(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に一定の間隔で形成された複数の第１収容溝が形成された保持板と；
前記第１収容溝に挿入され、前記保持板に固定され、且つ軟磁性粉末を使用して成形される複数の第１コアと；
複数の前記第１コアにそれぞれ結合され、互いに同一のサイズを有する電気鋼板が前記保持板と垂直な方向に積層され、前記第１コアに固定される第２コアと；
前記第１コアと前記第２コアを取り囲みながら巻き取られるコイルと；
を含むことを特徴とする平板型モーターの固定子であって、
前記第１コアは、
前記保持板と垂直に形成される固定部と；
前記固定部と垂直に前記固定部の上部面に形成され、内側に前記第２コアを収容する第２収容溝が形成され、前記第２コアの上部面よりさらに広い面積を有するように形成され、前記保持板との間にコイルが巻き取られる空間を形成する第１結合部と；
前記第２コアが挿入された前記第２収容溝の開放部分に位置し、第２コアを支持する第２結合部と；
を含むことを特徴とする平板型モーターの固定子。
【請求項２】
前記第１コアと前記第２コアを取り囲みながら固定し、外部面に前記コイルが巻き取られるボビン；
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の平板型モーターの固定子。
【請求項３】
前記保持板は、第１収容溝の内部側面に互いに対向するように突出する突出部が形成され、
前記固定部は、下部面に前記保持板の前記突出部と対応する固定溝が形成され、前記保持板の前記第１収容溝に挿入され、前記固定溝が前記突出部に挿入され固定されることを特徴とする請求項１に記載の平板型モーターの固定子。
【請求項４】
前記保持板は、互いに同一のサイズの電気鋼板を積層して形成されることを特徴とする請求項１に記載の平板型モーターの固定子。
【請求項５】
前記保持板は、
中心から垂直方向に突出する軸系；
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の平板型モーターの固定子。
【請求項６】
前記保持板は、
軟磁性粉末を使用して成形されることを特徴とする請求項５に記載の平板型モーターの固定子。
【請求項７】
請求項１〜５に記載の平板型モーターの固定子と；
前記固定子の上部に前記固定子と互いに離隔して位置し、前記固定子と対向する位置に永久磁石を具備する回転子と；
を含むことを特徴とする平板型モーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板型モーターに関し、より詳細には、電気自動車、洗濯機などの駆動のために使用される平板型モーターの固定子及びこれを利用した平板型モーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
平板型モーターは、磁場を形成する固定子と、該固定子に対して回転自在に設けられる回転子とを含む。固定子は、円周方向に沿って一定の間隔で配置されると同時に、軸方向に一定の高さに突出する多数のコアを含み、コアは、固定子のボディーに形成された溝に軸方向に結合される。回転子は、円周方向に沿って一定の間隔で配列された永久磁石を含み、固定子と一定の空隙を形成しつつ回転するように設けられる。平板型モーターは、巻線に流れる電流の方向を切り替えることによって、コアと回転子の永久磁石との間に反発力または吸引力を生成し、回転トルクを発生させる。
【０００３】
韓国登録特許第１０−１２０７６０８号公報は、前述したような平板型回転機器に関して開示している。開示された平板型回転機器は、ハウジングと、前記ハウジングの一面及び他面に一方の部位及び他方の部位がそれぞれ支持され、回転自在に設置された回転軸と、前記ハウジングに結合されたリング形状の第１保持板と、前記第１保持板の中心を基準に放射状に前記第１保持板に一面が結合された複数の第１歯コアと、前記第１歯コアの他面側の外面にそれぞれ結合されたボビンと、前記ボビンに巻き取られたコイルを有し、且つ前記ハウジングの内部に設置された平板リング形状の固定子と、前記ハウジングの内部に位置する前記回転軸に結合され、前記固定子と作用して回転しつつ、前記回転軸を回転させる平板リング形状の回転子と、を備える平板型回転機器において、前記第１保持板には、幅方向の横断面の形状が「Ｔ」形状である第１結合レールが設置され、前記第１結合レールは、締結部材により前記第１保持板に結合され、前記第１歯コアの一端面には、前記第１結合レールと対応する形状に形成され、前記第１結合レールに圧入結合される第１圧入溝が形成され、前記第１保持板に結合された前記第１歯コアの一面側の外面は、他面側の外面より外側にさらに突出して相互接触し、前記第１歯コアの他面側の外面は、相互離隔して、前記ボビンが結合されることを特徴とする。
【０００４】
前述したように構成された平板型回転機器は、互いに異なるサイズのケイ素鋼板を積層し、歯形状のコアを製作する。そのため、互いに異なるサイズのケイ素鋼板を成形するためには、それぞれの形態に合う金型を製作するか、又は、互いに同一のサイズのケイ素鋼板を積層した後、切断する工程などが必要であるため、製造工程が複雑であると共に、これによる製造コストが高くなる問題点があった。
【０００５】
これにより、最近、粉末を圧粉し、形状を作るため、複雑な形状を成形するのに容易な軟磁性粉末が使用されている。
【０００６】
しかし、軟磁性粉末を使用して成形押出する一体型コアを使用する場合、製造が容易であるという長所があるが、電気鋼板を積層して形状したコアに比べて、高い鉄損が発生し、磁気的特性が劣る問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、製造が容易であり、且つ鉄損を低減し、モーターの性能を極大化できる平板型モーターの固定子及びこれを利用した平板型モーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、外周面に一定の間隔で形成された複数の第１収容溝が形成された保持板と、前記第１収容溝に挿入され、前記保持板に固定され、且つ軟磁性粉末を使用して成形される複数の第１コアと、複数の前記第１コアにそれぞれ結合され、互いに同一のサイズを有する電気鋼板が前記保持板と垂直な方向に積層され、前記第１コアに固定される第２コアと、前記第１コアと前記第２コアを取り囲みながら巻き取られるコイルと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明による平板型モーターの固定子において、前記第１コアと前記第２コアを取り囲みながら固定し、外部面に前記コイルが巻き取られるボビンをさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明による平板型モーターの固定子において、前記第１コアは、前記保持板と垂直に形成される固定部と、前記固定部と垂直に前記固定部の上部面に形成され、内側に前記第２コアを収容する第２収容溝が形成され、且つ前記第２コアの上部面よりさらに広い面積を有するように形成され、前記保持板との間にコイルが巻き取られる空間を形成する第１結合部と、前記第２コアが挿入された前記第２収容溝の開放部分に位置し、第２コアを支持する第２結合部とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明による平板型モーターの固定子において、前記保持板は、第１収容溝の内部の側面に互いに対向するように突出する突出部が形成され、前記固定部は、下部面に前記保持板の前記突出部と対応する固定溝が形成され、前記保持板の前記第１収容溝に挿入され、前記固定溝が前記突出部に挿入され固定されることを特徴とする。
【００１２】
本発明による平板型モーターの固定子において、前記保持板は、互いに同一のサイズの電気鋼板を積層して形成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明による平板型モーターの固定子において、前記保持板は、中心から垂直方向に突出する軸系をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明による平板型モーターの固定子において、前記保持板は、軟磁性粉末を使用して成形されることを特徴とする。
【００１５】
本発明による平板型モーターは、前記平板型モーターの固定子と、前記固定子の上部に前記固定子と互いに離隔して位置し、前記固定子と対向する位置に永久磁石を具備する回転子と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による平板型モーターは、電気鋼板を積層して形成しにくい第１コアを、軟磁性粉末を用いて成形し、渦流が集中される領域に同一のサイズを有する電気鋼板を積層して形成された第２コアを配置することによって、製造が容易であり、且つ平板型モーターの性能を極大化させることができる。
【００１７】
また、本発明による平板型モーターは、第１コア及び第２コアを保持板と一体に形成することなく、複数の第１コア及び第２コアそれぞれにコイルを巻き取り、保持板に組立てるように構成するため、コイルを巻き取るための別途の空間確保が不要であり、隣接する第１コアの間に空間を最小化し、トルクリップルを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態による平板型モーターの分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態による平板型モーターの結合斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態による平板型モーターの固定子の結合斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態による平板型モーターの固定子の結合状態を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態による平板型モーターの固定子の第１コア、第２コア及びコイルを示す分解図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態による固定子の保持板構造を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第３実施形態による平板型モーターの分解斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第３実施形態による平板型モーターの結合斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第４実施形態による平板型モーターの分解斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第４実施形態による平板型モーターの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
下記の説明では、本発明の実施形態を理解するのに必要な部分だけが説明され、その他の部分の説明は、本発明の要旨を不明にしないように省略されることに留意しなければならない。
【００２０】
以下で説明される本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は、通常的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するための用語の概念として適切に定義できるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されなければならない。したがって、本明細書に記載された実施形態と図面に示された構成は、本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００２１】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態による平板型モーターの分解斜視図であり、図２は、本発明の実施形態による平板型モーターの結合斜視図である。
【００２３】
図１及び図２を参照すれば、本発明の第１実施形態による平板型モーター３００は、固定子１００と、該固定子１００に対して回転可能に設けられる回転子２００とを含む。回転子２００は、第２保持板２１０と、固定子１００と互いに対向する第２保持板２１０の一面に固定子と相互離隔されている永久磁石２２０とを含む。
【００２４】
平板型モーター３００は、固定子１００と一定の空隙を形成しながら回転するように設けられた回転子２００により固定子１００に流れる電流の方向を切り替えることによって、固定子１００と、回転子２００の永久磁石２２０との間に反発力または吸引力を生成し、回転トルクを発生させて動作する。
【００２５】
以下、本発明の第１実施形態による固定子１００についてさらに詳しく説明する。
【００２６】
図３は、本発明の第１実施形態による平板型モーターの固定子の結合斜視図であり、図４は、本発明の第１実施形態による平板型モーターの固定子の結合状態を示す斜視図であり、図５は、本発明の第１実施形態による平板型モーターの固定子の第１コア、第２コア及びコイルを示す分解図である。
【００２７】
図３〜図５を参照すると、本発明の第１実施形態による固定子１００は、保持板４０、第１コア１０、第２コア２０及びコイル３０を含む。
【００２８】
保持板４０は、中心部に軸が挿入され得る軸挿入ホール４３が形成されたリング形状に外周面に一定の間隔で形成された複数の第１収容溝４１が形成される。ここで、第１収容溝４１は、第１コア１０及び第２コア２０が挿入され、第１コア１０及び第２コア２０の下部形状と個数に対応して形成される。
【００２９】
このような保持板４０は、互いに同一のサイズの電気鋼板（ケイ素鋼板）を積層して形成される。すなわち、保持板４０は、リング形状に外周面に一定の間隔で第１収容溝４１が形成された複数の電気鋼板を積層して形成される。
【００３０】
また、保持板４０は、第１収容溝４１の内部に突出する突出部４２が形成されてもよい。突出部４２は、第１収容溝４１の側面に互いに対向するように形成され、第１コア１０が挿入固定されてもよい。
【００３１】
第１コア１０は、複数個が設けられ、保持板４０に一定の間隔で形成される第１収容溝４１に一部がそれぞれ挿入され、保持板４０に固定される。
【００３２】
第１コア１０は、軟磁性粉末を使用して成形される。このような軟磁性粉末は、鉄Ｆｅ粉末に絶縁が施されていて、渦電流損失を最小化でき、粉末を圧粉して形状を製作するため、複雑な形状を成形するのに容易である。
【００３３】
このような第１コア１０は、固定部１３、第１結合部１２及び第２結合部１１を含む。
【００３４】
固定部１３は、保持板４０と垂直に形成され、下部面に保持板４０の突出部４２と対応する固定溝１３ａが形成されてもよい。固定部１３は、保持板４０の第１収容溝４１に挿入され、且つ固定溝１３ａが突出部４２に嵌合され、保持板４０に固定されてもよい。
【００３５】
また、固定部１３は、第２コア２０との接触面が、第２コア２０の接触面と同一の面積で形成され、第２コア２０を支持できる。
【００３６】
第１結合部１２は、固定部１３と垂直に固定部１３の上部面に形成され、内側に第２コア２０を収容する第２収容溝１２ａが形成されてもよい。
【００３７】
すなわち固定部１３は、第１結合部１２の第２収容溝１２ａに挿入された第２コア２０の一側面を支持できる。第２収容溝１２ａに挿入された第２コア２０は、固定部１３とともに保持板４０の第１収容溝４１に挿入される。
【００３８】
また、第１結合部１２は、第２コア２０の上部面よりさらに広い面積を有するように形成され、保持板４０との間にコイル３０が巻き取られる空間を形成する。ここで第１結合部１２の隣接する第１結合部１２との間隔は、平板型モーター３００のトルクリップルに影響を及ぼす。
【００３９】
例えば、保持板４０と第１コア１０及び第２コア２０を一体に形成する場合、コイル３０を巻き取るための空間を確保するために、隣接する第１結合部１２を離隔して形成する。このように、コイル３０巻き取りのための空間を確保する場合、平板型モーター３００のトルクリップルが増加し、振動や騒音などが発生し得る。
【００４０】
したがって、本発明の第１実施形態では、第１コア１０及び第２コア２０を複数個具備し、保持板４０にそれぞれ組立てる形態で製作し、隣接する第１結合部１２の間隔を最小化することによって、平板型モーター３００で発生するトルクリップルを低減できる。
【００４１】
例えば、第１結合部１２は、固定部１３が保持板４０に組み立てられた場合、隣接する第１結合部１２と互いに当接できるように形成されてもよい。
【００４２】
第２結合部１１は、第２収容溝１２ａの開放部分に位置し、第２収容溝１２ａに挿入された第２コア２０を支持できる。
【００４３】
第２コア２０は、互いに同一のサイズを有する電気鋼板が保持板４０と垂直な方向に積層され形成され、第２収容溝１２ａに上部が露出するように挿入され、固定部１３と第２結合部１１により支持される。
【００４４】
ここで、第２コア２０は、軟磁性粉末に比べて優れた磁気的特性を有し、鉄損が少ない電気鋼板を使用して製作するため、軟磁性粉末を使用して成形された第１コア１０と比べて高い磁気的特性を有する。
【００４５】
すなわち本実施形態では、電気鋼板を積層して形成する第２コア２０と、軟磁性粉末を使用して成形される固定部１３と、第１結合部１２及び第２結合部１１とを含み、電気鋼板を積層して形成しにくい第１コア１０を軟磁性粉末を用いて成形し、渦流が集中される領域に同一のサイズを有する電気鋼板を積層して形成された第２コア２０を配置することによって、製造が容易であり、且つ平板型モーター３００の性能を極大化させることができる。
【００４６】
なお、コイル３０は、第１コア１０と第２コア２０の下部を取り囲みながら巻き取られる。すなわちコイル３０は、第１コア１０の固定部１３と、第２コア２０及び第１コア１０の第２結合部１１を取り囲みながら巻き取られることができる。
【００４７】
本発明の第１実施形態による平板型モーターの固定子１００は、第１コア１０と、第２コア２０を取り囲みながら固定され、外部面にコイル３０が巻き取られるボビン（図示せず）をさらに含むことができる。
【００４８】
ボビンは、第１コア１０と第２コア２０の下部を取り囲みながら巻き取られるコイル３０の内側面に位置し、第１コア１０の固定部１３、第２コア２０及び第１コア１０の第２結合部１１を支持すると共に、コイル３０と第１コア１０及び第２コア２０の間で発生するショートを防止できる。
【００４９】
したがって、本発明の第１実施形態による平板型モーター３００は、複雑な成形が必要な保持板４０との連結部分に軟磁性粉末を使用して成形した第１コア１０を具備し、渦流が集中的に発生する部分に同一のサイズを有する電気鋼板を積層して形成する第２コア２０を具備し、製造が容易であり、且つモーターの性能を極大化させることができる。
【００５０】
また、本発明の第１実施形態による平板型モーター３００は、コイル３０が巻き取られた複数の第１コア１０と第２コア２０を具備し、保持板４０にそれぞれ結合することによって、コイル３０を巻き取るための空間確保が不要であり、隣接する第１コア１０の間に空間を最小化し、トルクリップルを低減できる。
【００５１】
以下、本発明の第２実施形態による固定子の保持板５０の構造について説明する。
【００５２】
なお、以下説明される他の実施形態は、本発明の第１実施形態と実質的に同一の構成を有する。したがって、同一の構成に対する重複された説明は省略し、同一の構成に対しては、同一の名称及び同一の参照符号を付与する。
【００５３】
図６は、本発明の第２実施形態による固定子の保持板の構造を示す斜視図である。
【００５４】
図１〜図６を参照すれば、本発明の第２実施形態による固定子の保持板５０は、中心から垂直方向に突出する軸系５１をさらに含むことができる。
【００５５】
軸系５１は、保持板５０の中心から垂直延長された円筒形状よりなることができ、内部に軸が挿入され得る。軸系５１は、挿入される軸と当接する表面積を拡張し、モーターが安定的に回転できるように支援できる。
【００５６】
この際、保持板５０は、軟磁性粉末を使用して成形され得る。保持板４０は、成形が容易な軟磁性粉末を使用することによって、簡単に軸系５１を一体に形成できる。
【００５７】
以下、本発明の第３実施形態による平板型モーター４００の構造について説明する。
【００５８】
図７は、本発明の第３実施形態による平板型モーターの分解斜視図であり、図８は、本発明の第３実施形態による平板型モーターの結合斜視図である。
【００５９】
図７及び図８を参照すると、本発明の第３実施形態による平板型モーター４００は、固定子１００−１、１００−２と回転子２００−１、２００−２が相互対応するようにそれぞれ複数個用意できる。
【００６０】
ここで、複数の回転子２００−１、２００−２が最外側に位置し、固定子１００−１、１００−２が回転子２００−１、２００−２の間に位置し得る。この際、相互隣接する固定子１００−１、１００−２は、一つの保持板４０を共用で使用し、保持板４０の両側面に第１コア１０及び第２コア２０がそれぞれ挿入され形成されてもよい。
【００６１】
回転子２００−１、２００−２は、固定子１００−１、１００−２の外側面に相互離隔して永久磁石２２０がそれぞれ位置するように配置されてもよい。
【００６２】
以下、本発明の第４実施形態による平板型モーター５００の構造について説明する。
【００６３】
図９は、本発明の第４実施形態による平板型モーターの分解斜視図であり、図１０は、本発明の第４実施形態による平板型モーターの分解斜視図である。
【００６４】
図９及び図１０を参照すれば、本発明の第４実施形態による平板型モーター５００は、固定子１００−３、１００−４と、固定子の間に位置する回転子２００−３とを含むことができる。
【００６５】
ここで、複数の固定子１００−３、１００−４が最外側に位置し、回転子２００−３が固定子１００−３、１００−４の間に位置し得る。この際、回転子２００−３は、一つの第２保持板（図示せず）を共用で使用し、第２保持板の両側面にそれぞれ永久磁石２２０が形成され得る。
【００６６】
固定子１００−３、１００−４の第１コア１０及び第２コア２０は、回転子２００−３の永久磁石２２０とそれぞれ離隔して配置され得る。
【００６７】
なお、本明細書と図面に開示された実施形態は、理解を助けるために特定例を提示したものに過ぎず、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここに開示された実施形態以外にも、本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者には自明である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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