KR101560057B1

KR101560057B1 - 버스바 결선 구조를 갖는 모터의 스테이터 및 이를 이용한 코일의 병렬 결선 방법

Info

Publication number: KR101560057B1
Application number: KR1020130141079A
Authority: KR
Inventors: 장정철; 서제형; 정운필; 이승재
Original assignee: 뉴모텍(주)
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2015-10-15
Also published as: KR20150057566A; US20150137637A1; US10063125B2; US20160359397A1; US9502949B2

Abstract

본 발명에 따른 버스바 결선 구조를 갖는 모터의 스테이터는 복수 개의 티스가 형성된 코어 베이스로 이루어지는 스테이터 코어; 상기 티스를 절연하기 위하여 상기 스테이터 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터; 상기 스테이터 코어의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터; 상기 상부 인슐레이터와 하부 인슐레이터가 결합되었을 때, 상기 티스의 주위에 권선되는 코일; 및 상기 상부 인슐레이터의 상부에 결합되고, 복수 개의 버스바가 각각 삽입되는 복수 개의 버스바 삽입부가 형성된 하부 버스바 하우징으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

버스바 결선 구조를 갖는 모터의 스테이터 및 이를 이용한 코일의 병렬 결선 방법{Stator of Motor with Bus-bars for Electric Connection and Method for Parallel Coil Winding Using the Bus-bars}

본 발명은 모터에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 스테이터에 권선되는 코일을 병렬로 결선하기 위하여 버스바를 적용하는 구조와 이를 이용한 코일의 결선 방법에 관한 것이다.

일반적으로 모터 또는 발전기는 스테이터에 권선되어 있는 다수의 코일을 결선(wiring)하여 사용한다. 특히 대부분의 교류 모터나 발전기는 코일을 병렬로 결선(parallel wiring)하고 있다. 이러한 병렬 결선의 경우 스테이터의 각 티스에 권선된 코일의 말단을 각각 연결해야 하므로 결선해야 하는 코일의 개수가 상당히 많기 때문에 각 상과 전기적인 간섭이 이루어지지 않으면서 보다 간편하고 전기적 특성이 좋은 결선 방법이 제안되고 있다.

특히, 코일의 결선을 위하여 같은 상(phase)을 각각 연결하면서 다른 상과의 전기적인 간섭을 피하기 위한 버스바(bus-bar)를 적용한 구조가 많이 채택되고 있다. 대한민국특허공개 제10-2008-0068437호, 제10-2010-46922호, 제10-2010-0059548호는 버스바를 이용한 코일의 결선에 대하여 개시하고 있다. 이와 같은 종래의 버스바 구조에 의하면, 다수의 스테이터 코어 상방으로 돌출되어 있는 상태에서 각 코일의 말단을 버스바의 연결탭과 연결하여야 하기 때문에 작업이 어려운 문제점이 있다.

구체적으로 제10-2008-0068437호의 경우, 상부로 향하여 있는 코일의 단부를 버스바에 형성된 코일 삽입 구멍에 삽입함으로써 전기적인 결선이 이루어진다. 이 경우, 코일의 단부가 구멍에 삽입될 때 일부 삽입되지 않은 코일 단부가 간섭을 일으키기 때문에 다수의 코일 단부를 동시에 각각의 구멍에 삽입하기가 여간 쉽지가 않다. 또한, 제10-2010-46922호 및 제10-2010-0059548호에서는 코일의 단부들이 상부로 돌출된 상태에서 버스바의 연결탭에 각각 연결시켜야 하기 때문에 작업이 매우 어렵고 코일이 다른 연결탭에 잘못 결선되는 혼선의 가능성이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국특허 제10-1146440호에서는 각각의 티스에 권선되어 있는 코일의 두 말단을 상부 인슐레이터 쪽으로 구부려 정렬한 다음, 각각의 코일의 자리에 대응하는 버스바 하우징의 코일 도입부에 코일을 위치시킴으로써 작업성을 향상시키고 있다.

그런데, 특허 제10-1146440호에서는 각각의 티스에 코일을 하나씩 권선한 다음, 각각의 말단을 절단하여 결선을 해야 하기 때문에 너무 많은 작업 공정이 필요하고 또한 3상 병렬 결선의 경우, U, V, W상과 중성점 연결을 위한 버스바가 하나의 버스바 하우징에 집약되어 작업 속도를 향상시키는데 한계가 있다.

이에 본 발명자들은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 하나의 코일로 모든 티스를 순차적으로 권선하는 방법을 적용하여 병렬 결선을 가능하게 한 구조를 적용한 버스바 결선 구조를 갖는 모터의 스테이터와 코일의 병렬 결선 방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 목적은 새로운 형태의 버스바 결선 구조를 갖는 모터의 스테이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작업성이 향상된 버스바 결선 구조를 갖는 모터의 스테이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스테이터에 권선되는 코일의 새로운 결선 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 내재되어 있는 목적들은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 용이하게 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 버스바 결선 구조를 갖는 모터의 스테이터는

복수 개의 티스가 형성된 코어 베이스로 이루어지는 스테이터 코어;

상기 티스를 절연하기 위하여 상기 스테이터 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터;

상기 스테이터 코어의 하부에 결합되는 하부 인슐레이터;

상기 상부 인슐레이터와 하부 인슐레이터가 결합되었을 때, 상기 티스의 주위에 권선되는 코일; 및

상기 상부 인슐레이터의 상부에 결합되고, 복수 개의 버스바가 각각 삽입되는 복수 개의 버스바 삽입부가 형성된 하부 버스바 하우징;

으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 하부 인슐레이터의 외주 쪽에는 중성점 버스바 삽입부가 형성되어 있고, 상기 중성점 버스바 삽입부에 삽입되는 중성점 버스바를 더 포함하여도 좋다.

본 발명에서, 상기 중성점 버스바 삽입부에는 복수 개의 중성점 코일 접속부가 형성되어 있고, 상기 중성점 코일 접속부에는 상기 티스의 하부에 위치하는 코일의 일부가 결선되어도 좋다.

본 발명에서, 상기 하부 버스바 하우징의 상부에 결합되는 상부 버스바 하우징을 더 포함하여도 좋다.

본 발명에서, 상기 상부 버스바 하우징의 내측면에 복수 개의 전원 단자 도입부가 형성되어도 좋다.

본 발명에 따른 복수 개의 티스를 갖는 스테이터에 코일을 병렬로 권선하는 방법은

상기 스테이터의 상부 또는 하부로부터 상기 티스에 코일을 권선하는 단계;

상기 티스에 권선이 완료되면 인접하는 티스에 연속하여 코일을 권선하는 단계;

상기 스테이터의 상부 또는 하부 중의 한 쪽에 위치하는 코일의 단부를 절단하는 단계;

상기 절단된 코일의 단부를 버스바를 이용하여 결선하는 단계; 및

상기 스테이터의 상부 또는 하부 중의 다른 한 쪽으로 중성점을 결선하는 단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 새로운 형태의 버스바 결선 구조를 통해 작업성이 향상된 버스바 결선 구조를 갖는 모터의 스테이터를 제공하고, 스테이터에 권선되는 코일의 새로운 결선 방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 버스바 결선 구조를 갖는 모터의 스테이터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모터의 스테이터의 일부를 분해하여 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모터의 스테이터의 하부 인슐레이터와 중성점 버스바를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모터의 스테이터에 코일이 권선되어 있는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 모터의 스테이터에 코일이 권선되어 있는 모습을 나타낸 저면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 모터의 스테이터에서 버스바 결선이 이루어진 모습을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 모터의 스테이터에 적용되는 버스바 하우징을 분해하여 나타낸 분해사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 모터의 스테이터에 권선되는 코일의 패턴도이다.
도 9는 본 발명에 따른 모터의 스테이터에 권선되는 코일이 버스바에 결선되었을 때의 패턴도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 버스바 결선 구조를 갖는 모터의 스테이터(100)를 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터의 스테이터(100)는 스테이터 코어(10), 상부 인슐레이터(20), 하부 인슐레이터(30), 코일(40) 및 버스바 하우징(50)으로 이루어진다.

스테이터 코어(10)는 일반적으로 얇은 철판을 다수 개로 적층한 철심의 형태로 제조한다. 스테이터 코어(10)의 자세한 형상은 도 2를 함께 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 모터의 스테이터(100)의 일부를 분해하여 나타낸 분해사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 스테이터 코어(10)는 원형 링의 형상을 갖는 코어 베이스(11), 코어 베이스(11)의 내부면에 중심을 향하여 방사상으로 다수 개가 형성되어 있는 티스(12), 및 티스(12)의 말단에 형성되어 양측으로 약간 연장되어 있는 형상의 티스 이어(13)로 이루어진다. 티스 이어(13)의 내측 방향에는, 즉 코어 베이스(11)의 중심을 향하는 위치에는 로터(도시되지 않음)가 위치한다. 즉, 로터는 스테이터 코어(10)의 내측에 위치하여 회전하기 때문에, 도 1에 도시된 스테이터(100)는 이너 로터 타입의 모터에 적용된다. 따라서, 티스(12)는 코어 베이스(11)의 중심을 향하는 형상을 가지는데 본 발명은 반드시 이러한 형태에 한정되는 것은 아니며, 티스(12)가 코어 베이스(11)의 외주 쪽 방향을 향하도록 형성함으로써, 로터가 스테이터(100)의 외측에서 회전하는 아우터 로터 형태의 모터에도 적용되도록 티스(12)는 코어 베이스(11)의 외주 방향으로 형성되어도 좋다.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 상부 인슐레이터(20) 및 하부 인슐레이터(30)는 스테이터 코어(10)의 상부 및 하부에 각각 결합된다. 상부 인슐레이터(20)는 외경부(21), 티스 절연부(22), 내경부(23) 및 버스바 하우징 결합부(24)로 이루어진다. 이들 각 부분은 하나의 절연성 수지 몰딩에 의하여 제조되는 것이 바람직하다.

외경부(21)는 코어 베이스(11)의 상부의 일부 또는 전부와 내측면의 일부를 덮는 부분이다. 외경부(21)의 내측 방향으로는 티스(12)를 감싸도록 티스 절연부(22)가 형성되어 있다. 티스 절연부(22)는 티스(12)의 상부면, 측면 및 코어 베이스(11)의 내측면의 일부분을 덮는다. 티스 절연부(22)에는 코일(40)이 권선되며, 코일(40)과 티스(12) 및 코일(40)과 코에 베이스(11)의 내측면 사이를 절연하는 역할을 티스 절연부(22)가 한다. 티스 절연부(22)의 말단에는 티스 이어(13)의 상부를 덮는 내경부(23)가 형성된다. 내경부(23)는 상부로 일정 높이 돌출되도록 형성되어, 코일(40)이 권선되었을 때, 내측 방향으로 코일이 돌출되어 나오는 것을 방지한다. 외경부(21)에는 복수 개의 버스바 하우징 결합부(24)가 형성되어 있다. 버스바 하우징 결합부(24)는 도 2에서와 같이, 돌기가 삽입될 수 있는 구멍의 형상을 가져도 좋고, 후크 형태 또는 기타 공지된 결합 수단을 적용하기 위한 형상을 가져도 좋다.

하부 인슐레이터(30)는 스테이터 코어(10)의 하부에 결합되는데, 하부 인슐레이터(30)는 상부 인슐레이터(20)와 유사한 구성을 가지지만 차이점이 있다. 이와 관련된 상세한 구성은 아래 도 3을 참조하여 다시 설명하기로 한다.

코일(40)은 상부 인슐레이터(20)와 하부 인슐레이터(30)가 스테이터 코어(10)에 결합된 상태에서, 각각의 티스(12) 부분에 권선된다. 본 발명은 한 가닥의 코일(40)이 하나의 티스에 권선이 완료되면 이를 절단하지 않고 인접한 위치의 티스에 권선을 하고, 이 과정을 순차적으로 반복하여 전체 티스에 권선을 완료하게 된다. 이렇게 권선을 먼저 이룬 다음에 병렬 결선을 위한 공정이 수행된다. 따라서, 하나의 노즐을 가진 권선 장치로도 권선 작업이 가능하다. 이는 기존의 병렬 결선의 경우 하나의 티스에 권선이 완료되면 코일을 절단하여 양 말단을 처리해야 하는 것과, 3 상 직렬 결선의 경우 세 개의 노즐로 세 개의 티스를 동시에 권선하여야 하는 것 대비하여 권선 장치를 간소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1에 도시된 스테이터(100)는 9 슬롯 모터에 적용되는 구조를 가지고 있으며, 3 상 병렬 Y 결선에 의하여 연결되고 있다. 물론, 슬롯이나 상의 수는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 병렬 결선을 위하여, 본 발명에 따른 스테이터(100)는 중성점의 결선을 하부 인슐레이터(30) 쪽에서 이루고, 3 상의 각 상에 대한 결선은 상부 인슐레이터(20)의 상부에 결합되는 버스바 하우징(50)에서 이루고 있다. 이를 위하여 버스바 하우징(50)의 내부에 각 상의 결선을 위한 버스바들이 설치되는데 자세한 것은 다시 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 모터의 스테이터(100)의 하부 인슐레이터(30)와 중성점 버스바(64)를 하부 쪽으로부터 바라본 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하부 인슐레이터(30)는 외경부(31), 절연부(32) 및 내경부(33)로 이루어진다. 하부 인슐레이터(30)는 상부 인슐레이터(20)와 마찬가지로 절연성 수지 몰딩에 의하여 제조되는 것이 좋다. 외경부(31)는 스테이터 코어(10)의 하부의 일부 또는 전부와 내측면의 일부를 덮는다. 티스 절연부(32)는 각 티스(12)의 하부 면과 측면, 그리고 코어 베이스(11)의 내측면의 일부를 덮는다. 상부 인슐레이터(20)의 티스 절연부(22)와 하부 인슐레이터(30)의 티스 절연부(32)는 서로 맞닿아 결합되도록 하여 코어 베이스(11)의 내측면 및 티스(12)의 상하부와 내측면이 모두 절연되도록 한다. 내경부(33)는 티스 절연부(32)의 말단에 상부로 약간 돌출되는 형상을 갖는다.

외경부(31)에는 중성점 버스바(64)가 삽입되는 중성점 버스바 삽입부(34)가 형성되어 있다. 중성점 버스바(64)는 원형의 링 형상을 가지며, 복수 개의 중성점 코일 접속부(64a)가 형성되어 있다. 도 3에는 5 개의 중성점 코일 접속부(64a)가 형성되어 있는 경우를 도시하고 있다. 병렬 결선의 경우, 하나의 티스에 코일이 권선되었을 때, 하나의 말단은 중성점에, 다른 하나의 말단은 같은 상의 코일과 외부 전원 단자에 연결되어야 한다. 중성점 버스바(64)는 각 티스에 권선된 코일의 두 말단 중에 하나의 말단과 모두 연결되어야 하므로, 5 개의 중성점 코일 접속부(64a)는 9 개의 티스에 권선된 코일의 말단, 즉 9 개의 코일 말단을 결선하기 위하여 형성된다. 하나의 중성점 코일 접속부(64a)는 인접하는 두 티스의 코일 말단을 연결할 수 있으므로, 두 개의 코일 말단을 결선하는 4 개의 코일 접속부와 하나의 코일 말단을 결선하는 1 개의 코일 접속부를 적용한다. 물론, 중성점 코일 접속부(64a)의 개수는 다양한 개수로 변경이 가능하지만, 코일 말단의 결선을 위하여 코일의 길이를 조절하여야 하므로, 9 슬롯 모터의 경우 도 3에 도시된 5 개의 중성점 코일 접속부(64a)를 적용하여, 두 개의 인접한 티스의 코일이 하나의 코일 접속부(64a)를 공유하도록 하는 것이 바람직하다. 중성점 버스바 삽입부(34)는 도 3에 도시된 바와 같이, 코일 도입부(35)와 코일 결선부(36)가 형성될 수 있다. 코일 도입부(35)는 각각의 티스에 대응하여 복수 개로 형성되며, 하나의 티스를 권선한 코일이 하부 인슐레이터의 외주 둘레를 따라 경유하여 인접한 다른 티스를 권선할 수 있도록 인입 및 인출 공간을 제공한다. 코일 결선부(36)는 중성점 버스바(64)의 중성점 코일 접속부(64a)와 대응하는 위치에 형성되어, 코일 결선부(36)에서 코일(40)과 중성점 코일 접속부(64a)의 전기적인 접속이 이루어지게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 모터의 스테이터(100)에 코일(40)이 권선되어 있는 모습을 나타낸 사시도이고, 도 5는 저면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 스테이터(100)에 코일(40)을 권선할 때, 스테이터 코어(10)에 상부 및 하부 인슐레이터(20, 30)가 결합된 상태에서 코일을 권선한다. 코일(40)의 권선은 도 4의 A 지점으로부터 시작된다. 즉, 상부 인슐레이터(20) 쪽으로부터 하나의 티스에 권선이 완료되면, 하부 인슐레이터(30) 쪽으로부터 코일이 진행하여, 인접한 티스에 하부 인슐레이터(30) 쪽에서 권선을 시작한다. 이 인접한 티스에 권선이 완료되면, 코일(40)은 상부 인슐레이터(20) 쪽에 위치하여 인접한 티스로 진행된다. 이렇게 순차적으로 인접한 티스에 권선이 완료된 형태가 도 4에 도시되어 있다. 상부 쪽으로 돌출된 코일은, 인접한 두 티스를 연결하는 형태를 갖는데, 이 연결 부위를 절단하여 스크랩(40a)으로 버린 다음, 각 코일의 말단을 버스바 하우징(50)의 각 상에 대응하는 버스바에 결선한다.

중성점의 결선은 하부 인슐레이터(30)에 결합된 중성점 버스바(64)에 의하여 이루어진다. 도 5를 참조하면, 코일(40)의 권선이 인접하는 티스 쪽으로 순차적으로 이루어지면, B 지점에서 권선이 완료된다. 물론, B 지점에서 권선을 시작하여 도 4의 A 지점에서 권선을 완료할 수도 있다. 인접한 두 티스에 권선된 코일은 중성점 버스바(64)의 중성점 코일 접속부(64a)에 의하여 결선되며, 나머지 마지막 하나의 티스에 권선된 코일은 B 지점에 있는 중성점 코일 접속부(64a)에 결선된다. 따라서, 9 개의 티스에 권선된 코일의 두 말단 중에서 하나의 말단은 서로 전기적으로 연결된다. 바람직하게, 중성점 코일 접속부(64a)와 코일(40)의 전기적 접속 및 물리적 결합은 중성점 코일 접속부(64a)를 구부려서 퓨징 용접(fusing welding)을 적용하는 것이 좋다.

중성점의 결선은 이와 같이 하부 인슐레이터(30)에 결합되는 중성점 버스바(64)에 의하여 이루어진다. 각 상의 결선은 상부 인슐레이터(20)에 결합되는 버스바 하우징(50)의 버스바에 의하여 이루어지는데, 아래 도 6 및 도 7을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 모터의 스테이터(100)에서 버스바 결선이 이루어진 모습을 나타낸 사시도이고, 도 7은 버스바 하우징(50)을 분해하여 나타낸 분해사시도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 버스바 하우징(50)은 하부 버스바 하우징(51)에 상부 버스바 하우징(55)가 결합된 구조를 갖는다.

하부 버스바 하우징(51)의 내측에는 3 상의 결선을 위한 버스바가 각각 삽입되는 제1 버스바 삽입부(51a), 제2 버스바 삽입부(51b) 및 제3 버스바 삽입부(51c)가 형성되어 있다. 이들 3 개의 버스바는 u, v, w 상, 즉 3 상의 각 상을 결선하기 위한 것으로, 상의 개수에 따라 3 개 이외의 다양한 개수로 버스바를 적용할 수도 있다.

제1 버스바(61)는 3 상 중 하나의 상, 예를 들어 u 상이 결선되기 위한 것으로, 9 개의 티스 중에서 u 상에 해당하는 세 개의 티스에 권선된 코일은 제1 버스바(61)로 결선된다. 따라서, 제1 버스바(61)에는 3 개의 제1 코일 접속부(61b)가 형성되어 있으며, 각각의 제1 코일 접속부(61b)는 외경 방향으로 형성되는 제1 외경 연장부(61a)에 의하여 연장되어 있다. 제1 외경 연장부(61a)는 제1 버스바(61)가 제1 버스바 삽입부(51a)에 삽입되었을 때, 하부 버스바 하우징(51)에 형성된 복수 개의 안착부(52) 중에서 제1 외경 연장부(61a)와 대응하는 위치의 안착부에 안착된다. 제1 코일 접속부(61b)에는 코일(40)의 말단이 전기적으로 연결되는데, 연결하는 방식은 납땜, 압착, 용접 등 다양한 방법이 적용될 수 있으나, 바람직하게 퓨징 용접에 의하여 전기적 및 물리적 연결이 이루어진다. 제1 버스바(61)에는 제1 전원 접속부(61c)가 별도로 형성되어 있는데, 제1 전원 접속부(61c)를 통해 외부 전원과 전기적으로 연결된다.

제2 버스바(62)는 3 상 중 하나의 상, 예를 들어 v 상이 결선되기 위한 것으로, 9 개의 티스 중에서 v 상에 해당하는 세 개의 티스에 권선된 코일은 제2 버스바(62)로 결선된다. 따라서, 제2 버스바(62)에는 3 개의 제2 코일 접속부(62b)가 형성되어 있으며, 각각의 제2 코일 접속부(62b)는 외경 방향으로 형성되는 제2 외경 연장부(62a)에 의하여 연장되어 있다. 제2 외경 연장부(62a)는 제2 버스바(62)가 제2 버스바 삽입부(51b)에 삽입되었을 때, 하부 버스바 하우징(51)에 형성된 복수 개의 안착부(52) 중에서 제2 외경 연장부(62a)와 대응하는 위치에 형성된 안착부에 위치하게 된다. 제2 코일 접속부(62b)에는 코일(40)의 말단이 전기적으로 연결되는데, 연결하는 방식은 납땜, 압착, 용접 등 다양한 방법이 적용될 수 있으나, 바람직하게 퓨징 용접에 의하여 전기적 및 물리적 연결이 이루어진다. 제2 버스바(62)에는 제2 전원 접속부(62c)가 별도로 형성되어 있는데, 제2 전원 접속부(62c)를 통해 외부 전원과 전기적으로 연결된다.

제3 버스바(63)는 3 상 중 하나의 상, 예를 들어 w 상이 결선되기 위한 것으로, 9 개의 티스 중에서 w 상에 해당하는 세 개의 티스에 권선된 코일은 제3 버스바(63)로 결선된다. 따라서, 제3 버스바(63)에는 3 개의 제3 코일 접속부(63b)가 형성되어 있으며, 각각의 제3 코일 접속부(63b)는 외경 방향으로 형성되는 제3 외경 연장부(63a)에 의하여 연장되어 있다. 제3 외경 연장부(63a)는 제3 버스바(63)가 제3 버스바 삽입부(51c)에 삽입되었을 때, 하부 버스바 하우징(51)에 형성된 복수 개의 안착부(52) 중에서 제3 외경 연장부(63a)와 대응하는 위치의 안착부에 놓이게 된다. 제3 코일 접속부(63b)에는 코일(40)의 말단이 전기적으로 연결되는데, 연결하는 방식은 납땜, 압착, 용접 등 다양한 방법이 적용될 수 있으나, 바람직하게 퓨징 용접에 의하여 전기적 및 물리적 연결이 이루어진다. 제3 버스바(63)에는 제3 전원 접속부(63c)가 별도로 형성되어 있는데, 제3 전원 접속부(63c)를 통해 외부 전원과 전기적으로 연결된다.

하부 버스바 하우징(51)의 외측면 또는 하부 방향으로 복수 개의 하우징 고정부(53)가 형성되어 있다. 하우징 고정부(53)는 도 7에서와 같이, 걸림 돌기의 형상을 적용하여도 좋고, 상부 인슐레이터(20)에 형성된 버스바 하우징 결합부(24)의 형상에 따라 다양한 형상을 적용하여도 좋다.

하부 버스바 하우징(51)의 외측면 또는 상부 방향으로는 복수 개의 상부 하우징 고정부(54)가 형성되어 있다. 상부 하우징 고정부(54)는 도 7에서와 같이, 후크 형상을 적용하여도 좋고, 기타 다양한 결합 구조를 적용하여도 좋다. 상부 하우징 고정부(54)는 상부 버스바 하우징(55)에 형성된 결합홈(55b)에 삽입된다.

상부 버스바 하우징(55)은 하부 버스바 하우징(51)에 결합되어, 하부 버스바 하우징(51) 내부에 결합되는 버스바 등을 외부로부터 보호하는 역할을 한다. 상부 버스바 하우징(55)의 내측면에는 전원 단자 도입부(55a)가 복수 개로 형성되어 있는데, 전원 단자 도입부(55a)는 외부 전원이 각 버스바에 전기적으로 연결되기 위한 공간을 제공한다.

도 8은 본 발명에 따른 모터의 스테이터(100)에 권선되는 코일(40)의 병렬 결선 패턴도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 9 슬롯 모터의 경우, 스테이터(100)의 상부 쪽에 위치하는 A 지점에서 코일(40)의 권선이 시작된다. 1번 티스에 먼저 권선이 완료되면 코일은 스테이터(100)의 하부 쪽에서 인접하고 있는 2번 티스로 이동하여 하부쪽으로부터 2번 티스에 권선된다. 2 번 티스의 권선이 완료되면, 코일은 스테이터(100)의 상부 쪽에서 인접하고 있는 3 번 티스의 상부로부터 권선이 시작된다. 이와 같은 과정을 반복하여, 9번 티스의 권선까지 완료되면, 스테이터(100)의 하부 쪽 B 점에서 권선이 완료된다. 이렇게 하나의 코일을 중간에 절단함이 없이 한번에 1 번 티스로부터 9 번 티스까지 권선한 다음, 스테이터(100)의 상부 쪽에서 인접하는 두 티스를 연결하고 있는 코일의 X 부분을 절단하여, 절단된 부분인 스크랩(40a)을 제거한다. 이 후, 스테이터(100) 하부에 위치하는 코일을 중성점 코일 접속부(64a)에 각각 결선한다. 물론, 중성점 코일의 결선을 스테이터(100)의 상부에 위치하는 코일의 절단 이전에 수행하여도 무방하다.

도 9는 본 발명에 따른 모터의 스테이터(100)에 권선되는 코일이 버스바(61, 62, 63, 64)에 결선되었을 때의 패턴도이다.

도 8에서와 같이, 권선 및 코일 절단이 완료된 상태에서는 스테이터(100) 하부의 중성점은 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이 결선이 된 상태이다. 이 후 단계의 설명을 위해 도 9를 참조하면, 이미 권선이 완료된 상태에서, 제1 버스바(61)는 u 상을 결선하기 위하여 1번, 4번, 7번 티스의 코일과 결선된다. 마찬가지로, 제2 버스바(62)는 v 상을 결선하기 위하여 2번, 5번, 8번 티스의 코일과 결선되고, 제3 버스바(63)는 w 상을 결선하기 위하여 3번, 6번, 9번 티스의 코일과 결선된다. 각 버스바의 다른 말단은 외부 전원과 전기적으로 연결된다.

도 8 및 도 9에서, 스테이터(100)의 상부에서 버스바를 이용하여 각 상을 결선하고, 스테이터(100)의 하부에서 중성점을 결선하고 있으나, 모터의 구조에 따라 그 반대로, 즉, 스테이터(100)의 상부에서 중성점을 결선하고, 하부에서 버스바를 이용한 각 상의 결선을 이루어도 무방하다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명은 본 발명의 이해를 위하여 예시하여 설명한 것에 불과할 뿐, 본 발명의 범위를 정하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 아래 첨부된 특허청구범위에 의하여 정하여지며, 이 범위 내에서의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

10: 스테이터 코어 11: 코어 베이스
12: 티스 13: 티스 이어
20: 상부 인슐레이터 21: 외경부
22: 티스 절연부 23: 내경부
24: 버스바 하우징 결합부 30: 하부 인슐레이터
31: 외경부 32: 티스 절연부
33: 내경부 34: 중성점 버스바 삽입부
35: 코일 도입부 36: 코일 결선부
40: 코일 40a: 스크랩
50: 버스바 하우징 51: 하부 버스바 하우징
51a: 제1 버스바 삽입부 51b: 제2 버스바 삽입부
51c: 제3 버스바 삽입부 52: 안착부
53: 하우징 고정부 54: 상부 하우징 고정부
55: 상부 버스바 하우징 55a: 전원 단자 도입부
55b: 결함홈 61: 제1 버스바
61a: 제1 외경 연장부 61b: 제1 코일 접촉부
62: 제2 버스바 62a: 제2 외경 연장부
62b: 제2 코일 접촉부 63: 제3 버스바
63a: 제3 외경 연장부 63b: 제3 코일 접촉부
64: 중성점 버스바 64a: 중성점 코일 접속부

Claims

복수 개의 티스가 형성된 코어 베이스로 이루어지는 스테이터 코어;
상기 스테이터 코어의 상부에 결합되는 상부 인슐레이터;
상기 스테이터 코어의 하부에 결합되며, 외경부에 중성점 버스바가 삽입되는 중성점 버스바 삽입부가 형성되어 있는 하부 인슐레이터;
상기 상부 인슐레이터의 상부에 결합되고, 복수 개의 버스바가 각각 삽입되는 복수 개의 버스바 삽입부가 형성된 하부 버스바 하우징;
상기 상부 인슐레이터와 하부 인슐레이터가 결합되었을 때, 상기 티스의 주위에 권선되는 코일;을 포함하되,
상기 중성점 버스바 삽입부에는 외주 둘레를 따라 복수 개의 코일 도입부 및 코일 결선부가 구비되며,
상기 중성점 버스바에는 상기 코일 결선부에서 상기 코일과의 접속을 위한 복수 개의 중성점 코일 접속부가 형성되고,
하나의 티스를 권선한 코일은 상기 코일 도입부로 인출되어 상기 코일 결선부를 지나 인접한 다른 코일 도입부로 인입되는 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
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제1항에 있어서, 상기 하부 버스바 하우징의 상부에 결합되는 상부 버스바 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
제4항에 있어서, 상기 상부 버스바 하우징의 내측면에 복수 개의 전원 단자 도입부가 형성된 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터.
복수 개의 티스를 갖으며 상부 및 하부 인슐레이터와 결합되는 스테이터 코어에 코일을 병렬로 결선하는 방법에 있어서,
한 가닥의 코일을 이용하여 하나의 티스를 권선한 후 절단되지 않은 상태로 인접한 다른 티스를 연속하여 권선하는 과정을 반복하되, 인접한 두개의 티스를 스테이터 상부에서 연결하는 코일의 상부 연결부분과 스테이터 하부에서 연결하는 코일의 하부 연결부분이 교대로 형성되도록 코일을 권선하는 단계;
상기 하부 인슐레이터에 중성점 버스바를 삽입하고 코일 결선부에서 상기 코일의 하부 연결부분을 중성점 버스바와 결선하는 단계;
상기 상부 인슐레이터 상부에 버스바 하우징을 결합하고 버스바를 삽입하며, 각각의 티스를 권선한 코일을 상기 버스바와 결선하는 단계; 및
상기 코일의 상부 연결부분을 절단하여 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어에 코일을 병렬로 결선하는 방법.