KR20090045971A

KR20090045971A - 축 방향으로 다단 회전자 및 고정자를 구비한 모터, 그모터를 구비한 구동장치

Info

Publication number: KR20090045971A
Application number: KR1020070111844A
Authority: KR
Inventors: 박계정
Original assignee: 박계정
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2009-05-11

Abstract

본 발명은 축 방향으로 회전자 및 고정자를 다단으로 구비한 모터, 및 그 모터를 구비한 구동장치에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 코일을 구비한 코어와 자석을 구비한 요크를 축 방향으로 다단 구비한 모터 및 상기 모터를 구비한 구동장치에 대한 것이다.

본 발명의 일측면에 따른 모터는 고정축과, 회전자와, 고정자를 포함한다. 상기 회전자는 회전부를 축방향으로 다단 구비한다. 상기 회전부는 상기 고정축에 회전가능하게 결합된 요커(Yoke)디스크와, 상기 요커디스크의 일면에 원주방향으로 복수개 고정된 자석을 구비한다. 상기 고정자는 고정부를 축방향으로 다단 구비한다. 상기 고정부는 상기 요커디스크에 대향 하도록 상기 고정축에 고정된 코어(Core)디스크와, 상기 자석에 대응하도록 상기 코어디스크의 일면에 원주방향으로 복수개 고정된 코일을 구비한다.

본 발명에 의하면 고정자 및 회전자를 축방향으로 다단 구비한 모터를 제공함으로써 모터의 출력을 높일 수 있다.

모터, 전기스쿠터, 전기자동차, 출력, 다단

Description

축 방향으로 다단 회전자 및 고정자를 구비한 모터, 그 모터를 구비한 구동장치{MOTOR HAVING ROTORS AND STATORS ACCORDING TO AXIAL AND DRIVING APPARATUS HAVING THE MOTOR}

대기오염 문제로 인한 환경의 영향과 화석연료의 고갈로 인하여 전기모터를 이용한 구동장치가 큰 주목을 받고 있다. 전기자동차의 경우 구동장치는 큰 동력원을 필요로 하지만, 전기스쿠터의 경우 상대적으로 작은 동력원을 필요로 한다. 따라서 전기모터는 전기스쿠터의 구동장치로 상용화되고 있다. 최근에는 전기자동차나 기타 다른 승물의 구동장치로도 전기모터가 사용되고 있다.

전기자동차나 전기스쿠터 등의 승물 또는 기타 장치의 구동장치로 사용되는 종래의 전기모터는 고정축과, 회전자와, 고정자와, 하우징을 구비한다. 회전자는 요크(Yoke)디스크와, 상기 요크디스크의 일면에 원주방향을 따라 결합된 자석을 포 함한다. 상기 요크디스크는 고정축에 회전가능하도록 베어링으로 결합된다. 고정자는 코어(Core)디스크와, 상기 코어디스크의 일면에 원주방향을 따라 결합된 코일을 포함한다. 상기 코어디스크는 상기 요크디스크에 대향하도록 고정축에 고정결합된다. 그리고 상기 하우징은 상기 코어디스크와, 상기 요크디스크를 수용하며 상기 고정축에 회전가능하게 베어링으로 결합된다. 또한, 상기 요크디스크는 하우징에 결합된다.

따라서 상기 코일에 전류가 흐르면 상기 코일에 발생한 자기장이 상기 자석과 상호작용하여 하우징을 회전시킨다.

전기자동차나 전기스쿠터 등의 승물 또는 기타 장치의 구동장치로 사용되는 종래의 모터는 고정자 및 회전자가 일단으로 구성되어 있었다. 종래의 전기모터는 크기에 따른 출력을 높이는데 한계가 있어서, 기존의 엔진과 동일한 출력을 내기 위해선 전기모터의 크기가 너무 커진다. 그래서 자동차의 경우와 같이 큰 동력원을 필요로 하는 구동장치의 경우 큰 출력을 내기 위해서 모터의 크기가 너무 커지므로 상용화가 어려웠다. 따라서 종래의 전기모터는 크기에 비하여 출력이 작다는 문제점이 있었다.

또한, 전기자동차나 전기스쿠터 등의 승물은 작용하는 하중이나 운행되는 도로의 경사각 등에 따라서 커다란 토크가 필요하였다. 상기의 승물에 사용되는 종래의 모터는 출력이 작으므로 토크를 크게 하기 위하여 기어를 사용하여 회전비를 조절하였다. 그러므로 토크를 크게 할 경우 속도를 높일 수가 없었다. 또한, 기어를 사용하므로 에너지 손실이 발생하였다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 출력을 높이기 위하여 축방향으로 고정자 및 회전자를 다단 구비한 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 에너지 효율을 높이기 위하여 상기 모터를 구비한 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기의 모터는 상기 고정자 및 상기 회전자를 수용하며, 상기 고정축에 회전가능하게 결합된 하우징을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이때 상기 각각의 요커디스크는 상기 하우징에 결합된다.

또한, 상기의 모터에 있어서, 상기 각각의 요커디스크는 상기 하우징에 탈착가능하게 결합된 것이 더 바람직하다.

또한, 상기의 모터에 있어서, 상기 각각의 요커디스크와 상기 코어디스크는 상기 고정축에 교대로 결합된 것이 바람직하다.

또한, 상기의 모터에 있어서, 상기 회전부는 상기 요커디스크 중 적어도 어느 하나 이상의 요커디스크의 타면에 원주방향으로 복수개 고정된 자석을 더 구비하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 고정부는 상기 요커디스크의 타면과 대향된 코어디스크의 타면에 원주방향으로 복수개 고정된 코일을 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따른 구동장치는 상기의 모터와, 상기 모터의 하우징 에 고정된 휠을 포함한다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 모터를 구비한 구동장치를 제공함으로써 기어를 사용하지 않고 토크를 크게 하여 구동장치의 에너지 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 축 방향으로 다단 회전자 및 고정자를 구비한 모터의 일 실시예의 단면도이다.

도 1에 따른 모터는 고정축(10)과, 고정자(20)와, 회전자(30)와, 하우징(40)을 포함한다.

고정자(20)는 제1고정부(21)와, 제2고정부(24)와, 제3고정부(27)를 포함한다. 제1고정부(21)는 제1코어디스크(22)와, 제1코일(22)을 포함한다. 제1코어디스크(22)는 고정축(10)에 고정결합된다. 그리고 제1코일(22)은 제1코어디스크(22)의 일면에 원주방향을 따라 복수개가 고정된다.

제2고정부(24)는 제1고정부(21)와 마찬가지로 제2코어디스크(25) 및 제2코일(26)을 포함한다. 또한, 제3고정부(27)도 제1고정부(21)와 마찬가지로 제3코어디스크(28) 및 제3코일(29)을 포함한다.

제1고정부(21), 제2고정부(24) 및 제3고정부(27)는 고정축(10)을 따라 일렬로 배치되도록 고정축(10)에 결합된다.

회전자(30)는 제1회전부(31)와, 제2회전부(34)와, 제3회전부(37)를 포함한다. 제1회전부(31)는 제1요크디스크(32)와, 제1자석(33)을 포함한다. 제1요크디스크(32)는 제1코어디스크(22)에 대향되도록 고정축(10)에 결합된다. 이때 제1요크디스크(32)는 고정축(10)에 회전가능하도록 베어링(41)으로 결합된다. 본 실시예의 경우 제1요크디스크(32)는 제1코어디스크(22)와 제2코어디스크(25)의 사이에 위치하도록 고정축(10)에 결합된다. 그리고 제1요크디스크(32)는 하우징(40)에 착탈가능하도록 볼트(43)로 결합된다. 제1자석(33)은 제1코일(22)에 대응하도록 제1요크디스크(32)의 원주방향을 따라 복수개가 고정된다. 이때 제1자석(33)은 각각의 극성이 교차하도록 제1요크디스크(32)에 고정되는 것이 바람직하다.

제2회전부(34)는 제1회전부(31)와 동일하게 제2요크디스크(35)와, 제2자석(36)을 포함한다. 그리고 제3회전부(37)도 제1회전부(31)와 동일하게 제3요크디스크(38)와, 제3자석(39)를 포함한다. 그리고 제1고정부(21), 제1회전부(31), 제2고정부(24), 제2회전부(34), 제3고정부(27), 제3회전부(37)의 순으로 고정축(10)에 고정된다.

하우징(40)은 고정자(20) 및 회전자(30)를 수용하며 고정축(10)에 회전가능 하도록 베어링(41)으로 결합된다.

상기 코일(23, 26, 29)에 전류가 공급될 경우 자기장이 발생되며, 상기 코일(23, 26, 29)에 발생된 자기장은 상기 자석(33, 36, 39)에 의하여 형성된 자기장과 상호작용되어 회전력이 발생된다. 따라서 회전자(30) 및 하우징(40)은 고정축(10)을 중심으로 회전한다. 그러므로 상기 하우징(40)을 스쿠터나 차량 등의 휠 등에 연결하여 구동원으로 사용할 수 있다.

한편, 상기 모터는 발전기로 이용될 수도 있다. 즉 상기 회전자(30)가 회전운동을 하게 되면 회전자(30)에 고정된 자석(33, 36, 39)에 의하여 상기 코일(23, 26, 29)에 유도전류가 발생된다.

도 2은 본 발명에 따른 축 방향으로 다단 회전자 및 고정자를 구비한 모터의 다른 실시예의 단면도이다.

도 2에 다른 모터는 고정축(10)과, 고정자(20)와, 회전자(30)와, 하우징(40)을 포함한다.

고정자(20)는 제1고정부(21)와, 제2고정부(24_1)를 구비한다. 제1고정부(21)는 도 1에 도시된 실시예의 제1고정부(21)와 동일하다.

제2고정부(24_1)는 제2코어디스크(25_1)와, 제2코일(26)과, 제3코일(29)를 구비한다.제2코어디스크(25_1)는 고정축(10)에 고정결합된다. 제2코일(26)은 제2코어디스크(25_1)의 일면에 원주방향을 따라 복수개가 고정된다. 그리고 제3코일(29)는 제2코어디스크(25_1)의 타면에 원주방향을 따라 복수개가 고정된다.

회전자(30)는 제1회전부(31_1)과, 제2회전부(37)을 구비한다. 제1회전 부(31_1)는 제1요크디스크(32)와, 제1자석(33)과, 제2자석(36)을 구비한다. 제1요크디스크(32)는 고정축(10)에 회전가능하게 베어링(41)으로 결합된다. 그리고 도 1에 도시된 실시예와 동일하게 제1요크디스크(32)는 하우징(40)에 볼트(43)로 결합된다. 제1자석(33)은 제1코일(23)에 대응하도록 제1요크디스크(32)의 일면에 원주방향을 따라 복수개 고정된다. 제2자석(36)은 제2코일(26)에 대응하도록 제1요크디스크(32)의 타면에 원주방향을 따라 복수개 고정된다.

제2회전부(37) 및 하우징(40)은 도 1에 도시된 실시예의 제3회전부(34) 및 하우징(40)과 동일하다.

도 3은 도 1에 도시된 모터를 구비한 구동장치의 단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 구동장치의 평면도이다.

도 3에 도시된 구동장치는 도 1에 도시된 모터(45)와, 휠(50)을 포함한다. 휠(50)은 모터(45)의 하우징(40)에 결합되고, 휠(50)의 외주에는 타이어(60)가 결합된다. 모터(45)에 전기가 공급되면, 하우징(40)이 회전하여 휠(50)이 회전하게된다. 따라서 도 3에 도시된 실시예는 전기스쿠터나 전기자동차, 기타 승물의 구동장치로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 축 방향으로 다단 회전자 및 고정자를 구비한 모터의 일 실시예의 단면도,

도 2은 본 발명에 따른 축 방향으로 다단 회전자 및 고정자를 구비한 모터의 다른 실시예의 단면도,

도 3은 도 1에 도시된 모터를 구비한 구동장치의 단면도,

도 4는 도 1에 도시된 모터를 구비한 구동장치의 평면도이다.

<도면부호의 간단한 설명>

10 : 고정축 20 : 고정자

21 : 제1고정부 22 : 제1코어디스크

23 : 제1코일 24 : 제2고정부

25 : 제2코어디스크 26 : 제2코일

27 : 제3고정부 28 : 제3코어디스크

29 : 제3코일 30 : 회전자

31 : 제1회전부 32 : 제1요크디스크

33 : 제1자석 34 : 제2회전부

35 : 제2요크디스크 36 : 제2자석

37 : 제3회전부 38 : 제3요크디스크

39 : 제3자석 40 : 하우징

50 : 휠 60 : 타이어

Claims

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 코어디스크의 일면에 원주방향으로 복수개 고정된 코일을 구비한 고정부를 축방향으로 다단 구비한 고정자를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,

상기 고정자 및 상기 회전자를 수용하며, 상기 고정축에 회전가능하게 결합된 하우징을 더 포함하며,

상기 각각의 요커디스크는 상기 하우징에 결합된 것을 특징으로 하는 모터.
제2항에 있어서,

상기 각각의 요커디스크는 상기 하우징에 탈착가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 모터.
제3항에 있어서,

상기 각각의 요커디스크와 상기 코어디스크는 상기 고정축에 교대로 결합된 것을 특징으로 하는 모터.
제4항에 있어서,

상기 회전부는 상기 요커디스크 중 적어도 어느 하나 이상의 요커디스크의 타면에 원주방향으로 복수개 고정된 자석을 더 구비하며,

상기 고정부는 상기 요커디스크의 타면과 대향된 코어디스크의 타면에 원주방향으로 복수개 고정된 코일을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항의 모터와,

상기 모터의 하우징에 고정된 휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동장치.