KR0138072B1

KR0138072B1 - 영구자석전동기의 회전자

Info

Publication number: KR0138072B1
Application number: KR1019930005595A
Authority: KR
Inventors: 아키히코 와라나베; 소토미쯔 마에다; 히로시 도히; 무네오 야마모토; 유키오 혼다; 히토미쯔 나카노; 마사히로 야소하라; 히사타카 카토
Original assignee: 모리시라 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
Priority date: 1992-04-06
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1998-06-15
Also published as: EP0565040B1; KR930022680A; EP0565040A3; ES2089624T3; EP0565040A2; US5402024A

Abstract

본 발명은, 영구자석전동기의 회전자에 있어서, 전동기로부터 발생하는 진동을 저감시키고, 코스트업이나 제조공정을 증가시키지 않고, 내열성, 신뢰성, 진동방지성의 향상을 도모한 것을 목적으로한 것으로서, 그 구성에 있어서, 회전자철심을 영구자석(5)을 고착결합시키는 외주부(1)와 중심부(2)사이에 빈틈(4)을 형성하는 동시에, 상기 외주부(1)와 중심부(2)를 복수의 체결재(3)로 연결하므로서, 진동방지성능이 뛰어난 회전자를 얻을 수 있고, 또, 상기 회전자철심을 외주부(1)와 중심부(2)와 체결재(3)을 일체적으로 구성한 철판을 적층하여 구성하므로서, 코스트업이나 제조공정을 증가시키지 않고서 내열성, 신뢰성, 진동방지성을 향상시킬 수 있는 영구자석전동기의 회전자를 제공할 수 있다.

Description

영구자석전동기의 회전자

제1도는(a)는 본 발명의 제1의 설시예의 영구자석전동기의 회전자의 평면도, (b)는 제1도(a)에 표시한 A-A단면도,

제2도는(a)는 본 발명의 제1의 실시예의 영구자석전동기의 회전자의 확대단면도, (b)는 제2(a)도의 체결재부분의 사시도,

제3도는 본 발명의 다른 실시예의 회전자의 단면도,

제4도는 본 발명의 또다른 실시예의 회전자의 단면도,

제5도는 본 발명의 또다른 실시예의 회전자의 단면도,

제6도는 종래의 영구자석전동기의 단면도,

제7도(a)는 종래의 영구자석전동기의 회전자의 평면도, (b)는 동 단면도,

제8도(a)는 종래의 진동방지수단의 단면도, (b)는 종래의 다른 진동방지수단의 단면도,

제9도는 비틀림진동계의 일예를 표시한 사시도,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 외주부2 : 중심부

3 : 체결재4 : 빈틈

5 : 영구자석.

본 발명은 에어콘이나 급탕기등에 사용되는 진동방지구조를 가진 영구자석전동기의 회전자에 관한 것이다.

최근, 영구자석전동기는 그 제어성의 양호정도에 따라 홴모터에 널리 사용되고 있다. 이하에 종래의 영구자석전동기의 회전자에 대해서 제6도 내지 제8도를 참조하면서 설명한다.

제6도는 영구자석전동기의 일종인 DC 브러시레스모터를 표시한다. 도면에 표시한 바와 같이, 영구자석전동기는 고정자 철심(9)과 회전자 철심(6)을 구비하고, 상기 회전자 철심(6)의 외주부에 영구자석(5), 중심부에 축(7)이 고정되고, 고정자철심(9)이 배설되어 있는 고정자 프레임의 베어링(8)에 상기축(7)이 회전자재하게 짜맞추어져 있다. 또, 상기 축(7)의 끝부분에는 휀(10)이 니트(13)에 의해 고정되어 있다.

상기 구성에 의하면, 회전자철심(6)에 진동감쇠성이 부족하기 때문에, 고정자의 회전자계에 의해서 회전자에 발생하는 회전방향의 진동이 축(7)을 개재해서 휀(10)에 전달되고, 휀(10)이 진동해서 불쾌한 소리의 원인으로 되어 있었다.

상기 불쾌한 소리의 대책으로서, 제8도(a)에 표시한 바와같은 휀(10)을 회전축(7)에 고정할때에, 고무(11)를 상기축(7)의 드러스트방향에 휀침판(14)을 사용해서 샌드위치구조로 양쪽에 짜맞추어, 휀(10)의 공진에 의해 발생하는 소리의 저감을 도모하는 수단이나, 제8도(b)에 표시한 바와같이, 축(7)과 휀(10)사이에 보스(15), (16)를 개제해서 고무(12)를 삽입하는 수단등이 일반적으로 사용되고, 대부분이 고무를 사용해서 진동방지대책을 행하고 있었다.

한편, 발생하는 소리의 저감을 도모하는 수단으로서, 전기적으로 스큐(skew) 착자(着磁)를 하고 있는 경우가 있다.

그러나 상기 종래의 구성에서는, 고무를 사용하였을 경우는 조립공수가 증가하거나, 휀형상이 복잡하게 되기때문에, 코스트적으로 분리하여, 또, 고무의 내열성에도 문제를 가지고 있었다. 또, 스큐차자의 경우는 자속의 손실에 의해, 효율이나 출력이 저하된다고하는 문제를 가지고 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하는 것으로서, 코스트업이나 제조공정을 증가시키지 않고 내열성, 신뢰성, 진동방지성에 뛰어난 영구자석진동기의 회전자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 영구자석전동기의 회전자는, 회전자철심의 외주부에 영구자석을 고착시켜, 중심부를 축에 체결하고, 또한, 상기 외주부와 중심부사이에는 빈틈을 형성하는 동시에, 상기 외주부와 중심부를 복수의 체결제로 연결해서 이루어진 것이다. 또, 회전자철심은 상기 외주부와 중심부와 체결제를 일체로한 구성으로한 것이다.

본 발명은 상기 구성에 있어서, 축에 회전방향의 진동을 전달하기 어렵게 하는 것이며, 이하에 그 작용을 설명한다.

제9도에 비틀림 진동계(系)의 일예를 표시하고 있으나, 비틀림계의 고유진동수는 일반적으로 식①에 의해 구할 수 있다.

고유진동수 = (K(J₁+ J₂)/J₁J₂)^0.5/2π(Hz) … ①

J₁: 회전자의 관성

J₂: 축 및 휀동을 고려한 관성

K : 이경우, 회전자철심의 외주부와 중심부를 복수의 체결재에 의해 연결하므로서 발생하는 회전자의 회전방향의 나사의 스프링정수와 같이 표시할 수 있다.

진동방지논리로부터 식①의 고유진동수를, 차단하는주파수의 1/2^0.5이하로 하면 되며, 그 차가 커질수록 진동방지효과도 커진다. 이 경우, 체결재는 소요토오크를 전달하는 힘에 견딜것, 및 축의 선단부진동을 용도에 따라 허용범위내로 유지한다고하는 이외는, 진동방지성능면으로부터 가능한한 강성을 작게 할수 있다. 또, 모터에 있어서 확보하지 않으면 안될 고정자와 회전자의 빈틈은, 반경방향으로 강성의 큰 형상을 하고 있는 체결재에 의해 균일하게 유지된다.

이하, 본 발명의 일심시예를 제1도 및 제2도를 참조하면서 설명한다. 또한, 종래예에서 설명한 것과 동일구성부재에는 동일번호를 사용한다.

도면에 표시한 바와같이, 회전자철심은 영구자석(5)을 고착결합시키는 외주부(1)와, 회전자철심의 축에 체결하는 중심부(2)을 가지고, 상기 외주부(1)와 중심부(2)를 체결재(3)로 연결하고, 빈틈(4)을형성하고 있다. 또, 회전자철심은 외주부(1)와 중심부(2)와 체결재(3)가 일체적으로 구성되어 있는 철판을 복수매 적층한 것이다.

이상과 같이 구성된 영구자석전동기의 회전자에 대해서, 제2도를 사용해서 그 동작을 설명한다. 제2도(a)는 체결재(3)의 부분확대도이며, 제2도(b)는 체결재(3)의 사시도이다. 체결재(3)의 강성은 폭 W와 길이 L의 크기에 따라 선정할 수 있도록 한 것이다.

체결재(3)의 강성은 제2도(b)에 표시한 의한 단면 2차 모멘트

I = bW³/I2

b : 철심적층

와, 재료의 영을 E에 의해서 결정된다. 따라서, 강성 K'은

K' = EI

로 일반적으로 표시된다. 최종적으로 K'에 체결재(3)의 길이 L을 고려한 것이 식①의 스프링정수 K가 되며, K를 적당히 선정하므로서, 고유진동수를 차단하는 주파수의 1/2^0.5이하로 용이하게 할수 있어, 회전자의 회전방향으로 발생하는 코깅토오크에 의해 진동등을 방지할 수 있도록한 것이다.

본 실시예의 회전자와, 제7도에 표시한 바와 같은 종래의 회전자를 제6도에서 표시한 바와같은 DC 브러시레스 휀모터로 운전하여 비교하면, 도시되어 있지 않으나 DC 브러시레스휀모터로부터 발생되는 소리는, 본 실시예의 회전자를 사용한 휀모터의 쪽이 약 10dB 저감되는 확인하고 있다. 또, 본 실시예의 회전자철심은 외주부(1)와, 중심부(2)와, 상기 2개의 부분을 연결하는 체결재(3)가 일체적으로 구성되어 있는 철판을 적층한 것이며, 별도로 체결제를 배설하는 일없이, 종래의 진동방지수단과 비교해서 코스트업이나 제조공정을 증가시키지 않고 실시할 수 있다.

제3도, 제4도는 영구자석(5)을 고착결합시키는 외주부(1)와 축을 체결시키는 중심부(2)를 연결하는 체결재의 형상을 변화시킨 다른 실시예이며, 제3도는 체결재(17)를 굴곡형으로한 것, 제4도는 채결재(18)를 스크로울형으로한 것이다. 또, 제1도, 제3도, 제4도에서 표시한 바와같은 회전자철심에서, 회전자철심을 철판을 적층해서 구성하고 있는 것에 있어서는, 철판을 1장씩, 또는 서너장씩 회전방향으로 어긋나게해서 적층한 다른 실시예도 있으며, 또 제5도는 빈틈(4)부분을 국력 작게한 위에 채결재(19)를 유효한 길이 L 및 폭 W를 확보한 실시예이며, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 이상의 실시예의 설명에서 명백한 바와같이, 회전자철심의 외주부에 영구자석을 고착결합하고, 중심부에서 축에 결합하고, 또한 상기 외주부와 중심부의 사이에 빈틈을 형성하는 동시에, 상기 외주부와 중심부를 복수의 체결재로 연결하여 그 형상을 적당히 선정하므로써, 효과적으로 진동을 흡수할 수 있는 동시에, 고무등을 사용하므로 말미아은 열변형, 경시변화등의 불안정요인을 제거할 수 있다. 또, 스큐착자에 의한 자속의 손실이 없고 고효율, 고출력화를 도모할 수 있다. 또, 회전자철심을 철판을 프레스에 의해 타발하고, 적층하여 구성하므로서, 코스트업이나 제조공정을 증가시키지 않고서 내구성, 신뢰성, 진동방지성에 뛰어난 영구자석전동기의 회전자를 제공가능하게 된다.

Claims

외주부(1)에 영구자석(5)을 고착시킨 중심부(2)에 축을 체결하고, 또한 상기 외주부(1)와 중심부(2)의 사이에 빈틈을 형성하고, 상기 외주부(1)와 중심부(2)를 복수의 체결재(3)로 연결해서 이루어진 영구자석전동기의 회전자에 있어서, 회전자철심은 상기 외주부(1)와 중심부(2)와 체결재가 일체적으로 구성되어져 있는 철판을 적층하고, 또한 상기 체결재로 연결된 외주부(1)과 중심부(2)의 회전방향의 고유진동수가, 차단하려고 하는 회전자의 진동주파수의 1/2^0.5이하로 되도록, 체결재의 길이와 폭과 회전자철심의 적층을 선정하는 것을 특징으로하는 영구자석전동기의 회전자
제1항에 있어서, 상기 회전자철심은 상기 외주부(1)과 중심부(2)와 체결재(3)가 일체적으로 구성되어져 있는 철심을 한 매 이상 회전방향에 겹치지 않고 비키어 놓으면서 적층한 것을 특징으로 하는 영구자석전동기의 회전자.