WO2016047973A1 - 스테이터 및 이를 구비한 모터 - Google Patents

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WO2016047973A1
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core
stator
core portion
stacked
press
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김병수
고형환
이세기
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주식회사 아모텍
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Definitions

  • the present invention relates to a stator and a motor having the same to form a wide area of the portion facing the magnet of the stator core to improve the motor efficiency.
  • the amorphous stator of a motor consists of a plurality of unit split core assemblies that are assembled in an annular manner, as disclosed in Patent Publication No. 10-1317892 (October 27, 2013), wherein each of the plurality of unit split core assemblies is amorphous.
  • a plurality of unit division cores formed by compression molding an alloy powder, the both ends of which are in contact with each other to form an annular magnetic circuit, and formed on the outer periphery of the plurality of unit division cores to define a coil formation region, It consists of an insulating bobbin assembled in an annular shape, and a coil wound on said insulating bobbin.
  • Such an amorphous stator has a problem in that compression molding is difficult and the efficiency of a motor is lowered when the entire stator is manufactured from an amorphous alloy powder.
  • Another object of the present invention is to compression-molded the amorphous metal powder, soft magnetic powder or a mixture of the amorphous metal powder and the soft magnetic powder, the second core portion disposed to face the magnet, to reduce the manufacturing cost, and to reduce the manufacturing process It is to provide a stator that can be simplified and a motor having the same.
  • Another object of the present invention is a laminated type or compression sintered in which a stator core is coupled to a laminated first core part in which a first coil and a second coil are wound, and is coupled to both ends of the first core part and has a larger area than one end of the first core part. It is to provide a stator for a double rotor including a mold second and third core portion and a motor having the same.
  • the stator of the present invention includes a plurality of stator cores, a bobbin wrapped around the outer circumferential surface of the stator core, and a coil wound around the outer circumferential surface of the bobbin, wherein the stator core stacks a plurality of iron pieces. And a first core part formed to be wound around the coil, and a second core part coupled to one end of the first core part and disposed to face the magnet of the rotor, and wider than one end area of the first core part.
  • the first core portion has a press-fitting protrusion inserted into the second core portion at one end thereof, and a connecting portion for annularly connecting the stator cores is formed at the other end thereof, and the connecting portion is formed at one end of the other end of the first core portion. It may include a locking groove is formed, and the locking projection is formed to protrude on the other end of the first core portion is fitted to the locking groove.
  • the second core part may be formed by stacking a plurality of iron pieces, and a pressing groove into which the pressing protrusion of the first core part may be pressed may be formed.
  • the second core part is laminated at the same height as the first core part, and includes a first laminated part in which a press-in groove is formed, a second laminated part stacked on a plurality of upper parts of the first laminated part, and a lower side of the first laminated part. It may include a third stacked portion stacked in a plurality.
  • the fitting protrusion is formed in the press-fitting groove, and the fitting protrusion is formed in the press-fitting protrusion so that the fitting protrusion may be fitted to the fitting groove.
  • the second core part may be integrally formed by a metal powder and may have a press-fit groove pressed into the press-in protrusion of the first core part.
  • the second core part may be formed of an amorphous metal powder, a soft magnetic powder or an alloy powder mixed with an amorphous metal powder and a spherical soft magnetic powder.
  • the second core portion may have a left side and a right side that are wider than the one end of the first core portion by a distance A, and the upper side and the lower side may have a wider distance than the one end of the first core portion by a distance B, respectively. have.
  • the stator of the present invention includes a stator core, a bobbin wrapped around an outer circumferential surface of the stator core, a first coil wound on one side of the stator core, and a second coil wound on the other side of the stator core.
  • the first core portion is formed by stacking a plurality of iron pieces and the first coil and the second coil is wound, and is coupled to one end of the first core portion and disposed to face the magnet of the outer rotor, one end of the first core portion Compared to the other end of the first core portion and the second core portion is formed to have a larger area than the first core portion, and is disposed facing the magnet of the inner core, the third core portion is formed to be wider than the other end of the first core portion do.
  • the first core part may include a first press-protrusion protrusion pressed into the second core portion, a second press-protrusion protrusion pressed into the third core portion, a first winding unit in which the first coil is wound, and the second coil may be wound. It may include a second winding portion and a connecting portion formed between the first winding portion and the second winding portion to annularly connect the stator cores.
  • the second core part may have a first press groove formed to be press-fitted into the first press protrusion of the first core part, and may be formed by stacking a plurality of iron pieces, and the third core part may include a second press protrusion of the first core part.
  • the second press-fitting groove to be press-fitted into the formed may be formed by stacking a plurality of iron pieces.
  • the second core portion and the third core portion are stacked at the same height as the first core portion and have a first stacked portion in which a press-in groove is formed, and a plurality of second stacked portions stacked above the first stacked portion; It may include a third stacked portion stacked on the lower side of the first stacked portion.
  • the second core part and the third core part may be integrally formed by metal powder, and a first press groove and a second press groove may be formed to be pressed into the first press protrusion and the second press protrusion of the first core part, respectively. .
  • the stator of the present invention is manufactured separately from the first core portion to which the coil is wound, and the second core portion disposed to face the magnet, and then coupled to each other, and the second core portion area is compared with the first core portion.
  • the motor efficiency can be improved by increasing it.
  • first core portion and the second core portion are formed by stacking a plurality of iron pieces, and by combining the first core portion and the second core portion with each other, manufacturing cost can be reduced and the manufacturing process can be simplified.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a single rotor type motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the stator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of the stator core according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded plan view of a stator core according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of a stator core according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of a stator core to which a bobbin is coupled according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a stator core according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a stator core according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a stator core according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of a stator core according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the stator according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of a stator core according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a double rotor type motor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the stator according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is an exploded plan view of a stator core according to a seventh embodiment of the present invention.
  • 16 is a plan view of the bobbin coupled to the stator core according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the stator according to the eighth embodiment of the present invention.
  • a single rotor type motor includes a stator 10 and a rotor 20 disposed with a predetermined gap on an outer circumferential surface of the stator 10 and connected to a rotating shaft 40.
  • the rotor 20 includes a magnet 22 disposed at a predetermined gap on the outer circumferential surface of the stator 10, a back yoke 24 disposed on the rear surface of the magnet 22, and a magnet 22 and a back yoke 24. It is fixed and comprises a rotor support 26 connected to the rotation axis (60).
  • the stator 10 includes a plurality of stator cores 12 arranged in an annular shape, an bobbin 14 made of an insulating material wrapped around the outer circumferential surface of the stator core 12, and a bobbin 14. It includes a coil 16 wound on the outer peripheral surface.
  • the stator core 12 has a split core shape and is connected to each other to form an annular shape, and is formed by stacking a plurality of iron pieces and wound a coil.
  • a portion 30 and a second core portion 32 formed by stacking a plurality of iron pieces and coupled to the first core portion 30 and disposed to face the magnet 22 are included.
  • the first core portion 30 is formed by stacking a plurality of iron pieces, one end is formed with a press-fitting projection 34 is inserted into the second core portion 32, the other end is annularly connected between the stator cores Connecting portions 36 and 38 are formed.
  • the connecting parts 36 and 38 directly connect the stator cores 12 arranged in a radial manner so that the divided stator cores 12 are energized with each other to form a magnetic circuit.
  • connection parts 36 and 38 are formed to protrude on the other end of the locking groove 36 formed at the other end of the first core part 30 and the other end of the first core part 30 to engage the locking groove 36. It includes a locking projection 38.
  • connection parts 36 and 38 form pin holes at both ends of the first core part, and the pin members are sandwiched between the pin holes of the two stator cores while the stator cores are in contact with each other. It is also possible to apply a structure that connects between the stator cores by coupling, and also a method of caulking using a caulking member in a state where the stator cores are in contact with each other.
  • the second core portion 32 is formed by stacking a plurality of iron pieces, and a press-fit groove 40 through which the press-in protrusion 34 of the first core portion 30 is press-fitted is formed. .
  • the second core part 32 is stacked on the same height as the first core part 30, and the first stacked part 42 having the press-in groove 40 is formed and a plurality of upper parts of the first stacked part 42.
  • the second stacked portion 44 stacked in the shape of the first stacked portion 42 and the third stacked portion having the form without the press-fitted groove 40 in the lower portion of the first stacked portion 42. (46).
  • the second core portion 32 is formed to have a larger area than the area of one end of the first core portion 30 to improve the efficiency of the motor. That is, the left and right side surfaces of the second core portion 32 are formed wider than the left and right side surfaces of the first core portion 30, and the upper and lower sides of the second core portion 32 are the second stacked portion 44 and The third stacked portion 46 is wider than the upper and lower ends of the first core portion 30.
  • a circular fitting protrusion 50 is formed in the indentation groove 40, and a circular fitting groove 52 is formed in the indentation protrusion 34 to fit the fitting protrusion 50 in the fitting groove 52. Coupled to increase the coupling force between the first core portion 30 and the second core portion (32).
  • the second core part 32 is stacked in the same direction as the axial direction of the rotation shaft 60 as much as the second stack part 44 and the third stack part 46 compared to the first core part 30.
  • stator manufacturing process according to the first embodiment constituted will be described below.
  • the iron plate is cut to separately manufacture the first core part 30 and the second core part 32, respectively.
  • the first core portion 30 integrally forms the indentation protrusion 34, the locking protrusion 38, and the locking groove 36, and the second core portion 32 includes the first indentation groove 40.
  • a second stacked portion 44 and a third stacked portion 46 without the stacked portion 42 and the press-in groove 40 are manufactured, respectively.
  • the plurality of iron pieces are stacked to form the first core portion 30, and the third stacked portion 46, the first stacked portion 42, and the second stacked portion 44 are sequentially stacked to form the second core.
  • the part 32 is formed.
  • the indentation protrusion 34 of the first core portion 30 is pressed into the indentation groove 40 of the second core portion 32 to couple the first core portion 30 and the second core portion 32. .
  • the bobbin 14 is formed by insert molding an insulating resin on the outer surfaces of the first core part 30 and the second core part 32.
  • the method of forming the bobbin 14 is applicable to the method of forming the bobbin by one insert molding after arranging the stator cores in an annular shape, in addition to the method of forming the bobbin on each of the split cores.
  • the stator core according to the second embodiment of the present invention has a split core shape and is connected to each other to form an annular shape.
  • the stator core 30 is formed by stacking a plurality of iron pieces and winds a coil.
  • a second core portion 80 formed by stacking a plurality of iron pieces and coupled to the first core portion 30 and disposed to face the magnet 22.
  • the first core portion 30 has the same structure as the first core portion 30 described in the first embodiment above.
  • the second core portion 80 is formed by stacking a plurality of iron pieces, and has a larger area on the upper side and the lower side as well as the left side and the right side compared to the cross-sectional area of the first core portion 74. .
  • the center of the second core portion 80 is formed with a pressing groove 82 in which the pressing projection 34 of the first core portion 30 is pressed in the vertical direction.
  • the second core portion 80 is formed with the same press-fit grooves 82 in all the iron pieces forming the second core portion, so that assembly is easy.
  • a circular fitting protrusion 84 is formed at the center of the indentation groove 82, and a circular fitting groove 52 is formed at the indentation protrusion 34 to fit the fitting protrusion 50 to the fitting groove 52. Coupled to increase the coupling force between the first core portion 30 and the second core portion 80.
  • the stator core according to the third embodiment of the present invention has a form different from that of the first embodiment.
  • the second core portion 86 is stacked on the same height as the first core portion 30 and has a first stacked portion 88 and a press-in groove 40 formed therein, and the first stacked portion 88. It includes a second laminated portion 90 is formed on the upper side or the lower side of a plurality of and having a form without the indentation groove 40.
  • the stator core described in the first embodiment has a structure in which the first core portion 30 and the second core portion 32 are formed in a "T" shape as a whole, and the stator core of the third embodiment has a first structure.
  • the core part 30 and the second core part 86 are coupled to each other, the core part 30 and the second core part 86 have a structure that is formed in an overall “L” shape.
  • the stator core according to the fourth embodiment of the present invention includes a first core portion 92 having a tooth portion 96 formed at one side thereof and a connecting portion 94 formed at the other side thereof, and a tooth.
  • Second core parts 98 and 99 stacked on the upper side and the lower side of the unit 96, respectively.
  • the first core portion 92 has a tooth portion 96 having an area extending in the left and right directions of the first core portion at one end thereof, and at the other end thereof so that the stator cores are interconnected to form an annular shape.
  • the connecting portion 94 is formed.
  • the second core parts 98 and 99 are formed in the same shape as the tooth part 96, are formed by stacking a plurality of iron pieces, and are fixed to the upper surface of the tooth part 96.
  • the second stacked portion 99 has the same shape as the first stacked portion 98 and is fixed to the lower surface of the tooth portion 96.
  • first stacked portion 98 and the second stacked portion 99 are fixed to the upper and lower surfaces of the tooth portion 96 by bonding.
  • stator core In the stator core according to the fourth embodiment, assembling is completed by forming the first core part in the same shape as the existing stator core and fixing the first laminated part and the second laminated part on the upper and lower surfaces of the tooth part, respectively. Easy and simple
  • the stator core according to the fifth embodiment of the present invention has the same shape as the stator core of the fourth embodiment, except that the laminated portion 98 is disposed on only one of the upper and lower surfaces of the tooth portion 96. Has a structure to be fixed.
  • the stator core according to the fifth embodiment is formed by stacking a plurality of iron pieces on either of the upper and lower surfaces of the tooth portion 96 and the lamination portion 98 having the same shape as the tooth portion is fixed.
  • the stator core 70 is formed by stacking a plurality of iron pieces and the first core portion 72 on which the coil 16 is wound, and the amorphous metal powder. And a second core portion 74 integrally formed by a mold and coupled to the first core portion 72 and disposed to face the magnet 22.
  • the first core portion 70 is formed in the same form as the first core portion 30 described in the first embodiment.
  • the second core portion 74 may be formed by mixing amorphous metal powder and a binder, or may be formed by mixing amorphous metal powder, crystalline metal powder having excellent soft magnetic properties, and a binder in a predetermined ratio. In this case, compared to the case where 100% of the amorphous metal powder is used, the mixing of the metal powder in a predetermined ratio can solve the difficulty of high-pressure sintering and increase the permeability.
  • the second core portion 74 may be manufactured by compression molding only with soft magnetic powder.
  • the second core portion 74 may be manufactured by extrusion molding in addition to compression molding.
  • the second core portion 74 is formed with a press-fitting groove 76 through which the press-in protrusions 34 of the first core portion 72 are press-fitted.
  • the area is formed wide.
  • the left side and the right side of the second core portion 74 are formed wider by the distance A than the left side and the right side of the first core portion, and the upper side and the lower side of the second core portion 74 have one end of the first core portion. It is formed wider by the distance (B) than the upper side and the lower side.
  • the stator core 70 is formed by stacking a plurality of iron pieces in which the first core part 72 in which the coil is wound, and the second core part disposed to face the magnet 22 ( 74 is larger than the first core portion 72 by forming a larger area on the left and right as well as the upper and lower sides and compression-molded with amorphous metal powder, thereby improving the motor performance while reducing the manufacturing cost.
  • stator manufacturing process according to the sixth embodiment of the present invention will be described below.
  • the iron plate is cut to manufacture the first core portion 72.
  • the amorphous metal powder is compression molded to manufacture the second core portion 74.
  • the second core portion 74 may be formed by mixing amorphous metal powder and a binder, or may be formed by mixing amorphous metal powder, crystalline metal powder having excellent soft magnetic properties and a binder at a predetermined ratio, and having excellent soft magnetic properties.
  • the crystalline metal powder and the binder can be mixed and molded.
  • the press-in protrusion 34 of the first core portion 72 is press-fitted into the press-in groove 76 of the second core portion 74 to couple between the first core portion 72 and the second core portion 74. do.
  • the bobbin 14 is formed by insert molding an insulating resin on the outer surfaces of the first core portion 72 and the second core portion 74.
  • the method of forming the bobbin is also applicable to a method of forming the bobbin by one insert molding after stator cores are arranged in an annular shape.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a double rotor type motor according to another embodiment of the present invention.
  • the double rotor type motor includes a stator 100, an outer rotor 110 disposed with a gap on the outer surface of the stator 100, an inner rotor 120 disposed with a gap on the inner surface of the stator 100, and an inner It is connected to any one of the rotor 120 and the outer rotor 110 includes a planetary gear device 130 for reducing the rotational speed output.
  • the outer rotor 110 may include a first magnet 112 disposed at a predetermined gap on the outer surface of the stator 100, a first back yoke 114 disposed on the rear surface of the first magnet 112, and insert molding.
  • the outer rotor support 116 is formed integrally with the first magnet 112 and the first back yoke 114 by.
  • the outer rotor support 116 is formed integrally with the first magnet 112 and the first back yoke 114 by molding with a thermosetting resin, for example, a BMC (Bulk Molding Compound) molding material such as polyester. .
  • a thermosetting resin for example, a BMC (Bulk Molding Compound) molding material such as polyester.
  • the inner rotor 120 includes a second magnet 122 disposed with a gap on the inner surface of the stator 100, a second back yoke 124 disposed on the rear surface of the second magnet 122, and insert molding.
  • the inner rotor support 126 is integrally formed with the second magnet 122 and the second back yoke 124.
  • the inner rotor support 126 is formed integrally with the second magnet 122 and the second back yoke 124 by molding with a thermosetting resin (Bulk Molding Compound) molding material such as polyester, for example. .
  • a thermosetting resin Bulk Molding Compound
  • the outer rotor support 126 is connected to the inner shaft 140, and the inner rotor support 126 is connected to the outer shaft 150.
  • the planetary gear device 130 is installed on the inner shaft 140 to reduce the rotational speed of the inner shaft 140 to increase the torque.
  • the planetary gear device 130 includes a sun gear, a planet gear and a carrier, and a ring gear serving as a housing.
  • the rotation gear is applied to the sun gear
  • the decelerated output is output from the carrier when the ring gear is fixed.
  • the planetary gear device 130 rotates the entire planetary gear device 130 without deceleration when rotation inputs of the same direction and the same RPM are applied to the sun gear and the ring gear.
  • the outer shaft 150 is connected to the washing tank, and the inner shaft 140 is connected to the pulsator.
  • the sun gear of the planetary gear device 130 The output reduced through the planetary gear and the carrier is transmitted to the pulsator through the upper inner shaft 140.
  • the output of the outer rotor 110 may be used during washing and rinsing operations of the washing machine as the rotational speed is reduced and the torque is increased and applied to the pulsator while passing through the planetary gear device 130.
  • the stator 100 includes a stator core 160, a bobbin 170 wrapped around an outer circumferential surface of the stator core 160, and a first coil wound around one side of the stator core 160. 172 and a second coil 174 wound on the other side of the stator core 160.
  • the stator 100 includes the outer rotor 110 and the inner rotor 120 according to first and second driving signals applied independently from the motor driver (not shown) to the first coil 172 and the second coil 174. It acts as a double stator to selectively drive).
  • the stator core 160 has a split core shape and is connected to each other to form an annular shape.
  • the stator core 160 is formed by stacking a plurality of iron pieces and has a first coil and a second coil.
  • the wound first core portion 162 and a plurality of iron pieces are formed by stacking and being coupled to one end of the first core portion 30 and disposed to face the first magnet 112 of the outer rotor 110.
  • a second core portion 164 and a third core portion 166 coupled to the other end of the first core portion 162 and disposed to face the second magnet 122 of the inner rotor 120.
  • the first core portion 162 is formed by stacking a plurality of iron pieces, one end of which is formed with a first press projection (180) press-fitted into the second core portion 164, the other end of the third core portion 166
  • the second press projection 182 is press-fitted into) is formed.
  • connecting portions 184 and 186 are formed to annularly connect the stator cores.
  • the connecting parts 36 and 38 directly connect the stator cores 12 arranged in a radial manner so that the divided stator cores 12 are energized with each other to form a magnetic circuit.
  • connection parts 184 and 186 are formed to protrude to the other center of the locking groove 186 formed on one side of the center of the first core portion 162, the first core portion 162 is fitted into the locking groove 186 A locking protrusion 184 is included.
  • connection parts 184 and 186 form pin holes in the first core part, and the pin members are fitted between the pin holes of the two stator cores while the stator cores are in contact with each other. It is also possible to apply a structure that connects between them, and a method of caulking using a caulking member in a state in which the stator cores are in contact with each other is also applicable.
  • the first core part 162 is formed with a first winding part 188 on which one side of the connecting parts 184 and 186 is wound, and a second coil 174 is wound on the other side of the connecting parts 184 and 186.
  • a second winding portion 190 is formed.
  • the second core part 164 is formed with a first press groove 192 press-fitted into the first press projections 180 of the first core part 162, and is formed by stacking a plurality of iron pieces.
  • the third core part 166 is formed with a second press-fitting groove 194 press-fitted into the second press-in protrusion 182 of the first core part 162, and is formed by stacking a plurality of iron pieces.
  • a circular fitting protrusion 50 is formed in the first pressing groove 192 and the second pressing groove 194, and a circular fitting groove is formed in the first pressing protrusion 180 and the second pressing protrusion 182.
  • a 52 is formed so that the fitting protrusion 50 is fitted into the fitting groove 52 so as to be between the first core portion 162 and the second core portion 164 and between the first core portion 162 and the third core portion. Increase the binding force between the (166).
  • the second core part 164 and the third core part 166 are stacked at the same height as the first core part 162 and have a first stack in which a first press groove 192 and a second press groove 194 are formed.
  • the laminate may be laminated on only one of the upper and lower surfaces of the first stacked portion 210. That is, the second laminate 212 is stacked only on the top surface of the first stacked portion 210, or the third stacked portion 214 is stacked only on the bottom surface of the first stacked portion 210. It is possible.
  • the press-in groove formed in the first stacking portion is formed in the second stacking portion and the third stacking portion. That is, the first stacked portion, the second stacked portion, and the third stacked portion may be formed in the same shape in which the indentation grooves are formed.
  • teeth portions are formed on both ends of the first core portion, respectively, and at least one of the upper and lower surfaces of the teeth portion has the same shape as the teeth portion, and a plurality of iron pieces are stacked.
  • the laminated portion formed by may be formed.
  • the stator core 200 is formed by stacking a plurality of iron pieces, and the first core part 210 on which the first coil 172 and the second coil 174 are wound. ), And a second core portion 220 which is formed integrally by a mold by compression molding with amorphous metal powder and coupled to one end of the first core portion 210 and disposed to face the first magnet 112, and amorphous. Compression molded from metal powder is integrally formed by a mold and coupled to the other end of the first core portion 210 and includes a third core portion 230 disposed to face the second magnet 122.
  • the first core portion 210 is formed in the same form as the first core portion 162 described in the third embodiment.
  • the second core part 220 and the third core part 230 may be formed by mixing amorphous metal powder and a binder, or may be formed by mixing amorphous metal powder, crystalline metal powder having excellent soft magnetic properties and a binder in a predetermined ratio. Can be. In this case, compared to the case where 100% of the amorphous metal powder is used, the mixing of the metal powder in a predetermined ratio can solve the difficulty of high-pressure sintering and increase the permeability.
  • the second core part 220 and the third core part 230 have the same shape as the second core part 70 described in the sixth embodiment shown in FIG. 11, and the left and right sides thereof are the first core part 210. ) Is wider than the left and right sides by one distance (A), and the upper and lower sides thereof are formed wider by the distance (B) than the upper and lower ends of the first core portion 210.
  • the stator 200 is applied to the first coil 172 and the second coil 174 independently from the motor driver (not shown) in the same manner as the stator core 100 according to the seventh embodiment. It serves as a double stator for selectively driving the outer rotor 110 and the inner rotor 120 in accordance with the drive signal.
  • the stator 200 serving as a double stator may be applied to the double rotor type motor shown in FIG. 13 and used as a washing machine driving device.
  • stator 100 and 200 are applied to the double rotor type motor illustrated in FIG. 13, that is, the outer rotor is connected to the inner shaft, and the inner rotor is connected to the outer shaft. It is also possible to apply to a structure in which the outer rotor is connected to the outer shaft and the inner rotor is connected to the inner shaft.
  • the present invention relates to a single rotor using a stator core having a laminated or compression-sintered second and third core portion having a larger area than one end of the first core portion on one side or both sides of the laminated first core portion to which the coil is wound.
  • a double rotor stator may be implemented and may be applied to a washing machine driving device.

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Abstract

본 발명은 복수의 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 외주면에 감싸지는 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 권선되는 코일을 포함하고, 상기 스테이터 코어는 복수의 철편을 적층하여 형성되고 코일이 감겨지는 제1코어부와, 상기 제1코어부의 일단에 결합되고 로터의 마그넷과 마주보게 배치되며, 상기 제1코어부의 일단 면적에 비해 넓게 형성되는 제2코어부로 구성되어, 모터의 효율을 향상시킬 수 있는 스테이터 및 모터를 제공한다.

Description

스테이터 및 이를 구비한 모터
본 발명은 스테이터 코어의 마그넷과 마주보는 부분의 면적을 넓게 형성하여 모터 효율을 향상시키는 스테이터 및 이를 구비한 모터에 관한 것이다.
일반적으로 모터의 비정질 스테이터는 등록특허공보 10-1317892(2013년 10월 27일)에 개시된 바와 같이, 환형으로 조립된 다수의 단위 분할 코어 조립체로 이루어지며, 상기 다수의 단위 분할 코어 조립체는 각각 비정질 합금 분말을 압축 성형하고, 양측 단부가 상호 접촉되어 환형의 자기회로를 형성하는 다수의 단위 분할 코어와, 상기 다수의 단위 분할 코어의 외주에 형성되어 코일 형성 영역을 한정하며 다수의 단위 분할 코어를 환형으로 조립하는 절연성 보빈과, 상기 절연성 보빈에 권선된 코일로 구성된다.
이와 같은 비정질 스테이터는 스테이터 전체를 비정질 합금분말로 제조할 경우 압축 성형이 어렵고 모터의 효율이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 코일이 감기는 제1코어부와, 마그넷과 마주보게 배치되는 제2코어부를 별도로 제조한 후 상호 결합하고, 제2코어부의 면적을 제1코어부에 비해 크게 하여 누설 자속을 함에 의해 모터의 효율을 향상시킬 수 있는 스테이터 및 이를 구비한 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 마그넷과 마주보게 배치되는 제2코어부를 비정질 금속 분말, 연자성 분말 또는 비정질 금속 분말과 연자성 분말을 혼합한 혼합물을 압축 성형함으로써, 제조비용을 줄일 수 있고, 제조공정을 단순화할 수 있는 스테이터 및 이를 구비한 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제1코어부 및 제2코어부를 복수의 철편을 적층하여 형성하고, 제1코어부와 제2코어부를 상호 결합함으로써, 제조비용을 줄일 수 있고, 제조공정을 단순화할 수 있는 스테이터 및 이를 구비한 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스테이터 코어가 제1코일 및 제2코일이 권선되는 적층형 제1코어부와, 제1코어부의 양단부에 결합되며 제1코어부의 일단에 비해 면적이 넓게 형성되는 적층형 또는 압축소결형 제2 및 제3 코어부를 포함하는 더블 로터용 스테이터 및 이를 구비한 모터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 스테이터는 복수의 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 외주면에 감싸지는 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 권선되는 코일을 포함하고, 상기 스테이터 코어는 복수의 철편을 적층하여 형성되고 코일이 감겨지는 제1코어부와, 상기 제1코어부의 일단에 결합되고 로터의 마그넷과 마주보게 배치되며, 상기 제1코어부의 일단 면적에 비해 넓게 형성되는 제2코어부를 포함한다.
상기 제1코어부는 그 일단에 상기 제2코어부에 삽입되는 압입돌기가 형성되고, 그 타단에는 스테이터 코어들 사이를 환형으로 연결하는 연결부가 형성되며, 상기 연결부는 상기 제1코어부의 타단 일측에 형성되는 걸림홈과, 상기 제1코어부의 타단 타측에 돌출되게 형성되어 상기 걸림홈에 끼움 결합되는 걸림돌기를 포함할 수 있다.
상기 제2코어부는 복수의 철편을 적층하여 형성되고, 상기 제1코어부의 압입돌기가 압입되는 압입홈이 형성될 수 있다.
상기 제2코어부는 상기 제1코어부와 동일한 높이로 적층되고 압입홈이 형성되는 제1적층부와, 상기 제1적층부의 상측에 복수로 적층되는 제2적층부와, 상기 제1적층부의 하측에 복수로 적층되는 제3적층부를 포함할 수 있다.
상기 압입홈 내부에는 끼움돌기가 형성되고, 상기 압입돌기에는 끼움홈이 형성되어 상기 끼움돌기가 끼움홈에 끼움 결합될 수 있다.
상기 제2코어부는 금속 분말에 의해 일체로 형성되고 상기 제1코어부의 압입돌기에 압입되는 압입홈이 형성될 수 있다.
상기 제2코어부는 비정질 금속분말, 연자성 분말 또는 비정질 금속 분말과 구형 연자성 분말을 혼합한 합금분말로 형성될 수 있다.
상기 제2코어부는 상기 제1코어부의 일단에 비해 좌측 및 우측이 각각 간격(A)만큼 넓게 형성되고, 상기 제1코어부의 일단에 비해 상측 및 하측이 각각 간격(B)만큼 더 넓게 형성될 수 있다.
본 발명의 스테이터는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 외주면에 감싸지는 보빈과, 상기 스테이터 코어의 일측에 권선되는 제1코일 및 상기 스테이터 코어의 타측에 권선되는 제2코일을 포함하고, 상기 스테이터 코어는 복수의 철편이 적층되어 형성되고 제1코일 및 제2코일이 권선되는 제1코어부와, 상기 제1코어부의 일단에 결합되고 아우터 로터의 마그넷과 마주보게 배치되며, 상기 제1코어부의 일단에 비해 면적이 넓게 형성되는 제2코어부와, 상기 제1코어부의 타단에 결합되고 인너 로터의 마그넷과 마주보게 배치되며, 상기 제1코어부의 타단에 비해 면적이 넓게 형성되는 제3코어부를 포함한다.
상기 제1코어부는 상기 제2코어부에 압입되는 제1압입돌기와, 상기 제3코어부가 압입되는 제2압입돌기와, 상기 제1코일이 권선되는 제1권선부와, 상기 제2코일이 권선되는 제2권선부와, 상기 제1권선부와 제2권선부 사이에 형성되어 스테이터 코어들 사이를 환형으로 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제2코어부는 상기 제1코어부의 제1압입돌기에 압입되는 제1압입홈이 형성되고, 복수의 철편을 적층하여 형성될 수 있고, 상기 제3코어부는 상기 제1코어부의 제2압입돌기에 압입되는 제2압입홈이 형성되고, 복수의 철편을 적층하여 형성될 수 있다.
상기 제2코어부 및 제3코어부는 상기 제1코어부와 동일한 높이로 적층되고 압입홈이 형성되는 제1적층부와, 상기 제1적층부의 상측에 복수로 적층되는 제2적층부와, 상기 제1적층부의 하측에 복수로 적층되는 제3적층부를 포함할 수 있다.
상기 제2코어부 및 제3코어부는 금속 분말에 의해 일체로 형성되고 상기 제1코어부의 제1압입돌기 및 제2압입돌기에 압입되는 제1압입홈 및 제2압입홈이 각각 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 스테이터는 코일이 감기는 제1코어부와, 마그넷과 마주보게 배치되는 제2코어부를 별도로 제조한 후 상호 결합하고, 제2코어부면적을 제1코어부에 비해 크게 하여 모터의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 마그넷과 마주보게 배치되는 제2코어부를 비정질 금속 분말, 연자성 분말 또는 비정질 금속 분말과 연자성 분말을 혼합한 혼합물을 압축 성형한 압축소결형으로 구성함으로써, 제조비용을 줄일 수 있고, 제조공정을 단순화할 수 있다.
또한, 제1코어부 및 제2코어부를 복수의 철편을 적층하여 형성하고, 제1코어부와 제2코어부를 상호 결합함으로써, 제조비용을 줄일 수 있고, 제조공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 로터 타입 모터의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터 코어의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터 코어의 분해 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터 코어의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 보빈이 결합된 스테이터 코어의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 스테이터 코어의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 스테이터 코어의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 스테이터 코어의 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 스테이터 코어의 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 스테이터의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제6실시예에 따른 스테이터 코어의 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 더블 로터 타입 모터의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제7실시예에 따른 스테이터의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제7실시예에 따른 스테이터 코어의 분해 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제7실시예에 따른 스테이터 코어에 보빈이 결합된 평면도이다.
도 17은 본 발명의 제8실시예에 따른 스테이터의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 싱글 로터 타입 모터는 스테이터(10)와, 스테이터(10)의 외주면에 일정 갭을 두고 배치되고 회전축(40)에 연결되는 로터(20)를 포함한다.
로터(20)는 스테이터(10)의 외주면에 일정 갭을 두고 배치되는 마그넷(22)과, 마그넷(22)의 배면에 배치되는 백요크(24)와, 마그넷(22)과 백요크(24)가 고정되고 회전축(60)에 연결되는 로터 지지체(26)를 포함한다.
스테이터(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 환형으로 배열되는 다수의 스테이터 코어(12)와, 스테이터 코어(12)의 외주면에 감싸지는 절연성 재질의 보빈(14)과, 보빈(14)의 외주면에 권선되는 코일(16)을 포함한다.
제1실시예에 따른 스테이터 코어(12)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 분할 코어 형태이고 상호 연결되어 환형을 이루는 것으로, 복수의 철편을 적층하여 형성되고 코일이 감겨지는 제1코어부(30)와, 복수의 철편을 적층하여 형성되고 제1코어부(30)에 결합되며 마그넷(22)와 마주보게 배치되는 제2코어부(32)를 포함한다.
제1코어부(30)는 복수의 철편을 적층하여 형성되고, 그 일단에는 제2코어부(32)에 삽입되는 압입돌기(34)가 형성되고, 그 타단에는 스테이터 코어들 사이를 환형으로 연결하는 연결부(36,38)가 형성된다.
연결부(36,38)는 방사상으로 배열되는 스테이터 코어들(12) 사이를 직접 연결하여 분할된 형태의 스테이터 코어들(12) 사이가 상호 통전되어 자기회로를 형성할 수 있도록 한다.
이러한 연결부(36,38)는 제1코어부(30)의 타단 일측에 형성되는 걸림홈(36)과, 제1코어부(30)의 타단 타측에 돌출되게 형성되어 걸림홈(36) 끼움 결합되는 걸림돌기(38)를 포함한다.
그리고, 연결부(36,38)는 이러한 연결 구조 이외에, 제1코어부의 양쪽 끝부분에 핀 홀을 형성하고, 스테이터 코어들 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 핀 부재를 두 스테이터 코어의 핀 홀 사이에 끼움 결합하여 스테이터 코어들 사이를 연결하는 구조도 적용이 가능하고, 스테이터 코어들 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 코킹부재를 이용하여 코킹하는 방법도 적용이 가능하다.
제2코어부(32)는 제1코어부(30)와 마찬가지로 복수의 철편을 적층하여 형성되고, 제1코어부(30)의 압입돌기(34)가 압입되는 압입홈(40)이 형성된다.
이러한 제2코어부(32)는 제1코어부(30)와 동일한 높이로 적층되고 압입홈(40)이 형성되는 제1적층부(42)와, 제1적층부(42)의 상측에 복수로 적층되고 압입홈(40)이 없는 형태를 갖는 제2적층부(44)와, 제1적층부(42)의 하측에 복수로 적층되고 압입홈(40)이 없는 형태를 갖는 제3적층부(46)를 포함한다.
이와 같이, 제1실시예에 따른 제2코어부(32)는 제1코어부(30)의 일단 면적에 비해 넓은 면적을 갖도록 형성되어 모터의 효율을 향상시킨다. 즉, 제2코어부(32)의 좌우측면은 제1코어부(30)의 일단 좌우측면에 비해 넓게 형성되고, 제2코어부(32)의 상측 및 하측은 제2적층부(44) 및 제3적층부(46)에 의해 제1코어부(30)의 일단 상측 및 하측에 비해 넓게 형성된다.
여기에서, 압입홈(40) 내부에는 원형의 끼움돌기(50)가 형성되고, 압입돌기(34)에는 원형의 끼움홈(52)이 형성되어 끼움돌기(50)가 끼움홈(52)에 끼움 결합되어 제1코어부(30)와 제2코어부(32) 사이의 결합력을 증대시킨다.
이와 같이, 제2코어부(32)는 회전축(60)의 축방향과 동일한 방향으로 제1코어부(30)에 비해 제2적층부(44) 및 제3적층부(46)만큼 많이 적층되도록 하여 마그넷(22)과 마주보는 면의 면적을 넓게 하여 누설 자속을 최소화함에 따라 모터의 효율을 향상시킨다.
이와 같이, 구성되는 제1실시예에 따른 따른 스테이터 제조공정을 다음에서 설명한다.
먼저, 철판을 절단하여 제1코어부(30) 및 제2코어부(32)를 각각 별도로 제조한다.
즉, 제1코어부(30)는 압입돌기(34), 걸림돌기(38) 및 걸림홈(36)을 일체로 형성하고, 제2코어부(32)는 압입홈(40)이 있는 제1적층부(42)와 압입홈(40)이 없는 제2적층부(44) 및 제3적층부(46)를 각각 제조한다.
그리고, 복수의 철편을 적층하여 제1코어부(30)를 형성하고, 제3적층부(46), 제1적층부(42) 및 제2적층부(44)를 순차적으로 적층하여 제2코어부(32)를 형성한다.
그리고, 제1코어부(30)의 압입돌기(34)를 제2코어부(32)의 압입홈(40)에 압입하여 제1코어부(30)와 제2코어부(32)를 결합한다.
그리고, 제1코어부(30) 및 제2코어부(32)의 외면에 절연재질의 수지를 인서트 몰딩하여 보빈(14)을 형성한다.
여기에서, 보빈(14)을 형성하는 방법은 분할 코어 각각에 보빈을 형성하는 방법 이외에, 스테이터 코어를 환형으로 배열한 후 한번의 인서트 몰딩에 의해 보빈을 형성하는 방법도 적용이 가능하다.
본 발명의 제2실시예에 따른 스테이터 코어는 도 7에 도시된 바와 같이, 분할 코어 형태이고 상호 연결되어 환형을 이루는 것으로, 복수의 철편을 적층하여 형성되고 코일이 감겨지는 제1코어부(30)와, 복수의 철편을 적층하여 형성되고 제1코어부(30)에 결합되며 마그넷(22)와 마주보게 배치되는 제2코어부(80)를 포함한다.
제1코어부(30)는 위의 제1실시예에서 설명한 제1코어부(30)와 동일한 구조를 갖는다.
제2코어부(80)는 제1코어부(30)와 마찬가지로 복수의 철편을 적층하여 형성되고, 제1코어부(74)의 단면적에 비해 좌측과 우측뿐만 상측과 하측의 면적이 넓게 형성된다.
그리고, 제2코어부(80)의 중앙에는 상하방향으로 제1코어부(30)의 압입돌기(34)가 압입되는 압입홈(82)이 형성된다. 이와 같이, 제2코어부(80)는 제2코어부를 이루는 모든 철편에 동일한 압입홈(82)이 형성되어 있으므로, 조립이 간편하다.
그리고, 압입홈(82)의 중앙에는 원형의 끼움돌기(84)가 형성되고, 압입돌기(34)에는 원형의 끼움홈(52)이 형성되어 끼움돌기(50)가 끼움홈(52)에 끼움 결합되어 제1코어부(30)와 제2코어부(80) 사이의 결합력을 증대시킨다.
본 발명의 제3실시예에 따른 스테이터 코어는 도 8에 도시된 바와 같이, 제2코어부가 제1실시예와 다른 형태를 갖는다.
제3실시예에 따른 제2코어부(86)는 제1코어부(30)와 동일한 높이로 적층되고 압입홈(40)이 형성되는 제1적층부(88)와, 제1적층부(88)의 상측 또는 하측에 복수로 적층되고 압입홈(40)이 없는 형태를 갖는 제2적층부(90)를 포함한다.
즉, 제1실시예에서 설명한 스테이터 코어는 제1코어부(30)와 제2코어부(32)가 상호 결합되면 전체적으로 " T " 형태로 형성되는 구조이고, 제3실시예의 스테이터 코어는 제1코어부(30)와 제2코어부(86)가 상호 결합되면 전체적으로 " L " 형태로 형성되는 구조를 갖는다.
본 발명의 제4실시예에 따른 스테이터 코어는 도 9에 도시된 바와 같이, 일측에 티스부(96)가 형성되고, 타측에 연결부(94)가 형성되는 제1코어부(92)와, 티스부(96)의 상측과 하측에 각각 적층되는 제2코어부(98,99)를 포함한다.
여기에서, 제1코어부(92)는 그 일단에 제1코어부의 좌우방향으로 면적이 확장된 형태의 티스부(96)가 형성되고, 그 타단에는 스테이터 코어들 사이를 상호 연결하여 환형을 이루도록 하는 연결부(94)가 형성된다.
제2코어부(98,99)는 티스부(96)와 동일한 형태로 형성되고, 복수의 철편을 적층하여 형성되며, 티스부(96)의 상면에 고정되는 제1적층부(98)와, 제1적층부(98)와 동일한 형태이고 티스부(96)의 하면에 고정되는 제2적층부(99)를 포함한다.
여기에서, 제1적층부(98) 및 제2적층부(99)는 티스부(96)의 상면 및 하면에 본딩에 의해 고정되는 것이 바람직하다.
이와 같은 제4실시예에 따른 스테이터 코어는 제1코어부를 기존의 스테이터 코어와 동일한 형태로 형성하고, 티스부의 상면 및 하면에 각각 제1적층부와 제2적층부를 고정하면 조립이 완료되므로 조립이 쉽고 간편한다.
본 발명의 제5실시예에 따른 스테이터 코어는 도 10에 도시된 바와 같이, 제4실시예의 스테이터 코어와 동일한 형태이고, 다만 티스부(96)의 상면 및 하면 중 어느한면에만 적층부(98)가 고정되는 구조를 갖는다.
즉, 제5실시예에 따른 스테이터 코어는 티스부(96)의 상면 및 하면 중 어느 한 면에 복수의 철편을 적층하여 형성되고 티스부와 동일한 형태를 갖는 적층부(98)가 고정된다.
제6실시예에 따른 스테이터 코어(70)는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 복수의 철편을 적층하여 형성되고 코일(16)이 감겨지는 제1코어부(72)와, 비정질 금속 분말로 압축 성형하여 금형에 의해 일체로 형성되고 제1코어부(72)에 결합되며 마그넷(22)과 마주보게 배치되는 제2코어부(74)를 포함한다.
제1코어부(70)는 제1실시예에서 설명한 제1코어부(30)와 동일한 형태로 형성된다.
제2코어부(74)는 비정질 금속 분말과 바인더를 혼합하여 성형하거나, 또한 비정질 금속 분말, 연자성 특성이 우수한 결정질 금속 분말 및 바인더를 소정 비율로 혼합하여 성형할 수 있다. 이 경우, 비정질 금속 분말을 100% 사용하는 경우에 비하여 금속 분말을 소정 비율 혼합하는 경우가 고압 소결의 어려움을 해소할 수 있으며, 투자율을 높일 수 있다.
그리고, 제2코어부(74)는 연자성 분말만으로 압축 성형하여 제조하는 것도 가능하다. 이러한 제2코어부(74)는 압축 성형 이외에 압출 성형에 의해 제조되는 것도 가능하다.
제2코어부(74)는 제1코어부(72)의 압입돌기(34)가 압입되는 압입홈(76)이 형성되고, 제1코어부(74)에 비해 좌측과 우측 뿐만 상측과 하측의 면적이 넓게 형성된다.
즉, 제2코어부(74)의 좌측 및 우측은 제1코어부의 일단 좌측 및 우측에 비해 간격(A) 만큼 넓게 형성되고, 제2코어부(74)의 상측 및 하측은 제1코어부의 일단 상측 및 하측에 비해 간격(B)만큼 넓게 형성된다.
이와 같이, 제6실시예에 따른 스테이터 코어(70)는 코일이 감기는 제1코어부(72)는 복수의 철편을 적층하여 형성하고, 마그넷(22)과 마주보게 배치되는 제2코어부(74)는 제1코어부(72)에 비해 좌우측 뿐만 아니라 상하측 면적을 크게 형성하고 비정질 금속 분말로 압축 성형하여 제조함으로써, 제조비용을 줄이면서 모터 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
이와 같이, 구성되는 제6실시예에 따른 따른 스테이터 제조공정을 다음에서 설명한다.
먼저, 철판을 절단하여 제1코어부(72)를 제조한다.
그리고, 비정질 금속 분말을 압축 성형하여 제2코어부(74)를 제조한다.
제2코어부(74)는 비정질 금속 분말과 바인더를 혼합하여 성형하거나, 또한 비정질 금속 분말, 연자성 특성이 우수한 결정질 금속 분말 및 바인더를 소정 비율로 혼합하여 성형할 수 있고, 연자성 특성이 우수한 결정질 금속 분말과 바인더를 혼합하여 성형할 수 있다.
그리고, 제1코어부(72)의 압입돌기(34)를 제2코어부(74)의 압입홈(76)에 압입하여 제1코어부(72)와 제2코어부(74) 사이를 결합한다.
그리고, 제1코어부(72) 및 제2코어부(74)의 외면에 절연재질의 수지를 인서트 몰딩하여 보빈(14)을 형성한다.
여기에서, 보빈을 형성하는 방법은 분할 코어 각각에 보빈을 형성하는 방법 이외에, 스테이터 코어를 환형으로 배열한 후 한번의 인서트 몰딩에 의해 보빈을 형성하는 방법도 적용이 가능하다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 더블 로터 타입 모터의 단면도이다.
더블 로터 타입 모터는 스테이터(100)와, 스테이터(100)의 외면에 공극을 두고 배치되는 아우터 로터(110)와, 스테이터(100)의 내면에 공극을 두고 배치되는 인너 로터(120)와, 인너 로터(120)와 아우터 로터(110) 중 어느 하나에 연결되어 회전속도를 감속하여 출력하는 유성기어장치(130)를 포함한다.
아우터 로터(110)는 스테이터(100)의 외면에 일정 공극을 두고 배치되는 제1마그넷(112)과, 제1마그넷(112)의 배면에 배치되는 제1백요크(114)와, 인서트 몰딩에 의해 제1마그넷(112) 및 제1백요크(114)와 일체로 형성되는 아우터 로터 지지체(116)를 포함한다.
여기에서, 아우터 로터 지지체(116)는 열경화성 수지, 예를 들어 폴리에스터와 같은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩재로 몰딩하여 제1마그넷(112) 및 제1백요크(114)와 일체로 형성된다.
인너 로터(120)는 스테이터(100)의 내면에 공극을 두고 배치되는 제2마그넷(122)과, 제2마그넷(122)의 배면에 배치되는 제2백요크(124)와, 인서트 몰딩에 의해 제2마그넷(122) 및 제2백요크(124)와 일체로 형성되는 인너 로터 지지체(126)을 포함한다.
여기에서, 인너 로터 지지체(126)는 열경화성 수지, 예를 들어 폴리에스터와 같은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩재로 몰딩하여 제2마그넷(122) 및 제2백요크(124)와 일체로 형성된다.
아우터 로터 지지체(126)는 인너 샤프트(140)와 연결되고, 인너 로터 지지체(126)는 아우터 샤프트(150)와 연결된다.
그리고, 유성기어장치(130)는 인너 샤프트(140)에 설치되어 인너 샤프트(140)의 회전속도를 감속하여 토크를 증대시킨다.
유성기어장치(130)는 내부에 선기어, 유성기어 및 캐리어와, 하우징 역할을 하는 링기어를 구비하며, 선기어로 회전입력이 인가되면 링기어가 고정될 때 감속된 출력이 캐리어로부터 출력된다. 유성기어장치(130)는 선기어와 링기어로 동일방향, 동일 RPM의 회전입력이 인가되면 감속없이 유성기어장치(130) 전체가 회전된다.
본 발명에 따른 더블 로터 타입 모터와 유성기어장치(130)가 결합된 구동장치가 세탁기에 적용될 경우, 아우터 샤프트(150)는 세탁조와 연결되고, 인너 샤프트(140)는 펄세이터와 연결된다.
아우터 로터(110)가 구동되어 하측 인너 샤프트(140)를 통하여 회전력이 유성기어장치(130)에 인가되고, 인너 로터(120)가 전자 브레이크에 의해 정지되는 경우, 유성기어장치(130)의 선기어, 유성기어 및 캐리어를 거쳐서 감속된 출력이 상측 인너 샤프트(140)를 통하여 펄세이터에 전달된다. 아우터 로터(110)의 출력은 유성기어장치(130)를 거치면서 회전속도가 감속되고 토크가 증대되어 펄세이터에 인가됨에 따라 세탁기의 세탁행정 및 헹굼행정시에 이용될 수 있다.
스테이터(100)는 도 14에 도시된 바와 같이, 스테이터 코어(160)와, 스테이터 코어(160)의 외주면에 감싸지는 보빈(170)과, 스테이터 코어(160)의 일측에 권선되는 제1코일(172) 및 상기 스테이터 코어(160)의 타측에 권선되는 제2코일(174)을 포함한다.
스테이터(100)는 모터 드라이버(도시되지 않음)로부터 제1코일(172) 및 제2코일(174)에 독립적으로 인가되는 제1 및 제2 구동신호에 따라 아우터 로터(110)와 인너 로터(120)를 선택적으로 구동하는 더블 스테이터로서 역할을 한다.
제7실시예에 따른 스테이터 코어(160)는 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 분할 코어 형태이고 상호 연결되어 환형을 이루는 것으로, 복수의 철편을 적층하여 형성되고 제1코일 및 제2코일이 감겨지는 제1코어부(162)와, 복수의 철편을 적층하여 형성되고 제1코어부(30)의 일단에 결합되며 아우터 로터(110)의 제1마그넷(112)와 마주보게 배치되는 제2코어부(164)와, 상기 제1코어부(162)의 타단에 결합되고 인너 로터(120)의 제2마그넷(122)과 마주보게 배치되는 제3코어부(166)를 포함한다.
제1코어부(162)는 복수의 철편을 적층하여 형성되고, 그 일단에는 제2코어부(164)에 압입되는 제1압입돌기(180)가 형성되고, 그 타단에는 제3코어부(166)에 압입되는 제2압입돌기(182)가 형성된다. 그리고, 제1코어부(162)의 중앙에는 스테이터 코어들 사이를 환형으로 연결하는 연결부(184,186)가 형성된다.
연결부(36,38)는 방사상으로 배열되는 스테이터 코어들(12) 사이를 직접 연결하여 분할된 형태의 스테이터 코어들(12) 사이가 상호 통전되어 자기회로를 형성할 수 있도록 한다.
이러한 연결부(184,186)는 제1코어부(162)의 중앙 일측에 형성되는 걸림홈(186)과, 제1코어부(162)의 중앙 타측에 돌출되게 형성되어 걸림홈(186)에 끼움 결합되는 걸림돌기(184)를 포함한다.
그리고, 연결부(184,186)는 이러한 연결 구조 이외에, 제1코어부에 핀 홀을 형성하고, 스테이터 코어들 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 핀 부재를 두 스테이터 코어의 핀 홀 사이에 끼움 결합하여 스테이터 코어들 사이를 연결하는 구조도 적용이 가능하고, 스테이터 코어들 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 코킹부재를 이용하여 코킹하는 방법도 적용이 가능하다.
제1코어부(162)는 연결부(184,186)의 일측에는 제1코일(172)이 권선되는 제1권선부(188)가 형성되고, 연결부(184,186)의 타측에는 제2코일(174)이 권선되는 제2권선부(190)가 형성된다.
제2코어부(164)는 제1코어부(162)의 제1압입돌기(180)에 압입되는 제1압입홈(192)이 형성되고, 복수의 철편을 적층하여 형성된다.
제3코어부(166)는 제1코어부(162)의 제2압입돌기(182)에 압입되는 제2압입홈(194)이 형성되고, 복수의 철편을 적층하여 형성된다.
그리고, 제1압입홈(192) 및 제2압입홈(194) 내부에는 원형의 끼움돌기(50)가 형성되고, 제1압입돌기(180) 및 제2압입돌기(182)에는 원형의 끼움홈(52)이 형성되어 끼움돌기(50)가 끼움홈(52)에 끼움 결합되어 제1코어부(162)와 제2코어부(164) 사이 및 제1코어부(162)와 제3코어부(166) 사이의 결합력을 증대시킨다.
제2코어부(164) 및 제3코어부(166)는 제1코어부(162)와 동일한 높이로 적층되고 제1압입홈(192) 및 제2압입홈(194)이 형성되는 제1적층부(210)와, 제1적층부(210)의 상측에 복수로 적층되는 제2적층부(212)와, 제1적층부(210)의 하측에 복수로 적층되는 제3적층부(214)를 포함한다.
여기에서, 제1적층부(210)의 상면 및 하면 중 어느 한면에만 적층부가 적층되는 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1적층부(210)의 상면에만 제2적층부(212)가 적층되는 구조, 또는 제1적층부(210)의 하면에만 제3적층부(214)가 적층되는 구조로도 적용이 가능하다.
또한, 제1적층부에 형성되는 압입홈이 제2적층부 및 제3적층부에 형성되는 구조도 가능하다. 즉, 제1적층부, 제2적층부 및 제3적층부는 압입홈이 형성되는 동일한 형태로 형성될 수 있다.
또한, 위의 제4실시예에서 설명한 스테이터 코어와 같이, 제1코어부의 양단에 티스부가 각각 형성되고, 티스부의 상면 및 하면 중 적어도 어느 한 면에 티스부와 동일한 형태이고, 복수의 철편을 적층하여 형성되는 적층부가 형성될 수 있다.
제8실시예에 따른 스테이터 코어(200)는 도 17에 도시된 바와 같이, 복수의 철편을 적층하여 형성되고 제1코일(172) 및 제2코일(174)이 감겨지는 제1코어부(210)와, 비정질 금속 분말로 압축 성형하여 금형에 의해 일체로 형성되고 제1코어부(210)의 일단에 결합되며 제1마그넷(112)과 마주보게 배치되는 제2코어부(220)와, 비정질 금속 분말로 압축 성형하여 금형에 의해 일체로 형성되고 제1코어부(210)의 타단에 결합되며 제2마그넷(122)과 마주보게 배치되는 제3코어부(230)를 포함한다.
제1코어부(210)는 제3실시예에서 설명한 제1코어부(162)와 동일한 형태로 형성된다.
제2코어부(220) 및 제3코어부(230)는 비정질 금속 분말과 바인더를 혼합하여 성형하거나, 또한 비정질 금속 분말, 연자성 특성이 우수한 결정질 금속 분말 및 바인더를 소정 비율로 혼합하여 성형할 수 있다. 이 경우, 비정질 금속 분말을 100% 사용하는 경우에 비하여 금속 분말을 소정 비율 혼합하는 경우가 고압 소결의 어려움을 해소할 수 있으며, 투자율을 높일 수 있다.
제2코어부(220) 및 제3코어부(230)는 도 11에 도시된 제6실시예에서 설명한 제2코어부(70)와 동일한 형태이고, 그 좌측 및 우측은 제1코어부(210)의 일단 좌측 및 우측에 비해 간격(A) 만큼 넓게 형성되고, 그 상측 및 하측은 제1코어부(210)의 일단 상측 및 하측에 비해 간격(B)만큼 넓게 형성된다.
스테이터(200)는 제7실시예에 따른 스테이터 코어(100)와 동일하게 모터 드라이버(도시되지 않음)로부터 제1코일(172) 및 제2코일(174)에 독립적으로 인가되는 제1 및 제2 구동신호에 따라 아우터 로터(110)와 인너 로터(120)를 선택적으로 구동하는 더블 스테이터로서 역할을 한다.
더블 스테이터로서 역할을 하는 스테이터(200)는 도 13에 도시된 더블 로터 타입 모터에 적용되어 세탁기 구동장치로 사용될 수 있다.
상기 실시예 설명에서는 스테이터(100,200)가 도 13에 도시된 더블 로터 타입 모터, 즉, 아우터 로터가 인너 샤프트에 연결되고 인너 로터가 아우터 샤프트에 연결되는 구조에 적용된 것을 예시하였으나, 스테이터(100,200)는 아우터 로터가 아우터 샤프트에 연결되고 인너 로터가 인너 샤프트에 연결되는 구조에 적용되는 것도 가능하다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 코일이 권선되는 적층형 제1코어부의 일측 또는 양측에 제1코어부의 일단에 비해 면적이 넓게 형성되는 적층형 또는 압축소결형 제2 및 제3 코어부가 결합된 스테이터 코어를 이용하여 싱글 로터용 또는 더블 로터용 스테이터를 구현할 수 있으며, 세탁기 구동장치에 적용할 수 있다.

Claims (20)

  1. 복수의 스테이터 코어:
    상기 스테이터 코어의 외주면에 감싸지는 보빈; 및
    상기 보빈의 외주면에 권선되는 코일;을 포함하고,
    상기 스테이터 코어는 복수의 철편을 적층하여 형성되고 코일이 감겨지는 제1코어부와,
    상기 제1코어부의 일단에 결합되고 로터의 마그넷과 마주보게 배치되며, 상기 제1코어부의 일단 면적에 비해 넓게 형성되는 제2코어부를 포함하는 스테이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1코어부는 그 일단에 상기 제2코어부에 삽입되는 압입돌기가 형성되고, 그 타단에는 스테이터 코어들 사이를 환형으로 연결하는 연결부가 형성되며,
    상기 연결부는 상기 제1코어부의 타단 일측에 형성되는 걸림홈과, 상기 제1코어부의 타단 타측에 돌출되게 형성되어 상기 걸림홈에 끼움 결합되는 걸림돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2코어부는 복수의 철편을 적층하여 형성되고, 상기 제1코어부의 압입돌기가 압입되는 압입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압입홈 내부에는 끼움돌기가 형성되고, 상기 압입돌기에는 끼움홈이 형성되어 상기 끼움돌기가 끼움홈에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2코어부는 상기 제1코어부와 동일한 높이로 적층되고 압입홈이 형성되는 제1적층부와,
    상기 제1적층부의 상측에 복수로 적층되는 제2적층부와,
    상기 제1적층부의 하측에 복수로 적층되는 제3적층부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2코어부는 상기 제1코어부와 동일한 높이로 적층되고 압입홈이 형성되는 제1적층부와,
    상기 제1적층부의 상면 및 하면 중 어느 한 면에 적층되는 제2적층부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2코어부는 복수의 철편을 적층하여 형성되고, 상기 제1코어부의 단면적에 비해 상하 및 좌우가 더 넓게 형성되며, 그 상하방향으로 압입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1코어부는 그 일단에 제1코어부의 좌우방향으로 더 넓어지도록 연장되는 티스부가 형성되고, 그 타단에는 스테이터 코어들 사이를 환형으로 연결하는 연결부가 형성되며,
    상기 제2코어부는 상기 티스부와 동일한 형태로 형성되고, 상기 티스부의 상면 및 하면 중 적어도 일면에 고정되며 복수의 철편을 적층하여 형성하는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제2코어부는 금속 분말에 의해 일체로 형성되고 상기 제1코어부의 압입돌기에 압입되는 압입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2코어부는 비정질 금속분말, 연자성 분말 또는 비정질 금속 분말과 구형 연자성 분말을 혼합한 합금분말로 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2코어부는 상기 제1코어부의 일단에 비해 좌측 및 우측이 각각 간격(A)만큼 넓게 형성되고, 상기 제1코어부의 일단에 비해 상측 및 하측이 각각 간격(B)만큼 더 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  12. 스테이터 코어;
    상기 스테이터 코어의 외주면에 감싸지는 보빈; 및
    상기 스테이터 코어의 일측에 권선되는 제1코일 및 상기 스테이터 코어의 타측에 권선되는 제2코일을 포함하고,
    상기 스테이터 코어는 복수의 철편이 적층되어 형성되고 제1코일 및 제2코일이 권선되는 제1코어부와,
    상기 제1코어부의 일단에 결합되고 아우터 로터의 마그넷과 마주보게 배치되며, 상기 제1코어부의 일단에 비해 면적이 넓게 형성되는 제2코어부와,
    상기 제1코어부의 타단에 결합되고 인너 로터의 마그넷과 마주보게 배치되며, 상기 제1코어부의 타단에 비해 면적이 넓게 형성되는 제3코어부를 포함하는 스테이터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1코어부는 상기 제2코어부에 압입되는 제1압입돌기와, 상기 제3코어부가 압입되는 제2압입돌기와, 상기 제1코일이 권선되는 제1권선부와, 상기 제2코일이 권선되는 제2권선부와, 상기 제1권선부와 제2권선부 사이에 형성되어 스테이터 코어들 사이를 환형으로 연결하는 연결부를 포함하는 스테이터.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2코어부는 상기 제1코어부의 제1압입돌기에 압입되는 제1압입홈이 형성되고, 복수의 철편을 적층하여 형성되고,
    상기 제3코어부는 상기 제1코어부의 제2압입돌기에 압입되는 제2압입홈이 형성되고, 복수의 철편을 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2코어부 및 제3코어부는
    상기 제1코어부와 동일한 높이로 적층되고 압입홈이 형성되는 제1적층부와,
    상기 제1적층부의 상측에 복수로 적층되는 제2적층부와,
    상기 제1적층부의 하측에 복수로 적층되는 제3적층부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제2코어부 및 제3코어부는 금속 분말에 의해 일체로 형성되고 상기 제1코어부의 제1압입돌기 및 제2압입돌기에 압입되는 제1압입홈 및 제2압입홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2코어부 및 제3코어부는 비정질 금속분말, 연자성 분말 또는 비정질 금속 분말과 구형 연자성 분말을 혼합한 합금분말로 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2코어부 및 제3코어부는 상기 제1코어부에 비해 좌측 및 우측이 각각 간격(A)만큼 넓게 형성되고, 상기 제1코어부에 비해 상측 및 하측이 각각 간격(B)만큼 더 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이터.
  19. 청구항 12 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 따른 스테이터;
    상기 스테이터의 외주면에 일정 갭을 두고 배치되는 아우터 로터; 및
    상기 스테이터의 내주면에 일정 갭을 두고 배치되는 인너 로터를 포함하는 모터.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 아우터 로터와 인너 로터 중 어느 하나의 회전속도를 감속하는 유성기어장치가 연결되는 것을 특징으로 하는 모터.
PCT/KR2015/009854 2014-09-23 2015-09-21 스테이터 및 이를 구비한 모터 WO2016047973A1 (ko)

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