KR20090045468A - Dc motor for improving a commutation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정류작용을 개선한 자동차용 직류모터에 관한 것으로서, 고정자 계철 내측면에 고정 배치된 주자극의 N, S극 영구자석 사이의 공간에 고정자 계철 내측면으로부터 일체로 돌출 형성된 돌출부를 형성하여, 상기 돌출부가 자계를 왜형시켜 정류작용을 개선하는 종래의 보극 역할을 하도록 구성함으로써, 정류작용시 아크 발생 방지 및 브러시와 정류자의 손상 방지, 직류모터의 신뢰성 향상 및 수명 연장 등의 효과를 제공하는 자동차용 직류모터에 관한 것이다.The present invention relates to a DC motor for automobiles with improved rectification, wherein a protrusion formed integrally with the stator yoke inner surface is formed in a space between the N and S pole permanent magnets of the main pole fixedly disposed on the inner side of the stator yoke. By constructing the protrusion to act as a conventional pole to improve the rectification by distortion of the magnetic field, it provides effects such as preventing arc generation and damage of the brush and commutator during rectification, improving the reliability of the DC motor and extending the lifespan. It relates to a DC motor for automobiles.
자동차, 직류모터, 전동기, 고정자, 회전자, 보극, 영구자석, 주자극, 일체 형성, 돌출부 Automobile, DC motor, electric motor, stator, rotor, pole, permanent magnet, main pole, integral formation, protrusion
Description
본 발명은 정류작용을 개선한 직류모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고정자 계철 내측면에 고정 배치된 주자극의 영구자석 사이 공간에 고정자 계철 내측면으로부터 일체로 돌출 형성된 돌출부를 형성하여, 상기 돌출부가 자계를 왜형시켜 정류작용을 개선하는 종래의 보극 역할을 하도록 구성한 정류작용을 개선한 소형, 경량의 자동차용 직류모터에 관한 것이다.The present invention relates to a DC motor with improved rectification, and more particularly, to form a protrusion integrally protruding from the inner side of the stator yoke in the space between the permanent magnets of the main magnetic poles fixedly disposed on the inner side of the stator yoke, the protrusion The present invention relates to a compact and lightweight automotive DC motor having improved rectification, which is configured to serve as a conventional pole pole to improve the rectification by distorting the magnetic field.
일반적으로 소형 직류모터에는, 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 계철(2)에 영구자석(3)이 고정되어 고정자(1)가 구성되고, 상기 고정자(1)의 안쪽으로 철심(5)과 코일(6)로 구성된 회전자(4)가 배치된다. In general, in the small DC motor, as shown in the accompanying FIG. 1, the
이때, 고정자(1)에는 고정된 위치의 영구자석(3)에 의해 일정방향의 자계가 형성되는데, 이러한 자계에 대응하는 토크를 발생시키기 위하여 회전자 슬롯에 권선된 각 코일들은, 첨부한 도 2에 도시된 바와 같이, 축단부의 정류자(7) 각 편에 전기적으로 연결되어, 회전자가 회전하더라도 회전자에서 발생하는 자계가 일정하 게 유지되도록 하고 있다(기계적인 스위칭-[정류]). In this case, a magnetic field in a predetermined direction is formed in the
즉, 직류모터는 회전자의 코일에 대하여 기계적인 스위칭을 함으로써 토크를 발생하는 원리를 갖고 있는데, 이러한 정류 작용시(기계적인 스위칭에 의한 전류 반전시)에 아크(flashover, 섬락)가 발생하여 브러시(8)와 정류자(7)에 손상을 주고 수명을 단축시키는 작용을 하게 된다.In other words, DC motor has the principle of generating torque by mechanically switching the coil of the rotor. When the commutation action (current reversal by mechanical switching) generates an arc (flashover), the brush (8) and the commutator (7) is to act to damage and shorten the life.
이러한 단점을 보완하기 위하여, 고정자(1)의 주자극 사이에 보극(9)을 두어 주자극에 의한 자계를 좋은 방향, 즉 정류작용을 개선하는 방향으로 왜형시킴으로써 직류모터의 신뢰성을 향상시키는 것이 일반적이다.In order to make up for this drawback, it is common to place the
그러나, 이러한 보극을 사용하는 모터는 직류모터 중에 중, 대형 규모의 모터에 적용하는 것이 일반적인데, 소형 모터의 경우에는 상기한 보극을 적용하는 것이 원가를 상승시킬 뿐만 아니라, 공간적인 문제도 있어서 보극을 적용하지 않고 사용하는 것이 일반적이다.However, a motor using such a pole is generally applied to a medium- and large-sized motor among DC motors. In the case of a small motor, applying the above-mentioned pole does not only increase the cost but also has a space problem. It is common to use it without applying it.
보극을 적용할 경우, 고정자 계철 내측면의 주자극 사이에 보극을 설치하는 별도 공정이 필요하고, 이에 공정수 및 부품수 과다, 원가 상승의 원인이 될 수 있다.In the case of applying the pole, a separate process of installing the pole between the main poles of the inner side of the stator is necessary, which may cause excessive number of processes, parts, and cost.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 고정자 계철 내측면에 고정 배치된 주자극의 영구자석 사이 공간에 고정자 계철 내측면으로부터 일체로 돌출 형성된 돌출부를 형성하여, 상기 돌출부가 자계를 왜형시켜 정류작용을 개선하는 종래의 보극 역할을 하도록 구성함으로써, 보극을 별도로 설치할 필요 없이 아크 발생 방지 및 브러시와 정류자의 손상 방지, 직류모터의 신뢰성 향상 및 수명 연장 등이 가능한 정류작용을 개선한 직류모터를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is invented to solve the above problems, by forming a protrusion formed integrally protruding from the inner side of the stator yoke in the space between the permanent magnets of the main magnetic pole fixedly disposed on the inner side of the stator yoke, the protrusion By forming the magnetic field to act as a conventional pole to improve the rectification action, it is possible to prevent the occurrence of arcs and prevent damage to the brush and commutator, improve the reliability of the DC motor and extend the life without the need to install a separate pole. The purpose is to provide a DC motor.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 내측면에 영구자석이 고정 배치된 고정자와, 철심과 코일이 배치된 회전자를 포함하는 직류모터에 있어서, In order to achieve the above object, the present invention, in the DC motor comprising a stator and a rotor and the iron core and the coil is fixedly disposed on the inner surface,
상기 고정자 계철 내측면에서 주자극이 되는 N극 및 S극 영구자석 사이의 좌, 우 양측 공간에 고정자 계철 내측면을 안쪽으로 돌출시켜 일체 형성한 돌출부를 구비하여, 상기 좌, 우측 돌출부가 정류작용시 자계를 왜형시키는 보극의 역할을 하도록 구성한 것을 특징으로 한다.The left and right protrusions have a rectifying action in the left and right spaces between the N pole and the S pole permanent magnets, which become the main poles, on the inner side of the stator yoke, and the protrusions integrally formed by protruding the inner side of the stator yoke inwardly. It is characterized in that it is configured to act as a pole to shape the magnetic field of the city.
바람직한 실시예에서, 상기 각 돌출부는 고정자 계철 내측면에 철(凸) 모양의 돌출 구조를 일체로 형성하여서 구비된 것임을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, each of the protrusions is characterized in that provided by integrally forming a protruding structure of the iron (凸) shape on the inner surface of the stator yoke.
다른 바람직한 실시예에서, 상기 돌출부는 원통형 캔 형태의 고정자 계철의 각 형성 위치 부분을 안쪽으로 요입(凹入)시킨 형태의 절곡된 단면 구조가 되도록 형성하여서 구비된 것임을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, the protruding portion is characterized in that it is provided to form a bent cross-sectional structure of each of the formed position portion of the stator yoke of the cylindrical can form indented inward.
상기한 특징을 갖는 본 발명의 직류모터에 의하면, 고정자 계철 내측면에 고정 배치된 주자극의 영구자석 사이 공간에 고정자 계철 내측면으로부터 일체로 돌출 형성된 돌출부를 형성하여, 상기 돌출부가 자계를 왜형시켜 정류작용을 개선하는 종래의 보극 역할을 하도록 구성함으로써, 정류작용시 아크 발생 방지 및 브러시와 정류자의 손상 방지, 직류모터의 신뢰성 향상 및 수명 연장 등의 효과와 더불어 모터의 소형, 경량화의 목적을 달성할 수 있게 된다.According to the DC motor of the present invention having the above characteristics, a protrusion formed integrally with the stator yoke inner surface is formed in the space between the permanent magnets of the main magnetic poles fixedly disposed on the inner side of the stator yoke, and the protruding portion forms a magnetic field. By configuring it to act as a conventional pole to improve the rectifying action, it achieves the purpose of preventing the occurrence of arc during the rectifying action, preventing the damage of the brush and the commutator, improving the reliability of the DC motor and extending the life, as well as the purpose of miniaturization and lightening of the motor. You can do it.
이에 더하여, 본 발명의 직류모터에서는, 일체로 돌출 형성한 고정자의 돌출부가 보극 역할을 하게 되면서, 고정자 계철 내측면의 주자극 사이에 보극을 설치하는 별도 공정이 불필요하고, 이에 공정수 및 부품수 축소, 원가 절감의 효과가 있게 된다.In addition, in the DC motor of the present invention, as the protruding portion of the stator formed integrally protruding serves as a pole, there is no need for a separate step of installing the pole between the main poles of the inner side of the stator yoke, and thus the number of steps and parts This will reduce costs and reduce costs.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 정류작용을 개선한 소형, 경량의 자동차용 직류모터에 관한 것으로서, 보극의 장점을 채용하면서도 소형 모터에 사용하기 적합한 정류 개선 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a compact, lightweight automotive DC motor with improved rectification, and to a rectification improving technology suitable for use in a small motor while adopting the advantages of the pole.
기본적으로 보극은 전술한 바와 같이 주자극의 자속을 왜형시키는 역할을 한다.Basically, as described above, the vortex plays a role of distorting the magnetic flux of the main stimulus.
첨부한 도 3은 보극이 있는 경우와 없는 경우의 자속의 왜형을 보여주는 도면으로, 도시된 바와 같이, N극과 S극의 자석으로 된 보극(4a,4b)이 설치될 경우, 정류작용을 개선하는 방향으로 자속을 왜형시킬 수 있게 되어 직류모터의 신뢰성이 향상될 수 있게 된다.3 is a view showing the distortion of magnetic flux with and without the pole, and as shown, when the
본 발명은 상기 보극(4a,4b)의 역할을 기계적인 형상으로 대체하는 것에 주된 특징이 있는 것으로, 첨부한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직류모터의 고정자 구조를 도시한 단면도이다.The present invention is mainly characterized in replacing the role of the poles (4a, 4b) with a mechanical shape, Figure 4 is a cross-sectional view showing the stator structure of the DC motor according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 직류모터의 고정자 계철(2) 내측면에 주자극이 되는 N극 및 S극의 영구자석(3a,3b)이 고정되어 배치되는데, 고정자 계철(2) 내측면에 고정 배치된 두 주자극 사이의 양측 공간에 각각 보극 역할을 하는 고정자 돌출부(2a,2b)를 일체로 형성하여 구비한다.As shown,
상기 각 돌출부(2a,2b)는 고정자 계철(2) 내측면에 철(凸) 모양의 돌출 구조를 일체로 형성하여 구비되는 것으로, 고정자 계철의 내측면 형상을 변경하여 형성된 것이며, 주자극 사이의 고정자 계철(2) 내측면을 고정자 계철 내측면으로부터 소정 높이로 돌출시켜, 종래의 보극 역할을 하는 돌출부(2a,2b)를 구성한다.Each of the
도 4를 참조하면, 상기 돌출부(2a,2b)가 두 주자극 사이의 양측 공간에 180°대향되게 각 공간마다 하나씩 돌출 설치되고 있는데, 영구자석(3a,3b) 계자에서 자속이 흐름이 생길 때 도면상 좌측 돌출부(2a)가 S극이 되면 우측 돌출부(2b)는 N극이 된다.Referring to FIG. 4, the
이에 따라, 본 발명의 좌, 우측 돌출부(2a,2b)는 각각 도 3의 고정자에 설치된 좌, 우측의 보극(3a,3b)과 같은 극성을 띠게 되므로 보극의 역할을 할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, the left and
첨부한 도 5는 도 4의 고정자 구조에 따른 공극자속밀도의 분포도로서, 본 발명의 공극자속밀도 분포도와 도 3의 보극에 의한 공극자속밀도 분포도를 비교하여 보면, 비교적 유사한 형태의 분포를 나타냄을 알 수 있다.FIG. 5 is a distribution diagram of pore magnetic flux density according to the stator structure of FIG. 4, and shows a comparatively similar distribution when comparing the pore flux density distribution of the present invention and the pore flux density distribution of the pores of FIG. 3. Able to know.
이와 같이 본 발명에서는 고정자 계철 내측면에 N극, S극의 별도 자석을 부착하여 구성된 보극을 사용하지 않고 고정자 계철(Yoke:G)(2)의 형상을 변형함으로써, 직류모터의 정류작용을 개선할 수 있고, 직류모터의 신뢰성을 향상시키는 것과 더불어 수명을 연장시킬 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the rectifying action of the DC motor is improved by modifying the shape of the stator yoke (G) 2 without using a pole formed by attaching separate magnets of the N pole and the S pole to the inner side of the stator yoke. In addition to improving the reliability of the DC motor, it is possible to extend the service life.
한편, 첨부한 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직류모터의 고정자 구조를 도시한 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.On the other hand, Figure 6 is a cross-sectional view showing a stator structure of the DC motor according to another embodiment of the present invention, it will be described as follows.
도 6의 실시예는, 소형 직류모터에 적합한 구조로서, 종래의 보극과 같은 역할을 할 수 있도록, 도 4의 실시예와 유사하게, 고정자 계철(2) 내측면과 일체 형성된 돌출부(2a,2b)를 두 주자극 사이의 양측 공간에 각각 형성하되, 각 형성 위치에서 원통형 캔 형태의 고정자 계철(2)을 안쪽으로 요입(凹入)시킨 형태의 절곡된 단면 구조가 되도록 형성하여 돌출부(2a,2b)를 구비한다.6 is a structure suitable for a small DC motor, and similarly to the embodiment of FIG. 4 so as to serve as a conventional pole, the
도시한 바의 절곡된 요철 구조로 일체 형성된 고정자의 돌출부(2a,2b)는 두 주자극 사이의 양측 공간에 180°대향되게 각 공간마다 하나씩 돌출 설치되고 있는데, 그 작용 및 효과는 도 4의 실시예에서 설명한 바와 동일하며, 이러한 구조는 가장 저렴한 비용으로 종래의 보극을 구현할 수 있는 구조이다.The
이와 같이 하여, 본 발명의 정류작용을 개선한 직류모터에 따르면, 고정자 계철 내측면에 고정 배치된 주자극의 영구자석 사이 공간에 고정자 계철 내측면으로부터 일체로 돌출 형성된 돌출부를 형성하여, 상기 돌출부가 종래의 자계를 왜형시키는 보극 역할을 하도록 구성함으로써, 정류작용시 아크 발생 방지 및 브러시와 정류자의 손상 방지, 직류모터의 신뢰성 향상 및 수명 연장 등의 효과를 제공할 수 있게 된다. In this way, according to the DC motor improved the rectifying action of the present invention, by forming a protrusion integrally protruding from the inner side of the stator yoke in the space between the permanent magnet of the main magnetic pole fixedly disposed on the inner side of the stator yoke, the protrusion By configuring the conventional magnetic field to act as a pole to distort the magnetic field, it is possible to provide effects such as prevention of arc generation and damage of the brush and commutator during rectification, improvement of the reliability of the DC motor, and extension of life.
도 1은 통상의 직류모터 구조를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional DC motor structure,
도 2는 통상의 직류모터에서 브러시와 정류자를 도시한 도면,2 is a view showing a brush and a commutator in a conventional DC motor,
도 3은 직류모터에서 고정자의 보극이 있는 경우와 없는 경우의 자속의 왜형을 보여주는 도면,3 is a view showing the distortion of the magnetic flux with and without the stator pole of the stator in the DC motor,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직류모터의 고정자 구조를 도시한 단면도,4 is a cross-sectional view showing a stator structure of a DC motor according to an embodiment of the present invention;
도 5는 도 4의 고정자 구조에 따른 공극자속밀도의 분포도,FIG. 5 is a distribution chart of void magnetic flux density according to the stator structure of FIG. 4;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직류모터의 고정자 구조를 도시한 단면도.6 is a cross-sectional view showing a stator structure of a DC motor according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 고정자 2 : 고정자 계철1
2a, 2b : 돌출부 3a, 3b : 영구자석2a, 2b:
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---|---|---|---|
KR1020070111297A KR20090045468A (en) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | Dc motor for improving a commutation |
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KR1020070111297A KR20090045468A (en) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | Dc motor for improving a commutation |
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KR1020070111297A KR20090045468A (en) | 2007-11-02 | 2007-11-02 | Dc motor for improving a commutation |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102112643B1 (en) | 2019-12-27 | 2020-05-19 | 이우종 | Motor with permanently magnets attached stator |
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2007
- 2007-11-02 KR KR1020070111297A patent/KR20090045468A/en not_active Application Discontinuation
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