KR20170046670A

KR20170046670A - 자성강체 어셈블리

Info

Publication number: KR20170046670A
Application number: KR1020177005481A
Authority: KR
Inventors: 슈강 공; 스웨이 후; 야핑 첸; 지가오 자오; 창량 리
Original assignee: 센젠 지찬 바이브레이션 머시너리 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2017-05-02
Also published as: EP3188200A4; EP3188200A1; US20170279321A1; JP2017527255A; CN106663515A; WO2016029408A1

Abstract

본 발명은 자성강체 어셈블리(magnetic steel body assembly)의 기술분야에 관한 것으로서, 자성을 전도하는 제1 자화기(magnetizer)(1), 제2 자화기(magnetizer)(2) 및 다수의 자성강(magnetic steel)(3)이 포함되고, 제1 자화기(1)와 상기 제2 자화기(2) 사이에 자성강(3)을 고정하기 위한 자기 절연성(magnetism isolating) 고정 부재(fastener)(4)가 설치되며, 제1 자화기(1), 고정 부재(4) 및 제2 자화기(2)는 순차적으로 적층 설치되고, 다수의 자성강(3)은 고정 부재(4)에 균일한 간격으로 분포하여 고정되며; 자성강(3)은 N 자극(magnetic pole)과 S 자극을 갖는 기둥체이고, 또한 자성강(3)의 N 자극과 S 자극은 자성강(3) 기둥체의 중앙축선이 위치하는 평면의 양측에 마주하게 구비된다. 본 발명에서 제공하는 자성강체 어셈블리는 자성강 자화를 간편하게 하고 또한 자화된 후의 자기장 강도가 균일하도록 하며, 또한 높은 잔류 자기, 높은 보자력과 높은 자성 에너지를 가지게 하여, 해당 자성강체 어셈블리의 안정성과 감도를 향상시킨다.

Description

자성강체 어셈블리{STEEL MAGNET BODY ASSEMBLY}

본 발명은 자성강체 어셈블리의 기술분야에 관한 것으로서, 특히 자성강체 어셈블리에 관한 것이다.

중국은 희토류 자원이 풍부하고, 영구자석 재료(permanent magnet material)의 가성비(cost performance)가 끊임없이 향상되며, 특히 네오디뮴-붕소-철 영구자석 재료(NdFeB permanent magnet material)의 빠른 발전은 영구 자석 모터(permanent magnet motor), 트럼펫 자성강(trumpet magnetic steel)의 시장화(marketization)를 위하여 기반을 제공한다. 예를 들면, 영구자석 모터용 영구자석 재료 여자는, 동등한 성능 조건 하에서 영구자석 모터가 재래 모터(conventional motor)보다 하나 내지 두 프레임 크기가 작아, 체적 중량의 우수함이 두드러지고, 모터 효율이 높으며, 시장 잠재력이 크다. 종래의 자성강체 어셈블리는 일반적으로 다수의 자성강을 접착시키는 고정 방식을 이용하고, 이러한 방식으로 고정된 자성강체 어셈블리는 자화된 후 자기장 강도가 불균일하고 동심이 되지 못하는 문제가 존재하고, 해당 자성강체 어셈블리가 센서에 사용될 때, 센서의 신뢰도, 감도에 영향을 미치거나 내지는 정보를 전송할 수 없게 된다. 그리고, 현재 자성강 링체를 제작할 때, 크거나 작거나 또는 복잡한 다곡면체의 제한으로 인하여 자화시키기 어렵거나 내지는 자화시킬 수 없게 된다.

본 발명은 자성강체 어셈블리를 제공하여, 종래 기술에서 전통적인 자성강체 어셈블리가 다수의 자성강을 접착시키는 고정 방식을 이용함으로 인하여, 자화된 후 자기장 강도가 불균일하고 또한 자화시키기 불편하거나 내지는 자화시킬 수 없는 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명을 구현하기 위한 자성강체 어셈블리에는 자성을 전도하는 제1 자화기와 제2 자화기 및 다수의 자성강이 포함되고, 상기 제1 자화기와 상기 제2 자화기 사이에 상기 자성강을 고정하기 위한 고정 부재가 설치되고, 또한 상기 고정 부재는 자기 절연성 성능을 가지며, 상기 제1 자화기, 상기 고정 부재와 상기 제2 자화기는 순차적으로 적층 설치되고, 다수의 상기 자성강은 상기 고정 부재에 균일한 간격으로 분포하여 고정되며; 상기 자성강은 N 자극과 S 자극을 갖는 기둥체이고, 또한 상기 자성강의 N 자극과 S 자극은 상기 자성강 기둥체의 중앙축선이 위치하는 평면의 양측에 마주하게 구비된다.

나아가, 각 상기 자성강의 S 자극은 모두 상기 제1 자화기 일측에 근접하고 또한 마주하고, 각 상기 자성강의 N 자극은 모두 상기 제2 자화기의 일측에 근접하고 또한 마주하며; 또는 각 상기 자성강의 S 자극은 모두 상기 제2 자화기 일측에 근접하고 또한 마주하고, 각 상기 자성강의 N 자극은 모두 상기 제1 자화기의 일측에 근접하고 또한 마주한다.

나아가, 상기 자성강은 원기둥체 또는 사각형 기둥체이다.

더욱 나아가, 상기 고정 부재 상에는 상기 자성강을 고정하기 위한 다수의 고정홈이 개설되고, 또한 다수의 상기 고정홈은 상기 고정 부재 내에 균일한 간격으로 분포되며, 각 상기 자성강은 대응되게 각 상기 고정홈에 고정된다.

바람직하게는, 상기 제1 자화기와 상기 제2 자화기는 원형 링 형상이고, 상기 제1 자화기는 상기 제2 자화기의 링 내에 배치되며, 상기 고정 부재는 상기 제1 자화기와 상기 제2 자화기가 적층되어 형성된 링형 간극 내에 배치된다.

나아가, 상기 고정 부재는 상기 링형 간극에 일치하는 링 형상 구조이다.

바람직하게는, 상기 제1 자화기와 상기 제2 자화기는 아크 형상이고, 상기 고정 부재는 상기 제1 자화기와 상기 제2 자화기가 적층되어 형성된 아크형 간극 내에 설치된다.

나아가, 상기 고정 부재는 상기 아크형 간극에 일치하는 아크형 구조이다.

종래 기술에 비하여, 본 발명에서 제공하는 자성강체 어셈블리는 자성강을 기둥체 구조로 설계하고 또한 N 자극과 S 자극을 기둥체의 중앙축선이 위치하는 평면의 양측에 마주하게 구비하고, 이어 다수의 자성강을 균일한 간격으로 고정 부재 내에 고정하여, 자성강 자화가 간편하게 하고 또한 자화된 후의 자기장 강도가 균일하도록 하며, 또한 높은 잔류 자기, 높은 보자력과 높은 자성 에너지를 가지게 하여, 해당 자성강체 어셈블리의 안정성과 감도를 향상시킨다.

도1은 본 발명의 실시예에 있어서 링형의 자성강체 어셈블리의 분해도.
도2는 본 발명의 실시예에 있어서 링형의 자성강체 어셈블리의 입체도.
도3은 본 발명의 실시예에 있어서 직경 방향으로 자화하는 자성강체 어셈블리를 도시하는 도면.
도4는 본 발명의 실시예에 있어서 곡면 아크 형상의 자성강체 어셈블리의 입체도.
도5는 본 발명의 실시예에 있어서 링형의 자성강체 어셈블리의 자성강 배치 위치의 도면.
도6은 도5 중의 A 부분 확대도.
도7은 본 발명의 실시예에 있어서 자성강체 어셈블리가 다중 위상 스위치 자기 저항 모터에 사용되는 도면.
도8은 본 발명의 실시예에 있어서 링형의 자성강체 어셈블리의 단면도.
도9는 본 발명의 기타 실시예에 있어서 서로 다른 형상의 흑철이 삽입된 자성강체 어셈블리를 도시하는 도면.

본 발명의 목적, 기술방안 및 장점을 더욱 잘 이해하도록 하기 위하여, 아래 실시예와 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 진일보로 상세한 설명을 진행하도록 한다. 여기에 기재된 구체적인 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 본 발명을 제한하는 것이 아니다.

아래, 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명의 구현에 대하여 상세한 설명을 진행하도록 한다.

도1 내지 도9에 도시된 바와 같이, 이는 본 발명의 바람직한 실시예이다.

본 실시예에서 제공하는 자성강체 어셈블리는 제1 자화기(1), 제2 자화기(2), 고정 부재(4) 및 다수의 자성강(3)이 포함되고, 그 중에서, 제1 자화기(1)와 제2 자화기(2)는 자성 전도 성능을 가지고, 고정 부재(4)는 자기 절연성 성능을 가지며, 고정 부재(4)는 제1 자화기(1)와 제2 자화기(2) 사이에 고정 설치되고, 또한 제1 자화기(1), 고정 부재(4)와 제2 자화기(2)는 순차적으로 적층 설치되며, 다수의 자성강(3)은 모두 고정 부재(4) 내에 고정 장착되고, 또한 다수의 자성강(3)은 해당 고정 부재(4) 내에서 균일한 간격으로 분포되며, 각 자성강(3)의 중앙축선과 제1 자화기(1)와 제2 자화기(2)의 중앙축선이 평행하며; 그리고, 도3을 참고하면, 자성강(3)은 N 자극과 S 자극을 갖는 기둥체이고, 여기에서, 자성강(3) 기둥체의 중앙축선이 위치하는 평면은 N 자극과 S 자극의 경계면인 바, 즉 자성강(3)의 N 자극과 S 자극은 해당 경계면의 양측에 마주하게 분포되고, 기둥체의 경계면의 일측은 N 자극이고, 마주한 측은 S 자극이다.

상기 자성강체 어셈블리를 이용하면, 하기 특징을 갖는다.

본 발명에서 제공하는 자성강체 어셈블리는 자성강(3)을 기둥체 구조로 설계하고 또한 N 자극과 S 자극을 해당 자성강(3)의 중앙축선이 위치하는 평면의 양측에 마주하게 분포시키고, 해당 평면은 N 자극과 S 자극의 경계면인 바, 즉 해당 경계면의 양측이 각각 N 자극과 S 자극이고, 또한 다수의 이러한 자성강(3)을 균일한 간격으로 상기 고정 부재(4) 내에 고정하여, 자성강체 어셈블리의 내의 자성강(3) 자화를 간편하게 하고 또한 자화된 후의 자기장 강도가 균일하도록 하며, 또한 자성강체 어셈블리는 높은 잔류 자기, 높은 보자력과 높은 자성 에너지를 가져, 이를 센서 내에 이용할 때의 안정성과 감도 및 정보를 전달하는 능력을 향상시킨다.

본 실시예에서, 다수의 상기 자성강(3)을 상기 고정 부재(4)에 고정할 때, 상기 각 자성강(3)의 S 자극은 통일적으로 상기 제1 자화기(1) 일측에 근접하고 또한 마주하게 배치되고, 아울러 상기 각 자성강(3)의 N 자극은 상기 제2 자화기(2)의 일측에 근접하고 또한 마주하게 배치되며, 제1 자화기(1)와 제2 자화기(2)가 자성을 전도하고 또한 고정 부재(4)는 자기 절연성이기 때문에, 이로써 자화된 후 제1 자화기(1)가 전체 자성강체 어셈블리의 S 자극이 되고, 제2 자화기(2)가 전체 자성강체 어셈블리의 N 자극이 되며;

또는 상기 각 자성강(3)의 S 자극은 통일적으로 상기 제2 자화기(2) 일측에 근접하고 또한 마주하게 배치되고, 아울러 상기 각 자성강(3)의 N 자극은 상기 제1 자화기(1)의 일측에 근접하고 또한 마주하게 배치되며, 제1 자화기(1)와 제2 자화기(2)가 자성을 전도하고 또한 고정 부재(4)가 자기 절연성이기 때문에, 이로써 자화된 후 제2 자화기(2)가 전체 자성강체 어셈블리의 S 자극이 되고, 제1 자화기(1)가 전체 자성강체 어셈블리의 N 자극이 된다.

상기 제1 자화기(1)와 상기 제2 자화기(2)가 전체 자성강체 어셈블리의 두 자극이기 때문에, 원 기하 형상을 갖는 자기장 강도의 균일성, 감도를 확보하고, 이는 임의의 원의 기하 형상을 갖는 자동화 조절 제어 장치에서 잘 응용될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 자성강(3)은 원기둥체 구조이나, 실제 상황과 수요에 의하여, 기타 실시예에서, 상기 자성강(3)은 또한 기타 형상의 기둥체 구조일 수 있는 바, 예를 들면 사각형 기둥체 등이다.

나아가, 본 실시예에서, 상기 고정 부재(4) 상에는 상기 자성강(3)을 수용하기 위한 다수의 고정홈(41)이 개설되고, 여기에서 고정홈(41)의 수량과 상기 자성강(3)의 수량이 동일하다. 여기에서, 다수의 고정홈(41)은 고정 부재(4)의 길이 방향을 따라 분포되고, 또한 각 고정홈(41) 사이에 균일한 간격을 가지며, 각 자성강(3)은 대응되는 고정홈(41)에 고정되고, 이는 고정 부재(4)가 다수의 자성강(3)을 균일하게 한데 꿰어 두개의 자극면을 형성한 것과 같다.

도1, 2를 참조하면, 일 실시방식으로서, 상기 제1 자화기(1)와 상기 제2 자화기(2)는 원형 링 형상 구조이고, 제1 자화기(1)의 직경이 제2 자화기(2)의 직경보다 작으며, 제1 자화기(1)는 제2 자화기(2)의 원형 링 내에 설치되고, 양자가 적층 구조를 유지하고 또한 동일한 평면 내에 있으며, 상기 고정 부재(4)가 제1 자화기(1)와 제2 자화기(2) 사이에 형성된 링형 간극 내에 설치될 수 있음은 물론이며, 실제 상황과 요구에 의하여, 기타 실시예에서, 상기 제1 자화기(1)와 상기 제2 자화기(2)도 기타 형상의 구조일 수 있고, 이러한 링 형상 구조에 제한되는 것이 아니다.

나아가, 해당 실시예에서, 상기 고정 부재(4)는, 상기 제1 자화기(1)와 상기 제2 자화기(2) 사이에 형성된 링형 간극의 링 형상 구조에 일치하고, 또한 고정 부재(4)의 양측벽과 제1 자화기(1) 및 제2 자화기(2)의 내벽이 각각 밀착되어 일체를 형성하며, 실제 상황과 수요에 의하여, 기타 실시예에서 상기 고정 부재(4)는 또한 기타 형상의 구조일 수 있다.

본 실시예에서, 상기 자성강(3)이 상기 고정 부재(4)에 고정된 동심도와 자기장 강도의 균일성을 확보하기 위하여, 도5, 6을 참조하면, 자성강체 어셈블리를 제작하는 장비 몰드(5) 상에 상기 자성강(3)에 대응되는 자기장 강도가 자화된 제2 자성강(51)을 놓고, 자성강을 사출하기 전, 각 자성강(3)이 안정되게 놓이게 하여 각 자성강(3)의 경계면이 모두 다수의 자성강(3)이 형성하는 자성강 링 원의 중심선과 상호 수직되도록 하며, 여기에서, 경계면은 자성강(3)의 N 자극과 S 자극의 경계선이 형성하는 면이고, 경계면의 선이 바로 자성강 링 원의 접선이 되도록 확보하여, 이로써 자기 유도를 갖는 제2 자성강(51)이 자기장이 없는 자성강(3)에 작용할 때, 모든 제2 자성강(51)이 형성하는 자성강 원이 생성하는 가장 강한 자력선이 모두 해당 링 원의 원 중심을 가리키도록 하여, 자성강체 어셈블리의 자화된 후의 처리 자기장이 더욱 균일하고 동심이 되도록 한다. 이러한 방식으로 자성강(3)의 위치를 배치하여 현재 자성강을 제작할 때 크거나 작거나 또는 복잡한 다곡면체의 제한으로 인하여 자화시키기 어렵거나 내지는 자화시킬 수 없게 되는 문제를 해결하고, 그리고, 도7을 참조하면, 본 실시예 중의 자성강체 어셈블리는 다중 위상 스위치 자기 저항 모터의 가동과 속도의 조절에서 아주 바람직하다.

도4를 참조하면, 다른 일 실시방식으로서, 상기 제1 자화기(1)와 상기 제2 자화기(2)는 곡면 아크형 구조이고, 제1 자화기(1)는 제2 자화기(2)의 일측에 설치되며, 양자가 적층 설치되고 또한 동일한 평면 내에 있으며, 상기 고정 부재(4)가 제1 자화기(1)와 제2 자화기(2) 사이에 형성된 아크형 간극 내에 설치될 수 있음은 물론이며, 실제 상황과 요구에 의하여, 기타 실시예에서, 상기 제1 자화기(1)와 상기 제2 자화기(2)도 기타 형상의 구조일 수 있고, 이러한 아크형 구조에 제한되는 것이 아니다.

나아가, 해당 실시예에서, 상기 고정 부재(4)는, 상기 제1 자화기(1)와 상기 제2 자화기(2) 사이에 형성된 아크형 간극의 곡면 아크형 구조에 일치하고, 또한 고정 부재(4)의 양측벽과 제1 자화기(1) 및 제2 자화기(2)의 내벽이 각각 밀착되어 일체를 형성하며, 실제 상황과 수요에 의하여, 기타 실시예에서 상기 고정 부재(4)는 또한 기타 형상의 구조일 수 있다.

본 실시예의 자성강체 어셈블리에서, 상기 자성강(3)이 이용하는 것은 네오디뮴-붕소-철 영구자석 재료이고, 제1 자화기(1)와 제2 자화기(2)가 이용하는 것은 흑철이다.

본 발명에서 제공하는 자성강체 어셈블리는 다수의 직경 방향으로 자화되는 기둥체 형상의 자성강(3)을 이용하고, 이러한 자성강(3)을 곡선에 따라 균일하게 고정 배치 조합하여 자성 링을 형성하거나 또는 임의의 곡선 형상의 아크면 자성강체 어셈블리로 조합하며, 해당 아크면 자성강체 어셈블리가 곡선의 두 극성을 형성하고, 이어 내외 자성 전도 금속을 이용하여 곡선에 말착되도록 하는 바, 즉 상기 제1 자화기(1)와 제2 자화기(2)를 이용하여 다수의 자성강(3)이 형성하는 곡선의 내외층에 밀착되도록 하여 자극을 기타 공간으로 도입하며, 자극 방향을 변화시키는 것으로 쉽게 임의로 남(S) 또는 북(N)의 자기장 강도를 변화시킬 수 있으며, 여기에서, 원을 기초로 하는 임의 형상은 본 발명의 특례이다. 이러한 독특한 극성 방식을 이용하여 간편할 뿐 아니라 경제적이며, 여러 가지 센서, 기기, 전자, 전기 기계, 의료, 수학, 자동차, 항공, 군사 등 각 업계의 기술 분야에 사용할 수 있는 바, 예를 들면 모터의 속도 조절, 트럼펫 자성강 제작 등이다.

기타 실시예에서, 도9를 참조하면, 상기 조합 성형된 일체형 자성강체 어셈블리는 내부 코어와 외부 두 극성 자기장으로 구분되고, 상기 제1 자화기(1)와 상기 제2 자화기(2)를 제거하고, 그 후 양극 위치에 서로 다른 형상의 흑철을 삽입하는 것을 통하여 임의로 쉽게 남(S) 자극 또는 북(N) 자극의 자기장 강도를 변화 또는 조절하여, 이러한 다수의 이산형 직경 방향 자화된 자성강이 일체 고정된 구조의 효율이 더욱 높고, 원가가 더욱 낮도록 한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

Claims

자성강체 어셈블리로서,
자성을 전도하는 제1 자화기와 제2 자화기 및 다수의 자성강이 포함되고, 상기 제1 자화기와 상기 제2 자화기 사이에 상기 자성강을 고정하기 위한 고정 부재가 설치되고, 또한 상기 고정 부재는 자기 절연성 성능을 가지며, 상기 제1 자화기, 상기 고정 부재와 상기 제2 자화기는 순차적으로 적층 설치되고, 다수의 상기 자성강은 상기 고정 부재에 균일한 간격으로 분포하여 고정되며; 상기 자성강은 N 자극과 S 자극을 갖는 기둥체이고, 또한 상기 자성강의 N 자극과 S 자극은 상기 자성강 기둥체의 중앙축선이 위치하는 평면의 양측에 마주하게 구비되는 것을 특징으로 하는 자성강체 어셈블리.
제1항에 있어서, 각 상기 자성강의 S 자극은 모두 상기 제1 자화기 일측에 근접하고 또한 마주하고, 각 상기 자성강의 N 자극은 모두 상기 제2 자화기의 일측에 근접하고 또한 마주하며; 또는 각 상기 자성강의 S 자극은 모두 상기 제2 자화기 일측에 근접하고 또한 마주하고, 각 상기 자성강의 N 자극은 모두 상기 제1 자화기의 일측에 근접하고 또한 마주하는 것을 특징으로 하는 자성강체 어셈블리.
제2항에 있어서, 상기 자성강은 원기둥체 구조 또는 사각형 기둥체 구조인 것을 특징으로 하는 자성강체 어셈블리.
제3항에 있어서, 상기 고정 부재 상에는 상기 자성강을 고정하기 위한 다수의 고정홈이 개설되고, 또한 다수의 상기 고정홈은 상기 고정 부재 내에 균일한 간격으로 분포되며, 각 상기 자성강은 각 상기 고정홈 내에 대응되게 고정되는 것을 특징으로 하는 자성강체 어셈블리.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 자화기와 상기 제2 자화기는 원형 링 형상이고, 상기 제1 자화기는 상기 제2 자화기의 링 내에 배치되며, 상기 고정 부재는 상기 제1 자화기와 상기 제2 자화기가 적층되어 형성된 링형 간극 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 자성강체 어셈블리.
제5항에 있어서, 상기 고정 부재는 상기 링형 간극에 일치하는 링 형상 구조인 것을 특징으로 하는 자성강체 어셈블리.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 자화기와 상기 제2 자화기는 아크 형상이고, 상기 고정 부재는 상기 제1 자화기와 상기 제2 자화기가 적층되어 형성된 아크형 간극 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 자성강체 어셈블리.
제7항에 있어서, 상기 고정 부재는 상기 아크형 간극에 일치하는 아크형 구조인 것을 특징으로 하는 자성강체 어셈블리.