KR20030011185A

KR20030011185A - 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터 및 그제조방법

Info

Publication number: KR20030011185A
Application number: KR1020010045752A
Authority: KR
Inventors: 이경훈; 오재윤; 정달호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-07-28
Filing date: 2001-07-28
Publication date: 2003-02-07

Abstract

본 발명은 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터는, 원판형상을 가지며 중앙영역에 회전축을 수용할 수 있도록 관통된 축공과, 상기 축공의 둘레에 소정 거리 이격되고 판면을 관통하고 둘레방향을 따라 상호 이격배치된 복수의 핀공과, 양단이 둘레면에 인접되고 중앙영역이 상기 축공측으로 돌출되며 반경방향을 따라 소정 거리 이격되며 상기 축공에 대해 상호 대칭적으로 형성된 복수의 플럭스 배리어를 구비한 자성체 코어강판을 적층하여 형성된 코어강판적층체와; 상기 코어강판적층체의 축공에 일체로 회전가능하게 결합되는 회전축과; 상기 핀공에 수용결합되어 상기 각 코어강판이 판면방향을 따라 유동되는 것을 억제시키는 핀과; 비자성부재로 원판형상을 가지며 상기 회전축의 축선방향을 따라 상기 코어강판적층체의 양단에 각각 배치되는 엔드플레이트와; 상기 엔드플레이트와, 상기 코어강판적층체의 플럭스 배리어중 어느 하나를 동시에 통과하도록 결합되어 상기 엔드플레이트 및 상기 코어강판적층체를 상기 회전축의 축선방향을 따라 상호 일체로 결합시키는 비자성부재로된 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 제작이 용이하고 제조비용을 절감시킬 수 있으며 대량 생산이 가능하게 된다.

Description

플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터 및 그 제조방법{ROTOR FOR FLUX BARRIER TYPE SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은, 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제작이 용이하고 제조비용을 절감시킬 수 있으며 대량 생산이 가능한 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

동기 리럭턴스 모터는 동기모터의 일종으로 비교적 가격이 저렴하고 효율 및 응답성이 양호하여 최근 상용화에 많은 관심과 노력을 기울이고 있으나 구성이 복잡하고 가공이 난해하여 제작에 많은 비용과 시간이 소요되고 있어 양산단계에는 이르지 못하고 있는 실정이다.

동기 리럭턴스 모터는, 절연부재로 된 다수의 강판을 절연적층하여 형성되는 스테이터 및 로터를 구비하고 있으며, 스테이터는 통상의 유도모터의 스테이터와 거의 동일하며, 로터에는 자기저항의 차가 발생될 수 있도록 복수의 플럭스 배리어가 형성된 로터코어를 구비하고 있다.

도 1은 종래의 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터코어를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 로터코어는 자성부재를 원판형상을 가지도록 형성하여 회전축선방향을 따라 상호 절연 적층되는 복수의 코어강판(111)을 구비하며, 각 코어강판(111)의 중앙영역에는 회전축을 수용할 수 있도록 축공(112)이 판면을 관통하여 형성되어 있다. 축공(112)의 둘레에는 적층된 각 코어강판(111)을 축선방향을 따라 상호 일체로 고정결합하는 고정볼트(미도시)가 수용될 수 있도록 복수의 볼트공(113)이 형성되어 있다.

한편, 각 코어강판(111)의 둘레에는 소정의 위상차를 가지도록 복수의 자극부(P1~P4)가 형성되어 있으며, 각 자극부(P1~P4)사이에는 자기저항의 차가 발생될 수 있도록 복수의 플럭스 배리어군(B1~B4)이 각각 형성되어 있다.

각 플럭스 배리어군은 양단이 원주에 인접되고 중앙영역이 축공(112)측으로 돌출된 호형상을 가지도록 판면을 관통하여 형성되고 코어강판(111)의 반경방향을 따라 자로(117)와 상호 교번적으로 배치되는 복수의 플럭스 배리어(115)를 구비하고 있다. 각 플럭스 배리어(115) 사이에 형성된 자로(117)에는 일측 판면으로부터 함몰되고 타측판면으로 돌출되어 적층시 인접된 다른 코어강판(111)의 함몰측으로 삽입되는 복수의 러그(119)가 형성되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터 및 그 제조방법에 있어서는, 코어강판(111)의 크기에 비해 상대적으로 많은 수의 플럭스 배리어(115)를 형성하고, 또 각 플럭스 배리어(115) 사이에 형성되는 자로(117)에 복수의 러그(119)를 형성하여 상호 적층결합되도록 하고 있어, 강성이 약해 변형이 쉽게 발생되고 적층시 많은 시간과 노력이 소요되므로 제조비용이 상승될 뿐만 아니라 적층후 가장자리가 벌어지게 되는 등의 단점이 있어 연구소 등에서 시험적으로 제작되고 있을 뿐 대량 생산에는 그대로의 적용이 곤란하다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 제작이 용이하고 제조비용을 절감시킬 수 있으며 대량 생산이 가능한 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터코어를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터의 사시도,

도 3은 도 2의 로터의 단면도,

도 4는 도 2의 코어강판의 정면도,

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 회전축22 : 코어강판

24 : 축공26 : 핀공

31a : 제1플럭스 배리어31b : 제2플럭스 배리어

31c : 제3플럭스 배리어41 : 엔드플레이트

45 : 리벳46 : 핀

상기 목적은, 본 발명에 따라, 원판형상을 가지며 중앙영역에 회전축을 수용할 수 있도록 관통된 축공과, 상기 축공의 둘레에 소정 거리 이격되고 판면을 관통하고 둘레방향을 따라 상호 이격배치된 복수의 핀공과, 양단이 둘레면에 인접되고 중앙영역이 상기 축공측으로 돌출되며 반경방향을 따라 소정 거리 이격되며 상기 축공에 대해 상호 대칭적으로 형성된 복수의 플럭스 배리어를 구비한 자성체 코어강판을 적층하여 형성된 코어강판적층체와; 상기 코어강판적층체의 축공에 일체로 회전가능하게 결합되는 회전축과; 상기 핀공에 수용결합되어 상기 각 코어강판이 판면방향을 따라 유동되는 것을 억제시키는 핀과; 비자성부재로 원판형상을 가지며 상기 회전축의 축선방향을 따라 상기 코어강판적층체의 양단에 각각 배치되는 엔드플레이트와; 상기 엔드플레이트와, 상기 코어강판적층체의 플럭스 배리어중 어느 하나를 동시에 통과하도록 결합되어 상기 엔드플레이트 및 상기 코어강판적층체를 상기 회전축의 축선방향을 따라 상호 일체로 결합시키는 비자성부재로된 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 체결부재는 리벳인 것이 바람직하다.

또한, 상기 체결부재는, 일단에 수나사부가 형성된 고정볼트와, 상기 고정볼트의 수나사부에 결합되는 너트를 포함하는 것이 효과적이다.

상기 플럭스 배리어는 상기 회전축선에 대해 스큐를 가지도록 배치되는 것이 바람직하다.

상기 플럭스 배리어는 반경방향을 따라 원주측으로부터 상기 축공측으로 향할수록 반경방향을 따른 폭이 증대되도록 형성되는 것이 효과적이다.

상기 각 플럭스 배리어는 길이방향을 따라 원주면에 인접될수록 폭이 점진적으로 감소되게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 원판형상을 가지며 중앙영역에 회전축을 수용할 수 있도록 관통된 축공과, 상기 축공의 둘레에 소정 거리 이격되고 판면을 관통하고 둘레방향을 따라 상호 이격배치된 복수의 핀공과, 양단이 둘레면에 인접되고 중앙영역이 상기 축공측으로 돌출되며 반경방향을 따라 소정 거리 이격되며 상기 축공에 대해 상호 대칭적으로 형성된 복수의 플럭스 배리어를 구비한 자성체 코어강판을 형성하는 단계와; 상기 코어강판을 상기 회전축선방향을 따라 적층하는 단계와; 상기 핀공에 핀을 결합하는 단계와; 상기 회전축선방향을 따라 상기 코어강판적층체의 양단에 비자성부재로 된 원판형상의 엔드플레이트를 배치하는 단계와; 상기 엔드플레이트와, 상기 복수의 플럭스 배리어중 어느 하나를 관통하여 일단이 외부에 노출되도록 비자성부재로된 체결부재를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터 제조방법이 제공된다.

여기서, 상기 체결부재를 결합하는 단계는, 리벳팅하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 체결부재를 결합하는 단계는 일측에 수나사부가 형성된 고정볼트를 결합하는 단계와, 상기 고정볼트의 노출단부에 너트를 체결하는 단계를 더 포함하는 것이 이 효과적이다.

그리고, 상기 핀삽입단계후 상기 플럭스 배리어가 상기 회전축선에 대해 소정의 스큐를 가지고 배치되도록 상기 적층된 코어강판조립체의 양단부영역을 상기 회전축선을 중심으로 상대 회전시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터의 사시도이고, 도 3은 도 2의 로터의 단면도이며, 도 4는 도 2의 코어강판의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터는, 회전축(11)과, 회전축(11)의 둘레에 일체로 회전가능하게 결합되는 코어강판적층체(21)와, 회전축(11)의 축선방향을 따라 코어강판적층체(21)의 양단에 각각 배치되는 엔드플레이트(41)와, 양 엔드플레이트(41)와 코어강판적층체(21)를 회전축(11)의 축선방향을 따라 상호 일체로 결합시키는 복수의 리벳(45)을 포함하여 구성되어 있다.

회전축(11)의 양측 단부영역에는 회전축(11)을 회전지지할 수 있도록 베어링부재(13)가 결합되어 있으며, 코어강판적층체(21)는 자성부재로 된 원판형상의 복수의 코어강판(22)을 구비하고 있다.

각 코어강판(22)의 중앙영역에는 회전축(11)을 수용할 수 있도록 축공(24)이 판면을 관통하여 형성되어 있으며, 축공(24)의 둘레영역에는 적층된 코어강판(22)이 판면방향을 따라 회전/유동하는 것을 억제하는 비자성부재로 된 핀(46)이 삽입결합될 수 있도록 복수의 핀공(26)이 각각 형성되어 있다.

한편, 각 코어강판(22)에는 둘레방향을 따라 복수의 자극부(P1~P4) 및 플럭스 배리어군(B1~B4)이 상호 교번적으로 형성되어 있다. 각 플럭스 배리어군(B1~B4)은 양 끝단이 원주면에 인접되고 중앙영역이 축공(24)측을 향해 돌출되며 반경방향을 따라 상호 소정 거리 이격배치되는 제1 내지 제3플럭스 배리어(31a~31c)를 각각 구비하고 있다.

각 플럭스 배리어(31a~31c)의 중앙영역은 각 플럭스 배리어(31a~31c)의 이격방향에 대해 거의 직각되게 배치되어 있으며, 양 끝단부는 거의 호형상을 이루도록 형성되어 있다. 각 플럭스 배리어(31a~31c)는 중앙영역으로부터 양 끝단부로 향할수록 점진적으로 폭이 감소되도록 형성되어 있으며, 각 코어강판(22)의 중앙영역에 배치/형성될 수록 폭이 증대되도록 형성되어 있다. 즉, 제1플럭스 배리어(31a)의 폭(W1)보다는 제2플럭스 배리어(31b)의 폭(W2)이 크도록 형성되며, 제2플럭스 배리어(31b)의 폭(W2)보다는 제3플럭스 배리어(31c)의 폭(W3)이 크도록 형성되어 있다.

각 플럭스 배리어(31a~31c)의 끝단부는 소정 폭의 리브(32)가 형성되도록 원주에 거의 인접되도록 형성되어 있으며, 각 플럭스 배리어군(B1~B4)의 제2플럭스 배리어(31b)의 중앙구간은 각 플럭스 배리어(31a~31c)가 회전축(11)에 대해 소정의 스큐를 가지도록 배치될 경우 리벳(45) 또는 볼트(미도시)를 수용할 수 있는 공간이 형성될 수 있게 각 플럭스 배리어(31a~31c)의 이격방향에 가로로 소정 연장되게 형성되어 있다.

한편, 상호 축선방향을 따라 적층된 코어강판(22)을 양측에서 지지하는 한 쌍의 엔드플레이트(41)는 각 코어강판(22)의 외경에 대응된 크기의 외경을 가지며, 중앙영역에는 회전축(11)이 결합될 수 있도록 축공(42)이 각각 관통형성되어 있다. 축공(42)의 둘레에는 상호 연통된 코어강판적층체(21)의 각 제2플럭스 배리어(31b)를 통과하도록 결합되어 코어강판적층체(21)를 축선방향을 따라 상호 일체로 결합되도록 하는 비자성부재로 된 리벳(45) 또는 볼트(미도시)를 수용할 수 있게 판면을 관통하여 복수의 관통공(43)이 각각 형성되어 있다.

이러한 구조적 특징을 가지는 로터의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 프레스 등에 의해 코어강판(22)이 형성되면(S10), 각 코어강판(22)의 중앙영역에 형성된 축공(24) 및 핀공(26) 등이 상호 연통되도록 차례로 소정 매수를 적층하여 코어강판적층체(21)가 형성되도록 한다(S20). 다음, 각 코어강판(22)이 판면방향을 따라 유동되는 것을 억제할 수 있도록 코어강판적층체(21)의 상호 연통된 각 핀공(26)에 핀(46)을 삽입결합하고(S30), 플럭스 배리어(31a~31c)가 회전축(11)에 대해 소정의 스큐를 가지고 배치되는 스큐 타입인 경우에는 코어강판적층체(21)의 양단부를 상대 회전시켜 스큐를 조절한다(S40).

다음, 코어강판적층체(21)의 양단에 엔드플레이트(41)를 각각 배치하고(S50), 엔드플레이트(41) 및 코어강판적층체(21)가 상호 일체로 결합될 수 있게 엔드플레이트(41)의 각 관통공(43)에 리벳팅을 실시한다(S60).

여기서, 각 관통공(43)에 일측에 수나사부가 형성된 비자성부재로 된 고정볼트(미도시)를 삽입하고 수나사부에 비자성부재로 된 너트(미도시)를 체결할 수도 있다.

리벳팅이 완료되면(S60) 상호 연통된 축공(24,42)에 회전축(11)을 삽입결합하고(S70), 회전축(11)의 양단에 베어링부재(13)를 각각 결합되도록 한다.

전술 및 도시한 실시 예에서는, 코어강판에 자극부 및 플럭스 배리어군이 각각 4개씩 형성된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 자극부 및 플럭스 배리어군의 수는 적절히 조절할 수 있다.

또한, 전술 및 도시한 실시 예에서는, 플럭스 배리어가 3개씩 형성된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 플럭스 배리어의 수는 코어강판의 크기 및 모터의 특성에 따라 적절히 조절할 수 있다.

그리고, 전술 및 도시한 실시 예에서는, 각 제2플럭스 배리어의 내부를 관통하여 리벳팅하도록 구성된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 다른 플럭스 배리어의 내부를 관통하여 리벳 또는 볼트를 체결하도록 구성할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자성부재로 원판형상을 가지는 코어강판에 플럭스 배리어의 폭을 상대적으로 증가시킴과 아울러 플럭스 배리어가 소정의 스큐를 가지고 배치될 경우에도 리벳 또는 고정볼트를 수용할 수 있도록 플럭스 배리어를 형성하여 축선방향을 따라 상호 적층되도록 하고, 코어강판적층체의 양측에 엔드플레이트를 배치하여 플럭스 배리어중 어느 하나를 관통하여 비자성부재로 된 체결부재를 결합하여 엔드플레이트 및 코어강판적층체를 상호 일체로 결합되도록 함으로써, 제작이 용이하여 제조비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 대량생산이 가능한 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터 및 그 제조방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 코어강판의 변형발생이 억제되며 코어강판의 적층후에도 가장자리가 벌어질 염려가 없는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터 및 그 제조방법이 제공된다.

Claims

원판형상을 가지며 중앙영역에 회전축을 수용할 수 있도록 관통된 축공과, 상기 축공의 둘레에 소정 거리 이격되고 판면을 관통하고 둘레방향을 따라 상호 이격배치된 복수의 핀공과, 양단이 둘레면에 인접되고 중앙영역이 상기 축공측으로 돌출되며 반경방향을 따라 소정 거리 이격되며 상기 축공에 대해 상호 대칭적으로 형성된 복수의 플럭스 배리어를 구비한 자성체 코어강판을 적층하여 형성된 코어강판적층체와; 상기 코어강판적층체의 축공에 일체로 회전가능하게 결합되는 회전축과; 상기 핀공에 수용결합되어 상기 각 코어강판이 판면방향을 따라 유동되는 것을 억제시키는 핀과; 비자성부재로 원판형상을 가지며 상기 회전축의 축선방향을 따라 상기 코어강판적층체의 양단에 각각 배치되는 엔드플레이트와; 상기 엔드플레이트와, 상기 코어강판적층체의 플럭스 배리어중 어느 하나를 동시에 통과하도록 결합되어 상기 엔드플레이트 및 상기 코어강판적층체를 상기 회전축의 축선방향을 따라 상호 일체로 결합시키는 비자성부재로된 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터.
제1항에 있어서,

상기 체결부재는 리벳인 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터.
제1항에 있어서,

상기 체결부재는, 일단에 수나사부가 형성된 고정볼트와, 상기 고정볼트의 수나사부에 결합되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터.
제1항에 있어서,

상기 플럭스 배리어는 상기 회전축선에 대해 스큐를 가지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서,

상기 플럭스 배리어는 반경방향을 따라 원주측으로부터 상기 축공측으로 향할수록 반경방향을 따른 폭이 증대되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터.
제5항에 있어서,

상기 각 플럭스 배리어는 길이방향을 따라 원주면에 인접될수록 폭이 점진적으로 감소되게 형성되는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터.
원판형상을 가지며 중앙영역에 회전축을 수용할 수 있도록 관통된 축공과,상기 축공의 둘레에 소정 거리 이격되고 판면을 관통하고 둘레방향을 따라 상호 이격배치된 복수의 핀공과, 양단이 둘레면에 인접되고 중앙영역이 상기 축공측으로 돌출되며 반경방향을 따라 소정 거리 이격되며 상기 축공에 대해 상호 대칭적으로 형성된 복수의 플럭스 배리어를 구비한 자성체 코어강판을 형성하는 단계와; 상기 코어강판을 상기 회전축선방향을 따라 적층하는 단계와; 상기 핀공에 핀을 결합하는 단계와; 상기 회전축선방향을 따라 상기 코어강판적층체의 양단에 비자성부재로 된 원판형상의 엔드플레이트를 배치하는 단계와; 상기 엔드플레이트와, 상기 복수의 플럭스 배리어중 어느 하나를 관통하여 일단이 외부에 노출되도록 비자성부재로된 체결부재를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 체결부재를 결합하는 단계는, 리벳팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 체결부재를 결합하는 단계는 일측에 수나사부가 형성된 고정볼트를 결합하는 단계와, 상기 고정볼트의 노출단부에 너트를 체결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터 제조방법.
제7항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서,

상기 핀삽입단계후 상기 플럭스 배리어가 상기 회전축선에 대해 소정의 스큐를 가지고 배치되도록 상기 적층된 코어강판조립체의 양단부영역을 상기 회전축선을 중심으로 상대 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 배리어 타입 동기 리럭턴스 모터의 로터 제조방법.