KR20190062983A - 로터 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

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KR20190062983A
KR20190062983A KR1020170161702A KR20170161702A KR20190062983A KR 20190062983 A KR20190062983 A KR 20190062983A KR 1020170161702 A KR1020170161702 A KR 1020170161702A KR 20170161702 A KR20170161702 A KR 20170161702A KR 20190062983 A KR20190062983 A KR 20190062983A
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양정수
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Abstract

실시예는 포켓을 포함하는 로터 코어; 상기 포켓에 배치되는 제1 마그넷; 및 상기 포켓에 배치되는 제2 마그넷; 상기 제2 마그넷은 상기 제1 마그넷의 내측에 배치되고, 상기 제2 마그넷의 자속밀도는 상기 제1 마그넷의 자속밀도보다 큰 로터 및 이를 구비하는 모터에 관한 것이다. 이에 따라, 상기 모터는 이종 재질의 마그넷을 이용하여 원가를 절감할 수 있다.

Description

로터 및 이를 포함하는 모터{ROTOR AND MOTOR HAVING THE SAME}
실시예는 로터 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.
모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 차량, 가정용 전자제품, 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다.
모터는 하우징(housing), 샤프트(shaft), 하우징의 내주면에 배치되는 스테이터(stator), 샤프트의 외주면에 설치되는 로터(rotor) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 모터의 스테이터는 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다.
도 1은 종래의 스포크 타입의 모터의 로터와 스테이터를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 스포크 타입의 모터(2)는 로터(10)와 스테이터(20)를 포함할 수 있다.
상기 모터(2)는 스포크(spoke) 타입으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 로터(10)는 로터 요크(11)와 로터 투스(12)를 포함하고, 로터 투스(12) 사이에 마그넷(13)이 배치된다. 이때, 마그넷(13)은 회전축을 중심으로 방사상으로 뻗어 배치된다. 이러한 스토크 타입의 모터(2)의 경우 큰 출력을 갖는 것이 특징이다.
여기서, 상기 마그넷(13)은 폭보다 반경 방향의 길이가 긴 형태로 형성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 마그넷(13)은 길쭉한 바 형상으로 형성된다.
그에 따라, 상기 마그넷(13)은 형상이 고정되기 때문에, 로터(10)의 설계 자유도에 한계가 발생한다.
또한, 상기 로터(10)는 한 종류의 마그넷(13)을 이용하기 때문에, 원가 절감에 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이종 재질의 마그넷을 이용하여 원가를 절감하면서도 로터의 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 로터 및 이를 포함하는 모터를 제공한다.
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 과제는 실시예에 따라, 포켓을 포함하는 로터 코어; 상기 포켓에 배치되는 제1 마그넷; 및 상기 포켓에 배치되는 제2 마그넷; 상기 제2 마그넷은 상기 제1 마그넷의 내측에 배치되고, 상기 제2 마그넷의 자속밀도는 상기 제1 마그넷의 자속밀도보다 큰 로터에 의해 달성된다.
상기 제1 마그넷의 면적은 상기 제2 마그넷의 면적보다 크다.
그리고, 상기 제1 마그넷의 폭은 상기 제2 마그넷의 폭보다 크다.
여기서, 상기 제1 마그넷의 폭과 상기 제2 마그넷의 폭의 비는 3:2일 수 있다.
그리고, 상기 제1 마그넷의 길이는 상기 제2 마그넷의 길이보다 크거나 동일할 수 있다.
여기서, 상기 제1 마그넷의 길이와 상기 제2 마그넷의 길이의 비는 3:1일 수 있다.
한편, 상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷은 이종 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 로터 코어는 로터 요크; 및 상기 로터 요크의 외주면에서 반경 방향으로 돌출되는 복수 개의 로터 투스를 포함하고, 상기 로터 투스가 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 이격 배치됨에 따라, 상기 포켓은 상기 로터 투스 사이에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 로터 코어는 상기 로터 투스의 외주면에서 원주 방향으로 돌출되게 연장된 제1 돌기를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 돌기는 상기 로터 투스 각각에서 서로 마주보게 배치되며, 상기 제1 돌기 사이로 상기 제1 마그넷의 외측면의 일부가 노출될 수 있다.
또한, 상기 로터 코어는 상기 로터 요크의 외주면에서 돌출된 제2 돌기를 더 포함하며, 상기 제2 돌기의 단부는 상기 제2 마그넷의 내측면에 접촉될 수 있다.
한편, 상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷의 모서리는 곡면으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 마그넷은 상기 제1 마그넷에서 소정의 간격(d)으로 이격되게 배치될 수 있다.
이때, 상기 제2 마그넷의 길이와 상기 간격(d)의 비는 1:0.1일 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트가 관통되는 로터; 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 포켓을 포함하는 로터 코어; 상기 포켓에 배치되는 제1 마그넷; 및 상기 포켓에 배치되는 제2 마그넷; 상기 제2 마그넷은 상기 제1 마그넷의 내측에 배치되고, 상기 제2 마그넷의 자속밀도는 상기 제1 마그넷의 자속밀도보다 큰 모터에 의해 달성된다.
여기서, 중심(C)을 기준으로 상기 로터의 외측면까지의 최대거리(R1)와 상기 스테이터의 외측면까지의 최대거리(R2)의 비는 3:5일 수 있다.
그리고, 상기 제1 마그넷의 면적은 상기 제2 마그넷의 면적보다 크다.
또한, 상기 제2 마그넷은 상기 제1 마그넷에서 소정의 간격(d)으로 이격되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷은 이종 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 로터 코어는 로터 요크; 상기 로터 요크의 외주면에서 반경 방향으로 돌출되는 복수 개의 로터 투스; 상기 로터 투스의 외주면에서 원주 방향으로 돌출되게 연장된 제1 돌기; 및 상기 로터 요크의 외주면에서 돌출되어 상기 제2 마그넷의 내측면에 접촉되는 제2 돌기를 포함하고, 상기 로터 투스가 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 이격 배치됨에 따라, 상기 포켓은 상기 로터 투스 사이에 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 로터 및 이를 포함하는 모터는 이종 재질의 마그넷을 이용하여 원가를 절감할 수 있다.
또한, 상기 로터는 면적이 다른 두 개의 마그넷을 이용하여 로터의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
상기 로터는 제1 마그넷의 면적을 제2 마그넷의 면적보다 크게 형성하여, 제1 마그넷의 보자력을 유지할 수 있다.
또한, 제2 마그넷의 사이즈는 제1 마그넷의 사이즈와 비교할 때 작기 때문에 로터 투스의 내측을 효과적으로 포화시키면서도 로터의 원가를 절감시킬 수 있다.
도 1은 종래의 스포크 타입의 모터의 로터와 스테이터를 나타내는 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 3은 실시예에 따른 모터의 스테이터와 로터를 나타내는 도면이고,
도 4는 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 도면이고,
도 5는 실시예에 따른 모터의 제1 마그넷과 제2 마그넷의 사이즈에 따른 상기 모터의 출력밀도를 나타내는 도면이고,
도 6은 실시예에 따른 모터의 제1 마그넷과 제2 마그넷의 사이에 형성된 이격돌기를 나타내는 도면이고,
도 7은 도 4의 A영역을 나타내는 확대도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.
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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 3은 실시예에 따른 모터의 스테이터와 로터를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 하우징(100), 브라켓(200), 로터(300), 스테이터(400) 및 샤프트(500)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 브라켓(200)은 하우징(100)의 개방된 상부를 덮도록 배치될 수 있다. 이때, 하우징(100)은 스테이터(400)의 외측에 배치된다.
따라서, 하우징(100)과 브라켓(200)의 결합에 의해 내부에 수용공간이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 수용공간에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 로터(300), 스테이터(400) 및 샤프트(500) 등이 배치될 수 있다.
로터(300)는 스테이터(400)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 이때, 로터(300)는 스테이터(400)의 내측에 배치된다. 그리고, 로터(300)의 중앙에는 샤프트(500)가 관통하여 배치될 수 있다.
여기서, 상기 모터(1)의 중심(C)을 기준으로 로터(300)의 외측면까지의 최대거리(R1)와 스테이터(400)의 외측면까지의 최대거리(R2)의 비는 3:5일 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 모터의 로터를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 4의 A영역을 나타내는 확대도이다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 로터(300)는 포켓(P)을 포함하는 로터 코어(310), 포켓(P)에 배치되는 제1 마그넷(320) 및 포켓(P)에 배치되는 제2 마그넷(330)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 마그넷(330)은 제1 마그넷(320)의 내측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 내측이라 함은 로터(300)의 중심(C)을 향하는 방향이고, 외측이라 함은 상기 내측의 반대방향을 의미한다.
로터 코어(310)는 로터 요크(311), 로터 투스(312) 및 제1 돌기(313)를 포함할 수 있다. 그리고, 로터 코어(310)는 로터 요크(311)에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 제2 돌기(314)를 더 포함할 수 있다.
로터 요크(311)는 중심에 홀이 배치된 환형 부재일 수 있다.
로터 투스(312)는 로터 요크(311)의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된다. 로터 투스(312)는 복수 개이며, 도 4에 도시된 바와 같이, 로터(300)의 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되게 배치된다. 그에 따라, 로터 투스(312) 사이에는 포켓(P)이 형성될 수 있다.
이때, 로터 투스(312)는 스테이터(400)에 배치되는 스테이터 코어(410)의 슈(413)와 마주보게 배치될 수 있다.
제1 돌기(313)는 원심력에 의해 제1 마그넷(320)이 이탈되는 것을 방지한다. 따라서, 제1 돌기(313)는 이탈방지돌기라 불리 울 수 있다.
제1 돌기(313)는 로터 투스(312)의 외주면(312a)에서 원주 방향으로 돌출되게 연장될 수 있다. 예컨데, 제1 돌기(313)는 로터 투스(312)의 측면에서 원주 방향으로 돌출될 수 있다. 그에 따라, 제1 돌기(313)는 로터 투스(312)의 외주면(312a)을 연장시킬 수 있다. 여기서, 제1 돌기(313)의 돌출길이는 상기 모터(1)의 코깅 토크를 고려하여 길이가 제한될 수 있다.
제1 돌기(313)는 로터 투스(312)를 기준으로 원주 방향 양측에 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 로터 투스(312) 마다 두 개의 제1 돌기(313)가 배치될 수 있다. 이때, 제1 돌기(313)는 로터 투스(312)의 상단에서 하단까지 길게 형성될 수 있다.
제1 돌기(313)는 포켓(P)을 기준으로 로터 투스(312) 각각에서 서로 마주보게 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 돌기(313) 사이로 제1 마그넷(320)의 외측면(321) 일부가 노출될 수 있다.
제2 돌기(314)는 제2 마그넷(330)의 일면을 지지할 수 있다. 여기서, 제2 돌기(314)는 지지돌기라 불리 울 수 있다.
제2 돌기(314)는 로터 요크(311)의 외주면에서 반경 방향으로 돌출될 수 있다. 이때, 복수 개의 제2 돌기(314)는 중심(C)을 기준으로 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되게 배될 수 있다.
제2 돌기(314)의 단부는 제2 마그넷(330)의 내측면(331)에 접촉될 수 있다. 그에 따라, 제2 돌기(314)는 제2 마그넷(330)을 지지할 수 있다
제1 마그넷(320) 및 제2 마그넷(330) 각각은 원주 방향을 기준으로 로터 투스(312)와 로터 투스(312) 사이에 배치된다.
그리고, 제1 마그넷(320) 및 제2 마그넷(330) 각각은 로터 투스(312)의 상단에서 하단까지 배치될 수 있다. 이때, 상기 모터(1)에는 8개의 제1 마그넷(320) 및 8개의 제2 마그넷(330)이 배치될 수 있다.
제1 마그넷(320) 및 제2 마그넷(330) 각각의 자속밀도는 서로 상이할 수 있다. 예컨데, 제2 마그넷(330)의 자속밀도는 제1 마그넷(320)의 자속밀도보다 크다. 이때, 제1 마그넷(320)의 등급(grade)은 N35UH이고, 제2 마그넷(330)의 등급(grade)은 N44UH이다. 그리고, 제1 마그넷(320)의 잔류자속밀도(Br)는 1.135T이고, 제2 마그넷(330)의 잔류자속밀도(Br)는 1.31T이다. 여기서, 잔류자속밀도라 함은 자기장이 0인 경우의 자속밀도로서 자석의 강도를 나타낸다.
한편, 제1 마그넷(320) 및 제2 마그넷(330)은 이종 재질로 형성될 수 있다. 여기서, 이종 재질이라 함은 서로 다른 재질로 형성되는 것을 의미한다.
도 4를 참조하면, 수평상 제1 마그넷(320)의 면적은 제2 마그넷(330)의 면적보다 클 수 있다.
따라서, 제1 마그넷(320)은 보자력(iHC)를 유지하여 감자 위험을 줄일 수 있다. 그에 따라, 제1 마그넷(320)은 자속량을 유지할 수 있기 때문에 내구성이 향상된다.
또한, 제2 마그넷(330)의 사이즈는 제1 마그넷(320)보다 작기 때문에 원가를 절감하면서도 상기 로터(300)의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 그리고, 제2 마그넷(330)은 로터(300) 내부에서 적은 영역을 차지하면서도 제2 마그넷(330) 사이에 배치되는 로터 투스(312)의 일 영역을 효과적으로 포화시킬 수 있다. 다만, 제2 마그넷(330)은 제1 마그넷(320) 보다 그레이드가 높은 마그넷이 사용되어야 한다.
상기 마그넷(320, 330)의 면적은 폭과 길이의 곱으로 나타낼 수 있는바, 제1 마그넷(320)의 폭은 W1이고 길이는 L1일 수 있다. 그리고, 제2 마그넷(330)의 폭은 W2이고, 길이는 L2라 표시될 수 있다.
제1 마그넷(320)의 폭(W1)은 제2 마그넷의 폭(W2)보다 크다.
이때, 제1 마그넷(320)의 폭(W1)과 제2 마그넷(330)의 폭(W2)은 하기의 수식 1을 만족할 수 있다.
수식 1: W1=K*W2
여기서, K는 비율 상수이다.
또한, 제1 마그넷(320)의 길이(L1)는 제2 마그넷(330)의 길이(L2)보다 클 수 있다. 여기서, 제1 마그넷(320)의 길이(L1)는 제2 마그넷(330)의 길이(L2)보다 큰 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 제1 마그넷(320)의 길이(L1)는 제2 마그넷(330)의 길이(L2)와 동일할 수도 있다.
또한, 제1 마그넷(320)의 폭(W1)은 길이(L1)와 동일할 수도 있다. 따라서, 제1 마그넷(320)은 수평상 정사각형 형상으로 형성될 수도 있다.
이때, 제1 마그넷(320)의 길이(L1)와 제2 마그넷(330)의 길이(L2)는 하기의 수식 2를 만족할 수 있다.
수식 2: L1=20-L2
도 5는 실시예에 따른 모터의 제1 마그넷(320)과 제2 마그넷(330)의 사이즈에 따른 상기 모터의 출력밀도를 나타내는 도면이다. 상세하게, 도 5는 상술 된 수식 1과 수식 2에 따라 상기 모터의 출력밀도를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 수식들을 고려하여 비율 상수인 K가 1.5일 때, 출력밀도가 가장 좋은 값을 갖게 된다. 따라서, 제1 마그넷(320)의 폭(W1)과 제2 마그넷(330)의 폭(W2)의 비가 3:2일 때, 최대의 출력밀도를 확인할 수 있다.
또한, 상기 수식들을 고려하여 L2가 5일 때, 출력밀도가 가장 좋은 값을 갖게 된다. 따라서, 제1 마그넷(320)의 길이(L1)와 제2 마그넷(330)의 길이(L2)의 비가 3:1일 때, 최대의 출력밀도를 확인할 수 있다.
한편, 제1 마그넷(320)의 내측에 배치되는 제2 마그넷(330)은 소정의 간격(d)으로 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 마그넷(320)의 와전류 패스 길이가 감소하여 와전류손 또한 감소하게 된다. 이에, 상기 로터(300)는 고속 또는 대형 모터에 적용시 매우 효과적이다.
이때, 제2 마그넷(330)의 길이(L2)와 간격(d)의 비는 1:0.1일 수 있다.
제1 마그넷(320)과 제2 마그넷(330)은 접착부재를 통해 이격되게 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨데, 별도의 이격돌기를 로터 투스(312)에 배치하여 제1 마그넷(320)과 제2 마그넷(330)이 상호 이격되게 배치시킬 수도 있다.
도 6은 실시예에 따른 모터의 제1 마그넷과 제2 마그넷의 사이에 형성된 이격돌기를 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 반경 방향을 기준으로 제1 마그넷(320)과 제2 마그넷(330) 사이에는 이격돌기(315)가 더 배치될 수 있다. 즉, 로터 코어(310)는 반경 방향을 기준으로 제1 마그넷(320)과 제2 마그넷(330) 사이에는 배치되는 이격돌기(315)를 더 포함할 수 있다.
이격돌기(315)는 제1 마그넷(320)과 제2 마그넷(330)이 소정의 간격(d)으로 상호 이격되게 배치시킨다. 이때, 이격돌기(315)는 로터 투스(312)의 측면에서 원주 방향으로 돌출될 수 있다.
이격돌기(315)는 로터 투스(312)를 기준으로 원주 방향 양측에 배치될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 로터 투스(312) 마다 두 개의 제1 돌기(313)가 배치될 수 있다. 이때, 이격돌기(315)는 로터 투스(312)의 상단에서 하단까지 길게 형성될 수 있다.
이격돌기(315)는 포켓(P)을 기준으로 로터 투스(312) 각각에서 서로 마주보게 배치될 수 있다. 이때, 이격돌기(315)는 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 이격돌기(315) 사이로 소정의 공간이 형성될 수 있다.
한편, 제1 마그넷(320) 및 제2 마그넷(330) 각각의 모서리는 소정의 곡률(1/R)로 형성된 곡면일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 마그넷(320) 및 제2 마그넷(330) 각각의 모서리는 모따기가 수행될 수도 있다.
또한, 제1 마그넷(320) 및 제2 마그넷(330) 각각의 측면과 로터 투스(312)의 측면 사이에는 본드와 같은 접착부재(미도시)가 배치될 수 있다.
상기 접착부재는 제1 마그넷(320) 및 제2 마그넷(330) 각각을 로터 투스(312)에 고정시킨다.
스테이터(400)는 로터(300)의 외측에 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 스테이터(400)는 스테이터 코어(410)와 코일(420)을 포함할 수 있다. 코일(420)은 스테이터 코어(410)에 감긴다. 스테이터(400)는 로터(300)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터(300)의 회전을 유도한다.
스테이터 코어(410)는 평면상 링 형상의 스테이터 요크(411), 스테이터 투스(412) 및 슈(413)를 포함할 수 있다. 그리고, 스테이터 투스(412)는 코일(330)의 권선을 위해 스테이터 요크(411)에서 돌출되게 형성될 수 있다. 그리고, 슈(413)는 스테이터 투스(412)의 내측 단부에 형성될 수 있다. 여기서, 스테이터 요크(411), 스테이터 투스(412) 및 슈(413)는 일체로 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 슈(413)는 돌기부라 불리울 수 있다.
스테이터 요크(411)는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
스테이터 투스(412)는 스테이터 요크(411)에서 중심(C)을 향하여 돌출되게 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개의 스테이터 투스(412)는 스테이터 요크(411)의 내주면을 따라 일정 간격마다 중심(C)을 향하여 돌출되게 배치될 수 있다. 즉, 복수 개의 투스(312)는 소정의 간격으로 상호 이격되게 스테이터 요크(411)의 내주면에 배치될 수 있다.
따라서, 어느 하나의 스테이터 투스(412)와 인접하게 배치되는 다른 하나의 스테이터 투스(412) 사이에는 코일(420)이 권선되는 공간이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 공간은 슬롯이라 불리울 수 있다.
그리고, 상기 슈(413)가 서로 이격되게 배치됨에 따라, 상기 슬롯의 개구부가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 개구부는 슬롯 오픈을 의미한다.
스테이터 투스(412)에는 코일(420)이 권선될 수 있다. 이때, 상기 스테이터 투스(412)에는 인슐레이터(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 인슐레이터는 스테이터 투스(412)와 코일(420)을 절연시킨다.
스테이터 투스(412)는 스테이터 요크(411)에서 중심(C)을 향하여 돌출되게 배치될 수 있다.
슈(413)는 스테이터 투스(412)의 단부에서 연장되게 형성될 수 있다. 그리고, 슈(413)는 로터(300)에 배치되는 로터 투스(312)의 외주면(312a)과 마주보도록 배치될 수 있다.
예컨데, 슈(413)는 로터 투스(312)의 외주면(312a)과 마주보게 배치될 수 있다. 이때, 슈(413)는 로터 투스(312)의 외주면(312a)과 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 슈(413)의 내측면(413a)과 로터(300)에 배치되는 로터 투스(312)의 외주면(312a) 사이에는 에어갭이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 에어갭은 슈(413)와 로터(300) 사이의 간격을 의미할 수 있다. 바람직하게, 상기 에어갭은 슈(413)와 로터(300)에 배치되는 로터 투스(312)의 외주면(312a) 사이의 간격을 의미할 수 있다.
샤프트(500)는 로터(300)에 결합될 수 있다. 샤프트(500)와 로터(300) 사이에는 베어링과 베어링을 고정하는 홀더와 같은 고정부재가 배치될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(300)와 스테이터(400)에 전자기적 상호 작용이 발생하면 로터(300)가 회전한다. 다만, 샤프트(500)가 임펠러(미도시)와 연결될 때, 샤프트(500)는 하우징(400)에 고정될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 모터
100: 하우징 200: 브라켓
300: 로터 310: 로터 코어
311: 로터 요크 312: 로터 투스
313: 제1 돌기 314: 제2 돌기
320: 제1 마그넷
330: 제2 마그넷
400: 스테이터
410: 스테이터 코어 420: 코일
500: 샤프트

Claims (20)

  1. 포켓을 포함하는 로터 코어;
    상기 포켓에 배치되는 제1 마그넷; 및
    상기 포켓에 배치되는 제2 마그넷;
    상기 제2 마그넷은 상기 제1 마그넷의 내측에 배치되고,
    상기 제2 마그넷의 자속밀도는 상기 제1 마그넷의 자속밀도보다 큰 로터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그넷의 면적은 상기 제2 마그넷의 면적보다 큰 로터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 마그넷의 폭은 상기 제2 마그넷의 폭보다 큰 로터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 마그넷의 폭과 상기 제2 마그넷의 폭의 비는 3:2인 로터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 마그넷의 길이는 상기 제2 마그넷의 길이보다 크거나 동일한 로터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 마그넷의 길이와 상기 제2 마그넷의 길이의 비는 3:1인 로터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷은 이종 재질로 형성되는 로터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 로터 코어는
    로터 요크; 및
    상기 로터 요크의 외주면에서 반경 방향으로 돌출되는 복수 개의 로터 투스를 포함하고,
    상기 로터 투스가 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 이격 배치됨에 따라, 상기 포켓은 상기 로터 투스 사이에 형성되는 로터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 로터 코어는 상기 로터 투스의 외주면에서 원주 방향으로 돌출되게 연장된 제1 돌기를 포함하는 로터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 돌기는 상기 로터 투스 각각에서 서로 마주보게 돌출되며,
    상기 제1 돌기 사이로 상기 제1 마그넷의 외측면의 일부가 노출되는 로터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 로터 코어는 상기 로터 요크의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된 제2 돌기를 더 포함하며,
    상기 제2 돌기의 단부는 상기 제2 마그넷의 내측면에 접촉되는 로터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷의 모서리는 곡면으로 형성되는 로터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 마그넷은 상기 제1 마그넷에서 소정의 간격(d)으로 이격되게 배치되는 로터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 마그넷의 길이와 상기 간격(d)의 비는 1:0.1인 로터.
  15. 샤프트;
    상기 샤프트가 관통되는 로터; 및
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 로터는
    포켓을 포함하는 로터 코어;
    상기 포켓에 배치되는 제1 마그넷; 및
    상기 포켓에 배치되는 제2 마그넷;
    상기 제2 마그넷은 상기 제1 마그넷의 내측에 배치되고,
    상기 제2 마그넷의 자속밀도는 상기 제1 마그넷의 자속밀도보다 큰 모터.
  16. 제15항에 있어서,
    중심(C)을 기준으로 상기 로터의 외측면까지의 최대거리(R1)와 상기 스테이터의 외측면까지의 최대거리(R2)의 비는 3:5인 모터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 마그넷의 면적은 상기 제2 마그넷의 면적보다 큰 모터.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 마그넷은 상기 제1 마그넷에서 소정의 간격(d)으로 이격되게 배치되는 모터.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제1 마그넷과 상기 제2 마그넷은 이종 재질로 형성되는 모터.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 로터 코어는
    로터 요크;
    상기 로터 요크의 외주면에서 반경 방향으로 돌출되는 복수 개의 로터 투스;
    상기 로터 투스의 외주면에서 원주 방향으로 돌출되게 연장된 제1 돌기; 및
    상기 로터 요크의 외주면에서 돌출되어 상기 제2 마그넷의 내측면에 접촉되는 제2 돌기를 포함하고,
    상기 로터 투스가 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 이격 배치됨에 따라, 상기 포켓은 상기 로터 투스 사이에 형성되는 모터.
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