KR20240081880A - 스포크형 ipm 로터 제조 방법 및 이의 제조방법으로 제조된 스포크형 ipm 로터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터 코어의 포켓에 마그네트를 배치하고, 인서트 사출전에 스톱퍼 핀을 에어 포켓에 끼우는 스포크형 IPM 로터의 제조 방법 및 이의 제조방법으로 제조된 스포크형 IPM 로터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스포크형 IPM 로터의 제조 방법은 (1) 마그네트(200)와 로터 코어(100)의 허브(110) 사이에 에어 포켓(132)이 형성되도록, 로터 코어(100)의 콘 형상부(120) 사이에 형성된 포켓(130)에 마그네트(200)를 배치하는 단계와, (2) 에어포켓(132)에 스톱퍼 핀(150)을 끼우는 단계와, (3) 인서트 사출공정을 통해, 마그네트(200)가 장착된 로터 코어(100)를 몰딩하는 단계와, (4) 스톱퍼 핀(200)을 제거하고, 몰딩수지(300)를 마감질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스포크형 IPM 로터 제조 방법 및 이의 제조방법으로 제조된 스포크형 IPM 로터{METHOD FOR MANUFACTURING IPM ROTOR OF SPOKE TYPE AND THE IPM ROTOR OF SPOKE TYPE MANUFACTURED THEEREBY}

본 발명은 스포크형 IPM(Interior Permanent Magnet) 로터 제조 방법 및 이의 제조방법으로 제조된 스포크형 IPM 로터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마그네트와 로터 코어의 허브 사이에 에어 포켓이 형성되도록, 로터 코어의 포켓에 마그네트를 배치하고, 인서트 사출전에 스톱퍼 핀을 에어 포켓에 끼우는 스포크형 IPM 로터의 제조 방법 및 이의 제조방법으로 제조된 스포크형 IPM 로터에 관한 것이다.

대한민국 특허공개 제10-2020-0006849호(2020년 1월 21일, 공개)에 "모터"가 소개되어 있다.

상기 모터는 스테이터; 상기 스테이터 내에 배치되는 로터; 및 상기 로터와 결합하는 샤프트를 포함하고, 상기 로터는, 상기 샤프트의 외측에 배치되는 몰드부재와, 상기 몰드부재의 외측에 배치되는 복수 개의 코어와, 상기 코어와 상기 코어 사이에 배치되는 마그넷을 포함하고, 상기 몰드부재는, 상기 샤프트의 외주면과 접촉하는 몸체와, 상기 몸체에서 브릿지로 연결되어 상기 코어의 상면을 덮는 제1 커버와, 상기 몸체에서 브릿지로 연결되어 상기 코어의 하면을 덮는 제2 커버를 포함하고, 상기 제1 커버의 양 측면 에지는 상기 코어의 상면의 내측으로 배치되고, 상기 제2 커버의 양 측면 에지는 상기 코어의 하면의 외측으로 배치되고, 상기 제1 커버의 측면 에지에는 상기 마그넷의 상면과 오버랩되어 배치되는 제1 돌기를 포함한다.

도 1을 참조하면, 상기와 같은 모터에서, 종래의 로터(1) 제조방법은 코어(2)와 코어(2) 사이의 포켓에 마그넷(4)을 끼우고, 몰딩 과정에서 마그넷(4)이 화살표(5) 방향인 에어포켓(6) 쪽으로 이동되는 것을 방지하기 위해, 접착제(도시하지 않음)를 사용하여 마그넷(4)을 코어(2)에 접착하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 로터 제조방법은 마그넷(4)의 측면과 코어(2) 사이에 접착제가 채워질 수 있는 간극(gap ; 도시하지 않음)이 있어야 하고, 접착제를 마그넷의 측면과 코어에 고르게 도포하기 어려운 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 마그네트와 로터 코어의 허브 사이에 에어 포켓이 형성되도록, 로터 코어의 포켓에 마그네트를 배치하고, 인서트 사출전에 스톱퍼 핀을 에어 포켓에 끼움으로써, 스톱퍼 핀에 의해 사출공정 중에 마그네트에 외력이 가해져도, 마그네트가 로터 코어의 포켓에서 움직이지 않도록 간편하게 고정할 수 있는 스포크형 IPM 로터의 제조 방법 및 이의 제조방법으로 제조된 스포크형 IPM 로터를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스포크형 IPM 로터 제조 방법은

(1) 마그네트와 로터 코어의 허브 사이에 에어 포켓이 형성되도록, 로터 코어의 콘 형상부 사이에 형성된 포켓에 마그네트를 배치하는 단계와,

(2) 에어포켓에 스톱퍼 핀을 끼우는 단계와,

(3) 인서트 사출공정을 통해, 마그네트가 장착된 로터 코어를 몰딩하는 단계와,

(4) 스톱퍼 핀을 제거하고, 몰딩수지를 마감질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

(2) 에어포켓에 스톱퍼 핀을 끼우는 단계에서,

상기 스톱퍼 핀은 외력이 가해져도 마그네트가 움직이지 않는 최소 깊이로 에어 포켓에 끼워지는 것을 특징으로 한다.

상기 에어 포켓에 끼워지는 스톱퍼 핀의 최소 깊이는 에어 포켓의 전체 깊이의 1/10 ~ 1/5인 것을 특징으로 한다.

(3) 인서트 사출공정을 통해, 마그네트가 장착된 로터 코어를 몰딩하는 단계에서는

로터 코어 전체가 몰딩수지에 의해 커버될 뿐만 아니라 몰딩수지에 의해 마그네트가 로터 코어에 고정되고, 스톱퍼 핀이 끼워지고 남은 부분의 에어포켓에 몰딩수지가 채워지게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 스포크형 IPM 로터는 위에 기술된 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 스포크형 IPM 로터는 스톱퍼 핀이 끼워져있던 곳에 핀구멍이 형성되어, 핀구멍이 샤프트가 끼워지는 축홀더부의 둘레에 배치되는 것을 특징으로 한다.

이것에 의해, 본 발명에 따른 스포크형 IPM 로터 제조 방법 및 이의 제조방법으로 제조된 스포크형 IPM 로터는 스톱퍼 핀을 에어포켓에 끼워 마그네트가 로터 코어의 포켓에서 움직이지 않도록 간편하게 고정함으로써, 마그네트의 자력에 영향을 줄 수 있는 접착제 또는 다른 고정체를 사용하지 않아 마그네트의 성능을 최대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 스포크형 IPM 로터를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스포크형 IPM 로터의 제조방법을 도시한 고정도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 스포크형 IPM 로터의 제조 공정을 각각 도시한 것으로, 도 3은 로터 코어와 마그네트를 분해하여 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 로터 코어와 마그네트를 결합한 조립 사시도이고, 도 5는 에어 포켓에 스톱퍼 핀이 끼워진 상태를 도시한 단면도이고, 도 6은 인서트 사출성형에 의해 몰딩수지가 에어포켓에 채워지고, 마그네트와 로터 코어를 감싼 것을 도시한 단면도이고, 도 7은 스톱퍼 핀이 제거된 상태의 로터를 도시한 일부 절취 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 스포크형 IPM 로터를 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 설명은 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. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서 상에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

본 문서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 스포크형 IPM 로터의 제조방법은 다음과 같다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 일반적으로, 로터 코어(100)는 샤프트(도시하지 않음)가 질 수 있도록 중공부(111)가 형성된 원통형의 허브(110)와, 허브(110)의 둘레에 일정 간격으로 배열되는 복수개의 콘 형상부(120)와, 콘 형상부(120) 사이에 배치되는 복수개의 포켓(130)을 포함한다.

(1) 로터 코어(100)의 콘 형상부(120) 사이에 형성된 포켓(130)에 마그네트(200)를 배치한다.

이때, 마그네트(200)가 로터 코어(120)의 외곽선(121)에 최대한 근접하게 배치한다. 이것은 마그네트(200)의 자력 및 성능을 극대화하기 위해서이다. 마그네트의 위치가 로터 코어(100)의 중심에 가까워질수록 마그네트의 자력이 약해지고, 반대로 외곽으로 갈수록 마그네트의 자력이 최대화되기 때문이다.

이것에 의해, 도 4에 도시된 것처럼, 포켓(130)에 배치된 마그네트(200)와 로터 코어(100)의 허브(110) 사이에 에어 포켓(132)이 형성된다.

도 5에 도시된 것처럼, (2) 각각의 에어포켓(132)에 스톱퍼 핀(150)을 끼운다.

이때, 스톱퍼 핀(150)은 허브(110)와 마그네트(200) 사이에 배치됨으로써, 마그네트(200)에 화살표(201) 방향으로 외력이 가해져도, 스톱퍼 핀(150)에 의해 마그네트(200)가 에어 포켓(132)으로 이동하지 못하게 고정된다.

상기 스톱퍼 핀(150)은 외력이 가해져도 마그네트가 움직이지 않는 최소 깊이(d1)로 에어 포켓(132)에 끼워진다.

상기 에어 포켓(132)에 끼워지는 스톱퍼 핀(150)의 최소 깊이(d1)는 에어 포켓(132)의 전체 깊이(d2)의 1/10 ~ 1/5이다.

이후, 도 6에 도시된 것처럼, (3) 인서트 사출공정을 통해, 마그네트(200)가 장착된 로터 코어(100)를 몰딩한다.

이것에 의해, 로터 코어(100) 전체가 몰딩수지(300)에 의해 커버될 뿐만 아니라 몰딩수지(300)에 의해 마그네트(200)가 로터 코어(100)에 고정되고, 스톱퍼 핀(200)이 끼워지고 남은 부분의 에어포켓(132)에 몰딩수지(300)가 채워지게 된다.

이후, 도 7에 도시된 것처럼, (4) 스톱퍼 핀(200)을 제거하고, 몰딩수지(300)를 마감질함으로써, 로터를 제조한다.

도 7에 도시된 것처럼, 스톱퍼 핀(200)을 제거하면, 스톱퍼 핀(200)이 끼워져있던 곳에 핀구멍(134)이 형성되어, 핀구멍(134)이 샤프트가 끼워지는 축홀더부(310)의 둘레에 배치된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 스포크형 IPM 로터의 제조방법은 접착제를 사용하지 않고도 인서트 사출전에 스톱퍼 핀(150)을 에어 포켓(132)에 끼움으로써, 스톱퍼 핀(150)에 의해 사출공정 중에 마그네트(200)에 외력이 가해져도, 마그네트(200)가 로터 코어(100)의 포켓(130)에서 움직이지 않도록 간편하게 고정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 상술한 스포크형 IPM 로터의 제조방법에 의해 제조된 스포크형 IPM 로터(500 ; 도 8 참조)를 포함한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 스포크형 IPM 로터(500)는 마그네트의 자력에 영향을 줄 수 있는 접착제 또는 다른 고정체를 사용하지 않아 마그네트의 성능을 최대화할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 로터 110 : 허브
120 : 콘 형상부 130 : 콘 형상부
131 : 포켓 132 : 에어 포켓
150 : 스톱퍼 핀 200 : 마그네트
300 : 몰딩수지

Claims (6)

1. (1) 마그네트(200)와 로터 코어(100)의 허브(110) 사이에 에어 포켓(132)이 형성되도록, 로터 코어(100)의 콘 형상부(120) 사이에 형성된 포켓(130)에 마그네트(200)를 배치하는 단계와,
   (2) 에어포켓(132)에 스톱퍼 핀(150)을 끼우는 단계와,
   (3) 인서트 사출공정을 통해, 마그네트(200)가 장착된 로터 코어(100)를 몰딩하는 단계와,
   (4) 스톱퍼 핀(200)을 제거하고, 몰딩수지(300)를 마감질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스포크형 IPM 로터의 제조방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   (2) 에어포켓(132)에 스톱퍼 핀(150)을 끼우는 단계에서,
   상기 스톱퍼 핀(150)은 외력이 가해져도 마그네트가 움직이지 않는 최소 깊이(d1)로 에어 포켓(132)에 끼워지는 것을 특징으로 하는 스포크형 IPM 로터의 제조방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 에어 포켓(132)에 끼워지는 스톱퍼 핀(150)의 최소 깊이(d1)는 에어 포켓(132)의 전체 깊이(d2)의 1/10 ~ 1/5인 것을 특징으로 하는 스포크형 IPM 로터의 제조방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   (3) 인서트 사출공정을 통해, 마그네트(200)가 장착된 로터 코어(100)를 몰딩하는 단계에서는
   로터 코어(100) 전체가 몰딩수지(300)에 의해 커버될 뿐만 아니라 몰딩수지(300)에 의해 마그네트(200)가 로터 코어(100)에 고정되고, 스톱퍼 핀(200)이 끼워지고 남은 부분의 에어포켓(132)에 몰딩수지(300)가 채워지게 되는 것을 특징으로 하는 스포크형 IPM 로터의 제조방법.
   
5. 청구항 제 1 항의 스포크형 IPM 로터의 제조방법으로 제조된 스포크형 IPM 로터.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   스톱퍼 핀(200)이 끼워져있던 곳에 핀구멍(134)이 형성되어, 핀구멍(134)이 샤프트가 끼워지는 축홀더부(310)의 둘레에 배치되는 것을 특징으로 하는 스포크형 IPM 로터.
   

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