KR101558313B1 - 전기 모터 - Google Patents

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KR101558313B1 KR1020147006659A KR20147006659A KR101558313B1 KR 101558313 B1 KR101558313 B1 KR 101558313B1 KR 1020147006659 A KR1020147006659 A KR 1020147006659A KR 20147006659 A KR20147006659 A KR 20147006659A KR 101558313 B1 KR101558313 B1 KR 101558313B1
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게오르그 빈하임
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슈테판 치크
얀 기보츠트츠
마이크 륌러
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브로제 파르초이크타일레 게엠베하 운트 코. 카게, 뷔르츠부르크
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Abstract

본 발명은 회전 자계 권선(7)이 장착되는 스테이터(stator)(6) 및 이 스테이터에 대하여 회전 가능하게 지지가 된 로터(rotor)(8) 그리고 컨버터 전자 장치(15)를 포함하는 전기 모터(5), 특히 자동차의 라디에이터 팬 모터에 관한 것으로서, 이 경우 상기 컨버터 전자 장치(15)의 적어도 하나의 소자(32, 34)의 비절연 또는 에나멜 절연된(insulation-free or enamel-insulated) 접속 콘택(33, 35)들을 위한 그리고/또는 상기 회전 자계 권선(7)의 에나멜 절연된 권선 단부(26)들을 위한 다수의 콘택 소자(31, 41)는 회로 기판(30) 상에 설치되어 있으며, 그리고 이 경우 상기 콘택 소자(31, 41)들은 클램핑 콘택 또는 절연 변위 터미널 콘택(clamping or insulation displacement terminal contact)으로서 형성되어 있다.

Description

전기 모터 {ELECTRIC MOTOR}
본 발명은 전기 모터, 특히 내부 로터(rotor)를 갖는 브러시리스(brushless) 전기 모터, 바람직하게는 자동차의 라디에이터 팬 모터에 관한 것이다.
상기와 같은 유형의 전기 모터는 대체로 고정된 스테이터(stator) 또는 스탠드(stand)에 대하여 회전 가능하게 지지가 된 로터 또는 전기자(armature)를 포함한다. 브러시리스 전기 모터에 있어서는 스테이터에 회전 자계 권선이 설치되는 경우가 많은데, 상기 회전 자계 권선에 의해서는 이 회전 자계 권선에 교류가 공급됨으로써 자성 회전 자계가 형성된다. 기본적으로 중공 원통형인 스테이터 내부에 배치된 로터에는 일반적으로 영구 자석(permanent magnet)들이 설치되어 있고, 상기 영구 자석들은 스테이터의 회전 자계와 상호 작용하는 로터 자기장을 형성한다.
브러시리스 전기 모터의 경우, 스테이터 권선 또는 회전 자계 권선에 공급할 목적으로 제공되는 교류는 대체로 컨버터(역변환 장치(inverter))에 의해 형성된다. 이와 관련하여 통상적인 역변환 장치는 직류 전압, 특히 자동차 전기 계통 전압(vehicle electrical system voltage)을 회전 자계 권선에 공급하기 위한 교류 전압으로 변환한다. 전기 모터들의 크기가 비교적 작은 경우, 상기 컨버터는 관련된 전자 제어 장치와 함께, 모터 하우징에 통합된 전자 장치 컴파트먼트 내에 수용되는 경우가 많다.
상기 전자 제어 장치는 대체로 간섭 억제 유도자(interference suppression choke)(전자기적합성(EMC)-보호), 경우에 따라 간섭 억제 커패시터 그리고 하나 또는 다수의 저장기 커패시터 또는 충전 커패시터(전해질 커패시터) 형태로 된 직류측 에너지 저장기를 포함한다. 상기 간섭 억제 유도자 및 상기 하나의 충전 커패시터 또는 다수의 충전 커패시터 모두 그리고 브리지 접속으로 상호 접속되고 회전 자계 권선에 연결된, 특히 전력 반도체(power semiconductor) 형태로 된 추가의 능동 소자(active component)들은 일반적으로 회로 기판상에 설치되고 그리고 그곳에서 회로 방식(circuitry-wise)으로 서로 연결되어 있다. 상기 소자들의 콘택팅은 대체로 납땜 연결부(soldered connection)들에 의해 이루어진다.
따라서 본 발명의 과제는 전기 모터의 전자 장치, 특히 이 전자 장치의 소자들 또는 접속 부품들이 가급적 적은 비용으로 확실하게 콘택팅될 수 있는 언급한 유형의 전기 모터를 제시하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 과제는 특허청구범위 청구항 1의 특징들을 통해서 해결된다. 바람직한 변형예들, 구현예들 및 개선예들은 종속 청구항들의 대상이다.
상기 과제를 위해, 특히 자동차의 라디에이터 팬 모터로서 사용되는 전기 모터는 회전 자계 권선이 감긴 스테이터 및 이 스테이터에 대해 회전 가능하게 지지가 된 로터 그리고 직류 전압, 특히 자동차 전기 계통 전압을, 상기 회전 자계 권선에 공급하기 위한 교류 전압으로 변환하기 위한 컨버터 전자 장치를 포함한다. 상기 회전 자계 권선은 특히 다수의 코일 또는 코일 권선 형태로 제조되었으며, 상기 다수의 코일 또는 코일 권선은 바람직하게 델타 결선(delta connection)으로 서로 연결되거나 상호 접속되어 있다. 상기 로터는 바람직하게 지속적으로 여자 되며, 이러한 지속적인 여자를 위해 상기 로터에는 자석들이 설치되었다.
상기 컨버터 전자 장치의 적어도 하나의 소자, 특히 하나의 충전 커패시터 또는 다수의 커패시터 모두의 비절연(insulation-free) 접속 콘택들을 위한 그리고 절연된 콘택 소자들 또는 접속 콘택들을 위한, 특히 회전 자계 권선의 권선 단부들을 위한 그리고/또는 간섭 억제 유도자의 콘택 단부들 또는 코일 단부들을 위한 다수의 콘택 소자는 상기 컨버터 전자 장치의 회로 기판상에 설치되어 있다. 상기 콘택 소자들은 특히 하나의 충전 커패시터 또는 다수의 충전 커패시터 모두를 위한 클램핑 콘택(clamping contact)으로서 또는 에나멜 절연된(enamel-insulated) 권선 단부들 및 콘택 단부들을 위한 절연 변위 터미널 콘택(insulation displacement terminal contact)으로서 형성되어 있다.
상기 충전 커패시터들의 콘택팅은 바람직하게 도체 레일 쌍 또는 하나 또는 2개의 도체 레일 또는 파워 도체 레일에 의해 이루어진다. 상기 도체 레일 쌍은 접속 콘택의 수에 상응하는 다수의 클램핑 콘택을 갖는다. 회로 기판상에 도체 레일 쌍을 장착 및/또는 고정하기 위하여, 상기 회로 기판은 다수의 삽입 슬롯 또는 삽입 홀을 가지며, 상기 다수의 삽입 슬롯 또는 삽입 홀 내부에는 대응하는 삽입 위치들을 갖는 도체 레일 쌍이 안착 되어 있다. 이 경우 적합하게는, 상기 다수의 삽입 홀들 중 하나의 삽입 홀에 대응하는, 도체 레일 쌍의 적어도 하나의 도체 레일의 적어도 하나의 삽입 위치는 압입 핀(press-fit pin)으로서 형성되어 있다. 쐐기 모양의 또는 화살촉 모양의 앵커 위치로서 하나 또는 다수의 압입 핀 모두의 형성은 회로 기판상에서 대응하는 삽입 개구들 또는 홀들 내부에 하나의 도체 레일 또는 다수의 도체 레일 모두를 확실하게 고정하는 것을 가능하게 한다.
특히 다수의, 병렬로 접속되는 충전 커패시터 또는 저장기 커패시터를 공간 절약 방식으로 배치하고 그리고 확실하게 콘택팅하기 위하여, 도체 쌍의 바람직하게는 서로 평행한 2개의 도체 레일 중 하나의 도체 레일 내에는 상기 저장기 커패시터의 수에 상응하는 다수의 리세스가 제공되었다. 상기 다수의 리세스를 통해서는 다른 하나의 도체 레일에 클램핑 콘택팅된, 상응하는 충전 커패시터의 개별 접속 콘택이 비접촉 방식으로 그리고 그에 따라 콘택 없이 가이드 되었다.
누설 전류를 억제하고 온도와 관련된 결정화 현상(crystallization phenomenon)을 방지하기 위하여, 기판 내, 도체 레일 쌍의 2개의 도체 레일에 할당된 삽입 슬롯들 또는 삽입 홀들 사이에는 다수의 리세스가 제공되었다. 이러한 다수의 리세스는 바람직하게 슬롯 모양으로 형성되었으며 상기 도체 레일들에 대해 평행하게 진행된다.
하나의 절연 변위 터미널 콘택 또는 다수의 절연 변위 터미널 콘택 모두의 특히 바람직한 구현예에서, 상기 절연 변위 터미널 콘택은 2개의 자체 절연 콘택 레그 사이에, 절연 변위 방향으로 삽입구에서 콘택 바닥부 쪽으로 연장되는 절연 변위 간극을 가지며, 이 절연 변위 간극은 상기 삽입구에 접속되는 사전 절단 구역을 갖는다. 이 사전 절단 구역은 적절하게는 예리한 에지로 형성되어 있고 간섭 억제 유도자 또는 회전 자계 권선의 권선 단부들의 에나멜 절연된 접속 콘택의 에나멜 절연부 내부로 절연 변위 터미널 콘택의 개별 절단 레그의 확실한 컷 인(cut-in) 삽입을 실현한다.
이와 같은 절연 변위 터미널 콘택 구현예의 목적에 합당한 개선예에 따르면, 절연 변위 간극의 사전 절단 영역에는, 절연 변위 방향으로 접속 콘택의 에나멜 절연부를 위한 마찰 구역이 접속된다. 상기 마찰 구역은 절연 변위 간극을 따라서 절연 변위 방향으로 바람직하게는 비스듬히 진행되는 방식으로, 다시 말해 콘택 절연 변위 간극의 클램핑 바닥부 또는 콘택 바닥부 쪽으로 비스듬히 진행되는 방식으로 쐐기 모양 또는 V자형으로 형성되었다.
절연 변위 방향으로 서서히 증가하는 클램핑력 상승을 유발하기 위해, 절연 변위 간극은 특히 바람직하게는 라운드형으로 설계된 클램핑 구역을 포함하는데, 다시 말해 반경을 갖는다. 목적에 합당하게 상기 클램핑 구역은 마찰 구역에 접속된다.
절연 변위 터미널 콘택은 독자적인 발명을 의미한다. 상기 절연 변위 터미널 콘택은 에나멜 절연된 단선(solid wire)들 그 자체에 특히 적합하다. 절연 변위 터미널 콘택은 종래의 절연 변위 터미널 콘택들에 비해 사전 절단 구역을 포함하며, 이 사전 절단 구역은 삽입구 또는 삽입 구역에 접속되고 절연 변위 레그들 사이에 있는 절연 변위 간극 내에서 절연 변위 방향으로 클램핑 바닥부 또는 접촉 바닥부 앞에 위치한다.
절연 변위 터미널 콘택의 바람직한 구현예에서, 이 절연 변위 터미널 콘택은 에나멜 절연된 접속 콘택 또는 단선용 절연 변위 간극 내에서, 절연 변위 방향으로 사전 절단 구역에 접속되는, 바람직하게는 비스듬히 진행되는 마찰 구역을 포함한다. 추가로 또는 대안적으로 바람직하게는 라운드형의 클램핑 구역이 제공되어 있으며, 상기 클램핑 구역은 목적에 합당하게 절연 변위 방향으로 상기 마찰 구역에 접속된다. 상응하게 형성된 마찰 구역은 절연 변위 간극 내부에서 서서히 증가하는 클램핑력 상승을 실현한다. 이로 인해 (최대) 압입력이 감소되고, 이러한 압입력 감소 결과로서 재차 회로 기판 또는 그와 유사한 부품 상에서 절연 변위 터미널 콘택의 고정 위치(납땜 위치)가 보호된다.
하기에서는 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 더 상세하게 설명된다.
도 1은 컨버터 전자 장치가 통합되어 있고, 자가 냉각되는 브러시리스 내부 로터 모터를 갖는 자동차용 라디에이터 팬을 분해도로 도시한 도면이고,
도 2는 접속면을 바라보고 도 1에 따른 모터를 사시도로 도시한 도면이며,
도 3은 전자 장치 컴파트먼트 커버(하우징 커버)가 분리된 도 1에 따른 모터를 평면도로 도시한 도면이고,
도 4는 플라스틱 케이싱으로 압출 코팅된, 실링 부재들을 관통하는 권선 단부들을 갖는 회전 자계 권선을 구비한 스테이터(스테이터 적층판 패키지)를 사시도로 도시한 도면이며,
도 5는 컷-아웃 방식으로, 스테이터측 회전 자계 권선의 회전 자계 권선의 권선 단부들의 절연 변위 콘택팅부를 바라보고 컨버터 전자 장치를 사시도로 도시한 도면이고,
도 6은 절연 변위 콘택팅된 코일 단부들 또는 콘택 단부들을 갖는 간섭 억제 유도자를 바라보고 도시한 도 5에 따른 도면이며,
도 7은 컷-아웃 방식으로, 도체 레일들을 통해 콘택팅된 다수의 충전 커패시터를 바라보고 도시한 컨버터 전자 장치에 대한 평면도이고,
도 8은 도체 레일들을 갖는 충전 커패시터들의 클램핑 콘택팅부를 사시도로 도시한 도면이며,
도 9는 소자들이 설치된, 클램핑 콘택팅된 충전 커패시터들을 갖는 컨버터 전자 장치의 회로 기판을 평면도로 도시한 도면이고,
도 10은 충전 커패시터들 및 이 충전 커패시터의 접속 콘택들을 바라보고 도시한, 도 9의 라인 Ｘ-Ｘ를 따라 절단한 단면도이며,
도 11은 도체 레일들을 위한 회로 기판의 삽입 슬롯 및 삽입 홀 패턴을 바라보고 도시한 도 5에 따른 도면이고,
도 12a 내지 도 12c는 상이한 위치에서 콘택팅될 접속부를 갖는 본 발명에 따른 절연 변위 터미널 콘택을 도시한 정면도이며, 그리고
도 13은 도 12c의 컷-아웃을 더 크게 확대하여 절연 변위 터미널 콘택의 절연 변위 구조를 도시한 단면도이다.
모든 도면에서 서로 상응하는 부분들 및 크기들에는 항상 동일한 도면 부호가 제공되었다.
도 1은 자동차 라디에이터용 팬(1)을 서로 분리한 상태로 도시한다. 상기 팬(1)은 중앙 캡(3)을 갖는 팬 임펠러(2)를 포함하며, 상기 캡의 외부 둘레(도면에는 가장 기본적인 방식으로만 도시됨)에는 공기 가이드 베인(air guide vane)(4)들이 고르게 분포되어(uniformly distributed) 배치되어 있다. 상기 팬(1)은 또한 팬 모터로도 표기되는 전기 모터(5)도 포함하며, 상기 전기 모터에 의해서는 팬 임펠러(2)가 회전 구동된다.
모터(5)는 기본적으로, 코일 형태의 3상 회전 자계 권선(7)이 감긴 스테이터(6)에 의해 형성된다. 모터(5)는 또한 지속적으로 여자되는 로터(8)도 포함하는데, 이 로터는 스테이터(6) 내부에서 모터 축(9)을 중심으로 회전 가능하게 지지가 되어 있다. 로터(8)의 지지를 위하여 모터(5)는 2개의 롤링 베어링(10 및 11)을 포함하며, 상기 롤링 베어링들은 축 방향으로 상반되는 로터(8)의 측면에 고정된다. 이 경우 상기 2개의 롤링 베어링(10 및 11) 사이에 있는 로터(8)의 축 방향 유격(axial end play)은 스프링 와셔(spring washer)(12)에 의해 스프링 부하(spring-loaded) 식으로 움직인다.
모터(5)는 또한 대략 디스크 모양의 모터 마운트(13)도 포함한다. 컨버터 전자 장치(15)가 삽입된 전자 장치 컴파트먼트(14)는 팬 임펠러(2)로부터 떨어져서 마주하는 단부면에서, 모터 마운트(13) 내에 제공되었다. 상기 전자 장치 컴파트먼트(14)를 밀폐하기 위하여, 모터(5)는 하기에서 하우징 커버로도 표기되는 전자 장치 컴파트먼트 커버(16)를 포함한다.
로터(8)는 (도면에는 상세하게 도시되지 않은 방식으로) 적층판 패키지에 의해 형성되어 있는데, 상기 적층판 패키지 내에는 여기장(excitation field)을 형성하기 위한 영구 자석들이 삽입되었으며, 이 경우 삽입된 영구 자석들과 함께 적층판 패키지는 플라스틱 케이싱에 의해 압출 코팅되었다. 유사한 방식으로 스테이터(6) 또한 플라스틱 케이싱으로 압출 코팅된 적층판 패키지로 이루어진다.
모터 마운트(13)는 특히 알루미늄으로 이루어진 일체형 압력 다이 캐스팅 성형 부품에 의해 형성되었다. 전자 장치 컴파트먼트 커버(16)는 바람직하게 플라스틱으로 이루어진 사출 성형 부품이다.
로터(8)의 앞면에는 4개의 나사 돔(18)이 제공되어 있는데, 로터(8)는 상기 나사 돔들에 의해 조립 상태에서 팬 임펠러(2)에 나사 결합된다. 모터(5) 및 그와 더불어 팬(1) 전체를 차량에 고정하는 작업은 모터 마운트(13)를 통해 이루어지며, 이러한 고정 작업을 위해 상기 모터 마운트에는 이 모터 마운트 외부 둘레로부터 돌출하는 3개의 나사 래치(screw latch)(19)가 제공되었다. 모터(5)는 자가 냉각되는 브러시리스 내부 로터 모터 또는 내부 전기자 모터이다.
도 2에 도시된 모터(5)의 조립 상태에서는 스테이터(6)가 모터 마운트(13)의 앞면에 고정된 상태로 제공되었다. 로터(8)는 플라스틱 케이싱(20)으로 압출 코팅된 스테이터(6) 내에 삽입되어 있으며, 이 경우 로터(8)의 양쪽 축 방향 측면에는 각 하나씩의 롤링 베어링(10 및 11)이 접하고 있다. 이러한 배치에 있어서, 롤링 베어링(10 및 11)들은 도면에 상세하게 도시되지 않은 방식으로 모터 마운트(13)에 고정되는 축 볼트(axle bolt)에 지지 되어 있다.
도 3은 컨버터 전자 장치(15)가 내부에 배치된 전자 장치 컴파트먼트(14) 내부를 바라보고 상기 전자 장치 컴파트먼트 커버(16)가 분리된 모터(5)를 도시한다. 접속 케이블(21)의 (전력) 공급 라인(양극 및 음극 또는 접지-극)들 그리고 센서 라인 또는 데이터 라인들은 상기 컨버터 전자 장치에 가이드 되고 그리고 상기 컨버터 전자 장치에 콘택팅 되어 있다. 전자 장치 컴파트먼트(14)는 밀폐된 주변 실링 에지 또는 결합 에지(22)에 의해 둘러싸여 있다. 전자 장치 컴파트먼트(14)의 외부에서, 모터 마운트(13)는 기본적으로 방사상으로 진행되는, 전자 장치 컴파트먼트 커버(16)용 클램핑 리브(23)들을 구비한다. 모터 마운트(13)의 둘레에 분포된 다수의 위치에는 고정 개구 또는 코킹 개구(24)들이 위치한다.
도 4는 플라스틱 케이싱(20)으로 압출 코팅된 스테이터(6) 및 이 스테이터의 회전 자계 권선(7)을 도시한다. 플라스틱 케이싱(20)에는 코팅 노브(25)들이 일체로 형성되어 있으며, 상기 코킹 노브들은 스테이터(6)의 결합 상태에서 모터 마운트(13)의 코킹 개구 또는 고정 개구(24)들을 관통하고(도 6), 그 후에 코킹되는데, 예를 들면 열 변형된다. 또한, 실링 부재(27)들을 관통하는 권선 단부(26a, 26b)들의 3개의 쌍(26)이 나타난다.
실링 부재(27)들은 바람직하게 2성분 플라스틱으로 제조되어 있고 비교적 연질의, 바람직하게는 래버린스 밀봉(labyrinth seal) 식으로 형성된 실링 컴포넌트(27a) 및 비교적 경질의 지지 컴포넌트(27b)를 갖는다. 상기 경질 지지 컴포넌트(27b)에 의해 개별 실링 부재(27)는 수용 포켓(28) 내부에 안착 되어 있으며, 상기 수용 포켓은 스테이터(6)의 플라스틱 케이싱(20)에 합착(coalescence) 되어 있다. 상기 연질 실링 컴포넌트(27a)들에 의해서는 실링 부재(27)들이 모터 마운트(13)의 대응하는 관통 개구(29)들 내부에 밀봉 방식으로 안착 되어 있으며, 그에 따라 도 3, 도 5, 도 8 및 또 11에 나타난 바와 같이, 이러한 경우 회전 자계 권선(7)의 권선 단부 쌍(26)들은 전자 장치 컴파트먼트(15) 내부로 가이드 되어 있다.
도 5는 회전 자계 권선(7)의 권선 단부(26a, 26b)들 또는 상기 회전 자계 권선의 코일(7a)들의 콘택팅을 위해, 회로 기판(30) 상에 설치된 절연 변위 터미널 콘택(31)들을 갖는, 전자 장치 컴파트먼트(14) 내부에 배치된 컨버터 전자 장치(15)를 도시한다. 상기 절연 변위 터미널 콘택(31)들은 회로 기판(30) 상에 예를 들면 납땜 되어 있거나 또는 그 밖의 다른 방법으로 상기 회로 기판(30) 상에 설치되어 있다. 절연 변위 터미널 콘택(31)들의 구현예는 도 12 및 도 13과 관련해서 더 상세하게 기술된다.
도 6은 재차 간섭 억제 유도자(32)를 바라보고 모터 마운트(13)의 전자 장치 컴파트먼트(14) 내에 배치된 컨버터 전자장치(15)를 도시한다. 하기에서 코일 단부로도 표기되는 콘택 접속부들 또는 간섭 억제 유도자(32)의 단부(33)들도 마찬가지로 절연 변위 터미널 콘택(31)들 내에서 콘택팅 되어 있으며, 상기 절연 변위 터미널 콘택들의 구조는 재차 도 12 및 도 13에 의해 더 상세하게 설명된다.
도 7도 마찬가지로 컨버터 전자 장치(15)의 회로 기판(30) 그리고 전자 장치 컴파트먼트(14) 내부에 서로 나란히 배치된, 접속부들 또는 접속 콘택(35a, 35b)들을 갖는 충전 커패시터(34)들을 도시한다. 이러한 접속부들 또는 접속 콘택(35a, 35b)들은 도체 레일(36a 또는 36b)들 내에서 클램핑 콘택팅 되었다. 서로 평행하게 배치된 도체 레일(36a 및 36b)들은 도체 레일 쌍(36)을 형성한다. 도체 레일들 중 하나의 도체 레일, 이 경우 도체 레일(36a)은 레일 단부가 U자형으로 구부러져 있고 그리고 상기 레일 단부 위치에서 간섭 억제 유도자(32)의 상응하는 코일 단부(33)를 위한 절연 변위 터미널 콘택들 중 하나의 절연 변위 터미널 콘택(31)을 포함한다.
도 11에 비교적 뚜렷하게 나타난 바와 같이, 서로 이격되어 배치되어 있고 그리고 평행하게 진행되는, 도체 레일 쌍(36)의 2개의 도체 레일(36a 및 36b) 사이에는 레일 길이 방향으로 진행되는 슬롯 모양의, 회로 기판(30) 내 리세스(37)들이 위치한다. 상기 리세스들은 누설 전류 억제 및 결정화 방지 목적으로 사용된다. 회로 기판(30) 상에 도체 레일(36a, 36b)들을 설치하고 고정하는 작업은 그 내부에 제공되는 삽입 슬롯(38) 및 삽입 개구 또는 삽입 홀(39)들에서 이루어진다.
도 8 및 내지 도 10에 비교적 뚜렷하게 나타난 바와 같이, 도체 레일(36a 및 36b)들에 일체로 형성된 압입 핀(40)들은 삽입 홀(39)들에 대응한다. 상기 압입 핀들은 쐐기 모양 또는 화살촉 모양으로 형성되어 회로 기판(30) 내에 도체 레일 쌍(36)의 확실한, 특히 강제 결합 방식의 끼워 맞춤(fit)을 가능하게 한다. 커패시터(34)들과 도체 레일(36a, 36b)들의 콘택팅은 클램핑 콘택(41)들에 의해 이루어지며, 상기 클램핑 콘택들 내부에서는 상기 커패시터(34)들의 접속 콘택(35a 및 35b)들이 클램핑 콘택팅 된다.
도 10에 비교적 뚜렷하게 나타난 바와 같이, 커패시터(34)들 쪽을 향하는 그리고 그에 따라 상기 커패시터들 바로 다음에 놓인 도체 레일(36a) 내에는 다수의 리세스(42)가 제공되었다. 상기 다수의 리세스들(42)을 통해, 마주 놓인 도체 레일(36b)에 콘택팅될, 개별 커패시터(34)의 접속 콘택(35a)은 비접촉 방식으로 그리고 그에 따라 콘택 없이 가이드 되었다. 도체 레일 쌍(36)의 구현예는 도체 레일(36a 및 36b)들에 의해 형성된, 간섭 억제 유도자 또는 충전 커패시터(34)들을 위한 콘택 소자(31, 41)들의 매우 확실하고 그리고 특히 공간 절약적인 배치를 가능하게 한다.
도 7 및 도 9에 비교적 뚜렷하게 나타난 바와 같이, 도체 레일(36a)의 길이가 짧은 U자형 레그와 상기 도체 레일(36a)에 대해 평행한 도체 레일(36b)의 레일 단부 사이 영역에는 회로 기판(30) 내부로 이어지는 추가의 리세스(37')가 제공되어 있는데, 이는 또한 상기 위치에서도 누설 전류 또는 온도와 관련된 결정화를 방지하기 위해서이다.
이러한 슬롯 또는 이러한 리세스(37')는 도체 레일(36a, 36b)들 사이에 위치하는 리세스(37)들에 대해 횡 방향으로 진행된다.
도 12 및 도 13에서 회전 자계 권선(7)의 권선 단부(26)들 및 간섭 억제 유도자(32)의 코일 단부(33)들에 존재하는 바와 같이, 상기 도 12 및 도 13은 에나멜 절연된 접속부들(접속 콘택들) 및 단선들을 위한 절연 변위 터미널 콘택(31)들의 구조를 개략적으로 도시한다. 상기와 같은 유형의 단선들은 대체로 구리 코어 또는 에나멜 절연부(44)로 피복된 구리선(43)으로 이루어진다.
절연 변위 터미널 콘택(31)은 이 절연 변위 터미널 콘택의 절연 변위 레그들(31a와 31b) 사이에 절연 변위 간극(31c)을 갖는다. 상기 절연 변위 간극은 절연 변위 방향(45)으로 삽입 구역(삽입구)(E)에서 출발하여 콘택 바닥부 또는 클램핑 바닥부(31d)까지 연장된다. 절연 변위 간극(31c)을 따라서, 절연 변위 방향(45)으로는 상기 절연 변위 간극(31c)을 양 측면에서 접하고 있는 절연 변위 에지(46)들이 형성됨으로써, 상이한 기능을 갖는 상이한 구역들이 주어진다.
따라서 삽입 구역(E)에는 사전 절단 구역(V)이 접속된다. 상기 사전 절단 구역(V) 내부에서, 2개의 절연 변위 레그(31a, 31b)의 절연 변위 에지(46)는 상응하는 커팅 에지(46a)에 의해 뾰족하게 형성되었다. 사전 절단 구역(V) 내부에서는 개별 콘택(26, 33)의 에나멜 절연부(44)의 확실한 컷 인 삽입이 이루어진다.
사전 절단 구역(V)에는 마찰 구역(A)이 접속된다. 상기 마찰 구역 내부에서 절연 변위 에지(46)는 비스듬히 진행된다. 상기 마찰 구역(A) 내부에서는, 절연 변위 간극(31c)이 절연 변위 방향(45)으로 절연 변위 터미널 콘택(31)의 2개의 레그(31a 및 31b)의 서로 마주 놓인 절연 변위 에지(46)들의 상응하는 마찰 에지(46b)들 사이에서 클램핑 바닥부(31d) 쪽으로 점점 가늘어진다. 콘택(26, 33)이 비스듬한 마찰 에지(46b)를 따라서 슬라이딩 되는 동안, 마찰 구역(A) 내부에서는 콘택 위치에서 절연부 잔여분이 계속됨 없이 에나멜 절연부(44)의 느린 마찰이 이루어진다.
마찰 구역(A)에는 절연 변위 방향(45)으로 클램핑 구역(K)이 접속된다. 특히, 마찰 구역(A)으로부터 클램핑 구역(K)으로 가는 유입구에서 절연 변위 에지(46)에는 둥근 에지(46c)가 형성되어 있다. 이러한 둥근 에지 또는 상기 에지의 반경은 콘택(26, 33)을 절연 변위 간극(31c)의 클램핑 구역(K) 안으로 압입할 때 느린 힘 상승을 실현한다. 이로 인해 최대 압입력이 감소된다. 이러한 압입력 감소는 재차 클램핑 과정 동안 절연 변위 터미널 콘택(31)과 회로 기판(30)의 연결 위치(47) 상에서 야기되는 힘을 상응하게 감소시킨다. 이로써 납땜 위치로 설계된 연결부(47)는 상응하게 적은 기계적 하중을 받는다.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되지 않는다. 오히려 본 발명의 다른 변형예 역시, 본 발명의 대상을 벗어남 없이 당업자로부터 추론될 수 있다. 특히, 상이한 실시예들과 관련하여 기술된 모든 개별 특징 또한 본 발명의 대상을 벗어남 없이 다른 방식으로도 조합될 수 있다.
따라서 도체 레일 쌍(36)을 이용한 충전 커패시터(34)들의 클램핑 콘택팅 그리고 상기 충전 커패시터들을 회로 기판(30)에 연결하는 작업 및 상기 회로 기판에 상응하는 삽입 개구(삽입 슬롯 또는 삽입 홀)(38, 39)들 그리고 상기 삽입 개구들 사이에 배치된, 바람직하게는 슬롯 모양의, 누설 전류 및/또는 온도와 관련된 결정화 또는 결정화 현상을 방지하기 위한 리세스들 형성은 그 자체로 진보적이기 때문에 독창적인 발명을 의미한다.
특히 자동차용 라디에이터 팬 모터로서, 이와 관련한 전기 모터(5)는 (권선이 감긴) 스테이터(6) 및 이 스테이터(6)에 대하여 회전 가능하게 지지가 된 로터(8) 그리고 회로 기판(30)을 갖는 컨버터 전자 장치(15) 및 다수의 충전 커패시터 또는 저장기 커패시터(34)의 클램핑 콘택팅을 위한 클램핑 콘택(41)들을 갖는 도체 레일 쌍(36)을 포함한다. 상기 전자 모터(5)의 바람직한 구현예에서, 회로 기판(30)에는 도체 레일 쌍(36)의 대응하는 삽입 위치 또는 삽입 핀(40)을 수용하기 위한 슬롯 및/또는 홀 모양의 삽입 개구(38, 39)들이 제공되었다.
바람직하게는 추가로, 회로 기판(30) 내부에 제공되고 그리고 도체 레일 쌍(36)의 도체 레일(36a 및 36b)들 사이에 위치하는 리세스(37)들은 누설 전류 및/또는 온도와 관련한 결정화 현상을 방지할 목적으로 사용된다. 목적에 합당하게 제공된, 도체 레일들 중 하나의 도체 레일(36a) 내 리세스(42)들은 다른 하나의 도체 레일(36b)에 클램핑 콘택팅된, 커패시터(34)의 접속부 또는 접속 콘택(35b)들을 관통할 목적으로 사용된다.
간섭 억제 유도자(32)에 대한 절연 변위 콘셉트 또한 독자적인 발명을 의미한다. 특히 자동차용 라디에이터 팬 모터로서, 이와 관련한 전기 모터(5)는 스테이터(6)에 대하여 회전 가능하게 지지가 된 로터(8) 및 절연 변위 터미널 콘택(31)들에 의해 콘택팅 되는 간섭 억제 유도자(32)들을 갖는 컨버터 전자 장치(15)를 포함한다.
마찬가지로 스테이터측 회전 자계 권선(7)의 권선 단부(26a, 26b)들에 대한 절연 변위 콘셉트 또한 독자적인 발명을 의미한다.
특히 자동차용 라디에이터 팬 모터로서, 이와 관련한 전기 모터(5)는 회전 자계 권선(7)이 장착되는 스테이터(6) 및 이 스테이터(6)에 대하여 회전 가능하게 지지가 된, 바람직하게는 지속적으로 여자되는 로터(8) 그리고 상기 회전 자계 권선(7)의 권선 단부(26a, 26b)들의 콘택팅을 위한 절연 변위 터미널 콘택(31)들을 갖는 컨버터 전자 장치(15)를 포함한다. 상기 전자 모터(5)의 바람직한 구현예에서, 상기 컨버터 전자 장치(15)는 회로 기판(30)을 구비하며, 절연 변위 터미널 콘택(31)은 바람직하게 납땝 연결부(47)들에 의해 상기 회로 기판상에 설치되었다.
1: 팬 2: 팬 임펠러
3: 캡 4: 공기 가이드 베인
5: 팬 모터/모터 6: 스테이터
7: 회전 자계 권선 7a: 코일
8: 로터 9: 모터 축
10, 11: 롤링 베어링 12: 스프링 와셔
13: 모터 마운트 14: 전자 장치 컴파트먼트
15: 컨버터 전자 장치 16: 전자 장치 컴파트먼트 커버
17: 축 볼트 18: 나사 돔
19: 나사 래치 20: 플라스틱 케이싱
21: 접속 케이블 22: 실링 에지
23: 클램핑 리브 24: 코킹 개구/고정 개구
25: 코킹 노브 26: 권선 단부 쌍
26a, 26b: 권선 단부 27: 실링 부재
27a: 연질 실링 컴포넌트 27b: 경질 지지 컴포넌트
28: 수용 포켓 29: 관통 개구
30: 회로 기판 31: 절연 변위 터미널 콘택
31a, 31b: 절연 변위 레그 31c: 절연 변위 간극
31d: 콘택 바닥부/클램핑 바닥부 32: 간섭 억제 유도자
33: 접속 콘택/코일 단부 34: 충전 커패시터
35a, 35b: 접속 콘택 36: 도체 레일 쌍
36a, 36b: 도체 레일 37: 리세스
38: 삽입 슬롯 39: 삽입 개구/삽입 홀
40: 압입 핀 41: 클램핑 콘택
42: 리세스 43: 구리 도체
44: 에나멜 절연부 45: 절연 변위 방향
46: 절연 변위 에지 46a: 절단 에지
46b: 마찰 에지 46c: 둥근 에지
47: 연결 위치/납땜 위치
A: 마찰 구역
E: 유입 구역/유입구(=삽입 구역/ 삽입구)
K: 클램핑 구역
V: 사전 절단 구역

Claims (12)

  1. 회전 자계 권선(7)이 장착되는 스테이터(stator)(6), 상기 스테이터(6)에 대하여 회전 가능하게 지지되고 지속적으로 여자되는 로터(rotor)(8) 및 컨버터 전자 장치(15)를 포함하는 전기 모터(5)로서,
    상기 컨버터 전자 장치(15)는 회로 기판(30)을 포함하고,
    상기 컨버터 전자 장치(15)의 적어도 하나의 소자(32, 34)의 비절연 또는 에나멜 절연된 접속 콘택(33, 35)들을 위한 그리고/또는 상기 회전 자계 권선(7)의 에나멜 절연된 권선 단부(26)들을 위한 다수의 콘택 소자(31, 41)들이 상기 컨버터 전자 장치(15)의 상기 회로 기판(30) 상에 설치되어 있고, 이때 상기 콘택 소자(31, 41)들은 클램핑 콘택(clamping contact) 또는 절연 변위 터미널 콘택(insulation displacement terminal contact)으로서 형성되고,
    상기 전기 모터(5)는, 적어도 하나의 충전 커패시터(34)의 비절연 접속 콘택(35)의 수에 상응하는 다수의 클램핑 콘택(41)을 갖는 도체 레일 쌍(36)을 포함하고,
    상기 회로 기판(30)은 다수의 삽입 슬롯(38) 및/또는 삽입 홀(39)을 가지며, 상기 다수의 삽입 슬롯 및/또는 삽입 홀에는 대응하는 삽입 위치(40)를 갖는 상기 도체 레일 쌍(36)이 안착되고,
    상기 도체 레일 쌍(36)의 2개의 도체 레일(36a, 36b)에 할당된 삽입 슬롯(38)들과 삽입 홀(39)들 사이의 상기 회로 기판(30)에, 상기 도체 레일(36a, 36b)에 대해 평행하게 진행되는 다수의 리세스(37)가 제공되는,
    전기 모터(5).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도체 레일 쌍(36)의 도체 레일들 중 하나의 도체 레일(36a) 내부에 저장기 커패시터(34)의 수에 상응하는 다수의 리세스(42)가 제공되고,
    상기 다수의 리세스(42)를 통해서는, 다른 한 도체 레일(36b)에 클램핑 접촉되는 상기 충전 커패시터(34)들의 각각의 접속 콘택(35b)이 2개의 도체 레일(36) 중 상기 하나의 도체 레일을 접촉하지 않도록 상기 리세스(42)를 통해 가이드되는,
    전기 모터(5).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기 모터(5)는 에나멜 절연된 접속 콘택(33)들을 갖는 간섭 억제 유도자(32)를 포함하며, 상기 접속 콘택들은 절연 변위 터미널 콘택(31)들에 클램핑 접촉되는,
    전기 모터(5).
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    각각의 절연 변위 터미널 콘택(31)은 2개의 절연 변위 레그(31a, 31b) 사이의 삽입 구역(E)에서 절연 변위 방향(45)으로 콘택 바닥부(31d) 쪽으로 연장되는 절연 변위 간극(31c)을 가지며, 상기 절연 변위 간극은 상기 삽입 구역(E)에 접속되는 절단 에지(46a)를 갖는 사전 절단 구역(V)을 구비하는,
    전기 모터(5).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연 변위 간극(31c)의 사전 절단 구역(V)에는 상기 절연 변위 방향(45)으로 비스듬히 연장되는 마찰 구역(A)이 접속되며, 상기 마찰 구역(A)은 상기 접속 콘택(26, 33)의 에나멜 절연부(44)를 위한 마찰 에지(46b)를 갖는,
    전기 모터(5).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연 변위 방향(45)으로 서서히 증가하는 클램핑력 상승을 실현하기 위해 상기 절연 변위 간극(31c)은 상기 마찰 구역(A)에 접속되는 클램핑 구역(K)을 가지며, 상기 클램핑 구역은 둥근 에지(46c)를 갖는,
    전기 모터(5).
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