KR20210112753A

KR20210112753A - 로터 및 이를 포함하는 모터

Info

Publication number: KR20210112753A
Application number: KR1020200028187A
Authority: KR
Inventors: 구주환
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-09-15

Abstract

실시예는 스테이터; 상기 스테이터와 대응되게 배치되는 로터; 및 상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고, 상기 로터는 상기 샤프트와 결합하는 로터 코어, 상기 로터 코어의 외측에 배치되는 복수 개의 마그넷, 및 상기 로터 코어와 상기 마그넷을 덮도록 배치되는 캔을 포함하고, 상기 캔은 베이스, 상기 베이스에서 축방향으로 연장된 바디, 및 상기 바디의 단부에서 연장된 복수 개의 연장부를 포함하며, 반경 방향을 기준으로, 중심(C)에서 상기 연장부까지의 반경(R2)은 상기 바디까지의 반경(R1)보다 큰 모터를 개시한다. 이에 따라, 상기 모터는 반경이 다른 두 개의 영역을 갖는 캔을 이용하여 마그넷의 삽입을 용이하게 유도함으로써, 상기 모터의 제조 공정을 단순화하여 생산성을 향상시킬 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. 특히, 상기 모터는 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치에 이용될 수 있다. 예컨데, 상기 모터는 전동식 조향장치(EPS; Electronic Power Steering System) 등 차량용 모터에 사용될 수 있다.

상기 모터는 하우징, 샤프트(shaft), 상기 하우징의 내주면에 배치되는 스테이터(stator), 상기 샤프트의 외주면에 설치되는 로터(rotor) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 스테이터는 상기 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 상기 로터의 회전을 유도한다.

상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함할 수 있다. 상기 마그넷의 배치 위치에 따라, 상기 로터는 로터 코어의 내부에 마그넷이 삽입되어 배치되는 IPM(Internal Permanent Magnet) 타입의 로터와, 로터 코어의 표면에 마그넷이 부착되는 SPM(Surface Permanent Magnet) 타입의 로터로 구분될 수 있다.

상기 SPM 타입의 로터의 경우, 구조적 특성상 접착부재를 이용하여 로터 코어에 마그넷을 부착한다. 그리고, 상기 마그넷과 로터 코어의 조립 내구성을 향상시키기 위해 캔이 적용될 수 있다.

상기 캔은 로터의 보호와 함께 마그넷의 이탈을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 상기 캔의 내측에 접착부재를 도포하여 마그넷이 배치된 로터 코어에 상기 캔을 고정할 수 있다.

그러나, 두 번의 접착부재를 도포하는 공정(로터 코어와 마그넷의 결합을 위한 본딩 공정, 및 캔의 내부에 접착부재를 도포하는 본딩 공정)에 의해 공정수가 증가하는 문제가 있다.

여기서, 상기 마그넷은 복수이기 때문에, 상기 마그넷의 본딩 공정상 생산 시간이 증가하는 문제가 있다. 또한, 상기 캔의 조립시, 상기 캔의 구조에 따른 조립 자동화의 어려움에 의해 작업자가 직접 캔을 조립하기 때문에 생산 시간이 증가하는 문제가 있다. 그리고, 이러한 문제는 상기 모터의 생산성을 하락시키는 요인으로 작용한다.

따라서, 상기 로터의 조립의 자동화를 구현하면서도 생산성을 향상시킬 수 있는 로터 및 이를 포함하는 모터가 요구되고 있는 실정이다.

실시예는 로터 코어와 캔의 결합을 이용하여 마그넷에 적용되던 본딩 공정을 삭제함과 동시에 로터 코어에서 마그넷의 이탈을 방지하는 로터 및 이를 포함하는 모터를 제공한다.

실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제는 스테이터; 상기 스테이터와 대응되게 배치되는 로터; 및 상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고, 상기 로터는 상기 샤프트와 결합하는 로터 코어, 상기 로터 코어의 외측에 배치되는 복수 개의 마그넷, 및 상기 로터 코어와 상기 마그넷을 덮도록 배치되는 캔을 포함하고, 상기 캔은 베이스, 상기 베이스에서 축방향으로 연장된 바디, 및 상기 바디의 단부에서 연장된 복수 개의 연장부를 포함하며, 상기 연장부는 상기 마그넷과 반경 방향으로 이격된 제1 영역과 상기 제1 영역에서 연장된 제2 영역을 포함하고, 반경 방향을 기준으로, 중심(C)에서 상기 제1 영역까지의 반경(R2)은 상기 바디까지의 반경(R1)보다 큰 모터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 바디의 단부는 상기 마그넷의 상면보다 낮게 배치되고, 상기 제2 영역은 상기 마그넷의 상면을 덮을 수 있다. 예컨데, 상기 연장부의 상부측인 제2 영역은 절곡되어 상기 마그넷의 상면을 덮고, 상기 연장부의 하부측인 제1 영역의 하단은 상기 마그넷의 상면보다 낮게 배치될 수 있다.

또는, 상기 바디의 단부는 상기 마그넷의 상면과 동일한 높이에 배치되고, 상기 제2 영역은 상기 마그넷의 상면을 덮을 수 있다. 예컨데, 상기 연장부의 상부측인 제2 영역은 절곡되어 상기 마그넷의 상면을 덮고, 상기 연장부의 하부측인 제1 영역의 하단은 상기 마그넷의 상면과 동일한 높이에 배치될 수 있다.

한편, 상기 로터는 상기 마그넷의 상면과 상기 연장부 사이에는 배치되는 접착부재를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 마그넷의 축방향 길이(D1)는 상기 로터 코어의 축방향 길이(D2)보다 클 수 있다.

그리고, 상기 제2 영역은 단차를 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 로터 코어의 상면과 접촉될 수 있다.

그리고, 상기 단차는 코킹에 의해 형성될 수 있다.

또한, 상기 베이스는 축방향으로 돌출된 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 로터 코어의 홀과 결합할 수 있다.

한편, 복수 개의 상기 연장부가 원주방향을 따라 상호 이격되게 배치됨에 따라, 상기 연장부 사이에는 블랭킹이 형성되며, 상기 블랭킹은 상기 로터 코어의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된 가이드와 오버랩되게 배치될 수 있다.

상기 과제는 스테이터; 상기 스테이터와 대응되게 배치되는 로터; 및 상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고, 상기 로터는 상기 샤프트와 결합하는 로터 코어, 상기 로터 코어의 외측에 배치되는 복수 개의 마그넷, 및 상기 로터 코어와 상기 마그넷을 덮도록 배치되는 캔을 포함하고, 상기 캔은 축방향으로 돌출된 돌출부를 포함하는 베이스, 상기 베이스에서 축방향으로 연장된 바디, 및 상기 바디의 단부에서 연장된 복수 개의 연장부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 로터 코어의 홀과 결합하고, 상기 바디는 상기 로터 코어와 이격되게 배치되는 모터에 의해 달성된다.

상기 과제는 로터 코어, 상기 로터 코어의 외측에 배치되는 복수 개의 마그넷, 및 상기 로터 코어와 상기 마그넷을 덮도록 배치되는 캔을 포함하고, 상기 캔은 베이스, 상기 베이스에서 축방향으로 연장된 바디, 상기 바디의 단부에서 연장된 복수 개의 연장부를 포함하며, 반경 방향을 기준으로, 중심(C)에서 상기 연장부까지의 반경(R2)은 상기 바디까지의 반경(R1)보다 큰 로터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 로터 코어는 상기 캔의 내부로 삽입되고, 상기 로터 코어의 홀은 상기 바디에서 축방향으로 돌출된 돌출부와 결합할 수 있다.

그리고, 상기 로터 코어와 상기 캔 사이로 상기 마그넷의 삽입시, 상기 마그넷은 상기 로터 코어의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된 가이드에 의해 안내될 수 있다.

실시예는 입구측이 넓어진 바스켓 형상의 캔과 상기 캔의 내부에 삽입되어 결합하는 로터 코어의 배치를 이용하여, 종래의 마그넷에 수행되던 본딩 공정을 삭제하면서도 로터의 제조 자동화를 구현할 수 있다. 즉, 반경이 다른 두 개의 영역을 갖는 캔을 이용하여 마그넷의 삽입을 용이하게 유도할 수 있다. 그에 따라, 상기 모터의 제조 공정을 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 캔에 형성된 연장부를 절곡하여 로터 코어와 캔 사이에 배치되는 마그넷을 고정함으로써, 마그넷의 이탈을 방지할 수 있다.

실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 로터와 샤프트를 나타내는 사시도이고,
도 3은 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고,
도 4는 실시예에 따른 로터를 나타내는 평면도이고,
도 5는 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이고,
도 6은 도 5의 A영역을 나타내는 확대도이고,
도 7은 실시예에 따른 로터의 로터 코어와 마그넷의 배치를 나타내는 사시도이고,
도 8은 실시예에 따른 로터의 로터 코어를 나타내는 도면이고,
도 9는 실시예에 따른 로터의 캔의 제조 과정을 나타내는 도면이고,
도 10은 실시예에 따른 로터의 제조 과정을 나타내는 도면으로서, 도 10a는 로터 코어의 홀과 캔의 돌출부의 결합을 나타내는 분해사시도이고, 도 10b는 로터 코어와 캔의 결합 상태에서 마그넷의 결합을 나타내는 분해사시도이고, 도 10c는 로터 코어와 캔의 결합 상태에서 마그넷의 결합된 결합사시도이고, 도 10d는 캔의 연장부의 절곡을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

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 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

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 1은 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 2는 실시예에 따른 로터와 샤프트의 배치 관계를 나타내는 사시도이다. 도 1에서, x 방향은 반경 방향을 의미하며, y 방향은 축 방향을 의미할 수 있다. 그리고, 상기 축 방향과 상기 반경 방향은 서로 수직할 수 있다. 여기서, 상기 축 방향이라 함은 샤프트(500)의 길이 방향일 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 일측에 개구가 형성된 하우징(100), 상기 하우징(100)의 상부에 배치되는 커버(200), 상기 하우징(100)의 내부에 배치되는 스테이터(300), 스테이터(300)의 내측에 배치되는 로터(400), 및 상기 로터(400)와 결합하는 샤프트(500)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 내측이라 함은 상기 반경 방향을 기준으로 상기 모터(1)의 회전 중심(C)을 향하여 배치되는 방향을 의미하고, 외측이라 함은 내측과 반대되는 방향을 의미할 수 있다.

또한, 상기 모터(1)는 스테이터(300)의 상측에 배치되는 버스바(600) 및 로터(400)의 회전을 감지하는 센서부(700)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 샤프트(500)가 결합된 로터(400)는 샤프트 어셈블리라 불릴 수 있다. 그에 따라, 상기 샤프트 어셈블리는 하나의 단일품으로 상기 모터(1)의 조립에 제공될 수 있다.

하우징(100)과 커버(200)는 상기 모터(1)의 외형을 형성할 수 있다. 그리고, 하우징(100)과 커버(200)의 결합에 의해 내부에 수용공간이 형성될 수 있다. 그에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수용공간에는 스테이터(300), 로터(400), 샤프트(500), 버스바(600), 센서부(700) 등이 배치될 수 있다.

이때, 샤프트(500)는 상기 수용공간에 회전 가능하게 배치된다. 이에, 상기 모터(1)는 샤프트(500)의 상부와 하부에 각각 배치되는 베어링(B)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 하우징(100)에 배치되는 베어링(B)은 제1 베어링 또는 하부 베어링이라 불릴 수 있고, 커버(200)에 배치되는 베어링(B)은 제2 베어링 또는 상부 베어링이라 불릴 수 있다.

하우징(100)은 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 하우징(100)은 내부에 스테이터(300), 로터(400) 등을 수용할 수 있다. 이때, 하우징(100)의 형상이나 재질은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨데, 하우징(100)은 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속 재질로 형성될 수 있다.

하우징(100)은 하부에 베어링(B)을 수용할 수 있는 포켓부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 하우징(100)의 포켓부는 하우징 포켓부라 불릴 수 있다.

커버(200)는 상기 하우징(100)의 개구를 덮도록 하우징(100)의 개구면, 즉 하우징(100)의 상부에 배치될 수 있다.

그리고, 커버(200)는 베어링(B)을 수용할 수 있는 포켓부를 포함할 수 있다. 여기서, 커버(200)의 포켓부는 커버 포켓부라 불릴 수 있다.

스테이터(300)는 로터(400)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터(400)의 회전을 유도한다.

스테이터(300)는 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 이때, 스테이터(300)는 하우징(100)의 내주면에 지지될 수 있다. 그리고, 스테이터(300)는 로터(400)의 외측에 배치될 수 있다. 즉, 스테이터(300)의 내측에는 로터(400)가 회전 가능하게 배치될 수 있다.

도 1을 참조하면, 스테이터(300)는 스테이터 코어(310), 스테이터 코어(310)에 배치되는 인슐레이터(320) 및 인슐레이터(320)에 권선되는 코일(330)을 포함할 수 있다.

스테이터 코어(310)에는 회전 자계를 형성하는 코일(330)이 권선될 수 있다. 여기서, 스테이터 코어(310)는 하나의 코어로 형성되거나 복수 개의 분할 코어가 결합되어 형성될 수 있다.

스테이터 코어(310)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층된 형태로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 스테이터 코어(310)는 하나의 단일품으로 형성될 수도 있다.

스테이터 코어(310)는 원통 형상의 요크 및 상기 요크에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 투스를 포함할 수 있다.

복수 개의 상기 투스는 상기 요크의 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 각각의 상기 투스 사이에는 코일(330)이 권선되는 공간인 슬롯이 형성될 수 있다.

한편, 상기 스테이터(300)의 투스는 상기 로터(400)와 에어 갭을 갖도록 배치될 수 있다. 여기서, 상기 에어 갭은 반경 방향으로 상기 투스와 마그넷(420) 사이의 거리일 수 있다.

인슐레이터(320)는 스테이터 코어(310)와 코일(330)을 절연시킨다. 그에 따라, 인슐레이터(320)는 스테이터 코어(310)와 코일(330) 사이에 배치될 수 있다.

따라서, 코일(330)은 인슐레이터(320)가 배치된 스테이터 코어(310)에 권선될 수 있다.

로터(400)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 이때, 상기 로터(400)는 스테이터(300)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.

도 3은 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고, 도 4는 실시예에 따른 로터를 나타내는 평면도이고, 도 5는 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5의 A영역을 나타내는 확대도이고, 도 7은 실시예에 따른 로터의 로터 코어와 마그넷의 배치를 나타내는 사시도이고, 도 8은 실시예에 따른 로터의 로터 코어를 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 상기 로터(400)는 로터 코어(410), 상기 로터 코어(410)의 외측에 배치되는 복수 개의 마그넷(420) 및 상기 마그넷(420)이 결합된 로터 코어(410)에 배치되는 캔(430)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 마그넷(420)은 중심(C)을 기준으로 로터 코어(410)에 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.

상기 로터 코어(410)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 이때, 상기 로터 코어(410)는 축방향으로 소정의 길이(D1)를 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 로터 코어(410)의 축방향 길이(D1)는 제1 길이라 불릴 수 있다.

그리고, 상기 로터 코어(410)의 중심(C)에는 샤프트(500)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다.

상기 로터 코어(410)는 원통 형상의 로터 코어 바디(411), 상기 로터 코어 바디(411)의 외주면(411a)에서 외측으로 연장되어 돌출된 복수 개의 가이드(412) 및 상기 로터 코어 바디(411)에 형성된 홀(413)을 포함할 수 있다.

상기 로터 코어 바디(411)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 중심(C)에 샤프트(500)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다.

상기 가이드(412)는 로터 코어 바디(411)와 일체로 형성될 수 있다.

상기 가이드(412)는 마그넷(420)의 배치를 안내할 수 있다. 그에 따라, 가이드(412)의 사이에 마그넷(420)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 마그넷(420)은 상기 가이드(412)에 의해 지지되어 원주 방향의 유동이 방지될 수 있다. 여기서, 상기 가이드(412)는 축방향을 따라 상기 로터 코어 바디(411)의 외주면(411a)에 길게 형성될 수 있다.

상기 홀(413)은 상기 로터 코어 바디(411)를 축방향으로 관통하게 상기 로터 코어 바디(411)에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 홀(413)은 원주 방향을 따라 상호 이격되게 복수 개가 형성될 수 있다.

또한, 상기 홀(413)은 상기 캔(430)의 돌출부(431a)와 결합할 수 있다. 그에 따라, 상기 홀(413)과 상기 돌출부(431a)의 결합에 의해 상기 로터 코어(410)는 캔(430)의 기 설정된 위치에 배치될 수 있다. 이때, 상기 마그넷(420)의 배치를 고려하여, 상기 캔(430)은 상기 로터 코어 바디(411)의 외주면(411a)과 반경 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 상기 캔(430)의 내부에 배치되는 로터 코어(410)는 반경 방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

여기서, 상기 결합을 위해 로터 코어 바디(411)를 관통하는 홀(413)을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 상기 홀(413)을 대신하여 로터 코어 바디(411)의 하면에 축 방향으로 오목하게 홈이 형성될 수도 있다.

따라서, 로터(400)의 제작시, 상기 홀(413)과 상기 돌출부(431a)의 결합은 로터 코어(410)와 캔(430)의 1차 조립을 수행할 수 있게 한다. 그에 따라, 상기 결합에 의해 상기 로터 코어(410)는 상기 캔(430)에 고정될 수 있다.

상기 마그넷(420)은 스테이터(300)의 스테이터 코어(310)에 감긴 코일(330)과 회전 자계를 형성한다.

그에 따라, 코일(330)과 마그넷(420)의 전기적 상호 작용으로 로터(400)가 회전하고, 상기 로터(400)의 회전에 연동하여 샤프트(500)가 회전함으로써 상기 모터(1)의 구동력이 발생된다.

상기 마그넷(420)은 로터 코어(410)의 외측에 배치되어 SPM(Surface Permanent Magnet) 타입의 로터를 구현한다.

상기 마그넷(420)은 상기 로터 코어 바디(411)의 외주면(411a)과 캔(430) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 가이드(412)에 의해 상기 마그넷(420)은 안내될 수 있다.

상기 홀(413)과 상기 돌출부(431a)의 결합에 의해 로터 코어(410)와 캔(430)의 1차 조립을 수행된 상태에서, 상기 마그넷(420)이 상기 로터 코어(410)와 캔(430) 사이에 삽입되기 때문에, 종래에 로터 코어와 마그넷을 고정하기 위한 본딩 공정을 삭제할 수 있다. 그에 따라, 상기 모터(1)는 상기 본딩 공정의 삭제하여 접착부재가 경화되는 시간을 단축시킴으로써, 상기 모터(1)의 생산성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 마그넷(420)은 축방향으로 소정의 길이(D2)를 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 마그넷(420)의 축방향 길이(D2)는 제2 길이라 불릴 수 있다. 그리고, 상기 모터(1)의 구동력 및 축방향 사이즈를 고려하여, 상기 마그넷(420)의 축방향 길이(D2)는 상기 로터 코어(410)의 축방향 길이(D1)보다 크다.

상기 캔(430)은 물리적 또는 화학적 자극으로부터 상기 로터 코어(410)와 상기 마그넷(420)을 보호할 수 있다. 또한, 상기 캔(430)은 상기 로터 코어(410)에서 상기 마그넷(420)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 캔(430)은 로터 코어(410)에 배치되는 마그넷(420)을 덮도록 배치될 수 있다.

상기 캔(430)은 베이스(431), 상기 베이스(431)에서 축방향으로 연장된 바디(432), 및 상기 바디(432)의 단부(432a)에서 연장된 복수 개의 연장부(433)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 베이스(431), 바디(432), 및 복수 개의 연장부(433)는 일체로 형성될 수 있다.

상기 베이스(431)는 원판 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 베이스(431)는 샤프트(500)의 배치를 위해 중앙에 형성된 홀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스(431)는 로터 코어(410)와 마그넷(420)의 하부와 접촉하게 배치되어 상기 로터 코어(410)와 마그넷(420)을 지지할 수 있다.

또한, 상기 베이스(431)는 축 방향으로 돌출된 돌출부(431a)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 돌출부(431a)는 상기 홀(413)과 결합하여 상기 로터 코어(410)와 상기 캔(430)의 결합을 안내할 수 있으며, 로터 코어(410)를 지지할 수 있다.

한편, 베이스(431)의 내측면인 상면에는 본드와 같은 접착부재가 도포되어 상기 로터 코어(410)와 상기 캔(430)의 결합을 더욱 공고히 할 수도 있다. 그리고, 상기 상면은 마그넷(420)의 일측과 접촉할 수 있기 때문에, 상기 접착부재에 의해 상기 마그넷(420)과 상기 캔(430)의 결합 또한 공고히 될 수 있다. 여기서, 상기 상면은 로터 코어(410) 또는 마그넷(420)과 접촉하는 접촉면일 수 있다.

상기 바디(432)는 상기 로터 코어(410)의 외주면과 서로 마주보게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 바디(432)의 내측면은 상기 마그넷(420)과 접촉되게 배치될 수 있다.

상기 바디(432)는 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 바디(432)는 중심(C)을 기준으로 소정의 반경(R1) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 중심(C)은 샤프트(500)의 축의 중심일 수 있다. 그리고, 상기 바디(432)의 반경(R1)은 샤프트(500)의 축의 중심에서 상기 바디(432)의 내측면까지의 거리일 수 있다. 그리고, 상기 바디(432)의 반경(R1)은 제1 반경이라 불릴 수 있다.

상기 연장부(433)는 상기 바디(432)의 단부(432a)에서 연장될 수 있다. 이때, 상기 바디(432)의 단부에는 복수 개의 상기 연장부(433)가 원주방향을 따라 상호 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 연장부(433) 사이에는 갭이 형성될 수 있으며, 상기 갭을 형성하도록 절개된 영역은 블랭킹(G)이라 불릴 수 있다. 여기서, 상기 갭은 연장부(433) 사이의 이격 거리를 나타낼 수 있다.

따라서, 상기 블랭킹(G)에 의해 상기 마그넷(420)은 연장부(433)의 내측으로 용이하게 삽입될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 블랭킹(G)은 반경 방향 또는 축방향을 기준으로 가이드(412)와 오버랩되게 배치될 수 있다. 이때, 상기 블랭킹(G)에 의해 상기 가이드(412)의 상부측 일부는 캔(430)으로부터 노출될 수 있다. 여기서, 상기 가이드(412)의 상부측 일부는 상기 가이드(412)의 상면 또는 외측면의 일부를 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 블랭킹(G)을 통해 가이드(412)의 위치를 확인함으로써, 마그넷(420)의 위치를 확인할 수 있다.

상기 연장부(433)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 상세하게, 상기 연장부(433)는 상기 마그넷(420)과 반경 방향으로 이격되게 배치되는 제1 영역(433a)과 상기 제1 영역의 일단에서 연장되는 제2 영역(433b)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 연장부(433)의 제1 영역(433a)은 중심(C)을 기준으로 소정의 반경(R2) 상에 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 연장부(433)는 소정의 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 연장부(433)의 반경(R2)은 샤프트(500)의 축의 중심에서 상기 연장부(433)의 내측면까지의 거리인 내경일 수 있다. 상세하게, 상기 연장부(433)의 반경(R2)은 샤프트(500)의 축의 중심에서 상기 연장부(433)의 제1 영역(433a)의 내측면까지의 거리일 수 있다. 그리고, 상기 연장부(433)의 반경(R2)은 제2 반경이라 불릴 수 있다.

그리고, 상기 마그넷(420)의 조립의 자동화을 고려하여, 중심(C)을 기준으로 반경 방향상 상기 연장부(433)의 반경(R2)은 상기 바디(432)의 반경(R1)보다 클 수 있다.

한편, 상기 연장부(433)의 상단은 절곡되어 상기 마그넷(420)의 상면(421)과 로터 코어(410)의 상면 일부를 덮을 수 있다. 여기서, 상기 절곡을 통해 연장부(433)는 마그넷(420)의 상면(421) 전부를 덮도록 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 상기 연장부(433)는 마그넷(420)의 상면(421)의 일부를 덮도록 배치될 수 있으나, 상기 마그넷(420)의 보호적 측면에서 상면(421)의 전부를 덮도록 상기 연장부(433)가 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연장부(433)의 탄성력에 의한 마그넷(420)의 조립성을 고려하여 상기 연장부(433)의 하단인 제1 영역(433a)의 하단은 상기 마그넷(420)의 상면(421)보다 낮게 배치될 수 있다. 또는, 상기 바디(432)의 단부(432a)는 상기 마그넷(420)의 상면(421)보다 낮게 배치될 수 있다.

따라서, 상기 블랭킹(G)의 하부는 상기 마그넷(420)의 상면(421)보다 낮게 배치될 수 있다. 다만, 상기 마그넷(420)의 삽입을 통한 조립성을 고려해 볼 때, 상기 블랭킹(G)의 하부는 상기 마그넷(420)의 상면(421)보다 약 1~2mm 낮게 배치되는 것이 바람직하다.

또는, 상기 마그넷(420)의 외부 노출을 최소화하는 마그넷(420)의 보호적 측면에서, 상기 연장부(433)의 하단인 제1 영역(433a)의 하단은 상기 마그넷(420)의 상면(421)과 동일한 높이에 배치될 수 있다. 또는, 바디(432)의 단부(432a)는 상기 마그넷(420)의 상면(421)과 동일한 높이에 배치될 수 있다.

한편, 상기 마그넷(420)의 축방향 길이(D2)는 상기 로터 코어(410)의 축방향 길이(D1)보다 크게 형성될 수 있기 때문에, 절곡된 상기 연장부(433)의 단부는 코킹에 의해 상기 로터 코어(410)의 상면과 접촉할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2 영역(433b)은 코킹에 의해 상기 제2 영역(433b)을 절곡하여 단차를 형성할 수 있다. 그에 따라, 상기 제2 영역(433b)의 단부측 일부는 상기 로터 코어(410)의 상면과 접촉할 수 있다. 여기서, 상기 로터 코어 (410)의 상면은 로터 코어 바디(411)의 상면일 수 있다. 그에 따라, 마그넷(420)에 대한 캔(430)의 고정력은 더욱 향상될 수 있다.

또한, 상기 로터(400)는 마그넷(420)의 상면(421)과 상기 연장부(433) 사이에 배치되는 접착부재(440)를 더 포함할 수 있다.

상기 접착부재(440)는 캔(430)과 마그넷(420)의 결합을 더욱 향상시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 마그넷(420)의 이탈이 방지될 수 있다.

또한, 상기 접착부재(440)는 로터 코어(410)의 상면과 연장부(433) 사이에도 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 마그넷(420)을 덮도록 배치되는 캔(430)과 로터 코어(410)의 결합력은 더욱 향상될 수 있다. 따라서, 로터 코어(410)의 홀(413)과 캔(430)의 돌출부(431a)의 결합, 상기 코킹, 및 접착부재(440)에 의한 로터 코어(410)와 연장부(433)의 결합에 의해 로터 코어(410)와 캔(430)에 배치되는 마그넷(420)의 이탈이 방지될 수 있다.

도 9는 실시예에 따른 로터의 캔의 제조 과정을 나타내는 도면이다. 여기서, 도 9의 (a)는 캔을 제조하기 위한 소재를 나타내는 도면이고, 도 9의 (b)는 블랭킹이 형성된 소재를 나타내는 도면이고, 도 9의 (c)는 블랭킹이 형성된 소재를 성형 하여 형성된 캔을 나타내는 도면이다.

도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 도 9의 (a)에 도시된 원판 형상의 소재에 블랭킹 성형을 통해 복수 개의 블랭킹(G)을 형성할 수 있다. 이때, 샤프트(500)의 배치를 위해 상기 소재의 중앙에 홀을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 블랭킹(G)은 상기 소재의 가장자리에 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 연장부(433)가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 블랭킹(G)이 형성된 소재에 드로잉 및 펀칭 성형을 수행함으로써, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 캔(430)을 형성할 수 있다. 예컨데, 상기 드로잉 성형을 통해 바스켓 형상으로 캔(430)을 형성할 수 있다. 이때, 중심(C)을 기준으로 캔(430)의 바디(432)와 연장부(433)의 반경이 다른 이단의 캔(430)을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 펀칭 성형을 통해 캔(430)의 돌출부(431a)를 형성할 수 있다.

상기 도 9의 (a) 내지 (c)의 과정은 별도의 장치(미도시)를 통해 순차적으로 수행될 수 있도록 자동화될 수 있다.

도 10은 실시예에 따른 로터의 제조 과정을 나타내는 도면이다. 여기서, 도 10a는 로터 코어의 홀과 캔의 돌출부의 결합을 나타내는 분해사시도이고, 도 10b는 로터 코어와 캔의 결합 상태에서 마그넷의 결합을 나타내는 분해사시도이고, 도 10c는 로터 코어와 캔의 결합 상태에서 마그넷의 결합된 결합사시도이고, 도 10d는 캔의 연장부의 절곡을 나타내는 도면이다.

도 10a를 참조하면, 캔(430)의 내부에 로터 코어(410)를 배치할 수 있다. 이때, 로터 코어(410)의 홀(413)과 캔(430)의 돌출부(431a)의 결합하기 때문에, 로터 코어(410)는 기 설정된 위치에 위치할 수 있으며, 상기 결합에 의해 로터 코어(410)의 유동이 방지될 수 있다. 여기서, 상기 로터 코어(410)의 외주면(411a)은 캔(430)의 반경 방향 상의 내주면과 이격되게 배치되어 마그넷(420)이 삽입될 수 있는 공간을 형성할 수 있다.

도 10b 및 도 10c를 참조하면, 상기 마그넷(420)은 로터 코어(410)와 캔(430) 사이에 형성된 공간으로 삽입되어 배치될 수 있다. 여기서, 상기 마그넷(420)은 로터 코어(410)의 가이드(412)에 의해 안내될 수 있다. 이때, 중심(C)을 기준으로 캔(430)의 바디(432)보다 연장부(433)의 반경이 더 크게 형성될 수 있기 때문에, 상기 마그넷(420)은 상기 연장부(433)의 간섭없이 상기 공간으로 삽입될 수 있다.

도 10c 및 도 10d를 참조하면, 캔(430)의 연장부(433)는 내측을 향하여 절곡될 수 있다. 그에 따라, 상기 연장부(433)는 로터 코어(410)의 상부측 일부 및 마그넷(420)의 상면(421)을 덮을 수 있다.

여기서, 상기 연장부(433)와 상기 마그넷(420)의 상면(421) 사이에 접착부재(440)를 배치하여 결합을 공고히 할 수 있다. 나아가, 상기 마그넷(420)의 축방향 길이(D2)를 상기 로터 코어(410)의 축방향 길이(D1)보다 크게 형성하고, 절곡된 상기 연장부(433)의 단부에 코킹 성형을 수행하여 상기 로터 코어(410)의 상면에 연장부(433)를 접촉시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 마그넷(420)과 캔(430)의 결합력은 더욱 향상될 수 있다. 이때, 상기 로터 코어(410)의 상면과 연장부(433) 사이에 접착부재(440)를 배치하여 상기 결합력을 더 향상시킬 수 있다.

상기 도 10a 내지 도 10d의 과정을 통해, 상기 모터(1)에 적용되던 본딩 공정을 삭제할 수 있다.

또한, 상기 도 10a 내지 도 10d의 과정은 별도의 장치(미도시)를 통해 순차적으로 수행될 수 있도록 자동화될 수 있다.

따라서, 상기 과정을 통해 상기 로터(400) 및 이를 포함하는 모터(1)의 생산성을 향상시킬 수 있다.

샤프트(500)는 베어링(B)에 의해 하우징(100)의 내부에서 회전 가능하게 배치될 수 있다. 그리고, 샤프트(500)는 로터(400)의 회전에 연동하여 함께 회전할 수 있다.

그리고, 상기 샤프트(500)는 상기 로터 코어(410)의 중앙에 형성된 홀에 압입 방식으로 결합될 수 있다.

버스바(600)는 스테이터(300)의 상부에 배치될 수 있다.

그리고, 버스바(600)는 스테이터(300)의 코일(330)과 전기적으로 연결될 수 있다.

버스바(600)는 버스바 본체(미도시)와 상기 버스바 본체의 내부에 배치되는 복수 개의 터미널(미도시)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 버스바 본체는 사출 성형을 통해 형성된 몰드물일 수 있다. 그리고, 상기 터미널 각각은 스테이터(300)의 코일(330)과 전기적으로 연결될 수 있다.

센서부(700)는 로터(400)와 회전 연동 가능하게 설치된 센싱 마그넷의 자기력을 감지하여 로터(400)의 현재 위치를 파악함으로써 샤프트(500)의 회전을 감지할 수 있게 한다.

센서부(700)는 센싱 마그넷 조립체(710)와 인쇄회로기판(PCB, 720)을 포함할 수 있다.

센싱 마그넷 조립체(710)는 로터(400)와 연동하도록 샤프트(500)에 결합되어 로터(400)의 위치를 검출되게 한다. 이때, 센싱 마그넷 조립체(710)는 센싱 마그넷과 센싱 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 센싱 마그넷은 내주면을 형성하는 홀에 인접하여 원주방향으로 배치되는 메인 마그넷과 가장자리에 형성되는 서브 마그넷을 포함할 수 있다.

상기 메인 마그넷은 모터의 로터(400)에 삽입된 드라이브 마그넷과 동일하게 배열될 수 있다.

상기 서브 마그넷은 상기 메인 마그넷보다 세분화되어 많은 극을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 서브 마그넷은 회전 각도를 더욱 세밀하게 분할하여 측정하는 것이 가능하게 하며, 모터의 구동을 더 부드럽게 유도할 수 있다

상기 센싱 플레이트는 원판 형태의 금속 재질로 형성될 수 있다. 센싱 플레이트의 상면에는 센싱 마그넷이 결합될 수 있다. 그리고 상기 센싱 플레이트는 샤프트(500)에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 센싱 플레이트에는 샤프트(500)가 관통하는 홀이 형성될 수 있다.

인쇄회로기판(720)에는 상기 센싱 마그넷의 자기력을 감지하는 센서가 배치될 수 있다. 여기서, 상기 센서는 홀 IC(Hall IC)로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 센서는 센싱 마그넷의 N극과 S극의 변화를 감지하여 센싱 시그널을 생성할 수 있다. 그에 따라, 홀 IC(Hall IC)가 배치된 인쇄회로기판(720)은 센싱 어셈블리 또는 위치 감지 장치라 불릴 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.

1: 모터
100: 하우징 200: 커버
300: 스테이터 310: 스테이터 코어
330: 코일
400: 로터
410: 로터 코어
412: 가이드 413: 홀
420: 마그넷
430: 캔
431: 베이스 431a: 돌출부
432: 바디 433: 연장부
500: 샤프트
600: 버스바
700: 센서부

Claims

스테이터;
상기 스테이터와 대응되게 배치되는 로터; 및
상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고,
상기 로터는
상기 샤프트와 결합하는 로터 코어,
상기 로터 코어의 외측에 배치되는 복수 개의 마그넷, 및
상기 로터 코어와 상기 마그넷을 덮도록 배치되는 캔을 포함하고,
상기 캔은
베이스,
상기 베이스에서 축방향으로 연장된 바디, 및
상기 바디의 단부에서 연장된 복수 개의 연장부를 포함하며,
상기 연장부는 상기 마그넷과 반경 방향으로 이격된 제1 영역과 상기 제1 영역에서 연장된 제2 영역을 포함하고,
반경 방향을 기준으로, 중심(C)에서 상기 제1 영역까지의 반경(R2)은 상기 바디까지의 반경(R1)보다 큰 모터.
제1항에 있어서,
상기 바디의 단부는 상기 마그넷의 상면보다 낮게 배치되고,
상기 제2 영역은 상기 마그넷의 상면을 덮는 모터.
제1항에 있어서,
상기 바디의 단부는 상기 마그넷의 상면과 동일한 높이에 배치되고,
상기 제2 영역은 상기 마그넷의 상면을 덮는 모터.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 마그넷의 상면과 상기 연장부 사이에는 접착부재가 배치되는 모터.
제4항에 있어서,
상기 마그넷의 축방향 길이(D1)는 상기 로터 코어의 축방향 길이(D2)보다 큰 모터.
제5항에 있어서,
상기 제2 영역은 단차를 포함하고,
상기 제2 영역은 상기 로터 코어의 상면과 접촉하는 모터.
제6항에 있어서,
상기 단차는 코킹에 의해 형성되는 모터.
제1항에 있어서,
상기 로터 코어는 축방향으로 형성된 홀을 포함하고,
상기 베이스는 축방향으로 돌출된 돌출부를 포함하며,
상기 돌출부는 상기 홀과 결합하는 모터.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
복수 개의 상기 연장부가 원주방향을 따라 상호 이격되게 배치됨에 따라, 상기 연장부 사이에는 블랭킹이 형성되며,
상기 블랭킹은 상기 로터 코어의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된 가이드와 오버랩되게 배치되는 모터.
스테이터;
상기 스테이터와 대응되게 배치되는 로터; 및
상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고,
상기 로터는
상기 샤프트와 결합하는 로터 코어,
상기 로터 코어의 외측에 배치되는 복수 개의 마그넷, 및
상기 로터 코어와 상기 마그넷을 덮도록 배치되는 캔을 포함하고,
상기 로터 코어는 축방향으로 형성된 홀을 포함하고,
상기 캔은
축방향으로 돌출된 돌출부를 포함하는 베이스,
상기 베이스에서 축방향으로 연장된 바디, 및
상기 바디의 단부에서 연장된 복수 개의 연장부를 포함하며,
상기 돌출부는 상기 홀과 결합하고,
상기 바디는 상기 로터 코어와 이격되게 배치되는 모터.
로터 코어,
상기 로터 코어의 외측에 배치되는 복수 개의 마그넷, 및
상기 로터 코어와 상기 마그넷을 덮도록 배치되는 캔을 포함하고,
상기 캔은
베이스,
상기 베이스에서 축방향으로 연장된 바디,
상기 바디의 단부에서 연장된 복수 개의 연장부를 포함하며,
반경 방향을 기준으로, 중심(C)에서 상기 연장부까지의 반경(R2)은 상기 바디까지의 반경(R1)보다 큰 로터.
제11항에 있어서,
상기 로터 코어는 축방향으로 형성된 홀을 포함하고,
상기 로터 코어는 상기 캔의 내부로 삽입되고,
상기 홀은 상기 바디에서 축방향으로 돌출된 돌출부와 결합하는 로터.
제12항에 있어서,
상기 로터 코어와 상기 캔 사이로 상기 마그넷의 삽입시,
상기 마그넷은 상기 로터 코어의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된 가이드에 의해 안내되는 로터.