KR20230049319A - 모터 - Google Patents

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KR20230049319A
KR20230049319A KR1020210132302A KR20210132302A KR20230049319A KR 20230049319 A KR20230049319 A KR 20230049319A KR 1020210132302 A KR1020210132302 A KR 1020210132302A KR 20210132302 A KR20210132302 A KR 20210132302A KR 20230049319 A KR20230049319 A KR 20230049319A
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stator core
region
tooth
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KR1020210132302A
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강영구
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 로터; 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어와 결합하는 인슐레이터와 상기 인슐레이터에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 스테이터 코어는 요크와, 상기 요크에서 돌출되는 투스를 포함하고, 상기 투스는 상기 로터를 대향하는 내면을 포함하고, 상기 내면의 원주방향 폭은 상기 투스의 원주방향 폭보다 같거나 작고, 상기 스테이터 코어는 상기 인슐레이터와 접촉면 상에 배치되는 제1 영역을 포함하고, 상기 인슐레이터는 상기 스테이터 코어와 접촉면 상에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은, 상기 인슐레이터가 상기 투스의 내면 측으로 빠지지 않도록 서로 접촉하는 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.
스테이터 코어는 요크와, 요크의 내측으로 돌출되는 투스를 포함할 수 있다. 투스는 로터를 마주보고 배치되는 내면을 포함한다. 투스에서, 내면과 인접한 부분은 원주방향 폭이 로터를 향할수록 증가하는 슈가 위치한다.
다만. 이러한 스테이터 코어의 슈로 인하여, 코일의 권선공간이 줄어드는 문제점이 있다. 코일의 권선공간을 늘리기 위하여 슈를 제거해버리면, 인슐레이터가 스테이터 코어에서 빠지는 문제점이 있다.
이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코일의 권선 공간이 넓어지면서도 인슐레이터가 스테이터에서 빠지는 것을 방지할 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, 로터 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어와 결합하는 인슐레이터와 상기 인슐레이터에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 스테이터 코어는 요크와, 상기 요크에서 돌출되는 투스를 포함하고, 상기 투스는 상기 로터를 대향하는 내면을 포함하고, 상기 내면의 원주방향 폭은 상기 투스의 원주방향 폭보다 같거나 작고, 상기 스테이터 코어는 상기 인슐레이터와 접촉면 상에 배치되는 제1 영역을 포함하고, 상기 인슐레이터는 상기 스테이터 코어와 접촉면 상에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은, 상기 인슐레이터가 상기 투스의 내면 측으로 빠지지 않도록 서로 접촉하는 모터를 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 스테이터 코어의 투스의 슈를 제거하여, 권선수를 크게 늘리는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 제1 영역과 제2 영역이 맞물리면서, 인슐레이터가 스테이터 코어에서 내측으로 이탈되지 않는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 제1 영역과 제2 영역이 결합함으로써, 스테이터 코어와 인슐레이터의 조립성과 결합성을 높이는 이점이 있다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 스테이터 코어와 인슐레이터를 도시한 사시도,
도 3은 스테이터 코어를 위에서 바라본 사시도,
도 4는 스테이터 코어를 아래에서 바라본 사시도,
도 5는 스테이터 코어의 평면도,
도 6은 인슐레이터를 위에서 바라본 사시도,
도 7은 인슐레이터를 아래에서 바라본 사시도,
도 8은 인슐레이터의 평면도,
도 9는 스테이터의 측단면도,
도 10은 변형례에 따른 제1 영역을 포함하는 스테이터 코어를 도시한 사시도,
도 11은 변형례에 따른 제2 영역을 포함하는 인슐레이터를 도시한 사시도,
도 12는 다른 실시예에 따른 모터의 스테이터 코어를 도시한 사시도,
도 13은 도 12에서 도시한 스테이터 코어의 평면도,
도 14는 다른 실시예에 따른 모터의 스테이터 코어를 도시한 사시도,
도 15는 도 14에서 도시한 스테이터 코어의 평면도,
도 16은 다른 실시예에 따른 모터에서, 스테이터의 측단면도이다.
샤프트의 길이 방향(상하 방향)과 평행한 방향을 축방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 축방향과 수직한 방향을 반경방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 반경 방향의 반지름을 갖는 원을 따라가는 방향을 원주방향이라 부른다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터는 샤프트(100), 로터(200), 스테이터(300), 하우징(400)을 포함할 수 있다. 이하, 내측이라 함은 하우징(400)에서 모터의 중심인 샤프트(100)를 향하는 방향을 나타내며, 외측이라 함은 샤프트(100)에서 하우징(400)을 향하는 방향인 내측의 반대 방향을 나타낸다. 또한, 이하 원주방향 또는 반경방향은 각각 축중심을 기준으로 한다.
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.
로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 로터(200)는 스테이터(300)와 대응되어 배치될 수 있고, 내측에 배치될 수 있다. 로터(200)는 로터코어(210)와 마그넷(220)을 포함할 수 있다.
스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 스테이터 코어(310), 인슐레이터(320)와, 코일(330)을 포함할 수 있다. 인슐레이터(320)는 스테이터 코어(310)에 장착된다. 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 절연한다. 코일(330)은 로터(200)의 마그넷(220)과 전기적 상호 작용을 유발한다.
도 2는 스테이터 코어(310)와 인슐레이터(320)를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 인슐레이터(320)는 스테이터 코어(310)에 장착된다. 인슐레이터(320)는 축방향을 따라 스테이터 코어(310)의 일측과 타측에서 각각 장착될 수 있다. 하나의 인슐레이터(320)는 축방향을 따라 스테이터 코어(310)의 일측으로 장착되고, 다른 하나의 인슐레이터(320)는 축방향을 따라 스테이터 코어(310)의 타측으로 장착된다.
도 3은 스테이터 코어(310)를 위에서 바라본 사시도이고, 도 4는 스테이터 코어(310)를 아래에서 바라본 사시도이고, 도 5는 스테이터 코어(310)의 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 스테이터 코어(310)는 복수 개의 분할코어가 조합되어 이루어질 수 있다. 이하, 하나의 분할코어를 편의상 스테이터 코어(310)라 칭한다.
스테이터 코어(310)는 요크(311)와 투스(312)를 포함할 수 있다. 투스(312)는 요크(311)의 내면(312a)에서 내측으로 돌출되어 배치된다. 투스(312)는 로터(200)를 대향하는 내면(312a)을 가진다.
투스(312)는 코일(330)의 권선수를 늘리기 위하여, 슈가 제거된 형상을 가진다. 이에 투스(312)는 내면(312a)의 원주방향 폭(W2)이 투스(312)의 원주방향 폭(W1)보다 적어도 같거나 작게 형성된다. 즉, 투스(312)가 반경방향으로 일자형태로 배치되고 때문에 코일(330)의 권선공간을 크게 늘리는 이점이 있다.
다만, 투스(312)가 일자형태로 배치되기 때문에 스테이터 코어(310)에 장착된 인슐레이터(320)가 반경방향을 기준으로 내측으로 빠질 수 있다. 이를 방지하고자 스테이터 코어(310)는 인슐레이터(320)의 접촉면 상에 배치되는 제1 영역(313)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 영역(313)은 스테이터 코어(310)의 표면상에 배치되는 것으로, 인슐레이터(320)가 스테이터 코어(310)에서 반경방향을 기준으로 내측으로 빠지지 않도록, 인슐레이터(320)와 반경방향으로 오버랩되는 영역으로 정의된다. 예를 들어, 제1 영역(313)으로서, 도면에서, 홈을 개시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 영역(313)으로서, 스테이터 코어(310)의 표면에 배치되는 돌기로 실시될 수 있다.
홈형태의 제1 영역(313)은 요크(311)에 배치될 수 있다. 제1 영역(313)은 요크(311)의 원주방향 중심에 배치될 수 있다. 그리고 제1 영역(313)은 축방향으로 요크(311)의 일면(S1)과 타면(S2)에 각각 배치될 수 있다. 제1 영역(313)은 반구 형태의 홈일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 영역(313)은 다각형 형상을 가지는 홈일 수 있다.
도면에서, 하나의 제1 영역(313)이 요크(311)의 원주방향 중심에 배치되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수 개의 제1 영역(313)이 배치되며, 복수 개의 제1 영역(313)은 반경방향으로 요크(311)의 원주방향 중심을 지나는 기준선(L1)에 대칭되게 배치될 수도 있다.
도 6은 인슐레이터(320)를 위에서 바라본 사시도이고, 도 7은 인슐레이터(320)를 아래에서 바라본 사시도이고, 도 8은 인슐레이터(320)의 평면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 인슐레이터(320)는, 코일(330)이 권선되는 바디(321)와, 바디(321)의 일측에 배치되는 외측 가이드(322)를 포함할 수 있다.
외측 가이드(322)는 요크(311)의 일면(S1) 또는 타면(S2)과 접촉하는 제1 면(324)을 포함할 수 있다. 스테이터 코어(310)에 장착된 인슐레이터(320)가 반경방향을 기준으로 내측으로 빠지지 않도록 인슐레이터(320)는 제2 영역(323)을 포함할 수 있다. 제2 영역(323)은 인슐레이터(320)의 표면 상에 배치되는 영역으로, 인슐레이터(320)와 반경방향으로 오버랩되는 영역으로 정의된다. 예를 들어, 제2 영역(323)으로서, 도면에서, 돌기를 개시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제2 영역(323)으로서, 인슐레이터(320)의 표면에 배치되는 홈으로 실시될 수도 있다.
돌기 형태의 제2 영역(323)은 제1 면(324)에 배치될 수 있다. 제1 면(324)은 외측 가이드(322)의 단차면일 수 있다. 제2 영역(323)은 인슐레이터(320)의 원주방향 중심에 배치될 수 있다. 제2 영역(323)은 반구 형태의 돌기일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제2 영역(323)은 다각형 형상을 가지는 돌기일 수 있다.
도면에서, 하나의 제2 영역(323)이 인슐레이터(320)의 원주방향 중심에 배치되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수 개의 제2 영역(323)이 배치되며, 복수 개의 제2 영역(323)은 반경방향으로 요크(311)의 원주방향 중심을 지나는 기준선(L2)에 대칭되게 배치될 수도 있다.
한편, 인슐레이터(320)의 바디(321)는 일면(321a)과 일면(321a)의 양 측에서 연장되는 제1 측면(321b)과 제2 측면(321c)을 포함할 수 있다. 제1 측면(321b)과 제2 측면(321c)은, 일정한 원주방향 폭을 갖는 투스(312)에 대응하여 일정한 이격 거리(D)를 가질 수 있다.
도 9는 스테이터(300)의 측단면도이다.
투스(312)가 일자형태이기 때문에 도 9의 K와 같이 내측으로 인슐레이터(320)가 스테이터 코어(310)에서 빠질 수 있다. 그러나 인슐레이터(320)가 스테이터 코어(310)에 장착되면, 제1 영역(313)이 제2 영역(323)에 삽입된 상태에서, 인슐레이터(320)가 스테이터 코어(310)에 반경방향으로 구속되기 때문에, 슈가 없는 상태에서도, 인슐레이터(320)가 스테이터 코어(310)에서 반경방향으로 빠지지 않는다.
따라서, 실시예에 따른 모터는, 투스(312)를 일자형태로 형성하여, 코일(330)의 권선공간을 크게 확보하면서도 인슐레이터(320)가 스테이터 코어(310)에서 이탈하지 않도록 하는 이점이 있다.
도 10은 변형례에 따른 제1 영역(313)을 포함하는 스테이터 코어(310)를 도시한 사시도이고, 도 11은 변형례에 따른 제2 영역(323)을 포함하는 인슐레이터(320)를 도시한 사시도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 변형례에 따른 제1 영역(313)은 반구형 돌기일 수 있다. 그리고 변형례에 따른 제2 영역(323)은 반구형 홈일 수 있다.
도 12는 다른 실시예에 따른 모터의 스테이터 코어(310)를 도시한 사시도이고, 도 13은 도 12에서 도시한 스테이터 코어(310)의 평면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 다른 실시예에 따른 모터에서, 제1 영역(313)은 축방향으로 투스(312)의 일면(S1) 및 타면(S2)에 각각 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 영역(313)은 투스(312)의 일면(S1)과 양 측면(312a,312b)이 각각 이루는 모서리 또는 투스(312)의 타면(S2)과 양 측면(312a,312b)이 각각 이루는 모서리에 배치될 수 있다. 투스(312)의 양 측면(312a,312b)에 각각 배치된 제1 영역(313)은 반경방향으로 요크(311)의 원주방향 중심을 지나는 기준선(L1)에 대칭되게 배치될 수도 있다.
이러한 제1 영역(313)은 사각형의 홈일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 곡면을 포함하는 다양한 형상의 홈일 수 있다. 또한, 제1 영역(313)은 홈이 아닌 돌기일 수 있다.
도 14는 다른 실시예에 따른 모터의 스테이터 코어(310)를 도시한 사시도이고, 도 15는 도 14에서 도시한 스테이터 코어(310)의 평면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 다른 실시예에 따른 모터에서, 제2 영역(323)은 인슐레이터(320)의 바디(321)의 일면과 제1 측면(321a), 일면과 제2 측면(321b)이 이루는 모서리에 각각 배치될 수 있다. 이러한 제2 영역(323)은 반경방향으로 인슐레이터(320)의 원주방향 중심을 지나는 기준선(L2)에 대칭되게 배치될 수도 있다.
이러한 제2 영역(323)은 육면체의 돌기일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 곡면을 포함하는 다양한 형상의 돌기일 수 있다. 또한, 제2 영역(323)은 돌기가 아닌 홈일 수 있다.
도 16은 다른 실시예에 따른 모터에서, 스테이터(300)의 측단면도이다.
도 16에서 도시한 바와 같이, 인슐레이터(320)가 스테이터 코어(310)에 장착되면, 제1 영역(313)이 제2 영역(323)에 삽입된 상태에서, 인슐레이터(320)가 스테이터 코어(310)에 반경방향으로 구속되기 때문에, 슈가 없는 상태에서도, 도 16의 K와 같이, 인슐레이터(320)가 스테이터 코어(310)에서 반경방향으로 빠지는 것을 방지할 수 있다.
도 17은 스테이터 코어(310)의 측면도이다.
도 17을 참조하면, 스테이터 코어(310)는 복수 개의 플레이트가 적층되어 이루어질 수 있다. 스테이터 코어(310)를 이루는 복수 개의 플레이트는 제1 플레이트(310A)와 제2 플레이트(310B)로 구분될 수 있다. 제1 플레이트(310A)는 제1 영역(313)의 적어도 일부가 형성된 플레이트에 해당하고, 제2 플레이트(310B)는 제1 영역(313)이 형성되지 않는 플레이트에 해당한다.
모든 제1 플레이트(310A)는 축방향으로 제2 플레이트(310B)의 외측에 배치된다. 제1 플레이트(310A)는 축방향으로 제2 플레이트(310B)의 일측과 타측에 각각 배치될 수 있다. 축방향으로 적어도 스테이터 코어(310)의 최외측에는 제1 플레이트(310A)가 배치된다.
제1 영역(313)이 홈인 경우, 제1 영역(313)은 스테이터 코어(310)를 이루는 복수 개의 플레이트를 적층한 후, 홈가공을 통해 형성되거나, 펀칭을 통해 제1 영역(313)이 형성된 제1 플레이트(310A)를 적층하여 구현할 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
311: 요크
312: 투스
313: 제1 영역
320: 인슐레이터
321: 바디
322: 외측 가이드
323: 제2 영역
330: 코일
400: 하우징

Claims (10)

  1. 로터; 및
    상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 스테이터는 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어와 결합하는 인슐레이터와 상기 인슐레이터에 배치되는 코일을 포함하고,
    상기 스테이터 코어는 요크와, 상기 요크에서 돌출되는 투스를 포함하고,
    상기 투스는 상기 로터를 대향하는 내면을 포함하고,
    상기 내면의 원주방향 폭은 상기 투스의 원주방향 폭보다 같거나 작고,
    상기 스테이터 코어는 상기 인슐레이터와 접촉면 상에 배치되는 제1 영역을 포함하고,
    상기 인슐레이터는 상기 스테이터 코어와 접촉면 상에 배치되는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은, 상기 인슐레이터가 상기 투스의 내면 측으로 빠지지 않도록 서로 접촉하는 모터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 스테이터 코어의 표면에 배치되는 홈이며, 상기 제2 영역은 상기 인슐레이터의 표면에 배치되는 돌기인 모터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 스테이터 코어의 표면에 배치되는 돌기이며, 상기 제2 영역은 상기 인슐레이터의 표면에 배치되는 홈인 모터.
  4. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 제1 영역은 축방향으로 상기 요크의 일면 및 타면에 각각 배치되고,
    상기 인슐레이터는 상기 코일이 권선되는 바디와, 상기 바디의 일측에 배치되는 외측 가이드를 포함하고,
    상기 외측 가이드는 상기 요크의 일면 또는 타면과 접촉하는 제1 면을 포함하고,
    상기 제2 영역은 상기 제1 면에 배치되는 모터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 요크의 원주방향 중심에 배치되고,
    상기 제2 영역은 상기 외측 가이드의 원주방향 중심에 배치되는 모터.
  6. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 제1 영역은 축방향으로 상기 투스의 일면 및 타면에 각각 배치되고,
    상기 인슐레이터는 상기 코일이 권선되는 바디와, 상기 바디의 일측에 배치되는 외측 가이드를 포함하고,
    상기 제2 영역은 상기 바디에 배치되는 모터.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 투스의 일면과 측면이 이루는 모서리에 배치되는 모터.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 영역은 바디의 일면과 측면이 이루는 모서리에 배치되는 모터.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이터 코어는 복수 개의 플레이트가 적층되어 이루어지고, 복수 개의 플레이트는 상기 제1 영역의 적어도 일부가 형성된 제1 플레이트와, 상기 제1 영역이 형성되지 않은 제2 플레이트를 포함하고,
    상기 제1 플레이트는 축방향으로 상기 제2 플레이트의 외측에 배치되는 모터.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 바디는 일면과 일면의 양 측에서 연장되는 제1 측면과 제2 측면으 포함하고,
    상기 제1 측면과 상기 제2 측면은 일정한 이격 거리를 갖는 모터.
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