KR0154110B1 - 일체형 가요성 절연체 및 이를 포함하는 모터용 필드 어셈블리 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

일체형 가요성 절연체 및 이를 포함하는 모터용 필드 어셈블리

[발명의 배경]

본 발명은 일반적으로 모터용 필드 어셈블리, 특히 이러한 형태의 필드 어셈블리에 이용하기 위한 일체형 가용성 절연체에 관한 것이다.

공지되어 있는 바와 같이, 모터는 회전자의 회전시 상호 작용하는 일련의 필드 어셈블리를 포함한다. 각 필드 어셈블리는 보통 원통형 모터 프레임에 단단히 부착된다. 회전자는 중심에 배치되고, 모터 프레임의 축과 사실상 동일선상에 있는 축을 중심으로 구동된다.

각 필드 어셈블리 권선과 자극편 또는 자극 부재를 포함한다. 권선은 자속을 효과적으로 발생시키기 위하여 자극편을 둘러싼다.

종래에, 필드 어셈블리는 느리고 노동집약적인 방법에 의해 제조되었다. 보통 기계로 감겨지는 동선인 권선은 자극편 또는 모터 프레임으로 부터 절연되도록 절반 겹침방식으로 유리 테이프로 감싸진다. 일반적으로, 테이프 두께는 0.005 내지 0.015 인치이다.

그 다음에, 유리테이프로 감싸진 권선은 니스통에 담궈진다. 이때, 니스는 유리 테이프를 통과해서 권선을 형성하는 와이어를 코팅하고 함께 결합시킨다.

그 다음에, 권선은 자극편상에 고정되고, 이 권선과 자극편은 함께 모터 프레임에 고정된다. 조립된 상태에서, 상기 권선은 자극편과 모터 프레임 사이에서 압축된다.

자극편은 금속적층으로 이루어진다. 자극편의 외측표면은 제조공정 동안 유리테이프가 걸려서 찢어지는 것을 피하기 위해 매끄러워야 한다.

다른 경우에 있어서는 제조동안 모터 프레임과 필드 어셈블리 사이에 나일론, 마일러 또는 그것의 적층물과 같은 절연 시이트가 삽입된다. 이 시이트는 모터 프레임으로부터 권선을 분리시킨다.

그 다음에, 전체 모터는 페인트로 칠해진다. 이것은 보호용 코팅이다.

[발명의 개요]

본 발명은 개선된 모터용 필드 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명은 자극편, 미리 감겨진 권선 및 필드 어셈블리내에서 권선을 절연하고 권선이 진동하는 것을 방지하기에 적합한 일체형 가요성 절연체를 포함한다.

절연체는 원통형 모터 프레임과 일치되고, 자극편을 받아들이기에 적합한 자극 개구부를 한정하는 후부(Back Section)를 갖는다. 자극 부재 및 전체로써 필드 어셈블 리가 모터 프레임에 부착되는 것은 자극 개구부를 통해서이다.

또한, 절연체는 제1 및 제2 단부와 제1 및 제2 측부를 가지며, 이들은 후부로부터 자극 개구부 주위로 연장된다. 제1 및 제2 단부와 제1 및 제2 측부는 각각 서로 마주보고 있다.

단부와 측부는 후부와 접촉되는 미리 감겨진 권선을 받아들이기에 적합하다. 절연체는 자극편으로부터 그리고 모터 프레임으로부터 권선을 물리적으로 분리 및 절연시킨다. 권선은 또한 모터 프레임과 자극 부재 사이의 절연체내에서 조여진다. 이러한 조임작용은 권선을 단단히 고정시키므로 원치않는 잡음을 야기하며 절연체의 성능을 저하시키는 진동을 방지한다.

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 모터용 필드 어셈블리를 제공하는 데 있다. 다른 목적은 모터용 필드 어셈블리에 사용하기 위한 신규한 일체형 가요성 절연체를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 자극 부재와 모터 프레임으로부터 권선을 효과적으로 절연시키는 일체형 가요성 절연체를 포함하는 개선된 필드 어셈블리를 제공하는데 있다. 부가적인 목적은 잠재적으로 파괴적인 원하지 않는 진동을 막기위해 권선이 단단히 고정되는 필드 어셈블리의 일체형 가요성 절연체를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조공정이 용이하고 단순한 일체형 가요성 절연체를 포함하는 개선된 필드 어셈블리를 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 신뢰할 수 있는 값싼 모터용 필드 어셈블리를 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 및 다른 특징, 목적 및 이점은 이하의 바람직한 실시예의 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 도면을 참고로 설명된다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 바람직한 실시예를 형성하는 직류모터와 직류모터의 일체형 가요성 절연체의 부분 분해 사시도.

제2도는 조립된 상태로서의 제1도의 모터의 부분 수평 단면도.

제3도는 제1도의 절연체의 측부를 나타낸 도면.

제4도는 제1도의 절연체의 단부를 나타낸 도면.

[발명의 상세한 설명]

본 발명의 바람직한 실시예는 개선된 직류모터(12)용 필드 어셈블리(10)로써 도면에 도시되어 있다(모터(12)의 전체 특징 및 작동은 공지되어 있으므로, 여기에 포함될 필요가 없다). 모터(12)는 내부표면(16)과 여러쌍의 부착용 구멍(18)을 갖는 사실상 원통형인 모터 프레임(14)을 포함하며, 필드 어셈블리(10)는 상기 구멍(18)을 통해 단단히 부착된다. 모터(12)는 예컨대 견인 또는 펌프 모터일 수도 있다.

필드 어셈블리(10)는 3개의 중요한 구성요소를 포함하며, 자극편(20)은 종래와 동일한 특성과 디자인을 갖는다. 자극편(20)은 사실상 직사각형인 베이스부(26)를 포함하고, 이 베이스부(26)내에는 2개의 내부로 나사진 구멍(28)이 있다. 자극편(20)은 구멍(28)의 반대쪽에 2개의 테이퍼진 자극팁(30)을 갖는다. 이 자극팁(30)은 베이스부(26)를 따라 종방향으로 연장되고 매끄럽게 굴곡진 자극면(32)을 한정한다. 자극편(20)은 금속적층으로 구성되며, 이것은 제1도에 가장 잘 나타나 있다.

권선(22)은 기계로 감겨진 동선(34)이고, 사실상 직사각형이나 약간 굴곡진 구성을 갖는다. 바람직한 동선(34)은 Phelps Dodge Magnet Wire 사(Fort Wayne, Indiana)에 의해 판매되는 Armored Poly-Thermaleze 2000이며, 단면이 직사각형이다. 공지되어 있는 바와 같이, 동선(34)은 절연피복(34A)을 포함하고, 상기 피복(34A)은 모터(12)내에서 권선(22)의 상호연결을 위해 제거된다. 권선(22)의 4개의 다리는 안정을 위해 바람직하게 감싸진다.

절연체(24)는 Empirical Chemical Industries(Welwyn, England)에 의해 판매되는 Victcx 4800 G와 같은 고온 열가소성 재료로 만들어 진다. 이 플라스틱 재료는 충분한 온도 저항성, 유전강도 및 가요성을 제공하는 폴리에테르술폰이다.

절연체(24)는 외부 후벽(38)과 내부 후벽(40)을 갖는, 굴곡져 있으나 사실상 직사각형인 후부(36)를 포함한다. 이 후부(36), 더 상세하게 외부 후벽(38)은 모터 프레임(14)의 내부 표면(16)과 일치되어 결합되도록 설계되어 있다. 도시되어 있는 바와같이, 외부 후벽(38)의 유효 반경은 절연체(24)가 모터 프레임(14)과 일치하여 결합되도록 내부 표면(16)의 유효 반경보다 더 크다.

제 1도에 가장 잘 도시되어 있는 바와같이, 절연체(24)의 후부(36)는 대향하는 단부 경계부(44,46)와 대향하는 측면 경계부(48,50)를 갖고, 중심에 위치되며, 사실상 직사각형인 자극 개구부(42)를 한정한다. 6.6인치 외부직경의 모터 프레임(14)에 대해, 후부(36)의 길이는 6.15인치이고, 후부(36)의 폭은 3.56인치이고, 자극 개구부(42)의 길이는 4.15인치이고, 자극 개구부(42)의 폭은 1.3인치이다. 절연체(24)는 0.025 내지 0.040 인치의 두께를 갖는다.

절연체(24)는 또한 제1 및 제2 단부(52,54)와 제1 및 제2 측부(56,58)를 더 포함한다. 도시되어 있는 바와같이, 제1 및 제2 단부(52,54)는 각각 자극 개구부(42)의 제1 및 제2 단부 경계부(44,46)를 따라 베이스부(36)로부터 연장된다 제1 및 제2 단부(52,54)는 바람직하게 후부(36)에 사실상 수직이고, 상기 언급된 모터 크기에서 0.7 인치의 폭을 갖는다.

제1 및 제2 측부(56,58)는 제1 및 제2 측면 경계부(48,50)로부터 연장한다. 각각의 측부(56,58)는 바람직하게 후부(36)에 대해 사실상 수직으로 연장하는 제1 부분(60)과 외측으로 연장하는 제2 부분(62)을 포함한다. 제1 부분(60)과 제2 부분(62)간의 각도는 바람직하게 5 내지 20도 범위내에 있다. 제1 및 제2 측부(56,58)의 전체 폭은 상기 언급된 모터 크기에서 0.99 인치이고, 제1 부분(60)은 0.45 인치이다.

제1 및 제2 단부(52,54)는 각각 내부 단부벽(64,66)과 외부 단부벽(68,70)을 포함한다. 제1 및 제2 측부(56,58)는 각각 내부 측벽(72,74)과 외부 측벽(76,78)을 포함한다.

절연체(24)는 자극편(20)의 베이스부(26)에 미끄러져 삽입되고, 나사진 구멍(28)은 부착용 구멍(18)과 일치된다. 육각머리 스크루(80)가 제공되어 필드어셈블리(10)는 모터 프레임(14)에 고정된다.

스크루(80)를 조이면, 자극편(20)의 테이퍼진 자극팁(30)은 절연체(24)의 측부(56,58)의 내부 측벽(72,74)과 접촉하게 된다. 계속해서 조이게 되면, 절연체(24)의 후부(36)와 측부(56,58) 사이의 권선(22)은 모터 프레임(14) 또는 자극편(20)과 접촉됨이 없이 조여지게 된다. 이러한 형태의 절연체(24)의 압축으로 인해, 모터 프레임(14)과 자극편(20)에 대해 권선(20)이 감싸져 단단히 고정됨으로 진동과 유해한 효과가 감소된다.

권선(22)은 절연체(24)에 의해 물리적으로 분리된다. 특히 권선(22)은 후부(36)에 의해 모터 프레임(14)으로부터, 그리고 단부(52,54) 및 측부(56,58)에 의해 자극편(20)으로부터 분리되어 절연된다. 권선(22)은 또한 단부(52,54)와 측부(56,58)에 의해 부분적으로 둘러싸여 진다.

다음에, 모터 프레임(14)과 필드 어셈블리(10)를 포함하는 완전히 조립된 모터(12)는 전체 모터(12)에 스며드는 니스(도시안됨)에 담궈진다. 이 니스는, (i) 보호적인 마무리를 제공하고, (ii) 각 권선(22)내의 와이어(34)를 함께 결합하고, (iii) 모터 프레임(14), 자극편(20) 및 절연체(24)에 권선(22)을 고정하고, (iv) 각각의 필드 어셈블리(10)를 모터 프레임(14)에 부착 결합한다.

본 발명의 이점은 많으며, 그 결과 적은 비용으로 좀더 신뢰할 수 있는 모터(12)가 얻어진다. 첫째, 본 발명은 모터 프레임(14)과 자극편에 대해 권선(22)이 매우 단단히 고정되게 한다. 따라서, 권선의 움직임 및 진동이 감소하게 됨으로 사실상 작동잡음이 감소되고(특히, 모터(12)가 전자적으로 제어될 때), 모터의 수명이 연장된다. 종래에, 권선(22)의 진동은 원치않는 잡음을 만들어 냈을뿐만 아니라 절연용 유리테이프를 닳아 해지게 만들었다. 또한, 자극편(20)과 권선(22)간의 접촉은 모터 고장의 원인이 되었다.

둘째, 권선(22) 유리테이프의 절반 겹침이 제거된다. 상기 테이프는 (i) 비싸고, (ii) 현재 단일 공급원으로부터만 입수할 수 있고, 그리고 (iii) 사용비용이 많이 들게 된다. 또한, 상기 테이프는 닳아 해지는 경향이 있으므로, 그것을 감소시키기 위해 권선(22)에 사용하기에 앞서 종종 니스에 담궈져야만 했다. 또한, 상기 유리테이프는 피부에 자극을 줄 수 있으므로 장갑과 마스크의 사용을 요구했다.

셋째, 본 발명은 모터(12) 내에서의 열 이동을 개선한다. 절반 결쳐진 유리테이프 없이, 필드 어셈블리(10)는 주어진 환경에서 낮은 온도로 작동하며, 이것은 모터 효율 및 수명을 증가시킨다. 넷째, 유리테이프의 제거로, 매끄러운 표면을 갖는 자극편(20)를 제조할 필요가 없어져서, 모터(12)의 가격은 다시 감소한다. 끝으로, 전체 모터(12)을 니스에 담금으로써 페인트칠을 할 필요가 없게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예가 설명되었다. 그러나, 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 진정한 범위 및 사상으로부터 벗어남이 없이 변화 및 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims (11)

1. 필드 어셈블리 중앙 개구부를 갖는 권선과 자극편을 포함하고, 상기 자극편의 한 부분은 상기 필드 어셈블리가 모터 프레임에 부착될 때 상기 권선이 상기 자극편의 다른 한 부분과 상기 모터 프레임의 방사상으로 안쪽으로 향한 표면 사이에 삽입될 수 있도록 상기 권선의 중앙 개구부를 통해 연장할 수 있게 되어 있는, 원통형 모터 프레임을 갖는 모터용 필드 어셈블리에 사용하기 위한 일체형 가요성 절연체에 있어서, 상기 절연체가 상기 모터 프레임에 부착될 때 상기 모터 프레임의 방사상으로 안쪽으로 향한 표면에 일치하여 결합될 수 있는 내부 후벽을 가지며, 상기 자극편의 한부분이 상기 모터 프레임의 방사상으로 안쪽으로 향한 표면에 부착될 수 있도록 상기 자극편의 한 부분을 받아들일 수 있는 상기 내부 후벽내의 중앙 자극 개구부를 한정하는 제1 및 제2 단부 경계부와 제1 및 제2 측면 경계부를 가지는 후부와, 상기 후부의 일체화된 부분이고, 상기 후부의 상기 제1 및 제2 단부 경계부로부터 방사상으로 안쪽으로 연장되는 제1 및 제2 단부와, 상기 후부의 일체화된 부분이고, 상기 후부의 상기 제1 및 제2 측면 경계부로부터 방사상으로 안쪽으로 연장되는 제1 및 제2 측부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 단부와 상기 제1 및 제2 측부는 상기 필드 어셈블리가 상기 모터 프레임에 부착될 때 상기 권선이 상기 후부의 내부 후벽과 상기 제1 및 제2 측부의 부분에 결합되도록 상기 권선의 중앙 개구부내에 수용되기에 적합하고, 상기 일체형 가요성 절연체는 상기 모터 프레임과 상기 자극편으로부터 상기 권선을 물리적으로 분리하여 절연시키고, 상기 권선은 상기 절연체에 의해 부분적으로 둘러싸여 조여지는 것을 특징으로 하는 일체형 가요성 절연체.
2. 제1항에 있어서, 상기 자극편은 상기 후부로부터 방사상으로 안쪽으로 공간져 있는 상기 제1 및 제2 측부의 부분과 결합되고, 상기 후부는 굴곡져 있는 것을 특징으로 하는 일체형 가요성 절연체.
3. 제1항에 있어서, 상기 자극 개구부는 직사각형인 것을 특징으로 하는 일체형 가요성 절연체.
4. 제1항 또는 제1항에 있어서, 상기 후부의 내부 후벽의 유효 반경은 상기 모터 프레임의 방사상으로 안쪽으로 향한 표면의 유효 반경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 일체형 가요성 절연체.
5. 제4항에 있어서, 상기 각각의 제1 및 제2 측부는 상기 후부에 직각으로 연장되는 제1 부분과 상기 제1 부분으로부터 소정 각도로 연장되는 제2부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 가요성 절연체.
6. 원통형 모터 프레임에 부착하기 위한 모터용 필드 어셈블리에 있어서, 베이스부 및 이 베이스부로부터 연장되어 방사상으로 안쪽으로 향한 자극면을 한정하는 테이퍼진 자극팁을 가지는 자극편과, 중앙 개구부를 갖는 미리 감겨진 권선과, (i) 상기 모터 프레임의 방사상으로 안쪽으로 향한 표면에 일치하여 결합되는 내부 후벽을 가지며, 상기 자극편이 상기 모터 프레임에 부착되기 위해 중앙 개구부를 통해 연장되도록 상기 자극편의 베이스부를 수용하는 중앙 자극 개구부를 한정하는 제1 및 제2 단부 경계부 및 제1 및 제2 측면 경계부를 가지는 후부, (ii) 상기 후부의 일체화된 부분이며, 상기 후부의 제1 및 제2 단부 경계부로부터 방사상으로 안쪽으로 연장되는 제1 및 제2 단부 및 (iii) 상기 후부의 일체화된 부분이며, 상기 후부의 상기 제1 및 제2 측면 경계부로부터 방사상으로 안쪽으로 연장되는 제1 및 제2 측부를 구비하는 일체형 가요성 절연체를 포함하며, 상기 제1 및 제2 단부와 상기 제1 및 제2 측부는 상기 미리 감겨진 권선이 상기 후부의 내부 후벽과 결합되고 상기 제1 및 제2 단부와 상기 제1 및 제2 측부가 상기 미리 감겨진 권선과 상기 자극편 사이에 삽입되도록 상기 미리 감겨진 권선의 중앙 개구부내에 수용되며, 상기 제1 및 제2 측부와 상기 후부의 내부 후벽 사이에 상기 미리 감겨진 권선을 압축하기 위해 상기 자극편의 테이퍼진 자극팁이 상기 제1 및 제2 측부와 결합됨으로써 상기 일체형 가요성 절연체가 상기 미리 감겨진 권선을 조여서 권선의 진동이 방지되며, 상기 일체형 가요성 절연체는 상기 미리 감겨진 권선을 상기 모터 프레임으로부터 분리하고, 상기 자극편을 상기 미리 감겨진 권선으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 모터용 필드 어셈블리.
7. 제 6항에 있어서, 상기 일체형 가요성 절연체의 후부는 상기 후부의 내부 후벽이 유효 반경이 상기 모터 프레임의 방사상으로 안쪽으로 향한 표면의 유효 반경보다 더 크도록 굴곡져 있는 것을 특징으로 하는 모터용 필드 어셈블리.
8. 제7항에 있어서, 상기 각각의 제1 및 제2 측부는 상기 후부에 수직으로 연장되는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 소정 각도로 연장되는 제2부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터용 필드 프레임.
9. 제6항에 있어서, 상기 일체형 가요성 절연체는 고온 열가소성 재료인 것을 특징으로 하는 모터용 필드 어셈블리.
10. 제6항 또는 제8항에 있어서, 니스에 의해 결합 코팅되는 것을 특징으로 하는 모터용 필드 어셈블리.
11. 제1항에 있어서, 상기 일체형 가요성 절연체는 고온 열가소성 재료인 것을 특징으로 하는 일체형 가요성 절연체.

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