KR102103199B1 - Magnetic gear having bridge integrated pole pieces - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마그네틱 기어에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 로터들 사이에 위치하는 폴 피스들의 하단을 브리지로 연결하여 일체형으로 제작함으로써 폴 피스들 간의 지지강도를 개선할 수 있고, 효율을 향상시킬 수 있는 브리지 일체형 폴 피스를 갖는 마그네틱 기어에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic gear, more specifically, by connecting the lower end of the pole pieces positioned between the rotors with a bridge to manufacture integrally, it is possible to improve the support strength between the pole pieces, and to improve the efficiency. It relates to a magnetic gear having a bridge-integrated pole piece.

Description

브리지 일체형 폴 피스를 갖는 마그네틱 기어{Magnetic gear having bridge integrated pole pieces}Magnetic gear having bridge integrated pole pieces

본 발명은 마그네틱 기어에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 로터들 사이에 위치하는 폴 피스들의 하단을 브리지로 연결하여 일체형으로 제작함으로써 폴 피스들 간의 지지강도를 개선할 수 있고, 효율을 향상시킬 수 있는 브리지 일체형 폴 피스를 갖는 마그네틱 기어에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic gear, more specifically, by connecting the lower end of the pole pieces positioned between the rotors with a bridge to manufacture integrally, it is possible to improve the support strength between the pole pieces, and to improve the efficiency. It relates to a magnetic gear having a bridge-integrated pole piece.

마그네틱 기어는 자기력을 이용하여 비접촉식으로 동력을 전달하는 비접촉식 기어 장치로써 물리적인 접촉에 의해 동력을 전달하는 기어에 비해 노이즈 및 진동이 적고, 윤활유 주입이나 보수 점검이 불필요하며, 기계적인 마찰이 없어 안정성과 내구성이 높아 최근 연구가 활발하다.Magnetic gear is a non-contact gear device that transmits power in a non-contact manner using magnetic force, and has less noise and vibration, and does not require lubrication or maintenance check, and has no mechanical friction and stability compared to a gear that transmits power by physical contact. Due to its high durability and recent research, it is active.

또한, 마그네틱 기어는 에너지 손실을 경감할 수 있으므로 고효율 구동이 가능하고 신뢰도 및 정확한 피크 토크의 전달이 가능하다.In addition, since the magnetic gear can reduce energy loss, high-efficiency driving is possible, and reliability and accurate peak torque transmission are possible.

또한, 최근에는 풍력 터빈, 전기 자동차, 트랜스 미션 등 다양한 산업 전반에 걸쳐 마그네틱 기어의 적용을 확대하고자 하는 노력이 있다.In addition, recently, efforts have been made to expand the application of magnetic gears across various industries such as wind turbines, electric vehicles, and transmissions.

도 1은 종래의 마그네틱 기어를 보여주는 것이고, 도 2는 종래의 마그네틱 기어의 분해도를 보여주는 것이고, 도 3은 도 1의 A-A' 단면을 보여주는 것이다.FIG. 1 shows a conventional magnetic gear, FIG. 2 shows an exploded view of a conventional magnetic gear, and FIG. 3 shows an A-A 'cross section of FIG. 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 마그네틱 기어(10)는 크게 내측 로터(11), 외측 로터(12), 내측 로터(11)와 외측 로터(12) 사이에 로터들(11,12)과 이격되어 위치하는 폴 피스 모듈(13)을 포함하여 구성된다.1 to 3, the conventional magnetic gear 10 is largely the inner rotor 11, the outer rotor 12, the rotor between the inner rotor 11 and the outer rotor 12 (11,12) It is configured to include a pole piece module 13 spaced apart from.

또한, 상기 내측 로터(11)는 내측 요크(11b)와 내측 요크(11b) 외부에 회전축을 중심으로 방사상으로 부착되는 자석(11a)을 포함하고, 상기 외측 로터(12)는 외측 요크(12a)와 외측 요크(12a) 내부에 회전축을 중심으로 방사상으로 부착되는 자석(12b)을 포함하며, 상기 폴 피스 모듈(13)은 회전축에 대해 방사상으로 등 간격 이격된 복수 개의 폴 피스(13a)를 포함한다.In addition, the inner rotor 11 includes an inner yoke 11b and a magnet 11a radially attached to the outer side of the inner yoke 11b around the rotation axis, and the outer rotor 12 has an outer yoke 12a. And a magnet 12b radially attached to the inside of the outer yoke 12a around the rotation axis, and the pole piece module 13 includes a plurality of pole pieces 13a radially spaced apart from the rotation axis. do.

또한, 상기 내측 로터(11)와 상기 외측 로터(12)의 자석들은 각각 서로 반대방향(회전축을 향한 방향과 회전축의 반대방향을 향한 방향)으로 자력을 갖는 자석들이 서로 교대로 위치하며, 서로 반대방향의 자력을 갖는 두 개의 자석은 쌍극을 이룬다.In addition, the magnets of the inner rotor 11 and the outer rotor 12 are magnets alternately positioned in opposite directions to each other (direction toward the axis of rotation and direction toward the opposite direction of the axis of rotation), and opposite to each other. Two magnets with directional magnetic force form a dipole.

또한, 상기 폴 피스 모듈(13)이 고정되어 있을 경우, 상기 내측 로터(11)와 상기 외측 로터(12)는 서로 반대방향으로 회전하게 되고, 어떤 로터가 입력 축이 되는지에 따라 감속기 또는 가속기로 이용된다.In addition, when the pole piece module 13 is fixed, the inner rotor 11 and the outer rotor 12 rotate in opposite directions to each other, depending on which rotor is the input shaft, as a reducer or accelerator. Is used.

또한, 상기 외측 로터(12)는 저속으로 회전하고, 상기 내측 로터(11)는 고속으로 회전하며, 상기 외측 로터(12)의 쌍극수와 상기 내측 로터(11)의 쌍극수는 아래의 수학식 a와 같이 폴 피스들(13a)의 개수를 결정한다.In addition, the outer rotor 12 rotates at a low speed, the inner rotor 11 rotates at a high speed, and the number of dipoles of the outer rotor 12 and the number of dipoles of the inner rotor 11 are as follows. The number of pole pieces 13a is determined as a.

[수학식 a][Equation a]

Figure 112018089997926-pat00001
Figure 112018089997926-pat00001

여기서, Ns는 폴 피스들(13a)의 개수, p1은 내측 로터(11)의 쌍극 수, p2은 외측 로터(12)의 쌍극 수를 의미한다.Here, N s denotes the number of pole pieces 13a, p 1 denotes the number of dipoles of the inner rotor 11, and p 2 denotes the number of dipoles of the outer rotor 12.

한편, 상기 폴 피스들(13a)은 회전축(c)에 나란한 축 방향(c')으로 복수 개의 박판(13aa)이 접합되어 바 형태로 제작되고, 마그네틱 기어의 구조상 일측 단부들은 자유 단부로써 서로 이격되어 있다.On the other hand, the pole pieces 13a are manufactured in a bar shape by joining a plurality of thin plates 13aa in the axial direction (c ') parallel to the rotation axis c, and one end of the magnetic gear is spaced apart from each other as a free end. It is done.

즉, 종래의 폴 피스들(13a)은 폴 피스들(13a) 간에 지지되는 장치가 없으므로 지지강도가 약하여 거리가 일정하게 유지되지 못하는 단점이 있으며 이러한 단점은 동력전달의 이상 혹은 불가, 정해진 기어비 특성을 나타내지 못하는 등의 문제로 직결된다.That is, the conventional pole pieces 13a do not have a device that is supported between the pole pieces 13a, so there is a disadvantage in that the support strength is weak and thus the distance cannot be kept constant. These disadvantages are abnormal or impossible power transmission, and fixed gear ratio characteristics. It is directly related to problems such as failure to represent.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 폴 피스들 간의 지지강도를 향상시키고 효율을 높일 수 있는 마그네틱 기어를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic gear capable of improving support strength between pole pieces and increasing efficiency.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내측 로터(Inner rotor), 상기 내측 로터와 이격되어 구비되는 외측 로터(outer roter) 및 상기 내측 로터와 상기 외측 로터 사이에서 상기 내측 로터 및 상기 외측 로터와 각각 이격되어 위치하고 상기 내측 로터에서 상기 외측 로터로 또는 상기 외측 로터에서 상기 내측 로터로 자속을 전달하는 복수 개의 폴 피스(pole piece)가 방사상으로 구비되는 마그네틱 기어로서, 상기 폴 피스들의 하단은 호 형의 브리지로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an inner rotor, an outer rotor provided spaced apart from the inner rotor, and between the inner rotor and the outer rotor, respectively, between the inner rotor and the outer rotor. A magnetic gear that is spaced apart and radially provided with a plurality of pole pieces for transmitting magnetic flux from the inner rotor to the outer rotor or from the outer rotor to the inner rotor, wherein the lower ends of the pole pieces are arc-shaped. It provides a magnetic gear characterized in that they are connected to each other by a bridge.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 폴 피스들 각 사이에는 이웃한 폴 피스들 간의 기계적인 강도를 보강해주는 지지체가 삽입된다.In a preferred embodiment, a support is inserted between each of the pole pieces to reinforce mechanical strength between adjacent pole pieces.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 폴 피스들 중, 특정 폴 피스들의 사이에는 폴 피스들 간의 상대적인 위치를 유지해주는 지지체가 삽입될 수 있다.In a preferred embodiment, among the pole pieces, a support that maintains a relative position between pole pieces may be inserted between specific pole pieces.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지체의 높이는 상기 폴 피스들의 높이보다 낮다.In a preferred embodiment, the height of the support is lower than the height of the pole pieces.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지체는 상기 지지체와 이격되어 떠 있다.In a preferred embodiment, the support is spaced apart from the support.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지체는 티타늄 또는 스테인리스강이다.In a preferred embodiment, the support is titanium or stainless steel.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 폴 피스들과 상기 브리지들은 서로 일체로 연결되어 하나의 브리지 일체형 폴 피스로 제공되고, 상기 브리지 일체형 폴 피스는 회전축의 길이방향으로 복수의 브리지 일체형 폴 피스 박판이 서로 접합되어 제작된다.In a preferred embodiment, the pole pieces and the bridges are integrally connected to each other to be provided as one bridge-integrated pole piece, and the bridge-integrated pole pieces are joined to each other by a plurality of bridge-integrated pole piece sheets in the longitudinal direction of the rotation axis. It is produced.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

먼저, 본 발명의 마그네틱 기어에 의하면 폴 피스들의 하단을 브릿지로 연결하여 일체형으로 제작함으로써 폴 피스들 간의 간격을 일정하게 유지할 수 있고, 지지강도를 향상시킬 수 있으며 추가로 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.First, according to the magnetic gear of the present invention, by connecting the lower ends of the pole pieces with a bridge, the gap between pole pieces can be kept constant, the support strength can be improved, and the efficiency can be further increased. have.

또한, 본 발명의 마그네틱 기어에 의하면, 폴 피스들 사이 공간에 지지체를 삽입하여 기계적인 강도를 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the magnetic gear of the present invention, there is an advantage that can further improve the mechanical strength by inserting a support in the space between the pole pieces.

또한, 본 발명의 마그네틱 기어에 의하면, 폴 피스들 사이에 지지체가 삽입되는 형태를 변경함으로써 기계적인 강도는 향상시키면서도 지지체 손실을 줄여 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the magnetic gear of the present invention, by changing the shape in which the support is inserted between the pole pieces, while improving the mechanical strength while reducing the loss of the support has the advantage of further improving the efficiency.

도 1은 종래의 마그네틱 기어를 보여주는 도면,
도 2는 종래의 마그네틱 기어의 분해도,
도 3은 도 1의 A-A' 단면을 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어를 보여주는 도면,
도 5는 도 4의 B-B' 단면을 보여주는 도면,
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 폴 피스를 보여주는 도면,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마그네틱 기어를 보여주는 도면,
도 8은 도 7의 C-C' 단면을 보여주는 도면,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 마그네틱 기어의 수직단면을 보여주는 도면,
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어의 수직단면을 보여주는 도면,
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 마그네틱 기어의 수직단면을 보여주는 도면,
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 마그네틱 기어의 수직단면을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a conventional magnetic gear,
Figure 2 is an exploded view of a conventional magnetic gear,
Figure 3 is a view showing a cross-section AA 'of Figure 1,
4 is a view showing a magnetic gear according to the first embodiment of the present invention,
5 is a view showing a cross-section BB 'of FIG. 4,
6 is a view showing the pole piece of the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention,
7 is a view showing a magnetic gear according to a second embodiment of the present invention,
8 is a view showing a cross-section CC 'of FIG. 7,
9 is a view showing a vertical cross-section of a magnetic gear according to a third embodiment of the present invention,
10 is a view showing a vertical cross-section of a magnetic gear according to a fourth embodiment of the present invention,
11 is a view showing a vertical cross-section of a magnetic gear according to a fifth embodiment of the present invention,
12 is a view showing a vertical cross-section of a magnetic gear according to a sixth embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.The terminology used in the present invention is selected from the general terms that are currently widely used, but in certain cases, there are also terms that are arbitrarily selected by the applicant. In this case, the meanings described or used in the detailed description of the invention are not considered as simple term names. Therefore, the meaning should be grasped.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments illustrated in the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Throughout the specification, the same reference numerals denote the same components.

[제1 실시예][First Embodiment]

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어를 보여주는 도면, 도 5는 도 4의 B-B' 단면을 보여주는 도면, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 폴 피스를 보여주는 도면이다.4 is a view showing a magnetic gear according to a first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing a BB 'cross section of FIG. 4, and FIG. 6 is a pole piece of a magnetic gear according to the first embodiment of the present invention It is a drawing.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)는 내측 로터(110), 상기 내측 로터(110)를 감싸며 상기 내측 로터(110)와 이격되어 구비되는 외측 로터(120) 및 폴 피스(130)를 포함하여 이루어진다.4 to 6, the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention is provided with an inner rotor 110, the inner rotor 110 surrounding the inner rotor 110 and spaced apart It comprises a rotor 120 and the pole piece 130.

상기 내측 로터(110)와 상기 외측 로터(120)는 각각 입력측 로터 또는 출력측 로터로 동작이 가능하며 도 1 및 도 2에서 보인 종래의 마그네틱 기어(10)의 내측 로터(11) 및 외측 로터(12)와 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The inner rotor 110 and the outer rotor 120 can be operated as an input-side rotor or an output-side rotor, respectively, and the inner rotor 11 and the outer rotor 12 of the conventional magnetic gear 10 shown in FIGS. 1 and 2. ), So detailed description is omitted.

상기 폴 피스(130)는 상기 내측 로터(110)와 상기 외측 로터(120) 사이에서 상기 내측 로터(110) 및 상기 외측 로터(120)와 각각 이격 되어 구비되며, 회전축을 중심으로 방사상에 복수 개로 구비된다.The pole piece 130 is provided to be spaced apart from the inner rotor 110 and the outer rotor 120 between the inner rotor 110 and the outer rotor 120, respectively, and a plurality of radially around the rotation axis It is provided.

또한, 상기 폴 피스들(130)의 하단은 호 형의 브리지(140)로 연결된다.In addition, the lower ends of the pole pieces 130 are connected to an arc-shaped bridge 140.

즉, 상기 폴 피스들(130) 각 사이는 상기 브리지(140)로 연결된다.That is, each of the pole pieces 130 is connected to the bridge 140.

또한, 상기 폴 피스들(130)과 상기 브리지(140)는 일체로 제작되며 도 6에 도시한 바와 같이 상기 폴 피스들(130)은 하나의 브리지 일체형 폴 피스(150)로 제작된다.In addition, the pole pieces 130 and the bridge 140 are integrally manufactured, and as shown in FIG. 6, the pole pieces 130 are made of one bridge-integrated pole piece 150.

즉, 상기 브리지 일체형 폴 피스(150)는 원통의 외측에 길이 방향으로 복수 개의 치가 방사상으로 형성된 기어 형태를 갖는다.That is, the bridge-integrated pole piece 150 has a gear shape in which a plurality of teeth are formed radially in the longitudinal direction on the outside of the cylinder.

또한, 상기 브리지 일체형 폴 피스(150)는 회전축 방향으로 복수의 브리지 형성 폴 피스 박판(131)이 접착되어 제작된다.In addition, the bridge-integrated pole piece 150 is manufactured by bonding a plurality of bridge-forming pole piece thin plates 131 in the direction of the rotation axis.

이렇게 상기 폴 피스들(130)이 브리지 일체형 폴 피스(150)로 제작될 경우 회전 방향으로 폴 피스들(130) 간의 간격을 일정하게 유지할 수 있고, 지지강성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.When the pole pieces 130 are made of the bridge-integrated pole piece 150 in this way, the interval between the pole pieces 130 in the rotational direction can be kept constant, and there is an advantage of improving the support rigidity.

한편, 도 1 내지 도 3에 도시한 종래의 마그네틱 기어(10)의 경우 외측 로터 토크가 9.92[Nm], 영구자석 와전류 손실이 53.03[W], 철손이 23.68[W]로 효율은 97.69[%]인 반면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)는 간격을 일정하게 유지하고 지지강성을 향상시키면서도 외측 로터 토크 8.05[Nm], 영구자석 와전류 손실 31.97[W], 철손 23.11[W]로 효율이 98.24[%]로 나타나 종래의 마그네틱 기어(10)보다 효율이 약 0.55[%] 향상된 것을 확인하였다.On the other hand, in the case of the conventional magnetic gear 10 shown in FIGS. 1 to 3, the outer rotor torque is 9.92 [Nm], the permanent magnet eddy current loss is 53.03 [W], the iron loss is 23.68 [W], and the efficiency is 97.69 [%]. On the other hand, while the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention maintains a constant spacing and improves the support rigidity, the outer rotor torque is 8.05 [Nm], the permanent magnet eddy current loss is 31.97 [W], and the iron loss is 23.11 [ W], the efficiency was 98.24 [%], and it was confirmed that the efficiency was improved by about 0.55 [%] compared to the conventional magnetic gear 10.

[제2 실시예][Second Embodiment]

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마그네틱 기어를 보여주는 도면, 도 8은 도 7의 C-C' 단면을 보여주는 도면이다.7 is a view showing a magnetic gear according to a second embodiment of the present invention, Figure 8 is a view showing a cross-section C-C 'of Figure 7;

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마그네틱 기어(200)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)와 비교하여 내측 로터(110), 외측 로터(120) 및 브리지 일체형 폴 피스(150)의 구성은 실질적으로 동일하며, 지지체(160)가 더 포함되는 것에 차이가 있다.7 and 8, the magnetic gear 200 according to the second embodiment of the present invention is compared with the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention, the inner rotor 110, the outer rotor ( 120) and the structure of the bridge-integrated pole piece 150 is substantially the same, and there is a difference in that the support 160 is further included.

상기 지지체(160)는 상기 브리지 일체형 폴 피스(150)의 각 폴 피스(130a,130b)들 사이에 삽입된다.The support 160 is inserted between each pole piece (130a, 130b) of the bridge-integrated pole piece 150.

이는 상기 브리지 일체형 폴 피스(130)를 구성하는 각 박판(131)들이 회전 방향으로 서로 미끄러져 분리되지 않도록 강도를 향상시키는 기능을 수행한다.This serves to improve strength so that the thin plates 131 constituting the bridge-integrated pole piece 130 are not separated from each other by sliding in the rotational direction.

또한, 상기 지지체(160)의 높이(브리지의 상면에서의 높이)는 상기 폴 피스(130)의 높이와 동일하다.In addition, the height of the support 160 (height from the top surface of the bridge) is the same as the height of the pole piece 130.

즉, 상기 지지체(160)는 상기 폴 피스들(130) 사이 공간(도 5의 도면부호 'a'참조) 전체가 채워지도록 삽입된다.That is, the support 160 is inserted to fill the entire space (see reference numeral 'a' in FIG. 5) between the pole pieces 130.

또한, 상기 지지체(160)는 티타늄 또는 스테인리스강일 수 있다.In addition, the support 160 may be titanium or stainless steel.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 미그네틱 기어(200)는 상기 지지체(160)가 티타늄일 경우 외측 로터 토크가 8.04[Nm]이고 영구자석 와전류 손실 31.98[W], 철손 23.11[W] 이외에 지지체 손실 8.95[W]가 존재하여 전체적인 효율은 97.79[%]으로 나타나 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)보다는 효율이 낮았으나 폴 피스들 간의 접합 강도는 매우 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 종래의 마그네틱 기어(10)보다 효율이 높은 장점이 있다.On the other hand, in the magnetic gear 200 according to the second embodiment of the present invention, when the support 160 is titanium, the outer rotor torque is 8.04 [Nm] and permanent magnet eddy current loss 31.98 [W], iron loss 23.11 [W In addition to the support loss 8.95 [W], the overall efficiency was 97.79 [%], which was lower than that of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention, but the bonding strength between pole pieces could be greatly improved. In addition, there is an advantage that the efficiency is higher than that of the conventional magnetic gear 10.

또한, 상기 지지체(160)을 스테인리스강(본 발명에서는 'SUS 304'를 이용함)으로 구비할 경우, 외측 로터 토크가 7.84[Nm], 영구자석 와전류 손실 31.32[W], 철손 22.87[W], 지지체 손실 22.87[W]로 나타나 전체 효율은 96.92[%]로 종래의 마그네틱 기어(10)의 효율 97.69[%]대비 미미한 효율저하를 보였으나 폴 피스들 간의 접합 강도를 매우 향상시킬 수 있으므로 사양에 따라 이용이 가능하다.In addition, when the support 160 is made of stainless steel (in the present invention using 'SUS 304'), the outer rotor torque is 7.84 [Nm], permanent magnet eddy current loss 31.32 [W], iron loss 22.87 [W], Support loss was shown as 22.87 [W], and the overall efficiency was 96.92 [%], showing a slight decrease in efficiency compared to the efficiency of the conventional magnetic gear 10, 97.69 [%], but the bonding strength between pole pieces can be greatly improved. It can be used accordingly.

[제3 실시예][Third Example]

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 마그네틱 기어의 수직단면을 보여주는 도면이다.9 is a view showing a vertical cross-section of a magnetic gear according to a third embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 마그네틱 기어(300)는 본 발명의 제2 시예에 따른 마그네틱 기어(300)와 비교하여 지지체(161)의 높이(h2)가 폴 피스(130)의 높이(h1)보다 낮다.9, the magnetic gear 300 according to the third embodiment of the present invention has a height h2 of the support 161 compared to the magnetic gear 300 according to the second embodiment of the present invention. It is lower than the height h1 of 130).

이러한 지지체(161)의 구조는 폴 피스들 간의 접합 강도는 향상시키면서도 지지체 손실은 저감하기 위한 것으로 지지체(161)가 티타늄일 경우, 외측 로터 토크 8.02[Nm], 영구자석 와전류 손실 31.90[W], 철손 23.10[W], 지지체 손실 2.33[W]으로 전체 효율이 지지체 손실 저감으로 98.10[%]로 나타나 본 발명의 제2 실시예에 따른 마그네틱 기어(200)보다 효율이 높은 것을 알 수 있었다.The structure of the support 161 is to reduce the support loss while improving the bonding strength between the pole pieces, and when the support 161 is titanium, the outer rotor torque is 8.02 [Nm], the permanent magnet eddy current loss is 31.90 [W], The total efficiency of iron loss 23.10 [W] and support loss 2.33 [W] was 98.10 [%] due to reduction in support loss, and it was found that the efficiency was higher than that of the magnetic gear 200 according to the second embodiment of the present invention.

또한, 지지체(161)가 스테인리스강일 경우 외측 로터 토크 7.95[Nm], 영구자석 와전류 손실 31.62[W], 철손 22.97[W], 지지체 손실 5.83[W]으로 전체 효율이 97.90[%]로 나타나 지지체(161)가 티타늄일 경우 보다는 효율이 낮았으나 종래의 마그네틱 기어(10)보다는 효율이 높았다.In addition, when the support 161 is stainless steel, the overall efficiency is 97.90 [%] with an outer rotor torque of 7.95 [Nm], permanent magnet eddy current loss of 31.62 [W], iron loss of 22.97 [W], and support loss of 5.83 [W]. The efficiency of 161 is lower than that of titanium, but it is higher than that of the conventional magnetic gear 10.

[제4 실시예][Fourth Example]

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어의 수직단면을 보여주는 도면이다.10 is a view showing a vertical cross-section of a magnetic gear according to a fourth embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어(400)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 마그네틱 기어(300)와 비교하여 상기 지지체(161)가 모든 폴 피스들(130) 사이에 구비되는 것이 아니라 특정 폴 피스들 사이에만 구비되는 형태이다.Referring to Figure 10, the magnetic gear 400 according to the fourth embodiment of the present invention is compared to the magnetic gear 300 according to the third embodiment of the present invention, the support 161 is all pole pieces 130 ) Is not provided between, but is provided only between specific pole pieces.

예를 들면, 상기 폴 피스들(130)이 형성하는 공간 들 중, 하나의 공간의 건너 뛰면서 번갈아 지지체(161)가 구비된다.For example, among the spaces formed by the pole pieces 130, a support 161 is provided alternately while skipping one space.

이 경우 지지체(161)에 의한 손실을 더욱 효과적으로 줄일 수 있어 효율을 높일 수 있다.In this case, the loss caused by the support 161 can be more effectively reduced, thereby improving efficiency.

실제 상기 지지체(161)를 티타늄으로 구비하였을 경우, 외측 로터 토크 8.02[Nm], 영구자석 와전류 손실 31.90[W], 철손 23.10[W], 지지체 손실 1.16[W]으로 전체 효율이 98.17[%]로 나타났으며, 상기 지지체(161)를 스테인리스강으로 구비하였을 경우, 외측 로터 토크 7.98[Nm], 영구자석 와전류 손실 31.76[W], 철손 23.04[W], 지지체 손실 2.90[W]으로 전체 효율이 98.07[%] 나타났다.When the support 161 is actually made of titanium, the overall efficiency is 98.17 [%] with an outer rotor torque of 8.02 [Nm], permanent magnet eddy current loss of 31.90 [W], iron loss of 23.10 [W], and support loss of 1.16 [W]. When the support 161 is made of stainless steel, the overall efficiency is 7.98 [Nm] of outer rotor torque, 31.76 [W] of permanent magnet loss, 23.04 [W] of iron loss, and 2.90 [W] of support loss. This appeared 98.07 [%].

즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어(400)가 본 발명의 제3 실시예에 따른 마그네틱 기어(300) 보다 지지체에 의한 손실이 줄어 전체 효율이 향상되는 것을 알 수 있다.That is, it can be seen that the magnetic gear 400 according to the fourth embodiment of the present invention reduces the loss due to the support than the magnetic gear 300 according to the third embodiment of the present invention, thereby improving the overall efficiency.

[제5 실시예][Example 5]

도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 마그네틱 기어의 수직단면을 보여주는 도면이다.11 is a view showing a vertical cross-section of a magnetic gear according to a fifth embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 마그네틱 기어(400)는 도 9에 도시한 본 발명의 제3 실시예에 따른 마그네틱 기어(300)와 비교하여 지지체(162)는 브리지(140)의 상면으로부터 공간(b)을 이격되어 있다.Referring to Figure 11, the magnetic gear 400 according to the fifth embodiment of the present invention compared to the magnetic gear 300 according to the third embodiment of the present invention shown in Figure 9, the support 162 is a bridge ( Space (b) is spaced from the upper surface of 140).

다시 말해서, 상기 지지체(162)는 각 폴 피스들의 사이에서 폴 피스들의 상단을 서로 지지한다.In other words, the support 162 supports the upper ends of the pole pieces to each other between each pole piece.

이 경우 상기 지지체(162)가 티타늄으로 구비될 경우, 외측 로터 토크 8.02[Nm], 영구자석 와전류 손실 31.92[W], 철손 23.11[W], 지지체 손실 2.83[W]으로 전체 효율이 98.07[%]로 나타났으며, 상기 지지체(162)를 스테인리스강으로 구비하였을 경우, 외측 로터 토크 7.91[Nm], 영구자석 와전류 손실 31.62[W], 철손 23.03[W], 지지체 손실 7.11[W]으로 전체 효율이 97.82[%]로 나타났다.In this case, when the support 162 is made of titanium, the overall efficiency is 98.07 [%] with an outer rotor torque of 8.02 [Nm], permanent magnet eddy current loss of 31.92 [W], iron loss of 23.11 [W], and support loss of 2.83 [W]. ], When the support 162 is made of stainless steel, the outer rotor torque is 7.91 [Nm], permanent magnet eddy current loss 31.62 [W], iron loss 23.03 [W], and support loss 7.11 [W]. The efficiency was 97.82 [%].

즉, 본 발명의 제5 실시예에 따른 마그네틱 기어(400)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 마그네틱 기어(300)와 비교하여 효율이 미세하게 낮았으나 종래의 마그네틱 기어와 비교하여 효율이 매우 높았다.That is, the magnetic gear 400 according to the fifth embodiment of the present invention has a very low efficiency compared to the magnetic gear 300 according to the third embodiment of the present invention, but has very high efficiency compared to the conventional magnetic gear. It was high.

[제6 실시예][Example 6]

도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 마그네틱 기어의 수직단면을 보여주는 도면이다.12 is a view showing a vertical cross-section of a magnetic gear according to a sixth embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면 본 발명의 제6 실시예에 따른 마그네틱 기어(600)는 본 발명의 제5 실시예에 따른 마그네틱 기어(500)와 비교하여 지지체(162)가 모든 폴 피스들(130) 사이에 구비되는 것이 아니라 특정 폴 피스들 사이에만 구비되는 형태이다.Referring to FIG. 12, the magnetic gear 600 according to the sixth embodiment of the present invention has a support 162 between all the pole pieces 130 as compared with the magnetic gear 500 according to the fifth embodiment of the present invention. It is not provided in the form that is provided only between specific pole pieces.

예를 들면, 상기 폴 피스들(130)이 형성하는 공간 들 중, 하나의 공간의 건너 뛰면서 번갈아 지지체(162)가 구비될 수 있다.For example, among the spaces formed by the pole pieces 130, a support 162 may be alternately provided while skipping one space.

이 경우 본 발명의 제5 실시예에 따른 마그네틱 기어(500)와 비교하여 지지체 손실을 줄일 수 있다.In this case, the support loss can be reduced compared to the magnetic gear 500 according to the fifth embodiment of the present invention.

실제 상기 지지체(162)가 티타늄으로 구비될 경우, 외측 로터 토크 8.03[Nm], 영구자석 와전류 손실 31.92[W], 철손 23.11[W], 지지체 손실 1.41[W]으로 전체 효율이 98.16[%]로 나타났으며, 상기 지지체(162)를 스테인리스강으로 구비하였을 경우, 외측 로터 토크 7.97[Nm], 영구자석 와전류 손실 31.77[W], 철손 23.07[W], 지지체 손실 3.56[W]으로 전체 효율이 98.03[%]로 나타났다.When the support 162 is actually made of titanium, the overall efficiency is 98.16 [%] with an outer rotor torque of 8.03 [Nm], permanent magnet eddy current loss of 31.92 [W], iron loss of 23.11 [W], and support loss of 1.41 [W]. When the support 162 is made of stainless steel, the overall efficiency is 7.97 [Nm], permanent magnet eddy current loss 31.77 [W], iron loss 23.07 [W], and support loss 3.56 [W]. This was 98.03 [%].

즉, 본 발명의 제6 실시예에 따른 마그네틱 기어(600)는 지지체 손실을 줄일 수 있으므로 본 발명의 제5 실시예에 따른 마그네틱 기어(500)보다 효율이 향상됨을 알 수 있다.That is, since the magnetic gear 600 according to the sixth embodiment of the present invention can reduce the support loss, it can be seen that the efficiency is improved compared to the magnetic gear 500 according to the fifth embodiment of the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.As described above, the present invention has been illustrated and described with reference to preferred embodiments, but is not limited to the above-described embodiments and is within the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention. By this, various changes and modifications will be possible.

100,200,300,400,500,600:마그네틱 기어
110:내측 로터 120:외측 로터
130:폴 피스 140:브리지100,200,300,400,500,600: Magnetic gear
110: inner rotor 120: outer rotor
130: pole piece 140: bridge

Claims (7)

내측 로터(Inner rotor), 상기 내측 로터와 이격되어 구비되는 외측 로터(outer roter) 및 상기 내측 로터와 상기 외측 로터 사이에서 상기 내측 로터 및 상기 외측 로터와 각각 이격되어 위치하고 상기 내측 로터에서 상기 외측 로터로 또는 상기 외측 로터에서 상기 내측 로터로 자속을 전달하는 복수 개의 폴 피스(pole piece)가 방사상으로 구비되는 마그네틱 기어로서,
상기 폴 피스들의 하단은 호 형의 브리지로 서로 연결되고,
상기 폴 피스들 사이에는 이웃한 폴 피스들 간의 기계적인 강도를 보강해주는 지지체가 삽입되며,
상기 지지체의 높이는 상기 폴 피스들의 높이보다 낮고,
상기 지지체는 비자성 및 전도성을 갖는 티타늄 또는 스테인리스강이며,
상기 지지체는 모든 폴 피스들 사이 공간에 삽입되지 않고, 하나 또는 복수의 사이 공간을 건너뛰면서 번갈아 삽입되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.
An inner rotor, an outer rotor provided spaced apart from the inner rotor, and spaced apart from the inner rotor and the outer rotor between the inner rotor and the outer rotor, respectively, and positioned from the inner rotor to the outer rotor. A magnetic gear radially provided with a plurality of pole pieces for transmitting magnetic flux from the furnace or the outer rotor to the inner rotor,
The lower ends of the pole pieces are connected to each other by an arc-shaped bridge,
Between the pole pieces is inserted a support to reinforce the mechanical strength between the adjacent pole pieces,
The height of the support is lower than the height of the pole pieces,
The support is a non-magnetic and conductive titanium or stainless steel,
The support is not inserted into the space between all the pole pieces, magnetic gear characterized in that it is inserted alternately while skipping one or a plurality of spaces.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 지지체는 상기 브리지에서 이격되어 떠 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.
According to claim 1,
The support is a magnetic gear, characterized in that spaced apart from the bridge.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 폴 피스들과 상기 브리지들은 서로 일체로 연결되어 하나의 브리지 일체형 폴 피스로 제공되고,
상기 브리지 일체형 폴 피스는 회전축의 길이방향으로 복수의 브리지 일체형 폴 피스 박판이 서로 접합되어 제작되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.According to claim 1,
The pole pieces and the bridges are integrally connected to each other to be provided as one bridge-integrated pole piece,
The bridge-integrated pole piece is a magnetic gear, characterized in that a plurality of bridge-integrated pole piece thin plates are joined to each other in the longitudinal direction of the rotating shaft.
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