KR100940158B1 - 왕복동식 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터에 관한 것으로서, 이는 왕복동식 모터의 구성요소인 아우터 코어의 제조공정 및 작업시간을 단축시키기 위하여, 상기 왕복동식 모터의 아우터 코어를 메탈 파우더(Metal Powder) 재질을 이용해 일체형으로 사출 성형시킨 것으로, 종래 아우터 코어의 복잡한 적층작업공정에 비해 제조공정 및 작업시간을 단축시켜 이에 대한 왕복동식 모터의 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 상기 아우터 코어의 제조공정 단축에 따른 왕복동식 모터의 제조단가 및 제품단가 역시 저하시킬 수 있는 탁월한 효과도 있다.

왕복동식 모터, 스테이터(고정자), 내측 고정자(인너 코어), 아우터 코어, 라미네이션, 메탈 파우더

Description

왕복동식 모터{Reciprocating motor}

도 1 은 종래 왕복동식 모터의 개략적 구성도.

도 2 는 종래 왕복동식 모터의 스테이터 분해 사시도.

도 3 은 종래 쿨러의 구성요소인 실린더 외주면에 왕복동식 모터의 내측 고정자가 고정된 결합 상태도.

도 4 는 본 발명의 왕복동식 모터 구성요소 중 일체형으로 사출 성형된 스테이터 사시도.

도 5 는 왕복동식 모터가 적용된 쿨러의 구성요소 중 메탈 파우더를 이용해 실린더 및 내측 고정자를 일체형으로 사출 성형시킨 실시예도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10. 일체형 아우터 코어 12. 코어 외륜부

14. 코어 내륜부 16. 경사 돌출부

20. 일체형 내측 고정자

130c. 내측 고정자 150. 실린더

본 발명은 왕복동식 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 왕복동식 모터의 구성요소 중 전기강판재의 라미네이션을 적층하여 용접을 통해 소정간격으로 고정시킨 종래 아우터 코어(outer core)를 메탈 파우더(Metal Powder) 재질로 사출 성형하여 일체형으로 형성시키므로서, 종래 아우터 코어의 다공정 제조에 비해 제조 공정 및 작업시간을 단축시켜 이에 대한 제품 생산성을 향상시킬 수 있으며, 특히 상기 아우터 코어의 제조 공정 단축으로 인한 제조단가 및 제품단가 역시 저하시킬 수 있도록 한 왕복동식 모터에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 모터(Reciprocating Motor)는, 입체적인 구조의 일반 모터의 자장을 평탄한 모양으로 한 모터로서, 평탄한 형태로 된 가동자(Armature)가 평면의 고정자(Stator) 위에 만들어지는 자장의 변화에 의해서 평면상을 직선적으로 구동되는 것이다.

도 1 은 왕복동식 모터를 도시한 것으로서, 이에 대한 왕복동식 모터는, 도 1 에 도시한 바와 같이, 피스톤이 내삽되는 슬리브(51) 외측 원주면에 다수의 마그네트(52)가 등간격으로 접착된 가동자(아마츄어 : Armature)(50)와, 상기 가동자(50)의 마그네트(52)와 고정자(60)의 구성요소인 아우터 코어(65)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 가동자(50)가 직선 왕복운동을 하도록 하는 고정자(스테이터 : Stator)(60)로 구성되어 있다.

특히, 상기 고정자(Stator)(60)는, 도 2 에 도시한 바와 같이, 외주면에 일정깊이 홈 형태의 코일권선 적층부(61)가 형성되어 있으면서 상기 적층부 양 끝단 에 마감단(62)이 일체로 형성된 원통형의 보빈(63)과, 상기 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)에 권선 적층되는 코일(64)과, 상기 코일(64)이 권선된 보빈(63)의 외주부에 접착 고정될 수 있게 내측 중앙에 보빈 삽입홈(66)이 형성된 다수개의 아우터 코어(outer core)(65)로 구성되어 있다.

그러나, 상기와 같이 구성된 고정자(60)의 아우터 코어(65)는, 일정 두께의 전기강판으로 이루어진 라미네이션을 적층시켜 이를 용접으로 고정시키는 적층작업이 이루어지게 되는데, 이러한 상기 아우터 코어(65)의 적층작업은 제작공정이 복잡하면서도 치수관리가 매우 어려우며, 특히 상기 라미네이션의 적층작업과정 중 상기 적층된 라미네이션과 라미네이션 사이에 불순물이 삽입되기 쉬워 상기와 같이, 적층작업과정에서 불순물이 삽입될 경우, 양산된 상기 고정자(60) 전체가 불량처리되는 커다란 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같이 번거롭고 복잡한 상기 라미네이션의 적층작업공정에 따른 왕복동식 모터의 제조단가 및 제품단가가 상승되게 되는 커다란 문제점도 있었다.

더욱이, 상기 라미네이션의 적층작업에 소요되는 작업시간이 오래 걸리기 때문에, 이에 따른 왕복동식 모터의 제품 생산성이 크게 저하되는 커다란 문제점도 있었다.

또한, 상기 왕복동식 모터가 적용된 극저온 냉동기 즉, 쿨러(미도시)의 경우, 도 3 에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 모터의 구성요소인 내측 고정자(인너 코어 : inner core)(130c)가 상기 쿨러의 구성요소 중 실린더(150) 외주면에 고정된 구조로 이루어져 있어, 상기와 같이 왕복동식 모터 및 쿨러를 구성하고 있는 내측 고정자(130c) 및 실린더(150)의 결합에 의한 제작공정 증가로 상기 쿨러의 제작단가가 상승되게 되는 커다란 문제점과 함께, 상기 쿨러의 전체적인 크기가 커지게 되는 커다란 문제점도 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 왕복동식 모터의 구성요소 중 종래 전기강판재의 라미네이션을 적층하여 용접을 통해 소정간격으로 고정시키는 아우터 코어(outer core)를 메탈 파우더(Metal Powder) 재질로 사출 성형하여 일체형으로 형성시키므로서, 종래 아우터 코어의 복잡한 적층작업공정에 비해 제조공정 및 작업시간을 단축시켜 이에 대한 왕복동식 모터의 제품 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 아우터 코어의 제조공정 단축에 따른 왕복동식 모터의 제조단가 및 제품단가 역시 저하시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 전기강판재의 라미네이션을 적층하여 용접을 통해 소정간격으로 고정시킨 종래 왕복동식 모터의 아우터 코어를 메탈 파우더 재질로 사출 성형하여 일체형으로 형성시킨 본 발명의 왕복동식 모터에 의해 해결될 수 있는 바, 이하 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명의 왕복동식 모터 구성요소 중 일체형으로 사출 성형된 아우터 코어의 사시도를 나타낸 것이다.

본 발명인 왕복동식 모터는, 쿨러 내에 장착된 왕복동식 모터의 구동시, 코일, 보빈, 아우터 코어(10)로 구성된 외측 고정자 및 상기 쿨러의 실린더 외주면에 고정된 내측 고정자와, 가동자와의 전자기적 상호 작용을 통해 상기 실린더 내에서 가동자와 결합된 피스톤이 쿨러 내의 작동가스를 가압할 수 있도록 이루어진 왕복동식 모터에 있어서;

상기 아우터 코어(10)의 제조공정 및 작업시간을 단축시키기 위하여, 상기 아우터 코어(10)를 메탈 파우더(Metal Powder) 재질을 이용해 일체형으로 사출 성형시킨 구성이다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 왕복동식 모터는 전술한 바와 같이, 종래 왕복동식 모터의 구성요소 중 전기강판재의 라미네이션을 적층하여 용접을 통해 소정간격으로 고정시킨 아우터 코어(65)의 문제점, 즉 상기 라미네이션의 복잡한 적층작업공정을 통해 발생된 제품 생산성의 저하와 함께, 상기 아우터 코어의 제조공정에 따른 제조단가 및 제품단가가 상승되는 문제점을 해소시키기 위해 메탈 파우더(Metal Powder) 재질을 이용해 왕복동식 모터의 아우터 코어(10)를 일체형으로 사출 성형시킨 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.

상기 아우터 코어(10)는, 도 2 에 도시한 바와 같이, 종래 고정자의 구성요소 중 코일(64)이 권선 적층된 보빈(63)의 외주면에 다수 접착 고정된 아우터 코어(65) 대신, 메탈 파우더 재질을 이용한 사출 성형을 통해 도 4 와 같이 일체로 형성시킨 것으로서, 중공형태의 코어 외륜부(12)와 코어 내륜부(14)로 구성되어 있으며, 상기 코어 내륜부(14) 양 측단면에는 소정각도로 경사져 돌출된 경사 돌출부(16)가 형성되어 있다.

이와 같이 사출 성형을 통해 일체형으로 형성된 왕복동식 모터의 아우터 코어는(10), 종래 아우터 코어(65)의 복잡한 적층작업공정에 비해 제조공정 및 작업시간을 단축시키므로서, 이에 대한 제품 생산성을 향상시킬 수 있으며, 특히 아우터 코어(10)의 제조공정 단축에 따른 제조단가 및 제품단가를 저하시킬 수 있는 특징이 있게 된다.

더욱이, 일체로 사출 성형된 아우터 코어(10)가 적용된 왕복동식 모터의 전자기적 상호 작용에 의해 실린더 내에서 압축 및 팽창과정이 이루어지도록 하는 일반적인 냉동기 및 압축기 뿐만 아니라, 헬륨 혹은 수소 등의 작동유체가 팽창 - 압축 등의 과정을 통해 냉동출력을 발생시키는 쿨러(Cooler)(미도시)에 적용시킬 수 있으며, 특히 상기 코어 내륜부(14) 양 측단면에 형성된 경사 돌출부의 경우, 극저온 냉동기 즉, 쿨러의 구동장치인 왕복동식 모터의 고정자 중심에 스프링 지지대(spring standoff)(미도시) 즉, 재생기(미도시)가 내장된 디스플레이서 고정용 판 스프링(미도시)을 지지하는 스프링 지지대가 정확히 안착될 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.

도 5 는 왕복동식 모터가 적용된 쿨러의 구성요소 중 메탈 파우더를 이용해 실린더 및 내측 고정자를 일체형으로 사출 성형시킨 실시예도를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예는 왕복동식 모터의 아우터 코어(10)를 일체형으로 사출 성형시킨 메탈 파우더(Metal Powder)를 이용해 상기 쿨러 및 왕복동식 모터의 구성요소로 이루어진 실린더 및 내측 고정자를 상호 일체형으로 사출 성형시킨 일체형 내측 고정자(30)에 관한 것이다.
상기한 구조는 도 3 에 도시된 실린더(150)와 내측 고정자(130c)가 상호 결합된 구조와 동일한 일체형 구조로 형성되어 있어, 상기와 같이 실린더 및 내측 고정자를 상호 일체형으로 사출 성형시킬 경우, 상기 실린더와 일체형으로 사출 성형된 일체형 내측 고정자(20)가 상기 실린더의 역할을 대신할 수 있어, 이에 따른 쿨러의 제작공정 및 제작단가를 크게 줄일 수 있으며, 이와 더불어 상기 쿨러의 크기 역시 줄일 수 있는 특징이 있게 된다.

본 발명의 왕복동식 모터는, 왕복동식 모터의 구성요소 중 종래 전기강판재의 라미네이션을 적층하여 용접을 통해 소정간격으로 고정시키는 아우터 코어(outer core)를 메탈 파우더(Metal Powder) 재질로 사출 성형하여 일체형으로 형성시키므로서, 종래 아우터 코어의 복잡한 적층작업공정에 비해 제조공정 및 작업시간을 단축시켜 이에 대한 왕복동식 모터의 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 상기 아우터 코어의 제조공정 단축에 따른 왕복동식 모터의 제조단가 및 제품단가 역시 저하시킬 수 있는 탁월한 효과도 있다.

더욱이, 본 발명인 왕복동식 모터의 아우터 코어를 일체형으로 사출 성형시 킨 메탈 파우더를 이용해 상기 쿨러 및 왕복동식 모터의 구성요소로 이루어진 실린더 및 내측 고정자를 상호 일체형으로 사출 성형시킬 경우, 상기 실린더와 일체형으로 사출 성형된 내측 고정자가 상기 실린더의 역할을 대신할 수 있어 이에 따른 쿨러의 제작공정 및 제작단가를 크게 줄일 수 있으며, 이와 더불어 상기 쿨러의 크기 역시 줄일 수 있는 탁월한 효과도 있다.

Claims (4)

1. 쿨러 내에 장착된 왕복동식 모터의 구동시, 코일, 보빈, 아우터 코어로 구성된 외측 고정자 및 상기 쿨러의 실린더 외주면에 고정된 내측 고정자와, 가동자와의 전자기적 상호 작용을 통해 상기 실린더 내에서 가동자와 결합된 피스톤이 쿨러 내의 작동가스를 가압할 수 있도록 이루어진 왕복동식 모터에 있어서;

   상기 아우터 코어의 제조공정 및 작업시간을 단축시키기 위하여, 상기 왕복동식 모터의 아우터 코어를 메탈 파우더(Metal Powder) 재질을 이용해 일체형으로 사출 성형시킨 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 아우터 코어는 코어 외륜부와, 코어 내륜부로 구성되어 상호 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 코어 내륜부 양 측단면에는 소정각도로 경사져 돌출된 경사 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터.
4. 쿨러 내에 장착된 왕복동식 모터의 구동시, 상기 왕복동식 모터의 구성요소인 외측 고정자 및 상기 쿨러의 실린더 외주면에 고정된 내측 고정자와, 가동자와의 전자기적 상호 작용을 통해 상기 실린더 내에서 가동자와 결합된 피스톤이 쿨러 내의 작동가스를 가압할 수 있도록 이루어진 왕복동식 모터에 있어서;

   상기 왕복동식 모터의 내측 고정자가 상기 쿨러의 실린더 역할을 대신할 수 있도록 메탈 파우더를 이용해 상기 실린더와 상기 내측 고정자를 상호 일체형으로 사출 성형시킨 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터.

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