KR102628788B1

KR102628788B1 - 모터

Info

Publication number: KR102628788B1
Application number: KR1020180080728A
Authority: KR
Inventors: 김진호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2024-01-24
Also published as: WO2020013568A1; EP3822499B1; JP7312775B2; CN112400068A; KR20200006850A; EP3822499A1; US20210273519A1; US11637472B2; EP3822499A4; CN112400068B; JP2021530947A

Abstract

본 발명은 하우징; 상기 하우징을 덮는 커버; 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 및 상기 로터와 결합하는 샤프트; 상기 커버에 배치되는 베어링;및 상기 커버에 결합하여 상기 베어링의 외륜과 접촉하는 너트를 포함하고, 상기 커버는 상기 베어링이 수용되는 제1 포켓과, 상기 제1 포켓의 상측에 배치되고, 상기 너트가 회전 체결되는 제2 포켓을 포함하고, 상기 너트는 상기 커버의 상면보다 낮게 배치되며 나사산을 포함하는 몸체와, 상기 커버의 상면보다 높게 배치되는 연장부를 포함하고, 상기 몸체는 상기 나사산보다 외측으로 돌출되는 돌기를 포함하고, 상기 제2 포켓은 상기 돌기가 위치하는 제1 홈을 포함하는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}

실시예는 모터에 관한 것이다.

모터는 샤프트. 로터 및 스테이터를 포함한다. 로터와 스테이터는 하우징에 수용된다, 하우징은 상부가 개방된 형태이다. 커버는 개방된 하우징의 상부를 덮는다. 베어링은 샤프트를 회전 가능하게 지지한다. 이러한 베어링은 커버의 포켓에 배치된다. 이때, 포켓에는 베어링을 고정하는 너트가 배치된다. 너트는 포켓에 회전 체결되어, 베어링이 포켓에서 이탈하지 않도록 베어링을 구속한다.

커버가 코킹(caulking)되어 너트가 포켓에서 풀리지 않도록, 너트가 고정된다. 다만, 이러한 구성의 모터는 커버가 코킹되는 과정에서 이물질이 발생하는 문제점이 있다. 특히, 커버가 코킹되는 경우, 코킹 부분이 베어링의 상면만을 접촉하기 때문에, 풀림 토크가 낮아 너트가 쉽게 풀리는 문제점 있다.

이에, 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코킹 시, 이물질을 줄이고, 풀림 토크를 높일 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 하우징과, 상기 하우징을 덮는 커버와, 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터 내에 배치되는 로터 및 상기 로터와 결합하는 샤프트와, 상기 커버에 배치되는 베어링 및 상기 커버에 결합하여 상기 베어링의 외륜과 접촉하는 너트를 포함하고, 상기 커버는 상기 베어링이 수용되는 제1 포켓과, 상기 제1 포켓의 상측에 배치되고, 상기 너트가 회전 체결되는 제2 포켓을 포함하고, 상기 너트는 상기 커버의 상면보다 낮게 배치되며 나사산을 포함하는 몸체와, 상기 커버의 상면보다 높게 배치되는 연장부를 포함하고, 상기 몸체는 상기 나사산보다 외측으로 돌출되는 돌기를 포함하고, 상기 제2 포켓은 상기 돌기가 위치하는 제1 홈을 포함하는 모터를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 연장부는 제2 홈을 포함하고, 상기 커버는 제2 홈과 연결되는 제3 홈을 포함하고, 상기 제2 홈은 상기 연장부의 상면과 외측면의 경계에서 오목하게 배치되고, 상기 제3 홈은 상기 커버의 상면에서 오목하게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 홈의 바닥면과 상기 제3 홈의 바닥면은 동일 높이로 정렬되어 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 홈과 상기 제3 홈이 이루는 평면형상은, 상기 커버의 반경방향으로 상기 커버의 중심을 지나는 기준선을 기준으로 대칭일 수 있다.

바람직하게는, 상기 돌기는 상기 몸체의 나사산의 상측에 배치되는 상기 제 3 홈의 바닥면의 하측에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 베어링의 외륜의 하면 및 외측면은 상기 제1 포켓의 내벽과 접촉하고, 상기 너트의 하면은 상기 베어링의 외륜의 상면과 접촉할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 홈 및 상기 제3 홈은 각각 복수 개가 배치되며, 복수 개의 상기 제2 홈 및 상기 제3 홈은 상기 커버의 중심을 기준으로, 회전 대칭되게 배치될 수 있다.

실시예에 따르면, 로터의 코어의 브릿지가 없어도 마그넷에 대한 조립성을 확보할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 A를 확대한 도면,
도 3은 너트의 제2 홈과 커버의 제3 홈을 도시한 도면,
도 4 내지 도 6은 코깅 과정을 설명한 도면,
도 7은 비교예의 풀림토크와 실시예의 풀림토크를 비교한 표,
도 8은 상온 조건에서 비교예의 풀림토크와 실시예의 풀림토크를 비교한 그래프,
도 9는 고온 조건에서 비교예의 풀림토크와 실시예의 풀림토크를 비교한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

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 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 A를 확대한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 모터는, 하우징(100)과, 커버(200)와, 스테이터(300)와 로터(400)와 샤프트(500)와 베어링(600)과 너트(700)를 포함할 수 있다.

하우징(100)은 내부에 로터(400)와 스테이터(300)를 수용한다. 하우징(100)은 상부가 개방된 원통 형상을 갖을 수 있다.

커버(200)는 하우징(100)과 결합한다, 커버(200)는 하우징(100)의 개방된 상부를 덮는다. 커버(200)는 제1 포켓(200A)과 제2 포켓(200B)을 포함하다. 제1 포켓(200A)과 제2 포켓(200B)은 모두 커버(200)의 중심에 배치될 수 있다. 제1 포켓(200A)에는 베어링(600)이 수용된다. 그리고 제2 포켓(200B)에는 너트(700)가 수용된다. 제1 포켓(200A)의 내벽은 베어링(600)의 외륜(610)의 외측면(610b)과 접촉한다, 그리고 제1 포켓(200A)의 내벽은 베어링(600)의 외륜(610)의 하면(610a)과 접촉할 수 있다. 제1 포켓(200A)의 내벽은 모터의 반경방향과 축방향으로 베어링(600)을 지지한다. 제2 포켓(200B)은 제1 포켓(200A)의 상측에 배치된다. 제2 포켓(200B)의 내경은 제1 포켓(200A)의 내경보다 클 수 있다. 제2 포켓(200B)의 내측면에는 나사홈(240)이 형성될 수 있다. 너트(700)는 제2 포켓(200B)에 회전 체결된다. 제2 포켓(200B)에 체결된 너트(700)의 하면(700a)은 베어링(600)의 외륜(610)의 상면을 접촉하여 가압한다. 이때, 베어링(600)의 일부는 제1 포켓(200A)에서 돌출되어 제2 포켓(200B)에 위치할 수 있다. 이는 베어링(600)과 너트(700)의 접촉을 위해서이다.

스테이터(300)는 로터(400)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 코일이 감길 수 있다. 이는 로터(400)와 전기적 상호 작용을 유발하기 위함이다. 스테이터(300)의 예시적인 형태는 다음과 같다 스테이터(300)는 복수 개의 티스를 포함하는 스테이터(300) 코어를 포함할 수 있다. 스테이터(300) 코어는 환형의 요크 부분이 마련되고, 요크에서 중심방향으로 코일이 감기는 티스가 마련될 수 있다. 티스는 요크 부분의 외주면을 따라 일정한 간격으로 마련될 수 있다. 한편, 스테이터(300) 코어는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층되어 이루어질 수 있다. 또한, 스테이터(300) 코어는 복수 개의 분할 코어가 상호 결합되거나 연결되어 이루어질 수 있다.

로터(400)는 스테이터(300)의 내측에 배치된다. 그리고 로터(400)는 샤프트(500)와 결합한다. 이러한 로터(400)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 로터(400)는 몰드부재와 코어와 마그넷을 포함할 수 있다. 몰드부재는 샤프트의 외측에 배치된다. 코어는 몰드부재의 외측에 배치된다. 마그넷은 코어와 코어 사이에 배치된다. 코어는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다.

샤프트(500)는 로터(400)에 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(400)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면, 로터(400)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(500)가 회전한다.

베어링(600)은 샤프트를 회전 가능하게 지지한다. 베어링(600)은 커버(200)의 제1 포켓(200A)에 수용된다.

너트(700)는 베어링(600)의 커버(200)의 제2 포켓(200B)에 수용된다. 너트(700)는 베어링(600)의 상측에서 베어링(600)을 가압하여 베어링(600)을 커버(200)에 고정시킨다. 너트(700)는 환형 부재이다. 너트(700)의 중심으로는 샤프트(500)가 관통한다, 그리고 너트(700)의 외주면에는 나사산(730)이 형성된다.

도 2를 참조하면, 너트(700)는 몸체(700A)와 연장부(700B)로 구분될 수 있다. 너트(700)의 영역 중, 몸체(700A)는 너트(700)가 제2 포켓(200B)에 회전 체결되어 너트(700)의 하면이 베어링(600)의 외륜(610)의 상면과 맞닿을 때, 커버(200)의 상면보다 낮은 영역에 해당하고, 연장부(700B)는 커버(200)의 상면보다 높은 영역에 해당한다. 몸체(700A)는 나사산(730)을 포함하여 제2 포켓(200B)과 회전 체결한다.

몸체(700A)는 돌기(720)를 포함한다. 돌기(720)는 나사산(730)보다 외측으로 돌출된 형태이다.

도 2의 L은 몸체(700A)에 배치된 나사산의 최외측을 연결한 기준선(L)이다. 돌기(720)는 이 기준선(L) 보다 적어도 돌출된 형상을 갖는다. 그리고 돌기(720)는 나사산(730)보다 상측에 배치된다. 그리고 돌기(720)는 커버(200)의 제3 홈(210)의 바닥면(211)의 하측에 배치된다. 한편, 돌기(720)와 대응하여, 제1 홈(230)이 제2 포켓(200B)에 마련된다. 돌기(720)와 제1 홈(230)은 맞물려 상호 결합력을 높인다.

도 3은 너트(700)의 제2 홈(710)과 커버(200)의 제3 홈(210)을 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 너트(700)의 연장부(700B)의 상면에는 제2 홈(710)이 배치된다. 제2 홈(710)은 너트(700)의 연장부(700B)의 상면과 연장부(700B)의 외측면의 경계인 모서리 부근에서 오목하게 배치된다. 그리고, 커버(200)의 상면에는 제3 홈(210)이 배치된다. 제3 홈(210)은 커버(200)의 상면에서 오목하게 배치된다. 구체적으로, 제3 홈(210)은 커버(200)의 상면과 제2 포켓(200B)의 경계인 모서리 부근에서 오목하게 배치된다. 제2 홈(710)과 제3 홈(210)은 연결된다. 그리고 제2 홈(710)과 제3 홈(210)은 커버(200)의 원주방향을 기준으로 정렬된다. 제2 홈(710)과 제3 홈(210)은 각각 복수 개가 배치될 수 있다. 복수 개의 제2 홈(710) 및 제3 홈(210)은 커버(200)의 중심을 기준으로 회전 대칭되게 배치될 수 있다.

제2 홈(710)의 바닥면(711)과 제3 홈(210)의 바닥면(211)은 동일 높이로 정렬될 수 있다. 그리고 제2 홈(710)과 제3 홈(210)이 이루는 평면 형상은 장방형 일 수 있다. 이때, 커버(200)의 반경방향으로 커버(200)의 중심을 지나는 기준선을 기준으로, 제2 홈(710)과 제3 홈(210)이 이루는 평면 형상은 기준선(H)을 기준으로 대칭일 수 있다.

상술한 돌기(720), 제1 홈(230), 제2 홈(710) 및 제3 홈(210)은 너트(700)와 커버(200)의 결합을 위한 코킹 과정을 통해 형성된 최종적인 너트(700)의 구조 및 커버(200)의 구조이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하면, 돌기(720), 제1 홈(230), 제2 홈(710) 및 제3 홈(210)의 형성 과정을 설명한다.

도 4 내지 도 6은 코깅 과정을 설명한 도면이다.

도 4를 참조하면, 먼저, 축방향으로, 지그(1)를 통해 너트(700)의 연장부(700B)를 누른다, 지그(1)는 너트(700)의 연장부(700B)와 커버(200)를 걸치도록 배치되어 하향 이동한다. 연장부(700B)가 지그(1)에 눌리면서, 너트(700)의 몸체(700A)의 나사산의 상측 부분이 눌리면서 변형되어, 커버(200)의 나사홈측으로 밀려나기 시작한다.

도 5를 참조하면, 지그가 커버(200)의 상면에 닿을 때까지 계속해서 연장부(700B)를 가압하면, 도 5의 B와 같이, 커버(200)의 나사산 중 최상측에 위치한 나사홈(240)측으로 연장부(700B)가 밀리면서 너트(700)의 몸체(700A)의 나산사산이 다른 나사산보다 돌출된 형태를 갖는다.

도 6을 참조하면, 지그의 가압이 지속되면, 너트(700)와 커버(200)가 동시에 눌리면서, 너트(700)의 연장부(700B)에는 제2 홈(710)에 형성되고, 커버(200)에는 제3 홈(210)이 형성된다. 그리고 돌기(720)는 너트(700)의 몸체(700A)의 나사산보다 크게 돌출된 형태로 커버(200)의 내측으로 진입한다. 이 과정에서 커버(200)의 내벽에는 제1 홈(230)이 형성된다. 지그의 가압으로, 돌기(720)와 제1 홈(230)이 맞물리면서, 너트(700)와 커버(200)를 강하게 결합시킨다.

이렇게 코킹으로 인하여 변형된 부분이 외부로 노출되지 않고, 커버(200)의 내측으로 파고 들어가 위치하면서, 코킹으로 이물질이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 너트(700)와 커버(200)가 나사 체결된 상태에서, 돌기(720)와 제1 홈(230)이 강하게 맞물리기 때문에, 너트(700)의 풀림방향으로 결합력이 매우 강해 풀림 토크가 매우 높은 이점이 있다.

도 7은 비교예의 풀림토크와 실시예의 풀림토크를 비교한 표이고, 도 8은 상온 조건에서 비교예의 풀림토크와 실시예의 풀림토크를 비교한 그래프이고, 도 9는 고온 조건에서 비교예의 풀림토크와 실시예의 풀림토크를 비교한 그래프이다.

비교예는, 커버(200)의 일부를 코깅하여 코깅되어 변형된 부분이 너트(700)의 상면을 가압하는 형태의 모터이다. 도 7 내지 도 9를 참조하면, 상온(20°C 내지 25°C)에서 실시예의 풀림토크가 비교예의 풀림토크보다 월등히 높은 것을 확인할 수 있다. 풀림토크가 높다는 것은 너트(700)의 회전 체결력이 높다는 것으로, 커버(200)에서 너트(700)가 쉽게 풀리지 않는 것을 의미한다. 그리고 고온(100°C)에서도 실시예의 풀림토크가 비교예의 풀림토크보다 높은 것을 확인할 수 있다.

특히, 상온(20°C 내지 25°C) 조건에서 보면, 실시예의 풀림토크가 비교예의 풀림토크보다 40% 이상 높은 것을 확인할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터에 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.

100: 하우징
200: 커버
210: 제3 홈
220: 상면
230: 제2 홈
300: 스테이터
400: 로터
500: 샤프트
600: 베어링
700: 너트
700A: 몸체
700B: 너트
710: 제2 홈
720: 돌기

Claims

하우징;
상기 하우징을 덮는 커버;
상기 하우징 내에 배치되는 스테이터;
상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 및
상기 로터와 결합하는 샤프트;
상기 커버에 배치되는 베어링;및
상기 커버에 결합하여 상기 베어링의 외륜과 접촉하는 너트를 포함하고,
상기 커버는 상기 베어링이 수용되는 제1 포켓과, 상기 제1 포켓의 상측에 배치되고, 상기 너트가 회전 체결되는 제2 포켓을 포함하고,
상기 너트는 상기 커버의 상면보다 낮게 배치되며 나사산을 포함하는 몸체와, 상기 커버의 상면보다 높게 배치되는 연장부를 포함하고,
상기 몸체는 상기 나사산보다 외측으로 돌출되는 돌기를 포함하고,
상기 제2 포켓은 상기 돌기가 위치하는 제1 홈을 포함하고,
상기 연장부는 제2 홈을 포함하고,
상기 커버는 제2 홈과 연결되는 제3 홈을 포함하고,
상기 돌기는 상기 제3 홈의 바닥면의 하측에 배치되고,
상기 제2 홈은 상기 연장부의 상면과 상기 연장부의 외측면의 경계에서 오목하게 배치되고,
상기 제3 홈은 상기 커버의 상면에서 오목하게 배치되고, 상기 몸체의 나사산의 상측에 배치되는 모터.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제2 홈의 바닥면과 상기 제3 홈의 바닥면은 동일 높이로 정렬되어 배치되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 제2 홈과 상기 제3 홈이 이루는 평면형상은, 상기 커버의 반경방향으로 상기 커버의 중심을 지나는 기준선을 기준으로 대칭인 모터.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 베어링의 외륜의 하면 및 외측면은 상기 제1 포켓의 내벽과 접촉하고,
상기 너트의 하면은 상기 베어링의 외륜의 상면과 접촉하는 모터.
제6 항에 있어서,
상기 제2 홈 및 상기 제3 홈은 각각 복수 개가 배치되며,
복수 개의 상기 제2 홈 및 상기 제3 홈은 상기 커버의 중심을 기준으로, 회전 대칭되게 배치되는 모터.