KR100792460B1

KR100792460B1 - 왕복동식 모터의 가동자 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100792460B1
Application number: KR1020060084884A
Authority: KR
Inventors: 송우헌
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2008-01-10

Abstract

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 가동자 및 그 제조 방법은, 외주연이 운동방향으로 절곡된 절곡부를 가지는 원판모양으로 형성하여 그 중심부가 진동체에 결합하는 탑플레이트와, 탑플레이트의 절곡부에 삽입하여 결합하도록 그 외주면이 균일하도록 복합재료(Composite Materials)를 이용하여 원통모양으로 형성하는 마그네트튜브로 된 마그네트프레임과; 마그네트프레임의 마그네트튜브 외주면에 원주방향을 따라 고정 설치하여 외측고정자 또는 내측고정자의 코일과 함께 유도자기를 형성하는 마그네트와; 마그네트의 일단을 지지하도록 복합재료로 형성하여 상기 마그네트튜브의 외주면 구비하는 제1 마그네트지지링과; 마그네트지지링과 마그네트의 외주면을 감싸도록 복합재료로 형성하여 상기 마그네트프레임에 고정하는 마그네트고정링;으로 이루어지도록 제작함으로써, 제조공정을 간소화하여 생산성을 높이고 불필요한 재료 소모량을 줄여 비용을 절감하고, 가동자가 제조 과정에서 변형되는 것을 방지하여 모터 효율과 신뢰성을 높이며, 좁은 공간에서도 유리섬유로 마그네트를 고정할 수 있도록 하여 동일한 용량의 모터를 소형화 할 수 있다.

Description

왕복동식 모터의 가동자 및 그 제조 방법{MAGNET FRAME STRUCTURE FOR RECIPROCATING MOTOR AND FABRICATION METHOD THEREOF}

도 1은 종래 왕복동식 모터의 가동자를 분해하여 보인 사시도,

도 2는 종래 왕복동식 모터의 가동자를 조립하여 보인 단면도,

도 3은 종래 왕복동식 모터의 가동자를 제작하는 과정을 보인 블록도,

도 4는 본 발명 왕복동식 모터의 의 가동자를 분해하여 보인 사시도,

도 5는 본 발명 왕복동식 모터의 가동자를 조립하여 보인 단면도,

도 6은 본 발명 왕복동식 모터의 가동자를 제작하는 과정을 보인 블록도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 마그네트프레임 11 : 탑플레이트

11a : 절곡부 11b : 내측 걸림부

12 : 마그네트튜브 20 : 마그네트

30,40 : 제1,제2 마그네트지지링 50 : 플레이트고정링

51 : 외측 걸림부 60 : 마그네트고정링

본 발명은 왕복동식 모터의 가동자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 제작이 용이하고 불량률이 낮으며 공용화가 가능한 왕복동식 모터의 가동자 및 그 제조 방법에 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.

이러한 왕복동식 모터는 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 이루어져 있다.

도 1은 종래 왕복동식 모터의 가동자를 분해하여 보인 사시도이고, 도 2는 종래 왕복동식 모터의 가동자를 조립하여 보인 단면도이며, 도 3은 종래 왕복동식 모터의 가동자를 제작하는 과정을 보인 블록도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 모터의 가동자는, 원통형인 외측고정자(미도시)와 내측고정자(미도시) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 마그네트프레임(1)과, 고정자의 권선코일(미도시)에 대응하도록 마그네트프레임(1)의 외주면에 등간격으로 배치하는 복수의 마그네트(2)와, 마그네트(2)의 외주면을 감싸 그 마그네트(2)를 마그네트프레임(1)에 고정하는 마그네트고정링(3)과, 마그네트프레임(1)과 마그네트고정링(3)을 함께 감싸 결합력을 보강하는 플레이트고정링(4)으로 이루어져 있다.

마그네트프레임(1)은 원판모양으로 형성하여 진동체와 결합하도록 스테인레스 등으로 제작하는 탑플레이트(5)와, 탑플레이트(5)의 외주연 절곡부에 결합하여 상기한 마그네트(2)를 지지하도록 유리섬유를 이용하여 원통모양으로 형성하는 마그네트튜브(6)로 이루어져 있다.

탑플레이트(5)는 원판모양으로 형성하되 그 외주연 일측에는 상기한 마그네트튜브(6)와 결합할 수 있도록 절곡부(5a)를 형성하고 있다.

마그네트튜브(6)는 그 외주면의 축방향 일측에는 상기한 탑플레이트(5)의 절곡부(5a) 내주면에 삽입하여 결합할 수 있도록 플레이트결합부(6a)를 단차지게 형성하고, 그 플레이트결합부(6a)에서 소정의 간격을 두고 외주면의 축방향 타측에는 상기한 마그네트(2)를 안착시키기 위한 마그네트장착부(6b)를 소정의 깊이로 음형지게 형성하고 있다.

마그네트고정링(3)은 유리섬유를 이용하여 상기한 마그네트(2)의 외주면을 감싸 축방향에 대해 고정할 수 있도록 형성하고, 플레이트고정링(4) 역시 유리섬유를 이용하여 상기한 마그네트고정링(3)의 일측과 탑플레이트(5)의 절곡부(5a)를 함께 감싸 축방향으로 고정할 수 있도록 형성하고 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터의 가동자를 제작하는 과정은 다음과 같다.

즉, 소정의 치수를 가지는 봉에 유리섬유를 감고, 소정의 온도로 열처리하여 그 유리섬유에 함유된 수지가 섬유의 공간을 채워가면서 원통모양으로 경화되어 마그네트튜브(6)가 형성되도록 한다.

다음, 마그네트튜브(6)의 외주면 양측에 각각 플레이트결합부(6a)와 마그네트장착부(6b)를 소정의 깊이로 음형지게 가공한다.

다음, 탑플레이트(5)의 절곡부(5a)와 마그네트튜브(6)의 플레이트결합부(6a)를 접착제로 붙여 다시 봉 형상의 틀에 끼운 후 열 경화시켜 상기한 탑플레이트(5)와 마그네트튜브(6)가 결합되어 마그네트프레임(1)이 형성되도록 한다.

다음, 봉 형상의 틀에 마그네트프레임(1)을 끼운 상태에서 접착제로 마그네트(2)를 부착한 후 그 마그네트(2)의 외주면에 유리섬유로 감고, 다시 마그네트(2)를 감은 유리섬유의 외주면 일부와 마그네트프레임(1)의 탑플레이트(5) 부위를 함께 유리섬유로 감아 열 경화시켜 각각 마그네트고정링(3)과 플레이트고정링(4)이 형성되도록 함으로써 왕복동식 모터의 가동자를 완성하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 모터의 가동자에 있어서는, 마그네트튜브(5)를 열 경화시킨 후 틀에서 분리하여 외주면을 가공하고 다시 틀에 끼워 마그네트(2)를 부착하고 유리섬유를 감아 다시 열 경화하는 등 전체적인 제조공정이 복잡할 뿐만 아니라 강도가 매우 높은 유리섬유의 특성상 그 외주면에 플레이트결합부(6a)와 마그네트장착부(6b)를 가공하는 것이 난해하여 생산성이 저하되고 불필요한 재료의 소모량을 증가시키는 문제점이 있었다.

또, 마그네트튜브(6)를 가공하는 과정에서 또는 탑플레이트(5)와 접착하는 과정에서 그 마그네트튜브(6) 자체가 변형되어 가동자가 내외 양측 고정자와의 공 극을 일정하게 유지하지 못하면서 모터 효율이 저하되고 심하면 조립불량이 유발되거나 충돌로 인해 손상될 우려가 있었다.

또, 슬리팅(sliting) 공법을 이용하여 유리섬유로 마그네트(2)를 감아 고정하는 것이나 이러한 슬리팅 공법은 좁은 공간에서는 적용하기가 난해하여 유리섬유를 이용하기 위하여는 모터가 커져야 하는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 모터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 가동자의 제조공정을 간소화하여 생산성을 높이고 불필요한 재료 소모량을 줄여 비용을 절감할 수 있는 왕복동식 모터의 가동자 및 그 제조 방법을 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 가동자가 제조 과정에서 변형되는 것을 미연에 방지하여 모터 효율과 신뢰성을 높일 수 있는 왕복동식 모터의 가동자 및 그 제조 방법을 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

또, 좁은 공간에서도 유리섬유를 이용하여 마그네트를 고정할 수 있도록 함으로써 동일한 용량의 모터를 소형화 할 수 있는 왕복동식 모터의 가동자 및 그 제조 방법을 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 외주연이 운동방향으로 절곡된 절곡부를 가지는 원판모양으로 형성하여 그 중심부가 진동체에 결합하는 탑플레이트와, 탑플레이트의 절곡부에 삽입하여 결합하도록 그 외주면이 균일하도록 복합재 료(Composite Materials)를 이용하여 원통모양으로 형성하는 마그네트튜브로 된 마그네트프레임과; 마그네트프레임의 마그네트튜브 외주면에 원주방향을 따라 고정 설치하여 외측고정자 또는 내측고정자의 코일과 함께 유도자기를 형성하는 마그네트와; 마그네트의 일단을 지지하도록 복합재료로 형성하여 상기 마그네트튜브의 외주면 구비하는 제1 마그네트지지링과; 마그네트지지링과 마그네트의 외주면을 감싸도록 복합재료로 형성하여 상기 마그네트프레임에 고정하는 마그네트고정링;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자를 제공한다.

또, 봉 모양의 틀에 복합재료를 원통모양으로 감아 마그네트튜브를 형성하는 단계와, 마그네트튜브의 일단에 탑플레이트를 삽입하는 단계와, 마그네트튜브의 외주면에 마그네트를 원주방향으로 부착하는 단계와, 마그네트의 외주면을 복합재료로 감아 마그네트고정링을 형성하는 단계와, 소정의 온도로 가열하여 복합재료의 수지가 각 부재간 공간을 채우면서 일체시키면서 소정의 강도를 갖도록 경화시키는 단계로 수행하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자 제조 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 가동자 및 그 제조 방법을 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 모터의 의 가동자를 분해하여 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 모터의 가동자를 조립하여 보인 단면도이며, 도 6은 본 발명 왕복동식 모터의 가동자를 제작하는 과정을 보인 블록도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 가동자는, 원통형인 외측고정자(미도시)와 내측고정자(미도시) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 마그네트프레임(10)과, 고정자의 권선코일(미도시)에 대응하도록 마그네트프레임(10)의 외주면에 등간격으로 배치하는 복수의 마그네트(20)와, 마그네트(20)의 일측 끝단을 지지하도록 마그네트프레임(10)에 결합하는 제1 마그네트지지링(30)과, 마그네트(20)의 타측 끝단을 지지하도록 마그네트프레임(10)에 결합하는 제2 마그네트지지링(40)과, 제2 마그네트지지링(40)과 마그네트프레임(10)을 결합시키는 플레이트고정링(50)과, 마그네트(20)와 제1,제2 마그네트지지링(30)(40) 그리고 플레이트고정링(50)의 외주면을 함께 감싸 상기한 마그네트(20)를 마그네트프레임(10)에 견고하게 고정하는 마그네트고정링(60)을 포함한다.

마그네트프레임(10)은 원판모양으로 형성하여 진동체와 결합하도록 스테인레스 등으로 제작하는 탑플레이트(11)와, 탑플레이트(11)의 외주연 절곡부(1a)에 결합하여 상기한 마그네트(20)를 지지하도록 복합재료의 일종인 유리섬유를 이용하여 원통모양으로 형성하는 마그네트튜브(12)로 이루어진다.

탑플레이트(11)는 원판모양으로 형성하되 그 외주연 일측에는 상기한 마그네트튜브(12)와 결합할 수 있도록 절곡부(11a)를 형성하고, 그 절곡부(11a)의 외주면 끝단에는 상기한 플레이트고정링(50)과 형합하여 축방향으로 상호 구속할 수 있도록 내측 걸림부(11b)를 단차지게 돌출 형성한다.

마그네트튜브(12)는 그 양단 사이의 내경과 외경이 동일한 원통모양으로 형성한다.

제1 마그네트지지링(30)과 제2 마그네트지지링(40)은 모두 마그네트(20)의 전후 양단에 형성되는 공간을 채워 상기한 마그네트(20)의 축방향 움직임을 구속하는 것으로, 마그네트(20)의 전후 양단에 형성되는 공간이 10mm 미만일 경우에는 로빙(Roving)형태의 유리섬유를 수지에 함침시켰다가 상기한 마그네트튜브(12)의 외주면을 감아 형성한다. 또, 제1 마그네트지지링(30)의 외주면 높이가 마그네트(20)의 외주면 높이와 동일하게 형성한다.

플레이트고정링(50)은 유리섬유를 감아 형성하는 것으로 그 내주면에는 상기한 탑플레이트(11)의 절곡부(11a)에 구비한 내측 걸림부(11b)와 형합하도록 외측 걸림부(51)를 형성한다. 또, 플레이트고정링(50)의 외주면은 마그네트(20)의 외주면 높이와 동일하게 형성한다.

마그네트고정링(60)은 상기한 마그네트(20)와 제1,제2 마그네트지지링(30)(40) 그리고 플레이트고정링(50)을 함께 감싸 고정할 수 있도록 양단 사이의 내경과 외경이 동일한 진원형으로 형성한다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 모터의 가동자는 다음과 같이 제작한다.

먼저, 봉 형상의 틀 위에 유리섬유를 감아 마그네트튜브(12)를 형성하고, 그 마그네트튜브(12)의 일단에 탑플레이트(11)를 끼워 결합한다.

다음, 마그네트튜브(12)의 외주면에 복수의 마그네트(20)를 부착한다. 이때, 마그네트(20)의 양단 사이의 빈 공간은 통상적인 유리섬유의 경우 슬리팅 가공이 난해하므로 로빙 상태의 유리섬유를 수지에 함침하여 상기한 공간을 채움으로써 제1 마그네트지지링(30)과 제2 마그네트지지링(40)을 형성한다.

다음, 제2 마그네트지지링(40)의 외주면과 탑플레이트(11)의 절곡부(11a) 외 주면을 감싸도록 유리섬유를 감아 플레이트고정링(60)을 형성한다.

다음, 마그네트(20)와 제1 마그네트지지링(30) 그리고 플레이트고정링(60)의 외주면을 함께 감싸도록 유리섬유를 감아 마그네트고정링(50)을 형성한다.

다음, 소정의 온도로 열을 가하여 경화시키면 유리섬유의 수지가 탑플레이트(11)나 마그네트(20)와 같은 부재들 사이로 스며들어 각 부재를 견고하게 결합함으로써 왕복동식 모터의 가동자를 완성하게 된다.

이렇게, 봉 형상의 틀에서 유리섬유를 감고 마그네트를 고정하고 다시 유리섬유를 감은 후 경화시켜 가동자를 제작함으로써 유리섬유로 된 부품을 틀에서 분리했다 다시 삽입하지 않아도 되고 경화공정도 한 번으로 줄여 그만큼 제조공정이 간소화되고 이를 통해 왕복동식 모터에 대한 생산성을 높이고 불필요한 재료 소모량을 줄여 비용을 절감할 수 있다.

또, 틀에 유리섬유를 한 번 감은 후에는 그 유리섬유를 틀에서 빼지 않고 공정을 수행함으로써 마그네트플레이트가 제조 과정에서 변형되는 것을 방지하여 모터 효율과 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 로빙 상태의 유리섬유를 이용하여 좁은 공간에서도 유리섬유로 마그네트를 고정할 수 있도록 함으로써 동일한 용량의 모터를 소형화 할 수 있다.

한편, 전술한 일실시예에서는 복합재료(Composite Materials)로 유리섬유를 예로 들어 살펴보았으나, 유리섬유 외에도 강화플라스틱이나 탄소섬유 등을 이용할 수도 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 가동자 및 그 제조 방법은, 제조공정을 간소화하여 생산성을 높이고 불필요한 재료 소모량을 줄여 비용을 절감하고, 가동자가 제조 과정에서 변형되는 것을 방지하여 모터 효율과 신뢰성을 높이며, 좁은 공간에서도 유리섬유로 마그네트를 고정할 수 있도록 하여 동일한 용량의 모터를 소형화 할 수 있다.

Claims

외주연이 운동방향으로 절곡된 절곡부를 가지는 원판모양으로 형성하여 그 중심부가 진동체에 결합하는 탑플레이트와, 탑플레이트의 절곡부에 삽입하여 결합하도록 그 외주면이 균일하도록 복합재료(Composite Materials)를 이용하여 원통모양으로 형성하는 마그네트튜브로 된 마그네트프레임과;

마그네트프레임의 마그네트튜브 외주면에 원주방향을 따라 고정 설치하여 외측고정자 또는 내측고정자의 코일과 함께 유도자기를 형성하는 마그네트와;

마그네트의 일단을 지지하도록 복합재료로 형성하여 상기 마그네트튜브의 외주면 구비하는 제1 마그네트지지링과;

마그네트지지링과 마그네트의 외주면을 감싸도록 복합재료로 형성하여 상기 마그네트프레임에 고정하는 마그네트고정링;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자.
제1항에 있어서,

마그네트프레임의 탑플레이트와 마그네트 사이에는 복합재료로 형성하는 제2 마그네트지지링을 개재하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자.
제2항에 있어서,

제2 마그네트지지링과 탑플레이트의 절곡부를 함께 감싸도록 복합재료로 형 성하는 플레이트고정링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자.
제3항에 있어서,

탑플레이트의 절곡부 외주면과 이에 대응하는 플레이트고정링의 내주면 사이에는 운동방향으로 구속하도록 반대방향으로 단차진 걸림부를 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자.
제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서,

마그네트고정링은 진원형의 원통모양으로 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자.
봉 모양의 틀에 복합재료를 원통모양으로 감아 마그네트튜브를 형성하는 단계와,

마그네트튜브의 일단에 탑플레이트를 삽입하는 단계와,

마그네트튜브의 외주면에 마그네트를 원주방향으로 부착하는 단계와,

마그네트의 외주면을 복합재료로 감아 마그네트고정링을 형성하는 단계와,

소정의 온도로 가열하여 복합재료의 수지가 각 부재간 공간을 채우면서 일체시키면서 소정의 강도를 갖도록 경화시키는 단계로 수행하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자 제조 방법.
제6항에 있어서,

마그네트를 마그네트튜브에 부착하는 동시에 그 마그네트의 운동방향 양측에 각각 제1 마그네트지지링과 제2 마그네트지지링을 형성하고, 탑플레이트와 이에 근접한 제2 마그네트지지링을 복합재료로 감아 플레이트고정링을 형성하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자 제조 방법.
제7항에 있어서,

제1 마그네트지지링은 로빙(Roving)한 복합재료를 수지에 함침한 소재를 이용하여 공간을 채워 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자 제조 방법.
제7항에 있어서,

제2 마그네트지지링은 로빙(Roving)한 복합재료를 수지에 함침한 소재를 이용하여 공간을 채워 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 가동자 제조 방법.