KR102224492B1

KR102224492B1 - 모터

Info

Publication number: KR102224492B1
Application number: KR1020190085492A
Authority: KR
Inventors: 홍진; 한철; 김용대
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2021-03-08
Also published as: EP3767799B1; US20210021171A1; US11303185B2; EP3767799A1; KR20210009018A; AU2020200614A1; TWI751474B; AU2020200614B2; TW202105888A

Abstract

본 발명은 모터의 모터의 소형화로 발생하는 공간적 제약을 해결할 수 있는 버스바, 인슐레이터의 구조가 개선된 모터를 제공하고자 한다.
본 발명에 의하면, 스테이터와 로터를 포함하는 모터에 있어서, 상기 스테이터는, 백요크를 형성하는 스테이터 코어와 상기 백요크의 반경방향으로 연장되는 티스와 코일 및 상기 스테이터 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터 모듈을 포함하고, 상기 상부 인슐레이터 모듈에 구비되는 돌출부재를 통해 상기 코일의 인출선이 가이드되어 전원터미널에 연결된다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명의 다양한 실시예는 모터의 인슐레이터 구조가 개선된 모터에 관한 것이다.

일반적인 모터는 스테이터와 로터의 상호 작용에 의해 구동력을 구현하는 장치로써, 기본적으로 고정자와 회전자의 구조는 동일하다.

그러나 고정자와 회전자 사이의 상호 작용으로 회전자가 회전하는 원리에 따라 모터의 종류가 나뉘게 된다. 그리고 고정자 코일에 인가되는 전원의 종류나 상에 따라 모터의 종류가 나뉘기도 한다. 또한, 고정자 코일이 와인딩된 방법에 따라 모터의 종류가 나뉘기도 한다. 예로써, 직류식인 가변전압 전동기와 교류식인 3상 유동 전동기 등이 있다.

상기 모터의 일반적인 구조를 설명하면, 회전축을 형성하는 샤프트와 샤프트에 결합되는 로터와 하우징 내측에 고정되는 스테이터가 마련되고, 스테이터는 로터의 둘레를 따라 소정간격을 두고 설치된다.

그리고 스테이터에는 티스(Teeth)가 구비되어 상기 티스에 회전 자계를 형성하는 코일이 권선되어 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다.

코일은 권선되는 방법에 따라서 집중권(concentrated winding)과 분포권(distributed winding)으로 구분되며, 집중권은 코일을 1개의 슬롯에 집중해서 감는 권선방식이며, 분포권은 코일을 2개 이상의 슬롯에 나누어 감는 권선방식이다.

집중권의 경우 분포권에 비하여 권선량을 줄이면서 동선(Copper loss)를 저감시킬 수 있으나, 코일이 슬롯에 과도하게 집중되어 있어 자속밀도의 변화가 크고, 철손(Core loss 또는 Iron loss), 즉 철심의 전력 손실이 증가한다. 이로 인해 집중권 방식으로 권선된 코일은 일반적으로 소형 모터에 사용되고 있다.

근래, 여러 가전 제품(예로써 헤어드라이기, 청소기 등이 있다.)에 사용되는 모터는 소형화 및 성능향상 요구에 따라 발생하는 공간적인 제약과, 절연성능 향상을 위한 개발이 이루어지고 있는 실정이다.

모터의 성능을 향상시키기 위해서는 권선공간에 코일의 권선수를 늘리거나 코일의 직경을 늘려야 하는데, 스테이터의 티스 사이에 형성되는 권선 공간은 그 크기가 한정되어 있으며, 또한 모터의 경량화 추세에 맞추어 스테이터의 크기가 줄어든 경우 코일의 절연이 확보되지 않아 모터의 성능에 악영향을 미칠 수 있다.

특허문헌1(10-2015-0031634, 2015.03.25. 공개)은 동일한 형상의 터미널을 내주면을 연장한 가상 원의 중심축이 상이하게 배치되도록 하여 인슐레이터의 구조를 단순화 하였고, 특허문헌2(10-2017-0052986, 2017.05.15 공개)는 버스바에 돌출 형성된 고정부가 인슐레이터에 형성된 슬롯부에 삽입되어 버스바와 스테이터를 결합하는 구조를 개시하고, 특허문헌3(10-2016-0139824, 2016.12.07 공개)은 버스바의 터미널 구조를 개선하여 터미널을 스테이터의 상부면에 환형 구조로 끼움 결합하는 구조를 개시하고, 특허문헌4(10-2016-0030924, 2016.03.21. 공개)는 버스바의 입출력 터미널이 외주상에서 상하로 교차되어 배치하는 구조를 개시하고 있다.

그러나, 상기 특허문헌들에 적용된 버스바와 인슐레이터 구조는 모터의 외경 내측 방향으로 복수 개의 버스바가 위치하고, 인출선의 결선이 상기 인슐레이터에 감기며 이루어지는 방식이므로 반경 방향으로 많은 공간이 필요하다.

특히, 특허문헌1과 같은 구조로 터미널일 동일 평면상에 위치할 경우 공간의 활용도는 높아지지만 상기 터미널 간의 절연을 확보하기 위해서는 상술한 바와 같이 반경 방향으로 많은 공간이 필요하고, 반경 방향의 공간을 줄일 경우 절연이 확보에 어려움이 따른다.

따라서 모터의 소형화와 동시에 절연성능을 확보할 수 있는 구조적 개선이 필요한 실정이다.

특허문헌 1: 10-2015-0031634 (2015.03.25. 공개) 특허문헌 2: 10-2017-0052986 (2017.05.15. 공개) 특허문헌 3: 10-2016-0139824 (2016.12.07. 공개) 특허문헌 4: 10-2016-0030924 (2016.03.21. 공개)

따라서 본 발명의 다양한 과제 중 하나는 모터의 소형화로 발생하는 공간적 제약을 해결할 수 있는 버스바, 인슐레이터의 구조가 개선된 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는 고정자 코어, 코일의 인출선 사이의 절연거리를 확보하여 절연성능이 개선된 버스바, 인슐레이터 구조가 개선된 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는 3상전원 인출선과 인버터와 직접 체결되는 버스바의 사이 간격을 최소화 하여 저항으로 작용할 수 있는 부분이 최소화된 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는 초고속 3상 모터의 성능 확보와 소형화를 위해 치 분할 코어 및 집중권 와인딩이 적용된 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는 고정자의 외경, 백요크(Back yoke)의 반경방향의 공간적 제약을 받지 않고, U,V,W 및 중선점 인출선의 결선을 수행할 수 있는 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는 U,V,W 인출선을 절곡하지 않고, 코일을 티스에 권선 후 인슐레이터의 구조적 특징을 활용하여 전원터미널에 결선할 수 있는 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는 백요크(Back yoke)의 반경방향의 공간적 제약을 받지 않고, U,V,W 및 중선점 인출선의 절연 거리를 확보할 수 있도록 인슐레이터의 구조가 개선된 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는 모터의 소형화를 위해 버스바, 인슐레이터 구조가 스테이터 코어의 반경방향 내에서 결합되는 구조의 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는 치(Teeth) 분할 코어가 스테이터 코어에 축방향으로 결합하여 인출선을 결선할 수 있는 구조의 모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 예시적인 실시예는 인슐레이터의 형상이 고정자의 외경과 백요크(Back yoke)의 두께에 제한되지 않고 모터의 축방향과 고정자의 내측 공간에서 구비되는 모터를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예는 U,V,W 인출선이 인슐레이터와 터미널의 연결구조를 통해 인버터와 직접 체결되는 모터를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예는 U,V,W 인출선의 결선 및 중성선의 결선 처리가 고정자 Core의 일측에서 가능한 모터를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예는 고정자 Core, 버스바(U,V,W 인출선), 중성선 Connection Ring 사이에 절연 거리가 확보되어 절연 내력의 확보가 가능한 모터를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예는 스테이터와 상기 스테이터에 대해 회전하도록 구비되는 로터를 포함하는 모터에 있어서, 상기 스테이터는, 백요크를 형성하는 스테이터 코어와 상기 백요크의 반경방향으로 연장되는 티스와 코일 및 상기 스테이터 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터 모듈을 포함하고, 상기 상부 인슐레이터 모듈은, 상기 코일의 3상전원의 각 상과 연결되는 전원터미널 유닛 및 상기 전원터미널 유닛과 상기 스테이터 코어 사이를 절연하는 상부 인슐레이터를 포함하고, 상기 상부 인슐레이터는, 상기 상부 인슐레이터의 반경방향을 향해 소정길이 돌출되고, 상기 코일의 3상전원 인출선의 삽입을 안내하는 가이드부를 포함하는 돌출부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터를 제공한다.

바람직하게 상기 가이드부의 단면은, 상기 3상전원 인출선이 삽입되는 진행방향을 따라 단면의 폭이 작아질 수 있으며 또는 상기 가이드부가 상기 돌출부재를 관통하는 홀의 형상으로 구비되어 상기 3상전원 인출선이 삽입되는 진행방향을 따라 원주 둘레가 작아질 수 있다.

상기 전원터미널 유닛은, 상기 돌출부재의 상부에 구비되어 상기 가이드부를 관통한 상기 코일의 3상전원 인출선과 연결되는 전원터미널을 포함할 수 있으며, 상기 전원터미널은, 상기 가이드부의 상부에 구비될 수 있고, 상기 코일의 3상전원의 인출선은 상기 가이드부를 향해 인출되어 상기 전원터미널에 결선될 수 있다.

상기 전원터미널 유닛은, 상기 전원터미널과 연결되어 상기 코일의 3상전원 중 어느 하나의 상과 접속되는 연결단자를 포함하고, 상기 연결단자는 상기 돌출부재의 상부에 구비될 수 있다.

한편, 상기 스테이터는, 상기 스테이터 코어의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터 모듈을 포함하고, 상기 하부 인슐레이터 모듈은, 상기 코일의 중성점과 연결되는 중성터미널 유닛 및 상기 중성터미널 유닛과 상기 스테이터 코어 사이를 절연하는 하부 인슐레이터를 포함할 수 있다.

상기 중성터미널 유닛은, 상기 백요크의 반경방향으로 돌출 형성되어 상기 코일의 중성점과 접속되는 중성터미널 및 상기 중성터미널을 연결하는 중성연결부재를 포함할 수 있고, 상기 중성연결부재는, 상기 하부 인슐레이터 모듈의 내면 중 일부를 형성하고, 상기 중성터미널은, 상기 하부 인슐레이터 모듈에서 동일한 높이에 형성될 수 있다.

또한 상기 코일의 중성점 인출선은, 상기 하부 인슐레이터 모듈의 내측에서 상기 중성터미널에 결선될 수 있다.

한편, 본 발명의 예시적인 실시예는 스테이터와 상기 스테이터에 대해 회전하도록 구비되는 로터를 포함하는 모터에 있어서, 상기 스테이터는, 백요크를 형성하는 내주면과, 상기 내주면의 둘레를 따라 형성된 홈을 포함하는 스테이터 코어와 상기 홈에 결합되는 결합부와, 상기 결합부로부터 상기 백요크의 반경방향 내측을 향해 연장되는 권선부를 포함하는 티스와 상기 티스에 권선되는 코일과 상기 스테이터 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터 모듈 및 상기 스테이터 코어의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터 모듈을 포함하고, 상기 상부 인슐레이터 모듈은, 상기 코일의 3상전원의 각 상과 연결되는 전원터미널 유닛 및 상기 전원터미널 유닛과 상기 스테이터 코어 사이를 절연하는 상부 인슐레이터를 포함하고, 상기 하부 인슐레이터 모듈은, 상기 코일의 중성점과 연결되는 중성터미널 유닛 및 상기 중성터미널 유닛과 상기 스테이터 코어 사이를 절연하는 하부 인슐레이터를 포함하고, 상기 코일의 3상전원 인출선과 상기 코일의 중성점 인출선은 서로 다른 방향으로 인출되어 상기 전원터미널 유닛 및 상기 중성터미널 유닛에 각각 결선되는 것을 특징으로 하는 모터를 제공한다.

상기 전원터미널 유닛은, 상기 코일의 3상전원 인출선과 연결되는 전원터미널을 포함하고, 상기 중성터미널 유닛은, 상기 코일의 중성점 인출선과 연결되는 중성터미널을 포함하고, 상기 전원터미널과 상기 중성터미널은, 상기 백요크의 반경방향 내측에 구비될 수 있다.

상기 상부 인슐레이터는, 상기 상부 인슐레이터의 반경방향 내측을 향해 소정길이 돌출 형성되는 돌출부재를 포함하고, 상기 전원터미널은, 상기 돌출부재와 연결될 수 있다.

상기 돌출부재는, 상기 코일의 3상전원 인출선의 삽입을 안내하도록 상기 돌출부재를 관통 형성되는 가이드부를 포함하고, 상기 전원터미널은 상기 가이드부의 상부에 구비될 수 있다.

상기 중성터미널 유닛은, 상기 백요크의 반경방향으로 내측으로 돌출 형성되는 중성터미널 및 상기 중성터미널을 연결하는 중성연결부재를 포함할 수 있고, 상기 하부 인슐레이터의 모듈의 단면은, 상기 중성터미널 유닛과 상기 하부 인슐레이터가 서로 교차 적층되어 형성될 수 있으며, 상기 중성터미널은 상기 하부 인슐레이터 모듈에서 동일한 높이에 형성될 수 있다.

한편, 상기 코일의 3상전원 인출선은 상기 티스의 상부를 향해 인출되고, 상기 코일의 중성점 인출선은 상기 티스의 하부를 향해 인출될 수 있다.

상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.

본 발명에 의하면 고정자의 외경을 줄일 수 있고, 백요크(Back yoke)의 반경방향 두께를 얇게 형성할 수 있어 모터의 소형화, 경량화를 실현할 수 있다.

또한, 백요크의 반경방향 두께에 제약되지 않고, 3상 전원(U,V,W) 및 중성점 인출선의 결선을 수행할 수 있으며, 3상 전원(U,V,W)의 인출선이 본 발명에 개시된 연결구조에 의해 결선됨으로써, 저항으로 작용될 수 있는 부분을 최소화할 수 있다.

또한, 고정자 코어(Core)에 인슐레이터 모듈이 축방향으로 결합하기 때문에 고정자 코어의 반경방향의 두께를 최소하여 모터를 소형화 할 수 있다.

또한, 고정자 코어(Core)와 버스바(U,V,W 인출선) 및 중성선 Connection ring 사이의 절연거리가 확보되어 절연 내력 확보가 가능하다.

또한 전원터미널과 중성터미널이 서로 스테이터 코어를 기준으로 상하로 분리되어 있어, 각각 터미널 사이의 절연 내력 확보가 가능하고, 각각의 터미널은 본 발명에 개시된 인슐레이터 구조에 의해 스테이터 코어와의 절연 내력을 확보할 수 있다.

또한 모터의 고속화와 소형화를 위해, 치(Teeth) 분할 코어에 집중권 와인딩을 적용하고, 상기 치 분할 코어가 고정자 코어에 축방향으로 결합하여 인출선의 결선을 수행할 수 있다.

도1은 청소기의 사시도.
도2는 종래 코일의 권선을 나타낸 평면도.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 전체 구성도.
도4은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 분해사시도.
도5a는 도4의 분할코어의 사시도.
도5b는 도4a의 a-a`단면도.
도6a는 도4의 상부 인슐레이터 모듈의 사시도.
도6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부 인슐레이터 모듈의 사시도.
도7은 도6a의 단면도.
도8은 도4의 하부 인슐레이터 모듈의 분해도 및 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B,(a),(b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

도1은 종래 청소기의 사시도이다.

도1을 참고하면, 진공 청소기는 흡입력을 발생시키기 위한 모터를 구비하는 청소기 본체(1)와 먼지가 포함된 공기를 흡입하는 흡입노즐(6) 및 상기 청소기 본체(1)와 상기 흡입 노즐(6)을 연결하는 연장관(5)을 포함할 수 있다.

한편, 도시되지는 않았으나 상기 흡입 노즐(6)은 상기 연장관(5) 없이도 상기 청소기 본체(1)에 직접 연결될 수 있다.

상기 청소기 본체(1)는 공기에서 분리된 먼지가 저장되는 먼지통(2)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 흡입 노즐(6)을 통해 유입되는 먼지는 상기 연장관(5)을 통해 상기 먼지통(2)에 저장될 수 있다.

상기 청소기 본체(1)에는 사용자가 파지하기 위한 손잡이(3)가 구비될 수 있다. 사용자는 상기 손잡이(3)를 파지한 상태로 청소를 수행할 수 있다.

상기 청소기 본체(1)에는 배터리(미도시)가 구비되며, 상기 청소기 본체(1)에는 상기 배터리(미도시)가 수용 되는 배터리 수용부(4)가 구비될 수 있다. 상기 배터리 수용부(4)는 상기 손잡이(3)의 하부에 구비될 수 있다. 상기 배터리(미도시)는 상기 흡입 노즐(6)과 연결되어 상기 흡입 노즐(6)로 전원을 공급할 수 있다.

도2는 종래 코일의 권선을 나타낸 평면도이다.

도2를 참고하여, 종래 코일의 중 이너 로터(Inner rotor) 타입의 모터 구조 및 코일 권선에 대해 설명한다. 종래 이너 로터 타입의 모터에서 티스(83)는 고정자 코어(82)에서 상기 고정자 코어(82)의 반경방향 내측을 향해 연장되어 있으며, 상기 고정자 코어(82)와 상기 코일의 사이를 절연시키는 인슐레이터(84)가 구비될 수 있다.

종래의 코일의 권선은 u상의 코일(85u)이 1번 티스(83)에서 시계방향(화살표 방향)으로 권선된다. 물론, 반드시 시계방향으로 권선될 필요는 없고, 어느 경우나 각 상의 코일이 동일한 방향으로 권선되기만 하면 된다.

상기 티스(83)의 권선이 끝나게 되면, 상기 u상의 코일(85u)은 인슐레이터(84)의 외부로 인출되어 상기 1번티스에 권선되는 방향과 동일하게 4번 티스, 7번 티스에 권선되어 상기 인슐레이터(84)의 외측에서 두개의 코일 연결선(86u)을 형성한다. 마찬가지로 v상의 코일(85v)는 2번,5번 그리고 8번 티스에 상기 u상의 코일과 동일한 방식으로 권선되어 두 개의 연결선(86v)을 형성하고, w상의 코일(85w)은 3번,6번 그리고 9번 티스에 권선되어 두 개의 연결선(86v)을 형성한다. 상기 3상전원 코일의 말단은 각각 상기 9번,8번,7번 티스에 권선된 후 인슐레이터(84)의 외측에서 중성점 인출선(87)을 형성한다.

상기 연결선들(86)은 상기 인슐레이터의 외주면을 따라 연장되고 상기 고정자 코어(82)에 의해 형성되는 백요크(Back yoke)의 반경방향 두께를 활용하여 상기 연결선(86)의 정리 및 절연이 수행된다.

즉, 종래의 모터는 상기 백요크(Back yoke)의 반경방향의 두께에 의해 상기 코일의 인출선의 정리, 절연이 수행되므로 모터의 전체적인 크기를 소형화, 경량화 하는데 어려움이 있으며, 덧붙여 본 도면에는 미도시 되었으나 각각의 3상전원 인출선 및 중성점 인출선의 결선을 위한 터미널도 절연거리 확보를 위해 상기 백요크(Back yoke)의 반경방향의 두께 내에 구비되어야 하는 구조이다.

이상 살펴본 도1 및 도2는 청소기 등에 사용되는 소형모터, 이너 로터(Inner rotor)타입의 모터에 대한 대략적인 구성을 설명한 것으로서, 이하 본원발명의 일 실시예에서 설명되는 모터 역시 청소기 등에 사용되는 소형 모터로서, 모터를 소형, 경량화함과 동시에 모터의 절연성능을 확보할 수 있는 인슐레이터 구조를 포함하는 모터이다.

이하, 도3 내지 도10를 참고하여 본원발명의 일실시예에 따른 모터를 설명한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 전체 구성도이다.

도3에서는 본 실시예의 전체적인 모터 구조를 설명하는 것으로써, 코일의 결선, 절연, 인슐레이터의 구조는 생략된다. 본 도면에서 생략되는 상기 내용은 이하 도4 내지 도8에서 설명되며, 도3의 전체적인 구성에 도4 내지 도8의 특징이 적용되는 것으로 이해될 것이다.

본 실시예의 모터는 모터부(20), 상기 모터부(20)가 수용 설치되며 상기 모터의 전체적인 골격을 이루는 하우징, 상기 하우징의 상부에 설치되어 공기의 유동을 발생시키는 유동 발생부(30), 상기 유동 발생부(30)에서 발생한 공기 유동을 분산시키는 디퓨져(40)를 포함한다.

모터부(20)는 환형의 스테이터(21), 상기 스테이터(21)의 중심을 관통하는 샤프트(23), 및 상기 샤프트(23)에 축설되며 상기 스테이터(21)에 의해 회전력을 발생시키는 로터(22)를 포함하고, 상기 샤프트(23)는 베어링(24)에 의해 회전 지지된다.

본 실시예의 상기 모터부(20)는 BLDC 모터(brushless direct current motor)인 것이 예시된다. 본 도면에서는 BLDC 모터로서 스테이터(21)가 로터(22)의 외측에 배치된 구조를 도시하고 있으나, 로터(22)의 안쪽에 스테이터(21)가 배치된 구조의 모터를 배제하는 것은 아니다.

상기 모터부(20)의 하부에는 모터 하우징(10)이 구비되어 상기 모터부(20)를 수용하는 공간을 형성하고, 상기 모터 하우징(10)은 상부가 개방된 원통 형태의 모터 설치부(11)와 상기 모터 설치부(11)의 상단부에서 반경 방향으로 방사상으로 외향 연장되는 연결암(14)과 상기 연결암(14)의 단부에 마련되며, 상기 모터 설치부(11)의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 환형의 바디 결합부(15)가 마련되고, 상기 모터 설치부(11)의 바닥 중앙부분에는 모터부(20) 하부의 상기 베어링(24)을 고정 지지하는 베어링 지지부(12)가 구비될 수 있다.

상기 베어링(24)은 베어링 홀더(70)와 탄성 메쉬(60)가 상기 베어링(24)의 외주면에 차례로 감겨진 베어링 조립체의 형태로 설치될 수 있다.

상기 모터부(20)의 상부에는 브라캣(50), 디퓨저(40), 유동 발생부(30)가 구비될 수 있고, 상기 유동 발생부(30)는 임펠러(31), 임펠러 커버(33)를 포함할 수 있다.

상기 브라캣(50)은 상기 디퓨저의 중앙 부분에 형성된 홀(45)에 정렬되는 중앙부(54)와 상기 중앙부(54)보다 넓은 반경을 형성하며 환형으로 구비되는 지지부(51)가 형성될 수 있고, 상기 중앙부(54)와 상기 지지부(51)를 연결하는 연결부(53)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 지지부(51)는 반경방향으로 돌출 형성된 체결부(52)가 구비되어 상기 모터 하우징(10)과 체결되어 모터부(20)의 상부를 지지할 수 있다.

상기 디퓨저(40)는 중앙 부분에 홀(45)이 형성되고, 상기 홀(45)의 외주면을 따라 복수개의 냉각 유로 출구(43)가 마련되어 상기 모터부(20)에서 발생한 열이 토출하는 유로를 형성한다.

한편, 상기 디퓨저(40)의 반경방향을 따라 상기 모터 설치부(11)의 측벽의 외경과 대응하는 외경을 형성하는 원통부(412)가 형성되고, 상기 원통부(412)의 외주면을 따라 복수개의 베인(42)이 구비되어 상기 임펠러(31)에 의해 가압 유동되는 공기의 유동을 가이드 한다.

상기 임펠러(31)는 디퓨저(40)의 상부에 설치되고 임펠러(31)의 중심에는 샤프트(23)가 삽입되는 축설공(312)이 마련된다. 상기 축설공(312)은 임펠러(31)의 전체적인 강성을 지지하는 허브(311)에 형성되어 있고, 상기 허브(311)는 회전의 중심에서 반경방향으로 점점 멀어질수록 하향 경사지는 면을 갖고, 방사상의 블레이드(312)가 구비된 사류형 임펠러일 수 있다.

상기 임펠러 커버(33)는 상부 중앙부에는 공기가 이동하는 통로인 공기흡입구(331)가 마련되고, 상기 공기흡입구(331)를 기준으로 하향 경사지 형태로 구비되고, 임펠러 커버(33)의 하단에는 커버 결합부(342)가 마련되고, 상기 커버 결합부(342)는 단턱 형상으로 구비되어 상기 단턱 형상 내부에 상기 상기 상기 바디 결합부(15)가 끼워지는 구조일 수 있다.

이하 도4 내지 도8을 참고하여 본원발명의 다양한 실시예에 따른 모터를 설명한다.

도4를 참고하면, 본 실시예의 모터는 스테이터와 상기 스테이터에 대해 회전하도록 구비되는 로터를 포함하는 모터에 있어서, 백요크(Back yoke)를 형성하는 스테이터 코어(300)와, 상기 백요크의 반경방향으로 연장되는 티스(520), 코일(510) 및 상기 스테이터 코어(300)의 상부와 하부에 각각 결합되는 인슐레이터 모듈(100)과 상기 스테이터 코어(300)에 축방향으로 삽입되는 분할코어(500)를 포함할 수 있다.

상기 티스(520)는 본 실시예에서는 백요크의 반경방향 내측을 향해 연장(Inner Type)되나, 반드시 이에 한정할 것은 아니며 반경방향의 외측을 향해 연장(Outer Type)될 수도 있다.

그리고, 본 실시예에서는 티스(520)에 집중권 와인딩이 적용되고, 상기 스테이터 코어(300)의 축방향(길이방향)을 향해 삽입되는 치(Teeth) 분할코어를 예로 들고 있으며, 이는 모터의 소형화 때문에 발생하는 스테이터 코어(300)의 크기 때문에 공간적 제약이 생겨 치 분할코어를 고정자의 백요크와 모터 반경방향 체결이 어렵기 때문이다.

상기 인슐레이터 모듈(100)은 상기 스테이터 코어(300)의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터 모듈(100U)과 상기 스테이터 코어(300)의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터 모듈(100L)을 포함할 수 있으며, 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)은 상기 코일(510)의 3상전원의 각 상과 연결되는 전원터미널 유닛(110)과 상기 전원터미널 유닛(110)과 상기 스테이터 코어(300) 사이를 절연하는 상부 인슐레이터(151)를 포함할 수 있다.

상기 상부 인슐레이터(151)는 반경 방향을 향해 소정길이 돌출되고, 상기 코일(510)의 3상전원 인출선(511)의 삽입을 안내하는 가이드부(1531)를 포함하는 돌출부재(153)을 포함할 수 있다.

상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)은 상기 스테이터 코어(300)의 상부에 결합되어 상기 분할코어(500)에서 인출되는 코일의 인출선 중 3상전원 인출선(511)을 결선시키는 전원터미널 유닛(110)을 포함하고, 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)은 상기 3상전원 인출선(511), 상기 전원터미널 유닛(110), 스테이터 코어(300) 사이의 절연을 위해 제1높이(H1)를 형성할 수 있다.

상기 전원터미널 유닛(110)은 상기 제1높이(H1)보다 상부에 위치하여 상기 제1높이(H1)만큼의 절연거리를 확보할 수 있으며, 본 실시예에서 상기 전원터미널 유닛(110)은 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)의 상면에 위치한다.

그러나, 반드시 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 상기 전원터미널 유닛(110)이 상기 제1높이(H1)의 내에서 상기 상부 인슐레이터(151)의 내부에 위치할 수 있으며, 이 경우 상기 전원터미널 유닛(110)은 상기 상부 인슐레이터(151)와 인서트 사출방식에 의해 상부 인슐레이터 모듈(100U)을 형성할 수 있을 것이다.

즉 상기 제1높이(H1)는 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)의 하단에서 상단의 높이를 의미하고, 본 실시예와 같이 전원터미널 유닛(110)이 상부 인슐레이터(151)의 상부에 위치하는 경우에는 상기 제1높이(H1)에 상기 전원터미널 유닛(110)의 높이가 포함되지 않으나, 상기 전원터미널 유닛(110)이 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)의 내부에 위치하는 경우 상기 전원터미널 유닛(110)의 전원터미널(113), 전원연결부재(112)의 높이는 상기 제1높이(H1)에 포함될 수 있다. 상기 전원터미널 유닛(110)이 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)의 내부에 위치할 경우에도 상기 제1높이(H1)에 연결단자(111)의 높이는 포함되지 않는다.

또한, 본 실시예와 같이 상기 전원터미널 유닛(110)이 상기 상부 인슐레이터(100U)의 상부에 위치할 경우 상기 전원터미널 유닛(110)은 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)에 다양한 방법에 의해 고정될 수 있다.

예를 들어 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)의 상면과 상기 전원터미널 유닛(110)의 하면에 각각 홈과 돌기가 형성되어 압입공차에 의한 억지끼움 방식에 의해 고정될 수도 있고, 또는 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)과 상기 전원터미널 유닛(110)이 맞닿는 부분에 점성재질의 물질을 도포하여 서로 고정될 수도 있을 것이다.

상기 상부 인슐레이터(151)는 스테이터 코어(300)의 형상에 대응되어 중공의 원통형상으로 구비될 수 있으며, 상기 백요크의 두께(T)에 대응되어 소정의 두께(T)를 형성할 수 있다. 바람직하게 본 실시예의 상기 소정의 두께(T)는 스테이터 코어(300)의 내주면에서 외주면까지의 두께를 의미할 수 있으며, 상기 스테이터 코어(300)의 상부 및 하부에 각각 결합되는 인슐레이터 모듈(100)의 두께도 상기 스테이터 코어의 반경방향 두께와 동일하게 형성될 수 있다.

상기 스테이터 코어(300)는 내부에 상기 분할코어(500)가 삽입되는 공간을 형성한 중공의 원통형상으로 구비될 수 있고, 상기 스테이터 코어(300)의 내주면과 외주면에는 일부가 상기 스테이터 코어(300)의 내측으로 함몰될 수 있다.

즉, 상기 스테이터 코어(300)의 내주면과 외주면 중 일부에는 평면부(310a,330a)가 형성될 수 있다.

상기 평면부(310a,330a)는 상기 스테이터 코어(300)의 반경방향의 두께를 줄여서 모터의 전체적인 크기를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 스테이터 코어(300)를 흐르는 자속(Magnetic flux)에 저항으로 작용할 수 있는 부분을 일부 제거함으로써, 모터의 성능향상을 도모할 수 있다.

한편, 상기 인슐레이터 모듈(100)의 형상은 상기 스테이터 코어(300)의 형상과 대응되도록 구비될 수 있으며, 중앙이 관통된 원통형상으로 구비될 수 있으며, 상기 인슐레이터 모듈(100)의 외주면 중 상기 평면부(310a,330a)와 맞닿는 부분에 평면부(150a)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 스테이터 코어(300)의 내주면(330) 중 일부에는 상기 내주면(330)의 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 홈(331)이 형성될 수 있으며, 상기 홈(331)에 상기 분할코어(500)의 티스(520)가 축방향(스테이터 코어의 길이방향)으로 결합될 수 있다.

한편, 상기 상부 인슐레이터(151)은 돌출부재(153)를 포함할 수 있으며, 상기 돌출부재(153)는 본 실시예에서 상기 인슐레이터의 반경방향 내측을 향해 돌출될 수 있다.

상기 반경방향 내측이라 함은, 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)이 중공의 원통형상으로 구비됨에 따라, 상기 상부 인슐레이터(151)는 호를 형성하고, 상기 호에서 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)의 내측 방향을 의미하는 것으로써, 상술한 또는 앞으로 후술할 백요크(Back yoke)의 반경방향 내측과 동일한 방향을 의미할 수 있다.

상기 돌출부재(151)는 상기 상부 인슐레이터(151)에서 반경방향 내측으로 연장형성 될 수도 있으며, 또는 상기 돌출부재(151)의 일단과 상기 상부 인슐레이터(151)의 내측에 돌기, 홈의 구조를 형성하여 상기 돌출부재(151)가 상기 상부 인슐레이터(151)의 축방향 또는 반경방향으로 체결될 수도 있다.

또한, 상기 돌출부재(153)는 상기 상부 인슐레이터(151)에서 120도 간격으로 구비될 수 있으며, 상기 3상전원 인출선(511)의 삽입을 안내하는 가이드부(1531)가 형성될 수 있다. 상기 가이드부(1531)에 대해서는 후술한다.

한편, 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)은 상기 스테이터 코어(300)의 하부에 결합되며, 상기 코일(510)의 중성점과 연결되는 중성터미널 유닛(130) 및 상기 중성터미널 유닛(130)과 상기 스테이터 코어(300) 사이를 절연하는 하부 인슐레이터(155)를 포함할 수 있다.

상기 중성터미널 유닛(130)은 상기 백요크의 반경방향 내측을 향해 돌출 형성되어 상기 코일(510)의 중성점과 접속되는 중성터미널(131) 및 상기 중성터미널(131)을 연결하는 중성연결부재(132)를 포함할 수 있다.

상기 중성터미널(131)은 상기 백요크의 반경방향 내측을 향해 돌출 형성되어 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 내측에 구비될 수 있으며, 중성연결부재(132)에 의해 전기적, 물리적으로 연결될 수 있다.

상기 중성연결부재(132)는 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 형상에 대응되어 절곡 형성되어 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 내면 중 일부를 형성할 수 있다.

도5a는 도4의 분할코어의 사시도이고, 도5b는 도5a의 a-a`단면도이다.

도5a 및 도5b를 참고하면, 본 실시예의 분할코어(500)는 치(Teeth) 분할코어이며, 상기 스테이터 코어(300)의 반경방향으로부터 수직한 축을 기준으로 상기 스테이터 코어(300)에 삽입될 수 있다.

상기 티스(520)는 상기 티스(520)를 감싸며 상기 코일(510)과 상기 티스(520) 사이를 절연하는 인슐레이터(530)를 포함할 수 있으며, 상기 인슐레이터(530)는 상기 티스(520)의 권선부(523)와 폴슈(525)의 외측을 감싸며, 상기 코일(510)이 권선되는 구간을 형성한다.

상술한 바와 같이 상기 코일(510)은 집중권 와인딩 방식에 의해 각각의 티스(520)에 권선될 수 있으며, 상기 3상전원 인출선(511)은 상기 분할코어(500)의 상부를 향해 인출될 수 있고, 상기 중성점 인출선(513)은 상기 분할코어(500)의 하부를 향해 인출될 수 있다.

왜냐하면, 본 실시예의 모터는 스테이터 코어(300)를 기준으로 상기 분할코어(500)는 상기 스테이터 코어(300)의 하부에서 축방향을 따라 상기 스테이터 코어(300)의 내부에 삽입되며, 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)은 상기 스테이터 코어(300)의 상부에서 축방향을 따라 상기 스테이터 코어(300)의 상부에 접하며 위치하는 구조이고, 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)은 상기 스테이터 코어(300)의 하부에서 축방향을 따라 상기 스테이터 코어(300)의 하부에 접하며 위치하는 구조이므로, 상기 인슐레이터 모듈(100)에서 상기 3상전원 인출선(511)은 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)에서 결선이 수행되어야 하고, 상기 중성점 인출선(513)은 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)에서 결선이 수행되어야 하므로, 상기 코일(510)의 인출선 들은 상기 분할코어(500)의 상부와 하부 각각을 향해 서로 다른 방향으로 인출되는 것이 바람직할 것이다.

그리고 상기 인출선들은 상기 백요크의 반경방향 내에서 인슐레이터 모듈(100)에 구비되는 터미널에 결선될 수 있다.

한편, 코일(510)이 제1방향(D1)으로 권선될 경우, 상기 코일(510)은 상기 티스(520)의 반경방향 외측에서부터 내측을 향해 권선이 진행되고, 상기 티스(520)의 상부에서 하부를 향해 시계 혹은 반시계 방향으로 권선이 시작되고, 상기 코일(510)은 티스(520)의 하부에서 상부를 향해 감기어져 결선될 수 있다.

그리고, 코일(510)이 제2방향(D2)으로 권선될 경우, 상기 코일(510)은 상기 티스(520)의 반경방향 내측에서 외측을 향해 권선이 진행되고, 상기 티스(520)의 상부에서 하부를 향해 시계 혹은 반시계 방향으로 권선이 시작되고, 상기 코일(510)은 상기 티스(520)의 하부에 상부를 향해 감기어져 결선될 수 있다.

상기 티스(520)의 상부는 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)에 근접한 부분을 의미하며, 상기 티스(520)의 하부는 상기 상부의 반대측을 의미할 수 있다.

결과적으로 상기 제1방향(D1) 또는 제2방향(D2) 중 어느 하나의 방향으로 상기 코일(510)이 권선되어도, 상기 3상전원의 인출선(511)은 상기 백요크의 반경방향 내측에서 상기 티스(520)의 상부를 향해 인출되고, 상기 중성점 인출선(513)은 상기 백요크의 반경방향 내측에서 상기 티스(520)의 하부를 향해 인출될 수 있다.

그리고, 상기 3상전원 인출선(511)은 폴슈(525)와 근접하게 위치한 부분에서 인출되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 전원터미널(113)은 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)의 돌출부재(153)의 상면에 구비되기 문에 상기 3상전원 인출선(511)을 구부리지 않고 상기 전원터미널(113)에 바로 삽입하여 상기 3상전원 인출선(511)을 상기 전원터미널(113)에 용이하게 결선을 하기 위함이다.

중성터미널(131)은 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 내측에 구비되어 상기 중성점 인출선(513)은 백요크의 반경방향 즉, 스테이터 코어(300)의 반경방향 내에서 결선이 이루어질 수 있다.

한편, 상기 티스(520)는 상기 스테이터 코어(300)의 결합홈(331)에 결합되는 결합부(521)와 상기 결합부(521)로부터 상기 백요크의 반경방향을 향해 연장되는 권선부(523)와 상기 권선부(523)의 양측으로 연장되어 자로(Magnetic circuit)를 형성하는 폴슈(525)를 포함한다.

상기 폴슈(525)는 상기 스테이터 코어(300)의 내측에서 가상의 원주면을 따라 굴곡진 형태로 상기 권선부(523)의 양측으로 연장되며, 상기 중성점 인출선(513)은 절연성능을 확보하기 위해 상기 스테이터 코어(300)의 내주면과 상기 가상의 원주면 사이에서 결선될 수 있다.

도6a는 도4의 상부 인슐레이터 모듈의 사시도이고, 도6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부 인슐레이터 모듈의 사시도이며, 도7은 도6a의 단면도이다.

도6a 및 도6b를 참고하면, 상술한 바와 같이 상부 인슐레이터 모듈(100U)은 상부 인슐레이터(151), 전원터미널 유닛(110)을 포함하여 외주면에 평면부(151a)를 형성하며 중공의 원통형상으로 구비될 수 있다.

상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)은 하단면에서 상단면까지 제1높이(H1)를 형성할 수 있고, 상기 돌출부재(153)는 상기 상부 인슐레이터(151)에서 반경방향 내측을 향해 연장되어 구비될 수 있다. 바람직하게 상기 돌출부재(153)는 120도 간격으로 형성될 수 있으며, 상기 상부 인슐레이터(151)의 외주면에서부터 소정 거리(D)만큼 연장될 수 있다.

상기 돌출부재(153)는 제3높이(H3)를 형성할 수 있으며, 상기 돌출부재(153)의 하단면에서 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)의 하단면까지는 제4높이(H4)를 형성할 수 있다. 바람직하게 상기 제3높이(H3)와 상기 제4높이(H4)의 높이 합은 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)의 높이인 제1높이(H1)에 대응될 수 있다. 왜냐하면, 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)은 상기 전원터미널 유닛(110)의 절연거리를 확보해야 하므로 상기 제3높이(H3)와 상기 제4높이(H4)의 합이 상기 제1높이(H1)보다 작은 경우에는 절연성능이 저하될 수 있기 때문이다.

상기 돌출부재(153)는 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)의 외주면에서부터 소정의 거리(D)만큼 연장될 수 있다. 상기 소정의 거리(D)는 상기 스테이터 코어(300)의 외주면에서부터 상기 권선부(523)에서 상기 폴슈(525)가 연장되는 부분까지의 거리와 대응될 수 있으며, 자세히 상기 3상전원 인출선(511)이 폴슈(525)와 근접하게 위치한 부분에서 인출될 수 있으므로, 상기 스테이터 코어(300)에서 상기 3상전원 인출선(511)이 인출되는 부분까지의 거리를 의미할 수 있다.

따라서, 상기 3상전원 인출선(511)은 상기 티스(520)의 상부를 향해 굴곡진 부분 없이 곧게 인출되어 상기 전원터미널(113)에 바로 연결될 수 있다.

상기 전원 터미널(113)은 상기 3상전원 인출선(511)을 수용하는 공간(1131)을 형성하며, 상기 공간(1131)은 도6a에서 도시된 바와 같이 고리형상의 전원터미널(113) 내측 공간을 의미할 수도 있고, 또는 도6b에서 도시된 바와 같이 집게형상의 전원터미널(113) 내측 공간을 의미할 수도 있다. 상기 공간(1131)에 위치한 인출선(511)은 상기 고리형상 또는 집게형상의 전원터미널(113)에 다양한 방법으로 연결될 수 있다.

예를 들어 상기 공간(1131)을 없애기 위해 상기 전원터미널(113)을 압착할 수도 있고, 또는 상기 인출선(511)을 구부린 후 상기 전원터미널(113)에 연결할 수도 있을 것이다.

즉, 상기 도6a와 도6b는 다양한 형상의 전원터미널(113)을 표현한 것으로써, 도6a의 전원터미널은 고리형상으로 구비되고, 도6b는 집게형상으로 구비될 수 있다. 상기 전원터미널(113)의 공간(1131)에 상기 3상전원 인출선(511)이 위치한 다음 상기 전원터미널(113)을 가압하여 상기 3상전원 인출선(511)과 전기적, 물리적 연결을 수행할 수 있다.

한편, 전원터미널 유닛(110)은 3상전원의 각 상중 어느 하나와 결선되는 전원터미널(113)과 상기 3상전원의 각 상과 접속되는 연결단자(111)와 상기 연결단자(111)와 상기 전원터미널(113)을 물리적, 전기적으로 연결하는 전원연결부재(112)를 포함할 수 있다. 상기 연결단자(111)는 도면에 도시되지는 않았으나, 회로기판(PCB)에 연결되는 구성이다.

상기 전원터미널 유닛(110)은 상기 전원터미널(113)과 상가 전원연결부재(112)가 함께 사출 형성되고, 상기 전원연결부재(112)에 상기 연결단자(111)가 고정되는 구조로 제작될 수 있다. 이 경우 상기 전원연결부재(112)에는 홀이 형성되고 상기 홀에 상기 연결단자(111)가 소정의 압입 공차를 형성하며 억지끼움 방식에 의해 고정될 수도 있으며, 또는 상기 연결단자(111)가 상가 전원연결부재(112)에 용접되어 고정될 수도 있다.

즉, 전원터미널 유닛(110)의 제작 용이성을 위해 상기 전원터미널(113)이 형성되면서 상기 연결단자(111)가 고정될 수 있는 여유면적(Margin)을 형성하고 상기 여유면적은 본 실시예에서 전원연결부재(112)로 설명될 수 있다.

그러나, 상기 전원터미널 유닛(110)의 제작방법이 상기와 같은 방법에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예서 표현되고 있는 전원터미널 유닛(110)을 구현하기 위한 다양한 제작방법을 포함하는 것으로 이해될 것이다.

한편, 도7을 참고하면, 상기 돌출부재(153)는 가이드부(1531)가 형성되어 있으며, 상기 가이드부(1531)는 상기 돌출부재(153)의 하단면에서 상단면을 관통하며 구비되고, 상기 가이드부(1531)의 상부에는 상기 전원터미널(113)이 구비될 수 있다.

상기 가이드부(1531)의 단면은 상기 3상전원 인출선(511)이 삽입되는 진행방향(i)을 따라 단면의 폭이 작아지게 형성될 수 있고, 또는 상기 가이드부(1531)는 상기 돌출부재(153)를 관통하는 홀의 형상으로 구비되어 상기 3상전원 인출선(511)이 삽입되는 진행방향을 따라 원주 둘레가 작아지게 형성될 수 있다.

상기 가이드부(1531)의 상부에는 전원터미널(113)이 구비되므로, 상기 가이드부(1531)의 형상은 상기 3상전원 인출선(511)이 상기 전원터미널(113)에 결선될 수 있도록 안내할 수 있는 다양한 형상을 표현하며, 상기 다양한 형상에는 상술한 내용뿐만 아니라 상기 3상전원 인출선(511)의 직경에 대응하여 중공의 형상의 홀로 구비되는 것도 포함할 수 있다.

한편, 상기 3상전원 인출선(511)의 원활한 가이드를 위해, 상기 전원터미널(113)은 상기 가이드부(1531)의 상부에서 구비될 수 있으며, 상기 전원연결부재(112) 및 연결단자(111)는 상기 3상전원 인출선(511)의 삽입방향(i)을 벗어난 돌출부재(153)의 상부에 구비될 수 있다. 즉, 상기 전원터미널(113)의 공간(1131)은 상기 가이드부(1531)와 연통되어 있는 공간을 형성하며, 상기 공간(1131)의 하부면은 상기 가이드부(1531)의 상면을 포함할 수 있다.

도8은 도4의 하부 인슐레이터 모듈의 분해도 및 단면도이다.

도8을 참고하면 본 실시예의 하부 인슐레이터 모듈(100L)은 상기 스테이터 코어(300)의 하부에 결합되며, 상기 스테이터 코어(300)와 상기 중성터미널 유닛(130)과의 절연거리 확보를 위해 제2높이(H2)를 형성하고, 반경방향을 향해 소정의 두께(T)를 형성할 수 있다.

또한 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L) 역시 상기 스테이터 코어(300)의 형상에 대응되어 중공의 원통형상으로 구비될 수 있으며, 상기 상부 인슐레이터 모듈(100U)과 마찬가지로 외주면에 평면부(155a)가 형성될 수 있다.

상기 중성터미널(131)은 갈고리 형상으로 구비될 수 있으며, 상기 중성연결부재(132)로부터 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 내측을 향해 돌출되는 연장부(1311)와 상기 연장부(1311)의 일단에서 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 내주면을 향해 절곡 형성되는 고리부(1313)를 포함할 수 있다.

그러나, 상기 중성터미널(131)의 형상은 상기 연장부(1311)와 고리부(1313)에 한정할 것은 아니며, 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 내측에 형성되어 상기 중성점 인출선(513)이 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 내측에서 결선될 수 있는 다양한 돌출 형상을 포함할 수 있다.

상기 중성연결부재의 상면(132u)은 제1두께(T1)를 형성할 수 있고, 상기 제1두께(T1)는 하부 인슐레이터 모듈의 두께(T)보다 작게 형성된다. 따라서 상기 중성연결부재(132)는 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 내측면에 형성되어 있는 안착홈(152)에 구비될 수 있다.

상기 안착홈(152)은 상기 제1두께(T1)에 대응되는 두께와 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 높이(H2)보다 작은 깊이를 형성하여 상기 중성연결부재(132)가 상기 하부 인슐레이터(155)에 둘러싸여 위치할 수 있다.

본 실시예의 경우 상기 중성연결부재의 측면(132s)이 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 내측면 중 일부를 형성하고 있으나, 반드시 이러한 형상에 한정될 필요는 없으며, 상기 측면(132s)도 하부 인슐레이터(155)가 감싸도록 구비될 수도 있다.

따라서 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 단면은 상기 중성터미널 유닛(130)과 상기 하부 인슐레이터(155)가 서로 교차 적층되어 형성될 수 있으며, 단면상 최하층과 최상층에 상기 하부 인슐레이터(155)가 구비되고, 중간층에 상기 중성터미널 유닛(130)이 구비될 수 있다. 물론, 상기 중간층에서 상기 중성터미널 유닛(130)이 안착되는 안착홈(152)이 형성되므로, 상기 중간층에서 상기 중성터미널 유닛(130)을 제외한 나머지 부분은 상기 하부 인슐레이터(155)가 구비될 수 있다.

상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)은 인서트 사출방식에 의해 제작될 수 있으며, 또한 단면상 각각의 층을 이루는 구성이 서로 적층되어 제작될 수도 있다.

한편, 상기 인슐레이터 모듈(100)과 상기 스테이터 코어(300) 및 분할코어(500)의 연결관계를 살펴보면, 상기 3상전원 인출선(511)은 코일(510)이 상기 티스(520)의 상부에서 상기 축방향을 향해 인출되어 전원터미널(113)에 연결된다.

상기 중성점 인출선(513)은 코일(510)이 상기 티스(520)의 하부에서 인출되어 절곡된 후, 상기 중성터미널(131)에 연결될 수 있다. 상기 중성터미널(131)은 상기 중성연결부재(132)에서 상기 백요크의 반경방향 내측을 향해 연장되는 연장부(1313)와 상기 연장부(1313)에서 절곡 형성되는 고리부(1311)를 포함할 수 있는데, 상기 연장부(1313)는 상기 코일(510)과의 절연거리를 확보한 위치에서 상기 백요크의 반경방향 내측을 향해 연장될 수 있고, 상기 고리부(1311)는 상기 각각의 분할티스 중 근접한 분할 티스의 반대측을 향해 절곡 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 중성점 인출선(513)은 상기 고리부(1311)에 연결되어 상기 스테이터 코어(300)의 내측에 위치한 코일(510)과의 절연거리를 확보할 수 있다.

결과적으로 상기 3상전원 인출선(511)은 상기 백요크의 반경 내에서 결선될 수 있으며, 자세히 상기 돌출부재(153)가 상기 상부 인슐레이터(151)의 반경방향 내측으로 연장됨에 따라 상기 돌출부재(153)의 상부에 위치한 전원터미널(113)과 상기 3상전원 인출선(511)은 상기 백요크의 반경 내에서 결선될 수 있다.

그리고, 상기 중성점 인출선(513)도 상기 백요크의 반경 내에서 결선될 수 있으며, 자세히, 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)이 스테이터 코어(300)의 원통형상에 대응되는 형상으로 상기 스네티어 코어(300)의 하부에서 제2높이(H2) 를 형성하므로, 상기 중성점 인출선(513)은 상기 하부 인슐레이터 모듈(100L)의 내측에서 결선되고, 동시에 상기 제2높이(H2)내에 위치한 중성터미널(131)에 결선될 수 있다.

즉, 상기 인출선(511,513)이 모두 백요크의 반경 내에서 결선됨과 동시에, 상기 인슐레이터 모듈(100)의 구조적 특징에 의해 절연성능을 확보할 수 있다. 따라서 고정자의 외경을 줄일 수 있고, 백요크(Back yoke)의 반경방향 두께를 얇게 형성할 수 있어 모터의 소형화, 경량화를 실현할 수 있고, 동시에 절연성능을 확보할 수 있다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 인슐레이터 모듈
110U : 상부 인슐레이터 모듈 110L : 하부 인슐레이터 모듈
110 : 전원터미널 유닛 111 : 연결단자
112 : 전원연결부재 113 : 전원터미널
151 : 상부 인슐레이터 153 : 돌출부재
1531 : 가이드부
130 : 중성터미널 유닛 131 : 중성터미널
132 : 중성연결부재 155 : 하부 인슐레이터
300 : 스테이터 코어
500 : 분할코어
510 : 코일 511 : 3상전원 인출선
513 : 중성점 인출선 520 : 티스

Claims

스테이터와 상기 스테이터에 대해 회전하도록 구비되는 로터를 포함하는 모터에 있어서,
상기 스테이터는,
백요크를 형성하는 스테이터 코어;
상기 백요크의 반경방향으로 연장되는 티스;
코일; 및
상기 스테이터 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터 모듈;을 포함하고,
상기 상부 인슐레이터 모듈은,
상기 코일의 3상전원의 각 상과 연결되는 전원터미널 유닛; 및
상기 전원터미널 유닛과 상기 스테이터 코어 사이를 절연하는 상부 인슐레이터;를 포함하고,
상기 상부 인슐레이터는,
상기 상부 인슐레이터의 반경방향을 향해 소정길이 돌출되고, 상기 코일의 3상전원 인출선의 삽입을 안내하는 가이드부를 포함하는 돌출부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 가이드부의 단면은, 상기 3상전원 인출선이 삽입되는 진행방향을 따라 단면의 폭이 작아지는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 가이드부는, 상기 돌출부재를 관통하는 홀의 형상으로 구비되어 상기 3상전원 인출선이 삽입되는 진행방향을 따라 원주 둘레가 작아지는 것을 특징으로 하는 모터.
제2항 또는 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 전원터미널 유닛은,
상기 돌출부재의 상부에 구비되어 상기 가이드부를 관통한 상기 코일의 3상전원 인출선과 연결되는 전원터미널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제4항에 있어서,
상기 전원터미널은, 상기 가이드부의 상부에 구비되는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 전원터미널 유닛은,
상기 전원터미널과 연결되어 상기 코일의 3상전원 중 어느 하나의 상과 접속되는 연결단자를 포함하고,
상기 연결단자는 상기 돌출부재의 상부에 구비되는 것을 특징으로 하는 모터.
제4항에 있어서,
상기 코일의 3상전원의 인출선은 상기 가이드부를 향해 인출되어 상기 전원터미널에 결선되는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 스테이터는,
상기 스테이터 코어의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터 모듈;을 포함하고,
상기 하부 인슐레이터 모듈은,
상기 코일의 중성점과 연결되는 중성터미널 유닛; 및
상기 중성터미널 유닛과 상기 스테이터 코어 사이를 절연하는 하부 인슐레이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제8항에 있어서,
상기 중성터미널 유닛은,
상기 백요크의 반경방향으로 돌출 형성되어 상기 코일의 중성점과 접속되는 중성터미널; 및
상기 중성터미널을 연결하는 중성연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제9항에 있어서,
상기 중성연결부재는, 상기 하부 인슐레이터 모듈의 내면 중 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 모터.
제9항에 있어서,
상기 중성터미널은, 상기 하부 인슐레이터 모듈에서 동일한 높이에 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
제8항에 있어서,
상기 코일의 중성점 인출선은, 상기 하부 인슐레이터 모듈의 내측에서 상기 중성터미널에 결선되는 것을 특징으로 하는 모터.
스테이터와 상기 스테이터에 대해 회전하도록 구비되는 로터를 포함하는 모터에 있어서,
상기 스테이터는,
백요크를 형성하는 내주면과, 상기 내주면의 둘레를 따라 형성된 홈을 포함하는 스테이터 코어;
상기 홈에 결합되는 결합부와, 상기 결합부로부터 상기 백요크의 반경방향 내측을 향해 연장되는 권선부를 포함하는 티스;
상기 티스에 권선되는 코일;
상기 스테이터 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터 모듈; 및
상기 스테이터 코어의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터 모듈;을 포함하고,
상기 상부 인슐레이터 모듈은,
상기 코일의 3상전원의 각 상과 연결되는 전원터미널 유닛; 및
상기 전원터미널 유닛과 상기 스테이터 코어 사이를 절연하는 상부 인슐레이터;를 포함하고,
상기 하부 인슐레이터 모듈은,
상기 코일의 중성점과 연결되는 중성터미널 유닛; 및
상기 중성터미널 유닛과 상기 스테이터 코어 사이를 절연하는 하부 인슐레이터;를 포함하고,
상기 코일의 3상전원 인출선과 상기 코일의 중성점 인출선은 서로 다른 방향으로 인출되어 상기 전원터미널 유닛 및 상기 중성터미널 유닛에 각각 결선되는 것을 특징으로 하는 모터.
제13항에 있어서,
상기 전원터미널 유닛은, 상기 코일의 3상전원 인출선과 연결되는 전원터미널;을 포함하고,
상기 중성터미널 유닛은, 상기 코일의 중성점 인출선과 연결되는 중성터미널;을 포함하고,
상기 전원터미널과 상기 중성터미널은, 상기 백요크의 반경방향 내측에 구비되는 것을 특징으로 하는 모터.
제14항에 있어서,
상기 상부 인슐레이터는,
상기 상부 인슐레이터의 반경방향 내측을 향해 소정길이 돌출 형성되는 돌출부재;를 포함하고,
상기 전원터미널은, 상기 돌출부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 모터.
제15항에 있어서,
상기 돌출부재는,
상기 코일의 3상전원 인출선의 삽입을 안내하도록 상기 돌출부재를 관통 형성되는 가이드부;를 포함하고,
상기 전원터미널은 상기 가이드부의 상부에 구비되는 것을 특징으로 하는 모터.
제14항에 있어서,
상기 중성터미널 유닛은,
상기 백요크의 반경방향으로 내측으로 돌출 형성되는 중성터미널; 및
상기 중성터미널을 연결하는 중성연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제17항에 있어서,
상기 하부 인슐레이터의 모듈의 단면은, 상기 중성터미널 유닛과 상기 하부 인슐레이터가 서로 교차 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
제18항에 있어서,
상기 중성터미널은 상기 하부 인슐레이터 모듈에서 동일한 높이에 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
제13항에 있어서,
상기 코일의 3상전원 인출선은 상기 티스의 상부를 향해 인출되고, 상기 코일의 중성점 인출선은 상기 티스의 하부를 향해 인출되는 것을 특징으로 하는 모터.