KR100677531B1 - 왕복동모터의 보빈체 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 왕복동모터의 보빈체 구조는, 코일을 권회하도록 외주면이 개구된 환형으로 형성하고, 좌우 외측면과 내주면을 연결하여 소정의 높이와 폭을 가지는 복수 개의 제1 보강리브를 평면투영시 방사상으로 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성하며, 좌우 외측면측 제1 보강리브에 내외측을 관통하여 코일에서 발생하는 열을 방출하도록 제1 방열공을 형성하고, 내주면에도 내외측을 관통하여 코일에서 발생하는 열을 방출하도록 제2 방열공을 형성함으로써, 코일에서 발생하는 열을 신속하게 방출시켜 모터 효율을 높이고 수명을 연장할 수 있으며 변형을 방지하여 공극을 균일하게 유지할 수 있고 코어블록간 절연성을 높여 모터효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

Description

왕복동모터의 보빈체 구조{BOBBIN STRUCTURE FOR RECIPROCATING MOTOR}

도 1은 종래 왕복동모터의 외측고정자를 보인 평면도,

도 2는 종래 왕복동모터의 외측고정자에서 보빈체를 보인 사시도,

도 3은 본 발명 왕복동모터의 외측고정자에서 보빈체를 보인 사시도,

도 4는 본 발명 왕복동모터에서 보빈체의 일부를 보인 평면도,

도 5는 본 발명 왕복동모터에서 보빈체의 내주면을 보인 평면도,

도 6은 본 발명 왕복동모터에서 보빈체의 변형예를 설명하기 위하여 그 보빈체의 내주면을 보인 평면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

2 : 코어블록 3 : 코어프레임

4 : 단자 10 : 보빈체

11 : 단자부 12 : 제1 보강리브

13 : 제1 방열공 14 : 제2 보강리브

15 : 제2 방열공 C : 코일

본 발명은 왕복동모터의 보빈체 구조에 관한 것으로, 특히 강성이 크고 통기성을 높일 수 있는 왕복동모터의 보빈체 구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동모터는 가동자가 고정자를 기준으로 직선 왕복운동을 하는 것으로 외형에 따라 평판형과 원통형으로 크게 나눌 수 있다. 평판형은 평판모양의 고정자 상단에 역시 평판모양의 가동자를 얹어 직선 왕복운동을 하도록 구성하는 것이고, 원통형은 원통모양의 외측고정자와 내측고정자 사이에 역시 원통모양의 가동자를 개재하여 그 가동자가 고정자의 플럭스에 따라 축방향으로 직선 왕복운동을 하도록 구성한 것이다. 이러한 원통형 왕복동모터는 외측고정자의 제작시 환형의 보빈체 외주면에 낱장의 스테이터코어를 방사상으로 적층하여 고정링으로 고정하거나 또는 복수 장의 스테이터커어를 적층한 코어블록을 방사상으로 적층하여 몰딩으로 고정하는 것이나, 최근 제조공정을 간소화하기 위하여 코어블록을 이용한 적층방법을 주로 사용하고 있다. 코어블록을 이용하는 적층방법은 양측 코어블록을 보빈체에 삽입한 후 주로 몰딩공법으로 서로 고정하는데, 몰딩 공정시 발생하는 몰딩압이나 수축력에 의해 보빈체의 변형이 야기될 수 있으므로 몰딩공법을 배제하고 코어프레임을 각 코어블록에 용접하여 고정하는 용접공법도 소개되고 있다.

도 1은 용접공법을 이용한 종래 왕복동모터의 외측고정자를 보인 평면도이고, 도 2는 종래 왕복동모터의 외측고정자에서 보빈체를 보인 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동모터의 외측고정자는, 그 내부에 권선코일(C)을 삽입하는 보빈체(1)와, 복수 장의 얇은 스테이터코어(S)를 적층하여 상기한 보빈체(1)의 양쪽 외측면에 끼워 결합하는 복수 개씩의 코어블록(2)과, 각 코 어블록(2)의 좌우 양측면을 지지하는 복수 개의 코어프레임(3)으로 이루어져 있다.

보빈체(1)는 플라스틱과 같은 절연재를 이용하여 외주면이 개구된 환형 모양으로 형성하고, 그 일측면에는 코일(C)을 감은 후 그 코일(C)의 시작선과 끝선을 각각 연결하는 단자(4)를 고정하도록 단자부(1a)를 형성하고 있다. 또, 보빈체(1)의 외측면, 즉 좌우 양측면과 내주면에는 보빈체(1)의 강성을 높이기 위하여 소정의 두께와 폭을 가지는 보강리브(1b)를 코어블록(2)의 사이에 원주방향을 따라 등간격으로 형성하고, 그 보강리브(1b)에는 모터의 운전시 발생하는 열을 방출하도록 방열공(1c)을 형성하고 있다.

코어블록(2)은 보빈체(1)의 양측에서 서로 끼워 그 접촉면을 용접 결합하도록 내경측이 안쪽으로 긴 "기억자"모양과 이에 대향하는 "역기억자"모양으로 형성하고 있다.

코어프레임(3)은 환형으로 형성하여 양측 대향면에 상기한 코어블록(2)을 용접하여 결합하고 있다.

상기와 같은 종래 왕복동모터는 다음과 같이 조립한다.

즉, 보빈체(1)를 성형 제작한 후 그 개구측에 코일(C)을 복수 회 감아 단자에 고정한다. 여기서, 코일(C)은 보빈체(1)의 바깥쪽 주면이 개구되는 점을 고려하여 코어블록(2)과의 절연공간거리를 확보할 수 있도록 보빈체(1)의 측벽 높이 보다는 낮게 감아 고정한다.

다음, 복수 장의 스테이터코어(S)를 적층한 복수 개씩의 코어블록(2)을 양쪽 코어프레임(3)의 대향면에 방사상으로 배열한 후 용접하여 각각의 코어블록(2)을 코어프레임(3)에 고정 결합한다.

다음, 코어프레임(3)에 결합한 양쪽 코어블록(2)을 보빈체(1)의 양측에서 보강리브(1b)를 사이에 두고 서로 대응하도록 끼워 배열한 후 그 접합면을 용접하여 결합함으로써 외측고정자의 조립을 완성하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동모터의 외측고정자에 있어서는, 모터의 운전시 코일(C)에서 고열이 발생함에도 불구하고 보빈체(1)의 양측에만 방열공(1c)을 형성함에 따라 운전열을 효과적으로 방열하는데 한계가 있었다.

또, 양쪽 코어블록(2)의 폴부가 근접한 상태로 대향 설치됨에 따라 코어블록(2) 사이에서 전기적인 간섭이 발생하여 모터 효율이 저하되는 문제점도 있었다.

또, 보빈체(1)에 코일(C)을 감을 때 그 코일(C)의 감는 힘에 의해 보빈체(1)가 변형되어 가동자와의 공극이 불균일하게 되면서 모터의 신뢰성이 저하될 우려도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동모터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 보빈체에 감긴 코일에서의 모터열이 신속하게 방출될 수 있는 왕복동모터의 보빈체 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 보빈체에 끼워 결합하는 양쪽 코어블록의 폴부가 전기적으로 절연될 수 있도록 하는 왕복동모터의 보빈체 구조를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

또, 보빈체에 코일을 감을 때 보빈체가 변형되는 것을 방지할 수 있도록 보빈체의 강성을 높여줄 수 있는 왕복동모터의 보빈체 구조를 제공하려는데도 본 발 명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 코일을 권회하도록 외주면이 개구된 환형으로 형성하고, 좌우 외측면과 내주면을 연결하여 소정의 높이와 폭을 가지는 복수 개의 제1 보강리브를 평면투영시 방사상으로 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성하며, 좌우 외측면측 제1 보강리브에 내외측을 관통하여 코일에서 발생하는 열을 방출하도록 제1 방열공을 형성하고, 내주면에도 내외측을 관통하여 코일에서 발생하는 열을 방출하도록 제2 방열공을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 왕복동모터의 보빈체 구조를 제공한다.

이하, 본 발명의 왕복동모터의 보빈체 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동모터의 외측고정자에서 보빈체를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 왕복동모터에서 보빈체의 일부를 보인 평면도이며, 도 5는 본 발명 왕복동모터에서 보빈체의 내주면을 보인 평면도이고, 도 6은 본 발명 왕복동모터에서 보빈체의 변형예를 설명하기 위하여 그 보빈체의 내주면을 보인 평면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동모터의 외측고정자는, 환형으로 형성하고 그 외주면에 코일을 권회하는 보빈체(10)와, 복수 장의 스테이터코어(S)를 겹겹이 적층하여 상기한 보빈체(10) 외측면 양측에서 방사상으로 결합하는 좌우 한 쌍으로 된 복수 개씩의 코어블록(도 1에 도시)(2)과, 양측 코어블록(2)의 외측면을 용접하여 고정하는 두 개 한 쌍의 코어프레임(도 1에 도시)(3)으로 구성 한다.

보빈체(10)는 플라스틱 재질을 이용하여 외주면이 개구되도록 형성하고, 그 외측면에는 상기 코일(C)의 시작단과 끝단을 각각 연결하여 외부단자와 연결하는 단자(4)를 삽입 고정하도록 단자부(11)를 형성한다.

또, 보빈체(10)의 좌우 양측면과 내주면에는 상기한 코어블록(2) 사이에 위치하여 코일(C)을 권선할 때 변형을 방지할 수 있도록 소정의 높이와 폭을 가지는 제1 보강리브(12)를 형성하고, 좌우 양측면의 제1 보강리브(12)에는 모터의 운전시 코일(C)에서 발생하는 모터열을 외부로 방출할 수 있도록 내외측을 관통하는 제1 방열홈(13)을 형성한다.

또, 보빈체(10)의 내주면, 즉 제1 보강리브(12) 사이에는 원주방향으로 길게 제2 보강리브(14)를 형성하고, 제2 보강리브(14)에는 보빈체(10)의 강성을 보강할 수 있도록 제2 방열공(15)을 형성한다.

여기서, 제2 보강리브(14)는 도 5에서와 같이 양측 코어블록(2)의 사이에 위치하는 것으로, 그 코어블록(2)의 내주면 보다 돌출하지 않도록 형성하는 것이 가동자와의 공극을 줄이는데 바람직하다.

한편, 제2 방열공(15)은 별도의 제2 보강리브(14)를 형성하지 않고 도 6에서와 같이 보빈체(10)의 내주면쪽 제1 보강리브(12)에 형성할 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 왕복동모터의 보빈체 구조는 다음과 같은 작용 효과를 가진다.

즉, 왕복동모터의 외측고정자를 조립하기 위하여는 먼저 보빈체(10)에 코일(C)을 감고 그 코일(C)의 시작단과 끝단을 각각 단자(4)에 연결하여 단자(4)를 보빈체(10)의 단자부(11)에 삽입 고정한다. 여기서, 코일(C)을 감을 때 그 코일(C)을 감는 힘에 의해 보빈체(10)가 변형될 수 있으나, 보빈체(10)의 양측면과 내주면에 연장 형성하는 제1 보강리브(12)와 내주면에 구비하는 제2 보강리브(14)에 의해 상기한 보빈체(10)의 강성이 증가하면서 변형을 미연에 방지하게 된다.

다음, 코어프레임(3)에 코어블록(2)을 방사상으로 배열한 후 용접 결합하고, 각 코어블록(2)을 보빈체(10)의 외주면에 끼운 후 양쪽 코어블록(2)의 연결지점을 용접하여 보빈체(10)에 견고하게 고정한다. 이때, 양쪽 코어블록(2)의 폴부는 제2 보강리브(14)를 사이에 두고 양측에 위치하여 절연됨에 따라 양쪽 코어블록(2) 사이의 전기적 간섭을 방지하여 모터의 효율을 높일 수 있다.

이렇게 하여, 모터의 운전시 코일에서 발생하는 열을 제1 방열공과 제2 방열공을 통해 신속하게 방출함에 따라 모터의 효율을 높일 수 있고 보빈체 내부에서의 수분발생을 방지하여 모터수명을 연장할 수 있다. 또, 보강리브를 확대하여 보빈체의 변형을 방지하여 가동자와의 공극을 균일하게 유지할 수 있고, 보강리브를 이용하여 코어블록 사이를 절연함에 따라 모터의 효율을 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동모터의 보빈체 구조는, 보빈체의 내주면에도 방열공과 보강리브를 형성함으로써, 코일에서 발생하는 열을 신속하게 방출시켜 모터 효율을 높이고 수명을 연장할 수 있으며 변형을 방지하여 공극을 균일하게 유지할 수 있고 코어블록간 절연성을 높여 모터효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 코일을 권회하도록 외주면이 개구된 환형으로 형성하고, 좌우 외측면과 내주면을 연결하여 소정의 높이와 폭을 가지는 복수 개의 제1 보강리브를 평면투영시 방사상으로 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성하며, 좌우 외측면측 제1 보강리브에 내외측을 관통하여 코일에서 발생하는 열을 방출하도록 제1 방열공을 형성하고, 내주면에도 내외측을 관통하여 코일에서 발생하는 열을 방출하도록 제2 방열공을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 왕복동모터의 보빈체 구조.
2. 제1항에 있어서,

   제2 방열공은 제1 보강리브 사이에 원주방향을 따라 원호 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동모터의 보빈체 구조.
3. 제2항에 있어서,

   제2 방열공의 외측 주변에는 소정 높이와 폭을 가지는 제2 보강리브를 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동모터의 보빈체 구조.
4. 제1항에 있어서,

   제2 방열공은 제1 보강리브의 내주면측에 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동모터의 보빈체 구조.

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