KR100911303B1 - 속도 가변 무 정류자 dc모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 속도 가변 무 정류자 DC모터에 관한 것으로 부하 구동용 회전판(11)의 양측에 무 정류자 직류 모터로되는 좌,우 회전자뭉치(6, 17)로 구성되어 있고, 상기 부하 구동용회전판(11)에 천설된 관통홈(12)에 설치된 원추형 아이들기어(13)에 의해 좌,우 회전자 뭉치(6, 17)의 일측에 요성된 원추형 기어의 나사산(10)(19)와 연결되어 좌,우 양 회전자뭉치(6,17)의 회전 속도 차이에 의해 부하 구동용 회전판(11)이 회전하도록 함으로서 차동 감속이나 증속이 가능토록 한 것이다. 이와 같이 함으로서 부하 구동용 회전판의 속도를 저속으로 운전 하더라도 감속 기어 없이도 토크의 손실 없이 또한 모터의 불완전한 떨림 없이 운전되어 저속 운전에 의해 야기되는 전력의 손실이나 회로의 발열 등에 의한 손실을 방지할 수 있다.

부하 구동용 회전판, 회전자뭉치, 아이들기어, 원추형 기어, 나사산,

Description

속도 가변 무 정류자 DC모터{Variable Speed None Rectifier DC Motor}

속도 가변 무 정류자 DC모터에 관한 것임.

일반적으로 직류 모터는 코일에 공급하는 전력의 조절로서 속도를 가변화 하도록 되어 있어서 저속일 때 회전토크의 불안정과 기동 전력의 극대화 및 회로에 발열을 일으키는 등의 문제점이 있는바 이와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 착안된 것임.

본 발명은 상기와 같은 종래의 불편함과 문제점을 해결하기 위하여 속도 가변이 용이하고 저속 토크의 극대화 및 잦은 기동 전력의 공급에 의한 전력의 소모를 최소화 하는데 있다.

본 발명은 두 개의 무 정류자 직류 모터의 회전자를 서로 마주 보게 설치하고 그 중간에 부하 구동용 회전판을 위치시켜서 상기한 부하 구동용 회전자에 설치한 동력 전달용 원추형 아이들 기어에 의해 상기 두 개의 양측 회전자의 회전 속도 의 차이만큼 중간의 동력 전달용 회전판이 회전하도록 함으로서 양 쪽의 회전자가 서로 반대 방향으로 동일한 속도로 회전하면 그 차이만큼 부하 구동용 회전판이 회전하도록 함으로서 해결한 것이다.

상기와 같은 원리로 구성함으로서 부하 구동용 회전판의 속도를 초 저속으로 운전한다 하더라도 감속 기어 없이 토크의 손실이 없고 모터의 불안정한 떨림이나 자속 운전시 야기되는 전력의 손실을 최소화 하게 되고 회로의 발열에 의한 소손 등을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 따른 실시예에 따라 상술하면 다음과 같다. 도1은 본 발명을 설명키 위한 해탈 사시도로 모터 회전축(1)은 회전하지 아니하고 부하 구동용 회전판(11)만을 회전 하여 부하측에 직접 연결하도록 베어링(14)으로 결합되고, 부하 구동용 회전판(11)의 외주에 고무 등으로 지면 접촉 바퀴를 설치하여 모터 일체형 구동바퀴로 사용할 수 있음을 보여주는 것이며, 도2는 모터 회전축(1')에 부하 구동용 회전판(11)이 나사(14')에 의해 고정되어 회전 축(1')에 별도의 부하를 장착하는 경우의 변형된 실시예의 도면이다.

도1에서 좌측 보호 덮개(2)에는 구동코일(3)이 원판상의 코일 배열 플랫폼(4)에 견고히 고정되고 나사(5)에 의해 상기한 회전 축(1)에 취부되어 있으며, 좌측 회전자 뭉치(6)의 일면에는 원형의 회전판(8)에 일정 각도로 자화된 영구자석(9)이 취부되어 있고 타면에는 원추형 기어의 나사산(10)이 형성되고 베어링(7)으로 회전 축(1)에 관삽(管揷)되어 자유롭게 회전할 수 있도록 되어 있다.

상기한 부하 구동용 회전판(11)은 베아링(14)으로 회전 축(1)에 연결되어 모터의 회전 축(1)과는 자유롭게 회전 하도록 되고 수 개로 천공된 관통홈(12)에는 동력 전달용 원추형 아이들기어(13)가 핀(15)에 의해 지지되어 상기한 회전자 뭉치(6)에 형성된 원추형의 나사산(10)에 맞 물려 회전할 수 있도록 되어 있다.

한편, 우측의 구성 또한 좌측의 구성과는 서로 대칭되게 구성되어 있다. 즉 우측 회전자 뭉치(17)에도 영구자석 및 원추형 기어의 나사(19)가 형성되어 베어링(20)에 의해 회전 축(1)에 유삽되어 자유롭게 회전이 가능 하도록 되고, 우측 덮개(21)에도 또한 좌측덮개(2)에서 보는바와 같은 코일 플랫폼에 구동코일이 견고하게 고정되어(도시 생략) 나사(22)에 의해 회전 축(1)에 취부되어 고정토록 되어 있다.

도2는 도1에서와 같은 부위는 같은 부호로 표시되고 다만 회전 축(1')에 상기한 부하 구동용 회전판(11)이 나사(14')에 의해 고정토록 되어 있고, 덮개(2, 21)및 회전자 뭉치(6, 17)는 베어링(5', 7', 20' 22')로 회전 축(1')에 유삽(遊揷)되고 좌, 우 덮개(2, 21)에 형성된 나사홀(23, 24)을 통해 도시하지 않은 보울트에 의해 견고하게 고정토록 되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명의 작동을 설명키 위한 원리도이고 도4는 좌, 우측 덮개(2, 21)를 제외한 조립된 상태의 단면도이다.

따라서 좌측 회전자 뭉치(6)가 화살표A 방향으로 회전하게 되면 회전자 뭉치(6)의 일측에 형성된 원추형 기어의 나사산(10)과 맞 물려 있는 부하 구동용 회전판(11)에 설치된 원추형 아이들기어(13)가 화살표B 방향으로 회전하게 되고 이에 따라 상기 원추형 아이들기어(13)와 맞 물려 있는 우측 회전자 뭉치(17)가 정지상태에 있다면, 아이들기어(13)의 회전에 따라 아이들기어(13)는 우측의 회전자 뭉치(17)의 나사산을 타고 회전하기 위해 부하 구동용 회전판(11)을 화살표C 방향으로 회전시키게 된다. 이때 화살표C방향의 회전 속도는 좌측 회전자 뭉치(6)의 속도와 비례하고, 아이들기어(13)는 부하 구동용 회전판(11)의 좌,우에 고정된 회전자 뭉치(6)(17)의 회전 속도에 차이가 있으면, 그 차이만큼 운동량을 부하 구동용 회전판(11)에 전달되어 부하 구동용 회전판(11)을 회전 시키게 되는 것이다.

도5는 상기와 같은 운전에 따른 회전자 뭉치의 회전 속도와 관계되는 그래프로 초기 양쪽의 회전자 뭉치의 회전 속도를 최적화한 상반된 방향의 속도(N)에서, 부하 구동용 회전판(11)이 정지된 상태이고, 1차 증속하는 과정은 한쪽 모터의 회전 속도를 최대(R)로 까지 증속시키는 과정이고 2차 증속과정은 벽 방향의 적정 회전 속도를 유지하고 있는 모터를 감속시켜 모터의 회전 방향을 반대로 하여 증속시키는 과정을 나타낸 것이다. 최종 2차 증속된 상태에서는 좌, 우측의 속도가 동일 방향으로 최대 속도까지 증속 시킨것이고, 이때 부하구동용 회전판(11)도 좌 우측 모터의 속도와 같게 된다.

이상 도5에서 보여주는 바와 같이 실제 운용시 양쪽의 회전자 뭉치를 최적의 회전 속도(회전 토크와 전력 소비를 감안한)로 반대 방향으로 동일 속도로 구동하여 부하 구동용 회전판을 정지시킨 상태에서 서서히 한쪽 회전자 뭉치의 회전 속도 를 줄임으로서 차동 회전 속도를 구동용 회전판에 전달 증속 시킬 수가 있는 것이다.

도1은 본 발명을 설명키 위한 해탈 사시도, 도2는 모터 축이 회전하도록 된 설명도, 도3은 작용 설명도, 도4는 조립된 상태의 단면 설명도, 도5는 정지상태에서 증속과정의 각 회전자의 회전 속도와의 관계를 설명하는 그래프이다.

도면중 부호의 설명

1, 1'는 회전 축, 2는 자속 발생 코일뭉치가 설치된 좌측 덮개, 3은 코일, 4는 코일 배열 플랫폼, 5, 14', 22는 나사, 6은 영구자석(9) 및 원추형 기어의 나사산(10)이 형성된 좌측 회전자 뭉치, 7, 14, 20, 5', 7', 20' 22'는 베어링, 8은 고정판, 11은 부하 구동용 회전판, 12는 아이들기어(13)관통용 홈,15는 핀, 17은 우측 회전판 뭉치, 18은 영구자석, 19는 나사산, 21은 우측 덮개, 23, 24는 홀을 의미한다.

Claims (1)

1. 속도 가변 무 정류자 DC모터를 구성함에 있어서,

   부하 구동용 회전판의 양측에 좌, 우 무 정류자 모터로 되는 회전자 뭉치가 서로 마주 위치하도록 되고, 상기 부하 구동용 회전판에 천공된 관통홈에 원추형 아이들기어가 핀에 의해 지지되어 좌,우 회전자 뭉치의 일면에 요설된 원추형 기어의 나사산에 맞 물려 양 회전자 뭉치의 회전 속도의 차이에 의해 그 차 만큼 부하 구동용 회전판이 차동감속 및 증속하도록 되는 것을 특징으로하는 속도 가변 무 정류자 DC모터.

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