KR101189453B1

KR101189453B1 - 왕복동식 모터의 마그네트프레임 구조 및 그 금형

Info

Publication number: KR101189453B1
Application number: KR1020060093182A
Authority: KR
Inventors: 문민식
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2012-10-09
Also published as: KR20080027700A

Abstract

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 마그네트프레임 구조 및 그 금형은, 직선으로 왕복운동을 하는 진동체와 결합되는 진동체결합부와, 상기 진동체결합부에 일체로 형성되어 그 외주면에 마그네트가 부착되는 마그네트고정부로 이루어짐으로써, 한 번의 금형작업을 통해 마그네트프레임을 제작할 수 있어 생산비용을 절감하고 생산성을 높일 수 있고, 마그네트장착홈 부위의 강도를 높여 마그네트프레임이 파손되는 것을 방지하여 모터의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

왕복동식 모터의 마그네트프레임 구조 및 그 금형{MAGNETFRAME STRUCTURE FOR RECIPROCATING MOTOR AND MOLD THEREOF}

도 1은 종래 왕복동식 모터의 가동자를 분해하여 보인 사시도,

도 2는 도 1의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 3은 본 발명 왕복동식 모터의 가동자를 분해하여 보인 사시도,

도 4는 도 3의 "Ⅱ-Ⅱ"선단면도,

도 5는 도 3의 "Ⅲ-Ⅲ"선단면도,

도 6은 본 발명 왕복동식 모터의 마그네트프레임을 제작하는 과정을 보인 개략도,

도 7은 본 발명 왕복동식 모터의 마그네트프레임을 제작하는 과정에 대한 변형예를 보인 개략도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

100 : 마그네트프레임 110 : 진동체결합부

111 : 원통부 111a : 원통측 가스통공

112 : 원판부 112a : 원판측 가스통공

120 : 마그네트고정부 121 : 마그네트장착홈

122 : 보강리브 210,310 : 하판

211,311 : 코어부 212,341 : 제2 통공용 돌부

220,230,320,330 : 측판 221,231,321,331 : 장착홈용 돌부

222,232,322,332 : 제1 통공용 돌부 223,233,323,333 : 리브용 홈부

C : 캐비티 M : 용융물

본 발명은 왕복동식 모터의 가동자에 관한 것으로서, 특히 마그네트프레임을 금형 제작할 수 있는 왕복동식 모터의 마그네트프레임 구조 및 제조 방법 및 이를 위한 금형에 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 도 1의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 모터의 가동자는, 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 외주면을 감싸 그 마그네트(20)를 마그네트프레임(10)에 고정하는 마그네트고정링(30)으로 이루어져 있다.

마그네트프레임(10)은 진동체와 결합하는 진동체결합부(11)와, 그 진동체결합부(11)에 일측에 결합되어 마그네트(20)를 지지하는 마그네트지지부(12)로 이루어져 있다.

진동체결합부(11)는 통상 금속재질로 제작하는 반면, 마그네트지지부(12)는 금속재질 또는 수지로 제작하고 있다.

진동체결합부(12)는 원판부의 바깥쪽 테두리를 일정 높이만큼 절곡하여 원통부를 형성하고, 원판부와 원통부에는 각각 상기 가동자가 왕복운동을 할 때 그 가동자와 내측고정자 사이의 냉매 또는 공기가 상기 마그네트프레임(10)의 내외측으로 자유롭게 유통할 수 있도록 원판측 가스통공(11a)과 원통측 가스통공(11b)을 관통 형성하고 있다.

마그네트지지부(12)는 그 외주면에 상기 마그네트(20)를 안착시키기 위한 마그네트장착홈(12a)을 원주방향을 따라 음형지게 형성하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 모터에 있어서는, 도 1 및 도 2에서와 같이 원통측 가스통공(11b)이 마그네트프레임(10)의 축중심을 기준으로 할 때 방사상으로 형성됨에 따라 상기 원통측 가스통공(11a)을 금형으로 제작할 수 없어 상기 마그네트프레임(10)을 제작하는 공정이 그만큼 복잡하게 되고 이로 인해 마그네트프레임(10)의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

또, 마그네트(20)가 얹히는 부위의 마그네트프레임(10) 두께를 최대한 얇게 제작하여 가동자와 고정자 사이의 공극을 좁게 유지하여야 모터의 성능을 높일 수 있으나, 도 1에서와 같이 마그네트장착홈(12a)이 진원형으로 제작되는 경우에는 마그네트프레임(10)의 강도가 약하게 되어 결국 모터의 신뢰성이 저하될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 모터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 마그네트프레임을 한번의 금형공정을 통해 제작할 수 있도록 하여 생산성을 높일 수 있는 왕복동식 모터의 마그네트프레임 구조 및 그 금형을 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 마그네트의 두께를 줄이거나 마그네트프레임의 전체 두께를 늘리지 않고서도 마그네트프레임의 강도를 높여 모터의 신뢰성을 높일 수 있는 왕복동식 모터의 마그네트프레임 구조 및 그 금형을 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 직선으로 왕복운동을 하는 진동체와 결 합되는 진동체결합부와, 상기 진동체결합부에 일체로 형성되어 그 외주면에 마그네트가 부착되는 마그네트고정부로 이루어지는 왕복동식 모터의 마그네트프레임 구조를 제공한다.

또, 원통모양의 코어부를 형성하고, 그 코어부의 상단에는 복수의 가스통공용 돌부를 원주방향을 따라 돌출 형성하는 하판과; 하판의 주면과 상면을 모두 감싸 캐비티를 이루도록 상호 대칭되는 반원형으로 형성하고, 그 내주면 개구측에는 마그네트장착홈을 이루도록 장착홈용 돌부를 원주방향을 따라 진원형으로 형성하며, 그 내주면 복개측에는 가스통공을 이루도록 복수의 통공용 돌부를 축방향 투영시 평행하게 원주방향을 따라 형성하는 복수의 측판;으로 구성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 마그네트프레임용 금형을 제공한다.

또, 원통모양의 코어부를 형성하는 하판과; 하판의 주면을 감싸 캐비티를 이루도록 상호 대칭되는 반원형으로 형성하고, 그 내주면 개구측에는 마그네트장착홈을 이루도록 장착홈용 돌부를 원주방향을 따라 진원형으로 형성하며, 그 내주면 복개측에는 가스통공을 이루도록 복수의 통공용 돌부를 축방향 투영시 평행하게 원주방향을 따라 형성하는 복수의 측판과; 복수의 측판 상단을 복개하여 캐비티를 이루도록 원판모양으로 형성하고, 그 저면에 상기 하판의 코어부 상단에 접하도록 복수의 가스통공용 돌부를 원주방향을 따라 돌출 형성하는 상판;으로 구성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 마그네트프레임용 금형을 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 마그네트프레임 구조 및 그 금형을 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 모터의 가동자를 분해하여 보인 사시도이고, 도 4는 도 3의 "Ⅱ-Ⅱ"선단면도이며, 도 5는 도 3의 "Ⅲ-Ⅲ"선단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 마그네트프레임(100)은, 소정 형상의 금형에 수지물을 주입하여 그 일측은 진동체에 결합되도록 진동체결합부(110)를 이루는 반면 그 타측은 상기 진동체결합부(110)에 일체로 성형되어 마그네트(20)를 고정하는 마그네트고정부(120)를 이루도록 형성한다.

진동체결합부(110)는 원통부(111)의 일측에 내경측으로 절곡되어 진동체와 결합되도록 환형으로 원판부(112)를 형성하고, 원통부(111)와 원판부(112)에는 각각 냉매 또는 공기의 내외간 유통이 가능하도록 원통측 가스통공(111a)과 원판측 가스통공(112a)이 형성된다.

원통측 가스통공(111a)은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 진동체결합부(110)의 원통부(111) 주면에 원주방향을 따라 대략 사각모양으로 형성하되, 금형을 이용하여 형성할 수 있도록 진동방향의 평면 투영시 소정의 간격을 가지고 적어도 2개 이상을 동일한 방향으로 평행하게 형성한다. 즉, 도 4에서와 같이 금형을 상하 양측으로 분리할 경우 상기한 원통측 가스통공(111a)을 형성하는 후술할 금형의 제1 통공용 돌부(222)(232)가 원활하게 빠질 수 있도록 금형의 분리방향과 동일한 방향으로 형성한다.

또, 상기 원통측 가스통공(111a)은 후술할 측판을 2개 사용하는 경우 그 양쪽 측판이 접하는 선을 기준으로 대칭되게 형성한다.

원판측 가스통공(112a)은 도 4에 도시한 바와 같이 원판부(112)의 중심을 기 준으로 방사상에 장공모양으로 형성한다. 즉, 도 6에서와 같이 후술할 하판(210)의 분리방향과 동일한 방향을 이루도록 하판(210)의 코어부(211)에 축방향으로 제2 통공용 돌부(212)를 구비하거나, 또는 도 7에서와 같이 상판(340)의 분리방향과 동일한 방향을 이루도록 그 상판(340)의 저면에 축방향으로 제2 통공용 돌부(341)를 구비하여 형성한다.

마그네트고정부(120)는 도 3에서와 같이 원통모양으로 형성하여 그 외주면, 보다 정확하게는 외측고정자(미도시)에 구비한 권선코일과 대응하는 위치에 복수의 마그네트(20)를 장착하도록 소정의 깊이를 가지는 마그네트장착홈(121)을 형성한다.

마그네트장착홈(121)은 마그네트(20)의 두께 대비 대략 절반 정도의 깊이를 가지도록 진원형으로 형성하되, 원호형인 마그네트(20)의 사이를 구획하여 상대적으로 얇아진 마그네트고정부(120)의 강도를 보강할 수 있도록 복수의 보강리브(122)를 원주방향을 따라 등간격으로 길게 형성한다.

보강리브(122)는 그 외주면이 마그네트(20)의 외주면 높이 보다 높이 않게 형성하는 것이 외측고정자(미도시)와의 일정 공극을 유지하는데 바람직하다.

또, 보강리브(122)는 도 5에서와 같이 후술할 금형의 측판(220)(230)을 분리할 때 걸리지 않도록 그 측판(220)(230)과 동일한 방향으로 형성하는 것이 바람직하고, 상기 측판(220)(230)의 결합부위는 그 측판(220)(230)의 분리방향과 직각을 이루는 방향으로 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 마그네트프레임을 제작하기 위한 금형은, 도 6에서와 같이 3개의 형틀로 구성하거나 또는 도 7에서와 같이 4개의 형틀로 구성할 수 있다.

예컨대, 도 6에서와 같이 3개의 형틀로 금형을 구성하는 경우에는 하판(210)에 마그네트프레임(100)의 내주면을 형성하도록 원통모양의 코어부(211)를 형성하고, 그 코어부(211)의 주면과 상면을 함께 감싸도록 양 측판(220)(230)을 상단이 막힌 반원형으로 형성한다.

또, 하판(210)의 코어부(211) 상단에는 양 측판(220)(230)의 복개부 저면에 접촉하여 상기한 마그네트프레임(100)의 원판측 가스통공(112a)을 형성하도록 제2 통공용 돌부(212)를 원주방향을 따라 축방향으로 돌출 형성한다.

또, 좌우 양 측판(220)(230)의 내주면 하단에는 마그네트프레임(100)의 마그네트장착홈(121)을 형성하도록 소정의 높이와 폭을 가지는 장착홈용 돌부(221)(231)를 반원형으로 형성하고, 양 측판(220)(230)의 내주면 상단에는 마그네트프레임(100)의 원통측 가스통공(111a)을 형성하도록 제1 통공용 돌부(222)(232)를 상기 하판(210)의 코어부(211) 외주면과 접하도록 원주방향을 따라 등간격으로 돌출 형성한다. 여기서, 장착홈용 돌부(221)(231)에는 마그네트장착홈(121)에 소정의 폭과 높이를 가지는 보강리브(122)가 축방향으로 길게 구비되어 마그네트프레임(100)의 강도를 보강할 수 있도록 리브용 홈부(223)(233)를 형성하고, 제1 통공용 돌부(222)(232)는 좌우 양 측판(220)(230)을 분리할 때 좌우 양쪽으로 평행하게 분리하는 점을 감안하여 축방향 평면투영시 평행하게 돌출 형성한다.

다음, 도 7에서와 같이 4개의 형틀로 금형을 구성하는 경우에는 하판(310)에 마그네트프레임(100)의 내주면을 형성하도록 원통모양의 코어부(311)를 형성하고, 그 코어부(311)의 주면을 감싸도록 양 측판(320)(330)을 상단이 열린 반원형으로 형성하며, 그 양 측판(320)(330)을 복개하여 코어부(311)의 상면을 감싸도록 상판(340)을 원판형으로 형성한다.

또, 좌우 양 측판(320)(330)의 내주면 하단에는 마그네트프레임(100)의 마그네트장착홈(121)을 형성하도록 소정의 높이와 폭을 가지는 장착홈용 돌부(321)(331)를 반원형으로 형성하고, 양 측판(320)(330)의 내주면 상단에는 마그네트프레임(100)의 원통측 가스통공(111a)을 형성하도록 제1 통공용 돌부(322)(332)를 상기 하판(310)의 코어부(311) 외주면과 접하도록 원주방향을 따라 등간격으로 돌출 형성한다. 여기서, 장착홈용 돌부(321)(331)에는 마그네트장착홈(121)에 소정의 폭과 높이를 가지는 보강리브(122)가 길게 구비되어 마그네트프레임(100)의 강도를 보강할 수 있도록 리브용 홈부(323)(333)를 형성하고, 제1 통공용 돌부(322)(332)는 좌우 양 측판(320)(330)을 분리할 때 좌우 양쪽으로 평행하게 분리하는 점을 감안하여 축방향 평면투영시 평행하게 돌출 형성한다.

또, 상판(340)의 저면에는 하판(310)의 코어부(311) 상면에 접촉하여 상기한 마그네트프레임(100)의 원판측 가스통공(112a)을 형성하도록 제2 통공용 돌부(341)를 원주방향을 따라 축방향으로 돌출 형성한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 C는 금형의 캐비티, M는 용융물이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 모터의 마그네트프레임 구조 및 그 제조 방법 및 이를 위한 금형은 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 본 발명의 마그네트프레임(100)은 금형의 캐비티(C)에 수지물(M)을 주입하여 그 수지물(M)이 상기한 금형의 캐비티(C)를 충전하면서 마그네트프레임(100)을 형성하도록 한다. 이때, 금형에는 장착홈용 돌부((221)(231))((323)(333))와 제1 통공용 돌부((222)(232))((322)(332)) 그리고 제2 통공용 돌부(212)(341)를 구비하여 상기한 마그네트프레임(100)에 마그네트장착홈((221)(231))과 원통측 가스통공(111a) 그리고 원판측 가스통공(112a)이 동시에 형성되도록 함으로써 마그네트프레임(100)을 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 마그네트장착홈(121)에 보강리브(122)를 형성함으로써 상대적으로 얇은 마그네트장착홈(121)의 강도를 높여 모터의 신뢰성을 높일 수 있다.

이를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 6에서와 같이 3개의 형틀을 이용하는 경우에는 하판(210)과 좌우 양 측판(220)(230)으로 된 금형의 캐비티(C)에 수지물(M)을 주입하고, 소정의 온도에서 경화시킨 후 좌우 양 측판(220)(230)과 하판(210)을 차례대로 분리하여 마그네트프레임(100)의 제작을 완료한다. 이때, 좌우 양 측판(220)(230)에는 장착홈용 돌부(221)(231)와 리브용 홈부(223)(233) 그리고 제1 통공용 돌부(222)(232)를 형성하고 하판(210)의 코어부(211)에는 제2 통공용 돌부(212)를 형성함에 따라 마그네트프레임(100)에는 각각 마그네트장착홈(121)과 보강리브(122) 그리고 원통측 가스통공(111a)과 원판측 가스통공(112a)이 형성된다. 특히 원통측 가스통공(111a)은 마그네트프레임(100)의 강도를 감안하여 방사상으로 복수 개가 형성되어야 하고 이 를 형성하는 형틀이 반원형으로 형성됨에 따라 좌우 양 측판(220)(230)의 분리시 제1 통공용 돌부(222)(232)가 원통측 가스통공(111a)에서 쉽게 분리되지 않을 수 있으나 본 발명에서와 같이 제1 통공용 돌부(222)(232)를 평행하게 형성함으로써 양 측판(220)(230)이 용이하게 분리되도록 하여 원통측 가스통공(111a)을 금형으로 제작할 수 있다.

다음, 도 7에서와 같이 4개의 형틀을 이용하는 경우에는 하판(310)과 좌우 양 측판(320)(330) 그리고 상판(340)으로 된 금형의 캐비티(C)에 수지물(M)을 주입하고, 소정의 온도에서 경화시킨 후 좌우 양 측판(320)(330)과 상판(340) 그리고 하판(310)을 차례대로 분리하여 마그네트프레임(100)의 제작을 완료한다. 이때, 좌우 양 측판(320)(330)에는 장착홈용 돌부(321)(331)와 리브용 홈부(323)(333) 그리고 제1 통공용 돌부(322)(332)를 형성하고 상판(340)의 저면에는 제2 통공용 돌부(341)를 형성함에 따라 마그네트프레임(100)에는 각각 마그네트장착홈(121)과 보강리브(122) 그리고 원통측 가스통공(111a)과 제2 가스통공(112a)이 형성된다. 여기서도, 좌우 양 측판(320)(330)의 내주면에 구비하는 제1 통공용 돌부(322)(332)를 평행하게 형성함으로써 양 측판(320)(330)이 용이하게 분리되도록 하여 원통측 가스통공(111a)을 금형으로 제작할 수 있다.

참고로, 본 실시예에서는 수지물을 이용하여 마그네트프레임을 제작하는 것이었으나, 그 외에도 스테인레스 계열 등 금속물을 사용할 수도 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 마그네트프레임 구조 및 그 금형은, 마그네 트프레임의 주면에 가스통공을 평행하게 형성할 수 있도록 금형을 제작함으로써, 한 번의 금형작업을 통해 마그네트프레임을 제작할 수 있어 생산비용을 절감하고 생산성을 높일 수 있다. 또, 금형을 이용하여 마그네트프레임을 제작할 때 마그네트장착홈에 보강리브가 함께 형성되도록 함으로써, 마그네트장착홈 부위의 강도를 높여 마그네트프레임이 파손되는 것을 방지하여 모터의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims

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원통모양의 코어부를 형성하고, 그 코어부의 상단에는 복수의 가스통공용 돌부를 원주방향을 따라 돌출 형성하는 하판; 및

상기 하판의 주면과 상면을 모두 감싸 캐비티를 이루도록 형성하고, 그 내주면 개구측에는 마그네트장착홈을 이루도록 장착홈용 돌부를 원주방향을 따라 형성하며, 그 내주면 복개측에는 가스통공을 형성하도록 복수의 통공용 돌부를 축방향 투영시 평행하게 원주방향을 따라 형성하는 복수의 측판;으로 구성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 마그네트프레임용 금형.
원통모양의 코어부를 형성하는 하판;

상기 하판의 주면을 감싸 캐비티를 이루도록 형성하고, 그 내주면 개구측에는 마그네트장착홈을 이루도록 장착홈용 돌부를 원주방향을 따라 형성하며, 그 내주면 복개측에는 가스통공을 형성하도록 복수의 통공용 돌부를 축방향 투영시 평행하게 원주방향을 따라 구비하는 복수의 측판; 및

상기 복수의 측판 상단을 복개하여 캐비티를 이루도록 형성하고, 그 저면에도 상기 하판의 코어부 상단에 접하도록 복수의 통공용 돌부를 원주방향을 따라 돌출 형성하는 상판;으로 구성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 마그네트프레임용 금형.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 측판의 장착홈용 돌부에는 마그네트 사이에 소정의 폭과 높이를 가지는 보강리브가 상기한 마그네트장착홈에 형성되도록 리브용 홈부를 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 마그네트프레임용 금형.