KR102628348B1 - 드론용 모터 및 이를 포함하는 드론 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전축; 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 스테이터; 상기 스테이터의 외측에 배치되는 로터를 포함하고, 상기 로터는 상기 회전축과 결합하여 상기 스테이터의 상부를 덮는 커버부, 상기 스테이터의 측부를 덮는 몸체부 및 상기 몸체부의 내주면에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하고, 상기 몸체부는 서로 이격되어 배치되어 복수 개의 홈부를 포함하는 드론용 모터를 제공하여, 로터의 무게를 줄임으로써, 드론의 무게를 줄이는 유리한 효과를 제공한다.

Description

드론용 모터 및 이를 포함하는 드론{Motor for drone and drone having the same}
실시예는 드론용 모터 및 이를 포함하는 드론에 관한 것이다.
드론은 드론 본체에 복수 개의 프로펠러가 장착되어 비행하는 무인 비행체이다. 드론의 본체에는 프로펠러를 구동시키는 모터가 구비된다. 모터는 스테이터와 로터의 전기적 상호 작용으로 로터가 회전하여 프로펠러를 구동시킨다. 이때, 로터는 스테이터 외측에 배치될 수 있다. 이러한 로터는 몸체부와 마그넷을 포함할 수 있다. 마그넷은 몸체부의 내주면에 부착될 수 있다.
한편, 드론은 경량화가 중요하다. 특히, 드론은 배터리로 구동하기 때문에, 가벼워야 하며 모터의 효율이 중요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0000066호(2015.01.02.공개)
이에, 실시예는 상기와 문제점을 해결하기 위한 것으로, 드론의 무게를 줄이면서도, 모터의 성능을 높일 수 있는 드론용 모터 및 이를 포함하는 드론을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 회전축과, 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 배치되는 로터를 포함하고, 상기 로터는 상기 회전축과 결합하여 상기 스테이터의 상부를 덮는 커버부와, 상기 스테이터의 측부를 덮는 몸체부 및 상기 몸체부의 내주면에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하고, 상기 몸체부는 서로 이격되어 배치되어 복수 개의 홈부를 포함하는 드론용 모터를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 홈부는 상기 회전축의 축방향으로 연장될 수 있다.
바람직하게는, 상기 홈부 사이의 최단거리는 상기 마그넷 사이의 최단거리보다 크거나 같을 수 있다.
바람직하게는, 상기 몸체부의 내주면은 원주 방향으로 제1 면과 제2 면을 가지고, 상기 제1 면의 내경은 상기 제2 면의 내경보다 크며, 상기 홈부는 상기 제1 면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 면과 상기 제2 면은 상기 내주면의 원주 방향으로 교대로 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷은 상기 제1 면에 접촉할 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷의 두께는 상기 제1 면의 내경과 상기 제2 면의 내경의 차이값보다 같거나 작을 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷의 두께는 상기 제1 면의 내경과 상기 제2 면의 내경의 차이값보다 클 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 면의 내경과 상기 제2 면의 내경의 차이값은 상기 마그넷의 두께의 9% 내지 11% 사이일 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷은 상기 제2 면의 일부에 접촉할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 면의 원주 방향의 길이는 상기 마그넷의 원주 방향의 길이의 93% 내지 97%일 수 있다.
바람직하게는, 상기 몸체부의 내주면은 제3 면을 포함하고, 상기 제3 면은 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하고, 상기 마그넷은 상기 제3 면에 접촉할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예는, 회전축과, 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 배치되는 로터를 포함하고, 상기 로터는 상기 회전축과 결합하여 상기 스테이터의 상부를 덮는 커버부와, 상기 스테이터의 측부를 덮는 몸체부 및 상기 몸체부와 결합하는 마그넷을 포함하고, 상기 몸체부는 내주면에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 돌기부를 포함하고, 상기 마그넷은 상기 돌기부 사이에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 돌기부는 상기 회전축의 축방향으로 연장될 수 있다.
바람직하게는, 상기 돌기부의 원주방향 폭은 상기 마그넷 사이의 최단거리 보다 크거나 같은 드론용 모터.
바람직하게는, 상기 몸체부의 내주면은 제1 면, 제2 면 및 제3 면을 포함하고, 상기 제1 면의 내경은 상기 제2 면의 내경보다 크며, 상기 제3 면은 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하고, 상기 돌기부는 상기 제2 면 및 상기 제3 면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷은 상기 제1 면 및 상기 제3 면에 접촉할 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷은 상기 제2 면의 일부에 접촉할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예는, 회전축과, 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 배치되는 로터를 포함하고, 상기 로터는 상기 회전축과 결합하여 상기 스테이터의 상부를 덮는 커버부와, 상기 스테이터의 측부를 덮는 몸체부 및 상기 몸체부 내주면에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하고, 상기 마그넷은 상기 몸체부와 접촉하는 홈부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 몸체부의 내주면은 제1 면, 제2 면 및 제3 면을 포함하고, 상기 제1 면의 내경은 상기 제2 면의 내경보다 크며, 상기 제3 면은 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하고, 상기 홈부는 상기 제2 면 및 상기 제3 면과 접촉할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예는, 드론 몸체와, 상기 드론 몸체에 결합되는 모터와, 상기 모터와 결합하여 회전하는 프로펠러를 포함하며, 상기 모터는, 회전축과, 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 배치되는 로터를 포함하고, 상기 로터는 상기 회전축과 결합하여 상기 스테이터의 상부를 덮는 커버부와, 상기 스테이터의 측부를 덮는 몸체부 및 상기 몸체부의 내주면에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하고, 상기 몸체부는 서로 이격되어 배치되어 복수 개의 홈부를 포함하는 드론을 제공할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예는, 드론 몸체와, 상기 드론 몸체에 결합되는 모터와, 상기 모터와 결합하여 회전하는 프로펠러를 포함하며, 상기 모터는, 회전축과, 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 배치되는 로터를 포함하고, 상기 로터는 상기 회전축과 결합하여 상기 스테이터의 상부를 덮는 커버부와, 상기 스테이터의 측부를 덮는 몸체부 및 상기 몸체부와 결합하는 마그넷을 포함하고, 상기 몸체부는 내주면에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 돌기부를 포함하고, 상기 마그넷은 상기 돌기부 사이에 배치되는 드론을 제공할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예는, 드론 몸체와, 상기 드론 몸체에 결합되는 모터와, 상기 모터와 결합하여 회전하는 프로펠러를 포함하며, 상기 모터는, 회전축과, 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 배치되는 로터를 포함하고, 상기 로터는 상기 회전축과 결합하여 상기 스테이터의 상부를 덮는 커버부와, 상기 스테이터의 측부를 덮는 몸체부 및 상기 몸체부 내주면에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하고, 상기 마그넷은 상기 몸체부와 접촉하는 홈부를 포함하는 드론을 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 로터의 몸체부에 홈부를 형성하여, 로터의 무게를 줄임으로써, 드론의 무게를 줄이는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 마그넷과 마그넷 사이에 해당하는 몸체부의 영역의 두께를 홈부의 두께에 비해 크게 형성하여, 자속이 포화되는 영역을 넓힘으로써, 마그넷의 크기를 줄이면서도 모터의 성능을 높이는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 몸체부의 내주면에 배치된 홈부에 마그넷을 부착하여, 마그넷을 정렬하기 위한 별도의 지그를 제거할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 실시예에 따른 드론을 도시한 도면,
도 2는 모터와 프로펠러를 도시한 도면,
도 3은 모터의 분해도,
도 4는 로터의 몸체부와 마그넷을 도시한 도면,
도 5는 몸체부의 제1 면과 제2 면을 도시한 도면,
도 6은 몸체부에 부착되는 마그넷을 도시한 도면,
도 7은 마그넷이 부착된 몸체부를 도시한 도면,
도 8은 몸체부의 홈부의 변형례를 도시한 도면,
도 9는 몸체부의 홈부의 다른 변형례를 도시한 도면,
도 10은 자속의 포화 영역을 도시한 도면,
도 11은 돌기부가 없는 상태에서 자속의 포화상태를 도시한 도면,
도 12는 돌기부가 있는 상태에서 자속의 포화상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 실시예에 따른 드론을 도시한 도면이고, 도 2는 모터와 프로펠러를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 드론은 모터(10)와 드론 몸체(20)와, 프로펠러(30)와, 제어부(40)를 포함할 수 있다. 여기서 드론 몸체(20)는 본체(21)와, 랜딩수단(22)과, 프로펠러 지지부(23)를 포함할 수 있다.
드론 몸체(20)는 드론의 외형을 형성한다. 드론 몸체(20)는 복수 개의 프로펠러 지지부(23)를 포함한다. 복수 개의 프로펠러 지지부(23)는 본체(21)에서 방사상으로 형성된다. 각각의 프로펠러 지지부(23)에는 모터(10)가 장착될 수 있다. 각각의 모터(10)에는 프로펠러(30)가 장착된다. 그리고 모터(10)의 구동을 제어하는 무선형 제어부(40)가 포함될 수 있다.
도 3은 모터의 분해도이다.
도 3을 참조하면, 모터(10)는 회전축(100)과, 스테이터(200)와, 로터(300)와, 하우징(400)을 포함할 수 있다.
회전축(100)은 스테이터(200)의 중심을 관통하도록 배치된다. 회전축(100)은 스테이터 코어(220)의 홀(210)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전축(100)은 프로펠러(30) 및 커버부(310)에 연결되어 모터(10)의 구동력을 프로펠러(30)에 전달한다.
스테이터(200)는 로터(300)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터(300)의 회전을 유도한다. 스테이터(200)는 스테이터 코어(220)를 포함하며, 스테이터 코어(220)에는 코일이 감길 수 있다.
스테이터 코어(220)는 환형의 요크가 마련되고, 요크에서 외측을 향하는 복수 개의 티스가 마련될 수 있다, 각각의 티스에는 코일이 감길 수 있다. 티스는 요크의 둘레를 따라 일정한 간격으로 마련될 수 있다.
스테이터 코어(220)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층되어 이루어질 수 있다. 또는 스테이터 코어(220)는 통으로 형성된 하나의 단일품으로 구성될 수 있다. 또한, 스테이터 코어(220)는 복수 개의 분할 코어가 상호 결합되거나 연결되어 이루어질 수 있다. 각각의 분할 코어 또한, 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층되어 이루어지거나 통으로 형성된 하나의 단일품으로 구성될 수 있다.
스테이터 코어(220)의 중심에는 홀(210)이 형성될 수 있다. 회전축(100)은 홀(210)을 관통한다.
로터(300)는 스테이터(200)의 외측에 배치된다. 로터(300)는 커버부(310)와, 몸체부(320)와, 마그넷(330)을 포함할 수 있다.
커버부(310)는 스테이터(200)의 상부를 덮는다. 몸체부(320)는 스테이터(200)의 측부를 덮는다. 이러한 커버부(310)와 몸체부(320)는 전체적으로 스테이터(200)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이는 모터(10) 내부로 물이나 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 구성이다. 커버부(310)의 중심에는 회전축(100)이 관통하는 홀(311)이 형성될 수 있다.
몸체부(320)는 스테이터(200)의 측부를 둘러싼다. 몸체부(320)는 내부가 비어있는 관형으로 형성된다. 몸체부(320)는 내주면이 스테이터 코어(220)의 티스를 마주보게 배치된다. 몸체부(320)의 내주면에는 마그넷(330)이 부착될 수 있다. 몸체부(320)는 마그넷(330)의 자로를 형성하는 요크(yoke)에 해당한다.
몸체부(320)의 상단은 커버부(310)의 상면부(312)에 결합될 수 있다. 몸체부(320)와 커버부(310)는 별도의 물로서 이중 사출 성형되어 일체형으로 제작되거나 단일품으로 제조될 수 있다. 몸체부(320)의 하단은 하우징(400)과 결합될 수 있다.
마그넷(330)은 몸체부(320)의 내주면에 결합된다. 마그넷(330)은 스테이터 코어(220)에 감긴 코일과 전기적 상호 작용을 유발한다.
한편, 스테이터(200)는 상술한 커버부(310)와 몸체부(320)와 하우징(400)에 의해 형성된 내부 공간에 위치한다.
도 4는 로터의 몸체부와 마그넷을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 로터(300)의 몸체부(320)는 홈부(320A)와 돌기부(320B)를 포함할 수 있다.
홈부(320A)에는 마그넷(330)이 장착된다. 홈부(320A)는 몸체부(320)의 내주면을 따라 복수 개가 배치된다. 각각의 홈부(320A)는 몸체부(320)의 중심(C)을 기준하여 원주 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
도 5는 몸체부의 제1 면과 제2 면을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 몸체부(320)의 내주면은 원주 방향으로 제1 면(321)과 제2 면(322)을 포함할 수 있다. 제1 면(321)의 내경(D1)은 제2 면(322)의 내경(D2) 보다 크게 형성된다. 따라서 제1 면(321)은 상대적으로 제2 면(322)에 비하여 오목하게 형성된다.
제1 면(321)과 제2 면(322)은 원주 방향으로 교대로 배치된다.
이때, 홈부(320A)는 제1 면(321)을 포함하여 형성된다. 홈부(320A)에는 마그넷(330)이 부착된다.
돌기부(320B)는 몸체부(320)의 내주면을 따라 복수 개가 배치된다. 각각의 돌기부(320B)는 몸체부(320)의 중심(C)을 기준하여 원주 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 돌기부(320B)와 돌기부(320B) 사이에는 홈부(320A)가 배치되며, 마그넷(330)이 부착된다. 이때, 돌기부(320B)는 부착되는 마그넷(330)의 가이드 역할을 할 수 있다. 때문에 마그넷(330)을 부착 위치에 가이드 하기 위한 별도의 지그가 필요 없다. 그 결과, 제조 공정 및 비용을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
도 6은 몸체부에 부착되는 마그넷을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 홈부(320A)에 마그넷(330)이 부착될 수 있다. 마그넷(330)은 제1 면(321)에 접촉한다.
이때, 마그넷(330)의 두께(t)는 제1 면(321)의 내경(D1)과 제2 면(322)의 내경(D2)의 차이값(도 5의 S)보다 클 수 있다. 따라서, 마그넷(330)은 제2 면(322)의 안 측으로 돌출된다. 제1 면(321)의 내경(D1)과 제2 면(322)의 내경(D2)의 차이값(도 5의 S)은 마그넷(330)의 두께(t)의 9% 내지 11% 사이일 수 있다.
몸체부(320)의 내주면은 제3 면(323)을 포함할 수 있다. 제3 면(323)은 단차를 형성하는 제1 면(321)과 제2 면(322)을 연결하는 부분이다.
한편, 마그넷(330)은 홈부(330A)를 포함할 수 있다. 홈부(330A)는 몸체부(320)의 제2 면(322) 및 제3 면(323)에 부착될 수 있다. 제1 면(321)의 원주 방향 길이(L1)는 마그넷(330)의 원주 방향 길이(L2)의 93% 내지 97%일 수 있다. 원주 방향을 기준으로 제1 면(321)에서 벗어나는 마그넷(330)의 양 측 단부는 제2 면(322)에 접촉한다.
도 7은 마그넷이 부착된 몸체부를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 마그넷(330)은 홈부(320A)에 부착된다. 이때, 마그넷(330)은 제2 면(322)에 돌출된다. 그리고, 마그넷(330)의 원주 방향 길이(L2)가 제1 면(321)의 원주 방향 길이(L1)보다 크기 때문에 마그넷(330)의 일부가 제2 면(322)에 안착될 수 있다. 다시 말해서, 이웃하는 홈부(330A) 사이의 최단거리(d1)가 이웃하는 홈부(330A)에 장착된 마그넷(330) 사이의 최단거리(d2)보다 클 수 있다.
도 8은 몸체부의 홈부의 변형례를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 마그넷(330)이 제1 면(321)과 제3 면(323)에만 부착될 수 있다. 다시 말해서, 이웃하는 홈부(330A) 사이의 최단거리(d1)와 이웃하는 홈부(330A)에 장착된 마그넷(330) 사이의 최단거리(d2)가 동일 할 수 있다.
도 9는 몸체부의 홈부의 다른 변형례를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 마그넷(330)이 제1 면(321)과 제3 면(323)에만 부착될 수 있다. 그리고, 마그넷(330)이 제2 면(322)의 안 측으로 돌출되지 않도록 홈부(320A)에 완전히 삽입될 수 있다.
도 10은 자속의 포화 영역을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 10을 참조하면, 홈부(320A)는 몸체부(320)의 내주면에서 오목하게 형성된다. 따라서, 홈부(320A)가 위치하는 영역에서는 몸체부(320)의 두께를 줄일 수 있다. 몸체부(320)의 두께를 줄이면 드론의 무게를 줄일 수 있다.
한편, 이웃하는 마그넷(330)과 마그넷(330) 사이에는 돌기부(320B)가 배치될 수 있다. 도 10의 A영역은 마그넷(330)의 자속이 몸체부(320)를 흐를 때 포화되는 영역이다. 도 10의 A영역에 돌기부(320B)가 형성되어 자속의 포화 영역이 확장된다. 따라서, 돌기부(320B)로 인하여 자속의 흐름이 좋아지기 때문에 마그넷(330)의 크기를 줄이면서도 목표하는 모터의 성능을 확보할 수 있다.
마그넷(330)의 크기를 줄이면, 드론의 무게를 더욱 줄일 수 있다.
구분 Case1 Case2 Case3
Ke 0.0688 0.0699 0.067
Case1은, 몸체부(320)에 홈부(320A)와 돌기부(320B)가 없고, 정상적인 크기의 마그넷을 부착한 로터를 포함하는 모터에 해당한다.
Case2는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 몸체부(320)에 홈부(320A)와 돌기부(320B)를 포함하며, 마그넷(330)에 홈부(330A)가 형성되어 몸체부(320)의 내주면에서 돌출된 형태 마그넷(330)이 부착되는 로터를 포함하고, 여기서 마그넷(330)은 Case1의 마그넷 보다 크기가 작은 모터에 해당한다.
Case3은, 도 9에서 도시한 바와 같이, 몸체부(320)에 홈부(320A)와 돌기부(320B)를 포함하며, 마그넷(330)이 홈부(320A)에 완전히 삽입된 상태로 부착되는 로터를 포함하고, 여기서 마그넷(330)은 Case1의 마그넷 보다 크기가 작은 모터에 해당한다.
<표 1>의 ke는 역기전력 상수로, 단위 전류당 발생하는 토크와 비례하는 값이다.
<표 1>에서 도시한 바와 같이, Case1, Case2, Case3로 구분하여 토크를 측정한 결과, Case2 와 Case3의 마그넷의 크기가 Case1의 마그넷의 크기 보다 작음에도 불구하고, Case1, Case2, Case3에서 각각 측정되는 토크의 크기가 큰 차이가 없는 것 확인된다.
이로써, 돌기부(320B)를 통해 포화 영역을 확보하여, 모터 성능의 저하 없이 마그넷(330)의 크기를 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.
도 11은 돌기부가 없는 상태에서 자속의 포화상태를 도시한 도면이고, 도 12는 돌기부가 있는 상태에서 자속의 포화상태를 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 도 11의 B영역은 Case1에서 자속의 포화 역이다. 도 11에서 도시한 바와 같이, 도 11의 B영역은 짙은 빨간색으로 나타나 자속의 포화도가 높음을 알 수 있다.
반면에, 도 12의 C영역은 Case2에서 자속의 포화 영역인데, 도 12에서 도시한 바와 같이, 도 12의 C영역은 옅은 빨간색으로 나타나 자속 포화가 해소되었음 알 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 드론용 모터 및 이를포함하는 드론에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 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.
10: 모터
20: 드론 몸체
30: 프로펠러
40: 제어부
100: 회전축
200: 스테이터
300: 로터
310: 커버부
320: 몸체부
320A: 홈부
320B: 돌기부
321: 제1 면
322: 제2 면
323: 제3 면
330: 마그넷
330A: 홈부

Claims (23)

  1. 회전축;
    상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 스테이터;
    상기 스테이터의 외측에 배치되는 로터를 포함하고,
    상기 로터는
    상기 회전축과 결합하여 상기 스테이터의 상부를 덮는 커버부,
    상기 스테이터의 측부를 덮는 몸체부 및
    상기 몸체부의 내주면에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하고,
    상기 몸체부는 서로 이격되어 배치되어 복수 개의 홈부를 포함하고,
    상기 몸체부의 내주면은 원주 방향을 따라 형성되는 제1 면 및 제2 면과 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하는 제3 면을 포함하고, 상기 마그넷은 홈부를 포함하고, 상기 마그넷의 홈부는 상기 몸체부의 상기 제2 면 및 상기 제3 면에 접촉하고,
    상기 마그넷의 일부는 상기 제2 면보다 돌출되는 드론용 모터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 몸체부의 홈부는 상기 회전축의 축방향으로 연장되는 드론용 모터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 몸체부의 홈부 사이의 최단거리는 상기 마그넷 사이의 최단거리보다 크거나 같은 드론용 모터.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 몸체부의 내주면은 원주 방향으로 제1 면과 제2 면을 가지고,
    상기 제1 면의 내경은 상기 제2 면의 내경보다 크며,
    상기 몸체부의 홈부는 상기 제1 면을 포함하는 드론용 모터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 면과 상기 제2 면은 상기 내주면의 원주 방향으로 교대로 배치되는 드론용 모터.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 마그넷은 상기 제1 면에 접촉하는 드론용 모터.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 마그넷의 두께는 상기 제1 면의 내경과 상기 제2 면의 내경의 차이값보다 같거나 작은 드론용 모터.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 마그넷의 두께는 상기 제1 면의 내경과 상기 제2 면의 내경의 차이값보다 큰 드론용 모터.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 면의 내경과 상기 제2 면의 내경의 차이값은 상기 마그넷의 두께의 9% 내지 11% 사이인 드론용 모터.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 마그넷은 상기 제2 면의 일부에 접촉하는 드론용 모터.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 면의 원주 방향의 길이는 상기 마그넷의 원주 방향의 길이의 93% 내지 97%인 드론용 모터.
  12. 삭제
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 몸체부는 내주면에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 돌기부를 포함하고,
    상기 마그넷은 상기 돌기부 사이에 배치되는 드론용 모터.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 회전축의 축방향으로 연장되는 드론용 모터.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 돌기부의 원주방향 폭은 상기 마그넷 사이의 최단거리 보다 크거나 같은 드론용 모터.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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  20. 삭제
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  23. 삭제
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110739786A (zh) * 2018-07-20 2020-01-31 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种轮毂电机转子结构
JP2021087227A (ja) * 2019-11-25 2021-06-03 マーレエレクトリックドライブズジャパン株式会社 アウターロータ形電動機、及びアウターロータ形電動機のロータヨークの製造方法
US20220181931A1 (en) * 2020-12-04 2022-06-09 Aurora Flight Sciences Corporation, a subsidiary of The Boeing Company Rotor for electric motor
JP2022131847A (ja) * 2021-02-26 2022-09-07 ミネベアミツミ株式会社 モータ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012244704A (ja) 2011-05-17 2012-12-10 Honda Motor Co Ltd 外転型の電動機
JP2015195725A (ja) 2011-03-30 2015-11-05 株式会社日立産機システム 永久磁石モータ
CN105490491A (zh) * 2016-01-25 2016-04-13 深圳市大疆创新科技有限公司 电机、动力装置及无人飞行器
CN205212593U (zh) 2015-09-11 2016-05-04 建准电机工业股份有限公司 无人飞行载具的马达结构

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0823664A (ja) * 1994-05-02 1996-01-23 Aisin Aw Co Ltd モータ
JP4566336B2 (ja) * 2000-05-31 2010-10-20 株式会社ソディック 同期機ロータ
JP5242266B2 (ja) * 2008-07-09 2013-07-24 株式会社東芝 永久磁石モータおよび洗濯機
CN201319529Y (zh) * 2008-12-11 2009-09-30 山东新大洋机电科技有限公司 磁钢式转子
CN201797386U (zh) * 2010-01-22 2011-04-13 浙江玛拓驱动设备有限公司 一种永磁电机转子
EP2413482A1 (de) * 2010-07-30 2012-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Fluggerät
KR101471367B1 (ko) * 2010-11-30 2014-12-11 대동모벨시스템 주식회사 비엘디씨 모터의 회전자 구조
CN202094715U (zh) * 2011-05-12 2011-12-28 尤春林 电动自行车、摩托车用电机的轮毂磁钢固定拉槽的结构
KR101514822B1 (ko) 2013-06-21 2015-04-23 한국파워트레인 주식회사 비엘디씨 모터
JP5617017B2 (ja) * 2013-08-19 2014-10-29 株式会社日立産機システム 外転型永久磁石回転電機およびそれを用いたエレベータ装置
US9878784B2 (en) * 2015-12-11 2018-01-30 Amazon Technologies, Inc. Propeller alignment devices
CN105515243A (zh) 2016-01-20 2016-04-20 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种电机转子结构及具有其的电机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015195725A (ja) 2011-03-30 2015-11-05 株式会社日立産機システム 永久磁石モータ
JP2012244704A (ja) 2011-05-17 2012-12-10 Honda Motor Co Ltd 外転型の電動機
CN205212593U (zh) 2015-09-11 2016-05-04 建准电机工业股份有限公司 无人飞行载具的马达结构
CN105490491A (zh) * 2016-01-25 2016-04-13 深圳市大疆创新科技有限公司 电机、动力装置及无人飞行器

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