KR20060044726A

KR20060044726A - 분할코어식 모터 스테이터 및 그 조립방법

Info

Publication number: KR20060044726A
Application number: KR1020050024789A
Authority: KR
Inventors: 키요토 고바야시
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2004-04-19
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-05-16
Also published as: JP2005312119A; KR101078159B1; CN1691466B; TW200536233A; TWI305443B; CN1691466A; HK1084780A1

Abstract

분할코어식 모터 스테이터는 분할코어가 원환 형상으로 연결되어 있는 스테이터 코어를 가진다. 각 분할코어는 양단에 결합 돌기와, 상기 결합 돌기가 분할코어의 연결방향으로 착탈 가능하게 끼워질 수 있는 결합 홈이 형성되어 있다. 인접하는 분할코어는 결합 돌기와 결합 홈으로 이루어진 기계적인 결합 구조를 이용하여 연결되어 있다. 스테이터 코어 조립 작업은 용접 또는 접착 작업이 필요하지 않기 때문에 단시간 내에 용이하게 수행할 수 있다.

Description

분할코어식 모터 스테이터 및 그 조립방법{DIVIDED-CORE TYPE MOTOR STATOR, AND ASSEMBLY METHOD THEREOF}

도 1은 실시형태에 따른 분할코어식 모터 스테이터를 나타내는 정면도;

도 2는 도 1의 모터 스테이터의 분할코어를 도시하는 도면으로서, 도 2(a)는 그 정면도, 도 2(b)는 스테이터 코어의 외주측으로부터 봤을 때의 외주측의 단면도(端面圖), 도 2(c)는 도 2(a)의 A-A선에 따른 개략적인 단면도(斷面圖), 도 2(d)는 도 2(b)의 B-B선에 따른 개략적인 단면도;

도 3은 스테이터 코어를 조립하는 순서를 나타내는 도면;

도 4는 종래의 분할코어식 모터 스테이터를 도시한 정면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 분할코어식 모터 스테이터 2(1) ∼ 2(12) : 분할코어

3 : 스테이터 코어 6 : 코일 권선(coil winding)

8 : 코어 본체 8a : 원호형상 부분

8b : 돌극부분(salient pole portion) 10 : 절연체

11 : 코일 보빈(coil bobbin) 14 : 원통형상 몸통부

15 : 외주측 플랜지 16 : 내주측 플랜지

17 : 원호형상 판부분 18 : 결합 돌기

19 : 결합 홈 171, 172 : 단면(端面)

본 발명은 원환 형상(toroidal shape)으로 연결된 복수의 분할코어로 구성된 스테이터 코어를 구비한 분할코어식 모터 스테이터 및 그 조립방법에 관한 것이다.

분할코어가 원환 형상으로 연결된 구성을 가진 스테이터 코어를 구비한 분할코어식 모터 스테이터는 브러시리스 모터 또는 AC 모터용 스테이터로서 알려져 있다. 도 4는 이러한 분할코어식 모터 스테이터의 일례를 나타내는 정면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 분할코어식 모터 스테이터(100)는 복수의 분할코어(101)가 원환 형상으로 연결된 구성을 가진 스테이터 코어(102)를 가진다. 분할코어(101)는 조립용 지그(105; assembly jig)에 의해 상호 접촉을 유지한 채로 원환 형상으로 정렬되고, 각 분할코어(101)의 그 연결방향의 양측의 단면(端面)(103, 104)은 인접하는 분할코어의 단면(104, 103)에 접합하는 용접, 접착(bonding) 등의 방법에 의해 연결되어 있다.

그러나, 각 분할코어를 용접 또는 접착에 의해 개별적으로 접합하는 작업은, 작은 분할코어가 용접공구 또는 접착제 도포용 지그를 사용하여 접합될 필요가 있으므로, 번잡하고 시간소비적인 작업이 된다. 분할코어(101)를 용접에 의해 접합하는 경우, 용접하는 동안 가해지는 열에 의해 스테이터 코어(102)내에 왜곡(distortion)이 발생할 수도 있으며, 자기적 특성이 열화할 수도 있다. 분할코어 (101)를 접착제에 의해 접합하는 경우, 열 왜곡이 발생하거나 자기적 특성이 열화할 가능성은 없지만, 접착제가 굳기 위해서는 시간이 요구되기 때문에, 생산 리드타임(production lead time)이 길어진다는 문제가 있다.

이와 같은 점을 감안하여, 본 발명의 목적은, 용접 공정이나 접착 공정을 필요로 하지 않으며 간단한 방식으로 단시간내에 분할코어를 연결하여 원환 형상의 스테이터 코어로 조립할 수 있는 분할코어식 모터 스테이터의 조립방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용접 또는 접착하지 않고 원환 형상으로 용이하게 조립할 수 있는 분할코어식 모터 스테이터를 제공하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 분할코어를 상기 분할코어의 연결방향으로 인접하는 분할코어와 착탈 가능한 상태로 기계적으로 결합함으로써 순차적으로 연결하여 원환 형상의 스테이터 코어를 형성하는 분할코어식 모터 스테이터의 조립방법이 제공된다.

상기 기계적인 결합으로는 결합 돌기와, 상기 결합 돌기가 착탈 가능하게 끼워지는 결합 홈으로 이루어진 구조를 채용할 수도 있다.

이 경우, 상기 결합 돌기 및/또는 상기 결합 홈은 분할코어의 연결방향으로 각 분할코어의 일단면에 형성될 수도 있고, 상기 결합 홈 및/또는 상기 결합 돌기는 타단면에 형성될 수도 있다.

이어서, 본 발명에 따른 분할코어식 모터 스테이터는 복수의 분할코어, 및 원환 형상으로 연결된 분할 코어로 구성된 스테이터 코어를 구비하며, 상기 각 분할코어는, 분할코어의 연결방향의 한쪽 측에 형성된 제1 분할코어 접합 단면(端面)과, 다른쪽 측에 형성된 제2 분할코어 접합 단면; 상기 제1 분할코어 접합 단면에 형성된 결합 돌기; 및 상기 제2 분할코어 접합 단면에 형성되며, 상기 결합 돌기가 착탈 가능하게 끼워질 수 있는 결합 홈을 포함하고, 상기 분할코어는, 2개의 인접하는 분할코어 중 하나의 분할코어의 결합 돌기를 다른 하나의 분할코어의 결합 홈에 끼움으로써 원환 형상으로 연결되어 있다.

여기서, 상기 결합 홈이 제1 분할코어 접합 단면에 상기 결합 돌기와 함께 형성될 수도 있고, 상기 결합 돌기가 상기 제2 분할코어 접합 단면에 상기 결합 홈과 함께 형성될 수도 있다.

상기 분할코어는, 일반적으로 원호형상 부분과, 상기 원호형상 부분의 내주면으로부터 상기 내주면의 원호의 중심을 향해 돌출하는 돌극부분(salient pole portion)을 구비하는 자성재료로 이루어진 코어 본체; 상기 코어 본체의 돌극부분을 덮는 코일 보빈(coil bobbin) 및 상기 코일 보빈의 스테이터 코어의 외주측의 플랜지(flange)와 일체적으로 형성되며, 상기 코어 본체의 원호형상 부분에서의 스테이터 코어의 중심축방향으로 양단면을 덮는 한쌍의 원호형상판 부분이 설치되어 있는, 절연성 수지로 이루어진 절연체; 및 상기 절연체의 코일 보빈에 감겨진 코일 권선(coil winding)을 구비하며, 상기 원호형상판 부분에서의 분할코어의 연결방향의 2개의 단면(端面) 중 하나는 상기 결합 돌기와 일체적으로 형성된 제1 분할코어 접합 단면이고, 다른 하나는 상기 결합 홈과 일체적으로 형성된 제2 분할코어 접합 단면이다.

이러한 형상을 가진 절연체는 상기 코어 본체에 아웃서트 성형(outsert molding)을 행함으로써 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 분할코어식 모터 스테이터에서는, 분할코어의 절연체 등에 형성된 착탈 가능한 기계적 결합 구조를 이용하여, 분할코어를 원환 형상으로 연결하여 스테이터 코어를 조립한다. 따라서, 스테이터 코어를 조립하는 작업에 있어서, 분할코어를 용접 또는 접착제에 의해 접착함으로써 접합할 필요가 없다. 그러므로, 조립작업에서 용접 공정 또는 접착 공정이 불필요해지므로, 제조공정의 수를 감소시킬 수 있고, 용접공구 또는 접착제 도포용 지그가 필요하지 않다. 그러므로, 스테이터 코어를 조립하는 작업을 간단하게 단시간 내에 수행할 수 있다.

임의의 분할코어가 결함이 있는 경우, 결함이 있는 코어만 교체하면 된다. 따라서, 이러한 구조는 전체 어셈블리가 일체로 용접되거나 함께 접착되어 있는 경우에서와 같이, 전체 스테이터 코어가 교체될 필요가 없다는 점에서 유리하다.

[실시형태]

이하, 본 발명에 따른 분할코어식 모터 스테이터의 일례에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 분할코어식 모터 스테이터를 나타내는 정면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 분할코어식 모터 스테이터(1)는 동일한 형상을 가지며 각 극(pole)으로 분할된 12개의 분할코어[2(1)∼2(12)]가 원환 형상으로 연결된 구성을 가진 스테이 터 코어(3), 상기 스테이터 코어(3)의 중심축(1a) 방향의 한쪽 측상의 스테이터 코어(3)에 동축으로 장착된 원반형상의 배선기판(4), 및 원통형상의 스테이터 커버(5)를 구비한다. 분할코어[2(1)∼2(12)]에 감겨진 코일 권선(6)은 배선기판(4)상에 형성된 접합 랜드(joining land)에 납땜되고, 접합 랜드가 형성되어 있는 배선 패턴에 의해 소정의 방식으로 상호 접속되어 있다.

도 2는 도 1의 분할코어식 모터 스테이터(1)의 분할코어[2(2)]를 나타내며, 도 2(a)는 그 정면도, 도 2(b)는 스테이터 코어의 외주측으로부터 봤을 때의 외주측의 단면도(端面圖), 도 2(c)는 도 2(a)의 A-A선에 따른 개략적인 단면도(斷面圖), 도 2(d)는 도 2(b)의 B-B선에 따른 개략적인 단면도이다. 분할코어[2(1)∼2(12)]는 동일한 구성을 가지기 때문에, 분할코어[2(2)]가 그 구조를 설명하기 위한 일례로서 사용되고 있다.

도면에 나타낸 바와 같이, 분할코어[2(2)]는 원호형상 부분(8a; arcuate portion)과, 상기 원호형상 부분(8a)의 내주면으로부터 상기 내주면의 원호의 중심(C)을 향해 돌출하는 돌극부분(8b; salient pole portion)을 구비하는 자성재료로 이루어진 코어 본체(8)를 구비한다. 상기 코어 본체(8)는 일정 두께를 가진 원호형상 부분(8a)과 돌극부분(8b)을 구비한 형상으로, 소정 두께가 되도록 코어 적층판(12)을 적층하고 고정함으로써 구성된 적층형 코어 본체이다. 상기 코어 본체(8)는 절연성 수지로 이루어진 절연체(10)로 피복되어 있다. 절연체(10)를 개재하여 코어 본체(8)의 돌극부분(8b)에 코일 권선(6)이 감겨 있다.

절연체(10)는 코일 권선(6)이 감겨져 있는 코일 보빈(11)을 구비하고 있다. 코일 보빈(11)은 돌극부분(8b)이 삽입되어 있는 원통형상 몸통부(14; cylindrical trunk), 상기 원통형상 몸통부(14)에서의 스테이터 코어의 외주측 단부와 일체적으로 형성된 외주측 플랜지(15), 및 상기 원통형상 몸통부(14)에서의 스테이터 코어의 내주측 단부와 일체적으로 형성된 내주측 플랜지(16)를 구비하고 있다. 외주측 및 내주측 플랜지(15, 16)는 원통형상 몸통부(14)의 중심축선과 수직인 방향을 따라 외측으로 연장되는 직사각형 프레임이며, 외주측 플랜지(15)는 내주측 플랜지(16) 보다 큰 폭으로 형성되어 있다.

코일 보빈(11)의 외주측 플랜지(15)에는, 코어 본체(8)의 원호형상 부분(8a)에서의 스테이터 코어 중심축(1a)의 방향의 양측의 단면을 덮도록 연장되는 한쌍의 원호형상판 부분(17)이 일체적으로 형성되어 있다. 원호형상판 부분(17)에서의 분할코어의 연결방향(스테이터 코어의 원주방향)의 양단면(171, 172)은 분할코어가 원환 형상으로 연결되어 있는 상태로 인접하는 분할코어의 단면(172, 171)과 접합하는 접합면이다. 단면(171)에는 그 단면으로부터 분할코어의 연결방향으로 돌출하는 결합 돌기(18)가 형성되어 있다. 결합 돌기(18)가 착탈 가능하게 끼워지도록 단면(172)에 결합 홈(19)이 형성되어 있다. 본 실시형태의 결합 돌기(18)는, 스테이터 코어 중심축(1a) 방향으로부터 봤을 때 선단측이 원형상으로 돌출하는 윤곽 형태를 가진다. 결합 홈(19)은 결합 돌기(18)의 윤곽 형태를 보완하는 단면 형상을 가지며, 홈 개구 폭은 좁으며, 홈의 내부는 넓다. 결합 돌기(18) 및 결합 홈(19)의 탄성 변형에 의해, 결합 돌기(18)를 결합 홈에 끼울 수 있다.

이러한 형상의 절연체(10)는, 코어 본체(8)를 수지 몰드(resin mold)내로 도 입하여 절연성 수지를 주입함으로써 아웃서트 성형에 의해 형성된다.

(스테이터 코어(3)의 조립 순서)

이하, 상술한 구성의 분할코어(2)가 사용되는 스테이터 코어(3)에 대하여 도 3을 참조하면서 설명한다.

먼저, 도면의 스텝 ST1에 나타낸 바와 같이, 프레스 펀칭된 코어 적층판(12)을 적층하고 고정함으로써 구성된 코어 본체(8)를 필요한 개수만큼 준비한다. 본 예에 따른 분할코어식 모터 스테이터(1)는 12개의 극(pole)을 가지기 때문에, 12개의 코어 본체[8(1)∼8(12)]를 준비한다.

이어서, 스텝 ST2에서는, 코어 본체[8(1)∼8(12)]의 표면을 절연하고 피복하기 위해, 아웃서트 성형을 수행하고 절연체(10)를 형성한다. 결합 돌기(18) 및 결합 홈(19)은 절연체(10)에서의 원호형상판 부분(17)의 단면(171, 172)상에 각각 형성된다.

이어서, 스텝 ST3에서는, 코어 본체[8(1)∼8(12)]의 돌극부분(8b)에 절연체(10)를 개재하여 코일 권선(6)이 감겨진다. 이로써, 분할코어[2(1)∼2(12)]가 구성된다.

그후, 스텝 ST4에서 분할코어[2(1)∼2(12)]는 원환 형상으로 정렬된다. 그리고나서, 분할코어[2(1)∼2(12)]는 인접하는 분할코어의 결합 홈(19)에 분할코어의 결합 돌기(18)를 삽입함으로써 상호 연결되어 고정되며, 이로써 원환형상의 스테이터 코어(3)가 완성된다(스텝 ST5).

상술한 바와 같이, 본 예에 따른 분할코어식 모터 스테이터(1)에서는, 분할 코어의 결합 돌기(18)를 인접하는 분할코어의 결합 홈(19)으로 삽입하는 간단한 동작에 의해, 분할코어[2(1)∼2(12)]를 원환 형상으로 연결 고정하여 스테이터 코어(3)를 조립할 수 있다. 따라서, 분할코어를 용접, 접착 등의 방법에 의해 접합하여 스테이터 코어(3)를 조립하는 경우에 비해, 조립 작업이 간단하고 단시간내에 수행할 수 있다. 게다가, 조립용 지그가 필요없다.

또한, 분할코어[2(1)∼2(12)]는 개별적으로 착탈 가능하며; 따라서, 일부 분할코어가 결함을 가지고 있는 경우, 결함이 있는 코어를 용이하게 교체할 수 있다. 용접 또는 접착하는 경우, 일부 분할코어가 결함을 가지고 있는 것이 발견되면 전체 스테이터 코어를 교체해야만 하므로, 용접 또는 접착은 비경제적이다.

또한, 부품의 재활용 또는 폐기시에 일체로 된 분할코어[2(1)∼2(12)]를 재차 분리함으로써, 분할코어[2(1)∼2(12)]로부터 코일 권선(6)을 분리하고 그외 폐기 부품의 분리를 용이하게 수행할 수 있다.

본 발명의 분할코어식 모터 스테이터의 조립방법에 의하면, 용접 공정이나 접착 공정을 필요로 하지 않으며 간단한 방식으로 단시간내에 분할코어를 연결하여 원환 형상의 스테이터 코어로 조립할 수 있다.

본 발명에 의하면, 용접 또는 접착하지 않고 원환 형상으로 용이하게 조립할 수 있는 분할코어식 모터 스테이터를 제공할 수 있다.

Claims

분할코어를 상기 분할코어의 연결방향으로 인접하는 분할코어와 착탈 가능한 상태로 기계적으로 결합함으로써 순차적으로 연결하여 원환 형상의 스테이터 코어를 형성하는 분할코어식 모터 스테이터의 조립방법.
제 1 항에 있어서,

상기 기계적인 결합은 결합 돌기와, 상기 결합 돌기가 착탈 가능하게 끼워지는 결합 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 분할코어식 모터 스테이터의 조립방법.
제 2 항에 있어서,

상기 결합 돌기 및/또는 상기 결합 홈은 분할코어의 연결방향으로 각 분할코어의 일단면에 형성되어 있으며, 상기 결합 홈 및/또는 상기 결합 돌기는 타단면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분할코어식 모터 스테이터의 조립방법.
복수의 분할코어; 및

원환 형상으로 연결된 분할 코어로 구성된 스테이터 코어를 포함하는 분할코어식 모터 스테이터로서,

상기 각 분할코어는,

분할코어의 연결방향의 한쪽 측에 형성된 제1 분할코어 접합 단면(端面)과, 다른쪽 측에 형성된 제2 분할코어 접합 단면;

상기 제1 분할코어 접합 단면에 형성된 결합 돌기; 및

상기 제2 분할코어 접합 단면에 형성되며, 상기 결합 돌기가 착탈 가능하게 끼워질 수 있는 결합 홈을 포함하고,

상기 분할코어는, 2개의 인접하는 분할코어 중 하나의 분할코어의 결합 돌기를 다른 하나의 분할코어의 결합 홈에 끼움으로써 원환 형상으로 연결되어 있는 분할코어식 모터 스테이터.
제 4 항에 있어서,

상기 결합 홈이 상기 제1 분할코어 접합 단면에 상기 결합 돌기와 함께 형성되어 있으며,

상기 결합 돌기가 상기 제2 분할코어 접합 단면에 상기 결합 홈과 함께 형성되어 있으며,

상기 복수의 분할코어는, 2개의 인접하는 분할코어 중 하나의 분할코어의 결합 홈에 다른 하나의 분할코어의 결합 돌기를 끼움으로써 원환 형상으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 분할코어식 모터 스테이터.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 분할코어는,

원호형상 부분과, 상기 원호형상 부분의 내주면으로부터 상기 내주면의 원호 의 중심을 향해 돌출하는 돌극부분(salient pole portion)을 구비하는 자성재료로 이루어진 코어 본체;

상기 코어 본체의 돌극부분을 덮는 코일 보빈(coil bobbin) 및 상기 코일 보빈의 스테이터 코어의 외주측의 플랜지(flange)와 일체적으로 형성되며, 상기 코어 본체의 원호형상 부분에서의 스테이터 코어의 중심축 방향으로 양단면을 덮는 한쌍의 원호형상판 부분이 설치되어 있는, 절연성 수지로 이루어진 절연체; 및

상기 절연체의 코일 보빈에 감겨진 코일 권선(coil winding)을 구비하며,

상기 원호형상판 부분에서의 분할코어의 연결방향의 2개의 단면(端面) 중 하나는 상기 결합 돌기와 일체적으로 형성된 제1 분할코어 접합 단면이고, 다른 하나는 상기 결합 홈과 일체적으로 형성된 제2 분할코어 접합 단면인 것을 특징으로 하는 분할코어식 모터 스테이터.
제 6 항에 있어서,

상기 절연체는 상기 코어 본체에 아웃서트 성형(outsert molding)에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분할코어식 모터 스테이터.