KR100595728B1

KR100595728B1 - 왕복동식 모터의 고정자 구조

Info

Publication number: KR100595728B1
Application number: KR1020040029657A
Authority: KR
Inventors: 김성종
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2006-07-03
Also published as: KR20050104277A

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것으로서, 권선코일에 내부에 형성되고 일측면에 걸림턱이 형성된 보빈과, 상기 보빈에 방사상으로 양측단면부에 각각 장착되고 상기 걸림턱에 결합되어 고정하는 고정돌기가 구비된 내측 코어뭉치와, 상기 각각의 내측 코어뭉치에 결합될 수 있도록 그 양 끝단부에 내측 코어뭉치 장착방향으로 절곡되어 압입되는 결합부가 형성되고 상기 보빈의 외주면에 방사상으로 장착되는 외측코어뭉치가 구비되어 구성됨으로써, 작업성이 향상되고 제조원가가 절감될 수 있도록 한 것이다.

Description

왕복동식 모터의 고정자 구조{STATOR STRUCTURE FOR RECIPROCATING MOTOR}

도 1은 종래 왕복동식 모터를 측면에서 개략적으로 보인 반단면도,

도 2는 종래 고정자를 정면에서 단면하여 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예인 고정자 구조를 갖는 왕복동식 모터를 측면에서 개략적으로 보인 반단면도,

도 4는 도 3에 도시된 고정자를 정면에서 단면하여 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예인 왕복동식 모터의 고정자를 조립하기 전상태를 도시한 단면도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

113 : 보빈 113b : 걸림턱

114 : 내측 코어뭉치 114b : 삽입돌기

115 : 외측 코어뭉치 115b : 결합부

C : 권선코일

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인서트 사출성형공법이 아닌 압입에 의해 형성할 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 모터는 입체적인 구조를 갖는 모터의 자장(Magnet Field)을 평판의 형상으로 변형시킨 것으로, 평판으로 형성된 가동자가 역시 평판으로 형성된 고정자의 상측에 얹혀져 자장 변화에 따라 직선으로 움직이도록 한 것이다.

최근에는 고정자를 원통모양으로 형성된 외측 고정자와 내측 고정자로 분리하여 일정 공극을 두고 겹치도록 배치하고, 외측 고정자와 내측 고정자 사이에 가동자를 움직일 수 있도록 배치하며, 상기 외측 고정자와 내측 고정자 중에서 어느 한 쪽의 고정자에 권선코일을 장착하고, 이에 대응되는 가동자에는 마그네트들을 부착시켜 가동자가 권선코일의 플럭스(flux)에 의해 축방향으로 왕복 운동하도록 하는 왕복동식 모터가 소개되고 있다.

도 1은 종래 왕복동식 모터를 측면에서 개략적으로 보인 반단면도이고, 도 2는 종래 고정자를 정면에서 단면하여 도시한 단면도이다.

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

고정자(10)는 여러 장의 얇은 스테이터코어를 육면체 모양으로 적층한 후 이를 다시 원통 모양으로 적층하는 외측 고정자(11)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어를 원통모양으로 적층하여 외측 고정자(11)의 내부에 일정 공극을 두고 삽입하는 내측 고정자(12)로 이루어져 있다.

외측 고정자(11)는 도 2에서와 같이 여러 장의 스테이터코어(11a)를 층층이 적층하고 디귿자 모양으로 맞물리도록 결합하여 코어뭉치(11A)를 형성하고, 이 코어뭉치(11A)를 환형으로 된 권선코일(C)이 내부에 감겨진 원통 형상을 갖는 보빈(13)의 외주면에 방사상으로 적층하며, 각 코어뭉치(11A) 사이의 빈 공간에는 각각의 코어뭉치(11A)를 고정하기 위한 절연수지물(11B)을 개재하여 이루어져 있다.

내측 고정자(12)는 다수 장의 직사각형 스테이터코어(미부호)를 방사상으로 적층하여 원통모양으로 형성하고 있다.

가동자(20)는 외측 고정자(11)와 내측 고정자(12) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 가동자 몸체(21)와, 고정자(10)의 권선코일(C)에 대응하도록 가동자 몸체(21)의 외주면에 등간격으로 장착하는 마그네트(22)들로 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터는 다음과 같이 동작한다.

즉, 외측 고정자(11)의 권선코일(C)에 전류를 인가하면, 권선코일(C)의 주변에 플럭스가 형성되어 외측 고정자(11)의 일측 경로(path)를 따라 내측 고정자(12)로 흘렀다가 다시 외측 고정자(11)의 타측 경로로 흐르는 일종의 '폐루프(closed loop)'를 형성한다.

이때, 권선코일(C)에 의해 형성되는 플럭스에 가동자(20)의 마그네트(22)들이 놓이면 그 마그네트(22)들이 상기한 권선코일(C)의 플럭스와 상호 작용하여 권선코일(C)의 플럭스 방향에 따라 밀리거나 당겨지면서 가동자 몸체(21)를 직선으로 왕복 운동시킨다.

이러한 왕복동식 모터의 외측 고정자(11)는 먼저 여러 장의 스테이터코어(11a)를 층층이 적층하여 대체로 직육면체 형상의 코어뭉치(11A)를 제작하고, 이 각각의 코어뭉치(11A)를 권선코일(C)의 외주면에 방사상으로 끼운 상태로 소정 형상의 금형에 삽입한다.

이후, 금형에 융탕인 절연수지물(11B)을 부어 이 절연수지물(11B)이 코어뭉치(11A) 사이의 빈 공간으로 스며든 상태에서 경화되어 각 코어뭉치(11A)의 간격을 유지하도록 하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 왕복동식 모터에 있어서 상기와 같이 인서트 사출성형공법에 의해 제작하는 경우 금형 제작비와 사출성형비 및 재료비 등 제조원가가 높고, 코어뭉치(11A)와 금형이 맞닿도록 형성되어 작업중 접촉에 의한 손상이 발생되어 금형 수명이 짧으며 금형공차와 코어뭉치(11A)의 공차설정에 어렵고, 절연수지물(11A)의 사출 후 수지수축변형이 발생되는 문제점이 있다.

상기와 같은점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 왕복동식 모터의 고정자 구조를 개선하여 작업중에 치수변형에 의한 손상을 방지하고, 작업성을 향상시켜 제조원가를 절감할 수 있도록 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조를 제공함에 있다.

상기와 같은점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 권선코일에 내부에 형성되고 일측면에 걸림턱이 형성된 보빈과, 상기 보빈에 방사상으로 양측단면부에 각 각 장착되고 상기 걸림턱에 결합되어 고정하는 고정돌기가 구비된 내측 코어뭉치와, 상기 각각의 내측 코어뭉치에 결합될 수 있도록 그 양 끝단부에 내측 코어뭉치 장착방향으로 절곡되어 압입되는 결합부가 형성되고 상기 보빈의 외주면에 방사상으로 장착되는 외측코어뭉치가 구비되어 구성된다.

또한, 상기 보빈은 상기 권선코일이 감겨지는 수용공간이 형성되고, 일측면에는 소정의 높이로 돌출된 돌출부가 형성되고 상기 돌출부의 양측면에 소정의 깊이로 함몰된 걸림턱이 구비되어 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 내측 코어뭉치는 여러장의 얇은 스테이터코어가 적층되어 형성되고 상기 보빈의 양측면에 접촉되도록 짝을 이루어 형성되고 일측에는 상기 걸림턱에 삽입되어 고정시키는 삽입돌기가 형성되고 타측에는 결합부가 압입되도록 단차진 고정부가 구비되어 구성되는 것이 효과적이다.

또한, 상기 외측 코어뭉치는 여러장의 얇은 스테이터코어가 적층되어 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 일 실시예인 왕복동식 모터의 고정자 구조를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예인 고정자 구조를 갖는 왕복동식 모터를 측면에서 개략적으로 보인 반단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 고정자를 정면에서 단면하여 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예인 왕복동식 모터의 고정자를 조립하기 전상태를 도시한 단면도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 왕복동식 모터의 고정자 구조는 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예인 고정자 구조를 갖는 왕복동식 모터는 플럭스를 형성하는 고정자(110)와, 고정자(110)의 플럭스에 따라 왕복운동을 하는 가동자(20)로 구성하고 있다.

상기 고정자(110)는 여러 장의 얇은 스테이터코어를 육면체 모양으로 적층한 후 이를 다시 원통 모양으로 적층하는 외측 고정자(111)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어를 원통모양으로 적층하여 외측 고정자(111)의 내부에 일정 공극을 두고 삽입하는 내측 고정자(12)로 이루어져 있다.

상기 외측 고정자(111)는 환형으로 감겨지는 권선코일(C)이 내부 수용공간에 형성되는 원통형 형상을 갖으며 그 내측의 일측면에 소정의 높이로 돌출된 돌출부(113a)의 양측면에는 소정의 깊이로 함몰되고 연장된 걸림턱(113b)이 형성된 보빈(113)과, 여러 장의 얇은 내측 스테이터코어(114a)를 층층이 적층하고 보빈(113)의 양측 단면에 접촉되도록 짝을 이루며 마주보는 일측면에는 각각 상기 걸림턱(113b)에 삽입되어 고정시키는 삽입돌기(114b)가 형성되고 타측에는 각각 단차진 고정부(114c)가 형성된 각각의 내측 코어뭉치(114)와, 외측 스테이터 코어(115a)를 층층이 적층하여 상기 보빈(113)의 외주면에 방사상으로 배열하고 그 양끝단부에 내측 코어뭉치(114) 방향으로 절곡되어 고정부(114c)에 압입되는 결합부(115b)가 형성된 외측 코어뭉치(115)로 이루어진다.

가동자(20)는 외측 고정자(111)와 내측 고정자(12) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 가동자 몸체(21)와, 고정자(10)의 권선코일(C)에 대응하도록 가동자 몸체(21)의 외주면에 등간격으로 장착하는 마그네트(22)들로 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터는 다음과 같이 동작한다.

즉, 외측 고정자(111)의 권선코일(C)에 전류를 인가하면, 권선코일(C)의 주변에 플럭스가 형성되어 외측 고정자(111)의 일측 경로(path)를 따라 내측 고정자(12)로 흘렀다가 다시 외측 고정자(111)의 타측 경로로 흐르는 일종의 '폐루프(closed loop)'를 형성한다.

이러한 왕복동식 모터의 외측 고정자(111)는 먼저 권선코일(C)이 감겨진 보빈(113)의 양측단면부에 여러 장의 내측 스테이터 코어(114a)를 층층이 적층한 각각의 내측 코어뭉치(114a)가 서로 짝을 이루도록 방사상으로 결합하고 이때, 내측 코어뭉치(114)에 형성된 삽입돌기(114b)가 걸림턱(113b)에 삽입되어 고정되도록 한다.

그리고, 여러 장의 외측 스테이터 코어(115a)를 층층이 적층한 각각의 외측 코어뭉치(115)의 결합부(115b)가 고정부(114c)에 접촉되도록 보빈(113)에 방사형으로 배열한 후에 내측 코어뭉치(114) 방향으로 압입하여 결합부(115b)가 고정부(114c)에 삽입되어 고정되도록 하는 것이다.

이와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자는 권선코일(C)이 감겨지 는 보빈(113)에 걸림턱(113b)을 형성하고 걸림턱(113b)에 삽입되어 고정되는 삽입돌기(114b)가 형성된 내측 코어뭉치(114)를 보빈(113)의 양측단면부에 방사형으로 장착한 후, 내측 코어뭉치(114)의 고정부(114c)에 외측 코어뭉치(115)의 결합부(115b)가 압입되어 고정되는 구조로 형성됨으로써, 작업공수가 저감되고 작업성이 향상되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자 구조는 권선코일이 감겨지는 보빈에 걸림턱을 형성하고 걸림턱에 삽입되어 고정되는 삽입돌기가 형성된 내측 코어뭉치를 보빈의 양측단면부에 방사형으로 장착한 후, 내측 코어뭉치의 고정부에 외측 코어뭉치의 결합부가 압입되어 고정되는 구조로 형성됨으로써, 작업공수가 저감되고 작업성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 종래 구조와 비교하여 열변형이 발생되지 않으므로 생산성이 향상되고, 제조원가가 절감되는 효과가 있다.

Claims

권선코일에 내부에 형성되고 일측면에 걸림턱이 형성된 보빈과,

상기 보빈에 방사상으로 양측단면부에 각각 장착되고 상기 걸림턱에 결합되어 고정하는 고정돌기가 구비된 내측 코어뭉치와,

상기 각각의 내측 코어뭉치에 결합될 수 있도록 그 양 끝단부에 내측 코어뭉치 장착방향으로 절곡되어 압입되는 결합부가 형성되고 상기 보빈의 외주면에 방사상으로 장착되는 외측코어뭉치가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
제 1항에 있어서, 상기 보빈은 상기 권선코일이 감겨지는 수용공간이 형성되고, 일측면에는 소정의 높이로 돌출된 돌출부가 형성되고 상기 돌출부의 양측면에 소정의 깊이로 함몰된 걸림턱이 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
제 1항에 있어서, 상기 내측 코어뭉치는 여러장의 얇은 스테이터코어가 적층되어 형성되고 상기 보빈의 양측면에 접촉되도록 짝을 이루어 형성되고 일측에는 상기 걸림턱에 삽입되어 고정시키는 삽입돌기가 형성되고 타측에는 결합부가 압입되도록 단차진 고정부가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
제 1항에 있어서, 상기 외측 코어뭉치는 여러장의 얇은 스테이터코어가 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.