KR20230140662A

KR20230140662A - 외전형 모터

Info

Publication number: KR20230140662A
Application number: KR1020220039079A
Authority: KR
Inventors: 고현주
Original assignee: 계양전기 주식회사
Priority date: 2022-03-29
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2023-10-10

Abstract

원원통형상으로 형성되며, 내주면에 복수의 영구자석이 고정되며, 일단면에 회전자 축결합공이 형성된 회전자; 상기 회전자 축결합공에 고정되는 회전축; 및 상기 회전자의 내부에 위치하며, 중앙에 상기 회전축이 삽입될 수 있는 회전축 삽입공이 형성되며, 외주에 다수의 코일 권선이 상기 영구자석을 마주보고 설치되는 고정자;를 포함하고, 상기 회전자는, 상기 회전자 축결합공이 형성된 허브; 원통형의 백요크; 상기 허브와 상기 백요크를 연결하는 연결부; 및 상기 백요크의 내주면에 고정된 회전자 코어;를 포함하고, 상기 회전자 코어의 내주면은 개별 상기 영구자석이 안착될 수 있도록 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 외전형 모터가 개시된다. 따라서, 영구자석을 등간격으로 매우 용이하게 조립할 수 있다는 장점이 있다.

Description

외전형 모터{Exterior rotor Motor}

본 발명은 외전형 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기를 이용하여 회전운동을 하는 전동모터로서, 로터가 고정자의 외부에 형성된 외전형 모터에 관한 것이다.

전동모터는 전기력을 이용하여 회전력을 발생시키는 전기부품이다. 이러한 전동모터는 전기를 이용하는 다양한 기구에 사용된다. 즉, 전동공구, 선풍기 등 회전력을 이용하는 대부분의 전자제품에 사용된다.

전동모터를 분류하는 기준은 매우 다양하다. 그 중에서 회전하는 회전자와 고정되는 고정자의 위치에 따라서 내전형 모터, 외전형 모터로 분류되기도 한다. 내전형 모터는 회전자가 축과 결합되어 있고, 고정자가 회전자를 감싸는 구조로 형성된다. 외전형 모터는 회전자가 고정자의 외측에 위치하여 회전자가 고정자를 감싸는 구조로 형성된다.

도 1은 종래의 전형적인 외전형 모터의 단면도, 도 2는 도 1의 회전자의 사시도이다.

종래의 외전형 모터는 통형상으로 형성된 모터 하우징(10)과, 모터 하우징(10)의 양단에 베어링에 의해 지지되어 회전하는 회전축(20)과, 상기 회전축(20)과 고정되며, 링형상으로 형성되며, 내주면에 영구자석이 설치된 회전자(30)와, 회전자(30)의 내측에 위치하며, 코일이 권선되며 모터 하우징(10)에 고정되는 고정자(40)를 포함한다.

회전자(30)는 회전축(20)이 고정되며 원통형 형상의 백요크(31)와, 백요크(31)의 내주면에 고정되는 복수의 영구자석(32)을 포함한다. 종래의 외전형 모터의 경우, 스틸 재질의 백요크(31)의 내주면에 복수의 영구자석(320을 본드 등을 이용하여 고정하였다. 이 경우, 영구자석(32)을 정확한 위치에 고정하는 것이 매우 어려웠다. 또한, 스틸 재질의 백요크(31)의 경우, 자로(자속이 이동하는 통로)로서, 전자기장 차폐가 전혀 되지 않았으며, 자속밀도의 효율도 낮았다. 또한, 자로의 역할을 수행하므로, 회전 밸런스가 맞지 않아도 밸런스를 맞추기 위해 요크의 표면을 깎아 내는 등의 (-) 밸런스 보정이 어려웠다.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 제조가 용이하며, 자속 밀도의 효율도 높으며, 회전 밸런스를 쉽게 보정할 수 있는 회전자를 포함하는 외전형 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 원통형상으로 형성되며, 내주면에 복수의 영구자석이 고정되며, 일단면에 회전자 축결합공이 형성된 회전자; 상기 회전자 축결합공에 고정되는 회전축; 및 상기 회전자의 내부에 위치하며, 중앙에 상기 회전축이 삽입될 수 있는 회전축 삽입공이 형성되며, 외주에 다수의 코일 권선이 상기 영구자석을 마주보고 설치되는 고정자;를 포함하고, 상기 회전자는, 상기 회전자 축결합공이 형성된 허브; 원통형의 백요크; 상기 허브와 상기 백요크를 연결하는 연결부; 및 상기 백요크의 내주면에 고정된 회전자 코어;를 포함하고, 상기 회전자 코어의 내주면은 개별 상기 영구자석이 안착될 수 있도록 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 외전형 모터를 제공한다.

상기 백요크의 내주면은 백요크 요철이 형성되며, 상기 회전자 코어의 외주면은 상기 백요크 요철에 맞물리도록 코어 요철이 형성된다.

상기 회전자 코어의 외주면에는 상기 회전축의 길이방향으로 방열 슬릿이 형성된다.

상기 연결부에는 복수의 냉각공이 관통되어 형성된 것이 바람직하다.

상기 코어는 복수의 강자성체 강판이 적층되어 형성된 것이 효과적이다.

상기 백요크는, 스테인레스스틸재질로 형성된 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명의 일실시예의 회전자는, 영구자석을 등간격으로 매우 용이하게 조립할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 회전자 코어가 자로의 역할을 수행함으로써, 백요크는 전기장 차폐 기능을 충실히 수행할 수 있다.

더구나, 회전 밸런스가 맞지 않을 경우, 백요크 표면을 일부 깎아도, 자속밀도의 효율에 전형 영향을 미치지 않는다. 따라서, 회전 밸런스를 정확하게 맞출 수 있어, 소음 진동을 방지할 수 있다.

또한, 연결부에 형성된 냉각공을 통해서 냉각을 효율적으로 수행할 수 있다.

도 1은 종래의 전형적인 외전형 모터의 단면도
도 2는 도 1의 회전자의 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예의 외전형 모터의 사시도
도 4는 도 3의 절단선 IV-IV에 따른 단면도
도 5는 도 4의 분해 단면도
도 6은 도 3의 회전자의 사시도
도 7은 도 6의 분해 사시도
도 8은 도 7의 회전자 코어의 정면도

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 외전형 모터의 사시도, 도 4는 도 3의 절단선 IV-IV에 따른 단면도, 도 5는 도 4의 분해 단면도, 도 6은 도 3의 회전자의 사시도, 도 7은 도 6의 분해 사시도, 도 8은 도 7의 회전자 코어의 정면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 외전형 모터는, 원통형상으로 형성되며, 내주면에 복수의 영구자석(110)이 고정되며, 일단면에 회전자 축결합공(120)이 형성된 회전자(100)와, 상기 회전자 축결합공(120)에 고정되는 회전축(200)과, 상기 회전자(100)의 내부에 위치하며, 중앙에 상기 회전축이 삽입될 수 있는 회전축 삽입공(310)이 형성되며, 외주에 다수의 코일 권선(320)이 상기 영구자석(110)을 마주보고 설치되는 고정자(300)와, 외륜(410)이 상기 회전축 삽입공(310)에 삽입되어 고정되며, 내륜(420)에 상기 회전축(200)이 삽입되는 제 1 베어링(400)과, 상기 회전축 삽입공(310)에 삽입되어 고정되며, 상기 회전축(200)이 삽입되는 지지부재 축삽입공(511)이 형성된 고정자 지지부재(500)와, 외륜(610)이 상기 지지부재 축삽입공(511)에 삽입되어 고정되며, 내륜(620)에 상기 회전축(200)이 삽입되는 제 2 베어링(600)을 포함한다.

회전자(100)는, 상기 회전자 축결합공(120)이 형성된 허브(150)와, 원통형의 백요크(130)와, 상기 허브(150)와 상기 백요크(130)를 연결하는 연결부(140)와, 상기 백요크(130)의 내주면에 고정된 회전자 코어(160)를 포함한다.

회전자 허브(150)와 연결부(140)와 백요크(130)는 일체로 스테인레스스틸과 같은 금속성 재질로 형성된다.

회전자 허브(150)에는 전술한 회전자 축결합공(120)이 관통되어 형성된다.

연결부(140)에는 복수의 냉각공(141)이 관통되어 형성된다. 즉, 연결부는 회전자 허브(150)와 백요크(130)를 바퀴살과 같은 형태로 연결함으로써, 복수의 냉각공(141)이 관통되어 형성된다. 이와 같이 형성됨으로써, 회전자가 회동시, 바퀴살이 팬의 역할을 수행하여, 냉각공(141)을 통해서 공기가 유동되어, 고정자의 코일을 냉각할 수 있다.

백요크(130)는 전술한 바와 같이 원통형상으로 형성되며, 백요크의 내주면(130)은 백요크 요철(131)이 형성된다.

회전자 코어(160)는 복수의 강자성체 강판이 적층되어 형성된다. 즉, 회전축의 길이방향으로 복수의 강판이 적층되어 형성된다. 상기 회전자 코어(160)의 내주면은 개별 상기 영구자석이 안착될 수 있도록 구획된다. 즉, 도 8과 같이, 회전자 코어(160)의 내주면에 자석 안착부(164) 구획용 돌부(163)가 돌출되어 형성된다. 그 결과, 영구자석을 자석 안착부(164)에 쉽게 고정할 수 있다.

상기 회전자 코어(160)의 외주면은 상기 백요크 요철(131)에 맞물리도록 코어 요철(161)이 형성된다. 즉, 백요크 요철(131)과 코어 요철(161)이 맞물림으로써, 회전자의 회동시, 회전자 코어(160)와 백요크(130)가 분리되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 회전자 코어(160)와 백요크(130)의 조립도 용이하다.

또한, 상기 회전자 코어(160)의 외주면에는 상기 회전축의 길이방향으로 방열 슬릿(162)이 형성된다. 따라서, 코어에서 발생하는 열을 보다 쉽게 방출할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 일실시예의 회전자는, 영구자석을 등간격으로 매우 용이하게 조립할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 회전자 코어(160)가 자로의 역할을 수행함으로써, 백요크(130)는 전기장 차폐 기능을 충실히 수행할 수 있다. 더구나, 회전 밸런스가 맞지 않을 경우, 백요크(130) 표면을 일부 깎아도, 자속밀도의 효율에 전형 영향을 미치지 않는다. 따라서, 회전 밸런스를 정확하게 맞출 수 있어, 소음 진동을 방지할 수 있다.

회전축(200)은 축결합공(120)에 끼워져 고정된다.

상기 회전축(200)과 상기 회전자(100) 중 적어도 어느 하나에 상기 회전축(200)이 축방향으로 상기 고정자(300)를 기준으로 이동하는 것을 방지하는 축방향 이동 방지부(210, 220)를 포함한다. 상기 축방향 이동 방지부(210, 220)는, 상기 제 1 베어링(400) 및 상기 제 2 베어링(600)의 서로 인접하지 않는 외측을 지지하는 지지턱으로 구현된다. 즉, 제 1 베어링(400)과 제 2 베어링(600)에 지지되어, 회전축(200)의 축방향 이동을 방지하도록 하는 축방향 이동 방지부(210, 220)가 형성된다.

축방향 이동 방지부(210, 220)는, 지지턱을 형성하도록, 회전축 삽입공(310)에 끼워지는 슬리브(210)와, 회전축(200)의 반경반향으로 요입된 끼움홈(230)에 끼워지는 리테인링(220)을 포함한다.

고정자(300)는, 중앙에 회전축 삽입공(310)이 형성된 코어(330)와 코어(330)에 권선된 코일 권선(320)을 포함한다. 회전축 삽입공(310)에 상기 제 1 베어링(400)이 안착되도록 상기 회전축의 축방향으로 단이져 형성된 제 1 베어링 안착부(311)가 형성된다. 즉, 코어(330)의 일부가 단이지도록 형성된다.

제 1 베어링(400)은 외륜(410)이 상기 제 1 베어링 안착부(311)의 코어(330)에 억지끼움되며, 슬리브(210)의 단턱이 제 1 베어링(400)의 내륜(420)의 측면을 지지한다.

고정자 지지부재(500)는, 파이프 형상의 지지부재 고정관(510)과, 지지부재 고정관(510)의 외측으로 돌출되도록 형성된 고정용 플랜지부(530)를 포함한다. 지지부재 고정관(510)은 회전축 삽입공(310)에 끼워져 고정자(300)와 고정되며, 지지부재 고정관(510)의 중공인 지지부재 축삽입공(511)에 회전축(200)이 회동 가능하게 삽입된다.

고정자 지지부재(500)는, 상기 지지부재 축삽입공(511)에 상기 제 2 베어링(600)이 안착되도록 상기 회전축의 축방향으로 단이져 형성된 제 2 베어링 안착부(512)와, 외부의 구조물에 결합할 수 있는 외부 결합부(520)를 포함한다.

제 2 베어링 안착부(512)는 지지부재 축삽입공(511)의 일단을 확관해서 형성하며, 제 2 베어링(600)의 외륜(610)은 제 2 베어링 안착부(512)에 억지끼움되며, 내륜(620)은 리테인링(220)에 의해 측면이 지지된다.

외부 결합부(520)는 고정용 플랜지부(530)에 결합공의 형태로 형성된다.

상기와 같이, 본 발명의 일실시예의 전동모터는, 별도의 하우징 없이, 회전자, 고정자, 회전축의 구조만으로 형성됨으로써, 모터가 단순하고, 경량화를 달성 할 수 있어, 원가를 절감할 수 있다.

특히, 베어링 안착부는 고정자의 코어에 형성함으로써, 길이 방향 및 반경반향 크기를 획기적으로 줄일 수 있다.

더구나, 외부 구조물과 연결하는 고정자 지지부재를 회전축을 지지하는 구조물로 활용함으로써, 회전축을 안정적으로 지지함에도 모터의 크기 및 중량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

100: 회전자
110: 영구자석
120: 회전자 축결합공
150: 허브
130: 원통형의 백요크
131: 백요크 요철
140: 연결부
141: 냉각공
160: 회전자 코어
161: 코어 요철
162: 방열 슬릿
200: 회전축
210, 220: 축방향 이동 방지부
300: 고정자
310: 회전축 삽입공
311: 제 1 베어링 안착부
320: 코일 권선
400: 제 1 베어링
500: 고정자 지지부재
512: 제 2 베어링 안착부
520: 외부 결합부
600: 제 2 베어링

Claims

원통형상으로 형성되며, 내주면에 복수의 영구자석(110)이 고정되며, 일단면에 회전자 축결합공(120)이 형성된 회전자(100);
상기 회전자 축결합공(120)에 고정되는 회전축(200); 및
상기 회전자(100)의 내부에 위치하며, 중앙에 상기 회전축이 삽입될 수 있는 회전축 삽입공(310)이 형성되며, 외주에 다수의 코일 권선(320)이 상기 영구자석(110)을 마주보고 설치되는 고정자(300);
를 포함하고,
상기 회전자(100)는,
상기 회전자 축결합공(120)이 형성된 허브(150);
원통형의 백요크(130);
상기 허브(150)와 상기 백요크(130)를 연결하는 연결부(140); 및
상기 백요크(130)의 내주면에 고정된 회전자 코어(160);
를 포함하고,
상기 회전자 코어(160)의 내주면은 개별 상기 영구자석이 안착될 수 있도록 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 외전형 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 백요크(130)의 내주면은 백요크 요철(131)이 형성되며,
상기 회전자 코어(160)의 외주면은 상기 백요크 요철(131)에 맞물리도록 코어 요철(161)이 형성된 것을 특징으로 하는 외전형 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 회전자 코어(160)의 외주면에는 상기 회전축의 길이방향으로 방열 슬릿(162)이 형성된 것을 특징으로 하는 외전형 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 연결부(140)에는 복수의 냉각공(141)이 관통되어 형성된 것을 특징으로 하는 외전형 모터.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코어(160)는 복수의 강자성체 강판이 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 외전형 모터.
제 5 항에 있어서,
상기 백요크(130)는, 스테인레스스틸재질로 형성된 것을 특징으로 하는 외전형 모터.