KR102183912B1 - 마그네틱 기어의 제작방법 - Google Patents
마그네틱 기어의 제작방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102183912B1 KR102183912B1 KR1020190107099A KR20190107099A KR102183912B1 KR 102183912 B1 KR102183912 B1 KR 102183912B1 KR 1020190107099 A KR1020190107099 A KR 1020190107099A KR 20190107099 A KR20190107099 A KR 20190107099A KR 102183912 B1 KR102183912 B1 KR 102183912B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- iron core
- manufacturing
- fixed
- fixed iron
- core module
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K51/00—Dynamo-electric gears, i.e. dynamo-electric means for transmitting mechanical power from a driving shaft to a driven shaft and comprising structurally interrelated motor and generator parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H13/00—Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members
- F16H13/10—Means for influencing the pressure between the members
- F16H13/12—Means for influencing the pressure between the members by magnetic forces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H49/00—Other gearings
- F16H49/005—Magnetic gearings with physical contact between gears
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
- H02K49/10—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
본 발명은 복수개의 철심블럭이 적층되어 결합됨으로써 고정철심을 제작하고, 구조해석을 기준으로 철심연결 서포터가 연결되는 고정철심의 영역을 선별하여, 선별된 영역에 철심연결 서포터가 복수개의 고정철심을 연결시킴으로써 영구자석에 의한 고정철심의 구조변형을 방지하여 구조적인 안정성 및 신뢰성이 상승된 마그네틱 기어의 제작방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 구조해석을 기반으로 내측 회전자, 고정철심모듈, 상부 하우징, 하부 하우징 및 외측 회전자를 설계하는 설계단계와, 상기 설계단계의 설계를 기준으로 상기 내측 회전자, 상기 상부 하우징, 상기 하부 하우징 및 상기 외측 회전자를 제작하는 부품 제작단계와, 상기 설계단계의 설계를 기준으로 상기 고정철심모듈을 제작하는 고정철심모듈 제작단계와, 상기 하부 하우징과 상기 고정철심모듈을 결합시키는 모듈-하우징 결합단계와, 결합된 상기 하부 하우징과 상기 고정철심모듈의 제작성을 검토하는 제작성 검토단계를 포함하며, 상기 고정철심모듈 제작단계는, 복수개의 철심블럭을 적층하여 결합시킴으로써 복수개의 고정철심을 제작하는 고정철심 제작단계와, 복수개의 상기 고정철심을 연결시키는 적어도 하나 이상의 철심연결 서포터를 제작하여 상기 고정철심과 결합시키는 서포터 결합단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어의 제작방법을 제공한다.
이를 위하여, 본 발명은 구조해석을 기반으로 내측 회전자, 고정철심모듈, 상부 하우징, 하부 하우징 및 외측 회전자를 설계하는 설계단계와, 상기 설계단계의 설계를 기준으로 상기 내측 회전자, 상기 상부 하우징, 상기 하부 하우징 및 상기 외측 회전자를 제작하는 부품 제작단계와, 상기 설계단계의 설계를 기준으로 상기 고정철심모듈을 제작하는 고정철심모듈 제작단계와, 상기 하부 하우징과 상기 고정철심모듈을 결합시키는 모듈-하우징 결합단계와, 결합된 상기 하부 하우징과 상기 고정철심모듈의 제작성을 검토하는 제작성 검토단계를 포함하며, 상기 고정철심모듈 제작단계는, 복수개의 철심블럭을 적층하여 결합시킴으로써 복수개의 고정철심을 제작하는 고정철심 제작단계와, 복수개의 상기 고정철심을 연결시키는 적어도 하나 이상의 철심연결 서포터를 제작하여 상기 고정철심과 결합시키는 서포터 결합단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어의 제작방법을 제공한다.
Description
본 발명은 마그네틱 기어의 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 철심블럭이 적층되어 결합됨으로써 고정철심을 제작하고, 구조해석을 기준으로 철심연결 서포터가 연결되는 고정철심의 영역을 선별하여, 선별된 영역에 철심연결 서포터가 복수개의 고정철심을 연결시킴으로써 영구자석에 의한 고정철심의 구조변형을 방지하여 구조적인 안정성 및 신뢰성이 상승된 마그네틱 기어의 제작방법에 관한 것이다.
기어는 1차측과 2차측의 톱니로 인해 회전이나 동력을 전달하는 기구적 장치이며, 기어의 한 종류인 기계식 기어는 물리적 접촉으로 인해 소음과 진동, 백래시 등의 문제로 인하여 정기적 유지보수가 필요하다. 또한, 기계식 기어는 물리적 접촉으로 인해 기어의 파손이나 시스템의 파손을 일으키는 문제가 있다.
이러한 기계식 기어의 단점을 보완하기 위해 마그네틱 기어의 연구가 이루어 지고 있으며, 다양한 기기에 적용 가능한 마그네틱 기어는 기계식 기어의 거의 모든 형태를 구현할 수 있다.
마그네틱 기어의 구조는 내측과 외측 회전자에 영구자석이 부착되어 있고 그 사이에 고정철심이 위치하게 되며, 고정철심은 내측과 외측의 자속을 변조시켜 기계식 기어의 역할을 한다.
이러한 마그네틱 기어는 비접촉 구조로 기계적 마찰이 없어, 소음이나 진동이 없을 뿐만 아니라 정기적 유지보수가 필요 없는 장점을 가지고 있다.
그러나 내측과 외측에 배치된 영구자석의 인력으로 인해 고정철심의 구조적인 변형이 발생하게 되며, 이때 고정철심의 변형으로 인해 회전자와 접촉이 발생하여 마그네틱 기어의 효율이 감소하는 문제점이 발생한다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 복수개의 철심블럭이 적층되어 결합됨으로써 고정철심을 제작하고, 구조해석을 기준으로 철심연결 서포터가 연결되는 고정철심의 영역을 선별하여, 선별된 영역에 철심연결 서포터가 복수개의 고정철심을 연결시킴으로써 영구자석에 의한 고정철심의 구조변형을 방지하여 구조적인 안정성 및 신뢰성이 상승된 마그네틱 기어의 제작방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 구조해석을 기반으로 내측 회전자, 고정철심모듈, 상부 하우징, 하부 하우징 및 외측 회전자를 설계하는 설계단계와, 상기 설계단계의 설계를 기준으로 상기 내측 회전자, 상기 상부 하우징, 상기 하부 하우징 및 상기 외측 회전자를 제작하는 부품 제작단계와, 상기 설계단계의 설계를 기준으로 상기 고정철심모듈을 제작하는 고정철심모듈 제작단계와, 상기 하부 하우징과 상기 고정철심모듈을 결합시키는 모듈-하우징 결합단계와, 결합된 상기 하부 하우징과 상기 고정철심모듈의 제작성을 검토하는 제작성 검토단계를 포함하며, 상기 고정철심모듈 제작단계는, 복수개의 철심블럭을 적층하여 결합시킴으로써 복수개의 고정철심을 제작하는 고정철심 제작단계와, 복수개의 상기 고정철심을 연결시키는 적어도 하나 이상의 철심연결 서포터를 제작하여 상기 고정철심과 결합시키는 서포터 결합단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어의 제작방법을 제공한다.
삭제
삭제
삭제
여기서, 상기 설계단계는 목표하는 출력, 회전속도, 토크를 선정하는 목표 선정단계와, 상기 내측 회전자 및 외측 회전자의 영구자석에서 발생하는 전자장을 수치해석하는 전자장 수치해석단계와, 상기 고정철심모듈의 토크 특성을 분석하는 토크특성 분석단계와, 상기 고정철심모듈의 회전시 발생하는 효율 손실 특성을 분석하는 손실특성 분석단계와, 상기 고정철심모듈의 형상에 따른 특성을 분석하는 구조해석단계를 포함하며, 상기 구조해석단계는 상기 고정철심모듈의 형상에 따른 전자기 특성을 해석하는 전자기 해석단계와, 상기 고정철심모듈의 형상에 따른 구조변형 특성을 해석하는 구조변형 해석단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정철심모듈의 중심축 영역에 상기 내측 회전자를 삽입하는 내측 회전자 삽입단계와, 상기 상부 하우징과 상기 외측 회전자를 결합시키는 회전자-하우징 결합단계와, 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징을 결합시키는 하우징 결합단계와, 결합된 상기 내측 회전자, 상기 상부 하우징, 상기 하부 하우징, 상기 외측 회전자 및 상기 고정철심모듈의 조립성을 검토하는 조립성 검토단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 서포터 결합단계에서는 상기 구조해석단계에서 해석된 특성을 기준으로 상기 철심연결 서포터가 연결되는 상기 고정철심의 영역을 선별할 수 있다.
본 발명에 따른 마그네틱 기어의 제작방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 복수개의 철심블럭이 적층되어 결합됨으로써 고정철심을 제작하고, 구조해석을 기준으로 철심연결 서포터가 연결되는 고정철심의 영역을 선별하여, 선별된 영역에 철심연결 서포터가 복수개의 고정철심을 연결시킴으로써 토크특성의 손실을 최소화시키고, 영구자석에 의한 고정철심의 구조변형율을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
둘째, 영구자석에 의한 고정철심의 구조변형율이 감소됨에 따라 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 구조적인 안정성 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 철심연결 서포터가 단일개로 구성되는 경우, 상기 고정철심에 배치되는 영역의 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 철심연결 서포터가 복수개로 구성되는 경우, 상기 고정철심에 배치되는 영역의 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 마그네틱 기어에서 고정철심모듈 형상에 대한 전자기 특성 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 마그네틱 기어에서 고정철심모듈 형상에 대한 구조특성 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 제작방법의 순서 블럭도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 제작방법의 설계단계의 세부 단계를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 철심연결 서포터가 단일개로 구성되는 경우, 상기 고정철심에 배치되는 영역의 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 철심연결 서포터가 복수개로 구성되는 경우, 상기 고정철심에 배치되는 영역의 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 마그네틱 기어에서 고정철심모듈 형상에 대한 전자기 특성 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 마그네틱 기어에서 고정철심모듈 형상에 대한 구조특성 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 제작방법의 순서 블럭도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 제작방법의 설계단계의 세부 단계를 도시한 도면이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 마그네틱 기어를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 전체 구성을 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네틱 기어는 내측 회전자(100), 외측 회전자(200), 고정철심모듈(300) 및 고정철심 하우징을 포함한다.
상기 내측 회전자(100)는 중심부가 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 회전축이 되도록 배치되며, 상기 외측 회전자(200)는 상기 내측 회전자(100)의 외주면을 감싸는 형상으로 형성되되, 상기 내측 회전자(100)와 이격되어 배치되며, 상기 내측 회전자(100)와 외측 회전자(200)에는 영구자석(110, 210)이 부착되어 있다.
상기 내측 회전자(100)와 외측 회전자(200)에 부착되는 상기 영구자석(110, 210)의 갯수에 의하여 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 회전 속도 및 토크가 변경되며, 상기 영구자석(110, 210)의 갯수는 전달하고자 하는 토크에 따라 변경 가능하다.
상기 고정철심모듈(300)은 상기 내측 회전자(100)와 상기 외측 회전자(200)의 사이에 배치되되, 상기 내측 회전자(100)와 상기 외측 회전자(200)와 이격되어 배치되어, 상기 내측 회전자(100)와 외측 회전자(200) 사이의 자속 흐름을 원할하게 한다. 즉, 상기 고정철심모듈(300)은 상기 내측 회전자(100)와 상기 외측 회전자(200)의 자속을 변조시켜 기계식 기어의 역할을 수행한다.
구체적으로 상기 고정철심모듈(300)은 고정철심(310)과 철심연결 서포터(320)를 포함한다.
상기 고정철심(310)은 복수개로 구성되되, 측면이 상호 일정하게 이격되어 배치되며, 단부가 후술하는 고정철심 하우징에 결합된다.
이때, 상기 고정철심(310)은 복수개의 철심블럭(311)을 포함하며, 복수개의 철심블럭(311)이 적층되어 결합함으로써 상기 고정철심(310)이 구성되고, 이에 따라 전자기적 손실이 최소화된다.
상기 철심연결 서포터(320)는 복수개의 상기 고정철심(310)을 연결시키며, 상기 철심연결 서포터(320)는 단일개 또는 복수개로 구성될 수도 있다.
상기 철심연결 서포터(320)가 단일개로 구성되는 경우, 상기 철심연결 서포터(320)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정철심(310)의 상부, 중심부, 하부영역 중 한 영역에 배치되어 결합될 수 있다.
이때, 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)의 상부 또는 하부영역에 배치되어 결합되는 경우, 상기 철심연결 서포터(320)는 상기 고정철심(310)의 상부 또는 하부영역의 단부, 즉, 상기 고절 철심이 일단 또는 타단에 결합될 수도 있고, 상부나 하부영역의 중심부측에 연결될 수도 있다.
또는, 상기 철심연결 서포터(320)가 복수개로 구성되는 경우, 상기 철심연결 서포터(320)는 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 상기 철심연결 서포터(320)는 상기 고정철심(310)의 상부, 중심부, 하부영역 중 한 영역에 배치되어 결합된다.
상술한 바와 같이, 상기 철심연결 서포터(320)는 단일개 또는 복수개로 구성되어 상기 고정철심(310)과 결합되며, 상기 철심연결 서포터(320)가 결합되는 상기 고정철심(310)의 영역은 구조해석을 통해 선별된다.
상기 구조해석은 전자기 해석과, 구조변형 해석을 포함하며, 상기 구조해석 예시는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4를 참조하여 상기 전자기 해석의 예시를 설명하면 다음과 같다.
도 4의 (a)은 상기 철심연결 서포터(320)가 결합되지 않고, 상기 고정철심(310)만 구성된 경우의 전자기 해석을 통해 도출된 토크 특성이며, 이를 기준으로 상기 철심연결 서포터(320)가 결합된 상기 고정철심(310)의 토크 특성을 비교하여 상기 철심연결 서포터(320)가 결합되는 상기 고정철심(310)의 영역을 선별한다.
상기 철심연결 서포터(320)가 결합된 상기 고정철심(310)의 토크 특성은 상기 고정철심(310)에 상기 철심연결 서포터(320)가 결합된 경우에 상기 내측 회전자(100)와 상기 외측 회전자(200)에 부착된 영구자석(110, 210)의 자속 흐름이 상기 철심연결 서포터(320)에 의하여 약화되어 토크가 저감되므로, 상기 전자기 해석을 통해 상기 철심연결 서포터(320)의 갯수 및 상기 고정철심(310)에 결합된 영역에 따른 토크 특성을 비교하여 토크 저감율이 작은 케이스를 선별한다.
도 4의 (b)는 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)의 상단, 하단 및 중심부에 배치된 경우(제1 실시예)에 도출된 토크 특성이고, 도 4의 (c)는 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)의 중심부 및 하단에 배치된 경우(제2 실시예)에 도출된 토크 특성이며, 도 4의 (d)는 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)에 하단에만 배치된 경우(제3 실시예)에 도출된 토크 특성이고, 도 4의 (e)는 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)의 상단 및 하단에 배치된 경우(제4 실시예)에 도출된 토크 특성이며, 도 4의 (f)는 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)의 중심부에만 배치된 경우(제5 실시예)에 도출된 토크 특성이다.
도 4의 (b) 내지 (f)에 도시된 바와 같이, 상기 철심연결 서포터(320)의 갯수 및 상기 고정철심(310)에 결합된 영역에 따라 토크 특성이 변경되고, 본 명세서의 도면에 도시된 고정철심(310)의 경우, 상기 전자기 해석에 의하여 토크 특성이 모두 10% 이내의 감소율을 보이는 것을 확인할 수 있다.
물론, 본 발명에 따른 마그네틱 기어를 통해 출력하고자 하는 토크에 따라 상기 토크 특성의 감소율 기준은 조정될 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 상기 구조변형 해석의 예시를 설명하면 다음과 같다.
도 5의 (a)는 상기 철심연결 서포터(320)가 결합되지 않고, 상기 고정철심(310)만 구성된 경우의 구조변형 해석을 통해 도출된 상기 고정철심(310)의 구조변형 특성이며, 이를 기준으로 상기 철심연결 서포터(320)가 결합된 상기 고정철심(310)의 구조변형 특성을 비교하여 상기 철심연결 서포터(320)가 결합되는 상기 고정철심(310)의 영역을 선별한다.
즉, 상기 고정철심(310)은 상기 내측 회전자(100) 및 상기 외측 회전자(200)에 부착된 영구자석(110, 210)의 인력으로 인하여 구조적인 변형이 발생하게 되며, 이때 상기 고정철심(310)의 구조적인 변형에 의하여 상기 고정철심(310)이 상기 내측 회전자(100) 및 외측 회전자(200)의 접촉이 발생하여 마그네틱 기어의 효율이 저감되므로, 상기 구조변형 해석을 통해 상기 철심연결 서포터(320)의 갯수 및 상기 고정철심(310)에 결합된 영역에 따른 구조변형 특성을 비교하여 구조변형율이 작은 케이스를 선별한다.
도 5의 (b)는 도 4의 (b)에서와 같이 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)의 상단, 하단 및 중심부에 배치된 경우에 도출된 구조변형율이고, 도 5의 (c)는 도 4의 (c)에서와 같이 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)의 중심부 및 하단에 배치된 경우에 도출된 구조변형율이며, 도 5의 (d)는 도 4의 (d)에서와 같이 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)에 하단에만 배치된 경우에 도출된 구조변형율이고, 도 5의 (e)는 도 4의 (e)에서와 같이 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)의 상단 및 하단에 배치된 경우에 도출된 구조변형율이며, 도 5의 (f)는 도 4의 (f)는 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)의 중심부에만 배치된 경우에 도출된 구조변형율이다.
도 5의 (b) 내지 (f)에 도시된 바와 같이, 상기 철심연결 서포터(320)의 갯수 및 상기 고정철심(310)에 결합된 영역에 따라 상기 고정철심(310)의 변형 감소율 및 응력 감소율을 포함하는 구조변형율이 변경되며, 본 명세서의 도면에 도시된 고정철심(310)의 경우, 상기 구조변형 해석에 의하여 변형된 수치가 0.5mm 이내인 것을 확인할 수 있다.
물론, 상기 내측 회전자(100)와 상기 외측 회전자(200)가 이격된 격차에 따라 상기 구조변형율의 기준은 조정될 수 있다.
다음 표 1은 상기 구조해석 결과를 정리한 값이다.
| 모델 |
토크특성 감소율 [%] | 구조변형율 | ||
| 내측 회전자 | 외측 회전자 | 변형 감소율(%) | 응력 감소율(%) | |
| 제1 실시예 | 9 | 9 | 95.6 | 73 |
| 제2 실시예 | 5.5 | 6.2 | 90.7 | 62.9 |
| 제3 실시예 | 2 | 3.4 | 46 | 10.3 |
| 제4 실시예 | 5.2 | 5.9 | 91.8 | 72.5 |
| 제5 실시예 | 2.5 | 3.2 | 89 | 59.4 |
표 1과 같이, 상기 구조해석을 통해 산출된 토크특성 감소율 및 구조 변형율을 기준으로 상기 철심연결 서포터(320)가 결합되는 상기 고정철심(310)의 영역을 선별한다. 물론, 상기 철심연결 서포터(320)가 상기 고정철심(310)에 결합되는 영역은 상술한 제1 실시예 내지 제5 실시예 이외에 상기 고정철심(310)의 갯수, 길이, 두께 등을 기준으로 변형될 수 있다.
상기 고정철심 하우징은 상기 고정철심(310)의 단부와 결합되며, 상기 고정철심(310)의 배치구조를 유지시키고, 구체적으로 상기 고정철심 하우징은 상기 고정철심(310)의 일단부와 결합되는 상부 하우징과, 상기 고정철심(310)의 타단부와 결합되는 하부 하우징(410)을 포함한다.
또한, 상기 고정철심 하우징에는 상기 고정철심(310)이 압입되는 복수개의 압입부가 형성되며, 상기 고정철심(310)이 상기 압입부에 삽입되어 결합될 때 압입 봉재와 같은 별도의 연결보조장치 없이, 상기 고정철심(310)이 상기 압입부가 직결식으로 결합됨으로써 별도의 연결보조장치에 의해 발생할 수 있는 손실을 방지할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 제작방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 제작방법의 전체 단계를 설명하면 다음과 같다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 제작방법은 설계단계(S100), 부품 제작단계(S200), 고정철심모듈 제작단계(S300), 모듈-하우징 결합단계(S800)(S400), 제작성 검토단계(S500), 내측 회전자 삽입단계(S600)와, 회전자-하우징 결합단계(S700)와, 하우징 결합단계(S800)와, 조립성 검토단계(S900)를 포함한다.
먼저, 상기 설계단계(S100)는 상기 구조해석을 기반으로 상기 내측 회전자(100), 상기 고정철심모듈(300), 상기 상부 하우징, 상기 하부 하우징(410) 및 상기 외측 회전자(200)를 설계하며, 구체적으로 상기 설계단계(S100)는 목표 선정단계(S110), 전자장 수치해석단계(S120), 토크특성 분석단계(S130), 손실특성 분석단계(S140) 및 구조해석단계(S150)를 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 목표 선정단계(S110)에서는 목표하는 출력, 회전속도, 토크를 선정한다.
상기 전자장 수치해석단계(S120)에서는 상기 내측 회전자(100) 및 외측 회전자(200)의 영구자석(110, 210)에서 발생하는 전자장을 수치해석한다.
상기 토크특성 분석단계(S130)에서는 상기 고정철심모듈(300)의 토크 특성을 분석한다.
상기 손실특성 분석단계(S140)에서는 상기 고정철심모듈(300)의 회전시 발생하는 효율 손실 특성을 분석한다.
상기 구조해석단계(S150)는 상기 고정철심모듈(300)의 형상, 즉 상기 고정철심(310)에 결합된 상기 고정철심(310) 서포트의 갯수 및 결합영역에 따른 특성을 분석하며, 상기 구조해석단계(S150)는 상기 고정철심모듈(300)의 형상에 따른 전자기 특성을 해석하는 전자기 해석단계와, 상기 고정철심모듈(300)의 형상에 따른 구조변형 특성을 해석하는 구조변형 해석단계를 포함한다.
상기 부품 제작단계(S200)에서는 상기 설계단계(S100)의 설계를 기준으로 상기 내측 회전자(100), 상기 상부 하우징, 상기 하부 하우징(410) 및 상기 외측 회전자(200)를 제작한다.
상기 고정철심모듈 제작단계(S300)에서는 상기 설계단계(S100)의 설계를 기준으로 상기 고정철심모듈(300)을 제작한다. 즉, 상기 구조해석을 기반으로 상기 고정철심(310)에 상기 고정철심(310) 서포트를 결함시킴으로써 고정철심모듈(300)을 제작하며, 구체적으로 상기 고정철심모듈 제작단계(S300)는 고정철심(310) 제작단계와 서포터 결합단계를 포함한다.
상기 고정철심(310) 제작단계에서는 복수개의 철심블럭(311)을 적층하여 결합시킴으로써 고정철심(310)을 제작하며, 서포터 결합단계에서는 상기 고정철심(310)을 연결시키는 적어도 하나 이상의 철심연결 서포터(320)를 제작하여 상기 고정철심(310)과 결합시킨다.
상기 모듈-하우징 결합단계(S800)(S400)에서는 상기 하부 하우징(410)과 상기 고정철심모듈(300)을 결합시키며, 이때 상기 하부 하우징(410)과 상기 고정철심모듈(300)의 고정철심(310)은 직결식으로 결합된다.
상기 제작성 검토단계(S500)에서는 결합된 상기 하부 하우징(410)과 상기 고정철심모듈(300)의 제작성을 검토하는 제작성을 검토하며, 제작성이 기준에 부합하지 않는 경우, 상기 고정철심(310) 제작단계를 재수행한다.
상기 내측 회전자 삽입단계(S600)에서는 상기 고정철심모듈(300)의 중심축 영역에 상기 내측 회전자(100)를 삽입한다.
상기 회전자-하우징 결합단계(S700)에서는 상기 상부 하우징과 상기 외측 회전자(200)를 결합시킨다.
상기 하우징 결합단계(S800)에서는 상부 하우징과 상기 하부 하우징(410)을 결합시키며, 이에 따라 상기 내측 회전자(100), 상기 외측 회전자(200) 및 상기 고정철심모듈(300)의 일단과 타단은 각각 상부 하우징과 상기 하우징에 결합된다.
상기 조립성 검토단계(S900)에서는 결합된 상기 내측 회전자(100), 상기 상부 하우징, 상기 하부 하우징(410), 상기 외측 회전자(200) 및 상기 고정철심모듈(300)의 조립성을 검토한다.
이 외, 본 발명에 따른 마그네틱 기어의 제작방법은 상술한 마그네틱 기어와 대응되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
100: 내측 회전자
110, 210: 영구자석
200: 외측 회전자
300: 고정철심모듈
310: 고정철심
311: 철심블럭
312: 철심연결 서포터
410: 하부 하우징
110, 210: 영구자석
200: 외측 회전자
300: 고정철심모듈
310: 고정철심
311: 철심블럭
312: 철심연결 서포터
410: 하부 하우징
Claims (7)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 마그네틱 기어를 제작하는 방법에 있어서,
구조해석을 기반으로 내측 회전자, 고정철심모듈, 상부 하우징, 하부 하우징 및 외측 회전자를 설계하는 설계단계;
상기 설계단계의 설계를 기준으로 상기 내측 회전자, 상기 상부 하우징, 상기 하부 하우징 및 상기 외측 회전자를 제작하는 부품 제작단계;
상기 설계단계의 설계를 기준으로 상기 고정철심모듈을 제작하는 고정철심모듈 제작단계;
상기 하부 하우징과 상기 고정철심모듈을 결합시키는 모듈-하우징 결합단계;
결합된 상기 하부 하우징과 상기 고정철심모듈의 제작성을 검토하는 제작성 검토단계;를 포함하며,
상기 고정철심모듈 제작단계는,
복수개의 철심블럭을 적층하여 결합시킴으로써 복수개의 고정철심을 제작하는 고정철심 제작단계; 및
복수개의 상기 고정철심을 연결시키는 적어도 하나 이상의 철심연결 서포터를 제작하여 상기 고정철심과 결합시키는 서포터 결합단계;를 포함하고,
상기 설계단계는,
목표하는 출력, 회전속도, 토크를 선정하는 목표 선정단계;
상기 내측 회전자 및 외측 회전자의 영구자석에서 발생하는 전자장을 수치해석하는 전자장 수치해석단계;
상기 고정철심모듈의 토크 특성을 분석하는 토크특성 분석단계;
상기 고정철심모듈의 회전시 발생하는 효율 손실 특성을 분석하는 손실특성 분석단계; 및
상기 고정철심모듈의 형상에 따른 특성을 분석하는 구조해석단계를 포함하며,
상기 구조해석단계는,
상기 고정철심모듈의 형상에 따른 전자기 특성을 해석하는 전자기 해석단계; 및
상기 고정철심모듈의 형상에 따른 구조변형 특성을 해석하는 구조변형 해석단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어의 제작방법. - 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 고정철심모듈의 중심축 영역에 상기 내측 회전자를 삽입하는 내측 회전자 삽입단계;
상기 상부 하우징과 상기 외측 회전자를 결합시키는 회전자-하우징 결합단계;
상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징을 결합시키는 하우징 결합단계; 및
결합된 상기 내측 회전자, 상기 상부 하우징, 상기 하부 하우징, 상기 외측 회전자 및 상기 고정철심모듈의 조립성을 검토하는 조립성 검토단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어의 제작방법. - 제4항에 있어서,
상기 서포터 결합단계에서는 상기 구조해석단계에서 해석된 특성을 기준으로 상기 철심연결 서포터가 연결되는 상기 고정철심의 영역을 선별하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어의 제작방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190107099A KR102183912B1 (ko) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 마그네틱 기어의 제작방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190107099A KR102183912B1 (ko) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 마그네틱 기어의 제작방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102183912B1 true KR102183912B1 (ko) | 2020-11-30 |
Family
ID=73642000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190107099A KR102183912B1 (ko) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 마그네틱 기어의 제작방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102183912B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009138728A2 (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Magnomatics Limited | Magnetic pole-piece support |
| WO2011036552A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | Stellenbosch University | Magnetic gear |
| KR101457523B1 (ko) * | 2010-07-29 | 2014-11-04 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 자기 기어 장치 및 유지 부재 |
| KR101669982B1 (ko) | 2014-09-03 | 2016-10-27 | 조선대학교산학협력단 | 자속 집중형 폴 피스를 갖는 마그네틱 기어 |
| KR101801610B1 (ko) * | 2017-02-14 | 2017-11-27 | 충남대학교산학협력단 | 마그네틱 기어드 모터 |
-
2019
- 2019-08-30 KR KR1020190107099A patent/KR102183912B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009138728A2 (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Magnomatics Limited | Magnetic pole-piece support |
| WO2011036552A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | Stellenbosch University | Magnetic gear |
| KR101457523B1 (ko) * | 2010-07-29 | 2014-11-04 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 자기 기어 장치 및 유지 부재 |
| KR101669982B1 (ko) | 2014-09-03 | 2016-10-27 | 조선대학교산학협력단 | 자속 집중형 폴 피스를 갖는 마그네틱 기어 |
| KR101801610B1 (ko) * | 2017-02-14 | 2017-11-27 | 충남대학교산학협력단 | 마그네틱 기어드 모터 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000050536A (ja) | クロ−ポ−ル型ステッピングモ−タのステ−タ構造 | |
| EP0655824A2 (en) | Outer rotor type brushless DC motor | |
| KR20010083182A (ko) | 전동기 고정자 철심 및 그의 제조방법과 전동기 및 압축기 | |
| CN111418131B (zh) | 定子铁心 | |
| KR101753479B1 (ko) | 로터의 제조 방법 | |
| KR101801610B1 (ko) | 마그네틱 기어드 모터 | |
| JPWO2014129086A1 (ja) | 埋込磁石型回転子、埋込磁石型回転電機、及び埋込磁石型回転子の製造方法 | |
| JP2019009254A (ja) | パルストランス | |
| KR102183912B1 (ko) | 마그네틱 기어의 제작방법 | |
| JP2012217278A (ja) | 永久磁石型回転電機及び永久磁石型回転電機の製造方法 | |
| US10312778B2 (en) | Stator of rotary electric machine and method for manufacturing same | |
| KR20060112310A (ko) | 전동기의 고정자 조립체 | |
| JP2019016649A (ja) | 外周部鉄心と鉄心コイルとを備えたリアクトル | |
| JPH06169556A (ja) | 電動機の固定子製造方法およびその固定子鉄心 | |
| US6833649B2 (en) | Electric rotary machine | |
| JP2015154655A (ja) | インナーロータ型モータ用のステータ | |
| JP2005057886A (ja) | ステータ | |
| JP5418813B2 (ja) | Ａｃサーボモータ | |
| JPH10144534A (ja) | インダクタ用磁心及びインダクタ | |
| JP2010004619A (ja) | 圧入荷重設定方法及びモータの製造方法 | |
| KR102674053B1 (ko) | 모터 및 모터의 조립 메커니즘 | |
| CN112491246A (zh) | 调磁环组件、磁力齿轮及相应的组装方法、复合电机 | |
| WO2019123513A1 (ja) | 固定子鉄心及びその固定子鉄心を備えた電動機 | |
| JP7150221B1 (ja) | 電動機の固定子、電動機および電動機の固定子の製造方法 | |
| JP7022967B1 (ja) | レゾルバ、およびそのトランス構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |