KR102656522B1 - 외전형 로터 어셈블리 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터에 사용되는 로터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외전형 로터 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 원통형의 하우징부, 다수개의 코어플레이트로 이루어지며 하우징부의 내부 원주 표면에 대응되게 설치되는 코어부, 및 코어부의 내부 원주 표면에 설치되며 하우징부의 원주방향을 따라 배열되는 복수의 영구자석을 가진 마그네트부를 포함하고, 코어부는, 하우징부에 샤프트의 중심축 길이방향을 따라 다단형으로 배치되는 적어도 둘 이상의 다단코어를 포함한다.

Description

외전형 로터 어셈블리 및 그 제조 방법{OUTER TYPE ROTOR ASSEMBLY AND METHOD FOR MANUFACTURING THEROF}

본 발명은 모터에 사용되는 로터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외전형 로터 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 모터(Motor)라 함은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서 전동기로도 불리우며, 가정용 전자제품뿐만 아니라 산업용 기기 등에 광범위하게 사용되는데, 크게 DC 모터와 AC 모터로 나뉘어진다. 즉, 생산성의 향상을 위해 생산 공정의 자동화와 고정밀화가 이루어짐에 따라 AC/DC 모터(motor)가 여러 산업에 많이 이용되고 있다.

또한, 종래의 모터는 회전자에서 영구자석 배열 형태에 따라 로터코어(rotor core)에 영구자석이 매입되는 매입자석형(Interior Permanent Magnet; IPM) 모터와, 로터코어의 표면에 영구자석이 배열되는 표면부착자석형(Surface Permanent Magnet; SPM) 모터로 나뉘어진다.

예컨대, 영구자석 표면부착형 동기모터(Surface Permanent Multi-phase Synchronous Motor : SPMSM)는 회전자(rotor)가 영구자석을 포함하여 이루어지고 고정자(stator)가 권선이 감긴 전기자로 구성되는데, 모터가 회전하면서 발생하는 역기전력의 모양이 정현파이면 SPMSM 모터, 구형파이면 BLDC(brushless direct current) 모터로 구분한다.

여기서, 회전자는 고정자와의 위치에 따라 이너형(Inner Type) 로터 또는 아우터형(Outer Type) 로터로 구분될 수 있다.

이 중, 로터코어가 상대적으로 넓은 단면적을 가진 이너형 로터의 경우, 로터코어의 바디 형상 설계가 용이하므로 매입자석형 또는 표면부착자석형의 구조로 형성하는 것이 제한적이지 않고, 영구자석을 로터코어에 고정하거나 로터코어를 샤프트 등에 연결하는 결합 공정의 수행이 용이하다.

반면, 모터 케이스의 내주면 측에 설치되는 아우터형 로터의 경우, 이너형에 비해 상대적으로 얇은 단면적을 갖게 되므로 결합 구조나 공정 등에서 구조적인 제약이 많은 문제가 있었다.

특히, 종래의 아우터형 로터는 두께가 증가하는 문제 등으로 인해 매입자석형 구조보다는 주로 표면부착자석형 구조로 제공되는데, 표면부착자석형 구조의 경우 접착제나 접착시트 등을 이용하여 로터코어와 영구자석 간을 직접 부착 고정하게 되므로, 별도의 고정 구조가 제공되는 매입자석형에 비해 견고성이 저하되는 문제가 있었다.

더욱이, 종래의 아우터형 로터는 로터코어와 영구자석 간 고정 작업 뿐만 아니라, 로터코어를 샤프트에 연결하거나 로터코어를 모터케이스에 연결하는 부품 조립 작업이 어려운 문제가 있으며, 접착력의 한계로 인해 모터 원심력에 의해 영구자석이 이탈되는 문제가 발생하기도 한다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요구되고 있다.

일본 등록특허 4550496호 (2010.06.16. 등록)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 영구자석이나 로터코어를 견고하게 고정할 수 있으면서도 조립성이 우수하여 제조상 이점을 갖는 외전형 로터 어셈블리 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 로터 어셈블리는 샤프트와 결합되어 회전되는 원통형의 하우징부, 다수개의 코어플레이트로 이루어지며 하우징부의 내부 원주 표면에 대응되게 설치되는 코어부, 및 코어부의 내부 원주 표면에 설치되며 하우징부의 원주방향을 따라 배열되는 복수의 영구자석을 가진 마그네트부를 포함한다.

본 실시예에 따르면 코어부는, 하우징부에 샤프트의 중심축 길이방향을 따라 다단형으로 배치되는 적어도 둘 이상의 다단코어를 포함한다.

이때, 본 실시예에 따르면 다단코어가 배치되는 간격은 0.5 내지 5 mm로 형성될 수 있으며, 예시적으로 약 1mm의 간격일 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면 다단코어를 구성하는 코어플레이트는 적층 상태로 고정될 수 있으며, 이를 위해 코어부는 다수의 코어플레이트를 관통하도록 형성된 체결부재에 의해 코어플레이트를 고정시킨다. 체결부재는 복수개로 제공되며, 일정 간격을 두고 배치되어 코어플레이트를 적층 상태로 고정한다.

한편, 본 실시예에 따르면 마그네트부는 영구자석이 다단코어의 각 단에 연속된 2개의 N극과 2개의 S극 표면이 교번되게 배열된다. 이때, 체결부재는 상이한 극 사이에 배치된다.

그리고, 본 실시예에 따르면 하우징부는, 샤프트가 결합되는 일측단과 일측단에 대향하여 개방 형성되는 타측단을 갖는 하우징바디, 및 하우징바디의 일측단과 타측단의 사이에 다단코어가 설치되는 각 단을 구획하도록 중심축 길이방향으로 이격되게 배치되며 내경측으로 돌출되게 형성되는 복수의 파티션링을 포함한다.

본 실시예에 따르면 하우징부는, 하우징바디의 일측단에 인접하게 배치된 다단코어의 유동을 방지하기 위해 하우징바디의 일측단에 파티션링으로부터 이격되게 형성되는 제1 스토퍼, 및 하우징바디의 타측단에 인접하게 배치된 다단코어의 유동을 방지하기 위해 하우징바디의 타측단에 파티션링으로부터 이격되게 형성되는 제2 스토퍼를 더 포함한다. 그리고, 제1 스토퍼 및 제2 스토퍼는 각자의 인접한 파티션링에 대해 동일한 이격 거리로 배치된다.

본 실시예에 따르면 제1 스토퍼 및 제2 스토퍼는 하우징바디의 내경 방향으로 돌출되게 형성되어 걸림턱으로 작용한다. 이러한 제1 스토퍼 및 제2 스토퍼는 링형상 돌출부로 형성된다.

이때, 제1 스토퍼와 제2 스토퍼의 돌출 높이는 상이하게 형성되며, 하우징바디의 일측단과 인접하게 위치된 제1 스토퍼의 돌출 높이가 더 크게 형성된다.

또한, 본 실시예에 따르면 코어부는, 각각의 다단코어가 인접한 다단코어의 중심 위치로부터 하우징부의 원주방향을 따라 소정 각도로 회전되어 배치되는 것을 특징으로 한다. 즉, 다단코어 각각이 인접한 다단코어의 설치 위치로부터 하우징부의 원주방향을 따라 소정 각도로 회전되어 배치됨에 따라, 연속한 단에 배치되는 영구자석이 스텝-스큐(step-skew)형의 구조로 배열되며, 이에, 본 발명의 외전형 로터 어셈블리는 스큐 특성을 갖게 된다.

더욱이, 다단코어는 0.1˚ 내지 3˚의 각도로 회전되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 다단코어는 띠형상부재로 마련되어 하우징부의 내측에 스냅 결합식으로 장착되는 것을 특징으로 한다. 즉, 띠형상부재인 다단코어를 하우징부의 내측에 스냅 결합식으로 장착함에 따라 하우징부의 내부 원주 표면과 대응하게 되어 링형상 부재로 제공된다. 특히, 다단코어가 띠형상부재로 마련된 상태에서 영구자석을 부착하게 되므로 결합 공정을 용이하게 수행하게 한다.

본 실시예에 따르면 코어부는, 코어플레이트를 고정하도록 관통 결합되는 체결부재의 외경을 감싸도록 다단코어의 내주면에 돌출되게 형성되는 적어도 하나의 리브를 더 포함한다.

본 실시예에 따르면 코어부는, 다단코어의 내주면에 돌출되게 형성되어 영구자석의 원주방향 이동을 제한하기 위한 걸림돌기를 더 포함한다. 걸림돌기는 영구자석의 결합 시 결합 위치에 대한 가이드 기능을 제공한다.

본 실시예에 따르면 코어부는, 다단코어의 내주면에 걸림돌기와 인접하는 위치에 함몰되게 형성됨에 따라 마그네트부의 영구자석을 부착 고정하기 위한 내부접착시트가 안착되는 내부시트포켓을 더 포함한다.

본 실시예에 따르면 코어부는, 다단코어의 외주면에 함몰되게 형성되어 코어부를 하우징부에 부착 고정하기 위한 외부접착시트가 안착되는 외부시트포켓을 더 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 로터 어셈블리를 제조하기 위한 방법으로, 복수개의 플레이트를 적층하여 바 형상을 갖는 단일의 코어를 형성하는 코어 형성단계, 코어의 일측면에 길이 방향을 따라 한 쌍 이상의 영구자석을 교번되게 배치 및 연결하는 영구자석 결합단계, 및 영구자석이 결합된 둘 이상의 코어를 로터하우징에 다단형으로 결합하는 코어 결합단계를 포함한다.

본 실시예에 따르면 코어 결합단계에서, 다단코어는 하우징에 장착되기 전에 띠형상부재로 구비되며 하우징의 내부 원주 표면에 스냅장착식으로 결합될 수 있으며, 이에 링형상부재로 변형되는 것을 특징으로 한다.

다른 한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 외전형 로터 어셈블리와, 외전형 로터 어셈블리의 내측에 공간을 두고 설치되는 스테이터, 및 외전형 로터 어셈블리 및 스테이터를 감싸도록 마련된 케이스를 포함하는 영구자석 모터가 제공된다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의한 외전형 로터 어셈블리 및 그 제조 방법은 영구자석이나 로터코어를 견고하게 고정할 수 있으면서도 조립성이 우수하여 제조상 이점을 갖는다.

또한, 본 발명에 의하면 로터코어를 다단형 구조로 구성하고, 간단한 조립 방식에 의해 마그네트부의 스텝-스큐(step-skewed) 구조를 제공할 수 있으므로, 각 단의 코깅토크가 상호 상쇄되는 스큐 특성을 갖게 되며, 노이즈 상쇄의 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 일체형 구조의 고전압 모터용 메인 터미널 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 일체형 구조의 고전압 모터용 메인 터미널 어셈블리의 하측 사시도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 일체형 구조의 고전압 모터용 메인 터미널 어셈블리를 정면에서 바라본 부분 단면도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 일체형 구조의 고전압 모터용 메인 터미널 어셈블리를 제작하는 전체 공정을 나타낸 흐름도; 및
도 5는 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 일체형 구조의 고전압 모터용 메인 터미널 어셈블리를 모터 하우징에 결합하는 전체 공정을 나타낸 흐르도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제 1", "제 2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

"예시적인"이라는 단어는 본 명세서에서 "예시 또는 예증으로서 사용된"의 의미로 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인"것으로 설명된 임의의 실시예는 반드시 바람직한 것으로서 해석되거나 다른 실시예들보다 이점을 갖는 것으로 해석되어서는 안된다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명한다. 본 명세서에 있어서, "축방향"은 로터의 회전축이 연장되는 방향을 의미하고, "지름 방향"은 로터의 회전축을 중심으로 한 원의 지름 방향을 의미하고, "둘레/원주 방향"은 로터의 회전축을 중심으로 한 원의 둘레방향을 의미한다. 또한, 본 명세서에 있어서, "축방향으로 연장된다"란, 엄밀하게 축방향으로 연장되는 상태와, 축방향에 대해서 45 도 미만의 범위에서 기운 방향으로 연장되는 상태를 포함한다. 마찬가지로, 본 명세서에 있어서 "지름 방향으로 연장된다"란, 엄밀하게 지름 방향으로 연장되는 상태와, 지름 방향에 대해서 45 도 미만의 범위에서 기운 방향으로 연장되는 상태를 포함한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 로터 어셈블리를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 로터 어셈블리(100)는 하우징부(110), 코어부(120), 및 마그네트부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시예에 따르면 하우징부(110)는 중심축에서 축방향으로 연장되는 원통형의 하우징바디(111)를 포함할 수 있다. 이러한 하우징부(110)는 샤프트(101)와 일체로 결합되고 모터 케이스(미도시됨)에 삽입되어 샤프트(101)와 함께 회전 가능하게 장착될 수 있으며, 하우징바디(111)의 내측에는 스테이터 어셈블리(미도시됨)가 간격을 두고 배치되어 자성에 의해 회전작동된다.

본 실시예에 따르면 코어부(120)는 금속재로 마련되어 자성체로 형성된 다수개의 코어플레이트(121)를 포함하며, 코어플레이트(121)가 적층 상태로 구성되어 하우징부(110)의 내부 원주 표면에 대응하도록 설치될 수 있다. 이때, 코어플레이트(121)는 길이 방향으로 연장되고 짧은 폭 길이 및 얇은 두께를 갖는 판재로 형성되며, 다수개가 적층 및 고정된 라미네이션 구조로 마련된다.

또한, 코어부(120)는, 하우징부(110)에 축방향 즉, 샤프트(101)의 중심축 길이방향을 따라 다단형으로 배치되는 적어도 둘 이상의 다단코어(122)를 포함할 수 있다. 여기서, 코어부(120)는 예시적으로 4개의 단으로 구성된 형태일 수 있다. 즉, 코어부(120)는 제1 내지 제4 다단코어(122a, 122b, 122c, 122d)를 포함할 수 있다. 다단코어(122)의 구성은 로터의 형태나 용량 등에 따라 상이하게 변경될 수 있다.

이러한 각각의 다단코어(122)는 다수개의 코어플레이트(121)로 이루어진 라미네이션 조립체로 제공될 수 있으며, 하우징부(110)의 내측에 다단형으로 배치된다.

한편, 본 실시예에 따르면 각각의 다단코어(122)를 구성하는 코어플레이트(121)는 적층 상태로 고정되는데, 이를 위해 코어부(120)에는 다수의 코어플레이트(121)를 관통하도록 형성된 적어도 하나의 체결부재(123a)를 포함한다. 체결부재(123a)는 코어플레이트(121)를 고정시킨다. 예컨대, 체결부재(123a)는 일종의 리벳 형태로 제공될 수 있다. 이러한 체결부재(123a)는 복수개로 구성되며, 다단코어(122)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 설치되어 다수개의 코어플레이트(121)를 적층 상태로 고정한다.

그리고, 본 실시예에 따르면 다단코어(122)가 배치되는 간격은 0.1 내지 5 mm로 형성될 수 있다. 다단코어(122)는 바람직하게는 0.5 내지 1.5mm, 예시적으로 약 1mm의 간격으로 배치될 수 있다.

이러한 코어부(120)는 하우징부(110)에 결합 시 각 다단코어(122)의 외측 표면이 하우징부(110)에 부착 상태로 고정될 수 있으며, 다단코어(122)의 내측 표면에는 영구자석(131)이 설치된다.

본 실시예에 따르면 마그네트부(130)는 하우징부(110)의 원주방향을 따라 배열되는 복수의 영구자석(131)을 포함하여 구성된다. 복수의 영구자석(131)은 코어부(120)의 내부 원주 표면에 설치될 수 있다. 이때, 영구자석(131)은 스테이터와 대향하는 표면이 N극 또는 S극의 극성을 갖게 되며, 스테이터에 권선된 코일(미도시됨)과 작용함에 따라 로터 어셈블리를 회전시키게 된다. 한편, 본 실시예에 따르면 마그네트부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 영구자석(131)이 다단코어(122)의 각 단에 연속된 2개의 N극(131a)과 2개의 S극 표면(131b)이 교번되게 배열된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 로터 어셈블리(100)는 코어부(120)를 복수개의 다단코어(122)로 구성하고, 각 다단코어(122)를 하우징바디(111)에 개별적으로 부착 가능한 구조로 제공한다.

이에, 본 발명은 영구자석(131)을 다단코어(122)에 부착하는 작업을 사전에 실시할 수 있게 하여 마그넷 부착 공정의 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면 코어부(120)는, 각각의 다단코어(122)가 인접한 다단코어의 중심 위치로부터 하우징부(110)의 축방향을 중심으로 원주방향을 따라 소정 각도로 회전되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

예시적으로, 다단코어(122)는 각자의 인접한 다단코어에 대해 0.1˚ 내지 3˚의 각도로 회전되어 배치될 수 있다.

이처럼, 각 다단코어(122)는 인접한 다른코어에 대해 동일한 각도만큼 회전 배치된 상태로 결합됩에 따라, 코어부(120)가 스텝-스큐(step-skewed) 구조로 제공될 수 있게 한다. 즉, 코어부(120)는 각 다단코어(122)의 영구자석(131)이 계단형으로 배치되어 축방향에 대해 비스듬한 배열 구조를 갖게 된다.

이에 따라, 본 발명의 외전형 로터 어셈블리(100)는 각 단의 코깅토크가 상호 상쇄되는 스큐 특성을 갖게 되며, 노이즈 상쇄의 이점을 갖는다.

한편, 종래의 각 라미네이션 코어가 샤프트에 직간접적으로 연결되는 형태인 이너 타입의 로터의 경우 코어를 다단형으로 배치 및 고정하는 것이 보다 용이하지만, 본 실시예에서와 같이 아우터 타입의 로터인 경우에는 샤프트와 연결된 코어하우징에 코어를 각각 결합하는 방식이므로 영구자석을 스텝-스큐 구조로 정렬 및 연결하는 것이 쉽지 않은 문제가 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 다단형 결합 구조를 제공하여, 다단코어(122)에 영구자석(131)이 이미 배열 및 고정된 상태에서, 영구자석(131)이 일체로 마련된 다단코어(122)를 하우징바디(111)에 결합함에 따라 영구자석(131)의 배열 형태를 조절할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명의 경우 영구자석(131)이 고정된 다단코어(122)를 하우징바디(111)에 설치할 때 상측 또는 하측의 인접한 다른코어에 대해 소정 각도로 회전시키는 것이 용이하므로, 영구자석(131)의 배열 상태를 조정하지 않고서 다단코어(122)를 회전시켜 설치하는 것만으로 간단하게 로터의 스텝-스큐 구조를 제공할 수 있게 된다.

이에 따라, 본 발명은 구조적으로 간단하게 스텝-스큐 구조를 설정할 수 있으므로, 스큐 특성을 적용하는 것이 용이한 이점을 갖는다.

도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 본 실시예에 따른 하우징부(110)는 샤프트(101)가 결합되는 일측단(111a)과 일측단(111a)에 대향하여 개방 형성되는 타측단(111b)을 갖는 하우징바디(111)를 포함한다.

하우징바디(111)의 일측단(111a)에는 샤프트(101)가 연결되는 샤프트장착부(112)가 형성되며, 이에 안정적으로 샤프트(101)를 연결할 수 있다.

그리고, 하우징부(110)는 내경측으로 돌출되게 형성되는 복수의 파티션링(113)을 포함한다.

파티션링(113)은 하우징바디(111)의 일측단(111a)과 타측단(111b)의 사이에 중심축 길이방향으로 이격 배치되어 하우징바디(111)의 내주면에 형성될 수 있다.

이러한 파티션링(113)은 다단코어(122)가 설치되는 각 단을 구획하도록 기능하게 된다. 즉, 파티션링(113)은 다단코어(122)의 설치 영역을 구분되게 형성한다.

여기서, 파티션링(113)은 돌출된 돌기 형태로 마련되어 다단코어(122)의 설치 위치를 안내할 수 있으며, 다단코어(122)의 장착 상태에서 다단코어(122)의 축방향 유동을 방지하게 된다.

또한, 본 실시예에 따르면 하우징부(110)는 복수의 스토퍼(115, 117)를 더 포함할 수 있다.

즉, 하우징부(110)는 하우징바디(111)의 일측단(111a)에 파티션링(113)으로부터 이격되게 형성되는 하부 스토퍼(115), 및 하우징바디(111)의 타측단(111b)에 파티션링(113)으로부터 이격되게 형성되는 상부 스토퍼(117)를 더 포함한다.

여기서, 하부 스토퍼(115) 및 상부 스토퍼(117)는 각자의 인접한 파티션링(113)에 대해 동일한 이격 거리로 배치된다.

그리고 본 실시예에 따르면 하부 스토퍼(115) 및 상부 스토퍼(117)는 하우징바디(111)의 내경 방향으로 돌출되게 형성되어 걸림턱으로 작용하게 된다. 이러한 상부 스토퍼(117) 및 하부 스토퍼(115)는 다양한 형태로 제공될 수 있으며, 예시적으로 링형상의 돌출부로 형성될 수 있다.

하부 스토퍼(115)는 하우징바디(111)의 일측단(111a)에 인접하게 배치된 제1 다단코어(122a)의 축방향에 대한 하향 유동을 방지하고, 상부 스토퍼(117)는 하우징바디(111)의 타측단(111b)에 인접하게 배치된 제4 다단코어(122d)의 축방향에 대한 상향 유동을 방지하도록 작용한다.

즉, 본 실시예에 따르면 파티션링(113)과 각각의 스토퍼(115, 117)에 의해 각 다단코어(122)의 축방향 유동이 방지된다.

이때, 하부 스토퍼(115)와 상부 스토퍼(117)의 돌출 높이는 상이하게 형성될 수 있으며, 예시적으로 하부 스토퍼(115)의 돌출 높이가 더 크게 형성될 수 있다.

그리고, 이들 스토퍼(115, 117)는 링형상 돌출부로 형성되는 것을 예시적으로 설명하고 있지만, 이 외에도 부분적으로 돌출되는 돌기이거나 다른 형상으로 제공될 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따르면 다단코어(122)는 하우징부(110)와 분리 상태에서 바 형태의 부재로 제공되는데, 하우징부(110)의 내측에 스냅 결합식으로 장착되는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 6을 참고하면 바 형태로 마련된 다단코어(122)를 준비한 상태에서 양단을 가압하여 링 형상으로 변형시킨 뒤에, 하우징부(110)의 내측에 위치시켜 스냅 결합식으로 장착할 수 있다. 이때, 다단코어(122)는 하우징부(110)의 내부 원주 표면과 대응하게 되면서, 장착 상태에서 링형상 부재로 제공될 수 있게 된다.

특히, 본 실시예에서는 하우징바디(111)에 장착되기 전의 다단코어(122)는, 바 형태로 마련된 상태로 존재하므로 영구자석(131)을 부착하게 결합 공정을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면 코어부(120)는, 도 5에 도시된 바와 같이 코어플레이트(121)를 고정하도록 관통 결합되는 체결부재(123a)의 둘레를 감싸도록 다단코어(122)의 내주면에 돌출되게 형성되는 적어도 하나의 리브(123)를 더 포함한다.

여기서, 리브(123)는 도시된 것처럼 각 쌍의 영구자석(131)의 사이에 교번하여 배치될 수 있으며, 두 개의 체결부재가 인접하여 결합될 수 있도록 각 위치에서 한 쌍의 돌출부로 형성될 수 있다.

이러한 리브(123)는 체결부재의 설치 공간을 제공하면서도, 체결부재의 관통 결합으로 인한 다단코어(122)의 강성 약화를 방지한다. 즉, 리브(123)는 보강부로서 작용한다.

그리고, 코어부(120)는 리브(123)와 인접한 위치에 여유간극공(124)이 형성될 수 있다. 여유간극공(124)은 결합을 위한 다단코어(122)의 형태 변형시, 구부림 동작이 안정적으로 수행될 수 있게 하며, 양측에 인접한 리브(123)에 대한 위치점으로 작용할 수 있다.

더욱이, 본 실시예에 따르면 코어부(120)는, 도 5에 도시된 바와 같이 다단코어(122)의 내주면에 돌출되게 형성되는 걸림돌기(125)를 더 포함한다.

여기서, 걸림돌기(125)는 다단코어(122)의 내주면에 축방향으로 배치될 수 있으며, 영구자석(131)의 원주방향 이동을 제한하게 된다.

이때, 걸림돌기(125)는 영구자석(131)의 결합 시 결합 위치에 대한 가이드 기능을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 외전형 로터 어셈블리(100)는 접착부(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 접착부(140)는 접착 테이프 형태로 제공되는 내부접착시트(141) 및 외부접착시트(142)를 제공될 수 있으며, 이와 달리 접착제로 마련될 수도 있다. 내부접착시트(141)는 마그네트부(130)와 코어부(120)의 사이에 설치되고, 외부접착시트(142)는 코어부(120)와 하우징부(110)의 사이에 설치될 수 있으며, 양자를 부착 고정시키게 된다.

도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 코어부(120)는, 다단코어(122)의 내주면에 걸림돌기(125)와 인접하는 위치에 함몰되게 형성됨에 따라 마그네트부(130)의 영구자석(131)을 부착 고정하기 위한 내부접착시트(141; 도 3 참고)가 안착되는 내부시트포켓(126)을 더 포함한다.

그리고, 본 실시예에 따르면 코어부(120)는, 다단코어(122)의 외주면에 함몰되게 형성되어 코어부(120)를 하우징부(110)에 부착 고정하기 위한 외부접착시트(142; 도 5 참고)가 안착되는 외부시트포켓(127)을 더 포함한다.

이들 내부시트포켓(126) 및 외부시트포켓(127)은 각 접착시트의 두께를 증대시킬 수 있도록 하여 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다. 여기서, 각 접착부재가 시트 형태가 아닌 접착제로 제공되는 경우에도 접착제의 충분한 사용량을 제공할 수 있으므로 안정적인 부착 고정 구조를 제공한다.

여기서, 코어부(120)는 각 포켓에 의해 접착부재의 유동을 방지할 수 있으므로, 각각의 조립을 위한 가고정 및 완전고정 단계에서 영구자석(131)이나 다단코어(122)의 위치를 일부 조정하더라도 마찰에 의해 접착부재가 밀리지 않게 하여, 접착부재가 제 부착 위치에서 이탈되는 것을 방지한다. 그리고, 외전형 로터 어셈블리의 고정 상태에서도 외력에 의한 이탈을 최소화할 수 있게 된다.

다른 한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외전형 로터 어셈블리를 제조하기 위한 조립방법이 제공될 수 있다. 도 7은 외전형 로터 어셈블리를 조립하기 위한 제조 공정을 나타낸 흐름도이다. 도 7을 참고하여 외전형 로터 어셈블리 조립방법을 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 로터 어셈블리 제조 방법에 의하면, 복수개의 플레이트를 적층하여 바 형상을 갖는 단일의 코어를 형성하는 코어 형성단계(S101), 코어의 일측면에 길이 방향을 따라 한 쌍 이상의 영구자석을 교번되게 배치 및 연결하는 영구자석 결합단계(S102), 및 영구자석이 결합된 둘 이상의 코어를 로터하우징에 다단형으로 결합하는 코어 결합단계(S103)를 포함한다.

먼저, 다수의 코어플레이트를 적층하여 다단코어를 형성하는 코어 형성단계(S101)를 실시한다.

본 실시예에 따르면 코어 형성단계(S101)에서, 코어플레이트는 얇은 폭 길이를 갖는 띠형상의 편재로 제공되며, 여러장의 코어플레이트를 적층한 상태에서 리벳부재를 이용해 고정되게 결합함에 따라 일체형의 다단코어를 형성하도록 한다.

즉, 복수개의 코어플레이트를 적층하여 소정 두께의 바 형상을 갖는 단일의 코어를 형성하게 된다. 이때, 약 0.1 내지 1.5mm 정도의 두께를 갖는 코어플레이트가 다수개 적층되어 대략 30mm 내지 40mm의 두께를 갖는 다단코어가 형성될 수 있다.

여기서, 코어 형성단계(S101)는 코어플레이트 준비단계(S111), 코어플레이트 적층단계(S112), 및 체결부재 결합단계(S113)로 구분되어 수행될 수 있다. 코어플레이트 준비단계(S111)에서는 다단코어의 각 특징부로 형성되는 돌출형 리브나 함몰형의 포켓 등의 형상이 코어플레이트 각각에 형성될 수 있다. 이때, 체결부재 결합단계(S113)에서는 체결부재인 리벳부재를 이용하여 다단코어에 리벳 결합부를 형성할 수 있으며, 한 쌍의 리벳부재가 코어플레이트에 대해 축방향으로 관통 삽입되어 다단코어를 고정시킬 수 있다.

이렇게 코어 형성단계(S101)에서는 도 6에 예시적으로 도시된 바와 같은 바 형상의 코어가 제작된다.

다음으로, 코어 형성단계(S101)에서 형성된 다단코어에, 영구자석을 결합하는 영구자석 결합단계(S102)를 실시한다.

본 실시예에 따르면 영구자석 결합단계(S102)에서, 다단코어의 일측면에 2개의 N극 마그넷블록 한 쌍과 2개의 S극 마그넷블록 한 쌍을 교번되게 배치할 수 있으며, 이들 마그넷블록을 다단코어의 내측 표면에 부착 설치한다.

여기서, 마그넷블록을 고정하기 위한 방법으로 접착제 또는 접착시트를 이용할 수 있으며, 예컨대 본 실시예에서는 접착시트를 이용할 수 있다. 접착시트는 다단코어의 내부시트포켓에 안착되어 안정적인 부착 상태로 유지된다. 이렇게 다단코어의 내부 측에 위치하는 접착시트를 부착하는 내부시트 부착단계(S121)가 우선하여 수행될 수 있다.

이처럼 영구자석 결합단계(S102)에서, 내부시트 부착단계(S121) 이후에 실질적으로 영구자석 배치단계(S122) 및 영구자석 고정단계(S123)가 수행될 수 있다.

영구자석 배치단계(S122)에서는 마그넷블록을 적정 위치에 배치하고 가고정하게 되는데, 영구자석은 다단코어에 돌출되게 형성된 걸림돌기, 즉 가이드돌기에 의해 용이하게 위치될 수 있다.

그리고, 영구자석 고정단계(S123)에서 접착시트를 통해 영구자석을 다단코어에 완전히 고정할 수 있다. 이때, 영구자석은 부착 이후에도 걸림돌기에 의해 안정적인 고정상태로 유지될 수 있다.

이러한 영구자석 결합단계(S102)에서는 예시적으로, 다단코어에 다섯 쌍의 N극 마그넷블록과, 다섯 쌍의 S극 마그넷블록 총 열 쌍이 교번하도록 배치될 수 있으며, 36˚의 간격을 두고 배치된다. 인접한 마그넷블록의 사이에는 다단코어의 리브에 의한 리벳 결합부가 위치된다.

마지막으로, 영구자석과 결합 상태의 다단코어를 하우징에 다단형으로 복수개를 배치하고 이를 결합하는 코어 결합단계(S103)를 실시한다.

본 실시예에 따르면 코어 결합단계(S103)에서, 다단코어는 바 형상 부재로 구비된 상태에서, 하우징의 내부 원주 표면에 스냅장착식으로 결합되는 것을 특징으로 한다. 즉, 다단코어는 스냅 장착식으로 결합되면서 띠형상부재에서 링형상부재로 변형된다.

여기서, 다단코어를 하우징바디에 고정하기 위한 방법으로 접착제 또는 접착시트를 이용할 수 있으며, 예컨대 본 실시예에서는 접착시트를 이용할 수 있다. 접착시트는 다단코어의 외부시트포켓에 안착되어 안정적인 부착 상태로 유지된다. 이렇게 다단코어의 외부 측에 위치하는 접착시트를 부착하는 외부시트 부착단계(S131)가 우선하여 수행될 수 있다.

이렇게 하우징바디의 내측에 장착된 다단코어를 외부접착시트를 이용하여 하우징바디의 내면에 부착 고정시킬 수 있다.

이때, 코어 결합단계(S103)에서, 각 단에 위치하는 다단코어를 축방향을 중심으로 동일한 방향을 따라 단계적으로 회전시켜 영구자석의 스텝-스큐 구조를 형성할 수 있다. 이를 다단코어 배치단계(S132)로 수행할 수 있으며, 예시적으로 제1단의 코어를 배치하는 단계, 제1단의 코어로부터 일 방향으로 소정 각도 회전된 상태로 제2단의 코어를 배치하는 단계, 제2단의 코어로부터 일 방향으로 소정 각도 회전된 상태로 제3단의 코어를 배치하는 단계를 연속하여 수행할 수 있으며, 배치되는 다단코어의 개수에 따라 각 공정을 가감하여 구성할 수 있다. 즉, 다단코어 배치단계(S132)는 코어를 다단형으로 배치하되, 인접한 코어에 대해 소정 각도로 회전시켜 스큐를 형성하는 단계로 제공된다.

이후 다단코어를 완전히 부착 고정하게 된다(S133).

이처럼 코어 결합단계(S103)에서, 외부시트 부착단계(S131) 이후에 실질적으로 다단코어 배치단계(S132) 및 다단코어 고정단계(S133)가 수행될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 외전형 로터 어셈블리 제조방법에 의하면, 다단코어에 영구자석을 부착한 상태에서 각 코어를 하우징바디에 고정하는 방식으로 조립하게 되므로, 제조상의 이점을 갖는다.

즉, 본 발명은 각각의 다단코어를 개별적으로 부착하는 공정을 통해 제조 작업의 편의성을 향상시킬 수 있다.

특히, 본 발명은 다단코어를 간단하게 회전시킨 상태로 설치 위치를 조정하게 되므로, 다단으로 배치된 영구자석의 스텝-스큐 구조를 적용하는 것이 용이한 이점을 갖는다.

이에, 종래에 조립 시 소요되는 작업 시간에 비해, 제품 제조에 소요되는 시간이 비약적으로 단축되므로 생산성을 증대시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 영구자석이나 로터코어를 견고하게 고정할 수 있으면서도 조립성이 우수한 제품을 제공할 수 있게 한다.

다른 한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 외전형 로터 어셈블리(100)와, 외전형 로터 어셈블리(100)의 내측에 공간을 두고 설치되는 스테이터(미도시됨), 및 외전형 로터 어셈블리(100) 및 스테이터를 감싸도록 마련된 케이스(미도시됨)를 포함하는 외전형의 동기 모터가 제공될 수 있다.

본 발명의 외전형 동기 모터에 의하면, 스텝-스큐가 적용된 구조로 인해 노이즈가 상쇄되며, 조립이 용이한 이점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

100: 외전형 로터 어셈블리 110: 하우징부
111: 하우징바디 113: 파티션링
115, 117: 스토퍼 120: 코어부
121: 적층형 코어플레이트 122: 다단코어
123: 리브 124: 여유간극공
125: 걸림돌기 126: 내부시트포켓
127: 외부시트포켓 130: 마그네트부
131: 영구자석

Claims (10)

1. 중심축에서 축방향으로 연장되는 원통형의 하우징부;
   축방향으로 적층되는 다수개의 코어플레이트로 이루어지며 상기 하우징부의 내부 원주 표면에 대응되게 설치되는 코어부; 및
   상기 코어부의 내부 원주 표면에 설치되고 상기 하우징부의 원주방향을 따라 배열되는 복수의 영구자석을 가진 마그네트부를 포함하고,
   상기 코어부는,
   상기 하우징부에 축방향을 따라 다단형으로 배치되는 적어도 둘 이상의 다단코어를 포함하고,
   상기 하우징부는,
   샤프트장착부가 형성되는 일측단과 상기 일측단에 대향하여 개방 형성되는 타측단을 갖는 하우징바디;
   상기 하우징바디의 상기 일측단과 상기 타측단의 사이에 중심축 길이방향으로 이격되게 배치되며 내경측으로 돌출되게 형성되는 적어도 하나의 파티션링;
   상기 하우징바디의 상기 일측단에 형성되는 제1 스토퍼; 및
   상기 하우징바디의 상기 타측단에 형성되는 제2 스토퍼를 포함하는 외전형 로터 어셈블리.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 코어부는,
   상기 다단코어의 각각이 인접한 다단코어의 설치 위치로부터 상기 하우징부의 원주방향을 따라 소정 각도로 회전되어 배치됨에 따라 연속한 단에 배치되는 상기 영구자석이 스텝-스큐(step-skew)형의 구조로 배열되는 것을 특징으로 하는 외전형 로터 어셈블리.
5. 제4항에 있어서, 상기 코어부는,
   상기 다단코어의 내주면에 돌출되게 형성되어 상기 영구자석의 원주방향 이동을 제한하기 위한 걸림돌기를 더 포함하는 외전형 로터 어셈블리.
6. 제4항에 있어서, 상기 코어부는,
   상기 다단코어의 내주면에 함몰되게 형성되어 상기 마그네트부를 부착 고정하기 위한 내부접착시트가 안착되는 내부시트포켓; 및
   상기 다단코어의 외주면에 함몰되게 형성되어 상기 코어부를 상기 하우징부에 부착 고정하기 위한 외부접착시트가 안착되는 외부시트포켓을 더 포함하는 외전형 로터 어셈블리.
7. 제4항에 있어서,
   상기 다단코어는 상기 하우징부와 분리 상태에서 띠형상부재로 마련되고 상기 하우징부의 내측에 스냅 결합식으로 장착되어 상기 하우징부의 원통 형상에 대응하도록 변형되는 것을 특징으로 하는 외전형 로터 어셈블리.
8. 제1항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 외전형 로터 어셈블리;
   상기 외전형 로터 어셈블리와 축결합되는 샤프트;
   상기 샤프트가 관통되게 배치되며 상기 외전형 로터 어셈블리의 내측에 공간을 두고 설치되는 스테이터; 및
   상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하고 상기 외전형 로터 어셈블리를 감싸도록 마련된 케이스를 포함하는 외전형 동기 모터.
9. 제1항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 외전형 로터 어셈블리를 제조하기 위한 방법으로서,
   복수개의 플레이트를 적층하여 바 형상을 갖는 단일의 코어를 형성하는 코어 형성단계;
   상기 코어의 일측면에 길이 방향을 따라 한 쌍 이상의 영구자석을 교번되게 배치 및 연결하는 영구자석 결합단계; 및
   상기 영구자석이 결합된 둘 이상의 상기 코어를 로터하우징에 다단형으로 결합하는 코어 결합단계를 포함하는 외전형 로터 어셈블리 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 코어 결합단계에서,
    상기 코어는 상기 로터하우징의 내부 원주 표면에 스냅장착식으로 결합되는 것을 특징으로 하며,
    상기 코어 결합단계는,
    상기 코어를 인접한 단의 코어로부터 중심축을 따라 소정 각도로 회전시켜 배치함에 따라 상기 코어에 결합된 상기 영구자석을 스텝-스큐(step-skew)형의 구조로 배열시키는 스큐형성단계를 포함하는 외전형 로터 어셈블리 제조방법.

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