KR20150122157A

KR20150122157A - 회전 커플링에 의해 발생하는 노이즈 감소를 위한 장치, 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20150122157A
Application number: KR1020157023841A
Authority: KR
Inventors: 댄 듀란드; 제이슨 코비; 마이크 톰착; 정관 리; 스티븐 크누센
Original assignee: 매그너드라이브 코포레이션
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2014-02-13
Publication date: 2015-10-30
Also published as: BR112015020206A2; JP2016508024A; CA2899035A1; EP2962384A1; US20140239762A1; WO2014133780A1; MX2015010405A; AR094916A1; CN105027401A; IL240254A0; TW201503550A; AU2014223914A1

Abstract

컨덕터 로터 어셈블리와 마그넷 로터 어셈블리의 상대 회전에 의해 작동하는 가변속 자기 드라이브 유닛을 위한 히트싱크 요소는 베이스부 및 다수의 핀 그루핑을 포함한다. 베이스부는 컨덕터 로터 어셈블리에 연결되도록 크기와 치수가 맞추어진 장착면 및 대향하는 대류성 열전달면을 포함한다. 다수의 핀 그루핑은 베이스부의 대류성 열전달면으로부터 연장된다. 각 핀 그루핑 내의 인접 핀은 핀의 종방향을 따라 연장된 채널에 의해 분리된다. 다수의 핀 그루핑은 종방향을 실질적으로 횡단하도록 연장된 적어도 하나의 슬롯에 의해 분리된다.

Description

회전 커플링에 의해 발생하는 노이즈 감소를 위한 장치, 시스템 및 방법{APPARATUS, SYSTEMS AND METHODS FOR REDUCING NOISE GENERATED BY ROTATING COUPLINGS}

이 출원은 2013년 2월 27일에 출원된 미국 가출원 제61/770,003호에 대한 미국특허법 제119조(e)의 이익을 주장하며, 이는 그 전체로서 여기에 참조로 포함된다.

본 발명은 가변속 자기 드라이브 시스템(adjustable speed magnetic drive system)을 위한 히트싱크 어셈블리 및 연관된 개량 방법에 관한 것이다.

가변속 자기 드라이브 시스템은 모터로부터 부하로 에어 갭을 가로질러 토크를 전달함에 의해 작동한다. 장비의 구동하는 및 구동되는 측 사이에는 기계적인 연결이 없다. 토크는 드라이브 일측의 강력한 희토류 자석과 타측의 유도된 자기장의 상호작용에 의해 생성된다. 에어 갭 간격을 변화시킴으로써, 전달되는 토크의 양이 제어될 수 있으며, 이에 따라 속도 제어를 허용한다.

통상적으로, 이 유형의 가변속 드라이브는 3개의 구성요소 세트로 구성된다. 희토류 자석(magnet)을 포함하는 마그넷 로터 어셈블리(magnet rotor assembly)가 부하에 부착된다. 컨덕터 로터 어셈블리(conductor rotor assembly)는 모터에 부착된다. 컨덕터 로터 어셈블리는 알루미늄, 구리, 또는 놋쇠와 같은 전도성 재료(conductive material)로 만들어진 로터를 포함한다. 액츄에이션(actuation) 구성요소가 마그넷 로터와 컨덕터 로터 사이의 에어 갭 간격을 제어한다. 컨덕터 및 마그넷 로터 어셈블리의 상대 회전이 에어 갭을 가로질러 강력한 자기 커플링을 유도한다. 마그넷 로터와 컨덕터 로터 사이의 에어 갭 간격을 변화시키는 것은 제어된 출력 속도를 가져온다. 출력 속도는 조정될 수 있고, 제어될 수 있으며, 반복될 수 있다.

자기 유도의 원리는 자석과 컨덕터(conductor) 사이의 상대 운동을 요구한다. 이는 출력 속도가 항상 입력 속도 이하임을 의미한다. 속도의 차이는 슬립(slip)으로 알려져 있다. 일반적으로, 전체 한도(full rating) 모터 속도에서 작동하는 동안의 슬립은 1%와 3% 사이이다.

컨덕터 로터에 대한 자석의 상대 운동은 컨덕터 재료 내에 와류(eddy currents)가 유도되는 원인이 된다. 와류는 다시 그 자신의 자기장을 생성한다. 마그넷 로터로부터 컨덕터 로터로 토크가 전달되도록 허용하는 것은 영구 자석의 장과 유도된 와류 자기장의 상호작용이다. 컨덕터 재료 내의 전기적 와류는 컨덕터 재료의 전기적 가열을 일으킨다.

통상, 컨덕터 로터의 외부 표면에 핀이 배열되어 드라이브 유닛의 작동 동안 열의 제거를 돕는다. 도 1 및 2는 하나의 이러한 종래 구성을 도시한다. 가변속 드라이브(10)는 스페이서(16)에 의해 서로 연결된 컨덕터 로터(12, 14)를 포함한다. 다수의 열전달 요소(20)가 컨덕터 로터(12, 14)의 외부 표면 상에 원주상으로 배열된다. 도 2a-2c에 나타난 바와 같이, 각 열전달 요소(20)는 베이스(22)로부터 연장되어 핀(26) 사이에 다수의 채널(28)을 정의하는 다수의 핀(26)을 포함한다. 열전달 요소(20)는 베이스(22) 내의 개구(24)를 통해 컨덕터 로터(12, 14)에 고정될 수 있다. 열전달 요소(20)는 핀(26)과 채널(28)이 컨덕터 로터(12, 14)의 회전축에 대해 실질적으로 방사 방향으로 연장되도록 컨덕터 로터(12, 14)에 연결된다. 가변속 드라이브가 작동함에 따라, 로터(12, 14)의 회전은 공기가 채널(28)을 통해 방사상으로 바깥쪽으로 흐르도록 하며, 이에 따라 컨덕터 로터(12, 14)를 냉각한다.

가변속 드라이브의 컨덕터 로터 상에 히트싱크 어셈블리를 포함시키는 것이 작동하는 동안 용인할 수 없는 양의 노이즈를 발생시키는 것이 관찰되었다. 또한, 히트싱크의 핀 높이를 감소시킴에 의하여, 가변속 드라이브의 저속 동작에 대해 음량 수준을 용인할 수 있는 범위로 감소시킬 수 있는 것이 관찰되었다. 핀과 히트싱크 요소에 걸쳐 슬롯을 포함시키는 것이 또한, 고속 동작을 포함하여, 음량 수준 감소에 유리한 효과를 갖는 것이 또한 관찰되었다.

컨덕터 로터 어셈블리와 마그넷 로터 어셈블리의 상대 회전에 의해 작동하는 가변속 자기 드라이브 유닛을 위한 히트싱크 요소는, 컨덕터 로터 어셈블리에 연결되도록 크기와 치수가 맞추어진(sized and dimensioned) 장착면, 및 대향하는 대류성 열전달면을 포함하는 베이스부; 및 베이스부의 대류성 열전달면으로부터 연장된 다수의 핀 그루핑(a plurality of groupings of fins)으로서, 각 핀 그루핑 내의 인접 핀은 핀의 종방향을 따라 연장된 채널에 의해 분리되며, 다수의 핀 그루핑은 종방향을 실질적으로 횡단하도록 연장된 적어도 하나의 슬롯에 의해 분리되는, 다수의 핀 그루핑을 포함하는 것으로 요약될 수 있다. 각 그루핑 내의 핀 높이는 그루핑에 걸쳐 변할 수 있다. 핀의 높이는 히트싱크 요소의 중심선을 향해 선형으로 증가하여 텐트 모양의 프로필을 형성할 수 있다. 각 그루핑 내의 핀의 높이는 그루핑에 걸쳐 변하여 비선형, 곡선 프로필을 형성할 수 있다. 다수의 핀 그루핑은 종방향을 실질적으로 횡단하도록 연장된 두 개 이상의 슬롯에 의해 분리될 수 있다.

가변속 자기 드라이브 유닛은, 마그넷 로터 어셈블리; 마그넷 로터 어셈블리와 컨덕터 로터 어셈블리 사이에 에어 갭이 존재하고 컨덕터 및 마그넷 로터 어셈블리의 상대 회전이 에어 갭을 가로질러 자기 커플링을 유도하도록 마그넷 로터 어셈블리에 대하여 위치하는 컨덕터 로터 어셈블리; 및 컨덕터 어셈블리에 연결된 히트싱크 어셈블리로서, 히트싱크 어셈블리는 컨덕터 어셈블리의 회전 축에 대하여 실질적으로 원주 방향으로 배열된 다수의 핀 그루핑을 포함하고, 다수의 핀 원주 어레이는 컨덕터 로터 어셈블리의 회전 축에 대한 방사 방향을 실질적으로 횡단하도록 연장되는 적어도 하나의 슬롯에 의해 분리되는, 히트싱크 어셈블리를 포함하는 것으로 요약될 수 있다. 히트싱크 어셈블리는 컨덕터 로터 어셈블리의 외부 표면에 배열된 다수의 히트싱크 요소를 포함할 수 있으며, 각 히트싱크 요소는 다수의 핀 그루핑을 포함할 수 있다. 히트싱크 어셈블리의 적어도 하나 상에서, 다수의 핀 그루핑 각각 내의 핀의 높이는 각 핀 그루핑에 걸쳐 변할 수 있다. 히트싱크 어셈블리의 적어도 하나 상에서, 핀은 텐트 모양의 프로필을 정의할 수 있다. 히트싱크 어셈블리의 적어도 하나 상에서, 핀은 곡선형 프로필을 정의할 수 있다. 각 히트싱크 요소는 방사 방향을 실질적으로 횡단하도록 연장되는 두 개 이상의 슬롯을 포함할 수 있다.

컨덕터 로터 어셈블리와 마그넷 로터 어셈블리의 상대 회전에 의해 작동하는 가변속 자기 드라이브 유닛에 의해 발생하는 노이즈를 감소시키는 방법은, 컨덕터 로터 어셈블리로부터 제1 히트싱크 요소를 제거하는 단계로서, 제1 히트싱크 요소는 컨덕터 로터 어셈블리의 회전축에 대해 실질적으로 방사 방향으로 연장된 제1 다수의 핀을 포함하는, 제1 히트싱크 요소를 제거하는 단계; 및 이어서 컨덕터 로터 어셈블리에 제1 히트싱크 요소 대신 제2 히트싱크 요소를 연결하는 단계로서, 제2 히트싱크 요소는 컨덕터 로터 어셈블리의 회전축에 대해 실질적으로 방사 방향으로 연장된 제2 다수의 핀을 포함하고, 제2 다수의 핀의 전체 노출 표면 영역은 제1 다수의 핀의 전체 노출 표면 영역보다 작은 제2 히트싱크 요소를 연결하는 단계를 포함하는 것으로 요약될 수 있다. 제1 다수의 핀의 평균 핀 높이는 제2 다수의 핀의 평균 핀 높이보다 높을 수 있다. 제1 다수의 핀은 제1 히트싱크 요소 상의 방사 방향 내에서 연속적으로 연장될 수 있으며, 제2 다수의 핀은 방사 방향을 실질적으로 횡단하도록 연장되며 제2 다수의 핀을 적어도 두 개의 방사상 그루핑으로 분리하는 적어도 하나의 슬롯을 포함할 수 있다. 제1 다수의 핀의 평균 핀 높이는 제2 다수의 핀의 평균 핀 높이와 실질적으로 동일할 수 있다.

도면 내에서, 동일한 참조번호는 유사한 요소 또는 동작을 식별한다.
도 1a는 가변속 드라이브 상의 종래 히트싱크 배열의 등측도(isometric view)이다.
도 1b는 도 1a의 가변속 드라이브의 정면도이다.
도 1c는 도 1a의 가변속 드라이브의 좌측면도이다.
도 1d는 도 1a의 가변속 드라이브의 우측면도이다.
도 2a는 도 1a-1d의 가변속 드라이브의 종래 히트싱크의 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 히트싱크의 정면도이다.
도 2c는 도 2b의 히트싱크의 등측도이다.
도 3은 가변속 드라이브에 대한 다양한 회전 속도에서 다양한 히트싱크 배열에 의해 발생되는 음량 수준을 나타낸다.
도 4a는 도 2a-2c에 나타난 히트싱크 요소에 비하여 감소된 핀 높이를 갖는 히트싱크 요소의 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 히트싱크 요소의 정면도이다.
도 4c는 도 4a의 히트싱크 요소의 등측도이다.
도 5a는 본 개시의 일 양상에 따른 가변속 드라이브의 등측도이다.
도 5b는 도 5a의 가변속 드라이브의 정면도이다.
도 5c는 도 5a의 가변속 드라이브의 좌측면도이다.
도 5d는 도 5a의 가변속 드라이브의 우측면도이다.
도 6a는 도 5a의 가변속 드라이브와 함께 사용되는 히트싱크 요소의 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 히트싱크 요소의 정면도이다.
도 6c는 도 6a의 히트싱크 요소의 등측도이다.
도 7a는 본 개시의 다른 양상에 따른 가변속 드라이브이다.
도 7b는 도 7a의 가변속 드라이브의 정면도이다.
도 7c는 도 7a의 가변속 드라이브의 좌측면도이다.
도 7d는 도 7a의 가변속 드라이브의 우측면도이다.
도 8a는 도 7a-7d에 도시된 가변속 드라이브와 함께 사용되는 히트싱크 요소의 평면도이다.
도 8b는 도 8a에 나타난 히트싱크 요소의 정면도이다.
도 8c는 도 8a에 나타난 히트싱크 요소의 등측도이다.
도 9a는 본 개시의 다른 양상에 따른 히트싱크 요소의 평면도이다.
도 9b는 도 9a의 히트싱크 요소의 정면도이다.
도 9c는 도 9a의 히트싱크 요소의 등측도이다.
도 10a는 본 개시의 다른 양상에 따른 히트싱크 요소의 평면도이다.
도 10b는 도 10a의 히트싱크 요소의 정면도이다.
도 10c는 도 10a의 히트싱크 요소의 등측도이다.
도 11a는 본 개시의 다른 양상에 따른 히트싱크 요소의 평면도이다.
도 11b는 도 11a의 히트싱크 요소의 정면도이다.
도 11c는 도 11a의 히트싱크 요소의 등측도이다.

이하의 설명에서, 임의의 특정한 상세는 본 발명의 다양한 실시예의 철저한 이해를 제공하기 위하여 설명된 것이다. 그러나, 이 분야의 기술자는 본 발명이 이러한 상세 없이 실행될 수 있음을 이해할 것이다.

문맥이 달리 요구하지 않는 한, 명세서 및 이어지는 청구범위를 통해, "포함하다(comprise)" 단어 및 "포함하다(comprises)" 및 "포함하는(comprising)"과 같은 그 변형(variations)들은 개방되고, 포괄적인 의미, 즉 "포함(including)하지만, 이에 제한되지 않는"으로 해석된다.

명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 참조는 그 실시예와 관련되어 기재된 특유의 특징, 구조 또는 특질이 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 명세서 전체에 걸쳐 다양한 위치에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서" 어구의 출현은 모두가 반드시 동일한 실시예를 참조하는 것은 아니다. 또한, 특유의 특징, 구조 또는 특질은 하나 또는 그 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다.

이 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바에 따르면, 단수 형태 "하나(a, an)", "그(the)"는 내용이 명백하게 달리 기재하고 있지 않은 한 복수의 지시대상을 포함한다. 또한 용어 "또는(or)"은 일반적으로 그 가장 넓은 의미로 사용되며, 즉 내용이 명백하게 달리 기재하고 있지 않은 한 "및/또는(and/or)"을 의미하는 것임을 유의하여야 한다.

여기에서 제공된 요약은 단지 편리를 위한 것이며 실시예의 범위 또는 의미를 해석하는 것이 아니다.

지적된 바와 같이, 가변속 드라이브 상의 히트싱크는 가변속 드라이브의 문턱 회전속도 이상에서 바람직하지 못하게 큰 휘슬 노이즈(whistle noise)를 일으킬 수 있다. 몇몇 히트싱크 프로필의 평가는 휘슬 노이즈가 히트싱크 핀 높이, 길이, 및 가변속 드라이브의 회전 속도의 함수임을 드러내었다. 도 3은 900 분당 회전수(rpm), 1200 rpm, 1500 rpm, 및 1800 rpm에서 히트싱크 없이 작동할 때 및 서로 다른 히트싱크 구성들과 작동할 때 가변속 드라이브 일측으로부터 발생되는 음량 수준을 나타낸다.

전체 높이 히트싱크, 절반 높이 히트싱크, 및 1/3 높이 히트싱크를 포함하는 다양한 히트싱크 높이가 테스트되었다. 도 2 및 4는 각각 전체 및 절반 높이 히트싱크의 예를 도시한다. 도 2a-2c 내의 히트싱크(20)의 각 핀(26)은 베이스(22) 위로 약 0.80 인치의 높이 H를 갖는다. 도 4a-4c에 나타난, 히트싱크(30)는 베이스(32)를 포함하며 이로부터 다수의 핀(36)을 포함한다. 핀(36)은 약 0.40 인치, 또는 도 2a-2c에 나타난 히트싱크(20)의 높이 H의 절반 높이인 높이 h를 갖는다. 핀(36)은 히트싱크 요소(30) 내에 채널(38)을 정의한다. 히트싱크 요소(30)는 베이스(32) 내의 홀(34)을 통해 컨덕터 로터에 고정된다.

도 3에 나타난 바와 같이, 히트싱크 핀의 높이 감소는 낮은 속도에서의 작동에 대해 노이즈 생성의 현저한 감소를 가져온다. 예를 들면, 900 및 1200 rpm에서 작동하는 가변속 드라이브 상의 절반 높이 히트싱크 구성에 의해 발생하는 노이즈의 양은 히트싱크가 없는 가변속 드라이브에 의해 발생하는 것에 비교할 만하다. 그러나 속도가 1500 rpm으로 증가함에 따라, 절반 히트싱크 구성에 의해 발생하는 노이즈는 90 데시벨 이상으로 증가하고, 이에 비해 히트싱크가 없는 경우는 80 데시벨 이하이고, 전체 높이 히트싱크에 대해서는 100 데시벨 이상이다. 속도가 1800 rpm으로 증가하면, 절반 히트싱크 구성에 의해 발생하는 노이즈는 전체 높이 히트싱크에 의해 발생하는 노이즈의 5 데시벨 이내이고, 히트싱크가 없는 드라이브 유닛에 의해 발생하는 노이즈보다 약 15 데시벨 크다. 특히, 노이즈 이익은 전체 높이 히트싱크의 1/3 높이인 히트싱크에 대해 테스트된 각 동작 속도에 걸쳐 지속되었다.

텐트 모양 프로필을 갖는 히트싱크가 또한 테스트되었다. 이들 히트싱크는 히트싱크에 걸쳐 변하는 핀 높이를 갖는다. 핀 높이는 히트싱크의 일측으로부터 선형으로 증가하여 중심에서 최대 핀 높이로 되고, 이어서 히트싱크의 타측으로 선형으로 감소한다. 결과 프로필은 텐트와 유사하다. 도 3에 나타난 바와 같이, 텐트 모양 프로필 히트싱크는 900, 1200, 및 1500 rpm에 대하여 절반 높이 히트싱크와 같은 현저한 노이즈 감소를 획득하지 못하였고, 1800 rpm에서 절반 높이 히트싱크의 노이즈 감소와 비교할 만하였다..

예상외로, 가변속 드라이브에 의해 발생하는 음량 수준이 히트싱크의 높이를 감소시키지 않고 단지 히트싱크의 핀을 가로지르는 횡단 슬롯을 포함함에 의하여 매우 감소될 수 있음이 또한 관찰되었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 슬롯 있는(slotted) 히트싱크의 노이즈 이익은, 슬롯을 갖는 전체 높이 히트싱크, 슬롯을 포함하는 텐트 모양 히트싱크, 및 슬롯을 포함하는 절반 높이 히트싱크에 대해서 가변속 드라이브의 속도가 900 rpm으로부터 1800 rpm으로 증가됨에 따라서도 지속되었다.

도 5a-5d는 슬롯 있는 전체 높이 히트싱크(60)를 포함하는 가변속 드라이브(50)를 도시한다. 가변속 드라이브(50)는 스페이서(56)를 통해 연결된 두 개의 컨덕터 로터(52, 54)를 포함한다. 컨덕터 로터(52, 54)는 알루미늄, 구리, 또는 놋쇠와 같은 전도성 재료로 만들어진 로터를 포함한다. 도 6a-6c는 슬롯 있는 히트싱크 요소(60)를 더 자세히 도시한다. 각 히트싱크 요소(60)는 다수의 핀(66)이 연장되는 베이스(62)를 포함한다. 핀(66)은 그 사이에 채널(68)을 정의하며 베이스(62) 위로 전체 높이 H로 연장된다. 열전달 요소(60)는 또한 핀(66)의 연장 방향을 실질적으로 횡단하도록 연장되고, 이에 따라 핀을 컨덕터 로터의 회전축에 대한 방사상 방향의 다수의 그룹으로 나누는 다수의 슬롯(67)을 포함한다. 열전달 요소(60)는 마운팅 홀(64)을 통해 컨덕터 로터(52, 54)에 부착될 수 있다.

컨덕터 로터(52, 54)를 연결하는 스페이서 요소(56)의 모양을 변경함에 의해 노이즈 절감이 얻어질 수 있음이 또한 관찰되었다. 구체적으로, 도 5a에 나타난 바와 같이, 각 스페이서(56)는 그 앞전 및 뒷전(leading and trailing edges) 상에 반경(radius)(56a, 56b)을 포함한다. 반면, 도 1a에 나타난 바와 같이, 스페이서(16)는 그 앞전 및 뒷전 상에 갑작스러운(abrupt) 가장자리(16a, 16b)를 포함한다.

히트싱크 전달 요소 내에서 사용되는 슬롯의 수는 가변속 드라이브의 크기에 따라 변할 수 있음이 또한 관찰되었다. 도 7a-7d는 본 개시의 다른 양상에 따른 가변속 드라이브를 도시한다. 가변속 드라이브(70)는 앞전 및 뒷전(70a, 70b)을 갖는 스페이서(76)에 의해 연결된 컨덕터 로터 요소(72, 74)를 포함한다. 열전달 요소(80)는 컨덕터 로터 요소(72, 74)의 대향 면에 부착된다. 도 8a-8c는 열전달 요소(80)를 더 자세히 도시한다. 각 열전달 요소(80)는 베이스(82)를 포함하고, 이 베이스(82)로부터 핀(86)이 높이 H로 연장된다. 핀(86)은 다수의 채널(88)을 정의한다. 두 개의 슬롯(87)이 핀(86)을 가로로 절단한다(transect). 열전달 요소(80)는 베이스(82) 내의 마운팅 폴(84)을 통해 컨덕터 로터(72 또는 74)에 고정될 수 있다.

도 9a-9c는 3개의 횡단 슬롯을 포함하는 열전달 요소를 도시한다. 열전달 요소(90)는 핀(96)이 높이 h로 연장되는 베이스(92)를 포함한다. 핀(96)은 채널(98)을 정의한다. 횡단 슬롯(97)이 다수의 핀을 4개의 그룹으로 나눈다. 열전달 요소(90)는 베이스(92) 내의 마운팅 홀(94)을 통해 컨덕터 로터 요소에 고정될 수 있다.

도 10a-10c는 4개의 횡단 슬롯(107)을 포함하는 열전달 요소(100)를 도시한다. 횡단 슬롯(107)은 베이스(102)로부터 연장되는 다수의 핀 그룹(106)을 나누고 분리한다. 핀은 높이 H에 이른다. 열전달 요소(100)는 베이스(102) 내의 마운팅 홀(104)을 통해 회전 전도체 요소(rotary conductive element)에 고정될 수 있다.

도 11a-11c는 본 개시의 다른 양상에 따른 열전달 요소(110)를 도시한다. 핀(116)은 베이스(112)로부터 연장된다. 핀(116)은 그 사이에 채널(118)을 정의한다. 슬롯(117)은 핀(116)을 다수의 그룹으로 나누고 분리한다. 베이스(112)는 열전달 요소를 컨덕터 로터로 고정하는 마운팅 홀(114)을 포함한다. 이전의 예와 달리, 핀(116)의 높이는 곡선형 프로필을 만들어내기 위하여 변한다. 특히, 도 11b에 도시된 바와 같이, 핀은 최소 높이 h'로부터 최대 높이 H'까지 비선형 방식으로 변한다.

새로운 장착뿐 아니라, 여기에서 기재된 개선된 열전달 요소로 기존의 열전달 요소를 대체함에 의하여 노이즈 개선이 획득될 수 있다. 예를 들면, 저속 애플리케이션을 위하여 전체 높이 열전달 요소가 절반 높이 열전달 요소로 대체될 수 있다. 더 고속의 애플리케이션을 위하여, 전체 높이 열전달 요소가 원하는 열전달에 필수적인 적절한 높이를 가지며 슬롯 있는 열전달 요소로 대체될 수 있다.

위에서 기재된 다양한 실시예가 추가 실시예를 제공하기 위하여 결합될 수 있다. 이들 및 다른 변화가 상술한 설명의 관점에서 실시예에 이루어질 수 있다. 일반적으로, 이하의 청구범위에서, 사용된 용어는 청구범위를 명세서 및 청구범위에 개시된 특정한 실시예에 한정하는 것으로 해석되어서는 안되며, 이러한 청구범위의 권리가 있는 모든 범위의 균등물과 함께 모든 가능한 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 청구범위는 이 개시에 의해 제한되지 않는다.

Claims

컨덕터 로터 어셈블리(conductor rotor assembly)와 마그넷 로터 어셈블리(magnet rotor assembly)의 상대 회전에 의해 작동하는 가변속 자기 드라이브 유닛(adjustable speed magnetic drive unit)을 위한 히트싱크 요소에 있어서,
상기 컨덕터 로터 어셈블리에 연결되도록(coupled) 크기와 치수가 맞추어진(sized and dimensioned) 장착면, 및 대향하는 대류성 열전달면을 포함하는 베이스부;
상기 베이스부의 상기 대류성 열전달면으로부터 연장된 다수의 핀 그루핑(grouping of fins)으로서, 각 핀 그루핑 내의 인접 핀은 상기 핀의 종방향을 따라 연장된 채널에 의해 분리되며, 상기 다수의 핀 그루핑은 상기 종방향을 실질적으로 횡단하도록 연장된 적어도 하나의 슬롯에 의해 분리되는, 상기 다수의 핀 그루핑을 포함하는,
히트싱크 요소.
제1항에 있어서,
각 그루핑 내의 상기 핀의 높이는 상기 그루핑에 걸쳐 변하는,
히트싱크 요소.
제2항에 있어서,
상기 핀의 높이는 상기 히트싱크 요소의 중심선을 향해 선형으로 증가하여 텐트 모양의 프로필을 형성하는,
히트싱크 요소.
제2항에 있어서,
각 그루핑 내의 상기 핀의 높이는 상기 그루핑에 걸쳐 변하여 비선형, 곡선 프로필을 형성하는,
히트싱크 요소.
제1항에 있어서,
상기 다수의 핀 그루핑은 상기 종방향을 실질적으로 횡단하도록 연장된 두 개 이상의 슬롯에 의해 분리되는,
히트싱크 요소.
마그넷 로터 어셈블리;
상기 마그넷 로터 어셈블리와 컨덕터 로터 어셈블리 사이에 에어 갭이 존재하고 상기 컨덕터 로터 어셈블리 및 상기 마그넷 로터 어셈블리의 상대 회전이 상기 에어 갭을 가로질러 자기 커플링을 유도하도록 상기 마그넷 로터 어셈블리에 대하여 위치하는 상기 컨덕터 로터 어셈블리; 및
상기 컨덕터 어셈블리에 연결된(coupled) 히트싱크 어셈블리로서, 상기 히트싱크 어셈블리는 상기 컨덕터 어셈블리의 회전 축에 대하여 실질적으로 원주 방향으로 배열된 다수의 핀 그루핑을 포함하고, 상기 다수의 핀 원주 어레이는 상기 컨덕터 어셈블리의 상기 회전 축에 대한 방사 방향을 실질적으로 횡단하도록 연장되는 적어도 하나의 슬롯에 의해 분리되는, 상기 히트싱크 어셈블리를 포함하는,
가변속 자기 드라이브 유닛.
제6항에 있어서,
상기 히트싱크 어셈블리는 상기 컨덕터 로터 어셈블리의 외부 표면에 배열된 다수의 히트싱크 요소를 포함하고, 각 히트싱크 요소는 상기 다수의 핀 그루핑을 포함하는,
가변속 자기 드라이브 유닛.
제7항에 있어서,
상기 히트싱크 어셈블리의 적어도 하나 상에서, 상기 다수의 핀 그루핑 각각 내의 상기 핀의 높이는 각 핀 그루핑에 걸쳐 변하는,
가변속 자기 드라이브 유닛.
제8항에 있어서,
상기 히트싱크 어셈블리의 상기 적어도 하나 상에서, 상기 핀은 텐트 모양의 프로필을 정의하는,
가변속 자기 드라이브 유닛.
제8항에 있어서,
상기 히트싱크 어셈블리의 상기 적어도 하나 상에서, 상기 핀은 곡선형 프로필을 정의하는,
가변속 자기 드라이브 유닛.
제7항에 있어서,
각 히트싱크 요소는 상기 방사 방향을 실질적으로 횡단하도록 연장되는 두 개 이상의 슬롯을 포함하는,
가변속 자기 드라이브 유닛.
컨덕터 로터 어셈블리와 마그넷 로터 어셈블리의 상대 회전에 의해 작동하는 가변속 자기 드라이브 유닛에 의해 발생하는 노이즈를 감소시키는 방법에 있어서,
상기 컨덕터 로터 어셈블리로부터 제1 히트싱크 요소를 제거하는 단계로서, 상기 제1 히트싱크 요소는 상기 컨덕터 로터 어셈블리의 회전축에 대해 실질적으로 방사 방향으로 연장된 제1 다수의 핀을 포함하는, 상기 제1 히트싱크 요소를 제거하는 단계; 및 이어서
상기 컨덕터 로터 어셈블리에 상기 제1 히트싱크 요소 대신 제2 히트싱크 요연결(couping)하는 단계로서, 상기 제2 히트싱크 요소는 상기 컨덕터 로터 어셈블리의 회전축에 대해 실질적으로 방사 방향으로 연장된 제2 다수의 핀을 포함하고, 상기 제2 다수의 핀의 전체 노출 표면 영역(surface area)은 상기 제1 다수의 핀의 전체 노출 표면 영역보다 작은, 상기 제2 히트싱크 요소를 연결하는 단계를 포함하는,
가변속 자기 드라이브 유닛에 의해 발생하는 노이즈를 감소시키는 방법.
제12항에 있어서,
상기 제1 다수의 핀의 평균 핀 높이는 상기 제2 다수의 핀의 평균 핀 높이보다 높은,
가변속 자기 드라이브 유닛에 의해 발생하는 노이즈를 감소시키는 방법.
제12항에 있어서,
상기 제1 다수의 핀은 상기 제1 히트싱크 요소 상의 방사 방향 내에서 연속적으로 연장되며, 상기 제2 다수의 핀은 상기 방사 방향을 실질적으로 횡단하도록 연장되며 상기 제2 다수의 핀을 적어도 두 개의 방사상 그루핑으로 분리하는 적어도 하나의 슬롯을 포함하는,
가변속 자기 드라이브 유닛에 의해 발생하는 노이즈를 감소시키는 방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 다수의 핀의 평균 핀 높이는 상기 제2 다수의 핀의 평균 핀 높이보다 높은,
가변속 자기 드라이브 유닛에 의해 발생하는 노이즈를 감소시키는 방법.
제13항에 있어서,
상기 제2 다수의 핀의 평균 핀 높이는 상기 제1 다수의 핀의 평균 핀 높이의 1/3인,
가변속 자기 드라이브 유닛에 의해 발생하는 노이즈를 감소시키는 방법.
제13항에 있어서,
상기 제2 다수의 핀의 평균 핀 높이는 상기 제1 다수의 핀의 평균 핀 높이의 1/2인,
가변속 자기 드라이브 유닛에 의해 발생하는 노이즈를 감소시키는 방법.