KR101628150B1

KR101628150B1 - 계자권선형 구동모터의 회전자

Info

Publication number: KR101628150B1
Application number: KR1020140158779A
Authority: KR
Inventors: 박상진; 김연호; 김기남
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2016-06-21
Also published as: KR20160057766A; US20160141924A1; DE102015213948A1; CN105610256A; JP6664890B2; JP2016096711A

Abstract

계자권선형 구동모터의 회전자가 개시된다. 개시된 계자권선형 구동모터의 회전자는 고정자의 내경 면과 소정의 공극을 두고 배치되는 것으로서, 다수 매의 강판들이 적층되어 이루어지는 회전자 코어를 포함하며, 회전자 코어는 회전자 몸체의 외주 면에 슬롯을 사이에 두고 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되며 회전자 코일이 권선되는 다수 개의 회전자 티스와, 회전자 티스의 끝단에 형성되며 고정자의 내경 면과 대면하는 회전자 슈를 포함하고, 회전자 코어는 축 방향을 따라 일정 구간 별로 회전자 티스의 폭이 상이하게 구획되도록 서로 다른 형상의 강판들이 적층된 복수 개의 코어 군을 형성할 수 있다.

Description

계자권선형 구동모터의 회전자 {ROTOR STRUCTURE OF WRSM MOTOR}

본 발명의 실시예는 계자권선형 구동 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전자 코어의 강판 적층 구조를 개선한 계자권선형 구동모터의 회전자에 관한 것이다.

일반적으로, 친환경 자동차로 불리는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차는 전기 에너지로 회전력을 얻는 전기 모터(이하에서는 "구동 모터" 라고 한다)에 의해 구동력을 발생시킬 수 있다.

예를 들면, 하이브리드 차량은 구동 모터의 동력만을 이용하는 순수 전기 자동차 모드인 EV(Electric Vehicle)모드로 주행하거나 엔진과 구동 모터의 회전력을 모두 동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle)모드로 주행한다. 그리고 일반적인 전기 자동차는 구동 모터의 회전력을 동력으로 이용하여 주행한다.

이와 같이 친환경 자동차의 동력원으로 이용되는 구동모터는 대부분 영구자석형 동기모터(Permanent Magnet Synchronous Motor: PMSM)를 사용한다. 이러한 영구자석형 동기모터는 제약된 레이아웃 조건에서 최대의 성능을 발휘하기 위해 영구자석의 성능을 극대화시킬 필요가 있다.

상기한 영구자석에서 네오디뮴(Nd) 성분은 영구자석의 세기를 개선하며, 디스프로슘(Dy) 성분은 고온 감자(Demagnetization) 내성을 개선한다. 그러나 이러한 영구자석의 희토류(Nd, Dy) 금속 성분은 중국 등 일부 국가에 제한적으로 매장되어 있고, 매우 고가이며 가격 변동이 심하다.

이를 개선하기 위해 최근에는 유도 전동기의 적용을 검토하고 있으나, 동일한 모터 성능을 발휘하기 위해서 부피, 중량 등의 사이즈 증대 량이 과다한 제약이 있다.

한편, 최근에 들어서는 친환경 자동차의 동력원으로 이용되는 구동모터로서 영구자석형 동기모터(PMSM)를 대체할 수 있는 계자권선형 동기모터(Wound Rotor Synchronous Motor: WRSM)의 개발이 진행되고 있다.

계자권선형 동기모터는 고정자 뿐만 아니라 회전자에도 코일을 권선하여 전류인가 시 회전자를 전자석화시킴으로써 영구자석형 동기모터(PMSM)의 영구자석을 대체하고 있다.

이러한 계자권선형 동기모터는 회전자가 고정자 내측에 일정 공극을 두고 배치되며, 고정자와 회전자의 코일에 전원이 인가되면 자계가 형성되고, 이들 사이에 발생되는 자기적 작용에 의해 회전자의 회전이 이루어진다.

상기와 같은 계자권선형 동기모터에서는 영구자석형 동기모터와 달리 회전자에 코일을 권선하게 되므로, 회전자의 고속 회전 시(보통 EV의 경우 최대 10,000rpm 이상), 회전자 코일에 작용하는 원심력이 상당히 크게 발생한다.

따라서, 계자권선형 동기모터는 회전자의 고속 회전 시, 회전자 코일에 작용하는 원심력에 의해 그 회전자 코일의 정렬성이 저하되며 고장이 발생할 수 있다. 이에 회전자 코일의 원심력에 의한 기계적 강도 안정성 확보를 위해서는 회전자에 회전자 코일을 정렬성 있게 권선하는 것이 무엇보다 중요하다.

한편, 계자권선형 동기모터에서 회전자는 다수 매의 강판들이 적층되어 이루어지는 회전자 코어를 구성하고 있다. 회전자 코어는 복수의 극을 가지며 회전자 코일이 권선되는 것으로, 축 방향으로 대칭인 형상으로 구비될 수 있고, 경우에 따라서는 스큐 형상으로 구비될 수도 있으며, 동일한 형상의 강판들이 적층되며 구성될 수 있다.

회전자 코어를 분할코어로 구성하지 않고 일체형의 회전자 코어에 회전자 코일을 권선하기 위해서는 노즐타입의 권선기를 사용하여 회전자 코일을 회전자 코어의 모든 극에 권선하게 된다.

여기서, 회전자 코어의 강판 적층 길이가 모터의 외경에 비해 상대적으로 작은 경우에는 회전자 코일의 권선이 용이하다. 그러나 모터의 토크를 증대시키기 위해 회전자 코어의 강판 적층 길이를 증대시킨 경우에는 축 방향으로의 회전자 코일 권선 길이도 증가하게 된다.

따라서, 종래 기술에서는 상기와 같이 강판 적층 길이(축 방향 길이)가 상대적으로 긴 회전자 코어에 노즐타입의 권선기를 사용하여 회전자 코일을 권선하는 경우, 축 방향 구간에서 회전자 코일의 장력이 저하되는 현상으로 인해 회전자 코일의 처짐 현상이 발생하는 등 회전자 코일의 정렬성이 저하될 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 강판 적층 길이가 상대적으로 긴 회전자 코어의 강판 적층 구조를 개선하여 회전자 코일의 정렬성을 확보할 수 있도록 한 계자권선형 구동모터의 회전자를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자는, 고정자의 내경 면과 소정의 공극을 두고 배치되는 것으로서, 다수 매의 강판들이 적층되어 이루어지는 회전자 코어를 포함하며, 상기 회전자 코어는 회전자 몸체의 외주 면에 슬롯을 사이에 두고 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되며 회전자 코일이 권선되는 다수 개의 회전자 티스와, 상기 회전자 티스의 끝단에 형성되며 상기 고정자의 내경 면과 대면하는 회전자 슈를 포함하고, 상기 회전자 코어는 축 방향을 따라 일정 구간 별로 상기 회전자 티스의 폭이 상이하게 구획되도록 서로 다른 형상의 강판들이 적층된 복수 개의 코어 군을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자에 있어서, 상기 회전자 코어는 축 방향 양단 측에 적어도 하나의 제1 코어 군을 각각 형성하고, 상기 제1 코어 군 사이에 적어도 하나의 제2 코어 군을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자에 있어서, 상기 제1 및 제2 코어 군은 상기 회전자 티스 폭이 서로 상이하게 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자에 있어서, 상기 제2 코어 군의 회전자 티스는 상기 제1 코어 군의 회전자 티스 보다 상대적으로 큰 폭을 지니며 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자에 있어서, 상기 제1 및 제2 코어 군은 상기 회전자 슈의 폭이 서로 상이하게 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자에 있어서, 상기 제1 및 제2 코어 군은 상기 회전자 슈의 편심 아크가 서로 상이하게 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자에 있어서, 상기 제1 및 제2 코어 군의 회전자 슈는 상기 고정자의 내경 면에 대한 공극 반경이 서로 상이하게 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자에 있어서, 상기 제1 및 제2 코어 군 사이에는 상기 회전자 티스의 폭 차이에 상응하는 모서리 단차를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자에 있어서, 상기 회전자 코어는 축 방향 양단에 제1 코어 군을 각각 형성하고, 상기 제1 코어 군 사이에서 각각의 제1 코어 군에 인접하는 제2 코어 군을 형성하며, 상기 제2 코어 군 사이에 적어도 하나의 제3 코어 군을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자에 있어서, 상기 제1,2,3 코어 군은 서로 다른 형상의 강판들이 적층되어 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자는, 고정자의 내경 면과 소정의 공극을 두고 배치되는 것으로서, 다수 매의 강판들이 적층되어 이루어지는 회전자 코어를 포함하며, 상기 회전자 코어는 회전자 몸체의 외주 면에 슬롯을 사이에 두고 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되며 회전자 코일이 권선되는 다수 개의 회전자 티스와, 상기 회전자 티스의 끝단에 형성되며 상기 고정자의 내경 면과 대면하는 회전자 슈를 포함하고, 상기 회전자 코어는 축 방향을 따라 일정 구간 별로 상기 회전자 슈의 폭이 상이하게 구획되도록 서로 다른 형상의 강판들이 적층된 복수 개의 코어 군을 형성할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자는, 고정자의 내경 면과 소정의 공극을 두고 배치되는 것으로서, 다수 매의 강판들이 적층되어 이루어지는 회전자 코어를 포함하며, 상기 회전자 코어는 회전자 몸체의 외주 면에 슬롯을 사이에 두고 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되며 회전자 코일이 권선되는 다수 개의 회전자 티스와, 상기 회전자 티스의 끝단에 형성되며 상기 고정자의 내경 면과 대면하는 회전자 슈를 포함하고, 상기 회전자 코어는 축 방향을 따라 일정 구간 별로 상기 회전자 슈의 편심 아크가 상이하게 구획되도록 서로 다른 형상의 강판들이 적층된 복수 개의 코어 군을 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예는 회전자 코어에 노즐 권선 방식으로 회전자 코일을 권선할 때, 제2 코어 군의 모서리 단차에 의해 축 방향의 코일 직선부 거리를 감소시키며 권선 코일을 지지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 노즐 권선 시행 시 제2 코어 군의 모서리 단차를 통해 회전자 코일의 장력을 향상시킴으로써 회전자 코일의 정렬성을 확보할 수 있고, 이로 인해 노즐 권선 시행 시의 작업성 및 양산성을 향상시킬 수 있으며, 회전자 코일의 점적율을 증대시키며 모터의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제2 코어 군에 있어 제1 및 제2 회전자 슈의 폭을 서로 상이하게 구성함에 따라, 고정자의 내경 면과 제1 및 제2 회전자 슈와의 공극 길이를 조절할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 고정자와 회전자의 상대 위치에 따라 변화하는 자기저항의 변화율을 최소화시키면서 토크 리플을 저감할 수 있으며, 모터 토크 및 소음/진동의 설계 자유도를 향상시킬 수도 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 제2 코어 군의 모서리 단차를 통해 토크 발생에 기여하지 않는 회전자 코일의 코일 엔드부 길이를 줄일 수 있기 때문에, 회전자 코일에서 발생하는 동손실의 저감이 가능하여 모터의 성능 및 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자에 적용되는 회전자 코어의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자에 적용되는 회전자 코어의 적층 구조에서 회전자 코일의 권선 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자에 적용되는 회전자 코어의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자에 적용되는 회전자 코어의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예는 계자권선형 구동모터에 적용되는데, 계자권선형 구동모터는 친환경 자동차에서 전기 에너지로 구동력을 얻는 하이브리드 차량용 구동모터에 적용될 수 있다.

예를 들면, 상기 계자권선형 동기모터는 기본적으로, 고정자 코일(도면에 도시되지 않음)이 권선된 고정자(도면에 도시되지 않음)와, 회전자 코일(1: 이하 도 2 참조)이 권선되며 고정자의 내측으로 배치되는 본 발명의 실시예에 따른 회전자(100)를 포함하고 있다.

상기에서 회전자(100)는 중심부 측에 회전 샤프트(도면에 도시되지 않음)가 결합되며, 그 회전자(100)의 외측 면은 고정자의 내경 면과 소정의 공극을 두고 그 고정자의 내측에 배치된다.

따라서, 상기 계자권선형 동기모터는 고정자 뿐만 아니라 회전자(100)에 회전자 코일(1)을 권선하여 전류인가 시 회전자(100)를 전자석화시키며 그 회전자(100)의 전자석과 고정자의 전자석 간 전자기의 인력 및 척력으로 구동 토크를 발생시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 상기 회전자(100)는 다수 매의 전기 강판들이 적층된 회전자 코어(10)로서, 회전 샤프트(11)가 결합되는 회전자 몸체(20)의 외주 면에 이의 원주 방향으로 일정 간격 이격되게 배치되는 다수 개의 회전자 티스(30)들을 포함한다.

상기 회전자 티스(30)에는 회전자 코일(1)이 감기는데, 그 회전자 티스(30)들 사이에는 회전자 코일(1)를 권선하기 위한 슬롯(37)이 형성된다. 즉 상기 회전자 티스(30)들은 슬롯(37)을 사이에 두고 회전자 몸체(20)에 이의 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치된다.

여기서, 상기 회전자 티스(30)들 사이의 슬롯(37)에는 그 회전자 티스(30)에 권선된 회전자 코일(1)을 절연하기 위한 절연수지(도면에 도시되지 않음)가 몰딩될 수도 있다. 그리고, 상기 회전자 티스(30)의 끝단에는 회전자 코일(1)을 지지하며 고정자의 내경 면과 소정의 공극을 두고 대면하는 회전자 슈(40)를 형성하고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자(100)는 토크를 증대시키기 위해 강판들의 축 방향 적층 길이를 증대시킨 구조로서, 회전자 코어(10)의 강판 적층 구조를 개선하여 회전자 코일의 정렬성을 확보할 수 있는 구조로 이루어진다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 회전자 코어(10)에 대한 회전자 코일(1)의 정렬성을 확보함으로써 모터의 토크 및 효율을 향상시킬 수 있고, 소음 및 진동 특성을 개선할 수 있으며, 노즐 권선 시행 시의 작업성 및 양산성을 향상시킬 수 있는 계자권선형 구동모터의 회전자(100)를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자(100)는 축 방향을 따라 일정 구간 별로 회전자 티스(30)의 폭이 상이하게 구획되도록 서로 다른 형상의 강판들이 적층된 복수 개의 코어 군(51, 52)을 형성하는 회전자 코어(10)를 구성할 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 실시예에서 상기 회전자 코어(10)는 축 방향 양단 측에 제1 코어 군(51)을 각각 형성하고, 제1 코어 군(51) 사이에 제2 코어 군(52)을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 코어 군(51, 52)은 다수 개의 강판들이 적층되어 진 후 회전 샤프트(도면에 도시되지 않음)에 각각 조립될 수 있다.

이하에서는 상기 제1 코어 군(51)에서의 회전자 티스를 제1 회전자 티스(31)로 정의하며, 상기 제2 코어 군(52)에서의 회전자 티스를 제2 회전자 티스(32)로 정의한다. 그리고 상기 제1 코어 군(51)에서의 회전자 슈를 제1 회전자 슈(41)로 정의하고, 상기 제2 코어 군(52)에서의 회전자 슈를 제2 회전자 슈(42)로 정의한다.

본 발명의 실시예에 의한 상기 제1 및 제2 코어 군(51, 52)은 제1 및 제2 회전자 티스(31, 32)의 폭(a1, a2)이 서로 상이하게 구비된다. 예를 들면 도 2에서와 같이 상기 제2 코어 군(52)의 제2 회전자 티스(32)는 제1 코어 군(51)의 제1 회전자 티스(31)의 폭(a1) 보다 상대적으로 큰 폭(a2)을 지니며 형성될 수 있다.

더 나아가, 상기 제1 및 제2 코어 군(51, 52)은 도 2에서와 같이 제1 및 제2 회전자 슈(41, 42)의 폭(b1, b2)이 서로 상이하게 구비될 수 있다.

대안으로서 본 발명에서는 상기와 같이 제1 및 제2 회전자 슈(41, 42)의 폭(b1, b2)이 서로 상이하게 구비되는 것에 반드시 한정되지 않고, 제1 및 제2 회전자 슈(41, 42)의 폭(b1, b2)이 서로 동일할 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 제2 코어 군(52)의 제2 회전자 티스(32)가 제1 코어 군(51)의 제1 회전자 티스(31)의 폭(a1) 보다 상대적으로 큰 폭(a2)을 지님에 따라 도 3에서와 같은 회전자 코어(10)의 형상으로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 실시예에서 상기 제1 및 제2 코어 군(51, 52) 사이에는 제1 및 제2 회전자 티스(31, 32)의 폭 차이에 상응하는 모서리 단차(35)를 형성하고 있다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 회전 샤프트(11)의 양단 측에 제1 코어 군(51)이 각각 위치하고, 제1 코어 군(51) 사이에 제2 코어 군(52)이 위치하며, 제2 코어 군(52)의 제2 회전자 티스(32)가 제1 코어 군(51)의 제1 회전자 티스(31)의 폭(a1) 보다 상대적으로 큰 폭(a2)을 지님으로써 제2 코어 군(52)에 모서리 단차(35)를 형성할 수 있다.

다시 말하면, 본 발명의 실시예에서는 제1 코어 군(51)의 제1 회전자 티스(31) 보다 폭이 큰 제2 회전자 티스(32)를 가진 제2 코어 군(52)이 축 방향 중간에 위치하고, 상기한 제1 코어 군(51)이 축 방향 양측에 각각 위치하며 제2 코어 군(52)에 모서리 단차(35)를 형성할 수 있다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자(100)에 의하면, 회전자 코어(10)에 노즐 권선 방식으로 회전자 코일(1)을 권선할 때, 제2 코어 군(52)의 모서리 단차(35)에 의해 축 방향의 코일 직선부 거리를 감소시키며 권선 코일을 지지할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 노즐 권선 시행 시 제2 코어 군(52)의 모서리 단차(35)를 통해 회전자 코일(1)의 장력을 향상시킴으로써 회전자 코일(1)의 정렬성을 확보할 수 있고, 이로 인해 노즐 권선 시행 시의 작업성 및 양산성을 향상시킬 수 있으며, 회전자 코일(1)의 점적율을 증대시키며 모터의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제2 코어 군(51, 52)에 있어 제1 및 제2 회전자 슈(41, 42)의 폭(b1, b2)을 서로 상이하게 구성함에 따라, 고정자의 내경 면과 제1 및 제2 회전자 슈(41, 42)와의 공극 길이를 조절할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 제2 코어 군(52)의 모서리 단차(35)를 통해 토크 발생에 기여하지 않는 회전자 코일(1)의 코일 엔드부(3: 도 3 참조) 길이를 줄일 수 있기 때문에, 회전자 코일(1)에서 발생하는 동손실의 저감이 가능하여 모터의 성능 및 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자에 적용되는 회전자 코어의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자(200)는 전기 실시예에서와 같이 제1 및 제2 회전자 티스(131, 132)의 폭(a1, a2)이 상이한 구조를 기본으로 하면서, 제1 및 제2 회전자 슈(141, 142)의 편심 아크(c1, c2)가 서로 상이한 제1 및 제2 코어 군(151, 152)을 포함하는 회전자 코어(110)를 구성할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서 상기 제1 및 제2 코어 군(151, 152)의 제1 및 제2 회전자 슈(141, 142)는 고정자의 내경 면에 대한 공극 반경(R1, R2)이 서로 상이하게 구비될 수도 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2 회전자 슈(141, 142)의 폭(b1, b2)은 상호 동일할 수 있으며, 서로 상이할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 및 제2 코어 군(151, 152)의 제1 및 제2 회전자 슈(141, 142)에 있어 편심 아크(c1, c2)가 서로 상이하고, 고정자의 내경 면에 대한 공극 반경(R1, R2)이 서로 상이하므로, 모터 토크 및 소음/진동의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 회전자 코어(110)로서 제1 및 제2 회전자 티스(131, 132)의 폭(a1, a2)이 서로 상이한 구조를 기본으로 하며, 제1 및 제2 회전자 슈(141, 142)의 폭(b1, b2) 및/또는 편심 아크(c1, c2)가 서로 상이한 제1 및 제2 코어 군(151, 152)을 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

대안으로서, 본 발명에서는 제1 및 제2 회전자 티스(131, 132)의 폭(a1, a2)이 서로 상이하지 않은 구조를 기본으로 하면서, 제1 및 제2 회전자 슈(141, 142)의 폭(b1, b2)이 서로 상이한 제1 및 제2 코어 군(151, 152)을 포함하는 회전자 코어(110)를 구성할 수도 있다.

즉, 본 발명에서 회전자 코어(110)는 축 방향을 따라 일정 구간 별로 회전자 슈(141, 142)의 폭(b1, b2)이 상이하게 구획되도록 서로 다른 형상의 강판들이 적층된 복수 개의 코어 군(151, 152)을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 제1 및 제2 회전자 티스(131, 132)의 폭(a1, a2)이 서로 상이하지 않은 구조를 기본으로 하면서, 제1 및 제2 회전자 슈(141, 142)의 편심 아크(c1, c2)가 서로 상이한 제1 및 제2 코어 군(151, 152)을 포함하는 회전자 코어(110)를 구성할 수도 있다.

즉, 본 발명에서 회전자 코어(110)는 축 방향을 따라 일정 구간 별로 회전자 슈(141, 142)의 편심 아크(c1, c2)가 상이하게 구획되도록 서로 다른 형상의 강판들이 적층된 복수 개의 코어 군(151, 152)을 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계자권선형 구동모터의 회전자(300)는 전기 실시예들에서와 같이 강판 적층 구조의 형상이 서로 다른 코어 군(251, 252)이 각각 2개 이상으로서 구비되는 회전자 코어(210)를 구성할 수도 있다.

예를 들면, 본 발명의 실시예에서는 회전 샤프트(211)의 축 방향 양단에 제1 코어 군(251)을 각각 형성하고, 제1 코어 군(251) 사이에서 각각의 제1 코어 군(251)에 인접하는 제2 코어 군(252)을 형성하며, 제2 코어 군(252) 사이에 적어도 하나의 제3 코어 군(253)을 형성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 계자권선형 구동모터의 회전자(300)에 대한 나머지 구성 및 작용 효과는 전기 실시예들에서와 같으므로, 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 회전자 코일 3... 코일 엔드부
10... 회전자 코어 11... 회전 샤프트
20... 회전자 몸체 30... 회전자 티스
31... 제1 회전자 티스 32... 제2 회전자 티스
35... 모서리 단차 37... 슬롯
40... 회전자 슈 41... 제1 회전자 슈
42... 제2 회전자 슈 51... 제1 코어 군
52... 제2 코어 군 a1, a2.. 회전자 티스 폭
b1, b2... 회전자 슈 폭

Claims

계자권선형 구동모터에서 고정자의 내경 면과 소정의 공극을 두고 배치되는 회전자로서,
다수 매의 강판들이 적층되어 이루어지는 회전자 코어를 포함하며,
상기 회전자 코어는 회전자 몸체의 외주 면에 슬롯을 사이에 두고 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되며 회전자 코일이 권선되는 다수 개의 회전자 티스와, 상기 회전자 티스의 끝단에 형성되며 상기 고정자의 내경 면과 대면하는 회전자 슈를 포함하고,
상기 회전자 코어는 축 방향을 따라 일정 구간 별로 상기 회전자 티스의 폭이 상이하게 구획되도록 서로 다른 형상의 강판들이 적층된 복수 개의 코어 군을 형성하고,
상기 회전자 코어는,
축 방향 양단 측에 적어도 하나의 제1 코어 군을 각각 형성하고, 상기 제1 코어 군 사이에 적어도 하나의 제2 코어 군을 형성하며,
상기 제2 코어 군의 회전자 티스는 상기 제1 코어 군의 회전자 티스 보다 상대적으로 큰 폭을 지니며 형성되고,
상기 제2 코어 군의 상기 회전자 슈의 편심 아크가 상기 제1 코어 군의 상기 회전자 슈의 편심 아크와 상이하게 형성되며,
상기 제1 및 제2 코어 군의 회전자 슈에서 상기 제2 코어 군의 회전자 슈의 공극 반경이 상기 제1 코어 군의 회전자 슈의 공극반경과 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 계자권선형 구동모터의 회전자.
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코어 군은 상기 회전자 슈의 폭이 서로 상이하게 구비되는 것을 특징으로 하는 계자권선형 구동모터의 회전자.
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 코어 군 사이에는 상기 회전자 티스의 폭 차이에 상응하는 모서리 단차를 형성하는 것을 특징으로 하는 계자권선형 구동모터의 회전자.
제1 항에 있어서,
상기 회전자 코어는,
축 방향 양단에 제1 코어 군을 각각 형성하고, 상기 제1 코어 군 사이에서 각각의 제1 코어 군에 인접하는 제2 코어 군을 형성하며, 상기 제2 코어 군 사이에 적어도 하나의 제3 코어 군을 형성하고,
상기 제1,2,3 코어 군은 서로 다른 형상의 강판들이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 계자권선형 구동모터의 회전자.
삭제
삭제