KR20040042046A - 전동기의 고정자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동기의 고정자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 다수개의 적층판으로 적층된 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 삽입되는 회전자와, 상기 고정자에 권선되는 권선 코일을 포함하여 구성된 전동기에 있어서, 상기 적층판은 소정의 면적을 갖는 박판 가운데 일정 내경을 갖도록 관통되어 상기 회전자가 삽입되는 관통구멍이 형성되고, 상기 관통구멍의 내주면에 형성되는 다수개의 개구홈에 의해 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖도록 돌출된 다수개의 티스부가 형성되고, 그 외주면의 각 변과 상기 개구홈까지의 간격이 소정의 간격을 유지하도록 상기 외주면 각 변 중심부에 소정의 폭으로 돌출된 돌출부가 구비되어 구성된 판체로 이루어지고, 상기 고정자를 구성하는 적층판이 상기 재료 판재에 길이방향으로 밀착되는 열배열과, 지그재그로 배열되는 행배열로 배열되어 열배열 시 인접하는 적층판 각각의 비돌출부에 의해 상기 돌출부가 돌출된 높이만큼 요입되어 형성된 요입부에 상기 돌출부가 안착되도록 행배열되어 전동기의 효율을 높임과 동시에 원재료 낭비를 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

전동기의 고정자 및 그 제조방법{STATOR OF MOTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 전동기의 고정자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 적층판의 외주면에 돌출부를 형성하여 고정자에 플럭스가 흐르는 패스를 충분히 확보함과 동시에 상기 적층판을 제작하는 재료 판재의 낭비를 줄일 수 있도록 한 전동기의 고정자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 전동기(Motor)는 전기에너지를 운동에너지로 변환시키는 기기이며, 이와 같은 전동기는 전기에너지를 회전 운동으로 변환시키는 회전형 전동기와 전기에너지를 직선 왕복 운동으로 변환시키는 왕복동형 전동기 등으로 분류된다.

상기 전동기는 동력원으로서 냉장고, 에어컨, 세탁기, 선풍기, 청소기 등 가정에서 사용되는 거의 모든 제품에 장착되어 있다.

도 1은 상기 전동기의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 전동기는 모터 하우징이나 프레임 등에 장착되는 고정자(10)와, 상기 고정자(10)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(20)와, 상기 고정자(10)의 내부에 권선되는 권선 코일(30)을 포함하여 구성된다.

상기한 바와 같은 전동기는 상기 권선 코일(30)에 전류가 교번되게 인가되면 그 권선 코일(30)에 흐르는 전류에 의한 상호 작용력에 의해 회전자(20)가 회전하게 된다.

한편, 상기 전동기를 구성하는 고정자(10)의 종래 구조는, 도 2에 도시한 바와 같이, 소정의 길이로 형성되며 그 면이 사각형의 각 모서리가 라운딩된 형태로 형성된 고정자 몸체(11)의 내부에 상기 회전자(20)가 삽입되는 회전자 삽입구멍(12)이 형성되고 그 회전자 삽입구멍(12)의 내주면에 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖는 티스(13)가 형성되도록 다수개의 개구홈(14)이 관통 형성되며 상기 라운딩된 각 모서리 영역에 볼트가 체결 고정되는 지지홀(15)이 구비되어 이루어진다.

상기한 바와 같은 고정자(10)는 상기 권선 코일(30)에 인가되는 전류에 의해 유기되는 플럭스의 흐름을 원활하게 할뿐만 아니라 손실을 방지하기 위하여 다수개의 적층판(L)이 적층된 적층체로 이루어지며 그 고정자 적층체를 구성하는 다수개의 적층판(L)은 그 고정자(10)를 단면한 단면 형상의 박판으로 형성되어 있다. 즉, 상기 고정자(10)를 구성하는 다수개의 적층판(L)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 갖는 사각형의 박판 모서리가 라운딩된 판체(11')로 이루어지고, 상기 판체(11')의 중심에 일정 내경을 갖도록 관통된 관통구멍(12')과 상기 관통구멍(12') 내주면에 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖는 티스부(13')가 형성되도록 다수개의 개구홈(14')이 관통 형성되며 상기 라운딩된 각 모서리 영역에 상기 지지홀(15)을 이루는 관통공(15')이 형성되어 이루어진다.

상기한 바와 같은 고정자(10)를 구성하는 적층판(L)을 제작시, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 적층판(L)의 두 개 폭에 해당되는 폭과 소정의 길이를 갖는 재료 판재(P)의 양측에 그 재료 판재(P)를 이송시키기 위한 파일럿 홀(h)이 일정 간격으로 배열되도록 형성된다. 그리고 상기 재료 판재(P)가 금형 머신에 안착되어 그 재료 판재(P)의 파일럿 홀(h)에 이송 핀(미도시)이 삽입되어 이송하면서 그 재료 판재(P)를 이송시키게 된다. 이와 동시에 이송되는 재료 판재(P)를 상기 적층판(L) 형상을 갖는 타발 금형으로 펀칭하여 적층판(L)을 제작하게 된다. 상기 적층판(L)은 상기 재료 판재(P)의 길이방향에 대하여 두 개의 배열로 배열됨과 동시에 폭 방향으로 동일 선상에 위치하도록 그 재료 판재(P)에서 절단되어 제작된다.

그러나, 상기와 같은 방법으로 제작되는 전동기의 고정자 적층판을 제작 시, 재료 판재(P)에 2열로 배치되어 가로폭 및 세로폭의 크기가 결정되므로 그 크기를 크게 하기 위해서는 원재료인 상기 재료 판재(P)의 폭을 크게 하여야 하고, 또한 상기 고정자(10)의 티스(13)에 감기는 권선코일(30)을 감김량을 많게 하기 위해 상기 개구홈(14)의 크기를 크게 하고, 상기 고정자(10)에 플럭스가 흐르는 패스를 충분히 확보하기 위해 상기 판체(11') 외주면의 각 변과 상기 개구홈(14') 까지의 간격인 요오크폭(b)을 크게 하려면 원재료인 상기 재료 판재(P)의 폭을 크게 하여야 하므로 원재료의 낭비가 초래되는 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 플럭스가 흐르는 패스를 충분히 확보함과 동시에 원재료인 재료 판재의 낭비를 절감할 수 있도록 하는 전동기의 고정자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 전동기의 일예를 도시한 단면도,

도 2는 상기 전동기를 구성하는 종래 고정자의 사시도,

도 3은 상기 전동기의 고정자를 구성하는 적층판의 정면도,

도 4는 상기 전동기의 고정자를 구성하는 적층판의 제작과정을 도시한 평면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예인 고정자가 장착된 전동기를 도시한 단면도,

도 6은 도 5에 도시된 고정자를 도시한 사시도,

도 7은 도 5에 도시된 고정자를 구성하는 적층판을 도시한 평면도

도 8은 본 발명의 일 실시예인 고정자의 제작과정을 도시한 순서도,

도 9는 본 발명의 일 실시예인 고정자를 구성하는 적층판의 제작과정을 도시한 평면도,

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

110 : 고정자 111 : 고정자 몸체

112 : 관통구멍 113 : 티스

114 : 개구홈 115 : 관통공

116 : 돌출부 117 : 요입부

L : 적층판 P : 판재

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전동기의 고정자는 다수개의 적층판으로 적층된 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 삽입되는 회전자와, 상기 고정자에 권선되는 권선 코일을 포함하여 구성된 전동기에 있어서, 상기 적층판은 소정의 면적을 갖는 박판 가운데 일정 내경을 갖도록 관통되어 상기 회전자가 삽입되는 관통구멍이 형성되고, 상기 관통구멍의 내주면에 형성되는 다수개의 개구홈에 의해 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖도록 돌출된 다수개의 티스부가 형성되고, 그 외주면의 각 변과 상기 개구홈까지의 간격이 소정의 간격을 유지하도록 상기 외주면 각 변 중심부에 소정의 폭으로 돌출된 돌출부가 구비되어 구성된 판체로 이루어진다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 전동기의 고정자 제조방법은 소정의 폭과 길이를 갖는 박판에 일정 간격을 두고 배열되는 다수개의 파일럿 홀이 구비된 재료 판재를 제작하는 제1단계와, 각 변의 중심부에 일정높이로 돌출된 돌출부가 형성된 사각형의 모서리에 모따기 되고 그 내부에 관통구멍이 형성되고 그 관통구멍의 내주면에 다수개의 개구홈이 가공되어 형성되는 티스부가 형성된 적층형 고정자를 구성하는 적층판이 상기 재료 판재에 길이방향으로 밀착되는 열배열과, 지그재그로 배열되는 행배열로 펀칭되는 제2단계와, 상기 재료 판재에서 펀칭된 적층판을 다수개 적층하여 고정자를 제작하는 제3단계를 포함하여 진행된다.

이와 같이 본 발명에 의한 전동기의 고정자 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예인 고정자가 장착된 전동기를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 고정자를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 5에 도시된 고정자를 구성하는 적층판을 도시한 평면도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 고정자가 장착된 전동기는 모터 하우징이나 프레임 등에 장착되는 고정자(110)와, 상기 고정자(110)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(20)와, 상기 고정자(10)의 내부에 권선되는 권선 코일(30)을 포함하여 구성된다.

상기 고정자(110)는 소정의 면적을 갖도록 형성되며, 사각형의 각 모서리가 모따기 되고 그 외주면의 각 변 중심부에 소정의 폭으로 돌출된 돌출부(116)가 형성된 고정자 몸체(111)의 내부에 상기 회전자(20)가 삽입되는 회전자 삽입구멍(112)이 형성되고 그 회전자 삽입구멍(112)의 내주면에 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖는 티스(113)가 형성되도록 다수개의 개구홈(114)이 관통 형성되며 상기 모따기된 각 모서리 영역에 볼트가 체결 고정되는 지지홀(115)이 구비되어 이루어지고, 상기 돌출부(116)는 돌출 될수록 점점 그 폭이 줄어드는 사다리꼴형으로 돌출되며, 그 폭은 상기 권선코일(30)에서 생성되는 플럭스가 흐르는 패스를 충분히 형성할 수 있는 최소한의 폭 이상으로 이루어진다.

상기한 바와 같은 고정자(110)는 상기 권선 코일(30)에 인가되는 전류에 의해 유기되는 플럭스의 흐름을 원활하게 할뿐만 아니라 손실을 방지하기 위하여 다수개의 적층판(L)이 적층된 적층체로 이루어지며 그 고정자 적층체를 구성하는 다수개의 적층판(L)은 그 고정자(110)를 단면한 단면 형상의 박판으로 형성되어 있다. 즉, 상기 고정자(110)를 구성하는 다수개의 적층판(L)은 일정 두께를 갖는 사각형의 박판 모서리가 모따기된 판체(111')로 이루어지고, 상기 판체(111')의 중심에 일정 내경을 갖도록 관통되어 상기 회전자(20)가 삽입되는 관통구멍(112')과, 상기 관통구멍(112') 내주면에 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖는 티스부(113')가 형성되도록 다수개의 개구홈(114')이 관통 형성되며 상기 모따기된 각 모서리 영역에 상기 지지홀(15)을 이루는 관통공(15')과, 상기 판체(111') 외주면의 각 변과 상기 개구홈(114')까지의 간격이 상기 플럭스가 흐르는 충분한 패스를 이룰 수 있는 소정의 간격(b)을 유지하도록 상기한 바와 같은 고정자(110)를 구성하는 상기 적층판(L)을 제작하는 과정은 다음과 같다.

도 8에 도시한 바와 같이 소정의 폭과 길이를 갖는 박판에 일정 간격을 두고 배열되는 다수개의 파일럿 홀(h)이 구비된 재료 판재(P)를 제작하는 제1단계와, 각 변의 중심부에 일정높이로 돌출된 돌출부(116')가 형성된 사각형의 모서리에 모따기되고 그 내부에 관통구멍(12')이 형성되고 그 관통구멍(12')의 내주면에 다수개의 개구홈(114')이 가공되어 형성되는 티스부(113')가 형성된 적층형 고정자(110)를 구성하는 적층판(L)이 상기 재료 판재(P)에 길이방향으로 밀착되는 열배열과, 지그재그로 배열되는 행배열로 펀칭되는 제2단계와, 상기 재료 판재(L)에서 펀칭된 적층판(P)을 다수개 적층하여 고정자(110)를 제작하는 제3단계를 포함하여 진행된다.

상기 제2단계는 상기 적층판(L)의 두 개 폭에 해당되는 폭과 소정의 길이를 갖는 재료 판재(P)의 양측에 그 재료 판재(P)를 이송시키기 위한 파일럿 홀(h)이 일정 간격으로 배열되도록 형성되고, 상기 재료 판재(P)가 금형 머신에 안착되어그 재료 판재(P)의 파일럿 홀(h)에 이송 핀(미도시)이 삽입되어 이송하면서 그 재료 판재(P)를 이송시키게 된다. 이와 동시에 이송되는 재료 판재(P)를 상기 적층판(L) 형상을 갖는 타발 금형으로 펀칭하여 적층판(L)을 제작하게 된다.

이때, 상기 적층판(L)의 배열은 길이방향으로 서로 다른 적층판(L)의 돌출부(116')가 밀착되는 열배열과, 열배열 시 인접하는 상기 적층판(L) 각각의 비돌출부에 의해 상기 돌출부(116')가 돌출된 높이만큼 요입되어 형성된 요입부(117)에 상기 돌출부(116')가 안착되도록 행배열로 이루어진다.

이와 같이 본 발명에 의한 고정자 제조방법으로 제작된 전동기의 고정자는 상기 고정자(10)의 티스(13)에 감기는 상기 권선코일(30)의 감김량을 많게 하여 전동기의 효율을 높이기 위해 상기 개구홈(114)의 크기를 크게 할 시, 상기 돌출부(116)가 형성되어 상기 개구홈(114)이 커지면서 줄어든 상기 플럭스가 흐르는 패스를 보충하게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 상기 고정자(10)를 이루는 적층판(L)을 제작시에 판체(111) 외주면의 각 변 중앙부에 돌출된 돌출부(116')가 상기 돌출부(116')의 높이 만큼 요입되어 형성된 상기 요입부(117)에 안착되도록 지그재그로 배열함으로써, 원재료인 재료 판재(P)의 폭을 크게 하지 않고, 종래의 재료 판재를 사용할 수 있게되어 원재료의 낭비를 줄일 수 있게되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 전동기의 고정자는 상기 고정자의 티스에 감기는 권선코일의 감김량을 많게 하여 전동기의 효율을 높이기위해 개구홈의 크기를 크게 할 시, 적층판 외주면의 각변에 돌출부가 형성되어 상기 개구홈이 커지면서 줄어든 상기 플럭스가 흐르는 패스를 보충하게 되어 전동기의 효율이 상승되는 효과가 있다.

또한, 상기 고정자를 이루는 적층판을 제작시에 열배열되어 인접하는 적층판 각각의 비돌출부에 의해 상기 돌출부가 돌출된 높이만큼 요입되어 형성된 요입부에 판체 외주면의 각 변 중앙부에 돌출된 돌출부가 안착되도록 지그재그로 배열함으로써, 원재료인 재료 판재를 종래의 것으로 유지하면서 권선코일이 감기는 티스를 크게 하여 상기 권선코일을 감김량을 많게 함과 동시에 플럭스가 흐르는 패스를 충분히 확보할 수 있게되어 원재료의 낭비를 방지하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 다수개의 적층판으로 적층된 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 삽입되는 회전자와, 상기 고정자에 권선되는 권선 코일을 포함하여 구성된 전동기에 있어서,

   상기 적층판은 소정의 면적을 갖는 박판 가운데 일정 내경을 갖도록 관통되어 상기 회전자가 삽입되는 관통구멍이 형성되고, 상기 관통구멍의 내주면에 형성되는 다수개의 개구홈에 의해 방사 방향으로 소정의 폭과 길이를 갖도록 돌출된 다수개의 티스부가 형성되고, 그 외주면의 각 변과 상기 개구홈까지의 간격이 소정의 간격을 유지하도록 상기 외주면 각 변 중심부에 소정의 폭으로 돌출된 돌출부가 구비되어 구성된 판체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자.
2. 제 1항에 있어서, 상기 판체는 사각형상의 박판에 각 모서리부가 모따기 되어 이루어진 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자.
3. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부의 폭은 돌출 될수록 점점 그 폭이 줄어드는 사다리꼴형으로 돌출 되는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자.
4. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부의 폭은 상기 권선코일에서 생성되는 플럭스가 흐르는 패스를 충분히 형성할 수 있는 최소한의 폭 이상인 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자.
5. 소정의 폭과 길이를 갖는 박판에 일정 간격을 두고 배열되는 다수개의 파일럿 홀이 구비된 재료 판재를 제작하는 제1단계와,

   각 변의 중심부에 일정높이로 돌출된 돌출부가 형성된 사각형의 모서리에 모따기되고 그 내부에 관통구멍이 형성되고 그 관통구멍의 내주면에 다수개의 개구홈이 가공되어 형성되는 티스부가 형성된 적층형 고정자를 구성하는 적층판이 상기 재료 판재에 길이방향으로 밀착되는 열배열과, 지그재그로 배열되는 행배열로 펀칭되는 제2단계와,

   상기 재표 판재에서 펀칭된 적층판을 다수개 적층하여 고정자를 제작하는 제3단계를 포함하여 진행되는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자 제조방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제2단계는 열배열 시 인접하는 적층판 각각의 비돌출부에 의해 상기 돌출부가 돌출된 높이만큼 요입되어 형성된 요입부에 상기 돌출부가 안착되도록 행배열되는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자 제조방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 요입부는 상기 돌출부의 형상에 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기의 고정자 제조방법.