KR20230100112A - 모터 - Google Patents

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KR20230100112A
KR20230100112A KR1020210189717A KR20210189717A KR20230100112A KR 20230100112 A KR20230100112 A KR 20230100112A KR 1020210189717 A KR1020210189717 A KR 1020210189717A KR 20210189717 A KR20210189717 A KR 20210189717A KR 20230100112 A KR20230100112 A KR 20230100112A
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최승구
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엘지이노텍 주식회사
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  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

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 투스의 측면에서 돌출되는 슈를 포함하고, 상기 스테이터 코어는 제1 영역과 축방향으로 상기 제1 영역의 일측에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 투스의 일측면에 상기 슈가 배치되고, 상기 제2 영역은 상기 투스의 일측면에 슈가 배치되지 않은 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.
한편, 로터는 복수 개의 로터코어가 다단으로 적층되어 이루어질 수 있다. 복수 개의 로터코어와 각각의 로터코어에 배치된 마그넷은 코깅토크를 줄이기 위하여, 스큐(skew)를 형성하도록 원주방향으로 틀어져 배치될 수 있다.
이처럼, 로터코어가 다단으로 적층되고, 스큐가 형성된 상태에서 착자 과정이 진행될 수 있는데, 착자 과정에서, 마그넷의 모서리 부근에 미착자 영역이 발생하여, 모터의 하모닉(harmonics) 성분 및 코깅토크에 악영향을 미칠 수 있는 문제가 있다.
이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 로터에 스큐를 형성하지 않고, 모터의 하모닉 성분을 개선하고 코깅토크를 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, 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 투스의 측면에서 돌출되는 슈를 포함하고, 상기 스테이터 코어는 제1 영역과 축방향으로 상기 제1 영역의 일측에 배치되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 투스의 일측면에 상기 슈가 배치되고, 상기 제2 영역은 상기 투스의 일측면에 슈가 배치되지 않은 모터를 제공할 수 있다.
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 투스의 측면에서 돌출되는 슈를 포함하고, 상기 스테이터 코어는 제1 스테이터 코어와 상기 제1 스테이터 코어에 적층되는 제2 스테이터 코어를 포함하고, 상기 제1 스테이터 코어는 상기 투스의 양 측면 중 일측면에만 상기 슈가 배치되고, 상기 제2 스테이터 코어는 상기 투스의 양 측면 중 타측에만 상기 슈가 배치되는 모터를 제공할 수 있다.
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 로터와 대향하는 내면을 포함하고, 상기 내면은 축방향으로 나열되는 제1 면과 제2 면으로 이루어지고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면은 원주방향으로 단차지게 배치되는 모터를 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 로터에 스큐를 형성하지 않기 때문에, 착자 시, 스큐각에 의한 비 착자 영역이 발생하는 것을 방지하여, 모터의 하모닉 성분을 개선하고 코깅토크를 줄이는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 스테이터 코어의 슈를 이용하여, 스테이터에 스큐를 형성함으로써, 코깅토크를 줄이는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 스테이터 코어의 제작 과정에서 자연스럽게 스큐를 형성하기 때문에 별도의 스큐 공정이 생략되는 이점이 있다.
실시예에 따르면, 스페이터 코어의 슈를 이용하여 스큐를 형성하기 때문에, 로터를 통해 스큐를 형성하는 경우 보다, 스큐각을 정밀하게 설정할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 스테이터 코어의 사시도,
도 3은 도 2에서 도시한 스테이터 코어의 평면도,
도 4는 스테이터 코어의 내면을 반경방향에서 바라본 도면,
도 5는 원주방향으로 이웃하는 2개의 제1 스테이터 코어를 도시한 도면,
도 6은 원주방향으로 이웃하는 2개의 제2 스테이터 코어를 도시한 도면,
도 7은 복수 개의 플레이트로 적층되는 스테이터 코어의 제1 면 및 제2 면을 반경방향에서 바라 본 도면,
도 8은 변형례에 따른 스테이터 코어를 도시한 도면,
도 9는 다른 변형례에 따른 스테이터 코어를 도시한 도면,
도 10은 제1 플레이트의 평면도,
도 11은 제2 플레이트의 평면도,
도 12는 인슐레이터 장착된 스테이터 코어를 도시한 도면이다.
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 도 1에서 도시한 스테이터 코어의 사시도이고, 도 3은 도 2에서 도시한 스테이터 코어의 평면도이다.
도 2 및 도 3을 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 내면에서 내측으로 돌출되어 배치된다. 투스(312)는 로터(200)를 대향하는 내면(S1,S2)을 가진다.
투스(312)는 축방향으로 구분되는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)으로 이루어진다. 제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)의 일측에 위치한다.
제1 영역(A1)은 투스(312)의 일측면에 슈(S1)가 돌출되어 배치되고, 투스(312)의 타측면에는 슈(S1)가 배치되지 않는다.
제2 영역(A2)은 투스(312)의 타측면에 슈(S2)가 돌출되어 배치되고, 투스(312)의 일측면에는 슈(S1)가 배치되지 않는다.
스테이터 코어(310)는 제1 스테이터 코어(310A)와 제2 스테이터 코어(310B)를 포함할 수 있다. 제2 스테이터 코어(310B)는 제1 스테이터 코어(310A)에 축방향으로 적층될 수 있다. 제1 스테이터 코어(310A)는 제1 영역(A1)을 포함한다, 제2 스테이터 코어(310B)는 제2 영역(A2)을 포함한다. 따라서, 제1 스테이터 코어(310A)는 투스(312)의 양 측면 중 일측면에만 슈(S1)가 배치되고, 제2 스테이터 코어(310B)는 투스(312)의 양 측면 중 타측면에만 슈(S2)가 배치된다.
도 4는 스테이터 코어(310)의 내면을 반경방향에서 바라본 도면이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 로터코어(210)를 대향하는 스테이터 코어(310)의 내면(313)은 축방향으로 나열되는 제1 면(313a)과 제2 면(313b)을 포함할 수 있다. 제1 면(313a)은 제1 영역(A1)에 배치된다. 제2 면(313b)은 제2 영역(A2)에 배치된다.
제1 면(313a)과 제2 면(313b)은 원주방향으로 단차지게 배치된다. 이는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)에서 각각 슈(S1)가 어느 한 측에만 배치되고, 제1 영역(A1)의 반경방향 끝단의 원주방향 위치와 제2 영역(A2)의 슈(S1)의 반경방향 끝단의 원주방향 위치가 상이하기 때문이다.
제1 면(313a)과 제2 면(313b)이 이처럼 원주방향으로 단차지게 배치되기 때문에, 로터(200)에 스큐를 형성하지 않더라도 스테이터(300)에서 스큐를 형성하여, 코깅토크를 줄일 수 있다.
마그넷(220)의 원주방향 폭 대비, 슈(S1)의 원주방향 길이를 조절하여, 스큐각을 설정할 수 있다. 즉, 스테이터 코어(310)의 형상을 통해 스큐각을 설정할 수 있기 때문에, 로터코어(210)를 원주방향으로 틀어 스큐각을 확보하는 구성보다 보다 정밀하게 스큐각 설정이 가능하며, 모터마다 균일한 스큐각을 확보할 수 있는 이점이 있다.
또한, 스큐를 형성하는 공정을 따로 마련할 필요가 없어, 모터를 제조하는 공정 및 시간이 줄어드는 이점이 있다.
반경방향에서 바라볼 때, 제1 면(313a)과 제2 면(313b)은 각각, 축방향과 평행인 세로변의 길이가 축방향과 수직인 가로변의 길이보다 긴 장방형일 수 있다. 그리고 제1 면(313a)의 축방향 길이와 제2 면(313b)의 축방향 길이는 동일할 수 있다.
한편, 제1 스테이터 코어(310A)의 투스(312)의 양 측면에서 슈(S1)를 제외한 영역은, 제2 스테이터 코어(310B)의 투스(312)의 양 측면에서 슈(S1)가 없는 영역과 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 즉, 슈(S1)를 제외한 영역에서 제1 스테이터 코어(310A)와 제2 스테이터 코어(310B)의 원주방향 위치는 서로 정렬된다.
도 5는 원주방향으로 이웃하는 2개의 제1 스테이터 코어(310A)를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 이웃하는 2개의 제1 스테이터 코어(310A) 중 어느 하나를 제1-1 스테이터 코어(310Aa)라 하고, 다른 하나를 제1-2 스테이터 코어(310Ab)라 할 때, 제1-1 스테이터 코어(310Aa)의 투스(312)의 측면과, 제1-2 스테이터 코어(310Ab)의 측면이 이웃할 때, 제1-1 스테이터 코어(310Aa)의 투스(312)의 측면과, 제1-2 스테이터 코어(310Ab)의 측면 중 어느 하나에만 슈(S1)가 배치될 수 있다.
도 6은 원주방향으로 이웃하는 2개의 제2 스테이터 코어(310B)를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 이웃하는 2개의 제2 스테이터 코어(310B) 중 어느 하나를 제2-1 스테이터 코어(310Ba)라 하고, 다른 하나를 제2-2 스테이터 코어(310Bb)라 할 때, 제2-1 스테이터 코어(310Ba)의 투스(312)의 측면과, 제2-2 스테이터 코어(310Bb)의 측면이 이웃할 때, 제2-1 스테이터 코어(310Ba)의 투스(312)의 측면과, 제2-2 스테이터 코어(310Bb)의 측면 중 어느 하나에만 슈(S2)가 배치될 수 있다.
도 7은 복수 개의 플레이트로 적층되는 스테이터 코어(310)의 제1 면(313a) 및 제2 면(313b)을 반경방향에서 바라 본 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 스테이터 코어(310A)는 복수 개의 제1 플레이트(P1)가 적층되어 이루어질 수 있다. 제2 스테이터 코어(310B)는 복수 개의 제2 플레이트(P2)가 적층되어 이루어질 수 있다.
복수 개의 제1 플레이트(P1) 중 최상단에 위치한 제1 플레이트(P1)의 반경방향 끝단의 원주방향 위치와, 복수 개의 제1 플레이트(P1) 중 최하단에 위치한 제1 플레이트(P1)의 반경방향 끝단의 원주방향 위치는 동일할 수 있다.
그리고 복수 개의 제2 플레이트(P2) 중 최상단에 위치한 제2 플레이트(P2)의 반경방향 끝단의 원주방향 위치와, 복수 개의 제2 플레이트(P2) 중 최하단에 위치한 제2 플레이트(P2)의 반경방향 끝단의 원주방향 위치는 동일할 수 있다.
복수 개의 제1 플레이트(P1) 중 최하단에 위치한 제1 플레이트(P1)의 반경방향 끝단의 원주방향 위치와, 복수 개의 제2 플레이트(P2) 중 최상단에 위치한 제2 플레이트(P2)의 반경방향 끝단의 원주방향 위치는 서로 상이하다.
도 8은 변형례에 따른 스테이터 코어(310)를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 변형례에 따른 스테이터 코어(310)에서, 제1 스테이터 코어(310A)는 투스(312)의 양 측면에 슈(S1)를 포함하지 않고, 투스(312)의 양 측면이 일자 형태로 형성될 수 있다. 그리고 제2 스테이터 코어(310B)는 투스(312)의 일측면에만 슈(S2)가 배치되고, 타측면에는 슈(S2)가 배치되지 않을 수 있다.
도 9는 다른 변형례에 따른 스테이터 코어(310)를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 다른 변형례에 따른 스테이터 코어(310)에서, 제2 스테이터 코어(310B)는 투스(312)의 양 측면에 슈(S2)를 포함하지 않고, 투스(312)의 양 측면에 일자 형태로 형성될 수 있다. 그리고 제1 스테이터 코어(310A)는 투스(312)의 타측면에만 슈(S1)가 배치되고, 일측면에는 슈(S1)가 배치되지 않을 수 있다.
도 10은 제1 플레이트(P1)의 평면도이고, 도 11은 제2 플레이트(P2)의 평면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제1 플레이트(P1)와 제2 플레이트(P2)는 그 형상 및 크기가 동일할 수 있다. 제2 플레이트(P2)를 뒤집으면 제1 플레이트(P1) 의 크기와 형상이 일치한다. 제2 스테이터 코어(310B)를 형성할 때, 제2 플레이트(P2)는 제1 플레이트(P1)의 슈(S1)의 반대 측에 슈(S1)가 위치하도록 뒤집어 사용할 수 있다.
도 12는 인슐레이터 장착된 스테이터 코어(310)를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 스테이터 코어(310)의 외측에 인슐레이터(320)가 배치될 수 있다. 인슐레이터(320)의 내면(313)은 투스(312)와 접촉한다. 이때, 투스(312)의 양 측면 중 슈(S1)가 배치되지 않은 일측면은 인슐레이터(320)의 내면(313)과 이격되어 공간부(SP)를 형성한다.
전술된 실시예는 차량용 또는 가전용 등 다양한 기기에 이용할 수 있다.
100: 샤프트
200: 로터
300: 스테이터
310: 스테이터 코어
310A: 제1 스테이터 코어
310B: 제2 스테이터 코어
311: 요크
312: 투스
313: 내면
313a: 제1 면
313b: 제2 면
400: 하우징
A1: 제1 영역
A2: 제2 영역
S1,S2: 슈

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 투스의 측면에서 돌출되는 슈를 포함하고,
    상기 스테이터 코어는 제1 영역과 축방향으로 상기 제1 영역의 일측에 배치되는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 투스의 일측면에 상기 슈가 배치되고, 상기 제2 영역은 상기 투스의 일측면에 슈가 배치되지 않은 모터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 투스의 타측면에 상기 슈가 배치되지 않고, 상기 제2 영역은 상기 투스의 타측면에 상기 슈가 배치되는 모터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이터 코어에 결합되는 인슐레이터를 더 포함하고,
    상기 투스의 측면 중 일부와 상기 인슐레이터의 내면 사이에는 공간부가 배치되는 모터.
  4. 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 투스의 측면에서 돌출되는 슈를 포함하고,
    상기 스테이터 코어는 제1 스테이터 코어와 상기 제1 스테이터 코어에 적층되는 제2 스테이터 코어를 포함하고,
    상기 제1 스테이터 코어는 상기 투스의 양 측면 중 일측면에만 상기 슈가 배치되고, 상기 제2 스테이터 코어는 상기 투스의 양 측면 중 타측에만 상기 슈가 배치되는 모터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 스테이터 코어는 적층되는 복수 개의 제1 플레이트를 포함하고,
    상기 제2 스테이터 코어는 적층되는 복수 개의 제2 플레이트를 포함하고,
    상기 제1 플레이트의 형상은 상기 제2 플레이트의 형상과 동일한 모터.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 스테이터 코어의 상기 투스의 양 측면에서 상기 슈를 제외한 영역은, 상기 제2 스테이터 코어의 상기 투스의 양 측면에서 상기 슈가 없는 영역과 동일 평면상에 배치되는 모터.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 플레이트 중 최상단에 위치한 제1 플레이트의 반경방향 끝단의 원주방향 위치와, 상기 복수 개의 제1 플레이트 중 최하단에 위치한 제1 플레이트의 반경방향 끝단의 원주방향 위치는 동일하고,
    상기 복수 개의 제2 플레이트 중 최상단에 위치한 제2 플레이트의 반경방향 끝단의 원주방향 위치와, 상기 복수 개의 제2 플레이트 중 최하단에 위치한 제2 플레이트의 반경방향 끝단의 원주방향 위치는 동일한 모터.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 플레이트 중 최하단에 위치한 제1 플레이트의 반경방향 끝단의 원주방향 위치와, 상기 복수 개의 제2 플레이트 중 최상단에 위치한 제2 플레이트의 반경방향 끝단의 원주방향 위치는 서로 상이한 모터.
  9. 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 로터와 대향하는 내면을 포함하고,
    상기 내면은 축방향으로 나열되는 제1 면과 제2 면으로 이루어지고,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면은 원주방향으로 단차지게 배치되는 모터.
  10. 제9 항에 있어서,
    반경방향에서 바라볼 때, 상기 제1 면 및 상기 제2 면은 각각, 축방향과 평행인 세로변의 길이가 축방향과 수직인 가로변의 길이보다 긴 장방형인 모터.
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