KR20040025821A

KR20040025821A - 모터 및 모터의 제조방법

Info

Publication number: KR20040025821A
Application number: KR1020030063558A
Authority: KR
Inventors: 다케시마유타카
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2003-09-15
Publication date: 2004-03-26
Also published as: TW200405639A; TWI228854B; CN1275373C; KR100550802B1; CN1495986A; JP2004112975A

Abstract

낮은 비용으로 절연성 및 방열성이 높고, 특히 코일의 축방향 단면과 부하측 커버부 또는 반부하측 커버부의 간극을 작게 할 수 있는 모터를 얻는다.

부하측 커버부(12B) 및 반부하측 커버부(12C)의 내측면(12B1, 12C1)과, 이 커버부의 내측면(12B1, 12C1)과 대향하는 코일(14)의 축방향 단면(14A, 14B)의 사이에, 신축성이 있고 또한 공기보다 절연성이 높은 실리콘(절연체)(50, 52)을 상기 내측면(12B1, 12C1) 및 단면(14A, 14B)의 쌍방과 접촉한 상태에서 개재시킨다.

Description

모터 및 모터의 제조방법{Motor and motor manufacturing method}

본 발명은, 케이싱 안에 코일 및 고정철심을 가지는 스테이터와, 그 내측에서 회전 가능하게 배치된 로터를 구비한 모터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 모터는 케이싱 안에 코일 및 고정철심을 가지는 스테이터와, 그 내측에서 회전 가능하게 배치된 로터를 구비한다. 케이싱은, 대부분의 경우, 거의 원통상의 본체부 양측에 부하측 커버 및 반(反)부하측 커버를 구비하고 있다.

상기 코일의 권선에는, 에나멜 등의 최소한의 절연은 실시되어 있지만, 큰 전류가 흐르기 때문에, 해당 권선에 대하여 공기를 사이에 두고 케이싱(본체부, 부하측 커버부, 또는 반부하측 커버부)이 대향(對向)하는 경우에는, IECㆍJIS규격에 의해서 소정의 거리를 사이에 두지 않으면 안되는 것으로 되어 있다. 그 때문에, 일반적으로 이 코일과 축방향 단면으로부터 부하측 커버부 또는 반부하측 커버부까지의 사이에는 상응하는 간격이 형성되어 있다.

이 간격을 될 수 있는 한 작게 억제하기 위한 하나의 방법으로서, 코일 몰드(coil mold)라고 불려지는 특수한 제조기술이 제안되고 있다(예를 들면 일본국특허공개 평10-271720호 공보 참조).

이 방법은 고정철심, 코일 및 케이싱을 일체적으로 수지로 몰드하는 것으로, 코일의 축방향 단면으로부터 케이싱의 축방향 단부의 외표면까지의 거리를 더욱 짧게 할 수 있다.

그러나, 이 코일 몰드라고 불려지는 방법은, 확실히 모터의 축방향 길이는 어느 정도 단축할 수 있지만, 제품의 제조설비가 고가이기 때문에, 제품의 가격이 대단히 높아지는 문제가 있었다.

또, 케이싱 전체가 수지로 형성되어 있기 때문에, 방열성이 나쁘다는 문제도 있었다.

본 발명은, 이와 같은 종래의 문제를 해소하기 위하여 이루어진 것으로서, 낮은 비용으로 절연성 및 방열성이 높고, 또한, 특히 코일의 축방향 단면과 부하측 커버 또는 반부하측 커버의 간격을 작게 하여 모터 전체의 축방향 길이를 단축할 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관련되는 모터의 한쪽(도면의 상측)만을 단면표시한 정면도.

도 2는 절연체의 다른 예를 나타낸 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 모터12 : 케이싱

12A: 본체부12B: 부하측 커버부

12C: 반부하측 커버부12S: 바닥이 있는(有底) 케이싱

14 : 코일14A, 14B: 단면

16 : 고정철심18 : 스테이터

20 : 로터22 : 모터축

24, 26 : 돌기28, 30 : 베어링

32, 34 : 단차(段差)36 : 웨이브 와셔(wave washer)

38 : 리드선40 : 관통공

42 : 어태치먼트(attachment)44 : 오일 실(oil seal)

50, 52 : 실리콘(절연체)54, 56 : 간극

60 : 절연 시트(절연체)

본체부의 측면에 커버부를 가지는 케이싱과, 코일을 구비한 모터에 있어서, 상기 커버부와 상기 코일 사이에, 신축성이 있고, 또한 공기보다 절연성이 높은 절연체를, 상기 커버부 및 코일의 쌍방과 접촉한 상태에서 개재시킴으로써 상기 과제를 해결한 것이다.

본 발명에 있어서는, 커버부(부하측 커버부 또는 반부하측 커버부)와 코일과의 면 사이에, 공기보다 절연성이 높은 절연체를 개재시키도록 하고 있다. 절연체가 개재됨으로써, 상기 커버부와 코일의 간격(간극)을 더욱 작게 설정할 수 있고, 모터의 축방향 길이를 단축할 수 있다.

절연체는 신축성을 가지고 있기 때문에, 코일과 케이스 등의 열팽창율 차이에 따른 신축도의 차이도 양호하게 흡수할 수 있다.

케이싱 자체는, 본체부는 물론, 커버부를 포함하여 방열성이 높은 소재를 사용할 수 있기 때문에, 모터 전체의 방열성도 양호하게 유지할 수 있다.

게다가, 코일 전체를 몰드하는 방법에 비하여, 대규모 제조설비를 필요로 하지 않으므로, 비용이 현격히 낮고, 또한 설치ㆍ제조도 용이하다.

그리고, 본 발명에 있어서는, 절연체의 구체적인 소재 또는 형상 등은 특별히 한정되지 않는다. 상세한 설명은 후술한다.

<실시예>

이하, 도면에 근거하여 본 발명의 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관련되는 모터를, 그 축방향 단면의 한쪽(도면에서는 상측)만을 단면표시한 것이다.

이 모터(10)는, 케이싱(12) 안에 코일(14) 및 고정철심(16)을 가지는 스테이터(18)와, 그 내측에서 회전 가능하게 배치된 로터(20)를 구비한다. 케이싱(12)은, 원통상의 본체부(12A)의 양측에 부하측 커버부(12B) 및 반부하측 커버부(12C)를 구비하고 있다. 다만, 이 실시형태에서는, 본체부(12A)와 반부하측 커버부(12C)는 일체화되어, 바닥이 있는(有底) 실린더 케이싱(12S)을 구성하고 있다. 케이싱(12)은 방열성이 양호한 소재, 예를 들면 스틸 혹은 알루미늄 등의 소재로 형성되어 있다.

상기 스테이터(18)는, 그 고정철심(16)이 케이싱(12)의 본체부(12A) 내주에 고정되고, 코일(14)의 일부가 이 고정철심(16)의 축방향 양 사이드에 연장되어 있다. 코일(14)의 축방향 단면(14A, 14B)은, 양 커버부(12B, 12C) 각각의내측면(12B1, 12C1)과 대향하고 있다.

한편, 상기 로터(20)는 중앙부에 모터축(22)이 압입(壓入)되어 있다.

부하측 커버부(12B) 및 반부하측 커버부(12C)로부터는, 축방향을 따라서 링형상의 돌기(24, 26)가 모터축(26)과 동축으로 수직으로 설치되고, 이 돌기(24, 26)의 내측에 로터(20)를 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링(28, 30)이 배치되어 있다.

베어링(28, 30)과 로터(20)의 축방향 위치규제는, 모터축(22)에 형성한 단차(段差)(32, 34)에 의해서 행하여진다. 또한, 베어링(28, 30)과 양 커버부(12B, 12C)의 축방향 위치규제는, 돌기(24)에 형성한 단차(24A)에 웨이브 와셔(wave washer)(36)로, 베어링(30), 모터축(22)을 통하여 베어링(28)을 억누름으로써 행하여진다. 즉, 웨이브 와셔(36)는 제조ㆍ설치 오차를 흡수하는 효과도 갖는다. 또한, 부호 38은, 코일(14)에 전류를 공급하기 위한 리드선이고, 케이싱(12) 본체부(12A)의 관통공(40)을 통하여 직접 케이싱(12)내에 배선되어 있다. 또한, 부호 42는, 관통공(40)의 단부에 의해서 리드선(38)이 손상되는 것을 방지하기 위한 어태치먼트(attachment)이고, 부호 44는 오일 실(oil seal)이다.

다음으로, 코일(14)의 축방향 단면(14A, 14B) 부근의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

부하측 커버부(12B) 및 반부하측 커버부(12C)의 축방향 내측면(12B1, 12C1)과, 이 축방향 내측면(12B1, 12C1)과 대향하는 코일(14)의 축방향 단면(14A, 14B)의 사이에는, 실리콘(절연체)(50, 52)이 각각 배치되어 있다. 이 실리콘(50, 52)은신축성이 있고, 또한 공기보다 절연성이 높은 소재이기 때문에, 본 발명에 관련되는 절연체로서 바람직한 특성을 갖는다.

또한, 실리콘(50, 52)은 열전도성도 좋기 때문에, 코일(14)에 축적된 열을 케이싱(12)에 전달하기 쉬운 효과를 갖는다.

이 실리콘(50, 52)은, 양 내측면(12B1, 12C1)과 코일(14) 단면(14A, 14B)의 쌍방과 접촉한 상태에서 양자의 간극(54, 56)에 개재되어 있다. 따라서, 이 간극(54, 56)에는 공기는 존재하지 않고, 이 실리콘(50, 52)만이 존재하고 있다. 그 때문에, 이 양 내측면(12B1, 12C1)과 코일 단면(14A, 14B)과의 간극(54, 56)은, 종래보다도 작게(좁게) 설정되어 있다.

다음으로, 이 모터(10)의 조립ㆍ제조방법을 설명하면서, 이 모터(10)의 작용을 설명한다.

이 모터(10)를 조립하기 위해서는, 우선, 바닥이 있는 실린더 케이싱(12S)의 반부하측 커버부(12C) 내측면(12C1)에서의 상기 돌기(26)의 외주위치에 실리콘(겔(gel)상의 절연체)(52)을 두껍게 도포한다. 그리고, 이때는 아직 부하측 커버부(12B)는 설치되어 있지 않다.

그 후, 코일(14)의 축방향 단면(14B)에서 이 실리콘(52)을 가압하면서 스테이터(18)를 실린더 케이싱(12S)의 본체부(12A) 내주측에 삽입ㆍ고정한다. 코일(14)의 코드(38)는, 케이싱(12) 본체부(12A)의 내측으로부터 외측을 향하여 꺼내도록 한다. 더욱이, 코일(14)의 단면(14B)측에도 설치하기 전에 실리콘(52)을 도포하여 두면 더욱 좋다.

이 상태에서, 반부하측 커버부(12C) 내측면에 있어서의 돌기(26)의 내주위치에 웨이브 와셔(36)을 배치하고, 모터축(22)에 베어링(30)을 장착한 로터(20)를 설치한다.

더욱이, 스테이터(18)와 로터(20)의 설치에 대해서는 로터(20) 쪽을 먼저 행하여도 좋다.

그 후, 코일(14)의 부하측 축방향 단면(14A)에 실리콘(50)을 도포함과 동시에, 부하측 커버부(12B) 내측면(12B1)의 돌기(24)의 외주위치에도 실리콘(50)을 도포한다. 그 다음에, 돌기(24)의 내주부분에 베어링(32) 및 오일 실(44)을 맞물림시키면서, 도포한 실리콘(50)을 천천히 가압하여, 부하측 커버부(12B)를 본체부(12A)에 맞물림시키고, 이 부하측 커버부(12B)를 도시되지 않은 볼트에 의해서 고정한다.

그 결과, 코일(14)의 축방향 단면(14A, 14B)과 양 커버부(12B, 12C) 내측면(12B1, 12C1)의 간극(54, 56)에는, 실리콘(50, 52)만이 개재되도록 되어(공기만이 존재하고 있는 종래의 모터와 비교해서), 간극(54, 56)의 간격이 좁아도 절연특성이 양호한 모터(10)를 얻을 수 있다.

또, 실리콘(50, 52)은 신축성이 있기 때문에, 각 부재의 설치ㆍ제조 오차를 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 온도 환경이 변화하는 것에 의하여 상기 간극(54, 56)의 간격이 변화한 경우에도 양호하게 대응할 수 있다.

게다가, 케이싱(12) 자체는 바닥이 있는 실린더 케이싱(12S) 및 부하측 커버부(12B)를 포함하고, 방열성이 높은 스틸 또는 알루미늄으로 형성되어 있기 때문에모터 전체로서의 방열특성도 양호하게 유지할 수 있다.

또, 상기 설명으로부터 분명한 바와 같이, 이 모터(10)에 있어서는, 수지 몰드 설비와 같은 고가의 제조설비를 필요로 하지 않기 때문에, 낮은 비용으로 모터(10)를 제조할 수 있고, 또한 조립 자체도 용이하다.

더욱이, 상기 실시형태에 있어서는, 절연체의 구체적인 소재로서 겔상의 실리콘을 채용하였지만, 본 발명에 있어서는, 절연체의 구체적인 소재 또는 형상은 특별히 한정되지 않는다.

예를 들면, 링형상으로 된 절연체를 채용한 경우에는, 코일 축방향 단면의 전체둘레에 대하여 용이하게 절연체를 배치할 수 있게 된다. 이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이(신축성이 있는) 절연 시트(sheet)(60)와 같은 것을 채용하면, 특별히 설치ㆍ제조가 용이하게 된다.

더 나아가서는, 도 2에서 나타낸 바와 같은 절연 시트(60)의 주위를 겔상의 실리콘으로 봉지(封止)하도록 한 경우에는, 코일의 축방향 단면 부근 전체를 절연체로 확실하게 덮을 수 있게 되어서, 더욱 신뢰성이 있는 모터를 얻는 것이 가능하다.

더욱이, 상기 실시형태에 있어서는, 케이싱의 본체부와 반부하측 커버부가 일체화된 예가 나타나 있지만, 모터에 따라서는 본체부와 부하측 커버부 쪽이 일체화되어 있는 것도 있고, 또한 양 커버부 모두 본체부와 별도로 되어 있는 것도 있다. 어떤 모터에 대해서도 본 발명은 적용 가능하다.

또, 본 발명은 모터의 부하측 또는 반부하측 어느 한쪽에만 적용하여도, 상응하는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 반드시 양 사이드 페어(pair)로 실시할 필요는 없다.

본 발명에 의하면, 낮은 비용으로 절연성 및 방열성이 높고, 또한, 특히 코일과 커버부의 간극의 간격을 작게 하여 모터 전체의 축방향 길이를 단축할 수 있는 모터를 얻을 수 있다.

Claims

본체부의 측면에 커버부를 가지는 케이싱과, 코일을 구비한 모터에 있어서,

상기 커버부와 상기 코일 사이에,

신축성이 있고, 또한 공기보다 절연성이 높은 절연체를, 상기 커버부 및 코일의 쌍방과 접촉한 상태에서 개재시킨 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,

상기 절연체가 링형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제2항에 있어서,

상기 절연체가 링형상으로 된 절연 시트로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
본체부의 측면에 제1커버부를 가지는 케이싱과, 제1단면을 가지는 코일을 구비한 모터의 제조방법에 있어서,

신축성이 있고, 또한 공기보다 절연성이 높은 절연체를, 상기 제1커버부와 접촉한 상태에서 배치하는 공정과,

상기 코일을, 상기 제1단면을 이 절연체에 가압ㆍ접촉시키면서 상기 케이싱에 설치하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 모터의 제조방법.
제4항에 있어서,

더욱이, 상기 케이싱은 상기 본체부의 측면에 제2커버부를 가지고, 상기 코일은 제2단면을 가지는 것으로서,

신축성이 있고, 또한 공기보다 절연성이 높은 절연체를, 상기 코일의 상기 제2단면에, 그 제2단면과 접촉한 상태에서 배치하는 공정과,

상기 제2커버부를, 이 절연체에 가압ㆍ접촉시키면서 상기 본체부에 설치하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 모터의 제조방법.