KR100845867B1

KR100845867B1 - 모터

Info

Publication number: KR100845867B1
Application number: KR1020060099409A
Authority: KR
Inventors: 이선중
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2008-07-14
Also published as: KR20080032959A

Abstract

본 발명은 모터에 관한 것이며, 더욱 상세하게 본 발명은 와인딩 구조 및 터미널 결선 구조를 개선하여 제조가 용이하고, 절연에 대한 신뢰성을 향상시킨 모터에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 고정자 코어, 고정자 코일, 그리고 상기 고정자 코어의 상부와 하부에 위치되어 상기 고정자 코어와 상기 고정자 코일 사이를 절연시키는 인슐레이터를 포함하는 고정자; 상기 고정자 상부에 고정되는 피씨비; 그리고 상기 고정자와 피씨비를 수용하는 브라켓을 포함하여 이루어지며, 상기 고정자 코일이 결선 되는 결선 터미널은 상기 인슐레이터의 내측에 구비되는 모터가 제공된다.

모터, 고정자코일, 인슐레이터, 와인딩

Description

모터{Motor}

도 1은 종래 모터의 분해 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 모터의 분해 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 고정자의 측면 전개도,

도 6은 도 4에 도시된 탭 터미널의 사시도,

도 7은 도 4에 도시된 모터의 부분 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100 : 고정자 104 : 상부 인슐레이터

105 : 하부 인슐레이터 107, 108, 109 : 고정자 코일

110, 111 : 홈 121, 122, 123 : 전원 터미널

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

N : 중성점

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 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, 상기 고정자의 상부에 피씨비(60)가 고정된다. 즉, 상기 피씨비에 형성된 홀(61)에 상기 고정자의 상부에 형성된 고정돌기(22)가 삽입되어 상기 피씨비(60)가 고정된다.

이 후, 상기 고정자(1), 회전자, 그리고 피씨비(60)가 브라켓(70) 내부에 수용된다. 한편, 상기 회전축과 상기 회전자는 상기 브라켓에 고정된 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지가 된다.

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 와 인딩되며, 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 피씨비(60)가 위치되는 경우에 고정자 코일의 시작단(7', 8', 9')은 직접 피씨비에 솔더링되어 제조 공정이 복잡하고, 오결선 우려가 많았다. 그리고, 상기 고정자 코일의 시작단(7', 8', 9')은 고정자(1)의 인슐레이터(4)와 피씨비(60) 사이의 간극으로 빠져나와 피씨비 상에 솔더링이 이루어졌다. 왜냐하면 피씨비 내측에 고정자 코일의 시작단이 위치하는 경우 회전축과의 간섭 우려가 있기 때문이다.

따라서, 결국 상기 고정자 코일의 시작단(7', 8', 9')은 고정자(1)와 브라켓(70) 내측 사이에 위치되어 상기 브라켓과의 절연이 유지되지 않을 우려가 있었다. 왜냐하면, 일반적으로 상기 고정자 코어(2)는 브라켓(70) 내측에 압입되어 고정되어, 상기 브라켓 내측벽과 상기 고정자의 인슐레이터(4) 사이와의 간격은 매우 좁게 형성되기 때문이다.

그리고, 고정자 코일의 말단들이 형성하는 중성점을 고정하기 위하여 절연 튜브(미도시)와 랜싱사(미도시)를 이용하여야 하므로 제조 공정이 복잡하였다. 또한 이러한 중성점은 인슐레이터(4)의 외면에 고정되므로 상기 중성점과 상기 브라켓 사이의 절연 불량이 발생될 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 용이 하고, 터미널들과 브라켓 사이의 절연을 효과적으로 이룰 수 있는 모터를 제공하는 데 있다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 고정자 코어, 고정자 코일, 그리고 상기 고정자 코어의 상부와 하부에 위치되어 상기 고정자 코어와 상기 고정자 코일 사이를 절연시키는 인슐레이터를 포함하는 고정자; 상기 고정자 상부에 고정되는 피씨비; 그리고 상기 고정자와 피씨비를 수용하는 브라켓을 포함하여 이루어지며, 상기 고정자 코일이 결선되는 결선 터미널은 상기 인슐레이터의 내측에 구비되는 모터를 제공한다.

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

상기 결선 터미널은 상기 고정자 코일의 시작단이 상기 피씨비와 전기적 연결되는 전원 터미널을 포함할 수 있고, 상기 고정자 코일의 말단들이 중성점을 형성하는 중성점 터미널을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 전원 터미널과 상기 중성점 터미널이 모두 상기 인슐레이터의 내측에 구비됨이 바람직하다.

한편, 상기 결선 터미널은 상기 인슐레이터에 일체로 형성될 수 있다.

상기 전원 터미널에는 각 상의 고정자 코일의 시작단이 삽입되어 고정된다. 상기 각 상이 고정자 코일의 시작단은 상기 전원 터미널에 삽입되는 탭 터미널을 통하여 피씨비와 전기적으로 연결된다. 그리고, 상기 탭 터미널은 상기 고정자에 대해서 상기 피씨비를 고정시키게 된다.

상기 탭 터미널은 몸체부를 포함하여 이루어지며, 상기 몸체부의 일단은 상기 피씨비에 형성된 홀에 삽입되고, 타단은 상기 전원 터미널에 삽입된다. 상기 탭 터미널의 몸체부 좌우에는, 상기 몸체부의 강성 보강과 상기 피씨비와 상기 터미널 사이의 간격을 유지하기 위하여, 각각 전방과 후방으로 절곡된 지지부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 중성점 터미널에는 각 상의 고정자 코일의 말단이 삽입되어 고정된다. 즉 각 상의 고정자 코일 말단들이 상기 중성점 터미널에 삽입됨으로써 서로 전기적으로 연결되어 중성점이 형성된다. 따라서 상기 중성점 터미널은 중성점 형성뿐만 아니라 상기 고정자 코일의 말단들을 고정시키는 기능을 수행한다. 즉, 별도의 전기적 결선, 절연 처리, 또는 고정 처리 등을 수행하지 않더라도 상기 중성점 터미널에 각 상의 고정자 코일의 말단을 삽입시킴으로써 이러한 목적이 용이하게 달성될 수 있다.

상기 브라켓에는 방열부가 구비되고, 상기 피씨비에는 전력소자가 구비될 수 있다. 상기 전력소자에서는 발열의 위험이 있으므로 이를 효과적으로 방열할 필요가 있다. 이를 위해서 상기 전력소자가 상기 방열부에 접촉하도록 상기 피씨비가 상기 브라켓에 결합됨이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따르면 고정자 코일의 연결선이 인슐레이터의 상부와 하부에 번갈아 위치되므로 연결선들이 분산되며, 고정자 코일의 시작단과 말단이 인슐레이터의 내측에 위치되어 고정되므로 효과적으로 절연이 이루어질 수 있는 모터 가 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.

먼저, 본 발명에 따른 영구자석 회전자 모터에 있어서 브라켓에 대해서 상세히 설명한다.

상기 브라켓은 내부에 고정자(100), 회전자(미도시), 피씨비(160) 등을 수용하며 전체적인 모터의 외관을 형성한다. 그리고, 상기 브라켓은 자체적으로 방열부(172)가 형성되어 상기 방열부를 통하여 모터 내부의 열을 방열시키게 된다.

상기 브라켓은 상부 브라켓(170)과 하부 브라켓(171)로 이루어질 수 있으며, 상기 상부 브라켓(170)과 하부 브라켓(171)이 결합됨으로써 내부의 구성요소들이 모두 수용되고 고정될 수 있다. 이러한 상부 브라켓(170)과 하부 브라켓(171)의 결 합은 브라켓의 외면에 형성된 체결 보스(175) 사이에 나사 결합을 통하여 이루어질 수 있다.

상기 상부 브라켓(170)에는 방열부(172)가 형성된다. 물론, 하부 브라켓(171)에도 형성될 수 있지만, 피씨비(160)가 상부 브라켓 측에 위치되는 경우에는 상부 브라켓(170)에 방열부(172)가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 방열부(172)는 상부 브라켓(170)의 상면에서 소정 깊이로 함몰된 함몰면(173)과 상기 함몰면에 형성된 복수 개의 냉각 리브(174)를 포함하여 이루어진다. 상기 함몰면(173)과 냉각 리브(174)는 외부 공기와 접하면 표면적을 넓혀 방열 성능을 향상시키게 된다. 한편, 상기 함몰면(173)을 통하여 상기 방열부(172)와 피씨비(160) 사이의 거리를 좁혀 방열부로 인한 모터 전체의 크기가 커지는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 방열부(172)는 상기 상부 브라켓의 상면 전체에 형성될 수 있다. 그러나, 피씨비(160)와 상기 상부 브라켓(170)과의 절연을 감안하면 상기 방열부는 상기 전력 소자(165)가 위치되는 부분을 포함하는 일정 부분에만 형성됨이 바람직하다. 이는 상기 전력 소자(165)에서 상기 방열부(172) 전도된 열이 다시 피씨비(160)에 실장된 다른 전기적 소자(미도시)들에 전달되는 것을 방지하기 위함이기도 하다.

한편, 상기 상부 브라켓(170)의 내면에는 피씨비와의 결합을 위한 체결 보스(176)가 형성된다. 그리고 상기 체결 보스(176, 도 7참조)에는 체결홀(미도시)이 형성된다. 상기 체결홀과 피씨비(160)에 형성된 체결홀(161) 사이에 나사(178, 도 7참조)가 관통되어 피씨비가 상부 브라켓(170) 내면에 고정된다.

이러한 브라켓은 다양한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 부식에 강하고 성형이 쉬운 알루미늄으로 형성될 수 있으며, 알루미늄 다이캐스팅을 통하여 용이하게 제작하는 것이 가능하다. 이러한 알루미늄 재질은 열전도성이 매우 우수하므로 전술한 전력 소자에서 발생되는 열을 매우 우수하게 전도시켜, 상기 방열부(172)를 통하여 효과적으로 방열시키는 것이 가능할 것이다.

다음으로, 본 발명에 따른 영구자석 회전자 모터에 있어서 피씨비(160)에 대해서 상세히 설명한다.

상기 피씨비(160)에는 각종 소자들이 실장되며, 전기적인 패턴들이 형성된다. 그리고, 전술한 바와 같이 상부 브라켓(170)에 고정되기 위한 체결홀(161)이 형성된다. 이러한 체결홀(161)들은 더욱 견고한 고정 및 결합을 위하여 원주 방향을 따라 복수 개 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 피씨비(160)에는 상기 피씨비 상면에는 전력 소자(165)가 설치된다. 이러한 전력 소자들에서는 많은 열이 발생되며, 이러한 열을 효과적으로 방열시키는 것은 전술한 바와 같이 대단히 중요하다.

그리고, 상기 피씨비에는 고정자 코일(107, 108, 109)과 전기적 연결을 위한 홀(166)이 형성된다. 상기 홀은 u, v, w 각 상에 대응되어 3개 형성될 수 있다. 상기 홀(166)에 후술하는 터미널 탭(180)의 일단이 삽입되어 각 상에 대응되는 고정자 코일(107, 108, 109)에 전류를 공급하게 된다. 물론, 상기 전기적 연결을 더욱 견고히 하기 위해서 상기 터미널 탭(180)의 일단이 상기 홀(166)에 삽입된 후 솔더 링이 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 영구자석 회전자 모터에 있어서 터미널 탭(180)에 대해서 상세히 설명한다. 상기 터미널 탭(180)의 구조는 도 6에 잘 도시되어 있다.

상기 터미널 탭(180)은 상기 피씨비(160)와 고정자 코일 사이에서 전기적 연결이 이루어지도록 한다. 즉, 상기 터미널 탭(180)은 각 고정자 코일의 시작단과 결선이 이루어진다. 그리고, 자체적인 형상의 특징에 의해서 이러한 전기적 연결이 용이하게 이루어지게 되며, 아울러 고정자(100) 상부에서 피씨비(160)가 고정되는 역할을 수행하게 된다.

상기 터미널 탭(180)은 몸체부(181)와 지지부(182)를 포함하여 이루어진다. 상기 몸체부(181)의 일단은 피씨비(160)와 연결되고, 타단은 후술하는 전원 터미널(121, 122, 123)에 삽입되어 각각의 고정자 코일(107, 108, 109)과 전기적 연결이 이루어진다.

상기 몸체부(181)의 일단은 피씨비(160)에 형성된 홀(166)에 용이하게 삽입되도록 모따기나 라운드가 형성됨이 바람직하다.

상기 몸체부(181)의 타단은 길이 방향을 따라 폭이 감소됨이 바람직하다. 마찬가지로 상기 전원 터미널에 용이하게 삽입되도록 하기 위함이다. 즉, 결합 시 어느 정도의 위치적인 편차가 있더라도 상기 감소된 폭을 통하여 위치 편차가 보정되어 용이하게 결합될 수 있도록 하기 위함이다. 마찬가지로 상기 탭 터미널(180) 몸체부 타단의 선단(183) 형상은 모따기나 라운드 형상으로 형성됨이 바람직하다.

상기 선단(183)은 두 개의 포크 날로 이루어질 수 있다. 이러한 포크 날이 전원 터미널(121, 122, 123)에 삽입되었을 때 상기 터미널에 삽입되어 고정된 고정자 코일의 선단이 상기 포크 날 사이에 형성된 홈(184)에 삽입되어 견고히 고정된다. 따라서, 상기 홈(184)의 형상은 입구가 좁고 내부가 넓도록 형성됨이 바람직하다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 피씨비(160)는 먼저 상부 브라켓(170)에 결합된 후 상기 고정자 상부에 결합됨이 바람직하다. 왜냐하면 상기 상부 브라켓(170)의 상면에 형성된 방열부(172)에 상기 전력 소자(165)가 접촉하도록 상기 피씨비를 고정하여야 하기 때문이다. 따라서, 상기 피씨비(160)와 상기 고정자 상부와 결합되기 위해서 사용자는 강한 힘으로 상부 브라켓(170) 내부로 고정자(100)를 밀어 넣게 될 것이다. 이 과정에서 상기 터미널 탭(180)에는 강한 힘이 걸리게 되므로 상기 터미널 탭(180)은 강성이 매우 좋아야 한다. 물론, 위치 편차에도 대응하여야 하므로 상기 터미널 탭(180)의 형상도 중요하며, 이에 대한 사항은 전술하였다.

이러한 요구되는 강성을 위하여 본 발명에 있어서의 터미널 탭(180)은 소정 두께를 갖는 판형의 몸체부(182)를 갖도록 형성된다. 아울러 상기 몸체부(182)의 좌우에는 상기 몸체부의 강성 보강을 더욱 높이고 상기 피씨비(160)와 상기 터미널(154, 155, 156) 사이의 간격을 유지하기 위한 지지부(182)가 형성된다. 이러한 지지부는 상기 몸체부(182)와 일체로 형성되며, 각각 전방과 후방으로 절곡되어 형성된다.

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 전원 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.

즉, 각 상의 고정자 코일이 결선되는 결선 터미널은 전원 터미널(121, 122, 123)과 중성점 터미널(130)을 포함하여 이루어진다.

상기 결선 터미널은 모두 상부 인슐레이터(104)의 내측에 구비되며, 구비된 높이는 고정자 코어(102)보다 높되, 상기 상부 인슐레이터(104)의 끝단 높이와는 갖거나 낮은 것이 바람직하다. 즉, 회전자(미도시)와의 간섭을 방지하는 한편, 상기 결선 터미널로 인하여 모터 전체의 높이가 커지는 것을 방지하기 위함이다.

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) 등 에 솔더링을 하지 않더라도 상기 전원 터미널을 통하여 피씨비(160)에 연결되는 것이 가능하다. 즉, 상기 터미널과 상기 고정자의 상부에 위치되는 피씨비(160) 사이에 탭 터미널(180)이 개재되어 상기 고정자 코일과 상기 피씨비 사이에 전기적 연결이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 인슐레이터(104, 105)의 외측벽에는 일부 고정자 코일 연결선(131, 132, 133)만 위치되므로, 상기 고정자 코일들과 브라켓 내측 사이에 충분한 절연 거리가 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.

한편, 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(112)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(112)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 티스에 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.

이하에서는 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 영구자석 회전자의 제조방법에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 전력 소자(165)가 실장된 피씨비에 탭 터미널(180)을 고정시킨다. 이 후 더욱 신뢰성이 있는 전기적 연결을 위하여 상기 피씨비와 상기 탭 터미널(180)에 솔더링이 이루어질 수 있다.

이 후, 도 7에 도시된 바와 같이 피씨비(160)에 실장된 전력 소자(165)가 상부 브라켓(170)에 형성된 방열부(172)에 접촉하도록 상기 피씨비(160)에 고정시킨다. 이러한 피씨비(160)와 브라켓의 결합은 나사 결합을 통하여 이루어질 수 있다. 이러한 나사 결합을 통하여 방열부(172)와 전력 소자(165) 간에 확실한 접촉이 이루어지고, 모터의 진동 등에 의해서도 이러한 접촉이 확실히 유지될 수 있다.

이러한 접촉 유지는 매우 중요하다. 왜냐하면 열 전달은 대류에 의한 것더욱는 열 전도에 의해서 효과적으로 이루어지기 때문이다. 따라서, 상기 전력 소자(165)에서 발생된 열은 열전도에 의해서 상기 방열부로 전달되고, 상기 방열부를 통해서 열이 방열된다.

물론, 전술한 바와는 달리 먼저 피씨비(160)가 브라켓(170)에 고정된 후, 상기 피씨비에 상기 탭 터미널(180)이 고정될 수도 있을 것이다. 그러나, 이 경우에는 피씨비의 전면에서 솔더링이 이루어지기는 어려울 것이다.

이러한 과정을 통하여 피씨비(160)와 상부 브라켓(170)이 결합되고, 이 후에 상기 피씨비(160)가 상기 고정자(100)에 고정된다. 즉, 탭 터미널을 상기 고정자에 구비되는 터미널에 고정시켜 상기 고정자 코일과 전기적으로 연결하게 된다.

한편, 이 과정에서 상기 피씨비(160)와 상기 고정자(100)와의 결합은 상기 상부 브라켓(170)과 상기 하부 브라켓(미도시)과의 결합과 동시에 이루어질 수 있다. 즉, 먼저 상기 하부 브라켓 내부의 적절한 위치에 고정자(100)를 고정시킨다. 그리고 상기 상부 브라켓(170)과 상기 하부 브라켓(171) 사이에 얼라인이 이루어진 상태에서 서로 결합됨으로써 상기 탭 터미널(180)이 상기 터미널에 삽입되어 상기 피씨비와 상기 고정자가 결합될 수 있다.

여기서, 상기 탭 터미널(180)은 전술한 바와 같은 형상과 충분한 강성을 갖기 때문에 더욱 용이하게 영구자석 회전자 모터를 제조하는 것이 가능하다. 따라서, 고정자 코일의 시작단이 상기 피시비에 솔더링될 필요가 없으므로 매우 효과적으로 브라켓과 상기 고정자 코일의 시작단 사이를 절연시킬 수 있다.

그리고, 상기 전력 소자(165)와 상기 방열부(172)이 사이에는 방열 효과를 높이기 위하여 방열 그리스(미도시)가 칠해지는 것이 바람직하다. 이는 상기 방열부에 직접 접촉되는 전력 소자(165)의 일부분뿐만 아니라 상기 방열부(172)에 직접 접촉되지 않는 전력 소자의 일부분도 상기 방열 그리스를 통하여 상기 방열부와 접촉되도록 하기 위함이다. 따라서, 상기 방열 그리스를 통하여 열전도 되는 상기 전력 소자의 면적을 높이게 됨으로써 더욱 방열 효과를 높일 수 있게 된다.

한편, 이러한 제조 방법에 의해서 상기 브라켓(170)의 내측면과 상기 인슐레이터의 외측면 사이에는 일부의 연결선(131, 132, 133)만 위치된다. 즉, 고정자 코일의 시작단과 말단들이 연결되는 결선 부분은 모두 인슐레이터의 내측에 위치된 다. 즉, 상기 전원 터미널과 중성점 터미널이 모두 인슐레이터의 내측에 위치된다. 따라서, 브라켓과 고정자 코일 사이의 충분한 절연 거리가 형성되어 더욱 안전한 모터가 제공될 수 있다.

그리고, 고정자 코일의 연결선들이 상부 인슐레이터와 하부 인슐레이터에 분산되어 위치되므로 이러한 연결선들과 브라켓 사이에서 발생될 수 있는 누전 우려를 낮출 수 있다.

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.

또한, 본 발명에 따르면 고정자 코일의 연결선들이 상부와 하부 인슐레이터에 분산되어 위치되므로 브라켓과의 사이에서 누전 우려를 현저히 줄일 수 있다.

Claims

고정자 코어, 고정자 코일, 그리고 상기 고정자 코어의 상부와 하부에 위치되어 상기 고정자 코어와 상기 고정자 코일 사이를 절연시키는 인슐레이터를 포함하는 고정자;

상기 고정자 상부에 고정되는 피씨비; 그리고

상기 고정자와 피씨비를 수용하는 브라켓을 포함하여 이루어지며,

상기 고정자 코일이 결선되는 결선 터미널은 상기 브라켓과 절연이 용이하게 이루어지도록 상기 인슐레이터의 내측에 구비되는 것을 특징으로 하는 모터.
제 1 항에 있어서,

상기 결선 터미널은 상기 고정자 코일의 시작단이 상기 피씨비와 전기적 연결되는 전원 터미널을 포함함을 특징으로 하는 모터.
제 1 항에 있어서,

상기 결선 터미널은 상기 고정자 코일의 말단들이 중성점을 형성하는 중성점 터미널을 포함함을 특징으로 하는 모터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 결선 터미널은 상기 인슐레이터에 일체로 형성됨을 특징으로 하는 모 터.
제 4 항에 있어서,

상기 피씨비와 상기 전원 터미널 사이에 구비되어 상기 피씨비와 상기 전원 터미널을 전기적으로 연결함과 동시에 상기 고정자에 대해서 상기 피씨비를 고정시키는 탭 터미널을 포함하여 이루어지는 모터.
제 5 항에 있어서,

상기 탭 터미널은 몸체부를 포함하여 이루어지며, 상기 몸체부의 일단은 상기 피씨비에 형성된 홀에 삽입되고, 타단은 상기 터미널에 삽입됨을 특징으로 하는 모터.
제 6 항에 있어서,

상기 탭 터미널의 몸체부 좌우에는, 상기 몸체부의 강성 보강과 상기 피씨비와 상기 터미널 사이의 간격을 유지하기 위하여, 각각 전방과 후방으로 절곡된 지지부가 형성됨을 특징으로 하는 모터.
제 5 항에 있어서,

상기 브라켓에는 방열부가 구비되고, 상기 피씨비에는 전력소자가가 구비되며, 상기 전력소자가 상기 방열부에 접촉하도록 상기 피씨비가 상기 브라켓에 결합 됨을 특징으로 하는 모터.