KR20170092117A

KR20170092117A - 메디컬 펌프

Info

Publication number: KR20170092117A
Application number: KR1020170014343A
Authority: KR
Inventors: 유에 리; 추이 요우 조우; 얀 링 리우; 구이 후아 리; 시아오 닝 주; 용 왕
Original assignee: 존슨 일렉트릭 에스.에이.
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2017-08-10
Also published as: US10432073B2; TWM548558U; BR102017002014A2; MX2017001470A; US20170222526A1; EP3203607A1; CN107026520A; JP2017169439A

Abstract

메디컬 펌프는 단상 동기식 모터, 로드 피스톤, 로드 피스톤을 수용하기 위한 실린더 - 상기 실린더 내부에서 상기 로드 피스톤이 왕복 운동함 - 를 포함한다. 단상 동기식 모터는 고정자 및 상기 고정자에 대해 회전가능한 회전자를 포함한다. 회전자는 복수의 영구 자석을 포함한다. 고정자는 고정자 코어 및 상기 고정자 코어 주변에서 감기는 권선을 포함한다. 고정자 코어는 영구 자석을 수용하기 위한 회전자 수용 공간을 그 사이에 규정하는 2개의 반대 방향의 극 부분을 포함한다. 메디컬 펌프는 컴팩트한 구조를 갖는다. 또한, 메디컬 펌프의 모터는 메디컬 펌프에서 사용되는 종래의 모터와 마찬가지로 동일한 출력 전력 조건하에서 일정 회전 속도를 갖고 더 작은 크기와 더 가벼운 무게를 갖는다. 메디컬 펌프는 애토마이저(atomizer)에 특히 적절하다.

Description

메디컬 펌프{MEDICAL PUMP}

관련 출원에 대한 교차 참조

본 특허 출원은 35 U.S.C. § 119(a)에 따라 2016년 2월 2일자로 중화 인민 공화국에서 특허 출원 제201610074173.7호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 메디컬 디바이스 그리고 구체적으로 메디컬 펌프에 관한 것이다.

모터는 현재의 메디컬 펌프의 중요한 구성요소이다. 모터 성능은 모터가 균일하게 미스트(mist)를 분사하는데 결정적으로 중요하다. 또한, 모터 크기 및 비용은 펌프 자체의 크기 및 비용에 영향을 주는 중요한 요소이다.

따라서, 상기 문제를 해결하는 메디컬 펌프가 요구된다.

메디컬 펌프가 제공되고, 이것은 단상 동기식 모터를 포함한다. 단상 동기식 모터는 고정자 및 상기 고정자에 대해 회전가능한 회전자를 포함한다. 상기 회전자는 복수의 영구 자석을 포함한다. 상기 고정자는 고정자 코어 및 상기 고정자 코어 주변에 감기는 권선을 포함한다. 상기 고정자 코어는 영구 자석을 수용하기 위한 회전자 수용 공간을 사이에 규정하는 2개의 반대 방향의 극 부분을 포함한다.

바람직하게, 상기 고정자 코어는 수용 공간을 사이에 규정하는 2개의 반대 방향의 극 부분을 포함하고, 상기 영구 자석은 상기 수용 공간에 수용되며 상기 고정자의 극 부분을 면하는 2개의 영구 자극을 형성한다.

바람직하게, 상기 영구 자석의 각각의 외표면은 원호면이며, 상기 회전자의 영구 자석과 상기 고정자의 극 부분은 고르지 않은 두께를 갖는 공극을 그 사이에 규정한다.

바람직하게, 상기 영구 자극의 각각의 외표면으로부터 회전자의 축까지의 거리는 영구 자극의 외표면의 원주방향 중심으로부터 상기 영구 자극의 외표면의 2개의 원주방향 단부를 향해 점진적으로 감소하며, 상기 공극의 두께는 상기 영구 자극의 상기 원주방향 중심으로부터 상기 영구 자극의 2개의 원주방향 단부를 향해 점진적으로 증가한다.

바람직하게, 상기 메디컬 펌프는 U자 브라킷을 더 포함하고, 상기 브라킷은 2개의 극 부분을 규정하는 상기 고정자 코어의 단부를 둘러싼다.

바람직하게, 상기 고정자 코어의 외표면은 제 1 홈 또는 립(rib)을 형성하고, 상기 브라킷의 내표면은 제 1 립 또는 홈을 형성하며, 상기 제 1 홈 및 상기 제 1 립은 상기 고정자 코어를 상기 브라킷에 부착하도록 체결된다.

바람직하게, 상기 2개의 반대 방향의 극 부분이 서로 분리되어 있고, 상기 브라킷은 2개의 반대 방향의 극 부분 사이에 형성된 갭내로 연장하는 립을 형성한다.

바람직하게, 상기 고정자는 상기 브라킷의 하부과 상부에 각각 장착된 프레임 및 커버를 더 포함하고, 상기 고정자 코어는 상기 프레임과 상기 커버 사이에 축방향으로 위치되며 상기 회전자는 상기 프레임과 상기 커버에 회전가능하게 장착된다.

바람직하게, 상기 고정자 코어는 면 대 면 방식으로 스플라이스되는(spliced) [ 모양의 제 1 코어부 및 ] 모양의 제 2 코어부를 포함하고, 제 1 코어부의 제 1 단부와 제 2 코어부의 제 1 단부는 각각 극 부분을 형성하며, 상기 제 1 코어부의 제 2 단부와 상기 제 2 코어부의 제 2 단부는 서로 연결된다.

바람직하게, 상기 메디컬 펌프는 AC-DC 변환 회로 및 양방향 AC 스위치를 더 포함하고, 모터의 고정자 권선 및 외부 AC 전력은 제 1 노드 및 제 2 노드 사이에서 직렬로 연결되며, 상기 AC-DC 변환 회로 및 상기 양방향 AC 스위치는 상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이에서 병렬로 연결된다.

바람직하게, 상기 회전자는 안정 상태 동안 3000RPM 또는 3600RPM의 일정 속도로 회전한다.

바람직하게, 상기 동기식 모터는 45W 내지 50W의 입력 전력 및 0.4A 내지 0.6A의 전류를 갖는다.

바람직하게, 상기 고정자 코어는 50mm 내지 65mm의 길이(L1) 및 20mm 내지 30mm의 폭(L2)을 갖는다.

바람직하게, 상기 펌프는 상기 단상 동기식 모터에 의해 구동되는 로드 피스톤 및 상기 로드 피스톤 - 상기 실린더 내부에서 상기 로드 피스톤이 왕복 운동함 - 을 수용하기 위한 실린더를 더 포함한다.

바람직하게, 단상 모터는 구동 회로를 더 포함하고, 상기 고정자 권선은 제 1 노드와 제 2 노드 사이에서 AC 전원과 직렬로 연결되게 되며, 상기 구동 회로는: 제 1 노드와 제 2 노드 사이에서 연결되는 제어가능한 양방향 AC 스위치; 제 1 노드와 제 2 노드 사이에서 제어가능한 양방향 AC 스위치와 병렬로 연결되는 AC-DC 변환 회로; 영구 자석 회전자의 자극 위치를 감지하도록 구성되는 위치 센서; 및 고정자 권선이 회전자가 미리 결정된 방향으로만 회전하게 구동하도록, AC 전원의 극성 및 영구 자석 회전자의 자극 위치를 기초로, 미리 결정된 방식으로 스위치-온 상태와 스위치-오프 상태 사이에서 스위칭되도록 제어가능한 양방향 AC 스위치를 제어하도록 구성된 스위치 제어 회로를 포함한다. 제 1 노드 및 제 2 노드가 제어가능한 양방향 AC 스위치에 의해 단락될 때 AC-DC 변환 회로를 통해 흐르는 전류는 존재하지 않는다.

요약하면, 본 발명은 메디컬 펌프를 제공한다. 메디컬 펌프는 전압 변동에 영향을 받지 않는 일정한 회전 속도를 제공하고 작은 크기를 갖는 단상 동기식 모터를 이용한다.

본 발명의 기술적인 해법은 구체적인 내용, 청구항 및 동반하는 도면을 고려하면 명백해질 것이다.

본 발명의 이러한 그리고 기타 특성은 이하의 설명 및 도면의 추가 검토로 바로 명백해질 것이다. 도면들은 오직 설명의 목적을 위한 것이며 한정의 의미로 이해되어서는 안된다. 도면은 이하와 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메디컬 펌프를 도시한다.
도 2는 도 1의 메디컬 펌프의 로드 피스톤을 도시한다.
도 3은 도 1의 메디컬 펌프의 모터를 도시한다.
도 4는 도 3의 모터의 회전자를 도시한다.
도 5는 고정자 고정 부재의 프레임 및 커버가 제거된 도 3의 모터의 평면도를 도시한다.
도 6은 도 3의 모터의 고정자 코어를 도시한다.
도 7은 도 3의 모터의 고정자 고정 부재의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 회로의 일부를 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터의 평면도이다.

도 1 및 도 2에 따르면, 본 발명은 메디컬 펌프를 제공한다. 메디컬 펌프는 모터(80), 모터(80)의 출력 샤프트에 장착된 편심 크랭크(91), 로드 피스톤(93) 및 실린더(97)를 포함한다. 로드 피스톤(93)의 일 단부는 편심 크랭크(91)에 연결되고 따라서 편심 크랭크(91)에 의해 구동되는 링 바디(92)를 포함하며, 로드 피스톤(93)의 다른 단부는 피스톤(94)을 포함한다. 로드 피스톤(93)의 다른 단부는 실린더(97)에 수용되어서, 로드 피스톤(93)의 피스톤(94)은 실린더(97)에서 왕복 운동할 수 있다. 실린더(97)는 입구(95) 및 출구(99)를 갖는다. 동작 동안, 모터(80)는 로드 피스톤(93)을 구동하여 실린더(97)에서 왕복 운동하게 하고, 결국 출구(99)를 통해 밖으로 분사하는 공기와 같은 유체를 압축한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 모터(80)는 고정자(20) 및 고정자(20)에 대해 회전가능한 회전자(10)를 포함하는 단상 동기식 모터이다. 고정자(20)는 고정자 코어(21) 및 고정자 코어(21) 주변에 감기는 고정자 권선(23)을 포함한다. 절연 부재는 고정자 권선(23) 및 고정자 코어(21)를 절연하기 위해 고정자 권선(23)과 고정자 코어(21) 사이에 배열된다. 구체적으로, 고정자 권선(23)은 고정자 코어(21) 주변에 부착된 절연 브라킷(22) 주변에 감긴다. 고정자 코어(21)는 고정자 고정 부재(40)에 고정된다(도 7). 회전자(10)는 고정자 고정 부재(40)에 회전 가능하게 장착된다. 본 실시예에서, 회전자(10)의 회전 샤프트(11)는 모터(80)의 출력 샤프트로서 역할을 한다.

회전자(10)는 회전 샤프트(11)에 고정된 회전자 코어(13) 및 회전자 코어(13)의 원주방향 외표면에 장착된 복수의 영구 자석(15)을 포함한다. 영구 자석(15)은 회전자 코어(13)의 원주 방향을 따라 배치된다. 회전자 코어(13)의 원주방향 외표면에는 상응하는 2개의 인접한 영구 자석(15) 사이에 각각 위치된 복수의 축방향으로 연장하는 립(14)이 추가로 제공된다. 본 실시예에서, 방사상으로 편광된 2개의 아치형(arcuate) 영구 자석(15)이 존재하며, 립(14)의 수는 또한 2개이다. 대안적인 실시예에서, 영구 자석은 회전 샤프트에 직접 고정될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 각각의 영구 자석(15)은 하나의 영구 자극을 형성한다. 복수의 영구 자석(15)이 하나의 영구 자극을 협동하여 형성할 수 있는 것이 이해되어야 한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 고정자 코어(21)는 2개의 반대 방향의 극 부분(25)을 포함한다. 2개의 반대 방향의 극 부분(25)은 그 사이에 영구 자석(15)을 수용하기 위한 회전자 수용 공간(27)을 형성한다. 본 실시예에서, 고정자 코어(21)는 횡단면도에서 대략 직사각형이며, 이것은 면 대 면 방식으로 함께 체결되는 [ 모양의 제 1 코어부(21a) 및 ] 모양의 제 2 코어부(21b)를 포함한다. 제 1 코어부(21a)의 일 단부 및 제 2 코어부(21b)의 일 단부는 각각 잠금 리세스(24a) 및 더브테일 돌출부(24b)를 형성하며 잠금 리세스(24a)와 더브테일 돌출부(24b) 사이의 인터로킹(interlocking)을 통해 서로 체결된다. 제 1 코어부(21a) 및 제 2 코어부(21b)의 다른 단부들은 상응하는 극 부분(25)을 각각 형성한다. 각각의 극 부분(25)은 오목한, 원호 극면(26)이다. 2개의 극면(26)은 서로 반대 방향이 되며 회전자를 수용하기 위한 회전자 수용 공간(27)을 그 사이에 규정한다. 극면(26)은 그로부터 오목하게 만들어진(concaved) 위치지정 홈(28)을 형성한다. 따라서, 위치지정 홈(28)이 회전자 축에 위치되는 극면(26)으로부터의 거리는 극면(26)의 기타 영역으로부터 회전자 축까지의 거리보다 더 크다. 고정자 권선에 전력이 공급되지 않을 경우, 회전자는, 모터의 회전자 자극(15)의 방사상 중앙(middle)이 위치지정 홈(28)의 존재로 인해 하나의 상응하는 고정자 극 부분(25)의 방사상 중앙으로부터 오프셋되는 초기 위치에 위치 지정될 수 있다. 회전자의 정지 위치 또는 초기 위치가 제어될 수 있어서, 회전자의 정지 위치는 데드 포인트(dead point) 위치(회전자 극의 방사상 중앙이 고정자 극부분의 방사상 중앙과 정렬되는 위치)로부터 오프셋된다. 위치지정 홈(28)은 모터의 축방향을 따라 연속적으로 또는 불연속적으로 연장한다. 바람직하게, 위치지정 홈(28)은 고정자 극 부분(25)의 중심으로부터 오프셋되어서, 회전자 시동을 다른 반대 방향보다 일 방향에서 더 쉽게 만든다. 바람직하게, 극면(26)의 대부분은 위치지정 홈의 영역을 제외하고, 회전자와 동심인 동일한 원통형 표면 상에 위치된다. 바람직하게, 고정자 코어(21)는 60mm 내지 70mm의 범위의, 예컨대 65mm인 길이(L1) 및 20mm 내지 30mm의 범위의 폭(L2)을 갖는다.

본 실시예에서, 회전자(20)의 각각의 영구 자석(15)의 외표면은 원호면이므로, 고르지 않은 공극(19)(도 5)은 영구 자석(15)과 극 부분(25) 사이에서 형성된다. 특정 실시예에서, 영구 자석(15)은 원주방향 중심으로부터 2개의 원주방향 단부를 향해 점진적으로 감소하는 두께를 가져서, 영구 자석의 원주방향 외표면으로부터 회전자의 축으로의 거리가 원주방향 중심으로부터 2개의 원주방향 단부로 점진적으로 감소하도록 유도할 수 있다. 따라서, 회전자의 영구 자석의 원주방향 외표면과 고정자 극 부분(25) 사이의 공극(19)의 두께는 영구 자석(15)의 원주방향 중심으로부터 2개의 원주방향 단부로 점진적으로 감소한다. 바람직하게, 영구 자석의 원주방향 외표면은, 고정자 극 부분들(25) 사이에 형성된 위치지정 홈(28) 또는 갭(39)이 위치되는 영역을 제외하고 영구 자석(15)의 원주방향 중심에 대하여 실질적으로 대칭인 실질적으로 대칭인 불균일한 공극을 야기하는 영구 자석의 원주방향 중심에 대하여 대칭이다.

고정자 코어(21)는 도 7에 도시된 바와 같이 고정자 고정 부재(40)에 고정된다. 고정자 고정 부재(40)는 U자 브라킷(41), 브라킷(41)의 하부에 고정된 프레임(51) 및 브라킷(41)의 상부에 고정된 커버(61)를 포함한다. 프레임(51)은 제 1 허브(52)를 포함한다. 베어링(미도시)은 제 1 허브(52)에 장착되며 회전 샤프트(21)는 베어링에 의해 지지된다. 커버(61)는 회전 샤프트(21)를 또한 지지하는 제 2 허브(62)를 포함하여, 회전 샤프트(21)가 고정자(30)에 대하여 회전가능하다. 본 실시예에서, 브라킷(41)은 모터의 축방향으로 연장하는 제 1 스루 홀(44)을 갖는다. 프레임(51) 및 커버(61)는 제 1 스루 홀(44)에 상응하는 제 2 스루 홀(54) 및 제 3 스루 홀(64)을 형성한다. 프레임(51) 및 커버(61)는 스루 홀(44, 54 및 64)을 순차적으로 통과하는 연결 부재(미도시)에 의해 브라킷(41)의 반대 방향의 단부들에 고정될 수 있다. 극 부분(25)을 갖는 고정자 코어(21)의 단부는 U자 브라킷(41)에 고정되고 그에 의해 둘러싸이며 프레임(51)과 커버(61) 사이에 축방향으로 위치된다.

브라킷(41), 프레임(51) 및 커버(61) 사이의 위치 지정 및 조립을 촉진시키기 위하여, 프레임(51)은 제 2 스루 홀(54)의 단부에서 제 1 돌출 링(56)을 형성한다. 제 1 돌출 링(56)은 브라킷(41)의 제 1 스루 홀(44)내로 삽입될 수 있다. 바람직하게, 제 1 돌출 링(56)은 제 1 스루 홀(44)의 내벽 표면과 다소 타이트한 피트(slightly tight-fit)를 갖는다. 유사하게, 커버(61)는 제 3 스루 홀(64)의 단부에서 제 2 돌출 링(66)을 형성한다. 제 2 돌출 링(66)은 브라킷(41)의 제 1 스루 홀(44)내로 삽입될 수 있다. 바람직하게, 제 2 돌출 링(66)은 제 1 스루 홀(44)의 내벽 표면과 다소 타이트한 피트를 갖는다. 조립체에서, 브라킷(41)은 프레임(51)에 장착되고, 제 1 돌출 링(56)은 제 1 스루 홀(44)의 하위 단부 부분내로 삽입된다. 고정자 코어(21) 및 회전자는 이어서 브라킷(41)에 장착되며 회전자의 샤프트(11)는 프레임(51)의 허브(52)내에 삽입된다. 커버(61)가 장착되고, 제 2 돌출 링(59)은 제 1 스루 홀(44)의 상단부 부분내로 삽입되며, 그렇게 하여, 브라킷(41), 프레임(51), 고정자(20), 회전자(10) 및 커버(61)를 함께 고정 조립한다.

The U자 브라킷(41)은 회전자 수용 공간(27)을 형성하는 고정자 코어(21)의 일 단부의 외부 둘레 주변에 부착된다. 바람직하게, 오목-볼록 잠금 구조(concave-convex locking structure)는 그 사이에 연결부를 잠금하도록 고정자 코어(21)와 브라킷(41) 사이에 형성된다. 또한, 도 5를 참조하면, 본 명세서에서, 복수의 축방향 제 1 홈(29) 및 제 2 홈(31)은 고정자 코어(21)의 외부 둘레에서 형성되고, 브라킷(41)의 내벽 표면은 오목-볼록 잠금 구조를 형성하도록 제 1 홈(29)과 체결하기 위하여 복수의 제 1 립(47)을 형성한다. 제 1 홈(29)의 내표면은 스무스한 원호면이며, 제 1 립(47)의 외표면은 또한 스무스한 원호면이다. 제 1 립(47) 및 제 1 홈(29)은 브라킷(41)에 고정자 코어(21)를 장착하는 것을 촉진하는 가이드 구조를 협동하여 형성한다. 브라킷(41)의 내벽 표면은 스루 홀을 형성하도록 제 2 홈(31)과 협동하기 위한 복수의 제 3 홈(48)을 더 형성하며 이러한 스루 홀은 고정자 코어를 위치 지정하고 고정하며 고정자와 회전자 사이에서의 동심도(concentricity)를 보장하도록 사용될 수 있다.

바람직하게, 고정자 코어의 2개의 반대 방향의 극 부분(25)은 이격되고, 각각의 경우에, U자 브라킷(41)의 측벽 표면은 고정자 코어(21)의 2개의 극 부분(25) 사이에서 형성하는 갭(39)내로 연장하는 립(49)을 갖고 형성될 수 있다. 2개의 반대 방향의 극 부분(25)은 큰 자기 저항을 갖는 자기 브릿지에 의해 또한 함께 연결될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 자기 브릿지는 극 부분(25)과 일체형으로 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 단상 영구 자석 브러시리스 모터의 구동 회로를 도시하는 블록 다이어그램이다. 구동 회로에서, 고정자 권선(23) 및 교류 (AC) 전력(81)은 2개의 노드(A 및 B) 사이에서 직렬로 연결된다. AC 전력(81)은 바람직하게 50Hz 또는 60Hz와 같이 고정된 주파수를 갖는 상업용 AC 전원이며 전원은 예컨대 110V, 220V 또는 230V일 수 있다. 제어가능한 양방향 AC 스위치(82)는 직렬 연결된 고정자 권선(23) 및 AC 전력(81)과 병렬로 노드들(84 및 85) 사이에서 연결된다. 양방향 AC 스위치(82)는 바람직하게 2개의 노드(A 및 B)에 각각 연결된 2개의 어노드를 갖는 트라이오드(triode) AC 스위치(TRIAC)이다. 제어가능한 양방향 AC 스위치(82)는 역병렬로 연결된 2개의 실리콘 제어 정류기가 될 수 있으며 제어 회로는 미리 설정된 방식으로 2개의 실리콘 제어 정류기를 제어하도록 상응하게 구성될 수 있는 것이 이해되어야 한다. AC-DC 변환 회로(83)는 스위치(81)와 병렬로, 2개의 노드(A 및 B) 사이에서 연결된다. 2개의 노드(A 및 B) 사이의 AC 전압은 저전압 DC로 AC-DC 변환 회로(83)에 의해 변환된다. 위치 센서(20)는 회전자의 위치를 감지하도록 사용되며, 위치 센서(20)는 동기식 모터(10)의 영구 자석 회전자(14)의 자극의 위치를 감지하고 상응하는 신호를 출력하기 위하여, AC-DC 변환 회로(83)로부터 출력되는 저전압 DC 전력에 의해 동력이 공급된다. 스위치 제어 회로(85)는 AC-DC 변환 회로(83), 위치 센서(20) 및 양방향 AC 스위치(82)와 연결되며, AC 전원의 극성 및 영구 자석 회전자의 자극 위치를 기초로, 미리 결정된 방식으로 스위치-온 상태와 스위치-오프 상태 사이에서 스위칭하도록 양방향 스위치(82)를 제어하도록 구성되어서, 고정자 권선(23)은 모터의 시작 단계 동안 상기 언급된 고정된 시작 방향으로만 회전하도록 회전자를 압박한다(urge). 본 실시예에서, 제어가능한 양방향 AC 스위치(82)가 스위칭 온 되는 경우, 2개의 노드(A 및 B)가 단락되며 AC-DC 변환 회로(83)는, AC-DC 변환 회로(83)를 통해 전류가 흐르지 않으므로 전기 에너지를 소비하지 않기 때문에, 전기 에너지의 이용 효율이 상당히 개선될 수 있다.

고정자 권선 및 외부 AC 전력이 직렬로 연결될 때, 본 발명의 단상 동기식 모터(50)는 45W 내지 50W의 입력 전력 및 0.4A 내지 0.6A의 전류를 갖는다. 모터의 회전자(20)는 안정 상태 동안 3000RPM와 같이 2800RPM 내지 3800RPM의 일정 속도에서 회전할 수 있다. 대안적으로, 회전자(20)는 모터가 또 다른 구역(district)에서 사용될 때 3600RPM (60Hz)의 일정 속도로 회전한다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터의 평면도이다.

본 실시예에서, 각각의 영구 자석(15)의 방사상 외표면은 원호면 부분 및 원호면 부분의 2개의 단부에서 평평한 표면 부분을 포함한다. 2개의 영구 자석의 평평한 표면 부분들은 연결되고 동일 평면상에 있다(coplanar). 2개의 영구 자석의 원호면 부분은 회전 샤프트(11)와 동심인 동일한 원통형 표면 상에 바람직하게 위치된다. 고정자 극 부분(25)의 극면(26)으로부터 회전 샤프트(11)의 중심까지의 거리는 회전자의 원주 방향을 따라 극면(26)의 일 단부로부터 다른 단부로 점진적으로 증가하여, 회전자 영구 자극(15)과 고정자 극 부분(25) 사이의 불균일한 공극(19)을 야기한다. 바람직하게, 회전 샤프트(11)의 중심으로부터 가장 먼 2개의 고정자 극 부분(25)의 극면(26)의 단부는 방사 방향을 따라 회전 샤프트(11)의 중심에 대하여 대칭이다. 바람직하게, 회전자 영구 자극(15)은 0.75 내지 0.95의, 더 바람직하게 0.9 내지 0.95의 극-호 계수를 갖는다. 본 실시예에서, 사용된 2개의 분리된 아치형 영구 자극(15)은 영구 자극(15)이 더 큰 극-호 각도를 갖게 하고, 이것은 회전자의 회전을 더 스무스하게 만들도록 모터의 코깅 토크(cogging torque)를 감소시켜서 일체형 링 자석에 비해 비용을 감소시킨다.

본 명세서의 회전자는 또한 상기 실시예에서 사용되는 영구 자극을 사용할 수 있고, 즉, 영구 자극(15)의 두께는 원주방향 중심으로부터 2개의 원주방향 단부를 향해 점진적으로 감소하여 공극(19)의 두께는 영구 자극(15)의 원주방향 중심으로부터 2개의 원주방향 단부를 향해 점진적으로 증가하는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 메디컬 펌프는 간소화된 구조 및 감소된 크기를 갖고, 이것은 비용을 실질적으로 절감한다. 또한, 메디컬 펌프의 모터는 전압 변동에 영향을 받지 않는 일정 회전 속도를 갖는다. 메디컬 펌프는 에토마이저(atomizer)에서 사용하기에 특히 적절하며, 이것은 더 균일한 분사를 전달하도록 일정 모터 속도를 갖고 일정한 기압을 출력한다. 또한, 모터는 높은 효율을 가지며 메디컬 펌프에서 사용되는 종래의 모터와 동일한 출력 전력 조건하에서 더 작은 크기 및 더 가벼운 무게를 갖는다.

본 발명은 하나 이상의 실시예를 참조하여 설명될지라도, 실시예에 대한 상기 설명은 당업자가 본 발명을 실행하거나 사용하게 하는데만 사용된다. 본 발명의 사상이나 범위에서 벗어나지 않고 여러 변경이 가능함을 당업자는 인식해야 한다. 본 명세서에서 예시한 실시예는 본 발명에 대한 제한으로 해석되지 않아야 하며, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위를 참조하여 결정할 수 있다.

Claims

메디컬 펌프로서,
고정자 및 상기 고정자에 대해 회전가능한 회전자를 포함하는 단상 동기식 모터를 포함하고, 상기 회전자는 복수의 영구 자석을 포함하며, 상기 고정자는 고정자 코어 및 상기 고정자 코어 주변에 감기는 권선을 포함하는, 메디컬 펌프.
청구항 1에 있어서, 상기 고정자 코어는, 사이에 수용 공간을 규정하는 2개의 반대 방향의 극 부분을 포함하고, 상기 영구 자석은 상기 수용 공간에 수용되며 상기 고정자의 극 부분을 면하는 2개의 영구 자극을 형성하는, 메디컬 펌프.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 영구 자석의 각각의 외표면은 원호면(arc surface)이며, 상기 회전자의 영구 자석 및 상기 고정자의 극 부분은 고르지 않은 두께를 갖는 공극을 그 사이에 규정하는, 메디컬 펌프.
청구항 2에 있어서, 영구 자극의 각각의 외표면으로부터 상기 회전자의 축까지의 거리는 상기 영구 자극의 외표면의 원주방향 중심으로부터 상기 영구 자극의 외표면의 2개의 원주방향 단부를 향해 점진적으로 감소하며, 공극의 두께는 상기 영구 자극의 상기 원주방향 중심으로부터 상기 영구 자극의 2개의 원주방향 단부를 향해 점진적으로 증가하는, 메디컬 펌프.
청구항 2에 있어서, 상기 메디컬 펌프는 U자 브라킷(U-shaped bracket)을 더 포함하고, 상기 브라킷은, 2개의 극 부분을 규정하는 상기 고정자 코어의 단부를 둘러싸는, 메디컬 펌프.
청구항 5에 있어서, 상기 고정자 코어의 외표면은 제 1 홈 또는 립(rib)을 형성하고, 상기 브라킷의 내표면은 제 1 립 또는 홈을 형성하며, 상기 제 1 홈 및 상기 제 1 립은 상기 고정자 코어를 상기 브라킷에 부착하도록 체결되는, 메디컬 펌프.
청구항 5에 있어서, 상기 2개의 반대 방향의 극 부분은 서로 분리되어 있고, 상기 브라킷은, 상기 2개의 반대 방향의 극 부분 사이에 형성된 갭내로 연장하는 립을 형성하는, 메디컬 펌프.
청구항 5에 있어서, 상기 고정자는 상기 브라킷의 하부와 상부에 각각 장착된 프레임 및 커버를 더 포함하고, 상기 고정자 코어는 상기 프레임과 상기 커버 사이에 축방향으로 위치되며, 상기 회전자는 상기 프레임과 상기 커버에 회전가능하게 장착되는, 메디컬 펌프.
청구항 2에 있어서, 상기 고정자 코어는, 면 대 면 방식으로 스플라이스되는(spliced) [ 모양의 제 1 코어부 및 ] 모양의 제 2 코어부를 포함하고, 제 1 코어부의 제 1 단부 및 제 2 코어부의 제 1 단부는 각각 극 부분을 형성하며, 상기 제 1 코어부의 제 2 단부 및 상기 제 2 코어부의 제 2 단부는 서로 연결되는, 메디컬 펌프.
청구항 1에 있어서, 상기 메디컬 펌프는 AC-DC 변환 회로 및 양방향 AC 스위치를 더 포함하고, 모터의 고정자 권선 및 외부 AC 전력은 제 1 노드와 제 2 노드 사이에서 직렬로 연결되며, 상기 AC-DC 변환 회로 및 상기 양방향 AC 스위치는 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에서 병렬로 연결되는, 메디컬 펌프.
청구항 1에 있어서, 상기 회전자는 안정 상태 동안 3000RPM 또는 3600RPM의 일정 속도로 회전하는, 메디컬 펌프.
청구항 1에 있어서, 상기 동기식 모터는 45W 내지 50W의 입력 전력 및 0.4A 내지 0.6A의 전류를 가지며, 상기 고정자 코어는 50mm 내지 65mm의 길이(L1) 및 20mm 내지 30mm의 폭(L2)을 갖는, 메디컬 펌프.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 고정자 극 부분의 극면에서의 회전 샤프트의 중심까지의 거리는 상기 회전자의 원주 방향을 따라 극면의 일 단부로부터 다른 단부로 점진적으로 증가하는, 메디컬 펌프.
청구항 1에 있어서, 상기 펌프는 상기 단상 동기식 모터에 의해 구동되는 로드 피스톤(rod piston) 및 상기 로드 피스톤을 수용하기 위한 실린더 - 상기 실린더 내부에서 상기 로드 피스톤이 왕복 운동함 - 를 더 포함하는, 메디컬 펌프.