KR101364028B1

KR101364028B1 - 전동기

Info

Publication number: KR101364028B1
Application number: KR1020120109668A
Authority: KR
Inventors: 천광욱; 신승욱; 한승도
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2014-02-19
Also published as: CN103715792A; US9166454B2; EP2717435A2; EP2717435A3; EP2717435B1; CN103715792B; US20140091670A1

Abstract

본 발명은 전동기에 관한 것으로서, 스테이터 및 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터를 구비하되, 로터는 복수의 폴 및 슬롯을 구비한 로터코어와, 로터코어의 축심에 결합되는 샤프트와, 로터코어에 권선되는 로터코일 및 로터코어에 구비되어 회전시 반경방향을 따라 로터코일이 이탈되지 아니하게 로터코일을 지지하는 코일지지부재를 구비를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 회전시 원심력의 작용에 기인한 로터코일의 단선 발생을 억제할 수 있다.

Description

전동기{ELECTRIC MOTOR}

본 발명은, 전동기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 로터의 단선 발생을 억제할 수 있도록 한 전동기에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 전동기는 전기에너지를 기계에너지로 변환하는 회전기이다.

도 1은 종래의 전동기의 단면도이고, 도 2는 도 1의 로터의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전동기는, 스테이터(20)와, 스테이터(20)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(30)를 구비한다.

상기 스테이터(20)의 외측에는 프레임 또는 케이스(10)(이하, '케이스(10)'로 표기함)가 구비된다.

상기 케이스(10)에는 상기 로터(30)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(12)이 마련된다.

상기 스테이터(20)는, 스테이터코어(22) 및 상기 스테이터코어(22)에 권선되는 스테이터코일(24)을 구비한다.

상기 로터(30)는, 샤프트(31)와, 상기 샤프트(31)에 결합되는 로터코어(41)와, 상기 로터코어(41)에 권선되는 로터코일(51)을 구비한다.

상기 로터코어(41)는, 상기 샤프트(31)가 결합되는 허브(43)와, 상기 허브(43)로부터 반경방향을 따라 돌출되는 복수의 폴(45)을 구비한다.

상기 폴(45)은 원주방향을 따라 일정 간격으로 이격 형성된다.

서로 인접된 폴(45) 사이에는 슬롯(44)이 각각 형성된다.

상기 로터코일(51)은 상기 각 폴(45)의 둘레에 각각 복수 회 권회된다.

상기 샤프트(31)에는 상기 로터코일(51)에 전원을 인가할 수 있게 전원공급부(35)가 마련된다.

상기 전원공급부(35)는, 상기 샤프트(31)에 결합되는 정류자 또는 슬립링(36)과, 상기 정류자 또는 슬립링(36)에 통전 가능하게 접촉되는 브러시(37)를 구비하여 구성된다.

그런데, 이러한 종래의 전동기에 있어서는, 상기 로터(30)는 회전시 상기 로터코어(41)의 양 단부로부터 축방향으로 돌출된 소위 "코일엔드(coil end) 또는 엔드턴(end turn)"이 원심력에 의해 반경방향으로 당겨지면서 단선이 발생될 수 있다.

또한, 운전 시 상기 로터코일(51)은 공기와 접촉면적이 상대적으로 작아 방열이 미흡하게 되어 온도가 상승할 수 있다. 상기 로터코일(51)의 온도가 과도하게 상승할 경우 전동기의 출력이 저하될 수 있다.

JP

2009-284579

A

KR

10-2002-0081395

A

KR

20-0206559

Y1

따라서, 본 발명은, 회전 시 원심력의 작용에 기인한 로터코일의 단선 발생을 억제할 수 있는 전동기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 로터코일의 단선 발생을 억제할 수 있고 로터코일의 냉각 성능을 제고시킬 수 있는 전동기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고, 상기 로터는, 복수의 폴 및 슬롯을 구비한 로터코어; 상기 로터코어의 축심에 결합되는 샤프트; 상기 로터코어에 권선되는 로터코일; 및 상기 로터코어에 구비되어 회전시 반경방향을 따라 상기 로터코일이 이탈되지 아니하게 상기 로터코일을 지지하는 코일지지부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기를 제공한다.

여기서, 상기 코일지지부재는 상기 로터코일의 권선 전에 상기 로터코어에 결합되게 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재는, 상기 샤프트에 결합되는 허브; 상기 허브에 반경방향으로 연장배치되는 복수의 스포크; 및 상기 각 스포크의 단부로부터 축방향으로 각각 돌출되어 상기 로터코일의 코일엔드를 지지하는 지지부;를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재는 상기 로터코일의 권선 후 상기 로터코어에 결합되게 구성될 수 있다.

상기 각 폴은 원주방향으로 연장된 폴슈를 각각 구비하고, 상기 코일지지부재는, 상기 로터코일의 코일엔드를 수용하는 코일엔드수용부, 및 상기 폴슈의 간극에 위치한 지지판을 구비하여 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재는 상기 로터코어의 축방향을 따라 상기 로터코어에 결합되게 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재는 상기 로터코어의 외주와 동일한 직경의 외주를 구비하고, 상기 코일엔드수용부 및 상기 지지판은 일체로 형성되거나 삽입 결합되게 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재는 상기 지지부의 둘레에 구비되어 상기 지지부를 보강하는 보강부재;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 보강부재는 실 또는 와이어 형상을 구비하고 상기 지지부의 둘레에 복수회 권회되게 구성될 수 있다.

상기 보강부재는 링형상을 구비하고, 절연코팅되며, 내면에 상기 지지부의 외면이 접촉되게 결합되게 구성될 수 있다.

상기 보강부재에는 상기 지지부의 사이에 삽입되는 복수의 삽입돌기가 구비될 수 있다.

상기 로터코어의 각 폴은 원주방향으로 연장된 폴슈를 각각 구비하고, 상기 로터코어의 폴슈는 반경방향을 따라 상기 지지부의 두께에 비해 얇은 두께를 구비하고, 상기 로터코어의 폴슈의 내측에는 상기 지지부의 두께와 상기 폴슈의 두께의 차에 대응되는 두께를 가지는 스페이서가 구비되게 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재는 합성수지부재로 형성되고, 내부에는 보강부재가 인서트 사출 성형되게 구성될 수 있다.

상기 보강부재는 비자성체인 금속부재로 형성될 수 있다.

상기 코일지지부재는 상기 로터코어보다 열전달 성능이 높은 재질로 구성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터의 회전시 로터코일의 반경방향 외측에 구비되어 로터코일을 지지하는 코일지지부재를 구비하도록 함으로써, 로터의 회전시 원심력에 의한 로터코일의 단선이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 코일지지부재를 로터코일의 권선 전에 로터코어에 구비되게 하여 로터코일이 코일지지부재의 둘레에 권선되도록 함으로써 로터코일이 초기 권선 위치를 안정적으로 유지할 수 있어 로터코일의 변형이 억제되고 수명이 연장될 수 있다.

또한, 코일지지부재를 로터코일의 권선 후에 로터코어에 결합되도록 구성함으로써 로터코일의 권선 작업이 용이하게 될 수 있다.

또한, 코일지지부재에 로터코일 사이에 배치되는 지지판을 구비하도록 함으로써 로터코일이 반경방향으로 이동 또는 변형되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 코일지지부재의 둘레에 보강부재가 구비되도록 함으로써 로터코일을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 코일지지부재를 로터코어에 비해 열전달 성능이 높은 재질로 형성되도록 함으로써 로터코일의 온도 상승을 억제할 수 있다.

도 1은 종래의 전동기의 단면도,
도 2는 도 1의 로터의 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 4는 도 3의 로터의 사시도,
도 5는 도 4의 로터코어 및 코일지지부재의 결합전 사시도,
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도,
도 7은 도 5의 코일지지부재의 변형례로서 도 6에 대응되는 도면,
도 8은 도 2의 로터의 변형례,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 10은 도 9의 로터코어 및 코일지지부재의 결합전 사시도,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 12는 도 11의 전동기의 로터의 사시도,
도 13은 도 12의 로터코어 및 코일지지부재의 결합 전 사시도,
도 14는 도 11의 로터의 변형례,
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 16은 도 15의 로터의 확대도,
도 17은 도 16의 로터의 분리사시도,
도 18은 도 17의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전동기는, 스테이터(120); 및 상기 스테이터(120)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(140);를 포함하고, 상기 로터(140)는, 복수의 폴(155) 및 슬롯(159)을 구비한 로터코어(151); 상기 로터코어(151)의 축심에 결합되는 샤프트(141); 상기 로터코어(151)에 권선되는 로터코일(160); 및 상기 로터코어(151)에 구비되어 회전시 반경방향을 따라 상기 로터코일(160)이 이탈되지 아니하게 상기 로터코일(160)을 지지하는 코일지지부재(180);를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 스테이터(120)의 외곽에는 케이스(110)가 구비될 수 있다.

상기 케이스(110)는, 예를 들면, 내부에 상기 스테이터(120)가 수용될 수 있게 상기 스테이터(120)의 형상에 대응되게 형성될 수 있다.

상기 케이스(110)에는 상기 샤프트(141)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(112)이 구비될 수 있다.

상기 베어링(112)은 상기 케이스(110)의 양 측에 각각 구비될 수 있다.

상기 스테이터(120)는, 예를 들면, 스테이터코어(121)와, 상기 스테이터코어(121)에 권선되는 스테이터코일(131)을 구비하여 구성될 수 있다.

상기 스테이터코어(121)는 복수의 슬롯(125) 및 티스(126)를 구비할 수 있다. 상기 스테이터코일(131)은, 예를 들면, 복수의 슬롯(125)에 권선되는 소위 분포권으로 구성될 수 있다.

상기 스테이터코어(121)의 중앙에는 상기 로터(140)를 회전 가능하게 수용할 수 있게 로터수용공간(124)이 구비될 수 있다.

한편, 상기 로터(140)는, 복수의 폴(155) 및 슬롯(159)을 구비한 로터코어(151); 상기 로터코어(151)의 축심에 결합되는 샤프트(141); 상기 로터코어(151)의 슬롯(159)에 권선되는 로터코일(160); 및 상기 로터코어(151)에 구비되어 회전시 반경방향을 따라 상기 로터코일(160)이 이탈되지 아니하게 상기 로터코일(160)을 지지하는 코일지지부재(180);를 구비할 수 있다.

상기 샤프트(141)는 상기 베어링(112)에 의해 양 측이 회전 가능하게 지지될 수 있다.

상기 샤프트(141)에는 상기 로터코일(160)에 전원을 공급할 수 있게 전원공급부(145)가 구비될 수 있다.

상기 전원공급부(145)는, 예를 들면, 상기 샤프트(141)에 결합되는 정류자 또는 슬립링(146)(이하, '슬립링(146)'이라 표기함)과, 상기 슬립링(146)에 통전 가능하게 접촉되는 브러시(147)를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 로터코어(151)는, 예를 들면, 등간격으로 이격 배치되는 복수의 폴(155) 및 폴(155) 사이에 형성되는 슬롯(159)을 구비하여 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 로터코어(151)는, 허브(152)와, 상기 허브(152)의 둘레에 반경방향을 따라 돌출되고 등간격으로 이격배치되는 복수의 폴(155) 및 폴(155) 사이에 형성되는 슬롯(159)을 구비할 수 있다.

상기 허브(152)에는 상기 샤프트(141)가 삽입될 수 있게 샤프트공(153)이 관통 형성될 수 있다.

상기 허브(152) 및 샤프트(141)의 상호 접촉영역에는 반경방향을 따라 돌출된 돌기(165) 및 상기 돌기(165)를 수용하여 회전 방향에 대해 구속되는 돌기수용부(미도시)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 회전시 상기 샤프트(141)와 상기 허브(152)의 미끄러짐(slip)이 방지될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 돌기(165)는 상기 허브(152)의 샤프트공(153)의 내경으로부터 반경방향으로 돌출되고, 상기 돌기수용부는 상기 샤프트(141)의 외면에 상기 돌기(165)가 수용될 수 있게 반경방향으로 소정 깊이로 함몰되게 형성될 수 있다.

상기 각 폴(155)의 단부에는 원주방향으로 확장된 폴슈(156)가 구비될 수 있다.

상기 각 폴슈(156)는 상기 폴(155)의 중심에서 양측으로 각각 연장될 수 있다.

상기 각 폴슈(156)는 양 측으로 갈수록 두께가 점진적으로 작아지게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 각 폴슈(156)의 외면(157a)은 원호 형상으로 형성되고 내면(157b)은 직선(직선형)으로 형성될 수 있다.

상기 로터코일(160)은 상기 각 폴(155)의 둘레에 권선되는 복수의 코일부(162)를 구비할 수 있다.

상기 각 코일부(162)는 상기 로터코어(151)의 양 단부로부터 축방향을 따라 돌출된 코일엔드(163)를 구비할 수 있다.

상기 각 코일부(162)는, 예를 들면, 서로 직렬 연결될 수 있다.

상기 각 코일부(162)는 서로 다른 자극(N극, S극)을 형성할 수 있게 서로 다른 방향으로 상기 각 폴(155)의 둘레에 권회될 수 있다.

상기 각 코일부(162)는 상기 폴슈(156)의 근처에서 간격이 확장되게 권선될 수 있다.

한편, 상기 로터코어(151)의 양 단부에는 코일지지부재(180)가 구비될 수 있다.

상기 코일지지부재(180)는, 예를 들면, 상기 로터코일(160)의 권선 전에 상기 로터코어(151)에 결합되게 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재(180)는, 예를 들면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(141)에 결합되는 허브(182); 상기 허브(182)에 반경방향으로 연장배치되는 복수의 스포크(185); 및 상기 각 스포크(185)의 단부로부터 축방향으로 각각 돌출되어 상기 로터코일(160)의 코일엔드(163)를 지지하는 지지부(187);를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 지지부(187)는 로터코어(151)의 반경방향을 따라 코일엔드(163)의 외측에 배치되어 코일엔드(163)의 외주(외면)에 접촉됨으로써 회전시 반경방향으로 작용하는 원심력에 대항하여 상기 코일엔드(163)가 초기위치에 유지되게 지지할 수 있다.

상기 코일지지부재(180)는 상기 로터코어(151)에 비해 열전도성이 높은 재질(예를 들면 알루미늄)으로 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 로터코일(160)의 열이 상기 코일지지부재(180)로 전달되어 상기 로터코일(160)의 냉각이 촉진될 수 있다.

상기 코일지지부재(180)는 비자성의 금속부재(예를 들면, 알루미늄, 스테인리스강등)로 구성될 수 있다. 이에 의해, 코일지지부재(180)에 의한 자속의 누설이 억제될 수 있다.

상기 코일지지부재(180)는, 예를 들면 도 6에 도시된 바와 같이, 비자성의 금속부재로 형성되는 바디(181a)와, 상기 바디(181a)의 외면에 절연부재를 코팅하여 형성되는 코팅층(181b)을 구비하여 구성될 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 코일지지부재(185)는, 합성수지부재로 형성되는 바디(186a)와, 상기 바디(186a)의 내부에 인서트 사출 성형되는 보강재(186b)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 보강재(186b)는, 예를 들면, 금속부재로 형성될 수 있다.

상기 코일지지부재(180)의 허브(182)에는 상기 샤프트(141)가 삽입될 수 있게 샤프트공(183)이 관통 형성될 수 있다.

상기 허브(182)와 상기 샤프트(141)의 상호 접촉영역에는 반경방향으로 돌출된 돌기(184) 및 상기 돌기(184)를 수용하는 돌기수용부(미도시)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 로터(140)의 회전시 상기 허브(182)와 상기 샤프트(141) 간 슬립(slip) 발생을 억제할 수 있다.

한편, 상기 코일지지부재(180)의 외곽에는 보강부재(190)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 로터(140)의 회전시 상기 코일지지부재(180) 및 로터코일(160)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

상기 보강부재(190)는, 예를 들면 도 8에 도시된 바와 같이, 실 또는 와이어 형상의 보강부재(190)를 상기 코일지지부재(180)의 외면(지지부의 외면)에 다수회 권회하여 링형상으로 형성될 수 있다.

보다 구체적으로 예를 들면, 상기 보강부재(190)는 글라스 파이버(glsass fiber)(192)를 상기 코일지지부재(180)의 외면에 다수회 권회하여 구성될 수 있다. 이에 의하면, 비강도가 높은 글라스 파이버(192)를 이용하여 상기 코일지지부재(180)를 지지하도록 함으로써 무게를 거의 증가시키지 아니하면서 코일지지부재(180) 및 로터코일(160)을 효과적으로 지지할 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 상기 로터코어(151)의 양 단부에 상기 코일지지부재(180)가 구비되고, 상기 로터코어(151) 및 코일지지부재(180)에 상기 로터코일(160)이 권선된다. 상기 코일지지부재(180)의 둘레에는 보강부재(190)가 구비될 수 있다.

한편, 운전이 개시되면 상기 스테이터코일(131) 및 로터코일(160)에 각각 전원이 공급된다.

상기 스테이터코일(131)에 전원이 인가되면 상기 로터(140)를 회전시킬 수 있는 자계가 형성된다.

상기 로터코일(160)에 전원이 인가되면 상기 각 코일부(162)는 서로 다른 자극(N극,S극)이 교호적으로 형성되고, 상기 각 자극부는 상기 스테이터코일(131)에 의해 형성된 자계와 상호 작용(흡인 및 반발)함으로써 상기 로터(140)는 상기 샤프트(141)를 중심으로 회전될 수 있다.

한편, 상기 코일지지부재(180)는 상기 로터(140)의 회전시 상기 로터코일(160)의 각 코일부(162)가 원심력에 의해 반경방향을 따라 이동되는 것을 억제함으로써 상기 로터코일(160)의 단선 발생을 억제할 수 있다.

[2]

이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

전술 및 도시한 실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하고, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 전술한 설명으로 갈음하고 이하에서는 생략하기로 한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전동기는, 스테이터(120); 및 상기 스테이터(120)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(140);를 포함하고, 상기 로터(140)는, 복수의 폴(155) 및 슬롯(159)을 구비한 로터코어(151); 상기 로터코어(151)의 축심에 결합되는 샤프트(141); 상기 로터코어(151)에 권선되는 로터코일(160); 및 상기 로터코어(151)에 구비되어 회전시 반경방향을 따라 상기 로터코일(160)이 이탈되지 아니하게 상기 로터코일(160)을 지지하는 코일지지부재(210);를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 케이스(110)에는 상기 로터(140)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(112)이 구비될 수 있다.

상기 샤프트(141)에는 슬립링(146) 및 브러시(147)를 구비하여 상기 로터코일(160)에 전원을 공급하는 전원공급부(145)가 구비될 수 있다.

상기 로터코어(151)는, 복수의 폴(155) 및 슬롯(159)을 구비할 수 있다.

상기 로터코어(151)에는 각 폴(155)의 둘레에 권선된 복수의 코일부(162)를 구비한 로터코일(160)이 권선될 수 있다.

한편, 상기 코일지지부재(210)는 상기 로터코일(160)의 권선 후 상기 로터코어(151)에 결합되게 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재(210)는, 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(141)에 결합되는 허브(212)와, 상기 허브(212)의 둘레에 구비되어 상기 코일엔드(163)에 결합되는 코일엔드결합부(215)를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 허브(212)에는 상기 샤프트(141)가 삽입될 수 있게 샤프트공(213)이 관통 형성될 수 있다.

상기 코일엔드결합부(215)는 상기 로터코어(151)의 반경방향을 따라 상기 각 코일엔드(163)의 외면에 접촉되게 배치되는 외벽부(216)를 구비하게 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 로터(140)의 회전시 상기 코일엔드(163)에 작용하는 원심력에 대항하여 상기 코일엔드(163)를 지지할 수 있다.

상기 외벽부(216)는, 예를 들면, 링형상을 구비할 수 있다.

상기 코일엔드결합부(215)는 상기 코일엔드(163)의 일 부가 노출될 수 있게 관통공(218)이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 코일지지부재(210)는, 예를 들면, 비자성 금속부재로 형성되고 표면은 절연부재로 코팅되게 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 상기 로터코어(151)에 로터코일(160)이 권선되면, 상기 로터코어(151)의 양 단부에 상기 코일지지부재(210)가 결합될 수 있다.

한편, 운전이 개시되어 상기 로터(140)가 회전을 개시하면, 상기 로터코일(160)의 각 코일엔드(163)는 상기 코일지지부재(210)의 외벽부(216)에 의해 원심력에 대항되게 지지됨으로써 단선 불량 발생이 억제될 수 있다.

이하, 도 11 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명한다.

[3]

본 실시예의 전동기는, 도 11에 도시된 바와 같이, 스테이터(120); 및 상기 스테이터(120)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(140);를 포함하고, 상기 로터(140)는, 복수의 폴 및 슬롯을 구비한 로터코어(151); 상기 로터코어(151)의 축심에 결합되는 샤프트(141); 상기 로터코어(151)에 권선되는 로터코일(160); 및 상기 로터코어(151)에 구비되어 회전시 반경방향을 따라 상기 로터코일(160)이 이탈되지 아니하게 상기 로터코일(160)을 지지하는 코일지지부재(230a);를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 로터코어(151)의 양 단부에는 코일지지부재(230a)가 구비될 수 있다.

상기 코일지지부재(230a)는 상기 로터코일(160)의 권선 후 상기 로터코어(151)에 결합되게 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재(230a)는 상기 로터(140)의 축방향을 따라 상기 로터코어(151)의 양 측에서 각각 결합되게 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재(230a)는, 예를 들면 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 로터코일(160)의 코일엔드(163)를 수용하는 코일엔드수용부(232), 및 상기 폴슈(156)의 간극에 위치한 지지판(235a)을 구비하게 구성될 수 있다.

상기 코일엔드수용부(232)는 상기 코일엔드(163)의 형상에 대응되는 형상(예를 들면 원호형)을 구비하게 구성될 수 있다.

상기 각 코일엔드수용부(232)는 내부에 상기 각 코일엔드(163)가 수용되는 수용공간(233)이 구비될 수 있다.

상기 각 코일엔드수용부(232)는 상기 로터코어(151)측이 개방되게 형성될 수 있다.

상기 코일지지부재(230a)는 상기 로터코어(151)의 외경과 동일한 외경을 구비하게 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재(230a)는 상기 각 폴(155)에 권선된 코일부(162) 사이에 삽입되는 복수의 지지판(235a)을 구비할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 각 지지판(235a)은 서로 인접한 두 코일엔드수용부(232)와 동시에 연결되게 각각 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 각 코일엔드수용부(232)가 원심력에 의해 상기 로터코어(151)로부터 이탈되는 것이 억제될 수 있다. 또한, 각 코일부(162) 사이의 틈새가 상기 지지판(235a)들에 의해 각각 차단됨으로써 로터(140)의 회전시 상기 각 폴(155)에 권선된 코일부(162)가 원심력에 의해 반경방향을 따라 외측으로 이동하게 되는 것이 억제될 수 있다.

상기 각 지지판(235a)은 반경방향을 따라 배치되게 구성될 수 있다.

상기 각 지지판(235a)의 내측 변부는 상기 로터코어(151)에 각각 접촉될 수 있다.

상기 지지판(235a)은 상기 로터코어(151)의 축방향 길이 보다 작게 형성될 수 있다.

예를 들면, 상기 지지판(235a)은 상기 로터코어(151)의 축방향 길이의 절반 길이를 구비하게 구성될 수 있다.

한편, 코일지지부재(230b)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 로터코일(160)의 코일엔드(163)를 수용하는 코일엔드수용부(232) 및 상기 폴슈(156)의 간극에 위치한 지지판(235b)을 구비하여 상기 로터코어(151)의 일 단부에 배치되는 제1코일지지부재(241)와, 코일엔드수용부(232) 및 상기 지지판(235b)의 타 단부가 삽입되는 삽입부(253)를 구비하여 상기 로터코어(151)의 타단부에 배치되는 제2코일지지부재(251)를 구비하게 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제1코일지지부재(241)의 지지판(235b)들은 상기 로터코어(151)를 관통하여 타 단부에 소정 돌출될 수 있는 길이를 구비하게 구성될 수 있다.

상기 제2코일지지부재(251)에는 상기 로터코어(151)를 통과하여 돌출된 각 지지판(235b)의 단부가 삽입될 수 있게 복수의 삽입부(253)가 각각 형성될 수 있다. 여기서, 상기 삽입부(253)는 홈 및/또는 홀(hole)로 구현될 수 있다.

상기 제2코일지지부재(251)는 제1코일지지부재(241)의 각 지지판(235b)에 일체로 결합됨으로써 내부에 수용된 각 코일엔드(163)를 원심력에 대항하여 지지할 수 있다.

한편, 상기 코일지지부재(230a,230b)들은 상기 로터코어(151)에 비해 열전달 성능이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 각 코일지지부재(230a,230b)들은 알루미늄부재로 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 로터코일(160)의 열이 상기 코일지지부재(230a,230b)(지지판)를 통해 상기 로터코어(151)의 양 측 영역으로 전달됨으로써 로터코일(160)의 온도가 과도하게 상승하는 것을 억제할 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 상기 로터코어(151)의 각 폴(155)에 로터코일(160)의 권선이 완료되면, 상기 로터코어(151)의 양 단부에 코일지지부재(230a)가 각각 결합될 수 있다. 상기 코일엔드수용부(232)의 내부에는 상기 로터코일(160)의 코일엔드(163)가 각각 수용되고, 서로 인접한 코일부(162) 사이에는 지지판(235a)이 각각 삽입될 수 있다.

한편, 운전이 개시되어 상기 로터(140)가 회전을 개시하면 상기 로터코일(160)의 각 코일엔드(163)는 상기 코일엔드수용부(232)에 의해 원심력에 대항되게 지지됨으로써 반경방향으로 이탈 또는 이동되는 것이 억제되고, 이에 의해 로터코일(160)의 단선 불량 발생이 억제될 수 있다.

이하, 도 15 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명한다.

[4]

본 실시예의 전동기는, 도 15에 도시된 바와 같이, 스테이터(120); 및 상기 스테이터(120)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(140);를 포함하고, 상기 로터(140)는, 복수의 폴(155) 및 슬롯(159)을 구비한 로터코어(151); 상기 로터코어(151)의 축심에 결합되는 샤프트(141); 상기 로터코어(151)에 권선되는 로터코일(160); 및 상기 로터코어(151)에 구비되어 회전시 반경방향을 따라 상기 로터코일(160)이 이탈되지 아니하게 상기 로터코일(160)을 지지하는 코일지지부재(260);를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 로터코어(151에는 복수의 폴(155) 및 슬롯(159)이 구비될 수 있다.

상기 로터코어(151)의 각 폴(155)의 단부에는 폴슈(156)가 각각 구비될 수 있다.

상기 각 폴슈(156)는 미리 설정된 간격(s1)을 유지하게 형성될 수 있다.

한편, 상기 로터코어(151)의 축방향을 따라 양 단부에는 코일지지부재(260)가 구비될 수 있다.

상기 코일지지부재(260)는 비자성의 금속부재(예를 들면, 알루미늄 또는 스테인리스강 등)로 구성될 수 있다.

상기 코일지지부재(260)는 절연 가능하게 외면이 절연부재로 코팅될 수 있다.

상기 코일지지부재(260)는, 예를 들면, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(141)에 결합되는 허브(262); 상기 허브(262)에 반경방향으로 연장배치되는 복수의 스포크(265); 및 상기 각 스포크(265)의 단부로부터 축방향으로 각각 돌출되어 상기 로터코일(160)의 코일엔드(163)를 지지하는 지지부(267);를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 허브(262)에는 상기 샤프트(141)가 삽입될 수 있게 샤프트공(263)이 관통 형성될 수 있다.

상기 샤프트공(263)에는 반경방향을 따라 돌출된 돌기(268)가 구비될 수 있다. 상기 돌기(268)는 상기 샤프트(141)의 외면에 형성된 돌기수용부(미도시)에 삽입됨으로써 회전시 미끄럼 발생이 억제될 수 있다.

상기 각 스포크(265)는 상기 로터코어(151)의 각 폴에 대응되게 형성될 수 있다.

예를 들면, 상기 각 스포크(265)는 상기 각 폴(155)과 동일한 간격 및 폭을 구비하게 구성될 수 있다.

상기 각 스포크(265)의 단부에는 상기 로터코일(160)의 코일엔드(163)를 지지하는 지지부(267)가 구비될 수 있다.

상기 각 지지부(267)는 상기 각 스포크(265)의 단부에서 축방향으로 돌출될 수 있다.

상기 각 지지부(267)는 상기 각 폴슈(156)와 동일한 원주방향 길이를 구비하게 구성될 수 있다.

상기 각 지지부(267)는 미리 설정된 간격(s2)을 유지하게 구성될 수 있다.

보다 구체적으로 예를 들면, 상기 각 지지부(267) 사이의 간격(s2)은 상기 폴슈(156) 사이의 간격(s1)과 동일하게 구성될 수 있다.

상기 각 지지부(267)의 원주방향을 따른 양 단부에는 가이드부(271)가 각각 형성될 수 있다.

상기 각 가이드부(271)는 상기 각 지지부(267)의 돌출방향을 따라 점진적으로 원주방향 길이가 단축되게 곡면형상으로 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 각 지지부(267) 사이의 간격(s2)은 상기 지지부(267)의 돌출방향을 따라 점진적으로 넓어지게 형성될 수 있다. 상기 가이드부(271)는 후술할 보강부재(280)의 결합을 용이하게 할 수 있다.

한편, 상기 코일지지부재(260)에는 보강부재(280)가 결합될 수 있다. 이에 의해, 상기 로터코일(160)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

상기 보강부재(280)는 링형상을 구비할 수 있다.

상기 보강부재(280)는 상기 지지부(267)의 외면에 동시에 접촉될 수 있다.

상기 지지부(267)의 외면에는 상기 보강부재(280)가 결합될 수 있게 보강부재결합부(273)가 형성될 수 있다.

상기 보강부재결합부(273)는 상기 보강부재(280)의 두께에 대응되게 상기 지지부의 외면을 반경방향으로 축소되게 절취한 모양으로 단이 지게 구성될 수 있다.

상기 보강부재(280)는 예를 들면 강성이 우수한 스틸 플레이트(steel plate)를 링형상을 구비하게 구현될 수 있다.

상기 보강부재(280)는 절연될 수 있게 절연부재로 코팅처리 될 수 있다.

상기 보강부재(280)는 상기 코일지지부재(260)의 각 지지부(267) 사이의 간격(s2)에 삽입되는 복수의 삽입돌기(282)를 구비할 수 있다.

상기 각 삽입돌기(282)는 상기 각 지지부(267) 사이의 간격(s2)에 대응되는 폭(s3)을 구비하게 구성될 수 있다.

한편, 상기 폴슈(156) 및 지지부(267)는 서로 다른 두께를 구비하게 구성될 수 있다.

상기 폴슈(156)는 출력이 제고될 수 있게 상대적으로 얇은 두께(t1)를 구비하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 지지부(267)는 상대적으로 두꺼운 두께(t2)를 구비하는 것이 강도(지지강도)가 증가되어 상기 코일엔드(163)를 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

상기 각 폴슈(156)의 내측에는 스페이서(290)가 각각 구비될 수 있다.

상기 스페이서(290)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 폴슈(156)의 두께(t1)와 상기 지지부(267)의 두께(t2)의 차(差)에 대응되는 두께(t3)를 구비하게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 스페이서(290)의 내면과 상기 지지부(267)의 내면이 동일 평면상에 배치될 수 있어 상기 로터코일(160)의 권선이 용이할 뿐만 아니라 권선 후 로터코일(160)의 지지가 안정적으로 될 수 있다.

상기 스페이서(290)는 상기 로터코어(151)의 축방향 길이(또는 적층두께)에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 스페이서(290)의 양 단부는 상기 코일지지부재(260)의 결합 후 상기 각 코일지지부재(260)의 내면에 각각 접촉될 수 있다.

상기 각 스페이서(290)는, 예를 들면, 상기 각 폴슈(156)의 내면(157b)에 접착되게 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 상기 로터코어(151)의 각 폴슈(156)의 내면(157b)에 스페이서(290)가 각각 구비될 수 있다.

상기 로터코어(151)의 양 단부에 상기 코일지지부재(260)가 구비되고, 상기 스페이서(290) 및 지지부(267)의 내면을 따라 상기 로터코일(160)이 각각 권선될 수 있다.

상기 로터코일(160)의 권선이 완료되면 상기 코일지지부재(260)에 보강부재(280)가 결합될 수 있다. 이때, 상기 각 지지부(267)의 양 단에 형성된 가이드부(271)에 의해 상기 보강부재(280)의 삽입돌기(282)가 안내되어 상기 보강부재(280)의 삽입이 용이하게 될 수 있다.

한편, 운전이 개시되면 상기 스테이터코일(131) 및 로터코일(160)에 각각 전원이 공급되고, 상기 스테이터코일(131)에 의해 형성된 자계와 상기 각 코일부(162)에 의해 형성된 자극(N극, S극)이 상호 작용하여 상기 로터(140)는 상기 샤프트(141)를 중심으로 회전된다.

한편, 상기 코일지지부재(260)는 상기 로터(140)의 회전시 상기 로터코일(160)의 각 코일부(162)가 원심력에 의해 반경방향을 따라 이동되는 것을 억제함으로써 상기 로터코일(160)의 단선 발생을 억제할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.

또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.

110 : 케이스 112 : 베어링
120 : 스테이터 121 : 스테이터코어
124 : 로터수용공간 125 : 슬롯
126 : 티스 131 : 스테이터코일
140 : 로터 141 : 샤프트
145 : 전원공급부 146 : 슬립링
147 : 브러시 151 : 로터코어
155 : 폴 156 : 폴슈
159 : 슬롯 160 : 로터코일
162 : 코일부 163 : 코일엔드
180 : 코일지지부재 181a,186a : 바디
181b : 코팅층 182 : 허브
183 : 샤프트공 184 : 돌기
185 : 스포크 186b : 보강재
187 : 지지부 188 : 슬롯
190 : 보강부재 192 : 글라스 파이버

Claims

스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고,
상기 로터는, 복수의 폴 및 슬롯을 구비한 로터코어;
상기 로터코어의 축심에 결합되는 샤프트;
상기 로터코어에 권선되는 로터코일; 및
상기 로터코어에 구비되어 회전시 반경방향을 따라 상기 로터코일이 이탈되지 아니하게 상기 로터코일을 지지하는 코일지지부재;를 구비하고,
상기 코일지지부재는,
상기 샤프트에 결합되는 허브; 상기 허브에 반경방향으로 연장배치되는 복수의 스포크;
상기 각 스포크의 단부로부터 축방향으로 각각 돌출되어 상기 로터코일의 코일엔드를 지지하는 지지부; 및
상기 지지부의 둘레에 구비되어 상기 지지부를 보강하는 보강부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
제1항에 있어서,
상기 코일지지부재는 상기 로터코일의 권선 전에 상기 로터코어에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동기.
스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고,
상기 로터는, 복수의 폴 및 슬롯을 구비한 로터코어;
상기 로터코어의 축심에 결합되는 샤프트;
상기 로터코어에 권선되는 로터코일; 및
상기 로터코어에 구비되어 회전시 반경방향을 따라 상기 로터코일이 이탈되지 아니하게 상기 로터코일을 지지하는 코일지지부재;를 구비하고,
상기 각 폴은 원주방향으로 연장된 폴슈를 각각 구비하고,
상기 코일지지부재는,
내부에 수용공간을 구비하여 상기 로터코일의 코일엔드를 수용하여 지지하는 코일엔드수용부; 및
상기 폴슈의 간극에 위치하여 상기 로터의 회전시 상기 코일엔드수용부를 지지하는 지지판;을 구비하고,
상기 지지판은 상기 코일엔드수용부에 일체로 형성되거나 삽입되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제3항에 있어서,
상기 코일지지부재는 상기 로터코일의 권선 후 상기 로터코어의 축방향을 따라 상기 로터코어에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제4항에 있어서,
상기 지지판은 상기 로터코어의 축방향 길이 보다 작은 길이를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
제5항에 있어서,
상기 지지판은 상기 로터코어의 축방향 길이의 절반 길이를 구비하고, 상기 코일엔드수용부는 한 쌍으로 구성되고 상기 지지판을 각각 구비하여 상기 로터코어의 양 단부에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제4항에 있어서,
상기 지지판은 상기 로터코어의 일 단부에서 상기 로터코어를 관통하여 타 단부로 돌출될 수 있는 길이를 구비하고,
상기 코일지지부재는,
상기 코일엔드수용부 및 상기 지지판을 구비한 제1코일지지부재; 및
상기 코일엔드수용부 및 상기 지지판의 타 단부가 삽입되는 삽입부를 구비한 제2코일지지부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지판은 상기 로터코어의 반경방향을 따라 배치되고,
상기 지지판의 내측 변부는 상기 로터코어에 접촉되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제1항에 있어서,
상기 보강부재는 실 또는 와이어 형상을 구비하고 상기 지지부의 둘레에 복수회 권회되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제1항에 있어서,
상기 보강부재는 링형상을 구비하고, 절연코팅되며, 내면에 상기 지지부의 외면이 접촉되게 결합되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제10항에 있어서,
상기 보강부재에는 상기 지지부의 사이에 삽입되는 복수의 삽입돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제11항에 있어서,
상기 로터코어의 각 폴은 원주방향으로 연장된 폴슈를 각각 구비하고,
상기 로터코어의 폴슈는 반경방향을 따라 상기 지지부의 두께에 비해 얇은 두께를 구비하고,
상기 로터코어의 폴슈의 내측에는 상기 지지부의 두께와 상기 폴슈의 두께의 차에 대응되는 두께를 가지는 스페이서가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제2항에 있어서,
상기 코일지지부재는 합성수지부재로 형성되고, 내부에는 보강부재가 인서트 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보강부재는 비자성체인 금속부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제1항 내지 제7항, 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코일지지부재는 상기 로터코어보다 열전달 성능이 높은 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동기.