KR20040032642A

KR20040032642A - 모터의 단위코어 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20040032642A
Application number: KR1020020061853A
Authority: KR
Inventors: 전차승; 박진수; 김태형
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-04-17
Also published as: CN1249880C; KR100452379B1; BRPI0300041B1; BR0300041A; US20040168300A1; AU2002325427A1; AU2002325427B2; CN1489257A; JP2004135484A; US20040068856A1; US6927525B2

Abstract

본 발명에 따른 모터의 단위 코어는 이웃한 단위코어와 상하방향으로 서로 대향되게 교차되고, 단위요크의 길이가 코어 중심과 치 중앙을 연결하는 선에 대하여 이웃한 단위코어와 교차되는 방향으로 치우친 형태로 전기강판으로부터 절단되기 때문에 전기강판에서 모터 코어를 절단 한 다음, 남은 스크랩을 줄일 수 있어 제조비를 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

모터의 단위코어 및 그 제조방법{A unit core and manufacturing structure of motor}

본 발명은 모터의 단위코어에 관한 것으로서, 특히 단위 요크가 코어 중심과 치 중앙을 연결하는 선에 대하여 어느 한 방향으로 치우치게 형성된 모터의 단위코어에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 모터의 코어(10)는 도1, 도2에 도시된 바와 같이 원주방향으로 소정의 슬롯(2)이 일정한 간격을 두고 형성되도록 배치되어 코일(미도시)이 각각 권선되는 복수개의 치(4)와, 상기 복수개의 치(4)를 연결하는 요크(6T)로 구성되어 상기 코일에 전류가 흐르면 회전 자기장이 형성되어 자성을 갖게 된다.

이와 같은 모터의 코어(10)는 동일 평면상에서의 개수로 분할된 단위코어(20)가 일정 높이(h)로 복수개가 적층되어 단위코어 어셈블리(30)를 이루고, 이 단위코어 어셈블리(30)가 원주방향으로 서로 접합되어 제조된다.

여기서, 상기 단위 코어(20)는 단위요크(6)와, 상기 단위요크(6) 상에 돌출된 치(4)로 구성되는데, 상기 단위요크(6)는 코어(10)의 중심(C₁)과 치(4)의 중앙(C₂)을 연결하는 선(L₁)을 기준으로 좌우 대칭되게 형성된다.

그러나, 종래 기술에 따른 모터의 단위코어(20)는 이웃한 단위코어(20a)와 상하방향으로 서로 대향되게 교차된 형태로 전기강판(25)으로부터 절단되어 제조되는 과정에서 스크랩(25a)이 비교적 많이 발생되어 제조비가 상승되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기강판으로부터 단위코어가 절단되어 분리된 다음, 남은 스크랩을 줄여 제조비를 저감시킬 수 있는 모터의 단위코어를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 모터의 단위코어가 도시된 도면,

도 2는 종래 기술에 따른 모터의 코어 제조공정이 도시된 도면,

도 3은 본 발명에 따른 모터의 단위코어가 도시된 도면,

도 4a, 도 4b는 본 발명에 따른 한 쌍의 단위코어가 전기강판에서 절단되는 상태로 배치된 도면,

도 5는 본 발명에 따른 모터의 코어 제조공정이 도시된 도면,

도 6은 본 발명의 θ_r에 따른 L_x와 L_y가 도시된 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 단위코어51 : 단위요크

52 : 치60 : 코어

70 : 이웃한 단위코어

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 모터의 단위코어는 이웃과 서로 대향되게 교차된 형태로 전기강판으로부터 절단되어 단위요크와 상기 단위요크 상에 돌출된 치로 형성되고, 복수개가 일정 높이로 적층된 후 원주방향으로 상호 연결되어 코어를 형성하고,

특히, 상기 단위요크는 폭이 코어의 중심과 치 중앙을 연결하는 선에 대하여 이웃과 교차되는 방향으로 치우치게 성형되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 단위코어(50,70)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 단위요크(51,71)와 치(52,72)로 구성되어 복수개가 일정 높이(H)로 적층된 다음, 단위요크(51,71)가 원주방향으로 상호 연결되어 모터의 코어(60)를 형성한다.

상기 단위코어(50,70)는 도 4a 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 전기강판(55)에 상기 단위코어(50,70)를 상하방향으로 교차되게 하여 연속적으로 절단하되, 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51)는 하측에 위치한 단위코어(50)의 코어(60)의 중심(C₃)과 하측에 위치한 단위코어(50)의 치(52)의 중앙(C₄)을 연결하는 선(L₂)을 중심으로 일측으로 길이가 길게되도록 치우치게 설계되고, 상측에 위치한 단위코어(70)의 단위요크(71)는 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51)가 치우친 방향과 대향된 방향으로 길이가 길게되도록 치우치게 설계되어 절단됨으로써 일정 개수의 단위코어(50,70)를 제조하는데 소요되는 전기강판(55)의 면적이 최소가 될 수 있도록 제조된다.

즉, 상기 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51)는 하측에 위치한 단위코어(50)의 기준선(L₂)을 중심으로 반시계방향보다 시계방향으로 그 길이가 길게 되도록 형성되고, 상기 상측에 위치한 단위코어(70)의 단위요크(71)는 상측에 위치한 단위코어(71)의 코어의 중심(C₆)과 상측에 위치한 단위코어(70)의 치(72)의 중앙(C₅)을 연결하는 선(L₃)을 중심으로 반시계방향보다 시계방향으로 그 길이가 길게 되도록 형성된다.

좀 더 자세히 설명하면, 한 쌍의 단위코어(50,70)를 제조하는데 필요한 전기강판(55)의 면적 S는 다음과 같은 식에 의하여 결정된다.

S = L_x×L_y,

L_x= 2 ×(L_x1+ L_x2) + L_x4= 2 ×(L_x1+((SIR+YL) ×sinθ_i))+L_x4,

L_y= 2×L_y1+L_y2+L_y3+L_y4= 2×L_y1+ L_y2+L_y3+((SIR+YL)×cos(θ_tw/2)-SIR)

상기에서, L_x1은 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51) 및 상측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(71)의 일측단과 전기강판(55)의 사이의 가로방향 여유길이, L_x2는 상측에 위치한 단위코어(70)와 대향된 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51)의 끝단(y₁)과 하측에 위치한 단위코어(50)의 치(52)의 중앙(C₄) 사이의 길이, SIR은 하측에 위치한 단위코어(50)의 코어(60)의 내경이고, YL은 하측에 위치한 단위코어(50)의 코어(60)의 중심(C₃)에 대한 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51)의 반경방향 폭, θ_i은 하측에 위치한 단위코어(50)의 기준선(L₂)으로부터 상측에 위치한 단위코어(70)와 대향된 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51)의 끝단(y₁)까지의 각도, L_x4는 하측에 위치한 단위코어(50)의 치(52)의 중앙(C₄)과 상측에 위치한 단위코어(70)의 치(72)의 중앙(C₅) 사이의 길이이다.

한편, 도 4a에서 미설명된 부호 L_x3은 하측에 위치한 단위코어(50)의 치(52)와 상측에 위치한 단위코어(70)의 치(72) 사이의 가로방향 최소 이격길이이다.

그리고, L_y1은 하측에 위치한 단위코어(50)의 기준선(L₂)과 동일 선상에서 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51)의 타측단과 전기강판(55) 사이의 세로방향 여유길이 및 상측에 위치한 단위코어(70)의 기준선(L₃)과 동일 선상에서 상측에위치한 단위코어(70)의 단위요크(71)의 타측단과 전기강판(55) 사이의 세로방향 여유길이, L_y2는 하측에 위치한 단위코어(50)의 코어(60)의 중심(C₃)에 대하여 하측에 위치한 단위코어(50)의 반경방향 폭 즉, 하측에 위치한 단위코어(50)의 코어의 외경(SOR)에서 하측에 위치한 단위코어(50)의 코어의 내경(SIR)을 뺀 값, L_y3은 하측에 위치한 단위코어(50)의 치(52)와 상측에 위치한 단위코어(70)의 치(72) 사이의 세로방향 최소 이격길이, L_y4는 하측에 위치한 단위코어(50)의 치(52)와 세로방향으로 가장 가까운 상측에 위치한 단위요크(71)의 정점(P₁)과 상측에 위치한 단위코어(70)의 기준선(L₃)이 상측에 위치한 단위코어(70)의 단위요크(71)의 내주면과 만나는 정점(P₂) 사이의 길이, θ_tw은 상측에 위치한 단위코어(70)의 코어의 중심(C₆)에 대하여 상측에 위치한 단위코어(70)의 치(72)의 권선부(72a)의 원주방향 양단(P₁,P₃) 사이의 각도이다.

여기서, 상기 L_x1,SIR, YL,L_x4,L_y1, L_y2, L_y3,θ_tw는 코어(60)를 제조하는데 있어서 미리 설정되는 값이다. 그러나, 상기 θ_i는 코어의 중심(C₃)에 대하여 단위요크(51)의 원주방향 양 끝단(y₁, y₂) 사이의 각도인 θ_sy에서 하측에 위치한 단위코어(50)의 기준선(L₂)으로부터 상측에 위치한 단위코어(70)와 대향된 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51)의 끝단(y₂)까지의 각도인 θ_r을 뺀 값으로서,상기 θ_sy의 범위 내에서 임의로 설정될 수 있기 때문에 상기 θ_i를 작게 함으로써 전기강판(55)의 길이 L_x를 줄일 수 있다.

상기에서, θ_sy는 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51)가 코어(60)동일 평면상에서의 개수로 구성되어 있기 때문에 그 값이이다.

따라서, 본 발명의 단위코어(50,70)는 상기 단위요크(51,71)가 기준선(L_2,L₃)을 중심으로 이웃한 단위코어(50,70)에 인접한 방향으로 치우치게 설계되면, 상기 단위요크(51,71)가 선(L_2,L₃)을 중심으로 그 길이가 좌우 대칭되게 설계된 경우보다 단위코어(50,70)를 제조하는데 소요되는 전기강판(55)의 면적을 줄일 수 있다.

또한, 하측에 위치한 단위 코어(50)는 상측에 위치한 단위코어(70)와 대향된 단위요크(51)의 끝단(y₁)이 상측에 위치한 단위코어(70)와 대향된 치(52)의 확개부(52b)의 끝단(t₁)과 세로방향으로 동일 선상에 있고, 상측에 위치한 단위코어(70)도 하측에 위치한 단위코어(50)와 같이 하측에 위치한 단위코어(50)와 대향된 단위요크(71)의 끝단(y₄)이 치(72)의 확개부(72b)의 끝단(t₃)과 세로방향으로 동일 선상에 있을 때 상기 전기강판(55)의 면적이 최소가 된다.

따라서, 상기 θ_r은 상측에 위치한 단위코어(70)와 대향된 단위요크(51)의끝단(y₁)이 상측에 위치한 단위코어(70)와 대향된 치(52)의 확개부(52b)의 끝단(t₁)과 세로방향으로 동일 선상에 있을 때의 각도 θ_r,max가 되도록 성형되고, 상측에 위치한 단위코어(70)의 단위요크(71)는 상측에 위치한 단위코어의 코어의 중심(C₆)에 대하여 일측으로 치우친 각도가 상기 θ_r,max가 되도록 성형되는 것이 바람직하다. 여기서, θ_r이θ_r,max일 때 θ_i는 최소값인θ_i,min이 되기 때문에θ_r,max는 다음과 같은 식에 의하여 결정된다.

θ_r,max= θ_sy- θ_{i,min =}θ_sy- sin^-1()= θ_sy- sin^-1(),

b= SOR ×sin(θ_st/2)

상기에서, a는 상측에 위치한 단위코어(70)와 대향된 단위요크(51)의 끝단(y₁)이 상측에 위치한 단위코어(70)와 교차되지 않는 치(52)의 확개부(52b)의 끝단(t₁)과 세로방향으로 동일 선상에 있을 때, 하측에 위치한 단위코어(50)의 기준선(L₂)이 하측에 위치한 단위코어(50)의 치(52)가 돌출된 단위코어(51)의 외측면이 교차되는 교차점(y₃)과 상측에 위치한 단위코어(70)와 대향된 하측에 위치한 단위코어(50)의 단위요크(51)의 끝단(y₁) 사이의 현의 길이, b는 하측에 위치한 단위코어(50)의 치(52)의 중앙(C₄)과 상측에 위치한 단위코어(70)와 대향된 하측에위치한 단위코어(50)의 치(52)의 확개부(52b)의 끝단(t₁) 사이의 현이 길이로서, 상기 a와 같은 값을 취하므로 θ_r,max는 상기와 같은 식에 의하여 결정된다.

한편, 도 6은 본 발명의 θ_r에 따른 L_x와 L_y값이 일예로 도시된 그래프로서, 상기 θ_r인 경우보다 상기 단위요크(51,71)가 기준선(L_2,L₃)에 대하여 일측으로 길이가 길게되도록 치우치게 형성됨에 따라 L_x의 값은 점차적으로 작아지고, L_y의 값은 상기 θ_r의 영향을 받지 않음을 알 수 있다.

따라서, 단위코어(50,70)를 성형하는데 필요한 전기강판(55)의 면적은 단위코어(50,70)의 단위요크(51,71)가 이웃한 단위코어(50,70)와 교차되는 방향으로 치우치게 성형되면 줄어듦을 알 수 있다.

특히, 도6으로부터 알 수 있는 바와 같이 상기 θ_r이 θ_r,max일 때 전기강판의 길이 L_x가 최소값이 되므로 본 발명의 단위 코어(50,70)는 상기 θ_r이 θ_r,max가 되도록 성형되는 것이 바람직하고, 그 결과로 본 발명의 단위코어(50)를 성형하는 데 소요되는 전기강판(55)의 제조비가 종래에 비해 15~20% 저감될 수 있다.

한편, 본 발명의 단위 코어(50,70)는 이웃한 단위코어(50,70)와 대향된 단위요크(51,71)의 끝단(y_1,y₄)에 요홈(51a,71b)이 형성되고 이웃한 단위요크(50,70)와 교차되는 단위요크(51,71)의 끝단(y_2,y₅)에 상기 요홈(51a,71b)이 끼워질 수 있는 턱(51b,71a)이 원주방향으로 돌출 형성되어, 이웃한 단위 코어(50,70)와 원주방향으로 연결될 때 단위요크(51,71)의 요홈(51a,71b)에 이웃한 단위코어(50,70)의 턱(51b,71a)이 끼워지는 과정이 반복됨으로써 기계적 및 전기적으로 연결된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 모터의 단위 코어는 이웃한 단위코어와 상하방향으로 서로 대향되게 교차되고, 단위요크가 코어 중심과 치 중앙을 연결하는 선에 대하여 이웃한 단위코어와 교차되는 방향으로 치우친 형태로 전기강판으로부터 절단되기 때문에 전기강판에서 모터 코어를 절단 한 다음, 남은 스크랩을 줄일 수 있어 제조비를 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

원주방향으로 형성된 단위요크와, 상기 단위요크로부터 반경방향으로 돌출 형성된 치로 구성되어 상기 단위요크가 원주방향으로 상호 연결됨으로써 모터의 코어를 형성하는 모터의 단위코어에 있어서,

상기 단위요크는 상기 코어의 중심과 상기 치의 중앙을 연결하는 선을 중심으로 일측으로 길이가 길게되도록 치우치게 형성된 것을 특징으로 하는 모터의 단위코어.
제 1 항에 있어서,

상기 단위요크는 상기 코어의 중심과 상기 치의 중앙을 연결하는 선으로부터 일측으로 치우친 각도가 다음의 θ_r,max인 것을 특징으로 하는 모터의 단위코어.

θ_r,max= θ_sy- sin^-1()

상기에서, θ_sy는 코어의 중심에 대하여 단위요크의 양 끝단 사이의 각도, SOR은 코어의 외경, θ_st는 코어의 중심에 대하여 치의 양 끝단 사이의 각도, SIR은 코어의 내경, YL은 코어의 중심에 대하여 단위요크의 반경방향 길이이다.
제 1 항에 있어서,

상기 단위요크는 길이가 상기 코어의 중심과 상기 치의 중앙을 연결하는 선을 중심으로 시계방향으로 길게되도록 형성된 것을 특징으로 하는 모터의 단위코어.
제 1 항에 있어서,

상기 단위요크는 일단에 요홈이 형성되고 타단에 상기 요홈에 끼워질 수 있는 턱이 형성된 것을 특징으로 하는 모터의 단위코어.
원주방향으로 형성된 단위요크와, 상기 단위요크로부터 반경방향으로 돌출된 치로 구성되고, 상기 단위요크가 원주방향으로 연결되어 모터의 코어를 형성하는 단위코어를 전기강판으로부터 절단하여 제조하는 방법에 있어서,

상기 전기강판에 상기 단위코어를 상하방향으로 교차되게 하여 연속적으로 절단하되, 하측에 위치한 단위코어의 단위요크는 상기 모터의 코어의 중심과 상기 치의 중앙을 연결하는 선을 중심으로 일측으로 길이가 길게되도록 치우치게 설계되고, 상측에 위치한 단위코어의 단위요크는 하측에 위치한 단위코어의 단위요크가 치우친 방향과 대향된 방향으로 길이가 길게되도록 치우치게 설계되어 절단되는 것을 특징으로 하는 모터의 단위코어 제조방법.
제 5 항에 있어서,

상기 단위요크는 상기 모터의 코어의 중심과 상기 치의 중앙을 연결하는 선으로부터 일측으로 치우친 각도가 다음의 θ_r,max인 것을 특징으로 하는 모터의 단위코어.

θ_r,max= θ_sy- sin^-1()

상기에서, θ_sy는 코어의 중심에 대하여 단위요크의 양 끝단 사이의 각도, SOR은 코어의 외경, θ_st는 코어의 중심에 대하여 치의 양 끝단 사이의 각도, SIR은 코어의 내경, YL은 코어의 중심에 대하여 단위요크의 반경방향 폭이다.
제 5 항에 있어서,

상기 코어의 중심과 상기 치의 중앙을 연결하는 선을 중심으로 일측으로 치우치지 않은 단위요크의 끝단은 상기 코어의 중심과 상기 치의 중앙을 연결하는 선을 중심으로 단위요크가 일측으로 치우치지 않은 측에 위치한 치의 끝단과 상하방향으로 동일 선상에 위치된 것을 특징으로 하는 모터의 단위코어 제조방법.
제 5 항에 있어서,

상기 단위코어의 단위요크는 일단에 요홈이 형성되고 타단에 상기 요홈에 끼워질 수 있는 턱이 형성된 것을 특징으로 하는 모터의 단위코어.