KR102656796B1

KR102656796B1 - 모터

Info

Publication number: KR102656796B1
Application number: KR1020180117752A
Authority: KR
Inventors: 김용철
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2024-04-12
Also published as: KR20200038080A

Abstract

본 발명은 스테이터; 상기 스테이터 내측에 배치되는 로터;및 상기 로터의 내측에 배치되는 샤프트를 포함하고, 상기 로터는, 상기 샤프트의 외측에 배치되는 컬럼과, 상기 컬럼의 외측에 배치되는 복수의 로터 코어와, 상기 로터 코어와 상기 로터 코어 사이에 배치되는 마그넷과, 반경 방향으로 상기 컬럼에서 연장되는 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트는 포켓과 상기 포켓 사이에서 돌출되어 배치되는 돌출부를 포함하고, 상기 마그넷은 상기 포켓을 관통하여 배치되고, 상기 돌출부는 반경 방향으로 상기 마그넷과 오버랩되어 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}

실시예는 모터에 관한 것이다.

모터는 샤프트, 로터 및 스테이터를 포함한다. 로터에는 복수 개의 마그넷이 배치될 수 있다. 로터의 코어의 내부에 마그넷이 삽입 결합되는 IPM(Inner Permanent Magnet) 모터와, 로터의 코어의 표면에 마그넷이 부착되는 SPM(Surface Permanent Magnet) 로터로 나뉘어 진다.

IPM 모터 중, 스포크(spoke) 타입의 모터가 있다. 스포크 타입의 모터의 경우, 폭보다 길이가 긴 마그넷이 방사형으로 배치된다. 마그넷은 로터 코어와 로터 코어 사이의 공간에 배치될 수 있다. 이러한 스포크 타입의 모터는 높은 출력 밀도를 갖는 특징이 있다. 스포크 타입의 모터에서 로터의 경우, 로터 코어의 내측을 모두 연결하는 브릿지가 배치될 수 있다. 그러나. 브릿지를 통해 마그넷의 자속이 누설되는 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2018-0020030호(2018.02.27)

이에, 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마그넷의 자속의 누설을 방지를 위해 브릿지를 제거하면서도, 로터 코어와 샤프트의 결합력을 확보할 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 실시예는, 로터 코어에서, 마그넷의 이탈을 방지할 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

실시예는, 스테이터와, 상기 스테이터 내측에 배치되는 로터 및 상기 로터의 내측에 배치되는 샤프트를 포함하고, 상기 로터는, 상기 샤프트의 외측에 배치되는 컬럼과, 상기 컬럼의 외측에 배치되는 복수의 로터 코어와, 상기 로터 코어와 상기 로터 코어 사이에 배치되는 마그넷과, 반경 방향으로 상기 컬럼에서 연장되는 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트는 포켓과 상기 포켓 사이에서 돌출되어 배치되는 돌출부를 포함하고, 상기 마그넷은 상기 포켓을 관통하여 배치되고, 상기 돌출부는 반경 방향으로 상기 마그넷과 오버랩되어 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 포켓은 반경 방향 길이가 원주 방향 폭보다 크고, 상기 돌출부는 상기 포켓에서 축방향으로 돌출되어, 상기 로터 코어와 상기 로터 코어 사이에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 돌출부는 제1 돌기와 제2 돌기를 포함하고. 상기 제1 돌기는 상기 포켓에서 일측으로 돌출되어 배치되고, 상기 제2 돌기는 상기 포켓에서 타측으로 돌출되어 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 컬럼은 제1 컬럼과 제2 컬럼을 포함하고, 상기 플레이트는 상기 제1 컬럼에서 연장되는 제1 플레이트와, 상기 제2 컬럼에서 연장되는 제2 플레이트를 포함하고, 상기 제1 플레이트는 제1 포켓과 상기 제1 포켓에서 돌출되는 제1 돌기를 포함하고, 상기 제2 플레이트는 제2 포켓과 상기 제2 포켓에서 돌출되는 제2 돌기를 포함하고, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 축방향으로 적층 배치될 수 있다.

바람직하게는, 원주 방향으로, 상기 제1 포켓의 위치와 상기 제2 포켓의 위치는 상이할 수 있다.

실시예는, 스테이터와, 상기 스테이터 내측에 배치되는 로터 및 상기 로터의 내측에 배치되는 샤프트를 포함하고, 상기 로터는, 상기 샤프트의 외측에 배치되는 컬럼과, 상기 컬럼의 외측에 배치되는 제1 로터 코어와, 제2 로터 코어와, 마그넷과, 반경 방향으로 상기 컬럼에서 연장되는 플레이트를 포함하고, 상기 제1 로터 코어는 복수 개이고, 상기 제2 로터 코어는 복수 개이고, 축 방향으로, 상기 플레이트는 상기 제1 로터 코어와 상기 제2 로터 코어 사이에 배치되고, 상기 마그넷은 상기 제1 로터 코어와 상기 제1 로터 코어 사이 및, 상기 제2 로터 코어와 상기 제2 로터 코어 사이에 배치되고, 상기 플레이트를 관통하여 배치되고, 상기 플레이트는 축방향으로 돌출되어 상기 마그넷의 외측에 배치되는 돌출부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 플레이트는 포켓을 포함하고, 상기 포켓은 반경 방향 길이가 원주 방향 폭보다 크고, 상기 돌출부는 상기 포켓에서 축방향으로 돌출되어, 상기 제1 로터 코어와 상기 제1 로터 코어 사이 및 상기 제2 로터 코어와 상기 제2 로터 코어 사이에 배치될 수 있다.

실시예에 따르면, 마그넷의 자속의 누설을 방지를 위해 브릿지를 제거하면서도, 로터 코어와 샤프트의 결합력을 확보하는 유리한 효과를 제공한다.

실시예에 따르면, 마그넷의 자속의 누설을 방지하면서도, 마그넷의 이탈을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 단면도,
도 2는 로터를 도시한 분해도,
도 3은 도 2에서 도시한 플레이트를 도시한 사시도,
도 4는 도 2에서 도시한 로터의 측단면도,
도 5는 도 3에서 도시한 플레이트의 변형례를 도시한 사시도,
도 6은 도 1에서 도시한 로터의 변형례를 도시한 사시도,
도 7은 도 6에서 도시한 플레이트와 컬럼을 도시한 사시도,
도 8은 도 2에서 도시한 로터의 측단면도,
도 9는 돌출부가 마그넷의 이탈을 방지하는 상태를 도시한 도면,
도 10은 도 7에서 도시한 플레이트와 컬럼의 변형례를 도시한 사시도,
도 11은 도 7에서 도시한 플레이트와 컬럼의 변형례에 적용된 로터의 측단면도,
도 12는 도 1에서 도시한 로터의 또 다른 변형례를 도시한 사시도,
도 13은 도 12에서 도시한 플레이트를 도시한 사시도,
도 14는 제2 포켓과 연장부를 도시한 도면,
도 15는 제2 포켓이 마그넷이 삽입되는 과정을 도시한 도면,
도 16은 연장부의 절곡 과정을 도시한 도면,
도 17은 도 12에서 도시한 로터의 측단면도,
도 18은 도 12에서 도시한 플레이트의 변형례를 도시한 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)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 단면도이다. 이하. 도면에서, z축은 모터의 축방향을 나타내며, y축은 모터의 반경방향을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터는, 샤프트(100)와, 로터(200)와, 스테이터(300)를 포함할 수 있다.

샤프트(100)는 로터(200)에 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(200)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면, 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(100)가 회전한다.

로터(200)는 샤프트(100)의 외측에 배치될 수 있다. 로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다.

스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 스테이터코어(310)와 인슐레이터(320)와 코일(330)을 포함할 수 있다. 인슐레이터(320)는 스테이터 코어(310)에 장착된다. 코일(330)은 인슐레이터(320)에 권선된다.

도 2는 로터를 도시한 분해도이다.

도 2를 참조하면, 로터(200)는 로터 코어(210)와 마그넷(220)과 플레이트(230)를 포함할 수 있다.

로터 코어(210)는 제1 포켓(P1)을 포함할 수 있다. 제1 포켓(P1)은 외측이 개방된 형상을 갖을 수 있다. 그리고 제1 포켓(P1)은 반경 방향 길이가 원주 방향 폭보다 클수 있다. 제1 포켓(P1)은 복수 개이다. 복수 개의 제1 포켓(P1)은 로터 코어(210)의 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 그리고 복수 개의 제1 포켓(P1)은 로터 코어(210)의 중심을 기준으로 방사 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 제1 포켓(P1)에는 마그넷(220)이 배치된다. 제1 포켓(P1)의 외측 에지 부근(S1)에는 로터 코어(210)의 돌출 부분이 없다. 따라서, 제1 포켓(P1)의 외측 에지 부근에서, 로터 코어(210)의 돌출 부분을 통해 마그넷(220)의 자속이 누설되는 위험이 원천적으로 제거된다.

로터 코어(210)는 제1 로터 코어(210A)와 제2 로터 코어(210B)를 포함할 수 있다. 제1 포켓(P1)은 제1-1 포켓(P1A)과 제1-2 포켓(P1B)으로 구분될 수 있다. 제1 로터 코어(210A)와 제2 로터 코어(210B)는 동축 결합한다. 제1 로터 코어(210A)는 제1-1 포켓(P1A)을 포함할 수 있다. 그리고 제2 로터 코어(210B)는 제1-2 포켓(P1B)을 포함할 수 있다.

플레이트(230)는 축방향으로, 제1 로터 코어(210A)와 제2 로터 코어(210B)의 사이에 배치될 수 있다. 플레이트(230)는 제2 포켓(P2)을 포함할 수 있다. 제2 포켓(P2)은 제1 포켓(P1)의 형상과 크기와 대응된다. 복수 개의 제2 포켓(P2)은 플레이트(230)의 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 그리고 복수 개의 제2 포켓(P2)은 플레이트(230)의 중심을 기준으로 방사 방향으로 배치될 수 있다. 제2 포켓(P2)은 로터 코어(210)의 원주 방향으로 제1-1 포켓(P1A)과 정렬된다. 또는 제2 포켓(P2)은 로터 코어(210)의 원주 방향으로 제1-2 포켓(P1B)과 정렬된다.

마그넷(220)은 축방향으로, 제2 포켓(P2)을 관통하여 제1-1 포켓(P1A) 및 제1-2 포켓(P1B)에 배치될 수 있다. 마그넷(220)은 제1-1 포켓(P1A)에 삽입되고, 제2 포켓(P2)을 관통하여, 제1-2 포켓(P1B)에 삽입된다. 마그넷(220)의 단면 형상은 제1 포켓(P1) 및 제2 포켓(P2)의 형상과 대응된다.

제1 로터 코어(210A)의 상측에는 상부 플레이트(240)가 배치될 수 있다. 제2 로터 코어(210B)의 하측에는 하부 플레이트(250)가 배치될 수 있다. 상부 플레이트(240)에는 제1-1 포켓(P1A)과 대응되는 홈(241)이 배치될 수 있다. 그리고 하부 플레이트(250)에는 제1-2 포켓(P1B)과 대응되는 홈(251)이 배치될 수 있다.

도 3은 도 2에서 도시한 플레이트를 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 플레이트(230)는 원판 형태의 베이스(231)와 돌출부(232,233)를 포함할 수 있다. 플레이트(230)는 비 자성 소재로 이루어질 수 있다. 베이스(231)는 중심에 홀(231a)을 포함한다. 홀(231a)은 샤프트(100)가 관통하는 곳이다. 베이스(231)는 복수 개의 제2 포켓(P2)을 포함할 수 있다. 각각의 제2 포켓(P2)에는 돌출부(232,233)가 마련된다. 돌출부(232,233)는 제2 포켓(P2)에서 축방향으로 돌출된다. 플레이트(230)의 반경방향을 기준으로, 제2 포켓(P2)의 외측 에지에 배치될 수 있다. 마그넷(220)이 제2 포켓(P2)을 관통한 상태에서, 돌출부(232,233)는 마그넷(220)의 외측에 위치한다.

돌출부(232,233)는 제1 돌기(232)와 제2 돌기(233)를 포함할 수 있다. 제1 돌기(232)는 베이스(231)에서 일측 방향으로 돌출되어 배치된다. 제2 돌기(233)는 베이스(231)에서 타측 방향으로 돌출되어 배치된다. 제1 돌기(232)와 제2 돌기(233)는 평판 또는 곡판 형상을 갖을 수 있다. 제1 돌기(232)의 폭과 제2 돌기(233)의 폭은 동일할 수 있으며, 제2 포켓(P2)의 폭과 대응될 수 있다. 제1 돌기(232)의 축방향 높이와 제2 돌기(233)의 축방향 높이는 마그넷(220)의 축방향 높이의 1/3이내일 수 있다.

제1 돌기(232)와 제2 돌기(233)의 형상 및 크기는 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 마그넷(220)의 개수, 플레이트(230)의 위치, 로터 코어(210)의 개수 등을 고려하여 서로 상이할 수 있다.

도 4는 도 2에서 도시한 로터의 측단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 베이스(231)가 제1 로터 코어(210A)와 제2 로터 코어(210B) 사이에 배치된다. 제1 돌기(232)와 제2 돌기(233)는 마그넷(220)의 외측에 배치된다. 그리고 제1 돌기(232)는 제1 로터 코어(210A)의 제1-1 포켓(P1A)에 위치할 수 있다. 제2 돌기(233)는 제2 로터 코어(210B)의 제1-2 포켓(P1B)에 위치할 수 있다. 도면에서 제1 돌기(232)와 제2 돌기(233)는 모두 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 돌기(232)와 제2 돌기(233) 중 어느 하나만이 배치될 수 도 있다.

제1 돌기(232)와 제2 돌기(233)는 각각 마그넷(220)과 반경 방향으로, 마그넷(220)과 오버랩 영역(도 4의 O1)을 형성한다. 제1 포켓(P1)은 외측이 개방된 형태이며 별도의 돌출 구조가 없기 때문에, 제1 포켓(P1)에 배치된 마그넷(220)은 로터 코어(210)의 반경방향으로 이탈될 수 있다. 제1 돌기(232)와 제2 돌기(233)는 이렇게 제1 포켓(P1)에서 이탈되는 마그넷(220)을 물리적으로 막는 역할을 한다.

도 5는 도 3에서 도시한 플레이트의 변형례를 도시한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 플레이트(230)는 제1 플레이트(230A)와 제2 플레이트(230B)가 조합되어 이루어질 수 있다. 제2 포켓(P2)은 제2-1 포켓(P2A)과 제2-2 포켓(P2B)이 조합된 것일 수 있다. 마그넷(220)은 제1 마그넷(220A)과 제2 마그넷(220B)이 조합된 것일 수 있다.

제1 플레이트(230A)는 제1 베이스(231A)와 제1 돌기(232A)를 포함할 수 있다. 제1 베이스(231A)에는 복수 개의 제2-1 포켓(P2A)이 마련된다. 제1 돌기(232A)는 제2-1 포켓(P2A)에서 일측 방향으로 돌출될 수 있다.

제2 플레이트(230B)는 제2 베이스(231B)와 제2 돌기(232B)를 포함할 수 있다. 제2 베이스(231B)에는 복수 개의 제2-2 포켓(P2B)이 마련된다. 제2 돌기(232B)는 제2-2 포켓(P2B)에서 일측 방향으로 돌출될 수 있다.

제1 베이스(231A)와 제2 베이스(231B)는 축방향으로 적층되어 동축 결합된다.

이러한, 플레이트(230)는 로터(200)의 스큐(skew)를 구현할 수 있다. 제1 플레이트(230A)의 상측에서 제2-1 포켓(P2A)으로 제1 마그넷(220A)이 삽입될 수 있다. 그리고 제2 플레이트(230B)의 하측에서 제2-2 포켓(P2B)으로 제2 마그넷(220B)이 삽입될 수 있다. 이때, 원주 방향을 기준으로, 제2-1 포켓(P2A)의 위치와 제2-2 포켓(P2B)의 위치가 스큐 각도(T1)만큼 틀어져 배치될 수 있다. 따라서, 제1 마그넷(220A)과 제2 마그넷(220B)은 스큐 각도(T1)만큼 틀어져 배치된다. 이는 모터의 코깅 토크를 줄이는 이점이 있다.

도 6은 도 1에서 도시한 로터의 변형례를 도시한 사시도이다.

도 6을 참조하면, 로터(1200)는 로터 코어(1210)와 마그넷(1220)과 플레이트(1230)와 컬럼(1240)을 포함할 수 있다. 로터 코어(1210)는 복수 개이다. 복수 개의 로터 코어(1210)는 서로 분리된 파트이다. 복수 개의 로터 코어(1210)는 원주 방향으로 따라 일정 간격을 두고 배치된다. 원주 방향으로 로터 코어(1210)와 로터 코어(1210) 사이에는 공간(S2)이 형성된다. 이 공간(S2)으로 마그넷(1220)이 삽입된다. 공간(S2)은 로터(1200)의 중심을 기준으로 방사 방향으로 배치될 수 있다. 공간(S2)은 반경 방향 길이가 원주 방향 폭보다 클 수 있다.

공간(S2)의 경계가 되는 로터 코어(1210)의 외측 에지 부근(S3)에는 로터 코어(1210)의 돌출 부분이 없다. 따라서, 로터 코어(1210)의 외측 에지 부근(S3)에서, 로터 코어(1210)의 돌출 부분을 통해 마그넷(1220)의 자속이 누설되는 위험이 원천적으로 제거된다.

로터 코어(1210)는 제1 로터 코어(1210A)와 제2 로터 코어(1210B)를 포함할 수 있다. 제1 로터 코어(1210A)와 제2 로터 코어(1210B)는 동축 결합한다. 제1 로터 코어(1210A)는 복수 개이다. 그리고 제2 로터 코어(1210B)는 복수 개이다. 복수 개의 제1 로터 코어(1210A)는 제1 로터 코어(1210A)와 제1 로터 코어(1210A) 사이에 배치된 제1 공간(S2A)을 포함한다. 복수 개의 제2 로터 코어(1210B)는 제2 로터 코어(1210B)와 제2 로터 코어(1210B) 사이에 배치된 제2 공간(S2B)을 포함한다.

플레이트(1230)는 축방향으로, 제1 로터 코어(1210A)와 제2 로터 코어(1210B)의 사이에 배치될 수 있다. 플레이트(1230)는 컬럼(1240)에서 반경방향으로 연장되어 배치될 수 있다. 플레이트(1230)는 포켓을 포함할 수 있다. 포켓은 공간(S2)의 형상과 크기와 대응된다. 복수 개의 포켓(P3)은 플레이트(1230)의 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 그리고 복수 개의 포켓(P3)은 플레이트(1230)의 중심을 기준으로 방사 방향으로 배치될 수 있다. 포켓(P3)은 로터 코어(1210)의 원주 방향으로 제1 공간(S2A)과 정렬된다. 또는 포켓(P3)은 로터 코어(1210)의 원주 방향으로 제2 공간(S2B)과 정렬된다.

마그넷(1220)은 축방향으로, 포켓(P3)을 관통하여 제1 공간(S2A) 및 제2 공간(S2B)에 배치될 수 있다. 마그넷(1220)은 제1 공간(S2A)에 삽입되고, 포켓(P3)을 관통하여, 제2 공간(S2B)에 삽입된다. 마그넷(1220)의 단면 형상은 공간(S2) 및 포켓(P3)의 형상과 대응된다.

컬럼(1240)은 플레이트(1230)와 일체일 수 있다. 컬럼(1240)의 샤프트의 외측에 배치되고, 로터 코어(1210)의 내측에 배치된다.

도 7은 도 6에서 도시한 플레이트와 컬럼을 도시한 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 플레이트(1230)는 원판 형태의 베이스(1231)와 돌출부(1232,1233)를 포함할 수 있다. 플레이트(1230)는 비 자성 소재로 이루어질 수 있다. 베이스(1231)는 복수 개의 포켓(P3)을 포함할 수 있다. 각각의 포켓(P3)에는 돌출부(1232,1233)가 마련된다. 돌출부(1232,1233)는 포켓(P3)에서 축방향으로 돌출된다. 플레이트(1230)의 반경방향을 기준으로, 포켓(P3)의 외측 에지에 배치될 수 있다. 마그넷(1220)이 포켓(P3)을 관통한 상태에서, 돌출부(1232,1233)는 마그넷(1220)의 외측에 위치한다.

돌출부(1232,1233)는 제1 돌기(1232)와 제2 돌기(1233)를 포함할 수 있다. 제1 돌기(1232)는 베이스(1231)에서 일측 방향으로 돌출되어 배치된다. 제2 돌기(1233)는 베이스(1231)에서 타측 방향으로 돌출되어 배치된다. 제1 돌기(1232)와 제2 돌기(1233)는 평판 또는 곡판 형상을 갖을 수 있다. 제1 돌기(1232)의 폭과 제2 돌기(1233)의 폭은 동일할 수 있으며, 포켓(P3)의 폭과 대응될 수 있다. 제1 돌기(1232)와 제2 돌기(1233)의 형상 및 크기는 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 마그넷(1220)의 개수, 플레이트(1230)의 위치, 로터 코어(1210)의 개수 등을 고려하여 서로 상이할 수 있다. 제1 돌기(1232)의 축방향 높이와 제2 돌기(1233)의 축방향 높이는 마그넷(1220)의 축방향 높이의 1/3이내일 수 있다.

컬럼(1240)은 중심에 홀(1241)을 포함한다. 홀(1241)은 샤프트가 관통하는 곳이다. 컬럼(1240)은 축방향으로 길게 배치된 중공형 원통 부재일 수 있다. 컬럼(1240)과 플레이트(1230)는 사출 성형된 몰드부재일 수 있다. 컬럼(1240)은 복수 개의 로터 코어(1210)를 고정시키며, 로터 코어(1210)와 샤프트를 고정시킨다. 컬럼(1240)은 샤프트(100)와 접촉면적을 크게 하여 큰 고정력을 확보할 수 있다.

도 8은 도 2에서 도시한 로터의 측단면도이고, 도 9는 돌출부가 마그넷의 이탈을 방지하는 상태를 도시한 도면이다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 베이스(1231)가 제1 로터 코어(1210A)와 제2 로터 코어(1210B) 사이에 배치된다. 제1 돌기(1232)와 제2 돌기(1233)는 마그넷(1220)의 외측에 배치된다. 그리고 제1 돌기(1232)는 제1 로터 코어(1210A)의 제1 공간(S2A)에 위치할 수 있다. 제2 돌기(1233)는 제2 로터 코어(1210B)의 제2 공간(S2B)에 위치할 수 있다. 도면에서 제1 돌기(1232)와 제2 돌기(1233)는 모두 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 돌기(1232)와 제2 돌기(1233) 중 어느 하나만이 배치될 수 도 있다.

제1 돌기(1232)와 제2 돌기(1233)는 각각 마그넷(1220)과 반경 방향으로, 마그넷(1220)과 오버랩 영역(O2)을 형성한다. 로터 코어(1210)와 로터 코어(1210) 사이의 공간(S2)은 외측이 개방된 형태이며 별도의 돌출 구조가 없기 때문에, 공간(S2)에 배치된 마그넷(1220)은 로터 코어(1210)의 반경방향으로 이탈될 수 있다. 제1 돌기(1232)와 제2 돌기(1233)는 이렇게 로터 코어(1210)와 로터 코어(1210) 사이에서 이탈되는 마그넷(1220)을 물리적으로 막는 역할을 한다.

도 10은 도 7에서 도시한 플레이트와 컬럼의 변형례를 도시한 사시도이고, 도 11은 도 7에서 도시한 플레이트와 컬럼의 변형례에 적용된 로터의 측단면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 플레이트(1230)는 제1 플레이트(1230A)와 제2 플레이트(1230B)가 조합되어 이루어질 수 있다. 포켓(P3)은 제1 포켓(P3A)과 제2 포켓(P3B)이 조합된 것일 수 있다. 마그넷(1220)은 제1 마그넷(1220A)과 제2 마그넷(1220B)이 조합된 것일 수 있다. 컬럼(1240)은 제1 컬럼(1240A)과 제2 컬럼(1240B)이 조합된 것일 수 있다.

제1 플레이트(1230A)는 제1 베이스(1231A)와 제1 돌기(1232A)를 포함할 수 있다. 제1 베이스(1231A)에는 복수 개의 제1 포켓(P3A)이 마련된다. 제1 돌기(1232A)는 제1 포켓(P3A)에서 일측 방향으로 돌출될 수 있다. 제1 컬럼(1240A)은 제1 플레이트(1230A)의 일측으로 돌출되어 배치된다.

제2 플레이트(1230B)는 제2 베이스(1231B)와 제2 돌기(1232B)를 포함할 수 있다. 제2 베이스(1231B)에는 복수 개의 제2 포켓(P3B)이 마련된다. 제2 돌기(1232B)는 제2 포켓(P3B)에서 일측 방향으로 돌출될 수 있다. 제1 컬럼(1240A)은 제2 플레이트(1230B)의 타측으로 돌출되어 배치된다.

제1 베이스(1231A)와 제2 베이스(1231B)는 축방향으로 적층되어 동축 결합된다.

이러한, 플레이트(1230)는 로터(1200)의 스큐(skew)를 구현할 수 있다. 제1 플레이트(1230A)의 상측에서 제1 포켓(P3A)으로 제1 마그넷(1220A)이 삽입될 수 있다. 그리고 제2 플레이트(1230B)의 하측에서 제2 포켓(P3B)으로 제2 마그넷(1220B)이 삽입될 수 있다. 이때, 원주 방향을 기준으로, 제1 포켓(P3A)의 위치와 제2 포켓(P3B)의 위치가 스큐 각도(T2)만큼 틀어져 배치될 수 있다. 따라서, 제1 마그넷(1220A)과 제2 마그넷(1220B)은 스큐 각도(T2)만큼 틀어져 배치된다. 이는 모터의 코깅 토크를 줄이는 이점이 있다.

도 12는 도 1에서 도시한 로터의 또 다른 변형례를 도시한 사시도이다.

도 12를 참조하면, 로터(200)는 로터 코어(210)와 마그넷(220)과 플레이트(2230)를 포함할 수 있다.

로터 코어(210)는 제1 포켓(P1)을 포함할 수 있다. 제1 포켓(P1)은 외측이 개방된 형상을 갖을 수 있다. 그리고 제1 포켓(P1)은 반경 방향 길이가 원주 방향 폭보다 클수 있다. 제1 포켓(P1)은 복수 개이다. 복수 개의 제1 포켓(P1)은 로터 코어(210)의 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 그리고 복수 개의 제1 포켓(P1)은 로터 코어(210)의 중심을 기준으로 방사 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 제1 포켓(P1)에는 마그넷(220)이 배치된다. 제1 포켓(P1)의 외측 에지 부근(S1)에는 로터 코어(210)의 돌출 부분이 없다. 따라서, 제1 포켓(P1)의 외측 에지 부근(S1)에서, 로터 코어(210)의 돌출 부분을 통해 마그넷(220)의 자속이 누설되는 위험이 원천적으로 제거된다.

플레이트(2230)는 축방향으로, 제1 로터 코어(210A)와 제2 로터 코어(210B)의 사이에 배치될 수 있다. 플레이트(2230)는 제2 포켓(P4)을 포함할 수 있다. 제2 포켓(P4)은 제1 포켓(P1)의 형상과 크기와 대응된다. 복수 개의 제2 포켓(P4)은 플레이트(2230)의 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 그리고 복수 개의 제2 포켓(P4)은 플레이트(2230)의 중심을 기준으로 방사 방향으로 배치될 수 있다. 제2 포켓(P4)은 로터 코어(210)의 원주 방향으로 제1-1 포켓(P1A)과 정렬된다. 또는 제2 포켓(P4)은 로터 코어(210)의 원주 방향으로 제1-2 포켓(P1B)과 정렬된다.

마그넷(220)은 축방향으로, 제2 포켓(P4)을 관통하여 제1-1 포켓(P1A) 및 제1-2 포켓(P1B)에 배치될 수 있다. 마그넷(220)은 제1-1 포켓(P1A)에 삽입되고, 제2 포켓(P4)을 관통하여, 제1-2 포켓(P1B)에 삽입된다. 마그넷(220)의 단면 형상은 제1 포켓(P1) 및 제2 포켓(P4)의 형상과 대응된다.

도 13은 도 12에서 도시한 플레이트를 도시한 사시도이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 플레이트(2230)는 원판 형태의 베이스(2231)와 연장부(2232)를 포함할 수 있다. 플레이트(2230)는 변형 가능하며 비 자성체인 금속 소재로 이루어질 수 있다. 베이스(2231)는 중심에 홀(2231a)을 포함한다. 홀(2231a)은 샤프트(100)가 관통하는 곳이다. 베이스(2231)는 복수 개의 제2 포켓(P4)을 포함할 수 있다. 각각의 제2 포켓(P4)에는 연장부(2232)가 마련된다. 연장부(2232)는 제2 포켓(P4)에서 축방향으로 절곡되어 연장된다. 연장부(2232)는 제2 포켓(P4)의 에지에 배치될 수 있다. 마그넷(220)이 제2 포켓(P4)을 관통한 상태에서, 연장부(2232)는 마그넷(220)의 외측과 접촉한다.

도 14는 제2 포켓과 연장부를 도시한 도면이고, 도 15는 제2 포켓이 마그넷이 삽입되는 과정을 도시한 도면, 도 16은 연장부의 절곡 과정을 도시한 도면이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 연장부(2232)는 제2 포켓(P4)에서 연장된다. 그리고, 연장부(2232)는 제2 포켓(P4)의 내측으로 연장된다. 제2 포켓(P4)에 마그넷(220)이 관통하기 전, 연장부(2232)는 제2 포켓(P4)의 에지를 따라 배치된다. 연장부(2232)에는 파단유도부(C)가 마련될 수 있다. 파단유도부(C)는 연장부(2232)의 모서리에서 제2 포켓(P4)의 모서리까지 이어져 배치될 수 있다. 파단유도부(C)는 일정 이상의 외력이 작용하면, 파단되는 곳이다.

4각 평면 형상의 제2 포켓(P4)에서, 파단유도부(C)는 4개일 수 있으며, 연장부(2232)는 제1 파트(2232_1)와 제2 파트(2232_2)로 이루어질 수 있다. 한쌍의 제1 파트(2232_1)는 반경 방향으로 대향하여 배치될 수 있다. 한쌍의 제2 파트(2232_2)는 원주 방향으로 대향하여 배치될 수 있다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 마그넷(220)이 제2 포켓(P4)이 삽입되면, 마그넷(220)으로 미는 힘으로 인하여 파단유도부(C)가 파단되어, 연장부(2232)는 제1 파트(2232_1)와 제2 파트(2232_2)로 구분된다. 제2 포켓(P4)에 마그넷(220)이 관통하면, 제1 파트(2232_1)와 제2 파트(2232_2)는 절곡되어 마그넷(220)의 외면과 접촉한다. 제1 파트(2232_1)와 제2 파트(2232_2)가 절곡되면서 연장부(2232)와 마그넷(220)의 접촉면적이 증가한다. 마그넷(220)과 연장부(2232)가 면접촉하기 때문에 마그넷(220)과 플레이트(2230)의 고정력이 높다. 특히, 절곡된 제1 파트(2232_1)와 제2 파트(2232_2)의 복원력으로 인하여 마그넷(220)과 플레이트(2230)의 고정력이 더욱 높은 이점이 있다.

도면에서, 연장부(2232)로서, 제1 파트(2232_1)와 제2 파트(2232_2)를 모두 개시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 파트(2232_1)와 제2 파트(2232_2) 중 어느 하나만이 마련될 수 있다.

도 17은 도 12에서 도시한 로터의 측단면도이다.

도 17을 참조하면, 연장부(2232)는 각각 마그넷(220)과 반경 방향으로, 마그넷(220)과 오버랩 영역(O3)을 형성한다. 연장부(2232)는 마그넷(220)과 접촉면적을 높인다. 따라서, 마그넷(220)을 로터 코어(210)의 제1 포켓(P1)에 압입하지 않고, 로터 코어(210)와 이격이 되도록 마그넷(220)을 제1 포켓(P1)에 배치할 수 있다. 마그넷(220)이 로터 코어(210)와 접촉하지 않고, 연장부(2232)만 접촉하기 때문에 로터 코어(210)에 마그넷(220)을 장착하는 과정에서 마그넷(220)이 손상되는 것을 방지하는 이점이 있다.

도 12 및 도 17을 참조하면, 제1-1 포켓(P1A)의 원주 방향 폭(D1)보다 제1-2 포켓(P1B)의 원주 방향 폭(D2)이 클 수 있다. 이는 연장부(2232)의 절곡 공간(G)을 확보하기 위함이다.

도 18은 도 12에서 도시한 플레이트(2230)의 변형례를 도시한 사시도이다.

도 18을 참조하면, 플레이트(2230)는 제1 플레이트(2230A)와 제2 플레이트(2230B)가 조합되어 이루어질 수 있다. 제2 포켓(P4)은 제2-1 포켓(P4A)과 제2-2 포켓(P4B)이 조합된 것일 수 있다. 마그넷(220)은 제1 마그넷(220A)과 제2 마그넷(220B)이 조합된 것일 수 있다.

제1 플레이트(2230A)는 제1 베이스(2231A)와 제1 연장부(2232A)를 포함할 수 있다. 제1 베이스(2231A)에는 복수 개의 제2-1 포켓(P4A)이 마련된다. 제1 연장부(2232A)는 제2-1 포켓(P4A)에서 일측 방향으로 연장되어 절곡될 수 있다.

제2 플레이트(2230B)는 제2 베이스(2231B)와 제2 연장부(2232B)를 포함할 수 있다. 제2 베이스(2231B)에는 복수 개의 제2-2 포켓(P4B)이 마련된다. 제2 연장부(2232B)는 제2-2 포켓(P4B)에서 일측 방향으로 연장되어 절곡될 수 있다.

제1 베이스(2231A)와 제2 베이스(2231B)는 축방향으로 적층되어 동축 결합된다.

이러한, 플레이트(2230)는 로터(200)의 스큐(skew)를 구현할 수 있다. 제1 플레이트(2230A)의 상측에서 제2-1 포켓(P4A)으로 제1 마그넷(220A)이 삽입될 수 있다. 그리고 제2 플레이트(2230B)의 하측에서 제2-2 포켓(P4B)으로 제2 마그넷(220B)이 삽입될 수 있다. 이때, 원주 방향을 기준으로, 제2-1 포켓(P4A)의 위치와 제2-2 포켓(P4B)의 위치가 스큐 각도(T3)만큼 틀어져 배치될 수 있다. 따라서, 제1 마그넷(220A)과 제2 마그넷(220B)은 스큐 각도(T3)만큼 틀어져 배치된다. 이는 모터의 코깅 토크를 줄이는 이점이 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: 샤프트
200,1200: 로터
210,1210: 로터 코어
220,1220: 마그넷
230,1230,2230: 플레이트
231,1231,2231: 베이스
232,233,1232,1233: 돌출부
300: 스테이터
1240: 컬럼
2232: 연장부

Claims

스테이터;
상기 스테이터의 내측에 배치되는 로터;및
상기 로터의 내측에 배치되는 샤프트를 포함하고,
상기 로터는,
상기 샤프트의 외측에 배치되는 컬럼과, 상기 컬럼의 외측에 배치되는 복수의 로터 코어와, 상기 로터 코어와 상기 로터 코어 사이에 배치되는 마그넷과, 반경 방향으로 상기 컬럼에서 연장되는 플레이트를 포함하고,
상기 플레이트는 포켓과 반경 방향으로 외측 둘레부에 배치되는 돌출부를 포함하고,
상기 마그넷은 상기 포켓을 관통하여 배치되고,
상기 돌출부는 반경 방향으로 상기 마그넷 및 상기 포켓과 오버랩되어 배치되며,
상기 돌출부는 상기 마그넷이 상기 포켓에 배치된 상태에서 반경 방향으로 상기 마그넷의 외측 일부와 맞닿도록 반경 방향으로 상기 포켓의 외측 에지에서 축방향으로 돌출되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 포켓은 반경 방향 길이가 원주 방향 폭보다 크고,
상기 돌출부는 상기 포켓에서 축방향으로 돌출되어, 상기 로터 코어와 상기 로터 코어 사이에 배치되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 돌출부는 제1 돌기와 제2 돌기를 포함하고,
상기 제1 돌기는 상기 포켓에서 일측으로 돌출되어 배치되고,
상기 제2 돌기는 상기 포켓에서 타측으로 돌출되어 배치되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 컬럼은 제1 컬럼과 제2 컬럼을 포함하고,
상기 플레이트는 상기 제1 컬럼에서 연장되는 제1 플레이트와, 상기 제2 컬럼에서 연장되는 제2 플레이트를 포함하고,
상기 제1 플레이트는 제1 포켓과 상기 제1 포켓에서 돌출되는 제1 돌기를 포함하고,
상기 제2 플레이트는 제2 포켓과 상기 제2 포켓에서 돌출되는 제2 돌기를 포함하고,
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 축방향으로 적층 배치되는 모터.
제4 항에 있어서,
원주 방향으로, 상기 제1 포켓의 위치와 상기 제2 포켓의 위치는 상이한 모터.
스테이터;
상기 스테이터의 내측에 배치되는 로터;및
상기 로터의 내측에 배치되는 샤프트를 포함하고,
상기 로터는,
상기 샤프트의 외측에 배치되는 컬럼과, 상기 컬럼의 외측에 배치되는 제1 로터 코어와, 제2 로터 코어와, 마그넷과, 반경 방향으로 상기 컬럼에서 연장되는 플레이트를 포함하고,
상기 제1 로터 코어는 복수 개이고, 상기 제2 로터 코어는 복수 개이고,
축 방향으로, 상기 플레이트는 상기 제1 로터 코어와 상기 제2 로터 코어 사이에 배치되고,
상기 마그넷은 상기 제1 로터 코어와 상기 제1 로터 코어 사이 및, 상기 제2 로터 코어와 상기 제2 로터 코어 사이에 배치되고, 상기 플레이트를 관통하여 배치되고,
상기 플레이트는 포켓과 돌출부를 포함하며,
상기 돌출부는 상기 포켓과 반경 방향으로 상기 포켓과 오버랩되도록 반경 방향으로 상기 포켓의 외측 에지에서 축방향으로 돌출되고, 상기 마그넷이 상기 포켓에 배치된 상태에서 반경 방향으로 상기 마그넷의 외측 일부와 맞닿는 모터.
제6 항에 있어서,
상기 포켓은 반경 방향 길이가 원주 방향 폭보다 크고,
상기 돌출부는 상기 포켓에서 축방향으로 돌출되어, 상기 제1 로터 코어와 상기 제1 로터 코어 사이 및 상기 제2 로터 코어와 상기 제2 로터 코어 사이에 배치되는 모터.
제7 항에 있어서,
상기 돌출부는 제1 돌기와 제2 돌기를 포함하고,
상기 제1 돌기는 상기 포켓에서 일측으로 돌출되어 배치되고,
상기 제2 돌기는 상기 포켓에서 타측으로 돌출되어 배치되는 모터.
제6 항에 있어서,
상기 컬럼은 제1 컬럼과 제2 컬럼을 포함하고,
상기 플레이트는 상기 제1 컬럼에서 연장되는 제1 플레이트와, 상기 제2 컬럼에서 연장되는 제2 플레이트를 포함하고,
상기 제1 플레이트는 제1 포켓과 상기 제1 포켓에서 돌출되는 제1 돌기를 포함하고,
상기 제2 플레이트는 제2 포켓과 상기 제2 포켓에서 돌출되는 제2 돌기를 포함하고,
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 축방향으로 적층 배치되는 모터.
제9 항에 있어서,
원주 방향으로, 상기 제1 포켓의 위치와 상기 제2 포켓의 위치는 상이한 모터.