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KR20220160779A - stator assembly having divided core structure for toroidal motor and its menufacturing method - Google Patents

stator assembly having divided core structure for toroidal motor and its menufacturing method Download PDF

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KR20220160779A
KR20220160779A KR1020210068839A KR20210068839A KR20220160779A KR 20220160779 A KR20220160779 A KR 20220160779A KR 1020210068839 A KR1020210068839 A KR 1020210068839A KR 20210068839 A KR20210068839 A KR 20210068839A KR 20220160779 A KR20220160779 A KR 20220160779A
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KR
South Korea
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stator core
slot
stator
outer diameter
core
Prior art date
Application number
KR1020210068839A
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Korean (ko)
Inventor
강필성
장동혁
박영준
여현주
Original Assignee
주식회사 씨앤엠
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Publication date
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Abstract

The present invention relates to a stator assembly for a toroidal motor having a split core and a manufacturing method thereof, which can improve motor performance and efficiency. The stator assembly for a toroidal motor of the present invention comprises: a stator core (10) having a plurality of slots; a slot insulator (20); and a bus bar (30) having a harness coupling terminal (310) provided on one side.

Description

분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리와 이의 제조방법 { stator assembly having divided core structure for toroidal motor and its menufacturing method }Stator assembly for toroidal motor having a split core and its manufacturing method { stator assembly having divided core structure for toroidal motor and its menufacturing method }

본 발명은 복수의 분할 코어를 수평하게 배열한 후 코일을 개별로 권선할 수 있어 코일 권선 작업을 쉽게 할 수 있고, 코일 권선 작업시간을 줄일 수 있으며, 고정자 슬롯에 권취되는 코일을 삽입효율을 높히고, 제조 비용을 줄일 수 있는 분할 코어타입의 모터에 관한 것이다.According to the present invention, coils can be individually wound after horizontally arranging a plurality of split cores, so that coil winding work can be easily performed, coil winding work time can be reduced, and the efficiency of inserting coils wound into stator slots is increased. , It relates to a split core type motor that can reduce manufacturing cost.

일반적으로 더블 로터/싱글 스테이터 타입 모터는 등록특허공보 10-0908396에 개시된 바와 같이, 다수의 분할형 고정자 코어(10)의 내측 및 외측에 중앙 하단에 제1 및 제2 결합 돌기가 형성되는 내부 및 외부 플랜지를 구비하는 보빈을 둘러싸고, 상기 보빈 각각에 코일이 권선된 다수의 고정자 코어(10) 조립체와, 고정자 코어(10)의 외부에 일정 갭을 두고 배치되는 외부 로터와, 고정자 코어(10)의 내부에 일정 갭을 두고 배치되는 내부 로터를 포함한다.In general, as disclosed in Patent Registration No. 10-0908396, a double rotor/single stator type motor has first and second coupling protrusions formed at the lower center of the inside and outside of the plurality of split stator cores 10, and A plurality of stator core (10) assemblies surrounding a bobbin having an external flange and having coils wound on each of the bobbins, an external rotor disposed outside the stator core (10) with a predetermined gap, and a stator core (10) It includes an internal rotor disposed with a predetermined gap inside the.

등록특허공보 10-0908396에 개시된 모터는 스테어터 코어 조립체가 분할코어방식으로 인서트 몰딩에 의해 일체로 형성되기 때문에 제조비용을 절감하고, 무게를 줄일 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.In the motor disclosed in Patent Registration No. 10-0908396, since the stator core assembly is integrally formed by insert molding in a split core method, manufacturing cost can be reduced, weight can be reduced, and productivity can be improved.

하지만, 상기의 모터는 싱글 스테이터 타입이기 때문에 하나의 스테이터 코일에 내부 자석 및 외부자석이 상호작용하게 된다. 즉, 내부 로터 및 외부 로터와 싱글 스테이터가 하나의 자기회로를 형성하기 때문에 자로가 길어지게 되고 이에 따라 자기저항의 증가로 자기력 손실이 커지고 모터효율이 저하되는 문제가 있다.However, since the above motor is a single stator type, an internal magnet and an external magnet interact with one stator coil. That is, since the inner rotor, the outer rotor, and the single stator form one magnetic circuit, the magnetic path becomes longer, and accordingly, there is a problem in that magnetic force loss increases and motor efficiency decreases due to an increase in magnetic resistance.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 더블 로터/더블 스테이터 타입모터가 개발되었다. 즉, 더블 로터/더블 스테이터 타입 모터는 내부 고정자 코어(10) 및 내부 고정자 코어(10)에 감겨지는 내부 코일을 갖는 내부 스테이터와, 내부 스테이터의 외측에 배치되고 외부 고정자 코어(10) 및 외부 고정자 코어(10)에 감겨지는 외부 코일을 갖는 외부스테이터와, 내부 스테이터의 내면에 일정 갭을 두고 마주보게 배치되는 내부 로터와, 외부 스테이터의 외면에 일정 갭을 두고 마주보게 배치되는 외부 로터로 구성된다.To solve this problem, a double rotor/double stator type motor was developed. That is, the double rotor/double stator type motor includes an inner stator having an inner stator core 10 and an inner coil wound around the inner stator core 10, disposed outside the inner stator and including the outer stator core 10 and the outer stator It consists of an external stator having an external coil wound around the core 10, an internal rotor disposed to face each other with a predetermined gap on the inner surface of the internal stator, and an external rotor disposed to face each other with a predetermined gap on the outer surface of the external stator. .

이와 같은 더블 로터/더블 스테이터 타입 모터는 내부 스테이터와 내부 로터 간에는 내부 자기 회로를 형성하고, 외부 스테이터와 외부 로터 간에는 외부 자기 회로를 형성하여, 내부 및 외부에 각각 독립적인 자기회로를 형성하므로 자로가 짧아지고, 이에 따라 자기저항을 감소시켜 자기력 손실이 감소시키고 모터 효율을 향상시킬 수 있다.In such a double rotor/double stator type motor, an internal magnetic circuit is formed between the internal stator and the internal rotor, and an external magnetic circuit is formed between the external stator and the external rotor to form independent magnetic circuits inside and outside, so that the magnetic circuit It is shorter, and accordingly, it is possible to reduce magnetic resistance, thereby reducing magnetic force loss and improving motor efficiency.

하지만, 더블 로터/더블 스테이터 타입 모터는 내부 고정자 코어(10)와 외부 고정자 코어(10)가 원통형의 강판을 사용하여 일체형으로 형성되기 때문에 제조공정에서 강판의 낭비가 심해지고 이에 따라 제조비용이 증가되고, 무게가 증가되는 문제가 있다.However, in the double rotor/double stator type motor, since the inner stator core 10 and the outer stator core 10 are integrally formed using a cylindrical steel plate, the steel plate is wasted in the manufacturing process, and thus the manufacturing cost increases. and there is a problem of increasing weight.

또한, 내부 및 외부 고정자 코어(10)가 원통형의 강판을 사용하므로 동심도 및 진원도가 좋지 못하여 소음 및 진동이 발생되고 내부 고정자 코어(10)에 한번 코일을 권선한 후 외부 고정자 코어(10)에 코일을 권선하는 두 번의 코일 권선 작업을 수행해야되므로 제조시간이 길어지고 조립성이 저하되며, 비용이 증가되는 문제가 있다.In addition, since the inner and outer stator cores 10 use cylindrical steel plates, concentricity and roundness are not good, resulting in noise and vibration. Since it is necessary to perform two coil winding operations for winding, there is a problem in that manufacturing time is prolonged, assembly quality is deteriorated, and cost is increased.

선행기술문헌Prior art literature

특허문헌Patent literature

(특허문헌 0001) 등록특허공보 10-0890891(Patent Document 0001) Registered Patent Publication 10-0890891

본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 토로이달 모터용 고정자 어셈블리의 구성 및 이를 제조하는 방법에 있어서, 분할형 코어를 적용하여 수직형 와인딩 방식에 따른 불량율을 현저하게 개선하는 것과 더불어, 권취되는 권선수를 획기적으로 높일 수 있어서 모터 성능 및 효율을 향상 시킬 수 있는 구성을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and in the construction of a stator assembly for a toroidal motor and a method for manufacturing the same, by applying a split core to significantly improve the defect rate according to the vertical winding method In addition, it is intended to provide a configuration capable of improving motor performance and efficiency by dramatically increasing the number of windings to be wound.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 실시 예에 따른 토로이달 모터용 고정자 어셈블리에 있어서, 코일 보빈이 권취되는 슬롯이 다수개 구비되고, 중심축에 대해서 소정의 외경을 가지는 바디부(120)를 중심으로 내측 및 외측에 형성되는 티스부(130) 사이에 형성되는 슬롯이 형성되고, 회전축을 포함하는 평면에 대해서 상호 대칭되도록 2분할되어 구비되는 고정자 코어(10); 상기 티스부(130)와 슬롯에 대응하는 형상으로 구비되고, 코일 보빈과 상기 티스부(130)와 슬롯사이에 개재되며, 중심축에 대해서 수직방향으로 4분할되어 조립가능한 슬롯 인슐레이터(20); 상기 코일 보빈의 인출선이 위치하는 측의 고정자 코어(10)의 일단에 구비되고, 상기 인출선을 외부환경으로 부터 절연시키고 위치를 고정시키며, 외부단자와 통전하는 하네스 결합단자(310)가 일측에 구비되는 버스바(30);를 포함하여 구비된다.In order to achieve the above object, in the stator assembly for a toroidal motor according to an embodiment of the present invention, a body portion 120 having a plurality of slots in which a coil bobbin is wound and having a predetermined outer diameter with respect to the central axis a stator core 10 having a slot formed between teeth portions 130 formed on the inside and outside of the center and being divided into two symmetrical parts with respect to a plane including a rotating shaft; a slot insulator 20 provided in a shape corresponding to the tooth portion 130 and the slot, interposed between a coil bobbin and the tooth portion 130 and the slot, and divided into four parts in a vertical direction with respect to a central axis and assembled; A harness coupling terminal 310 is provided on one end of the stator core 10 on the side where the lead wire of the coil bobbin is located, insulates the lead wire from the external environment, fixes the position, and conducts electricity with the external terminal. It is provided including; a bus bar 30 provided in.

상기 고정자 코어(10)는 중심축을 포함하는 평면에 대해서 2분할 되고, 각각의 고정자 코어(10)에 대해서 와인딩 작업이 완료된 이후에, 외경부에 용접으로 결합하는 것을 특징으로 한다.The stator core 10 is divided into two with respect to the plane including the central axis, and after the winding operation is completed for each stator core 10, it is characterized in that it is coupled to the outer diameter portion by welding.

한편, 상기 고정자 코어(10)는, 회전자가 삽입되는 내경부보다 크고, 외경부보다는 상대적으로 작은 외경을 가지는 바디부(120)와, 축중심에 대해서 소정의 각도마다 내경부에서 외경부까지 연장형성되는 다수개의 티스부(130)와, 상기 바디부(120)의 내경부 측의 내측 슬롯(111)과 외경부 측의 외측 슬롯(112)으로 각각 형성되고, 코일이 축중심에서 외경방향으로 권취되는 슬롯부(110)을 포함하여 구성된다.Meanwhile, the stator core 10 has a body portion 120 having an outer diameter larger than the inner diameter portion into which the rotor is inserted and relatively smaller than the outer diameter portion, and extending from the inner diameter portion to the outer diameter portion at predetermined angles with respect to the axis center. It is formed of a plurality of tooth parts 130, an inner slot 111 on the inner diameter side of the body part 120, and an outer slot 112 on the outer diameter side, respectively, and the coil is formed in the outer diameter direction from the axis center It is configured to include a slot portion 110 that is wound.

상기 고정자 코어(10)는, 회전축을 포함하는 평면에 대해서 상호 대칭되도록 2분할되어 구비되는 것을 특징으로 한다.The stator core 10 is characterized in that it is provided by being divided into two to be mutually symmetrical with respect to the plane including the rotation shaft.

이때, 상기 티스부(130)는, 내경부 단부에서 외주면까지 연장하여 형성되고, 소정의 각도를 가지고 내경부 단부에서 외주면으로 점차적으로 두께가 증가하도록 형성되며, 외주면은 소정의 곡률을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the tooth portion 130 is formed to extend from the end of the inner diameter to the outer circumferential surface, has a predetermined angle and gradually increases in thickness from the end of the inner diameter to the outer circumferential surface, and the outer circumferential surface is formed to have a predetermined curvature characterized by being

한편, 상기 슬롯부(110)는, 각 티스부(130) 사이에 형성되고, 상기 바디부(120)의 내경부 측의 내측 슬롯(111)과 외경부 측의 외측 슬롯(112)으로 각각 형성되고, 코일이 축중심에서 외경방향으로 권취되는 슬롯부(110)을 포함하여 구성된다.On the other hand, the slot portion 110 is formed between each tooth portion 130, and is formed of an inner slot 111 on the inner diameter side of the body portion 120 and an outer slot 112 on the outer diameter side, respectively. And, the coil is configured to include a slot portion 110 wound in the outer diameter direction from the axis center.

상기 외측 슬롯(112)은 외경부 측으로 개구되어 있는 것을 특징으로 한다.The outer slot 112 is characterized in that it is opened toward the outer diameter.

그리고, 상기 슬롯 인슐레이터(20)는, 상기 고정자 코어(10)의 외부형상에 대응되는 형상으로 구비되고, 상기 고정자 코어(10)의 중심축에 수직방향으로 4분할되어 구비되고, 고정자 코어(10)의 상하방향에서 각각 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, the slot insulator 20 is provided in a shape corresponding to the external shape of the stator core 10, and is divided into 4 parts in a direction perpendicular to the central axis of the stator core 10, and the stator core 10 ) characterized in that each is coupled in the vertical direction of.

그리고, 엔드 코일이 인출되는 측에 슬롯 인슐레이터(20)에는, 상기 인출선을 외부환경으로 부터 절연시키고 위치를 고정시키며, 외부단자와 통전하는 하네스 결합단자(310)가 일측에 구비되는 버스바(30)가 안착되어 결합하는 결합홈이 구비되고, 상기 결합홈은 상기 버스바(30)의 일측에 대응되는 위치에 대응하는 형상으로 구비되는 결합돌기가 삽입되어 가결합 후, 초음파 융착으로 고정결합 하는 것을 특징으로 한다.In addition, on the slot insulator 20 on the side where the end coil is drawn, a bus bar having a harness coupling terminal 310 on one side that insulates the lead wire from the external environment, fixes the position, and conducts electricity with the external terminal ( 30) is seated and coupled with a coupling groove, and the coupling groove has a coupling protrusion provided in a shape corresponding to a position corresponding to one side of the bus bar 30. After temporary coupling, fixed coupling by ultrasonic fusion It is characterized by doing.

다음으로 상기의 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리를 이용한 제조 방법에 있어서, 수직 2분할된 고정자 코어(10)와, 상기 고정자 코어(10)의 상하 방향에서 삽입되는 4분할된 슬롯 인슐레이터(20)를 장착하고, 와인딩 작업을 준비하는 단계; 2분할된 고정자 코어(10)의 각 슬롯에 축중심에서 방사상 방향으로 코일을 권취하는 단계; 코일이 권취된 2분할 고정자 코어(10)를 결합할 위치에 고정하고, 접합부위 외경에 용접하여 결합하는 단계; 버스바(30)를 엔드 코일이 인출된 버스바(30)측에 가조립하여 위치를 잡은 후, 결합부위를 초음파 융착으로 고정하는 단계; 엔드 코일을 상기 버스바(30)에 구비된 하네스 결합단자(310)와 퓨징(fusing)하는 단계;를 포함하여 구성된다.Next, in the manufacturing method using the stator assembly for a toroidal motor having the split core, the stator core 10 divided into two vertically and the slot divided into four slots inserted in the vertical direction of the stator core 10 Mounting the insulator 20 and preparing for a winding operation; Winding a coil in a radial direction from an axis center in each slot of the stator core 10 divided into two parts; fixing the coil-wound stator core 10 at a position to be joined, and welding and coupling the two-segment stator core 10 to the outer diameter of the joint; After temporarily assembling and positioning the bus bar 30 on the side of the bus bar 30 from which the end coil is pulled out, fixing the coupling part by ultrasonic welding; It is configured to include; fusing the end coil with the harness coupling terminal 310 provided on the bus bar 30.

이때, 2분할된 고정자 코어(10)에 각각, 축중심에서 외경방향으로 코일을 권취한 후, 고정자 코어(10)를 결합하는 것을 특징으로 하는 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리를 이용한 제조 방법을 제공하게 된다.At this time, a stator assembly for a toroidal motor having a split core characterized in that the stator core 10 is coupled to each of the two divided stator cores 10 after winding the coil in the outer radial direction from the shaft center. The manufacturing method used is provided.

본 발명의 실시 예에 의한 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리의 구성 및 이를 제조하는 방법에 의할 때, 수직형 와인딩 방식에 따른 불량율을 현저하게 개선하는 것과 더불어, 권취되는 권선수를 획기적으로 높일 수 있어서 모터 성능 및 효율을 향상 시킬 수 있게 된다.According to the configuration of the stator assembly for a toroidal motor having a split core and the method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention, the defect rate according to the vertical winding method is significantly improved, and the number of windings to be wound can be dramatically increased, thereby improving motor performance and efficiency.

아울러, 불량율 감소 및 향상된 모터 효율로 인하여 제조원가를 절감하고, 운전에 따른 에너지 비용을 절감할 수 있다는 경제적인 효과까지도 기대할 수 있다.In addition, due to the reduced defect rate and improved motor efficiency, an economic effect of reducing manufacturing costs and energy costs associated with operation can be expected.

도 1 내지 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리의 전체구성 및 각 주요부 구성을 나타낸 도면이다.1 to 5 are views showing the overall configuration and each main part configuration of a stator assembly for a toroidal motor having a split core according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the suggested embodiments, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention will be able to easily propose other embodiments within the scope of the same spirit.

도 1 내지 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리의 전체구성 및 각 주요부 구성을 나타낸 도면이다.1 to 5 are views showing the overall configuration and each main part configuration of a stator assembly for a toroidal motor having a split core according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리는 중심축을 포함하면 평면에 대해서 상호 대칭되게 2분할된 고정자 코어(10)와, 상기 분할된 고정자 코어(10)의 형상에 대응되는 슬롯 인슐레이터(20)와, 엔드코일이 형성되는 코일 보빈측에 구비되고, 상기 엔드 코일을 외부환경으로 부터 절연시키고 위치를 고정시키며, 외부단자와 통전하는 하네스 결합단자(310)가 일측에 구비되는 버스바(30)를 포함하여 구비된다.Referring to the drawings, a stator assembly for a toroidal motor having a split core according to an embodiment of the present invention includes a stator core 10 divided into two symmetrically with respect to a plane including a central axis, and the divided stator core A slot insulator 20 corresponding to the shape of (10) and a harness coupling terminal provided on the side of the coil bobbin where the end coil is formed, insulates the end coil from the external environment, fixes the position, and conducts electricity with the external terminal 310 is provided, including the bus bar 30 provided on one side.

본 발명의 실시 예에 따른 구성은 토로이달 모터에 적용되는 수직형 권선방식을 채택하는 고정자에 적용되는 것이다.The configuration according to the embodiment of the present invention is applied to a stator adopting a vertical winding method applied to a toroidal motor.

축중심에서 외경방향으로 또는 고정자 코어(10)의 외측에서 축중심으로 방향으로의 권선방식은 기존의 축중심에 대해서 소정의 각도에 대해서 균일하게 방사상으로 배치되는 슬롯와 티스부(130)에 원주방향으로 권취되는 방식과는 권선방향이 정반대방향으로 진행하게 된다.The winding method in the direction from the shaft center to the outer diameter or from the outside of the stator core 10 to the shaft center is the circumferential direction of the slots and teeth 130 that are uniformly radially arranged at a predetermined angle with respect to the existing shaft center The winding direction proceeds in the opposite direction to that of the winding method.

따라서, 기존의 권선방식과 비교할 때, 수직방향의 권선방식으로는 작업의 난이도로 인해서 슬롯 내부에 권취되는 권선의 수가 현저히 적을 수 밖에 없어서 모터의 효율을 높이는 데 한계가 있다.Therefore, compared to the conventional winding method, the vertical winding method has a limit in increasing the efficiency of the motor because the number of windings wound inside the slot is inevitably reduced due to the difficulty of the work.

따라서, 상기와 같은 수직형 권선방식을 채택하는 토로이달 모터의 고정자에 있어서, 모터의 효율을 높히기 위해서 한 슬롯내에 보다 많은 수의 권선의 권취를 위해서 분할 코어방식을 채택하는 것을 본 발명에서 제공하고자 한다.Therefore, in the stator of the toroidal motor adopting the vertical winding method as described above, the present invention provides that the split core method is adopted for winding a larger number of windings in one slot in order to increase the efficiency of the motor. do.

우선, 본 발명의 실시 예에 따른 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리는의 구성에 있어서 우선 고정자 코어(10)의 구성을 먼저 살펴보기로 한다.First, in the configuration of the stator assembly for a toroidal motor having a split core according to an embodiment of the present invention, the configuration of the stator core 10 will be first reviewed.

상기 고정자 코어(10)는 코일 보빈이 권취되는 슬롯이 다수개 구비되고, 중심축에 대해서 소정의 외경을 가지는 바디부(120)를 중심으로 내측 및 외측에 형성되는 티스부(130) 사이에 형성되는 슬롯이 형성되고, 회전축을 포함하는 평면에 대해서 상호 대칭되도록 2분할되어 구비된다.The stator core 10 is provided with a plurality of slots in which coil bobbins are wound, and is formed between tooth portions 130 formed on the inner and outer sides of the body portion 120 having a predetermined outer diameter with respect to the central axis. A slot is formed, and is divided into two to be symmetrical to each other with respect to the plane including the rotation axis.

상기 고정자 코어(10)는, 회전자가 삽입되는 내경부보다 크고, 외경부보다는 상대적으로 작은 외경을 가지는 바디부(120)와, 축중심에 대해서 소정의 각도마다 내경부에서 외경부까지 연장형성되는 다수개의 티스부(130)와, 상기 바디부(120)의 내경부 측의 내측 슬롯(111)과 외경부 측의 외측 슬롯(112)으로 각각 형성되고, 코일이 축중심에서 외경방향으로 권취되는 슬롯부(110)을 포함하여 구성된다.The stator core 10 has a body portion 120 having an outer diameter larger than the inner diameter portion into which the rotor is inserted and relatively smaller than the outer diameter portion, and extending from the inner diameter portion to the outer diameter portion at predetermined angles with respect to the shaft center. It is formed of a plurality of teeth parts 130, an inner slot 111 on the inner diameter side of the body part 120, and an outer slot 112 on the outer diameter side, respectively, and the coil is wound in the outer diameter direction from the axis center. It is configured to include the slot portion 110.

상기 고정자 코어(10)에는 회전자가 삽입되는 내경부가 형성되고, 축중심에서 상기 내경부 보다는 크고, 외경부보다는 작은 외경을 가지고 소정의 두께를 가지는 환형의 바디부(120)가 형성된다.The stator core 10 has an inner diameter portion into which the rotor is inserted, and an annular body portion 120 having an outer diameter larger than the inner diameter portion and smaller than the outer diameter portion at the shaft center and having a predetermined thickness.

한편, 티스부(130)는 축중심에서 소정의 각도 마다 방사상으로 내경부에서 외경부까지 연장하여 형성된다. 상기 티스부(130)의 폭은 소정의 각도에 대해서 내경부에서 외경부로 점차 두꺼워지도록 형성된다.Meanwhile, the tooth portion 130 is formed to radially extend from the inner diameter portion to the outer diameter portion at predetermined angles from the axis center. The width of the tooth portion 130 is formed to gradually become thicker from the inner diameter to the outer diameter with respect to a predetermined angle.

그리고, 상기 각 티스부(130)의 외주면은 소정의 곡률을 가지도록 형성된다. 상기 곡률은 고정자 코어(10)의 외경과 동일한 치수를 가진다.Also, the outer circumferential surface of each tooth portion 130 is formed to have a predetermined curvature. The curvature has the same dimension as the outer diameter of the stator core (10).

이때, 상기 바디부(120)를 기준으로 내경부측과 외경부 방향으로 상기 각 티스부(130)사이에 슬롯이 내측 슬롯(111)과 외측 슬롯(112)이 형성된다. 상기와 같은 슬롯 형상으로 인해서 일반적으로 티스부(130)에 권취하여 원주방향으로 권취하는 방식과는 달리, 본 발명의 바디부(120)을 중심으로 내경부에서 외경부 방향 또는 외경부에서 내경부 방향으로 권취되는 와인딩 방식을 적용한다.At this time, an inner slot 111 and an outer slot 112 are formed between the tooth parts 130 in the direction of the inner diameter part and the outer diameter part based on the body part 120 . Due to the slot shape as described above, unlike the method of generally winding around the tooth portion 130 and winding in the circumferential direction, the body portion 120 of the present invention is centered from the inner diameter to the outer diameter or from the outer diameter to the inner diameter. A winding method that is wound in one direction is applied.

즉, 본 발명의 실시 예에서는 상기 바디부(120)가 일반적인 모터의 고정자에서의 티스부(130) 역할을 수행하게 된다. 다만, 상기와 같은 와인딩 방식에 의할 때, 와인딩 머신이 고정자 코어(10)의 내경부에서 외경부 방향으로 또는 외경부에서 내경부 방향으로 권취 작업을 수행해야 하는 조건으로 인해서 작업이 까다롭고, 불량률이 발생할 가능성이 높으며, 슬롯내에 권취되는 코일의 턴(turn)수가 일반적인 방식에 비해서 현저히 적을 수 밖에 없다는 단점이 잇다.That is, in the embodiment of the present invention, the body part 120 serves as the tooth part 130 in the stator of a general motor. However, when using the above winding method, the work is difficult due to the condition that the winding machine must perform winding work from the inner diameter to the outer diameter of the stator core 10 or from the outer diameter to the inner diameter. There is a high probability of occurrence of defects, and there are disadvantages in that the number of turns of the coil wound in the slot is significantly smaller than that of the general method.

따라서, 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해서 고정자 코어(10)를 축중심을 포함하는 평면에 대해서 상호 대칭되도록 수직 2분할하는 것을 적용하기로 한다.Therefore, in order to solve the above problems, it is applied to divide the stator core 10 into two vertical parts symmetrically with respect to the plane including the axis center.

한편, 슬롯 인슐레이터(20)는, 상기 고정자 코어(10)의 티스부(130)와 슬롯에 대응하는 형상으로 구비되고, 코일 보빈과 상기 티스부(130)와 슬롯사이에 개재되어 고정자 코어(10)와 코일 보빈사이에 절연을 시키는 역할을 수행한다.Meanwhile, the slot insulator 20 is provided in a shape corresponding to the tooth portion 130 and the slot of the stator core 10, and is interposed between the coil bobbin, the tooth portion 130, and the slot, so that the stator core 10 ) and serves to insulate between the coil bobbin.

상기 슬롯 인슐레이터(20)는 상기 2분할된 고정자 코어(10) 상하방향으로 삽입하여 조립이 가능하도록 중심축의 수직방향으로 2분할되어 구비된다. 즉, 하나의 고정자 코어(10)에 대해서는 중심축에 대해서 수직방향으로 4분할되어 구비된다.The slot insulator 20 is divided into two parts in a direction perpendicular to the central axis so that the two parts of the stator core 10 can be inserted vertically and assembled. That is, with respect to one stator core 10, it is provided by being divided into 4 parts in the vertical direction with respect to the central axis.

한편, 상기 코일 보빈의 인출선이 위치하는 측의 고정자 코어(10)의 일단에 구비되고, 상기 인출선을 외부환경으로 부터 절연시키고 위치를 고정시키며, 외부단자와 통전하는 하네스 결합단자(310)가 일측에 구비되는 버스바(30)가 구비된다.On the other hand, a harness coupling terminal 310 provided at one end of the stator core 10 on the side where the lead line of the coil bobbin is located, insulates the lead line from the external environment, fixes the position, and conducts electricity with the external terminal A bus bar 30 provided on one side is provided.

상기 고정자 코어(10)는 중심축을 포함하는 평면에 대해서 2분할되어 구비 되고, 각각의 고정자 코어(10)에 대해서 와인딩 작업이 완료된 이후에, 외경부에 용접작업을 통해서 하나의 고정자로 결합하게 된다.The stator core 10 is provided by being divided into two on a plane including the central axis, and after the winding operation is completed for each stator core 10, it is combined into one stator through a welding operation on the outer diameter. .

한편, 상기 슬롯부(110)는 각 티스부(130) 사이에 형성되고, 상기 바디부(120)의 내경부 측의 내측 슬롯(111)과 외경부 측의 외측 슬롯(112)으로 각각 형성되고, 코일이 축중심에서 외경방향 또는 외경부측에서 축중심 방향으로 권취되는 슬롯부(110)을 포함하여 구성된다.On the other hand, the slot portion 110 is formed between each tooth portion 130, and is formed of an inner slot 111 on the inner diameter side of the body portion 120 and an outer slot 112 on the outer diameter side, respectively. , The coil is configured to include a slot portion 110 in which the coil is wound in an outer diameter direction from the axis center or in an axis center direction from the outer diameter portion side.

상기 외측 슬롯(112)은 티스부(130)를 제외하고는 외경부 측으로 개구되어 있으며, 상기 티스부(130)는 하우징 등과 결합하여 슬롯 내부를 차폐하게 된다.The outer slot 112 is open toward the outer diameter except for the tooth portion 130, and the tooth portion 130 is combined with a housing to shield the inside of the slot.

한편, 엔드 코일이 인출되는 측에 슬롯 인슐레이터(20)에는, 상기 인출선을 외부환경으로 부터 절연시키고 위치를 고정시키며, 외부단자와 통전하는 하네스 결합단자(310)가 일측에 구비되는 버스바(30)가 안착되어 결합하는 결합홈이 구비된다.On the other hand, on the slot insulator 20 on the side where the end coil is drawn, a bus bar having a harness coupling terminal 310 on one side that insulates the lead wire from the external environment, fixes the position, and conducts electricity with the external terminal ( 30) is provided with a coupling groove in which it is seated and coupled.

상기 결합홈은 상기 버스바(30)의 일측에 대응되는 위치에 대응하는 형상으로 구비되는 결합돌기가 삽입되어 가결합 후, 초음파 융착으로 영구결합하게 된다.In the coupling groove, a coupling protrusion having a shape corresponding to a position corresponding to one side of the bus bar 30 is inserted, temporarily coupled, and then permanently coupled by ultrasonic welding.

상기 버스바(30)에는, 권취된 권선에서 인출된 엔드 코일을 상기 하네스 결합단자(310) 측으로 안내하는 가이드 레일 등이 구비되고, 엔드 코일을 외부로부터 절연시키는 구조를 제공하게 된다.The bus bar 30 is provided with a guide rail for guiding the end coil drawn from the wound wire toward the harness coupling terminal 310, and provides a structure for insulating the end coil from the outside.

상기와 같은 구성을 가지는 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리는 다음과 같은 공정을 통해서 제조 내지는 조립되게 된다.A stator assembly for a toroidal motor having a split core having the above configuration is manufactured or assembled through the following process.

우선 일차적으로 수직 2분할된 고정자 코어(10)을 준비하고, 상기 고정자 코어(10)의 상하 방향에서 삽입되는 4분할된 슬롯 인슐레이터(20)를 장착하는 작업을 통해서 와인딩 작업을 준비하는 단계가 수행된다.First, a step of preparing for a winding operation is performed by first preparing a stator core 10 divided into two vertically and mounting a four-divided slot insulator 20 inserted from the vertical direction of the stator core 10. do.

다음으로, 2분할된 고정자 코어(10)의 각 슬롯에 축중심에서 외경부측으로 또는 외경부에서 축중심 방향으로 코일을 권취하는 단계가 수행된다. 상기 권취작업은 분할된 코어에 대해서 개별적으로 수행하게 된다.Next, a step of winding a coil from the shaft center to the outer diameter side or from the outer diameter portion to the shaft center direction is performed in each slot of the two-divided stator core 10 . The winding operation is performed individually for the divided cores.

상기 권취작업이 완료되면, 코일이 권취된 2분할 고정자 코어(10)를 결합할 위치에 고정하고, 접합부위 외경에 용접하여 결합하는 단계가 수행된다.When the winding operation is completed, a step of fixing the two-segment stator core 10 with coils wound thereon to a position to be joined and welding to the outer diameter of the junction is performed.

상기 용접작업을 수행하기 전에 동심도, 외경 및 직각도 등을 점검한 후에 용접작업을 수행하게 된다. 본 발명의 실시 예에서는 레이저 용접을 적용하고 있으나, 다양한 용접방법을 적용하는 것이 가능하다.Before performing the welding operation, concentricity, outer diameter, perpendicularity, etc. are checked, and then the welding operation is performed. Although laser welding is applied in the embodiment of the present invention, it is possible to apply various welding methods.

다음으로, 버스바(30)를 엔드 코일이 인출된 버스바(30)측에 가조립하여 위치를 잡은 후, 결합부위를 초음파 융착으로 고정하는 단계를 수행하게 된다.Next, after temporarily assembling and positioning the bus bar 30 on the side of the bus bar 30 from which the end coil is drawn out, a step of fixing the coupled portion by ultrasonic welding is performed.

상기 작업 이전 또는 이후에 엔드 코일을 상기 버스바(30)에 구비된 하네스 결합단자(310)와 퓨징(fusing)하는 단계를 수행하게 된다.A step of fusing the end coil with the harness coupling terminal 310 provided on the bus bar 30 is performed before or after the above operation.

상기와 같은 제조 단계를 통해서, 2분할된 고정자 코어(10)를 이용하여 코일을 권취하여 토로이달 모터용 고정자 어셈블리를 이용한 제조 방법을 제공하게 된다.Through the above manufacturing steps, a manufacturing method using a stator assembly for a toroidal motor by winding a coil using the stator core 10 divided into two parts is provided.

상기와 같은 본 발명의 실시 예에 의한 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리의 구성 및 이를 제조하는 방법에 의할 때, 수직형 와인딩 방식에 따른 불량율을 현저하게 개선하는 것과 더불어, 권취되는 권선수를 획기적으로 높일 수 있어서 모터 성능 및 효율을 향상 시킬 수 있게 된다.When the stator assembly for a toroidal motor having a split core according to the embodiment of the present invention as described above and the method for manufacturing the same are used, the defect rate according to the vertical winding method is significantly improved, and the winding It is possible to dramatically increase the number of windings, thereby improving motor performance and efficiency.

아울러, 불량율 감소 및 향상된 모터 효율로 인하여 제조원가를 절감하고, 운전에 따른 에너지 비용을 절감할 수 있다는 경제적인 효과까지도 기대할 수 있다.In addition, due to the reduced defect rate and improved motor efficiency, an economic effect of reducing manufacturing costs and energy costs associated with operation can be expected.

10. 고정자 코어 110. 슬롯부
120. 바디부 130. 티스부
20. 슬롯 인슐레이터 30. 버스바
310. 하네스 결합단자 111. 내측 슬롯
112. 외측 슬롯 10. Stator core 110. Slot part
120. Body part 130. Teeth part
20. Slot insulator 30. Bus bar
310. Harness coupling terminal 111. Inner slot
112. Outer slot

Claims (7)

토로이달 모터용 고정자 어셈블리에 있어서,
코일 보빈이 권취되는 슬롯이 다수개 구비되고, 중심축에 대해서 소정의 외경을 가지는 바디부(120)를 중심으로 내측 및 외측에 형성되는 티스부(130) 사이에 형성되는 슬롯이 형성되고, 회전축을 포함하는 평면에 대해서 상호 대칭되도록 2분할되어 구비되는 고정자 코어(10);
상기 티스부(130)와 슬롯에 대응하는 형상으로 구비되고, 코일 보빈과 상기 티스부(130)와 슬롯사이에 개재되며, 중심축에 대해서 수직방향으로 4분할되어 조립가능한 슬롯 인슐레이터(20);
상기 코일 보빈의 인출선이 위치하는 측의 고정자 코어(10)의 일단에 구비되고, 상기 인출선을 외부환경으로 부터 절연시키고 위치를 고정시키며, 외부단자와 통전하는 하네스 결합단자(310)가 일측에 구비되는 버스바(30);를 포함하여 구비되고,
상기 고정자 코어(10)는 중심축을 포함하는 평면에 대해서 2분할 되고, 각각의 고정자 코어(10)에 대해서 와인딩 작업이 완료된 이후에, 외경부에 용접으로 결합하는 것을 특징으로 하는 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리.In the stator assembly for a toroidal motor,
A plurality of slots in which the coil bobbin is wound are provided, and slots are formed between the tooth parts 130 formed on the inside and outside of the body part 120 having a predetermined outer diameter with respect to the central axis, and the rotation axis A stator core 10 provided by being divided into two to be symmetrical to each other with respect to a plane including;
a slot insulator 20 provided in a shape corresponding to the tooth portion 130 and the slot, interposed between a coil bobbin and the tooth portion 130 and the slot, and divided into four parts in a vertical direction with respect to a central axis and assembled;
A harness coupling terminal 310 is provided on one end of the stator core 10 on the side where the lead wire of the coil bobbin is located, insulates the lead wire from the external environment, fixes the position, and conducts electricity with the external terminal. It is provided including; a bus bar 30 provided in
The stator core 10 is divided into two with respect to the plane including the central axis, and after the winding operation is completed for each stator core 10, it is provided with a split type core characterized in that it is joined to the outer diameter by welding. stator assembly for toroidal motors. 제 1항에 있어서,
상기 고정자 코어(10)는,
회전자가 삽입되는 내경부보다 크고, 외경부보다는 상대적으로 작은 외경을 가지는 바디부(120)와,
축중심에 대해서 소정의 각도마다 내경부에서 외경부까지 연장형성되는 다수개의 티스부(130)와,
상기 바디부(120)의 내경부 측의 내측 슬롯(111)과 외경부 측의 외측 슬롯(112)으로 각각 형성되고, 코일이 축중심에서 외경방향으로 권취되는 슬롯부(110)을 포함하여 구성되고,
상기 고정자 코어(10)는, 회전축을 포함하는 평면에 대해서 상호 대칭되도록 2분할되어 구비되는 것을 특징으로 하는 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리.According to claim 1,
The stator core 10,
A body portion 120 having an outer diameter larger than the inner diameter into which the rotor is inserted and relatively smaller than the outer diameter;
A plurality of teeth portions 130 extending from the inner diameter to the outer diameter at predetermined angles with respect to the axis center;
The body portion 120 is formed of an inner slot 111 on the inner diameter side and an outer slot 112 on the outer diameter side, respectively, and includes a slot portion 110 in which a coil is wound in an outer diameter direction from an axis center. become,
The stator core 10 is a stator assembly for a toroidal motor having a split core, characterized in that the stator core 10 is divided into two so as to be symmetrical to each other with respect to a plane including a rotation shaft. 제 2 항에 있어서,
상기 티스부(130)는,
내경부 단부에서 외주면까지 연장하여 형성되고, 소정의 각도를 가지고 내경부 단부에서 외주면으로 점차적으로 두께가 증가하도록 형성되며,
외주면은 소정의 곡률을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리.According to claim 2,
The tooth portion 130,
It is formed to extend from the end of the inner diameter to the outer circumferential surface, and is formed so that the thickness gradually increases from the end of the inner diameter to the outer circumferential surface at a predetermined angle,
A stator assembly for a toroidal motor having a split core, characterized in that the outer circumferential surface is formed to have a predetermined curvature. 제 3항에 있어서,
상기 슬롯부(110)는,
각 티스부(130) 사이에 형성되고, 상기 바디부(120)의 내경부 측의 내측 슬롯(111)과 외경부 측의 외측 슬롯(112)으로 각각 형성되고, 코일이 축중심에서 외경방향으로 권취되는 슬롯부(110)을 포함하여 구성되며,
상기 외측 슬롯(112)은 외경부 측으로 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리.According to claim 3,
The slot portion 110,
It is formed between each tooth part 130, and is formed of an inner slot 111 on the inner diameter side of the body part 120 and an outer slot 112 on the outer diameter side, respectively, and the coil is formed in the outer diameter direction from the axis center It is configured to include a slot portion 110 that is wound,
The outer slot 112 is a stator assembly for a toroidal motor having a split core, characterized in that the opening toward the outer diameter. 제 4 항에 있어서,
상기 슬롯 인슐레이터(20)는,
상기 고정자 코어(10)의 외부형상에 대응되는 형상으로 구비되고,
상기 고정자 코어(10)의 중심축에 수직방향으로 4분할되어 구비되고, 고정자 코어(10)의 상하방향에서 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리.According to claim 4,
The slot insulator 20,
It is provided in a shape corresponding to the external shape of the stator core 10,
A stator assembly for a toroidal motor having a split core, characterized in that the stator core 10 is divided into four parts in a vertical direction to the central axis of the stator core 10 and coupled to each other in the vertical direction of the stator core 10. 제 5 항에 있어서,
엔드 코일이 인출되는 측에 슬롯 인슐레이터(20)에는,
상기 인출선을 외부환경으로 부터 절연시키고 위치를 고정시키며, 외부단자와 통전하는 하네스 결합단자(310)가 일측에 구비되는 버스바(30)가 안착되어 결합하는 결합홈이 구비되고,
상기 결합홈은 상기 버스바(30)의 일측에 대응되는 위치에 대응하는 형상으로 구비되는 결합돌기가 삽입되어 가결합 후, 초음파 융착으로 고정결합 하는 것을 특징으로 하는 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리.According to claim 5,
In the slot insulator 20 on the side where the end coil is drawn out,
A coupling groove is provided in which a bus bar 30 having a harness coupling terminal 310 that is insulated from the external environment, fixed in position, and energized with an external terminal is seated and coupled to the lead wire from the external environment,
The coupling groove is a toroidal having a split core, characterized in that a coupling protrusion provided in a shape corresponding to a position corresponding to one side of the bus bar 30 is inserted, temporarily coupled, and then fixedly coupled by ultrasonic fusion. Stator assembly for motor. 제 6항에 기재된 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리를 이용한 제조 방법에 있어서,
수직 2분할된 고정자 코어(10)와, 상기 고정자 코어(10)의 상하 방향에서 삽입되는 4분할된 슬롯 인슐레이터(20)를 장착하고, 와인딩 작업을 준비하는 단계;
2분할된 고정자 코어(10)의 각 슬롯에 축중심에서 방사상 방향으로 코일을 권취하는 단계;
코일이 권취된 2분할 고정자 코어(10)를 결합할 위치에 고정하고, 접합부위 외경에 용접하여 결합하는 단계;
버스바(30)를 엔드 코일이 인출된 버스바(30)측에 가조립하여 위치를 잡은 후, 결합부위를 초음파 융착으로 고정하는 단계;
엔드 코일을 상기 버스바(30)에 구비된 하네스 결합단자(310)와 퓨징(fusing)하는 단계;를 포함하여 구성되고,
2분할된 고정자 코어(10)에 각각, 축중심에서 외경방향으로 코일을 권취한 후, 고정자 코어(10)를 결합하는 것을 특징으로 하는 분할형 코어를 구비하는 토로이달 모터용 고정자 어셈블리를 이용한 제조 방법.In the manufacturing method using the stator assembly for a toroidal motor having the split core according to claim 6,
Mounting the stator core 10 divided into 2 vertical sections and the slot insulator 20 divided into 4 sections inserted in the vertical direction of the stator core 10, and preparing for a winding operation;
Winding a coil in a radial direction from an axis center in each slot of the stator core 10 divided into two parts;
fixing the coil-wound stator core 10 at a position to be joined, and welding and coupling the two-segment stator core 10 to the outer diameter of the joint;
After temporarily assembling and positioning the bus bar 30 on the side of the bus bar 30 from which the end coil is drawn, fixing the coupling part by ultrasonic welding;
It is configured to include; fusing the end coil with the harness coupling terminal 310 provided on the bus bar 30,
Manufacture using a stator assembly for a toroidal motor having a split core, characterized in that the stator core 10 is coupled to the stator core 10 after winding the coil in the outer radial direction from the axis center, respectively, on the stator core 10 divided into two parts. Way.
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