WO2021132919A1 - 모터 - Google Patents

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WO2021132919A1
WO2021132919A1 PCT/KR2020/017364 KR2020017364W WO2021132919A1 WO 2021132919 A1 WO2021132919 A1 WO 2021132919A1 KR 2020017364 W KR2020017364 W KR 2020017364W WO 2021132919 A1 WO2021132919 A1 WO 2021132919A1
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guide
magnet
shaft
disposed
guide part
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PCT/KR2020/017364
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김경주
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엘지이노텍 주식회사
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    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Definitions

  • the embodiment relates to a motor.
  • a motor is a device that obtains rotational force by converting electrical energy into mechanical energy, and is widely used in vehicles, home electronic products, industrial devices, and the like.
  • the electronic power steering system in which the motor is used (Electronic Power Steering System, hereafter referred to as EPS) drives the motor in an electronic control unit according to operating conditions to ensure turning stability and provide quick recovery force. do. Accordingly, the driver of the vehicle can drive safely.
  • EPS Electronic Power Steering System
  • the motor includes a shaft and a stator.
  • the shaft may be hollow.
  • the magnet may be attached to the outer peripheral surface of the shaft.
  • it is difficult to align the position of the magnet.
  • it is difficult to form a guide for aligning the magnets. If there is no guide for aligning the magnet on the shaft, the magnet may be distorted when overmolding the magnet.
  • wrapping the magnet with a can or an adhesive member there is a risk that the magnet will flow.
  • an object of the present invention is to provide a motor capable of aligning and fixing the magnets disposed on the outer circumferential surface of the hollow shaft.
  • An embodiment for achieving the above object includes a housing, a stator disposed in the housing, a shaft disposed in the stator, a guide part coupled to the shaft, and a magnet coupled to the guide part, the guide
  • the unit may provide a motor including a first guide disposed on a side surface of the shaft and a second guide extending in an axial direction from the first guide.
  • the first guide may be disposed on one surface of the magnet and the second guide may be disposed on a side surface of the magnet.
  • the magnet may include a first unit magnet and a second unit magnet
  • the second guide may be disposed between the first unit magnet and the second unit magnet.
  • the length of the second guide may be shorter than the length of the magnet.
  • the second guide may include an extension portion in contact with a portion of the outer surface of the magnet.
  • the embodiment includes a housing, a stator disposed in the housing, a shaft disposed in the stator, a guide part coupled to the shaft, and a magnet coupled to the guide part, wherein the guide part is at one side of the magnet a first guide disposed and a second guide extending from the first guide, wherein the second guide includes a body and an extension portion extending from the body, and a portion of the magnet is disposed between the extension portion and the shaft. It is possible to provide an arranged motor.
  • the magnet may include a first unit magnet and a second unit magnet, and the body may be disposed between the first unit magnet and the second unit magnet.
  • the extension part may include a first extension part contacting a part of the outer surface of the first unit magnet and a second extension part contacting a part of the outer surface of the second unit magnet.
  • the guide part may include a protrusion
  • the shaft may include a hole
  • the guide part's protrusion may be inserted into the hole of the shaft.
  • the first guide may have a shape corresponding to the outer circumferential shape of the shaft.
  • the guide part may include a third guide disposed on the other side of the magnet.
  • the guide part may include a first guide part and a second guide part, wherein the first guide part is coupled to a part of the outer peripheral surface of the shaft, and the second guide part is coupled to another part of the outer peripheral surface of the shaft. have.
  • the first guide part and the second guide part may have a semicircular shape.
  • the magnet may be fixed to the outer surface of the shaft by the extension portion of the second guide.
  • the embodiment provides an advantageous effect of easily aligning the magnet disposed on the outer circumferential surface of the hollow shaft.
  • the magnet can be fixed to the shaft without using an adhesive.
  • FIG. 1 is a view showing a motor according to an embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view showing a shaft and a magnet on which a guide unit is disposed according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a perspective view showing the guide part and the shaft shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is a view showing a second guide of the guide unit
  • FIG. 5 is a view showing a second guide disposed between the first unit magnet and the second unit magnet;
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a shaft and a magnet on which a guide unit is disposed according to a second embodiment
  • FIG. 7 is a perspective view showing the guide part and the shaft shown in FIG. 6;
  • FIG. 8 is a perspective view showing a shaft and a magnet on which a guide unit is disposed according to a third embodiment
  • FIG. 9 is a perspective view showing the guide part and the shaft shown in FIG. 8;
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a shaft and a magnet on which a guide unit is disposed according to a fourth embodiment
  • FIG. 11 is a perspective view showing the guide part and the shaft shown in FIG. 10;
  • FIG. 12 is a view showing a state in which the second guide of the guide unit shown in FIG. 10 is disposed between the first unit magnet and the second unit magnet;
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a shaft and a magnet on which a guide unit is disposed according to a fifth embodiment
  • FIG. 14 is a perspective view showing the guide part and the shaft shown in FIG. 13;
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating a shaft and a magnet on which a guide unit is disposed according to a sixth embodiment
  • FIG. 16 is a perspective view showing the guide part and the shaft shown in FIG. 15;
  • 17 is a diagram comparing the magnetic flux of the motor according to the comparative example including the guide part made of plastic material and the magnetic flux of the motor according to the embodiment including the guide part made of steel material;
  • FIG. 18 is a view showing a shaft on which a cover of a motor is disposed according to another embodiment
  • 19 is a view showing a state surrounding the cover in a state in which the magnet is disposed on the outer circumferential surface of the shaft;
  • 20 is a side cross-sectional view of the shaft, the magnet and the cover;
  • 21 is a top cross-sectional view of the shaft, the magnet and the cover;
  • 22 is a plan sectional view of the shaft and magnet showing the second and third regions of the cover;
  • 23 is a view showing one edge of the cover in the second area
  • 24 is a plan cross-sectional view of a shaft and a magnet including a protrusion.
  • the direction parallel to the longitudinal direction (up and down direction) of the shaft is called the axial direction
  • the direction perpendicular to the axial direction with respect to the shaft is called the radial direction
  • the direction along a circle having a radial radius around the shaft is the circumference called the direction.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a motor according to an embodiment.
  • the motor may include a shaft 100 , a magnet 200 , a stator 300 , a guide part 400 , a housing 500 , and a bus bar 600 .
  • inward means a direction disposed toward the shaft 100 with respect to the radial direction of the motor
  • outward means a direction opposite to the inner.
  • the circumferential direction and the radial direction are the axis of the motor based on the center.
  • the shaft 100 may be a hollow member with one side open. In the axial direction, both ends of the shaft 100 may be rotatably supported by bearings, respectively.
  • the shaft 100 may be arranged so that parts having different outer diameters are divided along the axial direction.
  • the magnet 200 contacts the outer peripheral surface of the shaft 100 .
  • the magnet 200 rotates in association with the rotation of the shaft 100 .
  • the magnet 200 may be plural.
  • the stator 300 is disposed outside the shaft 100 and the magnet 200 .
  • the stator 300 may include a stator core 310 , an insulator 320 mounted on the stator core 310 , and a coil 330 wound around the insulator 320 .
  • the coil 330 forms a magnetic field.
  • the stator core 310 may be a single member or a combination of a plurality of divided cores.
  • the stator core 310 may be formed in a form in which a plurality of plates in the form of thin steel plates are stacked on each other, but is not limited thereto.
  • the stator core 310 may be formed as a single piece.
  • the guide part ( 400 in FIG. 2 ) fixes the magnet 200 to the shaft 100 .
  • overmolded or a separate can or a contact member may surround the guide part 400 and the magnet 200 .
  • the housing 500 may be disposed outside the stator 300 .
  • the housing 500 may be a cylindrical member with an open top.
  • the housing 500 accommodates the shaft 100 , the magnet 200 , and the stator 300 therein.
  • the housing 500 may accommodate a bearing supporting the shaft 100 .
  • the bus bar 600 is disposed above the stator 300 .
  • the bus bar 600 connects the coils 330 wound around the stator 300 core.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a shaft and a magnet on which a guide unit is disposed according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the guide unit and the shaft shown in FIG. 2 .
  • the guide part 400 fixes the magnet 200 to the shaft 100 .
  • the guide part 400 may be fixed to the shaft 100 first, and the magnet 200 may be fixed to the shaft 100 along the guide part 400 .
  • the shaft 100 and the guide part 400 have different materials.
  • the guide unit 400 may include a first guide 410 and a second guide 420 .
  • the first guide 410 may be disposed on a side surface of the shaft 100 .
  • the second guide 420 may extend in an axial direction from the first guide 410 .
  • a plurality of second guides 420 may be disposed.
  • the first guide 410 may be an annular member.
  • the inner circumferential surface of the first guide 410 may be in contact with the outer circumferential surface of the shaft 100 .
  • An adhesive may be applied between the inner circumferential surface of the first guide 410 and the outer circumferential surface of the shaft 100 0 .
  • the shaft 100 may be divided in the axial direction, and may include one region and another region having different outer diameters, and the first guide may be disposed on the outer peripheral surface of one region having a relatively small outer diameter.
  • the plurality of second guides 420 may be disposed at regular intervals along the circumferential direction of the first guide 410 .
  • the magnet 200 may be formed of a plurality of unit magnets 200A and 200B.
  • the number of second guides 420 may be the same as the number of unit magnets 200 .
  • the first guide 410 may include one or more protrusions 401 .
  • the protrusion 401 protrudes inward from the inner circumferential surface of the first guide 410 .
  • the protrusion 401 may be a cylindrical member.
  • the shaft 100 may include one or more plurality of holes 101 formed through the inner surface and the outer surface.
  • the protrusion 401 may be disposed to be inserted into the hole 101 .
  • the protrusion 401 and the hole 101 are combined to prevent the first guide 410 from being separated from the shaft 100 or from slipping.
  • FIG. 4 is a view showing a second guide 420 of the guide unit 400
  • FIG. 5 is a second guide 420 disposed between the first unit magnet 200 and the second unit magnet 200. It is the drawing shown.
  • the second guide 420 is a view of the second guide 420 viewed from the inside in a radial direction. 4 and 5 , the second guide 420 is disposed on the side surfaces 202 and 203 of the magnet 200 . For example, based on the circumferential direction, the second guide 420 may be disposed between the first unit magnet 200A and the second unit magnet 200B.
  • the second guide 420 may include a body 421 and an extension 422 extending from the body 421 .
  • the body 421 may contact the outer peripheral surface of the shaft 100 .
  • the extension portion 422 is in contact with a portion of the outer surface of the magnet 200 to prevent the magnet 200 from being separated in the radial direction.
  • the extension 422 may include a first extension 422a and a second extension 422b. Based on the circumferential direction, the first extension portion 422a may be disposed to extend from one side surface of the body 421 .
  • the second extension 422b may be disposed to extend from the other side of the body 421 .
  • the body 421 may be thickened from one side in contact with the shaft 100 to the other side not in contact with the shaft.
  • the first extension 422a may contact a portion of the first unit magnet 200A.
  • the second extension portion 422b may be in contact with a portion of the second unit magnet 200B.
  • the ends of the first extension 422a and the second extension 422b may be thinner than the portion extending from the body.
  • the first extension 422a and the second extension 422b may become thinner from the body to the end.
  • the end 421a of the body 421 may have a tapered shape in which the width W1 decreases toward the end.
  • the end 421a corresponds to an inlet into which the magnet 200 is inserted. Accordingly, the tapered end 421a induces the magnet 200 to be easily inserted along the second guide 420 .
  • width W2 of the body 421 on the side of the extension 422 in the radial direction may be greater than the width W3 of the end side in contact with the shaft 100 .
  • a length L1 of the second guide 420 may be smaller than a length L2 of the magnet 200 in the axial direction.
  • the length L1 of the second guide 420 is shorter than the length L2 of the magnet 200, there is no problem in guiding the magnet 200 and aligning it in place, while the length of the second guide 420 is Since (L1) is relatively short, there is an advantage in that the insertion space of the magnet 200 toward the end 421a of the second guide 420 can be sufficiently secured.
  • the magnet 200 When the magnet 200 is inserted along the second guide 420, one side 202 of the magnet 200 is in contact with the second guide 420 of one side and the other side 203 of the magnet 200 is the other side. of the second guide 420 , and one end surface 201 of the magnet 200 may be in contact with the first guide 410 . The other end surface 204 of the magnet 200 may not come into contact with the guide part 400 .
  • An adhesive may be applied between the magnet 200 and the outer peripheral surface of the shaft 100 .
  • the magnet 200 may have a shape having a smaller radial thickness from the center of the circumferential width toward the outer surface.
  • the guide part 400 may be integrally molded with the shaft 100 through insert injection.
  • the guide part 400 may be made of a plastic material.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating the shaft 100 and the magnet 200 on which the guide part 400 is disposed according to the second embodiment
  • FIG. 7 is the guide part 400 and the shaft 100 shown in FIG. 6 . is a perspective view showing
  • the guide part 400 according to the second embodiment is the same as the guide part 400 according to the first embodiment except for the configuration described below.
  • the shaft 100 and the guide part 400 are separate products, and the guide part 400 is the shaft 100 . can be assembled on
  • the first guide 410 may be formed of a ring-shaped member, and a gap G may be formed between both ends.
  • a second guide 420 may be disposed near both ends of the first guide 410 .
  • a gap G may also be formed between the second guides 420 disposed near both ends of the first guide 410 .
  • the gap G may be formed in a region where the second guide 420 is positioned in the circumferential direction.
  • the second guide 420 disposed near both ends of the first guide 410 may have a smaller size than the other second guides 420 .
  • the second guide 420 disposed near both ends of the first guide 410 may have the same length as that of the other second guides 420 but a smaller circumferential width.
  • the guide part 400 may be made of an elastically deformable plastic material.
  • the guide part 400 may be deformed so that the gap G is widened and assembled on the outer circumferential surface of the shaft 100 . In the assembly process, when the protrusion 401 disposed on the first guide 410 is inserted into the hole 101 of the shaft 100, the position of the guide part 400 is aligned.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating the shaft 100 and the magnet 200 on which the guide part 400 is disposed according to the third embodiment
  • FIG. 9 is the guide part 400 and the shaft 100 shown in FIG. 8 . is a perspective view showing
  • the guide part 400 according to the third embodiment is the same as the guide part 400 according to the first embodiment except for the configuration described below.
  • the shaft 100 and the guide part 400 are separate products, and the guide part 400 is the shaft 100 . can be assembled on Also.
  • the guide part 400 according to the third embodiment is made of a plurality of parts, unlike the guide part 400 according to the second embodiment that is configured as a single product.
  • the guide part 400 may include a first guide part 400A and a second guide part 400B.
  • the first guide portion 400A is coupled to a portion of the outer circumferential surface of the shaft 100
  • the second guide 400B is coupled to another portion of the outer circumferential surface of the shaft 100 . Since the guide part 400 is divided into the first guide part 400A and the second guide 400B, there is an advantage in that assembly is easy.
  • the first guide part 400A and the second guide 400B include a first guide 410 and a second guide 420 , respectively.
  • Each of the first guide part 400A and the second guide 400B may have a semicircular shape.
  • the first guide part 400A and the second guide 400B are respectively assembled to the shaft 100 .
  • the protrusion 401 of the first guide part 400A and the protrusion 401 of the second guide 400B are respectively inserted into the hole 101 of the shaft 100 .
  • the first guide 410 of the first guide portion 400A and the first guide of the second guide portion 400B 410 may be positioned aligned along the circumferential direction
  • the second guide 420 of the first guide portion 400A and the second guide 420 of the second guide portion 400B also along the circumferential direction It can be arranged and positioned.
  • the guide part 400 according to the third embodiment has the advantage of good assembly of the guide part 400 .
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating the shaft 100 and the magnet 200 on which the guide part 400 is disposed according to the fourth embodiment, and FIG. 11 is the guide part 400 and the shaft 100 shown in FIG. 10 . is a perspective view showing
  • FIG. 12 is a view illustrating a state in which the second guide 420 of the guide unit 400 shown in FIG. 10 is disposed between the first unit magnet 200A and the second unit magnet 200B.
  • the guide part 400 according to the fourth embodiment is the same as the guide part 400 according to the first embodiment except for the configuration described below.
  • a third guide 430 is additionally disposed.
  • the third guide 430 is configured separately from the first guide 410 and the second guide 420 .
  • the third guide 430 may be axially spaced apart from the first guide 410 in consideration of the length of the magnet 200 and assembled to the shaft 100 .
  • a side surface of the magnet 200 may contact the second guide 420 , and one end surface of the magnet 200 may contact the first guide 410 .
  • the other end surface of the magnet 200 may be in contact with the third guide 430 .
  • the third guide 430 may be disposed to extend a plurality of protrusions 431 .
  • the plurality of protrusions 431 are arranged at regular intervals along the circumferential direction.
  • the protrusion 431 may contact both sides of the magnet 200 like the second guide 420 .
  • the second guide 420 and the protrusion 431 do not cover the outer surface of the magnet 200 , but support only the surface of the magnet 200 . This is because the magnet 200 is mounted on the shaft 100 in the radial direction. In order to secure a space in which the magnet 200 can be inserted in the radial direction, the second guide 420 and the protrusion 431 correspond to the extension 422 of the guide part 400 according to the first embodiment. configuration is omitted.
  • the guide part 400 according to the third embodiment has the advantage of preventing the magnet 200 from being distorted by flowing along the axial direction by firmly supporting the other end of the magnet 200 through the third guide 430 . There is this.
  • the guide part 400 according to the third embodiment may be integrally molded by insert-injection with the shaft 100 .
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating the shaft 100 and the magnet 200 on which the guide part 400 is disposed according to the fifth embodiment
  • FIG. 14 is the guide part 400 and the shaft 100 shown in FIG. 13 . is a perspective view showing
  • the guide part 400 according to the fifth embodiment is the same as the guide part 400 according to the fourth embodiment except for the configuration described below.
  • the shaft 100 and the guide part 400 are separate products, and the guide part 400 is the shaft 100 . can be assembled on
  • the first guide 410 may be formed of a ring-shaped member, and a gap G may be formed between both ends.
  • a second guide 420 may be disposed near both ends of the first guide 410 .
  • a gap G may also be formed between the second guides 420 disposed near both ends of the first guide 410 .
  • the gap G may be formed in a region where the second guide 400B is positioned in the circumferential direction.
  • the third guide 430 may also be formed of a ring-shaped member, so that a gap G may be formed between both ends. Protrusions 431 may be disposed near both ends of the third guide 430 .
  • the third guide 430 may also include a protrusion 401 inserted into the hole 101 of the shaft 100 .
  • the guide part 400 may be made of an elastically deformable plastic material.
  • the guide part 400 may be deformed so that the gap G is widened and assembled on the outer circumferential surface of the shaft 100 . In the assembly process, when the projection 401 is inserted into the hole 101 of the shaft 100, the position of the guide portion 400 is aligned.
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating the shaft 100 and the magnet 200 on which the guide part 400 is disposed according to the sixth embodiment, and FIG. 16 is the guide part 400 and the shaft 100 shown in FIG. 15 . is a perspective view showing
  • the guide part 400 according to the sixth embodiment is the same as the guide part 400 according to the fourth embodiment except for the configuration described below.
  • the shaft 100 and the guide part 400 are separate products, and the guide part 400 is the shaft 100 . can be assembled on Also.
  • the guide part 400 according to the sixth embodiment is made of a plurality of parts, unlike the guide part 400 according to the fifth embodiment, which is composed of a single product.
  • the guide part 400 may include a first guide part 400A and a second guide part 400B.
  • the third guide 430 may also be formed of a plurality of parts.
  • the third guide 430 may include a 3-1 guide 430A, a 3-2 guide 43B, a 3-3 guide 430C, and a 3-4 guide 430D.
  • Each of the 3-1 guide 430A, the 3-2 guide 43B, the 3-3 guide 430C, and the 3-4 guide 430D may be an arc-shaped member.
  • the 3-1 guide 430A, the 3-2 guide 43B, the 3-3 guide 430C, and the 3-4 guide 430D are assembled to the shaft 100, respectively.
  • the protrusions 401 of the third guide 430 are respectively inserted into the holes 101 of the shaft 100 .
  • the 3-1 guide 430A, the 3-2 guide 43B, the 3-3 guide 430C, and the 3-4 guide 430D are assembled to the shaft 100, respectively, the 3-1 guide A 430A, a 3-2 guide 43B, a 3-3 guide 430C, and a 3-4 guide 430D may be aligned in a circumferential direction.
  • the guide part 400 according to the sixth embodiment has an advantage in that the assembly of the guide part 400 is good while supporting the other end surface of the magnet 200 .
  • 17 is a diagram comparing the magnetic flux of the motor according to the comparative example including the guide part 400 made of plastic material and the magnetic flux of the motor according to the embodiment including the guide part 400 made of steel.
  • Fig. 17 (a) is a diagram showing magnetic flux in the vicinity of the guide part 400 made of steel
  • Fig. 17 (b) is the guide part 400 of the motor according to the embodiment
  • the guide part made of a plastic material ( 400) is a ring showing the magnetic flux in the vicinity.
  • FIG. 18 is a view showing a shaft 1100 on which the cover 1400 of the motor is disposed according to another embodiment
  • FIG. 19 is a state in which the magnet 1200 is disposed on the outer circumferential surface of the shaft 1100, the cover 1400 ) is a diagram showing the surrounding state.
  • the cover 1400 may be an adhesive member that surrounds the magnet 1200 and fixes it to the shaft 1100 .
  • the cover 1400 may be a member in which a matrix material is impregnated with reinforcing fibers.
  • the cover 1400 is a semi-hardened member and serves as an adhesive sheet for fixing the magnet 1200 to the shaft 1100 .
  • the reinforcing fiber may be mainly carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, or the like, and the base material may be an epoxy resin, a polyester resin, or a thermoplastic resin.
  • carbon fibers have high tensile strength and tensile modulus, and as thermal properties, they have excellent heat resistance and fire resistance.
  • Glass fiber has high tensile strength and tensile modulus as a mechanical property, and a small coefficient of linear expansion as a thermal property. Both carbon fiber and glass fiber have excellent electrical insulation properties.
  • the shaft 1100 When the shaft 1100 rotates while a part of the cover 1400 is in contact with the shaft 1100 and the magnet 1200, it can be wound around the shaft 1100 in a form that naturally surrounds the magnet 1200, so that the process is It has the advantage of being simple and quick.
  • the cover 1400 may include a first part 1410 , a second part 1420 , and a third part 1430 partitioned in the axial direction.
  • the second part 1420 extends from one side of the first part 1410 .
  • the third part 1430 extends from the other side of the first part 1410 .
  • the first part 1410 is a part that covers the magnet 1200
  • the second part 1420 and the third part 1430 are parts that contact the shaft 1100 .
  • 20 is a side cross-sectional view of the shaft 1100, the magnet 1200, and the cover 1400.
  • the inner surface of the magnet 1200 is in contact with the outer surface of the shaft 1100 .
  • the outer surface of the magnet 1200 is in contact with the inner surface 1401 of the first part 1410.
  • a portion of the inner surface 1402 of the second part 1420 is in contact with the outer surface of the shaft 1100 , and the rest of the inner surface 402 of the second part 1420 is spaced apart from the outer surface of the shaft 1100 .
  • a space S1 is formed between the outer surface of the shaft 1100 and the one end surface of the magnet 1200 and the inner surface 1402 of the second part 1420 .
  • a portion of the inner surface 1403 of the third part 1430 is in contact with the outer surface of the shaft 1100 , and the rest of the inner surface 1403 of the third part 1430 is spaced apart from the outer surface of the shaft 1100 .
  • a space S2 is formed between the outer surface of the shaft 1100 , the other end surface of the magnet 1200 , and the inner surface 1403 of the third part 1430 .
  • 21 is a plan cross-sectional view of the shaft 1100, the magnet 1200, and the cover 1400.
  • the cover 1400 may include a plurality of first areas A1 .
  • the plurality of first areas A1 may be disposed at intervals in the circumferential direction from the center of the axis.
  • the radial distance R1 from the outer surface of the shaft 1100 to the first area A1 is the shortest radial distance from the outer surface of the shaft 1100 to the outer surface of the magnet 1200 . less than (R2).
  • the shortest radial distance R2 from the outer surface of the shaft 1100 to the outer surface of the magnet 1200 is the side end of the outer surface of the magnet 1200 in the circumferential direction, considering the bread shape of the outer surface of the magnet 1200 This could be the criterion.
  • the first area A1 is disposed between the first unit magnet 200A and the second unit magnet 200B in the circumferential direction. In addition, the first area A1 is long in the axial direction.
  • this first area A1 is visually distinguished from other areas of the cover 1400, the arrangement state of the magnet 1200 can be checked with the naked eye or an image while the cover 1400 surrounds the magnet 1200. have. Accordingly, the operator can easily check whether there is a problem in the arrangement of the magnet 1200 .
  • 22 is a plan sectional view of the shaft 1100 and the magnet 1200 showing the second area A2 and the third area A3 of the cover 1400 .
  • the cover 1400 may be wound around the shaft 1100 to form multiple layers.
  • an area in which the cover 1400 forms multiple layers in the radial direction is referred to as a second area A2, and a third area having a thickness t2 different from the thickness t1 of one area in the radial direction at the center of the axis. It is called (A3).
  • the cover 1400 may include a first layer 1400A and a second layer 1400B stacked on the first layer 1400A in the second area A2 .
  • first layer 1400A and the second layer 1400B are exemplified in the drawings, the present invention is not limited thereto, and may include more layers, such as a third layer and a fourth layer.
  • the second area A2 may be an area forming three or more layers.
  • the position of the second region A2 and the position of the third region A3 are the same, but the present invention is not limited thereto, and the position of the second region A2 and the third region A3 are not limited thereto. may be different.
  • the outer surface of the cover 1400 may include a step area A4 .
  • FIG. 23 is a view illustrating one side edges E1 and E2 of the cover 1400 in the second area A2.
  • one edge E2 of one layer may be inclined to one edge E1 of another layer.
  • the other edge E4 of one layer may be disposed inclinedly to the other edge E3 of the other layer, which is the cover 1400 after winding the cover 1400 on the shaft 1100 . ) may be a characteristic naturally derived during the process of finishing and bonding the ends.
  • 24 is a plan cross-sectional view of the shaft 1100 and the magnet 1200 including the protrusion.
  • the shaft 1100 includes a plurality of protrusions 1110 in contact with the magnet 1200 .
  • the plurality of protrusions 1110 are disposed on the outer peripheral surface of the shaft 1100 .
  • the plurality of protrusions 1110 may be spaced apart from each other along the circumferential direction of the shaft 1100 .
  • the plurality of protrusions 1110 may be disposed to be spaced apart from each other in the axial direction X of the shaft 1100 .
  • These protrusions 1110 serve to align and fix the magnet 1200 disposed on the outer circumferential surface of the shaft 1100 .
  • the protrusion 1110 may be formed by embossing on the inside of the hollow shaft 1100 .
  • the protrusion 1110 serves to fix the magnet 1200 not to be twisted while the cover 1400 surrounds the magnet 1200 .
  • the protrusion 1110 may be disposed to be spaced apart from the cover 1400 .

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Abstract

본 발명은, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 샤프트; 상기 샤프트의 외주면과 접촉하는 가이드부; 및 상기 가이드부와 결합하는 마그넷을 포함하고, 상기 가이드부는 상기 샤프트의 측면에 배치되는 제1 가이드와 상기 제1 가이드로부터 축방향으로 연장된 제2 가이드를 포함하는 모터를 제공할 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.
특히, 상기 모터가 사용되는 전자식 파워 스티어링 시스템(Electronic Power Steering System 이하, EPS라 한다.)은 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공한다. 그에 따라, 차량의 운전자는 안전한 주행을 할 수 있다.
모터는 샤프트와 스테이터를 포함한다. 샤프트는 중공형일 수 있다. 마그넷은 샤프트의 외주면에 부착될 수 있다. 이때, 중공형 샤프트의 경우, 마그넷의 위치를 정렬하기 어려운 문제점이 있다. 중공형 샤프트의 가공 과정을 고려할 때, 마그넷을 정렬하기 위한 가이드를 형성하기 어렵기 때문이다. 샤프트에 마그넷을 정렬시키는 가이드가 없는 경우, 마그넷을 오버 몰딩(overmolding) 할 때, 마그넷이 틀어지는 문제가 발생할 수 있다. 또는, 캔 또는 접착 부재로 마그넷을 감쌀 때, 마그넷이 유동할 위험이 있다.
이에, 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중공형 샤프트의 외주면에 배치되는 마그넷을 정렬시키고 고정시킬 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 하우징과, 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터 내에 배치되는 샤프트와, 상기 샤프트와 결합하는 가이드부 및 상기 가이드부와 결합하는 마그넷을 포함하고, 상기 가이드부는 상기 샤프트의 측면에 배치되는 제1 가이드와 상기 제1 가이드로부터 축방향으로 연장된 제2 가이드를 포함하는 모터를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 가이드는 상기 마그넷의 일면에 배치되고 상기 제2 가이드는 상기 마그넷의 측면에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷은 제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷을 포함하고, 상기 제2 가이드는 상기 제1 단위 마그넷과 상기 제2 단위 마그넷 사이에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 가이드의 길이는 상기 마그넷의 길이보다 짧을 수 있다.
바람직하게는. 상기 제2 가이드는 상기 마그넷의 외측면의 일부와 접촉하는 연장부를 포함할 수 있다.
실시예는, 하우징과, 상기 하우징 내에 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터 내에 배치되는 샤프트와, 상기 샤프트와 결합하는 가이드부 및 상기 가이드부와 결합하는 마그넷을 포함하고, 상기 가이드부는 상기 마그넷의 일측에 배치되는 제1 가이드와 상기 제1 가이드로부터 연장된 제2 가이드를 포함하고, 상기 제2 가이드는 바디와 상기 바디로부터 연장된 연장부를 포함하고, 상기 마그넷의 일부는 상기 연장부와 상기 샤프트 사이에 배치되는 모터를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷은 제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷을 포함하고, 상기 바디는 상기 제1 단위 마그넷과 상기 제2 단위 마그넷 사이에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 연장부는 상기 제1 단위 마그넷의 외측면의 일부와 접촉하는 제1 연장부와 상기 제2 단위 마그넷의 외측면 일부와 접촉하는 제2 연장부를 포함할 수 있다.
바람직하게는. 상기 가이드부는 돌기를 포함하고, 상기 샤프트는 홀을 포함하고, 상기 가이드부의 돌기는 상기 샤프트의 홀에 삽입될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 가이드는 상기 샤프트의 외주 형상과 대응되는 형상을 갖을 수 있다.
바람직하게는, 상기 가이드부는 상기 마그넷의 타측에 배치된 제3 가이드를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가이드부는 제1 가이드부와 제2 가이드부를 포함하고, 상기 제1 가이드부는 상기 샤프트의 외주면의 일부와 결합하고, 상기 제2 가이드부는 상기 샤프트의 외주면의 다른 일부와 결합할 수 있다.
바람직하게는, 제1 가이드부와 제2 가이드부는 반원 형상을 갖을 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷은 상기 제2 가이드의 상기 연장부에 의해서 상기 샤프트의 외측면에 고정될 수 있다.
실시예에 따르면, 중공형 샤프트의 외주면에 배치되는 마그넷을 용이하게정렬시키는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 조립 시 마그넷이 틀어지는 것을 방지하는 이점이 있다.
실시싱예에 따르면, 접착제를 사용하지 않고, 마그넷을 샤프트에 고정할 수 있는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 플라스틱 재질의 가이드부를 사용하여 자속의 누설을 방지함으로써, 모터의 성능이 증가하는 이점이 있다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 제1 실시예에 따른 가이드부가 배치된 샤프트와 마그넷을 도시한 사시도,
도 3은 도 2에서 도시한 가이드부와 샤프트를 도시한 사시도,
도 4는 가이드부의 제2 가이드를 도시한 도면,
도 5는 제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷 사이에 배치되는 제2 가이드를 도시한 도면,
도 6은 제2 실시예에 따른 가이드부가 배치된 샤프트와 마그넷을 도시한 사시도,
도 7은 도 6에서 도시한 가이드부와 샤프트를 도시한 사시도,
도 8은 제3 실시예에 따른 가이드부가 배치된 샤프트와 마그넷을 도시한 사시도,
도 9는 도 8에서 도시한 가이드부와 샤프트를 도시한 사시도,
도 10은 제4 실시예에 따른 가이드부가 배치된 샤프트와 마그넷을 도시한 사시도,
도 11은 도 10에서 도시한 가이드부와 샤프트를 도시한 사시도,
도 12는 도 10에서 도시한 가이드부의 제2 가이드가 제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷 사이에 배치되는 상태를 도시한 도면,
도 13은 제5 실시예에 따른 가이드부가 배치된 샤프트와 마그넷을 도시한 사시도,
도 14는 도 13에서 도시한 가이드부와 샤프트를 도시한 사시도,
도 15는 제6 실시예에 따른 가이드부가 배치된 샤프트와 마그넷을 도시한 사시도,
도 16은 도 15에서 도시한 가이드부와 샤프트를 도시한 사시도,
도 17은 플라스틱 소재의 가이드부를 포함하는 비교예에 따른 모터의 자속과 스틸(steel) 소재의 가이드부를 포함하는 실시예에 따른 모터의 자속을 비교한 그림,
도 18은 다른 실시예에 따른 모터의 커버가 배치된 샤프트를 도시한 도면,
도 19는 마그넷이 샤프트의 외주면에 배치된 상태에서, 커버를 둘러싸는 상태를 도시한 도면,
도 20은 샤프트와 마그넷과 커버의 측단면도,
도 21은 샤프트와 마그넷과 커버의 평단면도,
도 22는 커버의 제2 영역과 제3 영역을 도시한 샤프트와 마그넷의 평단면도,
도 23은 제2 영역에서 커버의 일측 에지를 도시한 도면,
도 24는 돌기를 포함하는 샤프트와 마그넷의 평단면도이다.
샤프트의 길이 방향(상하 방향)과 평행한 방향을 축방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 축방향과 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)와 마그넷(200)과 스테이터(300)와 가이드부(400)와 하우징(500)과 버스바(600)를 포함할 수 있다. 이하, 내측이라 함은 모터의 반경 방향을 기준으로 샤프트(100)를 향하여 배치되는 방향을 의미하고, 외측이라 함은 내측과 반대되는 방향을 의미한다 그리고 이하, 원주방향 및 반경방향은 모터의 축중심을 기준으로 한다.
샤프트(100)는 일측이 개방된 중공형 부재일 수 있다. 축방향으로, 샤프트(100)의 양단은 각각 베어링에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 샤프트(100)는 외경이 상이한 부분이 축방향을 따라 구분되어 배치될 수 있다.
마그넷(200)은 샤프트(100)의 외주면에 접촉한다. 마그넷(200)은 샤프트(100)의 회전에 연동하여 회전한다. 마그넷(200)은 복수 개일 수 있다.
스테이터(300)는 샤프트(100)와 마그넷(200)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 스테이터 코어(310)와, 스테이터 코어(310)에 장착되는 인슐레이터(320)와, 인슐레이터(320)에 권선되는 코일(330)을 포함할 수 있다. 코일(330)은 자계를 형성한다. 스테이터 코어(310)는 하나의 부재이거나 분할된 복수의 코어가 조합된 것일 수 있다. 또한, 스테이터 코어(310)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층된 형태로 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 스테이터 코어(310)는 하나의 단일품으로 형성될 수도 있다.
가이드부(도 2의 400)는 마그넷(200)을 샤프트(100)에 고정한다. 가이드부(400)가 마그넷(200)을 고정한 상태에서, 오버 몰딩되거나 별도의 캔 혹은 접촉 부재가 가이드부(400)와 마그넷(200)을 감쌀 수 있다.
하우징(500)은 스테이터(300) 외측에 배치될 수 있다. 하우징(500)은 상부가 개방된 원통형 부재일 수 있다. 하우징(500)은 내측에 샤프트(100)와 마그넷(200)과 스테이터(300)를 수용한다. 그리고 하우징(500)은 샤프트(100)를 지지하는 베어링을 수용할 수 있다.
버스바(600)는 스테이터(300)의 상측에 배치된다. 버스바(600)는 스테이터(300)코어에 감긴 코일(330)들을 연결한다.
도 2는 제1 실시예에 따른 가이드부가 배치된 샤프트와 마그넷을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에서 도시한 가이드부와 샤프트를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 가이드부(400)는 마그넷(200)을 샤프트(100)에 고정시킨다. 가이드부(400)가 먼저 샤프트(100)에 고정되고, 마그넷(200)이 가이드부(400)를 따라 샤프트(100)에 고정될 수 있다. 샤프트(100)0와 가이드부(400)는 재질이 서로 상이하다.
가이드부(400)는 제1 가이드(410)와 제2 가이드(420)를 포함할 수 있다. 제1 가이드(410)는 샤프트(100)의 측면에 배치될 수 있다. 제2 가이드(420)는 제1 가이드(410)에서 축방향으로 연장될 수 있다. 제2 가이드(420)는 복수 개가 배치될 수 있다.
제1 가이드(410)는 환형 부재일 수 있다. 제1 가이드(410)의 내주면은 샤프트(100)의 외주면과 접촉할 수 있다. 제1 가이드(410)의 내주면과 샤프트(100)0의 외주면 사이에 접착제가 도포될 수 있다. 샤프트(100)는 축방향으로 구분되어, 외경이 상이한 일영역과 타영역을 포함할 수 있고, 제1 가이드는 외경이 상대적으로 작은 일영역의 외주면에 배치될 수 있다.
복수 개의 제2 가이드(420)는 제1 가이드(410)의 원주방향을 따라 일정간격 마다 배치될 수 있다. 한편, 마그넷(200)은 복수 개의 단위 마그넷(200A,200B)으로 이루어질 수 있다. 제2 가이드(420)의 개수는 단위 마그넷(200)의 개수와 동일할 수 있다.
제1 가이드(410)는 한 개 이상복수의 돌기(401)를 포함할 수 있다. 돌기(401)는 제1 가이드(410)의 내주면에서 내측으로 돌출된다. 돌기(401)는 원통형 부재일 수 있다.
샤프트(100)는 내면과 외면을 관통하여 형성되는 한 개 이상의복수 개의 홀(101)을 포함할 수 있다. 돌기(401)는 홀(101)에 삽입되어 배치될 수 있다. 돌기(401)와 홀(101)이 결합하여, 제1 가이드(410)가 샤프트(100)에서 이탈하거나 슬립되는 것이 방지된다.
도 4는 가이드부(400)의 제2 가이드(420)를 도시한 도면이고, 도 5는 제1 단위 마그넷(200)과 제2 단위 마그넷(200) 사이에 배치되는 제2 가이드(420)를 도시한 도면이다.
도 4는 반경방향 기준으로, 제2 가이드(420)를 내측에서 바라본 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 제2 가이드(420)는 마그넷(200)의 측면(202,203)에 배치된다. 예를 들어, 원주방향을 기준으로, 제2 가이드(420)는 제1 단위 마그넷(200A)과 제2 단위 마그넷(200B) 사이에 배치될 수 있다.
제2 가이드(420)는 바디(421)와, 바디(421)에서 연장되는 연장부(422)를 포함할 수 있다. 바디(421)는 샤프트(100)의 외주면과 접촉할 수 있다. 연장부(422)는 마그넷(200)의 외측면의 일부와 접촉하여 반경방향으로 마그넷(200)이 이탈하는 것을 방지한다. 예를 들어, 연장부(422)는 제1 연장부(422a)와 제2 연장부(422b)를 포함할 수 있다. 원주방향을 기준으로, 제1 연장부(422a)는 바디(421)의 일측면에서 연장되어 배치될 수 있다. 제2 연장부(422b)는 바디(421)의 타측면에서 연장되어 배치될 수 있다. 바디(421)는 샤프트(100)와 접촉하는 일측에서 샤프트와 접촉하지 않는 타측으로 갈수록 두꺼워질 수 있다. 제1 연장부(422a)는 제1 단위 마그넷(200A)의 일부와 접촉할 수 있다. 그리고 제2 연장부(422b)는 제2 단위 마그넷(200B)의 일부와 접촉할 수 있다. 또한 제1 연장부(422a) 및 제2 연장부(422b)의 끝단은 바디에서 연장되는 부분보다 얇을 수 있다. 그 외에도 제1 연장부(422a) 및 제2 연장부(422b)는 바디에서 끝단으로 갈수록 얇아질 수 있다.
축방향을 기준으로, 바디(421)의 단부(421a)는 끝단을 향할수록 폭(W1)이 감소하는 테이퍼진 형상을 가질 수 있다. 단부(421a)는 마그넷(200)이 삽입되는 입구에 해당한다. 따라서, 테이퍼진 형상의 단부(421a)는 마그넷(200)이 제2 가이드(420)를 따라 용이하게 삽입될 수 있도록 유도한다.
또한, 바디(421)는 반경방향으로 연장부(422)측의 폭(W2)이 샤프트(100)와 접촉하는 끝단측의 폭(W3)보다 클 수 있다.
도 2를 참조하면, 축방향을 기준으로, 제2 가이드(420)의 길이(L1)는 마그넷(200)의 길이(L2)보다 작을 수 있다. 제2 가이드(420)의 길이(L1)가 마그넷(200)의 길이(L2)보다 짧더라도 마그넷(200)을 가이드하고 정위치에 정렬시키는데 문제가 없는 반면에, 제2 가이드(420)의 길이(L1)가 상대적으로 짧기 때문에 제2 가이드(420)의 단부(421a) 측으로 마그넷(200)의 삽입공간을 충분히 확보할 수 있는 이점이 있다.
마그넷(200)이 제2 가이드(420)를 따라 삽입되면, 마그넷(200)의 일측면(202)은 일측의 제2 가이드(420)와 접촉하고 마그넷(200)의 타측면(203)은 타측의 제2 가이드(420)와 접촉하고, 마그넷(200)의 일단면(201)은 제1 가이드(410)와 접촉할 수 있다. 마그넷(200)의 타단면(204)은 가이드부(400)와 접촉하지 않을 수 있다. 마그넷(200)과 샤프트(100)의 외주면 사이에는 접착제가 도포될 수 있다. 마그넷(200)은 원주방향 폭 중심에서 외측면으로 갈수록 반경방향 두께가 작은 형상을 가질 수 있다.
이러한 가이드부(400)는 샤프트(100)와 인서트 사출을 통해 일체로 성형될 수 있다. 가이드부(400)는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
도 6은 제2 실시예에 따른 가이드부(400)가 배치된 샤프트(100)와 마그넷(200)을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6에서 도시한 가이드부(400)와 샤프트(100)를 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 실시예에 따른 가이드부(400)는 아래 기술하는 구성 이외는 제1 실시예에 따른 가이드부(400)와 동일하다.
제2 실시예에 따른 가이드부(400)는 제1 실시예에 따른 가이드부(400)와 달리, 샤프트(100)와 가이드부(400)가 별품이며, 가이드부(400)는 샤프트(100)에 조립될 수 있다.
제1 가이드(410)는 고리형 부재로 이루어져 양 끝단 사이에 갭(G)이 형성될 수 있다. 제1 가이드(410)의 양 끝단 부근에는 제2 가이드(420)가 배치될 수 있다. 복수 개의 제2 가이드(420) 중, 제1 가이드(410)의 양 끝단 부근에 배치된 제2 가이드(420) 사이에도 갭(G)이 형성될 수 있다. 마그넷(200)을 고정하기 위하여, 갭(G)은 원주방향으로 제2 가이드(420)가 위치하는 영역에 형성될 수 있다.
제1 가이드(410)의 양 끝단 부근에 배치된 제2 가이드(420)는 다른 제2 가이드(420)보다 크기가 작게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 가이드(410)의 양 끝단 부근에 배치된 제2 가이드(420)는 다른 제2 가이드(420)보다 길이는 동일하나 원주방향 폭은 작을 수 있다.
가이드부(400)는 탄성 변형 가능한 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 가이드부(400)는 갭(G)이 벌어지도록 변형되어 샤프트(100)의 외주면에 조립될 수 있다. 조립과정에서, 제1 가이드(410)에 배치된 돌기(401)가 샤프트(100)의 홀(101)에 삽입되면, 가이드부(400)의 위치가 정렬된다.
도 8은 제3 실시예에 따른 가이드부(400)가 배치된 샤프트(100)와 마그넷(200)을 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8에서 도시한 가이드부(400)와 샤프트(100)를 도시한 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제3 실시예에 따른 가이드부(400)는 아래 기술하는 구성 이외는 제1 실시예에 따른 가이드부(400)와 동일하다.
제3 실시예에 따른 가이드부(400)는 제1 실시예에 따른 가이드부(400)와 달리, 샤프트(100)와 가이드부(400)가 별품이며, 가이드부(400)는 샤프트(100)에 조립될 수 있다. 또한. 제3 실시예에 따른 가이드부(400)는 단일품으로 구성되는 제2 실시예에 따른 가이드부(400)와 달리, 복수의 부품으로 이루어진다.
가이드부(400)는 제1 가이드부(400A)와 제2 가이드(400B)를 포함할 수 있다. 제1 가이드부(400A)는 샤프트(100)의 외주면의 일부와 결합하고, 제2 가이드(400B)는 샤프트(100)의 외주면의 다른 일부와 결합한다. 가이드부(400)가 제1 가이드부(400A)와 제2 가이드(400B)로 구분되기 때문에, 조립이 용이한 이점이 있다. 제1 가이드부(400A)와 제2 가이드(400B)는 각각 제1 가이드(410)와 제2 가이드(420)를 포함한다.
이러한 제1 가이드부(400A)와 제2 가이드(400B)는 각각 반원 형상을 가질 수 있다. 제1 가이드부(400A)와 제2 가이드(400B)는 각각 샤프트(100)에 조립한다. 제1 가이드부(400A)의 돌기(401)와 제2 가이드(400B)의 돌기(401)는 각각 샤프트(100)의 홀(101)에 삽입된다. 제1 가이드부(400A)와 제2 가이드(400B)가 각각 샤프트(100)에 조립되면, 제1 가이드부(400A)의 제1 가이드(410)와 제2 가이드부(400B)의 제1 가이드(410)는 원주방향을 따라 정렬되어 위치할 수 있으며, 제1 가이드부(400A)의 제2 가이드(420)와 제2 가이드부(400B)의 제2 가이드(420) 또한, 원주방향을 따라 정렬되어 위치할 수 있다.
이러한 제3 실시예에 따른 가이드부(400)는 가이드부(400)의 조립성이 좋은 이점이 있다.
도 10은 제4 실시예에 따른 가이드부(400)가 배치된 샤프트(100)와 마그넷(200)을 도시한 사시도이고, 도 11은 도 10에서 도시한 가이드부(400)와 샤프트(100)를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 10에서 도시한 가이드부(400)의 제2 가이드(420)가 제1 단위 마그넷(200A)과 제2 단위 마그넷(200B) 사이에 배치되는 상태를 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 11을 참조하면, 제4 실시예에 따른 가이드부(400)는 아래 기술하는 구성 이외는 제1 실시예에 따른 가이드부(400)와 동일하다.
제4 실시예에 따른 가이드부(400)는 제1 실시예에 따른 가이드부(400)와 달리, 제3 가이드(430)가 추가로 배치된다. 제3 가이드(430)는 제1 가이드(410) 및 제2 가이드(420)와 별품으로 구성된다. 제3 가이드(430)는 마그넷(200)의 길이를 고려하여, 제1 가이드(410)와 축방향으로 이격되어 샤프트(100)에 조립될 수 있다. 마그넷(200)이 샤프트(100)에 고정되면, 마그넷(200)의 측면은 제2 가이드(420)와 접촉하고 마그넷(200)의 일단면은 제1 가이드(410)와 접촉할 수 있다. 그리고 마그넷(200)의 타단면은 제3 가이드(430)와 접촉할 수 있다.
제3 가이드(430)는 복수 개의 돌출부(431)가 연장되어 배치될 수 있다. 복수 개의 돌출부(431)는 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 배치된다. 돌출부(431)는 제2 가이드(420)와 같이, 마그넷(200)의 양 측면과 접촉할 수 있다.
제2 가이드(420)와 돌출부(431)는 마그넷(200)의 외측면을 덮지 않고, 마그넷(200)면만 지지한다. 이는 마그넷(200)이 반경방향으로 샤프트(100)에 장착되기 때문이다. 반경방향으로 마그넷(200)이 삽입될 수 있는 공간을 확보하기 위해, 제2 가이드(420)와 돌출부(431)는 제1 실시예에 따른 가이드부(400)의 연장부(422)와 대응되는 구성이 생략된다.
제3 실시예에 따른 가이드부(400)는 제3 가이드(430)를 통해, 마그넷(200)의 타측단을 견고하게 지지함으로써, 마그넷(200)이 축방향을 따라 유동하여 틀어지는 것을 방지하는 이점이 있다.
제3 실시예에 따른 가이드부(400)는 샤프트(100)와 인서트 사출되어 일체로 성형될 수 있다.
도 13은 제5 실시예에 따른 가이드부(400)가 배치된 샤프트(100)와 마그넷(200)을 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13에서 도시한 가이드부(400)와 샤프트(100)를 도시한 사시도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 제5 실시예에 따른 가이드부(400)는 아래 기술하는 구성 이외는 제4 실시예에 따른 가이드부(400)와 동일하다.
제5 실시예에 따른 가이드부(400)는 제4 실시예에 따른 가이드부(400)와 달리, 샤프트(100)와 가이드부(400)가 별품이며, 가이드부(400)는 샤프트(100)에 조립될 수 있다.
제1 가이드(410)는 고리형 부재로 이루어져 양 끝단 사이에 갭(G)이 형성될 수 있다. 제1 가이드(410)의 양 끝단 부근에는 제2 가이드(420)가 배치될 수 있다. 복수 개의 제2 가이드(420) 중, 제1 가이드(410)의 양 끝단 부근에 배치된 제2 가이드(420) 사이에도 갭(G)이 형성될 수 있다. 마그넷(200)을 고정하기 위하여, 갭(G)은 원주방향으로 제2 가이드(400B)가 위치하는 영역에 형성될 수 있다.
제3 가이드(430) 또한 고리형 부재로 이루어져 양 끝단 사이에 갭(G)이 형성될 수 있다. 제3 가이드(430)의 양 끝단 부근에는 돌출부(431)가 배치될 수 있다. 제3 가이드(430)도 샤프트(100)의 홀(101)에 삽입되는 돌기(401)를 포함할 수 있다.
가이드부(400)는 탄성 변형 가능한 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 가이드부(400)는 갭(G)이 벌어지도록 변형되어 샤프트(100)의 외주면에 조립될 수 있다. 조립과정에서, 돌기(401)가 샤프트(100)의 홀(101)에 삽입되면, 가이드부(400)의 위치가 정렬된다.
도 15는 제6 실시예에 따른 가이드부(400)가 배치된 샤프트(100)와 마그넷(200)을 도시한 사시도이고, 도 16은 도 15에서 도시한 가이드부(400)와 샤프트(100)를 도시한 사시도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제6 실시예에 따른 가이드부(400)는 아래 기술하는 구성 이외는 제4 실시예에 따른 가이드부(400)와 동일하다.
제6 실시예에 따른 가이드부(400)는 제4 실시예에 따른 가이드부(400)와 달리, 샤프트(100)와 가이드부(400)가 별품이며, 가이드부(400)는 샤프트(100)에 조립될 수 있다. 또한. 제6 실시예에 따른 가이드부(400)는 단일품으로 구성되는 제5 실시예에 따른 가이드부(400)와 달리, 복수의 부품으로 이루어진다.
가이드부(400)는 제1 가이드부(400A)와 제2 가이드(400B)를 포함할 수 있다.
또한, 제3 가이드(430) 또한 복수의 부품으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제3 가이드(430)는 제3-1 가이드(430A), 제3-2 가이드(43B), 제3-3 가이드(430C) 및 제3-4 가이드(430D)로 이루어질 수 있다. 제3-1 가이드(430A), 제3-2 가이드(43B), 제3-3 가이드(430C) 및 제3-4 가이드(430D)는 각각 호형 부재일 수 있다.
제3-1 가이드(430A), 제3-2 가이드(43B), 제3-3 가이드(430C) 및 제3-4 가이드(430D)는 각각 샤프트(100)에 조립한다. 이러한 제3 가이드(430)의 돌기(401)는 각각 샤프트(100)의 홀(101)에 삽입된다. 제3-1 가이드(430A), 제3-2 가이드(43B), 제3-3 가이드(430C) 및 제3-4 가이드(430D)가 각각 샤프트(100)에 조립되면, 제3-1 가이드(430A), 제3-2 가이드(43B), 제3-3 가이드(430C) 및 제3-4 가이드(430D)는 원주방향을 따라 정렬되어 위치할 수 있다.
이러한 제6 실시예에 따른 가이드부(400)는 마그넷(200)의 타단면을 지지하면서도 가이드부(400)의 조립성이 좋은 이점이 있다.
도 17은 플라스틱 소재의 가이드부(400)를 포함하는 비교예에 따른 모터의 자속과 스틸(steel) 소재의 가이드부(400)를 포함하는 실시예에 따른 모터의 자속을 비교한 그림이다.
도 17의 (a)는 스틸 소재의 가이드부(400) 부근의 자속을 도시한 그림이고, 도 17의 (b)는 실시예에 따른 모터의 가이드부(400)로서, 플라스틱 소재의 가이드부(400) 부근의 자속을 도시한 그링이다.
도 17의 (a)에서 도시한 바와 같이, 스틸 소재의 가이드부에서는 자속이 누설이 발생한다. 반면에서. 도 17의 (b)에서 도시한 바와 같이, 플라스틱 소재의 가이드부(400)에서는 자속의 누설이 발생하지 않는 것으로 확인된다. 최대 토크를 측정한 결과, 비교예의 경우, 최대 토크가 3.36Nm로 측정되었고, 실시예의 경우, 최대 토크가 3.60Nm로 측정되어, 상대적으로 실시예가 비교예보다 모터의 성능이 우수함이 확인되었다.
도 18은 다른 실시예에 따른 모터의 커버(1400)가 배치된 샤프트(1100)를 도시한 도면이고, 도 19는 마그넷(1200)이 샤프트(1100)의 외주면에 배치된 상태에서, 커버(1400)를 둘러싸는 상태를 도시한 도면이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 커버(1400)는 마그넷(1200)을 감싸 샤프트(1100)에 고정하는 접착부재일 수 있다. 예를 들어, 커버(1400)는 강화 섬유에 기지재(matrix)가 함침된 부재일 수 있다.
이러한 커버(1400)는 반경화 상태의 부재로, 마그넷(1200)을 샤프트(1100)에 고정시키는 접착시트로서 역할을 한다. 강화 섬유로는 주로 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 등일 수 있으며, 기지재로는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 열가소성 수지일 수 있다. 탄소섬유는 기계적 특성으로서 인장강도와 인장 탄성률이 큰 특징이 있으며, 열적 특성으로서, 내열성 및 내화성이 우수한 특징이 있다. 유리섬유는 기계적 특성으로서 인장강도와 인장 탄성률이 큰 특징이 있으며, 열적 특성으로서, 선 팽창률 계수가 작은 특징이 있다. 탄소섬유와 유리섬유 모두 전기 절연성이 우수한 특징이 있다.
커버(1400)는 일부가 샤프트(1100)와 마그넷(1200)에 접촉한 상태에서, 샤프트(1100)가 회전하면, 자연스럽게 마그넷(1200)을 감싸는 형태로 샤프트(1100)에 감길 수 있어, 공정이 단순하고 신속한 이점이 있다.
커버(1400)는 축방향을 기준으로 구획되는 제1 파트(1410)와, 제2 파트(1420)와, 제3 파트(1430)를 포함할 수 있다. 제2 파트(1420)는 제1 파트(1410)의 일측에서 연장된다. 제3 파트(1430)는 제1 파트(1410)의 타측에서 연장된다.
제1 파트(1410)는 마그넷(1200)을 덮는 부분이며, 제2 파트(1420)와 제3 파트(1430)는 샤프트(1100)에 접촉하는 부분이다.
도 20은 샤프트(1100)와 마그넷(1200)과 커버(1400)의 측단면도이다.
도 20을 참조하면, 마그넷(1200)의 내면은 샤프트(1100)의 외면과 접촉한다. 그리고 마그넷(1200)의 외면은 제1 파트(1410)의 내면(1401)과 접촉한다. 제2 파트(1420)의 내면(1402) 중 일부는 샤프트(1100)의 외면과 접촉하고 제2 파트(1420)의 내면(402) 중 나머지는 샤프트(1100)의 외면과 이격 배치된다. 샤프트(1100)의 외면과 마그넷(1200)의 일단면과 제2 파트(1420)의 내면(1402) 사이에 공간(S1)이 형성된다.
또한, 제3 파트(1430)의 내면(1403) 중 일부는 샤프트(1100)의 외면과 접촉하고 제3 파트(1430)의 내면(1403)의 나머지는 샤프트(1100)의 외면과 이격 배치된다. 샤프트(1100)의 외면과 마그넷(1200)의 타단면과 제3 파트(1430)의 내면(1403) 사이에 공간(S2)이 형성된다.
도 21은 샤프트(1100)와 마그넷(1200)과 커버(1400)의 평단면도이다.
도 21을 참조하면, 커버(1400)는 복수 개의 제1 영역(A1)을 포함할 수 있다. 복수 개의 제1 영역(A1)은 축중심에서 원주방향으로 간격을 두고 배치될 수 있다. 제1 영역(A1)에서, 샤프트(1100)의 외면에서 제1 영역(A1)까지의 반경방향 거리(R1)는, 샤프트(1100)의 외면에서 마그넷(1200)의 외면까지의 최단 반경방향 거리(R2)보다 작다. 샤프트(1100)의 외면에서 마그넷(1200)의 외면까지의 최단 반경방향 거리(R2)는 마그넷(1200)의 외면의 브레드(bread) 형상을 고려할 때, 원주방향으로 마그넷(1200)의 외면의 측단이 기준이 될 수 있다.
제1 영역(A1)은 원주방향을 기준으로 제1 단위 마그넷(200A)과 제2 단위 마그넷(200B) 사이에 배치된다. 또한, 제1 영역(A1)은 축방향을 따라 길게 배치된다.
이러한 제1 영역(A1)은 커버(1400)의 다른 영역과 육안으로 구분되기 때문에, 커버(1400)가 마그넷(1200)을 감싼 상태에서, 마그넷(1200)의 배치상태를 육안이나 영상으로 확인할 수 있다. 따라서, 작업자는 마그넷(1200)의 배치에 문제가 없는 지 용이하게 점검할 수 있다.
도 22는 커버(1400)의 제2 영역(A2)과 제3 영역(A3)을 도시한 샤프트(1100)와 마그넷(1200)의 평단면도이다.
도 22를 참조하면, 커버(1400)는 복층을 이루도록 샤프트(1100)에 감길 수 있다. 이하, 커버(1400)가 반경방향을 기준으로 복층을 이루는 영역을 제2 영역(A2)이라 하고, 축중심에 반경방향으로 일영역의 두께(t1)와 상이한 두께(t2)를 가지는 제3 영역(A3)이라 한다.
커버(1400)는 제2 영역(A2)에서, 제1 층(1400A)과 제1 층(1400A) 위에 적층되는 제2 층(1400B)을 포함할 수 있다. 도면에서 제1 층(1400A)과 제2 층(1400B)을 예시하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제3 층, 제4 층 등 더 많은 층으로 이루어질 수도 있다. 따라서, 제2 영역(A2)은 3층 이상을 이루는 영역일 수 있다.
도 22에서 제2 영역(A2)의 위치와 제3 영역(A3)의 위치가 동일하게 예시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제2 영역(A2)의 위치와 제3 영역(A3)의 위치는 상이할 수도 있다.
커버(1400)의 외면은 단차 영역(A4)을 포함할 수 있다.
도 23은 제2 영역(A2)에서 커버(1400)의 일측 에지(E1,E2)를 도시한 도면이다.
도 23을 참조하면, 제2 영역(A2)에서, 어느 한 층의 일측 에지(E2)는 다른 층의 일측 에지(E1)에 경사지게 배치될 수 있다. 아울러, 제2 영역(A2)에서, 어느 한 층의 타측 에지(E4)는 다른 층의 타측 에지(E3)에 경사지게 배치될 수 있다 이는 커버(1400)를 샤프트(1100)에 감은 다음 커버(1400)의 끝단을 마무리하여 접착시키는 과정 중에 자연스럽게 도출되는 특징일 수 있다..
도 24는 돌기를 포함하는 샤프트(1100)와 마그넷(1200)의 평단면도이다.
도 24를 참조하면, 샤프트(1100)는 마그넷(1200)과 접촉하는 복수의 돌기(1110)를 포함한다. 복수의 돌기(1110)는 샤프트(1100)의 외주면에 배치된다. 복수의 돌기(1110)는 샤프트(1100)의 원주 방향을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 그리고 복수의 돌기(1110)는 샤프트(1100)의 축 방향(X)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 이러한 돌기(1110)는 샤프트(1100)의 외주면에 배치되는 마그넷(1200)을 정렬하고 고정하는 역할을 한다. 돌기(1110)는 중공형 샤프트(1100)의 내측에서 이루어지는 엠보싱 가공을 통해 형성될 수 있다.
돌기(1110)는 커버(1400)가 마그넷(1200)을 감싸는 과정에서, 마그넷(1200)이 틀어지지 않도록 고정시키는 역할을 한다. 돌기(1110)는 커버(1400)와 이격되어 배치될 수 있다.

Claims (10)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터 내에 배치되는 샤프트;
    상기 샤프트의 외주면과 접촉하는 가이드부; 및
    상기 가이드부와 결합하는 마그넷을 포함하고,
    상기 가이드부는 상기 샤프트의 측면에 배치되는 제1 가이드와 상기 제1 가이드로부터 축방향으로 연장된 제2 가이드를 포함하는 모터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가이드는 상기 마그넷의 일면에 배치되고 상기 제2 가이드는 상기 마그넷의 측면에 배치되는 모터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 마그넷은 제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷을 포함하고,
    상기 제2 가이드는 상기 제1 단위 마그넷과 상기 제2 단위 마그넷 사이에 배치되는 모터.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 가이드의 길이는 상기 마그넷의 길이보다 짧은 모터.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 가이드는 상기 마그넷의 외측면의 일부와 접촉하는 연장부를 포함하는 모터.
  6. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터 내에 배치되는 샤프트;
    상기 샤프트의 외주면과 접촉하는 가이드부; 및
    상기 가이드부와 결합하는 마그넷을 포함하고,
    상기 가이드부는 상기 마그넷의 일측에 배치되는 제1 가이드와 상기 제1 가이드로부터 연장된 제2 가이드를 포함하고,
    상기 제2 가이드는 바디와 상기 바디로부터 연장된 연장부를 포함하고,
    상기 마그넷의 일부는 상기 연장부와 상기 샤프트 사이에 배치되는 모터.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 마그넷은 제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷을 포함하고,
    상기 바디는 상기 제1 단위 마그넷과 상기 제2 단위 마그넷 사이에 배치되는 모터.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 제1 단위 마그넷의 외측면의 일부와 접촉하는 제1 연장부와 상기 제2 단위 마그넷의 외측면 일부와 접촉하는 제2 연장부를 포함하는 모터.
  9. 제1 항 또는 제6 항에 있어서,
    상기 가이드부는 돌기를 포함하고,
    상기 샤프트는 홀을 포함하고,
    상기 가이드부의 돌기는 상기 샤프트의 홀에 삽입되는 모터.
  10. 제1 항 또는 제6 항에 있어서,
    상기 제1 가이드는 상기 샤프트의 외주 형상과 대응되는 형상을 갖는 모터.
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