KR20190128370A - 회전자 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전자 조립체에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체는 서로 적층 결합되는 다수의 회전자 코어와, 상기 다수의 회전자 코어를 체결하는 가이드 핀을 포함하며, 상기 다수의 회전자 코어 각각은, 원주 방향을 따라 소정의 중심각만큼 이격 배치되어 상기 가이드 핀이 관통 삽입되는 홀을 구비하고, 상기 홀은, 각각의 위치 확인이 가능하도록 형성된 기준 홀과, 상기 기준 홀에 비해 설정스큐각도만큼 틀어져 형성된 스큐형성 홀을 포함하며, 상기 다수의 회전자 코어의 적층 시, 상기 가이드 핀이 상기 기준 홀과 상기 스큐형성 홀을 통해 선택적으로 삽입되어 상기 다수의 회전자 코어에 스큐를 형성한다. 본 발명에 의하면, 샤프트 체결을 위한 키가 삭제된 형태의 회전자를 조립함에 있어서 서로 적층 결합되는 다수의 회전자 코어에 가이드 핀을 삽입하는 작업만으로도 손쉽게 스큐를 형성할 수 있다.

Description

회전자 조립체{ROTOR ASSEMBLY}

본 발명은 회전자 조립체에 관한 것이다.

모터는 전기에너지를 역학적에너지로 변환하는 장치로써 각종 기기에서 구동원으로 사용되고 있다.

일반적인 모터는 외관을 형성하는 케이싱의 내측에 코일이 권선된 고정자가 설치되고, 그 내측에는 소정의 공극을 두고 회전자가 회전 가능하게 설치되는 구조를 갖는다. 그리고 회전자는 샤프트와, 샤프트에 결합되는 코어와, 코어에 삽입되는 영구자석을 포함한다.

고정자에 전원이 인가되면, 회전자의 영구자석과 고정자의 코일의 사이에 자기력이 발생되어 회전자는 회전한다. 이때, 고정자에 대한 영구자석의 위치변화에 따라 자기저항의 변화가 일어나며 코깅토크(cogging Torque)가 발생되어 모터의 소음 및 진동이 유발된다. 이러한 코깅토크를 저감시키기 위해 스큐(skew) 작업을 실시하였다. 회전자의 스큐 작업에 의해 영구자석은 서로 다른 위상 차를 가지고 배열되어 회전자의 회전 시 영구자석과 고정자의 자기저항은 저감될 수 있었다.

다만, 종래의 경우 회전자의 스큐 작업은 조립 공정이 까다로운 단점이 있었기에 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다. 특히, 샤프트 체결을 위한 키(key)가 삭제된 형태의 회전자에 있어서, 종래의 조립 방식과 달리 보다 간단한 공정을 통해 스큐(skew)를 구현해 낼 수 있는 방안이 필요하다.

본 발명과 관련된 종래기술로서 대한민국 특허공개공보 제10-2011-0078263호(2011.07.07. 공개일)가 있으며, 상기 선행문헌에는 스큐형 로터를 구비하는 브러시리스 모터가 개시된다. 이에 개시된 종래기술에 따르면 코어의 둘레에 제1단 영구자석을 방사상으로 매입하고, 제1 영구자석과 위상 차를 갖는 제2단 영구자석을 매입하여 코깅토크를 저감하였다. 다만, 이러한 종래기술의 경우에도 제1, 2단 영구자석의 매입은 물론, 코어를 조립이 까다로워 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은 샤프트 체결을 위한 키(key)가 삭제된 형태의 회전자 조립체에 대하여, 가이드 핀의 간단한 삽입 공정만으로 손쉽게 스큐를 적용할 수 있는 회전자 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 샤프트와 체결을 위한 키(key)가 삭제된 형태의 회전자 조립체에 대하여, 대각 스큐 및 V-스큐를 손쉽게 구현해 낼 수 있는 회전자 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체는, 서로 적층 결합되는 다수의 회전자 코어와, 상기 다수의 회전자 코어를 체결하는 가이드 핀을 포함하며, 상기 다수의 회전자 코어 각각은, 원주 방향을 따라 소정의 중심각만큼 이격 배치되어 상기 가이드 핀이 관통 삽입되는 홀을 구비하고, 상기 홀은, 각각의 위치 확인이 가능하도록 형성된 기준 홀과, 상기 기준 홀에 비해 설정스큐각도만큼 틀어져 형성된 스큐형성 홀을 포함하며, 상기 다수의 회전자 코어의 적층 시, 상기 가이드 핀이 상기 기준 홀과 상기 스큐형성 홀을 통해 선택적으로 삽입되어 상기 다수의 회전자 코어에 스큐를 형성한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체에서, 상기 홀은 상기 다수의 회전자 코어 각각의 내경에 근접한 위치에서 서로 이격하여 8개가 형성될 수 있다. 그리고 상기 기준 홀은, 서로 90도의 각도만큼 원주 방향으로 이격하여 형성되는 4개의 홀을 포함하며, 상기 기준 홀 각각에 마주하여 위치 확인을 위한 4개의 키웨이(key way)부가 상기 회전자 코어의 내경을 통해 홈 모양으로 마련되고, 상기 스큐형성 홀은, 상기 기준 홀 사이마다 상기 기준 홀에 비해 설정된 스큐 각도만큼 틀어져 형성되는 4개의 홀을 포함한다. 예컨대, 8개의 홀이 일정한 간격을 두고 배치될 수 있는데, 회전자 코어에 대해 3시 방향, 6시 방향, 9시 방향, 12시 방향으로 형성되는 4개의 기준 홀이 구비된다. 이와 함께 이들 4개의 기준 홀 각각의 사이에서 설정스큐각도만큼 틀어져 46도의 사이 각을 두고서 4개의 스큐형성 홀이 구비될 수 있다. 그리고 4개의 기준 홀 각각의 위치를 사용자가 확인할 수 있도록 3시 방향, 6시 방향, 9시 방향, 12시 방향에는 회전자 코어의 내경을 통해 홈 모양(예: 凹 형상 등)의 키웨이부가 형성될 수 있다. 이와 같이 구성됨에 따라, 사용자는 가이드 핀을 이용하여 다수의 회전자 코어를 체결할 때, 가이드 핀이 기준 홀을 관통하여 삽입되는지 아니면 스큐형성 홀을 통해 삽입되는지를 육안으로 손쉽게 확인할 수 있어 정확한 조립 작업이 가능해질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체에서, 다수의 회전자 코어는, 서로 마주하는 적어도 2개의 상기 기준 홀을 통해 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입되는 제1 회전자 코어, 상기 제1 회전자 코어를 기준으로 45도 회전한 상태로 상기 제1 회전자 코어의 상부에 적층 결합되며, 서로 마주하는 적어도 2개의 상기 스큐형성 홀을 통해 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입되는 제2 회전자 코어, 상기 제1 회전자 코어를 기준으로 45도 회전한 상태로 상기 제2 회전자 코어의 상부에 적층 결합되며, 서로 마주하는 적어도 2개의 상기 스큐형성 홀을 통해 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입되는 제3 회전자 코어, 및 상기 제1 회전자 코어와 동일한 상태로 상기 제3 회전자 코어의 상부에 적층되며, 서로 마주하는 적어도 2개의 상기 기준 홀을 통해 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입되는 제4 회전자 코어를 포함할 수 있다. 이와 같이, 하단과 상단에 체결되는 제1, 4 회전자 코어는 가이드 핀이 기준 홀을 통해 삽입되며, 이들 사이에 체결되는 제2, 3 회전자 코어는 45도 방향으로 회전하여 가이드 핀이 스큐형성 홀을 통해 삽입됨으로써 전체적으로 V 스큐를 형성한다. 이와 같이, 가이드 핀을 이용하여 다수의 회전자 코어를 차례로 체결하는 작업만으로 목표하는 형상의 스큐(예: V 스큐 등)를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체에서 상기 가이드 핀은 원형 단면을 가지며, 상기 홀은 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입 가능한 직경을 갖는 원형 홀일 수 있다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체는 서로 적층 결합되는 다수의 회전자 코어와, 상기 다수의 회전자 코어를 체결하는 가이드 핀을 포함하며, 상기 다수의 회전자 코어 각각은, 원주 방향을 따라 소정의 중심각으로 이격 배치되는 홀을 구비하고, 상기 홀은, 설정스큐각도만큼 간격을 두고 연결되어 상기 가이드 핀이 관통 삽입되는 다수의 삽입홀을 포함하며, 상기 다수의 회전자 코어의 적층 시, 상기 가이드 핀이 상기 다수의 삽입홀 중 어느 하나를 통해 선택적으로 삽입되어 상기 다수의 회전자 코어에 스큐를 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체에서, 상기 홀은 상기 다수의 회전자 코어 각각의 내경에 근접한 위치에서 서로 이격하여 8개가 형성될 수 있다. 그리고 상기 가이드 핀은 마름모 형상의 단면을 가질 수 있으며, 상기 다수의 삽입홀 각각은 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입 가능한 크기의 마름모 형상 홀일 수 있다. 여기서, 다수의 삽입홀은, 상기 홀의 중앙에 형성되는 제1 삽입홀과, 상기 제1 삽입홀의 일측 방향으로 설정스큐각도만큼 간격을 두고 형성되며, 상기 제1 삽입홀의 일측과 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는 제2 삽입홀과, 상기 제1 삽입홀의 타측 방향으로 설정스큐각도만큼 간격을 두고 형성되며, 상기 제1 삽입홀과 타측과 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는 제3 삽입홀을 포함한다. 다시 말해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체는 회전자 코어를 통해 8개의 홀을 구비할 수 있는데 각각의 홀마다 가이드 핀이 삽입 가능한 제1, 2, 3 삽입홀이 서로 일정 부분 겹쳐지는 형상으로 연결되는 형태를 가진다. 예컨대, 설정스큐각도가 2.1도라고 하면, 제1 삽입홀은 기준이 될 수 있으며, 제2 삽입홀은 기준이 되는 제1 삽입홀의 위치로부터 -2.1도만큼 이격하여 위치하며, 제3 삽입홀은 기준이 되는 제1 삽입홀의 위치로부터 2.1도만큼 이격하여 위치한다. 이와 같이, 3개의 삽입홀이 설정스큐각도만큼 간격을 두고 위치함에 따라, 제1, 2, 3 삽입홀 중 가이드 핀이 삽입되는 삽입홀을 선택하여 가이드 핀의 체결만으로 회전자 조립체에 스큐를 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체에서, 상기 다수의 회전자 코어는, 상기 가이드 핀이 상기 제2 삽입홀을 관통하여 삽입되는 제1 회전자 코어, 상기 가이드 핀이 상기 제1 삽입홀을 관통하여 삽입되도록 상기 제1 회전자 코어의 상부에 적층 결합되는 제2 회전자 코어, 및 상기 가이드 핀이 상기 제3 삽입홀을 관통하여 삽입되도록 상기 제2 회전자 코어의 상부에 적층 결합되는 제3 회전자 코어를 포함할 수 있다. 이와 같이, 가이드 핀을 이용하여 다수의 회전자 코어를 차례로 체결하는 작업만으로 목표하는 형상의 스큐(예: 대각 스큐 등)를 형성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 샤프트 체결을 위한 키(key)가 삭제된 형태의 회전자 조립체에 손쉬운 방식으로 스큐를 구현해 낼 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 다수의 회전자 코어 각각에 마련된 홀을 가이드 핀을 삽입하는 작업만으로 회전자 조립체에 목표하는 형상의 스큐(예: 대각 스큐, V 스큐 등)를 손쉽게 형성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 다수의 회전자 코어를 통해 마련된 홀은 중량 감소 홀(weight reduction hole)의 기능을 가짐에 따라 모터의 경량화를 도모할 수 있는 장점이 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체를 간략히 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체에서 제1 회전자 코어와 가이드 핀 간의 체결 상태를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체를 구성하는 제1 회전자 코어(및 제4 회전자 코어)의 배치 형태를 보여주는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체를 구성하는 회전자 코어의 기준 홀과 스큐형성 홀 간의 위치 관계를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체에서 제1 회전자 코어의 상부에 제2 회전자 코어가 적층된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체를 구성하는 제2 회전자 코어(및 제3 회전자 코어)의 배치 형태를 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체를 간략히 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체에서, 제1, 2, 3 회전자 코어가 적층된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체에서 홀의 예시적 형상을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 10a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체에서, 제1 회전자 코어의 제2 삽입홀에 가이드 핀이 삽입된 모습을 보여주는 도면이다.
도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체에서, 제2 회전자 코어의 제1 삽입홀에 가이드 핀이 삽입된 모습을 보여주는 도면이다.
도 10c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체에서, 제3 회전자 코어의 제3 삽입홀에 가이드 핀이 삽입된 모습을 보여주는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체를 간략히 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체에서 제1 회전자 코어와 가이드 핀 간의 체결 상태를 보여주는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체(100)는 서로 적층 결합되는 다수의 회전자 코어(110), 그리고 다수의 회전자 코어(110)를 체결하는 가이드 핀(190)을 포함한다.

예를 들어, 다수의 회전자 코어(110)는 4개의 회전자 코어를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로는, 다수의 회전자 코어(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 회전자 코어(110A), 그 상부에 적층된 제2 회전자 코어(110B), 그 상부에 적층된 제3 회전자 코어(110C), 그 상부에 적층된 제4 회전자 코어(110D)를 포함한다.

다수의 회전자 코어(110) 각각은 동일한 평면 형상을 가질 수 있다. 구체적으로는, 다수의 회전자 코어(110) 각각은 내측에 샤프트(미도시)가 체결되기 위한 중공부, 즉 내경(119, 도 3 참조)이 형성되는 원판 부재를 소정의 높이로 적층 결합한 형태로 제공될 수 있다.

그리고 다수의 회전자 코어(110) 각각에는 영구자석이 삽입되는 다수의 영구자석 삽입부(111)가 원주 방향을 따라 형성되는데, 영구자석 삽입부(111)의 구체적인 형상에 한정되지 않으며, 도시된 형상은 조금씩 변경되어도 무방하다.

그리고 한편, 다수의 회전자 코어(110) 각각에는 가이드 핀(190)이 삽입되는 홀이 구비된다.

가이드 핀(190)이 삽입되는 홀(120)은 원주 방향을 따라 다수 개가 이격하여 배치될 수 있다.

예를 들어, 다수 개의 홀(120)은 다수의 회전자 코어 각각의 내경(119, 도 3 참조)에 근접한 위치에서 서로 설정된 간격을 두고 이격하여 형성된 8개의 홀(120)을 포함할 수 있다.

더 구체적으로 설명하면, 8개의 홀(120)은 상호 90도 간격을 두고 배치되며 각각의 위치 확인이 가능한 형태로 제공되는 4개의 기준 홀(130)을 포함한다. 그리고 8개의 홀(120)에는 기준 홀(130)에 비해 설정스큐각도(예: 1도 초과 7.5도 이하의 각도 등)로 틀어져 상호 90도 간격을 두고 배치되는 4개의 스큐형성 홀(140)이 더 포함된다.

이와 같이, 다수의 회전자 코어(100), 즉 제1, 2, 3, 4 회전자 코어(110A, 110B, 110C, 110D)를 적어도 2개의 가이드 핀(190)을 이용하여 적층함에 있어, 가이드 핀(190)의 삽입 위치를 기준 홀(130)과 스큐형성 홀(140) 중에서 사용자가 선택할 수 있다. 이로써, 서로 적층 결합된 다수의 회전자 코어(110)에는 목표하는 형태의 스큐(예: V 스큐 등)(S, 도 1 참조)가 형성될 수 있다.

한편, 도 1을 참조하면, 제1 회전자 코어(110A)의 하부는 하단 엔드플레이트(101)에 밀착하여 결합될 수 있다. 그리고 제4 회전자 코어(110A)의 상부는 상단 엔드플레이트(103)에 밀착하여 결합될 수 있다. 그리고 도시된 하단 엔드플레이트(101)와 상단 엔드플레이트(103) 각각에는 고정 홀이 구비되어, 다수의 회전자 코어(100)를 관통하여 체결하는 가이드 핀(190, 도 2 참조)의 양단을 고정할 수 있다. 이로써, 회전자 조립체(100)의 조립이 완성될 수 있다.

도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 회전자 조립체(100)의 구체적인 조립 구조에 관하여 살펴보기로 한다.

다수의 회전자 조립체(100) 각각은 8개의 홀(120)이 형성된다. 8개의 홀(120) 중에서 4개의 홀(130)은 사용자의 육안 등을 통해 조립 작업 시 외관상으로 위치 확인이 가능한 홀로서, 이를 기준 홀(130)이라 한다.

4개의 기준 홀(130)은 서로 90도 간격을 두고 원주 방향으로 이격하여 형성된다(도 4 참조). 이때, 4개의 기준 홀(130) 각각은 이들 기준 홀(130)이 형성된 위치를 외관상으로 확인하기 위하여, 각각의 기준 홀(130)의 위치에 대응하여 키웨이(key way)부(160)가 형성된다. 예컨대, 기준 홀(130)이 4개이므로, 키웨이부(160)도 4개일 수 있다.

키웨이부(160)는 기준 홀(130)에 마주하여 회전자 코어(110)의 내경(119, 도 3 참조)을 통해 키웨이 형상의 홈 모양으로 이루어질 수 있는데, 반드시 도시된 형상에 한정될 필요는 없다. 이와 같이, 키웨이부(160)가 각각의 기준 홀(130)마다 하나씩 형성됨에 따라, 작업자는 가이드 핀(190)이 삽입되는 홀이 기준 홀(130)인지 또는 스큐형성 홀(140)인지를 조립 과정 중에 손쉽게 확인할 수 있다.

한편, 8개의 홀(120) 중에서 4개의 기준 홀(130)을 제외한 나머지 4개의 홀(140)은 기준 홀(130)에 비해 설정스큐각도만큼 틀어져 형성된 홀로서, 이를 스큐형성 홀(140)이라 한다. 도 4를 참조하면, 4개의 기준 홀(130)은 4개의 키웨이부(160)를 통해 외관상으로 위치 확인이 가능하며, 서로 90도 각도로 이격하여 형성된다. 그리고 4개의 스큐형성 홀(140)은 4개의 기준 홀(130) 각각의 사이마다 하나씩 배치될 수 있으며, 각각의 위치 확인을 위한 키웨이부(160)가 구비되지 않은 점에서 4개의 기준 홀(130)과 외관상으로 구별해 낼 수 있다.

또한, 4개의 스큐형성 홀(140)은 도 4에 도시된 바와 같이 서로 90도 각도로 이격하여 배치되는데, 각각은 기준 홀(130)에 비해 설정스큐각도(예: 1도 초과 7.5도 이하의 각도 등)만큼 틀어져 형성될 수 있다. 여기서, 도시된 1도 및 46도의 각도는 예시적인 것으로, 작업자의 스큐 각도 설정에 따라 조금씩 변경되어 적용될 수 있다.

한편, 8 개의 홀(120)은 가이드 핀(190, 도 2 참조)에 삽입 가능한 직경을 갖는 원형 홀의 형태를 가질 수 있다. 즉, 4개의 기준 홀(130)과 4개의 스큐형성 홀(140)은 가이드 핀(190, 도 2 참조)의 관통 삽입이 가능하도록 동일한 직경을 갖는 원형 홀의 형태로 제공될 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전자 조립체(100)의 조립 공정을 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 가이드 핀(190)을 이용하여 제1 회전자 코어(110A)의 기준 홀(130)을 관통 삽입한다. 이때, 제1 회전자 코어(110A)의 하부는 하단 엔드플레이트(101)에 안착될 수 있다. 이때, 2개의 가이드 핀(190)은 서로 마주하여 배치되는 2개의 기준 홀(130)을 관통하여 삽입되는데, 키웨이부(160)를 통해 기준 홀(130)의 위치를 손쉽게 확인할 수 있다.

도 3을 참조하면, 제1 회전자 코어(110A)가 가이드 핀(190, 도 2 참조)에 의해 체결되는 배치 형태를 보여준다. 도면부호 C1은 제1 회전자 코어가 배치되는 상태를 제2 회전자 코어가 배치되는 상태(도 6 참조)와 구별하기 위해 나타낸 가상의 기준선을 의미한다.

이와 같이 2개의 가이드 핀(190, 도 2 참조)이 제1 회전자 코어(110A) 내의 2개의 기준 홀(130)을 통해 관통 삽입되면 제1 회전자 코어(110A)의 체결이 완료된다.

한편, 제1 회전자 코어(110A)의 상부로 제2 회전자 코어(110B, 도 5 참조)가 적층 결합된다.

도 5를 참조하면, 제2 회전자 코어(110B)는 제1 회전자 코어(110A)에 비해 45도로 틀어서 적층 되는데, 이 때문에 가이드 핀(190)은 제2 회전자 코어(110B) 내의 2개의 스큐형성 홀(140)을 통해 관통 삽입된다. 앞서 설명한 바와 같이, 스큐형성 홀(140)은 기준 홀(130)에 비해 설정스큐각도만큼 틀어져 형성되므로, 제2 회전자 코어(110B) 내에 마련된 2개의 스큐형성 홀(140)으로 가이드 핀(190)이 삽입되기만 하면, 제1, 2 회전자 코어(110A, 110B) 사이에 스큐가 형성된다.

도 6은 제2 회전자 코어(110B, 도 5 참조)가 배치되는 평면 형상을 보여주는 도면으로서, 제1 회전자 코어(110A, 도 2 참조)의 배치 형상에서 기준선 C1이 45도 각도로 틀어진 모습을 확인할 수 있다. 이와 같이, 제2 회전자 코어는 제1 회전자 코어의 상부에서 45도 틀어서 가이드 핀에 의해 체결된다.

한편, 다시 도 1을 참조하면, 제2 회전자 코어(110B)의 상부에는 제3 회전자 코어(110C)가 적층 결합되고, 제3 회전자 코어(110C)의 상부에는 제4 회전자 코어(110D)가 적층 결합된다.

제3 회전자 코어(110C)는 제2 회전자 코어(110B)와 동일한 배치 형태를 갖는데, 이로써, 가이드 핀(190)은 제3 회전자 코어(110C) 내의 2개의 스큐형성 홀(140)을 관통하여 삽입된다.

이와 달리, 제4 회전자 코어(110D)는 제1 회전자 코어(110A)와 동일한 배치 형태를 가지며 제3 회전자 코어(110C)의 상부에 적층 결합된다. 따라서 가이드 핀(190)은 제4 회전자 코어(110D) 내의 2개의 기준 홀(130)을 관통하여 삽입되며, 제3, 4 회전자 코어(110C, 110D) 사이에는 제1, 2 회전자 코어(110A, 110B) 사이에 형성된 스큐와 대칭되는 형상의 스큐가 형성된다. 그 결과, 제1, 2, 3, 4 회전자 코어(110A, 110B, 110C, 110D)의 적층 결합을 통해 V 스큐(S, 도 1 참조)가 형성될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체를 살펴보기로 한다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체를 간략히 도시한 사시도 및 평면도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체에서 홀의 형상을 확대한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체(200)는 서로 적층 결합되는 다수의 회전자 코어(210)와, 다수의 회전자 코어를 체결하는 가이드 핀(290)을 포함한다.

예를 들어, 다수의 회전자 코어(210)는 3개의 회전자 코어를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로는, 3개의 회전자 코어(210)는 도 7에 도시된 바와 같이 제1 회전자 코어(210A), 그 상부에 적층된 제2 회전자 코어(210B), 그 상부에 적층된 제3 회전자 코어(210C)를 포함한다.

다수의 회전자 코어(210) 각각은 동일한 평면 형상을 가질 수 있다. 구체적으로는, 다수의 회전자 코어(210) 각각은 내측에 샤프트(미도시)가 체결되기 위한 중공부, 즉 내경(219, 도 8 참조)이 형성되는 원판 부재를 소정의 높이로 적층 결합한 형태로 제공될 수 있다.

그리고 다수의 회전자 코어(210) 각각에는 영구자석이 삽입되는 다수의 영구자석 삽입부(211, 도 8 참조)가 원주 방향을 따라 형성되는데, 영구자석 삽입부(211, 도 8 참조)의 형상은 도시된 형태에 한정되지 않는다.

한편, 다수의 회전자 코어(210) 각각에는 원주 방향을 따라 이격 배치되는 다수의 홀(220)이 구비된다.

그리고 이 다수의 홀(220) 각각은 설정스큐각도만큼 간격을 두고 연결되어 가이드 핀(290)이 관통 삽입되는 다수의 삽입홀(221, 223, 225)을 포함한다.

예를 들어, 다수의 홀(220)은 다수의 회전자 코어 각각의 내경(219, 도 8 참조)에 근접한 위치에서 서로 설정된 간격(예: 45도 등)을 두고 이격하여 형성된 8개의 홀(220)을 포함할 수 있다. 그리고 각각의 홀(220)은 3개의 삽입홀(221, 223, 225)을 포함하는데, 각각의 삽입홀(221, 223, 225)은 가이드 핀(290) 각각의 단면 형상에 대응하는 형태로 이루어질 수 있다. 예컨대, 가이드 핀(290)이 도 7에 도시된 바와 같이 마름모 형상의 단면을 가지면, 각각의 삽입홀(221, 223, 225)은 가이드 핀(290)이 관통하여 삽입 가능한 크기의 마름모 형상 홀 형태로 제공될 수 있다.

더 구체적으로 살펴보면, 다수의 홀(220) 각각은 도 9에 도시된 바와 같이 3개의 삽입홀, 즉 제1, 2, 3 삽입홀(223, 221, 225)이 나란히 배치되는 형태로 이루어질 수 있다. 제1 삽입홀(223)은 홀(220)의 중앙에 형성될 수 있다. 그리고 제2 삽입홀(221)은 제1 삽입홀(223)의 일측 방향으로 설정스큐각도만큼 간격을 두고 형성될 수 있는데, 제1 삽입홀(223)의 일측과 부분적으로 겹쳐지도록 배치될 수 있다. 제3 삽입홀(225)은 제1 삽입홀(223)의 타측 방향으로 설정스큐각도만큼 간격을 두고 형성되며, 제1 삽입홀(223)과 타측과 부분적으로 겹쳐지도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 제2 삽입홀(221)은 제1 삽입홀(223)의 좌측에 배치되되, -2.1도 간격을 두고 형성될 수 있으며, 제3 삽입홀(225)은 제1 삽입홀(223)의 우측에 배치되되, 2.1도 간격을 두고 형성될 수 있다.

이와 같이 제1, 2, 3 회전자 코어(210A, 210B, 210C)의 적층 결합 시 2개의 가이드 핀(290)이 제1, 2, 3 삽입홀(223, 221, 225, 도 9 참조) 중에서 어느 삽입홀으로 선택적으로 삽입되는지에 따라 원하는 형태의 스큐를 형성할 수 있다.

도 10a, 도 10b, 도 10c는 도 7의 회전자 조립체에서, 제1, 2, 3 회전자 코어를 통해 가이드 핀이 제1, 2, 3 삽입홀 중 어느 삽입홀에 삽입되는지를 확인할 수 있도록 확대한 도면이다.

도 10a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체(200, 도 7 참조)에 포함되는 제1 회전자 코어(210A)가 가이드 핀(290)에 체결되는 모습을 보여준다. 도시된 바와 같이, 가이드 핀(290)은 제1 회전자 코어(210A)의 홀(220)을 통해 체결되는데, 구체적으로는 가이드 핀(290)은 제1 삽입홀(221)을 관통하여 삽입된다.

도 10b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체(200, 도 7 참조)에 포함되는 제2 회전자 코어(210B)의 체결 모습을 보여준다. 도시된 바와 같이, 제1 회전자 코어(210A, 도 10a 참조)의 홀(220) 중에서 제1 삽입홀(221, 도 10a 참조)을 관통하여 삽입된 가이드 핀(290)은 제2 회전자 코어(210B)의 홀(220) 중에서 제2 삽입홀(223)을 관통하여 삽입된다. 이로써, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 회전자 코어(210A)와 제2 회전자 코어(210B) 간에는 스큐가 형성된다.

도 10c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전자 조립체(200, 도 7 참조)에 포함되는 제3 회전자 코어(210C)의 체결 모습을 보여준다.

전술한 바와 같이, 가이드 핀(290)은 제1 회전자 코어(210A, 도 10a 참조)의 제1 삽입홀(221, 도 10a 참조)과, 제2 회전자 코어(210B, 도 10b 참조)의 제2 삽입홀(223, 도 10b 참조)을 차례로 관통한다. 이어서, 도 10c에 도시된 바와 같이, 이러한 가이드 핀(290)은 제3 회전자 코어(210C)의 홀(220) 중에서 제3 삽입홀(225)을 관통하여 삽입된다.

이로써, 도 7에 도시된 바와 같이 제1, 2, 3 회전자 코어(210A, 210B, 210C) 사이에는 제1, 2, 3 삽입홀(221, 223, 225) 간의 간격에 대응하여 스큐가 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 샤프트 체결을 위한 키(key)가 삭제된 형태의 회전자 조립체에 손쉬운 방식으로 스큐를 구현해 낼 수 있다.

예를 들어, 다수의 회전자 코어 각각에 마련된 홀을 가이드 핀을 삽입하는 작업만으로 회전자 조립체에 목표하는 형상의 스큐(예: 대각 스큐, V 스큐 등)를 손쉽게 형성할 수 있다.

나아가, 다수의 회전자 코어를 통해 마련된 홀은 중량 감소 홀(weight reduction hole)의 기능을 가짐에 따라 모터의 경량화를 도모할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

S: 스큐
100: 제1 실시예에 따른 회전자 조립체
101: 하단 엔드플레이트
103: 상단 엔드플레이트
110: 회전자 코어
110A: 제1 회전자 코어
110B: 제2 회전자 코어
110C: 제3 회전자 코어
110D: 제4 회전자 코어
111: 영구자석 삽입부
119: 회전자 코어의 내경
120: 홀
130: 기준 홀
140: 스큐형성 홀
160: 키웨이부
190: 가이드 핀
200: 제1 실시예에 따른 회전자 조립체
210: 회전자 코어
210A: 제1 회전자 코어
210B: 제2 회전자 코어
210C: 제3 회전자 코어
211: 영구자석 삽입부
219: 회전자 코어의 내경
220: 홀
221: 제2 삽입홀
223: 제1 삽입홀
225: 제3 삽입홀
290: 가이드 핀

Claims (10)

1. 서로 적층 결합되는 다수의 회전자 코어와,
   상기 다수의 회전자 코어를 체결하는 가이드 핀을 포함하며,
   상기 다수의 회전자 코어 각각은, 원주 방향을 따라 이격 배치되어 상기 가이드 핀이 관통 삽입되는 홀을 구비하고,
   상기 홀은, 각각의 위치 확인이 가능하도록 형성된 기준 홀과, 상기 기준 홀에 비해 설정스큐각도만큼 틀어져 형성된 스큐형성 홀을 포함하며,
   상기 다수의 회전자 코어의 적층 시, 상기 가이드 핀이 상기 기준 홀과 상기 스큐형성 홀을 통해 선택적으로 삽입되어 상기 다수의 회전자 코어에 스큐를 형성하는
   회전자 조립체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 홀은,
   상기 다수의 회전자 코어 각각의 내경에 근접한 위치에서 서로 이격하여 8개가 형성되는
   회전자 조립체.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 기준 홀은, 서로 90도의 각도만큼 원주 방향으로 이격하여 형성되는 4개의 홀을 포함하며, 상기 기준 홀 각각에 마주하여 위치 확인을 위한 4개의 키웨이(key way)부가 상기 회전자 코어의 내경을 통해 홈 모양으로 마련되고,
   상기 스큐형성 홀은, 상기 기준 홀 사이마다 상기 기준 홀에 비해 설정된 스큐 각도만큼 틀어져 형성되는 4개의 홀을 포함하는
   회전자 조립체.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 다수의 회전자 코어는,
   서로 마주하는 적어도 2개의 상기 기준 홀을 통해 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입되는 제1 회전자 코어;
   상기 제1 회전자 코어를 기준으로 45도 회전한 상태로 상기 제1 회전자 코어의 상부에 적층 결합되며, 서로 마주하는 적어도 2개의 상기 스큐형성 홀을 통해 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입되는 제2 회전자 코어;
   상기 제1 회전자 코어를 기준으로 45도 회전한 상태로 상기 제2 회전자 코어의 상부에 적층 결합되며, 서로 마주하는 적어도 2개의 상기 스큐형성 홀을 통해 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입되는 제3 회전자 코어; 및
   상기 제1 회전자 코어와 동일한 상태로 상기 제3 회전자 코어의 상부에 적층되며, 서로 마주하는 적어도 2개의 상기 기준 홀을 통해 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입되는 제4 회전자 코어;
   를 포함하는 회전자 조립체.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 핀은 원형 단면을 가지며,
   상기 홀은 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입 가능한 직경을 갖는 원형 홀인 것을 특징으로 하는
   회전자 조립체.
   
6. 서로 적층 결합되는 다수의 회전자 코어와,
   상기 다수의 회전자 코어를 체결하는 가이드 핀을 포함하며,
   상기 다수의 회전자 코어 각각은, 원주 방향을 따라 이격 배치되는 홀을 구비하고,
   상기 홀은, 설정스큐각도만큼 간격을 두고 연결되어 상기 가이드 핀이 관통 삽입되는 다수의 삽입홀을 포함하며,
   상기 다수의 회전자 코어의 적층 시, 상기 가이드 핀이 상기 다수의 삽입홀 중 어느 하나를 통해 선택적으로 삽입되어 상기 다수의 회전자 코어에 스큐를 형성하는
   회전자 조립체.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 홀은,
   상기 다수의 회전자 코어 각각의 내경에 근접한 위치에서 서로 이격하여 8개가 형성되는
   회전자 조립체.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 가이드 핀은 마름모 형상의 단면을 가지며,
   상기 다수의 삽입홀 각각은 상기 가이드 핀이 관통하여 삽입 가능한 크기의 마름모 형상 홀인 것을 특징으로 하는
   회전자 조립체.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 다수의 삽입홀은,
   상기 홀의 중앙에 형성되는 제1 삽입홀과,
   상기 제1 삽입홀의 일측 방향으로 설정스큐각도만큼 간격을 두고 형성되며, 상기 제1 삽입홀의 일측과 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는 제2 삽입홀과,
   상기 제1 삽입홀의 타측 방향으로 설정스큐각도만큼 간격을 두고 형성되며, 상기 제1 삽입홀과 타측과 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는 제3 삽입홀을 포함하는
   회전자 조립체.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 다수의 회전자 코어는,
    상기 가이드 핀이 상기 제2 삽입홀을 관통하여 삽입되는 제1 회전자 코어;
    상기 가이드 핀이 상기 제1 삽입홀을 관통하여 삽입되도록 상기 제1 회전자 코어의 상부에 적층 결합되는 제2 회전자 코어;
    상기 가이드 핀이 상기 제3 삽입홀을 관통하여 삽입되도록 상기 제2 회전자 코어의 상부에 적층 결합되는 제3 회전자 코어;
    를 포함하는 회전자 조립체.

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