KR20190014742A - 로터 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

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KR20190014742A
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Abstract

본 발명은 로터부; 상기 로터부 위에 배치되는 센서 마그넷; 상기 로터부 및 상기 센서 마그넷을 감싸는 커버부재를 포함하고, 상기 커버부재는 상기 센서 마그넷의 상면, 외주면, 하면 및 내주면을 둘러싸도록 형성되며, 상기 센서 마그넷의 일부를 노출시키는 크랙방지홀을 포함하는 로터 조립체를 제공하여, 크랙 발생을 예방하는 유리한 효과를 제공한다.

Description

로터 및 이를 포함하는 모터{Rotor and Motor having the same}
실시예는 로터 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.
자동차의 변속기(Transmission)는 사용자의 클러치 조작에 따라 수동 조작되거나, 미션에 의해 속도에 따라 자동 조작되는 변속장치로서, 모터를 포함하여 구성된다.
변속기의 모터는 로터의 상부에 설치되는 센서 마그넷을 포함할 수 있다. 센서 마그넷은 외주면과 내주면을 갖는 링 형태로 형성된다. 이러한 센서 마그넷은 로터의 상부에 설치되어 로터의 위치를 알려주는 역할을 한다. 센서 마그넷과 로터는 몰딩부를 통해 고정될 수 있다. 그러나 몰딩부를 성형하는 사출 성형 과정에서 몰딩부에 웰드 라인(weld line)이 발생하는 문제점이 있다. 웰드 라인은 몰딩부의 크랙을 유발하기 때문에 최소화하는 것이 바람직하다.
실시예는 몰딩부의 웰드라인을 최소화하여 몰딩부의 크랙을 방지할 수 있는 로터 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
실시예에서 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 실시예는. 로터 코어와, 상기 로터 코어 외측에 배치되는 복수개의 마그넷 및 상기 복수개의 마그넷 외측에 배치되는 몰딩부;을 포함하며, 상기 로터 코어는 상기 복수 개의 마그넷 사이에 배치되는 복수개의 가이드 돌기를 포함하고, 상기 로터 코어의 중심에서, 상기 가이드 돌기의 중심을 지나는 상기 몰딩부의 외면까지의 거리가 상기 복수개의 마그넷 중 하나의 마그넷의 중심을 지나는 상기 몰딩부의 외면까지의 거리 보다 작은 로터를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 로터 코어의 상측에 배치되는 센서 마그넷;을 더 포함하고, 상기 몰딩부는 상기 센서 마그넷의 외측에 배치되며, 상기 로터 코어의 중심의 반경 방향을 기준으로 상기 복수 개의 마그넷의 외측에 배치된 상기 몰딩부의 두께는 상기 센서 마그넷의 외측에 배치된 상기 몰딩부의 두께보다 작을 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷의 길이 방향과 수직한 방향으로 자른 상기 몰딩부의 단면은 볼록부와 오목부를 포함하며, 상기 볼록부와 상기 오목부는 교대로 배열될 수 있다.
바람직하게는, 상기 오목부의 중심은 상기 로터코어의 외측에 배치되는 로터.
바람직하게는, 상기 볼록부, 상기 마그넷 및 상기 가이드 돌기의 개수는 동일한 로터.
바람직하게는, 상기 로터 코어의 중심에서, 상기 가이드 돌기의 중심을 지나는 상기 몰징부의 외면까지의 거리는 상기 마그넷의 외면까지의 거리보다 작을 수 있다.
바람직하게는, 상기 몰드물의 외주면의 형상과 상기 마그넷의 외주면의 형상이 대응될 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷 외주면의 곡률과 상기 몰딩부의 외주면의 곡률이 동일한 부분을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 볼록부의 두께와 상기 오목부의 두께는 동일할 수 있다.
바람직하게는, 상기 오목부는 상기 로터 코어의 중심을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예는. 회전축과, 상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 로터 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터 코어와, 상기 로터 코어 외측에 배치되는 복수 개의 마그넷 및 상기 복수 개의 마그넷 외측에 배치되는 몰딩부를 포함하며, 상기 로터 코어는 상기 복수 개의 마그넷 사이에 배치되는 복수 개의 가이드 돌기를 포함하고, 상기 로터 코어의 중심에서, 상기 가이드 돌기의 중심을 지나는 상기 몰딩부의 외면까지의 거리가 상기 복수 개의 마그넷 중 하나의 마그넷의 중심을 지나는 상기 몰딩부의 외면까지의 거리 보다 작을 수 있다.
실시예에 따르면, 몰딩부의 웰드라인을 최소화하여 몰딩부의 크랙을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 로터를 도시한 도면,
도 3은 도 2의 A-A를 기준으로 한 로터의 측단면을 도시한 도면이다.
도 4는 사출 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 B-B를 기준으로 한 로터 코어와 마그넷의 평단면을 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 2의 B-B를 기준으로 하여 실시예에 따른 로터의 평단면을 도시한 도면,
도 8은 몰딩부의 두께를 도시한 도면,
도 9는 센서 마그넷 측 몰딩부의 두께와 로터 측 몰딩부의 두께를 도시한 도면,도 10은 일반적인 로터에서 몰딩부의 진행 상태와. 실시예에 따른 로터에서 몰딩부의 진행 상태를 비교한 도면,
도 11은 일반적인 로터에서 몰딩부의 웰드 라인 발생 상태와. 실시예에 따른 로터에서 몰딩부의 웰드 라인 발생 상태를 비교한 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.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 실시예에 따른 모터는 회전축(100)과, 로터(200)와, 스테이터(300)를 포함할 수 있다.
로터(200)와 스테이터(300)는 전기적 상호 작용을 유발한다. 전기적 상호 작용이 유발되면, 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 회전축(100)이 회전한다. 회전축(100)은 듀얼 클러치 트랜스미션(DCT, Dual-clutch Transmission)과 연결되어 동력을 제공할 수 있다.
여기서, 듀얼 클러치 트랜스미션(DCT)은, 종래의 수동 트랜스미션 차량에 탑재되는 단판 클러치 트랜스미션과는 달리 2조의 클러치를 탑재하고 있어서, 하나의 클러치를 통하여 전달되는 동력으로 1, 3, 5단을 구현하고, 나머지 하나의 클러치를 통하여 전달되는 동력으로 2, 4, 6단을 구현할 수 있도록 하는 시스템이다.
듀얼 클러치 트랜스미션(DCT)은 회전축(100)의 동력을 선택적으로 전달 받을 수 있다.
듀얼 클러치 트랜스미션은, 종래의 자동 트랜스미션 차량과 같은 편리한 운전성 및 부드러운 변속감을 제공함과 아울러, 종래의 수동 트랜스미션 차량보다 높은 연비를 발휘할 수 있는 특징이 있다.
도 2는 도 1에서 도시한 로터를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 A-A를 기준으로 한 로터의 측단면을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 로터(200)는 스테이터(300)의 내측에 배치된다.
로터(200)는 로터 코어(210)와 마그넷(220)과 몰딩부(230) 포함할 수 있다.
로터 코어(210) 위에 센서 마그넷(400)이 배치된다. 몰딩부(230)가 로터 코어(210)와 센서 마그넷(400)을 결합시킨다. 센서 마그넷(400)은 로터 코어(210)와 동심축을 갖도록 로터 코어(210) 위에 배치될 수 있다. 마그넷(220)은 로터 코어(210)의 외주면에 결합될 수 있다.
센서 마그넷(400)은 복수 개의 극으로 착자될 수 있다. 센서 마그넷(400)은 중심이 로터 코어(210)의 중심(C)과 동일하도록 로터 코어(210) 위에 배치된다. 이러한 센서 마그넷(400)은 로터 코어(210)의 회전 위치를 검출하기 위한 시그널을 유발하는 역할을 한다. 센서 마그넷(400)은 링형태로 구현된다. 센서 마그넷(400)은 중심에 회전축(100)이 관통하는 홀이 형성될 수 있다. 그리고 센서 마그넷(400)은 사마륨 코발트(Samarium Cobalt)로 이루어질 수 있다.
몰딩부(230)는 로터 코어(210)와 센서 마그넷(400)을 결합시킨다. 몰딩부(230)는 로터 코어(210)와 센서 마그넷(400)를 함께 감싸도록 형성될 수 있다. 몰딩부(230)는 로터 코어(210)와 센서 마그넷(400)를 포함한 상태에서 이중 사출되어 형성될 수 있다. 몰딩부(230)가 센서 마그넷(400)의 상면(410), 외주면(420), 하면(430) 및 내주면(440)을 둘러싸는 형태이다. 이때, 몰딩부(230)는 축방향을 기준으로 센서 마그넷(400)의 내주면(440)의 일부만 감싸도록 실시될 수 있다. 그리고 몰딩부(230)는 센서 마그넷(400)의 중심(C)을 기준하여 반경 방향으로 상면(410)의 일부만 감싸도록 실시될 수 있다. 이는 센서 마그넷(400)의 극 검출 성능을 확보하기 위함이다.
도 4는 사출 흐름을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 로터 코어(210)의 외주면에 마그넷(220)이 부착되고, 로터 코어(210)의 상측에 센서 마그넷(400)이 배치된 상태에서, 사출 성형이 진행된다. 사출 게이트가 센서 마그넷(400)의 상측에 배치되어 몰드물은 센서 마그넷(400)이 위치한 상측에서 로터 코어(210)가 위치한 하측으로 흐른다.
이때, 로터(200) 측의 사출 흐름을 살펴보면 크게 마그넷(220)의 외측으로 흐르는 사출 흐름(A)과, 마그넷(220)과 마그넷(220) 사이를 흐르는 사출 흐름(B)으로 구분될 수 있다.
도 5는 도 2의 B-B를 기준으로 한 로터 코어와 마그넷의 평단면을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도 5의 M은 일반적인 몰딩부의 외주면을 나타내는 경계선이다. 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)은 사출 흐름이 상이하다.
제1 영역(S1)은 가이드 돌기(211)가 위치한 영역으로, 마그넷(220)과 마그넷(220) 사이에 해당한다. 제1 영역(S1)으로 마그넷(220)과 마그넷(220) 사이를 흐르는 사출 흐름(B)이 진행된다. 제2 영역(S2)은 마그넷(220)의 외측에 해당한다. 제2 영역(S2)으로 마그넷(220)의 외측으로 흐르는 사출 흐름(A)이 진행된다.
제1 영역(S1)의 유체 단면적이 제2 영역(S2)의 유체 단면적 보다 크다. 따라서, 몰드물은 제1 영역(S1)에서 빠르게 하향하여 진행되고, 제2 영역(S2)에서 상대적으로 느리게 하향하여 진행된다. 제1 영역(S1)에서 몰드물의 진행속도와 제2 영역(S2)에서 몰드물의 진행속도의 차이로 인하여 축 방향으로 웰드 라인이 발생할 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 2의 B-B를 기준으로 하여 실시예에 따른 로터의 평단면을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 로터(200)의 몰딩부(230)는 도 5에서 도시한 제1 영역(S1)에서의 유체 단면적을 줄여 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)에서의 몰드물의 진행속도 차이를 줄이고자 한다.
로터 코어(210)의 중심(C)에서 가이드 돌기(211)의 중심(P1)을 지나 몰딩부(230)의 외면까지의 거리를 제1 거리(T1)라 한다. 그리고 로터 코어(210)의 중심(C)에서 마그넷(211)의 중심(P2)을 지나 몰딩부(230)의 외면까지의 거리를 제2 거리(T2)라 한다. 로터 코어(210)의 중심(C)에서 상기 마그넷(220)의 외면까지의 거리를 제3 거리(T3)라 한다.
몰딩부(230)는 제1 거리(T1)가 제2 거리(T2)보다 작게 형성된다. 나아가. 제1 거리(T1)는 제3 거리(T3)거리 보다 작게 형성된다.
따라서, 몰딩부(230)는 볼록부(231)와 오목부(232)를 포함할 수 있다. 마그넷(220)의 길이 방향과 수직한 방향으로 자른 몰딩부(230)의 수평 단면을 기준할 때, 몰딩부(230)는 상대적으로 외측으로 돌출되어 배치된 볼록부(231)와 상대적으로 내측으로 오목하게 배치된 오목부(232)를 포함할 수 있다. 이러한 볼록부(231)와 오목부(232)는 로터(200)의 원주 방향을 따라 교대로 배치된다. 복수 개의 오목부(232)는 로터 코어(210)의 중심을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다. 이는 모터의 밸런스를 유지하기 위함이다.
볼록부(231)는 마그넷(220)의 외측 영역인 제2 영역(도 5의 S2)에 배치된다. 오목부(232)는 마그넷(220)과 마그넷(220) 사이 영역인 제1 영역(S1)에 배치된다. 따라서, 볼록부(231)의 개수는 마그넷(220)의 개수와 동일하다. 또한, 볼록부(231)의 개수는 가이드 돌기(121)의 개수와 동일하다.
도 8은 몰딩부의 두께를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 오목부(232)의 중심(P3)는 로터 코어(210)의 외측에 배치될 수 있다.
이러한 몰딩부(230)의 외주면의 형상을 보면, 마그넷(220)의 외주면의 형상과 대응될 수 있다. 예를 들어, 마그넷(220)의 외주면의 곡률(R1)과 몰딩부(230)의 외주면의 곡률(R2)이 동일한 부분이 몰딩부(230) 중에 존재한다.
몰딩부(230)의 두께 관점에서 보면, 볼록부(231)의 두께(t1)와 오목부(232)의 두께(t2)는 동일할 수 있다. 볼록부(231)의 두께(t1)와 오목부(232)의 두께(t2)가 동일한 경우, 제1 영역(S1)에서의 몰드몰의 진행속도와 제2 영역(S2)에서의 몰드물의 진행속도가 차이가 없기 때문에 웰드 라인 발생을 최소화할 수 있다.
도 9는 센서 마그넷 측 몰딩부의 두께와 로터 측 몰딩부의 두께를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 로터 코어(210)의 외측에 배치된 몰딩부(230)의 두께(t1,t2)는 센서 마그넷(400)의 외측에 배치된 몰딩부(230)의 두께(t3)는 로터 코어(210)의 외측에 배치된 몰딩부(230)의 두께(t1,t2)보다 작다. 센서 마그넷(400)의 외측에 배치된 몰딩부(230)는 상대적으로 두께(t3)가 두껍기 때문에 해당 영역에 웰드 라인이 발생하여도 크랙이 발생할 확률이 낮다.
도 10은 일반적인 로터에서 몰딩부의 진행 상태와. 실시예에 따른 로터에서 몰딩부의 진행 상태를 비교한 도면이다.
도 10의 (a)는 일반적인 로터에서 몰딩부의 진행 상태를 도시한 도면이다.
도 10의 (a)를 참조하면, 제1 영역(S1)(도 5 참조)에서 몰드물의 진행 속도가 제2 영역(S2)(도 5 참조)에서 몰드물의 진행 속도 보다 느린 것을 확인할 수 있다. 마그넷의 외측에서 유체 단면적이 마그넷과 마그넷 사이에서의 유체 단면적 보다 작기 때문이다.
도 10의 (b)는 실시예에 따른 로터에서 몰딩부의 진행 상태를 비교한 도면이다.
도 10의 (b)를 참조하면, 제1 영역(S1)(도 5 참조)에서 몰드물의 진행 속도와 제2 영역(S2)(도 5 참조)에서 몰드물의 진행 속도가 차이가 없다. 마그넷의 외측에서 유체 단면적이 마그넷과 마그넷 사이에서의 유체 단면적이 동일하기 때문이다. 이러한 경우, 로터(200)의 외측면에서 웰드 라인이 최소화 된다.
도 11은 일반적인 로터에서 몰딩부의 웰드 라인 발생 상태와. 실시예에 따른 로터에서 몰딩부의 웰드 라인 발생 상태를 비교한 도면이다.
도 11의 (a)는 일반적인 로터에서 몰딩부의 웰드 라인 발생 상태를 도시한 도면이고, 도 11의 (b)는 실시예에 따른 로터에서 몰딩부의 웰드 라인 발생 상태를 비교한 도면이다.
도 11의 (a)를 참조하면, 로터의 외측에 배치된 몰딩부에서 많은 웰드 라인이 발생함을 확인할 수 있다. 반면에, 도 11의 (b)를 참조하면, 실시예에 따른 로터의 외측에 배치된 몰딩부에서 웰드 라인이 거의 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 로터 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: 회전축
200: 로터
210: 로터 코어
220: 마그넷
230: 몰딩부
231: 볼록부
232: 오목부
300: 스테이터

Claims (11)

  1. 로터 코어;
    상기 로터 코어 외측에 배치되는 복수개의 마그넷; 및
    상기 복수개의 마그넷 외측에 배치되는 몰딩부;을 포함하며,
    상기 로터 코어는 상기 복수 개의 마그넷 사이에 배치되는 복수개의 가이드 돌기를 포함하고,
    상기 로터 코어의 중심에서,
    상기 가이드 돌기의 중심을 지나는 상기 몰딩부의 외면까지의 거리가 상기 복수개의 마그넷 중 하나의 마그넷의 중심을 지나는 상기 몰딩부의 외면까지의 거리 보다 작은 로터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 로터 코어의 상측에 배치되는 센서 마그넷;을 더 포함하고,
    상기 몰딩부는 상기 센서 마그넷의 외측에 배치되며, 상기 로터 코어의 중심의 반경 방향을 기준으로 상기 복수 개의 마그넷의 외측에 배치된 상기 몰딩부의 두께는 상기 센서 마그넷의 외측에 배치된 상기 몰딩부의 두께보다 작은 로터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 마그넷의 길이 방향과 수직한 방향으로 자른 상기 몰딩부의 단면은 볼록부와 오목부를 포함하며, 상기 볼록부와 상기 오목부는 교대로 배열되는 로터.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 오목부의 중심은 상기 로터코어의 외측에 배치되는 로터.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 볼록부, 상기 마그넷 및 상기 가이드 돌기의 개수는 동일한 로터.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 로터 코어의 중심에서, 상기 가이드 돌기의 중심을 지나는 상기 몰징부의 외면까지의 거리는 상기 마그넷의 외면까지의 거리보다 작은 로터.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 몰드물의 외주면의 형상과 상기 마그넷의 외주면의 형상이 대응되는 로터
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 마그넷 외주면의 곡률과 상기 몰딩부의 외주면의 곡률이 동일한 부분을 포함하는 로터.
  9. 제3 항에 있어서,
    상기 볼록부의 두께와 상기 오목부의 두께는 동일한 로터.
  10. 제3 항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 로터 코어의 중심을 기준으로 대칭되게 배치되는 로터.
  11. 회전축;
    상기 회전축이 배치되는 홀을 포함하는 로터; 및
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 로터는
    로터 코어;
    상기 로터 코어 외측에 배치되는 복수 개의 마그넷; 및
    상기 복수 개의 마그넷 외측에 배치되는 몰딩부;을 포함하며,
    상기 로터 코어는 상기 복수 개의 마그넷 사이에 배치되는 복수 개의 가이드 돌기를 포함하고,
    상기 로터 코어의 중심에서,
    상기 가이드 돌기의 중심을 지나는 상기 몰딩부의 외면까지의 거리가 상기 복수 개의 마그넷 중 하나의 마그넷의 중심을 지나는 상기 몰딩부의 외면까지의 거리 보다 작은 모터.
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