KR20220127558A - 모터 - Google Patents

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KR20220127558A
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Abstract

본 발명은 샤프트; 상기 샤프트에 결합된 로터; 상기 로터에 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어, 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 코일은 상기 인슐레이터에 권선되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하고, 상기 제1 코일의 직경과 상기 제2 코일의 직경은 서로 상이한 모터를 제공한다.

Description

모터{MOTOR}
본 발명은 모터에 관한 것이다.
모터는 로터와 스테이터를 포함한다. 그리고, 로터와 스테이터의 전기적 상호작용에 의해 로터가 회전한다. 스테이터는 전원이 인가되는 코일을 포함한다.
이러한 코일은 스테이터 내측으로 복수 회 와인딩된다. 이때, 코일은 와인딩 과정에서 공간적 제약을 받을 수 있다. 그리고, 권선된 코일은 인접한 코일과 기계적, 전기적으로 간섭을 받을 수 있다.
본 발명은 코일의 권선 부피를 줄이고 코일의 전기적 특성을 제어할 수 있는 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예는, 샤프트; 상기 샤프트에 결합된 로터; 상기 로터에 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어, 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 코일은 상기 인슐레이터에 권선되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하고, 상기 제1 코일의 직경과 상기 제2 코일의 직경은 서로 상이한 모터를 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 종래의 스테이터 코일보다 직경이 작은 제1 및 제 2 코일을 이중으로 권선하여, 스테이터의 코일 권선 부피를 줄이고, 코일의 단면적을 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 스테이터 내부의 공간 활용도를 높이고 코일의 저항 스펙(Spec)을 만족시킬 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 코일과 제2 코일의 직경 또는 권선 횟수를 조정함으로써 고객의 요구에 따른 코일의 전기적 특성을 만족시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 2는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일을 도시한 사시도이다.
도 3은 인슐레이터 상에 제1 코일이 권선된 형태를 도시한 사시도이다.
도 4는 제1 코일 상에 제2 코일이 권선된 형태를 도시한 사시도이다.
도 5은 도 4의 AA' 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 코일의 변형예들을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
샤프트의 길이 방향(상하 방향)과 평행한 방향을 축 방향이라고 하고, 샤프트를 중심으로 축 방향과 수직한 방향을 반경방향이라고 하고, 샤프트를 중심으로 반경방향의 반지름을 갖는 원을 따라가는 방향을 원주방향이라고 부른다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 모터는 샤프트(100), 로터(200), 스테이터(300), 버스바(400) 및 하우징(500)을 포함할 수 있다.
이하, 내측이라 함은 하우징(4=500)에서 모터의 중심인 샤프트(100)를 향하는 방향을 나타내며, 외측이라 함은 샤프트(100)에서 하우징(500)을 향하는 방향인 내측의 반대 방향을 나타낸다.
샤프트(100)는 로터(200)에 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 차량의 조향장치와 연결되어 동력을 전달할 수 있다.
로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 로터(200)는 스테이터(300)의 내측에 배치될 수 있다. 로터(200)는 로터 코어와 로터 코어에 배치되는 로터 마그넷을 포함할 수 있다.
스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 스테이터 코어(310)와, 코일(320)과, 스테이터 코어(310)에 장착되는 인슐레이터(330)를 포함할 수 있다. 코일(320)은 인슐레이터(330)에 감길 수 있다. 인슐레이터(330)는 코일(320)과 스테이터 코어(310) 사이에 배치된다. 코일은 로터 마그넷과 전기적 상호 작용을 유발한다.
버스바(400)는 스테이터(300) 상측에 배치된다. 버스바(400)는 스테이터(300)의 코일(320)과 연결되는 터미널들을 포함할 수 있다.
하우징(500)은 스테이터(300)의 외측에 배치될 수 있다. 하우징(500)은 일측이 개방된 원통형 부재일 수 있다. 하우징(500)은 형상이나 재질은 다양하게 변형될 수 있으나 고온에서도 잘 견딜 수 있는 금속재질이 선택될 수 있다.
도 2는 스테이터 코어, 인슐레이터 및 코일을 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 코일(320)은 제1 코일(331)과 제2 코일(332)을 포함할 수 있다. 제1 코일(331)과 제2 코일(332)은 서로 분리될 수 있다. 제1 코일(331)은 인슐레이터(330) 상에 배치될 수 있다. 제2 코일(332)은 제1 코일(331) 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 코일(331)과 제2 코일(332)은 서로 다른 단면적을 가질 수 있다.
제1 코일(331)의 직경(D1)과 제2 코일(332)의 직경(D2)은 0.5 내지 5mm일 수 있다. 이때, 제1 코일(331)의 직경(D1)과 제2 코일(332)의 직경(D2)은 서로 상이할 수 있다. 제1 코일(331)의 직경(D1)은 제2 코일(332)의 직경(D2)보다 클 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 코일(331)의 직경(D1)에 대한 제2 코일(332)의 직경(D2)의 비는 0.3 내지 0.8일 수 있다.
제1 코일(331)과 제2 코일(332)의 단부는 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 코일(331)과 제2 코일(332)의 단부는 퓨징(Fusing)될 수 있다. 제1 코일(331)은 제1 단부(331S)를 포함할 수 있다. 그리고, 제2 코일(332)은 제2 단부(332S)를 포함할 수 있다. 제1 단부(331S)와 제2 단부(332S)는 인슐레이터(330)로부터 이격될 수 있다.
제1 단부(331S)와 제2 단부(332S)는 버스바(도 1의 400)와 연결될 수 있다. 제1 단부(331S)와 제2 단부(332S)는 버스바(도 1의 400)의 터미널에 퓨징(Fusing)될 수 있다.
도 3은 인슐레이터 상에 제1 코일이 권선된 형태를 도시한 사시도이고, 도 4는 제1 코일 상에 제2 코일이 권선된 형태를 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 코일(331)과 제2 코일(332)은 순차적으로 권선될 수 있다.
제1 코일(331)은 인슐레이터(330) 상에 권선될 수 있다. 제1 코일(331)은 일 방향으로 권선될 수 있다. 그리고, 제2 코일(332)은 제1 코일(331)이 권선된 방향과 동일한 방향으로 권선될 수 있다.
제1 코일(331)은 제1 바디(331B)와 제1 단부(331S)를 포함할 수 있다.
제1 바디(331B)는 인슐레이터(330)에 배치될 수 있다. 제1 바디(331B)는 인슐레이터(330)에 복수층으로 배치될 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 바디(331B)는 인슐레이터(330)에 N회 권선될 수 있다. 이에, 제1 바디(331B)는 인슐레이터(330) 상에 소정의 두께를 가지도록 배치될 수 있다.
제1 단부(331S)는 제1 바디(331B)의 양측에 배치될 수 있다. 양측의 제1 단부(331S)는 제2 바디(332B)를 두고 원주방향으로 이격될 수 있다. 제1 단부(331S)는 인슐레이터(330)로부터 축방향으로 이격될 수 있다. 제1 단부(331S)는 버스바(미도시)와 연결될 수 있다.
제2 코일(332)은 제2 바디(332B)와 제2 단부(332S)를 포함할 수 있다.
제2 바디(332B)는 제1 바디(331B)에 배치될 수 있다. 제1 바디(331B)와 제2 바디(332B)는 오버랩될 수 있다. 제1 바디(331B)와 제2 바디(332B)는 서로 분리될 수 있다. 실시예에 따르면, 제2 바디(332B)는 제1 바디(331B) 상에 M회 권선될 수 있다. 이에, 제2 바디(332B)는 제1 바디(331B) 상에 소정의 두께를 가지도록 배치될 수 있다. 이때, M과 N은 각각 1보다 큰 자연수일 수 있다. 그리고, N은 M보다 크거나 같을 수 있다.
제2 단부(332S)는 제2 바디(332B)의 양측에 배치될 수 있다. 양측의 제2 단부(332S)는 제2 바디(332B)를 두고 원주방향으로 이격될 수 있다. 그리고, 제2 단부(332S)는 각각 제1 코일(331)로부터 축방향으로 이격될 수 있다. 제2 단부(332S)는 제1 단부(331S)와 겹쳐질 수 있다. 제2 단부(331S)는 버스바(도 1의 400)의 터미널에 퓨징될 수 있다.
도 5은 AA' 단면도이고, 도 6a 내지 도 6c는 도 5의 코일의 변형예들을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 코일(331)의 직경(D1)은 제2 코일(332)의 직경(D2)보다 클 수 있다. 제1 코일(331)에 직경(D1)에 대한 제2 코일(332)의 직경(D2)의 비는 0.3 내지 0.8일 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 코일(331)에 직경(D1)에 대한 제2 코일(332)의 직경(D2)의 비는 0.5일 수 있다. 이처럼 권선된 코일은 용적률을 높일 수 있다.
제1 코일(331)은 인슐레이터(330)의 상에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 코일(332)은 제1 코일(331) 상에 배치될 수 있다. 제1 코일(331)은 인슐레이터(330) 상에 N층으로 배치될 수 있다. 그리고, 제2 코일(332)은 제1 코일(331) 상에 M 층으로 배치될 수 있다. 이때, 제1 코일(331)의 권선 횟수(N)와 제2 코일(332)의 권선 횟수(M)는 동일할 수 있다.
제1 코일(331)의 원주방향 두께(T1)는 제2 코일(332)의 원주방향 두께(T2)보다 클 수 있다. 이때, 인슐레이터(330)에 권선된 코일(320)의 두께는 제1 코일(331)의 원주방향 두께(T1)와 제2 코일(332)의 원주방향 두께(T2)의 합과 같을 수 있다. 실시예에 따르면, 인슐레이터(330)에 권선된 코일(320)의 두께는 종래의 모터의 인슐레이터에 권선된 코일의 두께보다 작을 수 있다. 이에, 코일(320)의 부피를 줄이고,
도 6a를 참조하면, 제1 코일(331)의 권선 횟수(N)는 제2 코일(332)의 권선 횟수(M)는 상이할 수 있다. 이때, 도 5와 마찬가지로, 제1 코일(331)의 직경(D1)은 제2 코일(332)의 직경(D2)보다 클 수 있다.
제1 코일(331)은 인슐레이터(330) 상에 N층으로 배치될 수 있다. 그리고, 제2 코일(332)은 제1 코일(331) 상에 N층으로 배치될 수 있다. 이때, 제1 코일(331)의 권선 횟수(N)는 제2 코일(332)의 권선 횟수(M)보다 많을 수 있다. 실시예에 따르면, 제2 코일(332)은 제1 코일(331) 상에 1회 권선될 수 있다.
제1 코일(331)의 인슐레이터(330) 상의 원주방향 두께(T1)는 제2 코일(332)의 원주방향 두께(T2)보다 클 수 있다. 이때, 제1 코일(331)의 원주방향 두께(T1)는 도 5에서 나타낸 제1 코일(331)의 원주방향 두께(T1)보다 클 수 있다.
도 6b를 참조하면, 제1 코일(331)의 직경(D1)은 제2 코일(332)의 직경(D2)과 같거나, 더 작을 수 있다. 이때, 제1 코일(331)과 제2 코일(332)은 원주방향으로 오버랩될 수 있다. 그리고, 제1 코일(331)의 권선 횟수(N)와 제2 코일(332)의 권선 횟수(M)는 동일할 수 있다. 이때, 제1 코일(331)의 원주방향 두께(T1)와 제2 코일(332)의 원주방향 두께(T2)는 같을 수 있다.
도 6c를 참조하면, 제1 코일(331)의 권선 횟수(N)는 제2 코일(332)의 권선 횟수(M)는 상이할 수 있다. 도 6b와 마찬가지로, 제1 코일(331)의 직경(D1)은 제2 코일(332)의 직경(D2)과 동일할 수 있다. 이때, 제1 코일(331)의 원주방향 두께(T1)는 제2 코일(332)의 원주방향 두께(T2)보다 클 수 있다. 이때, 제1 코일(331)의 원주방향 두께(T1)는 도 6b에서 나타낸 제1 코일(331)의 원주방향 두께(T1)보다 클 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 모터는, 종래의 스테이터 코일보다 직경이 작은 제1 및 제 2 코일을 이중으로 권선하여, 스테이터의 코일 권선 부피를 줄이고, 코일의 단면적을 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 스테이터 내부의 공간 활용도를 높이고 코일의 저항 스펙(Spec)을 만족할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 모터는, 제1 코일과 제2 코일의 직경 또는 권선 횟수를 조정함으로써 고객의 요구에 따른 코일의 전기적 특성을 만족시킬 수 있다.
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
330: 코일
331: 제1 코일
332: 제2 코일
400: 버스바
500: 하우징

Claims (10)

  1. 샤프트;
    상기 샤프트에 결합된 로터;
    상기 로터에 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 스테이터는 스테이터 코어, 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고,
    상기 코일은 상기 인슐레이터에 권선되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하고,
    상기 제1 코일의 직경과 상기 제2 코일의 직경은 서로 상이한 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일은 상기 인슐레이터 상에 배치되고,
    상기 제2 코일은 상기 제1 코일 상에 배치되는 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일은 상기 인슐레이터 상에 N 회 권선되고,
    상기 제2 코일은 상기 인슐레이터 상에 M 회 권선되는 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 코일이 권선되는 횟수(N)는 상기 제2 코일이 권선되는 횟수(M) 보다 많은 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 코일의 직경에 대한 상기 제2 코일의 직경의 비는 0.3 내지 0.8인 모터.
  6. 샤프트;
    상기 샤프트에 결합된 로터;
    상기 로터에 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 스테이터는 스테이터 코어, 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고,
    상기 코일은 상기 인슐레이터에 권선되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하고,
    상기 제1 코일은 상기 인슐레이터 상에 N 회 권선되고,
    상기 제2 코일은 상기 제1 코일 상에 M 회 권선되는 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 코일이 권선되는 횟수(N)는 상기 제2 코일이 권선되는 횟수(M) 보다 많은 모터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 코일은 상기 인슐레이터 상에 배치되고,
    상기 제2 코일은 상기 제1 코일 상에 배치되는 모터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 코일의 직경에 대한 상기 제2 코일의 직경의 비는 0.3 내지 0.8인 모터.
  10. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 코일과 전기적으로 접속되는 버스바를 포함하고,
    상기 제1 코일은 단부와 상기 제2 코일의 단부는 퓨징(Fusing)에 의하여 상기 버스바와 연결되는 모터.
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