KR101305423B1

KR101305423B1 - 조립식 모터

Info

Publication number: KR101305423B1
Application number: KR1020110007752A
Authority: KR
Inventors: 김연태
Original assignee: 김연태
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2013-09-06
Also published as: KR20120086494A

Abstract

조립식 모터에 있어서, 바(bar) 형상의 몸체를 가져 권선코일이 그 둘레에 감길 수 있도록 형성되는 하나 이상의 회전자 블록, 외측 둘레를 따라 상기 회전자 블록과 결합하기 위한 하나 이상의 요홈이 형성된 연결 블록 및 상기 권선코일과 전기적으로 접속하여 전류를 공급하는 정류자 블록을 포함하되, 상기 회전자 블록은 양단에 형성된 제 1 및 제 2 체결부를 포함하고, 상기 제 1 체결부는 상기 요홈에 분리 가능하도록 끼워 맞춤 결합되는 조립식 모터를 제공한다.

Description

조립식 모터 {PREFABRICATED MOTOR}

본 발명은 조립식 모터에 관한 것이다.

일반적으로 직류 모터는 정류자 모터, 브러시 부착형 모터라고도 하며, 고정자로 자석을 사용하고, 회전자로 코일을 사용하며, 코일 측으로 전원을 공급하도록 회전자의 정류자에 접하는 브러쉬를 갖추어 상기 회전자의 코일에 흐르는 전류의 방향을 전환함으로써 자력의 반발, 흡인력을 이용하여 회전력을 생성시킨다.

이러한 직류 모터는 교류 모터의 속도제어법의 진보와 브러시리스(brushless) 직류 모터의 등장으로 인해 그 적용분야가 축소되고 있는 실정이지만, 초기 구동력 및 회전력이 강하며, 제어가 용이하고, 구조의 단순하며, 가격이 저렴하기 때문에, 현재에도 널리 이용되고 있다.

한편, 직류 모터의 구조 및 원리에 대해서는 초중고등학교 교과 과정에 수록되어 있으며, 실제 모터를 이용하여 실습하기도 한다. 그러나, 시중에서 일반적으로 유통되는 모터는 소형 패키지화 되어 있어서, 분리 해체하지 않으면 그 내부 구성을 유관상 확인할 수 없다. 따라서, 이론적으로 배우는 모터의 원리 즉, 전기 에너지가 기계 에너지로 변환되는 양상을 직관적으로 이해하기 어려우며, 모터의 각 구성이 유기적으로 동작하는 메커니즘을 학습하기 어려운 점이 있었다.

따라서, 교육 목적의 과학 교구용 모터에 대한 필요성이 있었으며, 특히 각 구성의 조립 및 분리가 용이한 모터의 필요가 있었다.

본 발명은 전술한 필요에 의한 것으로, 각 구성이 분리 및 결합이 용이한 조립식 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 조립식 모터는, 바(bar) 형상의 몸체를 가져 권선코일이 그 둘레에 감길 수 있도록 형성되는 하나 이상의 회전자 블록, 외측 둘레를 따라 상기 회전자 블록과 결합하기 위한 하나 이상의 요홈이 형성된 연결 블록 및 상기 권선코일과 전기적으로 접속하여 전류를 공급하는 정류자 블록을 포함하되, 상기 회전자 블록은 양단에 형성된 제 1 및 제 2 체결부를 포함하고, 상기 제 1 체결부는 상기 요홈에 분리 가능하도록 끼워 맞춤 결합된다.

또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 조립식 모터는, 바(bar) 형상의 몸체를 가져 권선코일이 그 둘레에 감길 수 있도록 형성되는 하나 이상의 회전자 블록, 외측 둘레를 따라 상기 회전자 블록과 결합하기 위한 하나 이상의 요홈이 형성된 연결 블록, 상기 연결 블록의 중심을 관통하여 결합되는 회전축 블록, 상기 권선코일과 전기적으로 접속하여 전류를 공급하는 정류자 블록 및 상기 정류자 블록에 결합되고, 상기 회전자 블록의 회전에 따라 상기 권선코일에 공급하는 전류의 방향을 반대로 전환시키는 브러시 블록을 포함하되, 상기 회전자 블록은 양단에 형성된 제 1 및 제 2 체결부를 포함하고, 상기 제 1 체결부는 상기 요홈에 분리 가능하도록 끼워 맞춤 결합된다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 각 하위 구성은 블록 형태로 형성되어, 분리 및 결합이 용이하다는 장점이 있다.

또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 회전자 블록과 연결 블록이 결합되면 삽입 방향인 측면 방향을 통해서는 이탈될 수 있으나, 다른 방향 예컨대 연결 블록의 외측 방향으로는 이탈될 수 없다. 그 결과, 결합 후 회전 운동 하여도 회전자 블록의 결합이 유지될 수 있다는 장점이 있다.

또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 분리 해체하지 않고도 유관상 모터 내부 구성 및 동작 메커니즘을 확인할 수 있으므로, 교육용 도구로서 적합하게 사용될 수 있다.

또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 권선코일이 회전자 블록의 몸체로부터 이탈되지 않도록 유지될 수 있으며, 그 결과 더 많은 권선코일을 회전자 블록에 감을 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조립식 모터를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전자 블록, 연결 블록 및 제 1 연결 보조 블록의 결합을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정류자 블록, 브러시 블록 및 제 2 연결 보조 블록의 결합을 나타내기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 블록, 전단 지지 블록 및 후단 지지 블록의 결합을 나타내기 위한 도면이다
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 조립식 모터를 도시한 사시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조립식 모터를 도시한 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 조립식 모터(10)는 회전자 블록(100), 연결 블록(200), 제 1 연결 보조 블록(300), 정류자 블록(400), 브러시 블록(500), 제 2 연결 보조 블록(600), 회전축 블록(700), 고정자 블록(800, 850), 전단 지지 블록(900) 및 후단 지지 블록(950)을 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 조립식 모터(10)는 각 하위 구성요소가 블록 형태로 형성될 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 조립식 모터(10)는 나사 결합에 의하지 않고 분리 가능하도록 서로 끼워 맞춤 결합될 수 있다.

본 실시예에 따른 조립식 모터(10)는 각 하위 블록들의 결합에 의해 형성되므로, 하기에서 도 2 내지 도 4를 참조하여 각 블록들의 결합 과정을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전자 블록, 연결 블록 및 제 1 연결 보조 블록의 결합을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 회전자 블록(100)은 바 형상의 몸체를 가지며, 권선코일(110)이 회전자 블록(100)의 둘레에 감길 수 있도록 형성된다. 권선코일(110)은 도전성 코일로서 회전자 블록(100)의 길이 방향을 따라 몸체를 둘러싼다.

회전자 블록(100)은 양단에 형성된 체결부(120, 130)를 포함한다. 체결부(120, 130)의 적어도 하나는 외측 방향으로 갈수록 단면이 증가하도록 형성된다. 이와 같은 체결부(120, 130)의 형상에 의해 회전자 블록(100)이 연결 블록(200)에 결합된 후 회전 운동하여도 이탈되지 않고 결합을 유지할 수 있다. 또한, 체결부(120)는 권선코일(110)이 회전자 블록(100)의 몸체로부터 이탈되지 않도록 유지될 수 있다. 그 결과, 더 많은 권선코일(110)을 회전자 블록(100)에 감을 수 있다. 참고로, 체결부(120, 130)는 서로 동일한 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

연결 블록(200)은 회전자 블록(100)과 결합되며, 외측 둘레를 따라 형성된 하나 이상의 요홈(210)을 포함한다. 복수의 요홈(210)은 연결 블록(200)의 외측에 소정 간격을 두고 형성될 수 있으며, 요홈(210)을 통해 회전자 블록(100)과 결합할 수 있다. 특히, 회전자 블록(100)은 요홈(210)에 분리 가능하도록 끼워 맞춤 체결될 수 있다. 연결 블록(200)의 요홈(210)은 내측 방향으로 갈수록 단면이 증가한다. 이는 요홈(210)과 체결부(120)의 형상이 서로 대응되기 때문이다. 또한, 연결 블록(200)의 외측 둘레에는 요홈(210)의 형성에 의한 돌출부(220)가 형성될 수 있다.

회전자 블록(100)은 연결 블록(200)의 측면 방향으로 삽입 결합된다. 회전자 블록(100)의 일측 체결부(120)와 연결 블록(200)의 일 요홈(210)이 결합되면 삽입 방향인 측면 방향을 통해서는 이탈될 수 있으나, 다른 방향 예컨대 연결 블록(200)의 외측 방향으로는 이탈될 수 없다. 그 결과, 결합 후 회전 운동 하여도 회전자 블록(100)의 결합이 유지될 수 있다는 장점이 있다.

한편, 회전자 블록(100)의 타측 체결부(130)는 도 2에서 나타낸 바와 같이 체결부 보조 캡(140)과 결합될 수 있다. 이 경우, 권선코일(110)이 회전자 블록(100)의 몸체로부터 이탈되지 않도록 유지될 수 있으며, 그 결과 더 많은 권선코일(110)을 회전자 블록(100)에 감을 수 있다는 장점이 있다.

연결 블록(200)은 내부가 연통되도록 형성된 연통부(230)를 포함한다. 연결 블록(200)은 연통부(230)를 통해 제 1 연결 보조 블록(300) 및 회전축 블록(700)과 결합할 수 있다. 또한, 연결 블록(200)은 일측 둘레를 따라 형성된 복수의 수납홈(240)을 포함한다. 수납홈(240)은 연결 블록(200)의 내측 면에 소정 길이로 형성된다. 참고로, 수납홈(240)의 길이는 연통부(230)의 길이보다 짧을 수 있다.

제 1 연결 보조 블록(300)은 연결 블록(200)의 연통부(230)에 삽입 고정된다. 특히, 제 1 연결 보조 블록(300)은 수납홈(240)과 대응되는 요철부(310)를 통해 결합한다. 요철부(310)는 복수 개로 구비되어 제 1 연결 보조 블록(300)의 일측 둘레를 따라 형성될 수 있다. 또한, 제 1 연결 보조 블록(300)은 내부가 연통되도록 연통홀(320)를 포함할 수 있으며, 연통홀(320)를 통해 제 1 연결 보조 블록(300)은 회전축 블록(700)과 결합할 수 있다. 따라서, 제 1 연결 보조 블록(300)의 연통홀(320)의 단면은 회전축 블록(700)과 동일한 단면 예컨대 `

` 모양의 단면을 가질 수 있다. 이 경우, 연결 블록(200)의 회전에 의해 회전축 블록(700)이 구동될 수 있다.

본 실시예에 따른 조립식 모터(10)는 2개의 회전자 블록(100)과 6개의 요홈(210)을 포함하는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 임의의 개수의 회전자 블록(100) 및 요홈(210)을 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 회전자 블록(100)과 연결 블록(200)의 요홈(210)은 복수 개로 구비되고, 회전자 블록(100)은 연결 블록(200)의 요홈(210) 중 적어도 일부에 선택적으로 결합될 수 있다. 이 경우, 회전자 블록(100)은 회전자 블록(100) 간에 동일 각도를 갖도록 결합될 수 있다. 구체적으로, 회전자 블록(100)이 2개로 구비되면 180도, 3개로 구비되면 120도, 4개로 구비되면 90도의 각도를 갖도록 결합될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정류자 블록, 브러시 블록 및 제 2 연결 보조 블록의 결합을 나타내기 위한 도면이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 정류자 블록(400)은 회전자 블록(100)의 권선코일(110)과 전기적으로 접속하여 전원을 공급한다. 정류자 블록(400)은 연결 블록(200)과 소정 간격을 두고 배치되고 일측에 회전축 블록(700)이 삽입되기 위한 홀을 포함한다.

구체적으로 정류자 블록(400)은 전극부(410), 전극 지지부(420), 본체부(440) 및 결합부(450)를 포함한다. 전극부(410)는 회전자 블록(100)에 감긴 권선코일(110)에 연결되며, 회전자 블록(100)의 개수와 동일한 개수로 구비될 수 있다. 전극 지지부(420)는 전극부(410)를 실장할 수 있으며, 전극부(410) 간의 단락을 방지하기 위해 절연성 재료로 구비될 수 있다. 전극부(410)는 전극 지지부(420)에 의해 상단의 소정 부분만 외측으로 노출될 수 있다.

전극 지지부(420) 외측으로 소정 가량 돌출된 전극부(410) 상단에는 회전자 블록(100)의 권선코일(110)에 접속되기 위한 전선이 접속될 수 있다. 회전자 블록(100)이 회전하면 정류자 블록(400)도 동일한 속도로 회전하므로, 회전자 블록(100)의 권선코일(110)과 정류자 블록(400)의 전극부(410) 간에 연결된 전선은 엉키지 않고 연결상태를 유지할 수 있다.

전극 지지부(420)의 중심부에는 내부가 연통되도록 연통부가 형성되고, 연통부를 통해 결합부(450)가 돌출된다. 결합부(450)는 전극 지지부(420)의 일측에 소정 가량 돌출되고, 제 2 연결 보조 블록(600) 및 회전축 블록(700)이 연결된다. 결합부(450)의 일측에는 제 2 연결 보조 블록(600)이 결합되기 위한 요철부가 형성된다. 전극 지지부(420)의 타측에는 본체부(440)가 결합된다. 본체부(440)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시킬 수 있는 수단을 포함할 수 있다. 또한, 본체부(440)는 중심부가 비어있는 원통형으로 형성되어 내측에는 회전축 블록(700)이 연결되고 외측에는 브러시 블록(500)이 결합될 수 있다.

정류자 블록(400)의 타측에는 브러시 블록(500)이 결합된다. 브러시 블록(500)은 정류자 블록(400)의 단자 역할을 하고, 특히 회전자 블록(100)의 회전에 따라 상기 권선코일(110)에 공급하는 전류의 방향을 반대로 전환시킬 수 있다. 브러시 블록(500)은 외부 전원의 양극, 음극에 각각 전기적으로 연결되도록 한쌍의 브러시 부재(522, 524)를 포함한다.

브러시 부재(520)는 브러시 블록(500)의 일측에 형성된 슬롯(510)에 삽입 체결될 수 있다. 브러시 부재(520)의 상단부에는 각각 외부 전원 및 정류자 블록(400)를 전기적으로 연결할 수 있는 전선이 연결될 수 있다. 브러시 블록(500)은 브러시 부재(520)가 서로 단락되지 않도록 절연성 재료로 구비될 수 있으며, 정류자 블록(400)의 본체부(440)와 결합할 수 있도록 중심에 삽입홀(530)을 포함할 수 있다.

제 2 연결 보조 블록(600)은 정류자 블록(400)의 결합부(450)와 분리 가능하도록 결합된다. 특히, 제 2 연결 보조 블록(600)의 요철부(610)는 결합부(450)에 끼워 맞춤 결합된다. 제 2 연결 보조 블록(600)의 요철부(610)는 결합부(450)의 요철과 동일한 개수의 요철을 구비할 수 있으며, 복수의 요철부(610)는 제 2 연결 보조 블록(600)일측 둘레를 따라 소정 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 제 2 연결 보조 블록(600)은 내부가 연통되도록 연통홀(620)를 포함할 수 있으며, 연통홀(620)를 통해 제 2 연결 보조 블록(600)은 회전축 블록(700)과 결합할 수 있다. 따라서, 제 2 연결 보조 블록(600)의 연통홀(620)의 단면은 회전축 블록(700)과 동일한 단면을 가질 수 있다. 또한, 제 2 연결 보조 블록(600)은 제 1 연결 보조 블록(300)과 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 블록, 전단 지지 블록 및 후단 지지 블록의 결합을 나타내기 위한 도면이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 고정자 블록(800, 850)은 회전자 블록(100) 및 연결 블록(200) 외측에 소정 거리를 두고 서로 대면하도록 배치된다. 각 고정자 블록(800, 850)은 고정 부재(810, 860) 및 자석(820, 870)을 포함한다. 자석(820, 870)은 대칭적인 양극인 N극과 S극으로 하나씩 구비되어 각 고정 부재(810, 860)에 하나씩 삽입된다. 고정 부재(810, 860)는 자석(820, 870)을 지지 고정하기 위한 홈을 포함할 수 있다. 회전자 블록(100) 양 측에 배치된 자석(820, 870)은 회전자 블록(100)의 권선코일(110)에 자기장을 인가한다. 자석(820, 870)에 의해 생성된 자기장은 권선코일(110)에 흐르는 전류에 의해 유도된 자기장과 반응하여 회전축 블록(700)을 구동할 수 있다. 이와 관련해서는 하기에서 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

전단 지지 블록(900) 및 후단 지지 블록(950)은 각 고정자 블록(800, 850)의 양 단에 결합되어 조립식 모터(10)의 전체적인 외형 프레임을 형성한다.

전단 지지 블록(900)은 두 개의 회전자 블록(910, 915), 하나의 연결 블록(920) 및 두 개의 슬롯 결합부(930, 935)를 포함할 수 있다. 회전자 블록(910, 915)의 일단은 각각 연결 블록(920)의 외측에 형성된 요홈(210)의 일부에 선택적으로 결합된다. 회전자 블록(910, 915)의 타단은 각각 슬롯 결합부(930, 935)에 결합될 수 있다. 회전자 블록(910, 915)과 연결 블록(920)의 결합에 대해서는 상기에서 상세히 설명하였으며, 회전자 블록(910, 915)과 슬롯 결합부(930, 935)도 동일한 방식으로 결합될 수 있다. 다만, 전단 지지 블록(900)의 회전자 블록(910, 915)은 조립식 모터(10)의 중심에 배치되어 회전하는 회전자 블록(100)과 달리 권선코일(110)을 포함하지 않는다.

슬롯 결합부(930, 935)는 슬롯이 각각 2개씩 형성되며, 각 슬롯은 소정 각도로 배치될 수 있다. 일측 슬롯이 회전자 블록(910, 915)과 결합된다면, 타측 슬롯은 고정자 블록(800, 850)과 결합될 수 있다.

후단 지지 블록(950)은 전단 지지 블록(900)과 동일하게 구성될 수 있으며, 구체적으로 두 개의 회전자 블록(960, 965), 하나의 연결 블록(970) 및 두 개의 슬롯 결합부(980, 985)를 포함할 수 있다. 두 개의 회전자 블록(960, 965)은 연결 블록(970)의 요홈과 슬롯 결합부(980, 985)에 각각 결합되고, 슬롯 결합부(980, 985)는 고정자 블록(800, 850)에 각각 결합된다. 후단 지지 블록(950)의 회전자 블록(960, 965)도 전단 지지 블록(900)의 회전자 블록(960, 965)과 동일하게 권선코일(110)을 포함하지 않는다.

또한, 후단 지지 블록(950)의 회전자 블록(960, 965)과 연결 블록(970)은 브러시 블록(500) 측에 결합될 수 있다. 브러시 블록(500)의 일 측에는 회전자 블록(960, 965) 및 연결 블록(970)이 끼워 맞춤 체결 될 수 있는 실장 구조를 포함할 수 있다. 후단 지지 블록(950)과 브러시 블록(500)의 결합을 통해 조립식 모터(10)의 모든 블록이 서로 연결될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 회전축 블록(700)은 전단 지지 블록(900), 제 1 연결 보조 블록(300), 연결 블록(200), 제 2 연결 보조 블록(600), 정류자 블록(400), 브러시 블록(500), 후단 지지 블록(950)을 차례로 관통하도록 배치된다. 회전축 블록(700)은 제 1 연결 보조 블록(300) 및 제 2 연결 보조 블록(600)의 연통홀(320, 620)에 직접 결합됨으로써, 연결 블록(200)과 정류자 블록(400)과 결합되고, 정류자 블록(400)과 결합된 브러시 블록(500)과도 간접적으로 결합된다. 한편, 전단 지지 블록(900)의 연결 블록(920) 및 후단 지지 블록(950)의 연결 블록(970)에 대해서는 중심부를 통과하되 물리적으로 결합되지는 않는다. 그 결과, 회전자 블록(100), 연결 블록(200), 제 1 연결 보조 블록(300), 정류자 블록(400), 브러시 블록(500) 및 제 2 연결 보조 블록(600)은 회전축 블록(700)과 동일한 속도로 회전할 수 있다.

한편, 회전축 블록(700)은 길이 방향을 따라 `

` 모양의 단면을 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 조립식 모터를 도시한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 조립식 모터(10)는 회전자 블록(100), 연결 블록(200), 제 1 연결 보조 블록(300), 정류자 블록(400), 브러시 블록(500), 제 2 연결 보조 블록(600), 회전축 블록(700), 고정자 블록(800, 850), 전단 지지 블록(900) 및 후단 지지 블록(950)을 포함한다.

조립식 모터(10)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 각 블록의 결합을 통해 도 5와 같이 완성된 형태의 조립식 모터(10)를 형성할 수 있다.

브러시 블록(500)의 브러시 부재(520)는 외부 전원과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받아 정류자 블록(400)의 전극부(410)로 각각 전원을 전달한다. 전극부(410)는 브러시 블록(500)으로부터 공급받은 전원을 회전자 블록(100)을 둘러싼 권선코일(110)에 전달한다. 정류자 블록(400)은 교류 전원을 직류 전원으로 변환시킬 수 있다.

권선코일(110)에 전류가 흐르면 권선코일(110) 내부에는 자기장이 생기고, 회전자 블록(100)의 양 단은 각각 N극과 S극으로 자기 유도가 된다. 만약, 일 회전자 블록(100)의 외측 단부가 N극으로 유도되고, 일 회전자 블록(100)에 가까운 자석이 N극인 경우, 회전자 블록(100)은 자석과의 척력에 의해 회전하게 된다. 이 경우, 타측 회전자 블록(100)의 외측 단부는 S극으로 유도되고, 타측 회전자 블록(100)에 가까운 자석이 S극인 경우, 더 큰 회전력을 획득할 수 있다.

회전자 블록(100)이 반바퀴 회전하여 반대 극성을 갖는 자석과 가까이 배치되면, 각 회전자 블록(100)은 다른 극성을 갖는 자석과 가까이 위치하게 되므로 인력이 작용한다. 이는 각 회전자 블록(100)의 회전을 방해하므로 극성을 바꾸어줄 필요가 있다. 따라서, 정류자 블록(400) 및 브러시 블록(500)는 권선코일(110)에 흐르는 전류의 방향을 바꾸어준다. 그 결과 회전자 블록(100)은 가까이 다시 각 자석과의 척력 작용에 의해 회전력을 획득할 수 있다. 이러한 과정은 반복되면서 회전자 블록(100)은 계속 회전할 수 있으며, 회전자 블록(100)과 결합된 연결 블록(200), 제 1 연결 보조 블록(300), 회전축 블록(700), 정류자 블록(400) 및 브러시 블록(500)에 회전력이 전달된다. 조립식 모터(10)는 이상에서 상술한 바와 같이 모터로서 동작할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 조립식 모터(10)의 각 블록, 즉 회전자 블록(100), 연결 블록(200), 회전축 블록(700), 정류자 블록(400), 브러시 블록(500), 고정자 블록(800, 850) 및 지지 블록은 서로 분리 가능하도록 끼워 맞춤 결합될 수 있다. 그 결과, 각 블록의 분리와 결합이 쉽고 간편하다는 장점이 있다.

시중에서 일반적으로 유통되는 모터는 소형 패키지화 되어있어서 그 내부 구성을 알 수 없다. 그 결과, 모터가 작동하는 원리 즉, 전기 에너지가 기계 에너지로 변환되는 양상을 직관적으로 이해하고 학습하기 어려운 점이 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 조립식 모터(10)는 각 하위 구성이 블록 형태로 형성되고 각 블록의 결합을 통해 모터 내부 구성 및 동작 메커니즘을 확인할 수 있으므로, 교육용 도구로서 적합하게 사용될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 조립식 모터
100: 회전자 블록 110: 권선코일
120, 130: 체결부 140: 체결부 보조 캡
200: 연결 블록 210: 요홈
220: 돌출부 230: 연통부
240: 수납홈 300: 제 1 연결 보조 블록
310: 요철부 320: 연통홀
400: 정류자 블록 410: 전극부
420: 전극 지지부 440: 본체부
450: 결합부 500: 브러시 블록
510: 슬롯 520: 브러시 부재
530: 삽입홀 600: 제 2 연결 보조 블록
610: 요철부 620: 연통홀
700: 회전축 블록 800, 850: 고정자 블록
900: 전단 지지 블록 950: 후단 지지 블록

Claims

조립식 모터에 있어서,
바(bar) 형상의 몸체를 가져 권선코일이 그 둘레에 감겨지며, 양단에 제 1 및 제 2 체결부가 형성되어 있는 하나 이상의 회전자 블록과;
상기 회전자 블록의 제 1 체결부가 분리 가능하게 끼워 맞춤 결합되는 하나 이상의 요홈이 외측 둘레를 따라 형성되고, 내부가 연통되도록 형성된 연통부를 구비하는 연결 블록과;
상기 권선코일과 전기적으로 접속하여 전류를 공급하는 정류자 블록과;
상기 연결 블록의 연통부에 삽입 고정되는 연결 보조 블록 및;
상기 연결 보조 블록의 중심을 관통하여 끼워 맞춤 결합되어 상기 연결 블록의 회전에 의해 구동되는 회전축 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 체결부는 외측 방향으로 갈수록 단면이 증가하도록 형성되고,
상기 요홈은 내측 방향으로 갈수록 단면이 증가하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 체결부 및 상기 제 2 체결부는 동일한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 체결부에 분리 가능하도록 끼워 맞춤 결합되어 상기 권선코일의 이탈을 방지하는 체결부 보조 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 회전자 블록과 상기 요홈은 복수 개로 구비되고,
상기 회전자 블록은 상기 요홈 중 적어도 일부에 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 5 항에 있어서,
상기 회전자 블록은 상기 회전자 블록 간에 동일 각도를 갖도록 상기 요홈에 결합되는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 연결 보조 블록은 일측 둘레를 따라 형성된 복수의 요철부를 포함하고,
상기 연결 블록은 내측 둘레를 따라 상기 요철부와 결합하기 위한 복수의 수납홈이 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 회전축 블록은 길이 방향을 따라 `
` 모양의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
조립식 모터에 있어서,
바(bar) 형상의 몸체를 가져 권선코일이 그 둘레에 감겨지며, 양단에 제 1 및 제 2 체결부가 형성되어 있는 하나 이상의 회전자 블록과;
상기 회전자 블록의 제 1 체결부가 분리 가능하게 끼워 맞춤 결합되는 하나 이상의 요홈이 외측 둘레를 따라 형성되고, 내부가 연통되도록 형성된 연통부를 구비하는 연결 블록과;
상기 연결 블록의 연통부에 삽입 고정되는 연결 보조 블록과;
상기 연결 보조 블록의 중심을 관통하여 끼워 맞춤 결합되어 상기 연결 블록의 회전에 의해 구동되는 회전축 블록과;
상기 권선코일과 전기적으로 접속하여 전류를 공급하는 정류자 블록 및;
상기 정류자 블록에 결합되고, 상기 회전자 블록의 회전에 따라 상기 권선코일에 공급하는 전류의 방향을 반대로 전환시키는 브러시 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 체결부는 외측 방향으로 갈수록 단면이 증가하도록 형성되고,
상기 요홈은 내측 방향으로 갈수록 단면이 증가하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 10 항에 있어서,
상기 회전자 블록과 상기 요홈은 복수 개로 구비되고,
상기 회전자 블록은 상기 요홈 중 적어도 일부에 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 12 항에 있어서,
상기 회전자 블록은 상기 회전자 블록 간에 동일 각도를 갖도록 상기 요홈에 결합되는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
삭제
삭제
제 10 항에 있어서,
대칭적인 양극의 자기장을 생성하는 자석을 포함하고, 상기 양극은 서로 마주보게 형성된 고정자 블록을 더 포함하되,
상기 회전자 블록은 상기 양극 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 16 항에 있어서,
상기 고정자 블록 및 상기 브러시 블록에 각각 결합되는 지지 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.
제 17 항에 있어서,
상기 회전자 블록, 상기 연결 블록, 상기 회전축 블록, 상기 정류자 블록, 브러시 블록, 상기 고정자 블록 및 상기 지지 블록은 서로 분리 가능하도록 끼워 맞춤 결합되는 것을 특징으로 하는 조립식 모터.