KR20050104797A

KR20050104797A - 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 구조 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20050104797A
Application number: KR1020040030201A
Authority: KR
Inventors: 이호재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2005-11-03
Also published as: KR100595729B1

Abstract

본 발명은 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 구조 및 그 제작 방법에 관한 것으로, 본 발명은 이너 로터 방식 전동기의 스테이터에 있어서, 낱장의 코어판을 층층이 적층하여 폴부가 내경측에 위치하도록 방사상으로 배열하는 수 개의 티스부와, 티스부의 내경측은 모든 티스부가 서로 결속되도록 몰딩하는 반면 외경측은 각각의 티스부가 등간격으로 이격되도록 몰딩하여 그 외주면에 권선코일을 권취하도록 형성하는 몰딩부와, 티스부의 외경측을 모두 연결하여 자로(磁路)를 형성하도록 낱장의 코어판을 층층이 적층하여 환형으로 형성하는 요크부로 구성함으로써, 권선코일을 아우터 와인딩 방식으로 연속 권취할 수 있고 이를 통해 스테이터의 조립공정을 간소화하여 전동기의 생산성을 높일 수 있다.

Description

이너 로터 방식 전동기의 스테이터 구조 및 그 제조 방법{STATOR STRUCTURE FOR INNER ROTOR TYPE ELECTROMOTOR AND METHOD THREROF}

본 발명은 전동기의 스테이터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 내측에 로터를 배치하는 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전동기는 압축기, 세탁기, 선풍기와 같은 대부분의 전기전자제품에 핵심 구동원으로 사용하는 것으로, 로터의 위치에 따라 아우터 로터 방식과 이너 로터 방식으로 구분할 수 있다.

아우터 로터 방식(Outer Rotor Type)은 대개 스테이터의 권선코일을 코어의 바깥쪽에서 권취하는 아우터 와인딩(Outer Winding) 방식으로 권취반면 이너 로터 방식(Inner Rotor Type)은 스테이터 코일을 코어의 안쪽에서 권선하는 이너 와인딩(Inner Winding) 방식으로 권취하도록 이루어져 있다. 이너 로터 방식의 경우 권선코일을 권취하기가 난해함에 따라 코어의 요크부와 티스부를 분리 제작한 후 티스부에 권선코일을 권취하여 요크부에 후조립하는 분할코어 방식이 널리 알려져 있다.

도 1은 종래 이너 로터 방식 전동기의 스테이터를 보인 사시도이고, 도 2는 평면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 이너 로터 방식의 전동기에서 스테이터는, 자로(磁路)를 이루도록 환형으로 된 낱장의 코어판을 층층이 적층하여 형성하는 요크부(1)와, 권선코일(C)을 권취하도록 '티'자 모양으로 된 낱장의 코어판을 층층이 적층하여 상기한 요크부(1)의 내주면에 방사상으로 결합하는 수 개의 티스부(2)로 이루어져 있다.

요크부(1)는 그 내주면에 등간격으로 티스삽입홈(1a)을 턱지게 형성하고 있다.

티스부(2)는 전술한 바와 같이 '티(T)'자 모양으로 형성하되, 일단은 상기한 요크부(1)의 티스삽입홈(1a)에 조응하도록 턱지게 형성하는 반면 타단은 원호형상으로 폴부(2a)를 확장 형성하고 있다.

또, 티스부(2)의 외주면에는 절연물로 된 사각통 모양의 보빈체(3)를 삽입한 후 그 보빈체(3)의 외주면에 권선코일(C)을 권취하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 이너 로터 방식의 스테이터에 있어서는, 티스부(2)를 낱개로 제작하여 권선코일(C)을 권취한 후 이 티스부(2)를 요크부(1)에 후조립함에 따라 조립후 각 티스부(2)의 권선코일(C)을 별도의 피시비(PCB)에서 전기적으로 연결하거나 납땜 등으로 서로 연결하여야 하는 공정상의 번거로움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 이너 로터 방식의 스테이터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 코어의 바깥쪽에서 연속으로 와인딩을 하여 공정을 간소화하고 이를 통해 생산성을 높일 수 있는 전동기의 스테이터 및 그 제조 방법을 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 이너 로터 방식 전동기의 스테이터에 있어서, 낱장의 코어판을 층층이 적층하여 폴부가 내경측에 위치하도록 방사상으로 배열하는 수 개의 티스부와, 티스부의 내경측은 모든 티스부가 서로 결속되도록 몰딩하는 반면 외경측은 각각의 티스부가 등간격으로 이격되도록 몰딩하여 그 외주면에 권선코일을 권취하도록 형성하는 몰딩부와, 티스부의 외경측을 모두 연결하여 자로(磁路)를 형성하도록 낱장의 코어판을 층층이 적층하여 환형으로 형성하는 요크부로 구성한 것을 특징으로 하는 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 구조를 제공한다.

또, 다수 장의 티자형 코어판을 층층이 적층하여 수 개의 티스부를 제작하는 동시에 다수 장의 원형 코어판을 층층이 적층하여 한 개의 요크부를 제작하는 단계와, 수 개의 티스부를 금형에 방사상으로 배열하여 삽입하고 그 금형에 몰딩액을 주입한 후 소정의 경화과정을 거쳐 상기한 티스부의 내주측이 결속되도록 그 티스부의 외주면에 몰딩부를 형성하는 단계와, 금형에서 가제작된 스테이터를 인출하여 권선기로 각각의 티스부에 권선코일을 권취하는 단계와, 각 티스부의 바깥쪽 끝단을 요크부에 삽입하여 결합하는 단계로 수행하는 것을 특징으로 하는 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 제작 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 이너 로터 방식 전동기의 스테이터를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 이너 로터 방식 전동기의 스테이터를 분해하여 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 이너 로터 방식 전동기의 스테이터를 조립하여 보인 평면도이며, 도 5는 본 발명 이너 로터 방식 전동기에서 권선코일의 권취상태를 보인 개략도이고, 도 6은 본 발명 이너 로터 방식 전동기의 제작 과정을 보인 평면도이며, 도 7은 본 발명 이너 로터 방식 전동기의 제작 단계를 보인 블록도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 이너 로터 방식 전동기의 스테이터는, 규소강판으로 된 다수 장의 얇은 티(T)자형 코어판을 층층이 적층하여 방사상으로 배열하는 티스부(10)와, 티스부(10)의 내경측을 결속하는 반면 외경측은 상호 이격되도록 상기한 티스부(10)의 외측면을 몰딩하는 몰딩부(20)와, 규소강판으로 된 다수 장의 얇은 원호형 코어판을 타발하여 층층이 적층하고 이를 이용하여 티스부(10)의 바깥쪽을 결합하는 요크부(30)로 구성한다.

티스부(10)는 전술한 바와 같이 '티(T)'자 모양으로 형성하여 맥(mac)공법으로 결합하되, 바깥쪽 끝단은 후술할 요크부(30)의 걸림홈(31)에 조응하도록 걸림턱(11)을 단차지게 형성하는 반면 안쪽 끝단은 원호형상으로 폴부(12)를 확장 형성한다.

걸림턱(11)은 끝단부위에서 좁아졌다가 길이방향으로 갈수록 점차 넓게 형성하여 이루어진다.

몰딩부(20)는 티스부(10)의 외측면을 감싸는 중간몰딩부(21)와, 중간몰딩부(21)의 내주측에 소정의 높이로 확장 형성하고 각각의 티스부(10)가 서로 결속되도록 원형띠 모양으로 형성하는 내측몰딩부(22)와, 중간몰딩부(22)의 외주측에 소정의 넓이로 확장 형성하고 각각의 티스부(10)가 이격되도록 판형 모양으로 형성하는 외측몰딩부(23)로 이루어진다.

중간몰딩부(21)는 이웃하는 양쪽 티스부(10) 사이를 절연하도록 각 티스부(10)의 중간 형상과 동일하게 평면투영시 "티(T)"자형 통체 형상으로 형성하되, 안쪽 끝단은 폴부(12)의 축방향 양측면을 감싸는 부위까지 형성하는 반면 바깥쪽 끝단은 상기한 티스부(10)의 걸림턱이 시작되는 부위까지 형성한다.

내측몰딩부(22)는 티스부(10)의 폴부(12)가 형성되는 부위에서 수직한 방향으로 돌출 형성하되, 대략 권선코일(C)을 감는 두께만큼의 높이로 돌출 형성하는 것이 권선코일(C)을 지지하는데 바람직하다.

외측몰딩부(23)는 전술한 바와 같이 티스부(10)의 걸림턱(11)이 형성되는 부위에 수직한 방향으로 돌출 형성하되, 대략 권선코일(C)을 감는 두께만큼의 높이로 돌출 형성하는 것이 권선코일(C)을 지지하는데 바람직하다. 또, 외측몰딩부(23)는 도 5에서와 같이 이웃하는 외측몰딩부(23)와 권선코일(C)을 권취하는데 용이하도록 모서리 부위는 라운드지게 형성하는 것이 바람직하다.

또, 외측몰딩부(23)는 도면에서와 같이 평판형으로 형성할 수도 있으나, 경우에 따라서는 평면투영시 내측몰딩부(22)와 같은 곡률로 곡면진 원호형 단면 형상으로 형성할 수도 있다.

요크부(30)는 환형으로 형성하되, 그 내주면에는 상기한 티스부(10)의 걸림턱(11)이 압입되도록 걸림홈(31)을 점차 넓어지게 형성한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 이너 로터 방식 전동기의 스테이터는 다음과 같이 제작한다.

먼저, 도 6의 (a)에서와 같이 얇은 규소강판에서 "티(T)"자형 코어판을 다수 장 형성하여 층층이 적층한 티스부(10)를 형성한 후 이 티스부(10)를 소정 형상의 금형(M)에 방사상으로 배열하여 삽입한다.(S1)

다음, 도 6의 (b)에서와 같이 금형에 수지와 같은 절연성 재질의 몰딩액을 주입하여 이 몰딩액이 티스부(10)의 외주면과 금형(M)의 내주면 사이에 충진되도록 한다. 이후 일정 시간 경화시켜 몰딩액이 굳어지면서 중간몰딩부(21)와 내측몰딩부(22) 그리고 외측몰딩부(23)로 이루어진 몰딩부(20)를 형성하도록 한다.(S2)

다음, 도 6의 (c)에서와 같이 금형(M)을 분리하여 내측몰딩부(22)에 의해 가조립된 티스부(10)를 인출하고, 이 티스부(10)의 외주면, 보다 정확하게는 중간몰딩부(21)의 외주면에 권선기(미도시)를 이용하여 권선코일(C)을 권취한다. 이때, 도 5에서와 같이 권선코일(C)은 티스부(10)의 바깥쪽에서 안쪽으로 감아가는 아우터 와인딩 방식으로 권취시킨다.(S3)

다음, 도 6의 (d)에서와 같이 원형 띠 모양으로 타발 제작한 코어판을 층층이 적층하여 형성한 요크부(30)를 상기한 티스부(10)의 바깥쪽 끝단에 압입한다. 이때, 티스부(10)의 바깥쪽 끝단에는 걸림턱(11)을 턱지게 형성하는 반면 요크부(30)의 내주면에는 걸림홈(31)을 턱지게 형성하여 상기한 티스부(10)와 요크부(30)를 견고하게 조립한다.(S4)

이렇게 하여, 스테이터의 안쪽에 로터를 배열하는 소위 이너 로터 방식의 전동기에서 스테이터의 티스부 바깥쪽을 이격되게 형성함으로써 권선코일을 티스부의 바깥쪽에서 권취하는 소위 아우터 와인딩 방식을 채용할 수 있을 뿐만 아니라 권선코일을 연속으로 권취하여 낱개로 권선코일을 권취한 후 별도의 피시비 또는 납땜 공정을 통해 권선코일을 연결하는 것에 비하여 조립공정을 간소화할 수 있고 이에 따라 전동기의 생산성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 이너 로터 방식 전동기의 스테이터는, 티스부를 제작한 후 이를 금형에서 내경측이 결속되도록 몰딩부를 형성함으로써, 권선코일을 아우터 와인딩 방식으로 연속 권취할 수 있고 이를 통해 스테이터의 조립공정을 간소화하여 전동기의 생산성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 이너 로터 방식 전동기의 스테이터를 보인 사시도,

도 2는 종래 이너 로터 방식 전동기의 스테이터를 보인 평면도,

도 3은 본 발명 이너 로터 방식 전동기의 스테이터를 분해하여 보인 사시도,

도 4는 본 발명 이너 로터 방식 전동기의 스테이터를 조립하여 보인 평면도,

도 5는 본 발명 이너 로터 방식 전동기에서 권선코일의 권취상태를 보인 개략도,

도 6은 본 발명 이너 로터 방식 전동기의 제작 과정을 보인 평면도,

도 7은 본 발명 이너 로터 방식 전동기의 제작 단계를 보인 블록도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 티스부 11 : 걸림턱

12 : 폴부 20 : 몰딩부

21 : 중간몰딩부 22 : 내측몰딩부

23 : 외측몰딩부 30 : 요크부

31 : 걸림홈 C : 권선코일

M : 금형

Claims

이너 로터 방식 전동기의 스테이터에 있어서,

낱장의 코어판을 층층이 적층하여 폴부가 내경측에 위치하도록 방사상으로 배열하는 수 개의 티스부와,

티스부의 내경측은 모든 티스부가 서로 결속되도록 몰딩하는 반면 외경측은 각각의 티스부가 등간격으로 이격되도록 몰딩하여 그 외주면에 권선코일을 권취하도록 형성하는 몰딩부와,

티스부의 외경측을 모두 연결하여 자로(磁路)를 형성하도록 낱장의 코어판을 층층이 적층하여 환형으로 형성하는 요크부로 구성한 것을 특징으로 하는 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 구조.
제1항에 있어서,

몰딩부는 티스부의 내주면과 바깥쪽 일부가 노출되도록 몰딩 형성하여 그 노출된 몰딩부의 바깥쪽 일부를 요크부에 압입 결합하는 것을 특징으로 하는 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 구조.
제2항에 있어서,

티스부는 노출된 바깥쪽에 원주방향으로 걸림턱을 단차지게 형성하고, 요크부의 내주면에는 상기 티스부의 걸림턱이 맞물리도록 걸림홈을 형성하여 상기한 티스부를 결합하는 것을 특징으로 하는 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 구조.
제1항에 있어서,

몰딩부는 이웃하는 양쪽 티스부의 폴부 양측면 사이를 절연하도록 개재되는 것을 특징으로 하는 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 구조.
제1항에 있어서,

몰딩부는 티스부의 외측면을 감싸는 중간몰딩부와, 중간몰딩부의 내주측에 소정의 높이로 확장 형성하고 각각의 티스부가 서로 결속되도록 원형띠 모양으로 형성하는 내측몰딩부와, 중간몰딩부의 외주측에 소정의 넓이로 확장 형성하고 각각의 티스부가 이격되도록 판형 모양으로 형성하는 외측몰딩부로 이루어진 것을 특징으로 하는 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 구조.
다수 장의 티자형 코어판을 층층이 적층하여 수 개의 티스부를 제작하는 동시에 다수 장의 원형 코어판을 층층이 적층하여 한 개의 요크부를 제작하는 단계와,

수 개의 티스부를 금형에 방사상으로 배열하여 삽입하고 그 금형에 몰딩액을 주입한 후 소정의 경화과정을 거쳐 상기한 티스부의 내주측이 결속되도록 그 티스부의 외주면에 몰딩부를 형성하는 단계와,

금형에서 가제작된 스테이터를 인출하여 권선기로 각각의 티스부에 권선코일을 권취하는 단계와,

각 티스부의 바깥쪽 끝단을 요크부에 삽입하여 결합하는 단계로 수행하는 것을 특징으로 하는 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 제작 방법.
제6항에 있어서,

권선코일은 각 티스부의 바깥쪽에서 연속으로 권취하는 아우터 와인딩 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하는 이너 로터 방식 전동기의 스테이터 제작 방법.