KR102045024B1 - 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터 - Google Patents

회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 서로 다른 극이 마주보는 형상으로 구비되는 제1 영구자석 및 제2 영구자석이 나란히 배치되고, 상기 제1 영구자석 및 제2 영구자석의 사이에서 자속을 생성하는 복수의 자석유닛과, 상기 자석유닛의 사이에 구비되어 자석유닛에서 생성되는 자속 토크의 일부를 제어하는 웹과, 상기 배치된 자석유닛의 일면에 구비되며, 상기 자석유닛에서 생성되는 자속을 균일하게 분포시키는 폴피스와, 상기 자석유닛 및 웹의 단부에 구비되는 제1 리브, 상기 제1 영구자석 및 웹의 단부에 구비되는 제2 리브 및 상기 제2 영구자석 및 웹의 사이에 구비되는 제3 리브를 포함하고, 상기 자석유닛 및 웹이 외부로 이탈하는 것을 방지하는 리브를 포함하고, 상기 리브는 상기 제1 리브, 제2 리브 및 제3 리브 중 적어도 어느 하나가 구비되어 일정한 간격마다 구비된 상기 자석유닛, 웹 및 폴피스의 단부에 설치될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 모터의 고속운전으로 인해 발생하는 소음 또는 진동을 최소화시킬 수 있고, 모터의 코킹 토크, 토크 리플을 저감시킬 수 있어 모터의 제어성을 향상시킬 수 있다.

Description

회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터{Reluctance motor of rotor skew structure}
본 발명은 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 모터의 리브의 형상 및 배치를 비대칭으로 구비함으로써 리플 성분을 최소화하기 위한 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 관한 것이다.
최근 화석연료의 고갈 및 환경무제가 부각됨에 따라 전기자동차의 수요가 급증하고 있으며, 상기한 전기자동차의 상용화를 위해 중요한 기술적 요소는 구동을 위한 모터의 고효율화 및 고출력화로 상기한 전기자동차의 모터로는 유도모터와 함께 영구자석형 모터가 사용되고 있다.
상기한 영구자석형 모터의 고효율화 및 고출력화를 위해서는 모터 내 영구자석에 의해 발생하는 자속의 누설을 방지하는 것이 중요한 요인 중 하나이며, 영구자석의 자속누설을 방지하기 위해 자속장벽을 형성하는 종래 기술이 다수 출원되어 있으며, 그 중 (특허문헌 1)을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
(특허문헌 1)은 내부에 매립되는 영구자석이 모터의 회전 또는 모터 조립 시 파손되는 것을 방지하는 기술에 관한 것으로, 상기한 (특허문헌 1)의 경우 영구자석의 표면에 접착제가 도포된 시트를 부착하여 영구자석이 슬롯의 내벽과 접촉되는 등 이유로 인해 파손되는 것을 방지하는 점에서 그치는 한계가 있다.
그러나, 전술한 (특허문헌 1)의 한계점을 극복하여 모터 회전에 따른 영구자석 파손 및 이탈 방지와 더불어 토크 성능을 최대한 유지하면서 코킹 토크, 토크 리플, 고조파 등을 저감할 수 있는 기술이 구성되어 아래와 같이 개시하고 있다.
일본 공개특허공보 제2001-189258호
본 발명의 목적은 모터의 리브의 형상 및 배치를 비대칭으로 구비함으로써 코킹 토크, 토크 리플 및 고조파를 저감하기 위한 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여,
본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 서로 다른 극이 마주보는 형상으로 구비되는 제1 영구자석 및 제2 영구자석이 나란히 배치되고, 상기 제1 영구자석 및 제2 영구자석의 사이에서 자속을 생성하는 복수의 자석유닛;
상기 자석유닛의 사이에 구비되어 자석유닛에서 생성되는 자속 토크의 일부를 제어하는 웹;
상기 배치된 자석유닛의 일면에 구비되며, 상기 자석유닛에서 생성되는 자속을 균일하게 분포시키는 폴피스;
상기 자석유닛 및 웹의 단부에 구비되는 제1 리브, 상기 제1 영구자석 및 웹의 단부에 구비되는 제2 리브 및 상기 제2 영구자석 및 웹의 사이에 구비되는 제3 리브를 포함하고, 상기 자석유닛 및 웹이 외부로 이탈하는 것을 방지하는 리브;
를 포함하고, 상기 리브는 상기 제1 리브, 제2 리브 및 제3 리브 중 적어도 어느 하나가 구비되어 일정한 간격마다 구비된 상기 자석유닛, 웹 및 폴피스의 단부에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 있어서, 상기 자석유닛 및 폴피스의 내부에 형성되며, 상기 자석유닛, 웹 및 폴피스를 모터에 고정되는 브릿지를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 있어서, 상기 브릿지는 내부에 모터에 고정되도록 홀 형상의 회전축이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 있어서, 상기 제2 리브는 상기 제1 영구자석의 일단부와 동일선상으로 구비되어 상기 제3 리브와 비대칭 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 있어서, 상기 제3 리브는 상기 제2 영구자석의 일단부와 동일선상으로 구비되어 상기 제2 리브와 비대칭 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 있어서, 서로 대향하는 상기 자석유닛의 단부에 상기 제1 리브, 제2 리브 및 제3 리브 중 적어도 어느 하나가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 있어서, 상기 자석유닛들은 단부에 제1 리브, 제2 리브 및 제3 리브 중 적어도 어느 하나가 번갈아 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 있어서, 상기 제2 리브 및 제3 리브 중 적어도 어느 하나가 상기 영구자석의 일부를 감싸도록 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 있어서, 상기 제2 리브 및 제3 리브 중 적어도 어느 하나가 일지점에 곡면으로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터에 있어서, 상기 리브의 설치구조가 서로 다른 회전자를 교차로 적층시킬 수 있다.
이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 모터의 고속운전으로 인해 발생하는 소음 또는 진동을 최소화시킬 수 있고, 모터의 코킹 토크, 토크 리플을 저감시킬 수 있어 모터의 제어성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 영구자석을 별도로 분할하거나 회전자를 일정한 각도로 회동시키면서 적층하는 불필요한 공정을 방지하여 양산성을 증대시키고, 생산단가를 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터의 회전자를 나타내 보인 평면도.
도 2는 본 발명의 다른실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터의 회전자를 나타내 보인 평면도.
도 3은 본 발명의 시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터의 회전자의 일부를 부분확대해 보인 확대도.
도 4는 본 발명의 다른실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터의 회전자를 나타내 보인 평면도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터의 회전자의 일부를 부분확대해 보인 확대도.
도 6은 본 발명의 다른실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터의 회전자를 나타내 보인 평면도.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 다른실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터의 회전자를 나타내 보인 평면도.
도 9 및 도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터의 회전자를 적층한 상태를 나타내 보인 사시도.
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터의 적층된 회전자가 회전하면서 발생하는 리플 성분이 상쇄되는 것을 나타내 보인 그래프.
본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 하나이상의 회전자(回轉子)가 적층되며, 외부로부터 전기에너지가 투입되면 이 회전자(100)가 회전되면서 동력에너지로 변환하는 구조로 이루어진다.
이러한 회전자(100)는 자속을 생성하는 자석유닛(110), 자석유닛(110)의 사이에 구비되는 웹(130), 자석유닛(110)의 외부에 구비되는 폴피스(140), 회전자(100)의 내부에 구비되는 브릿지(150) 및 회전자(100)의 단부에 설치되는 리브(120)를 포함한다.
구체적으로, 회전자(100)는 복수개의 자석유닛(110)이 일정한 간격마다 설치되어 있고, 자석유닛(110)의 사이에 웹(130)이 설치되어 자석유닛(110)에서 발생하는 자속의 일부를 제어하며, 자석유닛(110), 웹(130)이 외부로 이탈하는 것을 방지하기 위해 리브(120)를 설치하는 구조로 이루어진다.
자석유닛(110)은 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)이 마주보는 형상으로 구비하되, 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)의 극이 서로 다르게 마주볼 수 있도록 구비되며, 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)의 사이에서 자속이 생성될 수 있다.
제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)을 포함하는 자석유닛(110)은 일정한 간격마다 설치하여 회전자(100)에서 복수의 자석유닛(110)이 구비될 수 있도록 구비되며, 본 발명에서는 6개의 자석유닛(110)이 설치되어 하나의 회전자(100)가 이루어지는 구조로 이루어지나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이러한 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)의 사이에는 웹(130)이 구비되어 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)에서 생성되는 자속의 일부를 제어할 수 있다.
구체적으로, 웹(130)은 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)에서 생성되는 자속이 지속적으로 생성되면서 자속밀도가 형성되나, 토크 리플 및 코킹 토크 또한 형성되면서 모터(10)의 제어 성능을 일부를 저하시키는 것을 방지한다.
이러한 웹(130)은 금속 재질로 이루어져 형성되는 자속밀도의 방향이 방해되는것을 방지할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
아울러, 자석유닛(110) 및 웹(130)은 일면 예컨대 제1 영구자석 및 제2 영구자석이 마주보는 면과 반대되는 면에 폴피스(140)가 구비될 수 있다.
폴피스(140)는 자석유닛(110)간에서 생성되는 자속을 균일하게 분포시켜 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)으로부터 생성되는 자속밀도가 균일하게 분포될 수 있다.
또한, 폴피스(140)는 일정한 간격마다 배치되는 자석유닛(110)의 사이에 설치됨으로써 회전자(100)가 회전을 실시할 때 균일하게 회전이 이루어질 수 있다.
이러한 폴피스(140)는 예컨대 도면을 기준으로 설명하였을 경우 원형과 비슷한 형상으로 이루어질 수 있도록 연속되게 배치될 수 있으며, 폴피스(140)의 내부에는 모터(10)에 고정될 수 있도록 회전축(151)이 구비될 수 있다.
회전축(151)은 연속되게 배치된 폴피스(140)의 내부 중앙 즉, 회전자(100)의 내부중앙에 구비되어 모터(10)의 샤프트(미도시)에 고정될 수 있도록 홀 형상으로 이루어진다.
즉, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 자석유닛(110)이 회전축(151)을 중심으로 일정한 간격마다 배치되어 자속밀도를 형성하고, 자속밀도 및 토크를 제어하기 위해 웹(130) 및 폴피스(140)가 자석유닛(110)의 인근에 배치되며, 회전축(151)의 단부에 리브(120)가 설치하되 이를 비대칭으로 설치됨으로써 회전축(151)이 회전하면서 발생하는 토크를 최소화하는 효과가 있다.
여기서, 리브(120)의 설치 갯수 또는 위치에 따라 토크 리플의 최소화 하는 방법은 다양한 실시예를 통해 후술하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 웹(130)의 단부에 설치되어 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)을 고정하는 제1 리브(121)가 설치되고, 폴피스(140) 및 제1 영구자석(111)의 단부에 제2 리브(122)가 설치되며, 폴피스(140) 및 제2 영구자석(112)의 단부에 제3 리브(123)가 설치하되 제2 영구자석(112)의 일단부 예컨대 측단부와 동일선상으로 설치된다.
구체적으로, 리브(120)는 제1 리브(121), 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)를 포함하고, 제1 리브(121) 및 제2 리브(122)는 각각 자석유닛(110) 및 웹(130)의 사이에 설치되어 이를 고정시키고, 제3 리브(123)는 제2 영구자석(112)의 일단부와 동일선상으로 구비됨으로써, 제2 영구자석(112)이 고정되지 않도록 설치된다.
즉, 리브(120)는 자석유닛(110) 및 웹(130)을 고정하는 제1 리브(121) 및 제2 리브(122)를 설치하되, 제2 영구자석(112)을 고정하지 않는 제2 리브(122)가 구비되는 이른바 비대칭 구조로 이루어진다.
제2 리브(122) 및 제3 리브(123)가 상호 비대칭하게 구비되면, 모터(10)가 고속운전 할 시 소음 또는 진동이 최소화시킬 수 있고, 토크 리플 및 코킹 토크를 저감시킬 수 있으며, 모터(10)의 제어성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에서의 제3 리브(123)는 제2 영구자석(112)의 일단부에 설치되어 제2 리브(122)와 비대칭으로 설치되는 것으로 설명되었으나, 도 3에 도시된 바와 같이, 제3 리브(123)를 설치하지 않되, 자석유닛(110) 및 폴피스(140)의 단부에 제1 리브(121) 및 제2 리브(122)만 설치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 웹(130)의 단부에 설치되어 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)을 고정하는 제1 리브(121)가 설치되고, 웹(130) 및 제1 영구자석(111)의 단부에 설치하되 제1 영구자석의 일단부 예컨대 측단부와 동일선상으로 제2 리브(122)가 설치되며, 웹(130) 및 제2 영구자석(112)의 단부에 설치하되 제2 영구자석의 일단부 예컨대 측단부와 동일선상으로 제3 리브(123)가 설치된다.
구체적으로, 리브(120)는 제1 리브(121), 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)를 포함하고, 제1 리브(121)는 자석유닛(110) 및 웹(130)의 단부에 설치되어 이를 고정시키고, 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)는 각각 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)의 일단부와 동일선상으로 구비됨으로써, 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)이 고정되지 않도록 설치된다.
즉, 리브(120)는 자석유닛(110) 및 웹(130)을 고정하는 제1 리브(121)를 설치하되, 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)을 고정하지 않는 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)가 구비되는 구조로 이루어진다.
여기서, 리브(120)는 제1 리브(121)가 웹(130) 및 자석유닛(110)을 고정하는 구조로 이루어지되, 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)는 각각 폴피스(140)에 구비되는 구조로 이루어짐으로써, 모터(10)가 고속운전으로 인해 발생하는 소음 또는 진동을 최소화시킬 수 있고, 모터(10)의 코킹 토크, 토크 리플을 저감시킬 수 있어 모터(10)의 제어성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에서의 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)는 각각 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)의 일단부에 구비되어 이를 고정하지 아니하는 구조로 이루어지는 것으로 설명되었으나, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제2 리브(122)를 삭제하고 제3 리브(123)만 구비될 수 있고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제3 리브(123)를 삭제하고 제2 리브(122)만 구비될 수 있으며, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)를 삭제하여 제1 리브(121)만 구비되는 구조로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 회전자 구조로 이루어져도 모터(10)의 고속운전으로 인해 발생하는 소음 또는 진동을 최소화시킬 수 있고, 모터(10)의 코킹 토크, 토크 리플을 저감시킬 수 있어 모터(10)의 제어성을 향상시킬 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 자석유닛(110) 및 웹(130)의 단부에 리브(120)의 설치가 아니될 수 있다.
여기서, 자석유닛(110) 및 웹(130)은 내부에 브릿지(150)와 설치되는 고정력으로 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 코킹 토크, 토크 리플의 저감률을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 서로 대향하는 자석유닛(110)의 단부에 리브(120)가 구비될 수 있다.
여기서, 도 7에 도시된 자석유닛(110)은 실시예를 용이하게 설명하도록 위해 제1 자석유닛(110a) 내지 제6 자석유닛(110f)으로 구분하였으며, 하나의 회전자(100)에 6개의 자석유닛(110)이 한정되는 것은 아님을 사전에 밝혀둔다.
자석유닛(110)은 서로 대향하는 자석유닛(110) 예컨대 도면상 제3 자석유닛(110c) 및 제6 자석유닛(110f)의 단부에 제1 리브(121), 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)가 순차적으로 구비하되, 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)는 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)의 일단부 예컨대 측단부와 동일선상에 구비되는 대칭적 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 제3 자석유닛(110c) 및 제6 자석유닛(110f)의 단부에 제1 리브(121), 제2 리브(122) 제3 리브(123) 중 적어도 어느하나 예컨대 3개의 리브 중 1개 내지 3개가 구비되지만, 제1,2,4,5 자석유닛(110)은 동일하게 제1 리브(121), 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 제3 자석유닛(110c) 및 제6 자석유닛(110f)의 단부에만 리브를 차별화시켜 설치되는 것으로 설명되었으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 자석유닛(110a)과 대향하는 제4 자석유닛(110d)의 리브가 차별되게 구비될 수 있고, 제2 자석유닛(110b)과 대향하는 제5 자석유닛(110e)의 리브가 차별되게 구비될 수 있다.
여기서, 리브(120)가 차별되게 구비될 수 있다 라는 의미는 제1 리브(121), 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)의 설치 구조가 다른 자석유닛의 설치구조가 서로 상이한 구조로 설치될 수 있다라는 것을 의미한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6 실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 서로 대향하는 두개의 자석유닛(110) 중 하나의 자석유닛(110)의 단부에 제1 리브(121), 제2 리브(122) 및 제3 리브(123) 중 적어도 어느 하나가 구비될 수 있다.
여기서, 도 8에 도시된 자석유닛(110)은 실시예를 용이하게 설명하도록 위해 제1 자석유닛(110a) 내지 제6 자석유닛(110f)으로 구분하였으며, 하나의 회전자(100)에 6개의 자석유닛(110)이 한정되는 것은 아님을 사전에 밝혀둔다.
구체적으로, 제1 자석유닛(110a), 제3 자석유닛(110c) 및 제5 자석유닛(110e)은 단부에 제1 리브(121), 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)가 순차적으로 구비하되, 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)가 제1 영구자석(111) 및 제2 영구자석(112)의 일단부 예컨대 측단부와 동일선상에 구비되는 대칭적 구조로 이루어진다.
또한, 제2 자석유닛(110b), 제4 자석유닛(110d) 및 제6 자석유닛(110f)은 단부에 제1 리브(121), 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)가 각각 자석유닛(110) 및 폴피스(140)의 사이에 설치됨으로써 제1 자석유닛(110a), 제3 자석유닛(110c) 및 제5 자석유닛(110e)의 리브(120)의 설치구조와 차별화를 둔다.
즉, 제1 자석유닛(110a), 제3 자석유닛(110c) 및 제5 자석유닛(110e)의 단부에 설치되는 리브(120) 구조와 제2 자석유닛(110b) 제4 자석유닛(110d) 및 제5 자석유닛(110e)의 단부에 설치되는 리브(120) 구조가 서로 상이하게 구성됨으로써 코킹 토크 및 토크 리플의 저감을 기대할 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 제1 자석유닛(110a), 제3 자석유닛(110c) 및 제5 자석유닛(110e)의 단부에 설치되는 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)가 자석유닛(110)의 일단부와 동일선상에 구비됨으로써 제2 자석유닛(110b), 제4 자석유닛(110d) 및 제6 자석유닛(110f)과 상이한 구조로 구성되는 것으로 설명되었으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 제2 자석유닛(110b), 제4 자석유닛(110d), 제6 자석유닛(110f)의 단부에 설치되는 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)가 자석유닛(110)의 일단부와 동일선상에 구비될 수 있다.
한편, 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 상기한 다양한 실시예를 통해 생성된 회전자(100)를 적층 시킬 수 있다.
상기한 실시예(제2 실시예 내지 제6 실시예)를 통해 생성된 회전자를 적층시켜 리플 성분의 피크점을 상쇄시켜 리플 성분을 저감할 수 있다.
구체적으로, 상기한 제2 실시예에서 생성된 회전자(100)(더욱 상세하게 설명하자면 제2 영구자석(112) 및 폴피스(140)의 단부에 제3 리브(123)가 설치되지만 제2 영구자석의 일단면과 동일선상에 설치되는 구조)및 제3 실시예에서 생성된 회전자(100)(더욱 상세하게 설명하자면 제1 영구자석(111) 및 폴피스(140)의 단부에 제2 리브(122)가 설치되지만 제1 영구자석의 일단면과 동일선상에 설치되는 구조)를 교차로 적층한다.
여기서, 본 발명의 설명을 용이하기 위해 상기한 제2 실시예에서 생성된 회전자는 제1 회전자(100a), 상기한 제3 실시예에서 생성된 회전자는 제2 회전자(100b)로 지정하도록 한다.
다시 말해, 본 발명의 모터(10)는 제1 회전자(100a) 및 제2 회전자(100b)가 교차로 적층되는 구조로 이루어짐으로써, 제1 회전자(100a)에서 발생하는 리플 성분의 피크점이 일측 예컨대 좌측으로 이동하는 리플 성분이 발생하고, 제2 회전자(100b)에서 발생하는 리플 성분의 피크점이 타측 예컨대 우측으로 이동하는 리플 성분이 발생하게 된다.
즉, 모터(10)는 일측 예컨대 좌측으로 이동한 리플 성분을 생성한 제1 회전자(100a) 및 타측 예컨대 우측으로 이동한 리플 성분을 생성한 제2 회전자(100b)가 함께 회전이 이루어지면, 리플 성분이 서로 상쇄되어 코킹 토크 및 토크 리플을 저감할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에서는 상기한 제2 실시예 또는 제3 실시예를 기준으로 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 실시예 내지 제6 실시예 중 적어도 최소 2개의 회전자를 선택하여 차례로 적층하여도 코킹 토크 및 토크 리플을 저감할 수 있다.
이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터는 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 - 모터 100 - 회전자
100a - 제1 회전자 100b - 제2 회전자
110 - 자석유닛 110a - 제1 자석유닛
110b - 제2 자석유닛 110c - 제3 자석유닛
110d - 제4 자석유닛 110e - 제5 자석유닛
110f - 제6 자석유닛 111 - 제1 영구자석
112 - 제2 영구자석 120 - 리브
121 - 제1 리브 122 - 제2 리브
123 - 제3 리브 130 - 웹
140 - 폴피스 150 - 브릿지
151 - 회전축

Claims (10)

  1. 서로 다른 극이 마주보는 형상으로 구비되는 제1 영구자석 및 제2 영구자석이 나란히 배치되고, 상기 제1 영구자석 및 제2 영구자석의 사이에서 자속을 생성하는 복수의 자석유닛;
    상기 자석유닛의 사이에 구비되어 자석유닛에서 생성되는 자속 토크의 일부를 제어하는 웹;
    상기 배치된 자석유닛의 일면에 구비되며, 상기 자석유닛에서 생성되는 자속을 균일하게 분포시키는 폴피스;
    상기 자석유닛 및 웹의 단부에 구비되는 제1 리브, 상기 제1 영구자석 및 폴피스의 단부에 구비되는 제2 리브 및 상기 제2 영구자석 및 폴피스의 사이에 구비되는 제3 리브를 포함하고, 상기 자석유닛 및 웹이 외부로 이탈하는 것을 방지하는 리브; 및
    내부에 모터에 고정되도록 홀 형상으로 형성되는 회전축을 포함하며, 상기 자석유닛 및 폴피스의 내부에 형성되며, 상기 자석유닛, 웹 및 폴피스를 모터에 고정되는 브릿지;를 포함하고,
    상기 제2 리브가 상기 제1 영구자석의 일단부와 동일선상으로 구비되어 상기 제3 리브와 비대칭 구조로 이루어지거나, 제3 리브가 상기 제2 영구자석의 일단부와 동일선상으로 구비되어 상기 제2 리브와 비대칭 구조로 이루어지는 것 중 적어도 어느 하나의 구조로 이루어지며,
    상기 제2 리브 및 제3 리브 중 적어도 어느 하나가 일지점에 곡면으로 구비되거나, 상기 영구자석의 일부를 감싸도록 구비하되 감싸는 지점의 각이 예각으로 이루어진 구조 중 어느 하나의 구조로 이루어지고,
    상기 리브는 상기 제1 리브, 제2 리브 및 제3 리브 중 적어도 어느 하나가 구비되어 일정한 간격마다 구비된 상기 자석유닛, 웹 및 폴피스의 단부에 설치되며,
    상기 리브의 설치구조가 서로 다른 회전자를 적층시키는 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터.
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  6. 청구항 1에 있어서,
    서로 대향하는 상기 자석유닛의 단부에 상기 제1 리브, 제2 리브 및 제3 리브 중 적어도 어느 하나가 구비되는 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 자석유닛들은 단부에 제1 리브, 제2 리브 및 제3 리브 중 적어도 어느 하나가 번갈아 설치되는 회전자 스큐 구조의 릴럭턴스 모터.
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