KR100304862B1 - Ｐｍ형 스테핑 모터의 코어구조 및 조립방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소형의 구조인 PM형 스테핑 모터의 코어구조 및 그 조립방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 소형ㆍ박형의 구조를 갖는 모터의 제작시 공간상의 부족으로 갖게 되는 권선의 어려움을 보완 할 수 있는 코어의 구조 및 그 조립방법에 관한 것이다.
본 발명의 스테이터 코어(11)는 3개의 E자형의 돌출부로 구성되며 코어의 중앙스테이터 치(11a)에는 코일(12)이 장착되며, 좌스테이터 치(11b)의 말단은 중심부가 볼록한 형태의 접합부(15)와, 우스테이터 치(11c)의 말단은 오목한 형태로서 분할형의 3상 스테이터 코어를 접합할 때 좌,우스테이터 치가 상호 접합될 수 있는 구조로서 분할형인 3상의 스테이터 코어 구조를 가지고 있다. 중앙스테이터 치 (11a)의 말단은 오목형으로써, 3상의 중앙 스테이터가 원형의 회전자(13)를 중심으로 감싸는 형태로서 코일(12)을 먼저 중앙스테이터 치(11a)에 장착하고 용이하게 조립할 수 있다. 분할된 스테이터 코어를 삽입하여 접합할 수 있으므로 용접이나 보조물이 불필요하다.

Description

ＰＭ형 스테핑 모터의 코어구조 및 조립방법 {Stator Core structure and Assembling Method of PM type Stepping Motor}
본 발명은 소형의 구조인 PM형 스테핑 모터의 코어구조에 관한 것이다. 보다 상세하게는 소형ㆍ박형의 구조를 갖는 모터의 제작시 공간상의 부족으로 갖게 되는 권선의 어려움을 보완 할 수 있는 코어의 구조 및 그 조립방법에 관한 것이다.
일반적으로 스테핑 모터는 다른 모터에 비하여 속도 및 위치 제어의 정밀도가 높아 정밀 메카니즘에 많은 응용이 되어지고 있다. 특히, 정밀 계측기 구동용의 소형 스테핑 모터는 저전력을 이용한 정밀제어 성능이 우수하고, 가격적으로 저렴한 제작이 가능함으로 그 수요가 증대되고 있다. 최근에는 모터를 포함한 응용 메카니즘이 소형화 및 저가격화를 통한 경쟁의 추세로써 그 핵심 구동원인 소형 스테핑 모터의 소형ㆍ박형의 설계 기술 및 다량생산을 위한 제작기법은 중요성이 매우 높다.
종래의 PM형 스테핑 모터는 자속의 경로가 되는 스테이터 코어, 전류를 흘려 주기 위한 코일 및 회전자인 영구자석으로 구성되어 있다. 최근에는 소형 스테핑 모터의 협소한 공간내에서 권선을 해야 하는 어려움을 피하고자 단방향 권선을 할 수 있도록 코어의 형상을 여러 가지 형상으로 제안하고 있다. 그러나, 대부분의 경우 단방향으로 권선 할 수 있는 반면에 코어(core) 금형이 2조 이상 필요하며 스테이터 코어와 보빈 코어의 조립시 서로 겹치는 구조를 취하므로 박형 구조의 모터에 있어서 모터 높이가 증가하게 되고, 또한 받침대 등의 부수적인 지지물이 필요한경우가 많아 용접 등으로 인한 제작상의 번거로운 단점이 있다.
일반적으로 도 1과 같이 종래의 3상 PM형 스테핑 모터는 자속의 경로가 되는 스테이터 코어(20), 전류를 흘려주기 위한 코일(21), 그리고 영구자석의 회전자 (22)로 구성된다. 즉, 코일을 통하여 전기적인 입력을 받아 기계적인 회전력을 얻을 수 있는 에너지 변환 시스템이다. 도 1에서 제시한 모터는 총 넓이가 약 20mm 이하의 소형 스테핑 모터로써 자동차 계기용에 사용이 되어지고 있는 모터이다. 제시한 모터는 단방향 권선이 불가능한 슬롯을 가지는 일반적인 모터에 비하여 제작상의 간단성을 기하고자 단방향 권선이 가능 하도록 설계가 되어 있으며, 권선을 한 보빈(23)을 스테이터에 볼트로 채결을 하는 형태로 되어져 있다. 또한, 정확하고 미소한 슬롯폭을 유지 할 수 있도록 받침대를 용접하여 본체를 지지하는 형태를 취하고 있다. 한편 본 발명과 관련된 종래기술로서 USP 4,782, 353 및 USP 5,130,594호 등이 있으나 본 발명과는 기술적 구성이 다른 것이다.
본 발명은 종래의 소형의 3상 PM형 스테핑 모터가 공간상의 부족으로 갖게 되는 권선의 어려움을 보완 할 수 있는 코어의 구조 및 그 조립방법을 제공하여 소형 및 박형의 스테핑 모터의 제작이 가능하게 하는데 목적이 있다.
도 1은 종래의 3상 소형 스테핑 모터의 구성상태도이다.
도 2a는 개선된 3상 분할형 코어를 갖는 PM형 스테핑 모터의 구성상태도이다.
도 2b는 분할된 E형 스테이터 코어를 나타낸 것이다.
＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞
11: 스테이터 코어 11a: 중앙 스테이터치
11b: 좌스테이터 치 11c: 우스테이터 치
12: 코일 13: 회전자
14: 볼트 홀 15: 접합부
본 발명의 스테이터 코어(11)는 E자형의 중앙스테이터 치(11a), 좌스테이터치(11b) 및 우스테이터 치(11c)인 세 개의 돌출부로 구성되며 코어의 중앙스테이터 치(11a)에는 코일(12)이 장착되며, 좌스테이터 치(11b)의 말단은 중심부가 볼록한 형태의 접합부(15)와, 우스테이터 치(11c)의 말단은 오목한 형태로서 분할형의 3상 스테이터 코어를 접합할 때 좌,우스테이터 치가 상호 접합될 수 있는 구조로서 분할형인 3상의 스테이터 코어 구조를 가지고 있다. 중앙스테이터 치(11a)의 말단은 오목형으로써, 3상의 중앙스테이터가 원형의 회전자(13)를 중심으로 감싸는 형태로서 코일(12)을 먼저 중앙스테이터 치(11a)에 장착하고 조립할 수 있으므로 조립이 용이하고, 분할된 스테이터 코어(11)를 접합부(15)로 접합할 수 있으므로 용접이나 보조물이 불필요하며, 슬롯부로 인하여 단방향으로 코일을 삽입하여 넣을 수 있다.
＜ 조립예 ＞
3상으로 분할된 스테이터 코어(11)의 중앙스테이터 치(11a)에 코일(12)을 삽입하고, 나머지 2개의 스테이터 코어(11)도 상기와 동일하게 중앙스테이터 치에 코일을 삽입한다. 원형의 회전자(13)를 중심으로 스테이터 코어(11)의 중앙 스테이터 치(11a)를 밀착된 상태로 정렬하고 3곳의 접합부(15)를 연결한 후 3개의 볼트 홀(14)에 볼트를 체결한다.
본 발명의 영구자석형 소형 스테핑 모터는 제작이 용이하고, 모터의 동작 특성을 유지 할 수 있으며, 동일한 형상의 분할형 스테이터 코어 구조를 갖게 됨으로써 하나의 금형으로 제작하므로 금형비용이 절감되고, 모터 중심부가 협소하여 코일을 끼우는 데 어려움이 많았으나 미리 코일을 스테이터에 삽입한 후 모터를 조립할 수 있으므로 조립작업이 간편하다.

Claims (5)

  1. 스테핑 모터의 코어 구조에 있어서, E자형 스테이터 코어(11)의 중앙스테이터 치(11a)에 코일(12)이 장착되는 구조와, 좌스테이터 치(11b)와 타방의 우스테이터(11c)가 결합되는 구조의 접합부(15)와, 3상의 스테이터 코어(11)의 중앙스테이터 치(11a) 말단이 원형의 회전자(13)를 중심으로 감싸는 형태의 구조와, 이들 3개의 중앙스테이터 치(11a)가 회전자(13)를 감싸는 사이에는 3개의 슬롯부가 형성되는 구조와, 3상의 E자형 스테이터 코어(11)를 고정하는 볼트 홀(14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 PM형 스테핑 모터의 코어 구조.
  2. 제 1항에 있어서, E자형 스테이터 코어는 중앙스테이터 치(11a), 좌스테이터 치(11b) 및 우스테이터 치(11c)인 세 개의 돌출부로 구성되는 것을 특징으로 PM형 스테핑 모터의 코어 구조.
  3. 제 2항에 있어서, E자형 스테이터 코어의 좌스테이터 치(11b)의 말단은 중심부가 볼록한 형태이고, 우스테이터 치(11c)의 말단은 오목한 형태로서 타방의 말단과 결합시 접합부(15)를 이루는 것을 특징으로 하는 PM형 스테핑 모터의 코어 구조.
  4. 제 1항에 있어서, 3상의 스테이터 코어의(11)의 중앙스테이터 치(11a)의 말단은 3상의 중앙스테이터 치(11a)가 원형의 회전자(13)를 중심으로 감쌀 수 있는 오목형 구조로 마감된 것을 특징으로 하는 PM형 스테핑 모터의 코어 구조.
  5. 3상으로 분할된 E자형 스테이터 코어(11)의 중앙스테이터 치(11a)에 각각 코일(12)을 삽입하고, 원형의 회전자(13)를 중심으로 스테이터 코어(11)의 중앙스테이터 치(11a)를 밀착된 상태로 정렬하고 3곳의 접합부(15)를 연결한 후 3개의 볼트 홀(14)에 볼트를 체결하는 것을 특징으로 하는 PM형 스테핑 모터 코어 구조의 조립방법.
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