KR100495112B1

KR100495112B1 - Polyphase Motor, Particularly for Driving the Hand of a Display

Info

Publication number: KR100495112B1
Application number: KR1019970053456A
Authority: KR
Inventors: 쁘뤼당다니엘
Original assignee: 엠엠티 에스. 에이.
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2005-09-30
Also published as: KR19980032942A

Abstract

본 발명은 전기 코일에 의해 자화된 고정자(1)와 자기를 띤 회전자(2)로 구성된 다상 모터에 관한 것이다. 회전자(2)의 경우 N쌍, 즉 4 또는 5쌍의 자극이 교대로 방사상 배열을 하고 있다. 반면, 고정자(1)는 각 중앙 다리부(leg)(5,6) 둘레에 코일(20,21)이 감겨 있는 2개 이상의 " W" 형 회로(3,4)로 이루어진다. W형 회로(3,4)의 중앙 다리부 중에서 하나는 자기 천이점과 마주보고, 다른 중앙 다리부는 어느 한 자극과 거의 마주 보도록 배치한다. 한편, 두 개의 W형 회로의 중앙 다리부의 자극 개구 외측부는 120°의 각도로 사이를 둔다.The present invention relates to a multiphase motor composed of a stator (1) magnetized by an electric coil and a magnetized rotor (2). In the case of the rotor 2, N pairs, that is, four or five pairs of magnetic poles are alternately arranged radially. The stator 1, on the other hand, consists of two or more "W" type circuits 3, 4 with coils 20, 21 wound around each central leg 5, 6. One of the center legs of the W-type circuits 3 and 4 faces the magnetic transition point, and the other center legs are arranged to face almost any magnetic pole. On the other hand, the magnetic pole opening outer portions of the central legs of the two W-type circuits are interposed at an angle of 120 degrees.

Description

Polyphase Motor, Particularly for Driving the Hand of a Display}

본 발명은 다상 전기모터, 특히 표시판 시침 구동용 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a multiphase electric motor, in particular a motor for driving a display panel hour hand.

본 발명의 출원인의 유럽특허등록 EP 587685호에 상기 모터에 대한 내용이 언급되어 있다. 본 발명의 목적은 제작이 용이하고 감속기(reducers)와 같은 여러 부수 장치를 하나로 통합할 수 있다는 장점은 살리면서 우력(偶力)을 증대시키고 자속 차단편을 제거함으로써 상기 모터의 성능을 향상시키는데 있다.In the European patent application EP 587685 of the applicant of the present invention, reference is made to the motor. An object of the present invention is to improve the performance of the motor by increasing the power and eliminating the magnetic flux blocking pieces while maintaining the advantages of easy manufacturing and integrating multiple accessory devices such as reducers. .

따라서, 본 발명은 전기 코일에 의해 자화된 고정자와 N쌍, 즉 4 또는 5쌍의 자극이 교대로 방사상 배열을 하고 있는 자기 회전자로 구성된 다상 모터를 대상으로 한다. 고정자는 중앙 다리부 둘레에 코일이 감겨 있는 2개 이상의 W형 회로로 이루어진다. W형 회로의 중앙 다리부 중에서 하나는 자기 천이점(magnetic transition)과 마주보고, 다른 중앙 다리부는 어느 한 자극(磁極)과 거의 마주 보도록 배치한다. 한편, 서로 다른 위상에 속한 2개의 W형 회로의 중앙 다리부의 자극 개구(開口) 외측부는 대략 120°정도의 각을 이루어 이격되어 있다.Accordingly, the present invention is directed to a multiphase motor composed of a stator magnetized by an electric coil and a magnetic rotor in which N pairs, i.e., 4 or 5 pairs of magnetic poles are alternately radially arranged. The stator consists of two or more W-type circuits in which a coil is wound around the center leg. One of the center legs of the W-type circuit faces one magnetic transition point, and the other one of the center legs is disposed to almost face one of the magnetic poles. On the other hand, the magnetic pole opening outer portions of the central legs of the two W-type circuits belonging to different phases are spaced apart at an angle of about 120 °.

상기 모터는 실제 톱니 수의 증가(4개에서 6개 혹은 9개)와 공기 중에서의 자계(磁界) 경로 단축 등으로 해서 본 발명의 목적에 부합하는 것이다. 고정자의 W형 회로는 코일에 반응하는 중심 자극과 인접한 두 자극간의 자계 진로를 봉쇄할 수 있는 형태로 만든다.The motor meets the object of the present invention by increasing the actual number of teeth (four to six or nine) and shortening the magnetic path in air. The stator's W-circuit allows the magnetic field path between the two magnetic poles adjacent to the central magnetic pole to respond to the coil to be sealed off.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은, 조립비용이 적게 들고 두께가 매우 얇은 초박형 모터에 관한 것이다. 고정자는 그 중앙 다리부들이 120°로 이격되어 있으면서 한쪽은 sinp 형태의 신호로, 다른 쪽은 sinp+120°형태로 신호로 송전된 코일을 감고 있는 두 개의 W형 회로로 이루어진다.The present invention according to a preferred embodiment relates to an ultra-thin motor having a low thickness and a very thin thickness. The stator consists of two W-type circuits which are wound around a coil that has its central legs spaced 120 ° apart, with one sinp-shaped signal and the other sinp + 120 °.

제 1 실시예에 있어서, 2개의 W형 회로의 바깥 다리부 각각은 원호(圓弧) 형상의 톱니바퀴형 섹터에 의해 연결되는데, 특히 이 톱니바퀴형 섹터에는 40°각도만큼 벌어진 고정자 톱니가 달려 있다. 이러한 실시예로써 단 2개의 코일을 지지하는 단일편 고정자와 회전자만을 가지고도 모터를 제작할 수 있다.In the first embodiment, each of the outer legs of the two W-shaped circuits is connected by an arc-shaped geared sector, in particular a geared sector with stator teeth that are opened at a 40 ° angle. have. In this embodiment, even a single stator and a rotor supporting only two coils can be manufactured.

또한, 제작방법에 따라 모터에 불규칙한 변위현상이 발생하기도 하는데, 이는 회전자의 자극이 고정자 톱니와 마주보거나 두 자극 사이의 자기 천이점이 고정자 톱니와 마주볼 때 회전자의 자극이 우선적으로 평형상태가 되기 때문이다. 이에 따라, 우력이 자극과 고정자 극 개수에 따라 각 위치의 주파수가 변하는 각 위치에 대한 주기 함수(periodic function)의 요소로 작용하는 것이다. 스트로크(stroke) 방법의 경우 자극의 수가 증가할 때 주기 함수를 구할 수 있었다. 그러나, 이는 결국 장치 자체가 매우 복잡할 뿐 아니라, 제작이나 조립 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.In addition, depending on the manufacturing method, irregular displacement may occur in the motor. When the magnetic pole of the rotor faces the stator teeth or the magnetic transition point between the two magnetic poles faces the stator teeth, the rotor magnetic poles are in equilibrium. Because it becomes. Accordingly, the right force acts as an element of the periodic function for each position in which the frequency of each position changes according to the number of magnetic poles and stator poles. In the case of the stroke method, a periodic function was obtained when the number of stimuli increased. However, this results in a problem that the device itself is not only very complicated, but also expensive to manufacture or assemble.

본 발명의 두 번째 목적은, 바로 적당한 수의 자극 및 고정자 극을 사용하여 우력을 크게 제한하는 조립법을 제시함으로써, 이러한 불편을 해결하는데 있다.The second object of the present invention is to solve this inconvenience by presenting an assembly method which greatly limits the force by using a suitable number of poles and stator poles.

따라서, 본 발명은 9개의 극을 갖는 고정자를 구성하는 3개의 W형 회로를 작동하게 하는 바람직한 실시방법에 관한 것이다. W형 회로의 중앙 다리부들은 방사상으로 배치되며, 그들 사이는 120°각도로 이루어진다. 이 중앙 다리부들에는 sinp , sinp +120°, sinp -120°의 세 가지 형태의 신호로 송전된 코일을 감는다.Accordingly, the present invention relates to a preferred embodiment of the operation of three W-type circuits comprising a stator having nine poles. The central legs of the W-type circuit are arranged radially, between them at a 120 ° angle. The central legs are wound with coils transmitted with three types of signals: sinp, sinp + 120 ° and sinp -120 °.

이러한 구조상의 특징 때문에, (우력, 각 위치) 함수에서 제 2, 4 고조파(harmonics)를 0으로 함으로써 우력이 상당량 저감될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 모터는 자극 또는 고정자 극의 개수가 감소하더라도 규칙적인 변위현상을 보인다.Because of this structural feature, the force can be considerably reduced by setting the second and fourth harmonics to zero in the function (force, angular position). In addition, the motor according to the present invention shows a regular displacement even if the number of poles or stator poles is reduced.

특히, 코일을 먼저 다리부판으로 인입한 후, 병진운동에 의해 해당 다리부 둘레에 감기도록 고정자의 중심부에 적당한 크기의 구멍을 내고 그 안쪽으로 다리부가 놓이게 한다.In particular, the coil is first introduced into the leg plate, and then a hole of a suitable size is formed in the center of the stator so as to be wound around the leg by a translational movement, and the leg is placed inward.

코일은 복잡한 고정자에 감는 것보다 더 경제적인 방법을 이용하여 별도 제작후 해당 다리부에 감도록 한다.Coils are made more economically than wound on complex stators and are wound separately after fabrication.

한편, 고정자는 간단한 방법으로 제작할 수 있으나 비용이 많이 드는 편이다. 단일편으로 제작하는 경우 조립의 정밀성이나 고장에 대한 우려 등을 하지 않아도 된다.On the other hand, the stator can be manufactured by a simple method, but it is expensive. In the case of a single piece, there is no need to worry about assembly precision or failure.

코일을 감는 다리부는 방사상으로 배열한다. 특수한 실시예에 따라 박판을 적층한 것으로 고정자를 만든다. 이러한 실시 방법을 응용하면, 고정자 절단비용이 거의 들지 않을 뿐만 아니라, 고정자의 자기 성능도 향상시킬 수 있다.The legs winding the coils are arranged radially. The stator is made by laminating thin plates according to a particular embodiment. By applying such an implementation method, not only the stator cutting cost is very low, but also the magnetic performance of the stator can be improved.

한편, 극 개구 전단부는 코일 안쪽 전면판에 위치시키는 것이 좋다.On the other hand, the pole opening front end portion is preferably located on the coil inner front plate.

또 다른 특수한 실시예에 있어서, 회전자는 고정자 판의 수직방향으로 자화된 자석으로 구성하되 2개의 톱니바퀴형 원반 사이에 장착한다.In another particular embodiment, the rotor consists of a magnetized magnet in the vertical direction of the stator plate, mounted between two gearwheels.

또 다른 특수 실시예에 있어서, 다상 모터에는 보조 자속 차단편, 특히 회전자와 동일축 상에 있는 자성이 약한 소재의 자속 차단편을 장착한다.In another particular embodiment, the polyphase motor is equipped with an auxiliary magnetic flux blocking piece, in particular a magnetic flux blocking piece of weak magnetic material on the same axis as the rotor.

제 1형태의 실시예에 있어서, 자속 차단편은 고리형 원통 편으로 한다. 이 고리는 회전자에 사용하거나 자석과 연결하여 장착 가능하다.In the embodiment of the first aspect, the magnetic flux blocking piece is an annular cylindrical piece. This ring can be used for the rotor or attached to the magnet.

제 2 형태의 실시예에 있어서, 자속 차단편은 고정자 톱니와 마주보는 톱니의 세로 홈이 나있는 고리형 원통 편으로 한다.In the embodiment of the second aspect, the magnetic flux interrupting piece is an annular cylindrical piece having a longitudinal groove of the teeth facing the stator teeth.

결국, 본 발명의 첫 번째 목적은, 제작이 용이하고 감속기와 같은 여러 부수 장치를 하나로 통합할 수 있다는 장점은 살리면서 우력을 증대시키고 자속 차단편을 제거함으로써 상기 모터의 성능을 향상시키는데 있다.After all, the first object of the present invention is to improve the performance of the motor by increasing the power and removing the magnetic flux blocking pieces while taking advantage of the ease of manufacturing and integrating multiple accessories such as a speed reducer into one.

본 발명에 대한 보다 신속한 이해를 위해, 다음의 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a quicker understanding of the present invention, the present invention will be described in more detail with reference to the following accompanying drawings:

도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 의한 모터의 평면도와 횡단면도이다. 이때, 모터는 고정자(1)와 회전자(2)로 구성된다.1 and 2 are a plan view and a cross-sectional view of a motor according to the present invention, respectively. At this time, the motor is composed of a stator 1 and a rotor 2.

고정자(1)의 경우, 2 밀리미터 두께의 박판 한 장을 절단, 사용하거나 자성(磁性)이 약한 소재의 박판을 여러 장 적층하여 만든다. 고정자는 각각 중앙 다리부(5,6) 1개와 양 측면 다리부(7,8 및 9,10) 2개가 달린 2개의 " W" 형 회로로 구성된다. 각 중앙 다리부(5,6)의 끝에는 자극 개구 외측부(11,12)가 있다. 측면 다리부에도 역시 자극 개구(14 내지 17)가 있다. 또한, 고정자(1)는 나사나 리벳(rivet) 같은, 지지판에 대한 고정수단의 통로로서 구멍들(18, 19, 19')을 구비하고 있다.In the case of the stator 1, a sheet of 2 mm thick sheet is cut and used, or a plurality of sheets of thin magnetic material are laminated. The stator consists of two “W” type circuits with one central leg 5, 6 and two side legs 7, 8 and 9, 10, respectively. At the end of each central leg 5, 6 is a magnetic pole opening outer portion 11, 12. The side legs also have magnetic pole openings 14 to 17. The stator 1 is also provided with holes 18, 19, 19 ′ as passages of the fixing means for the support plate, such as screws or rivets.

고정자는 따라서 세 개의 자극 톱니의 3중층으로 구성된다. 두 개의 W형 회로(3,4)는 자극 톱니들(41 내지 43)을 구성하는 톱니바퀴형 섹터(40)에 의해 연결된다. W형 회로들(3,4)과 톱니바퀴형 섹터(40)로 구성된 본 장치는 자성이 약한 소재의 박판 한 장을 절단하여 사용하거나 여러 장 적층한 것으로 만든다.The stator thus consists of a triple layer of three pole teeth. The two W-type circuits 3 and 4 are connected by a geared sector 40 which constitutes the magnetic pole teeth 41 to 43. The device, which consists of the W-type circuits 3 and 4 and the geared sector 40, is made by cutting a sheet of thin magnetic material or using a stack of sheets.

중앙 다리부(5,6) 각각은 코일(20,21)로 감는다. 두 중앙 다리부(5,6)는 방사상으로 배치한다. 코일들은 신호 Usin(p t)와 신호 Usin(p t+120°)와 같은 상전이된 전기 신호들로 송전된다.Each of the central legs 5, 6 is wound with coils 20, 21. The two central legs 5, 6 are arranged radially. The coils are sent with phase inverted electrical signals such as signal Usin (p t) and signal Usin (p t + 120 °).

반면, 회전자(2)는 그 바깥 면(86)에 S극과 N극이 교대로 나타나면서 방사상으로 배열된 자기 원통(25)으로 이루어져 있다. 자성부(磁性部)의 경우 원통 코어(core) 위에 부착된 기와 형태의 얇은 10개의 자석들과 맞물리거나 관 모양의 섹터를 자화시켜 만들 수 있다.On the other hand, the rotor 2 is composed of magnetic cylinders 25 arranged radially with S and N poles alternately appearing on the outer surface 86 thereof. In the case of a magnetic part, it can be made by engaging ten thin-shaped magnets in the shape of a tile attached to a cylindrical core or by magnetizing a tubular sector.

또 한 가지 방법은, 두개의 반대 극을 외주면 상의 인접 요소들로 형성하고 원통 내부를 관통하는 원호대(圓弧帶)에 의해 서로 연결되도록 원통 표면을 자화시키는 것이다.Another method is to magnetize the cylindrical surface to form two opposite poles with adjacent elements on the outer circumferential surface and to be connected to each other by a circular arc passing through the interior of the cylinder.

회전자(2)는 도 2에 표시된 축(26,27)으로 지지한다.The rotor 2 is supported by the axes 26, 27 shown in FIG. 2.

각각 반대 위상에서 코일(20,21)을 지지하고 있는 중간 다리부(5,6)의 경우 극 개구 하나(12)가 어느 한 자극(30)과 마주볼 때 다른 극 개구(11)는 자기 천이점(31)과 거의 마주 놓이도록 위치를 정한다.In the case of the intermediate legs 5, 6, which support the coils 20, 21 in opposite phases, respectively, the other pole opening 11 is a magnetic cloth when one pole opening 12 faces one of the magnetic poles 30. Position it so that it nearly faces the advantage 31.

또한, 회전자(2) 둘레를 톱니 달린 고리(32)가 싸고 있어 기어장치(33 내지 35)의 구동에 적합하다. 이때, 기어는 회전력을 돌출형 축간(36)에 전달하는 역할을 한다.Moreover, since the toothed ring 32 is wrapped around the rotor 2, it is suitable for the drive of the gear devices 33-35. At this time, the gear serves to transmit the rotational force to the protrusion shaft 36.

한편, 전술한 실시예에 있어서, 고정자(1)는 기어(32 내지 35) 축을 고정해주는 2개의 몸체(37,38)로 구성된 케이스 안에 장착한다.On the other hand, in the above-described embodiment, the stator 1 is mounted in a case composed of two bodies 37 and 38 which fix the shafts of the gears 32 to 35.

고정자(1)의 중심부(45)는 속을 파서 구멍을 낸다. 도 3에 해당하는 고정자 판과 수직으로 1차 변위한 후 코일(20,21)이 인입되면 방사상 병진운동에 의해 2차 변위가 진행되면서 코일이 중앙 다리부(5,6) 둘레를 부드럽게 감는다. 물론, 이러한 과정은 회전자(2)의 작동 이전에 완료되어야 한다. 코어(46,47) 상에도 코일을 감을 수 있는데, 이때 코어부는 다리부(5,6)를 보충하는 역할을 하며 다리부(5,6)의 자극 개구(11,12) 단부를 평평하게 하는 면판(48,49)이 달려 있다.The central part 45 of the stator 1 digs a hole and makes a hole. After the primary displacement perpendicular to the stator plate corresponding to FIG. 3, when the coils 20 and 21 are introduced, the secondary displacement is progressed by the radial translation and the coil is gently wound around the central leg 5 and 6. Of course, this process must be completed before the operation of the rotor 2. Coils may also be wound on the cores 46 and 47, where the core serves to supplement the legs 5, 6 and flatten the ends of the pole openings 11, 12 of the legs 5, 6. Face plates 48 and 49 are attached.

도 3은 120°로 이격된 세 개의 W형 회로로 구성된 실시예에 따른 평면도를 나타낸다. 각각의 회로는 120°로 상전이된 신호들에 의해 송전된 코일(20, 21, 21')을 포함한다.Figure 3 shows a plan view according to an embodiment consisting of three W-type circuits spaced 120 degrees apart. Each circuit includes coils 20, 21, 21 ′ transmitted by signals phased at 120 °.

도 4는 또 다른 회전자의 실시예에 대한 횡단면도이다. 회전자는 자성이 약한 소재의 고리(99)를 두르고 있으며 고리(99) 표면에는 S극과 N극이 교대로 나타나는 10개의 자기대(磁氣帶)(100 내지 109)가 형성되어 있다.4 is a cross-sectional view of an embodiment of another rotor. The rotor surrounds a ring 99 made of a weak magnetic material, and ten magnetic bands 100 to 109 in which the S pole and the N pole are alternately formed are formed on the surface of the ring 99.

본 발명은 다양한 실시예로서 설명하였으나, 이들 실시예가 본 발명을 제한하는 것은 아니다.While the invention has been described in terms of various embodiments, these examples are not intended to limit the invention.

이상에서 상세히 설명한 것 같이, 본 발명에 따르면, 제작이 용이하고 감속기와 같은 여러 부수 장치를 하나로 통합할 수 있으면서, 우력을 증대시키고 자속 차단편을 제거함으로써, 다상 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.As described in detail above, according to the present invention, it is easy to manufacture and can integrate several accessory devices such as a speed reducer, while increasing the power and removing the magnetic flux blocking pieces, thereby improving the performance of the polyphase motor.

또한, 본 발명에서는, 적당한 수의 자극 및 고정자 극을 사용하여 우력을 크게 제한하는 조립법을 제시함으로써, 장치 자체를 단순화할 수 있음은 물론, 제작이나 조립 비용을 대폭 절감할 수 있다.In addition, in the present invention, by providing an assembling method which greatly limits the force by using an appropriate number of magnetic poles and stator poles, the device itself can be simplified and manufacturing and assembly costs can be greatly reduced.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 의한 모터의 두 개의 코일에 대한 제 1 실시예의 평면도와 횡단면도이다.1 and 2 are a plan view and a cross-sectional view, respectively, of a first embodiment of two coils of a motor according to the invention.

도 3은 본 발명에 의한 모터의 세 개의 코일에 대한 제 2 실시예의 평면도이다.3 is a plan view of a second embodiment of three coils of a motor according to the invention.

도 4는 본 발명에 의한 모터의 회전자의 횡단면도이다.4 is a cross-sectional view of the rotor of the motor according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing

1 : 고정자 2 : 회전자1: stator 2: rotor

3,4 : W형 회로 5,6 : 중앙 다리부3,4 W type circuit 5,6 Center leg

20,21 : 코일20,21: coil

Claims

In a multiphase motor composed of a stator (1) magnetized by an electric coil and a magnetized rotor (2),

In the case of the rotor 2, N pairs, that is, 4 or 5 pairs of magnetic poles are alternately arranged in a radial manner, and the stator 1 is a coil 2 and 2 wound around a central leg 5,6. Consisting of a dog or three "W" type circuits (3,4), one of the center legs of the "W" type circuits (3,4) facing the magnetic transition point, and the other center leg being either stimulus And the outer side of the magnetic pole opening of the center leg of the two "W" type circuits (3,4) spaced at an angle of approximately 120 degrees.

The method of claim 1,

The two " W " type circuits (3, 4) spaced apart by 120 [deg.] Are provided with respective coils transmitted by signals which are phase shifted by 120 [deg.].

The method of claim 1,

Wherein said three " W " type circuits spaced at 120 [deg.] Have respective coils transmitted by signals phase shifted at 120 [deg.].

The method of claim 2,

A multiphase motor, characterized in that the outer legs of the two "W" type circuits (3, 4) are each connected by an arc-shaped geared sector (40).

The method of claim 4, wherein

A multiphase motor, characterized in that stator teeth (41 to 43) are attached to a toothed sector.

The method according to any one of claims 1 to 5,

A multiphase motor, characterized in that a hole of a suitable size is formed in the center of the stator (1) so as to wind the leg by translational movement after the coil is introduced into the leg plate.

The method according to any one of claims 1 to 5,

A multiphase motor, characterized in that the coil wound around the leg portion.

The method according to any one of claims 1 to 5,

Multiphase motor, characterized in that the lamination used in the manufacture of the stator.

The method according to any one of claims 1 to 5,

A multiphase motor, characterized in that the front end of the pole opening is located on the inner front plate of the coil.

The method according to any one of claims 1 to 5,

A stator (1) A multiphase motor, characterized in that a rotor (2) made of magnets magnetized in the vertical direction of a plate is mounted between two gear wheels.

The method according to any one of claims 1 to 5,

A multiphase motor, characterized in that a magnetic ring (99) is formed around the rotor (2).

The method according to any one of claims 1 to 5,

A multiphase motor, wherein the auxiliary magnetic flux blocking piece is attached to the rotor.

The method of claim 11,

A multiphase motor, characterized in that the rotor is mounted with a ring-shaped cylindrical piece having a longitudinal groove of a tooth facing the stator teeth as a magnetic flux blocking piece.