KR102234282B1 - 전동기를 콘택팅하기 위한 버스 바 및 콘택팅 방법 - Google Patents

Abstract

전동기를 콘택팅하기 위한 버스 바(1) 및 콘택팅 방법과 관련이 있는, 본 발명의 과제는, 간단하면서도 확실한 전동기 콘택팅을 달성할 수 있는 해결책을 제시하는 것이다. 장치 측면에서 상기 과제는, 상기 버스 바(1)의 제1 단부(3)에, 상기 관통 콘택트(6)의 지름에 비해 조금 작은 언더사이즈를 갖는 홀(5)이 배치되어 있음으로써 해결된다. 또한, 방법 측면에서 상기 과제는, 제1 단부(3)에 상기 관통 콘택트(6)의 지름에 비해 약간 작은 언더사이즈를 갖는 홀(5)을 구비하는 버스 바(1)가 제공되고, 그리고 제공된 버스 바(1)의 홀(5)과 전동기의 관통 콘택트(6)의 접촉이 상기 관통 콘택트(6)들과 연결된 스테이터(12) 압입에 의해 하나의 공정 단계에서 이루어짐으로써 해결된다.

Description

전동기를 콘택팅하기 위한 버스 바 및 콘택팅 방법{BUS BAR AND METHOD FOR CONTACTING AN ELECTRIC MOTOR}

본 발명은, 전동기 관통 콘택트(feed-through contact)를 콘택팅하기 위한 버스 바(bus bar)에 관한 것으로서, 이 경우 상기 버스 바는 제1 단부 및 제2 단부를 구비한다.

본 발명은 또한, 전동기의 관통 콘택트를 콘택팅하기 위한 방법과도 관련이 있으며, 이 경우 버스 바는 상기 관통 콘택트와 전도성으로 연결된다.

예를 들어, 밀봉 방식으로 차폐된 하우징 내에 배치되는 단상 또는 다상 전동기(single- or polyphase electric motor)의 작동 시에는 필수적으로, 시스템의 밀봉력에 영향을 주지 않으면서 모터에 동작 전류가 공급되어야 한다.

이러한 목적을 위하여, 소위 관통 콘택트들을 통해 필요한 동작 전압 또는 동작 전류 공급을 실현하는 방법이 공지되어 있다. 상기와 같은 전동기는 예를 들면 차량에서 사용되는 냉매 압축기일 수 있다.

독일 특허 DE102015103053A1호에는, 전동기 하우징의 벽을 통해 전기 콘택트들을 관통시키는 전기 관통 유닛(electric feed-through unit)이 공지되어 있다. 상기 관통 유닛은 전도성 재료로 이루어진 핀과 이러한 핀을 둘러싸는 슬리브를 구비한다. 상기 특허 명세서는 또한, 상기와 같은 하나 이상의 전기 관통 유닛을 포함하는 전동기의 하우징 및 이러한 하우징을 구비하는 전동기와도 관련이 있다.

전기 관통 유닛은 전도성 재료로 이루어진 핀을 구비하고, 이러한 핀은 전기 절연성 슬리브에 의해 둘러싸여 있다. 상기 핀은, 하우징 벽을 통과하는 관통 영역을 위한 적어도 부분적으로 원뿔형인 지지면을 갖고, 그리고 상기 관통 영역을 둘러싸는 슬리브와 함께, 하우징의 벽을 관통하는, 적어도 부분적으로 원추형인 보어 내에 배치되어 있다.

바람직하게 제안된 상기 해결책에서는, 조립 시간 및 조립 복잡성 그리고 부품 비용 절감을 통해, 모터 하우징 내에 모터 컴포넌트들을 조립하는 공정이 매우 간단하면서도 경제적인 비용으로 실현되고, 이러한 것은 또한 종래 방식의 유리 대 금속 피드스루(GTMS: glass-to-metal feed-through) 사용과 비교하면 다수의 장점을 추가로 제공한다. 모터 하우징 내 전기 관통 유닛들에 필요한 개구들은 크기가 작고, 그리고 상기 모터 하우징의 압력 저항 및 강도를 향상시킨다. 또한, 밀봉될 횡단면 면적도 적으며, 그 결과 더 적은 누출 및 침투 비율이 얻어진다.

상기와 같은 관통 콘택트들은 밀폐형 하우징 내에서 모터 측과 밀폐형 하우징 외부에 있는 면 모두에서 전기적으로 연결되어야 한다.

선행 기술에는, 이러한 콘택팅을 예를 들면 스프링 콘택트 슬리브들 또는 스프링 콘택트 요소들을 통해 제조하는 것이 공지되어 있다. 이 경우 상기 스프링 콘택트 슬리브들 또는 스프링 콘택트 요소들은 재차 가압, 납땜 또는 용접에 의해 전류를 안내하는 라인에 전도성으로 설치된다.

이러한 방식으로 예를 들면 3상 전동기의 경우 전압 및 전류 공급을 위한 구조적 유닛이 제공되고, 이러한 유닛은 각각 버스 바의 제1 단부에 납땜되거나 용접된 스프링 콘택트 슬리브를 갖는 3개의 버스 바를 구비한다. 각각 버스 바의 제2 단부는, 예를 들면 인쇄 회로 기판을 관통하여 이러한 인쇄 회로 기판과 납땜 될 수 있는 방식으로 제공된다.

상기와 같은, 예를 들면 다층으로 설계된 인쇄 회로 기판은 모터의 구동 제어에 필요한 컴포넌트들을 지지하고, 이들 컴포넌트는 인버터 회로(변환기 회로(inverter circuit))와 관련이 있을 수 있다.

선행 기술에는 또한 스프링 콘택트 슬리브들 또는 스프링 콘택트 요소들이 버스 바에 통합되는 해결책들도 공지되어 있다. 이러한 스프링 콘택트 슬리브들의 통합은 예를 들면 가압, 납땜 또는 용접에 의해 이루어질 수 있다.

매우 적은 접촉 저항을 갖는 전도성 연결 제조뿐만 아니라 버스 바와 관통 콘택트의 공차 보상(tolerance compensation)도 가능하게 하는 상기와 같은 스프링 콘택트 슬리브들 또는 스프링 요소들은 예를 들면 독일 특허 DE 10 2004 017 659 A1호에 공지되어 있다.

공지된 이러한 선행 기술의 단점은, 관통 콘택트로부터 리드 되어 나오는 라인들 또는 버스 바들에 각각 스프링 콘택트 슬리브 또는 스프링 콘택트 요소가 설치되어야 한다는 것이다.

이와 같은 스프링 콘택트 슬리브들 또는 스프링 콘택트 요소들은 기계적으로 복잡하게 제조되는 부품으로서 별도의 조립 단계를 통해서 버스 바와 연결되어야 한다. 스프링 콘택트 슬리브들 또는 스프링 콘택트 요소들 구매와 이들의 조립 공정 모두 비용을 초래하거나, 또는 버스 바에서 비용을 초래하며, 또한 상응하는 조립 시간을 요구한다.

스프링 콘택트 슬리브 또는 스프링 콘택트 요소 제조와 관련한 복잡성은, 예를 들면 스프링 강(spring steel)이 탄성 박막 층(spring-loaded lamella)이 얻어질 정도로 스탬핑 되어야 한다는 데 있다.

이러한 반제품은 추가 제조 단계에서 롤링(roll up) 되고, 예를 들면 지지형 슬리브 안으로 밀어 넣어 진다. 대개 이러한 경우 스프링 슬리브는, 위치 이동이나 떨어져 나오는 것을 방지하기 위해 고정 클램프(holding clamp)에 의해 더욱 고정된다. 그 다음 상기와 같은 방식으로 제공된 구조물은, 추가 작업 단계에서 예를 들면 가압에 의해 버스 바와 연결된다.

명시한 단점들의 경우, 전동기 콘택팅 시 스프링 콘택트 슬리브 또는 스프링 콘택트 요소의 컴포넌트가 필요치 않고 상기 스프링 콘택트 슬리브 또는 스프링 콘택트 요소와 버스 바를 연결하기 위한 추가적인 조립 단계도 필요로 하지 않는 적합한 해결책에 대한 필요성이 나타난다.

독일 특허 DE 10-2015-103053 A1

본 발명의 과제는, 간단하면서도 확실한 전동기 접촉을 달성할 수 있는 전동기 콘택팅 장치 및 콘택팅 방법을 제시하는 것이다. 또한, 이 경우에는 조립 과정뿐만 아니라 비용도 감소하여야만 한다.

상기 과제는, 독립 청구항 중 청구항 1에 따른 특징들을 갖는 대상에 의해서 해결된다. 개선예들은 종속 청구항 2 내지 5에 기재되어 있다.

버스 바들은 예를 들면 전도성 박판으로 이루어진 스탬핑 부품(stamping part)으로서 설계될 수 있다. 따라서 예컨대 제1 제조 단계에서는 박판으로부터 버스 바를 스탬핑 하는 공정이 실시될 수 있다. 제2 제조 단계에서 상기 버스 바는 인쇄 회로 기판과 연결되는 제2 단부에서, 예를 들면 약 90° 각도로 구부러진다. 상기 구부러진 버스 바의 단부는 인쇄 회로 기판 내에 이와 관련하여 제공된 개구를 관통할 수 있고, 예를 들면 모터와 떨어져서 마주보는 인쇄 회로 기판 측에서 상기 인쇄 회로 기판의 스트립 도체와 납땜 될 수 있다.

버스 바와 관통 콘택트의 전도성이면서 기계적으로 안정적인 접촉을 제조하기 위해, 상기 버스 바의 제1 단부는 홀을 구비하여 설계된다. 이러한 홀은 예를 들면 원형 또는 삼각형 또는 n-각 또는 클로버형(cloverleaf) 구조와 같은 다른 적합한 형태로도 설계될 수 있다.

홀이 예를 들면 원형으로 설계되는 것과 상관없이, 이러한 홀은 언더사이즈(undersize)로, 즉 접촉될 관통 콘택트 또는 원형 횡단면을 갖는 관통 핀의 지름보다 작게 설계된다.

대안적으로 예를 들면 관통부로부터 돌출하는, 관통 콘택트의 단부가 정사각형 횡단면을 갖는 경우, 버스 바 내에 있는 홀은 이러한 횡단면에 적합하게 형성될 수 있다. 이러한 경우에는 예를 들면 상기 홀도 정사각형으로 설계되며, 이때 상기 홀은 재차 관통 콘택트의 횡단면과 비해 조금 작은 언더사이즈를 갖는다.

이러한 방식으로, 버스 바를 콘택트 상으로 밀어 가압할 때 이러한 버스 바와 관통 콘택트의 확실한 연결이 달성될 수 있다.

계속해서 본 발명에 따른 버스 바와 관통 콘택트의 더 넓은 접촉면을 달성하기 위해, 버스 바 내에 있는 홀에 예를 들면 플랜징(flanging) 수단 또는 이와 유사한 수단에 의해, 상기 홀 둘레에 형성되는 측면(flank)이 추가되는 경우가 바람직하다.

이러한 경우 버스 바와 관통 콘택트를 연결하는 상기 접촉면은 기본적으로 더 이상 버스 바의 재료 두께에 의해 결정되지 않고, 플랜징에 의해 생성된 측면들에 의해 결정된다. 상기와 같은 실시예에서 플랜징 후 생성되는 홀의 내부 지름은 언더사이즈로, 즉 접촉될 관통 콘택트 또는 관통 핀의 지름보다 작게 설계된다.

플랜징 측면을 갖는 실시예에서뿐만 아니라 상기 플랜징 측면이 없는 실시예에서도 마찬가지로 홀을 갖는 버스 바가 예를 들면 관통 콘택트 아래에 위치 결정된 다음, 상기 관통 콘택트가 상기 버스 바 내부로 삽입되고 가압된다.

이를 위해 예를 들면 관통 콘택트 상에 압력이 가해지는 반면에, 버스 바의 위치는 유지된다. 이와 같은 가압 공정은 또한 일정하게 그리고 제어된 속도로 수행된다. 이를 위해, 가압 공정을 일정하게 실시하고 경로-힘-제어를 가능하게 하는 적합한 제어 장치를 포함하는 적합한 장치가 제공된다.

이동 경로, 제공되는 힘 그리고 필요한 시간이 제어되는 가압 공정을 통해, 접촉된 영역에서 관통 콘택트와 버스 바 사이 표면적의 냉각 용접이 달성된다. 또한, 이러한 제어 장치에 의해서는 이루어지는 냉각 용접의 재균열이 방지된다.

본 발명은, 스프링 콘택트 또는 스프링 콘택트 요소와 같은 추가적인 부품 없이 곧바로 모터의 관통 콘택트와 인쇄 회로 기판 사이에 내장될 수 있고, 상기 인쇄 회로 기판을 상기 관통 콘택트와 전기적으로 연결하는 버스 바를 제공한다.

또한, 공차 보상을 위해 버스 바 내에 예를 들면 프레스 공법을 통해서 하나 또는 다수의 휨부 또는 굽힘부가 삽입된다. 따라서 버스 바는 호 형태(arc-shaped) 또는 곡류 형태로 진행되는 예를 들면, 공차를 보상하거나 열적 변화에 의해 발생하는 기계적 응력을 흡수하거나 감소시키는 영역을 포함한다.

이와 같은 공차는 통상적으로 제조와 관련이 있고, 인쇄 회로 기판에 대한 관통 콘택트들의 위치와도 관련이 있는데, 이 경우 상기 관통 콘택트와 회로 기판 사이에는 버스 바가 삽입된다.

상기와 같은 공차 보상은 특히 차량에서 사용되는 전동식 냉매 압축기에서 요구되는데, 그 이유는 이 경우 기능과 관련하여 온도 차가 발생하고, 냉매 압축기의 확실한 기능을 보장하기 위해 기계적 응력이 보상되어야 하기 때문이다.

앞에서 설명한 본 발명의 과제는, 독립 청구항 중 청구항 6에 따른 특징들을 갖는 대상에 의해서도 해결된다. 개선예들은 종속 청구항 7 내지 10에 기재되어 있다.

후속해서 모터 내에서 본 발명에 따른 버스 바와 관통 콘택트의 기계적으로 견고한 전도성 연결을 제조하기 위하여 특수한 방법이 설명된다. 그러나 버스 바의 혼입 또는 가압은 아래에 설명되는 방법을 사용하지 않고도 가능하다.

본 발명에 따른 각 하나씩의 버스 바에 의해 전도성으로 연결되어야 하는 전술한 관통 콘택트 중 다수의 관통 콘택트를 구비하는 전동기를 콘택팅하기 위한 방법을 준비하기 위해 소위 고정판이 제공된다.

이 고정판은 바람직하게는 콘택팅에 필요한 버스 바들을 수용하기 위한 리세스들을 갖는다. 이들 리세스에 할당된 기능은 리세스 내에 삽입된 버스 바들을, 공정을 실시하거나 조립 공정을 실시하는 동안 제 위치에서 유지하는 것이다. 대안적으로 고정판은 리세스 없이도 설계될 수 있다. 이러한 실시예에서 버스 바들을 고정하기 위해서는 하나 또는 다수의 제한 장치 또는 위치결정 핀이 제공된다.

또한, 고정판은 내부에 삽입되거나 상부에 올려지는 버스 바들의 홀과 일치하는 위치에서, 홀당 각 하나의 카운터 보어(counterbore)를 갖는다. 이러한 카운터 보어의 지름은 버스 바의 홀에 압입 되는 관통 콘택트의 지름보다 크게 설계되며, 따라서 방해 없는 압입 공정을 가능하게 한다.

3상 전동기가 3개의 관통 콘택트와 접촉되어야 하는 경우, 고정판은 3개의 버스 바를 수용하기에 적합한 3개의 리세스 또는 홀더를 갖고, 이들 리세스 또는 홀더 내에는 3개의 버스 바가 삽입된다.

마찬가지로 밀봉 방식으로 폐쇄 가능한 전동기 하우징 또는 예를 들면 원추형 보어로서 설계된, 관통 콘택트들을 수용하기 위한 보어들을 갖는 전동기 하우징의 상응하는 부분이 제공된다.

또한, 전동기 하우징 내에 삽입되는 스테이터(stator)가 제공되고, 이때 이러한 스테이터는 이미 버스 바 내에 압입 되는 관통 콘택트들과 함께 예비 조립되어 있다. 예컨대 3상 모터의 경우, 스테이터는 3개의 관통 콘택트와 연결되는 방식으로 예비 조립되어 있다.

후속해서 압입 공정으로도 표현되는 전동기를 콘택팅하기 위한 방법 시작 시, 버스 바들은 이와 관련하여 제공된 위치에서 고정판에 삽입된다. 이어서 모터 하우징 또는 모터 하우징의 상응하는 부분이 고정판의 맞은 편에 정렬되어 이러한 고정판 상에 배치된다.

상기와 같은 정렬은, 예를 들면 모터 하우징 내에 삽입된 보어들 또는 관통 콘택트들을 삽입하기 위한 원추형 보어들이 버스 바들의 홀의 맞은 편에 수직으로 위치 결정되는 방식으로 이루어진다.

계속해서 스테이터는 예비 조립된 자신의 관통 콘택트들과 함께, 모터 하우징 내에 삽입될 수 있고 버스 바의 홀들이 상기 관통 콘택트의 연장부 내에 놓이도록 상기 모터 하우징의 맞은 편에 배치되어 정렬된다.

통상적으로 스테이터는, 이러한 스테이터가 모터 하우징의 내부 지름에 압입 되는 것을 가능하게 하는 외부 지름을 가지며, 이 경우 스테이터는 수행된 압입에 따라 모터 하우징 내에 확실하게 설치되거나 가압되는 방식으로 지지된다. 압입 옵션 외에, 예를 들면 수축 방법 또는 압입과 수축 방법의 조합도 사용될 수 있다.

설명한 위치 또는 모터 하우징의 맞은 편에 스테이터를 위치 설정하기 위해, 스테이터에 적합하게 조정되고, 그리고 이러한 스테이터를 확실하게 고정하는 상응하는 홀더가 제공된다.

이러한 홀더에 의해 스테이터는 모터 하우징 내로 들여 보내지거나 모터 하우징 내에 압입 된다. 스테이터가 예비 조립된 관통 콘택트들과 함께 예를 들면 모터 하우징 내로 연속적으로 압입 되는 동안, 모터 하우징 내에서 관통 콘택트들과 상응하는 보어의 간격은 상기 관통 콘택트들이 보어 내에 결합될 때까지 점점 작아진다.

계속해서 압입 공정 진행 중에 관통 콘택트들은 관련 버스 바의 홀들에 도달하여 미리 제조된 상기 홀들 내에 압입 된다. 이러한 홀들의 언더사이즈를 통해서 관통 콘택트들은, 접촉, 예를 들면 냉각 용접에 의한 접촉이 이루어지도록 상기 홀들 내에 압입 된다.

이와 같은 냉각 용접 시 금속 제작 재료들은, 이러한 경우에 만들어지는 연결이 "정상적인" 용접에 의해 만들어지는 연결에 매우 유사하도록 높은 압력 아래에서 그리고 거의 실온에서 서로 연결된다.

홀더가 자신의 끝 위치에 도달하면, 압입 공정은 종료된다. 압입 공정의 마지막에는 스테이터가 모터 하우징 내에 압입 될 뿐만 아니라 관통 콘택트들도 버스 바 내에 압입 되는 방식으로 배치된다.

모터 하우징, 관통 콘택트들 그리고 버스 바들로 이루어진, 생성된 유닛은 고정판으로부터 인출된 다음 후속하는 추가 장착 단계에 제공될 수 있다.

이미 선행 기술에 공지된 바와 같이, 소위 관통 유닛은 전도성 재료로 이루어진 핀 또는 관통 콘택트 그리고 이러한 관통 콘택트를 둘러싸는, 하우징에 대해 상기 관통 콘택트를 전기적으로 절연하기 위한 슬리브를 구비한다.

이와 같은 슬리브들 또는 절연 슬리브들은 압입 공정 시작 전에 하우징의 보어들 내로 삽입되거나 하우징은 보어들 내에 삽입된 절연 슬리브들과 함께 제공된다.

또한, 홀더는 압입 될 스테이터에만 힘을 가할 수 있을 뿐만 아니라 상기 홀더가 예를 들면 압입 될 관통 콘택트들로의 직접적인 힘 전달을 가능하게 하는 요소들도 구비할 수 있다. 압입 될 관통 콘택트들에 직접적으로 힘이 가해짐으로써, 스테이터 및 이러한 스테이터와 이미 연결된 관통 콘택트들의 연결이 압입 공정 동안 실제로 기계적 하중을 받지 않으며, 이에 따라 지나친 기계적 하중에 의해 발생하는 결함을 저지한다.

마찬가지로 보어들은 관통 콘택트들을 수용하기 위해 사용되는 모터의 하우징 내에 원추형 보어로서 설계될 수 있다.

설명한 방법의 장점은, 단일 압입 공정에서 스테이터가 모터 내에 가압될 수 있을 뿐만 아니라 관통 콘택트들도 버스 바 내에 가압될 수 있다는 것이며, 그 결과 조립 시간이 단축될 뿐만 아니라 조립 비용도 감소된다. 이러한 장점들은 물론 제조 비용에도 긍정적으로 작용한다.

본 발명의 실시예들의 또 다른 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 관련 도면을 참조해서 이루어지는 실시예들에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 드러난다. 도면에서:
도 1은 각각 압입 된 스프링 콘택트 슬리브를 갖는 3개의 버스 바로 이루어진, 모터 콘택팅을 위해 제공된 선행 기술에 따른 유닛을 도시하고,
도 2는 각각 통합된 스프링 콘택트 슬리브를 갖는, 대안적으로 3개의 버스 바를 포함하는, 선행 기술에 따른 전동기 콘택팅 유닛을 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 버스 바의 실시예를 도시하고,
도 4는 본 발명에 따른 버스 바의 대안적인 실시예를 도시하며,
도 5는 압착된 버스 바를 갖는 관통 콘택트의 단면도를 도시하고,
도 6은 본 발명에 따른 버스 바와 전동기의 콘택팅 방법을 실시하기 위한 장치를 제1 상태로 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 버스 바와 전동기의 콘택팅 방법을 실시하기 위한 장치를 제2 상태로 도시하고, 그리고
도 8은 관통 콘택트들과 압착된 버스 바들을 갖는 모터 하우징의 사시도를 도시한다.

도 1에는 각각 압입 된 스프링 콘택트 슬리브(2)를 갖는 3개의 버스 바(1')로 이루어진, 모터 콘택팅을 위해 제공된 선행 기술에 따른 유닛이 도시되어 있다. 선행 기술에 따른 3개의 버스 바(1') 각각은 제1 단부(3)에 버스 바(1')와 함께 전도성으로 설치된 스프링 콘택트 슬리브(2)를 갖는다. 이러한 스프링 콘택트 슬리브(2)들은 버스 바(1')와 함께 예를 들면 용접, 납땜 또는 나사 고정될 수 있다.

각각 제2 단부(4)에서 버스 바(1')들은, 예를 들면 도면에는 도시되지 않은 인쇄 회로 기판(10)과의 연결에 적합한 단부를 갖는다. 이와 같은 전도성 연결은 예를 들면 땜납 또는 나사에 의해 이루어진다.

상기 3개의 버스 바(1')는, 이러한 버스 바(1')들을 상호 절연하는 하우징 또는 공동 수용부 내에 배치되어 있다. 버스 바(1')의 스프링 콘택트 슬리브(2)들은 모터의 관통 콘택트(6) 상으로 밀어지고, 이러한 방식으로 모터를 제어하는 인쇄 회로 기판(10)을, 예를 들면 다수의 스테이터 권선을 갖는 스테이터와 콘택팅되어 있는 관통 콘택트(6)들과 연결한다. 따라서 모터에는 제어 전압 또는 제어 전류가 공급될 수 있다.

도 2에는 각각 통합된 스프링 콘택트 슬리브(2)들을 갖는, 대안적으로 3개의 버스 바(1')를 포함하는, 선행 기술에 따른 전동기 콘택팅 유닛이 도시되어 있다. 이 실시예에서는 스프링 콘택트 슬리브(2)들이 버스 바(1')의 제1 단부(3)에서 특수한 수용부 내에 통합되는 방식으로 배치되어 있고 상기 버스 바(1')들과 연결되어 있다.

그러나 도 1 및 도 2에 도시된 실시예들은, 관통 콘택트(6)와 콘택팅되는 라인들 또는 버스 바들이 각각 스프링 콘택트 슬리브(2) 또는 스프링 콘택트 요소를 구비하여 제1 단부(3)에 설치되어야 하고, 이러한 점은 재차 상기 솔루션의 제조 과정을 복잡하게 할 뿐만 아니라 제조 비용을 비싸다는 단점이 있다.

도 3에는 본 발명에 따른 버스 바(1)의 제1 실시예가 도시되어 있다. 이러한 버스 바(1)는 예를 들면 상응하는 두께 또는 굵기의 전도성 박판으로부터 스탬핑 되고, 그리고 상기 버스 바(1)의 제1 단부(3)에는 홀(5)이 제공된다.

이러한 홀(5)은 추후 압입 공정에서 도면에는 도시되지 않은 관통 콘택트(6)를 수용하기 위해 사용된다. 원형 횡단면을 갖는 상기 관통 콘택트(6) 중 하나 또는 다수의 관통 콘택트는, 모터 내에 배치된 스테이터 권선들과 제어 유닛의 전기적 연결을 만들기 위해, 선행 기술에 따라 모터의 하우징(8) 내 상응하는 보어들 내에 배치된다.

선택적으로 버스 바(1)의 제2 단부(4)는 구부러지거나 그리고/또는 하나의 콘택트로 형성될 수 있는데, 이때 상기 콘택트는 콘택팅 될 모터를 구동 제어하는 제어 유닛과 전기적으로 연결된다.

버스 바(1) 내에 있는 홀(5)은 예를 들면 원형 또는 타원형으로 설계될 수 있다. 홀(5)의 실제 형태에 관계없이, 상기 홀은 관통 콘택트(6)와 관련하여 언더사이즈를 갖는 방식으로 설계된다. 따라서 홀(5)은 콘택팅 될 관통 콘택트(6)의 외부 지름보다 작은 내부 지름을 갖는다.

상기와 같은 방식으로, 버스 바(1)를 콘택트(6) 상으로 밀거나 압입 하는 동안 상기 버스 바(1)와 관통 콘택트(6)의 확실한 연결이 달성될 수 있다.

도 3에 도시된 버스 바(1)는 홀(5) 영역 내에, 예를 들면 칼라 성형 분야에서 알려진 바와 같이 성형된 가장자리 또는 칼라(7)를 갖는다. 이러한 칼라(7) 성형을 통해, 본 발명에 따른 버스 바(1)와 관통 콘택트(6) 사이에 형성되는 접촉면 영역이 증대되고, 따라서 예를 들면 버스 바(1)와 관통 콘택트(6)의 접촉 저항이 감소된다.

상기와 같은 칼라(7)는 예를 들면 마찬가지로 플랜징 수단 또는 유사 수단에 의해 홀(5) 둘레에 형성될 수 있다. 칼라(7)의 사이즈 설계 시, 칼라(7)를 갖는 생성되는 홀(5)의 내부 지름은 전술한 언더사이즈를 갖는다.

홀(5)의 설계 형태와 관련해서는, 마찬가지로 삼각형 또는 n-각 또는 클로버형 구조와 같은 다른 적합한 형태도 이용될 수 있다. 클로버형 구조 형태로 된 홀(5)의 실시예는 도 4에 도시되어 있다.

도 5는 단면도를 도시하고 있는데, 이 도면에서는 제1 단부(3)의 홀(5) 영역에 성형되어 있는 칼라(7)를 갖는 버스 바(1)가 관통 콘택트(6)에 압착되어 있고, 그리고 이러한 방식으로 상기 관통 콘택트(6)와 기계적으로 안정적이면서도 전도성으로 연결되었다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 모터 하우징(8) 내에 형성된 보어 내에 배치된 관통 콘택트(6)가 나타나고, 이러한 관통 플레이트는 절연 슬리브(9)에 의해서 상기 모터 하우징에 대해 전기 절연되어 있다.

버스 바(1)의 제2 단부(4)는 예를 들면 90°의 각도로 휘어서 구부러진 형태로 설계되어 있다. 버스 바(1)의 이러한 구부러진 단부는 이와 관련하여 제공된, 인쇄 회로 기판(10) 내 개구를 통과하여 상기 인쇄 회로 기판(10)의 스트립 도체와 함께, 예를 들면 모터 하우징(8)과 떨어져서 마주보는 상기 인쇄 회로 기판(10) 측에 납땜 될 수 있다. 인쇄 회로 기판(10)은 상징적으로만 도시되었으며, 모터 트리거링에 필요한 어셈블리들 또는 인버터와 관련이 있을 수 있는 컴포넌트들을 수용할 수 있다.

도 6에는 본 발명에 따른 버스 바(1)와 전동기의 콘택팅 방법(압입 공정)을 실시하기 위한 장치가 제1 상태로 도시되어 있다. 이러한 제1 상태는 압입 공정의 시작과 상응하는데, 이러한 압입 공정 시작 시점에서는 필요한 개별 부품들이 제공되어 그들의 상응하는 위치로 이동되었다.

상기와 같은 공정을 준비하기 위해 고정판(11)이 제공된다. 이러한 고정판(11)은 예를 들면 콘택팅에 필요한 버스 바(1)들을 수용하기 위한 리세스들을 갖는다. 이 리세스들은 압입 공정이 실시되는 동안 삽입된 버스 바(1)들을 그들의 위치에서 유지하는 임무를 갖고 있다. 대안적으로는 상기 고정판(11) 상에 버스 바(1)들을 고정하기 위한 수단들도 가능하다.

고정판(11)은 예를 들면 카운터 보어를 가지며, 이러한 카운터 보어의 위치는 삽입된 버스 바(1)의 홀(5)들과 일치한다. 상기 카운터 보어들의 개별 지름은 버스 바(1)의 홀(5) 내에 압입 될 관통 콘택트(6)의 지름보다 크게 설계되어 있는데, 따라서 상기 관통 콘택트(6)가 고정판(11)과 접촉됨 없이 압입 공정을 가능하게 한다.

도 6은 3상 전동기가 3개의 관통 콘택트(6)와 콘택팅되어야 하는 예를 도시한다. 따라서 고정판(11)은 3개의 버스 바(1)를 수용하기에 적합한 3개의 리세스를 가지며, 이러한 리세스들 내에는 3개의 버스 바(1)가 삽입된 상태로 도시되어 있다.

도 6은 단지 압입 공정을 설명하기 위한 개략도를 도시하며, 삽입된 버스 바(1)들의 자세한 프로파일을 정확하게는 식별할 수 없다. 그러나 아래쪽으로 구부러진, 3개의 버스 바(1)의 3개의 제2 단부 및 3개의 제1 단부(3)가 홀(5)들과 함께 명확하게 도시되어 있다.

압입 공정을 시작하기 전에는, 밀봉 방식으로 폐쇄 가능한 모터 하우징(8) 또는 모터 하우징(8)의 상응하는 부분이 제공되며, 이러한 부분은 관통 콘택트(6)들을 수용하기 위한 보어들을 갖는다. 원추형으로 설계된 이러한 보어들 내에는 절연 슬리브(9)들이 삽입되거나 이미 고정된 상태로 배치되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 마찬가지로 모터 하우징(8) 내에 삽입될 스테이터(12)가 제공되고, 이러한 스테이터는 이미 버스 바(1) 내에 압입 될 관통 콘택트(6)들과 함께 예비 조립되어 있다. 도시된 3상 모터의 경우에, 스테이터(12)는 3개의 관통 콘택트(6)와 연결된 상태로 예비 조립되어 있다.

압입 공정 시작 시에는 버스 바(1)들이 이와 관련하여 제공된 위치에 있는 고정판(11) 내에 삽입된다. 후속해서 모터 하우징(8) 또는 모터 하우징(8)의 상응하는 부분이 고정판(11)의 맞은 편에 정렬된 다음 상기 고정판(11) 상에 놓인다. 상기와 같은 정렬은, 모터 하우징(8) 내에 삽입된, 관통 콘택트(6)들을 수용하기 위한 원추형 보어들이 버스 바(1)의 홀(5)들의 맞은 편에서 수직으로 위치 설정되는 방식으로 이루어진다.

계속해서 스테이터(12)의 예비 조립된 관통 콘택트(6)들은 도면에 도시되지 않은 홀더에 의해, 상기 스테이터가 모터 하우징(8) 내에 삽입될 수 있는 방식으로 모터 하우징(8)의 맞은 편에 배치 및 정렬된다. 또한, 스테이터(12)는, 후속하는 압입 공정 시에 관통 콘택트(6)들이 버스 바(1)의 홀(5)들에 도달하는 방식으로 정렬된다. 즉, 상기 홀(5)들은 관통 콘택트(6)들의 가상 연장부들 내에 있다.

상기 홀더는, 화살표 끝이 가리키는 지점으로 힘(13)을 동시에 가할 수 있도록 형성되어 있다. 홀더에 작용하는 외부 힘(13)과 상기 지점으로의 힘 전달을 통해 스테이터(12)와 관통 콘택트(6)들은 고정판(11) 방향으로 이동되고, 상기 스테이터(12)와 관통 콘택트(6)들은 이러한 방식으로 모터 하우징(8) 내에 끼워 넣어지거나 상기 모터 하우징(8) 내에 압입 된다.

예비 조립된 관통 콘택트(6)들과 함께 스테이터(12)가 예를 들면 모터 하우징(8) 내로 연속적으로 압입 되는 동안, 모터 하우징(8) 내에서 상기 관통 콘택트(6)들과 상응하는 보어들의 간격은, 상기 관통 콘택트(6)들이 상기 보어와 이러한 보어 내에 배치된 절연 슬리브(9)들에 합쳐질 때까지 점점 감소한다.

추가 압입 공정 진행 중에, 관통 콘택트(6)들은 관련 버스 바(1)의 홀(5)들에 도달하여 예비 조립된 이러한 홀(5)들 내에 압입 된다. 홀(5)들이 언더사이즈를 가짐으로써 관통 콘택트(6)들은 냉각 용접에 의해 버스 바(1)들과 콘택팅된다.

홀더가 그의 끝 위치에 도달하면, 압입 과정이 종료되고, 스테이터(12)가 모터 하우징(8) 내에 압입 될 뿐만 아니라 관통 콘택트(6)들도 버스 바(1)의 홀(5)들 내에 압입 된다. 홀더가 그의 끝 위치에 도달하는 종료된 압입 공정은 도 7에 도시되어 있다.

모터 하우징(8), 관통 콘택트(6)들 그리고 버스 바(1)들로 이루어진 생성된 유닛은 고정판(11)으로부터 인출된다. 따라서 압입 공정이 종료되고, 버스 바(1)들, 관통 콘택트(6)들과 스테이터(12)의 권선들의 전도성 연결이 만들어진다. 이어서 예를 들면 인쇄 회로 기판(10)이 추가로 설치되어 버스 바(1)의 제2 단부(4)들과 납땜 될 수 있다.

도 8에는 관통 콘택트(6)들과 압착된 버스 바(1)들을 갖는 모터 하우징(8)의 사시도가 도시되어 있다. 이 도면에서 3개의 버스 바(1)는 모터 하우징(8) 내에 제공된 상응하는 채널들 내에서 상기 모터 하우징(8)에 대해 절연된 상태로 배치되어 있다. 버스 바(1)들의 제1 단부(3)는 홀(5) 영역에서 각각 칼라(7)를 갖고, 그리고 이때 상기 버스 바들은 각각 관련된 관통 콘택트(6)에 압착된 상태로 도시되어 있다.

각각 버스 바(1)들의 제2 단부는 직각으로 휘어진 상태로 설계되어 있고 도 8의 왼쪽 상부 영역에서 동시에 종료된다. 상기와 같이 준비되어 배치된 제2 단부(4)들은 도면에 도시되지 않은 인쇄 회로 기판(10)과 접촉할 수 있다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 버스 바의 형태는 직선 프로파일과 다를 수 있고 구조적 요건에 적합하게 형성될 수 있다.

1, 1': 버스 바
2: 스프링 콘택트 슬리브
3: 제1 단부
4: 제2 단부
5: 홀
6: 관통 콘택트
7: 칼라/가장자리
8: 모터 하우징
9: 절연 슬리브
10: 인쇄 회로 기판
11: 고정판
12: 스테이터
13: 힘(F)

Claims (10)

1. 버스 바(1)가 제1 단부(3) 및 제2 단부(4)를 포함하는, 전동기의 관통 콘택트(feed-through contact)(6)를 콘택팅하기 위한 버스 바(bus bar)(1)로서,
   상기 버스 바(1)의 제1 단부(3)에, 상기 관통 콘택트(6)의 지름에 비해 작은 언더사이즈(undersize)를 갖는 홀(5)이 배치되어 있고, 상기 관통 콘택트(6)가 상기 홀(5)에 압입되고,
   상기 버스 바(1)의 제2 단부(4)는 구부러진 형태로 형성되고, 구부러진 형태의 상기 제2 단부(4)가 인쇄 회로 기판(10)의 도전 경로와 콘택팅되고,
   상기 관통 콘택트(6)가 상기 홀(5)에 압입되는 방향과 상기 제2 단부(4)가 상기 인쇄 회로 기판(10)에 콘택팅되는 방향이 일치되도록, 상기 제2 단부(4)는 상기 관통 콘택트(6)의 반대측으로 구부러지는 것을 특징으로 하는, 버스 바(1).
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 홀(5)에, 이러한 홀(5)을 둘러싸는 칼라(collar)(7)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 버스 바(1).
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 홀(5)이 원형, 타원형, n-각 또는 클로버형(cloverleaf) 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 버스 바(1).
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 버스 바(1)의 제2 단부(4)가 30°, 45° 또는 90° 각도로 구부러져 배치되어 있는 특징으로 하는, 버스 바(1).
   
5. 삭제
6. 버스 바(1)와 관통 콘택트(6)가 전도성으로 연결되는, 전동기의 관통 콘택트(6)를 콘택팅하기 위한 방법으로서,
   제1 단부(3)에, 상기 관통 콘택트(6)의 지름에 비해 작은 언더사이즈를 갖는 홀(5)을 구비하는 버스 바(1)가 제공되고, 상기 버스 바(1)가 수용되는 리세스를 갖는 고정판(11)이 제공되고, 상기 전동기의 모터 하우징(8)이 제공되고, 상기 모터 하우징(8) 내에 삽입될 스테이터(12)가 제공되는 제1 단계;
   상기 고정판(11)의 리세스에 상기 버스 바(1)가 삽입되는 제2 단계;
   상기 모터 하우징(8)이 상기 고정판(11)에 놓이는 제3 단계;
   상기 스테이터(12)와 상기 관통 콘택트(6)가 서로 조립되는 제4 단계;
   상기 스테이터(12)와 상기 관통 콘택트(6)의 조립체가 상기 모터 하우징(8)을 기준으로 상기 고정판(11)의 반대측에 정렬되는 제5 단계; 및
   상기 조립체가 상기 고정판(11) 측으로 이동되어, 상기 스테이터(12)가 상기 모터 하우징(8)에 압입되면서 상기 관통 콘택트(6)가 상기 버스 바(1)의 홀(5)에 압입되는 제6 단계;를 포함하고,
   상기 제공된 버스 바(1)의 홀(5)과 상기 전동기의 관통 콘택트(6)의 콘택팅이 상기 관통 콘택트(6)들과 연결된 스테이터(stator)(12)의 압입에 의해 하나의 공정 단계에서 이루어지고,
   상기 버스 바(1)의 제2 단부(4)는 구부러진 형태로 형성되고,
   구부러진 형태의 상기 제2 단부(4)가 인쇄 회로 기판(10)의 도전 경로와 콘택팅되는 것을 특징으로 하는, 콘택팅 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 버스 바(1)가 상기 홀(5)을 둘러싸는 칼라(7)를 구비하여 제공되는 것을 특징으로 하는, 콘택팅 방법.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 버스 바(1)가 공차 보상(tolerance compensation)을 위한 휨부 또는 굽힘부를 구비하여 제공되는 것을 특징으로 하는, 콘택팅 방법.
   
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 버스 바(1)의 제2 단부(4)가 30°, 45° 또는 90° 각도로 구부러지는 것을 특징으로 하는, 콘택팅 방법.
   
10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 버스 바(1)의 제1 단부(3)가 상기 관통 콘택트(6)를 통해서 모터의 스테이터 권선과 콘택팅되고,
    상기 인쇄 회로 기판(10) 상에, 상기 모터의 구동 제어에 필요한 컴포넌트들이 배치되어 있고, 상기 컴포넌트들은 인버터 회로(inverter circuit)를 제공하는 있는 것을 특징으로 하는, 콘택팅 방법.
    

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