WO2017146372A1 - 모터 - Google Patents

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WO2017146372A1
WO2017146372A1 PCT/KR2017/000267 KR2017000267W WO2017146372A1 WO 2017146372 A1 WO2017146372 A1 WO 2017146372A1 KR 2017000267 W KR2017000267 W KR 2017000267W WO 2017146372 A1 WO2017146372 A1 WO 2017146372A1
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motor
insulator
coil
stator
wing
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PCT/KR2017/000267
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English (en)
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Inventor
김용진
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엘지이노텍 주식회사
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    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
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    • H02K15/0056—Manufacturing winding connections
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    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/024—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with slots
    • H02K15/026—Wound cores
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    • H02K2203/06—Machines characterised by the wiring leads, i.e. conducting wires for connecting the winding terminations
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    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • Embodiments relate to a motor for increasing the design space inside a housing.
  • a motor is a device that converts electrical energy into rotational energy using the force the conductor receives in a magnetic field. Recently, as the use of the motor is expanded, the role of the motor becomes important. In particular, with the rapid progress of the motorization of automobiles, demand for motors applied to steering systems, braking systems, and design systems is increasing.
  • the motor is provided with a rotating shaft rotatably formed, a rotor coupled to the rotating shaft, and a stator fixed inside the housing, and the stator is provided with a gap along the circumference of the rotor.
  • the stator is wound with a coil forming a rotating magnetic field, and induces electrical interaction with the rotor to induce rotation of the rotor.
  • the rotating shaft rotates to generate or assist various driving forces required for driving the vehicle.
  • existing motors use various methods such as changing the structure of an insulator or applying a bus bar to arrange the windings located inside the motor.
  • the height of the motor can be increased by fixing the busbars, and there is an advantage in terms of the height of the motors when the busbar integrated insulator is used. do.
  • the embodiment provides a motor in which a receiving space is formed for accommodating the vanes for aligning the coils through a design change of the motor housing.
  • the coil is wound around the stator; A rotor disposed inside the stator; A rotating shaft coupled to the rotor; An insulator positioned between the coil and the stator and having the coil wound on an outer circumferential surface thereof; And a motor housing in which the insulator is accommodated, wherein an outer surface of the insulator is connected to a wing to align the coil, and an inner surface of the motor housing provides a motor in which an accommodation space for accommodating the wing is formed.
  • the motor housing includes a housing and a housing cover, and the accommodation space may be formed on an inner side surface of the housing cover.
  • the insulator includes an inner guide, an outer guide, and a body connecting the inner guide and the outer guide, and the wing may be connected to the outer surface of the outer guide so as to be rotatable.
  • the outer surface of the outer guide may be formed with a plurality of guide grooves for guiding the coil.
  • the wing and the neighboring wing may be connected by a connecting portion.
  • a notch may be formed in the connection portion.
  • a bus bar connection unit to which a bus bar is connected may be formed on at least one of the plurality of wings.
  • the accommodation space formed in the motor housing may be partitioned to accommodate a plurality of the wings.
  • the wing in which the bus bar connection part is formed among the wings may have a thicker thickness than the wing in which the bus bar connection part is not formed.
  • the accommodation space may vary in size depending on whether the bus bar connection portion is formed on the wing.
  • the housing may have a height at which the wing connected to the insulator is exposed to the outside, and the wing may be located in the accommodation space formed in the housing cover.
  • FIG. 1 is a perspective view of a motor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the internal configuration of FIG.
  • FIG. 3 is a view showing the shape of the stator which is a component of FIG.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which the stator is unfolded in FIG.
  • FIG. 5 is a view showing an insulator that is a component of FIG. 3,
  • FIG. 6 is a view showing a state in which the stator and the busbar of FIG. 3 are connected;
  • FIG. 7 is a view showing the shape of the bus bar of FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a motor according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
  • FIG. 1 is a perspective view of a motor according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a diagram showing a cross-sectional view of the internal configuration of the motor according to an embodiment of the present invention. 2 is for explaining the overall component and location.
  • the motor 1 includes a stator 200 in which the coil 300 is wound, a rotor 400 disposed inside the stator 200, and a rotation shaft 500 coupled to the rotor 400. And an insulator 100 positioned between the coil 300 and the stator 400 and having the coil 300 wound on an outer circumferential surface thereof.
  • the insulator 100 serves to insulate the coil 300 from being energized with the stator 200.
  • the insulator 100 may be formed of a resin material. The insulator 100 will be described again below.
  • the stator 200 may be configured by stacking a plurality of steel sheets including an annular yoke portion and a portion of a tooth disposed along the circumferential direction and protruding at equal angle intervals from the yoke to the radially inner side. Coils forming a rotating magnetic field can be wound around the teeth. At this time, the stator 200 and the coil 300 may be insulated through the insulator 100.
  • the rotor 400 is disposed inside the stator 200.
  • the rotor 400 may be configured by a magnet coupled to the rotor core, and in some cases, the rotor core and the magnet may be integrally formed.
  • the rotor 400 may be of a type in which the magnet is coupled to the outer circumferential surface of the rotor core, or may be of a type in which the magnet is inserted into a pocket of the rotor core.
  • a sensing magnet (not shown) for acquiring position information of the rotor may be coupled to the plate, or a similar rotor position detecting means may be installed.
  • FIG. 3 is a view showing the shape of the stator as a component of the motor
  • FIG. 4 is a view showing the unfolded state of the stator
  • FIG. 5 is a view showing an insulator as a component of the present invention.
  • the insulator 100 may include an inner guide 110, an outer guide 120, a body 130, and a wing 140.
  • the insulator 100 forms an inner space for accommodating the stator 200, and blocks the contact between the coil 300 and the stator 200 when winding the coil 300 on an outer circumferential surface thereof, so that the coil 300 stator 200. It is insulated from being energized.
  • the insulator 100 may be provided in plurality and may be coupled to the stator 200.
  • the insulator 100 may be coupled to the top and bottom of the stator 200.
  • the insulator 100 may be integrally formed so that the stator 200 may be inserted, and the coupling structure of the insulator 100 may be variously modified.
  • the inner guide 110 is positioned to face the rotor 400 located inside, and may be provided to have a predetermined curvature.
  • the inner guide 110 may have an inner space for accommodating the stator 200, and the shape of the inner space may be modified in various shapes for accommodating the stator 200.
  • the outer guide 120 is positioned to face the housing (not shown) of the motor 1 and may be provided to have a constant curvature.
  • the outer guide 120 may also have an inner space for accommodating the stator 200, and the shape of the inner space may be modified in various shapes for accommodating the stator 200.
  • the body 130 connects the outer guide 120 and the inner guide 110 while insulating the stator 200 and the coil 300.
  • the body 130 may be provided with a plurality of alignment grooves 132 for aligning the coil 300 when the coil 300 is wound.
  • the width or number of the plurality of alignment grooves 132 may vary depending on the size of the motor 1 or the stator 200, and may be modified in various shapes for aligning the coil 300.
  • the inner guide 110 and the outer guide 120 may be formed higher than the height of the body 130.
  • Coil 300 wound on the body 130 may be wound to have a plurality of layers, the lowermost layer may be guided by the alignment groove 132, but in the case of the upper layer there is a risk of departure,
  • the height of the inner guide 110 and the outer guide 120 is formed higher than the height of the body 130 can prevent the separation of the coil 300.
  • the width of the inner guide 110 and the outer guide 120 may be formed wider than the width of the body 130 to prevent the coil 300 from being separated.
  • the inner guide 110, the outer guide 120, and the body 130 constituting the insulator 100 may prevent the coil 300 from contacting the stator 200.
  • the wing 140 is connected to the outer surface of the insulator 100 and may align the coils.
  • the wing 140 may be attached separately and connected to an outer surface of the insulator 100, and may be manufactured integrally with the insulator 100.
  • the wing 140 may be connected to the outer surface of the outer guide 120 to enable rotation. Generally, after winding the coil 300 to the insulator 100, the coil 300 is collected and connected to the terminal. When the end of the coil 300 is connected to the terminal, the arrangement of the coil 300 is required, and the terminal is connected in various ways in a given space. If the end of the coil 300 after each winding is far, the coil 300 is turned to the outer shell to collect it. When the coil 300 is connected using the outer space of the insulator 100 as described above, the outer space for connecting the coil 300 to the terminal is restricted. However, the wing 140 of the outer guide 120 may be rotated to cover the coil 300 running outside after the coil 300 is aligned. The wing 140 may serve as an insulation of the coil 300 aligned at the outside of the insulator 100.
  • the outer guide 120 may be provided with a plurality of guide grooves 122 for guiding the coil 300 aligned with the outer surface.
  • the outer guide 120 may be applied to lose weight structure to reduce the material cost, the wing 140 may be in close contact after the coil 300 is inserted into the guide groove 122.
  • the wing 140 may be formed at a height capable of covering all of the guide grooves 122.
  • the outer guide 120 may be formed with three guide grooves 122 to guide the three-phase line.
  • neighboring vanes 140 may be connected by the connection unit 150.
  • the connection part 150 connecting the plurality of wings 140 may be integrally connected with the insulator 100.
  • the connector 150 may be formed with a notch to facilitate rotation of the integrated insulator 100 after the winding operation.
  • the connection portion 150 may have a height lower than the height of the wing 140 to facilitate the rotation of the insulator 100.
  • the plurality of wings 140 are integrally connected by the connection part 150 to wind the coil 300, and then rotate to fold toward the outer guide 120. Thereafter, the user may roll the entire insulator 100 to assemble the stator 200 in a cylindrical shape.
  • the integral insulator 100 does not necessarily have to be connected to the wing 140 by the connection part 150, and the outer guide 120 may be connected by the connection part to have an integral structure.
  • Features of the connection portion 150 configuration for connecting the wing 140 may be applied to all of the connection portion for connecting the outer guide 120.
  • the wing 140 may have a bus bar connection portion 142 to which a bus bar is connected.
  • the busbars are for connecting coils arranged in parallel and are electrically connected to the coils.
  • the type and shape of the busbars are not limited, and various modifications can be made.
  • the bus bar connection portion 142 may be formed on the upper surface when the wing 140 is rotated toward the outer guide 120, a groove for inserting the bus bar may be formed.
  • the bus bar may have a protrusion for inserting into the bus bar connector 142, and the groove and the connector may cross each other.
  • a bus bar connection part 142 may be formed on at least one of the plurality of wings 140.
  • the wing 140 in which the bus bar connection part 142 is formed may have a thickness thicker than a wing in which the bus bar connection part 142 is not formed to support the bus bar. Since the bus bar connecting portion 142 does not need to be formed in all the wings 140 to fix the bus bar, the bus bar connecting portion 142 is formed at a required position, thereby reducing the cost.
  • FIG. 6 is a view illustrating a state in which a stator, which is a component of a motor, and a bus bar are connected
  • FIG. 7 is a view illustrating a shape of a bus bar.
  • the bus bar 600 may be inserted into the bus bar connection part 142 formed on the wing 142.
  • Bus bar 600 may be provided in plurality, it is possible to reduce the material cost compared to the case formed integrally.
  • the bus bar 600 may be provided with a protrusion 610 to be connected to the bus bar connector 142.
  • the protrusion 610 may be modified according to the shape of the bus bar connector 142.
  • busbar can be plugged into an integrated insulator to simplify and automate the process.
  • Figure 9 is a cross-sectional view of a motor according to an embodiment of the present invention.
  • the motor housing 70 may include a housing 71 and a housing cover 72.
  • the housing 71 has a height for accommodating the insulator 100, and seals the components of the motor 1 located inside the motor housing 70 using the housing cover 72.
  • the motor housing 700 of the motor 1 according to the embodiment of the present invention is connected to an outer surface of the insulator 100 so as to accommodate a wing 140 for aligning the coil 300.
  • An accommodation space can be formed.
  • the motor housing 700 which is a component of an embodiment of the present invention, includes a housing 710 and a housing cover 720, and an accommodation space 722 for accommodating a wing is formed on an inner side surface of the housing cover 720. Can be.
  • the housing 71 has a height for accommodating the insulator 100.
  • the motor housing 700 according to the embodiment of the present invention lowers the height of the housing 710 so that when the insulator 100 is inserted into the housing 710, the wing 140 connected to the outer surface of the insulator 100 is It can be exposed to the outside.
  • an outer portion of the housing cover 720 may extend, and an accommodating space 722 for accommodating the wing 140 may be formed on the inner side of the extended outer portion.
  • the overall size of the motor can be reduced, and the degree of freedom of design in the motor space can be increased.
  • the accommodation space 722 formed on the inner side of the housing cover 700 may accommodate the wing 140 connected to the outer side of the outer guide 120 of the insulator 100.
  • the receiving space 722 may be integrally formed to exist continuously along the inner surface of the housing cover 720, and divided into a plurality of pieces in accordance with the thickness of the individual wing 140 to prevent the flow of the insulator 100. Can be formed.
  • At least one of the plurality of wings 140 connected to the insulator 100 may have a bus bar connecting portion 142 to which the bus bar 600 is connected.
  • the wing 140 in which the bus bar connection part 142 is formed may be provided to have a thicker thickness than the wing 140 in which the bus bar connection part 142 is not formed. Therefore, the receiving space 722 formed by partitioning the housing cover 720 may be modified to match the thickness of the wing 140.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

본 발명은 코일이 권선되는 스테이터, 상기 스테이터 내측에 배치되는 로터, 상기 로터에 결합하는 회전축, 상기 코일과 스테이터 사이에 위치하며 외주면에 상기 코일이 권선되는 인슐레이터 및 상기 인슐레이터가 수용되는 모터하우징을 포함하며, 상기 인슐레이터의 외측면에는 코일을 정렬하는 날개가 구비되며, 상기 모터하우징의 내측면에는 상기 날개를 수용하는 수용공간이 형성되는 모터를 제공한다.

Description

모터
실시예는 하우징 내부의 설계공간을 증대시키기 위한 모터에 관한 것이다.
모터는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기 에너지를 회전에너지로 바꾸는 장치이다. 최근 모터의 용도가 확대되면서 모터의 역할이 중요해 지고 있다. 특히, 자동차의 전장화가 급속히 진행되면서, 조향 시스템, 제동시스템 및 의장 시스템 등에 적용되는 모터의 수요가 증가하고 있다.
통상적으로, 모터는 회전 가능하게 형성되는 회전축과, 회전축에 결합되는 로터와, 하우징 내측에 고정되는 스테이터가 마련되는데, 로터의 둘레를 따라 간극을 두고 스테이터가 설치된다. 그리고 스테이터에는 회전 자계를 형성하는 코일이 권선되며, 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다. 로터가 회전하면 회전축이 회전하면서 차량의 운행에 필요한 다양한 구동력을 생성하거나 보조하게 된다.
일반적으로, 기존모터에서는 모터 내부에 위치하는 권선을 정리하기 위해 인슐레이터의 구조를 변경하거나 버스바를 적용하는 등 여러가지 방법을 사용하고 있다.
그러나, 버스바를 사용하여 권선을 정리하는 경우, 버스바 고정에 의해 모터의 높이가 증가할 수 있으며, 버스바 일체형 인슐레이터를 사용하는 경우 모터의 높이 측면에서 유리한 면이 있으나, 모터의 너비가 증가하게 된다.
이는 동일한 출력을 구비하면서, 모터를 소형화하고자 하는 현재 추세에 부합하지 않는다.
실시예는 모터하우징의 설계변경을 통해 코일을 정렬하기 위한 날개를 수용하는 수용공간이 형성되는 모터를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는, 코일이 권선되는 스테이터; 상기 스테이터 내측에 배치되는 로터; 상기 로터에 결합하는 회전축; 상기 코일과 스테이터 사이에 위치하며 외주면에 상기 코일이 권선되는 인슐레이터; 및 상기 인슐레이터가 수용되는 모터하우징을 포함하며, 상기 인슐레이터의 외측면에는 코일을 정렬하는 날개가 연결되며, 상기 모터하우징의 내측면에는 상기 날개를 수용하는 수용공간이 형성되는 모터를 제공한다.
상기 모터하우징은 하우징과 하우징커버를 포함하며, 상기 수용공간은 상기 하우징커버의 내측면에 형성될 수 있다.
상기 인슐레이터는, 내측가이드, 외측가이드 및 상기 내측가이드와 외측가이드를 연결하는 몸체를 포함하며, 상기 외측가이드의 외측면에는 상기 날개가 회동가능하도록 연결될 수 있다.
상기 외측가이드의 외측면에는 상기 코일을 가이드하는 복수의 가이드 홈이 형성될 수 있다.
상기 날개와 이웃하는 날개는 연결부에 의해서 연결될 수 있다.
상기 연결부에는 노치가 형성될 수 있다.
복수의 상기 날개 중 적어도 하나에 버스바가 연결되는 버스바 연결부가 형성될 수 있다.
상기 모터하우징에 형성되는 상기 수용공간은 복수의 상기 날개를 수용하기 위하여 구획되어 형성될 수 있다.
복수의 상기 날개 중 상기 버스바 연결부가 형성되는 날개는 버스바 연결부가 형성되지 않는 날개에 비해 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
상기 수용공간은 상기 날개에 상기 버스바 연결부의 형성 여부에 따라 상기 수용공간의 크기가 달라질 수 있다.
상기 하우징은 상기 인슐레이터의 연결되는 날개가 외부로 노출되는 높이를 가지며, 상기 하우징커버에 형성되는 상기 수용공간에 상기 날개가 위치할 수 있다.
실시예에 따르면, 모터 내부의 권선을 위한 공간을 축소하여 모터를 소형화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 모터하우징의 공간을 확보하여 모터의 설계자유도를 증가할 수 있는 효과가 있다.
또한, 모터의 코일 권선시 코일간의 간섭문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터의 사시도이고,
도 2는 도 1의 내부구성의 단면도이고,
도 3은 도 1의 구성요소인 스테이터의 형상을 나타내는 도면이고,
도 4는 도 3에서 스테이터가 펼쳐진 상태를 나타내는 도면이고,
도 5는 도 3의 구성요소인 인슐레이터를 나타내는 도면이고,
도 6은 도 3의 스테이터와 버스바가 연결된 상태를 나타내는 도면이고,
도 7은 도 6의 버스바의 형상을 나타내는 도면이고,
도 8은 종래의 모터의 단면도이고,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 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, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "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 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 9는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모터의 내부구성의 단면을 간략하게 나타낸 도면이다. 도 2의 단면도는 전체적인 구성요소 및 위치를 설명하기 위한 것이다.
도 1 내지 도 2을 참조하면, 모터(1)는 코일(300)이 권선되는 스테이터(200), 스테이터(200) 내측에 배치되는 로터(400), 로터(400)와 결합하는 회전축(500) 및 코일(300)과 스테이터(400) 사이에 위치하여 외주면에 코일(300)이 권선되는 인슐레이터(100)를 포함할 수 있다.
인슐레이터(100)는 코일(300)이 스테이터(200)와 통전되지 않도록 절연하는 역할을 수행한다. 이러한 인슐레이터(100)는 수지재질로 형성될 수 있다. 인슐레이터(100)에 대해서는 아래에 다시 설명하도록 한다.
스테이터(200)는 환형의 요크 부분과, 둘레 방향을 따라 배치되고 요크로부터 직경 방향 내측을 향해 등각도 간격으로 돌출되는 티스의 부분을 포함하는 복수의 강판을 적층하여 구성될 수 있다. 회전 자계를 형성하는 코일이 티스에 감길 수 있다. 이때, 인슐레이터(100)를 통해 스테이터(200)와 코일(300)은 절연될 수 있다.
로터(400)는 스테이터(200)의 내측에 배치된다. 로터(400)는 로터 코어에 마그네트가 결합되어 구성될 수도 있고, 경우에 따라, 로터 코어와 마그네트가 일체로 구성될 수도 있다. 또한 로터(400)는 마그네트가 로터 코어의 외주면에 결합되는 타입으로 구성될 수 있거나, 마그네트가 로터 코어의 포켓에 삽입되는 타입으로 구성될 수 있다. 로터(400)의 상측에는 로터의 위치 정보 획득을 위한 센싱 마그네트(미도시)가 플레이트에 결합되어 설치되거나, 이와 유사한 로터 위치 감지수단이 설치될 수 있다.
스테이터(100)에 감긴 코일(300)에 전류가 공급되면, 로터(400)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터(400)의 회전을 유도한다. 로터(400)가 회전하면 회전축(500)이 회전하면서 동력을 제공한다.
도 3은 모터의 구성요소인 스테이터의 형상을 나타내는 도면이고, 도 4는 스테이터가 펼쳐진 상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 구성요소인 인슐레이터를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 인슐레이터(100)는 내측가이드(110), 외측가이드(120), 몸체(130) 및 날개(140)를 포함할 수 있다.
인슐레이터(100)는 스테이터(200)를 수용하는 내부공간을 형성하고, 외주면에 코일(300)을 권선시 코일(300)과 스테이터(200)의 접촉을 차단하여 코일(300)이 스테이터(200)와 통전되지 않도록 절연하는 역할을 수행한다.
인슐레이터(100)는 복수로 구비되어 스테이터(200)와 결합할 수 있으며, 일례로 스테이터(200)의 상하에서 결합할 수 있다. 또한 인슐레이터(100)는 일체로 형성되어 스테이터(200)가 삽입될 수 있으며, 이러한 인슐레이터(100)의 결합구성은 다양하게 변형실시가 가능하다.
내측가이드(110)는 내측에 위치하는 로터(400)를 마주보도록 위치하며, 일정한 곡률을 가지도록 구비될 수 있다. 내측가이드(110)는 스테이터(200)를 수용하기 위한 내부공간을 구비할 수 있으며, 내부공간의 형상은 스테이터(200)를 수용하기 위한 다양한 형상으로 변형실시될 수 있다.
외측가이드(120)는 모터(1)의 하우징(미도시)과 마주보도록 위치하며, 일정한 곡률을 가지도록 구비될 수 있다. 외측가이드(120) 또한 스테이터(200)를 수용하기 위한 내부공간을 구비할 수 있으며, 내부공간의 형상은 스테이터(200)를 수용하기 위한 다양한 형상으로 변형실시 될 수 있다.
몸체(130)는 스테이터(200)와 코일(300)을 절연시키면서, 외측가이드(120)와 내측가이드(110)를 연결한다. 몸체(130)에는 코일(300)이 감기는 경우 코일(300)을 정렬하기 위한 복수의 정렬홈(132)이 형성될 수 있다. 복수의 정렬홈(132)의 폭이나 개수는 모터(1) 또는 스테이터(200)의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 코일(300)을 정렬하기 위한 다양한 형상으로 변형이 가능하다.
내측가이드(110) 및 외측가이드(120)는 몸체(130)의 높이보다 높게 형성될 수 있다. 몸체(130)에 감기는 코일(300)은 복수의 층을 가지도록 권선될 수 있으며, 최하단층의 경우 정렬홈(132)에 의해 가이드 될 수 있으나, 상부층의 경우 이탈의 우려가 존재하는바, 몸체(130)의 높이보다 내측가이드(110) 및 외측가이드(120)의 높이가 높게 형성되어 코일(300)의 이탈을 방지할 수 있다. 또한, 코일(300)의 이탈을 방지하기 위해 내측가이드(110) 및 외측가이드(120)의 폭은 몸체(130)의 폭보다 넓게 형성될 수 있다.
이처럼, 인슐레이터(100)를 구성하는 내측가이드(110), 외측가이드(120) 및 몸체(130)는 코일(300)과 스테이터(200)의 접촉을 방지할 수 있다.
날개(140)는 인슐레이터(100)의 외측면과 연결되며, 코일을 정렬할 수 있다. 날개(140)는 별도로 부착되어 인슐레이터(100)의 외측면과 연결될 수 있으며, 인슐레이터(100)와 일체로 제작될 수 있다.
일실시예로, 날개(140)는 외측가이드(120)의 외측면에 회동이 가능하도록 연결될 수 있다. 일반적으로 인슐레이터(100)에 코일(300)을 권선한 후에는 코일(300)을 모은 후 터미널과 연결시킨다. 코일(300) 끝을 터미널과 연결하는 경우 코일(300)의 정리가 필요하고, 주어진 공간에서 여러가지 방법으로 터미널과 연결하게 된다. 권선 후 각 상의 코일(300) 끝이 멀리 있으면, 이를 모으기 위해 외각으로 코일(300)을 돌리게 된다. 이처럼 인슐레이터(100)의 외각공간을 이용해 코일(300)을 연결한 경우에는 코일(300)을 터미널과 연결하기 위한 외각공간에 제약을 받게 된다. 그러나, 외측가이드(120)의 날개(140)는 코일(300)의 정렬 후, 외측을 돌아가는 코일(300)을 덮을 수 있도록 회전할 수 있다. 날개(140)는 인슐레이터(100)의 외측에서 정렬되는 코일(300)의 절연 역할을 수행할 수 있다.
외측가이드(120)에는 외측면에 정렬되는 코일(300)을 가이드하기 위한 복수의 가이드홈(122)이 형성될 수 있다. 외측가이드(120)는 재료비 절감을 위해 살빼기 구조가 적용될 수 있으며, 가이드홈(122)에 코일(300)이 삽입된 후 날개(140)가 밀착될 수 있다. 날개(140)는 가이드홈(122)을 모두 덮을 수 있는 높이로 형성될 수 있다. 일실시예로, 외측가이드(120)는 삼상의 선을 가이드하기 위해 3개의 가이드홈(122)이 형성될 수 있다.
모터(1)에 삽입되는 복수의 인슐레이터(100)는 이웃하는 날개(140)가 연결부(150)에 의해 연결될 수 있다. 이 경우, 복수의 날개(140)를 연결하는 연결부(150)는 인슐레이터(100)와 일체로 연결될 수 있다. 이와 같이 인슐레이터(100)가 일체로 사출되는 경우, 스테이터(200)를 펼친 상태로 권선 작업을 수행할 수 있으며, 일자형으로 정렬한 상태에서 권선 작업시 슬롯(SLOT)간의 거리가 넓어 권선 작업이 쉬워지는 효과가 있다. 이때, 스테이터(200)는 감기는 권선수가 증가하면, 점적율이 향상되는 효과가 있다.
연결부(150)는 권선 작업 후 일체형 인슐레이터(100)의 회전을 용이하게 하기 위해 노치가 형성될 수 있다. 또한, 연결부(150)는 인슐레이터(100)의 회전을 용이하게 하기 위해 날개(140)의 높이보다 낮은 높이를 가질 수 있다.
이와 같이 복수의 날개(140)는 연결부(150)에 의해 일체로 연결되어 코일(300)을 권선한 후, 회동하여 외측가이드(120)를 향하여 접히게 된다. 이후, 사용자는 전체 인슐레이터(100)를 말아 원통형으로 스테이터(200)를 조립할 수 있다. 일체형의 인슐레이터(100)는 반드시 날개(140)가 연결부(150)에 의해 연결되어야 하는 것은 아니며, 외측가이드(120)가 연결부에 의해 연결되어 일체형의 구조를 가질 수 있다. 날개(140)를 연결하기 위한 연결부(150) 구성의 특징은 외측가이드(120)를 연결하기 위한 연결부에 모두 적용될 수 있다.
날개(140)에는 버스바가 연결되는 버스바 연결부(142)가 형성될 수 있다. 버스바는 병렬로 배치된 코일을 연결하기 위한 것으로, 코일과 전기적으로 연결된다. 버스바의 종류나 형태에는 제한을 받지 않으며, 다양하게 변형실시가 가능하다.
일실시예로, 버스바 연결부(142)는 날개(140)가 외측가이드(120)를 향해 회동시 상부 면에 형성될 수 있으며, 버스바가 삽입되기 위한 홈이 형성될 수 있다. 버스바는 버스바 연결부(142)에 삽입되기 위한 돌출부가 형성될 수 있으며, 홈과 연결부는 서로 위치가 교차될 수 있다.
또한, 인슐레이터(100)가 일체로 형성되는 경우, 복수의 날개(140) 중 적어도 하나에는 버스바 연결부(142)가 형성될 수 있다. 버스바 연결부(142)가 형성되는 날개(140)는 버스바를 지지하기 위해 버스바 연결부(142)가 형성되지 않는 날개보다 두께운 두께를 가질 수 있다. 버스바를 고정하기 위해서 모든 날개(140)에 버스바 연결부(142)가 형성될 필요가 없으므로, 필요한 위치에 버스바 연결부(142)를 형성하여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 6은 모터의 구성요소인 스테이터와 버스바가 연결된 상태를 나타내는 도면이고, 도 7은 버스바의 형상을 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 7을 참조하면, 버스바(600)는 날개(142)의 상부에 형성된 버스바 연결부(142)에 삽입될 수 있다. 버스바(600)는 복수로 구비될 수 있으며, 일체로 형성되는 경우 대비 재료비를 절감할 수 있다. 버스바(600)에는 버스바 연결부(142)와 연결되기 위한 돌출부(610)가 마련될 수 있다. 돌출부(610)는 버스바 연결부(142)의 형상에 따라 변형실시될 수 있다.
이와 같이 버스바를 일체형 인슐레이터에 꽂아 사용함으로써 공정의 간소화 및 자동화가 가능해진다.
도 8은 종래의 모터의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 종래의 모터에서는 모터하우징 내부에 모터의 구성요소들이 위치하게 된다. 모터하우징(70)은 하우징(71)과 하우징커버(72)를 포함할 수 있다.
종래의 모터에서 하우징(71)은 인슐레이터(100)를 수용하는 높이를 구비하며, 하우징커버(72)를 이용하여 모터하우징(70) 내부에 위치하는 모터(1)의 구성요소들을 밀폐하였다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터(1)에서의 모터하우징(700)은 인슐레이터(100)의 외측면에 연결되어 코일(300)을 정렬하는 날개(140)를 수용하기 위한 수용공간이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예의 구성요소인 모터하우징(700)은 하우징(710)과 하우징커버(720)를 포함하며, 하우징커버(720)의 내측면에 날개를 수용하기 위한 수용공간(722)이 형성될 수 있다.
도 8과 도 9의 모터하우징을 비교하면, 종래의 모터하우징(70)에서 하우징(71)은 인슐레이터(100)를 수용하기 위한 높이를 구비하였다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 모터하우징(700)은 하우징(710)의 높이를 낮추어 인슐레이터(100)가 하우징(710)에 삽입되는 경우, 인슐레이터(100) 외측면에 연결되는 날개(140)가 외부로 노출되도록 할 수 있다. 이때, 하우징커버(720)의 외측부가 연장되고, 연장된 외측부의 내측면에는 날개(140)를 수용하기 위한 수용공간(722)이 형성될 수 있다.
이러한 모터하우징(700)의 형상을 변경함으로써, 전체적인 모터의 사이즈를 축소할 수 있으며, 모터 공간 내 설계의 자유도를 증가할 수 있다.
하우징커버(700)의 내측면에 형성되는 수용공간(722)은 인슐레이터(100)의 외측가이드(120)의 외측면과 연결되는 날개(140)를 수용할 수 있다. 이때, 수용공간(722)은 일체로 형성되어 하우징커버(720)의 내측면을 따라 연속적으로 존재할 수 있으며, 인슐레이터(100)의 유동을 방지하기 위해 개별적인 날개(140)의 두께에 맞추어 복수로 구획되어 형성될 수 있다.
일실시예로 도 3 내지 도 6을 참조하면, 인슐레이터(100)에 연결되는 복수의 날개(140) 중 적어도 하나에는 버스바(600)가 연결되는 버스바 연결부(142)가 형성될 수 있는데, 이때 버스바 연결부(142)가 형성되는 날개(140)는 버스바 연결부(142)가 형성되지 않는 날개(140)에 비해 두꺼운 두께로 마련될 수 있다. 따라서, 하우징커버(720)에 구획되어 형성되는 수용공간(722)은 날개(140)의 두께에 맞추어 변형실시될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명] 1 : 모터, 100 : 인슐레이터, 110 : 내측가이드, 120 : 외측가이드, 122 : 가이드홈, 130 ; 몸체, 132 : 정렬홈, 140 : 날개, 142 : 버스바 연결부, 150 : 연결부, 200 : 스테이터, 300 : 코일, 400 : 로터, 500 : 회전축, 600 ; 버스바, 610 : 돌출부, 700 ; 모터하우징, 710 : 하우징, 720 : 하우징커버, 722 : 수용공간

Claims (11)

  1. 코일이 권선되는 스테이터;
    상기 스테이터 내측에 배치되는 로터;
    상기 로터에 결합하는 회전축;
    상기 코일과 스테이터 사이에 위치하며 외주면에 상기 코일이 권선되는 인슐레이터; 및
    상기 인슐레이터가 수용되는 모터하우징을 포함하며,
    상기 인슐레이터의 외측면에는 코일을 정렬하는 날개가 연결되며, 상기 모터하우징의 내측면에는 상기 날개를 수용하는 수용공간이 형성되는 모터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 모터하우징은 하우징과 하우징커버를 포함하며,
    상기 수용공간은 상기 하우징커버의 내측면에 형성되는 모터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인슐레이터는,
    내측가이드, 외측가이드 및 상기 내측가이드와 외측가이드를 연결하는 몸체를 포함하며, 상기 외측가이드의 외측면에는 상기 날개가 회동가능하도록 연결되는 모터.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 외측가이드의 외측면에는 상기 코일을 가이드하는 복수의 가이드 홈이 형성되는 모터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 날개와 이웃하는 날개는 연결부에 의해서 연결되는 모터.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 연결부에는 노치가 형성되는 모터.
  7. 제5 항에 있어서,
    복수의 상기 날개 중 적어도 하나에 버스바가 연결되는 버스바 연결부가 형성되는 모터.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 모터하우징에 형성되는 상기 수용공간은 복수의 상기 날개를 수용하기 위하여 구획되어 형성되는 모터.
  9. 제8 항에 있어서,
    복수의 상기 날개 중 상기 버스바 연결부가 형성되는 날개는 버스바 연결부가 형성되지 않는 날개에 비해 두꺼운 두께를 가지는 모터.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 수용공간은 상기 날개에 상기 버스바 연결부의 형성 여부에 따라 상기 수용공간의 크기가 달라지는 모터.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 인슐레이터의 연결되는 날개가 외부로 노출되는 높이를 가지며, 상기 하우징커버에 형성되는 상기 수용공간에 상기 날개가 위치하는 모터.
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