KR20170057011A - 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포켓을 포함하는 로터 코어; 상기 포켓에 삽입되는 마그넷을 포함하고, 상기 마그넷은 폭 중심을 지나는 수직기준선을 기준으로 비대칭으로 형성되는 로터 조립체를 제공하여, 착자 후 마그넷을 로터에 조립하는 경우, 마그넷의 오조립을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

로터 조립체 및 이를 포함하는 모터{Rotor assembly and motor having the same}

일 실시예는 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.

로터에는 복수 개의 마그넷이 설치되는데, 마그넷 설치 방법에 따라, 로터 코어의 내부에 마그넷이 삽입 결합되는 IPM(Inner Permanent Magnet) 모터와, 로터 코어의 표면에 마그넷이 부착되는 SPM(Surface Permanent Magnet) 로터로 나뉘어 진다.

IPM 모터 중, 폭보다 길이가 긴 마그넷이 로터에 삽입되는 경우, 스포크(spoke) 형상을 갖는 스포크 타입의 로터 조립체가 형성될 수 있다. 이러한 스포크 타입의 모터는 높은 출력 밀도를 갖지만, 마그넷의 개수가 많아 지면, 로터에 마그넷을 조립한 이후, 마그넷을 착자하는 과정에서 마그넷의 착자가 불완전하게 이루어지는 문제점이 발생한다.

때문에, 보통 마그넷을 먼저 착자한 후, 착자된 마그넷을 로터의 포켓에 삽입하게 되는데, 이때, 착자 방향이 부합되지 않도록 마그넷이 오조립 되는 경우가 빈번하게 발생한다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 착자 후 마그넷을 로터에 조립하는 경우, 마그넷의 착자 방향을 육안으로 확인 가능하여 마그넷의 오조립을 방지할 수 있는 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 포켓을 포함하는 로터 코어와, 상기 포켓에 삽입되는 마그넷을 포함하고, 상기 마그넷은 폭 중심을 지나는 수직기준선을 기준으로 비대칭으로 형성되는 로터 조립체를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 마그넷은, 상기 마그넷의 일부가 절개되어 상기 수직기준선을 기준으로 비대칭을 유발하는 비대칭유발부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 비대칭유발부는 상기 마그넷의 모서리를 모따기 하여 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 비대칭유발부는 상기 마그넷의 측면에서 오목하게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 인접하는 상기 마그넷은 상기 비대칭유발부가 마주 보도록 상기 포켓에 각각 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 마그넷의 단면 형상은 폭보다 길이가 길게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 비대칭유발부를 형성하기 위해 절개된 상기 마그넷의 체적은 상기 마그넷의 전체 체적의 5%이내일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 포켓을 포함하는 로터 코어와, 상기 포켓에 삽입되는 마그넷을 포함하고, 상기 마그넷은 폭 중심을 지나는 수직기준선을 기준으로 비대칭으로 형성되는 로터 조립체와, 상기 로터 조립체의 외측에 배치되는 스테이터 및 상기 로터 코어에 삽입되는 샤프트를 포함하는 모터를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 상기 마그넷은, 상기 마그넷의 일부가 절개되어 상기 수직기준선을 기준으로 비대칭을 유발하는 비대칭유발부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 상기 비대칭유발부는 상기 마그넷의 모서리를 모따기 하여 형성될 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 상기 비대칭유발부는 상기 마그넷의 측면에서 오목하게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 인접하는 상기 마그넷은 상기 비대칭유발부가 마주 보도록 상기 포켓에 각각 배치될 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 상기 마그넷의 단면 형상은 폭보다 길이가 길게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 모터로서, 상기 비대칭유발부를 형성하기 위해 절개된 상기 마그넷의 체적은 상기 마그넷의 전체 체적의 5%이내일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 마그넷의 폭 중심을 기준으로 좌측과 우측을 육안으로 구분할 수 있는 비대칭유발부를 구비하여 작업자에게 착자 방향을 알려 주도록 구성함으로써, 착자 후 마그넷을 로터에 조립하는 경우, 마그넷의 오조립을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 마그넷의 일부를 절개하여 비대칭유발부를 형성시킴으로써, 착자 방향을 표기하는 마그넷의 제조 공정을 간소화하는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 마그넷 전체 체적의 5% 이내에서 마그넷의 일부를 절개하여 비대칭유발부를 형성시킴으로써, 모터의 성능을 확보하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 로터 조립체를 도시한 도면,
도 3은 마그넷의 착자 방향을 도시한 도면,
도 4는 조립지그를 도시한 도면,
도 5는 조립지그를 사용하여 마그넷을 로터 코어에 조립하는 과정을 도시한 도면,
도 6은 마그넷의 전체 체적과 비대칭유발부의 체적을 도시하기 위한 도면,
도 7은 마그넷의 모서리를 도시한 도면,
도 8은 비대칭유발부의 크기를 나타내기 위하여 도시한 도면,
도 9는 비대칭유발부의 제1 변형례를 도시한 도면,
도 10은 비대칭유발부의 제2 변형례를 도시한 도면,
도 11은 비대칭유발부의 제3 변형례를 도시한 도면,
도 12는 비대칭유발부의 제4 변형례를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터는 로터 조립체(100)와, 스테이터(200)와, 샤프트(300)를 포함할 수 있다.

스테이터(200)는 하우징에 결합되며, 스테이터(200)의 내측에는 로터 조립체(100)가 배치된다. 로터 조립체(100)의 중앙부에는 샤프트(300)가 결합될 수 있다. 스테이터(200)에는 코일(210)이 감겨 자기극을 갖게 되며, 코일(210)의 권선에 의해 형성되는 자기장에 의해 로터 조립체(100)가 회전하고 동시에 샤프트(300)가 회전하게 된다.

먼저, 스테이터(200)는 복수의 스테이터 코어를 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 스테이터 코어는, 환형의 요크 부분과, 둘레 방향을 따라 배치되고 요크로부터 직경 방향 내측을 향해 등각도 간격으로 돌출되는 스테이터 티스의 부분을 포함하는 복수의 강판을 적층하여 구성될 수 있다. 회전 자계를 형성하는 코일이 이러한 스테이터 티스에 감길 수 있다. 이때, 인슐레이터를 통해 코일은 절연될 수 있다.

로터 조립체(100)는 스테이터(200)의 내측에 배치된다. 로터 조립체(100)는 로터 코어(110)에 마그넷(120)이 결합될 수 있다.

도 2는 도 1에서 도시한 로터 조립체를 도시한 도면이고, 도 3은 마그넷의 착자 방향을 도시한 도면이다. 이러한, 도 2 및 도 3은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로터 조립체(100)는 로터 코어(110)와 마그넷(120)을 포함할 수 있다.

마그넷(120)은 폭 보다 길이가 길게 형성되는 직사각형 형태의 단면 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 마그넷(120)은 비대칭유발부(130)를 포함할 수 있다. 비대칭유발부(130)는 마그넷(120)의 폭 중심을 지나는 수직기준선(CL)을 기준으로 수직기준선(CL)의 좌측과 수직기준선(CL)의 우측이 비대칭이 되도록 유도한다. 이는 도 3의 A와 같은 마그넷(120)의 착자 방향을 육안으로 확인하기 위함이다.

도 3의 경우, 수직기준선(CL)을 기준으로 비대칭유발부(130)가 형성된 측이 마그넷(120)의 N극에 해당하고, 그 반대측이 마그넷(120)의 S극에 해당한다.

이러한 비대칭유발부(130)는 마그넷(120)의 모따기 형태로 절개되어 이루어질 수 있다.

자속 집중형 로터 조립체(100)의 경우, 인접하는 마그넷(120)의 착자 방향이 마주보도록, 로터 코어(110)에 마그넷(120)이 배치된다. 비대칭유발부(130)가 형성된 마그넷(120)은 모따기가 형성된 절개영역을 작업자가 육안으로 쉽게 확인할 수 있기, 로터 코어(110)에 조립되는 마그넷(120) N극과 S극의 위치를 쉽게 파악할 수 있다.

따라서 작업자는 상호 인접하는 마그넷(120)은 각각의 비대칭유발부(130)가 상호 마주보도록 로터 코어(110)에 조립하면 마그넷(120)의 오조립을 방지할 수 있다.

도 4는 조립지그를 도시한 도면이고, 도 5는 조립지그를 사용하여 마그넷을 로터 코어에 조립하는 과정을 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 조립지그(400)는 로터 코어(110)의 포켓에 대응하여 마그넷 정렬포켓(410)이 형성될 수 있다. 마그넷 정렬포켓(410)에는 도 4의 411과 같이 비대칭유발부(130)와 대응되는 형상으로 형성된 영역이 마련될 수 있다. 때문에 작업자는 로터 코어(110)위에 조립지그(400)를 배치한 다음. 마그넷(120)을 마그넷 정렬포켓(410)에 삽입하여 마그넷(120)을 로터 코어(110)에 결합시킬 수 있다.

조립지그(400)에 이미 마그넷(120)의 착자 방향을 표기하는 형상이 구현되어 있기 때문에, 작업자는 조립지그(400)의 마그넷 정렬포켓(410)에 마그넷(120)을 삽입하는 작업만으로 마그넷(120)의 오조립을 방지할 수 있다.

이로 인하여 작업자는 마그넷(120) 마다 비대칭유발부(130)를 확인할 필요 없게 되고, 조립 공정을 신속하게 진행할 수 있다.

도 6은 마그넷의 전체 체적과 비대칭유발부의 체적을 도시하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 비대칭유발부(130)를 형성시키기 위하여 마그넷(120)의 모서리를 절개하는 경우, 비대칭유발부(130)의 체적(V2)은 마그넷(120)의 전체 체적(V1)의 5% 이하가 되도록 형성될 수 있다. 이는 마그넷(120)의 손실로 인하여 모터의 성능이 감소하는 것을 막기 위함이다.

도 7은 마그넷의 모서리를 도시한 도면이고, 도 8은 비대칭유발부의 크기를 나타내기 위하여 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 마그넷(120)의 모서리는 라운드 형태가 되도록 가공될 수 있다. 이때, 마그넷(120)의 모서리는 곡률반경(R)이 0.3mm가 되도록 곡면 가공이 될 수 있다.

도 8을 참조하면, 비대칭유발부(130)는 라운드 형태의 마그넷(120)의 모서리를 모따기 형태로 절삭 가공되어 형성될 수 있다. 도 8에서 도시한 바와 같이, 비대칭유발부(130)의 폭(W)과 높이(H)가 동일하게 형성될 수 있다.

비대칭유발부(130)의 폭(W)과 높이(H)는 상호 상이하게 형성 되도 무방하나, 폭(W)과 높이(H) 중 어느 하나는 0.2mm 이상일 수 있다.

도 9는 비대칭유발부의 제1 변형례를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 비대칭유발부(130)는 마그넷(120)의 모서리를 모따기 형태로 절삭 가공되어 형성되는 것으로서, 높이(H) 보다 폭(W)이 길게 형성될 수 있다. 이때, 폭(W)과 높이(H) 중 어느 하나는 0.2mm 이상일 수 있다.

도 10은 비대칭유발부의 제2 변형례를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 비대칭유발부(130)는 마그넷(120)의 모서리가 모따기 형태로 절삭 가공되어 형성되는 것으로서, 폭(W) 보다 높이(H)가 길게 형성될 수 있다. 이때, 폭(W)과 높이(H) 중 어느 하나는 0.2mm 이상일 수 있다.

도 11은 비대칭유발부의 제3 변형례를 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 비대칭유발부(130)는 마그넷(120)의 어느 한 측면에 오목하게 형성될 수 있다. 이러한 비대칭유발부(130)는 마그넷(120)의 높이(H) 방향을 기준으로 중심에 위치할 수 있다.

도 12는 비대칭유발부의 제4 변형례를 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 비대칭유발부(130)는 마그넷(120)의 어느 한 측에 위치하는 2개의 모서리가 각각 모따기 형태로 절삭 가공되어 형성될 수 있다. 이때, 2개의 비대칭유발부(130)의 체적의 합은 마그넷(120)의 전체 체적(V1)의 5% 이하가 되도록 형성될 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 로터 조립체
110: 로터 코어
120: 마그넷
130: 비대칭유발부
200: 스테이터
210: 코일
300: 샤프트
400: 조립지그
410: 정렬포켓

Claims (14)

1. 포켓을 포함하는 로터 코어;
   상기 포켓에 삽입되는 마그넷을 포함하고,
   상기 마그넷은 폭 중심을 지나는 수직기준선을 기준으로 비대칭으로 형성되는 로터 조립체.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 마그넷은,
   상기 마그넷의 일부가 절개되어 상기 수직기준선을 기준으로 비대칭을 유발하는 비대칭유발부를 포함하는 로터 조립체.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 비대칭유발부는 상기 마그넷의 모서리를 모따기 하여 형성되는 로터 조립체.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 비대칭유발부는 상기 마그넷의 측면에서 오목하게 형성되는 로터 조립체.
5. 제2 항에 있어서,
   인접하는 상기 마그넷은 상기 비대칭유발부가 마주 보도록 상기 포켓에 각각 배치되는 로터 조립체.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 마그넷의 단면 형상은 폭보다 길이가 길게 형성되는 로터 조립체.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 비대칭유발부를 형성하기 위해 절개된 상기 마그넷의 체적은 상기 마그넷의 전체 체적의 5%이내인 로터 조립체.
8. 포켓을 포함하는 로터 코어와, 상기 포켓에 삽입되는 마그넷을 포함하고, 상기 마그넷은 폭 중심을 지나는 수직기준선을 기준으로 비대칭으로 형성되는 로터 조립체;
   상기 로터 조립체의 외측에 배치되는 스테이터;및
   상기 로터 코어에 삽입되는 샤프트
   를 포함하는 모터.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 마그넷은,
   상기 마그넷의 일부가 절개되어 상기 기준선을 기준으로 비대칭을 유발하는 비대칭유발부를 포함하는 모터.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 비대칭유발부는 상기 마그넷의 모서리를 모따기 하여 형성되는 모터.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 비대칭유발부는 상기 마그넷의 측면에서 오목하게 형성되는 모터.
12. 제9 항에 있어서,
    인접하는 상기 마그넷은 상기 비대칭유발부가 마주 보도록 상기 포켓에 각각 배치되는 모터.
13. 제8 항에 있어서,
    상기 마그넷의 단면 형상은 폭보다 길이가 길게 형성되는 모터.
14. 제8 항에 있어서,
    상기 비대칭유발부를 형성하기 위해 절개된 상기 마그넷의 체적은 상기 마그넷의 전체 체적의 5%이내인 모터.

Images