KR20140077556A

KR20140077556A - 모터

Info

Publication number: KR20140077556A
Application number: KR1020120146494A
Authority: KR
Inventors: 윤홍식
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2014-06-24

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는, 스테이터, 회전축, 그리고 상기 스테이터의 내부에 회전 가능하게 배치되며, 상기 회전축의 외주면을 감싸도록 상기 회전축에 결합되는 로터를 포함하며, 상기 로터는, 상기 회전축이 중앙에 결합되는 로터 코어와, 상기 로터 코어에 축방향으로 삽입되는 영구자석과, 상기 로터 코어의 단부에 결합되며, 상기 영구자석의 축방향 이탈을 방지하기 위한 플레이트부 및 상기 로터의 축방향 이탈을 방지하기 위한 스토퍼부를 포함하는 플레이트 일체형 스토퍼를 포함한다.

Description

모터{MOTER}

본 발명은 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트랙션(traction) 모터에 관한 것이다.

최근 들어, 지구 온난화 문제를 계기로 탄소 배출을 감소시키고 에너지와 자원을 절약하기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 특히, 전력소비량이 낮은 고효율의 모터 구동 시스템에 대한 기술 개발이 활발하며, 그 응용 또한 급속히 진행되고 있다.

모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 차량, 가정용 전자제품, 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다.

일반적으로 모터는 코일이 권선되는 스테이터(stator)와, 이러한 스테이터에 공극(에어갭)을 두고서 회전 가능하게 설치되는 로터(rotor)를 포함한다.

한편, 모터의 로터는 모터의 종류에 따라서 내측에 영구자석이 결합되어 형성될 수 있다. 로터의 내측에 영구자석이 결합되는 경우, 로터 조립체의 축방향 이탈을 방지하기 위한 스토퍼 외에 영구자석의 축방향 이탈을 방지하기 위한 별도의 플레이트가 모터에 장착되는 추세이다.

따라서, 모터 조립 시 사용되는 부품의 개수가 늘어나고 이는 곧 재료비 증가로 이어진다. 또한, 부품 개수가 늘어나 조립 공정의 복잡도 또한 증가하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 제작에 필요한 재료비와 제작 시간을 단축하기 위한 모터를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 모터는, 스테이터와, 상기 스테이터의 내부에 회전 가능하게 배치되는 로터를 포함하며, 상기 로터는, 회전축과, 상기 회전축이 중앙에 결합되는 로터 코어와, 상기 로터 코어에 축방향으로 삽입되는 영구자석과, 상기 로터 코어의 단부에 결합되며, 상기 영구자석의 축방향 이탈을 방지하기 위한 플레이트부 및 상기 로터의 축방향 이탈을 방지하기 위한 스토퍼부를 포함하는 플레이트 일체형 스토퍼를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 스토퍼를 플레이트 일체형으로 제작함으로써, 부품 개수를 줄이고 제조 단가를 낮추는 효과가 있다.

또한, 플레이트의 외측 영역을 내측 영역보다 두껍게 형성함으로써, 한 번의 밸런싱홈 가공을 통해 조절되는 질량이 늘어나 제작 시간이 단축되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터의 로터를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 로터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플레이트 일체형 스토퍼를 도시한 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

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

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터의 로터를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 로터의 단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플레이트 일체형 스토퍼를 도시한 사시도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 모터는 트랙션(traction) 모터로서, 스테이터(미도시), 스테이터의 내부에 회전 가능하게 배치되는 로터를 포함한다.

도 1및 도 2를 참조하면, 로터(20)는 회전축(21), 회전축(21)의 외주면을 감싸도록 회전축(21)에 결합되는 로터 코어(22), 로터 코어(22)에 축방향으로 삽입되는 영구자석(23), 영구자석(23)의 축방향 이탈을 방지하기 위해 로터 코어(22)의 단부에 결합되는 플레이트 일체형 스토퍼(24) 등을 포함한다.

로터 코어(22)는 원통 형상으로 이루어지며, 일정한 공극을 사이에 두고 스테이터(미도시) 내부에 수용된다. 로터 코어(22)는 복수의 로터 코어판(224)이 길이방향으로 적층되어 형성된다.

로터 코어(22)는 중심부에 회전축(21)이 삽입되어 고정되도록 축방향으로 관통하는 관통홀(221), 관통홀(221)의 둘레를 따라 형성되는 복수의 자석 삽입홀(222), 적어도 하나의 축선방향 단부에 축선방향에 따라 형성되는 끼움돌기(223)를 포함한다.

자석수용슬롯(222)은 축선방향을 따라 축선에 대칭되게 복수개가 마련된다. 각 자석수용슬롯(222)에는 영구자석(23)이 수용된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 자석수용슬롯(222)은 로터 코어(22)에 축선방향을 따라 관통되어 형성된다. 즉, 자석수용슬롯(222)은 로터 코어(22)를 형성하는 복수의 로터 코어판(224)을 모두 관통하여 양단이 개방된 형상을 갖는다. 이에 따라, 플레이트 일체형 스토퍼(24)가 한 쌍으로 마련되어 로터 코어(22)의 양단에 각각 결합된다.

한편, 자석수용슬롯(222)은 로터 코어(22)의 타단의 판면으로부터 축선방향을 따라 함몰 형성되어 형성될 수도 있다. 즉, 로터 코어(22)의 일단이 차단되고 타단이 영구자석(23)의 출입을 위해 개방되도록 마련될 수도 있다. 이 경우, 로터 코어(22)를 형성하는 복수의 로터 코어판(224) 중 로터 코어(22)의 일단에 배치되는 로터 코어판에는 자석수용슬롯(222)이 관통되어 있지 않고 차단되어 있다. 이에 따라, 플레이트 일체형 스토퍼(24)는 하나로 마련되어 로터 코어(22)의 일단에 결합될 수 있다.

끼움 돌기(223)는 적어도 하나의 축선방향 단부에 축선방향을 따라 형성된다. 끼움 돌기(223)는 로터 코어(220)의 단부의 판면으로부터 축선방향을 따라 돌출되어 형성된다. 도 2에서는 끼움 돌기(223)가 로터 코어(22)의 양단에 각각 두 개가 마련되는 경우를 예로 들어 도시하였다. 그러나, 끼움 돌기(223)는 로터 코어(22)의 양단에 각각 세 개이상으로 마련될 수도 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 자석수용슬롯(222)이 로터 코어(22)에 함몰되어 형성되는 경우, 끼움 돌기(223)는 로터 코어(22)의 일단에 형성되고, 타단에는 형성되지 않을 수도 있다.

끼움 돌기(223)는 후술하는 끼움 홀(251)과 끼움 결합한다.

영구자석(23)은 자석수용슬롯(222)의 형상에 대응되게 마련되어 자석수용슬롯(222)에 각각 수용되어 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 플레이트 일체형 스토퍼(24)는 로터 코어(22)의 단부에 결합되어 자석수용슬롯(222)으로부터 영구자석(23)의 이탈을 방지하는 플레이트부(241), 로터 조립체의 축방향 이탈을 방지하는 스토퍼부(242), 중력편차를 감소시키기 위한 밸런스홈(243)을 포함할 수 있다.

플레이트부(241)는 대략 원판 형상으로 이루어지며, 상하를 관통하는 끼움홀(251)이 형성된다. 끼움홀(251)은 전술한 바와 같이 로터 코어(22)와 플레이트 일체형 스토퍼(24)를 결합하기 위해 끼움돌기(223)가 삽입될 수 있다.

끼움홀(243)은 단일로 배치될 수도 있고 도 4에 도시된 바와 같이 복수로 배치될 수도 있다. 복수로 배치되는 경우, 끼움홀(251)은 결합력 및 가공공정을 고려하여 직경 방향으로 한 쌍으로 배치될 수 있다. 즉, 후술하는 스토퍼부(242)를 사이에 두고 상호 대향되게 형성될 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3에서는 로터 코어(22)에 형성된 끼움돌기(223)와 플레이트 일체형 스토퍼(24)에 형성된 끼움홀(251)을 끼움결합함으로써 플레이트 일체형 스토퍼(24)가 로터 코어(22)에 결합하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 로터 코어(22)에 끼움홀이 형성되고, 플레이트 일체형 스토퍼(24)에 끼움돌기가 형성되어 로터 코어(22)와 플레이트 일체형 스토퍼(24)가 끼움결합하는 것 또한 가능하다.

또한, 플레이트 일체형 스토퍼(24)는 끼움 결합이 아닌 다른 방식으로 로터 코어(22)에 결합될 수도 있다. 예를 들어, 플레이트 일체형 스토퍼(24)는 압입방식으로 회전축(21)에 삽입되어 고정됨으로써, 끼움 결합 없이 로터 코어(22)의 단부에 결합될 수도 있다. 이 경우, 끼움돌기(223)과 끼움홀(251)은 형성되지 않을 수 있다.

플레이트부(241)는 스토퍼부(242)를 둘러싼 내측 영역(253)과 외측 영역(254)이 서로 다른 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 스토퍼부(242)로부터 소정 거리 이내에 형성되는 플레이트(241)의 내측 영역(253)이, 내측 영역(253)의 외곽에 형성되는 플레이트(241)의 외측 영역(254)보다 얇은 두께를 가지도록 형성될 수 있다.

플레이트부(241)의 외측 영역(254)에는 로터(20)의 회전 시 중량편차에 의한 진동을 방지하기 위한 밸런스홈(243)이 하나 이상 형성될 수 있다. 밸런스홈(243)은 홀 가공을 통해 플레이트부(241)의 외주면을 따라 형성되며, 중량편차를 감소시키기 로터 코어(22)의 단부에 편심되게 형성될 수 있다. 즉, 로터 코어(22)에서 편심이 발생하는 방향에 편심을 줄이기 위한 밸런스홈(243)을 가공하여 편심을 조절할 수 있다. 플레이트부(241)에 형성되는 밸런스홈(243)의 개수 및 각 밸런스 홈(243)의 홈 깊이는 편심량에 따라서 달라질 수 있다. 한편, 밸런스홈(243)이 형성되는 플레이트부(241)의 외측 영역(254)의 두께는 밸런스홈(243)을 형성하는 드릴 사이즈(drill size)보다 크게 형성될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 밸런스홈(243)이 형성되는 외측 영역(254)을 내측 영역(253)에 비해 두껍도록 플레이트부(241)를 제작하는 경우, 한번의 밸런스홈(243) 가공을 통해 조절 가능한 질량이 늘어나게 된다. 따라서, 밸런스홈(243) 가공을 위한 제작 시간이 단축되는 효과가 있다.

스토퍼부(242)는 플레이트(241)의 판면의 중심부로부터 원통 형상으로 돌출되어 형성되며, 회전축(21)이 삽입되어 고정될 수 있도록 상하로 관통되는 관통홀(252)을 포함한다.

플레이트 일체형 스토퍼(24)는 압입 방식으로 회전축(21)에 삽입됨으로써, 회전축(21)과 결합될 수 있다.

플레이트 일체형 스토퍼(24)는 원하는 형상으로 형상 조절이 가능한 소결 공법 또는 주물 공법으로 형성될 수 있다. 소결 공법 또는 주물 공법으로 플레이트 일체형 스토퍼(24)를 제작하는 경우, 프레스(press) 공법으로 제작하는 경우에 비해 플레이트부(241)의 두께를 원하는 대로 조절하는 것이 가능하고, 금형 투자비가 절감되는 효과가 있다.

플레이트 일체형 스토퍼(24)는 영구자석(23)의 영향을 받진 않는 비자성체 또는 알루미늄 재질로 구현될 수 있다. 소결 공법으로 플레이트 일체형 스토퍼(24)를 제작하는 경우, 플레이트 일체형 스토퍼(24)는 오스테나이트(austenite) 스테인레스(stainless)계 재질을 이용하여 제작될 수 있다.

전술한 바와 같이, 스토퍼(24)를 플레이트 일체형으로 제작하는 경우, 영구자석(23)의 축방향 이탈을 방지하는 플레이트를 별도로 조립할 필요가 없어, 로터(20)의 축방향 이탈을 방지하기 위해 조립되는 부품의 개수를 줄이는 것이 가능하다. 또한, 스토퍼 기능을 위해 회전축에 형성되는 돌출부가 필요하지 않아 회전축의 가공량을 줄이는 것이 가능하다. 따라서, 로터 제작에 필요한 재료비를 전체적으로 절감하는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

20: 모터
21: 회전축
22: 로터 코어
23: 영구자석
24: 플레이트 일체형 스토퍼
243: 밸런스홈

Claims

회전축,
스테이터, 그리고
상기 스테이터의 내부에 회전 가능하게 배치되며, 상기 회전축의 외주면을 감싸도록 상기 회전축에 결합되는 로터를 포함하며,
상기 로터는,
상기 회전축이 중앙에 결합되는 로터 코어와,
상기 로터 코어에 축방향으로 삽입되는 영구자석, 그리고
상기 로터 코어의 단부에 결합되며, 상기 영구자석의 축방향 이탈을 방지하기 위한 플레이트부 및 상기 로터의 축방향 이탈을 방지하기 위한 스토퍼부를 포함하는 플레이트 일체형 스토퍼
를 포함하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 스토퍼부는 상기 플레이트부의 중심부에 원통 형상으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 플레이트부는 외측 영역이 내측 영역보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 모터.
제3항에 있어서,
상기 외측 영역에 형성되며, 상기 로터의 중량편차를 감소시키는 밸런스홈을 더 포함하는 모터.
제4항에 있어서,
상기 외측 영역의 두께는 상기 밸런스홈을 가공하기 위한 드릴 사이즈(drill size)보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 플레이트 일체형 스토퍼는 상기 회전축에 압입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 플레이트 일체형 스토퍼는 소결 공법 또는 주물 공법으로 제작되는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 플레이트 일체형 스토퍼는 오스테나이트(austenite) 스테인레스(stainless)계 재질인 것을 특징으로 하는 모터.