KR20070092837A - 모터의 스테이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터의 스테이터에 관한 것으로서, 스테이터의 내측면에 파형 단면을 형성시켜서 파형 단면과 와전류와의 접촉면 증대로 방열이 이루어지는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 투스의 확대면 또는 요크의 내측면에 파형부를 형성시킴으로써 와전류와 파형부의 접촉면 증가로 방열량이 증대되어 원하는 토오크의 모터 출력을 향상시키는 효과를 가지고 있다.

모터, 스테이터, 요크, 투스, 와전류, 방열

Description

모터의 스테이터{STATOR OF A MOTOR}

도 1은 종래의 기술에 따른 모터의 스테이터를 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 모터의 스테이터를 도시한 평면도이고,

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 모터의 스테이터를 도시한 평면도이고,

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 모터의 스테이터를 도시한 평면도이고,

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 모터의 스테이터를 도시한 평면도이고,

도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 모터의 스테이터를 도시한 평면도이고,

도 7은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 모터의 스테이터를 도시한 평면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100,200,300,400,500,600 : 스테이터 101,210,310,410,510,610 : 요크

312,612 : 요크파형부 120,220,320,420,520,620 : 투스

121,221,321,421,521,621 : 코일권선부 122,222,322,422,522,622 : 확대부

123,223,323,423,523,623 : 대향면 123a,423a : 파형부

223a,523a : 제 1 파형부 223b,523b : 제 2 파형부

223c,523c : 공극부

본 발명은 모터의 스테이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토오크의 발생으로 발생되는 발열을 냉각시킴으로써, 원하는 크기의 토오크 발생이 가능한 모터의 스테이터에 관한 것이다.

일반적으로, 모터라 함은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품뿐만 아니라 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다. 이러한 모터가 가정용 전자제품에 사용되는 예를 들면, 에어컨이나 냉장고와 같은 냉방기기 내부에 냉매를 액상으로 환원시키기 위해 구비되는 컴프레셔나, 세탁기, 청소기, 광 디스크 플레이어, 컴퓨터의 하드 디스크 드라이버 등에 널리 사용되고 있다.

종래의 모터는 코일이 권선되는 다수의 투스(tooth)가 마련됨과 아울러 투스와 공극을 가지는 로터가 회전 가능하게 설치되는 스테이터가 구비되며, 이러한 모터의 스테이터를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 모터의 스테이터를 도시한 사시도이다. 도시된 종래의 모터의 스테이터(1)는 본체를 이루는 요크(2)와, 요크(2)에 마련되는 다수의 투스(tooth; 3)를 포함한다.

요크(2)는 다각형 또는 원형의 링형상을 가지고, 내주면에 일정 간격으로 투스(3)가 다수로 형성된다.

투스(3)는 요크(2)의 내주면으로부터 중심을 향하여 연장되어 코일이 권선되는 코일권선부(3a)와 코일권선부(3a)의 선단으로부터 연장되어 로터(미도시)와 공극을 두고서 마주보는 확대된 면을 가지는 확대부(3b)를 포함한다.

이러한 종래의 기술에 따른 모터의 스테이터(1)는, 요크(2)가 투자율을 양호하게 확보하면서 투스(3)의 확대부(3b)에 나타나는 와전류를 적게 하고, 이로 인해 모터의 특성 향상을 도모할 수 있다.

그런데, 종래 모터의 스테이터(1)에서는 회전하는 로터와의 와전류에 의하여 열이 발생되어지며, 이 발열에 의하여 모터의 출력이 저하됨과 아울러 내구성이 현저히 저하되었다. 따라서 방열을 위하여 종래에는 투스(3)의 확대부(3b) 양측 끝단에 예리한 각을 주어 와류를 적게 하도록 하였으나, 이 역시 투스(3)가 연자성강 파우더 메탈의 성형재이기에 확대부(3b)의 양측 끝단이 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 투스의 확대면 또는 요크의 내측면에 파형부를 형성시킴으로써 와전류와 파형부의 접촉면 증가로 방열량이 증대되어 원하는 토오크의 모터 출력을 향상시키는 모 터의 스테이터를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 모터의 로터에 공극을 두고서 설치되며 요크와 복수의 투스를 포함하는 스테이터에 있어서, 스테이터의 내측면에 파형 단면을 형성시켜서 파형 단면과 와전류와의 접촉면 증대로 방열이 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터를 제공한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 모터의 스테이터를 도시한 평면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 모터의 스테이터(100)는 요크(110)와, 요크(110)에 마련됨과 아울러 코일권선부(121)와 확대부(122)로 이루어지는 복수의 투스(120)를 포함한다.

요크(110)는 모터의 케이스를 이루는 쉘이나 하우징에 고정되고, 본 실시예에서럼 내치형 스테이터(100)인 경우 내주면을 따라 일정 간격으로 복수의 투스(120)가 마련되는데, 외치형 스테이터인 경우 외주면을 따라 다수의 투스가 마련될 수 있으며, 투스(120)와 함께 코일로부터 발생되는 회전 자속의 이동 통로를 제공한다.

요크(110)의 내주면을 따라 등간격으로 형성되는 투스(120)의 각각은 코일이 권선되는 코일권선부(121)와, 코일권선부(121)의 선단 즉, 로터(미도시)를 향하는 끝단에 확대되어 로터(미도시)에 대향되는 대향면(123)을 가지는 확대부(122)로 이루어진다.

여기서 대향면(123)은 파형으로 굴곡이 반복되는 파형부(123a)로 이루어지며, 이 파형부(123a)는 가로 방향을 따라 연속적으로 형성되어 대향면(123)의 전반에 형성된다.

바람직하게는 파형의 굴곡은 동일 형상에 동일 면적을 가지고 연속되어진다.

한편, 도 3에 도시된 제 2 실시예에 따르면, 스테이터(200)는, 투스(220)의 각각에 코일이 권선되는 코일권선부(221)와, 코일권선부(221)의 선단 즉, 로터(미도시)를 향하는 끝단에 확대되어 로터(미도시)에 대향되는 대향면(223)을 가지는 확대부(222)로 이루어지되, 이 대향면(223)이 가로 방향을 따라 3개로 구획되어지며, 즉, 파형으로 굴곡이 반복되는 제 1 파형부(223a)와 제 2 파형부(223b)가 일정 길이로 형성되고, 제 1 파형부(223a)와 제 2 파형부(223b)의 사이에 공극부(223c)가 형성된 것이다.

또한, 도 4에 도시된 제 3 실시예에 따르면, 투스(320)를 제외한 요크(310)의 내측면에 파형으로 굴곡진 요크파형부(312)가 내주면을 따라 연속하여 형성된다.

그리고 상술한 투스(120, 220)와 요크(310)가 연자성 분말의 압축 프로세스에 의해 3차원 형상을 가지는 연자성 복합체(soft magnetic composite; "SMC"라고도 함)로 형성될 수 있다.

연자성 분말은 철계(iron-based)의 입자들을 기초로 하며, 연자성 분말 각각 은 전기적으로 절연되도록 코팅되어 있다. 이러한 연자성 분말을 압축성형기에서 투스를 포함하는 요크와 상응하는 형상을 포함하는 공간에 채운 다음 펀치 등과 같은 압축부재로 압축시켜서 제작하게 된다.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 모터의 스테이터를 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 모터의 스테이터(400)는 그 구조에 있어서 이전의 제 1 실시예와 동일하며, 재질에 있어서 투스(420)가 연자성 분말의 압축에 의해 형성되며, 요크(410)는 규소 강판을 다수 적층하여 형성된다.

그리고 도 6의 제 5 실시예와 도 7의 제 6 실시예에서는 상술한 제 2 실시예와 제 4 실시예와 동일하며, 다만 재질에 있어서 투스(520) 또는 요크(610)가 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구조로 이루어진 모터의 스테이터의 작용은 다음과 같이 이루어진다.

제 1 실시예와 제 4의 실시예에 따르면, 투스(120, 420)의 선단에 마련되는 대향면(123, 423)에 파형부(123a, 423a)를 형성시킴으로써 투스(120, 420)의 코일권선부(121, 421)에 권선된 코일(미도시)로부터 발생되는 회전 자속에서 발생되는 와전류가 단면적이 확대된 파형부(123a, 423a)에 접촉되며, 와전류의 접촉면 증대는 결과적으로 방열의 효과를 증대시켜서 원하는 크기의 토오크 발생이 가능하여 진다.

또한, 제 2 실시예와 제 5의 실시예에 따르면, 투스(220, 520)의 선단에 마련되는 대향면(223, 523)에 제 1 파형부(223a, 523a)와 제 2 파형부(223b, 523b) 그리고 제 1 파형부(223a, 523a)와 제 2 파형부(223b, 523b)의 사이에 공극부(223c, 523c)를 형성시킴으로써, 투스(220, 520)의 코일권선부(221, 521)에 권선된 코일(미도시)로부터 발생되는 회전 자속에서 발생되는 와전류가 단면적이 확대된 제 1 , 2 파형부(223a, 523a)(223b, 523b)에 접촉되어, 와전류의 접촉면 증대는 결과적으로 방열의 효과를 증대시킬 수 있으며, 더욱이 공극부(223c, 523c)에서는 미도시된 로터와의 공극 유지로 모터의 출력을 유지할 수 있다.

그리고 제 3 실시예와 제 6의 실시예에 따르면, 투스(320, 620)를 제외한 요크(310, 610)의 내측면에 요크파형부(312, 612)를 형성시킴으로써, 투스(320, 620)의 코일권선부(321, 621)에 권선된 코일(미도시)로부터 발생되는 회전 자속에서 발생되는 와전류가 단면적이 확대된 요크파형부(312, 612)에 접촉되며, 와전류의 접촉면 증대는 결과적으로 방열의 효과를 증대시켜서 원하는 크기의 토오크 발생이 가능하도록 한다.

그러므로, 요크 또는 투스에 파형 단면을 형성하여 방열 효과의 증대로 종래 모터에 비하여 높은 출력을 발휘할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터의 스테이터는, 투스의 확대면 또는 요크의 내측면에 파형부를 형성시킴으로써 와전류와 파형부의 접촉면 증가로 방열량이 증대되어 원하는 토오크의 모터 출력을 향상시키는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 모터의 스테이터를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (7)

1. 모터의 로터에 공극을 두고서 설치되며 요크와 복수의 투스를 포함하는 스테이터에 있어서,

   상기 스테이터의 내측면에 파형 단면을 형성시켜서 상기 파형 단면과 와전류와의 접촉면 증대로 방열이 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 투스는,

   코일이 권선되는 코일권선부와, 상기 코일권선부의 선단으로부터 확대되어 상기 로터에 대향되는 대향면을 가지는 확대부로 이루어지며,

   상기 대향면이 파형의 굴곡이 반복되는 파형부로 이루어지는 것,

   을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 투스는,

   코일이 권선되는 코일권선부와, 상기 코일권선부의 선단으로부터 확대되어 상기 로터에 대향되는 대향면을 가지는 확대부로 이루어지며,

   상기 대향면에 파형으로 굴곡이 반복되는 제 1 파형부와 제 2 파형부가 형성되고, 상기 제 1 파형부와 제 2 파형부의 사이에 평면의 공극부가 형성되는 것,

   을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 요크의 내측면에 파형으로 굴곡이 반복되는 요크파형부가 형성되는 것,

   을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 투스는, 연자성 분말의 압축에 의해 형성되며,

   코일이 권선되는 코일권선부와, 상기 코일권선부의 선단으로부터 확대되어 상기 로터에 대향되는 대향면을 가지는 확대부로 이루어지고,

   상기 대향면이 파형의 굴곡이 반복되는 파형부로 이루어지는 것,

   을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 투스는, 연자성 분말의 압축에 의해 형성되며,

   코일이 권선되는 코일권선부와, 상기 코일권선부의 선단으로부터 확대되어 상기 로터에 대향되는 대향면을 가지는 확대부로 이루어지고,

   상기 대향면에 파형으로 굴곡이 반복되는 제 1 파형부와 제 2 파형부가 형성되고, 상기 제 1 파형부와 제 2 파형부의 사이에 평면의 공극부가 형성되는 것,

   을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 요크는, 연자성 분말의 압축에 의해 형성되며,

   상기 요크의 내측면에 파형으로 굴곡이 반복되는 요크파형부가 형성되는 것,

   을 특징으로 하는 모터의 스테이터.

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