KR101919697B1 - A magnetic core for rotor and a brushless d.c. motor using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 브러시리스 DC 모터 및 여기에 적용된 로터용 자심에 관한 것이다.The present invention relates to a brushless DC motor and a magnetic core for a rotor applied thereto.
영구자석을 회전자의 내부에 삽입하는 브러시리스 DC 모터의 효율을 높이기 위해 회전자의 자심에 자속 배리어(flux barrier)를 적용하는 것이 일반적이다. 자속 배리어는 자속의 유출을 방지하고 코깅 토크를 줄이고 토크 리플을 방지하기 위한 하나의 대응책으로 사용되고 있다.It is common to apply a flux barrier to the magnetic core of the rotor to increase the efficiency of the brushless DC motor which inserts the permanent magnet into the rotor. The magnetic flux barrier is used as a countermeasure to prevent leakage of magnetic flux, reduce cogging torque and prevent torque ripple.
전자계적인 측면에서, 자심에 설치된 영구자석의 양 끝에 쐐기 모양의 자속 배리어를 배치하는 것은 진동주파수의 고조파 성분들을 저감할 수 있다.In terms of the electromagnetic field, disposing a wedge-shaped magnetic flux barrier at both ends of the permanent magnet installed at the magnetic core can reduce the harmonic components of the vibration frequency.
그런데 모터가 점차 고속 회전하는 방향으로 연구가 진행됨에 따라 자심에 작용하는 원심력이 급속도로 증가하게 되었다. 이에 자속 배리어를 형성하더라도 저속 회전시에는 문제가 발생하지 않던 자심의 강성에 문제가 발생하기 시작하였다. 즉 자속 배리어로 인해 로터의 바깥쪽, 즉 주벽면(circumferential wall) 쪽의 변형이 심해지게 된다.However, the centrifugal force acting on the magnetic core has rapidly increased as the motor has been studied in the direction of increasingly high-speed rotation. Therefore, even if a magnetic flux barrier is formed, a problem arises in the stiffness of the magnetic core, which did not cause a problem during low-speed rotation. That is, due to the magnetic flux barrier, deformation on the outer side of the rotor, that is, on the side of the circumferential wall becomes severe.
코깅 토크를 줄이고 토크 리플을 억제하기 위한 자속 배리어 구조는 모터가 고속 회전할수록 더 필요하지만, 자속 배리어 구조는 회전 속도가 증가함에 따라 그만큼 더욱 증가하게 되는 원심력을 견디기 위한 강성을 저해한다는 점에서 이에 대한 해결책이 요구된다.The magnetic flux barrier structure for reducing the cogging torque and suppressing the torque ripple is required as the motor rotates at a high speed. However, since the magnetic flux barrier structure deteriorates the rigidity to withstand the centrifugal force that increases as the rotational speed increases, A solution is required.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기존의 자속 배리어의 자계 성능은 유지하되 회전 강성은 강화시킬 수 있는 자심 구조와, 이를 적용한 브러시리스 DC모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic core structure capable of maintaining the magnetic field performance of a conventional magnetic flux barrier and enhancing rotational rigidity, and a brushless DC motor using the same.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 로터의 회전축이 삽입되는 삽입홀(19); 상기 삽입홀을 기준으로 반경 방향으로 이격된 위치에서 원주방향으로 등 간격으로 배치되며 복수 개의 영구자석(30)이 각각 삽입되는 자석수용부(11); 상기 각각의 자석수용부(11)의 중앙부에서 반경 방향으로 연장되어 자석수용부(11)보다 반경방향으로 내측에 배치되는 부분과 자석수용부(11)보다 반경방향으로 외측에 배치되는 부분을 서로 연결하고, 이에 따라 자석수용부(11)를 제1부분(111)과 제2부분(112)으로 2분할하는 분할리브(21); 상기 각각의 자석수용부(11)의 양단에 마련되어 상기 자석수용부에 수용된 영구자석의 측면 단부 및 상기 측면 단부와 이어지되 상기 자석수용부에서 멀어지는 방향으로 중공부가 형성되어 자속이 흐르는 것을 방지하는 자속 배리어(flux barrier; 13); 이웃하는 두 자석수용부가 서로 마주하는 단부에 각각 마련된 두 자속 배리어 사이에 배치되며, 자속 배리어보다 반경 방향으로 외측에 위치하는 주벽면(17)과 자속 배리어보다 반경 방향으로 내측에 배치되는 부분을 서로 연결하는 지지리브(15); 및 상기 자속 배리어를 가로지르며 상기 주벽면(17)으로부터 상기 자석수용부(11) 쪽으로 내향 연결되는 보강리브(23);를 포함하는 로터용 자심을 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rotor comprising: an insertion hole (19) into which a rotary shaft of a rotor is inserted; A magnet accommodating portion (11) arranged at equal intervals in a circumferential direction at a radially distant position with respect to the insertion hole and having a plurality of permanent magnets (30) inserted therein; A portion radially extending from the central portion of each of the
상기 보강리브(23)는 상기 자석수용부(11)에 수용되는 영구자석의 단부의 외측 꼭지점(outer corner) 부근 쪽으로 연결될 수 있다.The reinforcing
상기 보강리브(23)의 연장 방향은 상기 회전축을 중심으로 반경 방향으로 연장될 수 있다.The extending direction of the reinforcing
상기 보강리브(23)의 연장 방향은 자석수용부(11) 쪽의 단부를 기준으로 상기 회전축의 반경 방향에 대해 ±10°의 범위 내일 수 있다.The extending direction of the reinforcing
상기 보강리브(23)의 두께는 0.3 mm 이상 0.8mm 이하일 수 있다.The thickness of the reinforcing
상기 보강리브의 두께는 상기 보강리브의 연장 방향으로 균일하게 유지되는 형태일 수 있다.The thickness of the reinforcing rib may be uniformly maintained in the extending direction of the reinforcing rib.
상기 자석수용부(11)에 수용되는 영구자석의 단부의 내측 꼭지점(inner corner) 부근에는 영구자석의 측방향 유동을 방지하는 단턱부(113)가 마련되고, 상기 단턱부는 상기 지지리브(15)까지 연장된 형태일 수 있다.A
또한 본 발명은, 상기 로터용 자심; 상기 자석수용부(11)에 수용된 영구자석(30); 및 상기 삽입홀에 끼워진 회전축;을 포함하는 로터와, 상기 로터를 둘러싸는 스테이터를 포함하는 브러시리스 DC모터를 제공한다.Further, the present invention is characterized in that: the magnetic core for the rotor; A permanent magnet (30) housed in the magnet accommodating portion (11); And a rotating shaft fitted in the insertion hole, and a stator surrounding the rotor.
본 발명에 따르면, 자심에 매립된 자석 끝단의 자속 배리어의 바깥쪽 꼭지점 부분에 로터의 반경 방향으로 불연속되도록 얇은 공간을 메우므로, 기존의 자속 배리어 본연의 자계 성능(토크리플 저감 및 모터 고효율화)을 최대한 유지하면서도 회전 강성을 극도로 높일 수 있어 고속 회전하는 로터의 강성을 개선할 수 있다.According to the present invention, since a thin space is filled in the outer vertex portion of the magnetic flux barrier at the end of the magnet embedded in the magnetic core so as to be discontinuous in the radial direction of the rotor, the magnetic flux performance inherent in the conventional magnetic flux barrier (torque ripple reduction and motor high efficiency) The rotation rigidity can be extremely increased while maintaining the maximum, and the rigidity of the rotor rotating at a high speed can be improved.
또한 강성 보강용 보강리브가 로터의 반경 방향으로 연장되도록 하여 최소한의 불연속 부분만으로도 최대한 회전강성을 높일 수 있고 자속의 누설은 최소화할 수 있다.In addition, the stiffening reinforcing rib extends in the radial direction of the rotor, so that the rotational stiffness can be maximized and the leakage of the magnetic flux can be minimized even with a minimum discontinuous portion.
상기 보강리브는 자석 끝부분을 기준으로 상기 로터의 반경 방향에 대해 ±10°의 범위 내에 있을 경우, 안정적인 회전 강성 보강이 보장된다.When the reinforcing rib is within a range of +/- 10 DEG with respect to the radial direction of the rotor with respect to the magnet end portion, stable rotation rigidity reinforcement is ensured.
이러한 자속 배리어 구조에 따르면, 초고속 모터에도 자속 배리어 구조가 적용된 로터를 사용할 수 있게 된다.According to such a magnetic flux barrier structure, a rotor to which a magnetic flux barrier structure is applied can also be used for an ultra-high speed motor.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
도 1은 본 발명에 따른 로터의 단면도를 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 로터의 자속 배리어 부분에 보강리브를 더 적용하여 회전강성을 개선한 구조를 나타낸 도면, 그리고
도 3은 도 2의 A 부분의 확대도이다.1 is a cross-sectional view of a rotor according to the present invention,
FIG. 2 is a view showing a structure in which rotational rigidity is improved by further applying a reinforcing rib to the magnetic flux barrier portion of the rotor of FIG. 1; and
3 is an enlarged view of a portion A in Fig.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to inform.
브러시리스 DC모터의 로터의 회전축에는 도 1에 도시된 바와 같은 자심(10)이 설치된다. 자심은 강판을 복수 개 적층한 구조로 제작된다. 도 1에 도시된 자심은 자심을 적층 방향으로 바라본 형상이다. 즉 도 1에 도시된 형태의 얇은 강판을 도 1의 도면의 깊이 방향(종이를 뚫고 들어가는 방향)으로 적층하여 자심이 제작된다.The rotor core of the brushless DC motor is provided with a
자심의 중앙부에는 로터의 회전축이 삽입되는 삽입홀(19)이 마련되고, 자심의 외주면(outer circumferential surface)은 상기 삽입홀(19)을 중심으로 하는 원형의 프로파일을 가진다. 원형의 프로파일은 자심이 그 중심을 기준으로 회전할 때 외주면에서 공기 저항이 발생하는 것을 방지한다.The center of the magnetic core is provided with an
자심(10)의 중심을 기준으로 그 둘레에는 복수 개의 영구자석(30)이 삽입되는 자석수용부(11)가 마련된다. 본 발명의 실시예에서는 4극의 영구자석이 90도 간격으로 매립된 것이 예시되나 이는 하나의 실시예에 불과하다. 가령 6극의 영구자석이 사용되는 것 역시 가능하며, 자심의 직경을 보다 직경을 크게 하고 60도 간격으로 6극의 영구자석을 매립할 수도 있다.A
비록 도시하지는 아니하였으나, 상기 로터의 자심의 외측 둘레로는 티스(teeth)에 권선이 되어 있는 스테이터가 최소 간격을 유지하며 이격 배치되어 브러시리스 DC모터를 구성한다.Although not shown, a stator having windings on teeth around the outer periphery of the magnetic core of the rotor is spaced apart from each other with a minimum interval to constitute a brushless DC motor.
상기 자심(10)의 1극의 영구자석의 양단부에는 자속의 누설을 방지하기 위한 자속 배리어(13)가 각각 마련된다. 자속배리어는 도시된 바와 같이 영구자석의 측면에서 시작하여, 도 1에 도시된 바와 같이 영구자석의 자극(f)에 의해 플럭스가 발생하는 자심 영역(점선의 안쪽 부분)을 침범하는 방향(I)으로 자심의 외주면을 따라 자석을 에워싸는 방향으로 쐐기 형상으로 연장된다. 상기 자속 배리어는 자심 부분에 마련된 중공부이며, 자심 영역(점선의 안쪽 부분)을 침범하는 방향(I)으로 연장된 형상은 자속 배리어 효과를 크게 증가시키지만 고속 회전에 대한 자심의 강성은 약화시킨다.A
이웃하는 두 영구자석의 자속배리어(17)는 서로 연통하지 않으며, 지지리브(15)에 의해 공간적으로 격리된다. 즉, 지지리브(15)는 자속배리어의 중공부에 의해 규정되는 자심의 최외곽 부재 부분인 주벽면(17)과 자심 본체를 연결하는 형상이 된다. 지지리브(15)는 상기 주벽면(17)에 원심력이 작용하더라도 상기 주벽면을 자심 본체 방향으로 지지해주게 된다. The
한편 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 자심은 1극의 영구자석이 2분할 수용되는 형태가 예시된다. 1극의 영구자석이 길게 하나로 하나의 자석 수용부(11)에 수용되는 구조의 경우, 영구자석보다 더 외곽에 배치되는 자심 부분은 오로지 지지리브(15)와 주벽면(17) 구조에 의해 원심력에 저항할 수밖에 없다. 이러한 구조는 특히 고속 회전하는 로터에서는 더욱 취약한 강성을 가지게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the magnetic core of the present invention has a form in which one permanent magnet is accommodated in two. In the case of a structure in which one permanent magnet is accommodated in one long
반면 도 1에 도시된 바와 같이 1극의 영구자석을 자석수용부의 제1부분(111)과 제2부분(112)으로 분할해서 수용하게 되면, 자석수용부(11)를 두 부분(111,112)으로 분할하는 분할리브(21)가 영구자석보다 외곽에 배치되는 자심 부분과 영구자석보다 안쪽으로 배치되는 자심 부분을 서로 연결하며 지지하게 된다. 따라서 분할리브(21)는 자심의 회전강성을 크게 보강하게 된다.On the other hand, as shown in FIG. 1, when the permanent magnet of one pole is divided and accommodated into the
아울러 분할리브(21)에 의해 1극의 영구자석을 분할하면, 자석 내의 자속 손실 역시 줄일 수 있다는 이점이 있다.In addition, dividing the permanent magnet of one pole by the
상술한 분할리브(21)는 영구자석(30)에 작용하는 원심력을 지탱해 준다. 그러나 상기 분할리브(21)의 구조만으로는, 측방으로 길게 형성된 영구자석(30)에 작용하는 원심력을 확실히 지지하기에 부족한 점이 있다. 즉 측방으로 길게 연장된 형태의 영구자석(30)에서, 상기 분할리브(21)와 접하는 쪽의 영구자석 부분의 제1단부는 분할리브(21)에 의해 확실한 지지가 가능하다. 반면 분할리브(21)에 의해 지지되는 부분의 반대편인 제2단부는 지지 구조가 부족하다. 특히 분할리브(21)에 의해 지지되는 영구자석의 제1단부보다 그 반대편의 제2단부는 로터의 회전중심에서 더 멀리 배치되므로 원심력이 더욱 작용하게 되고, 이는 영구자석의 제2단부 쪽이 반경방향으로 멀어지는 방향, 그리고 제1단부에서 제2단부 쪽으로 향하는 측방으로 작용하게 된다. 이러한 현상은 분할리브(21)에 의해 영구자석이 2분할된 형태로 매립되는 것에 기인한다.The aforementioned divided
이러한 점을 감안하여 본 발명은, 도 1에 도시된 바와 같이, 영구자석(30)의 제2단부의 내측 꼭지점 부근의 자심 부분에 단턱부(113)를 형성하여 영구자석(30)의 제2단부를 지지하도록 하였다. 이러한 단턱부(113)의 돌출 높이는 자속의 누설을 방지하기 위해 최소한의 높이로 형성되는 것이 바람직하다.1, the present invention is characterized in that a
다만, 10만rpm 이상 초고속 회전을 하는 경우 이러한 정도의 단턱부(113) 구조는 영구자석에 작용하는 원심력에 의해 영구자석이 측방으로 이동하는 힘을 지탱하기에 부족할 수 있다. 이러한 점을 감안하여 본 발명에서는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 단턱부(113)가 영구자석의 제2단부의 내측 꼭지점 부근에서 돌출되고, 더 측방으로 연장되어 상기 지지리브(15)까지 연장되는 형태로 함으로써, 단턱부(113)의 강성을 더욱 보강한 형태를 적용하였다.However, in the case of an ultra-high speed rotation of 100,000 rpm or more, the degree of the
상술한 단턱부 구조는 원심력에 의해 영구자석이 제1단부에서 제2단부 쪽으로 향하는 측방으로 받게 되는 힘에 저항한다.The stepped structure described above is resistant to the force that the permanent magnet receives laterally from the first end toward the second end by the centrifugal force.
다음으로, 영구자석의 제2단부 쪽이 반경방향으로 멀어지는 방향으로 작용하는 원심력에 대한 보강구조로서, 본 발명에서는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 자속 배리어 부분에 불연속 부분을 형성한다. 이러한 불연속 부분은 영구자석의 제2단부에 대응하는 자석수용부(11)의 외측 꼭지점 부분과 주벽면(17)을 연결하는 보강리브(23) 형태로 마련된다.Next, as a reinforcement structure for centrifugal force acting in the radial direction away from the second end portion of the permanent magnet, a discontinuous portion is formed in the magnetic flux barrier portion as shown in Figs. 2 and 3 in the present invention. This discontinuous portion is provided in the form of a reinforcing
보강리브(23)는 영구자석의 제2단부 부분에 집중되는 로터의 반경 방향으로의 원심력에 저항하기 위한 구조이므로, 로터의 중심(O)을 기준으로 하여 반경 방향으로 연장되는 형태로 제작된다. 그리고 상기 보강리브(23)의 두께는 0.3mm 이상 0.8mm 이하인 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 0.5mm인 것이 좋다.The reinforcing
보강리브(23)의 두께가 0.8mm 이상으로 넓어지면 자속의 유출이 커져서 모터의 효율 감소로 이어지며, 더 이상 로터의 회전 강성을 보강하는 효과가 괄목할 만큼 증가되지 않는다. 반면 보강리브(23)의 두께가 0.3mm 이하로 얇아지면 자속의 유출을 감소시키는 효과는 그다지 커지지 않으면서 보강리브의 강성이 급격히 취약해지게 된다.If the thickness of the reinforcing
금형 제작 시 가공 용이성과 가공 편차 등이 모두 원활한 두께로서 상기 보강리브의 두께는 0.5mm인 것이 바람직하다. 금형의 고도화가 가능하다면 보강리브의 두께는 0.5mm보다 더 얇게 할 수도 있다.It is preferable that the thickness of the reinforcing rib is 0.5 mm when the mold is easy to be processed and the processing deviation is all smooth. If the mold can be upgraded, the thickness of the reinforcing rib may be made thinner than 0.5 mm.
한편 상기 보강리브의 두께는 그 연장방향을 따라 동일하게 유지되어 경량화와 더불어 강성을 유지하고, 자속의 누출은 최소화하도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the thickness of the reinforcing ribs is maintained in the same direction along the extending direction thereof, so that the rigidity can be maintained while reducing weight, and leakage of the magnetic flux can be minimized.
다음으로, 자석수용부(11)와 연결되는 보강리브(23)의 위치는 자석수용부(11)에 수용되는 영구자석의 제2단부 쪽 위치와 대응하는 자석수용부(11)의 가장자리이다. 분할리브(21)에 의해 영구자석의 제1단부는 단단히 지지되므로, 영구자석은 원심력에 의해 제1단부를 중심으로 제2단부가 바깥쪽으로 회전하는 방향으로 거동하려는 힘을 받게 된다. 따라서 영구자석에 작용하는 이러한 모멘트에 가장 효과적으로 저항하기 위해서는 보강리브(23)가 위치가 자석수용부(11)의 가장자리에 연결되는 것이 좋다.The position of the reinforcing
상기 자석수용부(11)의 가장자리를 기점으로 보강리브(23)가 연장되는 방향은, 도 3에 도시된 바와 같이, 로터의 반경 방향과 일치하는 방향을 기준으로, 영구자석의 제1방향 쪽으로 기울어지는 방향(a), 그리고 그 반대방향(b)으로 기울어지는 방향으로 다소 각도를 주는 것이 가능하다.3, the direction in which the reinforcing
아래의 표는 상기 보강리브(23)의 연장 방향에 따라 자심의 주벽면(17)의 반경방향으로의 변형 정도, 주벽면에 작용하는 최대 응력, 그리고, 모터의 토크 출력을 나타낸 것이다.The table below shows the degree of deformation of the magnetic core in the radial direction of the
(a방향)20 degrees
(a direction)
(a방향)10 degrees
(a direction)
(b방향)10 degrees
(direction b)
(b방향)20 degrees
(direction b)
변화
(μm)Diameter of magnetic core
change
(μm)
(MPa)Maximum stress
(MPa)
(Nm)Torque output
(Nm)
상기 실험은 로터를 18,000rpm으로 회전하여 얻은 결과이고, 토크 출력은 동일 회전 속도 및 전류 조건에서 측정되었다.The experiment was the result of rotating the rotor at 18,000 rpm and the torque output was measured at the same rotational speed and current conditions.
살펴보면, 최대응력은 보강리브(23)가 로터의 반경 방향과 일치하는 방향으로 연장될 때 가장 작게 나타났으며, 자심의 직경 변화는 보강리브(23)가 a 방향으로 10도 기울어진 방향으로 연장될 때 가장 작게 나타났다. 따라서 보강리브(23)가 로터의 반경 방향과 일치하는 각도 내지 a 방향으로 10도 기울어진 방향의 범위 내에 있을 때 최대응력이 가장 적게 나타나고 자심의 직경 변화가 가장 작게 나타나는 효과를 누릴 수 있다. 보강리브의 연장 방향의 각도에 따라 토크 출력이 감소되는 경향은 거의 없었다.The maximum stress is the smallest when the reinforcing
반면, 보강리브의 연장 각도가 a 방향으로 20도인 경우 자심의 직경 변화량과 최대 응력이 비약적으로 증가하는 측면이 있었다. 또한 보강리브의 연장 각도가 b 방향으로 20도인 경우 토크 출력이 감소하면서 자심의 직경 변화와 최대 응력 역시 증가하는 경향을 가지게 된다.On the other hand, when the extending angle of the reinforcing rib is 20 degrees in the direction a, there is a side where the diameter change amount and the maximum stress of the magnetic core drastically increase. Also, when the extension angle of the reinforcing rib is 20 degrees in the b direction, the torque output decreases and the change of the diameter of the core and the maximum stress also tend to increase.
이러한 점을 감안하여 본 발명에서는 보강리브의 연장 각도가 'a방향으로 10도 ~ b 방향으로 10도' 범위 내에 있도록 하였다. 또한 보다 바람직하게는, 보강리브의 연장 각도가 'a방향으로 10도 ~ 로터의 반경방향' 범위 내에 있도록 하는 것이 좋다.In consideration of this point, in the present invention, the extending angle of the reinforcing rib is in the range of 10 degrees in the a direction to 10 degrees in the b direction. More preferably, the extending angle of the reinforcing rib is in the range of 10 degrees to the direction a to the radial direction of the rotor.
상술한 보강리브의 연장각도 범위는 상기 로터용 자심을 적용한 브러시리스 DC모터에서 토크 리플의 1차 기본파를 최소화시키고 효율 특성을 개선하는 효과를 가진다.The extension angle range of the reinforcing rib has the effect of minimizing the primary fundamental wave of the torque ripple and improving the efficiency characteristic in the brushless DC motor to which the rotor core is applied.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is obvious that a transformation can be made. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the effects of the present invention are not explicitly described and described, but it is needless to say that the effects that can be predicted by the configurations should also be recognized.
10: 자심
11: 자석수용부
111: 제1부분
112: 제2부분
113: 단턱부
13: 자속 배리어
15: 지지리브
17: 주벽면
19: 삽입홀
21: 분할리브
23: 보강리브
30: 영구자석10: Confidentiality
11: Magnet accommodating portion
111: first part
112: second part
113:
13: magnetic flux barrier
15: Support rib
17: Main wall
19: Insertion hole
21: split rib
23: reinforcing rib
30: permanent magnet
Claims (8)
상기 삽입홀을 기준으로 반경 방향으로 이격된 위치에서 원주방향으로 등 간격으로 배치되며 복수 개의 영구자석(30)이 각각 삽입되는 자석수용부(11);
상기 각각의 자석수용부(11)의 중앙부에서 반경 방향으로 연장되어 자석수용부(11)보다 반경방향으로 내측에 배치되는 부분과 자석수용부(11)보다 반경방향으로 외측에 배치되는 부분을 서로 연결하고, 이에 따라 자석수용부(11)를 제1부분(111)과 제2부분(112)으로 2분할하는 분할리브(21);
상기 각각의 자석수용부(11)의 양단에 마련되어 상기 자석수용부에 수용된 영구자석의 측면 단부 및 상기 측면 단부와 이어지되 상기 자석수용부에서 멀어지는 방향으로 중공부가 형성되어 자속이 흐르는 것을 방지하는 자속 배리어(flux barrier; 13);
이웃하는 두 자석수용부가 서로 마주하는 단부에 각각 마련된 두 자속 배리어 사이에 배치되며, 자속 배리어보다 반경 방향으로 외측에 위치하는 주벽면(17)과 자속 배리어보다 반경 방향으로 내측에 배치되는 부분을 서로 연결하는 지지리브(15); 및
상기 자속 배리어를 가로지르며 상기 주벽면(17)으로부터 상기 자석수용부(11) 쪽으로 내향 연결되는 보강리브(23);를 포함하고,
상기 자속 배리어는 영구자석의 자극(f)에 의해 플럭스가 발생하는 자심 영역을 침범하는 방향(I)으로 자심의 외주면을 따라 자석을 에워싸는 방향으로 연장되고,
상기 보강리브(23)는 상기 자석수용부(11)에 수용되는 영구자석의 단부의 외측 꼭지점(outer corner) 부근 쪽으로 연결되며,
상기 보강리브(23)의 연장 방향은 자석수용부(11) 쪽의 단부를 기준으로 상기 회전축의 반경 방향과 상기 회전축의 반경 방향으로부터 영구자석의 자극(F)에 의해 플럭스가 발생하는 자심 영역을 향하는 방향(a)으로 기울어진 방향의 범위 내에 있는 로터용 자심.
An insertion hole 19 into which the rotation axis of the rotor is inserted;
A magnet accommodating portion (11) arranged at equal intervals in a circumferential direction at a radially distant position with respect to the insertion hole and having a plurality of permanent magnets (30) inserted therein;
A portion radially extending from the central portion of each of the magnet accommodating portions 11 and disposed radially inwardly of the magnet accommodating portion 11 and a portion radially outwardly disposed from the magnet accommodating portion 11, And divides the magnet accommodating portion (11) into a first portion (111) and a second portion (112);
And a hollow portion formed at both ends of each of the magnet accommodating portions 11 and connected to the side end portions of the permanent magnet housed in the magnet accommodating portion and the side end portions thereof and away from the magnet accommodating portion, A flux barrier 13;
The two magnet accommodating portions adjacent to each other are arranged between two magnetic flux barriers provided at the ends facing each other, and the main wall surface 17 located radially outwardly of the magnetic flux barrier and the portion radially inwardly disposed in the radial direction than the magnetic flux barrier A supporting rib (15) for connection; And
And a reinforcing rib (23) crossing the magnetic flux barrier and connected inward from the main wall surface (17) toward the magnet accommodating portion (11)
The magnetic flux barrier extends in a direction surrounding the magnet along the outer circumferential surface of the magnetic core in the direction (I) in which the magnetic field generated by the flux is generated by the magnetic pole (f) of the permanent magnet,
The reinforcing rib 23 is connected to an outer corner of an end portion of the permanent magnet accommodated in the magnet accommodating portion 11,
The extending direction of the reinforcing ribs 23 is a magnetic core area in which flux is generated by the magnetic pole F of the permanent magnet from the radial direction of the rotating shaft and the radial direction of the rotating shaft on the basis of the end on the side of the magnet accommodating part 11 Is in the range of the direction tilted to the direction (a) facing the rotor.
상기 보강리브(23)의 연장 방향은 자석수용부(11) 쪽의 단부를 기준으로 상기 회전축의 반경 방향과 상기 회전축의 반경 방향으로부터 영구자석의 자극(f)에 의해 플럭스가 발생하는 자심 영역을 향하는 방향(a)으로 10° 기울어진 방향의 범위 내에 있는 로터용 자심.
The method according to claim 1,
The extending direction of the reinforcing ribs 23 is a magnetic core area in which flux is generated by the magnetic pole f of the permanent magnet from the radial direction of the rotating shaft and the radial direction of the rotating shaft with reference to the end on the side of the magnet accommodating part 11 In the direction inclined by 10 占 with respect to the direction (a) facing the rotor.
상기 보강리브(23)의 두께는 0.3 mm 이상 0.8mm 이하인 로터용 자심.
The method according to claim 1,
The thickness of the reinforcing rib (23) is 0.3 mm or more and 0.8 mm or less.
상기 보강리브의 두께는 상기 보강리브의 연장 방향으로 균일하게 유지되는 형태인 로터용 자심.
The method of claim 5,
And the thickness of the reinforcing rib is uniformly maintained in the extending direction of the reinforcing rib.
상기 자석수용부(11)에 수용되는 영구자석의 단부의 내측 꼭지점(inner corner) 부근에는 영구자석의 측방향 유동을 방지하는 단턱부(113)가 마련되고, 상기 단턱부는 상기 지지리브(15)까지 연장된 형태인 로터용 자심.
The method according to claim 1,
A step portion 113 is provided in the vicinity of the inner corner of the end portion of the permanent magnet accommodated in the magnet accommodating portion 11 to prevent lateral flow of the permanent magnet, Of the rotor core.
상기 자석수용부(11)에 수용된 영구자석(30); 및
상기 삽입홀에 끼워진 회전축;을 포함하는 로터와,
상기 로터를 둘러싸는 스테이터를 포함하는 브러시리스 DC모터.
A magnetic core for a rotor according to any one of claims 1 to 7.
A permanent magnet (30) housed in the magnet accommodating portion (11); And
A rotor including a rotation shaft fitted in the insertion hole;
And a stator surrounding the rotor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170067176A KR101919697B1 (en) | 2017-05-30 | 2017-05-30 | A magnetic core for rotor and a brushless d.c. motor using the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020170067176A KR101919697B1 (en) | 2017-05-30 | 2017-05-30 | A magnetic core for rotor and a brushless d.c. motor using the same |
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| KR101919697B1 true KR101919697B1 (en) | 2018-11-16 |
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ID=64565283
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| KR (1) | KR101919697B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002044888A (en) * | 2000-07-25 | 2002-02-08 | Daikin Ind Ltd | Motor and motor controller |
| JP2002281700A (en) * | 2001-03-23 | 2002-09-27 | Fuji Electric Co Ltd | Rotor of embedded magnet rotating machine |
-
2017
- 2017-05-30 KR KR1020170067176A patent/KR101919697B1/en active IP Right Grant
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| JP2002281700A (en) * | 2001-03-23 | 2002-09-27 | Fuji Electric Co Ltd | Rotor of embedded magnet rotating machine |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |