KR20220053173A - 모터 - Google Patents

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KR20220053173A
KR20220053173A KR1020200137308A KR20200137308A KR20220053173A KR 20220053173 A KR20220053173 A KR 20220053173A KR 1020200137308 A KR1020200137308 A KR 1020200137308A KR 20200137308 A KR20200137308 A KR 20200137308A KR 20220053173 A KR20220053173 A KR 20220053173A
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김봉건
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 샤프트; 상기 샤프트에 결합된 로터; 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 코일과 전기적으로 접속되는 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고, 상기 인슐레이터는 제1 구면을 포함하고, 상기 버스바 홀더는 상기 제1 구면과 접촉하는 제2 구면을 포함하고, 상기 제1 구면과 상기 제2 구면은 반경 방향으로 상기 인슐레이터와 상기 버스바 홀더의 오버랩 영역에 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}
실시예는 모터에 관한 것이다.
모터는 로터와 스테이터를 포함한다. 스테이터는 스테이터 코어와, 스테이터 코어에 장착되는 인슐레이터와, 인슐레이터에 감기는 코일을 포함할 수 있다.
코일의 연결단은 버스바와 연결될 수 있다. 버스바는 버스바 홀더에 의해 지지된다. 버스바 홀더는 스테이터의 일측에 배치될 수 있다.
버스바의 고정과 진동을 방지하기 위해, 버스바 홀더가 인슐레이터와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 버스바 홀더의 하면에 돌기를 형성하고, 인슐레이터의 내측 가이드의 상단에 홈을 형성하여, 홈과 돌기의 결합구조로서, 버스바 홀더를 스테이터에 고정할 수 있다.
다만, 이러한 버스바 홀더와 인슐레이터의 고정구조는 축방향으로 버스바 홀더가 인슐레이터에 올려져 있는 구조로서, 축방향, 반경방향, 원주방향 등으로 버스바 홀더와 인슐레이터 사이에 유격이 발생할 수 밖에 없는 구성이며, 이로 인하여, 진동이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 버스바 홀더와 인슐레이터의 고정 구조에서, 유격이 발생하는 것을 줄일 수 있는 모터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트에 결합된 로터 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 코일과 전기적으로 접속되는 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고, 상기 인슐레이터는 제1 구면을 포함하고, 상기 버스바 홀더는 상기 제1 구면과 접촉하는 제2 구면을 포함하고, 상기 제1 구면과 상기 제2 구면은 반경 방향으로 상기 인슐레이터와 상기 버스바 홀더의 오버랩 영역에 배치되는 모터를 제공할 수 있다.
실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트에 결합된 로터 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 코일과 전기적으로 접속되는 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고, 상기 인슐레이터는 제1 면을 포함하는 가이드를 포함하고, 상기 버스바 홀더는 상기 제1 면과 접촉하는 제2 면을 포함하는 연장부를 포함하고, 상기 가이드는 상기 제1 면에 배치되는 제1 홈을 포함하고, 상기 제1 연장부는 상기 제2 면에 배치되는 돌기를 포함하고, 상기 돌기와 상기 제1 홈은 곡면 형태의 접촉영역을 형성하는 모터를 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 버스바 홀더와 인슐레이터의 고정구조에서, 모든 방향으로 유격이 발생하는 것을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 버스바 홀더와 인슐레이터 사이에 틈이 없기 때문에 이물질이 유입되는 것을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 버스바 홀더와 인슐레이터의 고정 과정에서, 고정 방향의 전환과 보정이 용이한 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 버스바 홀더와 스테이터의 사시도,
도 3은 인슐레이터를 도시한 도면,
도 4는 도 3의 A-A를 기준으로 하는 인슐레이터의 내측 가이드의 단면도,
도 5는 인슐레이터의 측면도,
도 6은 제1 홈과 제2 홈의 크기를 도시한 도면,
도 7은 인슐레이터의 제2 홈을 도시한 인슐레이터의 평면도,
도 8은 버스바 홀더를 도시한 도면,
도 9는 도 8에서 도시한 인슐레이터의 연장부와 돌기를 도시한 도면,
도 10은 도 8에서 도시한 버스바 홀더의 저면을 도시한 도면,
도 11은 버스바 홀더가 인슐레이터에 고정되는 과정을 도시한 도면이다.
샤프트의 길이 방향(상하 방향)과 평행한 방향을 축방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 축방향과 수직한 방향을 반경 방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 반경 방향의 반지름을 갖는 원을 따라가는 방향을 원주 방향이라 부른다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터는 샤프트(100), 로터(200), 스테이터(300), 버스바(400), 버스바 홀더(500), 하우징(600)을 포함할 수 있다. 이하, 내측이라 함은 하우징(600)에서 모터의 중심인 샤프트(100)를 향하는 방향을 나타내며, 외측이라 함은 샤프트(100)에서 하우징(600)을 향하는 방향인 내측의 반대 방향을 나타낸다.
샤프트(100)는 로터(200)와 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(200)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면, 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(100)가 회전한다. 샤프트(100)는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 로터(200)는 스테이터(300)와 대응되어 배치 될 수 있고, 내측에 배치될 수 있다. 로터(200)는 로터코어와 로터코어에 배치되는 마그넷을 포함할 수 있다. 이때 로터(200)는 마그넷이 로터코어의 외주면에 배치되는 SPM 타입 이거나 마그넷이 로터(200)코어의 내측에 배치되는 IPM 타입일 수 있다.
스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 스테이터 코어(310), 인슐레이터(320) 및 코일(330)을 포함할 수 있다. 코일(330)은 인슐레이터(320)에 감길 수 있다. 인슐레이터(320)는 코일(330)과 스테이터 코어(310) 사이에 배치되어, 스테이터 코어(310)와 코일(330) 간을 서로 전기적으로 절연시킨다. 코일(330)은 로터(200)의 마그넷과 전기적 상호 작용을 유발한다.
버스바(400)는 스테이터(300) 상에 배치될 수 있다. 버스바(400)는 코일(330)과 전기적으로 연결된다. 그리고 버스바(400)는 외부 전원과 연결될 수 있다. 버스바(400)는 U상, V상, W상의 전원과 연결되는 3개의 버스바(400)가 마련될 수 있다.
버스바 홀더(500)는 버스바(400)를 지지한다. 버스바 홀더(500)는 내부에 버스바(400)를 포함하는 환형의 부재일 수 있다.
도 2는 버스바 홀더(500)와 스테이터(300)의 사시도이고, 도 3은 인슐레이터(320)를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 A-A를 기준으로 하는 인슐레이터(320)의 내측 가이드의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 버스바 홀더(500)는 스테이터(300)의 상측에 배치된다. 버스바 홀더(500)는 인슐레이터(320)에 고정될 수 있다. 버스바 홀더(500)를 인슐레이터(320)에 고정하는데 있어서, 버스바 홀더(500)와 인슐레이터(320)가 반경 방향으로 오버랩된 상태에서, 접촉면을 구면으로 형성함으로써, 축 방향, 원주 방향, 반경 방향 등 모든 방향에서, 버스바 홀더(500)와 인슐레이터(320)가 서로 구속됨으로써, 버스바 홀더(500)와 인슐레이터(320) 사이에서 발생하는 유격을 크게 줄이는 이점이 있다.
버스바 홀더(500)와 인슐레이터(320)의 접촉면을 구면으로 형성하기 위한 인슐레이터(320)와 버스바 홀더(500) 구조는 다음과 같다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 인슐레이터(320)는 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)을 포함하고, 제2 홈(G2)은 오목한 제1 구면(S1)을 포함한다. 제1 홈(G1)은 버스바 홀더(500)의 돌기(511)의 진입을 가이드 하기 위한 것이며, 제2 홈(G2)은 돌기(511)와 결합하여 버스바 홀더(500)와 인슐레이터(320)를 고정하기 위한 것이다. 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)은 연결되어 있다. 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)은 인슐레이터(320)의 가이드(321A,321B)에 오목하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)은 인슐레이터(320)의 내측 가이드(321A)의 외면에서 오목하게 형성될 수 있다.
제2 홈(G2)은 내측 가이드(321A)의 에지에서 이격되어 배치되고, 제1 홈(G1)은 내측 가이드(321A)는 에지에서 시작하여 제2 홈(G2)까지 연결될 수 있다. 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)은 내측 가이드(321A)의 원주방향 폭 중심에 배치될 수 있다.
이러한 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)은 내측 가이드(321A)에 배치되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)이 인슐레이터(320)의 외측 가이드(320B)의 내면에 배치될 수 도 있다.
인슐레이터(320)는 상부 인슐레이터(320A)와 하부 인슐레이터(320B)를 포함할 수 있다. 상부 인슐레이터(320A)는 스테이터 코어(310)의 일측에서 결합하며, 하부 인슐레이터(320B)는 스테이터 코어(310)의 타측에서 결합할 수 있다. 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)은 버스바 홀더(500)와 인접한 상부 인슐레이터(320A)에만 배치될 수 있다. 따라서, 상부 인슐레이터(320A)의 형상과 하부 인슐레이터(320B)의 형상이 상이할 수 있다. 한편, 버스바(400)가 하부 인슐레이터(320B) 인접하여 배치되는 경우, 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)은 하부 인슐레이터(320B)에만 배치될 수 있다.
또한, 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)이 상부 인슐레이터(320A)와 함께 하부 인슐레이터(320B)에도 배치될 수 있으며, 이 경우, 상부 인슐레이터(320A)의 형상과 하부 인슐레이터(320B)의 형상이 동일할 수 있다.
도 5는 인슐레이터(320)의 측면도이고, 도 6은 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)의 크기를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면. 내측 가이드(321A)의 축방향 길이(H2)는 외측 가이드(321B)의 축방향 길이(H1)보다 길수 있다. 내측 가이드(321A)는 외측 가이드(321B)와 대응하는 제1 파트(321Aa)와 제1 파트(321Aa)에 축방향으로 연장되는 제2 파트(321Ab)로 구분될 수 있다. 제2 파트(321Ab)의 적어도 일부는 반경 방향으로 버스바 홀더(500)의 연장부(510)와 오버랩되게 배치될 수 있다. 제2 파트(321Ab)는 버스바 홀더(500)와 접촉하는 제1 면(301)을 포함하고, 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)은 제1 면(301)에 배치될 수 있다.
한편, 제1 구면(S1)의 반경(R1)은 내측 가이드(321A)의 반경방향 최대 두께(t)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 내측 가이드(321A)의 반경방향 최대 두께(t)가 1.5mm인 경우, 제1 구면(S1)의 반경(R1)은 1mm일 수 있다. 또한, 제1 홈(G1)의 원주방향 최대 길이(W1)도 내측 가이드(321A)의 반경방향 최대 두께(t)보다 작을 수 있다.
제1 홈(G1)의 원주방향 최대 길이(W1)는 제2 홈(G2)의 원주방향 최대 길이(W2)보다 크게 배치될 수 있다. 또한, 제1 홈(G1)의 반경방향 최대 길이(L1)는 제2 홈(G2)의 반경방향 최대 길이(L2)보다 클 수 있다. 여기서, 제1 홈(G1)의 반경방향 최대 길이(L1)는 제1 구면(S1)의 반경(R1)과 동일할 수 있다. 이러한 차이로 인하여 제1 홈(G1)에 배치된 연장부(510)의 돌기(511)가 축방향으로 제1 홈(G1)에 빠지는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
도 7은 인슐레이터(320)의 제2 홈(G2)을 도시한 인슐레이터(320)의 평면도이다.
도 7을 참조하면, 제2 홈(G2)의 양 측벽의 모서리(G2a)는 라운드 형태로 형성될 수 있다. 버스바 홀더(500)가 인슐레이터(320)에 고정되는 과정에서 버스바 홀더(500)의 돌기(511)가 제2 홈(G2)을 따라 제1 홈(G1)으로 이동하는데, 라운드 형태의 모서리(G2a)는 돌기(511)가 제2 홈(G2)에 원활하게 삽입되어 가이드될 수 있도록 유도하는 이점이 있다. 돌기(511)가 반구형인점을 고려할 때, 라운드 형태의 모서리(G2a)는 돌기(511)를 가이드 하는데 유리한 구조이다.
도 8은 버스바 홀더(500)를 도시한 도면이고, 도 9는 도 8에서 도시한 인슐레이터(320)의 연장부(510)와 돌기(511)를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 버스바 홀더(500)는 연장부(510)와 돌기(511)를 포함할 수 있다. 연장부(510)는 버스바 홀더(500)의 하면(501)에서 돌출되어 배치된다. 연장부(510)는 인슐레이터(320)의 제1 면(301)과 접촉하는 제2 면(502)을 포함한다. 그리고 제2 면(502)에는 돌기(511)가 반경방향으로 돌출되어 배치된다. 돌기(511)는 볼록한 제2 구면(S2)을 포함한다. 돌기(511)는 연장부(510)의 원주방향 폭 중심에 배치될 수 있다. 이러한 돌기(511)는 제1 홈(G1)에 배치되어 제1 홈(G1)과 곡면 형태의 접촉영역을 형성함으로써, 축 방향, 원주 방향, 반경 방향 등 모든 방향에서, 버스바 홀더(500)와 인슐레이터(320)가 서로 구속되게 고정한다.
연장부(510)의 제2 면(502)과 하면이 이루는 모서리 부근에는 챔퍼부(512)가 배치될 수 있다. 챔퍼부(512)는 제1 면(301)과 제2 면(502)이 접촉하도록 연장부(510)와 내측 가이드(321A)가 오버랩될 때, 연장부(510)가 내측 가이드(321A)를 따라 원활하게 이동할수 있도록 유도한다.
도 10은 도 8에서 도시한 버스바 홀더(500)의 저면을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 복수 개의 연장부(510)는 버스바 홀더(500)의 중심(C)으로 원주 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. 원주 방향을 기준으로, 연장부(510)는 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 버스바 홀더(500)의 중심(C)을 기준으로 연장부(510)의 반경(R2)은 버스바 홀더(500)의 내주면의 반경(R1)보다 클 수 있다. 돌기(511)의 위치와 인슐레이터(320)의 내측 가이드(321A)의 위치를 고려할 때, 연장부(510)는 버스바 홀더(500)의 내주면보다 외측에 위치할 수 있다.
도 11은 버스바 홀더(500)가 인슐레이터(320)에 고정되는 과정을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 인슐레이터(320)의 상측에서 버스바 홀더(500)를 아래로 이동시키면, 돌기(511)가 제2 홈(G2)에 접촉하여 제1 홈(G1)측으로 가이드 된다. 돌기(511)가 제2 홈(G2)에 의해 가이드 되기 때문에, 버스바 홀더(500)와 인슐레이터(320)의 조립방향이 조금 어긋나더라도, 자연스럽게 조정되어 정렬될 수 있다. 이때, 연장부(510)는 내측 가이드(321A)의 외측에 배치될 수 있으며, 연장부(510)는 제2 홈(G2)에 밀려 외측으로 탄성 변형된 상태일 수 있다.
돌기(511)는 제2 홈(G2)을 따라 이동하고, 제1 홈(G1)에 위치하면, 연장부(510)와 내측 가이드(321A)가 반경 방향으로 오버랩되게 배치되고, 돌기(511)와 제2 홈(G2)이 맞물리면서, 버스바 홀더(500)가 인슐레이터(320) 고정된다. 돌기(511)와 제2 홈(G2)의 접촉 영역이 구면을 형성하기 때문에 축 방향, 원주 방향, 반경 방향 등 모든 방향에서 유격없이 안정적으로 고정력이 확보된다.
전술된 실시예에는 이너 로터형 모터를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 아우터 로터형 모터에도 적용 가능하다. 또한, 차량용 또는 가전용 등 다양한 기기에 이용할 수 있다.
100: 샤프트
200: 로터
300: 스테이터
310: 스테이터 코어
320: 인슐레이터
321: 가이드
321A: 내측 가이드
321B: 외측 가이드
330: 코일
400: 버스바
500: 버스바 홀더
510: 연장부
511: 돌기
600: 하우징
G1: 제1 홈
G2: 제2 홈

Claims (10)

  1. 샤프트;
    상기 샤프트에 결합된 로터; 및
    상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고,
    상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고,
    상기 코일과 전기적으로 접속되는 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고,
    상기 인슐레이터는 제1 구면을 포함하고,
    상기 버스바 홀더는 상기 제1 구면과 접촉하는 제2 구면을 포함하고,
    상기 제1 구면과 상기 제2 구면은 반경 방향으로 상기 인슐레이터와 상기 버스바 홀더의 오버랩 영역에 배치되는 모터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 구면 및 상기 제2 구면 중 어느 하나는 볼록한 구면이고, 다른 하나는 오목한 구면인 모터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 구면은 상기 인슐레이터의 가이드에 배치되고,
    상기 제2 구면은 버스바 홀더의 연장부의 내면에 배치되는 모터.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 구면의 반경 및 상기 제2 구면의 반경은 상기 가이드의 반경방향 두께보다 작은 모터.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 연장부는 돌기를 포함하고,
    상기 가이드는 제1 홈을 포함하고,
    상기 제1 구면은 상기 돌기에 배치되고, 상기 제2 구면은 상기 제1 홈에 배치되는 모터.
  6. 샤프트;
    상기 샤프트에 결합된 로터; 및
    상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고,
    상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고,
    상기 코일과 전기적으로 접속되는 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고,
    상기 인슐레이터는 제1 면을 포함하는 가이드를 포함하고,
    상기 버스바 홀더는 상기 제1 면과 접촉하는 제2 면을 포함하는 연장부를 포함하고,
    상기 가이드는 상기 제1 면에 배치되는 제1 홈을 포함하고,
    상기 제1 연장부는 상기 제2 면에 배치되는 돌기를 포함하고,
    상기 돌기와 상기 제1 홈은 곡면 형태의 접촉영역을 형성하는 모터.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 가이드의 에지와 상기 제1 홈을 연결하는 제2 홈을 포함하는 모터.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 홈의 원주방향 최대 길이는 상기 제2 홈의 원주방향 최대 길이보다 크고,
    상기 제1 홈의 반경방향 최대 길이는 상기 제2 홈의 반경방향 최대 길이보다 큰 모터.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 홈의 원주방향 최대 길이는 상기 가이드의 반경방향 두께보다 작은 모터.
  10. 제3 항 또는 제6 항에 있어서,
    상기 연장부는 하단에 배치되는 챔퍼부를 포함하는 모터.
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