KR100382902B1 - 전동기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

고정자의 구조를 개선하여 전동기의 효율을 향상시킨 전동기및 그 제조방법이 개시된다. 상기 전동기 및 그 제조방법은 고정자의 요크와 폴이 별도로 제작되고, 별도로 제작된 폴에 코일을 감으므로 용이하면서도 밀도있게 코일을 감을 수 가 있다. 그러므로, 코일의 고점적율로 인해 효율이 향상된다. 또, 코일을 다수의 폴에 동시에 감을 수 있으므로, 코일을 감는 작업시간이 단축된다. 또, 폴 사이에 틈이 존재하지 않으므로 코깅토크가 감소되어 제품의 신뢰성이 향상된다.

Description

전동기 및 그 제조방법 {MOTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 고정자의 구조를 개선하여 전동기의 효율을 향상시킨 전동기및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 전동기의 구조를 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 종래의 전동기의 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 하우징(10)의 내주면에 요크(12)와 폴(13)과 코일(14)을 가지는 고정자(11)가 결합된다. 요크(12)와 폴(13)은 일체로 마련된 낱장의 철판을 다수개 적층하여 제작한다. 요크(12)는 링 형상으로 마련되어 하우징(10)의 내주면에 접촉ㆍ결합되고, 폴(13)은 T형상으로 마련되어 요크(12)의 내주면을 따라 소정간격을 가지면서 설치되고, 코일(14)은 폴(13)에 감긴다.

폴(13)의 내측에는 자성을 띈 회전자(17)가 부착된 축(19)이 위치되는데, 회전자(17)와 폴(13)의 자유단부는 소정거리 이격되게 설치된다. 그리고, 요크(12)의 내주면에는 요크(12)와 코일(14)을 절연시키기 위한 절연체(18)가 사출성형에 의하여 요크(12)와 일체로 제작된다. 이리하여, 코일(14)에 전류가 인가되면, 코일(14)에 흐르는 전류와 회전자(17)와의 상호 작용에 의하여 회전자(17)가 회전되면서 축(19)을 회전시킨다.

상기와 같은 종래의 전동기의 폴(13)에 코일(14)을 감는 방법을 설명한다. 요크(12)와 폴(13)이 일체로 마련된 낱장의 철판을 다수개 적층하여 소정의 금형속에 넣은 후, 합성수지재를 상기 금형속에 주입하면, 요크(12)와 폴(13)에 일체로 절연체(18)가 사출된다. 그후, 권선장치인 노즐(미도시)이 폴(13)의 내측을 통과하면서 코일(14)을 폴(13)에 감는다. 폴(13)의 내측에서 코일(14)을 감는 형태를 내부회전자형(Inner Rotor Type)이라 한다.

상기와 같은 종래의 내부 회전자형 전동기는 상기 노즐이 폴(13)과 폴(13) 사이의 공간(21)을 통과하면서 코일(14)을 감는데, 그 구조상 공간(21)에 코일(14)이 꽉 차게 감을 수 없다. 그러므로, 공간(21)을 점유하는 코일(14)의 비율인 점적율이 저하되어 전동기의 성능이 저하되는 단점이 있다.

또, 폴(13) 중앙부의 내측공간이 협소하므로, 다수개의 상기 노즐을 폴(13)의 중앙부에 위치시켜 각각의 폴(13)에 코일(14)을 감는 작업을 동시에 수행할 수 가 없다. 이로인해, 코일(14)을 감는 작업시간이 많이 소요되는 단점이 있다.

또, 코일(14)을 감기 위하여 폴(13)과 폴(13) 사이에는 상기 노즐이 통과하기 위한 슬릿(23)이 필요하다. 이로인해, 회전자(17)의 자극이 폴(13)의 자극을 통과할 때 발생하는 자속의 변동에 의하여 코깅토크(Cogging Torque)가 증가한다. 그러므로, 진동 및 소음이 발생되어 제품의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로, 본 발명의 목적은 고점적율의 코일 권선구조를 가지도록 고정자의 구조를 개선하여 효율을 향상시킬 수 있는 전동기 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명이 다른 목적은 코일을 감는 작업시간을 단축할 수 있음과 동시에 코깅토크를 감소시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전동기 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 측단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 요크의 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 폴의 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 폴에 절연체가 일체로 성형된 것을 보인 사시도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 요크에 폴을 결합하는 것을 보인 사시도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자를 제작하는 공정을 보인 도.

도 7는 종래의 전동기의 측단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110 : 하우징 120 : 고정자

121 : 요크 125 : 폴

129 : 코일 130 : 절연체

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동기는, 하우징, 상기 하우징의 내주면에 결합되는 요크와 상기 요크의 내주면에 일단부측이 삽입ㆍ결합되는 길이부와 상기 길이부의 타단부측에 형성된 머리부를 가지는 폴과 상기 폴의 길이부에 각각 감긴 코일을 포함하는 고정자, 상기 폴의 길이부의 외주면 및 상기 요크측을 향하는 상기 폴의 머리부의 면에 일체로 형성된 절연체를 구비하는 전동기에 있어서,상기 요크는 소정 길이를 가지는 호 형상의 단위요크의 결합에 의하여 링 형상으로 형성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동기 제조방법은, 내주면에 다수의 결합홈이 형성된 호 형상의 낱장의 요크를 적층하여 소정 길이를 가지는 다수의 단위요크를 제작하는 단계; 길이부와 머리부를 가지는 T형상의 낱장의 폴을 적층하여 소정길이를 가지는 다수의 폴을 제작하는 단계; 상기 소정길이를 가지는 폴의 길이부의 외주면과 접촉하는 제 1 절연부와 상기 제 1 절연부의 일단부에 형성되어 상기 길이부를 향하는 머리부의 면과 접촉하는 제 2 절연부 및 상기 제 1 절연부의 타단부에 형성되어 상기 단위요크의 내주면과 접촉하는 제 3 절연부를 가지는 절연체를 상기 폴과 일체로 사출 성형하는 단계; 상기 소정길이를 가지는 폴의 길이부에 형성된 절연체의 외면에 코일을 감는 단계; 상기 코일이 감긴 폴의 길이부의 일단부를 상기 낱장의 요크의 결합홈에 의하여 형성되는 상기 단위요크의 결합로에 삽입ㆍ결합하고, 상기 제 3 절연부를 상기 단위요크의 내면과 접촉시키는 단계; 상기 코일이 감긴 폴이 결합된 상기 단위요크들을 결합하여 링 형상의 고정자를 제작하는 단계; 상기 고정자를 원통형상의 하우징 내면에 결합하는 단계를 수행한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 및 그 제조방법를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 원통형의 하우징(110)이 마련되고, 하우징(110)의 내주면에는 요크(121)와 폴(125)과 코일(129)을 가지는 고정자(120)가 결합된다. 요크(121)와 폴(125)의 외면에는 요크(121)와 폴(125)을 코일(129)과 절연시키기 위한 절연체(130)가 마련되고, 고정자(120)의 중앙부 내측에는 마그네트인 회전자(140)가 부착된 축(150)이 설치된다.

본 실시예에 따른 고정자(120)는 코일(129)을 폴(125)에 용이하면서 밀도있게 감을 수 있도록 마련되는데, 이를 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 요크의 분해 사시도로써, 내주면에 다수의 결합홈(122a)이 형성된 호 형상의 낱장의 요크(122)가 마련된다. 낱장의 요크(122)들은 다수개가 적층ㆍ결합되어 소정길이를 가지는 단위요크(123)로 제작되고, 단위요크(123)의 내주면에는 결합홈(122a)에 의하여 결합로(123a)가 형성된다. 다수의 단위요크(123)를 상호 결합시켜서 링 형상의 요크(121)를 제작하는데, 이는 후술한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 폴의 사시도로써, 길이부(126a)와 머리부(126b)를 가지는 T형상의 낱장의 폴(126)이 적층ㆍ결합된 소정길이를 가지는 폴(125)이 마련된다. 소정길이를 가지는 폴(125)의 길이부(125a)의 일단부측은 요크(121)의 결합로(123a)(도 2참조)에 삽입되어 결합된다. 즉, 요크(121)와 폴(125)은 별개로 제작되어 결합된다.

폴(125)에는 절연체(130)가 마련되는데, 이를 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 폴에 절연체가 일체로 성형된 것을 보인 사시도이다.

소정길이를 가지는 폴(125)을 소정형상의 금형(미도시)속에 넣은 후, 절연재인 합성수지를 주입하여 폴(125)과 일체로 절연체(130)를 사출성형한다. 이때, 절연체는, 도시된 바와 같이, 폴(125)의 길이부(125a)의 외주면과 접촉하는 제 1 절연부(131)와 제 1 절연부(131)의 일단부에 형성되어 폴(125)의 머리부(125b)와 접촉하는 제 2 절연부(133)를 가진다. 이때, 제 2 절연부(133)는 길이부(125a)를 향하는 머리부(125b)의 면과 접촉한다. 그리고, 절연체(130)는 제 1 절연부(131)의 타단부에 형성되어 요크(121)의 내주면과 접촉하는 제 3 절연부(135)도 가진다. 즉, 절연체(130)는 I형상으로 마련되어, 요크(121) 및 폴(125)을 코일(129)과 절연시킨다.

절연체(130)를 폴(125)과 일체로 사출성형하여, 폴(125)에 코일(129)을 감은 후, 폴(125)을 요크(121)에 결합한다. 이를 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자의 요크에 폴을 결합하는 것을 보인 사시도이다.

도시된 바와 같이, 폴(125)에 일체로 형성된 절연체(130)의 제 2 및 제 3 절연부(133,135) 사이에 코일(129)을 감는다. 코일(129)은 종래의 기술에서 설명한 노즐등으로 감는데, 본 실시예에 따른 폴(125)은 요크(121)와 별개로 제작되므로, 상기 노즐은 아무런 간섭도 받지않고 코일(129)을 폴(125)에 감을 수 있다. 그러므로, 용이하면서 밀도있게 코일(129)을 폴(125)에 감을 수 있다. 그후, 코일(129)이 감긴 폴(125)의 길이부(125a)의 일단부를 단위요크(123)의 결합로(123a)에 삽입하고, 단위요크(123)들을 상호 결합하여 원통 형상의 고정자(120)를 제작한다.그후, 고정자(120)를 원통형의 하우징(110)의 내면에 결합하면 된다.

원통형상의 고정자(120)가 제작되었을 때, 폴(125)의 머리부(125b)들 및 절연체(130)의 제 2 절연부(133)들은 상호 접촉되게 마련된다(도 1참조). 폴(125)의 머리부(125b)들 사이에는 틈이 존재하지 않으므로 폴(125)의 자속변화가 없다. 그러므로, 코깅토크가 감소된다.

상기와 같은 구조로 제작되는 본 실시예에 따른 고정자의 제작공정을 도 6a 및 도 6b를 참조하여 간단히 설명한다. 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자를 제작하는 공정을 보인 도이다.

단계(S111)에서는 내주면에 다수의 결합홈(122a)이 형성된 호 형상의 낱장의 요크(122)를 적층하여 소정길이를 가지는 다수의 단위요크(123)를 제작한다. 그러면, 단위요크(123)의 내주면에는 결합홈(122a)에 의하여 결합로(123a)가 형성된다.

그리고, 단계(S113)에서는 길이부(126a)와 머리부(126b)를 가지는 T형상의 낱장의 폴(126)을 적층하여 소정길이를 가지는 다수의 폴(125)을 제작하고, 사출성형으로 소정길이를 가지는 폴(125)에 일체로 I형상의 절연체(130)을 형성한다(S115). 그후, 단계(S117)에서는 소정길이를 가지는 폴(125)의 길이부(125a)에 형성된 절연체(130)의 제 1 절연부(131)의 외면에 코일(129)을 감는다.

단위요크(123)를 제작하는 단계(S111)와 폴(125)을 제작하여 코일(129)을 감기까지의 단계(S113∼S117)는 그 순서가 바뀔수 도 있다.

단계(S120)에서는 코일(129)이 감긴 폴(125)의 길이부(125a)측 단부를 단위요크(123)의 결합로(123a)에 삽입하고, 단계(S130)에서는 단위요크(123)들을 결합하여 원통형의 고정자(120)를 제작한다.

이상에서 설명하듯이, 본 발명에 따른 전동기 및 그 제조방법은 고정자의 요크와 폴이 별도로 제작되고, 별도로 제작된 폴에 코일을 감으므로 용이하면서도 밀도있게 코일을 감을 수 가 있다. 그러므로, 코일의 고점적율로 인해 효율이 향상된다.

또, 코일을 다수의 폴에 동시에 감을 수 있으므로, 코일을 감는 작업시간이 단축된다.

또, 폴 사이에 틈이 존재하지 않으므로 코깅토크가 감소되어 제품의 신뢰성이 향상된다.

이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (5)

1. 하우징, 상기 하우징의 내주면에 결합되는 요크와 상기 요크의 내주면에 일단부측이 삽입ㆍ결합되는 길이부와 상기 길이부의 타단부측에 형성된 머리부를 가지는 폴과 상기 폴의 길이부에 각각 감긴 코일을 포함하는 고정자, 상기 폴의 길이부의 외주면 및 상기 요크측을 향하는 상기 폴의 머리부의 면에 일체로 형성된 절연체를 구비하는 전동기에 있어서,

   상기 요크는 소정 길이를 가지는 호 형상의 단위요크의 결합에 의하여 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 전동기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 내주면에 다수의 결합홈이 형성된 호 형상의 낱장의 요크를 적층하여 소정 길이를 가지는 다수의 단위요크를 제작하는 단계;

   길이부와 머리부를 가지는 T형상의 낱장의 폴을 적층하여 소정길이를 가지는 다수의 폴을 제작하는 단계;

   상기 소정길이를 가지는 폴의 길이부의 외주면과 접촉하는 제 1 절연부와 상기 제 1 절연부의 일단부에 형성되어 상기 길이부를 향하는 머리부의 면과 접촉하는 제 2 절연부 및 상기 제 1 절연부의 타단부에 형성되어 상기 단위요크의 내주면과 접촉하는 제 3 절연부를 가지는 절연체를 상기 폴과 일체로 사출 성형하는 단계;

   상기 소정길이를 가지는 폴의 길이부에 형성된 절연체의 외면에 코일을 감는 단계;

   상기 코일이 감긴 폴의 길이부의 일단부를 상기 낱장의 요크의 결합홈에 의하여 형성되는 상기 단위요크의 결합로에 삽입ㆍ결합하고, 상기 제 3 절연부를 상기 단위요크의 내면과 접촉시키는 단계;

   상기 코일이 감긴 폴이 결합된 상기 단위요크들을 결합하여 링 형상의 고정자를 제작하는 단계;

   상기 고정자를 원통형상의 하우징 내면에 결합하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제조방법.
5. 삭제