KR101462786B1

KR101462786B1 - 모터의 절연구조

Info

Publication number: KR101462786B1
Application number: KR1020130066685A
Authority: KR
Inventors: 장정철; 이지민; 양경식
Original assignee: 뉴모텍(주)
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2014-11-21

Abstract

본 발명은 모터의 절연구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인슐레이터(insulator)에 감겨지는 코일(coil)과 금속재질의 모터 하우징과의 접촉을 차단할 수 있는 모터의 절연구조에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따른 모터의 절연구조는 원통 형상의 백 요크와, 상기 백 요크의 내측면에 돌출 형성되는 다수개의 티스로 이루어지는 스테이터 코어; 상기 스테이터 코어의 상부 및 하부에 각각 결합되어 상기 백 요크의 내측면과 상기 티스를 감싸는 상하부 인슐레이터; 상기 스테이터 코어와 상하부 인슐레이터를 내부에 수용하는 금속재질의 모터 하우징; 그리고, 상기 하부 인슐레이터의 외면을 둘러싸도록 상기 백 요크의 하면에 결합되어 하부 인슐레이터의 외측면으로 인출되는 코일이 상기 모터 하우징의 내면에 접촉하는 것을 차단하는 합성수지 재질의 절연 캡을 포함하여 이루어진다.

Description

모터의 절연구조{INSULATION STRUCTURE FOR MOTOR}

본 발명은 모터의 절연구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인슐레이터(insulator)에 감겨지는 코일(coil)과 금속재질의 모터 하우징과의 접촉을 차단할 수 있는 모터의 절연구조에 관한 것이다.

일반적으로 BLDC 모터로 알려진 브러시리스 모터(brushless direct currency motor)는 통상의 직류모터에서 브러시와 정류자를 삭제하고 이를 전자적인 정류기구로 대체한 장치로서, 기계적 또는 전기적인 노이즈를 줄임은 물론 저속에서 고속까지 다양한 속도로 제어가 가능하여 냉장고나 에어컨 등 다양한 전자제품의 구동장치로서 많이 사용되고 있다.

이러한 BLDC 모터는 크게 금속재질의 모터 하우징 내부에 수용되며, 내측면에 코일이 권선되는 다수개의 티스(teeth)가 형성되어 있는 스테이터 코어(stator core)와, 상기 스테이터 코어 내부에 회전 가능하게 설치되는 로터(rotor)로 구성되어 코일에 전류가 인가되면 로터와 스테이터 코어 간의 전자기적인 상호 작용에 의해 로터가 회전하며 필요한 구동력이 발생되도록 한다.

여기서, 상기 스테이터 코어에는 스테이터 코어 표면을 전체적으로 감싸는 인슐레이터(insulator)가 설치된다. 상기 인슐레이터는 코일이 티스에 권선되기 전에 스테이터 코어의 표면을 감싸 코일이 스테이터 코어와 직접 접촉되는 것을 방지함으로써 고전류가 인가되는 코일과 스테이터 코어 사이를 절연시키는 역할을 한다.

하지만, 이러한 종래 BLDC 모터는 상기 인슐레이터에 의해 코일과 스테이터 코어 사이의 절연은 이루어지지만, 3상(U, V, W) 전원공급을 위해 복잡한 결선구조를 이루는 코일이 인슐레이터의 외측면으로 인출될 때 금속 재질의 모터 하우징에 접촉하는 경우가 종종 발생하고, 이에 따라 코일과 모터 하우징 사이의 절연 불량이 발생하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 원통 형상의 백 요크와, 상기 백 요크의 내측면에 돌출 형성되는 다수개의 티스로 이루어지는 스테이터 코어; 상기 스테이터 코어의 상부 및 하부에 각각 결합되어 상기 백 요크의 내측면과 상기 티스를 감싸는 상하부 인슐레이터; 상기 스테이터 코어와 상하부 인슐레이터를 내부에 수용하는 금속재질의 모터 하우징; 그리고, 상기 하부 인슐레이터의 외면을 둘러싸도록 상기 백 요크의 하면에 결합되어 하부 인슐레이터의 외측면으로 인출되는 코일이 상기 모터 하우징의 내면에 접촉하는 것을 차단하는 합성수지 재질의 절연 캡을 포함하여 이루어지는 모터의 절연구조를 제공한다.

여기서, 상기 상부 인슐레이터의 하면 및 하부 인슐레이터의 상면에는 결합돌기가 각각 형성되고, 상기 스테이터 코어를 구성하는 백 요크에는 상기 결합돌기가 삽입되는 다수개의 관통홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 스테이터 코어를 구성하는 백 요크의 하면에는 다수개의 체결홈이 형성되고, 상기 절연 캡의 상면에는 상기 체결홈에 삽입되는 다수개의 체결편이 돌출형성될 수 있다.

본 발명에 따른 모터의 절연구조는 스테이터 코어의 하면에 하부 인슐레이터의 외면을 둘러싸는 절연 캡을 설치하여 하부 인슐레이터의 외측면으로 인출되는 코일이 하부 인슐레이터와 절연 캡 사이에 위치하도록 함으로써 코일이 모터 하우징에 직접 접촉되는 것을 차단함으로써 모터의 전체적인 절연 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 모터의 접지구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 상하부 인슐레이터와 스테이터 코어의 구조를 좀더 상세히 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 절연 캡과 하부 인슐레이터의 결합구조를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 절연 캡이 하부 인슐레이터의 외면을 감싸고 있는 상태를 나타내는 사시도이다.

이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 모터의 접지구조를 나타내는 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터의 접지구조는 스테이터 코어(100)와, 로터(200)와, 인슐레이터(300)와, 모터 하우징(400)과, 절연 캡(500)을 포함하여 이루어진다.

상기 스테이터 코어(100)는 원통 형상의 백 요크(back yoke)(110)와, 코일(미도시)의 권선을 위해 상기 백 요크(110)의 내측면에 환형으로 돌출형성되는 다수개의 티스(teeth)(120)를 포함하여 이루어진다.

이러한 스테이터 코어(100)는 규소 강판 등을 타발하여 적층시킴으로써 형성된다.

상기 로터(200)는 상술한 스테이터 코어(100)의 내부에 설치되는 로터 코어(rotor core)(210)와, 상기 로터 코어(210)에 고정되는 회전축(미도시)과, 상기 로터 코어(210)의 외면에 장착되는 마그네트(magnent)(220)를 포함하여 이루어진다.

상기 로터 코어(210)는 코일이 권선되는 상기 티스(120)와 대향하도록 설치되어 코일에 전원이 인가되면 마그네트(220)와 스테이터 코어(100) 사이의 전자기적 상호 작용에 의해 발생하는 구동력에 의해 회전을 시작한다.

따라서 로터 코어(210)에 고정되는 회전축을 세탁기의 세탁날개나 에어컨의 압축기 등에 연결시키면, 회전축이 로터 코어(210)와 함께 회전을 시작하여 세탁기 또는 압축기와 같은 다양한 장치들을 구동시키게 된다.

상기 인슐레이터(300)는 코일과 스테이터 코어(100)를 절연시키기 위해 구비되는 일종의 덮개로서, 상부 인슐레이터(310)와 하부 인슐레이터(320)로 이루어진다.

상기 상부 인슐레이터(310)는 상기 스테이터 코어(100)의 상면에 결합되어 스테이터 코어(100)를 구성하는 백 요크(110)의 내측면 및 코일이 감겨지는 티스(120)의 권선부를 감싸며, 상기 하부 인슐레이터(320)는 상기 스테이터 코어(100)의 하면에 결합되어 상기 상부 인슐레이터(310)와 동일하게 백 요크(110)의 내측면 및 코일이 감겨지는 티스(120)의 권선부를 감싼다.

이와 같이 상기 상하부 인슐레이터(320)에 의해 백 요크(110)의 내측면 및 티스(120)의 권선부가 감싸여지면, 결과적으로 코일은 상하부 인슐레이터(300) 표면에 감겨지게 되므로 인슐레이터(300)에 의해 코일과 스테이터 코어(100)의 절연이 이루어지게 된다.

이러한 상기 상하부 인슐레이터(310,320)는 폴리아세탈(Polyacetal 또는 Polyoxymethylene) 등과 같은 합성수지 재질로 제작되며, 별도로 제작되어 스테이터 코어(100)에 조립되거나 인서트 몰딩 등에 의해 스테이터 코어(100)와 일체로 형성될 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 상하부 인슐레이터와 스테이터 코어의 구조를 좀더 상세히 나타내는 사시도이다.

여기서, 상기 상하부 인슐레이터(310,320)가 별도로 제작되어 스테이터 코어(100)에 조립될 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부 인슐레이터(310)의 하면 및 상기 하부 인슐레이터(320)의 상면에는 다수개의 결합돌기(311,321)가 각각 돌출형성되고, 상기 스테이터 코어(100)를 구성하는 백 요크(110)에는 상기 결합돌기(311,321)가 삽입되는 다수개의 관통홀(111)이 상하 길이방향으로 형성된다.

따라서 상기 상하부 인슐레이터(310,320)의 결합돌기(311,321)를 백 요크의 관통홀(111)에 삽입시키면 상하부 인슐레이터(310,320)와 스테이터 코어(100)의 결합이 이루어지게 된다.

물론, 상기 상하부 인슐레이터(310,320)를 스테이터 코어(100)에 결합시키는 구조는 다양한 변형이 가능하며, 예를 들어 볼트 등으로 상하부 인슐레이터(310,320)를 스테이터 코어(100)에 결합시키는 것도 가능하다.

상기 모터 하우징(400)은 금속재질로 제작되며, 상술한 스테이터 코어(100), 로터(200), 인슐레이터(300)와 같은 장치들을 내부에 수용한다.

이러한 모터 하우징(400)은 상부 모터 하우징(410)과, 하부 모터 하우징(420)으로 이루어지며, 상기 상하부 모터 하우징(420)은 상호 결합되어 내부에 상술한 각종 장치들이 수용되도록 한다.

여기서, 상하부 모터 하우징(420)의 결합을 위해 상기 상하부 모터 하우징(420)의 외면에는 볼트(430) 체결을 위한 체결보스(411,421)가 각각 형성될 수 있다.

상기 절연 캡(500)은 합성수지 재질로 제작되어 상기 하부 인슐레이터(320)의 외면을 둘러싸도록 스테이터 코어(100)의 하면에 결합된다.

도 3은 본 발명에 따른 절연 캡과 하부 인슐레이터의 결합구조를 나타내는 사시도이다.

이를 위해 상기 스테이터 코어(100)를 구성하는 백 요크(110)의 하면에는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 체결홈(112)이 형성되고, 상기 절연 캡(500)의 상면에는 다수개의 체결편(510)이 돌출형성될 수 있다.

이 경우, 절연 캡(500)의 상면에 형성된 체결편(510)을 백 요크(110)의 하면에 형성된 체결홈(112)에 삽입시키면 절연 캡(500)이 스테이터 코어(100)에 결합되게 된다.

물론, 상기 절연 캡(500)과 스테이터 코어(100)의 결합구조 역시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 절연 캡이 하부 인슐레이터의 외면을 감싸고 있는 상태를 나타내는 사시도이다.

이와 같이 합성수지 재질의 절연 캡(500)이 스테이터 코어(100)의 하면에 결합되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 절연 캡(500)은 일정 공간을 사이에 두고 상기 하부 인슐레이터(320)의 외면을 완전히 둘러싸게 되며, 이에 따라 티스(120)의 권선부에 감겨진 후 하부 인슐레이터(320)에 형성된 가이드 홈(322) 등을 통해 하부 인슐레이터(320)의 외측면으로 인출되는 코일은 하부 인슐레이터(320)와 절연 캡(500) 사이의 공간에 위치하게 되므로 자연히 코일과 모터 하우징(400)의 접촉이 차단되어 코일과 모터 하우징(400)의 절연이 이루어지게 된다.

한편, 상기와 같은 절연 캡(500)은 인서트 몰딩 방식으로 하부 인슐레이터(320)와 일체로 형성될 수 있다.

절연 캡(500)이 하부 인슐레이터(320)와 일체로 형성될 경우, 하부 인슐레이터(320)를 스테이터 코어(100)의 하면에 결합시키면 자연히 절연 캡(500)은 하부 인슐레이터(320)의 외측면을 둘러싸고 있는 상태로 스테이터 코어(100)의 하면에 결합되므로 절연 캡(500)의 설치를 위한 별도의 작업이 필요 없어져 절연 캡(500) 설치작업이 간편하고 신속하게 진행될 수 있다.

또한 상술한 바와 같이 절연 캡(500)을 스테이터 코어(100)의 하면에 결합시키기 위해 절연 캡(500)에 체결편(510)을 형성시키고, 백 요크(110)의 하면에 체결홀(112)을 형성시킬 필요가 없어져 절연 캡(500) 및 스테이터 코어(100)의 구조를 단순화하여 제조비용을 낮출 수 있다.

이상에서 상세히 설명된 본 발명은 그 범위가 전술된 바에 한하지 않고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 변경 또는 치환할 수 있는 것이 본 발명의 범위에 해당함은 물론이고, 그 균등물 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 스테이터 코어 110: 백 요크
120: 티스 111: 관통홀
112: 체결홈 200: 로터
210: 로터 코어 220: 마그네트
300: 인슐레이터 310: 상부 인슐레이터
320: 하부 인슐레이터 400: 모터 하우징
410: 상부 모터 하우징 420: 하부 모터 하우징
411,421: 체결보스 430: 볼트
500: 절연 캡 510: 체결편

Claims

원통 형상의 백 요크와, 상기 백 요크의 내측면에 돌출 형성되는 다수개의 티스로 이루어지는 스테이터 코어;
상기 스테이터 코어의 상부 및 하부에 각각 결합되어 상기 백 요크의 내측면과 상기 티스를 감싸는 상하부 인슐레이터;
상기 스테이터 코어와 상하부 인슐레이터를 내부에 수용하는 금속재질의 모터 하우징; 및
상기 하부 인슐레이터의 외면을 둘러싸도록 상기 백 요크의 하면에 결합되어 하부 인슐레이터의 외측면으로 인출되는 코일이 상기 모터 하우징의 내면에 접촉하는 것을 차단하는 합성수지 재질의 절연 캡을 포함하여 이루어지고,
상기 절연 캡은 상기 코일이 상기 모터 하우징의 내면에 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 하부 인슐레이터를 완전히 감싸고,
상기 스테이터 코어를 구성하는 백 요크의 하면에는 다수개의 체결홈이 형성되고, 상기 절연 캡의 상면에는 상기 체결홈에 삽입되는 다수개의 체결편이 돌출형성되어,
상기 체결편이 상기 체결홈에 결합됨으로써 상기 절연 캡이 상기 스테이터 코어에 결합되는 것을 특징으로 하는 모터의 절연구조.
제1항에 있어서, 상기 상부 인슐레이터의 하면 및 하부 인슐레이터의 상면에는 결합돌기가 각각 형성되고,
상기 스테이터 코어를 구성하는 백 요크에는 상기 결합돌기가 삽입되는 다수개의 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터의 절연구조.
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