KR101273590B1 - 모터 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영구자석을 포함하는 로터 및 스테이터 사이의 마그네틱 토크와 플럭스 배리어가 통공 형성된 로터 및 스테이터 사이의 릴럭턴스 토크를 동시에 이용하여 높은 토크의 발생이 가능하면서도 스테이터 제작시 강판의 손실을 최소화할 수 있는 모터 및 그 제조방법에 대한 것이다.
본 발명의 구성은, 외관을 이루는 하우징과, 상기 하우징 내부에 마련된 스테이터와, 상기 스테이터의 내부 및 외부에 위치하면서 일측은 영구자석을 포함하고, 타측은 자속 흐름을 방해하는 플럭스 배리어가 통공 형성된 내부 및 외부로터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터 및 그 제조방법{motor and manufacturing method thereof}
도 1은 본 발명에 따른 실시례의 수평단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시례의 수직단면도이다.(A-A')
도 3은 본 발명에 따른 실시례의 마그네틱 토크와 릴럭턴스 토크의 결합관계에 대한 설명도이다.
도 4a, 도4b는 종래기술에 의한 실시례의 스테이터코어 타발과정에서의 자투리 강판의 발생을 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시례의 스테이터코어 타발과정에서의 자투리 강판의 발생을 나타내는 설명도이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시례의 외부 및 내부 스테이터 코어의 제조과정을 나타낸 설명도이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시례의 스테이터에 코일이 권선된 상태의 평면도 및 수직단면도(B-B')이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시례의 고정프레임에 대한 평면도와 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 실시례의 내부로터의 분할코어판에 대한 상세도이다.
도 10은 본 발명에 따른 실시례의 내부로터에 대한 평면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 실시례의 내부로터의 안착부(D)에 대한 상세도이다.
도 12는 본 발명에 따른 실시례의 제조방법를 나타낸 순서도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
311: 내부스테이터코어, 316: 내부코일,
321: 외부스테이터코어, 322: 외부스테이터분할코어판,
323: 요크부, 324: 티스부,
325: 홈, 326: 외부코일,
410: 내부로터, 411: 내부로터코어,
412: 내부로터프레임, 413: 플럭스배리어,
414: 내부로터분할코어판, 415: 안착부,
421: 영구자석, 422: 외부로터프레임,
43: 사출결합부, 5: 고정프레임,
51: 돌출부, 6: 연결부,
61: 세레이션부, 7: 인슐레이터,
X: 위상, Y: 토크,
MT,MT': 마그네틱 토크, RT,RT': 릴럭턴스 토크,
OT,OT': 작용 토크, MOP,MOP': 최대 작용 토크점,
본 발명은 영구자석을 포함하는 로터 및 스테이터 사이의 마그네틱 토크와 플럭스 배리어가 통공 형성된 로터 및 스테이터 사이의 릴럭턴스 토크를 동시에 이용하여 높은 토크의 발생이 가능하면서도 스테이터 제작시 강판의 손실을 최소화할 수 있는 모터 및 그 제조방법에 대한 것이다.
일반적으로, 전동기는 스테이터, 로터 및 하우징으로 구성되며, 스테이터 측의 극성과 로터 측의 극성이 동일한 경우에 발생되는 반발력과 극성이 상이한 경우에 발생되는 결합력에 의해 로터가 회전되는 원리를 이용한 것이다.
브러시와 커뮤테이터가 없는 비엘디씨 모터는 외곽에 로터가 위치하는 외부로터형(outer rotor)과, 내부에 로터가 위치하는 내부로터(inner rotor)형과, 축방향의 두께를 비교적 얇게 한 원판상의 모터로서 로터의 축방향으로 나열한 구조인 액시얼 갭(axial gap)형이 있다.
더욱 자세히 보면, 내부로터형 비엘디씨 모터는 내주부에 형성된 다수의 돌기에 전자석 구조를 갖기 위해 코일이 권취된 원통형의 스테이터가 외곽에 위치하고 그 내부에 원통형 영구 자석으로 이루어진다. 외부로터형 비엘디씨 모터는 스테이터의 외주부에 형성된 다수의 돌기에 코일이 권취되어 있고 그 외부에 다극 착자된 원통형 영구자석이 로터로 구성되어 외곽에 위치한다.
상기와 같은 종래의 비엘디씨 모터에서의 자속의 주 경로는 로터의 영구자석에서 진행하여 공극을 통하고 스테이터를 통하여 다시 영구자석과 요크의 방향으로 진행하는 자기회로를 형성한다.
내부로터형의 경우에는 코일이 감겨진 스테이터 코어의 다수의 "T형" 코어부가 외부에서 내측방향으로 돌출 형성되어 있고, 각 코어부의 내측 종단부가 일정한 지름의 원을 형성하며, 그 내부의 공간에 회전축을 포함한 원통형 영구자석 혹은 중심에 회전축을 포함한 원통형 요크에 링형 영구자석이 부착된 로터가 장착된다. 모터가 회전하는 방식은 상기 외부로터형과 같다.
이러한 내부로터형과 외부로터형은 자기회로가 축을 중심으로 방사상으로 대칭인 구조를 가지고 있으므로 축방향 진동성 노이즈가 적고, 저속 회전에 적합하며, 자로의 방향에 대하여 공극이 차지하는 부분이 극히 적어 성능이 낮은 자석을 사용하거나 자석의 양을 줄여도 높은 자속 밀도를 얻을 수 있으므로 토크가 크고 효율이 높다는 장점을 가지고 있다.
한편, 내부로터와 외부로터를 동시가 포함하는 이중 로터 방식의 모터도 개시되어 있다. 종래의 이중 로터 방식의 모터는 스테이터 및 회전축에 대하여 대칭 구조의 자기 회로를 형성하여 내부 및 외부로터와 스테이터에 의해 단일 로터 구조보다 스테이터 코일이 2배로 증가하고, 필드 자석 또한 2배 증가하였으므로 구동 전류 및 자속 밀도가 2배로 증가하여, 단일 로터 구조보다 적어도 2배 이상의 토크를 얻을 수 있다.
종래의 일반적인 이중 로터 방식의 모터는 대한민국 특허공개공보 제 2001- 0097204(2001.11.08)에 개시되어 있다. 스테이터의 내측 및 외측에 코일을 권선하고, 스테이터의 내측 및 외측에 일정 공극을 두고 내부 및 외부로터를 이중으로 구성함으로써 출력을 증대시킬 수 있는 모터이다.
한편, 종래 기술의 경우, 비교적 고가의 영구자석이 외부 및 내부에 모두 사용됨에 따라 재료비가 상승하는 문제가 있다.
또한, 종래의 스테이터코어를 제작하는 방법에 있어서, 도 4a 및 도 4b에서 보듯이 프레스로 강판을 타발하게 되면 스테이터코어의 곡률 때문에 필연적으로 강판의 자투리가 많이 발생하게 되어서 재료비가 상승하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 두 개의 로터를 가지는 모터에 있어서, 영구자석의 사용량을 줄일 수 있는 모터를 구현하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 영구자석을 포함하는 로터 및 스테이터 사이의 마그네틱 토크와 플럭스 베리어가 통공 형성된 로터 및 스테이터 사이의 릴럭턴스 토크를 동시에 이용하여 높은 토크를 발휘할 수 있는 모터를 구현하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 구성은, 외관을 이루는 하우징과, 상기 하우징 내부에 마련된 스테이터와, 상기 스테이터의 내부 및 외부에 위치하는 내부 및 외부로터를 포함하고, 상기 내부 및 외부로터 중의 하나는 영 구자석을 포함하고, 다른 하나는 자속 흐름을 방해하는 플럭스 배리어가 통공 형성된 모터로 구성된다.
또한, 상기 영구자석을 포함하는 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 마그네틱 토크와, 상기 플럭스 배리어가 통공 형성된 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 릴럭턴스 토크의 합이 최대가 되도록 상기 내부 및 외부로터를 배치한 모터로 구성될 수 있다.
또한, 상기 내부 및 외부로터를 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는 상기 영구자석을 포함하는 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 마그네틱 토크와, 상기 플럭스 배리어가 통공 형성된 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 릴럭턴스 토크의 합이 최대가 되도록 상기 내부 및 외부로터를 연결하는 모터로 구성될 수 있다.
또한, 상기 스테이터는 외주부에 티스부가 마련된 외부스테이터코어와, 상기 외부스테이터코어 내부에 위치하면서 내주부에 티스부가 마련된 내부스테이터코어를 포함하는 모터로 구성될 수 있다.
또한, 상기 스테이터는 내주부에 티스부가 마련된 외부스테이터코어와, 상기 외부스테이터코어 내부에 위치하면서 외주부에 티스부가 마련된 내부스테이터코어를 포함하는 모터로 구성될 수 있다.
또한, 상기 내부 및 외부스테이터코어는 별개의 부재로 마련된 모터로 구성될 수 있다.
또한, 상기 플럭스 배리어가 마련된 로터의 로터코어는 상호 연결되어 환형 을 이루도록 복수개의 분할코어판이 적층되어 마련되는 모터로 구성될 수 있다.
또한, 상기 스테이터코어는 상호 연결되어 환형을 이루도록 복수개의 분할코어판이 적층되어 마련된 모터로 구성될 수 있다.
또한, 일정 간격으로 돌출부가 마련된 고정프레임을 포함하고, 상기 고정프레임은 상기 내부 및 외부스테이터코어의 상부 또는 하부에 결합되며, 상기 돌출부는 상기 내부 및 외부스테이터코어 사이에 삽입되는 모터로 구성될 수 있다.
또한, 외관을 이루는 하우징과, 상기 하우징 내부에 마련된 스테이터와, 상기 스테이터의 내부 및 외부에 위치하는 내부 및 외부로터와, 상기 내부 및 외부로터를 연결하는 연결부와, 상기 내부 및 외부로터 중의 하나는 영구자석을 포함하고, 다른 하나는 자속 흐름을 방해하는 플럭스 배리어가 통공 형성된 모터의 제조방법에 있어서, 상기 영구자석을 포함하는 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 마그네틱 토크와, 상기 플럭스 배리어가 통공 형성된 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 릴럭턴스 토크의 합이 최대가 되도록 상기 내부 및 외부로터를 배치하는 단계와, 배치된 상기 내부 및 외부로터가 일체화되도록 상기 연결부를 사출성형하는 단계를 포함하도록 제조하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시례를 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 실시례의 평면도이며, 도 2는 단면도이다. 외관을 이루는 하우징은 편의상 미도시하였다.
먼저, 외부로터를 살펴보면, 도 1 및 도 2에서 보듯이, 외부로터는 외부로터 프레임(422)의 표면에 일정 간격으로 설치된 복수개의 영구자석(421)을 포함하며, 영구자석(421)을 배치 및 고정할 수 있도록 외부로터프레임(422)을 포함한다.
외부로터프레임(422)은 회전축에 직교방향으로 결합되는 원판형 프레임으로서 그 외주부는 회전축과 평행방향으로 절곡연장되며 그 내주면에 영구자석(421)이 배치되어 있다.
또한, 외부로터프레임(422)은 영구자석(421)에서 발생한 자속의 손실을 최소화하고 자속의 이동 경로를 형성하기 위하여 전도체인 강판으로 구성된다. 그러나 수지물로도 제작이 가능하며 이 경우에는 외부로터프레임(422)의 표면에 별도의 강판을 설치하여 자속의 이동 경로 역할을 하게 된다.
외부로터프레임(422)과 회전축을 연결하여 회전력을 전달하기 위하여 외부로터프레임(422)의 중심부에는 절연체 수지물로 구성된 연결부(6)를 포함한다. 상기 연결부(6)는 내부로터프레임(412)과도 결합되어 있으며 그 중심부에는 회전축과의 결합력을 높이기 위하여 톱니모양의 세레이션부(61)를 마련하고 있다.
다음으로 스테이터를 살펴본다. 도 5 및 도 6에서 보듯이 본 실시례에서는 외부스테이터에 있어서 복수개의 요크부(323)와 그 요크부에 마련된 복수개의 티스부(324)가 하나의 외부스테이터분할코어판(322)을 형성하고, 외부스테이터분할코어판은 적층되어 외부스테이터분할코어를 형성하며, 외부스테이터분할코어는 고리형으로 결합되어 내부 및 외부스테이터코어(311,321)를 형성한다.
도 5 및 도 6에서 보듯이, 내부 및 외부스테이터코어(311,321)의 요크부에는 홈(325)이 마련되어 있다. 이는 아래에서 설명하듯이, 띠형상의 강판에 내부 및 외 부스테이터분할코어판(322)을 상호 마주 보면서 티스부가 교차되도록 배열된 상태로 타발하여 강판의 자투리 발생을 감소시키기 위함이다.
즉, 상기 홈을 두어서 직선형으로 내부 및 외부스테이터분할코어판(322)을 타발한 후, 적층하여 라운드형으로 벤딩을 함으로써 일정한 면적으로 강판으로 보다 많은 코어판을 생산가능한 것이다.
내부 및 외부스테이터코어(311,321)를 일체형으로 구성할 수도 있으나, 본 실시례에서는 외부스테이터코어(321)와 내부스테이터코어(311)로 분리되어 있다.
도 5 및 도 6에서 보듯이, 내부 및 외부스테이터코어로 분리할 경우에는 각각의 스테이터코어를 별도로 제작한 후 결합할 수 있어서 보다 강판의 자투리(S) 감소에 유리하다.
즉, 'T' 형상의 요크부와 티스부의 결합형태가 복수개 형성된 분할코어판을 타발하여 결합하게 되므로 내부 및 외부 티스부가 동시에 형성된 분할코어판을 타발하는 경우보다 강판의 자투리(S) 감소에 유리한 것이다.
분할코어판은 본 실시례에서는 4분할의 구성을 개시하였다. 그러나 경우에 따라 6분할 또는 8분할도 가능함은 자명하다.
본 실시례에서는 외부스테이터코어(321)의 외주부와 내부스테이터코어(311)의 내주부에 티스부가 마련된 구성을 도시하였으나, 반대로 외부스테이터코어의 내주부와 내부스테이터코어의 외주부에 티스부가 마련된 구성도 당연히 가능하다.
다음으로, 내부로터를 상세히 설명한다. 내부스테이터의 내측에 마련된 내부 로터의 내부로터코어(411)는 복수개의 강판이 적층된 구성이다. 상기 내부로터코어(411)의 내부에는 각각의 극에 해당하는 위치에 형성되어서 자기저항의 차를 극대화시킬 수 있는 복수개의 플럭스 배리어(413)가 마련되어 있다. 또한 내부로터코어(411)의 회전력을 회전축에 전달하기 위하여 내부로터프레임(412)이 내부로터코어(411)의 내측에 마련되어 있고 내부로터코어(411)와 결합되어 있다.
플럭스 배리어(413)는 내부로터와 내부스테이터 사이에 릴럭턴스 토크를 유발하기 위함이다.
이하에서, 플럭스 배리어(413)와 릴럭턴스 토크에 대하여 상세히 설명한다. 일반적으로 동기 릴럭턴스 모터(SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR)는 로터의 회전에 따른 자기저항의 변화에 의해서 회전력이 발생되는 현상을 이용한 것이며 본 발명에서의 내부로터의 작동원리는 이와 유사하다.
내부로터는 여러 장의 강판을 적층하여 구성되어지며, 그 내부에 위치하는 플럭스 배리어(413)는 공기가 채워지도록 상하방향으로 관통되도록 형성되어 있다. 스테이터에 권취되어 있는 코일에 전류가 인가되면 그 인가된 전류에 의하여 플럭스가 형성되고, 로터의 위치에 따른 인덕턴스의 차이에 의해 릴럭턴스 토크(RELUCTANCE TORQUE)가 발생되어 로터가 회전하게 된다. 상기 로터의 회전에 따라 상기 로터에 형성된 플럭스 배리어(413)의 위치가 변화하면서 자기저항이 변화하게 되는데, 그와 같은 자기저항의 변화에 의하여 스테이터와 로터 사이의 공극에 축척되어 있는 에너지가 변화하게 되어 로터의 회전위치에 대한 에너지의 변화가 토크가 되어 회전력이 발생하게 되며, 그와 같이 로터에 발생된 회전력은 동력전달축을 통하여 외부로 동력이 전달되어 진다.
이하에서 인접하는 플럭스 배리어(413)의 양측단부 사이와 회전축을 연결하는 선을 d축이라고 하며, 플럭스 배리어(413)의 중심부와 회전축을 연결하는 선을 q축이라고 하겠다. d축과 q축 사이에서는 자기저항이 크게 차이가 생기며 이에 의하여 릴럭턴스 토크가 발생하게 된다.
이에 따라 d축의 경우에는 자속흐름이 원활하도록 플럭스 배리어(413)가 존재하지 않으며, q축의 경우에는 자속흐름이 최대한 방해되도록 플럭스 배리어(413)가 위치하게 된다. 도 9 내지 도 11에서 보듯이, 본 실시례에서는 등변 사다리꼴 형태와 반원호 형태의 띠 형상을 복수개 마련한 구성이 적용되어 있다.
상기 내부로터코어(411)는 플럭스 배리어(413)가 형성된 각각의 내부로터분할코어판(414)이 적층되어 내부로터분할코어를 형성하고 내부로터분할코어가 고리형상을 이루도록 연결되어 내부로터코어(411)를 형성한다. 본 실시례에서는 코어판의 중심부가 비어있는 고리형으로 마련되어 있다.
상기 내부로터코어판(414)은 곡선부분에 의한 자투리 강판의 발생을 감소시키기 위하여 복수개로 분할된 분할코어판으로 구성하는 것이 바람직하다. 본 실시례에서는 4분할의 구성을 개시하였다. 그러나 경우에 따라 6분할 또는 8분할도 가능함은 자명하다.
도 1, 도 2 및 도 11에서 보듯이(D), 상기 내부로터를 내부로터프레임(412)에 안착시키기 위하여 내부로터프레임(412)에는 소정 간격으로 돌출된 안착부(415) 가 마련되어 있다.
내부 및 외부로터프레임(412,422)은 철판으로 구성되며 연결부(6)는 수지로 구성되는데 연결부(6)의 사출시에 상기 내부 및 외부로터프레임(412,422)을 일체로 사출하여 결합가능하다.
한편, 상기에서는 내부로터에 플럭스 배리어를 통공 형성하고, 외부로터에 영구자석을 사용한 실시례를 설명하였으나, 당연히 상대적으로 외부로터에 플럭스 배리어를 통공 형성하고, 내부로터에 영구자석을 사용한 실시례도 가능함은 당업자에게 자명하다고 할 것이다. 다만, 내부로터에 플럭스 배리어를 형성하는 것이 영구자석이 원심력에 의하여 이탈되는 현상을 방지하는데 있어서는 보다 유리하다.
이하에서는 스테이터코어의 구성과 제작방법을 상세히 설명한다. 도 5 내지 도 7, 도 12에서 보듯이, 내부 및 외부스테이터코어(311,321)는 별개로 분리되어 제작한다. 즉, 코일이 권취되는 복수개의 티스부가 내주면에 마련된 내부스테이터코어(311)와, 코일이 권취되는 복수개의 티스부가 외주면에 마련된 외부스테이터코어(321)로 나누어 제작한다.
스테이터코어는 복수개의 코어판이 적층되어 제작된다. 상기 코어판은 복수개의 분할코어판이 결합되어 구성된다. 각각의 분할코어판은 강판을 프레스로 타발하여 제작한다. 이때 자투리의 발생을 최소화하도록 하기 위하여 일측면에만 티스부가 마련된 두 개의 분할코어판을 티스부가 상호 교차되도록 배열하여 타발한다(A1).
도 5 미 도 12에서 보듯이, 상기 분할코어판의 요크부에는 등간격으로 홈(325)이 마련되어 있어서 상기 분할코어판은 대략 일직선을 이룬다. 타발된 분할코어판은 상기 홈에 의하여 용이하게 라운드 벤딩이 가능하다(A2).
이에 따라 띠모양의 강판에 두 개의 분할코어판을 상호 마주 보도록 교차시켜서 동시에 타발하게 되므로 강판의 자투리(S)가 현저하게 감소된다.
이렇게 제작된 분할코어판은 각각 적층이 되고, 이어서 라운드 형태로 벤딩을 한 후, 각각의 요크부에 마련되어 있는 돌출부와 오목부를 상호 결합하여 원형의 스테이터 코어가 형성된다(A2).
분할코어판을 먼저 벤딩한 후, 분할코어판을 적층하여 스테이터분할코어를 형성할 수도 있다(A2). 내부 및 외부스테이터코어는 벤딩되는 방향만 다를 뿐 다른 과정은 유사하다.
그리고, 이렇게 제작된 내부 및 외부스테이터코어(311,321)를 상호 결합하여 완전한 링 형상의 이중 스테이터코어의 형태를 갖추게 된다(A2).
도 8에서 보듯이, 내부 및 외부스테이터코어의 사이에 일정 간격을 유지하면서 상호간을 임시고정하기 위하여 고리모양의 고정프레임(5)이 사용된다. 상기 고정프레임은 내부 및 외부스테이터코어의 상부와 하부에 결합된다(A3).
상기 간격을 두기 위하여 상기 고정프레임에는 일정 간격으로 돌출부(51)가 마련된다. 상기 돌출부(51)는 고정프레임(5)에 일정 간격으로 절개부를 두고, 돌출부를 형성하도록 상기 절개부를 수직으로 절곡하여 제작한다.
그러나, 이에 국한되지 않고 절개부를 두지 않고 단면에서 가운데 부분이 돌 출되어 산모양이 형성되도록 절곡된 구성도 당연히 가능하며 이 또한 본 발명의 보호범위에 속한다.
한편, 도 1, 도 2 및 도 7에서 보듯이, 절연을 위하여 상기 스테이터코어에 수지 재질의 상부 및 하부 인슐레이터(7)를 결합한 후(A4), 인슐레이터(7)의 티스부에 코일을 감는다(A5). 그리고 내부 및 외부스테이터코어를 일체화시키기 위하여 인서트 사출을 하여 사출결합부(43)를 형성한다(A6).
이하에서 본 발명에 따른 실시례의 동작을 설명한다. 내부 및 외부스테이터의 코일에 전류가 공급되면 코일에 자속이 형성된다. 내부 및 외부스테이터의 코일에 스위칭 회로를 이용하여 순차적으로 3상 전류를 인가하게 되면 스테이터의 티스부에서는 순차적으로 자계가 형성되며, 이는 마치 순차적으로 회전하는 자계의 형태를 가진다.
이어서 외부스테이터코어의 티스부에 대향하는 외부로터에 부착된 영구자석(421)에서 발생한 자속과 외부스테이터코어(321)의 티스부에서 발생한 자계 사이의 상호작용에 의하여 모터는 회전자계 방향으로 회전을 하게 된다.
한편, 내부스테이터의 코일에 3상 전원이 인가되면 티스부에서 자속이 나와서 내부로터코어(411)의 d축으로 유입되려는 현상이 발생하는데 이는 d축이 자기저항이 작기 때문이고, q축은 플럭스 배리어(413)에 의하여 자속을 방해함에 따라 자기저항 크기 때문이다. 따라서, 내부로터에는 d축과 q축의 자기저항의 차이에 따라 보다 자기저항이 작은 위치로 이동하려는 힘이 나타나고 이러한 힘이 릴럭턴스 토크인 것이다.
도 3에서 보듯이, 외부로터 및 외부스테이터 사이의 자속흐름과 내부로터 및 내부스테이터 사이의 자속흐름은 선형적으로 중첩될 수 있다.
따라서, 최대 마그네틱 토크의 발생 지점과 최대 릴럭턴스 토크의 발생지점을 일치시키는 경우에는 상기 양쪽 힘을 가장 효율적으로 이용하게 되는 것이다.
마그네틱 토크(MT)와 릴럭턴스 토크(RT)의 최대점을 일치시키는 방법은, 도 2의 두번째 그래프에서 보듯이 외부로터와 내부로터의 위상을 소정 각도 변화시키면, 조정된 마그네틱 토크(MT')와 릴럭턴스 토크(RT')의 위상이 a만큼 변화되어 최대 작용 토크점(MOP')이 형성된다는 원리를 이용한다.
즉, 내부로터와 외부로터 상호간의 소정의 결합각도에서 각각 내부 및 외부로터프레임(412,422)을 상호 결합한 후 소정의 회전속도로 운행하면서 출력전압을 측정하여 각각의 측정치 중에서 최대 전압이 발생되는 결합각도를 찾아내는 방법에 의한다(B1).
상기와 같이 배치된 내부 및 외부로터프레임을 수지재질의 연결부를 사출성형하는 과정에서 일체화시킴으로써 내부 및 외부로터프레임은 일체로 동작을 하게 된다(B2). 외부 및 내부로터프레임(412,422)은 연결부(6)에 의하여 상호 연결되어 있으므로 마그네틱 토크(MT)와 릴럭턴스 토그(RT)를 동시에 이용가능하게 되어 높은 토크를 발휘할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 구성에 의하여 다음의 효과를 얻을 수 있다.
외부로터 및 외부스테이터 사이의 마그네틱 토크와 내부로터 및 내부스테이터 사이의 릴럭턴스 토크를 동시에 이용하여 높은 토크의 발생이 가능한 효과가 있다.
또한, 내부로터에 영구자석이 아니라 플럭스 배리어를 마련한 강판을 사용함에 따라 재료비가 절감되는 효과가 있다.
또한, 고정프레임을 사용하여 내부 및 외부스테이터의 결합 및 제작이 용이하여 작업능률이 향상되는 효과가 있다.
또한, 내부로터에 플럭스 배리어를 마련한 구성의 경우에는, 내부로터의 영구자석이 고속회전시 이탈될 염려가 없는 장점이 있다. 이에 따라서 영구자석이 이탈되지 않도록 내부로터를 수지물로 일체형 사출을 하거나, 캔을 씌워 영구자석의 이탈을 방지하는 구성을 적용하지 않아도 되므로, 비용절감 및 작업성 향상의 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 외관을 이루는 하우징과,
    상기 하우징 내부에 마련된 스테이터와,
    상기 스테이터의 내부 및 외부에 위치하는 내부 및 외부로터를 포함하고,
    상기 내부 및 외부로터 중의 하나는 영구자석을 포함하고, 다른 하나는 자속 흐름을 방해하는 플럭스 배리어가 통공 형성되되,
    상기 스테이터는 외주부에 티스부가 마련된 외부스테이터코어와,
    상기 외부스테이터코어 내부에 위치하면서 내주부에 티스부가 마련된 내부스테이터코어를 포함하며, 상기 내부 및 외부스테이터코어는 상부 또는 하부에 고정프레임이 결합되는 모터.
  2. 외관을 이루는 하우징과,
    상기 하우징 내부에 마련된 스테이터와,
    상기 스테이터의 내부 및 외부에 위치하는 내부 및 외부로터를 포함하고,
    상기 내부 및 외부로터 중의 하나는 영구자석을 포함하고, 다른 하나는 자속 흐름을 방해하는 플럭스 배리어가 통공 형성되되,
    상기 스테이터는 내주부에 티스부가 마련된 외부스테이터코어와,
    상기 외부스테이터코어 내부에 위치하면서 외주부에 티스부가 마련된 내부스테이터코어를 포함하며, 상기 내부 및 외부스테이터코어는 상부 또는 하부에 고정프레임이 결합되는 모터.
  3. 제1항 및 제2항에 있어서,
    상기 영구자석을 포함하는 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 마그네틱 토크와, 상기 플럭스 배리어가 통공 형성된 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 릴럭턴스 토크의 합이 최대가 되도록 상기 내부 및 외부로터를 배치한 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부 및 외부로터를 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 연결부는 상기 영구자석을 포함하는 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 마그네틱 토크와, 상기 플럭스 배리어가 통공 형성된 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 릴럭턴스 토크의 합이 최대가 되도록 상기 내부 및 외부로터를 연결하는 모터.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 내부 및 외부스테이터코어는 별개의 부재로 마련된 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플럭스 배리어가 마련된 로터의 로터코어는 상호 연결되어 환형을 이루도록 복수개의 분할코어판이 적층되어 마련되는 모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스테이터코어는 상호 연결되어 환형을 이루도록 복수개의 분할코어판이 적층되어 마련된 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정프레임은 일정 간격으로 마련된 돌출부를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 내부 및 외부스테이터코어 사이에 삽입되는 모터.
  10. 외관을 이루는 하우징과, 상기 하우징 내부에 마련된 스테이터와, 상기 스테이터의 내부 및 외부에 위치하는 내부 및 외부로터와, 상기 내부 및 외부로터를 연결하는 연결부와, 상기 내부 및 외부로터 중의 하나는 영구자석을 포함하고, 다른 하나는 자속 흐름을 방해하는 플럭스 배리어가 통공 형성된 모터의 제조방법에 있어서,
    상기 영구자석을 포함하는 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 마그네틱 토크와, 상기 플럭스 배리어가 통공 형성된 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 최대 릴럭턴스 토크의 합이 최대가 되도록 상기 내부 및 외부로터를 배치하고, 고정프레임을 내부 및 외부스테이터코어의 상부 또는 하부에 결합하는 단계와,
    배치된 상기 내부 및 외부로터가 일체화되도록 상기 연결부를 사출성형하는단계를 포함하는 모터의 제조방법.
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