KR20090048630A - 전기 모터용 로터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 로터 샤프트, 이 로터 샤프트 상에 고정되는 적층형 로터 코어, 이 적층형 로터 코어를 둘러싸는 환형체, 및 적층형 로터 코어와 환형체 사이에 마련된 간극을 포함하는 전기모터용 로터에 관한 것이다. 환형체를 적층형 로터 코어에 고정시키도록 간극 내에 접착제가 삽입된다. 이 접착제에는 스페이서로서 이용되는 형상체가 혼합된다.

브러시리스, 전기 모터, 로터 샤프트, 영구 자석, 간극, 접착제, 센터링

Description

전기 모터용 로터{ROTOR FOR AN ELECTRIC MOTOR}

본 발명은, 로터 샤프트, 이 로터 샤프트 상에 고정되는 적층형 로터 코어, 이 적층형 로터 코어를 둘러싸는 환형체, 및 적층형 로터 코어와 환형체 사이에 마련되어 환형체를 적층형 로터 코어에 고정시키도록 접착제가 삽입되는 간극을 포함하는 전기모터용 로터에 관한 것이다.

영구 자석이 로터 표면 상에 위치하고 있는 브러시리스(brushless) DC 모터는 이미 공지되어 있다. 그러한 영구 자석은 통상 링형 자석으로 제조된다. 이 영구 자석이 로터 표면 상에 배치되는 경우, 로터 샤프트와 영구 자석 사이에는 로터 샤프트에 확고하게 연결되는 리턴 패스 바디(return path body)가 제공된다. 환형 영구 자석은 리턴 패스 바디에 접착제로 접합되어, 리턴 패스 바디를 통해 로터 샤프트에 토크를 전달할 수 있게 된다. 링형 자석과 리턴 패스 바디 사이의 접착제 간극의 폭은 최적의 접착제 접합을 제공하기 위한 상한값 및 하한값에 부합해야 한다. 그러한 접착제 접합은 링형 자석이 중심을 맞추어 위치하여 어떠한 불균형도 방지하도록 이루어져야 한다. 이를 위해, 접착제에 의해 접합될 구성 요소들이 장착될 복잡한 접착제 접합 장치가 통상 제공되고 있다.

DE 103 14 394 A1에는 브러시리스 DC 모터용 로터 및 이러한 형태의 로터의 장착 방법에 대해 개시하고 있다. 이 공지의 로터는, 샤프트, 샤프트 상에 배치된 리턴 패스 바디, 및 리턴 패스 바디를 둘러싸는 링형 자석을 구비한다. 리턴 패스 바디와 링형 자석 사이의 축방향으로 연장하는 영역에 간극이 형성된다. 또한, 이러한 간극의 외측에는 일단부가 샤프트 또는 리턴 패스 바디에 연결되고 타단부가 링형 자석에 연결되는 유지 요소가 마련된다. 이 유지 요소는 링형 자석을 샤프트 또는 리턴 패스 바디에 억지 끼워맞춤 방식으로 연결하고, 이에 추가하여 링형 자석을 샤프트 또는 리턴 패스 바디에 대해 중심을 맞추게 된다. 게다가, 바람직하게는 링형 자석을 둘러싸는 케이싱이 마련된다. 유지 요소와 케이싱은 슬리브로서 일체로 형성되는 데, 링형 자석은 이를 슬리브 내에 압입함으로써 억지 끼워맞춤 방식으로 슬리브에 연결된다. 이러한 공지의 로터의 경우, 링형 자석은 접착제 접합을 이용하지 않고도 로터 샤프트 또는 리턴 패스 바디에 대해 중심에 맞춰지게 배치된다.

본 발명의 목적은, 청구항 1의 전제부에 기재된 구성을 갖는 로터를 환형체의 동축성(coaxiality)이 간단한 방식으로 보장되도록 더욱 개선하는 데에 있다.

이러한 목적은, 청구항 1에 기재한 특징을 갖는 로터에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 구성 및 개선점은 종속 청구항에 기재되어 있다.

본 발명에 따르면, 스페이서로서 기능을 하는 형상체가 적층형 로터 코어와 환형체 사이에 마련되는 간극 내에 삽입될 접착제와 혼합된다. 이러한 접착제와 혼합된 형상체는 적층형 로터 코어의 전체 케이싱 표면 영역에서 접착제 간극이 균일한 치수를 갖도록 보장한다. 바람직하게는 구형 구조를 갖는 그러한 형상체는 환형체가 로터 샤프트에 대해 중심이 맞춰지도록 보장한다. 형상체는 치수 안전성을 갖고 전기적으로 비전도성인 재료를 포함하여, 로터 및 나아가서는 전체 전기 모터의 전기적 특성이 원하는지 않은 방식으로 영향을 받는 일이 없게 한다.

적층형 로터 코어의 케이싱 표면에는 바람직하게는 볼록부 및 오목부가 마련된다. 이는, 각각 인접하는 적층판에 60°만큼 회전된 형태로 축방향으로 연결되는 한편, 각각 둘레 방향으로 60°의 간격을 두고 번갈아 가면서 볼록부 및 오목부가 케이싱 표면에 마련된 많은 수의 개별 적층판들로 적층형 로터 코어를 구성함으로써 간단한 방식으로 달성될 수 있다. 이러한 형태의 개별 적층판들은 스탬핑 공정에 의해 간단한 방식으로 제조될 수 있다.

바람직하게는 상이한 직경을 갖는 작은 비드들이 접착제와 혼합된다. 그러한 직경은, 최대 및 최소 접착제 간극에 부합할 수 있도록 선택된다. 각각의 존재하는 접착제 간극에 대해 직경이 너무 큰 비드들은 적층형 로터 코어의 케이싱 표면의 오목부 내에 자리잡게 되는 반면, 다른 비드들은 환형체의 원하는 센터링 및 동축성을 보장한다.

본 발명의 다른 유리한 특징은 도면을 참조한 이하의 예시적인 설명에 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로터를 통한 종단면도를 개략적으로 나타내고 있으며,

도 2는 도 1에 도시한 로터의 적층형 로터 코어의 사시도이다.

도 1에서는 본 발명에 따른 로터를 통한 종단면도를 개략적으로 나타내고 있다. 이 로터는 적층형 로터 코어(2)가 고정된 로터 샤프트(1)를 구비한다. 적층형 로터 코어는 많은 수의 개별 적층판(2a)으로 이루어진다. 적층형 로터 코어의 캐이싱 표면은 볼록부(2c) 및 오목부(2d)를 구비한다. 적층형 로터 코어는 환형체(3)에 의해 둘러싸여 있다. 적층형 로터 코어(2)와 환형체(3) 사이에는 간극(4)이 배치된다. 이 간극(4) 내에는 접착제(5)가 삽입되어, 환형체(3)를 적층형 로터 코어(2)에 고정시키게 된다.

본 발명에 따르면, 스페이서로서 기능을 하는 형상체(6a, 6b)가 접착제와 혼합된다. 이러한 형상체는 적층형 로터 코어(2)와 환형체(3) 상에 원하는 최소 간격이 항상 존재하도록 보장한다. 또한, 그러한 형상체는 로터 샤프트에 대한 환형체의 원하는 센터링 또는 동축성을 보장한다.

로터 샤프트(1)에 확고하게 연결되는 적층형 로터 코어(2)를 환형체(3)에 접착제로 접합하기 위해, 제1 단계에서는 우선 비드(6a, 6b)가 혼합된 접착제(5)를 적층형 로터 코어의 케이싱 표면에 도포한다. 제2 단계에서, 접착제가 제공된 적층형 로터 코어 상에 환형체(3)를 가능하다면 동시에 회전시키면서 축방향으로 끼워 넣는다. 이러한 끼워 넣는 과정 중에, 존재하는 접착제 간극(4)에 대해 직경이 너무 큰 비드(6b)는 도 1에 도시한 바와 같이 적층형 로터 코어의 케이싱 표면의 오목부(2d) 내로 밀어 넣어진다. 보다 작은 직경을 갖는 충분한 수의 비드(6a)는 그러한 끼워 넣는 과정 중에 케이싱 표면의 볼록부(6c)와 환형체 사이에 남아 있게 되고, 이에 따라 환형체와 적층형 로터 코어 간의 원하는 간격이 설정되어, 로터 샤프트에 대한 환형체의 원하는 센터링 또는 동축성이 보장된다.

형상체(6a, 6b)는 바람직하게는 예를 들면 유리 또는 플라스틱을 비롯한 치수 안정성을 갖고 전기적으로 비전도성인 재료를 포함하는 작은 비드이다. 이는 로터 및 나아가서는 전체 전기 모터의 전기적 특성이 원하지 않는 방식으로 영향을 받는 일이 없도록 보장한다.

도 1에 도시한 바와 같은 적층형 로터 코어(2)는 종래에 사용되고 있는 적층형 로터 코어와 비슷한 비용을 들여 간단한 방식으로 제조할 수 있다. 도 2에 따른 사시도로 도시한 바와 같이, 적층형 로터 코어는 각각 스탬핑 공정에 의해 형성된 많은 수의 개별 적층판(2a)을 포함하고 있다. 적층형 로터 코어(2)의 케이싱 표면(2b)은 축방향(7) 및 둘레 방향(8) 모두에서 번갈아 가면서 배치된 볼록부 및 오목부를 구비한다. 이를 위해, 각각의 개별 적층판에는 개별 적층판을 인접하는 적층판에 연결할 수 있는 6개의 연결 지점이 마련되어 있다. 각각의 개별 적층판은 둘레 방향으로 60°의 간격을 두고 번갈아 가면서 배치되는 볼록부 및 오목부를 케이싱 표면에 구비하고 있다. 인접하는 개별 적층판들은 각각 서로에 대해 60°만큼 회전 형태로 서로에 고정된다. 이로 인해, 전체적으로 적층형 로터 코어의 케이싱 표면은 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 적층형 로터 코어의 케이싱 표면의 요철(凹凸)에 상응하는 축방향(7) 및 둘레 방향(8) 모두에서 번갈아 가면서 배치된 원하는 볼록부 및 오목부를 구비하게 된다.

본 발명에 따르면, 결국에 회전 대칭 접착제 간극이 마련되어, 적층형 로터 코어(2)의 케이싱 표면 상에 환형체(3)의 동축 접착제 접합을 보장하게 된다. 이는 환형체를 중심을 맞춰 배치하기 위해 종래 기술에서 요구되었던 복잡한 기계적 구조의 보조적 접착 장치를 마련할 필요가 없다.

게다가, 전술한 적층형 로터 코어의 케이싱 표면의 요철은 접착제 접합의 강도를 향상시킨다. 로터 회전 시의 편향을 감소시킨다.

적층형 로터 코어의 케이싱 표면의 요철은 설정되는 접착제 간극에 대해 너무 큰 비드가 케이싱 표면의 오목부 내에 자리잡기 때문에 전체 접착제 간극의 허용 공차 범위 내에서 센터링을 가능하게 한다. 또한, 정해진 양의 접착제가 오목부 또는 요철에 저장되게 한다. 따라서, 전체 접착 표면에 접착제가 발라지며 이에 따라 접착제 접합 공정이 전체적으로 개선된다.

Claims (9)

1. 로터 샤프트(1)와,

   상기 로터 샤프트 상에 고정되는 적층형 로터 코어(2)와,

   상기 적층형 로터 코어를 둘러싸는 환형체(3)와,

   상기 적층형 로터 코어와 환형체 사이에 마련되어, 상기 환형체를 적층형 로터 코어에 고정시키도록 접착제(5)가 삽입되는 간극(4)

   을 포함하는 전기모터용 로터에 있어서,

   스페이서로서 기능을 하는 형상체(6a, 6b)가 상기 접착제와 혼합되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 로터.
2. 제1항에 있어서, 상기 형상체는 구형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 로터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형상체는 치수 안정성을 갖고 전기적으로 비전도성인 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 로터.
4. 제3항에 있어서, 상기 형상체는 유리 또는 플라스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 로터.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층형 로터 코어(2)의 케이싱 표면(2b)은 볼록부(2c) 및 오목부(2d)를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 로터.
6. 제5항에 있어서, 상기 적층형 로터 코어의 케이싱 표면은 둘레 방향 및 축방향으로 번갈아 가면서 배치된 볼록부 및 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 로터.
7. 제6항에 있어서, 상기 적층형 로터 코어는 많은 수의 개별 적층판으로 이루어지며, 이들 개별 적층판은 각각의 개별 적층판이 인접하는 적층판과 각각 60°만큼 회전된 형태로 축방향으로 연결되게 하는 연결 지점이 마련되어 있고, 각각의 개별 적층판은 둘레 방향으로 60°만큼 간격을 두고 번갈아 가면서 배치된 볼록부 및 오목부를 케이싱 표면에 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 로터.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상이한 치수의 형상체들이 접착제와 혼합되며, 보다 큰 치수를 갖는 형상체는 적층형 로터 코어의 케이싱 표면의 오목부 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 로터.
9. 제8항에 있어서, 모든 치수의 형상체가 구형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 로터.

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