KR20140030561A - 모터용 고정자 코어 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 모터용 고정자 코어는, 영구자석이 구비된 회전자와 회전자를 회전시키기 위해 전자기장을 생성하도록 코일이 권선된 고정자 코어를 포함한 모터에 있어서, 고정자 코어는 단면이 단차지게 형성된 하나 이상의 코어부가 결합되어 원통형으로 형성될 수 있다.

Description

모터용 고정자 코어{Stator Core for Motor}
본 발명은 모터에 구비되는 고정자 코어에 관한 것으로, 더 구체적으로는 제조가 용이할 수 있는 모터용 고정자 코어에 관한 것이다.
최근 자동차는 연소식 엔진을 사용하는 자동차에서 환경친화적이고, 연비를 고려한 또 다른 형태의 자동차, 즉, 하이브리드 자동차나 전기자동차에 대하여 활발한 연구 개발이 진행되고 있다.
하이브리드 자동차는 기존의 엔진과 전기에너지로 구동되는 모터를 연계하여 두 가지의 동력원으로 차량을 구동하고, 전기자동차는 전기에너지로 구동되는 모터만으로 구동하는 만큼, 배기가스에 의한 환경오염의 감소와 함께 연비향상의 효과로 인하여 미국과 일본을 중심으로 최근 각광을 받고 있는 현실대안적인 차세대 자동차로 자리매김하고 있다.
이러한 하이브리드 자동차나 전기자동차에는 전기모터를 구동하기 위한 구동원으로 고용량 배터리가 장착되어 필요시 모터로 전력을 공급하고 차량의 감속, 정지시 재생동력원으로부터 생성되는 전기에너지를 배터리로 충전하는 역할을 하고 있다.
이와 같은 차량용 전기모터는 크게 영구자석과 같은 다수의 자성체가 구비된 회전자와 이 회전자를 회전시키기 위해 전자기력을 생성하는 고정자로 구성될 수 있다.
회전자는 크게 영구자석이 구비된 로터케이스와 이 로터케이스의 회전력을 외부로 전달하는 회전축으로 이루어지고, 고정자는 회전자를 수용하는 모터하우징과 코일이 결합된 코어 및 회전축을 회전가능하게 지지하는 하나 이상의 베어링으로 구성된다.
상술한 구성을 갖는 종래 기술의 고정자 코어의 일례가 도 4 및 도 5에 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고정자 코어(10)는 원통형의 고정자 코어(10)를 제작할 수 있도록 다수 개의 코어부(11)를 서로 연결하여 제작되며, 고정자 코어(10)를 구성하는 코어부(11)에는 코일(12)이 권선될 수 있다.
코일(12)이 권선된 다수개의 코어부(11)를 서로 연결함으로써 원통형 고정자 코어(10)가 형성되며, 고정자 코어(10)의 상부 및 하부에는 자석(21)이 부착된 회전자(20)가 고정자 코어(10)에 비접촉식으로 마주하게 설치될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 고정자 코어(10)를 구성하는 코어부(11)는 다수개의 코어 플레이트(12)를 적층결합하여 제작되며, 여기서 코어 플레이트(12)는 고정자 코어(10)의 내측부로부터 외측부까지 길이가 증가하게 제작되는 것이 일반적이다. 즉, 코어부(11)는 다른 코어부(11)들과 결합하여 하나의 원통형 코어(10)를 구성하도록, 단면이 사다리꼴 형태를 갖도록 제작되어야 한다.
그러나 상술한 구성을 갖는 종래 기술의 고정자 코어(10)는 코어부(11)를 제작하기 위해 서로 다른 길이를 갖는 코어 플레이트(12)를 제작한 후, 이를 순차적으로 적층하여야 하는 단점이 있었다. 즉, 종래 기술의 고정자 코어(10)를 제작하기 위해서는, 서로 다른 길이를 갖는 코어 플레이트(12)를 제작하기 위해, 다수의 금형이 마련되어야 하는 문제점이 있었다.
한국공개특허공보 제2011-0137797호(출원일 : 2010.04.13)
본 발명은 제조가 용이하면서도 제조 단가를 절감할 수 있는 모터용 고정자 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 고정자 코어는, 영구자석이 구비된 회전자와 상기 회전자를 회전시키기 위해 전자기장을 생성하도록 코일이 권선된 고정자 코어를 포함한 모터에 있어서, 상기 고정자 코어는 단면이 단차지게 형성된 하나 이상의 코어부가 결합되어 원통형으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 고정자 코어의 코어부는 동일 길이를 갖는 다수의 코어 플레이트가 적층 결합된 제1군의 코어와 동일 길이를 갖되 상기 제1군의 코어보다 길이가 긴 다수의 코어 플레이트가 적층 결합된 제2군의 코어가 적층 결합될 수 있다.
또한, 상기 코어부는 서로 다른 길이를 갖는 하나 이상의 코어가 순차적으로 적층 결합되어 형성되되, 상기 고정자 코어의 중심부로부터 외경부까지 상기 코어의 길이가 순차적으로 증가할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 모터용 고정자 코어는 영구자석이 구비된 회전자와 상기 회전자를 회전시키기 위해 전자기장을 생성하도록 코일이 권선된 고정자 코어를 포함한 모터에 있어서, 상기 고정자 코어는 상기 코일이 권선되는 중앙부와 상기 중앙부의 양측 말단에 결합되는 헤드부를 포함한 하나 이상의 코어부가 결합되어 원통형으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 코어부는 상기 중앙부와 상기 헤드부가 개별적으로 제작되어 일체로 결합될 수 있다.
또한, 상기 중앙부는 하나 이상의 장방형 코어 플레이트가 적층 결합되어 형성되며, 상기 장방형 코어 플레이트는 동일 규격의 금형을 사용하여 동일 크기로 형성될 수 있다.
또한, 상기 헤드부는 금속 분말을 압착하여 제작될 수 있다.
본 발명의 모터용 고정자 코어에 따르면, 고정자 코어를 구성하는 코어부의 제작이 용이하며, 코어부를 제작하기 위한 금형의 수를 감소시킬 수 있어 고정자 코어의 제조 단가가 절감될 수 있다.
도 1은 본 발명의 고정자 코어가 결합된 모터의 사시도;
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 코어의 단면도;
도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고정자 코어의 사시도;
도 4은 종래 기술의 고정자 코어의 사시도; 및
도 5는 종래 기술의 고정자 코어의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 고정자 코어에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 고정자 코어(100)는 다수개의 코어부(110)가 결합되어 원통형상을 이루도록 제작될 수 있다.
고정자 코어(100)는 코어부(110)에 권선된 코일(120)을 통해 회전자(130)에 결합된 영구자석(131)과의 사이에 전자기력을 형성함으로써, 회전자(130)를 회전시킬 수 있다.
회전자(130)는 고정자 코어(100)의 상부 및 하부에 배치되는 두 개의 원반형 플레이트(132)를 포함하며, 이 두 개의 원반형 플레이트(132)는 고정자 코어(100)의 중앙부에 삽입되는 원통형 홀더를 통해 서로 연결될 수 있다. 구체적으로 도시하지는 않았으나, 회전자(130)의 회전구동력을 외부로 전달하기 위한 회전축은 이 원통형 홀더에 고정되게 설치될 수 있다.
또한, 회전자(130)의 원반형 플레이트(132)에는 고정자 코어(100)에 마주하는 부위에 하나 이상의 영구자석(131)이 구비될 수 있다.
고정자 코어(100)는 도 2에 도시한 바와 같이, 다수개의 코어 플레이트(111)가 적층 결합된 코어부(110)가 다수개 결합되어 원통형으로 제작될 수 있으며, 코어부(110)에는 전자기장을 생성하기 위한 코일이 권선될 수 있다.
본 실시예의 코어부(110)는 동일한 길이를 갖는 다수의 코어 플레이트(111)들을 적층 결합하여 형성된 제1군의 코어(110a)와, 제1군의 코어(110a)보다 길이가 긴 다수의 코어 플레이트들을 적층 결합하여 형성된 제2군의 코어(110b)와, 제2군의 코어(110b)보다 길이가 긴 다수의 코어 플레이트들을 적층 결합하여 형성된 제3군의 코어(110c)와, 제3군의 코어(110c)보다 길이가 긴 다수의 코어 플레이트들을 적층 결합하여 형성된 제4군의 코어(110d)와, 제4군의 코어(110d)보다 길이가 긴 다수의 코어 플레이트들을 적층 결합하여 형성된 제5군의 코어(110e)를 포함할 수 있다.
즉, 본 실시예의 코어부(110)는 제1군의 코어(110a)부터 제5군의 코어(110e)를 모두 제작한 후, 이들 코어(110a~110e)를 순차적으로 적층 결합함으로써 제작될 수 있으며, 코어부(110)를 제작하기 위해 종래기술과는 달리 코어 플레이트(111)를 재단하는 금형이 모두 5개만이 사용될 수 있어, 제작 단가가 절감될 수 있는 효과가 있다.
본 실시예에서 고정자 코어(100)를 구성하는 단일 코어부(110)는 모두 다섯 군의 코어(110a~110e)를 분할 적층하여 제작되었으나, 코어의 수량 및 코어 플레이트(111)의 수량은 모터의 규격에 대응하여 자유롭게 변형 실시될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 고정자 코어(200)의 코어부(210)는 코일이 권선되는 중앙부(210a)와 이 중앙부(210a)의 상측 및 하측에 결합되는 헤드부(210b)로 이루어지며, 중앙부(210a)와 헤드부(210b)는 개별적으로 제작되어 서로 고정 결합될 수 있다.
중앙부(210a)는 장방형 코어 플레이트(211)를 적층하여 제작될 수 있으며, 본 실시예의 중앙부(210a)는 동일 규격의 금형을 사용하여 동일 크기로 제작된 장방형 코어 플레이트(211)를 적층 결합하여 제작될 수 있다.
헤드부(210b)는 고정자 코어(200)의 중심부로부터 외경부쪽으로 면적이 넓어지는 형상을 갖도록 제작되며, 중앙부(210a)의 적층 방향에 대해 직교하도록 중앙부(210a)의 상측면 및 하측면에 고정되게 결합될 수 있다.
헤드부(210b)는 상기 중앙부(210a)를 구성하는 코어 플레이트(211)와는 달리, 금속 분말을 압착하여 제작될 수 있으나, 이와 달리 헤드부(210b)를 제작하기 위한 별도의 금형을 통해 강판을 절단하여 제작될 수도 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조로 본 발명의 모터용 고정자 코어에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.
100,200: 고정자 코어
110,210: 코어부
111,211: 코어 플레이트

Claims (7)

  1. 영구자석이 구비된 회전자와 상기 회전자를 회전시키기 위해 전자기장을 생성하도록 코일이 권선된 고정자 코어를 포함한 모터에 있어서,
    상기 고정자 코어는 단면이 단차지게 형성된 하나 이상의 코어부가 결합되어 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모터용 고정자 코어.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정자 코어의 코어부는
    동일 길이를 갖는 다수의 코어 플레이트가 적층 결합된 제1군의 코어와 동일 길이를 갖되 상기 제1군의 코어보다 길이가 긴 다수의 코어 플레이트가 적층 결합된 제2군의 코어가 적층 결합된 것을 특징으로 하는 모터용 고정자 코어.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 코어부는
    서로 다른 길이를 갖는 하나 이상의 코어가 순차적으로 적층 결합되어 형성되되, 상기 고정자 코어의 중심부로부터 외경부까지 상기 코어의 길이가 순차적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 모터용 고정자 코어.
  4. 영구자석이 구비된 회전자와 상기 회전자를 회전시키기 위해 전자기장을 생성하도록 코일이 권선된 고정자 코어를 포함한 모터에 있어서,
    상기 고정자 코어는 상기 코일이 권선되는 중앙부와 상기 중앙부의 양측 말단에 결합되는 헤드부를 포함한 하나 이상의 코어부가 결합되어 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모터용 고정자 코어.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 코어부는 상기 중앙부와 상기 헤드부가 개별적으로 제작되어 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 모터용 고정자 코어.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 중앙부는 하나 이상의 장방형 코어 플레이트가 적층 결합되어 형성되며, 상기 장방형 코어 플레이트는 동일 규격의 금형을 사용하여 동일 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 모터용 고정자 코어.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 헤드부는 금속 분말을 압착하여 제작되는 것을 특징으로 하는 모터용 고정자 코어.
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