KR100555769B1 - An electric motor rotor and a method for producing an electric motor rotor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전동기 로터 및 전동기 로터 제조방법에 관한 것이다. 전동기 로터는, 자성 재료로 된 다수의 금속 적층체(11)로 형성된 코어(10), 자성 재료로 만들어지고 코어(10) 둘레에 고착되는 극성 주변부(20)들, 및 그 극성 주변부(20)들과 코어(10) 사이에 보유되는 동일한 개수의 자석 요소(30)를 포함하고, 그 로터는, 원주방향으로 서로 떨어져 있는 극성 주변부(20)들과 각각 2개의 인접한 극성 주변부(20)들 사이에 제공된 중간 주변부(40)들에 의해 획정되는 원주방향 측면을 가지고 있고, 상기 중간 주변부들은 그들의 길이방향 연장부 전체가 적어도, 2개의 인접한 극성 주변부(20)들을 연결하는 영역에서 상기 코어(10)에 비하여 감소된 도전율 및 감소된 투자율을 가진다. 상기 로터는 극성 주변부(20)들을 코어(10)에 보유시키기 위한 한 쌍의 단부 캡(50)을 더 포함한다.The present invention relates to an electric motor rotor and a motor rotor manufacturing method. The electric motor rotor includes a core 10 formed of a plurality of metal laminates 11 of magnetic material, polar peripheral parts 20 made of magnetic material and fixed around the core 10, and the polar peripheral parts 20 thereof. And the same number of magnet elements 30 held between the cores and the core 10, the rotor between each of the circumferentially spaced polar peripherals 20 and two adjacent polar peripherals 20, respectively. Having a circumferential side defined by intermediate peripherals 40 provided in said intermediate peripherals, said cores 10 in the region where their entirety of the extension extends at least two adjacent polar peripherals 20. Compared with reduced conductivity and reduced permeability. The rotor further includes a pair of end caps 50 for retaining the polar perimeters 20 in the core 10.
Description
본 발명은, 로터의 측면으로부터 반경방향으로 간격을 두고 떨어져 내부에 원주방향으로 배치되는 자석 요소들을 가지는 브러시리스(brushless) 전동기 로터의 구조 및 그러한 로터를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a brushless electric motor rotor having magnetic elements circumferentially disposed therein and radially spaced apart from the side of the rotor and a method of manufacturing such a rotor.
브러시리스 전동기 로터의 구조에서는, 영구 자석 요소들이 전동기 샤프트의 둘레에 동심원으로 장착되도록 로터의 코어에 고착된다. 이 구조에서, 로터는 적층제 스택(lamination stack)을 형성하는 상호 중첩된 다수의 금속 적층체를 길이방향으로 정렬시킴으로써 형성되고, 각각의 금속 적층체는 원주방향으로 배열된 다수의 창(window)들을 가지며, 이들 창은 서로로부터 그리고 전동기 샤프트로부터 동일 각도에 있다. 또한, 이들 창은 적층체 스택의 다른 금속 적층체들의 각각의 창과 정렬되어, 자석 요소가 수용되어 고착되는 축방향 하우징들을 형성한다.In the structure of the brushless motor rotor, permanent magnet elements are fixed to the core of the rotor so that they are mounted concentrically around the motor shaft. In this structure, the rotor is formed by longitudinally aligning a plurality of mutually overlapping metal stacks forming a lamination stack, each metal stack having a plurality of windows arranged in a circumferential direction. These windows are at the same angle from each other and from the motor shaft. In addition, these windows are aligned with respective windows of other metal stacks of the stack stack to form axial housings in which the magnet element is received and secured.
종래 기술의 구조에서는, 로터의 적층체 스택의 각각의 금속 적층체는 전동기 샤프트에 장착되는 중앙 구멍을 가진 중앙부와, 반경방향 단부들을 가지며, 각각의 반경방향 단부는 금속 적층체의 각각의 창의 외측에 형성되고, 2개의 잇따른 창들의 외측에 배치되는 영역들에서 중앙부에 합체되어 있다.In the prior art construction, each metal stack of the stack of rotors has a central portion with a central hole mounted to the motor shaft, and radial ends, each radial end being outside of each window of the metal stack. It is formed at and incorporated in the central portion in the regions disposed outside of the two subsequent windows.
이러한 종래 기술의 구조에서는, 각각의 금속 적층체의 창들은, 그 창의 각각의 단부 엣지(edge)가 금속 적층체의 주변 엣지로부터 떨어져 있는 위치에서 금속 적층체의 주변 엣지 쪽으로 향하도록 형성되어, 2개의 인접한 반경방향 단부들을 서로 연결하고 또한 2개의 잇따른 창들의 인접한 단부 엣지들 사이에 존재하는 간격부를 통해 상기 반경방향 단부들을 금속 적층체의 중앙부에 연결하는 환형 영역을 형성한다.In this prior art structure, the windows of each metal laminate are formed so as to face towards the peripheral edge of the metal laminate at a position where each end edge of the window is away from the peripheral edge of the metal laminate, 2 An annular region connecting the two adjacent radial ends to one another and connecting the radial ends to the center of the metal stack via a gap existing between the adjacent end edges of the two subsequent windows.
상기 환형 영역의 존재에 의해, 후에 로터의 적층체 스택의 형성 시에 자석 요소들을 위한 축방향 하우징들을 형성하는 창들을 가지고 단일편으로 제조되는 금속 적층체들의 사용이 가능하게 된다.The presence of the annular region enables the use of metal laminates made in one piece with windows which later form the axial housings for the magnetic elements in the formation of the laminate stack of the rotor.
금속 적층체에 대한 이러한 공지의 구조는 저비용으로 비교적 용이하게 대규모로 제조되고, 신뢰성이 높은 제품을 생산하는데 적합하지만, 유효 자속(磁束)의 손실을 발생시키는 결함을 가지며, 이러한 사실은 로터의 용도에 적합하지 않다.This known structure for metal laminates is relatively easy to produce on a large scale at low cost and is suitable for producing highly reliable products, but has the drawback of causing a loss of effective magnetic flux, which is the use of the rotor. Not suitable for
이 구조에서는, 자석들에 의해 발생되는 로터의 전체 자계의 일부만이 스테이터(stator)의 자계와 상호 작용하고, 전체 자계의 나머지는 로터와 공극(air gap) 모두의 분산 자계의 형태로 손실된다. 로터의 자계 손실은 자석의 단부 영역의 금속 적층체의 구조적 기능을 가지는 강(鋼)의 존재에 기인하여 발생한다. 이 영역은 로터의 전체 자계중 미(未)사용량을 나타내는 분산 자계의 자속선들에 대한 경로로서 작용한다.In this structure, only a part of the total magnetic field of the rotor generated by the magnets interacts with the stator's magnetic field, and the rest of the total magnetic field is lost in the form of a dispersed magnetic field in both the rotor and the air gap. The magnetic field loss of the rotor occurs due to the presence of steel having the structural function of the metal laminate in the end region of the magnet. This region acts as a path to the magnetic flux lines of the dispersive magnetic field which represents the unused use of the rotor's total magnetic field.
따라서, 본 발명의 목적은, 로터의 분산 자계에 기인한 자속 손실을 제거하고, 높은 에너지 효율과 신뢰성을 가지며, 로터의 완전성과 강도의 손상 없이 용이하고 경제적이며 공업적으로 실행 가능한 구조로 얻어질 수 있는 전동기 로터 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the magnetic flux loss due to the dispersive magnetic field of the rotor, achieve high energy efficiency and reliability, and obtain an easy, economical and industrially viable structure without compromising the integrity and strength of the rotor. It is to provide an electric motor rotor and a method of manufacturing the same.
상기 목적 및 다른 목적들은, 축방향으로 상호 중첩되어 있고 자성 재료로 만들어져 있으며, 적층체 스택을 형성하는 다수의 금속 적층체에 의해 형성된 코어와, 자성 재료로 만들어지고 상기 코어의 둘레에 고착된 극성 주변부들, 및 상기 극성 주변부들과 상기 코어 사이에 보유되는 동일한 개수의 자석 요소들을 포함하는 전동기 로터로서, 그 로터는, 원주방향으로 서로 떨어져 있는 상기 극성 주변부들과 각각 2개의 인접한 극성 주변부들 사이에 제공된 중간 주변부들에 의해 획정되는 원주방향 측면을 가지고 있고, 상기 중간 주변부들은 그들의 길이방향 연장부 전체가 적어도, 2개의 인접한 극성 주변부들을 연결하는 영역에서 상기 코어에 비하여 감소된 도전율(導電率) 및 감소된 투자율(透磁率)을 가지고, 상기 로터가 상기 극성 주변부들을 상기 코어에 보유시키기 위한 한 쌍의 단부 캡을 더 포함하는 전동기 로터에 의해 달성된다.The above and other objects are cores formed by a plurality of metal laminates which are axially superimposed and made of a magnetic material and which form a stack of stacks, and a polarity made of magnetic material and fixed around the core. A motor rotor comprising peripherals and an equal number of magnetic elements held between the polar peripherals and the core, the rotor between each of the two adjacent polar peripherals with the polar peripherals circumferentially spaced from each other; Has a circumferential side defined by intermediate peripheries provided in the intermediate periphery, the intermediate peripheries of which are reduced in conductivity relative to the core in an area where their entirety of the extension extends at least between two adjacent polar peripheries. And with reduced permeability, the rotor picks up the polar periphery. Is achieved by the electric motor rotor further comprises a pair of end caps for holding the core.
본 발명은 또한, 상기한 타입의 전동기 로터를 제조하는 방법으로서,
(a) 각각의 금속 적층체에, 각각의 금속 적층체의 주변 엣지 쪽으로 향하는 단부 엣지들을 각각 가지고 모든 창의 단부 엣지들이 동일한 원주에 포함되어 있는 다수의 창을 제공하는 단계;
(b) 각각의 금속 적층체의 주변 엣지로부터 그리고 적어도 각각 2개의 잇따른 창들의 인접한 단부 엣지들과 반경방향으로 정렬된 영역에서, 각각의 금속 적층체에, 상기 주변 엣지와 동일 면에서 그 주변 엣지의 외측에 있는 반경방향 연장부를 제공하는 단계;
(c) 상기 금속 적층체들의 각각의 창이 다른 금속 적층체들의 각각의 창들과 축방향으로 정렬되어 단부 캡과 함께 로터를 따라 있는 축방향 하우징들을 형성하도록 상기 금속 적층체들을 중첩시켜 단부 캡상에 적층체 스택을 형성하는 단계;
(d) 상기 축방향 하우징들내에 접착제를 삽입하는 단계;
(e) 각각의 상기 축방향 하우징내에 자석 요소를 삽입하는 단계;
(f) 각각의 상기 자석 요소를 각각의 상기 축방향 하우징에 이미 보유시킨 상기 적층체 스택에 다른 단부 캡을 장착 및 부착시키는 단계;
(g) 각각의 상기 자석 요소를 각각의 상기 축방향 하우징에 보유시키도록 상기 접착제를 경화시키는 단계; 및
(h) 상기 금속 적층체들의 주변 엣지가 완성된 로터의 횡방향 윤곽을 획정하도록 각각의 상기 반경방향 연장부를 제거하는 단계를 포함하는 전동기 로터 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing the above-described electric motor rotor,
(a) providing each metal stack with a plurality of windows, each having end edges facing towards the peripheral edge of each metal stack, wherein the end edges of all windows are contained in the same circumference;
(b) in each metal stack, in an area radially aligned with the peripheral edges of at least two subsequent windows and from the peripheral edge of each metal stack, at each metal stack, its peripheral edge in the same plane as the peripheral edge; Providing a radial extension outside of the;
(c) stacking the metal stacks on the end caps by overlapping the metal stacks such that each window of the metal stacks is axially aligned with respective windows of the other metal stacks to form axial housings along the rotor with the end caps. Forming a sieve stack;
(d) inserting an adhesive into the axial housings;
(e) inserting a magnet element into each said axial housing;
(f) mounting and attaching another end cap to the laminate stack that already holds each of said magnetic elements in each of said axial housings;
(g) curing the adhesive to retain each of the magnetic elements in each of the axial housings; And
(h) removing each of said radial extensions such that the peripheral edges of said metal stacks define the transverse contour of the completed rotor.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따라 구성된, 적층체 스택의 금속 적층체를 가진 로터의 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a rotor with a metal stack of a stack of stacks constructed in accordance with the prior art.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따라 구성되고 미완성 상태에 있는, 적층체 스택의 금속 적층체를 가진 로터의 개략 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a rotor with a metal stack of a stack of stacks constructed in accordance with a first embodiment of the present invention and in an unfinished state.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따라 구성되고 미완성 상태에 있는, 적층체 스택의 금속 적층체를 가진 로터의 개략 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a rotor with a metal stack of a stack of stacks constructed in accordance with a second embodiment of the present invention and in an incomplete state.
도 4는 이미 완성된 로터의 개략적인 확대 단면도이다.4 is a schematic enlarged cross-sectional view of the already completed rotor.
도 5는 본 발명의 제1 및 제2 실시형태들 중 하나에 따라 얻어진 이미 완성된 로터를 나타내는, 도 4의 V-V선에 따른 종단면도이다.FIG. 5 is a longitudinal sectional view along line V-V of FIG. 4 showing an already completed rotor obtained in accordance with one of the first and second embodiments of the present invention. FIG.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 얻어진 이미 완성된 로터를 나타내는, 도 4의 V-V선에 따른 종단면도이다.6 is a longitudinal sectional view taken along the line V-V of FIG. 4 showing an already completed rotor obtained in accordance with another embodiment of the present invention.
도 7은 도 2에 det. a로 표시된 금속 적층체의 부분의 확대 평면도이다.7 is det. An enlarged plan view of a portion of the metal laminate indicated by a.
도면들에서, 본 발명에 따른 전동기 로터는, 강(鋼)과 같은 자성 재료로 된 다수의 금속 적층체(11)로 형성된 코어(10)와, 그 코어(10)의 둘레에 고착된 극성(極性) 주변부(20)들을 포함하고, 상기 금속 적층체(11)들은 소정의 도전율과 소정의 투자율을 가지고, 동심으로 상호 중첩되어 전동기 샤프트(S)의 연장부 둘레에 고착되는 적층체 스택을 형성한다. 각각의 극성 주변부(20)와 코어(10) 사이에는, 로터(10)의 전체 길이방향 연장부에 걸쳐 연장하여 있는 축방향 하우징(12)이 형성되고, 각각의 축방향 하우징(12)내에 자석 요소(30)가 보유된다. 각각의 자석 요소(30)는 통상, 예를 들어, 궁형(弓形)(또는 직선형)의 길이방향 플레이트의 형태로 되어 있고, 이들 자석 요소는 동일 원주방향 배열로 배치되고, 서로 간격을 두고 떨어져 있다.In the drawings, the electric motor rotor according to the present invention has a
종래 기술에 따르면, 각각의 금속 적층체(11)는, 전동기 샤프트(S)에 장착되는 중앙 구멍(14)을 가진 중앙부(13)와, 동일 원주방향으로 배열되어 형성되고, 서로로부터 그리고 전동기 샤프트(S)로부터 동일 각도에 있는 창(15)들과, 각각의 창(15)의 외측에 각각 형성되고, 각각 2개의 인접한 창(15)들 사이의 영역에 의해 중앙부(13)에 합체된 반경방향 단부(16)들을 가지고 있다.According to the prior art, each metal stack 11 is formed in the same circumferential direction with a
각각의 금속 적층체의 창(15)들은 동일 원주에서 원주방향으로 포함된 단부 엣지(edge)(17)들을 가지고 있고, 그 단부 엣지(17)들은 완성된 로터의 횡단면의 윤곽을 형성하는 각각의 금속 적층체(11)의 주변 엣지(18)로 향하여 있다.The
적층체 스택을 형성하기 위해, 각각의 금속 적층체(11)의 창(15)들이 다른 금속 적층체(11)의 창(15)들과 정렬되어, 자석 요소(30)들의 조립 및 고정을 가능하게 하는 축방향 하우징(12)들을 형성하도록 금속 적층체(11)들의 중첩이 행해진다. 적층체 스택이 형성되면, 반경방향 단부(16)들이 축방향으로 정렬되어 각각의 극성 주변부(20)를 형성한다.In order to form the stack stack, the
자석 요소(30)들은, 각각의 자석 요소(30)와 각각의 축방향 하우징(12) 사이에 존재하는 간극 내를 채우는, 예를 들어, 경화 가능한 폴리머 재료와 같은 보유 접착제의 경계면에 의해 코어(10)에 보유된다. 이 접착제는 코어의 도전율 및 투자율의 특성에 비하여 낮은 도전율과 낮은 투자율을 가진다.The
도 1에 도시된 바에 따르면, 종래 기술의 구조는, 각각의 금속 적층체(11)의 창(15)들의 단부 엣지(17)들이 금속 적층체(11)의 주변 엣지(18)로부터 내측으로 떨어져 있는 위치에서 원주방향으로 정렬되어 배치되어, 각각의 금속 적층체(11)의 2개의 인접한 반경방향 단부(16)들을 서로에 그리고 2개의 잇따른 창(15)들의 인접한 단부 엣지들 사이에 존재하는 간격부에 의해 중앙부(13)에 연결하는 구조적 환형 영역(19)을 형성하고 있다. 이 구조에서는, 적층체 스택이 축방향 연장부 전체에 걸쳐 금속성인 로터의 원통형 측면을 형성한다. 구조적 환형 영역(19)은, 자석 덩어리 및 자석에 존재하는 강 재료 덩어리에 미치는 원심력에 충분히 저항하는 구조적 접속부를 제공하지만, 이 구조적 접속부는 이 영역에서, 앞에서 논의된 분산 자계에 기인한 손실을 유발하는 자속선을 발생시킨다.As shown in FIG. 1, the prior art structure allows the
종래 기술에 존재하는 분산 자계에 기인한 자속 손실의 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 로터는, 완성된 때에는 적층체 스택의 금속 적층체가 각각 2개의 반경방향 단부(16)들을 연결하는 각각의 구조적 환형 영역(19)을 가지지 않도록 구성된다. 이 로터는, 적어도 이러한 완성된 상태에서는, 코어를 형성하는 강 재료에 비하여 감소된 도전율과 투자율을 길이방향 연장부 전체에 걸쳐 가지는 영역들이 원주방향으로 삽입된 금속 영역들을 가지는 원통형 측면을 가진다. In order to solve the problem of magnetic flux loss due to the dispersion magnetic field existing in the prior art, the rotor according to the present invention, when completed, each of which a metal stack of the stack stack connects each of the two radial ends 16. It is configured not to have a structural annular region 19. The rotor has a cylindrical side, at least in this finished state, with metal regions circumferentially inserted in regions with reduced conductivity and permeability throughout the longitudinal extension as compared to the steel material forming the core.
본 발명에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 로터의 원통형 측면은, 각각 2개의 극성 주변부(20)들 사이에, 적어도 2개의 인접한 극성 주변부(20)들을 연결하는 영역에서 코어(10)에 비하여 감소된 도전율 및 감소된 투자율을 가지는 중간 주변부(40)가 원주방향으로 삽입되도록 형성되어 있다. 이 중간 주변부(40)는 인접한 극성 주변부(20)들을 연결하는 단부 영역(41)과, 중앙 영역(42)을 포함한다.According to the invention, as shown in FIG. 4, the cylindrical side of the rotor is connected to the core 10 in an area connecting at least two adjacent
본 발명에 따르면, 중간 주변부(40)의 각각의 단부 영역(41)은 각각의 중앙 영역(42)과 인접한 극성 주변부(20) 사이의 원주방향 간격부에 의해 형성되고, 상기 중앙 영역(42)은, 예를 들어, 인접한 극성 주변부(20)들로부터 원주방향으로 떨어져 있는 코어(10)의 각 주변부에 의해 획정되고, 각각의 단부 영역(41)은 자석 요소(30)들을 보유하기 위한 접착제가 채워진 축방향 하우징(12)의 단부에 의해 획정된다(도 4 참조). 이 접착제는 수지, 고무 등과 같은 보유 응집 수단이고, 이 수단은 자석 요소를 포위하여 그로부터 칩(chip)들이 최종적으로 이탈하는 것을 방지하고, 단부 영역(41)에서 완성된 로터의 측면에 대한 마무리(finishing)를 제공한다.According to the invention, each
본 발명의 로터를 제조하기 위해서는, 적층체 스택은, 이 적층체 스택의 제1 금속 적층체(11)를, 로터를 형성하는 한 쌍의 단부 캡(50)들 중 하나의 단부 캡상에 착좌(着座)시킴으로써 형성된다. 이 착좌는 로터의 적층체 스택 아래에 위치된 단부 캡(50)의 상면에 수지를 도포함으로써 행해지는 것이 바람직하다. 단부 캡(50)들은, 분산에 의한 자계와 그 단부 캡을 통과하는 자계 및 그것에 의한 손실을 그 단부 캡에서 제거 또는 최소화하기 위해 비(非)자성 재료로 만들어진다.
도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구조 형태에 따르면, 코어(10)와 극성 주변부(20)들을 포함하는 완성된 로터는, 적어도 각각 2개의 잇따른 창(15)들의 인접한 단부 엣지(17)들과 반경방향으로 정렬되는 영역들에서, 주변 엣지(18)에 반경방향 연장부(60)를 합체시킨 스탬핑(stamping)된 금속 적층체(11)들의 스택으로 제조된다. 그 반경방향 연장부(60)는 주변 엣지(18)와 동일 면에서 그 주변 엣지의 외측에 있고, 또한, 단부 엣지(17)들을 포함하는 원주에 대하여 동심으로 그 원주의 외측에 있는 원주에 있다. 본 실시형태에서는, 단부 엣지(17)들은 대응하는 반경방향 연장부(60)의 영역에서 각각의 로터 적층체의 주변 엣지(18)를 반경방향으로 관통하여 있다. 반경방향 연장부(60)는 임의의 형상을 가질 수 있다. 금속 적층체(11)가 정사각형인 실시형태에서는, 상기 영역들이 그 적층체의 정점부들에 의해 획정된다. 금속 적층체(11)의 치수는, 그 적층체가 도 2에 도시된 금속 적층체에서와 같이 스테이터(stator)의 내경을 가지는 형상으로 되도록, 또는 그의 스탬핑 공정에서 소량의 원료를 사용하도록 정해진다. 이 경우에, 금속 적층체(11)는, 변들이 주변 엣지(18) 외측의 초과 재료에 접선하는 다각형, 예를 들어, 정시각형으로 한정되는 형상을 가진다.In order to manufacture the rotor of the present invention, the stack of stacks is mounted on the end cap of one of the pair of
As shown in FIGS. 2, 3 and 5, according to the structural form of the invention, a finished rotor comprising a
도 2 및 도 3에 도시된 바에 따르면, 각각의 로터 적층체는 단일의 반경방향 연장부(60)를 가지는 형상으로 되어 있고, 이 반경방향 연장부(60)는 환형이고 연속적이며, 이미 완성된 로터의 공칭 직경보다 큰 직경으로 로터 적층체의 직경을 결정한다.2 and 3, each rotor stack is shaped with a single
각각의 반경방향 연장부(60)의 두께는, 금속 적층체의 제조 및 적층체 스택의 형성 중에 그리고 로터의 기계가공 중에, 적층체를 형성하는 재료의 높은 손실을 유발함이 없이 금속 적층체(11)의 완전성을 보증하도록 정해진다.The thickness of each
도 3에 도시된 다른 실시형태의 구조에서는, 각각 2개의 잇따른 창(15)들의 인접한 단부 엣지(17)들과 반경방향으로 정렬되는 각 영역에서 단일의 반경방향 연장부(60)에 추가 보강부(61)가 합체되어 있고, 이 추가 보강부(61)는 단일의 반경방향 연장부(60)와 동일 면에서 그의 반경방향 외측에 있다.In the structure of the other embodiment shown in FIG. 3, additional reinforcement to a single
도 6에 도시된 바와 같은, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 코어(10)는, 주변 엣지(18)가 자석 요소(30)를 위한 각각의 축방향 하우징(12)의 반경방향 내측 엣지를 형성하는 형상이 되도록 스탬핑된 금속 적층체(11)로 된 적층체 스택에 의해 제조된다. 이 실시형태에서는, 각각의 축방향 하우징(12)의 반경방향 외측 엣지는 각각의 극성 주변부(20)의 반경방향 내측 엣지에 의해 획정되고, 각각의 극성 주변부(20)는 코어(10)의 형성 후에 코어(10)로부터 반경방향으로 간격을 두고 떨어져 장착되어, 이 간격부에, 각각의 자석 요소(30)를 보유하는 접착제가 채워지는 축방향 하우징(12)을 형성한다.According to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the
본 실시형태에 따르면, 로터 적층체 스택의 형성 후에, 이 스택의 주변 엣지의 각 부분으로부터 간격을 두고 인접하여 각각의 극성 주변부(20)가 장착된다. 이 극성 주변부(20)는 괴상(塊狀) 슈우(shoe)의 형태이거나, 또는, 예를 들어, 접착, 리벳, 볼트 등에 의해 서로 부착된 중첩 적층체로 이루어져 있다. 이 실시형태에서는, 상기 슈우들은 각각의 극성 주변부(20)를 관통하여 한 쌍의 단부 캡(50)까지 길이방향으로 연장하는 보유 요소(21)(히스테리시스(hysteresis) 및 후코(Foucault) 전류에 기인한 손실을 최소화하는 장소에 배치되는 볼트, 리벳, 각 지지부와 캡 사이의 접착 등)에 의해 로터에 개별적으로 장착 및 고정된다. 각각의 단부 캡(50)은 적층체 스택의 단부들 중 하나에 제공되는 금속 적층체(11)에 인접하여 장착된다. 슈우를 구비한 각각의 축방향 하우징(12)을 형성하기 위해, 축방향 하우징 내에 자석 요소(30)를 고착시키는 접착제를 보유하도록 각각의 축방향 하우징의 단부 벽의 형상을 결정하는 장치 또는 금형을 사용할 필요가 있다.According to the present embodiment, after the formation of the rotor stack, each polar
도 2 내지 도 5에 도시된 실시형태에 따르면, 로터의 적층체 스택을 형성하기 위해, 적층체 스택 아래에 제공된 단부 캡(50) 위에 금속 적층체(11)들을 중첩시켜(그리고, 최종에는 서로 접착하여 히스테리시스 및 후코 전류에 기인한 손실을 최소화한다), 코어(10)를 형성한 후에, 적층체 스택의 금속 적층체(11)들의 창(15)들의 길이방향 정렬에 의해 형성되는 각각의 축방향 하우징(12)내에 자석 요소(30)를 고착시키는 접착제를 수용한 다음, 그 축방향 하우징(12)들내에 자석 요소(30)를 배치한다.According to the embodiment shown in FIGS. 2 to 5, to form a stack stack of rotors, the metal stacks 11 are superimposed (and at the end of each other) on an
이 구조에서는, 다른 단부 캡(50)을 부착하고 자석 요소(30)를 보유하는 접착제를 경화시킨 후에, 금속 적층체의 단부 엣지(17)들이 완성된 로터를 둘러싸는 원주의 직경과 최소한 동일한 직경을 가지는 원주에 포함될 때까지, 예를 들어, 기계가공에 의해, 금속 적층체(11)를 형성하는 재료의 초과분을 제거하는 공정을 로터에 행한다. 로터의 소망의 최종 직경이 얻어질 때까지 적층체 스택의 기계가공이 실행되어, 코어(10)와 극성 주변부(20)들을 가진 도 4에 도시된 구성을 얻는다.In this structure, after attaching the
적층체 스택에 대한 단부 캡들의 부착 및 단부 캡들 서로의 부착은 리벳, 볼트 등과 같은 보유 요소(21)에 의해 이루어질 수 있다. 적층체 스택을 기계가공함으로써, 적층체 스택을 형성하는 금속 적층체(11)들의 창(15)들의 단부 엣지(17)들이 로터의 횡단면 윤곽에서 개방되고, 이들 영역에서는 축방향 하우징(12)을 채운 경화된 접착제에 의해 획정된다.Attachment of the end caps to the stack of stacks and attachment of the end caps to each other can be made by a retaining
이 구조에서는, 적층체 스택의 각각의 기계가공된 금속 적층체는, 인접한 자석 요소(30)의 외측에 형성되고 각각의 축방향 하우징(12)내의 접착제에 의해 중앙부(13)에 보유되는 반경방향 단부(16)들을 가진다.In this structure, each machined metal stack of the stack stack is formed on the outside of the
로터의 소망의 최종 직경을 결정하는 원주와 일치하는 각 금속 적층체의 주변 엣지(18)에 하나 이상의 반경방향 연장부(60)들이 제공되어 있음으로써, 금속 적층체(11)가 그의 제조 중에 확실하게 기계적 강성(剛性)을 가지게 되고, 대규모로 공업적으로 제조될 수 있다.One or more
도 2에 도시된 금속 적층체에서는 반경방향 연장부(60)가 작기 때문에, 그 금속 적층체는 스테이터의 적층체와 동시에 스탬핑될 수 있고, 이에 따라, 제조 시간이 단축되고, 초과분을 제거할 때의 재료 손실이 최소화된다.Since the
도 3에 도시된 바와 같은 추가 보강부(61)를 가지는 금속 적층체는, 공구 작업 및 생산 공정에서 낮은 정밀도를 요하면서 강도를 가지는 이점을 가진다.Metal laminates with additional reinforcements 61 as shown in FIG. 3 have the advantage of having strength while requiring low precision in tooling and production processes.
도 6에 도시된 바와 같은 로터 구조를 제조하는 실시형태에서는, 코어(10)를 형성하는 적층체 스택을 제조한 후에, 극성 주변부(20)들을 그 적층체 스택 아래에 제공되는 단부 캡(50)상에 코어(10)로부터 반경방향으로 간격을 두고 배치하고, 적당한 수단에 의해 유지시킨다. 그 간격부에는, 자석 요소(30)를 보유하는 접착제가 채워지는 축방향 하우징(12)이 형성된다. 접착제 충전이 완료된 후에, 각각의 축방향 하우징(12)에 자석 요소(30)를 수용한 다음, 다른 단부 캡(50) 및 보유 요소(21)들을 설치하여, 조립체를 폐쇄시킨다. 이 구조에서는, 제조된 로터는, 자석 요소(30)들을 수용하기 위해 극성 주변부(20)들과 코어(10) 사이를 상대적으로 위치결정하는 중에 로터의 직경이 획정될 수 있기 때문에, 후속 기계가공을 필요로 하지 않는다.In an embodiment of manufacturing the rotor structure as shown in FIG. 6, after fabricating the stack of stacks forming the core 10, the end caps 50 are provided with the
단부 캡(50)들과 로터 적층체 스택 사이에 사용되는 접착제는 그 적층체 스택의 금속 적층체들 사이에도 제공될 수 있고, 이 접착제는, 로터내에 형성된 자석 요소들을 위한 축방향 하우징들의 엣지들과 자석 요소들 사이의 간극들을 충전하는 기능; 자석 요소(30)들이 받는 원심력 및 회전력을 보상하도록 자석 요소(30)들을 축방향 하우징들에 구조적으로 보유시키는 기능; 접착제 층의 감쇠 효과 또는 변형에 의해, 자석 요소(30)들에서 발생되고 대개 파괴적인(칩들의 분열, 절단, 이탈 등을 야기하는) 높은 열응력(로터의 온도 변동, 및 접착제에 의해 상호 연결된 재료들의 상이한 팽창 계수와 관련된)을 감소시키는 기능; 및 자석 요소(30)들로부터의 절편 또는 칩들에 의해 유발되는 파편들을 고착시켜 보유시키는 기능을 가진다. 로터의 제조 중에, 축방향 하우징(12)내에 접착제가 과잉으로 존재하면, 접착제의 경화가 달성되기 전에 그 초과분이 제거된다. 축방향 하우징(12)들내에 자석 요소(30)들을 도입할 때 접착제가 충분하지 않는 경우에는, 자석 요소들이 축방향 하우징(12)들내에 도입된 후에 축방향 하우징들에 추가 접착제를 충전하고, 그 후에, 접착제를 경화시킨다.An adhesive used between the end caps 50 and the rotor stack can also be provided between the metal stacks of the stack stack, which adhesive edges of the axial housings for the magnetic elements formed in the rotor. Filling gaps between the magnet elements; Structurally retaining the
로터 적층체의 단부에 접착되는 단부 캡(50)들은, 로터의 직경을 유지하고 로터 형상의 완전성을 보증하기 위해 제공되는데, 그 이유는, 자석 요소(30)들이 인장 응력을 받을 때 부서지기 쉬운 구성부품이기 때문에, 자석 요소들과 그 자석 요소들이 침지되는 수지에 의해 형성되는 구조물은, 원심력이 자석 요소(30)들 또는 극성 주변부(20)들의 이탈 또는 파열을 야기하지 않게 하기에는 충분하지 않기 때문이다. 단부 캡(50)들은 각각의 자석 요소(30)를 보유하는 각각의 축방향 하우징의 윤곽의 일부를 결정하고, 그 하우징들내에 수용된 접착제를 위한 밀봉 수단으로서 작용한다.End caps 50 adhering to the ends of the rotor stacks are provided to maintain the diameter of the rotor and to ensure the integrity of the rotor shape, because the
또한, 단부 캡(50)들은 로터 구성부품들의 치수차를 보상하도록 로터의 균일한 마무리를 제공한다.In addition, the end caps 50 provide a uniform finish of the rotor to compensate for dimensional differences in the rotor components.
본 발명은, 높은 에너지 효율과 높은 신뢰성의 특성들을 동시에 가지고, 제품과 그의 제조공정에 있어서 저비용으로 대규모로 제조되는데 적합한 제품을 얻는 것을 가능하게 한다.The present invention makes it possible to obtain a product which has the characteristics of high energy efficiency and high reliability at the same time, and which is suitable for large scale production at low cost in the product and its manufacturing process.
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