KR20150124762A - 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

로터 조립체 및 이를 포함하는 모터 Download PDF

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KR20150124762A
KR20150124762A KR1020140051733A KR20140051733A KR20150124762A KR 20150124762 A KR20150124762 A KR 20150124762A KR 1020140051733 A KR1020140051733 A KR 1020140051733A KR 20140051733 A KR20140051733 A KR 20140051733A KR 20150124762 A KR20150124762 A KR 20150124762A
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Abstract

본 발명은, 길이방향으로 형성된 복수 개의 슬릿을 포함하는 로터부, 및 상기 로터부의 일측을 커버하는 제1고정판, 상기 제1고정판로부터 돌출된 제1날개부, 및 상기 제1고정판에 연결되고 상기 복수 개의 슬릿에 배치되는 제1지지부를 포함하는 제1커버를 포함하는 로터 조립체를 개시한다.

Description

로터 조립체 및 이를 포함하는 모터{ROTOR ASSEMBLY AND MOTOR INCLUDING THE SAME}
본 발명은 열 방출이 우수한 로터 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 하우징에 스테이터가 배치되고, 스테이터 중앙에는 로터가 배치된다. 로터는 스테이터와의 전자기적 상호작용에 따라 회전하여 외부에 동력을 전달한다.
모터는 회전 작동하는 과정에서 코일에서 열이 발생하므로, 모터의 성능 저하를 방지하기 위해 발생한 열을 신속히 외부로 방출하는 것이 중요하다. 특히, ISG 모터와 같이 모터가 고속 회전하는 구조인 경우에 더욱 중요하다.
또한, 모터의 고속 회전시 코일의 이탈하는 문제가 있다.
본 발명은 열 방출이 우수한 로터 조립체를 제공한다.
또한, 고속 회전시에도 코일의 이탈이 방지되는 로터 조립체를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 로터 어셈블리는, 길이방향으로 형성된 복수 개의 슬릿을 포함하는 로터부; 및 상기 로터부의 일측을 커버하는 제1고정판, 상기 제1고정판로부터 돌출된 제1날개부, 및 상기 제1고정판에 연결되고 상기 복수 개의 슬릿에 배치되는 제1지지부를 포함하는 제1커버를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 로터 어셈블리에서, 상기 로터부의 타측을 커버하는 제2고정판, 상기 제2고정판로부터 돌출된 제2날개부, 및 상기 제2고정판에 연결되어 상기 복수 개의 슬릿에 배치되는 제2지지부를 포함하는 제2커버를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 로터 어셈블리에서, 상기 제1커버와 제2커버는 축방향에 수직한 방향으로 회전 대칭일 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 로터 어셈블리에서, 상기 제1고정판와 제2고정판은 복수 개의 관통홀을 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 로터 어셈블리에서, 상기 로터부는, 중심부, 상기 중심부에서 방사상으로 형성된 복수 개의 연결부, 및 상기 연결부의 양끝단에서 원주방향으로 돌출된 복수 개의 돌기부를 포함하는 로터 코어; 및 상기 연결부에 권선되는 제1코일을 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 로터 어셈블리에서, 상기 제1지지부는 상기 복수 개의 돌기부 사이에 형성된 슬릿에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 로터 어셈블리에서, 상기 제1고정판은, 상기 제1날개부가 형성되는 링 형상의 테두리부; 상기 테두리부를 기준으로 함몰된 중심부; 및 상기 테두리부와 중심부를 연결하는 경사부를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 로터 어셈블리에서, 상기 지지부는, 상기 슬릿에 결합하는 결합부; 및 상기 결합부에서 중앙으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 로터 어셈블리는, 로터부; 및 상기 로터부의 일측을 커버하는 고정판, 및 상기 고정판으로부터 돌출된 날개부를 포함하는 커버를 포함하고, 상기 고정판은, 상기 날개부가 형성되는 링 형상의 테두리부; 상기 테두리부를 기준으로 함몰된 중심부; 및 상기 테두리부와 중심부를 연결하는 경사부를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 모터는, 외주면에 복수 개의 통공이 형성된 하우징; 상기 하우징에 의해 지지되는 스테이터부; 및 상기 스테이터부와 회전 가능하게 배치되는 로터 조립체를 포함하고, 로터 조립체는 길이방향으로 형성된 복수 개의 슬릿을 포함하는 로터부; 및 상기 로터부의 일측을 커버하는 제1고정판, 상기 제1고정판로부터 돌출된 제1날개부, 및 상기 제1고정판에 연결되고 상기 복수 개의 슬릿에 배치되는 제1지지부를 포함하는 제1커버를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 하우징은, 상기 스테이터부의 일측에 배치되는 제1하우징; 및 상기 스테이터부의 타측에 배치되는 제2하우징을 포함한다.
본 발명에 따르면, 로터의 열 방출이 우수해진다.
또한, 회전축의 길이를 짧게 제작할 수 있고, 모터의 소형화가 가능해진다.
또한, 고속 회전시에도 코일의 이탈이 방지된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 사시도이고,
도 2는 도 1의 A-A 방향 단면도이고,
도 3은 도 2의 A부분 확대도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 조립체의 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 조립체를 다른 방향에서 본 사시도이고,
도 6은 도 4의 B-B 방향 단면도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 조립체의 분해 사시도이고,
도 8은 도 4의 C-C 방향 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 방향 단면도이고, 도 3은 도 2의 A부분 확대도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 모터는, 외주면에 복수 개의 통공(111, 121)이 형성된 하우징(100)과, 하우징(100)에 의해 지지되는 스테이터부(300), 및 스테이터부(300)와 회전 가능하게 배치되는 로터 조립체(200)를 포함한다.
하우징(100)은 스테이터부(300)의 일측에 배치되는 제1하우징(110), 및 스테이터부(300)의 타측에 배치되는 제2하우징(120)을 포함한다. 제1하우징(110)과 제2하우징(120)은 원주 방향을 따라 형성된 복수 개의 통공(111, 121)을 포함한다. 통공(111, 121)은 모터 내부에서 발생한 열을 외부로 방출하는 기능을 수행한다.
제1하우징(110)과 제2하우징(120)의 내주면에는 각각 스테이터부(300)의 외면에 형성된 삽입홈(311)과 결합하는 돌기(도시되지 않음)가 형성된다.
스테이터부(300)는 스테이터 코어(310)와 스테이터 코어(310)에 권선된 제2코일(320)을 포함한다. 스테이터 코어(310)의 일부는 제1하우징(110)과 제2하우징(120)의 사이로 노출될 수 있다. 따라서, 스테이터부(300)에서 발생된 열이 외부로 용이하게 배출될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 스테이터부(300)는 하우징(200)의 내부에 배치될 수도 있다.
로터 조립체(200)는 로터부(210)와 로터부(210)를 커버하는 제1커버(220), 및 제2커버(230)를 포함한다. 로터부(210)는 스테이터부(300)와 전자기적 상호작용에 의해 회전하며, 로터 코어(211)와 제1코일(212)을 포함한다. 그러나, 로터부(210)의 구성은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 로터 코어(211)의 내부 또는 외주면에 마그넷이 부착될 수도 있다.
제1커버(220)와 제2커버(230)는 로터부(210)에 결합되어 일체로 회전한다. 제1커버(220)와 제2커버(230)는 동일한 형상으로 제작되어 각각 로터부(210)의 일측과 타측에 각각 배치될 수 있다.
제1커버(220)와 제2커버(230)는 돌출된 날개부(225, 235)를 포함한다. 날개부(225, 235)는 로터 조립체(200)의 회전시 기체의 흐름을 발생시키는 냉각팬(Cooling fan)의 역할을 수행한다. 날개부(225, 235)는 기체의 흐름을 발생시키기 용이하도록 소정의 곡률을 가질 수 있다.
도 3을 참고하면, 로터 조립체(200)의 회전시, 모터 내부에서는 날개부(225)에 의해 기체의 흐름이 발생한다. 따라서, 로터부(210)에서 발생한 열은 제1커버(220)의 고정판에 형성된 관통홀(227)과 제1하우징(110)에 형성된 통공(111)을 통해 외부로 신속히 배출된다. 이러한 구조는 고속회전에 의해 다량의 열이 발생하는 모터에 유리하다. 일 예로 본 발명의 모터는 ISG 모터일 수 있다.
다시 도 2를 참고하면, 회전축(400)은 로터 조립체(200)와 일체로 회전한다. 회전축(400)의 일단과 타단은 제1베어링(510)과 제2베어링(520)에 의해 지지된다. 회전축(400)의 끝단에는 외부에 동력을 전달하는 벨트 풀리(600)가 결합될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 조립체의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 조립체를 다른 방향에서 본 사시도이고, 도 6은 도 4의 B-B 방향 단면도이다.
도 4를 참고하면, 제1커버(220)는 로터부(210)의 일측을 커버하는 제1고정판(221), 제1고정판(221)에서 축방향으로 돌출된 제1날개부(225), 및 제1고정판(221)에 연결되는 제1지지부(226)를 포함한다.
제1커버(220)는 레진(Resin)을 성형하여 제작할 수 있다. 따라서 제1고정판(221)과, 제1날개부(225), 및 제1지지부(226)는 모두 일체로 형성된다. 이러한 구조는 각각의 부품을 제작하여 조립하는 구조에 비해 양산이 용이하며, 제조 비용이 절감되며, 설계 자유도가 높아지는 장점이 있다.
제1커버(220)의 제1고정판(221)은 링 형상의 테두리부(222)와, 테두리부(222)를 기준으로 함몰된 중심부(223), 및 테두리부(222)와 중심부(223)를 연결하는 경사부(224)를 포함한다.
테두리부(222)는 링 형상으로 형성되고 원주방향을 따라 복수 개의 관통홀(227)과 제1날개부(225)가 형성된다. 관통홀(227)과 제1날개부(225)는 불규칙하게 배치될 수 있다.
중심부(223)는 회전축(400)이 관통 삽입되는 부분으로. 테두리부(222)에 비해 함몰 형성된다. 따라서, 테두리부(222)와 중심부(223)를 연결하는 경사부(224)는 소정의 경사 각도를 갖는다. 필요에 따라 경사부(224)에도 관통홀(227)이 형성될 수 있다.
제1날개부(225)는 배치되는 위치, 곡률, 길이, 배치되는 각도, 높이에 의해 그 형태가 결정될 수 있다. 또한, 제1날개부(225)는 복수 개가 형성될 수 있으며 각각의 날개부는 곡률, 길이, 배치되는 각도, 높이 중 하나 이상이 동일할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 곡률, 길이, 배치되는 각도, 높이가 모두 상이할 수도 있다. 또한, 복수의 날개부 사이의 간격은 전체적으로 등간격일 수도 있으며, 또는 특정 구간에서만 등간격일 수도 있다. 예를 들어, 도 4와 같이 복수개의 제1날개부(225)가 동일한 길이와 곡률을 가지면서 일정 구역에서만 등간격을 갖는 복수의 그룹으로 이루어질 수도 있다.
도 5를 참고하면, 제2커버(230)는 로터부(210)의 타측을 커버하는 제2고정판(231), 제2고정판(231)로부터 돌출된 제2날개부(235), 및 제2고정판(231)에 연결되는 제2지지부(236)를 포함한다.
또한, 제2고정판(231)은 링 형상의 테두리부(232)와, 테두리부(232)를 기준으로 함몰된 중심부(233), 및 테두리부(232)와 중심부(233)를 연결하는 경사부(234)를 포함한다.
제2커버(230)는 로터부(210)에 결합되는 위치가 상이할 뿐, 제1커버(220)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 즉, 축방향(회전축의 길이방향)과 수직한 방향을 기준으로 제1커버(220)와 제2커버(230)는 회전 대칭되는 형상을 갖는다. 제1커버(220)와 제2커버(230)는 동일한 금형으로 제작 가능하므로 제조 비용이 감소한다. 제2날개부(235)는 전술한 제1커버(220)의 제1날개부(225)와 동일하게 제작될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1고정판(221)의 중심부(223)는 테두리부(222)에 비해 소정 깊이(D1)로 함몰되고, 제2고정판(231)의 중심부(233)는 테두리부(232)에 비해 소정 깊이(D2)로 함몰된다. 이러한 구조에 의하면 중심부가 함몰된 깊이(D1+D2)만큼 회전축(400)의 길이를 축소할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제1고정판(221)의 중심부(223)가 낮아짐으로써 벨트 풀리(도 2의 600)의 높이도 낮아지게 되어 모터의 소형화가 가능해진다.
회전축(400)에는 로터 코어(211)에 권선된 제1코일(212)에 전원을 인가하는 터미널부(410)가 배치된다. 터미널부(410)는 제1코일(212)과 전기적으로 연결되는 제1터미널(410a), 및 제1터미널(410a)과 연결되고 외부로 노출된 제2터미널(410b)을 포함한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 조립체의 분해 사시도이고, 도 8은 도 4의 C-C 방향 단면도이다.
도 7을 참고하면, 제1지지부(226)와 제2지지부(236)는 로터 코어(211)에 길이방향으로 형성된 슬릿(S)에 삽입된다. 즉, 하나의 슬릿(S)에 제1지지부(226)와 제2지지부(236)가 각각 삽입된다. 본 도면에서는 로터 코어(221)에 제1코일(212)이 권선된 구조로 표현되어 있으나, 필요에 따라 로터 코어는 원통형상으로 형성되고 외주면에 슬릿(S)이 형성된 구조일 수도 있다.
제1지지부(226)와 제2지지부(236)는 슬릿(S)에 고정될 수 있다. 따라서, 제1커버(220)는 제1지지부(226)에 의해 로터부(210)에 고정되고, 제2커버(230)는 제2지지부(236)에 의해 로터부(210)에 고정된다. 모터 조립체의 회전시 제1코일(212)에서 발생하는 열은 제1커버(220)의 관통홀(227)과 제2커버(230)의 관통홀(237)을 통해 신속히 배출될 수 있다.
도 8을 참고하면, 로터 코어(211)는 중심부(211a)와, 중심부(211a)에서 방사상으로 형성된 복수 개의 연결부(211b), 및 연결부(211b)의 양끝단에서 원주방향으로 돌출된 복수 개의 돌기부(211c)를 포함한다.
연결부(211b)에는 제1코일(212)이 권선되고, 연결부(211b)와 제1코일(212) 사이에는 절연 부재(213)가 배치된다. 여기서, 슬릿(S)은 로터 코어의 돌기부(211c) 사이의 간격으로 정의될 수 있다.
제1지지부(226)는 슬릿(S)에 결합하는 결합부(266a), 및 결합부(266a)에서 중앙으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼부(266b)를 포함한다.
테이퍼부(266b)는 로터부(210)에 권선된 제1코일(212)을 지지 및/또는 가압한다. 따라서, 모터의 고속회전(약 1800 RPM)시에도 테이퍼부(266b)에 의해 제1코일(212)의 이탈이 방지되어 모터의 신뢰성이 향상된다. 전술한 바와 같이 제1지지부(226)와 제2지지부(236)는 비전도성 재질로 제작되므로 쇼트의 위험이 없다.
100: 하우징
200 로터 조립체
210: 로터부
220: 제1커버
221: 제1고정판
225: 날개부
226: 지지부
230: 제2커버
300: 스테이터부
400: 회전축

Claims (14)

  1. 길이방향으로 형성된 복수 개의 슬릿을 포함하는 로터부; 및
    상기 로터부의 일측을 커버하는 제1고정판, 상기 제1고정판로부터 돌출된 제1날개부, 및 상기 제1고정판에 연결되고 상기 복수 개의 슬릿에 배치되는 제1지지부를 포함하는 제1커버를 포함하는 로터 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로터부의 타측을 커버하는 제2고정판, 상기 제2고정판로부터 돌출된 제2날개부, 및 상기 제2고정판에 연결되어 상기 복수 개의 슬릿에 배치되는 제2지지부를 포함하는 제2커버를 포함하는 로터 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1커버와 제2커버는 축방향에 수직한 방향으로 회전 대칭인 로터 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1고정판와 제2고정판은 복수 개의 관통홀을 포함하는 로터 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로터부는,
    중심부, 상기 중심부에서 방사상으로 형성된 복수 개의 연결부, 및 상기 연결부의 양끝단에서 원주방향으로 돌출된 복수 개의 돌기부를 포함하는 로터 코어; 및
    상기 연결부에 권선되는 제1코일을 포함하는 로터 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1지지부는 상기 복수 개의 돌기부 사이에 형성된 슬릿에 배치되는 로터 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1고정판은,
    상기 제1날개부가 형성되는 링 형상의 테두리부;
    상기 테두리부를 기준으로 함몰된 중심부; 및
    상기 테두리부와 중심부를 연결하는 경사부를 포함하는 로터 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1지지부는,
    상기 슬릿에 결합하는 결합부; 및
    상기 결합부에서 중앙으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼부를 포함하는 로터 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1날개부는 곡률을 갖는 로터 조립체.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 로터 코어의 중심부를 관통하는 회전축; 및
    상기 회전축에 지지되고, 상기 제1코일에 전원을 인가하는 터미널을 포함하는 로터 조립체.
  11. 로터부; 및
    상기 로터부의 일측을 커버하는 고정판, 및 상기 고정판으로부터 돌출된 날개부를 포함하는 커버를 포함하고,
    상기 고정판은,
    상기 날개부가 형성되는 링 형상의 테두리부;
    상기 테두리부를 기준으로 함몰된 중심부; 및
    상기 테두리부와 중심부를 연결하는 경사부를 포함하는 로터 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 로터부는,
    중심부, 상기 중심부에서 방사상으로 형성된 복수 개의 연결부, 및 상기 연결부의 양끝단에서 원주방향으로 돌출된 복수 개의 돌기부를 포함하는 로터 코어; 및
    상기 연결부에 권선되는 제1코일을 포함하는 로터 조립체.
  13. 외주면에 복수 개의 통공이 형성된 하우징;
    상기 하우징에 의해 지지되는 스테이터부; 및
    상기 스테이터부와 회전 가능하게 배치되는 제1항 또는 제12항 중 어느 한 항에 따른 로터 조립체를 포함하는 모터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 스테이터부의 일측에 배치되는 제1하우징; 및
    상기 스테이터부의 타측에 배치되는 제2하우징을 포함하는 모터.
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