KR102510261B1 - 로터 및 이를 구비하는 모터 - Google Patents

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Abstract

실시예는 로터 코어와 상기 로터 코어의 외주면에 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하는 로터부; 상기 로터부의 상부를 덮는 제1 캔; 및 상기 로터부의 하부를 덮는 제2 캔을 포함하고, 상기 제1 캔은 상기 마그넷 사이에 형성된 이격공간에 배치되는 제1 돌기를 포함하며, 상기 제2 캔은 상기 마그넷 사이에 형성된 이격공간에 배치되는 제2 돌기를 포함하는 로터 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다. 이에 따라, 상기 로터 및 이를 포함하는 모터는 캔에 형성된 돌기를 마그넷 사이에 배치하여 마그넷의 이탈을 방지한다.

Description

로터 및 이를 구비하는 모터{ROTOR AND MOTOR HAVING THE SAME}
실시예는 로터 및 이를 구비하는 모터에 관한 것이다.
모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 차량, 가정용 전자제품, 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다.
모터는 하우징(housing), 샤프트(shaft), 하우징의 내부에 배치되는 스테이터(stator), 샤프트의 외주면에 설치되는 로터(rotor) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 모터의 스테이터는 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다. 그리고, 상기 로터의 회전에 따라 샤프트 또한 회전한다.
특히, 상기 모터는 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치에 이용될 수 있다. 예컨데, 상기 모터는 전동식 조향장치(EPS; Electronic Power Steering System) 등 차량용 모터에 사용될 수 있다.
상기 로터에는 복수 개의 마그넷이 설치되는데, 마그넷 설치 방법에 따라, 로터 코어의 내부에 마그넷이 삽입 결합되는 IPM 타입의 로터와 로터 코어의 표면에 마그넷이 부착되는 SPM(Surface Permanent Magnet) 타입의 로터로 나누어진다.
이러한, SPM 타입의 로터를 구비하는 모터의 경우 마그넷을 로터 코어에 본딩만으로 결합시키기 때문에, 본딩력이 약해지는 경우 마그넷이 로터 코어에서 이탈하는 문제가 발생한다. 이와 관련된 발명으로는 공개특허공보 제10-2014-0004154호(2014.01.10.), 및 공개특허공보 제10-2016-0076729호(2016.07.01.)가 있다.
실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 캔을 이용하여 마그넷을 보호함과 동시에 캔에 형성된 돌기를 이용하여 로터 코어에 부착된 마그넷의 이탈을 방지하는 로터 및 이를 포함하는 모터를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 실시예에 따라, 로터 코어와 상기 로터 코어의 외주면에 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하는 로터부; 상기 로터부의 상부를 덮는 제1 캔; 및 상기 로터부의 하부를 덮는 제2 캔을 포함하고, 상기 제1 캔은 상기 마그넷 사이에 형성된 이격공간에 배치되는 제1 돌기를 포함하며, 상기 제2 캔은 상기 마그넷 사이에 형성된 이격공간에 배치되는 제2 돌기를 포함하는 로터에 의하여 달성된다.
이때, 상기 로터 코어의 원주 방향을 따라 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기가 교차로 배치될 수 있다.
그리고, 상기 마그넷의 일측은 상기 제1 돌기와 접촉하고, 상기 마그넷의 타측은 상기 제2 돌기와 접촉할 수 있다.
그리고, 상기 제1 캔은 상기 로터부의 상부에 배치되는 링 형상의 제1 플레이트부; 및 상기 제1 플레이트부의 외주면에서 축 방향으로 돌출된 제1 돌출부를 포함하며, 상기 제2 캔은 상기 로터부의 하부에 배치되는 링 형상의 제2 플레이트부; 및 상기 제2 플레이트부의 외주면에서 축 방향으로 돌출된 제2 돌출부를 포함하고, 상기 제1 돌기는 상기 제1 돌출부에 형성되고, 상기 제2 돌기는 상기 제2 돌출부에 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 돌출부에 형성되는 상기 제1 돌기는 상기 제1 플레이트부에서 소정의 간격으로 이격되게 배치되고, 상기 제2 돌출부에 형성되는 상기 제2 돌기는 상기 제1 플레이트부에서 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제1 돌기는 상기 제1 돌출부의 외주면의 일 영역을 가압하여 형성하고, 상기 제2 돌기는 상기 제2 돌출부의 외주면의 일 영역을 가압하여 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 캔은 상기 제1 돌출부의 외주면의 일 영역이 가압됨에 따라 형성된 제1 홈을 포함하며, 상기 제1 홈의 하부측은 상기 이격공간과 연통될 수 있다.
그리고, 상기 제2 캔은 상기 제2 돌출부의 외주면의 일 영역이 가압됨에 따라 형성된 제2 홈을 포함하며, 상기 제2 홈의 상부측은 상기 이격공간과 연통될 수 있다.
한편, 상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기가 형성됨에 따라, 상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기 각각의 측면은 상기 마그넷의 측면에 밀착될 수 있다.
또한, 상기 제1 캔의 상기 제1 플레이트부와 상기 제2 캔의 상기 제2 플레이트부 각각은 용접을 통해 상기 로터 코어에 고정될 수 있다.
또한, 상기 로터부의 상기 로터 코어는 외주면에서 외측으로 돌출된 가이드를 더 포함하며, 상기 마그넷은 상기 가이드 사이에 배치될 수 있다.
이때, 상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기 각각의 내측면은 상기 가이드의 외측면과 이격되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기 각각은 상기 로터 코어의 중심을 기준으로 회전 대칭되게 형성될 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 중앙에 상기 샤프트가 배치되는 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하며, 상기 로터는 로터 코어와 상기 로터 코어의 외주면에 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하는 로터부; 상기 로터부의 상부를 덮는 제1 캔; 및 상기 로터부의 하부를 덮는 제2 캔을 포함하고, 상기 제1 캔은 상기 마그넷 사이에 형성된 이격공간에 배치되는 제1 돌기를 포함하며, 상기 제2 캔은 상기 마그넷 사이에 형성된 이격공간에 배치되는 제2 돌기를 포함하는 모터에 의하여 달성된다.
이때, 상기 로터 코어의 원주 방향을 따라 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기가 교차로 배치될 수 있다.
그리고, 상기 마그넷의 일측은 상기 제1 돌기와 접촉하고, 상기 마그넷의 타측은 상기 제2 돌기와 접촉할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 로터 및 이를 포함하는 모터는 캔에 형성된 돌기를 마그넷 사이에 배치하여 마그넷의 이탈을 방지한다.
또한, 로터부의 상부에 배치되는 제1 캔과 하부에 배치되는 제2 캔 각각에 돌기를 형성하고, 상기 제1 캔과 상기 제2 캔 각각에 형성된 돌기를 원주 방향을 따라 교차로 배치함으로써, 돌기의 갯수를 최소화할 수 있다.
로터부에 상기 제1 캔과 상기 제2 캔이 배치된 상태에서, 상기 돌기는 상기 제1 캔과 상기 제2 캔의 일 영역을 가압하여 형성될 수 있기 때문에, 돌기의 갯수를 최소화하는 것은 마그넷에 인가되는 하중을 최소화할 수 있다. 그에 따라, 마그넷의 손상을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 돌기는 상기 제1 캔과 상기 제2 캔의 일 영역을 가압하여 형성될 수 있기 때문에, 상기 로터 및 이를 포함하는 모터는 상기 돌기에 의한 상기 마그넷에 대한 밀착도와 진동 발생 억제 특성을 모두 갖출 수 있다.
또한, 상기 제1 캔과 상기 제2 캔의 형상을 동일하게 구현함으로써, 캔의 생산비용을 절감할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 사시도이고,
도 3은 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 분해사시도이고,
도 4는 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 평면도이고,
도 5는 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 측면도이고,
도 6은 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 단면도이고,
도 7은 실시예에 따른 모터의 로터에 배치되는 로터부를 나타내는 평면도이고,
도 8은 실시예에 따른 모터의 로터에 배치되는 제1 캔을 나타내는 사시도이고,
도 9는 실시예에 따른 모터의 로터에 배치되는 제1 캔을 나타내는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 실시예에 따른 모터(1)는 일측에 개구가 형성된 하우징(100), 하우징(100)의 상부에 배치되는 커버(200), 하우징(100)의 내부에 배치되는 스테이터(400), 스테이터(400)의 내측에 배치되는 로터(300), 로터(300)와 함께 회전하는 샤프트(500), 스테이터(400)의 상측에 배치되는 버스바(600) 및 로터(300)의 회전을 감지하는 센서부(700)를 포함할 수 있다.
이러한, 상기 모터(1)는 EPS에 사용되는 모터일 수 있다. EPS(Electronic Power Steering System)란, 모터의 구동력으로 조향력을 보조함으로써, 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공하여 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.
하우징(100)과 커버(200)는 상기 모터(1)의 외형을 형성할 수 있다. 그리고, 하우징(100)과 커버(200)의 결합에 의해 수용공간이 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 수용공간에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 로터(300), 스테이터(400), 샤프트(500), 버스바(600), 센서부(700) 등이 배치될 수 있다. 이때, 샤프트(500)는 상기 수용공간에 회전 가능하게 배치된다. 이에, 상기 모터(1)는 샤프트(500)의 상부와 하부에 각각 배치되는 베어링(10)을 더 포함할 수 있다.
하우징(100)은 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 하우징(100)은 내부에 스테이터(400), 로터(300) 등을 수용할 수 있다. 이때, 하우징(100)의 형상이나 재질은 다양하게 변형될 수 있다. 예컨데, 하우징(100)은 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속 재질로 형성될 수 있다.
커버(200)는 상기 하우징(100)의 개구를 덮도록 하우징(100)의 개구면, 즉 하우징(100)의 상부에 배치될 수 있다.
로터(300)는 스테이터(400)의 내측에 배치될 수 있으며, 중심부에 샤프트(500)가 결합될 수 있다. 이때, 로터(300)는 스테이터(400)에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 여기서, 내측이라 함은 중심(C) 방향을 의미하고 상기 외측은 내측에 반대되는 방향을 의미할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 사시도이고, 도 3은 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 분해사시도이고, 도 4는 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 평면도이고, 도 5는 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 측면도이고, 도 6은 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 단면도이다. 여기서, 도 6은 도 5의 A-A선을 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 로터(300)는 로터부(310), 로터부(310)의 상부에 배치되는 제1 캔(320) 및 로터부(310)의 하부에 배치되는 제2 캔(330)을 포함한다. 여기서, 제1 캔(320)과 제2 캔(330)은 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 제1 캔(320)과 제2 캔(330)은 공용화가 가능하기 때문에, 생산 단가를 최소화할 수 있다.
다만, 로터부(310)에 제1 캔(320)과 제2 캔(330)의 배치시, 로터부(310)와의 관계에서 제1 캔(320)과 제2 캔(330) 각각에 형성된 돌기의 배치 위치가 다르다는 점에서 제1 캔(320)과 제2 캔(330)은 차이가 있다.
도 7은 실시예에 따른 모터의 로터에 배치되는 로터부를 나타내는 평면도이다.
도 7을 참조하면, 로터부(310)는 로터 코어(311)와 로터 코어(311)의 외주면에 기 설정된 간격으로 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 마그넷(313)을 포함한다. 여기서, 마그넷(313)은 로터 마그넷 또는 드라이브 마그넷이라 불리 울 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 마그넷(313) 사이에는 이격공간(S)이 형성될 수 있다.
로터 코어(311)는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터 코어(311)의 중심(C)에는 샤프트(500)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다.
로터 코어(311)는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
로터 코어(311)는 외주면(311a)에서 외측으로 연장되어 돌출된 가이드(312)를 더 포함할 수 있다. 가이드(312)는 로터 코어(311)와 일체로 형성될 수 있다.
가이드(312)는 마그넷(313)의 배치를 안내한다. 그에 따라, 가이드(312)의 사이에 마그넷(313)이 배치될 수 있다. 이때, 로터 코어(311)의 외주면(311a)을 기준으로 가이드(312)의 돌출길이(L)는 마그넷(313)의 두께(T)보다 작다. 그에 따라, 마그넷(313) 사이에는 이격공간(S)이 형성되며, 상기 이격공간(S)은 가이드(312)의 외측에 배치될 수 있다.
여기서, 이격공간(S)은 적어도 둘의 마그넷(313)과 가이드(312)의 일면에 의해 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 가이드(312)가 삭제된 경우라면 적어도 둘의 마그넷(313)과 로터 코어(311)의 외주면(311a)에 의해 이격공간(S)이 형성될 수도 있다.
로터 코어(311)에 가이드(312)가 형성된 경우, 접착부재가 도포될 수 있는 영역이 확장되기 때문에, 마그넷(313)의 고정력을 향상시킬 수 있다.
다만, 로터 코어(311)에 가이드(312)가 형성된 경우, 가이드(312)에 의한 자속의 누설이 생길 수 있다. 그에 따라 상기 모터(1)의 성능 저하가 발생한다. 따라서, 상기 모터(1)는 가이드(312)가 삭제된 로터부(310)를 사용하는 것이 바람직하다.
마그넷(313)은 기 설정된 간격으로 상호 이격되게 로터 코어(311)의 외주면에 배치될 수 있다. 이때, 마그넷(313)은 본드와 같은 접착부재를 이용하여 로터 코어(311)의 외주면에 부착될 수 있다. 여기서, 마그넷(313)은 열 개가 제공된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
제1 캔(320)과 제2 캔(330)은 중앙에 홀이 형성된 컵 형상으로 형성될 수 있으며, 로터부(310)의 상부와 하부를 각각 덮도록 배치된다. 여기서, 캔이라는 명칭은 캡이라 명명될 수 있다. 그에 따라, 제1 캔(320)은 제1 캡으로, 제2 캔(330)은 제2 캡이라 불리울 수 있다.
제1 캔(320)과 제2 캔(330)은 외부 충격이나 물리, 화학적인 자극으로부터 로터부(310)를 보호하면서 로터부(310)로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
이때, 제1 캔(320)은 마그넷(313) 사이에 형성된 이격공간(S)에 배치되는 제1 돌기(323)를 포함할 수 있다. 그리고, 제2 캔(330)은 마그넷(313) 사이에 형성된 이격공간(S)에 배치되는 제2 돌기(333)를 포함할 수 있다. 그에 따라, 제1 돌기(323)와 제2 돌기(333)는 가이드(312)와 함께 마그넷(313)을 지지하여 마그넷(313)이 회전방향으로 유동되는 것을 방지한다. 이때, 제1 돌기(323)가 형성된 제1 캔(320)과 제2 돌기(333)가 형성된 제2 캔(330)은 용접과 같은 고정방식을 통해 로터 코어(311)에 고정될 수 있다.
제1 돌기(323)와 제2 돌기(333) 각각은 로터(300)의 중심을 기준으로 회전 대칭되게 배치될 수 있다.
도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 축 방향에서 바라볼 때, 로터 코어(311)의 원주 방향을 따라 제1 돌기(323)와 제2 돌기(333)가 교차로 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 돌기(323)와 제2 돌기(333)의 갯수를 최소화할 수 있다. 여기서, 상기 축 방향이라 함은 샤프트(500)의 길이 방향이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 마그넷(313)의 일측은 제1 돌기(323)와 접촉하고, 마그넷(313)의 타측은 제2 돌기(333)와 접촉할 수 있다. 그에 따라, 제1 돌기(323)와 제2 돌기(333)는 마그넷(313)의 일측과 타측을 각각 지지할 수 있다.
즉, 제1 돌기(323)와 제2 돌기(333) 사이에 마그넷(313)이 배치되어 마그넷(313)은 회전 방향에 대한 유동에 구속될 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 모터의 로터에 배치되는 제1 캔을 나타내는 사시도이고, 도 9는 실시예에 따른 모터의 로터에 배치되는 제1 캔을 나타내는 단면도이다. 여기서, 도 9는 도 8의 B-B선을 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9는 제1 캔(320)을 도시한 것이나 제2 캔(330) 또한 제1 캔(320)과 형상이 동일한바, 도 8 및 도 9를 참조하여 제2 캔(330)을 설명할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하며, 제1 캔(320)은 로터부(310)의 상부에 배치되는 링 형상의 제1 플레이트부(321), 제1 플레이트부(321)의 외주면에서 축 방향으로 돌출된 제1 돌출부(322) 및 제1 돌출부(322)에 형성된 제1 돌기(323)를 포함할 수 있다.
제1 플레이트부(321)는 수평상 링 형상으로 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트부(321)은 로터 코어(311)의 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 예컨데, 로터(300)의 중심(C)을 기준으로 제1 플레이트부(321)의 내주면까지의 거리는 로터 코어(311)의 외주면까지의 거리보다 작다.
그리고, 제1 플레이트부(321)는 기 설정된 위치(P)에서 점용접을 통해 로터 코어에 고정될 수 있다. 그에 따라, 제1 플레이트부(321)는 마그넷(313)이 상방으로 유동하는 것을 방지한다.
제1 돌출부(322)는 제1 플레이트부(321)의 외주면에서 하방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 제1 돌출부(322)는 제1 플레이트부(321)와 일체로 형성될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(322)는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
제1 돌출부(322)는 마그넷(313)의 외측에 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 돌출부(322)는 마그넷(313)이 반경 방향으로 유동하는 것을 방지한다. 즉, 제1 돌출부(322)는 마그넷(313)의 외측면을 지지하여 상기 로터(300)의 회전에 따른 원심력에 대응할 수 있다.
제1 돌기(323)는 제1 돌출부(322)에 복수 개가 형성될 수 있다. 그리고, 복수 개의 제1 돌기(323)는 제1 돌출부(322)의 원주 방향으로 따라 소정의 간격으로 상호 이격되어 배치될 수 있다.
이때, 제1 돌기(323)는 중심(C)을 기준으로 회전 대칭되게 배치될 수 있다. 그리고, 제1 돌기(323)는 제1 돌출부(322)의 내주면(322a)에서 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 돌기(323)는 'ㄷ'자 형상으로 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 돌기(323)는 마그넷(313) 사이의 이격공간(S)에 배치될 수 있다. 이때, 제1 돌기(323)의 내측면(323a)은 가이드(312)의 외측면(312a)과 소정의 제1 간격(d1)으로 이격되게 배치될 수 있다. 만일, 가이드(312)가 삭제된 로터(300)라면 제1 돌기(323)의 내측면(323a)은 로터 코어(311)의 외주면(311a)과 소정의 제1 간격(d1)으로 이격되게 배치될 수 있다.
제1 돌기(323)는 제1 돌출부(322)의 내주면(322a)에서 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 제1 돌기(323)는 마그넷(313) 사이의 이격공간(S)에 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 돌기(323)는 제1 플레이트부(321)에서 소정의 제2 간격(d2)으로 이격되게 배치될 수 있다.
그리고, 제1 돌기(323)는 제1 돌출부(322)의 외주면(322b)의 일 영역을 외측에서 가압하여 형성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(322)의 외주면(322b)의 일 영역은 내측으로 절곡될 수 있다. 그에 따라, 제1 돌기(323)는 제1 절곡부라 불리 울 수 있다.
제1 돌출부(322)가 마그넷(313)의 외측에 배치된 상태에서 제1 돌출부(322)의 외주면(322b)을 가압하는 경우 마그넷(313)의 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 제1 돌기(323)는 제1 돌출부(322)의 외주면(322b)의 일 영역을 가압하여 형성함으로써, 마그넷(313)에 인가되는 하중을 최소화할 수 있다.
또한, 제1 플레이트부(321)에서 소정의 제2 간격(d2)으로 이격된 위치를 가압하여 제1 돌기(323)를 형성함으로써 마그넷(313)에 인가되는 하중을 최소화할 수 있다.
한편, 제1 돌출부(322)의 외주면(322b) 일 영역을 가압하여 제1 돌기(323)를 형성함에 따라, 제1 돌출부(322)의 외주면(322b)에는 오목하게 형성된 홈(G)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 돌출부(322)의 외주면(322b)에는 홈(G)은 제1 홈(G)이라 명명하여 제2 돌출부(332)의 외주면(332b)에는 형성된 제2 홈(G)과 구분될 수 있게 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 홈(G)의 하부측은 제2 돌출부(332)의 내측에 배치되는 마그넷(313) 사이의 이격공간(S)과 연통될 수 있다.
또한, 제1 돌출부(322)의 외주면(322b) 일 영역을 가압하여 제1 돌기(323)를 형성함에 따라, 제1 돌기(323)의 측면(323b)은 마그넷(313)의 측면(313a)에 밀착될 수 있다. 이때, 마그넷(313)에는 소정의 하중이 인가될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하며, 제2 캔(330)은 로터부(310)의 하부에 배치되는 링 형상의 제2 플레이트부(331), 제2 플레이트부(331)의 외주면에서 축 방향으로 돌출된 제2 돌출부(332) 및 제2 돌출부(332)에 형성된 제2 돌기(333)를 포함할 수 있다.
제2 플레이트부(331)는 수평상 링 형상으로 형성될 수 있다.
제2 플레이트부(331)은 로터 코어(311)의 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 예컨데, 로터(300)의 중심(C)을 기준으로 제2 플레이트부(331)의 내주면까지의 거리는 로터 코어(311)의 외주면까지의 거리보다 작다.
그리고, 제2 플레이트부(331)는 기 설정된 위치(P)에서 점용접을 통해 로터 코어에 고정될 수 있다. 그에 따라, 제2 플레이트부(331)는 마그넷(313)이 하방으로 유동하는 것을 방지한다.
제2 돌출부(332)는 제2 플레이트부(331)의 외주면에서 상방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 제2 돌출부(332)는 제2 플레이트부(331)와 일체로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제2 돌출부(332)는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
제2 돌출부(332)는 마그넷(313)의 외측에 배치될 수 있다. 그에 따라, 제2 돌출부(332)는 마그넷(313)이 반경 방향으로 유동하는 것을 방지한다. 즉, 제2 돌출부(332)는 마그넷(313)의 외측면을 지지하여 상기 로터(300)의 회전에 따른 원심력에 대응할 수 있다.
제2 돌기(333)는 제2 돌출부(332)에 복수 개가 형성될 수 있다. 그리고, 복수 개의 제2 돌기(333)는 제2 돌출부(332)의 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 상호 이격되어 배치될 수 있다.
이때, 제2 돌기(333)는 중심(C)을 기준으로 회전 대칭되게 배치될 수 있다. 그리고, 제2 돌기(333)는 제2 돌출부(332)의 내주면(332a)에서 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 돌기(333)는 'ㄷ'자 형상으로 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2 돌기(333)는 마그넷(313) 사이의 이격공간(S)에 배치될 수 있다. 이때, 제2 돌기(333)의 내측면(333a)은 가이드(312)의 외측면(312a)과 소정의 제1 간격(d1)으로 이격되게 배치될 수 있다. 만일, 가이드(312)가 삭제된 로터(300)라면 제2 돌기(333)의 내측면(333a)은 로터 코어(311)의 외주면(311a)과 소정의 제1 간격(d1)으로 이격되게 배치될 수 있다.
제2 돌기(333)는 제2 돌출부(332)의 내주면(332a)에서 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 제2 돌기(333)는 마그넷(313) 사이의 이격공간(S)에 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제2 돌기(333)는 제2 플레이트부(331)에서 소정의 제2 간격(d2)으로 이격되게 배치될 수 있다.
그리고, 제2 돌기(333)는 제2 돌출부(332)의 외주면(332b)의 일 영역을 외측에서 가압하여 형성될 수 있다. 제2 돌출부(332)의 외주면(332b)의 일 영역은 내측으로 절곡될 수 있다. 그에 따라, 제2 돌기(333)는 제2 절곡부라 불리 울 수 있다.
제2 돌출부(332)가 마그넷(313)의 외측에 배치된 상태에서 제2 돌출부(332)의 외주면(332b)을 가압하는 경우 마그넷(313)의 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 제2 돌기(333)는 제2 돌출부(332)의 외주면(332b)의 일 영역을 가압하여 형성함으로써, 마그넷(313)에 인가되는 하중을 최소화할 수 있다.
또한, 제2 플레이트부(331)에서 소정의 제2 간격(d2)으로 이격된 위치를 가압하여 제2 돌기(333)를 형성함으로써 마그넷(313)에 인가되는 하중을 최소화할 수 있다.
한편, 제2 돌출부(332)의 외주면(332b) 일 영역을 가압하여 제2 돌기(333)를 형성함에 따라, 제2 돌출부(332)의 외주면(332b)에는 오목하게 형성된 홈(G)이 형성될 수 있다. 여기서, 제2 돌출부(332)의 외주면(332b)에는 홈(G)은 제2 홈(G)이라 불리 울 수 있다.
제2 홈(G)의 상부측은 제1 돌출부(322)의 내측에 배치되는 마그넷(313) 사이의 이격공간(S)과 연통될 수 있다.
또한, 제2 돌출부(332)의 외주면(332b) 일 영역을 가압하여 제2 돌기(333)를 형성함에 따라, 제2 돌기(333)의 측면(333b)은 마그넷(313)의 측면(313a)에 밀착될 수 있다. 이때, 마그넷(313)에는 소정의 하중이 인가될 수 있다
도 2를 참조하면, 제1 캔(320)의 제1 돌출부(322)의 단부와 제2 캔(330)의 제2 돌출부(332)의 단부는 서로 맞닿게 배치될 수 있다. 그리고, 제1 캔(320)과 제2 캔(330)이 맞닿는 상기 단부는 접착부재 또는 용접을 통해 고정될 수도 있다.
스테이터(400)는 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 이때, 스테이터(400)는 하우징(100)의 내주면에 지지될 수 있다. 그리고, 스테이터(400)는 로터(300)의 외측에 배치된다. 즉, 스테이터(400)의 내측에는 로터(300)가 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 스테이터(400)는 스테이터 코어(410), 스테이터 코어(410)에 배치되는 인슐레이터(420) 및 인슐레이터(420)에 권선되는 코일(430)을 포함할 수 있다.
스테이터 코어(410)에는 회전 자계를 형성하는 코일(430)이 권선될 수 있다. 여기서, 스테이터 코어(410)는 하나의 코어로 이루어지거나 복수 개의 분할 코어가 결합되어 이루어질 수 있다.
스테이터 코어(410)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층된 형태로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 스테이터 코어(410)는 하나의 단일품으로 형성될 수도 있다.
스테이터 코어(410)는 원통 형상의 요크(미도시)와 상기 요크에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 투스(미도시)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 투스에는 코일(430)이 권선될 수 있다.
인슐레이터(420)는 스테이터 코어(410)와 코일(430)을 절연시킨다. 그에 따라, 인슐레이터(420)는 스테이터 코어(410)와 코일(430) 사이에 배치될 수 있다.
따라서, 코일(430)은 인슐레이터(420)가 배치된 스테이터 코어(410)에 권선될 수 있다.
샤프트(500)는 베어링(10)에 의해 하우징(100)의 내부에서 회전 가능하게 배치될 수 있다. 그리고, 샤프트(500)는 로터(300)의 회전에 연동하여 함께 회전할 수 있다.
버스바(600)는 스테이터(400)의 상부에 배치될 수 있다.
그리고, 버스바(600)는 스테이터(400)의 코일(430)과 전기적으로 연결될 수 있다.
버스바(600)는 버스바 본체(미도시)와 상기 버스바 본체의 내부에 배치되는 복수 개의 터미널(미도시)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 버스바 본체는 사출 성형을 통해 형성된 몰드물일 수 있다. 그리고, 상기 터미널 각각은 스테이터(400)의 코일(430)과 전기적으로 연결될 수 있다.
센서부(700)는 로터(300)와 회전 연동 가능하게 설치된 센싱 마그넷의 자기력을 감지하여 로터(300)의 현재 위치를 파악함으로써 샤프트(500)의 회전을 감지할 수 있게 한다.
센서부(700)는 센싱 마그넷 조립체(710)와 인쇄회로기판(PCB, 720)을 포함할 수 있다.
센싱 마그넷 조립체(710)는 로터(300)와 연동하도록 샤프트(500)에 결합되어 로터(300)의 위치를 검출되게 한다. 이때, 센싱 마그넷 조립체(710)는 센싱 마그넷과 센싱 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 센싱 마그넷은 내주면을 형성하는 홀에 인접하여 원주방향으로 배치되는 메인 마그넷과 가장자리에 형성되는 서브 마그넷을 포함할 수 있다. 메인 마그넷은 모터의 로터(300)에 삽입된 드라이브 마그넷과 동일하게 배열될 수 있다. 서브 마그넷은 메인 마그넷보다 세분화되어 많은 극으로 이루어진다. 이에 따라, 상기 서브 마그넷은 회전 각도를 더욱 세밀하게 분할하여 측정하는 것이 가능하게 하며, 모터의 구동을 더 부드럽게 유도할 수 있다
상기 센싱 플레이트는 원판 형태의 금속 재질로 형성될 수 있다. 센싱 플레이트의 상면에는 센싱 마그넷이 결합될 수 있다. 그리고 센싱 플레이트는 샤프트(500)에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 센싱 플레이트에는 샤프트(500)가 관통하는 홀이 형성된다.
인쇄회로기판(720)에는 센싱 마그넷의 자기력을 감지하는 센서가 배치될 수 있다. 이때, 상기 센서는 홀 IC(Hall IC)로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 센서는 센싱 마그넷의 N극과 S극의 변화를 감지하여 센싱 시그널을 생성할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 모터
10: 베어링
100: 하우징
200: 커버
300: 로터
310: 로터부 311: 로터 코어
312: 가이드 313: 마그넷
320: 제1 캔 323: 제1 돌기
330: 제2 캔 333: 제2 돌기
400: 스테이터 410: 스테이터 코어
430: 코일
500: 샤프트
600: 버스바
700: 센서부

Claims (14)

  1. 샤프트;
    중앙에 상기 샤프트가 배치되는 로터;
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하며,
    상기 로터는 로터 코어와 상기 로터 코어의 외주면에 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하는 로터부; 상기 로터부의 상부를 덮는 제1 캔; 및 상기 로터부의 하부를 덮는 제2 캔을 포함하고,
    상기 제1 캔은 제1 플레이트부, 상기 제1 플레이트부의 가장자리에서 축 방향으로 절곡되어 형성되는 제1 돌출부, 및 상기 마그넷 사이에 형성된 이격공간에 배치되는 제1 돌기를 포함하며,
    상기 제2 캔은 제2 플레이트부, 상기 제2 플레이트부의 가장자리에서 축 방향으로 절곡되어 형성되는 제2 돌출부, 및 상기 마그넷 사이에 형성된 이격공간에 배치되는 제2 돌기를 포함하고,
    상기 로터 코어의 원주 방향을 따라 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기가 교차로 배치되고,
    상기 제1 캔은 상기 제1 돌출부의 외주면의 일 영역이 가압됨에 따라 형성된 제1 홈을 포함하며,
    상기 제1 홈의 하부측은 상기 제2 돌출부의 내측에 배치되는 상기 이격공간과 연통되는 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    원주 방향을 기준으로 상기 마그넷의 측면 중 일측은 상기 제1 돌기와 접촉하고, 타측은 상기 제2 돌기와 접촉하는 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 돌기는 상기 제1 돌출부의 단부에 형성되고,
    상기 제2 돌기는 상기 제2 돌출부의 단부에 형성되는 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 단부와 상기 제2 돌출부의 단부는 서로 접촉되는 모터.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 캔은 상기 제2 돌출부의 외주면의 일 영역이 가압됨에 따라 형성된 제2 홈을 포함하며,
    상기 제2 홈의 상부측은 상기 제1 돌출부의 내측에 배치되는 상기 이격공간과 연통되는 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기가 형성됨에 따라, 상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기 각각의 측면은 상기 마그넷의 측면에 밀착되는 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 캔의 상기 제1 플레이트부와 상기 제2 캔의 상기 제2 플레이트부 각각은 용접을 통해 상기 로터 코어에 고정되는 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 로터부의 상기 로터 코어는 외주면에서 외측으로 돌출된 복수 개의 가이드를 더 포함하며,
    복수 개의 상기 가이드 각각은 복수 개의 상기 이격공간 각각에 배치되고,
    상기 제1 돌기는 반경 방향으로 상기 가이드의 일부와 오버랩되게 배치되며,
    상기 제2 돌기는 반경 방향으로 상기 가이드의 일부와 오버랩되게 배치되는 모터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기 각각의 내측면은 상기 가이드의 외측면과 제1 간격(d1)으로 이격되게 배치되는 모터.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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US20130257211A1 (en) 2011-04-02 2013-10-03 Nidec Corporation Rotor unit, rotating electrical machine, and method of manufacturing rotor unit

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