KR20220063454A

KR20220063454A - 모터

Info

Publication number: KR20220063454A
Application number: KR1020200149317A
Authority: KR
Inventors: 김봉건
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-05-17

Abstract

본 발명은 샤프트; 상기 샤프트에 결합된 로터; 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 코일과 전기적으로 접속되는 복수 개의 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고, 복수 개의 상기 버스바는 각각 제1 바디와 상기 제1 바디에 결합하는 제2 바디를 포함하고, 복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제2 바디가 비틀어져 상기 제1 바디에 결합하고, 복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제1 바디의 곡률중심이 서로 상이하도록 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}

실시예는 모터에 관한 것이다.

일반적으로, 모터는 로터와 스테이터의 전자기적 상호작용에 의해 로터가 회전한다. 이때, 로터와 연결된 샤프트도 회전하여 회전 구동력을 발생시킨다.

스테이터는 스테이터 코어와 스테이터 코어에 장착되는 인슐레이터와 인슐레이터에 감기는 코일을 포함할 수 있다. 스테이터 코어는 하우징에 압입될수 있 있다. 예를 들어, 하우징을 가열하여 내경을 확장 시킨 후, 스테이터를 하우징 내측에 위치시키고, 실온에서 냉각하면, 하우징의 수축력에 의해 스테이터가 하우징에 고정된다. 다만 이러한 방식으로 스테이터를 하우징에 고정하면, 스테이터와 하우징 사이에 슬립이 발생하는 문제가 발생한다. 특히, 하우징의 수축력이 작은 경우, 슬립이 발생할 확률이 매우 크다.

이에, 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하우징과 스테이터 사이의 슬립을 방지할 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

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

상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트에 결합된 로터 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 코일과 전기적으로 접속되는 복수 개의 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고, 복수 개의 상기 버스바는 각각 제1 바디와 상기 제1 바디에 결합하는 제2 바디를 포함하고, 복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제2 바디가 비틀어져 상기 제1 바디에 결합하고, 복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제1 바디의 곡률중심이 서로 상이하도록 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

실시예에 따르면, 하우징과 스테이터 사이에서 원주방향으로 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 하우징과 스테이터 사이에서 축방향으로 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

실시예에 따르면, 돌기 통해, 하우징과 스테이터 코어의 추가적인 결합력이 확보되기 때문에, 무리해서 간섭편차량을 크게 가져갈 필요가 없는 이점이 있다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 측단면도,
도 2는 스테이터 코어를 도시한 도면,
도 3은 하우징과 스테이터의 평면도,
도 4는 하우징의 측단면도,
도 5는 하우징의 단턱과 제2 홈과, 스테이터 코어의 제1 홈과, 제1 홈에 배치되는 돌기를 도시한 도면,
도 6은 스테이터 코어의 상단과 하우징의 단턱의 위치를 도시한 도면,
도 7은 제2 홈에 배치된 돌기의 폭을 도시한 도면,
도 8은 제2 홈을 덮는 돌기를 도시한 도면,
도 9 및 도 10은 하우징의 단턱을 코킹하여, 돌기를 형성하는 과정을 도시한 도면이다.

샤프트의 길이 방향(상하 방향)과 평행한 방향을 축방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 축방향과 수직한 방향을 반경방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 반경방향의 반지름을 갖는 원을 따라가는 방향을 원주방향이라 부른다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터는 샤프트(100), 로터(200), 스테이터(300)와 하우징(400)을 포함할 수 있다.

이하, 내측이라 함은 하우징(400)에서 모터의 중심인 샤프트(100)을 향하는 방향을 나타내며, 외측이라 함은 샤프트(100)에서 하우징(400)을 향하는 방향인 내측의 반대 방향을 나타낸다.

샤프트(100)는 로터(200)와 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(200)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면, 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(100)가 회전한다. 샤프트(100)는 중공형 부재로 이루어질 수 있다.

로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 로터(200)는 스테이터(300)와 대응되어 배치될 수 있고, 내측에 배치될 수 있다. 로터(200)는 로터 코어(210)와, 로터 코어(210)에 결합된 복수 개의 마그넷(220)을 포함할 수 있다.

스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 스테이터 코어(310)와, 인슐레이터(320)와, 코일(330)을 포함할 수 있다. 인슐레이터(320)는 스테이터 코어(310)에 안착된다. 코일(330)은 인슐레이터(320)에 장착된다. 코일(330)은 로터(200)의 마그넷과 전기적 상호 작용을 유발한다.

하우징(400)은 스테이터(300)의 외측에 배치될 수 있다. 하우징(400)은 일측이 개방된 원통형 부재일 수 있다.

도 2는 스테이터 코어를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 스테이터 코어(310)는 티스(311)와 요크(312)로 이루어진 복수 개의 분할코어가 조립되어 이루어질 수 있다. 요크(312)는 하우징(400)과 접촉한다. 티스(311)는 요크(312)의 내측에서 돌출되어 배치된다. 요크(312)의 외주면에는 제1 홈(313)이 배치될 수 있다. 제1 홈(313)은 요크(312)의 일면에서 타면까지 길게 배치될 수 있다. 도면에는 도시하진 않았으나, 제1 홈(313)은 스테이터 코어(310)의 외주면의 상측 일부와 하측 일부에만 형성될 수 도 있다. 제1 홈(313)은 요크(312)의 원주방향 폭 중심에 배치될 수 있다. 도면에서는 제1 홈(313)이 하나의 스테이터 코어(310)에 1개가 배치된 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 요크(312)의 양 측에 각각 제1 홈(313)에 배치될 수도 있으며, 요크(312)의 원주방향 폭 중심에 하나의 제1 홈(313)이 배치된 상태에서, 요크(312)의 양 측에 각각 추가적인 제1 홈(313)이 배치될 수도 있다.

도 3은 하우징(400)과 스테이터의 평면도이다.

도 3을 참조하면, 실시예에 따른 모터는 하우징(400)과 스테이터(300) 사이에서 슬립이 발생하는 것을 방지하는 돌기(410)를 포함할 수 있다. 이하, 돌기(410)는 하우징(400)의 일부를 코킹(caluking)하여 형성될 수 있다. 이러한 돌기(410)는 하우징(400)의 내면에서 내측으로 돌출될 수 있다. 그리고 복수 개의 돌기(410)는 하우징(400)의 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 복수 개의 돌기(410)는 축중심(C)을 기준으로, 회전대칭되게 배치될 수 있다.

도 4는 하우징(400)의 측단면도이다.

도 4를 참조하면, 하우징(400)은 축방향을 따라 연속되게 배치되는 제1 영역(400A)과 제2 영역(400B)을 포함할 수 있다. 제1 영역(400A)은 제1 반경(R1)을 가지고, 제2 영역(400B)은 제1 반경(R1)보다 작은 제2 반경(R2)을 가진다. 따라서, 축방향으로 제1 영역(400A)과 제2 영역(400B) 사이에는 단턱(420)이 형성된다. 단턱(420)은 원주방향을 따라 형성되어, 환형으로 배치될 수 있다. 단턱(420)의 상면은 축방향과 수직인 평면과 동일한 평면상에 배치되도록 형성될 수 있다. 단턱(420)은 코킹을 위해 축방향을 따라 하우징(400) 내부로 진입하는 도구가 접촉하는 곳으로, 도구와 단턱(420)의 접촉성을 높이기 위하여, 수평하게 형성되는 것이 좋다.

스테이터(300) 코어(310)는 제2 영역(400B)에 접촉하며, 제1 영역(400A)에는 접촉하지 않는다. 제2 영역(400B)이 축방향으로 제1 영역(400A)보다 길게 배치될 수 있다. 제2 영역(400B)의 반경방향 두께가 제1 영역(400A)의 반경방향 두께보다 크게 형성되어 스테이터(300) 코어(310)를 고정하는 하우징(400)의 강도를 확보할 수 있다.

도 5는 하우징(400)의 단턱(420)과 제2 홈과, 스테이터(300) 코어(310)의 제1 홈(313)과, 제1 홈(313)에 배치되는 돌기(410)를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 하우징(400)의 단턱(420)은 제2 홈(430)을 포함할 수 있다. 제2 홈(430)은 단턱(420)에서 오목하게 형성될 수 있다. 제2 홈(430)은 돌기(410)와 제1 홈(313)과 정렬되어 배치될 수 있다. 이러한 제2 홈(430)과 돌기(410)는 하우징(400)의 단턱(420)을 코킹하여 형성된 것일 수 있다. 제2 홈(430)은 복수 개가 배치될 수 있다. 복수 개의 제2 홈(430)은 원주방향을 기준으로 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다.

도 6은 스테이터 코어(310)의 상단과 하우징(400)의 단턱(420)의 위치를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 하우징(400)의 단턱(420)이 스테이터 코어(310)의 상단보다 높게 배치된다. 따라서, 단턱(420)과 스테이터 코어(310)의 상단은 샤프트(100)의 축방향으로 높이(h1)만큼 단차지게 배치될 수 있다. 이는 코킹에 형성되는 돌기(410)가 스테이터 코어(310)의 제1 홈(313)에 삽입됨과 동시에 스테이터 코어(310)의 상면을 덮도록 유도하기 위함이다. 또한, 코킹을 위해 하우징(400)의 내측으로 진입하는 도구가 스테이터 코어(310)의 상면보다 단턱(420)에 먼저 닿게 하기 위한 구성이다. 스테이터 코어(310)의 상단과 하우징(400)의 단턱(420)의 단차 높이(h1)는 코킹을 위해 하우징(400)의 내측으로 진입하는 도구가 스테이터 코어(310)의 상단과 접촉하지 않도록 적절하게 설정되어야 한다.

도 7은 제2 홈(430)에 배치된 돌기(410)의 폭을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 제2 홈(430)의 원주방향 폭(W1)은 제1 돌기(410)의 원주방향 폭(W2)보다 클 수 있다. 이는 단턱(420)에서 코킹에 의해 변형되어 돌기(410)를 형성하는 충분한 영역이 제2 홈(430)에 배치되기 위함이다. 예를 들어, 돌기(410)의 원주방향 양 측면은 제1 홈(313)의 원주방향 양 측면에 각각 맞닿도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 홈(313)과 스테이터 코어(310)의 외주면이 이루는 모서리 부근이 돌기(410)에 눌리면서, 하우징(400)과 스테이터 코어(310)의 결합력을 높일 수 있다. 이렇게 돌기(410)의 원주방향 양 측면이 제1 홈(313)의 원주방향 양 측면에 물리게 되면, 하우징(400)과 스테이터 코어(310) 사이에서 원주방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 돌기(410)와 제2 홈(430)사이에는 샤프트(100)의 축중심을 기준하여 반경방향으로 갭이 형성될 수 있다.

도 8은 제2 홈(430)을 덮는 돌기(410)를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면. 변형례에 따른 돌기(410)로서, 돌기(410)의 일부는 축방향을 기준으로, 스테이터 코어(310)와 오버랩 영역(O)을 형성할 수 있다. 즉, 돌기(410)의 일부가 제2 홈(430) 주변의 스테이터 코어(310)의 상단을 덮을 수 이다. 예를 들어, 돌기(410)의 일부가 스테이터 코어(310)의 외주면과 제2 홈(430)의 양 측면이 이루는 모서리 부근을 덮도록 형성될 수 있다. 이와 같은 돌기(410)는 하우징(400)과 스테이터 코어(310) 사이에서, 원주방향뿐만 아니라, 축방향으로도, 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 9 및 도 10은 하우징의 단턱(420)을 코킹하여, 돌기(410)를 형성하는 과정을 도시한 도면이다.

먼저, 하우징(400)의 내측에 스테이터(300)가 배치될 수 있다. 스테이터(300)를 하우징(400)에 압입하는 방식은 냉간압입 또는 열간압입일 수 있다. 열간압입의 경우, 열간압입 전, 하우징(400)의 내경과 스테이터(300) 외경과의 차이(일명, 간섭편차량)를 크게 줄일 수 있다. 돌기(410)를 통해, 하우징(400)과 스테이터 코어(310)의 추가적인 결합력이 확보되기 때문에, 무리해서 간섭편차량을 크게 가져갈 필요가 없다.

도 9를 참조하면, 하우징(400)의 내측에 스테이터(300)가 배치된 상태에서, 하우징(400)의 내측으로 진입한 도구가 단턱(420)을 축방향을 누르면, 단턱(420)의 일부영역이 변형되면서 돌기(410)가 스테이터 코어(310)를 향하여 돌출되는 형태로 형성된다.

도 10에서 도시한 바와 같이, 코킹이 완료되면, 단턱(420)의 일부가 제1 홈(313)으로 밀려 들어가고 동시에 단턱(420)의 다른 일부는 스테이터 코어(310)의 상면을 덮도록 위치할 수 있다. 따라서, 축방향으로 돌기(410)의 최상단은 스테이터 코어(310)의 상면보다 일정한 높이(h2)만큼 높게 형성될 수 있다.

전술된 실시예는, 스테이터 코어(310)가 환형으로 하나의 부재로 형성되는 모터에도 적용될 수 있다. 전술된 실시예에는 차량용 또는 가전용 등 다양한 기기에 이용할 수 있다.

100: 샤프트
200: 로터
210: 로터 코어
220: 마그넷
300: 스테이터
310: 스테이터 코어
311: 제1 홈
320: 인슐레이터
330: 코일
400: 하우징
410: 돌기
420: 단턱
430: 제2 홈

Claims

샤프트;
상기 샤프트에 결합된 로터; 및
상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고,
상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고,
상기 코일과 전기적으로 접속되는 복수 개의 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고,
복수 개의 상기 버스바는 각각 제1 바디와 상기 제1 바디에 결합하는 제2 바디를 포함하고,
복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제2 바디가 비틀어져 상기 제1 바디에 결합하고,
복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제1 바디의 곡률중심이 서로 상이하도록 배치되는 모터.
제1 항에 있어서,
비틀어져 상기 제1 바디에 결합하는 상기 제2 바디는, 일측단면의 원주방향 폭이 반경방향 폭보다 크도록 배치되고, 타측단면의 원주방향 폭이 반경방향 폭보다 작도록 상기 제1 바디에 결합하는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 제1 바디는 축방향 폭이 반경방향 폭보다 크도록 배치되는 모터.
제1 항에 있어서,
상기 제1 바디는 요철 패턴이 연속적으로 반복되는 띠형 부재로 이루어지고, 상기 코일과 연결되는 상기 제1 바디의 단부는 상기 띠형 부재의 양 단이 각각 밴딩되어 이루어진 모터.
제1 항에 있어서,
복수 개의 버스바의 제1 바디의 형상은 모두 동일한 모터.
제5 항에 있어서,
복수 개의 버스바의 제2 바디 중 일부는 비틀어져 상기 제1 바디에 결합하고, 복수 개의 버스바의 제2 바디 중 다른 일부는 밴딩되어 상기 제1 바디에 결합하는 모터.
제6 항에 있어서,
상기 제2 바디가 밴딩되어 상기 제1 바디에 결합하는 상기 버스바의 일부분은, 상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제2 바디가 비틀어져 상기 제1 바디에 결합하는 상기 버스바와 오버랩되게 배치되는 모터.
제1 항에 있어서,
복수 개의 상기 버스바는 제1 버스바와 제2 버스바와 제3 버스바를 포함하는 제1 그룹과, 제4 버스바와 제5 버스바와 제6 버스바를 포함하는 제2 그룹을 포함하고,
상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹은 전기적으로 분리되어 배치되는 모터.
제8 항에 있어서,
상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제1 그룹의 상기 제2 바디의 비틀림 방향과 상기 제2 그룹의 상기 제2 바디의 비틀림 방향이 상이한 모터.
제8 항에 있어서,
상기 제2 버스바의 일부는, 상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제1 버스바와 오버랩되게 배치되고,
상기 제3 버스바의 일부는, 상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바와 오버랩되게 배치되고,
상기 제5 버스바의 일부는, 상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제4 버스바와 오버랩되게 배치되고,
상기 제6 버스바의 일부는, 상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제4 버스바 및 상기 제5 버스바와 오버랩되게 배치되는 모터.