KR20090077592A

KR20090077592A - 분할코어식 모터 고정자

Info

Publication number: KR20090077592A
Application number: KR1020080003624A
Authority: KR
Inventors: 백찬호
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2008-01-11
Publication date: 2009-07-15
Also published as: KR101348833B1

Abstract

본 발명은 분할코어식 모터고정자이다. 본 발명의 모터고정자(20)는 다수개의 분할코어(23)가 결합되어 구성되는 고정자코어(22)를 구비한다. 상기 고정자코어(22)에 형성된 슬롯(26)에는 절연체(28)를 개재한 상태로 코일(30)이 감겨진다. 상기 분할코어(23)는 동심원의 서로 다른 반경을 가지는 원호형상의 외측원호부(24)와 내측원호부(24')를 구비하고, 상기 내측원호부(24')와 외측원호부(24)는 돌극부(25)에 의해 서로 연결된다. 서로 인접하는 분할코어(23)의 내측원호부(24')와 외측원호부(24)는 서로 밀착된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 분할코어(23)의 내측원호부(24')가 서로 밀착되어 상대 유동되지 않으므로 고정자코어(22)의 형상이 변형되지 않아 모터의 동작중에 소음과 진동의 발생이 방지되고, 모터고정자(20)의 동작신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

모터, 고정자, 분할, 코어

Description

분할코어식 모터 고정자{Divided-core type motor stator}

본 발명은 모터 고정자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정자 코어가 분할코어에 의해 구성되는 모터고정자에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 분할코어식 모터 고정자의 구성이 개시되어 있다. 이에 따르면, 모터고정자(1)는 동일한 형상을 가지며 각 극(Pole)으로 분할된 분할코어(2)가 원환형상으로 구성된 고정자코어(3)가 골격을 형성한다. 상기 고정자코어(3)의 일측 단부에는 고정자코어(3)에 동축으로 원판형상의 배선기판(4)이 장착되고, 상기 고정자코어(3)의 외면을 둘러싸도록 원통형상의 고정자커버(5)가 구비된다.

상기 각각의 분할코어(2)에는 코일(6)이 배선기판(4) 상에 형성된 접합랜드에 납땜되고, 배선기판(4)의 배선패턴에 의해 소정의 방식으로 상호 접속되어 있다. 상기 분할코어(2)의 형상은 도 1의 확대 단면도에 잘 도시되어 있는데, 코어본체(8)는 고정자코어(3)의 외면을 형성하는 외측원호부(8a)의 중앙부분에서 직교하게 돌극부(8b)가 연장되고 상기 돌극부(8b)의 선단에는 내측원호부(8c)가 상기 외 측원호부(8a)와 나란히 형성된다. 상기 외측원호부(8a)는 인접하는 분할코어(2)의 그것과 서로 밀착되나 상기 내측원호부(8c)는 인접하는 분할코어(2)의 그것과 소정의 간격을 가진다. 상기 인접하는 돌극부(8b)가 형성하는 공간 내에 절연체(9)를 개재한 상태로 상기 코일(6)이 감겨진다.

이와 같이 고정자코어(3)를 다수개의 분할코어(2)로 구성하게 되면, 코일(6)을 분할코어(2)에 감을 때, 와인딩 점적율을 높일 수 있으며, 모터고정자(1)를 제작하는 작업이 매우 용이하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 상기한 바와 같은 구성의 분할코어(2)를 사용하여 고정자코어(3)를 제작하게 되면, 상기 인접하는 내측원호부(8c)사이의 틈새(t)에 의해 인접하는 분할코어(2) 사이가 서로 고정되지 않아, 이들 사이에 유동이 발생하면서 소음과 진동이 발생하고 불안정 전압과 전류 발생등으로 모터고정자(1)의 동작 신뢰성 확보가 어렵게 되는 문제점이 있다.

그리고, 분할코어(2)를 사용하여 상기 내측원호부(8c)사이에 틈새(t)가 있는 고정자코어(3)를 만들게 되면, 모터고정자(1)에서 발생하는 전자기력이 상기 틈새(t) 부분에서는 회전자쪽으로 전달되지 않아 자기저항 변화에 따른 코깅토크가 커지는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에서는 도 1에 도시된 바와 같은 형상의 상기 분할코어(2)를 다수개 적층한 것을 서로 조립하여 고정자코어(3)를 제작하는 과정에서 적층된 분할코어(2)를 임시적으로 고정하기 위한 지그를 반드시 사용하여야 하는 번거로운 점도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분할코어로 고정자코어를 제작함에 있어 인접하는 분할코어 사이가 틈새 없이 결합되도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 분할코어로 고정자코어를 제작한 모터고정자에서 코깅토크를 최소화하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수개의 분할코어로 된 고정자코어를 조립지그없이 조립하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 강판이 적층되어 만들어진 다수개의 분할코어가 결합되어 분할코어 사이에 슬롯이 형성되고 원통형으로 만들어지는 고정자코어와, 상기 고정자코어의 슬롯에 절연체를 개재한 상태로 감아진 코일을 포함하여 구성되는 분할코어식 모터고정자에 있어서, 상기 분할코어는 서로 다른 반경을 가지는 동심원의 원호 형상인 외측원호부 및 내측원호부와 상기 외측원호부와 내측원호부와 직교하게 형성되어 이들을 서로 연결하는 돌극부를 포함하여 구성되고, 인접하는 분할코어에서 각각의 외측원호부와 내측원호부는 서로 밀착된다.

상기 분할코어의 내측원호부와 외측원호부의 양단부에는 결합요철이 각각 형성되고, 상기 돌극부에는 적층되는 강판사이를 결합하는 펀칭요철이 형성된다.

상기 고정자코어의 내면과 외면에는 각각 상기 분할코어의 내측원호부에 밀착되는 원통형상의 내부링과 상기 외측원호부에 밀착되는 원통형상의 외부링이 더 구비된다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 분할코어식 모터고정자에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저, 본 발명에서는 인접하는 분할코어가 상대적 유동하지 않도록 결합되므로 고정자코어에서 소음과 진동이 발생하지 않고 전압과 전류가 안정적으로 되므로 모터고정자의 동작신뢰성이 높아지는 효과가 있다.

본 발명에서는 다수개의 분할코어가 결합되어 고정자코어가 만들어지면서도 회전자와 마주보는 부분에서는 모터고정자의 모든 부분이 회전자와 일정한 간극을 형성하므로 코깅토크의 발생이 최소화되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 인접하는 분할코어가 서로 틈새없이 조립되므로, 특히 내부링을 사용하는 경우에 별도의 조립지그가 필요없게 되어 조립작업의 작업성과 제조원가 낮아지는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 분할코어식 모터고정자의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 분할코어식 모터고정자의 바람직한 실시예가 횡단면도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 고정자코어가 사시도로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 모터고정자(20)의 골격을 고정자코어(22)가 형성한다. 상기 고정자코어(22)는 대략 원통형상으로 되는 것으로, 다수개의 분할코어(23)가 연결되어 구성된다. 상기 고정자코어(22)는 각각의 분할코어(23)의 횡단면 형상을 가지는 강판이 다수개 씩 적층되어 형성되는 것이다. 여기서 상기 강판은 규소로 만들어지는 것이 바람직하다.

상기 분할코어(23)는 외측원호부(24)와 내측원호부(24')가 서로 다른 반경을 가지는 동심원의 원호를 이루도록 소정의 간격을 가지고 나란히 연장되고, 이들 외측원호부(24)와 내측원호부(24')에 각각 직교하게 이들을 연결하는 돌극부(25)가 구비된다. 이와 같은 분할코어(23)는 대략 'H'자 형상으로 된다. 여기서 상기 외측원호부(24)와 내측원호부(24') 각각의 길이는 서로 인접하는 분할코어(23)가 결합될 때, 틈새가 없도록 된다. 즉, 인접하는 분할코어(23)의 외측원호부(24)와 내측원호부(24')가 서로 결합되어 이들 사이에 형성되는 슬롯(26)이 회전자가 설치되는 중앙통공(20')과 연통되지 않도록 된다.

상기 분할코어(23)들이 결합되어 고정자코어(22)를 형성함에 의해 상기 고정자코어(22)에는 분할코어(23)의 갯수만큼의 슬롯(26)이 형성된다. 상기 슬롯(26) 에는 절연체(28)를 개재한 상태로 코일(30)이 감아진다. 상기 코일(30)은 상기 분할코어(23)의 돌극부(25)에 감아진다.

한편, 도 4에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이에 따르면, 모터고정자(20)의 골격을 고정자코어(22)가 형성한다. 상기 고정자코어(22)는 대략 원통형상으로 되는 것으로, 다수개의 분할코어(23)가 연결되어 구성된다. 상기 고정자코어(22)는 각각의 분할코어(23)의 횡단면 형상을 가지는 규소강판이 다수개 씩 적층되어 형성되는 것이다.

상기 분할코어(23)는 외측원호부(24)와 내측원호부(24')가 서로 다른 반경을 가지는 동심원의 원호를 이루도록 소정의 간격을 가지고 나란히 연장되고, 이들 외측원호부(24)와 내측원호부(24')에 각각 직교하게 이들을 연결하는 돌극부(25)가 구비된다. 이와 같은 분할코어(23)는 대략 'H'자 형상으로 된다. 여기서 상기 외측원호부(24)와 내측원호부(24') 각각의 길이는 서로 인접하는 분할코어(23)가 결합될 때, 틈새가 없도록 된다. 즉, 인접하는 분할코어(23)의 외측원호부(24)와 내측원호부(24')가 서로 결합되어 이들 사이에 형성되는 슬롯(26)이 회전자가 설치되는 중앙통공(20')과 연통되지 않도록 된다. 하지만, 본 실시예에서는 인접하는 내측원호부(24')끼리 반드시 결합되어야 하는 것은 아니다.

상기 외측원호부(24)와 내측원호부(24')가 결합되어 상대적으로 유동되지 않도록 하기 위해 상기 외측원호부(24)와 내측원호부(24')의 양단에는 각각 결합요철(23')이 형성된다. 상기 결합요철(23')은 하나의 외측원호부(24) 일단에는 돌출되게 형성되고 타단에는 요입되게 형성되어 인접하는 분할코어(23)의 결합요 철(23')이 서로 형합되도록 된다. 이와 같은 결합은 분할코어(23)사이의 방사방향의 상대 이동을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 분할코어(23)를 구성하는 각각의 규소강판이 서로 결합되도록 하기 위해 각각의 규소강판에는 펀칭요철(25')이 형성된다. 상기 펀칭요철(25')은 각각의 규소강판의 일면으로는 요입되고 타면으로는 돌출되게 형성된다. 이들 펀칭요철(25')은 서로 적층된 규소강판 사이의 결합이 보다 견고하게 되도록 한다.

상기 분할코어(23)들이 결합되어 고정자코어(22)를 형성함에 의해 상기 고정자코어(22)에는 분할코어(23)의 갯수만큼의 슬롯(26)이 형성된다. 상기 슬롯(26)에는 절연체(28)를 개재한 상태로 코일(30)이 감아진다. 상기 코일(30)은 상기 분할코어(23)의 돌극부(25)에 감아진다.

상기 분할코어(23)가 서로 결합되어 형성되는 고정자코어(22)의 내면에는 내부링(32)이 장착된다. 상기 내부링(32)은 금속재질로 만들어지는데, 예를 들면 스틸재질이다. 상기 내부링(32)은 상기 중앙통공(20')과 동심으로 되는 원통형상으로, 그 외경이 상기 고정자코어(22)의 내경과 같다. 따라서, 상기 내부링(32)의 외면은 상기 분할코어(23)의 내측원호부(24')에 밀착된다. 참고로, 상기 내부링(32)은 상기 분할코어(23)의 내측원호부(24')가 틈새없이 결합되는 경우에는 반드시 사용될 필요는 없다. 그리고, 상기 내부링(32)이 사용되는 경우에는 상기 내측원호부(24')가 반드시 서로 결합되어야 하는 것은 아니다. 이는 상기 내부링(32)이 상기 분할코어(23)의 내측원호부(24')를 서로 연결하는 역할을 대신하여 분할코어(23)의 결합을 견고하게 하기 때문이다.

상기 고정자코어(22)의 외면에는 외부링(34)이 설치된다. 상기 외부링(34)은 원통형상으로 그 내경이 상기 고정자코어(22)의 외경과 같도록 형성되어, 상기 외부링(34)의 내면에 상기 분할코어(23)의 외측원호부(24)가 밀착된다. 상기 외부링(34)은 모터의 외관을 구성하는 하우징으로 대체될 수 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 분할코어식 모터고정자의 작용을 상세하게 설명한다.

먼저, 상기 분할코어식 모터고정자를 제작하는 과정을 간단하게 설명한다. 상기 고정자코어(22)를 구성하는 각각의 분할코어(23)를 규소강판을 적층하여 만든다. 상기 분할코어(23)를 적층하여 형성함에 있어, 도 4에 도시된 실시예에서는 상기 펀칭요철(25')이 규소강판의 결합을 안내하고, 결합상태가 임의로 흐트러지지 않도록 한다.

상기 각각의 분할코어(23)에 절연체(28)를 개재시킨 상태로 코일(30)을 감는다. 상기 코일(30)이 감겨진 분할코어(23)를 서로 결합하여 원통형상의 상기 고정자코어(22)를 만든다.

한편, 도 4에 도시된 실시예에서는 상기 분할코어(23)를 서로 결합할 때, 상기 내부링(32)의 외면과 외부링(34)의 내면을 따라 분할코어(23)를 배치하는데, 이와 같이 하면 별도의 조립지그없이 분할코어(23)들을 조립할 수 있다.

이와 같이 조립된 모터고정자(20)는 모터에 설치되어 회전자와 전자기적 상호작용을 함에 의해 회전자의 회전을 만들어낸다. 즉, 상기 코일(30)은 전원이 공급되면 상기 고정자코어(22)가 일종의 전자석으로 되게 하여 자기장을 형성하고, 이에 의해 영구자석이 설치되는 있는 회전자와 전자기적 상호작용을 하도록 하는 것이다.

상기 모터고정자(20)가 모터에 설치되어 사용됨에 있어서, 도 4에 도시된 실시예의 결합요철(23')은 상기 분할코어(23)가 중앙통공(20')의 방사방향으로 상대 유동하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다. 물론, 도 4에 도시된 실시예에서는 상기 내부링(32)과 외부링(34)에 의해서도 이와 같은 방향의 유동이 방지될 수 있음은 물론이다.

그리고, 도 3에 도시된 실시예의 경우에도, 모터고정자(20)의 외면은 모터의 하우징의 내면에 밀착되어 설치되므로 중앙통공(20')의 방사방향으로의 유동이 방지되고, 특히 분할코어(23)의 내측원호부(24')가 서로 결합되어 있어 고정자코어(22)의 형상변경이 전혀 발생하지 않게 된다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 종래 기술에 의한 분할코어식 모터고정자의 구성을 보인 평면도.

도 2는 본 발명에 의한 분할코어식 모터고정자의 바람직한 실시예의 구성을 보인 횡단면도.

도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 고정자코어의 구성을 보인 사시도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 구성을 보인 횡단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 모터고정자 22: 고정자코어

23: 분할코어 23': 결합요철

24: 외측원호부 24': 내측원호부

25: 돌극부 25': 펀칭요철

26: 슬롯 28: 절연체

30: 코일 32: 내부링

34: 외부링

Claims

강판이 적층되어 만들어진 다수개의 분할코어(23)가 결합되어 분할코어(23) 사이에 슬롯(26)이 형성되고 원통형으로 만들어지는 고정자코어(22)와,

상기 고정자코어(22)의 슬롯(26)에 절연체(28)를 개재한 상태로 감아진 코일(30)을 포함하여 구성되는 분할코어식 모터고정자에 있어서,

상기 분할코어(23)는 서로 다른 반경을 가지는 동심원의 원호 형상인 외측원호부(24) 및 내측원호부(24')와 상기 외측원호부(24)와 내측원호부(24')와 직교하게 형성되어 이들을 서로 연결하는 돌극부(25)를 포함하여 구성되고, 인접하는 분할코어(23)에서 각각의 외측원호부(24)와 내측원호부(24')는 서로 밀착됨을 특징으로 하는 분할코어식 모터고정자.
제 1 항에 있어서, 상기 분할코어(23)의 내측원호부(24')와 외측원호부(24)의 양단부에는 결합요철(23')이 각각 형성되고, 상기 돌극부(25)에는 적층되는 강판사이를 결합하는 펀칭요철(25')이 형성됨을 특징으로 하는 분할코어식 모터고정자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고정자코어(22)의 내면과 외면에는 각 각 상기 분할코어(23)의 내측원호부(24')에 밀착되는 원통형상의 내부링(32)과 상기 외측원호부(24)에 밀착되는 원통형상의 외부링(34)이 더 구비됨을 특징으로 하는 분할코어식 모터고정자.