KR100643904B1 - 분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터의 회전자 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코일이 권선되어 자속을 발생시키는 고정자와; 상기 고정자의 내측에 회동 가능하게 설치되며, 상기 자속이 지나는 통로가 구비된 몸체부를 분말야금으로 형성한 회전자로 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 규소강판을 적층하여 회전자를 구성하지 않고, 분말야금으로 성형된 단일 몸체부나 2개 이상으로 나뉘어진 몸체부로 회전자를 구성하게 됨으로, 조립공정이 대폭감소되어 생산성이 향상되는 효과를 제공하게 된다.

고정자, 회전자, 분말야금, 모터

Description

분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조{Rotor structure of powder metallurgy motor}

도 1은 일반적인 모터의 구조를 도시한 도면.

도 2는 종래 회전자의 요부구성을 도시한 도면.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조를 도시한 도면.

도 4는 도 3의 측단면도.

도 5는 본 발명 다른 실시예에 의한 상부몸체부와 하부몸체부의 결합상태를 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 회전자 30 : 하부몸체부

34 : 플럭스 베리어 36 : 압입공

37 : 스틸부 38 : 자로(磁路)

40 : 상부몸체부 50,52 : 상부결합부

60,62 : 하부결합부

본 발명은 분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자를 분말야금을 사용하여 연자성 재질로 제조하며, 상기와 같은 회전자를 단일개의 몸체부 또는 2개 이상의 몸체부로 구분한 회전자의 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 모터는 회전자의 회전에 따른 자기저항의 변화에 의해서 회전력이 발생되는 원리를 이용한 것으로, 도 1을 참조하여 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 종래 모터는 전원이 인가되는 코일(C)이 권선되는 고정자(1)와, 상기 고정자(1)의 내부에 회전가능하게 배치되며 90°간격으로 수개의 플럭스 베리어(FLUX BARRIER)(2)가 형성되어 각각의 극이 형성되어 있는 회전자(3)와, 상기 회전자(3)에 압입되며 회전자(3)의 회전시 회전력을 전달하는 동력전달축(4)으로 구성되어 있다.

상기 고정자(1)에는 링 형상으로 이루어진 철심(5)의 내주면으로 부터 다수개의 돌극(6)들이 돌출 형성되어 있고, 상기와 같은 형상의 규소강판들이 적층되어 고정자(1)를 형성하게 된다.

상기 회전자(3)도 도 2에 도시된 바와 같이, 여러장의 규소강판을 적층하여 구성되어지며, 중앙부에는 동력전달축(4)이 압입되어지는 압입공(7)이 형성되어 있 고, 상기 플럭스 베리어(2)는 공기(AIR)가 채워지도록 상,하방향으로 크기가 다르게 관통되도록 형성되어 있으며, 그 나머지 부분은 스틸부(8)로 이루어져 있다.

상기와 같이 규소강판이 적층되어 이루어지는 회전자(3)의 스틸부(8) 상하측면에는 끼움홈과 끼움돌기가 각각 형성됨으로, 규소강판인 스틸부(8)가 적층됨을 용이하게 한다.

상기와 같이 스틸부(8)가 적층된 회전자(3)를 만들기 위하여, 체결바(14)가 고정된 엔드플레이트(12)를 일단에 설치하고, 상기 체결바(14)에 스틸부(8)를 삽입하여 다수개의 스틸부(8)가 적층된 회전자(3)를 구성하게 된다.

상기와 같이 구성된 종래 동기 릴럭턴스 모터는 고정자(1)에 권취되어 있는 코일(C)에 전류가 인가되면 그 인가된 전류에 의하여 플럭스가 형성되고, 회전자(3)의 위치에 따른 인덕턴스의 차이에 의해 릴럭턴스 토크(RELUCTANCE TORQUE)가 발생되어 회전자(3)가 회전하게 된다.

즉, 상기 회전자(3)의 회전에 따라 상기 회전자(3)에 형성된 플럭스 베리어(2)의 위치가 변화하면서 자기저항이 변화하게 되는데, 그와 같은 자기저항의 변화에 의하여 고정자(1)와 회전자(3) 사이의 공극에 축척되어 있는 에너지가 변화하게 되어 회전자(3)의 회전위치에 대한 에너지의 변화가 토크가 되어 회전력이 발생하게 되며, 그와 같이 회전자(3)에 발생된 회전력은 동력전달축(4)를 통하여 외부로 동력이 전달되어 진다.

상기와 같은 회전자(3)의 인접한 플럭스 베리어(2) 사이에는 자로(9)가 형성되며, 상기 고정자(1)에서 발생된 자속은 상기 자로(9)를 따라서 이동하게 된다.

상기 자로(9)를 형성하기 위하여 회전자(3)에 통공 형성된 플럭스 베리어(2)는 밀도가 큰 쪽으로 자속이 흐르는 성질을 이용하여 상기 스틸부(8)에 형성된 것으로, 상기 플럭스 베리어(2) 방향으로는 자속이 흐르지 않고, 상기 자로(9) 방향으로만 자속이 흐르도록 구성됨이 이상적이다.

그러나, 상기 회전자는 규소강판인 스틸부가 다수개 적층되어 이루어진 것에 의하여 조립공정 시간이 길어지게 되며, 이로 인하여 생산성이 저하되는 문제점이 제기된다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 다수개의 스틸부가 적층되어 회전자를 구성함으로 인하여 조립공정 및 조립시간이 길어지게 되어 생산성이 저하되는 문제점을 해결하기 위한 분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 코일이 권선되어 자속을 발생시키는 고정자와; 상기 고정자의 내측에 회동 가능하게 설치되며, 상기 자속이 지나는 통로가 구비된 몸체부를 분말야금으로 형성한 회전자로 구성된다.

바람직하게, 상기 회전자의 몸체부는 상부몸체부와 하부몸체부로 나뉘어지게 된다.

그리고, 상기 상부몸체부와 하부몸체부의 마주보는 면에는 상부결합부와 하부결합부가 형성되어, 끼움방식에 의하여 상호간 결합된다.

그리고, 상기 상부결합부는 하측은 넓고 상측은 좁은 단면적을 갖는 돌기형상으로 이루어지며, 상기 하부결합부는 상측이 좁고 하측이 넓은 단면적을 갖는 홈 형상으로 이루어지게 된다.

또는, 상기 상부결합부는 하측이 좁고 상측은 넓은 단면적을 갖는 돌기형상으로 이루어지며, 상기 하부결합부는 상측이 넓고 하측이 좁은 단면적을 갖는 홈 형상으로 이루어지게 된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 규소강판을 적층하여 회전자를 구성하지 않고, 분말야금으로 성형된 단일 몸체부나 2개 이상으로 나뉘어진 몸체부로 회전자를 구성하게 됨으로, 조립공정이 대폭감소되어 생산성이 향상되는 효과를 제공하게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조를 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 측단면도이며, 도 5는 본 발명 다른 실시예에 의한 상부몸체부와 하부몸체부의 결합상태를 도시한 도면이다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 분말야금으로 성형된 상부결합부(50)와 하부결합부(60)로 인하여 회전자(20)를 구성하게 된다.

상기 회전자(20)는 코일이 권선되어 자속을 발생시키는 고정자 내측에 설치 되며, 이에 관련된 사항은 본 발명의 종래 기술을 참조하기로 한다.

상기 상부몸체부(40)와 하부몸체부(30)에는 상기 고정자에서 발생된 자속이 지나는 통로인 자로(38)(磁路)를 형성하기 위한 플럭스 베리어(34)가 통공된 상태로 연자성 재질로 이루어진 스틸부(37)에 통공된다.

상기 상부몸체부(40)와 하부몸체부(30)는 소정 높이를 갖는 원기둥 형상으로, 회전자(20)의 크기 및 경제성을 고려하여 회전자는 단일개로 형성되거나, 2개 이상으로 분리될 수 있다.

상기 상부몸체부(40)와 하부몸체부(30)에는 동력전달축이 삽입되기 위한 압입공(36)이 중심축에 형성된다.

그리고, 상기 상부몸체부(40)와 하부몸체부(30)의 마주보는 면에는 상부결합부(50)와 하부결합부(60)가 형성되며, 끼움방식에 의하여 상호간 결합된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 상부결합부(50)는 하측은 넓고 상측은 좁은 단면적을 갖는 돌기형상으로 이루어지며, 상기 하부결합부(60)는 상측이 좁고 하측이 넓은 단면적을 갖는 홈 형상으로 이루어지게 된다.

상기와 같은 방법에 의하면, 상기 상부결합부(50)의 하측은 상기 하부결합부(60)의 상측에 걸려서 고정됨으로, 상호간의 결합력이 더욱 향상된 구조를 제공하게 된다.

본 발명의 다른 실시에에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부결합부(52)는 하측이 좁고 상측은 넓은 단면적을 갖는 돌기형상으로 이루어지며, 하부결합부(62)는 상측이 넓고 하측이 좁은 단면적을 갖는 홈 형상으로 이루어지게 된다.

상기와 같은 방법에 의하면, 상기 상부결합부(52)는 하부결합부(62)의 경사면을 따라 삽입이 안내됨으로 상부몸체부(40)와 하부몸체부(30)가 서로 어긋나지 않게 결합이 이루어지게 된다.

상기에서 회전자(20)를 구성하는 상부몸체부(40)와 하부몸체부(30)를 분말야금 방법으로 형성되며, 별도의 가공등이 필요하지 않게 됨으로 가공공정이 단축되어, 가공등에 의한 스크랩(scrap) 손실등을 방지하게 된다.

상기에서 분말야금이란, 금속분말을 가압·성형하여 굳히고, 가열하여 소결(燒結)함으로써 목적하는 형태의 금속 제품을 얻는 방법 및 기술을 말한다.

본 발명 실시예에서 연자성 분말을 재료로 하여 분말야금으로 회전자(20)를 형성하게 됨으로, 다수개의 규소강판을 적층하여 회전자(20)를 구성하는 종래보다 가공공정 및 가공시간이 단축되며, 절삭등의 가공공정이 필요하지 않게 됨으로 재료의 손실이 없는 것에 의하여 원가절감을 가져오게 되며, 친환경적인 생산라인을 제공하게 된다.

상기 회전자(20)를 분말야금을 이용하여 제조할 경우, 몸체부의 두께와 체적이 커지면 커질수록 설비비가 급상승하므로, 이러한 경우에는 두개 이상으로 몸체부를 분리함이 바람직하다.

그리고, 분말야금으로 제조된 몸체부의 두께가 적으면 적을수록 고성능의 회전자(20)를 제공하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라, 단지 예시로 제시된 것이며, 본 발명의 기술사상 안에서 다양한 실시예가 적용 될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조에 의하면, 분말야금을 이용하여 몸체부를 생산하고, 상기와 같은 몸체부를 끼움방식에 의하여 결합시켜 회전자를 구성하게 됨으로, 종래에 비하여 조립공정 및 조립시간이 단축되어 생산성이 향상되는 효과를 제공하게 된다.

Claims (5)

1. 코일이 권선되어 자속을 발생시키는 고정자와;

   상기 고정자의 내측에 회동 가능하게 설치되며, 상기 자속이 지나는 통로가 구비된 몸체부를 분말야금으로 형성한 회전자를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전자의 몸체부는 상부몸체부와 하부몸체부로 나뉘어지게 됨을 특징으로 하는 분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 상부몸체부와 하부몸체부의 마주보는 면에는 상부결합부와 하부결합부가 형성되어, 끼움방식에 의하여 상호간 결합됨을 특징으로 하는 분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 상부결합부는 하측은 넓고 상측은 좁은 단면적을 갖는 돌기형상으로 이루어지며, 상기 하부결합부는 상측이 좁고 하측이 넓은 단면적을 갖는 홈 형상으로 이루어짐을 특징으로 하는 분말야금으로 제조된 모터의 회전 자 구조.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 상부결합부는 하측이 좁고 상측은 넓은 단면적을 갖는 돌기형상으로 이루어지며, 상기 하부결합부는 상측이 넓고 하측이 좁은 단면적을 갖는 홈 형상으로 이루어짐을 특징으로 하는 분말야금으로 제조된 모터의 회전자 구조.

Images