KR20060031121A

KR20060031121A - 왕복동식 모터의 고정자 구조

Info

Publication number: KR20060031121A
Application number: KR1020040080019A
Authority: KR
Inventors: 정상섭; 이혁; 김성종
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2006-04-12

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것으로, 본 발명은 권선코일을 감을 수 있도록 외주면이 개구되어 환형으로 형성하는 보빈체와, 여러 장의 스테이터코어를 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 방사상으로 삽입하는 수 개의 코어블록과, 보빈체의 외주면을 복개하여 코어블록과 권선코일 사이에 개재되도록 상기한 보빈체에 결합하는 절연부재를 포함함으로써, 코어블록을 권선코일에 근접하도록 배치할 수 있어 모터의 크기를 소형화할 수 있고 코어블록의 소모량을 줄여 생산비용을 절감할 수 있으며 철손을 감소시켜 모터 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

왕복동식 모터의 고정자 구조{STATOR STRUCTURE FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 모터를 정면에서 보인 단면도,

도 2는 종래 왕복동식 모터의 측면도,

도 3은 종래 왕복동식 모터의 외측고정자를 확대하여 보인 단면도,

도 4는 본 발명 왕복동식 모터의 외측고정자를 분해하여 보인 사시도,

도 5는 본 발명 왕복동식 모터의 외측고정자 일부를 정면에서 확대하여 보인 단면도,

도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 7은 본 발명 왕복동식 모터의 외측고정자에 대한 변형예 일부를 측면에서 분해하여 보인 단면도,

도 8은 본 발명 왕복동식 모터의 외측고정자에 대한 변형예를 조립하여 보인 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

110 : 보빈체 111 : 고정돌기

120 : 코어블록 121 : 절연부재피난홈

122 : 절연부재장착홈 130 : 절연부재

131 : 절곡부 132 : 고정홈

140 : 고정자커버 150 : 보강부재

C : 권선코일

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것으로, 특히 모터의 직경을 늘리지 않고도 코일의 권선량을 증가시킬 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 모터는 입체적인 구조를 갖는 모터의 자장(Magnet Field)을 평판 형상으로 변형시킨 것으로, 평판으로 형성된 가동자조립체를 역시 평판으로 형성된 고정자조립체의 상측에 얹어 자장 변화에 따라 직선으로 움직이도록 한 것이다.

최근에는 고정자조립체를 원통모양의 외측고정자와 내측 고정자로 분리하여 일정 공극을 두고 겹치도록 배치하고, 외측고정자와 내측 고정자 사이에 가동자조립체를 움직일 수 있도록 배치하며, 외측고정자와 내측 고정자 중에서 어느 한 쪽의 고정자에 권선코일을 장착하고, 이에 대응하는 가동자조립체에는 마그네트들을 부착시켜 가동자가 권선코일의 플럭스(flux)에 의해 축방향으로 왕복운동하도록 하는 왕복동식 모터가 소개되고 있다.

도 1는 종래 왕복동식 모터를 정면에서 보인 단면도이고, 도 2는 측면도이 다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 모터는 플럭스를 형성하는 고정자조립체(10)와, 고정자조립체(10)의 플럭스에 따라 왕복운동을 하는 가동자조립체(20)로 구성하고 있다.

고정자조립체(10)는 원통형으로 형성하는 외측고정자(11)와, 역시 원통형으로 형성하여 외측고정자(11)의 안쪽에 소정의 코어간 거리(이하, 공극과 혼용함)(t)를 두고 배치하는 내측고정자(12)로 이루어져 있다.

외측고정자(11)는 그 내부에 권선코일(C)을 삽입하는 보빈체(11a)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어(S)를 적층하여 상기한 보빈체(11a)의 양쪽 외측면에 끼워 용접 결합하는 복수 개씩의 코어블록(11b)과, 각 코어블록(11b)의 양측 외측면을 각각 용접 결합하는 고정자커버(11c)(11c)로 이루어져 있다.

보빈체(11a)는 플라스틱과 같은 절연재를 속이 빈 환형 모양으로 형성하고, 코어블록(11b)은 보빈체(11a)의 양측에서 서로 끼워 고정하도록 "기억자"모양과 이에 대향하는 "역기억자"모양으로 형성하고 있다.

가동자조립체(20)는 외측고정자(11)와 내측고정자(12) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 가동자몸체(21)와, 고정자조립체(10)의 권선코일(C)에 대응하도록 가동자몸체(21)의 외주면에 원주방향을 따라 등간격으로 고정하는 마그네트(22)들로 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터는 다음과 같이 동작한다.

즉, 외측고정자(11)의 권선코일(C)에 전류를 인가하면, 권선코일(C)의 주변 에 플럭스가 형성되어 외측고정자(11)의 일측 경로(path)를 따라 내측고정자(12)로 흘렀다가 다시 외측고정자(11)의 타측 경로로 흐르는 일종의 '폐루프(closed loop)'를 형성하고, 권선코일(C)에 의해 형성되는 플럭스 상에 가동자조립체(20)의 마그네트(22)가 놓여 그 마그네트(22)가 상기한 권선코일(C)의 플럭스와 상호 작용하면서 플럭스 방향에 따라 가동자몸체(21)가 직선으로 왕복운동을 한다.

이러한 왕복동식 모터를 제작하기 위하여는 먼저 강판에서 "기억자"모양의 스테이터코어(S)를 다수 장 타발한 후 이를 "기억자" 또는 "역기억자"모양으로 코어블록(11b)을 적층하고, 양쪽 코어블록(11b)을 각각 고정자커버(11c)(11c)에 용접 고정한 후 권선코일(C)이 삽입된 보빈체(11a)의 외측면에 맞대기 삽입하며, 이후 양쪽 코어블록(11b)(11b)의 접점부위를 용접하여 고정하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 모터에 있어서는, 도 3에서와 같이 권선코일(C)과 외측고정자(11)의 스테이터코어 사이에는 공간거리를 유지할 수 있도록 권선코일(C)이 감기지 않는 틈새(t)가 필요함에 따라 그 틈새만큼 코어블록(11b)(11b)이 외곽으로 밀려나게 되어 모터가 커지는 것은 물론 스테이터코어의 소요량이 증가하여 재료비의 상승을 초래할 뿐만 아니라 철손이 증가하여 모터의 성능저하를 야기하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 모터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 외측고정자의 제작시 권선코일과 스테이터코어 사이의 공간거리를 최소화하여 모터를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 스테이터코어의 소요량을 줄이고 철손을 낮춰 재료비용을 절감하고 모터성능을 향상시킬 수 있는 왕복동식 압축기의 고정자 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 권선코일을 감을 수 있도록 외주면이 개구되어 환형으로 형성하는 보빈체와, 여러 장의 스테이터코어를 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 방사상으로 삽입하는 수 개의 코어블록과, 보빈체의 외주면을 복개하여 코어블록과 권선코일 사이에 개재되도록 상기한 보빈체에 결합하는 절연부재를 포함한 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조를 제공한다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터의 고정자 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 모터의 외측고정자를 분해하여 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 모터의 외측고정자 일부를 정면에서 확대하여 보인 단면도이며, 도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이고, 도 7은 본 발명 왕복동식 모터의 외측고정자에 대한 변형예 일부를 측면에서 분해하여 보인 단면도이며, 도 8은 본 발명 왕복동식 모터의 외측고정자에 대한 변형예를 조립하여 보인 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 외측고정자는, 그 내부에 권선코일(C)을 감을 수 있도록 외주면을 개구하여 환형으로 형성하는 보빈체(110)와, 여러 장의 스테이터코어를 겹겹이 적층하여 상기한 보빈체(110) 외측면 양측에서 방사상으로 결합하는 복수 개씩의 코어블록(120)과, 보빈체(110)와 코어블록(120) 사이에 개재하여 권선코일(C)과 코어블록(또는, 스테이터코어)(120) 사 이를 절연하는 절연부재(130)로 구성한다.

보빈체(110)는 플라스틱 수지와 같은 절연물을 외주면이 개구된 환형으로 형성하고, 그 내부에 소정의 선경과 감긴 수로 권선코일(C)을 다수 회 감아 고정하며, 양측면의 적당개소에는 후술할 절연부재(130)의 고정홈(132)에 삽입하여 상기한 절연부재(130)를 고정할 수 있도록 고정돌기(111)를 원주방향을 따라 등간격으로 형성한다. 고정돌기(111)는 도 5에서와 같이 각 절연부재(130)의 중간부위를 고정할 수도 있도록 한 개씩만 형성할 수도 있으나 경우에 따라서는 좌우 양단을 고정할 수도 있도록 복수 개씩 형성할 수도 있다.

여기서, 스테이터코어와 접하는 보빈체(110)의 개구면 일부를 절연부재(130)로 복개함에 따라 스테이터코어와의 공간거리를 확보할 필요가 없어 권선코일(C)은 도 6에서와 같이 상기한 보빈체(110)의 외주면 높이까지 촘촘하게 감아 코어블록(120)의 외경을 최소화하는 것이 바람직하다.

코어블록(120)은 도 4에서와 같이 스테이터코어를 대략 '기억자'와 '역기억자' 모양으로 형성하여 적층하는 것으로, 양측 코어블록(120)의 수직부 내측면에는 상기한 절연부재(130)가 삽입될 수 있도록 그 절연부재(130)의 두께만큼 절연부재피난홈(121)을 음형지게 형성한다.

또, 코어블록(120)은 보빈체(110)의 양측면에서 서로 반대방향으로 삽입하여 '디귿자'형상으로 결합하되 그 결합단은 용접하여 고정하는 것이 바람직하다.

절연부재(130)는 도 5 및 도 6에서와 같이 얇고 절연성이 우수한 재질을 정면투영시 '디귿자' 단면 형상의 원호형상으로 형성하여 그 폭방향 양단은 상기한 보빈체(110)의 양측면 일정 길이까지 자기누설을 방지할 수 있도록 절곡부(131)를 형성한다. 또, 절연부재(130)는 스테이터코어와 권선코일(C)과의 절연을 위해 코어블록(120)의 원주방향 길이 보다 길거나 같게 형성하는 것이 바람직하다. 또, 절연부재(130)의 절곡부(131)에는 상기한 보빈체(110)의 고정돌기(111)가 삽입될 수 있도록 고정홈(132)을 슬릿 형상으로 형성한다.

한편, 절연부재(130)는 도 7에서와 같이 편평한 단순 절연지 형상으로 형성할 수도 있다. 이 경우 코어블록(120)은 수평부와 수직부가 만나는 경계선에 절연부재장착홈(122)을 슬릿모양으로 형성하여 그 절연부재장착홈(122)에 상기한 절연부재(130)를 끼워 양측 코어블록(120)을 결합하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 140은 고정자커버이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 모터의 고정자 구조는 다음과 같은 작용 효과를 가진다.

먼저, 외측고정자를 조립하기 위하여 외주면이 개구되도록 성형 가공한 보빈체(110)의 외주면에 권선코일(C)을 감고 적당개소(즉, 적층코어를 결합할 부위)에 절연부재(130)를 결합한다. 이때, 절연부재(130)는 그 절곡부(131)에 구비한 고정홈(132)을 슬릿 모양으로 형성함에 따라 이 고정홈(132)에 보빈체(110)의 고정돌기(111)를 삽입하여 견고하게 고정한다.

이와 함께 다수 장의 스테이터코어를 "기억자"와 "역기억자" 모양으로 적층하여 각각 복수 개씩의 코어블록(120)을 형성하고, 이 코어블록(120)을 권선코일 (C)이 감긴 상기 보빈체(110)의 양 측면에서 끼워 결합한다. 이후 양측 코어블록(120)의 결합단을 용접하여 복수 개씩의 코어블록(120)이 보빈체(110)와 견고하게 결합되도록 한다. 여기서, 코어블록(120)은 가공오차나 조립오차에 의해 원주방향으로 미세하게 움직일 수 있으므로 도 8에서와 같이 원주방향의 각 코어블록(120) 사이에 보강부재(150)를 개재할 수도 있다. 이 보강부재(150)는 통상 에폭시와 같은 절연성을 가지면서도 몰딩이 용이한 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

이렇게 하여, 코어블록과 권선코일 사이에 공간거리를 확보할 필요가 없으므로 동일한 용량의 모터일 경우 코어블록의 외경을 줄일 수 있어 모터의 크기를 소형화할 수 있다. 또 코어블록에 대한 소모량을 줄여 비용을 절감할 수 있고 철손을 줄여 모터 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자 구조는, 코어블록과 권선코일의 사이에 절연부재를 끼워 고정함으로써, 코어블록을 권선코일에 근접하도록 배치할 수 있어 모터의 크기를 소형화할 수 있고 코어블록의 소모량을 줄여 생산비용을 절감할 수 있으며 철손을 감소시켜 모터 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims

권선코일을 감을 수 있도록 외주면이 개구되어 환형으로 형성하는 보빈체와,

여러 장의 스테이터코어를 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 방사상으로 삽입하는 수 개의 코어블록과,

보빈체의 외주면을 복개하여 코어블록과 권선코일 사이에 개재되도록 상기한 보빈체에 결합하는 절연부재를 포함한 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
제1항에 있어서,

절연부재는 보빈체의 폭보다 넓게 형성하여 그 절연부재의 양측이 상기한 보빈체의 양측면을 소정 길이 만큼 덮어 감쌀 수 있도록 절곡부를 연장 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
제2항에 있어서,

보빈체의 전후 양측면과 이에 대응하는 절연부재의 양측 절곡부에는 각각 돌기와 홈을 형성하여 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
제3항에 있어서,

절연부재는 코어블록의 원주방향 길이 보다 길거나 같게 형성하여 각각의 코 어블록과 대칭되도록 원주방향으로 소정의 간격을 두고 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
제1항에 있어서,

코어블록의 내측면에는 절연부재장착홈을 형성하여 그 절연부재장착홈에 상기한 절연부재를 끼워 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
제2항 또는 제5항에 있어서,

보빈체의 양측면과 코어블록의 사이에는 각각의 코어블록간 간격을 유지하도록 보강부재를 삽입하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.