KR20240109415A - 모터 - Google Patents

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KR20240109415A
KR20240109415A KR1020230001180A KR20230001180A KR20240109415A KR 20240109415 A KR20240109415 A KR 20240109415A KR 1020230001180 A KR1020230001180 A KR 1020230001180A KR 20230001180 A KR20230001180 A KR 20230001180A KR 20240109415 A KR20240109415 A KR 20240109415A
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유재은
하경호
지영진
김민성
이경준
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엘지전자 주식회사
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Abstract

모터가 제공된다. 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 모터는 회전축과, 상기 회전축에 결합되는 마그네트와, 상기 마그네트와 마주보는 스테이터와, 상기 스테이터에 권선되는 코일을 포함하고, 상기 마그네트의 상면과 하면은 원주 방향으로 연장되는 홈을 포함한다.

Description

모터{MOTOR}
본 명세서는 모터에 관한 것이다. 보다 상세하게, 청소기용 모터에 관한 것이다.
일반적으로, 진공 청소기는 먼지 등과 같은 이물질을 흡입하여 본체 내부에 설치된 별도의 집진부에 포집하는 가전 기기이다.
상세히, 진공 청소기는 이물질을 효과적으로 흡입하기 위하여 높은 흡입력이 요구되며, 흡입력의 세기는 모터의 회전력에 비례한다고 할 수 있다. 즉, 모터의 회전력이 높을수록 모터에 연결된 팬의 회전 속도가 높아져, 이물질 흡입력이 높아진다.
특히, 브러시리스(BLDC; Brushless Direct Current) 모터는 수명이 길고 크기가 작으며 고속 회전이 가능하여 무선 청소기에 사용되고 있다.
그러나, 브러시리스 모터의 마그네트는 고속 회전에 따른 과도한 원심 응력으로 인해 파괴되는 문제점이 있었다.
이를 방지하기 위해, 마그네트는 외주면에 가볍고 강한 카본 튜브로 보강될 수 있으나, 공정이 복잡하고 비용이 증가하는 문제가 있었다.
한국 공개특허공보 10-2008-0018744 A (2008.02.28. 공개)
본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 마그네트에 가해지는 응력 집중 현상을 해소하여 마그네트의 파손을 방지할 수 있는 모터를 제공하는 것이다.
또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 마그네트의 무게를 줄일 수 있는 모터를 제공하는 것이다.
또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 마그네트에 가해지는 최대 응력을 감소시킬 수 있는 모터를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 모터는 회전축과, 상기 회전축에 결합되는 마그네트와, 상기 마그네트와 마주보는 스테이터와, 상기 스테이터에 권선되는 코일을 포함한다.
이 경우, 상기 마그네트의 상면과 하면은 원주 방향으로 연장되는 홈을 포함할 수 있다.
이를 통해, 마그네트에 가해지는 응력 집중 현상을 해소하여 마그네트의 파손을 방지하고, 모터의 무게를 줄일 수 있다.
또한, 상기 홈은 상기 마그네트의 외주면 및 내주면과 이격될 수 있다.
이 경우, 상기 홈의 반경 방향 중앙 영역은 상기 마그네트의 상기 외주면과 상기 내주면의 반경 방향 중간 영역에 배치될 수 있다.
이를 통해, 마그네트에 가해지는 최대 응력을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 홈의 단면은 원호 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 홈의 축 방향 깊이는 상기 마그네트의 반경 방향 두께의 7%와 26% 사이일 수 있다.
바람직하게는, 상기 홈의 축 방향 깊이는 상기 마그네트의 반경 방향 두께의 20%일 수 있다.
또한, 상기 홈의 반경 방향 길이는 상기 마그네트의 반경 방향 두께의 53%와 80% 사이일 수 있다.
바람직하게는, 상기 홈의 반경 방향 길이는 상기 마그네트의 반경 방향 두께의 66%일 수 있다.
또한, 상기 홈의 반경 방향 외측 영역의 깊이는 반경 방향 내측 영역의 깊이보다 깊을 수 있다.
또한, 상기 마그네트는 10만rpm 이상의 회전수를 가질 수 있다.
또한, 상기 마그네트의 원심 응력에 대한 안전률은 2.0 이상일 수 있다.
본 명세서를 통해 마그네트에 가해지는 응력 집중 현상을 해소하여 마그네트의 파손을 방지할 수 있는 모터를 제공할 수 있다.
또한, 본 명세서를 통해 마그네트의 무게를 줄일 수 있는 모터를 제공할 수 있다.
또한, 본 명세서를 통해 마그네트에 가해지는 최대 응력을 감소시킬 수 있는 모터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 모터의 사시도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 모터의 분해 사시도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 마그네트의 사시도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 마그네트의 확대도이다.
도 6 내지 도 26은 본 명세서의 일 실시예에 따른 마그네트의 홈의 형상에 따른 응력 분포를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서(discloser)에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 명세서의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 명세서(discloser)의 용어는 document, specification, description 등의 용어로 대체할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 모터의 사시도이다. 도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 모터의 분해 사시도이다. 도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 모터(10)는 임펠러 커버(110)와, 임펠러(120)와, 제1 디퓨저(130)와, 회전축(140)과, 제1 베어링(150)과, 고정자(160)와, 하우징(170)과, 제2 베어링(180)과, 기판(190)과, 체결 부재(200)와, 마그네트(210)와, 제2 디퓨저(220)를 포함할 수 있으나, 이 중 일부의 구성을 제외하고 실시될 수도 있고, 이외 추가적인 구성을 배제하지도 않는다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 모터(10)는 청소기에 사용되는 모터를 예로 들어 설명하나, 이에 제한되지 않고 다양한 기기에 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에서 축 방향은 도 3을 기준으로 수직 방향을 의미하고, 반경 방향은 도 3을 기준으로 수평 방향을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 반경 방향 내측은 도 3을 기준으로 회전축(140)에 가까워지는 방향을 의미하고, 반경 방향 외측은 도 3을 기준으로 회전축(140)에서 멀어지는 방향을 의미할 수 있다.
임펠러 커버(110)는 제1 디퓨저(130)에 결합될 수 있다. 임펠러 커버(110)는 제1 디퓨저(130)의 상부에 배치될 수 있다. 임펠러 커버(110)의 안에는 임펠러(120)가 배치될 수 있다. 임펠러 커버(110)의 내측면은 임펠러(120)와 이격될 수 있다. 임펠러 커버(110)는 축 방향 상부로 갈수록 반경이 줄어들 수 있는 형상으로 형성될 수 있다.
임펠러(120)는 임펠러 커버(110)의 안에 배치될 수 있다. 임펠러(120)는 회전축(140)에 결합될 수 있다. 임펠러(120)는 회전축(140)의 상부 영역에 결합될 수 있다. 임펠러(120)는 회전축(140)의 회전에 따라 임펠러 커버(110)의 안에서 일 방향 또는 타 방향으로 회전할 수 있다. 임펠러(120)는 상부로 갈수록 반경이 줄어드는 형상으로 형성될 수 있다. 임펠러(120)는 중앙 영역이 개구된 꼬깔 형상으로 형성될 수 있다. 임펠러(120)의 상면 또는 외주면에는 복수의 블레이드가 배치될 수 있다. 임펠러(120)의 복수의 블레이드는 원주 방향으로 이격될 수 있다.
제1 디퓨저(130)는 임펠러 커버(110)와 결합될 수 있다. 제1 디퓨저(130)는 하우징(170)과 결합될 수 있다. 제1 디퓨저(130)는 하우징(170)의 위에 배치될 수 있다. 제1 디퓨저(130)는 임펠러 커버(110)의 아래 및/또는 반경 방향 내측에 배치될 수 있다. 제1 디퓨저(130)에는 고정자(160)가 결합될 수 있다. 제1 디퓨저(130)에는 고정자(160)의 스테이터(162)가 결합될 수 있다. 제1 디퓨저(130)에는 제1 베어링(150)을 통해 회전축(140)이 결합될 수 있다. 제1 디퓨저(130)에는 회전축(140)이 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제1 디퓨저(130)는 원주 방향으로 이격되는 복수의 블레이드를 포함하는 제1 가이드 베인을 포함할 수 있다.
제2 디퓨저(220)는 제1 디퓨저(130)에 결합될 수 있다. 제2 디퓨저(220)는 전체적으로 원통 형상으로 형성될 수 있다. 제2 디퓨저(220)는 원주 방향으로 연장될 수 있다. 제2 디퓨저(220)는 원주 방향으로 이격되는 복수의 블레이드를 포함하는 2 가이드 베인을 포함할 수 있다. 제2 가이드 베인은 제1 가이드 베인의 아래에 배치될 수 있다.
회전축(140)은 원 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 회전축(140)은 상하 방향 또는 축 방향으로 연장될 수 있다. 회전축(140)은 제1 베어링(150)과 제2 베어링(180)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전축(140)은 제1 베어링(150)을 통해 제1 디퓨저(130)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전축(140)은 제2 베어링(180)을 통해 하우징(170)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전축(140)에는 마그네트(210)가 결합될 수 있다. 회전축(140)은 고정자(160)와 마그네트(210) 간 전자기적 상호작용을 통해 일 방향 또는 타 방향으로 회전될 수 있다. 회전축(140)에는 임펠러(120)가 결합될 수 있다. 회전축(140)은 임펠러(120)를 일 방향 또는 타 방향으로 회전시킬 수 있다.
제1 베어링(150)은 제1 디퓨저(130)의 안에 배치될 수 있다. 제1 베어링(150)의 안에는 회전축(140)이 배치될 수 있다. 제1 베어링(150)은 제1 회전축(140)을 제1 디퓨저(130)에 회전 가능하게 결합시킬 수 있다.
고정자(160)는 제1 디퓨저(130)와 하우징(170)에 결합될 수 있다. 고정자(160)의 상부 영역은 제1 디퓨저(130)에 의해 지지될 수 있다. 고정자(160)의 하부 영역은 하우징(170)에 의해 지지될 수 있다. 고정자(160)는 마그네트(210)와 마주볼 수 있다. 고정자(160)는 마그네트(210)와 전자기적 상호작용할 수 있다. 고정자(160)는 전체적으로 원통 형상으로 형성될 수 있다. 고정자(160)는 제1 디퓨저(130)와 하우징(170) 사이에 배치될 수 있다.
고정자(160)는 스테이터(162)를 포함할 수 있다. 스테이터(162)는 축 방향으로 복수의 코어 플레이트가 적층되어 형성될 수 있다. 스테이터(162)는 제1 디퓨저(130)와 하우징(170)에 고정될 수 있다. 스테이터(162)의 상부 영역은 제1 디퓨저(130)에 의해 지지될 수 있다. 스테이터(162)의 하부 영역은 하우징(170)에 의해 지지될 수 있다. 스테이터(162)는 마그네트(210)와 마주볼 수 있다.
스테이터(162)는 전체적으로 원통 형상으로 형성되는 스테이터 코어(163)와, 스테이터 코어(163)에서 반경 방향 내측으로 연장되는 티쓰부(164)와, 티쓰부(164)에서 반경 방향으로 연장되는 티쓰슈(166)를 포함할 수 있다.
티쓰부(164)는 원주 방향으로 이격되는 복수의 티쓰부(164)를 포함할 수 있다. 티쓰슈(166)는 티쓰부(164)의 내측단에서 원주 방향 양측으로 연장될 수 있다. 티쓰슈(166)는 원주 방향으로 이격되는 복수의 티쓰슈(166)를 포함할 수 있다.
고정자(160)는 스테이터(162)에 권선되는 코일(168)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 코일(168)은 티쓰부(164)에 권선될 수 있다. 코일(168)은 원주 방향으로 이격되는 복수의 코일(168)을 포함할 수 있다. 코일(168)에 전원이 공급되는 경우 스테이터(162)에는 전기장이 형성되고, 마그네트(210)와의 전자기적 상호 작용에 의해 회전축(140)을 일 방향 또는 타 방향으로 회전시킬 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에서 티쓰부(164)와 티쓰슈(166)와 코일(168)은 6개인 것을 예로 들어 설명하나, 이에 제한되지 않고 티쓰부(164)와 티쓰슈(166)와 코일(168)의 개수는 모터(10)의 사이즈에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
하우징(170)은 제1 디퓨저(130)와 결합될 수 있다. 하우징(170)은 제1 디퓨저(130)의 아래에 배치될 수 있다. 하우징(170)에는 고정자(160)가 결합될 수 있다. 하우징(170)은 제2 베어링(180)을 통해 회전축(140)과 결합될 수 있다. 하우징(170)에는 회전축(140)이 베어링 결합될 수 있다.
제2 베어링(180)은 하우징(170)의 안에 배치될 수 있다. 제2 베어링(180)의 안에는 회전축(140)이 배치될 수 있다. 제2 베어링(180)은 회전축(140)을 하우징(170)에 회전 가능하게 결합시킬 수 있다.
기판(190)은 하우징(170)의 하부에 배치될 수 있다. 기판(190)은 코일(168)과 전기적으로 연결될 수 있다. 기판(190)는 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수 있다. 기판(190)는 코일(168)에 제공되는 전원 및/또는 전류를 제어할 수 있다. 기판(190)은 회전축(140)과 수직 방향으로 이격될 수 있다.
체결 부재(200)는 제1 디퓨저(130)와 하우징(170)을 결합시킬 수 있다. 체결 부재(200)는 제1 디퓨저(130)와 하우징(170)을 볼팅 결합시킬 수 있다. 체결 부재(200)는 하우징(170)을 관통하여 제1 디퓨저(130)에 체결될 수 있다.
마그네트(210)는 회전축(140)에 결합될 수 있다. 마그네트(210)는 회전축(140)의 하부 영역에 결합될 수 있다. 마그네트(210)는 고정자(160)와 마주볼 수 있다. 마그네트(210)는 코일(168)이 권선된 스테이터(162)와 마주볼 수 있다. 마그네트(210)는 스테이터(162)의 티쓰슈(166)와 마주볼 수 있다. 마그네트(210)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 마그네트(210)는 제1 베어링(150)과 제2 베어링(180) 사이에 배치될 수 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 마그네트의 사시도이다. 도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 마그네트의 확대도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 마그네트(210)는 상면 및/또는 하면에 형성되는 홈(212)을 포함할 수 있다. 홈(212)은 원주 방향으로 연장될 수 있다. 홈(212)는 마그네트(210)의 외주면과 이격될 수 있다. 홈(212)은 마그네트(210)의 내주면과 이격될 수 있다.
마그네트(210)의 원심 응력은 구심력에 의해 발생한다. 구심력은 마그네트(210)의 축 방향 단위 길이단 질량을 m, 반경을 r, 각속도를 w라고 할 때, mrw2으로 결정될 수 있다. 마그네트(210)의 상면 및/또는 하면에 집중되는 원심 응력을 저감하기 위해서는 질량(m), 반경(r), 각속도(w)를 조절할 필요가 있다. 반경(r)과, 각속도(w)는 성능과 관계되므로, 질량(m)을 감소시켜 원심 응력을 저감하는 것이 바람직하다.
마그네트(210)의 상면 및/또는 하면에 원주 방향으로 연장되는 홈(212)이 형성됨으로 인해, 마그네트(210)의 질량을 줄이면서도 응력을 줄일 수 있다. 이를 통해, 마그네트(210)에 가해지는 응력 집중 현상을 해소하여 마그네트(210)의 파손을 방지하고, 모터(10)의 무게를 줄일 수 있다.
마그네트(210)는 10만rpm 이상의 회전수를 가질 수 있다. 마그네트(210)의 원심 응력에 대한 안전률은 2.0 이상일 수 있다. 모터(10)의 마그네트(210)의 원심 응력에 대한 안전률이 1.0이라는 것은, 마그네트(210)의 회전수가 10만rpm 이상에서 파괴되지 않는 정도를 의미한다. 마그네트(210)를 이용한 모터 또는 그 모터를 이용한 전자 장치를 제품으로 하는 경우, 특히 무선 청소기의 경우 마그네트(210)는 10만rpm 이상의 회전수를 요구하고, 이 경우 다양한 추가적인 변수 발생에 의한 마그네트(210)의 파손 가능성을 방지하기 위해 마그네트(210)의 원심 응력에 대한 안전률이 2.0 이상인 것이 바람직하다.
홈(212)의 반경 방향 중앙 영역은 마그네트(210)의 외주면과 내주면의 반경 방향 중간 영역에 배치될 수 있다.
홈(212)의 단면은 원호 형상으로 형성될 수 있다. 홈(212)의 축 방향 깊이는 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 7%와 26% 사이일 수 있다. 바람직하게는, 홈(212)의 축 방향 깊이는 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 20%일 수 있다.
홈(212)의 반경 방향 길이(DG)는 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 53%와 80% 사이일 수 있다. 바람직하게는, 홈(212)의 반경 방향 길이(DG)는 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 66%일 수 있다. 여기에서, 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)는 마그네트(210)의 외경(DO)과 내경(Di)의 차이의 반을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
홈(212)의 반경 방향 외측 영역의 깊이는 반경 방향 내측 영역의 깊이보다 깊을 수 있다. 구체적으로, 홈(212)의 반경 방향 외측단에서 반경 방향 내측으로 올수록 깊어지는 정도는, 홈(212)의 반경 방향 내측단에서 반경 방향 외측으로 갈수록 깊어지는 정도보다 클 수 있다.
이를 통해, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력을 감소시킬 수 있다.
도 6 내지 도 26은 본 명세서의 일 실시예에 따른 마그네트의 홈의 형상에 따른 응력 분포를 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 12는 마그네트(210)의 홈(212)의 형상에 따른 응력 분포를 나타낸다.
도 6은 마그네트(210)의 홈(212)이 마그네트(210)의 외주면과 내주면 사이에 배치되고, 홈(212)의 단면이 원호 형상을 가지는 경우의 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 7.3Mpa임을 알 수 있다.
도 7은 일반적인 형상의 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 9.2Mpa임을 알 수 있다.
도 8은 마그네트(210)의 외주면의 상단 및/또는 하단에 챔퍼(champer)가 형성된 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 8.7Mpa임을 알 수 있다.
도 9는 마그네트(210)의 홈(212)이 마그네트(210)의 외주면과 내주면 사이에 배치되고, 홈(212)의 단면이 복수의 직선의 조합인 경우의 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 17.7Mpa임을 알 수 있다.
도 10은 마그네트(210)의 내주면 및 외주면의 상단 및/또는 하단에 챔퍼(champer)가 형성된 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 10.6Mpa임을 알 수 있다.
도 11은 마그네트(210)의 내주면의 상단 및/또는 하단에 챔퍼(champer)가 형성된 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 13.2Mpa임을 알 수 있다.
도 12는 마그네트(210)의 안에 빈 공간이 형성되는 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 10.4Mpa임을 알 수 있다.
즉, 홈(212)의 단면이 원호 형상으로 형성되고, 홈(212)이 마그네트(210)의 외주면 및 내주면과 이격되는 경우에 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력이 가장 낮음을 알 수 있다.
도 13 내지 도 15는 홈(212)의 반경 방향 위치에 따른 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다.
도 13은 홈(212)이 마그네트(210)의 외주면보다 내주면에 인접하게 형성되는 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 8.9Mpa임을 알 수 있다.
도 14는 홈(212)의 반경 방향 중앙 영역이 마그네트(210)의 외주면과 내주면 사이의 반경 방향 중앙 영역에 위치하는 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 8.5Mpa임을 알 수 있다.
도 15는 홈(212)이 마그네트(210)의 내주면보다 외주면에 인접하게 형성되는 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 9.0Mpa임을 알 수 있다.
즉, 홈(212)의 반경 방향 중앙 영역이 마그네트(210)의 외주면과 내주면의 반경 방향 중간 영역에 배치되는 경우에 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력이 가장 낮음을 알 수 있다.
도 16 내지 도 19는 홈(212)의 축 방향 깊이에 따른 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다.
도 16은 홈(212)의 축 방향 깊이가 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 7%인 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 8.2Mpa임을 알 수 있다.
도 17은 홈(212)의 축 방향 깊이가 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 13%인 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 7.9Mpa임을 알 수 있다.
도 18은 홈(212)의 축 방향 깊이가 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 20%인 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 7.6Mpa임을 알 수 있다.
도 19는 홈(212)의 축 방향 깊이가 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 26%인 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 8.2Mpa임을 알 수 있다.
즉, 홈(212)의 축 방향 깊이가 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)가 7% 이하이거나 26%이상인 경우, 마그네트(210) 가해지는 최대 응력이 점점 커짐을 알 수 있다. 따라서, 홈(212)의 축 방향 깊이는 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 7%와 26% 사이인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 홈(212)의 축 방향 깊이는 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 20%인 경우이다.
도 20 내지 도 23은 홈(212)의 반경 방향 길이(DG)에 따른 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다.
도 20은 홈(212)의 반경 방향 길이(DG)가 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 40%인 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 9.2Mpa임을 알 수 있다.
도 21은 홈(212)의 반경 방향 길이(DG)가 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 53%인 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 8.2Mpa임을 알 수 있다.
도 22는 홈(212)의 반경 방향 길이(DG)가 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 66%인 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 7.4Mpa임을 알 수 있다.
도 23은 홈(212)의 반경 방향 길이(DG)가 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 80%인 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 8.1Mpa임을 알 수 있다.
즉, 홈(212)의 반경 방향 길이(DG)가 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)가 53% 이하이거나 80%이상인 경우, 마그네트(210) 가해지는 최대 응력이 점점 커짐을 알 수 있다. 따라서, 홈(212)의 반경 방향 길이(DG)는 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 53%와 80% 사이인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 홈(212)의 반경 방향 길이(DG)는 마그네트(210)의 반경 방향 두께(DC)의 66%인 경우이다.
도 24 내지 도 26은 홈(212)의 반경 방향 내측 영역과 반경 방향 외측 영역의 형상 변화에 따른 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다.
도 24는 홈(212)의 반경 방향 외측 영역의 깊이가 반경 방향 내측 영역의 깊이보다 깊은 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 7.0Mpa임을 알 수 있다.
도 25는 홈(212)의 반경 방향 외측 영역의 깊이가 반경 방향 내측 영역의 깊이보다 깊은 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 도 24에 비해 반경 방향 외측 영역의 깊이가 더 깊다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 7.3Mpa임을 알 수 있다.
도 26은 홈(212)의 반경 방향 내측 영역의 깊이가 반경 방향 외측 영역의 깊이보다 깊은 경우 마그네트(210)의 응력 분포를 나타낸다. 이 경우, 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력은 10.6Mpa임을 알 수 있다.
즉, 홈(212)의 반경 방향 외측 영역의 깊이는 반경 방향 내측 영역의 깊이보다 깊은 경우에 마그네트(210)에 가해지는 최대 응력이 낮아짐을 알 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 마그네트(210)의 홈(212)에 의해 마그네트(210)에 가해지는 응력 집중 현상을 해소할 수 있다.
앞에서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.
10: 모터 110: 임펠러 커버
120: 임펠러 130: 제1 디퓨저
140: 회전축 150: 제1 베어링
160: 고정자 170: 하우징
180: 제2 베어링 190: 기판
200: 체결 부재 210: 마그네트
220: 제2 디퓨저

Claims (11)

  1. 회전축;
    상기 회전축에 결합되는 마그네트;
    상기 마그네트와 마주보는 스테이터; 및
    상기 스테이터에 권선되는 코일을 포함하고,
    상기 마그네트의 상면과 하면은 원주 방향으로 연장되는 홈을 포함하는 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 마그네트의 외주면 및 내주면과 이격되는 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 홈의 반경 방향 중앙 영역은 상기 마그네트의 상기 외주면과 상기 내주면의 반경 방향 중간 영역에 배치되는 모터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈의 단면은 원호 형상으로 형성되는 모터
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈의 축 방향 깊이는 상기 마그네트의 반경 방향 두께의 7%와 26% 사이인 모터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 홈의 축 방향 깊이는 상기 마그네트의 반경 방향 두께의 20%인 모터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈의 반경 방향 길이는 상기 마그네트의 반경 방향 두께의 53%와 80% 사이인 모터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 홈의 반경 방향 길이는 상기 마그네트의 반경 방향 두께의 66%인 모터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈의 반경 방향 외측 영역의 깊이는 반경 방향 내측 영역의 깊이보다 깊은 모터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트는 10만rpm 이상의 회전수를 가지는 모터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트의 원심 응력에 대한 안전률은 2.0 이상인 모터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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