KR101221259B1

KR101221259B1 - 모터

Info

Publication number: KR101221259B1
Application number: KR1020110082162A
Authority: KR
Inventors: 장정철; 정왕규; 한재현
Original assignee: 뉴모텍(주)
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2013-01-11
Also published as: US8674569B2; US20130043742A1

Abstract

본 발명에 따른 모터는 스테이터 어셈블리를 인서트 사출하여 형성되며, 내측에 중공부를 가지고 중공부 상부에 전원 단자핀이 노출되는 모터 하우징; 집적회로소자가 실장되고 중심부에 축삽입홀이 형성되어 있으며 상기 전원 단자핀과 대응하는 위치에 전원 단자핀홀이 형성되어 있는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 상부에 위치하도록 상기 모터 하우징과 결합되며 중심부에 모터축 결합부가 형성되어 있는 엔드 커버를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

모터{Motor}

본 발명은 모터에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 비엘디씨(BLDC) 모터의 하우징의 구조를 개선하여 모터 제조시 인쇄회로기판의 파손을 방지하고, 조립이 용이하며, 제조 비용을 절감할 수 있는 모터에 관한 것이다.

일반적으로 비엘디씨(BLDC) 모터 중에서 에어컨 실외기나 냉장고 등에 사용되는 모터는 빗물이나 습기 등이 모터 하우징으로 침투함으로써 누수 또는 부식에 의해 고장이 나는 경우가 있기 때문에, 모터 하우징을 인서트 사출에 의하여 비엠씨(BMC, Bulk Molding Compound) 수지를 사용하여 제조하여 왔다.

이와 같이, 모터 하우징을 BMC 수지로 사출하여 제조한 종래의 모터는 대한민국 공개특허 제10-2011-0039785호에 개시되어 있다. 이와 같은 종래의 모터의 구조에 의하면, 스테이터와 스테이터의 전기적 구동을 위한 인쇄회로기판이 스테이터의 일측에 설치된 상태에서, BMC 수지로 사출을 하여 모터 하우징을 제조하고 있다.

그런데, 이와 같이 인쇄회로기판이 설치된 상태에서 스테이터를 금형 내에 위치시키고 인서트 사출을 수행하는 경우, 상대적으로 고온의 조건 하에서 사출 작업이 이루어지기 때문에, 인쇄회로기판에 있는 소자들이 파손이 되는 경우가 발생한다. 이렇게, 인쇄회로기판의 소자가 파손된 경우, 모터 하우징이 스테이터 및 인쇄회로기판 전체에 BMC 수지 몰딩으로 형성되어 있기 때문에, 스테이터 및 인쇄회로기판을 포함한 전체 모터 하우징을 폐기처분해야 한다. 따라서, 제조 비용이 증가하게 된다.

나아가, 인쇄회로기판의 전기적 접속을 이룬 상태에서, 집적회로소자에서 발생하는 열을 방출시키기 위한 방열판을 모두 설치한 다음에 인서트 몰딩을 해야 하기 때문에 조립이 어렵고 제조 공정이 까다로워 지는 단점이 있다.

이에 본 발명자들은 인쇄회로기판을 스테이터에 결합한 상태에서 수지 몰딩을 하지 않도록 새로운 구조를 갖는 모터를 제안하고자 한다.

본 발명의 목적은 새로운 구조를 갖는 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 모터의 조립이 용이한 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조 비용을 절감할 수 있는 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 구조가 간단하고 방열 효율이 높은 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 내재되어 있는 목적들은 하기에 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 모터는,

스테이터 어셈블리를 인서트 사출하여 형성되며, 내측에 중공부를 가지고 중공부 상부에 전원 단자핀이 노출되는 모터 하우징;

집적회로소자가 실장되고 중심부에 축삽입홀이 형성되어 있으며 상기 전원 단자핀과 대응하는 위치에 전원 단자핀홀이 형성되어 있는 인쇄회로기판; 및

상기 인쇄회로기판의 상부에 위치하도록 상기 모터 하우징과 결합되며 중심부에 모터축 결합부가 형성되어 있는 엔드 커버;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 스테이터 어셈블리는

스테이터 코어;

상기 스테이터 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터; 및

상기 스테이터 코어의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터;

를 포함하고, 상기 상부 인슐레이터의 상부 일측에 매그메이트부가 형성되어 있으며, 상기 매그메이트부에는 코일과 연결되는 매그메이트 단자가 삽입되며, 상기 전원 단자핀은 상기 매그메이트 단자의 상부에 연결되어도 좋다.

본 발명에서, 상기 전원 단자핀홀 내부에 삽입되어 있는 전원 단자를 더 포함하며, 상기 전원 단자는

상기 전원 단자핀홀에 결합되어 있는 부분인 삽입부;

상기 삽입부와 전기적으로 연결되어 있고 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 연결부; 및

상기 삽입부 내측에 형성되어 상기 전원 단자핀이 압입되는 핀 압입부;

로 이루어지는 것도 좋다.

본 발명에서, 상기 집적회로소자의 상부에 설치된 열전도체를 더 포함하며,

상기 열전도체는 상기 엔드 커버에 접하는 높이를 가지도록 하여도 좋다.

본 발명에서, 상기 모터 하우징의 중공부 상부의 내측 벽에 상기 인쇄회로기판의 모서리부가 삽입되어 고정되는 안착홈이 형성되어 있어도 좋다.

본 발명에 따른 모터의 제조 방법은

일측에 메그이트부를 최소한 하나 이상 갖고 상기 매그메이트부에 삽입되는 매그메이트 단자를 포함하는 스테이터 어셈블리를 제공하고;

상기 스테이터 어셈블리를 금형 내부에 위치시켜 인서트 사출하여 모터 하우징을 형성하고;

상기 모터 하우징의 중공부 상부에 인쇄회로기판을 결합하고; 그리고

상기 인쇄회로기판의 상부에 엔드 커버를 결합하는;

단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 조립이 용이하고, 제조 비용을 절감할 수 있으며, 구조가 간단하고 방열 효율이 높은 모터를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 모터의 구조를 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모터의 스테이터 어셈블리를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모터의 매그메이트 단자를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모터의 전원 단자 커넥터를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 모터의 인쇄회로기판에 설치된 전원 단자 커넥터에 매그메이트 단자의 전원 단자핀이 삽입되는 모습을 나타낸 개념도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 모터의 구조를 나타낸 분해사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터는 내부에 스테이터 어셈블리가 위치하는 모터 하우징(10), 각종 소자가 실장되어 있는 인쇄회로기판(20) 및 인쇄회로기판(20)의 상측을 덮는 엔드 커버(30)로 이루어진다.

모터 하우징(10)은 스테이터 어셈블리를 금형 내에 위치시켜 비엠씨 수지로 사출하여 제작한다. 모터 하우징(10)은 중앙부에 중공부(11)를 갖는데, 이 중공부(11)에는 로터(도시되지 않음)가 위치한다. 로터는 중심부에 모터축과 연결되어 있어 모터축과 함께 회전하며, 이 모터축의 일단은 모터 하우징(10)의 하부 쪽으로 관통되어 외부로 노출되며, 다른 일단은 인쇄회로기판(20)의 축 삽입홀(21)을 관통하여 엔드 커버(30)의 모터축 결합부(31)에 안착된다.

모터 하우징(10)의 중공부(11) 상부 측에 인쇄회로기판(20)이 결합되는데, 이를 위해 안착홈(12)이 중공부(11) 상측, 모터 하우징(10)의 내측에 최소한 하나 이상 형성되어 있다. 이 안착홈(12)은 인쇄회로기판(20)의 모서리부(25)가 안착되어 인쇄회로기판(20)이 고정되도록 한다.

모터 하우징(10)의 수지 몰딩 내부에 위치하는 스테이터 어셈블리에 전원 공급을 위하여 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 필요가 있다. 이를 위해 스테이터 어셈블리로부터 모터 하우징(10)의 내측으로 돌출되는 전원 단자핀(51)이 최소한 하나 이상 존재한다. 일반적으로 u, v, w상 각각에 결선되어 있는 3개의 단자핀이 존재한다. 모터 하우징(10)의 전원 단자핀 노출부(13)를 통해 전원 단자핀(51)이 노출된다. 전원 단자핀 노출부(13)는 모터 하우징(10)을 사출할 때 전원 단자핀(51)이 노출되는 위치를 말하며 그 개수는 전원 단자핀(51)의 개수와 일치한다. 도 1의 실시예의 경우 3개의 전원 단자핀(51)이 존재하고 있다. 이 노출된 전원 단자핀(51)은 인쇄회로기판(20)이 모터 하우징(10)에 결합되면 인쇄회로기판(20)의 전원 단자핀홀(22) 내측에 위치한다.

인쇄회로기판(20)은 중앙부에 모터축이 관통하는 축 삽입홀(22)이 형성되어 있다. 또한 인쇄회로기판(20)은 모터 하우징(10)의 중공부(11) 상측에 결합된다. 이 때, 전원 단자핀홀(22)은 그 내부에 전원 단자핀(51)이 삽입되도록 결합된다. 바람직하게, 전원 단자핀(51)과 전기적 접속의 용이성을 위하여 전원 단자핀홀(22)에 전원 단자 커넥터(도 4의 도면부호 70번 참조)를 결합하여도 좋다. 인쇄회로기판(20)에는 집적회로소자(23)가 실장되어 있는데, 이 집적회로소자(23)에서 발생하는 열을 방출하기 위하여 집적회로소자(23)의 상부에 열전도체(24)가 설치된다. 이 열전도체(24)는 엔드 커버(30)와 접하도록 높이가 설정된다. 바람직하게 열전도체(24)는 전도성 실리콘을 사용하며, 집적회로소자(23)에서 발생한 열을 엔드 커버(30)로 신속하게 전달함으로써 집적회로소자(23)에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 한다.

모서리부(25)는 인쇄회로기판(20)의 모서리 부분을 말하며, 그 형상은 특별히 한정되지는 않으나, 모터 하우징(10)의 안착홈(12)에 삽입되는 형상을 가진다. 도 1에서는 안착홈(12)에 고정되도록 둥근 원호 형상을 가지고 있다.

엔드 커버(30)는 인쇄회로기판(30)의 상부를 덮도록 모터 하우징(10)의 상부에 결합된다. 결합되는 방식은 특별히 제한되지는 않으나 강제 압입을 통해 결합되는 것이 좋다. 엔드 커버(30)의 중심부에는 모터축 결합부(31)가 형성되어 있다. 이 모터축 결합부(31)의 내측에 모터축이 위치하며, 회전이 원활하게 이루어지도록 베어링(도시되지 않음)이 설치되어도 좋다.

도 2는 본 발명에 따른 모터의 스테이터 어셈블리(40)를 나타낸 분해사시도이다.

도 2에 도시된 스테이터 어셈블리(40)는 모터 하우징(10)의 내부에 위치한다. 즉, 스테이터 어셈블리(40)가 금형에 위치한 상태로 인서트 사출이 되어 모터 하우징(10)이 형성된다. 스테이터 어셈블리(40)는 도 2에서와 같이, 스테이터 코어(41)와, 스테이터 코어(41)의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터(42)와, 스테이터 코어(41)의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터(43)로 이루어진다. 상부 인슐레이터(42)와 하부 인슐레이터(43)가 스테이터 코어(41)에 결합된 상태에서, 코일이 권선된다. u, v, w상 각각의 코일이 권선되면, 이들 코일의 한 쪽 말단은 공통단자에 연결되고, 다른 한 쪽 말단은 각각 매그메이트부(42a)에 연결된다. 매그메이트부(42a)는 상부 인슐레이터에 형성되어 있으며, 매그메이트 단자(50)가 삽입될 수 있도록 형성된다. 이들 매그메이트 단자(50)의 자세한 구성은 이후 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

매그메이트 단자(50)는 각각 매그메이트부(42a)에 삽입되며, 이들 매그메이트 단자(50)의 상부 돌출된 부분은 핀 가이드(60)의 핀홈(61)에 삽입된다. 이 핀 가이드(60)는 스테이터 어셈블리(40)의 인서트 사출 시에 매그메이트 단자(50)들의 위치를 고정시켜 주는 역할을 한다.

도 3은 본 발명에 따른 모터의 매그메이트 단자(50)를 나타낸 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 매그메이트 단자(50)는 상부에 돌출된 전원 단자핀(51), 메이메이트부(42a)에 삽입되는 부분인 매그메이트 삽입부(52), 코일이 삽입되어 결합 및 고정되는 코일 결선홈(53) 및 메그메이트부(42a)에 결합되었을 때, 상부로 이탈되는 것을 방지하기 위한 후크(54)를 갖는다.

도 4는 본 발명에 따른 모터의 전원 단자 커넥터(70)를 나타낸 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전원 단자 커넥터(70)는 인쇄회로기판(20)의 전원 단자핀홀(22)에 삽입 및 고정되며, 매그메이트 단자(50)의 전원 단자핀(51)과 결합하여 전기적인 접속을 이루게 된다. 이를 위하여, 전원 단자 커넥터(70)는 인쇄회로기판과 전기적으로 접속되는 연결부(71)를 갖는다. 삽입부(72)는 전원 단자핀홀(22)에 삽입되며, 삽입부(72) 내측에는 핀 압입부(73)가 형성되어 있다. 핀 압입부(73)는 전원 단자핀(51)이 압입되는 부분이다. 고정홀(74)는 연결부(71)에 형성되어 인쇄회로기판(20)에 결합될 때 나사나 별도의 고정 부재를 사용하여 결합력을 증대시키기 위해 사용된다.

도 5는 본 발명에 따른 모터의 인쇄회로기판에 설치된 전원 단자 커넥터(70)에 매그메이트 단자(50)의 전원 단자핀(51)이 삽입되는 모습을 나타낸 개념도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(20)의 전원 단자핀홀(22)에 전원 단자커넥터(70)가 삽입되어 있다. 전원 단자 커넥터(70)의 연결부(71)는 인쇄회로기판의 리드선과 전기적으로 접속되어 있으며, 인쇄회로기판(20)에 고정되어 있다.

삽입부(72)는 전원 단자핀홀(22) 내부에 위치하며, 핀 압입부(73)는 전원 단자핀(51)이 압입될 수 있는 형상을 갖는다. 도 5에서와 같이, 핀 압입부(73)의 내측이 U자형으로 구부려져 있으며 U형상의 일측이 핀 압입부(73) 내측에 접하는 상태로 있어, 전원 단자핀홀(51)이 삽입되면 U형상의 압축되는 압력에 의해 전기적 접속을 이루도록 한다. 매그메이트 단자(50)의 메그메이트 삽입부(52)는 스테이터 어셈블리(40)의 메그메이트부(42a)에 삽입된다.

본 발명의 범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 아래 기재된 특허청구범위의 기재에 의하여 정하여 진다. 그럼에도 불구하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 단순한 변경 및 변형이 본 발명의 범위에 속하는 것은 자명하다고 할 수 있다.

10: 모터 하우징 11: 중공부
12: 안착홈 13: 전원 단자핀 노출부
14: 전원 단자핀 노출부 20: 인쇄회로기판
21: 축삽입홀 22: 전원 단자핀 홀
23: 집적회로소자 24: 열전도체
25: 모서리부 30: 엔드 커버
31: 모터축 결합부 40: 스테이터 어셈블리
41: 스테이터 코어 42: 상부 인슐레이터
42a: 매그메이트부 43: 하부 인슐레이터
50: 매그메이트 단자 51: 전원 단자핀
52: 매그메이트 삽입부 53: 코일 결선 홈
54: 후크 60: 핀 가이드
61: 핀 홈 70: 전원 단자
71: 연결부 72: 삽입부
73: 핀 압입부 74: 고정홀

Claims

스테이터 어셈블리를 인서트 사출하여 형성되며, 내측에 중공부를 가지고 중공부 상부에 전원 단자핀이 노출되는 모터 하우징;
집적회로소자가 실장되고 중심부에 축삽입홀이 형성되어 있으며 상기 전원 단자핀과 대응하는 위치에 전원 단자핀홀이 형성되어 있는 인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판의 상부에 위치하도록 상기 모터 하우징과 결합되며 중심부에 모터축 결합부가 형성되어 있는 엔드 커버;
를 포함하여 이루어지고, 상기 전원 단자핀홀 내부에 삽입되어 있는 전원 단자를 더 포함하며, 상기 전원 단자는
상기 전원 단자핀홀에 결합되어 있는 부분인 삽입부;
상기 삽입부와 전기적으로 연결되어 있고 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 연결부; 및
상기 삽입부 내측에 형성되어 상기 전원 단자핀이 압입되는 핀 압입부;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서, 상기 스테이터 어셈블리는
스테이터 코어;
상기 스테이터 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터; 및
상기 스테이터 코어의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터;
를 포함하고, 상기 상부 인슐레이터의 상부 일측에 매그메이트부가 형성되어 있으며, 상기 매그메이트부에는 코일과 연결되는 매그메이트 단자가 삽입되며, 상기 전원 단자핀은 상기 매그메이트 단자의 상부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
삭제
제1항에 있어서, 상기 집적회로소자의 상부에 설치된 열전도체를 더 포함하며,
상기 열전도체는 상기 엔드 커버에 접하는 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서, 상기 모터 하우징의 중공부 상부의 내측 벽에 상기 인쇄회로기판의 모서리부가 삽입되어 고정되는 안착홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
일측에 매그메이트부를 최소한 하나 이상 갖고 상기 매그메이트부에 삽입되는 매그메이트 단자를 포함하는 스테이터 어셈블리를 제공하고;
상기 스테이터 어셈블리를 금형 내부에 위치시켜 인서트 사출하여 모터 하우징을 형성하되 상기 매그메이트 단자 상부에 형성된 전원 단자핀이 상기 모터 하우징의 외부로 노출되도록 하고;
상기 전원 단자핀이 관통하여 결합되는 전원 단자가 전원 단자핀홀에 결합되어 있는 인쇄회로기판을 제공하되, 상기 전원 단자는
상기 전원 단자핀홀에 결합되어 있는 부분인 삽입부,
상기 삽입부와 전기적으로 연결되어 있고 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 연결부, 및
상기 삽입부 내측에 형성되어 상기 전원 단자핀이 압입되는 핀 압입부로 이루어지고;
상기 모터 하우징의 중공부 상부에 상기 인쇄회로기판을 결합하고; 그리고
상기 인쇄회로기판의 상부에 엔드 커버를 결합하는;
단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터의 제조 방법.