KR20070003623A

KR20070003623A - 전동기

Info

Publication number: KR20070003623A
Application number: KR1020060059414A
Authority: KR
Inventors: 도모노리 고지마; 히로카즈 마츠자키; 마사키 야마다
Original assignee: 가부시키가이샤 후지쯔 제네랄
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2007-01-05
Also published as: US20070001534A1; CN1893225A; DE602006011538D1; EP1739810B1; EP1739810A2; JP2007014147A; US7608954B2; EP1739810A3; CN1893225B

Abstract

본 발명은 코어 멤버의 조립 공정수를 줄여 보다 단시간으로 조립할 수 있는 전동기를 제공하는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 제 1 안 둘레면(222)과 제 2 안 둘레면(223)의 사이에 구동제어용 회로기판(5)을 얹어 놓는 단차면(225)을 설치하고, 단차면(225)의 일부에 단자핀(6)의 선단을 돌출시키고, 또한 단차면(225)에 단자핀(6)의 주위를 단자핀의 축선방향으로 함몰시킨 제 1 오목부(228)를 설치한다.

Description

전동기{ELECTRIC MOTOR}

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 액셜 에어갭형 전동기의 요부 단면도,

도 2a는 액셜 에어갭형 전동기의 스테이터의 정면도,

도 2b는 스테이터의 측면도,

도 3은 액셜 에어갭형 전동기의 스테이터의 사시도,

도 4는 스테이터의 단자핀 부근을 확대하여 나타내는 요부 단면도,

도 5는 스테이터의 가이드구멍 부근을 확대하여 나타내는 요부 단면도,

도 6은 스테이터 코어의 사시도,

도 7a는 스테이터 코어의 정면도,

도 7b는 스테이터 코어의 측면도,

도 8a는 코어 멤버를 한쪽 플랜지부측에서 본 사시도,

도 8b는 코어 멤버를 다른쪽 플랜지부측에서 본 사시도,

도 9a는 코어 멤버의 정면도,

도 9b는 코어 멤버의 배면도,

도 9c는 코어 멤버의 평면도,

도 9d는 코어 멤버의 저면도,

도 9e는 코어 멤버의 측면도,

도 9f는 코어 멤버의 A-A 선 단면도,

도 10a는 코어 멤버의 한쪽 플랜지부의 바깥 둘레측을 확대한 측면도,

도 10b는 코어 멤버의 다른쪽 플랜지부의 바깥 둘레측을 확대한 측면도,

도 11a는 도 10a의 B-B 선 단면도,

도 11b는 도 10a의 C-C 선 단면도,

도 12a는 제 1 연결수단의 변형예를 나타내는 부분확대 정면도,

도 12b는 제 1 연결수단의 변형예를 나타내는 부분확대 평면도,

도 13은 코어 멤버를 막대형상으로 배치한 상태를 나타내는 사시도.

도 14a ~ 도 14d는 각 코어 멤버의 연결 단계를 설명하는 설명도,

도 15a ~ 도 15d는 각 코어 멤버의 연결 단계를 설명하는 설명도,

도 16은 인서트성형의 방법에 대하여 설명하는 설명도이다.

본 발명은 합성수지 성형체 내에 매설된 스테이터와, 스테이터의 티스면에 대하여 대향 배치된 로터를 가지는 전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 부품 공정수가 적어 단시간으로 간단하게 조립할 수 있는 전동기에 관한 것이다.

전동기는 예를 들면 특허문헌 1(일본국 특개평05-292697)에 나타내는 바와 같이 브래킷 내에 배치된 스테이터와, 상기 스테이터의 티스면에 대하여 대향적으로 배치된 로터를 구비하고 있다. 이들 전동기에는 스테이터의 중심에 로터가 회 전 가능하게 배치되는 이너 로터형, 스테이터의 바깥 둘레측에 로터가 배치되는 아웃터 로터형 등의 레이디얼 갭형이나, 원반형상의 스테이터의 측면에 동일하게 원반형상의 로터가 축선을 따라 대향적으로 배치되는 액셜 에어갭형이 있다.

그런데 이들 로터 및 스테이터는 원통형상의 금속제 브래킷 내에 레이아웃되고, 또한 구동회로를 탑재한 회로기판 등이 설치된다. 특허문헌 1에 기재된 전동기에서는 회로기판과 브래킷의 사이에 절연 시트를 끼워 넣어 회로기판의 절연을 행하 도록 하고 있다.

그러나 특허문헌 1에 기재된 절연 시트를 사이에 넣는 것만으로는 회로기판과 브래킷의 사이를 완전하게 절연할 수는 없다. 즉, 특허문헌 1의 경우, 브래킷과 회로기판의 단자와의 사이의 절연거리가 짧기 때문에 모터에 높은 부하를 인가하면 단자와 브래킷의 사이에서 단락방전(쇼트)이 발생할 염려가 있다.

또, 특허문헌 2(일본국 특개2000-078804)에는, 스테이터를 합성수지와 함께 일체 성형할 때에 스테이터의 핀의 일부를 금형 내에 설치된 가이드구멍에 삽입하여 금형과 스테이터의 상대적인 위치결정을 간단하게 행하도록 한 점이 나타나 있다.

그러나, 특허문헌 2에 기재된 경우, 수지 몰드할 때에 초기위치가 맞아 있지 않으면 금형과 단자핀이 접촉하여 금형을 원활하게 폐쇄할 수 없다는 단점이 있었다. 또강제적으로 끼워 넣으려고한 경우, 단자핀이 파손될 염려도 있다.

따라서 본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적 은 스테이터의 조립 공정수를 줄여 더욱 단시간으로 고정밀도로 조립할 수 있는 전동기를 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이하에 나타내는 몇가지 특징을 구비하고 있다. 합성수지 성형체 내에 매설된 스테이터와, 상기 스테이터의 티스면에 대하여 대향 배치된 로터를 가지는 전동기에 있어서, 상기 스테이터는, 고정자 철심과, 상기 고정자 철심의 권선부를 절연하는 인슐레이터를 포함하고, 상기 인슐레이터에는, 상기 권선부에 권회되는 코일의 시단(始端) 및 종단(終端)이 결선되는 한 쌍의 단자핀이 세워 설치되어 있고, 상기 합성수지 성형체는, 내경이 다른 안쪽의 제 1 안 둘레면과 바깥쪽의 제 2 안 둘레면을 포함하고, 상기 제 1 안 둘레면과 상기 제 2 안 둘레면과의 사이에는, 구동 제어용 회로기판이 얹어 놓여지는 단차면이 설치되어 있음과 동시에, 상기 단차면의 일부에 상기 단자핀의 선단이 돌출되어 있고, 상기 단차면에는 상기 단자핀의 주위를 상기 단자핀의 축선방향으로 함몰시킨 제 1 오목부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면, 합성수지 성형체의 안 둘레면의 일부에 회로기판을 얹어 놓는 단차면에 스테이터의 단자핀이 세워 설치되어 있음으로써, 회로기판을 단차면에 얹어 놓는 것만으로 단자핀을 직접 회로기판에 접속할 수 있을 뿐만 아니라, 단자핀의 주위에 제 1 오목부를 설치함으로써, 제 1 단차면을 따라 회로기판을 수평으로 설치할 수 있다.

상기 제 2 안 둘레면은, 상기 단자핀에 인접하는 부분이 상기 스테이터의 반 경방향으로 함몰된 제 2 오목부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면 단자핀의 측면측에 제 2 오목부를 설치함으로써, 단자핀과 안 둘레면 사이의 절연 공간을 크게 취할 수 있어, 단락 방전 등을 방지할 수 있다.

상기 제 1 오목부의 원주방향의 폭과, 상기 제 2 오목부의 원주방향의 폭이 동일 폭인 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면, 제 1 오목부와 제 2 오목부의 직경이 동일 직경인 것에 의하여 인서트 성형용 금형설계를 더욱 간단하게 할 수 있다.

상기 제 1 오목부의 원주방향의 폭에 대하여 상기 제 2 오목부의 원주방향의 폭을 크게 한 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면 제 2 오목부의 직경을 제 1 오목부의 직경보다 크게 함으로써 절연공간을 크게 확보할 수 있기 때문에, 더욱 단락 방전의 위험성을 저하할 수 있다.

상기 합성수지 성형체의 양쪽 끝에는 덮개부재가 설치되어 있고, 상기 제 2 오목부의 폭은 상기 덮개부재와 상기 단자핀 사이의 거리에 의존하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면 브래킷과 단자핀의 거리에 의존하여 제 2 오목부의 직경을 정함으로써 브래킷과 단자핀의 거리를 짧게 설계하여도 단락 방전이 발생하기 어려운 전동기를 제공할 수 있다.

상기 제 1 오목부의 바닥면에는, 상기 단자핀을 둘러 싸도록 솟아오른 볼록부가 상기 합성수지 성형체의 인서트 성형시에 일체적으로 설치되어 있고, 상기 제 1 오목부는 적어도 상기 볼록부의 선단이 상기 단차면보다 낮아지는 깊이를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면 인서트 성형시에 단자핀의 밑둥부에 형성되는 볼록부를 제 1 오목부 내에 확실하게 넣음으로써 회로기판을 제 1 단차면을 따라 더욱 수평으로 설치할 수 있다.

상기 스테이터에는 상기 회로기판을 덮는 절연 시트가 더 설치되어 있고, 상기 절연 시트에는 상기 제 2 오목부에 끼워 맞춰지는 계지포올이 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의하면 절연 시트의 일부에 제 2 오목부에 끼워 맞춰지는 계지포올을 설치함으로써, 접착제 등을 사용하지 않고 절연 시트를 스테이터에 확실하게 설치할 수 있다.

다음에 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명하나, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 액셜 에어갭형전동기의 주요부 단면도이다. 도 2a 및 도 2b는 스테이터의 정면도 및 측면도이고, 도 3은 스테이터의 사시도이다.

이 액셜 에어갭형 전동기(1)는, 수지성형체(200) 내에 매설된 스테이터(2)와, 스테이터(2)의 양 측면에 소정의 공극(에어갭)을 가지고 축방향으로 대향적으로 배치되는 한 쌍의 로터(3, 3)를 구비하고 있다. 각 로터(3, 3)는 회전 구동력을 출력하는 로터 출력축(4)에 동축적으로 고정되어 있다.

스테이터(2)는 로터 출력축(4)의 축선방향을 중심으로 고리형상으로 형성되 어 있고, 인서트성형에 의하여 수지성형체(200)와 함께 일체 성형되어 있다. 수지성형체(200)의 양쪽 끝에는 수지성형체(200)의 양쪽 끝을 폐쇄하기 위한 덮개부재(10a, 10b)가 설치되어 있다.

수지성형체(200)의 양쪽 끝에는 각 로터(3, 3)를 포함하는 각종 모터 기구부가 넣어지는 제 1 및 제 2 수납부(220, 230)가 설치되어 있다.

제 1 수납부(220)(도 1에서는 왼쪽)는, 로터 출력축(4)의 축선방향을 따라 함몰된 오목부로 이루어지고, 그 바닥면에는 스테이터(2)의 각 코어 멤버(21a∼21i)의 한쪽의 각 티스면(22)이 노출되어 있다. 또한 도 3에서는 도면의 구성상 티스면(22)은 생략되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이 제 1 수납부(220)는 바깥쪽으로부터 안쪽을 향함에 따라 그 내경이 단계적으로 작아지는 3개의 안 둘레면[제 1 안 둘레면(221), 제 2 안 둘레면(222) 및 제 3 안 둘레면(223)]을 가지는 계단형상으로 형성되어 있다.

제 1 안 둘레면(221)과 제 2 안 둘레면(222)과의 사이에는 티스면(22)을 따라 수평한 제 1 단차면(224)이 설치되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이 제 1 단차면(224)은 덮개부재(10a)의 바깥 둘레 가장자리를 지지하는 지지면으로, 제 1 안 둘레면(221)과 함께 제 1 단차면(224)을 따라 덮개부재(10a)가 수평으로 설치된다.

제 2 안 둘레면(222)과 제 3 안 둘레면(223)과의 사이에는 마찬가지로 수평한 제 2 단차면(225)이 설치되어 있다. 제 2 단차면(225)은, 모터를 구동하기 위한 회로기판(5)을 지지하는 지지면으로, 제 1 단차면(224)보다 더 한층 낮게 형성 되어 있다.

도 4의 부분 확대 단면도에 나타내는 바와 같이, 제 2 단차면(225)에는 스테이터(2)에 설치된 단자핀(6, 6)의 선단부가 돌출 설치되어 있다. 단자핀(6, 6)은 스테이터(2)의 코어 멤버(21a∼21i)의 플랜지부(310, 310)로부터 대략 수직하게 세워 설치되어 있고, 그 일부에는 코일(250)의 시단(始端) 및 종단(終端)이 각각 얽힌 상태에서 결선되어 있다.

단자핀(6, 6)은 전동기의 각 상(U상, V상, W상)마다 각각 2개 1세트로 3개소 (모두 6개소) 설치되어 있다. 이 예에 있어서 각 단자핀(6, 6)은 코어 멤버(21a, 21d, 21g)로부터 각각 세워 설치되어 있다.

이것에 의하면 도 1에 나타내는 바와 같이 제 2 단차면(225)을 따라 회로기판(5)을 얹어 놓음으로써 회로기판(5) 위에 설치된 도시 생략한 끼워넣음구멍에 단자핀(6, 6)을 직접 끼워 넣을 수 있다.

더욱 바람직한 형태로서는, 제 2 단차면(225)의 단자핀(6, 6)의 주위에는 제 2 단차면보다 더 한층 낮게 함몰된 제 1 오목부(228)가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면 인서트성형시에 단자핀(6, 6)의 주위에 합성수지가 금형과 단자핀(6, 6) 사이의 밀봉이 충분하지 않기 때문에 그곳에 수지가 들어가 볼록형상으로 형성되는 부분을 제 1 오목부(228) 내에 수납할 수 있어, 회로기판(5)을 확실하게 수평으로 얹어 놓을 수 있다.

또한 바람직하게는 단자핀(6, 6)에 인접하는 제 2 안 둘레면(222)의 일부가 반경방향을 따라 더욱 함몰된 제 2 오목부(229)가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면 단자핀(6, 6)의 선단으로부터 덮개부재(10a)를 향하여 단락 방전하는 것을 방지할 수 있다.

제 1 오목부(228) 및 제 2 오목부(229)는, 그 반경방향의 폭이 동일한 것이 금형의 설계상 바람직하나, 단락방전(쇼트)을 확실하게 방지하기 위해서는, 제 1 오목부(228) 및 제 2 오목부(229)의 직경(폭)을 크게 한 쪽이 더욱 바람직하다.

즉, 도 1에 나타내는 덮개부재(10a)의 바깥 둘레에 설치된 고리형상 볼록부가 단자핀(6, 6)의 선단에 근접하기 때문에, 둘레방향으로 절연 시트의 계지포올을 연장 돌출시킨 쪽이 바람직하다. 이 제 2 오목부의 직경은 덮개부재(10a)와 단자핀(6) 사이의 거리(방전거리)에 의존하고 있다. 이 예에 있어서 덮개부재(10a)와 단자핀(6)의 거리는 1800 V에 견디기 위하여 2 mm 로 설정되어 있다.

회로기판(5)의 상면(도 1에서는 좌측면)에는 도시 생략한 절연 시트가 설치되나, 절연 시트의 바깥 둘레에는 도시 생략한 계지포올이 복수로 설치되어 있고, 이 계지포올을 제 2 오목부(229)에 끼워 맞춤으로써 절연 시트가 회로기판(5)을 따라 유지되도록 되어 있다.

제 2 단차면(225)에는 또한 가이드구멍(226)이 형성되어 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이 가이드구멍(226)은 스테이터(2)를 인서트 성형할 때, 코어 멤버(21a, 21d, 21g)에 설치된 위치맞춤부(360)의 가이드구멍(361)에 도시 생략한 가이드핀을 끼워 넣음으로써 형성된다.

제 2 단차면(225)에는 회로기판(5)에 설치된 도시 생략한 잘림부에 합치하여 스테이터(2)에 대한 회로기판(5)의 위치맞춤을 행하기 위한 계지포올(227)이 설치 되어 있다. 계지포올(227)은 안쪽을 향하여 돌출 설치되어 있고, 이 예에서는 소정 각도에서 3개소 설치되어 있다.

제 2 수납부(230)(도 1에서는 오른쪽)는, 로터 출력축(4)의 축선방향을 따라함몰된 오목부로 이루어지고, 그 바닥면에는 스테이터(2)의 각 코어 멤버(21a∼21i)의 다른쪽의 각 티스면(22)이 노출되어 있다.

제 2 수납부(230)는 바깥쪽으로부터 안쪽으로 향함에 따라, 단계적으로 그 내경이 작아지는 2개의 안 둘레면[제 1 안 둘레면(231) 및 제 2 안 둘레면(232)]을 가지는 계단형상으로 형성되어 있다.

제 1 안 둘레면(231)과 제 2 안 둘레면(232)과의 사이에는 티스면(22)을 따라 수평한 제 1 단차면(233)이 설치되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이 제 1 단차면(233)은 다른쪽 덮개부재(10b)의 바깥 둘레 가장자리를 지지하는 지지면으로, 제 1 안 둘레면(231)과 함께 제 1 단차면(233)을 따라 덮개부재(10b)가 수평으로 설치된다.

스테이터(2)의 중심부에는 베어링부(240)가 배치되어 있다. 이 예에 있어서 베어링부(240)는 한 쌍의 레이디얼 볼베어링(241, 242)을 가지고, 그 내륜은 로터 출력축(4)으로 밀어 넣어 끼워지고, 외륜측은 수지성형체(200)에 의하여 매설되어 있다. 본 발명에 있어서 베어링부(240)의 구성은 임의이어도 좋다.

제 1 및 제 2 수납부(220, 230)에는 원반형상의 로터(3, 3)가 회전 가능하게 배치되어 있다. 로터(3, 3)는 원반형상의 로터 백요크(31)의 스테이터(2) 대향면측에 로터 마그넷(32)을 구비하고 있고, 반스테이터(2) 대향면측[회로기판(5)측]에 는 회로기판(5) 위에 설치된 위치검출센서(51)의 피검출부로서의 위치검출 마그넷(33)이 설치되어 있다.

또한 본 발명에 있어서 로터(3, 3)는 액셜 에어갭형 전동기용으로서의 기본적인 구성을 구비하고 있으면, 그 구체적인 형상은 임의이다. 이 예에 있어서 로터(3, 3)는 스테이터(2)를 사이에 두고 좌우 양측에 배치되어 있으나, 어느 것인가 한쪽 뿐이어도 좋다.

또한 각 로터(3, 3)는 동일한 로터 출력축(4)을 공유하고 있으나, 각 로터(3, 3)마다 로터 출력축을 가지는 2출력축 타입이어도 좋다. 또한 로터 출력축(4)을 가지지 않고 스테이터(2)에 대하여 로터(3, 3)를 레이디얼 볼베어링을 거쳐 즉시 지지시키는 샤프트리스형이어도 좋다.

다음에 스테이터(2)에 대하여 설명한다. 도 6은 스테이터(2)의 사시도이고, 도 7a 및 도 7b는 스테이터 코어의 정면도 및 측면도이다. 도 8a 및 도 8b는 코어 멤버의 사시도이고, 도 9a는 코어 멤버의 정면도, 도 9b는 코어 멤버의 배면도, 도 9c는 코어 멤버의 측면도, 도 9d는 코어 멤버의 평면도, 도 9e는 코어 멤버의 저면도, 도 9f는 A-A 선 단면도이다.

이들 도면에 나타내는 바와 같이 스테이터(2)에는 로터 출력축(4)의 회전축선을 중심축으로 하여 고리형상으로 배치된 복수개[이 예에서는 9개(9 슬롯)]의 코어 멤버(21a∼21i)가 포함되어 있다. 각 코어 멤버(21a∼21i)는 동일구성이기 때문에, 본 예에서는 코어 멤버(21a)를 예로 들어 설명한다.

도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이 코어 멤버(21a)는 좌우 한 쌍의 플랜 지형상의 티스면(22, 22)을 가지는 보빈형상의 고정자 철심(23)을 가지고, 상기 고정자 철심(23)에는 코일(250)(도 1참조)이 권회되어 있다. 고정자 철심(23)은 H자형상으로 형성된 전자강판을 반경방향을 따라 적층함으로써 형성된다.

이 예에 있어서, 고정자 철심(23)의 티스면(22)의 양쪽 끝에는 코깅 토오크를 저감하기 위하여 각각 원주방향으로 소정 각도 기울어진 스큐가 형성되어 있으나, 스큐의 유무 등, 티스면(22)의 형상은, 사양에 따라 임의로 선택된다.

고정자 철심(23)은, 절연수지로 이루어지는 인슐레이터(300)에 의하여 티스면(22, 22)을 남기고 전체가 덮여져 있다. 인슐레이터(300)는 티스면(22, 22)을 따라 반경방향으로 연장되는 플랜지부(310, 310)를 구비하고 있고, 이 플랜지부(310, 310)도 코일(250)을 권회하는 보빈의 일부를 형성하고 있다.

각 플랜지부(310, 310)에는, 각 코어 멤버(21a∼21i) 끼리를 서로 연결하기 위한 2개의 연결수단이 설치되어 있다. 먼저 제 1 연결수단으로서 플랜지부(310, 310)의 원주방향의 끝부에는 각 코어 멤버(21a∼21i) 끼리를 로터 출력축(4)의 축선을 중심으로 하여 고리형상으로 연결하기 위한 후크부(320, 320)와, 상기 후크부(320, 320)가 걸어멈춰지는 계지축(330, 330)이 설치되어 있다.

도 10a 및 도 10b의 부분 확대도를 아울러 참조하여 후크부(320, 320)는, 각 플랜지부(310)의 바깥 둘레측에서 그 원주방향의 한쪽의 끝부(도 10a에서는 오른쪽 끝)로부터 바깥쪽을 향하여 돌출 설치된 볼록부로서, 그 상단면에는 계지축(330)을 따라 걸어멈춰지는 후크홈(321)이 설치되어 있다.

후크홈(321)은, 계지축(330)의 바깥 둘레면을 따라 걸어멈춰지는 원호홈으로 이루어지고, 후크홈(321)을 인접하는 코어 멤버(21a∼21i)의 계지축(330)에 걸어멈추게 함으로써 코어 멤버(21a∼21i)가 계지축(330)을 중심으로 회동 자유롭게 연결된다.

후크부(320)에는 후크부(320)를 원활하게 계지축(330)에 걸어멈추게 하기 위한 제 1 가이드면 ∼ 제 3 가이드면(322∼324)이 설치되어 있다. 제 1 가이드면(322)은 후크홈(321)의 끝 가장자리로부터 선단을 향하여 오른쪽으로 비스듬하게(도 10a 참조) 아래에 형성된 테이퍼면으로 이루어진다.

제 2 가이드면(323)은, 제 1 가이드면(322)의 선단으로부터 플랜지부(310)측을 향하여 왼쪽으로 비스듬하게(도 10a 참조) 아래에 형성된 테이퍼면으로 이루어지고, 제 3 가이드면(324)은, 제 2 가이드면(323)의 끝부로부터 플랜지부(310)의 기초끝을 향하여 왼쪽으로 비스듬하게 (도 10a 참조) 위에 형성된 테이퍼면으로 이루어진다.

제 3 가이드면(324)과 플랜지부(310)와의 밑둥부에는 각 코어 멤버(21a∼21i) 끼리를 연결한 후, 제일 마지막에 코어 멤버(21a∼21i)의 양쪽 끝을 연결할 때에 가이드부(350)를 따라 맞닿는 R부(325)가 설치되어 있다.

계지축(330, 330)은 각 플랜지부(310, 310)의 바깥 둘레측의 원주방향의 다른쪽 끝측[후크부(320)와는 반대측의 끝부]에 돌출 설치되어 있고, 플랜지부(310, 310)에 원주형상으로 일체 형성되어 있다. 본 예에 있어서 계지축(330, 330)은 플랜지부(310, 310)를 사이에 두고 동축적으로 설치되어 있다.

계지축(330, 330) 중, 한쪽(도 8b의 정면측)의 계지축(330)에는 축방향을 따 라 소정 깊이의 지지구멍(331)이 설치되어 있다. 지지구멍(331)은 단자핀(6)을 세워설치하기 위한 끼워넣음 구멍으로 이루어지고, 그곳에 단자핀(6)이 대략 수직하게 세워 설치된다.

한쪽의 계지축(330)에는 가이드부(350)의 두께가 얇아짐에 따라 저하된 계지축(330)을 포함하는 플랜지부(310)의 강도를 보강하기 위한 보강 리브(332)가 설치되어 있다. 이 예에서 보강 리브(332)는 후크부(7)에 의한 간섭을 받지 않는 위치, 즉 계지축(330)의 상면측에 설치되어 있다. 또한 다른쪽의 계지축(330)은 단순한 원주체로 이루어진다.

또한 보강 리브(332)는 한쪽의 계지축(330)에만 설치되어 있으나, 양쪽의 계지축(330, 330)에 설치하여도 좋은 것은 물론이다. 또 보강 리브(332)의 형상 및 수는, 후크부(320)의 계지위치에 간섭하지 않는 위치이면 임의로 변경할 수 있다.

더욱 바람직한 형태로서, 도 9c에 나타내는 바와 같이 각 플랜지부(310, 310)의 가이드부(350, 350)의 면간 거리(L1)에 대하여 각 후크부(320, 320)의 내면의 면간 거리(L2)가 좁게 형성되어 있다.

이것에 의하면 각 후크부(320, 320)를 플랜지부(310, 310)에 설치함으로써 후크부(320, 320가 플랜지부(310, 310)를 끼워 넣어 지지함으로써 더욱 강고하게 고정할 수 있다.

본 예에 있어서 제 1 연결수단은 후크부(320)의 후크홈(321)을 계지축(330)에 걸어 멈추게 함으로써, 각 코어 멤버(21a∼21i) 끼리를 연결하고 있으나, 이것 이외에 도 12a, 도 12b에 나타내는 바와 같이 후크부(320)의 축방향의 안쪽에 볼록 부(326)를 설치하여 플랜지부(310)의 가이드부(350) 내에 오목부(380)를 설치하여 두고, 오목부(380) 내에 볼록부(326)를 요철 끼워 맞추게 하여도 좋다. 또한 볼록부(326) 및 오목부(380)는 둥근형으로 형성되어 있으나, 다각형상이어도 좋다.

다음에 플랜지부(310, 310)에는 제 2 연결수단으로서의 계지 볼록부(341, 341)와, 계지 볼록부(341, 341)의 받이측으로서 계지 오목부(342, 342)가 설치되어 있다. 계지 볼록부(341, 341)는 각 플랜지부(310, 310)의 원주방향의 한쪽의 끝부(도 9a에서는 오른쪽 면)로부터 바깥쪽을 향하여 돌출 설치된 볼록부이고, 본 예에서는 삼각형상으로 형성된 설편으로 이루어진다.

이것에 대하여 계지 오목부(342, 342)는 각 플랜지부(310, 310)의 원주방향의다른쪽 끝부[도 9a에서는 왼쪽 면)로부터 안쪽을 향하여 형성된 잘림부로 이루어지고, 계지 볼록부(341)와 합치하는 삼각형상의 홈으로서 형성되어 있다.

본 예에 있어서, 각 계지 볼록부(341) 및 계지 오목부(342)는 삼각형상으로 형성되어 있으나, 각 코어 멤버(21a∼21i) 끼리를 서로 고리형상으로 연결 가능한 형상이면 사각형상이나 반원형상 등, 사양에 따라 임의로 변경 가능하다.

이것에 의하면 제 1 계지수단과 함께 계지 볼록부(341) 및 계지 오목부(342)를 서로 합치시킴으로써 확실하고 또한 고정밀도로 각 코어 멤버(21a∼21i) 끼리를 고리형상으로 연결할 수 있다.

도 10a, 도 10b에 나타내는 바와 같이 각 플랜지부(310, 310)에는 다시 후크부(320)를 계지축(330)으로 안내하는 가이드부(350)가 설치되어 있다.

가이드부(350)는, 플랜지부(310, 310)의 일부를 로터 출력축(4)의 축선방향 으로 함몰시킨 오목부로 이루어지고, 가이드부(350)와 플랜지부(310)와의 경계부에는 후크부(320)를 가이드함과 동시에, 후크부(320)의 일부를 계지축(330)과 함께 끼워 유지하는 단차면(351)이 설치되어 있다.

단차면(351)은 그 일부가 계단형상으로 형성되어 있고, 계지축(330)과 단차면(351)과의 사이에 후크부(320)를 끼워 넣어 지지하기 위한 협지부(352)가 형성되어 있다. 이것에 의하면, 후크부(320)의 일부에 단차면(351)이 맞닿음으로써, 후크부(320)를 계지축(330)과 함께 끼워 넣어 강고하게 고정할 수 있다.

도 10a 및 도 10b에 나타내는 바와 같이 플랜지부(310)에는 각 코어 멤버(21a∼21i)를 고리형상으로 연결한 후, 인서트성형에 의하여 수지성형체(200)를 일체 성형할 때, 금형과 코어 멤버(21a∼21i)의 상대적인 위치 맞춤을 행하기 위한 위치 맞춤부(360)가 설치되어 있다.

위치 맞춤부(360)는, 한쪽의 플랜지부(310)의 상단의 대략 중앙에 돌출 설치된 원통형상의 보스로 이루어지고, 그 중앙에는 도시 생략한 가이드핀이 끼워 넣어지는 가이드구멍(361)이 설치되어 있다. 가이드구멍(361)의 바닥부는, 가이드핀을 도입하기 쉽도록 유발형상으로 형성되어 있다.

도 11a의 정면측의 플랜지부(310)에는 또한 다른쪽의 단자핀(6)이 세워 설치되는 통부(370)가 설치되어 있다. 통부(370)에는 단자핀(6)을 세워 설치하기 위한 지지구멍(371)이 설치되어 있고, 지지구멍(371)을 거쳐 단자핀(6)이 대략 수직하게 세워 설치된다.

도 11b의 정면측의 플랜지부(310)에도, 통부(370)와 같은 형상의 통부(373) 가 설치되어 있다. 단, 통부(373)는 단순한 원주체로 이루어지고, 플랜지부(310, 310)를 끼워 통부(370)와 동축적으로 돌출 설치되어 있다. 통부(370)는 계지축(330)과 로터(3)의 로터 출력축(4)의 중심축을 중심으로 하는 동심원상에 설치되어 있다.

각 플랜지부(310, 310)에는 또한 플랜지부(310, 310)의 티스면(22, 22)끼리를 서로 마주 보게 하여 각 코어 멤버(21a∼21i)를 소정의 수평 회전축을 따라 나열하기 위한 위치결정수단으로서의 제 1 위치 결정부(410)와 제 2 위치 결정부(420)를 구비하고 있다.

제 1 위치 결정부(410)는, 플랜지부(310)의 바깥 둘레측에 설치된 한 쌍의 위치결정 리브(411, 412)를 가지고, 각 위치결정 리브(411, 412)는 각각 플랜지부(310)로부터 수직하게 돌출 설치한 직사각형상의 판체로 이루어진다. 각 위치결정 리브(411, 412)는 플랜지부(310)에서 스테이터(2)의 원주방향 및 반경방향으로 상대적으로 어긋난 상태에서 배치되어 있다.

제 2 위치결정부(420)는, 플랜지부(310)의 안 둘레측에 설치된 한 쌍의 위치 결정 리브(421, 422)를 가지고, 각 위치결정 리브(421, 422)는 각각 플랜지부(310)로부터 수직하게 돌출 설치한 직사각형상의 판체로 이루어진다. 이 위치결정 리브(421, 422)도 플랜지부(310)에서 스테이터(2)의 원주방향 및 반경방향으로 상대적으로 어긋난 상태에서 배치되어 있다.

이것에 의하면 인접하는 코어 멤버(예를 들면 21a와 21b)의 각 티스면(22)끼리를 서로 마주 보게 하고, 위치결정 리브(411, 412)끼리를 서로 맞물리게 함으로 써 도 13에 나타내는 바와 같이 상마다 코어 멤버(21a∼21c)(21d∼21f, 21g∼21i)를 수평 회전축(O)을 따라 배치하여, 코일(250)을 절단하지 않고 1회 감기로 코어 멤버(21a∼21c)에 권회할 수 있다.

플랜지부(310)의 상단측에는 이들 코어 멤버(21a∼21i) 끼리를 도 13에 나타내는 바와 같이 각 티스면(22)끼리를 맞대었을 때, 계지축(330)과 위치맞춤부(360)의 선단을 받아내는 받이부(390, 390)가 설치되어 있다.

받이부(390, 390)는 플랜지부(310)의 상단측에 U자형상으로 형성된 오목부로 이루어지고, 그곳에 계지축(330)과 위치맞춤부(360)의 선단이 걸어멈춰진다. 본 예에 있어서 받이부(390, 390)는 오목부로 이루어지나, 예를 들면 보스 등이어도 좋다.

도 13에 나타내는 바와 같이 플랜지부(310)의 원주방향의 한쪽 끝측에는 플랜지부(310)가 돌출한 고정자 철심(23)의 티스면(22)의 측면을 덮어 가리는 권선 보호부(430)가 설치되어 있다.

권선 보호부(430)는 티스면(22)의 측면을 따라 세워 설치된 리브로 이루어지고, 이에 의하여 티스면(22)의 측면이 커버된다. 이것에 의하면 도 13에 나타내는 바와 같이 코일(250)을 1회 감기로 권회하였을 때에, 각 코어 멤버(21a∼21i) 사이에 걸쳐지는 걸침선이 고정자 철심(23)에 직접 접촉하여 파손되거나 손상되거나 하는 것을 방지할 수 있다.

다음에 도 14a ~ 도 14c 및 도 15a ∼ 도 15d를 참조하여 코어 멤버(21a∼21i)의 연결순서의 일례에 대하여 설명한다. 제일 먼저, 도 14a에 나타내는 바와 같이 코어 멤버(21a)의 후크부(320)의 후크홈(321)을 인접하는 코어 멤버(21b)의 계지축(330)에 건다.

다음에 도 14b에 나타내는 바와 같이 후크부(320)를 계지축(330)에 건 상태에서 코어 멤버(21b)를 계지축(330)을 중심으로 코어 멤버(21a)측으로 회전시켜 간다. 이에 의하여 후크부(320)의 선단부가 계지축(330)과 단차면(351)과의 사이에 형성된 협지부(352)를 회동하면서 통과한다.

또한 코어 멤버(21b)를 코어 멤버(12a)측으로 회전시켜 가면, 도 14c에 나타내는 바와 같이 제 2 연결수단인 코어 멤버(21a)의 계지 볼록부(341)를 향하여 코어 멤버(21b)의 계지 오목부(342)가 끼워 넣어짐으로써, 코어 멤버(21a)와 코어 멤버(21b)가 서로 연결된다. 이때 협지부(352)가 스토퍼가 되어 후크부(320)의 선단을 구속함으로써, 코어 멤버(21a)가 화살표방향으로 이동하는 것이 규제된다.

이상의 일련의 동작을 각 코어 멤버(21a∼21i)마다 반복한다. 제일 마지막에 코어 멤버(21a)의 끝부와, 코어 멤버(21i)의 끝부를 연결한다. 도 15a에 나타내는 바와 같이 코어 멤버(21i)의 후크부(320)의 선단부를 코어 멤버(21a)의 계지축(330)에 맞닿게 한다.

후크부(320)가 맞닿은 상태에서 후크부(320)를 계지축(330)측으로 밀어 넣어 가면, 도 15b에 나타내는 바와 같이 후크부(320)는, 제 1 가이드면(322)(도 10a 참조)을 따라 계지축(330)의 아래쪽으로 밀어 넣어진다.

또한 밀어 넣어 가면, 도 15c에 나타내는 바와 같이, 후크부(320)의 제 2 가이드면(323)이 단차면(351)에 맞닿고, 제 3 가이드면(324)의 일부가 티스면(22)의 모서리부에 접촉하여 계지축(330)과 협지부(351) 사이의 좁은 부분을 후크부(320)가 탄성 변형하면서 통과하여 간다.

여기서 후크부(320)를 다시 밀어 넣으면, 도 15d에 나타내는 바와 같이 후크부(320)는 티스면(22)의 에지를 따라 제 3 가이드면(324)의 R부(325)가 가이드되면서 밀어 넣어지고, 제일 마지막으로 후크부(320)의 걸어멈춤 홈(321)이 계지축(330)을 따라 끼워 맞춰진다. 이것에 의하여 후크부(320)의 선단이 협지부(351)에 이동을 규제받음으로써, 원형상을 유지할 수 있다. 이상의 일련의 동작에 의하여 코어 멤버(21a∼21i)가 고리형상으로 조립된다.

조립된 스테이터(2)는, 전용의 인서트 금형(도시 생략함)에 설치되나, 이때 각 코어 멤버(21a∼21i)의 위치맞춤부(360)의 가이드구멍(361)에, 금형의 가이드핀을 합치시킴으로써, 금형과 스테이터(2)와의 상대적인 위치맞춤을 행할 수 있다. 이 위치맞춤 작업에 의하여 스테이터(2)의 수지성형체(200)에 대한 위치결정이 행하여질 뿐만 아니라, 로터(3, 3)와 회로기판(5)의 상대적인 위치맞춤도 행할 수 있다.

또한 도 16에 나타내는 바와 같이, 각 플랜지부(310)로부터 세워 설치된 단자핀(6)을 금형(500)측에 형성된 핀 받이부(510)에 끼워 넣는다. 핀 받이부(510)는 중앙에 단자핀(6)이 끼워 넣어지는 핀 받이구멍(511)과, 상기 핀 받이구멍(511)으로 단자핀(6)을 가이드하는 가이드면(512)으로 이루어진다.

가이드면(512)은, 단자핀(6)을 핀 받이구멍(511)으로 확실하게 가이드하기 위하여 유발형상으로 형성되어 있다. 이것에 의하여 금형(500) 내에 용융수지를 흘려 넣어 인서트성형한 경우, 단자핀(6)의 둘레 가장자리에는 도 4에 나타내는 바와 같이 우산형상의 볼록부(440)가 형성되나, 본 발명에서는 그 둘레부에 볼록부(440)보다 깊은 제 1 오목부(228)를 설치함으로써, 볼록부(440)가 제 2 단차면(225)으로부터 노출하지 않도록 되어 있다.

이와 같이 하여 금형 내에 조립된 후, 금형 내에 용융수지를 흘려 넣어 수지성형체(200)를 일체 성형한다. 이 스테이터(2)에 베어링부(240)를 설치하고, 그곳에 로터(3, 3)를 조립한 후, 제 1 수납부(220)의 제 2 단차면(225)에 회로기판(5)을 고정하고, 회로기판(5)의 끼워넣음 구멍과 단자핀(6)을 납땜한다.

회로기판(5)의 위에, 다시 절연 시트(도시 생략)를 입힌 후, 제일 마지막으로 수지성형체(200)의 양면에 덮개부재(10a, 10b)를 설치함으로써, 도 1에 나타내는 바와 같은 액셜 에어갭형 전동기(1)가 완성된다.

이 실시형태에 있어서, 액셜 갭형 전동기(1)는 스테이터(2)가 9 슬롯, 로터(3, 3)가 8극인 이른바 9 슬롯 8 극형이나, 스테이터(2)의 슬롯수 및 로터(3)의 극수는 사양에 따라 임의로 변경 가능하다.

이 실시형태에 있어서, 전동기는 액셜 에어갭형 전동기를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 일반적인 기판 내장형의 몰드 모터에 적용 가능하고, 본 발명의 기본 구조를 구비하고 있으면, 레이디얼 갭형 전동기 등, 그 밖의 변형예에도 적용 가능하다.

본 발명의 청구항 1에 의하면, 합성수지 성형체의 안 둘레면의 일부에 회로 기판을 얹어 놓는 단차면에 스테이터의 단자핀이 세워 설치되어 있음으로써, 회로기판을 단차면에 얹어 놓는 것만으로 단자핀을 직접 회로기판에 접속할 수 있을 뿐만 아니라, 단자핀의 주위에 제 1 오목부를 설치함으로써, 제 1 단차면을 따라 회로기판을 수평으로 설치할 수 있다.

또, 본 발명의 청구항 2에 의하면, 단자핀의 측면측에 제 2 오목부를 설치함으로써, 단자핀과 안 둘레면 사이의 절연 공간을 크게 취할 수 있어, 단락 방전 등을 방지할 수 있다.

또, 본 발명의 청구항 3에 의하면, 제 1 오목부와 제 2 오목부의 직경이 동일 직경인 것에 의하여 인서트 성형용 금형설계를 더욱 간단하게 할 수 있다.

또, 본 발명의 청구항 4에 의하면, 제 2 오목부의 직경을 제 1 오목부의 직경보다 크게 함으로써 절연공간을 크게 확보할 수 있기 때문에, 더욱 단락 방전의 위험성을 저하할 수 있다.

또, 본 발명의 청구항 5에 의하면, 브래킷과 단자핀의 거리에 의존하여 제 2 오목부의 직경을 정함으로써 브래킷과 단자핀의 거리를 짧게 설계하여도 단락 방전이 발생하기 어려운 전동기를 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 청구항 6에 의하면, 인서트 성형시에 단자핀의 밑둥부에 형성되는 볼록부를 제 1 오목부 내에 확실하게 넣음으로써 회로기판을 제 1 단차면을 따라 더욱 수평으로 설치할 수 있다.

또, 본 발명의 청구항 7에 의하면, 절연 시트의 일부에 제 2 오목부에 끼워 맞춰지는 계지포올을 설치함으로써, 접착제 등을 사용하지 않고 절연 시트를 스테 이터에 확실하게 설치할 수 있다.

Claims

합성수지 성형체 내에 매설된 스테이터와, 상기 스테이터의 티스면에 대하여 대향 배치된 로터를 가지는 전동기에 있어서,

상기 스테이터는, 고정자 철심과, 상기 고정자 철심의 권선부를 절연하는 인슐레이터를 포함하고, 상기 인슐레이터에는, 상기 권선부에 권회되는 코일의 시단(始端) 및 종단(終端)이 결선되는 한 쌍의 단자핀이 세워 설치되어 있고,

상기 합성수지 성형체는, 내경이 다른 안쪽의 제 1 안 둘레면과 바깥쪽의 제 2 안 둘레면을 포함하고, 상기 제 1 안 둘레면과 상기 제 2 안 둘레면과의 사이에는, 구동제어용 회로기판이 얹어 놓여지는 단차면이 설치되어 있음과 동시에, 상기 단차면의 일부에 상기 단자핀의 선단이 돌출되어 있고, 상기 단차면에는, 상기 단자핀의 주위를 상기 단자핀의 축선방향으로 함몰시킨 제 1 오목부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1항에 있어서,

상기 제 2 안 둘레면은, 상기 단자핀에 인접하는 부분이 상기 스테이터의 반경방향으로 함몰된 제 2 오목부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제 1 오목부의 원주방향의 폭과, 상기 제 2 오목부의 원주방향의 폭이 동일 폭인 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제 1 오목부의 원주방향의 폭에 대하여 상기 제 2 오목부의 원주방향의 폭을 크게 한 것을 특징으로 하는 전동기.
제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 합성수지 성형체의 양쪽 끝에는 덮개부재가 설치되어 있고, 상기 제 2 오목부의 폭은 상기 덮개부재와 상기 단자핀과의 사이의 거리에 의존하고 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 오목부의 바닥면에는, 상기 단자핀을 둘러 싸도록 솟아오른 볼록부가 상기 합성수지 성형체의 인서트성형시에 일체적으로 설치되어 있고, 상기 제 1 오목부는 상기 볼록부의 선단이 상기 단차면보다 낮아지는 깊이를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스테이터에는 상기 회로기판을 덮는 절연 시트가 더 설치되어 있고, 상기 절연시트에는 상기 제 2 오목부에 끼워맞춰지는 계지포올이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기.