KR101135333B1

KR101135333B1 - 모터의 스테이터 및 스테이터의 제조 방법

Info

Publication number: KR101135333B1
Application number: KR1020110034146A
Authority: KR
Inventors: 장정철; 이지민
Original assignee: 뉴모텍(주)
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2012-04-17
Also published as: US20170070105A1; WO2012141415A1; US20130328438A1

Abstract

본 발명에 따른 스테이터는 복수 개의 티스(11)와 인접한 상기 티스 사이에 형성된 공간인 슬롯(12)을 갖는 스테이터 코어(1); 및 상기 스테이터 코어(1)의 측면부(13)의 소정의 위치에 부착되는 최소한 하나 이상의 L형 결합부(2)로 이루어지고, 상기 L형 결합부는 평면부(2a)와 측벽부(2b)가 L자 형상을 이루고 있으며, 상기 평면부에는 체결홀(21)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

모터의 스테이터 및 스테이터의 제조 방법{Stator for Motor and Method for Manufacturing the Stator}

본 발명은 모터의 스테이터에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 코어의 절연을 위해 인슐레이터를 별도로 적용할 필요가 없고 구조가 간단하기 때문에 제조 비용이 감소되며 제조 공정이 보다 단순한 모터의 스테이터에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 스테이터(stator)와 이 스테이터의 외주 또는 내주부에 위치하여 회전하는 로터(rotor)로 이루어진다. 이 중 스테이터는 그 외주 또는 내주 방향으로 형성된 다수의 티스(teeth)를 갖는 스테이터 코어를 포함하며, 코어의 표면을 인슐레이터로 절연한 다음, 코일을 티스에 권선한다.

이러한 스테이터 코어는 대한민국특허공개 제10-2007-0111808 호 및 제10-2005-0069048호에 개시되어 있다. 이와 같은 종래기술에 의하면, 스테이터 코어의 상부 및 하부에 절연성 수지로 제작된 인슐레이터를 결합시키고, 티스에 코일을 권선하는 방식으로 스테이터를 제조하고 있다. 또한, 인슐레이터에 모터 세트와의 결합을 위한 결합부 부싱이 형성되어 있다. 따라서, 인슐레이터의 제작을 위한 별도의 금형이 필요하고, 나아가 인슐레이터를 스테이터 코어에 결합시킬 경우 인슐레이터의 자체 두께에 의하여 티스와 티스 사이의 공간인 슬롯의 크기가 감소하기 때문에 코일의 권선수에 제약이 생기기 때문에 스테이터에 필요한 전자기적 특성이 사용자의 요구에 미치지 못할 경우가 발생한다. 또한, 결합부 부싱을 형성해야 하기 때문에 절연성 수지의 사용량이 증대되어 제조 비용의 상승을 야기하고 있다.

이에 본 발명자들은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 절연성 수지로 이루어진 인슐레이터를 적용하지 않으면서 새로운 구조를 갖는 스테이터를 제안하고자 한다.

본 발명의 목적은 새로운 구조를 통해 절연성 수지로 이루어진 별도의 인슐레이터를 적용할 필요가 없는 스테이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 생산 단가를 낮출 수 있는 스테이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조 공정이 단순화된 스테이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적들 및 본 발명에 내재된 다른 목적들은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 달성될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 스테이터는

복수 개의 티스(11)와 인접한 상기 티스 사이에 형성된 공간인 슬롯(12)을 갖는 스테이터 코어(1); 및

상기 스테이터 코어(1)의 측면부(13)의 소정의 위치에 부착되는 최소한 하나 이상의 L형 결합부(2);

로 이루어지고, 상기 L형 결합부는 평면부(2a)와 측벽부(2b)가 L자 형상을 이루고 있으며, 상기 평면부에는 체결홀(21)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 최소한 하나의 L형 결합부(2)가 부착되어 있는 스테이터 코어(1)의 전체 표면은 절연성 파우더로 코팅되는 것 또한 특징이다.

본 발명에서, 상기 L형 결합부의 평면부(2a)에 정렬홀(22)을 더 포함하여도 좋다.

본 발명에 따른 스테이터는,

몸체부(31), 상기 몸체부의 상부에 형성되고 상기 몸체부의 외경보다 더 큰 외경을 갖는 플랜지부(32), 및 상기 몸체부와 플랜지부를 관통하는 중공부(33)로 이루어지고, 상기 체결홀(21)에 삽입되는 절연 부싱(3)을 더 포함하여도 좋다.

본 발명에 따른 스테이터의 제조 방법은

복수 개의 티스(11)가 형성되어 복수 개의 슬롯(12)을 갖는 스테이터 코어(1)를 준비하는 단계;

상기 스테이터 코어(1)의 측면부(13)에 최소한 하나 이상의 L형 결합부(2)를 부착하는 단계;

절연 파우더를 상기 L형 결합부(2)가 부착된 스테이터 코어(1)의 외면 전체에 도포하는 단계; 및

L형 결합부(2)의 체결홀(21)에 절연 부싱(3)을 결합하는 단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 새로운 구조를 통해 절연성 수지로 이루어진 별도의 인슐레이터를 적용할 필요가 없으면서도, 생산 단가를 낮출 수 있고 제조 공정을 단순화할 수 있는 모터의 스테이터를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 스테이터를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스테이터에 사용되는 L형 결합부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스테이터의 L형 결합부에 적용되는 절연 부싱을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 사용되는 절연 부싱의 단면도로서 도 3의 A-A'를 절단하여 본 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스테이터를 제조하는 공정을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스테이터를 나타낸 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스테이터는 복수 개의 티스(11)와 인접한 티스 사이에 형성된 공간인 슬롯(12)을 갖는 스테이터 코어(1), 이 스테이터 코어(1)의 측면부(13)에 부착되는 최소한 하나 이상의 L형 결합부(2)로 이루어진다. 또한, 스테이터 코어(1) 및 L형 결합부(2)의 표면은 모두 절연성 파우더가 도장되어 있다.

스테이터 코어(1)는 박형의 강판을 다수의 층으로 적층하여 제조하거나, 일정한 개수의 분할 코어를 연결하여 제조하는데, 반드시 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용되는 스테이터 코어(1)는 제조 방법을 불문하고, 복수개의 티스(11)와 슬롯(12)을 가지는 형태이면 무방하다. 또한, 도 1에서 티스(11)는 방사상으로 원의 바깥쪽 방향을 향하여 형성되어 있는 것을 도시하고 있는데, 원의 중심을 향하는 방향으로 형성될 수도 있다. 모터의 로터(rotor)가 스테이터의 외측에 위치하는 경우 티스는 원의 바깥쪽 방향으로 향하여 형성되고, 반대로 스테이터의 내측에 로터가 위치하는 경우 티스는 원의 내측 방향을 향하여 형성된다. 전자의 경우, 측면부(13)는 도 1에서와 같이 원의 내측 내주면이 되고, 후자의 경우는 원의 외주면이 측면부(13)가 된다.

상기 스테이터 코어(1)의 측면부(13)에 최소한 하나 이상의 L형 결합부(2)가 결합된다. L형 결합부(2)는 스테이터 코어(1)를 모터 세트에 결합시키기 위한 역할을 한다. L형 결합부(2)의 자세한 구성은 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 스테이터에 사용되는 L형 결합부(2)를 나타낸 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 L형 결합부(2)는 평면부(2a)와 측벽부(2b)가 서로 대략 90도의 각도를 이루면서 L자 형태를 이루는 구조를 가지고 있다. 평면부(2a)에는 체결홀(21)과 정렬홀(22)이 형성되어 있다.

체결홀(21)은 모터 세트에 스테이터를 결합시키기 위하여 볼트 등과 같은 체결 수단이 삽입되는 구멍이다. 볼트 등과 같은 체결 수단에 의해 스테이터를 모터 세트에 고정시킬 수 있다. 정렬홀(22)은 스테이터의 고정 위치를 맞추기 위하여 모터 세트에 표시되어 있는 정렬용 돌기와 위치가 일치하도록 형성된다. 따라서, 정렬홀(22)의 위치를 모터 세트의 정렬용 돌기와 일치시킨 다음에 체결 수단을 체결홀(21)에 삽입하여 스테이터를 모터 세트에 고정시킨다.

L형 결합부(2)의 측벽부(2b) 외측은 스테이터 코어(1)의 측면부(13)에 부착된다. 부착되는 방식은 특별히 제한되지는 않으나, 바람직하게는 용접(welding)을 이용하여 부착한다. 이외에 별도의 체결 수단을 사용하거나 다양한 부착방식을 적용할 수 있다. L형 결합부(2)는 모터 세트에서 요구하는 결합 개수에 따라 최소한 하나 이상이 스테이터 코어(1)의 측면부(13)에 부착된다. 도 1에서는 3개의 L형 결합부(2)가 부착되어 있는 경우를 도시하고 있다.

이와 같이, 스테이터 코어(1)에 최소한 하나 이상의 L형 결합부(2)가 부착되어 있는 상태에서 전체 표면에 절연 파우더 코팅을 수행한다. 절연 파우더는 통상적으로 사용하는 에폭시 파우더를 사용할 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않으며, 도포가 가능한 다양한 형태의 절연 물질을 사용할 수 있다. 즉, 반드시 분말(powder) 형태에 한정되지 않으며, 액상이나 다른 형태로 존재하는 절연 물질을 사용하여 도포할 수 있다. 도포하는 방법 또한 전착식, 스프레이식 등 다향한 방법을 적용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 절연 파우더를 사용하여 스테이터를 절연시키기 때문에, 절연성 수지로 이루어진 인슐레이터를 별도로 결합시키는 것 보다 슬롯의 공간을 보다 더 확보할 수 있어 코일의 권선수를 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 인슐레이터를 제작하는 비용보다 절연 코팅을 저렴하게 수행할 수 있기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 인슐레이터를 결합하는 공정이 생략되고 절연 코팅을 간단하게 수행할 수 있으므로 공정이 더욱 간단해 질 수 있다.

상술한 바와 같이, 절연 파우더 코팅을 통해 완성된 스테이터를 모터 세트에 직접 체결하기 전에, L형 결합부(2)의 체결홀(21) 내부를 절연 처리할 필요가 있다. 이는 볼트가 체결홀(21)에 결합될 경우 절연 파우더 코팅면이 벗겨짐으로 인하여 통전이 이루어질 수 있기 때문이다. 따라서, 체결홀(21) 내에 절연성 수지로 이루어진 절연 부싱(3)을 결합한다. 이러한 절연 부싱(3)의 구성은 아래에서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 스테이터의 L형 결합부(2)에 적용되는 절연 부싱(3)을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A'를 절단하여 본 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 절연 부싱(3)은 몸체부(31), 플랜지부(32) 및 몸체부와 플랜지부를 관통하는 부분인 중공부(33)로 이루어진다. 이들 몸체부 및 플랜지부는 절연성 수지를 사용하여 일체의 형상을 갖도록 제조되는 것이 바람직하다.

몸체부(31)는 도 3에서와 같이, 높이 h를 갖도록 플랜지부(32)의 하부에 형성된다. 플랜지부(32)는 몸체부(31)와 중공부(33)를 공유하기 때문에 그 내경이 동일하지만, 외경은 몸체부(32) 보다 크게 형성되어 있다. 몸체부(31)의 높이 h는 바람직하게 체결홀(21)의 깊이와 실질적으로 동일하게 형성된다.

이와 같은 절연 부싱(3)을 체결홀(21)에 삽입함으로써, 볼트를 사용하여 스테이터를 모터 세트에 결합할 때 볼트에 의해 L형 결합부(2)와 모터 세트가 통전되는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 스테이터를 제조하는 공정을 나타낸 흐름도이다.

먼저 첫 번째 단계(S1)에서, 복수 개의 티스(11)가 형성되어 복수 개의 슬롯(12)을 갖는 스테이터 코어(1)를 준비한다. 이 스테이터 코어(1)의 측면부(13)에 최소한 하나 이상의 L형 결합부(2)를 용접 등의 방법으로 부착한다(S2). 그 다음, 절연 파우더를 L형 결합부(2)가 부착된 스테이터 코어(1)의 외면 전체에 도포한다(S3). 그 다음 L형 결합부(2)의 체결홀(21)에 절연 부싱(3)을 결합한다(S4).

이러한 공정을 통하여 제작된 스테이터는 볼트 등과 같은 체결 수단을 체결홀(21)에 결합시켜 모터 세트에 결합함으로써 모터를 제작할 수 있다.

아래 특허청구범위에 기재된 본 발명의 균등 범위의 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

1: 스테이터 코어 2: L형 결합부
2a: 평면부 2b: 측벽부
3: 절연 부싱 11: 티스
12: 슬롯 13: 측면부
21: 체결홀 22: 정렬홀
31: 몸체부 32: 플랜지부
33: 중공부

Claims

복수 개의 티스(11)와 인접한 상기 티스 사이에 형성된 공간인 슬롯(12)을 갖는 스테이터 코어(1);
상기 스테이터 코어(1)의 측면부(13)의 소정의 위치에 부착되는 최소한 하나 이상의 L형 결합부(2);
로 이루어어지고, 상기 L형 결합부는 평면부(2a)와 측벽부(2b)가 L자 형상을 이루고 있으며, 상기 평면부에는 체결홀(21)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이터.
제1항에 있어서, 상기 최소한 하나의 L형 결합부(2)가 부착되어 있는 스테이터 코어(1)의 전체 표면에 코팅되어 있는 절연성 파우더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터.
제1항에 있어서, 상기 L형 결합부의 평면부(2a)에 정렬홀(22)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이터.
제1항에 있어서,
몸체부(31), 상기 몸체부의 상부에 형성되고 상기 몸체부의 외경보다 더 큰 외경을 갖는 플랜지부(32), 및 상기 몸체부와 플랜지부를 관통하는 중공부(33)로 이루어지고, 상기 체결홀(21)에 삽입되는 절연 부싱(3);
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터.
복수 개의 티스(11)가 형성되어 복수 개의 슬롯(12)을 갖는 스테이터 코어(1)를 준비하는 단계;
상기 스테이터 코어(1)의 측면부(13)에 최소한 하나 이상의 L형 결합부(2)를 부착하는 단계;
절연 파우더를 상기 L형 결합부(2)가 부착된 스테이터 코어(1)의 외면 전체에 도포하는 단계; 및
L형 결합부(2)의 체결홀(21)에 절연 부싱(3)을 결합하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테이터의 제조 방법.