KR102301927B1

KR102301927B1 - 스테이터 조립체, 이를 포함하는 모터 및 스테이터 조립체의 제조방법

Info

Publication number: KR102301927B1
Application number: KR1020140192404A
Authority: KR
Inventors: 김찬석
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2021-09-14
Also published as: US20160190888A1; KR20160080504A; EP3041115A3; US10381892B2; EP3041115B1; CN105743258B; CN105743258A; EP3041115A2

Abstract

본 발명은 스테이터 코어; 상기 스테이터 코어에 감기는 코일; 제1 전원터미널과, 상기 코일들을 연결하며 상기 제1 전원터미널과 연결되는 중성터미널과, 베어링을 내부에 포함하되, 상기 제1 전원터미널의 연결단 및 상기 베어링의 홀이 각각 외부로 노출되도록 포함하는 스테이터 몸체를 포함하는 스테이터 조립체를 제공하여, 부품수를 줄이고 구조를 단순화시켜 조립 공정을 줄이는 유리한 효과를 제공한다. 또한. 이를 통해 불필요한 공간을 제거함으로써, 제품의 크기를 줄이고 무게를 줄이는 유리한 효과를 제공한다.

Description

스테이터 조립체, 이를 포함하는 모터 및 스테이터 조립체의 제조방법{Stator assembly, Motor having the same and Method for manufacturing of the same}

본 발명은 스테이터 조립체, 이를 포함하는 모터 및 스테이터 조립체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스테이터 위에 버스바를 포함하는 스테이터 조립체, 이를 포함하는 모터 및 스테이터 조립체의 제조방법에 관한 것이다.

모터는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 회전에너지로 바꾸는 장치이다. 통상적인 모터는 회전 가능하게 형성되는 샤프트와, 샤프트에 결합되는 로터와, 하우징에 고정되는 스테이터를 포함한다. 로터의 둘레를 따라 간극을 두고 스테이터가 설치된다, 그리고 스테이터에는 회전 자계를 형성하는 코일이 권선된다.

분할 코어 방식의 스테이터의 경우, 코일들의 병렬 연결을 위해 스테이터 위에 환형의 버스바(BUSBAR)가 마련된다. 스테이터의 코일은 코일 단자를 통해 버스바와 통전 가능하게 연결된다. 이러한 버스바에는 서로 다른 극성의 전원이 연결되는 전원터미널과 코일들을 연결하는 중성터미널이 마련된다. 전원터미널은 중성터미널과 연결되며, 중성터미널들은 각 코일의 연결단과 퓨징되어 연결된다.

이렇게 버스바가 스테이터 위에 조립된 이후에는 하우징의 뒤쪽 커버에 베어링을 압입하고 로터를 조립하게 된다. 이후, 하우징을 볼트 체결하여 조립을 완료하게 된다.

그러나 이러한 일련의 조립과정을 살펴볼 때, 부품수가 많으며, 구조가 복잡하여 조립 공정이 복잡한 문제가 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 부품수가 적으며, 구조가 간단하여 조립 공정이 단순한 스테이터 조립체, 이를 포함하는 모터 및 스테이터 조립체의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어에 감기는 코일과, 제1 전원터미널과, 상기 코일들을 연결하며 상기 제1 전원터미널과 연결되는 중성터미널과, 베어링을 내부에 포함하되, 상기 제1 전원터미널의 연결단 및 상기 베어링의 홀이 각각 외부로 노출되도록 포함하는 스테이터 몸체를 포함하는 스테이터 조립체를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스테이터 코어에는 인슐레이터가 장착되고, 상기 인슐레이터에 상기 코일이 감길 수 있다.

바람직하게는, 상기 인슐레이터는 상기 제1 전원터미널이 삽입되는 제1 슬롯을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 인슐레이터는 상기 중성터미널이 삽입되는 제2 슬롯을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 전원터미널의 연결단은 상기 스테이터 몸체의 상면에서 노출될 수 있다.

바람직하게는, 상기 스테이터 몸체의 상면에는 상기 제1 전원터미널과 연결되는 제2 전원터미널이 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 스테이터 몸체는 상면에 형성되어 상기 제1 전원터미널이 삽입되는 제3 슬롯을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스테이터 몸체는 상기 베어링의 홀과 연통되는 중공부가 형성되도록 몰딩되어 이루어질 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어에 감기는 코일과, 제1 전원터미널과 상기 코일들을 연결하며 상기 제1 전원터미널과 연결되는 중성터미널과 베어링을 내부에 포함하되 상기 제1 전원터미널의 연결단 및 상기 베어링의 홀이 각각 외부로 노출되도록 포함하는 스테이터 몸체를 포함하는 스테이터 조립체와, 상기 스테이터 조립체의 내측에 배치되는 로터 및 상기 로터에 결합하는 샤프트를 포함하는 모터를 제공할 수 있다.

바람직하게는. 상기 스테이터 몸체의 상면에는 상기 제1 전원터미널과 연결되는 제2 전원터미널이 배치될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 발명은, a) 스테이터 코어의 인슐레이터에 코일을 권선하는 단계와, b) 상기 인슐레이터에 제1 전원터미널과 중성터미널을 삽입하는 단계와, c) 상기 코일과 상기 중성터미널을 퓨징 하는 단계 및 d) 베어링, 상기 스테이터 코어, 상기 코일, 상기 중성터미널 및 상기 제1전원터미널이 내부에 포함되되, 상기 제1 전원터미널의 연결단, 상기 중성터미널의 연결단 및 베어링의 홀이 각각 외부로 노출되도록 몰딩하는 단계를 포함하는 스테이터 조립체의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스테이터 코어와 코일과 더불어 베어링과 전원터미널과 중성터미널을 내부에 포함하도록 몰딩 성형을 통해 일체화하여, 여러 부품을 단일 부품화함으로써, 부품수를 줄이고 구조를 단순화시켜 조립 공정을 줄이는 유리한 효과를 제공한다. 또한. 이를 통해 불필요한 공간을 제거함으로써, 제품의 크기를 줄이고 무게를 줄이는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 몰딩을 통해 성형된 스테이터 몸체 안에 코일과 더불어 베어링과 전원터미널과 중성터미널이 포함되어 있기 때문에 부품의 부식이나 단락을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 몰딩을 통해 성형된 스테이터 몸체를 통해 방열이 가능하여 모터의 방열 성능을 높일 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 몰딩을 통해 성형된 스테이터 몸체 내부에 베어링이 고정되기 때문에 축 정렬에 용이한 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 스테이터 조립체를 도시한 도면,
도 3은 도 1에서 도시한 스테이터 조립체의 단면도,
도 4는 인슐레이터에 형성된 제1 슬롯과 제2 슬롯을 도시한 도면,
도 5는 인슐레이터의 제1 슬롯과 제2 슬롯에 각각 장착된 제1 전원터미널과 중성터미널을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스테이터 조립체의 제조방법을 도시한 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 스테이터 조립체를 도시한 도면이며, 도 3은 도 1에서 도시한 스테이터 조립체의 단면도이고, 도 4는 인슐레이터에 형성된 제1 슬롯과 제2 슬롯을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터는 스테이터 조립체(100)와, 로터(200)와, 샤프트(300)를 포함할 수 있다.

스테이터 조립체(100)의 내측에 로터(200)가 배치된다. 로터(300)는 로터 코어에 마그네트가 결합되어 구성될 수도 있고, 경우에 따라, 로터 코어와 마그네트가 일체로 구성될 수도 있다. 또한 로터(200)는 마그네트가 로터 코어의 외주면에 결합되는 타입으로 구성될 수 있거나, 마그네트가 로터 코어의 포켓에 삽입되는 타입으로 구성될 수 있다. 로터(200)의 상측에는 로터(200)의 위치 정보 획득을 위한 센싱 마그네트가 플레이트에 결합되어 설치되거나, 이와 유사한 로터 위치 감지수단이 설치될 수 있다.

로터(200)는 스테이터 조립체(100)의 내부에 수납된 상태로 회전 가능하게 설치될 수 있다. 스테이터 조립체(100)에 전류가 공급되면, 로터(200)와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터(200)의 회전을 유도한다. 로터(200)가 회전하면 샤프트(300)가 회전하면서 동력을 제공한다.

스테이터 조립체(100)는 스테이터 코어(110)와, 코일(120)과, 스테이터 몸체(130)와 인슐레이터(140)를 포함할 수 있다.

스테이터 코어(110)는, 환형의 요크 부분과, 둘레 방향을 따라 배치되고 요크로부터 직경 방향 내측을 향해 등각도 간격으로 돌출되는 스테이터 티스의 부분을 포함하는 복수의 강판을 적층하여 구성될 수 있다. 회전 자계를 형성하는 코일(120)이 이러한 스테이터 티스에 감길 수 있다. 이때, 인슐레이터(130)를 통해 코일(120)은 절연될 수 있다.

인슐레이터(140)는 스테이터 코어(110)의 상측 및 하측에 각각 결합되어, 스테이터 티스에 권선되는 코일(120)이 스테이터 코어(110)와 통전되지 않도록 절연하는 역할을 수행한다. 이러한 인슐레이터(130)는 수지재질로 형성될 수 있다. 인슐레이터(130)의 외주면 측 및 내주면 측에는 코일(120)의 이탈을 방지하며, 권선 위치를 가이드 하기 위한 외경부와 내경부가 각각 마련될 수 있다

도 4를 참조하면, 인슐레이터(140)에는 제1 슬롯(141)과 제2 슬롯(142)이 원주 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 슬롯(141)은 환형의 형성되는 인슐레이터(140)의 몸체 영역의 상면에 일정한 폭으로 형성될 수 있다. 제1 슬롯(141)은 제1 전원터미널(도 5의 131)이 삽입되는 곳으로, 모두 6개가 형성될 수 있으며, 이는 제1 전원터미널(도 5의 131)의 개수와 대응된다. 그러나 본 발명은 제1 슬롯(141)의 개수는 6개에 한정되지 않는다.

제2 슬롯(142)은 제1 슬롯(141)보다 원주 방향을 기준으로 바깥쪽에 위치하도록 인슐레이터(140)의 몸체 영역의 상면에 일정한 폭으로 형성될 수 있다. 제2 슬롯(142)은 코일(120)들을 연결하기 위한 중성터미널(도 5의 132)이 삽입되는 곳으로, 제1 슬롯(141)보다 길게 형성된다. 제2 슬롯(142)은 모두 3개가 형성될 수 있으며, 이는 중성터미널(도 5의 132)의 개수와 대응된다. 그러나 본 발명은 제2 슬롯(142)의 개수는 3개에 한정되지 않는다.

도 5는 인슐레이터의 제1 슬롯과 제2 슬롯에 각각 장착된 제1 전원터미널과 중성터미널을 도시한 도면이다.

일 실시예에 따른 모터는 스테이터 몸체(130)에 버스바(BUSBAR)를 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 버스바는 병렬로 배치된 코일(120)을 연결하기 위한 것으로, 코일(120)과 전기적으로 연결된다. 이를 위해 제1 전원터미널(131)과 중성터미널(132)이 마련된다. 제1 전원터미널(131)은 제1 슬롯(141)에 삽입되며, 중성터미널(132)은 제2 슬롯(142)에 삽입된다.

여기서, 제1 전원터미널(131)은 중성터미널(132)과 퓨징되어 연결되며, 3상 전원의 각 상(U,V,W)과 연결될 수 있다. 중성터미널(132)은 코일(120)을 병렬 연결하기 위한 것으로, 각 코일의 단자와 퓨징되어 연결될 수 있다.

이러한 중성터미널(132)은 원주 방향을 따라 배치되며, 각각의 중성터미널(132)은 제1 전원터미널(131)의 단부와 연결될 수 있다.

도 5와 같이, 인슐레이터(140)에 코일(120)이 권선되고, 제1 전원터미널(131)과 중성터미널(132)이 장착되고, 베어링(133)이 설치된 상태에서 몰딩이 수행되면, 스테이터 몸체(도 2의 130)가 형성된다. 이때, 제1 전원터미널(131)의 연결단 및 베어링(133)의 홀(133a)이 각각 외부로 노출되도록 몰딩이 수행된다.

이로써, 몰딩을 통해 성형된 스테이터 몸체(130)의 내부에는 스테이터 코어(110), 코일(120) 및 인슐레이터(140)와 더불어 버스바 역할을 하는 제1 전원터미널(131)과 중성터미널(132)이 일체로 포함되어 단일 부품화 된다. 이때, 스테이터 몸체(130)의 중심부에는 로터(200)가 삽입되는 중공부(도 3의 135)가 형성된다.

도 2에서 도시한 바와 같이, 스테이터 몸체(130)가 형성된 이후에는 제1 전원터미널(131)의 연결단(131a)이 스테이터 몸체(130)의 상면 밖으로 노출되어 있다. 이러한 스테이터 몸체(130)의 상면에는 제1 전원터미널(131)의 연결단(131a)과 연결되는 제2 전원터미널(134)이 장착될 수 있다.

제2 전원터미널(134)은 모두 3개가 마련될 수 있으며, 대향 배치되는 2개의 제1 전원터미널(131)의 연결단(131a)을 각각 연결한 상태에서 외부 전원과 연결될 수 있다. 본 발명은 제2 전원터미널(134)의 개수가 3개로 한정되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스테이터 조립체의 제조방법을 도시한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스테이터 조립체의 제조방법은 다음과 같은 과정을 포함할 수 있다.

먼저, 스테이터 코어(110)의 인슐레이터(140)에 코일(120)을 권선한다.(S100)

다음으로, 인슐레이터의 제1 슬롯(141)과 제1 슬롯(141)에 제1 전원터미널(131)과 중성터미널(132)을 각각 삽입한다.(S200)

다음으로, 코일(120)과 중성터미널(132)을 퓨징한다.(S300)

다음으로, 베어링(133), 스테이터 코어(110), 코일(120), 중성터미널(132) 및 제1 전원터미널(131)이 내부에 포함되되, 제1 전원터미널(131)의 연결단, 중성터미널(132)의 연결단 및 베어링(133)의 홀(133a)이 각각 외부로 노출되도록 몰딩 한다.(S400)

이후, 제2 전원터미널(134)을 제1 전원터미널(131)에 연결할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 스테이터 조립체, 이를 포함하는 모터 및 스테이터 조립체의 제조방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 스테이터 조립체
110: 스테이터 코어
120: 코일
130: 스테이터 몸체
131: 제1 전원터미널
131a: 연결단
132: 중성터미널
133: 베어링
133a: 홀
134: 제2 전원터미널
140: 인슐레이터
141: 제1 슬롯
142: 제2 슬롯
200: 로터
300: 샤프트

Claims

스테이터 코어;
상기 스테이터 코어에 감기는 코일;
제1 전원터미널과, 상기 코일들을 연결하며 상기 제1 전원터미널과 연결되는 중성터미널과, 베어링을 내부에 포함하되, 상기 제1 전원터미널의 연결단 및 상기 베어링의 홀이 각각 외부로 노출되도록 포함하는 스테이터 몸체;및
상기 스테이터 코어에 장착되는 인슐레이터를 포함하고,
상기 인슐레이터는 상기 제1 전원터미널이 삽입되는 제1 슬롯과, 상기 중성터미널이 삽입되는 제2 슬롯을 포함하고,
상기 제1 슬롯의 길이는 상기 제2 슬롯의 길이보다 작은 스테이터 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 인슐레이터에 상기 코일이 감기는 스테이터 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 스테이터 몸체는 복수 개의 제2 전원터미널을 포함하고,
상기 제2 전원터미널은 상기 제1 전원터미널의 연결단 및 외부전원과 연결되는 스테이터 조립체.
제3 항에 있어서,
상기 제2 전원터미널은 상기 스테이터 몸체의 상면에서 노출되는 스테이터 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 제1 전원터미널의 연결단은 상기 스테이터 몸체의 상면에서 노출되는 스테이터 조립체.
제3 항에 있어서,
상기 복수 개의 제2 전원터미널 중 적어도 2개는 상기 제1 전원터미널의 연결단과 연결되고, 상기 복수 개의 제2 전원터미널 중 적어도 하나는 외부 전원과 연결되는 스테이터 조립체.
삭제
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스테이터 몸체는 상기 베어링의 홀과 연통되는 중공부가 형성되도록 몰딩되어 이루어지는 스테이터 조립체.
스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어에 감기는 코일과, 제1 전원터미널과 상기 코일들을 연결하며 상기 제1 전원터미널과 연결되는 중성터미널과 베어링을 내부에 포함하되 상기 제1 전원터미널의 연결단 및 상기 베어링의 홀이 각각 외부로 노출되도록 포함하는 스테이터 몸체를 포함하는 스테이터 조립체;
상기 스테이터 코어에 장착되는 인슐레이터;
상기 스테이터 조립체의 내측에 배치되는 로터;및
상기 로터에 결합하는 샤프트를 포함하고,
상기 인슐레이터는 상기 제1 전원터미널이 삽입되는 제1 슬롯과, 상기 중성터미널이 삽입되는 제2 슬롯을 포함하고,
상기 제1 슬롯의 길이는 상기 제2 슬롯의 길이보다 작은 모터.
제9 항에 있어서,
상기 인슐레이터에 상기 코일이 감기는 모터.
제9 항에 있어서,
상기 스테이터 몸체는 복수 개의 제2 전원터미널을 포함하고,
상기 제2 전원터미널은 상기 제1 전원터미널의 연결단 및 외부전원과 연결되는 모터.
제11 항에 있어서,
상기 제2 전원터미널은 상기 스테이터 몸체의 상면에서 노출되는 모터.
제9 항에 있어서,
상기 제1 전원터미널의 연결단은 상기 스테이터 몸체의 상면에서 노출되는 모터.
제11 항에 있어서,
상기 복수 개의 제2 전원터미널 중 적어도 2개는 상기 제1 전원터미널의 연결단과 연결되고, 상기 복수 개의 제2 전원터미널 중 적어도 하나는 외부 전원과 연결되는 모터.
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