KR100859904B1 - 전동기 고정자 - Google Patents

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KR100859904B1
KR100859904B1 KR1020067026467A KR20067026467A KR100859904B1 KR 100859904 B1 KR100859904 B1 KR 100859904B1 KR 1020067026467 A KR1020067026467 A KR 1020067026467A KR 20067026467 A KR20067026467 A KR 20067026467A KR 100859904 B1 KR100859904 B1 KR 100859904B1
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Abstract

본 발명은 전동기 고정자에 관한 것으로서, 고정자 철심의 축방향 단부에 절연부재가 끼워져 장착되고, 절연부재를 통해 자극 톱니에 각각 도선이 집중적으로 감겨진 권선을 갖고, 절연부재상에 형성된 배선 수용부에 권선 단부를 삽입하고, 또한 그 오목부에 압접형 단자를 장착함으로써 권선 단부를 고정함과 동시에 전기적 접속을 실시하여 압접형 단자에 리드 와이어 단자를 결합하여 리드 와이어를 접속하는 전동기 고정자에 있어서, 1 개의 도선의 권선 개시부와 권선 종단부를 단일 배선 수용부에 삽입하고, 또한 단일 압접형 단자를 배선 수용부에 장착함으로써 각 권선 개시부 및 권선 종단부를 일괄하여 고정하고, 또한 이들 권선 단부와 압접형 단자와의 전기적 접속을 실시하여 고정자에 대한 리드 와이어의 장착의 용이화 및 비용의 저렴화를 도모할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

전동기 고정자{MOTOR STATOR}
본 발명은 고정자 철심의 축방향 단부에 끼워져 장착된 절연부재상의 배선 수용부에 압접형 단자를 장착하고, 이 압접형 단자를 통해 권선 단부를 리드 와이어 (lead wire)에 접속하는 전동기 고정자에 관한 것이다.
이 종류의 종래의 전동기 고정자로서 절연부재의 축방향 단부의 동일 원주상에 복수의 배선 수용부가 분산되어 설치되고, 이들 배선 수용부에 각각 압접형 단자의 베이스 단부(基端部)를 장착함으로써 권선 단부를 고정함과 동시에, 권선 단부와 압접형 단자를 전기적으로 접속하고, 또한 둘레 방향으로 형성된 홈에 리드 와이어를 수용하여 이루어진 원고리 형상의 단자판을 압접형 단자의 권선 단부가 돌출된 절연 부재의 단면에 장착함으로써 권선 단부를 리드 와이어에 접속하는 것이 개시되어 있다(예를 들면, 일본 공개특허공보 2001-314055호 참조).
(발명의 개시)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
상술한 종래의 전동기 고정자는 자극 톱니에 도선을 집중적으로 감는 것 이외에, 단자판의 홈에 도선을 밀어 넣으면서 둘레 방향으로 도선을 끌어 당기는 공정이 가해지므로 고정자에 대한 리드 와이어의 장착 공정이 복잡해지고, 이 뿐만 아니라 전동기 고정자 본체부와는 별개의 단자판이 필요하게 되므로 비용이 증가하는 것을 피할 수 없는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 고정자에 대한 리드 와이어의 장착의 용이화 및 비용의 저렴화를 도모할 수 있는 전동기 고정자를 제공하는 데에 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 따른 발명은 복수의 자극 톱니를 구비한 고정자 철심의 축방향 단부에 프레임 형상의 절연 부재가 끼워져 장착되고, 절연 부재를 통해 자극 톱니에 각각 도선이 집중적으로 감겨진 권선을 갖고, 절연부재상에 배선 수용부가 형성되고, 이 배선 수용부는 그 가장자리부에 걸쳐 권선 단부를 삽입하는 것이 가능한 오목부를 갖고, 오목부에 압접형 단자를 장착함으로써 권선 단부를 고정함과 동시에 전기적 접속을 실시하고, 압접형 단자에 리드 와이어 단자를 결합하여 리드 와이어를 접속하는 전동기 고정자에 있어서, 상기 고정자 철심의 축방향의 일단부를 리드 와이어측, 그 외 단부를 반리드 와이어측으로 하고, 리드 와이어측의 상기 배선 수용부에 권선 개시부가 삽입된 도선은 상기 배선 수용부의 근방에서 상기 고정자 철심의 내부로 도입되고, 상기 자극 톱니 사이의 슬롯을 통해 반 리드 와이어측으로 인도되고 난 후 상기 고정자 철심의 단부에 도출되고, 상기 절연부재의 외주면을 따라서 상기 슬롯에 대향하는 슬롯 위치까지 끌어당겨져 상기 고정자 철심의 내부로 도입되고, 제 1 상기 자극 톱니에 감겨진 후 반 리드 와이어측에서 상기 고정자 철심의 단부에 도출되고, 상기 절연부재의 외주면을 따라서 상기 배선 수용부의 근방의 슬롯 위치까지 끌어당겨져 상기 고정자 철심의 내부로 도입되고, 제 2 상기 자극 톱니에 감겨진 후 리드 와이어측에서 상기 고정자 철심의 단부에 도출되고, 상기 도출단부가 권선 종단부로서 상기 배선 수용부에 삽입되고, 1개의 도선의 권선 개시부와 권선 종단부를 단일 배선 수용부에 삽입하고, 또한 단일 압접형 단자를 배선 수용부에 장착함으로써 권선 개시부 및 권선 종단부를 일괄하여 고정함과 동시에, 이들 권선 단부과 압접형 단자와의 전기적 접속을 실시하는 것을 특징으로 한다.
(발명의 효과)
본 발명은 상기와 같이 구성함으로써, 고정자에 대한 리드 와이어의 장착의 용이화 및 비용의 저렴화를 도모할 수 있는 전동기 고정자를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전동기 고정자의 제 1 실시형태의 구성을, 그 축 방향으로부터 보아 권선을 파단하고, 1상분의 도선이 끌어당기어진 상태를 도시한 평면도,
도 2는 제 1 실시형태의 반(反)리드 와이어측에 3상분의 도선이 끌어당기어진 상태를 도시한 절연 부재의 외주면의 전개도,
도 3은 제 1 실시형태의 리드 와이어측 단부의 평면도,
도 4의 A는 제 1 실시형태의 배선 수용부에 대한 압접형 단자의 장착 상태를 도시한 사시도,
도 4의 B는 도 4의 A의 압접형 단자에 대한 리드 와이어 단자의 결합 상태를 도시한 측면도,
도 4의 C는 리드 와이어 단자에 대한 리드 와이어의 압착 상태를 도시한 평면도,
도 5는 제 1 실시형태의 리드 와이어측 단부의 평면도 및
도 6은 제 1 실시형태의 배선 수용부의 상세한 구성과 슬롯 함몰부의 형성 위치를 도시한 부분 평면도이다.
(발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태)
[제 1 실시형태]
도 1은 본 발명에 따른 전동기 고정자의 제 1 실시형태의 구성을 그 축방향으로부터 보아 권선을 파단하고, 1 상분의 도선이 끌어당기어진 상태를 도시한 평면도이다. 이 도면에 있어서, 고정자 철심(1)은 통 형상으로 형성된 요크부의 내측면으로부터 직경 방향 내측으로 돌출된 6개의 자극 톱니(A~F)를 구비하고 있다. 이 고정자 철심(1)의 축방향 단부에 각각 프레임 형상의 절연 부재(7)가 끼워져 장착되고, 이들 절연부재(7)를 통해 자극 톱니(A~F)에 각각 도선이 집중적으로 감겨져 권선(2)이 형성되어 있다.
절연부재(7)는 그 외주면에 배선 수용부(3)를 구비하고, 또한 자극 톱니(A~F)의 둘레 방향 단부에 대응하는 외주 가장자리부에 각각 축방향으로 돌출된 플랜지(18)를 구비하고 있다. 여기서, 도면의 내측을 리드 와이어측, 도면의 외측을 반 리드와이어측으로 하면 배선 수용부(3)는 리드 와이어측에만 설치되어 있다. 그리고, 자극 톱니(A, D), 자극 톱니(C, F), 자극 톱니(B, E)에는 각각 1개의 도선을 이용하여 동일한 상의 권선(2)이 감겨져 있다.
이 도선 중, 자극 톱니(A, D)에 감겨진 도선에 착안하면, 리드 와이어측의 배선 수용부(3)에 권선 개시부(winding start)(10)가 삽입된 도선은 배선 수용부(3)의 근방에서 고정자 철심(1)의 내부로 도입되고, 자극 톱니(D)와 자극 톱니(E) 사이의 슬롯을 통해 반 리드 와이어측으로 인도되고 난 후 고정자 철심(1)의 단부에 도출된다.
계속해서, 화살표 X로 나타낸 바와 같이, 절연 부재(7)의 외주면을 따라서 제 1 교차 와이어(12)로서 대향하는 자극 톱니의 슬롯 위치까지 끌어당겨져 고정자 철심(1)의 내부로 도입되고, 자극 톱니(A)에 감겨지고 난 후 반 리드 와이어측상의 고정자 철심(1)의 단부에 도출된다.
계속해서, 화살표 Y로 나타낸 바와 같이, 절연부재(7)의 외주면을 따라서 제 2 교차 와이어(13)로서 배선 수용부(3)의 근방의 슬롯 위치까지 끌어당겨져 고정자 철심(1)의 내부로 도입되고, 자극 톱니(D)에 감겨지고 난 후 리드 와이어측상의 고정자 철심(1)의 단부에 도출되고, 그 권선 종단부(winding end)(11)가 배선 수용부(3)에 삽입되어 있다.
도 2는 반 리드 와이어측에 3상분의 도선을 끌어당긴 상태를 도시한 절연 부재(7)의 외주면의 전개도이고, 자극 톱니(A, D)에 감겨지는 도선은 자극 톱니(D)와 자극 톱니(E) 사이의 슬롯을 통해 고정자 철심(1)의 단부에 도출되고, 화살표 X로 나타낸 바와 같이 절연 부재(7)의 외주면을 따라서 제 1 교차 와이어(12)로서 자극 톱니(A)에 대응하는 위치까지 끌어당겨져 고정자 철심(1)의 내부로 도입되고, 또한 자극 톱니(A)에 대응하는 위치에서 고정자 철심(1)의 단부에 도출되고, 화살표 Y로 나타낸 바와 같이 절연 부재(7)의 외주면을 따라서 제 2 교차 와이어(13)로서 자극 톱니(D)에 대응하는 위치까지 끌어당겨져 고정자 철심(1)의 내부로 도입된다.
이와 마찬가지로, 자극 톱니(C, F)에 감겨진 도선은 자극 톱니(F)와 자극 톱니(A) 사이의 슬롯을 통해 고정자 철심(1)의 단부에 도출되고, 절연 부재(7)의 외주면을 따라서 제 1 교차 와이어로서 자극 톱니(C)에 대응하는 위치까지 끌어당겨져 고정자 철심(1)의 내부로 도입되고, 또한 자극 톱니(C)에 대응하는 위치에서 고정자 철심(1)의 단부에 도출되고, 절연부재(7)의 외주면을 따라서 제 2 교차 와이 어로서 자극 톱니(F)에 대응하는 위치까지 끌어당겨지고 고정자 철심(1)의 내부로 도입된다.
이와 마찬가지로, 자극 톱니(B, E)에 감겨진 도선은 자극 톱니(B)와 자극 톱니(C)의 사이의 슬롯을 통해 고정자 철심(1)의 단부에 도출되고, 절연부재(7)의 외주면을 따라서 제 1 교차 와이어로서 자극 톱니(E)에 대응하는 위치까지 끌어당겨져 고정자 철심(1)의 내부로 도입되고, 또한 자극 톱니(E)에 대응하는 위치에서 고정자 철심(1)의 단부에 도출되고, 절연부재(7)의 외주면을 따라서 제 2 교차 와이어로서 자극 톱니(B)에 대응하는 위치까지 끌어당겨져 고정자 철심(1)의 내부로 도입된다.
여기서, 자극 톱니(A)와 자극 톱니(D)에 감겨진 도선의 제 1 교차 와이어(12)는 권선 개시부, 권선 종단부(10, 11)와 대략 동일한 전위에 있고, 3상 전원의 1개의 상전압, 예를 들면 U상전압이 그대로 인가된다.
마찬가지로, 자극 톱니(C, F)에 감겨진 도선의 제 1 교차 와이어에는 3상 전원의 1 개의 상전압, 예를 들면 V상 전압이 그대로 인가되고, 마찬가지로 자극 톱니(B, E)에 감겨지는 도선의 제 1 교차 와이어에는 3상 전원의 1 개의 상전압, 예를 들면 W상 전압이 그대로 인가된다.
이에 대해, 자극 톱니(A, D)에 감겨진 도선의 제 2 교차 와이어(13), 자극 톱니(C, F)에 감겨진 도선의 제 2 교차 와이어 및 자극 톱니(B, E)에 감겨진 도선의 제 2 교차 와이어는 적어도 2 개가 중성점(中性点) 압착부(14)(도면에서는, 3군데)에 의해 압착되어 중성점이 된다.
따라서, 제 1 교차 와이어에 대해 소정의 간격을 유지하도록 배치되고, 제 2 교차 와이어는 제 1 교차 와이어와는 축방향으로 이격되지만, 서로 동일한 높이 위치에 배치되어 있다.
도 3은 상술한 전동기 고정자의 리드 와이어측 단부의 평면도로서, 인접하는 자극 톱니(B, C), 자극 톱니(D, E) 및 자극 톱니(F, A)의 각각의 사이의 슬롯의 직경 방향 외측, 또 인접하는 자극 톱니의 대략 중앙부에 배선 수용부(3)가 설치되어 있다. 이들 배선 수용부(3)로부터 외측으로 도출된 도선의 종단부는 후술하는 바와 같이 배선 수용부(3)에 대해 압접형 단자를 장착한 후에 절단되게 된다.
도 4의 A는 배선 수용부(3)에 대한 압접형 단자(4)의 장착 상태를 도시한 사시도, 도 4의 B는 이 압접형 단자(4)에 대한 리드 와이어 단자(15)의 결합 상태를 도시한 측면도, 도 4의 C는 리드 와이어 단자(15)에 대한 리드 와이어(9)의 압착 상태를 도시한 평면도이다.
여기서, 리드 와이어측의 절연부재(7)의 외주면에 배선 수용부(3)가 설치되어 있다. 배선 수용부(3)는 직경 방향의 가장자리부에 걸쳐 권선 단부를 삽입하는 것이 가능한 홈(3a)과 오목부(3b)(후술하는 도 6 참조)를 갖고, 홈(3a)에 권선 개시부(10) 및 권선 종단부(11)를 겹쳐 삽입한 상태로 오목부(3b)에 압접형 단자(4)를 장착함으로써 각 권선 단부가 고정됨과 동시에, 전기적 접속이 도모된다.
이 상태에서, 종단부가 절단된다. 압접형 단자(4)는 축방향으로 돌출된 돌출부(4a)를 갖고, 리드 와이어(9)가 압착된 리드 와이어 단자(15)를 돌출부(4a)에 결합함으로써 권선(2)과 리드 와이어(9)와의 접속이 도모된다.
도 5는 3개의 배선 수용부(3)에 각각 압접형 단자(4)를 장착하고, 또한 압접형 단자(4)에 리드 와이어 단자(15)를 결합하며, 리드 와이어의 타단부를 커넥터(6)에 접속한 상태를 도시한 전동기 고정자의 리드 와이어측 단부의 평면도이다.
도 6은 배선 수용부(3)의 상세한 구성과, 제 1 교차 와이어(12)의 도선을 반 리드 와이어측으로 인도하는 슬롯 함몰부(17)의 형성 위치를 도시한 부분 평면도이다. 도 6에 있어서, 배선 수용부(3)는 직경 방향의 단부에 걸쳐 도선을 삽입하기 위한 홈(3a)과, 압접형 단자(4)를 장착하기 위한 오목부(3b)를 구비하고, 슬롯의 직경 방향 외측에 있어서 인접하는 자극 톱니의 대략 중앙부에 설치되어 있고, 홈(3a)으로부터 축심으로의 연장부상의 내주면에 슬롯 함몰부(17)가 형성되어 있다.
도 6을 이용하여 권선 공정을 간단히 설명하면, 둘레 방향을 3등분한 슬롯 위치에 각각 위치하는 3개의 권선 노즐(16)로부터 인출된 도선은 최초로 홈(3a)에 삽입되고, 슬롯 함몰부(17)를 경유하여 반 리드와이어측으로 인도되고 난 후 고정자 철심(1)의 단부에 도출된다.
계속해서, 절연부재(7)의 외주면을 따라서 대향하는 자극 톱니의 슬롯 위치까지 끌어당겨져 고정자 철심의 내부로 도입되고, 제 1 자극 톱니로 인도되고 난 후 반리드 와이어측상의 고정자 철심(1)의 단부에 도출된다.
계속해서, 절연부재(7)의 외주면을 따라서 배선 수용부의 근방의 슬롯 위치까지 끌어당겨져 고정자 철심의 내부로 도입되고, 제 2 자극 톱니에 감겨지고 난 후 리드 와이어측상의 고정자 철심의 단부에 도출되고, 그 도출단부가 권선 종단부 로서 배선 수용부(3)에 삽입된다.
이와 같이, 제 1 실시형태에 의하면 권선 공정과 함께 권선 단부를 고정하는 것이 가능해지고, 그 후에, 압접형 단자(4)의 장착 및 리드 와이어 단자(15)를 결합하는 공정으로 해결되므로 배경 기술로서 설명한 단자판이 불필요해짐과 동시에, 리드 와이어를 형성하는 공정을 자동화할 수 있고, 이에 의해 고정자에 대한 리드 와이어의 장착의 용이화 및 비용의 저렴화가 달성된다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 제 1 교차 와이어는 서로 간격을 두고 이격되므로 전위차가 큰 도선 상호의 접촉을 방지할 수 있으므로 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 슬롯의 둘레 방향의 중앙부에 슬롯 함몰부를 설치하여 리드 와이어측으로부터 반 리드 와이어측으로 도선을 통과시키도록 구성했으므로 노즐과의 간섭이 제거되어, 양호한 권선성을 확보할 수 있다.
[제 2 실시형태]
제 1 실시형태에서는 절연부재(7)의 내주면에만 슬롯 함몰부(17)를 설치했지만, 이와 같이 하면 절연부재(7)가 부분적으로 너무 얇아져 강도가 저하되는 것을 생각할 수 있다.
따라서, 절연부재(7)의 두께가 동일해지도록 슬롯 함몰부(17)가 형성되는 위치의 외주면에 돌출부를 형성하고, 이 돌출부가 수용되도록 고정자 철심(1) 자체에도 함몰부를 설치함으로써 강도를 확보할 수 있고, 신뢰성을 더 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전동기 고정자는 공기조화기를 포함하는 가정 전기용 전동기의 고정자를 제작하는 데에 있어서, 공정의 간단화 및 비용 저감에 기여한다.

Claims (3)

  1. 복수의 자극 톱니를 구비한 고정자 철심의 축방향 단부에 프레임 형상의 절연 부재가 끼워져 장착되고, 상기 절연부재를 통해 상기 자극 톱니에 각각 도선이 집중적으로 감겨진 권선을 갖고, 상기 절연부재상에 배선 수용부가 형성되고, 상기 배선 수용부는 그 가장자리부에 걸쳐 권선 단부를 삽입하는 것이 가능한 오목부를 갖고, 상기 오목부에 압접형 단자를 장착함으로써 상기 권선 단부를 고정함과 동시에 전기적 접속을 실시하고, 상기 압접형 단자에 리드 와이어 단자를 결합하여 리드 와이어를 접속하는 전동기 고정자에 있어서,
    상기 고정자 철심의 축방향의 일단부를 리드 와이어측, 그 외 단부를 반리드 와이어측으로 하고, 리드 와이어측의 상기 배선 수용부에 권선 개시부가 삽입된 도선은 상기 배선 수용부의 근방에서 상기 고정자 철심의 내부로 도입되고, 상기 자극 톱니 사이의 슬롯을 통해 반 리드 와이어측으로 인도되고 난 후 상기 고정자 철심의 단부에 도출되고, 상기 절연부재의 외주면을 따라서 상기 슬롯에 대향하는 슬롯 위치까지 끌어당겨져 상기 고정자 철심의 내부로 도입되고, 제 1 상기 자극 톱니에 감겨진 후 반 리드 와이어측에서 상기 고정자 철심의 단부에 도출되고, 상기 절연부재의 외주면을 따라서 상기 배선 수용부의 근방의 슬롯 위치까지 끌어당겨져 상기 고정자 철심의 내부로 도입되고, 제 2 상기 자극 톱니에 감겨진 후 리드 와이어측에서 상기 고정자 철심의 단부에 도출되고, 상기 도출단부가 권선 종단부로서 상기 배선 수용부에 삽입되고,
    1개의 도선의 권선 개시부와 권선 종단부를 단일 상기 배선 수용부에 삽입하고, 또한 단일 상기 압접형 단자를 배선 수용부에 장착함으로써 상기 권선 개시부 및 권선 종단부를 일괄하여 고정함과 동시에, 이들 권선 단부와 상기 압접형 단자와의 전기적 접속을 실시하는 것을 특징으로 하는 전동기 고정자.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배선 수용부는 상기 슬롯의 직경 방향 외측에 설치되고, 또 인접하는 상기 자극 톱니의 중앙부에 설치되는 것을 특징으로 하는 전동기 고정자.
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