KR20120090407A - 전동기 - Google Patents

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KR20120090407A
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Abstract

본 발명은 전동기에 관한 것으로서, 축방향 길이가 동일한 복수의 강판을 일 측에 중앙이 내측으로 오목한 제1폴페이스가 형성되고 타 측에 중앙이 외측으로 볼록한 제2폴페이스가 형성되게 배치하여 형성되는 필드 폴 부재와, 이 필드 폴 부재에 권선되는 코일을 구비한 스테이터와; 제1폴페이스와 소정의 공극을 두고 배치되는 제1로터와, 제2폴페이스와 소정의 공극을 두고 배치되는 제2로터를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 자기 경로를 단축할 수 있고 대량 생산이 가능하며 제조 비용을 저감할 수 있다.

Description

전동기{ELECTRIC MOTOR}
본 발명은, 전동기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 대량 생산이 가능한 전동기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전동기는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다.
전동기는 전원의 종류에 따라 직류전동기와 교류전동기로 분류될 수 있다.
교류전동기는 3상 교류용과 단상 교류용으로 구분되며 각각에 유도전동기와 동기전동기가 있다.
한편, 전동기는, 스테이터와, 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 스테이터는, 복수의 슬롯 및 티스를 구비한 스테이터코어와, 상기 스테이터코어에 권선되는 스테이터코일을 구비할 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 전동기에 있어서는, 하나의 자극을 형성하는 티스(또는 폴)에서 발산된 플럭스는 스테이터코어의 요크(yoke)를 경유하여 또 다른 자극을 형성하는 티스(또는 폴)로 이동하도록 되어 있어, 자기 회로(magnetic circuit)의 자속 경로가 비교적 길어지게 된다고 하는 단점이 있다.
이러한 점을 고려하여, 스테이터의 자속 경로가 단축되도록 한 전동기가 미국 특허 공보 US 7,061,152에 개시되어 있다.
그런데, 상기 전동기에 있어서는, 스테이터의 필드 폴 부재(field pole member)를 구성하는 강판(lamination)의 길이 및/또는 모양이 서로 상이하여 각 강판의 크기 및 모양에 따라 별도의 커팅(cutting) 작업을 수행하여야 하므로 제작에 많은 시간 및 노력이 소요될 수 있다. 이러한 종래의 전동기는 구성이 복잡하고 작업 공수가 증대되어 대량 생산에 적합하지 아니할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 자기 경로를 단축할 수 있고 대량 생산에 적합한 전동기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 자석 사용량을 저감할 수 있고 제조 비용을 절감할 수 있는 전동기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 자기 경로를 단축할 수 있고 대량 생산이 가능하며 제조 비용을 저감할 수 있는 전동기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 축방향 길이가 동일한 복수의 강판을 일 측에 중앙이 내측으로 오목한 제1폴페이스와, 타 측에 중앙이 외측으로 볼록한 제2폴페이스가 형성되게 축방향으로 이동 배치하여 형성되는 필드 폴 부재와, 상기 필드 폴 부재에 권선되는 코일을 구비한 스테이터; 상기 제1폴페이스와 소정의 공극을 두고 배치되는 제1로터; 및 상기 제2폴페이스와 소정의 공극을 두고 배치되는 제2로터;를 포함하는 전동기를 제공한다.
여기서, 상기 필드 폴 부재의 각 강판은 반경 방향으로 적층되게 구성될 수 있다.
상기 각 강판은 호 형상의 단면을 가지게 구성될 수 있다.
상기 각 필드 폴 부재는 상기 복수의 강판을 원주방향으로 적층하여 형성되게 구성될 수 있다.
상기 각 강판은 반경 방향의 폭이 서로 동일하게 구성될 수 있다.
상기 각 강판은 반경방향을 따라 내측으로 향할수록 두께가 점진적으로 감소하게 구성될 수 있다.
상기 제1로터 및 제2로터는, 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하게 배치되는 영구자석을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1로터 및 제2로터는 상기 회전축에 결합되는 제1로터코어 및 제2로터코어를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1로터코어 및 제2로터코어는 합성수지로 성형되게 구성될 수 있다.
상기 제1로터코어 및 제2로터코어는 강판을 적층하여 형성되게 구성될 수 있다.
상기 강판은 축선방향으로 적층되게 구성될 수 있다.
상기 스테이터를 내부에 수용하는 하우징을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 하우징은: 내부에 수용공간을 형성하는 바디; 및 상기 바디의 단부에 구비되는 커버;를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 하우징; 서로 동일한 길이의 복수의 강판을 축방향으로 이동되게 반경 방향으로 적층하여 형성되고, 일 측에 중앙이 내측으로 오목한 제1폴페이스와 타 측에 중앙이 외측으로 볼록한 제2폴페이스를 구비한 복수의 필드 폴 부재와, 상기 각 필드 폴 부재의 둘레에 권선되는 코일을 구비하여 상기 하우징의 내부에 배치되는 스테이터; 상기 제1폴페이스에 소정의 공극을 두고 배치되는 제1로터; 및 상기 제2폴페이스에 소정의 공극을 두고 배치되는 제2로터;를 포함하는 전동기가 제공된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 강판을 축방향으로 적층한 필드 폴 부재를 구비하게 구성함으로써 스테이터의 요크(yoke 또는 back iron)를 배제할 수 있어 자기경로가 단축될 수 있다. 이에 의해 모터의 효율이 제고될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 강판을 축방향으로 배치하고 일 측에 중앙이 내측으로 오목한 제1폴페이스와 타측에 중앙이 외측으로 볼록한 제2폴페이스를 구비하게 구성함으로써, 자기경로를 단축할 수 있을 뿐만 아니라 구성이 간단하고 제작을 용이하게 할 수 있어 대량 생산에 적합하다.
또한, 회전축에 결합되는 로터코어, 로터코어에 결합되는 영구자석을 구비하게 로터를 구성함으로써, 자석 사용량을 저감할 수 있고 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 2는 도 1의 분리사시도,
도 3은 도 1의 필드 폴 부재의 확대도,
도 4는 도 1의 필드 폴 부재의 강판의 적층을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 1의 필드 폴 부재의 측단면도,
도 6은 도 1의 제1로터의 확대단면도,
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 단면도,
도 8은 도 1의 제2로터의 확대단면도,
도 9는 도 1의 필드 폴 부재 및 로터의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 1의 제1로터의 변형례,
도 11은 도 10의 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 단면도,
도 12는 도 1의 제2로터의 변형례,
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 14는 도 13의 제1로터의 단면도,
도 15는 도 13의 제2로터의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기는, 축방향 길이가 동일한 복수의 강판(135)을 일 측에 중앙이 내측으로 오목한 제1폴페이스(136)와, 타 측에 중앙이 외측으로 볼록한 제2폴페이스(137)가 형성되게 축방향으로 이동 배치하여 형성되는 필드 폴 부재(131)와, 상기 필드 폴 부재(131)에 권선되는 코일(141)을 구비한 스테이터(130); 상기 제1폴페이스(136)와 소정의 공극(G)을 두고 배치되는 제1로터(161); 및 상기 제2폴페이스(137)와 소정의 공극(G)을 두고 배치되는 제2로터(171);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스테이터(130)의 외부에는 상기 스테이터(130)를 내부에 수용할 수 있게 하우징(110)이 구비될 수 있다.
상기 하우징(110)은, 내부에 수용공간을 형성하는 바디(111); 상기 바디(111)의 단부를 개폐하는 커버(115)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 바디(111)는 양 단부가 개방되게 구성될 수 있다.
상기 바디(111)는 원통 형상으로 구성될 수 있다.
상기 바디(111)의 단부에는 상기 바디(111)의 개구를 개폐할 수 있게 커버(115)가 구비될 수 있다.
상기 커버(115)는 복수 개로 구성될 수 있다.
상기 커버(115)는 원통 형상으로 구성될 수 있다.
상기 커버(115)는 상기 바디(111)에 체결부재(122)에 의해 결합될 수 있다.
상기 커버(115)에는 상기 바디(111)의 내부에 삽입될 수 있게 돌출된 리브(118)가 구비될 수 있다. 상기 리브(118)는 상기 커버(115)의 내면에서 돌출되고 원주방향으로 연장된 링 형상(또는 원형 고리 형상)으로 구성될 수 있다. 상기 리브(118)의 외면은 상기 하우징(110)의 내면에 접촉될 수 있다. 이에 의해 상기 리브(118)와 상기 하우징(110)의 결합력이 증대될 수 있다.
상기 커버(115)에는 베어링(120)이 구비될 수 있다.
상기 커버(115)에는 상기 베어링(120)이 수용될 수 있게 베어링수용부(119)가 형성될 수 있다. 상기 베어링수용부(119)는 상기 커버(115)에 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 커버(115)에는 회전축(151)이 회전 가능하게 삽입될 수 있게 축공(116)이 구비될 수 있다.
한편, 상기 하우징(110)의 내부에는 상기 스테이터(130)(stator)와, 상기 제1로터(rotor)(161) 및 제2로터(rotor)(171)가 수용될 수 있다.
상기 스테이터(130)는 복수의 필드 폴 부재(131)(field pole member 또는 axial field pole member)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 필드 폴 부재(131)는 원주방향을 따라 분할된 복수 개로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 필드 폴 부재(131)가 6개로 구성된 경우를 예시하고 있으나, 상기 필드 폴 부재(131)의 개수는 적절히 조절될 수 있다.
상기 각 필드 폴 부재(131)는 동일한 모양 및 크기로 형성될 수 있다.
상기 각 필드 폴 부재(131)는 상기 하우징(110)의 내면을 따라 동일 원주 상에 둥글게 배치될 수 있다. 상기 각 필드 폴 부재(131)는 상기 하우징(110)의 내부에 고정 결합될 수 있다.
원주방향을 따라 배치된 상기 필드 폴 부재(131)들의 중심에는 상기 회전축(151)이 회전 가능하게 배치될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 필드 폴 부재(131)는, 축방향 길이가 동일한 복수의 강판(135)을 일 측에 중앙이 내측으로 오목한 제1폴페이스(136)와, 타 측에 중앙이 외측으로 볼록한 제2폴페이스(137)가 형성되게 축방향으로 소정 거리(D) 이동시켜 배치하여 형성될 수 있다.
상기 각 강판(135)(lamination sheet)은 자성체로 구성될 수 있다. 이에 의해 상기 필드 폴 부재(131)는 상기 제1로터(161) 및 제2로터(171)와 상호 협조적으로 자기회로(magnetic circuit)를 형성할 수 있다.
상기 각 강판(135)은 호(arc) 형상의 단면을 가지게 형성될 수 있다. 상기 각 강판(135)은 얇은 두께(t)를 가지게 구성될 수 있다. 예를 들면 상기 각 강판(135)은 0.2㎜ 내지 0.5㎜ 정도의 두께(t)로 구성될 수 있다.
상기 각 강판(135)은 반경 방향으로 적층될 수 있다. 상기 각 강판(135)은 서로 절연되게 적층될 수 있다.
상기 각 강판(135)은 반경방향을 따라 외측으로 향할수록 원호(arc)의 길이가 증가되게 배치될 수 있다.
상기 각 필드 폴 부재(131)는 반경방향을 따라 가장 내측에 배치된 강판(135)의 상면(또는 외면)에 다음 강판(135)을 적층(배치)하되, 반경방향을 따라 가장 내측에 배치된 강판(135)의 상면(외면)에 그 다음의 강판(135)이 축방향을 따라 일 측(도면상 좌측)으로 소정 거리(D)만큼 이동되게 하여 적층될 수 있다. 이에 의해, 상기 필드 폴 부재(131)의 일 측(도면상 좌측)에는 중앙이 내측으로 오목한 제1폴페이스(136)가 형성되고 타 측(도면상 우측)에는 중앙이 외측으로 볼록한 제2폴페이스(137)가 각각 형성될 수 있다.
여기서, 상기 강판(135)의 적층시 각 강판(135)의 이동거리(D)는 각각 적절히 조절될 수 있다. 이에 의하면, 상기 필드 폴 부재(131)의 양 단부에 곡선 단면(오목면 또는 볼록면)의 제1폴페이스(136) 및 제2폴페이스(137)가 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 각 강판(135)의 축방향 이동거리(D)가 동일한 경우를 예시하고 있다. 이에 의해, 상기 제1폴페이스(136) 및 제2폴페이스(137)는 수직방향(또는 축방향)에 대해 동일한 경사각(θ)을 가지는 직선 단면 형상으로 구성되어 있다. 실질적으로 상기 제1폴페이스(136) 및 제2폴페이스(137)는 계단 단면 형상을 가지게 구성될 수 있다.
상기 필드 폴 부재(131)는 반경 방향 단면이, 도 3에 도시된 바와 같이, 평행사변형으로 구성될 수 있다. 여기서, La는 축선방향을 의미한다.
상기 각 필드 폴 부재(131)의 둘레에는 코일(또는 스테이터코일)(141)이 권선될 수 있다. 이에 의해, 상기 각 필드 폴 부재(131)는 상기 코일(141)의 전원 인가 시 양 단부에 서로 다른 자극(N극,S극)이 각각 형성될 수 있다.
상기 각 필드 폴 부재(131)와 상기 코일(141) 사이에는 절연부재(145)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 각 필드 폴 부재(131)와 상기 코일(141)이 서로 절연될 수 있다.
상기 절연부재(145)는 보빈(bobbin)(145) 또는 전기 절연지(insulating paper)(미도시)로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 필드 폴 부재(131)의 외면에 보빈(145)이 구비된 경우를 예시하고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 보빈(145)은 내부에 적층된 필드 폴 부재(131)가 일 측 방향에서 삽입될 수 있게 폐루프 단면 형상을 가지게 구성될 수 있다. 여기서, 상기 보빈(145)은 적층된 필드 폴 부재(131)를 사이에 두고 서로 측방(좌우방향, 또는 상하 방향)에서 대면 결합될 수 있게 분할된 복수 개로 구성될 수도 있다. 상기 필드 폴 부재(131) 및 코일(141)은 함침 등의 방법으로 일체로 고정될 수 있다.
한편, 상기 스테이터(130)의 양 단부에는 제1로터(161) 및 제2로터(171)가 구비될 수 있다.
상기 제1로터(161) 및 제2로터(171)는, 회전축(151)과, 상기 회전축(151)을 중심으로 회전하는 영구자석(170,180)을 구비하여 구성될 수 있다. 상기 제1로터(161)는 상기 회전축(151)을 중심으로 회전하는 제1영구자석(170)을 구비하여 구성될 수 있다. 상기 제2로터(171)는 상기 회전축(151)을 중심으로 회전하는 제2영구자석(180)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1로터(161) 및 제2로터(171)는 상기 제1폴페이스(136) 및 제2폴페이스(137)에 각각 소정의 공극(G)을 두고 이격 배치될 수 있다.
상기 제1로터(161) 및 제2로터(171)는 상기 제1폴페이스(136) 및 제2폴페이스(137)의 형상에 대응되게 형성될 수 있다.
상기 스테이터(130)의 일 단부, 보다 구체적으로, 상기 각 필드 폴 부재(131)에 의해 형성된 제1폴페이스(pole face)(136)에는 상기 제1로터(161)가 소정의 공극(G)을 두고 배치될 수 있다.
상기 제1로터(161)는 상기 제1폴페이스(136)의 형상에 대응되게 형성될 수 있다. 상기 제1로터(161)는 원추(cone)형으로 구성될 수 있다. 상기 제1로터(161)는 실질적으로 절두된 원추형으로 구성될 수 있다.
상기 제1로터(161) 및 제2로터(171)는 상기 영구자석을 지지하는 자석지지부(164,174)를 각각 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 영구자석(170,180)의 제작에 사용되는 자석물질의 사용량을 저감할 수 있다. 이에 의해 제조 비용을 절감할 수 있다.
상기 각 자석지지부(164,174)는 자성체로 구성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1로터(161)는, 상기 회전축(151)에 결합되는 제1자석지지부(164)와, 상기 제1자석지지부(164)에 결합되는 제1영구자석(170)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1영구자석(170)은 복수의 자극(N극, S극)을 구비하게 구성될 수 있다. 상기 제1영구자석(170)은 예를 들면 8극을 가지게 구성될 수 있다. 상기 제1영구자석(170)은 원주방향을 따라 서로 다른 자극이 교번적으로 배치될 수 있다.
상기 제1자석지지부(164)는 자성(체) 분말(또는 연자성 분말)을 금형에 넣어 성형하여 제작될 수 있다. 이에 의해 제1자석지지부(164)를 용이하게 제작할 수 있다. 여기서, 상기 자성분말의 표면에는 절연이 구비될 수 있다. 이에 의해 상기 제1자석지지부(164)는 전기적으로 절연될 수 있다.
상기 제1자석지지부(164)에는 상기 회전축(151)이 삽입될 수 있게 축공(166)이 구비될 수 있다. 상기 축공(166)은 상기 제1자석지지부(164)의 중심을 관통하여 형성될 수 있다.
상기 제1자석지지부(164)에는 상기 제1영구자석(170)이 삽입될 수 있게 제1영구자석삽입부(168)가 구비될 수 있다. 상기 제1영구자석삽입부(168)는 상기 제1자석지지부(164)의 외면에 소정의 깊이로 함몰되게 구성될 수 있다.
상기 제1자석지지부(164)는 원추(보다 구체적으로 절두된 원추)형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1자석지지부(164)는 축방향 길이를 증대하기 위해 축방향과 나란하게 연장된 연장부(169)를 더 구비할 수도 있다. 본 실시예에서는 동일한 외경을 가지게 축방향으로 연장부(169)가 형성되어 있다.
상기 제1영구자석(170)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 원주방향을 따라 분할된 복수 개의 세그먼트(segments) 자석으로 구성될 수 있다. 상기 제1영구자석(170)은 예를 들면 8개로 구성될 수 있다. 상기 제1영구자석(170)은 호(arc) 형상의 단면을 가지게 구성될 수 있다.
상기 제1영구자석(170)은 상기 회전축(151)에 가까운 쪽 단부에 비해 먼 쪽 단부의 호의 길이가 확장되게 형성될 수 있다.
상기 제2로터(171)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(151)에 결합되는 제2자석지지부(174)와, 상기 제2자석지지부(174)에 결합되는 제2영구자석(180)을 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 제2로터(171)의 제2영구자석(180)의 제작에 사용되는 영구자석 물질의 사용량을 저감할 수 있다. 또한, 영구자석 물질의 사용량이 저감됨에 따라 제조 비용이 절감될 수 있다.
상기 제2자석지지부(174)는 자성 분말을 금형에 넣어 성형하여 제작될 수 있다.
상기 제2자석지지부(174)의 중앙에는 상기 회전축(151)이 삽입될 수 있게 축공(176)이 구비될 수 있다. 상기 축공(176)은 상기 제2자석지지부(174)의 중앙을 관통하여 형성될 수 있다.
상기 제2자석지지부(174)는 상기 제2폴페이스(137)와 소정의 공극(G)을 두고 이격 배치되게 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2자석지지부(174)는 일 측 중앙이 내측으로 오목하게 함몰된 함몰부(177)를 구비하게 구성될 수 있다.
상기 함몰부(177)에는 상기 제2영구자석(180)이 삽입될 수 있게 제2영구자석삽입부(178)가 구비될 수 있다. 상기 제2영구자석삽입부(178)는 상기 함몰부(177)의 표면으로부터 소정 깊이로 함몰되게 형성될 수 있다. 상기 제2영구자석삽입부(178)의 깊이는 상기 제2영구자석삽입부(178)에 삽입된 상기 제2영구자석(180)의 두께에 대응되게 형성될 수 있다. 본 실시예에는 상기 제2영구자석삽입부(178)의 깊이가 상기 제2영구자석(180)의 두께와 실질적으로 동일하게 구성된 경우를 예시하고 있으나, 상기 제2영구자석삽입부(178)의 깊이는 적절히 조절될 수 있다.
상기 제2영구자석(180)은 원주방향으로 분할된 복수 개로 구성될 수 있다. 상기 제2영구자석(180)은 8개로 구성될 수 있다.
상기 제2영구자석(180)은 상기 제2폴페이스(137)에 대응되게 원추 형상(실질적으로 중앙에 회전축(151)이 삽입되므로 절두된 원추 형상)으로 구성될 수 있다.
상기 제2영구자석(180)은 호(arc)형의 단면을 가지게 구성될 수 있다.
상기 제2영구자석(180)은 상기 회전축(151)에 가까운 쪽 단부의 호의 길이에 비해 상기 회전축(151)으로부터 먼 쪽 단부의 호의 길이가 더 크게 구성될 수 있다.
상기 제1로터(161)의 제1영구자석(170) 및 제2로터(171)의 제2영구자석(180)들은 거의 동일한 자석물질을 거의 동일한 양을 사용하여 구성될 수도 있다.
상기 제1영구자석(170) 및 제2영구자석(180)은 각각 반경방향으로 착자될 수 있다. 즉, 상기 제1영구자석(170) 및 제2영구자석(180)은 표면과 이면이 서로 다른 자극(N극, S극)을 가지게 착자될 수 있다. 상기 제1영구자석(170) 및 제2영구자석(180)은 자력의 세기가 거의 동일하게 구성될 수 있다.
상기 제1로터(161) 및 제2로터(171)는 동일한 회전축(151)에 일체로 회전되게 결합될 수 있다. 즉, 상기 제1로터(161)의 회전력 및 제2로터(171)의 회전력은 동일한 회전축(151)에 동시에 작용하고, 상기 회전축(151)을 통해 외부로 출력(전달)될 수 있다.
상기 제1로터(161) 및 제2로터(171)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(130)와 상호 협조적으로 자기 회로를 구성할 수 있다. 상기 제1로터(161) 및 제2로터(171)는 상기 각 필드 폴 부재(131)의 자극과 상기 제1영구자석(170) 들 및 제2영구자석(180)들 사이에 작용하는 흡인력 및/또는 반발력에 의해 상기 회전축(151)을 중심으로 회전할 수 있다.
[2]
한편, 상기 제1로터(181)는, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 절두된 원추 형상의 제1자석지지부(184)와, 상기 제1자석지지부(184)의 외부에 결합되는 절추된 원추 형상의 제1영구자석(190)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1자석지지부(184)는 자성분말을 금형에 넣고 소정 형상(예를 들면, 절두된 원추 형상)으로 성형하여 제작될 수 있다.
상기 제1영구자석(190)은 내부에 상기 제1자석지지부(184)가 삽입 결합될 수 있게 절두된 원추 형상의 내경면을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제1영구자석(190)은 원주방향을 따라 8개의 자극(N극, S극)이 서로 교번적으로 배치되게 구성될 수 있다. 상기 제1영구자석(190)은 반경방향으로 착자될 수 있다. 즉 상기 제1영구자석(190)의 외면과 내면이 서로 다른 자극(N극, S극)을 구비하게 착자될 수 있다.
상기 제1영구자석(190)은 상기 제1자석지지부(184)와 압입 또는 접착 등의 방법으로 일체로 고정 결합될 수 있다.
상기 제2로터(191)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 일 측에 중앙이 내측으로 오목하게 함몰된 함몰부(197)를 구비한 제2자석지지부(194)와, 상기 제2자석지지부(194)의 내측에 삽입 결합되는 제2영구자석(200)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제2자석지지부(194)는 자성분말을 금형에 넣고 성형하여 제작될 수 있다.
상기 제2자석지지부(194)의 일 측에는 상기 제2폴페이스(137)의 형상에 대응되게 중앙이 내측으로 함몰된 함몰부(197)를 구비할 수 있다. 상기 함몰부(197)는 절두된 원추 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 절두된 원추 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 외경이 상기 함몰부(197)의 내경면과 접촉되게 형성될 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 내경이 절두된 원추 형상으로 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 제2영구자석(200)은 상기 제2폴페이스(137)와 소정의 공극(G)을 두고 이격 배치될 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 8개의 자극을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 원주방향으로 따라 서로 다른 자극이 교번적으로 배치되게 구성될 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 표면과 이면이 서로 다른 자극을 가지게 착자될 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 상기 제2자석지지부(194)에 압입 또는 접착 등의 방법으로 일체로 고정 결합될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 각 필드 폴 부재(131)에 권선된 코일(141)에 전원이 인가되면 상기 필드 폴 부재(131)의 양 단부에는 서로 다른 자극이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 9의 상측의 필드 폴 부재(131)의 제1폴페이스(136)측은 N극이 형성되고 제2폴페이스(137)측에는 S극이 형성될 수 있다. 또한, 상기 회전축(151)을 중심으로 180도 회전 위치(도 9의 하측)에 배치된 필드 폴 부재(131)는 반대로 제1폴페이스(136)측에는 S극이 형성되고 제2폴페이스(137)측에는 N극이 형성될 수 있다.
제1로터(181) 및 제2로터(191)는, 상기 각 필드 폴 부재(131)의 자극과 상기 제1영구자석(190) 및 제2영구자석(200) 들 사이에 작용하는 흡인력 및/또는 반발력에 의해 자기 저항이 작아지는 방향으로 상기 회전축(151)을 중심으로 회전할 수 있다.
한편, 상기 제1로터(181) 및 제2로터(191)는, 상기 제1영구자석(190) 및 제2영구자석(200)의 회전 위치에 대응되게 상기 각 필드 폴 부재(131)에 권선된 코일(141)의 전류를 적절하게 제어함으로써, 상기 회전축(151)을 중심으로 연속적으로 회전할 수 있다.
[3]
이하, 도 13 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다.
전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 인용하여 설명하기로 한다. 그리고 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 전동기는, 전술한 바와 같이, 축방향 길이가 동일한 복수의 강판(135)을 일 측에 중앙이 내측으로 오목한 제1폴페이스(136)와, 타 측에 중앙이 외측으로 볼록한 제2폴페이스(137)가 형성되게 축방향으로 이동 배치하여 형성되는 필드 폴 부재(131)와, 상기 필드 폴 부재(131)에 권선되는 코일(141)을 구비한 스테이터(130); 상기 제1폴페이스(136)와 소정의 공극(G)을 두고 배치되는 제1로터(211); 및 상기 제2폴페이스(137)와 소정의 공극(G)을 두고 배치되는 제2로터(221);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스테이터(130)의 외측에는 하우징(110)이 구비될 수 있다.
상기 하우징(110)은, 바디(111)와, 상기 바디(111)의 양 단부에 배치되는 커버(115)를 구비할 수 있다. 상기 각 커버(115)에는 상기 회전축(151)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(120)이 각각 구비될 수 있다.
상기 제1로터(211) 및 제2로터(221)는 동일한 회전축(151)에 일체로 회전 가능하게 구성될 수 있다.
상기 제1로터(211) 및 제2로터(221)는, 회전축(151)에 결합되는 자석지지부(214,224)와, 상기 자석지지부(214,224)에 각각 결합되는 영구자석(190,200)을 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 영구자석(190,200)의 제작에 사용되는 자석 물질의 사용량을 저감할 수 있다. 이에 의해 제조 비용이 절감될 수 있다.
한편, 상기 자석지지부(214,224)는 강판(215)을 적층하여 구성될 수 있다. 상기 강판(215)은 전기강판, 즉 규소강판(silicon steel plate)이 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1로터(211)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(151)에 결합되는 제1자석지지부(214)와 상기 제1자석지지부(214)에 결합되는 제1영구자석(190)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1자석지지부(214)는 상기 제1폴페이스(136)와 소정의 공극(G)을 두고 이격 배치될 수 있게 상기 제1폴페이스(136)의 형상에 대응되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1자석지지부(214)는 절두된 원추 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1자석지지부(214)는 복수의 강판(215)을 축방향으로 적층하여 구성될 수 있다.
상기 제1자석지지부(214)의 강판(215)은 외경이 소정 폭으로 증가하게 구성될 수 있다.
상기 제1자석지지부(214)의 각 강판(215)의 중앙에는 상기 회전축(151)이 삽입될 수 있게 축공(216)이 관통 형성되어 있다.
상기 제1영구자석(190)은 외관이 절두된 원추 형상으로 구성될 수 있다.
상기 제1영구자석(190)은 상기 제1자석지지부(214)의 외경에 대응되게 절두된 원추 형상의 내경이 구비될 수 있다.
상기 제1영구자석(190)은 상기 제1자석지지부(214)와 일체로 고정결합될 수 있다.
상기 제1자석지지부(214)는 상기 제1영구자석(190)이 분리되는 것을 방지하기 위해 고정수단을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 고정수단은 중앙에 축공이 구비되고 축방향을 따라 상기 제1자석지지부(214)의 소구경측 단부에 배치된 스톱퍼플레이트(미도시)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 스톱퍼플레이트는 상기 제1영구자석(190)의 소구경측 단부에 접촉되어 상기 제1영구자석(190)이 이탈되는 것을 억제할 수 있는 정도의 외경을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제2로터(221)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 축방향으로 적층된 복수의 강판(225)을 구비한 제2자석지지부(224)와, 상기 제2자석지지부(224)에 결합되는 제2영구자석(200)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 외관이 절두된 원추형상을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 상기 제2폴페이스(137)와 소정의 공극(G)을 두고 이격 배치될 수 있게 절두된 원추 형상의 내경을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 복수의 자극(8극)을 구비할 수 있다.
상기 제2영구자석(200)은 원주방향을 따라 서로 다른 자극이 교번적으로 배치될 수 있다.
상기 제2자석지지부(224)는 일 측에 상기 제2폴페이스(137)에 대응되게 중앙이 내측으로 오목하게 함몰된 함몰부(227)를 구비할 수 있다.
상기 제2자석지지부(224)의 강판(225)들은 동일한 외경을 가지게 구성될 수 있다.
상기 제2자석지지부(224)의 강판(225)에는 서로 다른 크기의 내경을 가지는 관통공(226)들이 각각 형성될 수 있다. 상기 각 강판(225)들은 축방향으로 절연 적층될 수 있다. 이때, 상기 관통공(226)의 내경이 점진적으로 증가되게 상기 강판(225)들이 배치될 수 있다. 이에 의해, 상기 함몰부(227)가 형성될 수 있다.
상기 제2자석지지부(224)는 중앙에 축공(228)이 형성된 복수의 강판(225)을 더 구비하여 구성될 수도 있다. 이에 의해, 상기 제2자석지지부(224)가 상기 회전축(151)에 일체로 회전 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 상기 제1자석지지부(214) 및 제2자석지지부(224)의 각 강판(215,225)들은 전단가공(펀칭 및/또는 블랭킹)에 의해 제작될 수 있다. 이때, 제1자석지지부(214)의 강판(215) 중 일부는 상기 제2자석지지부(224)의 관통공(226)의 형성시 발생된 스크랩을 이용하여 구성될 수도 있다. 이에 의하면, 스크랩을 재활용할 수 있어 전체 스크랩 발생을 줄일 수 있으며, 재료비용 및/또는 제조비용을 절감할 수 있다.
전술 및 도시한 실시예에서는, 상기 제1로터 및 제2로터가 모두 자석지지부를 구비한 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 제1로터 및 제2로터가 영구자석으로 형성되어 자석지지부 없이 회전축에 직접 결합되게 구성될 수도 있다. 이 경우, 전동기가 비교적 소형(또는 소용량)으로 구성될 경우 효과적일 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110 : 하우징 115 : 커버
130 : 스테이터 131 : 필드 폴 부재
135 : 강판 136 : 제1폴페이스
137 : 제2폴페이스 141 : 코일
145 : 절연부재, 보빈 151 : 회전축
161 : 제1로터 164 : 제1자석지지부
166,176 : 축공 168 : 제1영구자석삽입부
170 : 제1영구자석 171 : 제2로터
174 : 제2자석지지부 177 : 함몰부
180 : 제2영구자석

Claims (12)

  1. 축방향 길이가 동일한 복수의 강판을 일 측에 중앙이 내측으로 오목한 제1폴페이스와, 타 측에 중앙이 외측으로 볼록한 제2폴페이스가 형성되게 축방향으로 이동 배치하여 형성되는 필드 폴 부재와, 상기 필드 폴 부재에 권선되는 코일을 구비한 스테이터;
    상기 제1폴페이스와 소정의 공극을 두고 배치되는 제1로터; 및
    상기 제2폴페이스와 소정의 공극을 두고 배치되는 제2로터;
    를 포함하는 전동기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필드 폴 부재의 각 강판은 반경 방향으로 적층되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각 강판은 호 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 전동기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1폴페이스 및 제2폴페이스는 축선에 대해 동일한 경사각을 가지게 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1로터 및 제2로터는, 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하게 배치되는 영구자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1로터 및 제2로터는 상기 회전축에 결합되어 상기 영구자석을 지지하는 자석지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자석지지부는 자성체로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자석지지부는 강판을 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 강판은 축방향으로 적층되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 스테이터를 내부에 수용하는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 하우징은:
    내부에 수용공간을 형성하는 바디; 및
    상기 바디의 단부에 구비되는 커버;를 포함하는 전동기.
  12. 하우징;
    서로 동일한 길이의 복수의 강판을 축방향으로 이동되게 반경 방향으로 적층하여 형성되고, 일 측에 중앙이 내측으로 오목한 제1폴페이스와 타 측에 중앙이 외측으로 볼록한 제2폴페이스를 구비한 복수의 필드 폴 부재와, 상기 각 필드 폴 부재의 둘레에 권선되는 코일을 구비하여 상기 하우징의 내부에 배치되는 스테이터;
    상기 제1폴페이스에 소정의 공극을 두고 배치되는 제1로터; 및
    상기 제2폴페이스에 소정의 공극을 두고 배치되는 제2로터;
    를 포함하는 전동기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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