KR20080009893A - 발전기 및 모터용 고정자 철심 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임의 타측면중 코일 감김부에 대응되는 부분에 돌출부를 이격 형성함으로써, 프레임을 원형으로 구부릴 때 발생되는 외륜의 표고차가 돌출부에 의해 보상되어 외륜의 표면을 균일하게 유지할 수 있는 발전기 및 모터용 고정자 철심에 관한 것이다.

본 발명에 따른 발전기 및 모터용 고정자 철심은, 직선의 판형태로 된 프레임(11)과, 프레임의 일측면에 이격되게 돌출 형성된 다수의 코일 감김부(12)를 포함하여 이루어져, 코일 감김부가 내측에 위치되도록 프레임을 원형으로 구부린 후 적층하고 코일 감김부에 코일(20)을 감아 발전기 및 모터의 고정자(1)를 형성하도록 된 구성에 있어서, 프레임(11)의 타측면중 코일 감김부(12)에 대응되는 부분에 원형의 돌출부(13)를 이격 형성하여, 프레임을 원형으로 구부릴 때 프레임의 타측면중 코일 감김부 사이의 홈(11a)과 대응되는 부분이 돌출됨으로 인해 발생되는 외륜의 표고차가 돌출부(13)에 의해 보상되어 외륜의 표면이 균일하게 유지되도록 이루어지며, 돌출부(13) 사이의 간격과 돌출부(13)의 좌우폭 사이의 비율은 1:4±1이고, 돌출부(13)의 높이는 0.05~0.15㎜인 것에 기술적 특징이 있다.

철심, 고정자, 프레임, 코일 감김부, 돌출부

Description

발전기 및 모터용 고정자 철심{Stator iron core for alternator and motor}

도 1은 종래 기술에 따른 모터용 고정자 철심의 평면도.

도 2는 도 1에 도시된 철심이 적층되어 형성된 모터용 고정자의 평면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 고정자 철심의 평면도.

도 4는 도 3에 도시된 철심이 적층되어 형성된 모터용 고정자의 평면도.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

1 : 고정자

10 : 철심

11 : 프레임

12 : 코일 감김부

13 : 돌출부

20 : 코일

본 발명은 직선의 판형태로 된 프레임과, 이 프레임의 일측면에 이격되게 돌출 형성된 다수의 코일 감김부로 구성되어, 코일 감김부가 내측에 위치되도록 프레 임을 원형으로 구부린 후 적층하고 코일 감김부에 코일을 감아 발전기 및 모터의 고정자를 형성하도록 된 발전기 및 모터용 고정자 철심에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 프레임의 타측면중 코일 감김부에 대응되는 부분에 돌출부를 이격 형성함으로써 프레임을 원형으로 구부릴 때 프레임의 타측면중 코일 감김부 사이에 위치되는 부분이 돌출됨으로 인해 발생되는 외륜의 표고차를 돌출부로 보상하도록 된 발전기 및 모터용 고정자 철심에 관한 것이다.

일반적으로 통상적인 교류발전기 및 모터의 내부 구조를 살펴보면, 교류발전기 및 모터의 내부에는 고정자가 구비되고, 이 고정자의 내측에는 회전축을 포함한 회전자가 회전 가능하게 결합된다.

전술한 고정자는 외부로부터 공급되는 전원에 의해 자화되어 회전자와의 반발력에 의해 회전자에 토크를 발생시키는 것으로, 통상적으로 도 1과 같이 형성된 직선형의 철심(100)을 구부려 원형으로 만든 다음, 이를 적층시킨 후 도 2와 같이 그 내측에 코일(200)을 감는 구조로 되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 철심(100)은 직선의 판형태로 형성된 프레임(110)과, 이 프레임(110)의 일측면에 “T”자 형태로 돌출 형성되어 코일(200)을 감을 수 있도록 된 다수의 코일 감김부(120)로 구성된다. 이 때, 프레임(110)의 타측면은 직선 형태로 형성된다.

그러나, 전술한 바와 같이 구성된 종래 기술에 따른 발전기 및 모터용 고정자 철심의 경우, 코일 감김부가 내측에 위치되도록 프레임을 원형으로 구부리면, 소성변형의 특성상 프레임의 외륜중 코일 감김부 사이의 홈과 대응되는 부분이 도 2에서 보는 바와 같이 외부로 돌출되므로, 외륜의 표고차가 발생하게 된다.

따라서, 종래 기술에 따른 철심을 적층하고 이 철심의 코일 감김부에 코일을 감음으로써 형성되는 고정자의 경우에도, 그 외륜의 표고차가 발생하기 때문에 고정자를 발전기 및 모터 하우징 내에 올바르게 설치하기 위해서는 각 철심의 외륜으로부터 돌출되는 부분을 마모시켜 표고차가 발생하지 않도록 하는 표면가공 공정을 추가로 거쳐야 하며, 그에 따라 시간과 비용이 추가로 소모되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 프레임의 타측면중 코일 감김부에 대응되는 부분에 돌출부를 이격 형성함으로써, 프레임을 원형으로 구부릴 때 발생되는 외륜의 표고차가 돌출부에 의해 보상되어 외륜의 표면을 균일하게 유지할 수 있는 발전기 및 모터용 고정자 철심을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 발전기 및 모터용 고정자 철심은, 직선의 판형태로 된 프레임과, 프레임의 일측면에 이격되게 돌출 형성된 다수의 코일 감김부를 포함하여 이루어져, 코일 감김부가 내측에 위치되도록 프레임을 원형으로 구부린 후 적층하고 코일 감김부에 코일을 감아 발전기 및 모터의 고정자를 형성하도록 된 구성에 있어서, 프레임의 타측면중 코일 감김부에 대응되는 부분에 원형의 돌출부를 이격 형성하여, 프레임을 원형으로 구부릴 때 프레임의 타측면중 코일 감김부 사이의 홈과 대응되는 부분이 돌출됨으로 인해 발생 되는 외륜의 표고차가 돌출부에 의해 보상되어 외륜의 표면이 균일하게 유지되도록 이루어지며, 돌출부 사이의 간격과 돌출부의 좌우폭 사이의 비율은 1:4±1이고, 돌출부의 높이는 0.05~0.15㎜인 것에 기술적 특징이 있다.

전술한 구성에 있어서, 돌출부 사이의 간격이 2.5㎜일 때 돌출부의 좌우폭은 9.6㎜이고, 돌출부의 높이는 0.08㎜인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 발전기 및 모터용 고정자 철심의 바람직한 실시예를 통하여 전술한 바와 같은 구성들의 특징과 그 작용을 보다 상세히 설명하기로 한다. 여기서, 본 발명에 따른 고정자 철심은 발전기 및 모터에 동일하게 적용되므로, 이하의 실시예에서는 모터에 적용되는 경우만을 설명하기로 한다.

첨부된 도면의 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 고정자 철심의 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 철심이 적층되어 형성된 모터용 고정자의 평면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 고정자 철심(10)은, 직선의 판형태로 된 프레임(11), 및 프레임(11)의 일측면에 서로 이격되게 돌출 형성된 다수의 코일 감김부(12)를 포함하여 이루어진다.

이 때, 프레임(11)의 타측면중 코일 감김부(12)에 대응되는 부분에는 원형의 돌출부(13)가 이격 형성된다.

프레임(11)을 원형으로 구부릴 경우에는 프레임(11)의 타측면중 코일 감김 부(12) 사이의 홈(11a)과 대응되는 부분이 소성변형의 기본 특성상 외부로 돌출된다.

그러나, 전술한 바와 같이 소성변형으로 인해 돌출되는 부분 사이 즉, 프레임(11)의 타측면중 코일 감김부(12)에 대응되는 부분에 돌출부(13)가 형성되므로, 프레임(11)의 외륜에서 표고차가 발생하지 않는다.

즉, 소성변형시 발생되는 외륜의 표고차가 돌출부(13)로 인해 보상됨에 따라, 본 발명에 따른 철심(10)의 외륜은 도 4에서 보는 바와 같이 표고차 없이 균일해진다.

또한, 본 발명에 따른 철심(10)이 적층되어 형성되는 고정자(1)의 외륜도 도 4에서 보는 바와 같이 표고차 없이 균일하기 때문에 종래에서와 같이 고정자 외륜의 표면을 가공하는 공정을 거치지 않고도 고정자(1)를 모터 하우징 내에 간편하고 올바르게 고정 설치할 수 있다.

한편, 코일 감김부(12)는 “T”자 형태로 형성되며, 프레임(11)을 원형으로 구부릴 때 방사상으로 위치된다.

전술한 바와 같이 구성된 모터 고정자 철심(10)에 있어서, 돌출부(13) 사이의 간격(L1)과 돌출부(13)의 좌우폭(L2) 사이의 비율은 1:4±1이고, 돌출부(13)의 높이(H1)는 0.05±0.15㎜이다.

이 때, 돌출부(13) 사이의 간격(L1)이 2.5㎜일 때 돌출부(13) 사이의 좌우폭(L2)은 9.6㎜가 바람직하며, 돌출부(13)의 높이(H1)은 0.08㎜가 가장 바람직하다.(코일 감김부(12)의 중심 사이의 거리(L3)는 12.12㎜이고, 코일 감김부(12)를 포함한 프레임(11)의 높이(H2)는 18.09㎜이다.)

만일, 돌출부(13)의 좌우폭(L2)이 전술한 비율보다 높거나 돌출부(13)의 높이가 0.15㎜를 초과할 경우, 또는 돌출부(13)의 좌우폭(L2)이 전술한 비율보다 낮거나 돌출부(13)의 높이가 0.05㎜ 미만일 경우에는 프레임(11)을 원형으로 구부릴 때, 프레임(11) 외륜의 표면이 균일하게 유지되지 않는다.

즉, 전자의 경우에는 돌출부(13)가 코일 감김부(12) 사이의 홈(11a)에 대응되는 부분보다 더 돌출되게 되며, 후자의 경우에는 코일 감김부(12) 사이의 홈(11a)에 대응되는 부분이 돌출부(13) 보다 더 돌출되게 된다.

이하에서는, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 고정자 철심의 작용을 설명한다.

먼저, 프레스공정을 통해 철판을 프레싱함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 한 쌍의 고정자 철심(10)을 얻게 된다. 이 때, 각 철심(10)의 프레임(11), 코일 감김부(12) 및 돌출부(13)는 일체로 형성된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 고정자 철심(10)을 얻은 다음, 철심(10)을 원형으로 구부려 그 양단부를 서로 접합하고, 도 4에 도시된 바와 같이 적층한 후 코일 감김부(12)에 코일(20)을 감아줌으로써 모터용 고정자(1)가 완성된다.

모터용 고정자(1)는, 모터의 사양에 따라 철심(10)을 일정한 높이로 각각 적층시키고 내륜으로부터 방사상으로 돌출된 코일 감김부(12)에 코일(20)을 감음으로써, 모터의 동작 과정에서 외부로부터 코일(20)에 인가되는 전원에 의해 자화되어 중심부에 회전 가능하게 결합되는 회전자를 회전시켜 모터의 동작이 이루어지도록 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 철심(10)을 원형으로 구부리면, 프레임(11)의 타측면중 코일 감김부(12)에 대응되는 부분에 형성된 돌출부(13)로 인해 그 외륜이 표고차 없이 균일하게 유지된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 철심(10)이 적층되어 이루어진 고정자(1)를 모터 하우징 내에 고정 설치하는 과정에서, 고정자(1)의 표면이 표고차가 없이 정원에 가까운 형태로 매끄럽게 형성되므로 별도의 표면가공을 거치지 않고도 고정자(1)를 모터 하우징 내에 간편하고 올바르게 고정 설치할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기 및 모터용 고정자 철심을 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명의 본 명세서에 상세히 설명된 실시예와 도면에 한정되지 아니하며, 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 고정자 철심은 모터뿐만 아니라 발전기에도 동일하게 적용되며, 이러한 실시예 역시 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 보아야 한다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명 발전기 및 모터용 고정자 철심에 따르면, 프레임의 타측면중 코일 감김부에 대응되는 부분에 형성된 돌출부로 인해 그 외륜이 표고차 없이 균일하게 유지됨으로써, 본 발명에 따른 철심이 적층되어 이루어진 고정자를 발전기 및 모터 하우징 내에 고정 설치하는 과정에서 고정자의 표면 또한 표고차 없이 정원에 가까운 형태로 매끄럽게 형성됨에 따라 즉, 표면의 진원도가 정밀해짐에 따라 별도의 표면가공 공정없이도 고정자를 발전기 및 모터 하우징 내에 간편하고 올바르게 고정 설치할 수 있다.

그리고, 고정자가 발전기 및 모터 하우징 내에 올바르게 고정 설치됨으로써, 고정자의 내측 진원도가 정밀해짐에 따라 고정자와 회전자 사이의 간격이 일정해져 발전기 및 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 고정자의 외측 진원도가 정밀해짐으로써, 고정자와 하우징간의 접촉면적이 확장됨에 따라 방열효과가 증대되고 온도증폭으로 인한 문제가 줄어들며, 결과적으로는 발전기 및 모터의 수명을 연장시킬 수 있고 그 성능을 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 고정자의 외측 진원도가 정밀해짐으로써, 종래 기술과는 달리 고정자의 두께편차가 생기기 않기 때문에 열에 의한 인장력이 고르게 발생됨에 따라 발전기 및 모터의 생산 및 성능에 있어서 안정성을 확보할 수 있다.

Claims (2)

1. 직선의 판형태로 된 프레임(11)과, 상기 프레임의 일측면에 이격되게 돌출 형성된 다수의 코일 감김부(12)를 포함하여 이루어져, 상기 코일 감김부가 내측에 위치되도록 상기 프레임을 원형으로 구부린 후 적층하고 상기 코일 감김부에 코일(20)을 감아 발전기 및 모터의 고정자(1)를 형성하도록 된 발전기 및 모터용 고정자 철심에 있어서,

   상기 프레임(11)의 타측면중 상기 코일 감김부(12)에 대응되는 부분에 원형의 돌출부(13)를 이격 형성하여, 상기 프레임을 원형으로 구부릴 때 상기 프레임의 타측면중 상기 코일 감김부 사이의 홈(11a)과 대응되는 부분이 돌출됨으로 인해 발생되는 외륜의 표고차가 상기 돌출부(13)에 의해 보상되어 외륜의 표면이 균일하게 유지되도록 이루어지며, 상기 돌출부(13) 사이의 간격(L1)과 상기 돌출부(13)의 좌우폭(L2) 사이의 비율은 1:4±1이고, 상기 돌출부(13)의 높이(H1)는 0.05~0.15㎜인 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터용 고정자 철심.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부(13) 사이의 간격이 2.5㎜일 때 상기 돌출부(13)의 좌우폭은 9.6㎜이고, 상기 돌출부(13)의 높이는 0.08㎜인 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터용 고정자 철심.

Images