KR20210033687A - 스테이터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 인슐레이터에 결합되는 터미널의 구조를 동일하게 적용하고, 터미널의 크기가 축소된 스테이터 조립체를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 이루기 위하여, 본 발명에 따른 스테이터 조립체는 허브와 상기 허브에서 방사형으로 배치되는 복수개의 티스로 이루어진 스테이터 코어, 상기 스테이터 코어의 상부를 덮는 인슐레이터, 상기 스테이터 코어와 상기 인슐레이터가 결합된 조립체에 감기는 코일 및 적어도 2개 이상의 터미널이 동일 형상으로 이루어지며, 각각이 상기 인슐레이터에 고정되어 상기 코일과 상기 조립체의 상부에 형성되는 3상 모터 인버터를 전기적으로 연결하는 터미널 구조체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

스테이터 조립체{Stator assembly}

본 발명은 스테이터 조립체에 관한 것으로, 동일 사양을 갖는 터미널이 인슐레이터에 쉽게 조립되어, 공정 횟수가 줄어들고, 전체 중량이 절감되는 스테이터 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전력을 이용하여 회전운동의 힘을 얻는 기계이다. 모터는 복수개의 마그넷이 구비되는 로터와 코일이 권선된 스테이터로 이루어진다. 모터의 회전은 마그넷과 코일에 의해 발생된 전자기력에 의해 일어난다. 대게, 스테이터 내측에 로터가 위치하며, 스테이터에 권선되는 코일은 로터의 둘레를 따라 일정거리 간극을 두고 설치된다.

내부에 로터가 배치된 스테이터의 외부에는 인버터가 형성된다. 이때, 스테이터에는, 인버터에 의해 코일의 전자기력 발생이 제어될 수 있도록, 스테이터와 인버터를 연결하는 모터 터미널이 설치된다.

일 실시예를 참고하여 종래의 모터 구조에 대하여 설명하면, 대한민국 공개특허 제10-2018-0080502호는 도 1에 도시된 것과 같이, 모터는 샤프트(미도시), 로터(미도시), 스테이터 코어(210a) 및 인슐레이터(220a)를 포함하는 스테이터(200a) 및 복수 개의 파워 터미널(400a)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 종래에는 도 1과 같이, 상기 인슐레이터(220a)에 고정되는 복수 개의 상기 파워 터미널(400a)은 각각이 형상 및 크기가 균일화 되지 않아, 터미널 형상에 따라 인슐레이터의 형상이 변경되어야 했으며, 코일이 권선되는 부분의 형상 및 위치가 동일하지 않기 때문에, 인버터에 형성되는 PCB 변경에 따라 터미널의 인버터 연결 부 위치도 변경 되어야 한다는 어려움이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2018-0080502호 (공개일자 2018.07.12)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 인슐레이터에 결합되는 터미널의 구조를 동일하게 적용하고, 터미널의 크기가 축소된 스테이터 조립체를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 스테이터 조립체는, 허브와 상기 허브에서 방사형으로 배치되는 복수개의 티스로 이루어진 스테이터 코어, 상기 스테이터 코어의 상부를 덮는 인슐레이터, 상기 스테이터 코어와 상기 인슐레이터가 결합된 조립체에 감기는 코일 및 적어도 2개 이상의 터미널이 동일 형상으로 이루어지며, 각각이 상기 인슐레이터에 고정되어 상기 코일과 상기 조립체의 상부에 형성되는 3상 모터 인버터를 전기적으로 연결하는 터미널 구조체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 복수개의 상기 터미널 각각은 상기 인슐레이터에 결합되는 고정 몸체부, 일정 길이를 가지며 상기 고정 몸체부 상측에 형성되는 인버터 연결부 및 일정 길이를 가지며 상기 고정 몸체부에 연결되고, 상기 코일이 감기는 권선부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 인슐레이터는 제1 인슐레이터 및 제2 인슐레이터로 이루어지고, 상기 고정 몸체부가 상기 제1 인슐레이터와 상기 제2 인슐레이터 사이에 고정되며, 상기 인버터 연결부와 상기 권선부는 상기 제1 인슐레이터의 상부 외측으로 노출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 고정 몸체부는 상기 인슐레이터의 상부에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 고정 몸체부는 상기 인슐레이터를 향해 돌출 형성되는 끼움부를 포함하고, 상기 인슐레이터는 상기 끼움부가 결합되는 결합홈부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 끼움부는 상기 고정 몸체부의 일측과 타측에 한 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 끼움부는 상기 끼움부의 길이 방향 외측이 상기 결합홈부 내주면을 향해 돌출되어 형성되는 다수개의 돌기부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 권선부는 고리 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 권선부는 상기 고정 몸체부의 외측에 형성되고, 상기 허브의 외측에서 내측 방향으로 밴딩되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 권선부는 상기 고정 몸체부 상에 두 개 이상이 서로 일정 간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

더 나아가, 상기 인버터 연결부는 상기 고정 몸체부의 내측에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 스테이터 조립체는 공용화된 터미널 형상이 적용되어 재고 관리 및 교체가 용이하며, 조립에 소요되는 시간 및 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.

또한, 터미널의 크기가 축소되어 스테이터 조립체의 전체 중량이 점감될 수 있으며, 터미널과 코일이 연결되는 위치를 한곳으로 집중시켜 퓨징 공정 횟수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 스테이터와 파워 터미널의 결합 사시도
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스테이터 조립체 사시도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터미널 사시도
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스테이터 조립체 분해 사시도
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터미널 사시도
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터미널 단면도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 스테이터 조립체(100)는 허브(210)와 상기 허브(210)에서 방사형으로 배치되는 복수개의 티스(220)로 이루어진 스테이터 코어(200), 상기 스테이터 코어(200)의 상부를 덮는 인슐레이터(300), 상기 스테이터 코어(200)와 상기 인슐레이터(300)가 결합된 조립체에 감기는 코일(400) 및 적어도 2개 이상의 터미널(501)이 동일 형상으로 이루어지며, 각각이 상기 인슐레이터(300)에 고정되어 상기 코일(400)과 상기 조립체의 상부에 형성되는 3상 모터 인버터를 전기적으로 연결하는 터미널 구조체(500)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 허브(210)와 상기 티스(220)는 일체형으로 이루어지며, 상기 코일(400)은 상기 티스(220)와 상기 인슐레이터(300)가 결합된 위치에 감기는 것이 바람직하다.

상기 인슐레이터(300)는 절연체로 이루어지며, 상기 스테이터 코어(200)와 상기 터미널(501) 조립체 사이를 절연하는 기능을 한다.

상기 터미널(501) 조립체는 복수개의 상기 터미널(501)로 이루어지며, 일반적으로 3상의 모터에 3개 이상의 터미널(501)이 구성되는 것이 바람직하나, 그 개수는 이에 한정되지 않는다. 상기 터미널(501) 조립체를 이루는 복수개의 상기 터미널(501)은 적어도 2개 이상으로 이루어지되, 적어도 2개 이상의 상기 터미널(501)이 서로 동일 형상을 갖는 것을 특징으로 한다. 이때, 동일 형상은 동일 구조 및 크기를 지칭하며, 동일 부품이 서로 다른 터미널(501) 위치에 결합 적용되는 것을 말한다.

본 발명에 따른 스테이터 조립체(100)는 동일 형상을 갖는 복수개의 상기 터미널(501)이 적용되어, 터미널(501) 재고 관리가 용이하며, 동일 부품을 대체품으로 사용 할 수 있어 교체도 용이하다는 장점이 있다.

도 3을 참고하면, 복수개의 상기 터미널(501) 각각은 상기 인슐레이터(300)에 결합되는 고정 몸체부(510), 일정 길이를 가지며 상기 고정 몸체부(510) 상측에 형성되는 인버터 연결부(520) 및 일정 길이를 가지며 상기 고정 몸체부(510)에 연결되고, 상기 코일(400)이 감기는 권선부(530)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 고정 몸체부(510)는 상기 인슐레이터(300)와 결합하여, 위치가 고정되는 구성이고, 상기 인버터 연결부(520)는 상기 인슐레이터(300)의 상부에 형성되는 인버터(미도시)에 연결되어, 상기 인버터에 따라 코일(400)이 작동되게 하는 구성이며, 상기 권선부(530)는 상기 티스(220)와 상기 인슐레이터(300)가 결합된 위치에 감기는 코일(400)의 일단 또는 타단 중 어느 하나 이상이 권선되는 구성이다.

상기 고정 몸체부(510), 상기 인버터 연결부(520) 및 상기 권선부(530)는 서로 연결된 일체형 구성으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 고정 몸체부(510)는 상기 인버터 연결부(520)와 상기 권선부(530)를 지지하고, 상기 고정 몸체부(510), 상기 인버터 연결부(520) 및 상기 권선부(530)는 각각이 서로 다른 높이를 이루며 형성될 수 있다.

또한, 도 2를 참조하면, 상기 인슐레이터(300)는 제1 인슐레이터(301) 및 제2 인슐레이터(302)로 이루어지고, 상기 고정 몸체부(510)가 상기 제1 인슐레이터(301)과 상기 제2 인슐레이터(302) 사이에 고정되며, 상기 인버터 연결부(520)와 상기 권선부(530)는 상기 제1 인슐레이터(301)의 상부 외측으로 노출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1 인슐레이터(301)은 상기 스테이터 코어(200)의 상부를 덮는 구성이며, 상기 제2 인슐레이터(302)는 상기 허브(210)의 내측에 형성되어, 상기 제1 인슐레이터(301)과 결합하는 구성이다.

이때, 상기 제1 인슐레이터(301)은 상기 제2 인슐레이터(302)의 상부에 위치하는 것이 바람직하고, 상기 제1 인슐레이터(301) 및 상기 제2 인슐레이터(302)는 서로 분리 및 결합이 가능한 구성으로 이루어질 수 있다. 상기 고정 몸체부(510)는 상기 제1 인슐레이터(301)과 상기 제2 인슐레이터(302) 사이에 위치하되, 상기 제1 인슐레이터(301)과 상기 제2 인슐레이터(302)의 결합에 방해가 되지 않도록, 상기 제1 인슐레이터(301)과 상기 제2 인슐레이터(302) 사이에 형성되는 수용 공간에 수납되는 형식으로 결합되는 것이 바람직하다. 상기 인버터 연결부(520)와 상기 권선부(530)는 상기 제1 인슐레이터(301)의 외부로 노출되며, 이를 위해, 상기 제1 인슐레이터(301)은 상기 인버터 연결부(520)와 상기 권선부(530)의 각각 형성 위치에 대응되는 위치가 개방되도록 형성된다.

또한, 상기 권선부(530)는 고리 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 권선부(530)는 상기 고정 몸체부(510)의 일측 방향 또는 타측 방향을 향해 구부려 형성되는 고리 형상을 이룰 수 있다. 상기 권선부(530)가 고리 형상으로 이루어지면, 상기 코일(400)의 풀림을 방지 할 수 있고, 상기 코일(400)의 권선 위치를 특정할 수 있는 효과가 있다.

도 4를 참고하면, 상기 고정 몸체부(510)는 상기 인슐레이터(300)의 상부에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 고정 몸체부(510)가 상기 인슐레이터(300)의 상부에 결합하면, 상기 인슐레이터(300)는 상기 고정 몸체부(510)의 하부 또는 상기 고정 몸체부(510) 전체가 상기 스테이터 코어(200)에 닿지 않아, 단일 층의 구조로 형성될 수 있으며, 상기 인슐레이터(300)가 단일 층으로 형성됨에 따라, 스테이터 조립체(100)의 전체 중량을 감소시킬 수 있고, 제조 공정 또한 단축 될 수 있는 효과가 있다.

이때, 상기 고정 몸체부(510)는 상기 인슐레이터(300)의 상부에 결합되어, 결합된 위치에 고정되는 것이 바람직하다. 상기 고정 몸체부(510)는 상기 인슐레이터(300)의 형상에 의해 결합 위치가 변경될 수 있고, 이는 설계자의 설계에 따라 위치 조절이 가능하므로, 위치에 대해 한정하지 않으며, 상기 인슐레이터(300)는 상기 코일(400)의 위치 및 상기 터미널(501)의 개수에 따라 상기 고정 몸체부(510)가 결합되는 고정 위치가 정해질 수 있다.

또한, 상기 고정 몸체부(510)는 상기 인슐레이터(300)를 향해 돌출 형성되는 끼움부(511)를 포함하고, 상기 인슐레이터(300)는 상기 끼움부(511)가 결합되는 결합홈부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 끼움부(511)는 상기 고정 몸체부(510)와 일체로 형성되고, 상기 인슐레이터(300)를 향해 일정 길이 및 각도를 이루며 돌출 형성되는 구성으로, 상기 결합홈부에 끼움 결합되고, 상기 끼움부(511)와 상기 결합홈부의 결합은 상기 끼움부(511)가 상기 결합홈부로부터 이탈되지 않는 강도로 결합되는 것이 바람직하다.

도 5를 참조하면, 상기 끼움부(511)는 상기 고정 몸체부(510)의 일측과 타측에 한 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 끼움부(511)는 도 5와 같이, 상기 고정 몸체부(510)의 일측 측면과 타측 측면에 형성될 수 있으며, 도시되지는 않았지만, 상기 끼움부(511)의 일측 하면과 타측 하면에 형성될 수 도 있다. 상기 끼움부(511)가 일측과 타측에 한 쌍으로 형성되면, 상기 끼움부(511)와 상기 결합홈부의 결합력이 높아지는 효과가 있다.

도 6을 참조하면, 상기 끼움부(511)는 상기 끼움부(511)의 길이 방향 외측이 상기 결합홈부 내주면을 향해 돌출되어 형성되는 다수개의 돌기부(512)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 돌기부(512)는 상기 끼움부(511)가 상기 결합홈부에 결합된 상태에서, 상기 결합홈부의 내주면에 닿도록 돌출형성 되는 것이 바람직하다, 상기 돌기부(512)는 상기 끼움부(511)와 상기 결합홈부의 결합력을 높이는 효과가 있다. 이때, 상기 돌기부(512)는 상기 끼움부(511)의 길이 방향을 따라 다수개가 형성되는 것이 바람직하다.

도 5 내지 6을 참조하면, 상기 권선부(530)는 상기 고정 몸체부(510)의 외측에 형성되고, 상기 허브(210)의 외측에서 내측 방향으로 밴딩되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 권선부(530)의 일단은 상기 고정 몸체부(510)에 연결되고, 타단은 상기 허브(210)를 향해 형성되며, 상기 권선부(530)가 밴딩되는 형상으로 이루어지면, 상기 코일(400)의 풀림을 방지 할 수 있고, 상기 코일(400)의 권선 위치를 특정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 권선부(530)는 상기 고정 몸체부(510) 상에 두 개 이상이 서로 일정 간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 권선부(530)의 형성 개수에 따라 코일(400) 설계를 다르게 적용할 수 있는 효과가 있으므로, 상기와 같은 구성을 통해, 복수개의 상기 권선부(530)가 형성된 단일개의 상기 터미널(501)에 복수개의 상기 코일(400) 배선이 가능하다는 효과가 있다. 이때, 상기 권선부(530)는 서로 일정 거리 이격되어, 상기 권선부(530)에 권선되는 상기 코일(400) 간의 간섭을 방지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 권선부(530)가 상기 고정 몸체부(510)의 외측에 형성되는 경우, 상기 인버터 연결부(520)는, 상기 고정 몸체부(510)의 내측에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 권선부(530)와 상기 인버터 연결부(520)가 상기 고정 몸체부(510) 상에서 동일한 방향에 형성되는 경우, 상기 인버터 연결부(520)의 위치에 의해, 상기 코일(400)의 권선이 방해될 수 있으므로, 보다 용이한 권선 작업 및 상기 권선부(530)의 배치를 위해, 상기 고정 몸체부(510) 상에서의 상기 권선부(530)와 상기 인버터 연결부(520)의 형성 방향은 다르게 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100 : 스테이터 조립체
200 : 스테이터 코어 210 : 허브
220 : 티스
300 : 인슐레이터 301 : 제1 인슐레이터
302 : 제2 인슐레이터
400 : 코일
500 : 터미널 구조체 501 : 터미널
510 : 고정 몸체부 511 : 끼움부
512 : 돌기부 520 : 인버터 연결부
530 : 권선부

Claims (11)

1. 허브와 상기 허브에서 방사형으로 배치되는 복수개의 티스로 이루어진 스테이터 코어;
   상기 스테이터 코어의 상부를 덮는 인슐레이터;
   상기 스테이터 코어와 상기 인슐레이터가 결합된 조립체에 감기는 코일; 및
   적어도 2개 이상의 터미널이 동일 형상으로 이루어지며, 각각이 상기 인슐레이터에 고정되어 상기 코일과 상기 조립체의 상부에 형성되는 3상 모터 인버터를 전기적으로 연결하는 터미널 구조체;
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.
2. 제 1항에 있어서 복수개의 상기 터미널 각각은,
   상기 인슐레이터에 결합되는 고정 몸체부;
   일정 길이를 가지며 상기 고정 몸체부 상측에 형성되는 인버터 연결부; 및
   일정 길이를 가지며 상기 고정 몸체부에 연결되고, 상기 코일이 감기는 권선부;
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 인슐레이터는 제1 인슐레이터 및 제2 인슐레이터로 이루어지고,
   상기 고정 몸체부가 상기 제1 인슐레이터와 상기 제2 인슐레이터 사이에 고정되며, 상기 인버터 연결부와 상기 권선부는 상기 제1 인슐레이터의 상부 외측으로 노출되는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.
4. 제 2항에 있어서 상기 고정 몸체부는,
   상기 인슐레이터의 상부에 결합되는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 고정 몸체부는 상기 인슐레이터를 향해 돌출 형성되는 끼움부를 포함하고,
   상기 인슐레이터는 상기 끼움부가 결합되는 결합홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.
6. 제 5항에 있어서 상기 끼움부는,
   상기 고정 몸체부의 일측과 타측에 한 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.
7. 제 5항에 있어서 상기 끼움부는,
   상기 끼움부의 길이 방향 외측이 상기 결합홈부 내주면을 향해 돌출되어 형성되는 다수개의 돌기부;
   를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.
8. 제 2항에 있어서 상기 권선부는,
   고리 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.
9. 제 2항에 있어서 상기 권선부는,
   상기 고정 몸체부의 외측에 형성되고, 상기 허브의 외측에서 내측 방향으로 밴딩되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.
10. 제 8 또는 9항에 있어서 상기 권선부는,
    상기 고정 몸체부 상에 두 개 이상이 서로 일정 간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.
11. 제 9항에 있어서 상기 인버터 연결부는,
    상기 고정 몸체부의 내측에 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터 조립체.

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