KR200174315Y1 - Stator for a motor - Google Patents

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Abstract

본 고안은 전동기의 고정자에 관한 것으로서, 특히 고정자의 내부에 조립되는 영구자석 및 보극의 구조를 개량한 전동기의 고정자에 관한 것이다.The present invention relates to a stator of an electric motor, and more particularly, to a stator of an electric motor having improved structures of permanent magnets and poles assembled in the stator.

본 고안은 고정링(10)과, 상기 고정링(10)의 내측면에 설치되며 그 몸체에 원주방향을 따라서 영구자석부(12)와 상기 영구자석부(12)의 극성과 반대극성을 가지는 보극부(14)가 교번적으로 착자 배열된 링형 희토류계 합금 영구자석(11)을 구비하는 것을 특징으로 한다.The present invention is fixed to the ring 10 and the inner surface of the fixed ring 10 has a polarity and the opposite polarity of the permanent magnet portion 12 and the permanent magnet portion 12 along the circumferential direction The pole portion 14 is characterized by having a ring-shaped rare earth-based alloy permanent magnet 11 alternately magnetized.

따라서 종래 방식에서와 같이 영구자석과 보극을 별도로 제조한 후 이들을 고정자에 개별적으로 부착할 필요가 없으며, 사용중 개별 영구자석이나 보극이 탈리될 염려가 없어 제품의 신뢰성 및 내구수명이 연장되는 효과를 가져올 수 있다.Therefore, after manufacturing permanent magnets and poles separately as in the conventional method, there is no need to attach them separately to the stator, and there is no fear that individual permanent magnets or poles may be detached during use, resulting in extended reliability and durability life of the product. Can be.

Description

전동기용 고정자Stator for electric motor

본 고안은 전동기의 고정자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고정링의 내부에 설치되는 영구자석 및 보극의 구조를 개선한 전동기의 고정자에 관한 것이다.The present invention relates to a stator of an electric motor, and more particularly, to a stator of an electric motor having an improved structure of permanent magnets and poles installed in a fixed ring.

하나 또는 그 이상의 희토류(Rare Earth)원소, 하나 또는 그 이상의 천이금속(Transition Metal ; 이하 TM이라 약칭함) 및 붕소(B), 탄소(C), 질소(N) 가운데 하나 또는 그이상의 원소를 함유하는 조성의 희토류계 합금을 기초로 하는 영구자석 조성물이 이미 알려져 있으며, 이와같은 영구자석 조성물은 각종 전동기, 발전기, 컴퓨터 부품, 음향기기 등 전기/전자 산업에 광범위하게 사용되고 있다.Contain one or more rare earth elements, one or more transition metals (abbreviated as TM) and one or more of boron (B), carbon (C), nitrogen (N) Permanent magnet compositions based on rare earth-based alloys are already known, and such permanent magnet compositions are widely used in the electric / electronics industry such as various electric motors, generators, computer parts, and acoustic devices.

여기서 희토류 원소로는 네오디뮴(Nd), 또는 프라세어디뮴(Pr) 또는 두원소 모두 해당되고, 천이금속으로서는 철(Fe) 또는 철과 코발트(Co)의 혼합물이 해당된다.Here, the rare earth element is neodymium (Nd), praseodymium (Pr), or both elements, and as the transition metal, iron (Fe) or a mixture of iron and cobalt (Co) is used.

이들의 바람직한 조성물은 Re2TM14B 상을 포함하는 것이다.Their preferred composition is one comprising a Re 2 ™ 14 B phase.

이와같은 Re-TM-B 합금을 기초로 하는 영구자석을 제조하는 대표적인 방법으로는 소결법(Sintering Process)과 급속응고법(Rapid Solidification Process)이 연구되어 있다.Representative methods for producing permanent magnets based on such Re-TM-B alloys have been studied, such as the sintering process and the rapid solidification process.

제1도는 종래의 전동기용 고정자를 도시한 것으로서, 고정링(1)의 내주연에 다수의 영구자석(2)이 소정간견으로 배열되어 장착되며, 각각의 영구자석(2)의 일측에는 코깅(Cogging)특성을 개선하기 위해 저탄소강 재질의 보극(3)이 설치된다.1 shows a conventional stator for an electric motor, in which a plurality of permanent magnets 2 are arranged and mounted at predetermined intervals on an inner circumference of the fixing ring 1, and one side of each permanent magnet 2 has a cogging ( In order to improve the cogging characteristics, a low carbon steel pole 3 is installed.

한편, 고정링(1) 내주연은 호형곡면으로 이루어지므로 개별 영구자석(2)의 형상은 C형으로 형성되어 고정링(1)의 내주연에 밀착되어 고정된다.On the other hand, the inner ring of the fixing ring (1) is made of an arc-shaped curved surface, the shape of the individual permanent magnets (2) is formed in the C-type is fixed in close contact with the inner peripheral of the fixing ring (1).

여기서, 급속응고법에 의한 C형 영구자석의 제조방법은 급냉된 리본형 입자를 장방형의 튜브안에 넣고 상온에서 압축성형한 예비성형체를 약 700∼850℃ 까지 가열한 상태에서 열간압축가공하여 예비성형체에 고밀도의 등방성을 부여한 후, 계속되는 가압으로 상기 등방화된 예비성형체를 열간소성변형을 일으키도록 가공하여 최종형상이 C형상을 갖는 영구자석(2)을 제조한다.Here, the method of manufacturing C-type permanent magnets by the rapid solidification method is carried out by hot-pressing the preforms, which have been quenched with ribbon-shaped particles in a rectangular tube and heated to about 700 to 850 ° C., at room temperature. After imparting high density isotropy, the isotropicized preform is processed to produce hot plastic deformation by continuous pressurization to produce a permanent magnet 2 having a final C shape.

그런데 이와같은 종래의 영구자석(2)과 보극(3)은 각각 개별적으로 제조된 후 고정자에 부착되므로 제조공정이 복잡한 문제가 있었다.However, the conventional permanent magnets 2 and the poles 3 are manufactured separately, and then attached to the stator, thereby causing a complicated manufacturing process.

따라서, 본 고안은 이와같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고정링의 내주연에 설치되는 영구자석과 보극의 구조를 개선함으로써 이들의 제조공정 및 작업공수가 절감될 수 있도록 한 전동기용 고정자를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve such a problem, to provide a stator for an electric motor to reduce the manufacturing process and workmanship of them by improving the structure of the permanent magnet and the poles installed on the inner circumference of the fixing ring. The purpose is.

이와같은 목적을 실현하기 위한 본 고안은, 고정링과, 상기 고정링의 내측면에 설치되며 그 몸체에 원주방향을 따라서 영구자석부와 상기 영구자석부의 극성과 반대극성을 가지는 보극부가 교번적으로 착자 배열된 링형 희토류계 합금 영구자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기용 고정자를 제공하는데 특징이 있다.The present invention for realizing the above object, the fixing ring and the pole portion is provided on the inner surface of the fixing ring and the permanent magnet portion having a polarity and the opposite polarity of the permanent magnet portion along the circumferential direction of the body alternately A stator for an electric motor is characterized by having a magnet-arranged ring-like rare earth-based alloy permanent magnet.

제1도는 종래의 전동기용 고정자를 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing a stator for a conventional electric motor.

제2도는 본 고안에 따른 전동기용 고정자를 보인 단면도.2 is a cross-sectional view showing a stator for an electric motor according to the present invention.

제3도는 본 고안에 따른 전동기용 고정자의 링형 희토류계 합금 영구자석의 착자방법을 보인 참고도.3 is a reference diagram showing a magnetizing method of the ring-shaped rare earth alloy permanent magnet of the stator for the motor according to the present invention.

제4도는 본 고안에 따른 링형 희토류계 합금 영구자석의 성형장치를 보인 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing a molding apparatus of a ring-shaped rare earth alloy permanent magnet according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 고정링 11 : 링형 희토류계 합금 영구자석10: fixed ring 11: ring type rare earth alloy permanent magnet

12 : 영구자석부 14 : 보극부12: permanent magnet 14: the pole portion

16 : 코일 18 : 코어16: coil 18: core

20 : 성형다이 22 : 코어펀치20: forming die 22: core punch

24 : 슬리브펀치 26 : 상부펀치24: sleeve punch 26: upper punch

28 : 하부펀치 30 : 예비성형체28: lower punch 30: preform

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 본 고안에 따른 전동기용 고정자를 보인 단면도이고, 제3도는 본 고안에 따른 전동기용 고정자의 링형 희토류계 합금 영구자석의 착지방법을 보인 도면이다.2 is a cross-sectional view showing a stator for an electric motor according to the present invention, Figure 3 is a view showing a landing method of the ring-shaped rare earth-based alloy permanent magnet of the stator for the motor according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 고안의 전동기용 고정자는 고정링(10)과, 상기 고정링(10)의 내주연에 설치되는 링형 희토류계 합금 영구자석(11)으로 이루어진다.As shown, the stator for an electric motor of the present invention includes a fixed ring 10 and a ring-type rare earth-based alloy permanent magnet 11 installed at an inner circumference of the fixed ring 10.

그리고 링형 희토류계 합금 영구자석(11)은 그 몸체에 원주방향을 따라서 영구자석부(12)와 보극부(14)가 교번적으로 배열되어 형성되며, 영구자석부(12)는 센보자력을 갖도록 넓게 착자되며, 보극부(14)는 이웃하는 영구자석부(12)와 반대되는 극성의 약한 보자력을 갖도록 좁게 착자된다.The ring-shaped rare earth alloy permanent magnet 11 is formed by alternately arranging the permanent magnet portion 12 and the pole portion 14 along the circumferential direction thereof, and the permanent magnet portion 12 has a Senbo-magnetic force. The magnet is broadly magnetized, and the pole portion 14 is narrowly magnetized to have a weak coercive force of polarity opposite to the neighboring permanent magnet portion 12.

통상적으로 링형 희토류계 합금 영구자석(11)은 후방압출성형(Back Extrusion)방법으로 제조되며, 이를 수행하기 위한 후방압출성형장치가 제4도에 도시되어 있다.Typically, ring-shaped rare earth-based alloy permanent magnet 11 is manufactured by the back extrusion method (Back Extrusion), a back extrusion apparatus for performing this is shown in FIG.

제4도에 도시된 바와같이 링형 희토류계 합금 영구자석(11)을 제조하기 위한 성형장치는, 성형다이(20)와, 코어편치(22), 슬리브펀치(24)를 구비하는 상부펀치(26)와, 상기 상부펀치(26)에 대향되고 원통형상으로 형성된 하부펀치(28)로 이루어져 있다.As shown in FIG. 4, the molding apparatus for manufacturing the ring-shaped rare earth-based alloy permanent magnet 11 includes an upper punch 26 having a forming die 20, a core piece 22, and a sleeve punch 24. As shown in FIG. ) And a lower punch 28 formed in a cylindrical shape opposite to the upper punch 26.

성형다이(20)는 희토류계 합금 분말로 된 예비성형체(30)를 장입할 수 있도록 중공형상을 이루고 있으며, 상기 성형다이(20)의 상부와 하부에 각각 상부펀치(26)와 하부펀치(28)가 가압 가능하게 설치되어 있다.The forming die 20 has a hollow shape so as to charge the preform 30 made of rare earth-based alloy powder, and the upper punch 26 and the lower punch 28 at the upper and lower portions of the forming die 20, respectively. Is pressurized.

상부펀치(26)는 슬리브펀치(22)와 코어펀치(24)로 구성되어 있으며, 상기 슬리브펀치(24)는 상기 성형다이(20)의 중공부에 내접하여 가압가능하게 설치되어 있으며, 상기 코어펀치(22)는 상기 슬리브펀치(24)의 중공부에 내접하여 독립적으로 가압가능하게 설치되어 있다.The upper punch 26 is composed of a sleeve punch 22 and the core punch 24, the sleeve punch 24 is installed in a pressurized portion in the hollow portion of the forming die 20, the core The punch 22 is installed in the hollow portion of the sleeve punch 24 to be independently pressurized.

이와같은 구성을 갖는 링형 희토류계 합금 영구자석 성형장치는 희토류계(Nd-Fe-B) 합금을 급냉응고시켜 분쇄한 급냉리본 분말의 예비성형체(30)를 성형다이(20)의 중공부에 장입한 후 소정의 온도에서 상부펀치(26)의 코어펀치(22)와 슬리브펀치(24)를 동시에 가압하여 열간압축성형(Hot Pressing)을 수행한다.In the ring-shaped rare earth alloy permanent magnet forming apparatus having such a configuration, the preform 30 of the quench ribbon powder obtained by quenching and solidifying the rare earth-based (Nd-Fe-B) alloy is charged into the hollow portion of the forming die 20. Thereafter, hot pressing is performed by simultaneously pressing the core punch 22 and the sleeve punch 24 of the upper punch 26 at a predetermined temperature.

이때, 예비성형체(30)는 전체적으로 성형다이(20) 및 상.하부펀치(26)(28)의 가압을 받게 되어 자화되는 방향이 등방성을 갖게 된다.At this time, the preform 30 is pressurized by the forming die 20 and the upper and lower punches 26 and 28 as a whole so that the magnetized direction is isotropic.

이어서, 코어펀치(22)에 더 높은 가압력을 공급하면 코어펀치(22)가 원통형 예비성형체(30)의 중심으로 삽입되면서 확장되는 체적 분만큼 상대적으로 가압력이 낮은 슬리브펀치(24)는 소성변형에 의해 상승하게 된다. 따라서, 원통형 예비성형체(30)는 링형으로 소성 변형되면서 소성변형의 수직방향으로 자화 용이축이 정렬되어 자기이방성을 갖는 링형 희토류계 합금 영구자석(11)이 제조된다.Subsequently, when a higher pressing force is supplied to the core punch 22, the sleeve punch 24 having a relatively lower pressing force by the volume of the core punch 22 being inserted into the center of the cylindrical preform 30 and expanding is applied to the plastic deformation. To rise. Accordingly, the cylindrical preform 30 has a ring-shaped rare earth-based alloy permanent magnet 11 having magnetic anisotropy by arranging an easy axis of magnetization in the vertical direction of the plastic deformation while plastically deforming into a ring shape.

이와같이 제조된 링형 희토류계 합금 영구자석(11)은 전동기의 고정링(10)에 조립되게 되는데, 자기이방성을 갖는 링형 희토류계 합금 영구자석(11)은 보자력이 매우 강하기 때문에 않은 전동기의 고정링(10) 내부에 조립한 상태에서 착자시킨다.The ring-type rare earth alloy permanent magnet 11 manufactured as described above is assembled to the stationary ring 10 of the motor. The ring-type rare earth alloy permanent magnet 11 having magnetic anisotropy has a very coercive force so that the fixing ring of the motor is not strong. 10) Magnetize with assembled inside.

그리고 고정링(10) 내주연에 조립된 링형 희토류계 합금 영구자석을 착자시키기 위해서 제3도에 도시된 바와 같이 코일(16)이 장착된 코어(18)를 고정링(10)과 링형 희토류계 합금 영구자석(11)의 둘레에 위치시킨 상태에서 코일(16)에 강한 자장을 발생시키는 고전류를 인가함으로써 자화용이축을 갖는 이방화된 영구자석은 각 자구(Magnetic domain)가 자화용이축 방향으로 배열하여 착자된다.In order to magnetize the ring-shaped rare earth-based alloy permanent magnet assembled to the inner ring of the fixing ring 10, the core 18 on which the coil 16 is mounted is fixed to the fixing ring 10 and the ring-type rare earth system as shown in FIG. Anisotropic permanent magnets having biaxial magnetizations by applying a high current generating a strong magnetic field to the coil 16 in a state positioned around the alloy permanent magnets 11 have magnetic domains arranged in the biaxial direction for magnetization. By magnetization.

특히, 코일(16)의 권선범위 및 방향에 따라 자극이 결정되므로 링형 희토류계 합금 영구자석(11)의 원주방향 둘레를 따라서 영구자석부(12)와 보극부(14)가 교번적으로 배열되어 형성되며, 영구자석부(12)는 센 보자력을 갖도록 넓게 착지되며, 보극부(14)는 이웃하는 영구자석부(12)와 반대되는 극성의 약한 보자력을 갖도록 좁게 착자될 수 있도록 코일(16)의 권선방향과 범위를 조정하여 착자시킨다.In particular, since the magnetic pole is determined according to the winding range and the direction of the coil 16, the permanent magnet portion 12 and the pole portion 14 are alternately arranged along the circumferential circumference of the ring-shaped rare earth-based alloy permanent magnet 11. It is formed, the permanent magnet portion 12 is landed wide so as to have a strong coercive force, the pole portion 14 is a coil 16 so as to be narrowly magnetized to have a weak coercive force of the polarity opposite to the neighboring permanent magnet portion 12 Magnetize by adjusting direction and range of winding.

따라서 본 고안에 따르면 종래 방식에서와 같이 영구자석과 보극을 별도로 제조할 필요가 없으며 고정링(10)에 개별적으로 제조된 영구자석과 보극을 일일이 부착할 필요가 없이 하나의 몸체로 형성된 링형 희토류계 합금 영구자석(11)에 영구자석부(12)와 보극부(14)가 형성되므로 종래 방식에 비하여 제조공정 및 조립공수가 단축됨을 알 수 있다.Therefore, according to the present invention, as in the conventional method, there is no need to separately manufacture the permanent magnet and the pole, and the ring-shaped rare earth system formed of one body without the need to separately attach the permanent magnet and the pole separately manufactured to the fixed ring 10. Since the permanent magnet part 12 and the pole part 14 are formed in the alloy permanent magnet 11, it can be seen that the manufacturing process and the assembly labor are shortened as compared with the conventional method.

또한, 본 고안에서는 하나의 링형 희토류계 합금 영구자석(11)에 영구자석부(12) 및 보극부(14)가 일체로 형성되므로, 종래 방식에서 사용중 발생되던 개별 영구자석(12)이나 보극(14)이 탈리될 염려가 없어 제품의 신뢰성 및 내구수명이 연장되는 효과를 가져올 수 있다.In addition, in the present invention, since the permanent magnet portion 12 and the pole portion 14 are integrally formed in one ring-like rare earth-based alloy permanent magnet 11, the individual permanent magnets 12 or the poles ( 14) there is no fear of desorption, which may lead to the effect of prolonging the reliability and durability of the product.

이상, 상기 내용은 본 고안의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 고안이 속하는 분야의 당업자는 본 고안의 요지를 변경시킴이 없이 본 고안에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.As described above, the above description merely illustrates a preferred embodiment of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make modifications and changes to the present invention without changing the subject matter of the present invention.

따라서 본 고안 전동기용 고정자에 의하면, 종래 방식에 비하여 영구자석 및 보극을 제조 및 조립하기 위한 공정이 단축되며, 제품의 신뢰성 및 내구성이 향상되는 효과를 가져올 수 있다.Therefore, according to the stator for an electric motor of the present invention, the process for manufacturing and assembling the permanent magnet and the poles is shortened as compared with the conventional method, and the effect of improving the reliability and durability of the product can be obtained.

Claims (1)

고정링(10)과, 상기 고정링(10)의 내측면에 설치되며 그 몸체에 원주방향을 따라서 영구자석부(12)와 상기 영구자석부(12)의 극성과 반대극성을 가지는 보극부(14)가 교번적으로 착자 배열된 링형 희토류계 합금 영구자석(11)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기용 고정자.Fixing ring 10 and the pole portion is provided on the inner surface of the fixing ring 10 and having a polarity and the opposite polarity of the permanent magnet portion 12 and the permanent magnet portion 12 along the circumferential direction ( A stator for an electric motor, characterized in that it comprises a ring-shaped rare earth-based alloy permanent magnet (11) in which 14) is alternately magnetized.
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