KR19980063648A - 단상 전기기계 변환기 및 이러한 변환기를 포함한 전기기계 장치 - Google Patents

Abstract

단상 전기기계 변환기(2)는 고정자(8)와 2극 영구자석(6)을 포함한 회전자(4)를 포함한다. 고정자는 제 1 및 제 2 자기 고정자 자극(18, 20)과 코일(14)을 지니는 코어(12)를 한정하는 평면구조(10)로 형성되며, 상기 코어는 제 1 고정자 자극과 제 2 고정자 자극을 자기적으로 연결시킨다. 코일은 변부(36)가 밀폐된 구멍(35)에 위치되며 상기 제 2 자극을 한정하는 평면구조 부위는 상기 구멍과 상기 2극 자석이 위치되는 구멍(16)을 완전히 에워싼다.

Description

단상 전기기계 변환기 및 이러한 변환기를 포함한 전기기계 장치

본 발명은 고정자가 평면구조이고 회전자가 하나의 영구자석, 특히 2극 자석을 포함하는 단상 전기기계 변환기에 관계한다. 특히, 본 발명은 소형크기, 특히 시계 분야에 적용되는 전기기계 변환기에 관계한다.

당해 분야의 숙련자는 특히 시계분야에서 고정자가 평면구조이고 회전자가 영구자석을 포함한 다양한 전기기계 변환기를 알고 있다. 단상 전기기계 모터에 있어서 시계 전기기계학 분야의 전문가는 라베트(Lavet)형 스테핑 모터를 알고 있다. 이 모터는 내부에 회전자 샤프트 상에 장착된 2극 영구자석이 위치되는 고정자 구멍을 두 개의 극성 연장부가 한정하는 두 개의 자기 고정자 자극을 한정하는 고정자 플레이트를 포함한다. 두 개의 자기 고정자 자극은 각각 고정자 플레이트의 두 단부를 형성하는 두 개의 자기 접촉 이어(ear)를 한정한다. 코일을 지니며 두 단부에 두 개의 자기접촉 이어를 가지는 코어가 코어의 두 개의 이어가 고정자 플레이트의 두 개의 이어상에 포개지도록 고정된다. 이러한 형태의 모터에서 코일을 지니는 코어는 고정자 플레이트의 변두리에 위치된다. 스위스 특허 제 639 525 호는 제 1 도에서 방금 기술한 라베트형의 단상 스테핑 모터를 보여준다. 상기 특허의 제 1 도 및 2 도에서 알 수 있듯이 두 개의 자기 고정자 자극을 한정하는 고정자 플레이트는 시계장치의 다양한 요소를 적어도 부분적으로 장착시키기 위한 베이스 플레이트로서 사용될 수 있다.

스위스 특허 제 648 984 호는 앞서 기술한 라베트형 단상 스테핑 모터를 포함하는 시계를 발표한다. 이 특허 문헌은 특히 시계장치의 베이스 플레이트로서의 단상 모터 고정자의 용도를 발표한다. 여러 개의 기계 또는 전자 요소가 기계장치의 플레이트로서 사용되는 고정자 플레이트 상에 조립된다. 스위스 특허 제 648 984 호의 제 1 도에서 코일을 지니는 코어를 시계장치의 변두리에 배치하는 것은 플레이트 상에 다양한 요소를 배치하는데 제한을 두는 문제가 있으며 이것은 시계 설계자에게는 설계의 폭을 제한시킨다.

시계 설계자가 단상 모터의 코일이 기계장치 플레이트의 변두리에 위치되지 않은 기계장치에 단상 라베트형 모터를 위치시킬 경우 앞서 언급한 고정자 플레이트가 스위스 특허 제 643 704 호의 제 1 도에 도시된 대로 기계장치 베이스 플레이트와 재료가 다른 부분을 형성한다. 스위스 특허 제 643 704 호에 발표된 고안에서 단상 모터의 고정자와 시계장치의 베이스 플레이트는 재료적으로 구별되는 부분을 형성하므로 제조단가가 증가되고 시계장치의 소형화를 제한한다. 앞서 언급한 공간 문제는 시계장치가 여러개의 단상 모터를 포함할 때 더욱 커진다.

본 발명의 목적은 제조하기 용이하며 값싸며 장치 배열, 특히 단상 변환기의 회전자 및 코일의 위치선정을 설계자가 자유롭게 할 수 있는 장치 어셈블리 플레이트로 사용될 수 있는 고정자를 가지는 단상 전기기계 변환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 앞서 언급한 목적에 관해서 제안된 것과 동일한 특징 및 장점을 가지는 단상 변환기를 복수개 포함하는 전기기계 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 콤팩트하고 값싼 장치설계를 허용하는 복수개의 단상 변환기를 포함한 장치를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 단상 변환기의 평면도이다.

도 2 는 본 발명의 또다른 단상 변환기의 평면도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 두 개의 단상 변환기를 포함한 전기기계 장치의 평면도이다.

도 4 는 크로노그래프 시계장치의 개략적 평면도이다.

* 부호 설명

2...단상 전기기계 변환기 4...회전자

6...자석 8...고정자

10...플레이트 12...코어

14...코일 16...구멍

18, 20...자극 22, 24...극성 연장부

25, 26...넥 27, 28...노치

30...자기축 32, 33...단부

35...구멍 36...변부

40, 41...휘일 42...구멍

50...시계장치 52...플레이트

54, 55, 56...휘일 58...구멍

60...구멍 62, 64...변환기

66, 67...구멍 70, 71, 72...자극

74, 75...코어 76, 77...코일

80...시계장치 82...플레이트

84, 85, 86, 87...단상 변환기 89...휘일

92, 94...구멍 96, 98...변부

100, 102, 104, 106...코일 110, 112, 114, 116, 118...자극

120, 121, 122, 123...구멍

그러므로 본 발명은 다음을 포함하는 시계형 단상 전기기계 변환기에 관계한다:

- 자기재료로 제조된 고정자;

- 영구자석을 포함한 회전자;

- 코일.

상기 고정자는 평면 구조를 포함하며 코어 둘레에 상기 코일이 장착되며 상기 평면구조는 두 개의 자기 고정자 자극을 한정하며 두 개의 극성 연장부는 상기 회전자가 통과하는 구멍을 한정하며 상기 회전자의 영구자석은 상기 두 개의 극성 연장부에 자기적으로 연결되며 상기 코어는 상기 두 개의 자기 고정자 자극에 각각 연결된 제 1 및 제 2 단부를 가지며, 이러한 변환기는 상기 코일이 상기 평면구조에 제공된 구멍에 위치되며 그 변부는 폐쇄되어서 상기 제 2 자극을 한정하는 상기 평면구조 부위가 상기 제 1 고정자 자극을 한정하는 평면구조 부위를 에워싸며 상기 코일은 상기 평면구조의 평면에 돌출함을 특징으로 한다.

소형 크기, 특히 숙녀용 시계의 크로노그래프 시계장치 제조에 본 발명을 사용하는 것이 특히 제안된다.

도 1 은 단지 2극 영구자석(6)이 도면에 도시된 회전자(4), 평면구조를 형성하며 부드러운 자기재료로 제조된 플레이트(10)에 의해 형성된 고정자(8) 및 코일(14)을 가지는 코어(12)로 형성된 단상 전기기계 변환기(2)를 보여준다.

회전자(4)는 단편으로 형성된 플레이트(10)에 제공된 구멍(16)을 통과하며 2극 영구자석(6)이 구멍(16)에 위치된다. 플레이트(10)는 두 개의 극성 연장부(22, 24)를 가지는 두 개의 고정자 자극(18, 20)을 한정하며 극성 연장부는 상기 구멍(16)을 한정한다. 두 개의 자극(18, 20)은 두 개의 넥(25, 26)에 의해 서로 분리되며 특히 스테핑 모터에 사용되는 경우 두 개의 위치선정 노치(27, 28)가 제공된다. 영구자석(6)의 자기축(30)은 두 개의 최소 에너지 위치중 한 위치에 있을 때 노치(27, 28)에 의해 한정된 방향에 대해 수직이다.

코어(12)의 두 단부(32, 33)는 각각 고정자 자극(18, 20)에 자기적으로 그리고 기계적으로 연결되며 이들은 포개져서 스크루 또는 유사 고정수단에 의해 직접 고정된다.

본 발명에 따르면 코어(12)상에 장착된 코일(14)은 플레이트(10)에 배열된 고정자 구멍(35)에 위치된다. 고정자 구멍(35)의 변부(36)는 자체가 폐쇄되며 코일(14)은 플레이트(10) 평면에 돌출한다. 따라서, 단상 변환기(2)의 자기회로를 폐쇄하는데 사용되는 제 2 자극(20)은 구멍(16)과 고정자 구멍(35)을 에워싸는 플레이트를 형성한다. 결과적으로, 플레이트(10)는 임의의 크기를 가질 수 있으며 회전자(4)와 코어(12)상에 장착된 코일(14)은 본 발명에 따른 변환기의 설계자에 의해 예정된 임의의 위치에 위치될 수 있다.

전기기계 장치에 이러한 변환기를 배열하는 장점과 이러한 변환기의 견고성에 추가적으로 자극(20)을 한정하는 고정자 플레이트(10) 부위가 평면구조(10)의 평면에 전파하는 외부 자기 플럭스가 외부 자기플럭스의 전파방향에 관계없이 영구자석(6)과의 연결 없이도 자극(20)에 의해 유도된다면 변환기에 대한 자기 차단부를 형성한다.

단상 변환기(2)의 전기기계 작동은 당해 분야에 공지되며 이러한 변환기는 본 명세서 서두에 언급된 라베트형 단상 스테핑 변환기와 유사하다.

도 2 는 도 1 을 참조로 기술된 제 1 구체예의 또다른 구조를 보여준다. 넥(25, 26)과 노치(27, 28)가 코어(12)의 축에 대해 상이하게 배향된다는 점에서 도 1 과 도 2 는 구별된다. 게다가, 두 개의 휘일(40, 41)이 개략적으로 도시되며 이들 휘일은 시계장치용 고정자 및 플레이트로서 작용하는 플레이트(10)에 배치된 베어링에 장착된 단부를 가진다. 도시되지 않는 다양한 요소 공정을 위해 플레이트(10)에 다양한 구멍(42)이 제공된다. 이들 구멍(42)은 나사가 있거나 없다. 플레이트는 임의의 외부 윤곽을 가질 수 있으며 도면을 단순화시키기 위해 단지 직사각 표현만이 도시된다.

도 2 에 도시된 본 발명에 따른 단상 전기기계 변환기는 임의의 형태 및 크기의 베이스 플레이트(10)의 변부가 폐쇄되며 회전자의 영구자석(6)에 대한 공간을 한정하는 두 개의 구멍(16)을 포함하며, 자석은 고정자 자극(18, 20)에 자기적으로 연결되며 고정자 구멍(35) 역시 폐쇄된 변부(36)를 가진다. 두 개의 고정자 자극을 자기적으로 분리시키는 넥(25, 26)은 제 1 자극(18)과 제 2 자극(20)간의 기계적 연결을 보장한다. 따라서, 고정자는 두 개의 평면 조각, 즉 플레이트(10)와 코어(12)를 포함한다. 그러나 상이한 형태와 특히 플레이트(10)의 경우에 상이한 두께 및 임의의 형태의 밀링 또는 오목부 또는 돌출부를 가지는 구조가 본 발명의 사상에 벗어남이 없이 제공될 수 있다. 플레이트(10)는 상기 플레이트(10)상에 적어도 부분적으로 장착된 메카니즘에 맞는 양각을 가지는 평면구조이다.

도 3 에서, 도 1 및 도 2 를 참조로 기술된 변환기와 같은 본 발명에 따른 두 개의 단상 전기기계 변환기를 포함한 전기기계 장치가 설명된다.

도 3 에 도시된 장치는 부드러운 자기재료로 제조되며 평면구조를 형성하는 플레이트(52)를 포함한 시계장치(50)인데, 평면구조상에 시계장치의 다양한 요소를 장착하기 위한 구멍(58), 다양한 휘일(54, 55, 56) 및 배터리 수용을 위해 제공된 원형구멍(60)이 배열된다.

시계장치(50)는 도 1 및 도 2 를 참조로 기술된 단상 변환기와 유사한 디자인의 제 1 및 제 2 단상 변환기(62, 64)를 포함한다. 두 변환기(62, 64)의 두 개의 회전자(도시 안된)는 각각 플레이트(52)에 기계가공된 두 개의 구멍(66, 67)에 수용된다. 제 1 및 제 2 고정자 구멍은 두 변환기(62, 64)의 제 1 고정자 자극(70, 71)을 부분적으로 한정하기 위해 제공된다. 제 1 변환기(62)의 제 2 고정자 자극과 제 2 변환기(64)의 제 2 고정자 자극은 제 1 고정자 자극(70, 71)을 한정하는 플레이트(52)의 두 부위에 대한 플레이트(52)의 나머지 부분에 의해 형성된 공통 자극(72)이다. 물론, 플레이트(52)는 두 변환기(62, 64)의 고정자를 형성하는 자기재료로 형성된다. 따라서 제 2 공통자극(72)은 제 1 및 제 2 변환기(62; 64)를 형성하며 코일(76, 77)을 지탱하는 코어를 통과하는 자기 플럭스의 복귀에 사용된다. 그러나, 두 변환기(62, 64)는 서로 자기적으로 연결이 끊겨 있다.

코일(76)은 고정자 구멍(68)에 위치되며 코일(77)은 고정자 구멍(69)에 위치된다. 고정자 구멍(68, 69)의 변부는 폐쇄된다. 두 변환기(62, 64)의 회전자는 시계장치(50)의 휘일(54, 55)에 기계적으로 연결된다. 도 3 에서 알 수 있듯이 두 변환기(62, 64)는 시계 설계자의 선택에 따라 플레이트(52)에 의해 한정된 표면상에 배치될 수 있다. 특히, 코일(76, 77)은 공지기술의 플레이트 변두리가 아니라 플레이트(52)의 내부에 위치된다.

도 4 에서, 본 발명에 따른 단상 전기기계 변환기를 복수개 포함한 전기 기계장치가 설명된다.

시계장치(80)는 자기재료로 형성되며 4개의 단상 변환기(84, 85, 86, 87)의 공통 고정자 플레이트로 작용하는 플레이트(82)를 포함한다. 4개의 변환기(84 내지 87)는 시계장치(80)의 다양한 휘일(89) 구동에 사용된다. 다양한 동력학적 연결이 점선(90)으로 도시된다. 변환기(84, 85, 86, 87)는 도 2 에 기술된 것과 유사한 구성의 본 발명에 따른 단상 변환기이다. 따라서, 이들 변환기의 다양한 요소 및 부분이 상술되지 않을 것이다. 플레이트(82)에 제공된 고정자 구멍(92, 94)이 단상 변환기(84, 85), (86, 87)에 공통이다는 점에서 도 4 는 도 3 과 구별된다. 두 고정자 구멍(92, 94)의 변부(96, 98)는 폐쇄된다.

구멍(92)은 플레이트(82)의 평면에 중첩으로 변환기(84, 85)의 코일(100, 102)과 변환기(86, 87)의 코일(104, 106)을 에워싼다. 고정자 구멍(94)은 두 변환기(84, 85)의 제 1 고정자 자극(110, 112)을 한정하며 고정자 구멍(96)은 변환기(86, 87)의 고정자 자극(114, 116)을 한정한다.

제 1 고정자 자극(110, 112, 114, 116)은 플레이트(82)내에서 변환기(84, 85, 86, 87)로 부터 나오는 자기 플럭스를 폐쇄하는데 사용되는 제 2 공통 고정자 자극(118)으로 부터 변환기의 회전자(도시 안된)의 배치를 위해 제공된 구멍(120, 121, 122, 123)의 변두리에 제공된 넥에 의해서 자기적으로 절연된다. 도면을 간략히 하기 위해서 도 4 에 위치선정 노치와 회전자의 영구자석이 도시되지 않았지만 당해분야 숙련자는 도 1 및 도 2 와 유사한 방식으로 이러한 위치선정 노치를 배치하는 방법을 알 것이다.

코일의 배치 및 코어의 구성은 다양할 수 있다. 특히 코어는 곡선형일 수 있다.

본 발명은 시계분야 뿐만 아니라 소형 크기의 모터를 필요로 하는 분야에 적용될 수 있으며 적은 공간을 필요로 하며 이러한 모터에 의해 작동된 메카니즘에 용이하게 집적될 수 있는 분야에 적용된다; 특히 본 발명은 소형 크기의 측정장치, 아날로그 카운터 또는 오디오 및 비디오 장치에 적용된다.

Claims (9)

1. - 자기재료로 제조된 고정자(8);

   - 영구자석(6)을 포함한 회전자(4);

   - 코일(14; 76, 77; 100, 102, 104, 106)을 포함하는 시계형 단상 전기기계 변환기(2; 62, 64; 84, 85, 86, 87)로서 상기 고정자는 코일이 장착되는 코어(12; 74, 75)와 평면구조(10; 52; 82)를 포함하며 상기 평면구조는 두 개의 고정자 자극(18, 20; 70, 71; 110, 112, 114, 116, 118)을 한정하며 이의 두 극성 연장부(22, 24)는 구멍(16; 66, 67; 120, 121, 122, 123)을 한정하며 이를 통해 회전자가 통과하며 이러한 회전자의 영구자석은 상기 두 개의 극성 연장부에 자기적으로 연결되며 상기 코어는 두 개의 고정자 자극에 연결된 제 1 및 제 2 단부를 가지는 단상 전기기계 변환기(2; 62, 64; 84, 85, 86, 87)에 있어서,

   상기 코일이 변부(36; 96, 88)가 폐쇄된 평면구조에 제공된 구멍(35; 68, 69; 92, 94)에 위치되어서 상기 제 2 자극을 한정하는 상기 평면구조 부위가 상기 제 1 고정자 자극을 한정하는 평면구조 부위를 에워싸며 상기 코일이 상기 평면구조의 평면에 돌출함을 특징으로 하는 단상 전기기계 변환기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전자(6)를 통과하는 구멍이 폐쇄된 변부를 가지며 상기 구멍과 상기 회전자가 두 개의 넥(25, 26)에 의해 서로 분리되며 상기 평면구조가 단일편(10; 52; 82)으로 형성됨을 특징으로 하는 변환기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 고정자가 전기기계 장치의 요소(40, 41; 54, 55, 56; 89)가 적어도 부분적으로 장착되는 베이스 플레이트(10; 52; 82)를 한정하며 상기 적어도 하나의 요소가 상기 전기기계 변환기의 회전자에 기계적으로 연결됨을 특징으로 하는 변환기.
4. 복수의 전기기계 변환기의 회전자를 통과하는 복수의 구멍을 한정하는 공통 평면구조(52; 82)에 의해 복수의 고정자가 부분적으로 형성되는 복수의 전기기계 변환기(62, 64; 84, 85, 86, 87)를 포함하는 전기기계 장치(50; 80)에 있어서, 복수의 변환기중 적어도 하나가 청구항 1 항 또는 2 항중 한 항에 따라 제조됨을 특징으로 하는 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 공통평면 구조(52; 82)가 상기 전기기계 장치의 요소(54, 55, 56; 89)가 적어도 부분적으로 장착되는 베이스 플레이트로서 사용됨을 특징으로 하는 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 각 회전자가 상기 전기기계 장치의 상기 요소(54, 55, 56; 89)중 하나에 기계적으로 연결됨을 특징으로 하는 장치.
7. 제 4 항 내지 6 항중 한 항에 있어서, 상기 복수의 변환기가 제 1 항 또는 3 항중 한 항에 따라 제조된 적어도 두 개의 변환기(84, 85; 86, 87)를 포함하며 두 개의 코일(100, 102; 104, 106)이 상기 평면 구조의 평면에 있는 돌출부에 대해서 두 개의 변환기에 공통인 평면구조(82)의 동일한 고정자 구멍(92; 94)에 배열됨을 특징으로 하는 전기기계장치.
8. 앞선 청구항중 한 항에 있어서, 상기 장치가 적어도 하나의 예정된 변수를 표시하기 위한 아날로그 인디케이터를 형성함을 특징으로 하는 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 시계의 기계장치를 형성하며 상기 표시된 변수가 시간임을 특징으로 하는 장치.