KR100421615B1 - 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조에 관한 것으로, 본 발명은 코일이 권선된 절연체의 보빈과, 상기 보빈과 일체로 형성되며 외부의 전원으로부터 상기 코일을 전기적으로 연결시키는 단자부와, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 상기 보빈을 따라 방사상으로 적층되는 제1 적층코어와, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 적층된 적층체가 상기 제1 적층코어의 내측 또는 외측에 일정 간격을 두고 위치하는 제2 적층코어와, 상기 제1,2 적층 코어에 동심원상으로 각각 형성되는 삽입홈 또는 코킹과, 상기 삽입홈 또는 코킹에 삽입이 수월하도록 유입부측 단면이 상기 삽입홈의 양측 내벽에 밀착되는 중앙의 단면보다 좁게 형성된 환형의 링 형태로 이루어져 상기 삽입홈 또는 코킹에 삽입되어 결합되는 고정링을 포함하도록 구성하여 다수개의 라미네이션 시트의 적층체로 이루어진 적층코어를 고정 결합하는 결합 작업을 수월하게 함으로써 조립 생산성을 높일 뿐만 아니라 그 적층코어의 조립 치수관리를 정확하게 하여 타 부품과의 간섭을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

왕복동식 모터의 적층코어 고정구조{STRUTURE FOR FIXING LAMINATION CORE IN RECIPROCATING TYPE MOTOR}

본 발명은 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조에 관한 것으로, 특히 소정 형상의 박판인 라미네이션 시트가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체인 적층 코어의 고정을 수월하게 할 뿐만 아니라 그 조립 치수를 정확하게 유지할 수 있도록 한 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전기에너지를 운동에너지로 변환시키는 기기이며, 이와 같은 모터는 전기에너지를 회전 운동으로 변환시키는 회전형 모터와 전기에너지를 직선 왕복 운동으로 변환시키는 왕복동식 모터 등으로 분류된다.

상기 모터는 동력원으로서 그 사용되는 분야가 다양하다. 특히 가전제품에서는 냉장고, 에어컨, 세탁기, 선풍기 등 거의 모든 제품에 장착되어 있다. 상기 냉장고와 에어컨의 경우 송풍 팬을 회전시키는데 사용되기도 하지만 그 냉장고와 에어컨을 구성하는 냉장사이클장치의 압축기에 장착되어 동력원으로 사용된다.

도 1, 2는 본 출원인이 연구개발 중인 상기 왕복동식 모터의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 모터는 일정 폭을 갖도록 형성된 원통 형태의 아우터 코어(10) 및 그 아우터 코어(10)에 일정 간격을 두고 삽입되는 원통 형태의 이너 코어(20)를 포함하여 구성되는 고정자(S)와, 상기 아우터 코어(10) 또는 이너 코어(20)에 결합된 권선 코일(30)과, 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)의 사이에 직선 움직임 가능하게 삽입되는 가동자(40)를 포함하여 구성되어 있다. 제시된 도면에서는 권선 코일(30)이 아우터 코어(10)에 결합된 구조이다.

상기한 바와 같은 왕복동식 모터의 작동은, 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 상기 권선 코일(30)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(30)에 흐르는 전류에 의해 권선 코일(30)의 주변에 플럭스가 형성되고 그 플럭스는 상기 고정자(S)를 구성하는 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)를 따라 폐루프(closed loop)를 형성하면서 흐르게 된다.

상기 권선 코일(30)에 흐르는 전류에 의한 플럭스와 상기 가동자(40)를 구성하는 영구자석(41)에 의한 상호작용에 의해 상기 영구자석(41)이 축 방향으로 움직이게 된다. 그리고 상기 권선 코일(30)에 흐르는 전류의 방향을 바꾸어주게 되면 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)에 형성되는 플럭스의 방향이 바뀌게 되면서 상기 영구자석(42)이 반대방향으로 움직이게 된다.

이와 같이 전류의 방향을 번갈아 가며 바꾸어 공급하게 되면 상기 영구자석(41)이 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이에서 직선 왕복 운동하게 된다. 이에 따라 상기 가동자(40)가 직선 왕복 구동력을 발생시키게 된다.

한편, 상기 고정자(S)를 구성하는 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)는 플럭스의 흐름시 손실을 줄이기 위하여 소정 형상으로 형성된 박판을 다수개 적층하여 구성하게 된다.

상기 아우터 코어(10)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 디귿자 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(11)가 상기 권선 코일을 중심으로 하여 방사상으로 원통 형태를 이루도록 다수개 적층된 적층체로 이루어진다. 상기 디귿자 형상으로 형성된 라미네이션 시트(11)가 상기 권선 코일(30)에 적층시 그 내부의 개구홈에 상기 권선 코일(30)이 내삽되도록 적층된다.

그리고 상기 적층체, 즉 다수개의 라미네이션 시트(11)가 적층된 적층체는 그 양측면에 단면이 일정 폭과 깊이를 갖는 환형의 고정홈(H)이 각각 형성된다. 상기 적층체의 양측면에 각각 형성되는 고정홈(H)은 그 적층체를 구성하는 다수개의 라미네이션 시트(11)에 각각 일측이 개구된 사각 형태의 홈(11a)이 형성됨에 의해 그 홈(11a)들에 의해서 이루어진다.

그리고 상기 고정홈(H)의 단면 형상과 상응하도록 그 단면이 사각 형태를 이루는 환형의 고정링(50)이 상기 적층체의 고정홈(H)에 각각 삽입되어 그 적층체를 고정 결합하게 된다.

또한, 상기 이너 코어(20)도 사각 형태의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(21)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체로 이루어진다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 상기 다수개의 라미네이션 시트(11)(21)가 원통형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체인 적층 코어, 즉 아우터 코어(10) 또는 이너 코어(20)의 양측면에 각각 형성된 고정홈(H)의 단면이 사각 형태로 형성되고 그 고정홈(H)에 끼워지는 고정링(50)의 단면이 사각 형태로 형성되므로 상기 고정링(50)이 고정홈(H)에 끼워져 결합될 때 결합이 수월하지 못하게 되는 문제점이 있었다. 즉, 홈(11a)이 형성된 다수개의 라미네이션 시트(11)가 원통형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 그 적층된 다수개 라미네이션 시트의홈(11a)들에 의해 고정홈(H)이 형성되므로 그 고정홈(H)의 폭이 일정하게 유지되지 않게 되고 그 고정홈(H)의 폭이 일정하게 유지되지 않은 상태에서 상기 고정링(50)을 압입하게 되므로 그 고정링(50)을 고정홈(H)에 결합되기가 수월하지 못하게 된다.

한편, 상기 고정링(50)을 상기 적층체의 고정홈(H)에 삽입하기 쉽게 하기 위하여 상기 고정홈(H)의 폭을 상기 고정링(50)의 폭보다 충분히 크게 할 경우 상기 적층체의 결합 상태가 견고하지 못하게 될 뿐만 아니라 그 적층체에 의해 이루어지는 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이의 에어 갭의 치수가 정확하지 못하게 되어 그 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이를 움직이는 가동자(40)의 움직임을 방해하게 된다.

상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 소정 형상의 박판인 라미네이션 시트가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체인 적층 코어의 고정을 수월하게 할 뿐만 아니라 그 조립 치수를 정확하게 유지할 수 있도록 한 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조를 제공함에 있다.

도 1,2는 현재 개발진행 중인 왕복동식 모터의 정단면도 및 측면도,

도 3은 상기 왕복동식 모터의 작동상태를 도시한 정단면도,

도 4는 상기 왕복동식 모터를 구성하는 아우터 코어의 조립상태를 도시한 분해 사시도,

도 5,6은 본 발명의 왕복동식 모터 적층코어 고정구조가 구비된 왕복동식 모터의 정단면도 및 측면도,

도 7,8,9는 상기 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조를 구성하는 고정링의 변형예를 각각 도시한 단면도,

도 10은 본 발명의 왕복동식 모터 적층코어 고정구조의 조립상태를 도시한 분해 단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100 ; 코일 200 ; 보빈

300 ; 단자부 400 ; 제1 적층코어

500 ; 제2 적층코어 700 ; 고정링

710 ; 유입부 720 ; 지지부

P ; 라미네이션 시트 A ; 삽입홈

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 코일이 권선된 절연체의 보빈과, 상기 보빈과 일체로 형성되며 외부의 전원으로부터 상기 코일을 전기적으로 연결시키는 단자부와, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 상기 보빈을 따라 방사상으로 적층되는 제1 적층코어와, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 적층된 적층체가 상기 제1 적층코어의 내측 또는 외측에 일정 간격을 두고 위치하는 제2 적층코어와, 상기 제1,2 적층 코어에 동심원상으로 각각 형성되는 삽입홈과, 상기 삽입홈에 삽입이 수월하도록 유입부측 단면이 상기 삽입홈의 양측 내벽에 밀착되는 중앙의 단면보다 좁게 형성된 환형의 링 형태로 이루어져 상기 삽입홈에 삽입되어 결합되는 고정링을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 5, 6은 본 발명의 왕복동식 모터 적층코어 고정구조의 일예가 구비된 왕복동식 모터를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 왕복동식 모터는 환형 형상으로 형성되며 그 내부에 코일(100)이 권선된 보빈(100)의 일측에 외부의 전원으로부터 상기 보빈(200)에 권선된 코일(100)과 전기적으로 연결시키는 단자부(300)가 구비된다. 그리고 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(P)가 상기 보빈(200)을 중심으로 하여 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 제1 적층코어(400)를 구성하게 되며, 또한 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(P)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 이루어진 제2 적층코어(500)가 상기 제1 적층코어(400)의 내부에 일정 간격을 두고 삽입된다. 상기 코일(100)이 권선된 보빈(200)은 상기 제2 적층코어(500)의 내부에 위치할 수 있다.

상기 제1 적층코어(400)와 제2 적층코어(500)는 고정자(S)를 구성하게 되며그 고정자(S)를 구성하는 제1 적층코어(400)와 제2 적층코어(500)사이에 가동자(600)가 삽입된다. 상기 가동자(600)는 상기 제1 적층코어(400)와 제2 적층코어(500)사이에 위치하는 영구자석(610)과 그 영구자석(610)을 지지하는 자석홀더(620)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 제1 적층코어(400)와 제2 적층코어(500)의 양측면에 동심원상으로 환형 형태의 삽입홈(A)이 각각 형성된다. 상기 삽입홈(A)은 그 단면이 일측이 개구된 사각 형태로 형성된다. 이와 같은 삽입홈(A)은 상기 제1,2 적층코어(400)(500)를 구성하는 라미네이션 시트(P)의 일측에 개구된 사각 형태의 홈(a)이 형성되고 그 홈(a)이 구비된 다수개의 라미네이션 시트(P)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 그 적층된 다수개의 라미네이션 시트(P)의 홈(a)들에 의해 이루어진다.

그리고 상기 삽입홈(A)에 삽입이 수월하도록 유입부(710)측 단면이 중앙의 단면보다 좁게 형성된 환형의 고정링(700)이 삽입되어 결합된다. 상기 고정링(700)은 상기 제1 적층코어(400) 또는 제2 적층코어(500)에 형성되는 삽입홈(A)의 크기와 상응하며 그 단면 폭이 일정한 환형 형태의 지지부(720)와 그 지지부(720)의 일측에 그 지지부(720)의 폭보다 작은 폭과 길이를 갖는 유입부(710)로 형성된다. 상기 지지부(720)와 유입부(710)의 길이는 상기 삽입홈(A)의 깊이보다 작게 형성된다. 상기 유입부(710)측 단면은 상기 삽입홈(A)의 양측 내벽에 밀착되는 그 중앙의 단면보다 좁게 형성되는 것이다. 즉 상기 유입부(710)의 단면은 삽입홈(A)의 양측 내벽에 밀착되는 지지부(720)의 단면보다 좁게 형성되는 것이다. 상기 유입부(710)는 그 단면이 삼각 형태로 형성된다. 그리고 상기 유입부의 변형예로, 도 7에 도시한 바와 같이, 그 단면이 반원 형태로 형성된다. 또한 상기 유입부의 다른 변형예로, 도 8에 도시한 바와 같이, 그 단면이 사다리꼴로 형성된다. 상기 유입부의 형태는 다양하게 변형되어 구현될 수 있다.

한편, 상기 고정링(700)의 변형예로, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제1 적층코어(400) 또는 제2 적층코어(500)에 형성되는 삽입홈(A)의 크기와 상응하며 그 단면 폭이 일정한 환형 형태의 지지부(720)와 그 지지부(720)의 양측에 그 지지부(720)의 폭보다 작은 폭과 길이를 갖는 유입부(710)가 각각 형성된다. 상기 지지부(720)의 양측에 각각 형성되는 유입부(710)는 그 단면이 삼각 형태로 형성된다. 그리고 상기 유입부(710)의 변형예로 그 단면이 반원 형태로 형성되거나 사다리꼴로 형성된다. 상기 유입부(710)의 형태는 다양하게 변형되어 구현될 수 있다.

상기 고정링(700)은, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 적층체인 적층코어의 삽입홈(A)에 압입시 그 유입부(710)를 삽입홈(A)의 입구에 삽입한 상태에서 압입하게 되면 그 고정링의 지지부(720)가 삽입홈(A)의 내부로 삽입되면서 압입되어 상기 적층코어를 고정 결합하게 된다.

그리고 양측에 유입부(710)가 각각 구비된 고정링(700)을 상기 적층코어의 삽입홈(A)에 결합시 그 고정링(700)의 양측에 각각 형성된 유입부(710) 중 한 쪽을 선택하여 상기 삽입홈(A)에 유입시키면서 결합하게 된다.

본 발명의 다른 실시예로 상기 적층코어와 고정링(700)이 코킹에 의해 체결될 수 있다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터 적층코어 고정구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 적층코어 고정구조가 구비된 왕복동식 모터는 상기 보빈(200)의내부에 위치하는 권선 코일(100)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(100)에 흐르는 전류에 의해 상기 제1 적층코어(400)와 제2 적층코어(500)를 따라 폐루프(closed loop)를 형성하면서 플럭스가 흐르게 된다. 상기 권선 코일(100)에 흐르는 전류에 의한 플럭스와 상기 가동자(600)를 구성하는 영구자석(610)에 의한 상호작용에 의해 상기 영구자석(610)이 축 방향으로 움직이게 된다.

그리고 상기 권선 코일(100)에 흐르는 전류의 방향을 바꾸어주게 되면 제1 적층코어(400)와 제2 적층코어(500)에 형성되는 플럭스의 방향이 바뀌게 되면서 상기 영구자석(610)이 반대방향으로 움직이게 된다. 이와 같이 전류의 방향을 번갈아 가며 바꾸어 공급하게 되면 상기 영구자석(610)이 상기 제1 적층코어(400)와 제2 적층코어(500) 사이에서 직선 왕복 운동하게 된다.

본 발명은 다수개의 라미네이션 시트(P)가 원통형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체로 이루어진 제1 적층코어(400)와 제2 적층코어(500)에 삽입홈(A)이 각각 형성되고 그 삽입홈(A)에 삽입되는 고정링(700)에 유입부(710)가 구비되어 그 고정링(700)이 상기 삽입홈(A)에 압입시 먼저 삽입홈(A)의 개구 입구에 유입부(710)가 유입되고 이어 지지부(720)가 압입되면서 그 삽입홈(A)의 내부에 고정링(700)이 결합되므로 상기 고정링(700)을 적층코어에 결합하기가 수월하게 된다. 즉, 상기 적층코어의 삽입홈(A)의 폭보다 작은 고정링(700)의 유입부(710)가 먼저 삽입되면서 이어 그 압압홈(A)의 폭과 상응하는 지지부(720)가 삽입홈(A)에 압입되면서 그 고정링(700)이 삽입홈(A)에 결합되므로 상기 적층코어의 삽입홈(A)에 상기 고정링(700)을 결합하는 것이 수월하게 된다.

아울러 상기 적층코어의 삽입홈(A)의 폭과 상응하는 폭을 갖는 고정링(700)이 적층코어의 삽입홈(A)에 결합되어 그 적층코어를 고정 결합하게 되므로 다수개의 라미네이션 시트(P)의 적층체로 구성되는 적층코어의 치수 관리가 보다 정확하게 이루어져 적층코어와 적층코어사이, 즉 제1,2 적층코어(400)(500)의 사이에서 움직이는 가동자(600)와의 간섭을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조는 다수개의 라미네이션 시트가 적층된 적층체로 이루어진 적층코어를 고정 결합하기 위하여 상기 적층코어에 형성된 삽입홈에 고정링을 압입하여 결합하는 결합 작업이 수월하게 됨으로써 조립 생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 그 적층코어의 조립 치수관리가 정확하게 되어 타 부품과의 간섭을 방지하게 됨으로써 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 코일이 권선된 절연체의 보빈과, 상기 보빈과 일체로 형성되며 외부의 전원으로부터 상기 코일을 전기적으로 연결시키는 단자부와, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 상기 보빈을 따라 방사상으로 적층되는 제1 적층코어와, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 적층된 적층체가 상기 제1 적층코어의 내측 또는 외측에 일정 간격을 두고 위치하는 제2 적층코어와, 상기 제1,2 적층 코어에 동심원상으로 각각 형성되는 삽입홈과, 상기 삽입홈에 삽입이 수월하도록 유입부측 단면이 상기 삽입홈의 양측 내벽에 밀착되는 중앙의 단면보다 좁게 형성된 환형의 링 형태로 이루어져 상기 삽입홈에 삽입되어 결합되는 고정링을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정링의 단면은 상기 삽입홈의 폭과 상응하는 폭과 일정 길이를 갖는 지지부와 그 지지부의 폭보다 작은 폭과 소정의 길이를 갖는 유입부가 상기 지지부의 일측 또는 양측에 각각 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 유입부는 사다리꼴 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조.
4. 제2항에 있어서, 상기 유입부는 반원 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 적층코어 고정구조.