KR102635352B1

KR102635352B1 - 로터 및 이를 포함하는 모터

Info

Publication number: KR102635352B1
Application number: KR1020190006179A
Authority: KR
Inventors: 양정수
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2024-02-08
Also published as: US11799336B2; US20220069648A1; WO2020149626A1; KR20200089455A; CN113330663B; CN113330663A

Abstract

실시예는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 및 상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고, 상기 로터는 제1 로터 코어 및 상기 제1 로터 코어와 결합하는 제2 로터 코어를 포함하고, 상기 제1 로터 코어는 바디, 상기 바디에 형성된 복수 개의 제1 홀 및 상기 바디에서 돌출된 제1 돌기와 제2 돌기를 포함하고, 상기 제2 로터 코어는 상기 제1 돌기와 결합하는 제2-1 홀을 갖는 제1 단위 로터 코어, 상기 제2 돌기와 결합하는 제2-2 홀을 갖는 제2 단위 로터 코어 및 상기 제1 단위 로터 코어와 상기 제2 단위 로터 코어 사이에 형성되는 공간을 포함하는 모터에 관한 것이다. 이에 따라, 상기 모터는 단면적이 다른 이종 재질의 마그넷을 이용하여 원가를 절감하고, 로터의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.

Description

로터 및 이를 포함하는 모터{ROTOR AND MOTOR HAVING THE SAME}

실시예는 로터 및 이를 포함하는 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 내주면에 배치되는 스테이터(stator), 샤프트의 외주면에 설치되는 로터(rotor) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 모터의 스테이터는 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다.

도 1은 종래의 스포크 타입의 모터의 로터와 스테이터를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 모터(2)는 로터(10)와 스테이터(20)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 모터(2)는 스포크(spoke) 타입으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 로터(10)는 로터 요크(11)와 로터 투스(12)를 포함하고, 로터 투스(12) 사이에 마그넷(13)이 배치된다. 이때, 상기 마그넷(13)은 샤프트를 중심으로 로터(10)에 방사상으로 뻗어 배치된다. 이러한 스포크 타입의 모터(2)의 경우 큰 출력을 갖는 것이 특징이다.

여기서, 상기 마그넷(13)은 폭보다 반경 방향의 길이가 긴 형태로 형성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 마그넷(13)은 길쭉한 바 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 마그넷(13)은 형상이 고정되어 설치되기 때문에, 로터(10)의 설계 자유도에 한계가 발생한다.

또한, 상기 로터(10)는 한 종류의 마그넷(13)을 이용하기 때문에, 원가 절감에 한계가 있다.

이종 재질의 마그넷을 이용하여 원가를 절감하면서도 로터의 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 로터 및 이를 포함하는 모터를 제공한다.

반경 방향을 따라 두 개의 마그넷을 배치시, 이단으로 배치되는 로터 코어를 이용하여 조립성을 향상시킨 로터 및 이를 포함하는 모터를 제공한다.

실시예가 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, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 및 상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고, 상기 로터는 제1 로터 코어 및 상기 제1 로터 코어와 결합하는 제2 로터 코어를 포함하고, 상기 제1 로터 코어는 바디, 상기 바디에 형성된 복수 개의 제1 홀 및 상기 바디에서 돌출된 제1 돌기와 제2 돌기를 포함하고, 상기 제2 로터 코어는 상기 제1 돌기와 결합하는 제2-1 홀을 갖는 제1 단위 로터 코어, 상기 제2 돌기와 결합하는 제2-2 홀을 갖는 제2 단위 로터 코어 및 상기 제1 단위 로터 코어와 상기 제2 단위 로터 코어 사이에 형성되는 공간을 포함하는 모터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 로터는 복수 개의 마그넷을 포함하고, 복수 개의 상기 마그넷은 상기 제1 로터 코어의 제1 홀에 배치되는 제1 마그넷과 상기 공간에 배치되는 제2 마그넷을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 단위 로터 코어의 양 끝단에는 원주 방향으로 돌출된 고정부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 고정부는 상기 제2 마그넷의 외측면 및 내측면에 배치될 수 있다.

또한, 상기 공간, 상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷은 복수 개일 수 있다.

또한, 상기 제1 로터 코어의 제1 홀과 상기 제2 로터 코어의 공간은 반경 방향으로 오버랩될 수 있다.

또한, 상기 제2-1 홀 및 상기 제2-2 홀은 반경 방향으로 장축을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 단위 로터 코어와 상기 제2 단위 로터 코어는 상기 공간에 의해 서로 이격되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 로터 코어의 제1 돌기와 상기 제1 로터 코어의 제1 홀은 반경 방향으로 오버랩되지 않을 수 있다.

또한, 상기 공간의 원주 방향 폭은 상기 제1 홀의 원주 방향 폭보다 클 수 있다.

상기 과제는 실시예에 따라, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 및 상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고, 상기 로터는 제1 로터 코어, 상기 제1 로터 코어의 외측에 배치되는 제2 로터 코어, 상기 제1 로터 코어와 결합하는 복수 개의 제1 마그넷 및 상기 제2 로터 코어와 결합하는 복수 개의 제2 마그넷을 포함하고, 상기 제1 마그넷의 자속 밀도와 상기 제2 마그넷의 자속 밀도는 서로 상이한 모터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1 로터 코어는 바디와 상기 바디에서 돌출된 복수 개의 돌기를 포함하고, 상기 제2 로터 코어는 복수 개의 상기 돌기와 결합하는 복수 개의 단위 로터 코어를 포함할 수 있다.

또한, 복수 개의 상기 단위 로터 코어 각각은 복수 개의 상기 돌기와 각각 결합하는 제2 홀을 포함할 수 있다.

또한, 복수 개의 상기 돌기의 개수는 복수 개의 단위 로터 코어의 개수와 동일할 수 있다.

또한, 상기 돌기는 상기 샤프트의 축 방향으로 높이를 가질 수 있다. 여기서, 상기 샤프트의 축 방향을 기준으로 상기 돌기의 높이는 상기 제1 로터 코어의 바디의 높이와 동일할 수 있다.

또한, 상기 제1 로터 코어의 바디는 복수 개의 상기 제1 마그넷이 배치되는 복수 개의 제1 홀을 포함할 수 있다.

한편, 상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷은 반경 방향으로 오버랩될 수 있다. 여기서, 상기 제1 로터 코어의 복수 개의 제1 홀은 상기 제1 마그넷과 이격된 바닥 영역을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 홀은 축 방향으로 관통되게 상기 제1 로터 코어의 바디에 형성되고, 상기 제1 홀의 일부가 상기 제1 로터 코어의 바디의 외주면에 노출될 수 있다.

또한, 상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷은 반경 방향으로 소정의 갭(G2)을 갖도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2 마그넷의 자속 밀도는 상기 제1 마그넷의 자속 밀도보다 작을 수 있다. 여기서, 상기 제2 마그넷은 상기 제1 마그넷보다 단면적이 클 수 있다. 그리고, 상기 제1 마그넷의 장변의 길이는 상기 제2 마그넷의 장변의 길이보다 작고, 상기 제1 마그넷의 단변의 길이는 상기 제2 마그넷의 단변의 길이보다 작을 수 있다. 그리고, 상기 제2 마그넷의 단변의 길이는 상기 제1 마그넷의 단변의 길이의 1.4~1.6배일 수 있다. 그리고, 상기 제2 마그넷의 장변의 길이는 상기 제1 마그넷의 장변의 길이의 3.0~3.2배일 수 있다.

한편, 상기 돌기는 연장부와 상기 연장부와 연결되는 머리부를 포함하고, 상기 머리부의 최대 폭은 상기 연장부의 최대 폭보다 클 수 있다. 여기서, 상기 제2 홀은 상기 연장부가 배치되는 제1 영역과 상기 머리부가 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역의 최대 폭은 상기 제2 영역의 최대 폭보다 작을 수 있다.

상기 과제는 실시예에 따라, 제1 로터 코어 및 상기 제1 로터 코어와 결합하는 제2 로터 코어를 포함하고, 상기 제1 로터 코어는 바디, 상기 바디에 형성된 복수 개의 제1 홀 및 상기 바디에서 돌출된 제1 돌기와 제2 돌기를 포함하고, 상기 제2 로터 코어는 상기 제1 돌기와 결합하는 제2-1 홀을 갖는 제1 단위 로터 코어, 상기 제2 돌기와 결합하는 제2-2 홀을 갖는 제2 단위 로터 코어 및 상기 제1 단위 로터 코어와 상기 제2 단위 로터 코어 사이에 형성되는 공간을 포함하는 로터에 의해 달성된다.

상기 과제는 실시예에 따라, 제1 로터 코어, 상기 제1 로터 코어의 외측에 배치되는 제2 로터 코어, 상기 제1 로터 코어와 결합하는 복수 개의 제1 마그넷 및 상기 제2 로터 코어와 결합하는 복수 개의 제2 마그넷을 포함하고, 상기 제1 마그넷의 자속 밀도와 상기 제2 마그넷의 자속 밀도는 서로 상이한 로터에 의해 달성된다.

또한, 상기 돌기는 축 방향으로 높이를 가질 수 있다. 여기서, 상기 축 방향을 기준으로 상기 돌기의 높이는 상기 제1 로터 코어의 바디의 높이와 동일할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 로터 및 이를 포함하는 모터는 이종 재질의 마그넷을 이용하여 원가를 절감할 수 있다.

또한, 상기 로터는 면적이 다른 두 개의 마그넷을 이용하여 로터의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 로터는 반경 방향을 기준으로 제1 마그넷의 외측에 배치되는 제2 마그넷의 면적을 상기 제1 마그넷의 면적보다 크게 형성하여, 제2 마그넷의 보자력을 유지할 수 있다.

또한, 제1 마그넷의 사이즈는 제2 마그넷의 사이즈와 비교할 때 작기 때문에 로터 투스의 내측을 효과적으로 포화시킴으로써, 상기 로터의 원가를 절감시킬 수 있다.

또한, 반경 방향을 따라 제1 마그넷과 제2 마그넷의 배치를 위해, 반경 방향에 대해 이단으로 배치되는 두 종류의 제1 로터 코어와 제2 로터 코어를 이용함으로써, 상기 로터의 조립성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 반경 방향을 따라 제1 마그넷과 제2 마그넷을 배치하게 되면, 상기 마그넷의 감자에 의한 성능 및 상기 마그넷의 척력으로 인한 조립 정확도가 하락하는 문제가 발생할 가능성이 있기 때문에, 상기 제1 로터 코어의 돌기와 상기 제2 로터 코어의 홀과의 결합을 통해 상기 성능 및 조립 정확도를 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 제2 로터 코어의 홀은 플럭스 배리어로 이용될 수 있다.

도 1은 종래의 스포크 타입의 모터의 로터와 스테이터를 나타내는 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 3은 실시예에 따른 모터의 스테이터와 로터를 나타내는 도면이고,
도 4는 도 3의 A영역을 나타내는 확대도이고,
도 5는 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 사시도이고,
도 6은 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 분해사시도이고,
도 7은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제1 로터 코어 및 제1 마그넷을 나타내는 사시도이고,
도 8은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제1 로터 코어 및 제1 마그넷을 나타내는 평면도이고,
도 9는 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제1 로터 코어를 나타내는 사시도이고,
도 10은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제1 로터 코어를 나타내는 평면도이고,
도 11은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제2 로터 코어 및 제2 마그넷을 나타내는 사시도이고,
도 12는 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제2 로터 코어 및 제2 마그넷을 나타내는 평면도이고,
도 13은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제2 로터 코어를 나타내는 사시도이고,
도 14는 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제2 로터 코어를 나타내는 평면도이고,
도 15는 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 단위 로터 코어를 나타내는 사시도이고,
도 16은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 단위 로터 코어를 나타내는 평면도이다.

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)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

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 2는 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 3은 실시예에 따른 모터의 스테이터와 로터를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 A영역을 나타내는 확대도이다. 여기서, 도 2에 도시된 x 방향은 반경 방향을 의미하며, y 방향은 축 방향을 의미한다. 그리고, 축 방향과 반경 방향은 서로 수직한다. 여기서, 상기 축 방향이라 함은 샤프트(500)의 길이 방향일 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 일측에 개구가 형성된 하우징(100), 하우징(100)의 상부에 배치되는 커버(200), 하우징(100)의 내부에 배치되는 스테이터(300), 스테이터(300)의 내측에 배치되는 로터(400) 및 로터(400)와 함께 회전하는 샤프트(500), 스테이터(300)의 상측에 배치되는 버스바(600) 및 샤프트(500)의 회전을 감지하는 센서부(700)를 포함할 수 있다. 여기서, 내측이라 함은 상기 반경 방향을 기준으로 상기 모터(1)의 회전 중심(C)을 향하여 배치되는 방향을 의미하고, 외측이라 함은 내측과 반대되는 방향을 의미할 수 있다.

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, 스테이터(300), 로터(400), 샤프트(500) 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(B)을 포함할 수 있다.

하우징(100)은 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 하우징(100)은 내부에 스테이터(300), 로터(400) 등을 수용할 수 있다. 이때, 하우징(100)의 형상이나 재질은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨데, 하우징(100)은 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속 재질로 형성될 수 있다.

하우징(100)은 하부에 베어링(B)을 수용할 수 있는 포켓부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 하우징(100)의 포켓부는 하우징 포켓부라 불릴 수 있다.

커버(200)는 상기 하우징(100)의 개구를 덮도록 하우징(100)의 개구면, 즉 하우징(100)의 상부에 배치될 수 있다.

그리고, 커버(200)는 베어링(B)을 수용할 수 있는 포켓부를 포함할 수 있다. 여기서, 커버(200)의 포켓부는 커버 포켓부라 불릴 수 있다.

스테이터(300)는 로터(400)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터(400)의 회전을 유도한다.

스테이터(300)는 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 이때, 스테이터(300)는 하우징(100)의 내주면에 지지될 수 있다. 그리고, 스테이터(300)는 로터(400)의 외측에 배치될 수 있다. 즉, 스테이터(300)의 내측에는 로터(400)가 회전 가능하게 배치될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 스테이터(300)는 스테이터 코어(310), 스테이터 코어(310)에 권선되는 코일(320) 및 스테이터 코어(310)와 코일(320) 사이에 배치되는 인슐레이터(330)를 포함할 수 있다.

스테이터 코어(310)에는 회전 자계를 형성하는 코일(320)이 권선될 수 있다. 여기서, 스테이터 코어(310)는 하나의 코어로 이루어지거나 복수 개의 분할 코어가 결합되어 이루어질 수 있다.

스테이터 코어(310)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층된 형태로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 스테이터 코어(310)는 하나의 단일품으로 형성될 수도 있다.

스테이터 코어(310)는 원통 형상의 요크(311) 및 상기 요크(311)에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 투스(312)를 포함할 수 있다. 여기서, 복수 개의 상기 투스(312)는 상기 요크(311)의 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 각각의 상기 투스(312) 사이에는 코일(320)이 권선되는 공간인 슬롯이 형성될 수 있다.

상기 투스(312)는 로터(400)를 대향하도록 배치될 수 있다. 그리고, 각각의 상기 투스(312)에는 코일(320)이 감긴다.

도 4를 참조하면, 투스(312)는 로터(400)에 배치되는 제2 로터 코어(420)의 외주면과 마주보도록 배치될 수 있다. 이때, 투스(312)는 제2 로터 코어(420)의 외주면과 반경 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 투스(312)의 내측면(312a)과 로터(400)에 배치되는 제2 로터 코어(420)의 외주면 사이에는 갭(G1)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 갭(G1)은 투스(312)와 로터(400) 사이의 간격을 의미할 수 있다. 그리고, 상기 갭(G1)은 제1 갭이라 불릴 수 있다.

인슐레이터(330)는 스테이터 코어(310)와 코일(320)을 절연시킨다. 그에 따라, 인슐레이터(330)는 스테이터 코어(310)와 코일(320) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 코일(320)은 인슐레이터(330)가 배치된 스테이터 코어(310)에 권선될 수 있다.

로터(400)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 이때, 로터(400)는 스테이터(300)의 내측에 배치된다. 그리고, 로터(400)의 중앙에는 샤프트(500)가 관통하여 배치될 수 있다.

여기서, 상기 모터(1)의 중심(C)을 기준으로 로터(400)의 외측면까지의 최대거리(R1)와 스테이터(300)의 외측면까지의 최대거리(R2)의 비는 3:5일 수 있다.

도 5는 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 사시도이고, 도 6은 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 분해사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 로터(400)는 제1 로터 코어(410), 상기 제1 로터 코어(410)의 외측에 배치되는 제2 로터 코어(420), 상기 제1 로터 코어(410)와 결합하는 복수 개의 제1 마그넷(430) 및 상기 제2 로터 코어(420)와 결합하는 복수 개의 제2 마그넷(440)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 로터 코어(420)는 복수 개의 단위 로터 코어(420a)로 형성될 수 있다.

그리고, 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440)은 재질이 상이한 이종 재질로 각각 형성될 수 있다. 그리고, 제1 마그넷(430)의 자석 밀도와 제2 마그넷(440)의 자석 밀도는 서로 상이할 수 있다.

따라서, 상기 로터(400)는 면적이 다른 두 개의 이종 마그넷(430, 440)을 이용하여 상기 로터(400)의 설계 자유도를 향상시면서도 원가를 절감할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 로터 코어(410)에 제1 마그넷(430)이 배치되고, 제2 로터 코어(420)에 제2 마그넷(440)이 배치된 상태에서 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440)이 착자될 수 있다. 그러나, 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440)이 이종 재질로 각각 형성되는 경우, 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440) 각각에 인가되는 착자 전류가 다르기 때문에 일반적인 로터의 구조상 착자하는데 어려움이 있다.

그에 따라, 착자된 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440)을 제1 로터 코어(410)와 제2 로터 코어(420)에 각각 배치하여 상기 로터(400)를 형성할 수 있다.

이때, 착자된 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440)의 척력에 의해, 제1 로터 코어(410)와 제2 로터 코어(420)의 조립에 어려움이 발생할 수 있기 때문에, 상기 로터(400)는 제1 로터 코어(410)와 제2 로터 코어(420)의 결합 구조를 이용하여 상기 로터(400)의 조립성을 개선할 수 있다. 예컨데, 상기 로터(400)는 제1 로터 코어(410)와 제1 로터 코어(410)에 제1 마그넷(430)이 결합된 제1 로터부, 및 제2 로터 코어(420)와 제2 로터 코어(420)에 제2 마그넷(440)이 결합된 제2 로터부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 로터부의 외측에 제2 로터부를 결합하여 상기 로터(400)를 형성할 수 있다.

도 7은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제1 로터 코어 및 제1 마그넷을 나타내는 사시도이고, 도 8은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제1 로터 코어 및 제1 마그넷을 나타내는 평면도이고, 도 9는 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제1 로터 코어를 나타내는 사시도이고, 도 10은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제1 로터 코어를 나타내는 평면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 로터 코어(410)에는 중심(C)을 기준으로 원주 방향을 따라 복수 개의 제1 마그넷(430)이 배치될 수 있다.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 상기 제1 로터 코어(410)는 바디(411), 상기 바디(411)에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 돌기(412) 및 상기 바디(411)에 형성된 복수 개의 제1 홀(413)을 포함할 수 있다. 여기서, 바디(411)와 돌기(412)는 일체로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 돌기(412) 각각에는 단위 로터 코어(420a)가 결합될 수 있다. 그리고, 상기 바디(411)는 제1 로터 코어 바디라 불릴 수 있다.

바디(411)는 원통 형상의 로터 요크(411a)와 상기 로터 요크(411a)의 외주면에서 원주 방향을 따라 이격되어 반경 방향으로 돌출된 로터 투스(411b)를 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 로터 투스(411b) 사이에는 상기 제1 홀(413)이 형성될 수 있다.

돌기(412)는 로터 투스(411b)에서 반경 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 돌기(412)는 제2 홀(422)에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.

돌기(412)는 로터 투스(411b)에서 연장된 연장부(412a)와 상기 연장부(412a)의 단부에 연결되는 머리부(412b)를 포함할 수 있다. 도 10을 참조하면, 수평면 상에서 상기 머리부(412b)의 최대 폭은 연장부(412a)의 최대 폭보다 클 수 있다. 이때, 상기 머리부(412b)와 연장부(412a)의 폭은 원주 방향의 폭일 수 있다. 여기서, 머리부(412b)의 수평 단면은 원형일 수 있다.

상기 돌기(412)는 상기 샤프트(500)의 축 방향으로 소정의 높이(H)를 갖도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 샤프트(500)의 축 방향을 기준으로 상기 돌기(412)의 높이(H)는 바디(411)의 높이와 동일할 수 있다. 따라서, 상기 제1 로터 코어(410)는 소정의 높이(H)를 갖도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 돌기(412)는 제2 로터 코어(420)에 결합되는바, 상기 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440)에 의한 플럭스(Flux)를 고려하여, 상기 제1 로터 코어(410)의 높이(H)는 제2 로터 코어(420)의 높이와 동일할 수 있다.

한편, 상기 돌기(412)마다 하나의 단위 로터 코어(420a)가 결합되는바, 원주 방향을 따라 배치되는 단위 로터 코어(420a)와의 결합 관계를 명확히 하기 위해, 복수 개의 상기 돌기(412)는 제1 돌기(412-1)와 제2 돌기(412-2)로 구분될 수 있다. 그리고, 복수 개의 상기 제1 돌기(412-1)와 상기 제2 돌기(412-2)는 원주 방향을 따라 번갈아 배치될 수 있다.

상기 제1 로터 코어(410)의 바디(411)는 복수 개의 제1 마그넷(430)이 배치되는 복수 개의 제1 홀(413)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 홀(413)은 반경 방향으로 장축을 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1 홀(413)의 장축이라 함은 상기 제1 홀(413)의 일측과 타측의 길이를 비교할 때, 길이가 긴 방향을 의미할 수 있다. 그에 따라, 제1 홀(413)의 장축은 반경 방향 상에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 반경 방향에서 바라볼 때, 상기 제1 로터 코어(410)의 제1 돌기(412)와 제1 홀(413)은 반경 방향으로 오버랩되지 않는다. 그에 따라, 제1 로터 코어(410)의 외주면을 기준으로 원주 방향 상에서 제1 돌기(412)와 제1 홀(413)은 서로 이격되게 배치될 수 있다.

상기 제1 홀(413)은 상기 바디(411)를 축 방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 바디(411)의 상면에서 하면까지 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 홀(413)의 일부가 상기 제1 로터 코어(410)의 바디(411)의 외주면(411c)에 노출되게 형성될 수 있다.

상기 제1 로터 코어(410)는 상기 바디(411)의 외주면(411c)을 연장하도록 상기 바디(411)에 원주 방향으로 돌출되게 형성된 지지부(414)를 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 지지부(414)에 의해 상기 제1 홀(413)의 일부만 노출될 수 있다. 그리고, 상기 제1 홀(413)에는 제1 마그넷(430)이 배치되기 때문에, 상기 바디(411)의 외주면(411c)을 기준으로 상기 제1 마그넷(430)의 외측면(431) 중 일부만 노출될 수 있다.

도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 지지부(414)는 로터 투스(411b)의 외측 단부에서 원주 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그리고, 지지부(414)는 제1 마그넷(430)의 외측면(431)의 일 영역을 지지할 수 있다. 그에 따라, 지지부(414)는 이탈방지돌기라 불릴 수 있다.

한편, 상기 제1 로터 코어(410)는 상기 제1 홀(413)에서 반경 방향으로 오목하게 형성된 바닥 영역(415)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 바닥 영역(415)은 홈이라 불릴 수 있다.

상기 바닥 영역(415)은 상기 제1 홀(413)을 내측으로 연장시킬 수 있다. 여기서, 상기 바닥 영역(415)의 원주 방향의 폭은 상기 제1 홀(413)의 원주 방향의 폭보다 작다. 그리고, 상기 바닥 영역(415)은 바디(411)의 상면에서 하면까지 축 방향으로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 바닥 영역(415)은 제1 마그넷(430)의 내측면(432)과 이격되게 배치될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 마그넷(430)의 원주 방향 폭보다 작은 폭을 갖도록 형성된 상기 바닥 영역(415)에 의해 로터 요크(411a)의 외주면은 제1 마그넷(430)의 내측면(432)과 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 바닥 영역(415)은 제1 마그넷(430)에 대한 플럭스 배리어로써의 역할을 수행할 수 있다.

도 11은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제2 로터 코어 및 제2 마그넷을 나타내는 사시도이고, 도 12는 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제2 로터 코어 및 제2 마그넷을 나타내는 평면도이고, 도 13은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제2 로터 코어를 나타내는 사시도이고, 도 14는 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 제2 로터 코어를 나타내는 평면도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 제2 로터 코어(420)에는 중심(C)을 기준으로 원주 방향을 따라 복수 개의 제2 마그넷(440)이 배치될 수 있다.

도 13 내지 도 14를 참조하면, 상기 제2 로터 코어(420)는 중심(C)을 기준으로 복수 개의 단위 로터 코어(420a)를 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치하여 형성할 수 있다. 그에 따라, 상기 단위 로터 코어(420a) 사이에는 공간(S)이 형성될 수 있으며, 상기 공간(S)에는 상기 제2 마그넷(440)이 배치될 수 있다. 여기서, 상기 단위 로터 코어(420a)는 제1 로터 코어(410)의 돌기(412)와 개별적으로 결합하기 때문에, 상기 단위 로터 코어(420a)의 개수는 돌기(412)의 개수와 동일할 수 있다.

한편, 상기 단위 로터 코어(420a)는 동일한 형상으로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 상술 된 제1 돌기(412-1)와 제2 돌기(412-2)와의 결합 관계상 복수 개의 단위 로터 코어(420a)는 제1 돌기(412-1)와 결합하는 제1 단위 로터 코어(420a-1) 및 제2 돌기(412-2)와 결합하는 제2 단위 로터 코어(420a-2)를 포함할 수 있다. 이 경우에도 제1 단위 로터 코어(420a-1)와 제2 단위 로터 코어(420a-2)가 원주 방향을 따라 번갈아 배치될 수 있다.

따라서, 상기 제2 로터 코어(420)는 복수 개의 제1 단위 로터 코어(420a-1), 복수 개의 제2 단위 로터 코어(420a-2) 및 상기 제1 단위 로터 코어(420a-1)와 제2 단위 로터 코어(420a-2) 사이에 형성된 복수 개의 공간(S)을 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 공간(S)에 의해 상기 제1 단위 로터 코어(420a-1)와 제2 단위 로터 코어(420a-2)는 원주 방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.

단위 로터 코어(420a)는 부채꼴과 같은 단면을 갖는 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 단위 로터 코어(420a)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층된 형태로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 단위 로터 코어(420a)는 하나의 단일품으로 형성될 수도 있다.

도 15는 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 단위 로터 코어를 나타내는 사시도이고, 도 16은 실시예에 따른 모터에 배치되는 로터의 단위 로터 코어를 나타내는 평면도이다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 단위 로터 코어(420a)는 단위 로터 코어 바디(421), 제1 로터 코어(410)의 돌기(412)와 결합하도록 단위 로터 코어 바디(421)에 형성된 제2 홀(422) 및 단위 로터 코어 바디(421)의 내측과 외측의 양 끝단에 원주 방향으로 돌출된 고정부(423)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 홀(422)은 상술 된 제1 돌기(412-1)와 제2 돌기(412-2) 중 어느 돌기와 결합되는지 여부에 의해 제2-1 홀(422-1) 및 제2-2 홀(422-2)로 구분될 수 있다. 그리고, 제2-1 홀(422-1)과 제2-2 홀(422-2)은 반경 방향으로 장축을 갖도록 형성될 수 있다.

그에 따라, 제1 단위 로터 코어(420a-1)는 단위 로터 코어 바디(421), 제1 로터 코어(410)의 제1 돌기(412-1)와 결합하도록 단위 로터 코어 바디(421)에 형성된 제2-1 홀(422-1) 및 단위 로터 코어 바디(421)의 내측과 외측의 양 끝단에 원주 방향으로 돌출된 고정부(423)를 포함할 수 있다.

또한, 제2 단위 로터 코어(420a-2)는 단위 로터 코어 바디(421), 제1 로터 코어(410)의 제2 돌기(412-2)와 결합하도록 단위 로터 코어 바디(421)에 형성된 제2-2 홀(422-2) 및 단위 로터 코어 바디(421)의 내측과 외측의 양 끝단에 원주 방향으로 돌출된 고정부(423)를 포함할 수 있다.

단위 로터 코어 바디(421)의 축 방향 높이는 상기 제1 로터 코어(410)의 높이(H)와 동일할 수 있다. 그에 따라, 단위 로터 코어 바디(421)에 형성된 제2 홀(422)에 소정의 높이(H)를 갖는 돌기(412)의 배치시, 상기 돌기(412)의 상면과 상기 단위 로터 코어 바디(421)의 상면은 동일 수평면상에 배치될 수 있다.

한편, 제1 로터 코어(410)의 제1 돌기(412)와 제2 로터 코어(420)의 제2 홀(422)의 결합은 제1 로터 코어(410)와 제2 로터 코어(420)의 결합 구조를 구현할 수 있다. 그에 따라, 상기 결합 구조는 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440) 사이에 형성되는 척력에 대해 상기 로터(400)의 조립 정확도를 확보할 수 있게 한다.

상기 제2 홀(422)은 돌기(412)의 결합을 안내하는 가이드로 이용될 수 있다. 그리고, 상기 제2 홀(422)은 플럭스의 포화를 위한 플럭스 배리어의 역할을 수행할 수 있다.

따라서, 상기 로터(400)는 플럭스 배리어로 이용되는 제2 홀(422)을 제1 로터 코어(410)와의 결합을 위한 용도로 이용함으로써, 이종 재질의 마그넷(430, 440) 간의 척력에 의한 조립 위험성을 제거하고, 상기 로터(400)의 공간적 효율을 향상시킬 수 있다.

제2 홀(422)은 상기 단위 로터 코어 바디(421)를 축 방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 단위 로터 코어 바디(421)의 상면에서 하면까지 형성될 수 있다.

그리고, 중심(C)에서 바라볼 때, 상기 제2 홀(422)은 상기 단위 로터 코어 바디(421)의 내측 단부에서 반경 방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 제2 홀(422)의 내측은 상기 단위 로터 코어 바디(421)의 내측에 노출될 수 있다. 예컨데, 상기 제2 홀(422)의 내측은 외부와 연통되게 형성될 수 있다.

도 16을 참조하면, 상기 제2 홀(422)은 돌기(412)의 연장부(412a)가 배치되는 제1 영역(422a)과 돌기(412)의 머리부(412b)가 배치되는 제2 영역(422b)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제1 영역(422a)과 연통되게 배치되는 제2 영역(422b)은 제1 영역(422a)을 통해 외부와 연통될 수 있다.

여기서, 평면상 제1 영역(422a)의 최대 폭은 제2 영역(422b) 최대 폭보다 작다. 이때, 제1 영역(422a)과 제2 영역(422b)의 폭은 원주 방향의 폭일 수 있다. 그에 따라, 제2 영역(422b)에 돌기(412)의 머리부(412b)가 배치되면 제2 로터 코어(420)가 반경 방향측으로 이탈되는 것이 방지된다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 고정부(423)는 반경 방향으로 상호 이격되게 단위 로터 코어 바디(421)에 형성될 수 있다. 이때, 반경 방향을 기준으로 배치 위치에 의해 단위 로터 코어 바디(421)의 외측에 형성된 고정부(423)는 외측 고정부(423a)라 불릴 수 있고, 단위 로터 코어 바디(421)의 내측에 형성된 고정부(423)는 내측 고정부(423b)라 불릴 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 외측 고정부(423a)는 제2 마그넷(440)의 외측면(441)에 배치되어 제2 마그넷(440)을 지지할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 외측 고정부(423a)는 단위 로터 코어 바디(421)의 외주면(421a)을 연장하도록 단위 로터 코어 바디(421)에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 외측 고정부(423a)의 돌출 길이는 코깅 토크를 고려하여 제한될 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 내측 고정부(423b)는 제2 마그넷(440)의 내측면(442)에 배치되어 제2 마그넷(440)을 지지할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 내측 고정부(423b)는 단위 로터 코어 바디(421)의 내주면(421b)을 연장하도록 단위 로터 코어 바디(421)에 형성될 수 있다.

복수 개의 상기 공간(S) 각각에는 제2 마그넷(440)이 배치된다. 그에 따라, 상기 공간(S)의 원주 방향 일측에는 제1 단위 로터 코어(420a-1)가 배치되고, 타측에는 제2 단위 로터 코어(420a-2)가 배치될 수 있다. 이때, 제2 마그넷(440)은 고정부(423)에 의해 반경 방향으로 지지될 수 있다.

그리고, 상기 공간(S)은 제1 로터 코어(410)의 제1 홀(413)과 서로 마주보게 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 로터 코어(410)의 제1 홀(413)과 상기 단위 로터 코어(420a)의 제2 홀(422) 또는 상기 공간(S)은 반경 방향으로 오버랩될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440)은 반경 방향으로 서로 마주보게 배치될 수 있다. 그리고, 복수 개의 제1 마그넷(430)은 제1 로터 코어(410)의 제1 홀(413)에 배치되고, 복수 개의 제2 마그넷(440)은 상기 제2 로터 코어(420)의 공간(S)에 배치될 수 있다. 이때, 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440)은 반경 방향을 기준으로 소정의 갭(G2)을 갖도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440) 사이의 갭(G2)은 제2 갭이라 불릴 수 있다.

예컨데, 제1 마그넷(430)은 지지부(414)에 의해 일부가 노출되게 지지되고, 제2 마그넷(440)은 내측 고정부(423b)에 의해 일부가 노출되게 지지되기 때문에, 상기 갭(G2)이 형성될 수 있다. 그에 따라, 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440)은 반경 방향으로 서로 마주보면서도 제1 마그넷(430)과 제2 마그넷(440) 사이에는 에어갭인 상기 제2 갭이 형성될 수 있다.

한편, 제2 마그넷(440)의 자석 밀도와 제1 마그넷(430)의 자석 밀도는 서로 상이할 수 있다. 예컨데, 제2 마그넷(440)의 자석 밀도는 제1 마그넷(430)의 자석 밀도보다 작다. 여기서, 제1 마그넷(430)의 등급(grade)은 N48UH로써 적은 사용량을 가질 수 있고, 제2 마그넷(440)의 등급(grade)은 N40UH로써 높은 사용량을 가질 수 있다.

상기 제2 마그넷(440)은 제1 마그넷(430)보다 평면상 단면적이 클 수 있다. 따라서, 제2 마그넷(440)은 보자력(iHC)을 유지하여 감자 위험을 줄일 수 있다. 그에 따라, 제2 마그넷(440)은 자속량을 유지할 수 있기 때문에 내구성이 향상된다.

제1 마그넷(430)의 장변의 길이는 상기 제2 마그넷(440)의 장변의 길이보다 작고, 상기 제1 마그넷(430)의 단변의 길이는 상기 제2 마그넷(440)의 단변의 길이보다 작게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 마그넷(440)의 장변의 길이는 상기 제1 마그넷(430)의 단변의 길이보다 작을 수 있다. 여기서, 제1 마그넷(430)의 장변과 상기 제2 마그넷(440)의 장변은 상기 반경 방향 상에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제2 마그넷(440)의 단변의 길이는 상기 제1 마그넷(430)의 단변의 길이의 1.4~1.6배일 수 있다. 그리고, 상기 제2 마그넷(440)의 장변의 길이는 상기 제1 마그넷(430)의 장변의 길이의 3.0~3.2배일 수 있다.

따라서, 평면상 제2 마그넷(440)의 사이즈는 제1 마그넷(430)의 사이즈보다 클 수 있다. 그에 따라, 제1 마그넷(430)은 제2 마그넷(440)보다 평면상 단면적이 작기 때문에, 제1 마그넷(430)은 상기 제1 로터 코어(410)에서 차지하는 면적이 작아 상기 로터(400)의 설계 자유도를 향상시키면서도 상기 제1 로터 코어(410)의 바디(411)는 효과적으로 포화될 수 있다.

한편, 제1 마그넷(430) 및 제2 마그넷(440) 각각은 본드와 같은 접착부재(미도시)를 이용하여 제1 로터 코어(410)와 제2 로터 코어(420) 각각에 고정될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기 모터(1)에는 8개의 제1 마그넷(430) 및 8개의 제2 마그넷(440)이 배치될 수 있다. 그리고, 제1 마그넷(430) 및 제2 마그넷(440)은 직육면체 형상의 바 타입으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 로터(400)는 상기 마그넷(430, 440)이 배치된 상기 로터 코어(410, 420)를 덮도록 배치되는 캔(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 캔은 외부 충격이나 물리, 화학적인 자극으로부터 로터 코어(410, 420)와 마그넷(430, 440)을 보호하면서 로터 코어(410, 420)와 마그넷(430, 440)으로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 상기 캔은 제1 로터 코어(410)와 제2 로터 코어(420)의 결합을 지지하고, 마그넷(430, 440)의 이탈을 방지할 수 있다.

샤프트(500)는 로터(400)에 결합될 수 있다. 로터(400)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면 로터(400)가 회전한다. 그리고, 로터(400)의 회전에 연동하여 샤프트(500) 또한 회전할 수 있다.

샤프트(500)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 베어링(B)에 의해 하우징(100)과 커버(200)의 내부에 회전 가능하게 지지될 수 있다.

버스바(600)는 스테이터(300)의 상부에 배치될 수 있다.

그리고, 버스바(600)는 스테이터(300)의 코일(320)과 전기적으로 연결될 수 있다.

버스바(600)는 버스바 바디(미도시)와 상기 버스바 바디에 배치되는 복수 개의 터미널(미도시)을 포함할 수 있다.

상기 버스바 바디는 사출 성형을 통해 형성된 링 형상의 몰드물일 수 있다. 그리고, 상기 터미널은 인서트 사출 성형을 통해 상기 버스바 바디에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 터미널은 스테이터(300)의 코일(320)과 전기적으로 연결될 수 있다.

센서부(700)는 로터(400)와 회전 연동 가능하게 설치된 센싱 마그넷의 자기력을 감지하여 로터(400)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(400)와 연동하도록 샤프트(500)에 결합되어 로터(400)의 위치를 검출되게 한다. 이때, 센싱 마그넷 조립체(710)는 센싱 마그넷과 센싱 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 센싱 마그넷은 상기 센싱 플레이트에 동축을 갖도록 결합될 수 있다.

상기 센싱 마그넷은 상기 센싱 플레이트의 내주면을 형성하는 홀에 인접하여 원주방향으로 배치되는 메인 마그넷과 가장자리에 배치되는 서브 마그넷을 포함할 수 있다. 상기 메인 마그넷은 모터의 로터(400)에 삽입된 마그넷(430, 440)과 동일하게 배열될 수 있다. 상기 서브 마그넷은 상기 메인 마그넷보다 세분화되어 많은 극으로 이루어진다. 이에 따라, 상기 서브 마그넷은 회전 각도를 더욱 세밀하게 분할하여 측정하는 것을 가능하게 하며, 상기 모터(1)의 구동을 더 부드럽게 할 수 있게 한다.

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 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 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. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 모터
100: 하우징 200: 커버
300: 스테이터
400: 로터
410: 제1 로터 코어 411: 바디
412: 돌기 413: 제1 홀
420: 제2 로터 코어 420a: 단위 로터 코어
421: 단위 로터 코어 바디 422: 제2 홀
423: 고정부
500: 샤프트
600: 버스바
700: 센서부

Claims

하우징;
상기 하우징 내에 배치되는 스테이터;
상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 및
상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고,
상기 로터는 제1 로터 코어, 상기 제1 로터 코어와 결합하는 제2 로터 코어 및 복수 개의 마그넷을 포함하고,
상기 제1 로터 코어는 바디, 상기 바디에 형성된 복수 개의 제1 홀 및 상기 바디에서 돌출된 제1 돌기와 제2 돌기를 포함하고,
상기 제2 로터 코어는 상기 제1 돌기와 결합하는 제2 홀을 갖는 제1 단위 로터 코어, 상기 제2 돌기와 결합하는 제3 홀을 갖는 제2 단위 로터 코어 및 상기 제1 단위 로터 코어와 상기 제2 단위 로터 코어 사이에 형성되는 공간을 포함하고,
복수 개의 상기 마그넷은 상기 제1 로터 코어의 제1 홀에 배치되는 제1 마그넷과 상기 공간에 배치되는 제2 마그넷을 포함하며,
상기 제1 로터 코어의 복수 개의 제1 홀은 상기 제1 마그넷과 이격된 바닥 영역을 포함하는 모터.
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제1항에 있어서,
상기 제1 단위 로터 코어의 양 끝단에는 원주 방향으로 돌출된 고정부를 포함하는 모터.
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제1항에 있어서,
상기 제1 홀은 축 방향으로 관통되게 상기 제1 로터 코어의 바디에 형성되고,
상기 제1 홀의 일부가 상기 제1 로터 코어의 바디의 외주면에 노출되는 모터.
제1항에 있어서,
상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷은 반경 방향으로 소정의 갭(G2)을 갖도록 배치되는 모터.
제1항에 있어서,
상기 제1 로터 코어의 제1 홀과 상기 제2 로터 코어의 공간은 반경 방향으로 오버랩되는 모터.
제1항에 있어서,
상기 제1 단위 로터 코어와 상기 제2 단위 로터 코어는 상기 공간에 의해 서로 이격되는 모터.
제1항에 있어서,
상기 공간의 원주 방향 폭은 상기 제1 홀의 원주 방향 폭보다 큰 모터.
하우징;
상기 하우징 내에 배치되는 스테이터;
상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 및
상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고,
상기 로터는 제1 로터 코어, 상기 제1 로터 코어의 외측에 배치되는 제2 로터 코어, 상기 제1 로터 코어와 결합하는 복수 개의 제1 마그넷 및 상기 제2 로터 코어와 결합하는 복수 개의 제2 마그넷을 포함하고,
상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷은 반경 방향으로 소정의 갭(G2)을 갖도록 서로 마주보게 배치되며,
상기 제1 마그넷의 자속 밀도와 상기 제2 마그넷의 자속 밀도는 서로 상이하고,
상기 제1 로터 코어는 복수 개의 상기 제1 마그넷이 배치되는 복수 개의 제1 홀을 포함하고,
상기 제1 홀은 상기 제1 마그넷과 이격된 바닥 영역을 포함하는 모터.
제10항에 있어서,
상기 제1 로터 코어는 바디와 상기 바디에서 돌출된 복수 개의 돌기를 포함하고,
상기 제2 로터 코어는 복수 개의 상기 돌기와 결합하는 복수 개의 단위 로터 코어를 포함하는 모터.
제11항에 있어서,
복수 개의 상기 단위 로터 코어 각각은 복수 개의 상기 돌기와 각각 결합하는 제2 홀을 포함하는 모터.
제11항에 있어서,
상기 바디는 복수 개의 상기 제1 홀을 포함하는 모터.
제12항에 있어서,
상기 돌기는 연장부와 상기 연장부와 연결되는 머리부를 포함하고,
상기 머리부의 최대 폭은 상기 연장부의 최대 폭보다 큰 모터.
제14항에 있어서,
상기 제2 홀은 상기 연장부가 배치되는 제1 영역과 상기 머리부가 배치되는 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역의 최대 폭은 상기 제2 영역의 최대 폭보다 작은 모터.
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