KR102078931B1 - 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어 - Google Patents

그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어 Download PDF

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곽이구
알렉산드레 투기루무바노
고선호
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전주대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어에 관한 것으로서, 전동기의 전체중량을 경량화하여 전동기의 성능을 크게 향상시킴과 더불어 전동기의 에너지소비를 크게 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어{Lightweight motor core using graphite}
본 발명은 전동기의 전체중량을 경량화하여 전동기의 성능을 크게 향상시킴과 더불어 전동기의 에너지소비를 크게 절감시킬 수 있는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 전동기(電動機)라고도 하는데, 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다.
모터 중에서 BLDC 모터는 브러시리스직류모터(brushless direct currency motor)의 약칭으로서 통상의 직류모터에서 브러시와 정류자를 삭제하고 이를 전자적인 정류 기구로 대체한 것이다.
이러한 BLDC 모터는 기계적 또는 전기적인 노이즈를 줄임은 물론 저속에서 고속까지 다양한 속도로 제어가 가능하여 냉동사이클의 압축기 등에 많이 채용되고 있으며, 최근에는 코일 권선 시 작업의 능률과 편의성을 높이고, 스테이터 코어의 티스 형상을 쉽게 변형 가능하며, 코깅 토크의 저감 및 모터의 성능 향상을 이룰 수 있는 모터 및 그 스테이터 코어 제조방법이 국내등록특허공보 등록번호 제10-1683638호로 제안된 바 있다.
상기 국내등록특허공보 등록번호 제10-1683638호 등으로 제안된 모터에 의해 산업용으로 사용되는 전기에너지의 약 70%가 소비되기에 모터의 성능은 산업의 경제 및 환경비용에 엄청난 영향을 미칠 뿐만 아니라 특히, 모터의 중량은 모터성능에 중요한 영향을 주는데 모터의 중량이 클수록 모터의 성능이 저하되면서 많은 에너지소비로 이어지는 문제점이 있다.
국내등록특허공보 등록번호 제10-1683638호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전동기의 전체중량을 경량화하여 전동기의 성능을 크게 향상시킴과 더불어 전동기의 에너지소비를 크게 절감시킬 수 있는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 내측에 구비되는 로터코어를 포함하여 구성되는 코어부;를 포함하여 이루어지고, 상기 스테이터코어 또는 상기 로터코어는 복수의 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아거며 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어를 제공한다.
또는, 본 발명은 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 내측에 구비되는 로터코어를 포함하여 구성되는 코어부;를 포함하여 이루어지고, 상기 스테이터코어 및 상기 로터코어는 복수의 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아거며 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어를 제공한다.
여기서, 복수의 상기 금속코어절편의 두께와 복수의 상기 그라파이트코어절편의 두께는 각각 0.2mm ~ 2mm인 것이 바람직하다.
특히, 복수의 상기 금속코어절편의 두께는 1mm이고, 복수의 상기 그라파이트코어절편의 두께는 0.5mm인 것이 바람직하다.
또는, 복수의 상기 금속코어절편의 두께는 0.5mm이고, 복수의 상기 그라파이트코어절편의 두께는 0.25mm인 것이 바람직하다.
또는, 복수의 상기 금속코어절편의 두께는 1mm이고, 복수의 상기 그라파이트코어절편의 두께는 0.25mm인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 스테이터 코어의 상하폭과 상기 로터코어의 상하폭은 18mm 내지 22mm 인 것이 바람직하다.
특히, 상기 스테이터 코어의 상하폭과 상기 로터코어의 상하폭은 20.5mm인 것이 바람직하다.
나아가, 상기 금속코어절편의 외면 또는 상기 그라파이트코어절편의 외면에 요철부가 형성되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 스테이터코어의 금속코어절편의 내측부에 하부에서 상부방향으로 갈수록 상기 스테이터코어의 금속코어절편의 내측부 상부방향으로 상향경사지는 경사판이 형성되고, 상기 스테이터코어의 그라파이트코어절편의 내측부에 상기 경사판을 따라 상향경사지는 경사면이 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 로터코어의 금속코어절편의 내측부에 하부에서 상부방향으로 갈수록 상기 로터코어의 금속코어절편의 내측부 상부방향으로 상향경사지는 경사판이 형성되고, 상기 로터코어의 그라파이트코어절편의 내측부에 상기 경사판을 따라 상향경사지는 경사면이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 전기강철 등으로 이루어질 수 있는 금속코어절편과, 상기 금속코어절편에 비해 밀도가 낮고 전기특성이 우수한 경량의 그라파이트코어절편을 번갈아가며 순차적층하여 BLDC모터 등의 모터 코어, 변압기 코어, 발전기 코어 등을 포함하여 이루어질 수 있는 전동기의 전체중량을 보다 용이하게 경량화할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인해 전동기의 성능이 크게 향상 및 에너지소비를 절감할 수 있음은 물론 전동기의 운반 및 보관의 용이성이 크게 향상될 수 있고, 나아가, 이와 같이 경량화된 전동기 코어가 드론 등의 비행수단에 적용될 경우, 드론 등의 비행수단의 비행효율이 더욱 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 2는 금속코어절편에서 그라파이트코어절편이 분리된 상태를 개략적으로 나타내는 일부분리사시도이고,
도 3은 도 2의 A - A선에 따른 일부확대분리단면도이고,
도 4는 도 2의 일부확대결합단면도이고,
도 5는 금속코어절편의 외면에 요철부가 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이고,
도 6은 금속코어절편과 그라파이트코어절편에 각각 경사판과 경사면이 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이고,
도 7은 로터코어의 외측에 마그네트가 구비 및 스테이터코어에 코일이 감겨진 상태를 개략적으로 나타내는 일부절개사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어를 개략적으로 나타내는 사시도이고,도 2는 금속코어절편에서 그라파이트코어절편이 분리된 상태를 개략적으로 나타내는 일부분리사시도이다.
본 발명의 일실시예인 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어는 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 크게, 스테이터코어(10)와, 상기 스테이터코어(10)의 내측에 구비되는 로터코어(20)를 포함하여 구성되는 코어부(1)를 포함하여 이루어진다.
상기 코어부(1)의 경량화를 위해 상기 스테이터코어(10) 또는 상기 로터코어(20)는 복수의 금속코어절편(3)과 복수의 그라파이트코어절편(5)이 상하방향으로 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 이루어질 수 있다.
도 3은 도 2의 A - A선에 따른 일부확대분리단면도이고, 도 4는 도 2의 일부확대결합단면도이다.
특히, 상기 코어부(1)의 경량화효율이 더욱 향상될 수 있도록 하기 위해, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 상기 스테이터코어(10) 및 상기 로터코어(20) 모두는 복수의 금속코어절편(3)과 복수의 그라파이트코어절편(5)이 상하방향으로 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 이루어지는 것이 더욱 좋다.
복수의 상기 금속코어절편(3)은 전기강철, 스틸 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.
그리고, 복수의 그라파이트코어절편(5)을 이루는 그라파이트는 가볍고, 탄성이 강한것이 특징이며, 다양한 무게의 실현과 토크나 강도를 만들어 낼 수 있는 장점이 있고, 스틸에 비해 피로강도가 월등히 뛰어난 이점이 있다.
상기 스테이터코어(10)의 복수의 금속코어절편(3)과 복수의 그라파이트코어절편(5) 및 상기 로터코어(20)의 복수의 금속코어절편(3)과 복수의 그라파이트코어절편(5)이 서로 접합될 수 있도록 하기 위해 어느 하나의 상기 금속코어절편(3)과 어느 하나의 그라파이트코어절편(5) 사이마다 접착제가 도포된 상태로 복수의 금속코어절편(3)과 복수의 그라파이트코어절편(5)이 프레스접착접합될 수 있다.
다음으로, 상기 스테이터코어(10)와 상기 로터코어(20)를 포함하여 이루어지는 전동기의 취성이 우수해질 수 있도록 함과 더불어 상기 전동기를 슬림화하여 운반 및 보관의 용이성이 향상되도록 하고, 나아가, 상기 전동기의 경량화효율향상 및 최대토크값과 전기발생효율향상을 위해, 복수의 상기 금속코어절편(3)의 상하두께(도 3의 T1)와 복수의 상기 그라파이트코어절편(5)의 상하두께(도 3의 T2)는 각각 0.2mm ~ 2mm인 것이 좋다.
복수의 상기 금속코어절편(3)의 상하두께(도 3의 T1)와 복수의 상기 그라파이트코어절편(5)의 상하두께(도 3의 T2)가 0.2mm 미만인 경우, 상기 전동기의 취성저하 및 상기 스테이터코어(10)와 상기 로터코어(20)를 포함하여 이루어지는 전동기의 최대토크값과 전기발생효율이 저하되는 문제점이 있게 된다.
복수의 상기 금속코어절편(3)의 상하두께(T1)와 복수의 상기 그라파이트코어절편(5)의 상하두께(T2)가 2mm 초과인 경우, 복수의 상기 금속코어절편(3)의 상하두께(T1)와 복수의 상기 그라파이트코어절편(5)의 상하두께(T2)가 너무 커 상기 전동기를 슬림화할 수 없을 뿐만 아니라 운반 및 보관의 용이성이 저하되는 문제점이 있게 된다.
특히, 상기 스테이터코어(10)와 상기 로터코어(20)를 포함하여 이루어지는 전동기의 취성이 더욱 우수해질 수 있도록 함과 더불어 상기 전동기의 슬림화효율과 경량화효율 및 최대토크값과 전기발생효율이 더욱 크게 향상될 수 있도록 하기 위해, 복수의 상기 금속코어절편(3)의 상하두께(T1)는 1mm이고, 복수의 상기 그라파이트코어절편(5)의 상하두께(T2)는 0.5mm인 것이 좋다.
또는, 복수의 상기 금속코어절편(3)의 상하두께(T1)는 0.5mm이고, 복수의 상기 그라파이트코어절편(5)의 상하두께(T2)는 0.25mm인 것이 좋다.
또는, 복수의 상기 금속코어절편(3)의 상하두께(T1)는 1mm이고, 복수의 상기 그라파이트코어절편(5)의 상하두께(T2)는 0.25mm인 것이 좋다.
다음으로, 상기 스테이터코어(10)와 상기 로터코어(20)를 포함하여 이루어지는 전동기의 취성이 더더욱 우수해질 수 있도록 함과 더불어 상기 전동기의 슬림화효율과 경량화효율 및 최대토크값과 전기발생효율이 더더욱 크게 향상될 수 있도록 하기 위해, 상기 스테이터코어(10)와 상기 로터코어(20)를 포함하여 이루어지는 전동기의 슬림화와 경량화효율이 더더욱 향상될 수 있도록 하기 위해, 상기 스테이터 코어(10)의 전체상하폭(도 4의 W1)과 상기 로터코어(20)의 전체상하폭(도 4의 W2)은 각각 18mm 내지 22mm, 특히, 20.5mm인 것이 좋다.
상기 스테이터코어(10)의 상하폭(W1)과 상기 로터코어(20)의 상하폭(W2)이 18mm미만인 경우, 상기 전동기의 취성저하 및 상기 스테이터코어(10)와 상기 로터코어(20)를 포함하여 이루어지는 전동기의 최대토크값과 전기발생효율이 저하되는 문제점이 있게 된다.
상기 스테이터 코어의 상하폭(W1)과 상기 로터코어의 상하폭(W2)이 22mm미만인 경우, 상기 전동기의 상하폭이 너무 커 상기 전동기를 슬림화할 수 없을 뿐만 아니라 운반 및 보관의 용이성이 저하되는 문제점이 있게 된다.
도 5는 금속코어절편의 외면에 요철부가 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이다.
다음으로, 도 5에서 보는 바와 같이 상기 금속코어절편(3)의 외면 또는 상기 그라파이트코어절편(5)의 외면에 요철부(7)가 각각 형성될 수 있다.
상기 요철부(7)의 홈(71)내에 접착제(9) 일부가 유입될 수 있고, 이로 인해 접착제(9)와 상기 금속코어절편(3)의 접촉면적 및 상기 접착제(9)와 상기 그라파이트코어절편(5)의 접촉면적이 넓어져 복수의 금속코어절편(3)과 복수의 그라파이트코어절편(5)의 상호접합력이 크게 향상될 수 있다.
도 6은 금속코어절편과 그라파이트코어절편에 각각 경사판과 경사면이 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이다.
다음으로, 도 6에서 보는 바와 같이 상기 스테이터코어(10)의 금속코어절편(3)의 내측부에 경사판(31)이 형성될 수 있다.
상기 경사판(31)의 상부에서 하부방향으로 갈수록 상기 경사판(31)은 상기 스테이터코어(10)의 금속코어절편(3)의 내측부 상부방향으로 상향경사질 수 있다.
그리고, 상기 스테이터코어(10)의 그라파이트코어절편(5)의 내측부에는 상기 경사판(31)을 따라 상향경사지는 환형의 경사면(51)이 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 로터코어(20)의 금속코어절편(3)의 내측부에도 환형의 경사판(31)이 형성될 수 있다.
상기 경사판(31)의 상부에서 하부방향으로 갈수록 상기 경사판(31)은 상기 로터코어(20)의 금속코어절편(3)의 내측부 상부방향으로 상향경사질 수 있다.
그리고, 상기 로터코어(20)의 그라파이트코어절편(5)의 내측부에도 상기 경사판(31)을 따라 상향경사지는 환형의 경사면(51)이 형성될 수 있다.
환형의 상기 경사판(31)은 환형의 상기 경사면(51)을 따라 하강할 수 있고, 이로 인해 상기 스테이터코어(10)의 금속코어절편(3)과 그라파이트코어절편(5) 및 상기 로터코어(20)의 금속코어절편(3)과 그라파이트코어절편(5)이 비틀어지지 않은 상태로 동일축선상에 상하적층될 수 있게 된다.
도 7은 로터코어의 외측에 마그네트가 구비 및 스테이터코어에 코일이 감겨진 상태를 개략적으로 나타내는 일부절개사시도이다.
다음으로, 상기 스테이터코어(10)와 상기 로터코어(20)는 도 7에서 보는 바와 같이 스테이터 하우징(30)의 내측에 구비될 수 있다.
그리고, 상기 스테이터코어(10)의 내측에 코일(40)이 권선될 수 있고, 상기 로터코어(20)의 외면에는 복수개의 마그네트(50)가 배치될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명은 전기강철 등으로 이루어질 수 있는 상기 금속코어절편(3)과, 상기 금속코어절편(3)에 비해 밀도가 낮고 전기특성이 우수한 경량의 상기 그라파이트코어절편(5)을 번갈아가며 순차적층하여 BLDC모터 등의 모터 코어, 변압기 코어, 발전기 코어 등을 포함하여 이루어질 수 있는 전동기의 전체중량을 보다 용이하게 경량화할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인해 전동기의 성능이 크게 향상 및 에너지소비를 절감할 수 있음은 물론 전동기의 운반 및 보관의 용이성이 크게 향상될 수 있고, 나아가, 이와 같이 경량화된 전동기 코어가 드론 등의 비행수단에 적용될 경우, 드론 등의 비행수단의 비행효율이 더욱 크게 향상될 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 모터 등 다양한 전자 기계에 관한 개발을 위해 세련되고 사용하기 쉬운 GUI를 기반으로 정밀도 높은 해석을 진행하는 ANSYS Maxwell을 통해 하기의 비교예 1 및 실험예 1 내지 14의 전동기 코어의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 측정하였다.
[비교예 1]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 스테이터코어 및 로터코어로 이루어진 비교예 1의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
[실험예 1]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편과; 상하두께가 0.5mm인 복수의 그라파이트코어절편;이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 스테이터코어 및 로터코어로 이루어진 실험예 1의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
[실험예 2]
스틸로 이루어진 상하두께가 1mm인 복수의 금속코어절편과; 상하두께가 0.5mm인 복수의 그라파이트코어절편;이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 스테이터코어 및 로터코어로 이루어진 실험예 2의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
여기서, 상하두께가 1mm인 금속코어절편을 형성하기 위해, 상하두께가 0.5mm인 2개의 금속코어절편을 상하적층하였다.
[실험예 3]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편과, 상하두께가 0.5mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 스테이터코어와;
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 로터코어;로 이루어진 실험예 3의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
[실험예 4]
스틸로 이루어진 상하두께가 1mm인 복수의 금속코어절편과, 상하두께가 0.5mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 스테이터코어와;
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 로터코어;로 이루어진 실험예 4의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
여기서, 상기 스테이터코어의 상하두께가 1mm인 금속코어절편을 형성하기 위해, 상하두께가 0.5mm인 2개의 금속코어절편이 상하적층되었다.
[실험예 5]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 스테이터코어와;
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편과, 상하두께가 0.5mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 로터코어;로 이루어진 실험예 5의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
[실험예 6]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 스테이터코어와;
스틸로 이루어진 상하두께가 1mm인 복수의 금속코어절편과, 상하두께가 0.5mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 로터코어;로 이루어진 실험예 6의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
여기서, 상기 로터코어의 상하두께가 1mm인 금속코어절편을 형성하기 위해, 상하두께가 0.5mm인 2개의 금속코어절편이 상하적층되었다.
[실험예 7]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 스테이터코어와;
스틸로 이루어진 상하두께가 1.5mm인 복수의 금속코어절편과, 상하두께가 0.5mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 로터코어;로 이루어진 실험예 7의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
여기서, 상기 로터코어의 상하두께가 1.5mm인 금속코어절편을 형성하기 위해, 상하두께가 0.5mm인 3개의 금속코어절편이 상하적층되었다.
[실험예 8]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편과; 상하두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편;이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 스테이터코어 및 로터코어로 이루어진 실험예 8의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
[실험예 9]
스틸로 이루어진 상하두께가 1mm인 복수의 금속코어절편과; 상하두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편;이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 스테이터코어 및 로터코어로 이루어진 실험예9의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
여기서, 상하두께가 1mm인 금속코어절편을 형성하기 위해, 상하두께가 0.5mm인 2개의 금속코어절편을 상하적층하였다.
[실험예 10]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편과, 상하두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 스테이터코어와;
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 로터코어;로 이루어진 실험예 10의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
[실험예 11]
스틸로 이루어진 상하두께가 1mm인 복수의 금속코어절편과, 상하두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 스테이터코어와;
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 로터코어;로 이루어진 실험예 11의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
여기서, 상기 스테이터코어의 상하두께가 1mm인 금속코어절편을 형성하기 위해, 상하두께가 0.5mm인 2개의 금속코어절편을 상하적층하였다.
[실험예 12]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 스테이터코어와;
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편과, 상하두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 로터코어;로 이루어진 실험예 12의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
[실험예 13]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 스테이터코어와;
스틸로 이루어진 상하두께가 1mm인 복수의 금속코어절편과, 상하두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 로터코어;로 이루어진 실험예 13의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
여기서, 상기 로터코어의 상하두께가 1mm인 금속코어절편을 형성하기 위해, 상하두께가 0.5mm인 2개의 금속코어절편을 상하적층하였다.
[실험예 14]
스틸로 이루어진 상하두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편이 상하적층되어 전체상하폭이 20.5mm인 스테이터코어와;
스틸로 이루어진 상하두께가 1.5mm인 복수의 금속코어절편과, 상하두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 상하적층되어 전체 상하폭이 20.5mm인 로터코어;로 이루어진 실험예 14의 코어부의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등을 ANSYS Maxwell을 통해 측정하였다.
여기서, 상기 로터코어의 상하두께가 1.5mm인 금속코어절편을 형성하기 위해, 상하두께가 0.5mm인 3개의 금속코어절편이 상하적층되었다.
ANSYS Maxwell을 통해 측정된 비교예 1 및 실험예 1 내지 14의 전동기 코어의 경량화효율값, 최대토크값 및 전기발생효율값 등은 표 1과 같다.
Lamination
thickness		 Optimum
Design		 Weight
drop(%)		 Bmax[T] Hmax[A/m] Max Torque
[Nm]		 Efficiency
(%)
















raphite
:0.5mm

Steel
:0.5mm		 비교예 1
C1.Stator & Rotor
(1S/1S)
0
2.66
1.29E+0.6
6.29
94.02
실험예 1
C1.Stator & Rotor
(1S/1G)
45.48
2.83
1.46E+0.6
4.29
91.59
실험예 2
C1.Stator & Rotor
(2S/1G)
32.30
2.96
1.29E+0.6
5.25
92.74
실험예 3
C1.Stator
(1S/1G)
37.64
2.79
1.48E+0.6
4.31
91.54
실험예 4
C1.Stator
(2S/1G)
24.46
2.96
1.29E+0.6
5.26
92.72
실험예 5
C1.Rotor
(1S/1G)
7.83
2.63
1.27E+0.6
6.07
93.86
실험예 6
C1.Rotor
(2S/1G)
5.09
2.65
1.29E+0.6
6.26
94.00
실험예 7
C1.Rotor
(3S/1G)
3.92
2.66
1.29E+0.6
6.27
93.88








Graphite
:0.25mm

Steel
:0.5mm

 실험예 8
C2.Stator & Rotor
(1S/1G)
21.95
2.83
1.16E+0.6
5.27
93.26
실험예 9
C2.Stator & Rotor
(2S/1G)
11.29
2.96
1.35E+0.6
5.84
93.70
실험예 10
C2.Stator
(1S/1G)
16.94
2.89
1.31E+0.6
5.27
93.31
실험예 11
C2.Stator
(2S/1G)
8.72
2.94
1.35E+0.6
5.84
93.19
실험예 12
C2.Rotor
(1S/1G)
5.01
3.55
1.83E+0.6
6.25
93.53
실험예 13
C2.Rotor
(2S/1G)
2.58
2.65
1.11E+0.6
6.27
93.82
실험예 14
C2.Rotor
(3S/1G)
1.88
2.75
1.28E+0.6
6.28
93.66
표 1에서 보는 바와 같이 실험예 6, 12 및 13의 본 발명의 전동기 코어가 일반 전동기 코어에 해당하는 비교예 1과 유사한 최대토크값 및 전기발생효율값을 나타내면서 비교예 1보다 각각 5.09%, 5.01% 및 2.58%의 경량화를 이루었음을 확인할 수 있었다.
3; 금속코어절편, 5; 그라파이트코어절편,
10; 스테이터코어, 20; 로터코어.

Claims (11)

  1. 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 내측에 구비되는 로터코어를 포함하여 구성되는 코어부;를 포함하여 이루어지고,
    전동기의 취성이 우수 및 전동기의 슬림화효율, 경량화효율, 최대토크값 및 전기발생효율이 크게 향상될 수 있도록 상기 스테이터코어 또는 상기 로터코어는 두께가 1mm인 복수의 금속코어절편과, 두께가 0.5mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 적층되어 이루짐과 더불어 상기 스테이터코어의 전체상하폭과 상기 로터코어의 전체상하폭은 20.5mm이고,
    복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편 사이마다 접착제가 도포된 상태로 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편이 프레스접착접합되며,
    상기 접착제와 상기 금속코어절편의 접촉면적 및 상기 접착제와 상기 그라파이트코어절편의 접촉면적이 넓어져 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 상기 그라파이트코어절편의 상호접합력이 향상될 수 있도록 상기 금속코어절편의 외면 또는 상기 그라파이트코어절편의 외면에 상기 접착제 일부가 유입되는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어.
  2. 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 내측에 구비되는 로터코어를 포함하여 구성되는 코어부;를 포함하여 이루어지고,
    전동기의 취성이 우수 및 전동기의 슬림화효율, 경량화효율, 최대토크값 및 전기발생효율이 크게 향상될 수 있도록 상기 스테이터코어 또는 상기 로터코어는 두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편과, 두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 적층되어 이루어짐과 더불어 상기 스테이터코어의 전체상하폭과 상기 로터코어의 전체상하폭은 20.5mm이고,
    복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편 사이마다 접착제가 도포된 상태로 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편이 프레스접착접합되며,
    상기 접착제와 상기 금속코어절편의 접촉면적 및 상기 접착제와 상기 그라파이트코어절편의 접촉면적이 넓어져 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 상기 그라파이트코어절편의 상호접합력이 향상될 수 있도록 상기 금속코어절편의 외면 또는 상기 그라파이트코어절편의 외면에 상기 접착제 일부가 유입되는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어.
  3. 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 내측에 구비되는 로터코어를 포함하여 구성되는 코어부;를 포함하여 이루어지고,
    전동기의 취성이 우수 및 전동기의 슬림화효율, 경량화효율, 최대토크값 및 전기발생효율이 크게 향상될 수 있도록 상기 스테이터코어 또는 상기 로터코어는 두께가 1mm인 복수의 금속코어절편과, 두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 적층되어 이루어짐과 더불어 상기 스테이터코어의 전체상하폭과 상기 로터코어의 전체상하폭은 20.5mm이고,
    복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편 사이마다 접착제가 도포된 상태로 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편이 프레스접착접합되며,
    상기 접착제와 상기 금속코어절편의 접촉면적 및 상기 접착제와 상기 그라파이트코어절편의 접촉면적이 넓어져 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 상기 그라파이트코어절편의 상호접합력이 향상될 수 있도록 상기 금속코어절편의 외면 또는 상기 그라파이트코어절편의 외면에 상기 접착제 일부가 유입되는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어.
  4. 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 내측에 구비되는 로터코어를 포함하여 구성되는 코어부;를 포함하여 이루어지고,
    전동기의 취성이 우수 및 전동기의 슬림화효율, 경량화효율, 최대토크값 및 전기발생효율이 크게 향상될 수 있도록 상기 스테이터코어 및 상기 로터코어는 두께가 1mm인 복수의 금속코어절편과, 두께가 0.5mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 적층되어 이루어짐과 더불어 상기 스테이터코어의 전체상하폭과 상기 로터코어의 전체상하폭은 20.5mm이고,
    복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편 사이마다 접착제가 도포된 상태로 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편이 프레스접착접합되며,
    상기 접착제와 상기 금속코어절편의 접촉면적 및 상기 접착제와 상기 그라파이트코어절편의 접촉면적이 넓어져 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 상기 그라파이트코어절편의 상호접합력이 향상될 수 있도록 상기 금속코어절편의 외면 또는 상기 그라파이트코어절편의 외면에 상기 접착제 일부가 유입되는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어.
  5. 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 내측에 구비되는 로터코어를 포함하여 구성되는 코어부;를 포함하여 이루어지고,
    전동기의 취성이 우수 및 전동기의 슬림화효율, 경량화효율, 최대토크값 및 전기발생효율이 크게 향상될 수 있도록 상기 스테이터코어 및 상기 로터코어는 두께가 0.5mm인 복수의 금속코어절편과, 두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 적층되어 이루어짐과 더불어 상기 스테이터코어의 전체상하폭과 상기 로터코어의 전체상하폭은 20.5mm이고,
    복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편 사이마다 접착제가 도포된 상태로 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편이 프레스접착접합되며,
    상기 접착제와 상기 금속코어절편의 접촉면적 및 상기 접착제와 상기 그라파이트코어절편의 접촉면적이 넓어져 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 상기 그라파이트코어절편의 상호접합력이 향상될 수 있도록 상기 금속코어절편의 외면 또는 상기 그라파이트코어절편의 외면에 상기 접착제 일부가 유입되는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어.
  6. 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 내측에 구비되는 로터코어를 포함하여 구성되는 코어부;를 포함하여 이루어지고,
    전동기의 취성이 우수 및 전동기의 슬림화효율, 경량화효율, 최대토크값 및 전기발생효율이 크게 향상될 수 있도록 상기 스테이터코어 및 상기 로터코어는 두께가 1mm인 복수의 금속코어절편과, 두께가 0.25mm인 복수의 그라파이트코어절편이 순차적으로 번갈아가며 적층되어 이루어짐과 더불어 상기 스테이터코어의 전체상하폭과 상기 로터코어의 전체상하폭은 20.5mm이고,
    복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편 사이마다 접착제가 도포된 상태로 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 그라파이트코어절편이 프레스접착접합되며,
    상기 접착제와 상기 금속코어절편의 접촉면적 및 상기 접착제와 상기 그라파이트코어절편의 접촉면적이 넓어져 복수의 상기 금속코어절편과 복수의 상기 그라파이트코어절편의 상호접합력이 향상될 수 있도록 상기 금속코어절편의 외면 또는 상기 그라파이트코어절편의 외면에 상기 접착제 일부가 유입되는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이터코어의 금속코어절편의 내측부에 하부에서 상부방향으로 갈수록 상기 스테이터코어의 금속코어절편의 내측부 상부방향으로 상향경사지는 경사판이 형성되고,
    상기 스테이터코어의 그라파이트코어절편의 내측부에 상기 경사판을 따라 상향경사지는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터코어의 금속코어절편의 내측부에 하부에서 상부방향으로 갈수록 상기 로터코어의 금속코어절편의 내측부 상부방향으로 상향경사지는 경사판이 형성되고,
    상기 로터코어의 그라파이트코어절편의 내측부에 상기 경사판을 따라 상향경사지는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 그라파이트를 이용한 경량 전동기 코어.
  9. 삭제
  10. 삭제
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