KR102656561B1

KR102656561B1 - 모터

Info

Publication number: KR102656561B1
Application number: KR1020180116909A
Authority: KR
Inventors: 김성진
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2024-04-12
Also published as: CN112789789B; KR20200037555A; WO2020071699A1; US11843286B2; US20210359560A1; CN112789789A

Abstract

실시예는 샤프트; 상기 샤프트와 결합하는 로터; 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며, 상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역의 상부 또는 하부는 상기 샤프트에 결합되는 베어링과 반경 방향으로 오버랩되는 모터에 관한 것이다. 이에 따라, 상기 모터의 사이즈는 종래에 비해 축소될 수 있다.

Description

모터{MOTOR}

실시예는 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.

상기 샤프트의 상부와 하부에는 베어링이 배치될 수 있다. 이때, 상기 베어링은 상기 로터 코어의 상부와 하부측에 배치되기 때문에, 상기 모터의 축 방향 사이즈를 감소시키는데 한계가 있다.

즉, 상기 모터의 성능에 대한 하락없이 모터의 소형화를 요구하는 현 실정에서 로터는 마그넷의 배치를 위한 최소한의 높이가 필요하기 때문에, 상기 모터의 축 방향 사이즈를 감소시키는데 한계가 있다. 이와 관련된 발명으로는 일본 공개특허공보 특개2011-126639호(2011.06.30.), 일본 공개특허공보 특개2015-039272호(2015.02.26.) 및 공개특허공보 제10-2018-0005911호(2018.01.17.)가 있다.

실시예는 로터 코어에 형성된 홈에 베어링을 배치되게 함으로써, 사이즈가 감소된 모터를 제공한다.

본 발명이 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, 샤프트; 상기 샤프트와 결합하는 로터; 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며, 상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역의 상부 또는 하부는 상기 샤프트에 결합되는 베어링과 반경 방향으로 오버랩되는 모터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작을 수 있다.

상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트와 결합하는 로터; 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며, 상기 로터 코어의 내측에는 오목하게 홈이 형성되며, 상기 홈에는 상기 샤프트에 결합되는 베어링이 배치되는 모터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작게 형성되며, 상기 홈은 상기 제2 영역의 내측에 배치될 수 있다.

한편, 상기 마그넷의 축 방향 길이(L3)는 상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)보다 크고, 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작을 수 있다.

그리고, 축 방향을 기준으로 상기 마그넷의 상면은 상기 제1 영역의 상면과 상기 제2 영역의 상면 사이에 배치될 수 있다.

또한, 상기 로터 코어는 상기 제1 영역의 외주면의 상부와 하부 각각에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 제1 돌기를 더 포함하며, 축 방향을 기준으로 상기 제1 돌기 사이에는 마그넷이 접촉되게 배치될 수 있다.

여기서, 상기 로터 코어는 원주 방향으로 상기 마그넷 사이에 배치되는 제2 돌기를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제1 돌기는 상기 제2 돌기의 상부와 하부 각각에서 원주 방향으로 연장되게 형성될 수 있다.

이때, 상기 제1 돌기의 반경 방향 길이(L4)는 상기 마그넷의 반경 방향 길이(L5)보다 작을 수 있다.

한편, 상기 모터는 상기 스테이터와 상기 로터를 수용하는 하우징을 더 포함하며, 상기 베어링은 상기 샤프트의 하부에 배치되는 제1 베어링과 상부에 배치되는 제2 베어링을 포함하고, 상기 하우징의 저면에서 상부로 돌출된 하우징 돌출부의 내측에는 상기 제1 베어링이 배치될 수 있다.

여기서, 상기 하우징은 상기 하우징 돌출부의 상단에서 내측으로 돌출된 제3 돌기를 포함하고, 상기 제3 돌기는 상기 제1 베어링의 외륜과 접촉할 수 있다.

그리고, 상기 하우징에 상기 샤프트가 배치된 상태에서 상기 제1 베어링은 상기 하우징의 하부측에서 상기 하우징 돌출부의 내측으로 압입될 수 있다.

또한, 상기 모터는 상기 하우징의 상부에 배치되는 커버를 더 포함하며, 상기 커버의 하면에서 하부로 돌출된 커버 돌출부의 내측에는 상기 제2 베어링이 배치될 수 있다.

여기서, 상기 커버는 상기 커버 돌출부의 하단에서 내측으로 돌출된 제4 돌기를 포함하고, 상기 제4 돌기는 상기 제2 베어링의 외륜과 접촉할 수 있다.

상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트와 결합하는 로터; 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며, 상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역의 내부에 축 방향으로 형성된 홀에는 상기 마그넷이 배치되며, 상기 제2 영역의 상부 또는 하부는 상기 샤프트에 결합되는 베어링과 반경 방향으로 오버랩되는 모터에 의해 달성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 모터는 로터 코어에 형성된 홈에 베어링을 배치함으로써, 축 방향 사이즈를 축소시킬 수 있다.

또한, 제1 돌기 및 제2 돌기를 이용하여, 마그넷의 유동을 방지하고 마그넷의 배치위치를 결정할 수 있다.

또한, 하우징에 배치되는 제3 돌기는 제1 베어링이 기 설정된 위치에 배치되도록 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.

또한, 커버에 배치되는 제4 돌기는 제2 베어링이 기 설정된 위치에 배치되도록 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.

실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 제1 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 2는 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고,
도 3은 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이고,
도 4는 제2 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 5는 제2 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고,
도 6은 제2 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이고,
도 7은 제3 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 8은 제3 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이다.

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 1은 제1 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이다. 도 1에서 x 방향은 축 방향을 의미하며, y 방향은 반경 방향을 의미한다. 그리고, 축 방향과 반경 방향은 서로 수직한다. 여기서, 상기 축 방향이라 함은 샤프트의 길이 방향일 수 있다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 일측에 개구가 형성된 하우징(100), 하우징(100)의 상부에 배치되는 커버(200), 샤프트(500)와 결합되는 로터(300), 하우징(100)의 내부에 배치되는 스테이터(400), 로터(300)와 함께 회전하는 샤프트(500), 스테이터(400)의 상측에 배치되는 버스바(600) 및 상기 샤프트(500)의 상부와 하부에 배치되는 베어링을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 베어링은 샤프트(500)의 하부에 배치되는 제1 베어링(700)과 샤프트(500)의 상부에 배치되는 제2 베어링(800)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 모터(1)의 로터(300)는 스테이터(400)의 내측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 내측이라 함은 평면상 중심(C) 방향을 의미하고 상기 외측은 내측에 반대되는 방향을 의미할 수 있다.

상기 모터(1)의 로터(300)는 로터 코어(310)에 형성된 홈(H)에 상기 베어링 중 적어도 어느 하나를 배치함으로써, 상기 모터(1)의 축 방향 사이즈를 축소시킬 수 있다. 이때, 상기 홈(H)에는 상기 베어링의 전부 또는 일부가 배치되어 상기 모터(1)의 축 방향 사이즈를 조절될 수 있게 한다.

또한, 상기 홈(H)에 의해 자속이 누설되는 것이 방지된다.

한편, 상기 모터(1)는 EPS에 사용되는 모터로 이용될 수 있다. 상기 EPS(Electronic Power Steering System)란, 모터의 구동력으로 조향력을 보조함으로써, 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공하여 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.

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, 로터(300), 스테이터(400), 샤프트(500), 버스바(600) 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(700, 800)을 더 포함할 수 있다.

하우징(100)은 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 하우징(100)은 내부에 로터(300), 스테이터(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.

도 1을 참조하면, 하우징(100)은 하우징 바디(110), 하우징 바디(110)의 내부에 형성된 저면(111)에서 상부로 돌출된 하우징 돌출부(120) 및 하우징 돌출부(120)의 상단에서 내측으로 돌출된 제3 돌기(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 하우징 바디(110), 하우징 돌출부(120) 및 제3 돌기(130)는 일체로 형성될 있다.

하우징 바디(110)는 통 형상으로 형성될 수 있으며, 내부에 저면(111)이 형성될 수 있다.

하우징 돌출부(120)는 상기 저면(111)에서 상방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 하우징 돌출부(120)는 내측에 제1 베어링(700)이 수용되는 수용홈으로 제공될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하우징 돌출부(120)의 내주면(121)에는 제1 베어링(700)의 외륜(720)의 외주면이 접촉되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 하우징 돌출부(120)가 제1 베어링(700)의 일측을 지지하기 때문에, 샤프트(500)는 제1 베어링(700)을 통해 하우징(100)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.

제3 돌기(130)는 하우징 돌출부(120)의 상단에서 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 제3 돌기(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 베어링(700)의 외륜(720)과 접촉되게 소정의 길이로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 하우징(100)에 상기 샤프트(500)가 배치된 상태에서 상기 제1 베어링(700)이 상기 하우징(100)의 하부측에서 상기 하우징 돌출부(120)의 내측으로 압입시, 제3 돌기(130)는 제1 베어링(700)이 기 설정된 위치에 배치되도록 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.

또한, 제1 베어링(700)이 과도하게 압입되더라도 제3 돌기(130)는 제1 베어링(700)을 지지하여 로터(300)에 제1 베어링(700)이 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

커버(200)는 상기 하우징(100)의 개구를 덮도록 하우징(100)의 개구면, 즉 하우징(100)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 커버(200)의 형상이나 재질은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨데, 커버(200)는 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속 재질로 형성될 수 있다.

도 1을 참조하면, 커버(200)은 커버 바디(210), 커버 바디(210)의 내부에 형성된 하면(211)에서 하부로 돌출된 커버 돌출부(220) 및 커버 돌출부(220)의 하단에서 내측으로 돌출된 제4 돌기(230)를 포함할 수 있다. 여기서, 커버 바디(210), 커버 돌출부(220) 및 제4 돌기(230)는 일체로 형성될 있다.

커버 바디(210)는 판 형상으로 형성될 수 있으며, 하부측에 하면(211)이 형성될 수 있다.

커버 돌출부(220)는 상기 하면(211)에서 하방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 커버 돌출부(220)는 내측에 제2 베어링(800)이 수용되는 수용홈으로 제공될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 커버 돌출부(220)의 내주면(221)에는 제2 베어링(800)의 외륜(820)의 외주면이 접촉되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 커버 돌출부(220)가 제2 베어링(800)의 일측을 지지하기 때문에, 샤프트(500)는 제2 베어링(800)을 통해 커버(200)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.

제4 돌기(230)는 커버 돌출부(220)의 하단에서 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 제4 돌기(230)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 베어링(800)의 외륜(820)과 접촉되게 소정의 길이로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 커버(200)에 상기 샤프트(500)가 배치된 상태에서 상기 제2 베어링(800)이 상기 커버(200)의 상부측에서 상기 커버 돌출부(220)의 내측으로 압입시, 제4 돌기(230)는 제2 베어링(800)이 기 설정된 위치에 배치되도록 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.

또한, 제2 베어링(800)이 과도하게 압입되더라도 제4 돌기(230)는 제2 베어링(800)을 지지하여 로터(300)에 제2 베어링(800)이 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

로터(300)는 스테이터(400)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 이때, 로터(300)는 스테이터(400)의 내측에 배치된다. 그리고, 중심부에 샤프트(500)가 압입 방식으로 결합될 수 있다.

도 2는 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 로터(300)는 로터 코어(310), 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷(320)을 포함할 수 있다.

로터 코어(310)의 외주면에는 원주 방향을 따라 복수 개의 마그넷(320)이 배치될 수 있다. 예컨데, 로터 코어(310)의 외주면에는 기 설정된 간격으로 상호 이격되게 복수 개의 마그넷(320)이 배치될 수 있다. 여기서, 마그넷(320)은 로터 마그넷 또는 드라이브 마그넷이라 불릴 수 있다.

로터 코어(310)는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터 코어(310)의 중심(C)에는 샤프트(500)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 로터 코어(310)는 제1 영역(311), 상기 제1 영역(311)의 외측에 배치되는 제2 영역(312) 및 상기 제2 영역(312)의 외주면에서 돌출되게 형성된 제2 돌기(314)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역(312)의 축 방향 길이(L2)보다 작게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 축 방향 길이는 축 방향 높이 또는 축 방향 폭이라 불릴 수 있다.

그리고, 상기 제1 영역(311)을 기준으로 제2 영역(312)이 단차지게 형성됨에 따라, 로터 코어(310)의 내측에는 홈(H)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈(H)에는 제1 베어링(700) 또는 제2 베어링(800)이 배치될 수 있다.

로터 코어(310)의 제1 영역(311)은 샤프트(500)가 결합될 수 있도록 중앙에 홀이 형성될 수 있는 원통 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 제1 영역(311)의 상면(311a)의 상측에는 제2 베어링(800)이 이격되게 배치되고, 제1 영역(311)의 하면(311b)의 하측에는 제1 베어링(700)이 이격되게 배치된다.

이때, 제1 영역(311)의 하면(311b)과 제1 베어링(700) 사이에는 제3 돌기(130)가 배치되며, 제3 돌기(130)의 상면(131)은 소정의 제1 간격으로 제1 영역(311)의 하면(311b)과 이격되게 배치된다. 여기서, 상기 제1 간격은 제1 베어링(700)의 압입시 발생할 수 있는 제3 돌기(130)의 변형에 의해 상기 제3 돌기(130)가 제1 영역(311)의 하면(311b)에 접촉되지 않는 완충 공간일 수 있다.

또한, 제1 영역(311)의 상면(311a)과 제2 베어링(800) 사이에는 제4 돌기(230)가 배치되며, 제4 돌기(230)의 하면(231)은 소정의 제2 간격으로 제1 영역(311)의 상면(311a)과 이격되게 배치된다. 여기서, 상기 제2 간격은 제2 베어링(800)의 압입시 발생할 수 있는 제4 돌기(230)의 변형에 의해 상기 제4 돌기(230)가 제1 영역(311)의 상면(311a)에 접촉되지 않는 완충 공간일 수 있다.

여기서, 상기 제1 간격과 상기 제2 간격을 동일할 수도 있으나, 상기 모터(1)의 축 방향 사이즈 및 설계 사항을 고려하여 상이할 수도 있다.

제2 영역(312)은 제1 영역(311)의 외측에 배치된다.

이때, 상기 제2 영역(312)의 축 방향 길이(L2)는 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)보다 크게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 제2 영역(312)의 내측에는 제1 베어링(700) 또는 제2 베어링(800)이 배치될 수 있다.

따라서, 제2 영역(312)의 상부 또는 하부는 상기 샤프트(500)에 결합되는 상기 베어링과 반경 방향으로 오버랩될 수 있다. 예컨데, 제2 영역(312)의 상부는 상기 제2 베어링(800)의 전부 또는 일부와 반경 방향으로 오버랩될 수 있다. 또한, 제2 영역(312)의 하부는 상기 제1 베어링(700)의 전부 또는 일부와 반경 방향으로 오버랩될 수 있다.

그리고, 제2 영역(312)의 내주면(312d)과 제1 베어링(700) 사이에는 하우징 돌출부(120)가 배치되며, 하우징 돌출부(120)의 외주면(122)은 소정의 제3 간격으로 제2 영역(312)의 내주면(312d)과 이격되게 배치된다. 그에 따라, 로터(300)의 회전시, 제2 영역(312)의 내주면(312d)은 하우징 돌출부(120)와 접촉되지 않는다.

또한, 제2 영역(312)의 내주면(312d)과 제2 베어링(800) 사이에는 커버 돌출부(220)가 배치되며, 커버 돌출부(220)의 외주면(222)은 소정의 제4 간격으로 제2 영역(312)의 내주면(312d)과 이격되게 배치된다. 그에 따라, 로터(300)의 회전시, 제2 영역(312)의 내주면(312d)은 커버 돌출부(220)와 접촉되지 않는다.

여기서, 상기 제3 간격과 상기 제4 간격을 동일할 수 있다.

제2 돌기(314)는 마그넷(320)의 배치를 안내한다. 그리고, 상기 모터(1)의 구동시, 제2 돌기(314)는 마그넷(320)이 원주 방향으로 유동하는 것을 방지한다. 여기서, 제2 돌기(314)는 마그넷 가이드라 불릴 수 있다.

도 2를 참조하면, 제2 돌기(314)는 제2 영역(312)의 외주면(312c)에서 반경 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 여기서, 제2 돌기(314)는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 복수 개가 배치될 수 있다. 그에 따라, 제2 돌기(314) 사이에는 마그넷(320)이 배치될 수 있다.

이때, 로터 코어(310)의 외주면(312c)을 기준으로 제2 돌기(314)의 반경 방향 돌출 길이는 마그넷(320)의 반경 방향 길이(L5)보다 작다.

여기서, 로터 코어(310)는 제2 돌기(314)를 포함하는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 로터 코어(310)에서 제2 돌기(314)가 삭제될 수도 있다. 그러나, 로터 코어(310)에 제2 돌기(314)가 형성된 경우 접착부재(미도시)가 도포될 수 있는 영역이 확장되기 때문에, 제2 돌기(314)는 마그넷(320)의 고정력을 향상시킬 수 있다.

마그넷(320)은 기 설정된 간격으로 상호 이격되게 로터 코어(310)의 외주면(312c)에 배치될 수 있다. 이때, 마그넷(320)은 본드와 같은 접착부재를 이용하여 로터 코어(310)의 외주면(312c)에 부착될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 마그넷(320)의 축 방향 길이(L3)는 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)보다 크고, 상기 제2 영역(312)의 축 방향 길이(L2)보다 작을 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 축 방향을 기준으로 상기 마그넷(320)의 상면(321)은 상기 제1 영역(311)의 상면(311a)과 상기 제2 영역(312)의 상면(312a) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 축 방향을 기준으로 상기 마그넷(320)의 하면(322)은 상기 제1 영역(311)의 하면(311b)과 상기 제2 영역(312)의 하면(312b) 사이에 배치될 수 있다.

상기 마그넷(320)의 축 방향 길이(L3)가 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)보다 크게 형성됨에 따라, 마그넷(320)의 일 영역은 홈(H)과 반경 방향으로 오버랩되게 배치된다. 그에 따라, 상기 홈(H)에 의해 자속이 누설되는 것이 방지된다.

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

도 3을 참조하면, 스테이터(400)는 스테이터 코어(410), 스테이터 코어(410)에 배치되는 인슐레이터(420) 및 인슐레이터(420)에 권선되는 코일(430)을 포함할 수 있다.

스테이터 코어(410)에는 회전 자계를 형성하는 코일(430)이 권선될 수 있다. 여기서, 스테이터 코어(410)는 하나의 코어로 이루어지거나 복수 개의 분할 코어가 결합되어 이루어질 수 있다.

스테이터 코어(410)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층된 형태로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 스테이터 코어(410)는 하나의 단일품으로 형성될 수도 있다.

스테이터 코어(410)는 원통 형상의 요크(미도시)와 상기 요크에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 투스(미도시)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 투스에는 코일(430)이 권선될 수 있다.

인슐레이터(420)는 스테이터 코어(410)와 코일(430)을 절연시킨다. 그에 따라, 인슐레이터(420)는 스테이터 코어(410)와 코일(430) 사이에 배치될 수 있다.

따라서, 코일(430)은 인슐레이터(420)가 배치된 스테이터 코어(410)에 권선될 수 있다.

한편, 로터(300)는 상기 마그넷(320)이 부착된 상기 로터 코어(310)를 덮도록 배치되는 캔(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 캔은 외부 충격이나 물리, 화학적인 자극으로부터 로터 코어와 마그넷을 보호하면서 로터 코어와 마그넷으로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 상기 캔은 로터 코어에서 마그넷이 이탈되는 것을 방지한다.

샤프트(500)는 상기 베어링에 의해 하우징(100)의 내부에서 회전 가능하게 배치될 수 있다. 그리고, 샤프트(500)는 로터(300)의 회전에 연동하여 함께 회전할 수 있다.

샤프트(500)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 샤프트 바디는 금속 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 샤프트(500)는 로터 코어(310)에 압입 방식으로 결합될 수 있다.

버스바(600)는 스테이터(400)의 상부에 배치될 수 있다.

그리고, 버스바(600)는 스테이터(400)의 코일(430)과 전기적으로 연결될 수 있다.

버스바(600)는 버스바 본체(미도시)와 상기 버스바 본체의 내부에 배치되는 복수 개의 터미널(미도시)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 버스바 본체는 사출 성형을 통해 형성된 몰드물일 수 있다. 그리고, 상기 터미널 각각은 스테이터(400)의 코일(430)과 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 버스바(600)는 상기 모터(1)에서 삭제될 수도 있다. 예컨데, 커버(200)에 코일(430)이 노출되게 홀을 형성하고, 상기 홀을 통해 노출된 상기 코일(430)의 단부에 직접 전원을 인가하는 방식으로 상기 모터(1)는 구동될 수 있다.

도 4는 제2 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 5는 제2 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고, 도 6은 제2 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이다.

도 4를 참조하면, 제2 실시예에 따른 로터(300a)는 제1 실시예에 따른 로터(300)를 대신하여 상기 모터(1)에 배치될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하여 제2 실시예에 따른 로터(300a)를 설명함에 있어서, 제1 실시예에 따른 로터(300)와 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로 기재되는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 로터(300a)는 로터 코어(310a), 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷(320)을 포함할 수 있다.

로터 코어(310a)는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터 코어(310a)의 중심(C)에는 샤프트(500)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 로터 코어(310a)는 제1 영역(311), 상기 제1 영역(311)의 외측에 배치되는 제2 영역(312), 상기 제2 영역(312)의 외주면(312c)에서 돌출되게 형성된 제1 돌기(313) 및 상기 제2 영역(312)의 외주면(312c)에서 돌출되게 형성된 제2 돌기(314)를 포함할 수 있다.

제2 실시예에 따른 로터(300a)를 제1 실시예에 따른 로터(300)와 비교해 볼 때, 제2 실시예에 따른 로터(300a)는 제1 돌기(313)를 더 포함한다는 점에 차이가 있다.

이때, 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역(312)의 축 방향 길이(L2)보다 작게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 영역(311)을 기준으로 제2 영역(312)이 단차지게 형성됨에 따라, 로터 코어(310a)의 내측에는 홈(H)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈(H)에는 제1 베어링(700) 또는 제2 베어링(800)이 배치될 수 있다.

제1 돌기(313)는 마그넷(320)의 배치를 안내할 수 있다. 그리고, 제1 돌기(313)는 마그넷(320)의 상부와 하부에 배치되어 마그넷(320)의 유동을 방지할 수 있다. 그에 따라, 축 방향을 기준으로 제1 돌기(313) 사이에는 마그넷(320)이 접촉되게 배치될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 돌기(313)는 제2 돌기(314)의 상부와 하부 각각에서 원주 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 제1 돌기(313)와 제2 돌기(314)와 일체로 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 반경 방향에서 바라볼 때, 제1 돌기(313)와 제2 돌기(314)는 'I'자 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 돌기(313)와 제2 돌기(314)가 일체로 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 제1 돌기(313)는 제2 돌기(314)와 원주 방향으로 이격되게 배치될 수도 있다.

도 6을 참조하면, 로터 코어(310a)의 외주면(312c)을 기준으로 제1 돌기(313)의 반경 방향 돌출 길이(L4)는 마그넷(320)의 반경 방향 길이(L5)보다 작다. 그에 따라, 제1 돌기(313)에 의한 자속의 누설을 최소화할 수 있다.

또한, 제1 돌기(313)에 의해 접착부재(미도시)가 도포될 수 있는 영역이 확장되기 때문에, 제1 돌기(313)는 마그넷(320)과의 고정력을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 7은 제3 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 8은 제3 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이다.

도 7을 참조하면, 제3 실시예에 따른 로터(300b)는 제1 실시예에 따른 로터(300)를 대신하여 상기 모터(1)에 배치될 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하여 제3 실시예에 따른 로터(300b)를 설명함에 있어서, 제1 실시예에 따른 로터(300)와 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로 기재되는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 7 내지 도 8을 참조하면, 제3 실시예에 따른 로터(300b)는 로터 코어(310b), 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷(320)을 포함할 수 있다.

로터 코어(310b)는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터 코어(310b)의 중심(C)에는 샤프트(500)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다.

도 8을 참조하면, 로터 코어(310b)는 제1 영역(311) 및 상기 제1 영역(311)의 외측에 배치되는 제2 영역(312)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 영역(312)에는 마그넷(320)이 삽입되는 홀(315)이 형성될 수 있다.

제3 실시예에 따른 로터(300b)를 제1 실시예에 따른 로터(300)와 비교해 볼 때, 제3 실시예에 따른 로터(300b)는 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 형성된다는 점에 차이가 있다. 그에 따라, 제3 실시예에 따른 로터(300b)의 로터 코어(310b)는 마그넷(320)이 삽입되는 홀(315)을 포함한다는 점 및 제2 돌기(314)가 생략된다는 점에 차이가 있다.

그리고, 상기 제1 영역(311)을 기준으로 제2 영역(312)이 단차지게 형성됨에 따라, 로터 코어(310b)의 내측에는 홈(H)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈(H)에는 제1 베어링(700) 또는 제2 베어링(800)이 배치될 수 있다.

제2 영역(312)에는 수직 방향으로 상기 제2 영역(312)을 관통되게 홀(315)이 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 홀(315)은 제2 영역(312)의 상면(312a)에서 하면(312b)까지 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 홀(315)에는 마그넷(320)이 삽입되어 배치될 수 있다.

따라서, 제2 영역(312)의 상기 홀(315)에 마그넷(320)이 배치되기 때문에, 상기 로터(300b)의 반경 방향 사이즈는 상기 로터(300)의 반경 방향 사이즈보다 작다. 그에 따라, 상기 모터(1)의 사이즈는 더욱 축소될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 마그넷(320)의 축 방향 길이(L3)는 스테이터(400)의 축 방향 길이와 동일할 수 있다. 그에 따라, 상기 로터(300b)의 축 방향 길이는 스테이터(400)의 축 방향 길이와 동일할 수 있다.

따라서, 상기 모터(1)가 상기 IPM 타입으로 형성되는 경우, 마그넷(320)이 로터 코어(310)의 외주면에 배치되는 SPM 타입보다 높은 출력을 구현할 수 있다. 또한, 상기 IPM 타입으로 상기 모터(1)를 구현함으로써, 상기 모터(1)의 사이즈를 더욱 감소시킬 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
10: 베어링
100: 하우징
200: 커버
300, 300a, 300b: 로터
310, 310a, 310b: 로터 코어
311: 제1 영역 312: 제2 영역
313: 제1 돌기 314: 제2 돌기
315: 홀
320: 마그넷
400: 스테이터 410: 스테이터 코어
430: 코일
500: 샤프트
H: 홈

Claims

샤프트;
상기 샤프트와 결합하는 홀을 포함하는 로터;
상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
상기 스테이터와 상기 로터를 수용하는 하우징; 및
상기 하우징의 상부에 배치되는 커버를 포함하고,
상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며,
상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고,
상기 제2 영역의 상부 또는 하부는 상기 샤프트에 결합되는 베어링과 반경 방향으로 오버랩되고,
상기 베어링은 상기 샤프트의 하부에 배치되는 제1 베어링과 상부에 배치되는 제2 베어링을 포함하고,
상기 커버의 하면에서 하부로 돌출된 커버 돌출부의 내측에는 상기 제2 베어링이 배치되고,
상기 제2 베어링은 축 방향에 배치되는 상면 및 하면을 포함하고,
상기 상면 및 상기 하면 모두는 상기 제2 영역과 반경 방향으로 오버랩되는 모터.
제1항에 있어서,
상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작은 모터.
샤프트;
상기 샤프트와 결합하는 홀을 포함하는 로터;
상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
상기 스테이터와 상기 로터를 수용하는 하우징; 및
상기 하우징의 상부에 배치되는 커버를 포함하고,
상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며,
상기 로터 코어의 내측에는 오목하게 홈이 형성되며,
상기 홈에는 상기 샤프트에 결합되는 베어링이 배치되고,
상기 로터 코어는 상기 홈이 형성되게 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되며 축 방향 길이가 다른 제2 영역을 포함하고,
상기 베어링은 상기 샤프트의 하부에 배치되는 제1 베어링과 상부에 배치되는 제2 베어링을 포함하고,
상기 커버의 하면에서 하부로 돌출된 커버 돌출부의 내측에는 상기 제2 베어링이 배치되고,
상기 제2 베어링은 축 방향에 배치되는 상면 및 하면을 포함하고,
상기 상면 및 상기 하면 모두는 상기 제2 영역과 반경 방향으로 오버랩되는 모터.
제3항에 있어서,
상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작게 형성되며,
상기 홈은 상기 제2 영역의 내측에 배치되는 모터.
제2항 또는 제4항에 있어서,
상기 마그넷의 축 방향 길이(L3)는
상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)보다 크고, 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작은 모터.
제5항에 있어서,
축 방향을 기준으로 상기 마그넷의 상면은 상기 제1 영역의 상면과 상기 제2 영역의 상면 사이에 배치되는 모터.
제2항 또는 제4항에 있어서,
상기 로터 코어는 상기 제1 영역의 외주면의 상부와 하부 각각에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 제1 돌기를 더 포함하며,
축 방향을 기준으로 상기 제1 돌기 사이에는 마그넷이 접촉되게 배치되는 모터.
제7항에 있어서,
상기 로터 코어는 원주 방향으로 상기 마그넷 사이에 배치되는 제2 돌기를 더 포함하는 모터.
제8항에 있어서,
상기 제1 돌기는 상기 제2 돌기의 상부와 하부 각각에서 원주 방향으로 연장되게 형성되는 모터.
제7항에 있어서,
상기 제1 돌기의 반경 방향 길이(L4)는 상기 마그넷의 반경 방향 길이(L5)보다 작은 모터.
제2항 또는 제4항에 있어서,
상기 하우징의 저면에서 상부로 돌출된 하우징 돌출부의 내측에는 상기 제1 베어링이 배치되는 모터.
제11항에 있어서,
상기 하우징은 상기 하우징 돌출부의 상단에서 내측으로 돌출된 제3 돌기를 포함하고,
상기 제3 돌기는 상기 제1 베어링의 외륜과 접촉하는 모터.
제12항에 있어서,
상기 하우징에 상기 샤프트가 배치된 상태에서 상기 제1 베어링은 상기 하우징의 하부측에서 상기 하우징 돌출부의 내측으로 압입되는 모터.
제11항에 있어서,
상기 제2 베어링은 반경 방향으로 상기 마그넷과 오버랩되지 않는 모터.
제14항에 있어서,
상기 커버는 상기 커버 돌출부의 하단에서 내측으로 돌출된 제4 돌기를 포함하고,
상기 제4 돌기는 상기 제2 베어링의 외륜과 접촉하는 모터.
샤프트;
상기 샤프트와 결합하는 홀을 포함하는 로터;
상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
상기 스테이터와 상기 로터를 수용하는 하우징;
상기 하우징의 상부에 배치되는 커버;
상기 샤프트의 하부에 배치되는 제1 베어링; 및
상기 샤프트의 상부에 배치되는 제2 베어링을 포함하고,
상기 커버의 하면에서 하부로 돌출된 커버 돌출부의 내측에는 상기 제2 베어링이 배치되고,
상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 내부에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며,
상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고,
상기 제2 영역의 내부에 축 방향으로 형성된 홀에는 상기 마그넷이 배치되며,
상기 제2 베어링은 축 방향에 배치되는 상면 및 하면을 포함하고,
상기 상면 및 상기 하면 모두는 상기 제2 영역과 반경 방향으로 오버랩되는 모터.
제2항에 있어서,
상기 제2 영역의 내부에 축 방향으로 형성된 홀에는 상기 마그넷이 배치되는 모터.