KR100791359B1

KR100791359B1 - 평판형 전동기의 고정자 조립구조

Info

Publication number: KR100791359B1
Application number: KR1020060071149A
Authority: KR
Inventors: 구대현; 전연도; 조윤현
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-01-03

Abstract

본 발명은 평판형 전동기의 고정자 조립구조에 관한 것으로서, 치 코어를 원판형 코어의 각 슬롯에 반경방향으로 끼워 조립한 후, 고정자 프레임 위에 상기 원판형 코어 및 치 코어의 조립체를 안착시킨 상태에서 원판형 코어의 외경 및 내경 쪽으로 각각 고정용 링을 장착하여 원판형 코어, 치 코어, 고정자 프레임을 일체화시킴으로써, 상기 고정용 링에 의해 원판형 코어의 고정상태를 보다 견고히 하고, 이를 통해 고정자의 미세한 반경방향 및 축방향 움직임을 방지하여 종래와 같은 공극 불균형 현상이 효과적으로 방지될 수 있도록 한 평판형 전동기의 고정자 조립구조에 관한 것이다.

평판형 전동기, 고정자, 원판형 코어, 치 코어, 링

Description

평판형 전동기의 고정자 조립구조{Structure for the fix of stator in axial flux motor}

도 1은 통상의 평판형 전동기 구성을 설명하기 위한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 평판형 전동기의 고정자에서 원판형 코어 및 치 코어의 조립구조를 나타낸 사시도,

도 3은 고정자의 원판형 코어와 치 코어, 고정자 프레임의 결합 관계를 나타낸 분리사시도,

도 4는 고정자의 원판형 코어와 치 코어, 고정자 프레임의 결합상태를 도시한 조립사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 원판형 코어 12 : 슬롯

13 : 치 코어 14, 15 : 걸림단

16 : 고정자 프레임 16a : 링 장착홈

17 : 외부 링 18 : 내부 링

19, 21 : 볼트

본 발명은 평판형 전동기의 고정자 조립구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치 코어를 원판형 코어의 각 슬롯에 반경방향으로 끼워 조립한 후, 고정자 프레임 위에 상기 원판형 코어 및 치 코어의 조립체를 안착시킨 상태에서 원판형 코어의 외경 및 내경 쪽으로 각각 고정용 링을 장착하여 원판형 코어, 치 코어, 고정자 프레임을 일체화시킴으로써, 상기 고정용 링에 의해 원판형 코어의 고정상태를 보다 견고히 하고, 이를 통해 고정자의 미세한 반경방향 및 축방향 움직임을 방지하여 종래와 같은 공극 불균형 현상이 효과적으로 방지될 수 있도록 한 평판형 전동기의 고정자 조립구조에 관한 것이다.

일반적으로 전동기란 모터라고도 불리며, 자기장 속에 도체를 직각으로 놓고 여기에 전류를 통하면 자기장에 직각방향으로 전자기적인 힘이 발생하는 전자유도현상을 응용한 것을 말한다.

이러한 전동기들 중에는 일반적으로 널리 사용되고 있는 레이디얼 전동기와 평판형 전동기가 있으며, 이 중에서 평판형 전동기는 도 1에 도시한 바와 같이 대략적으로 평판형 고정자(1)와 평판형 회전자(2), 축(3)으로 구성된다.

여기서, 평판형 고정자(1)는 자성체인 원판형 코어(4)와 치 코어(5)로 이루어져 있으며, 전동기의 권선은 고정자(1)의 치 코어(5) 사이에 형성되는 슬롯에 권선된다.

상기와 같이 이루어진 평판형 전동기는 일반 레이디얼 전동기에 비해 고정자 및 회전자의 축방향 다층 구성이 가능하여 단위 체적당 고 토크를 발생시킬 수 있으며, 축방향 흡인력이 평형을 이룰 수 있으면서 고정자 권선에서 발생하는 온도 상승 제거가 용이한 구조를 가진다는 장점이 있다.

그러나, 레이디얼 전동기든 평판형 전동기든 종래에는 치나 슬롯 등 고정자를 구성하는 각 부분의 형상 및 구조가 매우 복잡하여 제작비용이 상승하는 단점을 가지고 있다.

예를 들어, 레이디얼 전동기의 경우, 치, 슬롯의 형상이 복잡하므로 금형을 사용하여 형상 가공시에 고가의 금형이 여러 벌 필요하고, 수차례의 가공공정을 필요로 하므로 제작과정이 복잡하고 제작비용도 높은 단점이 있다.

또한 종래의 평판형 전동기의 경우, 원판형 코어(4)를 소정 장치를 이용해 제작하되 원주방향을 따라 복수개의 슬롯을 형성하여 제작하고, 복수개의 치 코어(5)를 소정 장치를 이용해 별도로 제작한 뒤, 상기 원판형 코어(4)의 각 슬롯에 치 코어(5)를 조립하여 제작하는 과정을 거치게 된다.

따라서, 평판형 전동기의 경우에서는 고정자 원판형 코어와 치 코어의 결합시 이음부분에서 발생하는 휨 현상으로 인한 공극 불균형 현상이 나타나는 단점이 있다.

즉, 평판형 전동기의 특성상 고정자 치 코어와 원판형 코어를 결합하게 되면 이음부분에 가공 오차의 영향으로 공간이 생기고, 이에 원판형 코어의 휨 현상 등이 발생하며, 이러한 휨 현상에 의해 공극의 불균형이 발생한다.

이와 같이 고정자 치 코어와 원판형 코어의 이음부분에 공간이 생기고 공극의 불균형이 발생하면 전동기 토크의 리플과 효율 저하를 야기하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 종래와 같은 고정자의 휨 현상을 방지할 수 있고, 또한 고정자의 미세한 축방향 및 반경방향 움직임을 방지할 수 있으며, 공극 불균형 현상 및 그에 따른 전동기 토크의 리플과 효율 저하를 방지할 수 있는 평판형 전동기의 고정자 조립구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 평판형 전동기에서, 원판형 코어와, 원판형 코어의 원주방향을 따라 소정 간격 조립되는 복수개의 치 코어와, 상기 원판형 코어 및 치 코어의 조립체가 상측에 안착된 상태가 되도록 하여 조립되는 고정자 프레임을 포함하는 고정자의 조립구조에 있어서,

상기 원판형 코어와 치 코어의 조립체가 상기 고정자 프레임의 상측에 안착된 상태에서 상기 원판형 코어의 외경 쪽으로는 원판형 코어의 원주면에 내주면이 밀착되는 외부 링이 상기 고정자 프레임의 상면에 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 외부 링은 상기 고정자 프레임의 상면에 형성된 원형의 링 장착홈 내에 넣어진 상태에서 상기 고정자 프레임과 볼트 체결되어 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 원판형 코어의 내경 쪽 상면에는 내부 링이 안착된 상태에서 고정자 프레임, 그 상측의 원판형 코어, 그리고 그 상측의 내부 링이 일체로 볼트 체결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 원판형 코어의 주연부에서 반경방향으로 소정 길이만큼 길게 형성된 슬롯이 원판형 코어의 원주방향을 따라 등간격 배치되어 형성되고, 상기 각 슬롯에 치 코어가 끼워지되, 상기 치 코어에서 하단부에 돌출 형성된 상측 걸림단과 하측 걸림단 사이의 부분이 상기 슬롯에 끼워지면서 원판형 코어와 복수개의 치 코어가 조립되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 고정자의 휨 현상을 방지하고, 고정자의 미세한 축방향 및 반경방향 움직임을 방지하며, 일정 공극을 유지할 수 있는 고정자 조립구조를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

평판형 전동기의 특성상 고정자 치 코어와 원판형 코어의 이음부분에 공간이 생기면 효율에 상당한 문제가 발생하므로, 가공 오차를 0에 가깝도록 줄여야 한다.

종래에는 고정자 치 코어와 원판형 코어를 결합하게 되면 가공 오차의 영향으로 고정자 코어의 휨 현상이 발생하였으며, 이때 휨 현상에 의해 공극의 불균형 이 발생하게 되고, 이는 전동기 토크의 리플과 효율 저하를 야기시키게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 고정자 조립구조에 관한 것으로서, 고정자 원판형 코어의 내, 외경쪽에 고정용 링을 삽입하여 원판형 코어 고정 및 일정 공극을 유지할 수 있도록 한 것에 주안점이 있는 것이다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 평판형 전동기의 고정자에서 원판형 코어 및 치 코어의 조립구조를 나타낸 사시도이고, 도 3은 고정자의 원판형 코어와 치 코어, 고정자 프레임의 결합 관계를 나타낸 분리사시도이며, 도 4는 고정자의 원판형 코어와 치 코어, 고정자 프레임의 결합상태를 도시한 조립사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 복수개의 치 코어(13)가 원판형 코어(11)의 슬롯(12)에 삽입되어 결합된다.

보다 상세하게는, 원판형 코어(11)에는 주연(周緣)부에서 중심쪽의 반경방향으로 소정 길이만큼 형성된 슬롯(12)이 원판형 코어의 원주방향을 따라 등간격 배치되게 형성되어 있는 바, 이 슬롯(12)은 치 코어(13)를 끼워넣기 위한 조립용 슬롯이 된다.

상기 슬롯(12)에 치 코어(13)가 끼워져 조립된 후 상하방향으로 빠지지 않게 하기 위해서, 상기 치 코어(13)의 하단부에는 상측 및 하측에 전후로 길게 연속적으로 돌출 형성된 걸림단(14,15)이 각각 일체 형성되어 있으며, 치 코어(13)의 조립시 상기 상측 걸림단(14)과 하측 걸림단(15) 사이의 공간이 원판형 코어(11)의 슬롯(12) 테두리 부분이 끼워지는 부분이 된다.

즉, 도 1에서 화살표로 나타낸 방향으로 치 코어(13)를 원판형 코어(11)의 각 슬롯(12)에 반경방향으로 삽입하여 밀어넣게 되며, 이렇게 각 슬롯(12)에 각 치 코어(13)가 반경방향으로 슬라이드되어 밀어넣어지게 되면, 원판형 코어(11)의 슬롯(12) 테두리 부분이 치 코어(13)의 상측 걸림단(14)과 하측 걸림단(15) 사이의 공간으로 넣어진다.

이때, 치 코어(13)에서 상측 걸림단(14)과 하측 걸림단(15) 사이의 부분이 원판형 코어(11)의 슬롯(12)에 끼워지는 부분이 된다.

이와 같이 조립된 상태에서는 치 코어(13)가 상기 걸림단(14,15)에 의해 걸려진 상태로 해당 슬롯(12)에서 상하방향으로는 빠지지 않게 된다.

한편, 상기와 같이 치 코어(13)가 조립된 원판형 코어(11)는, 도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 역시 원판형으로 제작된 고정자 프레임(16) 위에 안착된 상태로 하여 평판형 전동기에 내장되는 바, 고정자 프레임(16) 위에 안착된 상태에서 원판형 코어(11)의 외경과 내경 쪽에는 각각 외부 링(17)과 내부 링(18)이 볼트(19,21)로 조립된다.

우선, 고정자 프레임(16)의 상면에 원판형 코어(11) 및 치 코어(13)의 조립체가 안착된 상태에서, 이 조립체 주변의 고정자 프레임(16) 상면 위치에는 원형의 링 장착홈(16a)이 형성되어 있으며, 이 링 장착홈(16a) 내에 외부 링(17)이 넣어진 후 볼트(19)로 조립됨으로써 외부 링이 고정 장착되게 된다.

여기서, 링 장착홈(16a)은 외부 링(17)이 장착상태에서 움직이지 않도록 넣어지는 홈이 된다.

상기 외부 링(17)은 장착상태에서 도 3에서와 같이 그 내주면이 고정자 원판 형 코어(11)의 원주면에 밀착되도록 되어 있으며, 이에 따라 각 치 코어(13)가 원판형 코어(11)의 슬롯(12)에서 반경방향으로 빠지지 않게 된다.

그리고, 원판형 코어(11)의 내경 쪽 상면에는 내부 링(18)을 안착시킨 뒤 볼트(21)로 체결하여 고정 장착하며, 이때 볼트(21)는 고정자 프레임(16)과 그 상측의 원판형 코어(11), 그리고 그 상측의 내부 링(18)을 일체로 체결하게 된다.

이와 같이 외부 링(17)과 내부 링(18)은 원판형 코어(11)의 외경 및 내경 쪽에 각각 고정 장착되어 원판형 코어를 축방향 및 반경방향으로 진동하지 않게, 즉 움직이지 않게 결합 및 지지하는 역할을 하며, 외부 링(17)과 내부 링(18)이 고정자 프레임(16)과 볼트 체결됨으로써 원판형 코어(11)와 치 코어(13), 고정자 프레임(16) 전체가 일체화된다.

특히, 외부 링(17)과 내부 링(18)은 원판형 코어(11)가 고정자 프레임(16)에서 축방향 및 반경방향으로 미세하게 움직이는 것을 불가능하게 하고, 이를 통해 고정자의 휨 현상 및 공극 불균형 현상을 방지할 수 있게 된다.

결국, 상기와 같이 공극 불균형 현상이 방지됨에 따라 전동기 토크의 리플과 효율 저하를 방지할 수 있게 되며, 또한 고정자의 제작이 용이해지면서 제조비용을 줄일 수 있게 되고, 코일의 와인딩 작업시 효율성을 높일 수 있게 된다.

도시한 바의 고정자에서 권선은 치 코어 사이에 형성되는 슬롯에 권선되며, 일체의 조립과정이 모두 완료된 후에는 진공 함침 등 통상적인 후속 공정을 거쳐 제작을 완료하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판형 전동기의 고정자 조립구조에 의하면, 치 코어를 원판형 코어의 각 슬롯에 반경방향으로 끼워 조립한 후, 고정자 프레임 위에 상기 원판형 코어 및 치 코어의 조립체를 안착시킨 상태에서 원판형 코어의 외경 및 내경 쪽으로 각각 고정용 링을 장착하여 원판형 코어, 치 코어, 고정자 프레임을 일체화시킴으로써, 상기 고정용 링에 의해 원판형 코어의 고정상태를 보다 견고히 하고, 이를 통해 고정자의 미세한 반경방향 및 축방향 움직임을 방지하여 종래와 같은 공극 불균형 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또한 상기와 같이 공극 불균형 현상이 방지되면서 전동기 토크의 리플과 효율 저하를 방지할 수 있으며, 아울러 고정자의 제작이 용이해지면서 제조비용을 줄일 수 있게 되고, 코일의 와인딩 작업시 효율성을 높일 수 있게 된다.

Claims

삭제
평판형 전동기에서, 원판형 코어와, 원판형 코어의 원주방향을 따라 소정 간격 조립되는 복수개의 치 코어와, 상기 원판형 코어 및 치 코어의 조립체가 상측에 안착된 상태가 되도록 하여 조립되는 고정자 프레임을 포함하는 한편, 상기 원판형 코어와 치 코어의 조립체가 상기 고정자 프레임의 상측에 안착된 상태에서 상기 원판형 코어의 외경 쪽으로는 원판형 코어의 원주면에 내주면이 밀착되는 외부 링이 상기 고정자 프레임의 상면에 고정 설치되는 평판형 전동기의 고정자 조립구조에 있어서,

상기 외부 링은 상기 고정자 프레임의 상면에 형성된 원형의 링 장착홈 내에 넣어진 상태에서 상기 고정자 프레임과 볼트 체결되어 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 평판형 전동기의 고정자 조립구조.
평판형 전동기에서, 원판형 코어와, 원판형 코어의 원주방향을 따라 소정 간격 조립되는 복수개의 치 코어와, 상기 원판형 코어 및 치 코어의 조립체가 상측에 안착된 상태가 되도록 하여 조립되는 고정자 프레임을 포함하는 한편, 상기 원판형 코어와 치 코어의 조립체가 상기 고정자 프레임의 상측에 안착된 상태에서 상기 원판형 코어의 외경 쪽으로는 원판형 코어의 원주면에 내주면이 밀착되는 외부 링이 상기 고정자 프레임의 상면에 고정 설치되는 평판형 전동기의 고정자 조립구조에 있어서,

상기 원판형 코어의 내경 쪽 상면에는 내부 링이 안착된 상태에서 고정자 프레임, 그 상측의 원판형 코어, 그리고 그 상측의 내부 링이 일체로 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 평판형 전동기의 고정자 조립구조.
평판형 전동기에서, 원판형 코어와, 원판형 코어의 원주방향을 따라 소정 간격 조립되는 복수개의 치 코어와, 상기 원판형 코어 및 치 코어의 조립체가 상측에 안착된 상태가 되도록 하여 조립되는 고정자 프레임을 포함하는 한편, 상기 원판형 코어와 치 코어의 조립체가 상기 고정자 프레임의 상측에 안착된 상태에서 상기 원판형 코어의 외경 쪽으로는 원판형 코어의 원주면에 내주면이 밀착되는 외부 링이 상기 고정자 프레임의 상면에 고정 설치되는 평판형 전동기의 고정자 조립구조에 있어서,

상기 원판형 코어의 주연부에서 반경방향으로 소정 길이만큼 길게 형성된 슬롯이 원판형 코어의 원주방향을 따라 등간격 배치되어 형성되고, 상기 각 슬롯에 치 코어가 끼워지되, 상기 치 코어에서 하단부에 돌출 형성된 상측 걸림단과 하측 걸림단 사이의 부분이 상기 슬롯에 끼워지면서 원판형 코어와 복수개의 치 코어가 조립되는 것을 특징으로 하는 평판형 전동기의 고정자 조립구조.