KR20000018757A

KR20000018757A - Winding coil structure of disk-shaped motor

Info

Publication number: KR20000018757A
Application number: KR1019980036509A
Authority: KR
Inventors: 정진우; 양우종
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-04-06

Abstract

PURPOSE: A winding coil structure of a disk-shaped motor is provided to prevent projection of a coil extended to a start end and a finish end of a loop-shaped winding coil. CONSTITUTION: A first winding coil and a second winding coil, which is wound with predetermined turn times for forming a coil having predetermined length with a loop shape having a predetermined thickness and width, is overlapped each other. Start ends of the overlapped first and second winding coils are coupled each other, and finish ends thereof are coupled to an external terminal, respectively.

Description

Winding coil structure of disc motor

본 발명은 디스크형 모터의 권선 코일 구조에 관한 것으로, 특히 스테이터를 구성하는 스테이터 디스크에 결합된 고리형으로 권선된 권선 코일의 시작단과 끝단을 외부 단자와 결선시 시작단과 끝단에 이르는 코일이 내측으로 위치하도록 하여 시작단과 끝단에 이르는 코일이 양측면으로 돌출되는 것을 방지할 수 있도록 한 디스크형 모터의 권선 코일 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a winding coil structure of a disk-type motor, and in particular, when the start end and the end of the annular winding coil coupled to the stator disk constituting the stator are connected to the external terminal, the coil reaching the start end and the end is inward. The present invention relates to a winding coil structure of a disc-shaped motor which is positioned so as to prevent the coils reaching the start and the end from protruding from both sides.

일반적으로 모터는 전기적인 에너지를 운동에너지로 전환시켜 외부로 동력을 출력하게 된다. 상기 모터는 그 종류가 다양하며, 모터의 일예로 디스크형 모터(Disk type motor; 일명 Axial-flux type motor)는 레코드 플레이어(Record player), 브이씨알 플레이어(VCR player), 씨디 플레이어(CD player) 등의 고속 회전과 저 출력을 요구하는데 적용되다가 요즘은 압축기와 같은 고속 회전 및 고출력이 요구되는 분야까지 그 적용이 확대되고 있다.In general, a motor converts electrical energy into kinetic energy and outputs power to the outside. The motor may be of various types, and as an example of the motor, a disk type motor (aka Axial-flux type motor) may be a record player, a VCR player, or a CD player. It is applied to the high speed rotation and low power of the present invention, but nowadays the application is expanding to the field which requires high speed rotation and high power such as a compressor.

상기 디스크형 모터는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 두께와 외경을 갖는 디스크(10)에 복수개의 권선 코일(11)이 삽입되어 이루어진 스테이터 디스크(100)가 일정 간격을 두고 모터케이스(200)에 고정 결합되어 구성된 스테이터(stator)(S)와, 소정의 두께와 외경을 갖는 디스크(30) 내부에 영구자석(31)이 상기 권선 코일(11)과 대응되도록 삽입되어 이루어진 로터 디스크(300)가 상기 스테이터 디스크(100)의 사이에 교번되게 위치함과 아울러 그 중심에 삽입되는 모터축(400)에 고정 결합되는 로터(rotor)(R)를 포함하여 구성된다.In the disc-shaped motor, as shown in FIG. 1, a stator disc 100 having a plurality of winding coils 11 inserted into a disc 10 having a predetermined thickness and an outer diameter has a predetermined distance from a motor case ( A stator (S) (S) is fixedly coupled to the 200, and a rotor disk formed by inserting the permanent magnet 31 to correspond to the winding coil 11 inside the disk 30 having a predetermined thickness and outer diameter ( 300 is alternately positioned between the stator disks 100 and includes a rotor R fixedly coupled to the motor shaft 400 inserted into the center thereof.

상기 로터 디스크(300)에 결합된 영구자석은, 도 2에 도시한 바와 같이, 로터 디스크(300)의 내부에 동일 원을 이루도록 결합되며, 그 극(pole)수는 서로 다른 극으로 짝수개로 이루어진다. 또한 상기 로터 디스크(300)에 교번되게 위치하는 스테이터 디스크(100)에 결합되는 권선 코일(11)은 상기 영구자석(31)이 결합되는 원과 동일 원 상에서 일정 간격을 갖도록 결합된다.Permanent magnets coupled to the rotor disk 300, as shown in Figure 2, is coupled to form the same circle inside the rotor disk 300, the number of poles (pole) is made of an even number of different poles . In addition, the winding coil 11 coupled to the stator disk 100 alternately positioned on the rotor disk 300 is coupled to have a predetermined interval on the same circle as the circle to which the permanent magnet 31 is coupled.

상기 스테이터(S)를 이루는 스테이터 디스크(100)와 로터(R)를 이루는 로터 디스크(300)의 수는 모터의 출력에 따라 설정되고, 보통 로터 디스크(300)는 스테이터 디스크(100)의 외측에 위치하게 되고 그 수가 많게 된다. 그리고 바깥측에 각각 위치하게 되는 로터 디스크(300)의 바깥면에 영구자석(31)에 의해 형성되는 자속의 흐름을 안내하는 로터 요크(500)가 각각 부착된다.The number of stator disks 100 constituting the stator S and the rotor disks 300 constituting the rotor R is set according to the output of the motor, and the rotor disk 300 is generally located outside the stator disk 100. Will be located and numbered. And the rotor yoke 500 for guiding the flow of the magnetic flux formed by the permanent magnet 31 is attached to the outer surface of the rotor disk 300 which is located on the outer side, respectively.

상기 디스크형 모터의 작동은, 도 3에 도시한 바와 같이, 각 권선 코일(11)에 변화되는 전류가 인가되면 권선 코일(11)의 내측으로 변화되는 자속이 형성되며, 상기 권선 코일(11)에 흐르는 전류와 영구자석(31)에서 형성되는 자속의 상호작용력에 의해 로터 디스크(300)가 회전력을 받아 회전하게 된다. 상기 각 로터 디스크(300)로 구성되는 로터(R)의 회전력이 모터축(400)에 전달되어 모터축(400)이 회전하게 된다. 이와 같은 상기 디스크형 모터는 스테이터 디스크(100)와 로터 디스크(300)사이의 간격인 에어갭(air-gap)을 최소화함으로써 효율을 높일 수 있게 된다.In the operation of the disk-type motor, as shown in FIG. 3, when a current that changes in each of the winding coils 11 is applied, a magnetic flux that is changed into the inside of the winding coils 11 is formed, and the winding coils 11 The rotor disk 300 is rotated by the rotational force by the interaction force between the current flowing in the magnetic flux and the magnetic flux formed in the permanent magnet 31. The rotational force of the rotor R composed of the rotor disks 300 is transmitted to the motor shaft 400 so that the motor shaft 400 rotates. Such a disk-type motor can increase efficiency by minimizing an air gap (gap), which is an interval between the stator disk 100 and the rotor disk 300.

한편, 상기 스테이터 디스크(100)에 결합되는 권선 코일(11)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 일정 길이를 갖는 코일(C)이 소정의 폭과 두께를 갖도록 고리형으로 다수회 권선되어 이루어지며, 그 권선되는 턴수는 권선 코일(11)의 두께(t)가 스테이터 디스크(100)의 두께와 상응하는 두께로 권선된다. 그리고 그 권선된 권선 코일(11)의 시작단(a)과 끝단(b)은 권선 코일(C)의 양단자를 이루며, 그 양단자는 외부의 단자와 연결되어 전류가 통하게 된다.On the other hand, the winding coil 11 is coupled to the stator disk 100, as shown in Figure 4, the coil (C) having a predetermined length is made of a plurality of windings in an annular shape to have a predetermined width and thickness The number of turns to be wound is wound so that the thickness t of the winding coil 11 corresponds to the thickness of the stator disk 100. And the start end (a) and the end (b) of the wound winding coil 11 forms both terminals of the winding coil (C), both terminals are connected to the external terminal to pass the current.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 스테이터를 구성하는 스테이터 디스크(100)에 결합 구성되는 권선 코일(11)이 일정 길이를 갖는 하나의 코일(C)이 스테이터 디스크(100)의 두께와 상응하도록 고리형으로 권선되어 이루어지기 때문에 권선된 권선 코일(11)의 시작단(a)과 끝단(b)을 외부 단자와 결선한 상태에서, 도 5에 도시한 바와 같이, 시작단(a)과 끝단(b)에 이르는 코일(C)이 고리형으로 권선된 권선 코일(11)의 양측면으로 돌출됨으로써 권선 코일(11)의 두께가 두꺼워지게 되어 스테이터 디스크(100)와 로터 디스크(300)사이의 에어갭을 줄이고자 하는 경우 제약이 될 뿐만 아니라 그 돌출된 시작단(a)과 끝단(b)에 이르는 코일(C)이 로터 디스크(300)의 회전시 접촉에 의한 파손이 발생될 우려가 있는 문제점이 있었다.However, one coil C having a certain length of the winding coil 11 coupled to the stator disk 100 constituting the conventional stator as described above is ring-shaped so as to correspond to the thickness of the stator disk 100. Since the winding is made of the start end (a) and the end (b) of the winding coil 11 is connected to the external terminal, as shown in Figure 5, the start end (a) and the end (b) The coil C leading to the protrusion protrudes on both sides of the winding coil 11 wound in an annular shape, thereby increasing the thickness of the winding coil 11, thereby reducing the air gap between the stator disk 100 and the rotor disk 300. In addition, there is a problem in that the coil C reaching the protruding start end a and the end end b may be damaged due to contact when the rotor disk 300 rotates.

따라서 본 발명의 목적은 스테이터를 구성하는 스테이터 디스크에 결합되는 고리형으로 권선된 권선 코일의 시작단과 끝단을 외부 단자와 결선시 시작단과 끝단에 이르는 코일이 내측으로 위치하도록 하여 시작단과 끝단에 이르는 코일이 양측면으로 돌출되는 것을 방지할 수 있도록 한 디스크형 모터의 권선 코일 구조를 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention is to start and end the coil winding to the start end and the end of the annular winding winding coil coupled to the stator disk constituting the stator to the start end and the end when connected to the external terminal to reach the start end and end It is to provide a winding coil structure of a disk-shaped motor to prevent the protruding to both sides.

도 1은 일반적인 디스크형 모터를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a typical disk-shaped motor,

도 2는 상기 디스크형 모터에서 스테이터 및 로터 그리고 모터축의 결합상태를 도시한 사시도,Figure 2 is a perspective view showing a coupling state of the stator and the rotor and the motor shaft in the disk-shaped motor,

도 3은 상기 디스크형 모터의 작동원리를 도시한 스테이터와 로터 디스크 측면도,Figure 3 is a side view of the stator and rotor disk showing the operating principle of the disk-type motor,

도 4는 종래 디스크형 모터의 권선 코일 구조를 도시한 사시도,Figure 4 is a perspective view showing a winding coil structure of a conventional disk-type motor,

도 5는 종래 디스크형 모터 권선 코일이 결합된 스테이터 디스크와 로터 디스크의 결합 상태를 도시한 부분 단면도,5 is a partial cross-sectional view showing a coupling state of a stator disk and a rotor disk to which a conventional disk-type motor winding coil is coupled;

도 6은 본 발명의 디스크형 모터 권선 코일 구조를 도시한 사시도,Figure 6 is a perspective view showing a disk-type motor winding coil structure of the present invention,

도 7은 본 발명의 디스크형 모터 권선 코일 구조를 분해하여 도시한 측면도,7 is an exploded side view showing a disk-type motor winding coil structure of the present invention;

도 8은 본 발명의 디스크형 모터 권선 코일 구조를 도시한 측면도.8 is a side view showing a disk-type motor winding coil structure of the present invention.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for main parts of drawing)

10 ; 디스크 11' ; 권선 코일10; Disk 11 '; Winding coil

12 ; 제1 권선 코일 13 ; 제2 권선 코일12; First winding coil 13; Second winding coil

100 ; 스테이터 디스크 a' ; 제1 권선 코일 시작단100; Stator disc a '; First winding coil start end

a" ; 제2 권선 코일 시작단 b' ; 제1 권선 코일 끝단a "; end of second winding coil b '; end of first winding coil

b" ; 제2 권선 코일 끝단 C ; 코일b "; end of second winding coil C; coil

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 소정 길이를 갖는 코일이 일정 두께와 폭을 갖는 고리형을 이루도록 소정의 턴수로 권선되어 이루어진 두 개의 제1,제2 권선 코일을 서로 겹쳐 구성하며, 그 겹쳐진 제1,제2 권선 코일의 각 시작단을 서로 연결하고, 각 끝단을 외부 단자와 연결하여 이루어짐을 특징으로 하는 디스크형 모터의 권선 코일 구조가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, two coils having a predetermined length are wound with a predetermined number of turns to form an annular shape having a predetermined thickness and width, and overlapping each other, The winding coil structure of the disc-shaped motor is provided by connecting each starting end of the overlapping first and second winding coils to each other and connecting each end to an external terminal.

상기 제1 권선 코일의 턴수와 제2 권선 코일의 턴수는 같은 턴수로 이루어지며, 상기 제1 권선 코일의 두께와 제2 권선 코일의 두께의 합은 스테이터 디스크의 디스크 두께와 동일하게 이루어짐을 특징으로 하는 디스크형 모터의 권선 코일 구조가 제공된다.The number of turns of the first winding coil and the number of turns of the second winding coil may be the same number of turns, and the sum of the thickness of the first winding coil and the thickness of the second winding coil may be equal to the disk thickness of the stator disk. A winding coil structure of a disc-shaped motor is provided.

이하, 본 발명의 디스크형 모터의 권선 코일 구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the winding coil structure of the disk-type motor of the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.

본 발명의 디스크형 모터 권선 코일 구조는, 도 6에 도시한 바와 같이, 소정 길이를 갖는 코일(C)이 일정 두께와 폭을 갖는 고리형을 이루도록 소정의 턴수로 권선되어 이루어진 제1 권선 코일(12)과, 소정 길이를 갖는 코일(C)이 일정 두께와 폭을 갖는 고리형을 이루도록 소정 턴수로 권선되어 이루어진 제2 권선 코일(13)이 서로 겹쳐져 구성되며, 상기 겹쳐진 제1 권선 코일(12)의 시작단(a')과 제2 권선 코일(13)의 시작단(a")이 연결되고 제1 권선 코일(12)의 끝단(b')과 제2 권선 코일(13)의 끝단(b")이 외부 단자(V)와 각각 연결되어 이루어진다. 이때 제1 권선 코일(12)의 시작단(a')과 제2 권선 코일(13)의 시작단(a")은 각각 그 고리형태의 내측에 위치하게 됨과 아울러 그 시작단(a')(a")을 연결하게 되면 그 연결 부분이 제1,제2 권선 코일(13)이 합쳐진 상태의 총 권선 코일의 내측에 위치하게 되고, 또한 제1,제2 권선 코일(12)(13)의 각 끝단(b')(b")은 제1,제2 권선 코일(12)(13)이 합쳐진 상태의 총 권선 코일의 외측에 위치하게 된다. 상기 제1,제2 권선 코일(12)(13)에 의해 구성된 전체 권선 코일은 제1,제2 권선 코일(12)(13)의 시작단(a')(a")이 각각 연결되므로 전체가 하나의 코일로 이루어지며 이로 인하여 제1,제2 권선 코일(12)(13)의 끝단(b')(b") 중 그 하나가 시작단이 되고 나머지 하나가 끝단이 된다.As shown in FIG. 6, the disk-type motor winding coil structure of the present invention includes a first winding coil in which a coil C having a predetermined length is wound at a predetermined number of turns so as to form an annular shape having a predetermined thickness and width ( 12 and a second winding coil 13 formed by winding a predetermined number of turns such that the coil C having a predetermined length forms an annular shape having a predetermined thickness and width overlap each other, and the overlapping first winding coil 12 is formed. (A ') of the first winding coil 12 and the end (b') of the first winding coil 12 and the end of the second winding coil 13 b ") is connected to the external terminal V, respectively. At this time, the start end (a ') of the first winding coil 12 and the start end (a ") of the second winding coil 13 are respectively located inside the ring shape and the start end (a') ( a "), the connecting portion is located inside the total winding coil in which the first and second winding coils 13 are combined, and the first and second winding coils 12 and 13 Each end b ', b "is positioned outside the total winding coil in which the first and second winding coils 12, 13 are combined. The first and second winding coils 12 ( The entire winding coil formed by 13 is composed of one coil because the entire ends of the first and second winding coils 12 and 13 are connected to each other. One of the ends b ', b "of the second winding coil 12, 13 is the start end and the other is the end.

도 7에 도시한 바와 같이, 상기 제1 권선 코일(12)의 턴수와 제2 권선 코일(13)의 턴수의 합은 설계된 총 권선 코일의 턴수와 동일할 뿐만 아니라 상기 제1,2 권선 코일(12)(13)의 두께의 합은 총 권선 코일의 두께와 동일하게 이루어진다. 또한, 상기 제1 권선 코일(12)의 턴수 및 두께와 제2 권선 코일(13)의 턴수 및 두께는 동일하게 이루어짐이 바람직하다.As shown in FIG. 7, the sum of the number of turns of the first winding coil 12 and the number of turns of the second winding coil 13 is not only equal to the number of turns of the designed total winding coil, but also the first and second winding coils ( The sum of the thicknesses of 12) 13 is made equal to the thickness of the total winding coil. In addition, the number of turns and thickness of the first winding coil 12 and the number of turns and thickness of the second winding coil 13 are preferably the same.

상기 제1 권선 코일(12)의 시작단(a')과 제2 권선 코일(13)의 시작단(a")의 연결은 용접에 의해 이루어짐이 바람직하다.The connection between the start end a 'of the first winding coil 12 and the start end a "of the second winding coil 13 is preferably made by welding.

상기 본 발명의 디스크형 모터 권선 코일 구조의 제작 과정은, 도 7, 8도에 도시한 바와 같이, 먼저 소정의 길이를 갖는 코일(C)을 고리형을 이루도록 권선하여 제1,제2 권선 코일(12)(13)을 각각 제작하게 된다. 이때 제1,제2 권선 코일(12)(13)은 각각 그 시작단(a')(a")이 내측에 위치하게 되며 그 끝단(b')(b")이 외측에 위치하게 된다. 그리고 상기 제1 권선 코일(12)과 제2 권선 코일(13)을 겹침시 두 개중 한 개의 권선 코일은 감긴 방향이 일정하게 되도록 반대로 위치시키고 제1 권선 코일(12)의 시작단(a')과 제2 권선 코일(13)의 시작단(a")을 각각 용접하여 연결하게 된다. 이때 제1,제2 권선 코일(12)(13)의 시작단(a')(a")은 각각 내측에 위치하게 되므로 시작단의 연결 부분이 고리형의 내부에 위치하게 되며, 제1,제2 권선 코일(12)(13)의 각각의 끝단(b')(b")은 제1,제2 권선 코일(12)(13)이 겹쳐져 이루어진 고리형 권선 코일의 외측 중간 부분에 위치하게 된다. 그리고 제1 권선 코일(12)과 제2 권선 코일(13)이 겹쳐져 이루어진 전체 권선 코일을 수개의 스테이터 디스크(100)의 디스크(10)에 형성된 다수개의 결합구멍에 각각 고정 결합하고 제1 권선 코일(12)과 제2 권선 코일(13)의 각 끝단(b')(b")이 외부 단자와 연결된다.In the manufacturing process of the disk-type motor winding coil structure of the present invention, as shown in Figures 7 and 8, the first winding coil (C) having a predetermined length to form an annular first, second winding coil (12) and (13) will be produced respectively. In this case, the first and second winding coils 12 and 13 are respectively positioned at the start end a '(a ″) and the end ends b' (b ″) at the outside. When the first winding coil 12 and the second winding coil 13 overlap each other, one of the two winding coils is positioned in reverse so that the winding direction is constant and the start end (a ') of the first winding coil 12 is fixed. And the start end a "of the second winding coil 13 are respectively welded. At this time, the start ends a '(a") of the first and second winding coils 12 and 13 are respectively connected. Since it is located inside, the connecting portion of the start end is located inside the annular shape, and each end b '(b ") of the first and second winding coils 12 and 13 is formed of the first and the second. It is located in the outer middle part of the annular winding coil formed by overlapping the two winding coils 12 and 13. The whole winding coil formed by overlapping the first winding coil 12 and the second winding coil 13 Each end of the first winding coil 12 and the second winding coil 13 (b ') (b ") is fixedly coupled to a plurality of coupling holes formed in the disk 10 of the stator disk 100, respectively. It is connected to.

상기 스테이터 디스크(100)의 디스크(10)에 결합된 제1 권선 코일(12)과 제2 권선 코일(13)로 구성된 본 발명의 권선 코일(11')은 외부 단자와 연결되는 제1 권선 코일 끝단(b')과 제2 권선 코일 끝단(b")이 외측 중간부분에 위치하게 되므로 고리형으로 이루어지는 권선 코일 외측으로 돌출되지 않게 되며, 이로 인하여 권선 코일(11')이 결합되는 스테이터 디스크(100)와 로터 디스크(300)의 간격을 줄일 수 있게 될 뿐만 아니라 로터 디스크(300)의 회전시 권선 코일(11')을 이루는 코일의 시작단과 끝단이 로터 디스크(300)에 접촉되어 파손되는 것을 방지하게 된다. 상기 제1 권선 코일 끝단(b')과 제2 권선 코일 끝단(b")은 각 시작단이 서로 연결된 상태이므로 그 하나는 시작단이 되고 나머지는 끝단이 된다.The winding coil 11 ′ of the present invention consisting of a first winding coil 12 and a second winding coil 13 coupled to the disc 10 of the stator disc 100 has a first winding coil connected to an external terminal. Since the end (b ') and the second winding coil end (b ") is located in the outer middle portion does not protrude to the outer side of the annular winding coil, thereby stator disk to which the winding coil 11' is coupled ( The gap between the rotor disk 300 and the rotor disk 300 can be reduced, and the start and end of the coil constituting the winding coil 11 'is rotated in contact with the rotor disk 300 when the rotor disk 300 rotates. Since the first winding coil end b 'and the second winding coil end b "are connected to each other, one end becomes a start end and the other end ends.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크형 모터의 권선 코일 구조는 스테이터 디스크의 디스크에 결합시 스테이터 디스크와 교번되게 위치하는 로터 디스크와의 간격인 에어갭을 줄이게 됨으로써 손실을 감소시켜 모터의 효율을 향상시키게 되고, 또한 로터 디스크의 회전시 코일 접촉으로 인한 파손을 방지하게 됨으로써 모터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the winding coil structure of the disk-type motor according to the present invention reduces the loss by reducing the air gap, which is the gap between the rotor disk is alternately positioned with the stator disk when coupled to the disk of the stator disk to reduce the efficiency of the motor It is possible to improve the reliability and to prevent damage due to coil contact during rotation of the rotor disk, thereby improving the reliability of the motor.

Claims

A coil having a predetermined length is formed to overlap two first and second winding coils formed by winding a predetermined number of turns to form an annular shape having a predetermined thickness and width, and each start of the overlapping first and second winding coils is repeated. Winding coil structure of a disc-shaped motor, characterized in that the ends are connected to each other, and each end is connected to an external terminal.

2. The method of claim 1, wherein the number of turns of the first winding coil and the number of turns of the second winding coil are the same turns, and the sum of the thickness of the first winding coil and the thickness of the second winding coil is equal to the disk thickness of the stator disk. Winding coil structure of the disk-type motor, characterized in that made in the same.