KR101332151B1

KR101332151B1 - 모터

Info

Publication number: KR101332151B1
Application number: KR1020120067331A
Authority: KR
Inventors: 김군철
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2013-11-26

Abstract

모터는 회전자; 상기 회전자의 주변에 배치되며 상기 회전자의 중심을 향해 돌출된 복수개의 코어부들을 포함하는 스테이터 코어; 및 상기 코어부들 사이로 삽입되어 상기 스테이터 코어의 내측면을 절연하며 코일이 권선 되는 복수개의 인슐레이터부들을 포함하는 적어도 하나의 인슐레이터를 포함하며, 적어도 하나의 상기 인슐레이터부에는 상기 스테이터 코어의 내주면을 향해 돌출된 걸림 돌기가 형성되며 상기 걸림 돌기가 형성된 상기 인슐레이터부에는 상기 걸림 돌기에 의한 상기 인슐레이터부의 변형을 수용하는 절개부가 형성된다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명은 스테이터 코어와 스테이터 코어에 권선되는 코일을 쇼트, 이물질 발생 억제 및 분리를 방지한 인슐레이터를 포함하는 모터에 관한 것이다.

일반적으로 BLDC 모터는 브러시와 정류자가 필요 없는 심플한 구조를 갖는 DC 모터로서, BLDC 모터는 기계적인 노이즈 및 전기적인 노이즈를 발생시키지 않는 장점을 갖는다.

종래의 BLDC 모터는 모터 하우징이나 프레임 등에 장착되며 코일이 권선된 스테이터(stator) 및 스테이터의 내부에 회전 가능하도록 회전축에 결합 되는 마그네트 로터(magnet rotor)를 포함한다.

스테이터의 코일은 스테이터 코어에 권취 된다. 스테이터 코어는 1mm 이내의 규소강판을 프레스로 펀칭한 후 적층 하여 제작된다.

규소강판이 적층되어 형성된 스테이터 코어는 원통 형상으로 형성된 요크부, 요크부의 내주면에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 중심을 향해 돌출되는 복수 개의 코어부 및 코어부의 끝단에 양쪽으로 확장되어 극성을 띠는 폴부들을 포함한다.

한편, 스테이터는 코일 및 스테이터 코어를 전기적으로 절연하는 인슐레이터를 포함하는데, 인슐레이터는 스테이터 코어의 상부 및 하부에서 각각 스테이터 코어에 삽입되어 코어부의 양측 및 상단을 각각 코일로부터 절연한다.

코일 및 스테이터 코어를 전기적으로 절연하는 인슐레이터가 헐겁게 스테이터 코어에 삽입될 경우, 인슐레이터 및 스테이터 코어의 접촉에 따른 이물질 발생이 현저히 감소 되는 반면 인슐레이터 및 스테이터 코어가 쉽게 분리되는 문제점을 갖는다.

한편, 코일 및 스테이터를 절연하는 인슐레이터를 스테이터 코어에 압입 등의 방법으로 결합할 경우, 인슐레이터 및 스테이터 코어의 분리를 방지할 수 있지만 인슐레이터를 스테이터 코어에 결합하는 도중 인슐레이터로부터 다량의 이물질이 발생 되는 문제점을 갖는다.

본 발명은 스테이터 및 스테이터에 권선된 코일을 상호 전기적으로 절연하며 스테이터로부터 임의로 분리 및 스테이터와 결합될 때 이물질 발생을 방지한 인슐레이터를 포함하는 모터를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일실시예로서, 모터는 회전자; 상기 회전자의 주변에 배치되며 상기 회전자의 중심을 향해 돌출된 복수개의 코어부들을 포함하는 스테이터 코어; 및 상기 코어부들 사이로 삽입되어 상기 스테이터 코어의 내측면을 절연하며 코일이 권선 되는 복수개의 인슐레이터부들을 포함하는 적어도 하나의 인슐레이터를 포함하며, 적어도 하나의 상기 인슐레이터부에는 상기 스테이터 코어의 내주면을 향해 돌출된 걸림 돌기가 형성되며 상기 걸림 돌기가 형성된 상기 인슐레이터부에는 상기 걸림 돌기에 의한 상기 인슐레이터부의 변형을 수용하는 절개부가 형성된다.

모터의 상기 인슐레이터는 상기 스테이터 코어의 상부로부터 상기 코어부들 사이로 각각 삽입되는 상기 인슐레이터부들을 포함하는 제1 인슐레이터; 및 상기 스테이터 코어의 상기 상부와 대향하는 하부로부터 상기 코어부들 사이로 각각 삽입되는 상기 인슐레이터부들을 포함하는 제2 인슐레이터를 포함한다.

모터의 상기 인슐레이터부는 상기 스테이터 코어의 내측면과 마주하는 제1 가이드부, 상기 제1 가이드부로부터 인접한 상기 코어부들의 내측면을 향해 연장된 제2 및 제3 가이드부들을 포함하며, 상기 걸림 돌기 및 상기 절개부는 상기 제1 가이드부에 형성된다.

모터의 상기 걸림 돌기는 상호 인접하게 배치된 한 쌍으로 형성되며, 상기 절개부는 상기 걸림 돌기들 사이에 형성된다.

모터의 상기 걸림 돌기에는 상기 스테이터 코어와 결합 되도록 경사진 경사면이 형성된다.

모터의 상기 걸림 돌기 및 상기 절개부는 복수개의 상기 인슐레이터부들 마다 형성된다.

모터의 상기 코일은 제1 내지 제3 극성의 전원들이 각각 인가되는 제1 내지 제3 극성 코일들을 포함한다.

본 발명에 따른 모터에 의하면, 모터의 스테이터의 코어부를 절연하는 인슐레이터에 스테이터의 내주면과 가압되는 걸림 돌기를 형성하고 걸림 돌기가 스테이터의 내주면을 가압할 때 인슐레이터의 형상 변형을 수용하는 절개부를 형성하여, 스테이터 및 코일을 절연하고, 스테이터 및 인슐레이터의 분리를 방지하며 스테이터 및 인슐레이터의 접촉에 따른 이물질이 생성되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 2는 도 1의 스테이터 및 인슐레이터를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 스테이터 및 인슐레이터의 조립 평면도이다.
도 4는 도 1의 인슐레이터의 배면도이다.
도 5는 도 1의 인슐레이터의 걸림 돌기 및 절개부의 확대도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1을 참조하면, 모터(100)는 회전자(10), 스테이터(20), 인슐레이터(30) 및 코일(40)를 포함한다. 이에 더하여, 모터(100)는 모터 하우징(5)을 포함할 수 있다.

모터 하우징(5)은 상측이 개구된 통 형상으로, 모터 하우징(5)의 내부에는 스테이터(20)가 고정된다.

모터 하우징(5)의 형상은 사용되는 모터의 종류에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 듀얼 클러치 트랜스미션(DCT, Dual-clutch Transmission) 등에 사용되는 모터에 사용될 경우, 도 1에 도시된 형태의 모터 하우징(5)이 한 쌍으로 형성될 수도 있다.

듀얼 클러치 트랜스미션은 수동트랜스미션 차량에 탑재되는 단판클러치 트랜스미션과는 달리 2조의 클러치를 탑재하고 있다.

따라서, 듀얼 클러치 트랜스미션은 하나의 클러치를 통하여 전달 되는 동력으로 1, 3, 5단을 구현하고, 나머지 하나의 클러치를 통하여 전달되는 동력으로 2, 4, 6단을 구현할 수 있도록 한다.

듀얼 클러치 트랜스미션은, 자동트랜스미션 차량과 같은 편리한 운전성 및 부드러운 변속감을 제공함과 아울러, 수동트랜스미션 차량보다 높은 연비를 발휘할 수 있는 특징이 있다.

듀얼 클러치 트랜스미션은 2조의 클러치로 이루어진 듀얼 클러치와, 상기 듀얼 클러치로부터 동력을 전달받아 각 변속단을 설정하는 트랜스미션 제어유닛과, 상기 듀얼 클러치의 클러치들을 각각 제어하는 클러치 액츄에이터와, 상기 트랜스미션 제어유닛에 셀렉팅(selecting) 및 쉬프팅(shifting) 조작을 가해 변속을 실시하는 변속 액츄에이터 및 차속 등 차량의 각종정보와 변속명령을 전달받아 상기 클러치 액츄에이터 및 변속 액츄에이터를 전자적으로 제어하는 전자제어유닛으로 이루어진다.

도 1에 도시된 바와 같이 개구된 모터 하우징(5)의 상측 면으로는 후술할 회전자(10)의 회전축(6)이 연결 및 연결 해제되는 동력 출력축이 배치되어, 회전자(10)에서 출력되는 동력을 선택적으로 전달받을 수 있다.

회전자(10)는 회전축(6)의 외주면에 결합 되는 코어부재(7) 및 코어부재(7)에 압입 결합 되는 마그네트(8)를 포함한다. 회전자(10)는 후술 될 스테이터(20)와의 작용에 의하여 회전된다.

도 2를 참조하면, 스테이터(20)는 회전자(10)의 주변에 배치되며, 스테이터(20)는 회전자(10)를 감싸는 형상으로 형성된다.

스테이터(20)에 권선 된 코일(40)로부터 발생된 전자기력은 회전자(10)의 마그네트(8)로부터 발생된 자기력과 반응하여 회전자(10)에 회전력을 발생시킨다.

스테이터(20)는 모터 하우징(5)의 내측에 배치되며, 스테이터(20)는 모터 하우징(5)의 내주면에 형성된 스테이터 서포트부에 배치된다.

스테이터(20)는 약 1mm 정도의 두께를 갖는 규소 강판을 복수매 적층 하여 형성할 수 있다.

스테이터(20)를 이루는 적층 된 규소 강판들은, 평면상에서 보았을 때, 각각 링 형상으로 형성되며, 링 형상을 갖는 규소 강판의 내주면으로부터는 회전자(10)의 중심을 향하는 방향으로 복수개가 등 간격으로 돌출된 코어부(22)들이 형성되며, 각 코어부(22)의 단부에는 코어부(22)의 양측으로 확장된 폴부(24)가 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 코어부(22)의 개수는 모터의 사이즈 및 출력에 따라 증감될 수 있으며, 코어부(22)들은, 예를 들어, 3의 배수로 형성될 수 있다.

도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 인슐레이터(30)는 스테이터(20)의 도전성 코어부(22) 및 코어부(22) 상에 권선 되는 코일(40)을 전기적으로 절연하는 역할을 한다.

인슐레이터(30)는 제1 인슐레이터(35) 및 제2 인슐레이터(39)를 포함할 수 있다.

제1 인슐레이터(35)는 걸림테(34), 걸림테(34)에 형성된 복수개의 제1 인슐레이터부(31)들을 포함한다.

걸림테(34)는 링 형상으로 형성되며, 걸림테(34)는 스테이터(20)의 상면 상에 제1 인슐레이터(35)가 걸려 고정되도록 한다.

제1 인슐레이터부(31)는 걸림테(34)의 하부로 연장되며, 제1 인슐레이터부(31)들은 인접한 코어부(22)들에 의하여 형성된 공간으로 삽입된다. 제1 인슐레이터부(31)들은 코어부(22)의 개수와 대응하여 형성된다.

각 제1 인슐레이터부(31)는 제1 가이드부(31a), 제2 가이드부(31b) 및 제3 가이드부(31c)를 포함한다.

제1 가이드부(31a)는 스테이터(20)의 코어부(22)들 사이에 형성된 내측면과 마주하게 형성되며, 제1 가이드부(31a)는 플레이트 형상으로 형성된다.

제2 가이드부(31b) 및 제3 가이드부(31c)들은 각각 제1 가이드부(31a)의 양쪽 단부들로부터 인접한 코어부(22)들의 마주하는 측면을 감싸는 형상으로 연장된다.

걸림테(34)의 상면으로는 원통 형상으로 가이드 플레이트(34a)가 형성되며, 가이드 플레이트(34a)의 내주면으로는 각 코어부(22)의 상면을 덮는 커버부(34b)가 형성된다.

커버부(34b)는 제2 및 제3 가이드부(31b,31c)들의 상면을 연결하여 형성된다.

복수개의 제1 인슐레이터부(31)들 중 적어도 하나의 제1 인슐레이터부(31)에는 제1 가이드부(31a)에는 걸림 돌기(32) 및 절개부(33)가 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 걸림 돌기(32) 및 절개부(33)는 복수개의 제1 인슐레이터부(31)들에 형성될 수 있다.

걸림 돌기(32)는 적어도 2 개가 상호 이격 되어 상기 제1 가이드부(31a)에 배치될 수 있다. 걸림 돌기(32)는 제1 인슐레이터부(31)가 스테이터(20)에 삽입될 때 스테이터(20)의 내측면을 가압하여 제1 인슐레이터부(31)가 쉽게 스테이터(20)로부터 분리되지 않도록 한다.

한편, 걸림 돌기(32)는 제1 인슐레이터부(31)의 제1 가이드부(31a)와의 접촉 면적을 감소시켜 스테이터(20) 및 제1 인슐레이터부(31)의 과도한 접촉에 의한 이물질 생성을 방지한다.

본 발명의 일실시예에서, 걸림 돌기(32)의 단부는 걸림 돌기(32)가 쉽게 스테이터(20)에 삽입될 수 있도록 경사진 경사면을 포함할 수 있다.

절개부(33)는 제1 가이드부(31a)의 단부로부터 슬릿 형상으로 형성되며, 절개부(33)는, 예를 들어, 한 쌍의 걸림 돌기(32)들의 사이에 형성될 수 있다.

절개부(33)는 걸림 돌기(32)들이 형성된 제1 인슐레이터부(31)들이 스테이터(20)에 결합 될 때, 걸림 돌기(32)에 의하여 제1 가이드부(31a)가 파손 없이 형상 변형을 일으킬 수 있도록 한다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 가이드부(31a)에 절개부(33)를 형성하지 않고, 걸림 돌기(32)들만 형성할 경우 걸림 돌기(32)에 의하여 제1 가이드부(31a)가 과도한 형상 변형을 일으켜 제1 가이드부(31a)가 파손될 수 있다.

도 2를 참조하면, 인슐레이터(30)의 제2 인슐레이터(39)는 걸림테(38), 걸림테(38)에 형성된 복수개의 제2 인슐레이터부(36)들을 포함한다.

걸림테(38)는 링 형상으로 형성되며, 걸림테(38)는 스테이터(20)의 상면과 대향하는 하면 상에 제2 인슐레이터(39)가 걸려 고정되도록 한다.

제2 인슐레이터부(36)는 걸림테(38)의 상부로 연장되며, 제2 인슐레이터부(36)들은 인접한 코어부(22)들에 의하여 형성된 공간으로 삽입된다. 제2 인슐레이터부(36)들은 코어부(22)의 개수와 대응하여 형성되며, 제2 인슐레이터부(36)들은 제1 인슐레이터(35)의 제1 인슐레이터부(31)와 대응하는 위치에 배치된다.

따라서, 제1 인슐레이터(35)의 제1 인슐레이터부(31)의 단부는 제2 인슐레이터(39)의 제2 인슐레이터부(36)의 단부와 마주하게 배치된다.

각 제2 인슐레이터부(36)는 제1 가이드부(36a), 제2 가이드부(36b) 및 제3 가이드부(36c)를 포함한다.

제1 가이드부(36a)는 스테이터(20)의 코어부(22)들 사이에 형성된 내측면과 마주하게 형성되며, 제1 가이드부(36a)는 플레이트 형상으로 형성된다.

제2 가이드부(36b) 및 제3 가이드부(36c)들은 각각 제1 가이드부(36a)의 양쪽 단부들로부터 인접한 코어부(22)들의 마주하는 측면을 감싸는 형상으로 연장된다.

복수개의 제2 인슐레이터부(39)들 중 적어도 하나의 제1 인슐레이터부(36)에는 제1 가이드부(36a)에는 걸림 돌기(37a) 및 절개부(37b)가 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 걸림 돌기(37a) 및 절개부(37b)는 복수개의 제2 인슐레이터부(36)들에 형성될 수 있다.

걸림 돌기(37a)는 적어도 2 개가 상호 이격 되어 상기 제1 가이드부(36a)에 배치될 수 있다. 걸림 돌기(37a)는 제2 인슐레이터부(36)가 스테이터(20)에 삽입될 때 스테이터(20)의 내측면을 가압하여 제2 인슐레이터부(36)가 쉽게 스테이터(20)로부터 분리되지 않도록 한다.

한편, 걸림 돌기(37a)는 제2 인슐레이터부(36)의 제1 가이드부(36a)와의 접촉 면적을 감소시켜 스테이터(20) 및 제2 인슐레이터부(36)의 과도한 접촉에 의한 이물질 생성을 방지한다.

본 발명의 일실시예에서, 걸림 돌기(37a)의 단부는 걸림 돌기(37a)가 쉽게 스테이터(20)에 삽입될 수 있도록 경사진 경사면을 포함할 수 있다.

절개부(37b)는 제1 가이드부(36a)의 단부로부터 슬릿 형상으로 형성되며, 절개부(37b)는, 예를 들어, 한 쌍의 걸림 돌기(32)들의 사이에 형성될 수 있다.

절개부(37b)는 걸림 돌기(37a)들이 형성된 제2 인슐레이터부(36)들이 스테이터(20)에 결합 될 때, 걸림 돌기(37a)에 의하여 제1 가이드부(36a)가 파손 없이 형상 변형을 일으킬 수 있도록 한다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 가이드부(36a)에 절개부(37b)를 형성하지 않고, 걸림 돌기(37a)들만 형성할 경우 걸림 돌기(37b)에 의하여 제2 가이드부(36a)가 과도한 형상 변형을 일으켜 제1 가이드부(36a)가 파손될 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 코일(40)은 스테이터(20)의 코어부(22)의 일부를 감싸는 제1 인슐레이터(35)의 제1 인슐레이터부(31) 및 코어부(22)의 나머지를 감싸는 제2 인슐레이터(39)의 제2 인슐레이터부(36)에 권선 된다.

코일(40)은 서로 다른 극성을 갖는 제1 내지 제3 극성을 갖는 전원이 인가되는 제1 내지 제3 극성 코일들을 포함할 수 있다.

코일(40)을 이루는 제1 내지 제3 극성 코일들의 단부는 제1 인슐레이터(35)에 형성된 터미널 하우징 결합부(30a)에 결합 된 터미널 하우징(30b)에 마련된 접속 단자들에 각각 결합 된다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 모터의 스테이터의 코어부를 절연하는 인슐레이터에 스테이터의 내주면과 가압되는 걸림 돌기를 형성하고 걸림 돌기가 스테이터의 내주면을 가압할 때 인슐레이터의 형상 변형을 수용하는 절개부를 형성하여, 스테이터 및 코일을 절연하고, 스테이터 및 인슐레이터의 분리를 방지하며 스테이터 및 인슐레이터의 접촉에 따른 이물질이 생성되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100...모터 10...회전자
20...스테이터 30...인슐레이터
35...제1 인슐레이터 39...제2 인슐레이터

Claims

회전자;
상기 회전자의 주변에 배치되며 상기 회전자의 중심을 향해 돌출된 복수개의 코어부들을 포함하는 스테이터 코어; 및
상기 코어부들 사이로 삽입되며 상기 스테이터 코어를 절연하는 제1 인슐레이터, 상기 제1 인슐레이터와 마주하게 상기 코어부들 사이로 삽입되며 상기 스테이터 코어를 절연하는 제2 인슐레이터를 포함하며 코일이 권선되는 인슐레이터를 포함하며,
상기 제1 및 제2 인슐레이터들에는 상기 스테이터 코어의 내측면을 향해 돌출된 걸림 돌기들이 형성된 가이드부가 형성되며, 상기 가이드부에는 상기 걸림 돌기들 사이에 형성되어 상기 걸림 돌기에 의한 상기 가이드부의 변형을 수용하는 절개부가 형성된 모터.
제1항에 있어서,
상기 제1 인슐레이터는 상기 스테이터 코어의 상부로부터 상기 코어부들 사이로 각각 삽입되며, 상기 제2 인슐레이터는 상기 스테이터 코어의 상기 상부와 대향하는 하부로부터 상기 코어부들 사이로 각각 삽입된 모터.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 인슐레이터는 상기 스테이터 코어의 내측면과 마주하는 제1 가이드부, 상기 제1 가이드부로부터 인접한 상기 코어부들의 내측면을 향해 연장된 제2 및 제3 가이드부들을 포함하며,
상기 걸림 돌기 및 상기 절개부는 상기 제1 가이드부에 형성된 모터.
제1항에 있어서,
상기 걸림 돌기는 상기 가이드부에 상호 인접하게 배치된 한 쌍으로 형성되며, 상기 절개부는 상기 걸림 돌기들 사이에 형성된 모터.
제1항에 있어서,
상기 걸림 돌기에는 상기 스테이터 코어와 결합 되도록 경사진 경사면이 형성된 모터.
제1항에 있어서,
상기 걸림 돌기 및 상기 절개부는 복수개의 상기 제1 및 제2 인슐레이터에 형성된 모터.
제1항에 있어서,
상기 코일은 제1 내지 제3 극성의 전원들이 각각 인가되는 제1 내지 제3 극성 코일들을 포함하는 모터.