特表 2022-547468 モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-14

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/278 20220101AFI20221107BHJP

   H02K 1/16 20060101ALI20221107BHJP

【ＦＩ】

H02K1/278

H02K1/16 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022514261

(86)(22)【出願日】2020-08-26

(85)【翻訳文提出日】2022-04-25

(86)【国際出願番号】 KR2020011366

(87)【国際公開番号】W WO2021045432

(87)【国際公開日】2021-03-11

(31)【優先権主張番号】10-2019-0108914

(32)【優先日】2019-09-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517099982

【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100159259

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 実

(72)【発明者】

【氏名】ピョン チン ス

(72)【発明者】

【氏名】キム テ ホ

【テーマコード（参考）】

5H601

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H601AA22

5H601CC01

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD25

5H601EE39

5H601FF02

5H601FF17

5H601GA02

5H601GB05

5H601GB12

5H601GB22

5H601GB33

5H622AA02

5H622CA02

5H622CA05

5H622CA10

5H622CB04

(57)【要約】

本発明はロータ、および前記ロータと対応するように配置されるステータを含み、前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに配置されるマグネットを含み、前記ステータのトゥースは前記マグネットと向かい合う第１面を含み、前記マグネットは前記ロータコアと接触する第２面および前記第２面と離隔し前記第１面と向かい合う第３面を含み、前記第３面は平面を含み、前記平面の最短距離である第１長さは前記第１面の最短距離である第２長さの４６％～５０％以内であるモータを提供することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータ、および
前記ロータと対応するように配置されるステータを含み、
前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに配置されるマグネットを含み、
前記ステータのトゥースは前記マグネットと向かい合う第１面を含み、
前記マグネットは前記ロータコアと接触する第２面および前記第２面と離隔し前記第１面と向かい合う第３面を含み、
前記第３面は平面を含み、前記平面の最短距離である第１長さは前記第１面の最短距離である第２長さの４６％～５０％以内である、モータ。

【請求項2】

前記第１長さは前記第２長さの４７．２％～４７．８％以内である、請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

ロータ、および
前記ロータと対応するように配置されるステータを含み、
前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに配置されるマグネットを含み、
前記ステータはヨークおよび前記ヨークの内周面から突出する複数個のトゥースを含み、
前記トゥースは前記マグネットと向かい合う第１面を含み、
前記マグネットは前記ロータコアと接触する第２面および前記第２面と離隔し前記第１面と向かい合う第３面を含み、
前記第３面は平面を含み、前記平面の最短距離である第１長さは前記複数個のトゥースのうち一つのトゥースと隣接した他の一つのトゥースの間の最短距離である第３長さの１３３％～１４６％以内である、モータ。

【請求項4】

前記第１長さは第３長さの１３６．８％～１３８．２％以内である、請求項３に記載のモータ。

【請求項5】

前記第２面は曲面である、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のモータ。

【請求項6】

前記第３面と前記ステータのトゥースと最短距離である第４長さは前記第１長さの１１．５％～１５％以内である、請求項５に記載のモータ。

【請求項7】

前記マグネットは前記第２面と前記第３面を連結する第４面を含み、
前記第４面は、平面を含む、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のモータ。

【請求項8】

前記第４面は、前記第３面と連結される第４－１面および前記第４－１面と前記第２面を連結する第４－２面を含み、
前記第４－１面と前記第４－２面は角をなすように連結される、請求項７に記載のモータ。

【請求項9】

前記第４－２面の最短距離である第５長さは前記第１長さの４２％～４８％以内である、請求項８に記載のモータ。

【請求項10】

前記第５長さは前記第１長さの４３．２％～４３．６％以内である、請求項９に記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施例はモータに関する。

【背景技術】

【0002】

モータはステータとロータを含む。ステータは複数個のスロットを形成するトゥースを含むことができ、ロータはトゥースと向かい合う複数個のマグネットを含むことができる。隣接するトゥースは互いに離れて配置されてスロットオープン（ｓｌｏｔ ｏｐｅｎ）を形成する。この時、ロータが回転する過程で金属材質であるステータと空いた空間であるスロットオープンの空気の透磁率の差によってコギングトルクが発生する可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、実施例は前記のような問題点を解決するためのものであって、コギングトルクを減らすことができるモータを提供することをその目的とする。

【0004】

実施例が解決しようとする課題は以上で言及された課題に限定されず、ここで言及されていないさらに他の課題は下記の記載から当業者に明確に理解され得るであろう。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施例は、ロータおよび前記ロータと対応するように配置されるステータを含み、前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに配置されるマグネットを含み、前記ステータのトゥースは前記マグネットと向かい合う第１面を含み、前記マグネットは前記ロータコアと接触する第２面および前記第２面と離隔し前記第１面と向かい合う第３面を含み、前記第３面は平面を含み、前記平面の最短距離である第１長さは前記第１面の最短距離である第２長さの４６％～５０％以内であるモータを提供することができる。

【0006】

好ましくは、前記第１長さは前記第２長さの４７．２％～４７．８％以内であり得る。

【0007】

実施例は、ロータおよび前記ロータと対応するように配置されるステータを含み、前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに配置されるマグネットを含み、前記ステータはヨークおよび前記ヨークの内周面から突出する複数個のトゥースを含み、前記トゥースは前記マグネットと向かい合う第１面を含み、前記マグネットは前記ロータコアと接触する第２面および前記第２面と離隔し前記第１面と向かい合う第３面を含み、前記第３面は平面を含み、前記平面の最短距離である第１長さは前記複数個のトゥースのうち一つのトゥースと隣接した他の一つのトゥースの間の最短距離である第３長さの１３３％～１４６％以内であり得る。

【0008】

好ましくは、前記第１長さＬ１は第３長さＬ３の１３６．８％～１３８．２％以内であり得る。

【0009】

好ましくは、前記第２面は曲面であり得る。

【0010】

好ましくは、前記第３面と前記ステータのトゥースと最短距離である第４長さは前記第１長さの１１．５％～１５％以内であり得る。

【0011】

好ましくは、前記マグネットは前記第２面と前記第３面を連結する第４面を含み、前記第４面は、平面を含むことができる。

【0012】

好ましくは、前記第４面は、前記第３面と連結される第４－１面および前記第４－１面と前記第２面を連結する第４－２面を含み、前記第４－１面と前記第４－２面は角をなすように連結され得る。

【0013】

好ましくは、前記第４－２面の最短距離である第５長さは前記第１長さの４２％～４８％以内であり得る。

【0014】

好ましくは、前記第５長さは前記第１長さの４３．２％～４３．６％以内であり得る。

【発明の効果】

【0015】

実施例によると、コギングトルクを減らす有利な効果を提供する。

【0016】

実施例によると、モータの振動を減らす有利な効果を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例に係るモータを図示した図面である。

【図2】ステータとロータを図示した図面である。

【図3】ロータコアとマグネットを図示した図面である。

【図4】第１長さに対応したコギングトルクを図示したグラフである。

【図5】第１長さに対応したコギングトルクを図示した表である。

【図6】トゥースとマグネットの間の第４長さを図示した図面である。

【図7】第４長さに対応したコギングトルクを図示したグラフである。

【図8】第４長さに対応したコギングトルクを図示した表である。

【図9】第５長さを示すためのロータコアとマグネットを図示した図面である。

【図10】第５長さに対応したコギングトルクを図示したグラフである。

【図11】第５長さに対応したコギングトルクを図示した表である。

【図12】ブレッドタイプのマグネットとロータコアを図示した図面である。

【図13】ブレッドタイプのマグネットでコギングトルクとトルクを図示した表である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、実施例に係るモータ１を図示した図面である。

【0019】

図１を参照すると、実施例に係るモータ１はシャフト１００、ロータ２００、ステータ３００、ハウジング４００、バスバー５００、センシング部６００および基板７００を含むことができる。以下、内側とはハウジング４００からモータの中心であるシャフト１００に向かう方向を示し、外側とはシャフト１００からハウジング４００の方向に向かう方向である内側の反対方向を示す。

【0020】

シャフト１００はロータ２００に結合され得る。電流の供給を通じてロータ２００とステータ３００に電磁的な相互作用が発生するとロータ２００が回転し、これに連動してシャフト１００が回転する。シャフト１００はベアリング１０によって回転可能に支持される。シャフト１００は車両の操向装置と連結されて動力を伝達することができる。

【0021】

ロータ２００はステータ３００と電気的相互作用を通じて回転する。ロータ２００はステータ３００の内側に配置され得る。ロータ２００はロータコア（図２の２１０）とロータコア２１０に配置されるマグネット（図２の２２０）を含むことができる。この時、ロータ２００はマグネット２２０がロータコア２１０の外周面に配置されるＳＰＭ Ｔｙｐｅであり得る。

【0022】

ステータ３００はロータ２００の外側に配置される。ステータ３００はステータコア３００Ａ、コイル３００Ｂおよびステータコア３００Ａに装着されるインシュレーター３００Ｃを含むことができる。コイル３００Ｂはインシュレーター３００Ｃに巻かれ得る。インシュレーター３００Ｃはコイル３００Ｂとステータコア３００Ａの間に配置されて、ステータコア３００Ａとコイル３００Ｂ間を互いに電気的に絶縁させる役割をする。コイル３００Ｂはロータ２００のマグネット（図２の２２０）と電気的相互作用を誘発する。

【0023】

バスバー５００はステータ３００の上側に配置される。バスバー５００は絶縁材質のバスバーホルダー（図示されず）とバスバーホルダーと結合する複数個のターミナル（図示されず）を含む。この時、バスバーホルダーは絶縁材質で形成されて複数個のターミナル間で互いに連結されて接続されることを防止する。また、複数個のターミナルはステータコア３００Ａに巻かれたコイル３００Ｂを互いに連結してそれぞれのコイルに電流を印加する機能を遂行する。

【0024】

センシング部６００はシャフト１００に結合され得る。センシング部６００はセンシングプレート（図示されず）とセンシングプレート上部に配置されるセンシングマグネット（図示されず）を含む。

【0025】

基板７００はセンシングマグネット（図示されず）の磁力を感知するセンサが配置され得る。この時、センサはホールＩＣ（Ｈａｌｌ ＩＣ）であり得、シャフト１００と結合されたセンシング部６００のセンシングマグネットの磁束を感知する役割を遂行する。回転により変化する磁束を感知してセンシング部６００と基板７００はロータ２００の位置を検出するための機能を遂行する。

【0026】

図２は、ステータ３００とロータ２００を図示した図面である。

【0027】

図２を参照すると、ステータコア３００Ａはヨーク３１０とトゥース３２０を含むことができる。トゥース３２０はヨーク３１０の内周面から突出し得る。トゥース３２０は複数個であり得る。トゥース３２０の個数はマグネット２２０の個数に対応して多様に変更実施され得る。ステータコア３００Ａはこのようなヨーク３１０とトゥース３２０を含む複数の分割コアが組み合わせられて形成され得る。

【0028】

図３は、ロータコア２１０とマグネット２２０を図示した図面である。

【0029】

図２および図３を参照すると、以下、マグネット２２０と向かい合うトゥース３２０のいずれか一面を第１面３２１とする。

【0030】

実施例に係るモータ１は、マグネット２２０の形状を変更してコギングトルクを減らそうとする。マグネット２２０は第２面２２１と第３面２２２と第４面２２３を含むことができる。第２面２２１はロータコア２１０と接触する面であり、第３面２２２と第４面２２３はロータコア２１０と接触しない面である。

【0031】

第２面２２１はロータコア２１０の外周面２１１と対応して曲面であり得る。

【0032】

第３面２２２は半径方向に第２面２２１と離隔配置される。第３面２２２は第１面３２１と向かい合って配置される。第３面２２２は平面であり得る。軸方向から見る時、第３面２２２は直線であり得る。

【0033】

第４面２２３は第３面２２２の両側と第１面３２１をそれぞれ連結する。第４面２２３は平面であり得る。第４面２２３は第３面２２２と軸方向に沿って配置される角を形成するように、第３面２２２と角をなすように配置され得る。軸方向から見る時、第４面２２３は直線であり得る。このような第４面２２３は第４－１面２２３ａと第４－２面２２３ｂを含むことができる。第４－１面２２３ａは第３面２２２と連結される。第４－２面２２３ｂは第４－１面２２３ａと第２面２２１と連結される。第４－２面２２３ｂは第４－１面２２３ａと軸方向に沿って配置される角を形成するように、第４－１面２２３ａと角をなすように配置され得る。

【0034】

図４は第１長さＬ１に対応したコギングトルクを図示したグラフであり、図５は第１長さＬ１に対応したコギングトルクを図示した表である。

【0035】

以下、第１長さＬ１は軸方向から見る時、第３面２２２の直線の長さに該当する。第２長さＬ２は軸方向から見る時、第１面３２１の一側エッジから他側エッジまでの直線の長さに該当する。そして、第３長さＬ３は軸方向から見る時、隣接する第１面３２１と第１面３２１の間の直線距離であり得る。

【0036】

図４および図５を参照すると、図４のＡは比較例のコギングトルクを示したものである。

【0037】

比較例はトゥースを眺める外面が曲面であるマグネットを含むモータに該当する。図４のＡのように、比較例の場合のコギングトルクは８６．４ｍＮｍであるものと示される。この時、比較例のトルクは５．３９Ｎｍである。

【0038】

第１長さＬ１は第２長さＬ２の４６％～５０％以内である。さらに好ましくは、第１長さＬ１は第２長さＬ２の４７．２％～４７．８％以内である。そして第１長さＬ１は第３長さＬ３の１３３％～１４６％以内である。さらに好ましくは、第１長さＬ１は第３長さＬ３の１３６．８％～１３８．２％以内である。このような条件で、比較例のコギングトルクより実施例のコギングトルクが小さく示される。

【0039】

具体的には、第２長さＬ２が１１ｍｍであり、第３長さＬ３が３．８ｍｍである条件で、第１長さＬ１に対応したコギングトルクを詳察すると、第１長さＬ１が３．０ｍｍまで増加する区間では実施例のコギングトルクが比較例のコギングトルクより大きく、第１長さＬ１が長くなるほどコギングトルクも増加することを確認することができる。第１長さＬ１が３．０ｍｍから４．０ｍｍまで増加する区間では第１長さＬ１が長くなるほどコギングトルクも減少するが、依然として比較例のコギングトルクより非常に大きいことを確認することができる。

【0040】

例えば、第１長さＬ１が３．０ｍｍである場合、コギングトルクが３６９．５ｍＮｍであるものと示され、比較例のコギングトルク対比コギングトルクの増加率が３２７％に達して、比較例よりコギングトルクが大きく増加するものと確認される。また、第１長さＬ１が４．０ｍｍである場合、コギングトルクが２４９．３ｍＮｍであるものと示され、比較例のコギングトルク対比コギングトルクの増加率が１８８％であるものと示されてコギングトルクが増加するものと確認される。

【0041】

その反面、第１長さＬ１が５．０ｍｍ～５．５ｍｍ（Ｐ区間）である時は、実施例に係るモータのコギングトルクが比較例のコギングトルクより小さいことを確認することができる。

【0042】

特に、第１長さＬ１が５．２５ｍｍであるとき、コギングトルクが２４．５ｍＮｍであり、比較例のコギングトルク対比コギングトルクの減少率が７２％であって、コギングトルクが大きく減少するものと確認される。

【0043】

この時、トルクは５．３３Ｎｍであって、比較例のトルク対比トルクの減少率が０．０８％であるものと示されて、トルクの減少率は微々たるものと確認される。Ｐ区間（第１長さＬ１が５．０ｍｍ～５．５ｍｍ）内でもトルクの減少率が０．０２％～０．１１５であるものと示されて、コギングトルクが大きく減少するにも関わらずトルクは大きく減少しないことを確認することができる。

【0044】

一方、例えば、第１長さＬ１が６．０ｍｍである時は、実施例に係るモータのコギングトルクが比較例のコギングトルクよりまた大きくなることを確認することができる。第１長さＬ１が６．０ｍｍであるとき、コギングトルクが１７３．４ｍＮｍであるものと示され、比較例のコギングトルク対比コギングトルクの増加率が１００％であるものと示されてコギングトルクが増加するものと確認される。

【0045】

図６はトゥース３２０とマグネット２２０の間の第４長さＬ４を図示した図面であり、図７は第４長さＬ４に対応したコギングトルクを図示したグラフであり、図８は第４長さＬ４に対応したコギングトルクを図示した表である。

【0046】

第４長さＬ４は第３面２２２とステータ３００のトゥース３２０の最短距離である。

【0047】

第１長さＬ１が５．２５ｍｍであるときにコギングトルクの減少率が最も大きいものと確認される。したがって、第１長さＬ１が５．２５ｍｍを基準として、第４長さＬ４に対応したコギングトルクを詳察する。

【0048】

図６～図８を参照すると、比較例は第１長さＬ１が５．２５ｍｍ、第２長さＬ２が１１ｍｍ、第３長さＬ３が３．８ｍｍであり。第４長さＬ４が０．６ｍｍであるモータに該当する。この時、比較例のコギングトルクは２４．５ｍＮｍである。そしてトルクは５．３３Ｎｍである。

【0049】

第４長さＬ４が０．７ｍｍ～０．８ｍｍであるとき、実施例のコギングトルクが比較例のコギングトルク対比より小さいことを確認することができる。

【0050】

具体的には、第１長さＬ１が５．２５ｍｍであり、第２長さＬ２が１１ｍｍ、第３長さＬ３が３．８ｍｍである条件で、第４長さＬ４に対応したコギングトルクを詳察すると、第４長さＬ４が０．６ｍｍで小さくなる区間では実施例のコギングトルクが図７のＢが示す比較例のコギングトルクより大きく、第４長さＬ４が長くなるほどコギングトルクも減少することを確認することができる。

【0051】

その反面、第４長さＬ４が０．７ｍｍ～０．８ｍｍである時は、実施例に係るモータのコギングトルクが比較例のコギングトルクより小さいことを確認することができる。

【0052】

例えば、第４長さＬ４が０．７．ｍｍであるとき、コギングトルクが１７．７ｍＮｍであり、比較例のコギングトルク対比コギングトルクの減少率が２８％であって、コギングトルクが減少するものと確認される。特に、第４長さＬ４が０．８．ｍｍであるとき、コギングトルクが１５．５ｍＮｍであり、比較例のコギングトルク対比コギングトルクの減少率が３７％であって、コギングトルクが大きく減少するものと確認される。

【0053】

この時、トルクは５．０７Ｎｍであり、比較例のトルク対比トルクの減少率が５％であるものと示されて、コギングトルク減少率対比トルクの減少率は微々たるものと確認される。

【0054】

図９は第５長さを示すためのロータコア２１０とマグネット２２０を図示した図面であり、図１０は第５長さＬ５に対応したコギングトルクを図示したグラフであり、図１１は第５長さＬ５に対応したコギングトルクを図示した表である。

【0055】

以下、第５長さＬ５は軸方向から見る時、第４－２面２２３ｂの直線の長さであり得る。

【0056】

比較例は第１長さＬ１が５．２５ｍｍであり、第４長さＬ４が０．６ｍｍ、第５長さＬ５が２．３２ｍｍであるモータに該当する。比較例は図１１の表で図示した通り、コギングトルクは２４．５ｍＮｍであるものと示される。この時、比較例のトルクは５．３３Ｎｍである。

【0057】

第５長さＬ５は第１長さＬ１の４２％～５８％以内である。このような条件で、比較例のコギングトルクより実施例のコギングトルクが小さく示される。

【0058】

具体的には、第１長さＬ１が５．２５ｍｍであり、第４長さＬ４が０．６ｍｍである条件で、第５長さＬ５に対応したコギングトルクを詳察すると、第５長さＬ５が２．３２ｍｍから増加する区間では実施例のコギングトルクが図１０のＣで示される比較例のコギングトルクより大きく、第５長さＬ５が長くなるほどコギングトルクも増加することを確認することができる。第５長さＬ５が２．３２ｍｍから２．２８ｍｍまで減少する区間では第５長さＬ５が短くなるほどコギングトルクも減少することを確認することができる。第５長さＬ５が２．２８ｍｍから２．２５ｍｍまで減少する区間では第５長さＬ５が短くなるほどコギングトルクも増加するものと確認されるが、比較例のコギングトルクより小さい値であることを確認することができる。

【0059】

特に、第５長さＬ５は第１長さＬ１の４３．２％～４３．６％以内である。第５長さＬ５が２．２７ｍｍから２．２９ｍｍ範囲内で、比較例よりコギングトルクが大きく減少することを確認することができる。

【0060】

第５長さＬ５が２．２８ｍｍである場合、比較例のコギングトルク対比コギングトルクの減少率が６．１％であって、コギングトルクが大きく減少するものと確認される。

【0061】

この時、トルクは５．３１Ｎｍであり、比較例のトルク対比トルクの減少率が０．３８％であるものと示されて、トルクの減少率は微々たるものと確認される。

【0062】

図１２はブレッドタイプのマグネット２２０とロータコア２１０を図示した図面であり、図１３はブレッドタイプのマグネット２２０でコギングトルクとトルクを図示した表である。

【0063】

図１２を参照すると、ブレッド（ｂｒｅａｄ）タイプのマグネット２２０は第２面２２１が平面である。そして、これに対応してロータコア２１０の外面２１２が平面である。図１３を参照すると、比較例は、第１長さＬ１が５．２５ｍｍであり、第４長さＬ４が０．６ｍｍ、第５長さＬ５が２．２８ｍｍであり、第２面２２１が曲面であるマグネット２２０を含むモータに該当する。ブレッドタイプのマグネット２２０を含むモータの場合、第１長さＬ１が５．２５ｍｍであり、第４長さＬ４が０．６ｍｍ、第５長さＬ５が２．２８ｍｍである条件で、比較例対比コギングトルク増加率が９５．２％に達してコギングトルクが大きく増加するが、比較例対比トルクは９．９％増加する利点がある。

【0064】

前述された実施例にはインナーロータ型モータを例として説明したが、これに限定されない。本発明はアウターロータ型モータにも適用可能である。また、車両用または家電用などの多様な機器に利用することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】