KR20130009197A - 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전축이 내부에 고정결합되며 외주면을 따라 복수 개의 로터폴이 고정결합되는 로터 디스크를 상기 회전축 방향으로 복수 개 구비하는 로터, 상기 로터폴에 대향되고 코일이 권선되며, 복수 개의 상기 로터 디스크가 회전가능하게 수용되도록 상기 로터 디스크의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터를 구비하는 스테이터 어셈블리를 포함하고, 복수 개의 상기 스테이터와 이에 대향되는 복수 개의 상기 로터폴에 의해 자속이 축방향으로 이동하여 상기 스테이터를 순환하도록 자속 경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터를 제공한다.

Description

횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터{Transverse Type Switched Reluctance Motor}
본 발명은 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 자동차, 항공우주, 군수산업, 의료장비 등의 다양한 분야에서 전동기 수요가 크게 증가하고 있다. 특히, 희토류 물질의 가격 급등으로 영구자석을 활용하는 모터의 단가가 상승하여 새로운 대안으로서 스위치드 릴럭턴스(Switched Reluctance Motor, 이하 SR 모터)가 다시 주목을 받고 있다.
SR 모터의 구동원리는 자기저항(magnetic reluctance)의 변화에 따라 발생하는 릴럭턴스 토크(Reluctance Torque)를 이용하여 로터를 회전시키는 것이다.
일반적으로 스위치드 릴럭턴스 모터는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개의 고정돌극(11)을 구비하는 스테이터(10)와, 상기 복수 개의 고정돌극(11)과 대향되는 복수 개의 회전돌극(22)을 구비하는 로터(20)로 구성된다.
보다 구체적으로 상기 스테이터(10)는 상기 로터(20)를 향하도록 상기 스테이터(10)의 내주면의 원주 방향을 따라 일정한 간격을 두고 돌출 형성된 복수 개의 고정돌극(11)과 각각의 상기 고정돌극(11)에 권선되는 코일(12)로 이루어진다.
상기 로터(20)는 각각의 상기 고정돌극(11)과 대향되는 복수 개의 상기 회전돌극(22)이 원주방향으로 일정한 간격을 두고 돌출 형성된 코어(21)가 적층되어 이루어진다.
또한 상기 로터(20)의 중앙으로는 외부로 모터의 구동력을 전달하는 회전축(30)이 결합되어 상기 로터(20)와 함께 일체로 회전하게 된다.
그리고 상기 고정돌극(11)에는 집중권의 상기 코일(12)이 권선되는 반면 상기 로터(20)는 어떠한 여자장치, 예를 들어 코일의 권선 또는 영구자석 없이 철심만으로 구성된다.
따라서, 외부로부터 상기 코일(12)에 전류가 흐르게 되면 상기 코일(12)에서 발생되는 자기력에 의해 상기 로터(20)가 상기 코일(12) 방향으로 이동하는 릴럭턴스 토크가 발생하게 되어 상기 로터(20)는 자기회로의 저항이 최소가 되는 방향으로 회전하게 된다.
반면, 종래의 SR 모터에 있어서 자속 경로는 상기 스테이터(10) 및 로터(20)를 모두 통과하기 때문에 코어 로스(core loss)가 발행하는 문제점이 있다.
또한, 코어 로스 발생에 의해 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동력이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자속 경로가 짧아지도록 하여 코어 로스를 감소시키기 위한 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 복수 개로 적층 가능하고 확장성이 용이한 로터 및 스테이터를 제공함으로써 모터의 구동력이 향상되는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터로서, 회전축이 내부에 고정결합되며 외주면을 따라 복수 개의 로터폴이 고정결합되는 로터 디스크를 상기 회전축 방향으로 복수 개 구비하는 로터 및 상기 로터폴에 대향되고 코일이 권선되며, 복수 개의 상기 로터 디스크가 회전가능하게 수용되도록 상기 로터 디스크의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터를 구비하는 스테이터 어셈블리를 포함하고, 복수 개의 상기 스테이터와 이에 대향되는 복수 개의 상기 로터폴에 의해 자속이 축방향으로 이동하여 상기 스테이터를 순환하도록 자속 경로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터는 상기 로터 디스크와 대향되도록 복수 개의 스테이터 코어가 상기 로터 디스크의 적층 방향을 따라 적층되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터 코어는 상기 로터 디스크의 외측에 위치하여 상기 로터폴과 평형을 이루는 스테이터코어 바디, 상기 스테이터 코어 바디의 일단으로부터 상기 로터폴의 상면에 대향되도록 절곡되어 돌출형성된 제1 스테이터 돌극 및 상기 스테이터 코어 바디의 타단으로부터 상기 로터폴의 하면에 대향되도록 절곡되어 돌출형성된 제2 스테이터 돌극을 포함하고, 상기 스테이터 코어는 상기 로터 디스크가 회전하는 상기 회전축 방향에 대한 단면이 C 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터는 하나의 상기 스테이터 코어를 구성하는 제2 스테이터 돌극의 일측면과 다른 하나의 스테이터 코어를 구성하는 제1 스테이터 돌극의 일측면이 서로 결합되며, 다른 하나의 제2 스테이터 돌극의 타측면과 또 다른 스테이터 코어를 구성하는 제1 스테이터 돌극의 일측면이 서로 결합되어 계단식으로 적층되는 것을 특징으로 한다.
또한, 하나의 스테이터 코어의 외측면과 다른 하나의 스테이터 코어의 외측면 사이에 결합되는 보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로터 디스크는 상기 제1 스테이터 돌극과 제2 스테이터 돌극이 형성하는 간격 사이에 회전가능하게 수용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로터는 상기 스테이터 코어를 구성하는 제1 스테이터 돌극 또는 제2 스테이터 돌극이 수용되도록 상기 회전축 방향을 따라 서로 일정 간격 이격되어 순차적으로 배열되는 복수 개의 로터 디스크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로터폴은 상기 로터 디스크에 n개가 구비되고, 서로 일정간격 이격되어 위치하는 다른 하나의 로터 디스크에 구비된 n개의 로터폴과는 소정의 각도 차이만큼 비틀어져 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각도(θ) 차는 상기 로터 디스크에 형성되는 상기 로터폴 개수(n)에 의해 120°/n = 도(θ)만큼 각도 차이를 이루는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 다른 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터는 회전축이 내부에 고정결합되고 상기 회전축 방향을 따라 서로 일정간격 이격되어 순차적으로 배열되며, 외주면을 따라 복수 개의 로터폴이 고정결합되는 복수 개의 로터 디스크를 구비하는 로터, 상기 로터폴에 대향되고 코일이 권선되며, 복수 개의 상기 로터 디스크가 회전가능하게 수용되도록 상기 로터 디스크의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터를 구비하는 스테이터 어셈블리를 포함하고, 복수 개의 상기 스테이터와 이에 대향되는 복수 개의 상기 로터폴에 의해 자속이 축방향으로 이동하여 상기 스테이터를 순환하도록 자속 경로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터는 상기 로터 디스크의 외측에 위치하여 상기 로터폴과 평형을 이루는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어로부터 상기 로터폴 방향으로 돌출형성되는 복수 개의 스테이터 돌극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로터 디스크의 개수(m)에 따라 상기 스테이터 돌극 또한 m 개로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터는 회전축이 내부에 고정결합되고 상기 회전축 방향을 따라 서로 일정간격 이격되어 순차적으로 배열되며, 외주면을 따라 복수 개의 로터폴이 고정결합되는 복수 개의 로터 디스크를 구비하는 로터, 상기 로터폴에 대향되고 코일이 권선되며, 복수 개의 상기 로터 디스크가 회전가능하게 수용되도록 상기 로터 디스크의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터를 구비하는 스테이터 어셈블리를 포함하고, 복수 개의 상기 스테이터와 이에 대향되는 복수 개의 상기 로터폴에 의해 자속이 축방향으로 이동하여 상기 스테이터를 순환하도록 자속 경로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터는 상기 로터 디스크와 대향되도록 복수 개의 스테이터 코어가 상기 로터 디스크의 적층 방향을 따라 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터 코어는 상기 로터 디스크의 외측에 위치하여 상기 로터폴과 평형을 이루는 스테이터코어 바디, 상기 스테이터 코어 바디의 일단으로부터 상기 로터 디스크에 구비된 상기 로터폴의 상면에 대향되도록 절곡되어 돌출형성된 제1 스테이터 돌극 및 상기 스테이터 코어 바디의 타단으로부터 상기 로터 디스크에 구비된 상기 로터폴의 하면에 대향되도록 절곡되어 돌출형성된 제2 스테이터 돌극을 포함하고, 상기 스테이터 코어는 상기 로터 디스크가 회전하는 상기 회전축 방향에 대한 단면이 C 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터는 하나의 상기 스테이터 코어를 구성하는 제2 스테이터 돌극의 일측면과 다른 하나의 스테이터 코어를 구성하는 제1 스테이터 돌극의 일측면이 서로 결합되며, 다른 하나의 제2 스테이터 돌극의 타측면과 또 다른 스테이터 코어를 구성하는 제1 스테이터 돌극의 일측면이 서로 결합되어 계단식으로 적층되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테이터는 상기 로터 디스크의 외측에 위치하여 상기 로터폴과 평형을 이루는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어로부터 상기 로터폴 방향으로 돌출형성되는 복수 개의 스테이터 돌극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로터 디스크의 개수(m)에 따라 상기 스테이터 돌극 또한 m 개로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 자속 경로에 있어서, 회전축과 평행하게 이동하는 횡방향을 부가함으로써 자속 경로를 짧게 하여 코어 로스(core loss)를 줄이는 효과가 있다.
또한, 복수 개로 적층 가능하고 확장성이 용이한 로터 및 스테이터를 제공함으로써 상기 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동력이 향상되는 효과가 있다.
또한, 상기 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터를 세트 모듈화하여 상기 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터가 장착되는 제품이 요구하는 토크의 크기에 맞추어 상기 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터를 확장시 킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 개략적인 분해 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 스테이터의 개략적인 분해 사시도.
도 5a 내지 5c는 도 2에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 방법을 개략적으로 나타낸 평면도.
도 6는 도 2에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 자속의 흐름을 개략적으로 나타내는 사용 상태도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 개략적인 분해 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 자속의 흐름을 개략적으로 나타내는 사용 상태도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 개략적인 분해 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 자속의 흐름을 개략적으로 나타내는 사용 상태도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서 변형된 스테이터를 포함하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 개략적인 분해 사시도.
도 12는 도 11에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 자속의 흐름을 개략적으로 나타내는 사용 상태도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되 어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 개략적인 분해 사시도 이며, 도 4는 도 2에 도시된 스테이터의 개략적인 결합 사시도이고, 도 5a 내지 5c는 도 2에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 방법을 개략적으로 나타낸 평면도이며 도 6는 도 2에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 자속의 흐름을 개략적으로 나타내는 사용 상태도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터는 스테이터 어셈블리 및 상기 스테이터 어셈블리와의 자기력에 의해 발생하는 릴럭턴스 토크에 의해 일방향으로 회전하는 로터를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 로터는 복수 개의 로터폴(212)이 외주면을 따라 결합되는 복수 개의 로터 디스크(210, 220, 230)를 구비한다.
또한, 각각의 상기 로터 디스크(210, 220, 230)는 서로 일정 간격 이격되어 순차적으로 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 로터 디스크(210, 220, 230)의 중앙에는 상기 모터의 회전력을 외부로 전달하기 위한 회전축(20)이 고정결합되는 중공홀이 형성된다.
그리고, 상기 로터폴(212)은 금속 재질로 이루어진 여러 장의 철심 합판이 상기 회전축(20) 방향으로 적층됨으로써 구성되는데 본 발명의 실시예에 따라 상기 로터폴(212)은 직육면체 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 로터폴(212)의 수만큼 상기 로터폴(212)이 고정결합되는 로터폴 장착홈이 상기 로터 디스크의 외주면을 따라 복수 개 형성된다.
도시된 바와 같이, 상기 스테이터 어셈블리는 복수 개의 상기 로터 디스크(210, 220, 230)가 회전가능하게 수용되도록 복수 개의 상기 로터 디스크(210, 220, 230)의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터(100a, 100b, 100c)를 포함한다.
보다 구체적으로, 복수 개의 스테이터(100a, 100b, 100c)는 상기 로터 외측의 원주방향을 따라 원통 형상을 이루도록 배열되어 상기 로터를 회전 가능하도록 수용한다.
그리고, 본 발명의 실시예는 3상의 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터를 구현하기 위한 것으로서, 하나의 상을 구성하기 위하여 도시된 바와 같이 세 개의 스테이터가 하나의 쌍을 이루게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따라 3상을 구성하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 총 9개의 스테이터가 상기 로터 외측의 원주방향을 따라 배열된다.
보다 구체적으로, A상을 이루는 3개의 스테이터(100a), B상을 이루는 3개의 스테이터(100b) 및 C상을 이루는 3개의 스테이터(100c)로 구성되어 총 9개의 스테이터가 상기 스테이터 어셈블리를 구성한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라 하나의 상을 구성하는 세 개의 스테이터(100a, 100a, 100a)는 상기 회전축(20)을 중심으로 하나의 스테이터와 이웃하는 다른 하나의 스테이터 사이에 형성되는 각은 120°로 이루어지는 바람직하다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 스테이터(100a)는 각각의 상기 로터 디스크(210, 220, 230)마다 구비된 복수 개의 상기 로터폴(212, 222, 232)과 대향 되도록 복수 개의 스테이터 코어(110a, 120a, 130a)가 복수 개의 상기 로터 디스크(210, 220, 230)의 적층 방향인 상기 회전축(20) 방향으로 적층되어 이루어진다.
즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(110a)는 스테이터 코어 바디(111a), 제1 스테이터 돌극(112a) 및 제2 스테이터 돌극(113a)으로 구성된다.
보다 구체적으로 상기 스테이터 코어 바디(111a)는 상기 로터폴(212)에서부터 일정간격 이격되고 상기 로터폴(212)과 평형을 이루도록 상기 로터 디스크(210)의 외측에 위치한다.
또한, 상기 제1 스테이터 돌극(112a)은 상기 스테이터 코어 바디(111a)의 일단으로부터 상기 로터 디스크(210)에 구비된 상기 로터폴(212)의 상면에 대향되도록 절곡되어 돌출형성된다.
또한, 상기 제2 스테이터 돌극(113a)은 상기 스테이터 코어 바디(111a)의 하단으로부터 상기 로터 디스크(210)에 구비된 상기 로터폴(212)의 하면에 대향되도록 절곡되어 돌출형성 된다.
그리고, 상기 로터폴(212)의 상면과 제1 스테이터 돌극(112a)은 서로 일정 간격 이격되어 있으며, 또한 상기 로터폴(212)의 하면과 상기 제2 스테이터 돌극(113a)도 서로 일정 간격 이격되어 있어 상기 로터 폴(212)의 상,하면으로는 두 개의 에어 갭(air gap_AG)이 형성된다.
따라서, 상기 로터 디스크(210)는 상기 제 1 스테이터 돌극(112a) 및 제2 스테이터 돌극(113a)이 형성하는 간격에 회전가능하게 수용된다.
그리고, 상기 제1 스테이터 돌극(112a)과 제2 스테이터 돌극(113a) 사이의 상기 스테이터 코어 바디(111a) 영역에는 외부로부터 전원이 인가되는 코일(10)이 다수회 권선된다.
또한, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스테이터는(100a) 복수 개의 스테이터 코어(110a, 120a, 130a)가 적층되어 구성된다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 스테이터(100a)는 3개의 스테이터 코어(110a, 120a, 130a)가 적층되어 구성된다.
보다 구체적으로, 하나의 상기 스테이터 코어(110a)를 구성하는 제2 스테이터 돌극(113a)의 외측면에 다른 하나의 스테이터 코어(120a)를 구성하는 제1 스테이터 돌극(122a)이 결합되어 계단식으로 적층된다.
이에 따라서, 상기 로터가 회전하는 축 방향에 대한 단면이 E 형상을 이루게 된다.
그리고, 다른 하나의 스테이터 코어(120a)를 구성하는 제2 스테이터 돌극(123a)의 외측면에 또 다른 하나의 스테이터 코어(130a)를 구성하는 제1 스테이터 돌극(132a)이 결합되어 계단식으로 적층된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 상기 스테이터(110a)는 복수 개의 스테이터 코어(110a, 120a, 130a)가 계단식으로 적층되는데 하나의 스테이터 코어(110a)의 외측면과 다른 하나의 스테이터 코어(120a)의 외측면 사이에는 보강부재(11)가 결합되어 스테이터 코어(110a, 120a, 130a)간의 결합력을 향상시킨다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따라 스테이터를 구성하는 스테이터 코어의 적층 개수는 로터 디스크가 적층되는 개수에 의해 결정된다.
보다 구체적으로, 도 2 내지 도 5c에 도시된 본 발명의 실시예에서는 상기 로터 디스크는 3개(210, 220, 230)가 적층되어 상기 로터를 이루고 있다.
이에 따라서, 하나의 상기 스테이터(100a) 또한 3개의 스테이터 코어(110a, 120a, 130a)가 적층되어 이루어진다.
즉, 앞서 언급한 바와 같이 상기 스테이터 코어(110a)를 구성하는 제2 스테이터 돌극(113a)의 일측면과 다른 하나의 스테이터 코어(120a)를 구성하는 제1 스테이터 돌극(122a)의 일측면이 서로 결합된다.
그리고, 또 다른 하나의 스테이터 코어(130a)를 구성하는 제1 스테이터 돌극(132a)의 일측면이 다른 하나의 스테이터 코어(120a)를 구성하는 제2 스테이터 돌극(123a)의 타측면에 결합된다.
이로써, 총 3개의 상기 스테이터 코어(110a, 120a, 130a)가 계단식 적층 방식에 의해 결합된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따라 3개의 상기 로터 디스크(210a, 220a, 230)가 적층되어 이루어지는 상기 로터에 대향되는 하나의 상기 스테이터(100a)는 총 4개의 스테이터 돌극을 구비하게 된다.
또한, 로터 디스크는 적층 개수가 다양하게 변화 가능하고 로터 디스크에 대향되는 상기 스테이터 코어의 적층 개수 또한 다양하게 변화 가능하기 때문에 본 발명의 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터는 확장성이 용이하다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 로터 디스크(210)에 구비되는 복수 개의 로터폴(212)과 다른 하나의 로터 디스크(220)에 구비되는 복수 개의 로터폴(222)은 소정의 각도 차이(θ)만큼 비틀어져 각각의 상기 로터 디스크(210, 220)의 외주면을 따라 배열된다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따라 하나의 상기 로터 디스크(210)에는 6개의 상기 로터폴(212)이 배열된다.
그리고, 다른 하나의 로터 디스크(220)에도 동일 하게 6개의 상기 로터폴(222)이 배열되는데 앞서 배치된 상기 로터 디스크(210)의 상기 로터폴(212)과는 20°의 각도 차이를 이루게 된다.
즉, 앞서 언급한 로터 디스크 및 스테이터 코어의 확장성과 유사하게 상기 로터 디스크(210, 220, 230)에 배열되는 복수 개의 로터폴(212, 222, 232) 또한 다양한 확장성를 갖게 된다.
보다 구체적으로, 하나의 상기 로터 디스크(210)에 배열된 상기 로터폴(212)과 다른 하나의 상기 로터 디스크(220)에 배열된 상기 로터폴(222)의 상기 각도 차(θ)는 로터 디스크에 형성되는 로터폴 개수(n)에 의해 120°/n = 도(θ)만큼 각도 차이를 이루게 된다.
즉, 각도의 차가 30°인 경우 하나의 로터 디스크에 배열되는 로터폴은 4개이고, 20°인 경우는 6개가 되며, 15°인 경우 8개, 12°인 경우 10개 등으로, 다양하게 확장 가능하다.
도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 외부로부터 A상을 이루는 각각의 상기 스테이터 코어 바디(111a, 121a, 131a)에 권선된 상기 코일(10)에 전원이 인가되면 자기저항(magnetic reluctance)의 변화에 따라 릴럭턴스 토크가 발생 된다.
그 다음, 각각의 제1 및 제2 스테이터 돌극 사이에 수용된 복수 개의 로터 디스크는 상기 로터폴과 가장 근접한 상기 제1 및 제2 스테이터 돌극을 향하는 방향으로 회전하게 된다.
보다 구체적으로, 5a에 도시된 바와 같이 첫 번째 로터 디스크(210)에 대하여 설명하면 A상을 구성하는 첫 번째 스테이터 코어(110a)의 제1 및 제2 스테이터 돌극(112a, 113a)의 위치로 첫 번째 로터 디스크(210)에 배열되는 상기 로터폴(212)의 상,하면이 대향되도록 첫 번째 로터 디스크(210)가 구동된다.
그리고, 5b에 도시된 바와 같이 두 번째 로터 디스크(220)에 대하여 설명하면 A상을 구성하는 두 번째 스테이터 코어(120a)의 제1 및 제2 스테이터 돌극(122a, 123a)의 위치로 두 번째 로터 디스크(220)에 배열되는 상기 로터폴(222)의 상,하면이 대향되도록 두 번째 로터 디스크(220)가 구동된다.
보다 구체적으로, 첫 번째 스테이터 코어(110a)를 구성하는 제2 스테이터 돌극(113a)의 일측면에 결합된 두 번째 스테이터 코어(120a)의 제1 스테이터 돌극(122a)의 위치로 두 번째 로터 디스크(220)에 구비되는 상기 로터폴(222)의 상면이 대향되고, 제2 스테이터 돌극(123a)의 위치로는 상기 로터폴(222)의 하면이 대향되도록 상기 두 번째 로터 디스크(220)가 구동되는 것이다.
그리고, 5c에 도시된 바와 같이 세 번째 로터 디스크(230)에 대하여 설명하면 A상을 구성하는 세 번째 스테이터 코어(130a)의 제1 및 제2 스테이터 돌극(132a, 133a)의 위치로 세 번째 로터 디스크(230)에 배열되는 상기 로터폴(232)의 상,하면이 대향되도록 세 번째 로터 디스크(230)가 구동된다.
보다 구체적으로, 두 번째 스테이터 코어(120a)를 구성하는 제2 스테이터 돌극(123a)의 타측면에 결합된 세 번째 스테이터 코어(130a)의 제1 스테이터 돌극(132a)의 위치로 세 번째 로터 디스크(230)에 구비되는 상기 로터폴(232)의 상면이 대향되고, 제2 스테이터 돌극(133a)의 위치로는 상기 로터폴(232)의 하면이 대향되도록 세 번째 로터 디스크(230)가 구동되는 것이다.
이때, 복수 개의 상기 스테이터 코어 바디(111a, 121a, 131a)에 권선되 상기 코일(10)에 전원을 동시에 인가하게 되면, 복수 개의 상기 스테이터 코어(110a, 120a, 130a)와 복수 개의 상기 로터폴(212, 222, 232)에 흐르는 자속의 흐름은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(20)에 방향에 대한 단면이 C 형상을 연속적으로 이루는 상기 스테이터(100a)를 지나게 된다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따라 도시된 바와 같이 첫 번째 로터 디스크(210)를 기준으로 하여 설명하면 자속은 첫 번째 스테이터 코어(110a)와 두 번째 스테이터 코어(120a)의 일부분을 흐르게 된다.
보다 구체적으로 자속은 첫 번째 스테이터 코어(110a)를 구성하는 상기 스테이터 코어 바디(111a) -> 제1 스테이터 돌극(112a) -> 첫 번째 로터 디스크(210)에 구비된 로터폴(212) -> 첫 번째 스테이터 코어(110a)를 구성하는 제2 스테이터 돌극(113a)과 두 번째 스테이터 코어(120a)를 구성하고 상기 제2 스테이터 코어(113a)의 일측면에 결합되는 제1 스테이터 돌극(122a)을 지나게 되는 것이다.
그 다음, 본 발명의 실시예에 따라 상기 스테이터(110a)는 계단식으로 적층되기 때문에 두 번째 로터 디스크(220)를 기준으로 하여 설명하면 자속은 첫 번째 스테이터 코어(110a)의 일부분과 두 번째 스테이터 코어(120a) 및 세 번째 스테이터 코어(130a)의 일부분을 흐르게 된다.
보다 구체적으로 자속은 두 번째 스테이터 코어(120a)를 구성하는 상기 스테이터 코어 바디(121a) -> 첫 번째 스테이터 코어(110a)를 구성하는 상기 제2 스테이터 돌극(113a)과 두 번째 스테이터 코어(120a)를 구성하는 제1 스테이터 돌극(122a) -> 두 번째 로터 디스크(220)에 구비된 로터폴(222) -> 두 번째 스테이터 코어(120a)를 구성하는 제2 스테이터 돌극(123a)과 세 번째 스테이터 코어(130a)를 구성하는 제1 스테이터 돌극(132a)을 지나게 되는 것이다.
또한, 세 번째 로터 디스크(230)에 대하여 설명하면 자속은 두 번째 스테이터 코어(120a)의 일부분과 세 번째 스테이터 코어(130a)를 흐르게 된다.
보다 구체적으로, 자속은 세 번째 스테이터 코어(130a)를 구성하는 상기 스테이터 코어 바디(131a) -> 두 번째 스테이터 코어(120a)를 구성하는 상기 제2 스테이터 돌극(123a)과 세 번째 스테이터 코어(130a)를 구성하는 상기 제1 스테이터 돌극(132a) -> 세 번째 로터 디스크(230)에 구비된 로터폴(232) -> 세 번째 스테이터 코어(130a)를 구성하는 제2 스테이터 돌극(133a)을 지나게 되는 것이다.
이로써, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 A상을 이루는 각각의 상기 스테이터 코어 바디(111a, 121a, 131a)에 권선된 상기 코일(10)에 전원을 동시에 인가하게 되면 세 개의 상기 로터 디스크(210, 220, 230)는 복수 개의 상기 로터폴(212, 222 , 232)과 대향되는 각각의 제1 및 제2 스테이터 돌극 방향으로 동시에 구동하게 된다.
이로써, 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터의 자속 경로보다 자속 경로를 짧게 구성하도록 자속의 방향을 축 방향, 즉 횡방향으로 구성할 수 있게 된다.
이에 따라서, 상기 회전축 방향에 대한 단면이 C 형상을 연속적으로 이루는 상기 스테이터(100a)와 이에 대향되는 복수 개의 로터폴(212, 222, 232)에 의해 자속 경로를 짧게 함으로써 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터에 비해 코어 로스(core loss)를 줄이는 효과가 있다.
또한, 복수 개의 상기 로터 디스크를 포함하는 상기 로터와 복수 개의 스테이터를 포함하는 상기 스테이터 어셈블리를 하나의 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 세트 모듈로 구성할 수 있다.
따라서, 상기 회전축(20) 방향으로 동일한 구성을 갖는 다른 하나의 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 세트 모듈을 적층 할 수 있다.
이로써, 상기 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터가 장착되는 부품이 요구하는 토크의 크기에 맞추어 상기 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터를 확장시 킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 개략적인 분해 사시도이고 도 8은 도 7에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 자속의 흐름을 개략적으로 나타내는 사용 상태도 이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터에 대해 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터는 스테이터 어셈블리 및 상기 스테이터 어셈블리와의 자기력에 의해 발생하는 릴럭턴스 토크에 의해 일방향으로 회전하는 로터를 포함한다.
상기 로터는 서로 일정 간격 이격되어 배열되는 복수 개의 로터 디스크(410, 420, 430, 440)와 복수 개의 상기 로터 디스크(410, 420, 430, 440)의 외주면을 따라 배열되는 복수 개의 로터폴(40)을 포함한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따라 복수 개의 상기 로터 디스크(410, 420, 430, 440)의 외주면에 형성된 복수 개의 로터폴 장착홈(411, 421, 431, 441)의 위치는 첫 번째 로터 디스크(410)에서부터 두 번째 로터 디스크(420), 세 번째 로터 디스크(430) 및 네 번째 로터 디스크(440)에 이르기까지 모두 동일하다.
또한, 본 발명의 다른 실시에에 따른 로터 디스크의 적층 개수에 의한 로터의 일단부터 타단까지의 길이와 동일하게 로터폴의 길이가 결정되며 도시된 바와 같이 복수 개의 상기 로터폴(40)은 상기 회전축(20)과 평행한 바(bar) 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 로터는 4개의 로터 디스크(410, 420, 430, 440)가 적층되어 이루어지고, 동일한 위치에 형성된 상기 로터폴 장착홈(411, 421, 431, 441)으로는 상기 로터폴(40)이 고정결합된다.
그리고, 상기 스테이터 어셈블리를 구성하는 복수 개의 스테이터는 모두 동일한 형상으로 이루어진다.
또한, 상기 스테이터 어셈블리는 복수 개의 상기 로터 디스크(410, 420, 430, 440)가 회전가능하게 수용되도록 복수 개의 상기 로터 디스크(410, 420, 430, 440)의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터를 포함하는데, 도 7에서는 t상기 스테이터 어셈블리를 간략하게 도시 하고자 하나의 스테이터(300a) 만을 도시하였다.
그리고, 하나의 상기 스테이터(300a)는 스테이터 코어(310a)와 복수 개의 스테이터 돌극(311a, 312a, 313a, 314a)을 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 스테이터 코어(310a)는 상기 로터폴(40)과 평형을 이루고, 일정한 간격 이격되어 상기 로터의 외측에 위치한다.
또한, 상기 스테이터 코어(310a)로부터 상기 로터폴(40) 방향으로 복수 개의 상기 스테이터 돌극(311a, 312a, 313a, 314a)가 돌출형성된다.
그리고, 하나의 상기 스테이터 돌극(311a)과 다른 하나의 스테이터 돌극(312a) 사이의 스테이터 코어 영역에는 외부로부터 전원이 인가되는 코일이 다수회 권선된다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 복수 개의 상기 스테이터 돌극(311a, 312a, 313a, 314a)과 이에 대향되는 상기 로터폴(10) 사이에는 일정 간격 이격되어 있어 에어 갭(air gap_AG)을 형성한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라 로터 디스크의 적층 개수(m)에 따라 스테이터 돌극의 개수가 결정된다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 로터는 4개의 로터 디스크(410, 420, 430, 440)가 적층되어 이루어지고 이에 따라 상기 스테이터(300a)는 각각의 상기 로터 디스크(410, 420, 430, 440)의 외측면에 대향되는 4개의 스테이터 돌극(311a, 312a, 313a, 314a)을 구비한다.
즉, 첫 번째 로터 디스크(410)는 첫 번째 스테이터 돌극(311a)와 대향되고, 두 번째 로터 디스크(420)는 두 번째 스테이터 돌극(312a)와 대향되는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 스테이터(300a)와 상기 로터폴(40)에 흐르는 자속의 흐름은 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 코일이 권선된 상기 스테이터 코어(310a) 및 복수 개의 스테이터 돌극(311a, 312a, 313a, 314a) 그리고 바(bar) 형상으로 이루어지는 상기 로터폴(40)을 지나게 된다.
즉, 도시된 바와 같이 하나의 상을 이루는 상기 스테이터 코어(310a)에 권선된 상기 코일에 전원을 동시에 인가하게 되면 세 개의 상기 로터 디스크는 상기 로터폴(40)과 대향되는 복수 개의 상기 스테이터 돌극(311a, 312a, 313a, 314a) 방향으로 동시에 구동하게 된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 개략적인 분해 사시도이고 도 10은 도 9에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 자속의 흐름을 개략적으로 나타내는 사용 상태도 이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터에 대해 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터는 스테이터 어셈블리 및 상기 스테이터 어셈블리와의 자기력에 의해 발생하는 릴럭턴스 토크에 의해 일방향으로 회전하는 로터를 포함한다.
상기 로터는 서로 일정 간격 이격되어 배열되는 복수 개의 로터 디스크(610, 620, 630, 640)와 복수 개의 상기 로터 디스크(610, 620, 630, 640)의 외주면을 따라 배열되는 복수 개의 로터폴(60)을 포함한다.
즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 각각의 로터 디스크의 외주면에는 복수 개의 로터폴 장착홈(611, 621, 622, 631, 632, 641)이 형성된다.
보다 구체적으로, 도시된 바와 같이 하나의 상기 로터폴(60)은 두 개의 로터 디스크에 결합된다.
즉, 첫 번째 상기 로터 디스크(610)와 두 번째 로터 디스크(620)를 기준으로 설명하면 본 발명의 실시예와 유사하게 첫 번째 상기 로터 디스크(610)에 형성된 상기 로터폴 장착홈(611)과 두 번째 상기 로터 디스크(620)에 형성된 상기 로터폴 장착홈(622)은 일정 각도 차이만큼 비틀어져 위치한다.
또한, 추가로 두 번째 상기 로터 디스크(620)의 외주면에는 첫 번째 상기 로터 디스크(610)에 형성된 상기 로터폴 장착홈(611)과 대향되는 동일한 위치에 상기 로터폴 장착홈(621)이 형성된다.
보다 구체적으로, 첫 번째 로터 디스크(610)와 마지막 로터 디스크(640)를 제외한 나머지 중간층에 배열된 로터 디스크(620, 630)에는 앞선 로터 디스크의 로터폴 장착홈과 일정한 각도 차이만큼 비틀어져 로터폴 장착홈이 형성된다.
또한, 추가로 중간층에 배열되는 로터 디스크는 앞선 로터 디스크의 로터폴 장착홈과 대향되는 동일한 위치에도 로터폴 장착홈이 형성된다.
즉, 첫 번째와 마지막 로터 디스크에 형성되는 로터폴 장착홈의 개수(n)와 비교하여 중간층에 배열된 로터 디스크에 형성되는 로터폴 장착홈은 2n 개가 된다.
이로써, 첫 번째 상기 로터 디스크(610)와 두 번째 로터 디스크(610)를 연결하는 상기 로터폴(60)과 두 번째 상기 로터 디스크(620)와 세 번째 상기 로터 디스크(630)를 연결하는 상기 로터폴(60)은 일정한 각도 차이만큼 비틀어져 위치하게 된다.
그리고, 상기 스테이터 어셈블리를 구성하는 복수 개의 스테이터는 모두 동일한 형상으로 이루어진다.
또한, 상기 스테이터 어셈블리는 복수 개의 상기 로터 디스크(610, 620, 630, 640)가 회전가능하게 수용되도록 복수 개의 상기 로터 디스크(610, 620, 630, 640)의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터를 포함하는데, 도 9에서는상기 스테이터 어셈블리를 간략하게 도시 하고자 복수 개의 스테이터 코어(110a, 120a, 130a)가 적층되어 이루어지는 하나의 스테이터(100a) 만을 도시하였다.
보다 구체적으로, 스테이터 코어(110a)는 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코어와 동일하게 스테이터 코어 바디(111a), 제1 스테이터 돌극(112a) 및 제2 스테이터 돌극(113a)을 포함한다.
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이 첫 번째 스테이터 코어(110a)는 첫 번째 로터 디스크(610)와 두 번째 로터 디스크(620)을 연결하는 상기 로터폴(60)과 대향된다.
보다 구체적으로, 상기 제1 스테이터 돌극(112a)은 첫 번째 로터 디스크(610)에 위치하는 상기 로터폴(60)의 측면과 대향되고, 상기 제2 스테이터 돌극(113a)은 두 번째 로터 디스크(620)에 위치하는 상기 로터폴(60)의 측면과 대향된다.
또한, 두 번째 스테이터 코어(120a)는 두 번째 로터 디스크(620)와 세 번째 로터 디스크(630)를 연결하는 상기 로터폴(60)과 대향된다.
보다 구체적으로, 첫 번째 스테이터 코어(110a)의 제2 스테이터 돌극(113a)의 일측면에 결합되는 두 번째 스테이터 코어(120a)의 제1 스테이터 돌극(122a)은 두 번째 로터 디스크(610)에 위치하는 상기 로터폴(60)의 측면과 대향되고, 제2 스테이터 돌극(123a)은 세 번째 로터 디스크(630)에 위치하는 상기 로터폴(60)의 측면과 대향된다.
또한, 세 번째 스테이터 코어(130a)는 세 번째 로터 디스크(630)와 네 번째 로터 디스크(640)를 연결하는 상기 로터폴(40)과 대향된다.
보다 구체적으로, 두 번째 스테이터 코어(120a)의 제2 스테이터 돌극(123a)의 타측면에 결합되는 세 번째 스테이터 코어(130a)의 제1 스테이터 돌극(132a)은 세 번째 로터 디스크(630)에 위치하는 상기 로터폴(600의 측면과 대향되고, 제2 스테이터 돌극(133a)은 네 번째 로터 디스크(640)에 위치하는 상기 로터폴(60)의 측면과 대향된다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 상기 스테이터(110a)와 상기 로터폴(60)에 흐르는 자속의 흐름은 도 10에 도시된 바와 같이, 복수 개의 상기 스테이터 코어(110a, 120a, 130a) 및 이에 대향되고 복수 개의 로터 디스크(610, 620, 630, 640)를 각각 연결하는 바(bar) 형상으로 이루어지는 상기 로터폴(60)을 지나게 된다.
즉, 도시된 바와 같이 하나의 상을 이루는 상기 스테이터 코어(100a)에 권선된 상기 코일에 전원을 동시에 인가하게 되면 네 개의 상기 로터 디스크(610, 620, 630, 640)는 상기 로터폴(60)과 대향되는 복수 개의 상기 스테이터 코어(110a, 120, 130a)에 돌출형성된 각각의 상기 제1 스테이터 돌극(112a, 122a, 132a) 및 상기 제2 스테이터 돌극(113a, 123, 133a) 방향으로 동시에 구동하게 된다.
이에 따라서, 스테이터 코어 바디에 권선되는 코일에서 발생하는 자기력이 종래의 스위치드 릴럭턴스 모터의 코일에서 발생하는 자기력보다 균일하게 분포되어 순간적으로 릴럭턴스 토크가 발생하거나 없어지는 것을 방지할 수 있다.
즉, 갑작스럽게 릴럭턴스 토크가 변하게 되어 발생하는 토크 리플을 방지하게 되어 상기 로터의 진동이 감소되고 이로써 상기 모터에서 발생하는 진동 소음 또한 감소하게 된다.
또한, 상기 로터에 진동이 발생하지 않게 됨으로써 상기 모터의 오작동을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서 변형된 스테이터를 포함하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 개략적인 분해 사시도이고, 도 12는 도 11에 도시된 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터의 자속의 흐름을 개략적으로 나타내는 사용 상태도 이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 앞서 언급한 본 발명의 다른 실시예에서 설명한 스테이터 어셈블리와 동일하다.
즉, 상기 스테이터 어셈블리를 구성하는 복수 개의 스테이터는 모두 동일한 형상으로 이루어진다.
또한, 상기 스테이터 어셈블리는 복수 개의 상기 로터 디스크(610, 620, 630, 640)가 회전가능하게 수용되도록 복수 개의 상기 로터 디스크(610, 620, 630, 640)의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터를 포함하는데, 도 11에서는 상기 스테이터 어셈블리를 간략하게 도시 하고자 하나의 스테이터(300a) 만을 도시하였다.
그리고, 하나의 상기 스테이터(300a)는 스테이터 코어(310a)와 복수 개의 스테이터 돌극(311a, 312a, 313a, 314a)을 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 스테이터 코어(310a)는 상기 로터폴(60)과 평형을 이루고, 일정한 간격 이격되어 상기 로터의 외측에 위치한다.
또한, 상기 스테이터 코어(310a)로부터 상기 로터폴(60) 방향으로 복수 개의 상기 스테이터 돌극(311a, 312a, 313a, 314a)가 돌출형성된다.
이에 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 스테이터(300a)와 두 개의 로터 디스크를 연결하는 상기 로터폴(60)에 흐르는 자속의 흐름은 도 12에 도시된 바와 같이 다음과 같다.
첫 번째 스테이터 돌극(311a)과 두 번째 스테이터 돌극(312a) 사이에 권선된 첫 번째 코일에 전원을 인가하게 되면 실선으로 도시된 자속(f1)은 상기 코일이 권선된 상기 스테이터 코어 영역에서부터 첫 번째 스테이터 돌극(311a)으로 흐른다.
그 다음 첫 번째 로터 디스크(610)와 두 번째 로터 디스크(620)를 연결하는 상기 로터폴(60) 방향으로 자속이 흐르게 된다.
그 다음 첫 번째 로터 디스크(610)와 두 번째 로터 디스크(620)를 연결하는 상기 로터폴(60)을 지난 자속은 두 번째 스테이터 돌극(312a)으로 흐르게 된다.
또한, 앞에서 언급한 방법과 동일하게 첫 번째 코일에 인가되는 전원을 정지하고 두 번째 스테이터 돌극(312a)과 세 번째 스테이터 돌극(313a) 사이에 권선된 두 번째 코일에 전원을 인가하게 되면, 점선으로 도시된 자속(f2)는 도시된 바와 같이 두 번째 스테이터 돌극(312a)과, 두 번째 로터 디스크(620) 및 세 번째 로터 디스크(630)를 연결하는 상기 로터폴(60) 그리고 세 번째 스테이터 돌극(313a)으로 자속이 흐르게 된다.
그 다음에는 앞에서 언급한 방법과 동일하게 두 번째 코일에 인가되는 전원을 정지하고 세 번째 스테이터 돌극(313a)과 네 번째 스테이터 돌극(314a)에 권선된 상기 코일에 전원을 인가하게 되면 점선으로 도시된 자속(f3)는 도시된 바와 같이 자속이 흐르게 된다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서 상기 스테이터(300a)를 포함하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터는 상기 스테이터(300a)에 권선된 각각의 상기 코일에 동시에 전원을 인가하는 방식이 아니라 하나의 코일만을 이용하는 방식이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100a, 100b, 100c: 스테이터
110a, 120a, 130a: 스테이터 코어
111a, 121a, 131a: 스테이터 코어 바디
112a, 122a, 132a: 제1 스테이터 돌극
113a, 123a, 133a: 제2 스테이터 돌극
210, 220, 230: 로터 디스크 212, 222, 232: 로터폴
300a: 스테이터 310a: 스테이터 코어
311a, 312a, 313a, 314a: 스테이터 돌극
410, 420, 430, 440: 로터 디스크
411, 421, 431, 441: 로터폴 장착홈
610, 620, 630, 640: 로터 디스크
611, 621, 622, 631, 632, 641: 로터폴 장착홈
10: 코일 11: 보강부재
20: 회전축 40, 60: 로터폴

Claims (18)

  1. 회전축이 내부에 고정결합되며 외주면을 따라 복수 개의 로터폴이 고정결합되는 로터 디스크를 상기 회전축 방향으로 복수 개 구비하는 로터; 및
    상기 로터폴에 대향되고 코일이 권선되며, 복수 개의 상기 로터 디스크가 회전가능하게 수용되도록 상기 로터 디스크의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터를 구비하는 스테이터 어셈블리를 포함하고,
    복수 개의 상기 스테이터와 이에 대향되는 복수 개의 상기 로터폴에 의해 자속이 축방향으로 이동하여 상기 스테이터를 순환하도록 자속 경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테이터는
    상기 로터 디스크와 대향되도록 복수 개의 스테이터 코어가 상기 로터 디스크의 적층 방향을 따라 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스테이터 코어는
    상기 로터 디스크의 외측에 위치하여 상기 로터폴과 평형을 이루는 스테이터코어 바디;
    상기 스테이터 코어 바디의 일단으로부터 상기 로터폴의 상면에 대향되도록 절곡되어 돌출형성된 제1 스테이터 돌극; 및
    상기 스테이터 코어 바디의 타단으로부터 상기 로터폴의 하면에 대향되도록 절곡되어 돌출형성된 제2 스테이터 돌극을 포함하고,
    상기 스테이터 코어는 상기 로터 디스크가 회전하는 상기 회전축 방향에 대한 단면이 C 형상인 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 스테이터는
    하나의 상기 스테이터 코어를 구성하는 제2 스테이터 돌극의 일측면과 다른 하나의 스테이터 코어를 구성하는 제1 스테이터 돌극의 일측면이 서로 결합되며, 다른 하나의 제2 스테이터 돌극의 타측면과 또 다른 스테이터 코어를 구성하는 제1 스테이터 돌극의 일측면이 서로 결합되어 계단식으로 적층되는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    하나의 스테이터 코어의 외측면과 다른 하나의 스테이터 코어의 외측면 사이에 결합되는 보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 로터 디스크는
    상기 제1 스테이터 돌극과 제2 스테이터 돌극이 형성하는 간격 사이에 회전가능하게 수용되는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 로터는
    상기 스테이터 코어를 구성하는 제1 스테이터 돌극 또는 제2 스테이터 돌극이 수용되도록 상기 회전축 방향을 따라 서로 일정 간격 이격되어 순차적으로 배열되는 복수 개의 로터 디스크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 로터폴은
    상기 로터 디스크에 n개가 구비되고, 서로 일정간격 이격되어 위치하는 다른 하나의 로터 디스크에 구비된 n개의 로터폴과는 소정의 각도 차이만큼 비틀어져 배열되는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 각도(θ) 차는
    상기 로터 디스크에 형성되는 상기 로터폴 개수(n)에 의해 120°/n = 도(θ)만큼 각도 차이를 이루는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  10. 회전축이 내부에 고정결합되고 상기 회전축 방향을 따라 서로 일정간격 이격되어 순차적으로 배열되며, 외주면을 따라 복수 개의 로터폴이 고정결합되는 복수 개의 로터 디스크를 구비하는 로터; 및
    상기 로터폴에 대향되고 코일이 권선되며, 복수 개의 상기 로터 디스크가 회전가능하게 수용되도록 상기 로터 디스크의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터를 구비하는 스테이터 어셈블리를 포함하고,
    복수 개의 상기 스테이터와 이에 대향되는 복수 개의 상기 로터폴에 의해 자속이 축방향으로 이동하여 상기 스테이터를 순환하도록 자속 경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 스테이터는
    상기 로터 디스크의 외측에 위치하여 상기 로터폴과 평형을 이루는 스테이터 코어; 및
    상기 스테이터 코어로부터 상기 로터폴 방향으로 돌출형성되는 복수 개의 스테이터 돌극을 포함하는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 로터 디스크의 개수(m)에 따라 상기 스테이터 돌극 또한 m 개로 구성되는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  13. 회전축이 내부에 고정결합되고 상기 회전축 방향을 따라 서로 일정간격 이격되어 순차적으로 배열되며, 외주면을 따라 복수 개의 로터폴이 고정결합되는 복수 개의 로터 디스크를 구비하는 로터; 및
    상기 로터폴에 대향되고 코일이 권선되며, 복수 개의 상기 로터 디스크가 회전가능하게 수용되도록 상기 로터 디스크의 원주방향을 따라 배열되는 복수 개의 스테이터를 구비하는 스테이터 어셈블리를 포함하고,
    복수 개의 상기 스테이터와 이에 대향되는 복수 개의 상기 로터폴에 의해 자속이 축방향으로 이동하여 상기 스테이터를 순환하도록 자속 경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 스테이터는
    상기 로터 디스크와 대향되도록 복수 개의 스테이터 코어가 상기 로터 디스크의 적층 방향을 따라 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 스테이터 코어는
    상기 로터 디스크의 외측에 위치하여 상기 로터폴과 평형을 이루는 스테이터코어 바디;
    상기 스테이터 코어 바디의 일단으로부터 상기 로터 디스크에 구비된 상기 로터폴의 상면에 대향되도록 절곡되어 돌출형성된 제1 스테이터 돌극; 및
    상기 스테이터 코어 바디의 타단으로부터 상기 로터 디스크에 구비된 상기 로터폴의 하면에 대향되도록 절곡되어 돌출형성된 제2 스테이터 돌극을 포함하고,
    상기 스테이터 코어는 상기 로터 디스크가 회전하는 상기 회전축 방향에 대한 단면이 C 형상인 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 스테이터는
    하나의 상기 스테이터 코어를 구성하는 제2 스테이터 돌극의 일측면과 다른 하나의 스테이터 코어를 구성하는 제1 스테이터 돌극의 일측면이 서로 결합되며, 다른 하나의 제2 스테이터 돌극의 타측면과 또 다른 스테이터 코어를 구성하는 제1 스테이터 돌극의 일측면이 서로 결합되어 계단식으로 적층되는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  17. 청구항 13 있어서,
    상기 스테이터는
    상기 로터 디스크의 외측에 위치하여 상기 로터폴과 평형을 이루는 스테이터 코어; 및
    상기 스테이터 코어로부터 상기 로터폴 방향으로 돌출형성되는 복수 개의 스테이터 돌극을 포함하는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 로터 디스크의 개수(m)에 따라 상기 스테이터 돌극 또한 m 개로 구성되는 것을 특징으로 하는 횡방향 스위치드 릴럭턴스 모터.
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