KR20220110384A - Magnetic coupling and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a magnetic coupling and a manufacturing method thereof, capable of not only enhancing structural stability by allowing a magnetization direction of some stators to be magnetized and formed of a Halbach array, but also reducing a weight of the entire magnetic coupling by forming a barrier on a support plate connected to the stator. Specifically, the magnetic coupling of the present invention comprises: a first support plate connected to a first rotational shaft; a second support plate connected to a second rotation shaft; a first stator assembly coupled to the first support plate; and a second stator assembly coupled to the second support plate, wherein the first stator assembly and the second stator assembly are disposed spacing apart from each other, the first stator assembly and the second stator assembly individually include the plurality of stators arranged in a circumferential direction, and at least one of the stators is magnetized in the direction of the Halbach array.

Description

마그네틱 커플링 및 이의 제작방법{Magnetic coupling and manufacturing method thereof}Magnetic coupling and manufacturing method thereof

본 발명은 마그네틱 커플링 및 이의 제작방법에 관한 것으로, 일부 고정자의 착자 방향을 할박방향 자화가 되도록 형성함으로써 구조적 안정성을 상승시킬 뿐만 아니라, 고정자와 연결된 지지판에 배리어가 형성됨으로써 마그네틱 커플링 전체의 무게를 감소시키는 마그네틱 커플링 및 이의 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic coupling and a method for manufacturing the same, and by forming the magnetization direction of some stators to become halved direction magnetization, structural stability is increased, and a barrier is formed on a support plate connected to the stator, thereby forming the weight of the entire magnetic coupling It relates to a magnetic coupling that reduces the and a manufacturing method thereof.

커플링은 산업기계, 자동화설비 등의 동력전달장치에 설치되어 구동축과 종동축을 상호 연결하고 그 사이에서 등속으로 동력을 전달하는 축 이음부재로 널리 이용되고 있으며, 이러한 커플링은 스플라인 등의 기어 커플링, 다이어프레임 커플링, 플렉서블(flexible) 커플링, 마그네틱 커플링 등이 있다. Couplings are installed in power transmission devices such as industrial machines and automation facilities to interconnect a drive shaft and a driven shaft, and are widely used as a shaft joint member to transmit power at a constant speed therebetween. couplings, diaphragm couplings, flexible couplings, magnetic couplings, and the like.

이 중, 마그네틱 커플링은 자기력을 이용하여 비접촉식으로 동력을 전달하는 비접촉 기어 장치로써, 물리적인 접촉에 의해 동력을 전달하는 기어에 비해 노이즈 및 진동이 적고, 윤활유 주입이나 보수 점검이 불필요하며, 기계적인 마찰이 없어 안정성과 내구성이 높다.Among them, the magnetic coupling is a non-contact gear device that transmits power in a non-contact manner using magnetic force. Compared to gears that transmit power by physical contact, the magnetic coupling has less noise and vibration, does not require lubricating oil injection or maintenance and inspection. There is no friction, so it has high stability and durability.

또한, 마그네틱 커플링은 에너지 손실을 경감할 수 있으므로 고효율 구동이 가능하고, 신뢰도 및 정확한 피크 토크의 전달이 가능하다.In addition, since the magnetic coupling can reduce energy loss, high-efficiency driving is possible, and reliable and accurate peak torque transmission is possible.

이에 따라, 최근에는 풍력 터빈, 전기 자동차, 트랜스 미션 등 다양한 산업 전반에 걸쳐 마그네틱 커플링을 적용하고자 하는 연구가 진행되고 있다.Accordingly, recently, research to apply magnetic coupling to various industries such as wind turbines, electric vehicles, and transmissions has been conducted.

그러나 기존 마그네틱 커플링 방식은 일반적으로 사용되는 착자방식인 Z방향 힘이 크기 때문에 구조적인 안정성이 떨어지며, 편심을 일으키기 쉬운 문제가 있다.However, the conventional magnetic coupling method has a problem in that structural stability is low and eccentricity is easy to occur because the Z-direction force, which is a commonly used magnetization method, is large.

또한, 기존 마그네틱 커플링 방식의 경우, 고정자를 고정시키기 위한 지지판이 고정자의 일면의 전체 면적을 덮은 형상으로 형성됨으로써 마그네틱 커플링의 크기가 커질수록 마그네틱 커플링 전체의 무게가 증가되는 문제가 있을 뿐만 아니라, 불필요한 재료사용으로 제작비용을 상승시키는 문제점이 있다. In addition, in the case of the conventional magnetic coupling method, the support plate for fixing the stator is formed in a shape that covers the entire area of one surface of the stator, so that as the size of the magnetic coupling increases, the weight of the entire magnetic coupling increases. Rather, there is a problem in that the manufacturing cost is increased due to the use of unnecessary materials.

대한민국 등록특허공보 제10-1710916호 (발명의 명칭: 회동형 풀 피스 모듈 및 이를 구비한 마그네틱 기어, 공고일: 2017.02.28)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1710916 (Title of the invention: Rotating full-piece module and magnetic gear having the same, published date: February 28, 2017)

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 일부 고정자의 착자 방향을 할박방향 자화가 되도록 형성함으로써 구조적 안정성을 상승시킬 뿐만 아니라, 고정자와 연결된 지지판에 배리어가 형성됨으로써 마그네틱 커플링 전체의 무게를 감소시키는 마그네틱 커플링 및 이의 제작방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention not only increases structural stability by forming the magnetization direction of some stators to be halved direction magnetization, but also reduces the weight of the entire magnetic coupling by forming a barrier on the support plate connected to the stator. Provided are a magnetic coupling and a manufacturing method thereof.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 제1 회전축에 연결된 제1 지지판과, 제2 회전축에 연결된 제2 지지판과, 상기 제1 지지판에 결합된 제1 고정자 어셈블리와, 상기 제2 지지판에 결합된 제2 고정자 어셈블리를 포함하되, 상기 제1 고정자 어셈블리 및 상기 제2 고정자 어셈블리는 서로 이격되어 배치되며, 상기 제1 고정자 어셈블리 및 상기 제2 고정자 어셈블리는 각각 원주방향으로 배열되는 복수의 고정자를 포함하되, 적어도 하나 이상의 고정자는 할박 방향으로 자화된 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a first support plate connected to a first rotation shaft, a second support plate connected to a second rotation shaft, a first stator assembly coupled to the first support plate, and coupled to the second support plate wherein the first stator assembly and the second stator assembly are spaced apart from each other, and the first stator assembly and the second stator assembly each include a plurality of stators arranged in a circumferential direction. However, at least one or more stators provide a magnetic coupling, characterized in that magnetized in the halbak direction.

여기서, 상기 제1 고정자 어셈블리 및 상기 제2 고정자 어셈블리는 각각 원주방향으로 배열되는 복수의 고정자를 포함하되, 상기 복수의 고정자는 z 방향으로 자화되는 제1 고정자와 원주방향으로 자화되는 제2 고정자가 교대로 배치될 수 있다.Here, the first stator assembly and the second stator assembly each include a plurality of stators arranged in a circumferential direction, wherein the plurality of stators includes a first stator magnetized in the z direction and a second stator magnetized in the circumferential direction. may be alternately placed.

또한, 상기 제1 지지판 및 상기 제2 지지판 중 적어도 하나 이상은 배리어를 포함할 수 있다.In addition, at least one of the first support plate and the second support plate may include a barrier.

또한, 상기 배리어는 고정자의 면적의 50%를 가질 수 있다.Also, the barrier may have 50% of the area of the stator.

또한, 상기 배리어는 고정자의 높이의 50%를 가질 수 있다.Also, the barrier may have 50% of the height of the stator.

또한, 본 발명은 마그네틱 커플링의 제작 방법에 있어서, 제1 회전축 및 제2 회전축에 각각 연결된 제1 지지판 및 제2 지지판을 준비하는 지지판 준비단계와, 제1 고정자 어셈블리 및 제2 고정자 어셈블리를 제작하는 고정자 어셈블리 제작단계와, 상기 제1 지지판 및 제2 지지판에 상기 제1 고정자 어셈블리 및 제2 고정자 어셈블리를 결합하는 고정자 어셈블리 결합단계를 포함하되, 상기 고정자 어셈블리 제작단계는 제1 고정자를 z 방향으로 자화시키는 제1 고정자 자화단계와, 제2 고정자를 원주방향으로 자화시키는 제2 고정자 자화단계와, 상기 제1 고정자 및 제2 고정자를 교대로 배치시키는 고정자 배치단계를 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing a magnetic coupling, comprising: a support plate preparation step of preparing a first support plate and a second support plate respectively connected to the first rotation shaft and the second rotation shaft; and manufacturing the first stator assembly and the second stator assembly and a stator assembly coupling step of coupling the first stator assembly and the second stator assembly to the first support plate and the second support plate, wherein the stator assembly manufacturing step comprises: The method may include a first stator magnetization step of magnetizing, a second stator magnetization step of magnetizing the second stator in a circumferential direction, and a stator arrangement step of alternately disposing the first stator and the second stator.

여기서, 상기 지지판 준비단계는 상기 제1 지지판 및 상기 제2 지지판 중 적어도 하나 이상에 배리어를 형성시키는 배리어 형성단계를 포함할 수 있다.Here, the step of preparing the support plate may include a barrier forming step of forming a barrier on at least one of the first support plate and the second support plate.

본 발명에 따른 마그네틱 커플링 및 이의 제작방법은 다음과 같은 효과를 가진다.The magnetic coupling and its manufacturing method according to the present invention have the following effects.

첫째, 일부 고정자의 착자 방향을 할박방향 자화가 되도록 형성함으로써 마그네틱 커플링의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.First, there is an advantage in that the structural stability of the magnetic coupling can be improved by forming the magnetization direction of some of the stators so as to be magnetized in the half-thick direction magnetization.

둘째, 고정자와 연결된 지지판에 배리어를 형성함으로써 마그네틱 커플링 전체의 무게를 감소시킬 뿐만 아니라, 불필요한 재료사용을 방지함으로써 제작비용을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.Second, by forming a barrier on the support plate connected to the stator, there is an advantage that not only reduces the weight of the entire magnetic coupling, but also reduces the manufacturing cost by preventing unnecessary material use.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 마그네틱 커플링을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 비교예 및 제1 실시예 내지 제3 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 비교예의 해석 결과값을 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제1 실시예의 해석 결과값을 도시한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제2 실시예의 해석 결과값을 도시한 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제3 실시예의 해석 결과값을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제작 방법의 단계를 도시한 도면이다.1 and 2 are diagrams schematically illustrating a magnetic coupling according to the present invention.
3 is a view showing a comparative example and first to third embodiments of the magnetic coupling according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing analysis results of a comparative example of the magnetic coupling according to the present invention shown in FIG. 3 .
FIG. 5 is a view showing analysis results of the first embodiment of the magnetic coupling according to the present invention shown in FIG. 3 .
FIG. 6 is a view showing analysis results of the second embodiment of the magnetic coupling according to the present invention shown in FIG. 3 .
7 is a view showing the analysis result of the third embodiment of the magnetic coupling according to the present invention shown in FIG. 3 .
8 is a view showing the steps of the manufacturing method of the magnetic coupling according to the present invention.

이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problems to be solved can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same names and the same reference numerals are used for the same components, and an additional description thereof will be omitted below.

본 명세서에서 서술하는 z 방향은 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 고정자 어셈블리(300) 및 제2 고정자 어셈블리(400)의 회전축 방향을 의미한다.The z-direction described in this specification refers to the direction of the rotation axis of the first stator assembly 300 and the second stator assembly 400 as shown in FIG. 1B .

도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링을 설명하면 다음과 같다.1 to 7, the magnetic coupling according to the present invention will be described as follows.

먼저, 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 구성을 개략적으로 도시한 도면으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링은 제1 회전축(500), 제2 회전축(600), 제1 지지판(100), 제2 지지판(200), 제1 고정자 어셈블리(300) 및 제2 고정자 어셈블리(400)를 포함한다.First, FIGS. 1 and 2 are views schematically showing the configuration of a magnetic coupling according to the present invention, and as shown in FIGS. 1 and 2 , the magnetic coupling according to the present invention is a first rotating shaft 500 . , a second rotation shaft 600 , a first support plate 100 , a second support plate 200 , a first stator assembly 300 , and a second stator assembly 400 .

상기 제1 회전축(500)은 상기 제1 지지판(100)의 일면의 중심부에 결합되어 회전하고, 상기 제2 회전축(600)은 상기 제2 지지판(200)의 타면의 중심부에 결합되어 회전한다.The first rotation shaft 500 is coupled to the central portion of one surface of the first support plate 100 to rotate, and the second rotation shaft 600 is coupled to the central portion of the other surface of the second support plate 200 to rotate.

여기서, 상기 제1 지지판(100)의 일면은 도 1의 (a)를 기준으로, 상기 제1 지지판의 좌측면을 의미하며, 상기 제2 지지판(200)의 타면은 상기 제2 지지판의 우측면을 의미한다.Here, one surface of the first support plate 100 refers to the left surface of the first support plate with reference to FIG. 1A , and the other surface of the second support plate 200 is the right surface of the second support plate. it means.

상기 제1 지지판(100)은 상기 제1 고정자 어셈블리(300)와 결합되고, 상기 제2 지지판(200)은 상기 제2 고정자 어셈블리(400)와 결합된다.The first support plate 100 is coupled to the first stator assembly 300 , and the second support plate 200 is coupled to the second stator assembly 400 .

구체적으로, 상기 제1 지지판(100)의 타면에 상기 제1 고정자 어셈블리(300)가 결합되며, 상기 제2 지지판(200)의 일면에 상기 제2 고정자 어셈블리(400)가 결합되어, 상기 제1 고정자 어셈블리(300)와 상기 제2 고정자 어셈블리(400)가 마주보도록 배치된다.Specifically, the first stator assembly 300 is coupled to the other surface of the first support plate 100 , and the second stator assembly 400 is coupled to one surface of the second support plate 200 , so that the first The stator assembly 300 and the second stator assembly 400 are disposed to face each other.

여기서, 상기 제1 지지판(100)의 타면은 도 1의 (a)를 기준으로, 상기 제1 지지판의 우측면을 의미하며, 상기 제2 지지판(200)의 일면은 상기 제2 지지판의 좌측면을 의미한다.Here, the other surface of the first support plate 100 refers to the right surface of the first support plate with reference to FIG. 1 (a), and one surface of the second support plate 200 is the left surface of the second support plate. it means.

이에 따라 본 발명에 따른 마그네틱 커플링은 상기 제1 지지판(100) 및 제2 지지판(200)에 각각 결합되는 상기 제1 고정자 어셈블리(300)와 상기 제2 고정자 어셈블리(400)간의 자기력에 의하여 회전 토크를 전달한다.Accordingly, the magnetic coupling according to the present invention is rotated by the magnetic force between the first stator assembly 300 and the second stator assembly 400 respectively coupled to the first support plate 100 and the second support plate 200 . transmit torque.

구체적으로, 상기 제1 고정자 어셈블리(300) 및 상기 제2 고정자 어셈블리(400)는 각각 원주방향으로 배열되는 복수의 고정자(310)를 포함한다.Specifically, the first stator assembly 300 and the second stator assembly 400 each include a plurality of stators 310 arranged in a circumferential direction.

이때, 상기 하나 이상의 고정자(310)는 할박(Halbach) 방향으로 자화된다.At this time, the one or more stators 310 are magnetized in a Halbach direction.

즉, 도 1의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 고정자 어셈블리(300) 및 상기 제2 고정자 어셈블리(400)는 각각 원주방향으로 배열되는 복수의 고정자(310)를 포함하되, 상기 복수의 고정자(310)는 z 방향으로 자화되는 복수개의 제1 고정자(310a)와 원주방향으로 자화되는 복수개의 제2 고정자(310b)를 포함하며, 상기 제1 고정자(310a)와 상기 제2 고정자(310b)는 교대로 배치된다.That is, as shown in (b) and (c) of FIG. 1 , the first stator assembly 300 and the second stator assembly 400 each include a plurality of stators 310 arranged in a circumferential direction. However, the plurality of stators 310 includes a plurality of first stators 310a magnetized in the z direction and a plurality of second stators 310b magnetized in the circumferential direction, and the first stators 310a and the The second stators 310b are alternately arranged.

상기 복수의 고정자(310)가 자화되는 방향의 예시를 도 1의 (b)를 기준으로 설명하면 다음과 같다.An example of a direction in which the plurality of stators 310 are magnetized will be described with reference to FIG. 1B .

도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 복수개의 제1 고정자(310a)는 제1-1 고정자(310a'), 제1-2 고정자(310a'') 및 제1-3 고정자(310a''')를 포함하며, 상기 복수개의 제2 고정자(320b)는 제2-1 고정자(310b') 및 제2-2 고정자(310b'')를 포함하고, 좌측을 기준으로 상기 제1-1 고정자(310a'), 상기 제2-1 고정자(310b'), 상기 제1-2 고정자(310a''), 상기 제2-2 고정자(310b'') 및 상기 제1-3 고정자(310a''') 순서대로 배치된다.As shown in (b) of FIG. 1, the plurality of first stators 310a include a 1-1 stator 310a', a 1-2 stator 310a'', and a 1-3 stator 310a. '''), wherein the plurality of second stators 320b includes a 2-1 stator 310b' and a 2-2 stator 310b'', and the first- 1st stator 310a', the 2-1 stator 310b', the 1-2 stator 310a'', the 2-2 stator 310b'', and the 1-3 stator 310a ''') are arranged in order.

이때, 상기 제1-1 고정자(310a')는 -z 방향으로 자화되고, 상기 제1-1 고정자(310a')의 우측에 배치되는 제2-1 고정자(310b')는 상기 제1-1 고정자(310a') 방향으로 자화되며, 상기 제2-1 고정자(310b')의 우측에 배치되는 제1-2 고정자(310a'')는 +z 방향으로 자화되고, 상기 제1-2 고정자(310a'') 우측에 배치되는 상기 제2-2 고정자(310b'')는 상기 제1-3 고정자(310a''') 방향으로 자화되며, 상기 제1-3 고정자(310a''')는 -z 방향으로 자화될 수 있다.At this time, the 1-1 stator 310a' is magnetized in the -z direction, and the 2-1 stator 310b' disposed on the right side of the 1-1 stator 310a' is the 1-1 stator 310b'. The 1-2-th stator 310a'' magnetized in the stator 310a' direction and disposed on the right side of the 2-1-th stator 310b' is magnetized in the +z direction, and the 1-2 stator ( The 2-2 stator 310b'' disposed on the right side of 310a'' is magnetized in the direction of the 1-3 stator 310a''', and the 1-3 stator 310a''' is It can be magnetized in the -z direction.

상술한 바와 같이, 상기 제1 고정자(310a)와 상기 제2 고정자(310b)이 각각 z 방향과 원주방향으로 자화됨에 따라, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 할박방향 자화를 적용하여 양쪽에서 자속을 밀어주는 효과를 가지게 함으로써 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.As described above, as the first stator 310a and the second stator 310b are magnetized in the z direction and the circumferential direction, respectively, as shown in FIG. By having the effect of pushing the magnetic flux from both sides, the structural stability of the magnetic coupling according to the present invention can be improved.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 지지판(100) 및 상기 제2 지지판(200) 중 적어도 어느 하나는 배리어를 포함할 수 있다. Also, as shown in FIG. 2 , at least one of the first support plate 100 and the second support plate 200 may include a barrier.

즉, 도 1의 (b), 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 지지판(100)과 상기 제2 지지판(200)은 상기 배리어를 포함하지 않을 수도 있지만, 도 2 및 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 지지판(100) 및 상기 제2 지지판(200) 중 하나가 배리어를 포함할 수도 있으며, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이,상기 제1 지지판(100) 및 상기 제2 지지판(200) 모두가 배리어를 포함할 수 있다.That is, as shown in FIGS. 1 (b) and 3 (b), the first support plate 100 and the second support plate 200 may not include the barrier, but FIGS. 2 and 2 and FIG. As shown in (c) of 3, one of the first support plate 100 and the second support plate 200 may include a barrier, and as shown in (d) of Figure 3, the second Both the first support plate 100 and the second support plate 200 may include a barrier.

이때, 상기 배리어는 후술하는 고정자의 면적의 50%를 가지도록 형성되고, 상기 배리어의 높이(h2)는 상기 고정자의 높이(h1) 의 50%를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the barrier is formed to have 50% of the area of the stator, which will be described later, and the height h2 of the barrier is formed to have 50% of the height h1 of the stator.

상기 배리어는 도 3의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 하나의 고정자가 배치된 영역마다 형성될 수 있지만, 고정자가 하나씩 이격된 영역마다 형성될 수도 있다. 즉, 상기 배리어의 개수는 상기 고정자의 개수와 대응되지 아니하며, 고정자의 개수보다 작을 수 있으며, 이 때, 상기 배리어는 상기 제1 지지판 및 상기 제2 지지판의 무게중심을 위하여 상기 회전축을 기준으로 서로 마주보는 면에 동시에 형성되는 것이 바람직하다.As shown in (c) and (d) of FIG. 3 , the barrier may be formed in each area in which one stator is disposed, but may be formed in each area in which one stator is spaced apart. That is, the number of the barriers does not correspond to the number of the stators and may be smaller than the number of stators. In this case, the barriers are mutually exclusive with respect to the rotation axis for the center of gravity of the first and second support plates. It is preferable to be formed simultaneously on the opposite surfaces.

상술한 바와 같이, 상기 제1 지지판(100) 및 상기 제2 지지판(200) 중 적어도 어느 하나가 상기 배리어를 포함함으로써 본 발명에 따른 마그네틱 커플링 전체의 무게를 감소시킬 뿐만 아니라, 불필요한 재료사용을 방지함으로써 제작비용을 감소시킬 수 있다.As described above, at least one of the first support plate 100 and the second support plate 200 includes the barrier, thereby reducing the overall weight of the magnetic coupling according to the present invention, as well as unnecessary material use. By avoiding this, the manufacturing cost can be reduced.

도 3 내지 도 7은 마그네틱 커플링의 비교예 및 제1 실시예 내지 제3 실시예와, 이들의 유한요소 해석 결과값을 도시한 도면이다.3 to 7 are diagrams illustrating comparative examples and first to third examples of magnetic coupling, and finite element analysis results thereof.

먼저, 도 3의 (a)는 제1 고정자 어셈블리(300) 및 제2 고정자 어셈블리(400)가 할박방향으로 자화되지 않고 z 방향으로만 자화된 예시로, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 비교예이다.First, (a) of FIG. 3 is an example in which the first stator assembly 300 and the second stator assembly 400 are magnetized only in the z direction without being magnetized in the halving direction, and a comparative example of a magnetic coupling according to the present invention to be.

도 3의 (b)는 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제1 실시예로, 상기 제1 고정자 어셈블리(300) 및 상기 제2 고정자 어셈블리(400)에 포함된 복수개의 상기 제1 고정자(310a)는 z 방향으로 자화되고, 복수개의 상기 제2 고정자(310b)는 할박방향으로 자화되며, 상기 제1 지지판(100) 및 상기 제2 지지판(200)에 배리어가 형성되지 않은 예시이다.3B is a first embodiment of a magnetic coupling according to the present invention, and a plurality of first stators 310a included in the first stator assembly 300 and the second stator assembly 400 are shown. is magnetized in the z-direction, the plurality of second stators 310b are magnetized in the cut-throat direction, and a barrier is not formed on the first support plate 100 and the second support plate 200 .

도 3의 (c)는 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제2 실시예로, 상기 제1 고정자 어셈블리(300) 및 상기 제2 고정자 어셈블리(400)에 포함된 복수개의 상기 제1 고정자(310a)는 z 방향으로 자화되고, 복수개의 상기 제2 고정자(310b)는 할박방향으로 자화되며, 상기 제1 지지판(100) 및 상기 제2 지지판(200) 중 하나에 배리어가 형성된 예시이다.3 (c) is a second embodiment of the magnetic coupling according to the present invention, the plurality of first stators 310a included in the first stator assembly 300 and the second stator assembly 400 is magnetized in the z-direction, the plurality of second stators 310b are magnetized in the halak direction, and a barrier is formed on one of the first support plate 100 and the second support plate 200 .

도 3의 (d)는 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제3 실시예로, 상기 제1 고정자 어셈블리(300) 및 상기 제2 고정자 어셈블리(400)에 포함된 복수개의 상기 제1 고정자(310a)는 z 방향으로 자화되고, 복수개의 상기 제2 고정자(310b)는 할박방향으로 자화되며, 상기 제1 지지판(100) 및 상기 제2 지지판(200) 모두에 배리어가 형성된 예시이다.FIG. 3D is a third embodiment of the magnetic coupling according to the present invention. A plurality of first stators 310a included in the first stator assembly 300 and the second stator assembly 400 are shown. is magnetized in the z-direction, the plurality of second stators 310b are magnetized in the cut-throat direction, and barriers are formed on both the first support plate 100 and the second support plate 200 .

도 3에 도시된 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 비교예와 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제1 실시예 내지 제3 실시예를 해석한 결과값은 아래 표 1과 같다.The results of analysis of the comparative example of the magnetic coupling according to the present invention shown in FIG. 3 and the first to third examples of the magnetic coupling according to the present invention are shown in Table 1 below.

항목Item 비교예comparative example 제1 실시예first embodiment 제2 실시예second embodiment 제3 실시예third embodiment Z방향 힘kN]Z-direction force kN] 3.523.52 0.760.76 0.950.95 2.082.08 토크 [Nm]Torque [Nm] 35.835.8 35.8435.84 35.735.7 35.335.3 무게[kg]Weight [kg] 2.162.16 2.162.16 2.052.05 1.941.94

이때, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 비교예와 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제1 실시예 내지 제3 실시예의 무게는 부피와 재질 밀도의 곱으로 산출하며, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 비교예와 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제1 실시예 내지 제3 실시예의 무게는 부피와 재질 밀도는 각각 도 4의 (a), (b), 도 5의 (a), (b), 도 6의 (a), (b) 및 도 7의 (a), (b)에 도시된다.At this time, the weight of the comparative example of the magnetic coupling according to the present invention and the first to third embodiments of the magnetic coupling according to the present invention is calculated by the product of the volume and the material density, The weight of the comparative example and the first to third embodiments of the magnetic coupling according to the present invention is the volume and material density of FIGS. 4 (a), (b), 5 (a), (b), respectively It is shown in (a), (b) of FIG. 6, and (a), (b) of FIG.

표 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 비교예와 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제1 실시예 내지 제3 실시예 중 구조적 안정성 측면에서 가장 좋은 모델은 상기 제1 실시예이며, 무게 측면에서 가장 좋은 모델은 상기 제3 실시예이고, 상기 비교예, 상기 제1 실시예 내지 상기 제3 실시예는 모두 거의 동일한 토크 전달 능력을 가지는 것으로 해석되었다.As shown in Table 1, the best model in terms of structural stability among the comparative examples of the magnetic coupling according to the present invention and the first to third examples of the magnetic coupling according to the present invention is the first embodiment , and the best model in terms of weight is the third embodiment, and the comparative example and the first to third embodiments were all interpreted as having almost the same torque transmission capability.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링은 상기 고정자(310)의 일부가 착자 방향을 할박방향 자화가 되도록 형성하고, 상기 제1 지지판(100) 및 제2 지지판(200) 중 적어도 어느 하나에 배리어를 형성함으로써 토크 전달능력의 저하 없이, 마그네틱 커플링의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있으며, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링 전체의 무게를 감소시킬 뿐만 아니라, 불필요한 재료사용을 방지함으로써 제작비용을 감소시킬 수 있다.As described above, in the magnetic coupling according to the present invention, a portion of the stator 310 is formed such that the magnetization direction is halved, and at least one of the first support plate 100 and the second support plate 200 . By forming a barrier on the surface, the structural stability of the magnetic coupling can be improved without deterioration of the torque transmission ability, and the weight of the magnetic coupling according to the present invention is reduced as well as the manufacturing cost by preventing unnecessary material use. can do it

도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제작방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 1 to 8 , a method of manufacturing a magnetic coupling according to the present invention will be described as follows.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제작방법은 지지판 준비단계(S100), 고정자 어셈블리 제작단계(S200) 및 고정자 어셈블리 결합단계(S300)를 포함한다.As shown in FIG. 8 , the method of manufacturing a magnetic coupling according to the present invention includes a support plate preparation step S100 , a stator assembly manufacturing step S200 , and a stator assembly coupling step S300 .

상기 지지판 준비단계(S100)에서는 상기 제1 회전축(500) 및 상기 제2 회전축(600)에 각각 연결된 상기 제1 지지판(100) 및 상기 제2 지지판(200)을 준비한다.In the support plate preparation step ( S100 ), the first support plate 100 and the second support plate 200 respectively connected to the first rotation shaft 500 and the second rotation shaft 600 are prepared.

이때, 상기 지지판 준비단계(S100)는 상기 제1 지지판(100) 및 상기 제2 지지판(200) 중 적어도 하나 이상에 배리어를 형성시키는 배리어 형성단계를 포함할 수 있다.In this case, the support plate preparation step ( S100 ) may include a barrier forming step of forming a barrier on at least one of the first support plate 100 and the second support plate 200 .

상기 고정자 어셈블리 제작단계(S200)에서는 제1 고정자 어셈블리(300) 및 제2 고정자 어셈블리(400)를 제작하며, 구체적으로 상기 고정자 어셈블리 제작단계(S200)는 제1 고정자 자화단계(S210), 제2 고정자 자화단계(S220) 및 고정자 배치단계(S230)를 포함한다.In the stator assembly manufacturing step ( S200 ), the first stator assembly 300 and the second stator assembly 400 are manufactured. Specifically, the stator assembly manufacturing step ( S200 ) includes the first stator magnetization step ( S210 ), the second It includes a stator magnetization step (S220) and a stator arrangement step (S230).

상기 제1 고정자 자화단계(S210)에서는 상기 제1 고정자(310a)를 z 방향으로 자화시키고, 상기 제2 고정자 자화단계(S220)에서는 상기 제2 고정자(310b)를 원주방향으로 자화시키며, 상기 고정자 배치단계(S230)에서는 상기 제1 고정자(310a) 및 제2 고정자(310b)를 교대로 배치시킨다.In the first stator magnetization step S210, the first stator 310a is magnetized in the z direction, and in the second stator magnetization step S220, the second stator 310b is magnetized in the circumferential direction, and the stator In the arrangement step (S230), the first stator 310a and the second stator 310b are alternately arranged.

이후, 상기 고정자 어셈블리 결합단계(S300)에서는 상기 제1 지지판(100) 및 제2 지지판(200)에 상기 제1 고정자 어셈블리(300) 및 제2 고정자 어셈블리(400)를 결합한다.Thereafter, in the stator assembly coupling step ( S300 ), the first stator assembly 300 and the second stator assembly 400 are coupled to the first support plate 100 and the second support plate 200 .

이 외, 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 제작방법의 상세한 설명은 본 발명에 따른 마그네틱 커플링의 서술한 설명과 대응되므로, 생략한다.In addition, the detailed description of the method of manufacturing the magnetic coupling according to the present invention corresponds to the described description of the magnetic coupling according to the present invention, and thus will be omitted.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. are possible and such modifications are within the scope of the present invention.

100, 10: 제1 지지판
200, 20: 제2 지지판
300, 30: 제1 고정자 어셈블리
310: 고정자
310a: 제1 고정자
310a': 제1-1 고정자
310a'': 제1-2 고정자
310a''': 제1-3 고정자
310b: 제2 고정자
310b': 제2-1 고정자
310b'': 제2-2 고정자
400, 40: 제2 고정자 어셈블리
500: 제1 회전축
600: 제2 회전축100, 10: first support plate
200, 20: second support plate
300, 30: first stator assembly
310: stator
310a: first stator
310a': 1-1 stator
310a'': stator 1-2
310a''': Stator 1-3
310b: second stator
310b': stator 2-1
310b'': 2-2 stator
400, 40: second stator assembly
500: first axis of rotation
600: second axis of rotation

Claims (7)

제1 회전축에 연결된 제1 지지판;
제2 회전축에 연결된 제2 지지판;
상기 제1 지지판에 결합된 제1 고정자 어셈블리; 및
상기 제2 지지판에 결합된 제2 고정자 어셈블리를 포함하되,
상기 제1 고정자 어셈블리 및 상기 제2 고정자 어셈블리는 서로 이격되어 배치되며,
상기 제1 고정자 어셈블리 및 상기 제2 고정자 어셈블리는 각각 원주방향으로 배열되는 복수의 고정자를 포함하되, 적어도 하나 이상의 고정자는 할박 방향으로 자화된 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링. a first support plate connected to the first rotation shaft;
a second support plate connected to a second rotation shaft;
a first stator assembly coupled to the first support plate; and
a second stator assembly coupled to the second support plate;
the first stator assembly and the second stator assembly are spaced apart from each other;
The first stator assembly and the second stator assembly each include a plurality of stators arranged in a circumferential direction, wherein at least one stator is magnetized in the halve direction. 제1항에 있어서,
상기 제1 고정자 어셈블리 및 상기 제2 고정자 어셈블리는 각각 원주방향으로 배열되는 복수의 고정자를 포함하되, 상기 복수의 고정자는 z 방향으로 자화되는 제1 고정자와 원주방향으로 자화되는 제2 고정자가 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링.According to claim 1,
The first stator assembly and the second stator assembly each include a plurality of stators arranged in a circumferential direction, wherein the plurality of stators alternately include a first stator magnetized in the z direction and a second stator magnetized in the circumferential direction. Magnetic coupling, characterized in that disposed. 제1항에 있어서,
상기 제1 지지판 및 상기 제2 지지판 중 적어도 하나 이상은 배리어를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링.According to claim 1,
At least one of the first support plate and the second support plate comprises a barrier. 제3항에 있어서,
상기 배리어는 고정자의 면적의 50%를 가지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링.4. The method of claim 3,
Magnetic coupling, characterized in that the barrier has 50% of the area of the stator. 제3항에 있어서,
상기 배리어는 고정자의 높이의 50%를 가지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링.4. The method of claim 3,
Magnetic coupling, characterized in that the barrier has 50% of the height of the stator. 마그네틱 커플링의 제작 방법에 있어서,
제1 회전축 및 제2 회전축에 각각 연결된 제1 지지판 및 제2 지지판을 준비하는 지지판 준비단계;
제1 고정자 어셈블리 및 제2 고정자 어셈블리를 제작하는 고정자 어셈블리 제작단계: 및
상기 제1 지지판 및 제2 지지판에 상기 제1 고정자 어셈블리 및 제2 고정자 어셈블리를 결합하는 고정자 어셈블리 결합단계를 포함하되,
상기 고정자 어셈블리 제작단계는,
제1 고정자를 z 방향으로 자화시키는 제1 고정자 자화단계;
제2 고정자를 원주방향으로 자화시키는 제2 고정자 자화단계;
상기 제1 고정자 및 제2 고정자를 교대로 배치시키는 고정자 배치단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링의 제작 방법.In the manufacturing method of the magnetic coupling,
a support plate preparation step of preparing a first support plate and a second support plate respectively connected to the first and second rotation shafts;
A stator assembly manufacturing step of manufacturing the first stator assembly and the second stator assembly, and
a stator assembly coupling step of coupling the first stator assembly and the second stator assembly to the first and second support plates;
The stator assembly manufacturing step includes:
a first stator magnetization step of magnetizing the first stator in the z direction;
a second stator magnetization step of magnetizing the second stator in the circumferential direction;
and a stator arrangement step of alternately disposing the first stator and the second stator. 제6항에 있어서,
상기 지지판 준비단계는 상기 제1 지지판 및 상기 제2 지지판 중 적어도 하나 이상에 배리어를 형성시키는 배리어 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 커플링의 제작 방법.7. The method of claim 6,
The support plate preparation step comprises a barrier forming step of forming a barrier on at least one of the first support plate and the second support plate.
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101710916B1 (en) 2016-03-21 2017-02-28 조선대학교산학협력단 Rotating pole piece module and magnetic gear having the same
KR20200029723A (en) * 2018-09-11 2020-03-19 조선대학교산학협력단 Magnetic gear having air barrier

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