KR102511283B1 - 코일 권취 장치 - Google Patents

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Abstract

고정자 치 상에 코일 권선을 설치하기 위한 장치로서, 상기 장치는: 제1 고정자 치를 수용하기 위한 제1 설치 암 및 제2 고정자 치를 수용하기 위한 제2 설치 암을 구비하는 설치 요소로서, 상기 제1 설치 암은 제2 설치 암에 대해서 제1 위치와 제2 위치 간에 상대적으로 이동 가능한 것인, 설치 요소; 상기 제1 설치 암이 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제1 위치에 있을 때 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 코일 권선을 형성하기 위해서 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 전기적 도체를 설치하기 위한 도체 설치 수단; 그리고 상기 전기적 도체가 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 설치되었을 때 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치가 각각 상기 제1 설치 암 및 상기 제2 설치 암으로부터 제거될 수 있도록, 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제2 위치에 상기 제1 설치 암을 배치하기 위한 배치 수단을 포한다.

Description

코일 권취 장치{A COIL WINDING ARRANGEMENT}
본 발명은 코일 권취 장치에 대한 것으로서, 특히 고정자 치 상에 코일을 권취 하기 위한 장치에 대한 것이다.
고정자들은 회전자가 그 주위를 회전하는 전동기 또는 발전기의 고정부로 잘 려져 있다. 고정자들은 일반적으로 자석 성분과 다른 구조적인 성분들을 구비한다. 전동기는 전류가 흐르는 도선이 자기장의 존재하에서 힘을 받는 원리에 기초를 두고 작동한다. 일반적으로, 영구 자석 세트가 구비된 회전자는, 고정자 상에 설치되어 전류를 흘리도록 마련된 코일 세트 주위를 회전하도록 마련되며, 코일 세트에 전류가 흐를 때 회전자는 고정자 주위를 회전하여 운동을 발생시킨다. 또한, 회전자에 코일 세트가 구비되고 고정자에 영구 자석이 구비될 수 있다.
회전자 내에 설치되도록 마련된 고정자의 예가 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 단 편의 금속 물질(single piece of metal)로, 예를 들어 PM(파우더 금속, power metal) 또는 더 흔하게 동일한 물질에 의한 다수 층이 적층된 것으로 형성된 고정자의 후면-아이언(back-iron)을 도시한다. 원형 지지부(150)(또한 후면 아이언 또는 후면 고리로 알려져 있음) 유래 돌출부(100)들은 치(tooth)들로 알려져 있고 다수의 코일 권선을 수용하는데 이용된다. 전동기의 성능을 향상시키기 위해서, 코일 권선들 전체의 단면적을 최적화하는 것이 바람직하며, 이는 저항을 줄이는 효과를 나타낼 것이고 그에 따라 열 발생을 줄일 것이다. 또한, 코일 권선들을 서로 근접하게 함으로써, 열전도도를 향상시킬 수 있고 이는 지속적인 성능향상과 함께 전동기 효율을 증가시키는 효과를 나타낼 것이다.
하지만, 전체 고정자가 단 편의 고형물(single solid piece)로 형성되는 도 1에 도시된 것 같은 장치에서는 치 주위를 도선 코일들로 물리적으로 감기 위한 공간의 양은 제약될 것이다. 따라서, 이 같은 구조에서는 인접한 치들의 코일들 사이에 간극이 존재하는 것이 일반적이며, 코일 권선들의 전체 단면적을 증가하기 위해 이 공간이 도선 코일들로 채워지기 때문에, 이 간극은 충분하지 않다.
또한, 고정자와 코일 권선들 사이의 코일 절연을 제공하는 전통적인 방식은 열전도도가 불량하며 이는 전동기의 성능을 제한할 수 있다.
더욱이, 단 편의 큰 고정자는, 요구되는 코일 권선들을 수행하기 위해, 전형적으로 복잡한 권취 장치(mechanism) 및 권취 프로세스가 필요하다.
이 같은 문제에 대한 해결책은 설치 가능한 고정자 치들로서, 대응하는 고정자 치 주위에 코일 권선들이 형성된 후, 고정자 치들이 고정자 후면-아이언에 설치되며 그 예가 GB2477520 및 GB2507072에 기재되어 있다.
하지만, 다상(multiphase) 전동기의 경우, 전형적으로 다수의 코일 세트를 구비하는데, 동기 내에 형성되는 자극의 개수를 증가시키기 위해 각 코일 세트는 교류 전압의 세 상 중 하나와 연관된 자기장을 생성하도록 마련되고, 각 코일 세트는 회전 자기장을 생성하기 위해 다수의 코일 서브-세트를 구비할 것이다.
예로서, 도 2는 세 개의 코일 세트(14), (16), (18)를 구비하는 3 상 전동기(10)를 도시한다. 각 코일 세트는 직렬로 연결된 세 개의 코일 서브-세트로 구성되며, 여기서 주어진 코일 세트에서 대응하는 코일 서브-세트에 의해 생성된 자기장은 동일한 상을 가질 것이다.
3 상 전동기의 세 코일 세트는 전형적으로 델타(△) 또는 Y 형상으로 구성된다.
어떤 구성에서, 하지만, 각 코일 세트를 구성하는 코일 서브-세트들은, 예를 들어 다수의 서브-모터를 구비하는 전동기의 경우, 서로 인접하게 위치할 수 있다. 이 같은 구성에서, 코일 서브-세트들을 구성하는 코일 권선들은, 각 코일이, 주어진 방향의 전류에 대해서, 인접하는 코일들과 반대-평행(anti-parallel)인 자기장을 생성하도록, 교대로 권취된다. 모터의 회전자의 자석들이 코일들의 말단들을 가로질러 스윕(sweep)함에 따라, 코일들에서 전류의 적절한 스위칭이 회전자를 위한 임펄스를 제공하기 위한 원하는 힘을 생성하는데 사용될 수 있다.
하지만, 이 같은 구성에서, 제조 프로세스를 단순화하기 위해서, 각 고정자 치가 서로 독립적인 것이 바람직한데, 이는 하나의 도선(conducting wire)이 대응하는 코일 서브-세트를 형성하는데 사용되어야 하기 때문에 문제가 될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 특허청구범위 청구항들에 기재된 장치 및 방법이 제공된다.
본 발명은 다수의 고정자 치를 제1 위치에 두어 다수의 고정자 치에 설치되는 코일 권선들의 단면적이 최대가 되도록 하는 한편 코일 권선들이 다수의 고정자 치에 설치된 후에 다수의 고정자 치를 제2 위치에 두어 고정자 후면-아이언에 대한 다수의 고정자 치의 설치을 촉진할 수 있는 이점이 있다.
고정자 치들이 고정자 후면 아이언과는 별개로 존재하기 때문에, 고정자 치들이 고정자 후면 아이언에 설치되기 전에 먼저 권취될 수 있고 이에 따라 고정자 치들이 고정자에 필수적이라면, 고정자 치들에 코일을 권취하는 것이 한층 쉬워진다. 예를 들어, 종래 전동기 디자인의 경우 슬롯 채움 정도(slot fill)(즉, 고정자 치들 사이의 슬롯을 채우는 구리 도선의 양)는 약 37% 일 것이다. 하지만, 고정자가 단 편으로 치들과 일체로 형성될 때 부과되는 공간 제약 없이 고정자에 코일을 권취하게 함으로써, 슬롯 충진 정도는 대략 54% 또는 그 이상으로 증가할 수 있다. 하지만, 고정자 치들이 고정자 후면-아이언 상에 설치되기 전에, 고정자 후면-아이언 상에 설치될 때의 형상에 대응하는 형상으로 장치되어 이에 따라, 고정자 후면-아이언에 대한 고정자 치들의 설치 프로세스를 단순화 할 수 있다.
본 발명은 그 예로서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 종래 고정자를 도시한다.
도 2는 다수의 코일 서브-세트를 갖는 종래의 3 상 전동기를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 치를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 후면-아이언을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 고정자 후면-아이언에 설치되는 고정자 치들을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 치를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 서브-세트를 형성하는 코일들의 예시적인 장치을 개략적으로 도시한다.
도 8은 회전자 자석들과 관련하여 고정자 코일들을 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 장치를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 치 설치 세그먼트를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 장치를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 장치를 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 장치를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 장치를 도시한다.
여기에 설명되는 본 발명의 실시예는 코일 권선(coil winding)을 고정자 치(stator tooth) 상에 배치하기 위한 장치(arrangement)에 대한 것이다. 코일 권선이 일단 고정자 치 상에 배치되면, 고정자 치는 고정자(stator) 후면 아이언(back iron)에 설치(mount) 되어 고정자를 형성한다. 고정자는 전동기(electric motor) 또는 발전기(electric generator)의 일부분을 형성하며 이때 바람직하게는 이 전동기는 차량의 바퀴에 사용된다. 하지만, 전동기는 다른 목적으로도 사용될 수 있다. 모터(motor)는 바퀴에 부착을 위해 고정자가 자석 세트를 지닌(carrying) 회전자(rotator)에 의해 방사방향으로 둘러싸인 형태이다. 전동기의 정의는 발전기를 포함하는 것이다. 또한, 모터 장치(motor arrangement)는, 방사방향으로 둘러싸는 코일들 내에 중심에 회전자가 설치되는 구조에도 적용된다.
도시의 목적으로, 도 3은 코일 권선들이 고정자 치 상에 감긴(권취된) 후에 고정자 후면 아이언 상에 형성된 돌출부(protrusion)에 설치하기에 적절한 고정자 치(300)의 일 예를 도시한다.
도 4는 고정자 치(300)를 받아들이도록 마련된 체결 요소(engagement element)로 기능을 하는 고정자 후면 아이언(200)의 외주(outer circumference)에 배치된 다수의 돌출부(210)를 구비하는 고정자 후면 아이언(200)의 일 예를 도시한다. 다수의 돌출부(210)는 고정자 후며-아이언(200)의 외면으로부터 외측으로 멀어지면서 방사방향으로(radially) 신장한다. 하지만, 다른 전동기 구성에서는 다수의 돌출부(210)는 고정자 후면-아이언의 내면으로부터 멀어지면서 중심 측으로 신장할 수 있다.
바람직하게는, 돌출부(210)들을 포함하여 고정자 후면-아이언(200)은 단 편(a single piece)으로, 일체로, 구조적 성분으로 형성된다. 예를 들어 고정자 후면 아이언(200)은 파우더 금속으로부터 성형(mould)될 수 있고 또는 더 흔하게는 동일한 물질의 다수의 래미네이션(lamination)으로 구축될 수 있고, 여기서 래미네이션들은 철판(sheet of steel)들 예를 들어 전기 강판(electrical steel)으로 제조될 수 있으나, 적절한 강도 및 전자기 특성이 있는 임의의 물질이 사용될 수 있다. 래미네이션들은 또한 그 표면에 그리고 치 적층들(teeth stacks)과 고정자 후면 아이언 사이의 곡면 인터페이스 형상(즉 원주 지지체(circumferential support)(200))을 따라 절연 코팅이 제공되어 래미네이션들 사이에 와전류가 흐르는 것을 방지한다.
래미네이션들은 임의의 적절한 수단 예를 들어 필요한 물질의 판으로부터 원하는 형상을 스탬핑(stamping) 혹은 절단하는 방식 또는 레이저 식각에 의해 만들어질 수 있다. 예를 들어, 래미네이션들은 대략 0.3 내지 0.4mm의 두께를 바람직하게는 0.35mm의 두께를 가질 수 있다.
도 3에 도시된 고정자 치(300)는 고정자 치 상단부(320)를 통해 서로 결합 된 두 개의 벽 섹션(wall section)(310)을 포함한다. 고정자 치(300) 상에 설치되는 코일 권선들의 유지(retention)를 돕기 위해, 고정자 치(300)의 상단부(320)는 치 벽 섹션(310)들 위에서 측 방향으로 신장하여 측 방향 신장 고정자 팁(tip)을 형성한다.
고정자 치(300)의 두 개의 벽 섹션(310) 사이에 함몰부(recess)가 형성된다. 함몰부는, 도 5에 도시된 바와 같이 고정자 치(300)가 돌출부(210) 상에 배치될 때 고정자 후면 아이언 돌출부(210)가 함몰부 내에 수용될 수 있도록 그 크기가 정해진다. 바람직하게는, 고정자 치(300)와 돌출부(210) 사이의 향상된 열 전도도를 위해서, 함몰부와 돌출부(210)의 치수는 고정자 치 함몰부의 벽들과 돌출부의 바깥 부분의 측면들 사이의 간극이 최소가 되도록 선택된다.
바람직하게는, 두 개의 벽 섹션의 바닥 부분은 측 방향으로 신장하도록 마련되고, 돌출부(210)의 베이스(base)에서 고정자 후면 아이언(200)을 따라 주행하는 홈(groove)(240)들에 대응하는 치수를 가지며, 고정자 후면-아이언 돌출부(210)가 고정자 치 함몰부 내에 수용될 때 두 벽 섹션(310)의 측 방향으로 신장하는 바닥 부분이 고정자 후면 아이언(200) 상의 홈(240) 내에 꼭 들어맞게 체결된다.
일 실시예에서, 체결부(engagement feature)들은 고정자 치 함몰부 내에 그리고 대응하는 고정자 후면 아이언 돌출부 상에 형성된 채널(220) 및 채널(330)에 대응하는데, 이 채널들은 자신들 내에 배치되는 물질이 고정자 치(300)가 고정자 후면 아이언 돌출부(210)와 서로 맞물리도록(interlock) 하는 것을 가능케 한다. 용어 채널은 물질이 삽입되는 홈 또는 임의의 형태의 공동(cavity)을 포함하는 것으로 의도되었다. 하지만, 고정자 치가 고정자 후면 아이언 돌출부 상에 설치되면, 임의의 적절한 수단이 고정자 치와 고정자 후면 아이언 돌출부를 서로 맞물리도록 하기 위해 사용될 수 있다.
하지만, 본 실시예의 목적으로, 채널들 내에 배치되는 물질이 고정자 치가 고정자 후면 아이언 돌출부와 서로 맞물리도록 하는 것을 가능케 하기 위해서, 일단 고정자 치(300)가 고정자 후면 아이언 돌출부(210) 상에 배치되면, 고정자 치 함몰부에 형성된 채널(330)은 고정자 후면 아이언 돌출부(210) 상에 형성된 대응하는 채널(220)과 정렬되도록 마련된다.
돌출부(210) 상에 발생하는 스트레스 지점(stress point) 위험을 최소화하기 위해서, 돌출부(210) 각 측면의 채널(220)들은 서로 어긋나게 형성되며(offset), 이에 따라 어떤 지점에서도 돌출부(210)의 폭이 한 채널(220)의 깊이를 초과하여 감소되지 않는 것을 보장한다.
고정자 후면 아이언 돌출부(210)들 상에 형성된 채널들과 마찬가지로, 바람직하게 고정자 치 함몰부 채널(330)들도 대응하는 벽 섹션(310)의 전체 길이로 신장할 수 있으나, 고정자 치 함몰부 채널(330)의 길이는 줄어들 수 있고 고정자 함몰부 벽 섹션(310)의 길이의 일부분 신장할 수 있다.
더욱이, 채널(330)들의 방향(orientation)은 치(3000의 베이스(base)에 평행하게 주행하는 것으로 한정되지 않고, 돌출부(210) 상에 형성된 채널(220)들의 방향에 대응하는 다른 방향도 사용될 수 있다.
도 6은 코일 권선들과 고정자 치(300) 간의 전기적인 격리를 돕기 위한 추가 구조(feature)를 도시하며, 고정자 치(300)는 과잉 성형(over-moulding)을 사용하여 절연 물질(400)로 캡슐화된다(즉, 고정자 치가 과잉 성형된다). 바람직하게 절연 물질(400)은 양호한 열 전도도, 고온 휨 및 양호한 절연 내력을 갖는 플라스틱 물질 예를 들어 액정 고분자일 수 있다. 바람직하게는 양호한 열 전도 특성을 갖는 과잉 성형된 물질이 선택되어, 코일 권선들 및 고정자 치(300) 사이에 열 전도를 돕는다. 바람직하게, 과잉 성형 공정은 고정자 치 상에 코일 권선들의 유지를 돕는 구조, 예를 들어 과잉 성형물 바닥에 형성된 리지(ridge)를 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 함몰부 벽 섹션(310)들과 돌출부(210)의 인접한 표면들 상에 형성된 채널(220), (330)들 사이에 물질의 삽입을 촉진하기 위해서, 고정자 치(300)의 양 단 상의 사출 성형된(injection moulded) 플라스틱 층(400)에 간극(gap)(410)이 형성되며, 이 간극(410)은 고정자 치(300)의 바닥으로부터 함몰부의 상단까지 신장한다. 사출 성형된 플라스틱 층(400)은 고정자 치(300)의 바닥으로부터 위쪽으로 신장하여 측 방향으로 신장하는 고정자 팁의 상단까지 신장한다.
고정자 치(300)의 말단 측 상의 사출 성형된 플라스틱 층(400)에 간극을 형성함으로써, 사출 성형된 플라스틱 층(400)이 고정자 치(300)에 적용될 때, 고정자 치의 두 벽 섹션(310) 상에 가해지는 내측으로의 압력을 최소화하는 추가 이점이 있다. 이로 인해, 사출 성형 공정 중에 고정자 치 벽 섹션(310)이 휘는 것을 방지하기 위해 두 벽 섹션(310) 사이에 구조적인 지지체를 배치할 필요가 없게 된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 바람직하게 고정자 치(300)의 말단 측의 사출 성형된 플라스틱 층(400)의 간극(410)은 고정자 치 함몰부의 상단으로 신장한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 고정자 치(300)의 측면 둘레에 형성된 사출 성형된 플라스틱 층(4000은 고정자 치(300) 둘레에 코일 권선들을 감는 것(권취)을 촉진하기 위해서 그리고 코일 권선들과 사출 성형된 플라스틱 층(400) 사이의 향상된 열 전도를 위한 코일 권선들과 사출 성형된 플라스틱 층(400) 사이의 접촉 면적을 증가시키기 위해서, 길이방향(종방향)의 리지들을 포함한다.
고정자 치(300)의 말단 섹션들에서 코일 권선들 및 고정자 치(300) 사이의 전기적인 격리(isolation)를 돕기 위해서, 전기적 절연 요소(420)가, 코일 권선들이 고정자 치(300)에 적용되기 전에, 사출 성형된 플라스틱 층(400)에 형성된 간극에 배치된다. 전기 절연 요소(420)들은 고정자 치(300) 둘레에 감긴(권취된) 코일 권선들로부터 고정자 치(300)의 말단 섹션들을 전기적으로 격리(절연)시키도록 마련된다.
비록 바람직한 실시예가 사출 성형된 플라스틱 층(400)의 두 반대측에 형성된 간극(410)들에 배치된 두 개의 절연 요소(420)를 사용하지만, 사출 성형된 플라스틱 층(400)은 고정자 치(300)의 일 말단에서 하나의 간극을 구비할 수 있고, 이 하나의 간극에 하나의 절연 요소가 적용되어 고정자 치(300)의 말단 섹션에 절연을 제공할 수 있다.
바람직하게, 두 절연 요소(420)는, 사출 성형된 플라스틱 층(400)에 형성된 대응하는 간극(410)에 대한 두 절연 요소(420)의 정확한 배치를 촉진하기 위해서, 사출 성형된 플라스틱 층(400)에 형성된 대응하는 구조들에 부합하는 삽입부(keying feature)들을 구비한다. 본 발명의 목적으로, 고정자 치(300)의 일 말단에서 신장된 립(extended lip)(430)이 사출 성형된 플라스틱 층(400)의 상단에 형성되며, 관련된 절연 요소(420)에 대응하는 함몰부(444)가 형성된다. 고정자 치(300)의 다른 말단에는, 삽입 요소(keying element)(450)가 고정자 치(300)의 바닥으로부터 위쪽으로 2/3 지점에서 사출 성형된 플라스틱 층(400)의 가장자리에 형성되며, 관련된 절연 요소(420)에는 대응하는 함몰부(460)이 형성된다. 하지만, 임의의 형태의 삽입부가 사용될 수 있다.
바람직하게, 절연 요소(420)들이 사출 성형된 플라스틱 층(400)에 형성된 간극에 배치될 때 그리고 관련된 고정자 치(300)가 고정자 후면 아이언(200)에 설치되었을 때, 물질이 예를 들어 충진 물질(potting material) 또는 접착 물질이 돌출부(210)와 함몰부 벽 섹션(310)들의 인접하는 표면들 상에 형성된 채널(220), (330) 사이에서 전달되는 것(channelled)을 허용하기 위해 절연 요소(420)들 중 적어도 하나는 절연 요소(420)들의 내측 표면 상에 형성된 채널(480)을 구비한다.
절연 요소(420)의 내측 표면에 형성된 채널(480)로 인해, 고정자 치(300)가 고정자 후면 아이언에 설치된 후에, 이 채널(480)을 통과해서 그리고 돌출부(210)와 함몰부 벽 섹션(310)들의 인접하는 표면들 상에 형성된 채널(220), (330) 사이에 물질이 적용(충진)될 수 있고, 여기서 전술한 바와 같이 충진 물질은 고정자 후면 아이언(200)에 대해 고정자 치(300)를 유지하는데 사용된다.
전술한 바와 같이, 고정자 치(300)와 고정자 후면 아이언(200) 사이의 열 전도를 돕기 위해서, 접착/충진 물질은 바람직하게 양호한 열 전도도를 가지도록 선택된다. 접착/충진 물질은 또한 돌출부(210)로부터 고정자 치(300)를 전기적으로 격리(절연)하는데 도울 수 있고 이에 따라 고정자 치(300)와 고정자 후면 아이언(200) 간의 와전류를 최소화하는데 도울 수 있다.
바람직하게 절연 요소(420)들 중 적어도 하나는 후술하는 바와 같이 코일 권선들의 일부분에 대한 권취 경로배정(routing)을 돕기 위한 적어도 하나의 안내부(guiding feature)(470)를 구비한다. 코일 권선들에서 고정자 치(300)로/고정자 치(300)에서 코일 권선들로의 권취 경로배정을 위한 제1 안내 요소(470)가 절연 요소(420)의 상단에 제공되고, 고정자 치(300)들 사이에서 코일 권선들의 권취 경로를 위한 제2 안내 요소(470)가 절연 요소(420)의 바닥(하단)에 제공된다.
바람직하게는 사출 성형된 플라스틱 층(400)은 제1 그리고/또는 제2 절연 요소(420)와 다른 물질로 형성된다.
전술한 바와 같이, 바람직하게는 양호한 열 전도도 특성을 구비하는 과잉-성형된 물질이 선택되고, 이에 따라 코일 권선들과 고정자 치(300) 사이의 열 전도도를 향상시킬 수 있다. 하지만, 그 최적의 열 전도도 특성을 위해 선택된 과잉-성형된 물질이 코일 권선들의 부분들의 안내/권취 경로배정에 요구되는 최적의 기계적 강도를 제공하지 않을 수 있다. 따라서, 사출 성형된 플라스틱 층(400)의 부분을 형성하지 않는 고정자 치(300)의 말단 측들에 위치한 절연 요소(420)들에 의해서, 다른 특성들에 기초하여 사출 성형된 플라스틱 층(400)과 절연 요소(420)들을 위한 다른 물질들을 선택하는 것이 가능하다. 예를 들어, 최적의 전도도를 가지도록 사출 성형된 플라스틱 층(400)을 위한 물질이 선택되면서 최적의 강도를 가지도록 절연 요소(420)들을 위한 물질이 선택될 수 있다. 이로써, 절연 요소(420)가 사출 성형된 플라스틱 층(400)보다 높은 기계적 강도를 가지면서, 사출 성형된 플라스틱 층(400)이 절연 요소(420)보다 높은 열 전도도를 가질 수 있다. 적절한 사출 성형된 플라스틱 층(400)의 예로서 CoolPoly® Thermally Conductive Liquid Crystalline Polymer 가 있다. 절연 요소를 위한 적절한 물질의 예로서 Nylon PA66이 있다.
바람직하게는 고정자 치(300)의 적어도 일 측은, 사출 성형된 플라스틱 층(400)이 고정자 치(300)의 측면으로부터 벗겨져 나가는 것을 방지하기 위해 그 위에 형성되는, 유지 구조(retaining feature)를 포함한다.
고정자 치(300)가 일단 과잉-성형되고 절연 요소(420)들이 과잉-성형물의 말단 측들에 형성된 간극(410)들에 배치되면, 코일 권선들이 고정자 치(300)에 적용된다.
다수의 고정자 치에 코일 권선을 설치하기 위한 바람직한 장치가 이제 설명될 것이다.
본 실시예의 목적상, 전기적 도체(electrical conductor) 예를 들어 구리 도선 같은 도선(wire)이 직렬로 세 개의 고정자 치 상에 권취된다(감긴다). 고정자 치에 감긴 세 개의 코일 권선들이 전동기 코일 서브-세트를 형성한다. 바람직하게, 구리 도선이 절연되어 코일 권선들의 단락(short)을 방지한다. 비록 바람직한 실시예에서 코일 서브-세트가 세 개의 고정자 치 상에 권취된 코일들을 구비하는 것으로 설명되었으나, 코일 서브-세트는 임의의 개수의 고정자 치에 적용된 코일 권선들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코일 서브-세트는 두 개의 고정자 치에 권취된 코일들을 포함하여 직렬로 연결된 두 코일을 구비하는 코일 서브-세트를 형성할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 코일 서브-세트를 구성하는 세 개의 코일이 74A, 74B, 74C로 표시되어 있다. 세 개의 코일 74A, 74B, 74C은, 각 코일이 주어진 방향의 전류에 대해서 인접하는 코일(들)과 역-평행(anti-parallel)인 자기장을 생성하도록, 엇갈리게(alternately) 권취된다.
코일들 74A, 74B, 74C이 서로에 대해서 반대 방향으로 권취되는 이유는 역-평행 자기장을 제공하기 위한 것으로서 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 고정자의 코일들 74A, 74B, 74C을 둘러싸는 회전자 상의 자석들 배열을 도시한다. 단순화를 위해서, 코일 및 자석의 선형 배열로 배열이 도시되었으나, 본 발명의 실시예에서 회전자 원주의 내측 둘레에 자석들이 마련되면서 고정자의 주변 둘레에 마련될 것이다.
코일 서브-세트 74A, 74B, 74C를 향해 자극이 교대하도록 자석들이 마련되어, 각 서브-세트는 교대 자기장(alternate magnetic field)을 자석들의 교대 자극면(alternate pole face)에 제공한다. 따라서, 서브-세트의 왼쪽 코일이 자석들 중 하나의 N극에 대한 척력(repelling force)을 가질 때, 인접하는 중앙의 코일은 자석들의 S극에 대한 척력을 가질 것이다.
도 8에 개략적으로 도시된 바와 같이, 자석과 코일의 비는 8:9이다. 이 같은 배열의 이점은 자석과 코일이 결코 나란히 정렬되지 않는다는 것이다. 만약 완전히 정렬된다면, 모터가 어떤 센서를 회전해야 하는지에 대한 명확한 지시를 주기 위해서 코일들과 자석들 사이에 어떠한 힘도 인가될 수 없는 그런 위치에 모터가 놓이기 때문이다. 모터 주위에 다른 개수의 코일들 및 자석들을 사용함으로써, 그에 따른 힘이 어떤 위치에 회전자 및 고정자가 놓이더라도 항상 특정 방향으로 발생할 것이다.
하지만, 다른 실시예에서, 코일 권선들은 인접한 고정자 치들에서 엇갈리게 권취되지 않을 수 있다.
도 9는 다수의 고정자 치 상에 코일 권선이 직렬로 권취되도록 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 장치(mounting arrangement)(900)를 도시한다. 바람직하게, 설치 장치(900)는 설치 요소(910), 예를 들어 스핀들 및 다수의 치 설치 세그먼트(1000)를 구비하며, 코일 권선이 적용되는 각 치별로 하나의 설치 세그먼트가 구비된다. 치 설치 세그멘트(1000)는 도 10에 도시되어 있다.
설치 장치(900)는 세 개의 고정자 치를 설치 요소(910)에 설치 가능하도록 구성되고, 여기서, 고정자 치들이 서로에 대해서 제1 위치에서 설치 요소(910) 상에 배치될 때, 코일 권선들은 대응하는 고정자 치에 권취되도록 마련된다. 설치 요소는 이어서, 고정자 후면 아이언에 설치를 위해서, 설치 요소로부터 고정자 치들 및 코일 권선들이 제거 가능하도록, 고정자 치들이 서로에 대해서 제2 위치에 배치되도록 한다.
설치 요소(910)는 코일 권취 중에 고정된 위치에 고정되어 대응하는 치 설치 세그먼트(1000)를 통해 설치 요소(9100에 설치되는 고정자 치가 고정된 형상으로 유지되도록 한다. 설치 요소(910)를 고정된 위치에 고정함으로써, 고정자 치들이 소정 위치에 유지되어 코일 권취가 자동적으로 될 수 있도록 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 설치 요소(910)는 제1 설치 암(first mounting arm)(920)을 구비한다. 제1 설치 암(920)은 제1 유지 채널(retaining channel)(930)을 구비한다. 제1 유지 채널(930)은 그 내에 활주 가능하게(sildably) 배치되는 제1 치 설치 세그먼트(1000)를 수용하여, 제1 치 설치 세그먼트(1000)를 설치 요소(900)에 고정하도록 마련된다.
제2 설치 암(940)이 제1 설치 암(920)의 일 측에 회전가능하게(pivotally) 결합한다. 제2 설치 암(940)은 제2 유지 채널을 구비한다. 제2 유지 채널은 그 내에 활주 가능하게 배치되는 제2 치 설치 세그먼트(1000)를 수용하여, 제2 치 설치 세그먼트(1000)를 설치 요소에 고정하도록 마련된다. 제2 설치 암(940)은 제1 설치 암(930)에 대해서 제1 위치에서 제2 위치로 회전이동(pivotally moving)할 수 있다.
제2 설치 암(940)이 제1 설치 암(920)에 대해서 상대적으로 임의의 두 각도 사이에서 이동할 수 있도록 마련되지만, 바람직하게 제1 설치 암(920)에 대해서 제1 위치에 있을 때, 제2 설치 암(940)은 도 9에 도시된 바와 같이 제1 설치 암(920)에 대해서 수직이다.
제2 설치 암(940)이 제1 설치 암(920)에 대해 제2 위치에 있을 때, 바람직하게 제2 설치 암(940)은 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 설치 암(920)과 동일 선상(in line with)에 있다. 하지만, 전술한 바와 같이, 제1 설치 암(920)에 대한 제2 설치 암(940)의 상대적인 위치는 다른 각도를 취할 수 있다.
제3 설치 암(950)이 제1 설치 암(920)의 타 측에 회전가능하게 결합한다. 제3 설치 암(950)은 제3 유지 채널을 구비한다. 제3 유지 채널은 그 내에 활주 가능하게 배치되는 제3 치 설치 세그먼트(1000)를 수용하여, 제3 치 설치 세그먼트(1000)를 설치 요소(910)에 고정하도록 마련된다.
제3 설치 암(950)이 제1 설치 암(920)에 대해서 상대적으로 임의의 두 각도 사이에서 이동할 수 있도록 마련되지만, 바람직하게 제1 설치 암(920)에 대해서 제1 위치에 있을 때, 제3 설치 암(950)은 도 9에 도시된 바와 같이 제1 설치 암(920)에 대해서 수직이다.
제3 설치 암(950)이 제1 설치 암(920)에 대해 제2 위치에 있을 때, 바람직하게 제3 설치 암(950)은 제1 설치 암(920)과 동일 선상에 있다.
하지만, 전술한 바와 같이, 제1 설치 암(920)에 대한 제3 설치 암(950)의 상대적인 위치는 다른 각도를 취할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 치 설치 세그먼트(1000)는 각각 설치 섹션(mounting section)(1010)을 구비한다. 설치 섹션(1010)은, 대응하는 고정자 치가 치 설치 세그먼트(1000)에 설치될 수 있도록 대응하는 고정자 치와 체결된다. 또한, 제1, 제2 및 제3 치 설치 세그먼트(100)는 활주가능하게 설치 암에 설치될 수 있도록 채널 섹션(1020)을 구비한다.
본 실시예의 목적상, 설치 섹션(1010)은, 대응하는 설치 섹션(1010)이 고정자 치 함몰부 안으로 눌러져 끼워 맞춰지도록(push fit), 대응하는 고정차 후면 아이언 돌출부에 대응하는 치수를 가지며, 이로써, 고정자 치를 고정자 후면 아이언 돌출부들에 설치하는데 사용된 것과 유사한 방식으로, 고정차 치가 대응하는 치 설치 세그먼트(1000)에 결합될 수 있도록 한다.
고정자 치(300)가 일단 제1, 제2 및 제3 치 설치 세그먼트(1000)에 각각 설치되면, 치 설치 세그먼트(1000)들은 각각, 제1, 제2 및 제3 설치 암에 형성된 제1, 제2 및 제3 유치 채널을 통해서 대응하는 설치 암 상에 활주가능하게 설치된다. 또는 제1, 제2 및 제3 치 설치 세그먼트(1000)는 고정자 치가 치 설치 세그먼트(1000)에 부착하기 전에 대응하는 설치 암에 활주가능하게 설치될 수 있는데, 이때, 일단 치 설치 세그먼트(1000)가 대응하는 설치 암에 활주가능하게 설치되면 고정자 치는 대응하는 치 설치 세그먼트(1000)에 설치되며, 도 11은 치 설치 세그먼트(1000)가 고정자 치를 수용할 준비가 되어 있는 제1, 제2 및 제3 설치 암에 설치된 상태에서 설치 요소(910)를 도시한다.
대응하는 치 설치 세그먼트(1000)를 통해서 설치 어셈블리 설치 암들 각각에 고정자 치(300)가 설치되면, 설치 암들은 도 12에 도시된 바와 같이 서로에 대해 실질적으로 수직으로 위치한다. 고정자 치(300)를 서로에 대해서 수직으로 배치함으로써, 코일 권선들은, 다른 고정자 치가 권취 프로세스를 방해함 없이, 치 각각에 권취될 수 있고, 이로써, 권취 프로세스를 단순화할 수 있고 코일 권선들의 단면적이 최대로 될 수 있다.
코일 권선들을 고정자 치(300) 상에 설치하기 위해서, 코일 권취 어셈블리(미도시)는 먼저 제2 설치 암(940) 상에 설치된 제2 고정자 치 상의 제1 안내부(470)를 사용하여 도선을 제2 고정자 치 상에 걸고 도선을 제2 고정자 치에 고정시킨다. 코일 권취 어셈블리는 이어서, 도선을 고정자 치에 균등하게 배치하는 것을 촉진하기 위해서, 사출 성형된 플라스틱 층(400)에 형성된 길이방향 리지들을 사용하여 제2 고정자 둘레에 도선을 감는다.
본 실시예의 목적상, 두 층의 권선(two layers of windings)이 고정자 치 상에 권취되나, 임의의 층의 권선이 고정자 치 상에 권취될 수 있다.
도선이 일단 제2 고정자 치 상에 권취되면, 코일 권취 어셈블리는 제2 안내부(470) 상에 도선을 걸고 제2 고정자 치에 적용된 도선의 말단을 고정하고 도선을 제2 고정자 치에 대해 수직으로 배치된 제1 고정자 치로 동한다. 코일 권취 프로세스는 제1 고정자 치 상에서 반복되며, 여기서 제1 고정자 치 상의 제1 및 제2 안내부(470)는, 제2 고정자 치에 대해 사용된 방식과 유사하게, 코일 권선들의 처음 섹션(begninning section) 및 종료 섹션(end section)을 고정자 치에 고정하는데 사용된다. 바람직하게, 도선은 전술한 바와 같이, 제2 고정자 치에 권취된 방향과 반대 방향으로 제1 고정자 치에 권취된다.
본 실시예의 목적상, 두 층의 권선이 고정자 치 상에 권취되나, 임의의 층의 권선이 고정자 치 상에 권취될 수 있다.
제1 고정자 치 상에 도선이 권취되면, 코일 권취 어셈블리는 도선을 전술한 바와 같이 제1 고정자 치에 대해서 수직하게 배치된 제3 설치 암(950) 상에 설치된 제3 고정자 치로 이동한다. 코일 권취 프로세스는 제3 고정자 치에 대해서 반복되며 여기서 제3 고정자 치 상의 제1 및 제2 안내부(470)는 제1 및 제2 고정자 치에 대해 사용된 방식과 유사하게 코일 권선들의 처음 섹션 및 종료 섹션을 고정자 치에 고정하는데 사용된다. 바람직하게는, 전술한 바와 같이, 도선은 제1 고정자 치에 대한 권취 방향과 반대방향으로 제3 고정자 치에 권취되나, 제2 고정자 치에 대한 권취 방향과는 동일한 방향으로 권취된다.
본 실시예의 목적상, 두 층의 권선이 고정자 치 상에 권취되나, 임의의 층의 권선이 고정자 치 상에 권취될 수 있다.
전술한 실시예에서 권취 어셈블리가 도선을 제2 고정자 치에서 제1 고정자 치로 그리고 나서 제3 고정자 치로 이동하였지만, 동일하게 설치 요소(910)는 도선이 제2 고정자 치, 제1 고정자 치 및 제3 고정자 치 상에 직렬로 권취되도록 코일 권취 어셈블리에 대해서 움직이도록 마련될 수 있다.
도선이 제1 고정자 치, 제2 고정자 치 및 제3 고정자 치에 권취되면, 가압 공구(미도시)가 사용되어 제1 고정자 치, 제2 고정자 치 및 제3 고정자 치 상에 설치된 코일 권선들을 가압하여 (흔히 코일 크러싱(coil crushing)이라고 알려짐)) 코일 권선들이 대응하는 고정자 치의 표면에 가능한 가깝게 되고 이에 따라 고정자 후면 아이언에 설치될 때 인접하는 고정자 치들 상의 코일 권선들 사이의 접촉이 발생하지 않고 고정자 치에 설치될 수 있는 코일 권선들의 단면적을 최대로 할 수 있다.
고정자 후면 아이언(210)에 고정자 치의 설치를 촉진하기 위해, 코일 권선들이 일단 가압되면, 제2 설치 암(940) 및 제3 설치 암(950)이 제1 위치에서 제2 위치로 회전하여 제1 고정자 치, 제2 고정자 치 및 제3 고정자 치를 서로에 대해 정렬하고 대응하는 치 설치 세그먼트에 설치된 고정자 치가 고정자 후면 아이언에 설치될 때의 구성에 대응하는 구성을 취할 수 있도록 한다. 따라서, 바람직하게는, 제2 위치에서 고정자 치는 고정자 후면 아이언에 대응하는 내측 원주를 가질 것이다. 더욱이, 제1, 제2 및 제3 고정자 치가 서로 정렬되도록 제2 고정자 치 및 제3 고정자 치를 회전함으로써, 고정자 치(300)를 치 설치 세그먼트(1000)로부터 끌어당김으로써 고정자 치(300)이 치 설치 세그먼트(1000)로부터 제거되도록 하며, 도 14는 치 설치 세그먼트(1000)로부터 제거된 후의 고정자 치의 위치를 도시한다.
코일 서브-세트, 즉 제1 고정자 치, 제2 고정자 치 및 제3 고정자 치를 고정자 후면 아이언(200) 상에 설치하기 위해서, 대응하는 고정자 치(300)는 고정자 후면 아이언(200) 상에 형성된 대응하는 돌출부(210)에 대해서 방사방향으로 가압되고, 바람직하게 물질이 돌출부(210) 및 함몰부 벽 섹션(310)들의 인접하는 표면들 상에 형성된 채널(220), (330) 사이에 삽입된다. 바람직하게는, 이 물질은 돌출부(210) 및 함몰부 벽 섹션(310)들의 인접하는 표면들 상에 형성된 채널(220), (330)에 삽입된 후에 경화되는 유체이며 예를 들어 화학적 첨가제, 자외선 조사, 전자빔 또는 열에 의한 고분자 사슬들의 교차 결합에 의해 경화되는 고분자 물질 같은 경화 프로세스의 일환에 의한 물질이 그 예이다. 적절한 물질의 다른 예는 폴리우레탄 충진 물질 또는 실리콘 충진 물질을 포함한다.
적절한 물질의 예로서 에폭시 고분자 물질이 있으며, 돌출부(210) 및 함몰부 벽 섹션(310)들의 인접하는 표면들 상에 형성된 채널(220), (330)에 삽입되기 전에, 경막제(hardening agent)라고도 알려진 수지 및 경화제의 비/질량이 선택되고 혼합된다. 혼합된 화합물은 이어서 돌출부(210) 및 함몰부 벽 섹션(310)들의 인접하는 표면들 상에 형성된 채널(220), (330)에 삽입된다. 돌출부(210) 및 함몰부 벽 섹션(310)들의 인접하는 표면들 상에 형성된 채널(220), (330) 안으로의 물질의 유동을 촉진하기 위해서, 물질 그리고/또는 고정자 어셈블리의 가온(warming)이 수행될 수 있다.
물질이 일단 경화되면, 경화된 물질은 고정자 치(300)를 고정자 후면 아이언(200)에 고정(lock) 하는 유지 핀(retention pin)(490)으로서의 기능을 하며, 여기서 경화된 물질의 증가된 전단력은 고정자 후면 아이언(200)에 대한 고정자 치(300)의 상대적인 방사방향 운동을 방지한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 경화된 물질은 돌출부(210) 상에 형성된 채널(220) 및 함몰부 벽 섹션(310) 상에 형성된 채널(330) 안으로 들어가고 이에 따라 경화된 물질이 서로 맞물려 고정되도록 하는 요소로서 작용하면서 고정자 치(300)가 돌출부로부터 제거되는 것을 방지한다.
비록 바람직한 실시예가 고정자 치(300)를 고정자 후면 아이언(200)에 고정하기 위한 유지 핀(490)을 형성하기 위해, 경화 프로세스의 일환으로 경화되는 유체를 사용하였으나, 다른 물질이 예를 들어 돌출부(210) 및 함몰부 벽 섹션(310)들의 인접하는 표면들 상에 형성된 채널(220), (330) 안으로 삽입되는 고형 요소가 사용될 수 있다.
하지만, 돌출부(210) 및 함몰부 벽 섹션(310)들의 인접하는 표면들 상에 형성된 채널(220), (330) 안으로 삽입된 후 경화되는 유체를 사용함으로써, 코일 권선들이 고정자 치에 설치되면서 유지 요소가 고정자 치가 돌출부 위에 설치된 후에 채널 안으로 상대적으로 쉽게 삽입되는 이점이 있다.

Claims (16)

  1. 고정자 치 상에 코일 권선을 설치하기 위한 장치로서,
    상기 장치는:
    제1 고정자 치를 수용하기 위한 제1 설치 암 및 제2 고정자 치를 수용하기 위한 제2 설치 암을 구비하는 설치 요소로서, 상기 제1 설치 암은 제2 설치 암에 대해서 제1 위치와 제2 위치 간에 상대적으로 이동 가능한 것인, 설치 요소;
    상기 제1 설치 암이 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제1 위치에 있을 때 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 코일 권선을 형성하기 위해서 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 전기적 도체를 설치하기 위한 도체 설치 수단; 그리고,
    상기 전기적 도체가 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 설치되었을 때 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치가 각각 상기 제1 설치 암 및 상기 제2 설치 암으로부터 제거될 수 있도록, 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제2 위치에 상기 제1 설치 암을 배치하기 위한 배치 수단을 포함하되,
    상기 제1 설치 암은 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 회전가능하고,
    상기 제1 설치 암의 위치는, 상기 제1 설치 암이 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 제2 설치 암에 대해서 실질적으로 90도인 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기적 도체는 절연된 도선인 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치는 코일 권선들을 형성하기 위해서 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 상기 전기적 도체를 권취하기 위한 권취 수단을 더 포함하는 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 권취 수단은 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 코일 권선들을 형성하기 위해서 상기 설치 요소를 회전하도록 마련된 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 장치는 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 형성된 코일 권선들을 압축하기 위한 압축 수단을 더 포함하는 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 압축 수단은 상기 제1 설치 암이 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 코일 권선들을 압축하도록 마련된 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 제1 고정자 치에 형성된 함몰부 안으로 설치되는 제1 결합 요소를 더 포함하며, 상기 제1 결합 요소는 상기 제1 설치 암에 활주 가능하게 설치되도록 마련된 장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 제2 고정자 치에 형성된 함몰부 안으로 설치되는 제2 결합 요소를 더 포함하며, 상기 제2 결합 요소는 상기 제2 설치 암에 활주 가능하게 설치되도록 마련된 장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 설치 요소는:
    제3 고정자 치를 수용하기 위한 제3 설치 암으로서, 상기 제3 설치 암은 제3 위치와 제4 위치 간에 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 이동가능한, 제3 설치 암을 더 포함하며;
    상기 도체 설치 수단은 상기 제3 설치 암이 상기 제3 위치에 있을 때 상기 제3 고정자 치 상에 코일 권선을 형성하기 위해 상기 전기적 도체를 상기 제3 고정자 치 상에 설치하도록 마련되고;
    상기 배치 수단은 상기 전기적 도체가 상기 제1 고정자 치, 상기 제2 고정자 치 및 상기 제3 고정자 치 상에 설치되었을 때 상기 제1 고정자 치, 상기 제2 고정자 치 및 상기 제3 고정자 치가 상기 제1 설치 암, 상기 제2 설치 암 및 상기 제3 설치 암으로부터 각각 제거될 수 있도록, 상기 제3 설치 암을 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제 4 위치에 배치하도록 마련된 장치.
  12. 고정자 치 상에 코일 권선을 설치하는 방법으로서,
    상기 방법은:
    제1 설치 암 상에 제1 고정자 치를 제2 설치 암 상에 제2 고정자 치를 설치하되, 상기 제1 설치 암은 제2 설치 암에 대해서 제1 위치와 제2 위치 간에 상대적으로 이동 가능하고;
    상기 제1 설치 암이 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제1 위치에 있을 때 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 코일 권선을 형성하기 위해서 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 전기적 도체를 설치하고; 그리고,
    상기 전기적 도체가 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 설치되었을 때 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치가 각각 상기 제1 설치 암 및 상기 제2 설치 암으로부터 제거될 수 있도록, 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제2 위치에 상기 제1 설치 암을 배치함을 포함하되,
    상기 제1 설치 암은 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 회전가능하고,
    상기 제1 설치 암의 위치는, 상기 제1 설치 암이 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 제2 설치 암에 대해서 실질적으로 90도인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 전기적 도체는 코일 권선들을 형성하기 위해서 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 권취되는 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 방법은, 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 코일 권선들을 형성하기 위해서 상기 제1 설치 암 및 상기 제2 설치 암을 회전함을 더 포함하는 방법.
  15. 청구항 12 내지 청구항 14중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 제1 설치 암이 상기 제2 설치 암에 대해서 상대적으로 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 제1 고정자 치 및 상기 제2 고정자 치 상에 형성된 코일 권선들을 압축함을 더 포함하는 방법.
  16. 청구항 12 내지 청구항 14중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 제1 고정자 치를 상기 제1 설치 암에 활주가능하게 설치하고, 상기 제2 고정자 치를 상기 제2 설치 암에 활주가능하게 설치함을 더 포함하는 방법.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102497841B1 (ko) 2016-09-13 2023-02-08 인디고 테크놀로지스, 인크. 다중 바 연결 전기 구동 시스템
EP3852243A4 (en) * 2018-09-14 2022-02-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. MOTOR AND COIL USED THEREOF
DE102019114057A1 (de) * 2019-05-27 2020-12-03 Ebm-Papst Landshut Gmbh Spulenkörper mit integrierter Kontaktiervorrichtung
EP3823139B1 (en) * 2019-11-18 2022-10-05 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Winding head, stator tooth, electric motor and aircraft
IL301491A (en) 2020-09-21 2023-05-01 Evr Motors Ltd Electric machine with radial flux
US11654780B2 (en) 2020-12-17 2023-05-23 Consolidated Metco, Inc. Vehicle electronic control unit and method
JP7437360B2 (ja) 2021-09-17 2024-02-22 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 電動機及びこの電動機を備えた密閉型電動圧縮機

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007014088A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 Mitsubishi Electric Corp 回転電機のステータ、回転電機、及び回転電機のステータの製造方法
JP2011229334A (ja) * 2010-04-22 2011-11-10 Honda Motor Co Ltd ステータの製造方法
JP2013070595A (ja) * 2011-09-09 2013-04-18 Aisin Seiki Co Ltd ３相回転電機及びその製造方法
JP2014075907A (ja) * 2012-10-04 2014-04-24 Minebea Co Ltd モータのステータ構造、ブラシレスモータ、およびモータのステータ構造の製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3288977B2 (ja) * 1993-11-08 2002-06-04 三菱電機株式会社 回転電動機
JP3680482B2 (ja) * 1997-03-28 2005-08-10 松下電器産業株式会社 電動機の固定子構成部材、電動機の固定子、電動機の製造方法
US6941644B2 (en) * 1999-09-27 2005-09-13 Reliance Electric Technologies, Llc Method for winding segments of a segmented wound member of an electromechanical device
JP2003052139A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Hitachi Ltd 鉄心コアおよびそれを用いた回転電機、ならびにその製造方法
JP4725721B2 (ja) * 2005-01-24 2011-07-13 株式会社富士通ゼネラル アキシャルエアギャップ型電動機
JP4527602B2 (ja) * 2005-05-30 2010-08-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 ステータコイルの製造方法
DE102009056855A1 (de) * 2009-12-03 2011-06-09 Wilo Se Herstellung eines kettengewickelten Stators für Elektromotoren
JP5656436B2 (ja) * 2010-03-31 2015-01-21 国産電機株式会社 固定子コイル、回転電機および自動車
JP5481279B2 (ja) * 2010-06-07 2014-04-23 株式会社日立製作所 回転電機とその製造方法
WO2011155327A1 (ja) * 2010-06-10 2011-12-15 本田技研工業株式会社 電動機の突極集中巻きステータ及びその製造方法
US8482180B2 (en) * 2010-10-20 2013-07-09 Asmo Co., Ltd. Stator, brushless motor, and manufacturing method of the same
JP2013066314A (ja) * 2011-09-19 2013-04-11 Nippon Densan Corp モータおよびモータの製造方法
GB2507072B (en) * 2012-10-17 2015-06-10 Protean Electric Ltd A stator or rotor
US9621003B2 (en) * 2013-12-30 2017-04-11 X Development Llc Winding technique for minimizing voltage stress in a motor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007014088A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 Mitsubishi Electric Corp 回転電機のステータ、回転電機、及び回転電機のステータの製造方法
JP2011229334A (ja) * 2010-04-22 2011-11-10 Honda Motor Co Ltd ステータの製造方法
JP2013070595A (ja) * 2011-09-09 2013-04-18 Aisin Seiki Co Ltd ３相回転電機及びその製造方法
JP2014075907A (ja) * 2012-10-04 2014-04-24 Minebea Co Ltd モータのステータ構造、ブラシレスモータ、およびモータのステータ構造の製造方法

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