KR20120065951A - 비정질 자성부품, 이를 이용한 전기 모터, 그의 제조방법과 이를 이용한 자동차 휠 구동장치 - Google Patents

비정질 자성부품, 이를 이용한 전기 모터, 그의 제조방법과 이를 이용한 자동차 휠 구동장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120065951A
KR20120065951A KR1020110133638A KR20110133638A KR20120065951A KR 20120065951 A KR20120065951 A KR 20120065951A KR 1020110133638 A KR1020110133638 A KR 1020110133638A KR 20110133638 A KR20110133638 A KR 20110133638A KR 20120065951 A KR20120065951 A KR 20120065951A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
powder
rotor
stator
electric motor
amorphous alloy
Prior art date
Application number
KR1020110133638A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101372553B1 (ko
Inventor
김병수
남진택
Original Assignee
주식회사 아모텍
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 주식회사 아모텍 filed Critical 주식회사 아모텍
Publication of KR20120065951A publication Critical patent/KR20120065951A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101372553B1 publication Critical patent/KR101372553B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15333—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing nanocrystallites, e.g. obtained by annealing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15358—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing
    • H01F1/15366—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder
    • H01F1/15375—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder using polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/38—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites amorphous, e.g. amorphous oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/08—Cores, Yokes, or armatures made from powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C2200/00—Crystalline structure
    • C22C2200/02—Amorphous
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C2202/00—Physical properties
    • C22C2202/02—Magnetic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

본 발명은 비정질 금속재료를 분말화하고 이를 압축 성형함에 의해 복잡한 형상의 코어 부품의 성형이 쉽게 이루어지면서도, 연자성 특성이 우수한 결정질 금속 분말을 비정질 합금 분말에 첨가함에 의해 자기적 투자율 향상과 압축 성형시의 충진 밀도 향상을 도모할 수 있는 고출력, 고속 전기모터용 비정질 자성부품, 이를 이용한 전기 모터, 그의 제조방법과 이를 이용한 자동차 휠 구동장치에 관한 것이다.
본 발명은 비정질 합금의 리본 또는 스트립을 분쇄하여 판상의 비정질 합금 분말을 얻는 단계; 상기 비정질 합금 분말을 분급한 후, 투자율 및 충진 밀도 향상을 위해 구형의 연자성 분말을 혼합하여 혼합 분말을 얻는 단계; 상기 혼합 분말에 바인더를 혼합한 후 자성부품의 형상으로 성형하는 단계; 및 상기 성형된 자성부품의 자기적 특성을 구현하도록 소결 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

비정질 자성부품, 이를 이용한 전기 모터, 그의 제조방법과 이를 이용한 자동차 휠 구동장치{Magnetic Components formed of Amorphous Alloy Powders, Electric Motor Using the Same, Producing Method thereof, and Vehicle Wheel Drive Apparatus Using the Same}
본 발명은 비정질 자성부품, 이를 이용한 전기 모터, 그의 제조방법과 이를 이용한 자동차 휠 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 비정질 금속재료를 분말화하여 압축, 성형함에 의해 복잡한 형상의 코어 부품의 성형이 쉽게 이루어지면서도, 연자성 특성이 우수한 결정질 금속분말을 비정질 합금분말에 첨가함에 의해 자기적 투자율 향상과 압축 성형시의 충진 밀도 향상을 도모할 수 있는 고출력, 고속 전기모터용 비정질 자성부품, 이를 이용한 전기모터, 및 그 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 비정질 합금 재료의 투자율 특성을 최대로 이용할 수 있도록 적어도 10kHz 이상의 주파수 대역에서 동작이 이루어지는 폴(pole)수를 갖는 고출력, 고속 회전용 전기 모터 및 이를 이용한 자동차 휠 구동장치에 관한 것이다.
슬롯형 스테이터는 권선이 어렵고 권선에 많은 시간을 필요로 하며 복잡한 고가의 코일 권선설비를 요구한다. 또한 다수의 티스(teeth)가 형성된 구조는 자기적인 불연속성을 유발하여 모터의 효율에 영향을 미치고 슬롯의 존재에 따라 코깅 토크(cogging torque)가 발생하게 된다. 전기 강판과 같은 재질의 경우 두께가 두꺼우므로 철손이 커 고속 모터에서의 효율이 낮다.
최근 기술의 고속 공작기계, 항공 모터 및 액츄에이터, 압축기 등 다양한 분야에서 사용되는 많은 장치들은 15,000 ~ 20,000rpm을 초과하고 어떤 경우에는 100,000rpm 에 이르는 고속에서 작동 가능한 전기모터를 필요로 한다. 거의 대부분의 고속 전기장치는 낮은 자극계수로 제작되는데, 이는 고주파수에서 작동하는 전기장치 내의 자성체가 지나치게 과도한 코어손실을 갖지 않도록 하기 위함이다. 이것은 대부분의 모터에 사용되는 연자성체가 Si-Fe 합금으로 이루어져 있다는 사실이 주된 원인이다. 종래의 Si-Fe계 재료에 있어서, 약 400Hz 이상의 주파수에서 변화하는 자기장으로부터 기인하는 손실은 흔히 재료를 어떤 적절한 냉각수단에 의해서도 냉각시킬 수 없을 때까지 가열시킨다.
현재까지 저-손실 재료의 장점을 잘 이용하면서 제작이 용이한 전기장치를 저렴한 비용으로 제공하는 것은 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 저-손실 재료를 종래의 장치에 적용하려는 지금까지의 시도는 대부분 실패였는데, 이는 초기의 설계가 장치의 자기 코어에 있어서, Si-Fe 등의 종래 합금을 비정질 금속 등의 새로운 연자성체로 단순히 대체시키는 것에 의존하기 때문이다. 이러한 전기장치는 때때로 낮은 손실을 갖는 향상된 효율을 나타내지만, 일반적으로 출력의 저하가 심하고, 비정질 금속의 성형 등 취급과 관련하여 소요되는 비용이 크다는 문제가 있다. 그 결과, 상업적 성공 또는 시장 진입이 이루어지지 않았다.
한편, 전형적으로 전기모터는 무방향성 전기 강판으로 된 복수의 적층된 라미네이션(lamination)으로부터 형성된 자기 부재를 포함하고 있다. 각각의 라미네이션은 전형적으로 기계적으로 연한 무방향성 전기 강판을 소망하는 형상으로 스탬핑, 펀칭 또는 컷팅함으로써 형성된다. 이렇게 형성된 라미네이션은 이어 적층되어, 소망하는 형태를 갖는 로터 또는 스테이터를 형성하게 된다.
무방향성 전기 강판과 비교할 때, 비정질 금속은 우수한 자기 성능을 제공하지만, 특정한 물리적 특성과 가공에 대해 발생하는 장애 때문에 전기모터용 스테이터나 로터와 같은 벌크 자기부재로서의 사용이 적합하지 않다고 오랫동안 여겨져 왔다.
예를 들면, 비정질 금속은 무방향성 전기 강판 보다 얇고 경하며, 따라서 가공 툴(fabrication tool)과 다이가 보다 급속하게 마모된다. 상기 툴링과 제조에 따른 비용 증가는 펀칭이나 스탬핑과 같은 통상의 기술과 비교할 때 벌크 비정질 금속 자기부재를 가공하는 것이 상업적인 경쟁력을 갖지 못하게 한다. 비정질 금속의 얇은 두께는 또한 조립된 부재의 라미네이션 수의 증가로 이어지며, 또한 비정질금속 로터 또는 스테이터 자석 조립체의 전체 비용을 상승시킨다.
비정질 금속은 균일한 리본폭을 갖는 얇고 연속적인 리본으로 공급된다. 그러나 비정질 금속은 매우 경한 재료로서, 그것을 절단하거나 성형하기가 아주 어렵다. 피크 자기 특성을 확보하기 위해 어닐링처리 되면, 비정질 금속 리본은 큰 취성을 띄게 된다. 이는 벌크 비정질 자기 부재를 구성하기 위해 통상적인 방법을 사용하는 것을 어렵게 할 뿐 아니라 비용 상승을 초래한다. 또한 상기 비정질금속 리본의 취성은 전기모터의 적용에 있어서 벌크 자기 부재의 내구성에 대한 우려를 가져올 수도 있다.
이러한 점을 고려하여 한국 공개특허 제2002-63604호 등에는 다면체 형상을 갖고, 다수의 비정질 스트립 층으로 구성되어 고 효율 전기모터에 사용하기 위한 저-손실 비정질 금속 자기부품을 제안하고 있다. 상기 자기부품은 약 50Hz-20,000Hz의 주파수 범위에서 작동될 수 있고, 동일한 주파수 범위에서 작동되는 규소-강 자기부품에 비해 향상된 성능특성을 나타내도록 코어 손실을 갖는 것으로, 다면체 형상부를 형성하기 위하여 비정질 금속 스트립을 절단하여 소정의 길이를 갖는 다수의 절단 스트립을 형성한 후 에폭시를 사용하여 적층시킨 구조를 가진다.
그러나, 상기 한국 공개특허 제2002-63604호 등은 여전히 취성이 큰 비정질금속 리본을 절단 등의 성형공정을 거쳐서 제조되는 것이므로 실용화가 어려운 문제가 있다.
한편, 전기 자동차는 충전 배터리에 저장된 전기 에너지만을 이용하여 모터를 구동하는 순수 전기 차량, 광전지를 이용하여 모터를 구동하는 태양전지 차량, 수소연료를 사용하는 연료전지를 이용하여 모터를 구동하는 연료전지 차량, 화석연료를 이용하여 엔진을 구동하고 전기를 이용하여 모터를 구동함으로써 엔진과 모터를 병용하는 하이브리드 차량 등으로 구분된다.
종래의 전기 자동차는 모터의 단일 회전축을 휠에 직접 연결하여 동력을 전달하는 구동 방식을 적용하거나, 휠 림 내부에 배치되는 모터에 의해 동력을 휠에 직접 전달하는 인휠 모터 구조의 구동 방식을 적용하였다. 특히, 인휠 모터를 적용하는 경우에는 엔진, 변속기나 차동기어와 같은 구동 및 동력전달장치를 생략할 수 있어 차량의 무게를 감소시킬 수 있으며, 동력 전달과정에서의 에너지 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.
한편, 전기 자동차용 구동모터와 같이 100kW의 고출력에 50,000rpm의 고속 모터를 규소 강판을 사용하여 구현하는 경우, 고속 회전에 기인하여 와전류(eddy current)가 증가함에 따라 열 발생이 문제가 되며, 또한 대형 사이즈로 제작됨에 따라 인휠 모터 구조의 구동 방식에 적용이 불가능하고 자동차의 중량을 증가시킨다는 측면에서 바람직하지 못하다.
일반적으로 비정질 스트립은 와전류 손실(eddy current loss)이 낮으나, 비정질 스트립의 적층으로 제작되는 종래의 모터용 코어는 재질의 특성상 상기한 종래기술에서 지적하는 바와 같이 제조 공정의 어려움으로 실용화가 어렵다.
즉, 비정질 스트립은 무방향성 전기 강판에 비하여 우수한 자기성능을 제공하지만, 제조를 위한 가공 시에 발생하는 장애 때문에 전기모터용 스테이터나 로터와 같은 벌크 자기부재로는 응용이 이루어지지 못하였다.
또한, 고속, 고효율 전기 기구를 위해 필요한 우수한 자기적 및 물리적 특성을 나타내는 개선된 비정질 금속 모터 부재들에 대한 필요성이 대두되고 있다. 비정질 금속을 효율적으로 사용하고, 여러 유형의 모터와 이에 사용된 자기부재들의 대량생산을 위해 실행될 수 있는 제조방법의 개발이 요구된다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 고려하여 제안된 것으로, 그 목적은 비정질 금속 재료를 분말화하고 이를 압축 성형함에 의해 복잡한 형상의 자기부품 성형이 쉽게 이루어질 수 있고, 연자성 특성이 우수한 결정질 금속분말을 비정질 합금분말에 첨가함으로써 투자율 향상과 압축 성형시의 충진 밀도 향상을 도모할 수 있는 고출력, 고속 전기 모터용 비정질 합금 분말 자성부품 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 고주파 대역에서 와전류 손실(Eddy current loss)이 감소하는 비정질 분말을 사용하여 코어 로스를 극소화할 수 있는 고출력, 고속 전기 모터용 비정질 합금 분말 자성부품 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비정질 합금 재료의 투자율 특성을 최대로 이용할 수 있도록 적어도 10kHz 이상의 주파수 대역에서 동작이 이루어지는 폴(pole)수를 갖는 고출력, 고속 회전용 전기 모터 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비정질 합금 분말로 된 자성부품을 사용함에 의해 사이즈를 최소화하여 인휠 모터 구조의 구동 방식에 채용 가능한 전기 모터 및 이를 이용한 자동차 휠 구동 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비정질 합금 분말로 압축 성형이 쉽게 이루어질 수 있는 분할 코어를 제작하고 분할 코어를 상호 결합하거나 보빈을 이용하여 분할 코어를 상호 결합하여 자기 저항을 증가시키지 않으면서 환형의 스테이터 코어를 구현할 수 있어 단일 스테이터-단일 로터 구조를 갖는 전기모터를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 특징에 따르면, 본 발명은 비정질 합금의 리본 또는 스트립을 분쇄하여 판상의 비정질 합금 분말을 얻는 단계; 상기 비정질 합금 분말을 분급한 후, 구형의 연자성 분말을 혼합하여 혼합 분말을 얻는 단계; 상기 혼합 분말에 바인더를 혼합한 후, 자성부품의 형상으로 성형하는 단계; 및 상기 성형된 자성부품의 자기적 특성을 구현하도록 소결 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터용 비정질 자성부품의 제조방법을 제공한다.
상기 구형의 연자성 분말은 혼합 분말 전체에 대하여 10 내지 50 중량% 범위로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 구형의 연자성 분말의 첨가량이 10 중량% 미만인 경우 비정질 분말간의 에어갭이 커져 투자율이 낮아지게 되어 자성부품의 자기저항이 높아져 전기모터의 효율이 낮아지는 문제가 있고, 반면에 상기 구형의 연자성 분말의 첨가량이 50 중량%를 초과하는 경우 코어 로스(core loss)가 증가함에 의해 Q(loss factor)값이 감소하는 문제가 있다.
상기 판상의 비정질 합금분말의 각형비는 1.5 내지 3.5 범위로 설정되고, 상기 구형의 연자성 분말의 각형비는 1 내지 1.2 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 상기 판상의 비정질 합금 분말의 각형비가 1.5 미만인 경우 비정질 합금의 리본 또는 스트립의 분쇄에 장시간이 소요되며, 각형비가 3.5를 초과하는 경우 성형 과정에서 충진율이 떨어지고 그 결과 투자율도 떨어지는 문제가 있다. 또한, 상기 구형의 연자성 분말의 각형비는 성형 밀도의 향상에 미치는 영향을 고려하여 상기 1 내지 1.2의 범위가 바람직하다.
또한, 상기 비정질 합금은 Fe계, Co계, Ni계 중 하나인 것이 바람직하다.
더욱이, 본 발명에서 상기 비정질 합금 리본은 나노 결정립 미세조직을 갖도록 질소 분위기에서 400-600℃에서 열처리가 이루어질 수 있으며, 또한, 분쇄 효율을 높이기 위해 결정화 온도이하의 온도, 예를 들면 100-400℃의 대기분위기에서 열처리하여 비정질 합금 리본의 취성을 증가시키는 것도 가능하다.
본 발명에서 사용 가능한 구형의 연자성 분말은 Fe-Si-Al계 합금(이하 "샌더스트(Sendust)"라 함) 분말, Ni-Fe-Mo계 퍼멀로이(이하 "MPP(Moly Permally Powder)"라 함) 분말, Ni-Fe계 퍼멀로이(이하 "하이플럭스(HighFlux)"라 함) 분말, Fe 조성의 카보닐 철 분말 중에서 하나 또는 2 이상을 혼합한 혼합물을 예로 들 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 고출력, 고속, 고주파수로 동작되는 전기모터에 있어서, 코어에 코일이 권선되는 스테이터; 및 상기 스테이터와 간격을 두고 대향하여 배치되고 N극 및 S극 영구자석이 교대로 백요크에 장착되며 상기 스테이터와의 상호 작용에 의해 회전되는 로터를 포함하며, 상기 코어 또는 백요크는 판상의 비정질 합금분말과 구형의 연자성 분말로 이루어진 혼합 분말로 성형된 것을 특징으로 하는 전기모터를 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 스테이터와 로터 간의 상호 작용에 의해 구동력을 발생시키기 위한 모터; 상기 모터를 자동차의 휠 내부에 충격을 완충할 수 있도록 지지하기 위한 범퍼: 및 상기 로터에 결합된 회전축에 제1 기어를 연결하고 자동차의 휠에 제2 기어를 연결하여, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어 간에 회전시에 지지축 기능을 수행하고 상기 휠로부터 충격이 전달될 때 유격을 형성해 충격을 완화시키기 위한 기어박스를 포함하며, 상기 모터의 자기회로를 형성하는 스테이터와 로터 중 적어도 하나는 비정질 합금 분말로 성형된 것을 특징으로 하는 자동차 휠 구동 장치를 제공한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 비정질 금속 재료를 분말화하고, 이를 압축 성형함에 의해 복잡한 형상의 코어 부품 성형이 쉽게 이루어질 수 있고, 연자성 특성이 우수한 결정질 금속 분말을 비정질 합금 분말에 첨가함에 의해 투자율 향상과 압축 성형시의 충진 밀도 향상을 도모할 수 있어 고출력, 고속 전기 모터용 비정질 합금 분말 코어를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 적어도 10kHz 이상의 주파수 대역에서 동작이 이루어지는 로터의 자극(pole)수를 갖도록 설계함에 의해 비정질 합금 재료의 투자율 특성을 최대로 이용할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 고주파 대역에서 와전류 손실이 감소하는 비정질 합금 분말로 된 자성부품, 즉, 코어를 사용함에 의해 코어 로스를 극소화할 수 있으며, 그 결과 사이즈를 최소화하여 인휠 모터 구조의 구동 방식에 채용 가능하다.
일반적으로 규소 강판을 적층한 구조에서는 분할 코어 사이에 자기저항을 증가시키지 않으면서 상호 연결하는 것이 어려워 단일 스테이터-단일 로터 구조의 모터를 구현하기 어려웠다. 그러나, 본 발명에서는 비정질 합금 분말로 된 코어를 사용함에 의해 자기저항을 증가시키지 않으면서 분할 코어간 밀착 결합이 가능하여 단일 스테이터-단일 로터 구조에서도 분할 코어를 채용하면서 코일 권선의 효율성을 도모할 수 있고 사이즈와 무게를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 로터의 로터 지지체와 자동차의 휠 사이에 기어박스를 이용하여 연결함으로써 기어가 회전시에 지지축 기능을 수행하고 휠로부터 전달되는 충격이 전달될 때 기어의 이탈로 인해 어느 정도의 유격을 확보하여 충격을 완화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비정질 합금 분말로 성형된 스테이터의 코어와 로터의 백요크를 포함하는 모터의 응용예로서 충격 완화 기능을 갖는 자동차 휠 구동 장치를 나타내는 축방향 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 비정질 합금 분말로 성형된 분할 코어를 사용하여 구성된 분할 코어형 스테이터와 SPM형 로터가 조합된 모터를 나타내는 직경방향 단면도,
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 비정질 합금 분말로 성형된 분할 코어의 평면도 및 사시도,
도 4는 도 3a에 도시된 분할 코어에 보빈이 일체로 형성되고 외주에 코일이 권선된 상태를 나타내는 개략도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 비정질 합금 분말로 성형된 일체형 코어를 갖는 일체형 코어 스테이터와 SPM형 로터가 조합된 모터를 나타내는 직경방향 단면도,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 비정질 합금 분말로 성형된 일체형 코어를 갖는 일체형 코어 스테이터와 IPM형 로터가 조합된 모터를 나타내는 직경방향 단면도,
도 7은 본 발명의 제3실시예의 변형예로서 비정질 합금 분말로 성형된 일체형 코어를 갖는 일체형 코어 스테이터와 다른 IPM형 로터가 조합된 모터를 나타내는 직경방향 단면도,
도 8a 및 도 8b는 도 1에 도시된 기어박스의 제1기어에 대한 평면도 및 측면도,
도 9a 및 도 9b는 도 1에 도시된 기어박스의 제2기어에 대한 평면도 및 측면도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 비정질 합금 분말로 성형된 스테이터의 코어와 로터의 백요크를 포함하는 모터의 응용예로서 충격 완화 기능을 갖는 자동차 휠 구동 장치를 나타내는 축방향 단면도, 도 8a 및 도 8b는 도 1에 도시된 기어박스의 제1기어에 대한 평면도 및 측면도, 도 9a 및 도 9b는 도 1에 도시된 기어박스의 제2기어에 대한 평면도 및 측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 충격 완화 기능을 갖는 자동차 휠 구동 장치(이하 "구동 장치"라 함)는, 전기 자동차의 휠(wheel,50)로부터 전달되는 충격이 직접적으로 모터의 로터(10) 또는 스테이터(20)에 전달되는 것을 방지하기 위해, 휠(50)에 로터(10)를 직접 연결하지 않고, 기어박스(40)를 통해 연결하면서 범퍼(41)를 통해 충격 전달을 완충하는 구조를 구현한다. 여기서, 모터는 로터(10), 스테이터(20), 스테이터 지지체, 로터 지지체 등을 통칭한다.
모터의 스테이터(10)는 통(일체형) 코어 또는 분할 코어에 절연체로 이루어진 보빈이 일체로 형성된 후, 코일이 권선된 구조로서 통 코어 또는 분할 코어를 일체화시킴과 동시에 하우징 또는 모터가 적용되는 본체에 결합을 위한 결합구조를 형성하도록 연장 형성된 스테이터 지지체가 부가될 수 있다.
상기 스테이터 지지체는 BMC(Bulk Mould Compound) 인서트 몰딩을 통해 방수 구조를 형성하여 외부로부터 이물질(즉, 수분 또는 기름 등)이 들어오는 것을 방지하도록 성형될 수 있다.
또한, 스테이터 지지체에는 로터(20)의 위치를 검출하기 위한 홀 IC 어셈블리 기판과 스테이터 코일에 대한 제어 신호를 인가하는 제어용 PCB 기판이 장착될 수 있다.
도 1에 도시된 모터의 로터(20)는 스테이터(10)에 방사(radial) 방향으로 에어갭을 갖고 스테이터(10)의 내측에 대향하여 배치되는 인너 로터 구조로서, 스테이터(10)와 상호 작용을 통해 회전한다.
그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 로터(20)가 스테이터(10)의 외측에 배치되는 아웃터 로터 구조로 구성되는 것도 가능하다. 또한, 본 발명은 로터(20)가 스테이터(10)의 내측 및 외측에 각각 배치되는 더불 로터 구조로 구성되는 것도 가능하다. 더욱이, 본 발명은 상기한 레이디얼 타입 대신에 액시얼 타입(axial type)으로 로터와 스테이터가 대향하여 배치되는 경우에도 물론 적용 가능하다.
이때, 로터(20)는 백요크의 외주에 N극 및 S극의 영구자석이 교대로 장착되거나 N극 및 S극이 분할 착자된 링 형태의 영구자석이 결합된 SPM 타입의 로터 또는 백요크의 내부에 N극 및 S극의 영구자석이 교대로 삽입되어 있는 IPM 타입의 로터에도 적용 될 수 있다.
본 발명이 더블 로터 구조를 채용하는 경우 회전축(31)과의 결합을 위해 내부로터와 외부로터를 상호 연결하면서 회전축의 외주로 연장된 로터 지지체를 더 포함하는 것도 가능하다.
또한, 로터가 도 1에 도시된 인너 로터 구조인 경우 백요크의 중앙부에 회전축(31)이 결합되는 구조를 채택할 수 있다.
이 경우, 회전축(31)의 양단은 제1 및 제2 베어링(32,33)에 의해 회전 가능하게 지지되고 있으며, 제1 및 제2 베어링(32,33)은 모터 하우징(35,36)에 고정 설치되어 있다. 또한, 상기 회전축(31)은 제2베어링(33)과 로터(20) 사이에 냉각용 임펠러(70)가 결합되어 로터(20)의 회전시에 함께 회전이 이루어지면서 모터 내부의 공기를 순환시키기 위한 바람을 생성한다.
모터 하우징(35,36)은 내주부에 스테이터(10)가 결합되는 원통부(35)와, 원통부(35)의 일측에 결합되는 커버(36)로 이루어져 있다.
상기 원통부(35)의 일측에 결합되는 커버(36)에는 중앙에 제1베어링(32)이 지지되어 있고, 상기 원통부(35)의 후방에는 제2베어링(33)이 설치되도록 다단 절곡되며 관통구멍을 갖는 요홈이 형성되어 있다.
커버(36)의 외주에는 모터 하우징(35,36) 내부로 공기 순환을 위해 적어도 1쌍의 개구를 형성하는 1쌍의 니플(nipple)(39a,39b)이 결합되어 있으며, 1쌍의 니플(39a,39b)에는 각각 외부공기 도입관(38a)과 내부공기 배출관(38b)이 결합되어 있다.
따라서, 상기 로터(20)의 회전시에 회전축(31)과 냉각용 임펠러(70)가 함께 회전이 이루어지면서 임펠러(70)의 회전에 따라 모터 하우징(35,36) 내부의 가열된 공기를 내부공기 배출관(38b)을 통하여 외부로 배출하면, 모터 하우징(35,36) 내부에 부압이 형성되면서 외부공기 도입관(38a)을 통하여 외부로부터 차가운 공기가 도입되어 모터 내부의 냉각이 이루어지게 된다.
상기 모터 하우징(35,36)은 자동차의 프레임에 결합되어 고정되며, 그의 외주에는 중앙에 모터 하우징(35,36)을 수용하는 수용홈과, 수용홈의 중앙부에 관통구멍이 형성된 범퍼(41)가 결합되어 있다. 상기 범퍼(41)는 예를 들어, 에폭시 등과 같이 충격을 흡수할 수 있는 충격완충용 재료로 이루어지며, 수용홈에는 모터 하우징(35,36)을 수용하면서 모터 하우징(35,36)을 범퍼(41)에 결합시키기 위한 또 다른 결합하우징(60)이 삽입되어 있다. 이 경우, 모터 하우징(35,36)과 결합하우징(60) 사이에는 내부를 실링시키기 위한 오링(61)이 삽입되어 있다.
상기 모터 하우징(35,36)의 관통구멍을 통하여 외부로 연장된 회전축(31)의 외주에는 기어박스(40)와 결합이 용이하게 이루어질 수 있도록 플랜지가 형성된 커플링(37)이 일체로 결합되어 있다.
상기 범퍼(41)의 관통구멍에는 외주부에 타이어(51)가 결합된 휠(50)과 모터의 회전축(31) 사이를 연결하는 기어박스(40)가 배치되어 있고, 상기 기어박스(40)는 커플링(37)의 플랜지와 예를 들어, 볼트와 같은 결합부재(42)를 사용하여 결합되는 제1 기어(40a)와 휠(50)에 볼트와 같은 결합부재(43)를 사용하여 결합된 제2 기어(40b)를 구비하고 있다.
도 8a 내지 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 기어박스(40)의 제1 기어(40a)는 방사상으로 배치되는 다수의 돌기를 구비하고 있고, 제2 기어(40b)는 상기 제1 기어(40a)의 방사상으로 배치된 다수의 돌기가 결합될 수 있도록 방사상으로 배열되는 다수의 요홈을 구비하고 있다. 이 경우 로터의 회전축(31)과 휠(50)은 단일 축을 통해 직접 결합하지 않고, 기어박스(40)의 제1 기어(40a)와 제2 기어(40b) 간의 기어결합 구조를 통하여 회전력이 전달된다.
이때, 기어박스(40)의 제1 기어(40a)와 제2 기어(40b) 간에는 유격이 형성되어 있어 휠(50)로부터 전달되는 충격을 완화시킨 후 회전축(31)을 통하여 로터(20)에 전달된다. 기어박스(40)의 제1 기어(40a)와 제2 기어(40b)는 연결용 축을 형성함으로써, 회전시에 지지축 기능을 수행하고 휠(50)로부터 충격이 전달될 때 유격을 형성해 어느 정도 이탈하여 충격을 완화시키는 기능을 수행한다. 상기 제1 및 제2 기어(40a,40b)는 예를 들어, 크라운 기어(crown gear)를 사용할 수 있다.
또한, 타이어(51)로부터 휠(50)에 가해지는 충격은 충격 완충용 범퍼(41)를 통하여 기어박스(40)와 모터 하우징(35,36)에 전달이 이루어지므로 직접접인 충격전달을 막을 수 있다. 상기 범퍼(41)는 타이어(51)가 결합된 휠(50)의 내측 공간을 채워 인휠 모터 구조를 형성한다.
이하에 상기 모터를 구성하는 본 발명에 따른 스테이터 및 로터 구조에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 비정질 합금 분말로 성형된 분할 코어를 사용하여 구성된 분할 코어형 스테이터와 SPM형 로터가 조합된 모터를 나타내는 직경방향 단면도, 도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 비정질 합금 분말로 성형된 분할 코어의 평면도 및 사시도, 도 4는 도 3a에 도시된 분할 코어에 보빈이 일체로 형성되고 외주에 코일이 권선된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 모터는 비정질 합금 분말로 성형된 분할 코어를 사용하여 구성된 분할 코어형 스테이터(10)와 SPM(Surface Permanent Magnet)형 로터(20)가 조합된 구조를 가진다.
본 발명의 제1실시예에 따른 모터의 스테이터(10)는 도 3a 및 도 3b와 같이 비정질 합금 분말로 성형된 다수의 분할 코어(11)가 환형으로 조립되어 구성된 것으로, 각각의 분할 코어(11)는 "I" 또는 "H"자 형상으로 이루어져 있다. 분할 코어(11)는 중앙부의 몸통(11a)의 양측에 내측 및 외측 플랜지(11b,11c)가 연장 형성되어 있으며, 외측 플랜지(11c)의 양단에는 분할 코어(11)의 상호 연결을 위해 일측단에 결합돌기(11e)가 형성되고 타측단에 돌기가 결합되는 결합요홈(11f)이 형성된 구조를 가지고 있다.
각각의 분할 코어(11)는 도 4와 같이, 분할 코어(11)의 내측 및 외측 플랜지(11b,11c)의 내측면 및 외측면을 제외하고 절연체로 이루어진 수지가 일체로 형성되어 보빈(12)이 형성되어 있으며, 보빈(12)의 외주에는 코일(13)이 권선되어 있다.
한편, 도 2에 도시된 스테이터는 단일 스테이터-단일 로터 구조를 갖는 모터를 구성하는 것이므로 스테이터의 분할 코어(11) 사이에 상호 연결되어 자기회로를 형성하는 것이 필요하나, 단일 스테이터-더블 로터 구조를 갖는 모터를 형성하는 경우에는 각 분할 코어(11)는 상호 연결되어 자기회로를 형성하지 않고 대향하는 더블 로터의 외부로터 및 내부로터와 자기회로를 형성한다. 따라서, 이 경우는 분할 코어(11)의 외측 플랜지(11c)가 상호 연결되는 대신에 보빈(12)에 상호 연결 구조를 형성할 수 있다.
도 2의 스테이터(10)는 도 4에 도시된 분할 코어 조립체(14)를 상호 연결하여 환형으로 조립한다. 즉, 분할 코어(11)의 외측 플랜지(11c)에 형성된 결합돌기(11e)와 결합요홈(11f)을 이용하여 다수의 분할 코어 조립체(14a-14r)를 환형으로 조립한 후, BMC를 사용한 인서트 몰딩에 의해 일체형으로 형성하거나 또는 조립용 환형 브라켓을 이용하여 BMC 몰딩 없이 환형으로 조립된 다수의 분할 코어 조립체(14a-14r)를 고정시킨다.
이 경우, 다수의 분할 코어 조립체(14a-14r)가 조립용 환형 브라켓을 이용하여 BMC 몰딩 없이 환형으로 조립된 다수의 분할 코어 조립체(14a-14r)를 고정시키는 경우 스테이터의 경량화는 물론 분할 코어 조립체(14a-14r) 사이의 틈새는 공기순환을 위한 경로로 이용된다.
또한, 본 발명에서는 분할 코어(11)의 결합이 외측 플랜지(11c)에 형성된 결합돌기(11e)와 결합요홈(11f)을 이용하여 이루어지는 것 대신에 분할 코어(11)의 외주의 보빈에 형성된 결합돌기와 결합요홈을 이용하는 것도 가능하다.
상기 스테이터(10)의 내측에 배치되는 로터(20)는, 바람직하게는 스테이터(10)의 코어와 동일한 재료인 비정질 합금분말로 성형된 백요크(21) 외주에 N극 및 S극의 영구자석(22)이 교대로 장착된 SPM 구조를 가지고 있다.
이 경우, 백요크(21)의 중앙에는 회전축(31)이 결합되는 관통구멍이 구비되고, 또한 중앙부와 외주면 사이에는 공기 냉각과 로터의 무게를 감축시킬 수 있는 다수의 관통구멍(23)이 방사방향으로 배열되어 있다.
상기한 백요크(21)의 다수의 관통구멍(23)은 도 1에 도시된 자동차 휠 구동 장치용 모터에 적용되는 경우 임펠러(70)의 회전에 따라 모터 하우징(35,36) 내부의 공기가 스테이터(10)를 통하여 외부로 배출될 때 외부 공기가 내부로 도입되어 순환되는 공기순환통로를 형성한다.
본 발명은 상기한 분할 코어를 상호 결합한 스테이터 구조 이외에 일체형 코어 구조를 갖는 경우에도 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 비정질 합금 분말로 성형된 일체형 코어를 갖는 코어 스테이터와 SPM형 로터가 조합된 모터를 나타내는 직경방향 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 모터는 스테이터가 비정질 합금 분말로 성형된 일체형 코어(110)로 이루어진 것으로, 인너 로터형 구조의 SPM형 로터(20)가 조합되어 있다. 상기 SPM형 로터(20)는 제1실시예에 적용된 것과 동일한 구조를 가진다.
상기 제2실시예에 채택된 일체형 코어(110)는 환형의 백요크(112)의 내측에 다수의 티스(111)가 연장 형성된 구조를 가지고 있으며, 다수의 티스(111)에는 이에 권선되는 코일과의 절연을 위해 절연성 재료로 이루어진 보빈(120)이 일체로 형성되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 모터는 로터 구조가 제1 및 제2 실시예에 개시된 SPM형 로터(20) 대신에 IPM형 로터를 채택하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 비정질 합금 분말로 성형된 일체형 코어를 갖는 코어 스테이터와 IPM형 로터가 조합된 모터를 나타낸다.
도 6에 도시된 제3실시예에 따른 모터의 IPM형 로터는 백요크(210)의 외주면에 인접한 부분에 동일 원주상에 다수의 관통구멍을 형성하고 그 내부에 N극 및 S극 영구자석(220)이 교대로 배치되어 있는 구조를 가지고 있다. 상기 영구자석(220)은 각각 단면이 직사각형상을 이루며 바 형상으로 이루어져 있다.
또한, 상기 백요크(210)의 양단부에는 영구자석(220)의 이탈을 방지하기 위한 캡이 결합되어 있으며, 중앙부에는 회전축(31)이 결합되어 있다.
또한, 상기 다수의 영구자석(220) 사이의 내측에는 동일 원주상에 배치되며, 다수의 영구자석(220) 사이의 누설자속을 차단함과 동시에 공기순환통로 역할을 하는 다수의 관통구멍(230)이 배치되어 있다.
이 경우, 상기 제3실시예에 적용되는 스테이터는 일체형 코어(110)를 사용한 것을 나타내었으나, 다수의 분할 코어(11)가 조립된 스테이터(10)가 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3실시예의 변형예로서 비정질 합금 분말로 성형된 일체형 코어를 갖는 코어 스테이터와 다른 IPM형 로터가 조합된 모터를 나타낸다.
도 7에 도시된 모터의 IPM(Interior Permanent Magnet)형 로터는 백요크(310)의 외측에 4개의 영구자석(320)이 삽입되어 있으며, 4개의 영구자석(320) 사이에는 각각 누설자속 차단과 공기순환통로 역할을 하는 4개의 관통구멍(330)이 배치되어 있다.
상기 영구자석(320)은 단면 형상이 라운드 형상을 가지고 있는 점이 도 6에 도시된 IPM형 로터의 영구자석(220)과 상이하다.
이하에 상기한 제1 내지 제3 실시예의 모터에서 자기회로를 형성하는 스테이터용 코어와 로터의 백요크와 같은 자기회로 부품에 대한 제조방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 자기회로 부품은 비정질 합금을 멜트 스피닝에 의한 급냉응고법(RSP)으로 30um 이하의 극박형 비정질 합금을 리본 또는 스트립 형태로 제조한 후, 이를 분쇄하여 비정질 합금 분말을 얻는다. 이 때 얻어지는 분쇄된 비정질 합금 분말은 1 ~ 150um의 범위의 크기를 가진다.
분쇄된 비정질 합금 분말은 분급을 통해 분말의 평균 입도가 20 내지 50um의 비정질 합금 분말과 50 내지 75um의 비정질 합금 분말로 분급하며, 바람직하게는 1:1의 중량 비율로 혼합된 분말을 사용한다. 이 때 얻어진 비정질 합금 분말의 각형비는 1.5 내지 3.5 범위로 설정되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 비정질 합금 리본은 분쇄 전이나 또는 분쇄 이후에 높은 투자율을 도모할 수 있게 대기 중 또는 질소 분위기에서, 400-600℃에서 열처리가 이루어질 수 있다.
또한, 상기 비정질 합금 리본은 분쇄 효율을 높이기 위해 100-400℃, 대기분위기에서 열처리가 이루어질 수 있다.
상기 비정질 합금은 예를 들어, Fe계, Co계, Ni계 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 Fe계 비정질 합금이 가격 면에서 유리하다. Fe계 비정질 합금은 Fe-Si-B, Fe-Si-Al, Fe-Hf-C, Fe-Cu-Nb-Si-B, 또는 Fe-Si-N 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 또한, Co계 비정질 합금으로는 Co-Fe-Si-B, 또는 Co-Fe-Ni-Si-B 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
그 후, 분쇄된 비정질 합금 분말은 크기에 따라 분급한 후, 최적의 조성 균일성을 갖는 분말 입도분포로 혼합된다. 이 경우, 상기 분쇄된 비정질 합금 분말은 판상으로 이루어져 있기 때문에 바인더와 혼합하여 부품 형상으로 성형할 때 충진 밀도가 떨어진다. 이에 따라, 바람직하게는 본 발명에서는 분말의 입자가 구형으로 이루어지면서 자기적 특성, 즉 투자율 향상을 도모할 수 있는 구형상의 연자성 분말을 판상의 비정질 합금 분말에 소정량 혼합하여 충진 밀도를 높인다.
상기 구형의 연자성 분말은 혼합 분말 전체에 대하여 10 내지 50 중량% 범위로 첨가되는 것이 바람직하며, 상기 구형상의 연자성 분말의 각형비는 충진 밀도의 향상에 대한 영향을 고려하여 1 내지 1.2 범위로 설정되는 것이 바람직하다.
상기 투자율 향상과 충진 밀도의 향상을 도모할 수 있는 구형의 연자성 분말은 예를 들어, MPP 분말, HighFlux 분말, Sendust 분말, 철 분말 등이 있으며, 이들 중에서 하나 또는 2이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 구형의 연자성 분말이 혼합된 비정질 합금 분말에 바인더를 혼합한다. 혼합되는 바인더는 예를 들어, 물유리, 세라믹 실리케이트, 에폭시 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지 또는 폴리이미드 등의 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 이 경우, 바인더의 최대 혼합 비율은 20wt%인 것이 바람직하다.
상기한 혼합된 비정질 합금 분말은 바인더 및 윤활제가 첨가된 상태에서 프레스와 금형을 이용하여 원하는 코어 또는 백요크 형상으로 압축성형이 이루어진다. 이때의 성형압력은 15-20ton/㎠로 설정되는 것이 바람직하다.
그 후, 성형된 코어 또는 백요크는 자기적 특성을 구현하도록 300-600℃ 범위에서 10-600min 범위로 소결 처리가 이루어진다.
열처리 온도가 300℃ 미만인 경우 열처리 시간이 증가하여 생산성이 떨어지게 되며, 600℃를 초과하게 되는 경우 비정질 합금의 자기적 특성의 열화가 발생하게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 비정질 합금 재료를 분말화하고 이를 압축 성형함에 의해 스테이터용 코어나 로터의 백요크와 같은 복잡한 형상의 자기부품의 성형이 쉽게 이루어지면서도, 연자성 특성이 우수한 구형의 결정질 금속 분말을 비정질 합금 분말에 첨가함에 의해 자기적 투자율 향상과 압축 성형시의 충진 밀도 향상을 도모할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 아래의 실시예는 본 발명의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
멜트 스피닝법(melt spinning process)으로 제조된 조성 Fe78-Si9-B13 비정질 합금의 리본을 대기 분위기 하에서 300℃, 1시간 열처리하여 예비 열처리된 비정질 합금 리본을 얻었다. 상기 비정질 합금 리본을 분쇄기를 이용하여 분쇄한 후, 분급을 통해 평균입도가 20 내지 50um의 비정질 합금 분말 50중량%와 50 내지 75um의 비정질 합금분말 50중량%의 비율로 혼합된 혼합분말을 얻었다. 이 때 얻어진 비정질 합금 분말의 각형비는 대략 1.5 내지 3.3의 범위로 나타났다.
투자율 향상과 압축 성형시의 충진 밀도 향상을 위해 첨가되는 연자성 분말로서 Fe-Si-Al계의 Sendust 분말을 첨가량을 70중량%까지 변화시키면서 비정질 합금 분말과 혼합하여 혼합 분말을 얻었다. 첨가된 Sendust 분말의 평균 입도는 4.4um이고, 각형비는 평균 1.1인 것을 사용하였다.
그 다음, 제조된 혼합분말을 페놀 1.5wt%와 혼합한 다음, 건조를 실시하였다. 건조 후 뭉친 분말을 볼밀을 이용하여 다시 분쇄한 후, 아연 스테아린산을 0.5wt% 첨가하여 혼합한 후, 금형을 사용하여 20ton/cm2의 성형압력으로 압축 성형하여, 스테이터용 코어를 성형하였다.
이후, 상기 코어 성형체를 450℃의 온도로 30분 동안 유지하는 소결 처리한 후, 코어에 대한 충진율(η(%)), 유효 단면적(A'), 투자율(μ), Q(loss factor) 특성 등을 측정하여 표 1에 나타냈다.
충진율(η(%))은 설계 제작된 금형에서 계산된 부피에 이상적으로 채워질 수 있는 질량과 실제 측정된 질량의 비율을 퍼센트로 나타낸 것이고, 유효 단면적은 자성 분말이 채워지는 단면적(A')으로 이상적인 단면적(A)과 충진율(η(%))의 곱으로 얻어진다.
투자율(μ)은 주파수(f)=10kHz에서 인덕턴스(L)를 측정한 후, 측정 변수를 가지고 계산하여 구하였고, 측정시료의 형상 때문에 코어 로스 측정기로 코어 로스(core loss: Pc)값을 직접 측정하지 않고 수학식 1을 이용하여 Q 값을 구하였다.
Figure pat00001
연자성 분말의 첨가량(wt%) 충진율, η(%) 유효단면적(A') 투자율 (μ) Q
- 80.5 0.805×A 40.5 26.6
10 81.2 0.812×A 41.5 19.9
20 82.5 0.825×A 43.0 16.2
30 83.4 0.834×A 48.2 12.5
40 84.3 0.843×A 52.0 11.5
50 85.6 0.856×A 54.0 10.0
60 86.4 0.864×A 54.1 8.9
70 87.2 0.872×A 55.1 8.46
상기 표 1과 같이, 연자성 분말의 첨가량이 증가함에 따라 충진율(η(%))과 유효 단면적(A')이 증가하고, 또한 투자율도 증가하였다.
또한, 표 1을 보면, 연자성 분말의 첨가량이 증가함에 따라 Q값은 감소하는 경향을 나타내었다. 이 경우, Q값이 감소하면 코어 로스는 수학식 1에 따라 증가하는 것을 알 수 있다.
따라서, 자성부품에 요구되는 최소한의 투자율과 허용되는 최대 코어로스 값을 모두 고려할 때, 연자성 분말의 첨가량은 10~50 중량% 범위가 적합하다.
<실시예 2>
멜트 스피닝법으로 제조된 조성 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 비정질 리본을 질소 분위기 하에서 540℃, 40분 열처리하여 나노 결정립 리본을 제조하였다. 결정립 사이즈는 10~15nm 범위로 나타났다. 상기 나노 결정립 리본을 분쇄기를 이용하여 분쇄한 후, 분급 및 칭량을 통해 분말의 평균입도가 20 내지 50um의 나노 결정립 합금 분말 50중량%와 50 내지 75um의 나노 결정립 합금 분말 50중량%의 비율로 혼합된 분말을 사용하였다. 이 때 얻어진 나노 결정립 합금 분말의 각형비는 대략 1.5 내지 3.3의 범위로 나타났다.
투자율 향상과 압축 성형시의 충진 밀도 향상을 위해 첨가되는 연자성 분말로서 Fe-Si-Al계의 Sendust 분말을 30중량% 첨가하여 나노 결정립 합금 분말과 혼합된 혼합 분말을 얻었다. 첨가된 Sendust 분말의 평균입도는 4.4um이고, 각형비는 평균 1.1인 것을 사용하였다.
그 다음, 제조된 혼합분말에 저융점 유리 3wt%를 혼합한 다음, 건조 후 뭉친 분말을 볼밀을 이용하여 다시 분쇄하는 방식으로 코팅한 다음, 아연 스테아린산을 0.5wt% 첨가하여 혼합한 후, 금형을 사용하여 16ton/cm2의 성형압력으로 성형하여 스테이터용 코어를 제조하였다.
이후, 상기 코어 성형체를 450℃의 온도로 30분 동안 유지하는 소결 처리한 후, 코어에 대한 충진율(η(%)), 유효 단면적(A'), 투자율(μ), Q(loss factor) 특성을 측정하여 표 2에 나타냈다.
연자성 분말의 첨가량(wt%) 충진율, η(%) 유효단면적(A') 투자율 (μ) Q
- 80.5 0.805×A 48.0 82.0
10 81.2 0.812×A 48.2 58.9
20 82.5 0.825×A 52.4 48.6
30 83.4 0.834×A 60.0 37.5
40 84.3 0.843×A 62.0 34.5
50 85.6 0.856×A 62.6 30.0
60 86.4 0.864×A 63.1 26.7
70 87.2 0.872×A 63.5 22.4
표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 2에서는 실시예 1보다 투자율이 더욱 증가하며, 또한 Q값의 증가에 따라 코어 로스는 더 크게 감소한다.
한편, 비정질 합금 재료는 적어도 10kHz 이상의 주파수 대역에서 동작이 이루어질 때 투자율 특성을 최대로 이용할 수 있다. 이를 고려하여 본 발명에서는 하기 수학식 1과 같이 모터의 로터(10)에 대한 폴 수를 설정하고 있다.
여기서, F는 회전 주파수(rotation frequency), P는 로터의 폴(pole) 수, N은 로터의 rpm을 나타낸다.
본 발명에서는 모터가 10kHz 회전 주파수, 50,000rpm에서 동작하는 것을 가정할 때 바람직한 폴 수는 24극으로 얻어진다. 상기 제1 내지 제3 실시예에 개시된 로터(20,200)는 24극 폴을 갖도록 설계된 것이고, 모터는 24폴-18슬롯의 구조를 갖고 있다.
본 발명에서는 모터의 로터(20,200)에 사용되는 백요크와 스테이터(10)에 사용되는 코어(11)를 상기한 비정질 합금 분말을 소결하여 제조함에 의해 코어 손실을 최소화함과 동시에 로터의 폴 수를 10kHz 이상의 동작 영역에서 최적화하여 설계함에 의해 투자율 특성을 극대화하였다.
따라서, 100kW의 고출력을 요구하는 전기 자동차용 구동장치에 적용될지라도 소형화된 사이즈로 구현이 가능하여 인휠 모터 구조의 구동 방식에 채용하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 전기모터는 전기 자동차용 구동장치 뿐 아니라 하이브리드형 전기 자동차(HEV)용 구동장치에도 적용 가능하다.
더욱이, 본 발명의 전기모터는 제너레이터로도 적용 가능하다.
또한, 본 발명에서는 모터 출력과 휠 사이에 배치된 기어박스 대신에 감속기를 채용함에 의해 감속에 따른 토크 증대를 도모하는 것도 가능하다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10: 스테이터 11: 코어
11b: 내측 플랜지 11c: 외측 플랜지
11e: 결합돌기 11f: 결합요홈
12: 보빈 13: 코일
14: 분할 코어조립체 20,200: 로터
21: 백요크 22: 영구자석
23: 관통구멍 31: 회전축
32,33: 베어링 35,36: 모터 하우징
37: 커플링 38a: 외부공기 도입관
38b: 내부공기 배출관 39a,39b: 니플
40: 기어박스 70: 임펠러
40a: 제1 기어 40b: 제2 기어
41: 범퍼 42,43: 결합부재
50: 휠 51: 타이어
60: 결합하우징 61: 오링

Claims (20)

  1. 비정질 합금의 리본 또는 스트립을 분쇄하여 판상의 비정질 합금분말을 얻는 단계;
    상기 비정질 합금분말을 분급한 후, 구형의 연자성 분말을 혼합하여 혼합분말을 얻는 단계;
    상기 혼합분말에 바인더를 혼합한 후, 자성부품의 형상으로 성형하는 단계; 및
    상기 성형된 자성부품의 자기적 특성을 구현하도록 소결 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터용 비정질 자성부품의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구형의 연자성 분말은 혼합분말 전체에 대하여 10 내지 50중량% 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 전기모터용 비정질 자성부품의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 판상의 비정질 합금분말의 각형비는 1.5 내지 3.5 범위로 설정되고, 상기 구형상의 연자성 분말의 각형비는 1 내지 1.2 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기모터용 비정질 자성부품의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비정질 합금의 리본 또는 스트립은 나노 결정립 미세조직을 갖도록 질소 분위기, 400-600℃에서 열처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기모터용 비정질 자성부품의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비정질 합금의 리본 또는 스트립은 분쇄 효율을 높이기 위해 100-400℃, 대기분위기에서 열처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기모터용 비정질 자성부품의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 구형의 연자성 분말은 MPP 분말, HighFlux 분말, Sendust 분말, 철 분말 중에서 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전기모터용 비정질 자성부품의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 바인더는 물유리, 세라믹 실리케이트, 에폭시 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지 또는 폴리이미드를 포함하는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 전기모터용 비정질 자성부품의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 소결 처리는 300-600℃ 범위에서 10-600min 범위로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기모터용 비정질 자성부품의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 자성부품은 스테이터의 코어 및 로터의 백요크 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전기모터용 비정질 자성부품의 제조방법.
  10. 제1항에 따라 제조된 전기모터용 비정질 자성부품.
  11. 고출력, 고속, 고주파수로 동작되는 전기모터에 있어서,
    코어에 코일이 권선되는 스테이터; 및
    상기 스테이터와 간격을 두고 대향하여 배치되고 N극 및 S극 영구자석이 교대로 백요크에 장착되며 상기 스테이터와의 상호 작용에 의해 회전되는 로터를 포함하며,
    상기 코어 및/또는 백요크는 판상의 비정질 합금분말과 구형의 연자성 분말로 이루어진 혼합분말로 성형된 것을 특징으로 하는 전기모터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 스테이터의 코어는 분할 코어 또는 일체형 코어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기모터.
  13. 제11항에 있어서, 상기 스테이터의 코어는 다수의 분할 코어로 이루어지며, 다수의 분할 코어 각각은 외측 플랜지의 양측 단부에 형성된 결합돌기와 결합요홈을 사용하여 환형으로 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 전기모터.
  14. 제11항에 있어서, 상기 스테이터의 코어는 다수의 분할 코어로 이루어지며, 상기 다수의 분할 코어 각각은 분할 코어에 형성된 보빈을 사용하여 환형으로 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 전기모터.
  15. 제11항에 있어서, 상기 비정질 합금 분말과 연자성 분말은 5:5 내지 9:1 범위의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 전기모터.
  16. 제11항에 있어서, 상기 로터는 F: 회전 주파수, N: 로터의 rpm일 때 하기 수학식으로 결정되는 폴 수(P)를 갖는 것을 특징으로 하는 전기모터.
    P = (F/N)*120
  17. 제11항에 있어서, 상기 모터의 로터는 단일 로터 또는 더블 로터인 것을 특징으로 하는 전기모터.
  18. 스테이터와 로터 간의 상호 작용에 의해 구동력을 발생시키기 위한 모터;
    상기 모터를 자동차의 휠 내부에 충격을 완충할 수 있도록 지지하기 위한 범퍼: 및
    상기 로터에 결합된 회전축에 제1 기어를 연결하고 자동차의 휠에 제2 기어를 연결하여, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어 간에 회전시에 지지축 기능을 수행하고 상기 휠로부터 충격이 전달될 때 유격을 형성해 충격을 완화시키기 위한 기어박스를 포함하며,
    상기 모터의 자기회로를 형성하는 스테이터와 로터 중 적어도 하나는 비정질 합금 분말로 성형된 것을 특징으로 하는 자동차 휠 구동 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 기어박스는 상기 휠로부터 전달된 충격을 완화시키기 위한 범퍼에 내장되는 것을 특징으로 하는 자동차 휠 구동 장치.
  20. 제18항에 있어서, 내부에 상기 모터를 수용하며 일측에 적어도 하나의 외부공기 도입관과 내부공기 배출관을 구비한 모터 하우징; 및
    상기 회전축에 일체로 형성되어 로터의 회전에 따라 공기를 순환시키는 바람을 생성하는 임펠러를 더 포함하며,
    상기 모터의 로터와 스테이터는 축방향과 평행한 공기순환통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 휠 구동 장치.
KR1020110133638A 2010-12-13 2011-12-13 비정질 자성부품, 이를 이용한 전기 모터, 그의 제조방법과 이를 이용한 자동차 휠 구동장치 KR101372553B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100126673 2010-12-13
KR20100126673 2010-12-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120065951A true KR20120065951A (ko) 2012-06-21
KR101372553B1 KR101372553B1 (ko) 2014-03-14

Family

ID=46245208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110133638A KR101372553B1 (ko) 2010-12-13 2011-12-13 비정질 자성부품, 이를 이용한 전기 모터, 그의 제조방법과 이를 이용한 자동차 휠 구동장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20130264894A1 (ko)
KR (1) KR101372553B1 (ko)
CN (1) CN103250215B (ko)
WO (1) WO2012081884A2 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101385756B1 (ko) * 2013-01-24 2014-04-21 주식회사 아모그린텍 Ｆｅ계 비정질 금속분말의 제조방법 및 이를 이용한 비정질 연자성 코어의 제조방법
CN104300753B (zh) * 2012-10-29 2017-02-01 常州工学院 工作可靠性高的磁粉铸型双侧转子电机
KR20170131209A (ko) * 2016-05-19 2017-11-29 알프스 덴키 가부시키가이샤 압분 코어, 당해 압분 코어의 제조 방법, 그 압분 코어를 구비하는 인덕터, 및 그 인덕터가 실장된 전자·전기 기기
KR20200049413A (ko) * 2018-10-31 2020-05-08 전주대학교 산학협력단 알루미늄 금속복합재가 적용된 브러시리스 ｄｃ모터 코어

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104283387B (zh) * 2012-10-29 2017-01-11 常州工学院 易于制造的磁粉铸型双侧转子电机
CN102969851B (zh) * 2012-10-29 2014-10-22 常州工学院 磁粉铸型双侧转子电机
CN103795216B (zh) * 2012-10-29 2016-04-27 常州工学院 磁粉铸型单侧转子电机
DE102013218510A1 (de) * 2013-09-16 2015-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Anisotropes weichmagnetisches Volumenmaterial basierend auf nanokristalliner Legierung
JP6513458B2 (ja) * 2014-06-06 2019-05-15 アルプスアルパイン株式会社 圧粉コア、該圧粉コアの製造方法、該圧粉コアを備える電子・電気部品、および該電子・電気部品が実装された電子・電気機器
KR20150143251A (ko) 2014-06-13 2015-12-23 삼성전기주식회사 코어 및 이를 갖는 코일 부품
WO2016032839A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 Helix Power Corporation High power flywheel system
EP2999086A1 (de) * 2014-09-19 2016-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Hochpolig ausgestaltbarer Rotor für eine Reluktanzmaschine
CN104967226A (zh) * 2015-07-28 2015-10-07 梁洪炘 一种定子磁芯及其制造工艺和包含该定子磁芯的无刷电机
US20180029241A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Liquidmetal Coatings, Llc Method of forming cutting tools with amorphous alloys on an edge thereof
US10913141B2 (en) * 2017-04-18 2021-02-09 Makita Corporation Impact tool
JP6981803B2 (ja) * 2017-04-18 2021-12-17 株式会社マキタ 打撃工具
US10622875B2 (en) * 2017-06-07 2020-04-14 GM Global Technology Operations LLC Interior permanent magnet electric machine
CN112953059A (zh) * 2021-03-08 2021-06-11 华北电力大学 一种非晶合金高速外转子永磁电机

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2713363B2 (ja) * 1987-06-04 1998-02-16 日立金属 株式会社 Ｆｅ基軟磁性合金圧粉体及びその製造方法
JPH07153628A (ja) * 1993-11-26 1995-06-16 Hitachi Metals Ltd アクティブフィルタ用チョークコイルおよびアクティブフィルタ回路ならびにこれを用いた電源装置
JP2001068324A (ja) * 1999-08-30 2001-03-16 Hitachi Ferrite Electronics Ltd 粉末成形磁芯
US6478889B2 (en) * 1999-12-21 2002-11-12 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Iron-base alloy permanent magnet powder and method for producing the same
JP2001196216A (ja) * 2000-01-17 2001-07-19 Hitachi Ferrite Electronics Ltd 圧粉磁芯
JP2002249802A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Alps Electric Co Ltd 非晶質軟磁性合金圧密体及びそれを用いた圧粉磁心
JP3913167B2 (ja) * 2002-12-25 2007-05-09 独立行政法人科学技術振興機構 金属ガラスからなるバルク状のＦｅ基焼結合金軟磁性材料およびその製造方法
KR100545849B1 (ko) * 2003-08-06 2006-01-24 주식회사 아모텍 철계 비정질 금속 분말의 제조방법 및 이를 이용한 연자성코어의 제조방법
KR100531253B1 (ko) * 2003-08-14 2005-11-28 (주) 아모센스 고주파 특성이 우수한 나노 결정립 금속 분말의 제조방법및 그 분말을 이용한 고주파용 연자성 코아의 제조방법
JP2005312119A (ja) * 2004-04-19 2005-11-04 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 分割コア式モータステータおよびその組立方法
JP2006101673A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 永久磁石を備えた回転電機及びその固定子鉄心の歯部製造方法
US8048191B2 (en) * 2005-12-28 2011-11-01 Advanced Technology & Material Co., Ltd. Compound magnetic powder and magnetic powder cores, and methods for making them thereof
JP4668130B2 (ja) * 2006-06-16 2011-04-13 トヨタ自動車株式会社 ステータ
US20080024028A1 (en) * 2006-07-27 2008-01-31 Islam Mohammad S Permanent magnet electric motor
JP4678783B2 (ja) * 2006-12-06 2011-04-27 Ｎｅｃトーキン株式会社 軟磁性厚膜及びそれを用いたインダクタ
JP5104179B2 (ja) * 2007-10-09 2012-12-19 パナソニック株式会社 モータとそれを用いた電子機器
TW200917288A (en) * 2007-10-15 2009-04-16 Sekishin Kogyo Co Ltd Metallic magnetic material for magnetic element of a choke coil and SMD choke coil
DE112009000918A5 (de) * 2008-04-15 2011-11-03 Toho Zinc Co., Ltd Magnetisches Verbundmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
JP4944971B2 (ja) * 2008-05-16 2012-06-06 日立金属株式会社 圧粉磁心及びチョーク
KR101090104B1 (ko) * 2008-12-23 2011-12-07 주식회사 아모텍 커버 일체형 구조를 갖는 스테이터
KR101026083B1 (ko) * 2008-12-23 2011-03-31 주식회사 아모텍 슬림형 스테이터 및 그의 제조방법
US8299690B2 (en) * 2009-03-23 2012-10-30 Nisca Corporation Stator structure and rotating electrical machine using the same
JP5624330B2 (ja) * 2009-06-24 2014-11-12 株式会社デンソー モータ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104300753B (zh) * 2012-10-29 2017-02-01 常州工学院 工作可靠性高的磁粉铸型双侧转子电机
KR101385756B1 (ko) * 2013-01-24 2014-04-21 주식회사 아모그린텍 Ｆｅ계 비정질 금속분말의 제조방법 및 이를 이용한 비정질 연자성 코어의 제조방법
KR20170131209A (ko) * 2016-05-19 2017-11-29 알프스 덴키 가부시키가이샤 압분 코어, 당해 압분 코어의 제조 방법, 그 압분 코어를 구비하는 인덕터, 및 그 인덕터가 실장된 전자·전기 기기
KR20200049413A (ko) * 2018-10-31 2020-05-08 전주대학교 산학협력단 알루미늄 금속복합재가 적용된 브러시리스 ｄｃ모터 코어
WO2020111291A1 (ko) * 2018-11-26 2020-06-04 전주대학교산학협력단 알루미늄 금속복합재가 적용된 브러시리스 ｄｃ모터 코어

Also Published As

Publication number Publication date
CN103250215A (zh) 2013-08-14
WO2012081884A3 (ko) 2012-09-07
US20130264894A1 (en) 2013-10-10
KR101372553B1 (ko) 2014-03-14
CN103250215B (zh) 2017-02-15
WO2012081884A2 (ko) 2012-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101372553B1 (ko) 비정질 자성부품, 이를 이용한 전기 모터, 그의 제조방법과 이를 이용한 자동차 휠 구동장치
KR101317892B1 (ko) 비정질 스테이터 및 그의 제조방법
KR101678221B1 (ko) Ｉｐｍ형 영구자석 회전기용 회전자의 조립 방법
EP2369719B1 (en) Rotor and permanent magnet rotating machine
KR101023044B1 (ko) 저손실 재료를 이용한 효율적인 고속 전기 장치
US11381123B2 (en) Hybrid stator core component design for axial flux motor
KR101672055B1 (ko) 영구자석식 회전기용 회전자
JPH08505036A (ja) 高電力密度電動機・発電機用固定子とその作成方法
KR101289289B1 (ko) 일체형 스테이터 코어를 갖는 모터
US10050502B2 (en) Double stator and motor comprising same
KR101343983B1 (ko) 액시얼 갭형 모터
US11876406B2 (en) Direct contact cooling of axial flux motor stator
US20180138760A1 (en) Amorphous magnetic component, electric motor using same and method for manufacturing same
US20050162034A1 (en) Soft magnetic composites
US10505405B2 (en) Electric machine having a rotor with first and second permanent magnets in different regions with different temperature ranges
JP2011176991A (ja) ローターコア及び電動機
KR101501059B1 (ko) 일체형 스테이터 코어를 갖는 더블로터 타입 모터
US20160190874A1 (en) Single stator and motor comprising same
KR102261361B1 (ko) 축방향 자속모터의 고정자, 이의 제조방법 및 축방향 자속모터 고정자의 철손 저감방법
KR20150022526A (ko) 일체형 스테이터 코어를 갖는 모터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170213

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180212

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190212

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200206

Year of fee payment: 7