KR101383256B1

KR101383256B1 - 싱글 로터 타입 모터

Info

Publication number: KR101383256B1
Application number: KR1020120105863A
Authority: KR
Inventors: 김병수; 박성철; 고형환
Original assignee: 주식회사 아모텍
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-04-09
Also published as: WO2014046443A1; US9543799B2; KR20140040317A; CN104685768A; US20150194852A1

Abstract

본 발명의 싱글 로터 타입 모터는 분할된 형태이고 방사상으로 배열되는 복수의 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 외면에 감싸지는 절연재질의 보빈과, 상기 보빈의 외면에 권선되는 코일을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터의 내면과 외면 중 어느 한 면과 일정 갭을 두고 배치되는 싱글 로터를 포함하고, 상기 보빈에는 각 스테이터 코어에 권선되는 코일들 사이를 전기적으로 연결하는 결선유닛이 일체로 형성되고, 상기 결선유닛은 스테이터 코어의 로터와 마주보는 끝단의 반대쪽 끝단이 배치되어, 싱글 로터 타입 모터에서 보빈의 양단 중 마그넷과 대향하는 단의 반대쪽 단에 코일들 사이를 전기적으로 연결하기 위한 코일 단자를 삽입하는 단자 포켓을 형성하여 코일의 단선 발생을 최소화하고, 구조를 단순화할 수 있다.

Description

싱글 로터 타입 모터{SINGLE ROTOR TYPE MOTOR}

본 발명은 싱글 로터 타입 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테이터의 보빈에 스테이터 코일을 전기적으로 연결하기 위한 코일 단자를 설치하여 조립이 쉽고 코일의 단선 문제를 해결할 수 있는 싱글 로터 타입 모터에 관한 것이다.

일반적으로 싱글 로터 타입 모터는 외부로부터 전원을 인가받는 스테이터와 스테이터의 외주면 또는 내주면에 일정 갭을 두고 배치되고 회전축이 고정되는 로터를 포함한다.

스테이터는 다수의 철편이 적층되어 형성되고 방사상으로 일정 간격을 두고 배열되는 스테이터 코어와, 스테이터 코어의 외주면에 감싸지게 형성되는 절연재질의 보빈과, 보빈의 외주면에 감겨지는 코일을 포함한다.

로터는 회전축에 고정되는 로터 지지체와, 로터 지지체에 장착되고 스테이터의 내면 또는 외면과 일정 간극을 두고 배치되는 마그넷을 포함한다.

여기에서, 스테이터 코어는 각각 분할된 분할 코어이므로 코어에 감겨진 코일들 사이를 전기적으로 연결하기 위한 코일 연결용 단자가 구비된다.

종래의 모터용 보빈의 단자 고정장치는 한국 등록실용신안 20-0159355에 개시된 바와 같이, 회로용 코일선을 감도록 코일 감김부가 형성된 보빈을 구비하고, 보빈은 단자를 억지 끼워 맞춤하도록 일측에 복수개의 슬롯홈이 형성되고, 단자는 슬롯홈의 내측에 삽입되어 지지되는 지지면과, 상기 슬롯홈의 일측에 삽입됨과 동시에 보빈의 상면으로 돌출되도록 지지면의 일측단에 절곡 형성된 제1접속부와, 보빈의 가장자리측면에 접하도록 상기 지지면의 타단측에 절곡 형성된 제2접속부로 구성된다.

하지만, 이와 같은 종래의 모터의 코일을 연결하기 위해 단자구조는 코일의 절연외피를 벗겨내는 구조가 없기 때문에 작업자가 수작업으로 코일의 절연외피를 벗겨내야되므로 공정이 복잡해지는 문제가 있다.

또한, 종래의 모터의 단자 고정장치는 단자가 슬롯홈에서 이탈될 우려가 있고 이에 따라 코일의 단선이 발생되는 문제가 있다.

한국 등록실용신안 20-0159355

따라서, 본 발명의 목적은 싱글 로터 타입 모터에서 보빈의 양단 중 마그넷과 대향하는 단의 반대쪽 단에 코일들 사이를 결선하기 위한 코일 단자를 삽입하는 단자 포켓을 형성하여 코일의 단선 발생을 최소화하고, 구조를 단순화할 수 있는 싱글 로터 타입 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 코일 단자에 칼날을 일체로 형성하여 코일 단자를 단자 포켓에 삽입하면 코일의 절연외피가 칼날에 의해 벗겨지면서 코일 단자에 고정되므로 코일의 절연외피를 벗겨내기 위한 별도의 작업이 불필요하여 제조공정을 단순화할 수 있는 싱글 로터 타입 모터를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 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.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 싱글 로터 타입 모터는 분할된 형태이고 방사상으로 배열되는 복수의 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 외면에 감싸지는 절연재질의 보빈과, 상기 보빈의 외면에 권선되는 코일을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터의 내면과 외면 중 어느 한 면과 일정 갭을 두고 배치되는 싱글 로터를 포함하고, 상기 보빈에는 각 스테이터 코어에 권선되는 코일들 사이를 전기적으로 연결하는 결선유닛이 일체로 형성되고, 상기 결선유닛은 스테이터 코어의 로터와 마주보는 끝단의 반대쪽 끝단이 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스테이터 코어는 코일이 감겨지는 판 형태의 로드부와, 상기 로드부의 양쪽 끝단 중 일측 끝단에 측방향으로 확장되게 형성되어 로터의 마그넷과 마주보게 배치되는 티스부와, 로드부의 타측 끝단에 형성되어 스테이터 코어들 사이를 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 결선유닛은 상기 연결부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 결선유닛은 보빈에 일체로 형성되어 코일이 삽입되는 단자 포켓과, 통전 가능한 금속재질로 형성되고 상기 단자 포켓에 삽입되어 코일들 사이를 전기적으로 연결하는 코일 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 싱글 로터 타입 모터는 보빈의 양단 중 마그넷과 대향하는 끝단의 반대쪽 끝단에 코일들 사이를 결선하기 위한 코일 단자를 삽입하는 단자 포켓을 형성하여 코일의 단선 발생을 최소화하고, 구조를 단순화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 싱글 로터 타입 모터는 코일 단자에 칼날을 일체로 형성하여 코일 단자를 단자 포켓에 삽입하면 코일의 절연외피가 칼날에 의해 벗겨지면서 코일 단자에 고정되므로 코일의 절연외피를 벗겨내기 위한 별도의 작업이 불필요하여 제조공정을 단순화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터의 일부 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스테이터의 다른 예를 나타낸 일부 확대도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 결선 유닛의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 결선 유닛의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 모터의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 스테이터의 일부 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 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 싱글 로터 타입 모터의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 싱글 로터 타입 모터는 스테이터(10)와 로터(20)를 포함한다.

본 실시예에 따른 모터는 세탁기에 주로 사용될 수 있고, 세탁기 이외에 회전 구동력을 필요로 하는 다른 기기에도 사용이 가능하다.

로터(20)는 스테이터(10)의 내주면에 배치되는 인너 로터 타입으로, 스테이터(10)의 내면에 일정 갭을 두고 배치되는 마그넷(22)과, 마그넷(22)의 배면에 배치되는 백요크(24)와, 마그넷(22)과 백요크(24)가 고정되고 중앙에 회전축(30)이 장착되는 로터 지지체(26)를 포함한다.

스테이터(10)는 다수로 분할되어 방사상으로 배열되는 복수의 스테이터 코어(12)와, 스테이터 코어(12)의 외주면에 감싸지는 절연재질의 보빈(14)과, 보빈(14)의 외주면에 권선되는 코일(16)을 포함한다.

스테이터(10)는 모터 하우징(40,42)에 고정되고 회전축(30)은 베어링(32,34)에 의해 모터 하우징(40,42)에 회전 가능하게 지지된다. 모터 하우징은 상면에 배치되고 외부 전원이 연결되는 터미널(44)이 장착되는 상부 하우징(40)과, 상부 하우징(40)의 하측에 장착되는 하부 하우징(42)으로 구성된다.

여기에서 본 실시예에 따른 모터는 싱글 로터 타입 모터이기 때문에 로터 지지체(26)가 스테이터(10)의 내측에만 배치되므로 상부 하우징(40)의 내면에 스테이터(10)의 상면이 접촉되고 하부 하우징(42)의 내면에 스테이터(10)의 하면이 접촉되는 구조로 형성될 수 있어 모터의 두께를 줄일 수 있게 된다.

이에 따라 모터가 세탁기의 구동모터로 사용될 경우 세탁기의 높이를 줄일 수 있는 등 모터가 장착되는 기기의 크기를 작게 만들 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터의 일부 확대도이다.

본 발명에서는 스테이터(10)가 3상 구동방식인 경우 다수의 분할형 스테이터 코어(12)에 대한 코일 권선을 각 상(U,V,W) 마다 연속 권선을 실시한다. 모터의 자기회로가 예를 들어, 27슬롯-24폴(또는 36폴)로 이루어지는 경우, U, V, W 각상은 9개의 분할형 스테이터 코어에 각각 3상(U,V,W)에 해당하는 코일이 권선된다.

스테이터 코어(12)는 코일이 감겨지는 일정 폭을 갖는 판 형태로 형성되는 로드부(50)와, 로드부(50)의 안쪽 끝단에 양쪽 측방향으로 확장되게 형성되어 마그넷(22)과 마주보게 배치되는 인너 티스부(52)와, 로드부(50)의 바깥쪽 끝단에 형성되어 이웃하게 배치되는 스테이터 코어와 상호 연결되어 스테이터 코어(12)가 방사상으로 배열될 수 있도록 하는 연결부(54)를 포함한다.

스테이터 코어(12)들은 연결부(54)에 의해 상호 통전되어 자기회로를 형성할 수 있도록 한다.

여기에서, 연결부(54)는 로드부(50)의 바깥쪽 끝단에서 양쪽 측방향으로 확장되게 형성되는 플랜지부(60)와, 플랜지부(60)의 일단에 원형으로 형성되는 걸림돌기(62)와, 타단에 형성되어 이웃하여 배치되는 스테이터 코어의 걸림돌기(62)가 삽입되는 걸림홈(64)으로 구성된다.

그리고, 연결부(54)는 이러한 구조 이외에, 플랜지부(60)의 양쪽 끝부분에 핀 홀을 형성하고, 스테이터 코어들 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 핀 부재를 두 스테이터 코어의 핀 홀 사이에 끼움 결합하여 스테이터 코어들(12) 사이를 연결하는 구조도 적용이 가능하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이터 코어들(12) 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 코킹부재(66)를 이용하여 코킹하는 방법도 적용이 가능하다.

보빈(14)은 로드부(50)가 복수로 적층된 상태에서 로드부(50)의 외주면에 감싸지게 형성되어 코일(16)이 감기는 코일 감김부(70)와, 코일 감김부(70)의 안쪽 끝부분에 형성되어 인너 티스부(52)의 내면이 노출되도록 인너 티스부(52)를 감싸는 제1연장부(72)와, 코일 감김부(70)의 바깥쪽 끝부분에 형성되어 연결부(54)의 일부분을 감싸는 제2연장부(74)로 구성된다.

그리고, 제2연장부(74)에는 각각의 분할된 스테이터 코어에 장착된 코일들 사이를 상호 결선하는 결선유닛(80)이 구비된다.

본 발명의 모터는 싱글 로터 타입이기 때문에 스테이터 코어(12)는 양 단 중 어느 일 단만 로터(20)와 마주보게 배치되므로 로터와 마주보면 일 단의 반대쪽인 타단은 스테이터 코어들(12) 사이를 상호 연결하는 연결부(54)가 형성되므로 연결부(54)를 형성하는 플랜지부(60)의 넓이만큼 충분한 설치공간을 확보할 수 있다.

결선 유닛(80)은 스테이터 코어(12)의 로터(20)와 마주보는 끝단의 반대쪽 끝단에 배치되고 보빈(14)에 일체로 형성되어 두 가닥 또는 세 가닥의 코일(16)의 끝부분이 삽입되는 단자 포켓(82)과, 단자 포켓(82)에 끼움 결합되어 코일들(16) 사이를 전기적으로 연결하는 코일 단자(84)를 포함한다.

여기에서, 단자 포켓(82)은 구체적으로 스테이터 코어(12)의 플랜지부(60)에 배치되고 보빈(14)의 제2연장부(74)의 측면에 일체로 형성된다. 따라서, 플랜지부(60)에는 단자 포켓(82)이 배치될 수 있는 충분한 공간이 있으므로, 단자 포켓(82)을 형성하기 쉽고 코일(16)의 끝부분을 배치하기 비교적 쉬워 코일(16)들 사이의 단선 문제를 해결할 수 있다.

복수의 결선유닛(80) 중 하나는 U, V, W상이 상호 결선되어 중성점(NP)을 형성하는 용도로 사용된다.

결선 유닛(80)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 보빈의 제2연장부(74)에 일체로 형성되고 두 가닥 또는 세 가닥의 코일(16)의 끝부분이 삽입되는 복수의 안착홈(86)이 형성되고, 내부에 삽입홈(90)이 형성되는 단자 포켓(82)과, 단자 포켓(82)의 삽입홈(90)에 끼움 결합되어 코일들(16) 사이를 전기적으로 연결하는 코일 단자(84)를 포함한다.

단자 포켓(82)은 스테이터 코어(12)를 적층한 후 스테이터 코어(12)의 외면에 보빈(14)을 인서트 몰딩에 의해 수지로 사출 성형할 때 단자 포켓(82)도 일체로 성형된다.

코일 단자(84)는 코일들(16) 사이를 전기적으로 연결할 있도록 통전 가능한 금속재질로 형성되고, 하측에는 코일이 압입되는 슬롯(92)이 복수로 형성되고, 이 슬롯(92)의 끝부분 양면에는 칼날(94)이 형성되어 코일(16)이 슬롯(92)으로 압입될 때 코일(16)의 외면에 감싸진 절연외피를 벗겨내는 역할을 한다.

그리고, 슬롯(92)의 안쪽에는 코일(16)이 끼움 고정되는 코일 고정홈(96)이 형성된다.

코일 단자(84)의 측면에는 걸림돌기(36)가 돌출되어 형성되고, 단자 포켓(82)의 내면에는 걸림돌기(36)가 걸림되는 걸림턱(38)이 형성되어 코일 단자(84)를 단자 포켓(82)에 삽입하면 걸림돌기(36)가 걸림턱(38)에 걸림되어 코일 단자(84)의 이탈을 방지한다.

이와 같이, 구성되는 결선 유닛의 작용을 살펴보면, 먼저, 코일(16)의 끝부분을 각각 단자 포켓(82)의 안착홈(86)에 안착시킨다. 그런 후, 코일 단자(84)를 단자 포켓(82)의 삽입홈(90)에 끼워 넣으면 코일(16)이 슬롯(92)에 끼움되고, 이때, 슬롯(92)의 간격이 좁기 때문에 슬롯(92)의 끝부분에 형성된 칼날(94)에 코일(16)의 절연외피가 벗겨지면서 슬롯(92)에 압입된다. 그리고, 슬롯(92)에 형성된 코일 고정홈(96)에 코일(16)이 고정된다.

이와 같이, 본 발명의 싱글 로터 타입 모터는 스테이터 코어의 로터와 마주보는 내면의 반대쪽인 외면에 단자 포켓이 배치되므로 단자 포켓을 배치할 수 있는 공간을 충분히 확보할 수 있어 코일의 단선 문제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명의 싱글 로터 타입 모터는 코일 단자에 칼날이 형성되어 코일 단자를 단자 포켓에 삽입하면 코일의 절연외피가 칼날에 의해 벗겨지므로 코일의 절연외피를 벗기는 작업이 불필요하여 조립성을 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 모터의 평면도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 모터의 일부 확대도이다.

제2실시예에 따른 모터는 스테이터(110)의 외주면에 로터가 배치되는 아우터 로터 타입으로, 스테이터(110)와, 스테이터(110)의 외면에 일정 갭을 두고 배치되는 로터(100)를 포함한다.

로터(100)는 스테이터(110)의 외면에 일정 갭을 두고 배치되는 마그넷(106)과, 마그넷(106)의 배면에 배치되는 백요크(104)와, 마그넷(106)과 백요크(104)가 고정되고 중앙에 회전축이 장착되는 로터 지지체(102)를 포함한다.

스테이터(110)는 다수로 분할되어 방사상으로 배열되는 복수의 스테이터 코어(112)와, 스테이터 코어(112)의 외주면에 감싸지는 절연재질의 보빈(114)과, 보빈(114)의 외주면에 권선되는 코일(116)을 포함한다.

스테이터 코어(112)는 코일이 감겨지는 일정 폭을 갖는 판 형태로 형성되는 로드부(120)와, 로드부(120)의 바깥쪽 끝단에 양쪽 측방향으로 확장되게 형성되어 마그넷(106)과 마주보게 배치되는 아우터 티스부(122)와, 로드부(120)의 안쪽 끝단에 형성되어 이웃하게 배치되는 스테이터 코어와 상호 연결되어 스테이터 코어가 방사상으로 배열될 수 있도록 하는 연결부(124)를 포함한다.

여기에서, 연결부(124)는 위의 일 실시예에 설명한 연결부(54)의 구조와 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.

보빈(114)은 로드부(120)가 복수로 적층된 상태에서 로드부(120)의 외주면에 감싸지게 형성되어 코일(116)이 감기는 코일 감김부(130)와, 코일 감김부(130)의 바깥쪽 끝부분에 형성되어 아우터 티스부(122)의 내면이 노출되도록 아우터 티스부(122)를 감싸는 제1연장부(132)와, 코일 감김부(130)의 안쪽 끝부분에 형성되어 연결부(124)의 일부분을 감싸는 제2연장부(134)로 구성된다.

그리고, 제2연장부(134)에는 각각의 분할된 스테이터 코어에 장착된 코일들 사이를 상호 결선하는 결선유닛(80)이 구비된다.

여기에서, 결선유닛(80)은 위의 일 실시예에 설명한 결선유닛(80)과 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.

이와 같은 제2실시예에 따른 모터는 스테이터의 외주면에 로터가 일정 갭을 두고 배치되는 아우터 로터 타입으로, 이 경우 스테이터 코어의 내면에 결선유닛(80)이 배치되고 보빈의 내면 끝부분에 코일 포켓(82)이 일체로 형성된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10: 스테이터 12: 스테이터 코어
14: 보빈 16: 코일
20: 로터 22: 마그넷
24: 백요크 26: 로터 지지체
30: 회전축 32,34: 베어링
40,42: 모터 하우징 50: 로드부
52: 인너 티스부 54: 연결부
70: 코일 감김부 72: 제1연장부
74: 제2연장부 80: 결선유닛
82: 단자 포켓 84: 코일 단자

Claims

분할된 형태이고 방사상으로 배열되는 복수의 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 외면에 감싸지는 절연재질의 보빈과, 상기 보빈의 외면에 권선되는 코일을 포함하는 스테이터와, 상기 스테이터의 내면과 외면 중 어느 한 면과 일정 갭을 두고 배치되는 싱글 로터를 포함하고,
상기 보빈에는 각 스테이터 코어에 권선되는 코일들 사이를 전기적으로 연결하는 결선유닛이 일체로 형성되고,
상기 결선유닛은 스테이터 코어의 로터와 마주보는 끝단의 반대쪽 끝단에 배치되며,
상기 결선유닛은 보빈에 일체로 형성되어 코일이 삽입되는 단자 포켓과, 통전 가능한 금속재질로 형성되고 상기 단자 포켓에 삽입되어 코일들 사이를 전기적으로 연결하는 코일 단자를 포함하며, 상기 코일 단자는 하측에는 코일이 압입되는 슬롯이 복수로 형성되고, 상기 슬롯의 끝부분 양면에는 칼날이 형성되어 코일이 슬롯으로 압입될 때 코일의 외면에 감싸진 절연외피를 벗겨내는 것을 특징으로 하는 싱글 로터 타입 모터.
제1항에 있어서,
상기 스테이터 코어는 코일이 감겨지는 판 형태의 로드부와,
상기 로드부의 양쪽 끝단 중 일측 끝단에 측방향으로 확장되게 형성되어 로터의 마그넷과 마주보게 배치되는 티스부와, 로드부의 타측 끝단에 형성되어 스테이터 코어들 사이를 연결하는 연결부를 포함하고,
상기 결선유닛은 상기 연결부에 배치되는 것을 특징으로 하는 싱글 로터 타입 모터.
제1항에 있어서,
상기 복수의 코일 결선유닛 중 하나는 U, V, W상이 상호 결선되어 중성점(NP)을 형성하는 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는 싱글 로터 타입 모터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 단자 포켓은 보빈을 인서트 몰딩에 의해 수지로 사출 성형할 때 일체로 성형되고, 두 가닥 또는 세 가닥의 코일의 끝부분이 삽입되는 복수의 안착홈이 형성되고, 내부에 코일 단자가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 싱글 로터 타입 모터.
삭제