KR20240025175A - 효율과 내구성이 향상된 전동 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 하우징의 내주면에 고정 설치되는 고정자와 고정자의 내측에 연결 설치되어 회전하는 회전자 각각의 분극 공간을 늘려 모터의 효율성과 내구성을 모두 향상시킬 수 있도록 구현한 효율과 내구성이 향상된 전동 모터에 관한 것으로, 다수 개의 고정자 코어가 적층되어 형성되며, 모터 하우징의 내주면에 고정 설치되어 자기장을 발생시키며, 상하 수직 방향으로 연장 형성되는 제1 슬롯홈이 내주면을 따라 일정 간격으로 다수 개가 형성되는 고정자; 및 다수 개의 회전자 코어가 적층되어 형성되며, 상기 고정자의 자기장에 의해 회전이 이루어질 수 있도록 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 연결 설치되며, 사선 방향으로 연장 형성되는 제2 슬롯홈이 외주면을 따라 일정 간격으로 다수 개가 형성되는 회전자;를 포함한다.

Description

효율과 내구성이 향상된 전동 모터{ELECTRIC MOTOR WITH IMPROVED EFFICIENCY AND DURABILITY}

본 발명은 효율과 내구성이 향상된 전동 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터 하우징의 내주면에 고정 설치되는 고정자와 고정자의 내측에 연결 설치되어 회전하는 회전자 각각의 분극 공간을 늘려 모터의 효율성과 내구성을 모두 향상시킬 수 있도록 구현한 효율과 내구성이 향상된 전동 모터에 관한 것이다.

일반적으로 전동모터는 중공형의 케이싱을 갖추고, 상기 케이싱의 내부에는 원통형의 보빈상에 코일이 감겨져서 고정자(Stator)를 이루고, 이러한 고정자의 내측에는 영구자석으로 이루는 회전자(Rotor)가 위치되며, 상기 회전자에는 모터의 회전축이 연결되어 케이싱의 외측으로 인출되는 구조를 갖는다

그리고, 이러한 전동모터의 고정자에 전원을 공급하면, 상기 고정자는 N극과 S극으로 자화되어 자기장이 형성되면서 내측의 회전자가 고속으로 회전되는 구조를 갖는 것이다.

그러나, 기존의 전동 모터의 경우, 전동모터 구동에 따른 에너지 손실이 크고, 전동 모터의 구동에 따라 진동 발생이 증가되며, 진동 발생에 따라 모터에 크랙이 발생될 수 있다는 문제점을 가지고 있었다.

한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한국등록특허 제10-1992094호 한국등록특허 제10-2010026호

본 발명의 일측면은 분극 공간에 설치되어 자성을 차단하는 동시에 다수 개의 코어들을 체결하는 자성 차단체를 이용하여 모터 하우징의 내주면에 고정 설치되는 고정자와 고정자의 내측에 연결 설치되어 회전하는 회전자 각각의 분극 공간을 늘려 전동 모터의 효율성과 내구성을 모두 향상시킬 수 있도록 구현한 효율과 내구성이 향상된 전동모터를 제공한다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 효율과 내구성이 향상된 전동 모터는, 다수 개의 고정자 코어가 적층되어 형성되며, 모터 하우징의 내주면에 고정 설치되어 자기장을 발생시키며, 상하 수직 방향으로 연장 형성되는 제1 슬롯홈이 내주면을 따라 일정 간격으로 다수 개가 형성되는 고정자; 및 다수 개의 회전자 코어가 적층되어 형성되며, 상기 고정자의 자기장에 의해 회전이 이루어질 수 있도록 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 연결 설치되며, 사선 방향으로 연장 형성되는 제2 슬롯홈이 외주면을 따라 일정 간격으로 다수 개가 형성되는 회전자;를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 고정자는, 분극을 위해 일 제1 슬롯홈과 다른 제1 슬롯홈 사이를 따라 연장 형성되는 제1 분극 공간, 및 자성 차단 물질로 제작되며 상기 제1 분극 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 제1 분극 공간에 설치되어 자성을 차단하는 제1 자성 차단체로 이루어지는 제1 분극부가 내주면을 따라 일정한 간격으로 다수 개가 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 자성 차단체는, 자성 차단 물질로서 백철 또는 순철로 제작될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 분극 공간은, 상기 고정자의 내주면을 따라 상하 수직 방향으로 연장 형성되는 수직형 공간; 및 상기 수직형 공간의 좌우 폭 보다 큰 지름의 원기둥 형태로 형성되어 상기 고정자의 내측에 형성되는 상기 수직형 공간의 일단을 따라 상하 방향으로 연장 형성되는 원통형 공간;을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 자성 차단체는, 상기 수직형 공간에 삽입될 수 있도록 상기 수직형 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되는 수직형 프레임; 및 상기 원통형 공간에 삽입될 수 있도록 상기 원통형 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 수직형 프레임의 일단에 형성되는 원통형 프레임;을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 회전자는, 분극을 위해 일 제2 슬롯홈과 다른 제2 슬롯홈 사이를 따라 연장 형성되는 제2 분극 공간, 및 자성 차단 물질로 제작되며 상기 제2 분극 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 제2 분극 공간에 설치되어 자성을 차단하는 제2 자성 차단체로 이루어지는 제2 분극부가 외주면을 따라 일정한 간격으로 다수 개가 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 자성 차단체는, 자성 차단 물질로서 백철 또는 순철로 제작될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 분극 공간은, 상기 회전자의 외주면을 따라 사선 방향으로 연장 형성되는 사선형 공간; 및 상기 사선형 공간의 좌우 폭 보다 큰 지름의 원기둥 형태로 형성되어 상기 회전자의 내측에 형성되는 상기 사선형 공간의 일단을 따라 상하 사선 방향으로 연장 형성되는 사선 기둥형 공간;을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 자성 차단체는, 상기 사선형 공간에 삽입될 수 있도록 상기 사선형 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되는 사선형 프레임; 및 상기 사선 기둥형 공간에 삽입될 수 있도록 상기 사선 기둥형 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 사선형 프레임의 일단에 형성되는 사선 기둥형 프레임;을 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 분극 공간에 설치되어 자성을 차단하는 동시에 다수 개의 코어들을 체결하는 자성 차단체를 이용하여 모터 하우징의 내주면에 고정 설치되는 고정자와 고정자의 내측에 연결 설치되어 회전하는 회전자 각각의 분극 공간을 늘려 줌으로써, 전동모터의 구동 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전동 모터의 내구성 역시 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율과 내구성이 향상된 전동모터의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 고정자를 보여주는 도면들이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 회전자를 보여주는 도면들이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율과 내구성이 향상된 모터의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 효율과 내구성이 향상된 모터(10)는, 고정자(100) 및 회전자(200)를 포함한다.

고정자(100)는, 다수 개의 고정자 코어(C1)가 적층되어 형성되며, 모터 하우징(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)의 내주면에 고정 설치되어 외부로부터 전기가 공급되면 회전자(200)를 회전시켜 주기 위한 자기장을 발생시키며, 상하 수직 방향으로 연장 형성되는 제1 슬롯홈(S1)이 내주면을 따라 일정 간격으로 다수 개가 형성되며, 내부에 형성되는 원통 형상의 공간(110)에 회전자(200)아 회전 가능하도록 연결 설치된다.

이때, 각 제1 슬롯홈(S1)에는, 한 칸씩 건너서 교번하는 형태로 코일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)이 권취된다.

일 실시예에서, 고정자 코어(C1)는, 제1 슬롯홈(S1)이 상하 수직 방향으로 연장 형성될 수 있도록 상후 수직 방향으로 적층될 수 있다.

회전자(200)는, 다수 개의 회전자 코어(C2)가 적층되어 형성되며, 고정자(100)의 자기장에 의해 회전이 이루어질 수 있도록 고정자(100)의 내부에 회전 가능하게 연결 설치되며, 사선 방향으로 연장 형성되는 제2 슬롯홈(S2)이 외주면을 따라 일정 간격으로 다수 개가 형성된다.

일 실시예에서, 회전자 코어(C2)는, 제2 슬롯홈(S2)이 사선 방향으로 연장 형성될 수 있도록 일정한 각도(예를 들어, 1°내지 5°등)로 이격되면서 적층될 수 있다.

일 실시예에서, 제2 슬롯홈(S2)에는, 회전자(200)의 상하에 구성되는 헤드(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)가 일체로 성형되어짐으로써, 적층 구조물 상호 간에 전체적으로 보다 안정적인 결합상태가 유지되고 방열기능 향상을 위한 황동과 알루미늄 혼합물이 충진될 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 효율과 내구성이 향상된 모터(10)는, 분극 공간에 설치되어 자성을 차단하는 동시에 다수 개의 코어들을 체결하는 자성 차단체(320, 420)를 이용하여 모터 하우징의 내주면에 고정 설치되는 고정자(100)와 고정자(100)의 내측에 연결 설치되어 회전하는 회전자(200)의 분극 공간을 늘려 줌으로써, AC 전동 모터의 구동 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, AC 모터의 내구성 역시 향상시킬 수 있다.

도 2 내지 도 4는 도 1의 고정자를 보여주는 도면들이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 고정자(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이 분극을 위해 일 제1 슬롯홈(S11)과 다른 제1 슬롯홈(S12) 사이를 따라 연장 형성되는 제1 분극 공간(310), 및 자성 차단 물질로 제작되며 제1 분극 공간(310)의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 제1 분극 공간(310)에 설치되어 자성을 차단하는 제1 자성 차단체(320)로 이루어지는 제1 분극부(300)가 내주면을 따라 일정한 간격으로 다수 개가 형성된다.

여기서, 제1 분극부(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이 일 제1 슬롯홈(S11)과 다른 제1 슬롯홈(S12) 사이를 분리시켜 줌으로써 기존 N-S-N-S 네 개의 극을 형성하던 것을, S-N의 두 개의 형성하기 위한 분극을 유도할 수 있다

이와 같이 제1 분극부(300)가 구성되고 전원이 인가되면 제1 슬롯홈(S1)의 양쪽 계자면은 유도분극 작용이 이루어져 기자력(Magnetmotive Force)을 배가시키면서 회전자(Rotor)(200)를 회전시키게 된다.

일 실시예에서, 제1 자성 차단체(320)는, 자성 차단 물질로서 백철 또는 순철로 제작될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 분극 공간(310)은, 수직형 공간(311) 및 원통형 공간(312)을 포함할 수 있다.

수직형 공간(311)은, 제1 자성 차단체(320)가 삽입될 수 있도록 고정자(100)의 내주면을 따라 상하 수직 방향으로 연장 형성된다.

원통형 공간(312)은, 수직형 프레임(321)이 삽입될 수 있도록 수직형 공간(311)의 좌우 폭 보다 큰 지름의 원기둥 형태로 형성되어 고정자(100)의 내측에 형성되는 수직형 공간(311)의 일단을 따라 상하 방향으로 연장 형성된다.

일 실시예에서, 제1 자성 차단체(320)는, 수직형 프레임(321) 및 원통형 프레임(322)을 포함할 수 있다.

수직형 프레임(321)은, 수직형 공간(311)에 삽입될 수 있도록 수직형 공간(311)의 형태에 대응하는 형상으로 형성된다.

원통형 프레임(322)은, 원통형 공간(312)에 삽입될 수 있도록 원통형 공간(312)의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 수직형 프레임(321)의 일단에 형성된다.

여기서, 제1 분극부(300)는, 자성을 차단하는 자성 차단 기능 외에, 각각의 고정자 코어(C1)들을 체결시킴으로써, AC 전동 모터의 구동에 따라 발생되는 진동 발생을 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라 에너지 손실이 발생되는 것을 최소화시키고, AC 모터에 크랙이 발생되는 것을 최소화시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 고정자(100)는, 제1 분극부(300)를 이용하여 자성을 차단하는 동시에 다수 개의 고정자 코어(C1)들을 체결함으로써 AC 모터의 구동 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 AC 전동 모터의 내구성 역시 향상시킬 수 있다.

도 5 및 도 6은 도 1의 회전자를 보여주는 도면들이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 회전자(200)는, 분극을 위해 일 제2 슬롯홈(S21)과 다른 제2 슬롯홈(S22) 사이를 따라 연장 형성되는 제2 분극 공간(410), 및 자성 차단 물질로 제작되며 제2 분극 공간(410)의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 제2 분극 공간(410)에 설치되어 자성을 차단하는 제2 자성 차단체(420)로 이루어지는 제2 분극부(400)가 외주면을 따라 일정한 간격으로 다수 개가 형성된다.

여기서, 제2 분극부(400)는, 도 6에 도시된 바와 같이 일 제2 슬롯홈(S21)과 다른 제2 슬롯홈(S22) 사이를 분리시켜 줌으로써 기존 N-S-N-S 네 개의 극을 형성하던 것을, S-N의 두 개의 극을 형성하기 위한 분극을 유도할 수 있다.

일 실시예에서, 제2 자성 차단체(420)는, 자성 차단 물질로서 백철 또는 순철로 제작될 수 있다.

일 실시예에서, 제2 분극 공간(410)은, 사선형 공간(411) 및 사선 기둥형 공간(412)을 포함할 수 있다.

사선형 공간(411)은, 사선형 프레임(421)이 삽입될 수 있도록 회전자(200)의 외주면을 따라 사선 방향으로 연장 형성된다.

사선 기둥형 공간(412)은, 사선 기둥형 프레임(422)이 삽입될 수 있도록 사선형 공간(411)의 좌우 폭 보다 큰 지름의 원기둥 형태로 형성되어 회전자(200)의 내측에 형성되는 사선형 공간(411)의 일단을 따라 상하 사선 방향으로 연장 형성된다.

일 실시예에서, 제2 자성 차단체(420)는, 사선형 프레임(421) 및 사선 기둥형 프레임(422)을 포함할 수 있다.

사선형 프레임(421)은, 사선형 공간(411)에 삽입될 수 있도록 사선형 공간(411)의 형태에 대응하는 형상으로 형성된다.

사선 기둥형 프레임(422)은, 사선 기둥형 공간(412)에 삽입될 수 있도록 사선 기둥형 공간(412)의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 사선형 프레임(421)의 일단에 형성된다.

여기서, 제2 분극부(400)는, 자성을 차단하는 자성 차단 기능 외에, 각각의 회전자 코어(C2)들을 체결시킴으로써, AC 전동 모터의 구동에 따라 발생되는 진동 발생을 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라 에너지 손실이 발생되는 것을 최소화시킬 수 있다.

상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 효율과 내구성이 향상된 모터
100: 고정자
200: 회전자
300: 제1 분극부
400: 제2 분극부

Claims (9)

1. 다수 개의 고정자 코어가 적층되어 형성되며, 모터 하우징의 내주면에 고정 설치되어 자기장을 발생시키며, 상하 수직 방향으로 연장 형성되는 제1 슬롯홈이 내주면을 따라 일정 간격으로 다수 개가 형성되는 고정자; 및
   다수 개의 회전자 코어가 적층되어 형성되며, 상기 고정자의 자기장에 의해 회전이 이루어질 수 있도록 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 연결 설치되며, 사선 방향으로 연장 형성되는 제2 슬롯홈이 외주면을 따라 일정 간격으로 다수 개가 형성되는 회전자;를 포함하는, 효율과 내구성이 향상된 모터.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정자는,
   분극을 위해 일 제1 슬롯홈과 다른 제1 슬롯홈 사이를 따라 연장 형성되는 제1 분극 공간, 및 자성 차단 물질로 제작되며 상기 제1 분극 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 제1 분극 공간에 설치되어 자성을 차단하는 제1 자성 차단체로 이루어지는 제1 분극부가 내주면을 따라 일정한 간격으로 다수 개가 형성되는, 효율과 내구성이 향상된 전동 모터.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 자성 차단체는,
   자성 차단 물질로서 백철 또는 순철로 제작되는, 효율과 내구성이 향상된 전동 모터.
4. 제2항에 있어서, 상기 제1 분극 공간은,
   상기 고정자의 내주면을 따라 상하 수직 방향으로 연장 형성되는 수직형 공간; 및
   상기 수직형 공간의 좌우 폭 보다 큰 지름의 원기둥 형태로 형성되어 상기 고정자의 내측에 형성되는 상기 수직형 공간의 일단을 따라 상하 방향으로 연장 형성되는 원통형 공간;을 포함하는, 효율과 내구성이 향상된 전동 모터.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1 자성 차단체는,
   상기 수직형 공간에 삽입될 수 있도록 상기 수직형 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되는 수직형 프레임; 및
   상기 원통형 공간에 삽입될 수 있도록 상기 원통형 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 수직형 프레임의 일단에 형성되는 원통형 프레임;을 포함하는, 효율과 내구성이 향상된 전동 모터.
6. 제1항에 있어서, 상기 회전자는,
   분극을 위해 일 제2 슬롯홈과 다른 제2 슬롯홈 사이를 따라 연장 형성되는 제2 분극 공간, 및 자성 차단 물질로 제작되며 상기 제2 분극 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 제2 분극 공간에 설치되어 자성을 차단하는 제2 자성 차단체로 이루어지는 제2 분극부가 외주면을 따라 일정한 간격으로 다수 개가 형성되는, 효율과 내구성이 향상된 전동 모터.
7. 제6항에 있어서, 상기 제2 자성 차단체는,
   자성 차단 물질로서 백철 또는 순철로 제작되는, 효율과 내구성이 향상된 전동 모터.
8. 제6항에 있어서, 상기 제2 분극 공간은,
   상기 회전자의 외주면을 따라 사선 방향으로 연장 형성되는 사선형 공간; 및
   상기 사선형 공간의 좌우 폭 보다 큰 지름의 원기둥 형태로 형성되어 상기 회전자의 내측에 형성되는 상기 사선형 공간의 일단을 따라 상하 사선 방향으로 연장 형성되는 사선 기둥형 공간;을 포함하는, 효율과 내구성이 향상된 전동 모터.
9. 제8항에 있어서, 상기 제2 자성 차단체는,
   상기 사선형 공간에 삽입될 수 있도록 상기 사선형 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되는 사선형 프레임; 및
   상기 사선 기둥형 공간에 삽입될 수 있도록 상기 사선 기둥형 공간의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 사선형 프레임의 일단에 형성되는 사선 기둥형 프레임;을 포함하는, 효율과 내구성이 향상된 전동 모터.