KR20110119501A - 전기자 코일이 없는 모터 - Google Patents

Abstract

모터는 회전 디스크와, 다수의 자석과, 제 1 고정 디스크와, 제 2 고정 디스크와, 다수의 전자석과, 케이스 부재와, 전자석에 연결된 전자석 회로를 포함한다. 자석은 회전 디스크 내에 균일하게 분포되고 매립되어 있다. 전자석은 자석과 대향하는 고정 디스크의 내면에 고정 위치된다. 액슬이 회전 디스크를 통해 이어져 있고 베어링에 의해 케이스 부재에 지지된다. 전기가 인가될 때 전류가 전자석으로 흐르고 자극이 이에 의해 형성되며 자석의 자장과의 상호작용이 작용된다. 회전 디스크는 전자석과 회전 디스크의 자석 사이에 자성 척력이나 인력으로 회전된다. 회전 디스크가 회전될 때 액슬이 동력을 전달하기 위해 회전된다.

Description

전기자 코일이 없는 모터{MOTOR WITHOUT ARMATURE COIL}

본 발명은 일반적으로 전기 모터에 관한 것이며 보다 상세하게는 전기자 코일이 없는 모터에 관한 것이다.

종래의 모터는 일반적으로 기본 부품으로서 에나멜 선으로 감겨진 요크(yoke)를 구비하며, 그리고 모터는 회전을 이루고 토크를 출력하기 위해 자석과 카본 부시를 필요로 한다. 종래의 모터의 주요 단점은 특히 모터가 스타트 할 때 상당한 전력 소비를 가진다는 것이다. 나아가, 종래의 모터에서는 권선을 위한 요크와 케이스로서 캐스트 아이언(cast iron)을 사용하여 부피가 크고 무게가 무겁다는 단점이 있다. 또 유지보수와 수리가 불편하다. 더 나아가, 종래의 모터는 교대로 배열된 자극을 필요로 하며 그리하여 종종 원통형 형상으로 제한된다는 점이 단점이다. 또한 종래의 모터는 아이들(idle) 속도 제어 모터로서 기능할 수 없어 이에 따라 그 응용이 제한된다.

따라서, 본 발명은 종래 기술의 전술된 단점을 완화시키는 새로운 모터를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 모터는 회전 디스크와, 다수의 자석과, 제 1 고정 디스크와, 제 2 고정 디스크와, 다수의 전자석과, 케이스 부재와, 전자석에 연결된 전자석 회로를 포함한다. 회전 디스크와 제 1 및 제 2 고정 디스크는 플라스틱과 같은 절연 물질로 만들어진다. 자석은 회전 디스크가 형성될 때 회전 디스크 내에 균일하게 분포되고 매립되어 있다. 전자석은 자석과 대향하는 고정 디스크의 내면에 고정 위치된다. 액슬이 회전 디스크를 통해 이어져 있으며 베어링에 의해 케이스 부재에 의해 지지된다. 전자석 회로는 전자석 접점을 통해 각 전자석에 연결된다. 전자석 스위치의 PNP 접점의 제어 하에 전기가 인가될 때 각 전자석 접점을 통해 전류가 전자석으로 흐르고 이에 의해 자극이 형성되어 자석의 자장과 상호작용이 작용된다. 회전 디스크는 회전 디스크의 자석과 전자석 사이에 자성 척력이나 인력에 의해 회전된다. 회전 디스크가 회전될 때 액슬이 동력을 전달하기 위해 또한 회전된다. 회전 디스크와 제 2 고정 디스크의 추가적인 쌍이 산업적 응용에 의해 요구되는 경우 더 많은 동력을 전달하기 위해 순차 배열된다.

본 발명은 요크 둘레에 에나멜 권선을 요구하지 않으며 케이스로서 무거운 캐스트 아이언(cast iron)을 요구하지 않는다. 그러므로 본 발명의 모터는 구조적으로 간단하고 가벼우며 그리고 모터 동력을 요구하는 여러 대상이나 디바이스에 유연하게 적용될 수 있는 작은 형상 팩터(form factor)를 가질 수 있다.

그리고 전술된 목적과 개요는 본 발명에 대한 간단한 설명만을 제공한다. 본 발명 그 자체 뿐만 아니라 본 발명의 이들 및 다른 목적을 보다 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 이하 상세한 설명과 청구범위를 첨부 도면을 참조하여 읽어야 할 것이며 이들 상세한 설명은 모두 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다. 명세서와 도면에서 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 부분을 나타낸다.

본 발명의 많은 다른 잇점과 특징은 본 발명의 원리를 포함하는 바람직한 구조적 실시예들이 예시적인 실시예로 도시되어 있는 첨부하는 도면과 상세한 설명을 참조하여 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다.

도 1은 더 나은 이해를 위해 주요 부품들이 서로 분리되어 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 도시하는 사시도.
도 2는 일반적인 구성으로 도 1의 모터를 도시하는 사시도.
도 3은 도 1의 모터를 도시하는 단면도.
도 4는 도 1의 모터의 전자석 회로를 도시하는 개략도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터를 도시하는 사시도.

본 상세한 설명은 단지 예시를 위한 실시예일 뿐 본 발명의 범위, 응용 분야 또는 구성을 제한하기 위한 것이 전혀 아니다. 오히려, 이하 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하는 편의적인 예시를 제공한다. 예시된 실시예에 여러 변형들이 첨부된 청구범위에 개시된 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 예시된 요소들의 기능과 배열에 이루어질 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자 코일 없는 모터는 회전 디스크(1)와, 다수의 자석(2)과, 제 1 고정 디스크(3)와, 제 2 고정 디스크(4)와, 다수의 유도 자석이나 전자석과, 케이스 부재(6)(단지 부분적으로만 도시됨)와, 이 전자석(5)에 연결된 전자석 회로(7)를 포함한다. 회전 디스크(1)와, 제 1 및 제 2 고정 디스크(3,4)는 플라스틱 사출 성형으로 형성되거나 또는 일부 절연 물질에 의해 일체로 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 회전 디스크(1)는 트랜스미션 액슬(11)을 구비하며 자석(2)은 회전 디스크(1)가 형성될 때 회전 디스크(1) 내에 균일하게 분포되고 매립되어 있다. 액슬(11)은 베어링(12)에 의해 케이스 부재(6)에 의해 지지된다. 한편, 고정 디스크(3,4)는 케이스 내 베이스 또는 모터의 케이스에 고정 위치된다. 전자석(5)은 자석(2)과 대향하는 고정 디스크(3,4)의 내면에 고정 위치된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전자석 회로(7)는 PNP 접점(75)을 구비하는 전자석 스위치(71)와, 커패시터(72)와, 저항(73)으로 구성된다. 전자석 회로(7)는 전자석 접점(74)을 통해 각 전자석(5)에 연결된다. 전기가 인가될 때 전류가 PNP 접점(75)의 제어에 의해 각 미리 구성된 전자석 접점(74)을 통해 전자석(5)으로 흐른다. 자극이 이에 의해 형성되고 자장과의 상호작용이 작용된다. 전자석 스위치(71)가 전류를 단절시킬 때 자성 상호작용의 인력이나 척력이 종료된다.

회전 디스크(1)는 회전 디스크(1)의 자석(2)과 전자석(5) 사이에 자성 척력이나 인력에 의해 회전된다. 회전 디스크(1)가 회전될 때, 액슬(11)이 동력을 전달하기 위해 또한 회전된다.

전술된 PNP 접점(75)은 또한 백금 접점으로 대체될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 대안적인 실시예에서 회전 디스크(1)와 제 2 고정 디스크(4)는 쌍으로 형성될 수 있고, 회전 디스크(1)와 제 2 고정 디스크(4)의 추가적인 쌍이 형성되어 예시된 바와 같이 순차로 배열될 수 있다. 이 실시예에서, 전자석(5)은 2개의 면 대신에 각 제 2 고정 디스크(4)의 한 면에만 형성될 수 있다. 이 실시예는 또한 더 많은 동력을 전달할 수 있어 산업적으로 응용하기에 적합하다.

설명된 바와 같이 본 발명은 요크 주위에 에나멜 권선을 요구하지 않으며 케이스로서 무거운 캐스트 아이언을 요구하지 않는다. 그러므로, 본 발명의 모터는 가벼우며 그리고 모터 동력을 요구하는 여러 대상이나 디바이스에 유연하게 적용될 수 있는 제한된 형상 팩터를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 모터는 전기 자전거를 이루기 위하여 자전거에 편리하게 설치될 수 있다. 구성이 복잡하지 않고 전력 전달에 문제가 발생하지 않는다. 나아가, 모터가 스타트 할 때 특히 전력 소비량이 많지 않다.

작은 형상 팩터로 인해 본 발명의 다른 예시적인 응용은 컴퓨터, 에어콘, 차량을 위한 방열 팬을 포함한다. 한편, 전력 절감으로 인해 모터는 또한 여러 전기 차량, 예를 들어 자전거, 모터사이클 및 차량에 적용될 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 모터는 유연하게 직렬로 연결되어 더 높은 출력의 동력을 생산할 수 있으며 여러 산업적으로 응용하도록 적용될 수 있다.

본 발명의 특정 새로운 특징이 도시되고 기술되고 첨부 청구범위에 적시하였으나, 예시된 디바이스의 형태와 상세 및 그 동작에 있어 여러 생략, 변형, 대체 및 변화들이 본 발명의 사상으로부터 벗어남이 없이 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 만들 수 있을 것이라는 것을 이해할 수 있으므로 본 발명은 위 상세한 내용으로 한정하고자 의도된 것은 전혀 아니라는 것이 주지된다.

전술된 바와 같이, 본 발명은 전기자 코일이 없는 모터에 이용가능하다.

1 : 회전 디스크 2 : 자석
3 : 제 1 고정 디스크 4 : 제 2 고정 디스크
5 : 전자석 6 : 케이스 부재
7 : 전자석 회로 11 : 액슬
12 : 베어링 73 : 저항
74 : 전자석 접점 75 : PNP 접점

Claims (4)

1. 모터로서,
   절연 물질로 만들어진 회전 디스크와;
   상기 회전 디스크 내에 분포되고 매립되어 있는 복수의 자석과;
   상기 회전 디스크 사이에 절연 물질로 만들어진 제 1 고정 디스크와 제 2 고정 디스크와;
   상기 회전 디스크와 대향하는 제 1 및 제 2 고정 디스크의 내면에 있는 복수의 전자석과;
   상기 회전 디스크를 통해 이어져 있는 액슬과;
   상기 액슬을 베어링에 의해 지지하는 케이스 부재와;
   상기 전자석에 연결되고 전자석 스위치를 구비하는 전자석 회로로서, 상기 전자석 스위치의 PNP 접점을 통해 전자석에 전기가 인가되는 전자석 회로
   를 포함하며,
   상기 회전 디스크와 상기 액슬은 상기 전자석 회로를 통해 전기가 인가될 때의 전자석과 상기 회전 디스크의 자석 사이에 자성 척력이나 인력으로 회전되는 것을 특징으로 하는 모터.
2. 제 1 항에 있어서, 회전 디스크와 제 2 고정 디스크의 적어도 추가적인 쌍이 추가적인 동력을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전자석 회로는 상기 PNP 접점을 구비하는 상기 전자석 스위치, 커패시터, 및 저항을 포함하며 상기 PNP접점은 상기 전자석에 전기의 인가를 조절하는 것을 특징으로 하는 모터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 PNP 접점은 백금 접점으로 대체되는 것을 특징으로 하는 모터.

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