner portion positioned on the inner side, and a tooth portion, wherein the tooth portion comprises a plurality of stator molded bodies formed to have rounded corners;
a winding wound around each of the teeth;
The stator and the rotor may each include a Ni plating layer coated on the surface; and
A lightweight motor comprising a; a soft magnetic coating layer coated on the surface of the Ni plating layer.
 청구항 7에 있어서,
상기 회전자 성형체는,
원주 방향을 따라 방사상으로 복수의 자석 삽입홈이 형성되고 원기둥 형상으로 성형된 플라스틱 재질로 형성되며,
상기 회전자는,
상기 각각의 자석 삽입홈에 삽입되는 복수의 자석;을 포함하는, 경량 모터.
8. The method of claim 7,
The rotor molded body,
A plurality of magnet insertion grooves are formed radially along the circumferential direction and are formed of a plastic material molded into a cylindrical shape,
The rotor is
A light-weight motor including; a plurality of magnets inserted into the respective magnet insertion grooves.
 청구항 7에 있어서,
상기 티스부의 높이는 상기 외측부 및 내측부의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는, 경량 모터.
8. The method of claim 7,
A lightweight motor, characterized in that the height of the tooth portion is lower than the height of the outer portion and the inner portion.
 청구항 7에 있어서,
상기 고정자 성형체는,
상기 외측부와 내측부 및 티스부가 플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 하는, 경량 모터.
8. The method of claim 7,
The stator molded body,
Light-weight motor, characterized in that the outer part, the inner part, and the tooth part are formed of a plastic material.
 청구항 7에 있어서,
상기 Ni 도금층은 25 ~ 30㎛ 두께로 형성되고, 상기 연자성 코팅층은 각각의 상기 회전자 성형체 또는 상기 고정자 성형체 전체 부피에 대하여 10 ~ 50%의 부피로 형성된 것을 특징으로 하는, 경량 모터.
8. The method of claim 7,
The Ni plating layer is formed to a thickness of 25 to 30㎛, and the soft magnetic coating layer is characterized in that formed in a volume of 10 to 50% of the total volume of each of the rotor molded body or the stator molded body, lightweight motor.
 청구항 7에 있어서,
상기 연자성 코팅층은,
저온 분사 코팅법으로 코팅된 것을 특징으로 하는, 경량 모터.
8. The method of claim 7,
The soft magnetic coating layer,
Light-weight motor, characterized in that it is coated with a low-temperature spray coating method.
 청구항 7에 있어서,
유동 침적법으로 상기 고정자 및 권선의 외주면을 감싸는 수지 코팅층;을 더 포함하는, 경량 모터.
8. The method of claim 7,
The lightweight motor further comprising; a resin coating layer surrounding the outer peripheral surfaces of the stator and the winding by a flow deposition method.
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