KR100616458B1 - 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법, 이를이용한 슬롯레스 모터의 제조방법 및 슬롯레스 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각의 코일군들이 겹쳐지는 부분의 부피를 최소화하도록 성형(forming)하여 전체 길이를 줄임과 동시에 점적률을 향상시키고 코일 어셈블리 생산설비의 투자비 최소화, 권선시간절감 및 성형시의 생산성을 향상시킬 수 있는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법, 이를 이용한 슬롯레스 모터의 제조방법 및 슬롯레스 모터에 관한 것이다.

본 발명은 본딩 와이어를 일방향으로 권선하여 소정수의 코일유닛을 형성하는 코일 권선단계와, 상기 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 코일유닛 각각의 양단부가 서로 대향하도록 중간부분에서 180도 절곡시켜 절곡된 코일유닛을 형성하기 위한 제1성형단계와, 소정수의 상기 절곡된 코일유닛의 장변이 각각 순차적으로 인접하여 위치되도록 편위시켜서 원통형으로 가조립한 후 외주부에 절연 테이프로 테이핑하여 원통형 코일 어셈블리를 준비하기 위한 코일유닛 조립단계와, 상기 가조립된 원통형 코일 어셈블리를 백 요크의 내부에 조립하여 압착 성형하는 제2성형단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

슬롯레스 스테이터, 원통형 권취필드, 스테이터 어셈블리

Description

슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법, 이를 이용한 슬롯레스 모터의 제조방법 및 슬롯레스 모터{Method for Making Stator Assembly for Use in Slotless Motor, Method for Making Slotless Motor and Slotless Motor Using the Same}

도 1a 및 도 1b는 종래의 슬롯레스 코어레스 모터의 원주방향 단면도 및 스테이터의 일부분에 대한 사시도,

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 제1실시예에 따른 코일 어셈블리를 제조하는 공정을 설명하기 위한 공정 사진,

도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 코일 어셈블리에 사용되는 하나의 코일유닛에 대한 권선 방법 및 코일유닛의 1차 성형(forming) 방법을 보여주는 사시도,

도 4a는 본 발명의 제1실시예에 따라 얻어진 3개의 1차 성형된 코일유닛의 조립방법을 설명하기 위한 권선의 전개도,

도 4b는 도 4a도의 U, V, W 각상의 1차 성형 권선의 분해 전개도,

도 4c는 코일유닛을 조립하는 데 사용되는 조립지그의 사시도,

도 4d는 본 발명의 3상 구동코일에 대한 Y방식 결선도,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 코일 어셈블리의 제조방법을 설명하기 위한 설명도,

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 코일 어셈블리의 2차 성형 방법을 설명하기 위한 공정 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 스테이터 어셈블리의 제조방법을 설명하기 위한 제조공정도,

도 8은 본 발명에 따른 스테이터 어셈블리를 사용하여 조립된 슬롯레스 코어레스 모터의 길이방향 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

10 ; 로터 12 ; 축

14 ; 영구자석 16a,16b ; 베어링

18 ; 케이싱 20 ; 스테이터 어셈블리

22 ; 백 요크 24 ; 코일 어셈블리

31 ; 절연 테이프 32 ; 코일유닛

32a ; 장변 32b ; 코일 리턴부

32c ; 시작선 32d ; 끝선

40 ; 조립지그 40a ; 돌기부

42-44 ; 코일유닛 42a-44d ; 장변

45a,45b ; 코일 리턴부 50 ; 프레스 성형장치

51 ; 실린더 51a,52a ; 단차부

52 ; 하측 외부 지그 53 ; 하측 중앙 지그

53a ; 선단부 53b ; 요홈

54 ; 상측지그 54a ; 봉

54b ; 요홈 320a-320c ; 코일유닛

L1-L3 ; 구동코일

본 발명은 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법, 이를 이용한 슬롯레스 모터의 제조방법 및 슬롯레스 모터에 관한 것으로, 특히 각각의 코일군들이 겹쳐지는 부분의 부피를 최소화하도록 성형(forming)하여 전체 길이를 줄임과 동시에 점적률을 향상시키고 코일 어셈블리 생산설비의 투자비 최소화, 권선시간절감 및 성형시의 생산성을 향상시킬 수 있는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법, 이를 이용한 슬롯레스 모터의 제조방법 및 슬롯레스 모터에 관한 것이다.

일반적으로 전기모터는 사용되는 용도에 따라 그 구조가 결정되며, 수만 RPM의 초고속 회전속도와 함께 관성 모멘트가 적어서 응답특성이 빠른 것을 요구하는 로봇의 팔 제어용, 치과 또는 외과 수술용 구동장치는 로터의 구조가 직경이 작은 대신에 가늘고 긴 형태로 이루어진 것이 관성 모멘트의 제어에 유리하다.

이러한 용도로 개발된 AC 또는 DC 브러시레스(brushless) 모터는 외부에 있는 아우터 스테이터와 스테이터 내부에 회전 가능하게 지지되는 인너 로터로 구성된다. 로터는 다수의 자극, 예를들어, 4, 6, 또는 8극의 N극 및 S극 자석으로 이루 어지며 이를 일방향으로 회전시키기 위해 스테이터는 다수의 권선이 스테이터 코어의 다수의 티스(teeth)와 슬롯(slot) 사이에 권취된 슬롯형 스테이터 구조를 이루고 있다.

이러한 슬롯형 스테이터는 권선을 설치하기가 어렵고 많은 시간을 필요로 하며 복잡한 고가의 설비를 요구한다. 또한 다수의 티스가 형성된 구조는 자기적인 불연속성을 유발하여 모터의 효율에 영향을 미치고 슬롯의 존재에 따라 코깅 토크(cogging torque)가 발생하게 된다. 더욱이 티스의 존재에 따라 특정위치에 위치할 수 있는 권선의 수가 제한되기도 하며 코일의 점적율이 낮아 모터 효율이 낮게 된다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 슬롯레스(slotless) 스테이터 구조를 갖는 기술이 개발되어 미합중국 특허 제5,197,180호에 제안되었다. 일반적으로 슬롯레스 스테이터의 제조는 슬롯형 코어를 갖는 스테이터에 비하여 상대적으로 어렵기 때문에 제조비용이 높아 널리 채용되고 있지 못하였다.

상기 제안은 이러한 제조의 어려움을 극복하기 위한 것으로 3상 브러시레스 DC(이하 "BLDC"라 한다) 모터인 경우 그의 제조방법을 이하에 간단하게 설명한다.

먼저 6각형으로 특수 설계된 권선지그(맨드렐; mandrel)와 전용 권선기에서 간격을 갖는 3개의 절연코일(insulated coil)을 일방향으로 권선한 후 맨드렐의 축방향으로 3 코일을 동시에 이동시키고, 상기와 반대방향으로 3코일을 동시에 권선하는 방식으로 순차적으로 바꿔가면서 동시에 권선하여 12개 코일 유닛(coil unit)으로 구성된 권선 어셈블리(winding assembly)를 형성한다. 그후 맨드렐로부터 권 선된 12개 코일 유닛의 권선 어셈블리를 흐트러짐을 억제한 상태에서 분리할 수 있도록 6각형 코일 유닛의 4 모서리에 고정용 테이프를 부착하고 권선 어셈블리를 분리시킨다. 그후 분리된 6각형 권선 어셈블리 사이에 에폭시 코팅된 파이버글라스로 이루어진 절연지를 삽입한다.

이어서 절연지가 삽입된 권선 어셈블리의 각 코일들이 6각형의 형상을 그대로 유지하도록 펼쳐 놓은 상태로 눌러서 평탄하게 하여 2층 구조의 평탄화된 웹(web)을 형성하고, 평탄화된 웹을 원형으로 말아서 권취 필드(wound field)를 형성한다. 그후 원형으로 말아진 권취 필드를 자기 귀환 경로를 형성하는 원통형태의 라미네이션 코어(lamination core)(즉, 백 요크) 내부에 삽입하고, 권취 필드 내부 공간으로 확장 가능한 4개의 축(arbor)(지그장치)을 넣고서 축을 방사방향으로 확장시킴에 의해 권취 필드를 방사방향으로 압착시키면서 압착시키는 중간에 권취 필드 내부로 절연재를 삽입한다.

그후 압축된 권취 필드를 오븐에서 열처리하여 권취 필드 사이에 삽입된 절연지를 경화시켜 권취 필드의 압착된 상태를 고정시킨다. 이렇게 제조된 스테이터 어셈블리(stator assembly)는 로터와 결합되어 모터를 완성하게 된다.

그런데 상기 종래의 스테이터 어셈블리 제조방법은 먼저 전용 권선기와 특수 설계된 권선지그를 사용하여야 하기 때문에 양산시 설비투자에 대한 부담이 높고, 각 권선 섹션별로 권선방향의 절환이 필요하여 전체적인 권선시간이 길게 소요되는 문제가 있다.

또한, 종래의 스테이터 어셈블리 제조방법은 권선-탭핑-편평화-원형 롤링-백 요크 인서트-권선 성형의 일련의 공정을 진행하기 위하여 적어도 3세트의 공정별 설비가 필요하고, 코일 권선 내측에서 원형으로 성형(forming)시키기 위하여 4개의 축을 가진 지그장치를 사용하므로 성형된 필드의 내부공간이 대략 4각 형상을 이루므로 동심도가 높지 못하여 로터와 스테이터 사이의 갭(gap)의 최소화가 어렵게 되며, 그 결과 모터의 효율에 나쁜 영향을 미치게 된다.

한편, 슬롯레스 BLDC 모터의 설계최적화는 공극내의 유효 자속밀도의 최대화, 최적화 및 공극내의 유효 도체수, 도체 직경 및 점적률의 최대화를 이루는 것이라고 볼 수 있으나, 실질적으로는 유효 도체수와 점적률의 최대화가 더 큰 변수로 작용하고 있으므로 효율적인 코일의 권선기술이 상기 모터의 품질과 가격 등을 좌우한다고 볼 수 있다.

상기 모터의 토크값(T)은 하기 수학식 1과 같이 표현된다.

상기 수학식 1에서 P: 로터의 폴수, a: 전기자 병렬회로수, Z: 전체의 도체수, I: 전류, Φ: 유효자속이다.

상기 수학식 1은 자기적, 기구적으로 결정된 공극내의 전체 도체수, 도체 직경, 자석의 세기, 코일의 병렬회로수 등의 상관관계를 나타내는 대표식이다. 즉, 주어진 공간 내에서 도체수와 전류(코일의 선경 및 전체 도체수(Z)에 의해 결정)와 유효자속(자석의 세기, 자로형상 및 종류)의 최대화가 가장 중요한 인자(factor)이다.

상기 인자 중에서 개선할 수 있는 부분은 공극내의 유효도체수를 증가시키기 위하여는 코일의 점적률을 향상시키고 평균길이를 감소시켜 전체 코일 어셈블리의 코일의 저항치를 낮추는 방법이 그 방안이라 할 수 있다.

상기 미합중국 특허 제5,197,180호의 경우 6각형의 코일을 권선한 후 편평하게 눌러 제조하는 방식이기 때문에 공극내의 유효도체수(Z1)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 유효공극해당면적(A1) 및 체적(V1) 내에서 단지 두 겹으로만 배치되므로 대 전류 구동이 필요할 경우 설계의 자유도가 많지 않고 필요 도체수에 맞춰 선경(D1)을 결정하여야 한다. 도 1a에서 부재번호 1은 2개의 자석으로 이루어진 로터, 2는 스테이터, 3은 백 요크, 4는 코일, 5는 케이스, 6은 회전축을 가리킨다. 이 경우 체적(V1)은 하기 수학식 2로 표현될 수 있다.

여기서,

, Dr= 로터 직경 +2×에어갭(air gap )이다.

이는 고속 대전류 구동이 필요할 경우 기구적으로 정해진 유효공극해당면적(A1)에 따라 유효도체수(Z1)와 선경(D1)이 결정되므로, 코일 직경에 반비례하는 상간저항값에 따른 발열량이 문제가 될 경우 설계의 자유도가 적어진다고 볼 수 있다.

이 경우 유효자속(Φ)을 키우면 로터(1) 직경이 커지면서 체적(V1)이 줄어들고, 반대로 체적(V1)을 키우면 기구적 요소에 의해 로터 직경이 줄어들어 유효자속 (Φ)은 줄어들 수밖에 없으므로 제한된 기구적 구조 내에서의 최적화는 어렵게 된다.

예를 들어, 모터의 외경이 커짐을 감수하고라도 체적(V1)을 키우기 위해 동일한 Dr에서 백 요크(3)의 직경을 키웠다고 가정할 때 상기 미합중국 특허 제5,197,180호의 경우에는 체적(V1)을 키워도 Dr이 같을 경우에는 유효공극해당면적(A1)은 동일하므로 유효도체수(Z1)와 선경(D1)은 동일 할 수밖에 없다.

이러한 단점을 해결하기 위해서는 제한된 체적(V1)에서 3겹 이상의 배치가 필요한데 상기 특허는 정렬권선에 의한 방식이므로 3겹 이상의 배치는 불가능하여 고가의 각진 코일(FLAT COIL)을 사용할 수밖에 없고, 이는 코일 단가를 상승시킴과 동시에 생산성을 악화시켜 전체 가격의 상승을 초래한다.

한편, 모터의 전체 길이를 좌우하는 코일 어셈블리의 전체 길이 측면에서 고찰하면, 미합중국 특허 제5,197,180호의 경우에는 6각형의 권선지그에서 권선된 후 탭핑하여 취출한 후, 편평화한 형상이므로, 각 코일 유닛의 인접 유닛과의 겹쳐지는 부분(즉, 회전력(토크)에 기여하지 않는 코일 리턴부)은 없으나 권선 리턴부분의 길이의 두 배만큼 코일 어셈블리는 길어지게 되므로, 그 결과 스페이스 팩터(space factor) 면에서 그만큼 불리할 수밖에 없다.

상기 미합중국 특허 제5,197,180호에서 코일 권선의 낮은 생산성과 높은 권선설비 비용의 문제점을 개선하기 위한 스테이터 어셈블리의 제조방법이 본 출원인에 의해 한국 특허 제390163호에 제안되었다.

상기 특허 제390163호에서는 3상 구동인 경우 동일방향으로 권선되고 연장부 에 의해 연결된 제1 및 제2 코일 유닛을 3세트 준비한 후, 각 코일 유닛의 제1 코일 유닛 그룹과 제2 코일 유닛 그룹의 대향한 2장변의 일측과 타측이 각각 순차적으로 인접하도록 배치하고 각 코일유닛의 2장변의 연결부(즉, 코일 리턴부)들이 순차적으로 겹쳐지도록 배치하여 정렬한 코일 어셈블리를 이용하고 있다.

상기 특허 제390163호에서는 제1코일 유닛 그룹과 제2코일 유닛 그룹이 각각 반원통형으로 압착 성형이 이루어지는 경우, 제1코일 유닛 그룹과 제2코일 유닛 그룹은 각각 상부와 하부에 3개 코일 유닛의 코일 리턴부가 중첩되어 배치되어 있다. 그런데, 이러한 회전력(토크)에 기여하지 않는 중첩 부분의 부피(3개의 유닛이 겹치는 부분)가 유효 도체 체적의 약 2.5배 정도가 되므로, 축방향 성형시 작업이 용이하지 못하고 전체 코일 어셈블리의 높이의 최소화에 한계가 있어 이를 개선할 필요성이 대두 되었다.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그의 제1목적은 코일 어셈블리의 양단부에 위치한 코일 리턴부에서 각각의 코일군들이 겹쳐지는 부분의 부피를 최소화하도록 성형(forming)하는 방식으로 전체 길이를 줄임에 의해 소형화를 도모할 수 있는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법, 이를 이용한 슬롯레스 모터의 제조방법 및 슬롯레스 모터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2목적은 다수의 코일유닛을 각각 일방향으로 권선한 후, 권선된 코일유닛들을 180도 절곡시킨 상태로 각 코일 유닛의 대향한 4장변이 각각 순차적 으로 인접하도록 배치하여 정렬하는 방식으로 코일 어셈블리를 제작함에 의해 코일 어셈블리 생산설비의 투자비 최소화, 권선시간절감 및 성형시의 생산성을 향상시킬 수 있는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법 및 이를 이용한 슬롯레스 모터의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제3목적은 로터의 극수에 따라 권선된 코일유닛을 적어도 1회 이상 절곡하여 사용하며, 절곡된 코일유닛은 절곡된 회수에 비례하여 복수개의 코일유닛과 동일한 효과를 나타내는 방식으로 로터의 극수가 증가함에 따라 코일 어셈블리의 작업효율과 코일유닛의 활용도를 높일 수 있는 슬롯레스 코어레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제4목적은 대전류 구동을 위하여 선경이 큰 코일을 이용하는 경우에도 높은 점적률을 유지하여 모터의 효율을 향상시킬 수 있는 슬롯레스 코어레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제5목적은 고속 대전류 구동이 필요할 경우에도 설계 자유도가 높은 슬롯레스 코어레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1특징에 따르면, 본 발명은 본딩 와이어를 일방향으로 권선하여 소정수의 코일유닛을 형성하는 코일 권선단계와, 상기 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 코일유닛 각각의 양단부가 서로 대향하도록 중간부분에서 180도 절곡시켜 절곡된 코일유닛을 형성하기 위한 제1성형단계와, 소정수의 상기 절곡된 코일유닛의 장변이 각각 순차적으로 인접하여 위치되도록 편위시켜서 원통형으로 가조립한 후 외주부에 절연 테이프로 테이핑하여 원통형 코일 어셈블리를 준비하기 위한 코일유닛 조립단계와, 상기 가조립된 원통형 코일 어셈블리를 백 요크의 내부에 조립하여 압착 성형하는 제2성형단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 제2특징에 따르면, 본 발명은 본딩 와이어를 일방향으로 권선하여 3개의 코일유닛을 형성하는 코일 권선단계와, 상기 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 3개의 코일유닛을 동일한 원주 내에 120도 간격으로 편위시켜 배치한 상태에서 3개의 코일유닛이 겹치는 중앙부분을 눌러서 절곡시킴에 의해 동시에 성형하기 위한 제1성형단계와, 상기 원통형으로 성형된 3개 코일유닛의 외주부에 절연 테이프로 테이핑하여 원통형 코일 어셈블리를 준비하는 단계와, 상기 조립된 원통형 코일 어셈블리를 백 요크의 내부에 조립하여 코일 어셈블리를 압착 성형하는 제2성형단계와, 상기 압착 성형된 코일 어셈블리의 내부에 양단부가 회전 가능하게 지지되는 로터를 결합하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법을 제공한다.

상기 코일유닛은 스테이터 어셈블리와 조합되는 슬롯레스 코어레스 모터의 로터의 극수에 1/2배 만큼 절곡된다. 따라서, 본 발명에서는 토크 상승을 위해 극수가 증가하는 경우 코일유닛의 절곡회수도 증가하므로 작업효율과 코일 활용도가 높아지게 된다.

또한, 스테이터 어셈블리의 제조방법은 상기 제2성형단계 전에 모터의 구동 방식에 따라 코일유닛 각각의 단부를 결선하는 단계와, 상기 제2성형단계 다음에 성형된 코일을 고정시키기 위하여 코일을 통전시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 코일유닛 각 단부의 결선은 상기 코일 어셈블리를 구성하는 3 코일유닛 각각의 시작선을 U, V, W상의 시작선으로 설정하고, 각각의 끝선을 하나로 묶어서 중성점으로 설정한다.

상기 코일유닛의 대향하는 장변사이의 거리는 (조합되는 코일유닛의 수-1)와 코일유닛의 폭(W)의 곱으로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제조방법은 상기 권선된 코일유닛 각각의 시작선과 끝선이 풀리는 것을 방지하도록 절연 테이프를 사용하여 적어도 1 이상 지점을 고정시키기 위한 코일유닛 테이핑단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제2성형공정은 가조립된 원통형 코일 어셈블리를 원통형 백 요크에 조립하는 단계와, 상기 조립체를 원통형 프레스 성형장치의 원통형 실린더 내에 삽입하는 단계와, 길이방향으로 다수의 슬릿이 형성되어 있어 원주방향으로 유동이 가능하며 중앙부에 요홈이 형성된 하측 중앙 지그를 상기 원통형 코일 어셈블리의 내부로 상승시켜 코일을 원주방향으로 1차 압착 성형하는 단계와, 상기 하측 중앙 지그를 둘러싸는 하측 외부지그를 상승시켜 코일 어셈블리의 하단부 코일을 압착시키는 단계와, 상측지그로부터 돌출된 봉을 하측 중앙지그의 요홈에 삽입하여 요홈 형성 부분을 원주방향으로 변위시킴에 의해 코일 어셈블리의 코일에 대한 2차 압착과 코일 어셈블리의 상단부 코일에 대한 압착을 실시하도록 상측지그를 하강시킴과 동 시에 하측 중앙 지그를 상승시키는 단계로 구성된다.

상기 제1 및 제2 특징에 따른 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법을 이용하는 경우 압착 성형된 코일 어셈블리의 내부에 양단부가 회전 가능하게 지지되는 로터를 결합하는 것에 의해 슬롯레스 모터를 제조할 수 있다.

한편, 상기 슬롯레스 모터의 제조방법에 따라 얻어지는 슬롯레스 모터는 양단이 회전 가능하게 케이스에 지지되는 축과, 다수의 극수를 갖는 영구자석을 구비하며 상기 축의 외주에 결합된 원통형 로터와, 상기 로터와 소정의 간격을 두고 원주방향으로 배열된 스테이터 어셈블리로 구성되고, 상기 스테이터 어셈블리는 각각 일방향으로 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 접혀진 장변의 길이가 서로 동일하도록 코일유닛을 적어도 1회 이상 절곡시킨 상태에서 상기 절곡된 코일유닛의 장변이 각각 순차적으로 인접하여 위치되도록 편위시켜 원통형으로 조립된 원통형 코일 어셈블리와, 상기 원통형 코일 어셈블리와 케이스 사이에 배치되어 코일에 대한 자기 귀환 경로로 작용하는 백 요크로 구성되며, 상기 코일유닛은 스테이터 어셈블리와 조합되는 로터의 극수에 1/2배 만큼 절곡되는 것을 특징으로 한다.

또한, 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 슬롯레스 모터는 양단이 회전 가능하게 케이스에 지지되는 축과, 다수의 극수를 갖는 영구자석을 구비하며 상기 축의 외주에 결합된 원통형 로터와, 상기 로터와 소정의 간격을 두고 원주방향으로 배열된 스테이터 어셈블리로 구성되고, 상기 스테이터 어셈블리는 각각 일방향으로 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 3개의 코일 유닛을 동일한 원주 내에 120도 간격으로 편위시켜 배치한 상태에서 3개의 코일유닛이 겹치는 중앙부분을 눌러서 절곡시킴에 의해 동시에 성형하여 원통형으로 조립된 코일 어셈블리와, 상기 원통형 코일 어셈블리와 케이스 사이에 배치되어 코일에 대한 자기 귀환 경로로 작용하는 백 요크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 코일 어셈블리는 3개의 코일유닛으로 구성되고, Y-결선의 경우 각 코일유닛의 시작선은 U, V, W상의 시작선으로 설정되고, 각각의 끝선은 하나로 결선되어 중성점을 이루며, Δ-결선의 경우 U, V, W상의 각 시작선이 인접상의 끝선과 순차적으로 연결되어, 3상 결선을 이루는 것이 가능하다.

또한, 상기 조립된 원통형 코일 어셈블리의 양단부에 배치되는 각 코일유닛의 코일 귀환부는 2회 이내로 겹쳐지게 되어 코일 어셈블리의 길이방향 축소를 도모할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 일반권선기를 사용하여 동일방향으로 권선하므로 코일의 권선이 빠르고 쉽게 이루어질 수 있으며, 코일 어셈블리의 양단부에 위치한 코일 리턴부에서 각각의 코일군들이 겹쳐지는 부분의 부피를 최소화하도록 성형(forming)하는 방식으로 전체 길이를 줄임에 의해 소형화를 도모할 수 있고, 전체적으로 작업성이 우수하여 제조비용이 저렴하고 불량률이 낮으며 설비투자비용이 저렴하며, 점적률이 높아 모터의 효율상승을 기대할 수 있게 된다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 도 8은 본 발명에 따른 스테이터 어셈블리를 사용하여 조립된 슬롯레스 코어레스 모터의 길이방향 단면도로서, 본 발명이 적용되는 모터는 슬롯레스 구조를 갖고 스테이터 어셈블리(20)가 외부에 위치되고, 그의 내부에 회전 가능하게 로터(10)가 구비되어 있다.

상기 스테이터 어셈블리(20)는 자기 귀환 경로를 형성하는 원통형 백 요크(back yoke)(22)의 내부에 코일 어셈블리(24)가 내장되어 있고, 로터(10)는 내측이 축(12)에 지지된 예를들어, 4개의 영구자석(14)으로 이루어져 있으며, 축(12)의 양 단부는 원통형 케이싱(18)의 양단부에 고정된 한쌍의 베어링(16a,16b)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

이하에 본 발명에 따라 상기와 같은 구조를 갖는 스테이터 어셈블리의 특징과 그의 제조방법을 도 3 내지 도 7을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 스테이터 어셈블리 제조방법은 도 7과 같이 본딩 와이어를 일방향으로 권선하여 소정수의 코일유닛을 형성하는 코일 권선(coil winding)공정(S10)과, 권선된 코일유닛 각각의 양단부가 풀리는 것을 방지하도록 절연 테이프를 사용하여 고정시키기 위한 코일유닛 테이핑(taping)공정(S20)과, 권선된 코일유닛의 양단부가 서로 대향하도록 중간부분에서 180도 절곡시켜 "U"자형으로 절곡된 코일유닛을 형성하기 위한 1차 성형(forming)공정(S30)과, 다수의 절곡된 코일유닛 각각의 대향한 4장변이 각각 순차적으로 인접하여 위치되도록 봉형상의 조립지그를 사용하여 원통형으로 가조립한 후 외주부에 절연 테이프를 사용하여 고정시킴에 의해 원통형 코일 어셈블리를 준비하기 위한 코일유닛 조립공정(S40)과, 가조립된 원통 형 코일 어셈블리를 백 요크의 내부에 삽입한 상태에서 원통형 프레스 성형장치에 넣고 코일을 압착 성형한 후, 통전시켜서 성형된 상태로 코일을 고정시킴에 의해 가조립된 원통형 코일 어셈블리를 원통형 백 요크에 조립하는 조립(assembling)공정(S50)과, 조립된 스테이터 어셈블리를 성형장치로부터 분리하는 공정(S60)으로 이루어진다.

이하에 스테이터 어셈블리 제조를 위한 각각의 공정에 대하여 상세하게 설명한다.

A. 코일 권선공정 및 코일유닛 테이핑공정(S10,S20)

먼저 도 2a 및 도 3a를 참고하여 코일 권선공정 및 코일유닛 테이핑공정(S10,S20)을 설명하면, 본 발명에서는 일반 권선기에서 본딩 와이어를 사용하여 소정의 턴수 만큼 일방향으로 권선하는 방식으로 3개의 코일유닛(32)을 형성한다. 상기 본딩 와이어는 코일에 전기를 통전하는 경우 발열에 의해 와이어의 외부에 피막된 열경화성 접착제가 용융에 의해 일체화되고 냉각시에 성형된 형상을 유지할 수 있게 한다.

이 경우, 일반 권선기가 3축을 가지고 있고, 모터가 3상인 경우는 상간의 구분을 위해 3가지 색상의 본딩 와이어(self bond wire)를 동시 권선하여 각 코일유닛(32)의 시작선(start)(32c)과 끝선(end)(32d)이 풀어지지 않게 각각 상부 및 하부의 2지점, 즉, 코일 리턴부(32b)를 절연 테이프(31)를 사용하여 테이핑(taping) 한다.

B. 1차 성형(forming)공정(S30)

이하에 도 2b 및 도 도 3b를 참고하여 1차 성형(forming)공정(S30)을 설명한다.

먼저, 상기 공정에서 얻어진 각각 2지점을 테이핑(taping)한 3개의 코일유닛(32)은 그후 상하부를 잡고 늘려서, 대향하는 장변(32a)사이의 거리(L)가 코일유닛(32)의 폭(W)의 2배 이상이 되도록 성형한다. 이 경우 대향하는 장변(32a)사이의 거리(L)는 각각 (조합되는 코일유닛의 수-1)와 코일유닛(32)의 폭(W)의 곱으로 설정된다.

이어서, 권선된 코일유닛(32)의 양단부가 서로 대향하도록 중간부분에서 180도 절곡시켜 "U"자형으로 절곡된 코일유닛(42)을 형성한다.

C. 코일유닛 조립공정(S40)

그후, 상기 1차 성형(forming)공정(S30)에서 얻어진 절곡된 코일유닛(42-44)을 도 2c와 같이 순차적으로 봉형상의 조립지그(40)에 배열한다. 상기 조립지그(40)는 도 4c와 같이 봉의 외주 둘레가 대략 3개의 코일유닛(42-44)을 조립하는 경우 코일유닛의 평균 폭(W)의 12배로 설정되고, 봉의 상부에 돌출된 돌기부(40a)의 직경은 각 코일유닛의 장변(32a)사이의 거리(L)와 대략 동일하게 이루어진다.

조립지그(40)에 대한 코일유닛의 조립은 도 4a 및 도 4b와 같이 3개의 절곡된 코일유닛(42-44) 각각의 장변(42a-44a,42b-44b,42c-44c,42d-44d)이 각각 순차적으로 인접하여 위치되도록 코일유닛(42-44)의 조립위치를 코일유닛의 폭(W)만큼 회전시켜서 조립한다. 이어서, 도 2d와 같이 코일유닛(42-44)의 장변(42a-44a,42b-44b,42c-44c,42d-44d)이 평행하도록 정리한 상태에서 코일유닛(42-44)의 정렬된 상 태를 유지하도록 절연 테이프를 중앙부에 부착시켜서 일시적으로 고정시킨다.

그후, 도 2e와 같이 봉형상의 조립지그(40)로부터 가조립된 원통형 코일 어셈블리(24)를 분리시킨다.

한편, 본 발명의 스테이터는 도 4d와 같이 3상 구동방식으로 구동되며, 따라서, 3개의 구동코일(L1-L3)이 Y 방식으로 결선되어 사용될 수 있다.

상기 실시예 설명에서는 모터가 3상 구동되고 Y 방식으로 결선된 경우를 예를 들어 설명하였으나, 주지된 다른 결선방식으로 결선될 수 있고, 또한 2상 구동의 전파구동 방식에서는 2개의 구동코일이 2개로 권선되어 직렬 또는 병렬 방식으로 결선될 수 있다.

상기 도 4d와 같이 3상, Y 방식으로 결선하는 방법은, 코일 어셈블리(24)를 구성하는 3코일유닛(42-44) 각각의 시작선(32c)을 U, V, W상의 시작선으로 설정하고, 각각의 끝선(32d)을 하나로 묶어서 중성점으로 설정하면 된다.

상기한 바와 같이 얻어지는 원통형 코일 어셈블리(24)는 도 4a 및 도 4b와 같이 각각 코일유닛(42-44)의 상하부에 위치된 코일 리턴부(45a,45b)들이 2겹 이상 겹치는 부분을 구조적으로 피하게 하여 3개의 코일유닛(42-44)을 조립할 수 있는 구조를 갖고 있다.

그 결과 상기한 본 발명의 코일 어셈블리(24) 구조는 코일 어셈블리(24)의 축방향 길이를 최소화할 수 있는 방안으로서, 한국 특허 제390163호에서 코일유닛을 조립할 때 발생되는 3개의 코일이 겹치는 불합리한 구조를 보완하였고, 미합중국 특허 제5,197,180호와는 달리 코일의 권선 방향을 항상 동일하게 하여도 구조적 으로 도 4a와 같이 순차적인 조합이 실현되므로 권선 작업시간 절감 및 권선설비 투자비 최소화 효과를 기대할 수 있다.

한편, 도 5에는 본 발명의 제2실시예에 따른 코일 어셈블리의 제조방법을 설명하기 위한 설명도가 도시되어 있다.

상기한 제1실시예에서는 코일 어셈블리를 제조하기 위하여 3개의 코일유닛(32)을 각각 권선한 후, 각각의 코일유닛을 "U"자 형으로 개별적으로 절곡 성형하여 1차 성형된 절곡된 코일유닛(42-44)을 코일 어셈블리(24)로 조립하는 것이나, 대량생산의 경우에는 도 5와 같이, 3상 구동인 경우, 예를들어, 3개의 코일유닛의 성형과 배열을 1회 동시 성형에 의해 진행하는 것도 가능하다.

즉, 3개의 코일유닛(320a-320c)을 120도 간격으로 회전시켜서 도시되지 않은 하부다이에 배열하고, 상부로부터 3개의 코일유닛(320a-320c)이 겹치는 중앙부분을 상부다이의 펀치가 눌러서 절곡시킴에 의해 동시에 성형한 후, 절연 테이프로 테이핑하여 일체화시키는 것도 가능하다.

D. 조립(assembling)공정(S50)

가조립된 원통형 코일 어셈블리를 원통형 백 요크에 조립하는 조립공정(S50)은 도 6a 내지 도 6c의 공정에 따라 진행된다.

상기 코일 어셈블리(24)와 백 요크(22)의 조립은, 가조립된 원통형 코일 어셈블리(24)를 원통형 백 요크(22)의 내부에 삽입하거나, 또는 한쌍의 반원통형 백 요크(22)를 이용하여 가조립된 원통형 코일 어셈블리(24)의 외부에 한쌍의 반원통형 백 요크(22)를 조립하는 방식으로 가조립한다.

상기 가조립한 상태에서 원통형 프레스 성형장치(50)의 실린더(51)에 넣고 하측 중앙지그(53), 하측 외부지그(52) 및 상측지그(54)를 순차적으로 작동시킴에 의해 코일을 압착 성형한다.

상기 코일 압착 성형에 사용되는 프레스 성형장치(50)는 백 요크(22)의 외경에 대응하는 제1내경을 갖는 제1내경부와 제1내경부보다 더 큰 제2내경을 갖는 제2내경부가 단차부(51a)로 연결된 원통형 실린더(51)를 구비하고 있다. 상기 실린더(51)의 하측에는 실린더(51)의 제1내경에 대응하는 제1직경부와 제1직경부의 하단에 상기 제2직경에 대응하는 제2직경부가 단차부(52a)로 연결되며, 중앙부에 길이방향의 원통구멍이 관통 형성된 하측 외부지그(52)가 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 하측 외부지그(52)의 원통구멍에는 하측 중앙지그(53)가 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다.

상기 하측 중앙지그(53)는 선단부(53a)가 원통형 코일 어셈블리(24)의 중앙공간으로 쉽게 전진할 수 있도록 원뿔대 형상을 이루고 있고, 선단부로부터 적어도 코일 어셈블리(24)의 길이보다 더 길게 원통형상의 제3내경을 갖는 요홈(53b)이 형성되어 있다. 상기 요홈(53)이 형성된 부분은 길이방향으로 다수의 슬릿이 형성되어 있어 원주방향으로 유동이 가능한 구조를 가지고 있다.

이 경우, 상기 하측 중앙지그(53)의 외경은 성형이 완료된 코일 어셈블리의 내경보다 다소 작은 내경을 갖도록 설정된다.

또한, 상기 실린더(51)의 상측에는 실린더(51)의 제1내경에 대응하는 제1직경부와, 제1직경부의 중앙부로부터 하측으로 돌출 형성되며 요홈(53b)의 제3내경보 다 다소 더 큰 외경을 갖는 봉(54a)을 구비한 상측지그(54)가 슬라이딩 가능하게 배치되어 있으며, 상측지그(54)의 봉(54a) 외주부에는 하측 중앙지그(53)의 외경에 대응하는 환형의 요홈(54b)이 형성되어 있다.

먼저, 내부에 절연지를 삽입한 백 요크(22)에 가조립된 원통형 코일 어셈블리(24)를 끼운 상태에서 원통형 프레스 성형장치(50)의 실린더(51)에 넣고, 하측 중앙 지그(53)를 상승시켜 코일 어셈블리(24)의 중앙부로 삽입하여 코일 어셈블리(24)의 코일에 대한 원주방향의 1차 압착을 실시한다.

그후, 하측 외부지그(52)를 상승시킴에 의해 코일 어셈블리(24)의 하단부 코일을 압착시킨다.

이어서, 상측지그(54)를 하강시킴과 동시에 하측 중앙 지그(53)를 상승시키면, 상측지그(54)의 봉(54a)이 하측 중앙지그(53)의 요홈(53b)에 삽입되면서 요홈 형성 부분이 원주방향으로 변위되어 코일 어셈블리(24)의 코일에 대한 원주방향의 1차 압착과 코일 어셈블리(24)의 상단부 코일에 대한 압착이 이루어진다.

상기와 같이 하측 중앙지그 및 외부지그(53,52)와 상측지그(54)를 순차적으로 작동시킴에 의해 가조립된 원통형 코일 어셈블리(24)는 백 요크(22)에 압착 성형된다. 이 상태에서 코일에 적정 전류를 흘려주면 통전에 의해 코일 외부에 피막된 열경화성 접착제가 용융에 의해 일체화되고 전류의 흐름을 중지시키면 냉각에 따라 코일 어셈블리(24)의 코일들은 성형된 형상을 유지하게 된다.

그후, 프레스 성형장치(50)의 실린더(51)로부터 하측 중앙지그 및 외부지그(53,52)와 상측지그(54)를 원래의 위치로 복귀시키면 프레스 성형장치(50)로부터 완성된 스테이터 어셈블리(20)를 얻게 된다.

그후, 스테이터 어셈블리(20)를 로터(10)와 함께 케이스(18) 내에 조립하면 도 8에 도시된 슬롯레스 코어레스 모터가 얻어진다.

상기한 실시예에서는 로터(10)가 4극인 경우이므로 코일유닛(32)을 1회 절곡시켜서 4개의 장변(32a)이 마련된 것을 이용하여 코일 어셈블리(24)를 조립하였으나, 만약 로터(10)가 8극인 경우는 코일유닛(32)을 2회 절곡시킴에 의해 코일의 장변(32a)이 8개로 성형하여 코일 어셈블리를 조립하게 된다. 즉, 코일유닛의 절곡회수는 로터의 극수/2로 정해진다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 로터의 극수에 따라 권선된 코일유닛을 1회 이상 절곡하여 사용하며, 코일유닛을 1회 절곡하는 경우는 2개의 코일유닛, 2회 절곡하는 경우 4개의 코일유닛과 동일한 효과를 갖게 된다. 즉, 토크 상승을 위해 극수가 증가할수록 작업효율 및 코일유닛의 활용도가 높아지게 된다.

본 발명의 제조공정에 따라 얻어지는 스테이터 어셈블리를 사용하여 AC 또는 DC 모터를 조립하는 경우 점적율이 높아 모터의 성능개선을 기대할 수 있다.

종래의 USP NO. 5,197,180호에서는 공극내의 유효도체수(Z1)가 유효공극해당면적(A1) 및 체적(V1) 내에서 단지 두 겹으로만 배치되므로 대 전류 구동이 필요할 경우 설계의 자유도가 많지 않고 필요 도체수에 맞춰 선경(D1)을 결정하였다.

그러나, 본 발명에서는 유효공극해당면적(A1) 및 체적(V1) 내에서 두 겹 이상으로 배치될 수 있어 고속 대전류 구동이 필요할 경우 기구적으로 정해진 유효공극해당체적(V1)에 따라 유효도체수(Z1)와 선경(D1)이 결정될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 대전류 구동을 위하여 선경이 큰 코일을 이용하는 경우에도 유효공극해당체적내에 2겹 이상의 코일 배치가 가능하여 높은 점적률을 유지할 수 있고, 그 결과 모터의 효율을 향상시킬 수 있고, 2겹 이상의 코일 배치로 주어진 공간 내에서 설계 자유도가 높게 된다.

또한, 본 발명에 따른 스테이터 어셈블리는 모터와 유사한 구조를 갖는 전기 발전기(Generator), 올터네이터(Alternator)의 제조에도 사용될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 코일 어셈블리의 양단부에 위치한 코일 리턴부에서 각각의 코일군들이 겹쳐지는 부분의 부피를 최소화하도록 성형(forming)하는 방식으로 전체 길이를 줄임에 의해 모터의 길이방향 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 다수의 코일유닛을 각각 일방향으로 권선하여 180도 절곡시킨 상태로 각 코일 유닛의 대향한 4장변이 각각 순차적으로 인접하도록 배치하여 정렬하는 방식으로 코일 어셈블리를 제작함에 의해 범용 일반권선기를 이용할 수 있어, 코일 어셈블리 생산설비의 투자비 최소화, 권선시간의 절감 및 성형시의 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (17)

1. 본딩 와이어를 일방향으로 권선하여 소정수의 코일유닛을 형성하는 코일 권선단계와,

   상기 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 코일유닛 각각의 양단부가 서로 대향하도록 중간부분에서 180도 절곡시켜 절곡된 코일유닛을 형성하기 위한 제1성형단계와,

   소정수의 상기 절곡된 코일유닛의 장변이 각각 순차적으로 인접하여 위치되도록 편위시켜서 원통형으로 가조립한 후 외주부에 절연 테이프로 테이핑하여 원통형 코일 어셈블리를 준비하기 위한 코일유닛 조립단계와,

   상기 가조립된 원통형 코일 어셈블리를 백 요크의 내부에 조립하여 압착 성형하는 제2성형단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
2. 본딩 와이어를 일방향으로 권선하여 3개의 코일유닛을 형성하는 코일 권선단계와,

   상기 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 3개의 코일유닛을 동일한 원주 내에 120도 간격으로 편위시켜 배치한 상태에서 3개의 코일유닛이 겹치는 중앙부분을 눌러서 절곡시킴에 의해 동시에 성형하기 위한 제1성형단계와,

   상기 원통형으로 성형된 3개 코일유닛의 외주부에 절연 테이프로 테이핑하여 원통형 코일 어셈블리를 준비하는 단계와,

   상기 조립된 원통형 코일 어셈블리를 백 요크의 내부에 조립하여 코일 어셈블리를 압착 성형하는 제2성형단계와,

   상기 압착 성형된 코일 어셈블리의 내부에 양단부가 회전 가능하게 지지되는 로터를 결합하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 코일유닛은 스테이터 어셈블리와 조합되는 슬롯레스 코어레스 모터의 로터의 극수에 1/2배 만큼 절곡되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2성형단계 전에 모터의 구동방식에 따라 코일유닛 각각의 단부를 결선하는 단계와,

   상기 제2성형단계 다음에 성형된 코일을 고정시키기 위하여 코일을 통전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 코일유닛 각각의 단부를 결선하는 단계는 상기 코일 어셈블리를 구성하는 3 코일유닛 각각의 시작선을 U, V, W상의 시작선으로 설정하 고, 각각의 끝선을 하나로 묶어서 중성점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 대향하는 장변사이의 거리는 (조합되는 코일유닛의 수-1)와 코일유닛의 폭(W)의 곱으로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 백 요크는 단일의 원통체 또는 한쌍의 반원통형으로 구성된 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2성형공정은 가조립된 원통형 코일 어셈블리를 원통형 백 요크에 조립하는 단계와,

   상기 조립체를 원통형 프레스 성형장치의 원통형 실린더 내에 삽입하는 단계와,

   길이방향으로 다수의 슬릿이 형성되어 있어 원주방향으로 유동이 가능하며 중앙부에 요홈이 형성된 하측 중앙 지그를 상기 원통형 코일 어셈블리의 내부로 상승시켜 코일을 원주방향으로 1차 압착 성형하는 단계와,

   상기 하측 중앙 지그를 둘러싸는 하측 외부지그를 상승시켜 코일 어셈블리의 하단부 코일을 압착시키는 단계와,

   상측지그로부터 돌출된 봉을 하측 중앙지그의 요홈에 삽입하여 요홈 형성 부분을 원주방향으로 변위시킴에 의해 코일 어셈블리의 코일에 대한 2차 압착과 코일 어셈블리의 상단부 코일에 대한 압착을 실시하도록 상측지그를 하강시킴과 동시에 하측 중앙 지그를 상승시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
9. 본딩 와이어를 일방향으로 권선하여 소정수의 코일유닛을 형성하는 코일 권선단계와,

   상기 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 접혀진 장변의 길이가 서로 동일하도록 코일유닛을 적어도 1회 이상 절곡시켜 절곡된 코일유닛을 형성하기 위한 제1성형단계와,

   소정수의 상기 절곡된 코일유닛의 장변이 각각 순차적으로 인접하여 위치되도록 편위시켜서 원통형으로 가조립한 후 외주부에 절연 테이프로 테이핑하여 원통형 코일 어셈블리를 준비하기 위한 코일유닛 조립단계와,

   상기 가조립된 원통형 코일 어셈블리를 백 요크의 내부에 조립하여 코일 어셈블리를 압착 성형하는 제2성형단계와,

   상기 압착 성형된 코일 어셈블리의 내부에 양단부가 회전 가능하게 지지되는 로터를 결합하는 단계로 구성되고,

   상기 코일유닛은 스테이터 어셈블리와 조합되는 로터의 극수에 1/2배 만큼 절곡되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터의 제조방법.
10. 본딩 와이어를 일방향으로 권선하여 3개의 코일유닛을 형성하는 코일 권선단계와,

    상기 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 3개의 코일유닛을 동일한 원주 내에 120도 간격으로 편위시켜 배치한 상태에서 3개의 코일유닛이 겹치는 중앙부분을 눌러서 절곡시킴에 의해 동시에 성형하기 위한 제1성형단계와,

    상기 원통형으로 성형된 3개 코일유닛의 외주부에 절연 테이프로 테이핑하여 원통형 코일 어셈블리를 준비하는 단계와,

    상기 조립된 원통형 코일 어셈블리를 백 요크의 내부에 조립하여 코일 어셈블리를 압착 성형하는 제2성형단계와,

    상기 압착 성형된 코일 어셈블리의 내부에 양단부가 회전 가능하게 지지되는 로터를 결합하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터의 제조방법.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제2성형단계 전에 모터의 구동방식에 따라 코일유닛 각각의 단부를 결선하는 단계와,

    상기 제2성형단계 다음에 성형된 코일을 고정시키기 위하여 코일을 통전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터의 제조방법.
12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 코일 어셈블리는 3개의 코일유닛으로 구 성되고, Y-결선의 경우 각 코일유닛의 시작선은 U, V, W상의 시작선으로 설정되고, 각각의 끝선은 하나로 결선되어 중성점을 이루며, Δ-결선의 경우 U, V, W상의 각 시작선이 인접상의 끝선과 순차적으로 연결되어, 3상 결선을 이루는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터의 제조방법.
13. 양단이 회전 가능하게 케이스에 지지되는 축과,

    다수의 극수를 갖는 영구자석을 구비하며 상기 축의 외주에 결합된 원통형 로터와,

    상기 로터와 소정의 간격을 두고 원주방향으로 배열된 스테이터 어셈블리로 구성되고,

    상기 스테이터 어셈블리는 각각 일방향으로 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 접혀진 장변의 길이가 서로 동일하도록 코일유닛을 적어도 1회 이상 절곡시킨 상태에서 상기 절곡된 코일유닛의 장변이 각각 순차적으로 인접하여 위치되도록 편위시켜 원통형으로 조립된 원통형 코일 어셈블리와, 상기 원통형 코일 어셈블리와 케이스 사이에 배치되어 코일에 대한 자기 귀환 경로로 작용하는 백 요크로 구성되며,

    상기 코일유닛은 스테이터 어셈블리와 조합되는 로터의 극수에 1/2배 만큼 절곡되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터.
14. 양단이 회전 가능하게 케이스에 지지되는 축과,

    다수의 극수를 갖는 영구자석을 구비하며 상기 축의 외주에 결합된 원통형 로터와,

    상기 로터와 소정의 간격을 두고 원주방향으로 배열된 스테이터 어셈블리로 구성되고,

    상기 스테이터 어셈블리는 각각 일방향으로 권선된 코일유닛 각각의 장변이 서로 대향하도록 상하부로 길게 늘린 후, 3개의 코일유닛을 동일한 원주 내에 120도 간격으로 편위시켜 배치한 상태에서 3개의 코일유닛이 겹치는 중앙부분을 눌러서 절곡시킴에 의해 동시에 성형하여 원통형으로 조립된 코일 어셈블리와, 상기 원통형 코일 어셈블리와 케이스 사이에 배치되어 코일에 대한 자기 귀환 경로로 작용하는 백 요크로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 코일 어셈블리는 3개의 코일유닛으로 구성되고, Y-결선의 경우 각 코일유닛의 시작선은 U, V, W상의 시작선으로 설정되고, 각각의 끝선은 하나로 결선되어 중성점을 이루며, Δ-결선의 경우 U, V, W상의 각 시작선이 인접상의 끝선과 순차적으로 연결되어, 3상 결선을 이루는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터.
16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 대향하는 장변사이의 거리는 (조합되는 코일유닛의 수-1)와 코일유닛의 폭(W)의 곱으로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터.
17. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 조립된 원통형 코일 어셈블리의 양단부에 배치되는 각 코일유닛의 코일 귀환부는 2회 이내로 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 슬롯레스 모터.

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