KR200457901Y1 - 모터 결합용 브라켓트 - Google Patents

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KR200457901Y1
KR200457901Y1 KR2020100008823U KR20100008823U KR200457901Y1 KR 200457901 Y1 KR200457901 Y1 KR 200457901Y1 KR 2020100008823 U KR2020100008823 U KR 2020100008823U KR 20100008823 U KR20100008823 U KR 20100008823U KR 200457901 Y1 KR200457901 Y1 KR 200457901Y1
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박종명
김남숙
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(주)아진게네시스
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Abstract

본 고안은 제1고정자 및 제1회전자가 내부에 설치되어 있는 원통형의 제1하우징과 제1하우징의 일단에 제공된 제1단부 브라켓트를 갖는 제1모터와 제2고정자 및 제2회전자가 내부에 설치되어 있는 원통형의 제2하우징과 제2하우징의 일단에 제공된 제2단부 브라켓트를 갖는 제2모터를 직렬로 결합시키는 모터 결합용 브라켓트 및 이를 구비한 이중모터에 관한 것으로서, 모터 결합용 브라켓트는 제1단부 브라켓트와 제2단부 브라켓트의 사이에 개재되어 있고, 중심부가 관통되어 있는 몸체를 갖고; 몸체의 일측면에는 제1모터의 제1단부 브라켓트와 나사결합할 수 있는 제1결합구멍이 복수개 형성되고, 몸체의 타측면에는 제2모터의 제2단부 브라켓트와 나사결합할 수 있는 제2결합구멍이 복수개 형성되어 있으며; 제1결합구멍과 제2결합구멍은 몸체의 원주상에서 소정의 회전각만큼 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하므로, 모터 각각의 고정자가 서로에 대하여 소정의 스큐각을 형성하여서 하나의 샤프트에 연결된 2개의 회전자가 대응하는 고정자의 슬롯을 부드럽게 통과하여 코깅토크를 줄일 수 있고 또한 모터의 초기 기동시 기동토르크를 증가시켜서 과전류 흐름을 방지할 수 있다.

Description

모터 결합용 브라켓트{MOTORS CONNECTION BRACKET}
본 고안은 한 쌍의 모터를 직렬로 결합하기 위한 모터 결합용 브라켓트에 관한 것이고, 더 상세하게는 모터의 초기 기동시 기동토르크를 증가시키고 또한 과전류를 방지할 수 있도록 한 쌍의 모터를 결합시킬 수 있는 모터 결합용 브라켓트에 관한 것이다.
일반적으로, 영구자석형 모터(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 원통형상의 하우징(12)과, 하우징의 내측에 고착된 중공형 고정자(18)와, 고정자(18)의 중공부에 설치된 회전자(16)와, 하우징(12)의 양단에는 설치되는 단부 브라켓트(14a, 14b)로 구성된다.
고정자(18)는 내측 테두리를 따라서 중공을 형성하는 슬롯이 일정간격으로 형성되어 있는 고정자 철심이 복수개 적층되어 있는 구조이고, 각각의 슬롯에는 고정자 코일이 권선되어 있다. 회전자(16)는 복수개의 전기강판이 적층되어 있는 원통형의 본체와, 상기 본체의 중앙에 형성되어 있는 축홀을 관통하여 본체와 함께 회전하는 샤프트(16a)로 구성된다. 영구자석(미도시)은 본체의 테두리를 따라서 설치된다. 샤프트(16a)를 회전가능하게 지지하는 베어링(B)은 단부 브라켓트(14a, 14b)에 설치된다.
종래의 모터(10)에 있어서, 고정자 코일에 전류가 인가되면 코일의 극성이 순차적으로 변하게 되며 이에 대응되는 회전자의 영구자석의 극성과 고정자의 코일에 형성되는 극성이 동일한 경우에 발생되는 반발력과, 극성이 상이한 경우에 발생되는 인력에 의해서 회전자(16)의 본체는 샤프트와 함께 회전하며 그 결과 회전구동력을 발생시킨다.
이때, 자석과 슬롯간의 자기 저항에 의하여 코깅토크가 발생하며, 이는 모터 구동시 토크리플을 발생시켜 진동이나 소음을 유발하고 또한 모터의 제어성능을 저하시킨다.
코깅토크를 감소시키기 위하여, 회전자 또는 고정자에 스큐(skew)를 주어 주파수 파형의 고조파를 제거하는 기술이 공지되어 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2005-0019718호에는 코깅토크의 기본파 성분과 2차 고조파 성분을 제거하기 위하여, 회전자 철심의 외주면에 축방향으로 2단의 영구자석을 설치하고, 상기 영구자석을 2단 사이에서 상기 회전자 철심의 둘레방향으로 코깅토크의 제1 주파수 성분을 감소시키기 위해 전기각으로 제1단 스큐각 θr 어긋나게 하여 배치한 축을 갖는 회전자와; 그 회전자를 회전시키는 회전자계를 발생하는 고정자 권선을 설치한 원통 형상의 고정자 철심과; 그 고정자 철심을 축방향으로 복수로 분할하는 동시에, 상기 고정자 철심의 둘레방향으로 상기 코깅토크의 제2주파수 성분을 감소하기 위해 전기각으로 제2단 스큐각 θs 어긋나게 하여 배치한 고정자를 구비한 영구자석식 전동기가 개시되어 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0108523호에는 회전자가 중심에 둥근홀이 천공되며 그 주위에 일정형상인 다수의 홀이 천공된 철심의 단위체를 축방향으로 홀이 비스듬히 일치하도록 스큐를 주어 적층한 회전자 철심을 회전자축에 압입하여 구성되는 스큐적층된 회전자철심을 내설한 영구자석형 동기모터가 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0667049호에는 중공을 갖고 코일이 권선되는 슬롯이 경사(skew)져 있는 고정자; 및 비자성체의 샤프트와, 상기 샤프트와 일체로 축회전하는 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 중심부 외측에 방사상으로 삽입결합되고 교호적으로 배열되어 있는 다수의 N극군 및 S극군을 포함하는 영구자석과, 상기 몸체의 내측에 삽입결합되고 상기 N극군과 S극군이 형성하는 자력선상에 배열되어 자속을 증가시키는 영구자석을 포함하여 이루어지고, 상기 고정자의 중공에 수용되어 회전하는 회전자;를 포함하여 이루어진 발전기 또는 전동기의 회전장치가 개시되어 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-1999-0061521호에는 서보모터의 축방향에 대해 회전자층이 짝수개 적층되어 있고, 이 적층된 회전자층 중, 절반의 회전자층이 다른 절반의 회전자층에 대해 대칭으로 설치되어 있되, 이 양 회전자층들의 영구자석이 소정의 스큐각으로 배열 설치됨으로써, 모터의 저속시 코깅토크를 감소시킬 수 있는 서보모터의 영구자석 스큐 구조가 개시되어 있다.
그러나, 종래의 기술들에 있어서, 회전자 또는 고정자에 스큐를 형성함으로써 모터의 생산원가가 상승하였을 뿐만 아니라 모터의 생산성이 현저히 저하되었다.
또한, 종래의 기술들에 있어서, 특정 용량의 모터를 생산하는 설비에서 상대적으로 큰 용량의 모터를 생산하기 위해서는 그에 상응하는 별도의 생산설비를 구축하여야 하였으며, 이는 모터의 생산원가 상승 및 생산효율의 저하를 야기시키는 문제점을 수반하였다.
대한민국 공개특허공보 제10-2005-0019718호 대한민국 등록실용신안공보 제20-0108523호 대한민국 등록특허공보 제10-0667049호 대한민국 공개특허공보 제10-1999-0061521호
본 고안은 상술된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 한 쌍의 모터를 직렬로 결합할 때 모터 각각의 고정자가 서로에 대하여 소정의 스큐각을 용이하게 형성할 수 있는 모터 결합용 브라켓트를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 고안의 다른 목적은 모터의 초기 구동시 기동토르크를 증가시키고 또한 과전류를 방지할 수 있도록 한 쌍의 모터를 결합시킬 수 있는 모터 결합용 브라켓트를 제공하는 데 있다.
본 고안의 또 다른 목적은 별도의 생산설비를 구축하지 않고도 특정 용량의 모터들을 소정의 스큐각이 제공되도록 결합함으로써 스큐가 제공된 상대적으로 큰 용량의 모터를 생산할 수 있는 모터 결합용 브라켓트를 제공하는 데 있다.
본 고안의 또 다른 목적은 브라켓트를 사용해서 한 쌍의 모터를 결합시켜 이중모터를 제작할 때, 이중모터를 구성하는 모터 각각의 회전자 또는 고정자가 소정의 스큐각을 형성하고 있는 이중모터를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따르면, 제1고정자 및 제1회전자가 내부에 설치되어 있는 원통형의 제1하우징과 상기 제1하우징의 일단에 제공된 제1단부 브라켓트를 갖는 제1모터와 제2고정자 및 제2회전자가 내부에 설치되어 있는 원통형의 제2하우징과 상기 제2하우징의 일단에 제공된 제2단부 브라켓트를 갖는 제2모터를 직렬로 결합시키는 브라켓트는 상기 제1단부 브라켓트와 제2단부 브라켓트의 사이에 개재되어 있고, 중심부가 관통되어 있는 몸체를 갖고; 상기 몸체의 일측면에는 상기 제1모터의 제1단부 브라켓트와 나사결합할 수 있는 제1결합구멍이 복수개 형성되고, 상기 몸체의 타측면에는 상기 제2모터의 제2단부 브라켓트와 나사결합할 수 있는 제2결합구멍이 복수개 형성되어 있으며; 상기 제1결합구멍과 제2결합구멍은 상기 몸체의 원주상에서 소정의 회전각만큼 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제1모터의 제1회전자와 제2모터의 제2회전자는 상기 몸체의 중심부를 관통하는 공통 샤프트로 연결된다.
상기 제1모터의 제1고정자는 상기 제2모터의 제2고정자와 소정의 스큐각을 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제1모터의 제1회전자는 상기 제2모터의 제2회전자와 소정의 스큐각을 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.
몸체의 일측면에 형성된 제1결합구멍과 몸체의 타측면에 형성된 제2결합구멍이 상기 몸체의 원주상에서 소정의 회전각만큼 서로 이격되어 있는 브라켓트를 사용해서 통상의 모터 2대를 직렬로 결합시킬 때 모터 각각의 고정자가 서로에 대하여 소정의 스큐각을 형성하므로, 공통 샤프트에 연결된 2개의 회전자가 대응하는 고정자의 슬롯을 부드럽게 통과하여 코깅토크를 줄일 수 있고 또한 모터의 초기 기동시 기동토르크를 증가시켜서 과전류 흐름을 방지할 수 있다.
도 1은 통상적인 모터의 구조를 도시한 도면;
도 2는 본 고안에 따른 모터 결합용 브라켓트에 의해 한 쌍의 모터가 서로 결합된 상태를 도시한 도면;
도 3은 본 고안에 따른 모터 결합용 브라켓트의 사시도;
도 4는 본 고안에 따른 모터 결합용 브라켓트의 측면도;
도 5는 본 고안에 따라서 서로 결합된 모터 각각의 고정자가 스큐각으로 배열된 상태를 도시한 도면.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 모터 결합용 브라켓트의 실시예를 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 2개의 일반모터, 즉 제1모터(110)와 제2모터(120)는 본 고안에 따른 모터 결합용 브라켓트(130)에 의해서 직렬상태로 서로 결합되어 이중모터(100)를 구성한다.
제1모터(110)는 제1고정자(118) 및 제1회전자(116)가 내부에 설치되어 있는 원통형의 제1하우징(112)과, 제1하우징(112)의 양단에 제공된 제1단부 브라켓트(114a, 114b)를 갖는다. 제2모터(120)는 제2고정자(128) 및 제2회전자(126)가 내부에 설치되어 있는 원통형의 제2하우징(122)과, 제2하우징(122)의 양단에 제공된 제2단부 브라켓트(124a, 124b)를 갖는다.
일반모터(110, 120)에 있어서, 제1고정자(118)와 제2고정자(128)는 제1하우징(112)과 제2하우징(122)의 내측에 고착된 상태로 유지된다. 고정자(118, 128) 각각은 내측 테두리를 따라서 중공을 형성하는 슬롯이 일정간격으로 형성되어 있는 고정자 철심이 복수개 적층되어 있는 구조이고, 각각의 슬롯에는 고정자 코일이 권선되어 있다.
제1회전자(116)와 제2회전자(126)는 대응하는 고정자(118, 128)의 중공부에 각각 위치한다. 회전자(116, 126) 각각은 복수개의 전기강판이 적층되어 있는 원통형의 본체를 갖고, 상기 본체의 중앙에는 하기에 설명하는 샤프트(102)가 관통할 수 있는 축홀(미도시)이 형성된다. 그리고, 회전자(116, 126) 본체의 테두리에는 영구자석(미도시)이 설치된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 모터 결합용 브라켓트(130)는 제1모터(110)의 제1하우징(112)의 일단에 제공된 제1단부 브라켓트(114a)와 제2모터(120)의 제2하우징(122)의 일단에 제공된 제2단부 브라켓트(124a)의 사이에 개재되고, 중심부가 관통되어 있는 몸체(132)를 갖는다.
제1모터(110)와 결합하는 몸체(132)의 일측면에는 제1모터(110)의 제1단부 브라켓트(114a)와 나사결합할 수 있는 제1결합구멍(132a)이 복수개 형성된다. 또한, 제2모터(120)와 결합하는 몸체(132)의 타측면에는 제2모터(120)의 제2단부 브라켓트(124a)와 나사결합할 수 있는 제2결합구멍(132b)이 복수개 형성된다. 이때, 제1단부 브라켓트(114a)에는 제1결합구멍(132a)에 대응하는 제1관통구멍(H1)이 형성되고, 제2단부 브라켓트(124a)에는 제2결합구멍(132b)에 대응하는 제2관통구멍(H2)이 형성된다. 도면부호 H3는 고정자 코일을 외부로 인출하기 위한 인출구멍이다.
나사(미도시)는 제1단부 브라켓트(114a)과 제2단부 브라켓트(124a)의 내측에서 제1관통구멍(H1)과 제2관통구멍(H2)을 각각 관통한 후 모터 결합용 브라켓트(130)의 제1결합구멍(132a)과 제2결합구멍(132b)에 각각 나사결합하며, 그 결과 제1단부 브라켓트(114a)와 제2단부 브라켓트(124a)는 모터 결합용 브라켓트(130)의 몸체(132)에 결합하게 된다.
도 4를 참조하면, 몸체(132)의 일측면에 형성된 제1결합구멍(132a)는 실선의 원형으로 표시되어 있고, 몸체(132)의 타측면에 형성된 제2결합구멍(132b)는 가상선의 원형으로 표시되어 있다. 제1결합구멍(132a)과 제2결합구멍(132b)은 몸체(132)의 원주상에서 소정의 회전각(θ)만큼 서로 이격된다. 이는 나사가 제1모터(110)의 제1단부 브라켓트(114a)에 형성된 제1관통구멍(H1)을 관통해서 모터 결합용 브라켓트(130)의 제1결합구멍(132a)에 나사결합하고 또한 제2모터(120)의 제2단부 브라켓트(124a)에 형성된 제2관통구멍(H2)을 관통해서 모터 결합용 브라켓트(130)의 제2결합구멍(132b)에 나사결합하였을 때, 제1모터(110)의 고정자(118)와 제2모터(120)의 고정자(128)가 서로에 대하여 소정의 회전각(θ) 만큼 이격된 상태로 유지되는 것을 의미한다.
이때, 회전각(θ)은 스큐각을 의미하며, 하기 식에 의해서 이론적으로 구해질 수 있다.
(식) θ = (360°/고정자 자극수와 회전자 자극수의 최소공배수)/2.
예를 들어, 고정자 자극수가 12이고, 회전자 자극수가 8인 경우에 회전각(θ)는 7.5°입니다.
한편, 제1결합구멍(132a)과 제2결합구멍(132b)이 서로 이격되지 않고 대향하는 위치에 있을 때, 제1모터(110)의 고정자(118)와 제2모터(120)의 고정자(128)는 서로에 대하여 회전방향에서 이격되지 않고 대향하는 위치에 있게 된다. 그러나, 제1결합구멍(132a)과 제2결합구멍(132b)이 서로 대향하고 있는 상태에서 제1모터(110)의 고정자(118)와 제2모터(120)의 고정자(128)를 서로에 대하여 임의적으로 회전방향으로 이격시켜서 소정의 회전각(θ)을 형성할 수 있다.
본 고안의 다른 실시예에 따르면, 제1모터(110)의 제1회전자(116)와 제2모터(120)의 제2회전자(126)는 모터 결합용 브라켓트(130)의 몸체(132)의 중심부를 관통하는 공통 샤프트(102)로 연결된다. 공통 샤프트(102)는 하나의 샤프트로 구성될 수 있지만, 제1회전자(116)를 구성하는 제1샤프트와 제2회전자(126)를 구성하는 제2샤프트가 커플링(미도시)에 의해서 연결된 상태로도 제공될 수 있다. 공통 샤프트(102)는 제1모터(110)의 단부 브라켓트(114a, 114b)에 제공된 베어링과 제2모터(120)의 단부 브라켓트(124a, 124b)에 제공된 베어링에 회전가능하게 지지된다.
제1모터(110)의 고정자(118)와 제2모터(120)의 고정자(128)가 소정의 회전각(θ) 만큼 이격된 상태에서, 제1모터(110)의 제1회전자(116)와 제2모터(120)의 제2회전자(126)는 회전방향으로 이격되지 않고 서로 대향하게 된다.
상술된 내용은 이중모터(100)를 구성하는 모터(110, 120)들에 있어서 회전자(116, 126)들이 서로 회전방향으로 이격되지 않고 서로 대향하는 상태에서 고정자(118, 128)들이 서로에 대하여 소정의 회전각, 즉 스큐각(θ)을 형성하고 있는 것으로 이루어져 있지만, 그 반대도 본 고안의 요지 내에서 가능하다. 예를 들어, 모터(110, 120)들의 고정자(118, 128)들이 서로 회전방향으로 이격되지 않고 서로 대향하는 상태에서 회전자(116, 126)들은 서로에 대하여 소정의 회전각(θ)을 형성하도록 회전방향으로 이격될 수 있다.
이하, 본 고안에 따른 모터 결합용 브라켓트(130)를 사용해서 고정자(118, 128)들이 서로에 대하여 소정의 회전각(θ)을 형성하고 있는 이중모터(100)의 제작 과정의 일예를 설명한다.
먼저, 모터 결합용 브라켓트(130)의 양측에 나사를 사용해서 제1단부 브라켓트(114a)와 제2단부 브라켓트(124a)를 결합시킨다. 그리고, 하우징(112, 122) 내에 고정자(118, 128)와 회전자(116, 126)를 각각 조립한 후 하우징(112, 122)의 타단에 단부 브라켓트(114b, 124b)를 각각 조립하여 반제품의 제1모터와 제2모터를 제작한다. 이때, 제1모터의 고정자(118)와 제2모터의 고정자(128)는 회전방향으로 서로에 대하여 소정의 회전각(θ) 만큼 이격되어 있는 반면 제1모터의 회전자(116)와 제2모터의 회전자(126)는 회전방향으로 서로에 대하여 이격되어 있지 않고 대향하는 상태로 유지된다.
이 후, 샤프트(102)를 모터 결합용 브라켓트(130)와 결합하고 있는 단부 브라켓트(114a, 124a)의 중심부를 관통시킨 후, 하우징(112, 122)의 일단에 단부 브라켓트(114a, 124a)가 결합할 때까지 샤프트(102)의 양측에 반제품의 제1모터와 제2모터를 각각 구성하고 있는 제1회전자(116)와 제2회전자(126)의 축홀에 삽입시킨다.
결과적으로, 고정자(118, 128)들이 서로에 대하여 소정의 회전각(θ)을 형성하고 있는 이중모터(100)가 제작된다.
100 : 이중모터
110 : 제1모터
112, 122 : 하우징
114a, 114b, 124a, 124b : 단부 브라켓트
116, 126 : 회전자
118, 128 : 고정자
120 : 제2모터
130 : 모터 결합용 브라켓트
132a, 132b : 결합구멍

Claims (4)

  1. 스큐가 제공되어 있지 않은 제1모터(110)와 제2모터(120)-상기 제1모터(110)는 제1회전자(116) 및 제1고정자(118)를 구비하고, 상기 제2모터(120)는 제2회전자(126)와 제2고정자(128)을 구비함-를 직렬로 결합시키기 위하여 상기 제1모터(110)의 제1단부 브라켓트(114a)와 상기 제2모터(120)의 제2단부 브라켓트(124a) 사이에 개재되어 있고, 중심부가 관통되어 있는 몸체(132)를 구비하고;
    상기 몸체(132)의 일측면에는 상기 제1모터(110)의 제1단부 브라켓트(114a)와 나사결합할 수 있는 제1결합구멍(132a)이 복수개 형성되고, 상기 몸체(132)의 타측면에는 상기 제2모터(120)의 제2단부 브라켓트(124a)와 나사결합할 수 있는 제2결합구멍(132b)이 복수개 형성되어 있으며;
    상기 제1결합구멍(132a)과 제2결합구멍(132b)은 상기 몸체(132)의 원주상에서 소정의 회전각만큼 서로 이격되어서, 상기 제1모터(110)의 제1고정자(118)는 상기 제2모터(120)의 제2고정자(128)와 소정의 스큐각을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 모터 결합용 브라켓트.
  2. 스큐가 제공되어 있지 않은 제1모터(110)와 제2모터(120)-상기 제1모터(110)는 제1회전자(116) 및 제1고정자(118)를 구비하고, 상기 제2모터(120)는 제2회전자(126)와 제2고정자(128)을 구비함-를 직렬로 결합시키기 위하여 상기 제1모터(110)의 제1단부 브라켓트(114a)와 상기 제2모터(120)의 제2단부 브라켓트(124a) 사이에 개재되어 있고, 중심부가 관통되어 있는 몸체(132)를 구비하고;
    상기 몸체(132)의 일측면에는 상기 제1모터(110)의 제1단부 브라켓트(114a)와 나사결합할 수 있는 제1결합구멍(132a)이 복수개 형성되고, 상기 몸체(132)의 타측면에는 상기 제2모터(120)의 제2단부 브라켓트(124a)와 나사결합할 수 있는 제2결합구멍(132b)이 복수개 형성되어 있으며;
    상기 제1결합구멍(132a)과 제2결합구멍(132b)은 상기 몸체(132)의 원주상에서 소정의 회전각만큼 서로 이격되어서, 상기 제1모터(110)의 제1회전자(116)는 상기 제2모터(120)의 제2회전자(126)와 소정의 스큐각을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 모터 결합용 브라켓트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1모터(110)의 제1회전자(116)와 제2모터(120)의 제2회전자(126)는 상기 몸체(132)의 중심부를 관통하는 공통 샤프트(102)로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 결합용 브라켓트.
  4. 삭제
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