KR20130017173A - 모터의 적층 로터 코어 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 모터의 적층 로터 코어는, 얇은 판상의 디스크 형태로 형성되는 로터 코어부재; 상기 로터 코어부재의 중앙에 관통 형성되는 샤프트 홀; 상기 샤프트 홀에 압입 결합되는 샤프트; 상기 로터 코어부재의 외주면에 근접한 위치에 관통 형성되어, 마그네트가 삽입 결합되는 복수 개의 마그네트 삽입 홀; 및 상기 로터 코어부재의 상기 마그네트 삽입 홀과 샤프트 홀 사이 공간부의 자로(磁路)가 형성되지 않는 부분에 일정한 간격으로 관통 형성되는 복수 개의 통공;을 포함하며, 상기 로터 코어부재를 일정 높이만큼 적층하고, 상기 샤프트를 상기 샤프트 홀에 압입하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터의 적층 로터 코어{Rotor Core of Motor}

본 발명은 브러시리스 모터의 로터 코어에 관한 것이다.

일반적으로, 브러시리스 모터의 로터는 얇은 판상의 로터 코어부재를 적층하여 형성한 적층 로터 코어에 샤프트를 압입하여 구성한다. 상기 로터 코어부재에는, 외주면에 근접한 위치에 마그네트 삽입을 위한 마그네트 삽입 홀이 일정한 간격으로 배치된다.

이와 같은 구성에 따르면, 복수 매의 로터 코어부재로 형성되는 대략 원통형의 로터 코어에 형성된 샤프트 홀에는 샤프트가 완전히 밀착된 상태로 압입 결합되고, 마그네트 삽입 홀에는 마그네트가 스페이서 또는 절연지 등으로 상기 마그네트 삽입 홀을 모두 폐쇄할 수 있도록 설치되므로, 모터의 작동 중에 발생되는 열이 로터 코어에서 방출되기 위한 공기 유로가 전혀 형성되지 않는다. 이와 같이, 모터에 서 발생하는 열이 제대로 방출되지 못하면, 모터가 과열될 수 있으며, 과열된 모터는 정상적으로 작동하지 못할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 모터의 경량화에 대한 개발 요구가 증가됨에 따라, 모터를 구성하는 구성 부품들에 대한 경량화 필요성 또한 대두되고 있다.

본 발명은 모터의 방열 성능 향상 및 경량화를 위해, 로터 코어의 형상을 개선한 모터의 적층 로터 코어를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 모터의 적층 로터코어는, 얇은 판상의 디스크 형태로 형성되는 로터 코어부재; 상기 로터 코어부재의 중앙에 관통 형성되는 샤프트 홀; 상기 샤프트 홀에 압입 결합되는 샤프트; 상기 로터 코어부재의 외주면에 근접한 위치에 관통 형성되어, 마그네트가 삽입 결합되는 복수 개의 마그네트 삽입 홀; 및 상기 로터 코어부재의 상기 마그네트 삽입 홀과 샤프트 홀 사이 공간부의 자로(磁路)가 형성되지 않는 부분에 일정한 간격으로 관통 형성되는 복수 개의 통공;을 포함하며, 상기 로터 코어부재를 일정 높이만큼 적층하고, 상기 샤프트를 상기 샤프트 홀에 압입하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 통공은, 인접한 한 쌍의 상기 마그네트 삽입 홀 사이 간격의 중심과 상기 로터 코어부재의 중심을 연결하는 가상의 연장선 상에 중심이 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 상기 통공은, 상기 마그네트 삽입 홀과 인접한 변의 길이가 상기 로터 코어부재의 중심과 인접한 변의 길이보다 길게 형성되는 사다리꼴 형상으로 마련되는 것이 좋다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 상기 통공은, 상기 마그네트 삽입 홀과 인접한 변이 밑면을 형성하고, 상기 로터 코어부재의 중심과 인접한 부분에 꼭지점이 형성되는 삼각형 형상으로 마련될 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 상기 통공은, 원형으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 통공은, 상기 마그네트 삽입 홀의 개수와 동일한 개수가 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 종래 로터 코어의 중량 대비 20% 이상 경량화가 가능하며, 스크랩 증가로 인한 원가절감 효과가 발생한다.

또한, 종래 로터 코어 대비 열을 발산하는 구조가 향상되므로, 모터 과열에 따른 모터 효율 하락을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로터 코어의 조립 상태를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도 1의 로터 코어의 평면도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도 1의 로터 코어의 평면도, 그리고,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 토 1의 로터 코어의 평면도 이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터의 적층 로터 코어를 도면을 참고로 하여 설명한다. 이하에서는, 모터 중 BLDC 모터를 일 예로 하여 본 발명을 설명하되, 일반적인 BLDC 모터의 구성은 본 발명의 요지와는 관련이 없으므로, 구체적인 설명은 생략하였으며, 본 발명의 특징적인 구성인 모터의 적층 로터 코어를 중심으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, BLDC 모터의 로터 코어의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 로터 코어부재의 평면도이다.

본 발명에 의한 모터의 적층 로터 코어는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 로터 코어부재(101)들로 마련된 적층 로터 코어(100)와 샤프트(200)를 포함한다.

로터 코어부재(101)는 얇은 판상의 디스크 형태로 형성되며, 대략 0.5mm 내외의 두께를 가지는 강판으로 형성된다. 상기 로터 코어부재(101)는 얇은 강판을 펀칭 공정을 수행하여 형성하며, 복수 개가 적층 형성되어 로터 코어(100)를 형성한다.

샤프트 홀(102)은 상기 로터 코어부재(101)의 중심에 상기 샤프트(200)가 압입 결합 되도록 관통 형성된다. 상기 샤프트 홀(102)은 대략 원형으로 마련되는 것이 바람직하다.

마그네트 삽입 홀(103)은, 상기 로터 코어부재(101)의 외주면에 근접된 위치에 관통 형성된다. 상기 마그네트 삽입 홀(103)에는 상기 샤프트 홀(102)의 중심축과 평행한 방향으로 삽입 결합되는 마그네트(103a)가 삽입/결합된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 마그네트(103a)는 대략 단면이 직사각형을 가지도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 마그네트 삽입 홀(103)에 삽입되는 마그네트(103a)는 동일한 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 마그네트 삽입 홀(103)은 일정한 간격으로 복수 개가 관통 형성되는 것이 좋은데, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마그네트 삽입 홀(103)은 상기 로터 코어부재(101)의 외주면을 따라 8개가 정팔각형을 형성하도록 배치되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 마그네트 삽입 홀(103)의 개수는 상기한 8개 이외에도 로터 코어의 크기 등의 변화에 따라 증감되어, 정오각형(5개), 정육각형(6개)로 이루어질 수도 있으며, 8개 이상으로 마련되는 것도 가능하다.

통공(104)은 상기 로터 코어부재(101)의 상기 마그네트 삽입 홀(103)과 샤프트 홀(102) 사이 공간부의 자로(磁路)가 형성되지 않는 부분에 복수 개가 일정한 간격으로 관통 형성된다. 이때, 상기 통공(104)은 상기 마그네트 삽입 홀(103)의 개수와 동일한 개수가 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 8개의 마그네트(103a)가 로터 코어(100)에 삽입될 경우, 상기 통공(104) 역시 8개가 마련될 수 있다.

한편, 상기 통공(104)은, 상기한 바와 같이, 로터 코어부재(101)의 마그네트 삽입 홀(103)과 샤프트 홀(102) 사이 공간부의 자로(磁路)가 형성되지 않는 부분에 형성되는데, 자로가 형성되지 않는 부분은, 상기 마그네트 삽입 홀(103)에 삽입되는 마그네트(103a)와 로터 코어부재(101)의 중심을 향해 일정 간격 이격 된 위치로서, 상기 마그네트(103a)를 구성하는 면들과 소정 각도를 가지도록 구성된다.

따라서, 상기 통공(104)은, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 인접한 한 쌍의 상기 마그네트 삽입 홀(103) 사이 간격의 중심(C3)과 상기 로터 코어부재(101)의 중심(C2)을 연결하는 가상의 연장선(a) 위에 통공(104)의 중심(C1)이 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 상기 통공(104)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트 삽입 홀(103)과 인접한 변의 길이가 상기 로터 코어부재(101)의 중심(C2)과 인접한 변의 길이보다 길게 형성되는 사다리꼴 형상으로 마련되는 것이 좋다. 만일, 도시된 바와 같이, 마그네트 삽입 홀(103)이 8개가 마련되었을 경우, 상기 통공(104) 역시 8개가 마련되는데, 각각의 통공(104)들 사이의 각도(α)는 45도가 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 따르면, 로터 코어부재(101)의 강성이 최대한 보존된 상태로, 방열을 위한 통공(104)이 최적화된 부피를 가지도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 통공(104)의 크기를 최대한 크게 형성하기 위해서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 인접한 상기 통공(104)들이 서로 마주보는 변들이 서로 평행하도록 마련되는 것이 바람직하다. 만일, 상기 변들이 평행이 되지 않는다면, 로터 코어(100)의 중심(C2)에서 외주면을 향하는 방향으로, 상기 통공(104)들 사이에 형성된 지지부의 두께가 일정하게 유지되지 못하므로, 로터 코어(100)의 강성이 일정하게 유지되기 어렵기 때문이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 상기 통공(104)은, 상기 마그네트 삽입 홀(103)과 인접한 변이 밑면을 형성하고, 상기 로터 코어부재(101)의 중심(C2)과 인접한 부분에 꼭지점이 형성되는 삼각형 형상으로 마련될 수 있다. 이 경우, 상기한 사다리꼴 형상으로 마련된 경우에 비해서는, 통공(104)의 부피는 줄어들지만, 상대적으로 두껍게 지지부를 형성할 수 있기 때문에, 보다 튼튼한 로터 코어(100)를 형성하는 것이 가능하다.

본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 상기 통공(104)은, 원형으로 형성될 수도 있다. 상기 통공(104)을 원형으로 마련하면, 상기한 사다리꼴이나 삼각형상에 비해, 큰 부피로 통공(104)을 형성할 수는 없으나, 가공이 간단하고, 통공(104) 주변부의 응력을 균일하게 분배할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 상기한 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 통공(104)의 형상 이외에도 필요에 따라 다양한 형상으로 마련될 수 있으나, 이는 로터 코어(100)의 형상 및 크기에 따라 변경 가능하다. 하지만, 제 1 실시예와 같이 상기 통공(104)의 형상을 사다리꼴로 구성할 경우, 로터 코어(100)의 강성을 손상시키지 않는 범위 내에서 최적의 방열 효율과 경량화를 달성할 수 있기 때문에, 가장 바람직하다.

한편, 샤프트(200)는 상기 로터 코어(100)에 마련되는 샤프트 홀(102)에 압입 결합되어, 상기 로터 코어(100)를 회전 가능하게 지지한다. 상기 샤프트(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트 홀(102)의 지름과 대응되는 지름을 가지는 로터 코어 안착부(210)를 구비하며, 상기 로터 코어 안착부(210)에는 스키빙이나 널링과 같은 표면처리를 수행하여, 상기 샤프트(200)가 샤프트 홀(102)의 내부에서 아이들 회전하는 것을 방지한다. 또한, 샤프트(200)의 일측 단부에는 기어가 마련되어, 상기 로터 코어(100)의 회전에 의해 발생되는 동력을 외부로 전달할 수 있다. 샤프트(200)의 구성 및 동작은 본 발명의 요지와는 관련이 적으므로, 구체적인 설명은 생략한다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 상대적으로 가공이 손쉬운 로터 코어부재(101)의 형상을 개선하여, 종래에 비해 경량화된 로터 코어(100)를 형성할 수 있다. 특히, 복수 매의 로터 코어부재(101)의 경우, 프레스 가공을 통해 대량생산되는데, 프레스 가공을 위한 금형만 교체하면, 개선된 로터 코어(100)를 형성할 수 있기 때문에, 구조 개선에 추가적인 비용이 발생하지 않는다.

또한, 상기한 바와 같이 통공(104)을 로터 코어(100)에 형성하여, 이 통공을 통해, 모터의 작동 중에 발생되는 열을 모터 하우징 외부로 배출하는 것이 가능하므로, 모터 과열에 따른 다양한 문제 발생을 방지할 수 있다.

또한, 자로의 영향을 받지 않는 위치에 상기 통공(104)들을 배치하기 때문에, 통공(104)의 형성으로 인해, 로터 코어(100)의 성능 및 효율 손실을 야기하지 않는다.

이상에서는 브러시리스 모터에 사용되는 적층 로터 코어를 일 예로 설명하였으나, 이를 한정 하는 것은 아니며, 로터가 사용되는 다른 형태의 모터에도 본 발명은 적용 가능하다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100; 로터 코어 101; 로터 코어부재
102; 샤프트 홀 103; 마그네트 삽입 홀
104; 통공 200; 샤프트
210; 로터 코어 안착부

Claims (6)

1. 얇은 판상의 디스크 형태로 형성되는 로터 코어부재;
   상기 로터 코어부재의 중앙에 관통 형성되는 샤프트 홀;
   상기 샤프트 홀에 압입 결합되는 샤프트;
   상기 로터 코어부재의 외주면에 근접한 위치에 관통 형성되어, 마그네트가 삽입 결합되는 복수 개의 마그네트 삽입 홀; 및
   상기 로터 코어부재의 상기 마그네트 삽입 홀과 샤프트 홀 사이 공간부의 자로(磁路)가 형성되지 않는 부분에 일정한 간격으로 관통 형성되는 복수 개의 통공;을 포함하며,
   상기 로터 코어부재를 일정 높이만큼 적층하고, 상기 샤프트를 상기 샤프트 홀에 압입하여 형성하는 것을 특징으로 하는 모터의 적층 로터 코어.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 통공은,
   인접한 한 쌍의 상기 마그네트 삽입 홀 사이 간격의 중심과 상기 로터 코어부재의 중심을 연결하는 가상의 연장선 상에 중심이 배치되는 모터의 적층 로터 코어.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 통공은,
   상기 마그네트 삽입 홀과 인접한 변의 길이가 상기 로터 코어부재의 중심과 인접한 변의 길이보다 길게 형성되는 사다리꼴 형상인 모터의 적층 로터 코어.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 통공은,
   상기 마그네트 삽입 홀과 인접한 변이 밑면을 형성하고, 상기 로터 코어부재의 중심과 인접한 부분에 꼭지점이 형성되는 삼각형 형상인 모터의 적층 로터 코어.
   
5. 제 2 항에 있어서, 상기 통공은,
   원형으로 형성되는 모터의 적층 로터 코어.
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통공은,
   상기 마그네트 삽입 홀의 개수와 동일한 개수가 일정한 간격으로 배치되는 모터의 적층 로터 코어.

Images