KR100518014B1 - 왕복동식 모터 및 이 왕복동식 모터의 라미네이션 시트제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터 및 이 왕복동식 모터의 라미네이션 시트 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명은 연속으로 이웃하는 양쪽 표면 중에서 적어도 어느 한 쪽 표면에는 반경방향으로 적어도 두 개 이상의 단차면을 연속으로 가지도록 단계별 프레싱 가공으로 형성하는 라미네이션 시트를 원통 모양 또는 원호 모양으로 적층하되 내주측 두께가 외주측 두께 보다 얇게 배치함으로써, 이웃하는 라미네이션 시트 사이에 발생하는 시트간 틈새를 줄여 자로면적을 확대하고 이를 통해 모터의 효율을 높일 수 있다. 또, 라미네이션 시트를 단계별 프레싱 공법으로 가공함에 따라 프레싱 가공 중에 내주와 외주의 두께가 다른 라미네이션 시트를 용이하게 제작할 수 있다.

Description

왕복동식 모터 및 이 왕복동식 모터의 라미네이션 시트 제조 방법{RECIPROCATING MOTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING LAMINATION SEAT OF RECIPROCATING MOTOR}

본 발명은 왕복동식 모터에 사용하는 라미네이션 시트에 관한 것으로, 특히 내측단의 두께 보다 외측단의 두께를 두껍게 하도록 라미네이션 시트를 단계별로 프레싱 가공한 왕복동식 모터 및 라미네이션 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 모터는 입체적인 구조를 갖는 모터의 자장(Magnet Field)을 평판의 형상으로 변형시킨 것으로, 평판으로 형성한 무버(Mover)를 역시 평판으로 형성한 스테이터(Stator)의 상측에 얹어 자장 변화에 따라 직선으로 움직이도록 한 것이다.

최근에는 스테이터를 원통모양으로 형성한 아우터 스테이터와 이너 스테이터로 분리하여 일정 공극을 가지도록 내 외측에 배치하고, 아우터 스테이터와 이너 스테이터 사이에 무버를 움직일 수 있도록 배치하며, 아우터 스테이터와 이너 스테이터 중에서 어느 한 쪽에 권선코일을 장착하고, 무버에는 권선코일에 대응하도록 마그네트들을 부착하여 무버가 권선코일의 플럭스(flux)에 의해 축방향으로 왕복운동을 하도록 하는 왕복동식 모터가 소개되고 있다.

도 1는 종래 왕복동식 모터를 정면에서 개략적으로 보인 반단면도이고, 도 2는 종래 이너 라미네이션을 측면에서 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 모터는, 플럭스를 형성하는 스테이터(1)와, 스테이터(1)의 플럭스에 따라 왕복운동을 하는 무버(2)로 구성하고 있다.

스테이터(1)는 여러 장의 얇은 라미네이션 시트(3)를 직사각형 모양으로 판금 가공한 후 이를 다시 원통 모양으로 적층하여서 된 아우터 스테이터(1a)와, 역시 다수 장의 얇은 라미네이션 시트(3)를 직사각형 모양으로 판금 가공한 후 이를 다시 원통모양으로 적층하여 상기한 아우터 스테이터(1a)의 내부에 일정 공극을 두고 삽입하는 이너 스테이터(1b)와, 아우터 스테이터(1a)에 장착하여 자기장을 발생하는 권선코일(1c)로 이루어져 있다.

무버(2)는 아우터 스테이터(1a)와 이너 스테이터(1b) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 무버 몸체(2a)와, 스테이터(1)의 권선코일(1c)에 대응하도록 무버 몸체(2a)의 외주면에 등간격으로 장착하는 마그네트(2b)들로 이루어져 있다.

스테이터(1)와 무버(2)는 다수 장의 라미네이션 시트(3)를 원통 모양으로 적층한 후 양 측면에 고정링(4)을 압입하여 적층상태를 유지하도록 하고 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터는 다음과 같이 동작한다.

즉, 권선코일(1c)에 전류를 인가하면, 권선코일(1c)의 주변에 플럭스가 형성되어 아우터 스테이터(1a)의 일측 경로(path)를 따라 이너 스테이터(1b)로 흘렀다가 다시 아우터 스테이터(1a)의 타측 경로로 흐르는 일종의 '폐루프(closed loop)'를 형성한다.

이때, 권선코일(1c)에 의해 형성되는 플럭스에 무버(2)의 마그네트(2b)들이 놓이면 그 마그네트(2b)들이 상기한 권선코일(1c)의 플럭스와 상호 작용하여 권선코일(1c)의 플럭스 방향에 따라 밀리거나 당겨지면서 무버 몸체(2a)가 직선으로 왕복운동을 하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 왕복동식 모터의 이너 스테이터(1b)는 도 2에서와 같이, 각각의 라미네이션 시트(3)가 정면 투영시 편평하고 측면 투영시 좌우가 평행한 직사각형 모양으로 형성함에 따라 다수 장의 라미네이션 시트(3)를 원통형으로 적층할 때 외주측에서는 시트간 틈새(h)가 발생하여 자로면적이 좁아지면서 모터의 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 모터의 이너 스테이터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 다수 장의 라미네이션 시트를 원통형으로 적층할 때 외주측에서 발생하는 시트간 틈새를 최소화할 수 있고 이를 통해 모터 효율을 높일 수 있는 왕복동식 모터 및 이 왕복동식 모터의 라미네이션 시트 제조 방법을 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 다수 장의 라미네이션 시트를 원통 또는 원호 모양으로 적층하여 소정의 공극을 두고 배치하는 고정자와, 이 고정자 사이에 개재하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자를 포함한 왕복동식 모터에 있어서, 라미네이션 시트의 외주측 두께를 내주측 두께에 비해 상대적으로 두껍게 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터를 제공한다.

또, 두께가 균일한 얇은 라미네이션 시트를 소정 형상으로 절단하는 단계와; 각 라미네이션 시트의 평면을 적층시 반경방향의 폭 보다 좁은 면적을 가지는 펀치를 이용하여 적어도 두 개 이상의 단차면을 가지도록 단계적으로 프레싱 가공하는 단계;로 수행하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 라미네이션 시트 제조 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 모터 및 이 왕복동식 모터의 라미네이션 시트 제조 방법을 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 모터에서 이너 라미네이션을 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 이너 라미네이션의 일부를 보인 상세도이며, 도 5는 본 발명 이너 라미네이션의 변형예를 보인 상세도이고, 도 6은 본 발명 라미네이션 시트를 제작하는 과정을 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 이너 라미네이션은, 내주측 두께가 외주측 두께 보다 좁은 다수 장의 라미네이션 시트(11)를 겹겹이 적층하여 원통 모양으로 형성하는 적층체(10)와, 적층체(10)의 양측면에 압입하여 적층 형상을 유지하도록 하는 복수 개의 고정링(20)으로 구성한다.

라미네이션 시트(11)는 전술한 바와 같이 평면 투영시 상하 양측면 중에서 적어도 어느 한 쪽 측면(도면에선 상면)의 평면을 도 6에서와 같이 단계적으로 프레싱 가공(① →② →③..)하여 복수 개의 단차면(11a,11b,11c..)을 형성한다.

즉, 도 4에서와 같이 적층할 때 최외곽에 해당하는 외주측에서 안쪽에 해당하는 내주측으로 갈수록 프레싱 깊이를 깊게 하여 측면 투영시 외주측에서 내주측으로 갈수록 두께를 얇게 형성한다.

또, 라미네이션 시트(11)는 도 4에서와 같이 한 쪽 평면만 프레싱 가공할 수도 있으나 도 5에서와 같이 라미네이션 시트(11)의 상하 양쪽 평면 모두 프레싱 가공하여 복수 개의 단차면(11a,11b,11c..)을 형성할 수도 있다. 이를 위해서는 도 6에서와 같이 상면을 먼저 단계별 프레싱 가공한 후에 이 라미네이션 시트(11)를 뒤집어 소정의 다이에 올려 놓고 다시 하면을 단계별 프레싱 가공할 수도 있고, 도 7에서와 같이 상하 양측면을 동시에 단계별 프레싱 가공하여 형성할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명라미네이션 시트 및 이를 구비한 왕복동식 모터 및 라미네이션 시트의 제조 방법은 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 왕복동식 모터의 이너 라미네이션은 강판을 소정의 형상대로 판금하여 수백 장의 라미네이션 시트(11)를 제작한 다음 이를 방사상으로 적층하여 원통 모양의 적층체(10)를 형성하고, 이 적층체(10)의 전후 양측면에 고정링(20)을 압입하여 이너 라미네이션을 제작한다.

이때, 도 4 또는 도 5에서와 같이 각 라미네이션 시트(11)(11)는 상하 양쪽 평면 중에서 적어도 어느 한쪽 평면은 단계별 프레싱 가공을 추가하여 내주측의 두께(t2)를 외주측의 두께(t1) 보다 얇게 형성함에 따라 이 라미네이션 시트(11)(11)를 원통 모양으로 적층할 때 각 라미네이션 시트(11)(11)의 내주측 모서리가 이웃하는 라미네이션 시트(11)(11)의 내주측 모서리와 접하는 동시에 각 라미네이션 시트(11)(11)의 외주측 모서리도 이웃하는 라미네이션 시트(11)(11)의 외주측 모서리와 접하거나 거의 접하도록 인접되게 배치된다.

이렇게 하여, 이웃하는 라미네이션 시트 사이에 발생하는 시트간 틈새를 줄여 이를 왕복동식 모터에 이너 라미네이션으로 적용할 때 자로면적을 늘릴 수 있고 이를 통해 왕복동식 모터의 효율을 높일 수 있다.

또, 라미네이션 시트를 단계별 프레싱 공법으로 가공함에 따라 프레싱 가공 중에 좌우 힘의 불균형으로 인해 발생하는 모멘트를 최소로 줄일 수 있고 이를 통해 내주와 외주의 두께가 다른 라미네이션 시트를 용이하게 제작할 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터 및 이 왕복동식 모터의 라미네이션 시트 제조 방법은, 라미네이션 시트의 내주측 두께를 얇게 제작하여 이웃하는 라미네이션 시트 사이에 발생하는 시트간 틈새를 줄일 수 있고 이를 통해 자로면적을 확대하여 모터의 효율을 높일 수 있다.

또, 라미네이션 시트를 단계별 프레싱 공법으로 가공함에 따라 프레싱 가공 중에 내주와 외주의 두께가 다른 라미네이션 시트를 용이하게 제작할 수 있다.

도 1은 종래 왕복동식 모터를 정면에서 보인 반단면도,

도 2는 종래 왕복동식 모터에서 이너 라미네이션을 측면에서 보인 단면도,

도 3은 본 발명 왕복동식 모터에서 이너 라미네이션을 보인 사시도,

도 4는 본 발명 이너 라미네이션의 일부를 보인 상세도,

도 5는 본 발명 이너 라미네이션의 변형예를 보인 상세도,

도 6은 본 발명 라미네이션 시트를 제작하는 과정을 보인 개략도,

도 7은 본 발명 라미네이션 시트를 제작하는 다른 과정을 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 적층체 11 : 라미네이션 시트

11a,11b,11c.. : 단차면

Claims (7)

1. 삭제
2. 다수 장의 라미네이션 시트를 원통 또는 원호 모양으로 적층하여 소정의 공극을 두고 배치하는 고정자와, 이 고정자 사이에 개재하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자를 포함한 왕복동식 모터에 있어서,

   라미네이션 시트는 양쪽 표면 중에서 한 쪽 또는 양쪽 표면에 반경방향으로 두 개 이상의 단차면을 연속으로 가지도록 형성하여 외주측 두께를 내주측 두께에 비해 상대적으로 두껍게 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터.
3. 제2항에 있어서,

   라미네이션 시트의 전후 방향 양측면에는 적층 형태를 유지하도록 고정링을 압입한 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터.
4. 제2항에 있어서,

   라미네이션 시트의 전후 방향 양측면은 적층 형태를 유지하도록 용접 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터.
5. 두께가 균일한 얇은 라미네이션 시트를 소정 형상으로 절단하는 단계와;

   각 라미네이션 시트의 평면을 적층시 반경방향의 폭 보다 좁은 면적을 가지는 펀치를 이용하여 적어도 두 개 이상의 단차면을 가지도록 단계적으로 프레싱 가공하는 단계;로 수행하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 라미네이션 시트 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,

   각 라미네이션 시트의 양측 평면을 동시에 프레싱 가공하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 라미네이션 시트 제조 방법.
7. 제5항에 있어서,

   각 라미네이션 시트의 어느 한 쪽 평면을 먼저 프레싱 가공한 후 이를 뒤집어 다른 쪽 평면을 프레싱 가공하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 라미네이션 시트 제조 방법.