KR20230149798A - 스테이터 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

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Abstract

실시예는 요크 및 상기 요크의 내측면에서 돌출되는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어; 상기 스테이터 코어의 일부를 둘러싸는 인슐레이터; 상기 인슐레이터 상에 권선되는 코일; 및 상기 스테이터 코어, 상기 인슐레이터 및 상기 코일을 덮도록 배치되는 몰딩부를 포함하며, 상기 인슐레이터는 제1 인슐레이터 및 제2 인슐레이터를 포함하고, 상기 제1 인슐레이터는 상기 코일이 권선되는 바디부, 상기 바디부의 내측에서 수직한 방향으로 연장된 내측 가이드, 상기 바디부의 외측에서 수직한 방향으로 연장된 제1 외측 가이드, 상기 제1 외측 가이드에서 외측으로 이격되게 배치되는 제2 외측 가이드, 및 상기 제2 외측 가이드에서 내측으로 돌출된 돌기를 포함하며, 상기 돌기의 단부는 상기 제1 외측 가이드와 소정의 갭(G)이 형성되게 배치되고, 상기 코일의 일부는 상기 갭(G)을 통해 상기 제1 외측 가이드와 상기 제2 외측 가이드 사이에 배치되는 스테이터 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다. 이에 따라, 오버 몰딩시 사출압에 의해 코일이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

Description

스테이터 및 이를 포함하는 모터{Stator and Motor having the same}
실시예는 스테이터 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.
모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 차량, 가정용 전자제품, 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다.
모터는 하우징(housing), 샤프트(shaft), 하우징의 내부에 배치되는 스테이터(stator), 샤프트의 외주면에 설치되는 로터(rotor) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 모터의 스테이터는 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다. 그리고, 상기 로터의 회전에 따라 샤프트 또한 회전한다.
특히, 상기 모터는 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치에 이용될 수 있다. 예컨데, 상기 모터는 전동식 조향장치(EPS; Electronic Power Steering System) 등 차량용 모터에 사용될 수 있다.
또한, 상기 모터는 클러치 액츄에이터에 사용될 수 있다.
자동차의 변속기(Transmission)는 사용자의 클러치 조작에 따라 수동 조작되거나, 미션에 의해 속도에 따라 자동 조작되는 변속장치로서, 모터를 포함하여 구성된다.
이러한 모터는 오일과 같은 유체에 노출되는 환경에 배치될 수 있다
그에 따라, 상기 모터의 스테이터의 경우 코일의 절연을 위해 몰드와 같은 재질을 이용하여 사출 방식으로 제작될 수 있다.
상기 스테이터는 스테이터 코어에 인슐레이터를 형성하는 1차 사출과 인슐레이터에 코일을 권선한 후 오버 몰딩을 하는 2차 사출이 수행될 수 있다.
그러나, 상기 2차 사출 수행시 사출압에 의해 인슐레이터에 권선된 코일이 노출되는 문제가 있다. 그에 따라, 노출된 코일은 하우징과 접촉되어 발생하는 쇼트 가능성을 존재하게 한다.
따라서, 상기 코일의 노출을 방지하기 위해 추가적으로 포밍 공정을 수행하지만, 상기 포밍 공정의 경우 생산 원가를 향상시키는 문제가 있다.
오버 몰딩에 따른 코일의 노출을 방지하는 스테이터 및 이를 포함하는 모터를 제공한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 실시예에 따라, 요크 및 상기 요크의 내측면에서 돌출되는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어; 상기 스테이터 코어의 일부를 둘러싸는 인슐레이터; 상기 인슐레이터 상에 권선되는 코일; 및 상기 스테이터 코어, 상기 인슐레이터 및 상기 코일을 덮도록 배치되는 몰딩부를 포함하며, 상기 인슐레이터는 제1 인슐레이터 및 제2 인슐레이터를 포함하고, 상기 제1 인슐레이터는 상기 코일이 권선되는 바디부, 상기 바디부의 내측에서 수직한 방향으로 연장된 내측 가이드, 상기 바디부의 외측에서 수직한 방향으로 연장된 제1 외측 가이드, 상기 제1 외측 가이드에서 외측으로 이격되게 배치되는 제2 외측 가이드, 및 상기 제2 외측 가이드에서 내측으로 돌출된 돌기를 포함하며, 상기 돌기의 단부는 상기 제1 외측 가이드와 소정의 갭(G)이 형성되게 배치되고, 상기 코일의 일부는 상기 갭(G)을 통해 상기 제1 외측 가이드와 상기 제2 외측 가이드 사이에 배치되는 스테이터에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 돌기의 반경 방향의 폭(W1)은 상기 코일의 외경의 0.6배 이상일 수 있다.
그리고, 상기 돌기의 원주 방향의 폭(W2)은 상기 코일의 외경의 2배 이상일 수 있다.
그리고, 상기 인슐레이터는 상기 제1 외측 가이드와 상기 제2 외측 가이드 사이에 배치되는 연결부를 포함하고, 상기 연결부는 상기 요크 상에 배치되며, 상기 연결부에서 상기 돌기까지의 높이(H)는 상기 코일의 외경의 3배 이상일 수 있다.
한편, 상기 스테이터는 상기 코일의 단부와 연결되는 터미널을 더 포함하며, 상기 제2 인슐레이터는 상기 코일이 권선되는 바디부, 상기 바디부의 외측에서 수직한 방향으로 연장된 제1 외측 가이드, 상기 제1 외측 가이드에서 외측으로 이격되게 배치되는 제2 외측 가이드, 및 상기 바디부의 내측에서 수직한 방향으로 연장된 내측 가이드를 포함하고, 상기 내측 가이드의 상단에는 상기 터미널의 일측이 결합되는 홈이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 터미널은 터미널 바디, 상기 터미널 바디의 상면에서 돌출된 핀부, 상기 터미널 바디의 하면에서 돌출된 돌출부 및 상기 터미널 바디의 양측을 각각 절곡하여 형성된 절곡부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 홈에 결합될 수 있다.
또한, 원주 방향을 기준으로 세 개의 상기 제1 인슐레이터의 사이에는 상기 제2 인슐레이터가 배치될 수 있다.
또한, 상기 인슐레이터는 사출 방식에 의해 상기 스테이터 코어에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 인슐레이터에 상기 코일이 권선된 상태에서 상기 몰딩부가 사출 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 샤프트; 상기 샤프트와 결합하여 회전하는 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하며, 상기 스테이터는 스테이터 코어, 상기 스테이터 코어의 일부를 둘러싸는 인슐레이터, 상기 인슐레이터 상에 권선되는 코일, 및 상기 스테이터 코어, 상기 인슐레이터 및 상기 코일을 덮도록 배치되는 몰딩부를 포함하며, 상기 인슐레이터는 제1 인슐레이터 및 제2 인슐레이터를 포함하고, 상기 제1 인슐레이터는 상기 코일이 권선되는 바디부, 상기 바디부의 내측에서 수직한 방향으로 연장된 내측 가이드, 상기 바디부의 외측에서 수직한 방향으로 연장된 제1 외측 가이드, 상기 제1 외측 가이드에서 외측으로 이격되게 배치되는 제2 외측 가이드, 및 상기 제2 외측 가이드에서 내측으로 돌출된 돌기를 포함하며, 상기 돌기의 단부는 상기 제1 외측 가이드와 소정의 갭(G)이 형성되게 배치되고, 상기 코일의 일부는 상기 갭(G)을 통해 상기 제1 외측 가이드와 상기 제2 외측 가이드 사이에 배치되는 모터에 의해 달성된다.
여기서, 상기 인슐레이터가 사출 방식에 의해 상기 스테이터 코어에 1차로 형성된 후, 상기 인슐레이터에 상기 코일이 권선된 상태에서 상기 몰딩부가 사출 방식에 의해 2차로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 외측 가이드와 상기 제2 외측 가이드 사이에 상기 코일의 일 영역이 배치될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 스테이터 및 이를 포함하는 모터는 제2 외측 가이드 및 상기 제2 외측 가이드에서 내측으로 돌출된 돌기를 이용하여 오버 몰딩시 사출압에 의해 코일이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 나타내는 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 사시도이고,
도 3은 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 측면도이고,
도 4는 도 3의 A-A선을 나타내는 단면사시도이고,
도 5는 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터에 있어서, 몰딩부가 삭제된 스테이터를 나타내는 사시도이고,
도 6은 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터에 있어서, 몰딩부가 삭제된 스테이터를 나타내는 평면도이고,
도 7은 도 6의 A영역을 나타내는 확대도이고,
도 8은 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터의 인슐레이터를 나타내는 도면이고,
도 9는 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터의 제1 인슐레이터를 나타내는 측면도이고,
도 10은 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터의 터미널을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이다. 도 1에서 x 방향은 축 방향을 의미하며, y 방향은 반경 방향을 의미한다. 그리고, 축 방향과 반경 방향은 서로 수직한다. 여기서, 축 방향이라 함은 샤프트(300)의 길이 방향일 수 있다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 실시예에 따른 모터(1)는 실시예에 따른 스테이터(100), 상기 스테이터(100)의 내측에 배치되는 로터(200), 샤프트(300) 및 하우징(400)을 포함할 수 있다. 여기서, 내측이라 함은 반경 방향을 기준으로 중심(C)을 향하여 배치되는 방향을 의미하고, 외측이라 함은 내측과 반대되는 방향을 의미할 수 있다.
그리고, 상기 모터(1)는 샤프트(300)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(10)을 포함할 수 있다.
상기 스테이터(100)와 로터(200)는 전기적 상호 작용을 유발한다. 전기적 상호 작용이 유발되면, 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(300)가 회전한다. 샤프트(300)는 클러치 트랜스미션(Clutch Transmission)과 연결되어 동력을 제공할 수 있다. 나아가, 샤프트(300)는 듀얼 클러치 트랜스미션(DCT, Dual-clutch Transmission)과 연결되어 동력을 제공할 수도 있다. 여기서, 듀얼 클러치 트랜스미션(DCT)은, 종래의 수동 트랜스미션 차량에 탑재되는 단판 클러치 트랜스미션과는 달리 2조의 클러치를 탑재하고 있어서, 하나의 클러치를 통하여 전달되는 동력으로 1, 3, 5단을 구현하고, 나머지 하나의 클러치를 통하여 전달되는 동력으로 2, 4, 6단을 구현할 수 있도록 하는 시스템이다. 그리고, 듀얼 클러치 트랜스미션(DCT)은 샤프트(300)의 동력을 선택적으로 전달받을 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(100)는 로터(200)의 외측에 배치될 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 사시도이고, 도 3은 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 측면도이고, 도 4는 도 3의 A-A선을 나타내는 단면사시도이고, 도 5는 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터에 있어서, 몰딩부가 삭제된 스테이터를 나타내는 사시도이고, 도 6은 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터에 있어서, 몰딩부가 삭제된 스테이터를 나타내는 평면도이고, 도 7은 도 6의 A영역을 나타내는 확대도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 상기 스테이터(100)는 스테이터 코어(110), 스테이터 코어(110)에 배치되는 인슐레이터(120) 및 인슐레이터(120)에 권선되는 코일(130), 스테이터 코어(110, 상기 인슐레이터 및 상기 코일을 덮도록 배치되는 몰딩부(140) 및 상기 코일(130)의 단부와 전기적으로 연결되는 터미널(150)을 포함할 수 있다.
여기서, 인슐레이터(120)는 사출 방식에 의해 스테이터 코어(110)에 1차로 사출 성형될 수 있다. 그에 따라, 인슐레이터(120)는 스테이터 코어(110)의 일부를 둘러쌀 수 있다. 그리고, 코일(130)이 권선된 상태에서 몰딩부(140)가 사출 방식에 의해 2차로 사출 성형될 수 있다. 상기 사출 방식으로는 인서트 사출 방식이 이용될 수 있다.
스테이터 코어(110)는 원통형의 요크(111)와 요크(111)의 중심(C)을 지나는 가상의 선(축 방향)을 기준으로 요크(111)의 원주방향을 따라 반경 방향으로 돌출되게 형성된 복수 개의 투스(112)를 포함할 수 있다. 이때, 투스(112)는 로터(200)의 마그넷을 대향하도록 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 투스(112) 각각은 중심(C)을 향하여 요크(111)의 내주면에 배치될 수 있다.
그리고, 투스(112)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 축 방향에서 바라볼 때 단면이 T자 형상으로 형성될 수 있다.
따라서, 투스(112)는 l자 형상의 투스 바디와 상기 투스 바디의 단부에 배치되는 슈를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 슈는, 도 4에 도시된 바와 같이, 중심(C)를 기준으로 원주 방향으로 상기 투스 바디의 단부에서 돌출되게 형성될 수 있다.
한편, 스테이터 코어(110)는 복수 개의 투스(112)가 반경 방향으로 돌출되게 형성되도록 얇은 판상의 스테이터 플레이트를 적층하여 형성할 수 있다. 예컨데, 상기 스테이터 플레이트는 0.35~0.5㎜ 두께의 복수 개의 규소강판을 소정의 형상으로 성형한 후, 상기 스테이터 플레이트를 적층하여 스테이터 코어(110)를 형성할 수 있다.
인슐레이터(120)는 인서트 사출 방식에 의해 스테이터 코어(110)의 일 영역을 감싸도록 배치될 수 있다.
인슐레이터(120)는 스테이터 코어(110)가 코일(130)과 절연되게 한다. 상세하게, 인슐레이터(120)는 스테이터 코어(110)의 투스(112) 각각과 코일(130)을 절연되게 한다. 여기서, 인슐레이터(120)는 합성수지 재질로 형성될 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터의 인슐레이터를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 인슐레이터(120)는 제1 인슐레이터(120a), 제2 인슐레이터(120b) 및 제3 인슐레이터(120c)를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 원주 방향을 기준으로 제1 인슐레이터(120a)의 사이에는 제2 인슐레이터(120b)가 배치된다. 여기서, 제1 인슐레이터(120a)는 세 개가 제공될 수 있다.
여기서, 인슐레이터(120)는 제1 인슐레이터(120a), 제2 인슐레이터(120b) 및 제3 인슐레이터(120c)는 내측 가이드의 상부측에 홈 형성 여부 및 제2 외측 가이드에 돌기 형성 여부에 의해 구분될 수 있다.
예컨데, 제1 인슐레이터(120a), 제2 인슐레이터(120b) 및 제3 인슐레이터(120c) 각각은 코일(130)이 권선되는 바디부(121), 바디부(121)의 내측에서 돌출되는 내측가이드(122), 바디부(121)의 외측에서 돌출되는 제1 외측가이드(123) 및 바디부(121)의 외측에서 돌출되는 제1 외측가이드(123)에서 외측으로 이격되게 배치되는 제2 외측 가이드(124)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 외측가이드(123)와 제2 외측 가이드(124)는 소정의 이격간격(D)으로 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 이격 간격(D)은 코일(130)의 외경의 1.6~2.0배일 수 있다. 여기서, 코일(130)의 외경은 코일(130)의 선경 또는 직경이라 불리 수 있다.
또한, 제1 인슐레이터(120a), 제2 인슐레이터(120b) 및 제3 인슐레이터(120c) 각각은 제1 외측가이드(123)와 제2 외측 가이드(124) 사이에 배치되어 제1 외측가이드(123)와 제2 외측 가이드(124)를 연결하는 연결부(126)을 포함할 수 있다.
도 9는 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터의 제1 인슐레이터를 나타내는 측면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 인슐레이터(120a)는 바디부(121), 바디부(121)의 내측에서 돌출되는 내측가이드(122), 바디부(121)의 외측에서 돌출되는 제1 외측가이드(123), 바디부(121)의 외측에서 돌출되는 제1 외측가이드(123)에서 외측으로 이격되게 배치되는 제2 외측 가이드(124), 제2 외측 가이드에서 내측으로 돌출된 돌기(125) 및 제1 외측가이드(123)와 제2 외측 가이드(124)를 연결하는 연결부(126)를 포함할 수 있다.
바디부(121)는 투스112)의 투스 바디를 감싸도록 배치될 수 있다. 그리고, 바디부(121)에는 코일(130)이 권선될 수 있다. 이때, 바디부(121)의 일측에는 코일(130)의 권선을 안내하는 가이드홈(121a)이 형성될 수 있다.
내측 가이드(122)는 바디부(121)의 내측에서 수직한 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 이때, 내측 가이드(122)는 바디부(121)의 내측에서 축 방향 및 원주 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
내측 가이드(122)는 바디부(121)에 권선된 코일(130)을 지지하여 코일(130)이 내측으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
제1 외측 가이드(123)는 바디부(121)의 외측에서 수직한 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 이때, 제1 외측 가이드(123)는 바디부(121)의 외측에서 축 방향 및 원주 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
제1 외측 가이드(123)는 바디부(121)에 권선된 코일(130)을 지지하여 코일(130)이 외측으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
제1 외측 가이드(123)는 요크(111) 상면 또는 하면에 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 외측 가이드(123)는 축 방향으로 요크(311)에 오버랩되게 배치될 수 있다.
제2 외측 가이드(124)는 제1 외측 가이드(123)에서 소정의 이격간격(D)으로 이격되게 배치될 수 있다. 여기서, 제2 외측 가이드(124)는 연결부(126)의 반경 방향 일측에서 수직한 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 이때, 제2 외측 가이드(124)는 연결부(126)의 외측에서 축 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 외측 가이드(123)와 제2 외측 가이드(124)에는 원주 방향으로 권선되는 코일(130)의 일 영역이 배치될 수 있다. 그리고, 제2 외측 가이드(124)는 몰드 재질로 몰딩부(140)를 형성하기 위한 2차 사출 수행시 발생하는 사출압에 의해 상기 코일(130)이 반경 방향으로 노출되는 것을 방지한다.
한편, 제2 외측 가이드(124)는 요크(111) 상면 또는 하면에 배치될 수 있다. 그에 따라, 제2 외측 가이드(124)는 축 방향으로 요크(311)에 오버랩되게 배치될 수 있다.
돌기(125)는 제1 외측 가이드(123)와 제2 외측 가이드(124) 사이에 배치되는 코일(130)의 일부가 상기 사출압에 의해 축 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 6, 도 7 및 도 9를 참조하면, 돌기(125)는 제2 외측 가이드(124)의 상부에서 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 반경 방향을 기준으로 돌기(125)의 단부는 상기 제1 외측 가이드(123)의 외측면(123a)과 소정의 갭(G)이 형성되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 갭(G)을 통해 상기 코일(130)은 제1 외측 가이드(123)와 제2 외측 가이드(124) 사이로 삽입될 수 있다. 이때, 상기 갭(G)은 코일(130)의 외경과 동일하거나 조금 클 수 있다. 여기서, 상기 제1 외측 가이드(123)의 외측면(123a)은 연결부(126)를 기준으로 소정의 경사각을 갖는 경사면으로 형성될 수 있다.
그리고, 돌기(125)의 단부측은 라운딩 처리될 수 있다. 예컨데, 돌기(125)의 단부측 상면은 제1 외측 가이드(123)와 제2 외측 가이드(124) 사이로 코일(130)을 삽입하기 위해 곡면으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 곡면과 경사지게 형성된 제1 외측 가이드(123)의 외측면(123a)을 통해 코일(130)은 용이하게 제1 외측 가이드(123)와 제2 외측 가이드(124) 사이로 삽입될 수 있다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 돌기(125)의 반경 방향의 폭(W1)은 코일(130)의 외경의 0.6배 이상일 수 있다. 이 경우에도 상기 폭(W1)은 상기 갭(G)을 고려하여 형성된다.
도 7을 참조하면, 돌기(125)의 원주 방향의 폭(W2)은 코일(130)의 외경의 2배 이상일 수 있다. 이때, 돌기(125)의 원주 방향의 폭(W2)은 제2 외측 가이드(124)의 원주 방향 폭보다 작다. 그에 따라, 상기 사출압에 의해 상기 코일(130)이 축 방향으로 밀려나는 힘에 의해 크랙이 발생하지 않는다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 돌기(125)는 연결부(126)의 상면(126a)을 기준으로 소정의 높이(H)로 형성될 수 있다. 이때, 상기 높이(H)는 코일(130)의 외경의 3배 이상일 수 있다. 그러나, 상기 높이(H)는 제2 외측 가이드(124)의 축 방향 높이보다 작다.
연결부(126)는 제1 외측 가이드(123)와 제2 외측 가이드(124)에 배치되어 제1 외측 가이드(123)와 제2 외측 가이드(124)를 연결할 수 있다.
연결부(126)는 요크(111) 상에 배치될 수 있다. 그리고, 연결부(126) 상에는 코일(130)이 배치될 수 있다. 그에 따라, 연결부(126)는 요크(111)가 코일(130)과 절연되게 한다.
도 8을 참조하면, 제2 인슐레이터(120b)는 바디부(121), 바디부(121)의 내측에서 돌출되는 내측 가이드(122a), 바디부(121)의 외측에서 돌출되는 제1 외측가이드(123), 바디부(121)의 외측에서 돌출되는 제1 외측가이드(123)에서 외측으로 이격되게 배치되는 제2 외측 가이드(124) 및 제1 외측가이드(123)와 제2 외측 가이드(124)를 연결하는 연결부(126)를 포함할 수 있다.
제2 인슐레이터(120b)를 제1 인슐레이터(120a)와 비교해 볼 때, 제2 인슐레이터(120b)는 돌기(125)가 삭제된다는 점 및 내측 가이드(122a)의 형상에 차이가 있다.
제2 인슐레이터(120b)를 제1 인슐레이터(120a)를 설명함에 있어서, 제1 인슐레이터(120a)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 기재되는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제2 인슐레이터(120b)의 내측 가이드(122a)는 터미널(150)과의 결합을 위해 형성된 홈(122b)을 포함할 수 있다. 상기 홈(122b)은 내측 가이드(122a) 단부에 형성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 홈(122b)은 내측 가이드(122a) 상단에 형성될 수 있다. 그에 따라, 터미널(150)의 일측은 홈(122b)에 결합될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제3 인슐레이터(120c)는 바디부(121), 바디부(121)의 내측에서 돌출되는 내측 가이드(122), 바디부(121)의 외측에서 돌출되는 제1 외측가이드(123), 바디부(121)의 외측에서 돌출되는 제1 외측가이드(123)에서 외측으로 이격되게 배치되는 제2 외측 가이드(124) 및 제1 외측가이드(123)와 제2 외측 가이드(124)를 연결하는 연결부(126)를 포함할 수 있다.
제3 인슐레이터(120c)를 제1 인슐레이터(120a)와 비교해 볼 때, 제3 인슐레이터(120c)는 돌기(125)가 삭제되어 형성된다는 점에 차이가 있다.
따라서, 상기 모터(1)의 인슐레이터(120)은 제1 인슐레이터(120a), 제2 인슐레이터(120b) 및 제3 인슐레이터(120c)가 원주 방향으로 배치되어 형성될 수 있다. 이때, 코일(130)의 단부와 터미널(150)과의 전기적 연결을 고려하여 원주 방향을 기준으로 제1 인슐레이터(120a)의 사이에는 제2 인슐레이터(120b)가 배치된다.
코일(130)은 바디부(121)에 권선될 수 있다. 이때, 코일(130)은 바디부(121)의 가이드홈(121a)에 의해 배치가 안내될 수 있다. 그리고, 바디부(121)측에 배치되는 코일(130)의 단부는 터미널(150)과 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 코일(130)은 제1 외측 가이드(123)와 제2 외측 가이드(124) 사이로 권선되어 배치될 수 있다.
몰딩부(140)는 스테이터 코어(110), 인슐레이터(120) 및 코일(130)을 덮도록 배치될 수 있다. 특히, 몰딩부(140)는 바디부(121) 각각에 권선된 코일(130)과 코일(130)의 사이에 배치될 수 있다. 그에 따라, 서로 이격되게 배치되는 코일(130)과 코일(130)은 상기 몰딩부(140)에 의해 절연될 수 있다.
스테이터의 사출 과정을 살펴보면, 복수 개의 투스(112)가 형성된 스테이터 코어(110)를 금형(미도시) 속에 배치하고, 인서트 사출 방식을 통해 인슐레이터(120)를 형성할 수 있다. 여기서, 인슐레이터(120)는 레진, 합성수지, 고무, 우레탄 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.
특히, 전개형 스테이터 코어(110)의 경우, 스테이터 코어(110)가 전개된 상태에서 1차 사출을 수행하여 인슐레이터(120)를 형성할 수 있다.
그리고, 인슐레이터(120)가 사출 성형된 스테이터 코어(110)에는 코일(130)이 권선될 수 있다.
특히, 전개형 스테이터 코어(110)의 경우, 스테이터 코어(110)가 전개된 상태에서 인슐레이터(120)를 형성한 후 코일(130)을 권선할 수 있다.
그리고 나서, 롤링(Rolling) 공정을 통해 전개형 스테이터 코어(110)의 일측과 타측을 맞닿게 한 후 용접하여 원통형의 형상으로 형성되게 할 수 있다.
그리고, 상기 롤링 공정이 완료되어 코일(130)이 권선된 스테이터 코어(110)에는 몰딩부(140)가 사출 성형될 수 있다. 예컨데, 코일(130)이 권선된 스테이터 코어(110)를 금형(미도시) 속에 배치하고, 인서트 사출 방식을 통해 몰딩부(140)를 형성할 수 있다. 여기서, 몰딩부(140)는 레진, 합성수지, 고무, 우레탄 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.
즉, 상기 스테이터(100)는 1차로 인슐레이터(120)를 사출 형성한 후 코일(130)을 권선하고 2차로 몰딩부(140)를 사출 방식에 의해 형성할 수 있다.
이때, 몰딩부(140)의 사출 성형시 코일(130)에 사출압이 인가되더라도 제2 외측 가이드(124) 및 돌기(125)에 의해 코일(130)이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
터미널(150)은 코일(130)의 일측 단부와 전기적으로 연결되게 배치될 수 있다. 따라서, 외부로 일부가 노출된 상기 터미널(150)을 통해 전류가 코일(130)에 인가될 수 있다. 그에 따라, 코일(130)에 전류가 흐름으로써, 상기 스테이터(100)와 로터(200) 사이에 회전 자계가 형성되어 로터(200)가 회전하게 된다.
도 10은 실시예에 따른 모터에 배치되는 스테이터의 터미널을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 터미널(150)은 터미널 바디(151), 터미널 바디(151)의 상면에서 축 방향으로 돌출된 핀부(152), 터미널 바디(151)의 하면에서 축 방향으로 돌출된 돌출부(153) 및 터미널 바디(151)의 양측을 각각 절곡하여 형성된 절곡부(154)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 돌출부(151)는 상기 홈(122b)에 결합될 수 있다. 그리고, 절곡부(154)에는 코일(130)의 단부가 배치되기 때문에, 터미널(150)은 코일(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 핀부(152)의 일부는 외부로 노출되어 외부에서 전류를 인가하는 외부 전원부(미도시) 등과 전기적으로 연결될 수 있다.
로터(200)는 스테이터(100)의 내측에 배치될 수 있다.
로터(200)는 로터 코어(미도시)에 마그넷(미도시)이 결합되어 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 로터 코어에 마련된 포켓에 마그넷이 삽입되어 구성될 수 있다.
또는, 상기 로터 코어의 외주면에 상기 마그넷을 부착하여 로터(200)를 형성할 수도 있다.
로터(200)는 샤프트(300)와 결합하여 회전할 수 있다. 예컨데, 로터(200)의 중앙부에는 샤프트(300)가 결합될 수 있다.
그리고, 샤프트(300)의 외주면에는 베어링(10)이 배치될 수 있다. 그에 따라, 베어링(10)은 샤프트(300)를 의해 회전 가능하게 지지할 수 있다.
하우징(400)은 상기 모터(1)의 외형을 형성하고, 상기 모터(1)의 사이즈를 결정할 수 있다.
그리고, 하우징(400)은 상기 스테이터(100)와 로터(200)를 수용할 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(400)의 내부에는 상기 스테이터(100)와 로터(200)가 배치될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 모터
100: 스테이터 110: 스테이터 코어
111: 요크 112: 투스
120: 인슐레이터 121: 바디부
122: 내측 가이드 122b: 홈
123: 제1 외측 가이드 124: 제2 외측 가이드
125: 돌기
130: 코일 140: 몰딩부
150: 터미널
200: 로터
300: 샤프트
400: 하우징

Claims (12)

  1. 요크 및 상기 요크의 내측면에서 돌출되는 복수 개의 투스를 포함하는 스테이터 코어;
    상기 스테이터 코어의 일부를 둘러싸는 인슐레이터;
    상기 인슐레이터 상에 권선되는 코일; 및
    상기 스테이터 코어, 상기 인슐레이터 및 상기 코일을 덮도록 배치되는 몰딩부를 포함하며,
    상기 인슐레이터는 제1 인슐레이터 및 제2 인슐레이터를 포함하고,
    상기 제1 인슐레이터는
    상기 코일이 권선되는 바디부,
    상기 바디부의 내측에서 축 방향으로 연장된 내측 가이드,
    상기 바디부의 외측에서 축 방향으로 연장된 제1 외측 가이드,
    상기 제1 외측 가이드에서 외측으로 이격되게 배치되고 상기 바디부의 외측에서 축 방향으로 연장되는 제2 외측 가이드, 및
    상기 제2 외측 가이드에서 내측으로 돌출되어 상기 제1 외측 가이드와 소정의 갭(G)을 형성하는 돌기를 포함하며,
    반경 방향을 기준으로 상기 스테이터 코어의 중심(C)과 상기 돌기 사이에 상기 바디부가 배치되는 스테이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 갭(G)은 상기 바디부와 원주 방향으로 오버랩되지 않는 스테이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 외측 가이드, 상기 제2 외측 가이드 사이에 배치되는 상기 코일의 일부는 상기 돌기의 아래에 배치되는 스테이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌기의 단부의 상면은 곡면으로 형성되고,
    상기 제1 외측 가이드의 외측면은 경사지게 형성되는 스테이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 돌기는 상기 바디부의 외측에 배치되는 스테이터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터는 상기 코일의 단부와 연결되는 터미널을 더 포함하며,
    상기 제2 인슐레이터는
    상기 코일이 권선되는 바디부,
    상기 바디부의 외측에서 축 방향으로 연장된 제1 외측 가이드,
    상기 제1 외측 가이드에서 외측으로 이격되게 배치되는 제2 외측 가이드, 및
    상기 바디부의 내측에서 축 방향으로 연장된 내측 가이드를 포함하고,
    상기 내측 가이드의 상단에는 상기 터미널의 일측이 결합되는 홈이 형성되는 스테이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 터미널은
    터미널 바디,
    상기 터미널 바디의 상면에서 돌출된 핀부,
    상기 터미널 바디의 하면에서 돌출된 돌출부 및
    상기 터미널 바디의 양측을 각각 절곡하여 형성된 절곡부를 포함하며,
    상기 돌출부는 상기 홈에 결합되는 스테이터.
  8. 제1항에 있어서,
    원주 방향을 기준으로 세 개의 상기 제1 인슐레이터의 사이에는 상기 제2 인슐레이터가 배치되는 스테이터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인슐레이터는 사출 방식에 의해 상기 스테이터 코어에 배치되는 스테이터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인슐레이터에 상기 코일이 권선된 상태에서 상기 몰딩부가 사출 방식에 의해 형성되는 스테이터.
  11. 샤프트;
    상기 샤프트와 결합하여 회전하는 로터;
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하며,
    상기 스테이터는
    스테이터 코어,
    상기 스테이터 코어의 일부를 둘러싸는 인슐레이터,
    상기 인슐레이터 상에 권선되는 코일, 및
    상기 스테이터 코어, 상기 인슐레이터 및 상기 코일을 덮도록 배치되는 몰딩부를 포함하며,
    상기 인슐레이터는 제1 인슐레이터 및 제2 인슐레이터를 포함하고,
    상기 제1 인슐레이터는
    상기 코일이 권선되는 바디부,
    상기 바디부의 내측에서 축 방향으로 연장된 내측 가이드,
    상기 바디부의 외측에서 축 방향으로 연장된 제1 외측 가이드,
    상기 제1 외측 가이드에서 외측으로 이격되게 배치되고 상기 바디부의 외측에서 축 방향으로 연장되는 제2 외측 가이드, 및
    상기 제2 외측 가이드에서 내측으로 돌출되어 상기 제1 외측 가이드와 소정의 갭(G)을 형성하는 돌기를 포함하며,
    반경 방향을 기준으로 상기 스테이터 코어의 중심(C)과 상기 돌기 사이에 상기 바디부가 배치되는 모터.
  12. 샤프트;
    상기 샤프트와 결합하여 회전하는 로터;
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하며,
    상기 스테이터는
    스테이터 코어,
    상기 스테이터 코어의 일부를 둘러싸는 인슐레이터,
    상기 인슐레이터 상에 권선되는 코일, 및
    상기 스테이터 코어, 상기 인슐레이터 및 상기 코일을 덮도록 배치되는 몰딩부를 포함하며,
    상기 인슐레이터는 제1 인슐레이터 및 제2 인슐레이터를 포함하고,
    상기 제1 인슐레이터는
    상기 코일이 권선되는 바디부,
    상기 바디부의 내측에서 축 방향으로 연장된 내측 가이드,
    상기 바디부의 외측에서 축 방향으로 연장된 제1 외측 가이드,
    상기 제1 외측 가이드에서 외측으로 이격되게 배치되고 상기 바디부의 외측에서 축 방향으로 연장되는 제2 외측 가이드, 및
    상기 제2 외측 가이드에서 내측으로 돌출된 돌기를 포함하며,
    상기 제1 외측 가이드, 상기 제2 외측 가이드 사이에 배치되는 상기 코일의 일부는 상기 돌기의 아래에 배치되는 모터.
KR1020230141291A 2018-08-21 2023-10-20 스테이터 및 이를 포함하는 모터 KR20230149798A (ko)

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