KR200240989Y1 - 모터용 코아 - Google Patents

Abstract

본 고안은 모터용 코아에 관한 것이다.

본 고안은 코아(2)의 원통형 부위(5)에 내부홈(7), 외부홈(1), 구멍(4) 등을 형성하는 구조적 개선을 통하여 무게 경감과 함께 인덕턴스를 낮추면서 자장 및 자력을 높일 수 있는 새로운 형태의 모터를 제공함을 목적으로 하는 것이다.

Description

모터용 코아{core for moter}

본고안은 모터 및 발전기 등에 사용되는 코아의 구조에 관한 것으로, 상세히 설명하면, 모터 및 발전기의 내부에 내장되어 있는 코아(core)의 구조를 개량하여 모터의 효율을 증대시킨 모터용 코아에 관한 것이다

일반적으로 단면적이 큰 도체는 전류의 저항과 전압강하가 적으며, 단면적이 적은 도체는 전류의 저항은 많지만 전압강하는 크다

전자력 현상에서도 마찬가지로 부피가 큰 코아는 많은 자력을 흡수하지만 밖으로 나타나는 자력의 극성은 적고, 부피가 적은 코아는 자력을 적게 흡수하고 밖으로 나타나는 극성은 크다

또한, 인덕턴스를 낮추면 자장도 적어지고 인덕턴스를 높이면 자장도 많아진다. 모터에서도 인덕턴스와 자장이 비례하므로 인덕턴스를 낮추면 자장이 높아진다.

종래의 모터(발전기) 대부분은 도체 또는 자성체로 되어 있으며, 전류가 코일에 흐르면 코아에 자력이 발생되어 코아에 극성이 형성된다. 이때는 코아에서 발생된 자력 대부분이 낭비된다.도 1은 종래의 코아를 나타내고 있다. 이 도면에서 참조되는 바와 같이 종래의 코아(20)는 코일감는 자리(30)가 형성되어 하나의 철판으로 되는 개체가 여러장으로 겹쳐지게 쌓아서 모터의 코아로 완성된다.

코일감는 자리(30)에는 코일을 감아 전류를 흘리면 자력이 발생되고, 자력은 코아(20) 전부에 자력의 영향을 주어 극성이 형성된다.

자력에 의해서 발생하는 코아의 극성은 대면하는 극(힘이 발생하는 부분)에서는 필요한 부분이 있고 전류가 흘러도 대면하는 부분(힘이 발생하지 않는 부분)이 없어서 필요 없는 부분이 있다. 이 필요 없는 부분은 인덕턴스만 높이는 결과만 가져와 소비전력과 무게를 증대시키는 문제점이 있었다.

모터는 코아의 코일감는 자리에 코일을 감아 전류를 흘리면 코아에서 자극이 발생되어 모터 내부의 회전자를 회전시켜 동력을 얻고, 발전기는 코아 내부에 있는 회전자가 회전하면서 외부에 있는 코아에 자력(자장)을 전달하여 코아에서 유도 기전력을 출력 시키는데 이때 코일감는 자리에 있는 코일을 통해서 출력한다

전기모터와 발전기는 코아 내부의 코일감는 자리에 코일을 감고, 여기서 나오는 자장(자력)을 이용한다는 점에서 같다.

결국 발전기에서 누설되는 자장(자력)은 모터에서 누설되는 자장(자력)과 같다

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 고안은 인덕턴스를 낮추기 위하여 코아의 내부, 또는 외부에 홈을 형성하거나, 구멍을 형성하는 구조적 개선을 통하여 효율을 높인 것으로서, 종래의 모터와 비교하면 인덕턴스를 낮추어 새로운 형태의 모터를 제공함을 목적으로 하는 것이다.

도 1은 종래 코어의 사시도

도 2는 본 고안에 의하여 내부를 변경한 코아의 정면도 및 사시도

도 3은 본 고안에 의하여 구멍을 형성한 코아의 정면도 및 사시도

도 4는 본 고안에 의하여 구멍을 형성한 코아의 다른 실시예를 나타낸 정면도 및 사시도

도 5는 본 고안에 의하여 외부를 변경한 코아의 정면도 및 사시도

도 6은 본 고안에 의하여 외부를 변경한 코아의 다른 실시예를 나타낸 정면도 및 사시도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 외부홈 2 : 코아3 : 코일감는 자리 4, 4a : 구멍5 : 원통형 부위

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 코아는 통상적인 구조와 같이 원통형 부위의 안쪽으로 코일감는 자리가 형성되는데, 상기 코아의 부피를 줄이기 위하여 원통형 부위의 내측면과 외측면에는 내부홈과 외부홈을 각각 형성하고, 상부와 하부를 관통하는 공간을 적정한 간격으로 형성하여서 되는 것이다.내부홈과 외부홈은 흠집, 굴곡면, 요철 등과 같이 다양한 형상과 모양으로 형성될 수 있으며 어느 한쪽만 형성할 수 있고, 모두 형성할 수도 있다. 즉 내부홈만 형성하거나 외부홈만을 형성할 수 있고, 의도하는 바에 따라서는 내부홈과 외부홈을 같이 형성할 수도 있다.

상기 구조는 모터 내부에 내장되어 있는 코아를 변경시켜서 모터의 효율을 증대시킨 것으로서, 인덕턴스와 자장이 비례하므로 인덕턴스를 낮추면서 자장을 높이는 방법이 지금까지는 없었던 것을 감안하면 획기적인 것이다.

본 고안은 코일에서 자장이 발생되어 자력이 발생될 때 코아의 크기를 변형시켜서 필요한 부분만 사용한 것이고 그렇지 못한 부분은 최소화하여 인던턴스를 낮추고 자력의 힘을 높여 모터의 성능을 높인 것이다.

이와 같은 본 고안은 종래의 코아 모형을 여러 각도에서 흠집, 굴곡 등을 형성하면서 내부홈과 외부홈을 형성하고, 다양한 크기의 공간으로 되는 구멍을 형성하여 원통형 부위의 부피를 축소하여 코아에서 발생된 전자력이 외부로 낭비되는 것을 막을 수 있게 되었고, 이러한 구조적인 변경을 통하여 크기가 종래 코아 보다 축소되고, 무게 또한 경감되면서 전자석에서 절심의 길이가 절반으로 줄어들어 그만큼 자력의 인덕턴스는 줄어들고 자력은 강해진다.

또 인덕턴스를 줄인 만큼 코일의 권수를 증대시켜 전자석의 세기를 크게 한것이고, 단위 면적당 자력의 흡수 낭비되는 성질을 최소로 하였다.

동력을 일으키는 모터는 내부에 코아가 있는데 코아의 종류는 모터의 출력 및 용도들에 따라 2극모터, 4극모터, 3상모터등 많은 종류의 모터 코아가 있다.

다음에서 설명될 본 고안의 실시예는 상기 모터의 종류 중에서 간단한 모터의 코아를 설명한 것으로, 본 고안의 기술적 범위 내에서 다양한 종류의 모터에 적용할 수 있다.이하 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 6은 본 고안의 실시예를 나타내고 있으며, 이들 도면에서 왼쪽그림은 평면도를 나타낸 것이고 오른쪽 그림은 사시도를 나타 낸 것이다

도면에서 각각의 부호는 1:외부홈,(U자형 또는 ㄷ 자형), 2:코아, 3:코일감는 자리, 4:구멍, 5:원통형 부위, 7:내부홈을 나타낸 것이다.

도 2에서의 구성을 살펴보면 코아(2)의 원통형 부위(5) 내부에 내부홈(7)과 코일감는 자리(3)가 형성되어 있으며, 도 3에서의 구성을 보면 상기 원통형 부위(5)에 상부와 하부를 관통하는 구멍(4)을 만들었고, 도 4에서의 구성을 보면 상기 구멍(4)이 보다 조밀하게 형성되는 구멍(4a)이 형성되어 있다.

이러한 구성은 종래에 코아를 제작하는 방법과 같이 하나의 철판으로 되는 개체가 여러장 적층되어 형성되는데, 이렇게 적층되는 외부면에 대하여 내부홈(7)과 외부홈(1)이 형성되는 것이다.

이를 더욱 구체적으로 설명하면 도 2에서 내부홈(7)이 형성되는 점선 부분은 종래의 코아의 원통형 부위의 단면두께에 해당하는 내주면이며, 내부홈(7)에 의하여 내부가 축소된 부분을 나타낸 것이다.

도 3 및 도 4는 종래 코아의 형상에서 구멍(4)(4a)을 만들어 코아의 부피를 축소한 것을 나타낸 것이다

이것은 코아(2)에 여러가지 형상의 구멍(4)(4a)을 만들어서 부피를 축소할 수 있다는 것을 나타낸 것이다

도 5 및 도 6에서 외부홈(1)이 형성되는 점선 부분은 종래의 코아의 원통형 부위의 단면 두께에 해당하는 외주면이며, 외부홈(1)에 의하여 외부가 축소된 부분을 나타낸 것이다.

이와 같은 본 고안은 부피가 큰것보다 작은 것에서 자력이 많이 집결 되는 것을 이용하 코아(2)에 내부홈(7)과 외부홈 및 구멍(4)을 만들어서 코아(2)의 원통형 부위(5)에서 자력을 흡수하는 면적을 최소로 하여 인덕턴스를 낮추게 되는 것이다.

본고안은 내부홈(7) 또는 외부홈(1)을 만들어서 내부 회전자와 대면하지 않는 부분을 적게하여 단위 면적당 자력이 흡수 낭비되는 성질을 최소로 할 수 있다.

또 인덕턴스를 줄인 만큼 코일의 권수를 증대시켜 전자석의 세기를 크게 할 수 있다.

코아(2)는 한쪽에 전류를 흘리면 다른쪽에서도 전류의 영향을 받아 극성이 나타난다. 또한 자력도 한쪽에 자력의 힘을 가하면 다른쪽에 영향을 받아 극성이 나타난다. 이와 같이 모터의 코아는 코일에서 발생하는 자장을 흡수하여 극성을 나타내는데 코아의 부분이 너무크면 자력이 코아의 내부속으로 들어가 외부로 나타나는 자력의 힘이 약하고, 코아의 부분이 작으면 코일에서 발생하는 자장을 흡수하는 양이 적어도 큰코아에 비해서 외부로 나타나는 양이 많다.

이와 같은 본 고안의 코아를 종래의 코아와 비교하면 코아에 감겨있는 코일에서 발생하는 자장을 철심 주위에서 흡수하여 자력을 만들면서 내부홈(7), 외부홈(1), 그리고 구멍(4)(4a)이 형성된 부분은 코일에서 발생하는 자장을 흡수하지 않으므로 인덕턴스를 낮추게 되고, 철이 없어서 자력을 흡수하는 양이 적으므로 코일감는 자리(3)에는 외부로 자력을 많이 나타낸다.

본 고안에 따르면 내부홈, 외부홈, 구멍을 형성하여 모터의 코아를 개선함으로서 종래의 모터와 비교하면 인덕턴스를 낮추면서 자장 및 자력을 증대시킴으로서 에너지를 절약할 수 있는 새로운 형태의 모터를 제공할 수 있다.

또한 내부홈, 외부홈, 구멍에 의하여 종래의 모터보다 무게가 가볍기 때문에 이동과 취급이 편리하다.

Claims (3)

1. 원통형 부위(5)와 코일감는 자리(3)가 형성되는 코아(2)를 형성함에 있어서, 원통형 부위(5)의 내측면에 내부홈(7)을 형성하여서 되는 것을 특징으로 하는 모터용 코아.
2. 제 1 항에 있어서, 원통형 부위(5)에 적정한 간격으로 구멍(4)을 형성하여서 되는 것을 특징으로 하는 모터용 코아.
3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한항에 있어서, 원통형 부위(5)의 외부에 외부홈(1)을 형성한 것을 특징으로 하는 모터용 코아.