KR20170048015A

KR20170048015A - 로터 코어 조립체, 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터

Info

Publication number: KR20170048015A
Application number: KR1020150148853A
Authority: KR
Inventors: 박재현
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2017-05-08
Anticipated expiration: 2035-10-26
Also published as: KR102485022B1

Abstract

본 발명은 축방향으로 샤프트홀이 형성된 로터 코어;및 상기 로터 코어의 외주면을 둘러싸는 몸체면과, 상기 몸체면에서 연장되어 상기 로터 코어의 양 단면을 각각 둘러싸며 상기 샤프트홀과 대응되는 중심홀을 포함하는 덮개면과, 상기 중심홀에서 상기 축방향으로 연장 형성되는 압입면을 포함하는 캔부재를 포함하는 로터 코어 조립체를 제공하여, 접착제의 사용 없이 캔과 로터 코어를 기구적으로 결합시킬 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

로터 코어 조립체, 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터{Rotor core assembly, rotor assembly and motor having the same}

본 발명은 로터 코어 조립체, 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 로터 코어의 외주면에 마그넷이 부착되고, 마그넷과 로터 코어를 둘러싸는 캔부재를 포함하는 로터 코어 조립체, 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.

모터는 복수 개의 마그넷을 구비하는 로터와 스테이터에 권선된 코일에 의해 발생된 전자기력과의 상호작용으로 회전하면서 동력을 생성한다.

그에 따라, 모터는 회전 가능하게 형성되는 샤프트, 샤프트에 결합되는 로터, 및 하우징 내측에 고정되는 스테이터가 마련되는데, 상기 스테이터는 상기 로터의 둘레를 따라 간극을 두고 설치된다.

그리고, 스테이터에는 회전 자계를 형성하는 코일이 권선되어 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다. 따라서 로터가 회전하면 샤프트가 회전하게 된다.

로터에는 복수 개의 마그넷이 설치되는데, 마그넷 설치방법에 따라, 로터 코어의 내부에 마그넷이 삽입 결합되는 IPM로터와, 로터 코어의 표면에 마그넷이 부착되는 SPM(Surface Permanent Magnet) 로터로 나뉘어진다.

SPM 로터를 구비하는 모터의 경우, 구조적 특성상 마그넷 조립의 내구성 향상을 위해 여러 Protector 방식(Molding, Can, Tube 등)이 적용되고 있다.

그 중, 캔 타입은 가장 보편적으로 적용되는 방식으로, 로터의 외주면에 컵(Cup) 형상의 캔(Can)을 위아래로 결합하여 로터를 보호함과 아울러 마그넷의 이탈을 방지하는 역할을 하게 된다.

그러나, 캔의 내부로 로터를 조립하기 위해서는 캔의 내측에 접착제를 도포하여야 한다. 그러나 이러한 접착제 도포 공정은 로터를 조립하는 공정을 복잡하게 하는 문제점이 있다. 특히, 캔과 로터의 접착 부위에 균일하게 정량의 접착제를 도포하는 것이 매우 까다로운 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접착제의 사용 없이 캔과 로터 코어를 기구적으로 결합시킬 수 있는 로터 코어 조립체, 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 축방향으로 샤프트홀이 형성된 로터 코어 및 상기 로터 코어의 외주면을 둘러싸는 몸체면과, 상기 몸체면에서 연장되어 상기 로터 코어의 양 단면을 각각 둘러싸며 상기 샤프트홀과 대응되는 중심홀을 포함하는 덮개면과, 상기 중심홀에서 상기 축방향으로 연장 형성되는 압입면을 포함하는 캔부재를 포함하는 로터 코어 조립체를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 압입면은 상기 중심홀에서 외향하여 굽어 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 압입면은 원통형일 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터 코어는 상기 축방향으로 형성되는 홀을 포함하고, 상기 덮개면의 중심홀의 반경은 상기 로터 코어의 중심에서 상기 홀의 중심까지의 거리에서 상기 홀의 반경을 뺀 값보다 작게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 덮개면은 적어도 1단 이상으로 내향하여 굽어 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 캔부재는 상기 로터 코어의 상부를 덮는 제1 캔과 상기 로터 코어의 하부를 덮는 제2 캔을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터 코어의 외주면에는 마그넷이 부착되고, 상기 캔부재는 상기 로터 코어 및 상기 마그넷을 둘러싸도록 형성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 샤프트 및 축방향으로 형성되어 상기 샤프트가 압입되는 샤프트홀을 포함하는 로터 코어와, 상기 로터 코어의 외주면을 둘러싸는 몸체면과, 상기 몸체면에서 연장되어 상기 로터 코어의 양 단면을 각각 둘러싸며 상기 샤프트홀과 대응되는 중심홀을 포함하는 덮개면과 상기 중심홀에서 상기 축방향으로 연장 형성되어 상기 샤프트가 압입되는 압입면을 포함하는 캔부재를 포함하는 로터 코어 조립체를 포함하는 로터 조립체를 제공할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 발명은, 샤프트와, 축방향으로 형성되어 상기 샤프트가 압입되는 샤프트홀을 포함하는 로터 코어와, 상기 로터 코어의 외주면을 둘러싸는 몸체면과, 상기 몸체면에서 연장되어 상기 로터 코어의 양 단면을 각각 둘러싸며 상기 샤프트홀과 대응되는 중심홀을 포함하는 덮개면과 상기 중심홀에서 상기 축방향으로 연장 형성되어 상기 샤프트가 압입되는 압입면을 포함하는 캔부재를 포함하는 로터 코어 조립체를 포함하는 로터 조립체 및 상기 로터 조립체의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하는 모터를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 캔부재의 덮개면에서 연장되어 샤프트가 압입되는 압입면을 구비함으로써, 접착제의 사용 없이 캔과 로터 코어를 기구적으로 결합시킬 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도의 부품없이 캔부재의 덮개면에서 연장된 압입면을 사용하여 샤프트와 결합을 구현하기 때문에 로터 조립체의 구성을 간소화하고, 제조 비용을 줄일 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터 코어에서 중량을 줄이기 위해 형성된 홀을 캔부재의 덮개면이 덮도록 구성하여, 로터 코어의 홀에 의해 소음이 발생하는 것을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 로터 조립체를 도시한 도면,
도 3은 도 2에서 도시한 캔부재를 도시한 도면,
도 4는 샤프트의 위치에 대응한 압입면의 위치를 도시한 도면,
도 5는 로터 조립체의 단면도,
도 6은 캔부재의 덮개면의 범위를 도시한 도면,
도 7은 캡부재의 덮개면의 절곡부를 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터(1)는 로터 조립체(10)와, 스테이터(20)를 포함할 수 있다. 여기서, 로터 조립체(10)는 로터 코어 조립체(100)와 샤프트(200)를 포함할 수 있다. 그리고 로터 코어 조립체(100)는 로터 코어(110)와, 캔부재(120)를 포함할 수 있다.

로터 조립체(10)는 스테이터(20)의 내측에 배치된다. 로터 조립체(10)는 로터 코어(110)에 마그네트가 결합되어 구성될 수도 있다. 구체적으로, 로터 조립체(10)는 마그네트가 로터 코어의 외주면에 결합되는 타입으로 구성될 수 있다.

로터 조립체(10)의 상측에는 로터 코어의 위치 정보 획득을 위한 센싱 마그네트가 플레이트에 결합되어 설치되거나, 이와 유사한 로터 위치 감지수단이 설치될 수 있다.

스테이터(20)는 하우징에 결합되며, 스테이터(20)의 내측에는 로터 조립체(10)가 배치된다. 로터 코어 조립체(100)의 중앙부에는 샤프트(200)가 결합될 수 있다. 스테이터(20)에는 코일(21)이 감겨 자기극을 갖게 되며, 코일(21)의 권선에 의해 형성되는 자기장에 의해 로터 코어 조립체(100)가 회전하고 동시에 샤프트(200)가 회전하게 된다.

이러한 모터는 차량의 조향시스템 등에 적용되어 조향력을 보조하는 모터(예를 들어, EPS: Electronic Power Steering)일 수 있다.

한펀, 스테이터(20)는 복수의 스테이터 코어를 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 스테이터 코어는, 환형의 요크 부분과, 둘레 방향을 따라 배치되고 요크로부터 직경 방향 내측을 향해 등각도 간격으로 돌출되는 스테이터 티스의 부분을 포함하는 복수의 강판을 적층하여 구성될 수 있다. 회전 자계를 형성하는 코일(21)이 이러한 스테이터 티스에 감길 수 있다. 이때, 인슐레이터를 통해 코일(21)은 절연될 수 있다.

샤프트(200)의 양단은 베어링에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.

도 2는 도 1에서 도시한 로터 조립체를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 로터 조립체(10)는 로터 코어 조립체(100)와 샤프트(200)를 포함할 수 있다. 로터 코어 조립체(100)는 로터 코어(110)와, 캔부재(120)와 마그네트(130)를 포함할 수 있다.

로터 코어(110)의 중심에는 샤프트(200)가 결합되며, 로터 코어(110)의 외주면에는 마그네트(130)가 부착될 수 있다. 로터 코어(110)에는 축방향을 기준으로 홀(112)이 형성될 수 있다. 이 홀(112)은 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있는데, 로터 코어의 중량을 줄이기 위한 것이다.

캔부재(120)는 마그네트(130)가 부착된 로터 코어(110)를 덮어 마그네트(130)를 고정시키는 역할을 한다.

이러한 캔부재(120)는 제1 캔(120a)과 제2 캔(120b)을 포함할 수 있다. 제1 캔(120a)은 로터 코어(110)의 상부를 덮는 부재이며, 제2 캔(120b)은 로터 코어(110)의 하부를 덮는 부재이다.

제1 캔(120a)과 제2 캔(120b)은 어느 한 측이 개방된 원통형으로 이루어질 수 있으며, 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다. 제1 캔(120a)과 제2 캔(120b)은 동일한 구성인 바 이하. 캔부재(120)로 통칭하여 그 특징을 설명한다.

도 3은 도 2에서 도시한 캔부재를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 캔부재(120)는 몸체면(121)과, 덮개면(122)과, 압입면(123)을 포함할 수 있다. 몸체면(121)과, 덮개면(122)과, 압입면(123)은 그 형상 및 기능적 특성에 따라 구분되어 설명될 수 있을 뿐, 서로 연결된 하나의 수단임을 미리 언급하는 바이다.

몸체면(121)은 로터 코어(110)의 외주면을 둘러싸는 부분으로, 원통 형상을 갖는다.

덮개면(122)은 몸체면(121)의 상단 또는 하단에 형성되어 로터 코어(110)의 상단면 또는 하단면을 둘러 싸는 부분이다. 덮개면(122)의 중심에는 샤프트(200)가 삽입될 수 있도록 중심홀(122a)이 형성될 수 있다.

압입면(123)은 덮개면(122)의 중심홀(122a)에서 축방향으로 연장 형성되어 샤프트(200)가 압입되는 부분이다. 압입면(123) 또한 원통 형상을 갖는다. 압입면(123)이 원통 형상으로 실시되는 것은 샤프트(200)와 압입 면적을 높이기 위한 것이다. 도면에서는 압입면(123)을 원통 형상으로 도시하였으나. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 샤프트(200)와의 압입 면적이 충분히 확보되는 범위에서 다양한 형상으로 변경 실시 될 수 있다.

도 4는 샤프트의 위치에 대응한 압입면의 위치를 도시한 도면이고, 도 5는 로터 조립체의 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 압입면(123) 내부로 샤프트(200)가 압입되도록 캔부재(120)는 로터 코어(110)에 결합된다.

캔부재(120)의 몸체면(121)은 로터 코어(110)의 외주면을 둘러싸서 마그네트(130)를 고정시키는 역할을 한다. 그리고 캔부재(120)의 덮개면(122)은 로터 코어(110)의 상단부 또는 하단부를 둘러싸면서 로터 코어(110)의 홀 (112)을 덮게 된다. 그리고 캔부재(120)의 압입면(123)은 압입된 샤프트(200)와 접촉하여 캔부재(120)와 로터 코어(110)를 별도의 접착제 없이 기구적으로 결합시킨다.

샤프트(200)의 압입면적으로 결정하는 압입면(123)의 길이(H)는 로터 코어(110)의 직경, 샤프트(200)의 직경 및 캔부재(120)의 두께 및 소재 등을 고려하여 적절하게 설계 변경될 수 있다.

도 6은 캔부재의 덮개면의 범위를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 도 6의 C1은 로터 코어(110)의 축중심을 나타낸다. 덮개면(122)은 적어도 로터 코어(110)에 형성된 홀(112)을 덮도록 형성될 수 있다. 때문에 덮개면(122)의 중심홀(122a)의 내경은 (R4)은 도 4의 R1에서 도 4의 R2를 뺀 값보다 작게 형성될 수 있다. 여기서, 도 4의 R1은 로터 코어(110)의 중심(C1)에서 홀(112)의 중심(C2)까지 거리를 의미한다. 그리고 도 4의 R2는 홀(112)의 반경을 의미한다.

덮개면(122)의 중심홀(122a)의 내경(R4)의 최소값은 로터 코어(110)의 샤프트홀(111)의 반경보다 크게 형성될 수 있다.

캔부재(120)는 압입면(123)이 샤프트(200)와 결합함과 동시에 덮개면(122)이 로터 코어(110)의 홀(112)을 덮기 때문에, 홀(112)로 인하여 발생할 수 있는 소음을 방지하는 효과가 있다.

도 7은 캡부재의 덮개면의 절곡부를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 캔부재(120)의 덮개면(122)은 제1 절곡부(122a)와 제2 절곡부(122b)를 포함할 수 있다. 제1 절곡부(122a)는 캔부재(120)의 몸체면(122)에서 로터 코어(110)의 중심 방향으로 꺽여 형성될 수 있다. 특히, 제1 절곡부(122a)는 로터 코어(110)의 상단과 마그네트(130)의 상단과 이격 공간이 발생하도록 꺽여 형성될 수 있다. 이는 제2 절곡부(122b)를 통한 탄성 유발 공간을 확보하기 위함이다.

제2 절곡부(122b)는 제1 절곡부(122a)에서 축방향을 기준으로 내향하여 꺽여 형성될 수 있다. 이러한 제2 절곡부(122b)는 덮개면(122)이 로터 코어(110)의 상단과 마그네트(130)의 상단을 가압하여 누를 수 있는 탄성력을 부여한다.

이와 같은 제1 절곡부(122a)와 제2 절곡부(122b)를 포함하는 캔부재(120)의 구성은 샤프트(200)가 압입면(123)에 압입될 때, 캔부재(120)의 구조적 안전성을 확보하는 구성이다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 로터 코어 조립체, 로터 조립체 및 이를 포함하는 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 모터
10: 로터 조립체
20: 스테이터
21: 코일
100: 로터 코어 조립체
110: 로터 코어
112: 홀
120: 캔부재
120a: 제1 캔
120b: 제2 캔
121: 몸체면
122: 덮개면
123: 압입면
130: 마그네트
200: 샤프트

Claims

축방향으로 샤프트홀이 형성된 로터 코어;및
상기 로터 코어의 외주면을 둘러싸는 몸체면과, 상기 몸체면에서 연장되어 상기 로터 코어의 양 단면을 각각 둘러싸며 상기 샤프트홀과 대응되는 중심홀을 포함하는 덮개면과, 상기 중심홀에서 상기 축방향으로 연장 형성되는 압입면을 포함하는 캔부재
를 포함하는 로터 코어 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 압입면은 상기 중심홀에서 외향하여 굽어 형성되는 로터 코어 조립체.
제2 항에 있어서,
상기 압입면은 원통형인 로터 코어 조립체.
제3 항에 있어서,
상기 로터 코어는 상기 축방향으로 형성되는 홀을 포함하고,
상기 덮개면의 중심홀의 반경은 상기 로터 코어의 중심에서 상기 홀의 중심까지의 거리에서 상기 홀의 반경을 뺀 값보다 작게 형성되는 로터 코어 조립체.
제4 항에 있어서,
상기 덮개면은 적어도 1단 이상으로 내향하여 굽어 형성된 로터 코어 조립체.
제5 항에 있어서,
상기 캔부재는 상기 로터 코어의 상부를 덮는 제1 캔과 상기 로터 코어의 하부를 덮는 제2 캔을 포함하는 로터 코어 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 로터 코어의 외주면에는 마그넷이 부착되고, 상기 캔부재는 상기 로터 코어 및 상기 마그넷을 둘러싸는 로터 코어 조립체.
샤프트;및
축방향으로 형성되어 상기 샤프트가 압입되는 샤프트홀을 포함하는 로터 코어와, 상기 로터 코어의 외주면을 둘러싸는 몸체면과, 상기 몸체면에서 연장되어 상기 로터 코어의 양 단면을 각각 둘러싸며 상기 샤프트홀과 대응되는 중심홀을 포함하는 덮개면과 상기 중심홀에서 상기 축방향으로 연장 형성되어 상기 샤프트가 압입되는 압입면을 포함하는 캔부재를 포함하는 로터 코어 조립체
를 포함하는 로터 조립체.
샤프트;
축방향으로 형성되어 상기 샤프트가 압입되는 샤프트홀을 포함하는 로터 코어와, 상기 로터 코어의 외주면을 둘러싸는 몸체면과, 상기 몸체면에서 연장되어 상기 로터 코어의 양 단면을 각각 둘러싸며 상기 샤프트홀과 대응되는 중심홀을 포함하는 덮개면과 상기 중심홀에서 상기 축방향으로 연장 형성되어 상기 샤프트가 압입되는 압입면을 포함하는 캔부재를 포함하는 로터 코어 조립체를 포함하는 로터 조립체;및
상기 로터 조립체의 외측에 배치되는 스테이터
를 포함하는 모터.