KR101360059B1 - 전기 모터 - Google Patents

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KR101360059B1
KR101360059B1 KR1020120120750A KR20120120750A KR101360059B1 KR 101360059 B1 KR101360059 B1 KR 101360059B1 KR 1020120120750 A KR1020120120750 A KR 1020120120750A KR 20120120750 A KR20120120750 A KR 20120120750A KR 101360059 B1 KR101360059 B1 KR 101360059B1
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arm
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김진순
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현대자동차 주식회사
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    • H02K23/62—Motors or generators with stationary armatures and rotating excitation field
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/10—Arrangements of brushes or commutators specially adapted for improving commutation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

본 발명은 전기 모터에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 전기 모터는 실린더 형상의 전기 모터 케이스; 상기 전기 모터 케이스의 중심에 회전 가능하게 구비되는 전기 모터 샤프트; 상기 전기 모터 케이스의 내주면에 구비되는 자석; 상기 자석과 대응하도록 구비되는 코일; 상기 코일과 상기 전기 모터 샤프트 사이에 구비되며 외부 전원과 연결되어 그 전류를 전달하는 브러쉬; 및 상기 브러쉬로부터 전원을 공급 받아 상기 코일에 공급하는 정류자;를 포함한다.

Description

전기 모터{ELECTRIC MOTOR}
본 발명은 전기 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그 길이 방향이 축소될 수 있는 전기 모터에 관한 것이다.
통상적인 전기 모터들은 브러쉬와 정류자 전극의 접촉을 위한 공간이 필요하다.
그런데, 정류자는 통상 모터 샤프트에 결합하고, 브러쉬는 상기 정류자의 외측에구비된다. 따라서, 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 사용되는 전기 모터와 같이, 설치 공간, 즉 길이의 제약이 발생하는 경우, 모터의 길이 방향 제약에 따라 출력(토크)가 작아지는 문제가 있다.
즉, 전기 모터의 길이를 단축하기 위해서는 불가피하게 전체 사이즈를 축소해야 하므로 전기 모터의 출력이 감소되는 문제점이 있다. 예를 들어 공간상 제약에 의하여 코어의 길이를 단축하게 되면, 결국 전자석(자기장) 세기의 약화를 초래하므로 전기 모터 회전토크 약화 된다.
또한 출력 저하를 방지하기 위해 모터의 크기를 크게 하는 경우, 모터를 포함한 장치 전체의 크기와 중량이 커지는 문제가 있다.
본 발명은, 출력의 손실 없이 모터 길이를 줄일 수 있는 전기 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터는 실린더 형상의 전기 모터 케이스; 상기 전기 모터 케이스의 중심에 회전 가능하게 구비되는 전기 모터 샤프트; 상기 전기 모터 케이스의 내주면에 구비되는 자석; 상기 자석과 대응하도록 구비되는 코일; 상기 코일과 상기 전기 모터 샤프트 사이에 구비되며 외부 전원과 연결되어 그 전류를 전달하는 브러쉬; 및 상기 브러쉬로부터 전원을 공급 받아 상기 코일에 공급하는 정류자;를 포함할 수 있다.
상기 전기 모터 샤프트에는 상기 전기 모터 샤프트의 지름 방향을 따라 수평 암이 연장 형성되고, 상기 수평 암에는 상기 전기 모터 샤프트의 길이 방향과 평행하게 수직 암이 형성되며, 상기 수직 암에는 코어가 결합하며, 상기 코일은 상기 코어에 감겨 있을 수 있다.
상기 정류자는 상기 수직 암과 결합하며, 상기 브러쉬와 상기 수직 암 사이에 구비될 수 있다.
상기 전기 모터 케이스와 상기 전기 모터 샤프트 사이에는 베어링이 구비될 수 있다.
상기 전기 모터는 상기 브러쉬를 감싸는 브러쉬 커버;를 더 포함할 수 있다.
상기 전기 모터는 상기 브러쉬 커버와 상기 전기 모터 케이스 사이에 구비되는 절연체;를 더 포함할 수 있다.
상기 수평 암에는 샤프트 암 홀이 형성되며, 상기 정류자와 상기 코일은 상기 샤프트 암 홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전기 모터는 DC 전기 모터일 수 있다.
상기 전기 모터는 AC 전기 모터일 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터는 실린더 형상의 전기 모터 케이스; 상기 전기 모터 케이스의 중심에 회전 가능하게 구비되는 중공의 전기 모터 샤프트; 상기 전기 모터 케이스의 내주면에 구비되는 자석; 상기 자석과 대응하도록 구비되는 코일; 상기 코일과 상기 전기 모터 샤프트 사이에 구비되며 외부 전원과 연결되어 그 전류를 전달하는 브러쉬; 및 상기 브러쉬로부터 전원을 공급 받아 상기 코일에 공급하는 정류자;를 포함할 수 있다.
상기 전기 모터 샤프트에는 상기 전기 모터 샤프트의 지름 방향을 따라 수평 암이 연장 형성되고, 상기 수평 암에는 상기 전기 모터 샤프트의 길이 방향과 평행하게 수직 암이 형성되며, 상기 수직 암에는 코어가 결합하며, 상기 코일은 상기 코어에 감겨 있을 수 있다.
상기 정류자는 상기 수직 암과 결합하며, 상기 브러쉬와 상기 수직 암 사이에 구비될 수 있다.
상기 전기 모터 케이스와 상기 전기 모터 샤프트 사이에는 씰링 부재가 구비될 수 있다.
상기 전기 모터는 상기 브러쉬를 감싸는 브러쉬 커버;를 더 포함할 수 있다.
상기 전기 모터는 상기 브러쉬 커버와 상기 전기 모터 케이스 사이에 구비되는 절연체;를 더 포함할 수 있다.
상기 수평 암에는 샤프트 암 홀이 형성되며, 상기 정류자와 상기 코일은 상기 샤프트 암 홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전기 모터 케이스와 상기 수직 암 및 상기 전기 모터 케이스와 상기 수평 암 사이에는 각각 베어링이 구비될 수 있다.
상기 전기 모터는 DC 전기 모터일 수 있다.
상기 전기 모터는 AC 전기 모터일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 모터에 의하면, 출력의 손실 없이 모터 길이를 줄일 수 있다.
도1은 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터의 단면도이다.
도2는 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터의 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터의 단면도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터(1)는 실린더 형상의 전기 모터 케이스(10), 상기 전기 모터 케이스(10)의 중심에 회전 가능하게 구비되는 전기 모터 샤프트(90), 상기 전기 모터 케이스(10)의 내주면에 구비되는 자석(70), 상기 자석(70)과 대응하도록 구비되는 코일(50), 상기 코일(50)과 상기 전기 모터 샤프트(90) 사이에 구비되며 외부 전원(20, 22)과 연결되어 그 전류를 전달하는 브러쉬(brush; 30) 및 상기 브러쉬(30)로부터 전원을 공급 받아 상기 코일(50)에 공급하는 정류자(commutator; 40)를 포함한다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서, 상기 브러쉬(30)가 상기 코일(50)과 상기 전기 모터 샤프트(90) 사이에 구비되어 출력의 손실 없이 상기 전기 모터(1)의 전체 길이를 줄일 수 있다.
상기 전기 모터 샤프트(90)에는 상기 전기 모터 샤프트(90)의 지름 방향을 따라 수평 암(92)이 연장 형성되고, 상기 수평 암(92)에는 상기 전기 모터 샤프트(90)의 길이 방향과 평행하게 수직 암(96)이 형성되며, 상기 수직 암(96)에는 코어(60)가 결합하며, 상기 코일(50)은 상기 코어(60)에 감겨 있다.
상기 정류자(40)는 상기 수직 암(96)과 결합하며, 상기 브러쉬(30)와 상기 수직 암(96) 사이에 구비될 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서, 상기 브러쉬(30)가 상기 코일(50)과 상기 전기 모터 샤프트(90) 사이에 구비되고, 상기 정류자(40)가 상기 브러쉬(30)와 상기 수직 암(96) 사이에 구비되어, 출력의 손실 없이 상기 전기 모터(1)의 전체 길이를 줄일 수 있다.
상기 전기 모터 케이스(10)와 상기 전기 모터 샤프트(90) 사이에는 베어링(80)이 구비되어, 상기 전기 모터 샤프트(90)와 전기 모터 케이스(10) 간 마찰을 줄일 수 있다.
상기 전기 모터(1)는 상기 브러쉬(30)를 감싸는 브러쉬 커버(32)를 더 포함할 수 있으며, 상기 브러쉬 커버(32)는 구리 등의 재질로 형성될 수 있다.
상기 전기 모터(1)는 상기 브러쉬 커버(32)와 상기 전기 모터 케이스(10) 사이에 구비되는 절연체(34)를 더 포함할 수 있다.
상기 수평 암(92)에는 샤프트 암 홀(94)이 형성되며, 상기 정류자(40)와 상기 코일(50)은 상기 샤프트 암 홀(94)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전기 모터(1)는 DC 전기 모터일 수 있고, 예를 들어 유니버셜 모터 등 AC 전기 모터로 브러쉬와 정류자를 포함하는 다양한 형태의 모터 일 수 있다.
도1을 참조하여 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터의 작동을 설명한다.
상기 외부 전원(20, 22)으로부터 전류가 공급되면, 상기 코일(50)과 상기 전기 모터 샤프트(90) 사이에 구비되는 브러쉬(30)로 전류가 공급된다.
도면에는 상기 외부 전원(20, 22) 및 상기 브러쉬(30)가 2개의 세트로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 3개 이상의 복수의 상기 외부 전원(20, 22) 및 상기 브러쉬(30) 세트일 수도 있다.
상기 정류자(40)는 상기 브러쉬(30)와 상기 수직 암(96) 사이에 구비되며, 상기 브러쉬(30)와 세트를 이루며, 상기 브러쉬(30)로부터 전류를 전달받아 상기 코일(50)로 전류를 공급한다.
상기 코일(50)은 공급되는 전류에 의하여 자기장을 형성하며, 상기 자석(70)과의 반발력에 의하여 회전한다. 상기 코일(50)과 상기 자석(70) 간의 반발력에 의하여, 상기 코일(50), 상기 코일이 감싸고 있는 상기 코어(60), 상기 코어와 연결된 상기 수직 암(96), 상기 수평 암(62) 및 상기 샤프트(90)가 회전을 하며, 상기 수직 암(96)에 연결된 상기 정류자(40)는 상기 브러쉬(30)와 전기적인 연결 및 단락을 반복하게 된다.
도2는 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터의 단면도이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터(201) 실린더 형상의 전기 모터 케이스(210), 상기 전기 모터 케이스(210)의 중심에 회전 가능하게 구비되는 중공의 전기 모터 샤프트(290), 상기 전기 모터 케이스(210)의 내주면에 구비되는 자석(270), 상기 자석(270)과 대응하도록 구비되는 코일(250), 상기 코일(250)과 상기 전기 모터 샤프트(210) 사이에 구비되며 외부 전원(220, 222)과 연결되어 그 전류를 전달하는 브러쉬(230) 및 상기 브러쉬(230)로부터 전원을 공급 받아 상기 코일(250)에 공급하는 정류자(240)를 포함한다.
상기 전기 모터 샤프트(290)에는 상기 전기 모터 샤프트(290)의 지름 방향을 따라 수평 암(292)이 연장 형성되고, 상기 수평 암(292)에는 상기 전기 모터 샤프트(290)의 길이 방향과 평행하게 수직 암(296)이 형성되며, 상기 수직 암(296)에는 코어(260)가 결합하며, 상기 코일(250)은 상기 코어(260)에 감긴다.
상기 정류자(240)는 상기 수직 암(296)과 결합하며, 상기 브러쉬(230)와 상기 수직 암(296) 사이에 구비된다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서, 상기 브러쉬(230)가 상기 코일(250)과 상기 전기 모터 샤프트(290) 사이에 구비되고, 상기 정류자(240)가 상기 브러쉬(230)와 상기 수직 암(296) 사이에 구비되어, 출력의 손실 없이 상기 전기 모터(201)의 전체 길이를 줄일 수 있다.
상기 전기 모터 케이스(210)와 상기 전기 모터 샤프트(290) 사이에는 씰링 부재(300)가 구비될 수 있으며, 상기 씰링 부재(300)는 상기 전기 모터 케이스(210)와 상기 전기 모터 샤프트(290) 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지한다.
상기 전기 모터(290)는 상기 브러쉬(230)를 감싸는 브러쉬 커버(232)와 상기 브러쉬 커버(232)와 상기 전기 모터 케이스(210) 사이에 구비되는 절연체(234)를 더 포함할 수 있다.
상기 수평 암(292)에는 샤프트 암 홀(294)이 형성되며, 상기 정류자(240)와 상기 코일(250)은 상기 샤프트 암 홀(294)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전기 모터 케이스(210)와 상기 수직 암(296) 및 상기 전기 모터 케이스(210)와 상기 수평 암(292) 사이에는 각각 베어링(280)이 구비되어 상기 전기 모터 샤프트(290)와 전기 모터 케이스(210) 간 마찰을 줄일 수 있다.
상기 전기 모터(1)는 DC 전기 모터일 수 있고, 예를 들어 유니버셜 모터 등 AC 전기 모터로 브러쉬와 정류자를 포함하는 다양한 형태의 모터 일 수 있다.
도2에 도시된 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터(201)의 구성 및 작동은 도1에 도시된 본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 전기 모터(1)와 샤프트, 씰링 부재 및 베어링을 제외하고 동일 하므로 반복되는 설명은 생략한다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10, 210: 전기 모터 케이스 20, 22, 220, 202: 전원
30, 230: 부러쉬 32, 232: 브러쉬 커버
34, 234: 절연체 40, 240: 정류자
50, 250: 코일 60, 260: 코어
70, 270: 자석 80, 280: 베어링
90, 290: 전기 모터 샤프트 92, 292: 수평 암
94, 294: 샤프트 암 홀 96, 296: 수직 암
300: 씰링 부재

Claims (19)

  1. 실린더 형상의 전기 모터 케이스;
    상기 전기 모터 케이스의 중심에 회전 가능하게 구비되는 전기 모터 샤프트;
    상기 전기 모터 케이스의 내주면에 구비되는 자석;
    상기 자석과 대응하도록 구비되는 코일;
    상기 코일과 상기 전기 모터 샤프트 사이에 구비되며 외부 전원과 연결되어 그 전류를 전달하는 브러쉬; 및
    상기 브러쉬로부터 전원을 공급 받아 상기 코일에 공급하는 정류자;
    를 포함하되,
    상기 전기 모터 샤프트에는 상기 전기 모터 샤프트의 지름 방향을 따라 수평 암이 연장 형성되고,
    상기 수평 암에는 상기 전기 모터 샤프트의 길이 방향과 평행하게 수직 암이 형성되며,
    상기 수직 암에는 코어가 결합하며,
    상기 코일은 상기 코어에 감겨 있는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 정류자는 상기 수직 암과 결합하며, 상기 브러쉬와 상기 수직 암 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  4. 제1항에서,
    상기 전기 모터 케이스와 상기 전기 모터 샤프트 사이에는 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 전기 모터는
    상기 브러쉬를 감싸는 브러쉬 커버;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  6. 제5항에서,
    상기 전기 모터는
    상기 브러쉬 커버와 상기 전기 모터 케이스 사이에 구비되는 절연체;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  7. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 수평 암에는 샤프트 암 홀이 형성되며,
    상기 정류자와 상기 코일은 상기 샤프트 암 홀을 통해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  8. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 전기 모터는 DC 전기 모터인 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  9. 제1항 , 제3항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 전기 모터는 AC 전기 모터인 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  10. 실린더 형상의 전기 모터 케이스;
    상기 전기 모터 케이스의 중심에 회전 가능하게 구비되는 중공의 전기 모터 샤프트;
    상기 전기 모터 케이스의 내주면에 구비되는 자석;
    상기 자석과 대응하도록 구비되는 코일;
    상기 코일과 상기 전기 모터 샤프트 사이에 구비되며 외부 전원과 연결되어 그 전류를 전달하는 브러쉬; 및
    상기 브러쉬로부터 전원을 공급 받아 상기 코일에 공급하는 정류자;
    를 포함하되,
    상기 전기 모터 샤프트에는 상기 전기 모터 샤프트의 지름 방향을 따라 수평 암이 연장 형성되고,
    상기 수평 암에는 상기 전기 모터 샤프트의 길이 방향과 평행하게 수직 암이 형성되며,
    상기 수직 암에는 코어가 결합하며,
    상기 코일은 상기 코어에 감겨 있는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  11. 삭제
  12. 제10항에서,
    상기 정류자는 상기 수직 암과 결합하며, 상기 브러쉬와 상기 수직 암 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  13. 제10항 또는 제12항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 전기 모터 케이스와 상기 전기 모터 샤프트 사이에는 씰링 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  14. 제10항 또는 제12항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 전기 모터는
    상기 브러쉬를 감싸는 브러쉬 커버;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  15. 제14항에서,
    상기 전기 모터는
    상기 브러쉬 커버와 상기 전기 모터 케이스 사이에 구비되는 절연체;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  16. 제10항 또는 제12항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 수평 암에는 샤프트 암 홀이 형성되며,
    상기 정류자와 상기 코일은 상기 샤프트 암 홀을 통해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  17. 제10항에서,
    상기 전기 모터 케이스와 상기 수직 암 및 상기 전기 모터 케이스와 상기 수평 암 사이에는 각각 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  18. 제10항 또는 제12항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 전기 모터는 DC 전기 모터인 것을 특징으로 하는 전기 모터.
  19. 제10항 또는 제12항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 전기 모터는 AC 전기 모터인 것을 특징으로 하는 전기 모터.
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