KR100518026B1 - 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조에 관한 것으로서, 본 발명은 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하는 보빈체와, 다수 장의 스테이터코어를 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 삽입하는 코어블록과, 보빈체와 코어블록을 함께 몰딩하여 상기 코어블록을 고정하는 몰딩체를 포함한 왕복동식 모터의 고정자에 있어서, 몰딩체는 보빈체의 외주면에 몰딩하는 제1 몰딩부와, 제1 몰딩부에 연속하여 양쪽 코어블록의 측면에 함께 몰딩하는 제2 몰딩부와, 제2 몰딩부에 연속하여 양쪽 코어블록의 외주면 일부에 몰딩하고 그 끝단을 평면투영시 요철모양으로 형성하는 제3 몰딩부로 구성함으로써, 코어블록의 접착범위는 넓히되 가압력은 줄여 코어블록의 변형을 최소화하고 이를 통해 몰딩압과 수축력에 의해 코어블록과 보빈체가 변형되면서 외측고정자와 내측고정자 사이의 공극이 불규칙하게 좁아지는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Description

왕복동식 모터의 고정자 조립 구조{STRUCTURE OF STATOR ASSEMBLY FOR LINEAR MOTOR}

본 발명은 왕복동식 모터에 관한 것으로서, 특히 보빈체와 그 보빈체의 원주상에 방사상 적층되는 코어블록을 오버 몰딩(Over Molding)할 때 보빈체가 변형되는 것을 방지할 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 모터는 입체적인 구조를 갖는 모터의 자장(Magnet Field)을 평판 형상으로 변형시킨 것으로, 평판으로 형성된 가동자조립체를 역시 평판으로 형성된 고정자조립체의 상측에 얹어 자장 변화에 따라 직선으로 움직이도록 한 것이다.

이러한 왕복동식 모터는 고정자조립체를 원통모양의 외측고정자와 내측 고정자로 분리하여 일정 공극을 두고 겹치도록 배치하고, 외측고정자와 내측 고정자 사이에 가동자조립체를 움직일 수 있도록 배치하며, 외측고정자와 내측 고정자 중에서 어느 한 쪽의 고정자에 권선코일을 장착하고, 이에 대응하는 가동자조립체에는 마그네트들을 부착시켜 가동자가 권선코일의 플럭스(flux)에 의해 축방향으로 왕복운동하도록 이루어져 있다.

도 1 및 도 2는 종래 왕복동식 모터를 보인 단면도 및 정면도이고, 도 3은 종래 왕복동식 모터에서 외측고정자의 조립상태에 대한 일부를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 모터는, 플럭스를 형성하는 고정자조립체(10)와, 고정자조립체(10)의 플럭스에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자조립체(20)로 구성하고 있다.

고정자조립체(10)는 가동자조립체(20)의 바깥쪽에 위치하도록 원통모양으로 형성하는 외측고정자(11)와, 외측고정자(11)의 안쪽에 일정 공극을 두고 배치하도록 원통모양으로 형성하는 내측고정자(12)로 이루어져 있다.

외측고정자(11)는 그 내부에 권선코일(C)을 삽입하는 보빈체(11a)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어(미부호)를 적층하여 상기한 보빈체(11a)의 외측면에 끼워 결합하는 코어블록(11b)과, 코어블록(11b)의 연결부를 몰딩하여 보빈체(11a)에 고정하는 몰딩체(11c)로 이루어져 있다.

보빈체(11a)는 플라스틱과 같은 절연재를 속이 빈 환형 모양으로 형성하고 있다.

코어블록(11b)은 보빈체(11a)의 양측에서 서로 끼워 고정하도록 "기억자"모양과 이에 대향하는 "역기억자"모양으로 형성하고 있다.

몰딩체(11c)는 보빈체(11a)의 외주면과 코어블록(11b)의 연결부를 연속하여 함께 고정하도록 에폭시와 같은 절연물로 이루어져 있다.

가동자조립체(20)는 외측고정자(11)와 내측 고정자(12) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 마그네트프레임(21)과, 고정자조립체(10)의 권선코일(C)에 대응하도록 마그네트프레임(21)의 외주면에 등간격으로 고정하는 마그네트(22)로 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터는 다음과 같이 동작한다.

즉, 권선코일(C)에 전류를 인가하면, 권선코일(C) 주변의 외측고정자(11)와 내측고정자(12)를 따라 일종의 '폐루프(closed loop)'형상의 플럭스를 형성하고, 권선코일(C)에 인가되는 전류의 방향에 따라 플럭스의 방향이 교번되면서 이 플럭스의 방향을 따라 마그네트(22)가 축방향으로 밀리거나 당겨지면서 마그네트프레임(21)이 직선으로 왕복운동을 하는 것이었다.

이러한 왕복동식 모터를 제작하기 위하여는 먼저 강판에서 "기억자"모양의 스테이터코어를 다수 장 타발한 후 이를 "기억자" 또는 "역기억자"모양으로 코어블록(11b)을 적층하고, 이 코어블록(11b)을 소정의 금형에서 권선코일(C)이 삽입된 보빈체(11a)의 외측면에 삽입하여 몰딩재를 주입한 후 경화시켜 보빈체(11a)의 외주면과 코어블록(11b)의 연결부를 몰딩체(11c)로 고정하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 모터에 있어서는, 몰딩재를 주입할 때 발생하는 몰딩압이나 또는 몰딩재가 경화되면서 발생하는 수축력에 의해 코어블록(11b)의 일부가 도 3에서와 같이 외측고정자(11)의 중심방향으로 눌려 변형되고, 이로 인해 외측고정자(11)와 내측고정자(12) 사이의 공극이 좁아지면서 적정 공극을 유지하지 못하여 고정자(10)와 가동자(20)의 충돌로 모터의 신뢰성이 떨어지거나 모터의 효율이 저하될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 모터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 외측고정자의 제작시 몰딩재에 의해 원형이 손상되는 것을 줄일 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하는 보빈체와, 다수 장의 스테이터코어를 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 삽입하는 코어블록과, 보빈체와 코어블록을 함께 몰딩하여 상기 코어블록을 고정하는 몰딩체를 포함한 왕복동식 모터의 고정자에 있어서, 몰딩체는 보빈체의 외주면에 몰딩하는 제1 몰딩부와, 제1 몰딩부에 연속하여 양쪽 코어블록의 측면에 함께 몰딩하는 제2 몰딩부와, 제2 몰딩부에 연속하여 양쪽 코어블록의 외주면 일부에 몰딩하고 그 끝단을 평면투영시 요철모양으로 형성하는 제3 몰딩부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4 및 도 5는 본 발명 왕복동식 모터를 보인 단면도 및 정면도이고, 도 6은 도 5의 "A"부를 보인 상세도이며, 도 7은 본 발명 왕복동식 압축기에서 몰딩체의 요부를 보인 평면도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명 왕복동식 압축기에서 몰딩체의 요부에 대한 변형예를 보인 평면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터는, 통상 프레임에 고정 설치하는 외측고정자(110) 및 이 외측고정자(110)의 내측에 일정 공극을 두고 배치하는 내측고정자(120)로 된 고정자조립체(100)와, 외측고정자(110)와 내측고정자(120) 사이의 공극에 개재하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자조립체(200)로 구성한다.

외측고정자(110)는 그 내부에 권선코일(C)을 삽입하는 보빈체(111)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어(미부호)를 적층하여 상기한 보빈체(111)의 외측면에 끼워 결합하는 코어블록(112)과, 보빈체(111)와 코어블록(112)의 연결부를 함께 몰딩하여 코어블록(112)을 보빈체(111)에 고정하는 몰딩체(113)로 이루어진다.

보빈체(111)는 플라스틱과 같은 절연재를 속이 빈 환형 모양으로 형성한다.

코어블록(112)은 보빈체(111)의 양측에서 서로 끼워 고정하도록 "기억자"모양과 이에 대향하는 "역기억자"모양으로 형성한다.

몰딩체(113)는 보빈체(111)의 외주면과 코어블록(112)의 연결부를 연속하여 함께 고정할 수 있도록 에폭시와 같은 절연물로 형성한다.

또, 몰딩체(113)는 도 6에서와 같이 보빈체(111)의 외주면을 감싸도록 몰딩하는 제1 몰딩부(113a)와, 제1 몰딩부(113a)에 연속하여 코어블록(112)의 측면 연결부를 감싸도록 몰딩하는 제2 몰딩부(113b)와, 제2 몰딩부(113b)에 연속하여 코어블록(112)의 외주면 연결부를 감싸도록 몰딩하는 제3 몰딩부(113c)로 이루어진다.

제1 몰딩부(113a)는 도 7에서와 같이 이웃하는 코어블록(112) 사이의 간격 전체에 고르게 형성하거나 또는 코어블록(112) 사이의 중간부위는 배제한 채 각 코어블록(112)과 인접한 일부에만 형성할 수도 있다.

제2 몰딩부(113b)는 각 코어블록(112)의 연결부 측면 전체에 고르게 형성하는 것이 바람직하다.

제3 몰딩부(113c)는 각 코어블록(112)의 연결부 외주면 일부에만 형성하되, 이 제3 몰딩부(113c)는 스테이터코어간 접착력은 발생하면서 반경방향으로의 수축력은 최소화할 수 있도록 끝단을 도 8과 같이 요철지게 형성하거나 또는 도 9와 같이 경사지게 형성할 수도 있다. 이 경우 마주보는 제3 몰딩부(113c)의 끝단과 서로 형합하게 형성하는 것이 접착 범위를 넓히는데 바람직하다.

가동자조립체(200)는 외측고정자(110)와 내측고정자(120) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 마그네트프레임(210)과, 고정자조립체(100)의 권선코일(C)에 대응하도록 마그네트프레임(210)의 외주면에 원주방향을 따라 등간격으로 고정하는 마그네트(220)로 이루어진다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조는 다음과 같은 작용 효과를 가진다.

즉, 외측고정자(110)는 내부에 권선코일(C)을 삽입한 후 몰딩하여 보빈체(111)를 제작하는 한편 강판을 소정 형상으로 타발한 후 이를 적층하여 코어블록(112)을 형성한다.

다음, 보빈체(111)의 양측에 '기억자'와 '역기억자' 코어블록(112)을 삽입하여 가조립한 후 이를 소정 형상의 금형에 배열한다.

다음, 보빈체(111)의 외주면과 코어블록(112)의 연결부를 포함하도록 절연재로 된 몰딩제를 상기 금형에 주입한 후 이 몰딩제를 경화시켜 몰딩체(113)를 형성함으로써 외측고정자(110)의 조립을 완성한다.

여기서, 몰딩체(113)는 코어블록(112) 사이에 형성하는 제1 몰딩부(113a)를 보빈체(111)의 외주면 전체에 고르게 형성할 수도 있으나 경우에 따라서는 코어블록(112)에 인접한 부위에만 몰딩체(113)를 형성하여 몰딩제를 주입할 때나 경화될 때 보빈체(111)가 변형되는 것을 최소화할 수도 있다. 또, 코어블록(112)의 외주면 일부에 형성하는 제3 몰딩부(113c) 역시 몰딩제를 주입할 때나 경화될 때 코어블록(112)이 눌려 보빈체(111)가 변형되는 것을 방지하도록 제3 몰딩부(113c)의 끝단을 요철지거나 경사지게 형성하여 코어블록(112)의 접착범위는 넓히되 가압력은 줄여 코어블록(112)의 변형을 최소화할 수 있다.

이렇게 하여, 상기한 몰딩압과 수축력에 의해 코어블록과 보빈체가 몰딩체에 의해 변형되는 것을 막을 수 있고 이를 통해 외측고정자와 내측고정자 사이의 공극을 일정하게 유지하여 가동자와 고정자 사이의 충돌이나 모터의 효율저하를 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조는, 코어블록을 보빈체에 접착시키는 몰딩체를 보빈체의 외주면과 코어블록의 외주면 일부에만 형성하되 코어블록의 외주면에 형성되는 몰딩체는 끝단을 요철지게 형성함으로써, 코어블록의 접착범위는 넓히되 가압력은 줄여 코어블록의 변형을 최소화하고 이를 통해 몰딩압과 수축력에 의해 코어블록과 보빈체가 변형되면서 외측고정자와 내측고정자 사이의 공극이 불규칙하게 좁아지는 것을 미연에 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 왕복동식 모터를 보인 단면도 및 정면도,

도 3은 종래 왕복동식 모터에서 외측고정자의 조립상태에 대한 일부를 보인 개략도,

도 4 및 도 5는 본 발명 왕복동식 모터를 보인 단면도 및 정면도,

도 6은 도 5의 "A"부를 보인 상세도,

도 7은 본 발명 왕복동식 압축기에서 몰딩체의 요부를 보인 평면도,

도 8 및 도 9는 본 발명 왕복동식 압축기에서 몰딩체의 요부에 대한 변형예를 보인 평면도.

**도면의 주요부분에 대한 설명**

100 : 고정자 조립체 110 : 외측고정자

111 : 보빈체 112 : 코어블록

113 : 몰딩체 113a : 제1 몰딩부

113b : 제2 몰딩부 113c : 제3 몰딩부

120 : 내측고정자 200 : 가동자 조립체

Claims (4)

1. 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하는 보빈체와, 다수 장의 스테이터코어를 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 삽입하는 코어블록과, 보빈체와 코어블록을 함께 몰딩하여 상기 코어블록을 고정하는 몰딩체를 포함한 왕복동식 모터의 고정자에 있어서,

   몰딩체는 보빈체의 외주면에 몰딩하는 제1 몰딩부와, 제1 몰딩부에 연속하여 양쪽 코어블록의 측면에 함께 몰딩하는 제2 몰딩부와, 제2 몰딩부에 연속하여 양쪽 코어블록의 외주면 일부에 몰딩하고 그 끝단을 평면투영시 요철모양으로 형성하는 제3 몰딩부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조.
2. 제1항에 있어서,

   제1 몰딩부는 코어블록 간 전체에 고르게 몰딩하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조.
3. 제1항에 있어서,

   제1 몰딩부는 코어블록 간 일부에 몰딩하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조.
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