KR101683638B1 - 모터 및 그 스테이터 코어 제조방법 - Google Patents

Abstract

모터 및 그 스테이터 코어 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 모터 및 그 스테이터 코어 제조방법은 모터의 코일 권선 시 코일 권선 이동을 위한 공간을 확보함으로써 코일 권선 작업을 쉽게 하여 작업 능률과 편의성을 높이고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 코일 권선의 이동 공간을 확보함과 아울러 티스부 날개 변형을 용이하게 함으로써 제작 공정상 효율성을 높일 수 있으며, 티스부 날개 변형 완료 후의 형상이 모터 성능 향상과 코깅토크 저감을 이룸으로써 제품의 품질을 높이고 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

모터 및 그 스테이터 코어 제조방법{motor and method of manufacturing stator core thereof}

본 발명은 모터 및 그 스테이터 코어 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코일 권선 시 작업의 능률과 편의성을 높이고, 스테이터 코어의 티스 형상을 쉽게 변형 가능하며, 코깅 토크의 저감 및 모터의 성능 향상을 이룰 수 있는 모터 및 그 스테이터 코어 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전동기(電動機)라고도 하는데, 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다.

모터 중에서 BLDC 모터는 브러시리스직류모터(brushless direct currency motor)의 약칭으로서 통상의 직류모터에서 브러시와 정류자를 삭제하고 이를 전자적인 정류 기구로 대체한 것이다.

이러한 BLDC 모터는 기계적 또는 전기적인 노이즈를 줄임은 물론 저속에서 고속까지 다양한 속도로 제어가 가능하여 냉동사이클의 압축기 등에 많이 채용되고 있다.

종래 BLDC 모터는 외측에 마련되는 스테이터와, 스테이터 내부에 회전 가능하도록 마련된 로터를 구비하고, 상기 로터의 내부에는 로터샤프트가 압입된다. 스테이터는 스테이터 코어를 구비하는데 스테이터 코어의 내면에는 중앙측으로 연장되어 방사상으로 배치되는 티스부가 마련되며, 인접한 티스부 사이에는 코일이 감겨지는 슬롯이 형성된다. 그리고 상기 스테이터 코어 외측에는 스테이터 하우징이 결합되며, 스테이터 하우징 양단에는 스테이터 하우징 커버가 결합된다.

또한 로터는 중앙부에 로터샤프트가 강제 압입되도록 압입공이 형성된 로터코어와, 로터코어의 외면에 교번극성을 갖도록 배치된 복수개의 마그네트와, 상기 마그네트의 비산을 방지하도록 마그네트 외면에 끼워지는 비산방지캔을 포함하여 구성된다.

그리고 이와 같이 구성된 종래 BLDC 모터는 전류인가 회로가 포함된 PCB에서 로터의 위치에 따라 스테이터의 각 티스부에 권선된 코일에 전류를 인가하면, 각 티스부가 순차적으로 N극과 S극의 교번극성을 갖게 되고, 이를 통해 스테이터의 티스부와 로터의 마그네트와의 자기력에 의해 발생되는 인력과 척력의 자력이 로터의 접선방향으로 작용하여 로터가 회전한다.

전술한 바와 같이 이러한 종래 모터는 스테이터 코어의 티스부에 코일이 권선되는데, 인접하는 티스부의 간격이 좁은 경우 코일을 감기가 어려워 생산성이 저하되는 문제가 있다.

그리고 반대로 인접하는 티스부의 간격이 넓은 경우에는 공간자속밀도의 분포의 불연속으로 인해 코깅토크(cogging torque)가 증가하게 되어 모터의 제어가 어렵고 모터 회전 시 진동과 소음이 커지는 문제가 발생한다.

따라서 코일 권선 시 작업의 능률과 편의성을 높이고, 스테이터 코어의 티스 형상을 쉽게 변형 가능하며, 코깅 토크의 저감 및 모터의 성능 향상을 이룰 수 있는 모터의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명의 실시예들은 모터의 코일 권선 시 코일 권선 이동을 위한 공간을 확보함으로써 코일 권선 작업을 쉽게 하여 작업 능률과 편의성을 높이고, 생산성을 향상시키고자 한다.

또한, 코일 권선의 이동 공간을 확보함과 아울러 티스부 날개 변형을 용이하게 함으로써 제작 공정상 효율성을 높이고자 한다.

또한, 티스부 날개 변형 완료 후의 형상이 모터 성능 향상과 코깅토크 저감을 이룸으로써 제품의 품질을 높이고 신뢰성을 확보하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 외측에 마련되며, 스테이터 코어를 구비하는 스테이터와, 상기 스테이터 내부에 회전 가능하도록 구비되는 로터와, 상기 스테이터 코어 둘레에서 반경 방향 내측으로 일정 길이 연장되는 티스부 몸체와, 상기 티스부 몸체와 연결되어 일정 길이 연장되는 2개의 티스부 날개를 구비하는 다수의 티스부와, 상기 티스부 몸체와 티스부 날개가 연결되는 부분에 형성되는 제1 요입부 및, 상기 티스부 날개 사이에 형성되는 제2 요입부를 포함하는 모터가 제공될 수 있다.

상기 티스부 날개는 반경 방향으로 일정 각도 접혀 있는 상태에서 코일 권선 후 원주 방향으로 펴지도록 변형될 수 있다.

본 발명에 따른 모터는 상기 제2 요입부 사이에 형성되는 돌기부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 스테이터 코어는 일정 두께를 갖는 코어절편들이 적층되어 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 외측에 마련되며, 스테이터 코어를 구비하는 스테이터와, 상기 스테이터 내부에 회전 가능하도록 구비되는 로터 및, 상기 스테이터 코어 둘레에서 반경 방향 내측으로 일정 길이 연장되는 티스부 몸체와, 상기 티스부 몸체와 연결되어 일정 길이 연장되는 2개의 티스부 날개를 구비하는 다수의 티스부를 포함하며, 상기 티스부 날개들은 코일 권선 후에 그 단부의 점들이 이루는 원의 반경이 커지도록 변형가능한 것을 특징으로 하는 모터가 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 외측에 마련되며, 스테이터 코어를 구비하는 스테이터와, 상기 스테이터 내부에 회전 가능하도록 구비되는 로터 및, 상기 스테이터 코어 둘레에서 반경 방향 내측으로 일정 길이 연장되는 티스부 몸체와, 상기 티스부 몸체와 연결되어 일정 길이 연장되는 2개의 티스부 날개를 구비하는 다수의 티스부를 포함하며, 서로 이웃하는 상기 티스부 날개 단부의 간격은 코일 권선 후 좁아지도록 변형되는 것을 특징으로 하는 모터가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 모터는 하중이 가해졌을 때, 상기 티스부 날개의 변형이 잘 이루어지도록 하기 위한 적어도 하나의 요입부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 스테이터 하우징 내에 코어절편을 적층하여 스테이터 코어를 형성하는 단계와, 상기 스테이터 코어의 티스부 사이 슬롯에 코일을 권선하는 단계 및, 반경 방향으로 일정 각도 접혀 있는 상기 티스부의 날개를 원주 방향으로 펴지도록 변형하는 단계를 포함하는 모터의 스테이터 코어 제조방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 모터의 코일 권선 시 코일 권선 이동을 위한 공간을 확보함으로써 코일 권선 작업을 쉽게 하여 작업 능률과 편의성을 높이고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 코일 권선의 이동 공간을 확보함과 아울러 티스부 날개 변형을 용이하게 함으로써 제작 공정상 효율성을 높일 수 있다.

또한, 티스부 날개 변형 완료 후의 형상이 모터 성능 향상과 코깅토크 저감을 이룸으로써 제품의 품질을 높이고 신뢰성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 분해사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 다른 측면에서 바라본 분해사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 변형 전 스테이터 코어 형상을 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 변형 후 스테이터 코어 형상을 도시한 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 변형 전 스테이터 코어 형상을 도시한 평면도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 변형 전 티스부 형상을 도시한 부분확대 평면도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 변형 후 스테이터 코어 형상을 도시한 평면도

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 다른 측면에서 바라본 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(1000)는 크게 외측에 마련되는 스테이터(200) 및 상기 스테이터(200) 내부에 회전 가능하도록 구비되는 로터(100)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 스테이터(200)는 일정 두께를 갖는 코어절편(212)들이 적층되어 이루어지는 스테이터 코어(210)를 구비한다. 상기 코어절편(212)은 금형을 통해 원하는 두께와 형상으로 성형될 수 있다.

상기 스테이터 코어(210)는 스테이터 코어(210)의 둘레로부터 중심을 향하여 연장되는 다수의 티스부(500)가 구비된다. 상기 티스부(500)는 스테이터 코어(210)의 내주측으로 일정 간격을 갖도록 구비되며, 상기 티스부(500) 사이에는 코일(219, 도 8 참조)이 권선되는 슬롯(218)이 마련된다.

상기 티스부(500)의 형상 및 구조에 관한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

상기 스테이터 코어(210)의 외주측에는 요입부(214)가 형성된다. 전술한 바와 같이 상기 스테이터 코어(210)는 일정 두께를 갖는 코어절편(212)이 적층되어 형성되며, 상기 요입부(214)는 상기 코어절편(212)마다 동일한 위치에 형성되기 때문에 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 코어절편(212)이 적층되었을 때 모터(1000)의 높이 방향 즉, 회전축 방향으로 일정 길이 연장되는 형태로 구성될 수 있다.

상기 요입부(214)는 상기 스테이터 코어(210) 테두리에 오목한 형상으로 적어도 하나 이상 형성될 수 있지만, 상기 요입부(214)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상으로 변형 가능하다. 본 실시예에서 상기 요입부(214)는 회전축을 기준으로 서로 120도를 이루는 위치에 세 개가 형성된다.

여기서, 상기 요입부(214)는 상기 티스부(500)가 형성된 부분의 외주측에 형성됨으로써 요입부(214) 형성으로 인해 강도가 약해지거나 스트레스가 집중되어 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 스테이터 하우징(250)은 상기 코어절편(212)이 적층되어 형성된 스테이터 코어(210) 외주측을 감싸도록 원통형으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 스테이터 하우징(250)은 상기 요입부(214)에 대응되도록 내주측으로 돌출되는 돌출부(256)를 구비할 수 있다.

상기 돌출부(256)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 상기 요입부(214)에 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 스테이터 하우징(250) 내주측으로 돌출 형성될 수 있다.

그리고 상기 요입부(214)가 회전축 방향으로 일정 길이 연장되는 형태로 이루어지므로, 상기 돌출부(256) 또한 상기 요입부(214)와 대응되도록 회전축 방향으로 일정 길이 연장되는 형태로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서 상기 요입부(214)가 회전축을 중심으로 120도를 이루도록 세 개가 형성되기 때문에 상기 돌출부(256)도 그에 대응되도록 회전축을 중심으로 120도를 이루도록 세 개가 형성될 수 있다.

그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 각각 두 개가 180도, 즉 서로 마주보는 위치에 형성되거나 아니면 각각 네 개가 서로 90도를 이루도록 형성되는 것도 가능하며 그 이상의 요입부(214)와 돌출부(256)가 형성되는 것도 가능하다.

이와 같이 구성된 스테이터 코어(210)와 스테이터 하우징(250)을 조립할 때는 상기 코어절편(212)을 상기 요입부(214)와 돌출부(256)가 대응되도록 스테이터 하우징(250) 내측에 끼우면서 적층함으로써 스테이터 코어(210)를 형성할 수 있다.

이때 각각의 코어절편(212)이 적층되는 조립각도는 상기 요입부(214)와 돌출부(256)를 대응시켜 끼움으로써 일정하게 유지되므로, 작업자의 작업 편의성이 향상되고 코어절편(212)의 적층 공정이 용이하게 수행될 수 있다.

그리고 상기 스테이터 하우징(250) 내부에 상기 코어절편(212)을 적층하여 스테이터 코어(210)를 조립한 후에는 상기 요입부(214)에 대응되는 상기 스테이터 하우징(250) 외주면을 프레싱(pressing)하여 상기 요입부(214)측으로 압입함으로써 상기 스테이터 코어(210)와 스테이터 하우징(250)을 고정 결합할 수 있다.

즉, 상기 요입부(214)와 돌출부(256)가 서로 맞물린 상태에서 상기 스테이터 하우징(250) 외주측에서 상기 요입부(214)를 향해 큰 하중을 인가하여 프레싱하므로 내측의 돌출부(256)가 상기 요입부(214)측으로 강하게 압착되고 그에 따라 상기 스테이터 코어(210)와 스테이터 하우징(250)이 단단하게 결합될 수 있다.

이와 같이 조립된 스테이터(200)는 로터(100)와 결합한다. 구체적으로 상기 스테이터 코어(210) 내측 중앙부에는 상기 조립된 로터(100)가 회전 가능하도록 배치된다.

상기 로터(100)는 중앙에 삽입공(112)이 형성되는 로터코어(110)와, 상기 로터코어(110) 외주측에 구비되는 마그네트(120)와, 상기 삽입공(112)에 삽입되는 로터샤프트(130)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 로터코어(110)는 스틸(steel) 재질로 이루어질 수 있으며, 중앙에 삽입공이 축방향으로 관통되도록 형성된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 삽입공이 위치한 로터코어(110)의 내주면에는 로터샤프트(130)가 삽입되며, 상기 로터샤프트(130)는 회전하는 로터(100)의 중심에 위치하여 로터(100)의 회전 시 회전축 역할을 수행한다.

상기 로터코어(110) 외주측에는 마그네트(120)가 배치되는데, 상기 마그네트(120)는 상기 로터코어(110)에 대응되는 높이로 이루어지고 내주측이 뚫린 링형으로 형성되며, 여러 부분으로 분할된 것이 아닌 하나의 몸체를 이루도록 일체로서 형성될 수 있다.

상기 로터(100)는 예를 들어 로터코어(110)가 가압지그(미도시)에 의해 가압됨으로써 내주측과 외주측으로 확장되어 로터샤프트(130) 및 마그네트(120)와 결합될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 결합방식이 적용되어 로터(100)가 조립될 수 있다.

상기 스테이터 하우징(250) 상부와 하부 즉, 원통형의 스테이터 하우징(250) 양단에는 스테이터 하우징 커버(300, 400)가 결합된다. 상기 스테이터 하우징 커버(300, 400)는 프론트 커버(300)와 엔드 커버(400)로 구분될 수 있다.

상기 프론트 커버(300)와 엔드 커버(400) 즉, 스테이터 하우징 커버(300, 400)는 상기 스테이터 하우징(250)과 결합 고정된다. 상기 스테이터 하우징(250)과 스테이터 하우징 커버(300, 400)의 결합방법으로는 볼트체결이 적용될 수 있지만, 본 실시예에서는 스테이터 하우징(250)에 형성된 형상변형부(252)를 통해 결합된다.

구체적으로, 상기 스테이터 하우징(250)은 반경 방향으로 하중이 인가되어 변형될 수 있는 적어도 하나의 형상변형부(252)를 포함하고, 상기 스테이터 하우징 커버(300, 400)는 상기 형상변형부(252)가 변형되어 내측으로 인입됨으로써 상기 스테이터 하우징 커버(300, 400)를 고정시키는 안착부(302, 402)를 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이 상기 형상변형부(252)는 상기 스테이터 하우징(250) 단부로부터 이격되어 일정 길이로 절개된 절개부(253)와, 상기 스테이터 하우징(250) 단부와 상기 절개부(253) 사이에 위치하며, 하중이 인가됨에 따라 변형하여 반경 방향 내측으로 인입되는 하중인가부(251)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 절개부(253)가 형성됨으로써 상기 하중인가부(251)는 프레싱(pressing) 등을 통해 스테이터 하우징(250) 외주측으로부터 반경 방향 내측으로 하중이 인가되었을 때 변형하여 구부러질 수 있다.

상기 변형된 하중인가부(251)는 반경 방향 내측으로 인입되면서 상기 스테이터 하우징 커버(300, 400)에 형성된 안착부(302, 402)에 접촉하게 되고, 스테이터 하우징 커버(300, 400)를 압착하여 고정한다.

전술한 바와 같이 본 실시예에서는 형상변형부(252)에 의하여 스테이터 하우징(250)과 스테이터 하우징 커버(300, 400)가 결합되는 예를 들어 설명하였지만, 일반적인 볼트결합으로 구현하는 것도 가능하며, 다양한 결합방법이 적용 가능하다.

상기 스테이터 하우징 커버(300, 400)에는 베어링(320, 420)이 결합되어 제공되는데, 상기 스테이터 하우징 커버(300, 400) 중 프론트 커버(300)는 제1 베어링(320)이 프론트 커버 몸체(310) 내측에 구비된 상태로 스테이터 하우징(250)과 결합될 수 있다.

상기 제1 베어링(320)은 프론트 커버 몸체(310) 내측에 안착된 상태에서 커버 캡(330)이 프론트 커버 몸체(310)에 결합함으로써 제1 베어링(320)이 프론트 커버(300) 내에 수용될 수 있으며 이때, 상기 커버 캡(330)은 상기 프론트 커버 몸체(310)와 리벳 결합하여 고정될 수 있다.

구체적으로 상기 커버 캡(330)이 프론트 커버 몸체(310)에 안착되면서 상기 프론트 커버 몸체(310)에 일체로 형성된 다수의 리벳(312)이 상기 커버 캡(330)에 형성된 리벳공(332)을 통과하게 되고, 그 후에 상기 리벳(312)의 머리부분을 코킹정(미도시)을 통해 변형시켜 커버 캡(330)과 프론트 커버 몸체(310)를 영구결합한다.

상기 프론트 커버(300) 내측에는 웨이브 와셔(340)가 적용되며 그에 따라 상기 제1 베어링(320)이 축방향으로 약간 유격(裕隔)을 유지한 상태로 구비될 수 있다.

구체적으로 상기 웨이브 와셔(340)는 프론트 커버 몸체(310) 내에서 상기 제1 베어링(320)을 탄성에 의해 지지하기 때문에 제1 베어링(320)의 유격이 가능하고 충격에 의한 소음이나 진동 감소는 물론 제1 베어링(320)의 수명을 연장시키는 역할을 수행할 수 있다.

또한, 상기 제1 베어링(320)이 축 방향으로 어느 정도 움직임이 가능한 상태이므로 누적된 조립공차가 발생한 경우에도 전체 구조에 무리를 주지 않고 모터(1000)의 제작이 이루어질 수 있다.

상기 웨이브 와셔(340) 일측에는 추가적으로 와셔(350)가 구비될 수 있다. 상기 와셔(350)는 fiber 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 웨이브 와셔(340)에 집중되는 하중을 분산시키고 기밀 유지 및 결합력을 높이는 역할을 수행한다.

상기 엔드 커버(400)는 제2 베어링(420)과 결합된 상태로 제공될 수 있다. 결합방법은 예를 들어 상기 제2 베어링(420)이 엔드 커버 몸체(410)에 안착된 상태에서 제2 베어링(420) 외주측의 엔드 커버 몸체(410)에 하중을 인가하는 것이다. 그러면 상기 엔드 커버 몸체(410)가 상기 제2 베어링(420)의 외주측을 따라 확장되며 그에 따라 안착된 제2 베어링(420)을 단단히 조임으로써 제2 베어링(420)이 엔드 커버 몸체(410)에 고정된 상태로 결합될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 변형 전 스테이터 코어 형상을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 변형 후 스테이터 코어 형상을 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 변형 전 스테이터 코어 형상을 도시한 평면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 변형 전 티스부 형상을 도시한 부분확대 평면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 변형 후 스테이터 코어 형상을 도시한 평면도이다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(1000)는 상기 티스부(500)가 상기 스테이터 코어(210) 둘레에서 반경 방향 내측으로 일정 길이 연장되는 티스부 몸체(510)와, 상기 티스부 몸체(510)와 연결되어 일정 길이 연장되는 2개의 티스부 날개(520)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 스테이터 코어(210)를 이루는 코어절편(212)은 기본적으로 환형의 몸체를 가지며 그 몸체 원주 부분으로부터 내측 반경 방향으로 티스부 몸체(510)가 연장 형성된다.

그리고 상기 티스부 몸체(510) 단부로부터는 2개의 티스부 날개(520)가 연장 형성된다. 도 4와 도 6에 도시된 것처럼 처음 코어절편(212) 제조 시에 상기 티스부 날개(520)는 반경 방향을 향해 일정 각도 접혀 있는 상태이다.

상기 2개의 티스부 날개(520)가 반경 방향을 향하도록 형성되어 있기 때문에 인접하는 티스부(500)에 서로 대향하도록 형성된 티스부 날개(520)는 상대적으로 서로 멀어진 상태로 배치되어 있다. 따라서 슬롯(218)으로 접근할 수 있는 통로가 되는 부분의 간격이 상대적으로 크게 형성되어 코일(219) 권선을 용이하게 수행할 수 있다.

이와 같이 형성된 티스부 날개(520)들은 코일(219)의 권선이 마무리 된 후에는 원주 방향으로 펴지도록 변형된다. 즉 각각의 티스부(500)에 형성된 티스부 날개(520)에 대하여 외주측으로 향하는 하중을 가하면 티스부 날개(520)가 마치 팔을 벌리듯이 펴지게 되는 것이다.

그에 따라 서로 인접하는 티스부 날개(520)의 간격이 좁혀지게 되는데 이미 코일(219)의 권선이 마무리된 이상 상기 간격은 좁을수록 유리하다. 왜냐하면, 서로 인접하는 티스부 날개(520)의 간격이 좁을수록 자속이 더욱 균일하게 분포하여 정현성을 확보하게 되므로, 코깅토크가 감소하고 모터(1000) 성능이 향상될 수 있기 때문이다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(1000)는 코일(219) 권선 전후로 티스부 날개(520)가 각각 작업의 편의성과 모터 성능을 모두 확보할 수 있는 형태로 이루어지도록 그 형상을 변형시킬 수 있다.

상기 티스부 날개(520)의 권선 전후의 변형 방향은 다른 측면에서 설명될 수 있는데, 예를 들어 상기 티스부 날개(520)들은 코일 권선 후에 그 단부의 점들이 이루는 원의 반경이 커지도록 변형되는 것으로 설명될 수 있다.

즉, 도 6에서 보는 바와 같이 코일(219) 권선 전에 티스부 날개(520) 단부의 점들이 이루는 원의 반경을 R1이라 하고, 도 8에서 보는 바와 같이, 코일(219) 권선 후의 티스부 날개(520) 단부의 점들이 이루는 원의 반경을 R2라 하면 R1<R2의 관계가 성립하는 것을 확인할 수 있다.

또한, 다른 측면에서 서로 이웃하는 상기 티스부 날개(520) 단부의 간격은 코일 권선 후 좁아지도록 변형되는 것으로 설명될 수 있다.

이 경우 도 6에서 보는 바와 같이 코일(219) 권선 전에 티스부 날개(520) 단부의 간격을 G1이라 하고, 도 8에서 보는 바와 같이, 코일(219) 권선 후의 티스부 날개(520) 단부의 간격을 G2라 하면 G1>G2의 관계가 성립하는 것을 확인할 수 있다.

한편, 하중을 인가했을 때 티스부 날개(520)가 잘 변형될 수 있도록 상기 티스부 몸체(510)와 티스부 날개(520)가 연결되는 부분에 제1 요입부(530)가 형성될 수 있다. 상기 제1 요입부(530)는 도 4 내지 도 8에 도시된 것처럼 티스부 몸체(510)의 양측부에 'V'자로 요입된 형상으로 형성될 수 있다.

상기 제1 요입부(530)가 형성됨으로써 하중 인가 시 티스부 날개(520)가 원주 방향으로 용이하게 펴질 수 있으며, 의도하지 않은 방향으로 휘어지거나 형상이 구겨지는 것을 방지할 수 있다.

상기 2개의 티스부 날개(520) 사이에는 제2 요입부(540)가 형성될 수 있다. 상기 제2 요입부(540) 또한 제1 요입부(530)와 비슷하게 'V'자로 요입된 형상으로 형성될 수 있는데, 제1 요입부(530)와 마찬가지로 티스부 날개(520)가 변형이 잘 이루어지도록 하는 역할을 수행한다.

그리고 상기 제2 요입부(540) 사이에는 돌기부(550)가 형성될 수 있다. 상기 돌기부(550)는 상기 제2 요입부(540)와 함께 공간자속밀도의 분포 웨이브를 정현파 형태에 가깝도록 형성하는 것을 돕는 역할을 수행한다.

상기 스테이터 코어(210) 내주측으로 로터(100, 도 1 내지 도 3 참조)가 장착되면 로터와 티스부(500) 사이, 좀더 엄밀하게는 로터와 티스부 날개(520) 사이에 에어갭(air gap)이 형성되는데 이러한 에어갭이 균일하게 이어질수록 자력에 대한 저항으로 작용할 수 있다.

그러나 상기 제2 요입부(540)와 돌기부(550)가 형성됨으로써 이러한 에어갭 형상에 의한 저항을 완화시킬 수 있으므로, 자속 분포를 균일하고 연속적인 정형파 형태로 형성시킬 수 있는 것이다.

이와 같이 인접하는 티스부 날개(520) 사이의 간격을 최대한 좁히고, 로터와 대향하는 티스부 날개(520) 측으로 제2 요입부(540)와 돌기부(550)를 형성함으로써 코깅토크를 저감할 수 있으며, 궁극적으로 모터(1000) 성능을 향상시킬 수 있다.

실제 제품에 적용한 결과, 코깅토크는 기존 제품보다 약 10% 정도 감소하였으며, 전체적으로 모터(1000) 성능은 5% 향상된 것으로 확인되었다.

상술한 티스부(500) 구조의 실시예들은 BLDC 모터를 예로 하여 설명하였지만 그에 한정되는 것은 아니며, 베어링을 구비한 다양한 종류의 모터에 적용될 수 있다.

이와 같이 구성된 모터(1000)는 전류인가 회로가 포함된 PCB(미도시)에서 로터(100)의 위치에 따라 스테이터(200)의 각 티스부(500)에 권선된 코일(미도시)에 전류를 인가하면, 각 티스부(500)가 순차적으로 N극과 S극의 교번극성을 갖게 되고, 이를 통해 스테이터(200)의 티스부(500)와 로터(100)의 마그네트(120)와의 자기력에 의해 발생되는 인력과 척력의 자력이 로터(100)의 접선방향으로 작용하여 로터(100)가 회전한다.

지금까지 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(1000)에 따르면, 모터의 코일 권선 시 코일 권선 이동을 위한 공간을 확보함으로써 코일 권선 작업을 쉽게 하여 작업 능률과 편의성을 높이고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 코일 권선의 이동 공간을 확보함과 아울러 티스부 날개 변형을 용이하게 함으로써 제작 공정상 효율성을 높일 수 있으며, 티스부 날개 변형 완료 후의 형상이 모터 성능 향상과 코깅토크 저감을 이룸으로써 제품의 품질을 높이고 신뢰성을 확보할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

100 : 로터 110 : 로터코어
120 : 마그네트 130 : 로터샤프트
200 : 스테이터 210 : 스테이터 코어
212 : 코어절편 214 : 요입부
218 : 슬롯 250 : 스테이터 하우징
251 : 하중인가부 252 : 형상변형부
253 : 절개부 256 : 돌출부
300 : 프론트 커버 302 : 프론트 커버 안착부
310 : 프론트 커버 몸체 312 : 리벳
320 : 제1 베어링 330 : 커버 캡
332 : 리벳공 340 : 웨이브 와셔
350 : 와셔 400 : 엔드 커버
402 : 엔드 커버 안착부 410 : 엔드 커버 몸체
500 : 티스부 510 : 티스부 몸체
520 : 티스부 날개 530 : 제1 요입부
540 : 제2 요입부 550 : 돌기부
1000 : 모터

Claims (8)

1. 외측에 마련되며, 스테이터 코어를 구비하는 스테이터;
   상기 스테이터 내부에 회전 가능하도록 구비되는 로터;
   상기 원형으로 이루어진 스테이터 코어 둘레에서 반경 방향 내측으로 일정 길이 연장되는 티스부 몸체와, 상기 티스부 몸체와 연결되어 일정 길이 연장되는 2개의 티스부 날개를 구비하는 다수의 티스부;
   상기 티스부 몸체와 티스부 날개가 연결되는 부분에 형성되는 제1 요입부; 및,
   상기 티스부 날개 사이에 형성되는 제2 요입부;를 포함하며,
   상기 제2 요입부 사이에 형성되는 돌기부를 더 포함하고,
   코일 권선 전에 상기 티스부 날개 단부의 점들이 이루는 원의 반경을 R1이라 하고, 코일 권선 후의 티스부 날개 단부의 점들이 이루는 원의 반경을 R2라 하면 R1<R2의 관계가 성립하는 것을 특징으로 하는 모터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 티스부 날개는 반경 방향으로 일정 각도 접혀 있는 상태에서 코일 권선 후 원주 방향으로 펴지도록 변형되는 것을 특징으로 하는 모터.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 스테이터 코어는 일정 두께를 갖는 코어절편들이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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