KR100841324B1 - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터에 관한 것이며, 더욱 상세하게 본 발명은 와인딩 구조를 개선하여 제조가 용이한 모터에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 원주 방향을 따라 복수 개의 티스가 형성된 고정자 코어; 상기 복수 개의 티스 중 소정 각도 간격으로 구비되는 티스마다 각 상에 대응되어 와인딩되는 고정자 코일; 그리고 상기 고정자 코어의 상부와 하부에 위치되어 상기 고정자 코어와 상기 고정자 코일 사이를 절연시키는 인슐레이터를 포함하여 이루어지며, 상기 각 상의 고정자 코일의 연결선은 상기 인슐레이터의 상부와 하부에 교대로 위치되는 모터를 제공한다.

모터, 고정자코일, 인슐레이터, 와인딩

Description

모터{Motor}

도 1은 종래의 모터에 있어서의 고정자를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 고정자의 측면 전개도,

도 3은 본 발명에 따른 모터에 있어서의 고정자 코일 와인딩 방법을 간략하게 도시한 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 모터에 있어서의 고정자를 도시한 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 고정자의 측면 전개도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100 : 고정자 102 : 고정자 코어

103 : 티스 104 : 상부 인슐레이터

105 : 하부 인슐레이터 107, 108, 109 : 고정자 코일

110, 111 : 홈 121, 122, 123 : 터미널

130 : 중성점 터미널 131, 132, 133 : 고정자 코일 연결선

N : 중성점

본 발명은 모터에 관한 것이며, 더욱 상세하게 본 발명은 와인딩 구조를 개선하여 제조가 용이한 모터에 관한 것이다.

다양한 모터에 있어서 기본적으로 고정자와 회전자의 구조는 동일하다. 그러나, 고정자와 회전자 사이의 상호 작용으로 회전자가 회전하는 원리에 따라 모터의 종류가 나뉘게 된다. 그리고 고정자 코일에 인가되는 전원의 종류나 상에 따라 모터의 종류가 나뉘기도 한다. 또한 고정자 코일이 와인딩된 방법에 따라 모터의 종류가 나뉘기도 한다.

먼저, 도 1 내지 도 2를 참조하여 종래 모터에 있어서의 고정자 구조 및 와인딩 방법에 대해서 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 고정자(1)는 고정자 코어(2), 상기 고정자 코어의 원주를 따라 복수 개 형성되는 티스(3), 고정자 코어와 티스의 상하부에 각각 삽입되어 고정자 코일(6)이 와인딩되는 상하 인슐레이터(4, 5)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 고정자(1)의 내부에는 회전자(미도시)가 회전축(미도시)과 연결된 상태로 위치되며, 이 후 상기 고정자(1)와 회전자가 브라켓(미도시) 내부에 수용된다. 한편, 상기 회전축과 상기 회전자는 브라켓에 고정된 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

도 1과 도 2에는 티스(3)가 9개 형성되어 있으며 각각의 티스에 고정자 코일(6)이 와인딩되어 집중권 형태로 고정자 코일이 와인딩된 형태가 도시되어 있다. 여기서, 도 2는 도 1에 도시된 고정자 외주면의 전개도이다.

그리고, 고정자 코일에 3 상(u, v, w)의 전원이 공급되며 120°간격으로 각 상의 고정자 코일(6)이 와인딩된 형태가 도시되어 있다. 이러한 형태의 고정자에 있어서 종래의 고정자 코일 와인딩 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, u 상의 고정자 코일(7)이 1번 티스에 시계방향(화살표 방향)으로 와인딩된다. 물론, 반드시 시계방향으로 와인딩될 필요는 없고, 어느 경우나 각 상의 고정자 코일이 동일한 방향으로 와인딩되기만 하면 된다.

와인딩이 끝나면 인슐레이터(4)에 형성된 홈(10)을 통하여 u 상 고정자 코일의 연결선(12)이 인슐레이터의 외부로 빠져나오게 된다. 그리고 연결선의 위치를 결정하는 돌기(11)에 연결선의 일단이 고정된 상태에서 인슐레이터의 외주면을 따라 연결선이 연장된다. 상기 연장된 연결선(12)은 다시 인슐레이터에 형성된 홈(10)을 통하여 인슐레이터 내부로 삽입되고, 4번 티스에 다시 시계방향으로 와인딩된다. 같은 방법으로 연결선(12)이 위치되며, 7번 티스에 다시 시계방향으로 와인딩되어 고정자 코일의 말단은 중성점(N)을 형성하게 된다.

여기서, u 상의 고정자 코일(7)은 두 개의 연결선(12)을 갖게 되며, 양자는 높이가 서로 다르도록 위치되며, 이러한 위치의 조정은 다양한 높이에 형성된 돌기(11)에 의해서 이루어진다.

이 후, v 상의 고정자 코일(8)은 2번 티스, 5번 티스, 그리고 8번 티스에 와인딩되며, w 상의 고정자 코일은 3번 티스, 6번 티스, 그리고 9번 티스에 와인딩된다. 여기서, 상기 v 상의 고정자 코일은 두 개의 연결선(13)을 갖고, w 상의 고정자 코일(9)도 두 개의 연결선(14)을 갖는다. 그리고 이들 연결선들의 높이는 서로 다르게 위치된다.

여기서, u, v, w 상의 고정자 코일의 시작단은 각각 대응되는 전원과 연결되며, 각 고정자 코일의 말단은 서로 연결되어 중성점(N)을 형성하게 된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 각 상의 고정자 코일의 연결선(12, 13, 14)은 서로 절연 거리가 확보되도록 위치되어야 한다. 따라서, 이러한 연결선들은 서로 다른 높이를 갖도록 위치되어야 하며, 이를 위해서 인슐레이터(4)의 외주면을 따라 서로 다른 높이를 갖는 돌기(11)들이 형성되어야 했다.

또한, 이러한 연결선들이 인슐레이터의 상부, 즉 상부 인슐레이터(4)에만 위치되므로 이러한 연결선들의 높이의 차이를 두기 위해서 돌기(11)들의 형성된 높이도 다양하게 형성되어야 하며, 따라서 인슐레이터의 높이가 높아지는 문제가 발생하였다. 물론, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 다양한 높이를 갖는 돌기(11)들이 형성되어야 하므로 인슐레이터 제작을 위한 금형이 복잡해지고, 이로 인하여 원가가 상승되는 문제도 있다.

아울러, 한 상의 연결선들이라고 하더라도 서로 높이가 다르게 위치되므로 와인딩 불량이 발생할 우려가 높으며, 연결선들 간에 충분한 절연 거리가 확보되지 못할 우려가 있었다.

한편, 종래에는 고정자 상부에 피씨비가 위치되는 경우에 고정자 코일의 시작단은 직접 피씨비에 솔더링되어 제조 공정이 복잡하고, 오결선 우려가 많았다. 그리고, 고정자 코일의 말단들이 형성하는 중성점을 고정하기 위하여 절연 튜브와 랜싱 사를 이용하여야 하므로 제조 공정이 복잡하였다.

아울러, 고정자 코일의 시작단 그리고 말단과 브라켓 사이의 절연 불량이 발 생될 우려가 있었다.

본 발명의 목적은 용이하게 고정자 코일을 와인딩할 수 있는 모터를 제공하는 데 있다. 그리고, 고정자 코일의 연결선 간에 충분한 절연 거리를 확보할 수 있고, 인슐레이터를 단순하게 형성하여 제조비용 절감 및 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 모터를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 와인딩의 시작단과 말단, 즉 터미널의 결선을 용이하고, 터미널들과 브라켓 사이의 절연을 효과적으로 이룰 수 있는 모터를 제공하는 데 있다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 원주 방향을 따라 복수 개의 티스가 형성된 고정자 코어; 상기 복수 개의 티스 중 소정 각도 간격으로 구비되는 티스마다 각 상에 대응되어 와인딩되는 고정자 코일; 그리고 상기 고정자 코어의 상부와 하부에 위치되어 상기 고정자 코어와 상기 고정자 코일 사이를 절연시키는 인슐레이터를 포함하여 이루어지며, 상기 각 상의 고정자 코일의 연결선은 상기 인슐레이터의 상부와 하부에 교대로 위치되는 모터를 제공한다.

여기서, 상기 고정자 코일의 연결선은 상기 인슐레이터 상에 사선 형태로 고정되며, 각 상의 연결선들은 서로 평행이 되도록 위치된다.

상기 인슐레이터의 상부와 하부에는 원주 방향을 따라 상기 고정자 코일의 연결선이 고정되는 홈이 복수 개 형성된다. 그리고 상기 각 상의 고정자 코일의 연 결선 양 단이 각각 걸리는 상기 홈의 깊이는 서로 다르도록 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 고정자 코일이 각 상에 대응되어 3개 형성되므로 인슐레이터의 원주 방향을 따라 깊이가 낮은 홈이 연속하여 3개 형성되고, 다시 깊이가 깊은 홈이 연속하여 3개 형성될 수 있다.

또한, 상기 고정자 코일의 연결선은 깊이가 낮은 홈에서 시작하여 깊이가 깊은 홈에서 끝나도록 고정되어 상기 인슐레이터에 사선 형태로 고정됨이 바람직하다.

한편, 상기 인슐레이터는 상기 고정자 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터와 상기 고정자 코어의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터로 이루어질 수 있다. 물론, 상기 인슐레이터는 상부 인슐레이터와 하부 인슐레이터가 일체로 이루어진 형태일 수 있다.

이 경우 상기 인슐레이터는 상기 고정자 코어가 사출 시 인서트되어 동시에 형성될 수 있을 것이다.

그리고, 상기 각 상의 고정자 코일의 시작단이 고정되는 터미널이나 상기 각 상의 고정자 코일의 말단이 고정되어 중성점이 형성되는 중성점 터미널은 상기 인슐레이터에 일체로 형성될 수 있다.

이 경우 상기 터미널들의 위치는 내부에 고정자를 수용하는 브라켓의 내주면과의 절연 거리를 확보하기 위하여 인슐레이터의 내측에 형성됨이 바람직할 것이다.

따라서, 본 발명에 따르면 고정자 코일의 연결선이 인슐레이터의 상부와 하 부에 번갈아 위치되므로 와인딩이 용이한 모터가 제공된다.

이하에서는 도 3 내지 5를 참조하여 본 발명에 따른 모터에 대해서 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 모터에 있어서 고정자 코일의 와인딩 방법을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 모터의 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 고정자의 측면 전개도이다.

본 발명은 고정자 코일에 3상의 전원이 인가되는 모터에 관한 것이다. 그리고, 설명의 편의상 9개의 티스가 형성되고, 집중권 형태로 와인딩된 모터를 실시예로 하여 설명한다. 아울러, 설명의 편의상 회전자가 고정자의 내부에 위치되는 인너 로터 타입의 모터를 실시예로 하여 설명한다. 따라서 본 발명은 후술하는 실시예에 한정되지 않으며 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 이러한 변형 예는 본 발명의 기술 사상에 속하게 될 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 모터에 있어서의 와인딩 방법은 전술한 종래의 와인딩 방법과 기본적으로 동일하다. 즉, u 상의 고정자 코일(107)은 1번, 4번, 그리고 7번 티스에 와인딩되며, 두 개의 연결선(131)이 형성된다. 그리고, 마찬가지로 v 상의 고정자 코일(108)은 2번, 5번, 그리고 8번 티스에 와인딩되어 두 개의 연결선(132)이 형성되며, w 상의 고정자 코일(109)은 3번, 6번, 그리고 9번 티스에 와인딩되어 두 개의 연결선(133)이 형성된다.

한편, 각 상의 고정자 코일(107, 108, 109)의 시작단은 인슐레이터의 상부에 일체로 형성되는 터미널(121, 122, 123)에 각각 고정된다. 그리고 각 상의 고정자 코일의 말단은 인슐레이터의 상부에 일체로 형성된 중성점 터미널(130)에 고정되어 중성점(N)을 형성하게 된다.

따라서, 본 발명에 따르면 상기 중성점 터미널이 인슐레이터에 일체로 형성되어 있으므로 중성점을 용이하게 형성할 수 있으며, 중성점의 고정 또한 용이하게 이루어진다. 또한, 각 상의 고정자 코일(107, 108, 109)의 시작단은 각각의 터미널(121, 122, 123)에 고정되므로 오결선의 우려가 없으며 직접 피씨비(미도시) 등에 솔더링을 하지 않더라도 상기 터미널을 통하여 피씨비에 연결되는 것이 가능하다. 즉, 상기 터미널과 상기 고정자의 상부에 위치되는 피씨비 사이에 탭 터미널(미도시)이 개재되어 상기 고정자 코일과 상기 피씨비 사이에 전기적 연결이 이루어질 수 있다.

한편, 상기 탭 터미널은 상기 피씨비를 상기 고정자(100)에 고정시키는 기능을 수행할 수 있다. 물론, 상기 피씨비는 브라켓 내측에 고정될 수도 있을 것이다.

도 3과 도 5에 도시된 바와 같이 상기 터미널(121, 122, 123)과 중성점 터미널(130)이 상부 인슐레이터(104)에 형성되어 있다. 그리고, 이러한 터미널들은 상부 인슐레이터의 내측에 형성되어 있다. 따라서, 고정자(100)의 외측에서 상기 고정자를 수용하는 브라켓(미도시)과의 충분한 절연거리가 확보될 수 있다. 즉, 상기 고정자의 외주면이 상기 고정자를 수용하는 브라켓의 내부면과 매우 근접하게 위치된다고 하더라도 상기 터미널들의 위치가 상부 인슐레이터의 내측에 형성되어 있으므로 누전의 우려를 방지하는 것이 가능하다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 있어서의 상하 인슐레이터(104, 105)에는 홈(110, 111)이 형성된다. 상기 홈은 깊이가 서로 다른 두 가지 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어 깊이가 낮은 3 개의 홈(111)이 상부 인슐레이터(104)의 원주 방향을 따라 연속되게 형성되며, 이 후에는 깊이가 깊은 3 개의 홈(110)이 상부 인슐레이터의 원주 방향을 따라 연속되게 형성된다. 그리고 하부 인슐레이터(105)에는 상부 인슐레이터와는 반대로 깊이가 깊은 3개의 홈(110)이 연속되게 형성되며, 이 후 깊이가 낮은 3 개의 홈(111)이 연속되게 형성된다.

본 발명에 있어서의 고정자 코일은 다음과 같은 순서로 와인딩될 수 있다.

먼저, u 상의 고정자 코일(107)이 1번 티스에 와인딩된다. 와인딩된 고정자 코일은 깊이가 낮은 홈(111)을 통하여 하부 인슐레이터(105)의 외부로 빠져나오게 된다. 그리고, 상기 홈(111)에 걸린 상태로 하부 인슐레이터의 외주를 따라 사선 형태로 이어져 4번 티스에 인접한 깊이가 깊은 홈(110)을 통하여 다시 4번 티스에 와인딩된다. 여기서, 1번 티스와 4번 티스에 와인딩된 고정자 코일의 연결선(131)은 하부 인슐레이터 상에 사선 형태로 위치된다.

이 후 4번 티스에 와인딩된 고정자 코일은 깊이가 낮은 홈(111)을 통하여 상부 인슐레이터의 외부로 빠져나와 7번 티스에 인접한 깊이가 깊은 홈(110)을 통하여 7번 티스에 와인딩된다. 이때의 연결선(131)은 상부 인슐레이터 상에 사선 형태로 위치된다.

한편, 상기 u 상의 고정자 코일(107)의 시작단은 1번 티스에 인접한 상부 인슐레이터에 형성된 터미널(121)에 연결되고, 상기 u 상의 고정자 코일(107)의 말단은 각 상의 말단이 위치되는 티스(7번, 8번, 9번) 중 중간에 위치된 티스인 8번 티 스에 인접한 상부 인슐레이터(104)에 형성된 중성점 터미널(130)에 연결된다.

마찬가지 방법으로 v 상의 고정자 코일은 2번 티스, 5번 티스, 그리고 8번 티스에 와인딩되어 형성되며, 이때 하부 인슐레이터와 상부 인슐레이터에 각각 연결선(132)이 사선 형태로 위치된다. 여기서, 상기 v 상의 고정자 코일(108)의 시작단은 2번 티스에 인접한 상부 인슐레이터에 형성된 터미널(122)에 연결되고, 상기 v 상의 고정자 코일(108)의 말단은 각 상의 말단이 위치되는 8번 티스에 인접한 상부 인슐레이터(104)에 형성된 중성점 터미널(130)에 연결된다.

그리고, 마찬가지 방법으로 w 상의 고정자 코일은 3번 티스, 6번 티스, 그리고 9번 티스에 와인딩되어 형성되며, 이때 하부 인슐레이터와 상부 인슐레이터에 각각 연결선(133)이 사선 형태로 위치된다. 여기서, 상기 w 상의 고정자 코일(109)의 시작단은 2번 티스에 인접한 상부 인슐레이터에 형성된 터미널(123)에 연결되고, 상기 w 상의 고정자 코일(109)의 말단은 각 상의 말단이 위치되는 티스 중 중간에 위치된 티스인 8번 티스에 인접한 상부 인슐레이터(104)에 형성된 중성점 터미널(130)에 연결된다.

이러한 방법으로 고정자 코일이 와인딩된 형태가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 각 상의 연결선(131, 132, 133)들은 서로 사선 형태로 평행하게 위치된다.

이에 따라서 각 상의 고정자 코일 연결선 간에 충분한 절연 거리가 확보되고, 이러한 연결선들이 상부와 하부 인슐레이터에 번갈아 위치되므로 단순한 형태의 고정자 코일 와인딩이 가능하다.

한편, 상기 연결선들은 서로 높이가 다른 홈(110, 111)에 걸려 고정되므로 자동적으로 위치가 결정되므로 별도로 연결선들의 높이를 조정하거나 맞출 필요가 없게 된다. 즉, 단순히 각 상의 고정자 코일을 와인딩하고 연결선의 위치만 상하 교대로 위치시키기만 하면 자동적으로 연결선들의 높이가 결정되고, 이에 따라서 연결선들 간에 절연 거리가 확보된다.

또한, 본 발명에 따르면 인슐레이터를 단순한 형상을 제작하는 것이 가능하다. 왜냐하면 종래의 인슐레이터와 같이 연결선의 위치를 조정하기 위한 돌기들을 필요로 하지 않기 때문이다.

따라서, 본 발명에 있어서 인슐레이터는 상부와 하부 인슐레이터가 일체로 이루어지며, 상기 고정자 코어가 일체로 인서트 사출되어 제작되는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면 용이하게 고정자 코일을 와인딩할 수 있는 한편, 고정자 코일을 와인딩함과 동시에 상기 고정자 코일의 연결선들의 절연 거리가 자동적으로 확보될 수 있는 모터를 제공할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 별도로 연결선 간의 절연 거리 확보를 위한 공정을 생략하여 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 인슐레이터를 단순하게 형성하여 제조비용 절감 및 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 모터를 제공할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면 고정자 코일의 시작단과 말단, 즉 터미널의 결선이 용이하고 터미널들과 브라켓 사이의 절연을 효과적으로 이룰 수 있는 모터를 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 원주 방향을 따라 복수 개의 티스가 형성된 고정자 코어;

   상기 복수 개의 티스 중 동일한 상이 형성되는 티스마다 각 상에 대응되어 와인딩되는 고정자 코일; 그리고

   상기 고정자 코어의 상부와 하부에 위치되어 상기 고정자 코어와 상기 고정자 코일 사이를 절연시키는 인슐레이터를 포함하여 이루어지며,

   상기 각 상의 고정자 코일의 연결선은 상기 인슐레이터의 상부와 하부에 교대로 위치되는 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정자 코일의 연결선은 상기 인슐레이터 상에 사선 형태로 고정됨을 특징으로 하는 모터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 인슐레이터의 상부와 하부에는 원주 방향을 따라 상기 고정자 코일의 연결선이 걸리는 홈이 복수 개 형성됨을 특징으로 하는 모터.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 각 상의 고정자 코일의 연결선 양 단이 각각 걸리는 상기 홈의 깊이는 서로 다르도록 형성됨을 특징으로 하는 모터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 고정자 코일의 연결선은 깊이가 낮은 홈에서 시작하여 깊이가 깊은 홈에서 끝나도록 고정되어 상기 인슐레이터에 사선 형태로 고정됨을 특징으로 하는 모터.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 인슐레이터는 상기 고정자 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터와 상기 고정자 코어의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터로 이루어짐을 특징으로 하는 모터.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 상의 고정자 코일의 시작단이 고정되는 터미널이 상기 인슐레이터에 일체로 형성됨을 특징으로 하는 모터.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 상의 고정자 코일의 말단이 고정되어 중성점이 형성되는 중성점 터미널이 상기 인슐레이터에 일체로 형성됨을 특징으로 하는 모터.

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