KR101939191B1

KR101939191B1 - 트랙션 모터

Info

Publication number: KR101939191B1
Application number: KR1020120146495A
Authority: KR
Inventors: 윤홍식
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2019-01-16
Also published as: KR20140078046A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 트랙션 모터는 회전축을 감싸는 회전자, 상기 회전자와 소정 간격을 가지며, 복수의 스테이터 코어 및 스테이터 코어마다 권선된 코일을 포함하는 고정자, 상기 고정자를 고정하는 하우징, 그리고 상기 회전자의 상부 공간 또는 하부 공간에 설치되고, 상기 권선된 코일의 단자를 결선하는 버스 바를 포함한다.

Description

트랙션 모터{TRACTION MOTER}

본 발명은 트랙션 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트랙션 모터에 설치되는 버스 바(bus bar)의 조립 구조에 관한 것이다.

환경에 대한 관심이 커짐에 따라, 탄소를 배출하지 않는 전기 자동차, 이륜 전동차 등의 그린 전동 장치들이 개발되고 있다.

전기 자동차, 이륜 자동차 등에는 트랙션 모터(traction motor)가 사용된다. 이러한 트랙션 모터는 지름이 크고 높이가 낮은 박형으로 설계될 필요가 있다.

그러나, 일반적인 트랙션 모터는 스테이터의 코어에 코일이 권선되며, 코어의 상부에는 권선된 코일을 종합하여 전기적으로 접속하기 위한 버스 바(bus bar)가 설치된다.

코일의 권선 및 버스 바의 설치를 위한 공간이 필요하므로, 트랙션 모터를 박형으로 설계하는데 한계가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 버스 바의 조립 구조를 이용하여 박형의 트랙션 모터를 제공하는데 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 트랙션 모터는 회전축을 감싸는 회전자, 상기 회전자와 소정 간격을 가지며, 복수의 스테이터 코어 및 스테이터 코어마다 권선된 코일을 포함하는 고정자, 상기 고정자를 고정하는 하우징, 그리고 상기 회전자의 상부 공간 또는 하부 공간에 설치되고, 상기 권선된 코일의 단자를 결선하는 버스 바를 포함한다.

상기 고정자는 상기 스테이터 코어를 감싸며, 상기 스테이터 코어와 상기 코일을 절연하는 절연체를 더 포함하고, 상기 절연체는 상기 회전자와 인접하는 제1 벽면 및 상기 하우징과 인접하는 제2 벽면을 포함하며, 상기 버스 바는 상기 절연체의 제1 벽면에 형성된 홈에 설치될 수 있다.

상기 홈은 상기 회전자의 상부 공간에 위치하며, 위로 파인 형상일 수 있다.

상기 홈은 상기 회전자의 하부 공간에 위치하며, 아래로 파인 형상일 수 있다.

상기 버스 바는 상기 하우징에 설치될 수 있다.

상기 버스 바는 상기 하우징의 바닥에 형성된 홈에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 지름이 크고 높이가 낮은 박형 트랙션 모터를 구현할 수 있다. 또한, 버스 바의 지름을 회전자의 지름보다 작게 설계함으로써, 재료비를 절감할 수도 있다. 또한, 하우징의 바닥면에 버스 바를 설치하기 위한 홈을 형성함으로써, 하우징의 강성을 보강할 수도 있다.

도 1은 트랙션 모터의 일 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 트랙션 모터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 버스 바가 설치된 트랜스 모터의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 버스 바가 설치된 트랜스 모터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 버스 바가 설치된 트랜스 모터의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 박형 트랙션 모터에 버스 바를 설치하는 과정을 나타낸다

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 트랙션 모터의 일 예를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 트랙션 모터(100)는 회전축(shaft, 110), 회전축을 감싸는 회전자(120), 회전자(120)와 소정 간격을 가지는 고정자(130) 및 고정자(130)를 고정하는 하우징(140)을 포함한다.

회전축(110)은 하우징에 의하여 지지될 수 있다. 회전자(120)는 회전축(110)을 감싸는 로터 코어(roter core, 121) 및 로터 코어(121)에 결합된 드라이브 마그네트(drive magnet, 122)를 포함한다. 로터 코어(121)는 원통 형상이고, 드라이브 마그네트(122)는 로터 코어(121)의 외주면에 형성될 수 있다. 회전자(120)는 고정자(130)와의 상호 작용에 의하여 회전축(110)과 함께 회전한다.

고정자(130)는 복수의 스테이터 코어(Stator Core, 131) 및 스테이터 코어(131)마다 권선된 코일(133)을 포함한다. 각 스테이터 코어(131)와 코일(133)은 절연체(Insulator, 132)에 의하여 절연된다.

스테이터 코어(131)마다 권선된 코일(133)의 단자를 결선하고 전기적으로 연결하기 위하여, 스테이터 코어(131)의 하부 공간(A) 또는 상부 공간(A')에는 버스 바(bus bar, 미도시)가 설치된다.

박형 트랙션 모터의 요구에 따라 높이(H)를 최소화하기 위하여, 코일(133)의 권선을 최소화할 수 있는 집중권 권선 방식이 사용되고 있다. 그러나, 집중권 권선 방식에 따라 코일을 권선하더라도, 코일(133)의 단자를 결선하기 위하여 버스 바가 설치되는 높이(h)가 필요하다. 따라서, 요구되는 수준의 박형 트랜스 모터를 설계하는데 한계가 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 트랜스 모터의 높이를 최소화하기 위하여, 버스 바의 설치 위치를 변경하고자 한다. 구체적으로, 회전자의 위 또는 아래 공간을 활용함으로써, 버스 바를 설치하기 위하여 요구되던 별도의 공간을 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 트랙션 모터의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 트랙션 모터(200)는 회전축(shaft, 210), 회전축을 감싸는 회전자(220), 회전자(220)와 소정 간격을 가지는 고정자(230) 및 고정자(230)를 고정하는 하우징(240)을 포함한다.

회전축(210)은 하우징에 의하여 지지될 수 있다. 회전자(220)는 회전축(210)을 감싸는 로터 코어(roter core, 221) 및 로터 코어(221)에 결합된 드라이브 마그네트(drive magnet, 222)를 포함한다. 로터 코어(221)는 원통 형상이고, 드라이브 마그네트(222)는 로터 코어(221)의 외주면에 형성될 수 있다. 회전자(220)는 고정자(230)와의 상호 작용에 의하여 회전축(210)과 함께 회전한다.

고정자(230)는 복수의 스테이터 코어(Stator Core, 231) 및 스테이터 코어(231)마다 권선된 코일(233)을 포함한다. 절연체(Insulator, 232)는 각 스테이터 코어(231)를 감싸며, 스테이터 코어(231)와 코일(233)은 절연체(232)에 의하여 절연된다.

고정자(230)는 코일(233)의 감김(end turn)으로 인하여, 수직 방향으로 추가 공간(h')이 필요하다. 이에 따라, 회전자(220)의 위 또는 아래에는 추가 공간(h')에 해당하는 빈 공간(B, B')이 발생하게 된다.

본 발명의 실시예에서는, 회전자(220)의 상부 또는 하부의 빈 공간(B, B')에 버스 바를 설치하고자 한다. 버스 바는 로터 코어(221)의 상부 또는 하부 공간에 설치되거나, 드라이브 마그네트(222)의 상부 또는 하부 공간에 설치될 수 있다.

버스 바가 로터 코어(221) 또는 드라이브 마그네트(222)의 하부 공간에 설치되는 경우, 버스 바를 통하여 결선된 코일의 단자는 하우징 바닥에 형성된 홀(hole, 미도시)을 통하여 외부와 연결될 수 있다.

버스 바가 로터 코어(221) 또는 드라이브 마그네트(222)의 하부 공간 및 상부 공간에 설치되고, 하부 공간에 설치된 버스 바는 공통(common) 단자를 결선하는데 이용되며, 상부 공간에 설치된 버스 바는 3상(3 phase) 단자를 결선하는데 이용될 수도 있다.

이로써, 트랙션 모터의 높이를 줄일 수 있다. 즉, 도 1에서 스테이터 코어의 상부 또는 하부 공간에 버스 바를 설치하기 위하여 요구되는 높이(h)만큼을 줄임으로써, 박형의 트랙션 모터를 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 버스 바가 설치된 트랜스 모터의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 버스 바(300)는 절연체(232)의 벽면에 형성된 홈(234)에 설치된다. 홈(234)은 회전자(220)와 인접하는 절연체(232)의 벽면에 형성된 보스(boss) 부재일 수 있다. 이때, 홈(234)은 회전자(220)의 하부 공간(도 2의 B)에 위치하며, 아래로 파인 형상일 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 버스 바가 설치된 트랜스 모터의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 버스 바(300)는 절연체(232)의 벽면에 형성된 홈(235)에 설치된다. 홈(235)은 회전자(220)와 인접하는 절연체(232)의 벽면에 형성된 보스 부재일 수 있다. 이때, 홈(235)은 회전자(220)의 상부 공간(B')에 위치하며, 위로 파인 형상일 수 있다.

도 3의 홈(234) 및 도 4의 홈(235)은 절연체(232)와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연체(232)는 홈(234 또는 235)을 포함하는 형상의 금형을 이용하여 제작될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 버스 바가 설치된 트랜스 모터의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 버스 바(300)는 하우징(240)에 형성된 홈(241)에 설치된다. 홈(241)은 하우징(240)의 바닥에 형성될 수 있다. 이때, 홈(241)은 회전자(220)의 하부 공간(도 2의 B)에 위치하며, 위로 파인 형상일 수 있다.

홈(241)은 하우징(240)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(240)은 홈(241)을 포함하는 형상의 금형을 이용하여 제작될 수도 있다.

또는, 홈(241)은 하우징(240)과는 별도로 제작된 후, 하우징(240)의 바닥면에 고정될 수도 있다.

홈(241)은 하우징(240)의 바닥면에 원주 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 홈(241)은 하우징(240)의 원주를 따라 형성된 복수의 돌기 상에 형성될 수도 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 박형 트랙션 모터에 버스 바를 설치하는 과정을 나타낸다.

도 6 및 도 7과 같이, 버스 바(300)는 회전자의 하부 공간인 하우징(240)의 바닥면에 형성된 홈에 설치될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 버스 바를 설치하기 위한 별도의 높이를 마련할 필요가 없다. 따라서, 지름이 크고 높이가 낮은 박형 트랙션 모터를 구현할 수 있다. 또한, 버스 바의 지름을 회전자의 지름보다 작게 설계함으로써, 재료비를 절감할 수도 있다. 또한, 하우징의 바닥면에 버스 바를 설치하기 위한 홈을 형성함으로써, 하우징의 강성을 보강할 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

200: 모터
210: 회전축
220: 회전자
230: 고정자
240: 하우징
234, 235, 241: 홈
300: 버스 바

Claims

회전축을 감싸는 회전자,
상기 회전자와 소정 간격을 가지며, 복수의 스테이터 코어 및 스테이터 코어마다 권선된 코일을 포함하는 고정자,
상기 고정자를 고정하는 하우징, 그리고
상기 회전자의 상부 공간 또는 하부 공간에 설치되고, 상기 권선된 코일의 단자를 결선하는 버스 바를 포함하고,
상기 고정자는 상기 스테이터 코어를 감싸며, 상기 스테이터 코어와 상기 코일을 절연하는 절연체를 더 포함하고,
상기 절연체는 상기 회전자와 인접하는 제1 벽면 및 상기 하우징과 인접하는 제2 벽면을 포함하며,
상기 버스 바는 상기 절연체의 제1 벽면에 형성된 홈에 설치되는 트랙션 모터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 홈은 상기 회전자의 상부 공간에 위치하며, 위로 파인 형상인 트랙션 모터.
제1항에 있어서,
상기 홈은 상기 회전자의 하부 공간에 위치하며, 아래로 파인 형상인 트랙션 모터.
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