KR20160017943A - 로터 어셈블리용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극이방성 링 마그넷을 코어에 끼울 때 밸런스 위치를 자동적으로 정렬하여 모터에 조립 시 진동 및 소음이 발생하지 않도록 한 로터 어셈블리용 금형에 관한 것이다.

Description

로터 어셈블리용 금형{die for rotor assembly}

본 발명은 극이방성 링 마그넷을 금형코어에 삽입 시 밸런스 위치를 자동적으로 정렬하여 모터에 조립 시 진동 및 소음이 발생하지 않도록 한 로터 어셈블리용 금형에 관한 것이다.

로터 어셈블리(1)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 회전자축(3)과, 극이방성 링 마그넷(5)과, 회전자축(3)과 극이방성 링 마그넷(5)을 연결하는 캡(7)으로 이루어진다.

이러한 종래 로터 어셈블리(1)는 도 1에 도시한 금형(10)에서 인서트 사출 성형된다.

즉, 종래 로터 어셈블리용 금형(10)은 도 1 및 도 4와 같이 상형(20)과 하형(40)으로 이루어진다.

상형(20)은 가동 금형이고 하형(40)은 고정 금형을 취하는 게 통상적이다.

특히 하형(40)의 코어(50)는 원통 형상으로 위로 돌출한 돌기부로 이루어진다.

이 코어(50)의 중심에는 회전자축(3)을 끼우고, 그 외주면에는 극이방성 링 마그넷(5)을 끼운 후 인서트 사출을 하게 된다. 코어(50)의 높이는 극이방성 링 마그넷(5)의 높이보다 높아, 캡(7)의 구조가 사출 형성된다.

그런데 극이방성 링 마그넷(5)은 페라이트 계의 플라스틱 자석으로서 사출 성형된 제품이다.

즉, 극이방성 링 마그넷(5)이 사출 성형되는 제품이고, 원형의 형상이기 때문에 밀도나 형상의 차이로 인한 밸런스의 불균일을 초래할 수 있다.

이 불균일은 극이방성 링 마그넷(5)을 인서트 사출 시 마그넷의 밸런스 불균일이 로터 어셈블리(1)에 그대로 반영되어, 최종 모터에 조립되었을 때 밸런스의 불균일로 인해 소음과 진동이 일어나 품질에 문제가 발생하게 된다. 이때 항상 일정한 부분에 삽입을 하기 위하여 금형이나 마그넷에 일정한 표시를 해두게 된다.

그래서, 극이방성 링 마그넷(5)이 사출 성형되면 그 불균일의 차이를 확인한 후 금형을 수정하여 밸런스를 맞추는 작업을 한다.

따라서, 극이방성 링 마그넷(5)의 언밸런스와 금형(10)의 언밸런스 부분을 잘 맞추어 금형코어(50)에 삽입해야 한다.

이러한 기준점(도 3에서는 화살표 방향)을 가지고 극이방성 링 마그넷(5)을 코어(50)에 삽입하더라도 극이방성 링 마그넷(5)의 극분할점(5a) 또는 극 중심(5b)이 정위치{예컨대 도 8(b) 및 도 10(b)의 화살표방향}에 맞추어지는 것은 거의 불가능하다.

즉, 도 3(a)과 같이 극분할점(5a)이 정위치에서 벗어나거나 도 3(b)과 같이 극 중심(5b)이 정위치에서 벗어난 것을 육안으로 잡기란 거의 불가능하다.

이러한 정위치가 아닌 곳에 극이방성 링 마그넷(5)이 놓이면 인서트 사출 후 로터 인서트 조립체의 밸런스 불균형이 생기고 금형 상에서 밸런스 개선이 제약된다.

이러한 밸런스 불균형은 로터 어셈블리(1)의 밸런스가 안정화되지 못하고, 이 안정화되지 못한 로터 어셈블리(1)가 적용된 모터는 진동, 소음 등에 대한 품질의 불안정성을 야기한다.

한국등록특허 제10-0570461호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인서트 사출 시 언밸런스를 최소화할 수 있어 균형이 잘 맞추어진 회전자 인서트 사출물을 얻는 로터 어셈블리용 금형을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 로터 어셈블리용 금형은, 중심에는 회전자축이 설치되고, 외주면에는 극이방성 링 마그넷이 끼워지는 코어를 갖는 금형에 있어서, 상기 코어의 외주면 둘레에는 상기 극이방성 링 마그넷의 극수에 맞는 홈이 소정 간격마다 형성되어 있다.

본 발명의 청구항 2에 기재된 로터 어셈블리용 금형에 있어서, 상기 각각의 홈에는 마그넷이 더 삽입 설치되어 있다.

본 발명의 청구항 3에 기재된 로터 어셈블리용 금형에 있어서, 상기 홈과 상기 홈 사이마다 추가 홈이 더 형성되고, 상기 각각의 추가 홈에는 마그넷이 더 삽입 설치되어 있다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

코어의 외주면 둘레에 극이방성 링 마그넷의 극수에 맞는 홈이 소정 간격마다 형성됨으로써, 극이방성 링 마그넷을 코어에 삽입했을 때 릴럭턴스 토크(자기저항 토크)에 의하여 극이방성 링 마그넷의 극분할점이 홈과 마주보도록 회전하는 자동정렬을 통해 인서트 사출 시의 언밸런스를 최소화할 수 있다.

특히, 홈에 마그넷이 더 삽입 설치됨으로써, 극이방성 링 마그넷을 코어에 삽입했을 때 마그넷 자기력에 의하여 극이방성 링 마그넷의 극 중심이 마그넷과 마주보게 회전하는 자동정렬을 통해 인서트 사출 시의 언밸런스를 최소화할 수 있다.

더욱이, 홈과 홈 사이마다 마그넷이 삽입 설치되는 추가 홈이 더 형성됨으로써, 극이방성 링 마그넷을 코어에 삽입했을 때 상기 홈은 릴럭턴스 토크(자기저항 토크)에 의하여 극이방성 링 마그넷의 극분할점과 마주보게 회전시키고, 상기 마그넷은 마그넷 자기력에 의하여 극이방성 링 마그넷의 극 중심과 마주보게 회전하는 자동정렬을 통해 인서트 사출 시의 언밸런스를 최소화할 수 있다.

홈(릴럭턴스 토크)보다는 마그넷(자기력 토크), 마그넷보다는 조합(홈과 마그넷)이 더 강력한 자동 정렬 및 그 정렬된 위치의 안정적 유지 상태에서 인서트 사출할 수 있다.

도 1은 종래의 로터 어셈블리용 금형을 도시한 분리 사시도.
도 2는 도 1에서 회전자축과 극이방성 링 마그넷을 코어에 설치한 상태의 단면도.
도 3은 도 2의 3-3선을 취하여 본 단면도서, 정위치(화살표방향)에서 벗어난 상태를 보여주는 평단면도.
도 4는 종래의 로터 어셈블리의 사출한 상태의 금형 단면도.
도 5는 도 4에서 이젝트한 로터 어셈블리를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 어셈블리용 금형(하형)을 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 코어에 회전자축과 극이방성 링 마그넷을 설치한 상태의 단면도.
도 8은 도 7의 8-8선을 취하여 본 단면도로서, 자동정렬의 상태를 보여주는 단면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 로터 어셈블리용 금형(하형)을 도시한 사시도.
도 10은 도 9에서 자동정렬의 상태를 보여주는 단면도.
도 11은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 로터 어셈블리용 금형(하형)을 도시한 사시도.
도 12는 도 11의 코어에 극이방성 링 마그넷을 삽입했을 때 정위치를 나타낸 평면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명하는데, 종래의 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 어셈블리용 금형(하형)을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 코어에 회전자축과 극이방성 링 마그넷을 설치한 상태의 단면도이고, 도 8은 도 7의 8-8선을 취하여 본 단면도로서, 자동정렬의 상태를 보여주는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 로터 어셈블리용 금형(하형)을 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9에서 자동정렬의 상태를 보여주는 단면도이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 로터 어셈블리용 금형(하형)을 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 코어에 극이방성 링 마그넷을 삽입했을 때 정위치를 나타낸 평면도이다.

도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 금형 또는 하형(140a)의 코어(150a)의 중심에는 종래와 마찬가지로 회전자축(3)이 설치되고, 그 외주면에는 극이방성 링 마그넷(5)이 끼워진다.

다만, 코어(150a)의 외주면 둘레에는 극이방성 링 마그넷(5)의 극수에 맞는 홈(160a)이 소정 간격마다 형성되어 있다.

따라서, 극이방성 링 마그넷(5)과 코어(150a) 간의 기준에 해당하는 부분(예컨대 링 마그넷의 캐비티 번호와 코어의 12시 방향 등을 기준으로 함)을 육안으로 보고 삽입했지만, 극이방성 링 마그넷(5)의 극분할점(5a)이 도 8(a)과 같이 홈(160a)과 마주보는 위치로 정렬되지 않더라도 릴럭턴스 토크(자기저항 토크)에 의하여 도 8(b)와 같이 극이방성 링 마그넷(5)이 반시계방향으로 회전하여 극이방성 링 마그넷(5)의 극분할점(5a)이 홈(160a)과 마주보는 위치로 자동정렬을 행한다.

릴럭턴스 토크는 상대적으로 두께가 얇은 홈(160a)에 의해 생기는 회전력이다.

또한, 릴럭턴스 토크는 360°/극수 의 각도만큼 회전을 허용하는데, 본 실시예서는 360°/8극=45°이내라면 정위치(화살표 방향)에서 벗어나도 자동 정렬을 하여 정위치로 놓는다.

한편, 보다 강력한 토크를 얻기 위해서는 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 금형 또는 하형(140b)의 코어(150b)에는 마그넷(160b)을 설치한다.

즉, 코어(150b)의 외주면 둘레에는 극이방성 링 마그넷(5)의 극수에 맞는 홈(160a)이 소정 간격마다 형성되고, 이 홈(160a)에 마그넷(160b)을 더 삽입하여 설치한다.

따라서, 극이방성 링 마그넷(5)의 극분할점(5a)이 도 10(a)과 같이 마그넷(160b)과 마주보는 위치로 정렬되지 않더라도 마그넷 자기력에 의하여 도 10(b)와 같이 극이방성 링 마그넷(5)이 시계방향으로 회전하여 극이방성 링 마그넷(5)의 극 중심(5b)이 마그넷(160b)과 마주보는 위치로 자동정렬을 행한다.

마그넷 자기력은 릴럭턴스 토크보다 더 큰 힘을 작용하기 때문에 벗어나는 각도가 홈(160a)보다 더 커도 자동 정렬이 용이하고, 정렬된 위치의 안정적 유지도 우수하다.

릴럭턴스 토크와 자기력 토크 모두를 조합한 실시예가 도 11 및 도 12에 도시되어 있다.

즉, 도 11 및 도 12의 금형(140c)의 코어(150c) 둘레에는 극수에 따른 홈(160a)이 소정간격마다 형성되고, 이 홈(160a)과 홈(160a) 사이마다 마그넷(160b')이 삽입 설치되어 있다.

마그넷(160b')은 홈(160a)과 홈(160a) 사이마다 형성된 홈(160a')에 삽입 설치된다.

이와 같이 홈(160a)과 마그넷(160b')의 조합으로 인해, 릴럭턴스 토크와 자기력 토크 모두를 얻기 때문에, 벗어나는 각도가 매우 커도 자동 정렬이 더욱 용이하고, 정렬된 위치의 안정적 유지도 매우 우수하여 사출 성형에 따른 극이방성 링 마그넷(5)의 움직임 현상을 강력히 저지한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 해당기술분야의 당업자라면 자명하다 할 것이다.

3 : 회전자축 5 : 극이방성 마그넷 링
5a : 극분할점 5b : 극 중심
140a,140b,140c : 하형 150a,150b,150c : 금형코어
160a : 홈160 b,160b' : 마그넷

Claims (3)

1. 중심에는 회전자축이 설치되고, 외주면에는 극이방성 링 마그넷이 끼워지는 코어를 갖는 금형에 있어서,
   상기 코어의 외주면 둘레에는 상기 극이방성 링 마그넷의 극수에 맞는 홈이 소정 간격마다 형성되는 로터 어셈블리용 금형.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 각각의 홈에는 마그넷이 더 삽입 설치되는 로터 어셈블리용 금형.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 홈과 상기 홈 사이마다 추가 홈이 더 형성되고,
   상기 각각의 추가 홈에는 마그넷이 삽입 설치되는 로터 어셈블리용 금형.
   

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