KR20180075999A - 로터 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents
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Abstract
본 실시예는 로터 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다. 일 측면에 따른 로터는, 제 1 로터 몸체 및 상기 제 1 로터 몸체의 외주면에 형성되는 복수개의 제 1 티스를 포함하는 제 1 로터; 상기 제 1 로터 몸체에 적층 결합되는 제 2 로터 몸체 및 상기 제 2 로터 몸체의 외주면에 형성되는 복수개의 제 2 티스를 포함하는 제 2 로터; 상기 제 1 티스에 권선되는 제 1 코일; 상기 제 2 티스에 권선되는 제 2 코일; 상기 제 1 티스와 상기 제 1 코일 사이에 배치되는 제 1 인슐레이터; 및 상기 제 2 티스와 상기 제 2 코일 사이에 배치되는 제 2 인슐레이터를 포함하며, 상기 제 1 로터 몸체의 상측에 배치되는 상기 제 1 인슐레이터의 상면에는 상기 제 1 코일이 정렬되는 제 1 가이드부가 형성되고, 상기 제 2 로터 몸체의 하측에 배치되는 상기 제 2 인슐레이터의 하면에는 상기 제 2 코일이 정렬되는 제 2 가이드부가 형성된다.
Description
본 실시예는 로터 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 엔진을 구동시키는 스타터 모터와 엔진의 회전력을 이용하여 전기를 발전시키는 알터네이터(Alternator)가 구비된다. 상기 스타터 모터는, 차량의 시동 시 운전자의 조작에 의해 이그니션 스위치가 배터리의 전원에 연결되고 이를 통해 상기 스타트 모터에 전원이 공급되어 발생한 구동력이 엔진을 회전시켜 시동이 걸리게 된다.
이에 비해 상기 알터네이터는, 엔진의 구동부에 연결되어 엔진의 구동력을 통해 자기장이 형성된 상태에서 회전자가 회전되어 교류전력이 발생하고, 이를 정류장치 등을 이용하여 배터리를 충전하게 된다.
이러한 스타터 모터와 알터네이터는 모두 스테이터와 로터의 구조로 구성되어 있어 그 구조가 매우 유사하고, 힘을 가하느냐 전원을 인가하느냐에 따라 발전기로 동작하게 할 수도 있고 모터로 동작하게 할 수도 있다.
최근에는, 하나의 구조로 스타터 모터와 알터네이터의 역할을 수행할 수 있는 BSG(Belt Driven Starter Generator, 이하, BSG라 한다) 구조에 대한 연구가 활발하다.
한편, 회전자 권선형 동기 타입의 모터란, 로터 코어의 외주면에 돌출 형성된 돌기부에 코일을 권선한 형태의 모터로서, 주로 발전기로 사용하였으나, 최근 비희토류계 모터의 개발이 관심을 받으면서, 트랙션 모터의 한 형태로서도 제안되고 있다.
그러나, 모터는 토크를 증가시키기 위해서는 코일의 권선수를 늘리거나 전류를 증가시키야 한다. 그러나, BSG의 경우, 코일의 권선수를 늘리기에는 공간적 제약이 크며, 전류를 높이기에는 전류 제한치가 있기 때문에 모터의 토크를 증가시키는데 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 코일의 점적률(space factor)을 높여 토크를 높일 수 있으며, 조립을 용이하게 할 수 있는 로터 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것에 있다.
본 실시예에 따른 로터는 제 1 로터 몸체 및 상기 제 1 로터 몸체의 외주면에 형성되는 복수개의 제 1 티스를 포함하는 제 1 로터; 상기 제 1 로터 몸체에 적층 결합되는 제 2 로터 몸체 및 상기 제 2 로터 몸체의 외주면에 형성되는 복수개의 제 2 티스를 포함하는 제 2 로터; 상기 제 1 티스에 권선되는 제 1 코일; 상기 제 2 티스에 권선되는 제 2 코일; 상기 제 1 티스와 상기 제 1 코일 사이에 배치되는 제 1 인슐레이터; 및 상기 제 2 티스와 상기 제 2 코일 사이에 배치되는 제 2 인슐레이터를 포함하며, 상기 제 1 로터 몸체의 상측에 배치되는 상기 제 1 인슐레이터의 상면에는 상기 제 1 코일이 정렬되는 제 1 가이드부가 형성되고, 상기 제 2 로터 몸체의 하측에 배치되는 상기 제 2 인슐레이터의 하면에는 상기 제 2 코일이 정렬되는 제 2 가이드부가 형성된다.
다른 실시예에 따른 로터는 제 1 로터 몸체와, 상기 제 1 로터 몸체의 외주면에서 방사상으로 돌출되는 복수의 제 1 티스를 구비하는 제 1 로터; 상기 제 1 로터의 하측에 적층 결합되며, 제 2 로터 몸체와, 상기 제 2 로터 몸체의 외주면에서 방사상으로 돌출되는 복수의 제 2 티스를 구비하는 제 2 로터; 상기 제 1 티스에 직렬로 권선되는 제 1 코일; 및 상기 제 2 티스에 직렬로 권선되는 제 2 코일을 포함하고, 복수의 상기 제 1 티스들은 상기 제 1 코일의 권선수가 서로 동일하게 형성되고, 복수의 상기 제 2 티스들은 상기 제 2 코일의 권선수가 서로 동일하게 형성된다.
본 실시예를 통해 복수 개의 로터 몸체가 적층되어 로터를 이루고, 각각의 로터 몸체에는 코일이 감기는 티스들을 포함하며, 각각의 로터 몸체의 티스들은 원주 방향을 기준으로 상호 엇갈리게 배치되어 분할된 티스들이 전체 티스를 이루도록 구성함으로써, 코일이 감기는 티스들이 일체로 형성된 로터와 달리 상대적으로 넓은 권선공간이 확보되는 분할된 티스에 코일을 권선하도록 구성할 수 있기 때문에 코일 점적률을 높이며, 권선작업이 용이한 유리한 효과가 있다.
또한, 제 1 인슐레이터와 제 2 인슐레이터의 상, 하면에 가이드부를 구비하여, 로터에 코일이 견고하게 지지될 수 있고 소모되는 코일의 양이 줄어드는 장점이 있다.
또한, 각 로터에는 단일의 코일이 직렬로 권선되므로, 코일의 결선 구조가 간소화되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로터의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터와 제 2 로터의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터의 일부를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터의 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 로터의 일부를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 로터의 사시도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 로터에 권선된 코일이 모습을 보인 개념도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 로터에 권선된 코일의 모습을 보인 배치도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로터의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터와 제 2 로터의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터의 일부를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터의 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 로터의 일부를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 로터의 사시도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 로터에 권선된 코일이 모습을 보인 개념도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 로터에 권선된 코일의 모습을 보인 배치도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '접속'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터를 도시한 단면도 이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모터(1)는 하우징(2)에 의해 외형이 형성된다. 그리고, 상기 하우징(2)의 내부에 배치되는 스테이터(30)와, 상기 스테이터(30)의 내측에 배치되는 로터(10)가 구비된다. 상기 로터(10)에는 코일(40)이 권선될 수 있다.
상기 코일(40)은 상기 스테이터(30)와 전기적 상호 작용을 유발하여, 상기 로터(10)의 회전을 유도하거나 회전하는 상기 로터(10)에 의한 발전을 유도할 수 있다.
상세히, 상기 모터(1)가 스타터 모터로 동작하는 경우에는, 인가된 구동 전류에 의해 상기 로터(10)가 회전하면서, 상기 로터(10)의 회전축(50)에 연결된 풀리벨트(미도시)가 회전하여 외부 부품(엔진 등)을 구동시킬 수 있다.
이와는 달리, 상기 모터(1)가 알터네이터로 동작하는 경우에는, 엔진의 구동에 의해 풀리 벨트(미도시)가 회전하면서 상기 로터(10)를 회전시켜 교류를 발생시킨다. 발생된 교류는 직류로 변환되어 외부 부품(배터리 등)에 공급될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로터의 사시도 이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터와 제 2 로터의 분해 사시도 이다.
도 2 및 3은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여 주요 특징 부분만을 도시한 것이며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 로터(10)는 제 1 로터(100)와 제 2 로터(200)를 포함한다. 상기 제 1 로터(100)와 상기 제 2 로터(200)는 높이 방향으로 상호 적층되어, 결합에 의해 상기 로터(10)를 형성한다. 그리고, 상기 제 1 로터(100)와 상기 제 2 로터(200)는 복수의 플레이트가 적층되어 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 제 1 로터(100)는 상기 제 2 로터(200)의 상측에 결합되는 것으로 이해될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제 1 로터(100)는 원통형의 제 1 로터 몸체(120)와, 상기 제 1 로터 몸체(120)의 외주면에서 방사상으로 돌출 형성되는 복수개의 제 1 티스(110)를 포함한다. 그리고, 상기 제 1 로터 몸체(120)의 중심에는 상기 회전축(50)이 삽입되는 홀(130)이 형성된다.
상기 제 1 티스(110)는 복수로 구비되어, 상기 제 1 로터 몸체(120)의 원주 방향을 따라 일정한 간격을 형성하며 상기 제 1 로터 몸체(120)의 외주면에 배치된다. 그리고, 상기 제 1 티스(110)에는 제 1 코일(41)이 권선되고, 절연을 위해 상기 제 1 티스(110)와 상기 제 1 코일(41) 사이에는 인슐레이터(170)가 배치될 수 있다. 상기 인슐레이터(170)는 상기 제 1 로터(100)와 결합하므로, 제 1 인슐레이터(170)라 이름할 수 있다.
상세히, 상기 제 1 티스(110)는 상기 제 1 로터 몸체(120)에 연결되는 암(arm) 형 몸체(111)와, 상기 몸체(111)의 선단에 형성된 림(rim)형 차단돌기(112)를 포함한다. 이 때, 상기 몸체(111)의 외면 중 상기 제 1 로터 몸체(120)와 인접한 영역에는 가이드 돌기(113)가 돌출 형성된다. 그리고, 상기 몸체(111)의 외면은 외측으로 갈수록 단면적이 넓어지게 경사면이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 코일(41)은 상기 몸체(111)에 외면에 권선된다. 이 때, 상기 차단돌기(112)와 상기 가이드 돌기(113)로 인해, 상기 제 1 코일(41)의 권선 작업이 보다 용이하게 수행될 수 있다.
본 실시 예에서는 상기 제 1 티스(110)가 4개로 구비되어 일정한 간격을 형성한 것을 예로 들고 있다. 상기 제 1 티스(110)의 개수는 모터의 극수에 따라 달라질 수 있다.
상기 제 2 로터(200)는 원통형의 제 2 로터 몸체(220)와, 상기 제 2 로터 몸체(220)의 외주면에서 방사상으로 돌출되는 복수의 제 2 티스(210)를 포함한다. 상기 제 2 로터 몸체(220)의 중심에는 상기 회전축(50)이 삽입되는 홀(230)이 형성된다.
상기 제 2 티스(210)는 복수로 구비되어, 상기 제 2 로터 몸체(220)의 원주 방향을 따라 일정 간격을 형성하며 상기 제 2 로터 몸체(220)의 외주면에 배치된다. 그리고, 상기 제 2 티스(210)에는 상기 제 2 코일(46)이 권선되고, 절연을 위해 상기 제 2 티스(210)와 상기 제 2 코일(46) 사이에는 인슐레이터(270)가 배치될 수 있다. 상기 인슐레이터(270)는 상기 제 2 로터(200)와 결합하므로, 제 2 인슐레이터(270)라 이름할 수 있다.
상세히, 상기 제 2 티스(210)는 상기 제 2 로터 몸체(220)에 연결되는 암(arm)형 몸체(211), 상기 몸체(211)의 선단에 형성된 림(rim)형 차단돌기(212)를 포함한다. 이 때, 상기 몸체(211)의 외면 중 상기 제 2 로터 몸체(220)와 인접한 영역에는 가이드 돌기(213)가 돌출 형성된다. 그리고, 상기 몸체(211)의 외면은 외측으로 갈수록 단면적이 넓어지게 경사면이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 코일(46)은 상기 몸체(211)에 권선된다. 상기 제 2 티스(210)는 상기 제 1 티스(110)의 개수와 동일하게 4개가 구비된다. 즉, 상기 제 2 티스(210)는 상기 제 1 로터(100)와 상기 제 2 로터(200)가 결합 시 상기 제 1 티스(110)의 사이 공간에 위치하므로, 상기 제 2 티스(210)의 개수는 상기 제 1 티스(110)의 개수에 대응될 수 있다.
다시 말하면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 1 로터(100)와 상기 제 2 로터(200)가 결합 시, 상기 제 2 티스(210)는 인접한 상기 제 1 티스(110) 사이에 형성되는 제 1 수용홈(115)에 끼워지고, 상기 제 1 티스(110)는 인접한 상기 제 2 티스(210) 사이에 형성되는 제 2 수용홈(215)에 끼워지는 것으로 이해된다. 즉, 상기 제 1 티스(110)와 상기 제 2 티스(210)는 원주 방향을 기준으로 서로 상이한 위치에 배치된다.
이러한, 상기 제 1 로터 (100)와 상기 제 2 로터 (200)는 축 방향을 기준으로 상기 제 1 로터(100)가 상측에 상기 제 2 로터(200)가 하측에 배치되어 각각의 티스(110, 210)들이 상보적 상태로 적층 결합될 수 있다.
또한, 상기 제 1 로터 몸체(120)와 상기 제 2 로터 몸체(220)의 각각 높이는 상기 제 1 티스(110) 또는 상기 제 2 티스(210)의 높이와 대응될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터의 일부를 도시한 단면도 이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터의 사시도 이다.
도 4 및 5를 참조하면, 상기 제 1 티스(110)의 높이(h2)는 상기 제 1 로터100)의 높이, 즉 상기 제1 로터 몸체(120)의 높이(h1)보다 높게 형성된다. 여기서, 상기 높이라 함은 모터의 축 방향을 기준으로 한다. 예를 들어 상기 제 1 티스(110)는 상기 제1 로터 몸체(120)보다 하향하여 돌출되는 제 1 연장부(114)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 연장부(114)는 상기 제 1 티스(110)의 연장된 부분으로 상기 제 2 티스(210)의 제 2 로터 몸체(220)에 결합되는 영역으로 이해된다.
도 3 내지 5를 참조하면, 상기 제 1 연장부(114)는 상기 제 2 로터(200)의 제 2 로터 몸체(220)의 외주면과 정렬되는 곡면 형태의 내주면을 포함하는 슬라이드 에지부(114a)를 포함할 수 있다. 상기 슬라이드 에지부(114a)의 내주면은 상기 제 2 티스(210)의 제 2 로터 몸체(220)의 외주면과 슬라이드 이동 가능하게 접촉된다.
한편, 상기 제 1 인슐레이터(170)의 상면에는 상기 제 1 코일(41)이 정렬되는 가이드부(121)가 형성된다. 상기 가이드부(121)는 상기 제 1 인슐레이터(170)의 상면에서 인접한 상기 제 1 티스(110)의 사이를 연결하도록 배치된다. 한편, 상기 가이드부(121)는 상기 제 1 인슐레이터(170)에 형성되므로, 제 1 가이드부(121)라 이름할 수 있다.
상기 제 1 가이드부(121)는 상기 제 1 인슐레이터(170)의 상면으로부터 돌출되는 돌기 또는 상면에서 함몰되는 홈 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터(100)는 단일의 제 1 코일(41)이 직렬로 권선된다. 일 예로, 상기 제 1 코일(41)은 양의 측 단부(41a)로부터 권선이 시작되어 음의 측 단부(41b)로 권선이 종료될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 코일(41)이 어느 일 돌기부에 권선된 후 인접한 타 돌기부로 이동 시 상기 제 1 가이드부(121)에 일부 영역이 수용된다. 이로 인해, 상기 제 1 코일(41)이 상기 제 1 로터(100)에서 견고하게 지지될 수 있고, 권선에 필요한 코일의 양이 보다 적게 드는 장점이 있다. 바꾸어 말하면, 상기 제 1 가이드부(121)는 인접한 돌기부 간에 권선된 코일을 직렬로 연결하는 코일이 수용되는 구성으로서 이해될 수도 있다.
본 실시 예에서는 상기 제 1 티스(110)가 4개가 배치되었으므로, 상기 제 1 로터(100)에는 3개의 제 1 가이드부(121)가 인접한 상기 제 1 티스(110)를 연결하며 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 로터의 일부를 도시한 단면도 이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 로터의 사시도 이다.
도 7의 제 2 로터(200)는 도 3의 제 2 로터(200)의 상, 하 방향을 바꾸어 도시한 도면이다.
도 6 및 7을 참조하면, 상기 제 2 티스(210)의 높이(h4)는 상기 제 2 로터(200)의 높이, 즉, 상기 제 2 로터 몸체(220)의 높이(h3)보다 크게 형성된다. 예를 들어, 상기 제 2 티스(210)는 상기 제 2 로터 몸체(220) 보다 상향하여 돌출되는 제 2 연장부(214)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 연장부(214)는 상기 제 2 티스(210)가 연장된 부분으로 상기 제 1 티스(110)의 제1 로터 몸체(120)에 결합되는 곳이다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 상기 제 2 연장부(214)는 상기 제 1 로터(100)의 제1 로터 몸체(120)의 외주면과 정렬되는 곡면 형태의 내주면을 포함하는 슬라이드 에지부(214a)를 포함할 수 있다. 상기 슬라이드 에지부(214a)의 내주면은 상기 제 1 티스(110)의 제1 로터 몸체(120)의 외주면과 슬라이드 이동 가능하게 접촉한다.
상기 제 2 로터(200) 중 상기 제 2 인슐레이터(270)의 하면에도 상기 제 2 코일(46)이 정렬되는 가이드부(221)가 형성된다. 상기 가이드부(221)는 상기 제 2 인슐레이터(270)의 하면에서 인접한 상기 제 2 티스(210)의 사이를 연결하도록 배치된다. 한편, 상기 가이드부(221)는 상기 제 2 인슐레이터(270)에 형성되므로, 제 2 가이드부(221)라 이름할 수 있다.
상기 제 2 가이드부(221)는 상기 제 2 인슐레이터(270)의 하면으로부터 돌출되는 돌기 또는 하면에서 함몰되는 홈 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 제 2 로터(200)는 단일의 제 2 코일(46)이 직렬로 권선된다. 일 예로, 상기 제 2 코일(46)은 양의 측 단부(46a)로부터 권선이 시작되어 음의 측 단부(46b)로 권선이 종료될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 코일(41)이 어느 일 돌기부에 권선된 후 인접한 타 돌기부로 이동 시 상기 제 2 가이드부(221)에 일부 영역이 수용된다. 바꾸어 말하면, 상기 제 2 가이드부(221)는 인접한 돌기부 간에 권선된 코일을 직렬로 연결하는 코일이 수용되는 구성으로서 이해될 수도 있다. 따라서, 상기 로터(10) 측면에서 볼 때, 상기 로터(10)의 상, 하면에는 각각 상기 가이드부(121, 221)가 형성되어 상기 제 1 코일(41)과 상기 제 2 코일(46)의 일부를 수용하는 것으로 이해될 수 있다.
본 실시 예에서는 상기 제 2 티스(210)가 4개가 배치되었으므로, 상기 제 2 로터 몸체(100)에는 4개의 제 2 가이드부(221)가 인접한 상기 제 2 티스(210)를 연결하며 형성될 수 있다.
상기 제 1 로터(100)와 상기 제 2 로터(200)의 가이드부(121, 221)의 개수가 서로 다른 것은, 상기 제 1 로터(100)에 권선되는 상기 제 1 코일(41)의 양측 단부는 인접한 상기 제 1 티스(110)의 사이에 배치되고, 상기 제 2 로터(200)에 권선되는 상기 제 2 코일(46)은 양측 단부가 하나의 제 2 티스(210)의 양측에서 상방으로 연장되기 때문이다. 이는 하부에 배치되는 상기 제 2 로터 몸체(100)에 권선되는 상기 제 2 코일(46)의 양측 단부를 상기 제 1 코일(46)의 양측 단부와 동일한 방향으로 연장시키기 위한 것으로서 이에 대한 내용은 후술하기로 한다.
이하에서는 상기 코일(40)의 권선 방식에 대해 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 로터에 권선된 코일이 모습을 보인 개념도 이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 로터에 권선된 코일의 모습을 보인 배치도 이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 로터(100)와 상기 제 2 로터(200)는, 각각 단일의 코일(40)이 직렬로 권선된다. 상세히, 상기 제 1 로터(100)에 감기는 상기 제 1 코일(41)은, 일단이 양극(300)에 연결되고 타단이 음극(400)에 연결되어 상기 제 1 로터(100)에 직렬로 감긴다. 여기서 상기 양극(300)은 상기 음극(400)에 비해 전위가 높은 극을 의미하고, 상기 양극(300)과 상기 음극(400)은 상호 인접하게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 로터(200)에 감기는 상기 제 2 코일(46)은, 일단이 상기 양극(300)에 연결되고 타단이 상기 음극(400)에 연결되어 상기 제 2 로터 몸체(100)에 직렬로 감긴다. 여기서, 로터 몸체에 직렬로 감긴다는 것은 단일의 코일 선이 복수의 상기 제 1 티스(110)에 감겨, 양단이 각각 상기 양극(300)과 상기 음극(400)에 연결되는 것으로 이해된다. 상기 제 2 티스(210)에 감기는 상기 제 2 코일(46)도 마찬가지 이다. 이로 인해, 병렬로 권선되는 것에 비하여 코일의 결선 구조가 간소화되고, 소모되는 코일의 양이 줄어드는 장점이 있다.
한편, 상기 제 1 티스(110)가 상기 제 1 로터 몸체(120)의 원주 방향을 따라 복수로 배치됨은 앞서 살펴본 바이다. 이 때, 복수의 상기 제 1 티스(110)간에 상기 제 1 코일(41)의 감김 횟수, 즉 권선수(turns)는 모두 동일할 수 있다. 도 5, 도 8 및 도 9를 참조하면, 예를 들어 상기 제 1 코일(41)이 제 1 몸체(111a)를 2회전 하여 상기 제 1 티스(110)에 결선된다면, 제 2 몸체(111b), 제 3 몸체(111c), 제 4 몸체(111d)에도 2회전하여 결선될 수 있다.
이로 인해, 복수의 돌기부는 코일의 권선수가 서로 동일하므로, 균일한 전자기력을 제공할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 제 1 티스(110)의 코일 권선수와 상기 제 2 티스(210)의 코일 권선수도 동일할 수 있다.
더욱 상세히 상기 제 1 코일(41)의 권선 방식을 설명하면, 상기 제 1 코일(41)은 상기 제 1 로터(100)의 중심인 상기 홀(130)을 기준으로, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 상기 제 1 로터(100)에 권선될 수 있다. 일단이 상기 양극(300)에서 시작되는 상기 제 1 코일(41)은 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 몸체(111a)에 우선 권선된 후 상기 제 2 몸체(111b)에 권선될 수 있다. 그러고 나서, 상기 제 3 몸체(111c)에 권선된 후, 상기 제 4 몸체(111d)에 권선될 수 있다. 그리고, 상기 제 4 몸체(111d)에 권선된 후 상기 제 1 코일(41)의 타단은 상기 음극(400)에 연결된다.
이 때, 상기 제 1 몸체(111a), 상기 제 2 몸체(111b), 상기 제 3 몸체(111c) 및 상기 제 4 몸체(111d)에 권선되는 상기 제 1 코일(41)의 권선 방향은 동일할 수 있다. 예를 들어 상기 제 1 몸체(111a)에 상기 제 1 코일(41)이 시계 방향으로 권선될 경우, 상기 제 2 몸체(111b), 상기 제 3 몸체(111c) 및 상기 제 4 몸체(111d)에도 상기 제 1 코일(41)은 시계 방향으로 권선된다. 또한, 상기 제 1 몸체(111a)에 상기 제 1 코일(41)이 반시계 방향으로 권선될 경우, 상기 제 2 몸체(111b), 상기 제 3 몸체(111c) 및 상기 제 4 몸체(111d)에도 상기 제 1 코일(41)은 반시계 방향으로 권선된다.
마찬가지로, 복수의 상기 제 2 티스(210)간에 상기 제 2 코일(46)의 권선수(turns)도 모두 동일할 수 있다.
설명의 편의를 위해 상기 제 2 티스(210)의 각 몸체들을 제 5 몸체(211a), 제 6 몸체(211b), 제 7 몸체(211c) 및 제 8 몸체(211d)로 명명하여 설명하기로 한다.
다만, 상기 제 1 코일(41)과 달리, 상기 제 2 코일(46)은 최초 상기 제 5 몸체(211a)에 권선될 때, 타 몸체(211b, 211c, 221d)의 권선수의 일부 횟수만 권선된다. 그리고, 상기 타 몸체(211b, 211c, 221d)에 권선되고 다시 상기 제 5 몸체(211a)로 상기 제 2 코일(46)이 돌아오면, 상기 타 몸체(211b, 211c, 221d)의 권선수와 동일하도록 나머지 횟수가 권선된다. 즉, 상기 제 2 코일(46)은 상기 제 2 로터(200)의 하면에 일부 영역이 지지되고, 상기 제 2 티스(210)의 양측에서 양단이 상방으로 연장되므로 상기와 같은 권선 방법에 의해 각 돌기부 간 권선수를 동일하게 형성할 수 있다.
바꾸어 말하면, 상기 제 2 로터(200)에 감기는 상기 제 2 코일(46)의 양 단부는 상기 제 1 코일(41)의 양 단부 연장 방향과 동일 방향인 상기 로터(10)의 상방으로 연장되어야 하므로, 상기 제 1 로터(100)와 달리 양 단부가 상기 제 2 티스(210)의 양측에 위치한다. 따라서, 각 몸체에 권선되는 코일의 권선수를 동일하게 구성하기 위해, 최초에는 일부 횟수만 상기 제 1 몸체(211a)에 권선되고, 나머지 횟수는 최후에 권선되는 것이다.
더욱 상세히, 상기 제 2 코일(46)의 권선 방식을 설명하면, 상기 제 2 코일(46)은 상기 제 2 로터(200)의 중심인 상기 홀(230)을 기준으로, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 상기 제 2 로터(200)에 권선될 수 있다. 일단이 상기 양극(300)에서 시작되는 상기 제 2 코일(46)은 도 9에 도시된 바와 같이, 제 5 몸체(211a)에 일부가 권선된 후 상기 제 6 몸체(211b)에 권선될 수 있다. 그러고 나서, 상기 제 7 몸체(211c)에 권선된 후, 상기 제 8 몸체(211d)에 권선될 수 있다. 그리고, 상기 제 8 몸체(111d)에 권선된 후 상기 제 5 몸체(211a)에 나머지 횟수가 권선되어 상기 제 2 코일(46)의 타단이 상기 음극(400)에 연결된다.
예를 들어, 복수의 상기 제 2 티스(210) 중 하나의 돌기부에 권선되는 상기 제 2코일의 권선수를 N이라 할 때, 상기 제 2 코일(46)은 최초 상기 제 5 몸체(211a)에 N/2번 권선되고, 상기 제 6 몸체(211b)에 N번 권선된 후, 상기 제 7 몸체(211c)에 N번 권선되고, 상기 제 8 몸체(211d)에 N번 권선되고 나서, 상기 제 5 몸체(211a)로 돌아와 나머지 N/2번 권선 된다.
다른 예로, 복수의 상기 제 2 티스(210) 중 하나의 돌기부에 권선되는 상기 제 2코일의 권선수를 N이라 할 때, 상기 제 2 코일(46)은 최초 상기 제 5 몸체(211a)에 N-0.5번 권선되고, 상기 제 6 몸체(211b)에 N번 권선된 후, 상기 제 7 몸체(211c)에 N번 권선되고, 상기 제 8 몸체(211d)에 N번 권선되고 나서, 상기 제 5 몸체(211a)로 돌아와 나머지 0.5번 권선 될 수 있다.
이 때, 상기 제 5 몸체(211a), 상기 제 6 몸체(211b), 상기 제 7 몸체(211c) 및 상기 제 8 몸체(211d)에 권선되는 상기 제 2 코일(46)의 권선 방향은 동일할 수 있다. 예를 들어 상기 제 5 몸체(211a)에 상기 제 2 코일(46)이 시계 방향으로 권선될 경우, 상기 제 6 몸체(211b), 상기 제 7 몸체(211c) 및 상기 제 8 몸체(211d)에도 상기 제 2 코일(46)은 시계 방향으로 권선된다. 또한, 상기 제 5 몸체(211a)에 상기 제 2 코일(46)이 반시계 방향으로 권선될 경우, 상기 제 6 몸체(211b), 상기 제 7 몸체(211c) 및 상기 제 8 몸체(211d)에도 상기 제 2 코일(46)은 반시계 방향으로 권선된다.
상기와 같은 구성의 로터(10)에 따르면, 복수 개의 로터몸체가 적층되어 로터를 이루고, 각각의 로터몸체에는 코일이 감기는 돌기부들을 포함하며, 각각의 로터몸체의 돌기부들은 원주 방향을 기준으로 상호 엇갈리게 배치되어 분할된 돌기부들이 전체 돌기부를 이루도록 구성함으로써, 코일이 감기는 돌기부들이 일체로 형성된 로터와 달리 상대적으로 넓은 권선공간이 확보되는 분할된 돌기부에 코일을 권선하도록 구성할 수 있기 때문에 코일 점적률을 높이며, 권선작업이 용이한 유리한 효과가 있다.
또한, 제 1 인슐레이터와 제 2 인슐레이터의 상, 하면에 가이드부를 구비하여, 로터 몸체에 코일이 견고하게 지지될 수 있고 소모되는 코일의 양이 줄어드는 장점이 있다.
또한, 각 로터 몸체에는 단일의 코일이 직렬로 권선되므로, 코일의 결선 구조가 간소화되는 장점이 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.
Claims (19)
- 제 1 로터 몸체 및 상기 제 1 로터 몸체의 외주면에 형성되는 복수개의 제 1 티스를 포함하는 제 1 로터;
상기 제 1 로터 몸체에 적층 결합되는 제 2 로터 몸체 및 상기 제 2 로터 몸체의 외주면에 형성되는 복수개의 제 2 티스를 포함하는 제 2 로터;
상기 제 1 티스에 권선되는 제 1 코일;
상기 제 2 티스에 권선되는 제 2 코일;
상기 제 1 티스와 상기 제 1 코일 사이에 배치되는 제 1 인슐레이터; 및
상기 제 2 티스와 상기 제 2 코일 사이에 배치되는 제 2 인슐레이터를 포함하며,
상기 제 1 로터 몸체의 상측에 배치되는 상기 제 1 인슐레이터의 상면에는 상기 제 1 코일이 정렬되는 제 1 가이드부가 형성되고,
상기 제 2 로터 몸체의 하측에 배치되는 상기 제 2 인슐레이터의 하면에는 상기 제 2 코일이 정렬되는 제 2 가이드부가 형성되는 로터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가이드부와 상기 제 2 가이드부는
각각 상기 제 1 인슐레이터의 상면과 상기 제 2 인슐레이터의 하면에서 함몰 형성되는 홈인 로터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가이드부와 상기 제 2 가이드부는
각각 상기 제 1 인슐레이터의 상면과 상기 제 2 인슐레이터의 하면에서 돌출되는 돌기인 로터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 로터와 상기 제 2 로터가 결합 시,
상기 제 2 티스는 인접한 상기 제 1 티스 사이에 형성되는 제 1 수용홈에 끼워지고, 상기 제 1 티스는 인접한 상기 제 2 티스 사이에 형성되는 제 2 수용홈에 끼워지는 로터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 티스는 상기 제 1 로터 몸체의 외주면에서 하방으로 연장되는 로터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 티스는 상기 제 2 로터 몸체의 외주면에서 상방으로 연장되는 로터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 로터 몸체와 상기 제 2 로터 몸체의 높이의 합은, 상기 제 1 티스 또는 상기 제 2 티스의 높이에 대응되는 로터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 코일은 상기 제 1 티스에 직렬로 권선되고,
상기 제 2 코일은 상기 제 2 티스에 직렬로 권선되는 로터.
- 제 1 로터 몸체와, 상기 제 1 로터 몸체의 외주면에서 방사상으로 돌출되는 복수의 제 1 티스를 구비하는 제 1 로터;
상기 제 1 로터의 하측에 적층 결합되며, 제 2 로터 몸체와, 상기 제 2 로터 몸체의 외주면에서 방사상으로 돌출되는 복수의 제 2 티스를 구비하는 제 2 로터;
상기 제 1 티스에 직렬로 권선되는 제 1 코일; 및
상기 제 2 티스에 직렬로 권선되는 제 2 코일을 포함하고,
복수의 상기 제 1 티스들은 상기 제 1 코일의 권선수가 서로 동일하게 형성되고,
복수의 상기 제 2 티스들은 상기 제 2 코일의 권선수가 서로 동일하게 형성되는 로터.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 코일은 상기 제 1 로터 몸체의 중심을 기준으로 시계 또는 반시계 방향으로 권선되는 로터.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 코일은 상기 제 2 로터 몸체의 중심을 기준으로 시계 또는 반시계 방향으로 권선되는 로터.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 티스는,
상기 제 1 로터 몸체의 외주면에서 상호 간격을 형성하며 돌출되는 제 1 몸체, 제 2 몸체, 제 3 몸체, 제 4 몸체를 포함하고,
상기 제 2 티스는,
상기 제 2 로터 몸체의 외주면에서 상호 간격을 형성하며 돌출되는 제 5 몸체, 제 6 몸체, 제 7 몸체, 제 8 몸체를 포함하는 로터.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 코일은, 상기 제 1 몸체, 상기 제 2 몸체, 상기 제 3 몸체 및 상기 제 4 몸체에 각각 시계 방향으로 권선되는 로터.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 코일은, 상기 제 1 몸체, 상기 제 2 몸체, 상기 제 3 몸체 및 상기 제 4 몸체에 각각 반 시계 방향으로 권선되는 로터.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 코일은, 상기 제 5 몸체, 상기 제 6 몸체, 상기 제 7 몸체 및 상기 제 8 몸체에 각각 시계 방향으로 권선되는 로터.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 코일은, 상기 제 5 몸체, 상기 제 6 몸체, 상기 제 7 몸체 및 상기 제 8 몸체에 각각 반 시계 방향으로 권선되는 로터.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 돌기부에 권선되는 상기 제 2코일의 권선수를 N이라 할 때,
상기 제 2 코일은 최초 상기 제 5 몸체에 N/2번 권선되고, 상기 제 6 몸체에 N번 권선된 후, 상기 제 7 몸체에 N번 권선되고, 상기 제 8 몸체에 N번 권선되고 나서, 상기 제 5 몸체로 돌아와 N/2번 권선되는 로터.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 돌기부에 권선되는 상기 제 2코일의 권선수를 N이라 할 때,
상기 제 2 코일은 최초 상기 제 5 몸체에 N-0.5번 권선되고, 상기 제 6 몸체에 N번 권선된 후, 상기 제 7 몸체에 N번 권선되고, 상기 제 8 몸체에 N번 권선되고 나서, 상기 제 5 몸체로 돌아와 0.5번 권선되는 로터. - 하우징;
상기 하우징의 내부에 배치되는 스테이터; 및
상기 스테이터의 내측에서 상기 스테이터와 마주하는 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 로터를 포함하는 모터.
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