KR101513640B1 - 전동기 - Google Patents

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엘지전자 주식회사
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    • H02K3/51—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto applicable to rotors only

Abstract

본 발명은 전동기에 관한 것으로서, 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 상대 운동 하는 로터;를 포함하고, 상기 로터는, 복수의 폴 및 슬롯을 구비한 로터코어; 상기 로터코어의 축심에 결합되는 샤프트; 상기 폴의 둘레에 권선되는 코일부를 구비한 로터코일; 및 상기 슬롯의 내부에 서로 인접한 두 코일부에 각각 접촉되어 상기 로터의 회전시 상기 코일부가 반경방향을 따라 외측으로 이동하는 것을 억제하는 코일지지유닛;을 구비하고, 상기 코일지지유닛은, 상기 슬롯의 내부에 인접한 두 코일부에 각각 접촉되고 상기 로터의 원주방향으로 이격된 접촉면을 구비한 코일접촉부; 및 상기 코일접촉부가 상기 각 코일부에 밀착되게 가압하는 가압부재;를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 회전시 로터의 코일이 반경방향으로 이동하는 것을 억제할 수 있어 원심력에 의한 코일의 단선발생이 억제될 수 있다.

Description

전동기{ELECTRIC MOTOR}
본 발명은, 전동기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전시 로터의 코일을 효과적으로 지지할 수 있어 고속회전이 가능한 전동기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전동기는 전기에너지를 기계에너지로 변환하는 회전기이다.
도 1은 종래의 전동기의 단면도이고, 도 2는 도 1의 로터의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전동기는, 스테이터(20)와, 스테이터(20)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(30)를 구비한다.
상기 스테이터(20)의 외측에는 프레임 또는 케이스(10)(이하, '케이스(10)'로 표기함)가 구비된다.
상기 케이스(10)에는 상기 로터(30)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(12)이 마련된다.
상기 스테이터(20)는, 스테이터코어(22) 및 상기 스테이터코어(22)에 권선되는 스테이터코일(24)을 구비한다.
상기 로터(30)는, 샤프트(31)와, 상기 샤프트(31)에 결합되는 로터코어(41)와, 상기 로터코어(41)에 권선되는 로터코일(51)을 구비한다.
상기 로터코어(41)는, 상기 샤프트(31)가 결합되는 허브(43)와, 상기 허브(43)로부터 반경방향을 따라 돌출되는 복수의 폴(45)을 구비한다.
상기 폴(45)은 원주방향을 따라 일정 간격으로 이격 형성된다.
상기 로터코어(41)의 서로 인접된 폴(45) 사이에는 슬롯(44)이 각각 형성된다.
상기 로터코일(51)은 상기 각 폴(45)의 둘레에 각각 복수 회 권회된다.
상기 샤프트(31)에는 상기 로터코일(51)에 전원을 인가할 수 있게 전원공급부(35)가 마련된다.
상기 전원공급부(35)는, 상기 샤프트(31)에 결합되는 정류자 또는 슬립링(36)과, 상기 정류자 또는 슬립링(36)에 통전 가능하게 접촉되는 브러시(37)를 구비하여 구성된다.
그런데, 이러한 종래의 전동기에 있어서는, 운전 시 상기 로터코일(51)은 원심력의 작용에 의해 각 폴(45)의 반경방향을 따라 외측으로 이동될 수 있다. 특히, 상기 로터코어(41)의 양 단부로부터 축방향으로 돌출된 소위 "코일엔드(coil end) 또는 엔드턴(end turn)"은 지지수단이 구비되어 있지 아니하므로 원심력에 의해 반경방향으로 당겨지면서 단선이 발생될 수 있다.
상기 로터(30)의 회전 수가 증가할수록 원심력이 증가하므로 상기 로터코일(51)의 단선 발생이 더욱 증가될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 회전시 로터의 코일이 반경방향으로 이동하는 것을 억제할 수 있는 전동기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 부품 결합시 마찰에 의한 로터코일의 손상을 억제할 수 있는 전동기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 로터코일이 반경방향을 따라 분산지지될 수 있는 전동기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 상대 운동 하는 로터;를 포함하고, 상기 로터는, 복수의 폴 및 슬롯을 구비한 로터코어; 상기 로터코어의 축심에 결합되는 샤프트; 상기 폴의 둘레에 권선되는 코일부를 구비한 로터코일; 및 상기 슬롯의 내부에 서로 인접한 두 코일부에 각각 접촉되어 상기 로터의 회전시 상기 코일부가 반경방향을 따라 외측으로 이동하는 것을 억제하는 코일지지유닛;을 구비하고, 상기 코일지지유닛은, 상기 슬롯의 내부에 인접한 두 코일부에 각각 접촉되고 상기 로터의 원주방향으로 이격된 접촉면을 구비한 코일접촉부; 및 상기 코일접촉부가 상기 각 코일부에 밀착되게 가압하는 가압부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기를 제공한다.
여기서, 상기 코일접촉부는 상기 로터의 반경방향을 따라 내측 단부가 일체로 연결되고 외측 단부는 서로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 폴은 상기 로터의 원주방향을 따라 양 측으로 각각 연장된 폴슈를 구비하고, 상기 코일접촉부는 서로 인접한 폴슈의 내측에 각각 접촉되는 걸림턱을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 각 접촉면의 외측 단부에는 서로 인접한 폴슈 사이에 삽입되게 외측으로 연장된 연장부가 각각 구비되게 구성될 수 있다.
상기 각 접촉면에는 상기 각 코일부와 접촉될 수 있게 요철단면형상의 요철부가 각각 구비되어 구성될 수 있다.
상기 각 요철부는 상기 로터의 원주방향으로 돌출되고 반경방향으로 이격된 복수의 돌출부를 각각 구비하여 구성될 수 있다.
상기 각 돌출부는 상기 로터의 축방향으로 미리 설정된 길이로 연장되게 구성될 수 있다.
상기 코일접촉부와 상기 가압부재의 상호 접촉영역에는 상기 가압부재가 상기 로터의 반경방향으로 이동하는 것을 억제하는 맞물림부가 구비되게 구성될 수 있다.
상기 맞물림부는 상기 코일접촉부와 상기 가압부재의 상호 접촉면 중 어느 하나로부터 다른 하나를 향해 돌출된 돌기와, 다른 하나에 상기 돌기를 수용할 수 있게 함몰된 돌기수용부를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 돌기는 상기 가압부재의 양 측에 돌출 형성될 수 있다.
상기 코일지지유닛은 상기 로터코어의 양 단부에 각각 배치되어 상기 로터의 반경방향을 따라 상기 코일부의 외곽에 배치되어 상기 코일부를 지지하는 코일지지부재;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 코일지지유닛은 실 또는 와이어 형상을 구비하고 상기 로터의 외곽에 권회되어 상기 코일부를 지지하는 보강부재;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 코일지지유닛은 링형상을 구비하여 상기 코일지지부재의 외곽에 결합되는 보강링을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 보강링에는 상기 코일지지부재에 축방향으로 삽입되는 삽입돌기가 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬롯의 내부에 서로 인접한 두 코일부에 각각 접촉되어 로터의 회전시 코일부가 반경방향을 따라 외측으로 이동하는 것을 억제하는 코일지지유닛을 구비하도록 함으로써, 원심력에 의해 로터코일이 손상되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 코일지지유닛이 두 코일부에 접촉되는 코일접촉부와 코일접촉부가 코일부에 접촉되게 가압하는 가압부재를 구비하도록 구성함으로써, 부품의 결합시 마찰력에 의해 로터코일이 손상되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 코일접촉부의 결합 후 가압부재에 의해 코일접촉부가 코일부에 각각 밀찰되도록 함으로써 로터코일의 손상없이 코일접촉부와 코일부 간 마찰력을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 코일접촉부에는 폴슈의 내측에 접촉되는 걸림턱이 구비되도록 함으로써 로터의 회전시 코일지지유닛이 안정적으로 지지될 수 있다.
또한, 코일접촉부는 코일부와 접촉되는 요철단면형상의 요철부를 구비함으로써 요철부 사이에 로터코일의 와이어가 삽입됨으로써 코일부가 반경방향을 따라 분산지지될 수 있다.
도 1은 종래의 전동기의 단면도,
도 2는 도 1의 로터의 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 4는 도 3의 로터의 보강부재 결합 전 사시도,
도 5는 도 4의 코일접촉부의 사시도,
도 6은 도 4의 가압부재의 사시도,
도 7은 도 4의 코일지지유닛의 결합영역의 확대도,
도 8은 도 3의 로터의 사시도,
도 9는 도 8의 보강부재의 확대도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 11은 도 10의 로터의 권선전 분리사시도,
도 12는 도 10의 로터의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기는, 스테이터(120); 및 상기 스테이터(120)에 대해 상대 운동 하는 로터(150);를 포함하고, 상기 로터(150)는, 복수의 폴(156) 및 슬롯(160)을 구비한 로터코어(151); 상기 로터코어(151)의 축심에 결합되는 샤프트(161); 상기 폴(156)의 둘레에 권선되는 코일부(172)를 구비한 로터코일(170); 및 상기 슬롯(160)의 내부에 서로 인접한 두 코일부(172)에 각각 접촉되어 상기 로터(150)의 회전시 상기 코일부(172)가 반경방향을 따라 외측으로 이동하는 것을 억제하는 코일지지유닛(190);을 구비하고, 상기 코일지지유닛(190)은, 상기 슬롯(160)의 내부에 인접한 두 코일부(172)에 각각 접촉되고 상기 로터(150)의 원주방향으로 이격된 접촉면(196)을 구비한 코일접촉부(191); 및 상기 코일접촉부(191)가 상기 각 코일부(172)에 밀착되게 가압하는 가압부재(210);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 스테이터(120)의 외곽에는 상기 스테이터(120)가 지지될 수 있게 프레임(미도시) 또는 케이스(110)가 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 스테이터(120)의 외곽에 상기 스테이터(120)를 수용지지하는 케이스(110)가 구비된 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 케이스(110)는, 예를 들면, 상기 스테이터(120)를 수용지지할 수 있게 상기 스테이터(120)의 형상에 대응되게 형성될 수 있다.
상기 케이스(110)에는 상기 샤프트(161)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(115)이 구비될 수 있다.
상기 베어링(115)은 상기 케이스(110)의 양 측에 각각 구비될 수 있다.
상기 스테이터(120)는, 예를 들면, 스테이터코어(121)와, 상기 스테이터코어(121)에 권선되는 스테이터코일(131)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 스테이터코어(121)는, 복수의 슬롯(126) 및 티스(127)를 구비할 수 있다.
상기 스테이터코일(131)은, 예를 들면, 상기 복수의 슬롯(126)에 동시에 권선되는 소위 분포권으로 구성될 수 있다.
상기 스테이터코어(121)는, 복수의 전기강판(122)을 절연 적층하여 형성될 수 있다.
상기 스테이터코어(121)의 중앙에는 상기 로터(150)가 회전 가능하게 수용될 수 있게 로터수용공간(124)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 로터(150)는, 복수의 폴(156) 및 슬롯(160)을 구비한 로터코어(151), 상기 로터코어(151)의 축심에 결합되는 샤프트(161), 상기 폴(156)의 둘레에 권선되는 코일부(172)를 구비한 로터코일(170), 및 상기 슬롯(160)의 내부에 서로 인접한 두 코일부(172)에 각각 접촉되어 상기 로터(150)의 회전시 상기 코일부(172)가 반경방향을 따라 외측으로 이동하는 것을 억제하는 코일지지유닛(190)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 샤프트(161)는 상기 베어링(115)에 의해 양 측이 회전 가능하게 지지될 수 있다.
상기 샤프트(161)에는 상기 로터코일(170)에 전원을 공급할 수 있게 전원공급부(165)가 구비될 수 있다.
상기 전원공급부(165)는, 예를 들면, 상기 샤프트(161)에 결합되는 정류자 또는 슬립링(166)(이하, "슬립링(166)"으로 표기함)과, 상기 슬립링(166)에 통전 가능하게 접촉되는 브러시(167)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 로터코어(151)는, 예를 들면, 방사상으로 배치되고 원주방향으로 이격되는 복수의 폴(156)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 각 폴(156) 사이에는 슬롯(160)이 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 로터코어(151)는, 원반형상의 허브(153)와, 상기 허브(153)의 둘레에 반경방향으로 돌출되고 원주방향을 따라 등간격으로 이격된 복수의 폴(156)을 구비할 수 있다.
상기 허브에는 상기 샤프트(161)가 삽입될 수 있게 샤프트공(154)이 관통 형성될 수 있다.
상기 로터코어(151)는, 예를 들면, 복수의 전기강판(152)을 절연 적층하여 형성될 수 있다.
상기 각 폴(156)의 단부(외측 단부)에는 원주방향을 따라 양 측으로 연장된 폴슈(157)가 각각 구비될 수 있다.
상기 각 폴슈(157)는 서로 인접한 폴슈(157) 사이에 미리 설정된 간격(D)이 형성될 수 있는 정도로 양 측으로 연장될 수 있다.
예를 들면, 상기 각 폴슈(157)는 상기 폴(156)의 중심선에 대해 대칭으로 형성될 수 있다.
상기 각 폴슈(157)는, 예를 들면, 원호형상의 외면(158)과, 직선형상의 내면(159)을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 로터코일(170)은, 예를 들면, 상기 각 폴(156)의 둘레에 집중적으로 권선되는 복수의 코일부(172)를 구비할 수 있다.
상기 코일부(172)는, 예를 들면, 상기 폴(156)의 개수와 동일한 개수로 형성될 수 있다.
상기 각 코일부(172)는, 상기 로터코어(151)의 양 단부로부터 축방향으로 돌출되는 코일엔드(173)를 각각 구비할 수 있다.
상기 각 코일부(172)는, 예를 들면, 서로 직렬 연결될 수 있다.
상기 각 코일부(172)는 서로 다른 자극(N극, S극)을 형성할 수 있게 서로 다른 방향으로 권선될 수 있다. 예를 들면, 어느 하나의 코일부(172)가 시계방향으로 권선되는 경우 다른 자극을 가지는 코일부(172)는 반시계방향으로 권선될 수 있다.
상기 로터(150)의 각 슬롯(160)에는, 예를 들면, 서로 다른 자극을 가지는 두 코일부(172)가 각각 구비될 수 있다.
상기 각 코일부(172)는, 예를 들면, 상기 각 폴(156)의 외측 단부영역(폴슈(157)근방)에 더 많은 회수로 권선될 수 있다.
한편, 상기 각 슬롯(160)의 내부에는 서로 인접한 두 코일부(172)에 각각 접촉되어 상기 로터(150)의 회전시 상기 코일부(172)가 반경방향을 따라 외측으로 이동하는 것을 억제하는 코일지지유닛(190)이 구비될 수 있다.
상기 코일지지유닛(190)은, 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯(160)의 내부에 인접한 두 코일부(172)에 각각 접촉되고 상기 로터(150)의 원주방향으로 이격된 접촉면(196)을 구비한 코일접촉부(191); 및 상기 코일접촉부(191)가 상기 각 코일부(172)에 밀착되게 가압하는 가압부재(210);를 구비하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 코일접촉부(191)는 상기 슬롯(160)의 두 코일부(172) 사이의 공간(틈새)에 대응되는 형상을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)는 상기 두 코일부(172)에 각각 접촉되는 접촉면(196)을 구비한 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)를 구비할 수 있다.
상기 코일접촉부(191)는 합성수지부재로 형성될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)는 상기 로터코어(151)의 허브(153)측의 폭이 상기 폴슈(157)측의 폭에 비해 작게 형성될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)는, 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 로터(150)의 반경방향을 따라 내측(허브(153)측) 단부가 일체로 연결되고 외측(폴슈(157)측) 단부는 서로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)는 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)의 내측 단부(192)는 서로 일체로 연결되고 외측 단부(193)는 상기 로터(150)의 원주방향을 따라 서로 이격되게 구성될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)는 대략 "V"형상을 구비할 수 있다.
상기 코일접촉부(191)의 외측 단부(193)는 서로 접근되게 가압할 경우 외폭이 감소되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 각 슬롯(160)의 두 코일부(172) 사이의 틈새에 상기 코일접촉부(191)가 용이하게 삽입될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 두 코일부(172) 사이에 상기 코일접촉부(191)의 삽입시 코일접촉부(191)와 두 코일부(172)의 접촉에 기인한 상기 코일부(172)의 손상 발생을 억제할 수 있다. 여기서, 상기 코일접촉부(191)는 합성수지부재로 형성되므로 외측 단부(193)의 가압력을 해제하면 합성수지부재 구조(자체)의 탄성력에 의해 초기 위치로 복귀될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)의 외측 단부(193)에는 상기 폴슈(157)의 내측에 각각 접촉될 수 있게 걸림턱(201)이 구비될 수 있다.
보다 구체적으로 상기 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)의 외측 단부(193)에는 걸림턱(201)이 각각 구비될 수 있다.
상기 각 걸림턱(201)은 상기 각 폴슈(157)의 내면(159)에 접촉될 수 있다. 이에 의해, 상기 로터(150)의 회전시 발생되는 원심력의 작용시 상기 코일접촉부(191)가 반경방향을 따라 외측으로 이동되는 것이 억제될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)에는 상기 폴슈(157) 사이의 간격(D)에 삽입될 수 있게 외측으로 연장된 연장부(203)가 각각 구비될 수 있다.
상기 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)의 각 연장부(203)는 서로 접근이 가능하게 일정 간격 이격되어 있다.
상기 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)의 각 접촉면(196)에는 상기 각 코일부(172)와 접촉될 수 있게 요철단면형상의 요철부(197)가 각각 구비되어 구성될 수 있다.
상기 각 요철부(197)는, 예를 들면 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 로터(150)의 원주방향으로 돌출되고 반경방향으로 이격된 복수의 돌출부(198)를 각각 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 로터(150)의 반경방향을 따라 서로 이격 배치된 각 돌출부(198) 사이 틈새(199)에 상기 각 코일부(172)의 와이어(174)가 삽입됨으로써, 상기 로터(150)의 회전에 의한 원심력 작용시 각 돌출부(198)에 의해 와이어(174)들이 분산지지되어 와이어(174)들이 반경방향을 따라 외측으로 이동되는 것이 억제될 수 있다. 여기서, 상기 돌출부(198)의 폭 및 이격 간격(199)은 상기 로터코일(170)의 와이어(174)의 직경의 크기를 고려하여 적절히 조절될 수 있다.
상기 각 돌출부(198)는, 예를 들면, 상기 로터(150)의 축방향으로 미리 설정된 길이로 연장되게 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 각 돌출부(198)의 길이는 상기 코일접촉부(191)의 전체 길이와 동일하게 형성된 경우를 예시하고 있다.
여기서, 상기 각 돌출부(198)의 길이는 상기 코일접촉부(191)의 길이방향을 따라 이격된 복수 개로 구성될 수도 있다. 예를 들면, 상기 각 돌출부(198)는 상기 코일접촉부(191)의 길이방향을 따라 2개, 3개 또는 그 이상 개수가 이격 배치되게 구성될 수도 있다.
한편, 상기 코일접촉부(191)의 내부에는 상기 코일접촉부(191)가 두 코일부(172)에 각각 밀착되게 가압하는 가압부재(210)가 삽입될 수 있다.
상기 가압부재(210)는, 예를 들면, 상기 코일접촉부(191)의 길이방향을 따라 삽입되게 구성될 수 있다.
상기 가압부재(210)는, 예를 들면, 상기 코일접촉부(191)의 외측 단부(193)측에 삽입되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 코일접촉부(191)의 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)가 내측 단부(192)를 중심으로 외측으로 각각 벌어지면서 각 코일부(172)에 밀착될 수 있다.
상기 가압부재(210)는, 예를 들면, 상기 코일접촉부(191)와 대략 동일한 길이를 구비하게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)가 전체 길이에 걸쳐 상기 가압부재(210)에 의해 벌어지면서 두 코일부(172)에 각각 밀착될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)와 상기 가압부재(210)의 상호 접촉영역에는 상기 가압부재(210)가 상기 로터(150)의 반경방향을 따라 이동되는 것을 억제하는 맞물림부(220)가 구비될 수 있다.
상기 맞물림부(220)는, 예를 들면, 상기 코일접촉부(191)와 상기 가압부재(210)의 상호 접촉면 중 어느 하나로부터 다른 하나를 향해 돌출된 돌기(222)와, 다른 하나에 상기 돌기(222)를 수용할 수 있게 함몰된 돌기수용부(224)를 구비하여 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 돌기(222)는 상기 가압부재(210)에 구비되고, 상기 돌기수용부(224)는 상기 코일접촉부(191)에 형성된 경우를 예시하고 있으나, 상기 돌기를 상기 코일접촉부(191)의 내면 양 측에 각각 형성하고, 상기 가압부재(210)의 양 측에 상기 돌기가 수용될 수 있게 함몰된 돌기수용부를 형성할 수도 있다.
상기 가압부재(210)는, 예를 들면, 상기 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)의 각 내면에 양 측이 면접촉될 수 있게 대략 사각 단면을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 가압부재(210)의 양 측면에는 상기 로터(150)의 원주방향을 따라 양 측면으로부터 돌출된 돌기(222)가 각각 형성될 수 있다.
상기 가압부재(210)는, 예를 들면 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 대략 "T" 단면 형상을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 돌기(222)는 상기 가압부재(210)의 길이방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다.
상기 가압부재(210)의 양 단부에는 삽입시 상기 코일접촉부(191)와 삽입이 원활하게 될 수 있게 안내부(212)가 형성될 수 있다.
상기 안내부(212)는 길이방향을 따라 점진적으로 폭이 감소되게 형성될 수 있다.
상기 안내부(212)는 단면이 곡선 또는 직선상으로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)의 내면에는 상기 가압부재(210)의 돌기(222)가 각각 수용될 수 있게 돌기수용부(224)가 각각 구비될 수 있다.
상기 각 돌기수용부(224)는 상기 코일접촉부(191)의 내면으로부터 상기 로터(150)의 원주방향을 따라 각각 함몰되게 형성될 수 있다.
상기 돌기수용부(224)는, 예를 들면, 상기 걸림턱(201)의 내측에 각각 형성될 수 있다.
상기 코일지지유닛(190)은 실 또는 와이어 형상을 구비하고 상기 로터(150)의 외곽에 권회되어 상기 코일부(172)를 지지하는 보강부재(230);를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 보강부재(230)는 실 또는 와이어 형상을 구비하므로 상기 로터(150)의 둘레에 용이하게 권회될 수 있고, 권회후에는 상기 보강부재(230)는 상기 로터(150)의 회전시 발생하는 원심력에 대항하여 상기 로터코일(170)을 지지하여 상기 로터코일(170)이 외측으로 이동하는 것이 억제될 수 있다.
상기 보강부재(230)는, 예를 들면 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 로터코어(151)의 양 단부에 각각 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 보강부재(230)는 상기 로터코일(170)의 코일엔드(173)의 둘레에 각각 권회되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 로터(150)의 회전시 상기 로터코일(170)의 코일엔드(173)가 반경방향을 따라 외측으로 당겨지는 것이 억제될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 보강부재(230)가 상기 로터코일(170)의 코일엔드(173)의 둘레에 링형상으로 구성된 경우를 예시하고 있으나, 상기 보강부재(230)가 상기 코일엔드(173)를 포함해서 상기 로터코어(151)의 둘레에 권회되게 구성될 수도 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 로터코어(151)의 각 폴(156)의 둘레에 와이어(174)를 권회하여 코일부(172)가 형성되면, 각 슬롯(160)의 내부의 두 코일부(172) 사이에 상기 코일접촉부(191)가 삽입될 수 있다. 이때, 상기 코일접촉부(191)는 상기 각 슬롯(160)의 삽입 전에 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)가 서로 접촉되는 방향으로 가압됨으로써 상기 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)의 각 접촉면(196)이 해당 코일부(172)와 거의 접촉되지 아니하게 삽입될 수 있다. 이에 의해, 상기 코일접촉부(191)의 삽입시 코일접촉부(191)와 코일부(172)의 마찰접촉에 의한 로터코일(170)의 손상이 억제 또는 방지될 수 있다.
상기 두 코일부(172) 사이에 삽입 완료된 코일접촉부(191)는 자체의 탄성력에 의해 외측으로 벌어지면서 상기 두 코일부(172)에 각각 접촉될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)의 삽입이 완료되면 상기 코일접촉부(191)의 내부에 상기 가압부재(210)가 삽입될 수 있다.
상기 가압부재(210)는 상기 코일접촉부(191)의 일 측 단부에서 축방향을 따라 삽입될 수 있다.
상기 가압부재(210)의 일 단부가 삽입되면 상기 코일접촉부(191)의 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)는 서로 연결된 내측 단부(192)를 중심으로 외측단부(193)가 양 측으로 벌어지면서 해당 코일부(172)에 각각 밀착될 수 있다.
이때, 상기 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)의 각 돌출부(198)들 사이 간격(199)에 상기 각 코일부(172)의 와이어(174)들이 각각 분산되어 삽입될 수 있다.
상기 각 코일부(172)의 코일엔드(173)의 외곽에는 상기 보강부재(230)가 링형상으로 권회될 수 있다.
상기 케이스(110)의 내부에 상기 스테이터(120)가 삽입되고, 상기 스테이터(120)의 내부에 상기 로터(150)가 수용 결합될 수 있다.
상기 로터(150)의 샤프트(161)는 상기 베어링(115)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
한편, 운전이 개시되면 상기 스테이터(120) 및 로터(150)에 각각 전원이 공급될 수 있다.
상기 로터(150)는 상기 샤프트(161)를 중심으로 회전되고, 이때, 상기 로터코일(170)의 각 코일부(172)는 상기 코일지지유닛(190)에 의해 상기 로터(150)의 반경방향을 따른 이동이 억제되어 상기 코일부(172)의 손상이 억제될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)의 돌출부(198)들 사이에 각 코일부(172)의 와이어(174)들이 삽입되어 분산지지됨으로써 시간이 경과되어도 상기 코일부(172)의 와이어(174)들이 상기 폴(156)의 외측으로 이동되는 것이 억제되어 성능저하가 방지될 수 있고 수명이 연장될 수 있다.
또한, 상기 각 코일부(172)의 코일엔드(173)의 둘레에 권회된 보강부재(230)는 상기 각 코일부(172)의 코일엔드(173)가 반경방향을 따라 외측으로 이동되는 것을 억제함으로써 로터코일(170)(코일엔드(173))의 손상을 억제시킬 수 있다.
이하, 도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기에 대하여 설명한다.
전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의 상 동일한 참조부호를 부여하고, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
[2]
도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전동기는, 스테이터(120); 및 상기 스테이터(120)에 대해 상대 운동 하는 로터(150);를 포함하고, 상기 로터(150)는, 복수의 폴(156) 및 슬롯(160)을 구비한 로터코어(151); 상기 로터코어(151)의 축심에 결합되는 샤프트(161); 상기 폴(156)의 둘레에 권선되는 코일부(172)를 구비한 로터코일(170); 및 상기 슬롯(160)의 내부에 서로 인접한 두 코일부(172)에 각각 접촉되어 상기 로터(150)의 회전시 상기 코일부(172)가 반경방향을 따라 외측으로 이동하는 것을 억제하는 코일지지유닛(190);을 구비하고, 상기 코일지지유닛(190)은, 상기 슬롯(160)의 내부에 인접한 두 코일부(172)에 각각 접촉되고 상기 로터(150)의 원주방향으로 이격된 접촉면(196)을 구비한 코일접촉부(191); 및 상기 코일접촉부(191)가 상기 각 코일부(172)에 밀착되게 가압하는 가압부재(210);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 스테이터(120)의 외곽에는 케이스(110)가 구비될 수 있다.
상기 케이스(110)에는 상기 로터(150)를 회전 가능하게 지지할 수 있게 베어링(115)이 구비될 수 있다.
한편, 상기 코일지지유닛(190)은, 상기 로터코어(151)의 양 단부에 각각 배치되어 상기 로터(150)의 반경방향을 따라 상기 코일부(172)의 외곽에 배치되어 상기 코일부(172)를 지지하는 코일지지부재(250)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 코일지지부재(250)는, 예를 들면, 허브(252)와, 상기 허브(252)로부터 반경방향을 따라 돌출된 스포크(255)와, 상기 각 스포크(255)의 단부로부터 축방향을 따라 외측으로 절곡된 가이드(257)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 코일지지부재(250)는, 예를 들면 합성수지부재로 형성될 수 있다.
상기 허브(252)에는 상기 샤프트(161)가 삽입될 수 있게 샤프트공(253)이 관통 형성될 수 있다.
상기 각 스포크(255)는, 예를 들면, 상기 각 폴(156)과 동일한 폭 및 동일한 이격 간격을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 각 스포트의 외측 단부에는 상기 폴슈(157)에 대응되는 크기로 양 측으로 연장된 가이드(257)가 각각 형성될 수 있다.
상기 가이드(257)는 상기 스포크(255)의 외면에 대해 축방향으로 더 돌출되게 구성될 수 있다.
상기 코일지지부재(250)는 상기 로터코일(170)의 권선 전에 상기 로터코어(151)의 양 단부에 구비될 수 있다.
상기 코일지지부재(250)의 가이드(257)는 상기 로터코일(170)의 권선 후 상기 각 코일부(172)의 외곽에 배치됨으로써, 상기 로터(150)의 회전시 원심력에 의해 상기 각 코일부(172)의 코일엔드(173)가 반경방향을 따라 외측으로 이동하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 상기 로터코일(170)이 원심력에 의해 반경방향을 따라 외측으로 당겨지면서 와이어(174)가 단선되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 코일지지유닛(190)은, 링형상을 구비하여 상기 코일지지부재(250)의 외곽에 결합되는 보강링(260)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 보강링(260)은, 예를 들면, 비자성 금속부재로 형성될 수 있다.
상기 코일지지부재(250)에는 상기 보강링(260)이 결합될 수 있게 보강링결합부(259)가 형성될 수 있다.
상기 보강링결합부(259)는, 예를 들면, 상기 보강링(260)의 내면에 대응되게 상기 코일지지부재(250)(가이드(257))의 외면을 턱지게 절취하여 구성될 수 있다.
상기 보강링(260)은, 예를 들면, 링형상의 보강링본체(262), 상기 보강링본체(262)에서 돌출되어 상기 코일지지부재(250)에 축방향으로 삽입되는 삽입돌기(263)를 구비할 수 있다.
상기 각 삽입돌기(263)는 상기 각 가이드(257) 사이의 공간에 삽입될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 로터코어(151)의 양 단부에 상기 각 코일지지부재(250)가 배치되고 상기 코일지지부재(250)의 스포크(255) 및 로터코어(151)의 폴(156)의 둘레에 로터코일(170)이 각각 권회될 수 있다.
상기 로터코어(151)의 각 폴(156)의 둘레에 와이어(174)를 권회하여 코일부(172)가 형성되면, 각 슬롯(160)의 내부의 두 코일부(172) 사이에 상기 코일접촉부(191)가 각각 삽입될 수 있다. 이때, 상기 코일접촉부(191)는 삽입 전에 외폭이 축소되게 가압됨으로써 두 코일부(172)와 마찰 접촉됨이 없이 삽입될 수 있다.
상기 두 코일부(172) 사이에 삽입된 코일접촉부(191)는 자체의 탄성력에 의해 외측으로 벌어지면서 상기 두 코일부(172)에 각각 면접촉될 수 있다.
상기 코일접촉부(191)의 삽입이 완료되면 상기 코일접촉부(191)의 내부에 상기 가압부재(210)가 삽입될 수 있다.
상기 가압부재(210)는 상기 코일접촉부(191)의 일 측 단부에서 축방향을 따라 삽입될 수 있다.
상기 가압부재(210)의 일 단부가 삽입되면 상기 코일접촉부(191)의 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)는 서로 연결된 내측 단부를 중심으로 외측단부가 양 측으로 벌어지면서 해당 코일부(172)에 각각 밀착될 수 있다.
이때, 상기 제1접촉부(195a) 및 제2접촉부(195b)의 각 돌출부(198)들 사이 사이에 상기 각 코일부(172)의 와이어(174)들이 각각 분산되어 삽입될 수 있다.
상기 각 가압부재(210)의 삽입이 완료되면 상기 코일지지부재(250)의 외곽에 보강링(260)이 결합될 수 있다.
상기 케이스(110)의 내부에 상기 스테이터(120)가 삽입되고, 상기 스테이터(120)의 내부에 상기 로터(150)가 수용 결합될 수 있다.
상기 로터(150)의 샤프트(161)는 상기 베어링(115)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
한편, 운전이 개시되면 상기 스테이터(120) 및 로터(150)에 각각 전원이 공급될 수 있다.
상기 로터(150)는 상기 샤프트(161)를 중심으로 회전되고, 이때, 상기 로터코일(170)의 각 코일부(172)는 상기 코일지지유닛(190)에 의해 상기 로터(150)의 반경방향을 따른 이동이 억제되어 상기 코일부(172)의 손상이 억제될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 각 코일부(172)는 코일접촉부(191) 및 가압부재(210)에 의해 양 측면이 지지됨으로써 로터(150)의 회전시 원심력에 의해 코일부(172)가 반경방향을 따라 외측으로 이동되는 것이 억제될 수 있다.
또한, 코일지지부재(250)의 가이드(257) 및 보강링(260)에 의해 각 코일부(172)의 코일엔드(173)가 반경방향을 따라 외측으로 이동되는 것이 억제되어 로터코일(170)(코일엔드(173))의 손상이 더욱 효과적으로 억제될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110 : 케이스 115 : 베어링
120 : 스테이터 121 : 스테이터코어
122,152 : 전기강판 131 : 스테이터코일
150 : 로터 151 : 로터코어
156 : 폴 157 : 폴슈
160 : 슬롯 161 : 샤프트
165 : 전원공급부 166 : 슬립링
167 : 브러시 170 : 로터코일
172 : 코일부 173 : 코일엔드
174 : 와이어 190 : 코일지지유닛
191 : 코일접촉부 192 : 내측단부
193 : 외측단부 195a : 제1접촉부
195b : 제2접촉부 196 : 접촉면
197 : 요철부 198 : 돌출부
199 : 돌출부 간격 201 : 걸림턱
203 : 연장부 210 : 가압부재
212 : 안내부 220 : 맞물림부
222 : 돌기 224 : 돌기수용부
230 : 보강부재 232 : 실 또는 와이어
250 : 코일지지부재 252 : 허브
255 : 스포크 257 : 가이드
260 : 보강링 262 : 보강링본체
263 : 삽입돌기

Claims (12)

  1. 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 상대 운동 하는 로터;를 포함하고,
    상기 로터는, 복수의 폴 및 슬롯을 구비한 로터코어;
    상기 로터코어의 축심에 결합되는 샤프트;
    상기 폴의 둘레에 권선되는 코일부를 구비한 로터코일; 및
    상기 슬롯의 내부에 서로 인접한 두 코일부에 각각 접촉되어 상기 로터의 회전시 상기 코일부가 반경방향을 따라 외측으로 이동하는 것을 억제하는 코일지지유닛;을 구비하고,
    상기 코일지지유닛은, 상기 슬롯의 내부에 인접한 두 코일부에 각각 접촉되고 상기 로터의 원주방향으로 이격된 접촉면을 구비한 코일접촉부; 및
    상기 코일접촉부가 상기 각 코일부에 밀착되게 가압하는 가압부재;를 구비하고,
    상기 각 접촉면에는 상기 각 코일부와 접촉될 수 있게 요철단면형상의 요철부가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일접촉부는 상기 로터의 반경방향을 따라 내측 단부가 일체로 연결되고 외측 단부는 서로 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 폴은 상기 로터의 원주방향을 따라 양 측으로 각각 연장된 폴슈를 구비하고,
    상기 코일접촉부는 서로 인접한 폴슈의 내측에 각각 접촉되는 걸림턱을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각 접촉면의 외측 단부에는 서로 인접한 폴슈 사이에 삽입되게 외측으로 연장된 연장부가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 각 요철부는 상기 로터의 원주방향으로 돌출되고 반경방향으로 이격된 복수의 돌출부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 각 돌출부는 상기 로터의 축방향으로 미리 설정된 길이로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 전동기.
  8. 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일접촉부와 상기 가압부재의 상호 접촉영역에는 상기 가압부재가 상기 로터의 반경방향으로 이동하는 것을 억제하는 맞물림부가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 맞물림부는 상기 코일접촉부와 상기 가압부재의 상호 접촉면 중 어느 하나로부터 다른 하나를 향해 돌출된 돌기와, 다른 하나에 상기 돌기를 수용할 수 있게 함몰된 돌기수용부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 돌기는 상기 가압부재의 양 측에 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  11. 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일지지유닛은 상기 로터코어의 양 단부에 각각 배치되어 상기 로터의 반경방향을 따라 상기 코일부의 외곽에 배치되어 상기 코일부를 지지하는 코일지지부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  12. 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일지지유닛은 실 또는 와이어 형상을 구비하고 상기 로터의 외곽에 권회되어 상기 코일부를 지지하는 보강부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기.
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