KR20140036340A

KR20140036340A - 모터

Info

Publication number: KR20140036340A
Application number: KR1020120101259A
Authority: KR
Inventors: 이성구; 인병렬; 방명배; 윤근영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-25
Also published as: EP2709240A3; US20140070653A1; EP2709240A2

Abstract

모터의 내구성을 향상시킬 수 있도록 개선된 구조를 가지는 모터를 개시한다.
모터는, 스테이터와, 스테이터의 내측 또는 외측에 회전 가능하게 배치되는 로터를 포함한다. 로터는, 방사형으로 배치되는 복수의 로터코어와, 복수의 로터코어 사이에 배치되는 복수의 마그네트를 포함한다. 로터코어의 일 측면과 접하는 마그네트의 일 측면의 면적은 마그네트의 상단부의 일단과 마그네트의 하단부의 일단을 연결하는 가상의 평면의 면적보다 크다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명은 회전력을 발생시키는 모터에 관한 것이다.

모터는 전기에너지로부터 회전력을 얻는 기계로서, 스테이터와 로터를 구비한다. 로터는 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하도록 구성되고, 자기장과 코일에 흐르는 전류 사이에서 작용하는 힘에 의해 회전한다.

자계를 발생시키기 위해 영구자석을 사용하는 영구자석 모터는 표면 부착형 영구자석 모터(surface mounted permanent magnet motor), 매입형 영구자석 모터(interior type permanent magnet motor), 스포크형 영구자석 모터(spoke type permanent magnet motor)로 구분될 수 있다.

이 중 스포크형 영구자석 모터는 구조적으로 자속 집중도가 높기 때문에 고 토크, 고 출력을 발생시킬 수 있으며, 동일 출력에 대해 모터를 소형화할 수 있다는 장점을 가진다. 스포크형 영구자석 모터는 고 토크, 고 출력 특성이 요구되는 세탁기 구동모터나 전기자동차 구동모터, 소형발전기 구동모터에 적용될 수 있다.

일반적으로 스포크형 영구자석 모터의 로터는 회전축을 중심으로 방사 형태로 배치되는 영구자석들과, 각 영구자석들 사이에 배치되는 로터코어들을 포함하여 구성되는데, 로터가 고속으로 회전하는 과정에서 발생하는 원심력에 의해 영구자석이 로터코어로부터 분리되는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 일 측면은 모터의 내구성을 향상시킬 수 있도록 개선된 구조를 가지는 모터를 개시한다.

본 발명의 다른 측면은 모터의 성능을 향상시킬 수 있도록 개선된 구조를 가지는 모터를 개시한다.

본 발명의 사상에 따른 모터는, 스테이터;와, 상기 스테이터의 내측 또는 외측에 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하는 모터에 있어서, 상기 로터는, 방사형으로 배치되는 복수의 로터코어;와, 상기 복수의 로터코어 사이에 배치되는 복수의 마그네트;를 포함하고, 상기 로터코어의 일 측면과 접하는 상기 마그네트의 일 측면의 면적은 상기 마그네트의 상단부의 일단과 상기 마그네트의 하단부의 일단을 연결하는 가상의 평면의 면적보다 큰 것을 특징으로 한다.

상기 마그네트의 일 측면은 상기 로터의 원주방향으로 벤딩(bending)되는 형상으로 마련되는 적어도 하나의 제1벤딩부를 포함할 수 있다.

상기 마그네트의 일 측면은 상기 제1벤딩부와 연결되며 상기 제1벤딩부와 다른 방향으로 벤딩(bending)되는 형상으로 마련되는 적어도 하나의 제2벤딩부를 포함할 수 있다.

상기 마그네트는 그 양측에 배치되는 상기 로터코어들과 각각 접하는 제1측면과 제2측면을 포함하고, 상기 로터의 원주방향으로 상기 제1측면과 상기 제2측면 사이의 간격은 일정할 수 있다.

상기 마그네트의 일 측면은, 상기 마그네트의 상단부의 일단과 상기 마그네트의 하단부의 일단을 연결하는 가상의 평면과 경사지게 형성되는 제1경사면과, 상기 제1경사면과 경사지게 연결되는 제2경사면을 포함할 수 있다.

상기 마그네트는 상기 로터의 반경이 증가하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 그 폭이 증가하는 폭증가부를 포함할 수 있다.

상기 마그네트는 상기 로터의 반경이 증가하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 그 폭이 감소하는 폭감소부를 포함할 수 있다.

상기 마그네트의 하단부의 폭은 상기 마그네트의 상단부의 폭과 같거나 상기 마그네트의 상단부의 폭보다 더 클 수 있다.

상기 마그네트의 일 측면의 적어도 일 부분은 상기 마그네트의 상단부의 일단과 상기 마그네트의 하단부의 일단을 연결하는 가상의 평면과 교차하는 적어도 하나의 직선을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 모터는, 코어몸체와 상기 코어몸체의 내주면으로부터 상기 코어몸체의 반경방향 내측으로 연장되는 복수의 코어티스를 가지는 스테이터코어와, 상기 코어몸체 및 상기 코어티스의 양단을 덮는 인슐레이터와, 상기 코어티스 주위에 권선되는 코일을 가지는 스테이터;와, 상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하도록 마련되는 로터로서, 상기 로터의 원주방향으로 배열되는 복수의 마그네트와, 상기 로터의 원주방향으로 상기 마그네트와 교대로 배치되며, 상기 복수의 마그네트에 형성된 자속이 집중되는 복수의 로터코어를 가지는 로터;를 포함하는 모터에 있어서, 상기 마그네트는 상기 로터의 하단부에서 상기 로터의 상단부를 향하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 그 폭이 변화하는 폭변화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 마그네트는 상기 로터의 하단부에서 상기 로터의 상단부를 향하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 그 폭이 증가하는 폭증가부를 포함할 수 있다.

상기 마그네트는 상기 로터의 하단부에서 상기 로터의 상단부를 향하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 그 폭이 감소하는 폭감소부를 포함할 수 있다.

상기 마그네트의 폭은 상기 로터의 하단부에서 상기 로터의 상단부를 향하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 증가하였다가 감소할 수 있다.

상기 마그네트의 폭은 상기 로터의 하단부에서 상기 로터의 상단부를 향하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 감소하였다가 증가할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터코어와 마그네트가 견고하게 결합되므로, 로터가 회전하는 과정에서 마그네트가 로터코어로부터 분리되는 현상이 방지된다.

또한, 로터코어와 마그네트 간의 접촉면적이 증가하여 로터코어에 집중되는 자속밀도가 증가하므로, 모터의 성능이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 터브와 모터의 스테이터와 로터를 분리하여 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 스테이터의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 스테이터의 구성을 분리하여 도시한 분리사시도.
도 5는 도 4를 다른 각도에서 도시한 분리사시도.
도 6은 도 2에 도시된 로터의 사시도.
도 7은 도 6에서 로터코어와 마그네트를 발췌하여 도시한 평면도.
도 8은 도 7의 'A'부분을 확대하여 도시한 도면.
도 9는 도 8에 도시된 로터코어와 마그네트에 몰딩부가 결합된 모습을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제1변형실시예를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제2변형실시예를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제4변형실시예를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제5변형실시예를 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제6변형실시예를 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제7변형실시예를 도시한 도면.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들에 따른 모터는 세탁기, 에어컨, 전기자동차, 경전철, 전기자전거, 소형발전기 등 동력원으로 모터를 사용하는 각종 기기에 모두 적용이 가능하며, 이하에서는 편의상 세탁기를 예로 들어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 세탁기(1)는 외관을 형성하는 캐비닛(10)과, 캐비닛(10)의 내부에 배치되는 터브(20)와, 터브(20) 내부에 회전 가능하게 배치되는 드럼(30)과, 드럼(30)을 회전 구동하는 모터(40)를 구비한다.

캐비닛(10)의 전면부에는 드럼(30)의 내부로 세탁물을 투입할 수 있도록 투입구(11)가 형성된다. 투입구(11)는 캐비닛(10)의 전면부에 설치된 도어(12)에 의해 개폐된다.

터브(20)의 상부에는 터브(20)로 세탁수를 공급하기 위한 급수관(50)이 설치된다. 급수관(50)의 일측은 외부 급수원(미도시)과 연결되고, 급수관(50)의 타측은 세제 공급장치(60)와 연결된다. 세제 공급장치(60)는 연결관(55)을 통해 터브(20)와 연결된다. 급수관(50)을 통해 공급되는 물은 세제 공급장치(60)를 경유하여 세제와 함께 터브(20)의 내부로 공급된다.

터브(20)의 하부에는 터브(20) 내부의 물을 캐비닛(10)의 외부로 배출하기 위한 배수펌프(70)와 배수관(75)이 설치된다.

드럼(30)의 둘레에는 세탁수의 유통을 위한 다수의 통공(31)이 형성되고, 드럼(30)의 내주면에는 드럼(30)이 회전할 때 세탁물의 상승 및 낙하가 이루어질 수 있도록 복수의 리프터(32)가 설치된다.

드럼(30)과 모터(40)는 구동축(80)을 통해 연결된다. 구동축(80)은 모터(40)의 회전력을 드럼(30)에 전달한다. 구동축(80)의 일단은 드럼(30)에 연결되고, 구동축(80)의 타단은 터브(20)의 후벽(21)의 외측으로 연장된다.

터브(20)의 후벽(21)에는 구동축(80)을 회전 가능하게 지지하도록 베어링 하우징(82)이 설치된다. 베어링 하우징(82)은 알루미늄 합금으로 마련될 수 있으며, 터브(20)를 사출 성형할 때 터브(20)의 후벽(21)에 인서트될 수 있다. 베어링 하우징(82)과 구동축(80) 사이에는 구동축(80)이 원활하게 회전할 수 있도록 베어링들(84)이 설치된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 터브와 모터의 스테이터와 로터를 분리하여 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 스테이터의 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 스테이터의 구성을 분리하여 도시한 분리사시도이고, 도 5는 도 4를 다른 각도에서 도시한 분리사시도이다. 도 4 및 도 5에서는 코일을 제외하였다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 모터(40)는 터브(20)의 외측에 결합되고, 드럼(30)에 동력을 제공하여 드럼(30)을 양 방향으로 회전시킨다. 모터(40)는 터브(20)의 후벽(21)에 장착되는 스테이터(100)와, 스테이터(100)의 주위에 배치되어 스테이터(100)와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하는 로터(200)를 포함하여 구성된다.

스테이터(100)는 금속 재질의 스테이터코어(110)와, 스테이터코어(110)의 양단(110a, 110b)을 덮는 제1인슐레이터(120a) 및 제2인슐레이터(120b)와, 제1인슐레이터(120a) 및 제2인슐레이터(120b) 사이에 삽입되는 절연필름(130)과, 제1인슐레이터(120a), 제2인슐레이터(120b) 및 절연필름(130)에 권선되는 코일(140)을 포함한다. 스테이터코어(110)는 프레스 가공된 철판을 적층하는 방식으로 형성될 수 있고, 제1인슐레이터(120a) 및 제2인슐레이터(120b)와 절연필름(130)은 전기적인 절연성을 가지는 재질로 형성될 수 있다.

스테이터코어(110)는 링(Ring) 형상의 코어몸체(112)와, 코어몸체(112)의 내주면으로부터 코어몸체(112)의 반경방향 내측으로 연장되고 코어몸체(112)의 내주면을 따라 이격 배치되는 복수의 코어티스(114)를 포함한다.

제1인슐레이터(120a)는 코어몸체(112)에 대응하는 형상을 가지는 제1인슐레이터 몸체(122a)와, 코어티스(114)에 대응하는 형상을 가지는 복수의 제1인슐레이터 티스(124a)를 포함한다. 제1인슐레이터 몸체(122a)의 내측에는 스테이터코어(110)를 수용할 수 있도록 스테이터코어(110)의 외형에 대응하는 형상으로 형성되는 제1코어수용부(121a)가 마련된다. 복수의 제1인슐레이터 티스(124a)는 제1인슐레이터 몸체(122a)의 반경방향 내측으로 연장되고 제1인슐레이터 몸체(122a)의 내주면을 따라 이격 배치된다.

또한, 제1인슐레이터(120a)는 제2인슐레이터(120b)와 연결되는 복수의 연결리브(126)와, 스테이터(100)를 터브(20)의 후벽(21)에 고정시키기 위한 제1관통홀(128)을 포함한다. 연결리브(126)는 제1인슐레이터 몸체(122a)로부터 제2인슐레이터(120b)를 향하여 돌출 형성되고, 제1인슐레이터 몸체(122a)의 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 이격 배치되며, 스테이터코어(110)와 제1인슐레이터(120a) 및 제2인슐레이터(120b)가 결합된 상태에서 제2인슐레이터(120b)와 연결된다. 제1관통홀(128)은 제1인슐레이터 몸체(122a) 및 연결리브(126)를 관통하여 형성된다. 제1관통홀(128)에는 스테이터(100)와 터브(20) 간의 체결 강도를 보강하기 위한 슬리브(170)가 삽입될 수 있다.

연결리브(126)가 제1인슐레이터(120a)로부터 돌출되는 길이는 스테이터코어(110)의 적층 높이에 따라 달라질 수 있다. 즉, 스테이터코어(110)의 적층 높이가 높은 경우 연결리브(126)가 돌출되는 길이는 길어질 수 있고, 스테이터코어(110)의 적층 높이가 낮은 경우 연결리브(126)가 돌출되는 길이는 짧아질 수 있다. 연결리브(126)와 제1인슐레이터(120a)를 일체로 사출하는 경우, 스테이터코어(110)의 적층 높이 변화에 따라 연결리브(126)가 연장되는 길이가 변화하더라도 제1인슐레이터(120a)를 사출 성형하기 위한 금형은 별도로 제작할 필요가 없으며 공용화가 가능하다. 제1인슐레이터(120a)를 사출 성형하는 과정에서 연결리브(126)가 돌출되는 길이에 대응하여 연결리브(126)를 형성하는 사출금형의 일 부분만을 미리 깊게 깎아 놓고 지그(Jig) 등을 이용하여 채우면서 연결리브(126)가 연장되는 길이를 조절할 수 있다.

제2인슐레이터(120b)는 코어몸체(112)에 대응하는 형상을 가지는 제2인슐레이터 몸체(122b)와, 코어티스(114)에 대응하는 형상을 가지는 복수의 제2인슐레이터 티스(124b)를 포함한다. 제2인슐레이터 몸체(122b)의 내측에는 스테이터코어(110)를 수용할 수 있도록 스테이터코어(110)의 외형에 대응하는 형상으로 형성되는 제2코어수용부(121b)가 마련된다. 복수의 제2인슐레이터 티스(124b)는 제2인슐레이터 몸체(122b)의 반경방향 내측으로 연장되고 제2인슐레이터 몸체(122b)의 내주면을 따라 이격 배치된다.

제2인슐레이터(120b)는 터브(20)와 연결되는 복수의 고정리브(127)와, 제2인슐레이터 몸체(122b) 및 고정리브(127)를 관통하여 형성되는 제2관통홀(129)과, 터브(20)의 후벽(21)과 대향하는 고정리브(127)의 일면으로부터 터브(20)의 후벽(21)을 향하여 돌출 형성되는 복수의 고정핀(123)을 포함한다. 고정리브(127)는 제2인슐레이터 몸체(122b)로부터 터브(20)의 후벽(21)을 향하여 돌출되고, 제2인슐레이터 몸체(122b)의 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 이격 배치되며, 스테이터(110)가 터브(20)에 결합된 상태에서 터브(20)의 후벽(21)과 접촉한다. 고정핀(123)은 터브(20)의 후벽(21)에 삽입되어 스테이터(100)를 터브(20)의 후벽(21)에 고정시키기 전에 스테이터(100)의 위치를 결정한다. 제2관통홀(129)은 제2인슐레이터 몸체(122b) 및 고정리브(127)를 관통하여 형성되고, 제1관통홀(128)과 동심 상에 배치된다. 제2관통홀(129)에는 스테이터(100)와 터브(20) 간의 체결 강도를 보강하기 위한 슬리브(170)가 삽입될 수 있다.

스테이터(100)가 장착되는 터브(20)의 후벽(21)에는 고정핀(123)이 삽입, 수용되는 제1수용홀(161)과, 고정부재(150)가 삽입, 수용되는 제2수용홀(162)이 마련된다.

제1수용홀(161)은 고정핀(142)을 수용하여 스테이터(100)가 터브(20)의 후벽(21)에 고정되기 전에 스테이터(100)의 위치를 결정할 수 있도록 하며, 제2수용홀(162)은 슬리브(170)를 관통한 고정부재(150)를 수용하여 스테이터(100)가 터브(20)의 후벽(21)에 고정될 수 있도록 한다.

도 6은 도 2에 도시된 로터의 사시도이고, 도 7은 도 6에서 로터코어와 마그네트를 발췌하여 도시한 평면도이며, 도 8은 도 7의 'A'부분을 확대하여 도시한 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 로터코어와 마그네트에 몰딩부가 결합된 모습을 도시한 도면이다.

도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 로터(200)는 방사형상으로 배치되는 복수의 로터코어(220)와, 각각의 로터코어(220) 사이에 배치되는 복수의 마그네트(240)와, 복수의 로터코어(220) 및 복수의 마그네트(240)를 지지하는 몰딩부(260)를 포함하여 구성된다.

복수의 로터코어(220)는 마그네트(240)를 지지하며, 마그네트(240)에 형성된 자속의 경로(자로)(magnetic path)를 형성한다. 복수의 로터코어(220)는 로터(200)의 원주방향을 따라 배열되고, 각각의 로터코어(220) 사이에 마그네트(240)가 수용될 수 있도록 서로 이격되어 배치된다.

로터코어(220)는 로터(200)의 중심에 인접하게 배치되는 내측 단부(220b)와, 스테이터코어(114)에 인접하게 배치되어 스테이터코어(114)와 공극을 형성하는 외측 단부(220a)를 포함하며, 로터코어(220)의 원주방향으로의 폭은 그 내측 단부(220b)에서 외측 단부(220a)로 갈수록 증가한다. 로터코어(220)는 규소 강판을 프레스 가공하여 형성되는 판재를 적층하여 형성될 수 있다.

또한, 로터코어(220)는 각각의 분할된 로터코어(220)를 지지하는 몰딩부(260)와 결합되는 관통홀(222) 및 결합홈(224)을 포함한다.

관통홀(222)은 몰딩부(260)를 사출하는 과정에서 몰딩부(260)가 수용되어 결합될 수 있도록 로터코어(220)의 몸체를 관통한다. 관통홀(222)의 직경은 1.5mm 이상 5mm 이하인 것이 바람직하다. 관통홀(222)의 직경이 지나치게 작을 경우, 로터코어(220)가 몰딩부(260)에 의해 견고하게 지지되지 못하며, 관통홀(222)의 직경이 지나치게 클 경우, 로터코어(220)로 집중된 자속이 로터코어(220)의 외측 단부(220a)를 통해 자속의 경로를 형성하는 데 방해가 될 수 있기 때문이다.

또한 관통홀(222)은 로터(200)의 반경방향으로 복수개 배치될 수 있으며, 관통홀(222)의 수가 지나치게 많은 경우, 관통홀(222)의 직경이 지나치게 클 경우와 마찬가지로 로터코어(220)로 집중된 자속이 로터코어(220)의 외측 단부(220a)를 통해 자속의 경로를 형성하는 데 방해가 될 수 있으므로 그 수는 3개 이하인 것이 바람직하다.

결합홈(224)은 로터코어(220)의 내측 단부(220b)의 대략 중앙부에 형성되며, 그 내측 단부(220b)로부터 그 외측 단부(220a)를 향하는 방향으로 그 원주방향 폭이 줄어드는 형상으로 마련되는 제1수용부(224a)와, 제1수용부(224a)와 연결되며, 그 원주방향 폭이 커지는 형상으로 마련되는 제2수용부(224b)를 포함한다.

제1수용부(224a) 및 제2수용부는 몰딩부(260)를 사출하는 과정에서 몰딩부(260)를 수용하여, 로터코어(220)와 몰딩부(260)가 견고하게 결합될 수 있도록 한다.

각각의 로터코어(220) 사이에 배치되는 복수의 마그네트(240)는 로터(200)의 중심을 기준으로 방사상으로 위치되도록 로터(200)의 원주방향을 따라 배열된다. 마그네트(240)는 반영구적으로 높은 에너지 밀도의 자기적 성질을 유지할 수 있는 페라이트 자석이거나 네오디움(Neodymium)이나 사마륨(samarium)과 같은 희토류를 포함하는 자석일 수 있다.

마그네트(240)에 형성된 자속은 로터(200)의 원주??향을 따라 배열된다. 서로 이웃한 두 개의 마그네트(240)는 동일한 극성이 서로 마주하도록 배치된다. 이러한 자기회로에 의하면 마그네트(240)에서 발생되는 자속이 집중되어 모터의 크기를 줄이면서도 성능을 향상시킬 수 있다.

몰딩부(260)는 구동축(80)이 결합되는 축공(262)와, 로터(200)가 회전하는 과정에서 발생되는 열을 방출하기 위한 열방출구(264)를 포함한다.

또한 몰딩부(260)는 복수의 로터코어(220) 및 복수의 마그네트(240)를 지지하는 링형상의 브리지(266)와, 몰딩부(260)와 복수의 로터코어(220) 및 복수의 마그네트(240)를 결합시키는 제1결합리브 내지 제3결합리브(263, 265, 268)를 포함하여 구성된다.

제1결합리브(263)는 브리지(266)의 외측둘레면으로부터 로터(200)의 반경방향 외측으로 돌출되는 돌기 형상으로 마련되며 제1결합리브(263)가 돌출됨에 따라 그 폭이 줄어드는 방향으로 경사지게 형성되는 제1경사돌기(263a)와, 제1경사돌기(263a)로부터 그 폭이 확장되는 방향으로 경사지게 형성되는 제2경사돌기(263b)를 포함한다.

제1경사돌기(263a)는 제1수용부(224a)에 수용, 결합되고, 제2경사돌기(263b)는 제2수용부(224b)에 수용, 결합되어 로터코어(200)와 브리지(266)를 서로 결합시키며, 특히 제2경사돌기(263b)는 로터(200)의 원주방향으로 그 폭이 확장되는 단턱 형상으로 마련되어 로터(200)가 회전하는 과정에서 발생하는 원심력에 의해 로터코어(220)가 브리지(266)로부터 이탈되는 것을 효과적으로 방지한다.

제2결합리브(265)는 서로 이웃한 로터코어(220)의 서로 마주보는 각각의 일 측면과, 서로 이웃한 로터코어(220) 사이에 배치되는 마그네트(240)의 일단에 의해 형성되는 공간(229)에 수용되어 로터(200)의 강도를 보강하는 한편, 마그네트(240)가 외부로 노출되는 것을 방지한다.

제3결합리브(268)는 로터코어(220)에 마련된 관통홀(222)에 수용, 결합되어 제2경사돌기(263b)와 함께 로터코어(220)가 브리지(266)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

제1결합리브 내지 제3결합리브(263, 265, 268)는, 인서트 사출방식을 통해 몰딩부(260)를 복수의 로터코어(220) 및 복수의 마그네트(240)에 일체로 사출하는 과정에서, 각각 결합홈(224), 로터코어(220)와 마그네트(240)에 의해 형성되는 공간(229), 관통홀(222)에 대응하는 형상으로 형성된다.

이하에서는 로터코어 및 마그네트의 변형실시예들에 대해서 자세히 설명한다.

도 10은 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제1변형실시예를 도시한 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1변형실시예에 따른 마그네트(310)는 마그네트(310)의 하단부(311)에서 마그네트(310)의 상단부(312)를 향하는 방향으로 마그네트(310)의 폭이 점차 감소하는 사다리꼴 형상으로 마련된다.

마그네트(310)는 그 양측에 배치되는 로터코어들(315, 316)과 각각 접하는 제1측면(313)과 제2측면(314)을 포함한다. 제1측면(313)과 제2측면(314)은 마그네트(310)의 하단부(311)의 가운데와 상단부(312)의 가운데를 연결하는 평면(P1)과 경사지게 배치된다. 이 때 제1측면(313)과 평면(P1)이 이루는 제1경사각(α1)과 제2측면(314)과 평면(P1)이 이루는 제2경사각(β1)은 서로 동일할 수 있다.

로터코어들(315, 316)은 마그네트(310)를 사이에 두고 배치되고, 각각 마그네트(310)의 제1측면(313) 및 제2측면(314)과 접하여 마그네트(310)를 지지한다.

로터(200)가 스테이터(100)와 전자기적인 상호작용에 의해 회전하면 마그네트(310)에 원심력(C)이 작용한다. 원심력(C)이 작용하는 방향은 로터(200)의 반경이 연장되는 방향과 동일하다. 로터코어들(315, 316)과 접하는 마그네트(310)의 제1측면(313) 및 제2측면(314)은 마그네트(310)의 하단부(311)의 가운데와 상단부(312)의 가운데를 연결하는 평면(P1)과 경사지게 배치되므로, 작용-반작용의 원리에 의해 마그네트(310)의 제1측면(313) 및 제2측면(314)에는 제1측면(313) 및 제2측면(314)과 수직한 방향으로 마그네트(310)를 지지하는 힘(F1, F2)이 추가적으로 발생한다. 이러한 마그네트(310)와 로터코어들(315, 316)의 형상적인 특성에 의해 마그네트(310)가 안정적으로 지지되므로 로터(200)가 회전하는 과정에서 마그네트(310)가 로터코어들(315, 316)로부터 이탈되는 현상이 방지된다.

또한, 제1경사각(α1)과 제2측면(314)과 평면(P1)이 이루는 제2경사각(β1)이 서로 동일하다고 하면, 즉 마그네트(310)의 형상이 평면(P1)을 중심으로 대칭되는 형상이라고 하면, 마그네트(310)의 제1측면(313) 및 제2측면(314)이 로터코어들(315, 316)과 접하는 면적은 평면(P1)의 면적보다 크다. 이는 마그네트(310)의 제1측면(313) 및 제2측면(314)이 평면(P1)과 경사지게 배치될 때 로터코어들(315, 316)에 집중되는 자속밀도가 평면(P1)과 나란하게 배치될 때 로터코어들(315, 316)에 집중되는 자속밀도보다 더 커짐을 의미한다. 따라서 모터(40)의 출력성능이 증가한다.

도 11은 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제2변형실시예를 도시한 도면이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2변형실시예에 따른 마그네트(320)는 마그네트(320)의 하단부(321)에서 마그네트(320)의 상단부(322)를 향하는 방향으로 마그네트(320)의 폭이 점차 증가하다가 감소하는 대략 마름모꼴 형상으로 마련된다.

마그네트(320)는 그 양측에 배치되는 로터코어들(325, 326)과 각각 접하는 제1측면(323)과 제2측면(324)을 포함한다.

제1측면(323)은 대략 로터(200)의 원주방향으로 꺾이는 형상으로 마련되며, 마그네트(320)의 상단부(322)의 일단과 마그네트(320)의 하단부(321)의 일단을 연결하는 평면(P2)과 경사지게 형성되는 제1경사면(323a)과, 제1경사면(323a)과 경사지게 연결되는 제2경사면(323b)을 포함한다.

제2측면(324)은 제1측면(323)과 반대되는 방향으로 꺾이는 형상으로 마련되며, 마그네트(320)의 상단부(322)의 타단과 마그네트(320)의 하단부(321)의 타단을 연결하는 평면(P3)과 경사지게 형성되는 제3경사면(324a)과, 제3경사면(324a)과 경사지게 연결되는 제4경사면(324b)을 포함한다.

제1경사면(323a)과 제3경사면(324a)은 마그네트(320)의 하단부(321)에서 마그네트(320)의 상단부(322)를 향하는 방향으로 마그네트(320)의 폭이 점차 증가하는 폭증가부(320a)를 형성하고, 제2경사면(323b)과 제4경사면(323b)은 마그네트(320)의 하단부(321)에서 마그네트(320)의 상단부(322)를 향하는 방향으로 마그네트(320)의 폭이 점차 감소하는 폭감소부(320b)를 형성한다.

로터코어들(325, 326)은 마그네트(320)를 사이에 두고 배치되고, 각각 마그네트(310)의 제1측면(323) 및 제2측면(324)과 접하여 마그네트(320)를 지지한다.

로터(200)가 스테이터(100)와 전자기적인 상호작용에 의해 회전하면 마그네트(320)에 원심력(C)이 작용한다. 원심력(C)이 작용하는 방향은 로터(200)의 반경이 연장되는 방향과 동일하다. 로터코어들(325, 326)과 접하는 마그네트(320)의 제2경사면(323b)은 마그네트(320)의 상단부(322)의 일단과 마그네트(320)의 하단부(321)의 일단을 연결하는 평면(P2)과 경사지게 배치되고, 마그네트(320)의 제4경사면(324b)은 마그네트(320)의 상단부(322)의 타단과 마그네트(320)의 하단부(321)의 타단을 연결하는 평면(P3)과 경사지게 배치되므로, 작용-반작용의 원리에 의해 마그네트(320)의 제2경사면(323b) 및 제4경사면(324b)에는 제2경사면(323b) 및 제4경사면(324b)과 수직한 방향으로 마그네트(320)를 지지하는 힘(F1, F2)이 추가적으로 발생한다. 이러한 마그네트(320)와 로터코어들(325, 326)의 형상적인 특성에 의해 마그네트(320)가 안정적으로 지지되므로 로터(200)가 회전하는 과정에서 마그네트(320)가 로터코어들(325, 326)로부터 이탈되는 현상이 방지된다.

또한, 평면(P2, P3)이 로터(200)의 반경방향과 나란하다고 하면, 마그네트(320)의 제1측면(323) 및 제2측면(324)이 로터코어들(325, 326)과 접하는 면적은 평면(P2, P3)의 면적보다 크다. 이는 마그네트(320)의 제1측면(323) 및 제2측면(324)이 평면(P2, P3)과 경사지게 배치될 때 로터코어들(325, 326)에 집중되는 자속밀도가 평면(P2, P3)과 나란하게 배치될 때 로터코어들(325, 326)에 집중되는 자속밀도보다 더 커짐을 의미한다. 따라서 모터(40)의 출력성능이 증가한다.

도시하지는 않았지만, 마그네트(320)는 마그네트(320)의 하단부(321)에서 마그네트(320)의 상단부(322)를 향하는 방향으로 마그네트(320)의 폭이 점차 감소하다가 증가하는 형상으로 마련될 수도 있으며, 이 경우에도 마그네트(320)가 로터코어들(325, 326)로부터 이탈되는 현상이 방지되는 효과 및 모터(40)의 출력성능이 향상되는 효과를 가질 것이다.

도 12는 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제3변형실시예를 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제4변형실시예를 도시한 도면이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3변형실시예에 따른 마그네트(330)는 대략 로터(200)의 원주방향으로 꺾이는 형상으로 마련된다.

마그네트(330)는 그 양측에 배치되는 로터코어들(335, 336)과 각각 접하는 제1측면(333)과 제2측면(334)을 포함한다.

제1측면(333)은 마그네트(330)의 상단부(332)의 일단과 마그네트(330)의 하단부(331)의 일단을 연결하는 평면(P4)과 경사지게 형성되는 제1경사면(333a)과, 제1경사면(333a)과 경사지게 연결되는 제2경사면(333b)을 포함한다.

제2측면(334)은 마그네트(330)의 상단부(332)의 타단과 마그네트(330)의 하단부(331)의 타단을 연결하는 평면(P5)과 경사지게 형성되는 제3경사면(334a)과, 제3경사면(334a)과 경사지게 연결되는 제4경사면(334b)을 포함한다. 제3경사면(334a)은 제1경사면(333a)과 대략 나란하게 배치될 수 있고, 제4경사면(334b)은 제2경사면(333b)과 대략 나란하게 배치될 수 있다.

마그네트(330)의 하단부(331)에서 마그네트(330)의 상단부(332)를 향하는 방향으로 제1측면(333)과 제2측면(334) 사이의 간격은 일정하게 유지될 수 있다.

로터코어들(335, 336)은 마그네트(330)를 사이에 두고 배치되고, 각각 마그네트(330)의 제1측면(333) 및 제2측면(334)과 접하여 마그네트(330)를 지지한다.

로터(200)가 스테이터(100)와 전자기적인 상호작용에 의해 회전하면 마그네트(330)에 원심력(C)이 작용한다. 원심력(C)이 작용하는 방향은 로터(200)의 반경이 연장되는 방향과 동일하다. 로터코어들(335, 336)과 접하는 마그네트(330)의 제2경사면(333b)은 마그네트(330)의 상단부(332)의 일단과 마그네트(330)의 하단부(331)의 일단을 연결하는 평면(P4)과 경사지게 배치되고, 마그네트(330)의 제3경사면(334a)은 마그네트(330)의 상단부(332)의 타단과 마그네트(330)의 하단부(331)의 타단을 연결하는 평면(P5)과 경사지게 배치되므로, 작용-반작용의 원리에 의해 마그네트(330)의 제2경사면(333b) 및 제3경사면(334a)에는 제2경사면(333b) 및 제3경사면들(334a)과 수직한 방향으로 마그네트(330)를 지지하는 힘(F1, F2)이 추가적으로 발생한다. 이러한 마그네트(330)와 로터코어들(335, 336)의 형상적인 특성에 의해 마그네트(330)가 안정적으로 지지되므로 로터(200)가 회전하는 과정에서 마그네트(330)가 로터코어들(335, 336)로부터 이탈되는 현상이 방지된다.

또한, 평면(P4, P5)이 로터(200)의 반경방향과 나란하다고 하면, 마그네트(330)의 제1측면(333) 및 제2측면(334)이 로터코어들(335, 336)과 접하는 면적은 평면(P4, P5)의 면적보다 크다. 이는 마그네트(330)의 제1측면(333) 및 제2측면(334)이 평면(P4, P5)과 경사지게 배치될 때 로터코어들(335, 336)에 집중되는 자속밀도가 평면(P4, P5)과 나란하게 배치될 때 로터코어들(335, 336)에 집중되는 자속밀도보다 더 커짐을 의미한다. 따라서 모터(40)의 출력성능이 증가한다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4변형실시예에 따른 마그네트(340)는 대략 로터(200)의 원주방향 및 그 반대방향으로 교대로 꺾이는 형상으로 마련된다.

마그네트(340)는 그 양측에 배치되는 로터코어들(345, 346)과 각각 접하는 제1측면(343)과 제2측면(344)을 포함한다.

제1측면(343)은 마그네트(340)의 상단부(342)의 일단과 마그네트(340)의 하단부(341)의 일단을 연결하는 평면(P6)과 경사지게 형성되는 적어도 둘 이상의 제1경사면들(343a)과, 제1경사면들(343a)과 경사지게 연결되는 적어도 둘 이상의 제2경사면들(343b)을 포함한다. 제1경사면들(343a)과 제2경사면들(343b)은 교대로 배치된다.

제2측면(344)은 마그네트(340)의 상단부(342)의 타단과 마그네트(340)의 하단부(341)의 타단을 연결하는 평면(P7)과 경사지게 형성되는 적어도 둘 이상의 제3경사면들(344a)과, 제3경사면들(344a)과 경사지게 연결되는 적어도 둘 이상의 제4경사면들(344b)을 포함한다. 제3경사면들(344a)과 제4경사면들(344b)은 교대로 배치된다. 제3경사면들(344a)은 제1경사면들(343a)과 대략 나란하게 배치될 수 있고, 제4경사면들(344b)은 제2경사면들(343b)과 대략 나란하게 배치될 수 있다.

마그네트(340)의 하단부(341)에서 마그네트(340)의 상단부(342)를 향하는 방향으로 제1측면(343)과 제2측면(344) 사이의 간격은 일정하게 유지될 수 있다.

로터코어들(345, 346)은 마그네트(340)를 사이에 두고 배치되고, 각각 마그네트(340)의 제1측면(343) 및 제2측면(344)과 접하여 마그네트(340)를 지지한다.

본 발명의 제4변형실시예에 따른 마그네트(340)의 경우 본 발명의 제3변형실시예에 따른 마그네트(330)에 비해 더 많은 경사면들(343a, 343b, 344a, 344b)을 포함하므로, 더 많은 지점에서 마그네트(340)를 지지하는 힘(F1, F2)이 추가적으로 발생하므로 마그네트(340)와 로터코어들(345, 346)들 간의 결합력이 더 견고해지는 장점이 있다. 또한 마그네트(340)의 제1측면(343) 및 제2측면(344)이 로터코어들(345, 346)과 접하는 면적이 더 커지므로 로터코어들(345, 346)에 집중되는 자속밀도보다 더 커지며, 따라서 모터(40)의 출력성능이 더욱 증가하는 효과가 있다.

도 14는 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제5변형실시예를 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 로터코어 및 마그네트의 제6변형실시예를 도시한 도면이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5변형실시예에 따른 마그네트(350)는 대략 로터(200)의 원주방향으로 벤딩(bending)되는 형상으로 마련된다.

마그네트(350)는 그 양측에 배치되는 로터코어들(355, 356)과 각각 접하는 제1측면(353)과 제2측면(354)을 포함하며, 제1측면(353)은 대략 로터(200)의 원주방향으로 벤딩되는 형상으로 마련되는 제1벤딩부(353a)를 포함하고, 제2측면(354)은 대략 제1벤딩부(353a)와 나란한 방향으로 벤딩되는 제2벤딩부(354a)를 포함한다. 제1벤딩부(353a)와 제2벤딩부(354a)의 벤딩되는 부분은 곡면일 수 있다.

마그네트(350)의 하단부(351)에서 마그네트(350)의 상단부(352)를 향하는 방향으로 제1측면(353)과 제2측면(354) 사이의 간격은 일정하게 유지될 수 있다.

로터코어들(355, 356)은 마그네트(350)를 사이에 두고 배치되고, 각각 마그네트(350)의 제1측면(353) 및 제2측면(354)과 접하여 마그네트(350)를 지지한다.

로터(200)가 스테이터(100)와 전자기적인 상호작용에 의해 회전하면 마그네트(350)에 원심력(C)이 작용한다. 원심력(C)이 작용하는 방향은 로터(200)의 반경이 연장되는 방향과 동일하다. 작용-반작용의 원리에 의해 로터코어들(355, 356)과 접하는 마그네트(350)의 제1벤딩부(353a) 및 제2벤딩부(354a)에는 마그네트(330)를 지지하는 힘(F1, F2)이 추가적으로 발생한다. 이러한 마그네트(350)와 로터코어들(355, 356)의 형상적인 특성에 의해 마그네트(350)가 안정적으로 지지되므로 로터(200)가 회전하는 과정에서 마그네트(350)가 로터코어들(355, 356)로부터 이탈되는 현상이 방지된다.

또한, 마그네트(350)의 제1측면(353) 및 제2측면(354)이 로터코어들(355, 356)과 접하는 면적은 마그네트(350)의 상단부(352)의 일단과 마그네트(350)의 하단부(351)의 일단을 연결하는 평면(P8) 및 마그네트(350)의 상단부(352)의 타단과 마그네트(350)의 하단부(351)의 타단을 연결하는 평면(P9)의 면적보다 크다. 따라서 로터코어들(355, 356)에 집중되는 자속밀도보다 더 커지며, 모터(40)의 출력성능이 증가한다.

도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6변형실시예에 따른 마그네트(360)는 대략 로터(200)의 원주방향 및 그 반대방향으로 교대로 벤딩되는 형상으로 마련된다.

마그네트(360)는 그 양측에 배치되는 로터코어들(365, 366)과 각각 접하는 제1측면(363)과 제2측면(364)을 포함한다.

제1측면(363)은 로터의 원주방향으로 벤딩되는 형상으로 마련되는 적어도 하나의 제1벤딩부(363a)와, 제1벤딩부(363a)와 연결되며 제1벤딩부(363a)와 반대되는 방향으로 벤딩되는 형상으로 마련되는 적어도 하나의 제2벤딩부(363b)를 포함한다.

제2측면(364)은 제1벤딩부(363a)와 나란한 방향으로 벤딩되는 적어도 하나의 제3벤딩부(364a)와, 제3벤딩부(364a)와 연결되며 제2벤딩부(363b)와 나란한 방향으로 벤딩되는 적어도 하나의 제4벤딩부(364b)를 포함한다. 제1벤딩부(363a)와 제2벤딩부(364a)의 벤딩되는 부분 및 은 제3벤딩부(364a)와 제4벤딩부(364b)의 벤딩되는 부분은 곡면일 수 있다.

마그네트(360)의 하단부(361)에서 마그네트(360)의 상단부(362)를 향하는 방향으로 제1측면(363)과 제2측면(364) 사이의 간격은 일정하게 유지될 수 있다.

로터코어들(365, 366)은 마그네트(360)를 사이에 두고 배치되고, 각각 마그네트(360)의 제1측면(363) 및 제2측면(364)과 접하여 마그네트(360)를 지지한다.

본 발명의 제6변형실시예에 따른 마그네트(360)의 경우 본 발명의 제5변형실시예에 따른 마그네트(350)에 비해 더 많은 벤딩부들(363a, 363b, 364a, 364b)을 포함하므로, 더 많은 지점에서 마그네트(340)를 지지하는 힘(F1, F2)이 추가적으로 발생하므로 마그네트(360)와 로터코어들(365, 366)들 간의 결합력이 더 견고해지는 장점이 있다. 또한 마그네트(360)의 제1측면(363) 및 제2측면(364)이 로터코어들(365, 366)과 접하는 면적이 더 커지므로 로터코어들(365, 366)에 집중되는 자속밀도보다 더 커지며, 따라서 모터(40)의 출력성능이 더욱 증가하는 효과가 있다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 : 세탁기 20 : 터브

40 : 모터 100 : 스테이터

110 : 스테이터코어 120a : 제1인슐레이터

120b : 제2인슐레이터 130 : 절연필름

140 : 코일 200 : 로터

220, 315, 316, 325, 326, 335, 336, 345, 346, 355, 356, 365, 366: 로터코어

240, 310, 320, 330, 340, 350, 360 : 마그네트

Claims

스테이터;와, 상기 스테이터의 내측 또는 외측에 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하는 모터에 있어서,
상기 로터는,
방사형으로 배치되는 복수의 로터코어;와,
상기 복수의 로터코어 사이에 배치되는 복수의 마그네트;를 포함하고,
상기 로터코어의 일 측면과 접하는 상기 마그네트의 일 측면의 면적은 상기 마그네트의 상단부의 일단과 상기 마그네트의 하단부의 일단을 연결하는 가상의 평면의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트의 일 측면은 상기 로터의 원주방향으로 벤딩(bending)되는 형상으로 마련되는 적어도 하나의 제1벤딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제2항에 있어서,
상기 마그네트의 일 측면은 상기 제1벤딩부와 연결되며 상기 제1벤딩부와 다른 방향으로 벤딩(bending)되는 형상으로 마련되는 적어도 하나의 제2벤딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트는 그 양측에 배치되는 상기 로터코어들과 각각 접하는 제1측면과 제2측면을 포함하고,
상기 로터의 원주방향으로 상기 제1측면과 상기 제2측면 사이의 간격은 일정한 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트의 일 측면은,
상기 마그네트의 상단부의 일단과 상기 마그네트의 하단부의 일단을 연결하는 가상의 평면과 경사지게 형성되는 제1경사면과,
상기 제1경사면과 경사지게 연결되는 제2경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트는 상기 로터의 반경이 증가하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 그 폭이 증가하는 폭증가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트는 상기 로터의 반경이 증가하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 그 폭이 감소하는 폭감소부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트의 하단부의 폭은 상기 마그네트의 상단부의 폭과 같거나 상기 마그네트의 상단부의 폭보다 더 큰 것을 특징으로 하는 모터.
코어몸체와 상기 코어몸체의 내주면으로부터 상기 코어몸체의 반경방향 내측으로 연장되는 복수의 코어티스를 가지는 스테이터코어와, 상기 코어몸체 및 상기 코어티스의 양단을 덮는 인슐레이터와, 상기 코어티스 주위에 권선되는 코일을 가지는 스테이터;와,
상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하도록 마련되는 로터로서, 상기 로터의 원주방향으로 배열되는 복수의 마그네트와, 상기 로터의 원주방향으로 상기 마그네트와 교대로 배치되며, 상기 복수의 마그네트에 형성된 자속이 집중되는 복수의 로터코어를 가지는 로터;를 포함하는 모터에 있어서,
상기 마그네트는 상기 로터의 하단부에서 상기 로터의 상단부를 향하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 그 폭이 변화하는 폭변화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제9항에 있어서,
상기 마그네트는 상기 로터의 하단부에서 상기 로터의 상단부를 향하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 그 폭이 증가하는 폭증가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제9항에 있어서,
상기 마그네트는 상기 로터의 하단부에서 상기 로터의 상단부를 향하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 그 폭이 감소하는 폭감소부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제9항에 있어서,
상기 마그네트의 폭은 상기 로터의 하단부에서 상기 로터의 상단부를 향하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 증가하였다가 감소하는 것을 특징으로 하는 모터.
제9항에 있어서,
상기 마그네트의 폭은 상기 로터의 하단부에서 상기 로터의 상단부를 향하는 방향으로 적어도 일부 구간에서 감소하였다가 증가하는 것을 특징으로 하는 모터.
제9항에 있어서,
상기 마그네트의 하단부의 폭은 상기 마그네트의 상단부의 폭과 같거나 상기 마그네트의 상단부의 폭보다 더 큰 것을 특징으로 하는 모터.