KR101123142B1 - 회전속도 조절이 가능한 모터 - Google Patents

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KR101123142B1
KR101123142B1 KR1020110020021A KR20110020021A KR101123142B1 KR 101123142 B1 KR101123142 B1 KR 101123142B1 KR 1020110020021 A KR1020110020021 A KR 1020110020021A KR 20110020021 A KR20110020021 A KR 20110020021A KR 101123142 B1 KR101123142 B1 KR 101123142B1
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Abstract

본 발명은 회전속도 조절이 가능한 모터에 관한 것으로서, 외관을 형성하는 케이싱; 상기 케이싱의 중심부를 가로지르며 연장된 회전축; 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 자석부; 상기 케이싱의 내부에서 상기 자석부를 감싸되 상기 자석부로부터 이격되게 구비된 구동 코일부; 상기 케이싱의 내부에서 상기 회전축이 연장된 방향을 따라 상기 구동 코일부로부터 이격 설치되며, 상기 자석부를 감싸되 상기 자석부로부터 이격되게 구비된 브레이크 코일부; 상기 구동 코일부에 전기적으로 연결되어 전원을 인가하는 전원부; 및, 상기 브레이크 코일부를 통해 흐르는 전류량이 조절될 수 있도록 상기 브레이크 코일부에 전기적으로 연결된 가변 저항부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 복잡한 전자회로의 구성이 없이도 모터의 회전속도 조절이 용이해질 수 있다.

Description

회전속도 조절이 가능한 모터 {MOTOR CAPABLE OF CONTROLLING ROTATION SPEED}
본 발명은 회전속도 조절이 가능한 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복잡한 전자회로의 구성이 생략될 수 있는 회전속도 조절이 가능한 모터에 관한 것이다.
일반적으로, 모터는 그 종류를 불문하고 로터(회전자)와 스테이터(고정자)로 구성되며, 구동하는 전원에 따라 직류 모터와 교류 모터로 구분된다.
또한, 교류 모터를 구조에 따라 분류하면 비동기모터와 동기모터로 구분되고, 동기모터는 릴럭턴스 모터, 영구자석 모터 및 히스테리시스 모터로 구분된다.
이러한 모터는 실생활에서 다양하게 적용되는데, 모터의 회전속도는 그 적용되는 분야에 따라서 상황에 맞게 적절하게 조절될 필요가 있다.
그러나, 이러한 종래의 모터의 회전속도는 주로 직류 모터에서만 용이하게 조절될 수 있을 뿐이고, 교류 모터의 경우에는 회전속도의 조절이 용이하지 못할 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 모터는 회전속도를 조절하기 위해 복잡한 전자회로 장치가 추가적으로 구비되어야 하기 때문에 부피가 증가되고 제작비용이 증가될 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 복잡한 전자회로의 구성이 생략될 수 있는 회전속도 조절이 가능한 모터를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명의 제1실시예에 따라, 외관을 형성하는 케이싱; 상기 케이싱의 중심부를 가로지르며 연장된 회전축; 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 자석부; 상기 케이싱의 내부에서 상기 자석부를 감싸되 상기 자석부로부터 이격되게 구비된 구동 코일부; 상기 케이싱의 내부에서 상기 회전축이 연장된 방향을 따라 상기 구동 코일부로부터 이격 설치되며, 상기 자석부를 감싸되 상기 자석부로부터 이격되게 구비된 브레이크 코일부; 상기 구동 코일부에 전기적으로 연결되어 전원을 인가하는 전원부; 및, 상기 브레이크 코일부를 통해 흐르는 전류량이 조절될 수 있도록 상기 브레이크 코일부에 전기적으로 연결된 가변 저항부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전속도 조절이 가능한 모터에 의하여 달성된다.
한편, 상기 목적은, 본 발명의 제2실시예에 따라, 외관을 형성하는 케이싱; 상기 케이싱의 중심부를 가로지르며 연장된 회전축; 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 구동 코일부; 상기 회전축이 연장된 방향을 따라 상기 구동 코일부로부터 이격 설치되며, 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 브레이크 코일부; 상기 케이싱의 내부에서 상기 구동 코일부와 상기 브레이크 코일부를 감싸되 상기 구동 코일부와 상기 브레이크 코일부로부터 이격되게 구비된 자석부; 상기 구동 코일부에 전기적으로 연결되어 전원을 인가하는 전원부; 및, 상기 브레이크 코일부를 통해 흐르는 전류량이 조절될 수 있도록 상기 브레이크 코일부에 전기적으로 연결된 가변 저항부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전속도 조절이 가능한 모터에 의하여 달성될 수도 있다.
여기서, 상기 회전속도 조절이 가능한 모터는 상기 구동 코일부 및 상기 브레이크 코일부에 각각 접촉 구비된 브러쉬부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은, 본 발명의 제3실시예에 따라, 외관을 형성하는 케이싱; 상기 케이싱의 중심부를 가로지르며 연장된 회전축; 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 구동 코일부; 상기 케이싱의 내부에서 상기 구동 코일부를 감싸되 상기 구동 코일부로부터 이격되게 구비된 구동 자석부; 상기 회전축이 연장된 방향을 따라 상기 구동 코일부로부터 이격 설치되며, 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 자성금속부; 상기 케이싱의 내부에서 상기 자성금속부를 감싸되 상기 자성금속부로부터 이격되게 구비된 브레이크 코일부; 상기 구동 코일부에 전기적으로 연결되어 전원을 인가하는 구동 전원부; 및, 상기 브레이크 코일부에 전기적으로 연결되어 가변되는 전원을 인가하는 가변 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전속도 조절이 가능한 모터에 의하여 달성될 수도 있다.
그리고, 상기 회전속도 조절이 가능한 모터는 상기 구동 코일부에 접촉 구비된 브러쉬부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 구동 전원이 직류이든 교류이든 회전속도의 조절이 용이 해질 수 있는 회전속도 조절이 가능한 모터를 제공할 수 있다.
또한, 복잡한 전자회로의 구성이 생략될 수 있는 회전속도 조절이 가능한 모터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 회전속도 조절이 가능한 모터의 구성도,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전속도 조절이 가능한 모터의 구성도,
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 회전속도 조절이 가능한 모터의 구성도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
(제1실시예)
본 발명의 제1실시예에 따른 회전속도 조절이 가능한 모터(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 케이싱(110)과, 케이싱(110)의 중심부를 가로지르며 연장된 회전축(120)과, 회전축(120)을 감싸도록 회전축(120)에 결합된 자석부(130)와, 구동 코일부(140)와, 브레이크 코일부(150)와, 전원부(160)와, 가변 저항부(170)를 포함한다.
구동 코일부(140)는 케이싱(110)의 내부에서 자석부(130)를 감싸되 자석부(130)로부터 이격되게 구비된다. 즉, 구동 코일부(140)는 케이싱(110)의 내부에서 회전축(120)과 자석부(130)를 중심에 두고 이들로부터 이격되게 환상(環狀)의 형태로 권취 구비된다.
이에 따라, 전원부(160)로부터 구동 코일부(140)에 전원이 인가되면 구동 코일부(140)의 코일에 전류가 흐르게 되어 자기장이 유도됨으로써 구동 코일부(140)에 이격 대향된 자석부(130)가 회전되어 자석부(130)가 결합된 회전축(120)이 회전될 수 있다.
브레이크 코일부(150)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이싱(110)의 내부에서 회전축(120)이 연장된 방향을 따라 구동 코일부(140)로부터 이격 설치되며, 자석부(130)를 감싸되 자석부(130)로부터 이격되게 구비된다. 즉, 브레이크 코일부(150)도 케이싱(110)의 내부에서 회전축(120)과 자석부(130)를 중심에 두고 이들로부터 이격되게 환상(環狀)의 형태로 권취 구비된다.
이에 따라, 구동 코일부(140)에 전류가 흐르게 되어 자석부(130)가 결합된 회전축(120)이 회전되면 브레이크 코일부(150)에 이격 대향된 자석부(130)도 회전하며 유도 기전력에 의한 자기장의 변화를 발생시키게 되며, 브레이크 코일부(150)에는 자기장의 변화를 방해하려는 방향으로 렌츠(Lenz)의 법칙에 의해 유도 기전력이 형성되어 회전축(120)의 회전속도를 감속시킬 수 있다.
전원부(160)는 구동 코일부(140)에 전기적으로 연결되어 전원을 인가한다. 전원부(160)로부터는 직류 전원 또는 교류 전원이 인가될 수 있다.
가변 저항부(170)는 브레이크 코일부(150)를 통해 흐르는 전류량이 조절될 수 있도록 브레이크 코일부(150)에 전기적으로 연결된다.
가변 저항부(170)는 복수의 핀(PIN)이 구비된 포텐셔미터(potentiometer)를 포함하는 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 브레이크 코일부(150)에 의하여 유도되는 브레이크 자기장의 크기는 코일에 흐르는 전류에 비례하게 되는데, 브레이크 코일부(150)의 코일이 솔레노이드(solenoid) 형태로 감겨진 경우 B=μ nI가 되어 B는 I에 비례한다. 여기서, B는 브레이크 자기장의 크기이고, μ는 솔레노이드 심의 투자율(透磁率)이며, n은 단위 길이당 감긴 코일의 수이다.
즉, 브레이크 코일부(150)에 형성되는 브레이크 자기장은 구동 코일부(140)에 의해 회전되는 자석부(130)에 의한 자기장과 작용하여 회전축(120)의 회전을 방해하는 브레이크 작용을 한다.
이에 따라, 가변 저항부(170)의 저항값을 조절하여 저항값을 작게 하면 브레이크 코일부(150)를 통해 흐르는 전류량이 많아지게 되어 브레이크 자기장이 커짐으로써 모터(100)의 회전속도가 크게 감속될 수 있고, 가변 저항부(170)의 저항값을 조절하여 저항값을 크게 하면 브레이크 코일부(150)를 통해 흐르는 전류량이 적어지게 되어 브레이크 자기장이 작아짐으로써 모터(100)의 회전속도가 적게 감속될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 모터(100)가 적용되는 다양한 기기에 따라서 가변 저항부(170)에는 유/공압 형태의 기계식 또는 전자식의 저항값 조절부가 연결 구비될 수 있다.
이에 따라, 구동 전원이 직류 전원이든 교류 전원이든 모터(100)의 회전속도 조절이 용이 해질 수 있고, 가변 저항부(170) 한 개로 모터(100)의 회전속도를 용이하게 조절할 수 있게 됨으로써 모터(100)의 회전수 조절을 위한 복잡한 전자회로의 구성이 생략될 수 있다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 제1실시예에 따른 모터(100)의 회전속도가 조절되는 과정을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 전원부(160)로부터 구동 코일부(140)에 전원이 인가되면, 구동 코일부(140)의 코일에 전류가 흐르게 되어 구동 코일부(140)에 이격 대향된 자석부(130)가 회전되며, 자석부(130)가 결합된 회전축(120)도 회전된다.
이와 동시에, 자석부(130)가 회전되면서 자석부(130)에 이격 대향된 브레이크 코일부(150)에는 회전축(120)의 회전방향에 반대방향으로 유도 기전력이 발생된다. 이때에, 브레이크 코일부(150)에는 가변 저항부(170)가 연결되어 있기 때문에 브레이크 코일부(150)의 코일에는 전류가 흐르게 된다.
다음에, 가변 저항부(170)의 저항값을 조절하여 저항값을 작게 하면 브레이크 코일부(150)를 통해 흐르는 전류량이 많아지게 되어 브레이크 자기장이 커짐으로써 모터(100)의 회전속도가 크게 감속되고, 가변 저항부(170)의 저항값을 조절하여 저항값을 크게 하면 브레이크 코일부(150)를 통해 흐르는 전류량이 적어지게 되어 브레이크 자기장이 작아짐으로써 모터(100)의 회전속도가 적게 감속된다.
이에 따라, 구동 전원이 직류 전원이든 교류 전원이든 모터(100)의 회전속도 조절이 용이 해질 수 있고, 가변 저항부(170) 한 개로 모터(100)의 회전속도를 용이하게 조절할 수 있게 됨으로써 모터(100)의 회전수 조절을 위한 복잡한 전자회로의 구성이 생략될 수 있다.
(제2실시예)
본 발명의 제2실시예에 따른 회전속도 조절이 가능한 모터(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 케이싱(110)과, 케이싱(110)의 중심부를 가로지르며 연장된 회전축(120)과, 회전축(120)을 감싸도록 회전축(120)에 결합된 구동 코일부(140)와, 회전축(120)이 연장된 방향을 따라 구동 코일부(140)로부터 이격 설치되며 회전축(120)을 감싸도록 회전축(120)에 결합된 브레이크 코일부(150)와, 케이싱(110)의 내부에서 구동 코일부(140) 및 브레이크 코일부(150)를 감싸되 구동 코일부(140) 및 브레이크 코일부(150)로부터 이격되게 구비된 자석부(130)와, 구동 코일부(140)에 전기적으로 연결되어 전원을 인가하는 전원부(160)와, 브레이크 코일부(150)를 통해 흐르는 전류량이 조절될 수 있도록 브레이크 코일부(150)에 전기적으로 연결된 가변 저항부(170)를 포함하여 구동 코일부(140) 및 브레이크 코일부(150)가 고정자가 되고 회전축(120)과 회전축(120)에 결합된 자석부(130)가 회전자가 되는 것이 아니라 자석부(130)가 회전축(120), 구동 코일부(140) 및 브레이크 코일부(150)를 중심에 두고 이들로부터 이격되게 환상(環狀)의 형태로 마련되어 고정자가 되고 회전축(120)과 회전축(120)에 결합된 구동 코일부(140) 및 브레이크 코일부(150)가 회전자가 된다는 것이 제1실시예와의 차이점이다.
본 발명의 제2실시예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 모터(100)는 구동 코일부(140) 및 브레이크 코일부(150)에 각각 접촉 구비된 브러쉬부(180)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 각 브러쉬부(180)는 구동 코일부(140) 및 브레이크 코일부(150)에 각각 접촉되도록 구비되며, 전원부(160)와 구동 코일부(140)가 서로 전기적으로 연결되고 가변 저항부(170)와 브레이크 코일부(150)가 서로 전기적으로 연결되도록 각각의 브러쉬부(180)에는 전원선이 인입 또는 인출됨으로써 구동 코일부(140) 및 브레이크 코일부(150)가 회전자로서 회전되더라도 전원부(160) 및 가변 저항부(170)와의 전기적 연결이 꼬이지 않도록 구비된 것이 바람직하다.
이에 따라, 자석부(130)가 고정자가 되고 회전축(120)에 결합된 구동 코일부(140) 및 브레이크 코일부(150)가 회전자가 되더라도 가변 저항부(170) 한 개로 모터(100)의 회전속도를 용이하게 조절할 수 있게 됨으로써 모터(100)의 회전수 조절을 위한 복잡한 전자회로의 구성이 생략될 수 있다.
그리고, 도 2에 설명되지 않은 구성들은 제1실시예와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
(제3실시예)
본 발명의 제3실시예에 따른 회전속도 조절이 가능한 모터(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 케이싱(110)과, 케이싱(110)의 중심부를 가로지르며 연장된 회전축(120)과, 회전축(120)을 감싸도록 회전축(120)에 결합된 구동 코일부(140)와, 케이싱(110)의 내부에서 구동 코일부(140)를 감싸되 구동 코일부(140)로부터 이격되게 구비된 구동 자석부(210)와, 회전축(120)이 연장된 방향을 따라 구동 코일부(140)로부터 이격 설치되며 회전축(120)을 감싸도록 회전축(120)에 결합된 자성금속부(220)와, 케이싱(110)의 내부에서 자성금속부(220)를 감싸되 자성금속부(220)로부터 이격되게 구비된 브레이크 코일부(150)와, 구동 코일부(140)에 전기적으로 연결되어 구동 코일부(140)에 구동 전원을 인가하는 구동 전원부(230)와, 브레이크 코일부(150)에 전기적으로 연결되어 가변되는 전원을 브레이크 코일부(150)에 인가하는 가변 전원부(240)를 포함하여 구동 자석부(210) 및 브레이크 코일부(150)가 고정자가 되고 회전축(120)에 결합된 구동 코일부(140) 및 자성금속부(220)가 회전자가 됨으로써 브레이크 코일부(150)에 형성되는 유도 기전력(렌츠의 법칙에 의한)이 아닌 가변 전원부(240)로부터 브레이크 코일부(150)로 직접 인가되는 가변 전원에 의해 브레이크 코일부(150)와 자성금속부(220) 사이에 형성되는 브레이크 자기장으로 회전축(120)의 회전속도를 조절할 수 있다는 것이 제1실시예 또는 제2실시예와의 차이점이다.
본 발명의 제3실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터(100)는 구동 코일부(140)에 접촉 구비된 브러쉬부(180)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 브러쉬부(180)는 구동 코일부(140)에 접촉되도록 구비되며, 구동 전원부(230)와 구동 코일부(140)가 서로 전기적으로 연결되도록 브러쉬부(180)에는 전원선이 인입 또는 인출됨으로써 구동 코일부(140)가 회전자로서 회전되더라도 구동 전원부(230)와의 전기적 연결이 꼬이지 않도록 구비된 것이 바람직하다.
자성금속부(220)는 연철과 같은 강자성체로 마련된 것이 바람직하고, 구동 전원부(230)로부터는 직류 전원 또는 교류 전원이 인가될 수 있다.
이에 따라, 브레이크 코일부(150)에 직접 인가되는 가변 전원에 의해서도 모터(100)의 회전속도를 용이하게 조절할 수 있다.
그리고, 도 3에 설명되지 않은 구성들은 제1실시예 또는 제2실시예와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
이에, 본 발명에 따르면, 복잡한 전자회로의 구성이 없이도 모터(100)의 회전속도를 용이하게 조절할 수 있게 됨으로써 모터(100)의 크기가 소형화될 수 있고 제작비용도 절감될 수 있다.
100 : 모터 110 : 케이싱
120 : 회전축 130 : 자석부
140 : 구동 코일부 150 : 브레이크 코일부
160 : 전원부 170 : 가변 저항부
180 : 브러쉬부 210 : 구동 자석부
220 : 자성금속부 230 : 구동 전원부
240 : 가변 전원부

Claims (5)

  1. 외관을 형성하는 케이싱;
    상기 케이싱의 중심부를 가로지르며 연장된 회전축;
    상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 자석부;
    상기 케이싱의 내부에서 상기 자석부를 감싸되 상기 자석부로부터 이격되게 구비된 구동 코일부;
    상기 케이싱의 내부에서 상기 회전축이 연장된 방향을 따라 상기 구동 코일부로부터 이격 설치되며, 상기 자석부를 감싸되 상기 자석부로부터 이격되게 구비된 브레이크 코일부;
    상기 구동 코일부에 전기적으로 연결되어 전원을 인가하는 전원부; 및
    상기 브레이크 코일부를 통해 흐르는 전류량이 조절될 수 있도록 상기 브레이크 코일부에 전기적으로 연결된 가변 저항부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전속도 조절이 가능한 모터.
  2. 외관을 형성하는 케이싱;
    상기 케이싱의 중심부를 가로지르며 연장된 회전축;
    상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 구동 코일부;
    상기 회전축이 연장된 방향을 따라 상기 구동 코일부로부터 이격 설치되며, 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 브레이크 코일부;
    상기 케이싱의 내부에서 상기 구동 코일부와 상기 브레이크 코일부를 감싸되 상기 구동 코일부와 상기 브레이크 코일부로부터 이격되게 구비된 자석부;
    상기 구동 코일부에 전기적으로 연결되어 전원을 인가하는 전원부; 및
    상기 브레이크 코일부를 통해 흐르는 전류량이 조절될 수 있도록 상기 브레이크 코일부에 전기적으로 연결된 가변 저항부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전속도 조절이 가능한 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동 코일부 및 상기 브레이크 코일부에 각각 접촉 구비된 브러쉬부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전속도 조절이 가능한 모터.
  4. 외관을 형성하는 케이싱;
    상기 케이싱의 중심부를 가로지르며 연장된 회전축;
    상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 구동 코일부;
    상기 케이싱의 내부에서 상기 구동 코일부를 감싸되 상기 구동 코일부로부터 이격되게 구비된 구동 자석부;
    상기 회전축이 연장된 방향을 따라 상기 구동 코일부로부터 이격 설치되며, 상기 회전축을 감싸도록 상기 회전축에 결합된 자성금속부;
    상기 케이싱의 내부에서 상기 자성금속부를 감싸되 상기 자성금속부로부터 이격되게 구비된 브레이크 코일부;
    상기 구동 코일부에 전기적으로 연결되어 전원을 인가하는 구동 전원부; 및
    상기 브레이크 코일부에 전기적으로 연결되어 가변되는 전원을 인가하는 가변 전원부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전속도 조절이 가능한 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동 코일부에 접촉 구비된 브러쉬부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전속도 조절이 가능한 모터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0638495A (ja) * 1992-07-10 1994-02-10 Yazaki Corp 車両用計器
JP2008141903A (ja) 2006-12-05 2008-06-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ブラシレスｄｃモータおよびこれを搭載した換気送風装置
KR20080083083A (ko) * 2007-03-10 2008-09-16 김정용 발전기 일체형 영구자석 모터
KR100898595B1 (ko) 2008-09-18 2009-05-21 주식회사 다텍 내부온도에 따라 자동 작동되게 한 방열팬을 갖는 발전장치

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