KR20230038873A - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트; 상기 샤프트에 결합된 로터; 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고, 상기 샤프트는 바디와, 상기 바디의 바닥부에서 축방향을 따라 돌출되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 내부에 배치되는 스플라인 보스를 포함하고, 상기 스플라인 보스는 제1 영역과 상기 제1 영역보다 큰 외경을 갖고 상기 돌출부의 내면과 접촉하는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역의 적어도 일부는 상기 바닥부와 반경방향으로 오버랩되게 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}

실시예는 모터에 관한 것이다. 본 발명의 기술분야는 모터에 한정되지 않는다.

모터는 샤프트. 로터 및 스테이터를 포함한다. 로터 및 스테이터는 하우징에 포함된다. 스테이터는 스테이터 코어와, 스테이터 코어에 감기는 코일을 포함할 수 있다.

샤프트는 중공형 부재일 수 있다. 이러한 샤프트를 지지하는 베어링이 샤트의 일측과 타측을 각각 지지할 수 있다. 샤프트는 바디와, 바디에서 돌출되어 외주면에 베어링이 결합하는 돌출부를 포함할 수 있다.

한편, 샤프트의 내측으로 외부 장치의 축이 연결될 수 있다. 때문에 이러한 축을 지지하는 스플라인 보스(spline boss)가 샤프트의 돌출부의 내부에 마련될 수 있다. 스플라인 보스는 돌출부의 내면을 따라 슬라이딩 되어 1차적으로 장착된다. 그리고 스플라인 보스의 일면과 샤프트의 바디의 바닥부가 용접되어 최종적으로, 스플라인 보스가 샤프트에 고정된다.

스플라인 보스가 돌출부의 내면에 어느 정도 유격을 두고 슬라이딩되어 결합된 상태이기 때문에, 용접 영역이 굳는 과정에서, 스플라인 보스가 샤프트에서 들뜨는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 용접이 시작되는 영역과 용접이 끝나는 영역의 열전달율이 상이하기 때문에, 스플라인 보스가 기울어지는 문제가 발생한다.

그리고, 샤프트의 바닥부의 내면과 스플라인 보스의 일면과 높이 차이가 기준값 이상으로 커질 위험이 있는 문제가 있다.

본 발명의 배경기술은 기재된 내용에 한정되지 않는다.

이에, 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스플라인 보스를 샤프트에 조립하는데 있어서, 용접으로 발생하는 스플라인 보스의 위치 변화를 방지할 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 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 샤프트는 바디와, 상기 바디의 바닥부에서 축방향을 따라 돌출되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 내부에 배치되는 스플라인 보스를 포함하고, 상기 스플라인 보스는 제1 영역과 상기 제1 영역보다 큰 외경을 갖고 상기 돌출부의 내면과 접촉하는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역의 적어도 일부는 상기 바닥부와 반경방향으로 오버랩되게 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

이상 과제의 해결 수단에 대한 설명은 기재된 내용에 한정되지 않는다.

실시예에 따르면, 스플라인 보스의 일부 영역을 샤프트의 돌출부의 내부에 압입되도록 구성함으로써, 용접 영역이 굳는 과정에서, 스플라인 보스가 샤프트에서 들뜨거나 기울어 지지 않는 이점이 있다.

실시예에 따르면, 스플라인 보스의 일부 영역이 압입되기 때문에, 용접 전과 용접 후, 샤프트의 바닥부의 내면과 스플라인 보스의 일면과 높이 차이가 크지 않은 이점이 있다.

실시예에 따르면, 스플라인 보스의 나머지 영역은 돌출부에 슬라이드 되어 조립되기 때문에 베어링이 압입되는 돌출부의 변화량을 크게 줄이는 이점이 있다.

이상의 발명의 효과는 기재된 내용에 한정되지 않는다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 샤프트와 베어링을 도시한 사시도,
도 3은 도 2에서 도시한 샤프트와 베어링과 스플라인 보스를 도시한 도면,
도 4는 도 2의 A-A를 기준으로 하는 샤프트, 스플라인 보스 및 베어링의 측단면도,
도 5는 스플라인 보스의 사시도,
도 6은 도 5의 B-B를 기준으로 하는 스플라인 보스의 측단면도,
도 7은 스플라인 보스의 확대도이다.

샤프트의 길이 방향(상하 방향)과 평행한 방향을 축 방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 축 방향과 수직한 방향을 반경 방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 반경 방향의 반지름을 갖는 원을 따라가는 방향을 원주 방향이라 부른다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터는 샤프트(100), 로터(200), 스테이터(300)를 포함할 수 있다. 이하, 내측이라 함은 하우징(600)에서 모터의 중심인 샤프트(100)를 향하는 방향을 나타내며, 외측이라 함은 샤프트(100)에서 하우징(600)의 방향을 향하는 방향인 내측의 반대 방향을 나타낸다. 또한, 이하 반경방향은 샤프트(100)의 축중심을 기준으로 한다.

샤프트(100)는 로터(200)에 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 부재일 수 있다. 샤프트(100)의 내측으로 외부 장치의 축이 진입할 수 있다.

로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 로터(200)는 스테이터(300)의 내측에 배치될 수 있다.

스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 스테이터 코어(310), 스테이터 코어(310)에 장착되는 인슐레이터(320) 및 코일(330)을 포함할 수 있다. 코일(330)은 인슐레이터(320)에 감길 수 있다. 인슐레이터(320)는 코일(330)과 스테이터 코어(310) 사이에 배치되어, 스테이터 코어(310)과 코일(330) 간을 서로 전기적으로 절연시켜주는 역할을 한다. 코일(330)은 로터(200)의 마그넷과 전기적 상호 작용을 유발한다.

스플라인 보스(400)는 베어링(500)과 샤프트(100)의 내측으로 진입하는 축을 함께 지지하는 역할을 한다. 스플라인 보스(400)는 샤프트(100)의 내측에 결합한다.

베어링(500)은 하우징(600)에 고정된다. 베어링(500)은 스플라인 보스(400)을 회전 가능하게 지지한다.

하우징(600)의 내측에 스테이터(300)와 로터(200)가 배치된다.

도 2는 도 1에서 도시한 샤프트(100)와 베어링(500)을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에서 도시한 샤프트(100)와 베어링(500)과 스플라인 보스(400)를 도시한 도면이고, 도 4는 도 2의 A-A를 기준으로 하는 샤프트(100), 스플라인 보스(400) 및 베어링(500)의 측단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 샤프트(100)는 바디(110)와, 돌출부(120)를 포함할 수 있다. 바디(110)는 원통형 부재로서, 외주면에 로터(200)가 장착된다. 돌출부(120)는 바디(110)의 바닥부(111)에서 축방향으로 돌출된다. 돌출부(120)의 내부는 바디(110)의 내부와 연통된다. 베어링(500)은 돌출부(120)의 외주면에 장착될 수 있다.

스플라인 보스(400)는 돌출부(120)의 내측에 배치된다. 스플라인 보스(400)는 샤프트(100)와 동축 결합한다.

도 5는 스플라인 보스(400)의 사시도이고, 도 6은 도 5의 B-B를 기준으로 하는 스플라인 보스(400)의 측단면도이다.

도 5를 참조하면, 스플라인 보스(400)는 중심에 홀(H1)을 구비한 원통형 부재일 수 있다. 외부 장치의 축은 홀(H1)에 삽입된다. 홀(H1)의 내벽에는 투스가 형성될 수 있다. 이러한 스플라인 보스(400)는 외주면의 외경의 차이에 따라, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)과 제3 영역(A3)과 제4 영역(A4)과 제5 영역(A5)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)과 제3 영역(A3)과 제4 영역(A4)과 제5 영역(A5)은 축방향을 따라 구분될 수 있다.

제1 영역(A1), 제3 영역(A3), 제4 영역(A4) 및 제5 영역(A5)은 샤프트(100)의 돌출부(120)의 내부에 슬라이드 되어 삽입되는 스플라인 보스(400)의 일부 영역에 해당하며, 제2 영역(A2)은 샤프트(100)의 돌출부(120) 내부에 압입되는 스플라인 보스(400)의 일부 영역에 해당한다. 여기서, 삽입이라 함은, 돌출부(120)의 내부와 스프라인 보스(400)의 외주면 사이에 일정한 공차를 두어, 즉, 제1 영역(A1), 제3 영역(A3), 제4 영역(A4) 및 제5 영역(A5)의 각각의 외경이 돌출부(120)의 내경보다 작게 형성되어, 스플라인 보스(400가 돌출부(120)의 내부를 따라 슬라이드 되어 조립되는 방식을 의미한다. 그리고 압입이라 함은, 돌출부(120)의 내부와 스프라인 보스(400)가 오버랩되어 조립되는 것으로, 조립 전, 제2 영역(A2)의 외경이 돌출부(120)의 내경보다 크게 형성된 상태에서, 스프라인 보스(400)를 돌출부(120)의 내부에 밀어 끼우는 방식을 의미한다.

제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)의 일측에 배치되고, 제3 영역(A3)은 제2 영역(A2)의 일측에 배치된다. 제5 영역(A5)은 제1 영역(A1)의 타측에 배치되고, 제4 영역(A4)은 제5 영역(A5)의 타측에 배치된다.

제2 영역(A2)은 그 외경이 제1 영역(A1)의 외경(D1)보다 큰 영역으로, 스플라인 보스(400)를 샤프트(100)에 조립할 때, 돌출부(120)에 압입되는 영역이다.

제3 영역(A3)은 축방향을 기준으로 일측으로 갈수록 외경(D1)이 감소하는 영역으로, 그 외경(D1)이 제2 영역(A2)보다 작다. 제3 영역(A3)은 돌출부(120)의 내면과 이격 배치된다.

제5 영역(A5)은 축방향을 기준으로 타측으로 갈수록 외경(D1)이 감소하는 영역으로 그 외경(D1)이 제2 영역(A2)보다 작다. 제5 영역(A5)은 돌출부(120)의 내면과 이격 배치된다. 스플라인 보스(400)가 돌출부(120)에 삽입될 때, 제5 영역(A5)이 테이퍼진 형상을 갖기 때문에, 보다 원활하게 스플라인 보스(400)가 돌출부(120)에 슬라이드 되어 삽입될 수 있다.

제4 영역(A4)은 제5 영역(A5)의 일측에 배치된다. 제4 영역(A4)은 그 외경(D3)이 제1 영역(A1)의 외경(D1)보다 작게 형성된다.

도 7은 스플라인 보스(400)의 확대도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 스플라인 보스(400)의 제2 영역(A2)은 샤프트(100)의 바닥부(111)와 인접하여 배치된다. 제2 영역(A2)의 일부는 샤프트(100)의 바닥부(111)와 반경방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 스플라인 보스(400)가 돌출부(120)에 조립될 때, 제1 영역(A1)은 슬라이드 되어 돌출부(120)에 삽입되고, 샤프트(100)의 바닥부(111) 부근에 위치하는 제2 영역(A2)이 샤프트(100)에 압입되어, 스플라인 보스(400)와 샤프트(100)의 고정력을 확보한다.

제2 영역(A2)이 돌출부(120)에 압입되면, 제4 영역(A4)의 돌출부(120)의 홀(H)에 배치된다. 이와 같이, 스플라인 보스(400)가 샤프트(100)에 완전히 조립된 상태에서, 용접이 진행된다. 용접은 샤프트(100)의 바닥부(111)의 내면과 스플라인 보스(400)의 제3 영역(A3) 사이의 이격 공간을 따라 진행될 수 있다.

이때, 제2 영역(A2)이 돌출부(120)의 내면에 압입되어 있어, 용접 전 스플라인 보스(400)와 샤프트(100) 사이에 어느 정도의 결합력이 확보되기 때문에, 용접 영역이 굳는 과정에서, 스플라인 보스(400)가 샤프트(100)에서 들뜨거나 기울어 지지 않는다. 또한, 용접 전과 용접 후, 샤프트(100)의 바닥부(111)의 내면과 스플라인 보스(400)의 일면과 높이 차이가 크지 않은 이점이 있다.

제2 영역(A2)의 축방향 길이(L2)는 제1 영역(A1)의 축방향 길이(L1)보다 작게 형성된다. 그리고 제2 영역(A2)의 축방향 길이(L2)는 샤프트(100)의 두께(T)보다 클 수 있다.

제2 영역(A2)이 축방향으로 너무 크게 형성되면, 돌출부(120)에 대한 스플라인 보스(400)의 압입영역이 넓어지고 특히, 베어링(500)의 돌출부(120)에 대한 압입영역과 스플라인 보스(400)의 압입영역이 겹치는 영역이 증가하기 때문에, 스플라인 보스(400)의 압입력이 베어링(500)에 영향을 미칠 수 있다. 이렇게 스플라인 보스(400)의 압입력이 베어링(500)에 영향을 미치게 되면, 베어링(500)의 작동에 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 제2 영역(A2)은 베어링(500)의 돌출부(120)에 대한 압입영역과 겹치는 영역을 최대한 줄이는 것이 좋다. 이에 제2 영역(A2)의 적어도 일부가 돌출부의 외주면 중 베어링이 압입되는 영역과 반경방향으로 오버랩되지 않게 배치되는 것이 좋다.

제2 영역(A2)과 반경방향으로 오버랩되는 베어링(500)의 돌출부(120)에 대한 압입영역에는 홈(G)을 마련하여 스플라인 보스(400)의 압입력이 베어링(500)에 영향을 미치는 것을 차단할 수 있다. 홈(G)은 돌출부(120)는 외주면을 따라 배치된다. 그리고 홈(G)은 샤프트(100)의 바닥부(111)와 인접한 돌출부(120)의 일측에 배치될 수 있다.

스플라인 보스(400)가 돌출부(120)에 슬라이드 된 상태로 가조립되어, 용접이 진행되는 경우, 축방향으로 스플라인 보스(400)가 유동할 수 있기 때문에 샤프트(100)의 바닥면을 향하는 스플라인 보스(400)의 일측단과 샤프트(100)의 바닥부의 내면의 높이차가 기준값을 넘을 수 있다.

하지만 실시예에 따른 모터는, 스플라인 보스(400)가 돌출부(120)에 슬라이드 되지만. 제2 영역(A2)에서는 압입되고, 제2 영역(A2)이 샤프트(100)의 바닥부(111)에 인접하여 위치하여, 스플라인 보스(400)와 샤프트(100)의 용접 부위에 제2 영역(A2)이 최대한 가깝게 배치되기 때문에 용접 전후로 스플라인 보스(400)의 일측단의 위치가 변경되지 않도록 고정하여, 스플라인 보스(400)의 일측단과 샤프트(100)의 바닥부의 내면의 높이차를 일정 범위 내에서 유지할 수 있다.

전술된 실시예는 차량용 또는 가전용 등 다양한 기기에 이용할 수 있다.

100: 샤프트
200: 로터
300: 스테이터
400: 스플라인 보스
500: 베어링
600: 하우징

Claims (10)

1. 샤프트;
   상기 샤프트에 결합된 로터; 및
   상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고,
   상기 샤프트는 바디와, 상기 바디의 바닥부에서 축방향을 따라 돌출되는 돌출부를 포함하고,
   상기 돌출부의 내부에 배치되는 스플라인 보스를 포함하고,
   상기 스플라인 보스는 제1 영역과 상기 제1 영역보다 큰 외경을 갖고 상기 돌출부의 내면과 접촉하는 제2 영역을 포함하고,
   상기 제2 영역의 적어도 일부는 상기 바닥부와 반경방향으로 오버랩되게 배치되는 모터.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 돌출부의 외주면에 접촉하는 베어링을 더 포함하고,
   상기 돌출부는 상기 돌출부의 외주면을 따라 배치되는 홈을 포함하고,
   상기 제2 영역의 적어도 일부는 반경방향으로 상기 홈과 오버랩되게 배치되는 모터.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제2 영역의 적어도 일부는, 상기 돌출부의 외면 중 상기 베어링과 접촉하는 영역과 반경방향으로 오버랩되지 않게 배치되는 모터.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 홈은 상기 바닥부에 인접하여 배치되는 모터
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 영역의 축방향 길이는 상기 제1 영역의 축방향 길이보다 작은 모터.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제2 영역의 축방향 길이는 상기 샤프트의 두께보다 큰 모터.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 스플라인 보스는 축방향을 기준으로 일측으로 갈수록 외경이 감소하는 제3 영역을 포함하고,
   축방향을 기준을, 상기 제1 영역은 상기 제3 영역의 일측에서 배치되고, 상기 제2 영역은 상기 제3 영역의 타측에 배치되는 모터.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제3 영역은 상기 돌출부의 내면과 이격 배치되며, 상기 바닥부와 반경방향으로 오버랩되게 배치되는 모터.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 돌출부는 축방향으로 상기 돌출부의 외면과 내면을 관통하는 홀을 포함하고,
   상기 스플라인 보스는 상기 제1 영역보다 외경이 작은 제4 영역을 포함하고,
   상기 제4 영역은 상기 홀에 배치되는 모터.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 스플라인 보스는 축방향을 기준으로 타측으로 갈수록 외경이 감소하는 제5 영역을 포함하고,
    상기 제5 영역은 상기 돌출부의 내면과 이격 배치되고, 상기 제1 영역과 상기 제5 영역의 사이에 배치되는 모터.

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