KR100620052B1 - 왕복동식 모터의 고정자 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것으로, 본 발명은 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하는 보빈체와, 여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 방사상으로 삽입하는 수 개의 제1 코어블록과, 여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 제1 코어블록에 요철 결합하면서 상기한 보빈체의 외측면에 방사상으로 결합하는 수 개의 제2 코어블록으로 구성함으로써, 외측고정자의 변형을 방지하여 외측고정자와 내측고정자 사이의 간극을 일정하게 유지할 수 있고 이를 통해 왕복동식 모터의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 양쪽 코어블록을 요철 결합함에 따라 조립공정이 간소해질 뿐만 아니라 스테이터코어의 타발시 강판을 효율적으로 사용할 수 있어 생산비용을 절감할 수 있다.

Description

왕복동식 모터의 고정자 구조{STATOR STRUCTURE FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 모터를 정면에서 보인 단면도,

도 2는 종래 왕복동식 모터의 측면도,

도 3은 종래 왕복동식 모터의 조립상태에 대한 일부를 보인 개략도,

도 4는 본 발명 왕복동식 모터의 고정자 일부를 분해하여 보인 사시도,

도 5는 본 발명 왕복동식 모터의 고정자를 조립하여 보인 평면도,

도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 7은 본 발명 왕복동식 모터의 고정자에 대한 배열구조를 보인 개략도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

11a : 보빈체 110 : 제1 코어블록

111 : 수직부 112 : 수평부

112a : 맞춤홈 112b : 압입홈

112c,120c : 고정링삽입홈 120 : 제2 코어블록

120a : 맞춤돌기 120b : 압입돌기

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것으로, 특히 스테이터코어를 몰딩할 때 몰딩압 또는 몰딩재의 수축에 의해 발생하는 고정자의 변형을 방지할 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 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.

최근에는 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 하는 왕복동식 모터가 소개되고 있다.

도 1는 종래 왕복동식 모터를 정면에서 보인 단면도이고, 도 2는 측면도이다.

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

고정자조립체(10)는 원통형으로 형성하는 외측고정자(11)와, 역시 원통형으 로 형성하여 외측고정자(11)의 안쪽에 소정의 코어간 거리(이하, 공극과 혼용함)(t)를 두고 배치하는 내측고정자(12)로 이루어져 있다.

외측고정자(11)는 그 내부에 권선코일(C)을 삽입하는 보빈체(11a)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어(S)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 "기역자"모양과 이에 대향하는 "역기역자"모양으로 형성하고 있다.

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

가동자조립체(20)는 외측고정자(11)와 내측고정자(12) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 가동자몸체(21)와, 고정자조립체(10)의 권선코일(C)에 대응하도록 가동자몸체(21)의 외주면에 원주방향을 따라 등간격으로 고정하는 마그네트(22)들로 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터는 다음과 같이 동작한다.

즉, 외측고정자(11)의 권선코일(C)에 전류를 인가하면, 권선코일(C)의 주변에 플럭스가 형성되어 외측고정자(11)의 일측 경로(path)를 따라 내측 고정자(12)로 흘렀다가 다시 외측고정자(11)의 타측 경로로 흐르는 일종의 '폐루프(closed loop)'를 형성하고, 권선코일(C)에 의해 형성되는 플럭스 상에 가동자조립체(20)의 마그네트(22)가 놓여 그 마그네트(22)가 상기한 권선코일(C)의 플럭스와 상호 작용하면서 플럭스 방향에 따라 가동자몸체(21)가 직선으로 왕복운동을 한다.

이러한 왕복동식 모터를 제작하기 위하여는 먼저 강판에서 "기역자"모양의 스테이터코어(S)를 다수 장 타발한 후 이를 "기역자" 또는 "역기역자"모양으로 코어블록(11b)을 적층하고, 이 코어블록(11b)을 소정의 금형에서 권선코일(C)이 삽입된 보빈체(11a)의 외측면에 삽입한 후 몰딩재를 주입하여 보빈체(11a)의 외주면과 코어블록(11b)의 연결부를 일체로 몰딩 고정하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 모터에 있어서는, 몰딩재를 주입할 때 발생하는 몰딩압이나 또는 몰딩체가 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 코어간 거리(t)가 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 본래의 형상이 틀어지는 것을 방지할 수 있는 왕복동식 압축기의 고정자 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하는 보빈체와, 여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 방사상으로 삽입하는 수 개의 제1 코어블록과, 여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 제1 코어블록에 요철 결합하되 그 결합부를 기준으로 좌우 비대칭되게 형성하여 상기한 보빈체의 외측면에 방사상으로 결합하는 수 개의 제2 코어블록과, 제1 코어블록과 제2 코어블록을 결합한 결합체의 양 측면 중에서 적어도 어느 한 쪽에 삽입하여 코어간 간격을 고정하는 환형의 고정링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.를 제공한다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터의 고정자 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 모터의 고정자 일부를 분해하여 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 모터의 고정자를 조립하여 보인 평면도이며, 도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이고, 도 7은 본 발명 왕복동식 모터의 고정자에 대한 배열구조를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 외측고정자는, 여러 장의 스테이터코어를 겹겹이 적층한 코어블록(110)(120)을 환형의 보빈체(11a) 외측면 양측에서 방사상으로 요철 결합하여 구성한다.

보빈체(11a)는 플라스틱 수지와 같은 절연물을 외주면이 개구된 환형으로 형성하여 그 내부에 권선코일(C)을 다수 회 감고 이어 개구된 외주면을 역시 플라스틱 수지와 같은 절연물로 복개하여 제작한다.

코어블록은 도 4에서와 같이 대략 '기역자' 모양으로 형성하는 제1 코어블록(110)과, 제1 코어블록(110)의 일측에 요철 결합하도록 대략 '일자' 모양으로 형성하는 제2 코어블록(120)으로 이루어진다.

제1 코어블록(110)은 폴부를 이루는 수직부(111)와 요크부를 이루는 수평부(112)로 이루어지되 수평부(112)의 끝단에는 후술할 제2 코어블록(120)의 맞춤돌기(120a)와 맞물리게 결합하는 맞춤홈(112a)을 형성하고, 맞춤홈(112a)의 안쪽면에는 후술할 제2 코어블록(120)의 압입돌기(120b)와 맞물리게 압입홈(112b)을 형성한다.

제2 코어블록(120)은 그 상단에 상기한 제1 코어블록(110)의 맞춤홈(112a)에 삽입되는 맞춤돌기(120a)를 형성하고, 맞춤돌기(120a)의 일측으로는 상기한 압입홈(112b)에 맞물리는 압입돌기(120b)를 형성한다.

이를 위해, 제1 코어블록(110)은 두 개 형상으로 판금 가공하는데, 평면투영시 좌우 양측에는 상대적으로 긴 제1 스테이터코어(S1)를 판금 제작하는 반면 중앙측에는 상대적으로 짧은 제2 스테이터코어(S2)를 판금 제작하여 적층함으로써 평면투영시 제1 코어블록(110)의 수평부(112) 끝단을 요철모양으로 상기한 맞춤홈(112a)을 형성한다. 제2 스테이터코어(S2)는 정면투영시 수평부(112) 끝단 중앙에 소정의 깊이로 음각지게 판금하여 상기한 압입홈(112b)을 요철지게 형성한다.

또, 제2 코어블록(120)은 제1 코어블록(110)과 마찬가지로 두 개 형상으로 판금 가공하는데, 측면투영시 좌우 양측에는 상대적으로 짧은 제3 스테이터코어(S3)를 판금 제작하는 반면 중앙측에는 상대적으로 긴 제4 스테이터코어(S4)를 판금 제작하여 적층함으로써 측면투영시 중앙이 볼록한 요철모양으로 상 기한 맞춤돌기(120a)를 형성한다. 제4 스테이터코어(S4)의 일측면, 보다 정확하게는 제1 코어블록(110)에 대향하는 면에는 상기한 압입홈(112b)에 압입되어 결합하도록 압입돌기(120b)를 정면투영시 소정의 높이로 돌출 형성한다.

한편, 제1 코어블록(110)의 제1 스테이터코어(S1) 끝단과 이에 대응하는 제2 코어블록(120)의 제4 스테이터코어(S4)의 외측면에는 상기한 제1 코어블록(110)과 제2 코어블록(120)을 좌우 측면방향과 원주방향으로 견고하게 고정하도록 고정링(130)을 압입하기 위한 고정링삽입홈(112c)(120c)을 평면투영시 원호형상으로 형성한다.

여기서, 고정링(130)은 원형모양으로 형성할 수도 있으나, 각 코어블록(110)(120)을 원주방향으로 보다 견고하게 고정하기 위하여는 도 5에서와 같이 코어블록(110)(120)의 범위에서는 원호형상으로 형성하되 코어블록(110)(120) 사이는 직선모양으로 형성하는 것이 바람직하다.

또, 코어블록은 도 5 내지 도 7에서와 같이 제1 코어블록(110)과 제2 코어블록(120)을 원주방향으로 번갈아 배열하는 것이 제1 코어블록(110)과 제2 코어블록(120)을 한 개의 고정링(130)으로도 견고하게 고정할 수 있다. 이 경우 상기한 고정링삽입홈(112c)은 제1 코어블록(110)의 반대쪽 수평부(112) 끝단에만 형성한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

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

즉, 외측고정자를 조립하기 위하여는 먼저, 권선코일(C)을 감아 밀봉한 보빈체(11a)의 일측면에 제1 코어블록(110)을 밀착시킨 상태에서 제2 코어블록(120)을 보빈체(11a)의 타측면에서 밀착시키면서 상기한 제1 코어블록(110)의 맞춤홈(112a)에 제2 코어블록(120)의 맞춤돌기(120a)를 끼운다. 이 과정에서 제1 코어블록(110)의 압입홈(112b)에는 제2 코어블록(120)의 압입돌기(120b)를 끼워 견고하게 고정되도록 한다.

다음, 상기한 보빈체(11a)의 일측면, 다시 말해 제1 코어블록(110)의 옆에는 다른 제2 코어블록(120)을 밀착시킨 상태에서 다른 제1 코어블록(110)을 보빈체(11a)의 타측면에서 밀착시키면서 상기한 제2 코어블록(120)의 맞춤돌기(120a)를 제1 코어블록(110)의 맞춤홈(112a)에 끼운다. 이 과정에서도 제2 코어블록(120)의 압입돌기(120b)는 제1 코어블록(110)의 압입홈(112b)에 끼워져 견고하게 고정되도록 한다.

다음, 각각의 제1 코어블록(110)과 제2 코어블록(120)의 일측면에 구비하는 고정링삽입홈(112c)(120c)에는 환형의 고정링(130)을 끼워 상기한 코어블록(110)(120)들이 좌우 양측면방향은 물론 원주방향으로도 견고하게 고정되도록 한다.

여기서, 상기한 각 코어블록(110)(120)의 타측면에도 각각 고정링삽입홈(112c)(120c)을 형성하여 상기한 고정링(130)을 추가로 삽입함으로써 코어블록(110)(120)을 더욱 견고하게 고정할 수도 있다.

이렇게 하여, 환형의 보빈체에 좌우 양측에서 코어블록을 맞대기 조립할 때 이 양측 코어블록의 이음부를 몰딩재로 고정하지 않고 상호 요철 결합으로 고정함에 따라 몰딩재의 주입시 발생하는 몰딩재의 주입압으로 인한 외측고정자의 변형을 미연에 방지할 수 있고 이를 통해 외측고정자와 내측고정자 사이의 간극을 일정하게 유지하여 왕복동식 모터의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 양쪽 코어블록을 요철 결합함에 따라 조립공정이 간소하고 이를 통해 생산비용을 절감할 수 있다.

또, 양쪽 코어블록을 이루는 스테이터코어를 다양한 크기와 형상으로 제작함에 따라 스테이터코어의 타발시 강판을 효율적으로 사용할 수 있어 원자재의 소모량을 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자 구조는, 복수 개의 코어블록을 요철 결합하여 보빈체에 고정함으로써, 외측고정자의 변형을 방지하여 외측고정자와 내측고정자 사이의 간극을 일정하게 유지할 수 있고 이를 통해 왕복동식 모터의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 양쪽 코어블록을 요철 결합함에 따라 조립공정이 간소해질 뿐만 아니라 스테이터코어의 타발시 강판을 효율적으로 사용할 수 있어 생산비용을 절감할 수 있다.

Claims (5)

1. 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하는 보빈체와,

   여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 방사상으로 삽입하는 수 개의 제1 코어블록과,

   여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 제1 코어블록에 요철 결합하되 그 결합부를 기준으로 좌우 비대칭되게 형성하여 상기한 보빈체의 외측면에 방사상으로 결합하는 수 개의 제2 코어블록과,

   제1 코어블록과 제2 코어블록을 결합한 결합체의 양 측면 중에서 적어도 어느 한 쪽에 삽입하여 코어간 간격을 고정하는 환형의 고정링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   제1 코어블록과 제2 코어블록은 그 제1 코어블록과 제2 코어블록의 결합체를 결합부의 위치가 상호 엇갈리도록 보빈체의 원주방향으로 배열하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   고정링은 코어블록의 범위내에서는 원호형상으로 형성하는 반면 코어블록 외곽에서는 직선형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.

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