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KR101149853B1 - 모터의 로터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터의 로터에 관한 것으로서, 모터의 로터에 있어서, 중심부에 샤프트홀이 형성되고, 샤프트홀의 주위로 제 1 자석삽입홀이 다수로 형성되는 코어와, 코어의 상측과 하측에 각각 위치하고, 샤프트홀과 일치하는 관통홀이 형성되며, 제 1 자석삽입홀과 일치하는 제 2 자석삽입홀이 다수로 형성되고, 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 상부 및 하부커버와, 제 1 및 제 2 자석삽입홀을 통해서 삽입되는 다수의 영구자석과, 상부 및 하부커버의 제 2 자석삽입홀과 영구자석이 서로 접하는 면에 각각 마련되어 서로 요철 결합하는 결합홈 및 결합돌기를 포함한다. 따라서, 본 발명은 영구자석의 고정 등 조립 작업이 용이하여 생산성을 향상시키고, 코어의 양단에 결합되는 커버가 연자성 분말의 압축으로 형성됨으로써 다양한 형상으로의 제작이 가능할 뿐만 아니라 자속의 이동통로를 제공함으로써 크기에 비하여 출력을 증대시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.

Description

모터의 로터{ROTOR OF A MOTOR}
도 1은 종래의 기술에 따른 모터의 로터를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 모터의 로터를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 모터의 로터를 도시한 부분단면도이고,
도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 코어 111 : 샤프트홀
112 : 제 1 자석삽입홀 120 : 상부커버
121,131 : 관통홀 122,132 : 제 2 자석삽입홀
123,133 : 돌출부 130 : 하부커버
140 : 영구자석 151 : 결합홈
152 : 결합돌기
본 발명은 모터의 로터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영구자석의 고정 등 조립 작업이 용이하고, 크기에 비하여 출력을 증대시킬 수 있는 모터의 로터에 관한 것이다.
일반적으로, 모터라 함은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품뿐만 아니라 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다. 이러한 모터가 가정용 전자제품에 사용되는 예를 들면, 에어컨이나 냉장고와 같은 냉방기기 내부에 냉매를 액상으로 환원시키기 위해 구비되는 컴프레셔나, 세탁기, 청소기, 광 디스크 플레이어, 컴퓨터의 하드 디스크 드라이버 등에 널리 사용되고 있다.
이와 같은 모터는 코일이 권선되는 다수의 투스(tooth)가 마련되는 스테이터(stator)와, 이러한 스테이터에 공극을 두고서 회전 가능하게 설치되는 로터(rotor)를 가지고 있다. 한편, 로터는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터나 LSPM(Line Start Permanent Magnet) 모터 등과 같이 모터의 종류에 따라서 내측에 영구자석이 설치될 수 있다.
종래에 영구자석이 설치되는 로터를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 모터의 로터를 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래 모터의 로터(10)는 BLDC 모터에 사용됨을 예로 들었으며, 규소 강판을 다수 적층하여 형성됨과 아울러 중심부에 형성되는 샤프트홀(미도시)의 주위로 자석삽입홀(미도시)이 형성되는 코어(11)와, 코어(11)의 상측과 하측에 수지로 형성되어 부착됨과 아울러 코어(11)의 샤프트홀(미도시)과 자석삽입홀(미도시) 각각에 일치하는 제 1 관통홀(12a) 및 제 2 관통홀(12b)이 각각 형성되는 한 쌍의 엔드링 (12)과, 자석삽입홀(미도시)과 제 2 관통홀(12b)에 삽입되어 수지의 몰딩으로 고정되는 다수의 영구자석(13)을 포함한다.
이러한 종래의 기술에 따른 모터의 로터(10)는 스테이터의 코일에 전원이 인가됨으로써 코일과 영구자석(13)사이에 유도 자기가 발생하여 회전을 일으키게 된다.
그러나, 이러한 종래 모터의 로터(10)는 영구자석(13)을 자석삽입홀(미도시)과 제 2 관통홀(12b)에 삽입 후 영구자석(13)의 고정을 위하여 수지로 몰딩하게 됨으로써 조립작업이 복잡해지는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 고속 회전시 발생되는 진동을 저감시킬 뿐만 아니라 영구자석(13)을 고정시키는 역할을 하는 엔드링(12)이 수지의 몰딩 등으로 형성됨으로써 제조 공정을 복잡하게 할 뿐만 아니라 엔드링(12)이 부도체인 수지로 형성됨으로써 스테이터로부터 발생되는 회전 자속이 이동하는 통로 역할을 하지 못하게 되며, 이로 인한 회전 자속의 이동 통로의 확보를 위하여 코어(11)의 사이즈를 증가시킴으로써 모터의 슬림화를 저해시키는 원인이 되었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 영구자석의 고정 등 조립 작업이 용이하여 생산성을 향상시키고, 코어의 양단에 결합되는 커버가 연자성 분말의 압축으로 형성됨으로써 다양한 형상으로의 제작이 가능할 뿐만 아니라 자속의 이동통로를 제공함으로써 크기에 비하여 출력을 증대시킬 수 있는 모터의 로터를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 모터의 로터에 있어서, 중심부에 샤프트홀이 형성되고, 샤프트홀의 주위로 제 1 자석삽입홀이 다수로 형성되는 코어와, 코어의 상측과 하측에 각각 위치하고, 샤프트홀과 일치하는 관통홀이 형성되며, 제 1 자석삽입홀과 일치하는 제 2 자석삽입홀이 다수로 형성되고, 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 상부 및 하부커버와, 제 1 및 제 2 자석삽입홀을 통해서 삽입되는 다수의 영구자석과, 상부 및 하부커버의 제 2 자석삽입홀과 영구자석이 서로 접하는 면에 각각 마련되어 서로 요철 결합하는 결합홈 및 결합돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 모터의 로터를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 모터의 로터를 도시한 부분단면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터의 로터(100)는 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 코어(110)와, 코어(110)의 상측과 하측에 각각 위치하는 상부 및 하부커버(120,130)와, 코어(110)와 상부 및 하부커버(120,130)를 관통하여 설치되는 다수의 영구자석(140)과, 상부 및 하부커버(120,130)와 영구자석(140)이 서로 접하는 면에 각각 마련되는 결합홈(151) 및 결합돌기(152)를 포함한다.
코어(110)는 샤프트가 삽입되어 고정되도록 중심부에 샤프트홀(111)(도 4에 도시)이 형성되고, 샤프트홀(111)의 주위로 제 1 자석삽입홀(112)이 다수, 일예로 네 개가 형성된다. 또한, 코어(110)는 본 실시예에서 박판인 규소 강판을 다수로 적층하여 형성됨으로써 적층되는 규소 강판의 수에 의해 그 높이가 조절되는데, 이에 한하지 않고 상부 및 하부커버(120,130)와 마찬가지로 연자성 분말의 압축에 의해 형성될 수도 있다.
상부 및 하부커버(120,130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 코어(110)의 상측과 하측에 각각 위치하고, 샤프트홀(111)과 일치하는 관통홀(121,131)이 각각 형성되며, 제 1 자석삽입홀(112)과 일치하는 제 2 자석삽입홀(122,132)이 다수로 형성되고, 연자성 분말의 압축에 의해 형성된다.
상부 및 하부커버(120,130)는 제 2 자석삽입홀(122,132) 내측면에서 양측에 결합홈(151)이 각각 형성된다.
상부 및 하부커버(120,130)는 로터(100)의 고속 회전시 진동을 억제하는 역할을 하도록 관통홀(121,131) 주위로 가장자리를 따라 링형상의 돌출부(123,133)가 형성된다.
상부 및 하부커버(120,130)의 제작에 사용되는 연자성 분말은 철계(iron-based)의 입자들을 기초로 하며, 연자성 분말 각각은 전기적으로 절연되도록 코팅되어 있다. 이러한 연자성 분말을 압축성형기에서 상부 및 하부커버(120,130)와 상응하는 형상을 포함하는 성형공간에 채운 다음 펀치 등과 같은 압축부재로 압축시켜서 상부 및 하부커버(120,130)를 제작하게 되는데, 이 때, 연자성 분말에 윤활제 및/또는 결합제를 함유하여 함께 압축시킬 수 있다.
상부 및 하부커버(120,130)가 연자성 분말의 압축 프로세스에 의해 3차원 형상을 가지는 연자성 복합체(soft magnetic composite; "SMC"라고도 함)가 되며, 규소 강판을 이용하는 종래의 경우보다 높은 자유도(degree of freedom)가 허용됨으로써 종래 규소 강판의 적층구조와 달리 제 2 자석삽입홀(122,132) 내측에 결합홈(151)을 형성시키는 등 다양한 구조나 형상으로 제작이 가능해진다.
영구자석(140)은 제 1 및 제 2 자석삽입홀(112,122,132)을 통해서 삽입됨으로써 상부커버(120), 코어(110) 및 하부커버(130)를 관통하여 설치되며, 제 2 자석삽입홀(122,132)과 접하는 면에 결합홈(151)과 요철 결합되는 결합돌기(152)가 형성된다.
결합돌기(152)는 상부 및 하부커버(120,130)의 제 2 자석삽입홀(122,132)마다 양측에 결합홈(151)이 형성되므로 영구자석(140)의 상부 및 하부에서 양측에 각각 마련된다.
결합홈(151) 및 결합돌기(152)는 영구자석(140)이 제 1 및 제 2 자석삽입홀(112,122,132)에 삽입시 서로 요철 결합됨으로써 영구자석(140)이 코어(110)의 상측과 하측에 상부 및 하부커버(120,130)를 각각 고정시킨다.
결합홈(151) 및 결합돌기(152)의 깊이 및 높이는 영구자석(140)이 제 1 및 제 2 자석삽입홀(112,122,132)에 삽입시 영구자석(140) 또는 상부 및 하부커버(120,130)가 가지는 연성에 의해 결합홈(151)에 결합돌기(152)가 손상 등의 무리없이 삽입될 수 있는 크기를 가진다.
결합홈(151) 및 결합돌기(152)는 본 실시예에서 제 2 자석삽입홀(122,132) 내측면과 영구자석(140) 외측면에 각각 마련되는데, 이에 한하지 않고 위치를 서로 바꾸어서 마련될 수 있다.
본 발명에 따른 모터의 로터(100)는 BLDC 모터에 사용되는 로터를 예로 들었으나, 이에 한하지 않고 LSPM 모터 등과 같이 내측에 영구자석의 고정이 필요한 모든 로터에 적용될 수 있다.
이와 같은 구조로 이루어진 모터의 로터의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
코어(110)의 상측과 하측에 각각 상부커버(120) 및 하부커버(130)를 위치시킨 상태에서 영구자석(140) 각각을 제 1 및 제 2 자석삽입홀(112,122,132)에 삽입시키면 결합홈(151) 및 결합돌기(152)의 요철결합에 의하여 영구자석(140)이 코어(110)를 사이에 두고 상부 및 하부커버(120,130)를 고정시킨다.
상부 및 하부커버(120,130)는 연자성 분말의 압축에 의해 제작됨으로써 제 2 자석삽입홀(122,132) 내측면에 결합홈(151)의 형성을 가능하도록 하고, 이 밖에도 다양한 형상의 구현, 예컨대, 쿨링용 팬의 일체 형성이 가능하도록 하며, 코어(110)와 함께 스테이터로부터 발생되는 회전 자속이 이동하는 통로를 제공함으로써 코어(110)의 높이를 줄일 수 있다.
로터(100)는 상부 및 하부커버(120,130)에 일체로 형성되는 돌출부(123,133)에 의해 고속 회전시 발생되는 진동을 억제한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터의 로터는 영구자석의 고정 등 조립 작업이 용이하여 생산성을 향상시키고, 코어의 양단에 결합되는 커버가 연자성 분 말의 압축으로 형성됨으로써 다양한 형상으로의 제작이 가능할 뿐만 아니라 자속의 이동통로를 제공함으로써 크기에 비하여 출력을 증대시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 모터의 로터를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (2)

  1. 모터의 로터에 있어서,
    중심부에 샤프트홀이 형성되고, 상기 샤프트홀의 주위로 제 1 자석삽입홀이 다수로 형성되는 코어와,
    상기 코어의 상측과 하측에 각각 위치하고, 상기 샤프트홀과 일치하는 관통홀이 형성되며, 상기 제 1 자석삽입홀과 일치하는 제 2 자석삽입홀이 다수로 형성되고, 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 상부 및 하부커버와,
    상기 제 1 및 제 2 자석삽입홀을 통해서 삽입되는 다수의 영구자석과,
    상기 상부 및 하부커버의 제 2 자석삽입홀과 상기 영구자석이 서로 접하는 면에 각각 마련되어 서로 요철 결합하는 결합홈 및 결합돌기
    를 포함하는 모터의 로터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 및 하부커버는,
    상기 샤프트홀의 주위로 돌출부가 형성되는 것
    을 특징으로 하는 모터의 로터.
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