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KR20230100314A - 복수의 영구자석들을 위한 자석홀더부를 구비하는 로터 및 이를 포함하는 축방향 자속 모터 - Google Patents

복수의 영구자석들을 위한 자석홀더부를 구비하는 로터 및 이를 포함하는 축방향 자속 모터 Download PDF

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KR20230100314A
KR20230100314A KR1020210190066A KR20210190066A KR20230100314A KR 20230100314 A KR20230100314 A KR 20230100314A KR 1020210190066 A KR1020210190066 A KR 1020210190066A KR 20210190066 A KR20210190066 A KR 20210190066A KR 20230100314 A KR20230100314 A KR 20230100314A
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KR
South Korea
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rotor
back iron
permanent magnet
parts
stator
Prior art date
Application number
KR1020210190066A
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Inventor
안홍길
권성오
이준석
하호선
정경원
Original Assignee
(주)케이에스이피
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Filing date
Publication date
Application filed by (주)케이에스이피 filed Critical (주)케이에스이피
Priority to KR1020210190066A priority Critical patent/KR102655265B1/ko
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Abstract

본 발명은 복수의 영구자석들을 포함하는 로터 및 이를 포함하는 축방향 자속 모터에 관한 것이다.
본 발명은, 복수의 영구자석부(110)들 및 상기 복수의 영구자석부(110)들이 배치되는 백아이언(120)을 포함하는 로터(100); 상기 로터(100)에 대향하며 복수의 계자코일부(210)들을 포함하는 스테이터(200); 상기 로터(100)에 결합되어 회전가능하게 설치되는 회전축(300)을 포함하는 축방향 자속 모터(10)의 로터(100)로서, 상기 백아이언(120)은, 중앙부에 상기 회전축(300)이 관통되는 개구(121)가 형성되는 원판형상으로 이루어지고, 상기 스테이터(200)를 향하는 상기 백아이언(120)의 전면(S1)에 상기 복수의 영구자석부(110)들이 상기 백아이언(200)의 원주방향(CD)을 따라 간격을 두고 배치되며, 상기 로터(100)는, 상기 복수의 영구자석부(110)들 사이의 간격(D)이 일정하게 유지되도록 상기 복수의 영구자석부(110)들 사이에 설치되는 복수의 자석홀더부(130)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터(100)를 개시한다.

Description

복수의 영구자석들을 위한 자석홀더부를 구비하는 로터 및 이를 포함하는 축방향 자속 모터{Rotor having magnet holder unit for plurality of permanent magnet and axial flux motor having the same}
본 발명은 복수의 영구자석들을 위한 자석홀더부를 구비하는 로터 및 이를 포함하는 축방향 자속 모터에 관한 것이다.
일반적으로, 모터(Motor)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전동력을 얻는 장치로서, 모터는 외부에서 인가되는 전원의 종류에 따라 교류모터와 직류모터로 구별된다.
이러한 모터는, 권선된 코일(Coil)에 전류가 흐를 때 발생하는 회전 자기장(Rotating Magnetic Field)에 의해 회전자에 토크(Torque)가 발생하는 원리로 작동한다.
종래의 모터들은, 대부분 하우징과, 하우징의 내부에 고정적으로 결합되는 고정자(Stator, 이하 스테이터)와, 고정자에 설치되는 다수의 코어와, 코일들에 개별적으로 권선되는 다수의 코일과, 코어와 대면하게 설치되어 코일과의 자기력에 의해 회전되는 영구자석 및, 영구자석과 결합되어 회전되는 회전자(Rotor) 등으로 구성된다.
축방향 자속 모터(axial flux motor)는 에어 갭이 평면이며, 축방향을 따른 자기장 분포가 에어 갭 평면에 대해 수직인 모터를 의미한다. 축방향 자속 모터는 방사형 자속 모터(radial flux motor) 대비 고토크, 저중량 및 고효율인 특성을 가지므로 높은 토크 밀도가 필요하고 소형화가 요구되는 산업분야에 적합하다.
일반적으로, 축방향 자속 모터를 구성하는 로터는 복수의 영구자석들과 복수의 영구자석들이 배치되는 백아이언(back iron)을 포함한다.
이때, 영구자석의 형상이나 배치에 따라 위치별 자력의 세기나 분포가 달라져 그에 따라 코깅, 리플 등 축방향 자속 모터의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
예로서, 한국공개특허 제2018-0062346호와 같은 형태의 축방향 자속 모터가 종래 알려져 있는데, 대향하는 두 개의 회전자 코어에 배치되는 영구자석들 사이에 일정 각도 스큐를 주어 배치함으로써 모터의 소음 및 진동을 저감하는 기술이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 인식하여, 축방향 자속 모터를 구성하는 영구자석들의 이탈을 방지하며 영구자석들 사이의 간격을 일정하게 유지시켜주는 자석홀더부를 포함함으로써, 모터성능을 개선할 수 있는 로터 및 이를 포함하는 축방향 자속 모터를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 복수의 영구자석부(110)들 및 상기 복수의 영구자석부(110)들이 배치되는 백아이언(120)을 포함하는 로터(100); 상기 로터(100)에 대향하며 복수의 계자코일부(210)들을 포함하는 스테이터(200); 상기 로터(100)에 결합되어 회전가능하게 설치되는 회전축(300)을 포함하는 축방향 자속 모터(10)의 로터(100)를 개시한다.
상기 백아이언(120)은, 중앙부에 상기 회전축(300)이 관통되는 개구(121)가 형성되는 원판형상으로 이루어지고, 상기 스테이터(200)를 향하는 상기 백아이언(120)의 전면(S1)에 상기 복수의 영구자석부(110)들이 상기 백아이언(200)의 원주방향(CD)을 따라 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 로터(100)는, 상기 복수의 영구자석부(110)들 사이의 간격(D)이 일정하게 유지되도록 상기 복수의 영구자석부(110)들 사이에 설치되는 복수의 자석홀더부(130)들을 포함할 수 있다.
상기 자석홀더부(130)는 길이를 가지는 막대형상으로 형성될 수 있다.
상기 복수의 자석홀더부(130)들은, 상기 백아이언(120)의 전면(S1)에 방사상으로 배치될 수 있다.
상기 자석홀더부(130)는, 상기 막대형상의 길이방향에 수직한 폭 방향 단면이 아치형상으로 형성될 수 있다.
상기 자석홀더부(130)는, 상기 막대형상의 길이방향에 수직한 폭 방향 단면이 T자 형상으로 형성될 수 있다.
상기 로터(100)는, 상기 백아이언(120)의 배면(S2)을 지지하는 로터하우징(140)과, 상기 자석홀더부(130) 및 상기 백아이언(120)이 상기 로터하우징(140)에 고정되도록 상기 백아이언(120)을 관통해 상기 자석홀더부(130) 및 상기 로터하우징(140)에 볼팅결합되는 볼트결합부재(150)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 백아이언(120)의 두께는, 상기 백아이언(120)의 평면 상 중심(PC)에서 반경방향(RD)으로 갈수록 두꺼워질 수 있다.
상기 영구자석부(110)는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)을 따라 배치되는 복수의 영구자석셀(112a~e)들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 영구자석셀(112a~e)들의 크기는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)으로 갈수록 커질 수 있다.
상기 스테이터(200)를 등지는 상기 백아이언(120)의 배면(S2)에는, 적어도 하나 이상의 단차(123)가 형성될 수 있다.
상기 단차(123)를 경계로 상기 백아이언(120)의 두께가 가변될 수 있다.
상기 단차(123)는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)을 따라 복수로 구비될 수 있다.
상기 복수의 단차(123)들 중 적어도 하나의 높이는, 나머지 다른 단차(123)의 높이와 다른 높이로 형성될 수 있다.
상기 복수의 단차(123)들은, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)으로 갈수록 낮은 높이로 형성될 수 있다.
상기 스테이터(200)를 등지는 상기 백아이언(120)의 배면(S2)에는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)으로 가며 상기 백아이언(120)의 두께가 두꺼워지도록 경사진 경사면(127)이 형성될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 복수의 영구자석부(110)들 및 상기 복수의 영구자석부(110)들이 배치되는 백아이언(120)을 포함하는 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 하나의 항에 따른 로터(100); 상기 로터(100)에 대향하며 복수의 계자코일부(210)들을 포함하는 스테이터(200); 상기 로터(100)에 결합되어 회전가능하게 설치되는 회전축(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축방향 자속 모터(10)를 개시한다.
상기 로터(100)는, 상기 스테이터(200)를 사이에 두고 한 쌍으로 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 로터 및 이를 포함하는 축방향 자속 모터는, 축방향 자속 모터를 구성하는 영구자석들의 이탈을 방지하며 영구자석들 사이의 간격을 일정하게 유지시켜주는 자석홀더부를 포함함으로써, 모터성능을 개선할 수 있는 이점이 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 로터 및 이를 포함하는 축방향 자속 모터는, 길이를 가지는 막대형상의 자석홀더부를 백아이언의 전면에 영구자석부들 사이 사이 방사상으로 배치하고, 자석홀더부의 단면을 아치형상 또는 T자 형상으로 형성함으로써, 모터 작동 중 축방향으로 가해지는 힘을 분산시킬 수 있고 그에 따라 얇은 두께로 형성해 무게를 최소화(모터효율 개선)해도 안정적인 구조를 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 축방향 자속 모터를 보여주는 X-Z 평면 단면도이다.
도 2는, 도 1의 축방향 자속 모터의 로터를 보여주는 X-Y 평면도이다.
도 3은, 도 2의 복수의 영구자석부들이 배치되는 백아이언을 보여주는 사시도이다.
도 4a는 도 3의 백아이언의 전면을 보여주는 X-Y 평면도, 도 4b는 도 3의 백아이언의 배면을 보여주는 X-Y 평면도, 도 4c는 도 4b의 Ⅰ-Ⅰ 방향 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는, 도 4c의 변형례를 보여주는 도면이다.
도 6는, 도 3의 영구자석부를 보여주는 사시도이다.
도 7은, 도 2의 영구자석들 사이에 배치되는 자석홀더부를 보여주는 사시도이다.
도 8은, 도 7의 Ⅱ-Ⅱ 방향 단면도이다.
도 9는, 도 8의 변형례를 보여주는 도면이다.
도 10은, 도 1의 축방향 자속 모터의 스테이터를 보여주는 사시도이다.
이하 본 발명에 따른 로터 및 이를 포함하는 축방향 자속 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 축방향 자속 모터(10)는, 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 영구자석부(110)들 및 상기 복수의 영구자석부(110)들이 배치되는 백아이언(120)을 포함하는 로터(100), 상기 로터(100)에 대향하며 복수의 계자코일부(210)들을 포함하는 스테이터(200), 상기 로터(100)에 결합되어 회전가능하게 설치되는 회전축(300)을 포함할 수 있다.
상기 축방향 자속 모터(10)는, 영구자석을 이용한 PMAC(Permanent Magnet AC) 모터일 수 있다.
상기 로터(100)는, 복수의 영구자석부(110)들 및 상기 복수의 영구자석부(110)들이 배치되는 백아이언(120)을 포함하는 회전자로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 백아이언(120)은, 복수의 영구자석부(110)들이 배치되어 인접한 영구자석부(110) 사이에 자속경로를 형성하는 강철(전기강판, electrical sheet)로서, 중앙부에 상기 회전축(300)이 관통되는 개구(121)가 형성되는 원판형상으로 이루어질 수 있다.
상기 백아이언(120)은 철손 저감을 위해 적층구조(층상구조)를 가질 수 있다.
상기 백아이언(120)의 전면(S1)은 축방향 자속 모터(10) 구성 시 스테이터(200)를 향하는 면으로, 상기 백아이언(120)의 전면(S1)에 복수의 영구자석부(110)들이 백아이언(120)의 원주방향(CD)을 따라 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 백아이언(120)의 전면(S1)은, 복수의 영구자석부(110)들이 부착되는 면으로서 평편한 평면으로 형성될 수 있다.
상기 복수의 영구자석부(110)들은, 상기 백아이언(120)의 전면(S1)에 부착되는 방식으로 장착될 수 있다.
상기 복수의 영구자석부(110)들은, N극 및 S극이 서로 교번하여 배치될 수 있다.
상기 영구자석부(110)는, 일체로 형성되는 단일한 영구자석부재로 형성되거나, 또는 분할된 복수의 영구자석셀(112a~e)들을 포함할 수 있다.
상기 영구자석부(110)는, 상기 백아이언(120)의 외곽부로 갈수록 폭이 커지는 부채꼴 형상 또는 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다.
상기 분할된 복수의 영구자석셀(112a~e)들은, 도 6에 도시된 바와 같이, 백아이언(120)의 반경방향(RD)을 따라 배치될 수 있으나, 이는 가능한 하나의 실시예일 뿐 다양한 형태의 배치가 가능함은 물론이다.
상기 복수의 영구자석셀(112a~e)들의 크기는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)으로 갈수록 커질 수 있다.
이때, 상기 복수의 영구자석셀(112a~e)들의 반경방향(RD) 길이(l1~l5)는, 모두 동일할 수 있다. (반경방향(RD)에 대해 영구자석부(110)가 균등 분할된 경우)
또는, 상기 복수의 영구자석셀(112a~e)들의 반경방향(RD) 길이(l1~l5)는 서로 다를 수 있다. (반경방향(RD)에 대해 영구자석부(110)가 불균등 분할된 경우)
또한, 상기 복수의 영구자설셀(112a~e)들의 두께(k)는 모두 동일하게 형성될 수 있다.
한편, 상기 로터(100)는, 상기 복수의 영구자석부(110)들 사이의 이격 간격이 일정하게 유지되도록 상기 복수의 영구자석부(110)들 사이 사이 설치되는 복수의 자석홀더부(130)들을 추가로 포함할 수 있다.
상기 자석홀더부(130)는 길이(L)를 가지는 막대형상으로 형성되어, 이웃하는 영구자석부(110) 사이 마다 배치될 수 있다.
상기 복수의 자석홀더부(130)들은, 복수의 영구자석부(110)들이 원주방향(CD)을 따라 배치됨에 따라, 백아이언(120)의 전면(S1)에 방사상으로 배치될 수 있다.
예로서, 상기 자석홀더부(130)는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 막대형상의 길이(L)에 수직한 폭(W) 방향 단면이 아치형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 자석홀더부(130)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 오목한 면이 스테이터(200)를 향하도록 백아이언(120)의 전면(S1)에 설치됨이 바람직하다.
도 8에서, 자석홀더부(130)의 측면과 이웃하는 영구자석부(110) 사이 이격된 공간이 있는 것으로 도시되었으나, 한가지 설치 예시일 뿐이며, 자속홀더부(130)와 이웃하는 영구자석부(110)는 이격된 공간 없이 밀착하여 설치될 수 있다.
이웃하는 영구자석부(110)들 사이의 간격이 균일하지 못한 경우, 자속분포의 균일성이 저하되어 모터의 성능이 저하되는 문제점이 있으나, 본 발명은 이웃하는 영구자석부(110)들 사이에 자석홀더부(130)를 둠으로써 영구자석부(110)들 사이의 간격을 일정하게 유지하고 영구자석부(110)들을 정위치에 고정(유지)시킬 수 있는 이점이 있다.
자석홀더부(130) 형상의 다른 예로서, 상기 자석홀더부(130)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 막대형상의 길이(L)에 수직한 폭(W) 방향 단면이 T자 형상으로 형성될 수 있다.
상기 자석홀더부(130)는, 단면이 아치형상 또는 T자 형상으로 형성됨으로써, 로터(100) 회전 시 자석홀더부(130)에 축방향으로 가해지는 힘을 분산시켜 안정적인 구조로 지탱할 수 있고, 그에 따라 자석홀더부(130)의 두께를 감소시키고 로터(100)의 무게를 저감해 모터의 효율을 개선할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 로터(100)는, 상기 백아이언(120)의 배면(S2)을 지지하는 로터하우징(140)과, 상기 자석홀더부(130) 및 상기 백아이언(120)이 상기 로터하우징(140)에 고정되도록 상기 백아이언(120)을 관통해 상기 자석홀더부(130) 및 상기 로터하우징(140)에 볼팅결합되는 볼트결합부재(150)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 로터하우징(140)은, 상기 백아이언(120)의 배면(S2)을 지지하는 지지프레임으로서 다양한 구성이 가능하다.
여기서, 상기 백아이언(120)의 배면(S2)은, 스테이터(200)를 등지는 면으로서, 영구자석부(110)가 배치되는 백아이언(120)의 전면(S1)의 반대 쪽 면을 의미한다.
상기 로터하우징(140)은 원판형상으로 이루어지며, 로터하우징(140)의 중심(C)은 상기 백아이언(120)의 중심(C)과 일치할 수 있다.
상기 로터하우징(140)의 백아이언(120)을 향하는 면은 백아이언(120)의 배면(S2) 형상에 형합하는 형상으로 형성되어 백아이언(120)의 배면(S2)에 밀착될 수 있다.
상기 볼트결합부재(150)는, 상기 자석홀더부(130) 및 상기 백아이언(120)을 상기 로터하우징(140)에 고정시키기 위해, 상기 백아이언(120)을 관통해 상기 자석홀더부(130) 및 상기 로터하우징(140)에 볼팅결합되는 고정부재로서 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 백아이언(120)에는 볼트결합부재(150)가 관통결합되기 위한 관통구(126)들이 형성될 수 있다.
상기 볼트결합부재(150)는, 상기 자석홀더부(130) 측에서 상기 백아이언(120)의 관통구(126)를 관통해 상기 로터하우징(140)에 볼팅결합될 수 있다.
이를 위해, 상기 자석홀더부(130)에는 상기 볼트결합부재(150)가 결합되는 결합홀이 적어도 하나 이상의 개수로 구비될 수 있다.
상기 로터(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(200)를 사이에 두고 한 쌍으로 구비될 수 있다.
상기 로터(100)가 한 쌍으로 구비되는 경우, 하나의 로터하우징(140)은 중앙부에 회전축(300)이 관통되는 개구(142)가 형성되는 원판형상으로 이루어지고, 나머지 하나의 로터하우징(140)은 중앙부에서 회전축(300)과 고정결합될 수 있다.
이때, 상기 축방향 자속 모터(10)는, 스테이터(200)의 외주면을 감싸는 중공형 실린더 드럼(500)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 중공형 실린더 드럼(500)은 상단부 및 하단부에서 두 개의 로터하우징(140)과 각각 결합되어 로터(100)와 함께 회전하는 회전드럼으로 다양한 구성이 가능하다.
한편, 상기 로터(100)를 구성하는 영구자석부(110)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 백아이언(120)의 평면 상 중심(PC)에서 외곽부로 갈수록(반경방향(RD)으로 가며) 폭이 커지는 부채꼴 형상 또는 사다리꼴 형상으로 형성되므로, 백아이언(120)의 외곽부로 갈수록 영구자석부(110)의 면적이 커지고 결과적으로 영구자석(110)에 의한 자력의 세기가 크게 형성될 수 있다.
이를 보상하기 위하여, 상기 백아이언(120)의 두께(d)는, 백아이언(120)의 평면 상 중심(PC)에서 반경방향(RD)으로 갈수록 두꺼워질 수 있다.
일 실시예로서, 상기 스테이터(200)를 등지는 백아이언(120)의 배면(S2)에는, 적어도 하나 이상의 단차(123)가 형성될 수 있다.
상기 단차(123)를 경계로 상기 백아이언(120)의 두께(d)가 가변될 수 있다.
상기 단차(123)는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)을 따라 복수로 구비될 수 있다. 예로서, 상기 단차(123)는, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 백아이언(120)의 중앙부 내주면(121)과 최외곽 외주면(125) 사이에 반경방향(RD)을 따라 2개 구비될 수 있다.
상기 단차(123)가 형성되는 위치는, 설계에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
이때, 상기 복수의 단차(123)들의 높이(S1, S2)는 모두 같은 높이로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예로서, 상기 복수의 단차(123)들 중 적어도 하나의 높이(S1)가 나머지 다른 단차(123)의 높이(S2)와 다른 높이로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 복수의 단차(123)들은, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)으로 갈수록 낮은 높이로 형성될 수 있다.
상기 백아이언(120)의 배면(S2)에 단차(123)가 형성되어 백아이언(120)의 두께가 불연속적으로 가변되는 실시예 이외에, 도 5a 내지 도 5b와 같이 백아이언(120)의 두께(d)가 연속적으로 가변되는 실시예 또한 가능하다.
예로서, 상기 백아이언(120)의 배면(S2)에는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)으로 가며 상기 백아이언(120)의 두께(d)가 두꺼워지도록 경사진 경사면(127)이 형성될 수 있다.
상기 백아이언(120)의 배면(S2)에는 단차(123)와 경사면(127) 중 적어도 하나가 구비될 수 있으며, 단차(123)와 경사면(경사면)가 함께 다양하게 조합되어 구비될 수 있다.
한편, 상기 백아이언(120)은, 얇은 전기강판이 감겨 적층된 구조로서, 배면(S2)의 단차(123) 또는 경사면(127)은 다양한 방식으로 가공될 수 있다.
예로서, 단차(123) 또는 경사면(127)은, 얇은 전기강판을 감아 평편한 원판 형태로 만든 후, 상기 백아이언(120)의 배면(S2)에 대한 절삭가공 또는 연삭가공을 통해 형성될 수 있다.
다른 예로서, 단차(123) 또는 경사면(127)은, 얇은 전기강판을 미리 설계된 형상으로 가공한 후 감아서 적층함으로써 형성될 수 있다.
상기 스테이터(200)는, 상기 로터(100)에 대향하며 복수의 계자코일부(210)들을 포함하는 고정자로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 계자코일부(210)들은, 축방향 자속 모터(10)의 회전축방향을 중심으로 원주방향(CD)으로 배치될 수 있다.
상기 계자코일부(210)는, 스테이터코어 및 스테이터코어에 권선되는 권선코일을 포함할 수 있다.
상기 스테이터코어는, 계자형성을 위한 철심으로 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 스테이터(200)는, 계자코일부(210)를 지지, 고정하기 위한 고정자허브(220)를 포함할 수 있다.
상기 고정자허브(220)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 회전축(300)이 관통되는 관통구(221)가 형성되는 원통형 허브몸체부(222)와, 상기 허브몸체부(222) 외주면에 방사상으로 연장되는 복수의 스포크(224)들을 포함할 수 있다.
상기 고정자허브(220)의 관통구(221) 내주면과 회전축(300) 외주면 사이에는 회전축(300)의 회전을 위한 하나 이상의 베어링부(400)가 설치될 수 있다.
상기 복수의 스포크(224)들은, 상기 허브몸체부(222)의 외주면에 원주방향(CD)을 따라 등간격으로 구비될 수 있다.
이웃하는 스포크(224) 사이 공간 마다 계자코일부(210)가 에폭시, 볼팅수단 등 다양한 고정수단을 통해 고정되어 지지될 수 있고, 상기 스포크(224)와 계자코일부(210) 사이에는 절연을 위한 절연지가 구비될 수 있다.
이웃하는 계자코일부(210) 사이로 노출되는 스포크(224)의 상면 및 하면에는, 계자코일부(210)를 에폭시를 이용해 고정할 때 안정성을 높여주고, 단면적을 증가시켜 냉각효율을 증대시키기 위한 돌기구조(225)가 형성될 수 있다.
이때, 상기 고정자허브(220)에는, 냉매를 순환시키기 위한 냉각채널(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 냉각채널은 고정자허브(220)의 내부를 따라 형성되어 외부로부터 전달된 냉매(냉각수 등)를 순환시킨 후 외부로 배출시킬 수 있다면 다양한 경로의 유로로 구성될 수 있다.
상기 냉각 채널은 고정자허브(220)의 내부를 따라 형성되며, 냉매가 공급 및 배출되도록 유입구와 유출구가 각각 형성될 수 있다.
상기 회전축(300)은, 축방향(C) 길이를 가지며 로터(100)에 결합되어 회전가능하게 설치되는 샤프트로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 회전축(300)은 적어도 하나의 로터하우징(140)에 결합되어 로터(100)와 함께 회전되며, 베어링부(400)를 통해 스테이터(200)에 대해 회전 가능하게 설치될 수 있다.
이하, 상술한 구조를 가지는 축방향 자속 모터(10)의 로터제조방법을 자세히 설명한다.
상기 로터제조방법은, 로터하우징(140) 일면에 백아이언(120)을 안착시키는 백아이언안착단계(S1)와, 백아이언(120)의 전면(S1)에 접착제 이용해 영구자석부(110)를 부착하는 영구자석부착단계(S2)와, 부착된 영구자석부(110) 일측에 볼트결합부재(150)를 통해 상기 자석홀더부(130)를 상기 로터하우징(140)에 볼트결합하는 자석홀더부결합단계(S3)를 포함할 수 있다.
상기 영구자석부착단계(S2)와 상기 자석홀더부결합단계(S3)는, 복수의 영구자석부(110)들 및 복수의 자석홀더부(130)들의 배치가 완료될 때까지 교번하여 반복수행될 수 있다.
이를 통해, 복수의 영구자석부(110)들의 이탈이 방지됨은 물론 영구자석부(110)들 사이의 간격이 일정하게 형성되고 유지될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10: 모터
100: 로터
200: 스테이터
300: 회전축

Claims (14)

  1. 복수의 영구자석부(110)들 및 상기 복수의 영구자석부(110)들이 배치되는 백아이언(120)을 포함하는 로터(100); 상기 로터(100)에 대향하며 복수의 계자코일부(210)들을 포함하는 스테이터(200); 상기 로터(100)에 결합되어 회전가능하게 설치되는 회전축(300)을 포함하는 축방향 자속 모터(10)의 로터(100)로서,
    상기 백아이언(120)은, 중앙부에 상기 회전축(300)이 관통되는 개구(121)가 형성되는 원판형상으로 이루어지고, 상기 스테이터(200)를 향하는 상기 백아이언(120)의 전면(S1)에 상기 복수의 영구자석부(110)들이 상기 백아이언(200)의 원주방향(CD)을 따라 간격을 두고 배치되며,
    상기 로터(100)는, 상기 복수의 영구자석부(110)들 사이의 간격(D)이 일정하게 유지되도록 상기 복수의 영구자석부(110)들 사이에 설치되는 복수의 자석홀더부(130)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 자석홀더부(130)는 길이를 가지는 막대형상으로 형성되며,
    상기 복수의 자석홀더부(130)들은, 상기 백아이언(120)의 전면(S1)에 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 자석홀더부(130)는, 상기 막대형상의 길이방향에 수직한 폭 방향 단면이 아치형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 자석홀더부(130)는, 상기 막대형상의 길이방향에 수직한 폭 방향 단면이 T자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 로터(100)는, 상기 백아이언(120)의 배면(S2)을 지지하는 로터하우징(140)과, 상기 자석홀더부(130) 및 상기 백아이언(120)이 상기 로터하우징(140)에 고정되도록 상기 백아이언(120)을 관통해 상기 자석홀더부(130) 및 상기 로터하우징(140)에 볼팅결합되는 볼트결합부재(150)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 백아이언(120)의 두께는, 상기 백아이언(120)의 평면 상 중심(PC)에서 반경방향(RD)으로 갈수록 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 영구자석부(110)는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)을 따라 배치되는 복수의 영구자석셀(112a~e)들을 포함하며,
    상기 복수의 영구자석셀(112a~e)들의 크기는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)으로 갈수록 커지는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 스테이터(200)를 등지는 상기 백아이언(120)의 배면(S2)에는, 적어도 하나 이상의 단차(123)가 형성되며,
    상기 단차(123)를 경계로 상기 백아이언(120)의 두께가 가변되는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 단차(123)는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)을 따라 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수의 단차(123)들 중 적어도 하나의 높이는, 나머지 다른 단차(123)의 높이와 다른 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수의 단차(123)들은, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)으로 갈수록 낮은 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터(100).
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 스테이터(200)를 등지는 상기 백아이언(120)의 배면(S2)에는, 상기 백아이언(120)의 반경방향(RD)으로 가며 상기 백아이언(120)의 두께가 두꺼워지도록 경사진 경사면(127)이 형성된 것을 특징으로 하는 로터(100).
  13. 복수의 영구자석부(110)들 및 상기 복수의 영구자석부(110)들이 배치되는 백아이언(120)을 포함하는 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 하나의 항에 따른 로터(100); 상기 로터(100)에 대향하며 복수의 계자코일부(210)들을 포함하는 스테이터(200); 상기 로터(100)에 결합되어 회전가능하게 설치되는 회전축(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축방향 자속 모터(10).
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 로터(100)는, 상기 스테이터(200)를 사이에 두고 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 축방향 자속 모터(10).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007043864A (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Fujitsu General Ltd 軸方向空隙型同期機
JP2007215291A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Honda Motor Co Ltd モータ用ロータ
KR20100031688A (ko) * 2007-06-28 2010-03-24 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 액시얼 갭 타입 회전기계
JP2017041937A (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 株式会社神戸製鋼所 アキシャルギャップ型回転電機
KR20210076824A (ko) * 2019-12-16 2021-06-24 한국전기연구원 축방향 자속 회전기기

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007043864A (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Fujitsu General Ltd 軸方向空隙型同期機
JP2007215291A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Honda Motor Co Ltd モータ用ロータ
KR20100031688A (ko) * 2007-06-28 2010-03-24 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 액시얼 갭 타입 회전기계
JP2017041937A (ja) * 2015-08-18 2017-02-23 株式会社神戸製鋼所 アキシャルギャップ型回転電機
KR20210076824A (ko) * 2019-12-16 2021-06-24 한국전기연구원 축방향 자속 회전기기
KR20210076825A (ko) * 2019-12-16 2021-06-24 한국전기연구원 축방향 자속 회전기기

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