KR20170062889A

KR20170062889A - 전동기용 자석 조립체

Info

Publication number: KR20170062889A
Application number: KR1020150168630A
Authority: KR
Inventors: 황규윤
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-06-08

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표면 부착형 영구자석 동기 전동기는 회전자 코어의 둘레와 대응되는 길이를 가지며, 상기 회전자 코어의 외주면을 감싸면서 상기 회전자 코어에 조립되는 벨트부재; 및 다수 개로 구비되어 상기 벨트부재의 길이방향을 따라 상기 벨트부재에 일정 간격 이격되게 부착되는 영구자석;을 포함하며, 상기 영구자석은 상기 벨트부재가 상기 회전자 코어에 조립된 후 착자된다.

Description

표면 부착형 영구자석 동기 전동기{SURFACE PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR}

본 발명은 표면 부착형 영구자석 동기 전동기에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 회전자 코어에 부착되는 영구자석의 이탈을 방지할 수 있는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기에 관한 것이다.

일반적으로, 동기 전동기란 전동기가 정상으로 운전될 경우 부하의 경중에 관계없이 회전자의 속도가 일정한 특성을 가지는 전동기를 말하며, 회전 자계를 만드는 고정자와 자극을 가진 회전자로 구성된다.

특히, 동기 전동기 중에서 영구자석 동기 전동기는 계자에 영구자석을 사용한 동기 전동기로, 다른 전동기들에 비해 상대적으로 고효율이고 보수가 용이하며 계자 손실에 따른 온도 상승이 없기 때문에 계자 온도 상승에 대한 보호가 불필요하다는 장점이 있다.

이와 같은, 영구자석 동기 전동기는 회전자 코어의 외주면에 영구자석을 배치하고, 전기자코일 내에서 회전자 코어를 회전시킴으로써 교류 전류를 형성한다.

여기서, 회전자 코어는 필요에 따라 고속으로 회전할 수 있는데, 회전자 코어가 고속으로 회전하는 경우 회전자 코어의 외주면에 배치된 영구자석이 원심력에 의해 회전자 코어로부터 이탈될 수 있다. 영구자석이 회전자 코어로부터 이탈되면 교류 전류를 형성할 수 없게 되며, 영구자석을 자주 유지보수해야되므로 번거롭고 제작효율이 저하되는 문제가 있다.

한국등록특허공보 10-1361638호

본 발명의 일 실시예에 따른 표면 부착형 영구자석 동기 전동기는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.

영구자석을 벨트부재에 부착하고 영구자석이 부착된 벨트부재를 회전자 코어에 조립하며, 벨트부재가 회전자 코어에 조립된 후 영구자석이 회전자 코어에 착자됨으로써, 회전자 코어의 외주면에 배치되는 영구자석의 유지보수가 용이하고 제작성을 향상시킬 수 있어 대량생산이 가능하며 생산성이 증가될 수 있는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기를 제공함에 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표면 부착형 영구자석 동기 전동기는, 회전자 코어의 둘레와 대응되는 길이를 가지며, 상기 회전자 코어의 외주면을 감싸면서 상기 회전자 코어에 조립되는 벨트부재; 및 다수 개로 구비되어 상기 벨트부재의 길이방향을 따라 상기 벨트부재에 일정 간격 이격되게 부착되는 영구자석;을 포함하며, 상기 영구자석은 상기 벨트부재가 상기 회전자 코어에 조립된 후 착자된다.

상기 회전자 코어는 단부에 제1홈부가 함몰형성될 수 있다.

상기 제1홈부는, 일단이 상기 회전자 코어의 중심부에서 가장자리부로 갈수록 직경이 작아질 수 있다.

상기 제1홈부는 삼각 형상으로 형성될 수 있다.

상기 벨트부재는, 상기 영구자석이 배치되는 방향과 교차하는 방향으로 돌출형성되며, 상기 제1홈부의 형상과 대응되는 형상이고 상기 회전자 코어에 조립되는 경우 상기 홈부에 삽입되는 조립돌기를 더 포함할 수 있다.

상기 회전자 코어에 상기 벨트부재가 조립된 후 상기 회전자 코어의 양단부에 각각 결합되며, 상기 회전자 코어에 착자된 상기 영구자석의 고정력을 강화시키기 위한 고정부재를 포함할 수 있다.

상기 고정부재는, 상기 회전자 코어에 결합시 상기 회전자 코어 측으로 돌출형성되며 상기 제1홈부에 결합되는 제1고정돌기 및상기 회전자 코어의 외주면에 배치되는 다수 개의 영구자석 사이의 제2홈부에 결합되는 제2고정돌기를 포함할 수 있다.

상기 고정부재는 비자성체 재질로 제작될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표면 부착형 영구자석 동기 전동기는 영구자석이 부착된 벨트부재를 회전자 코어에 조립하며, 영구자석은 벨트부재가 회전자 코어에 조립된 후 착자됨으로써, 벨트부재에 부착되는 영구자석의 유지보수가 용이하고 제작성이 향상되어 대량생산이 가능하며, 생산성이 증가되고 제작효율이 향상되는 효과가 있다.

나아가, 고정부재가 영구자석이 회전자 코어에 착자된 후 회전자 코어의 양단부에 결합됨으로써, 누설자속을 차단할 수 있으며 이에 따라 모터의 토크가 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 부착형 영구자석 동기 전동기를 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 표면 부착형 영구자석 동기 전동기를 분해한 분해도이고,
도 3은 도 1의 표면 부착형 영구자석 동기 전동기의 벨트부재가 부착된 회전자 코어와 고정부재를 도시한 도면이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐를 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 부착형 영구자석 동기 전동기의 전반적인 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 부착형 영구자석 동기 전동기는 벨트부재(200)와, 영구자석(300)과, 고정부재(400)를 포함한다.

벨트부재(200)는 회전자 코어(100)의 둘레와 대응되는 길이를 가지며, 회전자 코어(100)의 외주면을 감싸면서 회전자 코어(100)에 조립된다. 여기서, 회전자 코어(100)는 단부에 제1홈부(110)가 함몰형성될 수 있다.

구체적으로, 벨트부재(200)는 회전자 코어(100)의 면적과 대응되는 면적을 가지는 벨트형태로, 회전자 코어(100)에 조립될 때 회전자 코어(100)의 외주면 전체를 감싸면서 회전자 코어(100)의 외주면에 부착되어 조립된다. 여기서, 벨트부재(200)는 접착물질에 의해 회전자 코어(100)의 외주면에 부착될 수 있다.

도면에는 도시되지 않았지만, 벨트부재(200)는 조립돌기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 조립돌기는 영구자석(300)이 배치되는 방향과 교차하는 방향으로 돌출형성되며, 제1홈부(110)의 형상과 대응되는 형상이고 회전자 코어(100)에 조립되는 경우 회전자 코어(100)의 제1홈부(110)에 삽입된다.

즉, 벨트부재(200)는 회전자 코어(100)에 조립될 때 조립돌기가 회전자 코어(100)의 제1홈부(110)에 삽입되면서 회전자 코어(100)에 조립될 수 있다.

제1홈부(110)는 일단이 회전자 코어(100)의 중심부에서 가장자리부로 갈수록 직경이 작아진다. 본 실시예에서, 제1홈부(110)는 삼각 형상으로 형성될 수 있으며, 삼각 형상뿐만 아니라 오각 형상으로도 형성될 수 있다.

이와 같이, 제1홈부(110)는 일단이 회전자 코어(100)의 중심부에서 가장자리부로 갈수록 직경이 작아짐으로써, 자속 형성에 영향을 주지 않는다.

본 실시예에서, 회전자 코어(100)는 원통형으로 중공형상을 가진다. 회전자 코어(100)는 회전기의 용량 내지 용도에 따라 그 두께가 결정되며, 연강판 등의 재질로 제작될 수 있다. 회전자 코어(100)는 회전축에 압입하여 회전되거나 회전축과 회전자 코어를 일체로 형성하여 회전될 수 있으며, 고속회전됨에 따라 원심력에 견딜 수 있게 만들어지는 것이 바람직하다.

영구자석(300)은 다수 개로 구비되어 벨트부재(200)의 길이방향을 따라 벨트부재(200)에 일정 간격 이격되게 부착된다.

영구자석(300)은 표면에 소정 구간의 N극, S극으로 교번되게 이루어지고, 벨트부재(200)에 일정 간격 이격되게 부착되는 부착위치에 따라 자계가 형성될 수 있다. 이와 같은 영구자석(300)은 강한 자화상태를 오래 보존할 수 있으며, 외부로부터 전기에너지를 공급받지 않아도 자성을 안정되게 유지할 수 있다.

여기서, 접착물질을 이용하여 영구자석(300)을 벨트부재(200)에 부착할 수도 있고, 벨트부재(200)의 외측면에 매립홈(미도시)을 형성하고 이와 같이 형성된 매립홈에 영구자석(300)을 매립함으로써 벨트부재(200)에 영구자석(300)을 부착할 수 있다.

본 실시예에서, 영구자석(300)은 벨트부재(200)가 회전자 코어(100)에 조립된 후 착자된다. 즉, 벨트부재(200)에 다수 개의 영구자석(300)을 일정 간격 이격되게 부착하고 영구자석(300)이 부착된 벨트부재(200)를 회전자 코어(100)에 조립하면 영구자석(300)은 회전자 코어(100)에 착자되며, 회전자 코어(100)가 회전함에 따라 교류 전류를 발생시킬 수 있다.

이와 같이, 영구자석(300)이 부착된 벨트부재(200)를 회전자 코어(100)에 조립하며, 영구자석(300)은 벨트부재(200)가 회전자 코어(100)에 조립된 후 착자됨으로써, 벨트부재(200)에 부착되는 영구자석(300)의 유지보수가 용이하고 제작성이 향상되어 대량생산이 가능하며, 생산성이 증가되고 제작효율이 향상될 수 있다.

고정부재(400)는 회전자 코어(100)에 벨트부재(200)가 조립된 후 회전자 코어(100)의 양단부에 각각 결합되며, 회전자 코어(100)에 착자된 영구자석(300)의 고정력을 강화시킨다. 고정부재(400)는 회전자 코어(100)의 고속회전시 영구자석(300)이 회전자 코어(100)로부터 이탈되지 않도록 회전자 코어(100)에 착자된 영구자석(300)의 고정력을 강화시킨다.

도 3을 참조하면, 고정부재(400)는 회전자 코어(100)에 결합시 회전자 코어(100) 측으로 돌출형성되며 회전자 코어(100)의 단부에 함몰형성된 홈부(110)에 결합되는 제1고정돌기(410)와, 회전자 코어(100)의 외주면에 배치된 다수 개의 영구자석(300) 사이의 제2홈부(220)에 결합되는 제2고정돌기(420)를 포함한다.

즉, 고정부재(400)는 회전자 코어(100)에 영구자석(300)이 부착된 벨트부재(200)가 조립된 후, 제1고정돌기(410)가 회전자 코어(100)의 홈부(110)에 결합되고 제2고정돌기(420)가 다수 개의 영구자석(300) 사이의 제2홈부(220)에 결합되어 회전자 코어(100)에 착자된 영구자석(300)의 고정력을 강화시킨다.

본 실시예에서, 고정부재(400)는 자속 형성에 영향을 주지 않는 비자성체 재질로 제작될 수 있다. 이와 같은 고정부재(400)가 영구자석(300)이 회전자 코어(100)에 착자된 후 회전자 코어(100)의 양단부에 결합됨으로써, 누설자속을 차단할 수 있으며 이에 따라 모터의 토크가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 회전자 코어
110 : 제1홈부
200 : 벨트부재
220 : 제2홈부
300 : 영구자석
400 : 고정부재
410 : 제1고정돌기
420 : 제2고정돌기

Claims

회전자 코어(100)의 둘레와 대응되는 길이를 가지며, 상기 회전자 코어(100)의 외주면을 감싸면서 상기 회전자 코어(100)에 조립되는 벨트부재(200); 및
다수 개로 구비되어 상기 벨트부재(200)의 길이방향을 따라 상기 벨트부재(200)에 일정 간격 이격되게 부착되는 영구자석(300);을 포함하며,
상기 영구자석(300)은 상기 벨트부재(200)가 상기 회전자 코어(100)에 조립된 후 착자되는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기.
제1항에 있어서,
상기 회전자 코어(100)는 단부에 제1홈부(110)가 함몰 형성되는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기.
제2항에 있어서,
상기 제1홈부(110)는,
일단이 상기 회전자 코어(100)의 중심부에서 가장자리부로 갈수록 직경이 작아지는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기.
제3항에 있어서,
상기 제1홈부(110)는 삼각 형상으로 형성되는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기.
제4항에 있어서,
상기 벨트부재(200)는,
상기 영구자석(300)이 배치되는 방향과 교차하는 방향으로 돌출형성되며, 상기 제1홈부(110)의 형상과 대응되는 형상이고 상기 회전자 코어(100)에 조립되는 경우 상기 홈부(110)에 삽입되는 조립돌기를 더 포함하는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기.
제5항에 있어서,
상기 회전자 코어(100)에 상기 벨트부재(200)가 조립된 후 상기 회전자 코어(100)의 양단부에 각각 결합되며, 상기 회전자 코어(100)에 착자된 상기 영구자석(300)의 고정력을 강화시키기 위한 고정부재(400);를 포함하는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기.
제6항에 있어서
상기 고정부재(400)는,
상기 회전자 코어(100)에 결합시 상기 회전자 코어(100) 측으로 돌출형성되며 상기 제1홈부(110)에 결합되는 제1고정돌기(410); 및
상기 회전자 코어(100)의 외주면에 배치되는 다수 개의 영구자석(300) 사이의 제2홈부(220)에 결합되는 제2고정돌기(420);를 포함하는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기.
제7항에 있어서,
상기 고정부재(400)는 비자성체 재질로 제작되는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기.