KR102574508B1

KR102574508B1 - Motor

Info

Publication number: KR102574508B1
Application number: KR1020170153026A
Authority: KR
Inventors: 조현식
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2023-09-05
Also published as: KR20190056036A

Abstract

본 실시예는 모터에 관한 것이다. 일 측면에 따른 모터는, 회전축이 삽입되는 관통홀을 포함하는 로터코어와, 상기 로터코어에 결합되는 마그넷을 포함하는 로터; 및 상기 로터의 외측에 배치된 스테이터를 포함하며, 상기 스테이터는 상기 로터를 향하여 반경 방향으로 돌출되어, 코일이 권선되는 복수 개의 티스를 포함하고, 상기 마그넷의 외면으로부터 상기 로터코어의 외주면 까지의 거리는, 상기 복수 개의 티스 중 인접한 티스의 단부 사이에 형성되는 간격 보다 크게 형성된다. This embodiment relates to a motor. A motor according to one aspect includes a rotor core including a through hole into which a rotating shaft is inserted, and a rotor including a magnet coupled to the rotor core; and a stator disposed outside the rotor, wherein the stator protrudes radially toward the rotor and includes a plurality of teeth on which a coil is wound, and a distance from an outer surface of the magnet to an outer circumferential surface of the rotor core is , It is formed larger than the gap formed between the ends of adjacent teeth among the plurality of teeth.

Description

motor {Motor}

본 실시예는 모터에 관한 것이다.This embodiment relates to a motor.

모터는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 회전에너지로 바꾸는 장치이다. 최근 모터의 용도가 확대되면서 모터의 역할이 중요해지고 있다. 특히, 자동차의 전장화가 급속히 진행되면서, 조향 시스템, 제동 시스템, 의장 시스템 및 기어 시스템 등에 적용되는 모터의 수요가 크게 증가하고 있다.A motor is a device that converts electrical energy into rotational energy by using the force received by a conductor in a magnetic field. Recently, as the use of motors has expanded, the role of motors has become more important. In particular, as the electrification of automobiles is rapidly progressing, the demand for motors applied to steering systems, braking systems, design systems, and gear systems is greatly increasing.

일반적으로 모터는 로터와 스테이터의 전자기적 상호작용에 의해 상기 로터가 회전하게 된다. 이 때, 로터에 삽입된 회전축도 함께 회전되어 회전 구동력을 발생시킨다. In general, in a motor, the rotor rotates by electromagnetic interaction between the rotor and the stator. At this time, the rotational shaft inserted into the rotor is also rotated to generate rotational driving force.

로터는 로터 코어와 마그넷으로 구성되며, 로터의 종류는 회전자 코어에 설치되는 마그넷의 결합구조에 따라 표면 부착형(SPM 타입)과 매립형(IPM 타입)으로 구분된다. 이중, IPM 타입의 로터는 회전축이 삽입되는 원통형상의 허브와, 허브에 방사상으로 결합되는 코어부재 및 코어부재 사이에 삽입되는 마그넷을 포함한다. The rotor consists of a rotor core and a magnet, and the type of rotor is divided into a surface-attached type (SPM type) and an embedded type (IPM type) according to the coupling structure of the magnet installed on the rotor core. Among them, the IPM-type rotor includes a cylindrical hub into which a rotating shaft is inserted, a core member radially coupled to the hub, and a magnet inserted between the core members.

한편 모터는 구동에 따라, 회전자인 로터가 고정자인 스테이터에 대해 부드럽게 움직이지 못하는 코깅 토크(Cogging torque) 현상이 발생될 수 있다. 코깅은 모터의 회전자와 고정자 사이가 부드럽게 움직이지 않는 것을 말하며, 다르게 표현하면 일종의 토크 변동이라고도 할 수 있다. 일반적으로 슬롯수가 적은 모터는 코깅이 현저하며, 자기저항의 변화가 회전각에 대응하여 변동하는 일종의 자기 흡인력의 변화가 발생된다. 특히, 코깅 현상은, 전동기가 저속으로 운전하고 있을 때 회전자의 여러 위치에서 회전자와 고정자의 각 티스의 상대위치가 제멋대로 변화함에 따라 자속이 그리고 그 결과로서 전동기 토크가 변동될 수 있다. Meanwhile, as the motor is driven, a cogging torque phenomenon in which the rotor, which is a rotor, does not move smoothly with respect to the stator, which is a stator, may occur. Cogging means that the motor's rotor and stator do not move smoothly, and in other words, it can be called a kind of torque fluctuation. In general, a motor with a small number of slots has significant cogging, and a change in magnetic attraction force in which a change in magnetic resistance fluctuates in response to a rotation angle occurs. In particular, cogging occurs when the relative position of each tooth of the rotor and stator changes arbitrarily at various positions of the rotor when the motor is running at low speed, so that the magnetic flux and consequently the motor torque may fluctuate.

로터의 회전을 위해 로터와 스테이터 사이에는 간격이 형성된다. 일반적으로 간격이 클수록 코깅 토크는 줄어드는 효과가 있지만, 모터의 구동 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 반면에, 모터의 구동 효율을 고려하여 상기 간격을 작게 형성한다면, 코깅 토크 증가로 인해 로터의 회전 속도가 불균일하게 되는 문제점이 있다. A gap is formed between the rotor and the stator for rotation of the rotor. In general, the cogging torque has an effect of decreasing as the distance increases, but there is a problem in that the driving efficiency of the motor is lowered. On the other hand, if the interval is made small in consideration of the driving efficiency of the motor, there is a problem in that the rotational speed of the rotor becomes non-uniform due to an increase in cogging torque.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 구조를 개선하여 코깅 토크를 저감할 수 있는 모터를 제공하는 것에 있다. The present invention has been proposed to improve the above problems, and to provide a motor capable of reducing cogging torque by improving the structure.

본 실시예에 따른 모터는 회전축이 삽입되는 관통홀을 포함하는 로터코어와, 상기 로터코어에 결합되는 마그넷을 포함하는 로터; 및 상기 로터의 외측에 배치된 스테이터를 포함하며, 상기 스테이터는 상기 로터를 향하여 반경 방향으로 돌출되어, 코일이 권선되는 복수 개의 티스를 포함하고, 상기 마그넷의 외면으로부터 상기 로터코어의 외주면 까지의 거리는, 상기 복수 개의 티스 중 인접한 티스의 단부 사이에 형성되는 간격 보다 크게 형성 된다. The motor according to the present embodiment includes a rotor core including a through hole into which a rotating shaft is inserted, and a rotor including a magnet coupled to the rotor core; and a stator disposed outside the rotor, wherein the stator protrudes radially toward the rotor and includes a plurality of teeth on which a coil is wound, and a distance from an outer surface of the magnet to an outer circumferential surface of the rotor core is , It is formed larger than the gap formed between the ends of adjacent teeth among the plurality of teeth.

본 실시예를 통해 마그네의 외면으로부터 로터코어의 외주면까지의 거리를, 스테이터의 인접한 티스간 간격보다 크게 형성함으로써, 로터의 회전에 따라 상기 스테이터와 발생되는 코깅 토크를 저감할 수 있는 장점이 있다. Through this embodiment, the distance from the outer surface of the magnet to the outer circumferential surface of the rotor core is made larger than the distance between adjacent teeth of the stator, thereby reducing the cogging torque generated with the stator according to the rotation of the rotor.

즉, 로터의 외주면으로부터 마그넷까지의 거리를 고려하여, 인접한 티스 사이의 간격을 형성하므로 공극 자속 밀도의 변화 및 전류의 왜곡에 기인하는 토크리플을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다. That is, since a distance between adjacent teeth is formed in consideration of the distance from the outer circumferential surface of the rotor to the magnet, torque ripple due to change in air gap magnetic flux density and current distortion can be minimized.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터의 개념도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스테이터와 로터의 결합 모습을 보인 단면도.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 확대도.
도 4는 K값의 변화에 따른 코깅 토크 값을 나타낸 도표.1 is a conceptual diagram of a motor according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing a combination of a stator and a rotor according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of part A of FIG. 2;
4 is a chart showing cogging torque values according to changes in K value;

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described through exemplary drawings. In describing the reference numerals for the components of each drawing, the same numerals indicate the same components as much as possible, even if they are displayed on different drawings.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '접속'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe components of an embodiment of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another element, the element may be directly connected, coupled or connected to the other element, but not between the element and the other element. It should be understood that another component may be 'connected', 'coupled' or 'connected' between elements.

본 명세서 상에서 모터라 함은 자동차의 변속기, 조향장치, 제동장치, 의장 시스템 등의 장치 또는 시스템 내에서 구동력을 제공하는 구성으로서, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 구동력 제공을 위한 다양한 장치에 적용될 수 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. In this specification, a motor is a component that provides driving force in a device or system such as a transmission, steering device, braking device, and design system of a vehicle, and the configuration according to the embodiment described in this specification is applied to various devices for providing driving force. It will be readily apparent to those skilled in the art that this can be applied.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터의 개념도 이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스테이터와 로터의 결합 모습을 보인 단면도 이다. 1 is a conceptual diagram of a motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a combination of a stator and a rotor according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모터(10)는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 내측에 배치되는 스테이터(300)와, 상기 스테이터(300)의 내측에 회전 가능하게 배치되는 로터(200)와, 상기 로터(200)에 관통 삽입되어 상기 로터(200)와 일체로 회전하는 회전축(400)을 포함한다. 1 and 2, a motor 10 according to an embodiment of the present invention includes a housing 100, a stator 300 disposed inside the housing 100, and an inside of the stator 300. It includes a rotor 200 rotatably disposed, and a rotating shaft 400 that is inserted through the rotor 200 and rotates integrally with the rotor 200 .

상기 하우징(100)은 원통 형상으로 형성되어 내부에 스테이터(300)와 로터(200)와 장착될 수 있는 공간이 마련된다. 상기 하우징(100)의 형상이나 재질은 다양하게 변형될 수 있으나 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속재질이 선택될 수 있다. The housing 100 is formed in a cylindrical shape, and a space in which the stator 300 and the rotor 200 can be mounted is provided. The shape or material of the housing 100 may be variously modified, but a metal material that can withstand high temperatures may be selected.

상기 하우징(100)은 커버(110)와 결합되어 상기 스테이터(300)와 상기 로터(200)를 외부로부터 차폐한다. 또한, 내부 열을 용이하게 배출할 수 있도록 냉각 구조(미도시)가 더 포함될 수 있다. 이러한 냉각 구조는 공냉 또는 수냉 구조가 선택될 수 있으며, 냉각 구조에 따라 상기 하우징(100)의 형상은 적절히 변형될 수 있다. The housing 100 is coupled to the cover 110 to shield the stator 300 and the rotor 200 from the outside. In addition, a cooling structure (not shown) may be further included to easily discharge internal heat. An air cooling structure or a water cooling structure may be selected as the cooling structure, and the shape of the housing 100 may be appropriately modified according to the cooling structure.

상기 스테이터(300)는 상기 하우징(100)의 내부 공간에 삽입된다. 상기 스테이터(300)는 티스(320)에 권취되는 코일(350)을 포함한다. 요크(310)는 단면이 링 형상으로 형성되는 일체형 코어 또는 복수 개의 분할 코어가 결합된 코어일 수 있다. 마찬가지로, 상기 로터(200)도 복수의 분할 코어가 결합된 코어일 수 있다. The stator 300 is inserted into the inner space of the housing 100 . The stator 300 includes a coil 350 wound around teeth 320 . The yoke 310 may be an integral core having a ring shape in cross section or a core in which a plurality of split cores are combined. Similarly, the rotor 200 may also be a core in which a plurality of split cores are combined.

상기 스테이터(300)는 모터의 종류에 따라 적절히 변형될 수 있다. 예를 들면, DC 모터인 경우에는 일체형 티스에 코일이 권취될 수 있으며, 3상 제어 모터인 경우에는 복수 개의 코일에 U, V, W 상이 각각 입력되도록 제작될 수 있다. The stator 300 may be appropriately modified according to the type of motor. For example, in the case of a DC motor, a coil may be wound around an integral tooth, and in the case of a three-phase control motor, a plurality of coils may be input to phases U, V, and W, respectively.

상기 로터(200)는 상기 스테이터(300)와 회전 가능하게 배치된다. 상기 로터(200)는 마그넷이 장착되어 상기 스테이터(300)와의 전자기적 상호작용에 의해 회전한다. The rotor 200 is rotatably disposed with the stator 300 . The rotor 200 is equipped with a magnet and rotates by electromagnetic interaction with the stator 300 .

상기 로터(200)의 중앙부에는 상기 회전축(400)이 결합된다. 따라서, 상기 로터(200)가 회전하는 경우 상기 회전축(400)도 같이 회전한다. 이 때, 상기 회전축(400)은 일측에 배치된 제 1 베어링(500)과, 타측에 배치된 제 2 베어링(600)에 의해, 상, 하단이 각각 지지될 수 있다. The rotating shaft 400 is coupled to the central portion of the rotor 200 . Therefore, when the rotor 200 rotates, the rotating shaft 400 also rotates. At this time, the rotating shaft 400 may be supported at its upper and lower ends by the first bearing 500 disposed on one side and the second bearing 600 disposed on the other side.

상기 회로기판(700)은 복수의 전자 부품이 내장된다. 일 예로, 상기 회로기판(700)에는 상기 로터(200)의 회전을 감지하는 홀IC(미도시)가 실장되거나, 인버터가 장착될 수 있다. The circuit board 700 has a plurality of electronic components embedded therein. For example, a Hall IC (not shown) for detecting rotation of the rotor 200 may be mounted on the circuit board 700 or an inverter may be mounted on the circuit board 700 .

도 3은 도 2의 A부분을 확대한 확대도 이다. FIG. 3 is an enlarged view of part A of FIG. 2 .

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모터(10)는, 스테이터(300)와, 상기 스테이터(300)의 내측에 회전 가능하게 배치되는 로터(200)를 포함한다. Referring to FIGS. 2 and 3 , a motor 10 according to an embodiment of the present invention includes a stator 300 and a rotor 200 rotatably disposed inside the stator 300 .

상세히, 상기 스테이터(300)는 원통형의 요크(310)와, 상기 요크(310)의 내주면으로부터 돌출 형성되는 티스(320)를 포함한다. In detail, the stator 300 includes a cylindrical yoke 310 and a tooth 320 protruding from an inner circumferential surface of the yoke 310 .

금속 재질의 상기 요크(310)는 상기 하우징(100)의 내측에 배치된다. 그리고, 상기 요크(310)의 내측에는 상기 로터(200)가 배치되는 공간이 형성된다. 상기 요크(310)는 동일한 방향으로 복수 개의 티스(320)가 일정한 간격으로 돌출 형성되도록 금형으로 한 몸이 되어 형성된다. The yoke 310 made of metal is disposed inside the housing 100 . A space in which the rotor 200 is disposed is formed inside the yoke 310 . The yoke 310 is formed as one body with a mold so that a plurality of teeth 320 protrude in the same direction at regular intervals.

상기 티스(320)는 복수로 구비되어, 상호 일정 간격을 형성하며 상기 요크(310)의 내주면으로부터 돌출된다. 다시 말하면, 상기 티스(320)는 상기 요크(310)의 내주면을 따라 원주 방향으로 상호 이격되게 복수로 배치될 수 있다. 복수의 상기 티스(320)들의 각 단부는 상기 로터(200)의 중심을 향하도록, 상기 요크(310)의 내주면으로부터 반경 방향으로 돌출될 수 있다. The teeth 320 are provided in plurality, forming a mutually constant interval and protruding from the inner circumferential surface of the yoke 310 . In other words, the teeth 320 may be arranged in plurality along the inner circumferential surface of the yoke 310 to be spaced apart from each other in the circumferential direction. Each end of the plurality of teeth 320 may protrude radially from the inner circumferential surface of the yoke 310 toward the center of the rotor 200 .

상기 티스(320)는 코일(350)이 권선되는 티스몸체(322)와, 상기 티스몸체(322)의 선단에 형성된 선단부(314)를 포함할 수 있다. 상기 선단부(314)는 상기 티스몸체(322)의 외면 중 일부가 돌출되는 림(Rim)형상을 형성할 수 있다. 이로 인해, 상기 선단부(314)와 상기 요크(310)로 양단이 구획되는 상기 티스몸체(322)에는 상기 코일(350)이 권선될 수 있다. The tooth 320 may include a tooth body 322 around which the coil 350 is wound, and a front end 314 formed at the front end of the tooth body 322. The front end 314 may form a rim shape in which a part of the outer surface of the tooth body 322 protrudes. Due to this, the coil 350 may be wound around the tooth body 322 whose both ends are partitioned by the front end 314 and the yoke 310 .

상기 티스(320)의 외면 중 상기 로터(200)와 마주하는 면, 즉 상기 티스(320)의 내주면(326)에는, 중심이 외측을 향하여 함몰되는 곡면이 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 티스(320)의 곡면 형상으로 인해, 상기 티스(320)의 내주면(326)을 연결하는 가상의 원과 상기 요크(310) 또는 상기 로터코어(210)의 외주면을 연결하는 가상의 원은 동심원을 형성할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 복수의 티스(320)들의 각 단부(내주면)들을 연장하는 가상의 원이, 후술할 로터코어(210)의 외주면을 연결하는 가상의 원과 중심이 같을 수 있다. Among the outer surfaces of the teeth 320, a surface facing the rotor 200, that is, an inner circumferential surface 326 of the teeth 320, may be formed with a curved surface whose center is depressed outward. As shown, due to the curved shape of the tooth 320, a virtual circle connecting the inner circumferential surface 326 of the tooth 320 and the outer circumferential surface of the yoke 310 or the rotor core 210 are connected. Imaginary circles may form concentric circles. In other words, a virtual circle extending each end (inner circumferential surface) of the plurality of teeth 320 may have the same center as a virtual circle connecting an outer circumferential surface of the rotor core 210 to be described later.

상기 로터(200)는, 중심에 회전축(400)이 삽입되는 관통홀(212)이 형성된다. 상기 로터(200)는 상기 관통홀(212)을 기준으로 방사상으로 배치되는 복수의 로터코어(210)들의 결합에 의해 외형이 형성될 수 있다. 상기 로터코어(210)는 내측면이 상기 관통홀(212)의 내주면을 형성하고, 외측면이 상기 티스몸체(322)의 내주면과 마주하도록 배치될 수 있다. 복수의 상기 로터코어(210)들의 결합에 의해 형성되는 상기 로터(200)는 링(Ring) 형상으로 단면이 형성될 수 있다. The rotor 200 has a through hole 212 into which the rotating shaft 400 is inserted at the center. The outer shape of the rotor 200 may be formed by combining a plurality of rotor cores 210 arranged radially with respect to the through hole 212 . The rotor core 210 may be disposed such that an inner surface forms an inner circumferential surface of the through hole 212 and an outer surface faces an inner circumferential surface of the tooth body 322 . The rotor 200 formed by combining the plurality of rotor cores 210 may have a cross section formed in a ring shape.

상기 로터코어(210)에는 마그넷(240)이 수용될 수 있다. 상기 로터코어(210)에는 상기 회전축(400)의 결합 방향으로 상기 로터코어(210)를 관통하는 마그넷 수용홀(250)이 형성될 수 있다. 상기 마그넷 수용홀(250)은 상대적으로 상기 로터코어(210)의 외주면에 인접하여 배치될 수 있다. 이는, 상기 마그넷(240)의 착좌 위치가 상기 관통홀(212) 보다 상대적으로 상기 스테이터(300)에 가깝게 배치되는 것으로 이해될 수 있다. A magnet 240 may be accommodated in the rotor core 210 . A magnet accommodating hole 250 penetrating the rotor core 210 in a coupling direction of the rotating shaft 400 may be formed in the rotor core 210 . The magnet accommodating hole 250 may be disposed relatively adjacent to the outer circumferential surface of the rotor core 210 . This may be understood as the fact that the seating position of the magnet 240 is relatively closer to the stator 300 than the through hole 212 .

상기 마그넷 수용홀(250)에는 상기 마그넷(240)이 결합된다. 상기 마그넷(240)은 상기 회전축(400)의 길이 방향으로 상기 마그넷 수용홀(250)에 착좌될 수 있다. 상기 마그넷(240)의 단면은 장방형으로 형성될 수 있다. 상기 마그넷(240)의 단면은 직사각형일 수 있다. 상기 로터코어(210)의 상, 하면 중 상기 마그넷 수용홀(250)에 인접 영역에는 상기 마그넷(240)을 상기 마그넷 수용홀(250) 내에 고정시키기 위한 별도의 리브(미도시)가 배치될 수 있다. 이와 달리, 상기 마그넷(240)은 상기 마그넷 수용홀(250)의 내주면에 접착제를 통해 결합될 수 있다.The magnet 240 is coupled to the magnet accommodating hole 250 . The magnet 240 may be seated in the magnet accommodating hole 250 in the longitudinal direction of the rotating shaft 400 . A cross section of the magnet 240 may be formed in a rectangular shape. A cross section of the magnet 240 may be rectangular. A separate rib (not shown) for fixing the magnet 240 within the magnet accommodating hole 250 may be disposed in an area adjacent to the magnet accommodating hole 250 among the upper and lower surfaces of the rotor core 210. there is. Alternatively, the magnet 240 may be coupled to the inner circumferential surface of the magnet accommodating hole 250 through an adhesive.

한편, 상기 마그넷(240)은 복수의 상기 로터코어(210)에 각각 배치될 수 있고, 복수의 상기 마그넷(240)은 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치될 수 있다. Meanwhile, the magnets 240 may be disposed on each of the plurality of rotor cores 210, and the plurality of magnets 240 may be disposed spaced apart from each other along the circumferential direction.

이하에서는, 본 발명의 요부인 코깅 토크 저감 구조에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a structure for reducing cogging torque, which is a key part of the present invention, will be described.

도 3을 참조하면, 전술한 바와 같이 상기 로터코어(210)의 외주면은 중심부가 가장자리 영역에 비해 외측을 향하여 돌출되도록 곡면이 형성된다. 그리고, 상기 마그넷(240)에서 중 상기 스테이터(300)와 마주하는 면을 상기 마그넷(240)의 외면, 상기 관통홀(212)과 마주하는 면을 상기 마그넷(240)의 내면이라 할 때, 상기 마그넷(240)의 외면으로부터 상기 로터코어(210)의 외주면 까지의 거리를 D1으로 정의할 수 있다. 여기서, 상기 D1은 상기 마그넷(240)의 외면으로부터 원주 방향으로 이격하는 상기 로터코어(210) 외주면까지의 직선 거리로 정의할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 D1은 상기 마그넷(240)의 외면 중심과, 상기 외면 중심으로부터 원주 방향에 위치하는 상기 로터코어(210)의 외주면 사이의 직선 거리일 수 있다. 이는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 마그넷(240)의 단면 너비를 l₁이라할 때, 상기 D1은 상기 마그넷(240)의 너비를 1/2로 구획하는 가상의 선과 만나는 상기 마그넷(240) 외면으로부터 상기 로터코어(210)의 외주면을 원주 방향으로 연결하는 직선 거리일 수 있다. Referring to FIG. 3 , as described above, the outer circumferential surface of the rotor core 210 is curved so that the center protrudes outward compared to the edge area. In addition, when the surface facing the stator 300 of the magnet 240 is the outer surface of the magnet 240 and the surface facing the through hole 212 is the inner surface of the magnet 240, the A distance from the outer surface of the magnet 240 to the outer circumferential surface of the rotor core 210 may be defined as D1. Here, D1 may be defined as a straight line distance from the outer surface of the magnet 240 to the outer circumferential surface of the rotor core 210 spaced apart in the circumferential direction. In other words, D1 may be a straight line distance between the center of the outer surface of the magnet 240 and the outer circumferential surface of the rotor core 210 located in a circumferential direction from the center of the outer surface. As shown in FIG. 3, when the cross-sectional width of the magnet 240 is l ₁ , the D1 is the magnet 240 meeting an imaginary line dividing the width of the magnet 240 in half. It may be a straight line distance connecting the outer circumferential surface of the rotor core 210 in the circumferential direction from the outer surface.

그리고 상기 스테이터(300) 중 인접한 티스(320) 사이에는 D2의 간격이 정의될 수 있다. 상세히, 상기 티스(320)의 선단에 배치되는 상기 선단부(314)는, 인접한 티스에 배치되는 선단부와 원주 방향으로 간격을 형성할 수 있다. 즉, 상기 D2는 인접한 상기 티스의 선단부 간에 형성되는 원주 방향 폭을 의미한다. Also, an interval of D2 may be defined between adjacent teeth 320 of the stator 300 . In detail, the distal end 314 disposed at the front end of the tooth 320 may form a gap in the circumferential direction with the distal end disposed on an adjacent tooth. That is, D2 means the width in the circumferential direction formed between the front ends of the adjacent teeth.

따라서, 상기 D1과 상기 D2는 다음의 식을 만족하도록 길이가 설정될 수 있다. Accordingly, the lengths of D1 and D2 may be set to satisfy the following equation.

D1= K×D2 (1.1 ≤ K ≤ 1.5)D1= K×D2 (1.1 ≤ K ≤ 1.5)

여기서 상기 K는 상술한 범위 내 값을 가지는 상수이다. 이로 인해, 상기 D1은 상기 D2 보다 큰 값을 가진다. 요약하면, 상기 마그넷(240)의 외면으로부터 상기 로터코어(210)의 외주면까지 거리는, 인접한 티스(320)의 단부 사이에 형성되는 간격 보다 크게 형성될 수 있다. Here, K is a constant having a value within the aforementioned range. Due to this, the D1 has a greater value than the D2. In summary, a distance from the outer surface of the magnet 240 to the outer circumferential surface of the rotor core 210 may be greater than a gap formed between ends of adjacent teeth 320 .

도 4는 K값의 변화에 따른 코깅 토크 값을 나타낸 도표 이다. 4 is a chart showing cogging torque values according to changes in K value.

도 4를 참조하면, 상기 K 값이 작을수록 코깅 토크가 증가되는 것을 확인할 수 있다. 마찬가지로, 상기 K 값이 작을수록 모터의 토크가 증가될 수 있다. 보다 정확히, K 값이 1.23일 때, 코깅 토크가 최소로 발생되는 것을 확인할 수 있다. 이는 인접한 상기 티스(320) 간 원주 방향 거리와, 상기 로터코어(220)의 외주면으로부터 상기 마그넷(240)까지의 거리를 모두 고려한 수치로써, K가 1.23일 때, 코깅 토크가 최소화될 수 있는 임계적의의를 가지는 것으로 이해될 수 있을 것이다.Referring to FIG. 4 , it can be seen that the cogging torque increases as the K value decreases. Similarly, as the K value decreases, the torque of the motor may increase. More precisely, it can be confirmed that the minimum cogging torque is generated when the K value is 1.23. This is a value considering both the circumferential distance between adjacent teeth 320 and the distance from the outer circumferential surface of the rotor core 220 to the magnet 240, and when K is 1.23, the criticality at which cogging torque can be minimized It can be understood as having hostility.

따라서, 상기 K 값이 전술한 범위(1.1 ≤ K ≤ 1.5)시, 모터의 토크 대비 코깅 토크가 낮아질 수 있다. 이는 모터의 구동 효율을 고려할 때 만족할 수 있는 코깅 토크값을 획득될 수 있는 K 값의 범위로 이해될 수 있다. Accordingly, when the value of K is in the aforementioned range (1.1 ≤ K ≤ 1.5), the cogging torque compared to the torque of the motor may be lowered. This can be understood as a range of K values that can obtain a cogging torque value that can be satisfied when considering the driving efficiency of the motor.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In the above, even though all the components constituting the embodiment of the present invention have been described as being combined or operated as one, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, within the scope of the object of the present invention, all of the components may be selectively combined with one or more to operate. In addition, terms such as 'include', 'comprise' or 'having' described above mean that the corresponding component may be present unless otherwise stated, and thus exclude other components. It should be construed as being able to further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise. Commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and unless explicitly defined in the present invention, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims

a rotor including a rotor core including a through hole into which a rotating shaft is inserted and a magnet coupled to the rotor core; and
It includes a stator disposed outside the rotor,
The stator protrudes in a radial direction toward the rotor and includes a plurality of teeth on which a coil is wound,
D1 is a straight line distance connecting the outer surface of the magnet and the outer circumferential surface of the rotor core in the circumferential direction of an imaginary line dividing the width of the magnet in the circumferential direction by 1/2,
When the minimum distance formed in the circumferential direction between the ends of adjacent teeth among the plurality of teeth is D2,
A motor that satisfies D1= K* D2 (1.1 ≤ K ≤ 1.5).

According to claim 1,
The rotor core includes a magnet receiving hole penetrating in an axial direction,
A motor in which the magnet is disposed in the magnet accommodating hole.

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According to claim 1,
The tooth includes a tooth body around which the coil is wound, and a tip portion formed in a rim shape at the tip of the tooth body,
Wherein D2 is the distance between adjacent teeth and the front end formed by the motor.

According to claim 1,
A curved surface is formed on the inner circumferential surface of the tooth so that the center region faces outward,
The outer circumferential surface of the rotor core is formed in a curved surface,
The outer circumferential surface of the rotor core and the inner circumferential surface of the tooth have the same center.

According to claim 1,
A motor having a rectangular cross section of the magnet.

According to claim 1,
D1 is the largest among radial distances between the outer surface of the magnet and the rotor core.

According to claim 2,
The magnet accommodating hole includes a rib for fixing the magnet.

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