KR20030003867A

KR20030003867A - 전동기의 고정자 코어 및 고정자 제조방법

Info

Publication number: KR20030003867A
Application number: KR1020010039715A
Authority: KR
Inventors: 김태형
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-01-14

Abstract

본 발명은 전동기의 고정자 코어 및 고정자 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전동기의 고정자코어는, 내측에 반경방향을 따라 중심을 향해 돌출된 복수의 티스부와, 둘레방향을 따라 상기 티스부와 상호 교번적으로 형성되는 슬롯을 구비한 외부코어와; 상기 티스부와 접촉되어 일체로 결합가능하게 형성된 적어도 하나의 돌출부를 가지고 상기 슬롯의 개구영역을 차단하도록 배치되는 내부코어와; 상기 외부코어와 상기 내부코어를 상호 일체로 결합시키는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 권선 작업을 신속하고 용이하게 할 수 있으며 에어갭을 줄일 수 있어 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

전동기의 고정자 코어 및 고정자 제조방법{STATOR CORE OF ELECTRIC MOTOR AND STATOR MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은, 전동기의 고정자 코어 및 고정자 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 권선작업을 신속하고 용이하게 할 수 있으며 성능을 향상시킬 수 있도록 한 전동기의 고정자 코어 및 고정자 제조방법에 관한 것이다.

전동기는 전기에너지를 기계에너지로 바꾸는 기계로서, 대부분 회전운동의 동력을 만들며, 직선운동의 형식을 가지는 것도 있다. 전동기는 사용전원의 종별에 따라 직류전동기 및 교류전동기로 구분되며, 또 교류전동기는 사용전원의 종별에 따라 단상교류용 및 삼상교류용으로 구별된다.

한편, 전동기는 통상 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과, 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정자와, 고정자에 대해 회전가능하게 배치되는 회전자를 구비하고 있다. 전동기의 고정자는 주로 내주면에 슬롯이 형성되어 있는 규소강판을 절연적층하여 형성되는 코어와, 슬롯내에 삽입되는 코일을 구비하고 있다.

도 1은 종래의 전동기의 고정자 코어의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 고정자 코어는, 평면투영시 원형고리형상을 가지는 복수의 규소강판(111)을 절연적층하여 형성되어 있으며, 각 규소강판(111)의 중앙영역에는 소정의 에어갭을 두고 회전자(미도시)가 수용될 수 있도록 회전자수용공(112a)이 형성되어 있다.

회전자수용공(112a)의 둘레영역에는 고정자 코일(미도시)이 수용될 수 있도록 복수의 슬롯(112b)이 형성되어 있으며, 각 슬롯(112b)과 슬롯(112b)사이에는 자로를 형성하도록 반경방향을 따라 티스부(112c)가 배치되어 있다. 슬롯(112b)의 내측연부에는 회전자수용공(112a)측으로부터 코일을 삽입할 수 있도록 개구(113)가 형성되어 있다.

종래의 고정자의 제조방법은, 소정형상을 가지는 규소강판(111)에 회전자수용공(112a) 및 슬롯(112b)이 형성되도록 펀칭하고, 펀칭된 복수의 규소강판(111)을 절연적층한다. 다음, 적층된 규소강판(111)을 용접을 하거나, 리벳이나 볼트 등을 사용하여 상호 일체로 결합되도록 한다. 결합이 완료되면 슬롯(112b)내에 코일을 삽입결합한다.

그런데, 이러한 종래의 전동기의 고정자 코어에 있어서는, 슬롯(112b)의 일측에 형성된 개구(113)를 통해 회전자수용공(112a)측으로부터 코일을 삽입하도록 되어 있어, 코일 삽입 작업에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 코일을 삽입하기 위해서는 개구(113)가 일정 이상의 크기를 가지도록 형성되어야 하기 때문에, 에어갭이 상대적으로 커지게 되고 이에 기인하여 여자전류 및 표면 철손(Surface Pulsating Loss)이 증가되어 성능을 향상시키기에는 한계가 있다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 권선 작업을 신속하고 용이하게 할 수 있으며 에어갭을 줄일 수 있어 성능을 향상시킬 수 있는 전동기의 고정자 코어 및 고정자 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 전동기의 고정자 코어의 평면도,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기의 고정자 코어의 분해도,

도 3은 도 2의 고정자 코어의 결합상태의 평면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전동기의 고정자 코어의 결합상태의 평면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 외부코어13 : 티스부

14 : 슬롯15 : 돌기수용홈

21 : 내부코어23 : 돌출부

25 : 축소구간부27 : 결합돌기

30 : 코일

상기 목적은, 본 발명에 따라, 내측에 반경방향을 따라 중심을 향해 돌출된 복수의 티스부와, 둘레방향을 따라 상기 티스부와 상호 교번적으로 형성되는 슬롯을 구비한 외부코어와; 상기 티스부와 접촉되어 일체로 결합가능하게 형성된 적어도 하나의 돌출부를 가지고 상기 슬롯의 개구영역을 차단하도록 배치되는 내부코어와; 상기 외부코어와 상기 내부코어를 상호 일체로 결합시키는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자 코어가 제공된다.

여기서, 상기 내부코어는 상기 외부코어에 비해 반경방향을 따라 축소되도록 형성되고, 상기 돌출부사이에 자기저항이 증가되도록 상기 돌출부에 비해 반경방향을 따라 축소된 축소구간부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 결합수단은 상기 티스부 및 상기 돌출부의 상호 접촉면중 어느 하나로부터 폭방향을 따라 축소되고 다른 하나를 향해 반경방향을 따라 돌출된 결합돌기와, 상기 티스부 및 상기 돌출부의 상호 접촉면중 다른 하나에 상기 외부코어 및 내부코어의 두께방향을 따라 상기 결합돌기를 수용하여 상기 외부코어의 판면방향에 대해 상호 맞물림되도록 형성되는 돌기수용부를 포함하는 것이 효과적이다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 내측에 반경방향을 따라 중심을 향해 돌출된 복수의 티스부와 둘레방향을 따라 상기 티스부와 상호 교번적으로 형성되는 슬롯을 구비한 외부코어와, 상기 티스부와 접촉가능학 반경방향을 따라 돌출된 적어도 하나의 돌출부를 가지고 상기 슬롯의 입구영역을 차단하도록 배치되는 내부코어를 마련하는 단계와; 상기 외부코어에 고정자 권선을 형성하는 단계와; 상기고정자권선의 형성후 상기 외부코어의 티스부와 상기 돌출부를 상호 일체로 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자의 제조방법이 제공된다.

여기서, 상기 외부코어와 상기 내부코어의 결합단계전에 상기 티스부와 상기 돌출부의 상호 접촉면중 어느 하나에 상기 티스부의 폭에 비해 축소된 폭을 가지고 반경방향을 따라 돌출된 결합돌기와, 상기 상호 접촉면중 다른 하나에 상기 외부코어의 두께방향을 따라 상기 결합돌기를 수용하여 상기 외부코어의 판면방향에 대해 상호 맞물되는 돌기수용홈을 마련하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동기의 고정자 코어의 분해도이고, 도 3은 도 2의 고정자 코어의 결합상태의 평면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 전동기의 고정자 코어는, 둘레방향을 따라 복수의 티스부(13) 및 슬롯(14)이 형성되어 있는 외부코어(11)와, 일측이 각 티스부(13)에 접촉될 수 있게 반경방향을 따라 형성된 돌출부(23)를 가지고 외부코어(11)의 내부에 결합되는 내부코어(21)를 포함하여 구성되어 있다.

외부코어(11)는 소정의 크기를 가지는 원형고리형상의 요크(12)와, 요크(12)의 내경면에 반경방향을 따라 연장되고 둘레방향을 따라 소정 돌출된 복수의 티스부(13)와, 티스부(13)사이에 형성되는 복수의 슬롯(14)을 구비하고 있다. 티스부(13)의 돌출방향을 따라 끝단부에는 폭방향으로 축소되고 반경방향을 따라 함몰된 돌기수용홈(15)이 형성되어 있다.

내부코어(21)는 외부코어(11)에 비해 축소된 원형고리형상을 가지며, 외경면에는 각 티스부(13)와 접촉가능하게 반경방향을 따라 돌출된 복수의 돌출부(23)가 형성되어 있다. 각 돌출부(23)의 끝단부에는 폭방향으로 축소되고 반경방향을 따라 소정 돌출된 결합돌기(27)가 각각 형성되어 있으며, 각 돌기수용홈(15)과 결합돌기(27)는 상호 압입될 수 있도록 각각 형성되어 있다.

각 돌출부(23)사이영역에는 자기저항이 증가되어 포화치가 되도록 반경방향을 따라 점진적으로 폭이 축소되는 축소구간부(25)가 형성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 외부코어(11)의 각 슬롯(14)내에 코일(30)을 삽입결합하고, 각 티스부(13)에 형성된 돌기수용홈(15)에 내부코어(21)의 결합돌기(27)가 배치되도록 한 상태에서 상하방향을 따라 외부코어(11) 및 내부코어(21)를 가압한다. 이에 따라, 각 결합돌기(27)는 해당 돌기수용홈(15)의 내부에 압입되어 내부코어(21)는 외부코어(11)와 일체로 결합된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전동기의 고정자 코어의 결합상태의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 본 전동기의 고정자 코어는, 소정의 크기를 가지는 원형고리형상의 요크(52)와 요크(52)의 내측에 반경방향을 따라 중앙영역으로 돌출된 복수의 티스부(53)와 둘레방향을 따라 티스부(53)와 상호 교번적으로 형성되는 슬롯(54)이 구비된 외부코어(51)와, 일측에 각 티스부(53)에 접촉가능하게 돌출된 돌출부(63)를 가지고 외부코어(51)의 내부에 상호 소정의 거리 이격되게 둘레방향을 따라 고리형상을 이루도록 각 티스부(53)에 일체로 결합되는 복수의 내부코어(61)를 포함하여 구성되어 있다.

각 내부코어(61)는 내부에 소정의 에어갭을 두고 회전자가 수용될 수 있도록소정의 곡률를 가지도록 형성되는 차단부(65)와, 차단부(65)의 중앙영역으로부터 티스부(53)와 접촉될 수 있도록 각 차단부(65)의 외측면에 반경방향을 따라 소정 돌출되는 돌출부(63)를 구비하고 있다.

각 돌출부(63)의 끝단부에는 결합후 반경방향을 따른 유동이 억제되도록 거의 “ㄱ”형상을 가지도록 돌출/절곡된 결합돌기(67)가 각각 형성되어 있으며, 외부코어(51)의 각 티스부(53)에는 두께방향을 따라 결합돌기(67)를 수용할 수 있도록 “ㄱ”형상을 가지는 돌기수용홈(55)이 각각 형성되어 있다. 여기서, 각 결합돌기(67) 및 돌기수용홈(55)은 상호 압입될 수 있도록 형성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 외부코어(51)의 각 슬롯(54)내에 코일(70)을 삽입결합하고, 각 티스부(53)의 돌기수용홈(55)에 각 내부코어(61)의 결합돌기(67)를 배치하여 상하방향을 따라 이들이 상호 가압되도록 하면 각 결합돌기(67)가 해당 돌기수용홈(55)의 내부로 압입되어 일체로 결합된다.

전술 및 도시한 실시예에서는, 각 내부코어에 결합돌기를 형성하고, 각 티스부에 결합돌기와 두께방향을 따라 상호 결합되고 판면방향을 따라 상호 요철맞물림되게 돌기수용홈을 형성한 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 각 티스부에 결합돌기를 형성하고 돌출부에 돌기수용홈이 형성되도록 구성할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 내측에 복수의 티스부 및 슬롯이 형성된 외부코어와, 외측에 각 티스부에 접촉가능하게 돌출부가 형성된 내부코어를 마련함으로써, 코일의 삽입을 신속하고 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 개구를 통해 코일을 삽입하던 종래와는 달리, 슬롯의 개구를 형성하지 않거나, 개구의 크기를 필요한도로 축소할 수 있어, 개구의 크기에 기인한 여자전류 및 표면 철손을 억제하여 성능을 향상시킬 수 있는 전동기의 고정자 코어 및 고정자 제조방법이 제공된다.

Claims

내측에 반경방향을 따라 중심을 향해 돌출된 복수의 티스부와, 둘레방향을 따라 상기 티스부와 상호 교번적으로 형성되는 슬롯을 구비한 외부코어와; 상기 티스부와 접촉되어 일체로 결합가능하게 형성된 적어도 하나의 돌출부를 가지고 상기 슬롯의 개구영역을 차단하도록 배치되는 내부코어와; 상기 외부코어와 상기 내부코어를 상호 일체로 결합시키는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자 코어.
제1항에 있어서,

상기 내부코어는 상기 외부코어에 비해 반경방향을 따라 축소되도록 형성되고, 상기 돌출부사이에 자기저항이 증가되도록 상기 돌출부에 비해 반경방향을 따라 축소된 축소구간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자 코어.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 결합수단은 상기 티스부 및 상기 돌출부의 상호 접촉면중 어느 하나로부터 폭방향을 따라 축소되고 다른 하나를 향해 반경방향을 따라 돌출된 결합돌기와, 상기 티스부 및 상기 돌출부의 상호 접촉면중 다른 하나에 상기 외부코어 및 내부코어의 두께방향을 따라 상기 결합돌기를 수용하여 상기 외부코어의 판면방향에 대해 상호 맞물림되도록 형성되는 돌기수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는전동기의 고정자 코어.
내측에 반경방향을 따라 중심을 향해 돌출된 복수의 티스부와 둘레방향을 따라 상기 티스부와 상호 교번적으로 형성되는 슬롯을 구비한 외부코어와, 상기 티스부와 접촉가능학 반경방향을 따라 돌출된 적어도 하나의 돌출부를 가지고 상기 슬롯의 입구영역을 차단하도록 배치되는 내부코어를 마련하는 단계와; 상기 외부코어에 고정자 권선을 형성하는 단계와; 상기 고정자권선의 형성후 상기 외부코어의 티스부와 상기 돌출부를 상호 일체로 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 외부코어와 상기 내부코어의 결합단계전에 상기 티스부와 상기 돌출부의 상호 접촉면중 어느 하나에 상기 티스부의 폭에 비해 축소된 폭을 가지고 반경방향을 따라 돌출된 결합돌기와, 상기 상호 접촉면중 다른 하나에 상기 외부코어의 두께방향을 따라 상기 결합돌기를 수용하여 상기 외부코어의 판면방향에 대해 상호 맞물되는 돌기수용홈을 마련하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자의 제조방법.