KR102126315B1 - 모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기 - Google Patents

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radius
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이인재
김정환
박상훈
정희돈
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 모터는, 스테이터 및 로터를 구비하고, 상기 로터는 영구자석삽입부가 형성된 로터코어 및 상기 영구자석삽입부에 삽입되는 영구자석을 구비하고, 상기 영구자석은, 상기 로터의 회전축과 대향되는 면을 자속의 작용면으로 하며, 상기 영구자석의 작용면은, 상기 회전축과 평행한 제1측면부 및 제2측면부; 상기 제1측면부 및 제2측면부 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되게 형성되는 제1구간부; 일 측은 상기 제1구간부에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부 및 제2측면부 중 다른 하나에 연결되며, 선형, 타원호 형상, 또는 상기 제1원호와 곡률반경이 다른 제2원호 형상을 갖는 제2구간부;를 포함하며, 상기 제1구간부는 외측으로 볼록한 형상으로 구성된다. 이에 의해, 자성체의 재료 투입량을 저감할 수 있고 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있다.

Description

모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기{ELECTRIC MOTOR, COMPRESSOR WITH ELECTRIC MOTOR AND AIR CONDITIONER HAVING THE SAME}
본 발명은, 모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치의 일종이다.
이러한 모터는, 통상 스테이터 및 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 구비되는 로터를 구비한다.
상기 스테이터는, 복수의 슬롯 및 티스를 구비한 스테이터코어 및 상기 슬롯에 권선되는 스테이터코일을 구비한다.
상기 로터는, 회전축 및 상기 회전축을 중심으로 회전되는 로터코어를 구비하여 구성된다.
상기 로터는 상기 스테이터의 외측에 소정의 공극을 두고 회전 가능하게 구비되거나 상기 스테이터의 내측에 소정의 공극을 두고 회전 가능하게 구비될 수 있다.
상기 모터는 회전 방식에 따라 유도모터(INDUCTION MOTOR) 및 동기모터(SYNCHRONOUS MOTOR)로 구별된다. 상기 유도 모터는, 주지된 바와 같이, 스테이터 및 로터 사이에 작용하는 전자유도현상에 의해 로터가 회전되게 구성된다.
상기 동기 모터는, 주지된 바와 같이, 공극을 두고 이격 배치된 스테이터 및 로터의 서로 다른 자극 중 어느 일 측의 자극을 회전시키면 타 측의 자극이 동일한 방향 및 속도로 회전되게 구성된다.
상기 동기 모터의 로터는, 통상, 회전축, 상기 회전축을 중심으로 회전되는 로터코어 및 상기 로터코어에 구비되는 복수의 영구자석을 구비하여 구성된다.
상기 영구자석은 상기 로터코어에 축방향으로 관통된 영구자석삽입부에 삽입 결합된다.
그런데, 이러한 종래의 영구자석을 구비한 모터에 있어서는, 영구자석의 재료는 비교적 자원이 부족한 상태이고, 재료비용은 비싸기 때문에 모터의 제조 시 영구자석의 재료비용이 차지하는 비율이 높다.
종래의 영구자석을 구비한 모터에 있어서는, 영구자석의 재료비용을 저감하기 위해 영구자석의 두께를 감소시킬 경우, 영구자석의 보자력이 감소하게 되어 성능이 저하된다고 하는 문제점이 있다.
이러한 점을 고려하여 일부에는 영구자석의 두께를 감소시키지 아니하고 영구자석의 재료량을 저감시키기 위해, 영구자석의 모서리를 제거하는 방법이 고안되어 있다.
한편, 이러한 영구자석을 이용한 모터에 있어서는, 스테이터와 로터 간에 작용하는 코깅토크 및 역기전력 THD (Total Harmonic Distortion)에 기인하여 진동 및 소음이 증가하게 된다고 하는 문제점이 있다.
이러한 종래의 영구자석을 이용한 모터에 있어서는, 영구자석의 모서리를 비대칭으로 제거할 경우, 모서리가 제거된 만큼 코깅토크의 감소효과가 발생하지만, 전반적으로 코깅토크 및 역기전력 THD에 기인한 진동 및 소음 발생의 문제가 있다.
또한, 영구자석의 제거되지 아니한 모서리에서 여전히 감자가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 이러한 종래의 영구자석을 이용한 모터에 있어서는, 영구자석의 4개의 모서리를 모두 제거할 경우, 영구자석의 재료비용은 감소되지만, 코깅토크 및 역기전력 THD에 기인한 진동 및 소음을 충분히 저감시키기에는 한계가 있다고 하는 문제점이 있다.
CN105846630A CN205864083U CN205864107U
따라서, 본 발명은, 자성체의 재료 투입량을 저감할 수 있고 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있는 모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 코깅토크 및 역기전력 THD를 저감할 수 있는 모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 스큐형상을 구비하고 축방향을 따라 결합 및 지지될 수 있는 자성체를 구비한 모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 스큐형상을 구비하며 자성체를 축방향으로 분할하지 아니하고 축방향을 따라 결합이 가능한 모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 자성체가 스큐형상을 구비하며 손상 발생이 억제될 수 있는 모터, 이를 구비한 압축기 및 공기조화기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 과제의 해결을 위한 본 발명에 따른 모터는, 최대폭을 구비한 영구자석의 적어도 일 단부에 상기 최대폭의 절반 미만의 곡률반경을 가지는 원호형상으로 외측으로 볼록하게 돌출 형성되는 제1구간부가 구비되는 것을 기술적 특징으로 한다.
구체적으로, 양 측에 나란하게 이격되고 모터의 회전축 방향으로 배치되는 제1측면부 및 제2측면부를 구비한 영구자석의 적어도 일 단부에 상기 제1측면부 및 제2측면부 중 어느 하나로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부 및 상기 제1구간부와 상기 제1측면부 및 제2측면부 중 다른 하나를 연결하는 제2구간부를 구비하되, 상기 제1원호의 곡률반경은 상기 영구자석의 최대폭의 절반 미만으로 형성됨으로써, 상기 제1구간부 및 제2구간부에 의해 상기 영구자석의 폭방향을 따른 단부영역의 자속밀도가 상기 영구자석의 폭방향 중심에 대해 분산되게 형성된다. 이에 의해, 상기 모터의 구동 시 로터와 스테이터 사이에 작용하는 코깅 토크가 저감되고 역기전력 THD가 개선됨으로써, 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
상기 영구자석은 상기 회전축과 대향되는 면을 자속의 작용면으로 상기 자속의 작용면은, 상기 제1측면부, 상기 제2측면부, 상기 제1구간부 및 제2구간부를 구비하여 구성된다.
상기 모터는, 복수의 티스 및 슬롯을 구비한 스테이터코어, 상기 슬롯에 권선되는 스테이터코일을 구비한 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고, 상기 로터는, 축방향으로 관통되게 형성된 영구자석삽입부를 구비한 로터코어; 및 상기 영구자석삽입부에 삽입되는 영구자석;을 구비하고, 상기 영구자석은, 상기 로터의 회전축과 대향되는 면을 자속의 작용면으로 하며, 상기 영구자석의 작용면은, 상기 회전축과 평행한 제1측면부 및 제2측면부; 상기 제1측면부 및 제2측면부 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되게 형성되는 제1구간부; 일 측은 상기 제1구간부에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부 및 제2측면부 중 다른 하나에 연결되며, 선형, 타원호 형상, 또는 상기 제1원호와 곡률반경이 다른 제2원호 형상을 갖는 제2구간부;를 포함하며, 상기 영구자석의 작용면은 최대길이 및 최대폭을 구비하고, 상기 제1구간부는 외측으로 볼록한 형상으로 형성된다.
상기 로터의 회전축을 기준으로, 상기 영구자석의 상기 최대폭의 중심이 상기 티스의 중심과 동일한 제1연장선에 있을 때, 상기 제1구간부의 곡률반경의 중심의 제2연장선은 상기 제1연장선과 이격되게 형성된다.
여기서, 상기 제1구간부의 곡률반경은 상기 영구자석의 최대폭의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제1구간부의 곡률반경은 상기 티스의 폭보다 크게 형성된다.
상기 제1구간부의 곡률반경은 상기 티스의 폭의 1.01 내지 1.15 배로 형성된다.
상기 제2구간부는 선형이며, 상기 제2구간부와 상기 제1측면부 및 제2측면부 중 다른 하나의 내각은 90도 이상 180도 미만으로 형성된다.
상기 영구자석의 작용면은 상기 제1측면부 및 제2측면부 중 다른 하나의 타 단에 상기 제1원호 형상으로 연장되게 형성되는 제3구간부를 더 구비한다.
상기 영구자석의 작용면은 상기 제3구간부에 연결되고, 상기 선형, 타원호 형상 또는 상기 제2원호 형상을 갖는 제4구간부를 더 구비한다.
상기 제1구간부 및 제3구간부의 곡률반경은 동일하게 형성된다.
상기 제1구간부의 곡률 반경은 상기 영구자석의 길이의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제1구간부 및 제3구간부의 곡률반경의 중심은 상기 티스의 폭의 중심으로부터 1.65mm 내지 2.65mm 각각 이동되게 구성된다.
상기 제1측면부의 길이 및 상기 제2측면부의 길이는 상기 영구자석의 최대길이에서 상기 제1구간부 및 제3구간부의 곡률반경을 제외한 길이 이하로 각각 형성된다.
상기 영구자석의 폭은 10 내지 30mm로 형성된다.
상기 제1구간부의 곡률반경은 상기 로터의 반경의 0.31 내지 0.39배로 형성된다.
상기 영구자석의 작용면의 면적은 상기 영구자석의 최대길이 및 최대폭을 변으로 하는 직사각형의 면적의 75%이상으로 형성된다.
상기 제2구간부 및 제4구간부는 선형이며, 상기 제2구간부 및 제4구간부의 길이는 상기 제1구간부의 곡률반경보다 크게 형성된다.
상기 제1측면부 및 제2측면부는 상기 작용면의 중심점을 기준으로 회전 대칭으로 형성된다.
상기 제1구간부 및 제3구간부는 상기 작용면의 중심점을 기준으로 회전 대칭으로 형성된다.
상기 제2구간부 및 제4구간부는 상기 작용면의 중심점을 기준으로 회전 대칭으로 형성된다.
한편, 상기 작용면의 중심점을 가로지르는 수평중심선에서 상기 제1구간부의 최상단과 접하는 최상단접선까지의 총높이는 상기 수평중심선에서 상기 제2구간부와 상기 제2측면부의 제1연결지점까지의 제1높이와 상기 제1연결지점으로부터 상기 최상단접선까지의 제2높이의 합과 동일하게 형성된다.
상기 제2높이는 상기 제1높이 이하로 형성되고, 상기 제2높이는 상기 제1연결지점으로부터 상기 제1구간부 및 제2구간부가 연결되는 제2연결지점까지의 제3높이 이상으로 형성된다.
상기 제1측면부의 길이 및 제2측면부의 길이 중 어느 하나는 상기 영구자석의 최대길이의 15% 이상으로 형성된다.
상기 영구자석은 희토류계 자석으로 형성된다.
상기 영구자석의 잔류자속밀도는 1.2T 이상으로 형성된다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 케이스; 상기 케이스의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축부; 및 상기 케이스의 내부에 구비되고, 상기 압축부에 구동력을 제공하는 상기 모터;를 포함하는 압축기가 제공된다.
상기 압축부는, 실린더; 및 상기 실린더의 내부에 구비되고, 상기 모터의 회전축에 연결되어 상기 실린더의 내면을 따라 선회하면서 상기 냉매를 압축하는 롤러;를 구비한다.
또한, 본 발명의 또 다른 분야에 따르면, 실내 공기와 열교환되는 실내열교환기 및 상기 실내열교환기의 일 측에 구비되는 실내송풍팬을 구비한 실내기; 및 상기 실내열교환기에 연결되는 실외열교환기, 상기 실외열교환기에 압축된 냉매를 제공하는 압축기 및 상기 실외열교환기의 일 측에 구비되는 실외송풍팬을 구비한 실외기;을 포함하고, 상기 실내송풍팬, 상기 실외송풍팬 및 상기 압축기 중 적어도 어느 하나는 상기 모터를 구비하는 공기조화기가 제공된다.
상기 압축기는, 케이스; 상기 케이스의 내부에 구비되어 냉매를 압축하는 압축부; 및 상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 압축부에 구동력을 제공하는 상기 모터;를 구비하여 구성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 영구자석의 적어도 일 단부에 제1원호 형상으로 형성되는 제1구간부 및 상기 제1구간부에 연결되고 선형, 타원호 형상, 또는 상기 제1구간부와 다른 곡률반경의 제2원호 형상을 갖는 제2구간부가 구비됨으로써, 영구자석의 재료 투입량을 저감할 수 있다.
또한, 상기 제1구간부 및 제2구간부에 의해 코깅 토크 발생이 억제되고 역기전력 THD가 개선됨으로써, 상기 코깅 토크 및 역기전력 THD에 기인한 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
또한, 상기 제1구간부 및 제2구간부, 그리고 상기 영구자석의 양 측에 미리 설정된 폭으로 나란하게 이격 배치된 제1측면부 및 제2측면부를 구비함으로써, 스큐형상을 구비하면서도 로터의 축방향을 따라 영구자석이 로터코어에 결합될 수 있다. 이에 의해, 영구자석을 축방향으로 분할하지 아니하고 로터코어와 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1구간부 및 제2구간부, 그리고 제1측면부 및 제2측면부를 구비함으로써, 원호형상을 구비하여 모서리 형성이 감소되고 상기 제1구간부 및 제2구간부, 그리고 제1측면부 및 제2측면부의 각 경계영역의 내각이 증대되어 자성체의 손상 발생이 억제될 수 있다.
또한, 제1구간부 및 제3구간부의 곡률반경이 자성체의 최대폭의 절반 미만으로 형성됨으로써, 스테이터의 티스의 폭의 중심과 영구자석의 최대폭의 중심이 동일한 제1연장선에 있을 때, 상기 제1구간부 및 제3구간부의 곡률반경의 중심의 제2연장선들이 상기 제1연장선과 이격되어 자속 집중을 완화할 수 있다. 이에 의해 코깅 토크가 저감될 수 있고 역기전력 THD가 개선될 수 있다.
또한, 제1구간부의 원호에 상기 제2구간부의 일 단이 접하게 형성됨으로써, 자성체의 손상 발생이 억제될 수 있다.
또한, 상기 영구자석의 양 단부에 상기 제1구간부 및 제3구간부를 각각 구비함으로써, 스테이터의 티스의 중심에 대한 자속 집중이 더욱 완화되어 코깅 토크 발생이 더욱 억제될 수 있다.
또한, 상기 제1구간부 및 제3구간부, 그리고 상기 제2구간부 및 제4구간부가 각각 상기 작용면의 중심점을 중심으로 회전 대칭으로 형성됨으로써, 상기 자성체의 양 단부(상단 및 하단)이 상기 티스의 중심으로부터 양 측 방향으로 각각 이격되어 상기 티스의 중심에 자속이 집중되는 것이 더욱 억제될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 사용상태를 도시한 공기조화기의사시도,
도 2는 도 1의 공기조화기의 냉동사이클 구성도,
도 3은 도 2의 압축기의 단면도,
도 4는 도 3의 로터의 확대도,
도 5는 도 3의 모터의 평면도,
도 6은 도 5의 도 3의 영구자석삽입부 및 영구자석의 결합상태의 확대도,
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 단면도,
도 8은 도 7의 영구자석을 도시한 도면,
도 9 내지 도 16은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 영구자석의 도 8에 대응되는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 본 명세서는, 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 사용상태를 도시한 공기조화기의사시도이고, 도 2는 도 1의 공기조화기의 냉동사이클 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 공기조화기는, 실내기(100) 및 실외기(140)를 구비한다.
상기 실내기(100) 및 실외기(140)는, 냉매가 순환하면서 상 변화 가능한 냉동사이클 장치(180)를 구비하여 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 냉동사이클 장치(180)는, 냉매를 압축하는 압축기(230), 상기 압축기(230)에서 압축된 냉매가 방열되는 응축기(210), 냉매가 감압 및 팽창되는 팽창장치(219) 및 냉매가 주위의 잠열을 흡수하여 증발되는 증발기(220)를 구비하여 구성된다. 상기 응축기(210)는 실외 공기와 열교환 가능하게 배치된다는 점에서 실외열교환기로 지칭될 수 있고, 상기 증발기(220)는 실내공기와 열교환 가능하게 배치된다는 점에서 실내열교환기로 지칭될 수 있다.
상기 압축기(230), 응축기(210), 팽창장치(219) 및 증발기(220)는 냉매가 순환될 수 있게 냉매유로를 형성하는 냉매관(212)에 의해 각각 연통되게 연결된다.
상기 압축기(230) 및 응축기(210)는 상기 실외기(140)로 구성된다.
상기 실외기(140)는, 내부에 수용공간을 형성하는 실외기케이스(150), 상기 실외기케이스(150)의 내부에 각각 배치되는 상기 압축기(230) 및 응축기(210), 상기 응축기(210)와 공기의 열교환을 촉진시키는 실외송풍팬(215)을 구비하여 구성된다. 상기 실외기케이스(150)는, 외부의 공기가 흡입될 수 있게 흡입구(152)가 구비된다. 상기 실외기케이스(150)의 내부 상기 흡입구(152)의 일 측에는 상기 응축기(210) 및 실외송풍팬(215)이 각각 구비된다. 상기 실외송풍팬(215)은, 팬(216) 및 전원 인가 시 상기 팬(216)을 회전 구동시키는 모터(217)를 구비한다.
상기 증발기(220)는 상기 실내기(100)로 구성된다. 상기 실내기(100)는, 실내기케이스(110), 상기 실내기케이스(110)의 내부에 배치되는 상기 증발기(220) 및 상기 증발기(220)의 일 측에 구비되어 상기 증발기(220)와 공기의 열교환을 촉진시키는 실내송풍팬(225)을 구비하여 구성된다. 상기 실내송풍팬(225)은, 팬(226) 및 전원 인가 시 상기 팬(226)을 회전 구동시키는 모터(227)를 구비한다. 상기 실내기케이스(110)는 공기가 흡입 및 토출될 수 있게 흡입구(112) 및 토출구(114)를 구비한다. 상기 실내기케이스(110)의 내부에는 상기 흡입구(112)를 통해 흡입된 공기가 상기 토출구(114)로 이동될 수 있게 공기유로(116)가 형성된다. 상기 증발기(220) 및 상기 증발기(220)는 상기 실내기케이스(110)의 내부 공기유로(116) 중에 각각 배치된다.
도 3은 도 2의 압축기(230)의 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 압축기(230)는, 케이스(231), 압축부(240) 및 모터(250)를 구비한다.
상기 케이스(231)는 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하게 구성된다.
상기 케이스(231)의 내부 일 측(도면상 하측)에는 압축부(240)가 구비된다. 상기 압축부(240)는, 실린더(241) 및 상기 실린더(241)의 내부에 선회 가능하게 배치되는 롤러(243)를 구비한다. 도면에는 구체적으로 도시하지 아니하였으나, 상기 실린더(241)의 내부에는 상기 롤러(243) 또는 실린더(241)와 접촉되면서 상기 실린더(241)의 내부 공간을 구획하는 베인이 구비될 수 있다.
상기 실린더(241)의 상측 및 하측에는 상기 모터(250)의 회전축(281)을 회전 가능하게 지지하는 상부베어링(245) 및 하부베어링(247)이 각각 구비된다. 상기 실린더(241)는 상하방향으로 관통된 냉매의 압축공간이 형성된다. 상기 롤러(243)는 상기 압축공간에 수용된다. 상기 압축공간의 상단 및 하단은 상기 상부베어링(245) 및 상기 하부베어링(247)에 의해 각각 차단될 수 있다.
상기 실린더(241)의 일 측(도면상 우측)에는 냉매가 흡입되는 흡입관(235)이 연결된다. 상기 흡입관(235)에는 어큐뮬레이터(237)가 연통되게 연결된다. 상기 어큐뮬레이터(237)는 상기 실린더(241)의 내부로 기체상태의 냉매가 제공될 수 있게 구성된다. 상기 케이스(231)의 상단에는 냉매가 토출될 수 있게 토출관(239)이 구비된다. 상기 어큐뮬레이터(237) 및 토출관(239)은 상기 냉동사이클 장치(180)의 냉매관(212)에 각각 연결된다. 이에 의해 상기 냉매관(212)을 따라 순환(이동)된 냉매가 흡입되어 압축된 후 토출될 수 있다.
상기 케이스(231)의 내부 다른 일 측(도면상 상측)에는 상기 압축부(240)에 구동력을 제공하는 모터(250)가 구비된다.
상기 모터(250)는 상기 압축부(240)의 상측에 배치된다. 상기 모터(250)는, 스테이터(260) 및 상기 스테이터(260)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(280)를 구비한다.
상기 스테이터(260)는, 예를 들면, 스테이터코어(261) 및 상기 스테이터코어(261)에 권선되는 스테이터코일(270)을 구비한다. 상기 스테이터코어(261)는, 예를 들면, 복수의 전기강판(263)을 절연 적층하여 형성된다. 상기 스테이터코어(261)의 전기강판(263)은, 예를 들면, 원형 고리형상으로 구성된다. 상기 스테이터코어(261)의 중앙에는 상기 로터(280)가 회전 가능하게 수용되는 로터수용공(269)이 관통 형성된다.
상기 로터(280)는, 회전축(281), 상기 회전축(281)에 결합되는 로터코어(291) 및 상기 로터코어(291)에 결합되는 복수의 영구자석(350)을 구비한다.
도 4는 도 3의 로터(280)의 확대도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 로터코어(291)는, 복수의 전기강판(293)을 절연 적층하여 형성된다. 상기 로터코어(291)는 상기 로터수용공(269)의 내측에 소정의 공극(G, 에어갭, air gap)을 두고 회전 가능하게 배치된다. 상기 로터코어(291)의 중앙에는 상기 회전축(281)이 삽입될 수 있게 회전축공(295)이 관통형성된다. 상기 로터코어(291)에는 상기 영구자석(350)이 삽입될 수 있게 축방향으로 관통된 영구자석삽입부(297)가 구비된다. 상기 로터코어(291)의 양 단부에는 엔드플레이트(310)가 각각 결합된다. 상기 엔드플레이트(310)는 상기 영구자석삽입부(297)가 차단되게 각각 결합된다. 상기 엔드플레이트(310)에는 밸런스웨이트(315)가 구비된다.
도 5는 도 3의 모터(250)의 평면도이고, 도 6은 도 5의 영구자석삽입부(297)의 확대도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코어(261)는 미리 설정된 반경(Rs)을 구비한 원통 형상을 구비한다. 상기 스테이터코어(261)는, 예를 들면, 45 mm의 반경(Rs)을 구비하게 구성된다. 상기 스테이터코어(261)는 원주방향을 따라 서로 교호적으로 형성되는 복수의 슬롯(265) 및 티스(267)를 구비한다. 상기 복수의 슬롯(265)에는 상기 스테이터코일(270)이 권회된다. 상기 복수의 슬롯(265) 및 티스(267)는 각각 9개로 구성된다. 상기 각 티스(267)는 미리 설정된 폭(Wt)을 구비한다. 상기 티스(267)는, 예를 들면 7.5mm의 폭(Wt)을 구비하게 구성된다.
상기 로터코어(291)는 상기 스테이터코어(261)와 미리 설정된 공극(air gap)을 두고 상기 스테이터코어(261)의 내부에 회전 가능하게 구비된다. 상기 로터코어(291)는, 예를 들면, 24.4mm의 반경(Rr)을 구비하게 구성된다. 상기 로터코어(291)에는 상기 영구자석(350)이 축방향으로 삽입될 수 있게 복수의 영구자석삽입부(297)가 축방향으로 관통 형성된다. 상기 복수의 영구자석삽입부(297)는 원주방향을 따라 서로 등각도 간격으로 이격되게 형성된다. 상기 영구자석(350) 및 상기 영구자석삽입부(297)는 각각 6개로 구성된다.
상기 영구자석(350)은 상대적으로 얇은 두께를 가지는 직사각형 단면 형상을 구비한다. 상기 영구자석삽입부(297)는 상기 영구자석(350)이 축방향으로 삽입될 수 있게 축방향으로 관통 형성된다. 상기 영구자석삽입부(297)는, 예를 들면, 본 실시예에서, 상기 복수의 티스(267) 및 슬롯(265)은 각각 9개로 형성되고, 상기 영구자석삽입부(297) 및 영구자석(350)은 6개로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석삽입부(297)는 상기 영구자석(350)의 단면 형상에 대응되게 상대적으로 얇은 두께를 가지게 형성된다. 상기 영구자석삽입부(297)는, 예를 들면, 2.1mm 의 두께를 구비하게 구성된다. 상기 영구자석삽입부(297)의 양 측에는 플럭스배리어(299)가 각각 형성된다. 상기 영구자석삽입부(297)와 상기 플럭스배리어(299)는 상호 연통되게 구성된다.
상기 영구자석(350)은 착자 전 자성체(351)의 상태로 상기 영구자석삽입부(297)에 삽입된다. 상기 영구자석삽입부(297)에 삽입된 영구자석(350)의 자성체(351)는 두께방향을 따라 착자된다. 이에 의해, 상기 자성체(351)의 양 판면에는 서로 다른 자극(N극, S극)이 각각 형성된다. 상기 자성체(351)의 양 판면은 자속이 작용하는 작용면(353)이 각각 형성된다.
상기 플럭스배리어(299)에는 상기 영구자석삽입부(297)의 내부의 영구자석(350)과 접촉되는 영구자석지지부(301)가 구비된다. 이에 의해, 상기 영구자석(350)의 유격 발생이 억제될 수 있다. 상기 영구자석지지부(301)는 상기 영구자석(350)의 자성체의 측면부에 접촉되어 상기 영구자석(350)을 지지하는 지지돌기(303)를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 영구자석(350)의 자성체(351)의 삽입 시 상기 자성체(351)가 상기 지지돌기(303)에 의해 지지됨으로써, 상기 자성체(351)의 착자 시 상기 자성체(351)의 유격 발생이 억제되어 상기 영구자석(350)의 자성체(351)의 착자가 정확하고 안정적으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서, 상기 지지돌기(303)가 2개로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석삽입부(297)의 내부에는 상기 영구자석(350)(실제로 자성체(351))가 삽입 결합된다. 상기 영구자석(350)(자성체(351))은 착자 후 잔류자속밀도(Br)가 상대적으로 높은 희토류계 자석으로 구성된다. 상기 영구자석(350)의 잔류자속밀도는 1.2 T(Tesla, 테슬라) 이상(Br≥1.2T)으로 구현된다.
상기 영구자석(350)의 자성체(351)는 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 구비한다.
상기 자성체(351)는 서로 나란하게 배치되는 제1측면부(361) 및 제2측면부(362)를 구비한다.
상기 자성체(351)는 상기 제1측면부(361) 및 제2측면부(362) 중 어느 하나의 일 단부로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363) 및 제1구간부(363)와 상기 제1측면부(361) 및 제2측면부(362) 중 다른 하나를 연결하는 제2구간부(364)를 구비한다.
상기 자성체(351)의 작용면은 상기 자성체(351)의 중심점(O)을 기준으로 상기 제1구간부(363) 및 제2구간부(364)와 회전 대칭으로 형성되는 제3구간부(365) 및 제4구간부(366)를 구비한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 로터(280)의 회전축(281)을 기준으로, 상기 영구자석(350)의 최대폭(W)의 중심이 상기 티스(267)의 중심과 동일한 제1연장선(Le1)에 있을 때, 상기 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)의 각 곡률반경의 중심의 연장선들(Le2, Le2')은 상기 제1연장선(Le1)과 각각 이격되게 배치된다.
상기 영구자석삽입부(297)의 내부 상기 자성체(351)의 일 측(상측)에는 상기 제1구간부(363) 및 제2구간부(364)에 의해 상기 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 변으로 하는 직사각형 형상의 자성체(355)의 상측 모서리영역이 제거되어 자기력이 발생되지 아니하는 빈공간부가 각각 형성된다. 이에 의해, 상기 로터(280)와 상기 스테이터(260) 간의 코깅 토크 발생이 억제되고, 역기전력 THD가 개선되어 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
상기 영구자석삽입부(297)의 내부 상기 자성체(351)의 다른 일 측(하측)에는 상기 제3구간부(365) 및 제4구간부(366)에 의해 상술한 직사각형 형상의 자성체(355)의 하측 모서리영역이 제거되어 자기력이 발생되지 아니하는 빈공간부가 각각 형성된다. 이에 의해, 상기 로터(280)와 상기 스테이터(260) 간의 코깅 토크 발생이 억제되고, 역기전력 THD가 개선되어 진동 및 소음 발생이 더욱 억제될 수 있다.
도 8은 도 7의 영구자석(350)을 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터의 영구자석(350)은, 상기 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 변으로 하는 직사각형 형상의 자성체(355)의 작용면이 아닌 상기 직사각형 형상의 자성체(355)의 모서리영역이 각각 제거된 작용면이 형성되는 자성체(351)를 구비한다.
상기 자성체(351)의 일 측의 작용면(353)은, 나란하게 이격 배치되는 제1측면부(361) 및 제2측면부(362); 상기 제1측면부(361) 및 상기 제2측면부(362) 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363); 및 일 측은 상기 제1구간부(363)에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부(361) 및 상기 제2측면부(362) 중 다른 하나의 일 단에 연결되며, 선형, 타원호, 또는 상기 제1구간부(363)의 곡률반경과 다른 곡률반경을 구비한 제2원호 형상을 갖는 제2구간부(364);를 구비하여 구성된다.
본 실시예의 영구자석의 자성체(351)의 작용면은 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 구비한다. 상기 최대폭(W)은 상기 제1측면부(361) 및 제2측면부(362) 사이의 거리에 대응된다.
본 실시예의 영구자석의 작용면의 면적(S)은 상기 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 각각 변으로 하는 직사각형의 단면적의 75% 이상의 면적(S≥0.75*L*W)을 구비하게 구성된다.
상기 제1측면부(361) 및 제2측면부(362)는 상기 최대폭(W)에 대응되게 서로 나란하게 이격 형성된다. 상기 제1측면부(361) 및 제2측면부(362)는 각각 축방향을 따라 배치된다. 상기 제1측면부(361) 및 제2측면부(362)는 상기 중심점(O)을 기준으로 회전대칭으로 형성된다. 상기 제1측면부(361) 및 제2측면부(362)는 상기 자성체(351)의 최대길이(L)의 절반 이상의 길이로 각각 형성된다.
상기 제1측면부(361)의 일 단부(도면상 상단부)에는 미리 설정된 곡률반경(R)을 구비한 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363)가 형성된다. 상기 제1구간부(363)의 제1원호의 곡률반경(R)은 상기 최대폭의 절반(1/2) 이하(R≤W/2)로 형성된다. 상기 제1구간부(363)는 상기 제1측면부(361)와 상기 제1구간부(363)의 제1원호가 접점에서 서로 접하게 형성된다.
상기 제1구간부(363)와 상기 제2측면부(362) 사이에는 제2구간부(364)가 형성된다. 상기 제2구간부(364)는, 선형, 타원호, 또는 상기 제1원호와 다른 곡률반경을 갖는 제2원호 형상으로 형성된다.
본 실시예에서, 상기 제2구간부(364)는 선형으로 구현된다. 상기 제2구간부(364)는 상기 제1구간부(363)의 제1원호와 접하게 형성된다. 상기 제2구간부(364)는 상기 제2측면부(362)와 90도 이상 160도 이하의 내각(θ)을 구비하게 형성된다.
상기 제2구간부(364)와 상기 제2측면부(362)가 연결되는 제1연결지점(P1)은 상기 제1구간부(363)와 상기 제1측면부(361)가 접하는 접점(C1)에 비해 상기 자성체(351)의 길이방향의 중심(수평중심선(LCH)에 근접하게 형성된다.
본 실시예에서, 상기 제1구간부(363)의 최상단과 접하는 최상단접선을 기준으로 상기 제2구간부(364)와 상기 제2측면부(362)의 연결지점(P1)의 높이는 상기 제1구간부(363)의 곡률반경(R)의 중심의 높이와 동일한 높이 내지 상기 곡률반경(R)에 비해 42% 증가 된 높이를 구비하게 구성된다. 여기서, 상기 최상단접선은 상기 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 변으로 형성되는 직사각형의 상변(선분ab)에 대응된다.
상기 자성체(351)의 작용면은 상기 제2측면부(362)의 타 단(도면상 하단)에 상기 제1구간부(363)의 제1원호 형상으로 연장되는 제3구간부(365)를 더 구비하여 구성된다.
상기 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)는 서로 동일한 곡률반경(R)을 구비하게 구성된다. 본 실시예에서, 상기 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)가 서로 동일한 곡률반경(R)을 구비하게 구성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)는 상기 작용면의 중심점(O)을 기준으로 회전 대칭으로 형성된다. 상기 제3구간부(365)의 곡률반경(R)은 상기 제1구간부(363)의 곡률반경(R)과 동일하므로, 상기 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
여기서, 상기 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)의 곡률반경(R)은, 예를 들면, 상기 자성체(351)의 최대폭(W)의 27 내지 42%로 형성된다.
상기 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)의 곡률반경(R)의 각 중심은 상기 자성체(351)의 최대폭(W)의 중심(수직중심선(LCH)으로부터 1.65mm 내지 4.65mm 범위에서 각각 이동되게 구성된다.
상기 자성체(351)의 작용면은 상기 제3구간부(365)에 연결되고, 선형, 타원호, 또는 상기 제2구간부(364)의 제2원호 형상을 갖는 제4구간부(366)를 더 구비하여 구성된다.
상기 제4구간부(366)는 선형으로 형성된다.
여기서, 상기 제2구간부(364) 및 제4구간부(366)는 상기 작용면의 중심점(O)을 기준으로 회전 대칭으로 형성된다.
상기 제2구간부(364) 및 제4구간부(366)의 길이는, 예를 들면, 상기 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)의 곡률반경(R)과 동일하거나 더 크게 형성될 수 있다.
상기 영구자석(자성체(351))의 양 측(도면상 상측 및 하측)에는 자속이 발생되지 아니하는 비자속 구간이 형성된다. 여기서, 상기 비자속 구간은 상기 자성체(351)의 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 변으로 하는 직사각형의 네 모서리영역에 각각 형성된다. 본 실시예의 모터의 영구자석(350)은 상기 비자속 구간에 대응되는 만큼 자성체(351)의 재료 투입량이 저감될 수 있다. 이에 의해, 상기 영구자석(350)의 제조비용이 그만큼 저감될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상기 자성체(351)의 수직중심선(LCV)이 상기 티스(267)의 중심과 일치되게 배치될 때, 상기 자성체(351)의 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)의 곡률반경(R)의 각 중심이 상기 티스(267)의 중심으로부터 각각 이격 배치된다. 이에 의해, 상기 영구자석(350)에서 발생된 자기력이 상기 티스(267)의 중심에 집중되지 아니하고 분산됨으로써, 코깅 토크 발생을 억제하고, 역기전력 THD가 개선되어 상기 코깅 토크 및 역기전력 THD에 기인한 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
본 발명자들은 본 실시예의 모터(250)의 코깅 토크는 0.017 Nm 으로, 상기 자성체(351)의 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 각 변으로 하는 직사각형 형상의 자성체(355)를 구비한 영구자석을 포함한 모터(250)의 코깅 토크인 0.084 Nm에 비해 약 80%로 현저하게 감소됨을 확인할 수 있었다. 이러한 코깅 토크의 차는 역기전력 THD에 반영되고, 상기 직사각형 형상의 자성체(355)를 갖는 영구자석을 구비한 모터의 역기전력 THD 3.4%에 비해 본 실시예의 모터(250)의 역기전력 THD는 1.9%로 약 44% 현저하게 감소되었다. 특히, 본 실시예의 영구자석(350)은 상기 직사각형 형상의 자성체(355)를 구비한 영구자석에 비해 제5차 및 제7차 고조파가 현저하게 저감됨을 확인할 수 있었다.
한편, 상기 작용면의 중심점(O)을 가로지르는 수평중심선(LCH)에서 상기 제1구간부(363)의 최상단과 접하는 최상단접선까지의 총높이(H)는 상기 수평중심선(LCH)에서 상기 제2구간부(364)와 상기 제2측면부(362)의 제1연결지점(P1)까지의 제1높이(h1)와 상기 제1연결지점(P1)으로부터 상기 최상단접선까지의 제2높이(h2)의 합과 동일(H=h1+h2)하게 구성된다.
상기 제2높이(h2)는 상기 제1높이(h1) 이하로 형성되고, 상기 제2높이(h2)는 상기 제1연결지점(P1)으로부터 상기 제1구간부(363) 및 제2구간부(364)가 연결되는 제2연결지점(P2)까지의 제3높이(h3) 이상으로 형성된다.
상기 자성체(351)의 최대폭(W)은 10 내지 30mm로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 자성체(351)의 최대길이(L)는 50.5mm이고, 상기 최대폭(W)은 20.5mm이고, 상기 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)의 곡률반경(R)은 8.6mm로 형성될 수 있다. 상기 제1측면부(361) 및 제2측면부(362)의 길이는 29.7mm로 각각 형성될 수 있다. 상기 제2구간부(364) 및 제4구간부(366)의 내각(θ)은, 151도 형성될 수 있다. 이때, 상기 자성체(351)의 작용면의 면적(S)은, 예를 들면, 상기 자성체(351)의 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 각각 변으로 하는 직사각형의 면적의 88%로 형성된다.
여기서, 상기 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)의 곡률반경(R)은 8.6mm, 최대폭(W)은 20.5mm로 하고, 상기 자성체(351)의 최대길이(L)는 39.4mm로 축소하고, 제1측면부(361) 및 제2측면부(362)의 길이는 18.6mm로 각각 축소하여 작용면을 구성할 경우, 상기 자성체(351)의 작용면의 면적은, 상기 자성체(351)의 최대길이(L) 및 최대폭(W)에 의해 형성되는 직사각형 형상의 자성체(355)의 면적의 85%로 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 실내기(100)를 통해 운전 신호가 입력되면 상기 압축기(230)의 모터(250)에 전원이 인가된다. 상기 모터(250)의 스테이터(260)에 전원이 인가되면, 상기 스테이터코일(270)에 의해 형성된 자계 및 상기 영구자석(350)에 의해 형성된 자계가 상호 작용하여 상기 로터(280)는 상기 회전축(281)을 중심으로 회전된다. 이때, 상기 로터(280)의 각 영구자석(350)은 상기 제1구간부(363) 내지 제4구간부(366)에 의해 상기 영구자석(350)의 수직중심선(LCV)이 상기 티스(267)의 중심에 각각 대응되게 배치될 때, 상기 제1구간부(363) 및 제3구간부(365)의 곡률반경(R)의 중심이 상기 티스(267)의 중심에 대해 각각 이격되므로 자기력이 분산되어 코깅 토크 발생이 억제되고, 역기전력 THD가 개선될 수 있다. 이에 의해, 상기 압축기(230)의 운전 시 진동 및 소음 발생이 현저하게 억제되어 상기 실외기(140)의 운전 소음이 현저하게 저감될 수 있다.
본 실시예에서, 본 발명의 모터의 영구자석(350)이 상기 압축기(230)의 모터(250)에 적용된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 모터의 영구자석(350)은 상기 실내송풍팬(225)의 모터(227) 및 상기 실외송풍팬(215)의 모터(217)에 각각 적용될 수 있다. 이에 의해, 상기 실내송풍팬(225)의 구동 시 코깅 토크 발생이 억제되고, 역기전력 THD가 개선되어, 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다. 또한, 상기 실외기(140)의 구동 시, 상기 압축기(230)의 진동 및 소음 발생이 억제될 뿐만 아니라, 상기 실외송풍팬(215)의 구동 시, 코깅 토크 발생이 억제되고, 역기전력 THD가 개선되어 상기 실외송풍팬(215)의 구동 시 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 영구자석에 대해 설명한다.
도 9 내지 도 15는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 영구자석의 도 8에 대응되는 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터의 영구자석(350a)은, 양 측에 작용면이 각각 형성되는 자성체(351a)를 구비하여 구성된다.
상기 자성체(351a)의 작용면은, 나란하게 이격 배치되는 제1측면부(361a) 및 제2측면부(362a); 상기 제1측면부(361a) 및 상기 제2측면부(362a) 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363a); 및 일 측은 상기 제1구간부(363a)에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부(361a) 및 상기 제2측면부(362a) 중 다른 하나의 일 단에 연결되며, 선형, 타원호, 또는 상기 제1구간부(363a)의 곡률반경(R)과 다른 곡률반경(R)을 구비한 제2원호 형상을 갖는 제2구간부(364);를 구비하여 구성된다.
상기 자성체(351a)의 작용면은, 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 구비한다.
상기 제1측면부(361a)의 일 단(도면상 상단)에는 상기 제1구간부(363a)가 형성된다.
상기 제1구간부(363a)는 미리 설정된 곡률반경(R)을 구비한 제1원호 형상으로 외측으로 볼록하게 형성된다.
상기 제1구간부(363a)의 곡률반경(R)은 상기 자성체(351a)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제2측면부(362a)의 타 단(도면상 하단)에는 상기 제1구간부(363a)와 동일한 곡률반경(R)을 가지는 제3구간부(365a)가 형성된다.
상기 제1구간부(363a) 및 제3구간부(365a)는 상기 자성체(351a)의 작용면의 중심점(O)을 중심으로 회전 대칭으로 형성된다.
한편, 상기 제2구간부(364a)는 타원의 일 부인 타원호 형상으로 형성된다. 상기 제2구간부(364a)의 일 단은 상기 제1구간부(363a)에 연결되고 타 단은 상기 제2측면부(362)의 일 단(도면상 상단)에 연결된다.
상기 제1구간부(363a)와 상기 제2구간부(364a)는, 예를 들면, 상기 제1구간부(364a)의 최상단과 접하는 접점(C2)에서 동시에 접하게 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제2구간부(364)와 상기 제2측면부(362)의 연결지점(P1)은 상기 제1구간부(363)와 상기 제1측면부(361)가 연결되는 연결지점(C1)에 비해 상기 자성체(351a)의 수평중심선(LCH)에 더 근접하게 형성될 수 있다. 상기 제2구간부(364a)는 상기 제1구간부(363)의 상단으로부터 상기 제2측면부(362)를 향해 기울어진 타원호 형상으로 배치된다. 상기 제2구간부(364a)의 타원은 장축이 상기 자성체(351a)의 폭방향에 대해 우측으로 하향 경사지게 배치된다.
상기 제1측면부(361a)의 타 단에는 상기 제2구간부(364a)와 동일한 타원호 형상을 가지는 제4구간부(366a)가 형성된다.
상기 제1측면부(361a)와 상기 제4구간부(366a)의 연결지점은 상기 제3구간부(365a)와 상기 제2측면부(362a)가 연결되는 연결지점(C3)에 비해 상기 자성체(351a)의 수평중심선(LCH)에 근접하게 배치될 수 있다.
이에 의해, 상기 제4구간부(366)는 상기 제3구간부(365)의 일 단으로부터 상기 제1측면부(361)를 향해 상향 경사지게 기울어진 타원호 형상으로 배치된다.
여기서, 상기 제1구간부(363a) 및 제3구간부(365a)의 곡률반경(R)은 상기 자성체(351a)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
상기 자성체(351a)의 작용면의 면적은 상기 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 변으로 하는 직사각형 형상의 자성체(355)의 면적의 75% 이상으로 형성된다.
이러한 구성에 의하면, 상기 영구자석(350a)의 상단 및 하단은 상기 제1구간부(363a) 및 제2구간부(364a) 그리고 제3구간부(365a) 및 제4구간부(366a)에 의해 자기력이 상기 티스(267)의 중심에 집중되는 것이 억제되고, 이에 의해, 코깅 토크의 발생이 저감되고 역기전력 THD가 개선되어 진동 및 소음 발생이 억제된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터의 영구자석(350b)은 양 측에 작용면이 각각 형성된 자성체(351b)를 구비한다.
상기 자성체(351b)의 작용면은, 나란하게 이격 배치되는 제1측면부(361b) 및 제2측면부(362b); 상기 제1측면부(361b) 및 상기 제2측면부(362b) 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363b); 및 일 측은 상기 제1구간부(363b)에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부(361b) 및 상기 제2측면부(362b) 중 다른 하나의 일 단에 연결되며, 선형, 타원호, 또는 상기 제1구간부(363b)의 곡률반경(R)과 다른 곡률반경(R)을 구비한 제2원호 형상을 갖는 제2구간부(364b);를 구비하여 구성된다.
상기 제1측면부(361b)의 상단에는 미리 설정된 곡률반경(R)을 가지는 제1원호 형상의 제1구간부(363b)가 외측으로 볼록하게 연장 형성된다.
상기 제1구간부(363b)의 곡률반경(R)은 상기 자성체(351b)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제2측면부(362b)의 하단에는 상기 제1구간부(363b)와 동일한 곡률반경(R)의 제3구간부(365b)가 형성된다.
상기 제1구간부(363b) 및 제3구간부(365b)는 상기 자성체(351b)의 작용면의 중심점(O)을 기준으로 회전 대칭으로 형성된다.
상기 제1구간부(363b) 및 제3구간부(365b)의 곡률반경(R)은 상기 자성체(351b)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
한편, 상기 제2구간부(364b)는 선형으로 형성된다. 상기 제2구간부(364b)와 상기 제2측면부(362b)는, 예를 들면, 내각(θ)이 90도로 형성된다.
상기 제2구간부(364b)와 상기 제2측면부(362b)의 연결지점(P1)은 상기 제1구간부(363b)의 최상단과 접하는 최상단접선으로부터 미리 설정된 거리 이격되게 형성된다.
상기 제2구간부(364b)와 상기 제2측면부(362b)의 연결지점(P1)까지의 거리는 상기 제1구간부(363b)의 곡률반경(R)과 동일하게 형성된다.
상기 제1측면부(361b) 및 상기 제2측면부(362b)의 길이는 상기 자성체(351b)의 최대길이(L)에서 상기 제1구간부(361b) 및 제3구간부(365b)의 각 곡률반경을 제외한 길이로 구성된다.
상기 제1측면부(361b)의 하단에는 상기 제3구간부(365b)에 연결되는 제4구간부(366b)가 연결된다.
상기 제4구간부(366b)는 선형으로 형성된다.
상기 제4구간부(366b)는 상기 자성체(351b)의 중심점(O)을 기준으로 상기 제2구간부(364b)와 회전 대칭으로 형성된다.
이러한 구성에 의하면, 본 실시예의 모터의 영구자석(350b)이 상기 수직중심선(LCV)과 상기 티스(267)의 중심이 일치되게 배치될 때, 상기 영구자석(350b)의 양 단(상단 및 하단)에서 발생된 자기력이 상기 티스(267)의 중심에 집중되는 것이 억제되므로, 코깅 토크의 발생이 감소되고, 역기전력 THD가 개선된다. 이에 의해, 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터의 영구자석(350c)은, 양 측에 작용면이 각각 형성되는 자성체(351c)를 구비한다.
상기 자성체(351c)의 작용면은, 나란하게 이격 배치되는 제1측면부(361c) 및 제2측면부(362c); 상기 제1측면부(361c) 및 상기 제2측면부(362c) 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363c); 및 일 측은 상기 제1구간부(363c)에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부(361c) 및 상기 제2측면부(362c) 중 다른 하나의 일 단에 연결되며, 선형, 타원호, 또는 상기 제1구간부(363c)의 곡률반경(R)과 다른 곡률반경(R)을 구비한 제2원호 형상을 갖는 제2구간부(364c);를 구비하여 구성된다.
상기 제1측면부(361c)의 상단에는 상기 제1구간부(363c)가 외측으로 볼록하게 형성된다.
상기 제1구간부(363c)의 곡률반경(R)은 상기 자성체(351c)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제2구간부(364c)는 선형으로 형성된다.
상기 제2측면부(362c)에는 상기 제1구간부(363c)와 상기 자성체(351c)의 중심점(O)을 기준으로 회전 대칭되게 제3구간부(365c)가 형성된다.
상기 제3구간부(365c)에는 상기 자성체(351c)의 중심점(O)을 기준으로 회전 대칭으로 제4구간부(366c)가 형성된다.
한편, 상기 제2구간부(364c) 및 상기 제4구간부(366c)는 상기 제2측면부(362c) 및 제1측면부(361c)와 90도 이상 180도 미만의 내각(θ)을 이루게 구성된다. 본 실시예에서, 상기 내각(θ)이 약 170도로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2구간부(364c) 및 상기 제4구간부(366c)는, 예를 들면, 상기 제1구간부(363c)의 곡률반경(R) 보다 큰 길이를 구비하게 각각 구성된다.
이러한 구성에 의하면, 본 실시예의 모터의 영구자석(350c)이 상기 수직중심선(LCV)과 상기 티스(267)의 중심이 일치되게 배치될 때, 상기 영구자석(350c)의 양 단(상단 및 하단)에서 발생된 자기력이 상기 티스(267)의 중심에 집중되는 것이 억제되므로, 코깅 토크의 발생이 감소되고, 역기전력 THD가 개선된다. 이에 의해, 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터의 영구자석(350d)은 양 측에 작용면이 형성된 자성체(351d)를 구비하여 구성된다.
상기 자성체(351d)의 작용면은, 나란하게 이격 배치되는 제1측면부(361d) 및 제2측면부(362d); 상기 제1측면부(361d) 및 상기 제2측면부(362d) 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363d); 및 일 측은 상기 제1구간부(363d)에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부(361d) 및 상기 제2측면부(362d) 중 다른 하나의 일 단에 연결되며, 선형, 타원호, 또는 상기 제1구간부(363d)의 곡률반경(R)과 다른 곡률반경(R)을 구비한 제2원호 형상을 갖는 제2구간부(364d);를 구비하여 구성된다.
상기 자성체(351d)는 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 구비한다.
상기 제1구간부(363d)는 상기 제1측면부(361d)의 상단에 외측으로 볼록하게 형성된다.
상기 제1구간부(363d)의 곡률반경(R)은 상기 자성체(351d)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제2구간부(364d)는 선형으로 형성된다.
상기 제2측면부(362d)의 하단에는 상기 제1구간부(363d)와 동일한 곡률반경(R)을 가지는 제3구간부(365d)가 형성된다.
상기 제3구간부(365d)에는 상기 선형의 제4구간부(366d)가 형성된다.
상기 제1구간부(363d) 및 제3구간부(365d)는 상기 자성체(351d)의 작용면의 중심점(O)을 기준으로 회전 대칭으로 형성된다.
상기 제2구간부(364d) 및 제4구간부(366d)는 상기 중심점(O)을 기준으로 회전 대칭으로 형성된다.
한편, 상기 제1측면부(361d) 및 제2측면부(362d)는 상기 자성체(351d)의 최대길이(L)에 비해 현저하게 감소된 길이를 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제1측면부(361d)의 상단 및 제2측면부(362d)의 하단은, 예를 들면, 상기 자성체(351d)의 수평중심선(LCH)에 접하게 형성될 수 있다.
상기 제2구간부(364d) 및 상기 제4구간부(366d)는 내각(θ)이 상대적으로 작게 형성되도록 구성됨으로써, 상기 제1측면부(361d) 및 제2측면부(362d)의 길이가 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 이에 의해, 본 실시예의 자성체(351d)의 상측 및 하측에는 상대적으로 큰 면적의 비자속 구간이 형성된다. 여기서, 상기 비자속 구간은 상기 자성체(351d)의 최대길이 및 최대폭(W)을 변으로 하는 직사각형 형상의 자성체(355)를 기준으로 자속이 발생되지 아니하는 네 모서리영역을 의미한다.
본 실시예에서, 상기 자성체(351d)의 작용면은 상기 자성체(351d)의 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 변으로 하는 직사각형 형상의 자성체(355)의 면적의 75%로 형성될 수 있다.
이에 의해, 상기 모터의 영구자석(350d)의 자성체(351d)의 재료 투입량이 최대 25% 저감될 수 있다. 또한, 상기 모터의 영구자석(350d)의 제조 비용이 그만큼 저감될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 자성체(351d)의 작용면의 최대길이(L)는 24.5mm, 상기 최대폭(W)은 20.5mm, 상기 제1측면부(361) 및 제2측면부(362)의 길이는 3.7mm로 각각 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 본 실시예의 모터의 영구자석(350d)이 구비된 모터(250)는 상기 영구자석(350d)의 양 단(상단 및 하단)에서 발생되는 자기력이 스테이터(260)의 티스(267)의 중심에 집중되는 것이 완화되어, 코깅 토크 발생이 저감되며 역기전력 THD가 개선됨으로써, 모터(250)의 구동 시 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터의 영구자석(350e)은, 양 측에 자속의 작용면이 각각 형성되는 자성체(351e)를 구비하여 구성된다.
상기 자성체(351e)의 작용면은, 나란하게 이격 배치되는 제1측면부(361e) 및 제2측면부(362e); 상기 제1측면부(361e) 및 상기 제2측면부(362e) 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363e); 및 일 측은 상기 제1구간부(363e)에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부(361e) 및 상기 제2측면부(362e) 중 다른 하나의 일 단에 연결되며, 선형, 타원호, 또는 상기 제1구간부(363e)의 곡률반경(R)과 다른 곡률반경(R)을 구비한 제2원호 형상을 갖는 제2구간부(364e);를 구비하여 구성된다.
상기 제1측면부(361e)의 상단에는 상기 제1구간부(363e)가 외측으로 볼록하게 원호형상으로 연장 형성된다. 상기 제1구간부(363e)의 곡률반경(R)은 상기 자성체(351e)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제2측면부(362e)의 하단에는 상기 제1구간부(363e)와 회전 대칭인 제3구간부(365e)가 외측으로 볼록하게 형성된다.
상기 제1구간부(363e)에는 선형의 제2구간부(364e)가 연결되게 형성된다.
상기 제3구간부(365e)에는 선형의 제4구간부(366e)가 연결되게 형성된다.
한편, 본 실시예에서, 상기 제2구간부(364e) 및 상기 제4구간부(366e)는 내각(θ)이 상대적으로 작게 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예의 모터의 영구자석(350e)은, 도 12의 실시예의 모터의 영구자석과 비교하여 최대길이(L)는 24.5mm, 최대폭(W)은 20.5mm로 동일하지만, 제1측면부(361e) 및 제2측면부(362e)의 길이는 11.5mm로 상대적으로 큰 길이로 형성된다.
본 실시예의 모터의 영구자석(350e)의 단면적은 상기 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 변으로 하는 직사각형의 자성체(355)의 면적의 84%로 형성된다. 이에 의해, 상기 자성체(351e)의 재료 투입량은 최대 16% 저감될 수 있고, 영구자석(350e)의 제조비용이 그만큼 저감될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터의 영구자석(350f)은, 양 측에 자속의 작용면이 각각 형성되는 자성체(351f)를 구비하여 구성된다.
상기 자성체(351f)의 작용면은, 나란하게 이격 배치되는 제1측면부(361f) 및 제2측면부(362f); 상기 제1측면부(361f) 및 상기 제2측면부(362f) 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363f); 및 일 측은 상기 제1구간부(363f)에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부(361f) 및 상기 제2측면부(362f) 중 다른 하나의 일 단에 연결되며, 선형, 타원호, 또는 상기 제1구간부(363f)의 곡률반경(R)과 다른 곡률반경(R)을 구비한 제2원호 형상을 갖는 제2구간부(364f);를 구비하여 구성된다.
상기 제1측면부(361f)의 일 단(도면상 상단)에는 상기 제1구간부(363f)가 외측으로 볼록하게 원호형상으로 연장 형성된다.
상기 제1구간부(363f)의 곡률반경(R)은 상기 자성체(351f)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제2구간부(364f)는 상기 제1구간부(363f)의 곡률반경(R1)과 다른 곡률반경(R2)을 구비한 제2원호 형상의 제2구간부(364f)가 형성된다.
상기 제2구간부(364f)의 제2원호의 곡률반경(R2)은 상기 제1원호의 곡률반경(R1)보가 크게 형성된다.
상기 제1구간부(363f) 및 상기 제2구간부(364f)의 연결지점(P2)은, 예를 들면, 상기 수평중심선(LCH)을 향해 오목하게 형성될 수 있다.
상기 제2측면부(362f)의 하단에는 상기 제1원호와 동일한 곡률반경(R1)의 제1원호 형상을 갖는 제3구간부(365f)가 형성된다.
상기 제3구간부(365f)의 일 측에는 상기 제2원호와 동일한 곡률반경(R2)의 제2원호 형상을 갖는 제4구간부(366f)가 형성된다.
상기 제1구간부(363f) 및 제3구간부(365f)는 상기 자성체(351f)의 작용면의 중심점(O)을 기준으로 회전 대칭으로 형성된다.
상기 제2구간부(364f) 및 제4구간부(366f)는 상기 자성체(351f)의 작용면의 중심점(O)을 기준으로 회전 대칭으로 형성된다.
상기 제3구간부(365f) 및 상기 제4구간부(366f)의 연결지점(P4)은, 예를 들면, 상기 수평중심선(LCH)을 향해 오목하게 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 실시예의 모터의 영구자석(350f)이 구비된 모터(250)는 상기 영구자석(350f)의 양 단(상단 및 하단)에서 발생되는 자기력이 스테이터(260)의 티스(267)의 중심에 집중되는 것이 완화되어, 코깅 토크 발생이 저감되고 역기전력 THD가 개선됨으로써, 상기 모터(250)의 구동 시 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터의 영구자석(350g)은, 양 측에 자속의 작용면이 각각 형성되는 자성체(351g)를 구비하여 구성된다.
상기 자성체(351g)의 작용면은, 나란하게 이격 배치되는 제1측면부(361g) 및 제2측면부(362g); 상기 제1측면부(361g) 및 상기 제2측면부(362g) 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363g); 및 일 측은 상기 제1구간부(363g)에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부(361g) 및 상기 제2측면부(362g) 중 다른 하나의 일 단에 연결되며, 선형, 타원호, 또는 상기 제1구간부(363g)의 곡률반경(R)과 다른 곡률반경(R)을 구비한 제2원호 형상을 갖는 제2구간부(364g);를 구비하여 구성된다.
상기 제1측면부(361g)의 상단에는 상기 제1구간부(363g)가 외측으로 볼록하게 형성된다.
상기 제1구간부(363g)의 곡률반경(R)은 상기 자성체(351g)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제1구간부(363g)의 일 측에는 상기 제2구간부(364g)가 형성된다. 상기 제2구간부(364g)는 선형으로 형성된다.
상기 제2구간부(364g)는 상기 제2측면부(362g)와 미리 설정된 내각(θ)을 이루게 구성된다. 상기 내각(θ)은 90도 이상 160도 이하로 형성된다.
상기 제2구간부(364g)는 상기 제1구간부(363g)의 제1원호와 접하게 형성된다.
상기 제2측면부(362g)는, 예를 들면, 상기 자성체(351g)의 최대길이의 절반 길이를 구비하게 구성될 수 있다.
상기 자성체(351g)의 작용면은, 상기 제1측면부(361g)의 하단 및 제2측면부(362g)의 하단을 수평으로 연결하는 제3구간부(선분cd)(하변)를 구비한다.
본 실시예에서, 상기 제1구간부(363g) 및 제2구간부(364g)가 상기 자성체(351g)의 상단에 형성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 상기 제1구간부(363g) 및 제2구간부(364g)는 상기 자성체(351g)의 하단에 형성될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서, 상기 제2구간부(364g)가 상기 제2측면부(362g)에 대해 경사지게 형성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 상기 제2구간부(364g)는 상기 제2측면부(362g)에 직각으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2구간부(364g)는 타원호 형상 또는 상기 제1구간부(363g)의 곡률반경(R)과 다른 곡률반경(R)을 갖는 제2원호 형상을 구비할 수도 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 실시예의 모터의 영구자석(350g)이 구비된 모터(250)는 상기 영구자석(350g)의 상단에서 발생되는 자기력이 스테이터(260)의 티스(267)의 중심에 집중되는 것이 완화되어, 코깅 토크 발생이 저감되고 역기전력 THD가 개선됨으로써, 상기 모터(250)의 구동 시 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모터의 영구자석(350h)은 양 측에 작용면이 형성된 자성체(351h)를 구비하여 구성된다.
상기 자성체(351h)의 작용면은, 나란하게 이격 배치되는 제1측면부(361h) 및 제2측면부(362h); 상기 제1측면부(361h) 및 상기 제2측면부(362h) 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되는 제1구간부(363h); 및 일 측은 상기 제1구간부(363h)에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부(361h) 및 상기 제2측면부(362h) 중 다른 하나의 일 단에 연결되며, 선형, 타원호, 또는 상기 제1구간부(363h)의 곡률반경(R)과 다른 곡률반경(R)을 구비한 제2원호 형상을 갖는 제2구간부(364h);를 구비하여 구성된다.
상기 자성체(351h)는 최대길이(L) 및 최대폭(W)을 구비한다.
상기 제1구간부(363h)는 상기 제1측면부(361h)의 상단에 외측으로 볼록하게 형성된다.
상기 제1구간부(363h)의 곡률반경(R1)은 상기 자성체(351h)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제2구간부(364h)는 선형으로 형성된다.
상기 제2측면부(362h)의 하단에는 상기 제1구간부(363h)와 다른 곡률반경(R2)을 가지는 제3구간부(365h)가 형성된다. 본 실시예에서, 상기 제3구간부(365h)의 곡률반경(R2)이 상기 제1구간부(361h)의 곡률반경(R1)보다 작게 형성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3구간부(365h)의 곡률반경(R2)은 상기 자성체(361h)의 최대폭(W)의 절반 미만으로 형성된다.
상기 제3구간부(365h)에는 상기 선형의 제4구간부(366h)가 형성된다.
상기 제4구간부(366h)는 상기 제2구간부(364h)와 다른 길이를 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제4구간부(366h)와 상기 제1측면부(361h)의 내각(θ2)은 상기 제2구간부(364h)와 상기 제2측면부(362h)의 내각(θ1)과 다르게 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제4구간부(366h)와 상기 제1측면부(361h)의 내각(θ2)이 상기 제2구간부(364h)와 상기 제2측면부(362h)의 내각(θ1)보다 작게 형성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1측면부(361h) 및 제2측면부(362h)는 서로 다른 길이를 구비하게 구성된다.
상기 제1측면부(361h)의 상단 및 제2측면부(362h)의 하단은, 예를 들면, 상기 자성체(351h)의 수평중심선(LCH)에 접하게 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 본 실시예의 모터의 영구자석(350h)이 구비된 모터(250)는 상기 영구자석(350h)의 양 단(상단 및 하단)에서 발생되는 자기력이 스테이터(260)의 티스(267)의 중심에 집중되는 것이 완화되어, 코깅 토크 발생이 저감되며 역기전력 THD가 개선됨으로써, 모터(250)의 구동 시 진동 및 소음 발생이 억제될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.

Claims (27)

  1. 복수의 티스 및 슬롯을 구비한 스테이터코어, 상기 슬롯에 권선되는 스테이터코일을 구비한 스테이터; 및
    상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고,
    상기 로터는, 축방향으로 관통되게 형성된 영구자석삽입부를 구비한 로터코어; 및
    상기 영구자석삽입부에 삽입되는 영구자석;을 구비하고,
    상기 영구자석은, 상기 로터의 회전축과 대향되는 면을 자속의 작용면으로 하며,
    상기 영구자석의 작용면은,
    상기 회전축과 평행한 제1측면부 및 제2측면부;
    상기 제1측면부 및 제2측면부 중 어느 하나의 일 단으로부터 제1원호 형상으로 연장되게 형성되는 제1구간부;
    일 측은 상기 제1구간부에 연결되고 타 측은 상기 제1측면부 및 제2측면부 중 다른 하나에 연결되며, 선형, 타원호 형상, 또는 상기 제1원호와 곡률반경이 다른 제2원호 형상을 갖는 제2구간부;를 포함하며,
    상기 영구자석의 작용면은 최대길이 및 최대폭을 구비하고,
    상기 제1구간부는 외측으로 볼록한 형상으로 형성되는 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로터의 회전축을 기준으로, 상기 영구자석의 상기 최대폭의 중심이 상기 티스의 중심과 동일한 제1연장선에 있을 때, 상기 제1구간부의 곡률반경의 중심의 제2연장선은 상기 제1연장선과 이격되는 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1구간부의 곡률반경은 상기 영구자석의 최대폭의 절반 미만으로 형성되는 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1구간부의 곡률반경은 상기 티스의 폭보다 크게 형성되는 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1구간부의 곡률반경은 상기 티스의 폭의 1.01 내지 1.15 배로 형성되는 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2구간부는 선형이며, 상기 제2구간부와 상기 제1측면부 및 제2측면부 중 다른 하나의 내각은 90도 이상 180도 미만으로 형성되는 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1측면부 및 제2측면부 중 다른 하나의 타 단에 상기 제1원호 형상으로 연장되게 형성되는 제3구간부를 더 포함하는 모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3구간부에 연결되고, 상기 선형, 타원호 형상 또는 상기 제2원호 형상을 갖는 제4구간부를 더 포함하는 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1구간부 및 제3구간부의 곡률반경은 동일하게 형성되는 모터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1구간부의 곡률 반경은 상기 영구자석의 길이의 절반 미만으로 형성되는 모터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1구간부 및 제3구간부의 곡률반경의 중심은 상기 티스의 폭의 중심으로부터 1.65mm 내지 2.65mm 각각 이동되는 모터.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1측면부의 길이 및 상기 제2측면부의 길이는 상기 영구자석의 최대길이에서 상기 제1구간부 및 제3구간부의 곡률반경을 제외한 길이 이하로 각각 형성되는 모터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 영구자석의 폭은 10 내지 30mm로 형성되는 모터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1구간부의 곡률반경은 상기 로터의 반경의 0.31 내지 0.39배로 형성되는 모터.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 영구자석의 작용면의 면적은 상기 영구자석의 최대길이 및 최대폭을 변으로 하는 직사각형의 면적의 75%이상으로 형성되는 모터.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 제2구간부 및 제4구간부는 선형이며, 상기 제2구간부 및 제4구간부의 길이는 상기 제1구간부의 곡률반경보다 크게 형성되는 모터.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 제1측면부 및 제2측면부는 상기 작용면의 중심점을 기준으로 회전 대칭으로 형성되는 모터.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 제1구간부 및 제3구간부는 상기 작용면의 중심점을 기준으로 회전 대칭으로 형성되는 모터.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 제2구간부 및 제4구간부는 상기 작용면의 중심점을 기준으로 회전 대칭으로 형성되는 모터.
  20. 제8항에 있어서,
    상기 작용면의 중심점을 가로지르는 수평중심선에서 상기 제1구간부의 최상단과 접하는 최상단접선까지의 총높이는 상기 수평중심선에서 상기 제2구간부와 상기 제2측면부의 제1연결지점까지의 제1높이와 상기 제1연결지점으로부터 상기 최상단접선까지의 제2높이의 합과 동일하고,
    상기 제2높이는 상기 제1높이 이하로 형성되고,
    상기 제2높이는 상기 제1연결지점으로부터 상기 제1구간부 및 제2구간부가 연결되는 제2연결지점까지의 제3높이 이상으로 형성되는 모터.
  21. 제8항에 있어서,
    상기 제1측면부의 길이 및 제2측면부의 길이 중 어느 하나는 상기 영구자석의 최대길이의 15% 이상으로 형성되는 모터.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 영구자석은 희토류계 자석으로 형성되는 모터.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 영구자석의 잔류자속밀도는 1.2T 이상으로 형성되는 모터.
  24. 케이스;
    상기 케이스의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축부; 및
    상기 케이스의 내부에 구비되고, 상기 압축부에 구동력을 제공하는 제1항의 모터;를 포함하는 압축기.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 압축부는,
    실린더; 및
    상기 실린더의 내부에 구비되고, 상기 모터의 회전축에 연결되어 상기 실린더의 내면을 따라 선회하면서 상기 냉매를 압축하는 롤러;를 포함하는 압축기.
  26. 실내 공기와 열교환되는 실내열교환기 및 상기 실내열교환기의 일 측에 구비되는 실내송풍팬을 구비한 실내기; 및
    상기 실내열교환기에 연결되는 실외열교환기, 상기 실외열교환기에 압축된 냉매를 제공하는 압축기 및 상기 실외열교환기의 일 측에 구비되는 실외송풍팬을 구비한 실외기;을 포함하고,
    상기 실내송풍팬, 상기 실외송풍팬 및 상기 압축기 중에서 적어도 어느 하나는 제24항의 모터를 구비하는 공기조화기.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 압축기는,
    케이스;
    상기 케이스의 내부에 구비되어 냉매를 압축하는 압축부; 및
    상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 압축부에 구동력을 제공하는 상기 모터;를 구비하는 공기조화기.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006340556A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Shin Etsu Chem Co Ltd 埋め込み磁石型回転電機用永久磁石部材および回転電機
JP2015070768A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 株式会社東芝 永久磁石式回転電機
CN105846630A (zh) 2016-05-27 2016-08-10 广东美芝制冷设备有限公司 永磁电机和具有永磁电机的压缩机
CN205864107U (zh) 2016-05-27 2017-01-04 广东美芝制冷设备有限公司 用于压缩机转子的永磁体、具有其的永磁转子和压缩机
CN205864083U (zh) 2016-05-27 2017-01-04 广东美芝制冷设备有限公司 电机的永磁体和具有其的电机、压缩机
KR20180105901A (ko) * 2017-03-16 2018-10-01 엘지전자 주식회사 영구 자석 매립형 회전자, 영구 자석형 모터 및 압축기

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006340556A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Shin Etsu Chem Co Ltd 埋め込み磁石型回転電機用永久磁石部材および回転電機
JP2015070768A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 株式会社東芝 永久磁石式回転電機
CN105846630A (zh) 2016-05-27 2016-08-10 广东美芝制冷设备有限公司 永磁电机和具有永磁电机的压缩机
CN205864107U (zh) 2016-05-27 2017-01-04 广东美芝制冷设备有限公司 用于压缩机转子的永磁体、具有其的永磁转子和压缩机
CN205864083U (zh) 2016-05-27 2017-01-04 广东美芝制冷设备有限公司 电机的永磁体和具有其的电机、压缩机
KR20180105901A (ko) * 2017-03-16 2018-10-01 엘지전자 주식회사 영구 자석 매립형 회전자, 영구 자석형 모터 및 압축기

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