KR100695323B1 - 전기자 코어 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터의 전기자 코어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기자 코어의 절연부 제조시 불량률을 감소시키고 또한 전기자축이 코어몸체에서 겉도는 것을 방지하기 위한 전기자 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 전면부와 후면부가 형성되어 있고, 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되며, 중앙에 전기자축이 관통하여 끼워지는 전기자축 수용홀이 형성되고, 다수개의 코일수용홈이 상기 전기자축 수용홀을 중심으로 원주방향을 따라 소정간격을 두고 형성된 코어 몸체와, 상기 코어몸체의 전면부와 후면부 및, 상기 코일수용홈의 내측면에 길이방향으로 연장 형성되는 절연부를 포함하고, 상기 절연부에는, 상기 다수개의 코일수용홈의 내측부의 적어도 일부분에서 길이방향으로 연장되는 후육부가 형성되어 있는 전기자 코어를 제공한다.

이러한 구성에 의해, 절연부를 형성하기 위한 사출 수지의 유동성을 충분하게 확보할 수 있어, 절연부 형성시 사출불량의 발생을 현저하게 감소시키고 수율을 높일 수 있는 효과를 가지게 된다.

전기자 코어, 인서트 사출, 후육부

Description

전기자 코어 및 그 제조방법{ARMATURE CORE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1 은 본 발명의 종래기술에 따른 전기자 코어를 제조하는 방법을 도시한 도면이다.

도 2 는 본 발명에 따른 전기자 코어에 대한 사시도이다.

도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 전기자 코어에 대한 단면도이다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자 코어의 측단면도이다.

도 5 는 본 발명의 전기자 코어가 금형에 삽입된 상태를 도시하는 측단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 코어 몸체 13 : 전기자축 수용홀

13a : 전기자축 고정부 수용홈 14 : 코일 수용홈

14a : 후육부 수용홈 15 : 개방부

16 : 코일권선부 20 : 절연부

20a : 후육부 20c : 전기자축 고정부

50 : 상부 금형 51 : 하부 금형

60 : 캐비티 70 : 간극

본 발명은 모터의 전기자 코어의 구성에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조시 불량률을 감소시키고 또한 전기자축이 코어몸체에 대해 겉도는 것을 방지하기 위한 전기자 코어에 관한 것이다.

일반적으로 전기자 코어에서는 외주면에 전기자 코일을 권취하여 그 전기코일에 흐르는 전류에 의해 전자기가 유도됨으로써 스테이터에 대해 상대적으로 축회전하게 되는데, 전기자축과 전기코일이 접지되어 전기자축을 통해 외부와 통전되지 않도록 전기자 코어와 전기코일이 절연상태로 유지되어야 한다.

이러한 절연층을 형성하는 방법으로는, 종래 절연 파우더를 에폭시와 함께 전기자 코어의 외주면에 도착하여 경화시키는 방법이 일반적으로 사용되었다.

그런데, 에폭시 파우더 코팅 방식은 절연물질을 분말형태로 장시간 다루기 때문에 작업자에게 진폐증이 발생하며 환경오염도 심각한 문제점이 있어 신진국 등에서 이와 같은 방식의 제품 생산을 제한하고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 한국 공개특허 제2004-85784호에는 전기자 코어의 외주면 전체를 사출성형을 통해 절연층을 형성하는 방법이 공지되어 있다.

상기의 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 금형 (100) 및 하부 금형 (110) 에 의해 형성되며 전기자 코어 (200) 의 형상에 대응하는 형상을 가지는 캐 비티 (120) 의 내부에 전기자 코어 (200)를 삽입한 후, 용융 수지를 전기자 코어 (200) 와 캐비티 (120) 사이에 형성된 3 ~ 5㎜의 간극 (400) 의 내부로 사출시킴으로써 전기자 코어 몸체 외부면에 절연층을 형성하도록 한다. 이후, 전기자 코어 (200) 의 중심부에 형성된 전기자축 수용홀 (500) 에 전기자축을 압입하도록 되어 있다.

그러나, 이러한 방법의 경우 절연물질이 분말이 아니므로 전술한 진폐증이나 환경오염의 문제점은 해결할 수 있으나, 전기자 코어 (200)의 길이방향을 따라 일단에서 타단으로 3 ~ 5㎜의 매우 좁은 간극 (400) 을 통해 용융 수지가 전기자 코어 (200) 의 전체 길이를 따라 유동해야만 완전한 절연층이 형성되는데, 상기 간극 (400) 이 너무 좁기 때문에 용융 수지의 유동이 길이방향으로 볼 때 일측 단부에서 타측 단부까지 완전하게 이루어지지 않게 된다. 이에 따라 전기자 코어 (200) 의 외주면에 완전한 절연층을 형성하는 것이 매우 어렵기 때문에, 실 생산에는 거의 적용되지 않는 방식이다.

한편, 종래의 전기자 코어 (200) 의 제조시에는, 전기자축을 전기자 코어 (200) 의 중심부에 형성된 전기자축 수용홀 (500) 에 압입하여 고정하는 방식을 사용하고 있는데, 이 방식의 경우, 전기자축과 코어몸체와의 마찰력이 충분하지 않아 전기자축이 겉도는 경우가 발생하며, 이로 인해 모터의 신뢰성이 저하될 뿐 아니라, 전기자 축의 압입공정은 공정수를 늘여 생산비가 증가하는 원인이 되기도 한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기자코어의 절연부를 사출 성형하는 경우에 전기자축 수용홀 내부에서의 용융수지의 유동을 원활하게 하여 제조시 전기자 코어의 절연부 불량의 발생률을 현저하게 낮출 수 있는 전기자 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 전기자 축을 코어몸체에 확실하게 고정하여 모터 작동시 전기자 축이 코어몸체에 대해 겉돌지 않고 동시에 생산성도 높아지는 전기자 코어 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 전면부와 후면부가 형성되어 있고, 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되며, 중앙에 전기자 축이 관통하여 끼워지는 전기자축 수용홀이 형성되고, 다수개의 코일수용홈이 상기 전기자축 수용홀을 중심으로 원주방향을 따라 소정간격을 두고 형성된 코어 몸체와, 상기 코어몸체의 상기 코일 수용홈의 내측면에 길이방향으로 연장 형성되는 절연부를 포함하고, 상기 절연부에는 상기 다수개의 코일 수용홈의 내측부의 적어도 일부분에 길이방향으로 연장되는 후육부(厚肉部)가 형성되어 있는 전기자 코어를 제공한다.

이와 같이 전기자 코어의 코일 수용홈의 내측부의 일부분에 길이방향으로 연장되는 후육부가 형성됨에 따라, 사출성형시 절연부를 형성하는 용융 수지가 상기 후육부를 형성하기 위한 공간을 따라 전기자 코어의 길이방향 전체를 용이하게 유동해 갈 수 있게 된다. 이에 따라 전기자 코어의 외주부의 전체에 절연부가 용이하게 형성될 수 있으며, 수율이 현저하게 향상된다.

또한, 상기 전기자 코어의 전면부 또는 후면부의 일측 또는 양측에도 상기 절연부를 형성할 수 있다.

또한, 상기 전기자 코어의 후육부(厚肉部)는 상기 다수개의 코일 수용홈 각각의 내측 중심부에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 후육부의 위치는 다양하게 선택될 수 있으나, 전기자 코어의 가공성을 고려할 때 내측 중심부가 바람직하다. 또한 상기 후육부(厚肉部)가 상기 다수개의 코일권선부와 코일걸림턱이 만나는 양 코너부에 형성되어 있으면 더욱 바람직하다.

또한, 상기 전기자 코어의 후육부(厚肉部)는 사출용 용융 수지의 이동을 원활하게 하기 위한 것이라면 어떠한 형상의 단면 형상도 가능하나, 반원형, 원형, 타원형, 또는 다각형의 형상 중 하나인 것이 바람직하다.

또한, 상기 전기자 코어에 있어서, 상기 전기자축은 인서트 사출에 의해 상기 전기자축 수용홀에 고정되고, 상기 전기자축과 상기 전기자축 수용홀의 사이의 적어도 일부분에는 길이방향으로 연장되는 수지로 이루어진 고정부가 형성되어 있어, 전기자축을 코어몸체에 대해 고정하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 전기자 코어의 절연부 사출시 전기자축도 함께 성형하기 때문에, 종래와 같이 절연부 형성 후에 전기자축의 압입고정하는 방식에 비해, 공정수가 줄어들게 되고, 또한 전기자축 수용홀과 전기자축의 사이에 사출수지를 공급함으로써, 이 사출수지의 접착력에 의해 전기자축과 수용홀이 고정되어, 전기자축이 코어몸체에 대해 겉도는 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한, 상기 전기자 코어를 사출성형하기 위한 방법으로서, 상부 금형과 하부 금형이 합형하여 전기자 코어의 형상에 대응하는 캐비티 형상을 형성하는 금형에 상기 전기자 코어의 외주면이 상기 금형과 접하도록 상기 전기자 코어를 삽입하는 단계와; 상기 금형과 상기 전기자 코어의 사이에 형성된 캐비티에 수지를 사출시켜 성형하는 단계를 포함하는 전기자 코어 제조방법에 있어서, 상기 전기자 코어를 삽입하였을 때 형성되는 금형과 전기자 코어 사이의 캐비티의 단면 두께가 코일 수용홈의 내측 중심부가 여타 부분에 비해 더 두껍도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2 는 본 발명에 따른 전기자 코어에 대한 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 전기자 코어에 대한 단면도이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자 코어의 측단면도이고, 도 5 는 본 발명의 전기자 코어가 금형에 삽입된 상태를 도시하는 측단면도이다.

본 발명의 전기자 코어는 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이 코어 몸체 (10) 와 절연부 (20) 로 이루어진다.

코어 몸체 (10) 에는 전면부 (11) 및 후면부 (12) 가 형성되어 있고, 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되며, 중앙에 전기자축 (S) 이 관통하여 끼워지는 전기자축 수용홀 (13) 이 형성되어 있으며, 전기자축 수용홀 (13) 의 둘레에는 대략 반원형상의 단면을 가지며 길이방향으로 연장되는 전기자축 고정부 수용홈 (13a) 이 형성되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 전기자축 고정부 수용홈 (13a) 의 단면형상이 반원형상이나 다른 형상도 가능하다.

전기자축 수용홀 (13) 을 중심으로 원주방향을 따라 소정간격을 두고 다수개의 코일 수용홈 (14) 이 형성되어 있다. 또한, 코일 수용홈 (14) 의 내측 중심부에는 도 3a 에 도시된 바와 같이 단면이 대략 반원형상이며 길이방향으로 연장되는 후육부 형성홈 (14a) 이 형성되어 있다. 후육부 형성홈 (14a) 의 단면 형상은 반원형상에 한정되는 것이 아니라 다른 형상도 가능한 것임은 물론이다.

상기 후육부 형성홈 (14a) 은 사출성형시 절연부를 형성하는 용융 수지가 코어몸체 (10) 의 일단에서 타단으로 원활하게 유동하도록 하는 통로 역할을 하게 된다.

코일수용홈 (14) 은 각각 코어몸체 (10) 의 길이방향을 따라 연속하여 형성되어 코일이 관통하여 권취될 수 있고, 반경방향 단부에는 개방부 (15) 가 형성되어 있으며 코어몸체 (10) 의 외주면 (17) 이 소정간격을 두고 이격됨으로써 다수개의 코일권선부 (16) 를 형성하게 된다.

코일권선부 (16) 는 인접하는 코일권선부 (16) 와 유도되는 극성을 달리하여 모터 스테이터에 대하여 축 회전하게 된다. 각각의 코일권선부 (16) 의 선단에 코일걸림턱 (18) 이 원주방향으로 코일수용홈 (14) 의 내측으로 돌출되어 형성되어 있다.

후육부 형성홈 (24a) 은 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이, 코일 수용홈 (14) 의 내측 중심부 외에도, 상기 코일권선부 (16) 와 코일걸림턱 (18) 이 만나는 코너부에도 형성될 수 있다. 이 경우 코어몸체 (10) 의 내부는 물론 외부에도 용융 수지가 원활하게 유동할 수 있는 통로가 형성되게 되므로, 본 발명의 일 실시예 에 비해 절연부의 형성이 보다 용이하게 된다.

절연부 (20) 는 사출공정을 통해 코어몸체 (10) 의 전면부 (11) 와 후면부 (12) 및 코일수용홈 (14) 의 내측면에 형성된다.

한편, 코일수용홈 (14) 의 내측 중심부에는 사출성형에 의해 도 3a 에 도시된 바와 같이 코어 몸체 (10) 에 형성된 후육부 형성홈 (14a) 에 대응하는 형상을 가지도록 길이방향으로 연장되는 후육부 (20a, 厚肉部) 가 형성되어 있다. 후육부 (20a) 의 두께는 코일수용홈 (14) 내측의 다른 절연부 (20b) 의 두께보다 더 두껍게 형성된다. 상기 후육부 (20a, 厚肉部) 는 본 발명에 따른 전기자 코어를 사출성형할 때, 용융 수지가 전기자 코어의 길이방향으로 원활하게 유동할 수 있도록 하는 일종의 통로 역할을 하게 된다.

또한 도 3b 에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에서는 코일권선부 (16) 와 코일걸림턱 (18) 이 만나는 코너부에도 형성된다.

한편, 코어몸체 (10) 의 전기자축 고정부 수용홈 (13a) 에는 도 3a 및 도 4에 도시된 바와 같이, 절연부 사출시 용융수지가 상기 전기자축 고정부 수용홈 (13a) 과 전기자축 (S) 의 사이에 형성된 캐비티에 투입되어 상기 전기자축 고정부 수용홈 (13a) 에 대응하는 형상을 가지며 길이방향으로 연장되는 3개의 전기자축 고정부 (20c) 가 전기자축 (S) 둘레에 형성되어 있다.

본 발명의 실시예에서는 3개의 전기자축 고정부 (20c) 가 도시되어 있으나 전기자축 (S) 과 코어몸체 (10) 간의 고정 역할을 하는 한, 그 개수나 단면형상은 특별히 제한되지 않는다.

또한, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 절연부 (20) 는 전기자축 수용홀 (13) 의 양단에 전기자축 (S) 의 축방향으로 연장되어 형성된 중공형 원통형상의 지지부 (21) 를 구비한다. 이 지지부 (21) 는 전기자축 (S) 을 감싸면서 지지함으로써, 전기자 코어에 권취된 코일과 전기자축 (S) 사이를 절연하는 작용을 한다.

전술한 본 발명에 따른 전기자 코어 (10) 는 다음과 같이 제조된다.

도 5 에 도시된 바와 같이 상부 금형 (50) 및 하부 금형 (51) 에 의해 형성되며 전기자 코어 (10) 의 형상에 대응하는 형상을 가지는 캐비티 (60) 의 내부에 전기자 코어 (10) 및 전기자축 (S) 를 삽입한 후 용융 수지를 금형 내부로 사출시켜 코어몸체 (10) 의 코일수용홈 (14) 의 내측부에 절연부 (20) 를 형성한다.

사출시 용융 수지는 코어몸체 (10) 와 캐비티 (60) 사이의 간극 (70) 사이에 유입되어 절연부 (20b) 를 형성하게 되는데, 특히 코어몸체 (10) 의 후육부 형성홈 (14a) 은 그 단면적이 넓기 때문에 투입된 용융 수지가 상기 후육부 형성홈 (14a) 을 따라 전기자 코어 (10) 의 일측에서 타측까지 쉽게 이동할 수 있도록 하는 작용을 한다. 이에 따라 전기자 코어 (10) 의 길이방향을 따라 절연부 (20) 가 균일하게 형성될 수 있다.

한편 본 발명의 일 실시예에서는 전기자 코어 (10) 의 외주부에 절연부 (20) 를 형성할 때, 전기자축 (S) 을 전기자 코어 (10) 의 전기자축 수용홀 (13) 에 삽입하여 인서트 사출을 하도록 한다. 이때, 전기자축 (S) 과 전기자축 고정부 수용홈 (13a) 사이로 유입된 용융수지는 전기자축 고정부 (20c) 를 형성하게 된다.

본 실시예에서는 전기자축 (S) 을 인서트 사출하는 구성, 전기자축 수용홀 (13) 에 형성된 전기자축 고정부 수용홈 (13a) 및 전기자축 고정부 (20c) 의 구성이 포함되어 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 포함되지 않을 수도 있다.

전술한 실시예는 본 발명의 내용을 예시적으로 기재한 것인 바, 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 수정, 변형가능한 것임은 물론이다.

전술한 구성에 의해, 전기자 코어에 사출에 의해 절연부를 형성하는 경우에 용융수지의 길이방향으로의 충분한 유동성을 확보하고 쉽게 응고되는 것을 방지하여 절연부 형성시 불량발생을 감소시키고 수율을 높일 수 있는 효과를 가지게 된다.

또한, 전기자축을 인서트 사출에 의해 코어몸체에 형성하는 경우에, 전기자축 둘레에 형성된 전기자축 고정부에 의해 코어 몸체에 확실하게 고정하여 전기자축이 겉도는 문제를 방지하여 모터의 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 전면부와 후면부가 형성되어 있고, 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되며, 중앙에 전기자축이 관통하여 끼워지는 전기자축 수용홀이 형성되고, 다수개의 코일 수용홈이 상기 전기자축 수용홀을 중심으로 원주방향을 따라 소정간격을 두고 형성된 코어 몸체와,

   상기 코어몸체의 상기 코일 수용홈의 내측면에 길이방향으로 연장 형성되는 절연부를 포함하고,

   상기 절연부에는 상기 다수개의 코일 수용홈의 내측부에 길이방향으로 연장되는 후육부(厚肉部)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자 코어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전면부 또는 후면부의 일측 또는 양측에 상기 절연부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자 코어.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 후육부(厚肉部)는 상기 다수개의 코일 수용홈 각각의 내측 중심부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자 코어.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 코어몸체의 반경방향 단부에는 개방부가 형성되어 있고 외주면이 소정간격을 두고 이격되어 다수개의 코일권선부를 형성하며, 각각의 코일권선부의 선단에 원주방향으로 상기 코일수용홈의 내측으로 돌출되어 형성되는 코일걸림턱이 형성되어 있으며, 상기 후육부(厚肉部)는 상기 다수개의 코일권선부와 코일걸림턱이 만나는 코너부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자 코어.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후육부는 그 단면의 형상이 반원형, 원형, 타원형, 또는 다각형의 형상 중 하나인 것을 특징으로 하는 전기자 코어.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기자축은 인서트 사출에 의해 상기 전기자축 수용홀에 고정되고, 상기 전기자축과 상기 전기자축 수용홀의 사이에는 길이방향으로 연장되는 수지로 이루어진 고정부가 형성되어 있어, 전기자축을 상기 코어몸체에 대해 고정하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자 코어.
7. 전기자 코어를 사출성형하기 위한 방법으로서,

   상부 금형과 하부 금형이 합형하여 전기자 코어의 형상에 대응하는 캐비티 형상을 형성하는 금형에 상기 전기자 코어의 외주면이 상기 금형과 접하도록 상기 전기자 코어를 삽입하는 단계와;

   상기 금형과 상기 전기자 코어의 사이에 형성된 캐비티에 플라스틱 수지를 사출시켜 성형하는 단계를 포함하는 전기자 코어 제조방법에 있어서,

   상기 전기자 코어를 삽입하였을 때 형성되는 금형과 전기자 코어 사이의 캐비티의 단면 두께가 코일 수용홈의 내측 중심부가 여타 부분에 비해 더 두껍도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자 코어 제조방법.

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