KR100619783B1

KR100619783B1 - 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터

Info

Publication number: KR100619783B1
Application number: KR1020050021568A
Authority: KR
Inventors: 한승도; 신현정; 이동일; 안재홍; 오승석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-09-06

Abstract

본 발명은 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터에 관한 것으로서, 회전자계 또는 교번자계를 형성할 수 있도록 스테이터코일을 구비한 스테이터와; 회전축을 구비하여 상기 회전축과 일체로 회전가능하게 배치되는 농형로터부와, 상기 회전축에 대해 자유 회전가능하게 상기 농형로터부의 둘레에 소정의 공극을 두고 배치되는 영구자석로터부를 구비한 로터결합체와; 상기 스테이터코일에 공급되는 전원을 차단할 수 있도록 배치되는 전원차단스위치와; 상기 회전축의 역회전 시 상기 전원차단스위치를 조작하여 상기 스테이터코일의 전원이 차단되도록 하는 스위치조작부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 역회전 감지차단회로의 사용을 배제할 수 있어 제조비용을 저감시킬 수 있는 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터가 제공된다.

Description

역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터{HYBRID INDUCTION MOTOR WITH FUNCTION OF REVERSE ROTATION PREVENTION}

도 1은 종래의 하이브리드 인덕션모터의 단면도,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 농형로터부의 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터의 단면도,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도,

도 5는 도 4의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 스테이터 11 : 스테이터코어

15 : 스테이터코일 20 : 로터결합체

21 : 회전축 25 : 스톱퍼

31 : 농형로터부 33 : 로터코어

37 : 도체바 39 : 엔드링부

41 : 영구자석로터부 43 : 영구자석

44 : 자석지지부 51 : 하우징

55 : 커버 61 : 전원차단스위치

63 : 바디 65 : 작용핀

67 : 스프링 71 : 스위치조작부

73 : 원웨이베어링 75 : 스위치접촉부

77 : 복귀스프링

본 발명은, 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 역회전 감지차단회로의 사용을 배제할 수 있어 제조비용을 저감시킬 수 있도록 한 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터에 관한 것이다.

일반적으로 인덕션모터는, 회전자계를 형성하는 스테이터와, 스테이터와 공극을 두고 회전가능하게 배치되는 로터부를 구비하고 있다. 최근에는 스테이터와 로터부 사이에 영구자석을 개재시켜 운전효율을 제고시켜 소비전력을 저감시킬 수 있도록 한 소위 하이브리드 인덕션모터가 고안되어 있다.

도 1은 종래의 하이브리드 인덕션모터의 단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 농형로터부의 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 하이브리드 인덕션모터는, 내부에 수용공간을 형성하는 하우징(151) 및 커버(155)와, 스테이터(110)와, 스테이터(110)의 내부에 회전가능하게 수용되는 로터결합체(120)를 구비하고 있다.

하우징(151)은 일측이 개구된 통형상을 가지며, 하우징(151)의 개구영역에는 개구를 차단하도록 커버(155)가 결합되어 있다. 하우징(151) 및 커버(155)의 중앙영역에는 베어링(125)을 각각 수용할 수 있도록 베어링수용부(153,157)이 각각 형성되어 있다.

스테이터(110)는, 로터수용공(112) 및 복수의 슬롯(113)이 형성되어 있는 복수의 전기강판을 절연적층하여 형성되는 스테이터코어부(111)와, 스테이터코어부(111)에 권회되어 회전자계를 발생시키는 스테이터코일부(115)로 구성되어 있다.

로터결합체(120)는, 회전축(121)과, 회전축(121)의 둘레에 일체로 회전가능하게 결합되는 농형로터부(131)와, 농형로터부(131)의 둘레에 소정의 공극을 두고 회전축(121)에 대해 자유회전가능하게 결합되는 영구자석로터부(141)를 구비하고 있다. 회전축(121)의 길이방향을 따라 농형로터부(131)의 양 측에는 회전축(121)을 회전지지할 수 있도록 베어링(125)이 각각 구비되어 있으며, 일측 단부에는 팬(150)이 일체로 회전가능하게 결합되어 있다.

농형로터부(131)는, 중앙에 축공(134)이 형성되고 원주방향을 따라 복수의 슬롯(135)이 형성된 전기강판을 절연적층하여 형성되는 로터코어부(133)와, 각 슬롯(135)의 내부에 배치되는 도체바(137)와, 도체바(137)의 양 단이 전기적으로 연결되도록 형성되는 엔드링부(139)로 구성되어 있다.

영구자석로터부(141)는, 원통형상의 영구자석(142)과, 일측은 회전축(121)에 자유회전가능하게 결합되고 타측은 영구자석(142)에 일체로 결합되어 영구자석(142)을 회전가능하게 지지하는 자석지지부(144)를 구비하고 있다.

이러한 구성에 의하여, 스테이터(110)에 전원이 인가되어 회전자계가 형성되면 영구자석로터부(141)는 회전자계에 대응되게 회전축(121)에 대해 상대 회전되어 동기 인입되고, 영구자석로터부(141)의 자기력에 의해 농형로터부(131)의 각 도체바(137)에는 유도전류가 흐르게 되며, 이에 의해 농형로터부(131)는 회전축(121)과 일체로 회전하게 된다.

그런데, 이러한 종래의 하이브리드 인덕션모터에 있어서는, 최초 전원 투입 시의 전압위상과 불평형 회전자계의 영향 등에 기인하여 영구자석로터부(141) 및 농형로터부(131)가 역회전을 하게 되는 문제점이 있으며, 농형로터부(131)의 역회전을 방지하기 위해 별도로 역회전 감지차단회로(미도시)를 구성하게 되어 제조비용이 상승된다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 역회전 감지차단회로의 사용을 배제할 수 있어 제조비용을 저감시킬 수 있는 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 회전자계 또는 교번자계를 형성할 수 있도록 스테이터코일을 구비한 스테이터와; 회전축을 구비하여 상기 회전축과 일체로 회전가능하게 배치되는 농형로터부와, 상기 회전축에 대해 자유회전가능하게 상기 농형로터부의 둘레에 소정의 공극을 두고 배치되는 영구자석로터부를 구비한 로터결합체와; 상기 스테이터코일에 공급되는 전원을 차단할 수 있도록 배치되는 전원차 단스위치와; 상기 회전축의 역회전 시 상기 전원차단스위치를 조작하여 상기 스테이터코일의 전원이 차단되도록 하는 스위치조작부를 포함하는 것을 특징으로 하는 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 스위치조작부가 상기 전원차단스위치와 접촉 시 상기 회전축의 회전이 정지되도록 하는 스톱퍼를 더 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 전원차단스위치 및 상기 스위치조작부는 상기 회전축의 역회전 방향을 따라 소정의 위상차를 가지도록 이격배치되도록 구성하는 것이 효과적이다.

상기 스위치조작부가 초기위치로 복귀되도록 상기 스위치조작부에 탄성력을 가하는 복귀스프링을 더 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 스위치조작부는, 상기 회전축의 정회전 시 상기 회전축에 대해 상대 자유회전되고 상기 회전축의 역회전 시 상기 회전축과 일체로 회전되게 결합되는 원웨이베어링과, 상기 원웨이베어링에 일체로 상기 전원차단스위치를 누름조작 가능하게 형성되는 스위치접촉부를 포함하도록 구성하는 것이 효과적이다.

상기 스테이터의 외각에 배치되는 하우징을 더 포함하며, 상기 스톱퍼 및 상기 전원차단스위치는 상기 하우징의 내부에 고정배치되도록 구성하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터의 단면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 4의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 역회전 방 지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터는, 회전자계를 형성할 수 있도록 스테이터코일(15)을 구비한 스테이터(10)와, 회전축(21)을 구비하여 회전축(21)과 일체로 회전가능하게 배치되는 농형로터부(31)와 회전축(21)에 대해 자유회전가능하게 농형로터부(31)의 둘레에 소정의 공극을 두고 배치되는 영구자석로터부(41)를 구비한 로터결합체(20)와, 스테이터코일(15)에 공급되는 전원을 차단하는 전원차단스위치(61)와, 회전축(21)의 역회전 시 전원차단스위치(61)를 조작하여 스테이터코일(15)의 전원이 차단되도록 하는 스위치조작부(71)를 포함하여 구성되어 있다.

스테이터(10)는, 내부에 로터수용공(12)이 형성되고 연부에 원주방향을 따라 서로 이격되게 복수의 슬롯(13)이 형성된 전기강판을 절연 적층하여 형성되는 스테이터코어(11)와, 스테이터코어(11)의 슬롯(13)에 권회되는 스테이터코일(15)을 구비하고 있다.

스테이터(10)의 외부에는 내부에 일측이 개방된 수용공간을 형성하는 하우징(51)이 결합되어 있으며, 하우징(51)의 일측에는 개방 영역을 차단하도록 커버(55)가 결합되어 있다. 하우징(51) 및 커버(55)의 각 중앙영역에는 베어링(23)이 수용 결합될 수 있도록 베어링수용부(53,57)가 각각 형성되어 있다.

농형로터부(31)는, 중앙에 축공(34)이 형성되고 둘레면에 서로 이격되게 복수의 슬롯(35)이 형성되어 있는 로터코어(33)와, 축선방향을 따라 각 슬롯(35)의 내부에 형성되는 복수의 도체바(37)를 구비하고 있다. 회전축선방향을 따라 로터코어(33)의 양 측에는 각 도체바(37)의 양 단부가 서로 연결되도록 엔드링부(39)가 형성되어 있으며, 각 도체바(37) 및 엔드링부(39)는 다이캐스팅에 의해 서로 일체 로 형성되어 있다.

회전축선방향을 따라 농형로터부(31)의 양 측에는 회전축(21)을 회전가능하게 지지할 수 있도록 베어링(23)이 각각 구비되어 있으며, 회전축(21)의 일측 단부에는 팬(27)이 일체로 회전가능하게 결합되어 있다.

영구자석로터부(41)는, 원통형상을 가지며 둘레방향을 따라 서로 다른 자극이 형성되는 영구자석(43)과, 일측은 회전축(21)에 대해 자유회전가능함과 아울러 축선방향을 따라 유동가능하게 베어링(45)을 개재하여 결합되고 타측은 영구자석(43)에 일체로 결합되어 영구자석(43)을 지지하는 자석지지부(44)를 구비하고 있다.

한편, 하우징(51)의 내부 일측에는 스테이터코일(15)에 인가되는 전원을 차단할 수 있도록 전원차단스위치(61)가 구비되어 있으며, 회전축(21)의 축선방향을 따라 전원차단스위치(61)의 일측에는 스톱퍼(25)가 형성되어 있다. 회전축(21)의 일측에는 회전축(21)의 역회전 시 전원차단스위치(61)를 누름 조작하여 스테이터코일(15)의 전원이 차단되도록 하는 스위치조작부(71)가 형성되어 있다.

전원차단스위치(61)는, 하우징(51)의 내부에 고정되는 바디(63)와, 바디(63)에 대해 돌출 및 철회가능하게 결합되어 접점(64)을 개폐하는 작용핀(65)과, 작용핀(65)이 바디(63)에 대해 돌출되어 접점(64)이 서로 연결되도록 작용핀(65)에 탄성력을 가하는 스프링(67)으로 구성되어 있다.

스위치조작부(71)는, 회전축(21)의 정회전 시 회전축(21)에 대해 상대 자유회전되고 회전축(21)의 역회전 시 회전축(21)과 일체로 회전되게 회전축(21)에 결 합되는 원웨이베어링(73)과, 원웨이베어링(73)의 외주면에 반경방향을 따라 돌출되게 형성되어 회전축(21)의 회전 시 전원차단스위치(61)의 작용핀(65)을 누름 조작하는 스위치접촉부(75)를 구비하고 있다. 여기서, 스위치접촉부(75)는 회전축(21)의 역회전 방향을 따라 전원차단스위치(61)와 대략 90도 이하의 위상차를 가지고 서로 이격배치되도록 구성하는 것이 바람직하며 본 실시예에서는 역회전 방향에 대해 서로 90도의 위상차를 이루도록 구성되어 있다.

스위치접촉부(75)의 일측에는 스위치접촉부(75)가 초기 위치로 복귀될 수 있도록 탄성력을 가하는 복귀스프링(77)의 일단이 상대운동 가능하게 연결되어 있으며, 복귀스프링(77)의 타단은 하우징(51)의 내면에 형성된 스프링고정부(79)에 연결되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 불평형 회전자계 등에 기인하여 회전축(21)의 역회전이 발생되면 원웨이베어링(73)은 회전축(21)과 일체로 회전하게 된다. 원웨이베어링(73)이 역회전을 계속하면 스위치접촉부(75)는 스톱퍼(25)와 접촉되어 역회전이 중지되도록 함과 아울러 작용핀(65)을 누름조작하여 스테이터코일(15)에 인가되는 전원이 차단되도록 한다. 이 때, 복귀스프링(77)은 원웨이베어링(73)의 역회전 시 인장되면서 탄성력을 축적하고 축적된 탄성력으로 원웨이베어링(73)이 초기위치로 복귀되도록 탄성력을 가하게 된다.

한편, 복귀스프링(77)에 의해 원웨이베어링(73)이 회전축(21)에 대해 상대회전하게 되면 작용핀(65)은 스프링(67)의 탄성력에 의해 초기 위치로 복귀되어 스테이터코일(15)에 전원이 인가되도록 하고, 영구자석로터부(41)가 정상회전을 하여 동기인입되면 농형로터부(31)는 영구자석(43)의 자기력에 의해 회전축(21)과 일체로 회전하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 회전자계 또는 교번자계를 형성할 수 있도록 스테이터코일을 구비한 스테이터와, 회전축을 구비하여 회전축과 일체로 회전가능하게 배치되는 농형로터부와 회전축에 대해 자유회전가능하게 농형로터부의 둘레에 소정의 공극을 두고 배치되는 영구자석로터부를 구비한 로터결합체와, 스테이터코일에 공급되는 전원을 차단하는 전원차단스위치와, 회전축의 역회전 시 전원차단스위치를 조작하여 스테이터코일의 전원이 차단되도록 하는 스위치조작부를 포함하도록 함으로써, 역회전 감지차단회로의 사용을 배제할 수 있어 제조비용을 저감시킬 수 있는 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터가 제공된다.

Claims

회전자계 또는 교번자계를 형성할 수 있도록 스테이터코일을 구비한 스테이터와;

회전축을 구비하여 상기 회전축과 일체로 회전가능하게 배치되는 농형로터부와, 상기 회전축에 대해 자유회전가능하게 상기 농형로터부의 둘레에 소정의 공극을 두고 배치되는 영구자석로터부를 구비한 로터결합체와;

상기 스테이터코일에 공급되는 전원을 차단할 수 있도록 배치되는 전원차단스위치와;

상기 회전축의 역회전 시 상기 전원차단스위치를 조작하여 상기 스테이터코일의 전원이 차단되도록 하는 스위치조작부를 포함하는 것을 특징으로 하는 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터.
제1항에 있어서,

상기 스위치조작부가 상기 전원차단스위치와 접촉 시 상기 회전축의 회전이 정지되도록 하는 스톱퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 전원차단스위치 및 상기 스위치조작부는 상기 회전축의 역회전 방향을 따라 소정의 위상차를 가지도록 이격배치되는 것을 특징으로 하는 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터.
제3항에 있어서,

상기 스위치조작부가 초기위치로 복귀되도록 상기 스위치조작부에 탄성력을 가하는 복귀스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터.
제3항에 있어서,

상기 스위치조작부는, 상기 회전축의 정회전 시 상기 회전축에 대해 상대 자유회전되고 상기 회전축의 역회전 시 상기 회전축과 일체로 회전되게 결합되는 원웨이베어링과, 상기 원웨이베어링에 일체로 상기 전원차단스위치를 누름조작 가능하게 형성되는 스위치접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터.
제3항에 있어서,

상기 스테이터의 외각에 배치되는 하우징을 더 포함하며, 상기 스톱퍼 및 상기 전원차단스위치는 상기 하우징의 내부에 고정배치되는 것을 특징으로 하는 역회전 방지기능을 구비한 하이브리드 인덕션모터.