KR100611454B1

KR100611454B1 - 아우터 로터형 모터의 로터

Info

Publication number: KR100611454B1
Application number: KR1020040080251A
Authority: KR
Inventors: 한승용
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2006-08-10
Also published as: JP2008516579A; EP1803205A2; WO2006080704A3; CN101199098A; KR20060031281A; US20060076844A1; WO2006080704A2

Abstract

로터를 최적화된 단순 형상으로 제작하여 조립성이 용이하며 모터의 회전축과 로터와의 회전력 전달이 안정될 수 있는 아우터 로터형 모터의 로터가 개시된다. 본 발명에 따라, 로터의 중앙에 결합되는 샤프트 부싱은 모터 자체의 전기적 절연을 위한 절연재를 포함하면서 샤프트의 회전 손실을 방지하도록 다각 형상으로 형성되며, 상기 샤프트 부싱은, 다각 형상의 수지재가 사출로 형성되는 절연부; 그리고 상기 절연부의 내측에서 소결 성형으로 압입되어 상기 샤프트가 축설되는 부싱부를 포함하고, 상기 절연부는 상기 로터의 중앙에 형성되는 결합공에 삽입 고정되는 아우터 로터형 모터의 로터를 제공한다. 이로써, 아우터 로터형 무정류자 직류 모터가 설치되는 드럼 세탁기에 설치되는 로터가 강도 및 기능면의 견지에서 최적으로 단순하게 제작되어 모터의 제작 공수를 절감하면서 회전력의 전달이 안정적으로 이루어져 드럼 세탁기의 신뢰성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

모터, 로터, 부싱, 절연, 압입, 인서트

Description

아우터 로터형 모터의 로터{ROTOR OF OUTER ROTOR TYPE MOTOR}

도 1은 종래 로터의 사시도.

도 2는 종래 로터와 회전축의 결합상태 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 로터의 사시도.

도 4는 본 발명의 로터와 회전축의 결합 상태 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

4: 회전축 8: 볼트

6: 체결 볼트 10: 로터

15: 영구자석 부착면 18: 저면부

20: 영구자석 22: 굴곡부

24: 경사면 30: 샤프트 부싱

32: 절연부 35: 부싱부

본 발명은 아우터 로터형 모터의 로터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드럼 세탁기에 사용되는 아우터 로터형 모터의 로터가 간단하게 제작 및 조립되어 로터 의 제작성을 향상시키는 아우터 로터형 모터의 로터에 관한 것이다.

다양한 모터의 기동 방식중, 유도 기전력에 의해 동기되는 유도 기전력형 모터는, 스테이터에서 발생하는 회전 자계와 로터에 생기는 유도 자계와의 상호 작용으로 회전력이 발생하는 교류 모터의 일종으로서 회전 자계형에 속한다.

이는 단상 뿐만 아니라 3상 유도 모터, 3상 권선형 유도 모터 등으로 다양하게 설계가 가능하며 교류 모터 중에서도 가장 사용하기 쉬운 모터의 하나로서 일반 가정의 전기 제품에 많이 사용되고 있다.

이러한 유도 전동 모터는 부하에 따라 정속성을 가지는 회전수 특성과 긴 수명으로 인하여 동력용 모터로 적합하며 특히 소형 중에서는 단상형의 콘덴서 모터가 가장 많이 보급되고 있다.

상기한 유도 전동 모터의 기본 구성으로는 하우징과, 하우징에 고정되며 권선된 코일을 통해 외부로부터 전원을 인가받아 유도 자기를 발생하는 스테이터 및 하우징에 설치된 베어링에 회전축이 지지되어 스테이터로부터 발생된 유도자기에 의해 결합된 회전축과 함께 회전하는 로터를 구비한다.

이와같은 유도 전동 모터는 전원에 접속된 1차 권선의 전자 유도로 2차 권선에 전류가 유도되고, 2차 권선에 유도된 전류와 회전 자계의 상호 작용으로 회전력을 얻어내는 것으로, 스테이터와 로터의 상대 위치에 따라 이너 로터형과 아우터 로터형으로 구분된다.

상기한 모터 종류 중에서, 최근에는 로터가 스테이터의 외측에 구비되어 동일 체적에서 토크를 증대시키고, 스테이터의 내부 공간을 다른 용도로 활용할 수 있는 아우터 로터형 유도 모터가 다양하게 활용되고 있다.

상기한 아우터 로터형 유도 모터는 구동축, 마그네트, 및 로터 케이스 등으로 구성된 로터가 철심, 코어, 베이스, 베어링 등으로 구성된 스테이터 바깥쪽에서 회전하는, 즉, 로터가 스테이터 주위를 회전하는 특성을 가진다.

이러한 아우터 로터형 유도 모터의 로터가 도 1에 도시된다.

도 1에 도시된 로터는, 프레스 가공되어 모터의 외장을 형성하는 스틸 재질의 로터(1)와, 상기 로터(1)의 내주면에 타발 가공되어 강제 압입되는 적층 철심(2a) 및 적층철심(2a)의 상면과 하면에 각각 구비되는 링형상의 엔딩부재(2b)로 이루어진 로터 코어(2)와, 상기 로터(1)와 회전축(미도시)을 결합하기 위한 로터 부싱(3)으로 이루어진다.

이와같이, 회전하는 로터(1)는 회전력을 회전축에 전달하기 위해 상기 로터 부싱(3)이 사용되는데, 이러한 로터(1)와 로터 부싱(3)의 결합이 도 2에 도시된다.

도 2에서, 로터 부싱(3)은 회전축(4)에 축설된 이후에 하방의 볼트(6)에 의해 체결되고, 체결시 로터 부싱(3)은 그 외주면에 형성된 고정돌부(7) 또는 별도의 볼트(8)에 의하여 상기 로터(1)에 결합되는 방식으로 상호 체결된다. 미설명부호 (5)는 회전축(4)을 지지하는 베어링이다.

그러나, 상기와 같은 로터(1)의 구조에서 적층 철심(2a) 및 엔딩부재(2b)가 사용되는 로터 코어(2)가 압입됨으로써 조립 공정이 난해하며, 로터 부싱(3)과 로터(1)의 결합이 별도의 볼트(6)에 의해 조립됨으로써 체결력의 불안정성이 유발되어 로터의 안정성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 로터를 최적화된 단순 형상으로 제작하여 조립성이 용이하며 모터의 회전축과 로터와의 회전력 전달이 안정될 수 있는 아우터 로터형 모터의 로터를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 베어링에 축지지되는 회전 샤프트와, 권선 계자의 스테이터를 수용하는 방식으로 외측에서 회전하면서 상기 스테이터의 권선 계자와 자기작용을 하기 위한 영구자석이 부착되는 영구자석 부착면을 가진 로터와, 상기 로터와 상기 회전 샤프트를 체결하기 위해 매개되는 샤프트 부싱을 포함하는 아우터 로터형 모터의 로터에 있어서, 상기 로터의 중앙에 결합되는 상기 샤프트 부싱은 상기 모터 자체의 전기적 절연을 위한 절연재를 포함하면서 상기 샤프트의 회전 손실을 방지하도록 다각 형상으로 형성되며, 상기 샤프트 부싱은, 다각 형상의 수지재가 사출로 형성되는 절연부; 그리고 상기 절연부의 내측에서 소결 성형으로 압입되어 상기 샤프트가 축설되는 부싱부를 포함하고, 상기 절연부는 상기 로터의 중앙에 형성되는 결합공에 삽입 고정되는 아우터 로터형 모터의 로터를 제공한다.

본 발명은 아우터 로터형 무정류자 직류 모터에서 회전하는 로터가 강도 및 기능면의 견지에서 최적으로 단순하게 제작되어 모터의 제작 공수를 절감하면서 회전력의 전달이 안정적으로 이루어지는 로터를 제공하는 특징을 가진다.

상기와 같은 특징을 가지는 본 발명의 로터가 도 3에 도시된다.

본 발명에 따른 아우터 로터형 모터의 로터(10)는 철재 재질에 의해 일체로 프레스 가공되는 원통 형상으로 형성되는데, 전체적으로 세부 구성이 프레스 가공 이후에 별도의 간단한 후공정으로 형성되는 것이다.

이러한 세부 구성을 위한 후공정으로는 상기 프레스 가공된 원통 형상의 로터(10)의 저면부(18)에 결합공(12)이 형성된다.

상기 결합공(12)에는 모터 자체의 전기적 절연을 위한 절연재를 포함하면서 상기 샤프트의 회전 손실을 방지하도록 다각 형상으로 형성되는 샤프트 부싱(30)이 압입 또는 인서트 사출로 몰딩 결합된다.

상기 샤프트 부싱(30)은, 다각 형상의 수지재가 사출로 형성되는 절연부(32)와, 상기 절연부(32)의 내측에서 소결 성형으로 압입되어 상기 샤프트(50)가 축설되는 부싱부(35)를 포함하여 구성되어 전술한 바와 같이 상기 부싱부(35)가 결합된 상기 절연부(32)가 결합공(12)에 압입 또는 인서트 사출로 결합된다.

한편, 상기 결합공(12) 내측에는 상기 샤프트 부싱(30)의 결합 깊이를 한정하는 단턱(19)이 형성된다.

또한, 상기 샤프트 부싱(30)의 부싱부(35) 내측은 세레이션(34)이 형성되어 샤프트가 축설되어 회전력을 정확하게 전달하도록 한다.

그리고, 상기 프레스 가공된 로터(10)는 양측벽으로 연장되면서 영구자석 부착면(15)이 형성되는데, 이러한 영구자석 부착면(15)은 계자 권선된 스테이터와의 자기적 상호 작용을 위해 부착되는 것으로, 로터(10)의 회전시 이탈되지 않도록 본딩이나 여타의 방법에 의해 로터(10)의 내측 외주면으로 영구자석 부착면(15)에 부 착되는 것이다.

한편, 상기 영구자석 부착면(15)의 외측 단부는 끝단이 원형단면상으로 굴곡 형성되면서 상기 영구자석(20)의 높이보다 작게 굴곡부(22)가 형성되는데, 즉 영구자석(20)은 로터(10)의 영구자석 부착면(15) 측단에서 상향으로 일부 돌출되어 부착되도록 굴곡부(22) 외측 단부의 끝단 길이가 한정되어 영구자석(20)의 부착성을 향상시킨다.

또한, 상기 영구자석 부착면과 로터(10)의 저면부 연결부에는 경사면(24)이 형성되는데, 이러한 경사면(24)은 상기 영구자석 부착면(15)에 영구자석(20)이 부착되는 경우에 그 위치를 용이하게 설정하기 위한 것이다.

상기와 같이 구성되는 샤프트 부싱(30)이 사용되는 모터의 체결부가 도 4에 도시된다.

도 4에서, 본 발명의 드럼 세탁기 구동 모터는, 정속도 고출력의 회전력이 필요한 동력원으로 사용되며, 이러한 드럼 세탁기와 같은 제품의 본체에 설치시 본체의 하방으로 연장되는 회전 샤프트(50)에 설치된다.

상기 회전 샤프트(50)는 본체 하방에서 베어링 하우징(80)에 의해 굴대 지지되는 상태이고, 상기 회전 샤프트(50)는 단부에서 체결 볼트(60)가 구성된다.

상기 회전 샤프트(50)은 체결 볼트(60)에 의해 모터의 회전력이 발생하는 로터(10)에 체결되는데, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 드럼 세탁기용 모터의 로터(10)는 상기 회전 샤프트(5)와 체결되기 위해 로터(10)의 결합공(12)에 회전 샤프트(50)가 축설되어 체결 볼트(60)로 고정된다.

그리고, 상기 회전 샤프트(50)는 샤프트 부싱(30)의 내측에 고정된 부싱부(35)에 축설되어 세레이션(34)에 형합 축설됨으로써 회전력이 정확하게 전달되도록 하고, 상기 부싱부(35)는 다각 형상의 절연부(32) 내측에 고정된 상태에서 절연부(32) 및 부싱부(35)를 포함한 샤프트 부싱(30)이 결합공(12)에 결합된 상태이며, 상기 샤프트 부싱(12)은 결합공(12) 하방의 단턱(19)에 의하여 설치 깊이가 제한되어 설치됨으로써 샤프트 부싱(30)이 로터(10)의 저면부(18)에서 하방으로 이탈 삽입이 방지된다.

또한, 발명의 로터(10)는 원통 형상으로 내측면에 영구자석(20)이 부착되어 내측의 스테이터(미도시)와 자기작용을 하게 된다.

전술한 바와 같이, 상기 로터(10)는 원통 형상의 바닥을 형성하는 저면부(18) 및 기립되는 외측면을 형성하는 영구자석 부착면(15)으로 구성됨으로써 상기 로터(10)가 프레스 가공으로 손쉽게 가공되어 드럼 세탁기 내부에 설치된다.

그리하여, 상기 샤프트 부싱(30)은 결합공(12)에 연결됨으로써 샤프트 부싱(30)은 회전 샤프트(50)와 로터(10)를 연결하게 되어 로터(10)의 회전력이 회전 샤프트(50)으로 전달되도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 로터(10)가 설치된 모터에 의하여, 상기 세탁기가 작동되는 경우 스테이터와 자기 작용을 하도록 본 발명의 로터(10) 내측면에는 영구자석 부착면(15)에서 경사면(24) 상부로 영구자석(20)이 최적의 위치 설정으로 부착되어 로터(10)와 최적으로 자기적 상호 작용을 하게 되고, 이로서 로터(10)는 최적의 회전력으로 회전하게 되어 결합공(12)에 일체로 부착된 샤프트 부싱(30)에 회전력을 전달하게 된다.

한편, 상기 로터(10)의 외측면에서 일정 반경으로 형성된 굴곡부(22)의 외측 단부에 의하여 로터의 회전력에 의한 강성 변형이 방지되어 회전력이 안정적으로 유지된다.

그리하여, 상기 샤프트 부싱(30)에 전달된 회전력은 베어링 하우징(80)의 내측에 지지되어 회전하면서 회전 샤프트(50)와 일체로 몰딩된 드럼이 회전하게 되어 세탁을 실행하게 된다.

또한, 상기 샤프트 부싱(30)의 절연부(32)는 수지재로 형성되어 모터 회전시 발생하는 전기적 누설을 차단하여 로터(10)에서 발생하는 전기적 결함으로부터 절연을 시켜 전기적 누설을 방지한다.

이와 같이 본 발명은, 드럼 세탁기의 모터에서 회전하는 로터(10)의 저면과 측면의 영구자석 부착면(15)이 일체로 프레스 가공되면서 평판형상으로 형성되어 가공이 용이하며, 특히 로터(10)의 영구자석 부착면(15)에는 경사면(24)이 형성되어 영구자석의 부착 위치 설정이 용이하며, 수지재의 절연부(32)가 형성된 샤프트 부싱(30)에 의하여 로터(10)의 전기적 누설을 차단하게 되는 것이다.

본 발명의 드럼 세탁기용 모터의 로터에 의하여, 아우터 로터형 무정류자 직류 모터가 설치되는 드럼 세탁기에 설치되는 로터가 강도 및 기능면의 견지에서 최적으로 단순하게 제작되어 모터의 제작 공수를 절감하면서 회전력의 전달이 안정적으로 이루어지며, 모터에서 발생하는 전기적 결함의 절연을 하게 되어 드럼 세탁기 의 신뢰성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

이상에서 본 발명을 특정한 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정하지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims

베어링에 축지지되는 회전 샤프트(50)와, 권선 계자의 스테이터를 수용하는 방식으로 외측에서 회전하면서 상기 스테이터의 권선 계자와 자기작용을 하기 위한 영구자석(20)이 부착되는 영구자석 부착면(15)을 가진 로터(10)와, 상기 로터(10)와 상기 회전 샤프트(50)를 체결하기 위해 매개되는 샤프트 부싱(30)을 포함하는 아우터 로터형 모터의 로터에 있어서,

상기 로터(10)의 중앙에 결합되는 상기 샤프트 부싱(30)은 상기 모터 자체의 전기적 절연을 위한 절연재를 포함하면서 상기 샤프트(50)의 회전 손실을 방지하도록 다각 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터형 모터의 로터.
제 1 항에 있어서, 상기 샤프트 부싱(30)은,

다각 형상의 수지재가 사출로 형성되는 절연부(32); 그리고

상기 절연부(32)의 내측에서 소결 성형으로 압입되어 상기 샤프트(50)가 축설되는 부싱부(35)를 포함하고,

상기 절연부(32)는 상기 로터(10)의 중앙에 형성되는 결합공(12)에 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터형 모터의 로터.
제 2 항에 있어서, 상기 샤프트 부싱(30)은 상기 결합공(12)에 인서트 성형또는 압입중 어느 하나 이상의 성형으로 결합되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 형 모터의 로터.
제 2 항 또는 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합공(12) 내측에는 상기 샤프트 부싱(30)의 결합 깊이를 한정하는 단턱(19)이 형성된 것을 특징으로 하는 아우터 로터형 모터의 로터.