KR101029610B1

KR101029610B1 - 모터

Info

Publication number: KR101029610B1
Application number: KR1020100006196A
Authority: KR
Inventors: 문인수
Original assignee: 문인수
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2011-04-15
Also published as: KR20100070312A

Abstract

본 발명은 하우징과, 상기 하우징의 내면에 일정 간격을 두고 배치되는 고정자 영구자석과, 상기 고정자 영구자석의 내면에 장착되는 자기력 차폐판을 포함하는 고정자, 상기 고정자의 내면에 배치되고 회전축이 고정되는 지지부재와, 상기 지지부재의 외주면에 일정 간격을 두고 배치되는 회전자 영구자석을 포함하는 회전자, 상기 자기력 차폐판의 양쪽 끝부분과 하우징 사이에 위치되어 자기력 차폐판과 하우징 사이의 자기장을 전달하거나 자기장을 차단하는 자기장 단속유닛, 그리고, 상기 자기장 단속유닛을 구동시키는 구동유닛으로 구성되어, 소비전력을 최소화하면서 최대 회전력을 발생시킬 수 있다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명은 회전력을 발생시키는 모터에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 하우징과, 이 하우징의 내면에 배치되는 고정자와, 이 고정자의 내면에 배치되어 고정자와 상호 작용하여 회전되는 회전자와, 이 회전자에 고정되는 회전축을 포함한다.

고정자는 영구자석이 사용되고, 회전자는 자기장을 발생시키는 철심과 전류가 인가되는 유도코일로 구성된다.

이와 같은 모터는 유도코일에 전류가 인가되면 철심과 유도코일에서 자기장이 발생되고, 이 자기장과 영구자석의 자기장이 상호 작용하여 회전자를 회전시킨다.

하지만, 현재 사용되고 있는 모터는 출력이 커지면 그만큼 모터의 크기가 커지게 되고, 또한 소비전력이 커지는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 소비전력을 최소화하면서 출력을 크게 할 수 있는 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 모터는 하우징과, 상기 하우징의 내면에 일정 간격을 두고 배치되는 고정자 영구자석과, 상기 고정자 영구자석의 내면에 장착되는 자기력 차폐판을 포함하는 고정자, 상기 고정자의 내면에 배치되고 회전축이 고정되는 지지부재와, 상기 지지부재의 외주면에 일정 간격을 두고 배치되는 회전자 영구자석을 포함하는 회전자, 상기 자기력 차폐판의 양쪽 끝부분과 하우징 사이에 위치되어 자기력 차폐판과 하우징 사이의 자기장을 전달하거나 자기장을 차단하는 자기장 단속유닛, 그리고, 상기 자기장 단속유닛을 구동시키는 구동유닛을 포함한다.

상기 하우징은 원통 형태이고, 영구자석에 의해 자화되는 자성체로 형성될 수 있다.

상기 고정자 영구자석은 상기 하우징의 내면에 고정될 수 있도록 하우징의 내면과 동일한 곡선형태로 형성될 수 있다.

상기 고정자 영구자석은 이웃하여 배열되는 영구자석들과 극성이 서로 반대로 배열될 수 있다.

상기 고정자 영구자석은 제1영구자석, 상기 제1영구자석과 180도의 간격을 두고 배열되고 상기 제1영구자석과 동일한 극성을 갖는 제2영구자석, 상기 제1영구자석과 제2영구자석 사이에 90도의 간격을 두고 배열되고 제1영구자석 및 제2영구자석과 반대 극성을 갖는 제3영구자석 및 제4영구자석을 포함할 수 있다.

상기 자기력 차폐판은 각 고정자 영구자석의 내면에 고정되는 곡선 형태의 판이고, 상기 고정자 영구자석에 의해 자화될 수 있는 자성체로 형성될 수 있다.

상기 자기력 차폐판은 그 양측면이 상기 고정자 영구자석보다 길게 형성되고, 각 자기력 차폐판의 양쪽 끝부분과 상기 하우징의 내면 사이에는 한 쌍의 자기장 단속유닛이 회전 가능하게 배치될 수 있다.

상기 자기력 차폐판은 제1영구자석에 장착되는 제1차폐판, 상기 제2영구자석에 장착되는 제2차폐판, 상기 제3영구자석에 장착되는 제3차폐판, 그리고 상기 제4영구자석에 장착되는 제4차폐판을 포함할 수 있다.

상기 회전자 영구자석은 곡선형태로 형성되는 제1영구자석과, 상기 제1영구자석과 마주보게 배치되는 제2영구자석을 포함하고, 상기 제1영구자석과 제2영구자석은 극성이 서로 반대가 되도록 배치될 수 있다.

상기 자기장 단속유닛은 구동축, 상기 구동축에 고정되고 비자성체로 형성되어 상기 하우징과 자기장 차폐판 사이의 자력 전달을 차단하는 자기력 차단부재, 그리고, 상기 자기력 차단부재의 양측면에 고정되고 자성체로 형성되어 자기장 차폐판과 하우징 사이의 자력을 전달하는 자기력 전달부재를 포함할 수 있다.

상기 구동축은 하우징에 회전 가능하게 지지되고, 상기 자기력 차단부재는 알루미늄 재질로 형성되고, 상기 자기력 전달부재는 규소강 재질로 형성될 수 있다.

상기 자기력 차단부재와 자기력 전달부재가 조립되면 원형 봉 형태를 이룰 수 있다.

상기 자기력 단속유닛은 상기 제1차폐판과 하우징 사이에 배치되는 제1단속유닛, 상기 제2차폐판과 하우징 사이에 배치되는 제2단속유닛, 상기 제3차폐판과 하우징 사이에 배치되는 제3단속유닛, 상기 제4차폐판과 하우징 사이에 배치되는 제4단속유닛을 포함할 수 있다.

상기 구동유닛은 상기 제1단속유닛과 제2단속유닛을 동시에 구동시키는 제1구동유닛과, 상기 제3단속유닛과 제4단속유닛을 동시에 구동시키는 제2구동유닛을 포함할 수 있다.

상기 제1구동유닛은 제1단속유닛과 제2단속유닛 사이에 연결되는 제1작동로드, 상기 제1작동로드에 슬라이드 이동 가능하게 배치되고 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 제1전자석, 상기 제1작동로드의 일측에 고정되어 상기 제1전자석에 일방향 전원이 인가되면 제1전자석과 인력이 발생되는 제1구동용 자석, 그리고 상기 제1작동로드의 타측에 고정되어 상기 제1전자석에 타방향 전원이 인가되면 제1전자석과 인력이 발생되는 제2구동용 자석을 포함할 수 있다.

상기 제2구동유닛은 제3단속유닛과 제4단속유닛 사이에 연결되는 제2작동로드, 상기 제2작동로드에 슬라이드 이동 가능하게 배치되고 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 제2전자석, 상기 제2작동로드의 일측에 고정되어 상기 제2전자석에 일방향 전원이 인가되면 제2전자석과 인력이 발생되는 제1구동용 자석, 그리고 상기 제2작동로드의 타측에 고정되어 상기 제2전자석에 타방향 전원이 인가되면 제2전자석과 인력이 발생되는 제2구동용 자석을 포함할 수 있다.

상기 제1단속유닛의 자기력 차단부재가 하우징과 제1차폐판 사이에 위치되면, 제2단속유닛의 자기력 연결부재가 하우징과 제2차폐판 사이에 위치되고, 상기 제1단속유닛과 제2단속유닛은 동시에 구동될 수 있다.

상기 제3단속유닛의 자기력 차단부재가 하우징과 제3차폐판 사이에 위치되면, 제4단속유닛의 자기력 연결부재가 하우징과 제4차폐판 사이에 위치되고, 상기 제3단속유닛과 제4단속유닛은 동시에 구동될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 모터는 소비전력을 최소화하면서 최대의 회전력을 발생시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 모터의 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 모터의 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 자기장 단속유닛의 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 자기장 단속유닛의 작동 상태를 나타낸 모터의 일부 단면도이다.
도 6 내지 도 15는 본 발명의 한 실시예에 따른 모터의 작동 상태를 나타낸 작동 상태도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 모터의 횡단면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 모터의 종단면도이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 모터는 고정자(10)와, 이 고정자(10)의 내면에 일정 간격을 두고 배치되는 회전자(50)와, 회전자(50)에 고정되는 회전축(70)과, 고정자(10)를 구동시키는 구동유닛(100,200)을 포함한다.

고정자(10)는 하우징(12)과, 이 하우징(12)의 내면에 일정 간격을 두고 배열되는 고정자 영구자석(14,16,18,20)과, 이 고정자 영구자석(14,16,18,20)의 내면에 고정되어 고정자 영구자석에서 발생되는 자기력을 차단시키거나 고정자 영구자석에 의해 자화되는 자기력 차폐판(22,24,26,28)을 포함한다.

하우징(12)은 원통 형태로 형성되고, 모터의 케이스 역할을 할 수 있으며, 고정자 영구자석에 의해 자화되는 자성체로 형성된다.

고정자 영구자석(14,16,18,20)은 하우징(12)의 내면에 고정될 수 있도록 하우징(12)의 내면과 동일한 곡선형태로 형성되고, 하우징(12)의 내면에 일정 간격을 두고 복수로 배열된다. 여기에서, 고정자 영구자석은 도면상 4개로 배열되어 있지만, 8개도 가능하고 16개도 가능하다. 즉, 고정자 영구자석은 모터의 크기 및 용량에 따라 개수가 달라질 수 있다.

이러한 고정자 영구자석은 제1영구자석(14)과, 이 제1영구자석(14)과 180도의 간격을 두고 배열되는 제2영구자석(16)과, 제1영구자석(14)과 제2영구자석(16) 사이에 90도의 간격을 두고 배열되는 제3영구자석(18) 및 제4영구자석(20)으로 구성된다.

제1영구자석(14)과 제2영구자석(16)은 안쪽이 N극이고, 바깥쪽이 S극이 되도록 배치되고, 제3영구자석(18)과 제4영구자석(20)은 안쪽이 S극이고, 바깥쪽이 N극이 되도록 배치된다.

자기력 차폐판(22,24,26,28)은 고정자 영구자석의 내면에 고정자 영구자석을 가릴 수 있도록 곡선 형태의 판이고, 고정자 영구자석에 의해 자화될 수 있는 자성체로 형성된다.

이러한 자기력 차폐판은 제1영구자석(14)에 장착되는 제1차폐판(22)과, 제2영구자석(16)에 장착되는 제2차폐판(24)과, 제3영구자석(18)에 장착되는 제3차폐판(26)과, 제4영구자석(20)에 장착되는 제4차폐판(28)을 포함한다.

이러한 자기력 차폐판(22,24,26,28)은 그 양측면이 고정자 영구자석보다 길게 형성되고, 각 자기력 차폐판의 양쪽 끝부분과 하우징(12)의 내면 사이에는 한 쌍의 자기장 단속유닛(30,32,34,36)이 회전 가능하게 배치된다.

따라서, 자기장 단속유닛은 제1차폐판(22)과 하우징(12) 사이에 배치되는 제1단속유닛(30)과, 제2차폐판(24)과 하우징(12) 사이에 배치되는 제2단속유닛(32)과, 제3차폐판(26)과 하우징(12) 사이에 배치되는 제3단속유닛(34)과, 제4차폐판(28)과 하우징(12) 사이에 배치되는 제4단속유닛(36)을 포함한다.

자기장 단속유닛(30,32,34,36)은 도 3에 도시된 바와 같이, 구동유닛(80)과 연결되어 회전되는 구동축(40)과, 이 구동축(40)에 고정되고 비자성체로 형성되어 자기력 차폐판(22,24,26,28)과 하우징(12) 사이의 자력 전달을 차단하는 자기력 차단부재(42)와, 자기력 차단부재(42)에 고정되고 자성체로 형성되어 자기력 차단판(22,24,26,28)과 하우징(12) 사이의 자력을 전달하는 자기력 전달부재(44)로 구성된다.

구동축(40)은 그 양쪽 끝부분이 하우징에 회전 가능하게 지지될 수 있고, 일측에는 구동유닛(80)과 연결되어 구동유닛(80)의 작동에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전된다.

자기력 차단부재(42)는 알루미늄 재질로 형성되고, 그 끝부분이 둥글게 형성되는 판 형태로 형성되고, 자기력 전달부재(44)는 규소강 재질로 형성되어 자기력 차단부재(42)의 양쪽 측면에 고정되며 그 외면은 둥근 형태로 형성된다.

따라서, 자기력 차단부재(42)와 자기력 전달부재(44)를 합치면 전체적으로 원형 봉 형태로 형성되고, 그 중앙에 구동축(40)이 고정된다.

회전자(50)는 회전축(70)의 외주면에 고정되는 지지부재(52)와, 이 지지부재(52)의 외주면에 고정되는 회전자 영구자석(54,56)으로 구성된다.

회전자 영구자석(54,56)은 곡선형태로 형성되는 제1영구자석(54)과, 이 제1영구자석(54)과 마주보게 배치되는 제2영구자석(56)을 포함한다.

제1영구자석(54)은 바깥쪽이 N극이고, 안쪽이 S극이 되도록 배치되고, 제2영구자석(56)은 바깥쪽이 S극이고, 안쪽이 N극이 되도록 배치된다. 따라서, 제1영구자석(54)과 제2영구자석(56)은 극성이 서로 반대로 배치된다.

고정자 영구자석(14,16,18,20)은 회전자 영구자석(54,56)에 비해 그 폭이 넓게 형성되고, 자기력 차폐판(22,24,26,28)의 양측면에 경사면(60)이 형성되고 자기력 차폐판(22,24,26,28)의 전면(62)의 폭이 회전자 영구자석(54,56)의 폭과 동일하게 형성되도록 한다. 따라서, 고정자 영구자석에서 발생되는 자력이 자기력 차폐판의 전면(62)에 모아지면서 자력의 세기가 커지게 된다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 자기장 단속유닛의 작동상태를 나타낸 일부 단면도이다.

자기장 단속유닛의 작동원리를 다음에서 설명한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이에 자기력 차단부재(42)가 위치되면 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이의 자력 연결이 차단된다. 그러면 제1차폐판(22)은 제1영구자석(14)에 의해 N극으로 자화되어 자성을 띠게 된다.

따라서, 제1영구자석(14)에서 발생되는 자력이 제1차폐판(22)으로 전달되어 자석 기능을 수행하게 된다. 그러면 제1차폐판(22)이 N극으로 자화되므로 회전자의 제1영구자석(54)과는 척력이 작용하게 되고 제2영구자석(56)과는 인력이 작용하게 되어 회전자(50)가 화살표 P방향으로 회전하려는 힘이 발생하게 된다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 구동축(40)이 구동유닛의 작동에 의해 90도 각도만큼 회전되면 자기력 연결부재(44)가 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이에 위치되어 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이의 자력 연결이 이루어진다. 그러면, 영구자석(22)에서 발생되는 자기력선은 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이의 흐르게 되고, 제1차폐판(22)의 외부로 방출되지 못하게 된다.

따라서, 제1영구자석(14)에서 발생되는 자기력선이 외부로 방출되지 못하기 때문에 자석의 기능을 상실하게 된다. 그러면 회전자(50)에는 회전력이 발생하지 않게 된다.

구동유닛은 제1단속유닛(30)과 제2단속유닛(32)을 동시에 구동시키는 제1구동유닛(100)과, 제3단속유닛(34)과 제4단속유닛(36)을 동시에 구동시키는 제2구동유닛(200)을 포함한다.

제1구동유닛(100)은 일측이 제1단속유닛(30)과 연결되고 타측이 제2단속유닛(32)과 연결되는 제1작동로드(110)와, 제1작동로드(110)에 슬라이드 이동 가능하게 배치되어 전원이 인가되면 자력이 발생되는 제1전자석(120)과, 이 제1전자석(120)을 사이에 두고 제1작동로드(110)의 일측에 고정되는 제1구동용 자석(130)과, 제1작동로드(110)의 타측에 고정되는 제2구동용 자석(140)을 포함한다.

제1작동로드(110)는 비자성체로 형성되고, 일예로 황동 재질이 사용될 수 있다.

제1전자석(120)은 하우징(12)에 고정되어 있고, 외부로부터 전원이 인가될 수 있도록 전원선이 연결된다. 이러한 제1전자석(120)은 철심(122)과, 이 철심(122)의 외주면에 감겨지는 유도코일(124)로 구성되어 일방향 전원이 인가되면 제1전자석(120)이 N극을 띠게 되고, 역방향 전류(극성을 바꿈)가 인가되면 제1전자석(120)이 S극을 띠게 된다.

철심(122)은 상자성체이면서 착자되지 않는 규소강 재질로 형성된다.

제1구동용 자석(130)은 제1전자석(120)과 마주보는 부분이 S극이 되도록 설치되고, 제2구동용 자석(140)은 제1전자석(120)과 마주보는 부분이 S극이 되도록 설치된다.

제1작동로드(110)의 한쪽 끝부분에는 제1단속유닛(30)의 구동축(40)에 고정되는 제1링크로드(112)가 힌지 연결되고, 제1작동로드(110)의 다른쪽 끝부분에는 제2단속유닛(32)의 구동축(40)에 고정되는 제2링크로드(114)가 힌지 연결된다.

그리고, 한 쌍으로 구성되는 제1단속유닛(30) 사이는 제3링크로드(150)로 연결되어 한 쌍이 동시에 작동될 수 있도록 한다.

이와 같은 제1구동유닛(100)의 작용을 살펴보면, 제1전자석(120)에 일방향 전원이 인가되면 제1전자석(120)이 N극을 띠게 되고, 이에 따라 제1구동용 자석(130)과 인력이 작용하여 제1작동로드(110)가 일방향으로 이동된다.

그러면, 제1단속유닛(30)의 구동축(40)이 회전되면서 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이에 자기력 차단부재(42)가 위치되어 제1차폐판(22)은 제1영구자석(14)에 의해 N극으로 자화되어 자성을 띠게 된다.

그리고, 제2단속유닛(32)의 구동축(40)이 회전되면서 하우징(12)과 제2차폐판(24) 사이에 자기력 전달부재(44)가 위치되어 하우징(12)과 제2차폐판(24) 사이의 자력 연결이 이루어진다. 그러면, 제2영구자석(16)에서 발생되는 자기력선은 하우징(12)과 제2차폐판(24) 사이의 흐르게 되어 제2차폐판(24)은 자화되지 않는다.

이와 같이, 제1단속유닛(30)과 제2단속유닛(32)은 제1구동유닛(100)에 의해 동시에 작동되고, 그 작동방향은 서로 반대가 된다. 즉, 제1단속유닛(30)의 자기력 차단부재(42)가 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이에 위치되도록 작동되면, 제2단속유닛(32)의 자기력 연결부재(44)가 하우징(12)과 제2차폐판(24) 사이에 위치된다.

제2구동유닛(200)은 일측이 제3단속유닛(34)과 연결되고 타측이 제4단속유닛(36)과 연결되는 제2작동로드(210)와, 제2작동로드(210)에 슬라이드 이동 가능하게 배치되어 전원이 인가되면 자력이 발생되는 제2전자석(220)과, 이 제2전자석(220)을 사이에 두고 제2작동로드(210)의 일측에 고정되는 제1구동용 자석(230)과, 제2작동로드(210)의 타측에 고정되는 제2구동용 자석(240)을 포함한다.

제2작동로드(210), 제2전자석(220), 제1구동용 자석(230) 및 제2구동용 자석(240)은 위에서 설명한 제1작동유닛의 구조와 동일하고 그 작용 역시 동일하므로 그 설명을 생략한다.

그리고, 제3단속유닛(34)과 제4단속유닛(36)은 서로 반대방향으로 작동된다. 즉, 제3단속유닛(34)의 자기력 차단부재(42)가 하우징(12)과 제3차폐판(26) 사이에 위치되도록 작동되면, 제4단속유닛(36)의 자기력 연결부재(44)가 하우징(12)과 제4차폐판(28) 사이에 위치된다.

이와 같이 구성되는 구동유닛은 전자석이 제1구동용 자석과 제2구동용 자석 중 어느 하나에 부착되면 상자성체인 철심과 영구자석 사이에 작용하는 인력에 의해 전자석으로 인가되는 전원을 차단해도 된다. 따라서, 전자석이 일단 구동용 자석에 부착되면 전자석으로 인가되는 전원을 차단시킴으로서, 소비전력을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 제1단속유닛(30)은 자기력 차단부재(42)가 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이에 위치되어 제1영구자석(14)의 자기장을 차단하지 않은 상태이고, 제2단속유닛(32)은 자기력 연결부재(44)가 하우징(12)과 제2차폐판(24) 사이에 위치되어 제2영구자석(16)의 자기장을 차단한 상태이고, 제1단속유닛(30)과 제2단속유닛(32)이 제1작동로드(110)로 연결된 상태로 된다.

그러면, 제1단속유닛(30)에는 제2단속유닛(32)과 동일한 위치로 되돌아 가려는 힘을 내포하고 있고, 제2단속유닛(32)은 현재 상태를 유지할려고 하는 힘을 내포하고 있게 된다. 따라서, 제1작동로드(110)를 통하여 제1단속유닛(30)과 제2단속유닛(32)은 두 힘이 서로 상충되어 힘의 평형을 이루게 된다. 이러한 상태에서 제1전자석(120)이 움직이면 힘의 평형이 깨지면서 제1작동로드(110)가 이동된다.

이와 같이, 전자석에 전자석이 작동로드를 따라 슬라이드 이동될 수 있을 정도의 전류만 필요로 하게 되므로 소비전력을 최소화할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 작용을 다음에서 상세하게 설명한다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1전자석(120)에 역방향 전류가 인가되면 제1전자석(120)이 N극의 자력이 발생되어 제2구동용 자석(140)과의 사이에 인력이 작용하여 제2구동용 자석(140)이 부착된다. 그러면 제1작동로드(110)가 도면에서 보아 화살표 Q방향으로 이동된다.

이때, 제1단속유닛(30)은 자기력 전달부재(44)가 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이에 위치되어 제1영구자석(14)의 자기장을 차단하여 자력이 작용하지 않도록 하고, 제2단속유닛(32)은 자기력 차단부재(42)가 하우징(12)과 제2차폐판(24) 사이에 위치되어 제2영구자석(16)에 의해 제2차폐판(24)이 N극으로 자화된다.

그러면 회전자(50)의 제2영구자석(56)과 제2차폐판(24)이 마주보게 위치되면서 인력이 작용하게 되고 이에 따라 회전자(50)는 정지상태를 유지하려하거나 회전 중일 경우에는 순간적으로 회전속도가 급격하게 느려지게 된다. 그러나, 제3차폐판(26)이 제3영구자석(18)에 의하여 자화되어 S극을 나타내기 때문에 회전자(50)의 제2영구자석(56)과는 척력이 작용하게 되고, 회전자(50)의 제1영구자석(54)과는 인력이 작용하게 되므로 회전자(50)가 회전하려는 힘이 지속 되므로 회전동작은 계속된다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1전자석(120)에 반대 극성의 전류가 인가되어 제1작동로드(110)가 화살표 S방향으로 이동되면 제1단속유닛(30)은 자기력 차단부재(42)가 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이에 위치되어 제1영구자석(14)에 의해 제1차폐판이 N극으로 자화되고, 제2단속유닛(32)은 자기력 전달부재(44)가 하우징(12)과 제2차폐판(24) 사이에 위치되어 제2영구자석(16)의 자기력이 차단되어 자력이 작용하지 않게 된다.

이때, 제3차폐판(26)은 자화되어 S극을 띠게 되고, 제4차폐판(28)은 자력이 작용하지 않게 된다.

그러면, 제1차폐판(22)과 회전자(50)의 제1영구자석(54) 사이에 척력이 작용하게 되고, 제3차폐판(26)과 회전자(50)의 제1영구자석(54) 사이는 인력이 작용하게 되어 회전자(50)가 시계반대방향인 화살표 P방향으로 회전하려는 힘을 가지게 된다.

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 회전자(50)가 화살표 P방향으로 90도 회전되어 제3차폐판(26)과 마주보게 위치된다. 그러면 제3차폐판(26)과 회전자(50)의 제1영구자석(54) 사이에 인력이 작용하여 회전자(50)의 회전속도가 순간적으로 급격히 느려진다.

그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2전자석(220)에 반대 극성의 전류가 인가되면 제2전자석(220)은 제2구동용 자석(240)에 부착되고 제2작동로드(210)가 화살표 R방향으로 이동된다. 그러면, 제3단속유닛(34)이 회전되면서 자기력 전달부재(44)가 하우징(12)과 제3차폐판(26) 사이에 위치되어 제3차폐판(26)에 자력이 작용하지 않게 되고, 제4단속유닛(36)이 회전되면서 하우징(12)과 제4차폐판(28) 사이에 자기력 차단부재(42)가 위치되어 제4차폐판(28)이 제4영구자석(20)에 의해 S극으로 자화된다.

이때, 회전자(50)의 제2영구자석(56)과 제4차폐판(28) 사이에 척력이 작용하게 되고 회전자의 제2영구자석(56)과 제1차폐판(22) 사이에 인력이 작용하게 되어 회전자(50)가 회전하려는 힘을 가지게 되고 회전속도가 빨라진다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 회전자(50)가 90도 회전하여 회전자(50)의 제2영구자석(56)이 제1차폐판(22)에 마주보게 위치되면 제2영구자석(56)과 제1차폐판(22) 사이에 인력이 작용하여 회전자(50)의 회전속도가 순간적으로 급속하게 느려진다.

그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1전자석(120)에 반대극성의 전류가 인가되어 제1전자석(120)에 제2구동용 자석(140)이 부착되면 제1작동로드(110)가 회살표 Q방향으로 이동된다. 그러면 제1단속유닛(30)이 회전되면서 자기력 전달부재(44)가 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이에 위치되어 제1차폐판(22)에 자력이 작용하지 않게 되고, 제2단속유닛(32)이 회전되면서 하우징(12)과 제2차폐판(24) 사이에 자기력 차단부재(42)가 위치되어 제2차폐판(24)이 제2영구자석(16)에 의해 N극으로 자화된다. 이때, 제2차폐판(24)과 회전자(50)의 제1영구자석(54) 사이에 척력이 작용하고 제4차폐판(28)과 회전자(50)의 제1영구자석(54) 사이에 인력이 작용하여 회전자(50)가 회전하려는 힘을 가지게 되고 회전속도가 빨라진다.

그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 회전자(50)가 90도 회전되면 회전자(50)의 제1영구자석(54)이 제4차폐판(28)과 마주보게 위치되면 제1영구자석(54)과 제4차폐판(28) 사이에 인력이 작용하여 회전자(50)의 속도가 순간적으로 급격히 느려진다.

그리고, 도 13에 도시된 바와 같이, 제2전자석(220)에 반대 극성의 전류가 인가되어 제2전자석(220)에 제1구동용 자석(230)이 부착되면 제2작동로드(210)가 화살표 T 방향으로 이동된다. 그러면 제3단속유닛(34)이 회전되면서 자기력 차단부재(42)가 하우징(12)과 제3차폐판(26) 사이에 위치되어 제3차폐판(26)이 S극으로 자화되고, 제4단속유닛(36)이 회전되면서 자기력 전달부재(44)가 하우징(12)과 제4차폐판(28) 사이에 위치되어 제4차폐판(28)에 자력이 작용하지 않게 된다.

이때, 제3차폐판(26)과 회전자(50)의 제2영구자석(56) 사이에 척력이 작용하게 되고 제2차폐판(24)과 회전자(50)의 제2영구자석(56) 사이에 인력이 작용하게 되어 회전자(50)가 회전하려는 힘을 가지게 되고 회전속도도 빨라진다.

그리고, 도 14에 도시된 바와 같이, 회전자(50)가 90도 회전되어 회전자(50)의 제2영구자석(56)이 제2차폐판(24)과 마주보게 위치되면 회전자(50)의 제2영구자석(56)과 제2차폐판(24) 사이에 인력이 작용하게 되어 회전자(50)의 회전속도가 순간적으로 급격히 느려진다.

그리고, 도 15에 도시된 바와 같이, 제1전자석(120)에 반대 극성의 전류가 인가되어 제1전자석(120)에 제1구동용 자석(130)이 부착되면 제1작동로드(110)가 화살표 S 방향으로 이동된다. 그러면 제1단속유닛(30)이 회전되면서 자기력 차단부재(42)가 하우징(12)과 제1차폐판(22) 사이에 위치되어 제1차폐판(22)이 N극으로 자화되고, 제2단속유닛(32)이 회전되면서 자기력 전달부재(44)가 하우징(12)과 제2차폐판(24) 사이에 위치되어 제2차폐판(24)에 자력이 작용하지 않게 된다.

이때, 제1차폐판(22)과 회전자(50)의 제1영구자석(54) 사이에 척력이 작용하게 되고 제3차폐판(26)과 회전자(50)의 제1영구자석(54) 사이에 인력이 작용하게 되어 회전자(50)가 회전하려는 힘을 가지게 되고 회전속도도 빨라진다. 이와 같은 과정을 반복하면서 회전자(50)가 회전되고, 이 회전력이 회전축(70)으로 전달되어 회전축(70)이 회전된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 고정자 12: 하우징
14: 제1영구자석 16: 제2영구자석
18: 제3영구자석 20: 제4영구자석
22: 제1차폐판 24: 제2차폐판
26: 제3차폐판 28: 제4차폐판
30: 제1단속유닛 32: 제2단속유닛
34: 제3단속유닛 36: 제4단속유닛
50: 회전자 52: 지지부재
54,56: 회전자 영구자석 100: 제1구동유닛
110: 제1작동로드 120: 제1전자석
130: 제1구동용 자석 140: 제2구동용 자석
200: 제2구동유닛 210: 제2작동로드
220: 제2전자석 230: 제1구동용 자석
240: 제2구동용 자석

Claims

하우징과, 상기 하우징의 내면에 일정 간격을 두고 배치되는 고정자 영구자석과, 상기 고정자 영구자석의 내면에 장착되는 자기력 차폐판을 포함하는 고정자,
상기 고정자의 내면에 배치되고 회전축이 고정되는 지지부재와, 상기 지지부재의 외주면에 일정 간격을 두고 배치되는 회전자 영구자석을 포함하는 회전자,
상기 자기력 차폐판의 양쪽 끝부분과 하우징 사이에 위치되어 자기력 차폐판과 하우징 사이의 자기장을 전달하거나 자기장을 차단하는 자기장 단속유닛,
그리고, 상기 자기장 단속유닛을 구동시키는 구동유닛을 포함하는 모터.
제1항에서,
상기 하우징은 원통 형태이고, 영구자석에 의해 자화되는 자성체로 형성되는 모터.
제1항에서,
상기 고정자 영구자석은 상기 하우징의 내면에 고정될 수 있도록 하우징의 내면과 동일한 곡선형태로 형성되는 모터.
제1항에서,
상기 고정자 영구자석은 이웃하여 배열되는 영구자석들과 극성이 서로 반대로 배열되는 모터.
제1항에서,
상기 고정자 영구자석은 제1영구자석,
상기 제1영구자석과 180도의 간격을 두고 배열되고 상기 제1영구자석과 동일한 극성을 갖는 제2영구자석,
상기 제1영구자석과 제2영구자석 사이에 90도의 간격을 두고 배열되고 제1영구자석 및 제2영구자석과 반대 극성을 갖는 제3영구자석 및 제4영구자석을 포함하는 모터.
제3항에서,
상기 자기력 차폐판은 각 고정자 영구자석의 내면에 고정되는 곡선 형태의 판이고, 상기 고정자 영구자석에 의해 자화될 수 있는 자성체로 형성되는 모터.
제1항에서,
상기 자기력 차폐판은 그 양측면이 상기 고정자 영구자석보다 길게 형성되고, 각 자기력 차폐판의 양쪽 끝부분과 상기 하우징의 내면 사이에는 한 쌍의 자기장 단속유닛이 회전 가능하게 배치되는 모터.
제5항에서,
상기 자기력 차폐판은 제1영구자석에 장착되는 제1차폐판,
상기 제2영구자석에 장착되는 제2차폐판,
상기 제3영구자석에 장착되는 제3차폐판, 그리고
상기 제4영구자석에 장착되는 제4차폐판을 포함하는 모터.
제1항에서,
상기 회전자 영구자석은 곡선형태로 형성되는 제1영구자석과,
상기 제1영구자석과 마주보게 배치되는 제2영구자석을 포함하고,
상기 제1영구자석과 제2영구자석은 극성이 서로 반대가 되도록 배치되는 모터.
제1항에서,
상기 자기장 단속유닛은 구동축,
상기 구동축에 고정되고 비자성체로 형성되어 상기 하우징과 자기장 차폐판 사이의 자력 전달을 차단하는 자기력 차단부재, 그리고,
상기 자기력 차단부재의 양측면에 고정되고 자성체로 형성되어 자기장 차폐판과 하우징 사이의 자력을 전달하는 자기력 전달부재를 포함하는 모터.
제10항에서,
상기 구동축은 하우징에 회전 가능하게 지지되고, 상기 자기력 차단부재는 알루미늄 재질로 형성되고, 상기 자기력 전달부재는 규소강 재질로 형성되는 모터.
제10항에서,
상기 자기력 차단부재와 자기력 전달부재가 조립되면 원형 봉 형태를 이루는 모터.
제8항에서,
상기 자기력 단속유닛은 상기 제1차폐판과 하우징 사이에 배치되는 제1단속유닛,
상기 제2차폐판과 하우징 사이에 배치되는 제2단속유닛,
상기 제3차폐판과 하우징 사이에 배치되는 제3단속유닛,
상기 제4차폐판과 하우징 사이에 배치되는 제4단속유닛을 포함하는 모터.
제13항에서,
상기 구동유닛은 상기 제1단속유닛과 제2단속유닛을 동시에 구동시키는 제1구동유닛과,
상기 제3단속유닛과 제4단속유닛을 동시에 구동시키는 제2구동유닛을 포함하는 모터.
제14항에서,
상기 제1구동유닛은 제1단속유닛과 제2단속유닛 사이에 연결되는 제1작동로드,
상기 제1작동로드에 슬라이드 이동 가능하게 배치되고 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 제1전자석,
상기 제1작동로드의 일측에 고정되어 상기 제1전자석에 일방향 전원이 인가되면 제1전자석과 인력이 발생되는 제1구동용 자석, 그리고
상기 제1작동로드의 타측에 고정되어 상기 제1전자석에 타방향 전원이 인가되면 제1전자석과 인력이 발생되는 제2구동용 자석을 포함하는 모터.
제14항에서,
상기 제2구동유닛은 제3단속유닛과 제4단속유닛 사이에 연결되는 제2작동로드,
상기 제2작동로드에 슬라이드 이동 가능하게 배치되고 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 제2전자석,
상기 제2작동로드의 일측에 고정되어 상기 제2전자석에 일방향 전원이 인가되면 제2전자석과 인력이 발생되는 제1구동용 자석, 그리고
상기 제2작동로드의 타측에 고정되어 상기 제2전자석에 타방향 전원이 인가되면 제2전자석과 인력이 발생되는 제2구동용 자석을 포함하는 모터.
제14항에서,
상기 제1단속유닛의 자기력 차단부재가 하우징과 제1차폐판 사이에 위치되면, 제2단속유닛의 자기력 연결부재가 하우징과 제2차폐판 사이에 위치되고, 상기 제1단속유닛과 제2단속유닛은 동시에 구동되는 모터.
제14항에서,
상기 제3단속유닛의 자기력 차단부재가 하우징과 제3차폐판 사이에 위치되면, 제4단속유닛의 자기력 연결부재가 하우징과 제4차폐판 사이에 위치되고, 상기 제3단속유닛과 제4단속유닛은 동시에 구동되는 모터.