KR20200084219A - 모터의 회전축 구조 - Google Patents

모터의 회전축 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전축의 외주면에 다수개의 조절부를 형성시키고, 로터의 무게중심과의 거리에 따라 조절부의 폭이 다르게 형성되게 하여, 로터의 무게중심을 회전축의 중심 방향으로 이동시킴으로써, 로터의 회전시에 발생하는 불필요한 진동을 방지하는 효과가 있다.

Description

모터의 회전축 구조 {SHAFT STRUCTURE OF MOTOR}
본 발명은 모터의 회전축 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 저진동성능이 향상되게 하는 모터의 회전축 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 모터는, 회전 가능하게 형성되는 회전축과, 회전축에 결합되는 로터코어로 구성된 로터와, 하우징 내측에 고정되는 스테이터를 구비하는데, 로터의 둘레를 따라 간극을 두고 스테이터가 설치된다.
그리고, 스테이터에는 회전 자계를 형성하는 코일이 권선되어 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다.
상기의 모터와 관련하여, 도 1에는 종래의 모터에 구비되는 로터를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 종래의 모터에 구비되는 엔드링을 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 모터에 구비되는 로터(10)는 얇은 판상의 로터 플레이트를 적층하여 복수개의 로터코어(11)를 형성하고, 각각의 로터코어(11)에 회전축(13)을 압입하여 제작한다.
이때, 로터(10)는 코깅토크(cogging torque)를 줄이기 위하여 복수개의 로터코어(11)들을 일정한 각도로 틀어지게 배치하는 스큐(skew) 타입으로 제작될 수 있다.
그리고, 로터(10)는 스큐각도로 틀어져 배치된 로터코어(11)의 외부를 감싸도록 캔 또는 몰딩부재가 결합되어 제작될 수 있다.
하지만, 상기와 같은 종래의 모터의 경우, 로터(10)의 무게중심이 회전축(13)에서 벗어나 모터의 운전시에 진동이나 소음이 크게 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 로터(10)의 무게중심을 회전축(13) 상의 중심부로 조절하기 위해 엔드링(20)에 별도의 밸런싱 홀(21)을 뚫어야 하기 때문에, 제조공정이 매우 복잡해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 모터의 저진동성능이 향상되게 하는 모터의 회전축 구조를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 회전축의 외주면에 형성된 조절부의 폭이 로터의 무게중심과의 거리에 따라 다르게 형성되게 하여, 로터의 무게중심을 회전축의 중심으로 이동시킴으로써 모터의 저진동성능이 향상되게 하는 모터의 회전축 구조를 제공하는 것에 다른 목적이 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되고, 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 권선되는 코일을 구비하는 스테이터; 및 상기 스테이터의 내측에 회전가능하게 구비되고, 로터코어와 상기 로터코어에 결합되는 회전축을 구비하는 로터를 포함하고, 상기 회전축의 외주면에는 상기 로터의 무게중심이 상기 회전축의 중심과 일치하도록 조절하는 다수개의 조절부가 형성되는 것을 특징으로 하는 모터의 회전축 구조를 제공함으로써 달성된다.
또한, 상기 조절부는 슬롯 형상의 홈인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조절부는 상기 로터의 무게중심과의 거리에 따라 폭이 다르게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조절부는 상기 로터의 무게중심에 인접할수록 폭이 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조절부는 상기 회전축의 축방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로터코어의 내주면에는 상기 조절부에 끼워지도록 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 돌기부는 상기 조절부에 대응되도록 상기 로터코어의 축 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명인 모터의 회전축 구조는, 회전축의 외주면에 다수개의 조절부를 형성시키고, 로터의 무게중심과의 거리에 따라 조절부의 폭이 다르게 형성되게 하여, 로터의 무게중심을 회전축의 중심 방향으로 이동시킴으로써, 로터의 회전시에 발생하는 불필요한 진동을 방지하는 효과가 있다.
또한, 조절부의 폭이 로터의 무게중심과의 거리에 따라 다르게 형성되게 하여, 로터의 무게중심을 이동시키기 때문에, 로터의 무게중심을 조절하기 위해 엔드링에 별도의 밸런싱 작업을 할 필요가 없게 하는 효과가 있다.
또한, 엔드링에 별도의 밸런싱 작업을 할 필요가 없기 때문에, 제조공정이 간소화되는 효과가 있다.
또한, 엔드링에 별도의 밸런싱을 위한 밸런싱 홀을 형성시킬 필요가 없기 때문에, 엔드링의 크기를 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 모터에 구비되는 로터를 나타내는 사시도.
도 2는 종래의 모터에 구비되는 엔드링을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축이 구비된 모터를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터를 나타내는 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터의 회전축을 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터의 회전축을 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터의 회전축을 나타내는 단면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터의 회전축을 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터에서 회전축이 제거된 상태를 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 엔드링에 밸런싱 홀이 형성된 상태를 나타내는 부분 확대도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 회전축 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축이 구비된 모터를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터를 나타내는 측면도이다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(100)는, 하우징(110), 스테이터(미도시), 로터(200) 및 엔드링(250)을 포함할 수 있다.
상기 하우징(110)은, 내부에 상기 스테이터와 상기 로터(200)가 수납될 수 있는 공간을 제공하고, 양단이 개방된 상태로 단면이 원형인 관 형상으로 형성될 수 있다.
상기 하우징(110)은, 열전도성이 우수한 알루미늄 등으로 형성될 수 있다.
상기 스테이터는, 상기 하우징(110)의 내주면에 인접하게 위치할 수 있다.
상기 스테이터는, 스테이터 코어(미도시)와 상기 스테이터 코어에 권선되는 코일(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 스테이터 코어는, 상기 하우징(110)의 내부에 구비되고, 얇은 두께를 갖는 "H" 자 형상의 철편들을 복수개 적층하여 형성될 수 있다.
상기 코일은, 상기 스테이터의 오목한 부위에 기 설정된 권선수로 권선될 수 있다.
상기 로터(200)는, 상기 스테이터의 중심부에 위치하고, 상기 스테이터에 형성된 자계와 상호작용하면서 회전할 수 있다.
상기 로터(200)는, 로터코어(210)와 회전축(230)을 포함할 수 있다.
상기 로터코어(210)는, 상기 스테이터의 중심부에 위치하고, 상기 스테이터에 형성된 자계와 상호작용하면서 회전할 수 있다.
여기서, 상기 로터코어(210)에는 상기 회전축(230)이 끼워지도록 회전축 끼움홀(213)이 형성될 수 있고, 자계를 형성하도록 자계 형성부(211)가 형성될 수 있다.
상기 회전축 끼움홀(213)은, 상기 로터코어(210)에 대해 축 방향으로 관통되게 형성되어, 상기 회전축(230)이 끼워진 상태에서 상기 로터코어(210)와 함께 회전될 수 있게 한다.
상기 자계 형성부(211)는, 마그넷(211a)과 상기 마그넷(211a)이 끼워지는 슬럿(211b)으로 구성될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 자계 형성부(211)가 상기 슬럿(211b)에 상기 마그넷(211a)이 끼워진 구성을 예시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 자계 형성부(211)는, 복수의 도체바 및 단락환를 구비하도록 구성될 수 있고, 상기 로터코어(210)의 원주방향을 따라 자기저항이 큰 복수의 플럭스 배리어(미도시)가 이격배치되도록 구성될 수도 있다.
상기 회전축(230)은, 상기 로터코어(210)의 상기 회전축 끼움홀(213)에 끼워지고, 상기 하우징(110)의 내부에 구비된 브라켓(미도시)에 양측이 회전가능하게 연결될 수 있다.
상기 엔드링(250)은, 상기 로터코어(210)의 양측에 구비되어 상기 로터코어(210)를 양측에서 압축지지할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터의 회전축을 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터를 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(230)에는 상기 로터(200)의 무게중심이 조절되게 하는 조절부(231, 233, 235)가 형성될 수 있다.
상기 조절부(231, 233, 235)는, 상기 회전축(230)의 외주면에 형성되는데, 상기 로터(200)의 무게중심이 상기 회전축(230)의 중심과 일치하도록 조절할 수 있다.
특히, 상기 로터(200)는 코깅토크를 줄이기 위하여 복수개의 로터코어들을 일정한 각도로 틀어지게 배치하는 스큐(skew) 타입으로 제작될 수 있고, 스큐타입의 상기 로터(200)를 구비한 상기 모터(100)는, 상기 로터(200)의 무게중심이 상기 회전축(230)의 중심과 일치하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 회전축(230)의 외주면에 상기 조절부(231, 233, 235)를 구비시키고, 상기 조절부(231, 233, 235)를 통해 상기 로터(200)의 무게중심이 상기 회전축(230)의 중심과 일치하도록 조절하여, 상기 로터(200)의 무게중심과 상기 회전축(230)의 중심과의 불일치로 인해 상기 모터(100)의 구동시 불필요하게 진동이 커지는 것을 방지한다.
한편, 상기 조절부(231, 233, 235)는, 상기 회전축(230)의 외주면에 복수개가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 조절부(231, 233, 235)는, 슬럿 형상인 홈 일 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 조절부(231, 233, 235)가 슬럿 형상인 홈으로 형성되는 구성을 예시하고 있지만, 이는 일 예시에 불과하며, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
예를 들어, 상기 조절부(231, 233, 235)는, 반원형상의 홈으로 구성될 수 있고, 돌출된 돌기형상으로 구성될 수도 있다.
한편, 상기 조절부(231, 233, 235)는, 상기 로터(200)의 무게중심과의 거리에 따라 폭이 다르게 형성될 수 있다.
특히, 상기 조절부(231, 233, 235)는, 상기 로터(200)의 무게중심에 인접할수록 폭이 크게 형성될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 로터코어(210)와 상기 회전축(230)의 중심이 A 지점인 상태에서, 상기 로터(200)의 무게중심이 B 지점으로 측정된다면, B 지점에 가장 인접하게 위치하는 상기 조절부(231)의 폭(D1)이 다른 상기 조절부(233, 235)의 폭(D2, D3) 보다 크게 형성되도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 로터(200)의 무게중심이 B 지점인 경우에, B 지점에 가장 인접하게 위치하는 상기 조절부(231)의 폭(D1)을 크게 구성하면, B 지점 부근에서의 상기 로터(200)의 무게가 작아지고, 이를 통해 무게중심의 위치가 B 지점에서 A 지점측으로 이동하도록 조절되게 된다.
또한, B 지점과의 거리에 따라 다른 상기 조절부(233, 235)의 폭(D2, D3)도 달라지도록 구성하여, 상기 각 조절부(231, 233, 235)를 통해 상기 로터(200)의 무게중심이 최종적으로 A 지점과 일치하도록 조절되게 된다.
만일, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 로터코어(210)와 상기 회전축(230)의 중심이 A 지점인 상태에서, 상기 로터(200)의 무게중심이 C 지점으로 측정된다면, C 지점에 가장 인접하게 위치하는 상기 조절부(233)의 폭(D2)이 다른 상기 조절부(231, 235)의 폭(D1, D3) 보다 크게 형성되도록 구성될 수 있다.
C 지점에 가장 인접하게 위치하는 상기 조절부(233)의 폭이 가장 크게 형성되기 때문에, C 지점 부근에서의 상기 로터(200)의 무게가 작아져, 상기 로터(200)의 무게중심의 위치는, C 지점에서 상기 회전축(230)의 중심인 A 지점측으로 이동하게 되고, 다른 상기 조절부(231, 235)의 폭(D1, D3)의 차이를 통해 최종적으로 상기 로터(200)의 무게중심의 위치가 C 지점에서 A 지점으로 이동하도록 조절되게 된다.
아울러, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 로터(200)의 무게중심이 D 지점에 존재하는 경우와 같이, 상기 로터(200)의 무게중심과, 인접한 상기 조절부(233, 235)의 거리가 유사하다면, 유사한 거리에 있는 상기 조절부(233, 235)의 폭(D2, D3)은 동일하게 형성시키고, 다른 상기 조절부(231)의 폭(D1)이 작아지게 하여, 상기 로터(200)의 무게중심의 위치가 D 지점에서 상기 회전축(230)의 중심인 A 지점으로 조절되게 할 수도 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 로터에서 회전축이 제거된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 로터코어(210)의 내주면에는, 상기 조절부(231, 233, 235)에 끼워지도록 돌기부(215)가 형성될 수 있다.
상기 조절부(231, 233, 235)는, 상기 회전축(230)의 축 방향으로 형성될 수 있고, 상기 돌기부(215)는 상기 조절부(231, 233, 235)에 대응되도록 상기 로터코어(210)의 축 방향으로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 회전축(230)이 상기 로터코어(210)의 상기 회전축 끼움홀(213)에 끼워지게 되면, 상기 돌기부(215)가 상기 조절부(231, 233, 235)에 끼워짐으로써, 상기 돌기부(215)와 상기 조절부(231, 233, 235)에 의해 상기 회전축(230)이 상기 로터코어(210)에 결합된 상태로 원주방향이나 축방향으로 움직이지 않으면서, 상기 로터코어(210)와 함께 회전될 수 있게 된다.
또한, 상기 로터코어(210)의 외주면에 상기 돌기부(215)가 끼워지는 별도의 구성을 구비시키지 않고, 슬럿 형상의 홈으로 구성된 상기 조절부(231, 233, 235)에 상기 돌기부(215)가 끼워져 고정되게 함으로써, 전체 구조를 간소화시킬 수 있게 된다.
한편, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 구비되는 엔드링에 밸런싱 홀이 형성된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 엔드링(250)에는 다수개의 밸런싱 홀(251)이 형성될 수 있다.
상기 밸런싱 홀(251)은, 상기 로터(200)를 구성하는 상기 로터코어(210)와, 상기 회전축(230) 사이의 제작공차에 의한 불균일 질량을 보상하여 상기 로터(200)가 균형을 유지하게 할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 회전축(230)의 외주면에 다수개의 조절부(231, 233, 235)를 형성시키고, 로터(200)의 무게중심과의 거리에 따라 조절부(231, 233, 235)의 폭이 다르게 형성되게 하여, 로터(200)의 무게중심이 회전축(230)의 중심 방향으로 이동되게 함으로써, 로터(200)의 무게중심과 회전축(230)의 중심과의 불일치로 인해 로터(200)의 회전시에 발생하는 불필요한 진동을 방지하게 된다.
또한, 조절부(231, 233, 235)의 폭이 로터(200)의 무게중심과의 거리에 따라 다르게 형성되게 하여, 로터(200)의 무게중심이 회전축(230)의 중심과 일치하도록 로터(200)의 무게중심의 위치를 조절하기 때문에, 로터(200)의 무게중심을 조절하기 위해 엔드링(250)에 밸런싱 홀(251)을 형성시키는 별도의 밸런싱 작업을 할 필요가 없게 된다.
또한, 엔드링(250)에 별도의 밸런싱 작업을 할 필요가 없기 때문에, 전체 제조공정이 간소화되게 된다.
또한, 엔드링(250)에 밸런싱을 위한 밸런싱 홀(251)을 형성시킬 필요가 없기 때문에, 엔드링(250)의 크기를 최소화시킬 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
10: 로터 11: 로터코어
13: 회전축 20: 엔드링
21: 밸런싱 홀 100: 모터
110: 하우징 200: 로터
210: 로터코어 211: 자계 형성부
211a: 마그넷 211b: 슬럿
213: 회전축 끼움홀 215: 돌기부
230: 회전축 231, 233, 235: 조절부
250: 엔드링 251: 밸런싱 홀

Claims (7)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내부에 구비되고, 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 권선되는 코일을 구비하는 스테이터; 및
    상기 스테이터의 내측에 회전가능하게 구비되고, 로터코어와 상기 로터코어에 결합되는 회전축을 구비하는 로터를 포함하고,
    상기 회전축의 외주면에는 상기 로터의 무게중심이 상기 회전축의 중심과 일치하도록 조절하는 다수개의 조절부가 형성되는 것을 특징으로 하는 모터의 회전축 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조절부는 슬롯 형상의 홈인 것을 특징으로 하는 모터의 회전축 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 로터의 무게중심과의 거리에 따라 폭이 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 모터의 회전축 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 로터의 무게중심에 인접할수록 폭이 큰 것을 특징으로 하는 모터의 회전축 구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 회전축의 축 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모터의 회전축 구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로터코어의 내주면에는 상기 조절부에 끼워지도록 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 모터의 회전축 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 조절부에 대응되도록 상기 로터코어의 축 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모터의 회전축 구조
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