KR102171907B1 - MSO Coil and Motor Having the Same - Google Patents

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KR102171907B1
KR102171907B1 KR1020180122908A KR20180122908A KR102171907B1 KR 102171907 B1 KR102171907 B1 KR 102171907B1 KR 1020180122908 A KR1020180122908 A KR 1020180122908A KR 20180122908 A KR20180122908 A KR 20180122908A KR 102171907 B1 KR102171907 B1 KR 102171907B1
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이의천
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Abstract

본 발명에 따른 평각형 코일은, 전동기에 구비되는 코어의 치 둘레를 감싸도록 구비되며, 일체형으로 서로 연속적으로 연결된 형태로 상기 코어의 치 길이 방향을 따라 적층된 복수의 레이어를 포함하는 단위코일을 포함하고, 상기 단위코일의 각 레이어는, 서로 인접한 코어의 치 사이 슬롯에 삽입되는 한 쌍의 슬롯삽입영역 및 상기 슬롯삽입영역으로부터 기 설정된 각도를 이루도록 연결되며, 상기 슬롯 외측에 구비되는 한 쌍의 노출영역을 포함하며, 상기 노출영역 중 적어도 어느 하나는 복수의 레이어에 걸쳐 형상이 연속적으로 변화한다.The flat coil according to the present invention includes a unit coil including a plurality of layers stacked along the tooth length direction of the core in a form that is provided to surround the tooth circumference of a core provided in an electric motor, and is connected to each other integrally. Including, each layer of the unit coil is connected to form a predetermined angle from the slot insertion region and a pair of slot insertion regions inserted into the slots between the teeth of the core adjacent to each other, a pair of provided outside the slot It includes an exposed area, and at least one of the exposed areas continuously changes in shape over a plurality of layers.

Description

평각형 코일 및 이를 포함하는 전동기{MSO Coil and Motor Having the Same}Square coil and motor having the same {MSO Coil and Motor Having the Same}

본 발명은 전동기에 적용 가능한 평각형 코일 및 이를 포함하는 전동기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고유의 3차원 형상에 의해 슬롯 내 점적률을 극대화시킬 수 있는 평각형 코일 및 이를 포함하는 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to a flat coil applicable to an electric motor and a motor including the same, and more particularly, to a flat coil capable of maximizing the point ratio in a slot by a unique three-dimensional shape, and a motor including the same. .

전동기의 효율 증대를 위한 연구가 활발하게 진행되고 있는 최근에는 전기자동차 및 발전설비에 사용되는 전동기 및 발전기의 효율 개선은 매우 큰 경제적 효과를 유발할 수 있다.In recent years, when research for increasing the efficiency of electric motors is actively being conducted, the improvement of the efficiency of electric motors and generators used in electric vehicles and power generation facilities can cause very great economic effects.

이에 따라 전동기의 효율을 향상시키기 위한 방법의 일환으로, 전동기 및 발전기의 로터 또는 스테이터에 감기는 코일의 점적률(占積率, Coil Space Factor 또는 Conductor Occupying Ratio)을 향상시키기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다.Accordingly, as part of a method to improve the efficiency of the motor, various methods to improve the coil space factor or conductor occupying ratio (占積率, Coil Space Factor or Conductor Occupying Ratio) of the coil wound around the rotor or stator of the motor and generator have been studied. have.

이러한 코일의 점적률을 향상시키기 일반적인 방법으로는, 스테이터 또는 로터에 감기는 코일의 직경을 증가시키거나 감는 횟수를 늘리는 방법이 주로 이용되고 있다.As a general method for improving the dot ratio of such a coil, a method of increasing the diameter of the coil wound around the stator or rotor or increasing the number of windings is mainly used.

그러나, 종래의 코일의 경우 주로 수직단면이 원형의 형태를 갖는 구리 와이어가 통상적으로 사용되고 있으며, 이러한 원형코일의 직경을 증가시키게 되면 원형의 단면으로 인해 감겨진 코일층 사이에 낭비되는 공간(Waste Space)이 발생하게 되므로 코일의 점적률이 저하된다는 근본적인 문제점이 존재한다.However, in the case of a conventional coil, a copper wire having a circular shape in a vertical cross section is commonly used, and when the diameter of such a circular coil is increased, waste space is wasted between the coil layers wound due to the circular cross section. ) Is generated, there is a fundamental problem that the dot ratio of the coil is lowered.

반면, 너무 작은 직경을 갖는 코일을 감을 경우에는 동일 면적 대비 권선횟수가 증가되므로, 상대적인 전기저항의 증가로 인해 효율저하 및 발열문제가 야기될 수 있다.On the other hand, when a coil having a too small diameter is wound, the number of windings is increased compared to the same area, and thus efficiency decreases and heat generation problems may occur due to an increase in relative electrical resistance.

이와 같은 종래의 전기 모터는 낮은 점적률로 인해 효율 및 출력밀도를 일정 수준 이상 끌어올릴 수 없는 한계가 존재한다는 문제가 있다.Such a conventional electric motor has a problem in that there is a limit in which efficiency and power density cannot be raised by a certain level or more due to a low dot ratio.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a method to solve these problems.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 종래 원형코일 대비 높은 점적률을 가질 수 있도록 형성되며, 전동기에 간단하게 조립이 가능하도록 할 수 있는 평각형 코일을 제공하기 위한 목적을 가진다.The present invention is an invention conceived to solve the problems of the prior art described above, and is formed to have a higher dot ratio compared to the conventional circular coil, and to provide a flat coil that can be easily assembled to an electric motor. Have a purpose.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평각형 코일은, 전동기에 구비되는 코어의 치 둘레를 감싸도록 구비되며, 일체형으로 서로 연속적으로 연결된 형태로 상기 코어의 치 길이 방향을 따라 적층된 복수의 레이어를 포함하는 단위코일을 포함하고, 상기 단위코일의 각 레이어는, 서로 인접한 코어의 치 사이 슬롯에 삽입되는 한 쌍의 슬롯삽입영역 및 상기 슬롯삽입영역으로부터 기 설정된 각도를 이루도록 연결되며, 상기 슬롯 외측에 구비되는 한 쌍의 노출영역을 포함하며, 상기 노출영역 중 적어도 어느 하나는 복수의 레이어에 걸쳐 형상이 연속적으로 변화한다.The flat coil of the present invention for achieving the above object is provided to surround the teeth of the core provided in the electric motor, and a plurality of layers stacked along the length direction of the teeth of the core in a form that is integrally connected to each other continuously. Including a unit coil, wherein each layer of the unit coil is connected to form a predetermined angle from the slot insertion region and a pair of slot insertion regions inserted into the slots between the teeth of the core adjacent to each other, and outside the slot It includes a pair of exposed areas provided in, and at least one of the exposed areas continuously changes in shape over a plurality of layers.

그리고 상기 노출영역은, 외측 노출면이 코어의 치 측면과 비평행하게 형성된 폭 가변부를 포함할 수 있다.In addition, the exposed area may include a width variable portion in which an outer exposed surface is formed to be non-parallel with a tooth side of the core.

또한 상기 단위코일은, 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 상기 외측 노출면과 상기 코어의 치 측면이 이루는 각도가 점차 감소하도록 형성될 수 있다.In addition, the unit coil may be formed such that an angle formed by the outer exposed surface and the tooth side of the core gradually decreases as the layer moves from the inner diameter portion of the motor toward the outer diameter portion.

그리고 상기 폭 가변부의 임의 지점에서의 폭은, Sin a+b(a: 해당 레이어의 외측 노출면이 코어의 치 측면과 이루는 각도, b: 해당 레이어에서 폭 가변부의 최소 폭)에 의해 결정될 수 있다.The width of the variable width portion at an arbitrary point may be determined by Sin a+b (a: the angle between the outer exposed surface of the layer and the tooth side of the core, b: the minimum width of the variable width portion in the layer). .

또한 상기 단위코일은, 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 상기 폭 가변부의 폭이 점차 증가하도록 형성될 수 있다.In addition, the unit coil may be formed such that the width of the variable width portion gradually increases from the inner diameter portion to the outer diameter portion of the motor toward a layer.

그리고 상기 단위코일의 각 레이어는, 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 폭이 점차 증가하도록 형성될 수 있다.In addition, each layer of the unit coil may be formed such that a width gradually increases from an inner diameter portion to an outer diameter direction layer of the motor.

또한 상기 단위코일은, 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 두께가 점차 감소하도록 형성될 수 있다.In addition, the unit coil may be formed such that the thickness of the unit coil gradually decreases from the inner diameter portion to the outer diameter portion of the motor.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 평각형 코일 및 이를 포함하는 전동기는 다음과 같은 효과가 있다.The flat coil of the present invention for solving the above-described problems and the electric motor including the same has the following effects.

첫째, 종래 원형코일에 비해 동일 구조 대비 상대적으로 높은 점적률을 가지므로, 고효율의 전동기 및 발전기의 생산이 가능하다는 장점이 있다.First, compared to the conventional circular coil, since it has a relatively high point ratio compared to the same structure, there is an advantage in that it is possible to produce a high-efficiency motor and generator.

둘째, 종래의 코일은 각 단 코일 부 형상을 프레스로 전단 가공하여 제조하며, 이음부를 용접 또는 접합해야 하는 후속 공정이 필요한 반면, 본 발명은 전체 단위코일이 일체화된 형태로 형성되어 이음부 혹은 용접 부위가 없기 때문에 전기적 물성치 및 물리적인 강성 확보에 유리하다는 장점이 있다.Second, conventional coils are manufactured by shearing the shape of each end coil part with a press, and a subsequent process of welding or joining the joint is required, whereas in the present invention, the entire unit coil is formed in an integrated form, so that the joint or welding Since there is no part, it has the advantage of securing electrical properties and physical rigidity.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평각형 코일에 있어서, 단위코일의 전체 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평각형 코일에 있어서, 단위코일의 정면 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평각형 코일에 있어서, 단위코일의 측면 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평각형 코일에 있어서, 단위코일의 평면 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평각형 코일에 있어서, 단위코일의 저면 모습을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평각형 코일에 있어서, 폭 가변부를 자세히 나타낸 도면; 및
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 평각형 코일이 전동기에 적용된 모습을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the overall appearance of a unit coil in a flat coil according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing a front view of a unit coil in a flat coil according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing a side view of a unit coil in a flat coil according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing a plan view of a unit coil in a flat coil according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing a bottom view of a unit coil in a flat coil according to an embodiment of the present invention;
6 is a view showing in detail a variable width portion in the flat coil according to an embodiment of the present invention; And
7 and 8 are views showing a state in which a flat coil according to an embodiment of the present invention is applied to an electric motor.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the object of the present invention can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the present embodiment, the same name and the same reference numerals are used for the same configuration, and additional descriptions thereof will be omitted.

한편 이하 설명에 있어, 외경부, 내경부, 정면, 측면, 평면, 저면 등과 같이 방향을 지시하는 용어는 어디까지나 설명의 편의를 위해 임의로 정의된 것이며, 해당 표현들이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아님은 물론이다.Meanwhile, in the following description, terms indicating directions such as outer diameter, inner diameter, front, side, plane, bottom, etc. are arbitrarily defined for convenience of explanation, and the expressions limit the scope of the present invention. Of course not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평각형 코일에 있어서, 단위코일(100)의 전체 모습을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the overall appearance of a unit coil 100 in a flat coil according to an embodiment of the present invention.

그리고 도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평각형 코일에 있어서, 단위코일(100)의 다양한 각도의 모습을 나타낸 것으로, 도 2는 단위코일(100)의 정면을, 도 3은 단위코일(100)의 측면을, 도 4는 단위코일(100)의 평면을, 도 5는 단위코일(100)의 저면을 각각 나타낸다.And Figures 2 to 5 show the state of various angles of the unit coil 100 in the flat coil according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view of the unit coil 100, Figure 3 A side surface of the unit coil 100, FIG. 4 shows a plane of the unit coil 100, and FIG. 5 shows a bottom surface of the unit coil 100, respectively.

그리고 상기 단위코일(100)은, 금속 또는 전기 전도도(傳導度, Conductivity)를 가지는 전기재료로 형성될 수 있다.And the unit coil 100 may be formed of a metal or an electrical material having electrical conductivity (傳導度, Conductivity).

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 단위코일(100)은 전동기에 구비되는 코어(10, 도 2 및 도 7 참조)의 치 둘레를 감싸도록 구비되며, 일체형으로 서로 연속적으로 연결된 형태로 상기 코어(10)의 치 길이 방향을 따라 적층된 복수의 레이어(L)를 포함하는 형태를 가진다. 그리고 상기 단위코일(100)의 내측에는 상기 코어(10)의 치가 삽입되는 중공부(105)가 형성될 수 있다. 이때 상기 코어(10)는 투자율(透磁率, Permeability)을 가지는 자성재료일 수 있다.As shown in Figs. 1 to 5, the unit coil 100 is provided to surround the teeth of the core 10 (refer to Figs. 2 and 7) provided in an electric motor, and is integrally connected to each other continuously. It has a shape including a plurality of layers L stacked along the tooth length direction of the core 10. In addition, a hollow portion 105 into which the teeth of the core 10 are inserted may be formed inside the unit coil 100. At this time, the core 10 may be a magnetic material having a permeability (透磁率, Permeability).

즉 상기 단위코일(100)은 전체적으로 모든 레이어(L)가 일체로 형성된 형태를 가지며, 전동기의 슬롯 내 점적률을 극대화하는 동시에, 전기저항을 최소화할 수 있는 유의미한 형상을 가질 수 있다.That is, the unit coil 100 may have a shape in which all the layers L are integrally formed as a whole, and may have a significant shape capable of maximizing the dot ratio in the slot of the motor and minimizing electrical resistance.

예컨대, 상기 단위코일(100)은 각 레이어(L)가 서로 다른 기하학적 형상을 가질 수 있으며, 또한 하나의 레이어(L) 상에서도 영역 별로 그 형태가 변형될 수 있다.For example, in the unit coil 100, each layer L may have a different geometric shape, and the shape of the unit coil 100 may be changed for each region even on one layer L.

본 실시예에서 상기 단위코일(100)은, 감싸고 있는 코어(10, 도 2 참조)의 치와, 인접한 다른 코어(10)의 치 사이에 형성되는 동일 슬롯 내에 구비된 다른 단위코일(100)과 인접한 인접부(N)의 적어도 일부가, 감싸고 있는 코어(10)의 치 측면과 비평행하게 형성된 형태를 가진다.In this embodiment, the unit coil 100 is provided with another unit coil 100 provided in the same slot formed between the teeth of the surrounding core 10 (refer to FIG. 2) and the teeth of another adjacent core 10 At least a portion of the adjacent adjacent portion N has a shape formed to be non-parallel with the tooth side of the surrounding core 10.

한 쌍의 인접한 코어(10) 사이에 형성되는 슬롯에는 서로 다른 단위코일(100)의 일부가 각각 삽입되며, 하나의 슬롯 내에 삽입되어 공간을 점유하는 서로 인접한 단위코일(100)의 측면부가 상기 인접부(N)를 형성하게 된다. 즉 상기 인접부(N)는 인접한 다른 단위코일(100)과의 대향면을 의미한다.In the slots formed between a pair of adjacent cores 10, portions of different unit coils 100 are respectively inserted, and side portions of the unit coils 100 adjacent to each other occupying space by being inserted into one slot It forms part (N). That is, the adjacent portion (N) refers to a surface facing another adjacent unit coil (100).

그리고 상기와 같이 인접부(N)는, 상기 코어(10)의 치의 측면과는 비평행하게 형성되며, 이와 같이 하는 이유는 슬롯 내에서의 점적률을 극대화하기 위한 것이다.And, as described above, the adjacent portion N is formed to be non-parallel with the side surface of the teeth of the core 10, and the reason for doing so is to maximize the dot ratio in the slot.

구체적으로 본 실시예에서 상기 단위코일(100)은, 상기 인접부(N)가 복수의 레이어(L)에 걸쳐 연속적인 직선을 이루는 형태로 감싸고 있는 코어의 치 측면(12, 도 2 참조)과 비평행하게 형성된 형태를 가진다. 즉 상기 단위코일(100)의 측면부는 전체적으로 테이퍼진 형태를 가지며, 전동기의 내경부에서 외경부로 갈수록 개별 레이어(L)의 폭이 점차 증가하게 된다.Specifically, in this embodiment, the unit coil 100 includes a tooth side surface 12 (refer to FIG. 2) of the core in which the adjacent portion N is wrapped in a continuous straight line over a plurality of layers L It has a shape formed non-parallel. That is, the side portion of the unit coil 100 has a tapered shape as a whole, and the width of the individual layer L gradually increases from the inner diameter portion to the outer diameter portion of the motor.

이에 따라 본 실시예의 단위코일(100)은, 인접한 다른 단위코일(100)과 함께 슬롯 내 공간을 빈틈없이 가득 채울 수 있으며, 종래에 비해 극대화된 점적률을 가질 수 있다.Accordingly, the unit coil 100 of the present embodiment can fill the space within the slot together with the other adjacent unit coils 100 without gaps, and can have a maximum dot area ratio compared to the prior art.

이때 상기 단위코일(100)이 감싸고 있는 코어(10)의 치 측면(12)과 상기 인접부(N)와의 각도는, 전동기에 구비되는 슬롯의 개수에 따른 기하학적 형태에 의해 결정될 수 있으며, 구체적으로 전동기의 중심각을 상기 슬롯의 개수에 따라 나누어 상기 인접부(N)의 각도를 결정할 수 있다.At this time, the angle between the tooth side 12 of the core 10 wrapped by the unit coil 100 and the adjacent portion N may be determined by a geometric shape according to the number of slots provided in the motor, and specifically The angle of the adjacent portion N may be determined by dividing the central angle of the electric motor according to the number of slots.

한편 상기 단위코일(100)의 각 레이어(L)는, 서로 인접한 코어(10)의 치 사이 슬롯에 삽입되는 영역인 슬롯삽입영역(110)과, 상기 슬롯삽입영역(110)으로부터 기 설정된 각도를 이루도록 연결되며, 상기 슬롯 외측에 구비되는 노출영역(120, 130)을 포함할 수 있다.On the other hand, each layer (L) of the unit coil 100 has a slot insertion region 110, which is a region inserted into a slot between teeth of the core 10 adjacent to each other, and a predetermined angle from the slot insertion region 110. It is connected so as to achieve, and may include exposed areas 120 and 130 provided outside the slot.

본 실시예에서 상기 코어(10)의 치는 단면이 사각형 형태로 형성되므로, 상기 단위코일(100)의 각 레이어(L)는 상기 코어(10)의 치를 사이에 두고 이격된 한 쌍의 슬롯삽입영역(110)과, 상기 한 쌍의 슬롯삽입영역(110)을 연결하는 한 쌍의 노출영역(120, 130)을 포함한다.In this embodiment, since the teeth of the core 10 have a square shape in cross section, each layer L of the unit coil 100 is a pair of slot insertion regions spaced apart from each other with the teeth of the core 10 interposed therebetween. It includes 110 and a pair of exposed regions 120 and 130 connecting the pair of slot insertion regions 110.

다시 말해 상기 슬롯삽입영역(110)은 서로 인접한 코어(10)의 치 사이 슬롯에 완전히 수용되는 영역을 말하며, 상기 노출영역(120, 130)은 상기 슬롯에 삽입되지 않고 외부로 노출되어 있는 영역을 말하는 것이다.In other words, the slot insertion region 110 refers to an area completely accommodated in the slot between the teeth of the core 10 adjacent to each other, and the exposed areas 120 and 130 are areas exposed to the outside without being inserted into the slot. I am talking.

이때 상기 노출영역(120, 130) 중 적어도 어느 하나는 복수의 레이어에 걸쳐 형상이 연속적으로 변화하도록 형성될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 한 쌍의 노출영역(120, 130)을 각각 제1노출영역(120, 130) 및 제2노출영역(130)이라 칭하도록 한다.At this time, at least one of the exposed areas 120 and 130 may be formed to continuously change shape over a plurality of layers. Hereinafter, for convenience of description, a pair of exposed areas 120 and 130 will be referred to as a first exposure area 120 and 130 and a second exposure area 130, respectively.

본 실시예의 경우 한 쌍의 노출영역(120, 130) 중 제2노출영역(130)은 외측 노출면이 코어(10)의 치 측면(12)과 비평행하게 형성된 폭 가변부(132)를 포함하는 형태를 가진다. 다만, 상기 폭 가변부(132)는 본 실시예와 달리 상기 제1노출영역(120, 130) 측에 형성될 수도 있으며, 상기 제1노출영역(120, 130) 및 상기 제2노출영역(130) 모두에 형성될 수도 있을 것이다.In this embodiment, the second exposed area 130 of the pair of exposed areas 120 and 130 includes a width variable part 132 formed with an outer exposed surface not parallel to the tooth side 12 of the core 10. Have a form However, unlike the present embodiment, the variable width portion 132 may be formed on the side of the first exposure regions 120 and 130, and the first exposure regions 120 and 130 and the second exposure regions 130 ) May be formed in all.

특히 상기 폭 가변부(132)는 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 상기 외측 노출면과 상기 코어(10)의 치 측면(12)이 이루는 각도가 점차 감소하도록 형성될 수 있으며, 이에 대해서는 후술하도록 한다.In particular, the width variable portion 132 may be formed such that the angle formed by the outer exposed surface and the tooth side 12 of the core 10 gradually decreases as the layer goes from the inner diameter portion of the motor toward the outer diameter portion, This will be described later.

또한 상기 폭 가변부(132)는, 도 2와 같이 개별 레이어(L)를 서로 연결하기 위해 각 레이어(L)를 서로 잇도록 경사진 형태로 형성될 수 있다.In addition, the variable width portion 132 may be formed in an inclined shape to connect the layers L to each other in order to connect the individual layers L to each other, as shown in FIG. 2.

이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 상기 단위코일(100)의 보다 구체적인 형태에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a more specific shape of the unit coil 100 will be described with reference to FIGS. 2 to 5.

먼저, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 상기 단위코일(100)은 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어(L)로 갈수록 두께가 점차 감소하도록 형성될 수 있다.First, as shown in FIGS. 2 and 3, in this embodiment, the unit coil 100 may be formed to gradually decrease in thickness from the inner diameter portion of the motor to the layer L in the outer diameter direction.

즉 상기 단위코일(100)의 레이어(L)가 n개라고 가정할 때, 상기 전동기의 최외곽 외경부에 위치되는 레이어(L)로부터 상기 전동기의 최내곽 내경부에 위치되는 레이어(L)로 갈수록 그 두께(d1~dn)가 점차 증가하도록 형성된다.That is, assuming that there are n layers (L) of the unit coil 100, from the layer (L) located on the outermost outer diameter of the motor to the layer (L) located on the innermost inner diameter of the motor. The thickness (d 1 ~ d n ) is formed to increase gradually.

이와 같이 하는 이유는, 전술한 바와 같이 상기 인접부(N)가 경사진 형태로 형성됨에 따라 상대적으로 전동기의 내경부 측으로 갈수록 각 레이어(L)의 폭이 줄어들기 때문에, 줄어든 폭을 두께로서 보상함에 따라 일정 이상으로 해당 레이어(L)의 저항을 낮추어 효율을 높일 수 있도록 하기 위함이다.The reason for doing this is because the width of each layer (L) decreases as the adjacent portion (N) is formed in an inclined shape as described above, so that the width of each layer (L) decreases toward the inner diameter of the motor, so that the reduced width is compensated as a thickness Accordingly, it is to increase the efficiency by lowering the resistance of the layer (L) more than a certain level.

또한 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 상기 단위코일(100)은 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어(L)로 갈수록 상기 슬롯삽입영역(110)의 폭(W1-n~W1-1)이 점차 증가하도록 형성될 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, in the present embodiment, the unit coil 100 has a width (W 1 ) of the slot insertion region 110 as it goes from the inner diameter portion of the motor to the layer L in the outer diameter direction. -n ~ W 1-1 ) may be formed to increase gradually.

즉 상기 단위코일(100)의 레이어(L)가 n개라고 가정할 때, 상기 전동기의 최외곽 외경부에 위치되는 레이어(L)로부터 상기 전동기의 최내곽 내경부에 위치되는 레이어(L)로 갈수록 그 폭(W1-n~W1-1)이 점차 증가하도록 형성될 수 있다.That is, assuming that there are n layers (L) of the unit coil 100, from the layer (L) located on the outermost outer diameter of the motor to the layer (L) located on the innermost inner diameter of the motor. It may be formed such that the width (W 1-n ~ W 1-1 ) gradually increases.

이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 상기 단위코일(100)의 저면에서 바라볼 때, 상기 전동기의 외경부에 위치된 슬롯삽입영역(110)일수록 보다 측 방향으로 돌출된 형태인 것을 확인할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 5, when viewed from the bottom of the unit coil 100, it can be seen that the slot insertion region 110 located in the outer diameter portion of the motor protrudes in the lateral direction.

이는 결과적으로 상기 단위코일(100)의 상기 인접부(N)가 복수의 레이어(L)에 걸쳐 연속적인 직선을 이루는 형태로 감싸고 있는 코어의 치 측면(12)과 비평행하게 형성된 형태를 가진다는 것과 일맥상통하게 되며, 상기 단위코일(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 정면에서 바라볼 때 전체적으로 사다리꼴 형상을 가지게 된다.As a result, the adjacent portion N of the unit coil 100 has a shape formed non-parallel to the tooth side 12 of the core wrapped in a shape forming a continuous straight line over a plurality of layers L. As shown in FIG. 2, the unit coil 100 has a trapezoidal shape as a whole when viewed from the front.

다만, 상기 단위코일(100)의 상기 인접부(N)는 전체 레이어(L)에 걸쳐 직선 형태로 이루어지는 형태만으로 제한되는 것은 아니며, 상기 슬롯삽입영역(110)의 폭이 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어(L)로 갈수록 증가하는 형태라면 상기 인접부(N)가 직선 형태가 아니라도 무방하다.However, the adjacent portion (N) of the unit coil (100) is not limited to a shape formed in a straight line over the entire layer (L), and the width of the slot insertion region 110 is outside the inner diameter of the motor. If the shape increases toward the layer L in the neck direction, the adjacent portion N may not have a linear shape.

또한 본 실시예에서 상기 단위코일(100)은, 상기 노출영역(120, 130)의 폭(W2-1~W2-n, W3-1~W3-n)이 상기 슬롯삽입영역(110)과 마찬가지로 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어(L)로 갈수록 점차 증가하도록 형성될 수 있다.In addition, in this embodiment, the unit coil 100 has a width (W 2-1 to W 2-n , W 3-1 to W 3-n ) of the exposed areas 120 and 130 is the slot insertion area ( Like 110), it may be formed to gradually increase from the inner diameter portion of the motor to the layer L in the outer diameter direction.

한편 전술한 바와 같이, 이때 상기 노출영역(120, 130) 중 적어도 어느 하나는 복수의 레이어에 걸쳐 형상이 연속적으로 변화하도록 형성되는 폭 가변부(132)를 가질 수 있으며, 본 실시예의 경우 제2노출영역(130)에 폭 가변부(132)가 형성되는 것으로 하였다.Meanwhile, as described above, at this time, at least one of the exposed regions 120 and 130 may have a width variable portion 132 formed to continuously change its shape over a plurality of layers, and in the case of the present embodiment, the second It is assumed that the variable width portion 132 is formed in the exposed area 130.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2노출영역(130)은 외측 노출면이 코어(10)의 치 측면(12)과 비평행하게 형성된 폭 가변부(132)를 포함하며, 상기 폭 가변부(132)는 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 상기 외측 노출면과 상기 코어(10)의 치 측면(12)이 이루는 각도가 점차 감소하도록 형성될 수 있다. 즉 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 상기 외측 노출면과 상기 코어(10)의 치 측면(12)이 이루는 각도는 점차 완만해지게 된다.As shown in FIG. 6, the second exposure area 130 includes a width variable portion 132 formed with an outer exposed surface non-parallel to the tooth side 12 of the core 10, and the width variable portion ( 132 may be formed such that the angle formed by the outer exposed surface and the tooth side 12 of the core 10 gradually decreases as the layer moves from the inner diameter portion to the outer diameter portion of the motor. That is, the angle between the outer exposed surface and the tooth side 12 of the core 10 gradually becomes smoother as the motor moves from the inner diameter portion toward the outer diameter portion.

구체적으로 본 실시예에서 상기 폭 가변부(132)의 임의 지점에서의 폭은, 도 6을 기준으로 Sin a+b(a: 해당 레이어의 외측 노출면이 코어의 치 측면과 이루는 각도, b: 해당 레이어에서 폭 가변부의 최소 폭)에 의해 결정될 수 있다.Specifically, the width at an arbitrary point of the width variable part 132 in this embodiment is Sin a+b (a: the angle between the outer exposed surface of the layer and the tooth side of the core, b: It may be determined by the minimum width of the width variable part in the corresponding layer).

즉 상기 폭 가변부(132)의 임의 지점에서의 폭은, 상기 폭 가변부(132)를 직사각형 영역과 직각삼각형 영역으로 구분한 상태에서, 상기 직사각형 영역의 폭(b)와 상기 직각삼각형 영역의 높이(Sin a)의 값을 합으로 정해질 수 있다.That is, the width at an arbitrary point of the width variable portion 132 is, in a state that the width variable portion 132 is divided into a rectangular area and a right triangle area, the width b of the rectangular area and the right triangle area are The height (Sin a) can be summed.

이상 설명한 바와 같이, 본원발명은 종래 원형코일에 비해 동일 구조 대비 상대적으로 높은 점적률을 가지므로, 고효율의 전동기 및 발전기의 생산이 가능하며, 전체 단위코일(100)이 일체화된 형태로 형성됨에 따라 이음부 혹은 용접 부위가 없기 때문에 전기적 물성치 및 물리적인 강성 확보에 유리하다.As described above, the present invention has a relatively high point ratio compared to the same structure compared to the conventional circular coil, so it is possible to produce a high-efficiency motor and generator, and as the entire unit coil 100 is formed in an integrated form. Since there is no joint or welding part, it is advantageous for securing electrical properties and physical rigidity.

또한 복수 레이어(L)에 걸친 형상 가변 및 개별 레이어(L)의 세부 형상 등 유의미한 3차원 기하학적 형상을 가질 수 있어 다양한 부가 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.In addition, it goes without saying that various additional effects can be obtained by having a meaningful three-dimensional geometric shape such as variable shape over a plurality of layers L and detailed shapes of individual layers L.

한편 본 실시예에서 상기 단위코일(100)의 양 끝단부, 즉 전동기의 최외곽 외경부에 위치된 레이어(L)와 최내관 내경부에 위치된 레이어(L)에는 엔드와인딩 연결부(140)가 형성될 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, the end winding connection part 140 is provided at both ends of the unit coil 100, that is, the layer (L) located on the outermost outer diameter part of the motor and the layer (L) located on the inner diameter part of the innermost tube. Can be formed.

상기 엔드와인딩 연결부(140)는 다른 단위코일(100)과의 연결을 위한 엔드와인딩부재(미도시)가 연결될 수 있는 구조를 가지며, 이는 제한 없이 다양한 형태로 형성될 수 있다.The end winding connection part 140 has a structure in which an end winding member (not shown) for connection with another unit coil 100 can be connected, and it may be formed in various shapes without limitation.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 평각형 코일(100)이 전동기에 적용된 모습을 나타낸 도면이다.7 and 8 are views showing a state in which a flat coil 100 according to an embodiment of the present invention is applied to an electric motor.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 평각형 코일(100)은 코어(10)의 치(10a) 부분을 감싼 형태를 가지며, 서로 인접한 코어(10)의 치(10a) 및 코어연결부(10b)에 의해 형성되는 슬롯 내를 완전히 채워 점적률을 극대화할 수 있다.7 and 8, the flat coil 100 has a shape surrounding the teeth 10a of the core 10, and the teeth 10a and the core connection portions of the core 10 adjacent to each other ( It is possible to maximize the dot ratio by completely filling the inside of the slot formed by 10b).

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, preferred embodiments according to the present invention have been examined, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from its spirit or scope in addition to the above-described embodiments is known to those skilled in the art. This is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

10: 코어
100: 단위코일
105: 중공부
110: 슬롯삽입영역
120, 130: 노출영역
132: 폭 가변부
140: 엔드와인딩 연결부
L: 레이어
N: 인접부10: core
100: unit coil
105: hollow part
110: slot insertion area
120, 130: exposure area
132: width variable part
140: end winding connection
L: layer
N: adjacent

Claims (8)

전동기에 구비되는 코어의 치 둘레를 감싸도록 구비되며, 일체형으로 서로 연속적으로 연결된 형태로 상기 코어의 치 길이 방향을 따라 적층된 복수의 레이어를 포함하는 단위코일; 을 포함하고,
상기 단위코일의 각 레이어는,
서로 인접한 코어의 치 사이 슬롯에 삽입되는 한 쌍의 슬롯삽입영역; 및
상기 슬롯삽입영역으로부터 기 설정된 각도를 이루도록 연결되며, 상기 슬롯 외측에 구비되는 한 쌍의 노출영역;
을 포함하며,
상기 노출영역 중 적어도 어느 하나는 복수의 레이어에 걸쳐 형상이 연속적으로 변화하고,
상기 노출영역 중 적어도 어느 하나는 외측 노출면이 코어의 치 측면과 비평행하게 형성된 폭 가변부를 포함하되,
상기 폭 가변부의 임의 지점에서의 폭은,
Sin a+b
(a: 해당 레이어의 외측 노출면이 코어의 치 측면과 이루는 각도, b: 해당 레이어에서 폭 가변부의 최소 폭)
에 의해 결정되며,
상기 단위코일은,
상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 상기 외측 노출면과 상기 코어의 치 측면이 이루는 각도가 점차 감소하도록 형성되어, 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 상기 외측 노출면과 상기 코어의 치 측면이 이루는 각도가 점차 완만해지도록 형성된 평각형 코일.A unit coil including a plurality of layers that are provided to surround the teeth of the core provided in the electric motor and are integrally connected to each other continuously and stacked along the length direction of the teeth of the core; Including,
Each layer of the unit coil,
A pair of slot insertion regions inserted into slots between teeth of adjacent cores; And
A pair of exposed regions connected to form a predetermined angle from the slot insertion region and provided outside the slot;
Including,
At least one of the exposed areas continuously changes in shape over a plurality of layers,
At least one of the exposed areas includes a width variable portion in which the outer exposed surface is formed non-parallel to the tooth side of the core,
The width at any point of the width variable part is,
Sin a+b
(a: the angle between the outer exposed surface of the layer and the tooth side of the core, b: the minimum width of the variable width of the layer)
Is determined by
The unit coil,
The angle between the outer exposed surface and the tooth side of the core gradually decreases from the inner diameter portion of the motor toward the outer diameter layer, and the outer exposed surface increases from the inner diameter portion of the motor toward the outer diameter layer. And a flattened coil formed so that the angle formed by the tooth side of the core becomes gradually smoother. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 단위코일은,
상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 상기 폭 가변부의 폭이 점차 증가하도록 형성된 평각형 코일.The method of claim 1,
The unit coil,
A flattened coil formed such that a width of the variable width portion gradually increases from an inner diameter portion of the electric motor toward an outer diameter portion. 제1항에 있어서,
상기 단위코일의 각 레이어는,
상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 폭이 점차 증가하도록 형성된 평각형 코일.The method of claim 1,
Each layer of the unit coil,
A flattened coil formed such that a width gradually increases from an inner diameter portion of the motor toward an outer diameter portion of the layer. 제1항에 있어서,
상기 단위코일은,
상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 두께가 점차 감소하도록 형성된 평각형 코일.The method of claim 1,
The unit coil,
A flattened coil formed to gradually decrease in thickness from an inner diameter portion to an outer diameter portion of the motor toward a layer. 제1항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 평각형 코일을 포함하는 전동기.An electric motor comprising the flat coil of any one of claims 1, 5 to 7.
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