JP5985342B2 - モータ及びモータ用ローター - Google Patents

Description

本発明は、高速運転時にも、出力を高く保持することができるモータ及びモータ用ローターに関する。

モータは、ＰＭＳＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ）、ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ、ＳＲＭ（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ）などに区分されうる。ＰＭＳＭは、永久磁石を使い、小型化が可能である。また、ＰＭＳＭは、出力密度が高いだけではなくて、効率が高い。したがって、ＰＭＳＭは、現在のハイブリッド自動車や電気自動車などに広く使われている。

一般的に、ＰＭＳＭに使われる永久磁石は、希土類物質を使って製作される。例えば、永久磁石は、残留磁気（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｍａｇｎｅｔｉｓｍ）及び保磁力（ｃｏｅｒｃｉｖｅ ｆｏｒｃｅ）に優れたネオジム（ＮｄＦｅＢ）磁石などであり得る。但し、希土類物質は、特定の国家に重点的に埋蔵されており、その埋蔵量も非常に少ない。これにより、希土類物質の価格が高いだけではなく、価格変動も激しい。

したがって、希土類物質に対する依存性から抜け出すために、希土類物質を代替しうる物質を発掘するか、希土類物質を使わずとも、希土類物質を使った場合と同じ性能を発揮することができる駆動モータの関連技術が必要である。

本発明は、高速運転時にも、出力を高く保持することができるモータ及びモータ用ローターを提供する。

本発明の一側面によるモータは、ステータの第１側面に形成される第１ローター、及び前記第１側面の反対側である前記ステータの第２側面に形成される第２ローターを含み、前記第１ローターは、離隔して形成される一対の第１永久磁石と、前記第１永久磁石の一端を互いに連結する第１連結部で構成された多数の第１モジュールとを含み、前記第２ローターは、離隔して形成される一対の第２永久磁石と、前記第２永久磁石の一端を互いに連結する第２連結部で構成された多数の第２モジュールを含む第２ローターとを含みうる。

前記第１モジュールのそれぞれは、前記第１永久磁石の間に形成される第１コアをさらに含み、前記第２モジュールのそれぞれは、前記第２永久磁石の間に形成される第２コアをさらに含みうる。

前記第１ローターは、一対の隣接した第１モジュールの間に形成される第３コアをさらに含み、前記第２ローターは、一対の隣接した第２モジュールの間に形成される第４コアをさらに含みうる。

前記第１ローターは、前記第１モジュールの一側に形成される第５コアをさらに含み、前記第２ローターは、前記第２モジュールの一側に形成される第６コアをさらに含みうる。

前記複数の第１モジュールは、偶数個の相互離隔して形成された前記第１モジュールであり、前記複数の第２モジュールは、偶数個の相互離隔して形成された前記第２モジュールであり得る。

前記第１連結部のそれぞれは、非磁性物質または空気で構成される外側部分、及び前記外側部分の間に永久磁石で構成される中心部分を含み、前記第２連結部のそれぞれは、非磁性物質または空気で構成される外側部分、及び前記外側部分の間に永久磁石で構成される中心部分を含みうる。

前記複数の第１連結部のそれぞれ及び前記複数の第２連結部のそれぞれは、非磁性物質または空気で構成させうる。

複数の前記第１コアのそれぞれ及び複数の前記第２コアのそれぞれは、磁性物質で構成させうる。

複数の前記第１モジュールは、前記第１ローターの周りに配され、複数の前記第２モジュールは、前記第２ローターの周りに配され、前記第１モジュールは、複数の前記第２モジュールから周り方向にずれている。

複数の前記第１モジュールのそれぞれは、前記第１ローターの円周方向に延び、複数の前記第２モジュールのそれぞれは、前記第２ローターの円周方向に延びることができる。

複数の前記第１モジュールは、前記第１ローターの周りに配され、複数の前記第２モジュールは、前記第２ローターの周りに配され、前記第１永久磁石は、前記第１ローターの半径に対して０ではない所定の角度で延び、前記第２永久磁石は、前記第２ローターの半径に対して０ではない所定の角度で延びることができる。

複数の前記第１モジュールは、前記第１ローターの周りに配され、複数の前記第２モジュールは、前記第２ローターの周りに配置される。

他の側面によるモータのローターは、前記ローターの周り方向に複数のモジュールが配され、複数の前記モジュールのそれぞれは、相互離隔して形成される一対の永久磁石、及び前記永久磁石の末端を連結する連結部を含みうる。

この際、複数のコアをさらに含み、複数の前記コアのそれぞれは、複数の前記モジュールの隣接した対の間に形成されうる。

また、複数のコアをさらに含み、前記コアのそれぞれは、複数の前記モジュールの隣接した対の間に形成されうる。

また、複数の前記モジュールの一側上に形成されるコアをさらに含みうる。また、複数の前記モジュールは、偶数個のモジュールを含みうる。また、前記連結部のそれぞれは、非磁性物質または空気で構成される外側部分、及び永久磁石からなる中心部分を含みうる。

また、複数の前記モジュールのそれぞれは、前記ローターの円周方向に延びることができる。また、複数の前記モジュールは、前記ローターの周りに配され、前記永久磁石は、前記ローターの半径に対して０ではない所定の角度で延びることができる。

本発明の一実施形態によるモータは、ステータ（ｓｔａｔｏｒ）の一側に離隔して形成され、離隔して形成される一対の第１永久磁石と、第１永久磁石の一端を互いに連結する第１連結部で構成された多数の第１モジュールを含む第１ローターと、ステータの他側に離隔して形成され、離隔して形成される一対の第２永久磁石と、第２永久磁石の一端を互いに連結する第２連結部で構成された多数の第２モジュールを含む第２ローターと、を含む。
モータは、第１永久磁石の間に形成される第１コア、及び第２永久磁石の間に形成される第２コアをさらに含む。

モータは、相互離隔して形成される第１モジュールの間に形成される第３コアと、相互離隔して形成される第２モジュールの間に形成される第４コアと、をさらに含む。モータは、第１連結部の一側に形成される第５コア、及び第２連結部の一側に形成される第６コアをさらに含む。

第１モジュール及び第２モジュールは、偶数個であり、第１モジュールは、相互離隔して形成され、第２モジュールも、相互離隔して形成されうる。

第１連結部及び第２連結部のうちの中心部分は、永久磁石で構成され、その他の部分は、非磁性物質または空気で構成することができる。第１連結部及び第２連結部は、非磁性物質または空気で構成することができる。

コアは、磁性物質で構成することができる。

第１モジュール及び第２モジュールは、ローターの回転軸を基準にずれるように配置される。第１モジュール及び第２モジュールは、回転軸方向に垂直である半径方向に延設される。

前記永久磁石は、前記第１ローターの中心と前記ローターの外周とを連結した線と平行ではないように形成され、前記永久磁石は、前記線を基準に同じ方向に形成されうる。

本発明の一実施形態によるモータのローターは、離隔して形成される一対の永久磁石と、永久磁石の一端を互いに連結する連結部で構成された多数のモジュールとを含むが、モジュールは、ローターの回転軸方向に形成されうる。

モータのローターは、一対の永久磁石の間に形成されるコアをさらに含みうる。モータのローターは、相互離隔して形成されるモジュールの間に形成されるコアをさらに含みうる。モータのローターは、連結部の一側に形成されるコアをさらに含みうる。

モジュールは偶数個であり、偶数個のモジュールは、相互離隔して形成されうる。

連結部のうちの中心部分は、永久磁石で構成され、その他の部分は、非磁性物質または空気で構成することができる。モジュールは、回転軸方向に垂直である半径方向に延設される。

前記永久磁石は、前記第１ローターの中心と前記ローターの外周とを連結した線と平行ではないように形成され、前記永久磁石は、前記線を基準に同じ方向に形成されうる。

本発明の一実施形態と関連したモータの斜視図である。 図１のモータを分離した図である。 図１のモータを分離した図である。 本発明の一実施形態によるトルクリップルを減らすための構造を説明する図である。 本発明の一実施形態によるトルクリップルを減らすための構造を説明する図である。 本発明のさらに他の一実施形態によるトルクリップルを減らすための構造を説明する図である。 本発明のさらに他の一実施形態によるトルクリップルを減らすための構造を説明する図である。 本発明の一実施形態と関連したモジュールの形態を説明する図である。 本発明の一実施形態と関連したモジュールの形態を説明する図である。 本発明の一実施形態と関連したモジュールの形態を説明する図である。 図１の永久磁石を通過する磁化方向を説明するモータ側面図である。 ｄ軸及びｑ軸の磁束の経路を説明する駆動モータの断面図の一部を示す図である。 本発明によるモータの性能を説明する図である。 本発明によるモータの性能を説明する図である。

以下、添付した図面を参照して、発明を実施するための具体的な内容について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態と関連したモータの斜視図である。図１を参照すると、モータ１００は、ステータ１１０、第１ローター１２０、及び第２ローター１３０を含む。モータ１００は、軸方向空隙（ａｉｒ ｇａｐ）モータであり得る。

ステータ１１０は、少なくとも１つのスロット（ｓｌｏｔ）１１１、及びスロット１１１に巻かれうるコイル１１２を含みうる。スロット１１１は、モータ１００の周りに放射状に配置される。スロット１１１のうちの一部は、モータに含まれた構成要素を収容するハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）などに結合されて固定されうる。したがって、シャフトと結合されたローター１２０、１３０が軸と共に回転する場合にも、ステータ１１０は、ハウジングなどにのみ結合されているために、回転しないこともある。

第１ローター１２０は、ステータ１１０の一側に離隔して形成されうる。第１ローター１２０は、多数の第１モジュール１２３を含みうる。第１モジュール１２３は、離隔して形成される一対の第１永久磁石１２１と、第１永久磁石１２１の一端を互いに連結する第１連結部１２２とを含みうる。第１モジュール１２３は、回転軸１４０の周りに形成されうる。回転軸１４０の方向は、図１に示したように、ローター１２０、１３０が回転する軸に対応する方向を意味する。図１を基準に説明すれば、第１モジュール１２３は、回転軸１４０の方向である縦方向に形成されうる。

第２ローター１３０は、ステータ１１０の他側に離隔して形成されうる。すなわち、第１ローター１２０及び第２ローター１３０は、ステータ１１０の両側に離隔して形成されうる。第２ローター１３０は、多数の第２モジュール１３３を含みうる。第２モジュール１３３は、離隔して形成される一対の第２永久磁石１３１と、第２永久磁石１３１の一端を互いに連結する第２連結部１３２とを含みうる。第２モジュール１３３は、回転軸１４０の周りに形成されうる。

一対の第１永久磁石１２１は、平行に位置するか、“Ｖ”字状に位置するなどのように多様に形成されうる。一対の第２永久磁石１３１も、平行に位置するか、“Ｖ”字状に位置するなどのように多様に形成されうる。

第１連結部１２２は、第１永久磁石１２１の一端を互いに連結することができる。例えば、第１連結部１２２は、第１永久磁石１２１のうちのステータ１１０で最も遠い側に位置する部分を互いに連結することができる。第１連結部１２２及び第２連結部１３２は、非磁性物質または空気で構成することができる。空気である場合、連結部１２２、１３２は、何も含まれていない空き空間であり得る。この場合、第１永久磁石１２１及び第２永久磁石１３１は、他の要素によって連結されうる。

第１ローター１２０は、第１永久磁石１２１の間に形成される第１コア１２４をさらに含みうる。第２ローター１３０は、第２永久磁石１３１の間に形成される第２コア１３４をさらに含みうる。第１ローター１２０は、第１モジュール１２３の間に形成される第３コア１２５をさらに含みうる。第２ローター１３０は、第２モジュール１３３の間に形成される第４コア１３５をさらに含みうる。

第１ローター１２０は、第１連結部１２２の一側に形成される第５コア１２６をさらに含みうる。例えば、第５コア１２６は、板状（ｐｌａｔｅ−ｓｈａｐｅｄ）に第１コア１２４の対向側の第１モジュール上に形成されうる。

第２ローター１３０は、第２連結部１３２の一側に形成される第６コア１３６をさらに含みうる。例えば、第６コア１３６は、板状に第２コア１３４の対向側の第１モジュール上に形成されうる。

図１及び図２Ａに示すように、第３コア１２５及び第５コア１２６は、単一結合体であり、第４コア１３５及び第６コア１３６も、単一結合体であり得る。

第１ローター１２０は、シャフト（図示せず）と結合される第１ホール１２７を含みうる。第２ローター１３０は、シャフト（図示せず）と結合される第２ホール１３７を含みうる。

第１コア１２４、第２コア１３４、第３コア１２５、第４コア１３５、第５コア１２６、及び第６コア１３６は、ソフト磁性物質であり得る。

第２モジュール１３３の部分を拡大した図面１５０を参照すると、第２永久磁石１３１の周辺の磁化方向は、外部で第２永久磁石１３１を通過して第２モジュールの内部に移動する方向１６０であるか、内部で第２永久磁石１３１を通過して第２モジュールの外部に移動する方向１６１であり得る。第１モジュール１２３の磁化方向も、第２モジュール１３３と同一であり得る。永久磁石は、ハード（ｈａｒｄ）磁性材料であり得る。

第１モジュール１２３及び第２モジュール１３３は、偶数個であり得る。偶数個のモジュールのうちの１つのモジュールは、Ｎ極を形成し、隣接したモジュールは、Ｓ極を形成しうる。また、偶数個存在するモジュールは、一定間隔で離隔して位置しうる。

モジュールを離隔させて形成することによって、モジュールの間に存在するコア１２５、１２６、１３５、１３６を通じて磁束が円滑に流れることができる。したがって、モジュールの間を通過するｑ軸のインダクタンスが増加し、連結部によって磁束の漏れが防止されることによって、モータが高速運転時にも、高出力を保持することができる。

図２Ａ及び図２Ｂは、図１のモータを分離した図である。図２Ａは、モータのうちのローターのみを示す図である。

図１及び図２Ａを参照すると、第１ローター１２０は、多数の第１モジュール１２３を含みうる。第１モジュール１２３は、離隔して形成される一対の第１永久磁石１２１と、第１永久磁石１２１の一端を互いに連結する第１連結部１２２とを含みうる。第１モジュール１２３は、第１ローター１２０の回転軸２００の周りに形成されうる。

第２ローター１３０は、多数の第２モジュール１３３を含みうる。第２モジュール１３３は、離隔して形成される一対の第２永久磁石１３１と、第２永久磁石１３１の一端を互いに連結する第２連結部１３２とを含みうる。第２モジュール１３３は、第２ローター１３０の回転軸２００の周りに形成されうる。

第１モジュール１２３は、回転軸１４０の方向に垂直である半径方向２１０に延びて、楔状に形成されうる。例えば、第１モジュール１２３は、第１ローター１２０の外周面から内周面まで延びることができる（２２０）。また他の例を挙げれば、第１モジュール１２３は、第１ローター１２０の外周面から内周面のうちの一部に部分的にのみ延びることもある。

第２モジュール１３３も、第１モジュール１２３と同様に回転軸方向２００に垂直である半径方向２１０に延びて、楔状に形成されうる。

図２Ｂは、モータのうちのステータのみを示す図である。図１及び図２Ｂを参照すると、ステータ１１０は、少なくとも１つのスロット１１１、及びスロット１１１に巻かれうるコイル１１２を含みうる。

スロット１１１は、ステータ１１０の周りに配置される。スロット１１１は、モータ１００に含まれた構成要素を収容するハウジング２３０に固定されうる。例えば、スロット１１１のうちの一部２４０が、ハウジング２３０に固定されうる。スロット１１１は、ハウジングなどに多様な形態で固定されうる。シャフトと結合されたローター１２０、１３０が軸と共に回転する場合にも、ステータ１１０は、ハウジング２３０に固定されているので、回転しない。

図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の一実施形態によるトルクリップルを減らすための構造を説明する図である。

図３Ａを参照すると、モータ３００は、ステータ１１０、第１ローター１２０、及び第２ローター１３０を含みうる。

第１ローター１２０に含まれた第１モジュール１２３及び第２ローター１２０に含まれた第２モジュール１３３は、回転軸１４０を基準にずれるように配置される。言い換えれば、第１モジュール１２３及び第２モジュール１３３は、回転軸１４０上に一直線に配されずに平行に配置される。このように、モジュール１２３、１３３がずれるように配されることによって、第１ローター１２０及び第２ローター１３０で生成されるトルク（ｔｏｒｑｕｅ）のサイズと位相とが経時的に変わる。

図３Ｂには、第１ローター１２０で生成されるトルクのサイズ及び第２ローター１３０で生成されるトルクのサイズを経時的に示した。また、第１ローター１２０及び第２ローター１３０で生成されたトルクを合算した値（ｔｏｔａｌ ｖａｌｕｅ）を示した。このように、第１ローター１２０及び第２ローター１３０で生成されるトルクのサイズは、経時的に異なるために、第１ローター１２０及び第２ローター１３０で生成されたトルクを合算した値は、リップル（ｒｉｐｐｌｅ）が小さくなるということが分かる。本実施形態によれば、モータで生成されるトルクリップルを減らすことができる。

図４Ａ及び図４Ｂは、本発明のさらに他の一実施形態によるトルクリップルを減らすための構造を説明する図である。

図４Ａは、本実施形態によるローター４００の斜視図であり、図４Ｂは、ローター４００の平面図である。図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、ローター４００は、一対の永久磁石４１０、４１１を含んでいる。

第１線４２０及び第２線４２１は、ローター４００の中心とローター４００の外周とに存在する２つの点４１２をそれぞれ連結した線である。

第１永久磁石４１０は、第１線４２０と平行ではないように形成されうる。言い換えれば、第１永久磁石４１０は、第１線４２０と平行ではない所定の角度を成しながら形成されうる。

第２永久磁石４１１は、第２線４２１と平行ではないように形成されうる。言い換えれば、第２永久磁石４１１は、第２線４２１と平行ではない所定の角度を成しながら形成されうる。

一対の永久磁石４１０、４１１は、図４Ｂに示したように、互いに平行であり、ローター４００の半径と所定の角度を成すようにそれぞれ形成されうる。ローター４００には、一対の永久磁石４１０、４１１と同様に配される多数の永久磁石対が反復的に形成されうる。

このように、永久磁石４１０、４１１が、第１線及び第２線４２０、４２１を基準にローター４００の半径方向と所定の角度を成すように形成されるために、モータで生成されるトルクリップルを減らすことができる。

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、本発明の一実施形態と関連したモジュールの形態を説明する図である。

図５Ａを参照すると、ローター５００ａは、一対の第１永久磁石５１０ａ及び第１連結部５２０ａで構成される多数のモジュールを含みうる。第１連結部５２０ａは、一対の第１永久磁石５１０ａの一端を互いに連結することができる。この際、磁化方向は、第１永久磁石５１０ａの外部から第１永久磁石５１０ａを通過して、モジュールの内部に移動する方向５３０ａであるか、その反対であり得る。

図５Ｂを参照すると、ローター５００ｂは、一対の第１永久磁石５１０ｂ及び第１連結部５１１ｂ、５１２ｂで構成される多数のモジュールを含む。

第１連結部５１１ｂ、５１２ｂは、一対の第１永久磁石５１０ｂの端部を互いに連結することができる。第１連結部５１１ｂ、５１２ｂの中心部分５１１ｂは、永久磁石であり、周辺部分５１２ｂは、非磁性物質または空気であり得る。この際、磁化方向は、モジュールの外部から永久磁石５１０ｂ、５１１ｂを通過して、モジュールの内部に移動する方向５３０ｂであるか、その反対であり得る。

図５Ａの永久磁石に比べて、永久磁石５１１ｂがさらに含まれるために、永久磁石５１０ｂ、５１１ｂによって生成される磁束をさらに増加させることができる。これにより、モータの性能が向上する。

図５Ｃを参照すると、ローター５００ｃは、一対の第１永久磁石５１０ｃ、第１連結部５２０ｃ、一対の第２永久磁石５１１ｃ、及び第２連結部５２１ｃを含む。

第１連結部５２０ｃは、一対の第１永久磁石５１０ｃの一端を互いに連結することができる。本実施形態による第１連結部５２０ｃは、中心部分が永久磁石である連結部（‘図５Ｂの５１１ｂ’）でもあり得る。

一対の第２永久磁石５１１ｃは、一対の第１永久磁石５１０ｃと離隔して配置することができる。

第２連結部５２１ｃは、一対の第２永久磁石５１１ｃの一端を互いに連結することができる。この際、磁化方向は、外部から永久磁石５１０ｃ、５１１ｃを通過して、内部に移動する方向５３０ｃであるか、その反対であり得る。

図５Ａの永久磁石に比べて、永久磁石の個数を増加させることによって、追加された永久磁石５１０ｃ、５１１ｃによって生成されるほどの磁束をさらに増加させることができる。これにより、モータの性能を向上させることができる。

図６は、図１の永久磁石を通過する磁化方向を説明するモータ側面図である。

図１及び図６を参照すると、モータ１００は、ステータ１１０、第１ローター１２０、及び第２ローター１３０を含む。以下で、ｑ軸は、モジュールの間を通過する軸を意味し、ｄ軸は、モジュールの内部を通過する軸を意味する。

ステータ１１０は、第１スロット６１１、第２スロット６１２、第３スロット６１３、及び第４スロット６１４を含む。

第１ローター１２０は、第１モジュール６２１、第２モジュール６２２、第３モジュール６２３、及び第４モジュール６２４を含む。第２ローター１３０は、第５モジュール６３１、第６モジュール６３２、第７モジュール６３３、及び第８モジュール６３４を含む。

第１コア１２０の第１モジュール６２１の周辺の磁化方向を説明すれば、磁束は、第１モジュール１２０の外部で第１モジュール６２１の一対の永久磁石を通過して内部に移動した後、ステータ１１０の第１スロット６１１に移動することができる。ステータ１１０の第１スロット６１１を通じて移動した磁束は、第２コア１３０の第５モジュール６３１に移動することができる。第１コア１２０の第１モジュール６２１は、Ｎ極の役割を果たし、第２コア１３０の第５モジュール６３１は、Ｓ極の役割を果たせる。

第２コア１３０の第５モジュール６３１の周辺の磁化方向を説明すれば、磁束は、ステータ１１０の第１スロット６１１から第５モジュール６３１の内部に移動し、内部で第５モジュール６３１の一対の永久磁石を通過して第６モジュール６３２に移動することができる。第６モジュール６３２に移動した磁束は、ステータ１１０の第２スロット６１２に移動することができる。第２コア１３０の第５モジュール６３１は、Ｓ極の役割を果たし、第２コア１３０の第６モジュール６３２は、Ｎ極の役割を果たせる。

第２コア１３０の第６モジュール６３２の周辺の磁化方向を説明すれば、磁束は、第５モジュール６３１及び第７モジュール６３３から第６モジュール６３２の一対の永久磁石を通過して第６モジュール６３２の内部に移動することができる。第６モジュール６３２の内部に移動した磁束は、ステータ１１０の第２スロット６１２に移動することができる。第２コア１３０の第６モジュール６３２は、Ｎ極の役割を果たせる。

第１コア１２０の第２モジュール６２２の周辺の磁化方向を説明すれば、磁束は、ステータ１１０の第２スロット６１２から第２モジュール６２２の内部に移動することができる。第２モジュール６２２の内部に移動した磁束は、第１モジュール６２１及び第３モジュール６２３に移動することができる。第２モジュール６２２は、Ｓ極の役割を果たし、第１モジュール６２１及び第３モジュール６２３は、Ｎ極の役割を果たせる。

ステータ１１０、第１コア１２０及び第２コア１３０の磁化方向は、前述した通りである。

図７は、ｄ軸及びｑ軸の磁束の経路を説明する駆動モータの断面図の一部を示す図である。図１及び図７を参照すると、モータ１００は、ステータ１１０、第１ローター１２０、及び第２ローター１３０を含む。以下で、ｑ軸は、モジュールの間を通過する軸を意味し、ｄ軸は、モジュールの内部を通過する軸を意味する。

モータ１００のトルクは、数式（１）によって計算されうる。

ここで、Ｐ_ｎ：永久磁石双極数、_ｆ：永久磁石による鎖交磁束量、ｉ_ｄ：ｄ軸電流、Ｌ_ｄ：ｄ軸インダクタンス、ｉ_ｑ：ｑ軸電流、Ｌ_ｑ：ｑ軸インダクタンスを意味する。

ここで、ｆ＊ｉ_ｑターム（ｔｅｒｍ）は、マグネチックトルクを意味し、（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）＊ｉ_ｄ＊ｉ_ｑタームは、磁気抵抗（ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）トルクを意味する。低速運転では、ほとんどｑ軸電流のみが使われるために、駆動モータのトルクは、マグネチックトルクの影響を多く受ける。一方、高速運転では、ｑ軸電流を減少させ、負（−）のｄ軸電流を次第に増加させるために、駆動モータのトルクは、磁気抵抗トルクによりかなり影響を受ける。

ここで、Ｌ_ｑ＞Ｌ_ｄ、ｉ_ｄは、負（−）の値であり、ｉ_ｑは、正（＋）の値である。Ｌ_ｑ値がＬ_ｄ値より大きいために、（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）値は、負（−）の値を有する。ｉ_ｄが負（−）の値であり、ｉ_ｑが正（＋）の値を有するので、磁気抵抗トルク値は、正の値を有する。

図１及び図７を参照して、Ｌ_ｑと関連した磁束の経路を説明すれば、Ｌ_ｑと関連した磁束の経路は、ステータ１００と第１ローター１２０との間に存在する空隙、ステータ１００と第２ローター１３０との間に存在する空隙、第１ローター１２０の第１コア１２４、第２コア１３４、第３コア１２５、第４コア１３５、第５コア１２６、及び第６コア１３６の部分を通過することが分かる。すなわち、Ｌ_ｑの経路上には、非磁性物質または磁石のように磁束の流れを妨害するほどの要素で空隙のみが存在するために、大きなＬ_ｑ値が生成されうる。

Ｌ_ｄと関連した磁束の経路を説明すれば、Ｌ_ｄと関連した磁束の経路は、ステータ１００と第１ローター１２０との間に存在する空隙、ステータ１００、ステータ１００と第２ローター１３０との間に存在する空隙、第１ローター１２０の永久磁石及び第２ローター１３０の永久磁石を通過することが分かる。すなわち、Ｌ_ｄの経路上には、非磁性物質または磁石のように磁束の流れを妨害するほどの要素で空隙及び４つの永久磁石が存在するために、小さなＬ_ｄ値が生成されうる。４つの永久磁石が磁束の流れをかなり妨害しうる。

前述したように、Ｌ_ｑの経路上には、非磁性物質または永久磁石のように磁束の流れを妨害するほどの要素で空隙のみが存在するために、大きなＬ_ｑ値が生成されうる。したがって、（Ｌ_ｄ−Ｌ_ｑ）値が大きくなり、磁気抵抗トルクも大きくなる。高速運転時にモータのトルクに大きな影響を及ぼす磁気抵抗トルクが大きいために、モータ１００が高速運転時にも、高出力を保持することができる。

また、ローター１２０、１３０のモジュールには、非磁性物質または空気である連結部１２２、１３２が含まれているために、永久磁石によって生成される磁束が、連結部１２２、１３２を通過して漏れ（ｌｅａｋａｇｅ）ることを防止することができる。このように、磁束の漏れを防止することによって、モータ１００の性能を向上させることができる。

図８Ａ及び図８Ｂは、本発明によるモータの性能を説明する図である。図８Ａを参照すると、本発明によるモータは、ＲＰＭが大きくなっても、一般的なモータに比べて、急激にトルクが小さくならない。すなわち、本発明によるモータは、ＲＰＭが大きくなっても、大きなトルクを保持することができる。一方、一般的なモータは、ＲＰＭが大きくなるにつれて急激にトルクが小さくなる。

このように、本発明によるモータは、高速運転時にも、大きなトルクを保持することができる。

図８Ｂを参照すると、本発明によるモータは、ＲＰＭが大きくなっても、一般的な駆動モータに比べて、急激に出力が小さくならない。すなわち、本発明による駆動モータは、ＲＰＭが大きくなっても、大きな出力を保持することができる。一方、一般的な駆動モータは、ＲＰＭが大きくなるにつれて急激に出力が小さくなる。

このように、本発明による駆動モータは、高速運転時にも、高出力を保持することができる。

説明された実施形態は、多様な変形がなされるように、各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成することもできる。

また、実施形態は、その説明のためのものであり、その制限のためのものではないということに注意しなければならない。また、当業者ならば、本発明の技術思想の範囲で多様な実施形態が可能であるということを理解できるであろう。

本発明は、モータ及びモータ用ローター関連の技術分野に適用可能である。

Claims (20)

1. ステータの第１側面に形成される第１ローター、及び前記第１側面の反対側である前記ステータの第２側面に形成される第２ローターを含むモータであって、
   前記第１ローターは、離隔して形成される一対の第１永久磁石と、前記第１永久磁石の一端を互いに連結する第１連結部で構成された複数の第１モジュールとを含み、
   前記第２ローターは、離隔して形成される一対の第２永久磁石と、前記第２永久磁石の一端を互いに連結する第２連結部で構成された複数の第２モジュールとを含み、
   前記複数の第１モジュールのそれぞれは、前記第１ローターの内周面から外周面に延び、前記複数の第２モジュールのそれぞれは、前記第２ローターの内周面から外周面に延びる、
   モータ。
2. 前記第１モジュールのそれぞれは、前記第１永久磁石の間に形成される第１コアをさらに含み、
   前記第２モジュールのそれぞれは、前記第２永久磁石の間に形成される第２コアをさらに含む請求項１に記載のモータ。
3. 前記第１ローターは、一対の隣接した第１モジュールの間に形成される第３コアをさらに含み、
   前記第２ローターは、一対の隣接した第２モジュールの間に形成される第４コアをさらに含む請求項１に記載のモータ。
4. 前記第１ローターは、前記第１モジュールの一側に形成される第５コアをさらに含み、
   前記第２ローターは、前記第２モジュールの一側に形成される第６コアをさらに含む請求項３に記載のモータ。
5. 前記複数の第１モジュールは、偶数個の相互離隔して形成された前記第１モジュールであり、前記複数の第２モジュールは、偶数個の相互離隔して形成された前記第２モジュールである請求項１に記載のモータ。
6. 前記第１連結部のそれぞれは、非磁性物質または空気で構成される外側部分、及び前記外側部分の間に永久磁石で構成される中心部分を含み、
   前記第２連結部のそれぞれは、非磁性物質または空気で構成される外側部分、及び前記外側部分の間に永久磁石で構成される中心部分を含む請求項１に記載のモータ。
7. 複数の前記第１連結部のそれぞれ及び複数の前記第２連結部のそれぞれは、非磁性物質または空気で構成される請求項１に記載のモータ。
8. 複数の前記第１コアのそれぞれ及び複数の前記第２コアのそれぞれは、磁性物質で構成される請求項２に記載のモータ。
9. 前記複数の第１モジュールは、前記第１ローターの周りに配され、前記複数の第２モジュールは、前記第２ローターの周りに配され、前記第１モジュールは、前記複数の第２モジュールから周方向にずれている請求項１に記載のモータ。
10. 前記複数の第１モジュールのそれぞれは、前記第１ローターの円周方向に延び、前記複数の第２モジュールのそれぞれは、前記第２ローターの円周方向に延びる請求項１に記載のモータ。
11. 前記複数の第１モジュールは、前記第１ローターの周りに配され、前記複数の第２モジュールは、前記第２ローターの周りに配され、
    前記第１永久磁石は、前記第１ローターの半径に対して０ではない所定の角度で延び、前記第２永久磁石は、前記第２ローターの半径に対して０ではない所定の角度で延びる請求項１に記載のモータ。
12. 前記複数の第１モジュールは、前記第１ローターの周りに配され、前記複数の第２モジュールは、前記第２ローターの周りに配される請求項１に記載のモータ。
13. モータのローターであって、
    前記ローターの周り方向に複数のモジュールが配され、前記複数のモジュールのそれぞれは、相互離隔して形成される一対の永久磁石、及び前記永久磁石の末端を連結する連結部を含み、
    前記複数のモジュールのそれぞれは、前記ローターの内周面から外周面に延びる、
    モータのローター。
14. 前記複数のモジュールのそれぞれは、前記一対の永久磁石の間に配置されるコアをさらに含む請求項１３に記載のモータのローター。
15. 複数のコアをさらに含み、前記複数のコアのそれぞれは、前記複数のモジュールの隣接した対の間に形成される請求項１３に記載のモータのローター。
16. 前記複数のモジュールの一側上に形成されるコアをさらに含む請求項１３に記載のモータのローター。
17. 前記複数のモジュールは、偶数個のモジュールを含む請求項１３に記載のモータのローター。
18. 前記連結部のそれぞれは、非磁性物質または空気で構成される外側部分、及び永久磁石からなる中心部分を含む請求項１３に記載のモータのローター。
19. 前記複数のモジュールのそれぞれは、前記ローターの円周方向に延びる請求項１３に記載のモータのローター。
20. 前記複数のモジュールは、前記ローターの周りに配され、前記永久磁石は、前記ローターの半径に対して０ではない所定の角度で延びる請求項１９に記載のモータのローター。
    

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