KR20200062037A

KR20200062037A - 전기자 몰드 구조

Info

Publication number: KR20200062037A
Application number: KR1020190148732A
Authority: KR
Inventors: 마나부 호리우치; 히로키 사가라; 준 기타지마; 마이 시미즈; 다카시 마츠시타
Original assignee: 산요 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2020-06-03
Also published as: EP3657633A1; JP6676133B1; TW202037038A; US11239711B2; CN111224480A; TWI819151B; JP2020089059A; US20200169140A1

Abstract

모터 전기자의 몰드 구조에 이용되는 원통형의 철심과, 권선과, 몰드 수지를 포함하고, 상기 철심은, 제1 코어 시트와, 제2 코어 시트를 포함하며, 상기 제1 코어 시트는, 상기 철심의 둘레방향을 따라 배치되어 있는 제1 자극을 포함하고, 인접하는 상기 제1 자극의 상기 철심의 내주측 선단부는, 상기 인접하는 제1 자극을 연결하고 있는 연결부를 형성하며, 상기 제2 코어 시트는, 상기 철심의 둘레방향을 따라 배치되어 있는 제2 자극을 포함하고, 인접하는 상기 제2 자극의 상기 철심의 내주측 선단부는, 상기 인접하는 상기 제2 자극을 격리하고 있는 비연결부를 형성하며, 상기 제1 코어 시트 및 제2 코어 시트가, 상기 연결부끼리, 상기 비연결부끼리, 및 상기 연결부와 상기 비연결부가 겹치도록, 상기 철심의 중심축 방향을 따라 적층되어 있고, 상기 권선은, 상기 적층되어 있는 제1 및 제2 코어 시트의 상기 제1 및 제2 자극에 감겨져 있으며, 상기 제1 및 제2 코어 시트와, 상기 권선에 의해, 상기 몰드 수지가 몰드 성형되어 있고, 상기 철심의 내주면에, 상기 비연결부에 의해, 개구창부가 획정되어 있으며, 상기 개구창부가 상기 몰드 수지로 충전되어 있는, 전기자 몰드 구조.

Description

전기자 몰드 구조{ARMATURE MOLDED STRUCTURE}

본 개시는, 모터의 전기자 몰드 구조에 관한 것이다.

본원은 2018년 11월 26일에 일본 출원된 일본특허출원 2018-220152호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용 모두를 여기에 원용한다.

수지 성형에 의해 전기자 몰드 구조를 형성하는 기술이 알려져 있다. 예를 들어, 일본공개특허 2016-135022호 공보에 의하면, 전기자를 구성하고 있는 철심의 내면측에 있는 자극 선단부에, 수지가 흘러 들어가 있다.

일본공개특허 2016-135022호 공보

모터의 전기자와 회전자 사이의 공극의 거리는, 바람직하게는, 전기자 코어의 내주로부터 일정하도록 확보된다. 그러나, 자극 선단부에는, 수지가 흘러 들어간다. 그 때문에, 내접하는 원으로부터의 일정한 거리가 확보될 필요가 있다. 그 결과, 토크의 저하로 이어진다는 문제가 발생한다.

본 개시의 목적은, 전기자 몰드 구조에서의 내접하는 원으로부터의 일정한 거리를 확보하면서, 수지의 충전성을 개선하는 것에 있다. 이에 의해, 강도의 확보를 도모할 수 있다. 이와 함께, 토크의 저하도 억제된다.

본 개시의 일 관점에 의하면, 모터 전기자의 몰드 구조에 이용되는 원통형의 철심과, 권선과, 몰드 수지를 포함하고, 상기 철심은, 제1 코어 시트와, 제2 코어 시트를 포함하며, 상기 제1 코어 시트는, 상기 철심의 둘레방향을 따라 배치되어 있는 제1 자극을 포함하고, 인접하는 상기 제1 자극의 상기 철심의 내주측 선단부는, 상기 인접하는 제1 자극을 연결하고 있는 연결부를 형성하며, 상기 제2 코어 시트는, 상기 철심의 둘레방향을 따라 배치되어 있는 제2 자극을 포함하고, 인접하는 상기 제2 자극의 상기 철심의 내주측 선단부는, 상기 인접하는 상기 제2 자극을 격리하고 있는 비연결부를 형성하며, 상기 제1 코어 시트 및 제2 코어 시트가, 상기 연결부끼리, 상기 비연결부끼리, 및 상기 연결부와 상기 비연결부가 겹치도록, 상기 철심의 중심축 방향을 따라 적층되어 있고, 상기 권선은, 상기 적층되어 있는 제1 및 제2 코어 시트의 상기 제1 및 제2 자극에 감겨져 있으며, 상기 제1 및 제2 코어 시트와, 상기 권선에 의해, 상기 몰드 수지가 몰드 성형되어 있고, 상기 철심의 내주면에, 상기 비연결부에 의해, 개구창(開口窓)부가 획정되어 있으며, 상기 개구창부가 상기 몰드 수지로 충전되어 있는, 전기자 몰드 구조가 제공된다.

상기 철심의 양단 각각에는, 링형상의 수지 몰드 단부가 마련되어 있고, 상기 수지 몰드 단부의 내주면에는, 요철 구조가 형성되어 있으며, 상기 요철 구조의 오목부에 의해, 상기 개구창부에 수지를 흘려 넣기 위한 유동 경로가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 요철 구조는, 상기 수지 몰드 단부의 내주면에, 그 둘레방향으로 단속적(斷續的)으로 마련되어 있는 것이 바람직하다.

본 개시에 의하면, 전기자 몰드 구조에 있어서, 강도의 확보를 도모할 수 있음과 아울러, 토크의 저하를 억제할 수 있다.

도 1은, 본 개시의 일 실시형태에 관한 모터 전기자의 몰드 구조에 이용되는 철심을 구성하고 있는 코어 시트의 일례를 나타낸다. 도 1의 (a)는, 제1 코어 시트의 일 구성예를 나타내는 평면도이다. 도 1의 (b)는, 제2 코어 시트의 일 구성예를 나타내는 평면도이다.
도 2는, 적층되어 있는 코어 시트를 포함하는 철심의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 3은, 도 2에 도시되어 있는 철심에 대한 권선의 조립 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는, 도 3의 구조체(적층 코어)의 형성에 이어지는 몰드 성형 후의 구조예를 나타내는 사시도이다.
도 5는, 도 4와 마찬가지로, 몰드 성형 후의 구조예를 나타내는 사시도이다.
도 6은, 몰드 성형 후의 본 실시형태에 관한 전기자 몰드 구조의 일 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 6에는, 축방향의 단면이 나타나 있다.
도 7은, 본 실시형태에 관한 전기자 몰드 구조의 지름방향 부분 단면도이다. 도 7의 (b)는, 확대되어 있는 도 7의 (a)에 도시되어 있는 간극을 나타낸다. 도 7의 (c)는, 적층되어 있는 제2 코어 시트의 지름방향 부분 단면도이다.
도 8은, 본 실시형태에서의 수지 유동 경로를 예시적으로 나타내기 위한 사시도이다.

이하의 상세한 설명에서, 개시된 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위하여 많은 구체적인 사례들이 설명될 것이다. 그러나, 하나 또는 그 이상의 실시예들이 그러한 구체적인 사례들이 적용되지 않은 상태로 실시될 수도 있는 것임은 분명하다. 다른 예에서, 잘 알려진 구조나 장치는 도면의 단순화를 위하여 개략적으로 도시된다.

이하에서, 본 개시의 일 실시형태에 관한 모터 전기자의 몰드 구조에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 개시의 일 실시형태에 관한 모터 전기자(고정자)의 몰드 구조에 이용되는 철심을 구성하는 코어 시트의 일례를 나타낸다. 도 1의 (a)는, 제1 코어 시트의 일 구성예를 나타내는 평면도이다. 도 1의 (b)는, 제2 코어 시트의 일 구성예를 나타내는 평면도이다. 도 2는, 적층되어 있는 코어 시트를 포함하는 철심의 구성예를 나타내는 사시도이다. 모터의 전기자는, 예를 들어 원통형이다. 그리고, 그 내주측에는, 회전하는 회전자(가동자)가 배치되어 있다.

도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 코어 시트(1)는, 그 회전축의 둘레방향을 따라 인접하고 있는 자극(1a)을 포함한다. 인접하고 있는 자극(1a)의 내주측 선단부는, 서로 연결되어 연결부(1b)를 형성하고 있다. 자극(1a)의, 연결부(1b)를 포함하는 내주측 단부에 의해, 원통형의 내주 단부가 획정되어 있다.

도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 코어 시트(3)는, 그 회전축의 둘레방향을 따라 인접하고 있는 자극(3a)을 포함한다. 인접하고 있는 자극(3a)의 내주측 선단부는, 서로 격리되어 비연결부(개구부)(3b)를 형성하고 있다.

제1 코어 시트(1)의 연결부(1b)의 위치와, 제2 코어 시트(3)의 비연결부(3b)의 위치가 겹치도록, 제1 코어 시트(1)와 제2 코어 시트(3)가 위치맞춤된다. 이와 같이 하여, 제1 코어 시트(1)와 제2 코어 시트(3)가, 철심의 중심축 방향을 따라 적층되어, 도 2와 같은 철심(11)을 형성할 수 있다. 즉, 철심(11)은, 상기 제1 코어 시트(1)와 제2 코어 시트(3)의 적층에 의해, 그 내측에 중공부를 갖는 원통 형상으로 구성된다.

제1 코어 시트(1)와, 제2 코어 시트(3)의 적층 공정에서는, 소정의 배분으로 한쪽의 코어 시트를 위치맞춤 및 적층하는 것, 다음에, 소정의 배분으로 다른 쪽의 코어 시트를 위치맞춤 및 적층하는 것을 포함하는 공정이 반복된다. 이에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이, 적층되어 있는 제2 코어 시트(3)는, 위치맞춤되어 있는 비연결부(개구부)(3b)의 연속 적층에 의해 획정되어 있는 개구창부(15)를 가진다. 보다 구체적으로는, 개구창부(15)는, 내주면(11a)과 외주면(11b)을 관통하는 창형상으로 형성되어 있는 관통공을 포함하는 부분이다.

도 3은, 도 2에 도시되어 있는 철심(11)에 대한 권선(23)의 조립 상태를 나타내는 사시도이다. 도 4는, 도 3의 구조체(적층 코어)의 형성 후에 이어지는 몰드 성형 후의 구조예를 나타내는 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 자극(1a)에 감겨져 있는 권선(23)을 포함하는 보빈(25)이 적층되어 있는 코어 시트에 삽입되어 있다. 그리고, 요크(27)가 외주측에 끼워져 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 그 후에 수지 몰드(33)에 의해, 도 3에 도시된 구조체가 일체 성형되어 있다.

도 5는, 도 4와 마찬가지로, 몰드 성형 후의 구조예를 나타내는 사시도이다. 수지 몰드(33)는, 전기자 코어의 인서트 성형에 이용된다. 이 때, 인서트물이 되는 적층 코어의 수지 몰드(33)에 대한 기준 위치를 어떠한 형태로 결정할 필요가 있다. 그래서, 도 5에 도시된 바와 같이, 수지 몰드(단부)(33)의 내주면(33a) 측에, 볼록부(33b)가 둘레방향으로 단속적으로 형성된다. 이에 의해, 내주면(33a)에 있어서, 둘레방향으로 연속된 요철 형상을 마련할 수 있다. 이와 같이, 요철 형상을 둘레방향으로 단속적으로 마련함으로써, 오목 부분에, 철심(11)의 내주면(11a)의 단부가 노출된다. 여기서, 철심(11)의 내주면(11a)의 단부를, 몰드 성형시에 이용하는 금형 내에 부딪혀 닿게 함으로써, 성형시의 기준 위치가 확보된다. 이에 의해, 몰드 성형이 용이해진다.

도 6은, 본 실시형태에 관한 몰드 성형 후의 전기자 몰드 구조의 일 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 6은, 축방향의 단면을 나타낸다. 제1 코어 시트(1) 및 제2 코어 시트(3)는, 전술한 바와 같이 적층되어, 모터의 철심(11)을 형성하고 있다. 이 때, 제1 코어 시트(1)와 제2 코어 시트(3) 중 어느 한쪽이 소정의 매수만큼 연속하여 적층되어 있다. 그 때문에, 철심(11)의 내주면(11a)에는, 연속하여 적층되어 있는 제1 코어 시트(1)를 포함하는 부분 1과, 연속하여 적층되어 있는 제2 코어 시트(3)를 포함하는 부분 3이 형성되어 있다. 이 부분 3에는, 전술한 바와 같이, 내주면(11a)에 외주면(11b)까지 관통하는 관통공으로서의 개구창부(15)가 형성되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 모터의 권선이 조립된 후에, 수지 성형에 의해, 코일 엔드부로부터 코일 내부까지 수지 몰드(33)를 이용하여, 도 5에 도시된 바와 같은 일체 성형체를 얻을 수 있다. 이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 철심(11)에 포함되어 있는 적층되어 있는 코어 시트의, 그 중심축 방향 단부 중, 제1 단부에는, 제1 코어 시트(1)가 적층되어 있다. 또한, 이 제1 단부로부터, 예를 들어 등간격으로 동일하게 제1 코어 시트(1)가 연속하여 적층되어 있다. 제2 단부에서도 마찬가지이다. 따라서, 이 코어 시트가 연결된 연결부(1b)가 축방향의 몰드 수지의 흐름을 저해한다. 그 결과, 도 6에 도시된 개구창부(15)에는, 수지가 돌기 어려워진다. 그 때문에, 완전히 봉지할 수 없는 경우가 있다.

그래서, 개구창부(15)에도 수지가 충전되도록 하기 위해, 도 6에 도시된 볼록부(돌기)(33b)가 내경 단부에 마련되어 있다. 권선 단부의 수지는, 이 볼록부(33b)의 사이로부터, 철심(11)의 단면(端面)으로 흘러 들어가려고 한다.

도 7은, 본 실시형태의 전기자 몰드 구조의 지름방향 부분 단면도이다. 도 7의 (b)는, 확대되어 있는 도 7의 (a)에 도시되어 있는 간극을 나타낸다. 도 7의 (c)는, 적층되어 있는 제2 코어 시트의 지름방향 부분 단면도이다. 도 7의 (a)부터 도 7의 (c)까지 도시되어 있는 바와 같이, 몰드용 수지는, 볼록부(돌기)(33b)(도 6 참조)로부터, 자극(1a) 및 연결부(1b)와, 권선(23) 및 보빈(25)의 사이에 형성되어 있는 간극(51)을 통과하여, 도 6에 도시된 개구창부(15)까지 흘러간다. 따라서, 개구창부(15) 내를 수지로 충전하는 것이 용이하다. 개구창부(15)를 수지로 충전함으로써, 전기자 몰드 구조의 강도를 향상시킬 수 있다.

도 8은, 본 실시형태에서의 수지 유동 경로를 예시적으로 나타내기 위한 사시도이다. 도 8에 화살표로 나타내는 바와 같이, 몰드 수지는, 전기자 코어(31)의 축방향 단면으로부터 주입된다. 그리고, 유로(L1)와 같이 적층 코어의 방향을 향하여 흘러간다. 나아가 상기에서 설명한 바와 같이, 수지의 일부가 유로(L2)와 같이 볼록부(돌기)(33b)의 방향(L2)을 향하여도 흘러간다. 도 2에 도시된 바와 같이, 적층 코어(21)의 단부는, 적층되어 있는 제1 코어 시트(1)에 의해 구성되어 있다. 그 때문에, 몰드 수지는, 내주의 개구창부(15)까지는 도달하지 않는다. 그러나, 볼록부(돌기)(33b)를 돌아 들어가 오목부(내주면)(33a)를 따라 유동한 수지는, 도 7의 (a)부터 도 7의 (c)까지의 단면도에 도시되어 있는 간극(51)을 통과하여, 개구창부(15)까지 도달할 수 있다.

따라서, 개구창부(15) 내에 수지를 충전시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 연결부(1b)를 갖는 제1 코어 시트(1)와, 비연결부(3b)를 갖는 제2 코어 시트(3)가 혼합되어 적층되어 있다. 이 때, 소정의 비율로 연속하여 적층되어 있는 코어 시트는, 제1 코어 시트(1) 또는 제2 코어 시트(3)만을 포함한다. 이렇게 함으로써, 모터의 토크를 향상시킬 수 있다. 또한, 코깅 토크를 저감할 수도 있다. 아울러, 개구창부(15)에 의해 코어 강성이 저하되어 버린다는 과제를, 상기와 같은 수지의 유로를 형성함으로써 해결할 수 있다.

즉, 본 실시형태의 전기자 몰드 구조에 의하면, 모터의 전기자 구조에 있어서, 제1 코어 시트와, 적어도 1종류 이상의 제2 코어 시트가 혼합하여 적층되어 있다. 여기서, 상기 제1 코어 시트에 포함되어 있는 자극의 선단부에 의해 형성되어 있는 연결부가, 브리지처럼, 인접하는 자극을 연결하고 있다. 한편, 제2 코어 시트는, 비연결부(개구부)를 가진다. 여기서, 제2 코어 시트는, 2종 이상의 비연결부를 갖는 코어 시트를 포함하고 있어도 된다. 그리고, 권선 작업 후의 수지 몰드 성형을 거쳐 얻어지는 모터의 적층 코어 내주에는, 적층되어 있는 비연결부(개구부)를 갖는 제2 코어 시트에 의해, 개구창부가 형성되어 있다. 또한, 이 개구창부에 수지를 흘려 넣기 위해 유동 경로가, 그 적층 코어 단면에 마련되어 있다. 이러한 몰드 구조에 의해, 개구창부에도 수지 몰드를 충분히 충전할 수 있다. 따라서, 몰드 구조의 강도 향상을 도모할 수 있다.

본 실시형태는, 도시되어 있는 구성 등에 의해 한정되는 일은 없다. 본 개시의 효과를 발휘하는 범위 내에서, 상기 실시형태를 적절히 변경하는 것이 가능하다. 그 밖에 본 개시의 목적의 범위를 벗어나지 않는 한에서, 적절히 변경하여, 상기 실시형태를 실시하는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시형태에서 설명된 각 구성요소를 적절히 취사선택할 수 있다. 취사선택된 요소를 포함하는 구성을 구비하는 실시형태도 본 실시형태에 포함된다.

본 개시는, 전기자 몰드 구조에 이용 가능하다.

본 개시의 실시형태에 관한 전기자 몰드 구조는, 이하의 제1~3 전기자 몰드 구조이어도 된다.

상기 제1 전기자 몰드 구조는, 모터 전기자의 몰드 구조에 이용되는 원통형의 철심을 적층에 의해 구성하는 코어 시트에 있어서, 원통의 둘레방향을 따라 인접하는 자극의 상기 원통의 내주측 선단부를 연결하는 연결부를 갖는 제1 코어 시트와, 인접하는 자극의 내주측 선단부가 연결되지 않은 비연결부를 갖는 제2 코어 시트가 상기 연결부와 상기 비연결부가 겹치도록 적층되어 상기 철심을 형성하는 적층 코어와, 상기 적층 코어에 감겨진 권선이 수지에 의해 몰드 성형된 모터의 전기자 구조로서, 상기 제2 코어 시트를 적층 방향으로 연속하여 복수 적층함으로써 상기 적층 코어의 내주면에 상기 비연결부에 의해 형성된 개구창부를 가지며, 상기 개구창부에 상기 수지가 충전되어 있다.

상기 제2 전기자 몰드 구조는, 상기 적층 코어의 적층 방향의 양단에는, 상기 제1 코어 시트의 적층에 의해 형성된 링형상의 수지 몰드 단부가 각각 마련되어 있고, 상기 수지 몰드 단부의 내주면에 요철 구조가 형성되며, 상기 요철 구조의 오목부에 의해 상기 개구창부에 수지를 흘려 넣는 유동 경로가 형성되어 있는 상기 제1 전기자 몰드 구조이다.

상기 제3 전기자 몰드 구조는, 상기 요철 구조는, 상기 수지 몰드 단부의 내주면에 둘레방향으로 단속적으로 마련되어 있는 상기 제2 전기자 몰드 구조이다.

위에서 언급된 상세한 설명들은, 설명 및 이해의 편의를 위해 제공된 것이며, 많은 변형예나 수정예가 실현될 수도 있다. 위의 상세한 설명들은, 주제를 완벽하게 설명하거나 서술된 정밀한 형태로 제한하려는 의도가 있는 것이 아니다. 비록 구조적 특징 및/또는 방법론적인 행위들에 대하여 구체적인 언어로 설명되었다고 하더라도, 첨부된 청구범위에 한정된 주제는 위와 같은 구체적인 특징이나 행위들로 제한되는 것은 아니다. 위와 같은 구체적인 특징이나 행위들은 여기에 첨부된 청구범위의 주제를 실현할 수 있는 구체적인 형태의 예시로서 개시된 것이다.

Claims

모터 전기자의 몰드 구조에 이용되는 원통형의 철심과, 권선과, 몰드 수지를 포함하고,
상기 철심은, 제1 코어 시트와, 제2 코어 시트를 포함하며,
상기 제1 코어 시트는, 상기 철심의 둘레방향을 따라 배치되어 있는 제1 자극을 포함하고,
인접하는 상기 제1 자극의 상기 철심의 내주측 선단부는, 상기 인접하는 제1 자극을 연결하고 있는 연결부를 형성하며,
상기 제2 코어 시트는, 상기 철심의 둘레방향을 따라 배치되어 있는 제2 자극을 포함하고,
인접하는 상기 제2 자극의 상기 철심의 내주측 선단부는, 상기 인접하는 상기 제2 자극을 격리하고 있는 비연결부를 형성하며,
상기 제1 코어 시트 및 제2 코어 시트가, 상기 연결부끼리, 상기 비연결부끼리, 및 상기 연결부와 상기 비연결부가 겹치도록, 상기 철심의 중심축 방향을 따라 적층되어 있고,
상기 권선은, 상기 적층되어 있는 제1 및 제2 코어 시트의 상기 제1 및 제2 자극에 감겨져 있으며,
상기 제1 및 제2 코어 시트와, 상기 권선에 의해, 상기 몰드 수지가 몰드 성형되어 있고,
상기 철심의 내주면에, 상기 비연결부에 의해, 개구창(開口窓)부가 획정되어 있으며,
상기 개구창부가 상기 몰드 수지로 충전되어 있는, 전기자 몰드 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 철심의 양단 각각에는, 링형상의 수지 몰드 단부가 마련되어 있고,
상기 수지 몰드 단부의 내주면에는, 요철 구조가 형성되어 있으며,
상기 요철 구조의 오목부에 의해, 상기 개구창부에 수지를 흘려 넣기 위한 유동 경로가 형성되어 있는, 전기자 몰드 구조.
청구항 2에 있어서,
상기 요철 구조는, 상기 수지 몰드 단부의 내주면에, 그 둘레방향으로 단속적(斷續的)으로 마련되어 있는, 전기자 몰드 구조.