KR20070054372A - 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터에 관한 것으로서, 회전축이 고정되는 모터용 로터에 있어서, 회전축이 압입되도록 몸체의 중심에 고정부가 형성되고, 회전축과의 접촉 면적을 감소시킴과 아울러 회전축에 압착되는 다수의 압착비드가 고정부의 내측면에 형성되며, 연자성 분말의 압축에 의해 형성된다. 따라서, 본 발명은 모터의 조립시 회전축을 강제 압입시킬 수 있을 뿐만 아니라 회전축의 압입을 용이하도록 하고, 강제 압입으로 인한 물리적인 손상을 초래하지 않으며, 조립 공정을 단순화시킴으로써 생산성 증대 및 원가 절감을 가져오는 효과를 가지고 있다.

로터, 스테이터, 회전축, 연자성 분말, 압착비드

Description

연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터{ROTOR USED IN A MOTOR AND FORMED FROM SOFT MAGNETIC POWDER MATERIAL}

도 1은 종래의 기술에 따른 모터를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 연자성 분말 재료로 제조된 로터가 장착된 모터를 도시한 단면도이고,

도 3은 도 2의 A-A'선에 따른 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

111 : 몸체 111a : 고정부

112 : 압착리브 113 : 가이드부

본 발명은 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 조립시 물리적인 손상없이 용이하게 회전축을 강제 압입시킬 수 있는 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터에 관한 것이다.

일반적으로, 모터라 함은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품뿐만 아니라 산업용 기기 등에 광범위하게 사 용되며, 가정용 전자제품을 예로 들면 에어컨이나 냉장고와 같은 냉방기기 내부에 냉매를 액상으로 환원시키기 위해 구비되는 컴프레셔나, 세탁기, 청소기, 광 디스크 플레이어, 컴퓨터의 하드 디스크 드라이버 등에 널리 사용되고 있다.

종래의 모터를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 모터를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 모터(10)는 냉장고의 컴프레셔(1) 일측에 구비되는 것으로서, 쉘(11)과, 쉘(11) 내측에 고정되는 스테이터(12)와, 스테이터(12) 내부에 회전 가능하게 설치되는 로터(13)와, 로터(13) 내측에 고정되는 회전축(14)을 포함한다.

쉘(11)은 상측과 하측이 각각 상부커버(11a)와 하부커버(11b)로 밀폐됨으로써 내측에 스테이터(12) 및 로터(13)가 설치되기 위한 공간을 형성한다.

스테이터(12)는 다수의 규소 강판이 적층됨으로써 형성되며, 코일(12a)이 권선된다.

로터(13)는 박판의 링 형상을 가지는 다수의 규소 강판이 적층됨으로써 원주 형상을 가지고, 상측과 하측에 각각 상부링(13a) 및 하부링(13b)이 부착되며, 하부링(13b) 일측에 회전시 중량 편차에 의한 진동을 방지하기 위한 밸런스 웨이트(13c)가 결합된다.

회전축(14)은 로터(13)의 내측에 고정됨으로써 로터(13)의 회전 중심축에 위치한다.

이와 같은 종래의 모터(10)는 구동시 로터(13)와 함께 회전하는 회전축(14)이 컴프레셔(1)의 압축부(20)에 회전력을 제공함으로써 외부로부터 어큐뮤레이터 (30)를 거쳐서 흡입구(31)를 통해 압축부(20)로 흡입된 냉매를 압축하여 미도시된 토출구로 토출시키는데, 이렇게 냉장고 내부의 냉매를 액상으로 환원시키기 위하여 강한 압축력을 위해서 큰 토크를 가지는 한편, 고속회전이 가능하다.

이러한 종래의 기술에 따른 모터(10)는 로터(13)가 다수의 규소 강판을 적층시켜서 형성되기 때문에 로터(13) 내측에 회전축(14)을 가압에 의해 강제로 압입하게 될 경우 로터(13)는 응력이 집중되는 되는 부위에 비틀림 등에 의해 적층된 규소 강판의 분리나 휨과 같은 물리적인 손상을 입게 될 뿐만 아니라 회전축(14)의 압입 자체를 어렵게 한다.

그러므로, 로터(13) 내측에 회전축(14)을 고정시 로터(13)를 200∼230℃의 열을 가하여 어느 정도 열팽창시킨 다음 내경이 확대된 로터(13) 내측에 회전축(14)을 삽입시키게 된다.

그러나, 이와 같이 모터(10)에서 열박음에 의해 로터(13)와 회전축(14)을 조립할 경우 공정이 복잡해질 뿐만 아니라 열박음에 필요한 별도의 장비가 필요하게 됨으로써 생산성을 저하시키며, 원가를 상승시키는 문제점을 발생시킨다.

상기의 문제점은 냉장고의 컴프레셔(1)에 구비되는 모터(10)를 예로 들었으나, 이에 한하지 않고 열박음에 의해 로터(13)와 회전축(14)을 조립하는 모든 모터에 동일하게 적용된다.

그러므로, 로터(13)에 회전축(14)을 강제 압입시킬 수 있을 뿐만 아니라 강제 압입시 물리적인 손상이 발생하지 않는 모터용 로터의 개발이 필요하게 되었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 모터의 조립시 회전축을 강제 압입시킬 수 있을 뿐만 아니라 회전축의 압입을 용이하도록 하고, 강제 압입으로 인한 물리적인 손상을 초래하지 않으며, 조립 공정을 단순화시킴으로써 생산성 증대 및 원가 절감을 가져오는 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 회전축이 고정되는 모터용 로터에 있어서, 회전축이 압입되도록 몸체의 중심에 고정부가 형성되고, 회전축과의 접촉 면적을 감소시킴과 아울러 회전축에 압착되는 다수의 압착비드가 고정부의 내측면에 형성되며, 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 연자성 분말 재료로 제조된 로터가 장착된 모터를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터(110)는 몸체(111)와, 몸체(111)의 외측면에 형성되는 다수의 압착비드(112)를 포함하며, 연자성 분말의 압축에 의해 성형 제작된다.

몸체(111)는 모터(100)의 쉘(140)에 고정되는 스테이터(120) 내측에 회전 가능하게 설치되는 것으로서, 원주형상을 가지고, 중심에 회전축(130)이 압입되도록 고정부(111a)가 형성된다.

고정부(111a)는 종래에 몸체를 다수의 규소 강판을 적층시켜서 형성하는 경우에 홀 형태를 가지게 되나, 본 발명의 경우에 몸체(111)를 연자성 분말의 압축에 의해 성형하기 때문에 이러한 제한이 없고, 관통 형성되는 홀은 물론 일측이 폐쇄된 홈의 형태로도 형성될 수 있으며, 내측면에 다수의 압착비드(112)가 형성된다.

압착비드(112)는 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체(111)의 고정부(111a) 내측면을 따라 간격을 두고서 다수로 형성되고, 회전축(130)이 고정부(111a)에 강제 압입될 수 있도록 고정부(111a) 내측면과 회전축(130)의 외측면이 서로 접하는 면적을 감소시키며, 회전축(130)이 고정부(111a)에 압입시 회전축(130)의 외측면에 압착됨으로써 회전축(130)이 고정부(111a)에 고정되도록 한다.

압착비드(112)는 회전축(130)이 고정부(111a)로 용이하게 압입되도록 하기 위하여 고정부(111a)의 형성방향, 즉 회전축(130)이 압입되는 방향을 따라 형성되며, 회전축(130)이 압입되는 측에 가이드부(113)가 형성된다.

가이드부(113)는 고정부(111a)에 회전축(130)을 압입시 압착비드(112)가 회전축(130)을 서서히 가압하도록 경사지게 형성됨으로써 회전축(130)이 고정부(111a)에 압입되는 것을 가이드한다.

본 발명의 로터(110)는 연자성 분말의 압축에 의해 성형됨으로써 제작되는데, 연자성 분말은 철계(iron-based)의 입자들을 기초로 하며, 연자성 분말 각각은 전기적으로 절연되도록 코팅되어 있다.

로터(110)는 연자성 분말로 압축 형성되기 위하여 압축성형기에 로터(110)에 상응하는 형상을 포함하는 성형공간을 제작하고, 이 성형공간에 연자성 분말을 채 운 다음 펀치 등과 같은 압축부재로 압축시켜서 고정부(111a) 내측면에 압착비드(112)를 가지는 몸체(111)와 같은 형상으로 제작된다. 이 때, 연자성 분말에 윤활제 및/또는 결합제를 함유하여 함께 압축시킬 수 있다.

이러한 본 발명의 로터(110)는 연자성 분말의 압축 프로세스에 의해 3차원 형상을 가지는 연자성 복합체(soft magnetic composite; "SMC"라고도 함)가 되며, 규소 강판을 이용하는 경우보다 높은 자유도(degree of freedom)가 허용된다.

한편, 본 실시예는 냉장고의 컴프레셔(1)(도 1에 도시)에 구비되는 모터(100)를 예로 들었으나, 이에 한하지 않고, 회전축의 고정이 필요한 로터를 구비한 모든 모터에 적용될 수 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터의 작용은 다음과 같이 이루어진다.

본 발명의 모터용 로터(110)는 압착비드(112)에 의해 고정부(111a)와 회전축(130)이 실질적으로 서로 접촉되는 면적이 작도록 함으로써 회전축(130)이 고정부(111a)에 강제 압입될 수 있다. 따라서, 로터(110)가 회전축(130)과 결합되기 위하여 종래에서와 같이, 열박음 공정이나 열박음 공정에 필요한 별도의 장비가 필요하지 않게 된다.

로터(110)는 고정부(111a)에 회전축(130)이 압입되면, 다수의 압착비드(112)가 회전축(130) 외측면에 압착됨으로써 회전축(130)은 고정부(111a)에 단단히 고정된다. 특히, 압착비드(112)가 고정부(111a)에서 몸체(111)의 길이방향, 즉 회전축(130)의 압입방향으로 형성됨으로써 회전축(130)이 고정부(111a)에서 회전하는 것 을 최대한 억제한다.

로터(110)는 연자성 복합체이므로 고정부(111a)에 회전축(130)이 강제 압입되더라도 종래의 규소 강판의 적층 구조와 같이 응력 집중으로 인한 비틀림 유발시 적층 부위가 손상되는 등의 문제를 야기시키지 않으며, 종래의 규소 강판 적층 구조로 인해 불가능하였던 압착비드(112)의 형성을 가능하도록 한다.

로터(110)는 압착비드(112)에 가이드부(113)를 형성함으로써 고정부(111a)에 회전축(130)이 압입시 초기에 무리한 힘이 가해지는 것을 방지함으로써 회전축(130)의 압입이 용이하도록 한다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터(110)는 종래에서 동일한 형상만의 규소 강판을 적층하는 구조와 달리 압착비드(112) 및 가이드부(113)의 형성을 가능하도록 하며, 모터(100)의 조립시 물리적 손상없이 용이하게 회전축(130)이 강제 압입될 수 있음으로써 생산성 증대 및 원가 절감을 가능하게 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터는 모터의 조립시 회전축을 강제 압입시킬 수 있을 뿐만 아니라 회전축의 압입을 용이하도록 하고, 강제 압입으로 인한 물리적인 손상을 초래하지 않으며, 조립 공정을 단순화시킴으로써 생산성 증대 및 원가 절감을 가져오는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (2)

1. 회전축이 고정되는 모터용 로터에 있어서,

   상기 회전축이 압입되도록 몸체의 중심에 고정부가 형성되고, 상기 회전축과의 접촉 면적을 감소시킴과 아울러 상기 회전축에 압착되는 다수의 압착비드가 상기 고정부의 내측면에 형성되며, 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는

   연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압착비드는,

   상기 회전축이 압입되는 방향을 따라 형성되며, 상기 회전축이 압입되는 측에 압입을 가이드하는 가이드부가 경사지게 형성되는 것

   을 특징으로 하는 연자성 분말 재료로 제조된 모터용 로터.

Images