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KR102693819B1 - Sleeve for motor rotor - Google Patents

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KR102693819B1
KR102693819B1 KR1020210173134A KR20210173134A KR102693819B1 KR 102693819 B1 KR102693819 B1 KR 102693819B1 KR 1020210173134 A KR1020210173134 A KR 1020210173134A KR 20210173134 A KR20210173134 A KR 20210173134A KR 102693819 B1 KR102693819 B1 KR 102693819B1
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KR
South Korea
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sleeve
motor rotor
motor
groove
pole
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송시우
김원호
김광수
양인준
김동호
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가천대학교 산학협력단
한라대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은, 모터 회전자용 슬리브에 관한 것이다. 이러한 모터 회전자용 슬리브는, 내주면에 자성 유체가 수용되는 그루브가 형성되어 모터 회전자에 결합함으로써, 모터 작동시 와전류 손실이 줄어들고 모터의 토크가 증가될 수 있다.The present invention relates to a sleeve for a motor rotor. The sleeve for a motor rotor has a groove formed on the inner surface thereof in which a magnetic fluid is received, and is coupled to a motor rotor, thereby reducing eddy current loss during motor operation and increasing the torque of the motor.

Description

모터 회전자용 슬리브{SLEEVE FOR MOTOR ROTOR}{SLEEVE FOR MOTOR ROTOR}

본 발명은, 모터 회전자용 슬리브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자성 유체가 삽입되는 그루브가 형성된 슬리브를 구비함으로써 토크가 증가되고 와전류 손실이 감소되는 모터 회전자용 슬리브에 관한 것이다.The present invention relates to a sleeve for a motor rotor, and more particularly, to a sleeve for a motor rotor having a sleeve formed with a groove into which a magnetic fluid is inserted, thereby increasing torque and reducing eddy current loss.

영구자석 모터(이하, 모터라 한다)는 고정자와 고정자 내부에서 회전하며 영구자석을 포함하는 회전자로 구성된다. A permanent magnet motor (hereinafter referred to as a “motor”) is composed of a stator and a rotor that rotates inside the stator and includes permanent magnets.

도 1은 종래의 회전자를 도시한 도면이다.Figure 1 is a drawing illustrating a conventional rotor.

도 1을 참조하여 설명하면, 종래의 회전자(100)는 N극과 S극을 포함하는 자극부(110)와 자극부(110)의 표면에 설치되는 종래의 슬리브(120)를 포함하는데, 종래의 슬리브(120)는 회전자(100)가 회전함에 따라서 영구자석이 비산되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.Referring to FIG. 1, a conventional rotor (100) includes a magnetic pole (110) including an N pole and a S pole, and a conventional sleeve (120) installed on the surface of the magnetic pole (110). The conventional sleeve (120) performs the function of preventing a permanent magnet from flying away as the rotor (100) rotates.

이러한 종래의 모터 회전자용 슬리브는 비자성체로 형성되기 때문에 투자율이 진공의 투자율과 유사하게 작다. 슬리브의 투자율이 이처럼 작으면 모터가 작동하여 회전자가 회전할 때 와전류 손실이 크게 발생하고, 모터의 토크가 감소하는 문제가 발생한다.Since these conventional motor rotor sleeves are formed of non-magnetic materials, their permeability is small, similar to the permeability of a vacuum. If the permeability of the sleeve is this small, when the motor operates and the rotor rotates, eddy current loss occurs significantly, and the problem of reduced motor torque occurs.

한편, 모터 회전자용 슬리브의 투자율이 작은 문제를 해결하기 위해서 슬리브를 철과 같은 자성체로 형성하면, 슬리브의 투자율은 증가하지만 누설 자속이 크게 발생하여 모터의 성능이 더욱 저하되는 문제가 있다.Meanwhile, if the sleeve is formed of a magnetic material such as iron to solve the problem of low investment rate of the sleeve for the motor rotor, the investment rate of the sleeve increases, but there is a problem that leakage flux is large, further deteriorating the performance of the motor.

그러므로, 모터 작동시 발생하는 와전류에 의한 손실을 줄이고 누설 자속이 커지는 것도 방지할 수 있도록, 투자율이 크고 도전율은 작은 모터 회전자용 슬리브를 형성하기 위한 방안을 모색할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to seek a method for forming a sleeve for a motor rotor with a high investment rate and low conductivity so as to reduce the loss due to eddy current generated during motor operation and prevent an increase in leakage flux.

또한, 모터 작동시 발생하는 진동 및 소음이 크면 모터를 사용하는데 불편할 수 있으므로, 모터에 발생하는 진동 및 소음의 원인이 되는 모터의 코깅 토크, 토크 리플 등을 저감할 수 있는 모터 회전자용 슬리브를 형성하기 위한 방안을 모색할 필요가 있다.In addition, since the vibration and noise generated during motor operation may be large and may cause inconvenience in using the motor, it is necessary to seek a method for forming a sleeve for the motor rotor that can reduce the cogging torque and torque ripple of the motor, which are causes of vibration and noise generated in the motor.

본 발명의 일 과제는, 모터가 작동될 때 발생하는 와전류 손실이 감소되도록 하는데 있다.One object of the present invention is to reduce eddy current loss that occurs when a motor operates.

본 발명의 또 다른 과제는, 모터가 작동될 때 모터의 토크가 증가되도록 하는데 있다.Another object of the present invention is to increase the torque of the motor when the motor is operated.

본 발명의 또 다른 과제는, 모터가 작동될 때 발생하는 진동 및 소음을 줄이는데 있다.Another object of the present invention is to reduce vibration and noise generated when the motor operates.

본 발명의 과제는 이상에서 언급된 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브는, 자극인 N극과 S극을 포함하는 적어도 하나 이상의 자석을 포함하는 모터 회전자용 슬리브에 있어서, 서로 인접하는 상기 N극과 상기 S극의 경계로부터 소정 거리 이격되되, 상기 모터 회전자의 회전축과 평행한 길이 방향으로 상기 모터 회전자용 슬리브의 내주면에 홈으로 형성되는 적어도 하나 이상의 그루브 및 상기 그루브 중 적어도 하나 이상에 수용되는 자성 유체를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical task, a sleeve for a motor rotor according to one embodiment of the present invention comprises a sleeve for a motor rotor including at least one magnet having an N pole and a S pole as magnetic poles, wherein the sleeve may include at least one groove formed as a groove on an inner surface of the sleeve for a motor rotor in a longitudinal direction parallel to a rotational axis of the motor rotor and spaced apart from a boundary between the N pole and the S pole, which are adjacent to each other, by a predetermined distance, and a magnetic fluid accommodated in at least one of the grooves.

또한, 상기 그루브는 적어도 한 쌍 이상이 상기 회전축을 기준으로 대칭되도록 형성될 수 있다.Additionally, at least one pair of the grooves may be formed to be symmetrical with respect to the rotation axis.

또한, 복수 개의 상기 그루브는 동일한 형상으로 형성되고, 상기 N극과 상기 S극은 동일한 형상으로 형성되며, 상기 길이 방향을 향해서 보았을 때, 상기 회전축과 상기 그루브의 일측 말단을 잇는 제1 선분과, 상기 회전축과 상기 그루브의 다른 일측 말단을 잇는 제2 선분이 이루는 그루브 각도는, 상기 회전축과 자극의 일측 말단을 잇는 제3 선분과, 상기 회전축과 상기 자극의 다른 일측 말단을 잇는 제4 선분이 이루는 자극 각도보다 작을 수 있다.In addition, a plurality of the grooves are formed in the same shape, the N pole and the S pole are formed in the same shape, and when viewed in the longitudinal direction, a groove angle formed by a first line segment connecting the rotational axis and one end of the groove and a second line segment connecting the rotational axis and the other end of the groove may be smaller than a pole angle formed by a third line segment connecting the rotational axis and one end of the magnetic pole and a fourth line segment connecting the rotational axis and the other end of the magnetic pole.

또한, 상기 그루브 각도는 상기 자극 각도의 0.1배 이상 크고 0.9배 이하 작을 수 있다.Additionally, the groove angle may be 0.1 times or more larger and 0.9 times or less smaller than the stimulation angle.

또한, 상기 자성유체는 모든 상기 그루브에 수용될 수 있다.Additionally, the magnetic fluid can be accommodated in all of the grooves.

또한, 상기 그루브는 상기 길이 방향으로 연장되며 서로 맞닿는 제1 홈부 및 제2 홈부를 포함하고, 서로 맞닿는 상기 제1 홈부의 일측 말단과 상기 제2 홈부의 일측 말단은 상기 회전축에 수직한 소정의 평면 상에서 상기 모터 회전자의 회전 방향으로 소정 각도 어긋나게 배치될 수 있다.In addition, the groove includes a first groove portion and a second groove portion that extend in the longitudinal direction and are in contact with each other, and one end of the first groove portion and one end of the second groove portion that are in contact with each other can be arranged to be misaligned by a predetermined angle in the rotational direction of the motor rotor on a predetermined plane perpendicular to the rotational axis.

또한, 상기 소정 각도는 1도 이상 10도 이하일 수 있다.Additionally, the predetermined angle may be 1 degree or more and 10 degrees or less.

또한, 상기 자성유체는 모든 상기 그루브에 수용될 수 있다.Additionally, the magnetic fluid can be accommodated in all of the grooves.

과제를 해결하기 위한 기타 실시예들의 구체적인 사항들은 발명의 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments for solving the problem are included in the description and drawings of the invention.

전술한 본 발명의 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 모터 회전자용 슬리브는, 내주면에 자성 유체가 수용되는 그루브가 형성됨으로써, 모터 회전자용 슬리브를 포함하는 모터가 작동될 때 와전류 손실이 감소되고 모터의 토크가 증가되는 효과를 제공한다.According to the solution to the problem of the present invention described above, the sleeve for a motor rotor according to the present invention has a groove formed on the inner surface in which a magnetic fluid is received, thereby providing the effect of reducing eddy current loss and increasing motor torque when a motor including the sleeve for a motor rotor is operated.

또한, 그루브가 소정 각도 어긋나게 배치되는 제1 홈부 및 제2 홈부를 포함하도록 형성됨으로써, 모터 회전자용 슬리브를 포함하는 모터가 작동될 때 코깅 토크가 줄어들어 모터의 작동에 따라 발생하는 진동 및 소음이 감소하는 효과를 제공한다.In addition, since the grooves are formed to include first and second grooves that are misaligned by a predetermined angle, the cogging torque is reduced when the motor including the sleeve for the motor rotor is operated, thereby providing an effect of reducing vibration and noise generated by the operation of the motor.

도 1은 종래의 회전자를 도시한 도면이다.
도 2는 모터 회전자에 설치된 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브를 도시한 도면이다.
도 3은 모터 회전자의 회전축에 평행한 길이 방향을 향해서 바라본 모터 회전자를 도시한 도면이다.
도 4는 자속 유체가 삽입되어 자속 밀도가 증가되는 모터 회전자용 슬리브를 도시한 도면이다.
도 5는 종래 모터의 평균 토크와 도 2의 모터 회전자용 슬리브를 구비하는 모터의 평균 토크가 비교된 그래프를 나타내는 도면이다.
도 6은 종래 모터의 와전류 손실과 도 2의 모터 회전자용 슬리브를 구비하는 모터의 와전류 손실이 비교된 그래프를 나타내는 도면이다.
도 7은 그루브의 그루브 각도에 따른 모터의 와전류 손실을 나타내는 그래프이다.
도 8은 그루브의 그루브 각도에 따른 모터의 토크를 나타내는 그래프이다.
도 9는 회전자에 설치되며 일부 그루브에 자성 유체가 삽입된 모터 회전자용 슬리브를 도시한 도면이다.
도 10은 종래 모터의 평균 토크와 도 9의 모터 회전자용 슬리브를 구비하는 모터의 평균 토크가 비교된 그래프를 나타내는 도면이다.
도 11은 종래 모터의 와전류 손실과 도 9의 모터 회전자용 슬리브를 구비하는 모터의 와전류 손실이 비교된 그래프를 나타내는 도면이다.
도 12는 모터 회전자에 설치된 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브를 도시한 도면이다.
도 13은 그루브의 스큐 각도에 따른 모터의 와전류 손실을 나타내는 그래프이다.
도 14는 그루브의 스큐 각도가 1도 이상 9도 이하인 경우에 종래의 모터의 코깅 토크와 도 12의 모터 회전자용 슬리브를 구비하는 모터의 코깅 토크를 비교하는 그래프를 나타내는 도면이다.Figure 1 is a drawing illustrating a conventional rotor.
FIG. 2 is a drawing illustrating a sleeve for a motor rotor according to the first embodiment of the present invention installed on a motor rotor.
Figure 3 is a drawing showing a motor rotor viewed in a longitudinal direction parallel to the rotational axis of the motor rotor.
Figure 4 is a drawing illustrating a sleeve for a motor rotor into which a magnetic flux fluid is inserted to increase the magnetic flux density.
FIG. 5 is a graph showing a comparison between the average torque of a conventional motor and the average torque of a motor having the sleeve for the motor rotor of FIG. 2.
FIG. 6 is a graph showing a comparison of the eddy current loss of a conventional motor and the eddy current loss of a motor having the sleeve for the motor rotor of FIG. 2.
Figure 7 is a graph showing the eddy current loss of the motor according to the groove angle of the groove.
Figure 8 is a graph showing the torque of the motor according to the groove angle of the groove.
FIG. 9 is a drawing showing a sleeve for a motor rotor installed on a rotor and having magnetic fluid inserted into some of the grooves.
FIG. 10 is a graph showing a comparison between the average torque of a conventional motor and the average torque of a motor having the sleeve for the motor rotor of FIG. 9.
Fig. 11 is a graph showing a comparison of the eddy current loss of a conventional motor and the eddy current loss of a motor having the sleeve for the motor rotor of Fig. 9.
FIG. 12 is a drawing illustrating a sleeve for a motor rotor according to a second embodiment of the present invention installed on a motor rotor.
Figure 13 is a graph showing the eddy current loss of the motor according to the skew angle of the groove.
FIG. 14 is a graph showing a comparison of the cogging torque of a conventional motor and the cogging torque of a motor having the sleeve for a motor rotor of FIG. 12 when the skew angle of the groove is 1 degree or more and 9 degrees or less.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention are described in detail so that those with ordinary skill in the art can easily practice the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are assigned similar drawing reference numerals throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "electrically connected" with another element in between.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when it is said that an element is “on” another element, this includes not only cases where the element is in contact with the other element, but also cases where there is another element between the two elements.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.Throughout this specification, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean that it excludes other components, but rather that it may include other components, unless otherwise specifically stated. The terms "about," "substantially," and the like, as used throughout this specification, are used to mean at or near the numerical values inherent in the stated meanings, when manufacturing and material tolerances are presented, and are used to prevent unscrupulous infringers from unfairly exploiting disclosures that state precise or absolute values to aid the understanding of this specification. The terms "step of doing" or "step of" as used throughout this specification do not mean "step for."

이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings and the contents described below. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Like reference numerals represent like elements throughout the specification.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브의 구조에 관하여 설명한다.Hereinafter, the structure of a sleeve for a motor rotor according to the first embodiment of the present invention will be described.

도 2는 모터 회전자에 설치된 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a drawing illustrating a sleeve for a motor rotor according to the first embodiment of the present invention installed on a motor rotor.

도 2를 참조하여 설명하면, 모터 회전자용 슬리브(3)는 모터 회전자(1)에 설치된 N극과 S극을 포함하는 자극(2)의 외주면을 감싸도록 모터 회전자(1)에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 2, a sleeve (3) for a motor rotor can be installed on a motor rotor (1) so as to surround an outer surface of a magnetic pole (2) including an N pole and a S pole installed on the motor rotor (1).

그리고, 모터 회전자용 슬리브(3)에는 그루브(4)가 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 그루브(4)는 모터 회전자(1)의 회전축과 평행한 길이 방향으로 모터 회전자용 슬리브(3)의 내주면에 홈으로 형성될 수 있다.And, at least one groove (4) can be formed in the sleeve (3) for the motor rotor, and the groove (4) can be formed as a groove on the inner surface of the sleeve (3) for the motor rotor in the longitudinal direction parallel to the rotation axis of the motor rotor (1).

도 3은 모터 회전자의 회전축에 평행한 길이 방향을 향해서 바라본 모터 회전자를 도시한 도면이다.Figure 3 is a drawing showing a motor rotor viewed in a longitudinal direction parallel to the rotational axis of the motor rotor.

구체적으로, 도 3을 참조하여 설명하면, 그루브(4)는 서로 인접하는 N극과 S극의 경계로부터 소정 거리 이격되도록 형성될 수 있으며, 한 쌍 이상이 회전축을 기준으로 대칭되게 형성될 수 있고, 그루브(4)에는 자성 유체가 수용될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 3, the groove (4) can be formed to be spaced apart from the boundary between the adjacent N pole and S pole by a predetermined distance, and one or more pairs can be formed symmetrically with respect to the rotation axis, and a magnetic fluid can be accommodated in the groove (4).

도 4는 자속 유체가 삽입되어 자속 밀도가 증가되는 모터 회전자용 슬리브를 도시한 도면이다.Figure 4 is a drawing illustrating a sleeve for a motor rotor into which a magnetic flux fluid is inserted to increase the magnetic flux density.

도 4를 참조하여 설명하면, 모터 회전자용 슬리브(3)에 형성된 그루브(4)에 자성 유체가 삽입되면 투자율이 증가하여, 자성 유체가 삽입된 부분으로 자속이 집중되어 자속 밀도가 증가하게 되는 것을 알 수 있다.Referring to Fig. 4, it can be seen that when magnetic fluid is inserted into the groove (4) formed in the sleeve (3) for the motor rotor, the investment rate increases, so that the magnetic flux is concentrated in the portion where the magnetic fluid is inserted, thereby increasing the magnetic flux density.

이와 같이, 그루브(4)의 자속 밀도가 증가함에 따라 모터의 토크가 증가할 수 있다.In this way, as the magnetic flux density of the groove (4) increases, the torque of the motor can increase.

도 5는 종래 모터의 평균 토크와 도 2의 모터 회전자용 슬리브를 구비하는 모터의 평균 토크가 비교된 그래프를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a graph showing a comparison between the average torque of a conventional motor and the average torque of a motor having the sleeve for the motor rotor of FIG. 2.

도 5를 참조하여 설명하면, 종래 모터의 평균 토크는 약 52.5Nm이고, 본 발명의 모터 회전자용 슬리브(3)를 구비하는 모터의 평균 토크는 약 54.88Nm로서 종래 모터의 평균 토크보다 약 3.7% 토크가 증가하게 되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the average torque of a conventional motor is about 52.5 Nm, and the average torque of a motor equipped with a sleeve (3) for a motor rotor of the present invention is about 54.88 Nm, which is an increase of about 3.7% in torque compared to the average torque of a conventional motor.

그리고, 그루브(4)에 자성 유체가 삽입됨으로써 모터의 와전류 손실이 감소될 수 있다.Additionally, by inserting magnetic fluid into the groove (4), the eddy current loss of the motor can be reduced.

도 6은 종래 모터의 와전류 손실과 도 2의 모터 회전자용 슬리브를 구비하는 모터의 와전류 손실이 비교된 그래프를 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a graph showing a comparison of the eddy current loss of a conventional motor and the eddy current loss of a motor having the sleeve for the motor rotor of FIG. 2.

도 6을 참조하여 설명하면, 종래 모터의 평균 와전류 손실은 약 2.05kW이고, 본 발명의 모터 회전자용 슬리브(3)를 구비하는 모터의 평균 와전류 손실은 약 1.6kW로서 종래 모터의 평균 와전류 손실보다 와전류 손실이 약 22% 감소되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, the average eddy current loss of a conventional motor is about 2.05 kW, and the average eddy current loss of a motor equipped with a sleeve (3) for a motor rotor of the present invention is about 1.6 kW, which means that the eddy current loss is reduced by about 22% compared to the average eddy current loss of a conventional motor.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개의 그루브(4)가 서로 동일한 형상으로 형성되고, N극과 S극이 서로 동일한 형상으로 형성되는 경우, 길이 방향을 향해서 보았을 때, 회전축과 그루브(4)의 일측 말단을 잇는 제1 선분(l1)과 회전축과 그루브(4)의 다른 일측 말단을 잇는 제2 선분(l2)이 이루는 각도를 그루브 각도라고 할 수 있다.Meanwhile, as shown in Fig. 3, when a plurality of grooves (4) are formed with the same shape and the N pole and the S pole are formed with the same shape, when viewed in the longitudinal direction, the angle formed by the first line segment (l 1 ) connecting the rotation axis and one end of the groove (4) and the second line segment (l 2 ) connecting the rotation axis and the other end of the groove (4) can be referred to as the groove angle.

그리고, 회전축과 자극(2)의 일측 말단을 잇는 제3 선분(l3)과, 회전축과 자극(2)의 일측 말단을 잇는 제4 선분(l4)이 이루는 각도를 자극 각도라고 할 수 있으며, 그루브 각도는 자극 각도보다 작을 수 있다.And, the angle formed by the third line segment (l 3 ) connecting the rotation axis and one end of the stimulus (2) and the fourth line segment (l 4 ) connecting the rotation axis and one end of the stimulus (2) can be called the stimulus angle, and the groove angle can be smaller than the stimulus angle.

예를 들어 설명하면, 그루브 각도는 자극 각도의 0.1배 이상 크고 0.9배 이하 작을 수 있다.For example, the groove angle can be 0.1 times or more greater than the stimulus angle and 0.9 times or less.

이러한 그루브 각도가 증가함에 따라서 모터의 와전류 손실이 감소될 수 있다.As this groove angle increases, the eddy current loss of the motor can be reduced.

도 7은 그루브의 그루브 각도에 따른 모터의 와전류 손실을 나타내는 그래프이다.Figure 7 is a graph showing the eddy current loss of the motor according to the groove angle of the groove.

예를 들어 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 그루브 각도가 증가함에 따라서 와전류 손실이 감소되는 것을 알 수 있다.For example, as shown in Fig. 7, it can be seen that the eddy current loss decreases as the groove angle increases.

또한, 그루브 각도가 증가함에 따라서 모터의 토크가 증가할 수도 있다.Additionally, as the groove angle increases, the torque of the motor may increase.

도 8은 그루브의 그루브 각도에 따른 모터의 토크를 나타내는 그래프이다.Figure 8 is a graph showing the torque of the motor according to the groove angle of the groove.

예를 들어 설명하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 그루브 각도가 증가함에 따라서 모터의 토크가 증가되는 것을 알 수 있다.For example, as shown in Fig. 8, it can be seen that the torque of the motor increases as the groove angle increases.

도 9는 회전자에 설치되며 일부 그루브에 자성 유체가 삽입된 모터 회전자용 슬리브를 도시한 도면이다.FIG. 9 is a drawing showing a sleeve for a motor rotor installed on a rotor and having magnetic fluid inserted into some of the grooves.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모터 회전자용 슬리브(3)에 형성된 복수 개의 그루브(4) 중 일부 그루브(4)에만 자성 유체가 삽입될 수도 있다.As shown in Fig. 9, the magnetic fluid may be inserted into only some of the grooves (4) among the plurality of grooves (4) formed in the sleeve (3) for the motor rotor of the present invention.

이와 같이, 복수 개의 그루브(4) 중 일부 그루브(4)에만 자성 유체가 삽입되는 경우에도 모터의 토크가 증가할 수 있다.In this way, even if the magnetic fluid is inserted into only some of the grooves (4) among the plurality of grooves (4), the torque of the motor can increase.

도 10은 종래 모터의 평균 토크와 도 9의 모터 회전자용 슬리브를 구비하는 모터의 평균 토크가 비교된 그래프를 나타내는 도면이다.FIG. 10 is a graph showing a comparison between the average torque of a conventional motor and the average torque of a motor having the sleeve for the motor rotor of FIG. 9.

도 10을 참조하여 설명하면, 종래 모터의 평균 토크가 약 52.5Nm이고, 본 발명의 모터 회전자용 슬리브(3)를 구비하는 모터의 평균 토크는 약 54.1Nm로서 종래 모터의 평균 토크보다 약 2.9% 토크가 증가하게 되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 10, it can be seen that the average torque of a conventional motor is about 52.5 Nm, and the average torque of a motor equipped with a sleeve (3) for a motor rotor of the present invention is about 54.1 Nm, which is an increase of about 2.9% in torque compared to the average torque of a conventional motor.

그리고, 복수 개의 그루브(4) 중 일부 그루브(4)에만 자성 유체가 삽입되는 경우에는 모터의 와전류 손실이 크게 감소될 수 있다.And, when the magnetic fluid is inserted into only some of the grooves (4) among the plurality of grooves (4), the eddy current loss of the motor can be significantly reduced.

도 11은 종래 모터의 와전류 손실과 도 9의 모터 회전자용 슬리브를 구비하는 모터의 와전류 손실이 비교된 그래프를 나타내는 도면이다.Fig. 11 is a graph showing a comparison of the eddy current loss of a conventional motor and the eddy current loss of a motor having the sleeve for the motor rotor of Fig. 9.

도 11을 참조하여 설명하면, 종래 모터의 평균 와전류 손실이 약 2.05kW이고, 본 발명의 모터 회전자용 슬리브(3)를 구비하는 모터의 평균 와전류 손실은 약 1.39kW로서 종래 모터의 평균 와전류 손실보다 와전류 손실이 약 32% 감소되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 11, it can be seen that the average eddy current loss of a conventional motor is about 2.05 kW, and the average eddy current loss of a motor equipped with a sleeve (3) for a motor rotor of the present invention is about 1.39 kW, which means that the eddy current loss is reduced by about 32% compared to the average eddy current loss of a conventional motor.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브의 구조에 관하여 설명한다.Hereinafter, the structure of a sleeve for a motor rotor according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 12는 모터 회전자에 설치된 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브를 도시한 도면이다.FIG. 12 is a drawing illustrating a sleeve for a motor rotor according to a second embodiment of the present invention installed on a motor rotor.

도 12를 참조하여 설명하면, 모터 회전자용 슬리브(13)는 모터 회전자(11)에 설치된 N극과 S극을 포함하는 자극(12)의 외주면을 감싸도록 모터 회전자(11)에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 12, a sleeve (13) for a motor rotor can be installed on a motor rotor (11) so as to surround an outer surface of a magnetic pole (12) including an N pole and a S pole installed on the motor rotor (11).

그리고, 모터 회전자용 슬리브(13)에는 그루브(14)가 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 그루브(14)는 모터 회전자(11)의 회전축과 평향한 길이 방향으로 모터 회전자용 슬리브(13)의 내주면에 홈으로 형성되되, 서로 맞닿는 제1 홈부(14-1) 및 제2 홈부(14-2)를 포함할 수 있다.In addition, at least one groove (14) may be formed in the sleeve (13) for the motor rotor, and the groove (14) may be formed as a groove on the inner surface of the sleeve (13) for the motor rotor in a longitudinal direction parallel to the rotational axis of the motor rotor (11), and may include a first groove portion (14-1) and a second groove portion (14-2) that are in contact with each other.

도 12에 도시된 바와 같이, 서로 맞닿는 제1 홈부(14-1)의 일측 말단과 제2 홈부(14-2)의 일측 말단은 회전축에 수직한 소정의 평면 상에서 모터 회전자(11)의 회전 방향으로 소정 각도 어긋나게 배치될 수 있다.As shown in Fig. 12, one end of the first groove portion (14-1) and one end of the second groove portion (14-2), which are in contact with each other, can be arranged at a predetermined angle misaligned in the rotational direction of the motor rotor (11) on a predetermined plane perpendicular to the rotational axis.

이 때, 제1 홈부(14-1)의 일측 말단과 제2 홈부(14-2)의 일측 말단이 모터 회전자(11)의 회전 방향으로 어긋나게 배치되는 소정 각도인 스큐 각도는 1도 이상 10도 이하일 수 있다.At this time, the skew angle, which is a predetermined angle at which one end of the first groove (14-1) and one end of the second groove (14-2) are misaligned in the rotational direction of the motor rotor (11), may be 1 degree or more and 10 degrees or less.

스큐 각도에 따라서 모터의 와전류 손실이 감소될 수 있으며, 코깅 토크도 감소될 수 있다.Depending on the skew angle, the eddy current loss of the motor can be reduced, and the cogging torque can also be reduced.

도 13은 그루브의 스큐 각도에 따른 모터의 와전류 손실을 나타내는 그래프이다.Figure 13 is a graph showing the eddy current loss of the motor according to the skew angle of the groove.

예를 들어, 도 13을 참조하여 설명하면, 스큐 각도가 점점 증가하여 10도가 되는 경우, 모터의 와전류 손실이 대폭 감소되는 것을 알 수 있다.For example, referring to Fig. 13, it can be seen that when the skew angle gradually increases to 10 degrees, the eddy current loss of the motor is significantly reduced.

도 14는 그루브의 스큐 각도가 1도 이상 9도 이하인 경우에 종래의 모터의 코깅 토크와 도 12의 모터 회전자용 슬리브를 구비하는 모터의 코깅 토크를 비교하는 그래프를 나타내는 도면이다.FIG. 14 is a graph showing a comparison of the cogging torque of a conventional motor and the cogging torque of a motor having the sleeve for a motor rotor of FIG. 12 when the skew angle of the groove is 1 degree or more and 9 degrees or less.

다른 예를 들어, 도 14를 참조하여 설명하면, 스큐 각도가 1도 이상 9도 이하인 본 발명의 모터 회전자용 슬리브(13)를 구비하는 모터는, 종래의 모터에 비해서 코깅 토크가 감소되는 것을 알 수 있다.For another example, referring to FIG. 14, it can be seen that a motor having a sleeve (13) for a motor rotor of the present invention having a skew angle of 1 degree or more and 9 degrees or less has a reduced cogging torque compared to a conventional motor.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브(13)에 형성된 복수 개의 그루브(14)도 일부 그루브(14)에만 자성 유체가 삽입될 수 있으며, 그 효과는 전술한 제1 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브(3)의 복수 개의 그루브(4) 중 일부 그루브(4)에만 자성 유체가 삽입된 경우의 효과와 같다.Meanwhile, in the case of the plurality of grooves (14) formed in the sleeve (13) for the motor rotor according to the second embodiment of the present invention, magnetic fluid can be inserted only into some of the grooves (14), and the effect thereof is the same as the effect in the case where magnetic fluid is inserted only into some of the grooves (4) of the plurality of grooves (4) of the sleeve (3) for the motor rotor according to the first embodiment described above.

이하, 본 발명의 모터 회전자용 슬리브의 작용 및 효과에 관하여 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the sleeve for the motor rotor of the present invention will be described.

모터 회전자(1, 11)에 설치된 자극(2, 12)의 외주면에 모터 회전자용 슬리브(3, 13)를 설치한다.A sleeve (3, 13) for the motor rotor is installed on the outer surface of the pole (2, 12) installed on the motor rotor (1, 11).

이 때, 모터 회전자용 슬리브(3, 13)에는 적어도 하나 이상의 그루브(4, 14)가 형성되어 있으며, 복수 개의 그루브(4, 14) 전부에 자성 유체가 수용될 수도 있고 복수 개의 그루브(4, 14) 중 일부 그루브(4, 14)에만 자성 유체가 수용될 수도 있다.At this time, the sleeve (3, 13) for the motor rotor is formed with at least one groove (4, 14), and the magnetic fluid may be accommodated in all of the plurality of grooves (4, 14) or the magnetic fluid may be accommodated in only some of the grooves (4, 14) among the plurality of grooves (4, 14).

제1 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브(3)의 그루브(4)는 모터 회전자(1)의 회전축과 평행한 길이 방향으로 모터 회전자용 슬리브(3)의 내주면에 홈으로 형성될 수 있다.The groove (4) of the sleeve (3) for the motor rotor according to the first embodiment can be formed as a groove on the inner surface of the sleeve (3) for the motor rotor in the longitudinal direction parallel to the rotational axis of the motor rotor (1).

그리고, 제2 실시예에 따른 모터 회전자용 슬리브(13)의 그루브(14)는 모터 회전자(11)의 회전축과 평행한 길이 방향으로 모터 회전자용 슬리브(13)의 내주면에 홈으로 형성되되, 길이 방향으로 연장되며 서로 맞닿고 모터 회전자(11)의 회전 방향으로 소정 각도 어긋나게 배치되는 제1 홈부(14-1) 및 제2 홈부(14-2)를 포함할 수 있다.And, the groove (14) of the sleeve (13) for the motor rotor according to the second embodiment may include a first groove portion (14-1) and a second groove portion (14-2) formed as a groove on the inner surface of the sleeve (13) for the motor rotor in the longitudinal direction parallel to the rotational axis of the motor rotor (11), extending in the longitudinal direction, contacting each other, and arranged at a predetermined angle offset in the rotational direction of the motor rotor (11).

이러한 그루브(4, 14)가 형성된 모터 회전자용 슬리브(3, 13)가 설치된 모터는 작동될 때 토크가 증가되며, 와전류 손실이 감소된다. 특히, 모터 회전자용 슬리브(13)가 설치된 모터는 작동될 때 코깅 토크가 감소될 수 있다.A motor having a sleeve (3, 13) for a motor rotor formed with such grooves (4, 14) installed has increased torque and reduced eddy current loss when operating. In particular, a motor having a sleeve (13) for a motor rotor installed can have reduced cogging torque when operating.

이처럼, 본 발명에 따른 모터 회전자용 슬리브는, 내주면에 자성 유체가 수용되는 그루브가 형성됨으로써, 모터 회전자용 슬리브를 포함하는 모터가 작동될 때 와전류 손실이 감소되고 모터의 토크가 증가되는 효과를 제공한다.In this way, the sleeve for a motor rotor according to the present invention provides the effect of reducing eddy current loss and increasing motor torque when a motor including the sleeve for a motor rotor is operated by forming a groove on the inner surface in which a magnetic fluid is received.

또한, 그루브가 소정 각도 어긋나게 배치되는 제1 홈부 및 제2 홈부를 포함하도록 형성됨으로써, 모터 회전자용 슬리브를 포함하는 모터가 작동될 때 코깅 토크가 줄어들어 모터의 작동에 따라 발생하는 진동 및 소음이 감소하는 효과를 제공한다.In addition, since the grooves are formed to include first and second grooves that are misaligned by a predetermined angle, the cogging torque is reduced when the motor including the sleeve for the motor rotor is operated, thereby providing an effect of reducing vibration and noise generated by the operation of the motor.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single component may be implemented in a distributed manner, and likewise, components described as distributed may be implemented in a combined manner.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims which follow rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1, 11 : 모터 회전자 2, 12 : 자극
3, 13 : 모터 회전자용 슬리브 4, 14 : 그루브
100 : 종래의 회전자 110 : 자극부
120 : 종래의 슬리브1, 11: Motor rotor 2, 12: Stimulus
3, 13: Sleeve for motor rotor 4, 14: Groove
100: Conventional rotor 110: Stimulator
120 : Conventional sleeve

Claims (8)

자극인 N극과 S극을 포함하는 적어도 하나 이상의 자석을 포함하는 모터 회전자용 슬리브에 있어서,
서로 인접하는 상기 N극과 상기 S극의 경계로부터 소정 거리 이격되되, 상기 모터 회전자의 회전축과 평행한 길이 방향으로 상기 모터 회전자용 슬리브의 내주면에 홈으로 형성되는 적어도 하나 이상의 그루브; 및
상기 그루브 중 적어도 하나 이상에 수용되는 자성 유체를 포함하고,
상기 모터 회전자용 슬리브는 내주면이 상기 자석의 외주면에 맞닿도록 구비되되, 상기 자석과 상기 자성 유체가 맞닿도록 상기 그루브는 상기 모터 회전자용 슬리브의 내주면에서 반경 방향 외측으로 함몰 형성되고,
상기 그루브는 적어도 한 쌍 이상이 상기 회전축을 기준으로 대칭되도록 형성되고,
복수 개의 상기 그루브는 동일한 형상으로 형성되고, 상기 N극과 상기 S극은 동일한 형상으로 형성되며,
상기 길이 방향을 향해서 보았을 때,
상기 회전축과 상기 그루브의 일측 말단을 잇는 제1 선분과, 상기 회전축과 상기 그루브의 다른 일측 말단을 잇는 제2 선분이 이루는 그루브 각도는,
상기 회전축과 자극의 일측 말단을 잇는 제3 선분과, 상기 회전축과 상기 자극의 다른 일측 말단을 잇는 제4 선분이 이루는 자극 각도보다 작은, 모터 회전자용 슬리브.
In a sleeve for a motor rotor comprising at least one magnet having a N pole and a S pole,
At least one groove formed as a groove on the inner surface of the sleeve for the motor rotor in a longitudinal direction parallel to the rotational axis of the motor rotor, spaced apart from the boundary of the adjacent N pole and the S pole by a predetermined distance; and
Containing a magnetic fluid accommodated in at least one of the above grooves,
The sleeve for the motor rotor is provided so that the inner surface thereof is in contact with the outer surface of the magnet, and the groove is formed to be sunken radially outward on the inner surface of the sleeve for the motor rotor so that the magnet and the magnetic fluid are in contact.
The above grooves are formed such that at least one pair is symmetrical with respect to the rotation axis,
A plurality of the above grooves are formed with the same shape, and the N pole and the S pole are formed with the same shape.
When viewed in the above longitudinal direction,
The groove angle formed by the first line segment connecting the rotation axis and one end of the groove and the second line segment connecting the rotation axis and the other end of the groove is
A sleeve for a motor rotor, wherein the angle of the magnetic pole formed by a third line segment connecting the rotational axis and one end of the magnetic pole and a fourth line segment connecting the rotational axis and the other end of the magnetic pole is smaller than the magnetic pole angle.
 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 그루브 각도는 상기 자극 각도의 0.1배 이상이고, 0.9배 이하인, 모터 회전자용 슬리브.
In the first paragraph,
A sleeve for a motor rotor, wherein the groove angle is 0.1 times or more and 0.9 times or less of the stimulation angle.
 제1항에 있어서,
상기 그루브는 복수 개가 형성되되, 복수 개의 그루브 중 일부 그루브에만 상기 자성 유체가 수용되는, 모터 회전자용 슬리브.
In the first paragraph,
A sleeve for a motor rotor, wherein a plurality of grooves are formed, and the magnetic fluid is received in only some of the plurality of grooves.
 제1항에 있어서,
상기 그루브는 상기 길이 방향으로 연장되며 서로 맞닿는 제1 홈부 및 제2 홈부를 포함하고,
서로 맞닿는 상기 제1 홈부의 일측 말단과 상기 제2 홈부의 일측 말단은 상기 회전축에 수직한 소정의 평면 상에서 상기 모터 회전자의 회전 방향으로 소정 각도 어긋나게 배치되는, 모터 회전자용 슬리브.
In the first paragraph,
The above groove includes a first groove portion and a second groove portion that extend in the longitudinal direction and are in contact with each other,
A sleeve for a motor rotor, wherein one end of the first groove portion and one end of the second groove portion, which are in contact with each other, are arranged at a predetermined angle misaligned in the rotational direction of the motor rotor on a predetermined plane perpendicular to the rotational axis.
 제6항에 있어서,
상기 소정 각도는 1도 이상 10도 이하인, 모터 회전자용 슬리브.
In Article 6,
A sleeve for a motor rotor, wherein the above-mentioned predetermined angle is 1 degree or more and 10 degrees or less.
 삭제delete
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