KR101241092B1 - 와블모터 - Google Patents

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KR101241092B1
KR101241092B1 KR1020110138283A KR20110138283A KR101241092B1 KR 101241092 B1 KR101241092 B1 KR 101241092B1 KR 1020110138283 A KR1020110138283 A KR 1020110138283A KR 20110138283 A KR20110138283 A KR 20110138283A KR 101241092 B1 KR101241092 B1 KR 101241092B1
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rotor
stator
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permanent magnet
segment
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KR1020110138283A
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백윤수
박상용
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 와블모터(wobble motor)에 관한 것으로서, 특히 별도의 감속장치 없이 추가적인 감쇄 기어비를 제공할 수 있고, 단위 체적당 높은 출력 토오크(torque)를 발생시킬 수 있는 와블모터에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은 원통형 형상을 갖는 고정자; 상기 고정자의 내주면을 따라 일정 간격을 두고서 배치되는 복수의 세그먼트(segment); 상기 각 세그먼트에 감겨지며 외부에서 인가되는 전류에 의해 전자기력을 발생시키는 코일; 상기 고정자의 내부에 배치되고, 내주면에 기어가 형성되며, 상기 각 세그먼트의 코일에 순차적으로 전류가 인가됨에 따라 상기 고정자의 내주면을 따라 공전운동을 수행하는 제1회전자; 및 상기 제1회전자의 내부에 배치되고, 외주면에 기어가 형성되어 상기 제1회전자와 일정 기어비를 가지며 치합되며, 상기 제1회전자의 공전운동시 반대방향으로 감쇄된 속도로 자전운동을 수행하는 제2회전자; 상기 제2회전자의 중심부에 결합되는 출력축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

와블모터{wobble motor}
본 발명은 와블모터(wobble motor)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 감속장치 없이 추가적인 감쇄 기어비를 제공할 수 있고, 단위 체적당 높은 출력 토오크(torque)를 발생시킬 수 있는 와블모터에 관한 것이다.
와블모터(wobble motor)는 구조가 간단하고, 고정자와 회전자 사이의 편심구조에 의해 회전자가 큰 토오크(torque)를 가지고 작은 각도로 저속 회전할 수 있는 특성을 갖기 때문에 MEMS(Micro Electro Mechanical System)기술을 이용하는 초소용 모터 분야에 많이 사용되고 있다.
도 1은 종래의 와블모터 구조를 개략적으로 도시한 평면도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 와블모터(10)는 내주면에 복수의 세그먼트(segment)(11)가 일정 간격을 이루며 배열된 고정자(12)와, 상기 고정자(12)의 내부에 일정 기어비를 가지며 내접하는 회전자(13)로 구성된다. 상기 회전자(13)는 철 재질로 구성되며, 상기 회전자(13)의 원주를 얇은 두께의 절연층(14)이 둘러싸고 있는 구조로 되어 있다. 이때, 상기 절연층(14)은 철 재질로 이루어진 회전자(13)의 마모방지를 위해 부착되는 것으로서 생략가능하다.
이와 같은 구성을 갖는 와블모터는 고정자(12)의 각 세그먼트(11)에 DC 전압을 순차적으로 인가함에 따라 회전자(13)가 각 세그먼트(11)의 내경을 따라 구름운동을 하면서 편심 궤적운동(공전운동)을 수행하면서 일정 감쇄 기어비로 저속 회전하게 되는 것이다.
도 2는 상기한 와블모터의 구동원리를 개념적으로 보여주는 것으로서, 도 2의 (a)와 같이 세그먼트 A에 전압을 인가하여 발생하는 정전력으로 회전자(13)를 회전시키고, 다음 순간에 (b)와 같이 세그먼트 B에 전압을 인가하면 회전자(13)가 고정자의 내경을 따라 구름운동 하여 세그먼트 B와 접촉하게 되는 한편, 회전자(13) 중심은 구름 둘레에 상응하는 각도의 반대방향으로 회전하게 된다. 동일한 방법으로 세그먼트 C, D, A에 전압을 순차적으로 인가하면 회전자(13)는 고정자(12)의 중심으로 1회전 하는 동안 회전자(13)의 중심에 대해서도 매우 작은 각도로 회전하게 된다. 이처럼, 회전자(13)가 고정자(12)의 중심에 대해 회전하는 각도와 회전자(13)의 중심에 대해 회전하는 각도 사이에는 차이가 생기게 되는데, 이 차이로 인해 아래의 식 (1)과 같은 일종의 감쇄 기어비 n이 성립하게 된다.
Figure 112011101363044-pat00001
(1)
여기서,
ri : 회전자 반경
ro : 고정자 반경
δ : 고정자와 회전자의 반경차
이와 같이 와블모터는 회전자가 고정자의 각 세그먼트의 내경을 따라 구름운동을 하면서 일정 감쇄 기어비로 감속되어 저속 회전하게 되는 것이다.
그러나, 상술한 구성을 같은 종래의 와블모터는 고정자와 회전자의 기어 감쇄비 외에 별도의 추가적인 기어 감쇄비를 제공할 수 없는 문제점이 있었다. 따라서, 한층 더 높은 토오크나 고정밀도를 요하는 분야에 효과적으로 적용하기에는 한계가 있었다. 또한, 단일의 회전 중심축을 기준으로 회전운동하는 방식이 아니므로 사용용도에 제약이 따르는 단점이 있었다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고정자의 내부에서 궤적운동을 하는 제1회전자의 내측에 추가적인 감쇄 기어비로 맞물리도록 제2회전자를 추가적으로 설치하고, 고정자의 코일에 순차적으로 전류를 인가하여 발생되는 전자력에 의해 제1회전자를 공전운동시키는 동시에 제2회전자를 감쇄된 기어비로 상기 제1회전자의 공전운동과 반대방향으로 자전운동시키도록 구성함으로써, 별도의 감속장치를 사용하지 않고서도 단위 체적당 높은 출력 토오크(torque)를 발생시킬 수 있는 와블모터를 제공하는 데에 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 와블모터는, 원통형 형상을 갖는 고정자; 상기 고정자의 내주면을 따라 일정 간격을 두고서 배치되는 복수의 세그먼트(segment); 상기 각 세그먼트에 감겨지며 외부에서 인가되는 전류에 의해 전자기력을 발생시키는 코일; 상기 고정자의 내부에 배치되고, 내주면에 기어가 형성되며, 상기 각 세그먼트의 코일에 순차적으로 전류가 인가됨에 따라 상기 고정자의 내주면을 따라 공전운동을 수행하는 제1회전자; 및 상기 제1회전자의 내부에 배치되고, 외주면에 기어가 형성되어 상기 제1회전자와 일정 기어비를 가지며 치합되며, 상기 제1회전자의 공전운동시 반대방향으로 감쇄된 속도로 자전운동을 수행하는 제2회전자와, 상기 제2회전자의 중심에 결합되는 출력축을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 코일이 감겨지는 상기 세그먼트에는 영구자석이 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 세그먼트는 상기 고정자의 중심축선에 대하여 비스듬하게 경사지도록 형성될 수 있다.
이와 함께, 상기 고정자는 얇은 두께로 가공된 판을 그의 축 방향으로 복수 개 적층하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1회전자의 외주면에는 영구자석이 감싸져 부착될 수 있다.
한편, 상기 영구자석은 세그먼트 부분에 형성된 홈에 끼워져 삽입되도록 형성할 수 있다.
이때, 상기 영구자석을 세그먼트 부분과 고정자의 내측 부분에 걸쳐 배치되도록 형성할 수도 있다.
또는, 상기 코일이 감겨지는 세그먼트 부분을 상기 영구자석으로 대체하고, 상기 제1회전자가 맞닿게 되는 세그먼트 부분과 고정자가 상기 영구자석의 자력에 의해 유지되도록 설치할 수 있다.
그리고, 상기 제1회전자에 부착되는 영구자석은 플렉시블(flexible)한 재질로 구성될 수 있다.
한편, 상기 고정자는 얇게 가공된 판을 한 장씩 용접하여 복수 개 적층시켜 구성할 수 있다.
또는, 상기 고정자는 얇게 가공된 판을 복수 개 적층시킨 상태에서 볼트 및 너트로 체결하여 고정시킬 수도 있다.
본 발명의 와블모터는 고정자의 내부에서 궤적운동을 하는 제1회전자의 내측에 추가적인 감쇄 기어비로 맞물리도록 제2회전자를 추가적으로 설치하고, 고정자의 내주면에 배열된 복수의 세그먼트에 감겨진 코일에 순차적으로 전류를 인가하여 발생되는 전자력에 의해 제1회전자를 공전운동시키는 동시에 상기 제1회전자의 공전운동 방향과 반대방향으로 제2회전자를 자전운동시키도록 함으로써 별도의 감속장치 없이도 추가적인 감쇄 기어비를 발생시켜 보다 높은 출력 토오크(torque)를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 코일이 감겨진 각 세그먼트의 중심 부분에 영구자석을 설치함으로써, 전류 인가시 코일 부분에서 발생하는 자속을 보다 증가시켜 한층 높은 토오크를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.
아울러, 고정자의 세그먼트를 고정자의 중심축선에 대하여 비스듬하게 경사지도록 형성함으로써, 고정자의 세그먼트와 영구자석이 부착된 제1회전자 사이에서 발생하게 되는 코깅 토오크(cogging torque)를 효과적으로 저감시킬 수 있고 회전자의 원활한 회전을 가능케 하는 효과가 있다.
이와 함께, 상기 고정자를 얇은 두께로 가공된 낱장의 판이 고정자의 축 방향으로 복수 개 적층된 형태로 제작함으로써, 고정자의 표면 및 고정자와 회전자 사이에서 발생하는 와전류를 억제시킬 수 있고 모터의 구동효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 기존의 모터는 높은 토오크 발생을 위해 모터에 감속기를 설치하여 실제 사이즈가 커지는 단점이 있었으나, 본 발명의 와블모터는 자체적으로 감쇄 기어비를 가지게 되므로 추가로 감속기를 설치하지 않아도 되기 때문에 모터의 사이즈가 커지는 단점을 극복할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 와블모터 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 종래기술에 따른 와블모터의 구동원리를 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 와블모터의 구조를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 와블모터의 내부구성을 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 와블모터의 구동원리를 설명하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 것으로서, 고정자에 영구자석이 설치된 모습을 보여주는 단면도.
도 7은 도 6의 작동원리를 설명하기 위한 개념도.
도 8 및 도 9는 영구자석의 설치위치를 달리하여 구성한 예를 보여주는 예시도.
도 10은 고정자에 영구자석이 부착된 또 다른 실시 예를 보여주는 예시도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한 것으로서, 회전자의 외주면에 영구자석이 부착된 형태를 보여주는 단면도.
도 12는 도 11에 도시된 영구자석의 자화방향을 보여주는 예시도.
도 13은 코깅(cogging) 현상을 방지하기 위해 고정자의 세그먼트에 스큐(skew)를 부여한 모습을 보여주는 부분 사시도.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한 것으로서, 적층구조로 형성된 고정자의 모습을 보여주는 부분 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 와블모터의 외형을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 와블모터의 내부구성을 구체적으로 보여주는 단면도이다. 그리고, 도 5는 본 발명에 따른 와블모터의 구동원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 와블모터(100)는 원통 형태의 외형을 형성하는 고정자(110)와, 상기 고정자(110)의 내주면을 따라 일정 간격으로 배열된 복수의 세그먼트(segment)(120)와, 상기 각 세그먼트(120)에 감겨지는 코일(130)과, 상기 고정자(110)의 내부에 설치되어 각 세그먼트(120)의 내주면을 따라 구름운동 하며 궤적운동을 수행하는 제1회전자(150)와, 상기 제1회전자(150)의 내주면에 일정 기어비를 가지며 치합되고, 상기 제1회전자(150)의 궤적운동시 그와 반대방향으로 자전운동을 수행하는 제2회전자(160)를 포함하여 구성된다.
상기 세그먼트(120)는 6개가 고정자(110)의 내주면을 따라 일정 간격을 이루며 배열된다. 이때, 상기 세그먼트(120)는 고정자(110)와 일체로 형성된다. 그리고, 상기 각 세그먼트(120)에는 코일(130)이 복수 회 감겨진다. 이에 따라, 외부로부터 코일(130)에 전류가 인가될 경우 코일(130)이 감긴 세그먼트(120) 주변에 전자기력이 발생되어, 내부에 위치한 제1회전자(150)를 세그먼트(120)측 방향으로 끌어 당기는 인력을 발생시키게 된다.
상기 제1회전자(150)는 고정자(110) 보다 크기가 작은 원통 형태의 외형을 가지며, 그 내주면에는 기어 이(152)가 형성된다. 이러한 제1회전자(150)는 고정자(110)의 각 세그먼트(120)에 감겨진 코일(130)에 순차적으로 전류가 인가될 경우, 상기 각 세그먼트(120)와 제1회전자(150) 사이에서 발생하는 전자기력에 의한 인력에 의해 각 세그먼트(120)의 내주면을 따라 구름 운동하며 고정자(110)의 중심에 대하여 궤적운동(공전운동)을 수행하게 된다.
상기 제2회전자(160)는 중심부에 출력축(170)이 형성되며, 그 외주면에는 기어 이(162)가 형성되어 상기 제1회전자(150)의 내주면에 일정 기어비를 가지며 치합된다. 이러한 제2회전자(160)는 제1회전자(150)가 고정자(110)의 중심에 대하여 궤적운동, 즉, 공전운동을 수행할 경우, 일정 기어비로 감속된 상태에서 상기 제1회전자(150)의 공전방향과 반대되는 방향으로 자전운동을 수행하게 된다. 그리고, 상기 제2회전자(160)와 연동하여 회전되는 출력축(170)을 통해 감속된 상태의 단위 체적당 큰 토오크(torque)를 발생시키게 된다. 이때, 상기 제1회전자(150)의 내주면에 형성되는 기어 이(152)와 제2회전자(160)의 외주면에 형성되는 기어 이(162)는 본 실시 예와 같은 삼각형 단면구조 외에 물결모양의 단면구조를 가지며 상호 맞물려 회전되도록 구성할 수도 있다.
여기서, 상기 고정자(110) 내에서 제1회전자(150) 및 제2회전자(160)를 회전 구동시키는 구동력은 각 세그먼트(120)에 감겨진 코일(130)에 전류를 순차적으로 인가함으로써 발생될 수 있다. 즉, 도 5에서 보는 바와 같이, 코일(130)이 감긴 각 세그먼트(120)에 세그먼트 1->2->3->4->5->6->1 방향으로 전류를 순차적으로 인가하게 되면, 전류가 인가된 각각의 세그먼트(120)의 내주면에 제1회전자(150)가 순차적으로 달라붙게 되면서 제1회전자(150)의 구름운동이 이루어지게 된다. 이와 같은 과정을 통해, 상기 제1회전자(150)는 고정자(110)의 중심부에 대하여 궤도운동을 하게 되고, 제1회전자(150)의 내부에 일정 기어비를 가지며 내접하는 제2회전자(160)가 일정비율로 감속된 속도로 회전되면서 단위 체적당 높은 출력 토오크를 발생시키게 되는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 와블모터(100)는 고정자(110)의 내부에서 궤적운동을 수행하는 제1회전자(150)의 내부에 상기 제1회전자(150)와 일정 기어비를 가지며 맞물리는 제2회전자(160)를 추가적으로 설치하여 구성함에 따라, 상기 제1회전자(150)를 감속된 상태로 공전운동시키는 동시에 상기 제1회전자(150)의 회전방향과 반대되는 방향으로 상기 제2회전자(160)를 추가적으로 감속된 저속상태로 자전운동시킬 수 있기 때문에, 상기 제2회전자(160)와 연동하여 회전되는 중심부 출력축(170)을 통해 한층 높은 출력 토오크(torque)를 발생시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 와블모터(100)는 기존의 와블모터에 비해 단위 체적당 큰 토오크를 발생시킬 수 있기 때문에 모터의 크기를 소형화시킬 수 있는 한편 기존 보다 큰 출력 토오크를 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 와블모터는 고토오크, 고정밀도가 요구되는 다양한 사용처에 적용하여 사용할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 와블모터의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 와블모터(100)는 고정자(110)의 내주부에 배열된 복수의 세그먼트(120) 부분에 영구자석(permanent magnet)(180)을 설치함으로써 세그먼트(120) 부분에서 발생하는 자속을 증가시키고 출력 토오크를 높이도록 구성될 수 있다.
이때, 영구자석(180)을 세그먼트(120)에 설치하는 하나의 방법으로, 각 세그먼트(120)의 내측 부분에 영구자석(180)이 삽입될 수 있는 홈(미도시)을 형성하고, 영구자석(180)을 상기 세그먼트(120)에 형성된 홈에 삽입하여 설치할 수 있다.
도 7은 고정자(110)에 영구자석(180)을 설치하여 구성하는 경우, 출력 토오크가 증가되는 원리를 설명하는 것으로서, 먼저, 코일(130)에 전류가 인가되기 전에는 영구자석(180)의 상호 작용에 의해 고정자(110)의 세그먼트(120)에 도 7의 (a)와 같은 자속 라인(flux line)이 형성된다. 이와 같은 상태에서 코일(130)에 전류가 인가되면 세그먼트(120)에 도 7의 (b)와 같은 자속 라인이 생성되어 하부에 위치한 제1회전자(150)를 당기게 된다. 이처럼 코일(130)만 가지고 생성되던 자속에 영구자석(180)의 자속이 합쳐짐에 따라 보다 큰 회전력이 발생된다.
상기와 같이 코일(130)이 감겨지는 고정자(110)의 각 세그먼트(120) 부분에 영구자석(180)을 설치하여 구성함으로써, 코일(130)에 전류 인가시 각 세그먼트(120) 부분에서 발생하는 자속을 더욱 증가시킬 수 있기 때문에 보다 큰 토오크를 발생시킬 수 있다.
이때, 상기 고정자(110)의 각 세그먼트(120) 부분에 설치되는 영구자석(180)의 설치 위치는 다양하게 변경 실시 가능한데, 도 8에 도시된 형태와 같이, 영구자석(180)을 코일(130)이 감겨지는 세그먼트(120) 부분에만 위치하도록 설치할 수 있고, 또는 도 9에 도시된 형태와 같이 영구자석(180)의 크기를 늘려 영구자석(180)을 세그먼트(120) 부분과 고정자(110)의 내측 부분에 걸쳐 배치되도록 설치할 수 있다.
여기서, 상술한 도 6, 도 8, 및 도 9에 나타낸 영구자석(180)의 설치형태는 고정자(110)의 세그먼트(120) 부분에 홈을 형성하여 영구자석(180)을 홈에 끼워 넣어 설치한 구조이다. 그러나, 도 10에 도시한 형태와 같이, 코일(130)이 감겨지는 세그먼트(120) 부분을 삭제하고 그 부분을 영구자석(180)으로 대체하여, 제1회전자(150)가 맞닿게 되는 세그먼트(120)의 원호 부분과 고정자(110)가 영구자석(180)의 자력에 의해 유지되는 설치형태로도 구성이 가능하다.
한편, 도 11은 와블모터의 출력 토오크를 향상시키기 위한 본 발명의 또 다른 형태의 실시 예를 보여주고 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 와블모터는 제1회전자(150)의 외주면에 영구자석(190)을 부착하여 구성할 수 있다. 이때, 상기 영구자석(190)은 자력의 세기가 약하고 쉽게 깨지거나 파손되지 않는 플렉시블(flexible)한 재질로 구성되며 상기 제1회전자(150)의 외주면을 감싸도록 부착된다.
이와 같이 제1회전자(150)의 외주면에 영구자석(190)을 부착하여 구성하게 되면, 상기 제1회전자(150)에 부착된 영구자석(190) 주변에는 도 12에 도시한 바와 같이 방사상의 자화방향을 갖는 자속라인(B)이 형성된다. 이처럼 영구자석(190)을 통해 제1회전자(150) 주변에 자속밀도를 증가시킴으로써 제1회전자(150)의 회전 토오크를 증가시킬 수 있다.
한편, 전술된 도 11의 실시 예 형태와 같이, 제1회전자(150)의 외주면에 영구자석(190)을 부착하여 구성할 경우, 영구자석(190)을 통해 제1회전자(150)의 회전 토오크는 증가시킬 수 있는 반면, 모터의 회전 토오크가 불균일하게 유지되는 현상인 코깅 토오크(cogging torque)가 발생될 수 있다.
코깅 토오크(cogging torque)는 모터의 축을 잡고 천천히 돌렸을 경우 부드럽게 돌아가지 않고 약간 '떡떡' 거리면서 불균일하게 돌게되는 현상을 말하는데, 이와 같은 코깅 토오크는 모터의 저속 기동시 진동과 소음을 발생시켜 모터의 효율을 저하시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 모터의 저속 구동시 발생되는 코깅 토오크를 저감시키기 위하여, 도 13에 도시한 형태와 같이, 고정자(110)의 세그먼트(120)에 스큐(skew)를 주어 제작하였다. 즉, 고정자(110)의 각 세그먼트(120)가 고정자(110)의 중심축선(C)에 대하여 비스듬하게 경사지도록 비틀려진 형태로 제작함으로써, 각 세그먼트(120) 사이의 공극(S)이 제1회전자(150)의 회전방향을 따라 연속된 구조로 균일하게 배열되도록 하여 코깅 토오크를 저감시킬 수 있다. 이와 함께, 상기 제1회전자(150)의 표면에 부착되는 영구자석(190)을 자속밀도가 낮은 자석으로 사용함으로써 코깅 토오크의 저감효과를 한층 높일 수 있다.
한편, 전술된 도 4의 실시 예 형태와 같이, 제1회전자(150)의 표면에 영구자석이 부착되지 않은 구조로 와블모터를 제작하게 될 경우, 코일(130)이 감긴 고정자(110)의 주변에는 자속의 변화를 방해하는 와전류(Eddy current)가 발생될 수 있다. 이러한 와전류가 발생되는 원리는, 시간에 따라 변화하는 전류가 흐르는 코일을 전도체에 가까이할 경우 코일 주위에 시변자장이 발생하며, 전자기유도현상에 의해 도체 내에 유기 기전력이 발생하고 발생된 유기 기전력은 렌츠의 법칙에 따라 자속의 변화를 방해하는 와전류(Eddy Current)를 발생시킨다.
본 발명에서는 상기한 고정자(110) 주위에서 발생되는 와전류를 최소화하기 위해 고정자(110)를 적층구조로 형성하였다.
도 14는 적층구조로 제작된 고정자(110)의 외형을 도시한 것으로서, 도 14에 도시한 바와 같이, 전술된 도 4에 나타낸 단면구조를 갖는 고정자(110)를 얇은 판 형태로 가공하여 제작하고 축 방향으로 복수 개(n)를 적층시켜 제작하게 된다. 이때, 얇은 판 형태로 가공된 고정자는 한 장씩 용접하여 적층시킬 수 있다.
또는, 도 15에 도시된 형태와 같이, 얇은 판 형태로 가공된 고정자 낱장을 복수 개 적층시킨 상태에서 고정자(110)의 표면에 형성된 홀(172)에 볼트(174)를 끼워 너트(176)로 체결하여 제작할 수도 있다. 이때, 고정자(110)의 표면에 홀(172) 가공시 자속의 경로에 영향을 덜 주는 곳을 선정하여 가공하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 고정자(110)를 복수의 얇은 판이 적층된 적층구조로 형성함으로써, 고정자(110) 표면 및 고정자와 회전자 사이에서의 와전류 발생을 억제하여 모터의 구동효율을 높일 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
100 : 와블모터 110 : 고정자
120 : 세그먼트(segment) 130 : 코일(coil)
150 : 제1회전자 152,162 : 기어 이
160 : 제2회전자 170 : 출력축
180,190 : 영구자석

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  7. 원통형 형상을 갖는 고정자;
    상기 고정자의 내주면을 따라 일정 간격을 두고서 배치되는 복수의 세그먼트(segment);
    상기 각 세그먼트에 감겨지며 외부에서 인가되는 전류에 의해 전자기력을 발생시키는 코일;
    상기 고정자의 내부에 배치되고, 내주면에 기어가 형성되며, 상기 각 세그먼트의 코일에 순차적으로 전류가 인가됨에 따라 상기 고정자의 내주면을 따라 공전운동을 수행하는 제1회전자; 및
    상기 제1회전자의 내부에 배치되고, 외주면에 기어가 형성되어 상기 제1회전자와 일정 기어비를 가지며 치합되며, 상기 제1회전자의 공전운동시 반대방향으로 감쇄된 속도로 자전운동을 수행하는 제2회전자;
    상기 제2회전자의 중심부에 결합되는 출력축을 포함하여 이루어지되,
    상기 코일이 감겨지는 상기 세그먼트에는 영구자석이 더 설치되고,
    상기 영구자석은 세그먼트 부분에 형성된 홈에 끼워 삽입되며,
    상기 영구자석은 세그먼트 부분과 고정자의 내측 부분에 걸쳐 배치되도록 형성한 것을 특징으로 하는 와블모터.
  8. 원통형 형상을 갖는 고정자;
    상기 고정자의 내주면을 따라 일정 간격을 두고서 배치되는 복수의 세그먼트(segment);
    상기 각 세그먼트에 감겨지며 외부에서 인가되는 전류에 의해 전자기력을 발생시키는 코일;
    상기 고정자의 내부에 배치되고, 내주면에 기어가 형성되며, 상기 각 세그먼트의 코일에 순차적으로 전류가 인가됨에 따라 상기 고정자의 내주면을 따라 공전운동을 수행하는 제1회전자; 및
    상기 제1회전자의 내부에 배치되고, 외주면에 기어가 형성되어 상기 제1회전자와 일정 기어비를 가지며 치합되며, 상기 제1회전자의 공전운동시 반대방향으로 감쇄된 속도로 자전운동을 수행하는 제2회전자;
    상기 제2회전자의 중심부에 결합되는 출력축을 포함하여 이루어지되,
    상기 코일이 감겨지는 상기 세그먼트에는 영구자석이 더 설치되고,
    상기 코일이 감겨지는 세그먼트 부분은 상기 영구자석으로 대체되어, 상기 제1회전자가 맞닿게 되는 세그먼트 부분과 고정자가 상기 영구자석의 자력에 의해 유지되도록 설치한 것을 특징으로 하는 와블모터.
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