KR102265079B1 - 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기 - Google Patents

씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기 Download PDF

Info

Publication number
KR102265079B1
KR102265079B1 KR1020190179003A KR20190179003A KR102265079B1 KR 102265079 B1 KR102265079 B1 KR 102265079B1 KR 1020190179003 A KR1020190179003 A KR 1020190179003A KR 20190179003 A KR20190179003 A KR 20190179003A KR 102265079 B1 KR102265079 B1 KR 102265079B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oil
cone
sealing
armature
motor
Prior art date
Application number
KR1020190179003A
Other languages
English (en)
Inventor
조형근
Original Assignee
주식회사 코렌스글로벌
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 코렌스글로벌 filed Critical 주식회사 코렌스글로벌
Priority to KR1020190179003A priority Critical patent/KR102265079B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102265079B1 publication Critical patent/KR102265079B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/04—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having permanent magnet excitation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

본 발명은 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기에 관한 것으로, 콘(Cone) 형상의 씰링용 오일콘(Oil-cone)을 사용함으로써 내부로의 오일 다량 침투를 효율적으로 방지할 수 있는 동시에 회전 샤프트의 마찰로 인한 토크 손실을 최소화할 수 있도록 한 것이다.

Description

씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기{DC motor with oil-cone for oil sealing}
본 발명은 직류 전동기에 관련한 것으로, 특히 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기에 관한 것이다.
직류 전동기(DC Motor)는 차량 및 가전기기, 산업용 기기 등 회전 또는 직선 운동의 동력이 필요한 경우, 가장 널리 쓰이는 전동기 타입이다. 이러한 직류 전동기에서 있어, 전기 에너지를 받아서 회전 및 직선 운동과 같은 물리적 에너지로 변환하는 전기자는 전동기 부품에서 가장 중요한 부분을 차지한다.
브러쉬 타입의 영구자석 직류 전동기(Brushed PMDCM; Permanent Magnet DC Motor)의 구조는 크게 철심에 구리 전선을 감아 기자력을(EMF; Electro Magnetic Force) 발생하면서 회전하는 전기자(Armature)와, 영구자석이 부착되어 공극으로 자속(Flux)을 발생시키는 계자(Field)로 구분할 수 있다.
그 이외에 교류를 직류로 변환하는 정류 작용을 하는 정류자(commutator)와, 교류 전류 유입을 위한 브러쉬(Brush)가 있으며, 이는 에너지 전달에 기여하나 직접적인 힘을 발생하지는 않는다. 이 구조에 추가적으로 동력을 전달할 수 있는 기어와 같은 동력 전달 장치와, 회전 샤프트의 회전을 위한 베어링 등이 더해지게 된다.
도 1 은 종래의 직류 전동기의 계자(Field) 구조를 예시한 도면이고, 도 2 는 종래의 직류 전동기의 전기자(Armature) 구조를 예시한 도면이다. 도 1 및 도 2 에 도시한 바와 같이, 직류 전동기(100)는 전기자(Armature)(110)와, 계자(Field)(120)와, 정류자(Commutator)(130)와, 브러쉬(Brush)(140)를 포함한다.
전기자(110)는 회전자 철심(Rotor Core)(111)에 권선된 코일(Coil)(112)에 의해 기자력(Magnetomotive Force)을 발생시키면서 회전 샤프트(113)를 회전축으로 회전한다.
계자(120)는 전기자(110) 외주연에 전기자와 특정 공극을 가지도록 이격되어 설치되되, 전기자와 이격된 공극으로 자속(Flux)을 발생시킨다. 계자(120)는 하나의 링형 요크(Yoke)(121)와, 링형 요크 내주연에 부착되어 전기자(110)와 이격된 공극으로 자속(Flux)을 발생시키는 다수의 영구자석(PM : Permanent Magnet)(122)들을 포함한다.
정류자(Commutator)(130)는 인가되는 교류에 따라 전기자(110)의 회전자 철심(Rotor Core)(111)에 권선된 코일(Coil)(112)에 흐르는 전류의 방향을 주기적으로 변환시킨다.
브러쉬(Brush)(140)는 배터리 등과 같은 직류 전원 공급 장치(도면 도시 생략)로부터 공급되는 직류 전원을 교류로 변환하여 정류자(130)에 인가한다.
정류자(130)에 의해 회전자 철심(Rotor Core)(111)에 권선된 코일(Coil)(112)에 흐르는 전류의 방향이 주기적으로 변환되면, 전자석 역할을 하는 회전자 철심(111)의 극성이 주기적으로 바뀌고, 계자(120)의 링형 요크(121) 내주연에 부착되는 다수의 영구자석(122)들과의 상호적인 인력 및 척력에 의해 전기자(110)가 링형 요크(Yoke)(121) 내부에서 회전하게 된다.
기어와 같은 동력 전달 장치와, 회전 샤프트의 회전을 위한 베어링 등이 더해지는 직류 전동기의 경우, 기어 및 베어링의 회전 윤활을 위한 그리스(Grease) 등과 같은 오일(Oil)이 필요하다. 그런데, 이러한 오일이 내부로 다량으로 침투하여 정류자나 브러쉬 등과 같은 내부 부품을 오염시키면, 직류 전동기의 성능이 저하되거나, 고장이 발생한다.
이러한, 문제를 해결하기 위해 도 3 에 도시한 바와 같은 오일이 내부로 침투하는 것을 방지하는 오일씰 구조가 필요하다. 도 3 은 종래의 직류 전동기의 오일씰 구조를 예시한 도면이다. 도 3 에 도시한 바와, 종래의 오일씰은 환형의 오일씰 구조를 가진다.
대한민국 등록특허 제10-1226133호(2013.01.18)에서 베어링에서 발생하는 누유로부터 브러시와 정류자를 보호하는 환형의 오일씰인 브러시 리테이너를 기재하고 있다. 그런데, 환형 오일씰의 경우 회전 샤프트와 접촉하는 면적이 클 수록 회전 샤프트의 마찰이 커져 토크 손실이 증가하는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명자는 내부로의 오일 다량 침투를 효율적으로 방지하면서도 회전 샤프트의 마찰로 인한 토크 손실을 최소화할 수 있는 새로운 오일씰 구조에 대한 연구를 하였다.
대한민국 등록특허 제10-1226133호(2013.01.18)
본 발명은 내부로의 오일 다량 침투를 효율적으로 방지하면서도 회전 샤프트의 마찰로 인한 토크 손실을 최소화할 수 있는 콘(Cone) 형상의 씰링용 오일콘(Oil-cone)을 구비한 직류 전동기를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기가 회전자 철심(Rotor Core)에 권선된 코일(Coil)에 의해 기자력(Magnetomotive Force)을 발생시키면서 회전 샤프트를 회전축으로 회전하는 전기자(Armature)와; 전기자 외주연에 전기자와 특정 공극을 가지도록 이격되어 설치되되, 전기자와 이격된 공극으로 자속(Flux)을 발생시키는 계자(Field)와; 인가되는 교류에 따라 전기자의 회전자 철심에 권선된 코일에 흐르는 전류의 방향을 주기적으로 변환시키는 정류자(Commutator)와; 공급되는 직류 전원을 교류로 변환하여 정류자에 인가하는 브러쉬(Brush)와; 회전 샤프트에 삽입되어 내부로의 오일 유입을 방지하는 콘(Cone) 형상의 씰링용 오일콘(Oil-cone)을 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 씰링용 오일콘이 꼬깔 형상일 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 씰링용 오일콘이 외연에 단턱이 형성될 수 있다.
본 발명은 콘(Cone) 형상의 씰링용 오일콘(Oil-cone)을 사용함으로써 내부로의 오일 다량 침투를 효율적으로 방지할 수 있는 동시에 회전 샤프트의 마찰로 인한 토크 손실을 최소화할 수 있으므로, 직류 전동기의 성능이 저하 및 고장 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 종래의 직류 전동기의 계자(Field) 구조를 예시한 도면이다.
도 2 는 종래의 직류 전동기의 전기자(Armature) 구조를 예시한 도면이다.
도 3 은 종래의 직류 전동기의 오일씰 구조를 예시한 도면이다.
도 4 는 본 발명에 따른 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기의 씰링용 오일콘의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있으나, 이는 본 발명의 다양한 실시예들을 특정한 형태로 한정하려는 것은 아니다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
도 4 는 본 발명에 따른 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 4 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기(200)는 전기자(Armature)(210)와, 계자(Field)(220)와, 정류자(Commutator)(230)와, 브러쉬(Brush)(240) 및 씰링용 오일콘(Oil-cone)(250)을 포함한다.
전기자(210)는 회전자 철심(Rotor Core)(211)에 권선된 코일(Coil)(212)에 의해 기자력(Magnetomotive Force)을 발생시키면서 회전 샤프트(213)를 회전축으로 회전한다.
계자(220)는 전기자(210) 외주연에 전기자와 특정 공극을 가지도록 이격되어 설치되되, 전기자와 이격된 공극으로 자속(Flux)을 발생시킨다. 계자(220)는 하나의 링형 요크(Yoke)(221)와, 링형 요크 내주연에 부착되어 전기자(210)와 이격된 공극으로 자속(Flux)을 발생시키는 다수의 영구자석(PM : Permanent Magnet)(222)들을 포함한다.
정류자(Commutator)(230)는 인가되는 교류에 따라 전기자(210)의 회전자 철심(Rotor Core)(211)에 권선된 코일(Coil)(212)에 흐르는 전류의 방향을 주기적으로 변환시킨다.
브러쉬(Brush)(240)는 배터리 등과 같은 직류 전원 공급 장치(도면 도시 생략)로부터 공급되는 직류 전원을 교류로 변환하여 정류자(230)에 인가한다.
정류자(230)에 의해 회전자 철심(Rotor Core)(211)에 권선된 코일(Coil)(212)에 흐르는 전류의 방향이 주기적으로 변환되면, 전자석 역할을 하는 회전자 철심(211)의 극성이 주기적으로 바뀌고, 계자(220)의 링형 요크(221) 내주연에 부착되는 다수의 영구자석(222)들과의 상호적인 인력 및 척력에 의해 전기자(210)가 링형 요크(Yoke)(221) 내부에서 회전하게 된다.
씰링용 오일콘(Oil-cone)(250)은 회전 샤프트(213)에 삽입되어 내부로의 오일 유입을 방지하는 콘(Cone) 형상의 구조를 가진다. 도 5 는 본 발명에 따른 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기의 씰링용 오일콘의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 5 에 도시한 바와 같이, 씰링용 오일콘(250)이 상협 하광의 콘 형상을 이루는 것을 볼 수 있다.
씰링용 오일콘(250)의 상부는 회전 샤프트(213)에 삽입될 수 있도록 회전 샤프트 직경과 거의 같은 직경의 샤프트 삽입홈(251)이 형성된다. 씰링용 오일콘(250)의 하부는 베어링(260)에 접촉되는 환형의 베어링 접촉면(252)이 형성된다. 씰링용 오일콘(250)의 중부는 경사면(253)이 형성된다. 씰링용 오일콘(250)의 단면을 살펴보면, 씰링용 오일콘(250)이 꼬깔 형상일 수 있다. 한편, 씰링용 오일콘(250)이 외연에 단턱(254)이 형성될 수 있다. 이 때, 씰링용 오일콘(250)의 재질이 고무일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
정류자(230)와, 브러쉬(240)가 설치된 회전 샤프트(213) 상부에 회전 샤프트(213)를 고정 지지하는 동시에 회전 마찰력을 줄이기 위한 베어링(260)이 설치되고, 회전 샤프트(213)의 회전 윤활을 위해 그리스 등의 오일이 주입된다. 이 때, 오일이 베어링(260)을 통과해 내부로 다량으로 침투해 정류자(230)와, 브러쉬(240) 등과 같은 내부 부품들을 오염시키면, 직류 전동기의 성능이 저하되거나, 고장이 발생한다. 이를 방지하기 위해 베어링(260)이 설치된 회전 샤프트(213) 상부에 콘(Cone) 형상의 씰링용 오일콘(250)을 삽입 설치하여 내부로의 오일 다량 유입을 방지한다.
상협 하광의 콘 형상을 이루는 씰링용 오일콘(250)의 상부에 형성되는 샤프트 삽입홈(251)에 거의 같은 직경의 회전 샤프트(213)가 삽입된 상태에서 오일이 주입되면, 샤프트 삽입홈(251)과 회전 샤프트(213) 접촉면 사이의 공간으로는 윤활을 위한 매우 소량의 오일만 통과되고 대부분은 중력에 의해 경사면(253)을 따라 오일이 아래로 흘러 씰링용 오일콘(250) 외연에 형성된 단턱(254) 부분에 고이게 되어 내부로 다량의 오일이 침투되는 것을 방지한다.
한편, 씰링용 오일콘(250) 내부가 꽉차 무게가 무거우면, 씰링용 오일콘(250) 무게가 회전 샤프트(213) 회전에 영향을 미쳐 회전 토크를 감소시키는 요인으로 작용할 수 있으나, 본 발명의 경우 씰링용 오일콘(250)의 단면 형상이 꼬깔 형상이므로, 씰링용 오일콘 내부 대부분은 빈 공간을 이루기 때문에 씰링용 오일콘(250)의 무게는 크기 않아 회전 샤프트(213)에 아무런 영향을 주지 않는다.
이와 같이 구현함에 의해, 본 발명은 콘(Cone) 형상의 씰링용 오일콘(Oil-cone)을 사용함으로써 내부로의 오일 다량 침투를 효율적으로 방지할 수 있는 동시에 회전 샤프트의 마찰로 인한 토크 손실을 최소화할 수 있으므로, 직류 전동기의 성능이 저하 및 고장 발생을 억제할 수 있다.
본 명세서 및 도면에 개시된 다양한 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위는 여기에서 설명된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예들의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 직류 전동기에 관련 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100, 200 : 직류 전동기
110, 210 : 전기자
111, 211 : 회전자 철심
112, 212 : 코일
113, 213 : 회전 샤프트
120, 220 : 계자
121, 221 : 요크
122, 222 : 영구자석
130, 230 : 정류자
140, 240 : 브러쉬
250 : 씰링용 오일콘
251 : 샤프트 삽입홈
252 : 베어링 접촉면
253 : 경사면
254 : 단턱
260 : 베어링

Claims (3)

  1. 회전자 철심(Rotor Core)에 권선된 코일(Coil)에 의해 기자력(Magnetomotive Force)을 발생시키면서 회전 샤프트를 회전축으로 회전하는 전기자(Armature)와;
    전기자 외주연에 전기자와 특정 공극을 가지도록 이격되어 설치되되, 전기자와 이격된 공극으로 자속(Flux)을 발생시키는 계자(Field)와;
    인가되는 교류에 따라 전기자의 회전자 철심에 권선된 코일에 흐르는 전류의 방향을 주기적으로 변환시키는 정류자(Commutator)와;
    공급되는 직류 전원을 교류로 변환하여 정류자에 인가하는 브러쉬(Brush)와;
    회전 샤프트에 삽입되어 내부로의 오일 유입을 방지하되, 외연에 단턱이 형성되는 콘(Cone) 형상의 씰링용 오일콘(Oil-cone)을;
    포함하는 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    씰링용 오일콘이:
    꼬깔 형상인 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기.
  3. 삭제
KR1020190179003A 2019-12-31 2019-12-31 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기 KR102265079B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190179003A KR102265079B1 (ko) 2019-12-31 2019-12-31 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190179003A KR102265079B1 (ko) 2019-12-31 2019-12-31 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102265079B1 true KR102265079B1 (ko) 2021-06-15

Family

ID=76412140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190179003A KR102265079B1 (ko) 2019-12-31 2019-12-31 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102265079B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040027200A (ko) * 2002-09-27 2004-04-01 발레오만도전장시스템스코리아 주식회사 차량용 알터네이터의 오일실 조립방법
KR20080004886A (ko) * 2006-07-07 2008-01-10 주식회사 대우일렉트로닉스 모터 케이스
KR101226133B1 (ko) 2012-02-10 2013-01-25 (주)모토닉 브러시 리테이너를 지니는 모터
KR20170064434A (ko) * 2015-12-01 2017-06-09 엘지이노텍 주식회사 모터용 하우징 커버 및 이를 포함하는 모터

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040027200A (ko) * 2002-09-27 2004-04-01 발레오만도전장시스템스코리아 주식회사 차량용 알터네이터의 오일실 조립방법
KR20080004886A (ko) * 2006-07-07 2008-01-10 주식회사 대우일렉트로닉스 모터 케이스
KR101226133B1 (ko) 2012-02-10 2013-01-25 (주)모토닉 브러시 리테이너를 지니는 모터
KR20170064434A (ko) * 2015-12-01 2017-06-09 엘지이노텍 주식회사 모터용 하우징 커버 및 이를 포함하는 모터

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5217205B2 (ja) モータ
US10256689B2 (en) Electric motor with Halbach array and ferrofluid core
US20070210657A1 (en) Brushless DC motors and systems using the same
US20140125166A1 (en) Rotating electrical machine
KR102265079B1 (ko) 씰링용 오일콘을 구비한 직류 전동기
US9966829B2 (en) Reduced-vibration stepper motor
JPWO2019159649A1 (ja) モータ及びそれを備えた電気機器
JP2006325393A (ja) モータ構造
JP2005192387A (ja) 軸受一体化スピンドルモータ
KR20210085681A (ko) 센싱용 영구자석 노출을 최소화한 직류 전동기
JP5910385B2 (ja) 密封装置
KR102335904B1 (ko) 모터
JP2010063255A (ja) 直流直巻モータおよびスタータ
WO2015181895A1 (ja) 回転電機
KR101871776B1 (ko) 절연코팅이 불필요하고 외주 면이 절개된 탄성이 있는 베어링용 절연부싱 구조를 적용한 전식 방지형 외전형 브러시 리스 직류 전동기 및 그 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 전식 방지방법
JP2013072491A (ja) 転がり軸受およびそれを備えた電動機
JP2008259368A (ja) 回転機
KR101018224B1 (ko) 모터
JP2009038887A (ja) すべり軸受け、および電動モータ
KR101039332B1 (ko) 모터
KR101776731B1 (ko) 계자권선형 구동모터의 브러시 분진 차폐유닛
US20130113322A1 (en) Electromagnetic module and spindle motor having the same
EP1833148A1 (en) Brushless DC motors and systems using the same
RU99665U1 (ru) Вентильный дисковый двигатель с компенсацией паразитных аксиальных сил за счет применения специальной магнитной муфты
JP2016041004A (ja) 直流モータ（ｄｃモータ）において、回転子（ロータ）に永久磁石とブラシを使用し、固定子（ステータ）に電磁石を使用して固定の整流子により固定子の電磁石の電流を切り換えるモータ。

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant