KR20220090028A - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 샤프트; 상기 샤프트에 결합된 로터; 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고, 상기 샤프트를 지지하는 베어링과 상기 베어링을 지지하는 베어링 하우징을 포함하고, 상기 베어링 하우징은 제1 하우징과, 상기 제1 하우징에 결합하는 제2 하우징과, 제1 부재를 포함하고, 상기 제1 부재는 일부가 상기 제1 하우징에서 돌출되도록 상기 제1 하우징에 배치되고, 상기 제1 부재는 상기 베어링의 외륜의 일측과 접촉하고, 상기 제2 하우징은 상기 베어링의 외륜의 타측과 접촉하여, 상기 베어링을 상기 베어링 하우징에 고정하는 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. 베어링은 베어링 하우징에 고정될 수 있다. 베어링 하우징은 하우징의 개방된 일측을 덮는다.

베어링은 베어링 하우징에 코킹(Caulking)을 통해 결합될 수 있다. 코킹 작업은 베어링 하우징의 일부분을 두들겨 작업하기 때문에 베어링의 외륜에 압흔이 발생하여 베어링의 성능 및 수명에 악영향을 미치는 문제점이 있다. 또한, 코킹이 약한 경우, 베어링 하우징과 베어링 사이에 유격이 발생할 위험이 크고, 베어링의 코팅층이 벗겨지면서 녹이 발생할 위험이 큰 문제점이 있다. 또한, 코킹 공정이 추가되기 때문에 비용이 증가하는 문제점이 있다.

이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코킹없이 베어링을 베어링 하우징에 고정할 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 스테이터를 포함하고, 상기 샤프트를 지지하는 베어링과 상기 베어링을 지지하는 베어링 하우징을 포함하고, 상기 베어링 하우징은 제1 하우징과, 상기 제1 하우징에 결합하는 제2 하우징과, 제1 부재를 포함하고, 상기 제1 부재는 일부가 상기 제1 하우징에서 돌출되도록 상기 제1 하우징에 배치되고 상기 제1 부재는 상기 베어링의 외륜의 일측과 접촉하고, 상기 제2 하우징은 상기 베어링의 외륜의 타측과 접촉하여, 상기 베어링을 상기 베어링 하우징에 고정하는 모터를 제공할 수 있다.

실시예에 따르면, 제1 부재를 통해 베어링을 가압함으로써, 코킹 없이 베어링을 베어링 하우징에 고정할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

실시예에 따르면, 탄성 변형 가능한 제1 부재를 통해, 베어링과 베어링 하우징의 공차 관리가 용이한 이점이 있다.

실시예에 따르면, 제1 부재의 크기를 변경함에 따라, 베어링에 대한 가압력을 조절할 수 있기 때문에 베어링에 대한 고정력을 필요에 따라 용이하게 조절할 수 있는 이점이 있다.

실시예에 따르면, 코킹을 배제하여, 코킹 영역이 필요없기 때문에, 베어링 하우징의 축방향 길이를 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 측단면도이다.
도 2는 베어링과 베어링 하우징의 분해도,
도 3은 제1 하우징과 제1 부재를 도시한 사시도,
도 4는 도 3에서 도시한 제1 하우징과 제1 부재의 저면 사시도,
도 5는 제1 부재를 도시한 도면,
도 6은 제1 부재가 포함된 제1 하우징의 저면도,
도 7은 제2 하우징을 도시한 도면,
도 8은 베어링이 장착된 베어링 하우징의 단면도,
도 9는 베어링 주변의 확대도,
도 10은 베어링과 접촉하는 제1 부재의 확대도이다.

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), 버스바(400)와, 버스바 홀더(500)와, 베어링(600)과, 베어링 하우징(700)와, 제1 부재(800)와, 하우징(900)을 포함할 수 있다.

이하, 내측이라 함은 하우징(900)에서 모터의 중심인 샤프트(100)를 향하는 방향을 나타내며, 외측이라 함은 샤프트(100)에서 하우징(900)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 마그넷을 포함할 수 있다.

스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치될 수 있다. 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 마그넷(220)과 전기적 상호 작용을 유발한다.

버스바(400)는 스테이터(300)의 일측에 배치되어, 코일(330)과 연결될 수 있다.

버스바 홀더(500)는 버스바(400)를 지지한다. 버스바 홀더(500)는 내부에 버스바(400)를 포함하는 환형의 부재일 수 있다.

베어링(600)을 샤프트(100)를 회전 가능하게 지지한다.

베어링 하우징(700)은 하우징(900)의 개방된 일측을 덮는다. 베어링 하우징(700)은 베어링(600)을 수용한다.

제1 부재(800)는 베어링 하우징(700)에 배치되어 베어링(600)을 고정하는 역할을 한다.

하우징(900)은 스테이터(300)의 외측에 배치될 수 있다. 하우징(900)은 원통형 부재일 수 있다.

도 2는 베어링(600)과 베어링 하우징(700)의 분해도이다.

도 2를 참조하면, 베어링 하우징(700)은 서로 결합하는 제1 하우징(710)과 제2 하우징(720)을 포함할 수 있다. 축방향으로, 제2 하우징(720)에 제1 하우징(710)이 적층되어 결합될 수 있다. 제1 하우징(710)과 제2 하우징(720)은, 체결부재(B)를 통해 결합될 수 있다.

제1 하우징(710)은 플라스틱 수지로 이루어질 수 있으며, 제2 하우징(720)은 금속 소재일 수 있다. 제1 하우징(710)은 버스바(400)를 가이드하고 절연시키는 역할을 할 수 있다. 제2 하우징(720)은 하우징(900)의 내측에서 발생하는 전자기파를 차단하는 쉴드 역할을 할 수 있다.

제1 하우징(710)과 제2 하우징(720) 사이에는 베어링(600)이 배치될 수 있다. 베어링(600)은 제2 하우징(720)에 배치된 포켓구조에 수용될 수 있다.

도 3은 제1 하우징(710)과 제1 부재(800)를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에서 도시한 제1 하우징(710)과 제1 부재(800)의 저면 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 하우징(710)은 중앙에 샤프트가 관통하는 제1 홀(711)을 포함할 수 있다. 그리고 제1 홀(711) 주변에는 제2 하우징(720)과 결합을 위해 체결부재(B)가 체결되는 제2 홀(712)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 하우징(710)은 축방향으로 연장되어 외부 전원의 터미널이 삽입되는 커넥터(713)가 마련될 수 있다.

제1 하우징(710)은 보스(714)를 포함할 수 있다. 보스(714)는 제1 하우징(710)과 제2 하우징(720)이 서로 결합되었을 때, 제2 하우징(720)을 마주보는 제1 하우징(710)의 일면에서 돌출되는 환형의 부재일 수 있다. 이러한 보스(714)는 제1 홀(711)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 보스(714)에는 복수 개의 제1 부재(800)가 배치될 수 있다. 제1 부재(800)는 제1 하우징(710)과 제2 하우징(720)이 서로 결합되었을 때, 베어링(600)을 고정하기 위한 것이다. 제1 부재(800)의 일부는 보스(714)보다 돌출되게 배치된다.

제1 하우징(710)과 제1 부재(800)는 소재가 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 하우징(710)은 플라스틱 수지이며, 제1 부재(800)는 탄성 변형 가능한 금속소재일 수 있다. 제1 하우징(710)과 제1 부재(800)는 인서트 사출을 통해 일체로 성형될 수 있다.

도 5는 제1 부재(800)를 도시한 도면이다.

도 5는 제1 부재(800)는 제1 하우징(710)과 제2 하우징(720)이 결합되는 과정에서, 탄성 변형되어, 베어링(600)의 외륜을 가압하여 고정하기 위한 것으로, 구체적인 구성은 다음과 같다. 제1 부재(800)는 제1 파트(810)와 제2 파트(820)와 제3 파트(830)로 구분될 수 있다. 제1 파트(810)와 제2 파트(820)와 제3 파트(830)를 형상과 기능에 따라 구분하여 설명하였으나, 서로 연결된 하나의 부재일 수 있다.

제1 부재(800) 중, 제1 파트(810)는 제1 하우징(710)과 접촉하는 부분이다. 제1 부재(800) 중, 제2 파트(820)는 제1 파트(810)에 연결되어, 제1 하우징(710)에서 노출되는 부분이다. 제3 파트(830)는 제2 파트(820)에서 절곡되어 베어링(600)의 외륜(610)의 일면과 접촉하는 부분이다. 제3 파트(830)가 제2 파트(820)에 대해 절곡되어 배치되고, 제2 파트(820)가 제1 하우징(710)에서 노출되어 있기 때문에, 제3 파트(830)가 베어링(600)에 접촉한 상태에서, 제1 하우징(710)과 제2 하우징(720)이 결합되는 과정에서 축방향으로 하중이 가해지면, 제3 파트(830)와 함께 제2 파트(820)가 탄성 변형되면서 베어링(600)을 가입한다.

한편, 제1 파트(810)의 표면에는 홈(840)이 배치될 수 있다. 홈(840)은 제1 파트(810)의 일면 및 타면에 각각 배치될 수 있다. 이러한 홈(840)은 제1 하우징(710)과 제1 부재(800)의 결합력을 높이기 위한 것이다. 예를 들어, 홈(840)은 축방향으로 제1 하우징(710)과 제1 부재(800)를 구속하기 위한 것일 수 있다.

한편, 제1 부재(800)의 크기를 조절하여, 필요에 따라, 베어링(600)에 대한 가압력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 베어링(600)이 비교적 크거나, 모터의 사용환경이 외력이 크게 작용하는 환경인 경우, 제1 부재(800)의 폭(W)이나 두께(t)를 크게 설정하여, 제1 부재(800)의 강도를 높임으로써, 베어링(600)에 대한 고정력을 높일 수 있다. 때문에. 베어링(600)에 대한 고정력을 높이기 위해서, 베어링 하우징(700) 전체의 구조를 변경할 필요 없이, 크기가 다른 제1 부재(800)를 제1 하우징(710)에 인서트 사출하여, 베어링(600)에 대한 요구되는 고정력을 용이하게 확보할 수 있는 이점이 있다.

도 6은 제1 부재(800)가 포함된 제1 하우징(710)의 저면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 부재(800)는 복수 개가 배치될 수 있다. 복수 개의 제1 부재(800)는 환형의 보스(714)를 따라 동일한 간격을 두고 배치될 수 있다. 축중심(C)을 기준하여, 복수 개의 제1 부재(800)는 원주방향을 따라 배열될 수 있다. 이때, 제1 부재(800)의 내측 끝단이 축중심(C)을 기준하여 반경방향으로 제1 홀(711)의 내주면보다 적어도 외측에 배치될 수 있다. 이는 샤프트(100) 또는 베어링(600)의 내륜과의 간섭을 최대한 방지하기 위한 것이다.

도 7은 제2 하우징(720)을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 제2 하우징(720)은 제1 하우징(710)이 적층되는 공간을 형성하고, 중앙부에 샤프트(100)가 관통하는 제3 홀(721)을 형성한다. 그리고 제2 하우징(720)은 제3 홀(721) 주변에 베어링(600)이 수용되는 포켓구조를 형성한다. 예를 들어, 제2 하우징(720)은 베어링(600)의 외륜(610)의 타면을 지지하는 바닥(722)과, 베어링(600)의 외륜(610)의 외주면을 지지하는 측벽(723)을 포함할 수 있다.

제2 하우징(720)은 체결부재(B)가 체결되는 제4 홀(724)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(710)을 관통한 체결부재(B)는 제4 홀(724)에 체결된다. 이러한 제4 홀(724)은 포켓구조 주변에 배치되어, 체결부재(B)의 체결력이 제1 부재(800)에 바로 전달되도록 유도한다. 그리고 제2 하우징(720)은 버스바(400)가 관통하는 제5 홀(725)을 포함할 수 있다.

도 8은 베어링(600)이 장착된 베어링 하우징(700)의 단면도이고, 도 9는 베어링(600) 주변의 확대도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 하우징(710)이 체결부재(B)를 통해 제2 하우징(720)에 결합된다. 제1 하우징(710)이 제2 하우징(720)에 결합되는 과정에서, 제1 하우징(710)에서 돌출된 제1 부재(800)가 베어링(600)의 외륜(610)의 일면(611)을 가압한다. 복수 개의 제1 부재(800)가 베어링(600)의 원주방향을 따라 베어링(600)의 외륜(610)의 일면(611)과 접촉한다. 그리고, 베어링(600)의 외륜(610)의 타면(612)은 제2 하우징(720)의 바닥(722)이 지지한다. 이 과정에서, 절곡된 형태의 제1 부재(800)가 탄성 변형되기 때문에, 베어링(600)에 압흔을 남기지 않고, 충분한 고정력을 확보할 수 있다.

또한, 제1 부재(800)의 복원력으로 인하여, 제1 하우징(710)과 제2 하우징(720)이 서로 체결된 이후에도, 지속적으로 베어링(600)을 밀어 고정하기 때문에, 베어링(600)과 제2 하우징(720) 사이의 유격을 지속적으로 줄일 수 있는 이점이 있으며, 베어링(600)과 제2 하우징(720)의 공차 관리도 유리한 이점이 있다.

이렇게 제1 하우징(710)과 제2 하우징(720)의 체결과정에서, 제1 부재(800)를 통해, 자연스럽게 베어링(600)이 베어링 하우징(700)에 고정되기 때문에 베어링(600)을 고정하기 위한 별도의 코킹과정이 생략되어 제조 공정이 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, 코킹과정이 생략되어, 코킹 영역을 확보할 필요가 없기 때문에, 제2 하우징(720)의 포켓구조의 축방향 길이(H)를 크게 줄일 수 있다. 따라서, 베어링 하우징(700)의 축방향 길이를 줄일 수 있으며, 결과적으로 모터 전체의 크기를 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 10은 베어링(600)과 접촉하는 제1 부재(800)의 확대도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 부재(800)는 제1 면(S1)과 제2 면(S2)과, 제3 면(S3)을 포함할 수 있다. 제1 면(S1)은 제1 하우징(710)과 접촉하는 면이다. 제1 면(S1)에는 제1 홈(840)이 배치될 수 있다. 제1 홈(840)에는 제1 하우징(710)의 돌기(715)가 배치되어, 축방향으로 제1 부재(800)가 제1 하우징(710)에서 빠지지 않도록 구속한다. 제2 면(S2)은 제1 면(S1)에서 연장된 부분으로, 제1 하우징(710) 밖으로 노출된 곳으로 정의된다. 제3 면(S3)은 베어링(600)의 외륜(610)과 접촉하는 면이다.

제1 부재(800)의 충분한 탄성력을 확보하기 위해서는, 제2 파트(820)와 제3 파트(830)의 크기가 어느 정도 확보되어야 한다. 이에, 제1 파트(810)가 베어링(600)의 외측으로 밀려나 배치되면서, 축방향으로 제2 하우징(720)과 제1 파트(810)의 일부가 오버랩되게 배치될 수 있다. 이때, 제1 부재(800)와 제2 하우징(720)이 닿지 않도록 제2 면(S2)과 제3 면(S3)의 경계면(S4)이 챔퍼면으로 형성될 수 있다.

제1 하우징(710)과 제2 하우징(720)이 결합할 때, 제1 부재(800)는 축방향으로 눌리기 때문에, 제1 부재(800)와 제1 하우징(710)의 결합력이 중요하다. 이에, 제1 하우징(710)의 내부에 위치한 제1 파트(810)의 축방향 길이(L1)는 제1 하우징(710) 밖으로 노출되어 배치되는 제2 파트(820)와 제3 파트(830)의 축방향 길이(L2)보다 크게 형성되는 것이 좋다.

전술된 실시예에는 이너 로터형 모터를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 아우터 로터형 모터에도 적용 가능하다. 또한, 차량용 또는 가전용 등 다양한 기기에 이용할 수 있다.

100: 샤프트
200: 로터
300: 스테이터
400: 버스바
500: 버스바 홀더
600: 베어링
700: 베어링 하우징
710: 제1 하우징
720: 제2 하우징
800: 제1 부재
810: 제1 파트
820: 제2 파트
830: 제3 파트
900: 하우징

Claims (9)

1. 샤프트;
   상기 샤프트에 결합된 로터; 및
   상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고,
   상기 샤프트를 지지하는 베어링과 상기 베어링을 지지하는 베어링 하우징을 포함하고,
   상기 베어링 하우징은 제1 하우징과, 상기 제1 하우징에 결합하는 제2 하우징과, 제1 부재를 포함하고,
   상기 제1 부재는 일부가 상기 제1 하우징에서 돌출되도록 상기 제1 하우징에 배치되고,
   상기 제1 부재는 상기 베어링의 외륜의 일측과 접촉하고, 상기 제2 하우징은 상기 베어링의 외륜의 타측과 접촉하여, 상기 베어링을 상기 베어링 하우징에 고정하는 모터.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 하우징과 제1 부재는 소재가 상이하며, 제1 부재는 탄성 변형 가능한 소재로 이루어진 모터.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 부재는 상기 제1 하우징과 접촉하는 제1 파트와, 상기 제1 파트에서 연장되어 상기 제1 하우징 밖으로 노출되는 제2 파트와, 상기 제2 파트에서 내측으로 절곡되어 상기 베어링의 외륜과 접촉하는 제3 파트를 포함하고,
   상기 제2 파트와 상기 제3 파트는 변형 시, 복원력을 갖는 모터.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 파트는 홈을 포함하고,
   상기 제1 하우징은 돌기를 포함하고,
   상기 돌기는 상기 홈에 배치되어, 축방향으로 상기 제1 부재와 상기 제1 하우징을 구속하는 모터.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 부재는 상기 제1 하우징과 접촉하는 제1 면과 상기 제1 면에 연결되어 상기 제1 하우징 밖으로 노출되는 제2 면과, 상기 베어링의 외륜과 접촉하는 제3 면을 포함하고,
   상기 제2 면과 상기 제3 면의 경계면은 챔퍼면으로 형성되어, 상기 제1 부재는 상기 제2 하우징과 이격되어 배치되는 모터.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 부재는 일부분이 축방향으로 상기 제2 하우징과 오버랩되게 배치되되, 상기 제2 하우징과 이격되어 배치되는 모터.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 부재 중, 상기 제1 하우징의 내부에 포함된 상기 제1 부재의 축방향 길이는 상기 제1 하우징에서 노출된 상기 제1 부재의 축방향 길이보다 큰 모터.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 하우징은 상기 샤프트가 관통하는 제1 홀을 포함하고,
   상기 제1 부재의 내측 끝단은 반경방향으로 상기 제1 홀의 내주면보다 외측에 배치되는 모터.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 하우징은 축방향으로 돌출되는 환형의 보스를 포함하고,
   복수 개의 상기 제1 부재는 원주방향을 따라 일정한 간격을 두고 상기 보스에 배치되는 모터.

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