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KR102780700B1 - 고효율 모터 - Google Patents

고효율 모터 Download PDF

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KR102780700B1
KR102780700B1 KR1020240015533A KR20240015533A KR102780700B1 KR 102780700 B1 KR102780700 B1 KR 102780700B1 KR 1020240015533 A KR1020240015533 A KR 1020240015533A KR 20240015533 A KR20240015533 A KR 20240015533A KR 102780700 B1 KR102780700 B1 KR 102780700B1
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rotation
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이욱진
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주식회사 영현로보틱스
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Abstract

본 발명은 회전하는 회전축을 공기압으로 지지하여 접촉에 의한 회전축의 회전력 손실을 최소화하고, 코일이 구비된 다수의 고정자와 자석이 구비된 다수의 회전자를 회전축의 축방향으로 배치하여 출력을 향상시킨 고효율 모터에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 내부에 공간이 형성되고, 공간의 양쪽으로 외면에 제1회전구멍이 각각 형성되며, 제1회전구멍을 마주보는 제2회전구멍이 중앙에 형성되고 코일이 구비된 다수의 고정자가 공간에 일정한 간격으로 배치된 케이스; 제1,2회전구멍에 회전되게 설치되며, 자석이 구비된 다수의 회전자가 사이에 고정자가 각각 위치되도록 일정한 간격으로 외면에 배치된 회전축을 포함하되, 케이스의 외면에는 공기압이 유입되는 제1유입구멍이 형성되며, 케이스의 두께 부분의 내부에는 제1유입구멍과 연결되어 공기압을 각각의 고정자로 이동시켜주는 제1이동통로가 형성되고, 고정자의 내부에는 제1이동통로와 연결되어 공기압을 제2회전구멍으로 이동시켜주는 제2이동통로가 형성되며, 제2회전구멍에는 제2이동통로와 연결되어 공기압을 회전축을 향해 배출하는 제1배출구멍이 형성되고, 제2회전구멍에는 제1배출구멍에서 배출된 공기압을 회전축을 감싸도록 이동시켜주는 제1이동홈이 링 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 모터에 관한 것이다.

Description

고효율 모터{High efficiency motor}
본 발명은 회전하는 회전축을 공기압으로 지지해주는 고효율 모터에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 전기적인 에너지를 운동에너지로 전환시켜 외부로 동력을 출력하게 되며, 로봇관절부, 전기스쿠터 등에 구동장치로 사용되었다.
이와 관련하여, 특허문헌1은 고정축과, 상기 고정축에 회전가능하게 결합된 요커(Yoke)디스크와, 상기 요커디스크의 일면에 원주방향으로 복수개 고정된 자석을 구비한 회전부를 축방향으로 다단 구비한 회전자와, 상기 요커디스크에 대향 하도록 상기 고정축에 고정된 코어(Core)디스크와, 상기 자석에 대응하도록 상기 코어 디스크의 일면에 원주방향으로 복수개 고정된 코일을 구비한 고정부를 축방향으로 다단 구비한 고정자를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터를 제공하였다.
하지만, 특허문헌1의 경우에는 회전하는 고정축을 지지하기 위해서 다수의 베어링이 사용되었기 때문에, 베어링의 접촉에 의해 고정축의 회전력 손실이 발생될 우려가 있었고, 이로 인해 모터 출력이 저하될 우려가 있었다.
현재에는 특허문헌1과 다른 구조로 이루어진 모터를 원하고 있는 실정이다.
특허문헌1 : 국내 공개특허 제10-2009-0045971호(2009.05.11. 공개)
이에 본 발명은, 회전하는 회전축을 공기압으로 지지하여 접촉에 의한 회전축의 회전력 손실을 최소화하고, 코일이 구비된 다수의 고정자와 자석이 구비된 다수의 회전자를 회전축의 축방향으로 배치하여 출력을 향상시킨 고효율 모터를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 공간이 형성되고, 공간의 양쪽으로 외면에 제1회전구멍이 각각 형성되며, 제1회전구멍을 마주보는 제2회전구멍이 중앙에 형성되고 코일이 구비된 다수의 고정자가 공간에 일정한 간격으로 배치된 케이스; 제1,2회전구멍에 회전되게 설치되며, 자석이 구비된 다수의 회전자가 사이에 고정자가 각각 위치되도록 일정한 간격으로 외면에 배치된 회전축을 포함하되, 케이스의 외면에는 공기압이 유입되는 제1유입구멍이 형성되며, 케이스의 두께 부분의 내부에는 제1유입구멍과 연결되어 공기압을 각각의 고정자로 이동시켜주는 제1이동통로가 형성되고, 고정자의 내부에는 제1이동통로와 연결되어 공기압을 제2회전구멍으로 이동시켜주는 제2이동통로가 형성되며, 제2회전구멍에는 제2이동통로와 연결되어 공기압을 회전축을 향해 배출하는 제1배출구멍이 형성되고, 제2회전구멍에는 제1배출구멍에서 배출된 공기압을 회전축을 감싸도록 이동시켜주는 제1이동홈이 링 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 모터를 제공한다.
본 발명은 다수의 고정자의 제1배출구멍에서 배출된 공기압이 제1이동홈을 따라 이동하여 회전축을 감싸기 때문에, 회전하는 회전축을 공기압으로 지지해주는 효과가 있다.
더불어, 제2회전구멍에 제1이동홈이 형성되면서 회전축과 제2회전구멍의 사이로 공기압이 들어갈 수 있는 공간이 더 확보되기 때문에, 회전하는 회전축을 지지하는 공기압의 양이 증가되어 회전축을 더 지지해주는 효과가 있다.
즉, 회전하는 회전축이 케이스의 제1회전구멍 및 고정자의 제2회전구멍에 접촉되는 것을 줄여주는 효과가 있다.
이러한 이유로, 종래의 베어링을 사용하지 않고 회전하는 회전축을 공기압으로 지지하여 접촉에 의한 회전축의 회전력 손실을 최소화하는 효과와 함께, 모터의 출력을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 코일이 구비된 다수의 고정자와 자석이 구비된 다수의 회전자가 회전축의 축방향으로 배치되기 때문에, 큰 덩어리로 이루어진 종래의 회전자보다 회전자의 크기, 무게를 감소시켜서 모터의 출력을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 케이스의 제2배출구멍에서 배출된 공기압이 회전축을 지지하면서, 공기압이 제2이동홈을 따라 이동하여 회전축을 감싸면서 지지하는 효과가 있다.
더불어, 제1회전구멍에 제2이동홈이 형성되면서 회전축과 제1회전구멍의 사이로 공기압이 들어갈 수 있는 공간이 더 확보되기 때문에, 회전하는 회전축을 지지하는 공기압의 양이 증가되어 회전축을 더 지지해주는 효과가 있다.
이러한 이유로, 회전하는 회전축을 공기압으로 더 지지하여 접촉에 의한 회전축의 회전력 손실을 최소화하는 효과와 함께, 모터의 출력을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 케이스의 제1회전구멍과 회전축의 사이에 이물질이 끼는 것을, 케이스의 양쪽에 형성된 제1회전구멍에서 회전축을 지지하는 공기압으로 막아주는 효과가 있다.
이러한 이유로, 이물질 끼임에 의한 회전축의 회전력 손실을 막아주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 따른 고효율 모터의 구성도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예를 따른 고효율 모터의 부분확대도이다.
이에, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예를 따른 모터(1000)는 로봇관절부, 전기스쿠터 등에 구동장치로 사용된다.
상기 모터(1000)는 내부에 공간(110)이 형성되고, 상기 공간(110)의 양쪽으로 외면에 제1회전구멍(120)이 각각 형성되며, 상기 제1회전구멍(120)을 마주보는 제2회전구멍(131)이 중앙에 형성되고 코일(132)이 구비된 다수의 고정자(130)가 공간(110)에 일정한 간격으로 배치된 케이스(100)가 포함된다.
여기서, 상기 고정자(130)는 디스크와 유사한 형태로 형성되고, 코일(132)은 상기 고정자(130)의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 다수로 고정되면서 전류를 공급받도록 전선과 연결되며, 발열을 억제하기 위해 희토류 등의 재질로 이루어진다.
상기 모터(1000)는 제1,2회전구멍(120)(131)에 회전되게 설치되며, 자석(211)이 구비된 다수의 회전자(210)가 사이에 고정자(130)가 각각 위치되도록 일정한 간격으로 외면에 배치된 회전축(200)이 포함된다.
여기서, 상기 회전자(210)는 디스크와 유사한 형태로 형성되고, 자석(211)은 영구 자석으로 이루어지면서 상기 회전자(210)의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 다수로 고정된다.
그리고, 상기 고정자(130)는 회전자(210)와, 이웃한 회전자(210)의 사이 간격을 이등분할 수 있는 위치에 배치된다.
상기 케이스(100)의 외면에는 공기압이 유입되는 제1유입구멍(140)이 형성된다.
여기서, 상기 제1유입구멍(140)은 공기압을 공급해주는 제1공급라인(1)과 연결되며, 상기 제1공급라인(1)에는 제1유입구멍(140)에 공급된 공기압의 역류를 막아주는 체크밸브(1a)가 설치된다.
상기 케이스(100)의 두께 부분의 내부에는 제1유입구멍(140)과 연결되어 공기압을 각각의 고정자(130)로 이동시켜주는 제1이동통로(141)가 형성되고, 상기 고정자(130)의 내부에는 제1이동통로(141)와 연결되어 공기압을 제2회전구멍(131)으로 이동시켜주는 제2이동통로(133)가 형성된다.
여기서, 상기 제1이동통로(141)는 다수로 분할되어 각각의 고정자(130)의 제2이동통로(133)와 각각 연결된다.
상기 제2회전구멍(131)에는 제2이동통로(133)와 연결되어 공기압을 회전축(200)을 향해 배출하는 제1배출구멍(131a)이 형성되고, 상기 제2회전구멍(131)에는 제1배출구멍(131a)에서 배출된 공기압을 회전축(200)을 감싸도록 이동시켜주는 제1이동홈(131b)이 링 형태로 형성된다.
여기서, 상기 제1이동홈(131b)은 제2회전구멍(131)에 링 형태로 형성되어 제1배출구멍(131a)과 연결된다.
상기 케이스(100)의 외면에는 공기압이 유입되는 제2유입구멍(150)이 제1유입구멍(140)의 양쪽으로 각각 형성되고, 상기 케이스(100)의 두께 부분의 내부에는 제2유입구멍(150)과 연결되어 공기압을 제1회전구멍(120)으로 이동시켜주는 제3이동통로(151)가 형성된다.
여기서, 상기 제2유입구멍(150)은 공기압을 공급해주는 제2공급라인(2)과 연결되며, 상기 제2공급라인(2)에는 제2유입구멍(150)에 공급된 공기압의 역류를 막아주는 체크밸브(2a)가 설치된다.
상기 제1회전구멍(120)에는 제3이동통로(151)와 연결되어 공기압을 회전축(200)을 향해 배출하는 제2배출구멍(121)이 형성되며, 상기 제1회전구멍(120)에는 제2배출구멍(121)에서 배출된 공기압을 회전축(200)을 감싸도록 이동시켜주는 제2이동홈(122)이 링 형태로 형성된다.
여기서, 상기 제2이동홈(122)은 제1회전구멍(120)에 링 형태로 형성되어 제2배출구멍(121)과 연결된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 따른 상기 모터(1000)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
각각의 상기 고정자(130)의 코일(132)에는 전류를 공급하면서, 제1,2유입구멍(140)(150)에는 제1,2공급라인(1)(2)을 통해 공기압을 공급한다.
그러면, 상기 코일(132)은 전류 공급에 의해 자기장이 발생되며, 다수의 회전자(210)는 상기 코일(132)과 자석(211)에서 형성되는 자기장의 상호 작용에 의해 회전력이 발생되어 회전을 하게 된다.
이러한 이유로, 상기 회전축(200)은 다수의 회전자(210)의 회전력을 전달받아 케이스(100)의 제1회전구멍(120)과 다수의 상기 회전자(210)의 제2회전구멍(131)에서 회전을 하게 된다.
상기 제1유입구멍(140)으로 공급된 공기압은 제1이동통로(141)를 통해 각각의 고정자(130)의 제2이동통로(133)로 이동하게 되며, 상기 제2이동통로(133)로 이동한 공기압은 제1배출구멍(131a)을 통해 회전축(200)을 향해 배출되면서 제1이동홈(131b)을 따라 이동하여 상기 회전축(200)을 감싸게 된다.
이러한 이유로, 상기 제2회전구멍(131)에서 회전하는 회전축(200)은 제1배출구멍(131a)에서 배출되어 링 형태의 제1이동홈(131b)을 따라 이동하는 공기압에 지지된다.
상기 제2유입구멍(150)으로 공급된 공기압은 제3이동통로(151)로 이동하게 되며, 상기 제3이동통로(151)로 이동한 공기압은 제2배출구멍(121)을 통해 회전축(200)을 향해 배출되면서 제2이동홈(122)을 따라 이동하여 상기 회전축(200)을 감싸게 된다.
이러한 이유로, 상기 제1회전구멍(120)에서 회전하는 회전축(200)은 제2배출구멍(121)에서 배출되어 링 형태의 제2이동홈(122)을 따라 이동하는 공기압에 지지된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100 : 케이스 110 : 공간
120 : 제1회전구멍 121 : 제2배출구멍
122 : 제2이동홈 130 : 고정자
131 : 제2회전구멍 131a : 제1배출구멍
131b : 제1이동홈 132 : 코일
133 : 제2이동통로 140 : 제1유입구멍
141 : 제1이동통로 150 : 제2유입구멍
151 : 제3이동통로 200 : 회전축
210 : 회전자 211 : 자석
1000 : 모터

Claims (3)

  1. 내부에 공간(110)이 형성되고, 상기 공간(110)의 양쪽으로 외면에 제1회전구멍(120)이 각각 형성되며, 상기 제1회전구멍(120)을 마주보는 제2회전구멍(131)이 중앙에 형성되고 코일(132)이 구비된 다수의 고정자(130)가 공간(110)에 일정한 간격으로 배치된 케이스(100);
    상기 제1,2회전구멍(120)(131)에 회전되게 설치되며, 자석(211)이 구비된 다수의 회전자(210)가 사이에 고정자(130)가 각각 위치되도록 일정한 간격으로 외면에 배치된 회전축(200)을 포함하되,
    상기 케이스(100)의 외면에는 공기압이 유입되는 제1유입구멍(140)이 형성되며,
    상기 케이스(100)의 두께 부분의 내부에는 제1유입구멍(140)과 연결되어 공기압을 각각의 고정자(130)로 이동시켜주는 제1이동통로(141)가 형성되고,
    상기 고정자(130)의 내부에는 제1이동통로(141)와 연결되어 공기압을 제2회전구멍(131)으로 이동시켜주는 제2이동통로(133)가 형성되며,
    상기 제2회전구멍(131)에는 제2이동통로(133)와 연결되어 공기압을 회전축(200)을 향해 배출하는 제1배출구멍(131a)이 형성되고,
    상기 제2회전구멍(131)에는 제1배출구멍(131a)에서 배출된 공기압을 회전축(200)을 감싸도록 이동시켜주는 제1이동홈(131b)이 링 형태로 형성되며,
    상기 케이스(100)의 외면에는 공기압이 유입되는 제2유입구멍(150)이 제1유입구멍(140)의 양쪽으로 각각 형성되고,
    상기 케이스(100)의 두께 부분의 내부에는 제2유입구멍(150)과 연결되어 공기압을 제1회전구멍(120)으로 이동시켜주는 제3이동통로(151)가 형성되며,
    상기 제1회전구멍(120)에는 제3이동통로(151)와 연결되어 공기압을 회전축(200)을 향해 배출하는 제2배출구멍(121)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1회전구멍(120)에는 제2배출구멍(121)에서 배출된 공기압을 회전축(200)을 감싸도록 이동시켜주는 제2이동홈(122)이 링 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 모터.

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