KR102266140B1

KR102266140B1 - 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치

Info

Publication number: KR102266140B1
Application number: KR1020190165208A
Authority: KR
Inventors: 박정희; 서정랑
Original assignee: 박정희
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-06-18

Abstract

본 발명은 영구자석의 고정구조를 개선한 모터에 관한 것으로서, 내면 둘레를 따라 다각형 형상으로 복수개의 자석장착면이 형성되는 원통형상의 스테이터; 상기 스테이터의 자석장착면에 각각 배치되고 접착제를 통해 고정되는 영구자석; 및 상기 스테이터의 내부에 장착되고 중앙에는 회전축이 장착되는 로터;를 포함한다.
본 발명에 의한 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 및 영구자석의 고정장치는 스테이터의 내면에 일정간격으로 자석장착면을 형성하여 영구자석을 용이하게 장착할 수 있을 뿐만 아니라 영구자석이 설정위치를 지정된 위치에 장착할 수 있으므로 모터의 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.

Description

영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치{Motor fixing device with improved structure of permanent magnet}

본 발명은 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영구자석을 스테이터에 용이하게 장착하고, 상기 영구자석과 스테이터의 결합력을 향상시킬 수 있도록 한 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 전동기는 스테이터(stator)와 로터(rotor)로 이루어지며, 로터측의 극성과 스테이터측의 극성이 동일한 경우에 발생되는 반발력과 극성이 상이한 경우에 발생되는 원심력에 의해 회전 되는 원리를 이용하고 있다.

이러한 전동기는 스테이터와 로터의 극성에 의해 회전하게 되는 것으로, 스테이터와 로터에 극성을 부여하기 위하여 영구자석을 사용하는 방법과, 여자코일을 권취하여 인가되는 전류에 의해 극성을 부여하는 방법 등을 사용되고 있다.

구체적으로 전동기는 원통 형상의 스테이터와, 금속 재질로 이루어진 복수개의 얇은 원형 강판이 적층되며 중앙에 회전축이 결합된 로터 코어와, 스테이터와 로터 코어의 사이에 배치되는 복수의 영구자석으로 이루어진다.

그러나 종래의 전동기는 영구자석을 고정함에 있어서 하기와 같은 문제점이 있었다.

첫 번째로, 상기 스테이터의 내면에 영구자석을 일정하게 설치하는데 어려움이 있었다.

구체적으로, 상기 스테이터의 내면이 곡면지게 형성됨에 따라 접착제의 도포시 접착제의 접촉면이 상이하고, 영구자석의 끝단 부분에 결합력이 떨어지는 문제점이 있었다.

두 번째로, 상기 영구자석을 스테이터의 내면에 설치하는 과정에서 상기 영구자석의 끝단 부분이 이웃하는 영구자석의 끝단부분이 접촉하여 영구자석이 손상되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0168203호

본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 스테이터의 내면 둘레를 따라 다각형 형상으로 자석장착면을 형성하여 영구자석을 용이하게 장착할 수 있는 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 및 영구자석의 고정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 영구자석 장착면에 배치되는 영구자석을 스테이터의 자석장착면에 동시에 장착할 수 있는 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 및 영구자석의 고정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 영구자석의 고정구조를 개선한 모터는 내면 둘레를 따라 다각형 형상으로 복수개의 자석장착면이 형성되는 원통형상의 스테이터; 상기 스테이터의 자석장착면에 각각 배치되고 접착제를 통해 고정되는 영구자석; 및 상기 스테이터의 내부에 장착되고 중앙에는 회전축이 장착되는 로터;를 포함한다.

그리고 상기 스테이터의 자석장착면은 내면에 간격을 두고 접착제 유지홈이 형성될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 의한 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치는 원판 형상으로 내부에 방사형으로 공기 통로가 형성되며, 상기 공기 통로의 끝단에 위치하는 가장자리면에는 영구자석 장착면이 형성되고, 중앙에는 상기 공기통로와 연통되는 중앙 통로가 형성되는 하부 몸체; 및 상기 하부 몸체의 중앙에 설치되고 내부에는 상기 중앙 통로와 연통되는 수직 공기 통로가 형성되는 수직 몸체;를 포함한다.

그리고 상기 영구자석 장착면에는 중앙 통로와 연통되는 공기 통로가 복수개수로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 공기 통로의 끝단에 핀 장착공이 형성되고, 상기 핀 장착공에는 공기 통로에서 전달되는 공기 압력에 따라 영구자석 장착면에 배치된 영구자석을 이동시키는 노즐핀이 장착되되, 상기 핀 장착공은 공기 통로의 지름보다 크게 형성되고, 상기 노즐핀은 단턱부를 기준으로 외측면의 지름이 내측면의 지름보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 상기 노즐핀의 중앙으로 수평 관통공이 형성되고, 상기 내측면의 끝단에는 수평 관통공을 차단 또는 개폐하는 차단판이 장착될 수 있다.

본 발명에 의한 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 및 영구자석의 고정장치는 스테이터의 내면 둘레를 따라 다각형 형상으로 자석장착면을 형성하여 영구자석을 용이하게 장착할 수 있을 뿐만 아니라 영구자석이 설정위치를 지정된 위치에 장착할 수 있으므로 모터의 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 및 영구자석의 고정장치는 영구자석 장착면에 배치되는 영구자석을 스테이터의 자석장착면에 동시에 장착할 수 있을 뿐만 아니라 그에 따른 작업시간과 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터를 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 " A "부분 확대 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터를 구성하는 스테이터의 다른 실시 예를 나타낸 부분확대 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치의 다른 실시 예를 나타낸 단면도.
도 7(a) 및 7(b)은 본 발명에 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치를 구성하는 노즐핀을 나타낸 사시도 및 장착상태 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치를 구성하는 노즐핀의 다른 실시 예를 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치의 사용상태를 나타낸 사시도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 " A "부분 확대 단면도이다.

본원발명인 영구자석의 고정구조를 개선한 모터(10)는 스테이터(20), 영구자석(30), 로터(40)를 포함한다.

여기서, 상기 스테이터(20)를 제외한 구성은 도시된 도면에 한정되지 않으며 공지된 영구자석과 로터가 적용될 수 있다.

구체적으로, 본원발명인 영구자석의 고정구조를 개선한 모터(10)는 구성 변화를 최소화하여 비용을 절감하면서도 종래의 영구자석과 로터를 사용할 수 있도록 한 것이다.

상기 스테이터(20)는 일반적인 모터와 같이 하우징(미도시)의 내부에 지지된다.

그리고 상기 스테이터(20)는 평면상 원형 형상으로 형성되고 내면 둘레에는 연속해서 자석장착면(21)이 형성된다.

즉, 상기 스테이터(20)는 종래의 스테이터와 상이하게 내면 둘레에 다각형 형상으로 자석장착면(21)을 형성하여, 상기 영구자석(30)을 자석장착면(21)에 고정할 수 있도록 한 것이다.

구체적으로, 상기 스테이터(20)는 내면 둘레를 따라 다각형 형상으로 자석장착면(21)을 배치하면서도 수직형성되어, 상기 영구자석(30)의 배면을 자석장착면(21)에 접착제(50)를 통해 용이하게 고정시킬 수 있도록 한 것이다.

다음으로, 상기 자석장착면(21)은 도시된 도 3과 같이 구성될 수 있다

즉, 상기 자석장착면(21)의 내면에 간격을 두고 접착제 유지홈(22)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 자석장착면(21)은 내면에 도포되는 접착제(50)의 일부 수용 및 유지할 수 있도록 접착제 유지홈(22)을 간격을 두고 형성한 것이다.

상기 영구자석(30)은 스테이터(20)와 로터(40)의 사이에 복수개가 장착된다.

그리고 상기 영구자석(30)은 상기 스테이터(20)의 자석장착면(21)에 일부가 삽입되고 접착제(50)를 통해 스테이터(20)에 고정하게 된다.

즉, 상기 영구자석(30)은 자석장착면(21)에 고정장착됨으로써 외부로부터 전기에너지를 공급받지 않고서도 안정된 자기장을 발생시킬 수 있어 로터(40)를 안정적으로 회전시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 자석장착면(21)에 삽입되는 영구자석(30)은 로터(40)의 원활한 작동을 위해 전체폭을 기준으로 30%미만 삽입된다.

상기 로터(40)는 스테이터(20)의 내부에 장착되고 중앙에는 회전축(42)이 장착된다.

즉, 상기 로터(40)는 회전축(42)의 작동에 따라 로터(40)가 정방향 또는 역방향으로 회전작동하면서 스티이터(20)에 장착되는 영구자석(30)과 함께 자기장을 형성하게 된다.

다음으로, 본원발명의 또 다른 특징인 영구자석의 고정장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 도 4는 본 발명에 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치를 나타낸 단면도이다.

본원발명의 또 다른 특징인 영구자석의 고정장치(100)는 하부 몸체(200) 및 수직 몸체(300)로 대별된다.

여기서, 상기 영구자석의 고정장치(100)를 구성하는 하부 몸체(200)와 수직 몸체(300)는 일체 또는 분리구성될 수 있으며, 본원발명에서 상기 하부 몸체(200)와 수직 몸체(300)는 원활한 공기 유입 및 공기 배출을 위해 일체로 형성되는 예를 들어 설명하기로 한다.

상기 하부 몸체(200)는 소정의 두께를 가지는 원판 형상으로 형성된다.

그리고 상기 하부 몸체(200)는 내부에 방사형으로 공기 통로(210)가 형성되며, 상기 공기 통로(210)의 끝단에 위치하는 가장자리면에는 복수개의 영구자석 장착면(220)이 형성되고, 중앙에는 상기 공기 통로(210)와 연통되는 중앙 통로(230)가 형성된다.

즉, 상기 하부 몸체(200)는 원판 형상으로 중앙 통로(230)가 형성되는 부분을 기준으로 방사형으로 공기 통로(210)를 형성하고, 상기 공기 통로(210)의 끝단 부분에는 영구자석(30)과 밀착되는 영구자석 장착면(220)을 각각 형성한 것이다.

구체적으로, 상기 하부 몸체(200)는 중앙 통로(230)와 방사형으로 배치되는 공기 통로(210)를 통해 영구자석 장착면(220)에 배치되는 영구자석(30)을 고정 또는 이동시키게 된다.

또한, 상기 하부 몸체(200)는 도시된 도 6과 같이 상기 영구자석 장착면(220)에 중앙 통로(230)와 연통되는 공기 통로(230)가 복수개수로 형성될 수 있다.

즉, 상기 하부 몸체(200)는 영구자석 장착면(220)에 복수개의 공기 통로(230)를 형성하여, 자성이 강한 영구자석(300), 복수개의 자석으로 이루어진 영구자석(300) 등을 용이하게 고정 및 이동시킬 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 영구자석(30)이 장착되는 영구자석 장착면(220)은 수직면 이외에도 경사지게 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 영구자석 장착면(220)이 수직되게 형성될 경우에는 영구자석(30)에 균등하게 공기의 흡입력 또는 공기의 배출력을 제공할 수 있는 장점이 있고, 상기 영구자석 장착면(220)이 경사지게 형성될 경우에는 영구자석(30)의 안정적으로 지지한 상태에서 설정된 위치에 용이하게 장착할 수 있는 장점이 있다.

이때, 상기 영구자석(30)의 외면은 상황에 상기 영구자석 장착면(22)의 형상을 따라 경사지게 형성될 수 있음을 밝힌다.

다음으로, 상기 공기 통로(210)는 도시된 도 7(a) 및 7(b)와 같이 형성될 수 있다.

상기 공기 통로(210)의 끝단에 핀 장착공(212)이 형성되고, 상기 핀 장착공(212)에는 공기 통로(210)에서 전달되는 공기 압력에 따라 영구자석 장착면(220)에 배치된 영구자석(30)을 이동시키는 노즐핀(400)이 장착된다.

즉, 상기 영구자석의 고정장치(100)는 공기 통로(210)의 핀 장착공(212)에 장착되는 노즐핀(400)을 통해 영구자석(30)을 신속하게 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 연속적으로 일정한 힘을 전달할 수 있게 된다.

여기서, 상기 핀 장착공(212)은 공기 통로(210)의 지름보다 크게 형성되는데, 이는 상기 노즐핀(400)을 용이하게 핀 장착공(212)에 장착하면서도 삽입 위치를 제한하기 위함이다.

그리고 상기 노즐핀(400)은 중앙에 형성되는 단턱부(410)를 기준으로 외측면(420)의 지름이 내측면(430)의 지름보다 크게 형성되는데, 이는 상기 공기 통로(210)를 통해 공기의 공급시 또는 공기의 배출시 노즐핀(400)의 원활한 이동을 위함이다.

또한, 상기 노즐핀(400)은 도시된 도 8과 같이, 중앙으로 수평 관통공(440)이 형성되고, 상기 내측면(430)의 끝단에는 수평 관통공(440)을 차단 또는 개폐하는 차단판(450)이 장착될 수 있다.

즉, 상기 노즐핀(400)은 내측면(430)의 끝단에 차단판(450)을 장착하여, 상기 수직 몸체(300)를 통한 공기 주입시 수평 관통공(440)을 차단하고, 상기 수직 몸체(300)를 통한 진공시 수평 관통공(440)을 개폐하게 된다.

좀 더 보충설명하면, 상기 차단판(450)은 내측면(430)의 끝단에 장착되어 수평 관통공(440)을 일방향으로 개방시키는 체크밸브 역할을 하게 된다.

이때, 상기 차단판(450)은 얇은 동판으로 형성되면서 일면이 접착제를 통해 차단판(450)에 고정되거나 공지된 체크밸브가 사용된다.

상기 수직 몸체(300)는 하부 몸체(200)의 중앙에 설치된다.

그리고 상기 수직 몸체(300)는 하부 몸체(200)를 구성하는 중앙 통로(230)의 중앙에 수직방향으로 장착되고, 내부에는 상기 중앙 통로(230)와 연통되는 수직 공기 통로(320)가 형성된다.

즉, 상기 수직 몸체(300)는 하부 몸체(200)의 중앙에 일체로 형성되고, 외부의 공지된 흡배기 공기장치(미도시)와 결합되어, 상기 흡배기 공기장치의 작동에 따라 수직 공기 통로(320)를 통해 상기 하부 몸체(200)의 공기 통로(210)에 공기를 공급하거나 또는 공기를 흡입하게 된다.

상기와 같이 구성되는 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 및 영구자석의 고정장치의 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 소정의 두께를 가지는 원판 형상으로 형성되고, 내부에는 방사형으로 끝단에 핀 장착공(212)이 각각 형성된 공기 통로(210)가 형성되며, 상기 공기 통로(210)의 끝단에 위치하는 가장자리면에는 복수개의 영구자석 장착면(220)이 형성되고, 중앙에는 상기 공기 통로(210)와 연통되는 중앙 통로(230)가 형성되는 하부 몸체(200)와 상기 수직 몸체(300)는 하부 몸체(200)를 구성하는 중앙 통로(230)의 중앙에 수직방향으로 장착되고, 내부에는 상기 중앙 통로(230)와 연통되는 수직 공기 통로(320)가 형성되는 수직 몸체(300)를 일체로 형성하여 영구자석의 고정장치(100)를 형성한다.

그리고 공지된 흡배기 공기장치(미도시)를 수직 몸체(300)의 수직 공기 통로(320)에 결합한 후, 상기 흡배기 공기장치를 작동시켜 공기를 흡입하도록 한 다음, 상기 영구자석 장착면(220)에 영구자석(30)을 각각 배치시킨다.

이때, 상기 영구자석(30)은 흡배기 공기장치에 의하여 영구자석 장착면(220)에 밀착 및 지지된다.

이후, 상기 자석장착면(21)의 내면 또는 영구자석(30)의 외면에 접착제(50)를 도포한다.

다음으로, 평면상 원형 형상으로 형성되고, 내면 둘레에는 다각형 형상으로 복수개의 자석장착면(21)이 형성되는 스테이터(20)의 내부에 복수개의 영구자석(30)이 고정된 영구자석의 고정장치(100)를 배치한다.

그리고 상기 영구자석(30)과 자석장착면(21)의 위치를 맞춘 후 상기 흡배기 공기장치를 작동시켜 공기를 배출되도록 한다. 이때, 상기 영구자석 장착면(220)에 배치된 영구자석(30)은 자석장착면(21)에 배치되면서 접착제(50)를 통해 스테이터(20)에 고정하게 된다.

이후, 상기 흡배기 공기장치를 일정시간 작동시켜 상기 자석장착면(21)에 영구자석(30)을 고정하거나 또는 상기 공기 통로(210)의 끝단에 형성된 핀 장착공(212)으로 중앙에 형성되는 단턱부(410)를 기준으로 외측면(420)의 지름이 내측면(430)의 지름보다 작게 형성되는 노즐핀(400)을 각각 장착한다.

그리고 상기 영구자석(30)과 자석장착면(21)의 위치를 맞춘 후 상기 흡배기 공기장치를 작동시켜 공기를 배출되도록 하면, 상기 노즐핀(400)은 영구자석(30)을 가압하여 상기 자석장착면(21)에 영구자석(30)을 고정하게 된다.

다음으로, 상기 영구자석의 고정장치(100)를 제외한 후 상기 영구자석(30)이 장착된 스테이터(20)의 내부로 중앙에 회전축(42)이 장착되는 로터(40)를 장착하면 된다.

여기서, 상기 스테이터(20)에 장착되는 영구자석(30)의 조립순서는 상기와 상이하게 장착될 수 있음을 밝힌다.

이와 같이 본원발명인 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 및 영구자석의 고정장치는 스테이터의 자석장착면에 영구자석을 용이하게 장착하면서도 스테이터에 결합되는 영구자석의 결합력을 높일 수 있는 장점을 얻게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 모터 20 : 스테이터
21 : 자석장착면 21a : 배면
21b : 내측면 22 : 접착제 유지홈
23 : 경사면 30 : 영구자석
40 : 로터 50 : 접착제
100 : 영구자석의 고정장치
200 : 하부 몸체 210 : 공기 통로
212 : 핀 장착공 220 : 영구자석 장착면
230 : 중앙 통로 300 : 수직 몸체
320 : 수직 공기 통로 400 : 노즐핀
410 : 단턱부 420 : 외측면
430 : 내측면 440 : 수평 관통공
450 : 차단판

Claims

원판 형상으로 내부에 방사형으로 공기 통로가 형성되며, 상기 공기 통로의 끝단에 위치하는 가장자리면에는 영구자석 장착면이 형성되고, 중앙에는 상기 공기통로와 연통되는 중앙 통로가 형성되는 하부 몸체; 및
상기 하부 몸체의 중앙에 설치되고 내부에는 상기 중앙 통로와 연통되는 수직 공기 통로가 형성되는 수직 몸체;를 포함하는 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치.
삭제
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청구항 1에 있어서,
상기 영구자석 장착면에는 중앙 통로와 연통되는 공기 통로가 복수개수로 형성되는 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치.
청구항 4에 있어서,
상기 공기 통로의 끝단에 핀 장착공이 형성되고, 상기 핀 장착공에는 공기 통로에서 전달되는 공기 압력에 따라 영구자석 장착면에 배치된 영구자석을 이동시키는 노즐핀이 장착되되,
상기 핀 장착공은 공기 통로의 지름보다 크게 형성되고, 상기 노즐핀은 단턱부를 기준으로 외측면의 지름이 내측면의 지름보다 크게 형성되는 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치.
청구항 5에 있어서,
상기 노즐핀의 중앙으로 수평 관통공이 형성되고, 상기 내측면의 끝단에는 수평 관통공을 차단 또는 개폐하는 차단판이 장착되는 영구자석의 고정구조를 개선한 모터 고정장치.