WO2021133083A1 - 전기모터용 스테이터 및 이를 포함하는 전기모터 - Google Patents

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WO2021133083A1
WO2021133083A1 PCT/KR2020/019063 KR2020019063W WO2021133083A1 WO 2021133083 A1 WO2021133083 A1 WO 2021133083A1 KR 2020019063 W KR2020019063 W KR 2020019063W WO 2021133083 A1 WO2021133083 A1 WO 2021133083A1
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electric motor
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slots
yoke
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PCT/KR2020/019063
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김병수
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주식회사 아모텍
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    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel
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    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the present invention relates to a stator for an electric motor and an electric motor including the same.
  • An electric motor is a device that uses electric energy to generate a driving force. Such electric motors are widely applied to various electronic devices, home appliances, automobiles, and the like.
  • an electric motor is applied to an automobile engine to provide a driving force for driving an intake valve.
  • the intake valve is opened and closed by reciprocating a driving rod connected to the intake valve through driving of a motor.
  • an electric motor for operating the driving rod of the intake valve is installed in the engine room.
  • the rotor shaft 22 of the rotor 20 is a worm wheel 3 and There is a limit in that it cannot but be eccentrically connected to the driving rod 2 via the worm gear 4 .
  • the slot 32 on which the coil 40 is wound in the stator 30 is one side of the housing 10 when considering the connection between the rotor shaft 22 and the driving rod 2 due to space constraints in the engine room. There is a limit in that it cannot but be formed in a direction biased toward
  • the slot 32 on which the coil 40 is wound in the stator 30 is formed in an asymmetric shape, the overall size of the stator 30 is inevitably reduced, so there is a problem in that the driving force of the motor or the output of the motor is reduced. .
  • the present invention has been devised in view of the above points, and even if it is mounted in a limited installation space such as an engine room, it is possible to improve the efficiency of the motor without changing the existing mounting position and to secure the degree of freedom in design.
  • An object of the present invention is to provide a stator for use and an electric motor including the same.
  • the present invention provides at least one coil; and a stator core including a yoke formed in a closed loop shape and a slot portion extending a predetermined length from the yoke, wherein the slot portion forms a polyphase including a first phase and a second phase different from the first phase
  • the total number of turns obtained by adding the number of turns of each coil wound in the plurality of slots forming the first phase is the total number of turns of the coil wound in the plurality of slots forming the second phase.
  • a stator for an electric motor having the same number of turns as each other is provided.
  • At least some of the plurality of slots may be formed so that the lengths of the teeth on which the coil is wound have different lengths.
  • the plurality of slots may be formed to extend inwardly from the yoke by a predetermined length.
  • the stator for the electric motor may be applied to an internal electric motor.
  • the plurality of slots may be formed to extend outwardly by a predetermined length from the yoke.
  • the stator for the electric motor may be applied to an external electric motor.
  • the yoke may be formed in a non-circular shape including at least one straight part.
  • the yoke may include: a first arc part formed to have a predetermined curvature; a second arc portion formed to have a predetermined curvature and disposed not to be connected to the first arc portion; a first straight line portion interconnecting one end of the first arc portion and the second arc portion; and a second straight line connecting the other ends of the first arc part and the second arc part to each other.
  • the second straight portion may include a first portion connected to the end of the first arc portion and a second portion connected to the end of the first portion and connected to the end of the second arc portion, the second The part may be connected to one end of the first part to have a predetermined angle with the first part except for 0 degrees.
  • first arc portion and the second arc portion may be formed to have the same length, but may be formed to have different lengths.
  • the slot part may be formed in three phases including U, V, and W phases.
  • the present invention is a housing; a rotor including a rotor shaft rotatably mounted to the housing and a plurality of magnets disposed along a circumferential direction of the rotor shaft; and the above-described stator fixed to the housing and having a coil wound in at least one slot.
  • the rotor shaft may be gear-coupled to the driving rod entering the interior of the housing and the gear unit, and the driving rod may be eccentrically connected to the rotor shaft and the gear unit.
  • the degree of freedom in design can be increased by freely changing the tooth length of the slot in which the coil is wound.
  • FIG. 1 is a view showing a stator for an electric motor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the coil is removed in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a plan view of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a view showing the arrangement relationship between the slot part of the stator core and the magnet of the rotor in the stator for an electric motor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing another form of a stator core that can be applied to FIG. 4;
  • FIG. 6 is a view showing another form of a stator core that can be applied to FIG. 4;
  • FIG. 7 is a view showing a stator for an electric motor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a state in which the coil is removed in FIG. 7;
  • FIG. 9 is a view showing an arrangement relationship between a slot part of a stator core and a magnet of a rotor in a stator for an electric motor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing an electric motor to which a stator for an electric motor according to an embodiment of the present invention is applied;
  • FIG. 11 is an excerpt of the rotor and stator from FIG. 10;
  • FIG. 12 is a view schematically showing a state in which the electric motor of FIG. 10 is connected to a driving rod;
  • FIG. 13 is a view taken from the rotor, the stator and the driving rod in FIG. 12, and,
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a connection relationship between a driving rod and a rotor shaft in a conventional electric motor.
  • the stator 100 and 200 for an electric motor may include at least one coil 110 and stator cores 120 and 220 as shown in FIGS. 1 and 7 , and the at least one coil 110 may be wound around the stator cores 120 and 220 .
  • stator cores 120 and 220 may include yokes 121 and 221 and the slot part 122 , and the coil 110 may be wound around the slot part 122 .
  • the stator cores 120 and 220 may have a plurality of metal sheets each including the yokes 121 and 221 and the slot part 122 stacked in a multi-layered form, but the limitation is not limited thereto. No, it may be formed as a single member.
  • the yokes 121 and 221 may be formed in a closed loop shape.
  • the yokes 121 and 221 may be formed in a non-circular shape including at least one straight portion 121a, 121b, 221a, 221b.
  • the yokes 121 and 221 are at least one straight line portion 121a, 121b, 221a, 221b and at least one arc portion 121c, 121d formed to have a predetermined curvature as shown in FIGS. 221c), and the straight portions 121a, 121b, 221a, 221b and the arc portions 121c, 121d, and 221c may be connected to each other.
  • the yoke 121 may have a non-circular closed loop shape by connecting the straight portions 121a, 121b, 221a, 221b and the arc portions 121c, 121d, and 221c.
  • the yoke 121 in the stator cores 120, 120', 120" includes a first arc part 121c and a second arc part 121d.
  • a non-circular closed loop shape may be formed through the arc portions 121c and 121d and the straight portions 121a and 121b including the first and second straight lines 121a and 121b.
  • first arc part 121c and the second arc part 121d may not be connected to each other, and the first straight part 121a and the second straight part 121b are the first arc part
  • the ends of the (121c) and the second arc portion (121d) may be connected to each other.
  • the first arc part 121c and the second arc part 121d may be formed to have the same length, but FIGS. 5 and FIG. 6, in the stator cores 120' and 120", the first arc portion 121c and the second arc portion 121d may be formed to have different lengths.
  • At least one of the first straight part 121a and the second straight part 121b in the stator cores 120 , 120 ′, and 120 ′′ is a length of a portion that is not a straight line. (121b') may be formed to have a predetermined angle with respect to the remaining length (121b").
  • the yoke 121 is the arrangement position of the first straight part 121a and/or the second straight part 121b that interconnects the first arc part 121c and the second arc part 121d, It can be changed into various shapes according to the length and shape.
  • the first arc part 121c and the second arc part 121d may be formed to have the same length, and the first arc part
  • the first straight part 121a connecting one end of the 121c and the second arc part 121d to each other may be formed in a straight line, and the other ends of the first arc part 121c and the second arc part 121d are formed in a straight line.
  • the second straight portion 121b connecting the ends may include a first portion 121b ′ and a second portion 121b′′ connected to form a predetermined angle.
  • first portion 121b ′ may have one end connected to the end of the first arc portion 121c and the other end connected to the second portion 121b′′, and the second portion 121b "), one end may be connected to the end of the second arc portion 121d and the other end may be connected to the first portion 121b'.
  • the second part 121b" may be connected to one end of the first part 121b' to have a predetermined angle with the first part 121b' except for 0 degrees, and the first part ( A portion where 121b′) and the second portion 121b′′ are connected to each other may be connected to protrude inward of the yoke 121 .
  • the first arc portion 121c and the second arc portion 121d may be formed to have different lengths, and the first arc portion 121d may have different lengths.
  • the first straight portion 121a interconnecting one end of the portion 121c and the second arc portion 121d may be formed in a straight line, and the first and second arc portions 121c and 121d may be formed in a straight line.
  • the second straight portion 121b connecting the other ends may include a first portion 121b ′ and a second portion 121b′′ connected to form a predetermined angle.
  • first portion 121b ′ may have one end connected to the end of the first arc portion 121c and the other end connected to the second portion 121b′′, and the second portion 121b "), one end may be connected to the end of the second arc portion 121d and the other end may be connected to the first portion 121b'.
  • the second part 121b" may be connected to one end of the first part 121b' to have a predetermined angle with the first part 121b' except for 0 degrees, and the first part ( A portion where 121b′) and the second portion 121b′′ are connected to each other may be connected to protrude inward of the yoke 121 .
  • the first arc portion 121c and the second arc portion 121d may be formed to have different lengths, and the first arc portion 121c and the second arc portion 121d may have different lengths.
  • the first straight portion 121a connecting one end of the arc portion 121c and the second arc portion 121d to each other may be formed in a straight line, and the first arc portion 121c and the second arc portion 121d may be formed in a straight line.
  • the second straight portion 121b interconnecting the other ends of the may include a first portion 121b ′ and a second portion 121b′′ connected to form a predetermined angle.
  • first portion 121b ′ may have one end connected to the end of the first arc portion 121c and the other end connected to the second portion 121b′′, and the second portion 121b "), one end may be connected to the end of the second arc portion 121d and the other end may be connected to the first portion 121b'.
  • the second part 121b" may be connected to one end of the first part 121b' to have a predetermined angle with the first part 121b' except for 0 degrees, and the first part ( A portion where 121b′) and the second portion 121b′′ are connected to each other may be connected to protrude outward of the yoke 121 .
  • the yoke 121 may have a closed-loop shape of various shapes including a straight part instead of a circular shape.
  • the yoke 221 has two straight parts 221a and 221b having one end connected to each other, and both ends of the two straight parts ( 221a and 221b) and may be formed in a non-circular closed-loop shape through a single arc portion 221c connected to each other.
  • the yokes 121 and 221 include at least one straight portion 121a, 121b, 221a, 221b and at least one arc portion 121c, 121d, 221c. It may be formed into a closed loop shape of various shapes through interconnection.
  • the shapes of the yokes 121 and 221 are not limited thereto, and the yokes 121 and 221 may be formed only with the above-described straight portions 121a, 122b, 221a, and 221b or may be formed only with the arc portions 122c, 122d, and 221c. It may be or may be formed in a circular shape. In addition, the yokes 121 and 221 may be formed in a form in which at least two portions having different curvatures are interconnected.
  • the slot unit 122 may be wound with a coil 110 that generates a magnetic field when power is applied.
  • the slot part 122 may extend a predetermined length inward or outward from the yokes 121 and 221 so that the coil 110 can be wound with a predetermined number of turns.
  • the slot part 122 may extend inwardly by a predetermined length from the yoke 121 as shown in FIGS. 1 to 6 .
  • the slot portion 122 may include a plurality of slots 122a, 122b, and 122c that are spaced apart along the edge of the yoke 121 and protrude inward by a predetermined length from the edge of the yoke 121,
  • the plurality of slots 122a, 122b, and 122c may be disposed to form an isometric angle with respect to a virtual central point as shown in FIG. 3 .
  • the electric motor 1000 when the rotor 1200 constituting the electric motor 1000 is disposed to be located in the center of the yoke 121 together with the magnet 1220 as shown in FIGS. 4 to 6, the plurality of slots ( 122a, 122b, and 122c may be disposed to surround the rotor 1200 , and the plurality of slots 122a , 122b and 122c may be disposed at equal angles along the circumference of the rotor 1200 . Accordingly, the electric motor 1000 may be implemented as an internal type motor.
  • the slot part 122 may extend outwardly by a predetermined length from the yoke 221 as shown in FIGS. 7 to 9 .
  • Such a slot portion 122 may include a plurality of slots 122a, 122b, 122c that are spaced apart along the edge of the yoke 221 and protrude outward by a predetermined length from the edge of the yoke 221,
  • the plurality of slots 122a, 122b, and 122c may be disposed to form an isometric angle with respect to a center point of the yoke 221 .
  • the electric motor may be implemented as an external type motor.
  • the slot part 122 may be formed to have a polyphase including a first phase and a second phase different from the first phase, and a plurality of slots 122a and 122b constituting the slot part 122 . , 122c), at least some of the slots may be formed so that the lengths of the teeth T around which the coil 110 is wound have different lengths.
  • the first total number of turns obtained by adding the number of turns of the coil 110 respectively wound in the plurality of slots 122a forming the first phase is wound in the plurality of slots 122b forming the second phase, respectively.
  • the number of turns may be the same as the second total number of turns obtained by summing the number of turns of the coil 110 .
  • each of the plurality of slots 122a, 122b, and 122c constituting the slot part 122 may form a single image, and some of the plurality of slots 122a, 122b, and 122c may be The same image may be formed, and some other slots among the plurality of slots 122a, 122b, and 122c may form different images.
  • the first total number of turns obtained by adding the number of turns of the coil 110 wound in the slots forming the same phase is the second total number of turns obtained by adding the number of turns of the coil 110 wound in the slots forming the same different phase. can be the same as
  • some of the slots 122a of the plurality of slots 122a, 122b, and 122c may have the first phase
  • some of the slots 122b of the plurality of slots 122a, 122b, and 122c may have the first phase. It may have the second phase, and the number of slots 122a forming the first phase and the number of slots 122b forming the second phase may be the same number.
  • the plurality of slots (122a, 122b, 122c) includes a tooth (T) extending a predetermined length inward or outward from the yoke (121, 221) and a shoe (S) formed at an end of the tooth (T), respectively
  • the coil 110 may be wound around the teeth T.
  • the yokes 121 and 221 are formed in a non-circular closed loop shape as described above, and at least some of the plurality of slots 122a, 122b, and 122c have teeth T of different lengths.
  • the shoe (S) portion formed at the ends of the plurality of slots (122a, 122b, 122c) may be formed to be positioned on a virtual circumference.
  • the plurality of slots 122a, 122b, and 122c constituting the slot part 122 are It may be disposed to surround the circumferential surface of the rotor 1200 .
  • each shoe ( S) may be disposed to face the magnet 1220 while being spaced apart from the magnet 1220 by a predetermined distance.
  • the same phase is obtained.
  • the coil 110 can all be wound in each of the slots 122a, 122b, and 122c regardless of the length of the teeth T.
  • the coil 110 is wound space. While maximizing utilization, high output and efficiency of the motor can be realized by winding each of the plurality of slots 122a, 122b, and 122c so that the coil 110 has the same total number of turns in each phase, and the coil 110 is wound Since the length of the tooth (T) of the slot can be freely changed, the degree of design freedom can be increased.
  • the slot portion 122 may be formed in three phases including a first phase, a second phase, and a third phase, and each of the first phase, the second phase, and the third phase is each other. It may be configured with the same number of slots (122a, 122b, 122c).
  • the first phase may include U, U' and U
  • the second phase may include V, V' and V
  • the third phase may include W, W' and W”.
  • the stator 100 for an electric motor including nine slots (122a, 122b, 122c) extending a certain length inward from the non-circular yoke 121 as shown in FIGS. 4 to 6 is a magnet
  • the V, V' and The second phase including V′′ and the third phase including W, W′ and W′′ may each be formed through three slots 122a, 122b, and 122c, respectively, and at least some of the slots 122a, 122b and 122c) may be formed to have different lengths of the teeth.
  • one slot 122a forming a U" phase among the first phases
  • one slot 122b forming a V phase among the second phases
  • the length of the teeth T is relatively shorter than the length of the teeth T of the slots forming the U, U', V', V", W and W".
  • the lengths of the teeth T of the slots forming the U, U', V', V", W and W" may have the same length.
  • One slot 122c forming an image has a length of the teeth T that is relatively shorter than the length of the teeth T of the slots forming the U, U', V', V", W and W'.
  • the lengths of the teeth T of the slots forming the U, U', V', V", W and W' may have the same length.
  • one slot 122a forming a U' phase among the first phases
  • one slot 122b forming a V" phase among the second phases
  • the lengths of the teeth T may be the same in one slot 122c forming the U, U", V, V', W' and W" of the slots T of the slots.
  • the length may be relatively shorter or longer than the tooth length of the slots forming the U' phase, V" phase and W phase.
  • the stator 200 for an electric motor including nine slots (122a, 122b, 122c) extending outward by a predetermined length from the non-circular yoke 221 as shown in FIG. 9 is a magnet 1220 ) when implemented as an external electric motor of a 3:4 structure together with the rotor 1200 having a total number of 12, the first phase including the U, U' and U", the V, V' and V"
  • Each of the second phase and the third phase including W, W' and W" may be formed through three slots 122a, 122b, and 122c, respectively, and at least some of the slots 122a, 122b, 122c) may be formed to have different lengths of the teeth.
  • One slot 122c forming the W" phase may have the same length of the teeth T, and the teeth T of the slots forming the U', V, V', W' and W' phases.
  • the length of may have a length that is relatively shorter or longer than the length of the teeth of the slots forming the U, U", V" and W" phases.
  • each of the slots extending a certain length from the arc portions 121c, 121d, and 221c among the yokes 121 and 221 formed non-circularly are the teeth (T).
  • the lengths may be the same, and in each of the slots extending by a predetermined length from the straight portions 121a, 121b, 221a, and 221b among the yokes 121 and 221, the length of the teeth is constant from the arc portions 121c, 121d, and 221c. It may have a relatively shorter or longer length than the teeth of each of the slots extending in length.
  • the third total number of turns including the number of turns of the coil 110 wound respectively may be equal to each other.
  • the first total number of turns, the second total number of turns, and the third total number of turns may be 47 turns.
  • the coil 110 can each be wound by 22 turns in the two slots 122a forming the U-phase and U'-phase among the first phases, and one slot ( The coil 110 may be wound in 3 turns on the 122a).
  • the coil 110 may be wound in 22 turns in the two slots 122a forming the V' phase and the V" phase among the second phases.
  • the coil 110 may be wound in three turns.
  • the coil 110 can be wound in 22 turns each of the two slots 122a forming the W phase and W" phase among the third phases, and in one slot 122a forming the W' phase, The coil 110 may be wound in three turns.
  • the total number of turns of the coil 110 wound around the three slots 122a forming the first phase, and the total number of turns of the coil 110 wound around the three slots 122b forming the second phase And the total number of turns of the coil 110 wound around the three slots 122c forming the third phase may be the same as all 47 turns.
  • the number of turns of the coil 110 wound on each of the plurality of slots 122a, 122b, and 122c is not limited thereto, and may be appropriately changed according to the position of the slot and/or the length of the teeth.
  • the yokes 121 and 221 are formed in a non-circular shape, and at least some of the plurality of slots 122a, 122b, 122c extending from the yokes 121 and 221 . Even if the tooth (T) length of the slot of the slot is provided to have different lengths, the total number of turns of the coil wound around the slots (122a, 122b, 122c) forming each phase is equal to each other and the respective slots (122a, 122b, 122c) ) may be arranged so that the portion of the shoe (S) formed at the end is located on the same virtual circumference.
  • the shoe (S) portion of the slots 122a, 122b, and 122c forming the angular phase is the magnet 1220 at the same distance as the magnet 1220 of the rotor 1200 . ) or may be surrounded by the magnet 1220, the coil 110 has an appropriate number of turns in all slots 122a, 122b, 122c regardless of the length of the teeth T of each slot. can be wound.
  • the length of the teeth (T) of the slots (122a, 122b, 122c) forming each phase is the shape of the yokes (121, 221). Accordingly, even if they have different lengths, the shoe S of each slot may be positioned at the same distance from the magnet 1220 in a state where the total number of turns of the coil 110 wound around the slots forming each phase is the same. Therefore, it is possible to implement a uniform driving force.
  • the number of turns of the coil 110 wound on each tooth T can be freely changed according to the length of the tooth T. Therefore, the yokes 121 and 221 may be formed in various shapes.
  • the mechanical interference problem can be solved by changing the shape of the yokes 121 and 221 , so the degree of freedom in design can increase
  • the fastening portion may be formed at an appropriate position of the yokes 121 and 221 .
  • the electric motor to which the stators 100 and 200 for an electric motor according to an embodiment of the present invention are applied can secure a degree of design freedom while implementing a uniform driving force.
  • the plurality of slots 122a , 122b , 122c is the coil 110 .
  • the plurality of slots 122a , 122b , 122c may be disposed to completely surround the circumference of the rotor 1200 in a state wound with an appropriate number of turns.
  • the plurality of slots 122a and 122b , 122c) may be disposed to completely surround the circumference of the rotor 1200 .
  • the electric motor to which the stators 100 and 200 for an electric motor according to an embodiment of the present invention are applied can secure a degree of design freedom while implementing a uniform driving force.
  • stator 100,200 for an electric motor when the stator 100,200 for an electric motor according to an embodiment of the present invention is applied to a polyphase motor, the total number of slots 122a, 122b, 122c is 9, and the magnet 1220 of the rotor 1200.
  • a polyphase motor having a 9:10 structure in which the total number of is 10 or a polyphase motor having a 3:4 structure in which the total number of slots 122a, 122b, 122c is 9 and the total number of magnets 1220 of the rotor 1200 is 12 is illustrated, but the present invention is not limited thereto, and if the total number of slots is 6 or more, it may be applied without limitation.
  • the total number of slots is 9 and the total number of magnets is 6, as well as the electric motor of 3:2 structure, the total number of slots is 9 It can also be applied to electric motors such as a 9:8 structure in which the total number of magnets is 8.
  • stators 100 and 200 for an electric motor according to an embodiment of the present invention may be applied to a multi-phase motor having a different structure as well as a three-phase motor having the above-described structure.
  • the coil 110 in the stator 100 and 200 for an electric motor is illustrated as being wound in all the slots 122a, 122b, and 122c, but the present invention is not limited thereto. If the total number of turns of the coil wound around the forming slots is the same, the coil may not be wound in some of the plurality of slots.
  • the stators 100 and 200 for the electric motor described above may be implemented as the electric motor 1000 .
  • the electric motor 1000 may be applied to various devices such as industrial equipment, home equipment, and vehicles.
  • the electric motor 1000 may be used to open and close a valve installed in a vehicle, and the valve may be an engine intake valve for controlling an intake air amount to the engine of the vehicle.
  • the valve may be opened and closed through the driving rod 2 , and the electric motor 1000 may provide a driving force for the driving rod 2 to move.
  • the application target of the electric motor 1000 according to an embodiment of the present invention is not limited thereto.
  • the electric motor 1000 according to an embodiment of the present invention is used as an electric motor for driving a vehicle valve.
  • the electric motor 1000 may include a housing 1100, a rotor 1200, and a stator 100 as shown in FIG. 10, and the stator 100 is shown in FIG. It may be a stator 100 for an electric motor shown in FIGS. 1 to 4 .
  • stator 100 for the electric motor is not limited thereto, and the stator 200 shown in FIGS. 5 to 9 may also be applied in the same manner, and the rotor 1200 may be appropriately selected depending on the shape of the stator 100 and 200 . can be changed to That is, the rotor 1200 may be changed to an internal type rotor or an external type rotor according to the shape of the stator.
  • the housing 1100 may be mounted in a vehicle such as an engine room of the vehicle, and the rotor 1200 and the stator 100 may be installed therein.
  • Such a housing 1100 may have a coupling portion 1110 formed on one side so that the driving rod 2 coupled to the rotor 1200 and gear enters therein.
  • the housing 1100 may include a connector unit 1120 for electrical connection with a circuit board (not shown) installed therein to control the driving of the rotor 1200 and the stator 100 .
  • a connector unit 1120 for electrical connection with a circuit board (not shown) installed therein to control the driving of the rotor 1200 and the stator 100 .
  • Such a housing 1100 may be made of a material having heat dissipation so as to radiate heat generated during operation to the outside.
  • the housing 1100 may be made of a known heat-dissipating plastic material.
  • the rotor 1200 may include a plurality of magnets 1220 disposed around the rotor shaft 1210 having a predetermined length, and may be rotatably mounted to the housing 1100 .
  • the rotor 1200 may include a rotor shaft 1210 rotatably mounted to the housing 1100 and a rotor core 1230 formed to surround the periphery of the rotor shaft 1210 , and the plurality of The magnets 1220 may be disposed along the circumferential direction of the rotor core 1230 .
  • Such a rotor 1200 may be disposed to be located inside the stator 100 as shown in FIG. 11 . Through this, when current is supplied to the coil 110 of the stator 100, the rotor 1200 may be rotated through interaction with the magnetic field generated from the coil 110.
  • the rotor shaft 1210 may be gear-coupled to the drive rod 2 entering the inside of the housing 1100 through the coupling part 1110 and the gear part as a medium, and the rotor shaft 1210 is It may be eccentrically connected to the driving rod 2 inside the housing 1100 .
  • the gear unit may be a worm wheel 3 and a worm gear 4 .
  • the rotor shaft 1210 may be rotatably mounted at a position eccentric from the center of the housing 1100 as shown in FIGS. 12 and 13, and the driving rod 2 is the housing ( 1100) may be disposed in a direction coincident with the virtual central axis.
  • the worm wheel 3 may be shaft-coupled to the end side of the rotor shaft 1210 , and the worm wheel 3 may be shaft-coupled to the driving rod 2 side as shown in FIG. 13 .
  • (3) and the worm gear (4) gear-coupled may be provided.
  • the rotor shaft 1210 and the driving rod 2 may be eccentrically connected to each other through the worm wheel 3 and the worm gear 4, and when the rotor shaft 1210 rotates, the driving rod 2 is It may reciprocate according to the rotation direction of the rotor shaft 1210 .
  • the valve connected to the driving rod 2 may be opened and closed according to the moving direction of the driving rod 2 .
  • the stator 100 may be disposed to surround the magnet 1220 of the rotor 1200 .
  • the stator 100 may include at least one coil 110 and a stator core 120, and the stator core 120 may include a yoke 121 and a slot part 122, The coil 110 may be wound around the slot part 122 .
  • the stator 100 described above with reference to FIGS. 1 to 4 may be applied to the stator 100 for an electric motor as it is.
  • the yoke 121 may be formed in a non-circular closed-loop shape as described above, and the slot portion 122 may include a plurality of slots 122a, 122b, and 122c.
  • the rotor shaft 1210 is located inside the housing 1100 , not at the center of the housing 1100 , but on one side.
  • the plurality of slots (122a, 122b, 122c) on which the coil 110 is wound even if the driving rod 2 and the rotor shaft 1210 are eccentrically connected to each other are disposed to surround the circumference of the rotor shaft 1210 .
  • stator core 120 when the stator core 120 is mounted inside the housing 1100 so that the first straight part 121a is parallel to the inner wall surface of the housing 1100 as shown in FIGS. 10 and 12, Space utilization can be maximized within a limited space.
  • the conventional electric motor ( 1) is arranged such that a plurality of slots 122a, 122b, and 122c in which the coil is wound surround only a part of the entire circumference of the rotor 20, but the electric motor 1000 according to an embodiment of the present invention is shown in FIG.
  • all the slots 122a, 122b, 122c in which the coil 110 is wound are formed in the rotor ( 1200) may be disposed to surround the entire circumference.
  • the electric motor 1000 is a slot in which the coil 110 is wound even if the rotor shaft 1210 and the driving rod 2 are eccentrically connected to each other in a limited space where the size and shape are determined. (122a, 122b, 122c) may be arranged to surround the entire circumference of the rotor (1200).
  • the electric motor 1000 is generated during operation of the motor while maintaining the size, mounting position, and eccentric connection between the driving rod 2 and the rotor shaft 1210 of the existing housing 1100 .
  • the electric motor 1000 is generated during operation of the motor while maintaining the size, mounting position, and eccentric connection between the driving rod 2 and the rotor shaft 1210 of the existing housing 1100 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

전기모터용 스테이터가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전기모터용 스테이터는 적어도 하나의 코일; 및 폐루프 형상으로 형성되는 요크와, 상기 요크로부터 일정길이 연장되는 슬롯부를 포함하는 스테이터 코어;를 포함하고, 상기 슬롯부는 제1상과 상기 제1상과 다른 제2상을 포함하는 다상을 형성하는 복수 개의 슬롯을 포함하며, 상기 제1상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수는 상기 제2상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수와 서로 동일한 턴수일 수 있다.

Description

전기모터용 스테이터 및 이를 포함하는 전기모터
본 발명은 전기모터용 스테이터 및 이를 포함하는 전기모터에 관한 것이다.
전기모터는 전기에너지를 이용하여 구동력을 발생시키는 장치이다. 이러한 전기모터는 다양한 전자기기나 가전제품, 자동차 등에 폭넓게 적용되고 있다.
일례로, 전기모터는 자동차 엔진에 적용되어 흡기 밸브를 구동하기 위한 구동력을 제공하는데 적용되고 있다.
한편, 최근 자동차 엔진은 출력 및 효율을 향상시키기 위한 다양한 노력들이 시도되고 있으며, 흡기 밸브 타이밍을 조절하여 흡기효율을 향상시키는 것 또한 이러한 노력의 일환이다.
이러한 흡기 밸브는 모터의 구동을 통해 흡기 밸브와 연결된 구동로드가 왕복운동함으로써 개폐된다. 이를 위해, 흡기 밸브의 구동로드를 작동시키기 위한 전기모터가 엔진룸에 설치된다.
그러나 차량의 엔진룸은 다양한 부품들이 설치되기 때문에 설치공간상의 제약이 따른다.
이에 따라, 로터(20)와 스테이터(30)를 포함하는 종래의 차량 밸브 구동용 전기모터(1)는 도 14에 도시된 바와 같이 로터(20)의 로터축(22)이 웜휠(3) 및 웜기어(4)를 매개로 구동로드(2)와 편심 연결될 수밖에 없는 한계가 있다.
즉, 스테이터(30)에서 코일(40)이 감기는 슬롯(32)은 엔진룸에서의 공간상의 제약으로 인하여 로터축(22)과 구동로드(2)의 연결을 고려할 때 하우징(10)에서 한쪽으로 치우친 방향으로 형성될 수밖에 없는 한계가 있다.
그러나 스테이터(30)에서 코일(40)이 감기는 슬롯(32)이 비대칭 형상으로 형성되면, 스테이터(30)의 전체 사이즈가 작아질 수밖에 없기 때문에 모터의 구동력 또는 모터의 출력이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 엔진룸과 같이 제한된 설치공간에 장착되더라도 기존의 장착위치를 변경하지 않으면서 모터의 효율을 향상시킬 수 있고 설계자유도를 확보할 수 있는 전기모터용 스테이터 및 이를 포함하는 전기모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 적어도 하나의 코일; 및 폐루프 형상으로 형성되는 요크와, 상기 요크로부터 일정길이 연장되는 슬롯부를 포함하는 스테이터 코어;를 포함하고, 상기 슬롯부는 제1상과 상기 제1상과 다른 제2상을 포함하는 다상을 형성하는 복수 개의 슬롯을 포함하며, 상기 제1상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수는 상기 제2상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수와 서로 동일한 턴수인 전기모터용 스테이터를 제공한다.
또한, 상기 복수 개의 슬롯 중 적어도 일부의 슬롯은 상기 코일이 권선되는 티스의 길이가 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 슬롯은 상기 요크로부터 내측으로 일정길이 연장되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 전기모터용 스테이터는 내전형 전기모터에 적용될 수 있다.
대안으로, 상기 복수 개의 슬롯은 상기 요크로부터 외측으로 일정길이 연장되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 전기모터용 스테이터는 외전형 전기모터에 적용될 수 있다.
또한, 상기 요크는 적어도 하나의 직선부를 포함하는 비원형으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 요크는, 소정의 곡률을 갖도록 형성되는 제1원호부; 소정의 곡률을 갖도록 형성되고 상기 제1원호부와 연결되지 않도록 배치되는 제2원호부; 상기 제1원호부 및 제2원호부의 일단부를 상호 연결하는 제1직선부; 및 상기 제1원호부 및 제2원호부의 타단부를 상호 연결하는 제2직선부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2직선부는 상기 제1원호부의 단부와 연결되는 제1부분과 상기 제1부분의 단부와 연결되면서 상기 제2원호부의 단부와 연결되는 제2부분을 포함할 수 있고, 상기 제2부분은 상기 제1부분과 0도를 제외한 소정의 각도를 갖도록 상기 제1부분의 일단부에 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1원호부 및 제2원호부는 서로 동일한 길이를 갖도록 형성될 수도 있지만, 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 슬롯부는 U,V,W상을 포함하는 3상으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명은 하우징; 상기 하우징에 회전가능하게 장착되는 로터축과 상기 로터축의 둘레방향을 따라 배치된 복수 개의 마그네트를 포함하는 로터; 및 상기 하우징에 고정되고, 적어도 하나의 슬롯에 코일이 권선되는 상술한 스테이터;를 포함하는 전기모터를 제공한다.
또한, 상기 로터축은 상기 하우징의 내부로 진입하는 구동로드와 기어부를 매개로 기어결합될 수 있고, 상기 구동로드는 상기 로터축과 기어부를 매개로 편심연결될 수 있다.
본 발명에 의하면, 엔진룸과 같이 제한된 설치공간에서도 주변 관련부품을 재설계하지 않으면서 기존과 동일한 위치에 장착되더라도 높은 출력 및 효율을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 코일이 권선되는 슬롯의 티스 길이를 자유롭게 변경할 수 있음으로써 설계자유도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에서 코일이 제거된 상태를 나타낸 도면,
도 3은 도 2의 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터에서 스테이터 코어의 슬롯부와 로터의 마그네트 간의 배치관계를 나타낸 도면,
도 5는 도 4에 적용될 수 있는 스테이터 코어의 다른 형태를 나타낸 도면,
도 6은 도 4에 적용될 수 있는 스테이터 코어의 또 다른 형태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기모터용 스테이터를 나타낸 도면,
도 8은 도 7에서 코일이 제거된 상태를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기모터용 스테이터에서 스테이터 코어의 슬롯부와 로터의 마그네트 간의 배치관계를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터가 적용된 전기모터를 나타낸 도면,
도 11은 도 10에서 로터 및 스테이터를 발췌한 도면,
도 12는 도 10의 전기모터가 구동로드와 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 13은 도 12에서 로터, 스테이터 및 구동로드를 발췌한 도면, 그리고,
도 14는 종래의 전기모터에서 구동로드와 로터축의 연결관계를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)는 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 코일(110) 및 스테이터 코어(120,220)를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 코일(110)은 상기 스테이터 코어(120,220)에 권선될 수 있다.
즉, 상기 스테이터 코어(120,220)는 요크(121,221) 및 슬롯부(122)를 포함할 수 있으며, 상기 코일(110)은 상기 슬롯부(122)에 권선될 수 있다.
이와 같은 스테이터 코어(120,220)는 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 요크(121,221) 및 슬롯부(122)를 각각 포함하는 복수 개의 금속시트가 다층으로 적층된 형태일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니며 하나의 부재로 형성될 수도 있다.
이때, 상기 요크(121,221)는 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
일례로, 상기 요크(121,221)는 적어도 하나의 직선부(121a,121b,221a,221b)를 포함하는 비원형으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 요크(121,221)는 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 직선부(121a,121b,221a,221b)와 소정의 곡률을 갖도록 형성되는 적어도 하나의 원호부(121c,121d,221c)를 포함할 수 있으며, 상기 직선부(121a,121b,221a,221b) 및 원호부(121c,121d,221c)는 서로 연결될 수 있다.
이를 통해, 상기 요크(121)는 상기 직선부(121a,121b,221a,221b) 및 원호부(121c,121d,221c)가 연결되어 비원형의 폐루프 형상을 가질 수 있다.
비제한적인 일례로써, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 스테이터 코어(120,120',120")에서 상기 요크(121)는 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)를 포함하는 원호부(121c,121d)와, 제1직선부(121a) 및 제2직선부(121b)를 포함하는 직선부(121a,121b)를 통해 비원형의 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 연결되지 않을 수 있고, 상기 제1직선부(121a) 및 제2직선부(121b)는 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 단부를 각각 연결할 수 있다.
이때, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120)에서 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 동일한 길이를 갖도록 형성될 수도 있지만, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120',120")에서 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수도 있다.
더불어, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120,120',120")에서 상기 제1직선부(121a) 및 제2직선부(121b) 중 적어도 어느 하나는 일직선이 아닌 일부의 길이(121b')가 나머지 길이(121b")에 대해서 소정의 각도를 갖도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 요크(121)는 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)를 상호 연결하는 제1직선부(121a) 및/또는 제2직선부(121b)의 배치위치, 길이, 형상에 따라 다양한 형상으로 변경될 수 있다.
구체적인 일례로써, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120)에서 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 동일한 길이를 갖도록 형성될 수 있고, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 일단부를 상호 연결하는 제1직선부(121a)는 일직선으로 형성될 수 있으며, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 타단부를 상호 연결하는 제2직선부(121b)는 소정의 각도를 이루도록 연결되는 제1부분(121b')과 제2부분(121b")을 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1부분(121b')은 일단부가 상기 제1원호부(121c)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제2부분(121b")과 연결될 수 있으며, 상기 제2부분(121b")은 일단부가 상기 제2원호부(121d)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제1부분(121b')과 연결될 수 있다.
이때, 상기 제2부분(121b")은 상기 제1부분(121b')과 0도를 제외한 소정의 각도를 갖도록 상기 제1부분(121b')의 일단부에 연결될 수 있으며, 상기 제1부분(121b')과 제2부분(121b")이 서로 연결되는 부분은 상기 요크(121)의 내측으로 돌출되도록 연결될 수 있다.
다른 예로써, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120')에서 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있고, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 일단부를 상호 연결하는 제1직선부(121a)는 일직선으로 형성될 수 있으며, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 타단부를 상호 연결하는 제2직선부(121b)는 소정의 각도를 이루도록 연결되는 제1부분(121b')과 제2부분(121b")을 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1부분(121b')은 일단부가 상기 제1원호부(121c)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제2부분(121b")과 연결될 수 있으며, 상기 제2부분(121b")은 일단부가 상기 제2원호부(121d)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제1부분(121b')과 연결될 수 있다.
이때, 상기 제2부분(121b")은 상기 제1부분(121b')과 0도를 제외한 소정의 각도를 갖도록 상기 제1부분(121b')의 일단부에 연결될 수 있으며, 상기 제1부분(121b')과 제2부분(121b")이 서로 연결되는 부분은 상기 요크(121)의 내측으로 돌출되도록 연결될 수 있다.
또 다른 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 코어(120")에서 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)는 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있고, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 일단부를 상호 연결하는 제1직선부(121a)는 일직선으로 형성될 수 있으며, 상기 제1원호부(121c) 및 제2원호부(121d)의 타단부를 상호 연결하는 제2직선부(121b)는 소정의 각도를 이루도록 연결되는 제1부분(121b')과 제2부분(121b")을 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1부분(121b')은 일단부가 상기 제1원호부(121c)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제2부분(121b")과 연결될 수 있으며, 상기 제2부분(121b")은 일단부가 상기 제2원호부(121d)의 단부와 연결되고 타단부가 상기 제1부분(121b')과 연결될 수 있다.
이때, 상기 제2부분(121b")은 상기 제1부분(121b')과 0도를 제외한 소정의 각도를 갖도록 상기 제1부분(121b')의 일단부에 연결될 수 있으며, 상기 제1부분(121b')과 제2부분(121b")이 서로 연결되는 부분은 상기 요크(121)의 외측으로 돌출되도록 연결될 수 있다.
이를 통해, 상기 요크(121)는 원형이 아닌 직선부를 포함하는 다양한 형상의 폐루프형상을 가질 수 있다.
또 다른 일례로써, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 스테이터 코어(220)에서 상기 요크(221)는 일단이 서로 연결된 두 개의 직선부(221a,221b)와, 양단부가 상기 두 개의 직선부(221a,221b)와 각각 연결되는 하나의 원호부(221c)를 통해 비원형의 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어(120,220)에서 상기 요크(121,221)는 적어도 하나의 직선부(121a,121b,221a,221b) 및 적어도 하나의 원호부(121c,121d,221c)의 상호 연결을 통해 다양한 형상의 폐루프 형상으로 형성될 수 있다.
그러나 상기 요크(121,221)의 형상을 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 요크(121,221)는 상술한 직선부(121a,122b,221a,221b)만으로 형성될 수도 있고 원호부(122c,122d,221c)만으로 형성될 수도 있으며, 원형으로 형성될 수도 있다. 더불어, 상기 요크(121,221)는 서로 다른 곡률을 가지는 적어도 두 개의 부분이 상호 연결된 형태로 형성될 수도 있다.
상기 슬롯부(122)는 전원인가시 자기장을 발생시키는 코일(110)이 권선될 수 있다. 이를 위해, 상기 슬롯부(122)는 상기 코일(110)이 소정의 턴수로 권선될 수 있도록 상기 요크(121,221)로부터 내측 또는 외측으로 일정길이 연장될 수 있다.
일례로, 상기 슬롯부(122)는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 요크(121)로부터 내측으로 일정길이 연장될 수 있다.
이와 같은 슬롯부(122)는 상기 요크(121)의 테두리를 따라 이격 배치되면서 상기 요크(121)의 테두리로부터 내측으로 일정길이 돌출되는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)을 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 도 3에 도시된 바와 같이 가상의 중심점을 기준으로 서로 등각도를 이루도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 전기모터(1000)를 구성하는 로터(1200)가 마그네트(1220)와 함께 상기 요크(121)의 중앙부에 위치하도록 배치되면, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 로터(1200)를 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 로터(1200)의 둘레를 따라 균등한 각도로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 전기모터(1000)는 내전형 모터로 구현될 수 있다.
다른 예로써, 상기 슬롯부(122)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 요크(221)로부터 외측으로 일정길이 연장될 수 있다.
이와 같은 슬롯부(122)는 상기 요크(221)의 테두리를 따라 이격 배치되면서 상기 요크(221)의 테두리로부터 외측으로 일정길이 돌출되는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)을 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 요크(221)의 중심점을 기준으로 서로 등각도를 형성하도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 도 9에 도시된 바와 같이 전기모터를 구성하는 로터의 마그네트(1220)가 상기 요크(221)의 외측에 배치되면, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 마그네트(1220)에 의해 둘러싸일 수 있다. 이에 따라, 상기 전기모터는 외전형 모터로 구현될 수 있다.
이때, 상기 슬롯부(122)는 제1상 및 상기 제1상과 다른 제2상을 포함하는 다상을 가지도록 형성될 수 있고, 상기 슬롯부(122)를 구성하는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c) 중 적어도 일부의 슬롯은 상기 코일(110)이 권선되는 티스(T)의 길이가 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1상을 형성하는 복수 개의 슬롯(122a)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제1전체턴수는 상기 제2상을 형성하는 복수 개의 슬롯(122b)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제2전체턴수와 서로 동일한 턴수일 수 있다.
즉, 상기 슬롯부(122)를 구성하는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들 각각은 하나의 상을 형성할 수 있고, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들 중 일부의 슬롯들은 서로 동일한 상을 형성할 수 있으며, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들 중 다른 일부의 슬롯들은 다른 상을 형성할 수 있다.
또한, 서로 동일한 상을 형성하는 슬롯들에 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제1전체턴수는 서로 동일한 다른 상을 형성하는 슬롯들에 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제2전체턴수와 동일할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c) 중 일부의 슬롯(122a)은 상기 제1상을 가질 수 있고 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c) 중 일부의 슬롯(122b)은 상기 제2상을 가질 수 있으며, 상기 제1상을 형성하는 슬롯(122a)의 개수와 상기 제2상을 형성하는 슬롯(122b)의 개수는 서로 동일한 개수일 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 요크(121,221)로부터 내측 또는 외측으로 일정길이 연장되는 티스(T)와 상기 티스(T)의 단부에 형성되는 슈(S)를 각각 포함할 수 있으며, 상기 코일(110)은 상기 티스(T)에 권선될 수 있다.
이에 따라, 상기 요크(121,221)가 상술한 바와 같이 비원형의 폐루프 형상으로 형성되고 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c) 중 적어도 일부의 슬롯들이 서로 다른 길이의 티스(T)를 갖도록 구비되더라도 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)의 단부에 형성된 슈(S) 부분은 가상의 원주상에 위치하도록 형성될 수 있다.
즉, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 요크(121)의 내측에 로터(1200)가 배치되는 경우, 상기 슬롯부(122)를 구성하는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)은 상기 로터(1200)의 둘레면을 감싸도록 배치될 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 요크(221)의 외측에 마그네트(1220)가 배치되는 경우, 상기 슬롯부(122)를 구성하는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)에서 각각의 슈(S)는 상기 마그네트(1220)와 일정한 거리로 이격되면서 상기 마그네트(1220)와 대면하도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 상기 요크(121,221)가 상술한 바와 같이 비원형의 폐루프 형상으로 형성되고 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)이 서로 다른 길이의 티스(T)를 갖도록 구비되더라도 서로 동일한 상을 형성하는 슬롯들에 감기는 코일(110)의 전체턴수를 동일하게 함으로써 티스(T)의 길이와 상관없이 각각의 슬롯(122a,122b,122c)에 코일(110)이 모두 권선될 수 있다.
이로 인해, 상기 요크(121,221)가 비원형의 폐루프 형상으로 형성되고 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)이 서로 다른 길이의 티스(T)를 갖도록 구비되더라도 코일(110)이 권선되는 공간 활용을 극대화하면서도 각각의 상에서 코일(110)이 동일한 전체턴수를 갖도록 상기 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)에 각각 권선됨으로써 모터의 높은 출력 및 효율을 구현할 수 있으며, 코일(110)이 권선되는 슬롯의 티스(T) 길이를 자유롭게 변경할 수 있음으로써 설계자유도를 높일 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 슬롯부(122)는 제1상, 제2상 및 제3상을 포함하는 3상으로 형성될 수 있고, 상기 제1상, 제2상, 제3상 각각은 서로 동일한 개수의 슬롯(122a,122b,122c)들로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1상은 U, U' 및 U"을 포함할 수 있고, 상기 제2상은 V, V' 및 V"을 포함할 수 있으며, 상기 제3상은 W, W' 및 W"을 포함할 수 있다.
구체적인 일례로써, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 비원형의 요크(121)로부터 내측으로 일정길이 연장된 9개의 슬롯(122a,122b,122c)을 포함하는 전기모터용 스테이터(100)가 마그네트(1220)의 총개수가 10개인 로터(1200)와 함께 9:10 구조의 내전형 전기모터로 구현되는 경우, 상기 U, U' 및 U"을 포함하는 제1상, 상기 V, V' 및 V"을 포함하는 제2상 및 상기 W, W' 및 W"을 포함하는 제3상 각각은 3개의 슬롯(122a,122b,122c)을 통해 각각 형성될 수 있으며, 적어도 일부의 슬롯(122a,122b,122c)은 티스의 길이가 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1상 중 U"상을 형성하는 하나의 슬롯(122a), 제2상 중 V상을 형성하는 하나의 슬롯(122b) 및 제3상 중 W'상을 형성하는 하나의 슬롯(122c)은 티스(T)의 길이가 상기 U,U',V',V",W 및 W"을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 가질 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 U,U',V',V",W 및 W"을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이는 서로 동일한 길이를 가질 수 있다.
유사하게, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1상 중 U"상을 형성하는 하나의 슬롯(122a), 제2상 중 V상을 형성하는 하나의 슬롯(122b) 및 제3상 중 W"상을 형성하는 하나의 슬롯(122c)은 티스(T)의 길이가 상기 U,U',V',V",W 및 W'을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 가질 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 U,U',V',V",W 및 W'을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이는 서로 동일한 길이를 가질 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1상 중 U'상을 형성하는 하나의 슬롯(122a), 제2상 중 V"상을 형성하는 하나의 슬롯(122b) 및 제3상 중 W상을 형성하는 하나의 슬롯(122c)들은 티스(T)의 길이가 서로 동일할 수 있으며, 상기 U,U",V,V',W' 및 W"상을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이는 U'상, V"상 및 W상을 형성하는 슬롯들의 티스 길이보다 상대적으로 짧거나 더 긴 길이를 가질 수 있다.
구체적인 다른 일례로써, 도 9에 도시된 바와 같이 비원형의 요크(221)로부터 외측으로 일정길이 연장된 9개의 슬롯(122a,122b,122c)을 포함하는 전기모터용 스테이터(200)가 마그네트(1220)의 총개수가 12개인 로터(1200)와 함께 3:4 구조의 외전형 전기모터로 구현되는 경우, 상기 U, U' 및 U"을 포함하는 제1상, 상기 V, V' 및 V"을 포함하는 제2상 및 상기 W, W' 및 W"을 포함하는 제3상 각각은 3개의 슬롯(122a,122b,122c)을 통해 각각 형성될 수 있으며, 적어도 일부의 슬롯(122a,122b,122c)은 티스의 길이가 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제1상 중 U, U"상을 형성하는 두 개의 슬롯(122a), 제2상 중 V"상을 형성하는 하나의 슬롯(122b) 및 제3상 중 W"상을 형성하는 하나의 슬롯(122c)들은 티스(T)의 길이가 서로 동일할 수 있으며, 상기 U',V,V',W' 및 W'상을 형성하는 슬롯들의 티스(T)의 길이는 U,U",V" 및 W"상을 형성하는 슬롯들의 티스 길이보다 상대적으로 짧거나 더 긴 길이를 가질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어(120,220)에서 비원형으로 형성되는 요크(121,221) 중 원호부(121c,121d,221c)로부터 일정길이 연장되는 각각의 슬롯들은 티스(T)의 길이가 서로 동일할 수 있으며, 상기 요크(121,221) 중 직선부(121a,121b,221a,221b)로부터 일정길이 연장되는 각각의 슬롯들은 티스의 길이가 상기 원호부(121c,121d,221c)로부터 일정길이 연장되는 각각의 슬롯들의 티스보다 상대적으로 짧거나 더 긴 길이를 가질 수 있다.
이때, 상기 제1상인 U,U',U" 상을 형성하는 3개의 슬롯(122a)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제1전체턴수, 상기 제2상인 V,V',V"상을 형성하는 3개의 슬롯(122b)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제2전체턴수 및 상기 제3상인 W,W',W"상을 형성하는 3개의 슬롯(122c)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 합한 제3전체턴수는 서로 동일할 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 제1전체턴수, 제2전체턴수 및 제3전체턴수는 47턴일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 제1상 중 상기 U상 및 U'상을 형성하는 두 개의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 22턴으로 각각 감길 수 있고, 상기 U"상을 형성하는 하나의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 3턴으로 감길 수 있다. 또한, 상기 제2상 중 V'상 및 V"상을 형성하는 두 개의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 22턴으로 각각 감길 수 있고, 상기 V상을 형성하는 하나의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 3턴으로 감길 수 있다. 마찬가지로, 상기 제3상 중 W상 및 W"상을 형성하는 두 개의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 22턴으로 각각 감길 수 있고, 상기 W'상을 형성하는 하나의 슬롯(122a)에는 코일(110)이 3턴으로 감길 수 있다.
이에 따라, 상기 제1상을 형성하는 3개의 슬롯(122a)에 감기는 코일(110)의 전체턴수, 상기 제2상을 형성하는 3개의 슬롯(122b)에 감기는 코일(110)의 전체턴수 및 상기 제3상을 형성하는 3개의 슬롯(122c)에 감기는 코일(110)의 전체턴수는 모두 47턴으로 동일할 수 있다.
그러나 상기 복수 개의 슬롯들(122a,122b,122c)에 각각 권선되는 코일(110)의 턴수를 이에 한정하는 것은 아니며, 슬롯의 위치 및/또는 티스의 길이에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)는 요크(121,221)가 비원형으로 형성되고 요크(121,221)로부터 연장되는 복수 개의 슬롯들(122a,122b,122c) 중 적어도 일부의 슬롯의 티스(T) 길이가 다른 길이를 갖도록 구비되더라도, 각 상을 형성하는 슬롯(122a,122b,122c)들에 감긴 코일의 전체턴수는 서로 동일하면서 각각의 슬롯들(122a,122b,122c)의 단부에 형성된 슈(S) 부분이 동일한 가상의 원주상에 위치하도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 요크(121,221)가 비원형으로 형성되더라도 각상을 형성하는 슬롯(122a,122b,122c)들의 슈(S) 부분은 로터(1200)의 마그네트(1220)와 동일한 거리에서 상기 마그네트(1220)를 둘러싸도록 배치되거나 상기 마그네트(1220)에 의해 둘러싸일 수 있으며, 상기 코일(110)은 각각의 슬롯들의 티스(T) 길이에 상관없이 모든 슬롯(122a,122b,122c)들에 적정한 턴수로 권선될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)가 적용된 전기모터는 각상을 형성하는 슬롯(122a,122b,122c)들의 티스(T) 길이가 상기 요크(121,221)의 형상에 따라 서로 다른 길이를 갖더라도 각상을 형성하는 슬롯들에 감긴 코일(110)의 전체턴수가 동일한 상태에서 각각의 슬롯들의 슈(S)가 상기 마그네트(1220)와 동일한 거리에 위치하도록 배치될 수 있기 때문에 균일한 구동력을 구현할 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)가 적용된 전기모터는 각각의 티스(T)에 권선되는 코일(110)의 턴수가 상기 티스(T)의 길이에 따라 자유롭게 변경될 수 있기 때문에 상기 요크(121,221)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)를 고정하는 과정에서 기구적인 간섭 문제가 발생하더라도 요크(121,221)의 형상변경을 통해 기구적인 간섭문제를 해결할 수 있음으로써 설계자유도를 높일 수 있다.
즉, 상기 전기모터용 스테이터(100,200)를 전기모터의 하우징 내에 장착하는 과정에서 상기 요크(221) 측에 볼트와 같은 체결부재가 체결될 필요가 있는 경우 상기 요크(121,221)의 형상 및 슬롯의 티스 길이 변경을 통하여 체결부위가 상기 요크(121,221)의 적절한 위치에 형성되도록 할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)가 적용된 전기모터는 균일한 구동력을 구현하면서도 설계자유도를 확보할 수 있다.
더불어, 도 10을 참고하면 상기 전기모터(1000)를 구성하는 로터축(1210)이 하우징(1100)의 중심으로부터 일측에 치우친 위치에 배치되더라도 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들은 코일(110)이 적정한 턴수로 감긴 상태에서 상기 로터(1200)의 둘레를 전체적으로 둘러싸도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 도 12를 참고하면 전기모터(1000)가 사이즈 및 형상이 정해진 제한된 공간에서 상기 로터축(1210)이 구동로드(2)와 편심연결되도록 정해진 위치에서 장착되더라도 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들은 상기 로터(1200)의 둘레를 전체적으로 둘러싸도록 배치될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)가 적용된 전기모터는 균일한 구동력을 구현하면서도 설계자유도를 확보할 수 있다.
도면과 설명에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)가 다상모터에 적용되는 경우, 슬롯(122a,122b,122c)의 총개수가 9개이고 로터(1200)의 마그네트(1220)의 총개수가 10개인 9:10 구조의 다상모터 또는 슬롯(122a,122b,122c)의 총개수가 9개이고 로터(1200)의 마그네트(1220)의 총개수가 12개인 3:4 구조의 다상모터를 예시하였으나, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니며, 슬롯의 총 개수가 6개 이상이라면 제한없이 적용될 수 있다.
일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)는 슬롯의 총 개수가 9개이고 마그네트의 총개수가 6개인 3:2 구조의 전기모터는 물론, 슬롯의 총 개수가 9개이고 마그네트의 총개수가 8개인 9:8 구조 등의 전기모터에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)는 상술한 구조의 3상 모터는 물론, 다른 구조의 다상 모터에 적용될 수 있다.
더하여, 도면과 설명에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터용 스테이터(100,200)에서 코일(110)이 모든 슬롯(122a,122b,122c)에 권선되는 것으로 예시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 각 상을 형성하는 슬롯들에 감기는 코일의 전체턴수가 동일하다면 복수 개의 슬롯들 중 일부의 슬롯들에는 코일이 권선되지 않을 수도 있다.
한편, 상술한 전기모터용 스테이터(100,200)는 전기모터(1000)로 구현될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 산업용 기기, 가정용 기기, 차량 등과 같은 다양한 장치에 적용될 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 전기모터(1000)는 차량에 설치되는 밸브를 개폐조작하기 위한 용도로 사용될 수 있으며, 상기 밸브는 차량의 엔진에 흡기량을 조절하는 엔진의 흡기밸브일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 밸브는 구동로드(2)를 통해 개폐가 조작될 수 있으며, 상기 전기모터(1000)는 상기 구동로드(2)가 이동할 수 있는 구동력을 제공할 수 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)의 적용대상을 이에 한정하는 것은 아니다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)가 차량 밸브 구동용 전기모터로 사용되는 것으로 설명하기로 하다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 도 10에 도시된 바와 같이 하우징(1100), 로터(1200) 및 스테이터(100)를 포함할 수 있으며, 상기 스테이터(100)는 도 1 내지 도 4에 도시된 전기모터용 스테이터(100)일 수 있다.
그러나 상기 전기모터용 스테이터(100)를 이에 한정하는 것은 아니며, 도 5 내지 도 9에 도시된 스테이터(200) 역시 동일하게 적용될 수 있으며, 상기 로터(1200)는 스테이터(100,200)의 형태에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 즉, 상기 로터(1200)는 상기 스테이터의 형태에 따라 내전형 로터 또는 외전형 로터로 변경될 수 있다.
상기 하우징(1100)은 차량의 엔진룸과 같은 차량에 장착될 수 있으며, 그 내부에 상기 로터(1200) 및 스테이터(100)가 설치될 수 있다.
이와 같은 하우징(1100)은 상기 로터(1200)와 기어결합되는 구동로드(2)가 진입할 수 있도록 일측에 결합부(1110)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 하우징(1100)은 상기 로터(1200) 및 스테이터(100)의 구동을 제어하기 위하여 그 내부에 설치되는 회로기판(미도시)과의 전기적인 연결을 위한 커넥터부(1120)를 포함할 수 있다.
이와 같은 하우징(1100)은 작동시 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 방열성을 가지는 재질로 이루어질 수도 있다. 일례로, 상기 하우징(1100)은 공지의 방열 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
상기 로터(1200)는 일정길이를 갖는 로터축(1210)의 둘레에 배치되는 복수 개의 마그네트(1220)를 포함할 수 있고, 상기 하우징(1100)에 회전가능하게 장착될 수 있다.
즉, 상기 로터(1200)는 상기 하우징(1100)에 회전가능하게 장착되는 로터축(1210)과 상기 로터축(1210)의 둘레를 감싸도록 형성된 로터코어(1230)를 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 마그네트(1220)는 상기 로터코어(1230)의 둘레방향을 따라 배치될 수 있다.
이와 같은 로터(1200)는 도 11에 도시된 바와 같이 상기 스테이터(100)의 내측에 위치하도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 스테이터(100)의 코일(110)에 전류가 공급되면 상기 코일(110)로부터 발생된 자기장과의 상호작용을 통해 상기 로터(1200)는 회전될 수 있다.
이때, 상기 로터축(1210)은 상기 결합부(1110)를 통하여 상기 하우징(1100)의 내부로 진입하는 구동로드(2)와 기어부를 매개로 기어결합될 수 있으며, 상기 로터축(1210)은 상기 하우징(1100)의 내부에서 상기 구동로드(2)와 편심연결될 수 있다. 일례로, 상기 기어부는 웜휠(3)과 웜기어(4)일 수 있다.
구체적으로, 상기 로터축(1210)은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 상기 하우징(1100)의 중심으로부터 편심된 위치에 회전가능하게 장착될 수 있으며, 상기 구동로드(2)는 상기 하우징(1100)의 가상의 중심축과 일치하는 방향으로 배치될 수 있다.
이와 같은 경우, 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이 상기 로터축(1210)의 단부측에는 웜휠(3)이 축결합될 수 있으며, 상기 구동로드(2) 측에는 도 13에 도시된 바와 같이 상기 웜휠(3)과 기어결합되는 웜기어(4)가 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 로터축(1210) 및 구동로드(2)는 상기 웜휠(3) 및 웜기어(4)를 통해 서로 편심연결될 수 있으며, 상기 로터축(1210)이 회전하면 상기 구동로드(2)는 상기 로터축(1210)의 회전방향에 따라 왕복 이동할 수 있다. 이를 통해, 상기 구동로드(2)와 연결된 밸브는 상기 구동로드(2)의 이동방향에 따라 개폐될 수 있다.
상기 스테이터(100)는 상기 로터(1200)의 마그네트(1220)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
즉, 상기 스테이터(100)는 적어도 하나의 코일(110) 및 스테이터 코어(120)를 포함할 수 있고, 상기 스테이터 코어(120)는 요크(121) 및 슬롯부(122)를 포함할 수 있으며, 상기 코일(110)은 상기 슬롯부(122)에 권선될 수 있다.
이와 같은 스테이터(100)는 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한 상술한 전기모터용 스테이터(100)가 그대로 적용될 수 있다.
즉, 상기 요크(121)는 상술한 바와 같이 비원형의 폐루프 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 슬롯부(122)는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)로 구성될 수 있다.
이와 같은 요크(121) 및 슬롯부(122)의 구체적인 내용은 상술한 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 도 12에 도시된 바와 같이 상기 로터축(1210)이 하우징(1100)의 내부에서 하우징(1100)의 중앙부가 아닌 일측에 치우친 위치에 장착되고 상기 구동로드(2)와 로터축(1210)이 서로 편심연결되더라도 코일(110)이 권선되는 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)들은 상기 로터축(1210)의 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
특히, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이 상술한 제1직선부(121a)가 상기 하우징(1100)의 내벽면과 평행하도록 상기 스테이터 코어(120)가 하우징(1100)의 내부에 장착되면, 제한된 공간 내에서 공간 활용을 극대화할 수 있다.
즉, 상기 로터축(1210)이 상기 구동로드(2)와 편심연결될 수 있도록 하우징(1100)의 중심으로부터 일측에 치우진 위치에 배치되더라도, 티스(T)의 길이에 상관없이 모든 슬롯(122a,122b,122c)의 티스(T)에 코일(110)이 적정턴수로 권선됨으로써 최대 토크 및 최대 효율을 구현할 수 있다.
이로 인해, 상기 로터축(1210)이 상기 구동로드(2)와 편심연결될 수 있도록 하우징(1100)의 중심으로부터 일측에 치우진 위치에 배치되는 경우, 도 14에 도시된 바와 같이 종래의 전기모터(1)는 코일이 권선된 복수 개의 슬롯(122a,122b,122c)이 로터(20)의 전체 둘레 중 일부 둘레만을 감싸도록 배치되지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 도 12에 도시된 바와 같이 각각의 슬롯(122a,122b,122c)에 감기는 코일(110)의 권선수를 적절하게 변경함으로써 코일(110)이 권선된 모든 슬롯(122a,122b,122c)들이 상기 로터(1200)의 전체둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 사이즈 및 형상이 정해진 제한된 공간에서 상기 로터축(1210)과 구동로드(2)가 서로 편심연결되더라도 코일(110)이 권선된 슬롯(122a,122b,122c)들이 상기 로터(1200)의 전체 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기모터(1000)는 기존 하우징(1100)의 사이즈, 장착위치 및 구동로드(2)와 로터축(1210)간의 편심연결을 유지하면서도 모터의 작동시 발생되는 발열량을 줄여 열손실에 의한 효율 저하를 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 코일; 및
    폐루프 형상으로 형성되는 요크와, 상기 요크로부터 일정길이 연장되는 슬롯부를 포함하는 스테이터 코어;를 포함하고,
    상기 슬롯부는 제1상과 상기 제1상과 다른 제2상을 포함하는 다상을 형성하는 복수 개의 슬롯을 포함하며,
    상기 제1상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수는 상기 제2상을 형성하는 복수 개의 슬롯에 각각 권선된 코일의 턴수를 합한 전체턴수와 서로 동일한 턴수인 전기모터용 스테이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 슬롯 중 적어도 일부의 슬롯은 상기 코일이 권선되는 티스의 길이가 서로 다른 길이를 갖도록 형성되는 전기모터용 스테이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 슬롯은 상기 요크로부터 내측으로 일정길이 연장되도록 형성된 것인 전기모터용 스테이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 슬롯은 상기 요크로부터 내측으로 일정길이 연장되도록 형성된 것인 전기모터용 스테이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 요크는 적어도 하나의 직선부를 포함하는 비원형으로 형성되는 전기모터용 스테이터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 요크는,
    소정의 곡률을 갖도록 형성되는 제1원호부;
    소정의 곡률을 갖도록 형성되고 상기 제1원호부와 연결되지 않도록 배치되는 제2원호부;
    상기 제1원호부 및 제2원호부의 일단부를 상호 연결하는 제1직선부; 및
    상기 제1원호부 및 제2원호부의 타단부를 상호 연결하는 제2직선부;를 포함하는 전기모터용 스테이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2직선부는 상기 제1원호부의 단부와 연결되는 제1부분과 상기 제1부분의 단부와 연결되면서 상기 제2원호부의 단부와 연결되는 제2부분을 포함하고,
    상기 제2부분은 상기 제1부분과 0도를 제외한 소정의 각도를 갖도록 상기 제1부분의 일단부에 연결되는 전기모터용 스테이터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1원호부 및 제2원호부는 서로 다른 길이를 갖도록 형성되는 전기모터용 스테이터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 슬롯부는 U,V,W상을 포함하는 3상으로 형성되는 전기모터용 스테이터.
  10. 하우징;
    상기 하우징에 회전가능하게 장착되는 로터축과 상기 로터축의 둘레방향을 따라 배치된 복수 개의 마그네트를 포함하는 로터; 및
    상기 하우징에 고정되고, 적어도 하나의 슬롯에 코일이 권선되는 스테이터;를 포함하고,
    상기 스테이터는 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 전기모터용 스테이터인 전기모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 로터축은 상기 하우징의 내부로 진입하는 구동로드와 기어부를 매개로 기어결합되고,
    상기 구동로드는 상기 로터축과 기어부를 매개로 편심연결되는 전기모터.
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