KR20230075789A - 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어 - Google Patents
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Abstract
영구자석 매입형 모터의 회전자 코어에 관한 것으로,
다수개의 원호형 분할코어가 링형으로 조립되고, 각 원호형 분할코어 마다에 영구자석이 매입 설치된 기술과, 원호형 분할코어가 외측부와 내측부로 분할 형성되고, 외측부의 내주면과 내측부의 외주면에 각각 영구자석 삽입홈이 마련된 기술을 통해
코어부재의 성형금형을 간편하게 제작할 수 있게 되고, 코어부재의 제조과정에서 스크랩의 발생을 적게 할 수 있게 되므로 영구자석 매입형 모터의 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있게 되고, 영구자석을 손쉽고 견고하게 부착할 수 있게 되므로 영구자석 매입형 모터의 작동과정에서 영구자석 미부착에 따른 진동과 소음을 방지할 수 있게 되고, 영구자석 매입형 모터의 성능 향상에도 기여할 수 있게 되는 것이다.
다수개의 원호형 분할코어가 링형으로 조립되고, 각 원호형 분할코어 마다에 영구자석이 매입 설치된 기술과, 원호형 분할코어가 외측부와 내측부로 분할 형성되고, 외측부의 내주면과 내측부의 외주면에 각각 영구자석 삽입홈이 마련된 기술을 통해
코어부재의 성형금형을 간편하게 제작할 수 있게 되고, 코어부재의 제조과정에서 스크랩의 발생을 적게 할 수 있게 되므로 영구자석 매입형 모터의 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있게 되고, 영구자석을 손쉽고 견고하게 부착할 수 있게 되므로 영구자석 매입형 모터의 작동과정에서 영구자석 미부착에 따른 진동과 소음을 방지할 수 있게 되고, 영구자석 매입형 모터의 성능 향상에도 기여할 수 있게 되는 것이다.
Description
본 발명은 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어에 관한 것으로, 더 자세하게는 영구자석이 매입 설치되는 회전자 코어를 분할형으로 제작하는 것에 의해 재료비용을 절감할 수 있도록 함은 물론 회전자 코어에 영구자석을 간편하고 견고하게 부착 설치할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
영구자석 모터(Permanent Magnet Motor)는 회전자 권선 대신 영구자석을 사용하여 권선에 전력을 공급할 필요가 없으므로 고효율이고 운전시간이 길수록 권선모터에 비해 유지비가 절감된다.
영구자석 모터는 회전자의 표면에 영구자석을 부착한 표면형 (SPM;Surface Permanent Magnet) 방식과 회전자의 내부에 영구자석을 매입한 매입형(IPM;Interior Permanent Magnet) 방식으로 구분되는데, 본 발명은 특히 매입형(IPM) 모터의 회전자 코어에 관계한다.
매입형(IPM) 모터는 영구자석이 회전자 코어 내부에 매입되므로 원심력 및 최대토크를 이기는 영구자석의 부착력을 보장할 수 있어 고속회전에 유리하고, 마그네틱 토크와 릴럭턴스 토크의 병용으로 고토크화가 가능하고, 회전자 표면의 와전류(eddy current), 손실 저감으로 고효율화가 가능하다.
도 1은 종래 기술에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 평면도이다. .
도 1과 같이 종래 기술에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(200)는 링형으로 구성되고, 코어부재(210)에 다수의 영구자석 삽입구멍(212)이 방사상으로 형성되어 각 영구자석 삽입구멍(212)에 영구자석(220)이 매입 설치된 형태를 가진다.
종래 기술에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(200)는 일체형 코어부재(210)를 사용하기 때문에 코어부재(210)의 제조과정에서 금형의 제작이 어렵고, 많은 양의 스크랩이 발생하게 되므로 재료의 낭비가 많게 된다.
즉, 회전자 코어는 강판을 프레스성형하여 판형의 코어부재를 제작한 후 다수의 코어부재를 상하방향으로 적층하는 방법으로 제작하게 되는데, 종래 기술에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(200)는 코어부재(210)가 일체형이므로 코어부재(210)를 프레스성형하기 위한 성형금형의 제작이 어렵게 된다.
또한 회전자 코어(200)의 외부 직경과 대응되는 좌우폭 및 상하폭을 가지는 정사각형의 강판 성형단위로부터 다수의 영구자석 삽입구멍을 펀칭하고, 링형의 코어부재(210)를 블랭킹하는 과정에서 발생되는 스크랩의 면적이 강판 성형단위 면적의 무려 80% 정도가 되므로 재료의 낭비가 심하게 되어 코어부재(210) 및 회전자 코어(200)의 제작비용이 많이 들게 된다.
한편, 종래 기술에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(200)에서 코어부재 코어(210)에 형성된 영구자석 삽입구멍(211)에 영구자석(220)을 매입 설치할 때에는 영구자석 삽입구멍(212)의 내주면과 영구자석(220)의 외주면에 접착제를 도포한 후 영구자석(220)을 영구자석 삽입구멍(212)에 삽입하여 부착하게 되는데, 코어부재(210)의 영구자석 삽입구멍(212)의 내주면에 접착제를 도포하기가 어렵게 되고, 영구자석(220)을 영구자석 삽입구멍(212)에 삽입하는 과정에서 접착제가 외부로 누출되므로 매입작업이 번거롭게 된다.
또한, 코어부재(210)의 영구자석 삽입구멍(212)의 내주면에 접착제가 제대로 도포되지 않은 경우 미접착부위가 발생하게 되고, 미접착부위에서 코어부재(210)의 영구자석 삽입구멍(212)과 영구자석(220) 사이에 유격이 발생하게 되어 영구자석 매입형 모터의 작동과정에서 진동과 소음이 유발될 우려가 많게 되고, 심할 경우 영구자석(220)이 분리되거나 파손되어 영구자석 매입형 모터의 성능에 악영향을 미치게 되는 일도 발생할 수 있게 된다.
하기의 특허문헌 1에는 다수 개의 코어블록과, 각 코어블록 사이에 상기 코어블록 수에 대응하는 개수로 영구자석을 조립하여 회전자 코어를 형성하는 영구자석 매입형 동기 전동기의 회전자 코어가 개시되어 있고, 하기의 특허문헌 2에는 회전자 코어에 영구자석을 안정적으로 고정시키는 자석 고정부재 및 이를 포함하는 영구자석 매입형 회전자가 개시되어 있다..
본 발명은 상기 종래의 기술에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 회전자 코어를 구성하는 코어부재의 제조를 용이하게 할 수 있도록 하고, 코어부재의 제조과정에서 스크랩의 발생을 줄여서 원가를 절감할 수 있도록 하는 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어를 제공하는 데에 있는 것이다.
본 발명은 그 다른 목적이 코어부재에 영구자석을 용이하게 부착할 수 있도록 함은 물론 코아부재에 영구자석을 견고하게 부착할 수 있도록 함으로써 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있도록 하고, 영구자석 매입형 모터의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어를 제공하는 데에 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어는 다수개의 원호형 분할코어가 링형으로 조립되고, 각 원호형 분할코어 마다에 영구자석이 매입 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어는 원호형 분할코어의 일측면과 타측면에 인근하는 다른 원호형 분할코어와 조립되는 조립돌기와 조립홈이 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어는 원호형 분할코어가 외측부와 내측부로 분할 형성되고, 외측부의 내주면과 내측부의 외주면에 각각 영구자석 삽입홈이 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어는 원호형 분할코어의 내측부의 후면 양측에 끼움돌기가 마련되고, 외측부의 전면 양측에 끼움홈이 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어에 의하면, 코어부재를 분할형으로 형성함으로써 코어부재의 성형금형을 간편하게 제작할 수 있게 되고, 코어부재의 제조과정에서 스크랩의 발생을 적게 할 수 있게 되므로 영구자석 매입형 모터의 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어에 의하면, 코어부재가 외측부와 내측부로 분할 형성되므로 외측부의 내주에 접착제를 쉽게 도포할 수 있게 됨은 물론 영구자석을 손쉽게 부착할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어에 의하면, 미접착부가 생기지 않도록 영구자석을 코어부재에 보다 견고하고 안정적으로 부착할 수 있게 되므로 영구자석 매입형 모터의 작동과정에서 영구자석 미부착에 따른 진동과 소음을 방지할 수 있게 되고, 영구자석 매입형 모터의 성능 향상에도 기여할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 요부 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 다른 실시형태의 요부 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 요부 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 다른 실시형태의 요부 평면도.
이하 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.
그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.
도 2는 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 요부 분해사시도이다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)는 방사상으로 다수의 영구자석(120)이 매입된 것으로, 다수개의 원호형 분할코어(110)가 링형으로 조립되고, 각 원호형 분할코어(110) 마다에 영구자석(120)이 매입 설치된 형태를 가진다.
원호형 분할코어(110)는 다수의 얇은 판상의 코어부재가 상하방향으로 적층된 것으로, 일측과 타측에 인근하는 다른 원호형 분할코어(110)와 조립되는 조립돌기(113)와 조립홈(114)이 마련된 형태를 가진다.
원호형 분할코어(110)는 외측부(110a)와 내측부(110b)로 분할 형성되고, 외측부(110a)의 내주면과 내측부(110b)의 외주면에 각각 영구자석 삽입홈(112a)(112b)이 마련된다.
원호형 분할코어(110)의 내측부(110b)의 후면 양측에는 끼움돌기(115)가 마련되고, 외측부(110a)의 전면 양측에는 끼움홈(116)이 마련된다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)의 원호형 분할코어(110)의 코어부재는 강판을 프레스기계 및 성형금형으로 프레스 성형하여 간편하게 제작할 수 있다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)의 원호형 분할코어(110)의 코어부재는 종래 기술에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(200)의 일체형 코어부재에 비해 길이 및 폭이 짧고 형상이 단순하기 때문에 성형금형의 제작이 용이하게 되고, 성형작업성 및 성형생산성이 좋게 된다.
또한, 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)의 원호형 분할코어(110)의 코어부재를 제조하기 위한 강판의 성형단위 면적에서 원호형 분할코어(110)의 코어부재가 차지하는 면적이 크기 때문에 그 제조과정에서 비교적 스크랩이 적게 발생하게 되고, 그에 따라 재료비용을 많이 절감할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)은 원호형 분할코어(110)가 외측부(110a)와 내측부(110b)로 분리 제작되기 때문에 영구자석(120)을 매입 설치하기가 매우 용이하게 되고, 원호형 분할코어(110)에 영구자석(120)을 견고하고 안정적으로 부착할 수 있게 된다.
즉, 원호형 분할코어(110)에 영구자석(120)을 매입 설치할 때는 우선 외측부(110a)의 내주면에 마련된 영구자석 삽입홈(112a)에 접착제를 도포하고 영구자석(120)을 후면을 영구자석 삽입홈(112a)의 내부 전면에 밀착 가압하게 되면 간편하게 외측부(110a)에 영구자석(120)을 부착 설치할 수 있게 된다.
다음에 내측부(110b)의 외주면에 마련된 영구자석 삽입홈(112b)에 접착제를 도포하고 영구자석 삽입홈(112b)의 내부 후면을 영구자석(120)의 전면에 밀착 가압하게 되면 간편하게 외측부(110a)에 내측부(110b)를 결합하면서 내측부(110b)에 영구자석(120)을 견고하게 부착할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)은 원호형 분할코어(110)가 외측부(110a)와 내측부(110b)로 분리된 상태이므로 외측부(110a)의 영구자석 삽입홈(112a)과 내측부(110b)의 영구자석 삽입홈(112b)이 외부로 노출되어 외측부(110a)의 영구자석 삽입홈(112a)에 접착제를 골고루 도포할 수 있게 될 뿐 아니라 외측부(110a)에 영구자석(120)의 밀착 가압할 수 있게 되고, 그에 따라 미부착부위가 생길 우려가 없게 된다.
상기에서 외측부(110a)에 영구자석(120)을 견고하게 밀착하여 접착한 후에는 영구자석(120)과 내측부(110b)를 접착하지 않고 외측부(110a)의 상부로부터 내측부(110b)를 삽입하여 외윽부(110a)와 내측부(110b)를 조립할 수도 있다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)에서 영구자석(120)이 매입 설치된 원호형 분할코어(110)는 그의 일측과 타측에 마련된 조립돌기(113)와 조립홈(114)을 통해 인근하는 다른 원호형 분할코어(110)와 조립된다.
이처럼 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)는 다수의 원호형 분할코어(110)가 랑형으로 조립된 형태이고, 각 원호형 분할코어(110)가 외측부(110a)와 내측부(110b)로 분리 제작된 형태이므로 원호형 분할코어(110)에 영구자석(120)을 매입 설치가 용이하게 될 뿐 아니라 영구자석(120)을 견고하게 부착할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)에서 사용되는 영구자석(120)은 중희토 함량을 줄이기 위한 입계확산 기술이 적용된 희토자석(Rare-earth Magnet)을 사용할 수 있다.
입계확산 공정은 진공분위기 확산 과정에서 중희토류 혼합물(Tb, Dy)은 입자면을 따라 자석 내부로 침투하게 됨으로써 Nd-Fe-B 입자주위에 중희토류층이 코팅되는 형태로 확산된다.
이러한 중희토류가 확산됨으로써 Nd-Fe-B 입자구조 형성 시 소량의 중희토류로도 희토자석의 보자력을 증가시키는 효과가 탁월한 제조 공법이다.
다음 공정으로는 입계확산된 희토자석을 가공하고 코팅함으로써 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)에 조립할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어의 다른 실시형태의 요부 평면도이다.
본 발명에 따른 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)는 도 4와 같이 하나의 원호형 분할코어(110)에 두 개의 영구자석(120)이 매입 설치되는 형태 등으로 변형 실시될 수 있다.
한편, 도시된 실시예의 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어(100)는 고정자의 외부 둘레에 회전자가 설치되는 외전형에 적용된 것이지만 본 발명은 고정자의 내부에 회전자가 설치되는 내전형에도 적용될 수 있음은 물론이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
100 : 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어
110 : 원호형 분할코어
110a : 외측부
110b : 내측부
120 : 영구자석
110 : 원호형 분할코어
110a : 외측부
110b : 내측부
120 : 영구자석
Claims (4)
- 다수개의 원호형 분할코어(110)가 링형으로 조립되고, 각 원호형 분할코어(110) 마다에 영구자석(120)이 매입 설치된 것을 특징으로 하는 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어.
- 제1항에 있어서,
원호형 분할코어(110)의 일측면과 타측면에 인근하는 다른 원호형 분할코어(110)와 조립되는 조립돌기(113)와 조립홈(114)이 마련된 것을 특징으로 하는 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
원호형 분할코어(110)는 외측부(110a)와 내측부(110b)로 분할 형성되고,
외측부(110a)의 내주면과 내측부(110b)의 외주면에 각각 영구자석 삽입홈(112a)(112b)이 마련된 것을 특징으로 하는 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어.
- 제3항에 있어서,
원호형 분할코어(110)의 내측부(110b)의 후면 양측에 끼움돌기(115)가 마련되고, 외측부(110a)의 전면 양측에 끼움홈(116)이 마련된 것을 특징으로 하는 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어.
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| KR1020210162316A KR102593104B1 (ko) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어 |
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| KR1020210162316A KR102593104B1 (ko) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 영구자석 매입형 모터의 회전자 코어 |
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2021
- 2021-11-23 KR KR1020210162316A patent/KR102593104B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
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| KR102593104B1 (ko) | 2023-10-24 |
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