KR102078684B1 - 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계 - Google Patents

Abstract

본 발명의 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계는 회전축의 외측에 제2회전자를 두고, 제2회전자의 외측에 발전용고정자를 두고, 발전용고정자의 외측에 제1회전자를 두고, 제1회전자의 외측에 모터용고정자를 두고, 모터용고정자의 외측에 로터하우징을 두는 구조로써, 자성체인 제1회전자와 전도체 또는 자성체로 성형된 제2회전자와 비도체로 성형된 로터하우징을 동시에 동일한 방향으로 회전하도록 하는데, 먼저 모터용고정자와 제1회전자사이에 자기력이 형성되어 제1회전자가 회전하게 되면서 제1회전자와 발전용고정자사이에서 기전력이 발생하며, 외곽에서 제1회전자와 제2회전자와 동시에 회전하는 로터회전자에 의해서는 바퀴를 구동할 수 있도록 하는 연구이다.
회전축이 회전축받침대L과 회전축받침대R에 의해 회전 가능하도록 지지되고,
전도체 또는 자성체로 성형된 제2회전자는 회전축의 바깥쪽에서 좌측은 제2회전자측판L
의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축받침대L의 외주면과 결합되고, 우측은 제2회전자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축에 고정되도록 결합되어 회전자와 함께 동시에 회전한다.
비자성체 코어에 코일이 권선된 발전용고정자는 전도체 또는 자성체로 성형된 제2회전자의 바깥쪽에서 좌측은 발전용고정자측판L의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축받침대L의 외주면과 결합되고, 우측은 발전용고정자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축 외주면에 결합된다.
양방향 마그네트로 성형된 제1회전자는 발전용고정자의 바깥쪽에서 좌측은 제1회전자측판L의 결합 베어링과 결속체를 이용하여 회전축받침대L의 외주면과 결합되고, 우측은 제1회전자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축에 고정되도록 결합되어 로터하우징과 함께 동시에 회전한다.
자성체 코어에 코일이 권선된 모터용고정자는 회전자의 바깥쪽에서 좌측은 모터용고정자측판L의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축받침대L의 외주면과 결합되고, 우측은 모터용고정자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축 외주면에 결합된다.
비도체로 성형된 로터하우징은 모터용고정자의 바깥쪽에서 좌측은 사이드하우징L의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축받침대L의 외주면과 결합되고, 우측은 사이드하우징R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축에 고정되도록 결합되어 회전자와 함께 동시에 회전한다.
자성체로 성형된 제1회전자와 전도체 또는 자성체로 성형한 제2회전자 및 비도체로 성형한 로터하우징이 각각 모터용고정자와 발전용고정자를 사이에 두고 설치되어, 이들이 동시에 회전할 때 강한 자기장이 모터용고정자와 발전용고정자를 통과하며, 제1회전자와 발전용고정자 및 제2회전자 사이에 강한 자기장으로 인해서 붙어서 정지하려는 힘(attraction)을 소멸함으로써 제1회전자와 제2회전자 및 발전용고정자 권선코일 간의 코깅토크 현상과 와전류를 억제하고, 회전마찰을 줄이고, 회전속도를 높일 수 있는 특성이 있으므로 이는 구동과 축전(Charge)을 동시에 요구하는 전기차와 전기오토바이 등에서 운행 중에 충전기능을 더함으로써 주행거리를 늘릴 수 있는 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계에 관한 것이다.
상기 전기자(250)와 상기 계자(240)는 상기 절연케이스(230)로 상기 휠(20)의 내부공간에 독립적으로 설치하고, 상기 제1정류자(210a)와 상기 제2정류자(210b)의 직렬결합 또는 상기 제1정류자(210a)와 상기 슬립링b(205b) 또는 상기 슬립링a(205a)와 슬립링b(205b)의 직렬 결합하여 상기 전기자(250)와 상기 계자(240)와 분리되도록 구성되고, 상기 제2정류자(210b) 또는 상기 슬립링b(205b)가 상기 DC전류(221)를 공급받는 동안 상기 휠(20)에 의해 상기 브러시홀더(212)가 회전되면서 상기 제1정류자(210a)와 상기 제2정류자(210b) 또는 상기 제1정류자(210a)와 상기 슬립링b(205b)에게 상기 다중브러시(213)에 의해 상기 정류자편(211) 및 상기 슬립링b(205b)에 상기 DC전류(221)가 공급되어지는데, 서로 대응되는 상기 정류자편(211) 및 상기 슬립링b(205b)에 각각 양극(+)와 음극(-)이 순차적이며 지속적으로 교번되면, 상응되는 상기 계자철심(241)에도 양극(+)와 음극(-)의 순차적이며 반복적인 교번이 일어나면서 이에 대응되는 상기 전기자코일(252)에도 극수만큼의 위상차를 가지고 유도기전력이 연속적으로 발생하게 되고 상기 전기자코일(252)에 연결된 상기 출력배선(260)을 통해 기전력이 도출되며, 이동수단의 구동장치에 공간의 활용성이 좋으며, 제작 설치 및 이용이 간편한 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

모터와 알터네이터를 융합한 구동기계{Mechanical drive to the motor and alternator}

본 발명은 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 발전기는 고정자의 코어를 강력한 자성체인 계자철심으로 성형한 후 코일을 권선을 하여 회전자와 고정자간에 자기장으로 인해서 서로 붙으려고 붙으려는 힘(attraction) 때문에 회전저항이 많이 발생하는데, 본 발명에서는 회전자를 2개 두어서 제1회전자는 모터용고정자와 자기력발생 기능을 담당하고, 제2회전자는 자성체로 성형하고 발전용고정자를 복합연성물질 또는 비자성체로 성형하여 발전용고정자를 사이에 두고 제1회전자와 제2회전자가 동시에 회전할 때 강한 자기장이 발전용고정자를 통과하며, 제1회전자와 발전용고정자 및 제2회전자 사이에 강한 자기장으로 인해서 붙어서 정지하려는 힘(attraction)을 소멸함으로써 제1회전자와 발전용고정자 및 제2회전자 사이의 권선코일 간의 코깅현상과 맴돌이 전류를 억제하고, 회전저항력을 줄이고, 회전속도를 높일 수 있는 것을 특징으로 한다. 이는 구동과 축전(Charge)을 동시에 요구하는 전기차와 전기오토바이 등에서 운행중에 충전기능을 더함으로써 주행거리를 늘릴 수 있는 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 실시로써, 본 발명은 외부에 있는 휠의 내부공간에 전기자를 구성하고 상기 전기자의 안쪽에 계자를 설치하여 절연케이스로 결합하며, 이와 별도로 상기 계자의 안쪽에 고정축 또는 회전축을 이용하여 제1정류자와 제2정류자를 직렬로 나란하게 설치하거나 상기 제1정류자와 슬립링b을 직렬로 나란하게 설치하거나 슬립링a과 상기 슬립링b 2개를 직렬로 결합하여 설치하는 것이다.

그리고 다중브러시를 구비한 브러시홀더를 이용하여 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b에 밀착하여 회전하면서 DC전류를 공급하여 상기 계자코일과 상기 전기자코일 사이에 계자극을 형성시켜 상기 전기자로부터 DC를 생산할 수 있는 발전장치에 관한 것이다.

상기 다중브러시를 장착한 상기 브러시홀더는 1쌍씩 구비되어 외부의 휠의 구동에 의해 회전하게 된다. 이때 직렬로 구성된 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b에게로 우회해서 상기 DC전류를 공급하게하고 이를 다시 상기 계자와 상기 전기자에게 공급할 수 있도록 전달매개체인 상기 제2정류자 또는 상기 슬립링들을 추가하였다.

즉, 기존의 회전자로 불리는 상기 계자나 상기 전기자를 정지시키고 반대로 동일한 속도로 회전시키는 상기 다중브러시로 인하여 상기 DC전류를 공급받아 상기 계자와 상기 전기자간에 유도기전력을 발생시켜 원하는 출력을 얻고자 착안하였다.

이러한 발명의 원리는 기존의 동기발전기들이 무거운 로터와 정류자를 회전할 때 많은 외부동력이 필요한데 이를 개선하기 위함이며, 더 나아가서 기존의 발전기에서도 시도하지 않던 상기 로터와 상기 정류자의 축을 분리하여 코일연결선을 자유롭고 길게 연결함으로써 지상과 지하에 분리 설치할 수가 있으므로 이용편리성과 설치의 유용성을 증가시켰다.

본 발명은 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계에 관한 것으로, 발전기에서 생성되는 기전력의 크기는 자기장의 세기와 도체의 길이 및 자기장과 도체의 상대속도에 비례한다.

따라서 자기장의 세기를 높이거나 도체를 길게 형성하거나 또는 자기장과 도체의 상대속도를 크게 함으로써 기전력을 높일 수 있다. 통상적으로 자기장과 도체의 상대속도를 크게 하여 기전력을 높이고 있는데 이를 위해서는 회전자의 회전속도를 높여야 하는데 이럴 경우 고속회전을 요하기 때문에 조력, 풍력 및 도로발전과 같이 저속회전력을 인가하는 경우 원하는 기전력을 얻을 수 없었다.

이에 2개의 회전자를 사용하여 원하는 기전력을 얻을 수 있는 발전기가 개발되었으며, 그 일례인 제10-1454805호의 「발전기」가 도4에 도시되어 있다.

도4의 「발전기」는 자석을 갖는 회전자(120)와 자성체인 내부케이싱(150)을 서로 동일한 방향으로 회전시킴으로써 저속회전력에서 기전력을 얻는 구조이고, 장점으로는 자석을 갖는 회전자(120)와 자성체인 내부케이싱(150)이라는 동시 회전체 사이에 복합연성물질 또는 비자성체로 성형된 고정자(130)의 코어에 권선된 권선코일을 사용하여 상호간 자기장이 유도되어 복합연성물질 또는 비자성체로 형성된 코어에 권선된 고정자(130)에게 기전력을 발생시키면서도 서로 붙으려고 붙으려는 힘(attraction)을 제거하고, 코깅현상과 와전류를 억제하며, 발열 억제효과와 회전저항을 크게 줄여 발전효율성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

그러나 상술한 종래의 「발전기」는 모터의 기능이 결합되지 않은 단순한 알터네이터의 기능만을 소유할 뿐이므로 엔진발전과 풍력발전 및 조력발전 등에 유용하지만 전기자동차나 전기운송수단으로 이용하기위해서는 모터기능과 알터네이터 부분이 융합된 구동장치가 필요하다.

본 발명의 또 다른 실시로써, 본 연구에서는 종래의 발전기에서 사용하던 계자와 전기자 및 정류자(commutator)를 모두 회전시키지 않고, 반대되는 운동구조의 역발상으로써 기존의 상기 정류자를 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b을 직렬로 결합하여 상기 다중브러시를 회전시켜 이 들에게 상기 DC전류의 공급 및 단락을 반복하여 상기 계자코일과 상기 전기자코일에 상호 반대되는 극성의 자력이 교번하여 유도되도록 한다.

즉, 계자철심(141)의 총 계자자속(界磁磁束)의 범위가 상기 계자와 상기 전기자의 극수만큼 필드(field)까지 유도기자력이이 발생하는 점을 착안하여 상기 제1정류자 및 상기 제2정류자를 직렬로 구성하거나, 또는 상기 제1정류자 및 상기 슬립링b을 직렬로 구성하거나, 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b를 직렬로 구성한 후 이를 모두 고정시켜놓고 상기 다중브러시가 좌우측에 성형된 상기 브러시홀더를 회전시킴으로써 종래의 발전기가 매우 무거운 로터(rotor)와 정류자를 회전시키는 것보다 상대적으로 매우 가벼운 상기 브러시홀더 만을 회전시킴으로써 외부 동력에너지를 절약 할 수가 있으며 상기 계자와 상기 전기자의 극수만큼의 원하는 유도기전력이 발생될 수 있도록 하여 구성할 수 있다.

그리고 본 발명은 도 10 내지 도 18과 같이 상기 브러시홀더에 1쌍씩의 다중브러시를 구비하여 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b를 구비하고, 상기 브러시홀더지지대에 의해 상기 다중브러시가 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b를 밀착하면서 감싸고돈다.

본 발명은 도 10과 같이 각각 상기 계자와 상기 전기자의 극수만큼의 위상 차이로 성형하여 회전하는 상기 다중브러시에 의해 상기 정류자편을 통해서 상기 계자코일에 각각 계자극수 만큼의 위상 차이로 상기 DC전류의 연결 및 단절이 지속적으로 반복하게 하여, 상기 계자철심은 계자극수 만큼의 위상 차이로 N극과 S극이 연속적으로 반복해서 발생 및 소멸되도록 한다.

이때 상기 계자철심과 맞대응하고 있는 상기 전기자코일에도 상기 전기자의 극수만큼 반대 극성인 S극과 N극이 교번하여 유도된다.

따라서 유도되는 상기 계자철심의 총 계자자속(界磁磁束)의 범위가 일정한 필드(field)를 이룰 때, 상기 전기자철심에도 동일한 필드(field)로 대응하는 권선코일을 구성한다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것이다. 일반적으로 모터와 알터네이터를 융합하지 못하고 독자적인 형태로 제작되어 상호 연결시켜 사용해왔다.

본 발명의 목적은 모터와 알터네이터의 기능을 하나의 동체 안에 결합시켜서 모터의 회전운동을 진행할 때 모터 기능의 외측에 결합된 알터네이터로 하여금 전력을 생산토록 하는 연구이다.

이를 위해서는 기존의 모터의 기능부분에서 발전용고정자를 안쪽에 성형하고, 회전자는 발전용고정자와 모터용고정자 사이에 설치하여 발전용고정자와 모터용고정자가 동시에 기전력과 기자력을 얻을 수 있도록 쌍방향으로 마그네트를 성형한다.

하나의 동체 안에 결합된 모터 기능과 알터네이터 기능은 자기장의 세기를 높이거나 도체를 많게 형성하거나 또는 자기장과 도체의 상대속도를 크게 하기 위해서 마그네트를 쌍방향으로 성형한 제1회전자와 자성체 또는 전도체로 성형한 제2회전자 및 비도체로 성형한 로터하우징을 동시에 회전시켜주는 고안이며, 제1회전자와 제2회전자의 사이에 있는 발전용고정자를 복합연성물질 또는 비자성체 코어에 권선된 권선코일로 성형하는 것과 회전축과 고정되도록(Fixed) 결합시킨 제1회전자와 제2회전자 및 로터하우징을 동시에 회전하는 구조가 매우 중요하며, 특히 제1회전자와 제2회전자의 상대속도를 크게 하기 위해서 발전용고정자에게 복합연성물질 또는 비자성체 코어에 권선된 권선코일을 성형함으로써 제1회전자와 발전용고정자 및 제2회전자가 끌어당겨 붙어서 정지하려는 힘(attraction)을 원천적으로 소멸함으로써, 제1회전자의 외측 마그네트의 기전력이 제2회전자까지 미치도록 하여 강한 기전력을 생성하고, 이 때 코깅토크와 와전류를 억제하며 고열과 회전저항력을 줄여 줌으로써 원하는 회전저항의 감소와 기전력을 더 얻을 수 있는 모터와 알터네이터를 융합한 구동장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시로써, 본 발명은 상기 전기자와 상기 계자 및 상기 정류자(commutator)가 모두 비회전하는 방식을 이용하여 기존의 축을 고정시키거나 회전시키는 방식으로 구성한다.

먼저, 상기 고정축 방식의 경우, 상기 휠의 내부공간에 상기 계자철심과 상기 계자코일이 구비된 계자를 구성하고, 상기 계자와 대응해서 바깥에는 상기 전기자철심과 상기 전기자코일이 구비된 상기 전기자를 구성하여 상기 절연케이스를 이용하여 함께 결합하고 상기 부싱과 결합하여 지지하도록 한다.

그리고 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 슬립링들은 중심부를 중공으로 성형하여 상기 고정축의 외주면에 슬리브나 베어링을 이용하여 나란히 고정되게 결합한다.

그리고 상기 회전축 방식의 경우, 상기 휠 내부에 상기 계자철심과 상기 계자코일이 구비된 상기 계자를 구성하고 상기 계자와 대응하는 상기 전기자철심과 상기 전기자코일이 구비된 상기 전기자를 구성하여 슬리브나 베어링을 이용하여 상기 회전축에 슬립하게 결합한다.

즉, 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 슬립링들의 중심부를 중공으로 성형하여 상기 회전축 외주면에 슬립하게 결합하여 정지하도록 하고 일측 또는 양측을 상기 부싱과 결합하여 정지하도록 한다.

상기 다중브러시가 1쌍씩 구비되어 극수만큼 구비한 상기 브러시홀더는 외부의 휠의 구동에 의해 회전하게 되는데

상기 고정축을 사용할 땐, 상기 브러시홀더지지대가 브래킷L의 내측면에 설치되며 상기 휠 또는 외부동력으로 회전시킨다.

상기 회전축을 사용할 때, 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b의 사이에 구성하며 상기 회전축의 중앙부 외주면에 결합시켜 상기 휠 또는 상기 외부동력으로 회전시킨다.

본 연구에서 상기 고정축을 사용할 땐, 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b을 모두 절연케이스와 결합기구로 부싱과 결합시킨다.

이때 상기 다중브러시가 성형된 상기 브러시홀더는 브러시홀더지지대가 브래킷L의 내측면에 설치되며 상기 휠 또는 외부동력으로 회전하게 된다.

또한, 상기 회전축을 사용할 때, 상기 브러시홀더는 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b의 사이에 구비하며 상기 회전축의 외주면에 결합시켜 상기 휠 또는 상기 외부동력으로 회전된다.

또한, 상기 제1정류자와 상기 제2정류자를 직렬방식으로 이용하는 경우, 상기 제1정류자와 동일하게 정류자편을 성형한 상기 제2정류자를 상기 브러시홀더를 사이에 두고 직렬로 마주보도록 구성하고, 상기 브러시홀더가 회전할 때 Plus(+)와 Minus(-) 전류가 각각 계자극수 만큼의 위상차로 공급과 단락을 반복할 수 있도록 상기 계자극수 만큼 등분한다.

상기 Plus(+) 전원을 상기 전기자코일 및 상기 계자코일에게 연결되도록 상기 계자극수 만큼 결선하고 상기 Minus(-) 전원은 본체에 접지한다.

또한, 상기 제1정류자와 상기 슬립링b을 직렬방식으로 이용하는 경우와 상기 슬립링a과 상기 슬립링b의 결합도 위와 동일한 방법으로 실시한다.

따라서 상기 브러시홀더를 회전시키기 위해서는 상기 휠 또는 상기 외부동력이 필요하게 되며, 상기 계자코일과 상기 전기자코일에 상기 DC전류를 공급하기 위한 축전지가 구비된다.

단, 상기 브러시홀더를 회전시키는데 필요한 상기 휠을 대체하는 방법으로는 DC모터, 풀리(Pulley), 블레이드(Blade), 로터 휠(Rotor Wheel), 자력 회전체(magnetic power rotor) 등을 사용한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계는 프레임의 중심부에 회전하는 회전축을 설치할 수 있다.

또한, 회전축은 좌우에 내부에 베어링을 장착한 회전축받침대L 및 회전축받침대R에 의해 지지될 수 있다.

또한, 제2회전자는 전도체 또는 자성체로 성형되어 좌측은 제2회전자측판L

의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축받침대L의 외주면과 결합되고, 우측은 제2회전자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축에 고정되도록(Fixed) 결합될 수 있다.

또한, 발전용고정자는 복합연성물질 또는 비자성체 코어로 성형되어 좌측은 발전용고정자측판L이 발전용고정자측판L의 결합베어링과 결합체를 이용하여 상기 회전축받침대L의 외주면과 슬립(Slip) 상태로 결합되고, 우측은 발전용고정자측판R이 발전용고정자측판R의 결합베어링과 결합체를 이용하여 상기 회전축 외주면에 슬립(Slip) 상태로 결합될 수 있다.

또한, 제1회전자는 자성체로 성형되어 좌측은 제1회전자측판L이 제1회전자측판L의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축받침대L의 외주면과 슬립(Slip) 상태로 결합되고, 우측은 제1회전자측판R이 제1회전자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축에 고정되도록(Fixed) 결합될 수 있다.

또한, 모터용고정자는 자성체 또는 전도체로 성형되어 좌측은 모터용고정자측판L이 모터용고정자측판L의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축받침대L의 외주면과 슬립(Slip) 상태로 결합되고, 우측은 모터용고정자측판R이 모터용고정자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축 외주면에 슬립(Slip) 상태로 결합될 수 있다.

또한, 로터하우징은 전도체성으로 성형되어 좌측은 사이드하우징L이 사이드하우징L의 결합베어링과 결합체를 이용하여 상기 회전축 받침대L의 외주면과 슬립(Slip) 상태로 결합되고, 우측은 사이드하우징R이 사이드하우징R의 결합베어링과 결합체를 이용하여 상기 회전축에 고정되도록(Fixed) 결합될 수 있다.

또한, 상대적으로 더 큰 자기장의 세기를 높이거나 기전력을 많게 형성하기 위해서 제1회전자가 자성체로 성형될 때 제2회전자 자성체 또는 전도체로 성형될 수 있다.

또한, 모터용 입력배선 및 발전용 출력배선은 모터용고정자의 자성체 코어에 권선된 권선코일 및 발전용고정자의 복합연성물질 또는 비자성체 코어에 권선된 권선코일로써 모터용고정자측판L의 결합베어링, 제1회전자측판L의 결합베어링, 발전용고정자측판 L의 결합베어링, 사이드하우징L의 결합베어링의 측면 또는 슬리브(Sleeve)를 통해서 배선관통구를 성형하여 외부로 안전하게 도출될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시로써, 본 발명은 상기 다중브러시를 구비한 상기 브러시홀더가 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b의 직렬 구성방식에게 상기 DC전류를 공급해야 하고 이를 이어받아 상기 계자코일과 상기 전기자코일에게 공급해야하므로 전달매개체인 상기 제1정류자와 상기 제2정류자, 상기 슬립링들을 이용하여 조를 이루어 직렬로 결합할 수 있다.

상기 제1정류자와 상기 제2정류자는 동일한 모양과 정류자편으로 성형할 수 있다.

상기 슬립링들은 상기 제1정류자와 동등한 모양과 계자극 편수로 성형할 수 있다.

상기 제2정류자는 상기 제1정류자의 정류자편을 그대로 성형하고, 각 극마다 Plus(+)와 Minus(-)가 각각 상기 계자와 상기 전기자의 극수만큼의 위상차로 마주하도록 하여 상기 브러시홀더가 회전될 때 각 상기 다중브러시마다 상기 DC전류의 공급과 단락을 반복할 수 있도록 상기 계자와 상기 전기자의 극수만큼을 등분하여 결선할 수 있다.

그리고 상기 슬립링b는 각 극마다 Plus(+)와 Minus(-)가 각각 상기 계자와 상기 전기자의 극수만큼의 위상차로 마주하도록 하여 상기 브러시홀더가 회전될 때 각 상기 다중브러시마다 상기 DC전류의 공급과 단락을 반복할 수 있도록 상기 계자와 상기 전기자의 극수만큼을 등분하여 성형할 수 있다.

상기 브러시홀더는 고정축을 사용할 때 상기 휠의 상기 브래킷L의 내측면에 설치하여 상기 휠 또는 외부동력으로 회전시킬 수 있다.

그리고 상기 회전축을 사용할 때는 상기 회전축 외주면에 결합한 상기 브러시홀더지지대를 이용하여 회전시킬 수 있다.

상기 DC전류 공급선과 출력배선은 슬리브 및 상기 부싱을 이용하여 외부로 도출할 수 있다.

상기 계자와 상기 전기자를 상기 절연케이스로 결합하여 상기 고정축 또는 상기 회전축과 분리하여 설치하고, 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b를 직렬로 결합하여 분리 설치할 수 있다.

그러므로 상기 계자코일로부터 분리된 상기 제1정류자와 상기 슬립링a에게 연결되는 코일연결선은 거리에 관계없이 근거리에 설치할 수 있다.

그리고 상기 제2정류자 또는 상기 슬립링b로부터 상기 전기자에게 연결되는 코일연결선도 거리에 관계없이 근거리에 설치할 수 있다.

본 발명의 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계에 따르면, 회전축에 고정되게 직접연결된 제1회전자와 제2회전자 및 로터하우징이 동시에 동일한 방향으로 회전할 때, 먼저 모터로 공급되는 외부 전원에 의해서 모터용고정자와 제1회전자 사이에서 기자력이 발생하여 회전을 가동하게 되고, 모터 기능에 의해서 자동으로 회전하게 되는 제2회전자와 발전용고정자 사이에서는 기전력을 생성하게 된다.

그러므로 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계에서 모터 기능과 알터네이터 기능을 한꺼번에 구현함으로서 경제성과 더불어서 구동과 축전(Charge)을 동시에 요구하는 전기차와 전기오토바이 등에서 운행중에 충전기능을 더함으로써 주행거리를 늘릴 수 있는 에너지융합기술 이다.

이는 회전자와 로터하우징에게 자성체 또는 전도체로 성형시킴으로써 동일한 기계적인 구조에서도 2가지 유형의 구조로 다른 실시예의 제품화도 가능하다.

첫 번째 유형으로는, 발전용고정자는 그대로 두고, 제1회전자는 자성체로 성형하고 제2회전자는 전도체로 성형하여 발전용고정자를 사이에 두고 회전자와 로터하우징이 동시에 회전할 때 강한 자기장이 발전용고정자를 통과하며, 제1회전자와 제2회전자 사이에 강한 자기장으로 인해서 붙어서 정지하려는 힘(attraction)을 소멸함으로써 제1회전자와 제2회전자와 발전용고정자의 권선코일 간의 코깅현상과 와전류를 제거하고, 종래의 발전기보다 회전저항력을 줄여주고, 회전속도를 높일 수 있어서 원하는 기전력을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 발전용고정자가 복합연성물질 또는 비자성체로 성형된 코어를 가지므로 와전류의 해소하고 고열 발생을 억제하여 권선코일의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 코깅토크와 회전저항의 감소로 외부의 회전동력이 크게 필요하지 않아 동력에너지를 절약하는 장점이 있다.

두 번째 유형으로는, 발전용고정자는 그대로 두고, 제1회전자와 제2회전자 모두 자성체로 성형하여 제1회전자와 제2회전자가 동시에 회전시킬 때, 위의 첫 번째 유형보다 많은 자성체가 제1회전자와 제2회전자에 많이 성형됨으로 제1회전자와 제2회전자 사이에 있던 발전용고정자에게 상대적으로 더 큰 자기장의 세기와 많은 자기장이 형성해서 붙어서 정지하려는 힘(attraction)을 소멸함으로써 제1회전자와 발전용고정자 및 제2회전자 사이의 코깅현상과 와전류를 제거하고, 종래의 발전기보다 회전저항력을 줄여주고, 회전속도를 높일 수 있어서 원하는 기전력을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 회전축에 모터용고정자, 회전자, 발전용고정자, 로터하우징을 결합하기 위해 베어링을 장착한 모터용고정자측판L,R의 결합베어링과, 제1회전자측판L의 결합베어링과, 발전용고정자측판L,R의 결합베어링과, 사이드하우징L의 결합베어링 및 결속체를 이용함으로써 각각의 베어링에 슬리브(Sleeve) 형태를 통해서 비교적 간단한 배선관통구를 성형하고, 모터의 브러쉬와 정류자가 생략되므로 구조가 간단해지며 정격용량에 관계없이 다양한 발전기의 제작이 용이하다.

본 발명의 또 다른 실시로써, 종래의 발전기가 상기 계자와 상기 정류자를 동시에 회전시키는데, 본 발명은 상기 계자와 상기 정류자를 회전시키지 않고, 상기 다중브러시를 상기 계자와 상기 전기자의 극수만큼 성형한 상기 브러시홀더를 회전시켜 상기 DC전류의 공급과 단절을 반복하여 계자극을 만들어 줌으로써 종래의 발전장치에 비해서 외부동력에너지 공급을 최소화하면서도 상기 전기자코일에 원하는 유도기전력이 발생될 수 있도록 하여 고효율의 기전력을 제공할 수 있는 매우 유용한 직류발전장치이다.

또한, 상기 전기자와 상기 계자는 상기 절연케이스로 상기 휠의 내부공간에 구성하고, 상기 계자와 상기 제1정류자와의 연결되었던 축을 단절해서 분리형으로 설치할 수 있다.

즉, 분리형은 상기 계자와 상기 전기자는 상기 휠의 내부공간에 별도로 설치하고, 상기 제1정류자와 상기 제2정류자 또는 상기 제1정류자와 상기 슬립링b 또는 상기 슬립링a과 상기 슬립링b는 독립적으로 구성해서 상기 고정축 또는 상기 회전축 외측에 구성하므로 다양한 산업용으로 활용성이 크다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계의 횡단면도
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 얻어진 종단면도
도 3은 도 1의 B-B선을 따라 얻어진 종단면도
도 4는 종래기술의 「발전기」의 횡단면도
도 5는 본 발명의 고정축사용의 제1정류자와 제2정류자의 결합 구성도
도 6은 본 발명의 회전축사용의 제1정류자와 제2정류자의 결합 구성도
도 7은 본 발명의 고정축사용의 제1정류자와 슬립링b의 결합 구성도
도 8은 본 발명의 회전축사용의 제1정류자와 슬립링b의 결합 구성도
도 9는 본 발명의 고정축사용의 슬립링a와 슬립링b의 결합 구성도
도 10은 본 발명의 회전축사용의 슬립링a와 슬립링b의 결합 구성도
도 11은 본 발명의 제1정류자와 제2정류자의 A, B, C 단면도
도 12는 본 발명의 제1정류자와 슬립링b의 A, B, C 단면도
도 13은 본 발명의 슬립링a와 슬립링b의 A, B, C 단면도
도 14는 본 발명의 제1정류자와 제2정류자의 결합 참고도
도 15는 본 발명의 제1정류자와 슬립링b의 결합 참고도
도 16은 본 발명의 슬립링a와 슬립링b의 결합 참고도
도 17은 본 발명의 슬립링의 참고도
도 18은 본 발명의 계자코일와 전기자코일의 결선도

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터기능과 알터네이터 기능을 융합한 구동기계에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계(1)는 회전축(10), 회전축받침대L,R(11,12), 로터하우징(110), 사이드하우징L,R(111,112), 사이드하우징L의 결합베어링(113), 발전용고정자(140), 자성체 코어에 권선된 권선코일(140a), 모터용고정자측판L,R(121,122), 모터용고정자측판L,R의 결합베어링(123,124), 제1회전자(130), 제1회전자측판L,R(131,132), 제1회전자측판L의 결합베어링(133), 모터용고정자(120), 복합연성물질 또는 비자성체 코어에 권선된 권선코일(140a), 발전용고정자측판L,R(141,142), 발전용고정자측판L,R의 결합베어링(143,144), 제2회전자(160), 제2회전자측판L,R(161,162), 배선관통구(150), 모터용 입력배선(151), 발전용 출력배선(152), 결합체(115,116,125,126,135,136,145,146) 등으로 구성된다.

회전축(10)은 외부전원 또는 외부의 동력발생수단에 의해 발생하는 에너지에 의해 회전하며, 그 양측 단이 회전축받침대L,R(11,12)에 의해 회전가능하게 지지된다.

회전축베어링(13)은 회전축받침대L,R(11,12)의 내부에 장착되며, 회전축(10)의 회전 가능하도록 결합하기 위한 수단이다.

모터용고정자(120)는 전도체로 성형되어 좌측은 모터용고정자측판L(121)이 모터용고정자측판L의 결합베어링(123)과 결합체(125)를 이용하여 회전축받침대L(11)의 외주면과 슬립(Slip) 형태로 결합되고, 우측은 모터용고정자측판R(122)이 모터용고정자측판R의 결합베어링(124)과 결합체(126)를 이용하여 회전축(10)의 외주면에 슬립(Slip) 형태로 결합되어 회전축(10)의 회전력에 상관없이 항상 정지된 상태를 유지하게 된다.

제1회전자(130)의 좌측은 제1회전자측판L(131)이 제1회전자측판L의 결합베어링(133)과 결합체(135)를 이용하여 회전축받침대L(11)의 외주면과 슬립(Slip) 형태로 결합되고, 우측은 제1회전자측판R(132)이 결합체(136)를 이용하여 회전축(10)에 고정되도록(Fixed) 결합된다.

발전용고정자(140)의 좌측은 발전용고정자측판L(141)이 발전용고정자측판L의 결합베어링(143)과 결합체(145)를 이용하여 회전축받침대L(11)의 외주면과 슬립(Slip) 형태로 결합되고, 우측은 발전용고정자측판R(142)이 발전용고정자측판R의 결합베어링(144)과 결합체(146)를 이용하여 회전축(10) 외주면에 슬립(Slip) 상태로 결합되어 회전축(10)의 회전력에 상관없이 항상 정지된 상태를 유지하게 된다.

로터하우징(110)의 좌측은 사이드하우징L(111)이 사이드하우징L의 결합베어링(113)과 결합체(115)를 이용하여 회전축 받침대L(11)의 외주면과 슬립(Slip) 형태로 결합되고, 우측은 사이드하우징R(112)이 결합체(116)를 이용하여 회전축(10)에 고정되도록(Fixed) 결합된다.

모터용고정자측판L의 결합베어링(123)과, 제1회전자측판L의 결합베어링(133)과, 발전용고정자측판L의 결합베어링(143)과, 사이드하우징L의 결합베어링(113)을 회전축받침대L(11)의 외주면에 슬립(slip)이 용이하도록 간격을 두어 슬리브(Sleeve) 형태로 연결시킬 수 있다.

이하, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계(1)의 작용에 대하여 설명한다.

회전축(10)에 회전동력이 발생하면, 회전축받침대L,R(11,12)에 의해 지지되는 회전축(10)이 회전하게 된다.

회전축(10)이 회전하면, 좌측은 슬립(Slip) 상태를 유지하며, 우측이 회전축(10)에 고정되도록(Fixed) 결합된 제1회전자(130)와 제2회전자(160) 및 로터하우징(110)가 동시에 동일한 방향으로 회전하게 된다.

이때, 제2회전자(160)는 회전축(10)에 고정되도록(Fixed) 직접 결합되고, 제1회전자(130)와 로터하우징(110)의 좌측은 회전자측판L의 결합베어링(133)과 사이드하우징L의 결합베어링(113)을 결합체(135)와 결합체(115)를 이용하여 회전축받침대L(11)의 외주면과 결합을 통해서 슬립(Slip) 상태를 유지하며 회전하게 되고, 우측은 제1회전자(130)와 로터하우징(110)이 회전축(10)에 고정되도록(Fixed) 결합되어 있기 때문에 회전축을 따라서 동시에 동일한 방향으로 돌려고 한다.

따라서 제1회전자(130)와 제2회전자(160) 및 로터하우징(110)가 함께 동일한 방향으로 동시에 회전하기 때문에 제1회전자(130)와 제2회전자(160) 사이에 있는 발전용고정자(140)가 복합연성물질 또는 비자성체로 형성된 코어에 권선된 권선코일(140a)을 사용하므로 코깅토크와 와전류의 감소로 회전저항이 많이 발생하지 않고 회전속도가 증가되어 원하는 기전력과 동력에너지를 절약하게 된다.

즉, 종래의 영구자석발전기는 고정자의 코어에 강력한 자성체인 계자철심으로 성형한 후 코일을 권선을 하여 하나 뿐인 회전자와 고정자 간에 상호 붙으려고 하는 자기장 때문에 회전저항이 많이 발생하며, 코깅현상과 와전류 및 고열이 발생하여 내구성이 매우 부족한데, 본 발명에서는 발전용고정자(140)에 복합연성물질 또는 비자성체 코어에 권선된 권선코일(140a)을 사용하여 자성체로 성형된 제1회전자(130)와 전도체 또는 자성체로 성형된 제2회전자(160) 및 비자성체인 로터하우징(110)가 동일한 방향으로 회전할 때 발전용고정자(140)를 사이에 두고 상호간 자기장이 유도되면서 복합연성물질 또는 비자성체 코어에 권선된 권선코일(140a)을 사용하는 발전용고정자(140)에 기전력을 발생시키면서도 회전저항이 없이 자연스런 회전력을 얻도록 한다.

다른 실시 예에서, 제1회전자(130)와 제2회전자(160)를 자성체로 성형하고, 복합연성물질 또는 비자성체 코어에 권선된 권선코일(140a)을 사용한 발전용고정자(140)를 사이에 두고 제1회전자(130)와 제2회전자(160) 및 로터하우징(110)이 동시에 회전시킬 때, 강한 자기장이 발전용고정자(140)를 통과하며, 제1회전자(130)와 제2회전자(160) 사이에 강한 자기장으로 인해서 서로 붙어서 정지하려는 힘(attraction)을 소멸함으로써 상대적으로 더 큰 기전력을 얻을 수도 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조로 본 발명의 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계(1)에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

본 발명의 또 다른 실시로써, 본 발명은 상기 휠(20)의 내부공간에 상기 계자코일(242)이 감겨진 상기 계자철심(241)을 구비하는 상기 계자(240)와, 상기 계자(240)의 외측에 이격된 상태에서 감싸도록 형성된 상기 전기자코일(252)을 상기 절연케이스(230)를 이용하여 함께 결합한 후 일측면은 상기 지지부재(231)를 이용하여 상기 고정축(200) 외주면과 상기 부싱(202)에 결합된다.

상기 계자코일(242)과 각각 일대 일로 연결되도록 다수개의 상기 정류자편(211)으로 구비되는 상기 제1정류자(210a)는 상기 계자(240)와 분리하여 상기 제2정류자(210b) 또는 상기 슬립링b(205b)와 함께 결합되어 일측이 상기 부싱(202)과 결합된다.

상기 브러시홀더(212)는 상기 브러시홀더지지대(219)구비하고 상기 고정축(200)의 경우는 상기 휠(20)의 브래킷L(21)의 내측면에 결합되어서 회전하며, 상기 회전축(201)의 경우는 상기 회전축(201)의 중앙부에 결합되어 상기 휠(20)의 회전할 때 상기 회전축(201)과 함께 회전된다.

상기 제2정류자(210b) 또는 상기 슬립링b(205b)에는 극성에 따라 상기 DC전류(221)를 연결한다.

즉, 상기 브러시홀더(212)는 상기 브러시홀더지지대(219)구비하고 상기 고정축(200)의 경우는 상기 휠(20)의 브래킷L(21)의 내측면에 결합되어서 회전하며, 상기 회전축(201)의 경우는 상기 회전축(201)의 중앙부에 결합되어 상기 휠(20)의 회전시 상기 회전축(201)과 함께 회전되며, 상기 제1정류자(210a)와 상기 제2정류자(210b) 또는 상기 제1정류자(210a)와 상기 슬립링b(205b) 또는 상기 슬립링a(205a)와 상기 슬립링b(205b)사이에 밀착된 각각의 상기 다중브러시(213)를 브러시연결선(215)으로 연결한다.

상기 제1정류자(210a)와 상기 제2정류자(210b) 또는 상기 슬립링a,b(205a,205b)는 중심부가 중공원형으로 상기 고정축(200) 또는 상기 회전축(201) 외곽에 베어링b(203b)를 결합하여 구성한다.

상기 브러시홀더지지대(219)에 의해 상기 다중브러시(213)가 상기 제1정류자(210a) 및 상기 제2정류자(210b) 또는 상기 슬립링a,b(205a,205b)를 밀착하면서 회전하도록 한다.

상기 고정축(200)을 이용할 때, 상기 휠(20)의 상기 브래킷L(21)은 베어링a(203a)을 상기 고정축(200) 외주면에 삽입하여 회전할 수 있도록 하고, 상기 브래킷R(22)은 상기 고정축(200)의 외주면에 슬리브베어링(204)을 결합하고, 상기 슬리브베어링(204) 외주면에 상기 부싱(202)을 결합하고, 상기 부싱(202)의 외주면에 크기가 다른 베어링c(203c)를 결합하여 회전하도록 한다.

상기 회전축(201)을 이용할 때, 상기 휠(20)의 상기 브래킷L(21)은 베어링a(203a)을 상기 회전축(201) 외주면에 삽입하여 회전할 수 있도록 하고, 상기 브래킷R(22)은 상기 고정축(200)의 외주면에 상기 슬리브베어링(204)을 결합하고, 상기 슬리브베어링(204)외주면에 상기 부싱(202)을 결합하고, 상기 부싱(202)의 외주면에 상기 베어링c(203c)를 결합하여 회전하도록 한다.

상기 부싱(202)은 상기 DC전류(221)를 상기 제2정류자(210b) 또는 상기 슬립링b(205b)에게 공급하거나 상기 전기자코일(252)로부터 상기 출력배선(260)을 도출하도록 중공을 성형한다.

본 발명은 도 15와 같이 각각 상기 계자(240)와 상기 전기자(250)의 극수만큼의 위상 차이로 성형하여 회전하는 상기 다중브러시(213)에 의해 상기 제2정류자(210b) 및 상기 슬립링b(205b)를 통해서 상기 계자코일(242)에 각각 계자극수 만큼의 위상 차이로 상기 DC전류(221)의 연결 및 단절이 반복하게 하여, 상기 계자철심(241)은 계자극수 만큼의 위상 차이로 N극과 S극이 연속적으로 반복해서 발생 및 소멸되도록 한다.

이때 상기 계자철심(241)과 맞대응하고 있는 상기 전기자코일(252)에도 상기 전기자(250)의 극수만큼 순차적으로 반대 극성인 S극과 N극이 교번하여 유도된다.

따라서 유도되는 상기 계자철심(241)의 총 계자자속(界磁磁束)의 범위가 일정한 필드(field)를 이룰 때, 상기 전기자철심(251)에도 동일한 필드(field)로 대응하는 권선코일을 구성한다.

즉, 상기 계자코일(242)과 상기 코일연결선(243)으로 각각 일대 일로 연결된 상기 제1정류자(210a) 또는 상기 슬립링a(205a)이 구비되고, 상기 전기자(250)와 상기 코일연결선(253)으로 전기자극 편수만큼 연결된 상기 제2정류자(210b) 또는 상기 슬립링b(205b)가 구비된 상태에서 상기 제1정류자(210a)와 상기 제2정류자(210b) 또는 상기 제1정류자(210a)와 상기 슬립링b(205b) 또는 상기 슬립링a(205a)와 슬립링b(205b)의 직렬결합을 위해 각각 브러시연결선(215)으로 연결한 다음, 상기 DC전류의 Plus(+)를 상기 계자(240)의 극수만큼 상기 전기자(250)의 극수에 맞게 연결시켜주는 것이다.

본 발명에 있어서 작동순서의 순환구조를 살펴보면, 상기 제2정류자(210b) 또는 상기 슬립링b(205b)이 상기 DC전류(221)를 공급받는 동안 상기 휠(20)에 의해 상기 브러시홀더(212)가 회전되면서 상기 제1정류자(210a)와 제2정류자(210b) 또는 상기 제1정류자(210a)와 상기 슬립링b(205b) 또는 상기 슬립링a(205a)와 상기 슬립링b(205b)에게 상기 DC전류(221)가 공급되어지는데, 상기 제2정류자(210b) 및 상기 슬립링b(205b)에 각각 양극(+)와 음극(-)이 순차적이며 지속적으로 교번되면, 상응되는 상기 계자철심(241)에도 양극(+)와 음극(-)의 순차적이며 반복적인 교번이 일어나면서 이에 대응되는 상기 전기자코일(252)에도 극수만큼의 위상차를 가지고 유도기전력이 연속적으로 발생하게 되고 상기 전기자코일(252)에 연결된 상기 출력배선(260)을 통해 기전력이 출력되도록 한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조로 본 발명의 직류공급용 다중회로 브러시의 회전을 이용하는 직류발전장치에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

1 : 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계
10 : 회전축 11 : 회전축받침대L
12 : 회전축받침대R 13 : 회전축베어링
110 : 로터하우징 111 : 하우징측판L
112 : 하우징측판R 113 : 하우징측판L의 결합베어링
114 : 하우징측판R의 결합베어링 115 : 결합체 116 : 결합체
120 : 모터용고정자
120a : 자성체 코어에 권선된 권선코일
121 : 모터용고정자측판L 122 : 모터용고정자측판R
123 : 모터용고정자측판L의 결합베어링 124 : 모터용고정자측판R의 결합베어링
125 : 결합체 126 : 결합체
130 : 제1회전자
131 : 제1회전자측판L 132 : 제1회전자측판R
133 : 제1회전자측판L의 결합베어링
135 : 결합체 136 : 결합체
140 : 발전용고정자
140a : 복합연성물질 또는 비자성체 코어에 권선된 권선코일
141 : 발전용고정자측판L 142 : 발전용고정자측판R
143 : 발전용고정자측판L의 결합베어링 144 : 발전용고정자측판R의 결합베어링
145 : 결합체 146 : 결합체
150 : 배선관통구
151 : 모터용 입력배선 152 : 발전용 출력배선
160 : 제2회전자
161 : 제2회전자측판L 162 : 제2회전자측판R
20: 휠 21: 브래킷L 22: 브래킷R
200: 고정축 201: 회전축 202: 부싱 203a: 베어링a 203b: 베어링b 203c: 베어링c
204: 슬리브베어링 205a: 슬립링a 205b: 슬립링b
206: 스냅링
210a: 제1정류자 210b: 제2정류자 211: 정류자편
212: 브러시홀더 213: 다중브러시 214: 브러시홀더지지대 215: 브러시연결선
220: 축전지 221: DC전류
230: 절연케이스 231: 지지부재
240: 계자 241: 계자철심 242: 계자코일 243: 코일연결선
250: 전기자 251: 전기자철심 252: 전기자코일 253: 코일연결선 257 : 결합기구
260: 출력배선 261: 배선도출구

Claims (15)

1. 프레임의 중앙에서 회전하는 회전축;
   상기 회전축을 지지하기 위해 내부에 베어링이 장착되는 회전축받침대L 및 회전축받침대R;
   상기 회전축의 바깥에서 전도체 또는 자성체로 성형되어 좌측은 제2회전자측판L 의 결합베어링과 결속체를 이용하여 회전축받침대L의 외주면과 결합되고, 우측은 제2회전자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축에 고정되도록 결합되어 상기 회전축과 함께 동시에 회전하는 제2회전자;
   상기 제2회전자를 감싸며, 복합연성물질 또는 비자성체 코어로 성형되어 좌측은 발전용고정자측판L의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축받침대L의 외주면과 슬립(Slip) 형태로 결합되고, 우측은 발전용고정자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축의 외주면에 슬립(Slip) 형태로 결합되는 복합연성물질 또는 비자성체 코어에 권선된 권선코일을 가진 발전용고정자;
   상기 발전용고정자의 바깥에서 좌측은 제1회전자측판L의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축 받침대L의 외주면과 슬립(Slip) 형태로 결합되고, 우측은 제1회전자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축에 고정되도록(Fixed) 결합되는 쌍방향 마그네트로 성형된 제1회전자;
   상기 제1회전자의 바깥에서 자성체 코어에 권선된 권선코일로 형성되며, 좌측은 모터용고정자측판L의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축 받침대L의 외주면과 슬립(Slip) 형태로 결합되고, 우측은 모터용고정자측판R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축의 외주면에 슬립(Slip) 형태로 결합되는 자성체 코어에 코일이 권선된 모터용고정자;
   상기 모터용고정자를 감싸며, 좌측은 사이드하우징L의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축받침대L의 외주면과 슬립(Slip) 형태로 결합되고, 우측은 사이드하우징R의 결합베어링과 결속체를 이용하여 상기 회전축에 고정되도록(Fixed) 결합되는 비도체성의 로터하우징;
   상기 모터용고정자의 자성체 코어에 권선된 권선코일 및 상기 발전용고정자의 복합연성물질 또는 비자성체 코어에 권선된 권선코일이 상기 모터용고정자측판L의 결합베어링, 상기 제1회전자측판L의 결합베어링, 상기 발전용고정자측판L의 결합베어링, 사이드하우징L의 결합베어링의 측면 또는 슬리브(Sleeve)를 이용해서 배선관통구를 성형하여 외부로 안전하게 도출되는 모터용 입력배선 및 발전용 출력배선; 및
   상기 제1회전자와 상기 제2회전자 및 상기 로터하우징이 상기 회전축에 고정되게 결합되어 함께 동일한 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1회전자와 상기 제2회전자 및 상기 로터하우징이 상기 모터용고정자와 상기 발전용고정자를 사이에 두고 설치되어, 이들이 동시에 회전할 때 강한 자기장이 상기 모터용고정자와 상기 발전용고정자를 통과하며, 상기 제1회전자와 상기 발전용고정자 및 상기 제2회전자 사이에 강한 자기장으로 인해서 붙어서 정지하려는 힘(attraction)을 소멸함으로써 상기 제1회전자와 상기 제2회전자 및 상기 로터하우징이 동시에 회전할 때 코깅토크 현상과 와전류를 억제하고, 회전저항력을 줄이며, 회전속도를 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계.
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