KR20050090718A - 비엘디시 모터의 스테이터 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 비엘디시 모터의 스테이터 및 그 제조방법은 규소강판을 프레스로 펀칭가공하여 띠형상으로 된 요크소재를 제작하고, 그 요크소재를 스파이럴 형성하여 적층하여 요크를 제작하며, 별도의 분말야금공법으로 제작된 폴을 상기 요크에 조립하여 스테이터 코어를 제작한 후 폴과 폴 사이의 슬롯에 절연지를 끼우고 코일을 권취하여 스테이터를 제작함으로써, 스테이터 코어 전체를 규소강판으로 펀칭가공하여 제작하는 경우보다 스크랩이 작게 발생되고, 폴의 상,하단부에 라운드부가 형성되어 앤드코일의 회전반경이 작아지고, 그에 따라 앤드코일의 길이가 짧게 형성됨에 따라 제조원가가 절감되고, 코일의 전기적인 저항이 감소되어 진다.

Description

비엘디시 모터의 스테이터 및 그 제조방법{STATOR OF BLDC MOTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 비엘디시 모터(BLDC motor)의 스테이터(stator) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 규소강판을 펀칭가공하여 요크를 제작하고, 자성분말을 성형하여 소결한 폴을 요크에 조립하여 스테이터 코어를 제작함으로써, 소재절감 및 권취되는 코일의 소요량이 절감되어지도록 한 비엘디시 모터의 스테이터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 비엘디시 모터용 스테이터 코어의 일예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 스테이터 코어에 코일이 권취된 상태의 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 종래 비엘디시 모터의 스테이터는 스테이터 코어(1)와, 그 스테이터 코어(1)에 권취되어 있는 코일(2)로 이루어져 있다.

상기 스테이터 코어(1)는 1mm 이내의 규소강판을 프레스로 펀칭한 후 적층하여 제작되며, 원통형상으로된 요크(1a)와 그 요크(1a)의 내주면에 돌출되게 일체로 형성되어 있는 복수개의 폴(1b)들로 이루어져 있다.

상기 코일(2)은 상기 폴(1b)과 인접한 다른 폴(1b)의 사이에 형성되는 슬롯(1c)에 절연지(3)가 삽입되어 절연이 이루어진 상태에서 감겨져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 규소강판으로 스테이터 코어(1)가 제작된 스테이터(10)는 규소강판을 프레스로 펀칭할 때 스크랩이 많이 발생되어 제조원가를 절감하는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

또한, 적층된 폴(1b)의 상단부와 하단부는 직각을 이루고 있으며, 그에 따라 권취되는 코일(2)의 상단부와 하단부를 이루는 앤드코일(2a)의 회전반경이 커지 되어 앤드코일(2a)의 길이가 길어지게 되고, 그에 따라 저항의 증가로 효율이 저감되며 제조비용이 상승하는 문제점이 있었다.

도 3은 종래 비엘디시 모터용 스테이터의 다른예를 보인 사시도이고, 도 4는 도 3의 스테이터가 코어에 코일이 권취된 상태의 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 자성 철분말을 성형하고 소결하여 요크(11a)와 폴(11b)이 일체로 형성된 스테이터 코어(11)를 제작하고, 그와 같이 제작된 스테이터 코어(11)의 폴(11b)과 인접한 폴(11b) 사이의 슬롯(12)에 절연지(13)를 삽입한 상태에서 폴(11b)에 코일(14)을 권취하여 완성한다.

그리고, 상기와 같이 제작된 스테이터 코어(11)의 폴(11b) 상단부와 하단부는 금형에 의해 라운드부(11b')가 형성되어 있다.

상기와 같이 분말야금공법으로 제작되는 스테이터 코어(11)는 자성 철분말을 금형으로 성형, 소결하여 제작하기 때문에 스크랩이 발생되지 않고, 폴(11b)의 상단부와 하단부에 라운드부(11b')가 형성되어 있어서 권취되는 코일(13)의 회전반경이 작아서 앤드코일(14a)이 매우 짧아지는 장점이 있는 반면에, 규소 강판을 이용하여 스테이터 코어(11)를 제작한 경우와 비교하여 도 5에서 a)의 B-H특성 그래프와 b)의 철손특성 그래프에 나타난 것과 같이 투자율과 철손특성이 나쁜 단점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 자성특성이 양호하고, 제조원가를 절감할 수 있는 비엘디시 모터의 스테이터 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여

스테이터 코어에 코일이 권취되어 있는 비엘디시 모터의 스테이터에 있어서,

상기 스테이터 코어는 규소강판을 적층하여 이루어진 원통형의 요크 내주면에 다수개의 결합홈이 형성되어 있고, 그 결합홈에 자성 철분말을 성형/소결하여 제작한 다수개의 폴을 결합하여 구성된 것을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 스테이터가 제공된다.

또한, 낟장의 규소강판을 프레스로 펀칭하여 일측에 일정간격을 두고 홈부가 형성되도록 띠형상의 요크소재를 제작하는 단계와;

상기 띠형상의 요크소재를 스파이어럴 형상으로 적층하여 내주면에 다수개의 결합홈이 형성되는 적층된 원통형의 요크를 제작하는 단계와;

그 요크의 결합홈에 각각 별도의 분말야금공법으로 제작된 폴을 결합하여 스테이터 코어를 조립하는 단계와;

상기 폴과 폴 사이의 슬롯에 절연지를 삽입하는 단계와;

상기 조립된 스테이터 코어의 폴에 코일을 권취하는 단계를;

순차적으로 수행하여 제작되는 것을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 스테이터의 제조방법이 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 비엘디시 모터의 스테이터 및 그 제조방법을 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 비엘디시 모터의 스테이터를 보인 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비엘디시 모터의 스테이터는 원통형상으로된 스테이터 코어(101)와, 그 스테이터 코어(101)에 권취되어 있는 코일(102)과, 그 스테이터 코어(101)와 코일(102)을 절연하기 위한 절연지(103)로 이루어져 있다.

상기 스테이터 코어(101)는 규소강판이 스파이어럴(spiral) 형태로 적층되고 내주면에 다수개의 결합홈(111a)이 형성되어 있는 원통형의 요크(111)와, 그 요크(111)에 형성된 결합홈(101a)에 각각 결합되며 자성철분말을 이용한 분말야금공법으로 제작된 폴(112)로 이루어져 있다.

상기 코일(102)은 스테이터 코어(101)의 폴(112)과 폴(112) 사이에 형성되는 슬롯(113)의 내측에 절연지(103)가 삽입된 상태로 권취되는데, 폴(112)의 상단부와 하단부는 라운드부(112a)가 형성되어 있어서 폴(112)의 외측으로 돌출되는 앤드코일(102')의 회전반경이 작게 형성되게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 비엘디시 모터의 스테이터를 제조하는 방법을 도 7에 도시된 제조순서를 참고로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 소정두께와 면적을 가지는 낟장의 규소강판을 프레스로 펀칭하여 a)와 같이 일측에 일정간격을 두고 내측으로 요입되게 홈부(201a)가 등간격으로 형성되도록 띠형상의 요크소재(201)를 제작하고, 그와 같이 제작된 띠형상의 요크소재(201)를 b)에서와 같이 스파이어럴 형상으로 적층하여 내주면에 다수개의 결합홈(111a)이 형성되는 적층된 원통형의 요크(111)를 제작한다.

한편, 상기와 같이 제작되는 요크(111)와는 별도로, 자성철분말을 이용한 분말야금공법으로 c)에 도시된 바와 같은 폴(112)을 제작하는데, 그와 같이 제작되는 폴(112)은 금형에 라운드부가 형성되어 있어서 금형을 이용하여 자성철분말을 성형할 때 상단부와 하단부에 라운드부(112a)가 형성되며, 그와 같이 성형된 폴성형품을 그대로 소결하여 자성철분말로된 폴(112)이 제작된다.

다음, 상기와 같이 제작된 폴(112)을 상기 요크(111)에 형성된 다수개의 결합홈(111a)에 d)에서와 같이 각각 삽입하여 조립한다.

상기와 같이 폴(112)이 조립된 후에는 각각의 폴(112)과 폴(112) 사이의 슬롯(113)에 e)와 같이 절연지(103)를 삽입하고, 각 폴(112)에 코일(102)을 권취하여 f)와 같은 스테이터(120)를 완성한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 비엘디시 모터의 스테이터 및 그 제조방법은 규소강판을 프레스로 펀칭가공하여 띠형상으로 된 요크소재를 제작하고, 그 요크소재를 스파이럴 형성하여 적층하여 요크를 제작하며, 별도의 분말야금공법으로 제작된 폴을 상기 요크에 조립하여 스테이커 코어를 제작한 후 절연지를 끼우고 코일을 권취하여 스테이터를 제작함으로써, 스크랩이 많이 발생되지 않고, 앤드코일의 길이가 짧게 형성됨에 따라 제조원가가 절감되어지는 효과가 있다.

또, 요크는 규소강판으로 제작하고 폴은 자성철분말로 제작함으로써 여러 장점을 가지는 동시에 자성특성이 양호한 효과가 있다.

도 1은 종래 비엘디시 모터용 스테이터 코어의 일예를 보인 사시도.

도 2는 도 1의 스테이터 코어에 코일이 권취된 상태의 사시도.

도 3은 종래 비엘디시 모터용 스테이터의 다른예를 보인 사시도.

도 4는 도 3의 스테이터 코어에 코일이 권취된 상태의 사시도.

도 5는 종래 스테이터 코어의 재질별 특성을 비교한 그래프.

도 6은 본 발명에 따른 비엘디시 모터의 스테이터를 보인 사시도.

도 7은 본 발명의 비엘디시 모터의 스테이터를 제조하는 과정을 보인 순서대로 보인 사시도 및 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 스테이터 코어 102 : 코일

103 : 절연지 111 : 요크

111a : 결합홈 112 : 폴

112a : 라운드부 201 : 요크

201a : 홈부

Claims (3)

1. 스테이터 코어에 코일이 권취되어 있는 비엘디시 모터의 스테이터에 있어서,

   상기 스테이터 코어는 규소강판을 적층하여 이루어진 원통형의 요크 내주면에 다수개의 결합홈이 형성되어 있고, 그 결합홈에 자성 철분말을 성형/소결하여 제작한 다수개의 폴을 결합하여 구성된 것을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 스테이터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 폴의 상단부와 하단부에 라운드부가 형성된 것을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 스테이터.
3. 낟장의 규소강판을 프레스로 펀칭하여 일측에 일정간격을 두고 홈부가 형성되도록 띠형상의 요크소재를 제작하는 단계와;

   상기 띠형상의 요크소재를 스파이어럴 형상으로 적층하여 내주면에 다수개의 결합홈이 형성되는 적층된 원통형의 요크를 제작하는 단계와;

   그 요크의 결합홈에 각각 별도의 분말야금공법으로 제작된 폴을 결합하여 스테이터 코어를 조립하는 단계와;

   상기 폴과 폴 사이의 슬롯에 절연지를 삽입하는 단계와;

   상기 조립된 스테이터 코어의 폴에 코일을 권취하는 단계를;

   순차적으로 수행하여 제작되는 것을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 스테이터의 제조방법.