KR20170106114A

KR20170106114A - 6극 10슬롯 집중권 방식의 모터

Info

Publication number: KR20170106114A
Application number: KR1020160029854A
Authority: KR
Inventors: 정진근
Original assignee: 효성전기주식회사
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2017-09-20
Also published as: KR101838888B1

Abstract

본 발명에 따른 6극 10슬롯 집중권 방식의 모터는, 내부에 6극의 마그넷(110)을 형성하는 모터케이스(100); 상기 마그넷(110)이 결합된 모터케이스(100)에 장착되는 10슬롯을 형성하는 코어(200); 상기 코어(200)의 중심을 관통하는 회전축(1); 상기 코어(200)의 상부에 결합되는 하나 이상의 브러시(410)를 가지는 브러시카드(400); 상기 회전축(1)에 결합되며 상기 브러시(410)와 접촉하고, 20개로 구분된 코일(200) 후크를 형성하는 정류자(300); 상기 정류자(300)의 후크와 상기 코어(200)의 슬롯에 1피치로 권선되는 코일(c); 상기 모터케이스(100)를 차폐하는 모터커버(101);를 포함하고, 상기 코일(c)은 집중권 방식으로 슬롯의 1피치에 걸쳐서 권선되며, 권선의 방향은 시계방향 또는 반시계방향 모두 가능하고, 싱글 또는 더블 권선방식을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

6극 10슬롯 집중권 방식의 모터{6Magnet 10Slot Concentrated Winding Motor}

본 발명은 6극 10슬롯 집중권 방식의 모터에 관한 것으로, 더 상세하게는 극과 권선 피치수를 조절함으로써 모터의 성능은 유지하고 비용은 절감하는 권선패턴을 적용한 모터에 대한 것이다.

일반적으로 각종 모터의 경우 정류자(commutator)와 코어(core)에 코일(coil)이 감겨서 외부에서 전류를 공급하여 마그넷과의 자기장에 의해서 샤프트를 회전시켜서 전기에너지를 회전되는 운동에너지로 변환하도록 하는바, 기존 자동차 EPS(electric power steering)모터 등의 직류모터의 경우 브러시(brush)를 통하여 정류자의 세그먼트(segment)와 코어의 슬롯(slot)에 권선된 코일로 전류를 공급 하게 되며, 이때 코일이 코어의 슬롯에 권선되는 방법에 따라서 집중권(concentrated winding)과 분포권(distributed winding)으로 대분되며, 집중권은 코일을 1개의 슬롯에 집중해서 감는 권선방식이며, 분포권은 코일을 2개 이상의 슬롯에 나누어 감는 권선방식이며, 상기 본 발명의 코일 권선방법이 포함되는 분포권의 경우 대한민국 공개특허 2006년 제79147호(2006년 7월 5일자 공개)에 게재된 바와 같은 웨이브와인딩이(wave winding)나 대한민국 공개특허 1994년 제1519호(1994년 1월 11일자 공개)에 게재된 바와 같은 랩와인딩(lap winding) 등의 다양한 권선 방식이 개발되어 왔으나, 종래 웨이브 와인딩이나 랩와인딩으로 코일이 권선된 직류모터의 경우 동극의 브러시가 정류자에 접촉하는 타이밍이 다르며, 코어의 슬롯에 마주보며 권선된 코일의 순서나 권선량 및 코일길이가 상이하므로 모터의 작동 시 진동이 상당하고, 이음(異音)이 심하게 발생되는 등 다수의 문제점을 가지고 있었던 것이다.

KR 10-2015-0024181 A

KR 10-1994-0001519 A

KR 10-2006-0079147 A

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 목적은, 코일의 권선 피치 감소를 통한 코일의 중량감소 및 축방향 동선 높이 축소를 통한 모터 전체의 전장길이 감소 효과를 가질 수 있도록 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 6극 10슬롯 집중권 방식의 모터는, 내부에 6극의 마그넷(110)을 형성하는 모터케이스(100); 상기 마그넷(110)이 결합된 모터케이스(100)에 장착되는 10슬롯을 형성하는 코어(200); 상기 코어(200)의 중심을 관통하는 회전축(1); 상기 코어(200)의 상부에 결합되는 하나 이상의 브러시(410)를 가지는 브러시카드(400); 상기 회전축(1)에 결합되며 상기 브러시(410)와 접촉하고, 20개로 구분된 코일(200) 후크를 형성하는 정류자(300); 상기 정류자(300)의 후크와 상기 코어(200)의 슬롯에 1피치로 권선되는 코일(c); 상기 모터케이스(100)를 차폐하는 모터커버(101);를 포함하고, 상기 코일(c)은 집중권 방식으로 슬롯의 1피치에 걸쳐서 권선되며, 권선의 방향은 시계방향 또는 반시계방향 모두 가능하고, 싱글 또는 더블 권선방식을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 코일의 권선 피치 감소를 통한 코일의 중량감소 및 축방향 동선 높이 축소를 통한 모터 전체의 전장길이 감소 효과를 가지며, 권선 방식을 간소화 하여 복잡한 구조의 권선 패턴보다 싸이클 타임을 축소시키는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 6극 10슬롯 집중권 방식의 모터의 전체 구성도이다;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 6극 10슬롯 집중권 방식의 모터의 권선패턴 설명도이다;

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 6극 10슬롯 집중권 방식의 모터는, 내부에 6극의 마그넷(110)을 형성하는 모터케이스(100); 상기 마그넷(110)이 결합된 모터케이스(100)에 장착되는 10슬롯을 형성하는 코어(200); 상기 코어(200)의 중심을 관통하는 회전축(1); 상기 코어(200)의 상부에 결합되는 하나 이상의 브러시(410)를 가지는 브러시카드(400); 상기 회전축(1)에 결합되며 상기 브러시(410)와 접촉하고, 20개로 구분된 코일(200) 후크를 형성하는 정류자(300); 상기 정류자(300)의 후크와 상기 코어(200)의 슬롯에 1피치로 권선되는 코일(c); 상기 모터케이스(100)를 차폐하는 모터커버(101);를 포함하고, 상기 코일(c)은 집중권 방식으로 슬롯의 1피치에 걸쳐서 권선되며, 권선의 방향은 시계방향 또는 반시계방향 모두 가능하고, 싱글 또는 더블 권선방식을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 2의 경우, 정류자(300)의 후크 및 코어(200)의 슬롯에 각각의 번호가 적혀있으나 이는 이해를 돕기 위한 수단일 뿐, 해당 번호끼리의 조합으로 권선을 한정하는 것이 아니다.

구체적으로, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 코일(c)은 코일(c)을 1개의 슬롯에 집중해서 감는 집중권 방식으로써, 코일(c)의 권선 피치 감소로 인하여 사용되는 전체 코일(c)의 중량이 감소되고, 이로 인한 축방향의 동선높이 감소를 가져오므로 모터 전체의 전장길이를 감소시켜 모터 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.

즉, 도 2에서 보는 바와 같이, 코일(c)을 정류자(300)와 코어(200)를 중심으로 마주보는 형상과 같이 즉, 평면도 상으로 봤을 때 시작 정류자(300) 후크로부터 코일(c)은 코어(200)를 중심으로 하여 코어(200)의 슬롯 1개를 시계 또는 반시계 방향으로 감싸도록 내입시켜 권선하면서 맞은편 중, 시작 정류자(300) 후크의 왼편 또는 오른편 정류자(300) 후크까지 시계 또는 반시계 방향으로 이동하며 순차적으로 권선한 후 코어(200)의 슬롯 2개를 시계 또는 반시계 방향으로 감싸도록 슬롯으로 내임시켜 각각 권선한 다음, 맞은편 정류자(300) 후크로 걸리도록 하는 패턴을 이룬다.

예를 들어 3번 정류자(300) 후크에 권선된 코일(c)이 임의로 설정된 코어(200) 슬롯 2번을 감쌀 때 1피치를 건너 2번 정류자(300) 후크에 걸리고, 다시 코어(200) 슬롯 2번과 3번 사이로 빠져나와 2피치를 건너 코어(200) 슬롯 4번과 5번 사이로 나와 9번 정류자(300) 후크에 걸리는 패턴이다.

또한, 이러한 권선 방식은, 상기 싱글 또는 더블 권선방식 중, 싱글 권선방식은 하나의 코일(c)을 사용하여 정류자(300) 및 코어(200)의 슬롯에 권선하고, 더블 권선방식은 두 개의 코일(c)을 사용하여 정류자(300) 및 코어(200)의 슬롯에 권선하고, 상기 코일(c)은 0.4~0.75 파이의 동선을 사용하도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 브러시(410)는, 2개 또는 4개가 구비되며, 상기 브러시(410)가 2개 또는 4개로 구성되는 경우, 각각 동일한 권선방식을 적용 가능하도록 구성될 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

1 : 회전축
100 : 모터케이스
101 : 모터커버
200 : 코어
300 : 정류자
400 : 브러시카드
410 : 브러시

Claims

내부에 6극의 마그넷(110)을 형성하는 모터케이스(100);
상기 마그넷(110)이 결합된 모터케이스(100)에 장착되는 10슬롯을 형성하는 코어(200);
상기 코어(200)의 중심을 관통하는 회전축(1);
상기 코어(200)의 상부에 결합되는 하나 이상의 브러시(410)를 가지는 브러시카드(400);
상기 회전축(1)에 결합되며 상기 브러시(410)와 접촉하고, 20개로 구분된 코일(200) 후크를 형성하는 정류자(300);
상기 정류자(300)의 후크와 상기 코어(200)의 슬롯에 1피치로 권선되는 코일(c);
상기 모터케이스(100)를 차폐하는 모터커버(101);를 포함하고,
상기 코일(c)은 집중권 방식으로 슬롯의 1피치에 걸쳐서 권선되며, 권선의 방향은 시계방향 또는 반시계방향 모두 가능하고, 싱글 또는 더블 권선방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 6극 10슬롯 1피치 권선패턴을 적용한 모터.
제 1항에 있어서,
상기 싱글 또는 더블 권선방식 중, 싱글 권선방식은 하나의 코일(c)을 사용하여 정류자(300) 및 코어(200)의 슬롯에 권선하고, 더블 권선방식은 두 개의 코일(c)을 사용하여 정류자(300) 및 코어(200)의 슬롯에 권선하는 것을 특징으로 하는 6극 10슬롯 1피치 권선패턴을 적용한 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 코일(c)은 0.4~0.75 파이의 동선을 사용하는 것을 특징으로 하는 6극 10슬롯 1피치 권선패턴을 적용한 모터.
제 1 항에 있어서,
상기 브러시(410)는, 2개 또는 4개가 구비되며, 상기 브러시(410)가 2개 또는 4개로 구성되는 경우, 각각 동일한 권선방식을 적용 가능한 것을 특징으로 하는 6극 10슬롯 1피치 권선패턴을 적용한 모터.