WO2025009730A1 - 모터 고정자 및 그 제조방법 - Google Patents

모터 고정자 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2025009730A1
WO2025009730A1 PCT/KR2024/006510 KR2024006510W WO2025009730A1 WO 2025009730 A1 WO2025009730 A1 WO 2025009730A1 KR 2024006510 W KR2024006510 W KR 2024006510W WO 2025009730 A1 WO2025009730 A1 WO 2025009730A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
deployable
core
yoke
split
teeth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2024/006510
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
성원정
하승형
유동석
이정민
김재민
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Publication of WO2025009730A1 publication Critical patent/WO2025009730A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H02K1/148—Sectional cores
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/187—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to inner stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/021—Magnetic cores
    • H02K15/022—Magnetic cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/021—Magnetic cores
    • H02K15/026—Wound cores
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/12—Machines characterised by the bobbins for supporting the windings

Definitions

  • the present invention relates to a motor stator and a method for manufacturing the same, and more specifically, to a motor stator and a method for manufacturing the same, which can apply a spreadable core to the stator of an external rotor motor and enable improvement in motor efficiency and reduction in material costs.
  • a motor is a device that converts electrical energy into mechanical energy and is used as a driving device in various devices.
  • a motor is a device that generates rotational force by magnetizing a core (i.e., an iron core). And to generate this magnetic force, a coil is wound around the core to form a magnetic field.
  • a core i.e., an iron core
  • a typical motor consists of a stator and a rotor.
  • the stator is installed inside the motor case and does not rotate.
  • the stator has a stator core, and coils are wound and connected to the stator core.
  • the rotor is positioned facing the stator with an air gap between them, and is configured to rotate differently from the stator due to the generation of magnetic force.
  • the fan is meshed with the rotor and rotates. Therefore, if the axial space occupied by the motor is small, the fan area can be secured additionally, which can increase the wind volume.
  • a design can be applied to increase the outer diameter of the rotor core while minimizing the stacking height to secure the output of the motor, and accordingly, an external rotor motor can be an appropriate choice.
  • An external-rotor motor is a motor in which the rotating rotor is located on the outside of the stator.
  • an internal-rotor motor is a motor in which the rotating rotor is located on the inside of the stator.
  • Korean Patent Application No. 10-2018-0163980 discloses a technology regarding a stator core of an external rotation motor.
  • the stator core of an external rotation motor according to the prior art is configured in the form of a split core. It has a structure in which a plurality of split tooth cores are provided, and the plurality of split tooth cores are joined to a base core using parts such as a joining plate, bolts, and nuts.
  • a plurality of split tooth cores i.e., a method using a plurality of split cores
  • a plurality of parts i.e., a base core, a joining plate, bolts, nuts, etc.
  • the purpose of the present invention is to provide a motor stator that can be manufactured as an external rotation motor using a deployable core for a type of motor to which a deployable core is difficult to apply (e.g., a small fan motor, etc.).
  • the purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a motor stator, which can improve motor efficiency and reduce material costs by reducing the amount of scrap when stamping steel sheets and having a structure that is divided in the stacking direction when manufacturing an external motor using a deployable core.
  • a motor stator that can be manufactured as an external rotation motor by applying a deployable core to a type of motor to which it is difficult to apply a deployable core (e.g., a small fan motor, etc.).
  • a deployable core e.g., a small fan motor, etc.
  • a motor stator includes a plurality of expandable split cores formed by stacking single cores punched out from a steel plate, an expandable core formed by rolling each of the plurality of expandable split cores into a circular shape and stacking them in an axial direction, an insulator coupled to the expandable core, and a coil wound around the expandable core to which the insulator is coupled, wherein each of the plurality of expandable split cores includes a plurality of yoke portions connected to each other, a plurality of tooth portions formed by extending radially from each of the plurality of yoke portions, and a plurality of pole portions provided at ends of each of the plurality of tooth portions, and further includes a hinge portion provided between the plurality of yoke portions and connecting each of the plurality of expandable split cores so as to be able to roll into a circular shape.
  • the yoke portion has a lower stacking height than the tooth portion and the pole portion, and a step portion corresponding to the difference in the stacking height may be formed between the yoke portion and the tooth portion.
  • the deployable core includes two deployable split cores, and each of the two deployable split cores can be rolled into a circle and then laminated to overlap each other in the axial direction.
  • the axial direction means the axial direction of the motor.
  • the deployable core includes two deployable split cores, each of the two deployable split cores being rolled into a circle and then laminated to overlap one another in the axial direction, wherein the two deployable split cores include a first deployable split core, and a second deployable split core that is laminated to overlap one another in the axial direction on top of the first deployable split core.
  • the first deployable split core includes a plurality of first yoke portions, a plurality of first teeth portions formed by extending radially from each of the plurality of first yoke portions, a plurality of first pole portions provided at an end of each of the plurality of first teeth portions, and a first hinge portion provided between the plurality of first yoke portions and connecting the first deployable split core so as to be able to roll in a circular shape.
  • the second deployable split core includes a plurality of second yoke portions, a plurality of second teeth portions formed by extending radially from each of the plurality of second yoke portions, a plurality of second pole portions provided at an end of each of the plurality of second teeth portions, and a second hinge portion provided between the plurality of second yoke portions and connecting the second deployable split core so as to be able to roll in a circular shape.
  • the first yoke portion may be laminated to a first stacking height
  • the first tooth portion and the first pole portion may be laminated to a second stacking height higher than the first stacking height
  • the second yoke portion may be laminated to a third stacking height corresponding to the first stacking height
  • the second tooth portion and the second pole portion may be laminated to a fourth stacking height corresponding to the second stacking height.
  • a first step portion corresponding to a difference between the first stacking height and the second stacking height may be formed between the first yoke portion and the first tooth portion.
  • a second step portion corresponding to a difference between the third stacking height and the fourth stacking height may be formed between the second yoke portion and the second tooth portion.
  • the first yoke portion and the second yoke portion may be laminated to face each other in the axial direction.
  • each of the first deployable split core and the second deployable split core is laminated so as to be rolled into a circle and then axially covered, and the first teeth portion and the second teeth portion can be alternately arranged in the circumferential direction during lamination.
  • the stator further includes a first interlock portion provided on an upper surface of the first yoke portion, and a second interlock portion provided on a lower surface of the second yoke portion facing the upper surface of the first yoke portion when laminated, and supported in contact with the first interlock portion in a lamination direction.
  • the insulator includes a first insulator portion that surrounds an upper portion of the yoke portion, an upper portion of the tooth portion, and an upper portion of the pole portion, and a second insulator portion that surrounds a lower portion of the yoke portion, a lower portion of the tooth portion, and a lower portion of the pole portion, and is vertically connected to the first insulator portion.
  • a method for manufacturing a motor stator which reduces the amount of scrap when stamping a steel plate and has a structure that is divided in the stacking direction, thereby improving motor efficiency and reducing material costs.
  • a method for manufacturing a motor stator comprises the steps of: preparing a plurality of expandable split cores using single cores punched from a steel plate; rolling the plurality of expandable split cores into a circular shape; axially stacking the plurality of expandable split cores rolled into a circular shape to prepare a expandable core; combining an insulator to the expandable core; and winding a coil around the expandable core.
  • a method for manufacturing a motor stator comprises: in the step of providing a plurality of deployable split cores, each of the plurality of deployable split cores includes a plurality of yoke portions connected to each other, a plurality of tooth portions formed by extending radially from each of the plurality of yoke portions, and a plurality of pole portions provided at each end of each of the plurality of tooth portions.
  • the yoke portion in the step of providing the plurality of deployable split cores, has a lower stacking height than the tooth portion and the pole portion, and a step portion corresponding to the difference in the stacking height can be formed between the yoke portion and the tooth portion.
  • a method for manufacturing a motor stator comprises: in the step of providing the deployable core, the deployable core includes two deployable split cores; and the two deployable split cores include a first deployable split core and a second deployable split core that is axially overlapped and laminated on top of the first deployable split core.
  • the first deployable split core includes a plurality of first yoke portions, a plurality of first teeth portions formed by extending radially from each of the plurality of first yoke portions, a plurality of first pole portions provided at an end of each of the plurality of first teeth portions, and a first hinge portion provided between the plurality of first yoke portions and connecting the first deployable split core so as to be able to roll in a circular shape.
  • the second deployable split core includes a plurality of second yoke portions, a plurality of second teeth portions formed by extending radially from each of the plurality of second yoke portions, a plurality of second pole portions provided at an end of each of the plurality of second teeth portions, and a second hinge portion provided between the plurality of second yoke portions and connecting the second deployable split core so as to be able to roll in a circular shape.
  • the first yoke portion may be laminated at a first stacking height, and the first tooth portion and the first pole portion may be laminated at a second stacking height higher than the first stacking height.
  • the second yoke portion may be laminated at a third stacking height corresponding to the first stacking height, and the second tooth portion and the second pole portion may be laminated at a fourth stacking height corresponding to the second stacking height.
  • a first step portion corresponding to a difference between the first stacking height and the second stacking height is formed between the first yoke portion and the first tooth portion
  • a second step portion corresponding to a difference between the third stacking height and the fourth stacking height is formed between the second yoke portion and the second tooth portion
  • the first yoke portion and the second yoke portion can be stacked so as to face each other in the axial direction.
  • each of the first deployable split core and the second deployable split core is rolled into a circle and then laminated so as to be covered in the axial direction, and the first teeth portion and the second teeth portion can be arranged alternately in the circumferential direction during lamination.
  • a first interlock portion may be formed on an upper surface of the first yoke portion, and a second interlock portion may be formed on a lower surface of the second yoke portion facing the upper surface of the first yoke portion during lamination, to be in contact with and supported by the first interlock portion in a lamination direction.
  • a method for manufacturing a motor stator comprises: in the step of combining the insulator, the insulator comprises a first insulator portion and a second insulator portion coupled vertically with the first insulator portion, wherein the first insulator portion surrounds an upper portion of the yoke portion, an upper portion of the tooth portion, and an upper portion of the pole portion, and the second insulator portion surrounds a lower portion of the yoke portion, a lower portion of the tooth portion, and a lower portion of the pole portion.
  • the manufacturing process can be simplified and the quality can be improved by applying the expandable core structure to an existing external motor (e.g., a small fan motor, etc.) that was configured as a split core because it was difficult to apply the expandable core.
  • an existing external motor e.g., a small fan motor, etc.
  • FIG. 1 is a drawing schematically illustrating a punching structure of a deployable split core constituting a motor stator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a drawing showing the unfolded structure of a unfoldable split core constituting a motor stator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a drawing showing the appearance of a plurality of expandable split cores forming a motor stator according to one embodiment of the present invention before they are axially overlapped and laminated.
  • FIG. 4 is a drawing showing the appearance of a plurality of expandable split cores constituting a motor stator according to one embodiment of the present invention after being axially overlapped and laminated.
  • FIG. 5 is a drawing illustrating an insulator for coil winding coupled to a deployable core of a motor stator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a drawing showing a structure after a slot-open change in a motor stator according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 is a drawing showing the structure before the slot open change in the motor stator according to the conventional comparative example.
  • FIG. 8 is a drawing showing an interlock part applied to a motor stator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a drawing showing a structure in which first and second interlock sections are applied to a motor stator according to one embodiment of the present invention, and first and second deployable split cores are axially overlapped and laminated.
  • Figure 10 is an enlarged view of area “10” of Figure 9.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a motor stator according to one embodiment of the present invention.
  • components may be described in detail for convenience of explanation, but these components may be implemented in one device or module, or one component may be implemented by being divided into multiple devices or modules.
  • a motor is a device that generates rotational force by magnetizing an iron core (i.e., a core).
  • the motor includes a stator and a rotor.
  • the stator includes a core and a coil wound around the core, and the rotor rotates while being positioned with an air gap between the stator and the core.
  • an external-rotor motor is a motor in which the rotating rotor is located on the outside of the stator.
  • a motor in which the rotor is located on the inside of the stator is called an internal-rotor motor.
  • the motor stator refers to the stator of an external rotor motor.
  • FIG. 1 is a drawing schematically illustrating a punching structure of an expandable split core constituting a motor stator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a drawing showing an expanded structure of an expandable split core constituting a motor stator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a drawing showing a state before a plurality of expandable split cores constituting a motor stator according to an embodiment of the present invention are axially overlapped and laminated
  • FIG. 4 is a drawing showing a state after a plurality of expandable split cores constituting a motor stator according to an embodiment of the present invention are axially overlapped and laminated
  • FIG. 5 is a drawing showing a state in which an insulator for coil winding is coupled to an expandable core of a motor stator according to an embodiment of the present invention.
  • a motor stator (1) can be manufactured as an external-rotation motor by applying a spreadable core structure to a motor to which a split core structure was previously applied because it was difficult to apply a spreadable core, for example, a small fan motor.
  • a motor stator (1) includes a deployable core (10), an insulator (20), and a coil (30).
  • the deployable core (10) includes a plurality of deployable split cores (100: 110, 120).
  • the plurality of deployable split cores (100: 110, 120) can be formed by stacking single cores (12) (see FIG. 1) punched out from a steel plate (11) (see FIG. 1) at a predetermined stacking height.
  • the deployable core (10) can be formed by rolling and welding a plurality of deployable split cores (100: 110, 120) in a circular shape, and then stacking them in the axial direction.
  • the deployable split core (100: 110, 120) includes a plurality of yoke parts (111, 121), a plurality of tooth parts (112, 122), and a plurality of pole parts (113, 123) (see Fig. 3).
  • a plurality of yokes (111, 121) can be connected to each other radially inwardly when the deployable split core (100: 110, 120) is rolled circularly.
  • a plurality of tooth portions (112, 122) can be formed by extending radially from each of a plurality of yoke portions (111, 121).
  • a slot space is formed between the plurality of tooth portions (112, 122), and a coil (30) can be wound.
  • a plurality of pole sections (113, 123) may be provided at each end of a plurality of tooth sections (112, 122).
  • a rotor (40) may be arranged on the outside of the plurality of pole sections (113, 123) with an air gap therebetween.
  • the deployable split core (100: 110, 120) further includes a hinge portion (114, 124) (see FIGS. 1 and 2).
  • a hinge part (114, 124) is provided between a plurality of yoke parts (111, 121) and allows a plurality of deployable split cores (100: 110, 120) to be rolled into a circle.
  • the insulator (20) is an insulating material coupled to the above-mentioned expandable core (10) (see Fig. 5).
  • An insulator (20) can be pre-connected to the deployable core (10) in order to wind a coil (30) (see FIG. 6) onto the deployable core (10).
  • the insulator (20) (see FIG. 5) can be combined with the expandable core (10) in a structure divided into two parts.
  • the coil (30) can be wound through the slot of the expandable core (10) to which the insulator (20) is coupled.
  • the coil (30) can be wound and arranged at a high point ratio (see FIG. 6).
  • the motor stator (1) according to one embodiment of the present invention, namely the structure of the expandable core (10) and the structure of the insulator (20), will be specifically described.
  • a deployable core (10) according to one embodiment of the present invention includes a plurality of deployable split cores (100) divided into two, namely, first and second deployable split cores (110, 120).
  • a plurality of expanded split cores (100) can be formed by stacking single cores (12) punched out from a steel plate (11) at a predetermined stacking height.
  • a split core (100) divided into two, i.e., a first split core (110) and a second split core (120), can be prepared using a single core (12) punched out of a steel plate (11).
  • each of the single cores composed of the first deployable split core (110) and the second deployable split core (120) as shown in Fig. 1 can be flipped upside down and arranged alternately in an alternating manner.
  • the first deployment type split core (110) may be positioned such that the first yoke portion (111) is positioned on the upper side of the steel plate (11), and the first tooth portion (112) and the first pole portion (113) extend to the lower side of the steel plate (11).
  • the second deployable split core (120) is arranged alternately with the first deployable split core (110), and may be arranged in the opposite direction to the first deployable split core (110).
  • the second expansion type split core (120) may be positioned so that the second yoke portion (121) is positioned at the lower portion of the steel plate (11), and the second tooth portion (122) and the second pole portion (123) extend to the upper portion of the steel plate (11).
  • a structure of a deployable split core divided into two parts that is, a configuration including a first deployable split core (110) and a second deployable split core (120), is described.
  • a case of dividing into three or more parts may also be interpreted as being included in the scope of the present invention.
  • the first deployable split core (110) includes a first yoke portion (111), a first tooth portion (112), a first pole portion (113), and a first hinge portion (114).
  • the first yoke portions (111) are connected to each other radially inwardly when the first deployable split core (110) is rolled into a circle.
  • the first tooth portion (112) extends from the first yoke portion (111) to a predetermined length.
  • the first pole portion (113) is provided at each end of the first tooth portion (112).
  • the first pole part (113) When the first unfolded split core (110) is rolled into a circle, the first pole part (113) is located on the radially outer side of the motor stator (1).
  • the rotor (40) In the outer rotor motor, the rotor (40) is arranged with a predetermined air gap from the pole part (113) and has a structure that rotates on the outer side of the stator (see Fig. 6).
  • a first hinge portion (114) is provided between a plurality of first yoke portions (111), and allows the first deployable split core (110) to roll in a circular shape based on the first hinge portion (114).
  • first yoke portion (111) may have a lower stacking height than the first tooth portion (112) and the first pole portion (113).
  • first yoke portion (111) may have a first stacking height (1111), and the first tooth portion (112) and the first pole portion (113) may have a second stacking height (1121).
  • first deployable split core (110) may have a two-stage stepped structure, and a first step portion (115) may be formed between the first yoke portion (111) and the first tooth portion (112).
  • FIG. 3 shows the separated structure of the first deployable split core (110) and the second deployable split core (120) before they are axially overlapped and laminated
  • FIG. 4 shows the structure of the deployable core (10) after lamination, i.e., the structure of the first deployable split core (110) and the second deployable split core (120) after they are axially overlapped and laminated.
  • first deployable split core (110) and the second deployable split core (120) are each axially overlapped and laminated, they are rolled into a circle based on the hinge portion, and the separated ends are welded to maintain the circle shape.
  • the first deployable split core (110) may be installed at the bottom, and the second deployable split core (120) may be stacked axially over the first deployable split core (120).
  • the plurality of deployable split cores include a first deployable split core (110) and a second deployable split core (120).
  • the first expansion type split core (110) includes a first yoke portion (111), a first tooth portion (112), and a first pole portion (113), and may have a structure in which a first step portion (115) is formed between the first yoke portion (111) and the first tooth portion (112).
  • the second expansion type split core (120) includes a second yoke portion (121), a second tooth portion (122), and a second pole portion (123), and may have a structure in which a second step portion (125) is formed between the second yoke portion (121) and the second tooth portion (122).
  • the first yoke portion (111) may be laminated at a first stacking height (1111).
  • the first tooth portion (112) and the first pole portion (113) may be laminated at a second stacking height (1121) that is higher than the first stacking height (1111).
  • the second stacking height (1121) is about twice the first stacking height (1111).
  • the first step portion (115) may have a height corresponding to the difference between the second stacking height (1121) and the first stacking height (1111), and the first step portion (115) may have a height of about half the second stacking height (1121), which is the height of the first tooth portion (112) and the first pole portion (113).
  • the second yoke portion (121) may be laminated to a third laminate height (1211) corresponding to the first laminate height (1111).
  • the second teeth portion (122) and the second pole portion (123) may be laminated to a fourth laminate height (1221) corresponding to the second laminate height (1121).
  • the fourth stacking height (1221) is about twice the third stacking height (1211).
  • the second step portion (125) may have a height corresponding to the difference between the fourth stacking height (1221) and the third stacking height (1211), and the second step portion (125) may have a height of about half the fourth stacking height (1121), which is the height of the second tooth portion (122) and the second pole portion (123).
  • first yoke part (111) and the second yoke part (121) can be laminated facing each other in the axial direction as shown in FIG. 4 (see FIG. 4).
  • the total height of the first yoke portion (111) and the second yoke portion (121), i.e., the sum of the first stacking height (1111) and the third stacking height (1211), may correspond to the height of the first tooth portion (112) or the second tooth portion (122), i.e., the second stacking height (1121) or the fourth stacking height (1221).
  • two divided deployable split cores i.e., the first deployable split core (110) and the second deployable split core (120)
  • first deployable split core (110) and the second deployable split core (120) can be axially overlapped and laminated to form one deployable core (10).
  • the plurality of first tooth sections (112) and the plurality of second tooth sections (122) can be arranged alternately by rotating them in the circumferential direction at a set angle (e.g., 30 degrees, etc.) so as to be staggered from each other during lamination.
  • first deployable split core (110) may be provided with six first teeth (112), and the second deployable split core (120) may be provided with six second teeth (122).
  • 12 teeth which is the combined number of the first and second teeth (112, 122), may be formed (see FIG. 4).
  • an insulator (20) may include a first insulator part (21) coupled to the upper portion of a deployable core (10) and a second insulator part (22) coupled to the lower portion of the deployable core (10).
  • the insulator (20) is an insulating material that is coupled to the deployable core (10). In order to wind a coil (30) (see FIG. 6) on the deployable core (10), the insulator (20) can be coupled to the deployable core (10).
  • the insulator (20) may include a plurality of insulator sections (21, 22) each of which is coupled to the upper and lower portions of the expandable core (10).
  • the first insulator portion (21) can be tightly coupled to the upper portion of the deployable core (10).
  • the first insulator portion (21) may be combined to surround the upper portions of the first and second yoke portions (111, 121), the upper portions of the first and second tooth portions (112, 122), and the upper portions of the first and second pole portions (113, 123) included in the deployable core (10).
  • the second insulator portion (22) can be closely coupled to the lower portion of the deployable core (10).
  • the second insulator portion (22) may be combined to surround the lower portions of the first and second yoke portions (111, 121), the lower portions of the first and second tooth portions (112, 122), and the lower portions of the first and second pole portions (113, 123) included in the deployable core (10).
  • first and second insulator sections (21, 22) can be connected by wrapping around a plurality of first and second yoke sections (111, 121), a plurality of first and second tooth sections (112, 122), and a plurality of first and second pole sections (113, 123) upwardly and downwardly, thereby allowing a coil (30) (Fig. 6) to be wound.
  • the order of combining the insulator (20) can be variously changed, such as before/after rolling the first and second deployable split cores (110, 120) into a circle, or after laminating the deployable core (10). Accordingly, the winding order of the coil can be appropriately selected so as to maximize the space factor according to the pole/slot combination of the external motor.
  • FIG. 6 illustrates a partial cross-section of an external rotor motor having a motor stator structure according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 7 illustrates a partial cross-section of an external rotor motor having a conventional motor stator structure.
  • a motor stator (1) has a deployable core (10).
  • the deployable core (10) has a structure in which a plurality of deployable split cores divided into two are axially overlapped and laminated.
  • the deployable core (10) includes first and second yoke sections (111, 121), first and second tooth sections (112, 122), and first and second pole sections (113, 123), and a coil (30) is wound around the deployable core (10).
  • a rotor (40) is rotatably positioned on the outside of the pole of the unfolding core (10) with an air gap.
  • the rotor (40) includes a rotor core (41) and a magnet (42).
  • a motor stator according to a conventional comparative example is provided with a core (1000) having a tooth structure, that is, a tooth portion and a pole portion (1003), and a coil (30) is wound around each tooth portion.
  • FIG. 6 a slot open (10L) after modification according to one embodiment of the present invention is shown. As shown, the slot open (10L) after modification shows an expanded structure.
  • the slot open (1000L) before being changed according to a conventional comparative example is shown. As shown, the slot open (1000L) before being changed shows a reduced structure compared to an embodiment of the present invention.
  • the slot opening (10L) after modification according to an embodiment of the present invention may be 10.42 mm
  • the slot opening (1000L) before modification according to a conventional comparative example may be 2 mm.
  • the slot opening (10L) can be expanded and changed, and the iron loss can be reduced compared to the slot opening (1000L) before the change of the existing comparative example, and the motor efficiency can be maintained at the same level compared to before the slot opening change.
  • the effect of improving the electromagnetic field characteristics related to noise and vibration can be expected.
  • the motor stator (1) may have an interlock structure applied to match the stacking height arrangement.
  • Fig. 8 is a drawing showing an interlock portion applied to a motor stator
  • Fig. 9 is a drawing showing a cross-sectional structure in which the first and second interlock portions are applied and the first and second unfoldable split cores are axially overlapped and laminated.
  • first deployable split core (110) may be provided with a first interlock portion (116).
  • second deployable split core (120) that is laminated and covered over the first deployable split core (110) may be provided with a second interlock portion (126).
  • the first interlock portion (116) and the second interlock portion (126) are formed at positions corresponding to each other, and may be arranged in a structure in which they can face each other and support each other in contact.
  • Figure 10 is an enlarged drawing of the “10” area of Figure 9.
  • the first interlock portion (116) and the second interlock portion (126) may have a structure in which they are supported in contact with each other. Accordingly, the unfoldable core (10) according to one embodiment of the present invention can have the stacking height arrangement accurately adjusted.
  • a first interlock portion (116) may be provided on the upper surface of the first yoke portion (111), and a second interlock portion (126) may be provided on the lower surface of the second yoke portion (121).
  • the total stacking height t1 of the deployable core (10) may be 8.5 mm.
  • the height t2 of the first yoke portion (111) of the first deployable split core (110) may be 4 mm, and the height of the second yoke portion (111) may also be 4 mm.
  • the height t3 of each of the first and second interlock portions (116, 126) be 0.25 mm each in order to match the stacking height arrangement. In this way, when applying the interlock portion, the height may be appropriately changed depending on the steel plate thickness, the deployable core stacking height, the number of divisions, the yoke portion height, etc.
  • the manufacturing process can be simplified and the quality can be improved.
  • the amount of scrap when stamping a steel plate can be reduced, thereby reducing material costs.
  • a deployable split core that is split into multiple parts can be used to avoid tooth interference.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a motor stator according to one embodiment of the present invention.
  • a method for manufacturing a motor stator includes a step of preparing a plurality of deployable split cores (S10), a step of rolling a plurality of deployable split cores (S20), a step of preparing deployable cores (S30), a step of combining insulators (S40), and a step of winding a coil (S50).
  • a multiple deployment type split core preparation step (S10) can be performed.
  • the step of preparing multiple deployable split cores (S10) is a step of preparing multiple deployable split cores (100), i.e., a first deployable split core (110) and a second deployable split core (120), using single cores punched out of a steel plate (10) (see FIG. 1).
  • the first and second deployable split cores (100) include a plurality of yoke parts (111, 121), a plurality of tooth parts (112, 122), and a plurality of pole parts (113, 123) that are connected to each other.
  • the plurality of yoke parts (111, 121) may have a lower height than the plurality of tooth parts (112, 122) and the plurality of pole parts (113, 123).
  • a step part (115, 125) corresponding to a difference in stacking height may be formed between the plurality of yoke parts (111, 121) and the plurality of tooth parts (121, 122) (see FIG. 3).
  • a multiple-stage, split core rolling step (S20) can be performed.
  • the multiple deployable split core rolling step (S20) is a step of rolling each of the multiple deployable split cores (100), i.e., the first deployable split core (110) and the second deployable split core (120), into a circle and welding both ends to form a circular deployable split core (see FIG. 3).
  • the unfolding core preparation step (S30) can be performed.
  • the deployable core preparation step (S30) is a step of preparing a deployable core (10) by axially overlapping and stacking a plurality of deployable split cores (100) rolled into a circle, that is, a first deployable split core (110) and a second deployable split core (120) (see FIGS. 3 and 4).
  • the plurality of first tooth portions (112) and the plurality of second tooth portions (122) can be alternately arranged at a set angle (e.g., 30 degrees) in the circumferential direction so as to be staggered during lamination (see FIG. 4).
  • the first deployable split core (110) may be provided with six first teeth (112), and the second deployable split core (120) may be provided with six second teeth (122).
  • 12 teeth may be formed by combining the number of the first and second teeth (112, 122) (see FIG. 4).
  • the first interlock part (116) is formed in the first deployable split core (110), and the second interlock part (126) is formed in the second deployable split core (120), so that the stacking height arrangement of the deployable core (10) can be accurately adjusted (see FIGS. 8 to 10).
  • the first and second interlock parts (116, 126) can be applied by appropriately changing the height according to the steel plate thickness, the deployable core stacking height, the number of splits, the yoke height, etc.
  • the insulator bonding step (S40) can be performed.
  • the insulator bonding step (S40) is a step of bonding an insulator (20) to a deployable core (10) (see Fig. 5).
  • the insulator (20) may include a first insulator portion (21) bonded to the upper portion of the deployable core (10) and a second insulator portion (22) bonded to the lower portion of the deployable core (10).
  • the first and second insulator portions (21, 22) may be bonded by wrapping a plurality of first and second yoke portions (111, 121), a plurality of first and second tooth portions (112, 122), and a plurality of first and second pole portions (113, 123) vertically.
  • the coil winding step (S50) can be performed.
  • the coil winding step (S50) is a step of winding a coil (30) on the deployable core (10) after the insulator (20) is coupled to the deployable core (10) (see Fig. 6).
  • the coil (30) can be wound at a high point ratio.
  • the amount of scrap when stamping a steel plate can be reduced, and the motor efficiency can be improved and material costs can be reduced by having a structure that is divided in the stacking direction.

Landscapes

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

Abstract

외전형 모터의 모터 고정자에 관하여 개시한다. 일 실시예에 따르는 모터 고정자는, 강판에서 타발된 낱장코어를 적층시킨 복수의 전개형분할코어를 포함하며 복수의 전개형분할코어 각각을 원형으로 롤링하여 축방향으로 적층한 전개형코어, 전개형코어에 결합되는 인슐레이터, 및 인슐레이터가 결합된 전개형코어에 권선되는 코일을 포함하며, 외전형 모터에 전개형코어 구조를 적용하여 제조공정을 단순화시키고 품질을 개선할 수 있다.

Description

모터 고정자 및 그 제조방법
본 발명은 모터 고정자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외전형 모터의 고정자에 전개형코어를 적용할 수 있으며, 모터의 효율 향상 및 재료비 절감이 가능한 모터 고정자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
모터는 전기 에너지를 역학적 에너지로 변환하는 장치로써 각종 기기에서 구동장치로 사용된다.
모터는 코어(즉, 철심)을 자화시켜 자력에 의해 회전력을 생성하는 장치이다. 그리고 이러한 자력을 발생시키기 위해서 코어 주변을 코일로 감아서 자계를 형성하게 된다.
일반적인 모터에 관하여 간략히 설명하면 다음과 같다. 일반적인 모터는 고정자와 회전자를 포함하여 구성된다.
일반적으로 고정자는 모터 케이스의 내측에 설치되며 회전하지 않는다. 고정자는 고정자 코어를 가지며, 고정자 코어에 코일이 권선되어 결합된다.
일반적으로 회전자는 고정자와 에어 갭(air gap)을 두고서 마주하여 배치되며, 자력의 발생에 의해 고정자와 달리 회전하도록 구성된다.
한편, 모터의 경우, 모터 효율을 향상시키거나 출력밀도를 높이기 위해서, 코어의 슬롯에 코일을 더 많이 채워 넣거나, 회전자 코어의 외경을 키우거나, 적층높이를 증가시키는 등과 같은 방법을 적용하게 된다.
그런데, 가정용 에어컨 팬 모터의 경우 회전자에 팬이 맞물려서 회전하는 구조를 갖는다. 이 때문에, 모터가 차지하는 축방향 공간이 작으면 그만큼 팬 면적이 추가로 확보될 수 있어 풍량을 높일 수 있다.
따라서, 모터의 출력 확보를 위해 적층높이를 최소화하면서 회전자 코어의 외경을 키우는 설계를 적용할 수 있으며, 이에 따라 외전형 모터가 적절한 선택이 될 수 있다.
외전형 모터는 회전하는 회전자가 고정자의 외측에 위치하는 모터를 말한다. 이와 반대로, 내전형 모터는 회전하는 회전자가 고정자의 내측에 위치하는 모터를 말한다.
대한민국 출원번호 제10-2018-0163980호에는 외전형 모터의 스테이터 코어에 관한 기술이 개시되어 있다. 종래의 선행기술에 따르는 외전형 모터의 스테이터 코어는 분할코어 형태로 구성되어 있다. 복수의 분할 티스 코어가 구비되고, 복수의 분할 티스 코어가 베이스 코어와 결합 플레이트와 볼트 그리고 너트 등의 부품을 이용하여 결합되는 구조를 갖는다.
그런데, 종래의 선행기술에 따르면, 복수의 분할 티스 코어 즉, 복수의 분할코어를 이용한 방식으로서, 다수의 부품(즉, 베이스 코어, 결합 플레이트, 볼트, 너트 등)을 필요로 한다. 이 때문에 부품 추가에 따른 재료비 상승의 문제가 있으며, 제조공정이 복잡해지는 단점이 있으며, 품질관리 등이 어려운 단점이 있다.
따라서, 종래의 선행기술과 달리 분할코어를 이용한 구조가 아니라 전개형코어 구조를 갖는 외전형 모터의 모터 고정자 및 이를 제조할 수 있는 방법에 대한 기술 개발이 요청된다.
본 발명의 목적은, 전개형코어의 적용이 어려운 종류의 모터(예: 소형 팬 모터 등)의 고정자를 전개형코어를 이용하여 외전형 모터로 제작할 수 있도록 한 모터 고정자를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 전개형코어를 이용하여 외전형 모터를 제작함에 있어서, 강판 타발시 스크랩 양을 줄이고, 적층방향으로 분할되는 구조를 갖도록 하여, 모터 효율을 향상시키고 재료비를 줄일 수 있는 모터 고정자 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면 전개형코어의 적용이 어려운 종류의 모터(예: 소형 팬 모터 등)에 전개형코어를 적용하여 외전형 모터로 제작할 수 있는 모터 고정자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자는, 강판에서 타발된 낱장코어를 적층시킨 복수의 전개형분할코어를 포함하며, 상기 복수의 전개형분할코어 각각을 원형으로 롤링하여 축방향으로 적층한 전개형코어, 상기 전개형코어에 결합되는 인슐레이터, 및 상기 인슐레이터가 결합된 상기 전개형코어에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 복수의 전개형분할코어 각각은, 서로 연결되는 복수의 요크부, 상기 복수의 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 티스부, 및 상기 복수의 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 폴부를 포함하고, 상기 복수의 요크부 사이에 구비되며 상기 복수의 전개형분할코어 각각을 원형으로 롤링 가능하게 연결하는 힌지부를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서, 상기 요크부는, 상기 티스부 및 상기 폴부에 비해 낮은 적층높이를 가지며, 상기 요크부와 상기 티스부 사이에는 상기 적층높이의 차이에 대응하는 단차부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서, 상기 전개형코어는, 2개의 전개형분할코어를 포함하고, 상기 2개의 전개형분할코어 각각은 원형으로 롤링 후 서로 축방향으로 포개어지도록 적층될 수 있다. 여기서, 축방향은 모터의 축방향을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서, 상기 전개형코어는, 2개의 전개형분할코어를 포함하고, 상기 2개의 전개형분할코어 각각은 원형으로 롤링 후 서로 축방향으로 포개어지도록 적층되되, 상기 2개의 전개형분할코어는, 제1 전개형분할코어, 및 상기 제1 전개형분할코어의 상부에 축방향으로 포개어지도록 적층되는 제2 전개형분할코어를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서, 상기 제1 전개형분할코어는, 복수의 제1 요크부, 상기 복수의 제1 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 제1 티스부, 상기 복수의 제1 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 제1 폴부, 및 상기 복수의 제1 요크부 사이에 구비되며 상기 제1 전개형분할코어를 원형으로 롤링 가능하게 연결하는 제1 힌지부를 포함한다. 상기 제2 전개형분할코어는, 복수의 제2 요크부, 상기 복수의 제2 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 제2 티스부, 상기 복수의 제2 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 제2 폴부, 및 상기 복수의 제2 요크부 사이에 구비되며 상기 제2 전개형분할코어를 원형으로 롤링 가능하게 연결하는 제2 힌지부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서, 상기 제1 요크부는 제1 적층높이로 적층되고, 상기 제1 티스부 및 상기 제1 폴부는 상기 제1 적층높이보다 높은 제2 적층높이로 적층되고, 상기 제2 요크부는 제1 적층높이에 대응하는 제3 적층높이로 적층되고, 상기 제2 티스부 및 상기 제2 폴부는 상기 제2 적층높이에 대응하는 제4 적층높이로 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서, 상기 제1 요크부와 상기 제1 티스부 사이에는 상기 제1 적층높이와 상기 제2 적층높이의 차이에 대응하는 제1 단차부가 형성될 수 있다. 상기 제2 요크부와 상기 제2 티스부 사이에는 상기 제3 적층높이와 상기 제4 적층높이의 차이에 대응하는 제2 단차부가 형성될 수 있다. 상기 제1 요크부와 상기 제2 요크부는 축 방향으로 마주하여 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서, 상기 제1 전개형분할코어와 상기 제2 전개형분할코어 각각은 원형으로 롤링 후 축 방향으로 포개어지도록 적층되되, 상기 제1 티스부와 상기 제2 티스부는, 적층 시 원주 방향으로 서로 교대로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서, 상기 제1 요크부의 상부 면에 구비되는 제1 인터락부, 및 적층 시 상기 제1 요크부의 상부 면과 마주하는 상기 제2 요크부의 하부 면에 구비되며, 상기 제1 인터락부와 적층 방향으로 접촉 지지되는 제2 인터락부를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서, 상기 인슐레이터는, 상기 요크부의 상부, 상기 티스부의 상부, 및 상기 폴부의 상부를 감싸는 제1 인슐레이터부, 및 상기 요크부의 하부, 상기 티스부의 하부 및 상기 폴부의 하부를 감싸며, 상기 제1 인슐레이터부와 상하로 결합되는 제2 인슐레이터부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 전개형코어를 이용하여 외전형 모터를 제작함에 있어서, 강판 타발시 스크랩 양을 줄이고, 적층방향으로 분할되는 구조를 갖도록 하여, 모터 효율을 향상시키고 재료비를 줄일 수 있는 모터 고정자 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법은, 강판에서 타발된 낱장코어를 이용하여 복수의 전개형분할코어를 마련하는 단계, 상기 복수의 전개형분할코어를 원형으로 롤링하는 단계, 상기 원형으로 롤링된 복수의 전개형분할코어를 축방향으로 적층시켜 전개형코어를 마련하는 단계, 상기 전개형코어에 인슐레이터를 결합하는 단계, 및 상기 전개형코어에 코일을 권선하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법은, 상기 복수의 전개형분할코어를 마련하는 단계에서, 상기 복수의 전개형분할코어 각각은, 서로 연결되는 복수의 요크부와, 상기 복수의 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 티스부와, 상기 복수의 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 폴부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법은, 상기 복수의 전개형분할코어를 마련하는 단계에서, 상기 요크부는 상기 티스부 및 상기 폴부에 비해 낮은 적층높이를 가지며, 상기 요크부와 상기 티스부 사이에는 상기 적층높이의 차이에 대응하는 단차부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법은, 상기 전개형코어를 마련하는 단계에서, 상기 전개형코어는, 2개의 전개형분할코어를 포함하며, 상기 2개의 전개형분할코어는, 제1 전개형분할코어와, 상기 제1 전개형분할코어의 상부에 축 방향으로 포개어지도록 적층되는 제2 전개형분할코어를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법에서, 상기 제1 전개형분할코어는, 복수의 제1 요크부와, 상기 복수의 제1 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 제1 티스부와, 상기 복수의 제1 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 제1 폴부와, 상기 복수의 제1 요크부 사이에 구비되며 상기 제1 전개형분할코어를 원형으로 롤링 가능하게 연결하는 제1 힌지부를 포함한다. 상기 제2 전개형분할코어는, 복수의 제2 요크부와, 상기 복수의 제2 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 제2 티스부와, 상기 복수의 제2 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 제2 폴부와, 상기 복수의 제2 요크부 사이에 구비되며 상기 제2 전개형분할코어를 원형으로 롤링 가능하게 연결하는 제2 힌지부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법에서, 상기 제1 요크부는 제1 적층높이로 적층되고, 상기 제1 티스부 및 상기 제1 폴부는 상기 제1 적층높이보다 높은 제2 적층높이로 적층될 수 있다. 상기 제2 요크부는 제1 적층높이에 대응하는 제3 적층높이로 적층되고, 상기 제2 티스부 및 상기 제2 폴부는 상기 제2 적층높이에 대응하는 제4 적층높이로 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법에서, 상기 제1 요크부와 상기 제1 티스부 사이에는 상기 제1 적층높이와 상기 제2 적층높이의 차이에 대응하는 제1 단차부가 형성되고, 상기 제2 요크부와 상기 제2 티스부 사이에는 상기 제3 적층높이와 상기 제4 적층높이의 차이에 대응하는 제2 단차부가 형성되며, 상기 제1 요크부와 상기 제2 요크부는 축 방향으로 마주하여 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법에서, 상기 제1 전개형분할코어와 상기 제2 전개형분할코어 각각은 원형으로 롤링 후 축 방향으로 포개어지도록 적층되되, 상기 제1 티스부와 상기 제2 티스부는, 적층 시 원주 방향으로 서로 교대로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법에서, 상기 제1 요크부의 상부 면에 제1 인터락부를 형성하고, 적층 시 상기 제1 요크부의 상부 면과 마주하는 상기 제2 요크부의 하부 면에는 상기 제1 인터락부와 적층 방향으로 접촉 지지되는 제2 인터락부를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법은, 상기 인슐레이터를 결합하는 단계에서, 상기 인슐레이터는, 제1 인슐레이터부와, 상기 제1 인슐레이터부와 상하로 결합되는 제2 인슐레이터부를 포함하고, 상기 제1 인슐레이터부는 상기 요크부의 상부, 상기 티스부의 상부, 및 상기 폴부의 상부를 감싸며, 상기 제2 인슐레이터부를 상기 요크부의 하부, 상기 티스부의 하부 및 상기 폴부의 하부를 감쌀 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형코어의 적용이 어려워 분할코어로 구성되었던 기존의 외전형 모터(예: 소형 팬 모터 등)에 전개형코어 구조를 적용하여 제조공정을 단순화시키고 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형코어를 이용하여 외전형 모터를 제작함에 있어서, 강판 타발시 스크랩 양을 줄일 수 있어 재료비를 절감할 수 있는 장점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자를 구성하는 전개형분할코어의 타발 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자를 구성하는 전개형분할코어의 전개된 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자를 구성하는 복수의 전개형분할코어가 축방향으로 포개어 적층되기 이전의 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자를 구성하는 복수의 전개형분할코어가 축방향으로 포개어 적층된 이후 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자의 전개형코어에 코일 권선을 위한 인슐레이터가 결합된 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서 슬롯오픈 변경 후 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 종래의 비교예에 따르는 모터 고정자에서 슬롯오픈 변경 전 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에 인터락(interlock)부가 적용된 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자에서 제1, 2 인터락부가 적용되어 제1, 2 전개형분할코어가 축방향으로 포개어 적층된 구조를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 "10" 영역을 확대한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법을 설명하기 위해 도시한 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.
이하의 설명에서, 모터는 철심(즉, 코어)을 자화시켜 자력에 의해 회전력을 생성하는 장치이다. 모터는 고정자 및 회전자를 포함한다. 고정자는 코어와, 코어에 감겨지는 코일을 포함하고, 회전자는 고정자와 에어 갭을 사이에 두고 위치하며 회전한다.
이하의 설명에서, 외전형 모터는 회전하는 회전자가 고정자의 외측에 위치하는 모터를 말한다. 이와 반대로, 회전자가 고정자의 내측에 위치하는 모터를 내전형 모터라 한다.
이하의 설명에서 모터 고정자는 외전형 모터의 고정자를 말한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따르는 모터 고정자 및 그 제조방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
[외전형 모터의 고정자 구조]
도면에서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자를 구성하는 전개형분할코어의 타발 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자를 구성하는 전개형분할코어의 전개된 구조를 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자를 구성하는 복수의 전개형분할코어가 축방향으로 포개어 적층되기 이전의 모습을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자를 구성하는 복수의 전개형분할코어가 축방향으로 포개어 적층된 이후 모습을 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자의 전개형코어에 코일 권선을 위한 인슐레이터가 결합된 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예들에 따르는 모터 고정자(1)는 전개형코어의 적용이 어려워 기존에는 분할코어 구조가 적용되었던 모터, 예를 들면, 소형 팬 모터 등에 전개형코어 구조를 적용하여 외전형 모터로 제작할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자(1)는 전개형코어(10), 인슐레이터(20), 코일(30)을 포함한다.
전개형코어(10)는 복수의 전개형분할코어(100: 110, 120)를 포함한다. 복수의 전개형분할코어(100: 110, 120)는 강판(11)(도 1 참조)에서 타발된 낱장코어(12)(도 1 참조)를 소정의 적층높이로 적층시켜 형성될 수 있다.
전개형코어(10)는 전개된 형상인 복수의 전개형분할코어(100: 110, 120) 각각을 원형으로 롤링(rolling) 하고 용접한 다음, 축방향으로 포개어 적층(stack) 하여 형성될 수 있다.
전개형분할코어(100: 110, 120)는 복수의 요크부(111, 121), 복수의 티스부(112, 122), 복수의 폴부(113, 123)를 포함한다(도 3 참조).
복수의 요크부(111, 121)는 전개형분할코어(100: 110, 120)가 원형으로 롤링 될 때 반경 방향 내측에서 서로 연결될 수 있다.
복수의 티스부(112, 122)는 복수의 요크부(111, 121) 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성될 수 있다. 복수의 티스부(112, 122) 사이에는 슬롯 공간이 형성되며, 코일(30)이 권선될 수 있다.
복수의 폴부(113, 123)는 복수의 티스부(112, 122) 각각의 단부에 구비될 수 있다. 복수의 폴부(113, 123)의 외측에는 회전자(40)가 에어 갭을 두고 배치될 수 있다.
또한, 바람직하게는 전개형분할코어(100: 110, 120)는 힌지부(114, 124)를 더 포함한다(도 1 및 도 2 참조).
힌지부(114, 124)는 복수의 요크부(111, 121) 사이에 구비되며 복수의 전개형분할코어(100: 110, 120)를 원형으로 롤링 될 수 있게 해준다.
인슐레이터(20)는 상기 전개형코어(10)에 결합되는 절연부재이다(도 5 참조).
인슐레이터(20)는 코일(30)(도 6 참조)을 전개형코어(10)에 권선하기 위해서 전개형코어(10)에 미리 결합될 수 있다.
예를 들어, 인슐레이터(20)(도 5 참조)는 전개형코어(10)에 2개의 부품으로 분할된 구조로 결합될 수 있다.
코일(30)은 인슐레이터(20)가 결합된 전개형코어(10)의 슬롯을 통해 권선될 수 있다. 코일(30)은 고점적률로 권선되어 배치될 수 있다(도 6 참조).
이하, 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자(1)의 세부 구성인 전개형코어(10) 구조와 인슐레이터(20)의 구조에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 전개형코어(10)는 2개로 분할된 복수의 전개형분할코어(100), 즉 제1, 2 전개형분할코어(110, 120)를 포함한다.
복수의 전개형분할코어(100)는 강판(11)에서 타발된 낱장코어(12)를 소정의 적층높이로 적층시켜 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 강판(11)에서 타발된 낱장코어(12)를 이용하여 2개로 분할된 전개형분할코어(100), 즉 제1 전개형분할코어(110)와 제2 전개형분할코어(120)를 마련할 수 있다.
바람직하게는, 강판 타발시 도 1에 도시된 바와 같이 제1 전개형분할코어(110)로 구성된 낱장코어와 제2 전개형분할코어(120)로 구성될 낱장코어 각각은 상하로 뒤집혀 서로 엇갈리게 교대로 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 전개형분할코어(110)는 제1 요크부(111)가 강판(11)의 상부에 위치하고, 제1 티스부(112)와 제1 폴부(113)가 강판(11)의 하부로 연장되게 위치할 수 있다.
이와 반대로 제2 전개형분할코어(120)는 제1 전개형분할코어(110)와 엇갈리게 교대 배치되는데, 제1 전개형분할코어(110)와 반대 방향으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 제2 전개형분할코어(120)는 제2 요크부(121)가 강판(11)의 하부에 위치하고, 제2 티스부(122)와 제2 폴부(123)가 강판(11)의 상부로 연장되게 위치할 수 있다.
이와 같이, 동일한 강판(11)에서 타발이 이루어지며, 타발 폭이 기존의 코어 타발 방식에 비해 축소됨에 따라 타발 시 발생되는 스크랩의 양을 줄일 수 있다. 이에 따라, 고정자 코어 제조에 따른 재료비를 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 2개로 분할된 전개형분할코어 구조, 즉 제1 전개형분할코어(110)와 제2 전개형분할코어(120)를 포함하는 구성에 관하여 설명하고 있다. 다만, 별도로 도시하진 않았으나 3분할이나 이보다 많은 수로 분할하는 경우도 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 전개형분할코어(110)는 제1 요크부(111), 제1 티스부(112), 제1 폴부(113), 제1 힌지부(114)를 포함한다. 제1 요크부(111)는 제1 전개형분할코어(110)가 원형으로 롤링 될 때 반경 방향 내측에서 서로 연결된다. 제1 티스부(112)는 제1 요크부(111)에서 소정 길이로 연장된다. 제1 폴부(113)는 제1 티스부(112) 각각의 단부에 구비된다.
제1 전개형분할코어(110)가 원형으로 롤링 되면, 제1 폴부(113)는 모터 고정자(1)의 반경방향 외측에 위치한다. 외전형 모터에서 회전자(40)는 폴부(113)와 소정의 에어 갭을 두고 배치되며 고정자의 외측에서 회전하는 구조를 갖는다(도 6 참조).
도 2를 참조하면, 제1 힌지부(114)는 복수의 제1 요크부(111) 사이에 구비되며, 제1 전개형분할코어(110)가 제1 힌지부(114)를 기준으로 원형으로 롤링될 수 있도록 한다.
또한, 제1 요크부(111)는 제1 티스부(112) 및 제1 폴부(113)에 비해 낮은 적층높이를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 요크부(111)는 제1 적층높이(1111)를 가지고, 제1 티스부(112)와 제1 폴부(113)는 제2 적층높이(1121)를 가질 수 있다. 이와 같이, 제1 전개형분할코어(110)는 2단 형태의 단차진 구조를 가질 수 있으며, 제1 요크부(111)와 제1 티스부(112) 사이에는 제1 단차부(115)가 형성될 수 있다.
도 3은 제1 전개형분할코어(110)와 제2 전개형분할코어(120)는 축방향으로 포개어 적층되기 이전의 분리된 구조를 보여주고, 도 4는 제1 전개형분할코어(110)와 제2 전개형분할코어(120)가 축방향으로 포개어 적층된 구조, 즉 적층 후의 전개형코어(10) 구조를 보여준다.
제1 전개형분할코어(110)와 제2 전개형분할코어(120)는 각각 축방향으로 포개어 적층되기 이전에, 힌지부를 기준으로 원형으로 롤링(rolling) 되고, 분리된 양단은 용접되어 원형을 유지하게 된다.
바람직하게는, 제1 전개형분할코어(110)가 하부에 안착되고, 제2 전개형분할코어(120)가 제1 전개형분할코어(120)의 상부에서 축방향으로 포개어 적층되는 구조를 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 전개형분할코어(100: 110, 120)는 제1 전개형분할코어(110)와 제2 전개형분할코어(120)를 포함한다.
제1 전개형분할코어(110)는 제1 요크부(111), 제1 티스부(112), 제1 폴부(113)를 포함하며, 제1 요크부(111)와 제1 티스부(112) 사이에는 제1 단차부(115)가 형성되는 구조를 가질 수 있다.
제2 전개형분할코어(120)는 제2 요크부(121), 제2 티스부(122), 제2 폴부(123)를 포함하며, 제2 요크부(121)와 제2 티스부(122) 사이에는 제2 단차부(125)가 형성되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 요크부(111)는 제1 적층높이(1111)로 적층될 수 있다. 제1 티스부(112)와 제1 폴부(113)는 제1 적층높이(1111)보다 높은 제2 적층높이(1121)로 적층될 수 있다.
바람직하게는, 제2 적층높이(1121)는 제1 적층높이(1111)의 2배 정도인 것이 좋다. 이에 따라, 제1 단차부(115)는 제2 적층높이(1121)와 제1 적층높이(1111)의 차이에 대응하는 높이를 가질 수 있는데, 제1 단차부(115)는 제1 티스부(112)와 제1 폴부(113)의 높이인 제2 적층높이(1121)의 1/2 정도의 높이를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 요크부(121)는 제1 적층높이(1111)에 대응하는 제3 적층높이(1211)로 적층될 수 있다. 제2 티스부(122)와 제2 폴부(123)는 제2 적층높이(1121)에 대응하는 제4 적층높이(1221)로 적층될 수 있다.
바람직하게는, 제4 적층높이(1221)는 제3 적층높이(1211)의 2배 정도인 것이 좋다. 이에 따라, 제2 단차부(125)는 제4 적층높이(1221)와 제3 적층높이(1211)의 차이에 대응하는 높이를 가질 수 있는데, 제2 단차부(125)는 제2 티스부(122)와 제2 폴부(123)의 높이인 제4 적층높이(1121)의 1/2 정도의 높이를 가질 수 있다.
이에 따라, 제1 요크부(111)와 제2 요크부(121)가 도 4에 도시된 바와 같이 축방향으로 서로 마주하여 적층될 수 있다(도 4 참조).
이때, 제1 요크부(111)와 제2 요크부(121)가 합쳐진 전체 높이, 즉 제1 적층높이(1111)와 제3 적층높이(1211)의 합은 제1 티스부(112) 또는 제2 티스부(122)의 높이, 즉 제2 적층높이(1121) 또는 제4 적층높이(1221)에 대응될 수 있다.
이와 같이, 2개로 분할된 전개형분할코어(즉, 제1 전개형분할코어(110)와 제2 전개형분할코어(120))를 축방향으로 포개어 적층시켜 하나의 전개형코어(10)를 마련할 수 있다.
또한, 제1, 2 전개형분할코어(110, 120)를 축방향으로 포개어 적층시킬 때, 복수의 제1 티스부(112)와 복수의 제2 티스부(122)는 적층 시 서로 엇갈리도록 원주 방향으로 설정각도(예: 30도 등)로 회전시켜 서로 교대하여 배치할 수 있다.
예를 들어, 제1 전개형분할코어(110)에 6개의 제1 티스부(112)가 구비되고, 제2 전개형분할코어(120)에 6개의 제2 티스부(122)의 개수가 구비될 수 있다. 이와 같은 구성을 가질 경우, 제1, 2 전개형분할코어(110, 120)가 축 방향으로 포개어 적층된 전개형코어(10)에서는 제1, 2 티스부(112, 122)의 개수를 합한 12개의 티스부가 형성될 수 있다(도 4 참조).
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 인슐레이터(20)는 전개형코어(10)의 상부에 결합되는 제1 인슐레이터부(21)와, 전개형코어(10)의 하부에 결합되는 제2 인슐레이터부(22)를 포함할 수 있다.
인슐레이터(20)는 전개형코어(10)에 결합되는 절연부재이다. 전개형코어(10)에 코일(30)(도 6 참조)을 권선하기 위해서 인슐레이터(20)를 전개형코어(10)에 결합할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 도 5를 참조하면 인슐레이터(20)는 전개형코어(10)의 상부 및 하부에 각각 결합되는 복수의 인슐레이터부(21, 22)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 인슐레이터부(21)는 전개형코어(10)의 상부에 밀착하여 결합될 수 있다.
바람직한 예로서, 제1 인슐레이터부(21)는 전개형코어(10)에 포함되는 제1, 2 요크부(111, 121)의 상부, 제1, 2 티스부(112, 122)의 상부, 및 제1, 2 폴부(113, 123)의 상부를 모두 감싸도록 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 인슐레이터부(22)는 전개형코어(10)의 하부에 밀착하여 결합될 수 있다.
바람직한 예로서, 제2 인슐레이터부(22)는 전개형코어(10)에 포함되는 제1, 2 요크부(111, 121)의 하부, 제1, 2 티스부(112, 122)의 하부, 및 제1, 2 폴부(113, 123)의 하부를 모두 감싸도록 결합될 수 있다.
이와 같이, 제1, 2 인슐레이터부(21, 22)는 복수의 제1, 2 요크부(111, 121), 복수의 제1, 2 티스부(112, 122), 및 복수의 제1, 2 폴부(113, 123)를 상하로 감싸 결합될 수 있으며, 이후 코일(30)(도 6)이 권선될 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인슐레이터(20)를 결합하는 순서를 제1, 2 전개형분할코어(110, 120)를 원형으로 롤링 하기 전/후, 또는 전개형코어(10)의 적층 후 등으로 다양하게 변경할 수 있다. 이에 따라, 외전형 모터의 극/슬롯 조합에 따라 점적률을 극대화시킬 수 있도록, 코일의 권선 순서를 적절히 선택할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 구조를 갖는 외전형 모터의 일부 단면을 나타낸 것이고, 도 7은 종래의 모터 고정자 구조를 갖는 외전형 모터의 일부 단면을 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자(1)로서, 전개형코어(10)를 가진다. 전개형코어(10)는 2개로 분할된 복수의 전개형분할코어를 축방향으로 포개어 적층시킨 구조를 가진다.
이에 따라, 전개형코어(10)는 제1, 2 요크부(111, 121), 제1, 2 티스부(112, 122), 및 제1, 2 폴부(113, 123)를 포함하며, 전개형코어(10)에는 코일(30)이 권선된다.
또한, 전개형코어(10)의 폴부 외측에는 에어 갭을 두고 회전자(40)가 회전 가능하게 배치된다. 예를 들어, 회전자(40)는 회전자 코어(41)와 마그넷(42)을 포함한다.
도 7을 참조하면, 종래의 비교예에 따르는 모터 고정자는 코어(1000)에 치형 구조, 즉 티스부 및 폴부(1003)가 구비되며, 각 티스부에 코일(30)이 권선된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 변경된 후의 슬롯 오픈(10L)을 보여주는데, 도시된 바와 같이 변경 후의 슬롯 오픈(10L)은 확장된 구조를 보여준다.
도 7을 참조하면, 종래의 비교예에 따라 변경되기 전의 슬롯 오픈(1000L)을 보여주는데, 도시된 바와 같이 변경 전의 슬롯 오픈(1000L)은 본 발명의 일 실시예에 비해 축소된 구조를 보여준다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따르는 변경 후의 슬롯 오픈(10L)(도 6 참조)는 10.42mm일 수 있으며, 종래의 비교예에 따르는 변경 전의 슬롯 오픈(1000L)(도 7 참조)는 2mm일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬롯 오픈(10L)을 확장하여 변경시킬 수 있는데, 기존의 비교예의 변경 전 슬롯 오픈(1000L)에 비해 철손이 저감될 수 있으며, 슬롯 오픈 변경 전과 비교하여 동등수준의 모터 효율을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소음진동 관련 전자계 특성이 개선되는 효과를 기대할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자(1)는 적층 높이 배열을 맞추기 위하여 인터락(interlock) 구조가 적용될 수 있다
도 8은 모터 고정자에서 인터락(interlock)부가 적용된 모습을 보여주는 도면이고, 도 9는 제1, 2 인터락부가 적용되어 제1, 2 전개형분할코어가 축방향으로 포개어 적층된 단면 구조를 보여주는 도면이다.
도시된 바와 같이, 제1 전개형분할코어(110)에는 제1 인터락부(116)가 구비될 수 있다. 또한, 제1 전개형분할코어(110)에 포개어 적층되는 제2 전개형분할코어(120)에는 제2 인터락부(126)가 구비될 수 있다. 제1 인터락부(116)와 제2 인터락부(126)는 서로 대응되는 위치에 형성되며, 서로 마주하여 접촉 지지 가능한 구조로 배치될 수 있다.
그리고 도 10은 도 9의 "10" 영역을 확대한 도면이다.
도 10을 참조하면 제1 인터락부(116)와 제2 인터락부(126)는 서로 대응하여 접촉 지지되는 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르는 전개형코어(10)는 적층 높이 배열이 정확하게 맞춰질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 요크부(111)의 상부 면에 제1 인터락부(116)이 구비될 수 있으며, 제2 요크부(121)의 하부 면에 제2 인터락부(126)이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 0.5mm의 강판을 타발한 경우, 소형 외전형 모터에서, 전개형코어(10)의 전체 적층 높이인 t1은 8.5mm 일 수 있다. 그리고 제1 전개형분할코어(110)의 제1 요크부(111)의 높이인 t2는 4mm일 수 있으며, 제2 요크부(111)의 높이도 4mm일 수 있다. 이때, 제1, 2 인터락부(116, 126) 각각의 높이인 t3은 적층 높이 배열을 맞추기 위하여 각각 0.25mm를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이, 인터락부 적용 시 높이는 강판 두께, 전개형코어 적층 높이, 분할 개수, 요크부 높이 등에 따라 적절히 변경될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형코어의 적용이 어려워 분할코어로 구성되었던 기존의 외전형 모터(예: 소형 팬 모터 등)에 전개형코어 구조를 적용하여 제조공정을 단순화시키고, 품질을 개선할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형코어를 이용하여 외전형 모터를 제작함에 있어서, 강판 타발시 스크랩 양을 줄일 수 있어 재료비를 절감할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 치형 간섭을 피하도록 복수로 분할되는 전개형분할코어를 이용할 수 있다.
[모터 고정자 제조방법]
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따르는 모터 고정자 제조방법에 관하여 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법을 설명하기 위해 도시한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 모터 고정자 제조방법은, 복수의 전개형분할코어 마련단계(S10), 복수의 전개형분할코어 롤링단계(S20), 전개형코어 마련단계(S30), 인슐레이터 결합단계(S40), 코일 권선단계(S50)를 포함한다.
먼저, 복수의 전개형분할코어 마련단계(S10)가 수행될 수 있다.
복수의 전개형분할코어 마련단계(S10)는 강판(10) 에서 타발된 낱장코어를 이용하여 복수의 전개형분할코어(100), 즉 제1 전개형분할코어(110)와 제2 전개형분할코어(120)를 마련하는 단계이다(도 1 참조).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 전개형분할코어를 마련하는 단계(S10)에서, 제1, 2 전개형분할코어(100)는 서로 연결되는 복수의 요크부(111, 121)와, 복수의 티스부(112, 122)와, 복수의 폴부(113, 123)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 전개형분할코어를 마련하는 단계(S10)에서, 복수의 요크부(111, 121)는 복수의 티스부(112, 122) 및 복수의 폴부(113, 123)에 비해 낮은 높이를 가질 수 있다. 또한, 복수의 요크부(111, 121)와 복수의 티스부(121, 122) 사이에는 적층 높이의 차이에 대응하는 단차부(115, 125)가 형성될 수 있다(도 3 참조).
다음으로 복수의 전개형분할코어 롤링단계(S20)가 수행될 수 있다.
복수의 전개형분할코어 롤링단계(S20)는 복수의 전개형분할코어(100), 즉 제1 전개형분할코어(110)와 제2 전개형분할코어(120) 각각을 원형으로 롤링하고, 양단을 용접하여 원형의 전개형분할코어를 성형하는 단계이다(도 3 참조).
다음으로 전개형코어 마련단계(S30)가 수행될 수 있다.
전개형코어 마련단계(S30)는 원형으로 롤링된 복수의 전개형분할코어(100), 즉 제1 전개형분할코어(110)와 제2 전개형분할코어(120)를 축방향으로 포개어 적층시켜, 전개형코어(10)를 마련하는 단계이다(도 3 및 도 4 참조).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형코어 마련단계(S30)에서 제1, 2 전개형분할코어(110, 120)를 축방향으로 포개어 적층시킬 때, 복수의 제1 티스부(112)와 복수의 제2 티스부(122)는 적층 시 서로 엇갈리도록 원주 방향으로 설정각도(예: 30도 등)로 틀어서 교대로 배치할 수 있다(도 4 참조).
예를 들어, 제1 전개형분할코어(110)에 6개의 제1 티스부(112)가 구비되고, 제2 전개형분할코어(120)에 6개의 제2 티스부(122)의 개수가 구비될 수 있다. 이때, 제1, 2 전개형분할코어(110, 120)가 축 방향으로 포개어 적층된 전개형코어(10)에서는 제1, 2 티스부(112, 122)의 개수를 합한 12개의 티스부가 형성될 수 있다(도 4 참조).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전개형분할코어(110)에 제1 인터락부(116)를 형성하고, 제2 전개형분할코어(120)에 제2 인터락부(126)를 형성하여, 전개형코어(10)의 적층 높이 배열을 정확하게 맞출 수 있다(도 8 내지 도 10 참조). 제1, 2 인터락부(116, 126)는 강판 두께, 전개형코어 적층 높이, 분할 개수, 요크부 높이 등에 따라 높이를 적절히 변경하여 적용할 수 있다.
다음으로 인슐레이터 결합단계(S40)가 수행될 수 있다.
인슐레이터 결합단계(S40)는 전개형코어(10)에 인슐레이터(20)를 결합하는 단계이다(도 5 참조).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인슐레이터 결합단계(S40)에서, 인슐레이터(20)는 전개형코어(10)의 상부에 결합되는 제1 인슐레이터부(21)와 전개형코어(10)의 하부에 결합되는 제2 인슐레이터부(22)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1, 2 인슐레이터부(21, 22)는 복수의 제1, 2 요크부(111, 121), 복수의 제1, 2 티스부(112, 122), 및 복수의 제1, 2 폴부(113, 123)를 상하로 감싸 결합될 수 있다.
다음으로 코일 권선단계(S50)가 수행될 수 있다.
코일 권선단계(S50)는 전개형코어(10)에 인슐레이터(20)가 결합된 후 전개형코어(10)에 코일(30)을 권선하는 단계이다(도 6 참조). 코일 권선단계(S50)에서는 코일(30)을 고점적률로 권선할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형코어를 이용하여 외전형 모터를 제작함에 있어서, 강판 타발시 스크랩 양을 줄이고, 적층방향으로 분할되는 구조를 갖도록 하여, 모터 효율을 향상시키고 재료비를 줄일 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (20)

  1. 강판에서 타발된 낱장코어를 적층시킨 복수의 전개형분할코어를 포함하며, 상기 복수의 전개형분할코어 각각을 원형으로 롤링하여 축방향으로 적층한 전개형코어;
    상기 전개형코어에 결합되는 인슐레이터; 및
    상기 인슐레이터가 결합된 상기 전개형코어에 권선되는 코일;을 포함하며,
    상기 복수의 전개형분할코어 각각은, 서로 연결되는 복수의 요크부;
    상기 복수의 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 티스부; 및
    상기 복수의 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 폴부;를 포함하고,
    상기 복수의 요크부 사이에 구비되며 상기 복수의 전개형분할코어 각각을 원형으로 롤링 가능하게 연결하는 힌지부;
    를 더 포함하는 고정자 코어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요크부는, 상기 티스부 및 상기 폴부에 비해 낮은 적층높이를 가지며,
    상기 요크부와 상기 티스부 사이에는 단차부가 형성되는
    고정자 코어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전개형코어는, 2개의 전개형분할코어를 포함하고,
    상기 2개의 전개형분할코어 각각은 원형으로 롤링 후 축방향으로 포개어 적층되는,
    고정자 코어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전개형코어는, 2개의 전개형분할코어를 포함하고,
    상기 2개의 전개형분할코어 각각은 원형으로 롤링 후 축방향으로 포개어 적층되되,
    상기 2개의 전개형분할코어는,
    제1 전개형분할코어; 및
    상기 제1 전개형분할코어의 상부에 축방향으로 포개어 적층되는 제2 전개형분할코어;
    를 포함하는 고정자 코어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전개형분할코어는,
    복수의 제1 요크부;
    상기 복수의 제1 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 제1 티스부; 및
    상기 복수의 제1 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 제1 폴부;를 포함하고,
    상기 제2 전개형분할코어는,
    복수의 제2 요크부;
    상기 복수의 제2 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 제2 티스부; 및
    상기 복수의 제2 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 제2 폴부;
    를 포함하는 고정자 코어.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 요크부는 제1 적층높이로 적층되고,
    상기 제1 티스부 및 상기 제1 폴부는 상기 제1 적층높이보다 높은 제2 적층높이로 적층되고,
    상기 제2 요크부는 제1 적층높이에 대응하는 제3 적층높이로 적층되고,
    상기 제2 티스부 및 상기 제2 폴부는 상기 제2 적층높이에 대응하는 제4 적층높이로 적층되는,
    고정자 코어.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 요크부와 상기 제1 티스부 사이에는 제1 단차부가 형성되고,
    상기 제2 요크부와 상기 제2 티스부 사이에는 제2 단차부가 형성되며,
    상기 제1 요크부와 상기 제2 요크부는 축방향으로 마주하여 적층되는,
    고정자 코어.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 전개형분할코어와 상기 제2 전개형분할코어가 축방향으로 포개어 적층될 때, 상기 제1 티스부와 상기 제2 티스부는 원주 방향을 따라 교대로 배치되는,
    고정자 코어.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 요크부의 상부 면에 구비되는 제1 인터락부; 및
    상기 제2 요크부의 하부 면에 구비되며, 상기 제1 인터락부와 접촉 지지되는 제2 인터락부;
    를 더 포함하는 고정자 코어.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인슐레이터는,
    상기 요크부의 상부, 상기 티스부의 상부, 및 상기 폴부의 상부를 감싸는 제1 인슐레이터부; 및
    상기 요크부의 하부, 상기 티스부의 하부 및 상기 폴부의 하부를 감싸며, 상기 제1 인슐레이터부와 상하로 결합되는 제2 인슐레이터부;
    를 포함하는 고정자 코어.
  11. 강판에서 타발된 낱장코어를 이용하여 복수의 전개형분할코어를 마련하는 단계;
    상기 복수의 전개형분할코어를 원형으로 롤링하는 단계;
    상기 원형으로 롤링된 복수의 전개형분할코어를 축방향으로 적층시켜 전개형코어를 마련하는 단계;
    상기 전개형코어에 인슐레이터를 결합하는 단계; 및
    상기 전개형코어에 코일을 권선하는 단계;
    를 포함하는 고정자 코어 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 전개형분할코어를 마련하는 단계에서,
    상기 복수의 전개형분할코어 각각은,
    서로 연결되는 복수의 요크부와,
    상기 복수의 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 티스부와,
    상기 복수의 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 폴부를 포함하는,
    고정자 코어 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 전개형분할코어를 마련하는 단계에서,
    상기 요크부는 상기 티스부 및 상기 폴부에 비해 낮은 적층높이를 가지며,
    상기 요크부와 상기 티스부 사이에는 단차부가 형성되는,
    고정자 코어 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 전개형코어를 마련하는 단계에서,
    상기 전개형코어는, 2개의 전개형분할코어를 포함하며,
    상기 2개의 전개형분할코어는,
    제1 전개형분할코어와, 상기 제1 전개형분할코어의 상부에 축방향으로 포개어 적층되는 제2 전개형분할코어를 포함하는,
    고정자 코어 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 전개형분할코어는,
    복수의 제1 요크부와,
    상기 복수의 제1 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 제1 티스부와,
    상기 복수의 제1 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 제1 폴부를 포함하고,
    상기 제2 전개형분할코어는,
    복수의 제2 요크부와,
    상기 복수의 제2 요크부 각각으로부터 반경방향으로 연장하여 형성되는 복수의 제2 티스부와,
    상기 복수의 제2 티스부 각각의 단부에 구비되는 복수의 제2 폴부를 포함하는,
    고정자 코어 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 요크부는 제1 적층높이로 적층되고,
    상기 제1 티스부 및 상기 제1 폴부는 상기 제1 적층높이보다 높은 제2 적층높이로 적층되고,
    상기 제2 요크부는 제1 적층높이에 대응하는 제3 적층높이로 적층되고,
    상기 제2 티스부 및 상기 제2 폴부는 상기 제2 적층높이에 대응하는 제4 적층높이로 적층되는,
    고정자 코어 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 요크부와 상기 제1 티스부 사이에는 제1 단차부가 형성되고,
    상기 제2 요크부와 상기 제2 티스부 사이에는 제2 단차부가 형성되며,
    상기 제1 요크부와 상기 제2 요크부는 축방향으로 마주하여 적층되는,
    고정자 코어 제조방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 전개형분할코어와 상기 제2 전개형분할코어 각각은 원형으로 롤링 후 축방향으로 포개어 적층되되, 상기 제1 티스부와 상기 제2 티스부는 원주 방향을 따라 교대로 배치되는
    고정자 코어 제조방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 요크부의 상부 면에 제1 인터락부가 형성되고,
    상기 제2 요크부의 하부 면에는 상기 제1 인터락부와 접촉 지지되는 제2 인터락부가 형성되는,
    를 더 포함하는 고정자 코어.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 인슐레이터를 결합하는 단계에서,
    상기 인슐레이터는, 제1 인슐레이터부와, 상기 제1 인슐레이터부와 상하로 결합되는 제2 인슐레이터부를 포함하고,
    상기 제1 인슐레이터부는 상기 요크부의 상부, 상기 티스부의 상부, 및 상기 폴부의 상부를 감싸며,
    상기 제2 인슐레이터부를 상기 요크부의 하부, 상기 티스부의 하부, 및 상기 폴부의 하부를 감싸는,
    고정자 코어 제조방법.
PCT/KR2024/006510 2023-07-03 2024-05-13 모터 고정자 및 그 제조방법 Ceased WO2025009730A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230086054A KR102805417B1 (ko) 2023-07-03 2023-07-03 모터 고정자 및 그 제조방법
KR10-2023-0086054 2023-07-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025009730A1 true WO2025009730A1 (ko) 2025-01-09

Family

ID=94172275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2024/006510 Ceased WO2025009730A1 (ko) 2023-07-03 2024-05-13 모터 고정자 및 그 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102805417B1 (ko)
WO (1) WO2025009730A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007151312A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Fujitsu General Ltd 誘導電動機
JP4031893B2 (ja) * 1999-10-19 2008-01-09 株式会社東芝 回転電機のステータコア
KR101157988B1 (ko) * 2012-01-03 2012-06-25 (주) 마이크로프랜드 스파이럴 스테이터 코어 및 그 제조방법
JP2013201820A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Denso Corp ブラシレスモータとその製造方法およびそれを用いた燃料ポンプ
KR20200090389A (ko) * 2019-01-21 2020-07-29 (주)항남 3 분할 적층 코어로 이루어진 모터 코어

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4031893B2 (ja) * 1999-10-19 2008-01-09 株式会社東芝 回転電機のステータコア
JP2007151312A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Fujitsu General Ltd 誘導電動機
KR101157988B1 (ko) * 2012-01-03 2012-06-25 (주) 마이크로프랜드 스파이럴 스테이터 코어 및 그 제조방법
JP2013201820A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Denso Corp ブラシレスモータとその製造方法およびそれを用いた燃料ポンプ
KR20200090389A (ko) * 2019-01-21 2020-07-29 (주)항남 3 분할 적층 코어로 이루어진 모터 코어

Also Published As

Publication number Publication date
KR102805417B1 (ko) 2025-05-12
KR20250005792A (ko) 2025-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017078431A1 (en) Motor
EP3476021A1 (en) Stator and motor having the same
WO2017003033A1 (ko) 외륜 회전자형 스위치드 릴럭턴스 모터
WO2013085231A1 (ko) 두께가 다른 영구자석을 갖는 회전자 및 그를 포함하는 모터
WO2018169203A1 (ko) 가변자속 모터
WO2013081225A1 (ko) 전기기계의 고정자 및 이를 구비한 전동기, 전동기를 구비한 전기차량
JP6513219B2 (ja) 回転電機の電機子
WO2019015413A1 (zh) 各相凸极集中布置的定子铁芯及各相凸极集中布置的电机
WO2019066542A2 (ko) 분포권 평각형 전기자 권선 및 이를 포함하는 모터, 그리고 이들의 제조방법
WO2025009730A1 (ko) 모터 고정자 및 그 제조방법
WO2021187820A1 (ko) 고정자 비대칭 슈를 이용한 전동기 및 그 제작 방법
WO2017204425A1 (ko) 비균일 자극 길이를 가지는 영구자석 전기기기
JP4149171B2 (ja) コンデンサ電動機の固定子
WO2018169232A1 (ko) 영구자석을 가지는 전동기 및 이를 구비한 압축기
JPS60152243A (ja) 分割固定子の電機子巻線
WO2020055132A1 (ko) 모터
WO2016171439A1 (en) Laundry treatment apparatus and magnetic gear device
GB2149227A (en) Armature winding of a split stator for a rotary electric machine
WO2022231153A1 (ko) 전동기
WO2021125806A1 (ko) 축방향 자속 회전기기
WO2024039067A1 (en) Rotor core structure of motor and rotor of motor including the same
WO2016171500A1 (ko) 발전기
WO2018128487A1 (ko) 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계
WO2021010635A1 (ko) 4상 스위치드 릴럭턴스 모터
WO2021071171A1 (ko) 전기모터용 스테이터 및 이를 포함하는 전기모터

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24836179

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE