KR20020088684A

KR20020088684A - 왕복동식 모터의 고정자

Info

Publication number: KR20020088684A
Application number: KR1020010027498A
Authority: KR
Inventors: 윤형표; 전시항
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-05-19
Filing date: 2001-05-19
Publication date: 2002-11-29

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자에 관한 것으로, 본 발명은 코일이 권선된 절연체의 보빈과, 상기 보빈과 일체로 형성되며 외부의 전원으로부터 상기 코일을 전기적으로 연결시키는 단자부와, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 상기 보빈을 따라 방사상으로 적층되는 제1 적층코어와, 소정의 넓이와 길이를 갖도록 형성됨과 아울러 그 길이방향의 중심선상에 대하여 양측이 대칭을 갖도록 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 상기 제1 적층코어의 내측 또는 외측으로 위치하도록 결합되는 제2 적층코어를 포함하도록 구성하여 적층코어를 제작시 그 적층코어를 구성하는 다수개의 라미네이션 시트를 특정 방향으로 정렬하지 않고 적층이 가능함으로써 적층 작업을 간단하고 편리하게 하여 조립 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 양산성을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

왕복동식 모터의 고정자{STATOR OF RECIPROCATING TYPE MOTOR}

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자에 관한 것으로, 특히 부품의 제작을 간단하게 할 수 있도록 한 왕복동식 모터의 고정자에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전기에너지를 운동에너지로 변환시키는 기기이며, 이와 같은 모터는 전기에너지를 회전 운동으로 변환시키는 회전형 모터와 전기에너지를 직선 왕복 운동으로 변환시키는 왕복동식 모터 등으로 분류된다.

상기 모터는 동력원으로서 그 사용되는 분야가 다양하다. 특히 가전제품에서는 냉장고, 에어컨, 세탁기, 선풍기 등 거의 모든 제품에 장착되어 있다. 상기 냉장고와 에어컨의 경우 송풍 팬을 회전시키는데 사용되기도 하지만 그 냉장고와 에어컨을 구성하는 냉장사이클장치의 압축기에 장착되어 동력원으로 사용된다.

도 1, 2는 본 출원인이 연구개발 중인 상기 왕복동식 모터의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 모터는 환형 형상으로 형성되며 그 내부에 코일(110)이 권선된 보빈(100)과, 그 보빈(100)의 일측에 외부의 전원으로부터 상기 보빈(100)에 권선된 코일(110)과 전기적으로 연결시키는 단자부(120)와, 디귿자 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(210)가 상기 보빈(100)을 중심으로 하여 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 아우터 코어(200)와, 소정의 넓이와 길이를 가지며 그 길이방향을 중심으로 양측이 비대칭으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(310)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 상기아우터 코어(200)의 내부에 삽입되는 이너 코어(300)와, 상기 아우터 코어(200)와 이너 코어(300)사이에 삽입되는 가동자(400)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 보빈(100)을 포함한 아우터 코어(200)와 상기 이너 코어(300)는 고정자(S)를 구성하게 된다.

한편, 상기 이너 코어(300)는 상기 아우터 코어(200)의 외측에 위치할 수 있다. 즉 상기 이너 코어(300)측에 보빈(100)이 위치하도록 구성하고 상기 아우터 코어(200)에 보빈(100)이 배제되도록 구성할 수 있다.

상기 아우터 코어(200)를 구성하는 다수개의 라미네이션 시트(210)는 그 내측에 형성된 개구홈(H)으로 보빈(100)이 삽입되도록 적층되며 그 라미네이션 시트(210)의 양단이 극을 형성하는 폴부(211)가 되고 그 이외의 부분이 플럭스가 흐르는 패스부(212)가 된다.

상기 이너 코어(300)를 구성하는 라미네이션 시트(310)는 상기 아우터 코어(200)의 라미네이션 시트(210)와 대면되는 부분이 길고 그 반대편이 짧도록 형성되며 그 양단에 일측이 개구된 결합홈(311)이 형성되어 이루어진다. 그리고 그 다수개의 라미네이션 시트(310)가, 도 3에 도시한 바와 같이, 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체(L)는 그 결합홈(311)에 의해 형성되는 환형의 링 결합홈(312)에 환형의 고정링(312)이 압입되어 고정 결합된다.

상기 가동자(400)는 원통 형태로 형성된 자석홀더(410)와 그 자석홀더(410)의 외주면에 다수개 고정 결합되는 영구자석(420)으로 구성된다.

미설명 부호 220은 아우터 코어의 고정링이다.

상기한 바와 같은 왕복동식 모터의 작동은, 도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 상기 권선 코일(110)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(110)에 흐르는 전류에 의해 권선 코일(110)의 주변에 플럭스가 형성되고 그 플럭스는 상기 아우터 코어(200)와 이너 코어(300)를 따라 폐루프(closed loop)를 형성하면서 흐르게 된다.

상기 권선 코일(110)에 흐르는 전류에 의한 플럭스와 상기 가동자(400)를 구성하는 영구자석(420)에 의한 상호작용에 의해 상기 영구자석(420)이 축 방향으로 움직이게 된다. 그리고 상기 권선 코일(110)에 흐르는 전류의 방향을 바꾸어주게 되면 상기 아우터 코어(200)와 이너 코어(300)에 형성되는 플럭스의 방향이 바뀌게 되면서 상기 영구자석(420)이 반대방향으로 움직이게 된다.

이와 같이 전류의 방향을 번갈아 가며 바꾸어 공급하게 되면 상기 영구자석(420)이 상기 아우터 코어(200)와 이너 코어(300)사이에서 직선 왕복 운동하게 된다. 이에 따라 상기 가동자(400)가 직선 왕복 구동력을 발생시키게 된다.

한편, 상기 고정자(S)를 구성하는 아우터 코어(200)와 이너 코어(300)가 다수개의 라미네이션 시트 적층체로 구성되어 플럭스의 흐름시 손실을 감소시키게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 고정자(S)를 제작시 그 고정자(S)의 이너 코어(300)를 구성하는 라미네이션 시트(310)가 길이방향의 중심선상에 대하여 비대칭 형태로 형성되므로 그 다수개의 라미네이션 시트(310)를 원통 형태로 방사 적층시 그 라미네이션 시트(310)들의 방향성을 일치시켜 적층하게 됨으로써 적층작업이 번거롭고 복잡하여 생산성을 저하시키게 됨은 물론 대량 생산에 적합하지 못한 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 부품의 제작을 간단하게 할 수 있도록 한 왕복동식 모터의 고정자를 제공함에 있다.

도 1,2는 현재 개발진행 중인 왕복동식 모터의 정단면도 및 측면도,

도 3은 상기 왕복동식 모터를 구성하는 이너 코어를 분해하여 도시한 사시도,

도 4는 상기 왕복동식 모터의 작동상태를 도시한 정단면도,

도 5는 본 발명의 왕복동식 모터 고정자가 구비된 왕복동식 모터의 정단면도,

도 6은 상기 왕복동식 모터의 고정자를 분해하여 도시한 사시도,

도 7은 상기 왕복동식 모터의 고정자를 구성하는 라미네이션 시트의 변형예를 도시한 정면도,

도 8은 본 발명의 왕복동식 모터의 다른 실시예를 도시한 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

500 ; 보빈 510 ; 코일

520 ; 단자부 600 ; 제1 적층코어

610,710,730 ; 라미네이션 시트 700 ; 제2 적층코어

711,731 ; 사각판체부 712,732 ; 링 삽입홈

733 ; 절개홈

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 코일이 권선된 절연체의 보빈과, 상기 보빈과 일체로 형성되며 외부의 전원으로부터 상기 코일을 전기적으로 연결시키는 단자부와, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 상기 보빈을 따라 방사상으로 적층되는 제1 적층코어와, 소정의 넓이와 길이를 갖도록 형성됨과 아울러 그 길이방향의 중심선상에 대하여 양측이 대칭을 갖도록 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 상기 제1 적층코어의 내측 또는 외측으로 위치하도록 결합되는 제2 적층코어를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자가 제공된다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 왕복동식 모터 고정자의 일예가 구비된 왕복동식 모터를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 왕복동식 모터는 코일(510)이 권선된 절연체 보빈(500)의 일측에 외부의 전원으로부터 상기 코일(510)을 전기적으로 연결시키는 단자부(520)가 일체로 형성된다.

그리고 상기 보빈(500)의 외측으로 제1 적층코어(600)가 결합되며 그 제1 적층코어(600)는 디귿자 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(610)가 상기 보빈(500)을 따라 방사상으로 적층되는 적층체로 이루어진다.

상기 제1 적층코어(600)를 구성하는 다수개의 라미네이션 시트(610)는 그 내측에 형성된 개구홈(H)으로 보빈(500)이 삽입되도록 상기 단자부(520)의 일측면으로부터 시작하여 그 단자부(520)의 타측면까지 적층되며 그 라미네이션 시트(610)의 양단이 극을 형성하는 폴부(611)가 되고 그 이외의 부분이 플럭스가 흐르는 패스부(612)가 된다.

그리고 상기 제1 적층코어(600)의 내부에 제2 적층코어(700)가 일정 간격을 두고 삽입된다. 상기 제2 적층코어(700)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 소정의 넓이와 길이를 갖도록 형성됨과 아울러 그 길이방향의 중심선상에 대하여 양측이 대칭을 갖도록 형성된 다수개의 라미네이션 시트(710)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체(L')와 그 적층체(L')를 고정하는 고정링(720)으로 이루어진다. 또한 상기 제2 적층코어(700)를 구성하는 라미네이션 시트(710)는 그 길이방향에 대하여 수직 중심선상을 기준으로 양측이 대칭으로 형성된다.

상기 제2 적층코어(700)를 구성하는 라미네이션 시트(710)는 일정 넓이와 길이를 갖는 직사각형 형태의 사각판체부(711)와 그 사각판체부(711)의 길이방향 중심 양단에 일정 폭과 깊이를 갖는 링 삽입홈(712)이 각각 형성되어 이루어진다. 상기 라미네이션 시트(710)는 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 다음 그 다수개의 라미네이션 시트(710)의 링 삽입홈(712)에 의해 형성되는 환형 홈에 환형의고정링(720)이 압입된다.

또한, 상기 제2 적층코어(700)의 라미네이션 시트의 변형예로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 라미네이션 시트(730)는 일정 넓이와 길이를 갖는 직사각형 형태의 사각판체부(731)와 그 사각판체부(731)의 길이방향 중심 양단에 일정 폭과 깊이를 갖도록 각각 형성되는 링 삽입홈(732)과 그 링 삽입홈(732)의 양측에 상기 사각판체부(731)의 모서리가 예각을 이루도록 각각 형성되는 절개홈(733)이 구비되어 이루어진다. 상기 절개홈(733)은 삼각 형태로 형성됨이 바람직하다.

그리고 상기 제1 적층코어(600)와 제2 적층코어(700)사이에 가동자(800)가 삽입된다. 상기 가동자(800)는 원통 형태로 형성된 자석홀더(810)와 그 자석홀더(810)의 외주면에 다수개 고정 결합되는 영구자석(820)으로 구성된다.

또한 본 발명의 다른 실시예로서, 도 8에 도시한 바와 같이, 코일(510)이 권선된 절연체의 보빈(500)과, 상기 보빈(500)과 일체로 형성되며 외부의 전원으로부터 상기 코일(510)을 전기적으로 연결시키는 단자부(520)와, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(510)가 상기 보빈(500)을 따라 방사상으로 적층되는 제1 적층코어(600)와, 소정의 넓이와 길이를 갖도록 형성됨과 아울러 그 길이방향의 중심선상에 대하여 양측이 대칭을 갖도록 형성된 다수개의 라미네이션 시트(710)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 상기 제1 적층코어(600)의 외측으로 위치하도록 결합되는 제2 적층코어(700)를 포함하여 구성된다. 즉, 상기 제1 적층코어(600)가 상기 제2 적층코어(700)와 일정 간격을 두고 그 내부에 삽입된다.

또한 상기 제2 적층코어(700)를 구성하는 라미네이션 시트(710)는 그 길이방향에 대하여 수직 중심선상을 기준으로 양측이 대칭으로 형성된다. 즉, 상기 제2 적층코어(700)를 구성하는 라미네이션 시트(710)는 일정 넓이와 길이를 갖는 직사각형 형태의 사각판체부(711)와 그 사각판체부(711)의 길이방향 중심 양단에 일정 폭과 깊이를 갖는 링 삽입홈(712)이 각각 형성되어 이루어진다.

상기 제1 적층코어(600)와 제2 적층코어(700)사이에 가동자(800)가 삽입된다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터 고정자의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 왕복동식 모터는 상기 보빈(500)의 내부에 위치하는 권선 코일(510)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(510)에 흐르는 전류에 의해 상기 제1 적층코어(600)와 제2 적층코어(700)를 따라 폐루프(closed loop)를 형성하면서 플럭스가 흐르게 된다. 상기 권선 코일(510)에 흐르는 전류에 의한 플럭스와 상기 가동자(800)를 구성하는 영구자석(820)에 의한 상호작용에 의해 상기 영구자석(820)이 축 방향으로 움직이게 된다.

그리고 상기 권선 코일(510)에 흐르는 전류의 방향을 바꾸어주게 되면 제1 적층코어(600)와 제2 적층코어(700)에 형성되는 플럭스의 방향이 바뀌게 되면서 상기 영구자석(820)이 반대방향으로 움직이게 된다. 이와 같이 전류의 방향을 번갈아 가며 바꾸어 공급하게 되면 상기 영구자석(820)이 상기 제1 적층코어(600)와 제2 적층코어(700) 사이에서 직선 왕복 운동하게 된다.

한편 상기 왕복동식 모터의 제2 적층코어(700)를 구성하는 다수개의 라미네이션 시트(710)가 그 길이방향의 중심선을 기준으로 하여 양측이 대칭이 되도록 같은 형상으로 형성되므로 그 다수개의 라미네이션 시트(710)를 방사 적층시 방향성을 갖지 않게 되어 특정 방향으로 정렬하지 않고 적층이 가능하게 된다. 즉 임의로 라미네이션 시트(710)를 정렬하여 적층이 가능하게 된다.

그리고 절개홈(733)이 구비된 다수개의 라미네이션 시트(730)가 적층된 제2 적층코어(700)의 경우 상기 제1 적층코어(600)의 폴부(611)를 통해 유입되는 플럭스의 흐름이 원활하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자는 방사 적층체를 구성하는 다수개의 라미네이션 시트가 그 길이방향의 중심선을 기준으로 양측이 대칭이 되게 구성하게 되어 그 다수개의 라미네이션 시트를 적층시 특정 방향으로 정렬하지 않고 적층이 가능하게 됨으로써 적층 작업이 간단하고 편리하게 되어 조립 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 양산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

코일이 권선된 절연체의 보빈과, 상기 보빈과 일체로 형성되며 외부의 전원으로부터 상기 코일을 전기적으로 연결시키는 단자부와, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 상기 보빈을 따라 방사상으로 적층되는 제1 적층코어와, 소정의 넓이와 길이를 갖도록 형성됨과 아울러 그 길이방향의 중심선상에 대하여 양측이 대칭을 갖도록 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 상기 제1 적층코어의 내측 또는 외측으로 위치하도록 결합되는 제2 적층코어를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자.
제1항에 있어서, 상기 제2 적층코어를 구성하는 라미네이션 시트는 그 길이방향의 중심선상과 그 길이방향에 대하여 수직 중심선상에 대한 두개의 기준선상에 대하여 각각 양측이 모두 대칭으로 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자.
제1항에 있어서, 상기 제2 적층코어의 라미네이션 시트는 일정 넓이와 길이를 갖는 직사각형 형태의 사각판체부와 그 사각판체부의 길이방향 중심 양단에 일정 폭과 깊이를 갖는 링 삽입홈이 각각 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자.
제1항에 있어서, 상기 제2 적층코어의 라미네이션 시트는 일정 넓이와 길이를 갖는 직사각형 형태의 사각판체부와 그 사각판체부의 길이방향 중심 양단에 일정 폭과 깊이를 갖도록 각각 형성되는 링 삽입홈과 그 링 삽입홈의 양측에 상기 사각판체부의 모서리가 예각을 이루도록 각각 형성되는 절개홈이 구비된 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자.