WO2020071699A1 - 모터 - Google Patents

모터

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WO2020071699A1
WO2020071699A1 PCT/KR2019/012690 KR2019012690W WO2020071699A1 WO 2020071699 A1 WO2020071699 A1 WO 2020071699A1 KR 2019012690 W KR2019012690 W KR 2019012690W WO 2020071699 A1 WO2020071699 A1 WO 2020071699A1
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disposed
region
rotor
protrusion
motor
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PCT/KR2019/012690
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English (en)
French (fr)
Inventor
김성진
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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Publication date
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    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
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    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
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    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
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    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets
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    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the embodiment relates to a motor.
  • a motor is a device that converts electrical energy into mechanical energy to obtain rotational force, and is widely used in vehicles, home electronics, and industrial equipment.
  • the motor may include a housing, a shaft, a stator disposed on an inner peripheral surface of the housing, a rotor installed on an outer peripheral surface of the shaft, and the like.
  • the stator of the motor induces electrical interaction with the rotor to induce rotation of the rotor.
  • Bearings may be disposed on upper and lower portions of the shaft. At this time, since the bearings are disposed on the upper and lower sides of the rotor core, there is a limit in reducing the axial size of the motor.
  • the embodiment allows the motor to be reduced in size by placing the bearing in a groove formed in the rotor core.
  • the subject is, according to the embodiment, the shaft; A rotor coupled with the shaft; And a stator disposed outside the rotor corresponding to the rotor, wherein the rotor includes a rotor core and a plurality of magnets disposed on an outer circumferential surface of the rotor core, wherein the rotor core is first coupled to the shaft. An area and a second area disposed outside the first area, wherein the upper or lower part of the second area is achieved by a motor radially overlapping with a bearing coupled to the base shaft.
  • the axial length L1 of the first region may be smaller than the axial length L2 of the second region.
  • the subject is, according to the embodiment, the shaft; A rotor coupled with the shaft; And a stator disposed outside the rotor corresponding to the rotor, wherein the rotor includes a rotor core and a plurality of magnets disposed on an outer circumferential surface of the rotor core, and a groove is formed concavely inside the rotor core. And is achieved by a motor in which a bearing coupled to the shaft is disposed in the groove.
  • the rotor core includes a first region engaging the shaft and a second region disposed outside the first region, and an axial length L1 of the first region is an axial direction of the second region It may be formed smaller than the length (L2). At this time, the groove may be disposed inside the second region.
  • the axial length L3 of the magnet may be greater than the axial length L1 of the first region and may be smaller than the axial length L2 of the second region.
  • the upper surface of the magnet may be disposed between the upper surface of the first area and the upper surface of the second area based on the axial direction.
  • the rotor core includes a plurality of first protrusions protruding in the radial direction from each of the upper and lower portions of the outer circumferential surface of the second region, and the magnet is disposed to be in contact between the first protrusions based on the axial direction. You can.
  • the rotor core includes a plurality of second protrusions protruding in the radial direction from the outer circumferential surface of the second region, and the second protrusions may be disposed between the magnets based on the circumferential direction.
  • first protrusion may be formed to extend in the circumferential direction from each of the upper and lower portions of the second protrusion.
  • the radial protrusion length L4 of the first protrusion may be smaller than the radial protrusion length L5 of the magnet. Accordingly, the radial lengths of the first protrusion and the second protrusion may be smaller than the radial length of the magnet.
  • the motor further includes a housing for accommodating the stator and the rotor, and the bearing includes a first bearing disposed on the lower portion of the shaft and a second bearing disposed on the upper portion, and an upper portion on the bottom surface of the housing
  • the first bearing may be disposed inside the protruding portion of the housing.
  • the housing includes a third protrusion protruding inward from the upper end of the housing protrusion, and the third protrusion may contact the outer ring of the first bearing.
  • the first bearing may be pressed into the housing protrusion from the lower side of the housing.
  • the motor further includes a cover disposed on the upper portion of the housing, and the second bearing may be disposed inside the cover protrusion protruding downward from the lower surface of the cover.
  • the cover includes a fourth protrusion protruding inward from the lower end of the cover protrusion, and the fourth protrusion may contact the outer ring of the second bearing.
  • the subject is, according to the embodiment, the shaft; A rotor coupled with the shaft; And a stator disposed outside the rotor, wherein the rotor includes a rotor core and a plurality of magnets disposed on an outer circumferential surface of the rotor core, wherein the rotor core includes a first area and the first area that engages the shaft.
  • a second area is disposed outside the area, the magnet is disposed in a hole formed in the axial direction inside the second area, and the upper or lower part of the second area is radially coupled to a bearing coupled to the shaft. It is achieved by a motor that overlaps.
  • the motor according to the embodiment having the above configuration can reduce the axial size by arranging bearings in grooves formed in the rotor core.
  • the first projection and the second projection it is possible to prevent the flow of the magnet and determine the placement position of the magnet.
  • the third projection disposed in the housing may serve as a stopper so that the first bearing is disposed at a predetermined position.
  • the fourth protrusion disposed on the cover may serve as a stopper so that the second bearing is disposed at a predetermined position.
  • FIG. 1 is a view showing a motor according to an embodiment in which the rotor according to the first embodiment is disposed
  • FIG. 2 is a perspective view showing a rotor according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a rotor according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a view showing a motor according to an embodiment in which a rotor according to the second embodiment is arranged
  • FIG. 5 is a perspective view showing a rotor according to the second embodiment
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a rotor according to a second embodiment
  • FIG. 7 is a view showing a motor according to an embodiment in which a rotor according to the third embodiment is arranged
  • FIG. 8 is a perspective view showing a rotor according to a third embodiment.
  • a singular form may also include a plural form unless specifically stated in the phrase, and is combined with A, B, C when described as "at least one (or more than one) of A and B, C". It can contain one or more of all possible combinations.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used.
  • a component when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also to the component It may also include the case of 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another component between the other components.
  • top (top) or bottom (bottom) when described as being formed or disposed in the “top (top) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) is one as well as when the two components are in direct contact with each other It also includes a case in which another component described above is formed or disposed between two components.
  • up (up) or down (down) when expressed as “up (up) or down (down)", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one component.
  • FIG. 1 is a view showing a motor according to an embodiment in which a rotor according to the first embodiment is arranged
  • FIG. 2 is a perspective view showing a rotor according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a view showing a rotor according to the first embodiment It is a cross section.
  • the x-direction refers to the axial direction
  • the y-direction refers to the radial direction
  • the axial direction and the radial direction are perpendicular to each other.
  • the axial direction may be a longitudinal direction of the shaft.
  • the motor 1 includes a housing 100 having an opening formed on one side, a cover 200 disposed on an upper portion of the housing 100, and a rotor 300 coupled with the shaft 500.
  • the stator 400 disposed inside the housing 100, the shaft 500 rotating with the rotor 300, the bus bar 600 disposed above the stator 400, and the upper portion of the shaft 500 And it may include a bearing disposed on the lower.
  • the bearing may include a first bearing 700 disposed under the shaft 500 and a second bearing 800 disposed under the shaft 500.
  • the rotor 300 of the motor 1 may be disposed inside the stator 400.
  • the inner side may mean a center (C) direction on a plane
  • the outer side may mean a direction opposite to the inner side.
  • the rotor 300 of the motor 1 can reduce the axial size of the motor 1 by arranging at least one of the bearings in a groove H formed in the rotor core 310. At this time, all or part of the bearing is disposed in the groove H so that the axial size of the motor 1 can be adjusted.
  • the motor 1 may be used as a motor used in EPS.
  • the EPS Electronic Power Steering System
  • the EPS by assisting the steering force with the driving force of the motor, ensures the turning stability and provides a quick recovery force to enable the driver to drive safely.
  • the housing 100 and the cover 200 may form the outer shape of the motor 1.
  • the accommodation space may be formed by the combination of the housing 100 and the cover 200.
  • the rotor 300, the stator 400, the shaft 500, the bus bar 600, etc. may be disposed in the accommodation space, as shown in FIG. 1.
  • the shaft 500 is rotatably disposed in the accommodation space.
  • the motor 1 may further include bearings 700 and 800 disposed on the upper and lower portions of the shaft 500, respectively.
  • the housing 100 may be formed in a cylindrical shape.
  • the housing 100 may accommodate a rotor 300, a stator 400, and the like inside.
  • the shape or material of the housing 100 may be variously changed.
  • the housing 100 may be formed of a metal material that can withstand high temperatures.
  • the housing 100 includes a housing body 110, a housing protrusion 120 protruding upward from the bottom 111 formed inside the housing body 110, and an inner side from the top of the housing protrusion 120. It may include a third projection 130 protruding.
  • the housing body 110, the housing protrusion 120 and the third projection 130 may be integrally formed.
  • the housing body 110 may be formed in a cylindrical shape, and a bottom surface 111 may be formed therein.
  • the housing protrusion 120 may be formed to protrude upward from the bottom surface 111. Accordingly, the housing protrusion 120 may be provided as an accommodation groove in which the first bearing 700 is accommodated.
  • the outer peripheral surface of the outer ring 720 of the first bearing 700 may be disposed on the inner peripheral surface 121 of the housing protrusion 120. Accordingly, since the housing protrusion 120 supports one side of the first bearing 700, the shaft 500 may be rotatably disposed in the housing 100 through the first bearing 700.
  • the third protrusion 130 may be formed to protrude inward from the top of the housing protrusion 120. At this time, the third projection 130, as shown in Figure 1, may be formed in a predetermined length to contact the outer ring 720 of the first bearing 700.
  • the third projection The 130 may act as a stopper so that the first bearing 700 is disposed at a predetermined position.
  • the third protrusion 130 supports the first bearing 700 to prevent the first bearing 700 from contacting the rotor 300.
  • the cover 200 may be disposed on the opening surface of the housing 100, that is, on the top of the housing 100 to cover the opening of the housing 100. At this time, the shape or material of the cover 200 may be variously changed.
  • the cover 200 may be formed of a metal material that can withstand high temperatures.
  • the cover 200 is an inner side from the bottom of the cover body 210, the cover protrusion 220 protruding downward from the lower surface 211 formed inside the cover body 210, and the cover protrusion 220. It may include a fourth protrusion 230 protruding into.
  • the cover body 210, the cover protrusion 220 and the fourth protrusion 230 may be integrally formed.
  • the cover body 210 may be formed in a plate shape, and a lower surface 211 may be formed on the lower side.
  • the cover protrusion 220 may be formed to protrude downward from the lower surface 211. Accordingly, the cover protrusion 220 may be provided as an accommodation groove in which the second bearing 800 is accommodated.
  • the outer circumferential surface of the outer ring 820 of the second bearing 800 may be disposed on the inner circumferential surface 221 of the cover protrusion 220. Accordingly, since the cover protrusion 220 supports one side of the second bearing 800, the shaft 500 may be rotatably disposed on the cover 200 through the second bearing 800.
  • the fourth protrusion 230 may be formed to protrude inward from the bottom of the cover protrusion 220. At this time, the fourth protrusion 230 may be formed to have a predetermined length to be in contact with the outer ring 820 of the second bearing 800, as shown in FIG.
  • the fourth protrusion The 230 may serve as a stopper so that the second bearing 800 is disposed at a predetermined position.
  • the fourth protrusion 230 supports the second bearing 800 to prevent the second bearing 800 from contacting the rotor 300.
  • the rotor 300 rotates through electrical interaction with the stator 400. At this time, the rotor 300 is disposed inside the stator 400.
  • the shaft 500 may be coupled to the center by a press-fitting method.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the rotor according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the rotor according to the first embodiment.
  • the rotor 300 may include a rotor core 310 and a plurality of magnets 320 disposed on an outer circumferential surface of the rotor core.
  • a plurality of magnets 320 may be disposed on the outer circumferential surface of the rotor core 310 along the circumferential direction.
  • a plurality of magnets 320 may be disposed on the outer circumferential surface of the rotor core 310 to be spaced apart from each other at predetermined intervals.
  • the magnet 320 may be referred to as a rotor magnet or a drive magnet.
  • the rotor core 310 may be implemented in a shape in which a plurality of plates in the form of a circular thin steel plate are stacked or may be implemented in a single cylinder shape.
  • a hole to which the shaft 500 is coupled may be formed at the center C of the rotor core 310.
  • the rotor core 310 includes a first region 311, a second region 312 disposed outside the first region 311, and an outer circumferential surface of the second region 312. It may include a second projection 314 formed to protrude from.
  • the axial length L1 of the first region 311 may be smaller than the axial length L2 of the second region 312.
  • the axial length L1 of the first region 311 is the difference L2 between the axial length L2 of the second region 312 and the axial length L1 of the first region 311. -L1).
  • the axial length may be referred to as axial height or axial width.
  • a groove H may be formed inside the rotor core 310.
  • a first bearing 700 or a second bearing 800 may be disposed in the groove H.
  • the rotor core 310 may include a groove H formed concave in the axial direction on the upper or lower surface.
  • bearings 700 and 800 coupled to the shaft 500 may be disposed in the groove H.
  • the first region 311 of the rotor core 310 may be formed in a cylindrical shape in which a hole can be formed in the center so that the shaft 500 can be coupled.
  • the second bearing 800 is spaced apart from the upper surface 311a of the first area 311, and the first bearing 700 is spaced below the lower surface 311b of the first area 311. Is placed.
  • the third projection 130 is disposed between the lower surface 311b of the first region 311 and the first bearing 700, and the upper surface 131 of the third projection 130 is disposed at a predetermined first interval.
  • the first area 311 is spaced apart from the lower surface 311b.
  • the first gap is caused by the deformation of the third protrusion 130 that may occur when the first bearing 700 is pressed, the third protrusion 130 contacts the bottom surface 311b of the first area 311. It may not be a buffer space.
  • a fourth protrusion 230 is disposed between the top surface 311a of the first region 311 and the second bearing 800, and the bottom surface 231 of the fourth protrusion 230 is disposed at a predetermined second interval.
  • the upper surface 311a of the first region 311 is spaced apart.
  • the second gap is caused by the deformation of the fourth protrusion 230 that may occur when the second bearing 800 is pressed, the fourth protrusion 230 contacts the upper surface 311a of the first area 311. It may not be a buffer space.
  • first interval and the second interval may be the same, but may be different in consideration of the axial size and design matters of the motor 1.
  • the second region 312 is disposed outside the first region 311.
  • the axial length L2 of the second region 312 may be formed to be larger than the axial length L1 of the first region 311. Accordingly, the first bearing 700 or the second bearing 800 may be disposed inside the second region 312.
  • the upper or lower portion of the second region 312 may overlap the bearing coupled to the shaft 500 in a radial direction.
  • the upper portion of the second region 312 may overlap in the radial direction with all or part of the second bearing 800.
  • the lower portion of the second region 312 may overlap in the radial direction with all or part of the first bearing 700.
  • a housing protrusion 120 is disposed between the inner peripheral surface 312d of the second region 312 and the first bearing 700, and the outer peripheral surface 122 of the housing protrusion 120 is second at a predetermined third interval.
  • the area 312 is spaced apart from the inner circumferential surface 312d. Accordingly, when the rotor 300 is rotated, the inner circumferential surface 312d of the second region 312 does not contact the housing protrusion 120.
  • a cover protrusion 220 is disposed between the inner peripheral surface 312d of the second region 312 and the second bearing 800, and the outer peripheral surface 222 of the cover protrusion 220 is second at a predetermined fourth interval.
  • the area 312 is spaced apart from the inner circumferential surface 312d. Accordingly, when the rotor 300 rotates, the inner circumferential surface 312d of the second region 312 does not contact the cover protrusion 220.
  • the third interval and the fourth interval may be the same.
  • the second protrusion 314 guides the arrangement of the magnet 320. Then, when the motor 1 is driven, the second protrusion 314 prevents the magnet 320 from flowing in the circumferential direction.
  • the second protrusion 314 may be referred to as a magnet guide.
  • the second protrusion 314 may be formed to protrude in the radial direction from the outer circumferential surface 312c of the second region 312.
  • a plurality of second protrusions 314 may be disposed to be spaced apart from each other along the circumferential direction.
  • the magnet 320 may be disposed between the second protrusions 314 based on the circumferential direction.
  • the radial protrusion length of the second protrusion 314 based on the outer circumferential surface 312c of the rotor core 310 is smaller than the radial length L5 of the magnet 320.
  • the rotor core 310 includes the second protrusion 314 as an example, but is not limited thereto.
  • the second protrusion 314 may be deleted from the rotor core 310.
  • the area where the adhesive member (not shown) can be applied is expanded, so that the second protrusion 314 improves the fixing force of the magnet 320. You can.
  • the magnets 320 may be disposed on the outer circumferential surface 312c of the rotor core 310 to be spaced apart from each other at predetermined intervals. At this time, the magnet 320 may be attached to the outer peripheral surface 312c of the rotor core 310 using an adhesive member such as a bond.
  • the axial length L3 of the magnet 320 is greater than the axial length L1 of the first region 311 and the axial length L2 of the second region 312. It may be smaller, but is not necessarily limited thereto.
  • the upper surface 321 of the magnet 320 based on the axial direction is the upper surface 311a of the first area 311 and the upper surface 312a of the second area 312. Can be placed between.
  • the lower surface 322 of the magnet 320 based on the axial direction may be disposed between the lower surface 311b of the first area 311 and the lower surface 312b of the second area 312. .
  • the axial length L3 of the magnet 320 is formed to be larger than the axial length L1 of the first region 311, one region of the magnet 320 overlaps in the radial direction with the groove H Is placed. Accordingly, leakage of the magnetic flux by the groove H is prevented.
  • the stator 400 may be disposed inside the housing 100. At this time, the stator 400 may be supported on the inner circumferential surface of the housing 100. And, the stator 400 is disposed outside the rotor 300. That is, the rotor 300 may be disposed inside the stator 400.
  • the stator 400 may include a stator core 410, an insulator 420 disposed on the stator core 410, and a coil 430 wound around the insulator 420.
  • a coil 430 forming a rotating magnetic field may be wound on the stator core 410.
  • the stator core 410 may be made of one core or a plurality of divided cores may be combined.
  • the stator core 410 may be formed by stacking a plurality of plates in the form of a thin steel sheet, but is not limited thereto.
  • the stator core 410 may be formed as a single unit.
  • the stator core 410 may include a cylindrical yoke (not shown) and a plurality of teeth (not shown) protruding radially from the yoke. And, the coil 430 may be wound on the tooth.
  • the insulator 420 insulates the stator core 410 from the coil 430. Accordingly, the insulator 420 may be disposed between the stator core 410 and the coil 430.
  • the coil 430 may be wound on the stator core 410 on which the insulator 420 is disposed.
  • the rotor 300 may further include a can (not shown) that is disposed to cover the rotor core 310 to which the magnet 320 is attached.
  • the shaft 500 may be rotatably disposed inside the housing 100 by the bearing. And, the shaft 500 may rotate together in conjunction with the rotation of the rotor 300.
  • the shaft 500 may be formed in a cylindrical shape.
  • the shaft body 311 may be formed of a metal material. Then, the shaft 500 may be coupled to the rotor core 310 in a press-fit manner.
  • the bus bar 600 may be disposed above the stator 400.
  • bus bar 600 may be electrically connected to the coil 430 of the stator 400.
  • the bus bar 600 may include a bus bar body (not shown) and a plurality of terminals (not shown) disposed inside the bus bar body.
  • the bus bar body may be a molded product formed through injection molding.
  • each of the terminals may be electrically connected to the coil 430 of the stator 400.
  • the bus bar 600 may be deleted from the motor 1.
  • the motor 1 may be driven by forming a hole to expose the coil 430 to the cover 200 and applying power directly to an end of the coil 430 exposed through the hole. .
  • FIG. 4 is a view showing a motor according to an embodiment in which a rotor according to the second embodiment is arranged
  • FIG. 5 is a perspective view showing a rotor according to the second embodiment
  • FIG. 6 is a view showing a rotor according to the second embodiment It is a cross section.
  • the rotor 300a according to the second embodiment may be disposed on the motor 1 in place of the rotor 300 according to the first embodiment.
  • the rotor 300a may include a rotor core 310a and a plurality of magnets 320 disposed on an outer circumferential surface of the rotor core.
  • the rotor core 310a may be implemented in a shape in which a plurality of plates in the form of a circular thin steel plate are stacked or may be implemented in a single cylinder shape.
  • a hole to which the shaft 500 is coupled may be formed at the center C of the rotor core 310a.
  • the rotor core 310a includes a first region 311, a second region 312 disposed outside the first region 311, and an outer circumferential surface of the second region 312.
  • a first protrusion 313 formed to protrude from 312c and a second protrusion 314 formed to protrude from the outer circumferential surface 312c of the second region 312 may be included.
  • the difference is that the rotor 300a according to the second embodiment further includes a first protrusion 313 There is.
  • the axial length L1 of the first region 311 may be smaller than the axial length L2 of the second region 312.
  • a groove H may be formed inside the rotor core 310a.
  • a first bearing 700 or a second bearing 800 may be disposed in the groove H.
  • the first protrusion 313 may guide the arrangement of the magnet 320.
  • the first protrusion 313 is disposed on the upper and lower portions of the magnet 320 to prevent the flow of the magnet 320.
  • a plurality of first protrusions 313 may protrude radially from upper and lower portions of the outer circumferential surface of the second region 312, respectively. Accordingly, the magnet 320 may be disposed to contact between the first protrusions 313 based on the axial direction.
  • the first protrusion 313 may be formed to extend in the circumferential direction from each of the upper and lower portions of the second protrusion 314. Accordingly, the first protrusion 313 and the second protrusion 314 may be integrally formed. As shown in FIG. 5, when viewed in the radial direction, the first protrusion 313 and the second protrusion 314 may be formed in an 'I' shape.
  • the first protrusion 313 and the second protrusion 314 are formed as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • the first protrusion 313 may be disposed to be spaced apart from the second protrusion 314 in the circumferential direction.
  • the radial protrusion length L4 of the first protrusion 313 based on the outer circumferential surface 312c of the rotor core 310a is smaller than the radial protrusion length L5 of the magnet 320. Accordingly, leakage of the magnetic flux due to the first protrusion 313 can be minimized.
  • the first protrusion 313 can further improve the fixing force with the magnet 320.
  • the radial protrusion length of the second protrusion 314 based on the outer circumferential surface 312c of the rotor core 310a is smaller than the radial protrusion length L5 of the magnet 320. Therefore, the radial length of the first protrusion 313 and the second protrusion 314 based on the center C may be smaller than the radial length of the magnet 320.
  • FIG. 7 is a view showing a motor according to an embodiment in which the rotor according to the third embodiment is arranged
  • FIG. 8 is a perspective view showing a rotor according to the third embodiment.
  • the rotor 300b according to the third embodiment may be disposed on the motor 1 in place of the rotor 300 according to the first embodiment.
  • the rotor 300b may include a rotor core 310b and a plurality of magnets 320 disposed on an outer circumferential surface of the rotor core.
  • the rotor core 310b may be implemented in a shape in which a plurality of plates in the form of a circular thin steel plate are stacked or may be implemented in a single cylinder shape.
  • a hole to which the shaft 500 engages may be formed at the center C of the rotor core 310b.
  • the rotor core 310b may include a first region 311 and a second region 312 disposed outside the first region 311.
  • a hole 315 into which the magnet 320 is inserted may be formed in the second region 312.
  • the difference is that the rotor 300b according to the third embodiment is formed of an IPM (Interior Permanent Magnet) type.
  • IPM Interior Permanent Magnet
  • the rotor core 310b of the rotor 300b according to the third embodiment differs in that it includes a hole 315 into which the magnet 320 is inserted and that the second protrusion 314 is omitted. .
  • the axial length L1 of the first region 311 may be smaller than the axial length L2 of the second region 312.
  • a groove H may be formed inside the rotor core 310b.
  • a first bearing 700 or a second bearing 800 may be disposed in the groove H.
  • a hole 315 may be formed in the second region 312 to penetrate the second region 312 in the vertical direction.
  • the hole 315 may be formed from the upper surface 312a to the lower surface 312b of the second region 312. Accordingly, a magnet 320 may be inserted and disposed in the hole 315.
  • the radial size of the rotor 300b is smaller than the radial size of the rotor 300. Accordingly, the size of the motor 1 can be further reduced.
  • the axial length L3 of the magnet 320 may be the same as the axial length of the stator 400. Accordingly, the axial length of the rotor 300b may be the same as the axial length of the stator 400.
  • the motor 1 when the motor 1 is formed of the IPM type, a higher output than the SPM type in which the magnet 320 is disposed on the outer circumferential surface of the rotor core 310 can be implemented. In addition, by implementing the motor 1 with the IPM type, the size of the motor 1 can be further reduced.
  • motor 100: housing, 200: cover, 300, 300a, 300b: rotor, 310, 310a, 310b: rotor core, 311: first zone, 312: second zone, 313: first projection, 314: first 2 projection, 315: hole, 320: magnet, 400: stator, 410: stator core, 430: coil, 500: busbar, H: groove

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

실시예는 샤프트; 상기 샤프트와 결합하는 로터; 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며, 상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역의 상부 또는 하부는 상기 샤프트에 결합되는 베어링과 반경 방향으로 오버랩되는 모터에 관한 것이다. 이에 따라, 상기 모터의 사이즈는 종래에 비해 축소될 수 있다.

Description

모터
실시예는 모터에 관한 것이다.
모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 차량, 가정용 전자제품, 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다.
모터는 하우징(housing), 샤프트(shaft), 하우징의 내주면에 배치되는 스테이터(stator), 샤프트의 외주면에 설치되는 로터(rotor) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 모터의 스테이터는 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다.
상기 샤프트의 상부와 하부에는 베어링이 배치될 수 있다. 이때, 상기 베어링은 상기 로터 코어의 상부와 하부측에 배치되기 때문에, 상기 모터의 축 방향 사이즈를 감소시키는데 한계가 있다.
즉, 상기 모터의 성능에 대한 하락없이 모터의 소형화를 요구하는 현 실정에서 로터는 마그넷의 배치를 위한 최소한의 높이가 필요하기 때문에, 상기 모터의 축 방향 사이즈를 감소시키는데 한계가 있다.
실시예는 로터 코어에 형성된 홈에 베어링을 배치되게 함으로써, 사이즈가 감소된 모터를 제공한다.
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 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트와 결합하는 로터; 및 상기 로터에 대응하여 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며, 상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역의 상부 또는 하부는 기 샤프트에 결합되는 베어링과 반경 방향으로 오버랩되는 모터에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작을 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트와 결합하는 로터; 및 상기 로터에 대응하여 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며, 상기 로터 코어의 내측에는 오목하게 홈이 형성되며, 상기 홈 내에는 상기 샤프트에 결합되는 베어링이 배치되는 모터에 의해 달성된다.
여기서, 상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 상기 홈은 상기 제2 영역의 내측에 배치될 수 있다.
한편, 상기 마그넷의 축 방향 길이(L3)는 상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)보다 크고, 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작을 수 있다.
그리고, 축 방향을 기준으로 상기 마그넷의 상면은 상기 제1 영역의 상면과 상기 제2 영역의 상면 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 로터 코어는 상기 제2 영역의 외주면의 상부와 하부 각각에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 제1 돌기를 포함하며, 축 방향을 기준으로 상기 제1 돌기 사이에는 상기 마그넷이 접촉되게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 로터 코어는 상기 제2 영역의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 제2 돌기를 포함하고, 원주 방향을 기준으로 상기 제2 돌기는 상기 마그넷 사이에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제1 돌기는 상기 제2 돌기의 상부와 하부 각각에서 원주 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 돌기의 반경 방향 돌출 길이(L4)는 상기 마그넷의 반경 방향 돌출 길이(L5)보다 작을 수 있다. 따라서, 상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기의 반경 방향 길이는 상기 마그넷의 반경 방향 길이보다 작을 수 있다.
한편, 상기 모터는 상기 스테이터와 상기 로터를 수용하는 하우징을 더 포함하며, 상기 베어링은 상기 샤프트의 하부에 배치되는 제1 베어링과 상부에 배치되는 제2 베어링을 포함하고, 상기 하우징의 저면에서 상부로 돌출된 하우징 돌출부의 내측에는 상기 제1 베어링이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 하우징은 상기 하우징 돌출부의 상단에서 내측으로 돌출된 제3 돌기를 포함하고, 상기 제3 돌기는 상기 제1 베어링의 외륜과 접촉할 수 있다.
그리고, 상기 하우징에 상기 샤프트가 배치된 상태에서 상기 제1 베어링은 상기 하우징의 하부측에서 상기 하우징 돌출부의 내측으로 압입될 수 있다.
또한, 상기 모터는 상기 하우징의 상부에 배치되는 커버를 더 포함하며, 상기 커버의 하면에서 하부로 돌출된 커버 돌출부의 내측에는 상기 제2 베어링이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 커버는 상기 커버 돌출부의 하단에서 내측으로 돌출된 제4 돌기를 포함하고, 상기 제4 돌기는 상기 제2 베어링의 외륜과 접촉할 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트와 결합하는 로터; 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며, 상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역의 내부에 축 방향으로 형성된 홀에는 상기 마그넷이 배치되며, 상기 제2 영역의 상부 또는 하부는 상기 샤프트에 결합되는 베어링과 반경 방향으로 오버랩되는 모터에 의해 달성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 모터는 로터 코어에 형성된 홈에 베어링을 배치함으로써, 축 방향 사이즈를 축소시킬 수 있다.
또한, 제1 돌기 및 제2 돌기를 이용하여, 마그넷의 유동을 방지하고 마그넷의 배치위치를 결정할 수 있다.
또한, 하우징에 배치되는 제3 돌기는 제1 베어링이 기 설정된 위치에 배치되도록 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.
또한, 커버에 배치되는 제4 돌기는 제2 베어링이 기 설정된 위치에 배치되도록 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.
실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 2는 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고,
도 3은 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이고,
도 4는 제2 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 5는 제2 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고,
도 6은 제2 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이고,
도 7은 제3 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 8은 제3 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이다. 도 1에서 x 방향은 축 방향을 의미하며, y 방향은 반경 방향을 의미한다. 그리고, 축 방향과 반경 방향은 서로 수직한다. 여기서, 상기 축 방향이라 함은 샤프트의 길이 방향일 수 있다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 일측에 개구가 형성된 하우징(100), 하우징(100)의 상부에 배치되는 커버(200), 샤프트(500)와 결합되는 로터(300), 하우징(100)의 내부에 배치되는 스테이터(400), 로터(300)와 함께 회전하는 샤프트(500), 스테이터(400)의 상측에 배치되는 버스바(600) 및 상기 샤프트(500)의 상부와 하부에 배치되는 베어링을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 베어링은 샤프트(500)의 하부에 배치되는 제1 베어링(700)과 샤프트(500)의 하부에 배치되는 제2 베어링(800)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 모터(1)의 로터(300)는 스테이터(400)의 내측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 내측이라 함은 평면상 중심(C) 방향을 의미하고 상기 외측은 내측에 반대되는 방향을 의미할 수 있다.
상기 모터(1)의 로터(300)는 로터 코어(310)에 형성된 홈(H)에 상기 베어링 중 적어도 어느 하나를 배치함으로써, 상기 모터(1)의 축 방향 사이즈를 축소시킬 수 있다. 이때, 상기 홈(H)에는 상기 베어링의 전부 또는 일부가 배치되어 상기 모터(1)의 축 방향 사이즈를 조절될 수 있게 한다.
또한, 상기 홈(H)에 의해 자속이 누설되는 것이 방지된다.
한편, 상기 모터(1)는 EPS에 사용되는 모터로 이용될 수 있다. 상기 EPS(Electronic Power Steering System)란, 모터의 구동력으로 조향력을 보조함으로써, 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공하여 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.
하우징(100)과 커버(200)는 상기 모터(1)의 외형을 형성할 수 있다. 그리고, 하우징(100)과 커버(200)의 결합에 의해 수용공간이 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 수용공간에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 로터(300), 스테이터(400), 샤프트(500), 버스바(600) 등이 배치될 수 있다. 이때, 샤프트(500)는 상기 수용공간에 회전 가능하게 배치된다. 이에, 상기 모터(1)는 샤프트(500)의 상부와 하부에 각각 배치되는 베어링(700, 800)을 더 포함할 수 있다.
하우징(100)은 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 하우징(100)은 내부에 로터(300), 스테이터(400) 등을 수용할 수 있다. 이때, 하우징(100)의 형상이나 재질은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨데, 하우징(100)은 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속 재질로 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 하우징(100)은 하우징 바디(110), 하우징 바디(110)의 내부에 형성된 저면(111)에서 상부로 돌출된 하우징 돌출부(120) 및 하우징 돌출부(120)의 상단에서 내측으로 돌출된 제3 돌기(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 하우징 바디(110), 하우징 돌출부(120) 및 제3 돌기(130)는 일체로 형성될 있다.
하우징 바디(110)는 통 형상으로 형성될 수 있으며, 내부에 저면(111)이 형성될 수 있다.
하우징 돌출부(120)는 상기 저면(111)에서 상방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 하우징 돌출부(120)는 내측에 제1 베어링(700)이 수용되는 수용홈으로 제공될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하우징 돌출부(120)의 내주면(121)에는 제1 베어링(700)의 외륜(720)의 외주면이 접촉되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 하우징 돌출부(120)가 제1 베어링(700)의 일측을 지지하기 때문에, 샤프트(500)는 제1 베어링(700)을 통해 하우징(100)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.
제3 돌기(130)는 하우징 돌출부(120)의 상단에서 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 제3 돌기(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 베어링(700)의 외륜(720)과 접촉되게 소정의 길이로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 하우징(100)에 상기 샤프트(500)가 배치된 상태에서 상기 제1 베어링(700)이 상기 하우징(100)의 하부측에서 상기 하우징 돌출부(120)의 내측으로 압입시, 제3 돌기(130)는 제1 베어링(700)이 기 설정된 위치에 배치되도록 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제1 베어링(700)이 과도하게 압입되더라도 제3 돌기(130)는 제1 베어링(700)을 지지하여 로터(300)에 제1 베어링(700)이 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
커버(200)는 상기 하우징(100)의 개구를 덮도록 하우징(100)의 개구면, 즉 하우징(100)의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 커버(200)의 형상이나 재질은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨데, 커버(200)는 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속 재질로 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 커버(200)은 커버 바디(210), 커버 바디(210)의 내부에 형성된 하면(211)에서 하부로 돌출된 커버 돌출부(220) 및 커버 돌출부(220)의 하단에서 내측으로 돌출된 제4 돌기(230)를 포함할 수 있다. 여기서, 커버 바디(210), 커버 돌출부(220) 및 제4 돌기(230)는 일체로 형성될 있다.
커버 바디(210)는 판 형상으로 형성될 수 있으며, 하부측에 하면(211)이 형성될 수 있다.
커버 돌출부(220)는 상기 하면(211)에서 하방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 커버 돌출부(220)는 내측에 제2 베어링(800)이 수용되는 수용홈으로 제공될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 커버 돌출부(220)의 내주면(221)에는 제2 베어링(800)의 외륜(820)의 외주면이 접촉되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 커버 돌출부(220)가 제2 베어링(800)의 일측을 지지하기 때문에, 샤프트(500)는 제2 베어링(800)을 통해 커버(200)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.
제4 돌기(230)는 커버 돌출부(220)의 하단에서 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 제4 돌기(230)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 베어링(800)의 외륜(820)과 접촉되게 소정의 길이로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 커버(200)에 상기 샤프트(500)가 배치된 상태에서 상기 제2 베어링(800)이 상기 커버(200)의 상부측에서 상기 커버 돌출부(220)의 내측으로 압입시, 제4 돌기(230)는 제2 베어링(800)이 기 설정된 위치에 배치되도록 스토퍼 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제2 베어링(800)이 과도하게 압입되더라도 제4 돌기(230)는 제2 베어링(800)을 지지하여 로터(300)에 제2 베어링(800)이 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
로터(300)는 스테이터(400)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 이때, 로터(300)는 스테이터(400)의 내측에 배치된다. 그리고, 중심부에 샤프트(500)가 압입 방식으로 결합될 수 있다.
도 2는 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 로터(300)는 로터 코어(310), 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷(320)을 포함할 수 있다.
로터 코어(310)의 외주면에는 원주 방향을 따라 복수 개의 마그넷(320)이 배치될 수 있다. 예컨데, 로터 코어(310)의 외주면에는 기 설정된 간격으로 상호 이격되게 복수 개의 마그넷(320)이 배치될 수 있다. 여기서, 마그넷(320)은 로터 마그넷 또는 드라이브 마그넷이라 불릴 수 있다.
로터 코어(310)는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터 코어(310)의 중심(C)에는 샤프트(500)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 로터 코어(310)는 제1 영역(311), 상기 제1 영역(311)의 외측에 배치되는 제2 영역(312) 및 상기 제2 영역(312)의 외주면에서 돌출되게 형성된 제2 돌기(314)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역(312)의 축 방향 길이(L2)보다 작게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역(312)의 축 방향 길이(L2)와 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)의 차(L2-L1)보다 클 수 있다. 여기서, 상기 축 방향 길이는 축 방향 높이 또는 축 방향 폭이라 불릴 수 있다.
그리고, 상기 제1 영역(311)을 기준으로 제2 영역(312)이 단차지게 형성됨에 따라, 로터 코어(310)의 내측에는 홈(H)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈(H)에는 제1 베어링(700) 또는 제2 베어링(800)이 배치될 수 있다.
즉, 로터 코어(310)는 상면 또는 하면에 축 방향으로 오목하게 형성된 홈(H)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 홈(H) 내에는 상기 샤프트(500)에 결합되는 베어링(700, 800)이 배치될 수 있다.
로터 코어(310)의 제1 영역(311)은 샤프트(500)가 결합될 수 있도록 중앙에 홀이 형성될 수 있는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 영역(311)의 상면(311a)의 상측에는 제2 베어링(800)이 이격되게 배치되고, 제1 영역(311)의 하면(311b)의 하측에는 제1 베어링(700)이 이격되게 배치된다.
이때, 제1 영역(311)의 하면(311b)과 제1 베어링(700) 사이에는 제3 돌기(130)가 배치되며, 제3 돌기(130)의 상면(131)은 소정의 제1 간격으로 제1 영역(311)의 하면(311b)과 이격되게 배치된다. 여기서, 상기 제1 간격은 제1 베어링(700)의 압입시 발생할 수 있는 제3 돌기(130)의 변형에 의해 상기 제3 돌기(130)가 제1 영역(311)의 하면(311b)에 접촉되지 않는 완충 공간일 수 있다.
또한, 제1 영역(311)의 상면(311a)과 제2 베어링(800) 사이에는 제4 돌기(230)가 배치되며, 제4 돌기(230)의 하면(231)은 소정의 제2 간격으로 제1 영역(311)의 상면(311a)과 이격되게 배치된다. 여기서, 상기 제2 간격은 제2 베어링(800)의 압입시 발생할 수 있는 제4 돌기(230)의 변형에 의해 상기 제4 돌기(230)가 제1 영역(311)의 상면(311a)에 접촉되지 않는 완충 공간일 수 있다.
여기서, 상기 제1 간격과 상기 제2 간격을 동일할 수도 있으나, 상기 모터(1)의 축 방향 사이즈 및 설계 사항을 고려하여 상이할 수도 있다.
제2 영역(312)은 제1 영역(311)의 외측에 배치된다.
이때, 상기 제2 영역(312)의 축 방향 길이(L2)는 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)보다 크게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 제2 영역(312)의 내측에는 제1 베어링(700) 또는 제2 베어링(800)이 배치될 수 있다.
따라서, 제2 영역(312)의 상부 또는 하부는 상기 샤프트(500)에 결합되는 상기 베어링과 반경 방향으로 오버랩될 수 있다. 예컨데, 제2 영역(312)의 상부는 상기 제2 베어링(800)의 전부 또는 일부와 반경 방향으로 오버랩될 수 있다. 또한, 제2 영역(312)의 하부는 상기 제1 베어링(700)의 전부 또는 일부와 반경 방향으로 오버랩될 수 있다.
그리고, 제2 영역(312)의 내주면(312d)과 제1 베어링(700) 사이에는 하우징 돌출부(120)가 배치되며, 하우징 돌출부(120)의 외주면(122)은 소정의 제3 간격으로 제2 영역(312)의 내주면(312d)과 이격되게 배치된다. 그에 따라, 로터(300)의 회전시, 제2 영역(312)의 내주면(312d)은 하우징 돌출부(120)와 접촉되지 않는다.
또한, 제2 영역(312)의 내주면(312d)과 제2 베어링(800) 사이에는 커버 돌출부(220)가 배치되며, 커버 돌출부(220)의 외주면(222)은 소정의 제4 간격으로 제2 영역(312)의 내주면(312d)과 이격되게 배치된다. 그에 따라, 로터(300)의 회전시, 제2 영역(312)의 내주면(312d)은 커버 돌출부(220)와 접촉되지 않는다.
여기서, 상기 제3 간격과 상기 제4 간격을 동일할 수 있다.
제2 돌기(314)는 마그넷(320)의 배치를 안내한다. 그리고, 상기 모터(1)의 구동시, 제2 돌기(314)는 마그넷(320)이 원주 방향으로 유동하는 것을 방지한다. 여기서, 제2 돌기(314)는 마그넷 가이드라 불릴 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 돌기(314)는 제2 영역(312)의 외주면(312c)에서 반경 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 여기서, 제2 돌기(314)는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 복수 개가 배치될 수 있다. 그에 따라, 원주 방향을 기준으로 제2 돌기(314) 사이에는 마그넷(320)이 배치될 수 있다.
이때, 로터 코어(310)의 외주면(312c)을 기준으로 제2 돌기(314)의 반경 방향 돌출 길이는 마그넷(320)의 반경 방향 길이(L5)보다 작다.
여기서, 로터 코어(310)는 제2 돌기(314)를 포함하는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 로터 코어(310)에서 제2 돌기(314)가 삭제될 수도 있다. 그러나, 로터 코어(310)에 제2 돌기(314)가 형성된 경우 접착부재(미도시)가 도포될 수 있는 영역이 확장되기 때문에, 제2 돌기(314)는 마그넷(320)의 고정력을 향상시킬 수 있다.
마그넷(320)은 기 설정된 간격으로 상호 이격되게 로터 코어(310)의 외주면(312c)에 배치될 수 있다. 이때, 마그넷(320)은 본드와 같은 접착부재를 이용하여 로터 코어(310)의 외주면(312c)에 부착될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 마그넷(320)의 축 방향 길이(L3)는 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)보다 크고, 상기 제2 영역(312)의 축 방향 길이(L2)보다 작을 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 축 방향을 기준으로 상기 마그넷(320)의 상면(321)은 상기 제1 영역(311)의 상면(311a)과 상기 제2 영역(312)의 상면(312a) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 축 방향을 기준으로 상기 마그넷(320)의 하면(322)은 상기 제1 영역(311)의 하면(311b)과 상기 제2 영역(312)의 하면(312b) 사이에 배치될 수 있다.
상기 마그넷(320)의 축 방향 길이(L3)가 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)보다 크게 형성됨에 따라, 마그넷(320)의 일 영역은 홈(H)과 반경 방향으로 오버랩되게 배치된다. 그에 따라, 상기 홈(H)에 의해 자속이 누설되는 것이 방지된다.
스테이터(400)는 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 이때, 스테이터(400)는 하우징(100)의 내주면에 지지될 수 있다. 그리고, 스테이터(400)는 로터(300)의 외측에 배치된다. 즉, 스테이터(400)의 내측에는 로터(300)가 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 스테이터(400)는 스테이터 코어(410), 스테이터 코어(410)에 배치되는 인슐레이터(420) 및 인슐레이터(420)에 권선되는 코일(430)을 포함할 수 있다.
스테이터 코어(410)에는 회전 자계를 형성하는 코일(430)이 권선될 수 있다. 여기서, 스테이터 코어(410)는 하나의 코어로 이루어지거나 복수 개의 분할 코어가 결합되어 이루어질 수 있다.
스테이터 코어(410)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층된 형태로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 스테이터 코어(410)는 하나의 단일품으로 형성될 수도 있다.
스테이터 코어(410)는 원통 형상의 요크(미도시)와 상기 요크에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 투스(미도시)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 투스에는 코일(430)이 권선될 수 있다.
인슐레이터(420)는 스테이터 코어(410)와 코일(430)을 절연시킨다. 그에 따라, 인슐레이터(420)는 스테이터 코어(410)와 코일(430) 사이에 배치될 수 있다.
따라서, 코일(430)은 인슐레이터(420)가 배치된 스테이터 코어(410)에 권선될 수 있다.
한편, 로터(300)는 상기 마그넷(320)이 부착된 상기 로터 코어(310)를 덮도록 배치되는 캔(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 캔은 외부 충격이나 물리, 화학적인 자극으로부터 로터 코어와 마그넷을 보호하면서 로터 코어와 마그넷으로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 상기 캔은 로터 코어에서 마그넷이 이탈되는 것을 방지한다.
샤프트(500)는 상기 베어링에 의해 하우징(100)의 내부에서 회전 가능하게 배치될 수 있다. 그리고, 샤프트(500)는 로터(300)의 회전에 연동하여 함께 회전할 수 있다.
샤프트(500)는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 샤프트 바디(311)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 샤프트(500)는 로터 코어(310)에 압입 방식으로 결합될 수 있다.
버스바(600)는 스테이터(400)의 상부에 배치될 수 있다.
그리고, 버스바(600)는 스테이터(400)의 코일(430)과 전기적으로 연결될 수 있다.
버스바(600)는 버스바 본체(미도시)와 상기 버스바 본체의 내부에 배치되는 복수 개의 터미널(미도시)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 버스바 본체는 사출 성형을 통해 형성된 몰드물일 수 있다. 그리고, 상기 터미널 각각은 스테이터(400)의 코일(430)과 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 버스바(600)는 상기 모터(1)에서 삭제될 수도 있다. 예컨데, 커버(200)에 코일(430)이 노출되게 홀을 형성하고, 상기 홀을 통해 노출된 상기 코일(430)의 단부에 직접 전원을 인가하는 방식으로 상기 모터(1)는 구동될 수 있다.
도 4는 제2 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 5는 제2 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이고, 도 6은 제2 실시예에 따른 로터를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제2 실시예에 따른 로터(300a)는 제1 실시예에 따른 로터(300)를 대신하여 상기 모터(1)에 배치될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 제2 실시예에 따른 로터(300a)를 설명함에 있어서, 제1 실시예에 따른 로터(300)와 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로 기재되는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 로터(300a)는 로터 코어(310a), 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷(320)을 포함할 수 있다.
로터 코어(310a)는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터 코어(310a)의 중심(C)에는 샤프트(500)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 로터 코어(310a)는 제1 영역(311), 상기 제1 영역(311)의 외측에 배치되는 제2 영역(312), 상기 제2 영역(312)의 외주면(312c)에서 돌출되게 형성된 제1 돌기(313) 및 상기 제2 영역(312)의 외주면(312c)에서 돌출되게 형성된 제2 돌기(314)를 포함할 수 있다.
제2 실시예에 따른 로터(300a)를 제1 실시예에 따른 로터(300)와 비교해 볼 때, 제2 실시예에 따른 로터(300a)는 제1 돌기(313)를 더 포함한다는 점에 차이가 있다.
이때, 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역(312)의 축 방향 길이(L2)보다 작게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 영역(311)을 기준으로 제2 영역(312)이 단차지게 형성됨에 따라, 로터 코어(310a)의 내측에는 홈(H)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈(H)에는 제1 베어링(700) 또는 제2 베어링(800)이 배치될 수 있다.
제1 돌기(313)는 마그넷(320)의 배치를 안내할 수 있다. 그리고, 제1 돌기(313)는 마그넷(320)의 상부와 하부에 배치되어 마그넷(320)의 유동을 방지할 수 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 돌기(313)는 상기 제2 영역(312)의 외주면의 상부와 하부 각각에서 반경 방향으로 복수 개가 돌출될 수 있다. 그에 따라, 축 방향을 기준으로 제1 돌기(313) 사이에는 마그넷(320)이 접촉되게 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 돌기(313)는 제2 돌기(314)의 상부와 하부 각각에서 원주 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 제1 돌기(313)와 제2 돌기(314)와 일체로 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 반경 방향에서 바라볼 때, 제1 돌기(313)와 제2 돌기(314)는 'I'자 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 돌기(313)와 제2 돌기(314)가 일체로 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 제1 돌기(313)는 제2 돌기(314)와 원주 방향으로 이격되게 배치될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 로터 코어(310a)의 외주면(312c)을 기준으로 제1 돌기(313)의 반경 방향 돌출 길이(L4)는 마그넷(320)의 반경 방향 돌출 길이(L5)보다 작다. 그에 따라, 제1 돌기(313)에 의한 자속의 누설을 최소화할 수 있다.
또한, 제1 돌기(313)에 의해 접착부재(미도시)가 도포될 수 있는 영역이 확장되기 때문에, 제1 돌기(313)는 마그넷(320)과의 고정력을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 로터 코어(310a)의 외주면(312c)을 기준으로 제2 돌기(314)의 반경 방향 돌출 길이는 마그넷(320)의 반경 방향 돌출 길이(L5)보다 작다. 따라서, 상기 중심(C)을 기준으로 제1 돌기(313)와 제2 돌기(314)의 반경 방향 길이는 상기 마그넷(320)의 반경 방향 길이보다 작을 수 있다.
도 7은 제3 실시예에 따른 로터가 배치된 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 8은 제3 실시예에 따른 로터를 나타내는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 제3 실시예에 따른 로터(300b)는 제1 실시예에 따른 로터(300)를 대신하여 상기 모터(1)에 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여 제3 실시예에 따른 로터(300b)를 설명함에 있어서, 제1 실시예에 따른 로터(300)와 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로 기재되는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 7 내지 도 8을 참조하면, 제3 실시예에 따른 로터(300b)는 로터 코어(310b), 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷(320)을 포함할 수 있다.
로터 코어(310b)는 원형의 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 적층된 형상으로 실시되거나 또는 하나의 통 형태로 실시될 수 있다. 로터 코어(310b)의 중심(C)에는 샤프트(500)가 결합하는 홀이 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 로터 코어(310b)는 제1 영역(311) 및 상기 제1 영역(311)의 외측에 배치되는 제2 영역(312)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 영역(312)에는 마그넷(320)이 삽입되는 홀(315)이 형성될 수 있다.
제3 실시예에 따른 로터(300b)를 제1 실시예에 따른 로터(300)와 비교해 볼 때, 제3 실시예에 따른 로터(300b)는 IPM(Interior Permanent Magnet) 타입으로 형성된다는 점에 차이가 있다. 그에 따라, 제3 실시예에 따른 로터(300b)의 로터 코어(310b)는 마그넷(320)이 삽입되는 홀(315)을 포함한다는 점 및 제2 돌기(314)가 생략된다는 점에 차이가 있다.
이때, 상기 제1 영역(311)의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역(312)의 축 방향 길이(L2)보다 작게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 영역(311)을 기준으로 제2 영역(312)이 단차지게 형성됨에 따라, 로터 코어(310b)의 내측에는 홈(H)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈(H)에는 제1 베어링(700) 또는 제2 베어링(800)이 배치될 수 있다.
제2 영역(312)에는 수직 방향으로 상기 제2 영역(312)을 관통되게 홀(315)이 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 홀(315)은 제2 영역(312)의 상면(312a)에서 하면(312b)까지 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 홀(315)에는 마그넷(320)이 삽입되어 배치될 수 있다.
따라서, 제2 영역(312)의 상기 홀(315)에 마그넷(320)이 배치되기 때문에, 상기 로터(300b)의 반경 방향 사이즈는 상기 로터(300)의 반경 방향 사이즈보다 작다. 그에 따라, 상기 모터(1)의 사이즈는 더욱 축소될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 마그넷(320)의 축 방향 길이(L3)는 스테이터(400)의 축 방향 길이와 동일할 수 있다. 그에 따라, 상기 로터(300b)의 축 방향 길이는 스테이터(400)의 축 방향 길이와 동일할 수 있다.
따라서, 상기 모터(1)가 상기 IPM 타입으로 형성되는 경우, 마그넷(320)이 로터 코어(310)의 외주면에 배치되는 SPM 타입보다 높은 출력을 구현할 수 있다. 또한, 상기 IPM 타입으로 상기 모터(1)를 구현함으로써, 상기 모터(1)의 사이즈를 더욱 감소시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
<부호의 설명>
1: 모터, 100: 하우징, 200: 커버, 300, 300a, 300b: 로터, 310, 310a, 310b: 로터 코어, 311: 제1 영역, 312: 제2 영역, 313: 제1 돌기, 314: 제2 돌기, 315: 홀, 320: 마그넷, 400: 스테이터, 410: 스테이터 코어, 430: 코일, 500: 버스바, H: 홈

Claims (12)

  1. 샤프트;
    상기 샤프트와 결합하는 로터; 및
    상기 로터와 대응되어 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며,
    상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제2 영역의 상부 또는 하부는 상기 샤프트에 결합되는 베어링과 반경 방향으로 오버랩되는 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작은 모터.
  3. 샤프트;
    상기 샤프트와 결합하는 로터; 및
    상기 로터와 대응되어 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 로터는 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면에 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함하며,
    상기 로터 코어는 상면 또는 하면에 오목하게 형성된 홈을 포함하고,
    상기 홈 내에는 상기 샤프트에 결합되는 베어링이 배치되는 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로터 코어는 상기 샤프트와 결합하는 제1 영역 및 상기 제1 영역의 외측에 배치되는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)는 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작게 형성되는 모터.
  5. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 마그넷의 축 방향 길이(L3)는
    상기 제1 영역의 축 방향 길이(L1)보다 크고, 상기 제2 영역의 축 방향 길이(L2)보다 작은 모터.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 로터 코어는 상기 제2 영역의 외주면의 상부와 하부 각각에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 제1 돌기를 포함하며,
    축 방향을 기준으로 상기 제1 돌기 사이에는 상기 마그넷이 접촉되게 배치되는 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 로터 코어는 상기 제2 영역의 외주면에서 반경 방향으로 돌출된 복수 개의 제2 돌기를 포함하고,
    원주 방향을 기준으로 상기 제2 돌기는 상기 마그넷 사이에 배치되는 모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 돌기는 상기 제2 돌기의 상부와 하부 각각에서 원주 방향으로 연장되어 형성되고,
    상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기의 반경 방향 길이는 상기 마그넷의 반경 방향 길이보다 작은 모터.
  9. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 스테이터와 상기 로터를 수용하는 하우징을 포함하며,
    상기 베어링은 상기 샤프트의 하부에 배치되는 제1 베어링과 상부에 배치되는 제2 베어링을 포함하고,
    상기 하우징의 저면에서 상부로 돌출된 하우징 돌출부의 내측에는 상기 제1 베어링이 배치되는 모터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 하우징 돌출부의 상단에서 내측으로 돌출된 제3 돌기를 포함하고,
    상기 제3 돌기는 상기 제1 베어링의 외륜과 접촉하는 모터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 하우징의 상부에 배치되는 커버를 더 포함하며,
    상기 커버의 하면에서 하부로 돌출된 커버 돌출부의 내측에는 상기 제2 베어링이 배치되는 모터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 커버는 상기 커버 돌출부의 하단에서 내측으로 돌출된 제4 돌기를 포함하고,
    상기 제4 돌기는 상기 제2 베어링의 외륜과 접촉하는 모터.
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