KR20230172102A - 모터 고정자 코어 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물은 모터 고정자의 반경방향 외측에 위치하는 요크부와, 요크부 내측에서 모터 고정자의 반경방향으로 설정길이 연장 형성되는 티스부와, 티스부의 단부에 원호 형상으로 구비되는 폴부를 포함하는 복수의 코어, 복수의 코어 사이를 연결하는 복수의 연결부, 및 복수의 코어와 복수의 연결부 사이를 연결하는 힌지부를 포함한다. 본 발명의 실시예에 의하면 코어의 변형률을 감소시켜 연신율이 낮은 강판 소재를 사용하더라도 코어의 구조적인 파손을 방지할 수 있다.

Description

모터 고정자 코어 구조물{CORE STRUCTURE OF STATOR FOR MOTOR}

본 발명은 모터 고정자 코어 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코어의 변형률을 감소시켜 연신율이 낮은 강판 소재를 사용하더라도 코어의 구조적인 파손을 방지할 수 있는 모터 고정자 코어 구조물에 관한 것이다.

모터는 전기에너지를 역학적에너지로 변환하는 장치로써 각종 기기에서 구동원으로 사용되고 있다.

모터는 철심, 즉 코어를 자화시켜 자력에 의해 회전력을 생성하는 장치이다. 그리고 이러한 자력을 만들기 위해 코어의 주변에 코일을 감아서 자계를 형성한다.

주지된 바와 같이, 모터는 고정자 및 회전자를 포함하여 구성되어 있다.

고정자는 케이싱의 내측에 설치되며 코일이 감겨 결합되는 구성으로서, 회전하지 않는다. 이와 달리, 회전자는 고정자와 소정의 공극을 두고 고정자와 마주하여 배치되는데 자력에 의해 회전하도록 구성되어 있다.

그런데 대부분의 모터에서, 고정자는 효율이나 출력밀도를 높이기 위해 코어의 슬롯 안에 코일을 더 많이 채워 넣을 수 있는 구조를 필요로 한다.

그리고 모터의 고정자에서 코어는 철손을 줄이기 위해 전기강판을 여러 장 적층시킨 구조로 이루어지는데, 이러한 제약 조건 때문에 슬롯 면적에 대한 코일 단면적 비율인 점적률을 높이기 위한 많은 기술적인 노력이 따르고 있다.

일 예로서, 분할코어는 점적률을 높이기 위한 하나의 형태이다.

분할코어는 코어가 각 슬롯마다 분리되어 있어서 주변 간섭 없이 권선이 가능한 장점이 있다. 다만, 분할코어는 권선 후 모든 분할코어를 용접해야 하는 불편이 따르며, 결선공정이 추가로 필요하므로 생산이 어려운 단점이 있다.

본 발명과 관련된 종래기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0048962호(2005.05.25. 공개일)(선행문헌 1)가 있으며, 상기 선행문헌 1에는 전동기의 분할코어 결합구조가 개시되어 있다.

선행문헌 1에 개시된 분할코어 결합구조는 전개형 코어에서 복수의 요크부는 힌지부에 의해 서로 연결되는 구조를 갖는다. 그리고 요크부는 코일의 권선 후 코어를 원형으로 구부리는 롤링 공정을 통해 원형 형태를 가지게 된다. 그런데 선행문헌 1의 경우 각각의 요크부가 힌지부에 의해 연결되므로, 힌지부의 개수와 슬롯은 동일한 수로 이루어지며, 롤링 공정시 코어를 원형으로 구부리는 각도(즉, 벤딩 각도)가 크게 형성되고, 소재의 변형률이 커지는 단점이 있었다. 이 때문에, 일반적인 전기강판에 비해 연신율이 작은 강판 소재, 예를 들어 고규소강판을 사용할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명과 관련된 다른 종래기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0044726호(2006.05.16. 공개일)(선행문헌 2)가 있으며, 상기 선행문헌 2에는 분할코어식 모터 스테이터 및 그 조립방법이 개시되어 있다.

선행문헌 2에 개시된 분할코어식 모터 스테이터는 권선 자유도 및 점적률을 높이기 위해 스테이터가 분할코어로 구성되며, 각 치형끼리는 용접이 필요 없는 구조로 이루어져 있다. 다만, 코어의 변형률을 감소시키기에는 어려움이 있으며, 일반적인 전기강판에 비해 연신율이 작은 고규소강판을 소재로 이용하기에는 어려움이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0048962호 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0044726호

본 발명의 목적은 코어의 변형률을 감소시켜 연신율이 낮은 강판 소재를 사용하더라도 코어의 구조적인 파손을 방지할 수 있는 모터 고정자 코어 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 일반 전기강판에 비해 연신율이 낮은 강판 소재, 예를 들어 고규소강판을 사용할 수 있으며, 고속에서 철손을 저감하고 모터 효율을 향상시킬 수 있는 모터 고정자 코어 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 구조와 달리 각 치형이 완전히 분할되지 않고, 요크부가 모두 연결된 전개형 코어 구조로의 개선을 통해 개별 분할코어간의 조립이 요구되지 않아 생산성 향상 및 품질 안전성을 확보할 수 있는 모터 고정자 코어 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물은 코어의 변형률을 감소시켜 연신율이 낮은 강판 소재를 사용하더라도 코어의 구조적인 파손을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물은 기존의 일반 전기강판에 비해 연신율이 낮은 강판 소재, 예를 들어 고규소강판을 사용할 수 있으며, 고속에서 철손을 저감하고 모터 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물은 종래의 구조와 달리 각 치형이 완전히 분할되지 않고, 요크부가 모두 연결된 전개형 코어 구조로의 개선을 통해 개별 분할코어간의 조립이 요구되지 않아 생산성 향상 및 품질 안전성을 확보할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물은 모터 고정자의 반경방향 외측에 위치하는 요크부와, 상기 요크부 내측에서 상기 모터 고정자의 반경방향으로 설정길이 연장 형성되는 티스부와, 상기 티스부의 단부에 원호 형상으로 구비되는 폴부를 포함하는 복수의 코어, 상기 복수의 코어 사이를 연결하는 복수의 연결부, 및 상기 복수의 코어와 상기 복수의 연결부 사이를 연결하는 힌지부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서, 상기 복수의 코어 각각은, 설정 거리를 두고 서로 이격 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서, 상기 복수의 연결부 각각은, 상기 복수의 코어 사이의 이격 거리 내에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서, 상기 복수의 연결부 각각의 양측 단부는, 상기 힌지부에 의해 서로 인접한 복수의 요크부의 사이에서 회동 가능하게 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서, 상기 복수의 연결부 각각은, 상기 요크부와 동일한 길이를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서, 상기 복수의 연결부 각각의 외측은, 상기 요크부 외측과 동일한 곡률반경을 갖는 원호 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서, 상기 복수의 연결부 각각의 내측은, 상기 복수의 연결부 각각의 길이 중앙에 위치하며 나머지 부위에 비해 단면적이 축소되는 내측 중앙부, 상기 내측 중앙부를 기준으로 일측으로 경사지게 연결되며 단면적이 확장되는 내측 일단부, 및 상기 내측 중앙부를 기준으로 타측으로 경사지게 연결되며 단면적이 확장되는 내측 타단부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서, 상기 복수의 연결부 각각의 양측 단부는, 상기 요크부의 양측 단부와 동일한 길이를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서, 상기 요크부와 상기 연결부는 상기 힌지부에 의해 교대로 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서, 상기 힌지부의 개수는 상기 복수의 코어와 상기 복수의 연결부가 상기 힌지부에 의해 롤링되어 원형 구조를 가질 때의 슬롯 개수보다 2배일 수 있다. 슬롯은 티스부 사이마다 마련된 코일이 권선되는 공간을 말하는데, 연결부가 없이 요크부만이 힌지부에 의해서 연결되는 경우, 슬롯 개수와 힌지부의 개수가 동일한 수를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 복수의 연결부를 사용함으로써 슬롯 개수에 비해 힌지부의 개수가 2배 이상이 될 수 있다. 이에 따라, 권선 후에 코어를 원형으로 꺾는 롤링 공정 시 힌지부를 기준으로 꺾이는 각도(즉, 벤딩 각도)와 변형률이 연결부가 없던 기존 구조에 비해 절반 이하로 줄어들 수 있다. 이에 따라, 소재의 변형률이 줄어들기 때문에 연신율이 낮은 재질의 사용이 가능해진다. 예를 들어, 규소함량이 6.5%의 전기강판을 사용할 수 있다. 그 결과, 고속에서 철손을 저감하고 모터 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 코어 롤링 공정이 완료 후에는 적어도 한 부위를 용접하여 원형 구조의 고정자 형태를 유지시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서, 상기 복수의 코어 및 상기 복수의 연결부는, 규소함량이 6.5%의 전기강판일 수 있다. 이와 같이, 본 발명을 통해 연신율이 일반 전기강판에 비해 작은 규소함량 6.5% 의 전기강판 사용이 가능하여 고속에서 철손이 20% 이상 저감되고, 모터 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물은, 모터 고정자의 반경방향 외측에 위치하는 요크부와, 상기 요크부 내측에서 상기 모터 고정자의 반경방향으로 설정길이 연장 형성되는 티스부와, 상기 티스부의 단부에 원호 형상으로 구비되는 폴부를 포함하는 6개의 코어, 상기 6개의 코어 사이를 연결하는 6개의 연결부, 및 상기 6개의 코어와 상기 6개의 연결부 사이를 연결하는 힌지부를 포함한다.

이때, 6개의 연결부 각각은, 상기 요크부와 동일한 길이를 가질 수 있다.

또한, 6개의 연결부 각각의 외측은, 상기 요크부 외측과 동일한 곡률반경을 갖는 원호 형상을 가질 수 있다.

이때, 상기 요크부와 상기 연결부는 상기 힌지부에 의해 교대로 연결될 수 있다.

또한, 상기 힌지부의 개수는, 상기 복수의 코어와 상기 복수의 연결부가 상기 힌지부에 의해 롤링되어 원형 구조를 가질 때의 슬롯 개수보다 2배 일 수 있다.

슬롯은 티스부 사이마다 마련된 코일이 권선되는 공간을 말하는데, 연결부가 없이 요크부만이 힌지부에 의해서 연결되는 경우, 슬롯 개수와 힌지부의 개수가 동일한 수를 가질 수 있다. 만일 연결부가 없는 기존의 구조에 따를 경우, 6개의 코어는 6개의 힌지부에 의해 연결될 수 있으며, 슬롯 개수는 6개일 수 있다. 이와 같이, 기존의 경우 힌지부의 개수와 슬롯 개수가 같을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 6개의 연결부를 더 포함하는 구조로서, 힌지부의 개수가 기존에 대비하여 2배 정도로 증가할 수 있다. 그 결과 슬롯 개수에 비해 힌지부의 개수가 2배 정도로 증가할 수 있다. 이에 따라, 권선 후에 코어를 원형으로 꺾는 롤링 공정 시 힌지부를 기준으로 꺾이는 각도(즉, 벤딩 각도)와 변형률이 기존 구조에 비해 절반 이하로 줄어들 수 있다. 이에 따라, 소재의 변형률이 줄어들기 때문에 연신율이 낮은 재질의 사용이 가능해진다. 예를 들어, 규소함량이 6.5%의 전기강판을 사용할 수 있다. 그 결과, 고속에서 철손을 저감하고 모터 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 6개의 코어와 상기 6개의 연결부가 상기 힌지부에 의해 롤링되어 원형 구조를 가질 때 벤딩 각도는 15도를 이룰 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예에서의 벤딩 각도(15도)는 연결부가 없던 기존의 비교예의 벤딩 각도(30도)에 비해 절반으로 줄어든 것으로, 벤딩 각도의 감소에 따라 변형률도 기존 대비 절반 이하로 줄어들게 되며, 소재의 변형률이 줄어들기 때문에 연신율이 낮은 재질, 예를 들면 고규소강판 등의 사용이 가능해질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에 의하면, 코어의 변형률을 감소시켜 연신율이 낮은 강판 소재를 사용하더라도 코어의 구조적인 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에 의하면, 일반 전기강판에 비해 연신율이 낮은 강판 소재, 예를 들어 고규소강판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 연신율이 일반 전기강판에 비해 작은 규소함량 6.5%의 전기강판을 사용이 가능해 질 수 있다. 그 결과, 고속에서 철손이 20% 이상 저감될 수 있으며, 모터 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에 의하면, 종래의 코어 구조와 달리 각 치형이 완전히 분할되지 않고, 요크부가 모두 연결된 전개형 코어 구조로의 개선을 통해 개별 분할코어간의 조립이 필요 없게 된다. 이로써, 코어 전체 형태 유지를 위한 추가고정 수단이 최소화됨으로써 생산성 향상 및 품질 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 일반적인 모터 고정자 코어의 전개형 구조를 보여주는 개념도이다.
도 2는 일반적인 모터 고정자 코어의 롤링 후 원형 연결 구조를 보여주는 개념도이다.
도 3은 일반적인 모터 고정자 코어 구조를 부분 확대한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물의 전개형 구조를 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물의 롤링 후 원형 연결 구조를 보여주는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물을 부분 확대한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서 요크부 사이의 벤딩 각도를 보여주는 개념도이다.
도 8은 기존의 일반적인 모터 고정자 코어 구조물의 최대변형률을 보여주는 해석결과 이미지이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물의 최대변형률을 보여주는 해석결과 이미지이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에 관하여 상세히 설명하기에 앞서 기존의 일반적인 모터 고정자 코어 구조물(1)인 비교예에 관하여 간략히 살펴보기로 한다.

도 1은 일반적인 모터 고정자 코어의 전개형 구조를 보여준다.

도 1을 참조하면, 기존의 모터 고정자 코어 구조물(1)은 복수의 코어(2)와 힌지부(3)를 포함하여 구성된다.

각각의 코어(2)는 요크부(21), 티스부(23), 및 폴부(25)를 포함한다. 이와 같이 구성된 복수의 코어(2)는 힌지부(3)에 의해 도 1의 전개형 구조로 연결된다.

도 2는 일반적인 모터 고정자 코어의 롤링 후 원형 연결 구조를 보여준다.

도 1에서와 같이 복수의 코어(2)와 힌지부(3)로 연결된 전개형 구조는 롤링 공정을 거쳐 각 힌지부(3)를 중심으로 꺾이게 되고, 도 2에 도시된 원형 구조로 만들어진다.

예를 들어, 6개의 코어(2)는 6개의 힌지부(3)를 중심으로 원형 구조로 롤링되어 모터 고정자를 형성하는데, 6개의 코어(2) 사이에 6개의 슬롯(4)이 제공된다.

도 3은 일반적인 모터 고정자 코어 구조를 부분 확대한 모습을 보여준다.

도 3을 참조하면, 도 1의 전개형 구조에서 서로 연결되는 2개의 코어(2)는 하나의 힌지부(3)를 중심으로 꺾여 도 2에 도시된 원형 구조로 롤링된다.

그런데 기존의 일반적인 모터 고정자 코어 구조물(1)은 힌지부(3)의 개수와 슬롯(4)의 개수가 동일하며, 이에 따라 권선 후 모터 고정자 코어 구조물(1)을 원형으로 꺾어 롤링 공정을 수행할 때 벤딩 각도(a1)가 커진다.

예를 들어, 힌지부(3)의 개수가 6개이고, 슬롯(4)의 개수가 6개인 기존의 구조에 따르면, 벤딩 각도(a1)가 30도인데 벤딩 각도(a1)가 커져 변형률이 증가하는 단점이 있다. 이 때문에 기존의 일반 전기 강판을 대신하여 연신율이 낮은 재질, 예를 들어 고규소강판 등을 사용하게 되면 코어의 파손 등이 유발될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 기존의 일반적인 모터 고정자 코어 구조물의 단점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 코어의 변형률을 감소시켜 연신율이 낮은 강판, 예를 들어 고규소강판 등을 사용하더라도 코어의 구조적인 파손을 방지할 수 있다.

만일, 일반 전기강판에 비해 연신율이 낮은 고규소강판의 사용이 가능하게 되면, 고속에서 철손을 저감할 수 있으며 모터 효율을 향상시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도면에서, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물의 전개형 구조를 보여주며, 도 5는 모터 고정자 코어 구조물의 롤링 후 원형 연결 구조를 보여준다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물을 부분 확대한 것이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물에서 요크부 사이의 벤딩 각도를 보여준다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)은 복수의 코어(100)와 복수의 연결부(300)와 힌지부(200)를 포함한다.

복수의 코어(100) 각각은 요크부(110), 티스부(120), 폴부(130)를 포함한다.

요크부(110)는 코어(100)를 구성하는 일 부분으로서, 모터 고정자의 반경방향 외측에 위치할 수 있다.

요크부(110)는 코어(100)의 외측 단부를 통해 형성된다. 각각의 요크부(110)는 원호 형상을 가지며, 복수 개의 요크부(110)가 연결되어 롤링 후 원형 구조로 형성될 수 있다.

티스부(120)는 요크부(110)의 내측(111)에서 모터 고정자의 반경방향으로 설정길이 연장하여 형성될 수 있다. 티스부(120)는 롤링 후 요크부(110)의 내측(111)에서 코어(100)의 내측 중심을 향해 반경방향으로 연장된다.

티스부(120)는 코일이 권선되는 부위로서, 도 5를 참조하면 티스부(120)를 통해 코일이 권선되어 슬롯(140)의 빈 공간에 코일이 위치할 수 있다.

폴부(130)는 티스부(120)의 단부에 원호 형상으로 구비될 수 있다. 폴부(130)는 티스부(120)의 내측 단부에서 원호 형상으로 돌출되며 극성을 이룬다.

복수의 연결부(300)는 복수의 코어(100) 사이를 연결할 수 있다.

힌지부(200)는 복수의 코어(100)와 복수의 연결부(300) 사이를 연결한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)가 전개형 구조일 때, 복수의 코어(100)는 설정 거리를 두고 서로 이격하여 배치될 수 있다. 이때, 각각의 연결부(300)는 각각의 코어(100) 사이의 이격 거리 내에 배치될 수 있다.

나아가, 각각의 연결부(300)의 양측 단부(313, 314)는 힌지부(200)에 의해 서로 인접한 복수의 요크부(110)의 사이에서 회동 가능하게 연결될 수 있다.

각각의 연결부(300)는 요크부(110)와 유사한 원호 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)에서 각각의 연결부(300)는 요크부(110)와 동일한 길이를 가질 수 있다.

예를 들어, 요크부(110)의 길이가 L1이고, 연결부(300)의 길이가 L2일 경우, L1과 L2는 동일한 길이일 수 있다(도 4 참조).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)에서 각각의 연결부(300)의 외측(312)는 요크부(110)의 외측(112)과 동일한 곡률반경을 갖는 원호 형상을 가질 수 있다(도 6 참조).

이에 따라, 복수의 코어(100)와 복수의 연결부(300)가 힌지부(200)에 의해 연결된 전개형 구조(도 4 참조)를 롤링시켜 복수의 요크부(110)와 복수의 연결부(300)를 연결시키면 전체적으로 하나의 원형 구조(도 5 참조)가 된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)에서, 각각의 연결부(300)의 내측(311)은 내측 중앙부(3111), 내측 일단부(3112), 내측 타단부(3113)를 포함한다(도 6 참조).

도 6을 참조하면, 내측 중앙부(3111)는 각각의 연결부(300)의 길이(L2) 중앙에 위치하며 나머지 부위에 비해 단면적이 축소되는 형상을 가진다.

내측 일단부(3112)는 내측 중앙부(3111)를 기준으로 일측으로 경사지게 연결되며 단면적이 확장되는 형상을 가진다.

내측 타단부(3113)는 내측 중앙부(3111)를 기준으로 타측으로 경사지게 연결되며 단면적이 확장되는 형상을 가진다.

또한, 각각의 연결부(300)의 양측 단부, 즉 연결부(300)의 일측(313) 및 타측(314) 단부의 길이는 요크부(110)의 양측 단부와 동일한 길이를 가질 수 있다.

이와 같은 형상 및 구조를 가지며, 요크부(110)와 연결부(300)는 힌지부(200)에 의해 교대로 연결될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)에서 힌지부(200)의 개수는 복수의 코어(100)와 복수의 연결부(200)가 힌지부(200)에 의해 롤링된 후 원형 구조를 가질 때(도 5 참조)의 슬롯(140)의 개수보다 많다.

바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)의 경우, 힌지부(200)의 개수는 슬롯(140)의 개수보다 2배 정도가 될 수 있다.

슬롯(140)은 티스부(120) 사이마다 마련된 코일이 권선되는 공간을 말한다. 기존의 일반적인 모터 고정자 코어 구조물(1)(도 2 참조)의 경우 연결부(300)가 없이 코어, 더 구체적으로는 요크부(21)(도 2 참조)만이 힌지부(3)(도 2 참조)에 의해 연결되었다. 이 경우, 슬롯(4)(도 2 참조) 개수와 힌지부(3)(도 2 참조)의 개수가 동일하였다.

이와 달리, 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)(도 5 참조)은 요크부(110) 사이에 연결부(300)가 적어도 하나 연결되는 구조를 가질 수 있는데, 이에 따라 슬롯(140)의 개수에 비해 힌지부(200)의 개수가 2배 정도 많아지게 된다.

이에 따라, 권선 후에 모터 고정자 코어 구조물(10)를 원형으로 꺾는 롤링 공정 시 힌지부(200)를 기준으로 꺾이는 각도, 즉 벤딩 각도(a2)(도 7 참조)와 변형률이 연결부(300)가 없는 기존 구조에 비해 절반 이하로 줄어든다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)은 벤딩 각도(a2)가 기존 대비 절반 수준으로 감소되어 소재의 변형률이 줄어들기 때문에 기존의 일반 전기 강판보다 연신율이 낮은 강판의 사용이 가능하다. 예를 들어, 고규소강판 등의 사용이 가능해진다.

예를 들어 코어(100)와 연결부(300)의 재질로서 규소함량이 6.5%의 전기강판을 사용할 수 있는데, 고속에서 철손을 저감하고 모터 효율을 향상시키는 효과를 가져올 수 있다.

한편, 모터 고정자 코어 구조물(10)이 전개형 구조(도 4 참조)에서 원형 구조(도 5 참조)로 롤링 된 이후, 서로 분리된 부분, 예를 들어 연결부(300)와 요크부(110) 사이를 용접하여 원형 구조의 모터 고정자 코어 형태를 유지한다.

이때, 힌지부(200)에 의해 원형 구조로 연결되는 복수의 코어(100)와 복수의 연결부(300)는 기존의 일반 전기강판이 아니라 규소함량이 6.5%인 고규소강판 소재로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 연신율이 작은 고규소강판 소재를 이용할 수 있어 고속에서 철손이 20% 이상 저감되는 장점이 있으며, 모터 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 도 5를 참조하면 복수의 코어(100) 각각에 포함되는 폴부(130)의 내측 단부 사이에는 소정의 개방 부위가 존재하는데, 이를 슬롯 오픈부(141)라 한다.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 6개의 코어(100), 6개의 연결부(300) 및 힌지부(300)를 포함하는 모터 고정자 코어 구조물(10)에 관하여 살펴보기로 한다.

6개의 연결부(300) 각각은 6개의 요크부(110)와 동일한 길이를 가질 수 있다. 또한, 6개의 연결부(300) 각각의 외측(312)은 요크부(110)의 외측(112)과 동일한 곡률반경을 갖는 원호 형상을 가질 수 있다.

그리고 도 4를 참조하면 6개의 요크부(110)와 6개의 연결부(300)는 힌지부(200)에 의해 교대로 연결될 수 있다.

이때, 힌지부(200)의 개수는 6개의 코어(100)와 상6개의 연결부(300)가 힌지부(200)에 의해 롤링되어 원형 구조를 가질 때의 슬롯(140)의 개수보다 2배의 개수를 가질 수 있다.

만일, 6개의 연결부(300)가 없는 기존의 비교예(도2 참조)에 따를 경우 슬롯(4)(도 2 참조)의 개수는 6개이고, 이는 힌지부(3)(도 2 참조)의 개수와 동일하게 구성될 수 있다. 이와 같이, 기존의 비교예(도 2 참조) 경우 힌지부(3)(도 2 참조)와 슬롯(4)(도 2 참조)의 개수가 동일하게 형성된다. 그리고 기존의 벤딩 각도(a1)(도 3 참조)는 30도이다.

본 발명의 실시예(도 5 참조)에 따르면 6개의 코어(100)와 6개의 연결부(300)가 힌지부(200)에 의해 연결되는 구조로서, 연결부(300)의 개수만큼 힌지부(200)의 개수가 추가되어 12개의 힌지부(200)가 이용될 수 있다. 즉, 슬롯(140)(도 5 참조)의 개수는 6개 이고, 힌지부(200)의 개수는 12개로 기존 대비 2개 정도 증가될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면 권선 후에 코어를 원형으로 꺾는 롤링 공정 시 힌지부(200)를 기준으로 꺾이는 벤딩 각도(a2)(도 7 참조)가 기존의 비교예(도 2 참조)에 비해 절반 수준으로 줄어들 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)의 경우, 벤딩 각도(a2)가 15도가 될 수 있다(도 7 참조). 이와 같이 힌지부(200)의 개수 증가로 인해 소재의 변형률이 줄어들 수 있으며, 기존 대비 연신율이 낮은 소재를 사용할 수 있다.

도 8은 기존의 일반적인 모터 고정자 코어 구조물(이하, 비교예)(1, 도 2 참조)의 최대변형률을 보여주는 해석결과 이미지이고, 도 9는 본 발명인 모터 고정자 코어 구조물(이하, 실시예)(10, 도 6 참조)의 최대변형률을 보여주는 해석결과 이미지이다.

도 8을 참조하면, 기존의 비교예의 경우 최대변형률이 0.11mm/mm이다. 이에 반해, 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예의 경우 최대변형률이 0.03mm/mm이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 모터 고정자 코어 구조물(10)의 경우 기존의 비교예에 비해 최대변형률이 대폭 감소되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 기존의 일반 전기강판을 대신하여 연신율이 20%이하의 재질, 예를 들어 규소함량 6.5%의 전기강판을 사용하여 고속에서 철손이 20% 저감되고 모터 효율을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 코어의 변형률을 감소시켜 연신율이 낮은 강판 소재를 사용하더라도 코어의 구조적인 파손을 방지할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.

나아가, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 일반 전기강판에 비해 연신율이 낮은 강판 소재, 예를 들어 고규소강판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 연신율이 일반 전기강판에 비해 작은 규소함량 6.5%의 전기강판을 사용이 가능해 질 수 있다. 그 결과, 고속에서 철손이 20% 이상 저감될 수 있으며, 모터 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 종래의 코어 구조와 달리 각 치형이 완전히 분할되지 않고, 요크부가 모두 연결된 전개형 코어 구조로의 개선을 통해 개별 분할코어간의 조립이 필요 없게 된다. 이로써, 코어 전체 형태 유지를 위한 추가고정 수단이 최소화됨으로써 생산성 향상 및 품질 안전성을 확보할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 모터 고정자 코어 구조물
100: 코어
110: 요크부
111: 요크부 내측
112: 요크부 외측
120: 티스부
121: 티스부의 일단부
122: 티스부의 타단부
130: 폴부
140: 슬롯
141: 슬롯 오픈부
200: 힌지부
300: 연결부
311: 연결부 내측
3111: 내측 중앙부
3112: 내측 일단부
3113: 내측 타단부
312: 연결부 외측
313: 연결부 일측
314: 연결부 타측

Claims (15)

1. 모터 고정자의 반경방향 외측에 위치하는 요크부와,
   상기 요크부 내측에서 상기 모터 고정자의 반경방향으로 설정길이 연장 형성되는 티스부와,
   상기 티스부의 단부에 원호 형상으로 구비되는 폴부를 포함하는 복수의 코어;
   상기 복수의 코어 사이를 연결하는 복수의 연결부; 및
   상기 복수의 코어와 상기 복수의 연결부 사이를 연결하는 힌지부;
   를 포함하는 모터 고정자 코어 구조물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 코어 각각은,
   설정 거리를 두고 서로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는
   모터 고정자 코어 구조물.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 연결부 각각은,
   상기 복수의 코어 사이의 이격 거리 내에 배치되는 것을 특징으로 하는
   모터 고정자 코어 구조물.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 연결부 각각의 양측 단부는,
   상기 힌지부에 의해 서로 인접한 복수의 요크부의 사이에서 회동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는
   모터 고정자 코어 구조물.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 복수의 연결부 각각은,
   상기 요크부와 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는
   모터 고정자 코어 구조물.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 연결부 각각의 외측은,
   상기 요크부 외측과 동일한 곡률반경을 갖는 원호 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
   모터 고정자 코어 구조물.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 연결부 각각의 내측은,
   상기 복수의 연결부 각각의 길이 중앙에 위치하며 나머지 부위에 비해 단면적이 축소되는 내측 중앙부;
   상기 내측 중앙부를 기준으로 일측으로 경사지게 연결되며 단면적이 확장되는 내측 일단부; 및
   상기 내측 중앙부를 기준으로 타측으로 경사지게 연결되며 단면적이 확장되는 내측 타단부;
   를 포함하는 모터 고정자 코어 구조물.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 요크부와 상기 연결부는 상기 힌지부에 의해 교대로 연결되는
   모터 고정자 코어 구조물.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 힌지부의 개수는
   상기 복수의 코어와 상기 복수의 연결부가 상기 힌지부에 의해 롤링되어 원형 구조를 가질 때의 슬롯 개수보다 많게 형성되는 것을 특징으로 하는
   모터 고정자 코어 구조물.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 코어 및 상기 복수의 연결부는,
    규소함량이 6.5%의 전기강판인 것을 특징으로 하는
    모터 고정자 코어 구조물.
    
11. 모터 고정자의 반경방향 외측에 위치하는 요크부와,
    상기 요크부 내측에서 상기 모터 고정자의 반경방향으로 설정길이 연장 형성되는 티스부와,
    상기 티스부의 단부에 원호 형상으로 구비되는 폴부를 포함하는 6개의 코어;
    상기 6개의 코어 사이를 연결하는 6개의 연결부; 및
    상기 6개의 코어와 상기 6개의 연결부 사이를 연결하는 힌지부;
    를 포함하는 모터 고정자 코어 구조물.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 6개의 연결부 각각은,
    상기 요크부와 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는
    모터 고정자 코어 구조물.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 6개의 연결부 각각의 외측은,
    상기 요크부 외측과 동일한 곡률반경을 갖는 원호 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
    모터 고정자 코어 구조물.
    
14. 제11항에 있어서,
    상기 요크부와 상기 연결부는 상기 힌지부에 의해 교대로 연결되는
    모터 고정자 코어 구조물.
    
15. 제11항에 있어서,
    상기 힌지부의 개수는,
    상기 복수의 코어와 상기 복수의 연결부가 상기 힌지부에 의해 롤링되어 원형 구조를 가질 때의 슬롯 개수보다 많게 형성되는 것을 특징으로 하는
    모터 고정자 코어 구조물.

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