KR20150000944A - 전동기용 스테이터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 만곡형상의 요크부와, 이 요크부의 내주면에서 반경방향으로 돌출되어 있는 티스부를 구비한 다수의 분할 코어와; 이 분할 코어의 티스부 둘레에 권선되는 코일;로 이루어진 전동기용 스테이터 조립체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 분할 코어의 요크부는 요크부의 일 단부에 내주면에서 반경방향으로 돌출되어 있는 제1확장부와 요크부의 타 단부에 내주면에서 반경방향으로 돌출되어 있는 제2확장부를 구비하여, 인접하게 배열된 분할 코어의 접촉 면적을 넓힐 수 있다.

Description

전동기용 스테이터 조립체 {Stator assembly for a motor}

본 발명은 전동기용 스테이터 조립체에 관한 것이다.

전동기는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전력을 제공하는 장치로서, 통상적으로 코일을 권선하고 있는 스테이터(stator)와 마그네트(magnet)를 구비하는 로터(rotor)로 구성된다. 로터는 스테이터 내측에서 회전가능하게 수용될 수 있다. 즉, 전동기는 널리 알려져 있듯이 로터의 극성과 스테이터의 극성에 따라 발생되는 반발력과 흡인력으로 회전하게 된다.

이러한 구조로 이루어진 전동기(혹은 모터)는 소형화 그리고 경량화를 추구할 수 있도록 다양한 형상의 로터와 스테이터를 개발하고 있는 게 현실이다.

이러한 전동기를 채용한 스테이터는 특허문헌 1에 게재되어 있다.

특허문헌 1에 게재된 모터의 스테이터 조립체는 코일이 권선되는 다수의 투스를 양분할 수 있도록 반경방향을 따라 분할된 다수의 분할편으로 이루어진 스테이터를 구비하고 있습니다. 종래기술에 따른 스테이터 조립체는 각각의 분할편을 결합하기 위해 상부인슐레이터와 하부인슐레이터를 구비하는데, 상부인슐레이터와 하부인슐레이터는 다수의 분할편으로 이루어진 스테이터의 상측과 하측에 각각 장착되어, 스테이터를 고정시키도록 되어 있다.

특히, 특허문헌 1에 게재된 스테이터 조립체는 양분된 투스를 상호 결합시킬 수 있도록 상부인슐레이터와 하부인슐레이터에 각각의 투스결합부를 구비해야 한다. 이러한 구조의 스테이터 조립체는 다수의 분할편을 링형상으로 배열하고서 이의 상측과 하측에 상부인슐레이터와 하부인슐레이터를 장착해야 하는 불편함을 야기시킬 뿐만 아니라 양분된 티스부를 확실하게 밀착고정시키기 위해 상부인슐레이터의 투스결합부와 하부인슐레이터의 투스결합부에 정밀한 치수를 요구하는 등의 상당한 문제점을 내포하고 있는 게 사실이다.

이와 같이, 전술된 문제점들을 해결할 수 있는 다른 방안이 고려되어야 할 것이다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 제10-2008-0081413호

본 발명은 전술된 단점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 다수의 분할 코어의 결속을 보장하면서 인접하게 배열된 분할 코어 사이에서 자로를 보장할 수 있는 전동기용 스테이터 조립체를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 다수의 분할 코어를 갖춘 전동기용 스테이터 조립체에 관한 것으로, 만곡형상의 요크부와, 이 요크부의 내주면에서 반경방향으로 돌출되어 있는 티스부를 구비한 다수의 분할 코어와; 이 분할 코어의 티스부 둘레에 권선되는 코일;로 이루어져 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 분할 코어의 요크부는 요크부의 일 단부에 내주면으로부터 반경방향으로 돌출되어 있는 제1확장부와 요크부의 타 단부에 내주면으로부터 반경방향으로 돌출되어 있는 제2확장부를 구비하여, 인접하게 배열된 분할 코어의 단부 사이에 접촉 면적을 넓힐 수 있다.

요크부의 일 단부는 요크부의 만곡방향으로 결합돌기를 구비하고, 이 결합돌기와 상응하게 요크부의 타 단부는 요크부의 만곡방향으로 결합홈을 구비한다. 인접하게 배열된 다수의 분할 코어는 결합돌기와 결합홈의 억지끼움방식으로 상호 결속되어 링형상으로 배열된다.

선택가능하기로, 제1확장부와 제2확장부는 직각삼각형상으로 형성된다.

직각삼각형상의 제1확장부와 제2확장부는 분할 코어의 접촉 부위, 예컨대 분할 코어의 일 단부와 다른 분할 코어의 타 단부 사이의 에어 갭을 기준으로 하여 상호 대칭되게 배치되되, 제1확장부의 빗변과 제2확장부의 빗변이 상호 반대방향으로 대면하고 있다.

티스부는 이의 외주면에 인슐레이터를 추가로 도포할 수 있다.

덧붙여서, 티스부는 요크부의 내주면 중심에서 길게 뻗어 있다.

다수의 분할 코어의 각 요크부는 동일한 곡률로 만곡되어 환형상 배열을 돕는다.

본 발명의 다른 실시예에서, 제1확장부는 요크부의 일 단부에 외주면으로부터 방사상방향으로 돌출되어 있고, 제2확장부는 요크부의 타 단부에 외주면으로부터 방사상방향으로 돌출되어 있다.

제1확장부와 제2확장부는 직각삼각형상으로 형성되어, 인접하게 배열된 분할 코어의 제1확장부와 제2확장부를 밀착시켜 접촉 면적을 넓힐 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 환형상으로 조립가능하게 다수의 분할 코어로 분리할 수 있는 전동기용 스테이터 조립체를 제공한다.

본 발명에 따른 분할 코어는 반경방향으로 돌출되어 있는 티스부(돌극) 둘레에 코일을 보다 용이하게 권선할 수 있으며, 각각의 분할 코어를 끼움방식으로 상호 결합하도록 설계되어 있어 조립의 편이성을 제공하게 된다.

특히, 본 발명에 따른 분할 코어는 인접해 있는 다른 분할 코어와의 경계에서 접촉 면적을 향상시켜 신뢰할 수 있는 자로를 보장할 수 있다. 이는 인접하게 배치된 일 분할 코어와 타 분할 코어 사이에 형성된 에어 갭으로 인한 자기저항을 감소시켜 자기력 손실이 감소되어 모터 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전동기용 스테이터 조립체를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스테이터 조립체의 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전동기용 스테이터 조립체를 구성하는 분할 코어의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전동기용 스테이터 조립체의 횡단면도이다.

이제, 본 발명에 따른 전동기용 스테이터 조립체는 첨부 도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

본 발명의 장점, 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되는 실시예들을 통해 명확해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불명료하게 할 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전동기용 스테이터 조립체를 개략적으로 도해한 것이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 전동기용 스테이터 조립체(100)는 다수의 분할 코어(110)로 이루어져 있다. 특히, 스테이터 조립체(100)는 코일(130)을 분할 코어(110)의 티스부(112)에 권선하게 된다. 본 발명에 따른 분할 코어는 티스부(112) 둘레에 코일(130)을 보다 용이하게 권선할 수 있는 등의 조립의 편이성을 제공하게 될 것이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 전동기용 스테이터 조립체(100)는 동일한 곡률로 만곡되어 있는 다수의 분할 코어(110)를 환형상으로 배열하고, 그 내부에 로터(미도시)가 공극을 두고서 회전가능하게 설치된다. 구체적으로, 분할 코어(110)는 만곡형상의 요크부(111)와 이 요크부(111)의 내주면에서 반경방향으로 돌출되어 있는 티스부(112)를 구비한다. 선택가능하기로, 티스부(112)는 요크부(111)의 내주면 중앙에서 외부를 향해 길이연장되도록 한다. 도 1 내지 도 3은 이너 로터(inner rotor) 타입 전동기의 스테이터를 도시하였지만, 이에 국한되지 않고 아웃터 로터(outer rotor) 타입 전동기의 스테이터에도 적용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

요크부(111)의 일 단부는 요크부(111)의 만곡방향으로 결합돌기(111a)를 형성하는 한편, 티스부(112)의 돌출방향을 따라 요크부의 내주면에서 중심방향으로 돌출되어 있는 제1확장부(111c)를 구비한다.

이와 대응되게, 요크부(111)의 타 단부는 요크부(111)의 만곡방향으로 결합홈(111b)을 형성하는 한편, 티스부(112)의 돌출방향을 따라 요크부의 내주면에서 중심방향으로 돌출되어 있는 제2확장부(111d)를 구비한다.

요크부(111)의 일 단부는 인접하게 배치될 다른 요크부(111)의 타 단부와 접촉하게 되는데, 요크부(111)의 일 단부에 구비된 결합돌기(111a)는 다른 요크부(111)의 타 단부에 구비된 결합홈(111b)에 삽입되어 위치고정될 수 있다.

이러한 조립을 통해, 요크부(111)의 일 단부는 다른 요크부(111)의 타 단부와 맞닿게 되는바, 요크부(111)의 제1확장부(111c)는 다른 요크부(111)의 제2확장부(111d)와 근접하게 될 것이다.

당해 분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이, 코일에 전류를 인가하여 발생된 자속은 티스부(112)에서 양분되고 이너 로터(미도시)의 돌극을 통해 인접한 티스부로 각각 흐르게 된다. 이때, 요크부(111)는 스테이터 조립체(100)의 자로(磁路)를 형성하게 된다.

하지만, 본 발명에 따른 스테이터 조립체(100)는 전술된 바와 같이 다수의 분할 코어로 구성되어 불연속적인 자로를 형성할 수밖에 없다. 특히, 분할 코어(110)의 일 단부는 인접해 있는 다른 분할 코어(110)의 타 단부 사이에 에어 갭(air gap)에서 발생될 수 있는 자기회로의 저항을 저감시킬 수 있도록 분할 코어(110)의 일 단부와 인접해 있는 다른 분할 코어(110)의 타 단부의 접촉 면적을 향상시켜, 결과적으로 자기저항을 감소하고 에어 갭으로 인한 자기력 손실을 최소화시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 요크부(111)의 일 단부에 구비된 제1확장부(111c)와 인접해 있는 다른 요크부(111)의 타 단부에 구비된 제2확장부(111d)를 밀착시키기 위해 제1확장부(111c)와 제2확장부(111d)를 상호 대응되게 형성하는 것이 바람직하다.

특히 제1확장부(111c)은 직각삼각형상으로 형성되고, 이와 대응되게 제2확장부(111d)도 직각삼각형상으로 형성된다. 제2확장부(111d)와 제1확장부(111c)는 에어 갭을 기준으로 대칭되게 배치되되, 다시 말하자면 제2확장부(111d)의 빗변과 제1확장부(111c)의 빗변은 상호 반대방향을 바라본다.

요크부(111)의 제1확장부(111c)와 다른 요크부(111)의 제2확장부(111d)가 요크부(111)의 결합돌기(111a)와 다른 요크부(111)의 결합홈(111b)을 수단으로 하여 접촉되면, 도 2에 도시된 바와 같이 티스부(112)와 인접해 있는 티스부(112)로 형성된 슬롯(120)으로 돌출되며 티스부(112)와 인접해 있는 티스부(112)의 중앙에 배치된다.

본 발명의 스테이터 조립체(100)는 또한 환형상으로 배열된 다수의 티스부(112)의 외주면에는 인슐레이터(140;insulator)를 도포하여 인접해 있는 다른 티스부(112)와의 전기적 간섭을 방지하면서 티스부(112) 상에 권선된 코일(130)과의 충분한 절연성을 제공한다. 추가로, 인슐레이터(140)는 티스부(112)를 포함한 본 발명에 따른 스테이터 조립체(100)의 부식을 방지하는 내부식층 기능도 수행할 수 있다.

바람직하기로, 본 발명에 따른 분할 코어(110)는 박판의 강판을 다수로 적층하여 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전동기용 스테이터 조립체의 횡단면도이다. 도 4에 도시된 전동기용 스테이터 조립체(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 스테이터 조립체의 확장부 배열을 제외하고는 매우 유사한 구조로 이루어져 있기 때문에, 본 발명의 명료한 이해를 돕기 위해서 유사하거나 동일한 구성부재에 대한 설명은 여기서 배제할 것이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 전동기용 스테이터 조립체(100)는 동일한 곡률로 만곡되어 있는 다수의 분할 코어(110)를 환형상으로 배열된다. 분할 코어(110)는 만곡형상의 요크부(111)와 이 요크부(111)의 내주면에서 반경방향으로 돌출되어 있는 티스부(112)를 구비한다. 티스부(112)는 요크부(111)의 내주면 중앙에서 외부를 향해 길이연장되는바, 전반적으로 환형상으로 배열된 다수의 분할 코어(110)에서 등간격으로 다수의 티스부(112)를 배치한다.

도면을 참조하면, 요크부(111)의 일 단부는 요크부(111)의 외주면에서 외부를 향해 방사상방향으로 돌출되어 있는 제1확장부(111c')를 구비한다. 이와 대응되게, 요크부(111)의 타 단부는 요크부(111)의 외주면에서 방사상방향으로 돌출되어 있는 제2확장부(111d')를 구비한다.

분할 코어(110)는 요크부(111)의 결합돌기(111a)와 인접하게 배열될 다른 분할 코어(110)의 요크부(111)의 결합홈(111b)을 끼워 맞춰, 각각의 분할 코어(110)를 결합하여 환형상으로 배열한다. 분할 코어(110)의 제1확장부(111c')는 다른 분할 코어(110)의 제2확장부(111d')와 밀착되어 분할 코어(110)의 일 단부와 다른 분할 코어(110)의 타 단부 사이의 접촉 면적을 확장시킬 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전동기용 스테이터 조립체는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 ----- 스테이터 조립체 110 ----- 분할 코어
111 ----- 요크부 112 ----- 티스부
111a ----- 결합돌기 111b ----- 결합홈
111c, 111c' ----- 제1확장부 111d, 111d' ----- 제2확장부
120 ----- 슬롯 130 ----- 코일
140 ----- 인슐레이터

Claims (11)

1. 만곡형상의 요크부와, 상기 요크부의 내주면에서 반경방향으로 돌출되어 있는 티스부를 구비한 다수의 분할 코어와;
   상기 분할 코어의 티스부 둘레에 권선되는 코일;로 이루어지고,
   상기 분할 코어의 요크부는 상기 요크부의 일 단부에 내주면으로부터 반경방향으로 돌출되어 있는 제1확장부와 상기 요크부의 타 단부에 내주면으로부터 반경방향으로 돌출되어 있는 제2확장부를 구비하는 전동기용 스테이터 조립체.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 요크부의 일 단부는 상기 요크부의 만곡방향으로 결합돌기를 구비한 전동기용 스테이터 조립체.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 요크부의 타 단부는 상기 결합돌기와 상응하게 상기 요크부의 만곡방향으로 결합홈을 구비한 전동기용 스테이터 조립체.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1확장부와 제2확장부는 직각삼각형상으로 형성되어 있는 전동기용 스테이터 조립체.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1확장부와 제2확장부는 상호 대칭되게 배치되어, 상기 제1확장부의 빗변과 상기 제2확장부의 빗변이 상호 반대방향으로 대면하고 있는 전동기용 스테이터 조립체.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1확장부는 상기 요크부의 일 단부에 외주면에서 외부를 향해 방사상방향으로 돌출되어 있고,
   상기 제2확장부는 상기 요크부의 타 단부에 외주면에서 외부를 향해 방사상방향으로 돌출되어 있는 전동기용 스테이터 조립체.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1확장부와 제2확장부는 직각삼각형상으로 형성되어 있는 전동기용 스테이터 조립체.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 티스부는 이의 외주면에 인슐레이터를 추가로 도포하고 있는 전동기용 스테이터 조립체.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 티스부는 상기 요크부의 내주면 중심에서 길게 뻗어 있는 전동기용 스테이터 조립체.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 분할 코어는 상기 결합돌기와 결합홈을 매개로 하여 링형상으로 배열될 수 있는 전동기용 스테이터 조립체.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 분할 코어의 각 요크부는 동일한 곡률로 만곡되어 있는 전동기용 스테이터 조립체.
    

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