KR100314007B1 - Rotor for disk type motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스크형 모터의 로터에 관한 것으로, 종래에는 로터를 구성하는 로터 디스크가 영구자석을 지지하기 위한 지지폭을 구비하고 있어 로터 디스크의 크기,즉 외경이 커지게 되므로 로터 디스크의 고속 회전시 로터 디스크의 고속 회전에 의한 풍손(windage loss) 또는 마찰 손실(Friction loss)이 증가하여 모터의 효율을 저하시키게 되는 문제점이 있었는 바, 본 발명은 로터를 구성하는 로터 디스크의 크기를 감소시킬 뿐만 아니라 구조적 강도를 강화하여 영구자석의 이탈을 방지함으로써 모터의 신뢰성을 향상시키고 또한 로터 디스크의 고속 회전시 발생하는 풍손을 줄임으로써 모터의 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor of a disk-type motor. In the related art, a rotor disk constituting the rotor has a support width for supporting a permanent magnet, so that the size of the rotor disk, i.e., its outer diameter, becomes large, so There is a problem in that the efficiency of the motor is reduced by increasing windage loss or friction loss due to the high speed rotation of the rotor disk, and the present invention not only reduces the size of the rotor disk constituting the rotor. By enhancing the structural strength to prevent the separation of permanent magnets to improve the reliability of the motor and to reduce the wind losses generated during the high-speed rotation of the rotor disk to increase the efficiency of the motor.
Description
본 발명은 디스크형 모터의 로터에 관한 것으로, 특히 영구자석이 삽입되는 로터 디스크의 고속 회전시 발생되는 손실을 최소화할 뿐만 아니라 구조적 강도를 강화할 수 있도록 한 디스크형 모터의 로터에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor of a disc-shaped motor, and more particularly, to a rotor of a disc-shaped motor which can enhance structural strength as well as minimizing a loss generated during high speed rotation of a rotor disc into which a permanent magnet is inserted.
일반적으로 모터는 전기적인 에너지를 운동에너지로 전환시켜 외부로 동력을 출력하게 된다. 상기 모터는 그 종류가 다양하며, 모터의 일예로 디스크형 모터(Disk type motor; 일명 Axial-flux type motor)는 레코드 플레이어(Record player), 브이씨알 플레이어(VCR player), 씨디 플레이어(CD player) 등의 저속 회전과 저 출력을 요구하는데 적용되다가 요즘은 디지털 비디오 카메라(Digital vedio camer) 재생용 드럼 모터(약 9000 RPM)와 같이 고속/저출력에 적용되고 있으며 또한 최근에는 압축기용으로 고속/고출력으로 그 적용이 확대되고 있다.In general, a motor converts electrical energy into kinetic energy and outputs power to the outside. The motor may be of various types, and as an example of the motor, a disk type motor (aka Axial-flux type motor) may be a record player, a VCR player, or a CD player. It is applied to low speed rotation and low power, but nowadays it is applied to high speed / low power, such as drum motor (approximately 9000 RPM) for playing digital video camera (Digital vedio camer). Its application is expanding.
상기 디스크형 모터는, 도 1, 2에 도시한 바와 같이, 먼저 일정 두께와 외경을 갖는 디스크(10)내에 복수개의 권선 코일(11)이 삽입되어 이루어진 복수개의 스테이터 디스크(100)가 일정 간격을 두고 모터케이스(200)에 고정 결합되어 있다. 상기 복수개의 스테이터 디스크(100)는 스테이터(stator)(S)를 이루게 된다.1 and 2, a plurality of stator disks 100 formed by inserting a plurality of winding coils 11 into a disk 10 having a predetermined thickness and an outer diameter, as shown in FIGS. It is fixedly coupled to the motor case 200. The plurality of stator disks 100 form a stator S.
그리고 일정 두께와 외경을 갖는 디스크(30)내부에 소정 형상으로 형성된 복수개의 영구자석(31)이 상기 권선 코일(11)과 상응하도록 삽입되어 이루어진 복수개의 로터 디스크(300)가 상기 스테이터 디스크(100)의 사이에 교번되게 위치함과 아울러그 중심에 삽입되는 모터축(400)에 고정 결합되어 있다. 상기 복수개의 로터 디스크는 로터(rotor)(R)를 이루게 된다.The stator disk 100 includes a plurality of rotor disks 300 formed by inserting a plurality of permanent magnets 31 formed in a predetermined shape into the disk 30 having a predetermined thickness and an outer diameter to correspond to the winding coils 11. And alternately positioned between and is fixedly coupled to the motor shaft 400 is inserted into the center thereof. The plurality of rotor disks constitute a rotor (R).
상기 스테이터(S)를 구성하는 스테이터 디스크(100)와 로터(R)를 구성하는 로터 디스크(300)의 수는 모터의 출력에 따라 설정되고, 그리고 바깥측에 각각 위치하게 되는 스테이터 디스크(100) 또는 로터 디스크(300)의 바깥면에 자속의 흐름을 안내하는 백요크(500)가 각각 부착되어 있다.The number of stator disks 100 constituting the stator S and the rotor disks 300 constituting the rotor R is set according to the output of the motor, and the stator disks 100 are respectively located on the outer side. Alternatively, the back yoke 500 is attached to the outer surface of the rotor disk 300 to guide the flow of magnetic flux.
상기 디스크형 모터의 작동은, 도 3에 도시한 바와 같이, 권선 코일(11)에 전류가 인가되면 권선 코일(11)에 흐르는 전류와 로터 디스크(300)에 결합된 영구자석(31)에서 형성되는 자속의 상호작용에 의해 로터 디스크(300)가 회전력을 받아 회전하게 된다. 상기 각 로터 디스크(300)로 구성되는 로터의 회전력이 모터축(400)에 전달되어 모터축(400)이 회전하게 된다.As shown in FIG. 3, the operation of the disk-shaped motor is formed in the permanent magnet 31 coupled to the rotor disk 300 and the current flowing through the winding coil 11 when a current is applied to the winding coil 11. Due to the interaction of the magnetic flux, the rotor disk 300 is rotated under the rotational force. The rotational force of the rotor composed of the rotor disks 300 is transmitted to the motor shaft 400 so that the motor shaft 400 rotates.
한편, 상기 로터를 구성하는 로터 디스크의 종래 구조에 대한 일예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 디스크(30)내부에 일정 두께를 갖는 사다리꼴 형상의 영구자석(31)이 복수개 결합되어 이루어지며, 그 영구자석(31)들은 동일 원 상에 일정의 간격을 두면서 방사상으로 디스크(30)에 결합되어 있다. 상기 영구자석들의 외측에 의해 이루어지는 원(r)과 디스크의 테두리 원(D),즉 외경사이에는 일정 지지폭(t)을 갖도록 결합되어 있으며, 그 지지폭(t)은 로터 디스크(300)의 회전시 영구자석(31)의 원심력을 지지할 수 있는 구조적 강도를 갖는 길이로 형성되어 있다.On the other hand, as an example of the conventional structure of the rotor disk constituting the rotor, as shown in Figure 4, the disk 30 is made of a plurality of permanent magnets 31 of trapezoidal shape having a predetermined thickness is combined, The permanent magnets 31 are radially coupled to the disk 30 at regular intervals on the same circle. Between the circle (r) made by the outside of the permanent magnets and the rim circle (D) of the disk, that is, the outer diameter is coupled to have a predetermined support width (t), the support width (t) of the rotor disk 300 It is formed to a length having structural strength that can support the centrifugal force of the permanent magnet 31 during rotation.
그러나 상기한 바와 같은 종래 디스크형 모터의 로터 디스크(300)는 영구자석(31)을 지지하기 위한 지지폭(t)을 구비하고 있어 로터 디스크(300)의 크기,즉 외경(R)이 커지게 되므로 로터 디스크(300)의 고속 회전시 로터 디스크(300)의 고속 회전에 의한 풍손(windage loss) 또는 마찰 손실(Friction loss)이 증가하여 모터의 효율을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.However, the rotor disk 300 of the conventional disk-type motor as described above has a support width t for supporting the permanent magnet 31, so that the size of the rotor disk 300, i.e., the outer diameter R, becomes larger. Therefore, when the rotor disk 300 rotates at high speed, windage loss or friction loss due to the high speed rotation of the rotor disk 300 increases, thereby degrading the efficiency of the motor.
상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 영구자석이 삽입되는 로터 디스크의 고속 회전시 발생되는 손실을 최소화할 뿐만 아니라 구조적 강도를 강화할 수 있도록 한 디스크형 모터를 제공함에 있다.An object of the present invention devised in view of the above problems is to provide a disk-type motor that can not only minimize the loss generated during high-speed rotation of the rotor disk into which the permanent magnet is inserted, but also enhance the structural strength.
도 1은 일반적인 디스크형 모터를 도시한 정단면도,1 is a front cross-sectional view showing a typical disk-type motor,
도 2는 상기 디스크형 모터의 사시도,2 is a perspective view of the disk-shaped motor,
도 3은 상기 디스크형 모터의 작동원리를 도시한 측면도,3 is a side view showing the operating principle of the disk-type motor,
도 4는 상기 디스크형 모터를 구성하는 로터디스크의 정면도,4 is a front view of the rotor disk constituting the disk-shaped motor,
도 5는 본 발명의 디스크형 모터를 도시한 정단면도,5 is a front sectional view showing a disk-shaped motor of the present invention;
도 6은 본 발명의 디스크형 모터를 구성하는 로터디스크의 정면도.6 is a front view of the rotor disk constituting the disk-shaped motor of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
70 ; 디스크 71 ; 영구자석70; Disk 71; Permanent magnet
72 ; 환형지지부재 200 ; 모터케이스72; Annular support member 200; Motor case
400 ; 모터축 600 ; 스테이터 디스크400; Motor shaft 600; Stator disc
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 모터케이스내부에 일정 간격을 두고 결합된 다수개의 스테이터 디스크사이에 각각 삽입됨과 아울러 모터축에 결합되는 다수개의 디스크와, 상기 스테이터 디스크에 각각 결합된 권선 코일과 대면되도록 상기 디스크내부에 형성된 영구자석 압입홈에 각각 결합되는 복수개의 영구자석과, 상기 디스크의 외주면 및 상기 영구자석의 외측면에 접촉되도록 그 디스크의 테두리를 감싸게 결합되어 디스크의 회전시 영구자석의 원심력을 보강 지지하는 환형지지부재를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 디스크형 모터의 로터가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, a plurality of disks are inserted between the plurality of stator disks coupled to the inside of the motor case at a predetermined interval and coupled to the motor shaft, and the windings are respectively coupled to the stator disks. A plurality of permanent magnets respectively coupled to the permanent magnet indentation grooves formed in the disk so as to face the coil, and coupled to surround the disk's rim so as to be in contact with the outer circumferential surface of the disk and the outer surface of the permanent magnet, thereby permanently rotating the disk. A rotor of a disc-shaped motor is provided, comprising an annular support member for reinforcing and supporting a centrifugal force of a magnet.
이하, 본 발명의 디스크형 모터의 로터를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the rotor of the disc-shaped motor of the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 로터가 구비된 디스크형 모터를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 디스크형 모터는 내부에 복수개의 권선 코일(61)이 결합된 스테이터 디스크(600)가 모터케이스(200)내에 일정 간격을 두고 결합된다. 그리고 상기 스테이터 디스크(600)의 사이에 로터 디스크(700)가 삽입되며 상기 로터 디스크(700)는 가운데 삽입되는 모터축(400)에 고정 결합된다. 상기 스테이터 디스크(600)는 일정 두께와 면적을 갖는 디스크(60)에 복수개의 권선 코일(61)이 일정 간격을 두고 삽입된다.Figure 5 shows a disk-type motor with a rotor of the present invention, as shown in the disk-type motor, stator disk 600 is coupled to a plurality of winding coils 61 therein motor case 200 Are combined at regular intervals. And the rotor disk 700 is inserted between the stator disk 600, the rotor disk 700 is fixedly coupled to the motor shaft 400 is inserted in the middle. In the stator disk 600, a plurality of winding coils 61 are inserted at predetermined intervals into a disk 60 having a predetermined thickness and area.
상기 로터 디스크(700)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 일정 두께와 면적을 갖는 디스크(70)와, 상기 스테이터 디스크(600)에 결합된 권선 코일(61)과 상응하도록 상기 디스크(70)내부에 결합되는 복수개의 영구자석(71)과, 상기 디스크(70)의 테두리를 감싸도록 삽입되어 디스크(70)의 회전시 영구자석(71)의 원심력을 보강 지지하는 환형지지부재(72)를 포함하여 구성된다.The rotor disk 700, as shown in Figure 6, the disk 70 having a predetermined thickness and area, and the disk 70 to correspond to the winding coil 61 coupled to the stator disk 600 A plurality of permanent magnets 71 coupled to the inside and the annular support member 72 is inserted to surround the rim of the disk 70 to reinforce and support the centrifugal force of the permanent magnet 71 when the disk 70 rotates. It is configured to include.
상기 디스크(70)의 가운데에 모터축(400)이 삽입되어 고정되는 축결합공(70a)이 형성되고 상기 디스크(70)내부의 동심원상에 일정 간격을 두고 영구자석(71)이 결합되는 자석결합공(70b)이 형성된다. 상기 자석결합공(70b)은 스테이터 디스크(600)의 권선 코일(61)과 상응하도록 형성된다. 그리고 상기 축결합공(70a)에 모터축(200)이 삽입 고정되고 상기 자석결합공(70b)에 영구자석(71)이 삽입 고정된다.The magnet 70 is coupled to the motor shaft 400 is inserted into the center of the disk 70 is fixed to the shaft coupling hole (70a) and the permanent magnet 71 is coupled at a predetermined interval on the concentric circle inside the disk (70) The coupling hole 70b is formed. The magnet coupling hole 70b is formed to correspond to the winding coil 61 of the stator disk 600. The motor shaft 200 is inserted into and fixed to the shaft coupling hole 70a, and the permanent magnet 71 is inserted and fixed into the magnet coupling hole 70b.
상기 환형지지부재(72)는 일정 두께와 폭을 갖는 링 형태로 형성되며 그 내경은 디스크(70)의 외경과 상응하도록 형성된다. 그리고 상기 환형지지부재(72)는 디스크(70)의 재질보다 강도가 강한 재료로 형성되며, 그 일예로 디스크(70)는 알루미늄으로 형성되고 환형지지부재(72)는 티탄늄으로 형성됨이 바람직하다.The annular support member 72 is formed in a ring shape having a predetermined thickness and width, and an inner diameter thereof corresponds to an outer diameter of the disk 70. In addition, the annular support member 72 may be formed of a material having a stronger strength than that of the disk 70. For example, the annular support member 72 may be formed of aluminum, and the annular support member 72 may be formed of titanium. .
상기 디스크(70)에 삽입되는 영구자석(71)은 디스크(70)의 크기가 최소화되도록 환형지지부재(72)의 내주면에 접하도록 결합됨이 바람직하다. 즉 디스크(70)의 외주면과 접하도록 자석결합공(70b)이 형성되고 그 자석결합공(70b)에 영구자석(71)이 결합 고정된다.The permanent magnet 71 inserted into the disk 70 is preferably coupled to contact the inner circumferential surface of the annular support member 72 so that the size of the disk 70 is minimized. That is, the magnet coupling hole 70b is formed to contact the outer circumferential surface of the disk 70, and the permanent magnet 71 is fixedly fixed to the magnet coupling hole 70b.
상기 스테이터 디스크(600) 및 로터 디스크(700)는 요구되는 출력에 의해 그 개수가 결정되며, 그 복수개의 스테이터 디스크(600)가 스테이터(S)를 구성하게 되고, 복수개의 로터 디스크(700)가 로터(R)를 구성하게 된다.The number of the stator disk 600 and the rotor disk 700 is determined by the required output, the plurality of stator disk 600 constitutes the stator (S), the plurality of rotor disk 700 The rotor R is constituted.
이하, 본 발명의 디스크형 모터 로터의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operational effects of the disk-type motor rotor of the present invention will be described.
먼저, 디스크형 모터의 작동은 권선 코일(61)에 전류가 인가되면 권선 코일(61)에 흐르는 전류와 로터 디스크(700)에 결합된 영구자석(71)에서 형성되는 자속의 상호작용에 의해 로터 디스크(700)가 회전력을 받아 회전하게 된다. 상기 각 로터 디스크(700)로 구성되는 로터(R)의 회전력이 모터축(400)에 전달되어 모터축(400)이 회전하게 된다.First, the operation of the disk-type motor is the rotor by the interaction of the current flowing in the winding coil 61 and the magnetic flux formed in the permanent magnet 71 coupled to the rotor disk 700 when a current is applied to the winding coil 61 The disk 700 is rotated under the rotational force. The rotational force of the rotor R composed of the rotor disks 700 is transmitted to the motor shaft 400 so that the motor shaft 400 rotates.
상기 로터 디스크(700)는 종래의 로터 디스크(300)에 비해 영구자석을 지지하는 디스크의 지지폭(t) 부분이 배제되고 환형지지부재(72)에 의해 대체 되므로 그 크기가 작게 된다. 즉 종래의 로터 디스크(300)는 디스크(30)내에 동일원 선상으로 영구자석이 고정 결합되고 영구자석(31)에 이어 로터 디스크(300)의 회전시 영구자석(31)의 원심력을 지지하도록 지지폭(t)을 두게 되므로 로터 디스크(300)의 크기가 커지는 반면, 본 발명의 로터 디스크(700)는 디스크(70)내에 동일원 선상으로 영구자석(71)이 고정 결합되고 영구자석(71)이 결합된 디스크(70)의 테두리에 디스크(70)보다 재질이 강한 환형지지부재(72)를 결합하게 되므로 로터 디스크(700)의 크기를 감소시키게 된다. 상기 로터 디스크(700)의 크기 감소로 인하여 로터 디스크(700)의 고속 회전시 로터 디스크(700)에서 발생되는 풍손(windage loss) 또는 마찰 손실(Friction loss)을 감소시키게 된다.The rotor disk 700 is smaller in size than the conventional rotor disk 300 because the support width (t) portion of the disk for supporting the permanent magnet is excluded and replaced by the annular support member 72. That is, the conventional rotor disk 300 is supported so that the permanent magnet is fixedly coupled in the same circle in the disk 30 and the centrifugal force of the permanent magnet 31 when the rotor disk 300 rotates following the permanent magnet 31. Since the width (t) of the rotor disk 300 increases in size, the rotor disk 700 of the present invention has the permanent magnet 71 fixedly coupled to the same circle in the disk 70 and the permanent magnet 71. Since the annular support member 72 having a stronger material than the disk 70 is coupled to the edge of the disk 70, the size of the rotor disk 700 is reduced. Due to the reduction in the size of the rotor disk 700, the windage loss or friction loss generated in the rotor disk 700 during the high speed rotation of the rotor disk 700 is reduced.
또한, 본 발명은 영구자석(71)이 결합된 디스크(70)에 디스크(70)보다 재질이 강한 환형지지부재(72)를 결합하게 되므로 로터 디스크(700)의 회전시 디스크(70)와 재질이 다른 영구자석(71)의 원심력을 보다 효과적으로 지지하게 되어 구조적 강도를 강화시키게 된다.In addition, the present invention is to combine the annular support member 72 having a stronger material than the disk 70 to the disk 70, the permanent magnet 71 is coupled to the disk 70 and the material during the rotation of the rotor disk 700 The other permanent magnets 71 support the centrifugal force more effectively, thereby enhancing the structural strength.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크형 모터의 로터는 로터를 구성하는 로터 디스크의 크기를 감소시킬 뿐만 아니라 구조적 강도를 강화시켜 영구자석의 이탈을 방지하게 됨으로써 모터의 신뢰성을 향상시키고 또한 로터 디스크의 고속 회전시 발생되는 풍손 또는 마찰손실을 줄이게 됨으로써 모터의 효율을 높이게 되는 효과가 있다.As described above, the rotor of the disk-type motor according to the present invention not only reduces the size of the rotor disk constituting the rotor, but also enhances structural strength to prevent detachment of permanent magnets, thereby improving the reliability of the motor and By reducing windage or friction loss generated at high speed of rotation of the disk, there is an effect of increasing the efficiency of the motor.
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1999
- 1999-03-23 KR KR1019990009847A patent/KR100314007B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR920001798A (en) * | 1990-06-01 | 1992-01-30 | 미다 가쓰시게 | Permanent Magnet Rotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20000061069A (en) | 2000-10-16 |
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Legal Events
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080926 Year of fee payment: 8 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |