KR102235620B1 - 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터 - Google Patents

Abstract

고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터를 개시한다.
일 실시예에 따른 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터는 하우징; 상기 하우징 내부에 고정되는 고정자; 상기 고정자와의 전자기적 상호작용에 의해 회전하도록 상기 고정자 내측에 마련되는 회전자;를 포함하고, 상기 하우징은, 상기 고정자와 회전자를 수용하도록 일단이 개방된 용기; 상기 용기의 개방된 일단을 덮도록 상기 용기에 결합하는 커버;를 포함하고, 상기 고정자는, 상기 용기에 압입되는 고정자코어; 상기 회전자계를 형성하도록 상기 고정자코어에 권선되는 고정자코일; 상기 고정자코일과 고정자코어 사이를 절연하는 절연체;를 포함하고, 상기 절연체는 상기 커버에 대응하여 상기 고정자코어의 일단에 결합하는 제1절연체;를 포함하고, 상기 제1절연체와 상기 커버 사이에 마련되는 걸림부를 구비하여 상기 하우징에 대한 상기 고정자의 회전을 방지하도록 마련될 수 있다.

Description

고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터{motor having a stator anti-rotation structure}

고정자의 회전에 따른 작동오류를 방지하도록 마련된 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 하우징 내부에 고정자와 회전자를 구비하고, 고정자와 회전자의 전자기적 상호 작용을 유발하여 회전자의 회전을 유도한다.

고정자는 모터의 작동오류를 방지하기 위해 압입방식으로 하우징에 고정될 수 있다.

이를 위해 고정자코어는 열이 가해져 내경이 팽창된 상태의 하우징에 압입되고, 이 상태에서 하우징이 다시 냉각되어 수축됨에 따라 고정자코어는 하우징 내부에 밀착된 상태로 압착되어 고정될 수 있다.

그러나 이러한 모터는 구동시 내부의 온도가 상승하거나 고온의 구동환경에 놓일 경우, 하우징이 열에 의해 팽창하면서 헐거워져 내부의 고정자 코어가 회전하는 작동오류를 일으킬 우려가 있었다.

따라서 이를 해결하기 위해 모터 중에는 고정자의 회전방지 구조를 구비한 것들이 있는데, 이러한 고정자의 회전방지 구조의 추가는 모터의 생산단가가 커지도록 하거나, 모터의 구성이 복잡하게 되도록 하는 요인 중 하나가 되고 있다.

하우징에 대한 고정자의 회전을 방지함에 있어서 생산성 향상 및 구성의 간소화 효과를 얻을 수 있는 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터를 제공하고자 한다.

일 실시예에 따른 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터는 하우징; 상기 하우징 내부에 고정되는 고정자; 상기 고정자와의 전자기적 상호작용에 의해 회전하도록 상기 고정자 내측에 마련되는 회전자;를 포함하고, 상기 하우징은, 상기 고정자와 회전자를 수용하도록 일단이 개방된 용기; 상기 용기의 개방된 일단을 덮도록 상기 용기에 결합하는 커버;를 포함하고, 상기 고정자는, 상기 용기에 압입되는 고정자코어; 상기 회전자계를 형성하도록 상기 고정자코어에 권선되는 고정자코일; 상기 고정자코일과 고정자코어 사이를 절연하는 절연체;를 포함하고, 상기 절연체는 상기 커버에 대응하여 상기 고정자코어의 일단에 결합하는 제1절연체;를 포함하고, 상기 제1절연체와 상기 커버 사이에 마련되는 걸림부를 구비하여 상기 하우징에 대한 상기 고정자의 회전을 방지한다.

상기 절연체는, 상기 커버 반대 쪽으로 상기 고정자 코어의 타단에 결합하는 제2절연체;를 더 포함하고, 상기 고정자코일과 통전 가능하게 연결되고, 상기 제2절연체에 고정되는 버스바;를 더 포함하며, 상기 제1절연체와 제2절연체는 각각 홈을 구비하여 상호 동일하게 마련되고, 상기 걸림부는 상기 제1절연체의 홈을 포함하며, 상기 제2절연체의 홈은 상기 버스바의 고정에 사용될 수 있다.

상기 걸림부는 상기 제1절연체의 홈에 결합하도록 상기 커버에 마련되는 걸림돌기를 더 포함하고, 상기 버스바는 상기 제2절연체의 홈에 결합하는 고정돌기를 포함할 수 있다.

상기 절연체는 상기 고정자코일이 감기는 몸체; 상기 몸체의 반경방향 내측에서 상기 몸체에 감기는 고정자코일을 지지하는 내측가이드; 상기 몸체의 반경방향 외측에서 상기 몸체에 감기는 고정자코일을 지지하는 외측가이드;를 포함하고, 상기 절연체의 홈은 상기 고정자코어의 단부 외측으로 연장되는 상기 외측가이드의 외측면에 축방향으로 개방되도록 마련될 수 있다.

상기 제1절연체와 제2절연체는 각각 원주방향을 따라 배치되는 복수개로 마련되고, 상기 걸림돌기는 복수개가 원주방향을 따라 상호 등간격으로 이격되게 마련될 수 있다.

상기 커버는 복수의 상기 제1절연체 상부로 연장되도록 링 모양으로 마련되는 연장부;를 더 포함하고, 상기 걸림돌기는 연장부로부터 저부로 돌출되게 마련될 수 있다.

일 실시예에 의한 고정자 회전방지 구조를 갖는 모터에 따르면, 커버에 인접한 고정자의 절연체와 커버 사이에 형성되는 걸림부를 이용하여 하우징에 대한 고정자의 회전을 방지하게 되므로, 하우징에 대한 고정자의 회전을 방지함에 있어서 모터의 생산성 향상 및 구성의 간소화 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터의 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터의 요부를 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1의 요부 구성을 발취하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 커버의 사시도로, 커버를 배면방향에서 바라본 구조를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

참고로, 도 1은 일 실시예에 따른 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터의 단면도이고, 도 2는 요부 측면도이다. 도 3은 도 1의 커버와 버스바의 구조를 절연체와 함께 도시한 사시도이고, 도 4는 배면방향에서 바라본 커버의 사시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 다른 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터는 하우징(1)과, 하우징(1) 내부에 고정되는 고정자(2)와, 고정자(2)와의 전자기적 상호작용에 의해 회전하도록 고정자(2) 내측에 마련되는 회전자(3)를 구비한다.

하우징(1)은 고정자(2)와 회전자(3)를 내부에 수용하도록 일단이 개방된 용기(10)와, 용기(10)의 개방된 일단을 덮도록 용기(10)에 결합하는 커버(20)를 구비한다.

커버(20)와 용기(10)의 개구 둘레에는 플랜지부(21,11)가 마련되고, 커버(20)는 플랜지부(11,21)가 상호 지지되도록 한 상태에서 플랜지부(11,21)에 체결되는 볼트나 리벳 등의 체결부재(4a)를 통해 용기(10)에 결합되어 고정될 수 있다.

회전자(3)는 회전자코어(30)와, 회전자코어(30) 둘레에 결합되어 회전자(30)에 극성을 부여하는 마그네트(40)와, 회전자코어(30)와 함께 회전하도록 회전자코어(30)에 결합하는 회전축(50)을 포함할 수 있다.

회전축(50)은 모터의 회전시 외부로 회전력을 전달하기 위해 하우징(1) 외부로 연장되고, 회전축(50)이 통과하는 용기(10)의 바닥과 커버(20)의 내측에는 회전축(50)을 회전 가능하게 지지하도록 베어링(4b)이 설치될 수 있다.

고정자(2)는 고정자코어(60)와, 회전자계를 형성하도록 고정자코어(60)에 권선되는 고정자코일(70)과, 고정자코일(70)과 고정자코어(60) 사이를 절연하는 절연체(80)와, 고정자코일(60)과 통전 가능하게 연결되는 버스바(90)를 구비할 수 있다.

고정자코어(60)는 복수의 강판을 적층시켜 구성할 수 있으며, 환형의 몸체부(61)와, 몸체부(61) 둘레를 따라 내측으로 돌출하도록 마련된 티스부(62)를 포함할 수 있다. 티스부(62)는 원주방향을 따라 등간격을 이루도록 배치된 복수개로 마련될 수 있다.

고정자(2)는 고정자코어(60)가 용기(10)에 열간압입 방식으로 압입됨에 따라 하우징(1)에 고정될 수 있다.

이를 위해 고정자코어(60)는 열이 가해져 내경이 팽창된 상태의 용기(10)에 압입되고, 이 상태에서 용기(10)가 다시 냉각되어 수축됨에 따라 고정자코어(60)는 외주가 용기(10)의 내주에 밀착된 상태로 압착되어 고정될 수 있다.

고정자코일(70)은 회전자계를 형성하기 위해 고정자코어(60)의 티스부(62)에 권선되고, 고정자코일(70)과 고정자코어(60) 사이는 수지재질의 절연체(80)를 통해 절연될 수 있다.

절연체(80)는 커버(20)에 대응하도록 고정자코어(60)의 일단에 결합하는 제1절연체(80A)와, 커버(20) 반대쪽으로 고정자코어(60)의 타단에 결합하는 제2절연체(80B)를 포함할 수 있다.

제1절연체(80A)와 제2절연체(80B)는 원주방향을 따라 배치되는 복수개로 마련되고, 복수의 제1절연체(80A)와 제2절연체(80B)는 각각 고정자코어(60)의 양쪽 단부에 함께 결합할 수 있다.

절연체(80)는 고정자코일(60)이 감기는 몸체(81)와, 몸체(81)의 반경방향 내측에서 몸체(81)에 감기는 고정자코일(70)을 지지하는 내측가이드(82)와, 몸체(81)의 반경방향 외측에서 몸체(81)에 감기는 고정자코일(70)을 지지하는 외측가이드(83)를 포함하여 구성될 수 있다.

몸체(81)는 티스부(62)를 감싸도록 고정자코어(60)의 단부 외측에서 단부 내측방향으로 삽입되어 티스부(62)에 결합되고, 내측가이드(82)와 외측가이드(83)는 각각 몸체(81)의 반경방향 내측과 외측에서 몸체(81)에 권선되는 고정자코일(70)을 지지할 수 있다. 몸체(81) 외면에는 권선되는 고정자 코일이 안착하도록 요철구조가 마련될 수 있다.

내측가이드(82)와 외측가이드(83)는 몸체(81)의 내측과 외측 단부로부터 양측의 원주방향과 고정자코어(60)의 단부 외측으로 연장되도록 마련되고, 내측가이드(82) 및 외측가이드(83)와 몸체(81)는 절연체의 성형과정에서 상호 일체로 마련될 수 있다.

제1절연체(80A)는 커버(20) 쪽 고정자코어(60)의 일단 외측에서 내측으로 끼워져 결합되고, 제2절연체(80B)는 커버(20) 반대 쪽 고정자코어(60)의 타단 외측에서 내측으로 끼워져 결합된다. 따라서 제1절연체(80A)와 제2절연체(80B)의 결합위치와 결합방향은 서로 반대가 되며, 이 상태에서 고정자코어(60)의 티스부(62)는 1절연체(80A)와 제2절연체(80B)의 몸체(81)에 의해 감싸질 수 있다.

버스바(90)는 수지재질로 마련되는 대략 환형의 몸통(91)과, 각각의 티스부(62)에 권선되는 고정자코일(70)의 단부가 결합하여 접속하도록 몸통(91)에 마련되는 복수의 터미널(92)을 포함할 수 있다.

버스바(90)는 몸통(91)을 통해 절연체(80)에 고정됨에 따라 고정자코어(60)에 고정될 수 있다.

터미널(92)은 몸통(91)의 둘레에 반경방향 외측으로 돌출하도록 마련되고, 복수의 터미널(92)은 여러 가닥의 고정자코일(70)이 상호 간의 간섭 없이 결합되기 용이하도록 몸통(91) 상의 축방향 위치나 반경방향으로의 돌출 정도가 서로 다른 것들을 포함할 수 있다.

터미널(92)에는 용기(10) 외부로 연장되는 인출단자(4c)가 접속되고, 몸통(91)은 저부 일측으로 인출단자(4c)를 지지하는 단자지지부(91a)를 구비할 수 있다.

한편, 하우징(1)에 대한 고정자(2)의 회전을 방지하기 위한 것으로, 제1절연체(80A)와 커버(20) 사이에는 걸림부(100)가 마련된다.

걸림부(100)를 통해 형성되는 제1절연체(80A)와 커버(20) 사이의 걸림구조는 제1절연체(80A)가 고정되는 고정자코어(60)와 커버(20)를 포함하는 하우징(1) 사이에도 걸림이 형성되도록 함으로써, 하우징(1)에 대한 고정자(2)의 회전을 방지할 수 있게 된다.

이와 같은 걸림부(100)는 하우징(1)에 대한 고정자(2)의 회전을 방지함에 있어서, 커버(20)와 제1절연체(80A) 사이의 걸림구조가 이용되도록 함으로써, 모터의 생산성 향상에 기여할 수 있다.

즉 커버(20)와 제1절연체(80A)는 축방향을 따라 상호 대향하도록 인접하여 배치되므로, 커버(20)와 제1절연체(80A) 사이의 걸림구조를 이용하게 되면, 걸림부(100)의 구조를 간소화시키고, 걸림부(100) 형성에 따른 재료사용량 등을 줄일 수 있게 되어 고정자(2)의 회전방지 구조와 관련하여 모터의 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

제1절연체(80A)와 제2절연체(80B)는 각각 홈(84)을 구비하여 상호 동일하게 마련될 수 있다. 여기서 동일하다는 것은 동일한 금형을 사용하여 제작이 가능하도록 사이즈와 구조가 일치됨을 의미할 수 있다.

제1절연체(80A)의 홈(84)은 걸림부(100)를 형성하는데 사용되며, 제2절연체(80B)의 홈(84)은 버스바(90)를 제2절연체(80B)에 고정시키는데 사용될 수 있다. 이때 제1절연체(80A)와 제2절연체(80B)의 홈 (84)은 양쪽의 축방향을 향하도록 서로 반대 방향으로 개방된 상태가 된다.

커버(20)에는 제1절연체(80A)의 홈(84)과 함께 걸림부(100)를 형성하도록 제1절연체(80A)의 홈(84)에 결합하는 걸림돌기(23)가 마련되고, 걸림돌기(23)가 결합된 제1절연체(80A)의 홈(84)은 회전자(3)의 회전방향으로 걸림돌기(23)와 걸림구조를 이루어 커버(20)에 대한 제1절연체(80A)의 회전이 방지되도록 할 수 있다. 그리고 버스바(90)는 제2절연체(80B)의 홈(84)에 결합하는 고정돌기(93)를 구비하여 제2절연체(80B)에 고정될 수 있다.

이와 같은 모터는 고정자(2)의 회전 방지에 이용되는 제1절연체(80A)와 버스바(90)가 고정되도록 하는 제2절연체(80B)를 동일한 구조로 마련할 수 있게 되어 절연체(80)의 제조에 따른 생산성 측면에 있어서 유리한 이점을 가질 수 있다.

또 제1절연체(80A)와 제2절연체(80B)가 동일한 구조를 갖는 모터는 이미 구조가 결정된 제1절연체(80A)의 홈(84)의 구조를 감안하여 커버(20) 쪽에 걸림돌기(23)만을 추가하는 방식으로 걸림부(100)를 구현할 수 있게 되므로, 걸림부(100)의 설계 및 제작에 따른 오류나 시행착오를 보다 효과적으로 절감시킬 수 있다.

걸림부(100)는 회전자(3)의 회전동작에 간섭될 우려가 없도록 내측가이드(82)의 내측 위치를 피하여 마련되는 것이 바람직하다. 또 제1절연체(80A)의 홈(84)이 내측가이드(82) 외측이나 외측가이드(83)의 내측에 마련될 경우 고정자코일(70)은 그 권선량이나 권선형태에 따라 걸림돌기(23)의 결합동작에 간섭될 우려가 있다.

따라서 절연체(80)의 홈(84)은 걸림부(100)가 회전자(3)의 회전에 간섭되지 않도록 하면서 홈(84)에 대한 걸림돌기(23)의 결합동작이 고정자코일(70)에 의해 간섭 될 우려가 없도록 고정자코어(60)의 단부 외측으로 연장되는 외측가이드(83)의 외측면에 마련하는 것이 바람직하다.

걸림돌기(23)나 고정돌기(93)가 마련되는 커버(20)와 버스바(90)의 위치를 고려했을 때, 절연체(80)의 홈(84)은 걸림돌기(23)나 고정돌기(93)의 형상을 간소화시킬 수 있도록 외측가이드(83)의 외측면에 축방향으로 개방되게 마련될 수 있다.

걸림부(100)가 모터의 출력에 대응하는 걸림력을 제공할 수 있도록 걸림돌기(23)는 모터의 출력에 대응하여 적어도 하나로부터 복수개를 이루도록 커버(20)에 마련될 수 있다.

또 걸림돌기(23)가 복수로 구성될 경우, 커버(20)와 제1절연체(80A) 사이의 걸림력이 복수의 제1절연체(80A)에 고르게 분산되는 형태로 발휘될 수 있도록 복수의 걸림돌기(23)는 원주방향을 따라 상호 등간격으로 이격되게 마련될 수 있다.

또한 걸림돌기(23)는 돌출길이가 과도하게 길게 마련될 경우 강성이 저하될 우려가 있으므로, 커버(20)의 중심 둘레로 배면에는 복수의 제1절연체(80A) 상부로 연장되는 링 모양의 연장부(24)가 마련되고, 복수의 걸림돌기(23)는 연장부(24) 저부로 돌출되도록 연장부(24)에 일체로 마련될 수 있다. 따라서 걸림돌기(23)는 강성이 저하될 우려가 없이도 제1절연체(80A)의 홈(84)에 안전하게 결합할 수 있게 된다.

용기(10)에 대한 커버(20)의 지지력을 높일 수 있도록 연장부(24)는 외주가 용기(10)의 내주에 지지되도록 마련되고, 연장부(24)의 외주와 용기(10)의 내주 사이에는 둘레를 따라 오링(4d)이 장착될 수 있다.

이와 같이 구성되는 모터는 고온의 구동환경에 놓이거나 내부 온도의 상승으로 인해 용기가 팽창하여 헐거워지게 되더라도 제1절연체(80A)와 커버(20) 사이에 마련되는 걸림부(100)를 통해 고정자(2)가 하우징(1) 내부에서 회전하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

그리고 모터는 걸림부(100)가 상호 인접하게 배치되는 커버(20)와 제1절연체(80A) 사이에 마련됨에 따라 고정자(2)의 회전방지와 관련하여 구조의 간소화 효과는 물론 생산성 향상의 이점을 얻을 수 있다.

1: 하우징 2: 고정자
3: 회전자 10: 용기
20: 커버 23: 걸림돌기
24: 연장부 30: 회전자코어
40: 마그네트 50: 회전축
60: 고정자코어 70: 고정자코일
80: 절연체 80A: 제1절연체
80B: 제2절연체 81: 몸체
82: 내측가이드 83: 외측가이드
84: 홈 90: 버스바
93: 고정돌기 100: 걸림부

Claims (6)

1. 하우징;
   상기 하우징 내부에 고정되는 고정자;
   상기 고정자와의 전자기적 상호작용에 의해 회전하도록 상기 고정자 내측에 마련되는 회전자;를 포함하고,
   상기 하우징은,
   상기 고정자와 회전자를 수용하도록 일단이 개방된 용기;
   상기 용기의 개방된 일단을 덮도록 상기 용기에 결합하는 커버;를 포함하고,
   상기 고정자는,
   상기 용기에 압입되는 고정자코어;
   회전자계를 형성하도록 상기 고정자코어에 권선되는 고정자코일;
   상기 고정자코일과 고정자코어 사이를 절연하도록 상기 고정자코일이 감기는 몸체와, 상기 몸체의 반경방향 내측에서 상기 몸체에 감기는 고정자코일을 지지하는 내측가이드와, 상기 몸체의 반경방향 외측에서 상기 몸체에 감기는 고정자코일을 지지하는 외측가이드;를 구비하는 절연체;를 포함하고,
   상기 절연체는 상기 커버에 대응하여 상기 고정자코어의 일단에 결합하는 제1절연체;를 포함하고,
   상기 제1절연체와 상기 커버 사이에 마련되는 걸림부를 구비하여 상기 하우징에 대한 상기 고정자의 회전을 방지하되,
   상기 걸림부는,
   상기 제1절연체에 마련되는 홈;
   상기 제1절연체의 홈에 결합하도록 상기 커버에 마련되는 걸림돌기;를 포함하고,
   상기 제1절연체의 홈은 상기 고정자코어의 단부 외측으로 연장되는 상기 외측가이드의 외측면에 축방향으로 개방되게 마련되고,
   상기 커버는 복수의 상기 제1절연체 상부로 연장되도록 링 모양으로 마련되는 연장부;를 더 포함하고,
   상기 걸림돌기는 원주방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 복수개가 상기 연장부로부터 저부로 돌출되게 마련되는 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 절연체는,
   상기 커버 반대 쪽으로 상기 고정자 코어의 타단에 결합하는 제2절연체;를 더 포함하고,
   상기 고정자코일과 통전 가능하게 연결되고, 상기 제2절연체에 고정되는 버스바;를 더 포함하며,
   상기 제2절연체는 홈을 구비하여 상기 제1절연체와 동일하게 마련되고,
   상기 제2절연체의 홈은 상기 버스바의 고정에 사용되는 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 버스바는 상기 제2절연체의 홈에 결합하는 고정돌기를 구비하여 상기 제2절연체에 고정되는 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 걸림돌기는 복수개가 원주방향을 따라 상호 등간격으로 이격되게 마련되는 고정자의 회전방지 구조를 갖는 모터.
6. 삭제

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