KR100585806B1 - 왕복동식 모터의 고정자 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것으로, 본 발명은 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하는 보빈체와, 여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 방사상으로 삽입하는 수 개의 제1 코어블록과, 여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 제1 코어블록에 접촉하면서 상기한 보빈체의 외측면에 방사상으로 결합하는 수 개의 제2 코어블록과, 제1 코어블록의 접촉 배면에 고정하는 제1 프레임과, 제2 코어블록의 접촉 배면에 고정하는 제2 프레임과, 제1 프레임과 제2 프레임을 잡아 고정하여 상기한 제1 코어블록과 제2 코어블록이 밀착 결합하도록 하는 복수 개의 고정부재로 이루어짐으로써, 외측고정자의 변형을 방지하여 외측고정자와 내측고정자 사이의 간극을 일정하게 유지할 수 있고 이를 통해 왕복동식 모터의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

왕복동식 모터의 고정자 구조{STATOR STRUCTURE FOR RECIPROCATING MOTOR}

도 1은 종래 왕복동식 모터를 정면에서 보인 단면도,

도 2는 종래 왕복동식 모터의 측면도,

도 3은 종래 왕복동식 모터의 조립상태에 대한 일부를 보인 개략도,

도 4는 본 발명 왕복동식 모터의 고정자 일부를 분해하여 보인 사시도,

도 5는 본 발명 왕복동식 모터의 고정자를 조립하여 보인 평면도,

도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

11a : 보빈체 111,112 : 제1,제2 코어블록

121,122 : 제1,제2 프레임 121a,122a : 스테이터지지부

121b,122b : 체결공 130 : 고정클립

공기통구 : 지지면 132 : 고정돌기

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것으로, 특히 고정자를 조립할 때 발생하는 고정자의 변형을 방지할 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 모터는 입체적인 구조를 갖는 모터의 자장(Magnet Field)을 평판 형상으로 변형시킨 것으로, 평판으로 형성된 가동자조립체를 역시 평판으로 형성된 고정자조립체의 상측에 얹어 자장 변화에 따라 직선으로 움직이도록 한 것이다.

최근에는 고정자조립체를 원통모양의 외측고정자와 내측 고정자로 분리하여 일정 공극을 두고 겹치도록 배치하고, 외측고정자와 내측 고정자 사이에 가동자조립체를 움직일 수 있도록 배치하며, 외측고정자와 내측 고정자 중에서 어느 한 쪽의 고정자에 권선코일을 장착하고, 이에 대응하는 가동자조립체에는 마그네트들을 부착시켜 가동자가 권선코일의 플럭스(flux)에 의해 축방향으로 왕복운동하도록 하는 왕복동식 모터가 소개되고 있다.

도 1는 종래 왕복동식 모터를 정면에서 보인 단면도이고, 도 2는 측면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 모터는 플럭스를 형성하는 고정자조립체(10)와, 고정자조립체(10)의 플럭스에 따라 왕복운동을 하는 가동자조립체(20)로 구성하고 있다.

고정자조립체(10)는 원통형으로 형성하는 외측고정자(11)와, 역시 원통형으로 형성하여 외측고정자(11)의 안쪽에 소정의 코어간 거리(이하, 공극과 혼용함)(t)를 두고 배치하는 내측고정자(12)로 이루어져 있다.

외측고정자(11)는 그 내부에 권선코일(C)을 삽입하는 보빈체(11a)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어(S)를 적층하여 상기한 보빈체(11a)의 외측면에 끼워 결합하는 코어블록(11b)과, 코어블록(11b)의 연결부를 몰딩하여 보빈체(11a)에 고정하는 몰딩체(11c)로 이루어져 있다.

보빈체(11a)는 플라스틱과 같은 절연재를 속이 빈 환형 모양으로 형성하고 있다.

코어블록(11b)은 보빈체(11a)의 양측에서 서로 끼워 고정하도록 "기억자"모양과 이에 대향하는 "역기억자"모양으로 형성하고 있다.

몰딩체(11c)는 에폭시와 같은 절연물로 이루어져 보빈체(11a)의 외주면과 코어블록(11b)의 연결부를 연속하여 함께 고정하고 있다.

가동자조립체(20)는 외측고정자(11)와 내측고정자(12) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 가동자몸체(21)와, 고정자조립체(10)의 권선코일(C)에 대응하도록 가동자몸체(21)의 외주면에 원주방향을 따라 등간격으로 고정하는 마그네트(22)들로 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터는 다음과 같이 동작한다.

즉, 외측고정자(11)의 권선코일(C)에 전류를 인가하면, 권선코일(C)의 주변에 플럭스가 형성되어 외측고정자(11)의 일측 경로(path)를 따라 내측 고정자(12)로 흘렀다가 다시 외측고정자(11)의 타측 경로로 흐르는 일종의 '폐루프(closed loop)'를 형성하고, 권선코일(C)에 의해 형성되는 플럭스 상에 가동자조립체(20)의 마그네트(22)가 놓여 그 마그네트(22)가 상기한 권선코일(C)의 플럭스와 상호 작용하면서 플럭스 방향에 따라 가동자몸체(21)가 직선으로 왕복운동을 한다.

이러한 왕복동식 모터를 제작하기 위하여는 먼저 강판에서 "기억자"모양의 스테이터코어(S)를 다수 장 타발한 후 이를 "기억자" 또는 "역기억자"모양으로 코어블록(11b)을 적층하고, 이 코어블록(11b)을 소정의 금형에서 권선코일(C)이 삽입된 보빈체(11a)의 외측면에 삽입한 후 몰딩재를 주입하여 보빈체(11a)의 외주면과 코어블록(11b)의 연결부를 일체로 몰딩 고정하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 모터에 있어서는, 몰딩재를 주입할 때 발생하는 몰딩압이나 또는 몰딩체가 경화되면서 발생하는 수축력에 의해 코어블록(11b)의 일부가 도 3에서와 같이 외측고정자(11)의 중심방향으로 눌려 변형되고, 이로 인해 외측고정자(11)와 내측고정자(12) 사이의 코어간 거리(t)가 좁아지면서 적정 공극을 유지하지 못하여 고정자(10)와 가동자(20)의 충돌로 모터의 신뢰성이 떨어지거나 모터의 효율이 저하될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 모터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 외측고정자의 제작시 몰딩재에 의해 본래의 형상이 틀어지는 것을 방지할 수 있는 왕복동식 압축기의 고정자 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하는 보빈체와, 여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 방사상으로 삽입하는 수 개의 제1 코어블록과, 여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하 여 상기 제1 코어블록에 접촉하면서 상기한 보빈체의 외측면에 방사상으로 결합하는 수 개의 제2 코어블록과, 제1 코어블록의 접촉 배면에 고정하는 제1 프레임과, 제2 코어블록의 접촉 배면에 고정하는 제2 프레임과, 제1 프레임과 제2 프레임을 잡아 고정하여 상기한 제1 코어블록과 제2 코어블록이 밀착 결합하도록 하는 복수 개의 고정부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조를 제공한다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터의 고정자 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 모터의 고정자 일부를 분해하여 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 모터의 고정자를 조립하여 보인 평면도이며, 도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 외측고정자는, 여러 장의 스테이터코어를 겹겹이 적층한 제1 코어블록(111)과 제2 코어블록(112)을 각각 환형의 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)에 용접 결합하여 이를 환형인 보빈체(11a)의 외측면 양측에서 맞대기 하도록 방사상으로 결합한 후 상기한 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)을 수 개의 고정클립(130)으로 잡아 고정하도록 구성한다.

보빈체(11a)는 플라스틱 수지와 같은 절연물을 외주면이 개구된 환형으로 형성하여 그 내부에 권선코일(C)을 다수 회 감고 이어 개구된 외주면을 역시 플라스틱 수지와 같은 절연물로 복개하여 제작한다.

코어블록은 도 4에서와 같이 대략 '기억자' 모양으로 형성하는 제1 코어블록(111)과, 제1 코어블록(111)의 일측에 맞대기 결합하도록 대략 '일자' 모양으로 형성하는 제2 코어블록(112)으로 이루어진다.

제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)은 상기한 제1 코어블록(111)의 접촉 배면과 제2 코어블록(112)의 접촉 배면에 용접 결합하도록 환형으로 형성하되, 각 코어블록(111)(112)의 접촉 배면에 접하는 부위와 접하지 않는 부위를 구분하여 그 중 접하지 않는 부위가 고정자의 중심에 근접할 수 있도록 스테이터지지부(121a)(122a)를 단차지게 형성한다.

또, 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)은 각 코어블록(111)(112)과 접하지 않는 부위, 즉 상기한 스테이터지지부(121a)(122a)에는 후술할 고정클립(130)의 고정돌기()가 삽입되도록 수 개의 체결공(121b)(122b)을 원주방향으로 형성한다.

또, 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)은 상기한 바와 같이 각각의 코어블록(111)(112)에 용접 결합하는 점을 감안하여 상기한 코어블록(111)(112)과 동일한 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

고정클립(130)은 도 4에서와 같이 긴 평판모양으로 형성하되, 좌우 양단부에는 상기한 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)이 일정 간격으로 유지할 수 있도록 지지면(131)(131)을 단차지게 형성하고, 그 지지면(131)(131)의 중앙측에 상기한 각 프레임(121)(122)의 체결공(121b)(122b)에 삽입되어 절곡 고정하거나 또는 용접 고정하도록 고정돌기(132)(132)를 형성한다.

또, 고정클립(130)은 상기한 각 프레임(121)(122)에 용접 결합할 때는 용접 성을 고려하여 프레임(121)(122)과 동일 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 모터의 고정자 구조는 다음과 같은 작용 효과를 가진다.

즉, 외측고정자를 조립하기 위하여는 먼저 보빈체(11a)에 권선코일(C)을 감아 밀봉하고, 다수 장의 스테이터코어를 적정 형상으로 타발한 후 적층하여 원호 형상의 제1 코어블록(111)과 제2 코어블록(112)을 제작한다. 또, 스테이터코어와 동일한 재질을 이용하여 환형의 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122) 및 수 개의 평판형 고정클립(130)을 판금 가공하여 제작한다.

다음, 제1 코어블록(111)과 제2 코어블록(112)을 각각 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)에 방사상으로 배열한 후 용접하여 고정 결합한다.

다음, 제1 프레임(121)을 결합한 제1 코어블록(111)과 제2 프레임(122)을 결합한 제2 코어블록(112)을 보빈체(11a)의 외측면에서 방사상으로 삽입 결합한 후 그 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)의 체결공(121b)(122b)에 상기한 고정클립(130)의 고정돌기(132)(132)를 끼워 삽입한다.

다음, 각 고정클립(130)의 고정돌기(132)(132)를 꺾어 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)에 밀착하도록 하거나 용접으로 각 프레임에 밀착하도록 함으로써 상기한 제1 코어블록(111)과 제2 코어블록(112)이 밀착 고정되도록 하는 것이다.

한편, 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)은 상기한 바와 같이 고정클립(130)을 이용하여 고정할 수도 있으나 경우에 따라서는 긴 볼트와 너트를 이용하여 고정할 수도 있다.

이렇게 하여, 환형의 보빈체에 좌우 양측에서 코어블록을 맞대기 조립할 때 이 양측 코어블록의 이음부를 몰딩재로 고정하지 않고 고정클립으로 잡아 고정함에 따라 몰딩재의 주입시 발생하는 몰딩재의 주입압으로 인한 외측고정자의 변형을 미연에 방지할 수 있고 이를 통해 외측고정자와 내측고정자 사이의 간극을 일정하게 유지하여 왕복동식 모터의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자 구조는, 복수 개의 코어블록을 프레임으로 지지하여 고정클립으로 잡아 고정함으로써, 외측고정자의 변형을 방지하여 외측고정자와 내측고정자 사이의 간극을 일정하게 유지할 수 있고 이를 통해 왕복동식 모터의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (6)

1. 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하는 보빈체와,

   여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 방사상으로 삽입하는 수 개의 제1 코어블록과,

   여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 제1 코어블록에 접촉하면서 상기한 보빈체의 외측면에 방사상으로 결합하는 수 개의 제2 코어블록과,

   제1 코어블록의 접촉 배면에 고정하는 제1 프레임과,

   제2 코어블록의 접촉 배면에 고정하는 제2 프레임과,

   그 양단이 제1 프레임과 제2 프레임에 각각 구비한 체결공에 삽입한 후 절곡 고정하여 상기한 제1 코어블록과 제2 코어블록이 밀착 결합하도록 하는 복수 개의 고정부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
2. 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하는 보빈체와,

   여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 방사상으로 삽입하는 수 개의 제1 코어블록과,

   여러 장의 스테이터코어를 미리 적층하여 상기 제1 코어블록에 접촉하면서 상기한 보빈체의 외측면에 방사상으로 결합하는 수 개의 제2 코어블록과,

   제1 코어블록의 접촉 배면에 고정하는 제1 프레임과,

   제2 코어블록의 접촉 배면에 고정하는 제2 프레임과,

   그 양단이 제1 프레임과 제2 프레임에 각각 구비한 체결공에 삽입한 후 용접 고정하여 상기한 제1 코어블록과 제2 코어블록이 밀착 결합하도록 하는 복수 개의 고정부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   제1 프레임과 제2 프레임은 각각 제1 코어블록과 제2 코어블록의 접촉 배면에 용접 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   고정부재는 좌우 양단부에 상기한 제1 프레임과 제2 프레임이 일정 간격으로 유지할 수 있도록 지지면을 단차지게 형성하고, 그 지지면의 중앙측에는 상기한 각 프레임의 체결공에 삽입되어 고정하도록 고정돌기를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
6. 제5항에 있어서,

   제1 프레임과 제2 프레임은 각 코어블록의 사이가 상대적으로 접촉단 쪽으로 근접하도록 스테이터지지부를 단차지게 형성하여 그 코어블록의 사이에 상기한 고정부재를 배치하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.

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