KR20060098821A - 모터의 스테이터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 모터의 스테이터는 요크와, 상기 요크의 둘레면에 방사형으로 배치되는 다수개의 티스와, 상기 티스에 권선되는 코일을 포함하여 구성되고, 특히 상기 티스의 네크부가 상기 요크보다 짧게 형성됨과 아울러 원주방향으로 이웃한 티스의 네크부와 축 방향으로 떨어져서 배치될 수 있기 때문에 권선 점적률이 향상될 수 있고, 또한 그로 인해 상기 티스의 네크부가 원형 단면으로 형성될 수 있기 때문에 동일 권선 횟수 대비 동량이 감소될 수 있다.

모터, 로터, 스테이터, 요크, 티스, 권선 점적률, 동량

Description

모터의 스테이터{Stator of Motor}

도 1은 종래 기술에 따른 모터의 스테이터가 도시된 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 모터의 스테이터가 일부 절개된 사시도,

도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도,

도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도,

도 5는 종래 기술에 따른 모터의 스테이터의 엔드 코일부를 나타낸 도면,

도 6은 일반적인 티스의 네크부 크기에 대한 권선 점적률과 동량을 나타낸 그래프,

도 7은 본 발명에 따른 모터의 스테이터 사시도,

도 8은 도 7의 C-C선에 따른 단면도,

도 9는 본 발명에 따른 모터의 스테이터가 일부 절개된 사시도,

도 10은 본 발명에 따른 모터의 스테이터 중 티스의 전개도,

도 11은 본 발명에 따른 모터의 스테이터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 요크 60 : 티스

62 : 네크부 64 : 팁부

70 : 코일

본 발명은 모터의 스테이터에 관한 것으로서, 특히 티스의 네크부가 원주방향으로 이웃한 티스의 네크부와 축 방향으로 엇갈리게 배치된 모터의 스테이터에 관한 것이다.

도 1 내지 도 4는 종래 기술에 따른 모터 중 내전형 모터를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같은 종래 기술에 따른 모터는, 로터(10)가 스테이터(20)의 내부에 회전 가능토록 설치되어 상기 스테이터(20)의 전자기적 상호 작용에 의해 회전되게 하는 장치이다.

상기 로터(10)는 상기 스테이터(20)의 내부에 일정 공극을 두고 회전 가능토록 위치된 코어(12)와, 상기 코어(12)의 내부에 방사형으로 매립된 다수개의 마그네트(14)로 이루어진다.

상기 스테이터(20)는 링형 구조의 요크(22)와, 상기 요크(22)의 내벽에 방사형으로 배치된 복수개의 티스(24)와, 상기 티스(24)에 권선되어 외부 전원과 연결 된 코일(26)로 이루어진다.

상기 각각의 티스(24)는 상기 코일(26)이 권선되는 네크부(23)와, 상기 로터(10)와 대향되도록 상기 네크부(23)의 끝단에 위치되는 팁부(25)로 이루어지고, 서로 동일한 형상으로 형성된다.

상기 티스(24)의 네크부(23)는 상기 코일(26)의 엔드 턴 부분(26')이 생기지 않도록 축 방향 끝단부위가 외측을 향해 볼록한 라운드 형상으로 형성된다.

여기서, 상기 코일(26)의 엔드 턴 부분(26')이란, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 티스(24)의 네크부(23)의 축 방향 끝단부위가 평평하게 형성된 경우 상기 코일(26)이 상기 티스(24)의 네크부(23)의 축방향 끝단부위에 밀착된 상태로 권선되지 못하여 축 방향으로 상기 티스(24)의 네크부(23)보다 돌출된 것을 말한다. 따라서, 상기 코일(26)의 엔드 턴 부분(26')은 상기 코일(26)의 동량이 커지게 하고 아울러 동손이 증가되게 한다.

또한, 상기 티스(24)의 네크부(23)는 축 방향 길이(23L)에 대한 폭(23W)의 비가 1에 가깝도록 형성되는 것이 좋다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 요크(22)의 크기와 상기 티스(24)의 수, 상기 티스(24)의 네크부(23)의 단면적, 그리고 상기 코일(26)의 권선 횟수가 일정하다면, 상기 티스(24)의 네크부(23)는 축 방향 길이(23L)에 대한 폭(23W)의 비가 1에 가까울수록 동량(Copper Weight), 즉 상기 코일(26)의 권선량이 줄어듦을 알 수 있다.

하지만, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 티스(24)의 네크부(23)의 형상은 권 선 점적률(Solt Fill Factor)에 의해 제한된다. 즉, 상기 권선 점적율은 상기 티스(24) 간 간격, 즉 슬롯(Slot)의 크기(S)에 대한 상기 코일(26)이 권선된 부분의 크기의 백분율로서, 최대 100%까지 가능하다. 통상 상기 권선 점적률은 기술적인 문제로 70 내지 80%이다.

이와 같이 구성되는 상기 티스(24)는 형상 설계가 자유롭도록 통상 아이론 분말 야금방법으로 성형된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 모터의 스테이터는, 상기 티스(24)의 네크부(23)의 형상이 권선 점적률에 의해 제약을 받게 되어 상기 코일(26)의 권선 횟수 및 동일 권선 횟수 대비 동량을 줄이는데 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 권선 점적율이 향상될 수 있도록 티스의 네크부가 원주방향으로 이웃한 티스의 네크부와 축 방향으로 엇갈리게 배치된 모터의 스테이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 모터의 스테이터는 요크와; 상 기 요크의 둘레면에 방사형으로 배치되는 다수개의 티스와; 상기 티스에 권선되는 코일을 포함하고; 상기 티스는 상기 코일이 권선되는 네크부의 축방향 길이가 상기 요크보다 짧고, 상기 티스의 네크부와 요크의 축방향 결합위치는 이웃한 티스의 네크부와 요크의 축 방향 결합위치와 상이한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도 7 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 모터의 스테이터 사시도이고, 도 8은 도 7의 C-C선에 따른 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 모터의 스테이터가 일부 절개된 사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 모터의 스테이터 중 티스의 전개도이고, 도 11은 본 발명에 따른 모터의 스테이터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.

참고로, 도 7 내지 도 11을 참고로 하여 기술되는 모터는 로터가 스테이터의 내부에 회전 가능토록 설치된 내전형 모터이다.

본 발명에 따른 모터의 스테이터는 링형 구조의 요크(50)와, 상기 요크(50)의 내둘레면에 방사형으로 배치되고 권선 점적률이 최대화될 수 있도록 구비된 다수개의 티스(60)와, 상기 티스(60)에 권선되는 코일(70)을 포함한다.

상기 티스(60)는 상기 요크(50)와 연결되고 상기 코일(70)이 권선되는 네크부(62)와, 상기 네크부(62)의 로터 측 끝단에 연결되어 상기 로터와 대향되는 팁부(64)로 이루어진다.

상기 티스(60)의 네크부(62)는 축 방향 끝단부위(62')가 외측을 향해 볼록한 라운드 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 티스(60)의 네크부(62)는 상기 코일(70)의 권선 공간이 가능한 넓게 확보될 수 있도록, 축 방향 길이(62L)가 상기 요크(50)보다 짧고, 아울러 축 방향으로 상기 요크(50)와 결합된 위치가 원주방향으로 이웃한 상기 티스(60)의 네크부(62)와 상이하도록 구비된다.

여기서 상기 티스(60)의 네크부(62)는 원주방향으로 이웃한 티스(60)의 네크부(62)와 축 방향으로 많이 떨어질수록 원주방향으로 이웃한 티스(60)의 네크부(62)에 의해 간섭받지 않게 되기 때문에 상기 코일(70)의 권선 공간이 넓게 확보될 수 있다. 따라서, 상기 티스(60)의 네크부(62)는 원주방향으로 이웃한 티스(60)의 네크부(62)와 축 방향으로 서로 대칭되게 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 티스(60)의 네크부(62)들은 원주방향으로 규칙적으로 엇갈리도록 구비되는 것이 좋다.

그리고, 상기 티스(60)의 네크부(62)는 원주방향으로 이웃한 티스(60)의 네크부(62)와 축 방향으로 소정거리(60L) 떨어져 배치됨으로써 상기 코어(50')의 권선 공간이 넓게 확보될 수 있으므로, 일정 단면적이 유지되면서 동량이 최소화될 수 있도록 원형 단면으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 팁스의 팁부(64)는 철손이 최소화될 수 있도록 축 방향 길이(64L)가 상기 요크(50)와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 요크(50)와 티스(60)의 조합을 스테이터 코어라고 하고, 상기 스테이터 코어는 형상 설계가 자유롭도록 아이론 분말야금방법으로 성형되는 것이 바 람직하다.

상기 스테이터 코어는 상기 다수개의 티스(60)의 형상이 모두 동일하지 않으므로 일체로 제조된다면 금형 설계가 복잡해져서 형상에 제약을 받게 되므로, 상기 스테이터 코어는 분할 조립될 수 있다.

즉, 상기 스테이터 코어는 상기 요크(50)가 원주방향으로 상기 티스(60)의 수만큼 분할된 형상이 요크 편(50')과, 상기 요크(50) 편과 일체인 하나의 티스(60)로 이루어진 다수개의 코어 편(S)이 링형으로 연결되어 이루어질 수 있다.

여기서 상기 각각의 코어 편(S)에는 원주방향으로 이웃한 코어 편(S)과 견실하게 결합될 수 있도록, 원주방향으로 일측에 이웃한 코어 편(S)을 향해 돌출된 돌기(50a)가 구비되고, 타측에 이웃한 코어 편(S)의 돌기(50a)가 끼워질 수 있는 홈(50b)이 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 모터의 스테이터는, 상기 티스(60)의 네크부(62)가 원주방향으로 이웃한 티스(60)의 네크부(62)와 축 방향으로 떨어져 있고, 원형 단면으로 형성될 수 있기 때문에 동일 권선 횟수 대비 동량 및 동손을 최소화할 수 있거나, 상기 코일(70)의 권선 횟수를 증가시킬 수 있어서 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 도면으로 도시되지 않았지만 본 발명에 따른 모터는 로터가 스테이터의 외부에 회전 가능토록 설치되는 외전형 모터도 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 모터의 스테이터는 요크와, 상기 요크의 둘레면에 방사형으로 배치되는 다수개의 티스와, 상기 티스에 권선되는 코일을 포함하여 구성되고, 특히 상기 티스의 네크부가 상기 요크보다 짧게 형성됨과 아울러 원주방향으로 이웃한 티스의 네크부와 축 방향으로 떨어져서 배치될 수 있기 때문에 권선 점적률이 향상될 수 있고, 또한 그로 인해 상기 티스의 네크부가 원형 단면으로 형성될 수 있기 때문에 동일 권선 횟수 대비 동량이 감소될 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

1. 요크와; 상기 요크의 둘레면에 방사형으로 배치되는 다수개의 티스와; 상기 티스에 권선되는 코일을 포함하고;

   상기 티스는 상기 코일이 권선되는 네크부의 축방향 길이가 상기 요크보다 짧고, 상기 티스의 네크부와 요크의 축방향 결합위치는 이웃한 티스의 네크부와 요크의 축방향 결합위치와 상이한 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 티스의 네크부들은 원주방향으로 규칙적으로 엇갈리도록 구비된 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 티스의 네크부는 이웃한 티스의 네크부와 축방향으로 서로 대칭되는 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 티스의 네크는 단면이 원형인 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 요크와 티스는 상기 요크가 원주방향으로 상기 티스의 수만큼 분할된 형상이 요크 편과, 상기 요크 편과 일체인 하나의 티스로 이루어진 다수개의 코어 편이 링형으로 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 각각의 코어 편에는 원주방향으로 일측에 이웃한 코어 편을 향해 돌출된 돌기가 구비되고, 타측에 이웃한 코어 편의 돌기가 끼워질 수 있는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 요크와 티스는 아이론 분말 야금방법으로 성형된 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 티스는 상기 티스의 네크부에 구비된 팁부가 상기 요크와 축방향으로 동일한 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.

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