KR20190128450A - 모터 - Google Patents

Abstract

실시예는 샤프트; 상기 샤프트가 결합되는 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어 및 상기 투스에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 투스는 상기 코일이 권선되는 몸체부, 상기 몸체부의 단부에 배치되는 돌기부 및 상기 돌기부의 내면에 오목하게 형성된 홈을 포함하는 모터에 관한 것이다. 이에 따라, 상기 모터는 투스 각각에 형성된 홈의 폭 및 깊이에 대한 설계를 통해 코깅 토크를 감소시킴으로써 모터의 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

모터{MOTOR}

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 스테이터와 로터를 포함한다. 스테이터는 복수 개의 슬롯을 형성하는 티스를 포함할 수 있으며, 로터는 티스와 마주보게 배치되는 복수 개의 마그넷을 포함할 수 있다. 상기 티스 중 인접하는 투스는 상호 떨어져 배치되어 슬롯 오픈(slot open)을 형성한다.

이때, 상기 로터가 회전하는 과정에서 금속 재질인 스테이터와 빈 공간인 슬롯 오픈의 공기의 투자율 차이로 인하여 코깅 토크(Cogging Torque)가 발생할 수 있다. 이러한 코깅 토크는 소음과 진동의 원인이 되기 때문에 코깅 토크를 줄이는 것이 모터의 품질을 높이는데 무엇보다 중요하다.

다만, 상기 투스에 형성된 홈의 형상에 따라 모터의 성능 및 품질이 달라질 수 있기 때문에, 상기 홈의 설계를 통해 코깅 토크를 감소시키면서도 성능을 유지할 수 모터가 요구되고 있는 실정이다.

실시예는 코깅 토크를 줄일 수 있는 모터를 제공한다.

또한, 슬롯 오픈을 기준으로 투스 각각에 형성된 홈의 폭과 깊이에 대한 설계를 통해 코깅 토크를 감소시킴으로써, 품질을 향상시킬 수 있는 모터를 제공한다.

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

상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트가 결합되는 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어 및 상기 투스에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 투스는 상기 코일이 권선되는 몸체부, 상기 몸체부의 단부에 배치되는 돌기부 및 상기 돌기부의 내면에 오목하게 형성된 홈을 포함하며, 상기 홈의 폭(W2)은 복수 개의 상기 투스 중 어느 하나의 돌기부의 일단과 인접한 다른 하나의 투스의 돌기부의 타단 사이 거리(W1)의 0.85~1.1배인 모터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 홈의 폭(W2)은 복수 개의 상기 투스 중 어느 하나의 돌기부의 일단과 인접한 다른 하나의 투스의 돌기부의 타단 사이 거리(W1)의 1.05~1.1배일 수 있다.

또한, 상기 돌기부의 측면은 상기 몸체부에서 연장되는 제1 면 및 상기 제1 면에서 연장되는 제2 면을 포함하며, 상기 홈의 깊이(D)는 상기 제2 면의 반경 방향 길이(L)의 0.7~1.3배이고, 상기 길이(L)는 상기 거리(W1)의 1/4일 수 있다.

그리고, 상기 홈의 깊이(D)는 상기 거리(W1)의 0.175~0.325배일 수 있다.

상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트가 결합되는 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어 및 상기 투스에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 투스는 상기 코일이 권선되는 몸체부, 상기 몸체부의 단부에 배치되는 돌기부 및 상기 돌기부의 내면에 오목하게 형성된 홈을 포함하고, 상기 돌기부의 측면은 상기 몸체부에서 연장되는 제1 면 및 상기 제1 면에서 연장되는 제2 면을 포함하며, 반경 방향을 기준으로 상기 홈의 깊이(D)는 상기 제2 면의 길이(L)의 0.7~1.3배인 모터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 홈의 깊이(D)는 상기 제2 면의 길이(L)의 1.1~1.3배일 수 있다.

그리고, 상기 제1 면은 상기 몸체부의 측면과 제1 기울기로 형성되고, 상기 제2 면은 상기 제1 면과 제2 기울기로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 기울기와 상기 제2 기울기는 상이할 수 있다.

상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트가 결합되는 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어 및 상기 투스에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 투스는 상기 코일이 권선되는 몸체부, 상기 몸체부의 단부에 배치되는 돌기부 및 상기 돌기부의 내면에 오목하게 형성된 홈을 포함하고, 상기 돌기부의 측면은 상기 몸체부에서 연장되는 제1 면 및 상기 제1 면에서 연장되는 제2 면을 포함하며, 상기 홈의 폭(W2)은 복수 개의 상기 투스 중 어느 하나의 돌기부의 일단과 인접한 다른 하나의 투스의 돌기부의 타단 사이 거리(W1)의 0.85~1.1배이고, 반경 방향을 기준으로 상기 홈의 깊이(D)는 상기 제2 면의 길이(L)의 0.7~1.3배인 모터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 홈의 깊이(D) 대비 상기 홈의 폭(W2)의 비율은 3.23~ 3.38일 수 있다.

상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트가 결합되는 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어 및 상기 투스에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 투스는 상기 코일이 권선되는 몸체부, 상기 몸체부의 단부에 배치되는 돌기부 및 상기 돌기부의 내면에 오목하게 형성된 홈을 포함하고, 상기 홈의 깊이(D)는 복수 개의 상기 투스 중 어느 하나의 돌기부의 일단과 인접한 다른 하나의 투스의 돌기부의 타단 사이 거리(W1)의 0.175~0.325배인 모터에 의해 달성된다.

한편, 상기 모터의 상기 샤프트의 축 방향과 수직한 상기 홈의 단면은 사각형이고, 상기 홈은 2개일 수 있다.

그리고, 상기 홈과 홈 사이의 제1 거리(L1)는 상기 돌기부의 일단에서 상기 홈까지의 제2 거리(L2)와 동일할 수 있다.

또한, 2개의 상기 홈은 원주 방향을 기준으로 하는 상기 돌기부의 폭 중심과 상기 몸체부의 중심을 지나는 기준선(CL)을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 모터의 중심(C)을 기준으로 상기 내면은 소정의 곡률(1/R)로 형성될 수 있다.

또한, 상기 모터에 있어서, 상기 로터의 마그넷은 8개가 제공되고, 상기 스테이터의 상기 투스는 12개로 제공될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 모터는 슬롯 오픈을 기준으로 투스 각각에 형성된 홈의 폭 및 깊이에 대한 설계를 통해 코깅 토크를 감소시킴으로써 모터의 품질을 향상시킬 수 있다.

예컨데, 상기 모터는 홈의 폭과 깊이를 슬롯 오픈과의 관계에서 정의하여 코깅 토크를 저감할 수 있다.

또한, 상기 모터는 홈의 깊이를 돌기부의 길이와의 관계에서 정의하여 코깅 토크를 저감할 수 있다.

실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 모터를 나타내는 단면도이고,
도 3은 실시예에 따른 모터의 스테이터를 나타내는 단면도이고,
도 4는 도 3의 A영역을 나타내는 확대도이고,
도 5는 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터 코어의 몸체부와 돌기부의 각도에 따른 코깅 토크의 변화를 나타내는 그래프이고,
도 6은 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터 코어의 몸체부와 돌기부의 제1 기울기에 따른 코깅 토크 파형의 변화를 나타내는 그래프이고,
도 7은 실시예에 따른 모터에 있어서 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 0.85~0.95배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고,
도 8은 실시예에 따른 모터에 있어서 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 0.85~0.95배인 경우 코깅 토크를 나타내는 그래프이고,
도 9는 비교예인 모터의 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이고,
도 10은 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 0.9배인 경우 실시예에 따른 모터의 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이고,
도 11은 실시예에 따른 모터에 있어서 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 1.05~1.1배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고,
도 12는 실시예에 따른 모터에 있어서 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 1.05~1.1배인 경우 코깅 토크의 변화를 나타내는 그래프이고,
도 13은 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 1.1배인 경우 실시예에 따른 모터의 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이고,
도 14는 실시예에 따른 모터에 있어서 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 0.7~0.9배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고,
도 15는 실시예에 따른 모터에 있어서 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 0.7~0.9배인 경우 코깅 토크를 나타내는 그래프이고,
도 16은 실시예에 따른 모터의 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 0.9배인 경우 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이고,
도 17은 실시예에 따른 모터에 있어서 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 1.1~1.3배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고,
도 18은 실시예에 따른 모터에 있어서 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 1.1~1.3배인 경우 코깅 토크를 나타내는 그래프이고,
도 19는 실시예에 따른 모터의 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 1.3배인 경우 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이고,
도 20은 실시예에 따른 모터의 홈의 깊이가 0.65mm이고, 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 0.85~1.1배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고,
도 21은 실시예에 따른 모터의 홈의 깊이가 0.65mm이고, 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 0.85~1.1배인 경우 코깅 토크를 나타내는 그래프이고,
도 22는 실시예에 따른 모터의 홈의 깊이가 0.65mm이고, 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 1.1배인 경우 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이고,
도 23은 실시예에 따른 모터의 홈의 폭이 2.2mm이고 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 0.7~1.3배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고,
도 24는 실시예에 따른 모터의 홈의 폭이 2.2mm이고 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 0.7~1.3배인 경우 코깅 토크를 나타내는 그래프이고,
도 25는 실시예에 따른 모터의 홈의 폭이 2.2mm이고 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 1.3배인 경우 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이다.

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.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

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 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 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 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고, 도 2는 실시예에 따른 모터를 나타내는 단면도이다. 여기서, 도 2는 도 1의 A-A선을 나타내는 단면도이다. 그리고, 도 1에서 y 방향은 축 방향을 의미하며, x 방향은 반경 방향을 의미한다. 그리고, 축 방향과 반경 방향은 서로 수직한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 하우징(100), 커버(200), 하우징(100)의 내측에 배치되는 스테이터(300), 스테이터의 내측에 배치되는 로터(400), 로터(400)와 결합하는 샤프트(500) 및 센서부(600)를 포함할 수 있다. 여기서, 내측이라 함은 상기 반경 방향을 기준으로 중심(C)을 향하여 배치되는 방향을 의미하고, 외측이라 함은 내측과 반대되는 방향을 의미한다.

하우징(100)과 커버(200)는 상기 모터(1)의 외형을 형성할 수 있다. 여기서, 하우징(100)은 상부에 개구가 형성된 통 형상으로 형성될 수 있다.

상기 커버(200)는 하우징(100)의 개방된 상부를 덮도록 배치될 수 있다.

따라서, 하우징(100)과 커버(200)의 결합에 의해 내부에 수용공간이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 수용공간에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 스테이터(300), 로터(400), 샤프트(500) 및 센서부(600) 등이 배치될 수 있다.

하우징(100)은 원통형으로 형성될 수 있다. 하우징(100)의 하부에는 샤프트(500)의 하부를 지지하는 베어링(10)을 수용하는 포켓부가 마련될 수 있다. 또한, 하우징(100)의 상부에 배치되는 커버(200)에도 샤프트(500)의 상부를 지지하는 베어링(10)을 수용하는 포켓부가 마련될 수 있다.

스테이터(300)는 하우징(200)의 내주면에 의해 지지될 수 있다. 그리고, 스테이터(300)는 로터(400)의 외측에 배치된다. 즉, 스테이터(300)의 내측에는 로터(400)가 배치될 수 있다.

도 3은 실시예에 따른 모터의 스테이터를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 A영역을 나타내는 확대도이다.

도 1 내지 4를 참조하면, 스테이터(300)는 스테이터 코어(310), 스테이터 코어(310)에 권선되는 코일(320), 스테이터 코어(310)와 코일(320) 사이에 배치되는 인슐레이터(330)를 포함할 수 있다.

스테이터 코어(310)에는 회전 자계를 형성하는 코일(320)이 권선될 수 있다. 여기서, 스테이터 코어(310)는 하나의 코어로 이루어지거나 복수 개의 분할 코어가 결합되어 이루어질 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.

스테이터 코어(310)는 요크(311)와 복수 개의 투스(312)를 포함할 수 있다.

요크(311)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 요크(311)는 평면상 링 형상의 단면을 포함할 수 있다.

상기 투스(312)는 중심(C)을 기준으로 반경 방향(x 방향)을 향해 요크(311)에서 돌출되게 배치될 수 있다. 그리고, 복수 개의 상기 투스(312)는 원주 방향을 따라 요크(311)의 내주면에 서로 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 각각의 상기 투스(312) 사이에는 코일(320)이 권선될 수 있는 공간인 슬롯이 형성될 수 있다. 이때, 상기 투스(312)는 12개로 제공될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.

한편, 상기 투스(312)는 로터(400)의 마그넷(420)을 대향하도록 배치될 수 있다. 이때, 반경 방향을 기준으로 투스(312)의 내면(314a)은 마그넷(420)의 외주면과 소정의 간격으로 이격되게 배치된다. 여기서, 상기 내면(314a)은 상기 모터(1)의 중심(C)을 기준으로 소정의 곡률(1/R)로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 내면(314a)의 길이는 호의 길이를 구하는 공식에 의해 구해질 수 있다.

각각의 상기 투스(312)에는 코일(320)이 감긴다.

도 3을 참조하면, 투스(312)는 코일(320)이 권선되는 몸체부(313), 몸체부(313)의 단부에 배치되는 돌기부(314) 및 돌기부(314)의 내면(314a)에 오목하게 형성된 홈(315)을 포함할 수 있다. 이때, 돌기부(314)는 반경 방향을 기준으로 제1 면(314b)이 형성된 제1 영역(314c) 및 제1 영역(314c)에서 내측으로 돌출된 제2 영역(314d)을 포함할 수 있다. 여기서, 몸체부(313)는 바디라 불릴 수 있고, 돌기부(314)는 슈라 불릴 수 있다.

몸체부(313)는 중심(C)을 기준으로 반경 방향(x 방향)을 향해 요크(311)에서 돌출되게 배치될 수 있다. 그리고, 몸체부(313)는 원주 방향을 따라 요크(311)의 내주면에 서로 이격되게 배치될 수 있다.

그리고, 몸체부(313)에는 코일(320)이 권선될 수 있다.

돌기부(314)는 몸체부(313)의 단부에서 내측으로 돌출되게 연장될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 돌기부(314)가 서로 이격되게 배치됨에 따라, 상기 슬롯의 내측에는 개구부가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 개구부는 슬롯 오픈(O)을 의미한다. 예컨데, 상기 슬롯 오픈(O)은 복수 개의 투스(312) 중 하나의 투스(312)의 돌기부(314)의 일단과 인접한 다른 하나의 투스(312)의 돌기부(314)의 타단 사이를 나타낼 수 있다.

따라서, 상기 슬롯 오픈(O)은 어느 하나의 돌기부(314)의 끝점(P)과 인접하게 배치되는 다른 하나의 돌기부(314)의 끝점(P) 사이의 공간을 의미하며, 상기 슬롯 오픈(O)은 소정의 거리(W1)를 갖도록 배치될 수 있다. 여기서, 상기 슬롯 오픈(O)의 거리(W1)는 돌기부(314) 사이의 거리라 불리거나 또는 슬롯 오픈(O)의 폭이라 불릴 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 돌기부(314)는 반경 방향을 기준으로 제1 면(314b)이 형성된 제1 영역(314c)과 제2 영역(314d)을 포함할 수 있다. 그리고, 내면(314a) 및 제2 면(314e)을 포함하는 제2 영역(314d)에는 홈(315)이 형성될 수 있다. 여기서, 돌기부(314)의 내면(314a)은 상기 모터(1)의 중심(C)을 기준으로 소정의 곡률(1/R)로 형성될 수 있다.

그리고, 돌기부(314)의 측면은 몸체부(313)에서 연장되는 제1 면(314b)과 제1 면(314b)에서 연장되는 제2 면(314e)을 포함할 수 있다.

제1 영역(314c)의 제1 면(314b)은 몸체부(313)의 측면(313a)과 제1 기울기(θ1)를 갖도록 형성될 수 있다. 그리고, 제2 영역(314d)의 제2 면(314e)은 제1 면(314b)과 제2 기울기(θ2)를 갖도록 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 기울기(θ1)는 몸체부(313)의 측면(313a)과 제1 면(314b)이 이루는 외측의 둔각일 수 있다. 그리고, 제2 기울기(θ2)는 제1 면(314b)과 제2 면(314e)이 이루는 내측의 둔각일 수 있다.

이때, 제1 기울기(θ1)와 제2 기울기(θ2)는 상이할 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 투스(312)에 의한 상기 모터(1)의 성능 및 코깅 토크를 고려하여 제1 기울기(θ1)와 제2 기울기(θ2)는 동일할 수도 있다.

제1 영역(314c)은 몸체부(313)의 단부와 연결되는 영역으로서, 원주방향을 기준으로 양측에 형성된 제1 면(314b)을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 영역(314c)은 몸체부(313)와 제2 영역(314d) 사이에 배치된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 몸체부(313)와 돌기부(314)가 이루는 제1 기울기(θ1)는 145° 내지 155°일 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체부(313)의 측면(313a)과 돌기부(314)의 제1 면(314b)이 이루는 제1 기울기(θ1)는 145° 내지 155°일 수 있다.

도 5는 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터 코어의 몸체부와 돌기부의 각도에 따른 코깅 토크의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 5를 참조하면, 몸체부(313)의 측면(313a)과 돌기부(314)의 제1 면(314b)이 이루는 제1 기울기(θ1)가 145° 내지 155°인 범위 내에서 코깅 토크가 크게 감소됨을 알 수 있다.

도 6은 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터 코어의 몸체부와 돌기부의 제1 기울기에 따른 코깅 토크 파형의 변화를 나타내는 그래프이다.

몸체부(313)의 측면(313a)과 돌기부(314)의 제1 면(314b)이 이루는 제1 기울기(θ1)가 145°에서 155°로 갈수록 코깅 토크 파형의 진폭이 점점 감소함을 확인할 수 있다.

제2 영역(314d)은 제1 영역(314c)에서 내측으로 연장된 돌기부(314)의 일부로서, 제2 영역(314d)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 홈(315)이 형성된 내면(314a) 및 제2 면(314e)을 포함할 수 있다.

이때, 제2 영역(314d)은 소정의 길이(L)로 형성될 수 있다.

상기 길이(L)는 제2 면(314e)의 길이일 수 있다. 상세하게, 상기 길이(L)는 제1 면(314b)의 내측 모서리에서 내면(314a)의 일측 모서리까지의 길이로 제공될 수 있다.

그리고, 반경 방향을 기준으로 제2 면(314e)의 길이(L)는 상기 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 1/4일 수 있다. 이때, 상기 길이(L)는 돌기부(314)의 깊이라 불릴 수 있다.

홈(315)은 반경 방향을 기준으로 내면(314a)에 외측으로 오목하게 형성될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 샤프트(500)의 축 방향과 수직한 방향에 대한 홈(315)의 단면은 사각형 형상으로 두 개가 형성된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 상기 코깅 토크를 고려하여 홈(315)은 하나 또는 두 개 이상으로 형성될 수 있다. 또한, 홈(315)은 소정의 반지름으로 형성되는 반원형 형상 또는 포물선 형상으로 형성될 수도 있다.

도 4를 참조하면, 홈(315)은 원주 방향을 기준으로 소정의 폭(W2)과 반경 방향을 기준으로 소정의 깊이(D)를 갖도록 사각형 형상으로 형성될 수 있다.

두 개의 상기 홈(315)은 원주 방향을 기준으로 하는 상기 돌기부(314)의 폭 중심과 상기 몸체부(313)의 중심을 지나는 기준선(CL)을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다.

그리고, 원주 방향을 기준으로 내면(314a)에 형성된 홈(315)과 홈(315) 사이의 제1 거리(L1)는 상기 돌기부(314)의 일단에서 상기 홈(315)까지의 제2 거리(L2)와 동일할 수 있다. 이때, 상기 제1 거리(L1)와 제2 거리(L2)는 내면(314a) 상에서 원주 방향의 거리일 수 있다.

홈(315)의 폭(W2)에 의해 상기 모터(1)의 코깅 토크는 감소될 수 있다.

홈(315)의 폭(W2)은 복수 개의 투스(312) 중 어느 하나의 돌기부(314)의 일단과 인접한 다른 하나의 투스(312)의 돌기부(314)의 타단 사이 거리의 0.85~1.1배일 수 있다. 예컨데, 홈(315)의 폭(W2)은 돌기부(314) 사이에 형성된 슬롯 오픈(O)의 거리(W1)의 0.85~1.1배일 수 있다. 즉, 거리(W1):폭(W2)=1:0.85~1.1로 나타낼 수 있다.

도 7은 실시예에 따른 모터에 있어서 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 0.85~0.95배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고, 도 8은 실시예에 따른 모터에 있어서 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 0.85~0.95배인 경우 코깅 토크를 나타내는 그래프이고, 도 9는 비교예인 모터의 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이고, 도 10은 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 0.9배인 경우 실시예에 따른 모터의 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이다. 여기서, 상기 비교예로 제공되는 모터는 슬롯 오픈과 홈의 폭이 동일한 경우이며, 상기 슬롯 오픈과 홈의 폭은 2mm로 제공될 수 있다. 그리고, 홈의 깊이는 0.5mm이다. 이때, 도 8의 43.8mN는 상기 비교예인 모터의 코깅 토크를 나타낸다.

홈(315)의 폭(W2)은 슬롯 오픈(O)의 거리(W1)의 0.85~0.95배의 범위 내에서 형성될 수 있다. 즉, 거리(W1):폭(W2)=1:0.85~0.95로 나타낼 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 비교예인 모터 대비 최대 14.6%(W2=1.8mm)까지 코깅 토크가 저감될 수 있다. 예컨데, 상기 모터(1)의 코깅 토크는 상기 모터(1)의 홈(315)의 폭(W2)이 1.8mm까지 하락하다 다시 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이때, 비교예인 모터의 토크 결과치인 5.94Nm 대비 실시예에 따른 모터(1)의 토크의 변화량이 미미함을 확인할 수 있다.

도 9는 비교예인 모터의 코깅 토크의 맥동(반복 토크 파형)을 나타내는 도면이고, 도 10은 실시예에 따른 모터의 코깅 토크의 맥동(반복 토크 파형)을 나타내는 도면으로서, 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 모터(1)의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 진폭은 비교예인 모터의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 폭보다 작음을 확인할 수 있다.

도 11은 실시예에 따른 모터에 있어서 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 1.05~1.1배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고, 도 12는 실시예에 따른 모터에 있어서 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 1.05~1.1배인 경우 코깅 토크의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 13은 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 1.1배인 경우 실시예에 따른 모터의 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이다.

홈(315)의 폭(W2)은 슬롯 오픈(O)의 거리(W1)의 1.05~1.1배의 범위 내에서 형성될 수 있다. 즉, 거리(W1):폭(W2)=1:1.05~1.1로 나타낼 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 비교예인 모터 대비 최대 66.7%(W2=2.2mm)까지 코깅 토크가 저감될 수 있다. 예컨데, 상기 모터(1)의 코깅 토크는 상기 모터(1)의 홈(315)의 폭(W2)이 2.2mm까지 하락하다 다시 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이때, 비교예인 모터의 토크 결과치인 5.94Nm 대비 실시예에 따른 모터(1)의 토크의 변화량이 미미함을 확인할 수 있다.

도 13은 실시예에 따른 모터의 코깅 토크의 맥동(반복 토크 파형)을 나타내는 도면으로서, 도 9 및 13을 참조하면, 상기 모터(1)의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 진폭은 비교예인 모터의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 폭보다 작음을 확인할 수 있다.

따라서, 홈(315)의 폭(W2)이 복수 개의 투스(312) 중 어느 하나의 돌기부(314)의 일단과 인접한 다른 하나의 투스(312)의 돌기부(314)의 타단 사이 거리의 1.05~1.1배일 때, 코깅 토크가 효과적으로 감소되어 상기 모터(1)의 품질을 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 모터(1)의 코깅 토크는 홈(315)의 폭(W2)이 2.2mm일 때, 최대로 감속된다. 즉, 홈(315)의 폭(W2)이 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 1.1배일 때, 상기 모터(1)의 코깅 토크는 최대로 감속된다.

홈(315)의 깊이(D)에 의해 상기 모터(1)의 코깅 토크는 감소될 수 있다.

반경 방향을 기준으로 상기 홈(315)의 깊이(D)는 상기 제2 면(314e)의 길이(L)의 0.7~1.3배일 수 있다. 예컨데, 상기 홈(315)의 깊이(D)는 상기 돌기부(314)의 제1 면(314b)의 일측 모서리에서 상기 내면(314a)까지의 길이(L)의 0.7~1.3배의 범위 내에서 형성될 수 있다. 즉, 길이(L):깊이(D)=1:0.7~1.3로 나타낼 수 있다.

또한, 반경 방향을 기준으로 제2 면(314e)의 길이(L)는 상기 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 1/4로 제공될 수 있기 때문에, 반경 방향을 기준으로 상기 홈(315)의 깊이(D)는 상기 돌기부(314) 사이에 형성된 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 0.175~0.325배의 범위 내에서 형성될 수 있다.

도 14는 실시예에 따른 모터에 있어서 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 0.7~0.9배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고, 도 15는 실시예에 따른 모터에 있어서 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 0.7~0.9배인 경우 코깅 토크를 나타내는 그래프이고, 도 16은 실시예에 따른 모터의 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 0.9배인 경우 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이다. 여기서, 상기 비교예로 제공되는 모터는 돌기부의 깊이와 홈의 깊이가 동일한 경우이며, 상기 제2 면의 길이와 홈의 깊이는 0.5mm로 제공될 수 있다. 이때, 도 15의 43.8mN는 상기 비교예인 모터의 코깅 토크를 나타낸다.

홈(315)의 깊이(D)는 제2 면(314e)의 길이(L)의 0.7~0.9배의 범위 내에서 형성될 수 있다. 즉, 길이(L):깊이(D)=1:0.7~0.9로 나타낼 수 있다.

또한, 제2 면(314e)의 길이(L)가 상기 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 1/4인 경우, 홈(315)의 깊이(D)는 상기 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 0.175~0.225배의 범위 내에서 형성될 수 있다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 비교예인 모터 대비 최대 37.9%(D=0.45mm)까지 코깅 토크가 저감될 수 있다. 예컨데, 상기 모터(1)의 코깅 토크는 상기 모터(1)의 홈(315)의 깊이(D)가 0.45mm까지 하락하다 다시 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이때, 비교예인 모터의 토크 결과치인 5.94Nm 대비 실시예에 따른 모터(1)의 토크의 변화량이 미미함을 확인할 수 있다.

도 16은 실시예에 따른 모터의 코깅 토크의 맥동(반복 토크 파형)을 나타내는 도면으로서, 도 9 및 도 16을 참조하면, 상기 모터(1)의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 진폭은 비교예인 모터의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 폭보다 작음을 확인할 수 있다.

도 17은 실시예에 따른 모터에 있어서 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 1.1~1.3배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고, 도 18은 실시예에 따른 모터에 있어서 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 1.1~1.3배인 경우 코깅 토크를 나타내는 그래프이고, 도 19는 실시예에 따른 모터의 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 1.3배인 경우 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이다.

홈(315)의 깊이(D)는 제2 면(314e)의 길이(L)의 1.1~1.3배의 범위 내에서 형성될 수 있다. 즉, 길이(L):깊이(D)=1:1.1~1.3로 나타낼 수 있다.

또한, 제2 면(314e)의 길이(L)가 상기 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 1/4인 경우, 홈(315)의 깊이(D)는 상기 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 0.275~0.325배의 범위 내에서 형성될 수 있다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 비교예인 모터 대비 최대 42.0%(D=0.65mm)까지 코깅 토크가 저감될 수 있다. 예컨데, 상기 모터(1)의 코깅 토크는 상기 모터(1)의 홈(315)의 깊이(D)가 0.65mm까지 하락하다 다시 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이때, 비교예인 모터의 토크 결과치인 5.94Nm 대비 실시예에 따른 모터(1)의 토크의 변화량이 미미함을 확인할 수 있다.

도 19는 실시예에 따른 모터의 코깅 토크의 맥동(반복 토크 파형)을 나타내는 도면으로서, 도 9 및 도 19를 참조하면, 상기 모터(1)의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 폭은 비교예인 모터의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 폭보다 작음을 확인할 수 있다.

도 20은 실시예에 따른 모터의 홈의 깊이가 0.65mm이고, 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 0.85~1.1배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고, 도 21은 실시예에 따른 모터의 홈의 깊이가 0.65mm이고, 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 0.85~1.1배인 경우 코깅 토크를 나타내는 그래프이고, 도 22는 실시예에 따른 모터의 홈의 깊이가 0.65mm이고, 슬롯 오픈의 폭 대비 홈의 폭이 1.1배인 경우 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이다.

도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 홈(315)의 깊이(D)가 0.65mm일 때 상기 코깅 토크가 최대한 저감된다. 그에 따라, 도 20 내지 도 22는 홈(315)의 깊이(D)가 0.65mm일 때를 기반으로 홈(315)의 폭(W2)에 따라 상기 모터(1)의 코깅 토크의 변화량을 확인할 수 있다. 즉, 상기 모터(1)의 홈(315)의 깊이(D)를 고정함으로써, 홈(315)의 폭(W2)에 의한 코깅 토크 및 토크의 변화 및 임계적 수치를 확인할 수 있다. 이때, 슬롯 오픈(O)의 거리(W1)는 2mm이고, 돌기부(314)의 깊이인 제2 영면(314e)의 길이(L)는 0.5mm일 수 있다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 비교예인 모터 대비 최대 53.0%(W2=2.2mm)까지 코깅 토크가 저감될 수 있다. 예컨데, 상기 모터(1)의 코깅 토크는 상기 모터(1)의 홈(315)의 폭(W2)이 2.2mm까지 하락하다 다시 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이때, 비교예인 모터의 토크 결과치인 5.94Nm 대비 실시예에 따른 모터(1)의 토크의 변화량이 미미함을 확인할 수 있다.

도 22의 (b)는 실시예에 따른 모터의 코깅 토크의 맥동(반복 토크 파형)을 나타내는 도면으로서, 도 9 및 도 22를 참조하면, 상기 모터(1)의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 폭은 비교예인 모터의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 폭보다 작음을 확인할 수 있다.

도 23은 실시예에 따른 모터의 홈의 폭이 2.2mm이고 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 0.7~1.3배인 경우 코깅 토크 및 토크의 변화를 나타내는 표이고, 도 24는 실시예에 따른 모터의 홈의 폭이 2.2mm이고 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 0.7~1.3배인 경우 코깅 토크를 나타내는 그래프이고, 도 25는 실시예에 따른 모터의 홈의 폭이 2.2mm이고 제2 면의 반경 방향 길이 대비 홈의 깊이가 1.3배인 경우 코깅 토크의 파형을 나타내는 도면이다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 홈(315)의 폭(W2)이 2.2mm일 때 상기 코깅 토크가 최대한 저감된다. 그에 따라, 도 23 내지 도 25는 홈(315)의 폭(W2)이 2.2mm일 때를 기반으로 홈(315)의 깊이(D)에 따라 상기 모터(1)의 코깅 토크의 변화량을 확인할 수 있다. 즉, 상기 모터(1)의 홈(315)의 폭(W2)을 고정함으로써, 홈(315)의 깊이(D)에 의한 코깅 토크 및 토크의 변화 및 임계적 수치를 확인할 수 있다. 이때, 슬롯 오픈(O)의 거리(W1)는 2mm이고, 돌기부(314)의 깊이인 제2 영면(314e)의 길이(L)는 0.5mm일 수 있다.

도 23 및 도 24를 참조하면, 실시예에 따른 모터(1)는 비교예인 모터 대비 최대 53.4%(D=0.65mm)까지 코깅 토크가 저감될 수 있다. 예컨데, 상기 모터(1)의 코깅 토크는 상기 모터(1)의 홈(315)의 깊이(D)가 0.65mm까지 하락하다 다시 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이때, 비교예인 모터의 토크 결과치인 5.94Nm 대비 실시예에 따른 모터(1)의 토크의 변화량이 미미함을 확인할 수 있다.

도 25는 실시예에 따른 모터의 코깅 토크의 맥동(반복 토크 파형)을 나타내는 도면으로서, 도 9 및 도 25를 참조하면, 상기 모터(1)의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 폭은 비교예인 모터의 코깅 토크의 최대값과 최소값의 폭보다 작음을 확인할 수 있다.

따라서, 상기 모터(1)는 홈(315)의 깊이(D)보다 폭(W2)에 의해 코깅 토크의 변화량이 큼을 확인할 수 있다. 그에 따라, 상기 모터(1)는 홈(315)의 깊이(D)보다 폭(W2)의 크기를 조절하여 우선적으로 상기 코깅 토크를 감소시킬 수 있다.

그리고, 상기 모터(1)는 홈(315)의 폭(W2)이 2.2mm이고, 홈(315)의 깊이(D)가 0.65mm일 때, 상기 코깅 토크가 53.4%로 최대한 감소된다. 즉, 상기 모터(1)는 홈(315)의 폭(W2)이 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 1.1배이고 홈(315)의 깊이(D)가 돌기부(314)의 깊이 대비 1.3배일 때, 상기 코깅 토크는 최대한 감소된다.

여기서, 제2 면(314e)의 길이(L)는 제1 면(314b)의 내측 모서리에서 내면(314a)의 일측 모서리까지의 길이로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 길이(L)는 상기 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 1/4일 수 있기 때문에, 홈(315)의 깊이(D)는 슬롯 오픈(O)의 거리(W1) 대비 0.325배일 때, 상기 코깅 토크는 최대한 감소된다.

한편, 홈(315)의 폭(W2)은 돌기부(314) 사이에 형성된 슬롯 오픈(O)의 거리(W1)의 0.85~1.1배이고, 홈(315)의 깊이(D)는 상기 제2 면의 길이(L)의 0.7~1.3배일 수 있다.

그리고, 홈(315)의 깊이(D)가 0.65mm이고, 홈(315)의 폭(W2)이 2.1~2.2mm일 때, 상기 모터(1)의 코깅 토크가 크게 감소된다.

상기 홈(315)의 깊이(D) 대비 상기 홈(315)의 폭(W2)의 비율은 3.23~ 3.38일 수 있다. 그에 따라, 홈(315)의 깊이(D) 대비 홈(315)의 폭(W2)이 3.23~ 3.38배일 때, 상기 모터(1)의 코깅 토크는 최적으로 저감된다. 즉, 홈(315)의 깊이(D):폭(W2)=1:3.23~3.38로 나타낼 수 있다.

인슐레이터(330)는 스테이터 코어(310)와 코일(320)을 절연시킨다. 그에 따라, 인슐레이터(330)는 스테이터 코어(310)와 코일(320) 사이에 배치될 수 있다.

따라서, 코일(320)은 인슐레이터(330)가 배치된 스테이터 코어(310)의 투스(312)에 권선될 수 있다.

로터(400)는 스테이터(300)의 내측에 배치된다. 그리고, 로터(400)는 중심부에 샤프트(500)가 삽입되는 홀을 포함할 수 있다. 그에 따라, 로터(400)의 상기 홈에는 샤프트(500)가 결합될 수 있다.

도 2를 참조하면, 로터(400)는 로터 코어(410), 로터 코어(410)의 외주면에 배치되는 마그넷(420)을 포함할 수 있다.

로터(400)는 로터 코어(410)와 마그넷(420)의 결합 방식에 따라 다음과 같이 형태로 구분될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 로터(400)는 마그넷(420)이 로터 코어(410)의 외주면에 결합되는 타입으로 구현될 수 있다. 이러한 타입의 로터(400)는 마그넷(420)의 이탈을 방지하고 결합력을 높이기 위하여 별도의 캔부재(미도시)가 로터 코어(410)에 결합될 수 있다. 또는 마그넷(420)과 로터 코어(410)가 이중 사출되어 일체로 형성될 수 있다.

한편, 로터(400)는 마그넷(420)이 로터 코어(410)의 내부에 결합되는 타입으로 구현될 수도 있다. 이러한 타입의 로터(400)는 로터 코어(410) 내부에 마그넷(420)이 삽입되는 포켓이 마련될 수 있다.

로터 코어(410)는 얇은 강판 형태의 복수 개의 플레이트가 상호 적층되어 이루어질 수 있다. 물론, 로터 코어(410)는 하나의 통으로 구성되는 단일 코어 형태로 제작될 수도 있다.

또한, 로터 코어(410)는 스큐(skew)각을 형성하는 복수 개의 퍽(Puck)(단위 코어)이 적층되는 형태로 이루어질 수도 있다.

또한, 로터 코어(410)는 샤프트(500)가 삽입되게 형성된 홀을 포함할 수 있다.

마그넷(420)은 8개로 제공될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.

샤프트(500)는 로터(400)에 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(400)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면 로터(400)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(500)가 회전한다. 이때, 샤프트(500)는 베어링(10)에 의해 지지될 수 있다.

샤프트(500)는 차량의 조향축과 연결될 수 있다. 그에 따라, 샤프트(500)의 회전에 의해 조향축은 동력을 전달받을 수 있다.

센서부(600)는 로터(400)와 회전 연동 가능하게 설치된 센싱 마그넷의 자기력을 감지하여 로터(400)의 현재 위치를 파악함으로써 샤프트(500)의 회전된 위치를 감지할 수 있게 한다.

센서부(600)는 센싱 마그넷 조립체(610)와 인쇄회로기판(PCB, 620)을 포함할 수 있다.

센싱 마그넷 조립체(610)는 로터(400)와 연동하도록 샤프트(500)에 결합되어 로터(400)의 위치를 검출되게 한다. 이때, 센싱 마그넷 조립체(610)는 센싱 마그넷과 센싱 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 센싱 마그넷과 상기 센싱 플레이트는 동축을 갖도록 결합될 수 있다.

상기 센싱 마그넷은 내주면을 형성하는 홀에 인접하여 원주방향으로 배치되는 메인 마그넷과 가장자리에 형성되는 서브 마그넷을 포함할 수 있다. 메인 마그넷은 모터의 로터(400)에 삽입된 드라이브 마그넷과 동일하게 배열될 수 있다. 서브 마그넷은 메인 마그넷보다 세분화되어 많은 극으로 이루어진다. 이에 따라, 회전 각도를 더욱 세밀하게 분할하여 측정하는 것이 가능하며, 모터의 구동을 더 부드럽게 할 수 있다

상기 센싱 플레이트는 원판 형태의 금속 재질로 형성될 수 있다. 센싱 플레이트의 상면에는 센싱 마그넷이 결합될 수 있다. 그리고 센싱 플레이트는 샤프트(500)에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 센싱 플레이트에는 샤프트(500)가 관통하는 홀이 형성된다.

인쇄회로기판(620)에는 센싱 마그넷의 자기력을 감지하는 센서가 배치될 수 있다. 이때, 상기 센서는 홀 IC(Hall IC)로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 센서는 센싱 마그넷의 N극과 S극의 변화를 감지하여 센싱 시그널을 생성할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 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. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 모터 10: 베어링
100: 하우징
200: 커버
300: 스테이터
310: 스테이터 코어 311: 요크
312: 투스 313: 몸체부
314: 돌기부 315: 홈
320: 코일
400: 로터 410: 로터 코어
420: 마그넷
500: 샤프트
600: 센서부

Claims (16)

1. 샤프트;
   상기 샤프트가 결합되는 로터;
   상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
   상기 스테이터는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어 및 상기 투스에 권선되는 코일을 포함하며,
   상기 투스는 상기 코일이 권선되는 몸체부, 상기 몸체부의 단부에 배치되는 돌기부 및 상기 돌기부의 내면에 형성된 홈을 포함하며,
   상기 홈의 폭(W2)은 복수 개의 상기 투스 중 어느 하나의 돌기부의 일단과 인접한 다른 하나의 투스의 돌기부의 타단 사이 거리(W1)의 0.85~1.1배인 모터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 홈의 폭(W2)은 복수 개의 상기 투스 중 어느 하나의 돌기부의 일단과 인접한 다른 하나의 투스의 돌기부의 타단 사이 거리(W1)의 1.05~1.1배인 모터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 돌기부의 측면은 상기 몸체부에서 연장되는 제1 면 및 상기 제1 면에서 연장되는 제2 면을 포함하며,
   상기 홈의 깊이(D)는 상기 제2 면의 반경 방향 길이(L)의 0.7~1.3배인 모터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 홈의 깊이(D)는 상기 거리(W1)의 0.175~0.325배인 모터.
5. 샤프트;
   상기 샤프트가 결합되는 로터;
   상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
   상기 스테이터는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어 및 상기 투스에 권선되는 코일을 포함하며,
   상기 투스는 상기 코일이 권선되는 몸체부, 상기 몸체부의 단부에 배치되는 돌기부 및 상기 돌기부의 내면에 형성된 홈을 포함하고,
   상기 돌기부의 측면은 상기 몸체부에서 연장되는 제1 면 및 상기 제1 면에서 연장되는 제2 면을 포함하며,
   반경 방향을 기준으로 상기 홈의 깊이(D)는 상기 제2 면의 길이(L)의 0.7~1.3배인 모터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 홈의 깊이(D)는 상기 제2 면의 길이(L)의 1.1~1.3배인 모터.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제1 면은 상기 몸체부의 측면과 제1 기울기를 갖고,
   상기 제2 면은 상기 제1 면과 제2 기울기를 갖는 모터.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 기울기와 상기 제2 기울기는 상이한 모터.
9. 샤프트;
   상기 샤프트가 결합되는 로터;
   상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
   상기 스테이터는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어 및 상기 투스에 권선되는 코일을 포함하며,
   상기 투스는 상기 코일이 권선되는 몸체부, 상기 몸체부의 단부에 배치되는 돌기부 및 상기 돌기부의 내면에 형성된 홈을 포함하고,
   상기 돌기부의 측면은 상기 몸체부에서 연장되는 제1 면 및 상기 제1 면에서 연장되는 제2 면을 포함하며,
   상기 홈의 폭(W2)은 복수 개의 상기 투스 중 어느 하나의 돌기부의 일단과 인접한 다른 하나의 투스의 돌기부의 타단 사이 거리(W1)의 0.85~1.1배이고,
   반경 방향을 기준으로 상기 홈의 깊이(D)는 상기 제2 면의 길이(L)의 0.7~1.3배인 모터.
10. 제9항에 있어서,
    상기 홈의 깊이(D) 대비 상기 홈의 폭(W2)의 비율은 3.23~ 3.38인 모터.
11. 샤프트;
    상기 샤프트가 결합되는 로터;
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 스테이터는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어 및 상기 투스에 권선되는 코일을 포함하며,
    상기 투스는 상기 코일이 권선되는 몸체부, 상기 몸체부의 단부에 배치되는 돌기부 및 상기 돌기부의 내면에 오목하게 형성된 홈을 포함하고,
    상기 홈의 깊이(D)는 복수 개의 상기 투스 중 어느 하나의 돌기부의 일단과 인접한 다른 하나의 투스의 돌기부의 타단 사이 거리(W1)의 0.175~0.325배인 모터.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 샤프트의 축 방향과 수직한 상기 홈의 단면은 사각형이고,
    상기 홈은 2개인 모터.
13. 제12항에 있어서,
    상기 홈과 홈 사이의 제1 거리(L1)는 상기 돌기부의 일단에서 상기 홈까지의 제2 거리(L2)와 동일한 모터.
14. 제12항에 있어서,
    2개의 상기 홈은 원주 방향을 기준으로 하는 상기 돌기부의 폭 중심과 상기 몸체부의 중심을 지나는 기준선(CL)을 기준으로 대칭되게 배치되는 모터.
15. 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    중심(C)을 기준으로 상기 내면은 소정의 곡률(1/R)로 형성되는 모터.
16. 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 로터의 마그넷은 8개가 제공되고, 상기 스테이터의 상기 투스는 12개로 제공되는 모터.

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