KR100680212B1

KR100680212B1 - 전동기

Info

Publication number: KR100680212B1
Application number: KR1020050109786A
Authority: KR
Inventors: 이동일; 김한기; 신현정
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2007-02-08
Also published as: US20070126294A1; JP2007143391A; CN1967974B; CN1967974A; US7675204B2; JP5085915B2; EP1788692A2

Abstract

본 발명은 회전 구동력을 발생시킬 수 있는 전동기에 관한 것으로서, 스테이터와, 상기 스테이터와 상호 작용되어 회전될 수 있는 로터와, 상기 로터에 고정되어 상기 로터와 함께 회전되는 제1간섭기구와, 상기 제1간섭기구의 옆에 설치되어 상기 로터가 역회전될 때 상기 제1간섭기구와 접촉하여 상기 로터의 역회전을 저지하는 제2간섭기구와, 상기 제2간섭기구와 로터 사이에 설치되어 상기 로터의 역회전시 상기 제2간섭기구가 제1간섭기구와 접촉될 수 있도록 자기력에 의해 상기 로터의 회전력을 상기 제2간섭기구에 전달하는 제2간섭기구 작동기구을 포함하여 구성됨으로써, 상기 로터의 역회전을 기구적으로 저지할 수 있다.

전동기, 모터, 하이브리드 인덕션 모터, 로터 역회전 방지기구, 간섭기구, 마그네트 기어, 원웨이 클러치

Description

전동기{MOTOR}

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전동기의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전동기의 스테이터와 로터를 나타낸 평면도이다.

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전동기의 정회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이다.

도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전동기의 역회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이다.

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전동기의 정회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이다.

도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전동기의 역회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이다.

도7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전동기의 역회전 후 다시 정회전될 때 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이다.

도 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 전동기의 정회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이다.

도 9는 본 발명의 제3실시 예에 따른 전동기의 역회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2 : 스테이터 10 : 유도기 로터

20 : 프리 마그네트 30 : 로터 역회전 방지기구

32 : 제1간섭기구 34 : 제2간섭기구

40 : 제2간섭기구 작동기구 42 : 제1마그네트 기어

44 : 제2마그네트 기어

본 발명은 회전 구동력을 발생시킬 수 있는 전동기에 관한 것으로서, 특히 로터가 항상 한 방향, 즉 정방향으로만 회전될 수 있도록 상기 로터가 역방향으로 회전되는 것을 기구적으로 저지할 수 있는 전동기에 관한 것이다.

일반적으로 전동기는 스테이터와 로터, 그리고 전동기의 구동을 제어하는 전동기 구동 회로부 등으로 구성되어, 상기 전동기 구동 회로부의 제어에 따라 상기 스테이터와 로터의 전자기적 상호 작용에 의해 상기 로터가 회전되면서 회전 구동 력을 발생시키는 장치이다.

상기 로터는 상기 스테이터의 내부에 회전 가능토록 설치되거나, 상기 스테이터의 외측에 회전 가능토록 설치될 수 있다. 또한 상기 로터는 상기 전동기 구동 회로부의 제어에 따라 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전된다.

이러한 전동기는 상기 전동기의 회전 구동력을 이용하는 장치가 상기 로터의 회전 방향에 따라 오 작동되거나 파손될 수 있으므로 홀 타입의 위치 센서나 파킹 센서 등을 이용하여 회로적으로 상기 로터가 한 방향으로만 회전되도록 제어할 수 있다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 전동기는 상기 로터가 한 방향으로 회전되도록 회로적으로 제어함으로써, 상술한 위치센서나 파킹센서 등과 같은 고가의 부품이 필요함은 물론 회로 구성이 복잡함은 물론 신뢰성이 낮은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 로터에 구비된 제1간섭기구 및 상기 제1간섭기구와 접촉하여 간섭을 일으킬 수 있는 제2간섭기구와 상기 로터의 회전력에 의해 상기 로터가 역회전될 때 상기 제1,2간섭기구가 상호 접촉되게 하는 제2간섭기구 작동기구가 구비됨으로써, 상기 로터가 역회전될 때 기구적으로 상기 로터의 역회전되는 것을 저지할 수 있어서, 신뢰성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 제조비가 절감될 수 있음은 물론 모터 구동 회 로부의 회로 구조가 간소화될 수 있는 전동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상기 제2간섭기구 작동기구가 상기 로터에 구비된 제1마그네트 기어와, 상기 제2간섭기구와 연결되고 상기 제1마그네트 기어와의 사이에 발생된 자기력에 의해 회전되는 제2마그네트 기어로 구비됨으로써, 상기 제1,2마그네트 기어가 비 접촉될 수 있어서 상기 제1,2마그네트 기어의 구동으로 인한 소음 및 마모가 없는 전동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상기 제2마그네트 기어와 제2마그네트 기어가 원웨이 클러치 기구를 통해 연결됨으로써, 상기 제2간섭기구가 상기 로터의 역회전시 확실히 상기 제1간섭기구와 접촉하여 상기 로터가 역회전되는 것을 저지할 수 있어서 신뢰성이 극대화될 수 있는 전동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전동기는 스테이터와; 상기 스테이터와 상호 작용되어 회전될 수 있는 로터와; 상기 로터에 고정되어 상기 로터와 함께 회전되는 제1간섭기구와; 상기 제1간섭기구의 옆에 설치되어, 상기 로터가 역회전될 때 상기 제1간섭기구와 접촉하여 상기 로터의 역회전을 저지하는 제2간섭기구와; 상기 제2간섭기구와 로터 사이에 설치되어 상기 로터의 역회전시 상기 제2간섭기구가 제1간섭기구와 접촉될 수 있도록, 자기력에 의해 상기 로터의 회전력을 상기 제2간섭기구에 전달하는 제2간섭기구 작동기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동기는 스테이터와; 상기 스테이터와 상호 작용되어 회전될 수 있는 로터와; 상기 로터에 고정되어 상기 로터와 함께 회전되는 제1간섭기구와; 상기 제1간섭기구의 옆에 설치되어 상기 제1간섭기구와 접촉하면 상기 로터의 역회전을 저지하는 제2간섭기구와; 상기 제2간섭기구와 로터 사이에 설치되어 상기 로터의 회전력을 상기 제2간섭기구에 전달하는 제2간섭기구 작동기구와; 상기 제2간섭기구 작동기구와 제2간섭기구 사이에 설치되어, 상기 로터가 역회전될 때만 상기 제2간섭기구가 상기 로터의 회전력을 전달받아서 상기 제1간섭기구와 접촉되게 하는 원웨이 클러치 기구로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제2간섭기구 작동기구는 상기 로터에 고정된 제1마그네트 기어와; 상기 제1마그네트 기어의 회전시 자기력에 의해 회전되고, 상기 제2간섭기구가 마찰 접촉될 수 있도록 끼워진 제2마그네트 기어로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또는 상기 제2간섭기구 작동기구는 상기 로터에 고정된 제1마그네트 기어와; 상기 제1마그네트 기어의 회전시 자기력에 의해 회전되고, 상기 제2간섭기구와 상기 원웨이 클러치 기구를 통해 결합된 제2마그네트 기어로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또는 상기 제2간섭기구 작동기구는 상기 로터에 고정된 제1기어와; 상기 제1기어와 치합되고, 상기 제2간섭기구와 상기 원웨이 클러치 기구를 통해 결합된 제2기어로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제1간섭기구는 상기 로터의 역회전방향으로 만곡된 다수개의 치로 이루 어진 것을 특징으로 한다.

상기 제2간섭기구는 상기 제1간섭기구와 접촉할 수 있는 끝단이 파인 형상인 것을 특징으로 한다.

상기 전동기는 상기 로터의 정회전시 상기 제2간섭기구가 일정 각도만 회전되게 하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전동기는 하이브리드 인덕션 모터인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전동기의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전동기의 스테이터와 로터를 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전동기의 정회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전동기의 역회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 제1실시 예에 따른 전동기는 여러 유형의 전동기 중 하이브리드 인덕션 모터로서, 전동기 구동 회로부와 연결된 스테이터(2)와, 상기 스테이터(2)의 내부에 회전 가능토록 설치되어 상기 스테이터(2)와의 전자기적 상호 작용에 의해 회전될 수 있는 2개의 로터(10)(20)를 포함하여 구성된다.

상기 스테이터(2)는 링형의 요크(4)와, 상기 요크(4)의 내측 둘레에 방사형으로 배치된 다수개의 티스(6)와, 상기 각각의 티스(6)에 권선되고 상기 전동기 구 동 회로부와 연결된 코일(8)로 이루어진다.

이러한 스테이터(2)는 상기 스테이터(2) 아래에 구비된 모터 브래킷(9)과 결합됨으로써, 상기 모터 브래킷(9)에 의해 지지될 수 있다.

상기 2개의 로터(10)(20) 중 하나는 상기 스테이터(2)의 내부 중앙에 회전 가능토록 설치되어 유도기의 원리에 의해 회전되는 유도기 로터(10)이고, 나머지 하나는 상기 유도기 로터(10)와 스테이터(2) 사이에 회전 가능토록 설치되어 동기기의 원리에 의해 회전되는 프리 마그네트(FREE MAGNET ; 20)이다.

상기 유도기 로터(10)는 원형으로 형성되고 외둘레에 다수개의 슬롯(11)이 방사형으로 구비된 코어(12)와, 상기 코어(12)의 슬롯(11)에 각각 삽입된 도체 바(14)로 이루어진다.

이러한 유도기 로터(10)에는 상기 유도기 로터(10)와 일체로 회전되면서 본 발명의 전동기의 회전 구동력을 출력하는 회전축(16)이 결합된다.

상기 회전축(16)은 상기 코어(12)의 중앙에 관통되어 설치된다.

상기 프리 마그네트(20)는 다수개의 N극 마그네트(22)와 다수개의 S극 마그네트(24)가 상기 프리 마그네트(20)의 원주방향으로 교대로 배치된 구조이다.

이러한 프리 마그네트(20)는 상기 유도기 로터(10)와 소정의 이너 에어 갭(INNER AIR GAB ; A1)을 유지하고, 상기 스테이터(2)와도 소정의 아우터 에어 갭(OUTER AIR GAB ; A2)을 유지토록 설치된다. 즉, 상기 프리 마그네트(20)는 이중 공극(DUAL AIR GAB)을 유지토록 설치된다.

한편, 상기 로터(10)(20)는 시계방향(CW)과 반 시계방향(CCW)으로 모두 회전 될 수 있는데, 항상 어느 한 방향으로만 회전될 수 있도록 후술할 로터 역회전 방지기구(30)에 의해 구속받는다. 이하, 단지 설명의 편의를 위해 상기 로터(10)(20)의 정상적인 회전방향, 즉 정방향을 시계방향(CW)으로 하고, 상기 로터(10)(20)의 비정상 회전방향, 즉 역방향을 반 시계방향(CWW)으로 한정하여 설명한다.

상기 로터 역회전 방지기구(30)는 상기 로터(10)(20)와 일체로 회전될 수 있도록 상기 로터(10)(20)에 고정된 제1간섭기구(32)와, 상기 제1간섭기구(32)의 옆에 설치되어 상기 로터(10)(20)가 역회전될 때 상기 제1간섭기구(32)와 접촉하여 상기 로터(10)(20)의 역회전을 저지하는 제2간섭기구(34)와, 상기 제2간섭기구(34)와 로터(10)(20) 사이에 설치되어 상기 로터(10)(20)의 역회전시 상기 제2간섭기구(34)가 제1간섭기구(32)와 접촉되게 하는 제2간섭기구 작동기구(40)로 이루어질 수 있다.

상기 제1간섭기구(32)는 상기 제1간섭기구(32)의 중심인 허브(31)와, 상기 허브(31)의 외측 둘레에 방사형으로 배치되어 상기 제2간섭기구(34)와 접촉될 수 있는 다수개의 치(33)로 이루어진다.

상기 각각의 치(33)는 상기 로터(10)(20)가 정방향으로 회전될 때 상기 제2간섭기구(34)와 접촉하면 상기 제2간섭기구(34)를 치고 넘어가고, 상기 로터(10)(20)가 역방향으로 회전될 때 상기 제2간섭기구(34)와 접촉하면 상기 제2간섭기구(34)와 맞물려 구속될 수 있도록, 상기 로터(10)(20)의 역회전방향(CWW)으로 만곡된 구조로 구비된다.

이러한 제1간섭기구(32)는 상기 로터(10)(20) 중 유도기 로터(10)에 고정될 수 있다. 즉, 상기 제1간섭기구(32)는 상기 유도기 로터(10)의 축 방향으로 상기 유도 기 로터(10)의 일면에 적층되는 구조로 고정될 수 있다. 이 때, 상기 제1간섭기구(32)의 허브(31)에는 그 중앙에 상기 회전축(16)이 관통될 수 있도록 구비된다.

상기 제2간섭기구(34)는 상기 제2간섭기구 작동기구(40)와 끼움 방식으로 결합되는 허브(35)와, 상기 제2간섭기구(34)의 허브(35)의 외측 둘레 중 일부에서 돌출되어 상기 제1간섭기구(32)의 치(33)와 접촉될 수 있는 폴(36)로 이루어진다.

상기 제2간섭기구(34)의 허브(35)는 이중 구조로 구비될 수 있다. 즉, 상기 제2간섭기구(34)의 허브(35)는 상기 제2간섭기구 작동기구(40)와 직접 연결되는 이너 허브(INNNER HUB ; 35A)와, 상기 이너 허브(35A)의 외측에 소정 갭을 두고 배치된 아우터 허브(OUTER HUB ; 35B)로 이루어질 수 있다.

이러한 제2간섭기구(34)의 이너 허브(35A)와 아우터 허브(35B)는 각각 일부가 절개된 고리 형상으로 구비될 수 있다.

상기 제2간섭기구(34)의 폴(36)은 상기 제2간섭기구(34)의 폴(36)의 회전궤적(34')과 상기 제1간섭기구(32)의 회전궤적(32')이 일부 겹쳐질 수 있도록, 일정 길이로 형성된다.

상기 제2간섭기구(34)의 폴(36)은 상기 제2간섭기구(34)의 허브(35)와 연결되지 않은 자유단인 끝단(36')이, 상기 제1간섭기구(32)의 치(33)와 견실하게 맞물릴 수 있도록 V자 형태로 파인 구조로 구비될 수 있다.

상기 제2간섭기구 작동기구(40)는 상기 로터(10)(20)의 회전력을 자기력을 이용해 상기 제2간섭기구(34)에 전달토록 구성될 수 있다.

즉, 상기 제2간섭기구 작동기구(40)는 상기 로터(10)(20)와 일체로 회전될 수 있도록 상기 로터(10)(20)에 고정된 제1마그네트 기어(42)와, 상기 제1마그네트 기어(42)의 회전시 자기력에 의해 회전되고 상기 제2간섭기구(34)와 끼움 방식으로 결합된 제2마그네트 기어(44)로 이루어진다.

상기 제1마그네트 기어(42)는 다수개의 N극(42A)과 다수개의 S극(42B)이 상기 제1마그네트 기어(42)의 원주방향을 따라 교대로 배치된 구조로 구비된다. 상기 제1마그네트 기어(42)의 다수개의 N극(42A)과 다수개의 S극(42B)의 수는 상기 제1,2마그네트 기어(42)(44) 간 회전 속도 등 따라 설정될 수 있다.

이러한 제1마그네트 기어(42)는 상기 로터(10)(20) 중 상기 유도기 로터(10)에 고정될 수 있다.

즉, 상기 제1마그네트 기어(42)는 상기 유도기 로터(10)의 일면에 상기 유도기 로터(10)의 축 방향으로 적층된 구조로 고정될 수 있다. 이 때, 상기 제1마그네트 기어(42)는 상기 유도기 로터(10)의 축 방향으로 상기 유도기 로터(10)와 제1간섭기구(32) 사이에 위치됨이 바람직하다.

상기 제2마그네트 기어(44)는 다수개의 N극(44A)과 다수개의 S극(44B)이 상기 제2마그네트 기어(44)의 원주방향을 따라 교대로 배치된 구조로 구비된다. 상기 제2마그네트 기어(44)의 다수개의 N극(44A)과 다수개의 S극(44B)의 수는 상기 제1,2마그네트 기어(42)(44) 간 회전 속도 등 따라 설정될 수 있다.

그리고, 상기 제2마그네트 기어(44)는 그 중앙에 상기 제2간섭기구(34)와 끼 움 방식으로 결합될 수 있도록, 상기 제2간섭기구(34)의 이너 허브(35A)가 끼워질 수 있는 허브(44')가 돌출 구조로 구비된다.

특히, 상기 제2마그네트 기어(44)는 상기 제2간섭기구(34)가 경우에 따라 상기 제2마그네트 기어(44)와 일체로 회전되거나 상기 제2마그네트 기어(44)와 독립적으로 회전될 수 있도록 결합된다.

즉, 상기 제2마그네트 기어(44)의 허브(44A)와 상기 제2간섭기구(34)의 이너 허브(36A) 사이에는 상기 제2마그네트 기어(44)와 제2간섭기구(34)가 마찰 접촉될 수 있도록 점성이 있는 그리스가 개재된다.

이러한 제2마그네트 기어(44)는 상기 제1마그네트 기어(42)의 반경방향으로 상기 제1마그네트 기어(42) 옆에 소정 갭을 두고 회전 가능토록 배치된다. 이 때, 상기 제2마그네트 기어(44)는 상기 모터 브래킷(9)에 회전 가능토록 결합될 수 있다.

한편, 상기 로터 역회전 방지기구(30)에는 상기 로터(10)(20)가 정방향으로 회전될 때, 상기 제2간섭기구(34)가 일정 각도만 회전되도록 상기 제2간섭기구(34)의 회전각을 제한하는 스토퍼(46)가 더 포함될 수 있다.

상기 스토퍼(46)는 상기 제2간섭기구(34)의 아우터 허브(36B)의 개구 부위에 삽입될 수 있도록 상기 모터 브래킷(9)에서 돌출된 돌기 구조로 구비될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시 예에 따른 전동기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 전동기 구동 회로부를 통해 상기 스테이터(2)의 코일(8)에 전원이 인가되면 상기 스테이터(2)에 의해 회전 자계가 형성되고, 이 상기 스테이터(2)로 인한 회전 자계에 의해 상기 프리 마그네트(20)가 동기 속도로 회전된다. 그리고, 상기 프리 마그네트(20)의 회전으로 인해 발생된 자속이 상기 유도기 로터(10)에 회전 자계 역할을 하게 되어, 상기 유도기 로터(10)가 회전된다.

이와 같이 상기 유도기 로터(10)가 회전되면, 상기 유도기 로터(10)와 일체로 회전되는 회전축(16)을 통해, 본 발명의 전동기의 회전 구동력이 출력될 수 있다.

이 때, 상기 로터(10)(20)가 정방향으로 회전되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1마그네트 기어(42)가 상기 로터(10)(20)와 함께 시계방향으로 회전되고, 상기 제2마그네트 기어(44)가 상기 제1마그네트 기어(42)와의 사이에 발생되는 자기력에 의해 반 시계방향으로 회전된다.

아울러, 상기 제2마그네트 기어(44)가 반 시계방향으로 회전됨에 따라 상기 제2간섭기구(34)가 상기 제2마그네트 기어(44)로부터 반 시계방향으로 회전력을 받는다.

그러면, 상기 제2간섭기구(34)는 상기 스토퍼(46)와 접촉된 상태가 아니라면 상기 제2마그네트 기어(44)와 함께 반 시계방향으로 회전되다가, 상기 스토퍼(46)와 접촉되는 순간 그 자리에서 멈춘다. 이 때 상기 제2간섭기구(34)의 폴(36)이 상기 제1간섭기구(32)의 회전궤적(32')에서 벗어나게 되어 상기 제1,2간섭기구(32)(34)가 서로 접촉되지 않는다.

물론 상기 제2마그네트 기어(44)는 상기 제2간섭기구(34)에 의해 구속되지 않고 상기 제1마그네트 기어(42)와의 사이에 발생된 자기력에 의해 계속 반 시계방향으로 회전된다.

반면, 상기 로터(10)(20)가 역방향으로 회전되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1마그네트 기어(42)가 반 시계방향으로 회전되고, 상기 제2마그네트 기어(44)가 시계방향으로 회전되며, 상기 제2간섭기구(34)가 상기 제2마그네트 기어(44)와의 사이에 개재된 그리스의 점성에 의해 상기 제2마그네트 기어(44)와 함께 시계방향으로 회전되어 상기 제1간섭기구(32)의 회전궤적(32')에 의해 진입한다.

그러면 상기 제1간섭기구(32)의 어느 한 치(33)와 제2간섭기구(34)의 폴(36)이 접촉하여 맞물리면서 상기 제1,2마그네트 기어(42)(44)가 회전되지 못하게 되어 상기 역방향으로 회전되려던 로터(10)(20)의 역방향 회전이 멈춰진다.

상기 로터(10)(20)가 다시 정방향으로 회전되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1마그네트 기어(42)가 시계방향으로 회전되고, 상기 제2마그네트 기어(44)가 반 시계방향으로 회전되며, 상기 제2간섭기구(34)가 반 시계방향으로 회전되면서 상기 제2간섭기구(34)의 폴(36)이 상기 제1간섭기구(32)의 회전궤적(32')에서 벗어난다.

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전동기의 정회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전동기의 역회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전동기의 역회전 후 다시 정회전될 때 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이다.

도 5 내지 도 7에 도시된 본 발명의 제2실시 예에 따른 전동기의 로터 역회전 방지기구는 로터에 고정된 제1간섭기구(110)와, 상기 로터의 역회전시 상기 제1간섭기구(110)와 접촉하여 상기 로터가 역회전되지 않게 하는 제2간섭기구(120)와, 상기 로터에 고정된 제1마그네트 기어(130)와, 상기 제1마그네트 기어(130)와 치합되고 상기 제2간섭기구(120)와 결합된 제2마그네트 기어(140)와, 상기 제2마그네트 기어(140)와 제2간섭기구(120) 사이에 설치되어 상기 로터가 역회전될 때만 상기 제2간섭기구(120)가 상기 제2마그네트 기어(140)와 함께 회전되게 하는 원웨이 클러치 기구(150)를 포함하여 구성된다.

상기 원웨이 클러치 기구(150)는 상기 제2마그네트 기어(140)의 외측에 회전 가능토록 배치되고 상기 제2간섭기구(120)에 고정되며 내벽에 다수 개의 캠 페이스(CAM FACE ; 151)가 방사형으로 구비된 아우터 링(OUTER RING ; 152)과, 상기 아우터 링(152)과 제2마그네트 기어(140) 사이에 개재된 다수 개의 롤러(154)와, 상기 롤러(154) 사이에 구비된 스프링(156)으로 이루어진다.

한편 상기 로터 역회전 방지기구는 상기 로터가 정방향으로 회전될 때, 상기 제2간섭기구(120)의 회전각을 제한하는 스토퍼(160)가 더 포함될 수 있다.

상기한 본 발명의 제2실시 예에 따른 구성 부품들 이외의 구성은 전술한 본 발명의 제1실시 예의 구성과 동일 유사하므로 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시 예에 따른 전동기의 동작을 살펴보면, 다음과 같다.

상기 로터가 역방향으로 회전되면, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1마그네트 기어(130)가 반 시계방향으로 회전되고, 상기 제2마그네트 기어(140)가 시계방향으로 회전된다. 아울러, 상기 원웨이 클러치 기구(150)에 의해 상기 제2마그네트 기어(140)와 제2간섭기구(120)가 로킹(LOCKING)되어서 상기 제2간섭기구(120)가 상기 제2마그네트 기어(140)와 함께 시계방향으로 회전되어 상기 제1간섭기구(110)의 회전궤적에 의해 진입한다.

그러면 상기 제1,2간섭기구(110)(120)가 서로 접촉하여 맞물리면서 상기 제1,2마그네트 기어(130)(140)가 회전되지 못하게 되어 상기 역방향으로 회전되려던 로터의 역방향 회전이 멈춰진다.

상기와 같은 상태에서 상기 로터가 다시 정방향으로 회전되면, 도 7 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1마그네트 기어(130)가 시계방향으로 회전되고, 상기 제2마그네트 기어(140)가 반 시계방향으로 회전된다. 이 때 상기 원웨이 클러치 기구(150)에 의한 상기 제2마그네트 기어(140)와 제2간섭기구(120)의 로킹이 해제되어 상기 제2마그네트 기어(140)가 상기 제2간섭기구(120)에 대하여 자유 회전된다.

그리고, 상기 제1간섭기구(110)가 상기 제2간섭기구(120)를 치고 넘어감에 따라 상기 제2간섭기구(120)가 반 시계방향으로 회전되어 제1간섭기구(110)의 회전궤적에 벗어난 후, 상기 스토퍼(160)에 의해 구속된다.

도 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 전동기의 정회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이고, 도 9는 본 발명의 제3실시 예에 따른 전동기의 역회전시 로터 역회전 방지기구를 나타낸 평면도이다.

도 8 및 도 9에 도시된 본 발명의 제3실시 예에 따른 전동기의 로터 역회전 방지기구는 로터에 고정된 제1간섭기구(210)와, 상기 로터의 역회전시 상기 제1간섭기구(210)와 접촉하여 상기 로터가 역회전되지 않게 하는 제2간섭기구(220)와, 상기 로터에 고정된 제1마그네트 기어(230)와, 상기 제1마그네트 기어(230)의 회전시 상기 제1마그네트 기어(220)와의 사이에서 발생된 자기력에 의해 회전되고 상기 제2간섭기구(220)와 결합된 제2마그네트 기어(240)와, 상기 제2마그네트 기어(240)와 제2간섭기구(220) 사이에 설치되어 상기 로터가 역회전될 때만 상기 제2간섭기구(220)가 상기 제2마그네트 기어(240)와 함께 회전되게 하는 원웨이 클러치 기구(250)를 포함하여 구성된다.

상기 원웨이 클러치 기구(250)는 상기 제2마그네트 기어(240)의 외측에 회전 가능토록 배치되고 상기 제2간섭기구(220)에 고정되며 내벽에 다수 개의 캠 페이스(CAM FACE ; 251)가 방사형으로 구비된 아우터 링(OUTER RING ; 252)과, 상기 아우터 링(252)과 제2마그네트 기어(240) 사이에 개재된 다수 개의 롤러(254)와, 상기 롤러(254) 사이에 구비된 스프링(256)으로 이루어진다.

한편 상기 로터 역회전 방지기구는 상기 로터가 정방향으로 회전될 때, 상기 제2간섭기구(220)의 회전각을 제한하는 스토퍼(260)가 더 포함될 수 있다.

상기한 본 발명의 제3실시 예에 따른 구성 부품들 이외의 구성은 전술한 본 발명의 제1실시 예의 구성과 동일 유사하므로 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시 예에 따른 전동기의 동작을 살펴보 면, 다음과 같다.

상기 로터가 역방향으로 회전되면, 상기 제1기어(230)가 반 시계방향으로 회전되고, 상기 제2기어(240)가 시계방향으로 회전된다. 아울러, 상기 원웨이 클러치 기구(250)에 의해 상기 제2기어(240)와 제2간섭기구(220)가 로킹(LOCKING)되어서 상기 제2간섭기구(220)가 상기 제2기어(240)와 함께 시계방향으로 회전되어 상기 제1간섭기구(210)의 회전궤적에 의해 진입한다.

그러면 상기 제1,2간섭기구(210)(220)가 서로 접촉하여 맞물리면서 상기 제1,2기어(230)(240)가 회전되지 못하게 되어 상기 역방향으로 회전되려던 로터의 역방향 회전이 멈춰진다.

상기와 같은 상태에서 상기 로터가 다시 정방향으로 회전되면, 상기 제1기어(230)가 시계방향으로 회전되고, 상기 제2기어(240)가 반 시계방향으로 회전된다. 이 때 상기 원웨이 클러치 기구(250)에 의한 상기 제2기어(240)와 제2간섭기구(220)의 로킹이 해제되어 상기 제2기어(240)가 상기 제2간섭기구(220)에 대하여 자유 회전된다.

그리고, 상기 제1간섭기구(210)가 상기 제2간섭기구(220)를 치고 넘어감에 따라 상기 제2간섭기구(220)가 반 시계방향으로 회전되어 제1간섭기구(210)의 회전궤적에 벗어난 후, 상기 스토퍼(260)에 의해 구속된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전동기는 로터에 구비된 제1간섭기구 및 상기 제1간섭기구와 접촉하여 간섭을 일으킬 수 있는 제2간섭기구와, 상기 로터의 회전력에 의해 상기 로터가 역회전될 때 상기 제1,2간섭기구가 상호 접촉되게 하는 제2간섭기구 작동기구가 구비됨으로써, 상기 로터가 역회전될 때 기구적으로 상기 로터의 역회전되는 것을 확실히 저지할 수 있어서 신뢰성이 향상될 수 있음은 물론, 제조비가 절감될 수 있고, 모터 구동 회로부의 회로 구조가 간소화될 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 상기 제2간섭기구 작동기구가 상기 로터에 구비된 제1마그네트 기어와, 상기 제2간섭기구와 연결되고 상기 제1마그네트 기어와의 사이에 발생된 자기력에 의해 회전되는 제2마그네트 기어로 구비됨으로써, 상기 제1,2마그네트 기어가 상호 비 접촉 방식으로 작동될 수 있어서 상기 제1,2마그네트 기어의 작동으로 인한 소음이 없고, 상기 제1,2마그네트 기어의 마모가 방지되어 내구성이 향상될 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 상기 제2마그네트 기어와 제2마그네트 기어가 원웨이 클러치 기구를 통해 연결됨으로써, 상기 로터의 역회전시 상기 제2간섭기구가 그리스의 점성을 이용한 마찰 접촉 방식보다 확실하게 상기 제2마그네트 기어와 일체로 회전되면서 상기 제1간섭기구와 접촉하여 상기 로터가 역회전되는 것을 저지할 수 있기 때문에 신뢰성이 극대화될 수 있는 이점이 있다.

Claims

스테이터와;

상기 스테이터와 상호 작용되어 회전될 수 있는 로터와;

상기 로터에 고정되어 상기 로터와 함께 회전되는 제1간섭기구와;

상기 제1간섭기구의 옆에 설치되어, 상기 로터가 역회전될 때 상기 제1간섭기구와 접촉하여 상기 로터의 역회전을 저지하는 제2간섭기구와;

상기 제2간섭기구와 로터 사이에 설치되어 상기 로터의 역회전시 상기 제2간섭기구가 제1간섭기구와 접촉될 수 있도록, 자기력에 의해 상기 로터의 회전력을 상기 제2간섭기구에 전달하는 제2간섭기구 작동기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항에 있어서,

상기 제2간섭기구 작동기구는 상기 로터에 고정된 제1마그네트 기어와;

상기 제1마그네트 기어의 회전시 자기력에 의해 회전되고, 상기 제2간섭기구가 마찰 접촉될 수 있도록 끼워진 제2마그네트 기어로 이루어진 것을 특징으로 하는 전동기.
스테이터와;

상기 스테이터와 상호 작용되어 회전될 수 있는 로터와;

상기 로터에 고정되어 상기 로터와 함께 회전되는 제1간섭기구와;

상기 제1간섭기구의 옆에 설치되어 상기 제1간섭기구와 접촉하면 상기 로터의 역회전을 저지하는 제2간섭기구와;

상기 제2간섭기구와 로터 사이에 설치되어 상기 로터의 회전력을 상기 제2간섭기구에 전달하는 제2간섭기구 작동기구와;

상기 제2간섭기구 작동기구와 제2간섭기구 사이에 설치되어, 상기 로터가 역회전될 때만 상기 제2간섭기구가 상기 로터의 회전력을 전달받아서 상기 제1간섭기구와 접촉되게 하는 원웨이 클러치 기구로 이루어진 것을 특징으로 하는 전동기.
제 3 항에 있어서,

상기 제2간섭기구 작동기구는 상기 로터에 고정된 제1마그네트 기어와;

상기 제1마그네트 기어의 회전시 자기력에 의해 회전되고, 상기 제2간섭기구와 상기 원웨이 클러치 기구를 통해 결합된 제2마그네트 기어로 이루어진 것을 특징으로 하는 전동기.
제 3 항에 있어서,

상기 제2간섭기구 작동기구는 상기 로터에 고정된 제1기어와; 상기 제1기어와 치합되고, 상기 제2간섭기구와 상기 원웨이 클러치 기구를 통해 결합된 제2기어로 이루어진 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1간섭기구는 상기 로터의 역회전방향으로 만곡된 다수개의 치로 이루어진 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2간섭기구는 상기 제1간섭기구와 접촉할 수 있는 끝단이 파인 형상인 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전동기는 상기 로터의 정회전시 상기 제2간섭기구가 일정 각도만 회전되게 하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전동기는 하이브리드 인덕션 모터인 것을 특징으로 하는 전동기.