KR102008839B1 - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 모터 하우징; 상기 모터 하우징에 설치되며, 복수 개의 치를 가지는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일로 구성되는 스테이터; 상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 표면에 설치된 마그네트 모듈을 포함하는 로터; 및 상기 모터 하우징의 외곽에서 상기 통공으로 삽입 결합되는 백 플럭스 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터{Motor}

본 발명은 모터에 관한 것이다.

일반적으로 브러시리스 모터는 코일이 권선된 스테이터와 스테이터 중앙에 배치된 마그네트를 가지는 로터의 전자기적 상호작용에 의해 동력을 발생시킬 수 있다. 이때, 상기 로터에 설치되는 마그네트는 로터코어의 표면에 설치될 수도 있고 로터코어의 내부에 포켓을 형성하여 설치될 수도 있다.

이중 로터코어의 표면에 마그네트를 설치할 경우, 마그네트는 로터코어의 표면에 접착제를 도포하여 접착/고정하는데, 일반적으로 마그네트는 동일한 크기를 가지는 복수 개의 마그네트 부재를 일정하게 배치하여 접착고정하는 것이 일반적이다.

로터코어의 중심에 회전축이 압입되는 형태를 가지는 로터는 로터코어의 두께에 여유가 있기 때문에, 마그네트 접착 위치를 규제하기 위해 로터코어의 표면에 가이드 리브를 형성하거나, 일정한 크기의 홈을 형성하여, 이 홈에 마그네트를 부착할 수 있다.

그러나, 로터의 회전동력을 직선 왕복운동으로 바꾸기 위해 로터코어의 중앙에 공간부를 형성할 필요가 있는 튜브형태의 로터의 경우에는 일반적으로 로터코어가 파이프와 같이 얇은 두께를 가지며 중앙에 공간부를 가지도록 형성되어야 하므로, 상기한 바와 같이 마그네트를 부착하기 위한 가이드 리브나 마그네트 안착홈 등을 형성하기 어려워, 매끈한 튜브형태의 로터코어의 표면에 마그네트를 부착한다.

이와 같은 튜브형태의 로터코어의 중심에는 로터에 설치되는 마그네트의 자속 손실을 방지하기 위한 백 플럭스 링이 설치될 수 있는데, 일반적으로 모터의 조립시 모터 하우징의 중앙에 백 플럭스 링을 압입 결합하고, 상기 백 플럭스 링과 동축이 되도록 상기 로터를 압입 하여 결합한다.

그런데, 이와 같은 조립 구조에 따르면, 로터의 압입을 위한 슬라이딩 핏 공정 중에 하측 베어링과 백 플럭스 링 등에 마모가 발생하여 모터의 수명이 떨어질 수 있다.

또한, 로터 조립 시, 로터 하단부를 지지할 수 없기 때문에 로터의 조립이 번거로우며, 로터가 잘못된 위치에 조립되는 것과 같은 불량이 발생할 수 있다.

일본 공개특허공보 특개2009-244903호(2003.08.29. 공개)

본 발명은 튜브형태의 로터코어를 가지는 모터의 조립 공정 중에 베어링 및 백 플럭스 링에 마찰 손상이 발생되지 않도록 구조가 개선된 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 모터 하우징; 상기 모터 하우징에 설치되며, 복수 개의 치를 가지는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일로 구성되는 스테이터; 상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 표면에 설치된 마그네트 모듈을 포함하는 로터; 및 상기 모터 하우징의 외곽에서 상기 통공으로 삽입 결합되는 백 플럭스 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 백 플럭스 부재는 상기 통공보다 작은 지름을 가지도록 형성되어, 상기 로터가 모터 하우징에 압입 결합된 후에 상기 로터 중앙에 형성된 상기 통공에 삽입될 수 있다.

상기 로터는 상기 통공의 내주면과 상기 마그네트 모듈이 설치되는 표면 사이의 두께를 얇게 형성한 튜브형상으로 마련되는 것이 좋다.

상기 로터의 상단을 회전 가능하게 지지하는 상측 베어링; 및 상기 로터의 하단을 회전 가능하게 지지하며, 상기 백 플럭스 부재와 동일한 방향으로 슬라이딩 핏 결합되는 하측 베어링;을 포함하며, 상기 모터 하우징은 바깥쪽 하단부에 상기 하측 베어링을 수용하는 수용홈부;를 포함할 수 있다.

상기 모터 하우징은 바깥쪽 바닥면에 상기 백 플럭스 부재가 결합되는 돌부가 돌출 형성될 수 있다.

상기 백 플럭스 부재는 상기 돌부와 상보적인 형상의 결합홈부를 포함할 수 있다.

상기 돌부 및 결합홈부의 지름은 상기 모터 하우징의 지름보다 작게 형성될 수 있다.

상기 백 플럭스 부재는 상기 하측 베어링 및 로터와 일정 거리 이격될 수 있다.

상기 로터의 끝단은 상기 하측 베어링의 내륜에 압입 결합되고, 상기 백 플럭스 부재는 상기 로터의 중앙에 형성된 통공에 압입 결합될 수 있다.

상기 백 플럭스 부재는 중앙에 공간부를 가지는 파이프 형상의 몸체; 및 상기 몸체와 일체로 형성되며, 모터 하우징의 바닥면의 형상과 대응되는 형상의 안착홈부를 형성하는 베이스부;를 포함할 수 있다.

상기 백 플럭스 부재는 금속 재질로 형성되며, 상기 몸체와 베이스부는 한 몸으로 형성될 수 있다.

하측 베어링이 모터 하우징의 외측에서 조립될 수 있기 때문에, 로터를 하측 베어링의 내륜에 압입 결합할 수 있어, 로터 외경의 마모를 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있다.

백 플럭스 부재를 가장 나중에 조립하기 때문에, 로터 압입 공정 시, 로터를 상측 및 하측 모두에서 지지하면서 압입 결합할 수 있어, 동축 불량에 따른 조립 오차를 최소화할 수 있다.

또한, 백 플럭스 부재의 조립 시, 구조적으로 외측이 압입 되기 때문에, 내측으로 압입될 때 발생할 수 있는 밴딩 모멘트를 최소화할 수 있어, 백 플럭스 부재의 압입 공정 중에 백 플럭스 부재에 휨과 같은 변형이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 조립 공정을 개략적으로 도시한 단면도, 그리고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도 이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 조립 공정을 개략적으로 도시한 단면도, 그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도 이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 모터는 모터 하우징(10)과, 스테이터(20), 로터(30) 및 백 플럭스 부재(100)를 포함한다.

모터 하우징(10)은 원통형상으로 마련되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상측이 오픈된 개구부를 구비하여, 이 상측 개구부를 통해, 스테이터(20)와 로터(30)가 삽입 결합될 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 모터 하우징(10)은 도시된 바와 같이, 바닥면에 통공을 형성하여, 상기 로터(30)의 중앙에 설치되는 미도시의 리드 스크류가 왕복이동 가능하게 설치될 수 있다. 또한, 상측 개구부는 커버부재로 폐쇄될 수 있다.

상기 모터 하우징(10)은 하측에는 원통형상의 수용홈부(11)가 마련되어, 상기 수용홈부(11)와 대응되는 형상의 하측 베어링(12)이 설치될 수 있다. 이때, 상기 수용홈부(11)는 모터 하우징(10)의 바깥쪽에 마련되어, 상기 하측 베어링(12)을 모터 하우징(10)의 바깥쪽으로부터 삽입 결합할 수 있다.

상기 모터 하우징(10)의 바닥면은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 단턱을 포함하는 돌부(15)를 형성할 수 있는데, 상기 돌부(15)는 상기 백 플럭스 부재(100)의 상기 돌부(15)와 대응되는 형상으로 마련되는 결합홈부(105)와 끼워 맞춤 결합될 수 있다.

상기 모터 하우징(10)의 내부 공간에는 다수의 코일이 권선되는 스테이터(20)가 설치될 수 있다. 스테이터(20)는 스테이터 코어(21), 인슐레이터(22) 및 코일로 구성될 수 있다.

스테이터 코어(21)는 금속 재질의 블록으로 마련될 수도 있고, 얇은 플레이트 재질의 코어부재가 복수 매 적층 되어 구성될 수도 있다. 상기 스테이터 코어(21)에는 상기 로터(30)를 마주보는 면을 향해 복수 개의 치가 돌출 형성될 수 있고, 이 치 각각에 인슐레이터(22)의 개재로 코일이 권선된다.

인슐레이터(22)는 상기 스테이터 코어의 상측 및 하측에 각각 결합되어, 상기 치에 권선되는 코일이 상기 스테이터 코어와 통전되지 않도록 절연하는 역할을 수행한다. 인슐레이터는 수지재질로 형성될 수 있다.

로터(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 튜브형상으로 마련되어 얇은 두께를 가지는 로터코어(31)와 상기 로터코어(31)의 표면에 접착 고정되는 마그네트 모듈(33)을 포함하며, 상단에 디스크 형상의 가이드 판(34)이 형성될 수 있다.

로터코어(31)는 튜브형상으로 마련되며, 상기 모터 하우징(10)에 상측 베어링(32)과 하측 베어링(12)으로 양 끝단이 회전 가능하게 설치될 수 있다. 상기 로터코어(31)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙에 통공을 가질 수 있다. 상기 통공에는 로터코어(31)의 회전에 따라 연동 회전하는 부재를 설치하여 모터의 동력을 전달할 수 있는데, 그 일 예로, 상기 로터코어(31)의 중앙에 너트부재가 설치될 수도 있다. 상기 너트부재의 내주면에는 나사산이 형성되어 있어, 상기 로터코어(31)가 회전하면, 상기 너트부재가 연동하여 회전하면서, 상기 나사산과 나사결합되는 탭이 외주면에 형성된 리드 스크류(미도시)가 왕복 이동할 수 있다.

튜브형 로터코어(31)와 너트부재를 가지는 모터는 다양한 용도로 사용될 수 있는데, 그 일 예로 브레이크 시스템의 마스터 실린더의 가압용 리드 스크류를 왕복 이동시키기 위해 사용할 수 있다. 즉, 상기 로터코어가 회전하면, 상기 너트부재는 상기 로터코어(31)와 연동하여 회전하는데, 그러면 상기 너트부재의 내주면에 형성된 나사산이 회전하면서, 미도시된 상기 리드 스크류를 축 방향으로 이동시켜, 모터의 회전동력을 직선 운동으로 변환할 수 있다.

백 플럭스 부재(100)는 상기 로터(30)에 설치되는 마그네트 모듈(33)의 누설자속(leakage flux)을 줄이기 위해 설치되는 것으로, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(10)에 로터(30)가 압입된 후에, 마지막으로 결합될 수 있다. 이때, 상기 백 플럭스 부재(100)는 도시된 바와 같이 상기 로터코어(31)의 중앙에 형성된 통공에 삽입되되, 상기 로터코어(31)와는 간섭되지 않도록 구성되어, 상기 로터코어(31)의 회전에 영향을 받지 않도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 백 플럭스 부재(100)는 중앙에 공간부를 가지는 파이프 형상의 몸체(101)와 상기 몸체(101)와 일체로 형성되며, 상기 돌부(15)를 감싸도록 대응되는 형상의 안착홈부(105)를 형성하는 베이스부(102)를 포함한다. 상기 몸체(101)와 베이스부(102)는 스틸과 같은 금속재질로 형성되는 것이 좋으며, 프레스 가공 등을 이용하여 한 몸으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 안착홈부(105)의 바닥면과 상기 하측 베어링(12) 및 로터(30)는 일정 거리 이격 될 필요가 있는데, 만일, 상기 안착홈부(105)의 바닥면과 하측 베어링(12) 및 로터(30)가 접촉할 경우, 상기 로터(30) 회전이 원활하게 이루어질 수 없기 때문이다.

이하, 본 발명에 의한 모터의 조립 순서를 도 1 내지 도 3과 함께 설명한다.

본 발명에 의한 모터는 도 1과 같이 모터 하우징(10)의 내부 공간에 스테이터(20)를 압입하고, 모터 하우징(10)의 바깥쪽에서는 하측 베어링(12)을 슬라이딩 핏(sliding fit) 결합한다. 슬라이딩 핏이 프레스 핏(press fit)과 차이가 있는 점은 결합을 위해 가해지는 힘의 차이에 있다. 즉 슬라이딩 핏의 경우 큰 힘을 들이지 않고 미끄러짐 결합이 가능하지만, 프레스 핏의 경우에는 일반적인 사람의 힘으로는 결합이 어렵기 때문에 프레스와 같은 도구의 힘을 부가하여 대상물들을 결합한다는 점에서 차이가 있다. 따라서 슬라이딩 핏 결합되는 하측 베어링(12)의 삽입 시 큰 힘이 소요되지 않으므로, 하측 베어링(12)은 변형 우려가 없다.

그리고, 로터(30)의 양 끝단을 미도시된 지그 등으로 파지하여, 양 단을 지지한 상태로 도 1의 A 방향으로 모터 하우징(10)의 결합위치에 압입할 수 있다. 이때, 상기 하측 베어링(12)은 이미 모터 하우징(10)의 외측에서 슬라이딩 핏 결합된 상태이므로, 상기 로터(30)의 끝단은 상기 하측 베어링(12)의 내륜에 압입 결합될 수 있고, 로터(30)의 반대편 끝단에는 상측 베어링(32)이 먼저 압입 결합되어 있으므로, 상기 상측 베어링(32)의 외륜이 상기 모터 하우징(10)의 결합 위치에 압입 결합될 수 있다. 따라서, 로터(30)의 압입 공정 중에 로터(30)가 변형될 우려가 없으며, 로터(30) 양단을 지그로 그립하여 모터 하우징(10)에 조립하므로, 로터(30)의 틀어짐에 따른 조립 불량을 최소화할 수 있다.

상기한 바와 같이 로터(30)의 조립이 끝나면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 모터 하우징(10)의 바깥쪽 하측으로부터 화살표 B 방향으로 백 플럭스 부재(100)를 결합할 수 있다. 이때, 상기 백 플럭스 부재(100)의 중심축과 상기 로터(30)의 중심축은 서로 동축이 되도록 압입 결합될 수 있다.

이때, 상기 모터 하우징(10)의 바닥면에는 상기한 돌부(15)가 형성되고, 상기 백 플럭스 부재(100)의 대응되는 위치에는 수용홈부(105)가 마련되는데, 상기 돌부(15)와 수용홈부(105)는 도 3에 도시된 바와 같이 상보적인 형상으로 마련되어, 상기 백 플럭스 부재(100) 압입에 따라 서로 결합될 수 있다.

상기 수용홈부(105)에 의해 상기 하측 베어링(12)은 모터 하우징(10)의 바깥쪽에서 노출되지 않으며, 이에 따라, 갑작스러운 외부 충격이 발생하여 하측 베어링(12)이 설치 위치에서 이탈되더라도, 모터 하우징(10)으로부터 분리/망실되지 않을 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 로터(30)의 압입 공정 시, 상기 하측 베어링(12)의 내륜을 제외한 위치에서는 간섭이 발생하지 않아, 로터(30)가 조립 공정 중에 손상되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 도 3의 가상의 선 C를 기준으로 모터 하우징(10)을 지지한 상태에서, 상기 백 플럭스 부재(100)를 가장 마지막에 삽입 결합하기 때문에, 로터(30)의 양 단을 지그 등을 이용하여 지지한 상태로 모터 하우징(10)에 압입 결합하는 것이 가능하여, 로터(30)가 조립 작업 중에 축이 틀어지는 것과 같은 조립 불량의 발생을 줄일 수 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

10; 모터 하우징 11; 수용홈부
12; 하측 베어링 15; 돌부
20; 스테이터 30; 로터
31; 로터 내경 32; 상측 베어링
33; 마그네트 모듈 100; 백 플럭스 부재
101; 통공 105; 결합홈부

Claims (12)

1. 모터 하우징;
   상기 모터 하우징에 설치되며, 복수 개의 치를 가지는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일로 구성되는 스테이터;
   상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 표면에 설치된 마그네트 모듈을 포함하는 로터; 및
   상기 모터 하우징의 외곽에서 상기 통공으로 삽입 결합되는 백 플럭스 부재;를 포함하며,
   상기 모터 하우징은, 바깥쪽 바닥면으로부터 절곡 형성되어 단차를 형성하는 돌부를 포함하고,
   상기 백 플럭스 부재는 상기 돌부와 결합하는 모터.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 백 플럭스 부재는,
   상기 통공보다 작은 지름을 가지도록 형성되어,
   상기 로터가 모터 하우징에 압입 결합된 후에 상기 로터 중앙에 형성된 상기 통공에 삽입되는 모터.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 로터는,
   상기 통공의 내주면과 상기 마그네트 모듈이 설치되는 표면 사이로 두께가 정의되는 튜브형상인 모터.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 로터의 상단을 회전 가능하게 지지하는 상측 베어링; 및
   상기 로터의 하단을 회전 가능하게 지지하며, 상기 백 플럭스 부재와 동일한 방향으로 슬라이딩 핏 결합되는 하측 베어링;을 포함하며,
   상기 모터 하우징은 바깥쪽 하단부에 상기 하측 베어링을 수용하는 수용홈부;를 포함하는 모터.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 로터는 상단에 배치되는 디스크 형상의 가이드 판을 포함하는 모터.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 백 플럭스 부재는,
   상기 돌부와 상보적인 형상의 결합홈부를 포함하는 모터.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌부 및 결합홈부의 지름은 상기 모터 하우징의 지름보다 작게 형성되는 모터.
   
8. 제 4 항에 있어서, 상기 백 플럭스 부재는,
   상기 하측 베어링 및 로터와 일정 거리 이격되는 모터.
   
9. 제 4 항에 있어서,
   상기 로터의 끝단은 상기 하측 베어링의 내륜에 압입 결합되고,
   상기 백 플럭스 부재는 상기 로터의 중앙에 형성된 통공에 압입 결합되는 모터.
   
10. 제 1 항에 있어서, 상기 백 플럭스 부재는,
    중앙에 공간부를 가지는 파이프 형상의 몸체; 및
    상기 몸체와 일체로 형성되며, 모터 하우징의 바닥면의 형상과 대응되는 형상의 안착홈부를 형성하는 베이스부;를 포함하는 모터.
    
11. 제 10 항에 있어서, 상기 백 플럭스 부재는,
    금속 재질로 형성되며,
    상기 몸체와 베이스부는 한 몸으로 형성되는 모터.
    
12. 모터 하우징;
    상기 모터 하우징에 설치되며, 복수 개의 치를 가지는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일로 구성되는 스테이터;
    상기 스테이터 중앙에 회전 가능하게 설치되며, 중앙에 형성된 통공과 표면에 설치된 마그네트 모듈을 포함하는 로터; 및
    상기 모터 하우징의 외곽에서 상기 통공으로 삽입 결합되는 백 플럭스 부재;를 포함하며,
    상기 백 플럭스 부재는,
    중앙에 공간부를 가지는 파이프 형상의 몸체; 및
    상기 몸체와 일체로 형성되며, 모터 하우징의 바닥면의 형상과 대응되는 형상의 안착홈부를 형성하는 베이스부;를 포함하는 모터.
    
    

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