KR100733567B1 - 선형 모터 고정자용 금속 적층체의 환상 스택을 형성하는방법 및 금속 적층체의 환상 스택 - Google Patents

Abstract

선형 모터의 고정자용 금속 적층체의 환상 스택을 형성하는 방법 및 금속 적층체의 환상 스택. 상기 방법은: a- 상호 안착되고 평면을 한정하는 내부 모서리를 가진 복수의 금속 적층체(10)에 대해 직선형 정렬을 제공하는 단계; b- 각각의 내부 모서리(11) 주위에 상기 금속 적층체(10)의 상대적이고 제한된 각변위만을 위해, 금속 적층체의 직선형 정렬의 내부 모서리(11)를 서로 고정하는 단계; 및 c- 서로 고정된 금속 적층체(10)의 정렬을 상기 환상 스택의 내부 원주형 표면(16)을 한정하는 금속 적층체(10)의 내부 모서리를 가진 환상 배열로 변형시키는 단계를 포함한다.

선형 모터, 고정자, 금속 적층체, 환상 스택

Description

선형 모터 고정자용 금속 적층체의 환상 스택을 형성하는 방법 및 금속 적층체의 환상 스택{A process for forming an annular stack of metallic laminations for the stator of a linear motor and an annular stack of metallic laminations}

본 발명은 선형 전기 모터 고정자용 환상(環狀) 스택을 형성하는 방법, 특히 적층체의 환상 스택의 금속 적층체를 상호 고정하기 위한 방법에 관한 것이다.

선형 모터를 구비한 냉장용 밀폐형 압축기의 제조시, 압축기를 구성하는 몇몇 구성 요소 중에 선형 모터가 있다. 이러한 유형의 모터는 방사형으로 패킹되고 모터의 유도 코일을 형성하기 위해 구리 배선이 권취되어 있는 전기 모터의 고정자를 형성하는 강철제의 금속 적층체의 조립체로 이루어진다.

선형 모터는 고정자와 함께 그 내부에서 압축기 피스톤의 선형 운동을 일으키는 자기 임펠러를 움직이는 환상 공간을 한정하여 상기 피스톤이 압축기의 실린더 내부에서 가스를 압축할 수 있도록 하는 외부 환상 스택으로 명명된 방사형의 스택을 형성하기도 하는 금속 적층체의 또 다른 조립체를 가진다.

선형 전기 모터 고정자용 금속 적층체의 환상 스택을 형성하는 몇몇 방법이 공지되어 있다. 상기 방법 중 하나에 있어서, 환상 배열을 형성하기 위해 금속 적 층체가 개별적으로 또한 수동식으로 원주형 몸체에 배치된다. 이러한 배치 방법으로는, 압축기의 양호한 성능을 위해 중요한 금속 적층체의 방사형 배향을 보장할 수 없다(비록, 보조 원주면 벨트가 조립을 위해 사용된다 하더라도). 적층체의 환상 스택을 형성하기 위한 상기 방법에서 균일한 방사형 배열로 금속 적층체의 배향을 달성하기 위해 사용된 방법은 원주형 몸체에 적층체를 위치시킨 후에, 상기 금속 적층체가 상기 배열로 고정될 때까지 분포를 유지하면서 상기 금속 적층체를 정확한 형태로 하기 위해 상기 적층체를 자기장에 종속시키는 것이다. 이 방법에 있어서, 적층체 스택에서 환성 배열로 금속 적층체를 고정하는 것은 자기장이 정렬을 위해 인가된 후, 상기 적층체를 접착함으로써 달성된다. 이 방법는 많은 공정 단계를 포함하며, 많은 노동력을 필요로 하여 제조 비용을 증가시키는 복잡한 방법이다.

적층체의 환상 스택을 형성하는 또 다른 공지 방법(미국특허 제5,945,748호)에 있어서, 금속 적층체는 그 말단 모서리 중 하나의 일부에 슬롯이 구비된다. 상기 슬롯은 상기 금속 적층체의 원주면 정렬시, 리테이닝 링(retaining ring)을 수용하기 위한 원주면 하우징을 한정한다. 이러한 구조는 리테이닝 링을 배치하기 전에, 금속 적층체의 환상 스택의 형성 및 그의 방사형 배향을 반드시 필요로 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술이 갖는 단점이 없으며, 적층 스택의 금속 적층체의 정확하고 정렬된 배치를 얻고 유지하고, 금속 적층체의 환상 스택을 형성하기 전에 적층 스택의 금속 적층체 간의 고정이 가능한, 선형 모터 고정자용 금속 적층체의 환상 스택을 형성하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 상기 및 기타 목적은 방사형으로 배치되고 내부 모서리 및 외부 모서리를 가진 복수의 금속 적층체로부터 선형 모터의 고정자용 금속 적층체의 환상 스택을 형성하는 방법에 의해 달성되며, 상기 방법은: a- 평면을 한정하는 내부 모서리를 가진 측상으로 상호 안착되는 복수의 금속 적층체에 대해 직선형 정렬을 제공하는 단계; b- 각각의 내부 모서리 주위에 각 금속 적층체의 상대적이고 제한된 각변위(angular displacement)만을 위해, 금속 적층체의 상기 직선형 정렬의 내부 모서리를 서로 고정하는 단계; 및 c- 서로 고정된 금속 적층체의 정렬을 상기 환상 스택의 내부 원주형 표면을 한정하는 금속 적층체의 내부 모서리를 가진 환상 배열로 변형시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 목적은 위에서 고려된 바와 같은 금속 적층체의 환상 스택을 제공하는데 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1은 적층체의 내부 환상 스택의 금속 적층체 및 선형 모터의 적층체의 외부 환상 스택의 금속 적층체를 나타내는 선형 모터의 부분 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 금속 적층체의 환상 스택을 형성하는 방법의 한 단계에서 얻어진 금속 적층체의 직선형 정렬을 나타내는 평면도이다.

도 3은 본 발명에 따라 제조된 금속 적층체의 환상 스택을 나타내는 평면도 이다.

도 4는 본 발명을 실시하기 위한 제 1 방법에 따라 서로 고정된 금속 적층체의 직선형 정렬을 나타내는 사시도이다.

도 5는 본 발명을 실시하기 위한 제 2 방법에 따라 서로 고정된 금속 적층체의 직선형 정렬을 나타내는 사시도이다.

도 6은 본 발명을 실시하기 위한 제 3 방법에 따라 서로 고정된 금속 적층체의 직선형 정렬을 나타내는 사시도이다.

도 7은 본 발명을 실시하기 위한 제 4 방법에 따라 서로 고정된 금속 적층체의 직선형 정렬을 나타내는 사시도이다.

본 발명은 전기 선형 모터(일반적으로, 냉장 시스템의 밀폐형 압축기에 사용되는)의 금속 적층체의 환상 스택을 형성하는데 적용되는데, 이때 각 스택은 후술하는 바와 같이 통상 강철로 제조되는 복수의 금속 적층체(10)에 의해 형성된다.

도 1에 따르면, 밀폐형 압축기의 선형 모터는 상기 전기 모터의 고정자를 형성하고 유도 코일(도시하지 않음)을 형성하기 위한 구리 배선이 권취된 내부 환상 스택(1)을 포함한다.

외부 환상 스택(2)은 고정자와 함께 그 내부에서 자기 임펠러(3)을 동작시키며, 실린더(5) 내부에서 밀폐형 압축기의 피스톤(4)의 선형 운동을 촉진하는 기능을 가진 환상 공간을 형성한다.

각 금속 적층체(10)는 서로 평행하고, "L" 모양을 가진 한쌍의 말단 모서리(13)에 의해 결합되며, 도시한 바와 같이 내부 모서리(11)와 일치하는 보다 작은 베이스와 함께 금속 적층체(10)에 대해 사다리꼴 모양으로 한정되는 내부 모서리(11) 및 외부 모서리(12)를 가진다. 각 금속 적층체(10)는 그 외부 모서리(12)로부터 환상 스택의 형성시 고정자를 형성하는 코일을 수용하기 위한 원주면 하우징을 한정하는 중앙 개구부(14)를 가진다.

본 발명에 따르면, 금속 적층체(10)의 환상 스택 각각은 측상으로 상호 안착되고 평면(15)을 한정하는 내부 모서리(11)를 가지는 소정 복수의 금속 적층체(10)의 직선형 정렬로부터 형성되며, 이를 통해 형성된 상기 적층체 스택의 금속 적층체(10)는 서로 고정된다.

상기 복수의 금속 적층체(10)의 정렬 후, 금속 적층체는 서로 고정되어 각각의 내부 모서리(11)와 일치하는 회전 축 주변에서 각 금속 적층체(10)의 상대적이고 제한된 각변위만을 허용한다.

직선형 정렬로 금속 적층체(10)를 고정한 이후, 금속 적층체는 상기 복수의 금속 적층체(10) 중 말단 금속 적층체(10)가 상기 복수의 적층체의 또 다른 대향 말단 금속 적층체(10)에 대해 안착될 때까지 환상 배열로 정렬을 변형시키는 단계로 처리된다. 금속 적층체(10)가 미리 서로 고정되기 때문에, 그 변형은 적층체의 방사형 분포의 균일한 상태를 유지함으로서 달성되는데, 이때 상기 상태를 얻기 위해 자기장을 인가할 필요가 없다. 변형 중에, 외부 모서리(12)만이 서로 상대적이고 제안된 분리로 각변위된다. 이러한 변형은 내부 모서리(11)로 하여금 전기 모터에서 상기 환상 스택의 설치 영역의 크기 함수로서 미리 계산된 직경을 가진 금 속 적층체(10)의 상기 환상 스택에 대해 내부 원주형 표면(16)을 한정하게 한다.

도 4 내지 도 6에 도시된 본 발명을 실시하기 위한 방법에 따르면, 복수의 금속 적층체 중 금속 적층체(10)를 고정시키는 방법은 금속 적층체(10)의 직선형 정렬의 내부 모서리(11)에 고정되고, 형성된 환상 스택에서 상호 평행인 상태에서 상호 각상 공간으로 각각의 내부 모서리(11) 주변에서 금속 적층체(10)의 제한된 각변위를 허용하도록 변형될 수 있는 연결 수단을 제공함으로써 달성된다.

도 4에 도시된 구조적인 선택에 있어서, 상기 연결 수단은 적층체의 정렬의 평면(15)을 한정하는 내부 모서리(11)에 고정된 로드(20)의 형태이다.

도 4에 따르면, 상기 연결 수단은 금속 적층체(10)의 정렬의 내부 모서리(11)의 조립체를 따라 한정되는 하우징(17) 내부에 고정된다.

하우징(17)은, 예를 들어, 비둘기 꼬리 모양을 가진 절단선(18)의 정렬에 의해 한정되는데, 각 절단선은 예를 들면 스탬핑(stamping) 중에 금속 적층체(10)의 내부 모서리(11) 각각에 제공된다.

도 5에 도시한 바와 같은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 연결 수단은 금속 적층체(10)의 정렬의 모든 내부 모서리(11)를 결합시키기 위해 평면(15)을 따라 제공되는 하나 이상의 접착 필름(30)의 확장에 의해 한정된다.

도 6에 도시한 바와 같은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 연결 수단은 금속 적층체(10)의 정렬의 모든 내부 모서리(11)를 결합시키기 위해 평면(15)을 따라 서로 평행하게 제공되는 하나 이상의 용접부(40)의 확장에 의해 한정된다.

도 7에 도시한 바와 같은, 본 발명을 실시하기 위한 또 다른 방법에 있어서, 각각의 금속 적층체는 예를 들면 스탬핑 중에 금속 적층체(10)의 면에서 홈(recess)을 형성하는 하나 이상의 저부(50) 및 그 대향면에서 금속 적층체(10)의 직선형 정렬시 이웃한 금속 적층체(10)에 한정된 각각의 홈에서 탄성 변형에 의한 방해로 설치되고 보유된 돌출부가 각각의 내부 모서리(11)에 이웃하여 제공된다.

도 7에 도시한 구조적 형태에서, 각 금속 적층체(10)는 한 쌍의 저부(50)로 제공되며, 이때 금속 적층체 각각은 내부 모서리(11)의 말단에 이웃하고, 각 금속 적층체(10)의 동일 면에 대해 예를 들면 이웃한 금속 적층체(10)의 홈에 설치될 때, 상기 이웃한 금속 적층체(10)를 비자발적 분리에 대해 서로 고정하지만, 이들의 각 내부 모서리(11) 주변에서 상호 평형한 상태로부터 상기 환상 스택에서 상호 각상 공간 상태로 금속 적층체(10)의 한정된 각변위를 허용하도록 성형하기 위한 돌출부를 한정한다.

금속 적층체의 환상 스택을 형성하기 위한 상술한 해결 방법들은 적층체의 환상 스택을 형성하기 위한 공지의 방법에 비해 설치 공정 비용이 저렴하고, 적층체 스택의 원주면 조립에 소요되는 시간이 보다 적으며, 압축기의 구성 요소의 수가 감소하며, 적층체 스택을 얻기 위한 제조 공정 단계가 보다 적다는 이점이 있다.

Claims (13)

1. 방사형으로 배치되고 내부 모서리 및 외부 모서리를 가진 복수의 금속 적층체(10)로부터 선형 모터의 고정자용 금속 적층체의 환상 스택을 형성하는 방법에 있어서,

   a) 측상으로 상호 안착되는 복수의 금속 적층체(10)에 대해 평면(15)을 한정하는 금속 적층체의 내부 모서리로 직선형 정렬을 제공하는 단계;

   b) 각각의 내부 모서리(11) 주위에 각 금속 적층체(10)의 상대적이고 제한된 각변위만을 위해, 금속 적층체의 상기 직선형 정렬의 내부 모서리(11)를 서로 고정하는 단계; 및

   c) 서로 고정된 금속 적층체의 정렬을 상기 환상 스택의 내부 원주형 표면(16)을 한정하는 금속 적층체(10)의 내부 모서리를 가진 환상 배열로 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 모터의 고정자용 금속 적층체의 환상 스택을 형성하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 적층제(10)의 내부 모서리(11)를 상호 고정하는 것이 금속 적층체(10)의 정렬의 각 내부 모서리(11), 연결 수단(20, 30, 40)에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 연결 수단이 상기 평면(15)에 제공되는 각각의 하우 징(17)에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 하우징(17)이 비둘기 꼬리 모양을 가진 절단선(18)의 정렬에 의해 한정되고, 금속 적층체(10)의 내부 모서리(11)에 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 연결 수단이 로드(20)인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 연결 수단이 평면(15)을 따라 제공되는 하나 이상의 접착 필름(30)의 확장에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 연결 수단이 평면(15)을 따라 제공되고 금속 적층체(10)의 정렬의 내부 모서리(11)을 상호 고정시키는 하나 이상의 용접부(40)의 확장에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 방법이 금속 적층체(10)의 면에서 홈을 한정하는 저부(50) 및 그 대향면에서 이웃한 금속 적층체(10)에 한정된 홈에 설치되는 돌출부가 각각의 내부 모서리(11)에 이웃하여 각 금속 적층체(10)에 제공하는 추가적인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 환상 배열에 의해 방사형으로 배치되고, 내부 모서리(11) 및 외부 모서리(12)를 가지며, 내부 원주형 표면(16)을 한정하는 내부 모서리(11)를 가진 측상으로 상호 안착되는 복수의 금속 적층체(10)를 포함하는 선형 모터의 고정자용 금속 적층체의 환상 스택에 있어서, 복수의 금속 적층체(10)의 내부 모서리(11)에 고정되고, 환상 스택에서 상호 평행인 상태에서 상호 각상 공간 상태로 각각의 내부 모서리(11) 주변에서 금속 적층체(10)의 제한된 각변위를 허용하도록 변형될 수 있는 연결 수단(20, 30, 40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환상 스택.
10. 제 9 항에 있어서, 금속 적층체(10)의 정렬의 내부 모서리(11)의 상호 안착에 의해 한정되는 평면(15)에 제공되고, 로드(20) 형태의 연결 수단이 배치되는 것을 특징으로 하는 환상 스택.
11. 제 10 항에 있어서, 각각의 금속 적층체(10)가 절단선(18)을 가진 각각의 내부 모서리(11)에 제공되며, 상기 절단선(18)의 정렬은 하우징(17)을 한정하는 것을 특징으로 하는 환상 스택.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 하우징(17)이 로드(20)를 설치하기 위해 비둘기 꼬리 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 환상 스택.
13. 환상 배열에 의해 방사형으로 배치되고, 내부 모서리(11) 및 외부 모서리(12)를 가지며, 내부 원주형 표면(16)을 한정하는 내부 모서리(11)에 의해 측상으로 상호 안착되는 복수의 금속 적층체(10)를 포함하는 선형 모터의 고정자용 금속 적층체의 환상 스택에 있어서, 환상 스택에서 상호 평행인 상태에서 상호 각상 공간 상태로 각각의 내부 모서리(11) 주변에서 금속 적층체(10)의 제한된 각변위를 허용하도록 각각의 금속 적층체(10)가 금속 적층체(10)의 면에서 홈을 한정하는 하나 이상의 저부(50) 및 그 대향면에서 이웃한 금속 적층체(10)에 한정된 홈에 설치되는 돌출부를 가지는 것을 특징으로 하는 환상 스택.

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