KR101303009B1

KR101303009B1 - Magnet rotor for bldc motor and manufacturing method thereof

Info

Publication number: KR101303009B1
Application number: KR1020120014196A
Authority: KR
Inventors: 김효준; 서보원; 김선태; 장동열; 성현규
Original assignee: 자화전자 주식회사
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-09-03
Anticipated expiration: 2032-02-13
Also published as: KR20130092733A

Abstract

본 발명은 BLDC 모터용 마그넷 로터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 마그넷 로터의 제조 공정을 단순화하고 제조비용을 크게 절감시킬 수 있는 마그넷 로터 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 마그넷 로터는, 원통 형상을 가지며, 원주방향을 따라 적어도 하나 이상의 N극과 S극이 교대로 착자(着磁)된 마그넷; 상기 마그넷의 중심축상에 배치되는 샤프트; 상기 마그넷과 샤프트를 고정하는 고정체;를 포함하고, 상기 고정체는 금속분말과 열가소성 수지가 혼합된 수지를 사용하여 사출성형되되, 마그넷과 샤프트를 인서트하여 사출성형되는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnet rotor for a BLDC motor and a method of manufacturing the same, and to a magnet rotor and a method of manufacturing the same, which can simplify the manufacturing process of the magnet rotor and greatly reduce the manufacturing cost. The magnet rotor of the present invention for this purpose, the magnet has a cylindrical shape, at least one magnet and the N pole and S pole alternately magnetized along the circumferential direction; A shaft disposed on a central axis of the magnet; And a fixture for fixing the magnet and the shaft, wherein the fixture is injection molded using a resin in which a metal powder and a thermoplastic resin are mixed, and is injection molded by inserting the magnet and the shaft.

Description

MAGNET ROTOR FOR BLDC MOTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 BLDC 모터용 마그넷 로터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마그넷 로터의 제조 공정을 단순화시킬 수 있고, 동시에 제조비용을 크게 절감시킬 수 있는 마그넷 로터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magnet rotor for a BLDC motor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a magnet rotor and a method of manufacturing the same, which can simplify the manufacturing process of the magnet rotor and can greatly reduce the manufacturing cost.

일반적으로 BLDC(Brushless DC) 모터는 DC모터에서 브러시와 정류자(Commutator)를 없애고 전자적인 정류 기구를 설치한 것으로, 가변속 제어가 가능하고 기계적인 노이즈는 물론 전기적인 노이즈도 발생되지 않는 장점을 가진 모터이다. 이러한 BLDC 모터는 산업용기기, 가전기기, 운송기기 등 정밀회전 제어를 요하는 분야에서 널리 사용되고 있다. In general, BLDC (Brushless DC) motor is an electronic commutator that removes the brush and commutator from the DC motor and installs an electronic commutator. The motor has the advantage of variable speed control and no mechanical or electrical noise. to be. Such BLDC motors are widely used in fields requiring precise rotation control, such as industrial equipment, home appliances, and transportation equipment.

이와 같은 BLDC 모터의 일례가 대한민국 등록특허공보 제 10-0660305호(2006. 12. 15)에 개시되어 있다. 상기 등록특허공보에 개시된 종래의 BLDC 모터는 내륜 회전형 로터(Inner Rotor)를 채용한 것으로서, 크게 로터 샤프트의 외주부에 원통 형상의 마그네트(magnet)가 결합된 형태를 가지는 마그넷 로터(magnet rotor)와, 상기 마그넷 로터의 외주에 일정 공극(Air Gap)을 두고 배치된 스테이터(stator)로 구성된다. 상기 스테이터에 전류를 인가하면 마그넷 로터는 스테이터와의 상호 작용으로 발생된 전자기력에 의해 회전하게 된다.An example of such a BLDC motor is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0660305 (December 15, 2006). The conventional BLDC motor disclosed in the above-described patent publication employs an inner rotor rotor, and a magnet rotor having a form in which a cylindrical magnet is coupled to an outer circumference of the rotor shaft. And, it is composed of a stator disposed with a certain air gap on the outer circumference of the magnet rotor. When the current is applied to the stator, the magnet rotor is rotated by the electromagnetic force generated by the interaction with the stator.

한편, 도 1은 종래의 BLDC 모터에 구비되는 마그넷 로터(10)를 도시한 것으로서, 종래의 BLDC 모터의 마그넷 로터(10)는 도 1의 (a)에서 보는 것과 같이 로터 코어(12)와, 이 로터 코어(12)의 중심에 압입된 샤프트(11)와, 로터 코어(12)의 둘레에 N극과 S극이 교대로 배치되도록 부착되는 기왓장 형태의 복수의 세그먼트 마그넷(13)으로 구성되어 있다. 이때, 상기 각각의 세그먼트 마그넷(13)은 로터 코어(12)에 접착제 등의 부착수단을 통해 부착 고정된다.Meanwhile, FIG. 1 illustrates a magnet rotor 10 provided in a conventional BLDC motor. The magnet rotor 10 of the conventional BLDC motor includes a rotor core 12 and a rotor core 12 as shown in FIG. It consists of a shaft 11 press-fitted to the center of this rotor core 12, and several segment magnets 13 of the elongate form attached so that N pole and S pole are alternately arrange | positioned around the rotor core 12, have. At this time, each of the segment magnet 13 is fixed to the rotor core 12 through an attachment means such as adhesive.

이러한 마그넷 로터(10)는 제조 시 4개의 세그먼트 마그넷(13)을 샤프트(11)를 기준으로 대칭되도록 로터 코어(12)에 부착을 하고, 부착된 세그먼트 마그넷(13)의 외측 둘레에 카본 와이어(carbon wire)(미도시)를 촘촘하게 감아서 로터(10)의 고속회전시에도 세그먼트 마그넷(13)이 탈리되지 않도록 이루어져 있다. The magnet rotor 10 attaches the four segment magnets 13 to the rotor core 12 so as to be symmetrical with respect to the shaft 11 at the time of manufacture, and the carbon wires are formed around the outer circumference of the attached segment magnets 13. By closely wrapping a carbon wire (not shown), the segment magnet 13 is not detached even when the rotor 10 rotates at high speed.

이와 같은 세그먼트형 마그넷 로터의 경우에는 4개의 세그먼트 마그넷(13)이 개별 부착됨에 따른 언밸런싱(unbalancing) 량의 증가로 인하여 밸런싱 수정작업이 필요하게 되며, 이를 위해 도 1의 (b)에서 보는 것과 같이 마그넷 로터(10)의 전,후방 부분에 밸런싱 웨이트(balancing weight)(14)를 부착하거나, 이러한 밸런싱 웨이트(14)의 부착만으로 밸런싱 효과가 부족할 경우 도 1의 (c)에서 보는 것과 같이 마그넷 로터(10)에 부착된 밸런스 웨이트(14)의 외면 일측에 다수의 밸런싱 홈(15)을 가공하여 마그넷 로터의 밸런스를 맞추는 작업이 수반되었다. In the case of such a segmented magnet rotor, a balancing correction operation is required due to an increase in the unbalancing amount due to the four segment magnets 13 attached separately, and for this, as shown in FIG. Likewise, when the balancing weight 14 is attached to the front and rear portions of the magnet rotor 10, or when the balancing effect is insufficient only by the attachment of the balancing weight 14, the magnet as shown in FIG. The work of balancing the magnet rotor by processing a plurality of balancing grooves 15 on one side of the outer surface of the balance weight 14 attached to the rotor 10 was involved.

그러나, 이와 같은 세그먼트형 마그넷 로터(10)는 마그넷 로터의 제작시 샤프트(11)가 압입된 로터 코어(12)의 둘레에 다수의 세그먼트 마그넷(13)을 부착한 후 부착된 세그먼트 마그넷(13)의 외측 둘레에 카본 와이어를 감아 고정하여 제작되는바, 마그넷 로터의 고속회전시 세그먼트 마그넷(13)의 탈리를 방지할 수 있는 카본 와이어와 같은 고정수단이 필요하고, 아울러 마그넷 로터(10)의 밸런싱 조정을 위한 별도의 밸런스 웨이트(14)가 필요하기 때문에 부품수의 증가로 인해 제작 공정이 복잡하고, 제작비용이 증가하게 되는 단점이 있었다.However, such a segmented magnet rotor 10 is attached to the segment magnet 13 after attaching a plurality of segment magnets 13 around the rotor core 12 in which the shaft 11 is press-fitted when the magnet rotor is manufactured. Manufactured by winding the carbon wire around the outer circumference of the bar, a fixing means such as carbon wire which can prevent detachment of the segment magnet 13 during the high speed rotation of the magnet rotor is required, and the balancing of the magnet rotor 10 is required. Since a separate balance weight 14 is required for the adjustment, the manufacturing process is complicated due to the increase in the number of parts, and the manufacturing cost increases.

이러한 단점을 극복하고자, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 샤프트(21)의 둘레에 N극과 S극이 교대로 배치되어 착자(着磁)된 원통 형태의 마그넷(23)을 결합하여 제작된 원통형 마그넷 로터(20)가 개발되었다. 이때, 샤프트(21)에 결합되는 원통형 마그넷(23)은 영구자석이 사용되는데, 일반적으로 적용되는 영구자석으로는 플라스틱 자석 또는 소결 페라이트 자석을 사용하며, 두께가 일정하도록 외경부와 내경부가 동심원 형태로 형성된다.In order to overcome this disadvantage, as shown in (a) of Figure 2, the N pole and the S pole are alternately arranged around the shaft 21 to combine the magnet 23 of the magnet form (着磁) is combined Cylindrical magnet rotor 20 produced by was developed. At this time, the cylindrical magnet 23 is coupled to the shaft 21 is used for permanent magnets, generally used as a permanent magnet is a plastic magnet or a sintered ferrite magnet, the outer diameter and the inner diameter is concentric in shape so that the thickness is constant Is formed.

이와 같은 원통형 마그넷을 이용한 마그넷 로터의 제작방법은 전술된 세그먼트형 마그넷을 사용하는 방식과 달리 마그넷의 개별 접착이 필요치 않고, 샤프트에 일체로 접착하는 구조적 장점을 갖는다. 그러나, 이와 같은 원통형 마그넷(23)은 기존 다수의 마그넷을 부착하는 공정은 개선할 수 있으나 원통형 마그넷(23)을 샤프트(21)에 고정하기 위한 접착공정이 필요하고, 도 2의 (b)에서 보는 것과 같이 마그넷 로터(20)의 밸런싱을 위해 별도의 밸런싱 웨이트(24)의 부착이 요구된다. 또한, 도 2의 (c)에서와 같이 밸런싱을 위해 밸런싱 웨이트(24) 일측에 밸런싱 홈(25)을 가공해야만 하거나 또는 밸런싱 웨이트(24)를 사용하지 않는 경우 마그넷(23) 표면에 직접 밸런싱 홈을 가공해야하므로 모터의 특성저하가 발생하는 문제점이 있었다. 아울러, 마그넷 로터(20)의 고속회전시 원통형 마그넷(23)의 자극 부분(N극,S극)이 떨어져 나가는 것을 방지하기 위해 별도의 추가 구조물이 필요한 단점이 있었다.
Such a method of manufacturing a magnet rotor using a cylindrical magnet, unlike the method using the segmented magnet described above, does not require individual adhesion of the magnet, and has a structural advantage of integrally bonding to the shaft. However, the cylindrical magnet 23 can improve the process of attaching a plurality of existing magnets, but an adhesive process for fixing the cylindrical magnet 23 to the shaft 21 is required, and in FIG. As shown, the attachment of a separate balancing weight 24 is required for balancing the magnet rotor 20. In addition, as shown in FIG. 2C, the balancing groove 25 must be processed on one side of the balancing weight 24 for balancing, or when the balancing weight 24 is not used, the balancing groove directly on the surface of the magnet 23. There was a problem in that the deterioration of the characteristics of the motor occurs because it must be processed. In addition, a separate additional structure is required to prevent the magnetic pole portions (N pole, S pole) of the cylindrical magnet 23 from falling off during the high speed rotation of the magnet rotor 20.

이에 본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 원통형 마그넷을 이용한 마그넷 로터의 제조시 금속분말과 열가소성 수지가 혼합된 수지를 사용하여 마그넷과 샤프트의 인서트 사출성형 방식을 통해 제조함으로써, 제조공정 및 제조비용을 절감할 수 있고, 제조시 방열특성이 우수한 그라파이트를 사용하여 마그넷 로터의 방열성능을 높일 수 있을 뿐 아니라, 밸런싱 웨이트의 사용 없이도 사출수지면에 직접 밸런싱 작업이 가능한 마그넷 로터 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to insert the injection molding method of the magnet and the shaft using a resin mixed with a metal powder and a thermoplastic resin when manufacturing a magnet rotor using a cylindrical magnet. Through manufacturing, it is possible to reduce the manufacturing process and manufacturing cost, and to increase the heat dissipation performance of the magnet rotor by using graphite having excellent heat dissipation characteristics during manufacturing, and to directly balance the injection resin surface without using a balancing weight. The present invention provides a magnet rotor and a method of manufacturing the same.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 마그넷 로터는, 원통 형상을 가지며, 원주방향을 따라 적어도 하나 이상의 N극과 S극이 교대로 착자(着磁)된 마그넷; 상기 마그넷의 중심축상에 배치되는 샤프트; 상기 마그넷과 샤프트를 고정하는 고정체;를 포함하고, 상기 고정체는 금속분말과 열가소성 수지가 혼합된 수지를 사용하여 사출성형되되, 마그넷과 샤프트를 인서트하여 사출성형되는 것을 특징으로 한다.The magnet rotor of the present invention for solving the above technical problem is a magnet having a cylindrical shape, at least one magnet and the N pole and S pole alternately magnetized along the circumferential direction; A shaft disposed on a central axis of the magnet; And a fixture for fixing the magnet and the shaft, wherein the fixture is injection molded using a resin in which a metal powder and a thermoplastic resin are mixed, and is injection molded by inserting the magnet and the shaft.

여기서, 상기 고정체는, 상기 샤프트의 외주면과 상기 마그넷의 내주면 사이에 배치되는 원통부와; 상기 원통부의 양단에 일체로 연결되어 상기 마그넷의 개방된 양단을 폐쇄함과 동시에 고정하는 고정부;로 구성될 수 있다.Here, the fixing body, a cylindrical portion disposed between the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the magnet; It may be configured to be connected to both ends of the cylindrical portion integrally fixed to at the same time to close the open both ends of the magnet.

그리고, 상기 마그넷의 양단에는 외경보다 작은 직경을 가지며 돌출된 돌출단이 형성되고, 상기 고정부는 상기 마그넷 양단의 돌출단을 감싸면서 결합되도록 구성될 수 있다.And, both ends of the magnet has a diameter smaller than the outer diameter and protruding protrusions are formed, the fixing portion may be configured to be coupled while wrapping the protrusions of the both ends of the magnet.

한편, 상기 고정체 제작을 위한 수지의 비중은 2 ~ 10 범위 내에 유지되도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable to maintain the specific gravity of the resin for manufacturing the fixed body within the range of 2 to 10.

그리고, 상기 고정부의 외면에는 마그넷 로터의 밸런싱 작업을 위한 밸런싱 홈이 형성될 수 있다.In addition, a balancing groove for balancing the magnet rotor may be formed on an outer surface of the fixing part.

또한, 상기 고정부 중 적어도 어느 한 편에는 날개가 형성될 수 있다.In addition, a wing may be formed on at least one side of the fixing part.

아울러, 상기 고정체에는 그라파이트(graphite) 성분이 더 포함될 수 있다.In addition, the fixture may further include a graphite (graphite) component.

상기 열가소성 수지는, 나일론, 액정폴리머(LCP), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 구성된 군으로부터 선택된 1종의 수지 또는 그 이상의 혼합물이 될 수 있다.The thermoplastic resin may be one or more resins selected from the group consisting of nylon, liquid crystal polymer (LCP), and polybutylene terephthalate (PBT).

그리고, 상기 금속분말은, 텅스텐, 동, 철로 구성된 군으로부터 선택된 1종의 금속분말 또는 그 이상의 혼합물이 될 수 있다.The metal powder may be one metal powder or a mixture thereof selected from the group consisting of tungsten, copper and iron.

한편, 상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 마그넷 로터의 제조방법에 있어서, 상기 마그넷과 샤프트를 인서트한 상태에서 금속분말과 열가소성 수지가 혼합된 수지를 사용하여 인서트 사출성형을 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention for solving the above technical problem, in the manufacturing method of the magnet rotor, is manufactured by insert injection molding using a resin mixed with a metal powder and a thermoplastic resin in the state where the magnet and the shaft is inserted It is characterized by.

이때, 상기 수지의 비중은 2 ~ 10 범위 내에 유지되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the specific gravity of the resin is preferably maintained in the range of 2 to 10.

그리고, 상기 수지에는 그라파이트(graphite) 성분이 더 포함될 수 있다.In addition, the resin may further include a graphite component.

또한, 상기 열가소성 수지는, 나일론, 액정폴리머(LCP), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 구성된 군으로부터 선택된 1종의 수지 또는 그 이상의 혼합물이 될 수 있다.In addition, the thermoplastic resin may be one or more resins selected from the group consisting of nylon, liquid crystal polymer (LCP), polybutylene terephthalate (PBT).

아울러, 상기 금속분말은, 텅스텐, 동, 철로 구성된 군으로부터 선택된 1종의 금속분말 또는 그 이상의 혼합물이 될 수 있다.
In addition, the metal powder may be a metal powder or mixture of one or more selected from the group consisting of tungsten, copper and iron.

상기한 구성을 갖는 본 발명은 원통형 마그넷을 이용한 마그넷 로터의 제조시 금속분말과 열가소성 수지가 혼합된 수지를 사용하여 마그넷과 샤프트의 인서트 사출성형 방식을 통해 제조함으로써, 마그넷 로터의 편심량을 최소화할 수 있고, 기존에 비해 제조에 필요한 부품 수가 줄어들어 제조공정 및 제조비용을 크게 절감시킬 수 있다. The present invention having the above-described configuration is manufactured by insert injection molding of a magnet and a shaft using a resin in which a metal powder and a thermoplastic resin are mixed in the manufacture of a magnet rotor using a cylindrical magnet, thereby minimizing the eccentricity of the magnet rotor. In addition, the number of parts required for manufacturing is reduced compared to the existing ones, which can greatly reduce the manufacturing process and manufacturing cost.

그리고 마그넷 로터의 사출성형시 수지(resin)에 방열특성이 우수한 그라파이트(graphite)를 혼합하여 사용함으로써, 마그넷 로터의 방열성능을 높여 내구성을 향상시킬 수 있다. 아울러, 마그넷 로터의 사출 구조물 일측면에 팬(Fan) 구조를 형성함으로써 마그넷 로터의 회전시 팬에 의한 냉각작용이 수반되어 방열효과를 배가시킬 수 있다.In addition, by using graphite mixed with a resin having excellent heat dissipation characteristics during resin injection molding of the magnet rotor, the heat dissipation performance of the magnet rotor may be increased to improve durability. In addition, by forming a fan (Fan) structure on one side of the injection structure of the magnet rotor accompanied by the cooling action by the fan during the rotation of the magnet rotor can double the heat dissipation effect.

또한, 본 발명의 마그넷 로터는 고속 회전시 마그넷의 탈리를 방지하기 위하여 기존의 카본 와이어와 같은 보조수단이 필요 없고, 마그넷 로터의 밸런싱 작업시 사출성형된 수지면에 직접 밸런싱 홈을 가공하여 밸런싱 조정을 할 수 있기 때문에 밸런싱 작업이 용이하고, 밸런싱 조정을 위한 별도의 밸런싱 웨이트 사용이 필요없기 때문에 밸런싱 작업에 필요한 부품 수가 줄어들게 되어 제조 공정이 단순화되고 제조원가를 절감시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the magnet rotor of the present invention does not need an auxiliary means such as a conventional carbon wire to prevent desorption of the magnet at high speed rotation, and balancing the adjustment groove by processing the balancing groove directly on the injection molded water surface during the balancing operation of the magnet rotor Since it is possible to easily balance and eliminate the need for a separate balancing weight for balancing adjustment, the number of components required for balancing is reduced, thereby simplifying the manufacturing process and reducing manufacturing costs.

아울러, 본 발명의 마그넷 로터에 있어, 원통형 마그넷의 양단에 외경보다 작은 직경을 갖는 돌출단을 형성하고, 사출구조물인 고정체의 양단이 마그넷 양단의 돌출단을 감싸면서 결합되도록 구성함으로써, 마그넷 로터의 고속 회전시에도 상기 고정체가 마그넷의 양단부를 잡아주게 되어 마그넷의 자극 부분이 떨어져 나가 탈리되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
In addition, in the magnet rotor of the present invention, by forming a projecting end having a diameter smaller than the outer diameter on both ends of the cylindrical magnet, and configured so that both ends of the fixing body of the injection structure wraps around the projecting end of both ends of the magnet, the magnet rotor Even during the high speed rotation of the magnet, the fixing body may hold both ends of the magnet, thereby preventing the magnetic pole portion of the magnet from falling off and detaching.

도 1은 종래의 BLDC 모터에 구비되는 세그먼트형 마그넷 로터를 도시한 사시도
도 2는 종래의 BLDC 모터에 구비되는 원통형 마그넷 로터를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 BLDC 모터용 마그넷 로터를 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 분해 사시도.
도 5는 도 3의 단면도.
도 6은 본 발명의 마그넷 로터에 밸런싱 홈이 가공된 모습을 보여주는 사시도.
도 7은 본 발명의 마그넷 로터에 팬(fan) 구조가 적용된 모습을 보여주는 사시도.1 is a perspective view showing a segmented magnet rotor provided in a conventional BLDC motor
Figure 2 is a perspective view showing a cylindrical magnet rotor provided in a conventional BLDC motor.
3 is a perspective view showing a magnet rotor for a BLDC motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG. 3; FIG.
5 is a sectional view of Fig. 3; Fig.
Figure 6 is a perspective view showing a state that the balancing groove is processed in the magnet rotor of the present invention.
Figure 7 is a perspective view showing a fan (fan) structure is applied to the magnet rotor of the present invention.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 BLDC 모터용 마그넷 로터를 도시한 사시도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 분해 사시도이고, 도 5는 도 3의 단면도이다.3 is a perspective view illustrating a magnet rotor for a BLDC motor according to an embodiment of the present invention. 4 is an exploded perspective view of FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 3.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 BLDC 모터용 마그넷 로터(Magnet rotor)는, 원통 형상을 가지며 원주방향을 따라 적어도 하나 이상의 N극과 S극이 교대로 번갈아 착자(着磁)된 마그넷(120)과, 상기 마그넷(120)의 중심축(C)상에 배치되는 샤프트(110)와, 상기 마그넷(120)과 샤프트(110) 사이를 고정하는 고정체(130)를 포함하여 구성된다.3 to 5, a magnet rotor for a BLDC motor according to the present invention has a cylindrical shape, in which at least one N pole and an S pole are alternately magnetized alternately along a circumferential direction. It comprises a magnet 120, a shaft 110 disposed on the central axis (C) of the magnet 120, and a fixed body 130 for fixing between the magnet 120 and the shaft 110 do.

상기 고정체(130)는 금속분말과 열가소성 수지가 혼합된 수지(resin)를 사출금형에 용융상태로 주입하여 사출성형한 사출구조물로서, 마그넷 로터(100)의 제조시 사출금형 내에 마그넷(120)과 샤프트(110)를 인서트한 상태에서 용융된 수지를 주입하여 사출성형하는 인서트(insrt) 사출을 통해 제조된다.The fixture 130 is an injection molded injection molding by injecting a resin (mixed resin) mixed with a metal powder and a thermoplastic resin in an injection mold in a molten state, and the magnet 120 in the injection mold during manufacture of the magnet rotor 100. And the shaft 110 is manufactured by insert injection (insrt) injection molding by injecting molten resin in the insert state.

이때, 상기 고정체(130)의 사출성형에 사용되는 수지의 비중은 2 ~ 10 범위 내에서 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 사출수지의 비중이 2 보다 낮은 경우 밸런싱(balancing) 량이 적어서 효과적인 밸런싱 작업의 수행이 어렵고, 사출수지의 비중이 10 을 초과하는 경우에는 사출수지 내에 금속성분이 과다하게 포함되어 원활한 사출이 이루어지기 어렵기 때문이다. At this time, the specific gravity of the resin used in the injection molding of the fixing body 130 is preferably maintained in the range of 2 to 10. The reason is that when the specific gravity of the injection resin is lower than 2, it is difficult to carry out effective balancing work due to the small amount of balancing, and when the specific gravity of the injection resin exceeds 10, the injection resin is excessively contained due to the excessive amount of metal components. Because it is difficult to achieve.

그리고, 상기 고정체(130)의 사출성형에 사용되는 사출수지의 베이스는 나일론, 액정폴리머(LCP), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등의 흐름성이 좋은 열가소성 수지가 사용될 수 있다.In addition, the base of the injection resin used for injection molding of the fixture 130 may be a thermoplastic resin having good flowability such as nylon, liquid crystal polymer (LCP), polybutylene terephthalate (PBT), and the like.

이와 함께, 상기 열가소성 수지에 혼합되는 금속분말로서, 텅스텐, 동, 철 등의 고비중 금속화합물이 사용될 수 있다.In addition, as the metal powder mixed in the thermoplastic resin, a high specific metal compound such as tungsten, copper, iron, or the like may be used.

또한, 상기 고정체(130)의 사출성형시 사용되는 사출수지에 방열특성이 우수한 그라파이트(graphite) 성분을 첨가할 수 있다. 이와 같은 그라파이트 성분이 혼합된 사출수지를 이용하여 제조하게 되면 마그넷 로터(100)의 방열특성을 향상시켜 마그넷 로터(100)의 내구성을 높일 수 있다.In addition, a graphite component having excellent heat dissipation characteristics may be added to the injection resin used in the injection molding of the fixture 130. When manufactured using the injection resin in which such graphite components are mixed, the heat dissipation characteristics of the magnet rotor 100 may be improved to increase durability of the magnet rotor 100.

한편, 상기 고정체(130)는 샤프트(110)의 외주면과 마그넷(120)의 내주면 사이 공간에 배치되어 이들 사이를 결합시키는 원통 형상의 원통부(131)와, 상기 원통부(131)의 양쪽 끝단에 일체로 연결되어 상기 마그넷(120)의 개방된 양단부를 폐쇄하도록 결합되는 동시에 상기 마그넷(120)과 샤프트(110) 사이를 고정하는 고정부(132)(134)로 구성된다.On the other hand, the fixing body 130 is disposed in the space between the outer peripheral surface of the shaft 110 and the inner peripheral surface of the magnet 120 and the cylindrical cylindrical portion 131 for coupling therebetween, both of the cylindrical portion 131 It is composed of fixing parts 132 and 134 which are integrally connected to the ends and coupled to close both open ends of the magnet 120 and at the same time to secure the gap between the magnet 120 and the shaft 110.

상기 샤프트(110)의 중앙부 외주면상에는 상기 고정체(130)의 원통부(131) 내주면과의 접촉력을 증가시켜 미끄럼을 방지할 수 있도록 널링(knurling) 가공된 널링부(112)가 형성되어 있다.On the outer circumferential surface of the central portion of the shaft 110, a knurling knurled portion 112 is formed to increase the contact force with the inner circumferential surface of the cylindrical portion 131 of the fixing body 130 to prevent sliding.

상기 고정부(132)(134)는 상기 마그넷(120) 양쪽 단부와 대면하는 내측면이 상기 마그넷(120) 양단부 형상과 대응되는 형상을 가지도록 형성되고, 상기 고정부(132)(134)의 외측면은 평평한 평면으로 이루어져 있다. The fixing parts 132 and 134 are formed such that the inner surface facing both ends of the magnet 120 has a shape corresponding to the shape of both ends of the magnet 120, and the fixing parts 132 and 134 of the fixing parts 132 and 134. The outer surface consists of a flat plane.

이때, 상기 고정체(130)의 양측 고정부(132)(134)는 두께가 서로 다른 비대칭 형태를 이루고 있는데, 전방측 고정부(132)가 후방측 고정부(134)보다 두께 폭이 크게 형성되어 있다. 이와 같이 전방측 고정부(132)의 두께 폭을 후방측 고정부(134)의 두께 폭보다 두껍게 형성함으로써, 전방측 고정부(132) 부분에 기존의 밸런싱 웨이트(balancing weight)를 대신하는 효과를 부여함과 동시에 후술되는 밸런싱 홈(140) 형성에 따른 밸런싱 효과를 추가적으로 부여할 수 있다.At this time, both fixing parts 132 and 134 of the fixing body 130 have asymmetrical shapes having different thicknesses, and the front fixing part 132 has a larger width than the rear fixing part 134. It is. Thus, by forming the thickness width of the front fixing portion 132 thicker than the thickness width of the rear fixing portion 134, the effect of replacing the existing balancing weight (balancing weight) on the front fixing portion 132 portion At the same time, a balancing effect according to the formation of the balancing groove 140 to be described later may be additionally provided.

여기서, 상기 마그넷(120)의 양쪽 단부에는 마그넷(120)의 외경보다 작은 직경을 가지며 외측으로 일정 폭 돌출된 돌출단(122)이 형성되고, 상기 마그넷(120)의 양쪽 단부에 고정되는 상기 고정부(132)(134)의 내측면에는 상기 돌출단(122) 부분을 감싸며 맞물려 결합되는 결합단(136)이 형성된다. 그리고, 상기 마그넷(120)의 외부면과 고정부(132)(134)의 외부면은 서로 동일선상에 위치되어 결합된 상태의 외부면이 전체적으로 매끄러운 원통 면을 유지하도록 형성된다.Here, both ends of the magnet 120 is formed with a projecting end 122 having a diameter smaller than the outer diameter of the magnet 120 and protruding outwards to a predetermined width, and fixed to both ends of the magnet 120. A coupling end 136 is formed on the inner side of the government parts 132 and 134 to surround and engage the protruding end 122. In addition, the outer surface of the magnet 120 and the outer surface of the fixing parts 132 and 134 are positioned on the same line with each other so that the outer surface of the combined state maintains a smooth cylindrical surface as a whole.

이와 같이 상기 고정체(130)의 양측에 위치된 고정부(132)(134)는 마그넷(120) 양쪽 단부에 형성된 돌출단(122)을 감싸며 잡아주는 구조로 형성되기 때문에, 마그넷 로터(100)의 고속 회전시 마그넷(120)의 자극(N극,S극) 부분이 분리되는 현상을 방지하고 비산을 억제할 수 있다.As described above, the fixing parts 132 and 134 located at both sides of the fixing body 130 are formed in a structure to surround and hold the protrusions 122 formed at both ends of the magnet 120, and thus, the magnet rotor 100. It is possible to prevent the phenomenon that the magnetic poles (N pole, S pole) of the magnet 120 is separated during high-speed rotation and to prevent scattering.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예로서, 마그넷 로터(100)의 고정체(130)에 밸런싱 작업을 위한 밸런싱 홈이 가공된 모습을 도시한 것이다. On the other hand, Figure 6 shows, as another embodiment of the present invention, the balancing groove for the balancing operation is processed in the fixed body 130 of the magnet rotor 100.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 마그넷 로터(100)에 있어서 사출구조물로 이루어진 고정체(130)의 표면에는 마그넷 로터(100)의 회전시 밸런싱을 조정할 수 있도록 다수의 밸런싱 홈(140)이 형성될 수 있다. 즉, 고정체(130)의 양쪽에 위치된 고정부(132)(134) 중 일측 고정부(132)상에 다수의 밸런싱 홈(140)을 가공 형성함으로써 마그넷 로터(100)의 회전시 한쪽으로 편심되지 않고 안정적으로 밸런스가 유지될 수 있다. 이때, 상기 밸런싱 홈(140)은 고정부(132)를 관통하는 형태로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6, in the magnet rotor 100 of the present invention, a plurality of balancing grooves 140 are provided on the surface of the fixed body 130 made of an injection structure to adjust balancing during rotation of the magnet rotor 100. This can be formed. That is, by forming a plurality of balancing grooves 140 on one side fixing portion 132 of the fixing portion 132, 134 located on both sides of the fixing body 130 to one side during rotation of the magnet rotor 100 The balance can be stably maintained without being eccentric. In this case, the balancing groove 140 may be formed to penetrate the fixing part 132.

이와 같이 본 발명은 마그넷 로터(100)에 있어 플라스틱 사출물인 고정체(130)의 표면에 직접 밸런싱 홈(140)을 가공하여 마그넷 로터(100)의 밸런스를 조정할 수 있도록 되어 있기 때문에, 밸런싱 홈(140)의 가공작업이 용이하여 작업성을 향상시킬 수 있고, 기존의 마그넷 로터와 같이 밸런스 조정을 위하여 밸런싱 웨이트(balancing weight)를 별도로 갖추지 않아도 마그넷 로터(100)의 밸런스 조정이 가능하기 때문에 제조시 요구되는 부품수가 줄어들어 제조공정 및 제조원가를 절감시킬 수 있다.As described above, in the magnet rotor 100, the balancing groove 140 is processed directly on the surface of the fixing body 130, which is a plastic injection molding, so that the balance of the magnet rotor 100 can be adjusted. 140) It is easy to process and improve the workability, and it is possible to adjust the balance of the magnet rotor 100 without having a balancing weight (balancing weight) for balance adjustment like the existing magnet rotor The required number of parts can be reduced, thereby reducing the manufacturing process and manufacturing cost.

한편, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 마그넷 로터(100)에 방열성능 향상을 위한 팬(fan) 구조가 적용된 모습을 보여주고 있다.On the other hand, Figure 7 shows another embodiment of the present invention, the fan structure for improving the heat dissipation performance is applied to the magnet rotor (100).

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 마그넷 로터(100)에는 고정체(130)의 양쪽 고정부(132)(134) 중 일측 고정부(134) 외부면에 복수의 날개(150)가 일정 간격으로 형성된 팬(Fan) 구조를 형성할 수 있다. 이러한 팬(fan) 구조는 사출금형에 미리 반영하여 고정체(130)의 사출성형시 상기 고정부(134)와 일체로 성형될 수 있도록 한다. As shown in FIG. 7, in the magnet rotor 100 of the present invention, a plurality of wings 150 are fixed on an outer surface of one side fixing portion 134 of both fixing portions 132 and 134 of the fixing body 130. It is possible to form a fan structure formed at intervals. The fan structure is reflected in the injection mold in advance so that it can be integrally formed with the fixing part 134 during injection molding of the fixing body 130.

이때, 상기 팬(fan) 구조는 위에서와 같이 고정체(130)의 양측 고정부(132)(134) 중에서 어느 한쪽 고정부(134)에만 형성할 수 있고, 양측 고정부(132)(134) 모두에 팬 구조를 형성할 수도 있다. 이렇게 양측 고정부(132)(134)에 팬 구조가 적용되는 경우 밸런싱 작업시 팬의 날개(150)가 없는 고정부(132)(134)의 적정 위치에 밸런싱 홈을 가공하여 밸런싱 조정 작업을 수행할 수 있다. At this time, the fan (fan) structure can be formed only on either one of the fixing part 134 of the fixing parts 132, 134 of the fixing body 130, as above, both fixing parts 132, 134 The fan structure can also be formed in all. When the fan structure is applied to both fixing parts 132 and 134 as described above, a balancing adjustment is performed by machining a balancing groove at an appropriate position of the fixing parts 132 and 134 without the blades 150 of the fan during the balancing operation. can do.

이와 같이, 본 발명은 사출물인 고정부(134) 외부면에 팬 구조를 적용함에 따라, 마그넷 로터(100)의 회전시 상기 팬에 의한 냉각작용에 의해 모터의 방열성능을 향상시켜 내구성을 증대시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, as the fan structure is applied to the outer surface of the fixing part 134, which is an injection molded product, the heat dissipation performance of the motor is improved by cooling the fan by rotating the magnet rotor 100, thereby increasing durability. Can be.

상술한 바와 같이, 본 발명은 마그넷 로터(100)의 제조시 마그넷(120)과 샤프트(110)를 사출금형 내에 인서트(insert)한 상태에서 금속분말과 열가소성 수지가 혼합된 사출수지를 사출금형 내에 주입하여 사출성형하는 인서트 사출성형 방식을 통해 일광공정으로 완성품을 제조할 수 있기 때문에, 원통형 마그넷를 샤프트에 접착제로 부착하여 제조하는 기존의 원통형 마그넷 로터 제조방법에 비해 마그넷 로터의 편심량을 최소화할 수 있고, 제품 제조에 따른 시간 및 공정을 줄일 수 있어서 제조비용을 크게 절감시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the injection resin in which the metal powder and the thermoplastic resin are mixed in the injection mold in the state in which the magnet 120 and the shaft 110 are inserted into the injection mold during manufacture of the magnet rotor 100 is included in the injection mold. The injection molding method, which is injected by injection molding, can be used to manufacture the finished product by the daylight process. Therefore, the amount of eccentricity of the magnet rotor can be minimized as compared with the conventional cylindrical magnet rotor manufacturing method, in which the cylindrical magnet is attached to the shaft with an adhesive. In addition, the manufacturing cost can be greatly reduced because the time and the process of manufacturing the product can be reduced.

그리고 본 발명은 마그넷 로터(100)의 제조시 사출수지에 방열특성이 우수한 그라파이트(graphite)를 성분을 혼합하여 제조함으로써, 마그넷 로터(100)의 방열성능을 높여 모터의 내구성을 향상시킬 수 있고, 특히, 사출물인 고정체(130)의 일측에 팬(fan) 구조를 적용하여 고정체(130)와 일체로 사출성형함으로써, 마그넷 로터(100)의 회전시 상기 팬에 의한 냉각작용에 의해 방열성능을 배가시킬 수 있다.And the present invention by manufacturing a mixture of graphite (graphite) excellent in heat dissipation characteristics to the injection resin during the manufacture of the magnet rotor 100, by increasing the heat dissipation performance of the magnet rotor 100 can improve the durability of the motor, In particular, by applying a fan (fan) structure to one side of the fixing body 130, which is an injection molding, by injection molding integrally with the fixing body 130, the heat dissipation performance by the cooling action by the fan during the rotation of the magnet rotor 100 Can double.

또한, 본 발명은 기존의 세그먼트형 마그넷 로터와 같이 로터의 고속 회전시 마그넷의 비산을 방지하기 위한 별도의 보조수단(카본 와이어)이 필요 없을 뿐 아니라, 기존과 같이 로터의 밸런싱 조정을 위한 밸런싱 웨이트(balancing weight)가 필요없기 때문에 제품 제조시 사용되는 부품 수를 줄일 수 있어 제조공정을 단순화시킬 수 있고, 이로 인해 제조비용을 크게 절감시킬 수 있다. In addition, the present invention does not need a separate auxiliary means (carbon wire) to prevent the scattering of the magnet during high-speed rotation of the rotor, as in the conventional segmented magnet rotor, as well as balancing weight for balancing the rotor as conventional This eliminates the need for balancing weights, thus reducing the number of components used in manufacturing the product, simplifying the manufacturing process and significantly reducing manufacturing costs.

이와 함께, 마그넷 로터(100)에 있어, 고정체(130)의 양측에 위치된 고정부(132)(134)의 결합단(136)이 마그넷(120) 양쪽 단부에 형성된 돌출단(122)을 감싸며 잡아주는 구조로 형성됨으로써, 마그넷 로터(100)의 고속 회전시 마그넷(120)의 자극(N극,S극) 부분이 분리되는 것을 미연에 방지하고 마그넷이 비산되는 것을 억제할 수 있다.In addition, in the magnet rotor 100, the engaging ends 136 of the fixing parts 132 and 134 located on both sides of the fixing body 130 are provided with the protruding ends 122 formed at both ends of the magnet 120. By forming the structure to wrap and hold, it is possible to prevent the magnetic pole (N pole, S pole) portion of the magnet 120 to be separated during high-speed rotation of the magnet rotor 100 and to suppress the scattering of the magnet.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Will be possible.

100 : 마그넷 로터 110 : 샤프트
120 : 마그넷 122 : 돌출단
130 : 고정체 132,134 : 고정부
136 : 결합단 140 ; 밸런싱 홈
150 : 날개100: magnet rotor 110: shaft
120: magnet 122: protrusion
130: fixture 132,134: fixture
136: coupling end 140; Balancing home
150: wings

Claims

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A magnet having a cylindrical shape and at least one or more N poles and S poles alternately magnetized along the circumferential direction;
A shaft disposed on a central axis of the magnet;
Includes; a fixture for fixing the magnet and the shaft,
The fixture is injection molded using a resin mixed with a metal powder and a thermoplastic resin, and injection molded by inserting a magnet and a shaft,
The fixture is,
A cylindrical portion disposed between an outer circumferential surface of the shaft and an inner circumferential surface of the magnet;
It is integrally connected to both ends of the cylindrical portion and the fixing portion for fixing at the same time closing the open both ends of the magnet;
A magnet rotor, characterized in that a balancing groove for balancing the magnet rotor is formed on the outer surface of the fixing part.

A magnet having a cylindrical shape and at least one or more N poles and S poles alternately magnetized along the circumferential direction;
A shaft disposed on a central axis of the magnet;
Includes; a fixture for fixing the magnet and the shaft,
The fixture is injection molded using a resin mixed with a metal powder and a thermoplastic resin, and injection molded by inserting a magnet and a shaft,
The fixture is,
A cylindrical portion disposed between an outer circumferential surface of the shaft and an inner circumferential surface of the magnet;
It is integrally connected to both ends of the cylindrical portion and the fixing portion for fixing at the same time closing the open both ends of the magnet;
Magnet rotor, characterized in that the blade is formed on at least one side of the fixing portion

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