KR20220011271A

KR20220011271A - 모터의 회전자

Info

Publication number: KR20220011271A
Application number: KR1020200089946A
Authority: KR
Inventors: 양해준
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2022-01-28
Also published as: US20220029485A1; DE202021103755U1; US11876410B2; CN215498464U

Abstract

본 발명은 모터의 회전자에 관한 것으로, 축 방향을 따라 수용홀이 관통 형성된 회전자 코어, 수용홀에 수용되는 영구자석, 회전자 코어의 단부를 덮도록 마련되는 엔드 플레이트, 및 엔드 플레이트 상에 마련되는 연자성 코어(soft magnetic core)를 포함하는 것에 의하여, 모터의 효율 및 역기전력을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

모터의 회전자{ROTOR OF MOTOR}

본 발명은 모터의 회전자에 관한 것으로, 보다 구체적으로 모터의 효율 및 역기전력을 향상시킬 수 있는 모터의 회전자에 관한 것이다.

일반적으로 PM 모터(PERMANENT MAGNET MOTOR)는 회전자의 구조 즉, 회전자에서 영구자석이 배치되는 위치에 따라 표면부착형 영구자석(SURFACE MOUNTED PERMANENT MAGNET: SPM) 모터와 삽입형 영구자석(INTERIOR PERMANENT MAGNET: IPM) 모터로 분류될 수 있다.

SPM 타입의 모터는 영구자석이 회전자의 표면에 배치되고, IPM 타입의 모터는 영구자석이 회전자 내부에 배치된다.

IPM 타입의 모터는 SPM 타입 모터에 비해 고속 회전시 영구자석의 고정이 용이하고, 마그네틱 토크와 릴럭턴스 토크의 병용이 가능하며, 회전자 표면의 와전류 손실 저감 등의 특징에 의해 고토크화 및 고효율화가 가능한 이점이 있다.

또한, IPM 타입의 모터는 영구자석의 사용량을 저감시킬 수 있고, 영구자석의 형상을 간소화할 수 있으며, 영구자석의 이탈을 방지하기 위한 이탈 방지 바인드 등을 마련하지 않아도 되므로, 구조를 간소화하고 부품수를 저감시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, PM 모터에서, 영구자석의 축 방향(모터의 축 방향)으로 자속이 누설되면 모터의 효율 및 역기전력(Counter electromotive force)이 낮아지게 되므로, 영구자석의 축 방향으로 누설되는 자속을 최소화할 수 있어야 한다.

그러나, 기존 PM 타입의 모터는 모터의 축 방향을 따른 영구자석의 단부에서 공기중으로 자속이 누설됨에 따라, 모터의 효율 및 역기전력이 낮아지는 문제점이 있다.

이를 위해 최근에는 영구자석의 단부에서 공기중으로 누설되는 자속량을 최소화하고, 모터의 효율 및 역기전력을 향상시키기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.

본 발명에 따른 실시예는 모터의 효율 및 역기전력을 향상시킬 수 있는 모터의 회전자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명의 실시예는 모터의 축 방향을 따라 영구자석의 단부에서 누설되는 자속을 감소시켜 모터의 효율 및 역기전력을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예는 모터의 사이즈 및 구조를 변경을 최소화하면서 영구자석의 단부에서 누설되는 자속을 감소시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예는 제작 공정을 간소화하고, 제작 시간을 단축할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모터의 회전자는, 축 방향을 따라 수용홀이 관통 형성된 회전자 코어, 수용홀에 수용되는 영구자석, 회전자 코어의 단부를 덮도록 마련되는 엔드 플레이트, 및 엔드 플레이트 상에 마련되는 연자성 코어(soft magnetic core)를 포함한다.

이는, 모터의 효율 및 역기전력을 향상시키기 위함이다.

즉, 기존에는 PM 모터(PERMANENT MAGNET MOTOR)에서, 영구자석의 축 방향을 따른 영구자석의 단부에서 자속이 누설됨에 따라, 모터의 효율 및 역기전력이 낮아지는 문제점이 있다.

하지만, 본 발명은 회전자 코어의 단부를 덮도록 마련되는 엔드 플레이트 상에 연자성체로 형성된 연자성 코어를 마련하는 것에 의하여, 영구자석의 단부에서 누설되는 자속의 경로를 토크 자속 방향(토크를 형성하는 원주 방향)으로 전환할 수 있으므로, 영구자석의 단부에서 누설되는 자속량을 저감시킬 수 있으며, 모터의 효율 및 역기전력을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

바람직하게, 엔드 플레이트는 비자성체(nonmagnetic material)로 형성될 수 있다. 이와 같이, 엔드 플레이트를 비자성체로 형성하는 것에 의하여, 회전자 코어의 축 방향을 따라 영구자석의 단부에서 외부로(공기중으로) 누설되는 자속량을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 연자성 코어가 엔드 플레이트 상에 마련된다 함은, 연자성 코어가 엔드 플레이트의 외면(예를 들어, 내면)에 적층되거나 엔드 플레이트의 내부에 수용되는 것을 모두 포함하는 것으로 정의된다.

일 예로, 연자성 코어는, 회전자 코어와 엔드 플레이트의 사이에 배치되는 복수개의 코어편(core piece)을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 복수개의 코어편은 소정 간극을 두고 서로 이격되게 배치되되, 복수개의 코어편은 상호 협조적으로 대락 링 형태를 이루도록 배열된다. 이와 같이, 복수개의 코어편이 상호 협조적으로 링 형태를 이루도록 하는 것에 의하여, 영구자석의 단부에서 누설되는 자속의 경로를 토크 자속 방향으로 전환할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 코어편의 사이에 형성되는 간극을 통해서는 영구자석이 부분적으로 노출된다. 이와 같이, 코어편의 사이 간극을 통해 영구자석이 노출되도록 하는 것에 의하여, 영구자석의 단부에서 누설되는 자속의 경로를 간극을 통해 영구자석의 단부에 인접한 코어편으로 유도할 수 있으므로, 영구자석의 단부에서 누설되는 자속을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 모터의 효율 및 역기전력을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 연자성 코어를 구성하는 복수개 코어편의 사이에 간극을 형성하는 것에 의하여, 연자성 코어의 제작에 필요한 연자성 분말의 사용량을 저감할 수 있으므로, 원가를 절감하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게, 코어편은 영구자석이 수용된 수용홀의 적어도 일부를 덮도록 배치된다. 이와 같이, 코어편이 수용홀의 적어도 일부를 덮도록 배치하는 것에 의하여, 수용홀에 수용된 영구자석이 외부로 이탈되는 것을 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 영구자석의 이탈을 구속하기 위한 별도의 구속부재를 마련하지 않아도 되므로, 구조를 간소화하고 부품수를 저감시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

다른 일 예로, 연자성 코어는 회전자 코어와 엔드 플레이트의 사이에 배치되는 단 하나의 코어플레이트(core plate)를 포함할 수 있다.

바람직하게, 코어플레이트에는 마그네트가 노출되는 복수개의 노출홀이 형성될 수 있다. 이와 같이, 코어플레이트에 형성된 노출홀을 통해 영구자석이 노출되도록 하는 것에 의하여, 영구자석의 단부에서 누설되는 자속의 경로를 노출홀을 통해 코어플레이트로 보다 효과적으로 유도할 수 있으므로, 영구자석의 단부에서 누설되는 자속을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 모터의 효율 및 역기전력을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게, 코어플레이트는 수용홀의 적어도 일부를 덮도록 형성된다. 이와 같이, 코어플레이트가 수용홀의 적어도 일부를 덮도록 배치하는 것에 의하여, 영구자석의 단부에서 누설되는 자속의 경로를 전환시키면서, 수용홀에 수용된 영구자석이 외부로 이탈되는 것을 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모터의 회전자는, 연자성 코어에 형성되는 결합 돌기, 및 회전자 코어에 형성되며 결합 돌기가 수용되는 결합홈을 포함할 수 있다.

이와 같이, 연자성 코어에 형성된 결합 돌기가 회전자 코어에 형성된 결합홈에 수용되도록 하는 것에 의하여, 연자성 코어의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모터의 회전자는, 연자성 코어에 형성되는 고정 돌기, 엔드 플레이트에 형성되며 고정 돌기가 수용되는 고정홈을 포함할 수 있다.

이와 같이, 연자성 코어에 형성된 고정 돌기가 엔드 플레이트에 형성된 고정홈에 수용되도록 하는 것에 의하여, 연자성 코어의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 회전자 코어를 마주하는 엔드 플레이트의 내면에는 수용홈이 형성되고, 연자성 코어는 수용홈의 내부에 수용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 엔드 플레이트에는 관통홀이 형성되고, 연자성 코어는 엔드 플레이트와 동일층을 이루도록 관통홀에 수용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 모터의 효율 및 역기전력을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

특히, 본 발명의 실시예에 따르면 모터의 축 방향을 따라 영구자석의 단부에서 누설되는 자속을 감소시켜 모터의 효율 및 역기전력을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 모터의 사이즈 및 구조를 변경을 최소화하면서 영구자석의 단부에서 누설되는 자속을 감소시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 영구자석의 사이즈 및 구조를 변경하지 않고도 엔드 플레이트 및 연자성 코어를 장착할 수 있으므로, 기성화(Off The Shelf)된 모터에 용이하게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 제작 공정을 간소화하고, 제작 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 회전자를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 회전자로서, 연자성 코어를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 회전자로서, 결합 돌기 및 결합홈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 회전자를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 회전자로서, 고정 돌기 및 고정홈을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 회전자로서, 엔드 플레이트의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 회전자로서, 연자성 코어의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 회전자로서, 엔드 플레이트의 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다.

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

다만, 본 발명의 기술사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성요소들 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 실시예의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성요소가 두 개의 구성요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터의 회전자(10)는, 축 방향을 따라 수용홀(110)이 관통 형성된 회전자 코어(100), 수용홀(110)에 수용되는 영구자석(200), 회전자 코어(100)의 단부를 덮도록 마련되는 엔드 플레이트(300), 및 엔드 플레이트(300) 상에 마련되는 연자성 코어(soft magnetic core)(400)를 포함한다.

참고로, 본 발명의 실시예에 따른 모터의 회전자(10)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 모터에 장착될 수 있으며, 모터의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 본 발명의 실시예에 따른 회전자(10)는 삽입형 영구자석(INTERIOR PERMANENT MAGNET: IPM) 모터의 회전자(10)로 사용될 수 있다.

보다 구체적으로, IPM 모터는 내전형(inner rotor type) 동기모터로서, 모터 하우징(미도시)의 내부에 설치되는 고정자(미도시), 및 고정자의 내측에 일정 공극을 두고 회전 가능하게 설치되는 회전자(10)를 포함할 수 있다.

고정자는 모터 하우징의 내부에 수용될 수 있으며, 고정자에는 회전자(10)와 전기적 상호 작용을 유발하기 위한 코일(미도시)이 권선된다.

일 예로, 고정자는 상호 협조적으로 링 형태를 이루도록 마련되는 복수개의 분할 코어(미도시), 및 복수개의 분할 코어의 외주면을 감싸도록 마련되는 서포트링(미도시)을 포함할 수 있다.

분할 코어의 개수 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 분할 코어의 개수 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 분할 코어는 회전자(10)의 축방향을 따라 복수개의 전기 강판을 적층하여 형성될 수 있다.

각 분할 코어의 둘레에는 보빈(예를 들어, 플라스틱 소재)(미도시)이 형성되며, 보빈의 둘레에는 코일이 권선된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 고정자를 단 하나의 코어로 구성하는 것도 가능하다.

회전자(10)는 고정자와 전기적 상호 작용을 통해 회전하도록 마련되며, 회전자 코어(100), 영구자석(200), 엔드 플레이트(300), 및 연자성 코어(400)를 포함한다.

회전자 코어(100)는 얇은 강판(예를 들어, 규소 강판) 형태의 복수개의 원형 플레이트를 적층한 구조로 제공되거나, 하나의 통 형태의 구조로 제공될 수 있으며, 회전자 코어(100)의 구조 및 재질에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

회전자 코어(100)의 중심에는 샤프트홀(미도시)이 형성되고, 샤프트홀에는 샤프트(미도시)가 결합될 수 있다.

또한, 회전자 코어(100)에는 축 방향을 따라 영구자석(200)이 수용되기 위한 수용홀(110)이 관통 형성된다.

바람직하게, 수용홀(110)은 회전자(10)의 원주 방향을 따라 등간격으로 이격되게 복수개가 형성되며, 수용홀(110)의 개수 및 간격은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

영구자석(200)은 회전자 코어(100)에 형성된 복수개의 수용홀(110)에 각각 개별적으로 수용된다.

영구자석(200)은 수용홀(110)에 수용(삽입) 가능한 다양한 사이즈 및 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 영구자석(200)의 사이즈 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 영구자석(200)은 회전자 코어(100)의 축 방향 길이에 대응하는 길이(높이)를 갖도록 형성될 수 있다.

엔드 플레이트(300)는 회전자 코어(100)의 단부를 덮도록 마련된다. 보다 구체적으로, 엔드 플레이트(300)는 회전자 코어(100)의 상단 및 회전자 코어(100)의 하단을 각각 덮도록 마련된다.

여기서, 엔드 플레이트(300)가 회전자 코어(100)의 단부를 덮는다 함은, 엔드 플레이트(300)에 의해 회전자 코어(100)에 수용된 영구자석(200)의 양 단부가 덮혀지는 것으로 정의된다.

일 예로, 엔드 플레이트(300)는 회전자 코어(100)에 대응하는 직경을 가지며 얇은 두께를 갖는 중공의 링형 플레이트로 형성될 수 있다.

바람직하게, 엔드 플레이트(300)는 스테인리스강과 같은 비자성체(nonmagnetic material)로 형성될 수 있으며, 엔드 플레이트(300)를 형성하는 비자성체의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

이와 같이, 엔드 플레이트(300)를 비자성체로 형성하는 것에 의하여, 회전자 코어(100)의 축 방향을 따라 영구자석(200)의 단부에서 외부로(공기중으로) 누설되는 자속량을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

연자성 코어(soft magnetic core)(400)는 연자성체(soft magnetic material)로 형성되며, 엔드 플레이트(300) 상에 마련된다.

본 발명의 실시예에서, 연자성 코어(400)가 엔드 플레이트(300) 상에 마련된다 함은, 연자성 코어(400)가 엔드 플레이트(300)의 외면(예를 들어, 내면)에 적층되거나 엔드 플레이트(300)의 내부에 수용되는 것을 모두 포함하는 것으로 정의된다.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 엔드 플레이트(300) 상에 연자성 코어(400)를 마련하는 것에 의하여, 도 4와 같이, 영구자석(200)의 단부에서 누설되는 자속의 경로(예를 들어, 상하 방향을 따른 경로)(MF1)를 토크 자속 방향(토크를 형성하는 원주 방향)(MF2)으로 전환할 수 있으므로, 다시 말해서, 연자성 코어(400)를 통해 자속 이동 통로를 형성할 수 있으므로, 영구자석(200)의 단부에서 누설되는 자속량을 보다 저감시킬 수 있으며, 모터의 효율 및 역기전력을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

참고로, 연자성 코어(400)는 철계(iron)의 입자들을 기초로 하는 연자성 분말을 압축성형기에 채운 다음, 펀치 등과 같은 압축부재로 압축하여 제작될 수 있으며, 연자성 분말에는 윤활제 및 결합제 등이 함께 혼합되는 것도 가능하다. 바람직하게, 연자성 분말은 각각 전기적으로 절연되도록 코팅될 수 있다.

연자성 코어(400)의 구조 및 배치 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 연자성 코어(400)의 구조 및 배치 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 연자성 코어(400)는, 회전자 코어(100)와 엔드 플레이트(300)의 사이에 배치되는 복수개의 코어편(core piece)(410)을 포함할 수 있다.

코어편(410)의 형태 및 개수는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 코어편(410)은 대략 사다리꼴 형태의 코어편(410) 및 대략 오각형 형태의 코어편(410)을 포함할 수 있으며, 복수개의 코어편(410)은 상호 협조적으로 회전자 코어(100)의 단부를 덮도록 배치될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 복수개의 코어편(410)은 소정 간극(410a)을 두고 서로 이격되게 배치되되, 복수개의 코어편(410)은 상호 협조적으로 대락 링 형태를 이루도록 배열된다.

이와 같이, 복수개의 코어편(410)이 상호 협조적으로 링 형태를 이루도록 하는 것에 의하여, 영구자석(200)의 단부에서 누설되는 자속의 경로(예를 들어, 상하 방향을 따른 경로)(MF1)를 토크 자속 방향(토크를 형성하는 원주 방향)(MF2)으로 전환할 수 있다.(도 4 참조)

바람직하게, 코어편(410)의 사이에 형성되는 간극(410a)을 통해서는 영구자석(200)이 부분적으로 노출된다.

이와 같이, 코어편(410)의 사이 간극(410a)을 통해 영구자석(200)이 노출되도록 하는 것에 의하여, 영구자석(200)의 단부에서 누설되는 자속의 경로를 간극(410a)을 통해 영구자석(200)의 단부에 인접한 코어편(410)으로 유도할 수 있으므로, 영구자석(200)의 단부에서 누설되는 자속을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 모터의 효율 및 역기전력을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 연자성 코어(400)를 구성하는 복수개 코어편(410)의 사이에 간극(410a)을 형성하는 것에 의하여, 연자성 코어(400)의 제작에 필요한 연자성 분말의 사용량을 저감할 수 있으므로, 원가를 절감하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게, 코어편(410)은 영구자석(200)이 수용된 수용홀(110)의 적어도 일부를 덮도록 배치된다.

이와 같이, 코어편(410)이 수용홀(110)의 적어도 일부를 덮도록 배치하는 것에 의하여, 수용홀(110)에 수용된 영구자석(200)이 외부로 이탈되는 것을 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

무엇보다도, 코어편(410)이 영구자석(200)의 단부에서 누설되는 자속의 경로를 전환하는 역할을 수행함과 동시에, 영구자석(200)의 이탈을 억제하는 역할을 함께 수행하도록 하는 것에 의하여, 영구자석(200)의 이탈을 구속하기 위한 별도의 구속부재를 마련하지 않아도 되므로, 구조를 간소화하고 부품수를 저감시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모터의 회전자(10)는, 연자성 코어(400)(예를 들어, 코어편)의 저면(도 3 기준)에 형성되는 결합 돌기(412), 및 회전자 코어(100)의 상면(도 3 기준)에 형성되며 결합 돌기(412)가 수용되는 결합홈(120)을 포함할 수 있다.

이와 같이, 연자성 코어(400)에 형성된 결합 돌기(412)가 회전자 코어(100)에 형성된 결합홈(120)에 수용되도록 하는 것에 의하여, 연자성 코어(400)의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

결합 돌기(412) 및 결합홈(120)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 바람직하게, 코어편(410)에는 각각 개별적으로 결합 돌기(412)가 마련될 수 있다.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 결합 돌기(412) 및 결합홈(120)을 매개로 연자성 코어(400)가 회전자 코어(100)의 단부에 결합되는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 연자성 코어(400)를 엔드 플레이트(300)에 결합하는 것도 가능하다.

아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 모터의 회전자(10)는, 회전자 코어(100), 영구자석(200), 엔드 플레이트(300), 및 연자성 코어(400)를 포함하되, 연자성 코어(400)의 저면(도 5 기준)에는 고정 돌기(414)가 형성되고, 엔드 플레이트(300)의 상면(도 5 기준)에는 고정 돌기(414)가 수용되는 고정홈(310)이 형성될 수 있다.

이와 같이, 연자성 코어(400)에 형성된 고정 돌기(414)가 엔드 플레이트(300)에 형성된 고정홈(310)에 수용되도록 하는 것에 의하여, 연자성 코어(400)의 배치 상태를 안정적으로 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

고정 돌기(414) 및 고정홈(310)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 바람직하게, 코어편(410)에는 각각 개별적으로 고정 돌기(414)가 마련될 수 있다.

참고로, 연자성 코어(400)는 엔드 플레이트(300)를 회전자 코어(100)에 결합함으로써 회전자 코어(100)에 고정될 수 있으며, 엔드 플레이트(300)와 회전자 코어(100) 간의 결합 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 연자성 코어(400)가 엔드 플레이트(300)의 일면에 돌출되게 배치되는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 연자성 코어(400)가 엔드 플레이트(300)의 내부에 수용되도록 하는 것도 가능하다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 모터의 회전자(10)는, 회전자 코어(100), 영구자석(200), 엔드 플레이트(300'), 및 연자성 코어(400)(복수개의 코어편)를 포함하되, 회전자 코어(100)를 마주하는 엔드 플레이트(300')의 내면에는 수용홈(320)이 형성되고, 연자성 코어(400)는 수용홈(320)의 내부에 수용될 수 있다.

바람직하게, 연자성 코어(400)(복수개의 코어편)가 수용홈(320)에 수용된 상태에서, 연자성 코어(400)의 내면(도 8을 기준으로 상면)은 엔드 플레이트(300')의 내면(도 8을 기준으로 상면)과 동일 평면을 이룰 수 있다.

수용홈(320)은 연자성 코어(400)에 대응하는 형태(예를 들어, 코어편에 대응하는 형태) 및 사이즈를 갖도록 형성될 수 있으며, 수용홈(320)의 형태 및 사이즈에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 다르게는 코어편과 다른 형태 및 사이즈(큰 사이즈)를 갖는 수용홈에 연자성 코어를 수용하는 것도 가능하다.

한편, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 연자성 코어(400)가 복수개의 코어편(410)을 포함하는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 연자성 코어(400)를 단 하나의 부재로 형성하는 것도 가능하다.

도 10을 참조하면, 모터의 회전자(10)는, 회전자 코어(100), 영구자석(200), 엔드 플레이트(300), 및 연자성 코어(400)를 포함하되, 연자성 코어(400)는 회전자 코어(100)와 엔드 플레이트(300)의 사이에 배치되는 단 하나의 코어플레이트(core plate)(410')를 포함할 수 있다.

일 예로, 코어플레이트(410')는 회전자 코어(100)에 대응하는 직경을 가지며 얇은 두께를 갖는 중공의 링형 플레이트로 형성될 수 있다.

이와 같이, 코어플레이트(410')를 링 형태로 형성하는 것에 의하여, 영구자석(200)의 단부에서 누설되는 자속의 경로(예를 들어, 상하 방향을 따른 경로)(MF1)를 토크 자속 방향(토크를 형성하는 원주 방향)(MF2)으로 전환할 수 있다.(도 4 참조)

바람직하게, 코어플레이트(410')에는 마그네트가 노출되는 복수개의 노출홀(410a')이 형성될 수 있다.

이와 같이, 코어플레이트(410')에 형성된 노출홀(410a')을 통해 영구자석(200)이 노출되도록 하는 것에 의하여, 영구자석(200)의 단부에서 누설되는 자속의 경로를 노출홀(410a')을 통해 코어플레이트(410')로 보다 효과적으로 유도할 수 있으므로, 영구자석(200)의 단부에서 누설되는 자속을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 모터의 효율 및 역기전력을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 코어플레이트(410')에 노출홀(410a')을 형성하는 것에 의하여, 코어플레이트(410')의 제작에 필요한 연자성 분말의 사용량을 저감할 수 있으므로, 원가를 절감하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게, 코어플레이트(410')는 수용홀(110)의 적어도 일부를 덮도록 형성된다. 이와 같이, 코어플레이트(410')가 수용홀(110)의 적어도 일부를 덮도록 배치하는 것에 의하여, 영구자석(200)의 단부에서 누설되는 자속의 경로를 전환시키면서, 수용홀(110)에 수용된 영구자석(200)이 외부로 이탈되는 것을 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 연자성 코어(400)가 엔드 플레이트(300)와 서로 다른 층을 형성하는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 연자성 코어(400)와 엔드 플레이트(300)가 동일층을 이루도록 형성하는 것도 가능하다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 모터의 회전자(10)는, 회전자 코어(100), 영구자석(200), 엔드 플레이트(300"), 및 연자성 코어(400)(복수개의 코어편)를 포함하되, 엔드 플레이트(300")에는 관통홀(320")이 형성되고, 연자성 코어(400)는 엔드 플레이트(300")와 동일층을 이루도록 관통홀(320")에 수용될 수 있다.

일 예로, 엔드 플레이트(300")와 연자성 코어(400)(복수개의 코어편)는 인서트 사출 성형에 의해 일체로 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 엔드 플레이트에 형성된 관통홀에 연자성 코어를 조립하는 것도 가능하다.

바람직하게, 연자성 코어(400)의 내면(도 11을 기준으로 저면)은 엔드 플레이트(300")의 내면(도 8을 기준으로 저면)과 동일 평면을 이루도록 형성되고, 연자성 코어(400)의 외면(도 11을 기준으로 상면)은 엔드 플레이트(300")의 외면(도 11을 기준으로 상면)과 동일 평면을 이루도록 형성될 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 회전자
100 : 회전자 코어
110 : 수용홀
120 : 결합홈
200 : 영구자석
300,300',300" : 엔드 플레이트
310 : 고정홈
320 : 수용홈
320" : 관통홀
400 : 연자성 코어
410 : 코어편
410' : 코어플레이트
410a : 간극
410a' : 노출홀
412 : 결합 돌기
414 : 고정 돌기

Claims

축 방향을 따라 수용홀이 관통 형성된 회전자 코어;
상기 수용홀에 수용되는 영구자석;
상기 회전자 코어의 단부를 덮도록 마련되는 엔드 플레이트; 및
상기 엔드 플레이트 상에 마련되는 연자성 코어(soft magnetic core);
를 포함하는 모터의 회전자.
제1항에 있어서,
상기 연자성 코어는, 상기 회전자 코어와 엔드 플레이트의 사이에 배치되는 모터의 회전자.
제2항에 있어서,
상기 연자성 코어는 상기 회전자 코어와 엔드 플레이트의 사이에 배치되는 단일 코어플레이트(core plate)를 포함하는 모터의 회전자.
제3항에 있어서,
상기 코어플레이트는 상기 회전자 코어에 대응하는 링 형태로 형성되는 모터의 회전자.
제3항에 있어서,
상기 코어플레이트에는 상기 마그네트가 노출되는 노출홀이 형성되는 모터의 회전자.
제3항에 있어서,
상기 코어플레이트는 상기 수용홀의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 모터의 회전자.
제2항에 있어서,
상기 연자성 코어는 상기 회전자 코어와 엔드 플레이트의 사이에 배치되는 복수개의 코어편(core piece)을 포함하는 모터의 회전자.
제7항에 있어서,
상기 코어편은 서로 이격되게 배치되되, 상호 협조적으로 상기 회전자 코어에 대응하는 링 형태를 이루도록 배치되는 모터의 회전자.
제8항에 있어서,
상기 코어편 간의 사이 간극에는 상기 마그네트가 노출되는 모터의 회전자.
제7항에 있어서,
상기 코어편은 상기 수용홀의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 모터의 회전자.
제1항에 있어서,
상기 연자성 코어에 형성되는 결합 돌기; 및
상기 회전자 코어에 형성되며, 상기 결합 돌기가 수용되는 결합홈;
을 포함하는 모터의 회전자.
제1항에 있어서,
상기 연자성 코어에 형성되는 고정 돌기; 및
상기 엔드 플레이트에 형성되며, 상기 고정 돌기가 수용되는 고정홈;
을 포함하는 모터의 회전자.
제1항에 있어서,
상기 회전자 코어를 마주하는 상기 엔드 플레이트의 내면에는 수용홈이 형성되고,
상기 연자성 코어는 상기 수용홈에 수용되는 모터의 회전자.
제1항에 있어서,
상기 엔드 플레이트에는 관통홀이 형성되고,
상기 연자성 코어는 상기 엔드 플레이트와 동일층을 이루도록 상기 관통홀에 수용되는 모터의 회전자.
제1항에 있어서,
상기 엔드 플레이트는 비자성체로 형성되는 모터의 회전자.