KR101185042B1 - 모터의 스테이터 - Google Patents

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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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Abstract

본 발명은 모터의 스테이터에 관한 것으로서, 로터가 회전 가능하게 설치되는 모터의 스테이터에 있어서, 요크부와, 요크부에 일정 간격으로 마련되고, 코일이 권선되기 위한 코일권선부가 형성되며, 코일권선부로부터 연장 형성되는 선단부가 로터에 공극을 두고서 마주 대하는 다수의 투스와, 투스의 선단부에 고정되며, 코일로부터 생성되는 자속에 의해 자화됨으로써 자속을 강화시키는 다수의 자속강화편을 포함한다. 그러므로, 본 발명은 코일로부터 생성되는 자속을 강화시켜서 로터에 전달되도록 함으로써 모터가 크기에 비하여 고출력을 가지도록 하는 효과를 가지고 있다.

Description

모터의 스테이터{STATOR OF A MOTOR}
도 1은 종래의 기술에 따른 모터의 스테이터를 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 모터의 스테이터를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 모터의 스테이터를 도시한 평면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 요크부 120 : 투스
121 : 코일권선부 122 : 선단부
130 : 자속강화편
본 발명은 모터의 스테이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코일로부터 생성되는 자속을 강화시켜서 로터에 전달되도록 하는 모터의 스테이터에 관한 것이다.
일반적으로, 모터라 함은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품뿐만 아니라 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다. 이러한 모터가 가정용 전자제품에 사용되는 예를 들면, 에어컨이나 냉장고 와 같은 냉방기기 내부에 냉매를 액상으로 환원시키기 위해 구비되는 컴프레셔나, 세탁기, 청소기, 광 디스크 플레이어, 컴퓨터의 하드 디스크 드라이버 등에 널리 사용되고 있다.
이와 같은 모터는 코일이 권선되는 다수의 투스(tooth)가 마련되는 스테이터(stator)와, 이러한 스테이터에 공극을 두고서 회전 가능하게 설치되는 로터(rotor)를 포함한다.
종래의 기술에 따른 모터의 스테이터를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 모터의 스테이터를 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래 모터의 스테이터(10)는 모터의 케이스를 이루는 쉘이나 하우징에 고정되는 요크부(11)와, 요크부(11)에 마련됨과 아울러 코일이 각각 권선되는 다수의 투스(12)를 포함한다.
모터의 스테이터(10)는 규소 강판을 수직으로 다수 적층함으로써 제작되는데, 도 1에서 도시된 바와 같이, 내치형 스테이터인 경우 링 형상을 가지는 요크부(11)의 내주면에 일정 간격으로 다수의 투스(12)가 마련되며, 이와 달리 외치형 스테이터인 경우에는 요크부의 외주면에 일정 간격으로 다수의 투스가 마련될 수 있다.
투스(12)는 일반적으로 요크부(11)와 일체를 이루도록 형성되며, 목부에 코일의 권선을 위한 코일권선부(13)가 형성되며, 코일권선부(13)로부터 확대된 면적을 가지도록 연장 형성되는 선단부(14)에 로터(미도시)가 공극을 두고서 마주 보도 록 위치한다.
이러한 종래 모터의 스테이터(10)는 코일에 교류전원이 인가되면, 축에 수직한 방향으로 자속이 발생하여 회전하게 되고, 이러한 회전 자속이 투스(12)의 선단부(14)에 공극을 두고서 회전 가능하게 설치되는 로터(미도시)에 전압을 유기시킴으로써 플레밍의 왼손법칙에 따라 로터를 회전시킨다.
이와 같은, 종래의 스테이터(10)는 선단부(14)의 면적 등 투스(12)의 형상, 구조가 모터의 출력에 영향을 미치는데, 모터의 크기 제한으로 인해 투스(12)의 규격을 변화시킴으로써 모터의 출력을 증가시키는데 한계를 가진다. 따라서, 크기에 비하여 고출력을 가지는 모터에 필요한 스테이터(10)의 개발이 필요하게 되었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 코일로부터 생성되는 자속을 강화시켜서 로터에 전달되도록 함으로써 모터가 크기에 비하여 고출력을 가지도록 하는 모터의 스테이터를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 로터가 회전 가능하게 설치되는 모터의 스테이터에 있어서, 요크부와, 요크부에 일정 간격으로 마련되고, 코일이 권선되기 위한 코일권선부가 형성되며, 코일권선부로부터 연장 형성되는 선단부가 로터에 공극을 두고서 마주 대하는 다수의 투스와, 투스의 선단부에 고정되며, 코일로부터 생성되는 자속에 의해 자화됨으로써 자속을 강화시키는 다수의 자속강화편을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 모터의 스테이터를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 모터의 스테이터를 도시한 평면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터의 스테이터(100)는 모터의 케이스를 이루는 쉘이나 하우징(미도시) 내측에 설치되는 요크부(110)와, 요크부(110)에 마련되는 다수의 투스(120)와, 투스(120)에 고정되는 다수의 자속강화편(130)을 포함한다.
요크부(110)는 외치형 스테이터인 경우 외주면에 다수의 투스가 일정 간격으로 마련될 수 있으며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내치형 스테이터(100)인 경우 원형 또는 다각형 등의 링형상을 가짐과 아울러 내주면을 따라 내측을 향하도록 돌출되는 투스(120)가 일정 간격으로 다수 마련된다.
요크부(110)는 투스(120)와 일체를 이루도록 제작될 수 있고, 규소 강판을 수직으로 적층함으로써 형성될 수 있는데, 이에 한하지 않고, 연자성 분말의 압축에 의해 형성될 수 있다.
요크부(110) 및 투스(120)의 제작에 사용되는 연자성 분말은 철계(iron-based)의 입자들을 기초로 하며, 연자성 분말 각각은 전기적으로 절연되도록 코팅되어 있다. 이러한 연자성 분말을 압축성형기에서 요크부(110) 및 투스(120)와 상응하는 형상을 포함하는 성형공간에 채운 다음 펀치 등과 같은 압축부재로 압축시켜서 요크부(110) 및 투스(120)를 제작하게 된다. 이 때, 연자성 분말에 윤활제 및 /또는 결합제를 함유하여 함께 압축시킬 수 있다.
요크부(110) 및 투스(120)는 연자성 분말의 압축 프로세스에 의해 3차원 형상을 가지는 연자성 복합체(soft magnetic composite; "SMC"라고도 함)가 되며, 규소 강판을 이용하는 종래의 경우보다 높은 자유도(degree of freedom)가 허용됨으로써 종래 규소 강판의 적층구조에서 구현하기 어려운 다양한 형상의 제작이 가능해진다.
투스(120)는 다수로 이루어져서 자속을 발생시키는 코일이 권선되기 위하여 요크부(110)의 내주면으로부터 돌출되는 목부에 코일권선부(121)가 형성되고, 코일권선부(121)의 끝단으로부터 연장되어 확대된 면을 가지는 선단부(122)가 로터(200)(도 3에 도시)에 공극을 두고서 위치한다.
자속강화편(130)은 투스(120)의 코일권선부(121)에 권선된 코일(미도시)로부터 생성되는 자속에 의해 자화됨으로써 로터(200)측으로 전달되는 자속을 강화시키고, 자속을 최대한 강화시키기 위하여 투스(120)의 선단부(122)에서 로터(200)와 마주 대하는 전면적에 걸쳐서 위치하도록 형성됨이 바람직하며, 투스(120)의 선단부(122)에 부착되거나 억지 끼움이나 슬라이딩 결합 방식에 의해 고정될 수 있다.
자속강화편(130)은 강자성체인 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co)중 어느 하나의 재질로 이루어지거나, 이들중 어느 하나를 함유하는 합금으로 형성됨으로써 높은 자화율을 가지게 되며, 이로 인해 코일로부터 생성된 자속을 보다 강화시킨다.
자속강화편(130)은 로터(200)의 기동방향을 결정하기 위하여 로터(200)에 자 속이 편심되게 미치도록 양측의 두께(t1,t2)를 서로 다르게 형성한다. 따라서, 로터(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 투스(120)사이에 일측으로 틀어지도록 위치함으로써 기동을 위해 회전시 일정 방향으로 회전하게 된다.
이와 같은 구조로 이루어진 모터의 스테이터의 작용은 다음과 같이 이루어진다.
모터의 구동을 위해 코일(미도시)에 교류전원이 인가됨으로써 코일로부터 생성된 자속이 투스(120)를 통해 자속강화편(130)으로 전달되어 자속강화편(130)을 자화시키고, 자속강화편(130)의 자화에 의해 규소 강판이나 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 투스(120)에 비해 강한 자성을 가지게 됨으로써 자속강화편(130)으로부터 로터(200)측으로 전달되는 자속을 강화시켜서 모터의 토오크를 증대시켜서 모터의 출력을 증대시킨다.
자속강화편(130)은 자화율이 뛰어난 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co)중 어느 하나의 재질로 이루어지거나, 이들중 어느 하나를 함유하는 합금으로 형성됨으로써 코일로부터 생성된 자속의 강화를 증대시키며, 양측간의 두께(t1,t2)가 서로 다르게 형성됨으로써 도 3에 도시된 바와 같이, 투스(120)사이에 위치하는 로터(200)가 일측으로 틀어지도록 위치함으로써 로터(200)가 기동을 위해 회전시 일정 방향으로 회전할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터의 스테이터는 코일로부터 생성되는 자속을 강화시켜서 로터에 전달되도록 함으로써 모터가 크기에 비하여 고출력을 가지도록 하는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 모터의 스테이터를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (4)

  1. 로터가 회전 가능하게 설치되는 모터의 스테이터에 있어서,
    요크부와,
    상기 요크부에 일정 간격으로 마련되고, 코일이 권선되기 위한 코일권선부가 형성되며, 상기 코일권선부로부터 연장 형성되는 선단부가 상기 로터에 공극을 두고서 마주 대하는 다수의 투스와,
    상기 투스의 선단부에 고정되며, 상기 코일로부터 생성되는 자속에 의해 자화됨으로써 상기 자속을 강화시키는 다수의 자속강화편을 포함하되,
    상기 자속강화편은,
    철, 니켈, 코발트중 어느 하나로 이루어지거나 이들중 어느 하나를 함유하는 합금으로 형성되며, 상기 로터의 기동방향을 결정하기 위하여 상기 로터에 자속이 편심되게 미치도록 양측이 두께를 서로 다르게 형성하는 것
    을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 요크부와 상기 투스는,
    연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 것
    을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
  3. 삭제
  4. 삭제
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