KR101174798B1 - 모터용 스테이터 코어 및 그 적층방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터용 스테이터 코어 및 그 적층방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중간의 분할형 코어 상하에 일체형 코어를 적층하여 프레스에 의해 압착 결합하는 모터용 스테이터 코어 및 그 적층방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 모터용 스테이터 코어는, 몸체 부분인 요크와, 상기 요크의 내주면에 형성되어 코일이 권선될 티스가 일체형으로 이루어지는 제1일체형 코어;
상기 제1일체형 코어의 상부에 압착 결합되며, 코일이 권선될 자극코어와, 이 자극코어의 주변에 배치되는 계철코어가 분리 형성되는 분리형 코어; 및
상기 분리형 코어의 상부에 압착 결합되며, 몸체 부분인 요크와, 상기 요크의 내주면에 형성되어 코일이 권선될 티스가 일체형으로 이루어지는 제2일체형 코어를 포함하여 구성된다.

Description

모터용 스테이터 코어 및 그 적층방법 {STATOR CORE FOR MOTOR AND STACKING METHOD THEREOF}

본 발명은 모터용 스테이터 코어 및 그 적층방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중간의 분할형 코어 상하에 일체형 코어를 적층하여 프레스에 의해 압착 결합하는 모터용 스테이터 코어 및 그 적층방법에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 스테이터(고정자)와 로터(회전자) 사이의 전자기적 상호작용에 의한 로터의 회전력을 외부로 전달하며, 이러한 회전력의 전달은 회전축을 통하여 이루어진다.

이러한 모터는 모터 하우징, 스테이터 코어, 로터 및 스테이터 코어에 권선되는 코일로 전원을 인가시키기 위한 전원연결부를 구비하고 있다.

한편, 스테이터 코어를 제조하기 위해서는 박판 형상으로 이루어진 코어판을 프레스 펀칭작업을 통해 펀칭시킨 후 복수 개를 적층하여 형성시킨다.

즉, 도 1a에 도시된 바와 같이 스테이터 코어를 구성하는 스테이터 코어판(10)은 몸체 부분인 요크(11)와, 상기 요크(11)의 내주면에 형성되어 코일이 권선되는 티스(12)가 일체형은 일체형 코어판으로 이루어지고 있으며, 이와 같은 스테이터 코어판(10)은 철판을 프레스 펀칭작업에 의해 코어 형상으로 타발하여 제작되며 이 스테이터 코어판을 다수 적층함으로써 스테이터 코어가 제작된다.

그런데 종래 스테이터 코어판 제조방법에 의하면, 프레스 펀칭작업 후 폐기되는 스크랩(scrap)(13)의 양이 과다하여 경제적인 손실이 크게 발생하는 단점이 발생하였다.

좀 더 구체적으로는 도 1b에 도시된 바와 같이, 펀칭 작업을 통해 스테이터 코어판(10)에는 로터를 배치시키기 위한 대략 원형 형상의 영역과 원형 형상 영역 주변에 배치되어 코일이 권선되는 영역 등이 관통되어 스크랩(13)으로 폐기되는데 종래에는 이러한 영역들을 형성하기 위해 펀칭되는 부분이 상당하므로 자원적 손실이 크게 발생하였다.

이러한 자원적 손실을 줄이기 위하여 분할형 코어가 개시되어 있는 바, 이 분할형 스테이터 코어(이하 '분할형 코어')는 코일이 권선되는 자극코어와, 상기 자극코어의 주변에 배치되어 자극코어와의 상호 배치관계를 통해 분할형 코어를 형성하는 계철코어로 분리되어 형성된다.

이때 자극코어와 계철코어 중 어느 하나의 코어에는 측면에 결합요홈이 형성되고 그와 이웃한 다른 하나의 코어의 측면에는 상기 결합요홈에 대응되는 결합돌기가 형성되어 결합요홈에 결합돌기가 끼워지는 것에 의해 자극코어와 계철코어가 결합된다.

또한, 자극코어와 계철코어에는 스테이터 코어에 권선되는 코일로 전원을 인가하는 전원연결부를 결합하기 위한 결합공이 형성된다.

이러한 분할형 코어에 의하면, 자극코어 및 계철코어가 별도로 마련되므로 종래와 같이 하나의 코어판을 프레스 펀칭 작업해서 로터가 배치될 영역과 코일이 권선 될 영역을 생성하는 경우에 비해 폐기되는 스크랩의 양을 감소시킬 수 있다.

그런데 종래에는 자로의 통로인 요크 부분에 전원연결부 등의 결합을 위한 결합공이 형성되어 자로의 흐름의 원활하지 못하기 때문에 소음 및 진동에 영향을 받고, 결합돌기를 결합요홈에 끼워 결합하므로 결합이 용이하지 않으며 기계적 강도 특히, 축방향 진동에 약한 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 중간의 분할형 코어 상하에 일체형 코어를 적층하여 프레스에 의해 압착 결합함으로써 폐기되는 스크랩의 양을 줄일 수 있고, 자로의 통로인 요크 부분에 결합공을 형성하지 않음으로써 자로의 흐름이 원활하여 소음 및 진동에 영향을 받지 않는 모터용 스테이터 코어 및 그 적층방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명이 제공하는 목적은 분할형 코어와 일체형 코어를 패스텍(Fastec)을 통하여 간단히 결합할 수 있고, 기계적 강도가 높으며 특히 축방향 진동에 유리한 모터용 스테이터 코어 및 그 적층방법을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모터용 스테이터 코어는, 몸체 부분인 요크와, 상기 요크의 내주면에 형성되어 코일이 권선될 티스가 일체형으로 이루어지는 제1일체형 코어;

상기 제1일체형 코어의 상부에 압착 결합되며, 코일이 권선될 자극코어와, 이 자극코어의 주변에 배치되는 계철코어가 분리 형성되는 분리형 코어; 및

상기 분리형 코어의 상부에 압착 결합되며, 몸체 부분인 요크와, 상기 요크의 내주면에 형성되어 코일이 권선되는 티스가 일체형으로 이루어지는 제2일체형 코어를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 모터용 스테이터 코어의 적층방법은 코어 원재료를 프레스 펀칭 작업해서 자극코어판과 계철코어판을 분리되게 타발하여 분할형 코어판을 제조하면서 이를 수직으로 적층하는 분할형 코어와, 코어 원재료를 프레스 펀칭 작업해서 몸체 부분인 요크와 상기 요크의 내주면에 형성되는 티스를 일체형으로 타발하여 제1,2일체형 코어판을 제조하면서 이를 수직으로 적층하는 제1,2일체형 코어를 각각 제조하는 단계;

상기 제1일체형 코어 상부에 분할형 코어를 위치시키는 단계;

상기 분할형 코어 상부에 제2일체형 코어를 위치시키는 단계; 및

상기 제1일체형 코어와 분할형 코어 및 제2일체형 코어가 차례로 적층된 적층체를 프레스로 가압하여 적층체를 결합하는 단계를 포함하여 구성된다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 중간의 분할형 코어 상하에 일체형 코어를 적층하여 프레스에 의해 압착 결합함으로써 폐기되는 스크랩의 양을 줄일 수 있고, 자로의 통로인 요크 부분에 결합공을 형성하지 않음으로써 자로의 흐름이 원활하여 소음 및 진동에 영향을 받지 않다.

또한, 분할형 코어와 일체형 코어를 패스텍(Fastec)을 통하여 간단히 결합할 수 있고, 기계적 강도가 높으며 특히 축방향 진동에 유리하다.

도 1a와 도 1b는 종래 일체형 코어의 타발 형상과 스크랩 형상을 나타내는 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 스테이터 코어의 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 스테이터 코어의 조립 사시도,
도 4a와 도 4b는 도 2에 나타낸 분할형 코어의 타발 형상과 스크랩 형상을 나타내는 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 스테이터 코어의 적층 방법을 나타내는 순서도.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 스테이터 코어의 적층 형상을 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스테이터 코어의 조립 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스테이터 코어(100)는 분할형 코어(120)의 상하에 일체형 코어(110,130)가 상하로 적층된 상태에서 프레스 등에 의해 압착 결합되어 이루어진다.

상기 스테이터 코어(100)는 보자력이 낮고 투자율이 높으며, 소재 두께가 얇고, 포화자속밀도가 높은 재질로 예를 들어 규소강판이 사용된다.

중간층의 분할형 코어(120)는 코일이 권선되는 자극코어(121)와, 이 자극코어(121)의 주변에 배치되어 자극코어(121)와의 상호 배치관계를 통해 분할형 코어(120)를 형성하는 계철코어(125)로 분리 형성된다.

상기 자극코어(121)는 상호 간에 압착 결합되는 박판 형상의 복수의 자극코어판(122)을 포함하며, 마찬가지로 계철코어(125)는 상호 간에 압착 결합되는 박판 형상의 복수의 계철코어판(126)을 포함한다.

여기서, 자극코어(121) 및 계철코어(125)는 각각 적어도 하나 이상으로 마련될 수 있는데, 본 실시예에서 자극코어(121)는 서로 대향하도록 2개로 마련되며, 계철코어(125)는 2개의 자극코어(121) 사이의 중앙에 로터(미도시)가 배치될 영역을 중심으로 양측에 2개로 마련된다.

박판 형상의 자극코어판(122)은, 코일이 권선되도록 일정 각도 기울어진 채 형성되는 한 쌍의 티스(123)와, 티스(123)에 일체로 형성되되 양측방향으로 연장되어 스테이터 코어(100)의 외관을 형성하는 요크(124)를 포함한다.

박판 형상의 계철코어판(126)은 스테이터 코어(100)의 외관을 형성하는 절곡부(127)와 이 절곡부(127)의 양측에서 절곡 형성되는 절곡부(128)를 포함한다.

일체형 코어(110,130)는 몸체 부분인 요크(112,132)와, 상기 요크(112,132)의 내주면에 형성되어 코일이 권선되는 티스(113,133)가 일체형으로 이루어지며, 상호 간에 압착 결합되는 박판 형상의 복수의 일체형 코어판(111,131)을 포함한다.

상기한 분할형 코어(120)의 상하에 일체형 코어(110,130)를 수직으로 적층하여 적층체를 형성하고, 이 적층체를 지그에 올려놓은 상태에서 프레스 등으로 눌러 스테이터 코어(100)가 결합한다.

상술하게 결합된 스테이터 코어(100)에서 일체형 코어(110,130)의 티스(113,133)와 분할형 코어(120)의 자극코어(121)에 코일이 권선되고, 로터는 스테이터 코어(100)의 내측에 배치되어 코일 주변에 형성되는 자기장에 의해 상호 작용하여 회전하게 된다.

이때 스테이터 코어(100)의 일단에는 모터의 용도에 따라 팬, 임펠러, 스크루 등 다양한 회전수단이 결합된다.

도 4a와 도 4b는 도 2에 나타낸 분할형 스테이터 코어의 타발 형상과 스크랩 형상을 나타내는 평면도로서, 자극코어판(122) 및 계철코어판(126)이 별도로 타발되므로, 종래 하나의 코어판을 프레스 펀칭 작업해서 로터가 배치될 영역과 코일이 권선 될 영역을 생성하는 도 1b 경우의 스크랩(13) 양에 비해 폐기되는 스크랩(129)의 양을 훨씬 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 스테이터 코어의 적층 방법을 나타내는 순서도이다.

코어 원재료를 프레스 펀칭 작업하여 자극코어판(122)과 계철코어판(126)을 분리하게 타발하는 분할형 코어판을 제조하고 프레스에서 상기 분할형 코어판을 적층하여 분할형 코어(120)를 제조한다.

또한, 코어 원재료를 프레스 펀칭 작업하여 몸체 부분인 요크(112,132)와 상기 요크(112,132)의 내주면에 형성되어 코일이 권선되는 티스(113,133)를 일체형으로 타발하는 일체형 코어판(111,131)을 제조하고 프레스에서 상기 일체형 코어판(111,131)을 적층하여 분할형 코어(110,130)를 상기 분할형 코어(120)의 제조와는 별도로 각각 제조한다(S502).

이때 자극코어판(122) 및 계철코어판(126)과 일체형 코어판(111,131)의 적층되는 개수는 기계적 결합력이 약해지지 않는 한도 내에서 자극코어판(122) 및 계철코어판(126)의 개수가 일체형 코어판(111,131)의 개수보다 상대적으로 많게 하고 상부와 하부에 위치한 일체형 코어판(111,131)의 적층되는 개수는 같도록 한다.

상기 자극코어판(122) 및 계철코어판(126)과 일체형 코어판(111,131)의 타발시 상측에서 하측으로 돌출하면서 오그라드는 다수의 패스텍(122a,126a,111a,131a)이 형성된다.

다음 하층의 일체형 코어(130) 상부에 분할형 코어(120)를 위치시킨다(S504).

다음 중간의 분할형 코어(120) 상부에 일체형 코어(110)를 위치시킨다(S506).

이와 같이 하부에서 상부로 일체형 코어(130)와 분할형 코어(120)와 일체형 코어(110)가 차례로 적층된 적층체를 지그에 올려놓은 상태에서 프레스로 눌러 패스텍(131a,122a,126a,111a)이 서로 맞물려 결합됨으로써 3단 적층체가 압착 결합되어 스테이터 코어(100)의 제작이 완료된다(S508).

상기한 본 발명에 의하면 첫째 분할형 코어(120)와 일체형 코어(110,130)를 패스텍(122a,126a,111a,131a)을 통하여 간단히 결합할 수 있고, 둘째 기계적 결합 강도가 높고 특히 축방향 진동에 유리하며, 셋째 자로의 통로인 요크 부분에 결합을 위한 구멍을 형성하지 않음에 따라 자로의　흐름이 원활하여 소음 및 진동에 영향을 받지 않는다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

100: 스테이터 코어 110,130: 일체형 코어
111,131: 일체형 코어판 112,132: 요크
113,133: 티스 111a,122a,126a,131a: 패스텍
120: 분할형 코어 121: 자극코어
122: 자극코어판 125: 계철코어
126: 계철코어판

Claims (7)

1. 몸체 부분인 요크와, 상기 요크의 내주면에 형성되어 코일이 권선될 티스가 일체형으로 이루어지는 제1일체형 코어;
   상기 제1일체형 코어의 상부에 압착 결합되며, 코일이 권선될 자극코어와, 이 자극코어의 주변에 배치되는 계철코어가 분리 형성되는 분리형 코어; 및
   상기 분리형 코어의 상부에 압착 결합되며, 몸체 부분인 요크와, 상기 요크의 내주면에 형성되어 코일이 권선될 티스가 일체형으로 이루어지는 제2일체형 코어를 포함하는 모터용 스테이터 코어.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 자극코어는 서로 대향하도록 마련되는 한 쌍의 자극코어로 이루어지고,
   상기 계철코어는 한 쌍의 자극코어에 접촉하도록 상기 한 쌍의 자극코어 사이에 마련되는 한 쌍의 계철코어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터용 스테이터 코어.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 자극코어는 상호 간에 상하 방향으로 압착 결합되는 복수의 자극코어판을 포함하고,
   상기 계철코어는 상호 간에 상하 방향으로 압착 결합되는 복수의 계철코어판을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터용 스테이터 코어.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1,2일체형 코어는 상호 간에 상하 방향으로 압착 결합되는 복수의 일체형 코어판을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터용 스테이터 코어.
5. 코어 원재료를 프레스 펀칭 작업해서 자극코어판과 계철코어판을 분리되게 타발하여 분할형 코어판을 제조하면서 이를 수직으로 적층하는 분할형 코어와, 코어 원재료를 프레스 펀칭 작업해서 몸체 부분인 요크와 상기 요크의 내주면에 형성되는 티스를 일체형으로 타발하여 제1,2일체형 코어판을 제조하면서 이를 수직으로 적층하는 제1,2일체형 코어를 각각 제조하는 단계;
   상기 제1일체형 코어 상부에 분할형 코어를 위치시키는 단계;
   상기 분할형 코어 상부에 제2일체형 코어를 위치시키는 단계; 및
   상기 제1일체형 코어와 분할형 코어 및 제2일체형 코어가 차례로 적층된 적층체를 프레스로 가압하여 적층체를 결합하는 단계를 포함하는 모터용 스테이터 코어의 적층방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 분할형 코어판의 적층되는 개수를 제1,2일체형 코어판의 적층되는 개수보다 상대적으로 많게 적층하고, 제1일체형 코어판의 적층되는 개수를 제2일체형 코어판의 적층되는 개수와 같게 적층하는 것을 특징으로 하는 모터용 스테이터 코어의 적층방법.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 자극코어판 및 계철코어판과 제1,2일체형 코어판 타발시 상기 자극코어판 및 계철코어판과 제1,2일체형 코어판에 다수의 패스텍을 형성하여, 프레스로 적층체를 가압시 서로 맞물려 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 모터용 스테이터 코어의 적층방법.

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