KR20160078002A

KR20160078002A - 스테이터 및 이를 포함하는 모터

Info

Publication number: KR20160078002A
Application number: KR1020140188600A
Authority: KR
Inventors: 안일환
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-07-04
Also published as: KR102288301B1

Abstract

본 발명은 복수 개의 분할 코어와, 상기 복수 개의 분할 코어에 권선되고, 제1단부와 제2단부를 갖는 복수 개의 코일, 및 상기 복수 개의 분할 코어에 각각 지지되고, 서로 이웃한 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 전기적으로 연결하는 복수 개의 커넥터를 포함하는 스테이터 및 이를 포함하는 모터를 개시한다.

Description

스테이터 및 이를 포함하는 모터{STATOR AND MOTOR INCLUDING THE SAME}

본 발명은 모터의 스테이터에 관한 것이다.

모터는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 회전에너지로 바꾸는 장치이다. 모터는 각종 전자기기, 산업용/가정용 기기, 완구류, 자동차 등 거의 모든 산업 분야에 사용되고 있다.

특히, 자동차 분야에는 스타터 모터, 라디에이터 팬 모터, 윈도브러쉬 모터, 공조용 팬 모터, 연료 펌프용 모터, 윈도우 쉴드 모터, 도아룩용 모터, 안테나 승강용 모터, ABS, TCS 등의 콘트롤용 모터, 백미러용 모터, 시트의 각도 조절용 모터 등 매우 많은 종류의 모터가 사용되고 있다.

일반적으로 모터는, 하우징에 고정되고 전원의 인가에 의해 회전 자계를 형성하도록 코일이 권선되는 스테이터와, 스테이터 내부에 공극을 두고서 회전축에 의해 회전 가능하게 설치되는 로터를 포함한다.

스테이터는 분할 코어에 각각 코일을 권취하여 제작할 수 있다. 이때, 모터의 종류에 따라 스테이터의 코일은 Y결선 또는 델타 결선을 한다. 그러나, 종래 버스바는 Y결선용으로만 제작되고 있어 델타 결선 또는 직렬 연결이 가능한 버스바 구조가 필요하다.

본 발명은 델타 결선 또는 직렬 연결이 가능한 버스바를 포함하는 모터를 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테이터는, 복수 개의 분할 코어; 상기 복수 개의 분할 코어에 권선되고, 제1단부와 제2단부를 갖는 복수 개의 코일; 및 상기 복수 개의 분할 코어에 각각 지지되고, 서로 이웃한 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 전기적으로 연결하는 복수 개의 커넥터를 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테이터에서, 상기 복수 개의 분할 코어는, 코어부; 상기 코어부의 일측에 결합되는 상부 인슐레이터; 및 상기 코어부의 타측에 결합되는 하부 인슐레이터;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테이터에서, 상기 커넥터는 상기 상부 인슐레이터에 지지될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테이터에서, 상기 커넥터는 상기 상부 인슐레이터에 고정되는 지지부; 상기 지지부와 연결되는 접속판; 상기 접속판에서 돌출되어 상기 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 상기 접속판에 고정하는 후크를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테이터에서, 상기 후크는 상기 접속판과 마주보는 내주면에 그루브가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터는, 복수 개의 분할 코어와, 상기 복수 개의 분할 코어에 권선되고, 제1단부와 제2단부를 갖는 복수 개의 코일, 및 상기 복수 개의 분할 코어에 각각 지지되고 서로 이웃한 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 전기적으로 연결하는 복수 개의 커넥터를 포함하는 스테이터; 및 상기 커넥터와 전기적으로 연결되는 링 형상의 몸체를 갖는 버스바를 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 커넥터는 상기 분할 코어에 고정되는 지지부; 상기 지지부와 연결되는 접속판; 및 상기 접속판에서 돌출되어 상기 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 상기 접속판에 고정하는 후크를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 버스바는 상기 링 형상의 몸체에서 방사상으로 연장되어 상기 접속판과 전기적으로 연결되는 접촉부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따른 모터에서, 상기 버스바는 서로 전기적으로 절연된 복수 개의 링 형상의 몸체를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 모터는, 복수 개의 분할 코어, 및 상기 분할 코어에 권선되어 제1단부와 제2단부를 갖는 코일을 포함하는 스테이터부; 및 상기 코일과 전기적으로 연결되는 복수 개의 커넥터, 및 상기 복수 개의 커넥터를 지지하는 링 형상의 몸체를 포함하는 버스바를 포함하고, 상기 커넥터는 서로 이웃한 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 전기적으로 연결한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 모터에서, 상기 커넥터는 상기 몸체에서 축방향과 수직한 방향으로 돌출된 지지부, 상기 지지부에서 분기된 제1후크, 및 제2후크를 포함하고, 상기 제1후크는 제1코일의 제2단부에 연결되고, 상기 제2후크는 상기 제2코일의 제1단부에 연결될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 모터에서, 상기 버스바는 전기적으로 절연된 복수 개의 링 형상의 몸체를 포함하고, 상기 복수 개의 링 형상의 몸체는 복수 개의 커넥터를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 모터에서, 상기 버스바는 상기 복수 개의 링 형상의 몸체와 각각 연결되는 복수 개의 터미널을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 분할 코어로 제작된 스테이터에 델타 결선이 가능해진다.

또한, 분할 코어로 제작된 스테이터를 직렬 연결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 스테이터와 버스바를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 스테이터의 분할 코어의 개념도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 커넥터에 코일이 연결되는 상태를 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 스테이터와 버스바를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 버스바의 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 모터는 하우징(110)과, 하우징(110)에 배치되는 스테이터(200), 스테이터(200) 내부에 배치되는 로터(300), 및 로터(300)와 일체로 회전하는 회전축(500)을 포함한다.

하우징(110)은 원통형상으로 형성되어 내부에 스테이터(200)와 로터(300)가 장착될 수 있는 공간이 마련된다. 이때, 하우징(110)의 형상이나 재질은 다양하게 변형될 수 있으나 차량에 장착되는 특성상 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속재질이 선택될 수 있다.

하우징(110)은 제1커버(120) 및 제2커버(130)와 결합되어 스테이터(200)와 로터(300)를 외부와 차폐시킬 수 있도록 구성된다. 또한, 내부 열을 용이하게 배출할 수 있도록 냉각 구조(도시되지 않음)가 더 포함될 수 있다. 이러한 냉각 구조는 공냉 구조 또는 수냉 구조가 선택될 수 있으며, 냉각 구조에 따라 하우징(110)의 형태는 적절히 변형될 수 있다.

스테이터(200)는 하우징(110)의 내부 공간에 삽입된다. 스테이터(200)는 코일, 및 코일이 권선되는 복수 개의 분할 코어를 구비하는 고정물일 수 있다.

로터(300)는 스테이터(200)의 내부에 마련된 공간부에 삽입된다. 구체적으로 로터(300)는 마그네트가 장착되어 스테이터(200)와의 전자기적 상호작용에 의해 회전한다. 필요에 따라 로터(300)의 마그네트는 회전축(500)에 일체로 장착될 수도 있다.

로터(300)의 중앙부에는 회전축(500)이 결합된다. 따라서, 로터(300)가 회전하는 경우 회전축(500)이 축방향을 따라 회전한다. 이때, 회전축(500)은 베어링(520, 530)에 의해 하우징(110)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전축(500)의 끝단(510)은 제2커버(130)의 외부로 노출되어 외부 구조물(차량의 기어 등)에 동력을 전달할 수 있다.

버스바(400)는 스테이터(200)에 권선된 코일을 외부 커넥터와 전기적으로 연결한다. 구체적으로 버스바(400)의 터미널(412)은 외부로 노출된 핀(121)과 전기적으로 연결되고, 외부 커넥터가 핀(121)에 연결되면 스테이터(200)의 코일에 전원을 공급한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 스테이터와 버스바를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 스테이터의 분할 코어의 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 커넥터에 코일이 연결되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 2와 도 3을 참고하면, 스테이터(200)는 복수 개의 분할 코어(210)와, 복수 개의 분할 코어(210)에 권선되어 제1단부와 제2단부를 갖는 복수 개의 코일(C1, C2), 및 복수 개의 분할 코어(210)에 각각 지지되는 복수 개의 커넥터(220)를 포함한다.

커넥터(220)는 서로 이웃한 제1코일(C1)의 제2단부(C12)와 제2코일(C2)의 제1단부(C21)를 전기적으로 연결한다. 따라서, 제1코일(C1)과 제2코일(C2)은 서로 전기적으로 연결된다.

도 3을 참고하면, 분할 코어(210)는 소정의 곡률을 갖도록 형성되고 복수 개가 결합되어 원통 형상의 스테이터 코어를 형성한다. 분할 코어(210)는 코어부(211)에 상부 인슐레이터(212)와 하부 인슐레이터(213)가 결합된다. 도 3에서는 코어부(211)의 외주면이 노출된 구조로 설명하였으나, 코어부(211)의 외주면은 인슐레이터에 의해 전체적으로 차폐될 수도 있다.

코일(C1, C2)은 각 분할 코어(210)마다 권선된다. 따라서, 코일(C1, C2)은 권선이 시작되는 제1단부(C11, C21)와, 권선이 종료되는 제2단부(C21, C22)가 축방향으로 돌출된다.

커넥터(220)는 상부 인슐레이터(212)에 고정되는 지지부(223)와, 지지부(223)에 연결되는 접속판(221), 및 접속판(221)과 전기적으로 연결되고 제1코일(C1)의 제2단부(C12)와 제2코일(C2)의 제1단부(C21)를 고정하는 후크(222)를 포함한다. 커넥터(220)는 상부 인슐레이터(212)에 인서트 사출되어 고정될 수 있다.

도 4를 참고하면, 후크(222)의 내주면에는 복수 개의 그루브(222a, 222b)가 폭 방향으로 형성될 수 있다. 따라서, 제1코일의 제2단부(C12)는 제1그루브(222a)에 삽입되고, 제2코일의 제1단부(C21)는 제2그루브(222b)에 삽입될 수 있다. 후크(222)의 내주면이 접속판(221)에 퓨징되면 제1코일(C1)과 제2코일(C2)은 전기적으로 연결된다. 이러한 구조는 한 번의 퓨징으로 제1코일(C1)과 제2코일(C2)을 연결할 수 있어 고정이 단순해진다.

다시 도 2를 참고하면, 버스바(400)는 복수 개의 링 형상의 몸체(410, 420, 430), 및 링 형상의 몸체(410, 420, 430)에서 방사상으로 연장되는 접촉부(411, 421, 431), 및 축방향으로 돌출된 터미널(412, 422, 432)을 포함한다.

복수 개의 링 형상의 몸체(410, 420, 430)는 서로 전기적으로 절연되며, 각각 복수 개의 접촉부(411, 421, 431), 및 터미널(412, 422, 432)을 포함한다.

제1몸체(410)는 U상, 제2몸체(420)는 V상, 제3몸체(430)는 W상의 전원과 각각 연결된다. 접촉부(411, 421, 431)는 각각 독립적으로 커넥터(220)의 접속판(221)에 전기적으로 연결된다. 전술한 바와 같이, 커넥터(220)는 이웃한 코일을 전기적으로 연결하므로 복수 개의 코일은 델타 결선된다. 델타 결선은 Y 결선과 달리 중성점이 없고, 노드(Phase Node)들이 모두 연결되는 구조로 정의할 수 있다.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 버스바(400)는 하나의 몸체에 복수 개의 접촉부(411, 421, 431)가 형성될 수도 있다. 이 경우 각 코일은 직렬로 연결되어 DC 모터로 동작할 수도 있다. 이러한 구조는 분할 코어를 이용하여 DC 모터를 제작할 수 있는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 스테이터와 버스바를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터의 버스바의 사시도이다.

본 발명에 따른 모터의 일반적인 구성은 전술한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략하고, 스테이터(200)와 버스바(600)의 연결 구조에 대해 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 모터는 복수 개의 분할 코어(210), 및 분할 코어(210)에 권선되어 제1단부와 제2단부를 갖는 코일을 포함하는 스테이터(200), 및 버스바(600)를 포함한다. 코일의 구조는 전술한 바와 동일하다.

버스바(600)는 코일과 전기적으로 연결되는 복수 개의 커넥터(611, 621, 631), 및 복수 개의 커넥터를 지지하는 링 형상의 몸체(610, 620, 630)를 포함한다.

커넥터(611)는 몸체에서 축방향과 수직한 방향으로 돌출된 지지부(614), 및 지지부(614)에서 분기된 제1후크(612), 및 제2후크(613)를 포함한다. 제1후크(612)는 제1코일의 제2단부(C12)에 연결되고, 제2후크(613)는 제2코일의 제1단부(C21)에 연결된다. 따라서, 이웃한 코일은 전기적으로 연결된다.

복수 개의 링 형상의 몸체(610, 620, 630)는 서로 전기적으로 절연되며, 각각 복수 개의 커넥터(611, 621, 631) 및 터미널(612, 622, 632)을 포함한다. 제1몸체(610)는 U상, 제2몸체(620)는 V상, 제3몸체(630)는 W상의 전원과 각각 연결된다. 전술한 바와 같이, 커넥터는 이웃한 코일을 전기적으로 연결하므로 복수 개의 코일은 델타 결선된다.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 버스바(600)는 하나의 몸체에 복수 개의 커넥터가 형성될 수도 있다. 이 경우 각 코일은 직렬로 연결되어 DC 모터로 동작할 수도 있다. 이러한 구조는 분할 코어를 이용하여 DC 모터를 제작할 수 있는 장점이 있다.

110: 하우징
200: 스테이터
210: 분할 코어
220: 커넥터
400, 600: 버스바

Claims

복수 개의 분할 코어;
상기 복수 개의 분할 코어에 권선되고, 제1단부와 제2단부를 갖는 복수 개의 코일; 및
상기 복수 개의 분할 코어에 각각 지지되고, 서로 이웃한 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 전기적으로 연결하는 복수 개의 커넥터를 포함하는 스테이터.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 분할 코어는,
코어부;
상기 코어부의 일측에 결합되는 상부 인슐레이터; 및
상기 코어부의 타측에 결합되는 하부 인슐레이터;를 포함하는 스테이터.
제2항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 상부 인슐레이터에 지지되는 스테이터.
제3항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 상부 인슐레이터에 고정되는 지지부;
상기 지지부와 연결되는 접속판;
상기 접속판에서 돌출되어 상기 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 상기 접속판에 고정하는 후크를 포함하는 스테이터.
제4항에 있어서,
상기 후크는 상기 접속판과 마주보는 내주면에 그루브가 형성된 스테이터.
복수 개의 분할 코어와, 상기 복수 개의 분할 코어에 권선되고, 제1단부와 제2단부를 갖는 복수 개의 코일, 및 상기 복수 개의 분할 코어에 각각 지지되고 서로 이웃한 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 전기적으로 연결하는 복수 개의 커넥터를 포함하는 스테이터; 및
상기 커넥터와 전기적으로 연결되는 링 형상의 몸체를 갖는 버스바를 포함하는 모터.
제6항에 있어서,
상기 커넥터는
상기 분할 코어에 고정되는 지지부;
상기 지지부와 연결되는 접속판; 및
상기 접속판에서 돌출되어 상기 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 상기 접속판에 고정하는 후크를 포함하는 모터.
제7항에 있어서,
상기 버스바는 상기 링 형상의 몸체에서 방사상으로 연장되어 상기 접속판과 전기적으로 연결되는 접촉부를 포함하는 모터.
제8항에 있어서,
상기 버스바는 서로 전기적으로 절연된 복수 개의 링 형상의 몸체를 포함하는 모터.
복수 개의 분할 코어, 및 상기 분할 코어에 권선되어 제1단부와 제2단부를 갖는 코일을 포함하는 스테이터부; 및
상기 코일과 전기적으로 연결되는 복수 개의 커넥터, 및 상기 복수 개의 커넥터를 지지하는 링 형상의 몸체를 포함하는 버스바를 포함하고,
상기 커넥터는 서로 이웃한 제1코일의 제2단부와 제2코일의 제1단부를 전기적으로 연결하는 모터.
제10항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 몸체에서 축방향과 수직한 방향으로 돌출된 지지부, 상기 지지부에서 분기된 제1후크, 및 제2후크를 포함하고,
상기 제1후크는 제1코일의 제2단부에 연결되고, 상기 제2후크는 상기 제2코일의 제1단부에 연결되는 모터.
제10항에 있어서,
상기 버스바는 전기적으로 절연된 복수 개의 링 형상의 몸체를 포함하고, 상기 복수 개의 링 형상의 몸체는 복수 개의 커넥터를 포함하는 모터.
제12항에 있어서,
상기 버스바는 상기 복수 개의 링 형상의 몸체와 각각 연결되는 복수 개의 터미널을 포함하는 모터.