KR20210083196A - 전기모터용 스테이터 및 이를 포함하는 전기모터 - Google Patents

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Abstract

전기모터용 스테이터가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전기모터용 스테이터는 적어도 하나의 코일; 및 폐루프 형상으로 형성되는 요크와, 상기 요크로부터 일정길이 연장되는 슬롯부를 포함하는 스테이터 코어;를 포함하고, 상기 슬롯부는 제1상과 상기 제1상과 다른 제2상을 포함하는 다상을 형성하는 복수 개의 슬롯을 포함하며, 상기 제1상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수는 상기 제2상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수와 서로 동일한 턴수일 수 있다.

Description

전기모터용 스테이터 및 이를 포함하는 전기모터{Stator core for electric motor and electric motor including the same}
본 발명은 전기모터용 스테이터 및 이를 포함하는 전기모터에 관한 것이다.
전기모터는 전기에너지를 이용하여 구동력을 발생시키는 장치이다. 이러한 전기모터는 다양한 전자기기나 가전제품, 자동차 등에 폭넓게 적용되고 있다.
일례로, 전기모터는 자동차 엔진에 적용되어 흡기 밸브를 구동하기 위한 구동력을 제공하는데 적용되고 있다.
한편, 최근 자동차 엔진은 출력 및 효율을 향상시키기 위한 다양한 노력들이 시도되고 있으며, 흡기 밸브 타이밍을 조절하여 흡기효율을 향상시키는 것 또한 이러한 노력의 일환이다.
이러한 흡기 밸브는 모터의 구동을 통해 흡기 밸브와 연결된 구동로드가 왕복운동함으로써 개폐된다. 이를 위해, 흡기 밸브의 구동로드를 작동시키기 위한 전기모터가 엔진룸에 설치된다.
그러나 차량의 엔진룸은 다양한 부품들이 설치되기 때문에 설치공간상의 제약이 따른다.
이에 따라, 로터(20)와 스테이터(30)를 포함하는 종래의 차량 밸브 구동용 전기모터(1)는 도 14에 도시된 바와 같이 로터(20)의 로터축(22)이 웜휠(3) 및 웜기어(4)를 매개로 구동로드(2)와 편심 연결될 수밖에 없는 한계가 있다.
즉, 스테이터(30)에서 코일(40)이 감기는 슬롯(32)은 엔진룸에서의 공간상의 제약으로 인하여 로터축(22)과 구동로드(2)의 연결을 고려할 때 하우징(10)에서 한쪽으로 치우친 방향으로 형성될 수밖에 없는 한계가 있다.
그러나 스테이터(30)에서 코일(40)이 감기는 슬롯(32)이 비대칭 형상으로 형성되면, 스테이터(30)의 전체 사이즈가 작아질 수밖에 없기 때문에 모터의 구동력 또는 모터의 출력이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 엔진룸과 같이 제한된 설치공간에 장착되더라도 기존의 장착위치를 변경하지 않으면서 모터의 효율을 향상시킬 수 있고 설계자유도를 확보할 수 있는 전기모터용 스테이터 및 이를 포함하는 전기모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 적어도 하나의 코일; 및 폐루프 형상으로 형성되는 요크와, 상기 요크로부터 일정길이 연장되는 슬롯부를 포함하는 스테이터 코어;를 포함하고, 상기 슬롯부는 제1상과 상기 제1상과 다른 제2상을 포함하는 다상을 형성하는 복수 개의 슬롯을 포함하며, 상기 제1상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수는 상기 제2상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수와 서로 동일한 턴수인 전기모터용 스테이터를 제공한다.
또한, 상기 복수 개의 슬롯 중 적어도 일부의 슬롯은 상기 코일이 권선되는 티스의 길이가 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 슬롯은 상기 요크로부터 내측으로 일정길이 연장되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 전기모터용 스테이터는 내전형 전기모터에 적용될 수 있다.
대안으로, 상기 복수 개의 슬롯은 상기 요크로부터 외측으로 일정길이 연장되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 전기모터용 스테이터는 외전형 전기모터에 적용될 수 있다.
또한, 상기 요크는 적어도 하나의 직선부를 포함하는 비원형으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 요크는, 소정의 곡률을 갖도록 형성되는 제1원호부; 소정의 곡률을 갖도록 형성되고 상기 제1원호부와 연결되지 않도록 배치되는 제2원호부; 상기 제1원호부 및 제2원호부의 일단부를 상호 연결하는 제1직선부; 및 상기 제1원호부 및 제2원호부의 타단부를 상호 연결하는 제2직선부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2직선부는 상기 제1원호부의 단부와 연결되는 제1부분과 상기 제1부분의 단부와 연결되면서 상기 제2원호부의 단부와 연결되는 제2부분을 포함할 수 있고, 상기 제2부분은 상기 제1부분과 0도를 제외한 소정의 각도를 갖도록 상기 제1부분의 일단부에 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1원호부 및 제2원호부는 서로 동일한 길이를 갖도록 형성될 수도 있지만, 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 슬롯부는 U,V,W상을 포함하는 3상으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명은 하우징; 상기 하우징에 회전가능하게 장착되는 로터축과 상기 로터축의 둘레방향을 따라 배치된 복수 개의 마그네트를 포함하는 로터; 및 상기 하우징에 고정되고, 적어도 하나의 슬롯에 코일이 권선되는 상술한 스테이터;를 포함하는 전기모터를 제공한다.
또한, 상기 로터축은 상기 하우징의 내부로 진입하는 구동로드와 기어부를 매개로 기어결합될 수 있고, 상기 구동로드는 상기 로터축과 기어부를 매개로 편심연결될 수 있다.
본 발명에 의하면, 엔진룸과 같이 제한된 설치공간에서도 주변 관련부품을 재설계하지 않으면서 기존과 동일한 위치에 장착되더라도 높은 출력 및 효율을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 코일이 권선되는 슬롯의 티스 길이를 자유롭게 변경할 수 있음으로써 설계자유도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에서 코일이 제거된 상태를 나타낸 도면,
도 3은 도 2의 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터에서 스테이터 코어의 슬롯부와 로터의 마그네트 간의 배치관계를 나타낸 도면,
도 5는 도 4에 적용될 수 있는 스테이터 코어의 다른 형태를 나타낸 도면,
도 6은 도 4에 적용될 수 있는 스테이터 코어의 또 다른 형태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기모터용 스테이터를 나타낸 도면,
도 8은 도 7에서 코일이 제거된 상태를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기모터용 스테이터에서 스테이터 코어의 슬롯부와 로터의 마그네트 간의 배치관계를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터가 적용된 전기모터를 나타낸 도면,
도 11은 도 10에서 로터 및 스테이터를 발췌한 도면,
도 12는 도 10의 전기모터가 구동로드와 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 13은 도 12에서 로터, 스테이터 및 구동로드를 발췌한 도면, 그리고,
도 14는 종래의 전기모터에서 구동로드와 로터축의 연결관계를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)는 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 코일(110) 및 스테이터 코어(120,220)를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 코일(110)은 상기 스테이터 코어(120,220)에 권선될 수 있다.
즉, 상기 스테이터 코어(120,220)는 요크(121,221) 및 슬롯부(122)를 포함할 수 있으며, 상기 코일(110)은 상기 슬롯부(122)에 권선될 수 있다.
이와 같은 스테이터 코어(120,220)는 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 요크(121,221) 및 슬롯부(122)를 각각 포함하는 복수 개의 금속시트가 다층으로 적층된 형태일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니며 하나의 부재로 형성될 수도 있다.
이때, 상기 요크(121,221)는 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
일례로, 상기 요크(121,221)는 적어도 하나의 직선부(121a,121b,221a,221b)를 포함하는 비원형으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 요크(121,221)는 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 직선부(121a,121b,221a,221b)와 소정의 곡률을 갖도록 형성되는 적어도 하나의 원호부(121c,121d,221c)를 포함할 수 있으며, 상기 직선부(121a,121b,221a,221b) 및 원호부(121c,121d,221c)는 서로 연결될 수 있다.
이를 통해, 상기 요크(121)는 상기 직선부(121a,121b,221a,221b) 및 원호부(121c,121d,221c)가 연결되어 비원형의 폐루프 형상을 가질 수 있다.
비제한적인 일례로써, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 스테이터 코어(120,120',120")에서 상기 요크(121)는 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)를 포함하는 원호부(121c,121d)와, 제1직선부(121a) 및 제2직선부(121b)를 포함하는 직선부(121a,121b)를 통해 비원형의 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 연결되지 않을 수 있고, 상기 제1직선부(121a) 및 제2직선부(121b)는 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 단부를 각각 연결할 수 있다.
이때, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120)에서 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 동일한 길이를 갖도록 형성될 수도 있지만, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120',120")에서 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수도 있다.
더불어, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120,120',120")에서 상기 제1직선부(121a) 및 제2직선부(121b) 중 적어도 어느 하나는 일직선이 아닌 일부의 길이(121b')가 나머지 길이(121b")에 대해서 소정의 각도를 갖도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 요크(121)는 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)를 상호 연결하는 제1직선부(121a) 및/또는 제2직선부(121b)의 배치위치, 길이, 형상에 따라 다양한 형상으로 변경될 수 있다.
구체적인 일례로써, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120)에서 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 동일한 길이를 갖도록 형성될 수 있고, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 일단부를 상호 연결하는 제1직선부(121a)는 일직선으로 형성될 수 있으며, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 타단부를 상호 연결하는 제2직선부(121b)는 소정의 각도를 이루도록 연결되는 제1부분(121b')과 제2부분(121b")을 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1부분(121b')은 일단부가 상기 제1원호부(121c)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제2부분(121b")과 연결될 수 있으며, 상기 제2부분(121b")은 일단부가 상기 제2원호부(121d)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제1부분(121b')과 연결될 수 있다.
이때, 상기 제2부분(121b")은 상기 제1부분(121b')과 0도를 제외한 소정의 각도를 갖도록 상기 제1부분(121b')의 일단부에 연결될 수 있으며, 상기 제1부분(121b')과 제2부분(121b")이 서로 연결되는 부분은 상기 요크(121)의 내측으로 돌출되도록 연결될 수 있다.
다른 예로써, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120')에서 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있고, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 일단부를 상호 연결하는 제1직선부(121a)는 일직선으로 형성될 수 있으며, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 타단부를 상호 연결하는 제2직선부(121b)는 소정의 각도를 이루도록 연결되는 제1부분(121b')과 제2부분(121b")을 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1부분(121b')은 일단부가 상기 제1원호부(121c)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제2부분(121b")과 연결될 수 있으며, 상기 제2부분(121b")은 일단부가 상기 제2원호부(121d)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제1부분(121b')과 연결될 수 있다.
이때, 상기 제2부분(121b")은 상기 제1부분(121b')과 0도를 제외한 소정의 각도를 갖도록 상기 제1부분(121b')의 일단부에 연결될 수 있으며, 상기 제1부분(121b')과 제2부분(121b")이 서로 연결되는 부분은 상기 요크(121)의 내측으로 돌출되도록 연결될 수 있다.
또 다른 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120")에서 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있고, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 일단부를 상호 연결하는 제1직선부(121a)는 일직선으로 형성될 수 있으며, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 타단부를 상호 연결하는 제2직선부(121b)는 소정의 각도를 이루도록 연결되는 제1부분(121b')과 제2부분(121b")을 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1부분(121b')은 일단부가 상기 제1원호부(121c)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제2부분(121b")과 연결될 수 있으며, 상기 제2부분(121b")은 일단부가 상기 제2원호부(121d)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제1부분(121b')과 연결될 수 있다.
이때, 상기 제2부분(121b")은 상기 제1부분(121b')과 0도를 제외한 소정의 각도를 갖도록 상기 제1부분(121b')의 일단부에 연결될 수 있으며, 상기 제1부분(121b')과 제2부분(121b")이 서로 연결되는 부분은 상기 요크(121)의 외측으로 돌출되도록 연결될 수 있다.
이를 통해, 상기 요크(121)는 원형이 아닌 직선부를 포함하는 다양한 형상의 폐루프형상을 가질 수 있다.
또 다른 일례로써, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 스테이터 코어(220)에서 상기 요크(221)는 일단이 서로 연결된 두 개의 직선부(221a,221b)와, 양단부가 상기 두 개의 직선부(221a,221b)와 각각 연결되는 하나의 원호부(221c)를 통해 비원형의 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어(120,220)에서 상기 요크(121,221)는 적어도 하나의 직선부(121a,121b,221a,221b) 및 적어도 하나의 원호부(121c,121d,221c)의 상호 연결을 통해 다양한 형상의 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
그러나 상기 요크(121,221)의 형상을 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 요크(121,221)는 상술한 직선부(121a,122b,221a,221b)만으로 형성될 수도 있고 원호부(122c,122d,221c)만으로 형성될 수도 있으며, 원형으로 형성될 수도 있다. 더불어, 상기 요크(121,221)는 서로 다른 곡률을 가지는 적어도 두 개의 부분이 상호 연결된 형태로 형성될 수도 있다.
상기 슬롯부(122)는 전원인가시 자기장을 발생시키는 코일(110)이 권선될 수 있다. 이를 위해, 상기 슬롯부(122)는 상기 코일(110)이 소정의 턴수로 권선될 수 있도록 상기 요크(121,221)로부터 내측 또는 외측으로 일정길이 연장될 수 있다.
일례로, 상기 슬롯부(122)는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 요크(121)로부터 내측으로 일정길이 연장될 수 있다.
이와 같은 슬롯부(122)는 상기 요크(121)의 테두리를 따라 이격 배치되면서 상기 요크(121)의 테두리로부터 내측으로 일정길이 돌출되는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)을 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 도 3에 도시된 바와 같이 가상의 중심점을 기준으로 서로 등각도를 이루도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 전기모터(1000)를 구성하는 로터(1200)가 마그네트(1220)와 함께 상기 요크(121)의 중앙부에 위치하도록 배치되면, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 로터(1200)를 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 로터(1200)의 둘레를 따라 균등한 각도로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 전기모터(1000)는 내전형 모터로 구현될 수 있다.
다른 예로써, 상기 슬롯부(122)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 요크(221)로부터 외측으로 일정길이 연장될 수 있다.
이와 같은 슬롯부(122)는 상기 요크(221)의 테두리를 따라 이격 배치되면서 상기 요크(221)의 테두리로부터 외측으로 일정길이 돌출되는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)을 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 요크(221)의 중심점을 기준으로 서로 등각도를 형성하도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 도 9에 도시된 바와 같이 전기모터를 구성하는 로터의 마그네트(1220)가 상기 요크(221)의 외측에 배치되면, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 마그네트(1220)에 의해 둘러싸일 수 있다. 이에 따라, 상기 전기모터는 외전형 모터로 구현될 수 있다.
이때, 상기 슬롯부(122)는 제1상 및 상기 제1상과 다른 제2상을 포함하는 다상을 가지도록 형성될 수 있고, 상기 슬롯부(122)를 구성하는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c) 중 적어도 일부의 슬롯은 상기 코일(110)이 권선되는 티스(T)의 길이가 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1상을 형성하는 복수 개의 슬롯(122a)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제1전체턴수는 상기 제2상을 형성하는 복수 개의 슬롯(122b)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제2전체턴수와 서로 동일한 턴수일 수 있다.
즉, 상기 슬롯부(122)를 구성하는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들 각각은 하나의 상을 형성할 수 있고, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들 중 일부의 슬롯들은 서로 동일한 상을 형성할 수 있으며, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들 중 다른 일부의 슬롯들은 다른 상을 형성할 수 있다.
또한, 서로 동일한 상을 형성하는 슬롯들에 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제1전체턴수는 서로 동일한 다른 상을 형성하는 슬롯들에 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제2전체턴수와 동일할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c) 중 일부의 슬롯(122a)은 상기 제1상을 가질 수 있고 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c) 중 일부의 슬롯(122b)은 상기 제2상을 가질 수 있으며, 상기 제1상을 형성하는 슬롯(122a)의 개수와 상기 제2상을 형성하는 슬롯(122b)의 개수는 서로 동일한 개수일 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 요크(121,221)로부터 내측 또는 외측으로 일정길이 연장되는 티스(T)와 상기 티스(T)의 단부에 형성되는 슈(S)를 각각 포함할 수 있으며, 상기 코일(110)은 상기 티스(T)에 권선될 수 있다.
이에 따라, 상기 요크(121,221)가 상술한 바와 같이 비원형의 폐루프 형상으로 형성되고 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c) 중 적어도 일부의 슬롯들이 서로 다른 길이의 티스(T)를 갖도록 구비되더라도 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)의 단부에 형성된 슈(S) 부분은 가상의 원주상에 위치하도록 형성될 수 있다.
즉, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 요크(121)의 내측에 로터(1200)가 배치되는 경우, 상기 슬롯부(122)를 구성하는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 로터(1200)의 둘레면을 감싸도록 배치될 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 요크(221)의 외측에 마그네트(1220)가 배치되는 경우, 상기 슬롯부(122)를 구성하는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)에서 각각의 슈(S)는 상기 마그네트(1220)와 일정한 거리로 이격되면서 상기 마그네트(1220)와 대면하도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 상기 요크(121,221)가 상술한 바와 같이 비원형의 폐루프 형상으로 형성되고 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)이 서로 다른 길이의 티스(T)를 갖도록 구비되더라도 서로 동일한 상을 형성하는 슬롯들에 감기는 코일(110)의 전체턴수를 동일하게 함으로써 티스(T)의 길이와 상관없이 각각의 슬롯(122a,122b,122c)에 코일(110)이 모두 권선될 수 있다.
이로 인해, 상기 요크(121,221)가 비원형의 폐루프 형상으로 형성되고 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)이 서로 다른 길이의 티스(T)를 갖도록 구비되더라도 코일(110)이 권선되는 공간 활용을 극대화하면서도 각각의 상에서 코일(110)이 동일한 전체턴수를 갖도록 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)에 각각 권선됨으로써 모터의 높은 출력 및 효율을 구현할 수 있으며, 코일(110)이 권선되는 슬롯의 티스(T) 길이를 자유롭게 변경할 수 있음으로써 설계자유도를 높일 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 슬롯부(122)는 제1상, 제2상 및 제3상을 포함하는 3상으로 형성될 수 있고, 상기 제1상, 제2상, 제3상 각각은 서로 동일한 개수의 슬롯(122a,122b,122c)들로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1상은 U, U' 및 U"을 포함할 수 있고, 상기 제2상은 V, V' 및 V"을 포함할 수 있으며, 상기 제3상은 W, W' 및 W"을 포함할 수 있다.
구체적인 일례로써, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 비원형의 요크(121)로부터 내측으로 일정길이 연장된 9개의 슬롯(122a,122b,122c)을 포함하는 전기모터용 스테이터(100)가 마그네트(1220)의 총개수가 10개인 로터(1200)와 함께 9:10 구조의 내전형 전기모터로 구현되는 경우, 상기 U, U' 및 U"을 포함하는 제1상, 상기 V, V' 및 V"을 포함하는 제2상 및 상기 W, W' 및 W"을 포함하는 제3상 각각은 3개의 슬롯(122a,122b,122c)을 통해 각각 형성될 수 있으며, 적어도 일부의 슬롯(122a,122b,122c)은 티스의 길이가 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1상 중 U"상을 형성하는 하나의 슬롯(122a), 제2상 중 V상을 형성하는 하나의 슬롯(122b) 및 제3상 중 W'상을 형성하는 하나의 슬롯(122c)은 티스(T)의 길이가 상기 U,U',V',V",W 및 W"을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 가질 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 U,U',V',V",W 및 W"을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이는 서로 동일한 길이를 가질 수 있다.
유사하게, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1상 중 U"상을 형성하는 하나의 슬롯(122a), 제2상 중 V상을 형성하는 하나의 슬롯(122b) 및 제3상 중 W"상을 형성하는 하나의 슬롯(122c)은 티스(T)의 길이가 상기 U,U',V',V",W 및 W'을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 가질 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 U,U',V',V",W 및 W'을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이는 서로 동일한 길이를 가질 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1상 중 U'상을 형성하는 하나의 슬롯(122a), 제2상 중 V"상을 형성하는 하나의 슬롯(122b) 및 제3상 중 W상을 형성하는 하나의 슬롯(122c)들은 티스(T)의 길이가 서로 동일할 수 있으며, 상기 U,U",V,V',W' 및 W"상을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이는 U'상, V"상 및 W상을 형성하는 슬롯들의 티스 길이보다 상대적으로 짧거나 더 긴 길이를 가질 수 있다.
구체적인 다른 일례로써, 도 9에 도시된 바와 같이 비원형의 요크(221)로부터 외측으로 일정길이 연장된 9개의 슬롯(122a,122b,122c)을 포함하는 전기모터용 스테이터(200)가 마그네트(1220)의 총개수가 12개인 로터(1200)와 함께 3:4 구조의 외전형 전기모터로 구현되는 경우, 상기 U, U' 및 U"을 포함하는 제1상, 상기 V, V' 및 V"을 포함하는 제2상 및 상기 W, W' 및 W"을 포함하는 제3상 각각은 3개의 슬롯(122a,122b,122c)을 통해 각각 형성될 수 있으며, 적어도 일부의 슬롯(122a,122b,122c)은 티스의 길이가 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제1상 중 U, U"상을 형성하는 두 개의 슬롯(122a), 제2상 중 V"상을 형성하는 하나의 슬롯(122b) 및 제3상 중 W"상을 형성하는 하나의 슬롯(122c)들은 티스(T)의 길이가 서로 동일할 수 있으며, 상기 U',V,V',W' 및 W'상을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이는 U,U",V" 및 W"상을 형성하는 슬롯들의 티스 길이보다 상대적으로 짧거나 더 긴 길이를 가질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어(120,220)에서 비원형으로 형성되는 요크(121,221) 중 원호부(121c,121d,221c)로부터 일정길이 연장되는 각각의 슬롯들은 티스(T)의 길이가 서로 동일할 수 있으며, 상기 요크(121,221) 중 직선부(121a,121b,221a,221b)로부터 일정길이 연장되는 각각의 슬롯들은 티스의 길이가 상기 원호부(121c,121d,221c)로부터 일정길이 연장되는 각각의 슬롯들의 티스보다 상대적으로 짧거나 더 긴 길이를 가질 수 있다.
이때, 상기 제1상인 U,U',U" 상을 형성하는 3개의 슬롯(122a)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제1전체턴수, 상기 제2상인 V,V',V"상을 형성하는 3개의 슬롯(122b)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제2전체턴수 및 상기 제3상인 W,W',W"상을 형성하는 3개의 슬롯(122c)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제3전체턴수는 서로 동일할 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 제1전체턴수, 제2전체턴수 및 제3전체턴수는 47턴일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 제1상 중 상기 U상 및 U'상을 형성하는 두 개의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 22턴으로 각각 감길 수 있고, 상기 U"상을 형성하는 하나의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 3턴으로 감길 수 있다. 또한, 상기 제2상 중 V'상 및 V"상을 형성하는 두 개의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 22턴으로 각각 감길 수 있고, 상기 V상을 형성하는 하나의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 3턴으로 감길 수 있다. 마찬가지로, 상기 제3상 중 W상 및 W"상을 형성하는 두 개의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 22턴으로 각각 감길 수 있고, 상기 W'상을 형성하는 하나의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 3턴으로 감길 수 있다.
이에 따라, 상기 제1상을 형성하는 3개의 슬롯(122a)에 감기는 코일(110)의 전체턴수, 상기 제2상을 형성하는 3개의 슬롯(122b)에 감기는 코일(110)의 전체턴수 및 상기 제3상을 형성하는 3개의 슬롯(122c)에 감기는 코일(110)의 전체턴수는 모두 47턴으로 동일할 수 있다.
그러나 상기 복수 개의 슬롯들(122a,122b,122c)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 이에 한정하는 것은 아니며, 슬롯의 위치 및/또는 티스의 길이에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)는 요크(121,221)가 비원형으로 형성되고 요크(121,221)로부터 연장되는 복수 개의 슬롯들(122a,122b,122c) 중 적어도 일부의 슬롯의 티스(T) 길이가 다른 길이를 갖도록 구비되더라도, 각 상을 형성하는 슬롯(122a,122b,122c)들에 감긴 코일의 전체턴수는 서로 동일하면서 각각의 슬롯들(122a,122b,122c)의 단부에 형성된 슈(S) 부분이 동일한 가상의 원주상에 위치하도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 요크(121,221)가 비원형으로 형성되더라도 각상을 형성하는 슬롯(122a,122b,122c)들의 슈(S) 부분은 로터(1200)의 마그네트(1220)와 동일한 거리에서 상기 마그네트(1220)를 둘러싸도록 배치되거나 상기 마그네트(1220)에 의해 둘러싸일 수 있으며, 상기 코일(110)은 각각의 슬롯들의 티스(T) 길이에 상관없이 모든 슬롯(122a,122b,122c)들에 적정한 턴수로 권선될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)가 적용된 전기모터는 각상을 형성하는 슬롯(122a,122b,122c)들의 티스(T) 길이가 상기 요크(121,221)의 형상에 따라 서로 다른 길이를 갖더라도 각상을 형성하는 슬롯들에 감긴 코일(110)의 전체턴수가 동일한 상태에서 각각의 슬롯들의 슈(S)가 상기 마그네트(1220)와 동일한 거리에 위치하도록 배치될 수 있기 때문에 균일한 구동력을 구현할 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)가 적용된 전기모터는 각각의 티스(T)에 권선되는 코일(110)의 턴수가 상기 티스(T)의 길이에 따라 자유롭게 변경될 수 있기 때문에 상기 요크(121,221)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)를 고정하는 과정에서 기구적인 간섭 문제가 발생하더라도 요크(121,221)의 형상변경을 통해 기구적인 간섭문제를 해결할 수 있음으로써 설계자유도를 높일 수 있다.
즉, 상기 전기모터용 스테이터(100,200)를 전기모터의 하우징 내에 장착하는 과정에서 상기 요크(221) 측에 볼트와 같은 체결부재가 체결될 필요가 있는 경우 상기 요크(121,221)의 형상 및 슬롯의 티스 길이 변경을 통하여 체결부위가 상기 요크(121,221)의 적절한 위치에 형성되도록 할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)가 적용된 전기모터는 균일한 구동력을 구현하면서도 설계자유도를 확보할 수 있다.
더불어, 도 10을 참고하면 상기 전기모터(1000)를 구성하는 로터축(1210)이 하우징(1100)의 중심으로부터 일측에 치우친 위치에 배치되더라도 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들은 코일(110)이 적정한 턴수로 감긴 상태에서 상기 로터(1200)의 둘레를 전체적으로 둘러싸도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 도 12를 참고하면 전기모터(1000)가 사이즈 및 형상이 정해진 제한된 공간에서 상기 로터축(1210)이 구동로드(2)와 편심연결되도록 정해진 위치에서 장착되더라도 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들은 상기 로터(1200)의 둘레를 전체적으로 둘러싸도록 배치될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)가 적용된 전기모터는 균일한 구동력을 구현하면서도 설계자유도를 확보할 수 있다.
도면과 설명에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)가 다상모터에 적용되는 경우, 슬롯(122a,122b,122c)의 총개수가 9개이고 로터(1200)의 마그네트(1220)의 총개수가 10개인 9:10 구조의 다상모터 또는 슬롯(122a,122b,122c)의 총개수가 9개이고 로터(1200)의 마그네트(1220)의 총개수가 12개인 3:4 구조의 다상모터를 예시하였으나, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니며, 슬롯의 총 개수가 6개 이상이라면 제한없이 적용될 수 있다.
일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)는 슬롯의 총 개수가 9개이고 마그네트의 총개수가 6개인 3:2 구조의 전기모터는 물론, 슬롯의 총 개수가 9개이고 마그네트의 총개수가 8개인 9:8 구조 등의 전기모터에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)는 상술한 구조의 3상 모터는 물론, 다른 구조의 다상 모터에 적용될 수 있다.
더하여, 도면과 설명에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)에서 코일(110)이 모든 슬롯(122a,122b,122c)에 권선되는 것으로 예시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 각 상을 형성하는 슬롯들에 감기는 코일의 전체턴수가 동일하다면 복수 개의 슬롯들 중 일부의 슬롯들에는 코일이 권선되지 않을 수도 있다.
한편, 상술한 전기모터용 스테이터(100,200)는 전기모터(1000)로 구현될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 산업용 기기, 가정용 기기, 차량 등과 같은 다양한 장치에 적용될 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 전기모터(1000)는 차량에 설치되는 밸브를 개폐조작하기 위한 용도로 사용될 수 있으며, 상기 밸브는 차량의 엔진에 흡기량을 조절하는 엔진의 흡기밸브일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 밸브는 구동로드(2)를 통해 개폐가 조작될 수 있으며, 상기 전기모터(1000)는 상기 구동로드(2)가 이동할 수 있는 구동력을 제공할 수 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)의 적용대상을 이에 한정하는 것은 아니다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)가 차량 밸브 구동용 전기모터로 사용되는 것으로 설명하기로 하다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 도 10에 도시된 바와 같이 하우징(1100), 로터(1200) 및 스테이터(100)를 포함할 수 있으며, 상기 스테이터(100)는 도 1 내지 도 4에 도시된 전기모터용 스테이터(100)일 수 있다.
그러나 상기 전기모터용 스테이터(100)를 이에 한정하는 것은 아니며, 도 5 내지 도 9에 도시된 스테이터(200) 역시 동일하게 적용될 수 있으며, 상기 로터(1200)는 스테이터(100,200)의 형태에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 즉, 상기 로터(1200)는 상기 스테이터의 형태에 따라 내전형 로터 또는 외전형 로터로 변경될 수 있다.
상기 하우징(1100)은 차량의 엔진룸과 같은 차량에 장착될 수 있으며, 그 내부에 상기 로터(1200) 및 스테이터(100)가 설치될 수 있다.
이와 같은 하우징(1100)은 상기 로터(1200)와 기어결합되는 구동로드(2)가 진입할 수 있도록 일측에 결합부(1110)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 하우징(1100)은 상기 로터(1200) 및 스테이터(100)의 구동을 제어하기 위하여 그 내부에 설치되는 회로기판(미도시)과의 전기적인 연결을 위한 커넥터부(1120)를 포함할 수 있다.
이와 같은 하우징(1100)은 작동시 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 방열성을 가지는 재질로 이루어질 수도 있다. 일례로, 상기 하우징(1100)은 공지의 방열 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
상기 로터(1200)는 일정길이를 갖는 로터축(1210)의 둘레에 배치되는 복수 개의 마그네트(1220)를 포함할 수 있고, 상기 하우징(1100)에 회전가능하게 장착될 수 있다.
즉, 상기 로터(1200)는 상기 하우징(1100)에 회전가능하게 장착되는 로터축(1210)과 상기 로터축(1210)의 둘레를 감싸도록 형성된 로터코어(1230)를 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 마그네트(1220)는 상기 로터코어(1230)의 둘레방향을 따라 배치될 수 있다.
이와 같은 로터(1200)는 도 11에 도시된 바와 같이 상기 스테이터(100)의 내측에 위치하도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 스테이터(100)의 코일(110)에 전류가 공급되면 상기 코일(110)로부터 발생된 자기장과의 상호작용을 통해 상기 로터(1200)는 회전될 수 있다.
이때, 상기 로터축(1210)은 상기 결합부(1110)를 통하여 상기 하우징(1100)의 내부로 진입하는 구동로드(2)와 기어부를 매개로 기어결합될 수 있으며, 상기 로터축(1210)은 상기 하우징(1100)의 내부에서 상기 구동로드(2)와 편심연결될 수 있다. 일례로, 상기 기어부는 웜휠(3)과 웜기어(4)일 수 있다.
구체적으로, 상기 로터축(1210)은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 상기 하우징(1100)의 중심으로부터 편심된 위치에 회전가능하게 장착될 수 있으며, 상기 구동로드(2)는 상기 하우징(1100)의 가상의 중심축과 일치하는 방향으로 배치될 수 있다.
이와 같은 경우, 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이 상기 로터축(1210)의 단부측에는 웜휠(3)이 축결합될 수 있으며, 상기 구동로드(2) 측에는 도 13에 도시된 바와 같이 상기 웜휠(3)과 기어결합되는 웜기어(4)가 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 로터축(1210) 및 구동로드(2)는 상기 웜휠(3) 및 웜기어(4)를 통해 서로 편심연결될 수 있으며, 상기 로터축(1210)이 회전하면 상기 구동로드(2)는 상기 로터축(1210)의 회전방향에 따라 왕복 이동할 수 있다. 이를 통해, 상기 구동로드(2)와 연결된 밸브는 상기 구동로드(2)의 이동방향에 따라 개폐될 수 있다.
상기 스테이터(100)는 상기 로터(1200)의 마그네트(1220)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
즉, 상기 스테이터(100)는 적어도 하나의 코일(110) 및 스테이터 코어(120)를 포함할 수 있고, 상기 스테이터 코어(120)는 요크(121) 및 슬롯부(122)를 포함할 수 있으며, 상기 코일(110)은 상기 슬롯부(122)에 권선될 수 있다.
이와 같은 스테이터(100)는 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한 상술한 전기모터용 스테이터(100)가 그대로 적용될 수 있다.
즉, 상기 요크(121)는 상술한 바와 같이 비원형의 폐루프 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 슬롯부(122)는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)로 구성될 수 있다.
이와 같은 요크(121) 및 슬롯부(122)의 구체적인 내용은 상술한 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 도 12에 도시된 바와 같이 상기 로터축(1210)이 하우징(1100)의 내부에서 하우징(1100)의 중앙부가 아닌 일측에 치우친 위치에 장착되고 상기 구동로드(2)와 로터축(1210)이 서로 편심연결되더라도 코일(110)이 권선되는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들은 상기 로터축(1210)의 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
특히, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이 상술한 제1직선부(121a)가 상기 하우징(1100)의 내벽면과 평행하도록 상기 스테이터 코어(120)가 하우징(1100)의 내부에 장착되면, 제한된 공간 내에서 공간 활용을 극대화할 수 있다.
즉, 상기 로터축(1210)이 상기 구동로드(2)와 편심연결될 수 있도록 하우징(1100)의 중심으로부터 일측에 치우진 위치에 배치되더라도, 티스(T)의 길이에 상관없이 모든 슬롯(122a,122b,122c)의 티스(T)에 코일(110)이 적정턴수로 권선됨으로써 최대 토크 및 최대 효율을 구현할 수 있다.
이로 인해, 상기 로터축(1210)이 상기 구동로드(2)와 편심연결될 수 있도록 하우징(1100)의 중심으로부터 일측에 치우진 위치에 배치되는 경우, 도 14에 도시된 바와 같이 종래의 전기모터(1)는 코일이 권선된 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)이 로터(20)의 전체 둘레 중 일부 둘레만을 감싸도록 배치되지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 도 12에 도시된 바와 같이 각각의 슬롯(122a,122b,122c)에 감기는 코일(110)의 권선수를 적절하게 변경함으로써 코일(110)이 권선된 모든 슬롯(122a,122b,122c)들이 상기 로터(1200)의 전체둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 사이즈 및 형상이 정해진 제한된 공간에서 상기 로터축(1210)과 구동로드(2)가 서로 편심연결되더라도 코일(110)이 권선된 슬롯(122a,122b,122c)들이 상기 로터(1200)의 전체 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 기존 하우징(1100)의 사이즈, 장착위치 및 구동로드(2)와 로터축(1210)간의 편심연결을 유지하면서도 모터의 작동시 발생되는 발열량을 줄여 열손실에 의한 효율 저하를 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100,200 : 전기모터용 스테이터 110 : 코일
120,120',120",220 : 스테이터 코어 121,221 : 요크
121a : 제1직선부 121b : 제2직선부
121b' : 제1부분 121b" : 제2부분
221a,221b : 직선부 121c : 제1원호부
121d : 제2원호부 221c : 원호부
122,122a,122b,122c : 슬롯 T : 티스
S : 슈 1000 : 전기모터
1100 : 하우징 1110 : 결합부
1120 : 커넥터부 1200 : 로터
1210 : 로터축 1220 : 마그네트
1230 : 로터코어

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 코일; 및
    폐루프 형상으로 형성되는 요크와, 상기 요크로부터 일정길이 연장되는 슬롯부를 포함하는 스테이터 코어;를 포함하고,
    상기 슬롯부는 제1상과 상기 제1상과 다른 제2상을 포함하는 다상을 형성하는 복수 개의 슬롯을 포함하며,
    상기 제1상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수는 상기 제2상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수와 서로 동일한 턴수인 전기모터용 스테이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 슬롯 중 적어도 일부의 슬롯은 상기 코일이 권선되는 티스의 길이가 서로 다른 길이를 갖도록 형성되는 전기모터용 스테이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 슬롯은 상기 요크로부터 내측으로 일정길이 연장되도록 형성된 것인 전기모터용 스테이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 슬롯은 상기 요크로부터 내측으로 일정길이 연장되도록 형성된 것인 전기모터용 스테이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 요크는 적어도 하나의 직선부를 포함하는 비원형으로 형성되는 전기모터용 스테이터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 요크는,
    소정의 곡률을 갖도록 형성되는 제1원호부;
    소정의 곡률을 갖도록 형성되고 상기 제1원호부와 연결되지 않도록 배치되는 제2원호부;
    상기 제1원호부 및 제2원호부의 일단부를 상호 연결하는 제1직선부; 및
    상기 제1원호부 및 제2원호부의 타단부를 상호 연결하는 제2직선부;를 포함하는 전기모터용 스테이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2직선부는 상기 제1원호부의 단부와 연결되는 제1부분과 상기 제1부분의 단부와 연결되면서 상기 제2원호부의 단부와 연결되는 제2부분을 포함하고,
    상기 제2부분은 상기 제1부분과 0도를 제외한 소정의 각도를 갖도록 상기 제1부분의 일단부에 연결되는 전기모터용 스테이터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1원호부 및 제2원호부는 서로 다른 길이를 갖도록 형성되는 전기모터용 스테이터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 슬롯부는 U,V,W상을 포함하는 3상으로 형성되는 전기모터용 스테이터.
  10. 하우징;
    상기 하우징에 회전가능하게 장착되는 로터축과 상기 로터축의 둘레방향을 따라 배치된 복수 개의 마그네트를 포함하는 로터; 및
    상기 하우징에 고정되고, 적어도 하나의 슬롯에 코일이 권선되는 스테이터;를 포함하고,
    상기 스테이터는 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 전기모터용 스테이터인 전기모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 로터축은 상기 하우징의 내부로 진입하는 구동로드와 기어부를 매개로 기어결합되고,
    상기 구동로드는 상기 로터축과 기어부를 매개로 편심연결되는 전기모터.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024151007A1 (ko) * 2023-01-12 2024-07-18 주식회사 아모텍 모터 구동장치 및 이를 이용한 내부 중공형 스위블 액추에이터
WO2024154989A1 (ko) * 2023-01-16 2024-07-25 주식회사 아모텍 모터 구동장치 및 이를 이용한 내부 중공형 스위블 액추에이터

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004535750A (ja) * 2001-07-18 2004-11-25 ソシエテ アンデュストリエール ドゥ ソンスボズ ソシエテ アノニム 多相モータ
JP2008289209A (ja) * 2007-05-15 2008-11-27 Kofu Meidensha Electric Mfg Co Ltd ブラシレスｄｃモータ
KR20140022227A (ko) * 2012-08-13 2014-02-24 현대자동차주식회사 연속 가변 밸브 리프트 장치용 모터
KR20170113634A (ko) * 2015-02-02 2017-10-12 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 비원형 고정자를 가진 모터

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004535750A (ja) * 2001-07-18 2004-11-25 ソシエテ アンデュストリエール ドゥ ソンスボズ ソシエテ アノニム 多相モータ
JP2008289209A (ja) * 2007-05-15 2008-11-27 Kofu Meidensha Electric Mfg Co Ltd ブラシレスｄｃモータ
KR20140022227A (ko) * 2012-08-13 2014-02-24 현대자동차주식회사 연속 가변 밸브 리프트 장치용 모터
KR20170113634A (ko) * 2015-02-02 2017-10-12 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 비원형 고정자를 가진 모터

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024151007A1 (ko) * 2023-01-12 2024-07-18 주식회사 아모텍 모터 구동장치 및 이를 이용한 내부 중공형 스위블 액추에이터
WO2024154989A1 (ko) * 2023-01-16 2024-07-25 주식회사 아모텍 모터 구동장치 및 이를 이용한 내부 중공형 스위블 액추에이터

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