KR101497502B1 - 전동기 및 전동기 제조방법 - Google Patents
전동기 및 전동기 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 센터의 주위에 원주방향을 따라 배열된 복수의 회전자 섹터 및 회전자 섹터들 사이에서 회전자 섹터들을 연결하는 브리지로 구성된 회전자를 포함하므로 회전자의 센터에 샤프트를 끼우거나 할 때 열 압입에 의하여 견고하고 용이하게 결합시킬 수 있고, 회전자가 서로 적층된 복수의 코어 플레이트로 구성되되, 코어 플레이트들이 샤프트에 적층된 순서대로 일방향으로 일정 각도씩 시프트가 이루어진 상태로 키에 의하여 결합되어 스큐 구조를 용이하게 구현할 수 있다.
Description
본 발명은 내전형(inner rotor type) 또는 외전형(outer rotor type) 전동기 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전동기는 고정자 및 고정자에 대하여 상대회전운동을 하는 회전자를 포함하는데, 고정자에는 코일(coil)이 감기고, 회전자에는 영구자석이 배치된다. 이러한 전동기는, 고정자와 회전자 간의 배치관계에 따라서는 회전자를 고정자의 내측에 위치시킨 내전형과 회전자를 고정자의 외측에 위치시킨 외전형으로 구분할 수 있고, 회전자에 대한 영구자석 배치구조에 따라서는 영구자석을 회전자의 표면에 부착한 SPM(surface permanent magnet)형과 영구자석을 회전자의 내부에 매입한 IPM(interior permanent magnet)형으로 구분할 수 있다.
내전형 전동기의 경우에는 부하 측과 연결되는 샤프트가 회전자의 센터(회전중심)에 결합되고, 외전형 전동기의 경우에는 부하 측과 연결되는 프레임이 회전자의 외주에 결합된다. 회전자에 샤프트 또는 프레임을 견고하고 긴밀하게 결합시켜야 전동기의 구조적인 안정성을 보장할 수 있고 작동성능 저하를 방지할 수 있으며 회전력을 부하 측에 정확히 전달할 수 있다. 그러나, 회전자의 센터에 마련된 샤프트 삽입구멍에 샤프트를, 또는 회전자의 외주에 원통형 구조의 프레임을 끼워 회전자와 샤프트 또는 프레임을 결합시키는 이전까지의 작업, 예를 들면, 강제압입, 코킹(caulking), 체결요소를 이용하는 방식 등은 비교적 효율적이지 않은 데다, 성능 저하 등 전동기에 가해지는 부작용으로 적용 자체가 곤란한 것이 현 실정이다.
고정자와 회전자를 갖는 전동기에서는 작동 중 코깅 토크(cogging torque)라는 회전변동이 발생한다. 코깅 토크는 소음이나 진동을 유발하는 등 전동기의 성능을 저하시키는 요인 중 하나다. 코깅 토크를 감소시키기 위한 방안으로는 회전자가 스큐(skew) 구조를 갖도록 구성하여 주파수 파형의 고조파를 제거하는 방식이 이용된다. 그러나, 회전자에 스큐 구조를 적용하면 조립과정이 어렵고 힘들어지는 문제점을 감수하여야 하는바, 스큐 구조의 단순화 및 이에 따른 조립성 향상을 위한 개선책 마련이 시급히 요구되고 있다.
[해결하고자 하는 과제]
본 발명의 목적은 제조 면에서 유리한 전동기 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다. 본 발명이 해결하려는 과제는 이에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 기타 과제들은 통상의 기술자(본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자)라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
[과제의 해결 수단]
본 발명의 실시예에 따르면, 전류가 흐르면 자기장을 발생시키는 코일이 각각 감기는 복수 개의 투스(tooth)가 원주방향을 따라 배열된 고정자와; 상기 고정자의 내측에 상대회전 가능하도록 배치되고, 복수의 영구자석이 원주방향을 따라 배열되며, 센터에 샤프트 삽입구멍이 마련된 회전자와; 상기 회전자의 샤프트 삽입구멍에 열 압입으로 결합되어 상기 회전자와 함께 회전되고, 부하 측과 연결되는 비자성 샤프트를 포함하되, 상기 회전자는 상기 센터의 주위에 서로 이격되도록 원주방향으로 배열되어 상기 샤프트 삽입구멍을 마련하는 복수의 회전자 섹터와; 상기 회전자 섹터들 사이에 적어도 한 개씩 개재되어 상기 이웃한 회전자 섹터들을 서로 연결하는 브리지를 포함함으로써 열 압입 시 열을 가하면 상기 샤프트 삽입구멍의 크기가 매우 용이하게 확장되는 내전형 전동기를 제공한다. 이 때, 상기 회전자의 재질은 철(Fe)이고, 상기 샤프트의 재질은 알루미늄일 수 있다. 그리고, 상기 회전자 섹터와 상기 브리지는 일체형일 수 있다.
상기 브리지는 상기 회전자 섹터들 사이의 이격공간을 2 이상의 단위 공간으로 구획하도록 구비되고, 상기 영구자석은 상기 단위 공간들에 각각 수용되어, 상기 단위 공간은 영구자석 매입공간일 수 있다.
여기에서, 상기 브리지는 상기 회전자 섹터들 사이에 2 이상의 영구자석 매입공간이 반경방향을 따라 배치되도록 상기 회전자 섹터들 사이의 이격공간을 구획하고, 상기 회전자 섹터들은 서로 이웃하여 대면하는 양옆의 내측 단부 및 외측 단부에 간격을 두고 서로 대향하도록 각각 돌출된 내측 턱 및 외측 턱이 마련될 수 있다.
상기 샤프트의 외주에는 단수 또는 복수 개의 키(key)가 축방향으로 마련되고, 상기 샤프트 삽입구멍의 내주에는 상기 키가 끼워지는 키홈이 마련될 수 있다. 이 때, 상기 내측 턱들 사이의 이격공간을 상기 키홈으로 하도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 브리지는 상기 회전자 섹터들 사이를 3 이상의 영구자석 매입공간이 반경방향을 따라 배치되도록 구획하고, 상기 영구자석은 상기 회전자 섹터들 사이에서 상대적으로 내측에 위치한 영구자석 매입공간에 매입되는 페라이트 영구자석 및 상대적으로 외측에 위치한 영구자석 매입공간에 매입되는 희토류 영구자석을 포함하며, 상기 회전자 섹터들 사이의 영구자석들 중 상기 페라이트 영구자석의 개수는 상기 희토류 영구자석의 개수를 초과할 수 있다. 이 때, 상기 회전자 섹터들 사이의 3 이상의 영구자석 매입공간에 매입되는 영구자석은 크기가 모두 동일할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 내전형 전동기의 회전자는 축방향으로 적층되어 회전자 코어를 구성하는 복수 개의 코어 플레이트를 포함하되, 상기 각각의 코어 플레이트는 상기 센터의 주위에 서로 이격되도록 원주방향으로 배열된 복수 개의 섹터 플레이트 및 상기 섹터 플레이트들 사이에서 상기 섹터 플레이트들을 서로 연결하는 상기 브리지로 구성되어, 상기 적층된 섹터 플레이트 그룹은 각각 상기 회전자 섹터를 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 코어 플레이트들의 내주와 상기 샤프트의 외주 중 하나에는 축방향으로 형성된 복수 개의 제1키홈이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치되고 다른 하나에는 상기 제1키홈에 대응하는 제2키홈이 적어도 하나 형성되며, 상기 코어 플레이트들은 상기 적어도 하나의 제1키홈이 상기 제2키홈과 일치하도록 상기 제1키홈의 원주방향 이격 간격만큼씩 적층순서대로 일방향으로 시프트가 이루어진 상태로 상기 샤프트에 끼워지고, 상기 일치된 제1키홈과 제2키홈에는 키가 끼워져서, 상기 코어 플레이트들은 상기 샤프트에 스큐 구조를 갖도록 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 센터의 주위에 서로 이격되도록 원주방향을 따라 배열된 복수의 회전자 섹터 및 상기 회전자 섹터들 사이에서 상기 이웃한 회전자 섹터들을 서로 연결하는 브리지를 가져 상기 센터에 샤프트 삽입구멍이 마련된 회전자를 준비하는 단계와; 상기 준비된 회전자에 열을 가하여 상기 샤프트 삽입구멍의 크기를 확장시킨 상태에서 상기 샤프트 삽입구멍에 비자성의 샤프트를 삽입한 뒤, 상기 회전자를 냉각하여 상기 샤프트 삽입구멍을 축소시킴으로써 상기 샤프트를 압입하는 단계를 포함하는 내전형 전동기 제조방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각각 코일이 감기는 복수 개의 투스가 원주방향을 따라 배열된 고정자와; 상기 고정자의 내측에 상대회전 가능하게 배치되고, 복수의 영구자석을 가지며, 센터에 샤프트 삽입구멍이 마련된 회전자와; 상기 샤프트 삽입구멍에 결합되어 상기 회전자와 함께 회전되는 비자성의 샤프트를 포함하고, 상기 회전자는 축방향으로 적층되어 회전자 코어를 구성하는 복수의 코어 플레이트를 포함하되, 상기 각 코어 플레이트는 상기 샤프트 삽입구멍을 구성하는 단위 삽입구멍을 갖고 상기 복수 개의 영구자석이 상기 단위 삽입구멍의 주위에 원주방향을 따라 배열되며, 상기 코어 플레이트들의 내주와 상기 샤프트의 외주 중 하나에는 축방향으로 형성된 복수의 제1키홈이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치되고, 다른 하나에는 상기 제1키홈에 대응하는 제2키홈이 적어도 하나 형성되며, 상기 코어 플레이트들은 상기 적어도 하나의 제1키홈이 상기 제2키홈과 일치하도록 상기 제1키홈의 원주방향 이격 간격만큼씩 적층순서대로 일방향으로 시프트가 이루어진 상태로 상기 샤프트에 끼워지고, 상기 일치된 제1키홈과 제2키홈에는 키가 끼워져서, 상기 코어 플레이트들은 상기 샤프트에 스큐 구조를 갖도록 결합된 내전형 전동기가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 서로 적층되어 회전자 코어를 구성하고 센터에는 서로 적층 시에 일치되면서 샤프트 삽입구멍을 구성하는 단위 삽입구멍이 각각 마련되며 각 내주에는 축방향으로 형성된 복수의 제1키홈이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 복수의 코어 플레이트를 준비하는 단계와; 외주에 상기 제1키홈에 대응하는 제2키홈이 적어도 하나 형성된 비자성의 샤프트를 준비하는 단계와; 상기 적어도 하나의 제1키홈이 상기 제2키홈과 일치하도록 상기 준비된 샤프트에 상기 준비된 코어 플레이트들을 끼워 적층시키되, 상기 코어 플레이트들을 상기 제1키홈의 원주방향 이격 간격만큼씩 적층순서대로 일방향으로 시프트가 이루어지도록 끼우면서 상기 일치된 제1키홈과 제2키홈에 키를 끼워 상기 코어 플레이트들을 상기 샤프트에 스큐 구조를 갖도록 결합시키는 단계를 포함하는 내전형 전동기 제조방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각각 코일이 감기는 복수 개의 투스가 원주방향을 따라 배열된 고정자와; 상기 고정자의 외측에 상대회전 가능하도록 배치되며, 복수의 영구자석이 원주방향을 따라 배열된 회전자와; 상기 회전자의 외주에 열 압입으로 결합되어 상기 회전자와 함께 회전되는 원형 구조의 비자성 프레임(알루미늄 재질일 수 있다.)을 포함하고, 상기 회전자는 상기 고정자의 외측에 서로 이격되도록 원주방향으로 배열된 복수 개의 회전자 섹터와; 상기 회전자 섹터들 사이에 단수 또는 복수 개씩 개재되어 상기 이웃한 회전자 섹터들을 서로 연결하면서 상기 회전자 섹터들 사이의 이격공간을 상기 영구자석이 매입되는 2 이상의 단위 공간으로 구획하는 브리지를 포함하며, 상기 프레임은 열 압입에 의하여 상기 회전자와의 결합 시 열을 가하면 내주가 확장되는 외전형 전동기가 제공된다.
이와 같은 외전형 전동기에서, 상기 브리지는 상기 회전자 섹터들 사이를 3 이상의 단위 공간이 반경방향을 따라 배치되도록 구획하고, 상기 영구자석은 상기 회전자 섹터들 사이에서 상대적으로 외측에 위치한 단위 공간에 매입되는 페라이트 영구자석 및 상대적으로 내측에 위치한 단위 공간에 매입되는 희토류 영구자석을 포함하며, 상기 회전자 섹터들 사이의 영구자석들 중 상기 페라이트 영구자석의 개수는 상기 희토류 영구자석의 개수를 초과할 수 있다. 이 때, 상기 회전자 섹터들 사이의 3 이상의 단위 공간에 매입되는 영구자석은 그 크기가 모두 동일한 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각각 코일이 감기는 복수 개의 투스가 원주방향을 따라 배열된 고정자와; 상기 고정자의 외측에 상대회전 가능하게 배치되며, 복수 개의 영구자석을 갖는 회전자와; 상기 회전자의 외주에 결합되어 상기 회전자와 함께 회전되는 비자성의 프레임을 포함하고, 상기 회전자는 축방향으로 적층되어 회전자 코어를 구성하는 복수의 코어 플레이트를 포함하되, 상기 각 코어 플레이트에는 상기 영구자석 복수 개가 원주방향을 따라 배열되며, 상기 코어 플레이트들의 외주와 상기 프레임의 내주 중 하나에는 축방향으로 형성된 복수의 제1키홈이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치되고, 다른 하나에는 상기 제1키홈에 대응하는 제2키홈이 적어도 하나 형성되며, 상기 코어 플레이트들은 상기 적어도 하나의 제1키홈이 상기 제2키홈과 일치하도록 상기 제1키홈의 원주방향 이격 간격만큼씩 적층순서대로 일방향으로 시프트가 이루어진 상태로 상기 프레임에 끼워지고, 상기 일치된 제1키홈과 제2키홈에는 키가 끼워져서, 상기 코어 플레이트들은 상기 프레임에 스큐 구조를 갖도록 결합된 외전형 전동기가 제공된다.
이와 같이 스큐 구조를 갖는 외전형 전동기에서, 상기 제1키홈은 상기 코어 플레이트에 원주방향으로 배열된 복수의 영구자석 사이마다 적어도 하나씩 위치하도록 상기 코어 플레이트에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 서로 적층되어 회전자 코어를 구성하고 각 외주에는 축방향으로 형성된 복수의 제1키홈이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 복수의 코어 플레이트를 준비하는 단계와; 내주에 상기 제1키홈에 대응하는 제2키홈이 적어도 하나 형성된 비자성의 프레임을 준비하는 단계와; 상기 적어도 하나의 제1키홈이 상기 제2키홈과 일치하도록 상기 준비된 프레임에 상기 준비된 코어 플레이트들을 끼워 적층시키되, 상기 코어 플레이트들을 상기 제1키홈의 원주방향 이격 간격만큼씩 적층순서대로 일방향으로 시프트가 이루어지도록 끼우면서 상기 일치된 제1키홈과 제2키홈에 키를 끼워 상기 코어 플레이트들을 상기 프레임에 스큐 구조를 갖도록 결합시키는 단계를 포함하는 외전형 전동기 제조방법이 제공된다.
위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예(발명을 실시하기 위한 구체적인 내용)나 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이고, 나아가서는 위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단 이외에도 다양한 과제의 해결 수단이 이하에서 추가로 제시될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전동기가 도시된 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전자를 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 샤프트를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전동기가 도시된 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 회전자를 나타내는 구성도이다.
도 6은 도 4에 도시된 프레임을 나타내는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전자를 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 샤프트를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전동기가 도시된 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 회전자를 나타내는 구성도이다.
도 6은 도 4에 도시된 프레임을 나타내는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 구성도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라, 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전동기가 도시된 구성도로, 이는 고정자(10)의 내측에 원형 구조를 갖는 회전자(20)가 위치되고 회전자(20)에 비자성의 샤프트(30)가 결합되는 내전형 전동기를 나타낸다. 도 2는 도 1에 도시된 회전자(20)를, 도 3은 도 1에 도시된 샤프트(30)를 각각 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 고정자(10)는 코일(1)이 감기는 투스(11)를 복수 개 갖는다. 투스(11)들은 방사상으로 배치됨에 따라 원주방향으로 배열되고 환형의 요크(yoke)(12)에 의하여 서로 연결된다. 이러한 복수의 투스(11)는 요크(12)의 내주로부터 중심 측으로 돌출되고, 그 선단 측은 코일(1)의 이탈을 방지할 수 있도록 확장된 형상을 가질 수 있다. 도면부호 13은 복수의 투스(11)가 원주방향으로 서로 이격됨에 따라 투스(11)들 사이에 마련되는 슬롯이다.
회전자(20)는 고정자(10)의 내측에 상대회전 가능하게 배치되고 센터에 샤프트(30)가 끼워지는 원형 구조의 샤프트 삽입구멍(21)이 마련된다. 도 1, 도 2를 참조하면, 회전자(20)는 소정의 온도로 가열 시 그 샤프트 삽입구멍(21)의 크기가 용이하게 확장될 수 있는 구조를 갖도록 구성된다. 이를 위하여, 회전자(20)는, 센터의 주위에 서로 이격되도록 원주방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열되어 센터에 샤프트 삽입구멍(21)을 마련하는 복수의 회전자 섹터(22), 회전자 섹터(22)들 사이에 단수 또는 복수 개씩 개재되어 이웃한 회전자 섹터(22)들을 서로 연결하는 브리지(23)를 포함한다. 회전자 섹터(22)들은 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다. 회전자 섹터(22)와 브리지(23)는 일체형인 것이 바람직하다.
샤프트(30)는 부하 측과 연결된다. 샤프트(30)의 재질은 스테인리스 스틸 또는 알루미늄일 수 있다. 샤프트(30)는 열 압입에 의하여 회전자(20)와 결합되어 회전자(20)와 함께 회전된다. 여기에서의 열 압입과정을 살펴보면 다음과 같다.
샤프트 삽입구멍(21)은 내주가 샤프트(30)의 외주에 비하여 미세하게 작도록 형성된다. 샤프트 삽입구멍(21)의 내주는 샤프트(30)의 외주에 비하여 0.50-1.00㎜가 작을 수 있다. 물론, 이 상태 그대로는 샤프트 삽입구멍(21)에 샤프트(30)를 끼우는 작업이 매우 어렵거나 불가할 수밖에 없다. 회전자(20)를 소정의 온도로 가열하면, 회전자 섹터(22)들로 분할되고 분할된 회전자 섹터(22)들이 브리지(23)에 의하여 서로 연결된 회전자(20)의 구조적인 특성상, 샤프트 삽입구멍(21)은 용이하게 확장된다.
따라서, 회전자(20)를 가열하여 샤프트 삽입구멍(21)의 내주가 샤프트(30)의 외주에 비하여 커지도록 샤프트 삽입구멍(21)을 확장시킨다. 그 다음, 내주가 확장된 샤프트 삽입구멍(21)에 샤프트(30)를 삽입하고, 그대로 냉각시킨다. 그러면, 샤프트 삽입구멍(21)은 원상태로 축소되려 하고, 샤프트(30)는 이렇게 축소되는 샤프트 삽입구멍(21)에 의하여 압입되면서 회전자(20)와 견고하면서도 긴밀하게 결합된다. 이 때, 회전자(20)의 냉각에는 송풍, 살수 등을 통한 강제냉각방식, 또는 일반적인 자연냉각방식이 이용될 수 있다.
도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 브리지(23)는 이웃한 회전자 섹터(22)들 사이에 위치된 이격공간을 각각 복수의 단위 공간(24)으로 구획하도록 구비되고, 구획된 단위 공간(24)들에는 각각 영구자석(2)이 매입되어, 단위 공간(24)들은 영구자석 매입공간으로서의 역할을 한다.
구체적으로, 브리지(23)는 회전자 섹터(22)들 사이에 각각 복수 개의 영구자석 매입공간(24)이 반경방향을 따라 일렬 배치되도록 회전자 섹터(22)들 사이의 이격공간을 구획한다. 이에 따라, 영구자석(2)들은 전체적으로 보았을 때 회전자(20)의 센터(샤프트 삽입구멍)를 중심으로 방사상 구조로 배열될 수 있다. 영구자석(2)으로는 페라이트(ferrite) 영구자석(2-1), 희토류(rare-earth) 영구자석(2-2) 등을 적용하는 것이 바람직하다. 페라이트 영구자석(2-1)은 바륨(barium, Ba) 페라이트 영구자석 또는 스트론튬(strontium, Sr) 페라이트 영구자석일 수 있고, 희토류 영구자석(2-2)은 네오디뮴(neodymium, Nd) 영구자석 또는 사마륨(samarium, Sm)-코발트(cobalt, Co) 영구자석일 수 있다.
도 1과 도 2는 회전자 섹터(22)들 사이가 각각 두 영구자석 매입공간(24)으로 구획된 상태를 예시한다.
여기에서, 회전자 섹터(22)들 사이에 반경방향으로 배치된 두 영구자석 매입공간(24) 중, 상대적으로 내측에 위치한 영구자석 매입공간(24-1)에는 페라이트 영구자석(2-1)이, 상대적으로 외측에 위치한 영구자석 매입공간(24-2)에는 희토류 영구자석(2-2)이 각각 매입될 수 있다. 그리고, 회전자 섹터(22)들 사이의 두 영구자석 매입공간(24) 중 내측의 영구자석 매입공간(24-1)은 크기가 외측의 영구자석 매입공간(24-2)에 비하여 더 커서, 페라이트 영구자석(2-1) 역시 크기가 희토류 영구자석(2-2)에 비하여 더 클 수 있다.
회전자의 내부에 영구자석을 매입한 IPM(interior permanent magnet)형 전동기는 회전자에서 고정자와 인접한 부근(내전형의 경우에는 회전자의 외측 부근, 외전형의 경우에는 회전자의 내측 부근)에서 전기자 반작용의 영향이 더 많고 상대적으로 고정자와 인접하게 매입된 영구자석이 불가역 감자에 더 취약하다. 불가역 감자를 방지하기 위하여 고정자와 인접한 일부 영구자석을 제거할 수 있으나, 이렇게 하면 영구자석의 자속 감소로 인하여 출력이 감소되는 문제가 있다.
반면, 위 설명과 같이, 회전자 섹터(22)들 사이에 매입된 두 영구자석(2) 중 외측의 희토류 영구자석(2-2)의 크기를 내측의 페라이트 영구자석(2-1)의 크기보다 더 작게 하면(즉, 크기가 내측에 매입되는 페라이트 영구자석에 비하여 더 작은 희토류 영구자석을 외측에 매입하면), 전기자 반작용으로 인한 불가역 감자를 방지할 수 있는 것과 동시에, 전동기의 출력을 보상할 수 있다.
구체적인 도시는 없으나, 이와 같은 불가역의 감자 방지와 전동기의 출력 보상은, 회전자 섹터(22)들 사이에 반경방향으로 배치되는 영구자석 매입공간(24)을 셋 이상 마련하고, 이러한 회전자 섹터(22)들 사이의 셋 이상의 영구자석 매입공간(24)을 동일한 크기로 형성하여 영구자석 매입공간(24)에 매입되는 영구자석(2) 또한 크기를 동일하게 하며, 회전자 섹터(22)들 사이의 셋 이상의 영구자석 매입공간(24) 중 상대적으로 내측에 위치한 영구자석 매입공간에는 페라이트 영구자석(2-1)을 매입하고 상대적으로 외측에 위치한 영구자석 매입공간에는 희토류 영구자석(2-2)을 매입하되, 매입된 페라이트 영구자석(2-1)의 개수가 희토류 영구자석(2-2)의 개수를 초과되게 하는 구성으로 구현할 수도 있다. 예를 들어, 영구자석 매입공간(24)을 5개 마련하여, 내측부터 차례대로 3개의 영구자석 매입공간에는 페라이트 영구자석(2-1)을 매입하고, 상대적으로 외측에 위치한 나머지 2개의 영구자석 매입공간에는 희토류 영구자석(2-2)을 매입할 수 있는 것이다.
도 2를 참조하면, 회전자 섹터(22)들은, 서로 이웃하여 마주 보는 양옆의 내측 단부에는 일정한 간격을 두고 서로 대향하도록 각각 돌출된 내측 턱(25)이 마련되고, 서로 이웃하여 마주 보는 양옆의 외측 단부에는 일정한 간격을 두고 서로 대향하도록 각각 돌출된 외측 턱(26)이 마련된다. 내측 턱(25)과 외측 턱(26)에 의하면, 영구자석 매입공간(24)들에 매입된 영구자석(2)이 반경방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 샤프트(30)의 외주에는 단수 또는 복수 개의 키(31)가 축방향(샤프트의 길이방향)으로 마련되고, 샤프트 삽입구멍(21)의 내주에는 키(31)가 끼워지는 키홈(27)이 마련된다. 도 2에서와 같이, 제1실시예는 서로 이웃한 내측 턱(25)들이 일정한 간격을 두고 서로 대향함에 따라 서로 이웃한 내측 턱(25)들 사이에 마련되는 이격공간을 각각 키홈(27)으로 한다. 샤프트(30)는 이러한 키홈(27)들에 각각 끼워지는 복수의 키(31)를 가질 수 있다.
키홈(27)은 크기가 키(31)에 비하여 미세하게 작도록 형성되고, 키(31)는 샤프트(30)를 열 압입으로 결합 시 키홈(27)에 삽입되어 키홈(27)과 견고하고 긴밀하게 결합된다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전동기가 도시된 구성도로, 이는 고정자(10A)의 외측에 원형 구조의 회전자(20A)가 위치되고 회전자(20A)의 외주에 비자성의 프레임(40)이 열 압입에 의하여 결합되는 외전형 전동기를 나타낸다. 도 5는 도 4에 도시된 회전자(20A)를, 도 6은 도 4에 도시된 프레임(40)을 각각 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고정자(10A)는 환형인 요크(12A)의 외주에 방사상으로 배치됨에 따라 원주방향으로 배열된 복수의 투스(11A)를 갖는다. 투스(11A)들에는 각각 코일(1A)이 감긴다. 투스(11A)의 형상을 비롯한 고정자(10A)에 대해서는 제1실시예의 고정자(10)와 동일 또는 유사하므로 자세한 설명을 생략한다.
회전자(20A)는 고정자(10A)의 외측에 상대회전 가능하게 배치되고 외주에 부하 측과 연결되는 원형 구조의 프레임(40)이 결합되기 때문에, 제1실시예의 회전자(20)와 달리 샤프트 삽입구멍(21)을 구비하지 않는다. 도 4와 도 5를 참조하면, 회전자(20A)는, 제1실시예의 회전자(20)와 마찬가지로, 서로 이격되도록 일정한 간격을 두고 원주방향으로 배열된 복수의 회전자 섹터(22A), 회전자 섹터(22A)들 사이에 적어도 하나 이상씩 개재되어 이웃한 회전자 섹터(22A)들을 서로 연결함과 아울러 회전자 섹터(22A)들 사이의 이격공간을 둘 이상의 단위 공간(24A)으로 구획하는 브리지(23A)를 포함한다.
회전자 섹터(22A)들 사이에 위치한 이격공간에 단위 공간(24A)이 반경방향을 따라 배치되도록 구획하고 구획된 단위 공간(24A)들을 영구자석 매입공간으로 하는 구조, 이용되는 영구자석(2A) 및 그 배치구조, 내측 및 외측 턱(25A,26A)의 형성구조를 비롯한 회전자(20A)에 대한 기타 사항은 제1실시예의 회전자(20)와 동일 또는 유사하므로 자세한 설명을 생략한다.
따라서, 제2실시예도, 불가역의 감자 방지 및 전동기의 출력 보상을 위하여, 회전자 섹터(22A)들 사이에서 고정자(10)와 인접한 쪽인 상대적으로 내측에는 희토류 영구자석을 매입하고 상대적으로 외측에는 페라이트 영구자석을 매입하되, 희토류 영구자석의 경우에는 페라이트 영구자석에 비하여 작은 크기를 매입하거나 페라이트 영구자석의 매입개수에 비하여 적은 개수로 매입(즉, 페라이트 영구자석의 개수가 희토류 영구자석의 개수를 초과하도록 매입)할 수 있다.
프레임(40)은 스테인리스 스틸 또는 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 프레임(40)은 내주가 회전자(20A)의 외주에 비하여 미세하게 작게 형성된다. 이에, 프레임(40)을 가열하여 프레임(40)의 내주가 회전자(20A)의 외주에 비하여 커지도록 프레임(40)의 내주를 확장시키고, 내주가 확장된 프레임(40)에 회전자(20A)를 삽입한 후, 이 상태 그대로 냉각시키면, 프레임(40)은 내주가 원상태로 축소되려 하고, 회전자(20A)는 이 같이 내주가 축소되는 프레임(40)에 의하여 압입되면서 프레임(40)과 견고하고 긴밀하게 결합된다. 이 때, 가열된 프레임(40)의 냉각에는 송풍, 살수 등을 통한 강제냉각방식, 또는 일반적인 자연냉각방식이 이용될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 프레임(40)의 내주에는 단수 또는 복수 개의 키(41)가 축(회전중심)방향으로 마련되고, 회전자(20A)의 외주에는 프레임(40)의 키(41)가 끼워지는 키홈(27A)이 마련된다. 도 5와 같이, 제2실시예는 서로 이웃한 외측 턱(26A)들이 일정한 간격을 두고 서로 대향함에 따라 서로 이웃한 외측 턱(26A)들 사이에 마련되는 이격공간을 각각 키홈(27A)으로 한다. 프레임(40)은 이러한 키홈(27A)에 각각 끼워지는 복수의 키(41)를 가질 수 있다.
키홈(27A)은 그 크기가 프레임(40)의 키(41)에 비하여 미세하게 작도록 형성된다. 프레임(40)의 키(41)는 회전자(20A)에 프레임(40)을 열 압입으로 결합 시 키홈(27A)에 삽입되어 키홈(27A)과 견고하고 긴밀하게 결합된다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 구성도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 전동기는 제1실시예에 따른 내전형 전동기와 비교하여 볼 때, 기타 구성 및 그 작용은 모두 동일한 것에 대하여, 회전자(200)가 스큐 구조를 갖도록 구성된 점만이 상이하다. 이를 살펴보면 다음과 같다.
회전자(200)는 축방향으로 적층되어 회전자 코어를 구성하는 복수의 코어 플레이트(201,202,203,204)를 포함한다. 각 코어 플레이트(201,202,203,204)는, 센터의 주위에 서로 이격되도록 일정한 간격을 두고 원주방향으로 배열된 복수 개의 섹터 플레이트(220), 섹터 플레이트(220)들 사이에 단수 또는 복수 개씩 개재되어 이웃한 섹터 플레이트(220)들을 서로 연결하는 브리지(230)를 포함한다. 적층된 섹터 플레이트(220)들로 이루어진 각 그룹은 회전자 섹터를 구성한다.(도 7은 코어 플레이트들이 섹터 플레이트를 8개씩 가짐에 따라 8개의 섹터 플레이트 그룹을 이룬 상태를 예시한다.) 이에 따라, 회전자(200)는 전체적으로 보아 제1실시예의 회전자(20)를 복수의 층으로 분할시킨 구조를 갖는다.
각 코어 플레이트(201,202,203,204)는 그 센터에 샤프트 삽입구멍(210)을 구성하는 단위 삽입구멍(211,212,213,214)이 마련된다. 그리고, 각 단위 삽입구멍(211,212,213,214)의 주위에는 복수 개의 영구자석이 서로 이격되도록 일정한 간격을 두고 원주방향으로 배열된다. 이용되는 영구자석 및 그 배치구조는 제1실시예와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
샤프트 삽입구멍(210)에 삽입되는 샤프트(300)의 외주에는 적어도 하나의 키(310)가 축방향(샤프트의 길이방향)으로 마련되고, 코어 플레이트(201,202,203,204)들의 내주(단위 삽입구멍)에는 샤프트(300)의 키(310)가 끼워질 수 있는 키홈(271,272,273,274)이 복수 개씩 마련된다. 하나의 코어 플레이트에 마련된 복수의 키홈을 하나의 그룹으로 정의하기로 한다. 그룹을 이루는 복수 개씩의 키홈(271,272,273,274)은 모두 코어 플레이트(201,202,203,204)에 원주방향을 따라 일정한 각도(α) 간격으로 배치된다.
키(310)의 구비 개수는 그룹을 이루는 키홈(271,272,273,274)들의 개수와 동일할 수 있으나, 도 7은 키(310)가 180도 간격으로 2개 구비되고 4개의 코어 플레이트(201,202,203,204)에 그룹을 이루는 키홈(271,272,273,274)들이 15도 간격으로 24개씩 구비될 수 있음을 예시한다.
이와 같은 구성으로 가질 수 있는 회전자(200)의 스큐 구조를 도 7에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.
4개의 코어 플레이트(201,202,203,204)는 샤프트(300)에 적층 순서대로 끼워지되, 키홈(271,272,273,274)에 키(310)가 끼워짐에 따라 샤프트(300)와 결합된다. 코어 플레이트(201,202,203,204)들은 그룹을 이루는 키홈(271,272,273,274)의 배치 각도(α)(15도)만큼씩 일방향으로 시프트가 이루어진 상태로 샤프트(300)에 끼워짐으로써, 도면부호 202, 203 및 204의 코어 플레이트는 도면부호 201의 코어 플레이트에 대하여 각각 각도 1α(15도), 2α(30도), 3α(45도)만큼씩 시프트가 된다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 구성도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 전동기는 제3실시예에 따른 내전형 전동기와 비교하여 볼 때, 기타 구성 및 그 작용은 모두 동일한 것에 대하여, 키(510)를 샤프트(300)에 일체로 형성하지 않고 별도로 구비한 점이 상이하다.
제4실시예는 키(510)를 별도로 구비함에 따라 샤프트(300)에 코어 플레이트(201,202,203,204)들의 그룹을 이루는 키홈(271,272,273,274)과 대응할 수 있는 적어도 하나의 키홈(314)이 형성된다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 전동기의 요부가 도시된 구성도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 전동기는 제2실시예에 따른 외전형 전동기와 비교하여 볼 때, 기타 구성 및 그 작용은 모두 동일한 것에 대하여, 회전자(200A)가 스큐 구조를 갖도록 구성된 점만이 상이하다. 이를 살펴보면 다음과 같다.
회전자(200A)는 축방향으로 적층되어 회전자 코어를 구성하는 코어 플레이트(201A,202A,203A,204A)를 복수 개 포함한다. 코어 플레이트(201A,202A,203A,204A) 각각은, 센터의 주위에 서로 이격되도록 일정한 간격을 두고 원주방향으로 배열된 복수 개의 섹터 플레이트(220A), 섹터 플레이트(220A)들 사이에 단수 또는 복수 개씩 개재되어 이웃한 섹터 플레이트(220A)들을 서로 연결하는 브리지(230A)를 포함한다. 적층된 섹터 플레이트(220A)들로 이루어진 각 그룹은 회전자 섹터를 구성한다. 이에 따라, 회전자(200A)는 전체적으로 보아 제2실시예의 회전자(20A)를 복수의 층으로 분할시킨 구조를 갖는다.
회전자(200A)의 외주에 결합되는 프레임(400)의 내주에는 적어도 하나의 키(410)가 축방향으로 마련되고, 코어 플레이트(201A,202A,203A,204A)의 외주에는 프레임(400)의 키(410)가 끼워질 수 있는 키홈(271A,272A,273A,274A)이 복수 개씩 마련된다. 하나의 코어 플레이트에 마련된 복수의 키홈을 하나의 그룹으로 정의하면, 그룹을 이루는 복수 개씩의 키홈(271A,272A,273A,274A)은 모두 코어 플레이트(201A,202A,203A,204A)에 원주방향을 따라 일정한 각도(β) 간격으로 배치된다.
키(410)의 구비 개수는 그룹을 이루는 키홈(271A,272A,273A,274A)들의 개수와 동일할 수 있으나, 도 10은 키(410)가 180도 간격으로 2개 구비되고 4개의 코어 플레이트(201A,202A,203A,204A)에 그룹을 이루는 키홈(271A,272A,273A,274A)들이 7.5도 간격으로 48개씩 구비될 수 있음을 예시한다.
이와 같은 구성으로 가질 수 있는 회전자(200A)의 스큐 구조를 도 10에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.
4개의 코어 플레이트(201A,202A,203A,204A)는 프레임(400)에 적층되는 순서대로 끼워지되, 키홈(271A,272A,273A,274A)에 키(410)가 끼워짐으로써 프레임(400)과 결합된다. 코어 플레이트(201A,202A,203A,204A)들은 그룹을 이루는 키홈(271A,272A,273A,274A)의 배치 각도(β)(7.5도)만큼씩 일방향으로 시프트가 이루어진 상태로 프레임(400)에 끼워짐으로써, 도면부호 202A, 203A 및 204A의 코어 플레이트는 도면부호 201A의 코어 플레이트에 대하여 각각 각도 1β(7.5도), 2β(15도), 3β(22.5도)만큼씩 시프트가 된다.
제5실시예의 경우에도 제4실시예와 마찬가지로 키를 별도로 구비할 수 있다. 즉, 키를 프레임(400)에 일체로 형성하지 않고 별도로 구비하고 프레임(400)에 코어 플레이트(201A,202A,203A,204A)들의 그룹을 이루는 키홈(271A,272A,273A,274A)과 대응할 수 있는 적어도 하나의 키홈을 형성함으로써 스큐 구조를 위한 결합을 이루는 것이다.
이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
2, 2A : 영구자석
10, 10A : 고정자
20, 20A, 200, 200A : 회전자
21, 210 : 샤프트 삽입구멍
22, 22A : 회전자 섹터
23, 23A, 230, 230A : 브리지
27, 27A, 271, 272, 273, 274, 271A, 272A, 273A, 274A : 키홈
30, 300 : 샤프트
31. 310 : 샤프트의 키
40, 400 : 프레임
41, 410 : 프레임의 키
201, 202, 203, 204, 201A, 202A, 203A, 204A : 코어 플레이트
220, 220A : 섹터 플레이트
510 : 키
10, 10A : 고정자
20, 20A, 200, 200A : 회전자
21, 210 : 샤프트 삽입구멍
22, 22A : 회전자 섹터
23, 23A, 230, 230A : 브리지
27, 27A, 271, 272, 273, 274, 271A, 272A, 273A, 274A : 키홈
30, 300 : 샤프트
31. 310 : 샤프트의 키
40, 400 : 프레임
41, 410 : 프레임의 키
201, 202, 203, 204, 201A, 202A, 203A, 204A : 코어 플레이트
220, 220A : 섹터 플레이트
510 : 키
Claims (15)
- 각각 코일이 감기는 복수 개의 투스가 원주방향을 따라 배열된 고정자와; 상기 고정자의 내측에 상대회전 가능하도록 배치되고, 복수의 영구자석이 원주방향을 따라 배열되며, 센터에 샤프트 삽입구멍이 마련된 회전자와; 상기 회전자의 샤프트 삽입구멍에 열 압입으로 결합되어 상기 회전자와 함께 회전되는 비자성의 샤프트를 포함하고,
상기 회전자는, 상기 센터의 주위에 서로 이격되도록 원주방향으로 배열되어 상기 샤프트 삽입구멍을 마련하는 복수의 회전자 섹터와; 상기 회전자 섹터들 사이에 적어도 한 개씩 개재되어 상기 이웃한 회전자 섹터들을 서로 연결하는 브리지를 포함함으로써 열 압입 시 열을 가하면 상기 샤프트 삽입구멍의 크기가 확장되며,
상기 브리지는 상기 회전자 섹터들 사이의 이격공간을 2 이상의 단위 공간으로 구획하도록 구비되고,
상기 영구자석은 상기 단위 공간들에 각각 수용되어, 상기 단위 공간은 영구자석 매입공간이며,
상기 브리지는 상기 회전자 섹터들 사이에 상기 2 이상의 영구자석 매입공간이 반경방향을 따라 배치되도록 상기 회전자 섹터들 사이의 이격공간을 구획하고,
상기 회전자 섹터들은 서로 이웃하여 대면하는 양옆의 내측 단부 및 외측 단부에 간격을 두고 서로 대향하도록 각각 돌출된 내측 턱 및 외측 턱이 마련된 내전형 전동기. - 청구항 1에 있어서,
상기 샤프트의 외주에는 단수 또는 복수의 키가 축방향으로 마련되고,
상기 샤프트 삽입구멍의 내주에는 상기 키가 끼워지는 키홈이 마련된 내전형 전동기. - 청구항 1에 있어서,
상기 회전자 섹터들 사이의 이격공간은 상기 브리지에 의하여 3 이상의 영구자석 매입공간으로 구획되고,
상기 영구자석은 상기 회전자 섹터들 사이에서 상대적으로 내측에 위치한 영구자석 매입공간에 매입되는 페라이트 영구자석 및 상대적으로 외측에 위치한 영구자석 매입공간에 매입되는 희토류 영구자석을 포함하며,
상기 회전자 섹터들 사이의 영구자석들 중 상기 페라이트 영구자석의 개수는 상기 희토류 영구자석의 개수를 초과하는 내전형 전동기. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 샤프트의 외주에는 상기 대향하는 내측 턱들 사이의 이격공간에 끼워지는 키가 마련되어, 상기 내측 턱들 사이의 이격공간은 키홈인 내전형 전동기. - 청구항 1에 있어서,
상기 회전자는 축방향으로 적층되어 회전자 코어를 구성하는 복수 개의 코어 플레이트를 포함하되, 상기 각각의 코어 플레이트는 상기 센터의 주위에 서로 이격되도록 원주방향으로 배열된 복수 개의 섹터 플레이트 및 상기 섹터 플레이트들 사이에서 상기 섹터 플레이트들을 서로 연결하는 상기 브리지로 구성되어, 상기 적층된 섹터 플레이트 그룹은 각각 상기 회전자 섹터를 구성하는 내전형 전동기. - 청구항 6에 있어서,
상기 코어 플레이트들의 내주와 상기 샤프트의 외주 중 하나에는 축방향으로 형성된 복수 개의 제1키홈이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치되고 다른 하나에는 상기 제1키홈에 대응하는 제2키홈이 적어도 하나 형성되며,
상기 코어 플레이트들은 상기 적어도 하나의 제1키홈이 상기 제2키홈과 일치하도록 상기 제1키홈의 원주방향 이격 간격만큼씩 적층순서대로 일방향으로 시프트가 이루어진 상태로 상기 샤프트에 끼워지고,
상기 일치된 제1키홈과 제2키홈에는 키가 끼워져서, 상기 코어 플레이트들은 상기 샤프트에 스큐 구조를 갖도록 결합된 내전형 전동기. - 각각 코일이 감기는 복수 개의 투스가 원주방향을 따라 배열된 고정자와; 상기 고정자의 내측에 상대회전 가능하도록 배치되고, 복수의 영구자석이 원주방향을 따라 배열되며, 센터에 샤프트 삽입구멍이 마련된 회전자와; 상기 회전자의 샤프트 삽입구멍에 열 압입으로 결합되어 상기 회전자와 함께 회전되는 비자성의 샤프트를 포함하고,
상기 회전자는, 상기 센터의 주위에 서로 이격되도록 원주방향으로 배열되어 상기 샤프트 삽입구멍을 마련하는 복수의 회전자 섹터와; 상기 회전자 섹터들 사이에 적어도 한 개씩 개재되어 상기 이웃한 회전자 섹터들을 서로 연결하는 브리지를 포함함으로써 열 압입 시 열을 가하면 상기 샤프트 삽입구멍의 크기가 확장되며,
상기 브리지는 상기 회전자 섹터들 사이의 이격공간을 3 이상의 단위 공간으로 구획하며 상기 회전자 섹터들 사이의 3 이상의 단위 공간이 반경방향을 따라 배치되도록 구비되고,
상기 영구자석은 상기 단위 공간들에 각각 수용되어, 상기 단위 공간은 영구자석 매입공간이며,
상기 영구자석은 상기 회전자 섹터들 사이에서 상대적으로 내측에 위치한 영구자석 매입공간에 매입되는 페라이트 영구자석 및 상대적으로 외측에 위치한 영구자석 매입공간에 매입되는 희토류 영구자석을 포함하고,
상기 회전자 섹터들 사이의 영구자석들 중 상기 페라이트 영구자석의 개수는 상기 희토류 영구자석의 개수를 초과하는 내전형 전동기. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 각각 코일이 감기는 복수 개의 투스가 원주방향을 따라 배열된 고정자와; 상기 고정자의 외측에 상대회전 가능하도록 배치되며, 복수의 영구자석이 원주방향을 따라 배열된 회전자와; 상기 회전자의 외주에 열 압입으로 결합되어 상기 회전자와 함께 회전되는 원형 구조의 비자성 프레임을 포함하고,
상기 회전자는, 상기 고정자의 외측에 서로 이격되도록 원주방향으로 배열된 복수 개의 회전자 섹터와; 상기 회전자 섹터들 사이에 단수 또는 복수 개씩 개재되어 상기 이웃한 회전자 섹터들을 서로 연결하면서 상기 회전자 섹터들 사이의 이격공간을 상기 영구자석이 매입되는 2 이상의 단위 공간으로 구획하는 브리지를 포함하며,
상기 프레임은 상기 회전자와의 열 압입에 의한 결합 시 열을 가하면 내주가 확장되는 외전형 전동기. - 각각 코일이 감기는 복수 개의 투스가 원주방향을 따라 배열된 고정자와; 상기 고정자의 외측에 상대회전 가능하게 배치되며, 복수 개의 영구자석을 갖는 회전자와; 상기 회전자의 외주에 결합되어 상기 회전자와 함께 회전되는 비자성의 프레임을 포함하고,
상기 회전자는 축방향으로 적층되어 회전자 코어를 구성하는 복수의 코어 플레이트를 포함하되, 상기 각 코어 플레이트에는 상기 영구자석 복수 개가 원주방향을 따라 배열되며,
상기 코어 플레이트들의 외주와 상기 프레임의 내주 중 하나에는 축방향으로 형성된 복수의 제1키홈이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치되고, 다른 하나에는 상기 제1키홈에 대응하는 제2키홈이 적어도 하나 형성되며,
상기 코어 플레이트들은 상기 적어도 하나의 제1키홈이 상기 제2키홈과 일치하도록 상기 제1키홈의 원주방향 이격 간격만큼씩 적층순서대로 일방향으로 시프트가 이루어진 상태로 상기 프레임에 끼워지고,
상기 일치된 제1키홈과 제2키홈에는 키가 끼워져서, 상기 코어 플레이트들은 상기 프레임에 스큐 구조를 갖도록 결합된 외전형 전동기. - 청구항 13에 있어서,
상기 제1키홈은 상기 코어 플레이트에 원주방향으로 배열된 복수의 영구자석 사이마다 적어도 하나씩 위치하도록 상기 코어 플레이트에 형성된 외전형 전동기. - 서로 적층되어 회전자 코어를 구성하고 각 외주에는 축방향으로 형성된 복수의 제1키홈이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 복수의 코어 플레이트를 준비하는 단계와;
내주에 상기 제1키홈에 대응하는 제2키홈이 적어도 하나 형성된 비자성의 프레임을 준비하는 단계와;
상기 적어도 하나의 제1키홈이 상기 제2키홈과 일치하도록 상기 준비된 프레임에 상기 준비된 코어 플레이트들을 끼워 적층시키되, 상기 코어 플레이트들을 상기 제1키홈의 원주방향 이격 간격만큼씩 적층순서대로 일방향으로 시프트가 이루어지도록 끼우면서 상기 일치된 제1키홈과 제2키홈에 키를 끼워 상기 코어 플레이트들을 상기 프레임에 스큐 구조를 갖도록 결합시키는 단계를 포함하는 외전형 전동기 제조방법.
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