KR101262902B1 - 전기모터의 회전자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 목적은 사용자가 미리 설정한 스큐각에 따라 정렬되도록 용이하게 조립 가능한 전기모터의 회전자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전기모터의 회전자는 일방향으로 긴 길이를 가지는 기둥형상의 샤프트; 및 중앙에 샤프트홀이 형성되는 판상의 코어링, 상기 코어링의 외주연으로부터 돌출되어 형성되는 하나 이상의 코어편돌극을 가지며, 하나 이상의 키홀이 형성되는 코어편, 상기 코어편이 복수개 적층되어 구성되고 상기 코어편 각각의 상기 키홀이 중첩되어 코어홀이 형성되는 복수의 코어본체;를 포함하여 구성된다.

Description

전기모터의 회전자{Rotator for electric-motor}

본 발명은 전기모터용 회전자에 관한 것으로 특히, 사용자가 미리 설정한 스큐각에 따라 정렬되도록 용이하게 조립 가능한 전기모터의 회전자를 제공하는 것이다.

스위치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor : SRM)는 고정자계 구조에 직류형태의 전압을 구형파 펄스를 순시인가하는 방식을 이용하여 구동된다. 이러한 스위치드 릴럭턴스 모터는 구조가 간단하여 제작이 용이하고, 넓은 범위의 속도 및 토크에서 효율이 높으며, 제어, 역방향 운전 및 회생제동이 용이하여 기존 모터들을 대체할 수 있는 모터로 주목받고 있다.

이와 같은 스위치드 릴럭턴스 모터의 회전자 구조가 한국공개특허 10-2004-0042036(출원번호 10-2002-0070157호)에 개시되어 있다.

도 1은 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터의 회전자를 도시한 예시도이다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 전기 모터는 고정자와 회전자로 구성되고, 고정자 및 회전자에서 생성되는 전자계에 의해 회전자가 회전함으로서 동력을 생산한다. 일례로 도 1에는 스위치드 릴럭턴스 모터의 회전자 구조가 예시적으로 도시되어 있다.

스위치드 릴럭턴스 모터의 회전자는 도시된 바와 같이 회전축(21 또는 샤프트)에 코어본체(11)가 결합되어 구성된다. 코어본체(11)는 회전축(21)에 결합될 수 있도록 축공(14)이 중앙에 형성되고, 방사상으로 형성되는 복수의 돌극(16)이 형성된 복수의 코어편(12)을 적층하여 구성된다.

이러한 스위치드 릴럭턴스 모터는 도시된 바와 같이 회전자의 구성이 단순하면서도 효율이 높고, 제어가 용이하여 다양한 분야에 이용되고 있다. 더욱이, 스위치드 릴럭턴스 모터의 경우 구조는 단순한 반면 모터의 구동특성 및 제어특성이 우수하여 하나의 회전축(21)에 복수의 코어를 구성하여 기동특성, 동력 특성을 증대시켜 사용하는 경우가 빈번하다.

이러한 스위치드 릴럭턴스 모터는 코어본체(11)의 이탈 및 코어편(12)의 분리를 방지하기 위해, 엔드플레이트, 로크너트, 스페이서, 키를 이용하여 코어본체(11)를 회전축(21)에 결합한다. 또한, 회전자는 코어본체(11)를 회전축(21)에 고정시키기 위해 회전축(21)의 표면을 절삭가공하여 키홈을 형성하고, 코어본체(11)를 키홈과 키를 이용하여 고정시키게 된다.

이러한 종래의 모터에서 복수의 코어본체(11)를 가지는 회전자를 제조하는 경우 코어본체(11)들의 돌극(16)이 이루는 각 즉, 스큐각을 조절하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 목적은 사용자가 미리 설정한 스큐각에 따라 정렬되도록 용이하게 조립 가능한 전기모터의 회전자를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기모터의 회전자는 일방향으로 긴 길이를 가지는 기둥형상의 샤프트; 및 중앙에 샤프트홀이 형성되는 판상의 코어링, 상기 코어링의 외주연으로부터 돌출되어 형성되는 하나 이상의 코어편돌극을 가지며, 하나 이상의 키홀이 형성되는 코어편, 상기 코어편이 복수개 적층되어 구성되고 상기 코어편 각각의 상기 키홀이 중첩되어 코어홀이 형성되는 복수의 코어본체;를 포함하여 구성된다.

상기 키홀과 상기 코어편돌극은 상기 샤프트홀의 중앙과 상기 코어링의 외주연을 잇는 법선들 중 서로 다른 법선 상에 배치된다.

상기 코어링의 면과 수직인 방향에서 봤을 때 상기 코어편돌극, 상기 코어홀 및 상기 키홀은 나란하지 않게 형성된다.

상기 복수의 코어본체 각각을 구성하는 복수개의 상기 코어편은 동일한 형상으로 형성된다.

상기 코어편은 동일한 형상의 다른 코어편을 뒤집어서 상기 돌극 및 상기 코어링이 일치되게 겹치는 경우 겹쳐진 코어편의 상기 키홀이 불일치된다.

상기 키홀은 상기 코어편돌극과 상기 샤프트홀의 중앙을 잇는 기준선에 대해 시계방향 및 반시계방향 중 어느 한쪽으로 치우치게 형성된다.

상기 키홀은 상기 샤프트홀의 중심에 대해 대칭이 되게 형성된다.

상기 코어홀을 관통하여 서로 다른 코어본체를 상호 결합시키는 핀;을 더 포함하여 구성된다.

상기 키홀은 상기 코어링의 내주연에 상기 샤프트홀과 연통되어 형성되는 키홈이며, 상기 코어홀은 상기 키홈이 중첩되어 형성되는 코어홈이다.

상기 샤프트의 측면에는 상기 일방향과 나란하게 고정홈이 형성되고, 상기 샤프트의 측면보다 돌출되며, 상기 샤프트에 결합된 상기 코어본체의 상기 코어홈과 상기 고정홈 사이에 삽입되는 키스틱을 더 포함하여 구성된다.

상기 복수의 코어본체 중 적어도 어느 하나는 상기 복수의 코어본체 중 다른 코어본체와 상기 코어홈의 치우친 방향이 달라지도록 반전되어 상기 샤프트에 결합된다.

상기 샤프트에 끼움 결합되며, 상기 복수의 코어본체 중 이웃하는 코어본체 사이에 배치되는 스페이서;를 더 포함하여 구성된다.

상기 샤프트에 끼움 결합되고 상기 복수의 코어본체 또는 상기 샤프트의 종단에 결합되는 엔드플레이트에 결합되는 센서보드를 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 전기모터의 회전자는 사용자가 미리 설정한 스큐각에 따라 정렬되도록 용이하게 조립 가능하다.

도 1은 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터의 회전자를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기모터의 회전자를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 분해사시도.
도 4는 제1실시예에 따른 코어본체를 도시한 예시도.
도 5는 코어본체를 구성하는 코어편을 도시한 예시도.
도 6은 제1실시예에 따른 키홈의 형성위치를 설명하기 위한 예시도.
도 7은 키홈의 형성위치에 따른 코어돌극의 정렬을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 코어편을 도시한 예시도.
도 9는 제2실시예에 따른 코어본체를 도시한 예시도.
도 10는 코어본체를 구성하는 코어편을 도시한 예시도.
도 11은 제2실시예에 따른 키홀의 형성위치를 설명하기 위한 예시도.
도 12은 키홀의 형성위치에 따른 코어돌극의 정렬을 설명하기 위한 예시도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기모터의 회전자를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전기모터의 회전자는 샤프트(110), 코어본체(130), 스페이서(170) 및 엔드플레이트(180)를 포함하여 구성된다.

샤프트(110)는 코어본체(130 : 130a, 130b)의 회전을 위한 회전축의 역할과, 코어본체(130), 스페이서(170) 및 엔드플레이트(180)를 고정하는 역할을 한다. 이러한 샤프트(110)는 본 실시예의 회전자를 이용하여 모터를 구성하는 경우 회전자를 통해 발생된 회전력을 외부에 제공하는 역할을 한다. 여기서, 이하에서는 '스위치드 릴럭턴스 모터'뿐 아니라 고정자와 회전자를 가지는 구조의 전기모터를 '모터'라 지칭하기로 한다.

이러한 샤프트(110)는 일방향으로 긴 길이를 가지는 기둥형상으로 형성된다. 여기서, 일방향은 코어본체 삽입방향으로 정의될 수도 있다. 또한 일방향은 샤프트의 상면(111a)과 후면(111b)을 잇는 측면(111c)이 상면(111a)과 후면(111b)에 비해 긴 것으로 정의될 수도 있다.

아울러, 본 발명의 상세한 설명에서는 샤프트(110)가 원기둥 형태로 형성된 것을 도시하였으나, 삼각기둥, 사각 기둥과 같이 다각 기둥형태로 형성될 수도 있으며, 제시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

그리고, 샤프트(110)의 측면(111c)에는 일방향으로 길게 형성되는 고정홈이 형성된다. 이 고정홈(112)에는 키스틱(120)이 삽입되며, 코어본체(130)의 코어홈(136)과 이 고정홈(112) 사이에 삽압되는 키스틱(120)에 의해 코어본체(130)를 샤프트(110)의 일정한 위치에 고정시키게 된다. 아울러, 이 고정홈(112)은 전술한 '일방향(A)' 또는 샤프트(110)와 나란하게 형성된다. 이 고정홈(112)은 샤프트(110)의 측면(111c)을 따라 나선형으로 형성될 수도 있지만, 이 경우 고정홈(112)의 가공을 위한 비용이 많이 소요되고, 코어본체(130) 및 키스틱(120)의 제조가 어려워지며, 코어본체(130)의 정렬이 곤란해진다. 때문에 본 발명에서는 고정홈(112)이 샤프트(110)와 나란하게 '일방향(A)'으로 길게 형성된 것으로 가정하여 설명을 진행하기로 한다. 한편, 코어홈(136)의 단면 형상은 직사각형인 것이 보편적이지만, 반원형, 다각형으로 형성될 수도 있으며, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

코어본체(130)는 둘 이상이 스페이서(170)를 사이에 두고 샤프트(110)에 끼움 결합되며, 모터의 구성시 고정자와의 사이에 형성되는 전자계에 의해 회전력을 생성하여 샤프트(110)에 전달한다. 이러한 코어본체(130)는 복수의 코어돌극(137)을 가지며, 중앙에 샤프트홀(138)이 형성된다. 코어본체(138)는 복수의 코어편으로 구성되며, 이에 대해서는 하기에서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

스페이서(170)는 회전자의 구성시 코어본체(130) 간의 간극을 유지하기 위해 코어본체(130)와 코어본체(130) 사이에 배치된다. 이 스페이서(170)도 샤프트(110)에 끼움 결합되며, 도시된 바와 같이 '일방향(A)'으로 생산자에 의해 정해진 두께를 가지는 원판, 다각판 형상으로 형성된다. 아울러, 스페이서(170)는 기계적 강도가 우수하며, 회전자계에 영향이 적은 합성수지를 이용하여 제조된다.

엔드플레이트(180)는 샤프트(110)의 적어도 일측 종단에 결합되어 코어본체(130)가 샤프트(110)로부터 '일방향(A)'으로 이탈되는 것을 방지한다. 이 엔드플레이트(180)는 단독으로 사용되거나, 로크너트(미도시)와 함께 이용될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 엔드플레이트(180)는 원형 또는 다각 판상으로 형성되어, 샤프트(110)의 양측 종단 또는 적어도 일측 종단에 결합된다.

도 4는 제1실시예에 따른 코어본체를 도시한 예시도이고, 도 5는 코어본체를 구성하는 코어편을 도시한 예시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 코어본체(130)는 하나 이상의 코어돌극(137)을 가지며, 중앙에 샤프트홀(138)이 형성된다. 또한, 샤프트홀(138)의 일측에는 코어홈(136)이 형성된다.

이러한 코어본체(130)는 복수의 코어편(131)이 적층되어 구성된다. 특히, 코어편(131)은 코어편돌극(133)과 코어링(132)이 일치되도록 적층되어, 코어돌극(137), 샤프트홀(138) 및 코어홈(136)을 형성한다.

구체적으로 코어본체(130)를 구성하는 코어편(131)은 타원 또는 다각의 얇은 판으로 형성되는 코어링(132)과 코어링(132)의 면인 코어링면(132a)과 수평으로 신장되어 형성되는 하나 이상의 코어편돌극(133)이 일체형으로 구성된다. 본 발명의 상세한 설명에서 코어링(132)은 도넛형태의 링 형상으로 형성된 것으로 도시하였으나 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

그리고 코어링(132)의 코어링면(132a)의 중앙에는 샤프트(110)의 단면형상에 대응되는 샤프트홀(138)이 형성된다. 이 샤프트홀(138)의 일측에는 키홈(134)가 형성된다. 이 키홈(134)는 코어편(131)의 적층을 통해 코어본체(130)가 구성될 경우 코어홈(136)을 형성하게 된다. 이를 위해 키홈(134)은 키스틱(120)이 고정홈(112)외부로 돌출된 부분의 단면 형상과 동상으로 형성된다.

특히, 이 키홈(134)은 코어돌극(137)의 정렬을 위해 형성위치가 정의된다. 이에 대해서는 도 6 및 도 7을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 제1실시예에 따른 키홈의 형성위치를 설명하기 위한 예시도이다. 그리고 도 7은 키홈의 형성위치에 따른 코어돌극의 정렬을 설명하기 위한 예시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 코어편(131)의 키홈(134)은 코어돌극(137)의 치우침을 형성하기 위해 형성위치가 정의된다.

구체적으로 도 2의 회전자의 제1코어본체(130a)와 제2코어본체(130b)는 코어돌극(137)이 일직선상에 있지 않고 서로 약간 어긋나 있으며, 이를 법평면(T)에 으해 확인하는 것이 가능하다. 이는 미리 정해진 스큐각(θ)에 의해 코어본체(130)가 샤프트(110)에 결합되기 때문이다.

이와 같이 회전자에 결합되는 복수의 코어에 스큐각(θ)을 설정하는 이유는 모터의 기동초기에 소요되는 기동전력 즉, 기동전류의 크기를 낮추고, 초기 동작 특성을 향상시키기 위한 이유로 스큐각(θ)만큼 코어돌극(137)이 어긋나게 샤프트(110)에 결합하게 된다.

종래에는 이러한 코어돌극(137)의 스큐각(θ) 조절을 위해 샤프트(110)에 고정홈(112)을 복수로 구성하여 각 코어본체(130)별로 다른 고정홈(112)에 고정하는 방식을 이용했다. 하지만 이와 같이 고정홈(112)을 복수로 구성하는 경우 스큐각(θ)의 정확한 설정이 곤란하고, 고정홈(112)을 각각 절삭하는 공정이 까다로워 모터 및 회전자의 생산비용이 증가되는 문제점이 있었다.

때문에 본 발명에서는 코어본체(130)의 코어홈(136)을 편향되게 형성하고, 이를 통해 코어본체(130)의 스큐각(θ) 조절이 용이해질 수 있게 하였다. 좀더 상세히 설명하면, 본 발명의 제1실시예에서는 키홈(134)을 편향되게 형성하여 코어홈(136)이 편향되게 형성한다. 그리고, 코어본체(130)와 샤프트(110)의 결합시 편향된 코어본체(130)를 키홈(134)의 편향방향이 같은 쪽(오른쪽 또는 왼쪽)에 오도록 하여 샤프트(110)에 결합하거나, 편향방향이 서로 다른 쪽을 향하게 하여 샤프트(110)에 결합시킴으로 써 스큐각(θ)을 0도 또는 사용자가 미리 설정한 각도가 되게 코어본체(130)를 결합시킬 수 있게 된다.

구체적으로, 도 6을 참조하면, 샤프트(110)의 중심(C1)에서 돌극의 중심(CP)를 잇는 가상의 기준선(CC)을 기준으로 하여 키홈(134)이 일측으로 편향되게 형성된다. 즉, 키홈(134)의 중심(CKP)이 기준선(CC)의 선상에서 벗어나게 형성된다. 이때, 키홈(134) 중심(CKP)과 코어편돌극(133)의 중심 즉 기준선(CC)와 키홈정렬선(CK)dl 이루는 각은 스큐각(θ)의 절반 즉 θ/2가 된다. 여기서, 중심(CP 또는 CKP)는 키홈(134)의 형성위치를 설명하기 위한 것으로, 코어편돌극(133)의 형상, 키홈(134)의 형상에 따라 위치가 달라질 수 있다.

이와 같이 키홈(134)이 형성되면, 동일한 형태로 형성된 복수의 코어편(131)을 제조 및 적층하여 복수의 코어본체(130)를 형성하게 된다. 그리고, 코어본체(130)들의 결합방향을 변경함으로서 스큐각(θ)을 0도 또는 미리 설정한 각도로 조절할 수 있게 된다.

구체적으로 도 7에는 스큐각(θ)에 따라 한쌍의 코어본체(130a, 130b)가 정렬된 예가 도시되어 있다. 도 7에는 동일하게 형성된 한쌍의 코어본체(130)의 결합방향만을 다르게 한 경우이다. 즉 제1코어본체(130a)와 제2코어본체(130b)는 동일한 형태의 코어편(131)을 복수개 적층하여 동일한 형태로 제조된다. 그리고, 샤프트(110)와의 결합시에 제1코어본체(130a)와 제2코어본체(130b)를 서로 코어홈(136)의 위치가 반대가 되게 하여 샤프트(110)에 결합시키게 된다. 일례로, 코어편(131)을 서로 반대면으로 적층하는 경우 코어편돌극(133)을 일치시키면 키홈(134)이 어긋나게 된다.

즉, 기준선(CC)에 대해 오른쪽에 키홈(134)이 형성된 코어편(131)을 복수개 적층하여 각각 제1코어본체(130a)와 제2코어본체(130b)를 제조한다. 그리고, 제1코어본체(130a)와 제2코어본체(130b) 중 어느 하나만을 뒤집어서 샤프트(110)에 결합시킨다. 이때, 샤프트(110)에는 하나의 고정홈(112)과 이에 결합되는 키스틱(120)만 형성되므로, 이를 통해 고정홈(112)이 겹쳐져 정렬이되고, 고정홈(112)의 정렬로 인해 코어돌극(136)이 스큐각(θ)만큼 어긋나게 된다.

한편, 본 발명의 제1실시예의 회전자는 스큐각(θ)을 0도, 즉, 코어돌극(136)을 정렬하기 위해서는 제1코어본체(130a)와 제2코어본체(130b)의 결합방향을 바꾸지 않고, 키홈(134)이 치우친 방향을 일치시켜 결합시키면 된다.

여기서 코어편돌극(133) 중심(CP) 또는 키홈(134)의 중심(CKP)은 대칭을 이루는 중심을 의미할 수 있다. 다만, 코어편돌극(133)의 형상, 키홈(134)의 형상이 비대칭인 경우 키홈(134)에 의해 코어본체(130)를 정렬시켰을 때 결합방향에 따라 코어본체(130)의 코어돌극(136)이 스큐각(θ)을 형성하는지의 여부에 따라 중심이 결정된다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 코어편을 도시한 예시도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 회전자는 샤프트(210), 코어본체(230), 스페이서(270) 및 엔드플레이트(280)를 포함하여 구성된다. 이하에서 본 발명의 제2실시예를 설명함에 전술한 제1실시예와의 차이점을 위주로 설명하며, 동일하거나 제1실시예를 통해 반영할 수 있는 특징들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

샤프트(210)는 일방향으로 긴 길이를 가지는 기둥형상으로 형성된다. 여기서, '일방향'은 코어본체 삽입방향 또는 샤프트(210)의 상면(211a)과 후면(211b)을 잇는 측면(211c)이 길게 형성된 것으로 정의될 수 있다. 아울러, 일반적으로 모터에 사용되는 구동축과 동일하며, 코어본체(230)의 결합 및 고정에 별도의 변동이 없는 경우 종래기술의 적용이 가능하다.

이러한 샤프트(210)는 전술한 실시예와 달리 고정홈이 형성되지 않는다. 본 발명의 제2실시예에 의한 회전자는 제1실시예와 같이 엔드플레이트(280), 로크너트에 의해 코어본체(230)를 샤프트(210)로부터 분리되지 않게 고정하게 된다.

코어본체(230)는 둘 이상이 스페이서(170)를 사이에 두고 샤프트(210)에 끼움 결합되며, 모터의 구성시 고정자와의 사이에 형성되는 전자계에 의해 회전력을 생성하여 샤프트(210)에 전달한다. 제2실시예의 코어본체(230)도 복수의 코어돌극(237)을 가지며, 중앙에 샤프트홀(238)이 형성된다. 또한, 코어본체(230)는 복수의 코어편으로 구성된다. 본 발명의 제2실시예의 코어본체(230)도 스큐각(θ)의 설정을 위한 수단이 구비된다. 구체적으로 제2실시예의 코어본체(230)는 전술한 제1실시예가 샤프트홀(238)을 돌출시켜 형성하는 키홈(134)과 달리 키홀에 의해 형성되는 고정홀(236)과 고정홀(236)에 삽입되는 핀(239)에 의해 코어본체(230) 간의 스큐각(θ)을 설정하여 결합하게 된다. 이에 대해서는 하기에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.

스페이서(270)는 회전자의 구성시 코어본체(230) 간의 간극을 일정하게 유지하기 위해 코어본체(230)와 코어본체(230) 사이에 배치된다. 이 스페이서(270)도 샤프트(210)에 끼움결합되며, 특히, 핀(239)의 관통을 위한 하나 이상의 스페이서홀(미도시)이 형성된다. 핀(239)은 이 스페이이서홀을 관통하여 이웃하는 코어본체(230)와 연결된다.

엔드플레이트(280)는 샤프트(210)의 적어도 일측 종단에 결합되어 코어본체(230)가 샤프트(210)로부터 '일방향(A)'으로 이탈되는 것을 방지한다. 이 엔드플레이트(280)는 단독으로 사용되거나, 로크너트(미도시)와 함께 이용될 수 있다. 아울러 엔드플레이트(280)에는 회전자의 위치 검출 및 회전 검출을 위한 센서보드(미도시)가 결합될 수 있으며, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

도 9는 제2실시예에 따른 코어본체를 도시한 예시도이고, 도 10는 코어본체를 구성하는 코어편을 도시한 예시도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 코어본체(230)는 하나 이상의 코어돌극(237)을 가디며, 중앙에 샤프트홀(238)이 형성된다. 그리고, 샤프트홀(238)과 코어돌극(237)의 사이 코어홀(236)이 형성된다.

이 코어홀(236)에는 핀(239)이 삽입되며, 이 핀(239)은 코어돌극(237)의 정렬 및 스큐각(θ)설정이 필요한 하나 이상의 코어본체(230)를 관통하여 결합된다. 이 코어홀(236)은 전술한 제1실시예와 같은 원리로 형성된다.

코어본체(230)는 복수의 코어편(231)이 적층되어 구성된다. 특히, 코어편(231)은 코어편돌극(233)과 코어링(232)이 일치되도록 적층되어, 코어돌극(237), 샤프트홀(238) 및 코어홀(236)을 형성한다.

이러한 코어링(232)의 코어링면(232a) 중앙에는 샤프트(210)의 단면형상에 대응되는 샤프트홀(238)이 형성된다. 그리고, 코어링면(232a)에는 하나 이상의 키홀(234)이 형성된다. 이 키홀(234)은 코어편(231)을 적층하여 코어본체(230)를 구성할 때 코어홀(236)을 형성하게 된다. 이 키홀(234)의 형상은 핀(239)의 단면형상과 동일하게 구성되며, 핀(239)의 형상에 따라 다양한 형상으로 형성이 가능하다. 또한, 키홀(234)은 코어링면(232a)의 어디에든 형성이 가능하지만, 코어편돌극(233)에 형성하는 경우 전자계의 교란이 발생할 수 있으므로, 가급적 코어링(232) 상에 형성하는 것이 유리하다. 하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

키홀(234)은 제1실시예의 키홈(134)과 마찬가지로 코어돌극(237)의 정렬을 위해 형성위치가 정의된다.

도 11은 제2실시예에 따른 키홀의 형성위치를 설명하기 위한 예시도이다. 그리고, 도 12는 키홀의 형성위치에 따른 코어돌극의 정렬을 설명하기 위한 예시도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 코어편(231)의 키홀(234)은 코어돌극(237)의 치우침을 형성하기 위해 형성위치가 정해진다.

구체적으로 회전자는 제1코어본체(230a)와 제2코어본체(230b)로 구성되며, 제1코어본체(230a)와 제2코어본체(230b)의 코어돌극(237)은 결합 방법에 따라 일직선상에 정렬되거나 미리 정해진 스큐각(θ)을 형성하도록 어긋나게 하는 것이 가능하다. 도 8에서는 법평면(T)에 의해 제1코어본체(230a)와 제2코어본체(230b)가 서로 스큐각(θ)만큼 어긋난 예가 도시되어 있다.

이와 같은 제2실시예는 제1실시예와 같은 이유로 제1코어본체(230a)와 제2코어본체(230b)가 스큐각(θ)만큼 어긋나거나 스큐각(θ)이 0도가 되게 샤프트(210)에 결합된다. 이는 코어본체(230)의 수가 많아 지는 경우에도 결합방법에 따라 각 코어(230a, 230b) 간의 스큐각(θ)을 용이하게 설정하는 것이 가능하다.

제2실시예에서는 제1실시예와 달리 키홀(234)이 하나 이상 코어링(232) 상에 형성된다. 이 키홀(234)은 편향되게 형성되고, 키홀(234)에 삽입 결합되는 핀(239)에 의해 코어본체(230) 간의 스큐각(θ) 조절이 이루어질 수 있게 하였다.

좀더 상세히 설명하면, 본 발명의 제2실시예에서는 키홀(234)을 편향되게 형성하여 코어홀(236)이 편향되게 형성한다. 그리고 코어본체(230) 간의 코어홀(236)을 핀(239)에 의해 연결시켜 편향된 상태를 유지시킴으로써 코어본체(230) 간의 스큐각(θ)을 설정 및 유지시키게 된다. 구체적으로, 코어본체(230)와 샤프트(210)의 결합시 편향된 코어본체(230)를 키홀(234)의 편향방향이 같도록(오른쪽 또는 왼쪽 중 어느 한쪽)에 오도록 하여 샤프트(210)에 결합하여 스큐각(θ)이 0도가 되게 하거나, 서로 다른 쪽을 향하게 하여 미리 지정된 스큐각(θ)만큼 어긋나게 할 수 있다.

도 11에서와 같이 샤프트(210)의 중심(O) 또는 샤프트홀(238)의 중심(O)에서 돌극의 중심(CP)을 잇는 가상의 기준선(CC)을 기준으로 하여 키홀(234)이 시계방향(오른쪽) 또는 반시계방향(왼쪽)으로 편향되게 형성된다. 즉, 키홀(234)의 중심(O2)이 기준선(CC)의 선상에서 벗어나게 형성된다. 이때, 키홀(234)의 중심(O2)과 코어편돌극(233)의 중심(CP) 즉, 기준선(CC)와 키홈정렬선(CK)가 이루는 각은 스큐각(θ)의 절반, θ/2가 된다. 여기서, 중심(O, O2)는 키홀(234)의 형성위치를 설명하기 위한 것으로, 코어편돌극(233)의 형상, 키홀(234)의 형상에 따라 위치가 달라질 수 있다.

이와 같이 키홀(234)이 형성되며, 동일한 형태로 형성된 복수의 코어편(231)을 제조 및 적층하여 복수의 코어본체(130)를 형성하게 된다. 그리고, 코어본체(130)들의 결합방향을 변경함으로서 스큐각(θ)을 0도 또는 키홀(234)에 의해 설정된 각도로 조절할 수 있게 된다.

한편, 이러한 키홀(234)은 중심(O)를 기준으로 대칭이 되는 위치에 형성되거나, 등간격으로 복수개 형성될 수 있다.

도 12에는 키홀(234)의 형성위치를 설명하기 위한 에시도이다. 도 12에는 도 7에서와 달리 두 장의 코어편(231)을 겹치되 한 장을 뒤집어 겹치고, 코어편돌극(233)과 코어링(232)을 일치시킨 경우이다.

전술한 바와 같이 본 발명의 회전자는 키홀(234)을 기준선(CC)에 대해 일측으로 치우치게 형성하고, 이를 통해 코어본체(230)를 형성한다. 그리고, 코어본체(230)와 샤프트(210)의 결합시 코어본체(230)의 결합방향을 조정하여 스큐각(θ)을 0도로 만들어거나 미리 정해진 스큐각(θ)에 따라 정렬되게 한다.

즉, 도 12에서와 같이 동일하게 제작된 코어편(231) 두 장 중 한장을 뒤집어서 코어링(232)와 코어편돌극(233)이 겹치게 정렬하면 도시된 바와 같이 각 코어편(231)의 키홀(234a, 234b)가 서로 기준선(CC)을 사이에 두고 대칭이 됨을 알 수 있다.

그리고, 이때, 각 키홀(234a, 234b)의 중심(O2, O2')과 샤프트홀(238)의 중심(O)을 잇는 선이 이루는 각이 스큐각(θ)이 됨을 알 수 있다. 즉, 이 상태에서 키홀(234a, 234b)가 겹쳐지게 하면 코어편돌극(233)이 스큐각(θ)만큼 어긋나게 됨을 알 수 있다.

그리고 스큐각(θ)의 유지는 코어본체(230)를 가로질러 결합되는 핀(239)에 의해 유지되게 함으로서, 본 발명의 제2실시예에 따른 회전자는 스큐각(θ)의 설정 및 스큐각(θ)에 따른 고정이 자유로우면서도 용이하게 조립 및 생산이 가능해진다. 특히, 고가, 고난위도의 절삭공정을 이용하지 않고도 회전자의 조림 및 생산이 가능해지기 때문에 생산 기간을 단축시키고, 생산 비용을 절감하는 것이 가능해지는 장점이 있다.

11 : 코어본체 12 : 코어편
14 : 축공 16 : 돌극
21 : 회전축 110 : 샤프트
112 : 고정홈 120 : 키스틱
130 : 코어본체 131 : 코어편
132 : 코어링 133 : 코어편돌극
134 : 키홈 136 : 코어홈
137 : 코어돌극 138 : 샤프트홀
170 : 스페이서 180 : 엔드플레이트

Claims (13)

1. 일방향으로 긴 길이를 가지는 기둥형상의 샤프트; 및
   중앙에 샤프트홀이 형성되는 판상의 코어링, 상기 코어링의 외주연으로부터 돌출되어 형성되는 하나 이상의 코어편돌극을 가지며, 하나 이상의 키홀이 형성되는 코어편, 상기 코어편이 복수개 적층되어 구성되고 상기 코어편 각각의 상기 키홀이 중첩되어 코어홀이 형성되는 복수의 코어본체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전자.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 키홀과 상기 코어편돌극은 상기 샤프트홀의 중앙과 상기 코어링의 외주연을 잇는 법선들 중 서로 다른 법선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전자.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 코어링의 면과 수직인 방향에서 봤을 때
   상기 코어편돌극, 상기 코어홀 및 상기 키홀은 나란하지 않은 것을 특징으로 하는 회전자.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 코어본체 각각을 구성하는 복수개의 상기 코어편은 동일한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전자.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 코어편은 동일한 형상의 다른 코어편을 뒤집어서 상기 돌극 및 상기 코어링이 일치되게 겹치는 경우 겹쳐진 코어편의 상기 키홀이 불일치되는 것을 특징으로 하는 회전자.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 키홀은 상기 코어편돌극과 상기 샤프트홀의 중앙을 잇는 기준선에 대해 시계방향 및 반시계방향 중 어느 한쪽으로 치우치게 형성되는 것을 특징으로 하는 회전자.
7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 키홀은 상기 샤프트홀의 중심에 대해 대칭이 되게 형성되는 것을 특징으로 하는 회전자.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 코어홀을 관통하여 서로 다른 코어본체를 상호 결합시키는 핀;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전자.
9. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 키홀은 상기 코어링의 내주연에 상기 샤프트홀과 연통되어 형성되는 키홈이며, 상기 코어홀은 상기 키홈이 중첩되어 형성되는 코어홈인 것을 특징으로 하는 회전자.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 샤프트의 측면에는 상기 일방향과 나란하게 고정홈이 형성되고,
    상기 샤프트의 측면보다 돌출되며, 상기 샤프트에 결합된 상기 코어본체의 상기 코어홈과 상기 고정홈 사이에 삽입되는 키스틱을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전자.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 코어본체 중 적어도 어느 하나는
    상기 복수의 코어본체 중 다른 코어본체와 상기 코어홈의 치우친 방향이 달라지도록 반전되어 상기 샤프트에 결합되는 것을 특징으로 하는 회전자.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트에 끼움 결합되며, 상기 복수의 코어본체 중 이웃하는 코어본체 사이에 배치되는 스페이서;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전자.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트에 끼움 결합되고 상기 복수의 코어본체 또는 상기 샤프트의 종단에 결합되는 엔드플레이트에 결합되는 센서보드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전자.

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