KR20220076796A - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 샤프트; 상기 샤프트에 결합된 로터; 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고, 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 제1 반경을 가지는 제1 영역과, 상기 제1 반경보다 작은 제2 반경을 가지는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역에 배치되는 제1 베어링을 포함하고, 축방향으로 일측이 상기 로터에 접촉하고, 타측이 상기 베어링에 접촉하여, 신축 시, 축방향으로 복원력을 가지는 탄성부재를 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 하우징의 바닥면에 의해 외부와 차단되는 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.

로터와 스테이터는 하우징에 수용된다. 하우징은 내부가 비어있는 원통형 부재이다. 하우징의 일측은 개방된다. 한편, 샤프트는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 샤프트는 하우징의 바닥면 부근의 포켓에 수용될 수 있다.

이러한 모터의 조립공정을 살펴보면, 먼저, 스테이터가 하우징의 내측에 압입된다. 이후, 샤프트에 로터와 베어링이 결합된 상태에서, 베어링이 하우징에 포켓에 압입되도록 샤프트가 조립된다. 이후, 하우징에 커버가 결합되어 하우징의 개방된 일측을 덮는다. 다음으로, 샤프트의 끝단에 외부장치가 연결된다. 이때, 외부장치의 축방향 압력에 의해 샤프트가 축방향으로 밀리기 때문에 샤프트의 끝단을 지지하는 지그가 필요하다. 이러한 지그가 샤프트와 접촉하기 위해서, 하우징에 지그가 삽입되는 홀이 형성된다.

그러나 하우징에 홀이 형성되면, 녹을 방지하기 위해 별도의 도장이 필요하여 공정수와 제조비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 이러한 홀 안으로 이물질이 유입되기 때문에 별도의 캡을 홀에 삽입하여야 하는 문제점이 있다.

이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제조 공정을 줄이고, 부품수를 줄일 수 있는 모터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.

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

실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트에 결합된 로터 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고, 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 제1 반경을 가지는 제1 영역과, 상기 제1 반경보다 작은 제2 반경을 가지는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역에 배치되는 제1 베어링을 포함하고, 축방향으로 일측이 상기 로터에 접촉하고, 타측이 상기 베어링에 접촉하여, 신축 시, 축방향으로 복원력을 가지는 탄성부재를 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 하우징의 바닥면에 의해 외부와 차단되는 모터를 제공할 수 있다.

실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트에 결합된 로터와, 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터를 수용하는 하우징 및 상기 하우징에 결합하는 커버를 포함하고, 상기 하우징은 바닥면에 돌출되어 내측에 공간을 형성하는 격벽을 포함하고, 상기 커버는 상기 샤프트가 관통하는 홀을 포함하고, 축방향으로 상기 샤프트의 일측에 배치되는 제1 베어링과 상기 샤프트의 타측에 배치되는 제2 베어링을 포함하고, 축향으로 일측이 상기 로터에 접촉하고, 타측이 상기 베어링에 접촉하여, 신축 시, 축방향으로 복원력을 가지는 탄성부재를 포함하고, 상기 제1 베어링은 상기 격벽에 고정되고, 상기 제2 베어링은 축방향으로 상기 홀에 슬라이드 가능하게 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

실시예에 따르면, 샤프트를 지지하는 홀을 생략하여, 제조 공정을 줄이고, 부품수를 줄일 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

실시예에 따르면, 샤프트를 지지하는 홀을 생략하여, 하우징의 부식을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

실시예에 따르면, 외부장치의 가압력을 로터와 제1 베어링 사이에 배치되는 탄성부재와 하우징을 통해 지지함으로써, 외부장치와 연결 시, 샤프트를 지지하기 위한 지그가 하우징 내측으로 진입하여 위치할 필요가 없는 이점이 있다.

실시예에 따르면, 로터의 인슐레이터의 내측가이드가 확장되어, 탄성부재와 코일이 접촉하지 않도록 방지하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 측단면도,
도 2는 로터코어와 인슐레이터를 도시한 도면,
도 3은 제2 인슐레이터의 저면도,
도 4는 하우징의 측단면도,
도 5는 도 1에서 도시한 모터의 측단면도로서, 제1 베어링과 탄성부재가 배치된다. 모터의 일측을 도시한 도면,
도 6은 커버의 측단면도,
도 7은 제2 베어링이 배치된 커버의 측단면도,
도 8은 하우징에 로터를 조립하는 과정을 도시한 도면이다.

샤프트의 길이 방향(상하 방향)과 평행한 방향을 축방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 축방향과 수직한 방향을 반경방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 반경 방향의 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), 하우징(400)과, 제1 베어링(500)과, 제2 베어링(600)과, 탄성부재(700)와, 커버(800)를 포함할 수 있다. 이하, 내측이라 함은 하우징(400)에서 모터의 중심인 샤프트(100)를 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 로터코어(210)와, 로터코어(210)에 배치되는 인슐레이터(220)와, 인슐레이터(220)에 배치되는 코일(230)을 포함할 수 있다.

스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 복수 개의 마그넷 또는 환형의 단일 마그넷일 수 있다. 이러한 스테이터(300)의 하우징(400)의 내주면에 고정된다. 스테이터(300)는 로터(200)의 코일(230)과 전기적으로 상호 작용한다.

하우징(400)의 원통형 부재로서, 축방향으로 일측이 개방되고, 타측은 폐쇄된 부재일 수 있다. 하우징(400)의 내측에는 스테이터(300)와 로터(200)가 배치된다.

제1 베어링(500)은 샤프트(100)의 일측 단부를 회전 가능하게 지지한다. 제1 베어링(500)은 하우징(400)에 고정될 수 있다.

제2 베어링(600)은 샤프트(100)의 타측 단부를 회전 가능하게 지지한다. 제2 베어링(600)은 하우징(400)에 고정될 수 있다.

탄성부재(700)는 축방향으로, 로터(200)와 제1 베어링(500) 사이에 배치되어, 신축 시, 축방향으로 복원력을 제공한다. 탄성부재(700)는 샤프트(100)에 외부장치가 연결될 때, 축방향 하중을 일차적으로 지지하는 역할을 한다.

커버(800)는 개방된 하우징(400)의 일측을 덮는다. 제2 베어링(600)은 커버(800)에 배치될 수 있다. 축방향으로 커버(800)와 로터(200) 사이에는 베이스(1000)가 배치될 수 있다. 베이스(1000)는 하우징(400)에 고정된다. 그리고 베이스(1000)에는 브러시(B)가 배치될 수 있다.

브러시(B)는 회전하는 로터(200)에 전류를 공급한다. 브러시(B)는 정류자(C)와 접촉한다. 정류자(C)는 샤프트(100)에 결합된다.

도 2는 로터코어와 인슐레이터를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 인슐레이터(220)는 제1 인슐레이터(220A)와 제2 인슐레이터(220B)를 포함할 수 있다. 제1 인슐레이터(220A)는 축방향으로 로터코어(210)의 일측에서 로터코어(210)에 결합된다. 제2 인슐레이터(220B)는 축방향으로 로터코어(210)의 타측에서 로터코어(210)에 결합된다. 여기서, 제1 인슐레이터(220A)는 축방향을 기준으로, 상대적으로 제2 베어링(600)에 가깝게 배치되는 인슐레이터(220)를 나타내며, 제2 인슐레이터(220B)는 축방향을 기준으로, 상대적으로 제1 베어링에 가깝게 배치되는 인슐레이터(220)를 나타낸다.

도 3은 제2 인슐레이터(220B)의 저면도이다.

도 3을 참조하면, 제2 인슐레이터(220B)는 내측가이드(221)와 외측가이드(222)를 포함할 수 있다. 내측가이드(221)와 외측가이드(222) 사이에는 코일(230)이 권선된다. 코일(230)의 외측에 외측가이드(222)가 위치하고, 코일(230)의 내측에 내측가이드(221)가 위치한다. 내측가이드(221)와 외측가이드(222)는 각각 축방향으로 돌출되어 배치될 수 있다.

도 4는 하우징의 측단면도이다.

도 4를 참조하면, 하우징(400)은 제1 반경(R1)을 가지는 제1 영역(400A)과, 제2 반경(R2)을 가지는 제2 영역(400B)을 포함할 수 있다. 제2 반경(R2)은 제1 반경(R1)보다 작다. 축방향으로 제1 영역(400A)과 제2 영역(400B) 사이에는 제3 영역(400C)이 배치될 수 있다. 제3 영역(400C)은 제3 반경(R3)을 가질 수 있다. 제3 반경(R3)은 제1 반경(R1)보다 작고, 제2 반경(R2)보다는 클 수 있다. 제1 영역(400A)은 스테이터(300)가 접촉하는 영역을 포함하고, 제2 영역(400B)은 제1 베어링(150)과 접촉하는 영역을 포함한다.

제2 영역(400B)은 하우징(400)의 바닥면(401)과 연결된다. 하우징(400)은 바닥면(401)에서 돌출되어 제2 영역(400B)을 형성하는 격벽(402)을 포함할 수 있다. 격벽(402)은 내측에 제1 베어링(150)을 수용하는 공간을 형성하도록 환형으로 형성될 수 있다.

도 5는 도 1에서 도시한 모터의 측단면도로서, 제1 베어링(150)과 탄성부재(700)가 배치된다. 모터의 일측을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 제1 베어링(150)은 제2 영역(400B)에 수용된다. 축방향으로 로터코어(210)와 제1 베어링(150) 사이에는 탄성부재(700)가 배치될 수 있다. 탄성부재(700)의 일측은 로터코어(210)에 접촉하고, 탄성부재(700)의 타측은 제1 베어링(150)에 접촉할 수 있다. 탄성부재(700)는 반경방향으로, 인슐레이터(220)의 내측가이드(221)와 샤프트 사이에 배치될 수 있다. 탄성부재(700)의 일부는 반경방향으로 인슐레이터(220)의 내측가이드(221)와 오버랩되게 배치될 수 있다. 이러한 탄성부재(700)는, 축방향으로 신축시 복원력을 갖는 부재일 수 있다.

내측가이드(221)의 축방향 길이(L1)는 외측가이드(222)의 축방향 길이(L2)보다 클 수 있다. 탄성부재(700) 금속소재로 이루어질 수 있는데, 외측가이드(222)가 축방향으로 연장되어, 코일(230)과 탄성부재(700)가 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

샤프트의 끝단(101)은 제1 베어링(150)의 일측단보다 돌출되지 않게 배치될 수 있다. 그리고 샤프트의 끝단(101)은 하우징(400)의 바닥면(401)은 축방향으로 일정한 거리(d1)를 두고 배치될 수 있다. 또한, 인슐레이터(220)의 외측가이드(222)의 끝단도 축방향으로 하우징(400)과 일정한 거리(d2)를 두고 배치될 수 있다. 이는 로터를 하우징(400)에 조립하는 과정에서, 탄성부재(700)가 수축함에 따라 유발되는 로터(200)의 축방향 이동거리를 고려한 것이다.

하우징(400)은 제1 영역(400A)과 제3 영역(400C)을 연결하는 단턱(403)을 포함할 수 있다. 단턱(403)은 반경방향을 수평면으로 하는 영역일 수 있다. 스테이터(300)의 일측단이 단턱(403)에 접촉되어, 스테이터(300)가 하우징(400)에 지지될 수 있다.

제1 베어링(150)이 수용되는 제2 영역(400B)은 하우징(400)의 바닥면(401)에 의해, 외부와 차단되어 밀폐된다.

도 6은 커버(800)의 측단면도이다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 커버(800)는 샤프트가 관통하는 홀(801)을 포함한다. 제2 베어링(600)은 홀(801)에 수용될 수 있다. 이때, 제2 영역(400B)에 고정되는 제1 베어링(150)과 달리, 제2 베어링(600)은 축방향으로 홀(801)을 따라 슬라이드 가능하게 배치될 수 있다. 한편, 커버(800)는 홀(801)의 내벽보다 내측으로 돌출되는 연장부(810)를 포함할 수 있다 연장부(810)는 제2 베어링(600)의 일측과 접촉하여 제2 베어링(600)이 커버(800)에서 이탈하는 것을 방지한다.

도 7은 제2 베어링(600)이 배치된 커버(800)의 측단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 홀(801)의 축방향 길이는 제2 베어링(600)의 축방향 길이보다 크다. 이는 축방향으로 제2 베어링(600)의 이동거리를 확보하기 위한 것이다. 홀(801)의 타측단에는 홀(801)의 내경보다 돌출되는 고정링(900)이 배치될 수 있다. 고정링(900)은 제2 베어링(600)이 커버(800)의 타측 즉, 로터를 향하는 방향으로 제2 베어링(600)이 홀(801)에서 이탈하는 것을 방지하는 역할을 한다.

도 8은 하우징(400)에 로터를 조립하는 과정을 도시한 도면이다.

도 8의 (a)에서 도시한 바와 같이, 하우징(400)에 스테이터(300)가 장착된 상태에서, 샤프트(100)가 결합된 로터가 하우징(400)의 내측에 장착된다. 이때, 샤프트(100)는 제1 베어링(150)과 제2 베어링(600)이 결합된 상태이다. 제1 베어링(150)이 하우징(400)의 격벽(402)에 압입된다.

이후, 도 8의 (b)에서 도시한 바와 같이, 샤프트(100)에 외부장치가 장착된다. 이때, 샤프트(100)에 축하중이 작용되고, 축하중에 의해 샤프트(100)가 축방향을 따라 이동한다. 제2 베어링(600)은 샤프트(100)가 축방향을 따라 움직임에 따라 커버(800)의 홀(801)을 따라 이동한다. 동시에 축하중에 의해 탄성부재(700)가 수축됨으로써, 축하중을 지지한다.

샤프트(100)에 결합하는 외부장치에 의한 축하중이 탄성부재(700)에서 의해 지지되기 때문에, 샤프트(100)를 지지하기 위한 장치가 하우징(400) 내측으로 진입할 필요가 없다. 따라서, 하우징(400)의 바닥면(401)에는 샤프트(100)를 지지하기 위한 장치가 삽입되는 홀(801)을 생략하여 하우징(400)의 내부가 밀폐될 수 있다. 때문에 하우징(400) 내부로 이물질이나 물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

이후, 도 8의 (c)에서 도시한 바와 같이, 탄성부재(700)의 복원력에 의해, 샤프트(100)가 반대측으로 축방향을 따라 이동하면서 제2 베어링(600)도 커버(800)의 홀(801)을 따라 이동하여 로터(200)의 조립과정이 완료된다.

하우징(400)의 바닥면(401)을 통해 샤프트(100)를 지지하기 위한 장치가 삽입될 필요가 없기 때문에 제조 공정이 간단한 있다. 또한, 홀(801)을 폐쇄하는 별도의 부재가 생략될 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 차량용 또는 가전용 등 다양한 기기에 이용할 수 있다.

100: 샤프트
200: 로터
210: 로터코어
220: 인슐레이터
230: 코일
300: 스테이터
400: 하우징
500: 제1 베어링
600: 제2 베어링
700: 탄성부재
800: 커버
900: 고정링
1000: 베이스

Claims (10)

1. 샤프트;
   상기 샤프트에 결합된 로터; 및
   상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고,
   상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고,
   상기 하우징은 제1 반경을 가지는 제1 영역과, 상기 제1 반경보다 작은 제2 반경을 가지는 제2 영역을 포함하고,
   상기 제2 영역에 배치되는 제1 베어링을 포함하고,
   축방향으로 일측이 상기 로터에 접촉하고, 타측이 상기 베어링에 접촉하여, 신축 시, 축방향으로 복원력을 가지는 탄성부재를 포함하고,
   상기 제2 영역은 상기 하우징의 바닥면에 의해 외부와 차단되는 모터.
2. 샤프트;
   상기 샤프트에 결합된 로터;
   상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;
   상기 스테이터를 수용하는 하우징; 및
   상기 하우징에 결합하는 커버를 포함하고,
   상기 하우징은 바닥면에 돌출되어 내측에 공간을 형성하는 격벽을 포함하고,
   상기 커버는 상기 샤프트가 관통하는 홀을 포함하고,
   축방향으로 상기 샤프트의 일측에 배치되는 제1 베어링과 상기 샤프트의 타측에 배치되는 제2 베어링을 포함하고,
   축향으로 일측이 상기 로터에 접촉하고, 타측이 상기 베어링에 접촉하여, 신축 시, 축방향으로 복원력을 가지는 탄성부재를 포함하고,
   상기 제1 베어링은 상기 격벽에 고정되고, 상기 제2 베어링은 축방향으로 상기 홀에 슬라이드 가능하게 배치되는 모터.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 커버는 상기 홀에 배치되는 고정링을 포함하고,
   상기 고정링은 상기 홀의 내주면보다 돌출되어 배치되어 상기 제1 베어링의 축방향 이탈을 방지하는 모터.
4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 로터는 로터 코어와, 상기 로터 코어에 배치되는 인슐레이터와, 상기 인슐레이터에 배치되는 코일을 포함하고,
   상기 인슐레이터는 내측가이드를 포함하고,
   상기 내측가이드는, 축방향으로 돌출되어 반경방향으로 상기 코일과 상기 탄성부재 사이에 배치되는 모터.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 인슐레이터는 반경방향으로 상기 코일의 외측에 배치되는 외측가이드를 포함하고,
   상기 내측가이드의 축방향 길이는 상기 외측가이드의 축방향 길이보다 큰 모터.
6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 제1 베어링과 결합하는 상기 샤프트의 일측단부에서, 축방향으로 상기 제1 베어링의 끝단은 상기 샤프트의 일측 단부의 끝단보다 돌출되어 배치되는 모터.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 베어링의 끝단은 상기 하우징의 바닥면과 접촉하는 모터.
8. 제6 항에 있어서,
   축방향으로, 상기 샤프트의 일측 단부의 끝단은 상기 하우징의 바닥면과 이격되어 배치되는 모터.
9. 제2 항에 있어서,
   상기 제2 베어링의 축방향 길이는 상기 홀의 축방향 길이보다 작은 모터.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 제1 반경보다 작고, 상기 제2 반경보다 큰 제3 반경을 가지는 제3 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역과 상기 제3 영역을 연결하는 단턱을 포함하고,
    축방향으로 상기 스테이터는 상기 단턱과 접촉하는 모터.

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