WO2016186427A1 - 모터 및 그 제작방법 - Google Patents

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motor
end plates
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이장원
정창욱
황근배
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LG Electronics Inc
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    • 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
    • H02K7/04—Balancing means

Definitions

  • the present invention relates to a motor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a motor and a method of manufacturing the rotor case is provided on the magnet outer periphery.
  • the motor is a power machine that rotates in response to electric power and generates rotational force on its shaft, and there are a direct current, single phase alternating current, and three phase alternating current depending on the electric system supplied.
  • Blushless Direct Current Motor (Blushless Direct Current Motor) of the motor is a type of DC motor, the rotor is a motor that does not need a brush, including a magnet.
  • the BLD motor may include a motor housing, a stator disposed inside the motor housing, and a rotor located inside the stator.
  • the Bieldish motor is a motor with low noise and suitable for high speed rotation, and when applied to a cleaner, it can rotate an impeller that sucks air into the dust collector at high speed.
  • the Bieldish motor is high in efficiency while being able to rotate the impeller at high speed.
  • An object of the present invention is to provide a motor having a low failure rate while preventing the breakage of the magnet with a simple structure.
  • the present invention provides a shaft, a pair of end plates spaced apart from the shaft, a magnet disposed between the pair of end plates, an outer circumference of each of the pair of end plates, and an outer circumference of the magnet. And a rotor case surrounded by a synthetic resin material, wherein each of the pair of end plates includes a flange portion having one surface facing the magnet, a cylinder portion protruding from the flange portion in a direction opposite to the magnet, and the flange portion being It includes a tapered portion whose outer diameter decreases closer to the cylinder portion.
  • the flange part may further include a magnet contact part connected to the taper part, the magnet contacts, and is surrounded by the rotor case.
  • the rotor case may include a center case part surrounding the magnet contact part and the magnet, and an end case part surrounding the cylinder part and the taper part and thicker than the center case part.
  • the cylinder part and the end case part may have a cutting part formed therein.
  • the synthetic resin material may be carbon long fiber reinforced plastic.
  • the present invention provides an end plate forming step of forming a plurality of end plates of which a cylinder part protrudes from a flange portion, a first assembling step of assembling any one of a plurality of end plates with a shaft, and an end plate assembled to the shaft and the shaft.
  • a second assembling step of assembling a magnet a third assembling step of assembling another one of a plurality of end plates with the shaft, an end plate and a magnet assembled with the shaft into a mold, and an outer circumference of the end plate and the magnet
  • Injection molding step of molding a rotor case by injection molding the plastic on the outer periphery of the, wherein the end plate forming step is a process of forming a flange portion, the cylinder portion protruding from the flange portion, and the cylinder in the flange portion The closer to the part, the smaller the outer diameter Include.
  • the taper portion may be formed by cutting a portion closer to the cylinder portion of the flange portion.
  • the center case part surrounding the magnet and the end case part surrounding the cylinder part and the taper part may be molded together.
  • the injection molding step may mold the end case portion thicker than the center case portion.
  • the synthetic resin material may be carbon long fiber reinforced plastic.
  • the end plate, the magnet and the rotor case After removing the assembly of the shaft, the end plate, the magnet and the rotor case from the mold, it may further comprise a balancing adjustment step of cutting a portion of the cylinder portion and a portion of the end case portion together.
  • the present invention has the advantage that the rotor case can be evenly filled around the cylinder portion, minimizing the break of the magnet.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the inside of an embodiment of a motor according to the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line X-X shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a rotor assembly of an embodiment of a motor according to the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a rotor assembly of an embodiment of a motor according to the present invention
  • FIG. 5 is a flow chart showing an embodiment of the manufacturing method of the motor according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of a method of manufacturing a motor according to the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the inside of one embodiment of the motor according to the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view XX line shown in Figure 1
  • Figure 3 is a perspective view of a rotor assembly of an embodiment of the motor according to the present invention
  • Figure 4 Is an enlarged cross-sectional view of the rotor assembly of the motor embodiment according to the present invention.
  • the motor M of the present embodiment includes a shaft 2, a pair of end plates 4 and 6 spaced apart from the shaft 2, and a pair of The magnet case 8 disposed between the end plates 4 and 6 and the rotor case 10 which surrounds the outer circumference of each of the pair of end plates 4 and 6 and the outer circumference of the magnet 8 and is made of synthetic resin. ).
  • the shaft 2, the pair of end plates 4, 6, the magnet 8, and the rotor case 10 may constitute a rotor assembly R which is rotated together when the motor M is driven. have.
  • the motor M may be constituted by a Bieldich motor, in which case the shaft 2, the pair of end plates 4, 6, the magnet 8, and the rotor case 10 are Bieldich.
  • the rotor assembly R of the motor can be configured.
  • the motor M may include a motor housing H, a stator S, and a rotor assembly R.
  • the motor M may further include a bearing B installed in the motor housing H to rotatably support the rotor assembly R.
  • the motor M may be installed in the cleaner to rotate the fan F of the cleaner.
  • the motor M may constitute the fan motor assembly A together with the fan F.
  • the cleaner may include a collecting unit in which foreign matter in the air flowing by the fan motor assembly (A) is collected, and the collecting unit may include a dust collecting network or a cyclone dust collector installed before the fan motor assembly (A) in the air flow direction. Can be.
  • the fan F includes an impeller 12 and an impeller cover 14 surrounding the impeller 12 and having an air inlet 13 formed therein.
  • a plurality of blades may be curved in the circumferential direction, and when the impeller 12 is rotated, air may be sucked into the air inlet 13 and then discharged in the radial direction of the impeller 12.
  • the impeller 12 may be installed on the shaft 2, and may rotate together with the shaft 2 when the shaft 2 is driven by the driving of the motor M.
  • Impeller cover 14 may be coupled to the motor housing (H) of the motor (M).
  • the fan F may further include a diffuser 16 for pumping air exiting the outlet of the impeller 12 and a guide vane 18 for guiding the air pumped by the diffuser 16 into the motor. have.
  • the diffuser 16 may be located around the outside of the impeller 12, and air passing through the impeller 12 may be pumped by the diffuser 16 to convert velocity energy into pressure energy.
  • the guide vanes 18 may be located between the diffuser 16 and the motor M in the air flow direction.
  • the fan F may further include a disc body 19, and the guide vane 18 may be formed at an outer circumference of the disc body 19.
  • the disc body 19 may have a coupling part 20 coupled to at least one of the impeller cover 14 and the motor housing H.
  • the motor housing H may form an appearance of the motor M.
  • a space 22 may be formed in which the stator S and the rotor assembly R are accommodated.
  • the motor housing H may have a cross-sectional shape in a cup shape.
  • the motor housing H may have one surface facing the impeller cover 14 open.
  • the motor housing H may have an impeller cover coupling part 24 coupled to the impeller cover 14.
  • the motor housing H may have an opening 26 through which air blown from the fan 4 flows.
  • the motor housing H may include an air discharge port (not shown) for discharging air cooled in the motor M to the outside.
  • a coil 34 may be wound around the stator core 32.
  • the stator S may include a stator core 32 installed in the motor housing H, and a coil 34 wound around the state core 32.
  • the coil 34 may be wound with three phase coils.
  • the shaft 2 is connected to the central axis of rotation of the impeller 12 shown in FIG. 1, and is rotated together with the pair of end plates 4, 6, the magnet 8 and the rotor case 10 to impeller ( 12) can be rotated.
  • the shaft 2 has a first catching jaw 32 in which one of the pair of end plates 4 and 6 is engaged, and a second in which the other of the pair of end plates 4 and 6 is engaged. It may include a locking jaw (34).
  • the pair of end plates 4, 6 may comprise a cylinder 44 surrounding the shaft 2.
  • the pair of end plates 4 and 6 differ only in the direction in which the cylinder 44 faces, and can be configured in the same structure, and the same reference numerals for the detailed structure of each of the pair of end plates 4 and 6 Explain using
  • the pair of end plates 4 and 6 may be made of brass and may be brass end plates.
  • Each of the pair of end plates 4, 6 has a flange portion 42 with one surface 41 facing the magnet 8, and a cylinder projecting from the flange portion 42 in the opposite direction of the magnet 8. It may include a portion 44.
  • the flange portion 42 is surrounded by the rotor case 10.
  • the flange portion 42 has one surface 41 in contact with the magnet 8.
  • the cylinder portion 44 is formed on the other side of the flange portion 42.
  • the flange portion 42 is formed so that the outer diameter is changed, a detailed description thereof will be described later.
  • the cylinder portion 44 extends from the flange portion 42.
  • the cylinder portion 44 is in the form of a hollow cylinder having a constant outer diameter.
  • the cylinder portion 44 has an outer diameter surrounded by the rotor case 10.
  • the opposite side of the flange portion 42 in the cylinder portion 44 is not covered by the rotor case 10 and is exposed.
  • the pair of end plates 4 and 6 may be arranged such that when one of the cylinder portions 44 faces in the left direction of FIG. 4, the other one of the cylinder portions 44 faces in the right direction of FIG. 4. Can be.
  • the magnet 8 is formed in the form of a cylinder having a hollow through which the shaft 2 penetrates at the center thereof.
  • the magnet 8 is preferably in the form of a cylinder having a constant outer diameter. Both circular side surfaces of the magnet 8 are in contact with one surface 41 of the flange portion 42 of the end plates 4, 6, respectively.
  • the magnet 8 can be located between the pair of end plates 4, 6.
  • the flange portion 42 of any one of the pair of end plates 4 and 6 and the flange portion 42 of the other one of the pair of end plates 4 and 6 are in the axial direction of the magnet 8. Can be spaced apart from each other.
  • the flange part 42 is connected to the magnet part 48 and the magnet contact part 48 of the hollow cylindrical form with a constant outer diameter, and is connected between the magnet contact part 48 and the cylinder part 44, and the cylinder part 44 and the The closer the taper portion 46 is, the smaller the outer diameter is.
  • the magnet contact portion 48 is formed with one surface 41 in contact with one side of the magnet 8.
  • the magnet contact portion 48 has a hollow in which the shaft 2 penetrates in the center thereof.
  • the magnet contact portion 48 is surrounded by the rotor case 10.
  • the outer diameter of the magnet contact portion 48 is larger than the cylinder portion 44.
  • One surface of the magnet contact portion 49 is in contact with the magnet 8 and the other surface is connected to the taper portion 46.
  • the taper 46 is formed with taper that is inclined on both sides symmetrical with respect to the center.
  • the taper portion 46 has a constant outer diameter as it goes from the magnet contact portion 48 side to the cylinder portion 44 side.
  • the taper portion 46 has a hollow in which the shaft 2 penetrates at the center thereof.
  • the taper portion 46 is surrounded by the rotor case 10.
  • One surface of the taper portion 46 is connected to the magnet contact portion 48 and the other surface is connected to the cylinder portion 44.
  • the outer diameter of one surface of the tapered portion 46 is the same as the outer diameter of the magnet contact portion 48 and the outer diameter of the other surface is the same as the outer diameter of the cylinder portion 44.
  • the cylinder portion 44 protrudes from the portion of the tapered portion 46 having the smallest outer diameter.
  • the taper portion 46 is a molded portion to prevent an unfilled phenomenon that may occur during injection molding of the rotor case 10. If the taper portion 46 is not formed in the plate 42, and the plate 42 and the cylinder portion 44 are bent at right angles, the solidified layer area band due to the rapid temperature drop phenomenon generated during the filling process is caused. Sufficient injection pressure may not be transmitted around the cylinder portion 44, and an unfilled area may be generated at a portion close to the cylinder portion 44.
  • the plate 42 has a taper portion 46 whose outer diameter becomes smaller as the plate 42 is closer to the cylinder portion 44, the molten plastic smoothly passes over the taper portion 46, thereby providing sufficient injection pressure. It may be delivered, and may be smoothly filled around the cylinder 44.
  • the magnet 8 may be arranged to surround the outer circumference of the shaft 2 in a ring shape.
  • the magnet 8 may be arranged in plural around the shaft 2. 2 to 12 magnets 8 may be arranged around the shaft 2.
  • the rotor assembly R may have a split structure in which a plurality of magnets 8 divide and surround the shaft 2. When two magnets are arranged around the shaft 2, the motor 6 may include a first magnet surrounding a part of the outer circumference of the shaft 2, and a remainder not surrounded by the first magnet of the shaft 2. It may include an enclosing second magnet.
  • Each of the magnets 8 may be formed in a semicircle shape in which a semicircular groove is formed in a portion facing the shaft 2, and the plurality of magnets 8 may surround the outer circumference of the shaft 2 together.
  • Each of the magnets 8 may have an outer circumference 84 and an inner circumference 85 each having an arc shape. The magnet 8 may be bonded to the outer circumferential surface of the shaft 2.
  • the rotor case 10 may be protected and fixed while surrounding the pair of end plates 4, 6 and the magnet 8 together.
  • the rotor case 10 may form an appearance of the rotor assembly R.
  • the rotor case 10 includes a center case portion 102 surrounding the magnet contact portion 48 and the magnet 8, and end case portions 104 and 106 surrounding the cylinder portion 44 and the taper portion 46. It may include.
  • the center case part 102 is formed in a drum shape in which both the outer diameter and the inner diameter are constant.
  • the end case portions 104 and 106 are formed in a bowl shape in which both the outer diameter and the inner diameter decrease as the center case portion 102 decreases.
  • the end case portions 104 and 106 may be thicker than the center case portion 102.
  • the end case parts 104 and 106 may include a cylinder part case 108 surrounding the cylinder part 44 and a taper part case part 110 surrounding the taper part 46.
  • the tapered portion case 110 is connected to the center case 102 on one side and the cylinder case 108 on the other side.
  • the cylinder part 44 and the end case part 104 and 106 may be formed with cutting parts 45 and 107 in part.
  • the cutting parts 45 and 107 may be a recessed part formed to be recessed in a part of the rotor assembly R as a part removed for balancing the rotor assembly R.
  • the rotor assembly R may be formed by cutting the cutting parts 45 and 107 after the rotor case 10 is injection molded.
  • the cutting parts 45 and 107 are preferably formed at a position that minimizes the influence on the rigidity of the rotor assembly R during the high speed rotation, and the cylinder part 44 of the flange part 42 and the cylinder part 44. It is preferably formed in a portion of and a portion of the end case portion 104, 106.
  • the number of cutting parts 45 and 107 may be provided in the rotor assembly R, and may be formed in multiple numbers.
  • the rotor case 10 may be injection molded from a synthetic resin material.
  • the rotor case 10 is preferably made of a material capable of minimizing fracture of the magnet 8, and the synthetic resin material constituting the rotor case 10 may be carbon long fiber reinforced plastic (PA6 + CLFT20%).
  • FIG. 5 is a flow chart showing an embodiment of a manufacturing method of a motor according to the present invention
  • Figure 6 is a view showing an embodiment of a manufacturing method of a motor according to the present invention.
  • the manufacturing method of the motor may include a rotor assembly manufacturing process of manufacturing a rotor assembly R by integrating a pair of end plates 4, 6, a magnet 8, and a rotor case 10 on a shaft 2. Can be.
  • the manufacturing method of the motor may include an end plate forming step S1 of forming a plurality of end plates 4 and 6 having the cylinder portion 44 protruding from the flange portion 42.
  • End plate forming step (S1) is a process of forming the flange portion 42, the cylinder portion 44 protruding from the flange portion 42 (S11), and close to the cylinder portion 44 to the flange portion 42 It may include the step (S12) of forming the tapered portion 46 that the outer diameter is smaller as it increases.
  • the taper portion 46 may be formed by cutting a portion closer to the cylinder portion 44 of the flange portion 42.
  • the end plates 4, 6 may be located at both sides of the shaft 2, with the taper portion 46, as shown in FIG. 6A.
  • the manufacturing method of the motor includes a first assembly step S2 of assembling any one of the plurality of end plates 4 with the shaft 2, and FIG. 6C.
  • It may include a third assembly step (S4) for assembling the other one (6) of the plurality of end plates with the shaft (2).
  • the manufacturing method of the motor is to put the end plate (4) (6) and the magnet (8) assembled with the shaft (2) inside the mold (not shown), the outer circumference and the magnet (8) of the end plate (4) (6) Injection molding step (S5) of molding the rotor case 10 by injection molding the synthetic resin on the outer circumference of the.
  • the injection molding step S5 includes a center case portion 102 surrounding the magnet 8, and an end case surrounding the cylinder portion 44 and the taper portion 46, as shown in FIG. 6E.
  • the portions 104 and 106 can be molded together.
  • the end case 104 and 106 may be formed thicker than the center case 102.
  • the synthetic resin material used in the injection molding step S5 may be carbon long fiber reinforced plastic.
  • the manufacturing method of the motor is to remove the assembly of the shaft (2), the end plate (4) (6), the magnet (8) and the rotor case 10 from the mold, and then a part of the cylinder portion 44 and the end case portion 104 It may further comprise a balancing adjustment step (S6) for cutting a portion of the (106) together.
  • the present invention can be utilized for a motor that rotates at high speed.

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Abstract

본 발명은 샤프트와, 샤프트에 이격되게 배치된 한 쌍의 엔드 플레이트와, 한 쌍의 엔드 플레이트 사이에 배치된 마그네트와, 한 쌍의 엔드 플레이트 각각의 외둘레 및 마그네트의 외둘레를 둘러싸고 합성수지 재질인 로터 케이스를 포함하고, 한 쌍의 엔드 플레이트 각각은 일면이 상기 마그네트를 마주보는 플랜지부와, 플랜지부에서 마그네트의 반대방향으로 돌출된 실린더부를 포함하며, 플랜지부는 실린더부와 가까워질수록 외경이 작아지는 테이퍼부를 포함한다.

Description

모터 및 그 제작방법
본 발명은 모터 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 특히 로터 케이스가 마그네트 외둘레에 구비된 모터 및 그 제작방법에 관한 것이다.
모터는 전력을 받아 회전하고, 그 축에 회전력을 발생시키는 동력 기계로서, 공급되는 전기 방식에 따라 직류용, 단상 교류용, 3상 교류용 등이 있다.
모터 중 비엘디시 모터(Blushless Direct Current Motor)는 DC 모터의 한 종류로서, 회전자가 마그네트를 포함하여 브러시가 필요하지 않는 모터이다.
비엘디시 모터는 모터 하우징과, 모터 하우징에 내부에 배치된 스테이터와, 스테이터 내측에 위치하는 로터를 포함할 수 있다.
비엘디시 모터는 소음이 적고 고속 회전에 적합한 모터이고, 청소기 에 적용될 경우, 공기를 집진부로 흡인하는 임펠러를 고속으로 회전할 수 있다.
비엘디시 모터는 임펠러를 고속으로 회전할 수 있으면서 효율이 높은 것이 바람직하다.
본 발명은 마그네트의 파단을 간단한 구조로 방지할 수 있으면서 불량률이 낮은 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 샤프트와, 상기 샤프트에 이격되게 배치된 한 쌍의 엔드 플레이트와, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트 사이에 배치된 마그네트와, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트 각각의 외둘레 및 상기 마그네트의 외둘레를 둘러싸고 합성수지 재질인 로터 케이스를 포함하고, 상기 한 쌍의 엔드 플레이트 각각은 일면이 상기 마그네트를 마주보는 플랜지부와, 상기 플랜지부에서 상기 마그네트의 반대방향으로 돌출된 실린더부를 포함하며, 상기 플랜지부는 상기 실린더부와 가까워질수록 외경이 작아지는 테이퍼부를 포함한다.
상기 플랜지부는 상기 테이퍼부와 연결되고 상기 마그네트가 접촉되며 상기 로터 케이스에 의해 둘러싸이는 마그네트 접촉부를 더 포함할 수 있다.
상기 로터 케이스는 상기 마그네트 접촉부 및 마그네트를 둘러싸는 센터 케이스부와, 상기 실린더부 및 테이퍼부를 둘러싸고 상기 센터 케이스부 보다 두께가 두꺼운 엔드 케이스부를 포함할 수 있다.
상기 실린더부 및 엔드 케이스부는 일부에 절삭부가 형성될 수 있다.
상기 합성수지 재질은 탄소 장섬유 강화 플라스틱일 수 있다.
본 발명은 플랜지부에 실린더부가 돌출된 엔드 플레이트를 복수개 성형하는 엔드 플레이트 성형단계와, 복수개 엔드 플레이트 중 어느 하나를 샤프트와 조립하는 제1조립단계와, 상기 샤프트에 조립된 엔드 플레이트 및 상기 샤프트에 마그네트를 조립하는 제2조립단계와, 복수개 엔드 플레이트 중 다른 하나를 상기 샤프트와 조립하는 제3조립단계와, 상기 샤프트와 조립된 엔드 플레이트와 마그네트를 금형 내부에 넣고 엔드 플레이트의 외둘레 및 상기 마그네트의 외둘레에 플라스틱을 사출 성형하여 로터 케이스를 성형하는 사출 성형단계를 포함하고, 상기 엔드 플레이트 성형단계는 플랜지부와, 상기 플랜지부에서 돌출된 실린더부를 성형하는 과정과, 상기 플랜지부에 상기 실린더부와 가까워질수록 외경이 작아지는 테이퍼부를 성형하는 과정을 포함한다.
상기 엔드 플레이트 성형단계는 상기 플랜지부 중 상기 실린더부에 더 가까운 부분을 절삭 가공하여 상기 테이퍼부를 성형할 수 있다.
상기 사출 성형단계는 상기 마그네트를 둘러싸는 센터 케이스부와, 상기 실린더부 및 테이퍼부를 둘러싸는 엔드 케이스부를 함께 성형할 수 있다.
상기 사출 성형단계는 상기 센터 케이스부 보다 상기 엔드 케이스부를 더 두껍게 성형할 수 있다.
상기 합성수지 재질은 탄소 장섬유 강화 플라스틱일 수 있다.
상기 금형에서 상기 샤프트와 엔드 플레이트와 마그네트와 로터 케이스의 조립체를 꺼낸 후, 상기 실린더부의 일부 및 엔드 케이스부의 일부를 함께 절삭하는 밸런싱 조절 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 로터 케이스가 실린더부 주변에 고르게 충진될 수 있고, 마그네트의 파단을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 일실시예의 내부가 도시된 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 X-X 선 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 모터 일실시예의 로터 어셈블리의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 모터 일실시예의 로터 어셈블리의 확대 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 모터의 제작방법 일실시예가 도시된 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 모터의 제작방법 일실시예가 도시된 도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 일실시예의 내부가 도시된 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 X-X 선 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 모터 일실시예의 로터 어셈블리의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 모터 일실시예의 로터 어셈블리의 확대 단면도이다.
본 실시예의 모터(M)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 샤프트(2)와, 샤프트(2)에 이격되게 배치된 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6)와, 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6) 사이에 배치된 마그네트(8)와, 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6) 각각의 외둘레 및 마그네트(8)의 외둘레를 둘러싸고 합성수지 재질인 로터 케이스(10)를 포함한다.
샤프트(2)와, 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6)와, 마그네트(8)와, 로터 케이스(10)는 모터(M)의 구동시 함께 회전되는 로터 어셈블리(R)를 구성할 수 있다.
모터(M)는 비엘디시 모터로 구성될 수 있고, 이 경우, 샤프트(2)와, 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6)와, 마그네트(8)와, 로터 케이스(10)는 비엘디시 모터의 로터 어셈블리(R)를 구성할 수 있다. 모터(M)는 모터 하우징(H)과, 스테이터(S)와, 로터 에셈블리(R)를 포함할 수 있다. 모터(M)는 모터 하우징(H)에 설치되어 로터 어셈블리(R)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(B)을 더 포함할 수 있다.
모터(M)는 청소기에 설치되어, 청소기의 팬(F)을 회전시킬 수 있다. 모터(M)는 팬(F)과 함께 팬모터 어셈블리(A)를 구성할 수 있다. 청소기는 팬 모터 어셈블리(A)에 의해 유동된 공기 중의 이물질이 포집되는 포집부를 포함할 수 있고, 포집부는 공기 유동방향으로 팬모터 어셈블리(A) 이전에 설치된 집진망이나 사이클론 집진통 등을 포함할 수 있다.
팬(F)은 임펠러(12)와, 임펠러(12)를 둘러싸고 공기흡입구(13)가 형성된 임펠러 커버(14)를 포함한다.
임펠러(12)는 다수개의 블레이드가 원주 방향으로 만곡 형성될 수 있고, 임펠러(12)의 회전시, 공기는 공기흡입구(13)로 흡입된 후 임펠러(12)의 반경 방향으로 토출될 수 있다. 임펠러(12)는 샤프트(2)에 설치될 수 있고, 모터(M)의 구동에 의한 샤프트(2)의 회전시, 샤프트(2)와 함께 회전될 수 있다.
임펠러 커버(14)는 모터(M)의 모터 하우징(H)과 결합될 수 있다.
팬(F)은 임펠러(12)의 출구를 통해 나온 공기를 압송하는 디퓨져(16)와, 디퓨져(16)에 의해 압송된 공기를 모터의 내부로 안내하는 가이드 베인(18)을 더 포함할 수 있다.
디퓨져(16)는 임펠러(12)의 외측 둘레에 위치될 수 있고, 임펠러(12)를 통과한 공기는 디퓨져(16)에 의해 압송되면서 속도 에너지가 압력 에너지로 변환될 수 있다.
가이드 베인(18)은 공기 유동방향으로 디퓨져(16)와 모터(M) 사이에 위치될 수 있다. 팬(F)은 원판체(19)를 더 포함할 수 있고, 가이드 베인(18)은 원판체(19)의 외둘레에 형성될 수 있다. 원판체(19)는 임펠러 커버(14)와 모터 하우징(H) 중 적어도 하나에 결합되는 결합부(20)를 갖을 수 있다.
모터 하우징(H)은 모터(M)의 외관을 형성할 수 있다. 모터 하우징(H)의 내부에는 스테이터(S)와 로터 어셈블리(R)가 수용되는 공간(22)이 형성될 수 있다. 모터 하우징(H)은 단면 형상이 컵 형상으로 형성될 수 있다. 모터 하우징(H)은 임펠러 커버(14)를 마주보는 일면이 개방될 수 있다. 모터 하우징(H)은 임펠러 커버(14)와 결합되는 임펠러 커버 결합부(24)가 형성될 수 있다. 모터 하우징(H)은 팬(4)에서 송풍된 공기가 유입되는 개구부(26)가 형성될 수 있다. 모터 하우징(H)은 모터(M) 내부를 냉각시킨 공기를 외부로 토출하는 공기토출구(미도시)를 포함할 수 있다.
스테이터(S)는 스테이터 코어(32)에 코일(34)이 권선될 수 있다. 스테이터(S)는 모터 하우징(H)에 설치된 스테이터 코어(32)와, 스테이트 코어(32)에 권선된 코일(34)을 포함할 수 있다. 코일(34)은 3상의 코일이 권선될 수 있다.
이하, 로터 어셈블리에 대해 상세히 설명한다.
샤프트(2)는 도 1에 도시된 임펠러(12)의 회전 중심축에 연결되고, 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6), 마그네트(8) 및 로터 케이스(10)와 함께 회전되어 임펠러(12)를 회전시킬 수 있다. 샤프트(2)는 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6) 중 어느 하나가 걸림되는 제1걸림턱(32)와, 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6) 중 다른 하나가 걸림되는 제2걸림턱(34)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6)는 샤프트(2)는 둘러싸는 실린더(44)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6)는 실린더(44)가 향하는 방향만 상이하고, 동일 구조로 구성될 수 있고, 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6) 각각의 상세 구조에 대해서는 동일부호를 사용하여 설명한다. 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6)는 황동 재질로 구성될 수 있고, 황동 엔드 플레이트일 수 있다.
한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6) 각각은, 일면(41)이 마그네트(8)를 마주보는 플랜지부(42)와, 플랜지부(42)에서 마그네트(8)의 반대방향으로 돌출된 실린더부(44)를 포함할 수 있다.
플랜지부(42)는 로터 케이스(10)에 의하여 둘러싸인다. 플랜지부(42)는 일면(41)이 마그네트(8)와 접촉한다. 플랜지부(42)의 타측에는 실린더부(44)가 형성된다. 플랜지부(42)는 외경이 변화되도록 형성되며 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
실린더부(44)는 플랜지부(42)로부터 연장되어 형성된다. 실린더부(44)는 외경이 일정한 중공의 실린더 형태이다. 실린더부(44)는 외경이 로터 케이스(10)에 의하여 둘러싸인다. 실린더부(44)에서 플랜지부(42)의 반대측 면은 로터 케이스(10)에 의하여 덮여지지 않고, 노출된다.
한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6)는 둘 중 어느 하나의 실린더부(44)가 도 4의 좌측 방향으로 향할 때, 둘 중 다른 하나의 실린더부(44)가 도 4의 우측 방향으로 향할 수 있다.
마그네트(8)는 중심에 샤프트(2)가 관통하는 중공이 형성된 실린더 형태로 형성된다. 마그네트(8)는 외경이 일정한 실린더 형태인 것이 바람직하다. 마그네트(8)의 원형의 양 측면은 엔드 플레이트(4)(6)의 플랜지부(42)의 일면(41)과 각각 접촉된다. 마그네트(8)는 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6) 사이에 위치될 수 있다. 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6) 중 어느 하나의 플랜지부(42)와, 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6) 중 다른 하나의 플랜지부(42)는 마그네트(8)의 축방향으로 서로 이격될 수 있다.
플랜지부(42)는, 마그네트(8)와 접촉되며 외경이 일정한 중공의 실린더 형태의 마그네트 접촉부(48)와, 마그네트 접촉부(48)와 실린더부(44) 사이에 연결되어 실린더부(44)와 가까워질수록 외경이 작아지는 테이퍼부(46)를 포함한다.
마그네트 접촉부(48)는 마그네트(8)의 일측면과 접촉되는 일면(41)이 형성된다. 마그네트 접촉부(48)는 중심에 샤프트(2)가 관통하는 중공이 형성된다. 마그네트 접촉부(48)는 로터 케이스(10)에 의하여 둘러싸인다. 마그네트 접축부(48)의 외경은 실린더부(44)보다 크다. 마그네트 접촉부(49)의 일면은 마그네트(8)와 접촉되고 타면은 테이퍼부(46)와 연결된다.
테이퍼부(46)는 중심에 대하여 대칭한 양측면의 경사인 테이퍼가 형성된다. 테이퍼부(46)는 마그네트 접촉부(48) 측에서 실린더부(44) 측으로 갈수록 외경이 일정하게 작아진다. 테이퍼부(46)는 중심에 샤프트(2)가 관통하는 중공이 형성된다. 테이퍼부(46)는 로터 케이스(10)에 의하여 둘러싸인다.
테이퍼부(46)의 일면은 마그네트 접촉부(48)와 연결되고 타면은 실린더부(44)와 연결된다. 테이퍼부(46)의 일면의 외경은 마그네트 접촉부(48)의 외경과 동일하고 타면의 외경은 실린더부(44)의 외경과 동일하다. 실린더부(44)는 테이퍼부(46) 중 외경이 가장 작은 부분에서 돌출된다.
테이퍼부(46)는 로터 케이스(10)의 사출 성형시 발생될 수 있는 미충진 현상을 방지하기 위해 성형된 부분이다. 만약, 플레이트(42)에 테이퍼부(46)가 형성되지 않고, 플레이트(42)와 실린더부(44)가 직각으로 절곡될 경우 충진 진행시 발생되는 빠른 온도 저하 현상에 의한 고화층 영역대에 의해 실린더부(44) 주변에 충분한 사출 압력이 전달되지 못하고, 실린더부(44)와 근접한 부분에 미충진 영역이 발생될 수 있다.
한편, 본 발명과 같이, 플레이트(42)가 실린더부(44)와 가까울수록 외경이 작아지는 테이퍼부(46)를 갖는 경우, 용융 플라스틱이 테이퍼부(46)를 타고 부드럽게 넘어오면서 충분한 사출 압력이 전달될 수 있고, 실린더부(44) 주변에 원활하게 충진될 수 있다.
마그네트(8)는 샤프트(2) 외둘레를 링 형상으로 둘러싸게 배치될 수 있다. 마그네트(8)는 샤프트(2) 둘레에 복수개 배치될 수 있다. 샤프트(2) 주변에는 2개 내지 12개의 마그네트(8)가 배치될 수 있다. 로터 어셈블리(R)는 복수개의 마그네트(8)가 샤프트(2)를 분할하여 둘러싸는 분할식 구조로 이루어질 수 있다. 샤프트(2) 주변에 2개의 마그네트가 배치될 경우, 모터(6)는 샤프트(2)의 외둘레 일부를 둘러싸는 제1마그네트와, 샤프트(2) 중 제1마그네트에 의해 둘러싸이지 않는 나머지를 둘러싸는 제2마그네트를 포함할 수 있다. 마그네트(8) 각각은 샤프트(2)를 마주보는 부분에 반원형 홈이 형성된 반원 형상으로 형성될 수 있고, 복수개의 마그네트(8)는 함께 샤프트(2)의 외둘레를 둘러쌀 수 있다. 마그네트(8) 각각은 외둘레(84) 및 내둘레(85) 각각이 호 형상으로 형성될 수 있다. 마그네트(8)는 샤프트(2) 외둘레면에 본드 결합될 수 있다.
로터 케이스(10)는 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6)와 마그네트(8)를 함께 둘러싸면서 보호 및 고정할 수 있다. 로터 케이스(10)는 로터 어셈블리(R)의 외관을 형성할 수 있다.
로터 케이스(10)는 마그네트 접촉부(48) 및 마그네트(8)를 둘러싸는 센터 케이스부(102)와, 실린더부(44) 및 테이퍼부(46)를 둘러싸는 엔드 케이스부(104)(106)를 포함할 수 있다.
센터 케이스부(102)는 외경과 내경이 모두 일정한 드럼 형태로 형성된다. 엔드 케이스부(104)(106)는 외경과 내경이 모두 센터 케이스부(102)와 반대로 갈수록 줄어드는 사발 형태로 형성된다. 엔드 케이스부(104)(106)는 센터 케이스부(102) 보다 두께가 두꺼울 수 있다.
엔드 케이스부(104)(106)는 실린더부(44)를 둘러싸는 실린더부 케이스부(108)와, 테이퍼부(46)를 둘러싸는 테이퍼부 케이스부(110)를 포함할 수 있다. 테이퍼부 케이스(110)는 일측이 센터 케이스(102)와 연결되고 타측이 실린더부 케이스(108)와 연결된다.
실린더부(44) 및 엔드 케이스부(104)(106)는 일부에 절삭부(45)(107)가 형성될 수 있다. 여기서, 절삭부(45)(107)는 로터 어셈블리(R)의 밸런싱을 위해 제거되는 부분으로서, 로터 어셈블리(R)의 일부에 함몰되게 형성된 함몰부일 수 있다.
로터 어셈블리(R)는 로터 케이스(10)가 사출 성형 완료된 후, 절삭부(45)(107)가 절삭 가공에 의해 형성될 수 있다. 절삭부(45)(107)는 고속 회전시 로터 어셈블리(R)의 강성에 미치는 영향을 최소화하는 위치에 형성되는 것이 바람직하고, 플랜지부(42)와 실린더부(44) 중 실린더부(44)의 일부 및 엔드 케이스부(104)(106)의 일부에 형성되는 것이 바람직하다.
절삭부(45)(107)는 로터 어셈블리(R)에 단수개 형성되는 것도 가능하고, 복수개 형성되는 것도 가능하다.
로터 케이스(10)는 합성수지 재질로 사출 성형될 수 있다. 로터 케이스(10)는 마그네트(8)의 파단을 최소화할 수 있는 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 로터 케이스(10)를 구성하는 합성수지 재질은 탄소 장섬유 강화 플라스틱(PA6+CLFT20%)일 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 모터의 제작방법 일실시예가 도시된 순서도이고, 도 6은 본 발명에 따른 모터의 제작방법 일실시예가 도시된 도이다.
모터의 제작방법은 샤프트(2)에 한 쌍의 엔드 플레이트(4)(6)와 마그네트(8)와 로터 케이스(10)를 일체화하여 로터 어셈블리(R)를 제작하는 로터 어셈블리 제작공정을 포함할 수 있다.
모터의 제작방법은 플랜지부(42)에 실린더부(44)가 돌출된 엔드 플레이트(4)(6)를 복수개 성형하는 엔드 플레이트 성형단계(S1)를 포함할 수 있다.
엔드 플레이트 성형단계(S1)는 플랜지부(42)와, 플랜지부(42)에서 돌출된 실린더부(44)를 성형하는 과정(S11)과, 플랜지부(42)에 실린더부(44)와 가까워질수록 외경이 작아지는 테이퍼부(46)를 성형하는 과정(S12)을 포함할 수 있다. 엔드 플레이트 성형단계(S1)는 플랜지부(42) 중 실린더부(44)에 더 가까운 부분을 절삭 가공하여 테이퍼부(46)를 성형할 수 있다.
엔드 플레이트(4)(6)는 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 테이퍼부(46)를 갖는 상태에서, 샤프트(2)의 양 옆에 위치될 수 있다.
모터의 제작방법은 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 복수개 엔드 플레이트 중 어느 하나(4)를 샤프트(2)와 조립하는 제1조립단계(S2)와, 도 6의 (C)에 도시된 바와 같이, 샤프트(2)에 조립된 엔드 플레이트(4) 및 샤프트(4)에 마그네트(8)를 조립하는 제2조립단계(S3)와, 도 6의 (D)에 도시된 바와 같이, 복수개 엔드 플레이트 중 다른 하나(6)를 샤프트(2)와 조립하는 제3조립단계(S4)를 포함할 수 있다.
모터의 제작방법은 샤프트(2)와 조립된 엔드 플레이트(4)(6)와 마그네트(8)를 금형(미도시) 내부에 넣고 엔드 플레이트(4)(6)의 외둘레 및 마그네트(8)의 외둘레에 합성수지를 사출 성형하여 로터 케이스(10)를 성형하는 사출 성형단계(S5)를 포함한다.
사출 성형단계(S5)는 도 6의 (E)에 도시된 바와 같이, 마그네트(8)를 둘러싸는 센터 케이스부(102)와, 실린더부(44) 및 테이퍼부(46)를 둘러싸는 엔드 케이스부(104)(106)를 함께 성형할 수 있다. 사출 성형단계(S5)는 센터 케이스부(102) 보다 엔드 케이스부(104)(106)를 더 두껍게 성형할 수 있다. 사출 성형단계(S5)에서 사용되는 합성수지 재질은 탄소 장섬유 강화 플라스틱일 수 있다.
모터의 제작방법은 금형에서 샤프트(2)와 엔드 플레이트(4)(6)와 마그네트(8)와 로터 케이스(10)의 조립체를 꺼낸 후, 실린더부(44)의 일부 및 엔드 케이스부(104)(106)의 일부를 함께 절삭하는 밸런싱 조절 단계(S6)를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고 이 발명이 속하는 기술적 범주 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명은 고속으로 회전되는 모터에 활용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 상기 샤프트에 이격되게 배치된 한 쌍의 엔드 플레이트와;
    상기 한 쌍의 엔드 플레이트 사이에 배치된 마그네트와;
    상기 한 쌍의 엔드 플레이트 각각의 외둘레 및 상기 마그네트의 외둘레를 둘러싸고 합성수지 재질인 로터 케이스를 포함하고,
    상기 한 쌍의 엔드 플레이트 각각은
    일면이 상기 마그네트를 마주보는 플랜지부와;
    상기 플랜지부에서 상기 마그네트의 반대방향으로 돌출된 실린더부를 포함하며,
    상기 플랜지부는 상기 실린더부와 가까워질수록 외경이 작아지는 테이퍼부를 포함하는 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랜지부는 상기 테이퍼부와 연결되고 상기 마그네트가 접촉되며 상기 로터 케이스에 의해 둘러싸이는 마그네트 접촉부를 더 포함하는 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 로터 케이스는 상기 마그네트 접촉부 및 마그네트를 둘러싸는 센터 케이스부와;
    상기 실린더부 및 테이퍼부를 둘러싸고 상기 센터 케이스부 보다 두께가 두꺼운 엔드 케이스부를 포함하는 모터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실린더부 및 엔드 케이스부는 일부에 절삭부가 형성된 모터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성수지 재질은 탄소 장섬유 강화 플라스틱인 모터.
  6. 플랜지부에 실린더부가 돌출된 엔드 플레이트를 복수개 성형하는 엔드 플레이트 성형단계와;
    복수개 엔드 플레이트 중 어느 하나를 샤프트와 조립하는 제1조립단계와;
    상기 샤프트에 조립된 엔드 플레이트 및 상기 샤프트에 마그네트를 조립하는 제2조립단계와;
    복수개 엔드 플레이트 중 다른 하나를 상기 샤프트와 조립하는 제3조립단계와;
    상기 샤프트와 조립된 엔드 플레이트와 마그네트를 금형 내부에 넣고 엔드 플레이트의 외둘레 및 상기 마그네트의 외둘레에 플라스틱을 사출 성형하여 로터 케이스를 성형하는 사출 성형단계를 포함하고,
    상기 엔드 플레이트 성형단계는
    플랜지부와, 상기 플랜지부에서 돌출된 실린더부를 성형하는 과정과,
    상기 플랜지부에 상기 실린더부와 가까워질수록 외경이 작아지는 테이퍼부를 성형하는 과정을 포함하는 모터 제작방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 엔드 플레이트 성형단계는
    상기 플랜지부 중 상기 실린더부에 더 가까운 부분을 절삭 가공하여 상기 테이퍼부를 성형하는 모터 제작방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 사출 성형단계는
    상기 마그네트를 둘러싸는 센터 케이스부와, 상기 실린더부 및 테이퍼부를 둘러싸는 엔드 케이스부를 함께 성형하는 모터 제작방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 사출 성형단계는
    상기 센터 케이스부 보다 상기 엔드 케이스부를 더 두껍게 성형하는 모터 제작방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 합성수지 재질은 탄소 장섬유 강화 플라스틱인 모터 제작방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 실린더부의 일부 및 엔드 케이스부의 일부를 함께 절삭하는 밸런싱 조절 단계를 더 포함하는 모터 제작방법.
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