KR100902563B1 - 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조에 관한 것으로, 본 발명은 여러 장의 얇은 스테이터코어를 원통모양으로 적층하여 일정 공극을 두고 외측고정자와 내측고정자를 배치하고 그 중 어느 한 쪽에 권선코일을 장착하여 양측 고정자 사이에 플럭스를 형성하는 고정자조립체와, 여러 장의 얇은 스테이터코어를 원통모양으로 적층하여 상기한 외측고정자와 내측고정자 사이에 움직일 수 있도록 배치하고 마그네트를 구비하여 고정자조립체의 플럭스에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자조립체로 된 왕복동식 모터에 있어서, 외측고정자 또는 내측고정자의 각 스테이터코어는 측면에 각각 꺾음돌부를 적어도 한 개 이상씩 형성하여 각각의 스테이터코어를 적층한 후 상기한 꺾음돌부를 꺾어 이웃하는 스테이터코어와 접촉시킨 다음에 꺾음돌부와 이웃하는 스테이터코어의 측면 또는 꺾음돌부를 상호 용접으로 결속함으로써, 각 스테이터코어의 용접시 용접면적을 넓혀 저온으로 용접을 함에 따라 용접열로 인한 각 스테이터코어의 변형을 미연에 방지하면서도 결속력은 높일 수 있다.

Description

왕복동식 모터의 스테이터 고정구조{STATOR FIXING STRUCTURE FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1 및 도 2는 종래 왕복동식 모터를 측면과 정면에 각각 보인 반단면도.

도 3은 종래 왕복동식 모터에서 외측고정자의 조립과정을 보인 사시도.

도 4는 본 발명 왕복동식 모터에서 외측고정자의 조립과정을 보인 사시도.

도 5는 본 발명 왕복동식 모터에서 외측고정자의 조립과정을 단계별로 보인 정면도.

도 6은 본 발명 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조에 대한 변형예를 보인 정면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 외측고정자 111 : 스테이터코어

111a : 꺾음돌부

본 발명은 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조에 관한 것으로, 특히 낱장의 스테이터 코어를 견고하게 결속할 수 있는 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 모터는 입체 구조인 모터의 자장(Magnet Field)을 평판 모양으로 변형한 것으로, 평판인 가동자조립체를 역시 평판인 고정자조립체에 얹어 자장 변화에 따라 직선으로 움직이도록 한 것이다.

이러한 왕복동식 모터는 평판형 외에 고정자조립체와 가동자조립체를 원통 모양으로 형성하는 원통형도 알려져 있다. 원통형 왕복동식 모터는 고정자조립체를 외측고정자와 내측고정자로 분리하고, 그 중 어느 한 쪽에 권선코일을 장착한다. 또, 외측고정자와 내측고정자 사이에는 가동자조립체를 움직일 수 있도록 배치하고, 가동자조립체에는 권선코일의 플럭스(flux)를 자장을 형성하도록 마그네트를 부착하여 이루어져 있다.

도 1 및 도 2는 종래 왕복동식 모터를 측면과 정면에 각각 보인 반단면도이다.

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

고정자 조립체(10)는 얇은 스테이터코어(11a)를 여러 장 적층하여 원통형으로 형성하고 내부에 권선코일(C)을 장착하는 외측고정자(11)와, 역시 얇은 스테이터코어(12a)를 여러 장 적층하여 원통형으로 형성하고 상기 외측고정자(11)의 내부에 일정 공극을 두고 배치하며 실린더(미도시)의 외주면 또는 프레임(미도시)의 외주면에 압입하여 고정하는 내측고정자(12)로 이루어져 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 등간격으로 장착하는 마그네트(22)들과, 마그네트(22)들을 감싸도록 원통상으로 형성하여 그 마그네트(22)들의 외주면에 강제로 압입후 절곡하거나 용접하는 고정링(미도시)으로 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터에서 외측고정자를 조립하는 과정은 다음과 같다.

도 3에서와 같이 권선코일(C)에 낱 장의 스테이터코어(11a)를 끼워 원통모양으로 적층하고, 적층 후 각각의 스테이터코어(11a)의 위치가 틀어지거나 모터 구동시 낱 장의 스테이터코어(11a)가 서로 부딪혀 떨림이 생기지 않도록 각 스테이터코어(11a)의 양 측면을 용접하여 서로 결속한다.

또, 내측고정자(12) 역시 외측고정자(11)와 같이 각각의 스테이터코어(12a)를 원통모양으로 적층한 후 양 측면을 용접하여 낱 장의 스테이터코어(12a)를 서로 결속한다.

이렇게 조립한 왕복동식 모터는, 외측고정자(11)의 권선코일(C)에 전류를 인 가하면 권선코일(C)의 주변에 플럭스가 형성되어 외측고정자(11)와 내측고정자(12)의 경로(path)를 따라 '폐루프(closed loop)' 모양으로 자장을 형성하고, 이 자장 안에 가동자조립체(20)의 마그네트(22)들이 놓여 상기한 권선코일(C)의 플럭스와 상호 작용하면서 권선코일(C)의 플럭스 방향에 따라 밀리거나 당겨지면서 가동자 몸체(21)를 직선으로 왕복운동 시키는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 모터에 있어서는, 낱 장의 스테이터코어(11a)(12a)를 적층한 후 용접을 실시할 때 전자빔과 같이 용접력이 강할 경우에는 스테이터코어(11a)(12a)간 결속력은 강한 반면 고열로 인해 스테이터코어(11a)(12a)가 변형할 우려가 있고, 반대로 레이저 용접과 같이 용접력이 약할 경우에는 스테이터코어(11a)(12a)의 변형은 적은 반면 각 스테이터코어(11a)(12a)가 벌어져 있어 결속력이 약하게 되고 이로 인해 모터의 조립이나 구동시 탈거될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 용접면적을 확대하여 낮은 용접열로도 각각의 스테이터코어를 견고하게 결속할 수 있는 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 여러 장의 얇은 스테이터코어를 원통모양으로 적층하여 일정 공극을 두고 외측고정자와 내측고정자를 배치하고 그 중 어느 한 쪽에 권선코일을 장착하여 양측 고정자 사이에 플럭스를 형성하는 고정자조립체와, 여러 장의 얇은 스테이터코어를 원통모양으로 적층하여 상기한 외측고정자와 내측고정자 사이에 움직일 수 있도록 배치하고 마그네트를 구비하여 고정자조립체의 플럭스에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자조립체로 된 왕복동식 모터에 있어서, 외측고정자 또는 내측고정자의 각 스테이터코어는 측면에 각각 꺾음돌부를 적어도 한 개 이상씩 형성하여 각각의 스테이터코어를 적층한 후 상기한 꺾음돌부를 꺾어 이웃하는 스테이터코어와 접촉시킨 다음에 꺾음돌부와 이웃하는 스테이터코어의 측면 또는 꺾음돌부를 상호 용접으로 결속하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 모터에서 외측고정자의 조립과정을 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 모터에서 외측고정자의 조립과정을 단계별로 보인 정면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 외측고정자(110)는 수백장의 얇은 스테이터코어(111)를 환형의 권선코일(C)에 적층하여 원통모양으로 형성하는 것이다.

도 4에서 111은 외측고정자(110)를 이루는 스테이터코어를 정면에서 보인 것으로, 스테이터코어(111)는 한 개를 "ㄷ"자 모양으로 형성하거나 또는 "ㄱ"자와 "역ㄱ"자로 된 두 개의 스테이터코어를 합하여 "ㄷ"자 모양으로 형성하고, 그 스테이터코어(111)의 개구측의 양쪽 바깥면에 꺾음돌부(111a)를 적어도 한 개 이상 판금작업으로 형성한다.

꺾음돌부(111a)는 꺾었을 때 이웃하는 스테이터코어(111)의 측면에 접하거나 또는 이웃하는 스테이터코어(111)의 꺽임돌부(111a)에 중첩하는 길이로 형성한다.

또, 꺾음돌부(111a)는 꺾을 때 파손되는 것을 방지할 수 있도록 꺾음선 부위가 그 타단 보다 적어도 작지는 않도록 "사다리꼴" 또는 "반원형이나 반타원형"으로 형성하는 것이 바람직하나, 끝단의 폭이 충분히 넓을 때는 꺾음선 부위를 상대적으로 좁게 하여 용이하게 꺾일 수 있도록 할 수도 있다.

또, 꺾음돌부(111a)는 스테이터코어(111)의 양측 중앙부위에 형성하는 것이 결속력을 높일 수 있으나, 복수 개 일 경우에는 상하 양측에 형성하는 것이 바람직하고 특히 스테이터코어(111)를 "ㄱ"자와 "역ㄷ"자로 형성할 경우에는 수평부 끝단을 결속할 수 있도록 그 수평부 끝단의 측면 또는 이 끝단이 대응하는 수직부 측면에 상기한 꺾음돌부(111a)를 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조를 이용하여 각각의 스테이터코어를 조립하는 과정은 다음과 같다.

도 5에 도시한 바와 같이 권선코일(또는, 권선코일을 내장한 보빈)(C)의 외주면에 상기한 스테이터코어(111)를 원주방향으로 나란하게 적층하여 원통형으로 된 외측고정자(110)를 형성한다.

다음, 각 스테이터코어(111)의 양측면에 구비한 꺾음돌부(111a)를 프레스 등을 이용하여 동일방향으로 절곡한다. 이때, 각각의 꺾음돌부(111a)는 이웃하는 스테이터코어(111)의 양측면 또는 꺾음돌부(111a)에 중첩하여 두 스테이터코어(111) 사이의 간격(t)을 메운다.

다음, 레이저 용접과 같이 용접열이 약한 용접기를 이용하여 상기한 꺾음돌부(111a)를 용접하여 서로 결속시킨다.

한편, 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조에 대한 변형예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일례에서는 꺾음돌부(111a)의 개수에 관계없이 각각의 꺾음돌부(111a)를 동일 방향으로 꺾어 용접하는 것이었으나, 본 변형예는 도 6에서와 같이 각 스테이터코어(211)의 일측면에 반경방향을 따라 꺾음돌부(211a)(211a)를 복수 개씩 형성하고 그 각 스테이터코어(211)의 각 꺾음돌부(211a)(211a)를 서로 반대방향, 즉 안쪽 꺽임돌부(211a)를 도면의 좌측으로 꺾으면 바깥쪽 꺽임돌부(211a)는 도면의 우측으로 꺾어 양쪽에서 이웃하는 다른 스테이터코어(211)의 꺾음돌부(211a)(211a)에 각각 용접되도록 하거나 또는 도면에 도시하지는 않았으나 각 스테이터코어의 양측면에 꺾음돌부를 한 개 이상씩 형성하되 그 양측면의 꺾음돌부를 서로 다른 방향, 즉 전방측 꺾음돌부를 좌측으로 꺾으면 후방측 꺾음돌부는 우측으로 꺾어 양쪽에서 이웃하는 스테이터코어의 꺾음돌부에 각각 용접되도록 할 수도 있다.

이 경우, 각각의 스테이터코어(211)가 양쪽의 스테이터코어(211)와 모두 용접되므로 그만큼 결속력을 높일 수 있다.

이렇게 하여 각 스테이터코어의 용접시 저온으로 용접을 하면서도 용접면적을 넓혀 용접열로 인한 각 스테이터코어의 변형을 미연에 방지하면서도 결속력은 높일 수 있다. 또 이를 통해 모터의 구동시 각 스테이터코어의 위치가 틀어지거나 떨리는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예는 외측고정자에 대하여 설명하고 있으나 내측고정자에 적용하더라도 그 작용 효과는 동일하다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조는, 낱장의 스테이터코어 양측면에 꺾음돌부를 형성하여 각 스테이터코어의 적층시 상기한 꺾음돌부를 이웃하는 스테이터코어 쪽으로 꺾은 후 용접으로 그 꺾음돌부를 용접 결속함으로써, 각 스테이터코어의 용접시 용접면적을 넓혀 저온으로 용접을 함에 따라 용접열로 인한 각 스테이터코어의 변형을 미연에 방지하면서도 결속력은 높일 수 있다.

Claims (4)

1. 여러 장의 얇은 스테이터코어를 원통모양으로 적층하여 일정 공극을 두고 외측고정자와 내측고정자를 배치하고 그 중 어느 한 쪽에 권선코일을 장착하여 양측 고정자 사이에 플럭스를 형성하는 고정자조립체와, 여러 장의 얇은 스테이터코어를 원통모양으로 적층하여 상기한 외측고정자와 내측고정자 사이에 움직일 수 있도록 배치하고 마그네트를 구비하여 고정자조립체의 플럭스에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자조립체로 된 왕복동식 모터에 있어서,

   외측고정자 또는 내측고정자의 각 스테이터코어는 측면에 각각 꺾음돌부를 적어도 한 개 이상씩 형성하여 각각의 스테이터코어를 적층한 후 상기한 꺾음돌부를 꺾어 이웃하는 스테이터코어와 접촉시킨 다음에 꺾음돌부와 이웃하는 스테이터코어의 측면 또는 꺾음돌부를 상호 용접으로 결속하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조.
2. 제1항에 있어서,

   꺾음돌부는 꺾음선 부위가 그 타단에 비해 상대적으로 폭을 넓게 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   꺾음돌부는 각 스테이터코어의 일측면에 반경방향을 따라 복수 개씩이 형성되고, 그 복수 개씩의 꺾음돌부는 각각 양쪽에 이웃하는 다른 스테이터코어를 향하도록 서로 반대방향으로 꺾어 그 양쪽의 다른 스테이터코어의 꺾음돌부에 각각 용접되도록 하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   꺾음돌부는 각 스테이터코터의 양측면에 적어도 한 개 이상씩 형성되고, 그 양측면의 꺾음돌부는 각각 양쪽에 이웃하는 다른 스테이터코어를 향하도록 서로 반대방향으로 꺾어 그 양쪽의 다른 스테이터코어의 꺾음돌부에 각각 용접되도록 하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 스테이터 고정구조.

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