KR20030054989A

KR20030054989A - 왕복동식 모터

Info

Publication number: KR20030054989A
Application number: KR1020010085430A
Authority: KR
Inventors: 한필완
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-02

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터에 관한 것으로, 본 발명은 내측 고정자와 외측 고정자가 일정 공극(air gap)을 두고 위치하며 그 중에서 어느 한 쪽에 권선코일을 장착하여 이루어지는 고정자 조립체와, 권선코일과 함께 유도자기를 형성하는 마그네트를 가동자 몸체에 구비하여 상기한 내측 고정자와 외측 고정자 사이에서 왕복 가능하도록 배치하는 가동자 조립체로 된 왕복동식 모터에 있어서, 상기 가동자 몸체는 금속 재질로 형성하여 운동체에 결합하는 고정부와, 상기 고정부의 일측에 결합하고 유리섬유 소재로 형성하여 그 외주면에 상기한 마그네트를 장착하는 지지부로 구성함으로써, 와류손실을 효과적으로 줄일 수 있어 가동자 몸체를 용이하게 제작하면서도 모터의 효율을 높일 수 있다.

Description

왕복동식 모터{RECIPRECATING TYPE MOTOR}

본 발명은 왕복동식 모터에 관한 것으로, 특히 마그네트를 지지하는 마그네트 장착부를 유리섬유(glass fiber)재질로 성형한 왕복동식 모터에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 모터는 입체적인 구조를 갖는 모터의 자장(Magnet Field)을 평판의 형상으로 변형시킨 것으로, 평판으로 형성된 가동자 조립체가 역시 평판으로 형성된 고정자 조립체의 상측에 얹혀져 자장 변화에 따라 직선으로 움직이도록 한 것이다.

최근에는 고정자 조립체를 원통모양으로 형성된 외측 고정자와 내측 고정자로 분리하여 일정 공극을 두고 겹치도록 배치하고, 외측 고정자와 내측 고정자 사이에 가동자 조립체를 움직일 수 있도록 배치하며, 상기 외측 고정자와 내측 고정자 중에서 어느 한 쪽의 고정자에 권선코일을 장착하고, 이에 대응되는 가동자 조립체에는 마그네트들을 부착시켜 가동자가 권선코일의 플럭스(flux)에 의해 축방향으로 왕복운동하도록 하는 왕복동식 모터가 소개되고 있다.

도 1는 종래 왕복동식 모터를 측면에서 개략적으로 보인 반단면도이고, 도 2는 종래 가동자 조립체를 정면에서 개략적으로 보인 반단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 왕복동식 모터는 플럭스를 형성하는 고정자 조립체(10)와, 고정자 조립체(10)의 플럭스에 따라 왕복운동을 하는 가동자 조립체(20)로 구성되어 있다.

고정자 조립체(10)는 얇은 철편을 여러 장 적층하여 원통형으로 형성하고 내부에 권선코일(C)을 장착하는 외측 고정자(11)와, 역시 얇은 철편을 여러 장 적층하여 원통형으로 형성하고 외측 고정자(11)의 내부에 일정 공극을 두고 삽입하는 내측 고정자(12)로 이루어져 있다.

가동자 조립체(20)는 외측 고정자(11)와 내측 고정자(12) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 가동자 몸체(21)와, 고정자 조립체(10)의 권선코일(C)에 대응하도록 가동자 몸체(21)의 외주면에 등간격으로 장착하는 마그네트(22)들과, 마그네트(22)들을 감싸도록 원통상으로 형성하여 그 마그네트(22)들의 외주면에 강제로 압입후 절곡하거나 용접하는 고정링(23)으로 이루어져 있다.

가동자 몸체(21)는 통상 SUS304와 같은 스테인레스 계열의 금속재료를 이용하여 일체로 형성하고 있다.

또, 도 2에서와 같이 그 외주면에는 각각의 마그네트(22)들을 삽입하여 장착할 수 있도록 마그네트(22)의 두께 보다는 낮게 마그네트 장착홈(21a)을 다수 개 형성하고, 마그네트 장착홈(21a)의 일 측 외주면과 후방측면에는 가동자 몸체(21)의 왕복운동 중에 그 내 외측 공기가 통과하도록 공기통공(21b)을 각각 여러 개씩 형성하며, 마그네트 장착홈(21a)의 사이에는 와류손실을 줄이기 위한 슬릿(21c)을 원주방향으로 고르게 형성하고 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터는 다음과 같이 동작한다.

즉, 외측 고정자(11)의 권선코일(C)에 전류를 인가하면, 권선코일(C)의 주변에 플럭스가 형성되어 외측 고정자(11)의 일측 경로(path)를 따라 내측 고정자(12)로 흘렀다가 다시 외측 고정자(11)의 타측 경로로 흐르는 일종의 '폐루프(closed loop)'를 형성하게 된다.

이때, 권선코일(C)에 의해 형성되는 플럭스에 가동자 조립체(20)의 마그네트(22)들이 놓이면 그 마그네트(22)들이 상기한 권선코일(C)의 플럭스와 상호 작용하여 권선코일(C)의 플럭스 방향에 따라 밀리거나 당겨지면서 가동자 몸체(21)를 직선으로 왕복운동 시키는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 왕복동식 모터는, 가동자 몸체(21)가 금속성으로 이루어져 와류손실이 발생함에 따라 모터 효율이 저하되고, 이를 감안하여 마그네트 장착홈(21a) 사이에 와류손실을 줄이기 위한 슬릿(21c)을 형성하나 이로 인해 가동자 몸체(21)의 가공이 난해하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 모터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 가동자 몸체에서의 와류손실을 줄여 모터 효율을 향상하면서도 가공이 용이한 왕복동식 모터를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 왕복동식 모터를 측면에서 보인 반단면도.

도 2는 종래 왕복동식 모터에서 가동자 조립체를 분해하여 보인 사시도.

도 3은 본 발명 왕복동식 모터를 측면에서 보인 반단면도.

도 4는 본 발명 왕복동식 모터에서 가동자 조립체를 분해하여 보인 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 고정자 조립체 11 : 외측 고정자

12 : 내측 고정자 100 : 가동자 조립체

110 : 가동자 몸체 111 : 고정부

111a : 공기통공 112 : 지지부

112a : 마그네트 장착홈 130 : 고정링

C : 권선코일

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내측 고정자와 외측 고정자가 일정 공극(air gap)을 두고 위치하며 그 중에서 어느 한 쪽에 권선코일을 장착하여 이루어지는 고정자 조립체와, 권선코일과 함께 유도자기를 형성하는 마그네트를 가동자 몸체에 구비하여 상기한 내측 고정자와 외측 고정자 사이에서 왕복 가능하도록 배치하는 가동자 조립체로 된 왕복동식 모터에 있어서, 상기 가동자 몸체는 금속 재질로 형성하여 운동체에 결합하는 고정부와, 상기 고정부의 일측에 결합하고 유리섬유 소재로 형성하여 그 외주면에 상기한 마그네트를 장착하는 지지부로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 모터를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 모터를 측면에서 보인 반단면도이고, 도 4는 본 발명 왕복동식 모터에서 가동자 조립체를 분해하여 보인 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터는, 플럭스를 형성하는 고정자 조립체(10)와, 고정자 조립체(10)의 플럭스에 따라 왕복운동을 하는 가동자 조립체(100)로 구성된다.

고정자 조립체(10)는 철편을 여러 장 적층하여 원통형으로 형성하고 내부에 권선코일(C)을 장착하는 외측 고정자(11)와, 역시 철편을 여러 장 적층하여 원통형으로 형성하고 외측 고정자(11)의 내부에 일정 공극을 두고 삽입하는 내측 고정자(12)로 이루어진다.

가동자 조립체(100)는 외측 고정자(11)와 내측 고정자(12) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 가동자 몸체(110)와, 고정자 조립체(10)의 권선코일(C)에 대응하도록 가동자 몸체(110)의 외주면에 등간격으로 장착하는 마그네트(120)들과, 마그네트(120)들을 감싸 고정하는 고정링(130)으로 이루어진다.

가동자 몸체(110)는 도 4에 도시한 바와 같이 운동체인 피스톤(미도시)을 연결하기 위하여 금속 재질로 가공한 고정부(111)와, 고정부(111)와는 다른유리섬유(glass fiber) 소재로 사출성형하고 그 고정부(111)에 결합하여 마그네트(120)를 장착하는 지지부(112)로 이루어진다.

고정부(111)는 제작비용을 고려하여 판금으로 제작한 냉간 압연 강판으로 가공 형성하는 것이 바람직하고, 지지부(112)는 강도와 플럭스 손실을 감안하여 섬유(fiber)와 수지(resin)를 혼합하여 사출로 성형하는 것이 바람직하다.

고정부(111)는 그 내경이 지지부(112)의 외경과 거의 동일하게 형성하여 지지부(112)를 고정부(111)에 압입하여 고정하거나 또는 지지부(112)의 성형시 미리 고정부(111)를 형틀에 넣고 성형하는 인서트 몰딩으로 결합할 수 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 111a는 공기통공이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 모터에 의한 작용효과는 다음과 같다.

즉, 권선코일(C)에 전류를 인가하면, 외측 고정자(11)와 내측 고정자(12) 사이에 전류의 방향에 따라 서로 다른 방향으로 플럭스(flux)가 형성되고, 이 플럭스의 방향에 따라 마그네트(120)들이 끌려가거나 밀쳐지면서 가동자 몸체(110)가 함께 왕복운동을 하게 된다.

이때, 외측 고정자(11)와 내측 고정자(12) 사이에서 형성하는 플럭스가 그 사이에 삽입한 마그네트(120)는 물론 가동자 몸체(110)를 통과하면서 일부 누설할 우려가 있으나, 가동자 몸체(110) 중에서 마그네트를 장착하는 지지부(112)를 비자성체이면서 비전도성인 유리섬유 소재로 형성함에 따라 와류손실을 현저하게 줄일 수 있다.

이로써, 가동자 몸체에 별도의 슬릿을 형성하지 않더라도 모터의 동작중에 발생할 수 있는 와류손실을 효과적으로 줄일 수 있어 가동자 몸체를 용이하게 제작하면서도 모터의 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터는, 마그네트를 장착하여 함께 왕복운동을 하는 가동자 몸체의 일부를 비자성체이면서 비전도성 재질인 유리섬유 소재로 형성함으로써, 와류손실을 효과적으로 줄일 수 있어 가동자 몸체를 용이하게 제작하면서도 모터의 효율을 높일 수 있다.

Claims

내측 고정자와 외측 고정자가 일정 공극(air gap)을 두고 위치하며 그 중에서 어느 한 쪽에 권선코일을 장착하여 이루어지는 고정자 조립체와, 권선코일과 함께 유도자기를 형성하는 마그네트를 가동자 몸체에 구비하여 상기한 내측 고정자와 외측 고정자 사이에서 왕복 가능하도록 배치하는 가동자 조립체로 된 왕복동식 모터에 있어서,

상기 가동자 몸체는 금속 재질로 형성하여 운동체에 결합하는 고정부와, 상기 고정부의 일측에 결합하고 유리섬유 소재로 형성하여 그 외주면에 상기한 마그네트를 장착하는 지지부로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터.
제1항에 있어서,

상기 고정부와 지지부에는 가동자 몸체의 왕복운동 중에 그 내 외측의 공기를 통과시키는 공기통공을 다수 개 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터.