KR20030023358A - 전동기의 고정자 및 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동기의 고정자 및 그 제작방법에 관한 것으로, 본 발명은 다수개의 적층판으로 적층된 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 삽입되는 회전자와, 상기 고정자에 권선되는 권선 코일을 포함하여 구성된 전동기에서, 상기 고정자를 구성하는 적층판은 사각 형태의 박판에 각 모서리가 모따기되어 이루어진 판체부와, 그 판체부의 가운데 일정 내경을 갖도록 관통된 관통구멍과, 상기 관통구멍의 내주면에 형성되는 다수개의 개구홈에 의해 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖도록 형성되는 다수개의 티스부와, 상기 판체부의 각 모서리측 영역에 형성되는 관통공과, 상기 판체부의 각 변에 양측 모서리부분이 낮도록 소정의 간격을 두고 경사지게 단턱진 경사 단턱부를 구비하여 이루어지도록 구성하고 제작함으로써 고정자에 플럭스가 흐르는 패스를 충분하게 확보함에 의해 자기 저항을 최소화하여 플럭스의 손실을 줄이고 아울러 고정자 및 그 고정자에 권선되는 권선 코일의 구조를 간단하게 함으로써 전동기의 크기를 줄이며 또한 상기 적층판을 제작하는데 발생되는 스크랩의 양을 최소화하여 원가를 절감시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

전동기의 고정자 및 그 제작방법{METHODE MANUFACTURING THE STATOR AND STATOR OF MOTOR}

본 발명은 전동기의 고정자 및 그 제작방법에 관한 것으로, 특히 제작시 재료의 손실을 최소화할 뿐만 아니라 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 전동기의 고정자 및 그 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 전동기(Motor)는 전기에너지를 운동에너지로 변환시키는 기기이며, 이와 같은 전동기는 전기에너지를 회전 운동으로 변환시키는 회전형 전동기와 전기에너지를 직선 왕복 운동으로 변환시키는 왕복동형 전동기 등으로 분류된다.

상기 전동기는 동력원으로서 냉장고, 에어컨, 세탁기, 선풍기, 청소기 등 가정에서 사용되는 거의 모든 제품에 장착되어 있다.

도 1은 상기 전동기의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 전동기는 모터 하우징이나 프레임 등에 장착되는 고정자(10)와, 상기 고정자(10)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(20)와, 상기 고정자(10)의 내부에 권선되는 권선 코일(30)을 포함하여 구성된다.

상기한 바와 같은 전동기는 상기 권선 코일(30)에 전류가 교번되게 인가되면 그 권선 코일(30)에 흐르는 전류에 의한 상호 작용력에 의해 회전자(20)가 회전하게 된다.

한편, 상기 전동기를 구성하는 고정자(10)의 종래 구조는, 도 2에 도시한 바와 같이, 소정의 길이로 형성되며 그 면이 사각형의 각 모서리가 라운딩된 형태로형성된 고정자 몸체(11)의 내부에 상기 회전자(20)가 삽입되는 회전자 삽입구멍(12)이 형성되고 그 회전자 삽입구멍(12)의 내주면에 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖는 티스(13)가 형성되도록 다수개의 개구홈(14)이 관통 형성되며 상기 라운딩된 각 모서리 영역에 볼트가 체결 고정되는 지지홀(15)이 구비되어 이루어진다.

상기한 바와 같은 고정자(10)는 상기 권선 코일(30)에 인가되는 전류에 의해 유기되는 플럭스의 흐름을 원활하게 할 뿐만 아니라 손실을 방지하기 위하여 다수개의 적층판(L)이 적층된 적층체로 이루어지며 그 고정자 적층체를 구성하는 다수개의 적층판(L)은 그 고정자(10)를 단면한 단면 형상의 박판으로 형성되어 있다. 즉, 상기 고정자(10)를 구성하는 다수개의 적층판(L)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 갖는 사각형의 박판 모서리가 라운딩된 판체부(11')와 그 판체부(11')의 중심에 일정 내경을 갖도록 관통된 관통구멍(12')과 상기 관통구멍(12') 내주면에 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖는 티스(13')가 형성되도록 다수개의 개구홈(14')이 관통 형성되며 상기 라운딩된 각 모서리 영역에 상기 지지홀(15)을 이루는 관통공(15')이 형성되어 이루어진다.

상기한 바와 같은 고정자(10)를 구성하는 적층판(L)을 제작시, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 적층판(L)의 두 개 폭에 해당되는 폭과 소정의 길이를 갖는 재료 판재(P)의 양측에 그 재료 판재(P)를 이송시키기 위한 파일럿 홀(h)이 일정 간격으로 배열되도록 형성된다. 그리고 상기 재료 판재(P)가 금형 머신에 안착되어 그 재료 판재(P)의 파일럿 홀(h)에 이송 핀(미도시)이 삽입되어 이송하면서 그 재료 판재(P)를 이송시키게 된다. 이와 동시에 이송되는 재료 판재(P)를 상기 적층판(L) 형상을 갖는 타발 금형으로 펀칭하여 적층판(L)을 제작하게 된다. 상기 적층판(L)은 상기 재료 판재(P)의 길이방향에 대하여 두 개의 배열로 배열됨과 동시에 폭 방향으로 동일 선상에 위치하도록 그 재료 판재(P)에서 절단되어 제작된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 고정자 구조는 그 형상이 사각형의 모서리에 라운딩된 형태로 형성되고, 즉 그 고정자 적층체를 구성하는 적층판(L)의 형상이 사각형의 모서리에 라운딩된 형태로 형성되고 또한 그 적층판(L)이 재료 판재(P)에 정방 형태로 두 개의 배열을 이루도록 절단되어 제작되므로 상기 재료 판재(P)로 적층판(L)을 절단한 후 그 적층판(L)에 사용되지 않고 남은 재료 판재의 조각, 즉 스크랩이 많이 남게 되어 재료 판재(P)의 소모가 많게 되는 문제점이 있었다.

한편, 재료 판재(P)에 적층판(L)을 절단하고 남은 스크랩을 감소시키기 위하여 상기 고정자(10)의 형상을, 도 5에 도시한 바와 같이, 사각형의 모서리에 형성되는 라운딩의 곡률을 크게 하고 상기 재료 판재(P)에서 그 적층판(L)을 절단시 그 재료 판재(P)의 길이방향으로 두 개의 열을 이루고 폭 방향으로 지그재그로 위치하게 적층판(L)을 절단하게 된다. 이와 같은 구조는 재료 판재(P)에서 발생되는 스크랩을 줄일 수 있으나 적층판(L)의 모서리 영역에 형성되는 관통공(15)을 내측으로 옮겨야하고 이로 인하여 고정자(10)의 플럭스가 흐르는 패스인 고정자 요크 폭(b)의 확보가 어렵게 될 뿐만 아니라 그 관통공(15)과 권선 코일(30)사이의 절연 거리가 충분히 확보되지 않게 되어 권선 코일(30)의 높이를 높여야 하는데 이는고정자(10)와 권선 코일(30)로 이루어지는 전체 크기가 크게 되는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 제작시 재료의 손실을 최소화할 뿐만 아니라 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 전동기의 고정자 및 그 제작방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 전동기의 일예를 도시한 단면도,

도 2는 상기 전동기를 구성하는 종래 고정자의 사시도,

도 3은 상기 전동기의 고정자를 구성하는 적층판의 정면도,

도 4는 상기 전동기의 고정자를 구성하는 적층판의 제작과정을 도시한 평면도,

도 5는 종래 전동기의 고정자를 구성하는 적층판의 다른 실시예를 도시한 정면도,

도 6은 본 발명의 전동기 고정자가 구비된 전동기의 단면도,

도 7은 본 발명의 전동기 고정자의 사시도,

도 8은 본 발명의 전동기 고정자를 구성하는 적층판의 정면도,

도 9는 본 발명의 전동기 고정자 제작방법을 도시한 순서도,

도 10은 본 발명의 전동기 고정자를 구성하는 적층판의 제작방법을 도시한 평면도,

도 11은 도 10의 부분 확대도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

20 ; 회전자 30 ; 권선 코일

40 ; 고정자 41' ; 판체부

42' ; 관통구멍 43' ; 개구홈

44' ; 티스부 45' ; 관통공

46' ; 경사 단턱부 h ; 파일럿 홀

P ; 재료 판재 S ; 적층판

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 다수개의 적층판으로 적층된 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 삽입되는 회전자와, 상기 고정자에 권선되는 권선 코일을 포함하여 구성된 전동기에 있어서, 상기 고정자를 구성하는 적층판은 사각 형태의 박판에 각 모서리가 모따기되어 이루어진 판체부와, 그 판체부의 가운데 일정 내경을 갖도록 관통된 관통구멍과, 상기 관통구멍의 내주면에 형성되는 다수개의 개구홈에 의해 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖도록 형성되는 다수개의 티스부와, 상기 판체부의 각 모서리측 영역에 형성되는 관통공과, 상기 판체부의 각 변에 양측 모서리부분이 낮도록 소정의 간격을 두고 경사지게 단턱진 경사 단턱부를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자가 제공된다.

또한, 소정의 폭과 길이를 갖는 박판 내부 양측에 일정 간격을 두고 배열되는 다수개의 파일럿 홀이 구비된 재료 판재를 제작하는 단계와, 사각형의 모서리에 모따기되고 그 내부에 관통구멍이 형성되고 그 관통구멍의 내주면에 다수개의 개구홈 및 티스부가 형성되며 각 변에 경사진 경사 단차부가 구비되어 적층형 고정자를구성하는 적층판이 상기 재료 판재에 길이 방향으로 서로 중첩되게 지그재그로 배열되도록 금형으로 펀칭하는 단계와, 상기 재료 판재에서 펀치된 적층판재를 다수개 적층하는 단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 전동기의 고정자 제작방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 전동기의 고정자 및 그 제작방법을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 6은 본 발명의 전동기 고정자가 구비된 전동기의 일예를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 상기 전동기는 모터 하우징이나 프레임 등에 장착되는 고정자(40)와, 상기 고정자(40)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(20)와, 상기 고정자(40)에 권선되는 권선 코일(30)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 고정자(40)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 다수개의 적층판(S)이 적층된 적층체로 이루어지며, 그 고정자(40)를 구성하는 적층판(S)은, 도 8에 도시한 바와 같이, 사각 형태의 박판에 각 모서리가 모따기되어 이루어진 판체부(41')의 가운데 일정 내경을 갖도록 관통구멍(42')이 형성되며 그 관통구멍(42')의 내주면에 다수개의 개구홈(43')이 형성됨에 의해 그 개구홈(43')사이에 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖는 다수개의 티스부(44')가 형성되고 그 판체부(44')의 각 모서리측 영역에 각각 관통공(45')이 형성되며 그 판체부(41')의 각 변에 소정의 간격을 두고 경사 단턱부(46')가 각각 형성된다.

상기 적층판 판체부(41')의 각 변에 형성되는 경사 단턱부(46')는 그 각 변의 양측 모서리부분이 낮도록 소정의 간격을 두고 경사지도록 단턱지게 형성된다.상기 판체부(41')의 각 변에서 경사 단턱부(46')사이의 길이가 그 경사 단턱부(46')의 양측에 위치하는 길이를 합한 길이보다 크거나 유사하게 형성됨이 바람직하다.

그리고 본 발명의 전동기 고정자 제작방법에 대한 일실시예는, 도 9, 10에 도시한 바와 같이, 먼저, 소정의 폭과 길이를 갖는 박판 내부 양측에 일정 간격을 두고 배열되는 다수개의 파일럿 홀(h)이 구비된 재료 판재(P)를 제작하고 그 재료 판재(P)에 적층형 고정자(40)를 구성하는 적층판(S)을 지그재그로 각각 배열을 갖도록 금형으로 펀칭하는 단계가 진행된다. 상기 적층판(S)은 그 적층판(S)의 형상과 상응하는 금형이 구비된 금형 머신에 상기 재료 판재(P)가 놓여진 상태에서 그 재료 판재(P)를 금형 머신이 펀칭함에 의해 제작된다.

상기 적층판(S)은 사각형의 각 모서리에 모따기되고 그 내부에 관통구멍이 형성되며 그 관통구멍(42')의 내주면에 다수개의 개구홈(43') 및 티스부(44')가 형성되고 각 변에 경사진 경사 단차부(46')가 구비된 형태로 절단된다. 상기 재료 판재(P)에 적층판(S)이 펀칭되는 배열은 그 재료 판재(P)의 길이 방향으로 두 개의 열을 이루도록 펀칭되며 그 두 개의 열로 펀칭되는 적층판(S)은 서로 중첩되게 지그재그로 배열되도록 금형으로 펀칭하게 된다. 이때, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 적층판(S) 각 변의 경사 단차부(46')는 두 개 형성되며 그 경사 단차부(46')사이의 거리(d)가 그 경사 단차부(46')의 양측에 각각 위치하는 거리(e)의 합보다 크게 형성되며 상기 재료 판재(P)에 펀칭되는 적층판(S)의 배열은 서로 인접하는 경사 단차부(46')가 서로 중첩되도록 펀칭된다.

그리고 상기 재료 판재(P)에서 펀칭된 적층판(S)을 다수개 적층하여 고정자(40)를 제작하게 된다.

상기 재료 판재(P)에 형성된 파일럿 홀(h)은 그 재료 판재(P)가 금형 머신에 놓여진 상태에서 그 금형 머신에 의해 이송하기 위하여 사용된다.

이하, 본 발명의 전동기 고정자 및 그 제작방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 전동기는 상기 권선 코일(30)에 전류가 교번되게 인가되면 그 권선 코일(30)에 흐르는 전류에 의한 상호 작용력에 의해 회전자(20)가 회전하게 된다.

그리고 상기 고정자(40)는 다수개의 적층판(S)이 적층된 적층체로 이루어지며 그 고정자 적층체를 구성하는 적층판(S)이 사각형의 박판 모서리에 모따기되고 그 변에 경사 단턱부(46')가 구비되도록 구성하여 그 적층판(S)을 다수개 적층 결합하기 위한 관통공(45')과 티스부(44')사이의 거리를 충분히 확보하게 됨으로써 절연 거리가 충분히 확보되어 권선 코일(30)의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 플럭스가 흐르는 패스를 충분히 확보하게 되어 자기 저항을 줄일 수 있게 된다.

또한 본 발명의 전동기 고정자 제작방법은 상기 고정자(40)를 구성하는 적층판(S)을 제작시 재료 판재(P)에 두 개의 열로 서로 중첩되도록 지그재그로 적층판(S)을 절단할 뿐만 아니라 그 중첩되는 적층판(S)의 부분이 인접하는 적층판(S)의 경사 단턱부(46')와 경사 단턱부(46')사이에 서로 위치하도록 절단하게 됨으로써 한정된 재료 판재(P)에서 가능한 최대 크기의 적층판(S)을 절단하게될 뿐만 아니라 그 적층판(S)을 절단하고 남은 재료 판재(P)의 스크랩을 최소화시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 전동기 고정자 및 그 제작방법은 고정자에 플럭스가 흐르는 패스를 충분하게 확보하게 되어 자기 저항을 최소화하게 됨으로써 플럭스의 손실을 줄여 효율을 높이고 아울러 고정자 및 그 고정자에 권선되는 권선 코일의 구조를 간단하게 하게 됨으로써 전동기의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 적층체인 고정자를 구성하는 적층판을 제작함에 있어 그 적층판의 재료가 되는 재료 판재에서 컴팩트한 형상으로 펀칭하여 적층판을 제작하게 됨으로써 그 적층판을 펀칭하고 남은 스크랩을 최소화시키게 되어 원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 다수개의 적층판으로 적층된 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 삽입되는 회전자와, 상기 고정자에 권선되는 권선 코일을 포함하여 구성된 전동기에 있어서, 상기 고정자를 구성하는 적층판은 사각 형태의 박판에 각 모서리가 모따기되어 이루어진 판체부와, 그 판체부의 가운데 일정 내경을 갖도록 관통된 관통구멍과, 상기 관통구멍의 내주면에 형성되는 다수개의 개구홈에 의해 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖도록 형성되는 다수개의 티스부와, 상기 판체부의 각 모서리측 영역에 형성되는 관통공과, 상기 판체부의 각 변에 양측 모서리부분이 낮도록 소정의 간격을 두고 경사지게 단턱진 경사 단턱부를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자.
2. 제1항에 있어서, 상기 판체부의 각 변에서 경사 단턱부사이의 길이가 그 경사 단턱부의 양측에 위치하는 길이를 합한 길이보다 크거나 유사하게 형성된 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자.
3. 소정의 폭과 길이를 갖는 박판 내부 양측에 일정 간격을 두고 배열되는 다수개의 파일럿 홀이 구비된 재료 판재를 제작하는 단계와, 사각형의 모서리에 모따기되고 그 내부에 관통구멍이 형성되고 그 관통구멍의 내주면에 다수개의 개구홈 및 티스부가 형성되며 각 변에 경사진 경사 단차부가 구비되어 적층형 고정자를 구성하는 적층판이 상기 재료 판재에 길이 방향으로 서로 중첩되게 지그재그로 배열되도록 금형으로 펀칭하는 단계와, 상기 재료 판재에서 펀칭된 적층판을 다수개 적층하는 단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 전동기의 고정자 제작방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 적층판 각 변의 경사 단차부는 두 개 형성되며 그 경사 단차부사이의 거리가 그 경사 단차부의 양측에 각각 위치하는 거리보다 크게 형성되며 상기 재료 판재에 펀칭되는 적층판의 배열은 서로 인접하는 경사 단차부가 서로 중첩되도록 펀칭되는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자 제작방법.