KR20100085057A

KR20100085057A - 듀얼 로터 모터

Info

Publication number: KR20100085057A
Application number: KR1020107008639A
Authority: KR
Inventors: 후 리; 유이치 요시카와; 히로시 무라카미
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2010-07-28
Also published as: CN102099984A; KR101128590B1; US20100244616A1; CN102099984B; WO2010044231A1; JP5556000B2; US8207648B2; JP2010098802A

Abstract

내측 슬롯 각도(φi)를 외측 슬롯 각도(φo)보다도 크게 하고, 또한, 내측 머리부의 둘레 방향의 양 단부에, 그 최양단부에 근접함에 따라 내측 머리부와 내측 로터의 간격이 커지는 내측 절결부를 설치함과 더불어, 외측 머리부의 둘레 방향의 양 단부에, 그 최단부에 근접함에 따라 외측 머리부와 외측 로터의 간격이 커지는 외측 절결부를 설치한 듀얼 로터 모터.

Description

듀얼 로터 모터{DUAL-ROTOR MOTOR}

본 발명은 스테이터의 내외주의 양쪽에 로터를 배치한 듀얼 로터 모터에 관한 것으로, 특히, 코깅 토크를 억제한 듀얼 로터 모터에 관한 것이다.

이러한 듀얼 로터 모터에 있어서의 코깅 토크를 억제하는 수법으로서, 종래, 예를 들면, 특허 문헌 1과 같은 기술이 제안되어 있다. 즉, 이러한 종래의 듀얼 로터 모터는, 스테이터가 내측 티스(teeth)와 외측 티스를 가지고 있다. 그리고, 내측 티스에 대면하여 내측 로터, 외측 티스에 대면하여 외측 로터가 배치되는 구성이 일반적이다.

이 때, 내측 슬롯 오픈과 외측 슬롯 오픈에 있어서, 각각의 슬롯 오픈의 중심과 회전 중심이 동일 직선상에 위치하는 구조가 일반적이다. 또한, 내측 슬롯 각도가 외측 슬롯 각도와 동일해지는 구조로 하는 경우가 많았다. 또한, 여기서, 내측 슬롯 오픈은 인접한 내측 티스의 머리부 사이를 나타내고, 외측 슬롯 오픈은 인접한 외측 티스의 머리부 사이를 나타낸다. 또한, 내측 슬롯 각도는, 회전 중심과 내측 슬롯 오픈 양단을 연결하는 양 직선이 이루는 각도이고, 외측 슬롯 각도는, 회전 중심과 외측 슬롯 오픈 양단을 연결하는 양 직선이 이루는 각도이다.

그런데 , 이러한 구조로 한 경우, 스테이터에 대한 내측과 외측에 있어서 각각의 코깅 토크가 동 위상이 된다. 이에 따라, 합성 코깅 토크는, 내측 및 외측 단독의 코깅 토크보다도 커진다는 과제가 있었다.

이 때문에, 예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 내측 및 외측의 슬롯 오픈 위치나 폭을 변경함으로써, 내측과 외측의 코깅 토크의 위상이나 진폭을 조정하여, 합성 코깅 토크를 억제하는 기술을 제안하고 있다.

한편, 종래, 싱글 로터 모터에 있어서도 코깅 토크를 억제하는 다양한 수법이 제안되어 있다. 이러한 종래의 코깅 토크를 억제하는 수법의 하나로서, 예를 들면, 특허 문헌 2에서는, 다음과 같은 기술을 제안하고 있다. 즉, 스테이터에 배치된 티스의 선단 머리부에 있어서, 중앙 원호상부와, 좌우의 평탄 경사부를 설치하고 있다. 또한, 이 좌우의 평탄 경사부는, 티스 머리부와 로터간에 형성되는 공극이 양 단부를 향해 확대하도록 형성되어 있다. 그리고, 이러한 평탄 경사부를 설치함으로써, 코깅 토크의 진폭을 억제하여, 코깅 토크의 개선을 도모한다.

그러나, 종래의 특허 문헌 1의 듀얼 로터 모터와 같은 내측 및 외측의 슬롯 오픈 위치나 폭을 설정하는 수법에서는, 점적율이나 작업 효율에 대한 과제가 있었다. 이 종래의 수법과 같이 양 슬롯 오픈 위치나 폭을 설정하면, 적절한 합성 코깅 토크를 얻을 수 있지만, 내측과 외측의 슬롯 오픈 위치나 폭이, 내측과 외측에서 불균일하게 된다. 그리고, 이 불균일에 의해, 스테이터에 감은 권선의 점적율이 저하하거나, 복잡한 형상때문에 감기의 작업 효율이 저하한다.

즉, 예를 들면, 내측과 외측의 슬롯 오픈 위치를 회전 중심에 대해 어긋난 위치에 배치한 경우, 권선 작업에 대해서 형상이 복잡해진다. 이 때문에, 작업 효율이 저하하거나, 복잡한 권선 처리가 가능한 고가의 권선 장치가 필요해진다. 또한, 내측과 외측의 슬롯 오픈 위치가 회전 중심에 대해서 동일해도, 슬롯 오픈폭이 다르면, 슬롯 오픈폭이 좁은 쪽에 권선폭을 맞추지 않으면 안되어, 권선의 점적율의 저하를 초래하게 된다.

또한, 종래의 특허 문헌 2의 싱글 로터 모터와 같이, 평탄 경사부를 설치하여 코깅 토크의 진폭을 변경하는 것 만으로는, 듀얼 로터 모터와 같은 내측과 외측에서 합성된 합성 코깅 토크를 억제하는데 한계가 있었다.

특허 문헌 1：미국 특허 제 6924574호 공보 특허 문헌 2：일본국 특허공개 2000－209829호 공보

본 발명의 듀얼 로터 모터는, 스테이터 코어에 권선을 감은 스테이터와, 스테이터의 내주측에 배치되는 내측 로터와, 스테이터의 외주측에 배치되는 외측 로터를 구비하고, 내측 로터와 외측 로터가, 스테이터에 대면하여 둘레 방향으로 회전하도록, 회전축을 회전 중심으로 하여 회전 자유롭게 유지된다.

스테이터 코어는, 원환상의 요크와, 요크로부터 내주측으로 돌출하는 복수의 내측 티스와, 요크로부터 외주측으로 돌출하는 복수의 외측 티스를 포함한다.

내측 티스는, 요크로부터 내주측으로 연신하는 내측 다리부와 내측 다리부의 선단으로부터 둘레 방향 양측으로 확대한 내측 머리부를 포함함과 더불어, 인접하는 내측 티스간에 내측 슬롯으로 하는 개구부를 형성하고 있다. 내측 슬롯은, 인접한 내측 티스의 내측 머리부의 둘레 방향 단부간에 내측 슬롯 오픈폭의 개구를 이루는 내측 슬롯 오픈을 포함한다.

또한, 외측 티스는, 요크로부터 외주측으로 연신하는 외측 다리부와 외측 다리부의 선단으로부터 둘레 방향 양측으로 확대한 외측 머리부를 포함함과 더불어, 인접하는 외측 티스간에 외측 슬롯으로 하는 개구부를 형성하고 있다. 외측 슬롯은, 인접한 외측 티스의 외측 머리부의 둘레 방향 단부간에 외측 슬롯 오픈폭의 개구를 이루는 외측 슬롯 오픈을 포함한다.

그리고, 회전 중심과 내측 슬롯 오픈 양단을 연결하는 양 직선이 이루는 각도를 내측 슬롯 각도로 하고, 회전 중심과 외측 슬롯 오픈 양단을 연결하는 양 직선이 이루는 각도를 외측 슬롯 각도로 했을 때, 내측 슬롯 각도를 외측 슬롯 각도보다도 크게 하고 있다.

또한, 내측 머리부의 둘레 방향의 양 단부에, 그 최양단부(最兩端部)에 근접함에 따라 내측 머리부와 내측 로터의 간격이 커지는 내측 절결부를 설치함과 더불어, 외측 머리부의 둘레 방향의 양 단부에, 그 최양단부에 근접함에 따라 외측 머리부와 외측 로터의 간격이 커지는 외측 절결부를 설치하고 있다.

이러한 구성에 의해, 내측 슬롯 각도를 외측 슬롯 각도보다도 크게 함으로써, 예를 들면 내측 슬롯 오픈폭과 외측 슬롯 오픈폭을 거의 동일폭으로 할 수 있어, 권선을 용이하게 요크에 정렬 감기할 수 있다. 또한, 본 발명자 등은, 상술과 같은 절결부의 형상을 변경함으로써, 코깅 토크의 진폭에 추가하여 위상도 변화하는 것을 발견했다. 즉, 내측과 외측의 슬롯 오픈폭을 이와 같이 설정한 구조에 있어서, 내측 절결부와 외측 절결부의 형상을 적절히 설정함으로써, 내측과 외측의 코깅 토크의 진폭의 조정에 추가하여 위상도 조정할 수 있다. 이 때문에, 내측 코깅 토크와 외측 코깅 토크가 서로 캔슬하도록, 내측 절결부와 외측 절결부의 형상을 조정함으로써, 합성 코깅 토크를 억제하는 것도 가능해진다.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 듀얼 로터 모터의 단면을 도시하는 도면이다.
도 2는 동 듀얼 로터 모터의 스테이터 코어의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 동 듀얼 로터 모터의 절결부의 확산 각도를 바꾸었을 때의 코깅 토크의 변화를 나타내는 도면이다.
도 4는 동 듀얼 로터 모터의 각 코깅 토크를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시의 형태)

도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 듀얼 로터 모터(10)의 단면을 나타내는 도면이다. 도 1에서는, 회전축의 길이 방향으로부터 본 단면을 나타내고 있다. 또한, 번잡함을 피하기 위해서 스테이터에 감는 권선은 생략하고 있다.

도 1에 도시하는 바와같이, 본 실시의 형태의 듀얼 로터 모터(10)는, 스테이터(20)와, 스테이터(20)의 내주측에 배치되는 내측 로터(12)와, 스테이터(20)의 외주측에 배치되는 외측 로터(13)를 구비하고 있다.

스테이터(20)는, 스테이터 코어(24)와 스테이터 코어(24)에 감은 권선으로 구성된다. 스테이터 코어(24)는, 대략 원환상의 요크(21)와, 요크(21)로부터 내주 측으로 돌출하는 복수의 내측 티스(22)와, 요크(21)로부터 외주측으로 돌출하는 복수의 외측 티스(23)를 포함하는 구조를 가지고 있다. 본 실시의 형태의 스테이터 코어(24)에서는, 내측 티스(22)의 개수와 외측 티스(23)의 개수가 같은 수이다. 또한, 내측 티스(22)와 외측 티스(23)는, 내측 티스(22)의 둘레 방향의 중심과 외측 티스(23)의 둘레 방향의 중심이 회전 중심으로부터 외주 방향으로의 동일한 직선상에 위치하도록 배치되어 있다. 그리고, 내측 티스(22) 및 외측 티스(23)의 각각은, 좌우 대칭이다. 또한, 서로 인접하는 내측 티스(22) 간에 내측 슬롯(32)으로 하는 개구부가 형성된다. 또한, 서로 인접하는 외측 티스(23)간에는, 외측 슬롯(33)으로 하는 개구부가 형성된다. 스테이터 코어(24)의 이러한 개구부를 이용하여, 각 권선이, 토로이달 권선 형식으로 요크(21)에 감겨진다. 즉, 내측 슬롯(32)과 외측 슬롯(33)의 사이에 있는 요크(21)의 개소에, 집중 권선 방식으로 권선이 감겨진다.

내측 로터(12)는, S극과 N극이 교대로 배치되도록, 복수의 영구 자석(12a)을 외주측에 유지하고 있다. 그리고, 내측 로터(12)는, 내측 티스(22)에 소정의 공극을 통해 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 외측 로터(13)는, S극과 N극이 교대로 배치되도록, 복수의 영구 자석(13a)을 내주측에 유지하고 있다. 그리고, 외측 로터(13)는, 외측 티스(23)에 소정의 공극을 통해 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 내측 로터(12)와 외측 로터(13)는, 회전축(11)에 연결되어 있고, 스테이터(20)에 대면하여 둘레 방향으로 회전하도록, 회전축(11)을 회전 중심으로 하여 회전 자유롭게 유지되어 있다. 또한, 이 연결 방법은, 접착제나 볼트 등을 이용해도 되고, 수지로 몰드해도 된다.

이러한 구성에 있어서, 스테이터(20)의 권선에 교류 전류를 인가하면, 내측 티스(22)와 내측 로터(12)의 사이, 및 외측 티스(23)와 외측 로터(13)의 사이에 자기에 의한 흡인력과 반발력이 생긴다. 이러한 흡인력과 반발력에 의해, 회전축(11)을 중심으로 내측 로터(12) 및 외측 로터(13)가 회전한다. 특히 본 실시의 형태와 같이, 스테이터(20)의 내측 및 외측의 양측에 로터를 배치한 듀얼 로터로 함으로써, 소형으로 고 토크를 얻을 수 있다.

다음에, 본 실시의 형태의 스테이터 코어(24)에 있어서의 상세한 구성에 대해서 설명한다.

도 2는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 듀얼 로터 모터(10)의 스테이터 코어(24)의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시하는 바와같이, 스테이터 코어(24)의 내측 티스(22)는, 회전축(11)의 길이 방향으로부터 봐서, 내측 다리부(22a)와 내측 머리부(22b)를 포함하는 형상을 이루고 있다. 내측 다리부(22a)는, 요크(21)로부터 내주측으로 연신한다. 그리고, 내측 머리부(22b)는, 내측 다리부(22a)가 연신한 그 선단으로부터 둘레 방향 양측으로 확대하고 있다.

또한, 상술한 것처럼, 서로 인접하는 내측 티스(22)간에, 내측 슬롯(32)이 형성된다. 그리고, 내측 슬롯(32)은, 서로 인접한 내측 머리부(22b)의 둘레 방향 단부간에, 내측 슬롯 오픈폭(Wi)의 개구를 이루는 내측 슬롯 오픈(32a)을 포함한다. 즉, 내측 슬롯(32)은, 서로 인접한 내측 티스(22)의 각각과 요크(21)로 둘러싸이고, 내측에 개구한 내측 슬롯 오픈(32a)을 포함하는 개구부이다.

한편, 외측 티스(23)는, 회전축(11)의 길이 방향으로부터 봐서, 외측 다리부(23a)와 외측 머리부(23b)를 포함하는 형상을 이루고 있다. 외측 다리부(23a)는, 요크(21)로부터 외주측으로 연신한다. 그리고, 외측 머리부(23b)는, 외측 다리부(23a)가 연신한 그 선단으로부터 둘레 방향 양측으로 확대하고 있다.

또한, 상술한 것처럼, 서로 인접하는 외측 티스(23)간에, 외측 슬롯(33)이 형성된다. 그리고, 외측 슬롯(33)은, 서로 인접한 외측 머리부(23b)의 둘레 방향 단부간에, 외측 슬롯 오픈폭(Wo)의 개구를 이루는 외측 슬롯 오픈(33a)을 포함한다. 즉, 외측 슬롯(33)은, 서로 인접한 외측 티스(23)의 각각과 요크(21)로 둘러싸이고, 외측에 개구한 외측 슬롯 오픈(33a)을 포함하는 개구부이다.

또한, 도 2에서는, 내측 슬롯 각도(φi)와 외측 슬롯 각도(φo)를 나타내고 있다. 내측 슬롯 각도(φi)는, 회전 중심(O)과 내측 슬롯 오픈(32a)의 양단을 연결하는 양 직선이 이루는 각도이다. 외측 슬롯 각도(φo)는, 회전 중심(0)과 외측 슬롯 오픈(33a)의 양단을 연결하는 양 직선이 이루는 각도이다.

그리고, 본 실시의 형태에서는, 내측 슬롯 각도(φi)와 외측 슬롯 각도(φo)의 비교에 있어서, 내측 슬롯 각도(φi)를 외측 슬롯 각도(φo)보다도 크게 하고 있다.

즉, 이와 같이, 내측 슬롯 각도(φi)를 외측 슬롯 각도(φo)보다도 크게 함으로써, 내측 슬롯 오픈폭(Wi)을 외측 슬롯 오픈폭(Wo)에 근접시킬 수 있다. 또한, 예를 들면, 내측 슬롯 오픈폭(Wi)과 외측 슬롯 오픈폭(Wo)이 동일폭이 되도록 각각의 슬롯 오픈폭을 설정하고, 내측 슬롯 오픈폭(Wi)과 외측 슬롯 오픈폭(Wo)을 실질적으로 동일폭으로 할 수도 있다. 이와 같이, 내측 슬롯 오픈폭(Wi)과 외측 슬롯 오픈폭(Wo)을 근사 혹은 같게 함으로써, 용이하게 정렬 감기할 수 있다. 즉, 내측 슬롯 오픈(32a) 및 외측 슬롯 오픈(33a)를 통하여 요크(21)에 권선을 감을 때, 내측과 외측의 슬롯 오픈폭이 같으면, 내측과 외측에 대해서 동일한 조건이나 제약으로 감을 수 있다. 이때문에, 정렬 감기가 용이해진다. 또한, 도 2에 도시하는 바와같이, 내측 슬롯 오픈(32a)의 둘레 방향 중심이, 외측 슬롯 오픈(33a)의 둘레 방향 중심과 회전 중심(0)을 연결하는 직선(Lc) 상에 위치하도록 배치함으로써, 보다 효율적으로 정렬 감기할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태의 스테이터 코어(24)는, 도 2에 도시하는 바와같이, 내측 머리부(22b)의 둘레 방향 중앙 부분에 내측 중앙부(22d)를 배치하고, 또한, 내측 머리부(22b)의 둘레 방향 양단 부분에 있어서 내측 절결부(22c)를 설치하고 있다. 또한, 외측 머리부(23b)의 둘레 방향 중앙 부분에 외측 중앙부(23d)를 배치하고, 또한, 외측 머리부(23b)의 둘레 방향 양 단부에 있어서 외측 절결부(23c)를 설치하고 있다.

내측 절결부(22c)는 내측 머리부(22b)의 최양단부에 근접함에 따라, 내측 머리부(22b)와 내측 로터(12)의 공극의 간격이 경사상으로 확산되어, 커지는 형상으로 설정되어 있다. 도 2에서는, 내측 중앙부(22d)의 양단으로부터 내측 머리부(22b)의 양최단부에 걸쳐, 소정의 내측 확산 각도(θi)로, 내측 머리부(22b)와 내측 로터(12)의 간격이 커지는 내측 절결부(22c)의 일예를 나타내고 있다. 여기서, 내측 확산 각도(θi)는, 도 2에 도시하는 바와같이, 내측 중앙부(22d)의 둘레 방향 연장선으로부터, 내측 절결부(22c)의 표면이 경사지는 각도를 나타낸다.

마찬가지로, 외측 절결부(23c)는, 외측 머리부(23b)의 최양단부에 근접함에 따라, 외측 머리부(23b)와 외측 로터(13)의 공극의 간격이 경사상으로 확산되어, 커지는 형상으로 설정되어 있다. 도 2에서는, 외측 중앙부(23d)의 양단으로부터 외측 머리부(23b)의 양최단부에 걸쳐, 소정의 외측 확산 각도(θo)로, 외측 머리부(23b)와 외측 로터(13)의 간격이 커지는 외측 절결부(23c)의 일예를 나타내고 있다. 여기서, 외측 확산 각도(θo)는, 도 2에 도시하는 바와같이, 외측 중앙부(23d)의 둘레 방향 연장선으로부터, 외측 절결부(23c)의 표면이 경사지는 각도를 나타낸다.

본 실시의 형태에서는, 내측 머리부(22b)의 양단에 이러한 형상의 내측 절결부(22c), 및 외측 머리부(23b)의 양단에도 외측 절결부(23c)를 설치함으로써, 듀얼 로터 모터(10)에 있어서의 코깅 토크의 억제를 도모하고 있다. 즉, 본 발명자 등은, 이러한 절결부의 형상을 변경함으로써, 코깅 토크의 진폭에 추가하여 위상도 변화하는 것을 발견했다.

도 3은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 듀얼 로터 모터의 절결부의 확산 각도를 바꾸었을 때의 코깅 토크의 변화를 나타내는 도면이다. 도 3에서는, 내측 절결부(22c)의 내측 확산 각도(θi)를 변경하고, 각각에 있어서의 내측 코깅 토크의 특성을 나타내고 있다. 또한, 도 3에 있어서, 횡축은 로터 위치각을 나타내고, 종축은 코깅 토크를 나타내고 있다. 또한, 도 3에 있어서의 각 곡선은, 내측 절결부(22c)의 내측 확산 각도(θi)를 변경했을 때의, 회전자 위치각에 대한 코깅 토크의 강도를 나타내고 있다.

도 3에 도시하는 바와같이, 내측 확산 각도(θi)를 변경함으로써, 코깅 토크의 피크의 진폭값이 변화함과 더불어, 피크가 되는 위상도 변화하고, 다시 반전하고 있다. 즉, 도 3으로부터 알 수 있듯이, 내측 확산 각도(θi)가 작을 때에는, 코깅 토크는, 회전자 위치각이 12［deg. ］부근에서 진폭이 플러스 방향으로 피크가 된다. 또한, 내측 확산 각도(θi)를 크게 하면, 진폭이 피크가 되는 회전자 위치각이 이동한다. 그리고, 다시 내측 확산 각도(θi)를 크게 하면, 코깅 토크는, 회전자 위치각이 15［deg. ］부근에서 진폭이 마이너스 방향으로 피크가 된다. 또한, 외측 절결부(23c)의 외측 확산 각도(θo)를 변경한 경우도 마찬가지로, 코깅 토크의 피크의 진폭값이나 위상이 변화한다. 또한, 내외의 절결부의 확산 각도에 추가하여, 절결부의 경사의 길이를 변경함에 의해서도 마찬가지로, 코깅 토크의 피크의 진폭값이나 위상이 변화한다.

본 실시의 형태에서는, 이러한 절결부의 형상을 바꾸었을 때의 코깅 토크의 변화를 이용하여, 합성 코깅 토크가 감소하도록, 내측 확산 각도(θi)와 외측 확산 각도(θo)를 설정하고 있다. 또한, 합성 코깅 토크는, 내측 로터(12)의 회전에 기인하는 내측 코깅 토크와 외측 로터(13)의 회전에 기인하는 외측 코깅 토크를 합성한 코깅 토크이다.

도 4는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 듀얼 로터 모터의 각 코깅 토크를 나타내는 도면이다. 도 4에 있어서, 횡축은 로터 위치각을 나타내고, 종축은 코깅 토크를 나타내고 있다. 또한, 도 4에서는, 내측 확산 각도(θi)를 어떠한 각도로 설정했을 때의 내측 코깅 토크와, 외측 확산 각도(θo)를 어떠한 각도로 설정했을 때의 외측 코깅 토크와, 양 코깅 토크를 합성한 합성 코깅 토크를 나타내고 있다. 도 4에 도시하는 바와같이, 내측 코깅 토크의 위상과 외측 코깅 토크의 위상이 반전하는 관계, 즉 양 코깅 토크가 역위상이 되도록, 내측 확산 각도(θi)와 외측 확산 각도(θo)를 설정한다. 이와 같이 설정함으로써, 각각의 코깅 토크가 상호 캔슬되게 된다. 그 결과, 합성 코깅 토크를 억제할 수 있다. 또한, 내측 코깅 토크의 진폭과 외측 코깅 토크의 진폭이, 반전된 위상에서 동일값 또는 최근사값이 되도록, 내측 확산 각도(θi)와 외측 확산 각도(θo)를 적절히 설정한다. 이와 같이 설정함으로써, 양 코깅 토크를 적절히 상호 캔슬할 수 있어, 합성 코깅 토크를 대폭 저감시킬 수 있다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명의 듀얼 로터 모터는, 내측 티스가, 내측 다리부와 내측 머리부를 포함하고, 인접하는 내측 티스간에 내측 슬롯으로 하는 개구부를 형성하고 있다. 내측 슬롯은, 인접한 내측 머리부의 둘레 방향 단부간에 내측 슬롯 오픈폭의 내측 슬롯 오픈을 포함한다. 또한, 외측 티스는, 외측 다리부와 외측 머리부를 포함하고, 인접하는 외측 티스간에 외측 슬롯으로 하는 개구부를 형성하고 있다. 외측 슬롯은, 인접한 외측 머리부의 둘레 방향 단부간에 외측 슬롯 오픈폭의 외측 슬롯 오픈을 포함한다. 그리고, 내측 슬롯 오픈폭에 대응하는 내측 슬롯 각도를 외측 슬롯 오픈폭에 대응하는 외측 슬롯 각도보다도 크게 하고 있다. 또한, 내측 머리부의 둘레 방향의 양 단부에 내측 절결부를 설치함과 더불어, 외측 머리부의 둘레 방향의 양 단부에도 외측 절결부를 설치하고 있다.

이 때문에, 내측 슬롯 각도를 외측 슬롯 각도보다도 크게 함으로써, 예를 들면, 내측 슬롯 오픈폭과 외측 슬롯 오픈폭을 거의 동일폭으로 할 수 있어, 권선을 용이하게 요크에 정렬 감기할 수 있다. 또한, 내측과 외측의 슬롯 오픈폭을 이와 같이 설정한 구조에 있어서, 내측 절결부와 외측 절결부의 형상을 적절히 설정함으로써, 내측과 외측의 코깅 토크의 위상이나 진폭을 조정하여, 합성 코깅 토크를 억제하는 것도 가능해진다.

따라서, 본 발명의 듀얼 로터 모터에 의하면, 권선이 용이하게 정렬로 감겨 권선의 점적율을 높임과 더불어, 코깅 토크의 억제도 가능하게 한 듀얼 로터 모터를 제공할 수 있다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명에 관한 듀얼 로터 모터는, 권선의 점적율을 높임과 더불어 코깅 토크도 억제한 듀얼 로터 모터를 제공할 수 있다. 이 때문에, 가전제품이나 전장품 등, 소형 또한 고출력으로 고효율, 저소음, 저비용이 요구되는 듀얼 로터 모터에 유용하다.

10 : 듀얼 로터 모터 11 : 회전축
12 : 내측 로터 12a, 13a : 영구 자석
13 : 외측 로터 20 : 스테이터
21 : 요크 22 : 내측 티스
22a : 내측 다리부 22b : 내측 머리부
22c : 내측 절결부 22d : 내측 중앙부
23 : 외측 티스 23a : 외측 다리부
23b : 외측 머리부 23c : 외측 절결부
23d : 외측 중앙부 24 : 스테이터 코어
32 : 내측 슬롯 32a : 내측 슬롯 오픈
33 : 외측 슬롯 33a : 외측 슬롯 오픈

Claims

스테이터 코어에 권선을 감은 스테이터와, 상기 스테이터의 내주측에 배치되는 내측 로터와, 상기 스테이터의 외주측에 배치되는 외측 로터를 구비하고, 상기 내측 로터와 외측 로터가, 상기 스테이터에 대면하여 둘레 방향으로 회전하도록, 회전축을 회전 중심으로 하여 회전 자유롭게 유지된 듀얼 로터 모터로서,
상기 스테이터 코어는, 원환상의 요크와 상기 요크로부터 내주측으로 돌출하는 복수의 내측 티스(teeth)와 상기 요크로부터 외주측으로 돌출하는 복수의 외측 티스를 포함하고,
상기 내측 티스는, 상기 요크로부터 내주측으로 연신하는 내측 다리부와 상기 내측 다리부의 선단으로부터 둘레 방향 양측으로 확대된 내측 머리부를 포함함과 더불어, 인접하는 상기 내측 티스간에 내측 슬롯으로 하는 개구부를 형성하고,
상기 내측 슬롯은, 인접한 상기 내측 티스의 상기 내측 머리부의 둘레 방향 단부간에 내측 슬롯 오픈폭의 개구를 이루는 내측 슬롯 오픈을 포함하고,
상기 외측 티스는, 상기 요크로부터 외주측으로 연신하는 외측 다리부와 상기 외측 다리부의 선단으로부터 둘레 방향 양측으로 확대된 외측 머리부를 포함함과 더불어, 인접하는 상기 외측 티스간에 외측 슬롯으로 하는 개구부를 형성하고,
상기 외측 슬롯은, 인접한 상기 외측 티스의 상기 외측 머리부의 둘레 방향 단부간에 외측 슬롯 오픈폭의 개구를 이루는 외측 슬롯 오픈을 포함하고,
회전 중심과 상기 내측 슬롯 오픈 양단을 연결하는 양 직선이 이루는 각도를 내측 슬롯 각도로 하고, 회전 중심과 상기 외측 슬롯 오픈 양단을 연결하는 양 직선이 이루는 각도를 외측 슬롯 각도로 했을 때, 상기 내측 슬롯 각도를 상기 외측 슬롯 각도보다도 크게 하고, 또한,
상기 내측 머리부의 둘레 방향의 양 단부에, 그 최양단부(最兩端部)에 근접함에 따라 상기 내측 머리부와 내측 로터의 간격이 커지는 내측 절결부를 설치함과 더불어, 상기 외측 머리부의 둘레 방향의 양 단부에, 그 최양단부에 근접함에 따라 상기 외측 머리부와 외측 로터의 간격이 커지는 외측 절결부를 설치한 것을 특징으로 하는 듀얼 로터 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 내측 슬롯 오픈의 둘레 방향 중심을, 상기 외측 슬롯 오픈의 둘레 방향 중심과 회전 중심을 연결하는 직선 상에 위치하도록 배치한 것을 특징으로 하는 듀얼 로터 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 내측 슬롯 오픈폭과 상기 외측 슬롯 오픈폭을 실질적으로 동일폭으로 한 것을 특징으로 하는 듀얼 로터 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 내측 티스의 상기 내측 머리부는, 둘레 방향에 있어서의 내측 중앙부와, 상기 내측 중앙부의 양단으로부터 소정의 내측 확산 각도로 상기 내측 로터와의 간격이 커지는 상기 내측 절결부를 가지고,
상기 외측 티스의 상기 외측 머리부는, 둘레 방향에 있어서의 외측 중앙부와, 상기 외측 중앙부의 양단으로부터 소정의 외측 확산 각도로 상기 외측 로터와의 간격이 커지는 상기 외측 절결부를 가지는 것을 특징으로 하는 듀얼 로터 모터.
청구항 4에 있어서,
상기 내측 로터의 회전에 기인하는 내측 코깅 토크(cogging torque)와 상기 외측 로터의 회전에 기인하는 외측 코깅 토크를 합성한 합성 코깅 토크가 감소하도록, 상기 내측 확산 각도와 상기 외측 확산 각도를 설정한 것을 특징으로 하는 듀얼 로터 모터.
청구항 5에 있어서,
상기 내측 코깅 토크와 상기 외측 코깅 토크가 반전된 위상에서 상호 캔슬하도록, 상기 내측 확산 각도와 상기 외측 확산 각도를 설정한 것을 특징으로 하는 듀얼 로터 모터.
청구항 6에 있어서,
상기 내측 코깅 토크의 진폭과 상기 외측 코깅 토크의 진폭이, 반전된 위상에서 동일값 또는 최근사값이 되도록, 상기 내측 확산 각도와 상기 외측 확산 각도를 설정한 것을 특징으로 하는 듀얼 로터 모터.