KR102555684B1 - 착자 요크 및 착자 요크 제조방법 - Google Patents

착자 요크 및 착자 요크 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102555684B1
KR102555684B1 KR1020230021129A KR20230021129A KR102555684B1 KR 102555684 B1 KR102555684 B1 KR 102555684B1 KR 1020230021129 A KR1020230021129 A KR 1020230021129A KR 20230021129 A KR20230021129 A KR 20230021129A KR 102555684 B1 KR102555684 B1 KR 102555684B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circumferential surface
rotor
core
inner circumferential
magnetizing
Prior art date
Application number
KR1020230021129A
Other languages
English (en)
Inventor
조승재
Original Assignee
(주)에스시엠아이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에스시엠아이 filed Critical (주)에스시엠아이
Priority to KR1020230021129A priority Critical patent/KR102555684B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102555684B1 publication Critical patent/KR102555684B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
    • H01F13/003—Methods and devices for magnetising permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

본 발명에서는 착자 요크 및 착자 요크 제조방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 착자 요크는 회전자의 영구자석에 착자 자속을 인가하기 위하여 코어의 내주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치; 각각의 코어 치 둘레에 복수 회 권선되는 코일; 각각의 코어 치 사이 공간을 메워 상기 다수 개의 코어 치와 함께 단일한 내주면을 연속적으로 구성하는 절연체; 및 상기 회전자로부터 상기 단일한 내주면을 보호하는 다수 개의 비자성 시트를 포함한다. 이때, 상기 단일한 내주면은 착자 공정을 위해 배치되는 회전자의 외주면과 마주하도록 구성되고, 각각의 비자성 시트는 상기 단일한 내주면 중에서 상기 절연체의 내주면에 밀착하여 고정 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

착자 요크 및 착자 요크 제조방법{Magnetizing yoke for a rotor and manufacturing the same}
본 발명은 착자 요크 및 그 착자 요크 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 착자 공정을 위해 사용되는 착자 요크 및 그 착자 요크 제조방법에 관한 것이다.
현재 영구자석은 많은 산업 분야에서 사용되고 있고, 기술이 발전함에 따라 앞으로 점점 다양한 산업 분야에서 사용될 전망이다.
예를 들어, 전자 제품에서는 모터, 스피커, 전자 장비의 전원 전송에 사용되고, 자동차 산업에서는 시동기, 브레이크 시스템, 전자 제어 장치 등에서 사용되며, 에너지 전파와 저장 분야에서는 전력 발전기, 전기 전지, 전기 전파 시스템 등에서 사용된다.
이러한 영구자석은 최초 생산되었을 때 자성(磁性)을 가지고 있지 않기 때문에, 영구자석이 영구적으로 자성을 가질 수 있도록 착자(magnetizing) 공정이 수행되어야 한다.
영구자석을 포함하는 제품(예컨대 회전자)을 생산할 때, 착자 공정을 통해 영구자석을 착자시킨 후 이를 제품에 삽입할 수 있고(선 착자 기법), 제품에 영구자석을 삽입시킨 상태에서 착자 공정을 수행할 수도 있다(후 착자 기법).
선 착자 기법의 경우 개별 자석을 착자하므로 착자 공정이 용이하게 이루어진다는 장점이 있으나, 영구자석의 흡착 및 반발력으로 인해 제품과의 조립이 어렵다는 단점이 있다.
후 착자 기법의 경우 제품과 영구자석 간의 조립은 용이하나, 착자 공정이 쉽지 않다는 단점이 있다.
최근에는 영구자석의 성능 향상으로 인해 조립 난이도가 상승함에 따라 후 착자 기법이 많이 이루어지고 있다.
도 1은 종래 착자 요크와 회전자가 결합한 상태를 나타낸 평면도이다.
종래 착자 요크(10)는 원통형으로 이루어진 코어(11)의 내주면으로부터 내측으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치(12), 각각의 코어 치(12) 둘레에 권선되는 코일(13)을 포함한다.
도 1을 참고하여 후 착자 공정에 대해 간단히 설명하면, 우선 착자 요크(10) 내부에 영구자석(32)이 포함된 회전자(30)가 삽입된다.
그와 반대로 회전자(30)에 착자 요크(10)가 삽입될 수도 있다.
다음으로 착자 요크(10)에 고전압의 전류가 인가되어 회전자(30) 및 영구자석(32)이 착자된다.
마지막으로 실린더를 이용하여 착자된 회전자(30)가 착자 요크(10)로부터 사출된다.
그런데 착자된 제품의 경우 자성을 가지게 되므로 사출 과정에서 착자된 제품이 착자 요크(10)의 코어(11)에 달라붙기 시작하고, 특히 희토류 자석을 사용한 제품은 매우 강하게 코어(11)에 달라붙는다.
이때 강한 힘으로 제품을 사출하면 제품과 착자 요크(10) 양측의 표면에 긁힘 현상이 발생하고, 그로 인해 제품에 철가루 등이 달라붙게 되며, 심한 경우 제품 혹은 착자 요크(10)이 파손되기도 한다.
도 2는 종래 착자 요크를 사용한 회전자에 대한 착자 공정에서 발생하는 문제점을 나타내는 도면이다.
좌측 도면을 보면 착자 요크(10) 내부에 코어 치의 내주면(12a)과 절연체의 내주면(14a)이 나타나 있는데, 사출 과정에서 제품과의 강한 마찰로 인해 훼손된 부분("X")이 발생한다.
우측 도면을 보면 실린더(50)를 이용하여 착자 요크(10)로부터 제품을 사출하고 있는 모습이 나타나 있는데, 제품이 우측("Z")에 비해 좌측("Y")으로 심하게 쏠리면서 긁힘 현상이 발생한다.
구동모터 회전자의 착자 장치 및 방법 (한국공개특허 제10-2022-0045270호)
본 발명은 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사출 과정을 포함한 착자 공정 전 과정에 있어 회전자 등 제품과 착자 요크 간의 접촉 혹은 충돌을 최소화할 수 있는 착자 요크 및 착자 요크 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 회전자 등 제품의 착자 품질에 영향을 주지 않으면서 장기간 훼손 없이 사용할 수 있는 착자 요크 및 착자 요크 제조방법을 제공하는 것이다.
다만 본 발명의 해결과제들은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결과제들은 아래 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크는 회전자의 영구자석에 착자 자속을 인가하기 위하여 코어의 내주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치; 각각의 코어 치 둘레에 복수 회 권선되는 코일; 각각의 코어 치 사이 공간을 메워 상기 다수 개의 코어 치와 함께 단일한 내주면을 연속적으로 구성하는 절연체; 및 상기 회전자로부터 상기 단일한 내주면을 보호하는 다수 개의 비자성 시트를 포함한다.
이때 상기 단일한 내주면은 착자 공정을 위해 배치되는 회전자의 외주면과 마주하도록 구성되고, 각각의 비자성 시트는 상기 단일한 내주면 중에서 상기 절연체의 내주면에 밀착하여 고정 배치되는 것이다.
여기서 상기 회전자는 전기 모터를 위해 사용되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크는, 회전자의 영구자석에 착자 자속을 인가하기 위하여 코어의 외주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치; 각각의 코어 치 둘레에 복수 회 권선되는 코일; 각각의 코어 치 사이 공간을 메워 상기 다수 개의 코어 치와 함께 단일한 외주면을 연속적으로 구성하는 절연체; 및 상기 회전자로부터 상기 단일한 외주면을 보호하는 다수 개의 비자성 시트를 포함한다.
이때 상기 단일한 외주면은 착자 공정을 위해 배치되는 회전자의 내주면과 마주하도록 구성되고, 각각의 비자성 시트는 상기 단일한 외주면 중에서 상기 절연체의 외주면에 밀착하여 고정 배치되는 것이다.
여기서 상기 회전자는 인휠(in-wheel) 모터를 위해 사용되는 것일 수 있다.
본 발명의 각 실시 예와 관련하여, 각각의 비자성 시트는 SUS강 재질로서 일자형으로 제작되어 상기 코어의 길이 방향으로 고정 배치되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크 제조방법은, 회전자의 영구자석에 착자 자속을 인가하기 위하여 내주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치를 가진 코어를 배치하는 단계; 각각의 코어 치 둘레에 복수 회 권선된 코일을 형성하는 단계; 각각의 코어 치 사이 공간이 절연체로 메워짐에 따라, 착자 공정을 위해 상기 착자 요크 내부에 배치되는 회전자의 외주면과 마주하도록 상기 절연체와 상기 다수 개의 코어 치가 함께 단일한 내주면을 연속적으로 구성하는 단계; 상기 회전자로부터 상기 단일한 내주면을 보호하기 위한 다수 개의 비자성 시트를 가공하는 단계; 및 상기 단일한 내주면 중에서 상기 절연체의 내주면에 각각의 비자성 시트를 밀착시켜 고정 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크 제조방법은, 회전자의 영구자석에 착자 자속을 인가하기 위하여 외주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치를 가진 코어를 배치하는 단계; 각각의 코어 치 둘레에 복수 회 권선된 코일을 형성하는 단계; 각각의 코어 치 사이 공간이 절연체로 메워짐에 따라, 착자 공정을 위해 상기 착자 요크 둘레에 배치되는 회전자의 내주면과 마주하도록 상기 절연체와 상기 다수 개의 코어 치가 함께 단일한 외주면을 연속적으로 구성하는 단계; 상기 회전자로부터 상기 단일한 외주면을 보호하기 위한 다수 개의 비자성 시트를 가공하는 단계; 및 상기 단일한 외주면 중에서 상기 절연체의 외주면에 각각의 비자성 시트를 밀착시켜 고정 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 각 실시 예와 관련하여 상기 가공하는 단계는 SUS강 재질을 이용하여 각각의 비자성 시트를 일자형으로 제작하는 단계; 및 각각의 비자성 시트가 상기 절연체의 내주면에 고정 배치되었을 때 상기 회전자와 마주하는 방향의 표면을 연마하는 단계를 포함할 수 있다.
이때 상기 고정 배치하는 단계는 상기 코어의 길이 방향으로 각각의 비자성 시트를 고정 배치하는 것일 수 있다.
본 발명의 각 실시 예와 관련하여 상기 고정 배치하는 단계는 양면 테이프를 이용하여 각각의 비자성 시트를 고정 배치하는 것일 수 있다.
본 발명의 각 실시 예와 관련하여 상기 가공하는 단계는 SUS강 재질을 이용하여 각각의 비자성 시트를 일자형으로 제작하는 단계; 및 각각의 비자성 시트 양단부를 동일 방향으로 구부려 만곡부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때 상기 고정 배치하는 단계는 상기 코어의 길이 방향으로 각각의 비자성 시트를 고정 배치하되, 상기 만곡부를 이용하여 상기 착자 요크에 대해 끼움 결합하는 것일 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예에 의할 때 다수 개의 비자성 시트를 포함함으로써, 사출 과정을 포함한 착자 공정 전 과정에 있어 회전자 등 제품과 착자 요크 간의 접촉 혹은 충돌을 최소화하고, 긁힘, 파손, 철가루 등 불순물 발생과 같은 문제도 해결할 수 있다.
또한 다수 개의 비자성 시트를 코어 치가 아닌 절연체 상에 고정 배치시킴으로써 회전자 등 제품의 착자 품질에 악영향을 주지 않으면서 동시에 제품과 착자 요크 모두를 보호할 수 있다.
또한 착자 요크의 종류, 크기에 상관없이 쉽게 적용 가능하므로, 높은 범용성을 가지고 있다.
더불어 비자성 시트의 유지 보수 내지 교체는 간단하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 비용적인 부담도 크지 않아 효율적이고, 다수 개의 비자성 시트 표면을 연마 가공함으로써 착자 요크의 수명을 더욱 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래 착자 요크와 회전자가 결합한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 2는 종래 착자 요크를 사용한 회전자에 대한 착자공정에서 발생하는 문제점을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크와 회전자가 결합한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크의 각 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크의 비자성체 시트를 구현한 예시 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크 제조방법의 고정 배치하는 단계를 설명하기 위한 착자 요크에 대한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크와 회전자가 결합한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크와 회전자가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크 제조방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 벗어남 없이 여기에 개시된 원리들 및 신규한 특징들을 다른 실시 예들에 적용할 수 있음은 명백하다.
또한 별도로 명시하지 않는 한 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
더불어 본 명세서에서 "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크와 회전자가 결합한 상태를 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크의 각 구성요소를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크의 비자성체 시트를 구현한 예시 도면이다.
본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크(100)는 회전자(300)의 영구자석(320)에 대하여 강한 자기장을 인가하여 영구자석(320)이 영구적으로 자성(磁性)을 가지도록 하는 착자(magnetizing) 공정에 사용되는 장치로서, 코어(110), 다수 개의 코어 치(120), 코일(130), 절연체(140), 마감 부재(150), 및 다수 개의 비자성(非磁性) 시트(160)를 포함한다.
착자 공정을 위하여 착자 요크(100) 내부에는 회전자(300)를 수용할 수 있는 공간이 마련되어 있다.
착자 요크(100)는 회전자(300) 혹은 영구자석(320)의 종류, 극수, 길이, 형상, 스큐 등에 따라 맞춤형으로 설계되어 별도 제작될 수 있다.
코어(110)는 착자 공정을 위하여 착자 요크(100)에 대하여 배치된 영구자석(320) 방향으로 코일(130)에서 생성된 자기장을 집속시키는데, 이를 위해 다수 개의 코어 치(120)를 가진다.
여기서 회전자(300)는 원기둥 형상으로서 전기 모터를 위해 사용될 수 있고, 해당 전기 모터는 전기자동차, 하이브리드 자동차 등에 사용될 수 있다.
코어(110)는 예를 들어 얇은 규소 강판 등을 다수 겹으로 적층하여 형성될 수 있다.
다수 개의 코어 치(120)는 영구자석(320)에 착자 자속을 인가하기 위하여 코어(110)의 내주면으로부터 코어(110)의 중심부를 향하여 방사상으로 일정 길이만큼 돌출 형성된다.
코어 치(120)는 영구자석(320)의 극수와 동일한 개수로 형성될 수 있다.
코일(130)은 각각의 코어 치(120) 둘레에 복수 회 권선되고, 고전압의 전류를 출력할 수 있는 전원에 연결된다.
코일(130)에 고전압의 전류를 순간적으로 통전시키면, 맥스웰 법칙에 의해 코일(130) 및 코어 치(120) 주변에 자기장이 생성된다.
코일(130)은 예를 들어 구리선으로 제작될 수 있다.
절연체(140)는 도 4에 도시된 것처럼 각각의 코어 치(120) 사이 공간(space)을 메워 다수 개의 코어 치(120)와 함께 단일한 내주면을 연속적으로 구성할 수 있다.
즉 도 4, 5에 도시된 바와 같이 다수 개의 코어 치(120)의 내주면(120a)과 절연체(140)의 내주면(140a)이 균일하게 연달아 이어져 하나의 연속적인 내주면을 구성할 수 있다.
여기서 연속적인 내주면을 구성한다는 것은 틈새, 굴곡 혹은 단차가 전혀 없음을 의미하는 것은 아니다.
회전자(300)는 착자 공정을 위하여 착자 요크(100) 내부에 마련된 공간에 배치되는데, 이때 다수 개의 코어 치(120)와 절연체(140)에 의해 구성되는 단일한 내주면은 소정 간격을 두고 회전자(300)의 외주면과 마주하도록 구성된다.
또한 절연체(140)는 코어(110)뿐만 아니라 코어 치(120) 둘레에 권선된 코일(130)을 고정시키고, 전류가 코일(130)에서 코어(110) 쪽으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
절연체(140)는 예를 들어 에폭시 수지를 코어 치(120) 사이 공간(space)에 부어서 굳히는 과정을 통해 형성될 수 있다.
마감 부재(150)는 착자 요크(100)의 상하면에 배치되어 절연체(140) 등을 안전하게 커버할 수 있다.
다수 개의 비자성 시트(160)는 회전자(300)로부터 다수 개의 코어 치(120)와 절연체(140)에 의해 구성되는 단일한 내주면을 보호한다.
각각의 비자성 시트(160)는 단일한 내주면 중에서 절연체(140)의 내주면(140a)에 밀착하여 고정 배치됨으로써, 착자 공정을 위해 배치되는 회전자의 외주면과 단일한 내주면의 간격을 유지시키는 특징을 가진다.
즉 비자성 시트(160)는 코어 치(120)의 내주면(120a) 상이 아니라 절연체(140)의 내주면(140a) 상에 고정 배치되고, 이러한 배치 특성으로 인하여 영구자석(320)을 향해 인가되는 자기장의 경로를 방해하지 않으며, 착자 품질에 어떠한 악영향도 주지 않는다는 장점을 가진다.
회전자(300)가 착자 공정을 위하여 착자 요크(100) 내부에 마련된 공간에 수용되는 과정 및 착자 공정 종료 이후 사출되는 과정에서, 다수 개의 비자성 시트(160)는 상술한 단일한 내주면과 착자가 완료된 회전자(300) 간의 흡착, 충돌, 부딪힘으로 인한 파손, 오염, 긁힘 현상 등을 방지하거나 완화시킬 수 있다.
각각의 비자성 시트(160)는 높은 강도를 가진 SUS강 재질(예컨대 SUS 304 등)로서 도 5와 같이 일자형으로 제작되거나 맞춤 형상으로 제작될 수 있고, 코어(110)의 길이 방향으로 고정 배치될 수 있다.
각각의 비자성 시트(160)는 연마를 통해 낮은 조도의 매끄러운 표면을 가지도록 가공됨으로써, 장기간 교체없이 보호 기능을 수행할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크(100)를 제조하는 방법은 도 6을 추가적으로 참고하여 설명하고, 앞서 설명한 내용과 공통되는 사항에 대한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크 제조방법을 나타낸 순서도이다.
S110 단계에서는 회전자(300)의 영구자석(320)에 착자 자속을 인가하기 위하여 내주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치(120)를 가진 코어(110)를 배치할 수 있다.
S120 단계에서는 각각의 코어 치(120) 둘레에 복수 회 권선된 코일(130)을 형성할 수 있다.
S130 단계에서는 각각의 코어 치(120) 사이 공간(space)이 절연체(140)로 메워짐에 따라, 착자 공정을 위해 착자 요크(100) 내부에 배치되는 회전자(300)의 외주면과 마주하도록 절연체(140)와 다수 개의 코어 치(120)가 함께 단일한 내주면을 연속적으로 구성할 수 있다.
S140 단계에서는 다수 개의 코어 치(120)와 절연체(140)에 의해 구성되는 단일한 내주면을 회전자(300)로부터 보호하기 위한 다수 개의 비자성 시트(160)를 가공할 수 있다.
S150 단계에서는 상술한 단일한 내주면 중에서 절연체(140)의 내주면(140a)에 각각의 비자성 시트(160)를 밀착시켜 고정 배치할 수 있다.
구체적으로 S140 단계에서는 SUS강 재질(예컨대 SUS 304 등)을 이용하여 각각의 비자성 시트(160)를 일자형으로 제작할 수 있고, 각각의 비자성 시트(160)가 절연체(140)의 내주면(140a)에 고정 배치되었을 때 회전자(300)와 마주하는 방향의 표면을 연마할 수 있다.
이렇게 표면 연마된 비자성 시트(160)는 낮은 조도의 매끄러운 표면을 가지게 된다.
이때 S150 단계에서는 착자 요크(100) 내지 코어(110)의 길이 방향으로 각각의 비자성 시트(160)를 고정 배치할 수 있다.
이렇게 절연체(140)의 내주면(140a) 상에 배치된 비자성 시트(160)는 회전자(300)와 단일한 내주면의 간격을 유지시킴으로써, 착자 요크(100)의 단일한 내주면을 회전자(300)로부터 보호할 수 있다. 즉 착자 공정을 위해 착자 요크(100) 내부에 배치되는 회전자의 외주면과 단일한 내주면의 간격이 비자성 시트(160)에 의해 유지되는 것을 특징으로 한다.
절연체(140)의 내주면(140a)에 비자성 시트(160)를 고정 배치하는 방법은 다양할 수 있으며, 이에 대해 도 7을 참고하여 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크 제조방법의 고정 배치하는 단계를 설명하기 위한 착자 요크에 대한 단면도이다.
첫 번째는 양면 테이프 등 접착 물질을 이용하여 각각의 비자성 시트를 고정 배치하는 방법이다.
두 번째는 기계적인 구조를 이용하여 끼움 결합하는 방법이다.
S140 단계에서는 SUS강 재질을 이용하여 각각의 비자성 시트(160)를 일자형으로 제작할 수 있고, 도 7과 같이 각각의 비자성 시트(160) 양단부 중 적어도 어느 한 곳을 동일 방향으로 구부려 만곡부를 형성할 수 있다.
이때 S150 단계에서는 착자 요크(100) 내지 코어(110)의 길이 방향으로 각각의 비자성 시트(160)를 고정 배치하되, S140 단계에서 형성된 만곡부를 이용하여 착자 요크(100)에 대해 끼움 결합할 수 있다.
이상의 2가지 방법을 함께 사용하는 것도 충분히 가능하며, 이를 통해 비자성 시트(160)를 절연체(140)의 내주면(140a) 상에 밀착시켜 단단히 고정시킬 수 있다.
지금까지 설명한 본 발명의 일 실시 예와 관련된 착자 요크 및 그 착자 요크 제조방법을 통해 사출 과정을 포함한 착자 공정 전 과정에 있어 전기 모터에 사용되는 회전자 등 다양한 영구 자석 포함 제품과 착자 요크 간의 직접적인 접촉 혹은 충돌을 최소화할 수 있고, 착자 품질에 악영향을 주지 않는 상태에서 보호 기능을 충실히 수행할 수 있다.
한편 도 8은 본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크와 회전자가 결합한 상태를 나타낸 평면도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크와 회전자가 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크(200)는 회전자(400)의 영구자석(420)에 대하여 강한 자기장을 인가하여 영구자석(420)이 영구적으로 자성을 가지도록 하는 착자 공정에 사용되는 장치로서, 코어(210), 다수 개의 코어 치(220), 코일(230), 절연체(240), 마감 부재(250), 및 다수 개의 비자성 시트(260)를 포함한다.
착자 요크(200)는 회전자(400) 혹은 영구자석(420)의 종류, 극수, 길이, 형상, 스큐 등에 따라 맞춤형으로 설계되어 별도 제작될 수 있다.
코어(210)는 착자 공정을 위하여 착자 요크(200)에 대하여 배치된 영구자석(420) 방향으로 코일(230)에서 생성된 자기장을 집속시키는데, 이를 위해 다수 개의 코어 치(220)를 가진다.
여기서 회전자(400)는 내부에 빈 공간이 있는 원통 형상으로서 인휠(in-wheel) 모터를 위해 사용될 수 있고, 해당 인휠 모터는 전기자동차, 하이브리드 자동차 등에 사용될 수 있다.
코어(210)는 예를 들어 얇은 규소 강판 등을 다수 겹으로 적층하여 형성될 수 있다.
다수 개의 코어 치(220)는 영구자석(420)에 착자 자속을 인가하기 위하여 코어(210)의 외주면으로부터 코어(210)의 중심부와 반대되는 방향을 향하여 방사상으로 일정 길이만큼 돌출 형성된다.
코어 치(220)는 영구자석(420)의 극수와 동일한 개수로 형성될 수 있다.
코일(230)은 각각의 코어 치(220) 둘레에 복수 회 권선되고, 고전압의 전류를 출력할 수 있는 전원에 연결된다.
절연체(240)는 도 8에 도시된 것처럼 각각의 코어 치(120) 사이 공간을 메워 다수 개의 코어 치(220)와 함께 단일한 외주면을 연속적으로 구성할 수 있다.
즉 도 8, 9에 도시된 바와 같이 다수 개의 코어 치(220)의 외주면(220a)과 절연체(240)의 외주면(240a)이 균일하게 연달아 이어져 하나의 연속적인 외주면을 구성할 수 있다.
여기서 연속적인 외주면을 구성한다는 것은 틈새, 굴곡 혹은 단차가 전혀 없음을 의미하는 것은 아니다.
회전자(400)는 착자 공정을 위하여 착자 요크(200) 둘레를 커버하도록 배치되는데, 이때 다수 개의 코어 치(220)와 절연체(240)에 의해 구성되는 단일한 외주면은 소정 간격을 두고 회전자(400)의 내주면과 마주하도록 구성된다.
또한 절연체(240)는 코어(210)뿐만 아니라 코어 치(220) 둘레에 권선된 코일(230)을 고정시키고, 전류가 코일(230)에서 코어(210) 쪽으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
마감 부재(250)는 착자 요크(200)의 상하면에 배치되어 절연체(240) 등을 안전하게 커버할 수 있다.
다수 개의 비자성 시트(260)는 회전자(400)로부터 다수 개의 코어 치(220)와 절연체(240)에 의해 구성되는 단일한 외주면을 보호한다.
각각의 비자성 시트(260)는 단일한 외주면 중에서 절연체(240)의 외주면(240a)에 밀착하여 고정 배치됨으로써, 착자 공정을 위해 배치되는 회전자의 내주면과 단일한 외주면의 간격을 유지시키는 특징을 가진다.
즉 비자성 시트(260)는 코어 치(220)의 외주면(220a) 상이 아니라 절연체(240)의 외주면(240a) 상에 고정 배치되고, 이러한 배치 특성으로 인하여 영구자석(420)을 향해 인가되는 자기장의 경로를 방해하지 않으며, 착자 품질에 어떠한 악영향도 주지 않는다는 장점을 가진다.
회전자(400)가 착자 공정을 위하여 착자 요크(200) 둘레를 커버하도록 배치되는 과정 및 착자 공정 종료 이후 사출되는 과정에서, 다수 개의 비자성 시트(260)는 상술한 단일한 외주면과 착자가 완료된 회전자(400) 간의 흡착, 충돌, 부딪힘으로 인한 파손, 오염, 긁힘 현상 등을 방지하거나 완화시킬 수 있다.
각각의 비자성 시트(260)는 높은 강도를 가진 SUS강 재질(예컨대 SUS 304 등)로서 앞서 살펴보았던 도 5와 같이 일자형으로 제작되거나 맞춤 형상으로 제작될 수 있고, 코어(210)의 길이 방향으로 고정 배치될 수 있다.
각각의 비자성 시트(260)는 연마를 통해 낮은 조도의 매끄러운 표면을 가지도록 가공됨으로써, 장기간 교체없이 보호 기능을 수행할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크(200)를 제조하는 방법은 도 10을 추가적으로 참고하여 설명하고, 앞서 설명한 내용과 공통되는 사항에 대한 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크 제조방법을 나타낸 순서도이다.
S210 단계에서는 회전자(400)의 영구자석(420)에 착자 자속을 인가하기 위하여 외주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치(220)를 가진 코어(210)를 배치할 수 있다.
S220 단계에서는 각각의 코어 치(220) 둘레에 복수 회 권선된 코일(230)을 형성할 수 있다.
S230 단계에서는 각각의 코어 치(220) 사이 공간이 절연체(240)로 메워짐에 따라, 착자 공정을 위해 착자 요크(200) 둘레에 배치되는 회전자(400)의 내주면과 마주하도록 절연체(240)와 다수 개의 코어 치(220)가 함께 단일한 외주면을 연속적으로 구성할 수 있다.
S240 단계에서는 다수 개의 코어 치(220)와 절연체(240)에 의해 구성되는 단일한 외주면을 회전자(400)로부터 보호하기 위한 다수 개의 비자성 시트(260)를 가공할 수 있다.
S250 단계에서는 상술한 단일한 외주면 중에서 절연체(240)의 외주면(240a)에 각각의 비자성 시트(260)를 밀착시켜 고정 배치할 수 있다.
구체적으로 S240 단계에서는 SUS강 재질(예컨대 SUS 304 등)을 이용하여 각각의 비자성 시트(260)를 일자형으로 제작할 수 있고, 각각의 비자성 시트(260)가 절연체(240)의 내주면(240a)에 고정 배치되었을 때 회전자(400)와 마주하는 방향의 표면을 연마할 수 있다.
이렇게 표면 연마된 비자성 시트(260)는 낮은 조도의 매끄러운 표면을 가지게 된다.
이때 S250 단계에서는 착자 요크(200) 내지 코어(210)의 길이 방향으로 각각의 비자성 시트(260)를 고정 배치할 수 있다.
이렇게 절연체(240)의 외주면(240a) 상에 배치된 비자성 시트(260)는 회전자(400)와 단일한 외주면의 간격을 유지시킴으로써, 착자 요크(200)의 단일한 외주면을 회전자(400)로부터 보호할 수 있다. 즉 착자 공정을 위해 착자 요크(200) 둘레에 배치되는 회전자의 내주면과 단일한 외주면의 간격이 비자성 시트(260)에 의해 유지되는 것을 특징으로 한다.
절연체(240)의 외주면(240a)에 비자성 시트(260)를 고정 배치하는 방법은 다양할 수 있으며, 도 7을 참고하여 앞서 설명한 부분이 동일하게 적용될 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
지금까지 설명한 본 발명의 다른 실시 예와 관련된 착자 요크 및 그 착자 요크 제조방법을 통해 사출 과정을 포함한 착자 공정 전 과정에 있어 인휠(in-wheel) 모터에 사용되는 회전자 등 다양한 영구 자석 포함 제품과 착자 요크 간의 직접적인 접촉 혹은 충돌을 최소화할 수 있고, 착자 품질에 악영향을 주지 않는 상태에서 보호 기능을 충실히 수행할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 착자 요크 110: 코어
120: 코어 치 120a : 코어 치 내주면
130: 코일 140: 절연체
140a: 절연체 내주면 150: 마감 부재
160: 비자성 시트 300: 회전자
320: 영구자석

Claims (10)

  1. 착자 요크에 있어서,
    회전자의 영구자석에 착자 자속을 인가하기 위하여 코어의 내주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치;
    각각의 코어 치 둘레에 복수 회 권선되는 코일;
    각각의 코어 치 사이 공간을 메워 상기 다수 개의 코어 치와 함께 단일한 내주면을 연속적으로 구성하는 절연체; 및
    상기 회전자로부터 상기 단일한 내주면을 보호하는 다수 개의 비자성 시트를 포함하고,
    상기 단일한 내주면은 착자 공정을 위해 배치되는 회전자의 외주면과 마주하도록 구성되고,
    각각의 비자성 시트는 상기 단일한 내주면 중에서 상기 절연체의 내주면에 밀착하여 고정 배치됨으로써, 상기 착자 공정을 위해 배치되는 회전자의 외주면과 상기 단일한 내주면의 간격을 유지시키는 것을 특징으로 하는 착자 요크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자는 전기 모터를 위해 사용되는 것인, 착자 요크.
  3. 착자 요크에 있어서,
    회전자의 영구자석에 착자 자속을 인가하기 위하여 코어의 외주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치;
    각각의 코어 치 둘레에 복수 회 권선되는 코일;
    각각의 코어 치 사이 공간을 메워 상기 다수 개의 코어 치와 함께 단일한 외주면을 연속적으로 구성하는 절연체; 및
    상기 회전자로부터 상기 단일한 외주면을 보호하는 다수 개의 비자성 시트를 포함하고,
    상기 단일한 외주면은 착자 공정을 위해 배치되는 회전자의 내주면과 마주하도록 구성되고,
    각각의 비자성 시트는 상기 단일한 외주면 중에서 상기 절연체의 외주면에 밀착하여 고정 배치됨으로써, 상기 착자 공정을 위해 배치되는 회전자의 내주면과 상기 단일한 외주면의 간격을 유지시키는 것을 특징으로 하는 착자 요크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전자는 인휠(in-wheel) 모터를 위해 사용되는 것인, 착자 요크.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    각각의 비자성 시트는 SUS강 재질로서 일자형으로 제작되어 상기 코어의 길이 방향으로 고정 배치되는 것인, 착자 요크.
  6. 착자 요크 제조방법에 있어서,
    회전자의 영구자석에 착자 자속을 인가하기 위하여 내주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치를 가진 코어를 배치하는 단계;
    각각의 코어 치 둘레에 복수 회 권선된 코일을 형성하는 단계;
    각각의 코어 치 사이 공간이 절연체로 메워짐에 따라, 착자 공정을 위해 상기 착자 요크 내부에 배치되는 회전자의 외주면과 마주하도록 상기 절연체와 상기 다수 개의 코어 치가 함께 단일한 내주면을 연속적으로 구성하는 단계;
    상기 회전자로부터 상기 단일한 내주면을 보호하기 위한 다수 개의 비자성 시트를 가공하는 단계; 및
    상기 단일한 내주면 중에서 상기 절연체의 내주면에 각각의 비자성 시트를 밀착시켜 고정 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 착자 공정을 위해 상기 착자 요크 내부에 배치되는 회전자의 외주면과 상기 단일한 내주면의 간격이 상기 비자성 시트에 의해 유지되는 것을 특징으로 하는 착자 요크 제조방법.
  7. 착자 요크 제조방법에 있어서,
    회전자의 영구자석에 착자 자속을 인가하기 위하여 외주면으로부터 방사상으로 돌출 형성되는 다수 개의 코어 치를 가진 코어를 배치하는 단계;
    각각의 코어 치 둘레에 복수 회 권선된 코일을 형성하는 단계;
    각각의 코어 치 사이 공간이 절연체로 메워짐에 따라, 착자 공정을 위해 상기 착자 요크 둘레에 배치되는 회전자의 내주면과 마주하도록 상기 절연체와 상기 다수 개의 코어 치가 함께 단일한 외주면을 연속적으로 구성하는 단계;
    상기 회전자로부터 상기 단일한 외주면을 보호하기 위한 다수 개의 비자성 시트를 가공하는 단계; 및
    상기 단일한 외주면 중에서 상기 절연체의 외주면에 각각의 비자성 시트를 밀착시켜 고정 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 착자 공정을 위해 상기 착자 요크 둘레에 배치되는 회전자의 내주면과 상기 단일한 외주면의 간격이 상기 비자성 시트에 의해 유지되는 것을 특징으로 하는 착자 요크 제조방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 가공하는 단계는
    SUS강 재질을 이용하여 각각의 비자성 시트를 일자형으로 제작하는 단계; 및
    각각의 비자성 시트가 상기 절연체의 내주면에 고정 배치되었을 때 상기 회전자와 마주하는 방향의 표면을 연마하는 단계를 포함하고,
    상기 고정 배치하는 단계는 상기 코어의 길이 방향으로 각각의 비자성 시트를 고정 배치하는 것인, 착자 요크 제조방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 고정 배치하는 단계는
    양면 테이프를 이용하여 각각의 비자성 시트를 고정 배치하는 것인, 착자 요크 제조방법.
  10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 가공하는 단계는
    SUS강 재질을 이용하여 각각의 비자성 시트를 일자형으로 제작하는 단계; 및
    각각의 비자성 시트 양단부를 동일 방향으로 구부려 만곡부를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 고정 배치하는 단계는 상기 코어의 길이 방향으로 각각의 비자성 시트를 고정 배치하되, 상기 만곡부를 이용하여 상기 착자 요크에 대해 끼움 결합하는 것인, 착자 요크 제조방법.
KR1020230021129A 2023-02-17 2023-02-17 착자 요크 및 착자 요크 제조방법 KR102555684B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230021129A KR102555684B1 (ko) 2023-02-17 2023-02-17 착자 요크 및 착자 요크 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230021129A KR102555684B1 (ko) 2023-02-17 2023-02-17 착자 요크 및 착자 요크 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102555684B1 true KR102555684B1 (ko) 2023-07-14

Family

ID=87155519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230021129A KR102555684B1 (ko) 2023-02-17 2023-02-17 착자 요크 및 착자 요크 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102555684B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007306684A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Daikin Ind Ltd モータ及びその製造方法
CN104008848A (zh) * 2013-12-20 2014-08-27 横店集团东磁股份有限公司 一种磁环的多极磁化装置
JP2017073937A (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 富士電機株式会社 スイッチトリラクタンスモータ及びその製造方法
KR20220045270A (ko) 2020-10-05 2022-04-12 현대자동차주식회사 구동모터 회전자의 착자 장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007306684A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Daikin Ind Ltd モータ及びその製造方法
CN104008848A (zh) * 2013-12-20 2014-08-27 横店集团东磁股份有限公司 一种磁环的多极磁化装置
JP2017073937A (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 富士電機株式会社 スイッチトリラクタンスモータ及びその製造方法
KR20220045270A (ko) 2020-10-05 2022-04-12 현대자동차주식회사 구동모터 회전자의 착자 장치 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108075585B (zh) 旋转电机
US5500994A (en) Method of manufacturing a rotor
JP5869592B2 (ja) 低保磁力の磁石を使用可能なブラシレス永久磁石電気機械
US8502423B2 (en) Linear motor
US9461511B2 (en) Electric machine with permanently excited armature and associated permanently excited armature
JP2015510388A (ja) 電気機械
US20150091404A1 (en) Rotor for rotating electric machine, rotating electric machine, and magnetizing apparatus for rotating electric machine
CN109195079B (zh) 磁路系统的组装方法以及充磁系统
KR102555684B1 (ko) 착자 요크 및 착자 요크 제조방법
JP6449110B2 (ja) ロータ、モータおよびロータの製造方法
US11601024B2 (en) Rotating electrical machine
JP2010114998A (ja) コイルユニットおよび電磁部品
JP2011087393A (ja) 同期電動機の回転子
JP4985342B2 (ja) 永久磁石の着磁方法及び装置
JP5692105B2 (ja) Ｉｐｍモータ用ロータの製造方法
CN114301194B (zh) 定子、定子的制作方法、电机和电动汽车
US20180145548A1 (en) Magnetic field generating member and motor including same
US20220060097A1 (en) Permanent field magnet, manufacturing method, and linear motor
CN107925288B (zh) 旋转电机
KR20130000604A (ko) 로터의 영구자석 고정방법
JP2017147775A (ja) 磁石挿入方法
JP2007300754A (ja) 電動機の回転子製造方法および回転子
WO2023042639A1 (ja) ロータの製造装置
JP2018107929A (ja) モータ用ロータおよびその製造方法
CN112636486B (zh) 电机及机器人

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant