WO2020242222A1 - 모터 - Google Patents

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WO2020242222A1
WO2020242222A1 PCT/KR2020/006922 KR2020006922W WO2020242222A1 WO 2020242222 A1 WO2020242222 A1 WO 2020242222A1 KR 2020006922 W KR2020006922 W KR 2020006922W WO 2020242222 A1 WO2020242222 A1 WO 2020242222A1
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shaft
magnet
disposed
protrusion
cover
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PCT/KR2020/006922
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English (en)
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조정우
김진호
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LG Innotek Co Ltd
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LG Innotek Co Ltd
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    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof

Definitions

  • the embodiment relates to a motor.
  • a motor is a device that converts electrical energy into mechanical energy to obtain rotational force, and is widely used in vehicles, home electronics, and industrial equipment.
  • the electronic power steering system in which the motor is used (hereinafter referred to as the Electronic Power Steering System, referred to as EPS) guarantees turning stability and provides rapid resilience by driving the motor in the Electronic Control Unit according to the driving conditions. 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 can be hollow.
  • the magnet may be attached to the outer peripheral surface of the shaft.
  • an adhesive is used to fix the magnet to the shaft.
  • an adhesive there is a problem that it takes a lot of time to cure.
  • the magnet is overmolded, a problem in which the magnet is twisted may occur, and it is difficult to confirm this.
  • overmolding since the thickness is thick, there is a difficult problem in securing the stator and the gap.
  • the embodiment is to solve the above problems, and an object thereof is to provide a motor capable of aligning and fixing magnets disposed on an outer peripheral surface of a hollow shaft.
  • An embodiment for achieving the above object includes a stator, a hollow shaft disposed inside the stator, and a magnet disposed on an outer circumferential surface of the shaft, wherein the shaft includes a plurality of protrusions in contact with the magnet,
  • the plurality of protrusions may provide a motor including a first surface protruding from an outer circumferential surface of the shaft and a second surface concavely disposed on an inner circumferential surface of the shaft.
  • the embodiment includes a stator, a hollow shaft disposed inside the stator, and a magnet disposed on an outer circumferential surface of the shaft, wherein the shaft includes a plurality of second holes penetrating inside and outside the shaft, It is possible to provide a motor including a plurality of protrusions each disposed in the plurality of second holes, at least a portion of which protrudes from the outer circumferential surface of the shaft to contact the magnet.
  • the plurality of protrusions are spaced apart along the circumferential direction of the shaft, and a circumferential distance between the plurality of protrusions may be greater than or equal to the width of the magnet.
  • the plurality of protrusions are spaced apart from each other in the axial direction of the shaft, and the axial separation distance of the protrusions may be less than or equal to the length of the magnet.
  • one of the plurality of protrusions is disposed along the axial direction of the shaft, and the axial length of the one protrusion may be greater than 1/2 of the length of the magnet.
  • each of the first surface and the second surface may include at least one plane.
  • the first surface may include a curved surface in contact with the magnet.
  • the height from the outer peripheral surface of the shaft to the outer end of the protrusion may be smaller than the height of the magnet based on the radial direction of the shaft.
  • the shaft includes first holes penetrating inside and outside, and the protrusion may extend from an edge of the first hole.
  • the cover disposed outside the magnet, and the cover may include a groove in which the protrusion is disposed.
  • a screw thread may be disposed in the side surface of the protrusion and the second hole.
  • a knurled structure may be disposed on the protrusion.
  • An embodiment for achieving the above object includes a stator, a shaft disposed inside the stator, a magnet coupled with the shaft, and a cover disposed outside the magnet, wherein the cover includes a first part, the It includes a second part extending from one side of the first part, the inner surface of the magnet is in contact with the outer surface of the shaft, the inner surface of the magnet is in contact with the outer surface of the shaft, and the outer surface of the magnet is the first part Is in contact with the inner surface of the second part, some of the inner surfaces of the second part are in contact with the outer surface of the shaft, and the rest are arranged spaced apart from the outer surface of the shaft, so that a space is disposed between the outer surface of the shaft and the inner surface of the second part It can provide a motor that can be used.
  • the cover includes a third part extending from the other side of the first part, and some of the inner surfaces of the third part are in contact with the outer surface of the shaft, and the rest are spaced apart from the outer surface of the shaft.
  • a space may be disposed between the outer surface of the shirt and the other end surface of the magnet.
  • the cover includes a plurality of first regions that are spaced apart in a circumferential direction from the center of the shaft, and the radial distance from the outer surface of the shaft to the first region is from the outer surface of the shaft to the magnet. It may be less than the shortest radial distance to the outer surface.
  • the magnet includes a first unit magnet and a second unit magnet, the first region is disposed between the first unit magnet and the second unit magnet, and the first region is along an axial direction. Can be placed.
  • the cover may include a second region forming a double layer in the radial direction at the center of the axis.
  • the cover in the second region, includes a first layer and a second layer stacked on the first layer, and one edge of the second layer is disposed obliquely to one edge of the first layer Motor.
  • the cover may include a third region having a different thickness in the radial direction at the axial center.
  • the outer surface of the cover may include a stepped area.
  • the cover may be a member in which the fiber is impregnated with epoxy.
  • the shaft includes a protrusion in contact with the magnet, and the protrusion may be disposed to be spaced apart from the cover.
  • the magnet when the magnet is wrapped with over-molding or can, it provides an advantageous effect of preventing the magnet from flowing.
  • the size of the first or protrusion can be reduced, and the number can be increased, so that the position of the magnet can be more precisely guided.
  • the first or protrusion can be easily formed through embossing or punching.
  • the position of the magnet can be confirmed from the outside of the cover, there is an advantage of being able to easily identify defects of the magnet.
  • FIG. 1 is a view showing a motor according to an embodiment
  • Figure 2 is a perspective view showing the shaft
  • 3 is a side cross-sectional view of the shaft showing the projection of the shaft
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view of a shaft showing a protrusion modification example
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view of the shaft showing another modified example of the protrusion
  • 6 and 7 are side cross-sectional views of the shaft showing another modified example of the protrusion
  • FIG. 8 is a perspective view showing a shaft in which a magnet is disposed on an outer circumferential surface
  • 11 is a front view of the shaft comparing the height of the protrusion and the height of the magnet
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view of the shaft shown in FIG. 12;
  • 15 is a view showing a projection disposed on the lower side of the magnet
  • 16 is a view showing projections respectively disposed on the upper and lower sides of the magnet
  • 17 is a view showing a shaft including a projection and a second hole
  • FIG. 18 is a perspective view of a shaft including a modification example of the protrusion
  • 19 is a side cross-sectional view of a shaft over-molded to have a cover disposed thereon.
  • 20 is a view showing a shaft in which a cover is disposed
  • 21 is a view showing a state surrounding a cover in a state in which the magnet is disposed on the outer peripheral surface of the shaft;
  • Figure 22 is a side cross-sectional view of the shaft, the magnet and the cover,
  • 24 is a plan cross-sectional view of a shaft and a magnet showing a second region and a third region of the cover;
  • 25 is a view showing one edge of a cover in a second area
  • 26 is a perspective view of a shaft including a projection
  • Fig. 27 is a plan cross-sectional view of a magnet and a shaft including projections.
  • the singular form may include the plural form unless specifically stated in the phrase, and when described as “at least one (or more than one) of A and (and) B and C”, it is combined with A, B, and C. It may contain one or more of all possible combinations.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention.
  • a component when a component is described as being'connected','coupled' or'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also the component and It may also include the case of being'connected','coupled' or'connected' due to another component between the other components.
  • top (top) or bottom (bottom) when it is described as being formed or disposed on the “top (top) or bottom (bottom)” of each component, the top (top) or bottom (bottom) is one as well as when the two components are in direct contact with each other. It also includes a case in which the above other component is formed or disposed between the two components.
  • upper (upper) or lower (lower) when expressed as "upper (upper) or lower (lower)", the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component may be included.
  • FIG. 1 is a view showing a motor according to an embodiment.
  • a motor may include a shaft 100, a magnet 200, a stator 300, a cover 400, a housing 500, and a bus bar 600.
  • inside means a direction arranged toward the shaft 100 based on the radial direction of the motor, and “outside” means a direction opposite to the inside.
  • 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 portions having different outer diameters are divided along the axial direction.
  • the magnet 200 is disposed on the outer peripheral surface of the shaft 100.
  • the magnet 200 rotates in conjunction with the rotation of the shaft 100.
  • 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 a thin steel sheet are stacked together, but is not limited thereto.
  • the stator core 310 may be formed as a single product.
  • the cover 400 fixes the magnet 200 to the shaft 100.
  • the cover 400 surrounds the magnet 200 and a partial region of the shaft 100.
  • the cover 400 is a mold member formed through over-molding. It may be a can member or an adhesive member surrounding 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, the stator 300, and the cover 400 inside.
  • 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 showing the shaft 100
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view of the shaft 100 showing the protrusion 110 of the shaft 100.
  • the shaft 100 is a hollow member and may be formed through press processing.
  • the shaft 100 includes a plurality of protrusions 110 in contact with the magnet 200.
  • the plurality of protrusions 110 are disposed on the outer peripheral surface of the shaft 100.
  • the plurality of protrusions 110 may be spaced apart from each other along the circumferential direction O of the shaft 100.
  • the plurality of protrusions 110 may be spaced apart from each other along the axial direction X of the shaft 100. This protrusion 110 serves to align and fix the magnet 200 disposed on the outer circumferential surface of the shaft 100.
  • the plurality of protrusions 110 includes a first surface 111 and a second surface 112.
  • the first surface 111 may protrude from the outer peripheral surface of the shaft 100.
  • the second surface 112 may be concavely disposed on the inner peripheral surface of the shaft 100.
  • the first surface 111 may include a first-first surface 111a and a first-second surface 111b.
  • the 1-1th surface 111a is a portion protruding from the outer peripheral surface of the shaft 100.
  • the 1-2nd surface 111b connects the outer circumferential surface of the shaft 100 and the 1-1th surface 111a.
  • the 1-1th surface 111a may include a flat surface, and the 1-2nd surface 111b may include a curved surface in contact with the magnet 200.
  • the curved surface of the 1-2nd surface 111b is in line contact with the side surface of the magnet 200 to induce the magnet 200 to be inserted more smoothly between the protrusion 110 and the protrusion 110.
  • a knurled structure to the 1-2th surface 111b, it is possible to increase the fixing force between the shaft and the magnet.
  • the second surface 112 may include a 2-1 surface 112a and a 2-2 surface 112b.
  • the 2-1 surface 112a is a portion formed to be concave than the inner peripheral surface of the shaft 100.
  • the 2-2 surface 112b connects the inner peripheral surface of the shaft 100 and the 2-1 surface 112a.
  • the 2-1 surface 112a may include a flat surface, and the 2-2 surface 112b may include a curved surface.
  • first and second surfaces 111 and 112 may be formed through embossing performed on the inside of the hollow shaft 100.
  • the distance t1 between the first surface 111 and the second surface 112 may be the same as the thickness t2 of the shaft 100 around the protrusion 110.
  • FIG 4 is a side cross-sectional view of the shaft 100 showing a modified example of the protrusion 110.
  • the 1-2nd surface 111b may be disposed to be inclined toward the 1-1th surface 111a.
  • the 2-2 surface 112b may be disposed to be inclined toward the 2-1 surface 112a.
  • the shape of the side cross section of the protrusion 110 may have an approximately trapezoidal shape.
  • the fixing force between the shaft and the magnet may be increased.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view of the shaft 100 showing another modified example of the protrusion 110.
  • a plurality of protrusions 110 may be disposed along the circumferential direction of the shaft 100, but one protrusion 110 may be disposed along the axial direction of the shaft 100.
  • One protrusion 110 may have a first-first surface 111a and a second-first surface 112a extending along an axial direction, respectively.
  • first and second surfaces 111 and 112 may be formed through a beading process performed on the inside of the hollow shaft 100.
  • 6 and 7 are side cross-sectional views of the shaft 100 showing another modified example of the protrusion 110.
  • the shaft 100 may include a first hole 113 penetrating the inner side and the outer side of the shaft 100.
  • the first hole 113 may be formed in a square shape.
  • the protrusion 110 may extend from the edge of the first hole 113.
  • the side surface of the protrusion 110 may include a plane 114 in contact with the magnet 200.
  • a plurality of such protrusions 110 may be disposed along the circumferential direction of the shaft 100.
  • a plurality of protrusions 110 may be disposed along the axial direction of the shaft 100.
  • the fixing force between the shaft 100 and the magnet 200 may be increased.
  • the first surface 111 of the protrusion 110 may be disposed to be inclined downward.
  • the second surface 112 of the protrusion 110 may also be disposed to be inclined downward.
  • the first surface 111 of the protrusion 110 may be disposed to be inclined upward.
  • the second surface 112 of the protrusion 110 may also be disposed to be inclined upward.
  • protrusions 110 having various shapes as described above are illustrated, the present invention is not limited thereto, and may be modified into the protrusions 110 having various shapes formed through an embossing process made inside the shaft 100.
  • protrusions 110 may be implemented in a small size, and the number of the protrusions 110 may be relatively increased compared to a general guide structure. Therefore, there is an advantage of being able to guide the position of the magnet 200 more precisely.
  • FIG 8 is a perspective view showing the shaft 100 in which the magnet 200 is disposed on the outer peripheral surface.
  • a plurality of magnets 200 are disposed on the outer peripheral surface of the shaft 100. Based on the circumferential direction of the shaft 100, the magnet 200 is disposed between the protrusion 110 and the protrusion 110. The side surface of the protrusion 110 is in contact with the side surface of the magnet 200.
  • FIG. 9 is a view showing the separation distance of the protrusion 110
  • FIG. 10 is a view showing the size of the magnet 200.
  • the circumferential separation distance W1 of the protrusion 110 may be greater than or equal to the width W2 of the magnet 200. This is for the magnet 200 to be positioned between the protrusion 110 and the protrusion 110 based on the circumferential direction of the shaft 100.
  • the axial separation distance L1 of the protrusion 110 may be less than or equal to the length L2 of the magnet 200. This is for guiding the magnet 200 by at least two protrusions 110 arranged in the same row in the axial direction.
  • the length L3 of the protrusion 110 is the length L2 of the magnet 200 Can be greater than 1/2 of This is the minimum length of the protrusion 110 that can be guided and fixed by the protrusion 110 without the magnet 200 being twisted.
  • 11 is a front view of the shaft 100 comparing the height of the protrusion 110 and the height of the magnet 200.
  • the height H1 from the outer circumferential surface of the shaft 100 to the outer end of the protrusion 110 may be smaller than the height H2 of the magnet 200.
  • the height H1 of the protrusion 110 may be based on the center of the width of the protrusion 110 in the circumferential direction of the shaft 100.
  • the height H2 of the magnet 200 may be based on the width center of the protrusion 110 based on the circumferential direction of the shaft 100. This takes into account the position of the cover 400 covering the magnet 200.
  • the protrusion 110 is illustrated, but in the case of the protrusion 120 of another type shown in FIGS. 17 to 19, the height from the outer peripheral surface of the shaft 100 to the outer end of the protrusion 120 is It may be smaller than the height (H2) of 200.
  • FIG. 12 is a view showing the shaft 100 on which the cover 400 is disposed by being over-molded
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view of the shaft 100 shown in FIG. 12.
  • the cover 400 may be a mold member formed by over-molding.
  • This cover 400 includes a groove 410 in which the protrusion 110 is disposed. By arranging the protrusion 110 in the groove 410, the coupling force between the cover 400 and the shaft 100 is increased, and the coupling force between the cover 400 and the magnet 200 is increased.
  • FIG 14 is a view showing the protrusions 110 disposed on the upper side and the left and right sides of the magnet 200.
  • the protrusion 110 includes a 1-1 protrusion 110A disposed on the side of the magnet 200 and a 1-2 protrusion 110B disposed on the upper side of the magnet 200.
  • the 1-2 protrusion 110B is disposed on the upper side of the magnet 200 and contacts the upper end of the magnet 200, thereby preventing the magnet 200 from being separated upward from the original position.
  • 15 is a view showing the protrusions 110 disposed on the lower side and the left and right sides of the magnet 200.
  • the protrusion 110 includes a 1-1 protrusion 110A disposed on the side of the magnet 200 and a 1-3 protrusion 110C disposed under the magnet 200.
  • the 1-3 protrusions 110C are disposed under the magnet 200 and contact the lower end of the magnet 200, thereby preventing the magnet 200 from being separated from the original position to the lower side.
  • 16 is a view showing the projections 110 disposed on the upper and lower sides of the magnet 200, respectively.
  • the protrusion 110 is a magnet together with the 1-1 protrusion 110A disposed on the side of the magnet 200 and the 1-2 protrusion 110B disposed on the upper side of the magnet 200. It may include the 1-3 protrusions (110C) disposed on the lower side of the 200.
  • the 1-2 protrusion 110B is in contact with the upper end of the magnet 200 to prevent the magnet 200 from escaping upward from the original position
  • the 1-3 protrusion 110C is the lower end of the magnet 200 By contacting with, it is possible to prevent the magnet 200 from being separated from the original position to the lower side.
  • the protrusion 120 of another shape shown in FIGS. 17 to 19 is also disposed on the upper side of the magnet 200 with the 1-1 protrusion disposed on the side of the magnet 200 It may include at least one of the 1-2 protrusions and the 1-3 protrusions 110C disposed under the magnet 200.
  • 17 is a diagram illustrating a shaft 100 including a protrusion 120 and a second hole 130.
  • the shaft 100 may include second holes 130 penetrating inside and outside the shaft 100.
  • the plurality of second holes 130 may be disposed along the circumferential direction of the shaft 100.
  • the plurality of second holes 130 may be disposed along the axial direction of the shaft 100.
  • the plurality of second holes 130 may be formed through punching.
  • the protrusions 120 may be respectively disposed in the plurality of second holes 130.
  • the protrusion 120 is disposed so that at least a portion of the protrusion 120 protrudes from the outer peripheral surface of the shaft 100 while being inserted into the second hole 130.
  • the protrusion 120 may be made of a plastic resin.
  • the protrusion 120 is in contact with the magnet 200.
  • a thread capable of increasing the coupling force between the protrusion 120 and the shaft 100 may be formed in a contact area between the side surface of the protrusion 120 and the shaft 100.
  • a knurling structure for increasing a fixing force between the magnet 200 and the shaft 100 may be applied to a portion of the side surface of the protrusion 120 that does not contact the shaft 100.
  • 18 is a perspective view of the shaft 100 including a modification example of the protrusion 120.
  • a plurality of second holes 130 may be disposed along the circumferential direction, but one long-hole type second hole 130 may be disposed along the axial direction of the shaft 100.
  • a plurality of protrusions 120 may be disposed along the circumferential direction, but one protrusion 120 may be disposed along the axial direction of the shaft 100.
  • a knurling structure for increasing a fixing force between the magnet 200 and the shaft 100 may be applied to a portion of the side surface of the protrusion 120 that does not contact the shaft 100.
  • the circumferential separation distance W3 of the protrusion 120 may be greater than or equal to the width W2 of the magnet 200. This is for the magnet 200 to be positioned between the protrusion 120 and the protrusion 120 based on the circumferential direction of the shaft 100.
  • the axial separation distance L4 of the protrusion 120 may be less than or equal to the length L2 of the magnet 200. This is for guiding the magnet 200 by at least two protrusions 120 arranged in the same row in the axial direction.
  • the length L5 of the protrusion 110 may be greater than 1/2 of the length L2 of the magnet 200. This is the minimum length of the protrusion 120 that can be guided and fixed by the protrusion 120 without the magnet 200 being twisted.
  • 19 is a side cross-sectional view of the shaft 100 on which the cover 400 is disposed by being over-molded.
  • the cover 400 includes a groove 420 in which the protrusion 120 is disposed. As the protrusion 120 is disposed in the groove 420, the coupling force between the cover 400 and the shaft 100 is increased, and the coupling force between the cover 400 and the magnet 200 is increased.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a shaft on which the cover 400 is disposed
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a state surrounding the cover 400 in a state in which the magnet 200 is disposed on the outer circumferential surface of the shaft 100 .
  • the cover 400 may be an adhesive member that wraps the magnet 200 and fixes it to the shaft 100.
  • the cover 400 may be a member in which a matrix is impregnated with reinforcing fibers.
  • the cover 400 is a member in a semi-cured state and serves as an adhesive sheet for fixing the magnet 200 to the shaft 100.
  • the reinforcing fiber may be mainly carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, and the like, and the matrix material may be epoxy resin, polyester resin, or thermoplastic resin.
  • Carbon fibers are characterized by high tensile strength and tensile modulus as a mechanical property, and excellent in heat resistance and fire resistance as a thermal property.
  • Glass fiber is characterized by 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 cover 400 may include a first part 410, a second part 420, and a third part 430 divided based on an axial direction.
  • the second part 420 extends from one side of the first part 410.
  • the third part 430 extends from the other side of the first part 410.
  • the first part 410 is a part covering the magnet 200, and the second part 420 and the third part 430 are parts in contact with the shaft 100.
  • 22 is a side cross-sectional view of the shaft 100, the magnet 200, and the cover 400.
  • the inner surface of the magnet 200 is in contact with the outer surface of the shaft 100. Further, the outer surface of the magnet 200 contacts the inner surface 401 of the first part 410. Some of the inner surface 402 of the second part 420 is in contact with the outer surface of the shaft 100, and the rest of the inner surface 402 of the second part 420 are spaced apart from the outer surface of the shaft 100. A space S1 is formed between the outer surface of the shaft 100 and one end surface of the magnet 200 and the inner surface 402 of the second part 420.
  • some of the inner surface 403 of the third part 430 is in contact with the outer surface of the shaft 100, and the rest of the inner surface 403 of the third part 430 is spaced apart from the outer surface of the shaft 100.
  • a space S2 is formed between the outer surface of the shaft 100 and the other end surface of the magnet 200 and the inner surface 403 of the third part 430.
  • 23 is a plan cross-sectional view of the shaft 100, the magnet 200, and the cover 400.
  • the cover 400 may include a plurality of first areas A1.
  • the plurality of first regions A1 may be disposed at intervals in the circumferential direction from the axis center.
  • the radial distance R1 from the outer surface of the shaft 100 to the first region A1 is the shortest radial distance from the outer surface of the shaft 100 to the outer surface of the magnet 200 Less than (R2).
  • the shortest radial distance (R2) from the outer surface of the shaft 100 to the outer surface of the magnet 200 is the side end of the outer surface of the magnet 200 in the circumferential direction when considering the bread shape of the outer surface of the magnet 200 This can be the criterion.
  • the first area A1 is disposed between the first unit magnet 200A and the second unit magnet 200B based on the circumferential direction.
  • the first region A1 is disposed elongated along the axial direction.
  • this first area A1 is separated by the naked eye from the other areas of the cover 400, the arrangement of the magnet 200 can be checked with the naked eye or an image while the cover 400 covers the magnet 200. have. Therefore, the operator can easily check whether there is no problem in the arrangement of the magnet 200.
  • 24 is a plan cross-sectional view of the shaft 100 and the magnet 200 showing the second area A2 and the third area A3 of the cover 400.
  • the cover 400 may be wound around the shaft 100 to form a double layer.
  • the area in which the cover 400 forms a double layer 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 axis center It is called (A3).
  • the cover 400 may include a first layer 400A and a second layer 400B stacked on the first layer 400A in the second region A2.
  • first layer 400A and the second layer 400B are illustrated in the drawings, the present invention is not limited thereto, and may be formed of more layers such as a third layer and a fourth layer. Accordingly, the second area A2 may be an area comprising three or more layers.
  • FIG. 24 the position of the second area A2 and the position of the third area A3 are illustrated identically, but the present invention is not limited thereto, and the position of the second area A2 and the position of the third area A3 The position of may be different.
  • the outer surface of the cover 400 may include a stepped area A4.
  • 25 is a diagram illustrating one side edges E1 and E2 of the cover 400 in the second area A2.
  • one edge E2 of one layer may be disposed to be inclined to one edge E1 of the other layer.
  • the other edge E4 of one layer may be obliquely disposed on the other edge E3 of the other layer.
  • FIG. 26 is a perspective view of a shaft including a protrusion
  • FIG. 27 is a plan cross-sectional view of the shaft 100 and the magnet 200 including the protrusion.
  • the shaft 100 includes a plurality of protrusions 110 in contact with the magnet 200.
  • the plurality of protrusions 110 are disposed on the outer peripheral surface of the shaft 100.
  • the plurality of protrusions 110 may be spaced apart from each other along the circumferential direction of the shaft 100.
  • the plurality of protrusions 110 may be spaced apart from each other along the axial direction X of the shaft 100.
  • This protrusion 110 serves to align and fix the magnet 200 disposed on the outer peripheral surface of the shaft 100.
  • the protrusion may be formed through an embossing process made on the inside of the hollow shaft 100.
  • the protrusion 110 serves to fix the magnet 200 so that it is not twisted while the cover 400 surrounds the magnet 200.
  • the protrusion 110 may be disposed to be spaced apart from the cover 400.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 스테이터; 상기 스테이터 내측에 배치되는 중공형 샤프트;및 상기 샤프트의 외주면에 배치되는 마그넷을 포함하고, 상기 샤프트는 상기 마그넷과 접촉하는 돌기를 포함하고, 상기 돌기는 상기 샤프트의 외주면에서 돌출된 제1 면과, 상기 샤프트의 내주면에서 오목하게 배치된 제2 면을 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 정렬 하기 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.
한편, 마그넷을 샤프트에 고정하기 위해 접착제를 사용한다. 접착제를 사용하는 경우, 경화에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 그리고, 마그넷을 오버 몰딩(overmolding)하는 경우, 마그넷이 틀어지는 문제가 발생할 수 있고, 이를 확인하기도 어려운 문제점이 있다. 또한, 오버 몰딩의 경우, 두께가 두껍기 때문에 스테이터와 갭을 확보하기 위한 어려운 문제점이 있다.
이에, 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중공형 샤프트의 외주면에 배치되는 마그넷을 정렬시키고 고정시킬 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 마그넷과 스테이터 사이의 갭을 줄일 수 있으며, 공정을 단순화할 수 있고, 마그넷의 위치를 확인할 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 스테이터와, 상기 스테이터 내측에 배치되는 중공형 샤프트 및 상기 샤프트의 외주면에 배치되는 마그넷을 포함하고, 상기 샤프트는 상기 마그넷과 접촉하는 복수 개의 돌기를 포함하고, 상기 복수 개의 돌기는 상기 샤프트의 외주면에서 돌출된 제1 면과, 상기 샤프트의 내주면에서 오목하게 배치된 제2 면을 포함하는 모터를 제공할 수 있다.
실시예는, 스테이터와, 상기 스테이터 내측에 배치되는 중공형 샤프트 및 상기 샤프트의 외주면에 배치되는 마그넷을 포함하고, 상기 샤프트는 상기 샤프트의 내측과 외측을 관통하는 복수 개의 제2 홀을 포함하고, 복수 개의 상기 제2 홀에 각각 배치되며, 적어도 일부가 상기 샤프트의 외주면보다 돌출되어 상기 마그넷과 접촉하는 복수 개의 돌기를 포함하는 모터를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수 개의 돌기는 상기 샤프트의 원주 방향을 따라 이격 배치되고, 상기 복수 개의 돌기 간의 원주 방향 이격 거리는 상기 마그넷의 폭보다 크거나 같을 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수 개의 돌기는 상기 샤프트의 축방향을 따라 이격 배치되고, 상기 돌기의 축방향 이격 거리는 상기 마그넷의 길이보다 작거나 같을 수 있다.
바람직하게는, 상기 샤프트의 축방향을 따라 상기 복수 개의 돌기 중 1개가 배치되고, 상기 1개의 돌기의 축방향 길이는 상기 마그넷의 길이의 1/2 보다 클 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 면 및 상기 제2 면은 각각 적어도 하나의 평면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 면은 상기 마그넷과 접촉하는 곡면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 샤프트의 반경 방향을 기준으로, 상기 샤프트의 외주면에서 상기 돌기의 외측단까지의 높이는, 상기 마그넷의 높이보다 작을 수 있다.
바람직하게는, 상기 샤프트는 내측과 외측을 관통하는 제1 홀을 포함하고, 상기 돌기는 상기 제1 홀의 테두리에서 연장될 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷의 외측에 배치되는 커버를 포함하고, 상기 커버는 상기 돌기가 배치되는 홈을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 돌기의 측면 및 상기 제2 홀에는 나사산이 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 돌기에는 널링 구조가 배치될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 스테이터와, 상기 스테이터 내측에 배치되는 샤프트와, 상기 샤프트와 결합하는 마그넷 및 상기 마그넷의 외측에 배치되는 커버를 포함하고, 상기 커버는 제1 파트와, 상기 제1 파트의 일측에서 연장되는 제2 파트를 포함하고, 상기 마그넷의 내면은 상기 샤프트의 외면과 접촉하고, 상기 마그넷의 내면은 상기 샤프트의 외면과 접촉하고, 상기 마그넷의 외면은 상기 제1 파트의 내면과 접촉하고, 상기 제2 파트의 내면 중 일부는 상기 샤프트의 외면과 접촉하고, 나머지는 상기 샤프트의 외면과 이격 배치되어, 상기 샤프트의 외면과 상기 제2 파트의 내면 사이에 공간이 배치되는 모터를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 커버는 상기 제1 파트의 타측에서 연장되는 제3 파트를 포함하고, 상기 제3 파트의 내면 중 일부는 상기 샤프트의 외면과 접촉하고, 나머지는 상기 샤프트의 외면과 이격 배치되어, 상기 샤트트의 외면과 상기 마그넷의 타단면 사이에 공간이 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 커버는 축중심에서 원주방향으로 간격을 두고 배치되는 복수 개의 제1 영역을 포함하고, 상기 샤프트의 외면에서 상기 제1 영역까지의 반경방향 거리는, 상기 샤프트의 외면에서 상기 마그넷의 외면까지의 최단 반경방향 거리보다 작을 수 있다.
바람직하게는, 상기 마그넷은 제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 제1 단위 마그넷과 상기 제2 단위 마그넷 사이에 배치되고, 상기 제1 영역은 축방향을 따라 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 커버는 축중심에 반경방향으로 복층을 이루는 제2 영역을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 커버는, 상기 제2 영역에서, 제1 층과 상기 제1 층 위에 적층되는 제2 층을 포함하고, 상기 제2 층의 일측 에지는 상기 제1 층의 일측 에지에 경사지게 배치되는 모터.
바람직하게는, 상기 커버는 축중심에 반경방향으로 두께가 상이한 제3 영역을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 커버의 외면은 단차 영역을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 커버는 섬유에 에폭시가 함침된 부재일 수 있다.
바람직하게는, 상기 샤프트는 상기 마그넷과 접촉하는 돌기를 포함하고, 상기 돌기는 상기 커버와 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 따르면, 중공형 샤프트의 외주면에 배치되는 마그넷을 용이하게정렬시키는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 오버 몰딩이나 캔으로 마그넷을 감쌀 때, 마그넷이 유동하는 것을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 제1 또는 돌기는 크기를 작게 구현할 수 있으며, 개수를 늘릴 수 있어, 마그넷의 위치를 보다 정밀하게 가이드할 수 있는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 엠보싱 또는 펀칭 가공을 통해 제1 또는 돌기를 용이하게 형성시킬 수 있는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 제1 또는 돌기의 측면에 형성된 널링 구조를 통해 공정 과정에서 마그넷의 이탈을 방지할 수 있는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 커버의 두께를 최소화하여, 마그넷과 스테이터 사이의 갭을 크게 줄임으로써, 모터의 성능을 향상시키는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 커버의 외측에서 마그넷의 위치를 확인할 수 있기 때문에, 마그넷의 불량을 용이하게 식별할 수 있는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 마그넷을 샤프트에 고정하는데 있어서, 접착제를 사용하지 않기 때문에 공정 시간을 줄이는 이점이 있다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 샤프트를 도시한 사시도,
도 3은 샤프트의 돌기를 도시한 샤프트의 측단면도,
도 4는 돌기 변형례를 도시한 샤프트의 측단면도,
도 5는 돌기의 또 다른 변형례를 도시한 샤프트의 측단면도,
도 6 및 도 7은 돌기의 또 다른 변형례를 도시한 샤프트의 측단면도,
도 8은 외주면에 마그넷이 배치된 샤프트를 도시한 사시도,
도 9는 제1 0돌기의 이격 거리를 도시한 도면,
도 10은 마그넷의 크기를 나타낸 도면,
도 11은 돌기의 높이와 마그넷의 높이를 비교한 샤프트의 정면도,
도 12는 오버 몰딩되어 커버가 배치된 샤프트를 도시한 도면,
도 13은 도 12에서 도시한 샤프트의 측단면도,
도 14는 마그넷의 상측에 배치되는 돌기를 도시한 도면,
도 15는 마그넷의 하측에 배치되는 돌기를 도시한 도면,
도 16은 마그넷의 상측 및 하측에 각각 배치되는 돌기를 도시한 도면,
도 17은 돌기와 제2 홀을 포함하는 샤프트를 도시한 도면,
도 18은 돌기의 변형례를 포함하는 샤프트의 사시도,
도 19는 오버 몰딩되어 커버가 배치된 샤프트의 측단면도이다.
도 20은 커버가 배치된 샤프트를 도시한 도면,
도 21은 마그넷이 샤프트의 외주면에 배치된 상태에서, 커버를 둘러싸는 상태를 도시한 도면,
도 22는 샤프트와 마그넷과 커버의 측단면도,
도 23은 샤프트와 마그넷과 커버의 평단면도,
도 24는 커버의 제2 영역과 제3 영역을 도시한 샤프트와 마그넷의 평단면도,
도 25는 제2 영역에서 커버의 일측 에지를 도시한 도면,
도 26은 돌기를 포함하는 샤프트의 사시도,
도 27은 돌기를 포함하는 샤프트와 마그넷의 평단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터는, 샤프트(100)와 마그넷(200)과 스테이터(300)와 커버(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.
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 배치된다. 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.
커버(400)는 마그넷(200)을 샤프트(100)에 고정시킨다. 커버(400)는 마그넷(200)과 샤프트(100)의 일부 영역을 감싼다. 커버(400)는 오버 몰딩을 통해 형성된 몰드 부재이거나. 마그넷(200)을 감싸는 캔 부재 혹은 접착 부재일 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)와 커버(400)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 샤프트(100)를 도시한 사시도이고, 도 3은 샤프트(100)의 돌기(110)를 도시한 샤프트(100)의 측단면도이다.
샤프트(100)는 중공형 부재이며 프레스 가공을 통해 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 샤프트(100)는 마그넷(200)과 접촉하는 복수의 돌기(110)를 포함한다. 복수의 돌기(110)는 샤프트(100)의 외주면에 배치된다. 복수의 돌기(110)는 샤프트(100)의 원주 방향(O)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 그리고 복수의 돌기(110)는 샤프트(100)의 축 방향(X)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 이러한 돌기(110)는 샤프트(100)의 외주면에 배치되는 마그넷(200)을 정렬하고 고정하는 역할을 한다.
복수의 돌기(110)는 제1 면(111)과 제2 면(112)을 포함한다. 제1 면(111)은 샤프트(100)의 외주면에서 돌출될 수 있다. 제2 면(112)은 샤프트(100)의 내주면에서 오목하게 배치될 수 있다.
제1 면(111)은 제1-1면(111a)과 제1-2면(111b)을 포함할 수 있다. 제1-1 면(111a)은 샤프트(100)의 외주면에서 돌출된 부분이다. 제1-2 면(111b)은 샤프트(100)의 외주면과 제1-1 면(111a)을 연결한다. 제1-1 면(111a)은 평면을 포함할 수 있으며, 제1-2 면(111b)은 마그넷(200)과 접촉하는 곡면을 포함할 수 있다. 제1-2 면(111b)의 곡면은 마그넷(200)의 측면과 선접촉하여, 돌기(110)와 돌기(110) 사이로 마그넷(200)이 보다 원활하게 삽입될 수 있도록 유도한다. 또한 제1-2 면(111b)에 널링 구조를 적용하여 샤프트와 마그넷 간의 고정력을 높일 수 있다.
제2 면(112)은 제2-1 면(112a)과 제2-2 면(112b)을 포함할 수 있다. 제2-1 면(112a)은 샤프트(100)의 내주면보다 오목하게 형성된 부분이다. 제2-2 면(112b)은 샤프트(100)의 내주면과 제2-1 면(112a)을 연결한다. 제2-1 면(112a)은 평면을 포함할 수 있으며, 제2-2 면(112b)은 곡면을 포함할 수 있다.
이러한 제1 면(111)과 제2 면(112)은 중공형 샤프트(100)의 내측에서 이루어지는 엠보싱 가공을 통해 형성될 수 있다. 제1 면(111)과 제2 면(112) 사이의 거리(t1)는 돌기(110) 주변 샤프트(100)의 두께(t2)와 동일할 수 있다.
도 4는 돌기(110)의 변형례를 도시한 샤프트(100)의 측단면도이다.
도 4를 참조하면, 돌기(110)의 변형례로서, 제1-2 면(111b)이 제1-1 면(111a)을 향하여 경사지게 배치될 수 있다. 그리고 제2-2 면(112b)이 제2-1 면(112a)을 향하여 경사지게 배치될 수 있다. 이러한 돌기(110)의 측단면 형상은 대략적으로 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 또한 제1-2 면(111b)에 널링 구조를 적용하여 샤프트와 마그넷 간의 고정력을 높일 수 있다.
도 5는 돌기(110)의 또 다른 변형례를 도시한 샤프트(100)의 측단면도이다.
도 5를 참조하면, 돌기(110)는 샤프트(100)의 원주 방향을 따라 복수 개가 배치될 수 있으나, 샤프트(100)의 축 방향을 따라 하나의 돌기(110)가 배치될 수 있다. 하나의 돌기(110)는 제1-1 면(111a)과 제2-1 면(112a)이 각각 축 방향을 따라 길게 배치될 수 있다. 또한 제1-2 면(111b)에 널링 구조를 적용하여 샤프트와 마그넷 간의 고정력을 높일 수 있다. 이러한 제1 면(111)과 제2 면(112)은 중공형 샤프트(100)의 내측에서 이루어지는 비딩 가공을 통해 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7은 돌기(110)의 또 다른 변형례를 도시한 샤프트(100)의 측단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 샤프트(100)는 샤프트(100)의 내측과 외측을 관통하는 제1 홀(113)을 포함할 수 있다. 제1 홀(113)은 사각형 모양으로 형성될 수 있다. 돌기(110)는 제1 홀(113)의 테두리에서 연장될 수 있다. 돌기(110)의 측면은 마그넷(200)과 접촉하는 평면(114)을 포함할 수 있다. 이러한 돌기(110)는 샤프트(100)의 원주 방향을 따라 복수 개가 배치될 수 있다. 또한, 돌기(110)는 샤프트(100)의 축 방향을 따라 복수 개가 배치될 수 있다. 또한 돌기의 측면 중 마그넷(200)과 접촉하는 평면(114)에 널링 구조를 적용하여 샤프트(100)와 마그넷(200) 간의 고정력을 높일 수 있다.
예를 들어, 도 6에서 도시한 바와 같이, 돌기(110)의 제1 면(111)은 하향하여 경사지게 배치될 수 있다. 그리고, 돌기(110)의 제2 면(112)도 하향하여 경사지게 배치될 수 있다.
또는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 돌기(110)의 제1 면(111)은 상향하여 경사지게 배치될 수 있다. 그리고, 돌기(110)의 제2 면(112)도 상향하여 경사지게 배치될 수 있다.
위와 같이 다양한 형상을 가진 돌기(110)를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 샤프트(100)의 내측에 이루어지는 엠보싱 가공을 통해 형성된 다양한 형상을 갖는 돌기(110)로 변형 실시될 수 있다.
이와 같은 돌기(110)를 통해, 샤프트(100)의 배치된 마그넷(200)을 가이드하고, 고정하는 것이 가능한다. 마그넷(200)이 샤프트(100)에 직접 가이드 되고 고정되기 때문에, 로터 코어가 생략될 수 있는 이점이 있다.
또한. 이러한 돌기(110)는 크기를 작게 구현할 수 있으며, 일반적인 가이드 구조보다 상대적으로 개수를 크게 늘릴 수 있다. 때문에 마그넷(200)의 위치를 보다 정밀하게 가이드할 수 있는 이점이 있다.
또한. 엠보싱 가공을 통해 돌기(110)를 용이하게 형성시킬 수 있는 이점이 있다.
도 8은 외주면에 마그넷(200)이 배치된 샤프트(100)를 도시한 사시도이다.
도 8을 참조하면, 샤프트(100)의 외주면에 복수의 마그넷(200)이 배치된다. 샤프트(100)의 원주 방향을 기준으로, 마그넷(200)은 돌기(110)와 돌기(110) 사이에 배치된다. 돌기(110)의 측면이 마그넷(200)의 측면과 접촉한다.
도 9는 돌기(110)의 이격 거리를 도시한 도면이고, 도 10은 마그넷(200)의 크기를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 돌기(110)의 원주 방향 이격 거리(W1)는 마그넷(200)의 폭(W2)보다 크거나 같을 수 있다. 이는 샤프트(100)의 원주 방향을 기준으로, 돌기(110)와 돌기(110) 사이에, 마그넷(200)이 위치하기 위한 것이다.
또한. 도 9 및 도 10을 참조하면, 돌기(110)의 축 방향 이격 거리(L1)는 마그넷(200)의 길이(L2)보다 작거나 같을 수 있다. 이는 축 방향으로 동일한 열에 배치된 적어도 2개의 돌기(110)가 마그넷(200)을 가이드하기 위한 것이다.
한편, 도 5에서 도시한 바와 같이, 샤프트(100)의 축 방향을 따라 하나의 돌기(110)가 배치되는 경우, 해당 돌기(110)의 길이(L3)는 마그넷(200)의 길이(L2)의 1/2 보다 클 수 있다. 이는 마그넷(200)이 틀어지지 않고, 돌기(110)에 의해 가이드되고 고정될 수 있는 돌기(110)의 최소한의 길이이다.
도 11은 돌기(110)의 높이와 마그넷(200)의 높이를 비교한 샤프트(100)의 정면도이다.
도 11을 참조하면, 샤프트(100)의 반경 방향을 기준으로, 샤프트(100)의 외주면에서 돌기(110)의 외측단까지의 높이(H1)는 마그넷(200)의 높이(H2)보다 작을 수 있다. 돌기(110)의 높이(H1)는 샤프트(100)의 원주 방향을 기준으로 돌기(110)의 폭 중심을 기준으로 할 수 있다. 그리고 마그넷(200)의 높이(H2)는 샤프트(100)의 원주 방향을 기준으로 돌기(110)의 폭 중심을 기준으로 할 수 있다. 이는 마그넷(200)을 덮는 커버(400)의 위치를 고려한 것이다. 도 11에서, 돌기(110)를 예시하였으나, 도 17 내지 도 19에서 도시한 다른 형태의 돌기(120)의 경우에도, 샤프트(100)의 외주면에서 돌기(120)의 외측단까지의 높이가 마그넷(200)의 높이(H2)보다 작을 수 있다.
도 12는 오버 몰딩되어 커버(400)가 배치된 샤프트(100)를 도시한 도면이고, 도 13은 도 12에서 도시한 샤프트(100)의 측단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 커버(400)는 오버 몰딩에 의해 형성된 몰드부재일 수 있다. 이러한 커버(400)는 돌기(110)가 배치되는 홈(410)을 포함한다. 홈(410)에 돌기(110)가 배치됨으로써, 커버(400)와 샤프트(100)의 결합력을 높이고, 아울러 커버(400)와 마그넷(200)의 결합력을 높인다.
도 14는 마그넷(200)의 상측과 좌우측에 배치되는 돌기(110)를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 돌기(110)는 마그넷(200)의 측면에 배치되는 제1-1 돌기(110A)와, 마그넷(200)의 상측에 배치되는 제1-2 돌기(110B)를 포함할 수 있다. 제1-2 돌기(110B)는 마그넷(200)의 상측에 배치되어 마그넷(200)의 상단과 접촉함으로써, 마그넷(200)이 정위치에서 상측으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
도 15는 마그넷(200)의 하측과 좌우측에 배치되는 돌기(110)를 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 돌기(110)는 마그넷(200)의 측면에 배치되는 제1-1 돌기(110A)와, 마그넷(200)의 하측에 배치되는 제1-3 돌기(110C)를 포함할 수 있다. 제1-3 돌기(110C)는 마그넷(200)의 하측에 배치되어 마그넷(200)의 하단과 접촉함으로써, 마그넷(200)이 정위치에서 하측으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
도 16은 마그넷(200)의 상측 및 하측에 각각 배치되는 돌기(110)를 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 돌기(110)는 마그넷(200)의 측면에 배치되는 제1-1 돌기(110A)와, 마그넷(200)의 상측에 배치되는 제1-2 돌기(110B)와 더불어 마그넷(200)의 하측에 배치되는 제1-3 돌기(110C)를 포함할 수 있다. 제1-2 돌기(110B)는 마그넷(200)의 상단과 접촉함으로써, 마그넷(200)이 정위치에서 상측으로 이탈하는 것을 방지하고, 제1-3 돌기(110C)는 마그넷(200)의 하단과 접촉함으로써, 마그넷(200)이 정위치에서 하측으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 돌기(110)를 예시하였으나, 도 17 내지 도 19에서 도시한 다른 형태의 돌기(120)도 마그넷(200)의 측면에 배치되는 제1-1 돌기와, 마그넷(200)의 상측에 배치되는 제1-2 돌기 및 마그넷(200)의 하측에 배치되는 제1-3 돌기(110C)중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 17은 돌기(120)와 제2 홀(130)을 포함하는 샤프트(100)를 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 샤프트(100)는 샤프트(100)의 내측과 외측을 관통하는 제2 홀(130)을 포함할 수 있다. 복수 개의 제2 홀(130)은 샤프트(100)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있다. 또한, 복수 개의 제2 홀(130)은 샤프트(100)의 축 방향을 따라 배치될 수 있다. 복수 개의 제2 홀(130)은 펀칭 가공을 통해 형성될 수 있다.
돌기(120)는 복수 개의 제2 홀(130)에 각각 배치될 수 있다. 돌기(120)는 제2 홀(130)에 삽입된 상태에서, 샤프트(100)의 외주면에서 적어도 일부가 돌출되도록 배치된다. 돌기(120)는 플라스틱 수지로 이루어질 수 있다. 돌기(120)는 마그넷(200)과 접촉한다. 돌기(120)의 측면과 샤프트(100) 간 접촉 면적에 돌기(120)와 샤프트(100) 간의 결합력을 높일 수 있는 나사산이 형성될 수 있다. 돌기(120)의 측면 중 샤프트(100)와 접촉하지 않은 부분에는 마그넷(200)과 샤프트(100) 간의 고정력을 높이기 위한 널링 구조가 적용될 수 있다.
도 18은 돌기(120)의 변형례를 포함하는 샤프트(100)의 사시도이다.
도 18을 참조하면, 제2 홀(130)은 원주 방향을 따라 복수 개가 배치될 수 있으나, 샤프트(100)의 축 방향을 따라 장공형의 하나의 제2 홀(130)이 배치될 수 있다. 그리고 이에 대응하여 돌기(120)도 원주 방향을 따라 복수 개가 배치될 수 있으나, 샤프트(100)의 축 방향을 따라 하나의 돌기(120)가 배치될 수 있다. 돌기(120)의 측면 중 샤프트(100)와 접촉하지 않은 부분에는 마그넷(200)과 샤프트(100) 간의 고정력을 높이기 위한 널링 구조가 적용될 수 있다.
도 17을 참조하면, 돌기(120)의 원주 방향 이격 거리(W3)는 마그넷(200)의 폭(W2)보다 크거나 같을 수 있다. 이는 샤프트(100)의 원주 방향을 기준으로, 돌기(120)와 돌기(120) 사이에, 마그넷(200)이 위치하기 위한 것이다.
또한. 돌기(120)의 축 방향 이격 거리(L4)는 마그넷(200)의 길이(L2)보다 작거나 같을 수 있다. 이는 축 방향으로 동일한 열에 배치된 적어도 2개의 돌기(120)가 마그넷(200)을 가이드하기 위한 것이다.
도 18을 참조하면, 축방향을 따라 하나의 돌기(120)가 배치된 경우, 돌기(110)의 길이(L5)는 마그넷(200)의 길이(L2)의 1/2 보다 클 수 있다. 이는 마그넷(200)이 틀어지지 않고, 돌기(120)에 의해 가이드되고 고정될 수 있는 돌기(120)의 최소한의 길이이다.
도 19는 오버 몰딩되어 커버(400)가 배치된 샤프트(100)의 측단면도이다.
도 19를 참조하면, 커버(400)는 돌기(120)가 배치되는 홈(420)을 포함한다. 홈(420)에 돌기(120)가 배치됨으로써, 커버(400)와 샤프트(100)의 결합력을 높이고, 아울러 커버(400)와 마그넷(200)의 결합력을 높인다.
도 20은 커버(400)가 배치된 샤프트를 도시한 도면이고, 도 21은 마그넷(200)이 샤프트(100)의 외주면에 배치된 상태에서, 커버(400)를 둘러싸는 상태를 도시한 도면이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 커버(400)는 마그넷(200)을 감싸 샤프트(100)에 고정하는 접착부재일 수 있다. 예를 들어, 커버(400)는 강화 섬유에 기지재(matrix)가 함침된 부재일 수 있다.
이러한 커버(400)는 반경화 상태의 부재로, 마그넷(200)을 샤프트(100)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(400)는 일부가 샤프트(100)와 마그넷(200)에 접촉한 상태에서, 샤프트(100)가 회전하면, 자연스럽게 마그넷(200)을 감싸는 형태로 샤프트(100)에 감길 수 있어, 공정이 단순하고 신속한 이점이 있다.
커버(400)는 축방향을 기준으로 구획되는 제1 파트(410)와, 제2 파트(420)와, 제3 파트(430)를 포함할 수 있다. 제2 파트(420)는 제1 파트(410)의 일측에서 연장된다. 제3 파트(430)는 제1 파트(410)의 타측에서 연장된다.
제1 파트(410)는 마그넷(200)을 덮는 부분이며, 제2 파트(420)와 제3 파트(430)는 샤프트(100)에 접촉하는 부분이다.
도 22는 샤프트(100)와 마그넷(200)과 커버(400)의 측단면도이다.
도 22를 참조하면, 마그넷(200)의 내면은 샤프트(100)의 외면과 접촉한다. 그리고 마그넷(200)의 외면은 제1 파트(410)의 내면(401)과 접촉한다. 제2 파트(420)의 내면(402) 중 일부는 샤프트(100)의 외면과 접촉하고 제2 파트(420)의 내면(402) 중 나머지는 샤프트(100)의 외면과 이격 배치된다. 샤프트(100)의 외면과 마그넷(200)의 일단면과 제2 파트(420)의 내면(402) 사이에 공간(S1)이 형성된다.
또한, 제3 파트(430)의 내면(403) 중 일부는 샤프트(100)의 외면과 접촉하고 제3 파트(430)의 내면(403)의 나머지는 샤프트(100)의 외면과 이격 배치된다. 샤프트(100)의 외면과 마그넷(200)의 타단면과 제3 파트(430)의 내면(403) 사이에 공간(S2)이 형성된다.
도 23은 샤프트(100)와 마그넷(200)과 커버(400)의 평단면도이다.
도 23을 참조하면, 커버(400)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(100)의 외면에서 제1 영역(A1)까지의 반경방향 거리(R1)는, 샤프트(100)의 외면에서 마그넷(200)의 외면까지의 최단 반경방향 거리(R2)보다 작다. 샤프트(100)의 외면에서 마그넷(200)의 외면까지의 최단 반경방향 거리(R2)는 마그넷(200)의 외면의 브레드(bread) 형상을 고려할 때, 원주방향으로 마그넷(200)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(400)의 다른 영역과 육안으로 구분되기 때문에, 커버(400)가 마그넷(200)을 감싼 상태에서, 마그넷(200)의 배치상태를 육안이나 영상으로 확인할 수 있다. 따라서, 작업자는 마그넷(200)의 배치에 문제가 없는 지 용이하게 점검할 수 있다.
도 24는 커버(400)의 제2 영역(A2)과 제3 영역(A3)을 도시한 샤프트(100)와 마그넷(200)의 평단면도이다.
도 24를 참조하면, 커버(400)는 복층을 이루도록 샤프트(100)에 감길 수 있다. 이하, 커버(400)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(400)는 제2 영역(A2)에서, 제1 층(400A)과 제1 층(400A) 위에 적층되는 제2 층(400B)을 포함할 수 있다. 도면에서 제1 층(400A)과 제2 층(400B)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 24에서 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(400)의 외면은 단차 영역(A4)을 포함할 수 있다.
도 25는 제2 영역(A2)에서 커버(400)의 일측 에지(E1,E2)를 도시한 도면이다.
도 25를 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(400)를 샤프트(100)에 감은 다음 커버(400)의 끝단을 마무리하여 접착시키는 과정 중에 자연스럽게 도출되는 특징일 수 있다.
도 26은 돌기를 포함하는 샤프트의 사시도이고, 도 27은 돌기를 포함하는 샤프트(100)와 마그넷(200)의 평단면도이다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 샤프트(100)는 마그넷(200)과 접촉하는 복수의 돌기(110)를 포함한다. 복수의 돌기(110)는 샤프트(100)의 외주면에 배치된다. 복수의 돌기(110)는 샤프트(100)의 원주 방향을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 그리고 복수의 돌기(110)는 샤프트(100)의 축 방향(X)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 이러한 돌기(110)는 샤프트(100)의 외주면에 배치되는 마그넷(200)을 정렬하고 고정하는 역할을 한다. 돌기는 중공형 샤프트(100)의 내측에서 이루어지는 엠보싱 가공을 통해 형성될 수 있다.
돌기(110)는 커버(400)가 마그넷(200)을 감싸는 과정에서, 마그넷(200)이 틀어지지 않도록 고정시키는 역할을 한다. 돌기(110)는 커버(400)와 이격되어 배치될 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 스테이터;
    상기 스테이터 내측에 배치되는 중공형 샤프트;및
    상기 샤프트의 외주면에 배치되는 마그넷을 포함하고,
    상기 샤프트는 상기 마그넷과 접촉하는 복수 개의 돌기를 포함하고,
    상기 복수 개의 돌기는 상기 샤프트의 외주면에서 돌출된 제1 면과, 상기 샤프트의 내주면에서 오목하게 배치된 제2 면을 포함하는 모터.
  2. 스테이터;
    상기 스테이터 내측에 배치되는 중공형 샤프트;및
    상기 샤프트의 외주면에 배치되는 마그넷을 포함하고,
    상기 샤프트는 상기 샤프트의 내측과 외측을 관통하는 복수 개의 제2 홀을 포함하고,
    복수 개의 상기 제2 홀에 각각 배치되며, 적어도 일부가 상기 샤프트의 외주면보다 돌출되어 상기 마그넷과 접촉하는 복수 개의 돌기를 포함하는 모터.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 돌기는 상기 샤프트의 원주 방향을 따라 이격 배치되고,
    상기 복수 개의 돌기 간의 원주 방향 이격 거리는 상기 마그넷의 폭보다 크거나 같은 모터.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 돌기는 상기 샤프트의 축방향을 따라 이격 배치되고,
    상기 돌기의 축방향 이격 거리는 상기 마그넷의 길이보다 작거나 같은 모터.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면은 각각 적어도 하나의 평면을 포함하는 모터.
  6. 스테이터;
    상기 스테이터 내측에 배치되는 샤프트;
    상기 샤프트와 결합하는 마그넷; 및
    상기 마그넷의 외측에 배치되는 커버를 포함하고,
    상기 커버는 제1 파트와, 상기 제1 파트의 일측에서 연장되는 제2 파트를 포함하고,
    상기 마그넷의 내면은 상기 샤프트의 외면과 접촉하고,
    상기 마그넷의 외면은 상기 제1 파트의 내면과 접촉하고,
    상기 제2 파트의 내면 중 일부는 상기 샤프트의 외면과 접촉하고, 나머지는 상기 샤프트의 외면과 이격 배치되어, 상기 샤프트의 외면과 상기 제2 파트의 내면 사이에 공간이 배치되는 모터.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 제1 파트의 타측에서 연장되는 제3 파트를 포함하고,
    상기 제3 파트의 내면 중 일부는 상기 샤프트의 외면과 접촉하고, 나머지는 상기 샤프트의 외면과 이격 배치되어, 상기 샤프트의 외면과 상기 마그넷의 타단면 사이에 공간이 배치되는 모터.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 커버는 축중심에서 원주방향으로 간격을 두고 배치되는 복수 개의 제1 영역을 포함하고,
    상기 샤프트의 외면에서 상기 제1 영역까지의 반경방향 거리는, 상기 샤프트의 외면에서 상기 마그넷의 외면까지의 최단 반경방향 거리보다 작은 모터.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 마그넷은 제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 제1 단위 마그넷과 상기 제2 단위 마그넷 사이에 배치되고,
    상기 제1 영역은 축방향을 따라 배치되는 모터.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 커버는 축중심에 반경방향으로 복층을 이루는 제2 영역을 포함하는 모터.
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