KR19990019875U - 직류 전동기의 자석 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 직류 전동기의 자석 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래의 직류 전동기가 단순 형상으로 이루어져 자력의 발생이 효과적으로 이루어지지 못하고 이로 인해 전동기의 외관을 축소시키는데 많은 제약이 따라 제품의 외관 및 중량을 상승시켜 생산원가를 상승시키는 등의 문제점 등을 해결하기 위하여 회전축인 샤프트(160)를 중심으로 전류를 안내하여 기전력을 발생시키는 전기자 코일(150)과, 상기 전기자 코일(150)의 외측으로는 규소 강판의 적층 철심으로 이루어진 전기자 코어(140)와, 상기 전기자 코어(140)의 외측으로 일정의 자력을 발생하는 영구자석(130)과, 상기 영구자석(130)의 외주면으로 자로(磁路)를 형성함과 동시에 직류 전동기(100)의 몸체를 이루는 요크(110)를 포함하는 직류 전동기에 있어서, 상기 영구자석(130)의 내측으로 요홈(135)을 형성하여 상기 요홈에서 발생되는 같은 극 끼리의 반발력으로 강한 자력이 발생되어서 직류전동기의 회전력을 향상시키고 아울러 영구자석의 부피를 축소시켜 제품의 경량화를 유도하며 또한, 감소된 영구자석의 부피와 무게로 인하여 생산원가를 절감시켜 제품의 상품성을 향상시키도록 하는 것에 관한 것이다.

Description

직류 전동기의 자석 구조

본 고안은 직류 전동기의 자석 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영구자석의 내측으로 요홈을 형성하여 발생되는 자력을 향상시킴으로서 전기자의 회전이 향상되어 제품의 품질을 향상시키는 것과 동시에 상기 영구자석의 부피를 축소시켜 제품의 경량화와 함께 생산원가를 절감시키고 소비자의 신뢰성을 향상시키도록 하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 직류 전동기(모터)는 다양한 가전제품에 사용되고, 특히 자동차에서 가장 많이 사용되는 액츄에이터로서, 용도별로 보면 엔진 시동용의 스타터 모터, 윈드 실드 와이퍼, 파워 윈도, 파워 시트 포지션어저스트, 뉴 매틱 기기의 펌프 구동 등의 동력원으로서의 역할과 제어 밸브 등을 개폐하기도 하는 서브 기구로서의 역할도 한다.

상기에서 직류전동기는 도 1 내지 도 2 에 도시된 바와 같이 회전축인 샤프트(Shaft:60)를 중심으로 전기자에 감긴 전기자 코일(Armature Coil:50)이 형성되어 있고, 상기 전기자 코일(50)의 외측으로는 규소 강판의 적층 철심인 전기자 코어(Armature Core:40)가 형성되고 상기 전기자 코어(40)의 외측으로는 발전기 및 전동기 등에 강한 자장을 발생시키기 위하여 고정하는 다수개의 영구자석(30)이 교번[N극과 S극이 교대로]하여 형성되어 있다.

그리고 상기 영구자석(30)의 외주면으로는 자로(磁路)를 형성함과 동시에 전동기의 몸체를 이루는 요크(Yoke:10)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성되는 직류 전동기의 자석 구조는 전기자 코일(50)에 전류가 인가되어 자력을 발생시키면 이 자력은 전기자 코일(50)을 따라 N극과 S극이 교번으로 발생되면서 전기자 코어(40)와 밀착하고 있는 영구 자석(30)의 자력과 접촉하게 된다.

이때 영구자석(30)은 N극과 S극의 극성이 전기자 코어(40)의 외주면을 따라 교번으로 형성되어 있어 전기자 코일(50)에 흐르는 자력의 극성과 접촉되면서 전기자를 회전시키게 된다.

하지만 전기자 코어의 외주면으로 형성되는 영구자석은 그 형상이 세로 측으로는 길게 가로 측으로는 약간의 원호를 그리는 단순 형상으로 이루어져 있어 자력의 발생이 효과적으로 이루어지지 못해 제품의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.

그리고 이로 인해 전동기의 외관을 축소시키는데 많은 제약이 따라 제품의 외관 및 중량을 상승시켜 생산원가를 상승시키는 문제점 등이 있었다.

본 고안은 이와 같은 종래 기술의 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 첫 번째 목적은 영구자석의 내측으로 요홈을 형성하여 발생되는 자력을 향상시킴으로서 전기자의 회전이 향상되어 제품의 품질을 향상시키는 직류 전동기의 자석 구조를 제공하는 데 있다.

그리고 본 고안의 두 번째 목적은 영구자석의 자력 향상으로 상기 영구자석의 부피를 축소시켜 제품의 경량화와 함께 생산원가를 절감시켜 소비자의 신뢰성을 향상시키는 직류 전동기의 자석 구조를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위하여 이루어진 본 고안에 의한 직류 전동기의 자석 구조는 회전축인 샤프트를 중심으로 전류를 안내하여 기전력을 발생시키는 전기자 코일과, 상기 전기자 코일의 외측으로는 규소 강판의 적층 철심으로 이루어진 전기자 코어와, 상기 전기자 코어의 외측으로 일정의 자력을 발생하는 영구자석과, 상기 영구자석의 외주면으로 자로(磁路)를 형성함과 동시에 전동기의 몸체를 이루는 요크를 포함하는 직류 전동기에 있어서, 상기 영구자석의 내측으로 요홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 직류 전동기의 자석 구조를 제공한다.

도 1 은 종래 영구자석식 계자의 구조

도 2 는 종래 영구자석의 자력선 분포도

도 3 은 본 고안의 영구자석식 계자의 단면도

도 4 는 본 고안의 자력선 분포도

도 5 는 도 4 의 A-A선 단면도

* 도면의주요부분에대한부호의설명 *

100 : 직류 전동기 110 : 요크

130 : 영구자석 135 : 요홈

140 : 전기자 코어 150 : 전기자 코일

160 : 샤프트

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라서 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 고안의 영구자석식 계자의 단면도이고, 도 4 는 본 고안의 자력선 분포도이며, 도 5 는 도 4 의 A-A선 단면도로서, 다양한 가전제품 및 자동차에 널리 쓰이고 있는 직류 전동기(100)는 회전축인 샤프트(160)를 중심으로 전류를 안내하여 기전력을 발생시키는 전기자 코일(150)이 형성되고, 상기 전기자 코일(150)의 외측으로는 규소 강판의 적층 철심으로 이루어진 전기자 코어(140)가 형성되며, 상기 전기자 코어(140)의 외측으로는 일정의 자력을 발생하는 영구자석(130)이 형성되어 있다.

그리고 상기 영구자석(130)의 외주면으로는 자로(磁路)를 형성함과 동시에 직류 전동기(100)의 몸체를 이루는 요크(110)가 형성되어 있다.

한편 상기 영구자석(130)의 내측으로는 한 개의 요홈(135)이 형성되어 있는데 이를 한정 짓는 것은 아니며 2개 또는 3개, 4개 로도 형성할 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 고안은 전기자 코일(150)에 흐르는 전류의 통전상태에 따라 자성이 N으로부터 S, S로부터 N, 또는 무통전으로 바뀜으로서 요크(110)에 결합되어 있는 영구자석(130)의 자력과 접촉하여 샤프트(160)를 정회전 또는 역회전시키게 된다.

이때 회전하는 전기자(전기자 코일)는 영구자석(130)의 내측으로 형성되어 있는 요홈(135)에서 발생되는 같은 극 끼리의 반발력으로 강한 자력이 발생되어서 회전력을 향상시키게 된다.

그리고 영구자석(130)의 자력 향상으로 상기 영구자석(130)의 부피[두께를 얇게 함]를 축소시켜 제품의 경량화를 유도하고 아울러 감소된 영구자석(130)의 부피와 무게로 인하여 생산원가를 절감시켜 제품의 상품성을 향상시킨다.

이상에서와 같이 본 고안은 영구자석의 요홈에서 발생되는 같은 극 끼리의 반발력으로 강한 자력이 발생되어서 직류전동기의 회전력을 향상시키고 아울러 영구자석의 부피를 축소시켜 제품의 경량화를 유도하며 또한, 감소된 영구자석의 부피와 무게로 인하여 생산원가를 절감시켜 제품의 상품성을 향상하고 소비자의 신뢰성을 향상시키는 매우 유용한 고안이다.

Claims (2)

1. 회전축인 샤프트(160)를 중심으로 전류를 안내하여 기전력을 발생시키는 전기자 코일(150)과,

   상기 전기자 코일(150)의 외측으로는 규소 강판의 적층 철심으로 이루어진 전기자 코어(140)와,

   상기 전기자 코어(140)의 외측으로 일정의 자력을 발생하는 영구자석(130)과,

   상기 영구자석(130)의 외주면으로 자로(磁路)를 형성함과 동시에 직류 전동기(100)의 몸체를 이루는 요크(110)를 포함하는 직류 전동기에 있어서,

   상기 영구자석(130)의 내측으로 요홈(135)이 형성되는 것을 특징으로 하는 직류 전동기의 자석 구조.
2. 청구항 1 에 있어서, 상기 요홈(135)은 영구자석(130)의 내측으로 수개 형성되는 것을 특징으로 하는 직류 전동기의 자석 구조.