KR102128164B1

KR102128164B1 - 빵 덩어리 형상 또는 케이크 조각 형상의 영구 자석을 갖는 다극 회전자

Info

Publication number: KR102128164B1
Application number: KR1020180100695A
Authority: KR
Inventors: 옌스 슐체
Original assignee: 레이크뷰 이노베이션 리미티드
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2038-08-27
Also published as: EP3451498A1; US20190068016A1; CN109428418A; EP3451502B1; CN109428418B; KR20190024769A; JP2019047718A; EP3451502A1

Abstract

본 발명은, 전기 모터용 다극 회전자로서, 상기 회전자는 회전자 코어, 및 상기 회전자의 원주에 걸쳐 분배된 복수의 개별 영구 자석을 포함하고, 상기 복수의 개별 영구 자석은, 상기 회전자의 축에 직교하는, 상기 회전자의 단면도로 보았을 때 상기 전기 모터의 고정자와 상기 회전자 사이의 공기 갭을 향하는 측면에 볼록한 곡률을 갖는, 상기 전기 모터용 다극 회전자에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 회전자의 원주 방향으로 병설된 4개의 각 영구 자석은 자극 쌍을 함께 형성하고, 각 개별 영구 자석의 자화 방향은 상기 회전자의 축과 상기 각 영구 자석의 중심을 통과하여 연장되는 기준 평면과 30° 내지 60°의 각도를 이룬다.

Description

빵 덩어리 형상 또는 케이크 조각 형상의 영구 자석을 갖는 다극 회전자{MULTIPOLE ROTOR WITH LOAF-SHAPED OR PIECE-OF-CAKE-LIKE PERMANENT MAGNETS}

본 발명은 독립 청구항 1의 전제부에 따른 전기 모터용 다극 회전자에 관한 것이다.

이런 유형의 회전자는 회전자 코어, 및 이 회전자의 원주에 걸쳐 분배된 복수의 개별 영구 자석을 포함하고, 이 복수의 개별 영구 자석은 회전자의 축에 직교하는, 회전자의 단면도로 보았을 때 전기 모터의 고정자와 회전자 사이의 공기 갭을 향하는 측면에 볼록한 곡률을 갖는다.

독립 청구항 1의 전제부에 따른 회전자는 예를 들어 US 20050264122 A1에 알려져 있다. 이 회전자의 경우, 영구 자석들은 회전자의 축에 대해 반경 방향으로 자화된다. 2개의 각 인접한 영구 자석은 자극 쌍을 형성한다. 개별 영구 자석들이 볼록한 곡률을 가지면 디텐트 토크(detent torque)가 크게 회피되는 장점이 있다.

본 발명의 과제는 디텐트 토크가 여전히 더 감소되고 및/또는 특정 고조파, 특히 제3 고조파가 존재하는 것이 델타(delta)형 연결에서 억제되는 방식으로 일반적인 종류의 다극 회전자를 개선하는 것이다.

본 과제는 독립 청구항 1의 특징에 의해 해결된다. 따라서, 본 과제는, 독립 청구항 1의 전제부에 따른 다극 회전자의 경우에, 상기 회전자의 원주 방향으로 병설된 4개의 각 영구 자석이 자극 쌍을 함께 형성할 때, 각 개별 영구 자석의 자화 방향은 반경 방향이 아니고, 상기 회전자의 축과 각 영구 자석의 중심을 통과하여 연장되는 기준 평면과 30° 내지 60°의 각도(α)를 이루는, 본 발명에 따른 해결 방법에 의해 해결된다.

본 발명은 또한 반드시 회전자 코어를 포함하는 것은 아닌 독립 청구항 2의 전제부에 따른 회전자와 함께 사용하기에 적합하다. 그리하여 본 과제는 대안적으로 또한 독립 청구항 2의 특징에 의해 해결된다. 본 과제는, 독립 청구항 2의 전제부에 따른 다극 회전자의 경우에, 상기 회전자의 원주 방향으로 병설된 4개의 각 영구 자석이 함께 자극 쌍을 형성할 때 각 개별 영구 자석의 자화 방향은 반경 방향이 아니고, 상기 회전자의 축과 각 영구 자석의 중심을 통과하여 연장되는 기준 평면과 0°이 아닌 각도(α), 바람직하게는 30° 내지 60°의 각도를 이루는, 본 발명에 따른 해결 방법에 의해 해결된다. 이 경우, 상기 회전자는 회전자 코어를 포함하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명은 디텐트 토크가 더 감소되고 및/또는 특정 고조파, 특히 제3 고조파가 존재하는 것이 델타형 연결에서 억제된다는 장점을 제공한다. 본 발명은 두 개의 목표를 목표로 한다. 사용된 기술에 따라, 예를 들어, 별형(star) 연결로 홈이 형성된 모터에서 디텐트 토크만을 줄이거나 또는 델타형 연결로 무철심 권선을 가진 모터에서 3차 고조파만을 억제하는 단 하나의 목표만을 목표로 하거나, 또는 예를 들어 델타형 연결로 동작을 위해 홈이 형성된 모터에서 두 개의 목표를 동시에 목표로 할 수도 있다.

상기 개별 영구 자석들은 상기 회전자의 원주에 걸쳐 바람직하게는 고르게 분배된다. 상기 회전자의 축은 상기 회전자의 회전축 또는 회전 대칭축이다. 더욱 바람직하게는, 상기 회전자는 내부 회전자이고, 상기 영구 자석들은 상기 회전자의 외부 원주에 배열된다. 자극 쌍은 4개의 자석의 그룹으로 형성된다. 매 4번째 영구 자석은 각 기준 평면에 대해 동일한 자화 방향을 갖는다. 4개의 영구 자석의 그룹 중 처음 2개의 영구 자석은 함께 자극을 형성하는데, 예를 들어, 자기 북극을 형성한다. 4개의 영구 자석의 그룹 중 제3 영구 자석 및 제4 영구 자석은 반대 자극, 예를 들어, 자기 남극을 함께 형성한다. 그리하여 개별 영구 자석의 개수는 숫자 4로 나눌 수 있어야 한다.

본 발명의 실시예는 최적화 가능한 복수의 자유도를 갖는다: 자화 각도(α), 영구 자석의 공기 갭-측 반경(r), 및 영구 자석의 반경의 중심은 자유롭게 선택될 수 있다. 또한, 상기 영구 자석을 라운딩(rounding)하는 것은 원형 이외의 형태로도 선택될 수 있고, 상기 영구 자석들 또는 자기 피드백 요소의 내부 윤곽은 변할 수 있다. 디텐트 토크 및 고조파 억제를 목표로 하는 경우에도 최적화 목표를 달성하는 데 모든 최적화 가능한 자유도가 전부 사용해야 하는 것은 아니다.

본 발명의 유리한 실시예는 종속 청구항의 주제이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각 개별 영구 자석의 자화 방향은 각 기준 평면과 40° 내지 50°의 각도를 이룬다. 각 개별 영구 자석의 자화 방향이 각 기준 평면과 이루는 각도가 더욱 바람직하게는 45°의 각도일 때 디텐트 토크가 가장 효과적으로 회피될 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 회전자의 원주 방향으로 병설된 2개의 각 영구 자석은 함께 자극을 형성하고, 상기 2개의 영구 자석의 자화 방향은 상기 두 개의 영구 자석 사이의 중심에서 상기 회전자의 축을 통과하여 연장되는 중간 평면에 대해 서로 대칭이다.

더욱 바람직하게는, 원주 방향으로 연속적으로 이어지는 4개의 영구 자석의 그룹 중 제3 영구 자석이 해당 기준 평면에 대해 이루는 자화 방향은 상기 영구 자석의 그룹 중 제1 영구 자석이 해당 기준 평면에 대해 이루는 자화 방향과 반대 방향이고, 상기 영구 자석의 그룹 중 제4 영구 자석이 해당 기준 평면에 대해 이루는 자화 방향은 상기 영구 자석의 그룹 중 제2 영구 자석이 해당 기준 평면에 대해 이루는 자화 방향과 반대 방향이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 영구 자석들은 그 측면에서 서로 접촉하고, 이상적으로 폐쇄된 링을 함께 형성한다. 이러한 방식으로 높은 효율이 달성된다. 같은 자극을 가진 두 개의 자석은 서로 반발하는 것으로 인해 상기 자석들은 원주에 고르게 분배된다. 따라서, 상기 회전자를 생산하는 동안 상기 회전자 코어에 상기 영구 자석들을 더 이상 복잡하게 배치할 필요가 없어서, 생산 비용뿐만 아니라 노력을 감소시킬 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 인접한 영구 자석들은 각 자극 전이부에서 서로 평면적으로 접촉하고, 동일한 자극에 속하는 인접한 영구 자석들은 서로 갭을 형성하거나 또는 서로 접촉하며, 여기서 상기 갭은 0.3mm 미만의 폭을 갖는다.

상기 영구 자석들의 측면들은 상기 회전자의 축에 대해 방사방향으로 연장될 때 상기 영구 자석들의 측면들은 서로 평면적으로 접촉하는 것이 특히 유리하다.

본 발명의 또 다른 특히 바람직한 실시예에 따르면, 상기 볼록한 곡률은 상기 회전자의 축을 중심으로 상기 영구 자석들을 직접 포락(enveloping)하는 원의 곡률로부터 벗어난다. 이 실시예는 디텐트 토크를 여전히 더 감소시키고 고조파를 효과적으로 억제하게 한다.

디텐트 토크를 피할 뿐만 아니라 고조파를 억제하기 위해 상기 볼록한 곡률의 반경이 상기 회전자의 축을 중심으로 상기 영구 자석들을 직접 포락하는, 즉, 공기 갭에서 상기 영구 자석들을 포락하는 원의 반경보다 더 작은 것이 특히 유리하다. 바람직하게는, 특히 상기 볼록한 곡률의 평균 반경은 상기 회전자의 축을 중심으로 상기 영구 자석들을 직접 포락하는 원의 반경보다 더 작다. 상기 포락하는 원의 반경은 상기 회전자가 내부 회전자인 경우 상기 회전자의 최대 외부 직경에 대응한다. 특히 바람직하게는 상기 볼록한 곡률의 반경 또는 평균 반경은 상기 회전자의 축을 중심으로 상기 영구 자석들을 직접 포락하는 원의 반경의 15% 내지 70%, 바람직하게는 20% 내지 50%이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 영구 자석들은 접착제에 의해 서로 고정되고 및/또는 상기 회전자의 회전자 코어에 고정된다. 이에 의해 본 발명에 따른 회전자는 특히 간단하고 비용 효과적인 방식으로 생산될 수 있다. 상기 회전자 코어는 연자성 재료로 구성되어서, 상기 회전자 코어는 상기 영구 자석들을 위한 자기 피드백 요소를 나타낼 수 있다. 대안적으로, 비자성 재료도 상기 회전자 코어에 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회전자는 외피(envelope)를 포함하고, 상기 영구 자석들은 외측면이 상기 외피로 둘러싸여 있다. 바람직하게는, 상기 자석들은 접착제에 의해 또는 포팅 화합물(potting compound)에 의해 상기 외피 및/또는 내측 샤프트에 연결된다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회전자는 자기 피드백 요소 또는 이를 통해 연장되는 샤프트 없이 외피를 포함하도록 구성된다.

상기 영구 자석들을 서로 및/또는 상기 회전자 코어 또는 외피에 접착제로 고정하는 것이 아니라, 상기 영구 자석들은 밴드(bandage)에 의해 상기 회전자의 회전자 코어에 고정될 수도 있다. 밴드로 고정하는 것은 또한 접착제 고정에 더하여 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 볼록하게 만곡된 측면의 반대쪽에 위치된 상기 영구 자석의 후방 면은 편평하다. 이 후방 면은, 상기 회전자가 내부 회전자인 경우, 상기 회전자 코어의 원주 표면에 소위 접선 방향으로 연장된다. 이 실시예의 경우, 상기 영구 자석의 제조 비용은 비교적 낮다.

본 발명에 따른 상기 회전자를 조립하는 것은 상기 볼록하게 만곡된 측면의 반대쪽에 위치된 상기 영구 자석들의 후방 면이 대안적인 실시예에 따라 상기 회전자 코어의 반경에 대응하는 곡률을 가질 때 단순화될 수 있다. 이 실시예는 또한 상기 회전자에 의해 형성된 자기장을 최적화함으로써 특히 높은 효율을 제공한다. 상기 영구 자석들의 후방 면의 곡률이 적응된 상기 회전자 코어의 반경은 내부 회전자의 상기 회전자 코어의 외부 반경이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회전자는 총 8개, 12개 또는 16개의 개별 영구 자석을 포함할 수 있다. 그러나 결정적인 것은 상기 영구 자석의 개수를 숫자 4로 나눌 수 있다는 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 영구 자석은 단면이 바람직하게는 빵 덩어리 형상(loaf-shaped)이다. 이것은 상기 영구 자석의 단면이 베이스, 상기 베이스에 비스듬하게 연장되고 상기 베이스로부터 서로 발산하는 2개의 측면, 및 상기 베이스의 반대쪽에 볼록하게 만곡된 외측면을 포함한다는 것을 의미한다. 상기 단면의 두 측면은 상기 회전자의 축에 대해 바람직하게는 반경 방향으로 연장된다.

대안적인, 그럼에도 불구하고, 바람직한 실시예에 따르면, 상기 영구 자석들은 단면이 케이크 조각 형상을 갖는다. 이것은, 빵 덩어리 형상의 실시예와 비교하여, 단면의 베이스가 두 측면보다 더 짧거나 또는 단면이 전혀 베이스를 갖지 않는다는 것을 의미한다. 단면의 두 측면은 이 경우에도 서로 비스듬히 연장되고, 볼록하게 만곡된 외측면과 함께 케이크 조각의 형상을 형성한다.

더욱 바람직하게는, 모든 영구 자석은 동일한 기하학적 형상을 갖고, 더욱 바람직하게는 자신의 기준 평면에 대해 각각 대칭이다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 고정자 및 회전자를 갖는 전동 모터를 제공한다. 상기 회전자는 여기서 하나 또는 복수의 앞서 설명된 실시예에 따라 구성될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다극 회전자의 사시도를 도시하고,
도 2는 도 1에 개시된 본 발명에 따른 회전자의 단면을 도시하며,
도 3은 도 2에 따른 도면의 상세도를 도시하고,
도 4는 도 1 내지 도 3에 개시된 본 발명에 따른 다극 회전자의 변형예의 단면도를 도시하며,
도 5는 도 4에 따른 도면의 상세도를 도시하고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다극 회전자의 단면을 도시하며,
도 7은 외피 및 케이크 조각 형상의 영구 자석을 포함하되, 회전자 코어도 포함하지 않고 샤프트도 포함하지 않는 다극 회전자의 단면을 도시하고,
도 8은 회전자의 내부를 통해 연장되는 샤프트와 함께 외피 및 케이크 조각 형상의 빵 덩어리 형상의 영구 자석을 갖는 다극 회전자의 단면을 도시하며,
도 9는 영구 자석의 외부 윤곽의 원의 중심이 대칭이 아닌, 다극 회전자의 단면을 나타내고,
도 10은 영구 자석의 외부 윤곽이 원의 일부에 대응하지 않는, 다극 회전자의 단면을 도시한다.

이하에 설명된 내용과 관련하여, 동일한 부분은 동일한 참조 번호로 지시된다. 도면이 도면의 관련 설명에서 상세히 논의되지 않은 참조 번호를 포함하는 경우, 도면의 선행 또는 후속 설명을 참조하면 된다.

도 1은 본 발명에 따른 다극 회전자(1)의 제1 실시예의 사시도를 도시한다. 회전자(1)는 회전자 코어, 및 이 회전자 코어의 원주에 걸쳐 고르게 분배되도록 배열된 복수의 실질적으로 막대 형상의 영구 자석(3)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 총 16개의 개별 영구 자석(3)이 제공된다. 회전자의 축은 도면에서 참조 부호(7)로 지시된다.

특히 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 영구 자석들은 회전자의 축(7)에 수직인 단면도로 보았을 때 외측면에 볼록한 곡률을 갖는다. 영구 자석들은 여기서 단면이 빵 덩어리 형상이다. 4개의 각 인접한 영구 자석, 즉 회전자의 원주 방향으로 서로 이어지는 영구 자석들은 회전자의 자극 쌍을 함께 형성한다. 이러한 4개의 영구 자석의 그룹 중 제1 영구 자석(3.1) 및 제2 영구 자석(3.2)은 회전자의 자기 북극(N)을 함께 형성한다. 4개의 영구 자석의 각 그룹 중 제3 영구 자석(3.3) 및 제4 영구 자석(3.4)은 자기 남극(S)을 함께 형성한다.

도 3은 도 2에 따른 단면의 상세도를 도시한다. 이 상세도는 4개의 영구 자석의 그룹을 나타낸다. 각 영구 자석에는 회전자의 축(7)과 각 영구 자석의 중심을 통과하여 연장되는 기준 평면(8)이 할당된다. 제1 영구 자석(3.1)의 기준 평면은 참조 부호 8.1로 지시된다. 제2 영구 자석(3.2)의 기준 평면은 참조 부호 8.2로 지시된다. 제3 영구 자석(3.3)의 기준 평면은 참조 부호 8.3으로 지시된다. 그리고, 제4 영구 자석(3.4)의 기준 평면은 참조 부호 8.4로 지시된다. 각 개별 영구 자석의 자화 방향은 영구 자석의 각 기준 평면과 45°의 각도(α)를 이룬다. 제1 영구 자석(3.1) 및 제2 영구 자석(3.2)의 자화 방향은 이 2개의 영구 자석 사이의 중심에서 회전자의 축(7)을 통과하여 연장되는 중간 평면(9.1)에 대해 서로 대칭이다. 마찬가지로, 또한 제3 영구 자석(3.3)과 제4 영구 자석(3.4)의 자화 방향은 영구 자석(3.3)과 영구 자석(3.4) 사이의 중심에서 회전자의 축(7)을 통과하여 연장되는 제2 중간 평면(9.2)에 대해 서로 대칭이다. 또한, 제3 영구 자석(3.3)이 기준 평면(8.3)에 대해 이루는 자화 방향은 제1 영구 자석(3.1)이 기준 평면(8.1)에 대해 이루는 자화 방향과 반대 방향임 것을 볼 수 있다. 제4 영구 자석(3.4)이 기준 평면(8.4)에 대해 이루는 자화 방향은 제2 영구 자석이 기준 평면(8.2)에 대해 이루는 자화 방향과 반대 방향이다.

도 1 내지 도 3에 따른 실시예에서, 영구 자석들은 접착제에 의해 서로 고정되고 회전자의 회전자 코어(2)에 고정된다. 도 4는 영구 자석(3)을 회전자 코어(2)에 고정시키는 밴드(10)를 추가로 또는 대안적으로 구비하는 변형예를 도시한다. 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 밴드는, 회전자의 축(7)에 대해 반경(R)을 갖고, 이 반경은 본질적으로 회전자의 외부 원주에 있는 영구 자석(3)을 포락하는 원의 반경에 대응한다.

도 5에서, 또한, 영구 자석들의 외측면(4)에서의 볼록한 곡률의 반경(r)은 회전자의 외부 반경(R)보다 상당히 더 작은 것을 볼 수 있다. 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예에서, 반경(r)과 반경(R) 사이의 비는 약 1/3이다. 또한, 도시된 모든 실시예에서, 영구 자석(3)의 측면(5)은 영구 자석(3)의 측면이 서로 평면으로 접촉하도록 회전자의 축(7)에 대해 반경 방향으로 연장되도록 구성된다.

도 1 내지 도 5에 따른 실시예에서, 각 영구 자석(3)의 하부 표면(6)은 편평하다. 그리하여 하부 표면은 회전자 코어(2)의 원주 표면에 접선 방향으로 연장된다. 그러나, 도 6은 영구 자석(3)의 하부 표면(6)이 회전자 코어(2)의 외부 원주의 반경에 적응된 곡률 반경을 가져서, 영구 자석(3)이 회전자 코어의 외부 원주와 밀착 접촉하는 경우의 실시예를 도시한다.

도 7은 외피(11) 내에 도입된 8개의 케이크 조각 형상의 영구 자석(3)을 갖는 추가의 실시예에 따른 4-극 회전자의 단면도를 도시한다. 영구 자석과 외피(11) 사이의 자유 공간(12), 영구 자석(3)들 사이의 갭(13), 및 내부(14)는 접착제 또는 포팅 화합물로 완전히 또는 부분적으로 채워진다. 본 실시예는 회전자 코어도 사용하지 않고 샤프트도 사용하지 않기 때문에 토크는 외피 및/또는 영구 자석의 단부 면을 통해 전달된다. 영구 자석의 외부 윤곽의 반경(r)과, 자석 전체를 둘러싸서 외피의 내부 직경에 거의 대응하는 원의 반경(R) 사이의 비율은 약 2/3이다.

도 8은 도 7에 따른 실시예의 변형예를 도시한다. 또한 이 도면은 외피(11)에 도입된 8개의 케이크 조각 형상의 영구 자석(3)을 갖는 4-극 회전자의 단면을 도시한다. 회전자는 외피(11)에 더하여 샤프트(15)를 더 포함한다.

도 9는 본 발명에 따른 다른 회전자의 단면을 도시하며, 여기서 영구 자석의 외부 윤곽의 원의 중심들은 대칭이 아니어서, 자극(12a)에서의 자석 높이는 자극 전이부(12b)에서의 자석 높이와 다르다. 각도(α)는 단지 32°이다. 영구 자석(r)의 외부 윤곽의 반경과, 자석 전체를 포락하는 원의 반경(R) 사이의 비율은 약 1/2이다.

도 10은 본 발명에 따른 또 다른 회전자의 단면을 도시하며, 이 경우는 2개의 추가 자유도가 사용되고, 영구 자석의 외부 윤곽이 원형 형상으로부터 벗어나 있다. 비-원형 윤곽의 평균 반경(r)은 3개의 점(P1, P2, P3)을 통과하는 원에 의해 결정된다. 점(P1 및 P3)은 단면의 두 코너에 의해 결정되고; 점(P2)은 P1에서 P3까지의 거리의 수직 이등분선과 외부 윤곽의 교차점으로 정의된 영구 자석의 중심에 있다. 내부 윤곽에는 정사각형이 선택되었다. 각도(α)는 42°이다.

Claims

전기 모터용 다극 회전자(1)로서, 상기 회전자(1)는 회전자 코어(2), 및 상기 회전자의 원주에 걸쳐 분배된 복수의 개별 영구 자석(3)을 포함하되, 상기 복수의 개별 영구 자석(3)은, 상기 회전자(1)의 축(7)에 직교하는, 상기 회전자(1)의 단면도로 보았을 때, 상기 전기 모터의 고정자와 상기 회전자(1) 사이의 공기 갭을 향하는 측면(4)에 볼록한 곡률을 갖고, 상기 회전자(1)의 원주 방향으로 병설된 4개의 각 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)은 자극 쌍(N, S)을 함께 형성하고, 각 개별 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 자화 방향은 상기 회전자(1)의 축(7)과 상기 각 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 중심을 통과하여 연장되는 기준 평면(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)과 30° 내지 60°의 각도(α)를 이루고,
상기 볼록한 곡률은 상기 회전자(1)의 축(7)을 중심으로 상기 영구 자석(3)들을 직접 포락(enveloping)하는 원의 곡률로부터 벗어나는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
전기 모터용 다극 회전자(1)로서, 상기 회전자(1)는 상기 회전자의 원주에 걸쳐 분배된 복수의 개별 영구 자석(3)을 포함하되, 상기 복수의 개별 영구 자석은, 상기 회전자(1)의 축(7)에 직교하는, 상기 회전자(1)의 단면도로 보았을 때, 상기 전기 모터의 고정자와 상기 회전자(1) 사이의 공기 갭을 향하는 측면(4)에 볼록한 곡률을 갖고, 상기 회전자(1)의 원주 방향으로 병설된 4개의 각 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)은 자극 쌍(N, S)을 함께 형성하고, 각 개별 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 자화 방향은 상기 회전자(1)의 축(7)과 상기 각 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 중심을 통과하여 연장되는 기준 평면(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)과 0°이 아닌 각도(α)를 이루고,
상기 볼록한 곡률은 상기 회전자(1)의 축(7)을 중심으로 상기 영구 자석(3)들을 직접 포락(enveloping)하는 원의 곡률로부터 벗어나는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제2항에 있어서, 상기 회전자(1)는 회전자 코어를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각 개별 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 자화 방향은 각 기준 평면(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)과 40° 내지 50°의 각도(α)를 이루는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전자(1)의 원주 방향으로 병설된 2개의 각 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)은 자극(N, S)을 함께 형성하고, 상기 2개의 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 자화 방향은 상기 2개의 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4) 사이의 중심에서 상기 회전자(1)의 축(7)을 통과하여 연장되는 중간 평면(9.1, 9.2)에 대해 서로 대칭인 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 원주 방향으로 연속적으로 이어지는 4개의 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 그룹 중 제3 영구 자석(3.3)이 기준 평면(8.3)에 대해 이루는 자화 방향은 상기 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 그룹 중 상기 제1 영구 자석(3.1)이 기준 평면(8.1)에 대해 이루는 자화 방향과 반대 방향이고, 상기 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 그룹 중 제4 영구 자석(3.4)이 기준 평면(8.4)에 대해 이루는 자화 방향은 상기 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 그룹 중 제2 영구 자석(3.2)이 기준 평면(8.2)에 대해 이루는 자화 방향과 반대 방향인 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 인접한 영구 자석들은 각 자극 전이부에서 서로 평면적으로 접촉하고, 동일한 자극에 속하는 인접한 영구 자석들은 서로 갭을 형성하거나 또는 서로 접촉해 있고, 상기 갭은 0.3mm 미만의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제7항에 있어서, 상기 영구 자석(3)의 측면(5)은 상기 회전자(1)의 축(7)에 대해 반경 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제2항에 있어서, 상기 각 개별 영구 자석(3.1, 3.2, 3.3, 3.4)의 자화 방향은 상기 기준 평면(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)과 30° 내지 60°의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제9항에 있어서, 상기 볼록한 곡률의 평균 반경(r)은 상기 회전자(1)의 축(7)을 중심으로 상기 영구 자석(3)들을 직접 포락하는 원의 반경(R)보다 더 작은 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제9항에 있어서, 상기 볼록한 곡률의 평균 반경(r)은 상기 회전자(1)의 축(7)을 중심으로 상기 영구 자석(3)들을 직접 포락하는 원의 반경(R)의 15% 내지 70%인 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제1항에 있어서, 상기 영구 자석(3)은 접착제에 의해 서로 고정되고 및/또는 상기 회전자(1)의 상기 회전자 코어(2)에 고정되는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전자(1)는 외피(envelope)(11)를 포함하고, 상기 영구 자석(3)들은 외측면이 상기 외피(11)로 둘러싸인 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제13항에 있어서, 상기 영구 자석(3)들은 접착제에 의해 또는 포팅(potting) 화합물에 의해 상기 외피(11)에 연결되는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제1항에 있어서, 상기 영구 자석(3)들은 밴드(10)에 의해 상기 회전자(1)의 상기 회전자 코어(2)에 고정되는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 볼록하게 만곡된 측면(4)의 반대쪽에 위치된 상기 영구 자석(3)의 후방 면(6)은 평평한 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제1항에 있어서, 볼록하게 만곡된 측면(4)의 반대쪽에 위치된 상기 영구 자석(3)의 후방 면(6)은 상기 회전자 코어(2)의 반경에 대응하는 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 영구 자석(3)들은 단면이 빵 덩어리 형상인 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제2항에 있어서, 상기 영구 자석(3)들은 단면이 케이크 조각 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).
제2항에 있어서, 상기 영구 자석(3)은 접착제에 의해 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 다극 회전자(1).