KR102598714B1

KR102598714B1 - 스테이터 어셈블리 및 이를 구비한 전동기

Info

Publication number: KR102598714B1
Application number: KR1020227003763A
Authority: KR
Inventors: 안현택; 박영하
Original assignee: 엘지마그나 이파워트레인 주식회사
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2023-11-06
Also published as: KR20220031060A; WO2021025179A1

Abstract

본 발명은 스테이터 어셈블리 및 이를 구비한 전동기에 관한 것으로서, 스테이터 어셈블리는, 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어; 상기 복수의 슬롯 각각에 구비된 제1레이어 내지 제N레이어에 수용되는 복수의 도체 세그먼트를 연결하여 이루어지는 스테이터 코일; 터미널 리드, 리드선 버스바 및 중성선 버스바를 구비하는 커넥션 링; 및 상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바를 상기 스테이터 코일에 연결하고, 상기 커넥션 링을 지지하는 지지구조물을 포함하고, 상기 지지구조물은, 상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바에 각각 연결되는 복수의 버스바 연결부; 및 상기 복수의 버스바 연결부 각각에 연결되고, 서로 다른 레이어에 수용된 복수의 도체 세그먼트를 연결하는 복수의 권선 연결용 버스바를 포함한다.

Description

스테이터 어셈블리 및 이를 구비한 전동기

본 발명은 내진동 성능이 향상된 스테이터 어셈블리 및 이를 구비한 지지구조물을 구비하는 전동기에 관한 것이다.

일반적으로 전동기는 스테이터와 로터를 구비하고, 로터와 스테이터의 상호 작용에 의해 로터를 스테이터에 대하여 회전시킴으로, 전기에너지를 회전 동력 등의 기계적 에너지를 발생시키는 기기이다.

스테이터는 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어와, 복수의 슬롯 각각에 삽입되는 복수의 도체 세그먼트로 구성되는 스테이터 코일을 포함한다.

복수의 도체 세그먼트는 사각형의 단면형상을 갖고 대략 "U"자 형태로 형성되고, 일명 헤어핀(HAIR PIN)이라고 부르기도 한다.

종래의 헤어핀을 이용한 스테이터 코일의 권선 방식으로 파권 혹은 중권 방식을 이용하였다.

파권은 전류가 용접부를 통해 다른 슬롯으로 전환하는 형상이고, 중권은 같은 슬롯으로 다시 흘러 들어오는 형상이다.

파권 혹은 중권 방식을 채용하여 제작한 스테이터에서는 한 레이어에서 다른 레이어로 전환하기 위해 다양한 리드 와이어(LEAD WIRE) 혹은 점프 와이어(JUMP WIRE)를 이용하였다.

최종적으로 커넥션 링(CONNECTION RING)에 전원선을 연결하는 형태로 병렬회로가 구성된다.

그러나, 종래의 전동기는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 종래의 커넥션 링은 로터 회전시 모터하우징에 전달되는 진동으로 인해 흔들리며, 다른 주변 구조물 및 부품과의 충돌로 인해 손상되는 문제점이 있다. 즉, 종래의 커넥션 링은 진동에 취약한 문제가 있다.

둘째, 3상 교류전원의 각 상(phase)별로 병렬회로의 개수가 증가(예를 들어 4 병렬 이상)함에 따라 한 레이어에서 다른 레이어를 전환 시 버스바 또는 점프와이어의 개수 증가로 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.

셋째, 종래에는 3상의 전원선(리드선)을 커넥션 링에 연결하기 위해, 구리 환동선의 일측이 터미널 리드(Terminal lead)와 연결되고, 구리 환동선의 타측이 커넥션 링에 연결된다.

이때, 구리 환동선과 터미널 리드 간, 그리고 구동 환동선과 커넥션 링 간은 서로 브레이징(brazing) 용접에 의해 결합된다.

이로 인해, 브레인징 용접 공정이 추가되어, 공정수 증가 및 제조비용의 상승을 초래한다.

또한, 구리 환동선의 유동으로 인해, 터미널 리드의 유동이 발생하고, 구리 환동선의 형상을 제어하기가 어려운 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 별도의 인원을 투입하여 터미널 리드와 구리 환동선을 커넥션 링에 조립 시 터미널 리드의 위치를 맞출 수 있으나, 위치 조정을 위한 인력 투입이 불가피하므로, 공정수 추가 및 비용 상승의 원인이 된다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 로터 회전에 따른 진동에 대하여 커넥션 링의 내진동 성능을 향상시킬 수 있는 스테이터 어셈블리 및 이를 구비한 전동기를 제공하는데 첫번째 목적이 있다.

본 발명은 스테이터의 서로 다른 두 레이어의 권선을 연결 시 각 상별 병렬회로의 개수가 증가하여도 이에 영향을 받지 않고 구조의 단순화가 가능한 스테이터 어셈블리 및 이를 구비한 전동기를 제공하는데 두번째 목적이 있다.

본 발명은 터미널 리드와 커넥션 링 사이의 브레이징 용접 공정을 삭제 가능하고, 터미널 리드의 위치를 교정할 필요가 없이 커넥션 링에 터미널 조립을 완전 자동화가 가능한 스테이터 어셈블리 및 이를 구비한 전동기를 제공하는데 세번째 목적이 있다.

상술한 첫번째 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 스테이터 어셈블리는, 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어; 상기 복수의 슬롯 각각에 구비된 제1레이어 내지 제N레이어에 수용되는 복수의 도체 세그먼트를 연결하여 이루어지는 스테이터 코일; 터미널 리드, 리드선 버스바 및 중성선 버스바를 구비하는 커넥션 링; 및 상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바를 상기 스테이터 코일에 연결하고, 상기 커넥션 링을 지지하는 지지구조물을 포함하고, 상기 지지구조물은, 상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바에 각각 연결되는 복수의 버스바 연결부; 및 상기 복수의 버스바 연결부 각각에 연결되고, 서로 다른 레이어에 수용된 복수의 도체 세그먼트를 연결하는 복수의 권선 연결용 버스바를 포함할 수 있다.

상술한 세번째 목적을 달성하기 위해, 본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 커넥션 링은, 상기 터미널 리드, 상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바 각각의 일부를 내부에 수용하고, 인서트 사출로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 지지구조물은, 상기 버스바 연결부 및 상기 권선 연결용 버스바 각각의 일부를 내부에 수용하고, 인서트 사출로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 지지구조물은 3상 각각의 상별로 한 개씩 구비되고, 상기 스테이터 코어의 일단부에 원주방향으로 이격 배치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 권선 연결용 버스바는 제1권선 연결용 버스바와 제2권선 연결용 버스바를 구비하고, 상기 제1 및 제2권선 연결용 버스바는, 상기 스테이터 코어의 일단부에서 돌출된 상기 복수의 도체 세그먼트 중 원주방향으로 이격된 두 도체 세그먼트와 반경방향으로 이격된 두 도체 세그먼트에 각각 결합되어, 4점 고정될 수 있다.

이에 의하면, 커넥션 링이 지지구조물에 의해 스테이터에 4점 고정되어 내진동 성능이 향상된다.

상술한 두번째 목적을 달성하기 위해, 본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1 및 제2권선 연결용 버스바는 서로 교차하는 구조로 상기 지지구조물의 내부에 수용된다.

이에 의하면, 제1 및 제2권선 연결용 버스바는 "X"자 형태로 교차함으로, 각 상별 병렬회로의 개수가 증가하여도, 즉 제1 및 제2권선 연결용 버스바에 의해 서로 연결되는 최외측 레이어의 권선과 최내측 레이어의 권선 사이의 거리가 증가하여도 "X"자 형태로 교차하는 제1 및 제2권선 연결용 버스바의 구조를 유지할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1 및 제2권선 연결용 버스바 각각은, 상기 스테이터 코어의 원주방향으로 연장되는 아우터 연결부; 상기 아우터 연결부로부터 반경방향 내측으로 이격되게 배치되는 이너 연결부; 및 상기 아우터 연결부와 상기 이너 연결부를 연결하는 크로스부를 포함하고, 상기 제1 및 제2권선 연결용 버스바 중 하나의 권선 연결용 버스바의 크로스바는 다른 하나의 권선 연결용 버스바의 크로스바와 교차하는 방향으로 복수 회 벤딩되어 우회하는 구조로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1권선 연결용 버스바는, 일측이 상기 제1레이어에 수용된 도체 세그먼트와 연결되고, 타측이 상기 제N레이어에 수용된 도체 세그먼트와 연결되고, 상기 제2권선 연결용 버스바는, 일측이 상기 제N레이어에 수용된 도체 세그먼트와 연결되고, 타측이 상기 제1레이어에 수용된 도체 세그먼트와 연결될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 버스바 연결부는 상기 아우터 연결부 또는 상기 이너 연결부에 대하여 수직방향으로 상기 지지구조물로부터 돌출되게 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 지지구조물은 상기 스테이터 코어의 일단부와 축방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 터미널 리드 및 상기 리드선 버스바는 3상 각각의 상별로 한 개씩 구비되고, 상기 커넥션 링은, 외부 전원과의 연결을 위한 복수의 상기 터미널 리드를 장착하는 터미널 장착부; 및 상기 터미널 장착부의 양측에 각각 구비되고, 복수의 상기 리드선 버스바를 장착하는 복수의 버스바 장착부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 버스바 장착부는 상기 스테이터 코어의 동일 원주 상에 이격 배치되고, 상기 터미널 장착부는 상기 버스바 장착부의 외측에 배치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 터미널 장착부는 일측이 상기 버스바 장착부의 일측과 동일한 평면에 위치하고, 타측이 상기 스테이터 코어의 일단부를 향하여 상기 버스바 장착부의 타측보다 더 낮게 연장되고, 상기 터미널 장착부의 타측은 상기 스테이터 코어의 일단부에 접촉될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 지지구조물의 일측에서 돌출부가 상기 크로스부를 덮도록 돌출 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 전동기는, 스테이터 어셈블리; 및 상기 스테이터 어셈블리의 내부에 수용되고, 회전축을 중심으로 상기 스테이터 어셈블리에 대하여 회전하는 로터를 포함하고, 상기 스테이터 어셈블리는, 복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어; 상기 복수의 슬롯 각각에 구비된 제1레이어 내지 제N레이어에 수용되는 복수의 도체 세그먼트를 연결하여 이루어지는 스테이터 코일; 터미널 리드, 리드선 버스바 및 중성선 버스바를 구비하는 커넥션 링; 및 상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바를 상기 스테이터 코일에 연결하고, 상기 커넥션 링을 지지하는 지지구조물을 포함하고, 상기 지지구조물은, 상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바에 각각 연결되는 복수의 버스바 연결부; 및 상기 복수의 버스바 연결부 각각에 연결되고, 서로 다른 레이어에 수용된 복수의 도체 세그먼트를 연결하는 복수의 권선 연결용 버스바를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 스테이터 어셈블리 및 이를 구비한 전동기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

첫째, 커넥션 링에 구비된 리드선 버스바와 중성선 버스바가 지지구조물의 상면에서 상방향으로 돌출된 2개의 버스바 연결부에 각각 결합된다. 이에 의해 커넥션 링은 지지구조물의 상부에 결합된다.

지지구조물의 양쪽 측면에서 스테이터 코어의 원주방향으로 돌출된 4개의 권선 연결용 버스바는 각 상별 상코일의 최내측 및 최외측 레이어의 권선에 결합된다. 이에 의해, 커넥션 링은 지지구조물을 이용하여 스테이터에 4점 고정된다.

따라서, 커넥션 링이 로터 회전 시 발생하는 진동으로 인해 스테이터에 대하여 축방향, 반경방향 및 원주방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있고, 커넥션 링의 내진동 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 커넥션 링의 내부에 구비된 리드선 버스바와 중성선 버스바가 진동으로 인해 지지구조물의 버스바 연결부에서 이탈하는 것을 방지하고, 지지구조물의 권선 연결용 버스바와 권선 간의 결합상태를 견고히 유지할 수 있다.

둘째, 권선 연결용 버스바를 지지구조물의 내부에 X자 형태로 교차시켜 인서트 사출됨에 따라 진동 내구성을 강화시킬 수 있다.

셋째, 커넥션 링에 터미널 리드, 리드선 버스바 및 중성선 버스바를 인서트 사출로 몰딩한다.

이에 의해, 커넥션 링은 인서트 사출에 의해 리드선 버스바와 중성선 버스바를 각각 반경방향으로 커넥션 링의 외측과 내측에 각각 견고히 고정할 수 있다.

종래의 구리 환동선 없이도 커넥션 링에 터미널 리드를 고정할 수 있다.

종래의 터미널 리드를 커넥션 링에 연결 시 수행되었던 브레이징 공정을 삭제하여 공정수 감소 및 비용을 절감할 수 있다.

넷째, 커넥션 링에 터미널 리드의 인서트 사출로 터미널 리드의 유동이 최소화된다.

또한, 복수의 터미널 리드를 단단한(rigid) 플라스틱 형상으로 만들어 터미널 리드의 위치자유도 관리에 유리한 장점이 있다.

다섯째, 커넥션 링에서 터미널 리드, 리드선 버스바 및 중성선 버스바의 위치가 정해져 있어서 커넥터의 조립 시 위치 교정이 필요없이 완전 자동화가 가능하다.

여섯째, 커넥션 링은 터미널 장착부의 양측에 제1버스바 장착부와 제2버스바 장착부를 인서트 사출에 의해 원주방향으로 따라 대칭적으로 배치한다.

이에 의하면, 복수의 터미널 리드를 진동에 의한 충격을 분산시켜, 내구성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

일곱째, 터미널 리드가 버스바보다 스테이터 코어의 일단부를 향해 더 낮게 위치하여, 커넥션 링은 터미널 리드와 버스바의 배치공간을 컴팩트하게 최적화시킬 수 있고, 커넥션 링을 소형화 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 커넥션 링 및 지지구조물을 구비한 스테이터 어셈블리를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 1의 커넥션 링을 보여주는 개념도이다.
도 5는 도 2의 커넥션 링을 위에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 1의 스테이터 어셈블리를 다른 각도에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
도 7은 도 6에서 커넥션 링을 제거한 후 지지구조물과 권선의 연결상태를 보여주는 개념도이다.
도 8은 도 7에서 복수의 지지구조물 중 어느 하나를 보여주는 개념도이다.
도 9은 도 8에서 권선을 삭제한 후 지지구조물의 내부에 장착된 제1 및 제2권선 연결용 버스바를 보여주는 개념도이다.
도 10은 도 8에서 X-X를 따라 취한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 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.

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.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 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.

도 1은 본 발명에 따른 커넥션 링(120) 및 지지구조물(130)을 구비한 스테이터 어셈블리(100)를 보여주는 개념도이다. 도 2는 도 1의 평면도이다. 도 3은 도 2의 측면도이다. 도 4는 도 1의 커넥션 링(120)을 보여주는 개념도이다. 도 5는 도 2의 커넥션 링(120)을 위에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.

전동기는 스테이터 어셈블리(100)와 로터를 포함한다.

모터 하우징은 전동기의 외관을 형성한다. 모터 하우징(미도시)은 원통형으로 형성되는 메인 하우징과, 메인 하우징의 양측 단부에 각각 장착되어 메인 하우징의 양측 단부를 덮는 프런트 커버 및 리어 커버를 포함한다.

메인 하우징의 내부에 수용공간이 구비된다. 스테이터 어셈블리(100)는 메인 하우징의 수용공간에 수용되도록 구성된다. 스테이터는 메인 하우징의 내주면에 압입 결합되어 고정될 수 있다.

로터는 스테이터 코어(110)의 내부에 수용될 수 있다. 로터는 스테이터 어셈블리(100)에 대하여 회전 가능하게 장착될 수 있다.

로터는 로터코어와 영구자석으로 구성될 수 있다. 영구자석은 로터코어의 내부에 매립 설치되거나(매립형 영구자석) 혹은 로터코어의 외표면에 장착될 수 있다(표면 부착형 영구자석).

영구자석이 로터코어에 장착되지 않고, 코일이 로터코어에 권선될 수도 있다.

스테이터 어셈블리(100)는 스테이터 코어(110)와 스테이터 코일(114)을 포함한다.

스테이터 코어(110)는 원통 형태로 이루어진다. 스테이터 코어(110)의 내부 중심에 로터수용공이 구비된다. 스테이터 코어(110)의 내부에 복수의 슬롯(111)이 로터수용공의 외측 둘레를 따라 이격되게 형성된다.

스테이터 코일(114)은 헤어핀 형태로 이루어질 수 있다. 스테이터 코일(114)은 3상, U상, V상, W상의 상별로 병렬회로를 구성할 수 있다. 스테이터 코일(114)은 예를 들면 4 병렬 회로를 구성할 수 있다.

스테이터 코일(114)은 각 상별로 상코일을 포함할 수 있다. 각 상코일은 복수의 병렬회로로 구성될 수 있다. 상코일은 U상 상코일, V상 상코일 및 W상 상코일로 구성될 수 있다.

스테이터 코일(114)은 복수의 슬롯(111)을 통해 스테이터 코어(110)에 권선된다.

복수의 슬롯(111) 각각은 스테이터 코어(110)의 반경방향을 따라 복수의 제1레이어(112) 내지 제N레이어(113)로 구성될 수 있다. N은 2이상의 자연수이다. 본 실시예에서는 슬롯(111)은 제1 내지 제8레이어가 형성된 모습을 보여준다.

복수의 제1레이어(112) 내지 제N레이어(113)는 스테이터 코일(114)(권선)이 슬롯(111)의 반경방향을 따라 적층되는 구간을 층별로 구분하는 개념으로 이해될 수 있다.

스테이터 코일(114)은 헤어핀 형태로 이루어진 도체 세그먼트(115)를 연결하여 구성될 수 있다.

도체 세그먼트(115)는 헤어핀 형태, 즉 “U”자 형태로 형성되고 사각단면 형상을 가질 수 있다. 도체 세그먼트(115)는 서로 나란하게 배치되는 두 개의 직선부(1151)와, 두 직선부(1151) 각각의 일단을 연결하는 건넘부(1152)와, 두 직선부(1151) 각각의 타단에 구비되는 벤딩부(1153)를 구비한다.

두 직선부(1151)는 서로 다른 슬롯(111)에 수용될 수 있다. 두 직선부(1151)는 서로 다른 슬롯(111) 각각의 서로 다른 레이어에 수용될 수 있다.

건넘부(1152)는 한 개의 도체 세그먼트(115)가 한 슬롯(111)에서 다른 슬롯(111)으로 건너가도록 한 개의 도체 세그먼트(115)의 두 직선부(1151)를 연결한다. 건넘부(1152)는 스테이터 코어(110)의 일단부에서 기설정된 각도로 경사지게 돌출 형성된다. 건넘부(1152)는 제1경사부와 제2경사부로 구성될 수 있다.

제1경사부와 제2경사부 각각은 한 슬롯(111)에서 다른 슬롯(111)으로 건너는 한 슬롯(111)피치(SLOT PITCH)의 절반 길이로 축방향에 대하여 경사지게 형성될 수 있다.

예를 들면, 제1경사부는 한 슬롯(111)에서 나오는 방향으로 경사지게 연장되며, 제1경사부의 일단이 한 개 도체 세그먼트(115)의 한 개 직선부(1151)의 일단에 연결된다.

제2경사부는 다른 슬롯(111)으로 들어가는 방향으로 경사지게 형성되고, 제2경사부의 일단이 제1경사부의 타단에 연결되고, 제2경사부의 타단이 다른 슬롯(111)에 삽입된 상기 한 개 도체 세그먼트(115)의 다른 한 개 직선부(1151)의 일단에 연결된다.

벤딩부(1153)는 스테이터 코어(110)의 타단부에서 기설정된 각도로 경사지게 돌출 형성된다.

벤딩부(1153)는 서로 다른 슬롯(111)에 각각 삽입된 두 개 도체 세그먼트(115) 각각의 직선부(1151)를 연결하도록 구성된다. 벤딩부(1153)는 서로 다른 직선부(1151)를 향해 벤딩된다.

벤딩부(1153)는 서로 다른 두 도체 세그먼트(115)를 결합하기 위한 접합부(1154)를 구비한다. 접합부(1154)를 제외한 도체 세그먼트(115)의 두 직선부(1151), 건넘부(1152) 및 벤딩부(1153)는 절연재에 의해 절연된다. 접합부(1154)는 서로 다른 두 도체 세그먼트(115)를 통전시키도록 절연재를 제거하도록 이루어진다.

복수의 도체 세그먼트(115) 각각의 두 직선부(1151)는 서로 다른 레이어에 삽입될 수 있다.

스테이터 코일(114)의 각 상코일에 전원을 공급하기 위해 복수의 터미널 리드(124; Terminal lead)가 구비된다. 복수의 터미널 리드(124)는 한 개의 커넥션 링(120)에 구비될 수 있다.

터미널 리드(124)는 전류가 흐름 가능한 전도성 부재이다.

본 발명에 따른 커넥션 링(120)은 복수의 터미널 리드(124)와 복수의 버스바를 구비한다.

복수의 터미널 리드(124)는 플레이트(plate) 형태로 이루어질 수 있다. 복수의 터미널 리드(124) 각각은 결합홀을 구비한다. 전원선이 터미널 리드(124)에 연결될 때, 결합홀에 볼트 등의 체결부재가 체결될 수 있다.

복수의 터미널 리드(124)는 3상의 전원선 연결을 위해 3개로 구성될 수 있다. 제1터미널 리드(1241)는 U상 전원선과 연결되고, 제2터미널 리드(1242)는 V상 전원선과 연결되고, 제3터미널 리드(1243)는 W상 전원선과 연결될 수 있다.

복수의 터미널 리드(124)는 커넥션 링(120)의 내부에 매립 설치될 수 있다. 복수의 터미널 리드(124)는 인서트 사출(INSERT INJECTION)에 의해 커넥션 링(120)의 내부에 설치될 수 있다.

인서트 사출이란 금형 내부에 플라스틱 이외의 부품, 예를 들면 복수의 터미널 리드(124) 등을 장착한 후 플라스틱 용융수지를 사출하여 성형하는 것을 의미한다.

복수의 터미널 리드(124)는 인서트 사출에 의해 커넥션 링(120)의 내부에 일체형으로 형성된다. 복수의 터미널 리드(124)는 커넥션 링(120)의 내부에 고정될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 복수의 터미널 리드(124)는 별도의 구리 환동선 등과 같은 연결부재 없이도 커넥션 링(120)에 연결될 수 있다.

버스바는 전원선 연결을 위한 복수의 리드선 버스바(125)와, 중성선 연결을 위한 중성선 버스바(126)를 포함한다.

복수의 리드선 버스바(125)는 터미널 리드(124)와 각각 일체로 형성될 수 있다.

복수의 리드선 버스바(125)는 터미널 리드(124)와 함께 커넥션 링(120)의 내부에 인서트 사출로 매립 설치될 수 있다.

복수의 리드선 버스바(125)는 3상의 전원 공급을 위해 상코일에 각각 연결될 수 있다. 복수의 리드선 버스바(125)는 원주방향으로 연장될 수 있다. 복수의 리드선 버스바(125)는 서로 다른 원주길이로 연장될 수 있다.

복수의 리드선 버스바(125)는 스테이터 코어(110)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

복수의 리드선 버스바(125)는 제1리드선 버스바(1251) 내지 제3리드선 버스바(1253)로 구성될 수 있다.

제1리드선 버스바(1251)는 U상 전원선과의 연결을 위해 일측은 제1터미널 리드(1241)와 연결되고, 타측은 U상 상코일에 연결될 수 있다.

제2리드선 버스바(1252)는 V상 전원선과의 연결을 위해 일측은 제2터미널 리드(1242)와 연결되고, 타측은 V상 상코일에 연결될 수 있다.

제3리드선 버스바(1253)는 W상 전원선과의 연결을 위해 일측은 제3터미널 리드(1243)와 연결되고, 타측은 W상 상코일에 연결될 수 있다.

복수의 리드선 버스바(125)는 스테이터 코어(110)의 일단부와 축방향으로 중첩되게 배치될 수 있다. 복수의 리드선 버스바(125) 각각은 스테이터 코어(110)의 동일 원주상에 이격 배치될 수 있다.

복수의 리드선 버스바(125)는 스테이터 코어(110)의 반경방향으로 최외측 둘레와 축방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.

복수의 리드선 버스바(125) 각각은 스테이터 코어(110)의 서로 다른 슬롯(111)의 동일 레이어 상에 이격 배치될 수 있다.

복수의 리드선 버스바(125) 각각의 단부에 버스바 결합부(1250)가 구비된다. 버스바 결합부(1250)는 리드선 버스바(125)의 단부에서 상방향으로 돌출되게 형성되어, 상코일에 용접 등에 의해 결합될 수 있다.

복수의 리드선 버스바(125) 각각의 버스바 결합부(1250)는 후술할 버스바 연결부(139)의 리드선 연결부(1391)에 접촉 가능하게 배치될 수 있다.

버스바 결합부(1250)와 리드선 연결부(1391)는 서로 반경방향으로 중첩되게 배치되어, 용접에 의해 결합될 수 있다.

복수의 터미널 리드(124) 각각은 스테이터 코어(110)의 반경방향에 대하여 기설정된 각도로 경사지게 연장될 수 있다. 복수의 터미널 리드(124) 각각은 서로 평행하게 이격 배치될 수 있다.

한 개의 중성선 버스바(126)는 원주방향을 따라 원호 형태로 연장될 수 있다.

한 개의 중성선 버스바(126)는 복수의 리드선 버스바(125)의 내측에 반경방향으로 이격되게 배치된다.

중성선 버스바(126)는 스테이터 코어(110)의 일단부에 축방향으로 중첩되게 이격 배치된다. 중성선 버스바(126)의 원주상에 복수의 중성점 결합부(1261,1262,1263)가 구비된다. 복수의 중성점 결합부(1261,1262,1263) 각각은 중성선 버스바(126)에서 축방향 혹은 상방향으로 돌출 형성되어, 각 상코일의 단부인 중성점을 연결하는 중성선 연결부(1392)에 연결된다.

복수의 중성점 결합부(1261,1262,1263)는 제1중성점 결합부(1261) 내지 제3중성점 결합부(1263)로 구성될 수 있다.

제1중성점 결합부(1261)는 U상 상코일의 중성점과 연결될 수 있다.

제2중성점 결합부(1262)는 V상 상코일의 중성점과 연결될 수 있다.

제3중성점 결합부(1263)는 W상 상코일의 중성점과 연결될 수 잇다.

복수의 중성점 결합부(1261,1262,1263) 각각은 각 상코일의 중성점부과 용접에 의해 결합된다. 복수의 중성점 결합부(1261,1262,1263) 각각은 후술할 버스바 연결부(139)의 중성선 연결부(1392)에 용접에 의해 결합된다.

여기서, 리드선 버스바(125)의 버스바 결합부(1250)와 중성선 버스바(126)의 중성점 결합부(1261,1262,1263) 각각은 각 상코일의 중성점부와 서로 면접촉 가능하게 평면 혹은 곡면 형태로 형성될 수 있다.

중성선 버스바(126)는 커넥션 링(120)의 내측 둘레부에 장착될 수 있다. 복수의 리드선 버스바(125)는 커넥션 링(120)의 외측 둘레부에 매립 설치되어, 중성선 버스바(126)와 반경방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

커넥션 링(120)은 기설정된 상하방향의 높이 및 면적을 갖는 판 형태로 구성될 수 있다. 커넥션 링(120)은 스테이터 코어(110)의 일단부에서 원주방향을 따라 연장되도록 형성될 수 있다.

커넥션 링(120)은 스테이터 코어(110)의 원주방향을 따라 360도 구간 중 대략 120도 정도의 원호 구간을 감싸도록 이루어진다.

커넥션 링(120)은 버스바와 이종 재질로 이루어질 수 있다. 커넥션 링(120)은 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 커넥션 링(120)은 사출 성형에 의해 제작될 수 있다.

커넥션 링(120)은 터미널 장착부(121) 및 버스바 장착부(122, 123)를 구비한다.

터미널 장착부(121)의 내부에 터미널 리드(124)가 장착되고, 터미널 장착부(121)는 터미널 리드(124)를 지지하도록 이루어진다.

버스바 장착부(122, 123)의 내부에 리드선 버스바(125) 및 중성선 버스바(126)가 장착되고, 버스바 장착부(122, 123)는 리드선 버스바(125)와 중성선 버스바(126)를 지지하도록 이루어진다.

터미널 장착부(121)는 커넥션 링(120)의 원주방향으로 중앙부에 배치된다. 터미널 장착부(121)는 복수의 버스바 장착부(122, 123)보다 반경방향으로 외측에 배치된다.

터미널 장착부(121)는 스테이터 코어(110)의 반경방향으로 외측에 배치되고, 복수의 버스바 장착부(122, 123)는 스테이터 코어(110)의 반경방향으로 내측에 배치될 수 있다.

이에 의해, 터미널 장착부(121)는 스테이터 코어(110)와 축방향으로 미중첩되게 배치되고, 복수의 버스바 장착부(122, 123)는 스테이터 코어(110)와 축방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.

복수의 버스바 장착부(122,123)는 터미널 장착부(121)를 사이에 두고 커넥션 링(120)의 양측에 각각 배치된다.

복수의 버스바 장착부(122,123)는 제1버스바 장착부(122)와 제2버스바 장착부(123)로 구성될 수 있다. 제1버스바 장착부(122)와 제2버스바 장착부(123)는 원주방향으로 서로 이격되게 배치된다.

터미널 장착부(121)는 제1버스바 장착부(122)의 일측과 제2버스바 장착부(123)의 일측을 연결하도록 이루어진다. 터미널 장착부(121)의 일측 모서리는 제1버스바 장착부(122)의 일측 모서리와 연결되고, 터미널 장착부(121)의 타측 모서리는 제2버스바 장착부(123)의 일측 모서리와 연결된다.

복수의 터미널 리드(124) 각각의 일측은 터미널 장착부(121)의 내부에 수용되게 설치되고, 복수의 터미널 리드(124) 각각의 타측은 터미널 장착부(121)의 외부로 돌출되게 배치된다.

복수의 터미널 리드(124) 각각은 리드선 버스바(125)의 원주방향과 교차하는 방향으로 연장될 수 있다. 복수의 터미널 리드(124) 각각은 스테이터의 반경방향에 대하여 기설정 각도로 경사지게 배치될 수 있다.

터미널 장착부(121)의 외부로 돌출된 복수의 터미널 리드(124) 각각에 원형의 결합홀이 형성되어, 외부의 전원선이 터미널 리드(124)에 각각 결합될 수 있다.

터미널 장착부(121)의 상단은 버스바 장착부(122, 123)의 상단과 동일한 평면 상에 위치하고, 터미널 장착부(121)의 하단은 버스바 장착부(122, 123)의 하단보다 스테이터 코어(110)의 일단부를 향해 더 낮게 연장될 수 있다. 복수의 터미널 리드(124)는 터미널 장착부(121)의 하부에 배치된다. 터미널 리드(124)는 리드선 버스바(125)보다 하방향으로(스테이터 코어(110)의 축방향을 기준하여) 더 낮게 위치할 수 있다.

이에 의하면, 터미널 리드(124)와 리드선 버스바(125)의 위치를 서로 다르게 하여 복수의 터미널 리드(124)와 리드선 버스바(125)의 배치공간을 컴팩터하게 최적화할 수 있고, 커넥션 링(120)의 크기를 소형화할 수 있다.

터미널 장착부(121)의 높이 증가로 인한 재료비 상승 및 중량의 증가를 최소화하기 위해, 터미널 장착부(121)의 상부에 복수의 리세스부(1211)가 형성될 수 있다.

버스바 장착부(122, 123)의 하단은 스테이터 코어(110)의 일단부에서 상방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 이에 의하면, 버스바 장착부(122, 123)에 장착되는 리드선 버스바(125)와 중성선 버스바(126)는 스테이터 코어(110)의 일단부에서 축방향으로 돌출되는 각 상코일의 엔드코일과 용이하게 연결될 수 있다.

제1버스바 장착부(122)와 제2버스바 장착부(123) 각각은 원주방향으로 연장되며 스테이터 코어(110)의 동일 원주상에 배치된다.

제1리드선 버스바(1251)의 일측은 터미널 장착부(121)의 내부에서 제1터미널 리드(1241)와 연결되고, 제1리드선 버스바(1251)의 타측은 제1버스바 장착부(122)의 내부에 수용되며 원주방향을 따라 제1방향으로 연장된다.

제1리드선 버스바(1251)의 타측 단부는 제1버스바 장착부(122)에서 제1방향으로 돌출된다. 제1리드선 버스바(1251)의 버스바 결합부(1250)는 제1버스바 장착부(122)의 외부로 노출된다. 버스바 결합부(1250)는 제1리드선 버스바(1251)의 타측 단부에서 상방향으로 돌출된다.

제2리드선 버스바(1252)의 일측은 터미널 장착부(121)의 내부에서 제2터미널 리드(1242)와 연결되고, 제2리드선 버스바(1252)의 타측은 중성선 버스바(126)를 향해 제1버스바 장착부(122)와 제2버스바 장착부(123) 사이로 돌출된 후 원주방향을 따라 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 연장된다. 제2방향으로 연장된 제2리드선 버스바(1252)의 타측 단부에 버스바 결합부(1250)가 상방향으로 돌출된다.

제3리드선 버스바(1253)의 일측은 터미널 장착부(121)의 내부에서 제3터미널 리드(1243)와 연결된다. 제3리드선 버스바(1253)의 타측은 제2버스바 장착부(123)의 내부에 수용되게 설치되며 상기 제2방향으로 연장된다. 제2방향으로 연장된 제3리드선 버스바(1253)의 타측 단부에 버스바 결합부(1250)가 상방향으로 돌출 형성된다.

제1버스바 장착부(122)의 내측 둘레를 따라 제1장착홈(1221)이 형성된다. 제2버스바 장착부(123)의 내측 둘레를 따라 제2장착홈(1231)이 형성된다. 제1장착홈(1221)과 제2장착홈(1231)은 서로 동일한 원주상으로 배치된다.

중성선 버스바(126)는 제1장착홈(1221)과 제2장착홈(1231)에 삽입 결합되어 장착될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 커넥션 링(120)은 인서트 사출에 의해 리드선 버스바(125)와 중성선 버스바(126)를 각각 반경방향으로 커넥션 링(120)의 외측과 내측에 각각 견고히 고정할 수 있다.

또한, 종래의 구리 환동선 없이도 커넥션 링(120)에 터미널 리드(124)를 고정할 수 있고, 브레이징 용접 공정을 삭제함에 따라 공정수 및 비용을 절감할 수 있다.

또한, 복수의 터미널 리드(124)를 단단한(rigid) 플라스틱 형상으로 만들어 터미널 리드(124)의 위치자유도 관리에 유리한 장점이 있다.

아울러, 커넥션 링(120)은 터미널 장착부(121)의 양측에 제1버스바 장착부(122)와 제2버스바 장착부(123)를 인서트 사출에 의해 원주방향으로 따라 대칭적으로 배치한다. 이에 의하면, 복수의 터미널 리드(124)를 진동에 의한 충격을 분산시켜, 내구성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

게다가, 터미널 리드(124)가 버스바보다 스테이터 코어(110)의 일단부를 향해 더 낮게 위치하여, 커넥션 링(120)은 터미널 리드(124)와 버스바의 배치공간을 컴팩트하게 최적화시킬 수 있고, 커넥션 링(120)을 소형화 시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 커넥션 링(120)의 터미널 장착부(121)가 스테이터 코어(110)의 일단부에 접촉 지지됨으로, 터미널 리드(124)로 전달되는 축방향 진동을 제한할 수 있다.

도 6은 도 1의 스테이터 어셈블리(100)를 다른 각도에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다. 도 7은 도 6에서 커넥션 링(120)을 제거한 후 지지구조물(130)과 권선의 연결상태를 보여주는 개념도이다. 도 8은 도 7에서 복수의 지지구조물(130) 중 어느 하나를 보여주는 개념도이다. 도 9은 도 8에서 권선을 삭제한 후 지지구조물(130)의 내부에 장착된 제1 및 제2권선 연결용 버스바(136,137)를 보여주는 개념도이다. 도 10은 도 8에서 X-X를 따라 취한 단면도이다.

본 발명은 커넥션 링(120)의 버스바를 스테이터 코일(114)에 연결 시 버스바와 스테이터 코일(114)(권선) 간의 접점의 내진동 특성을 강화시키기 위해 지지구조물(130)을 구비한다.

지지구조물(130)은 내부에 권선 연결을 위한 복수의 버스바를 구비한다. 복수의 버스바는 지지구조물(130)의 내부에 인서트 사출로 매립 설치될 수 있다.

복수의 권선 연결용 버스바(135)는 서로 다른 레이어에 삽입되는 두 개의 도체 세그먼트(115)를 연결하도록 이루어진다.

예를 들면, 복수의 권선 연결용 버스바(135) 각각은 최외측 레이어(슬롯(111)의 레이어들 중 반경방향으로 가장 바깥쪽에 위치하는 레이어)의 도체 세그먼트(115)와 최내측 레이어(슬롯(111)의 레이어들 중 반경방향으로 가장 안쪽에 위치하는 레이어)의 도체 세그먼트(115)를 연결하도록 구성될 수 있다.

복수의 권선 연결용 버스바(135)는 제1권선 연결용 버스바(136)와 제2권선 연결용 버스바(137)로 구성될 수 있다.

제1권선 연결용 버스바(136)와 제2권선 연결용 버스바(137)는 서로 교차하는 방향으로 연장될 수 있다.

제1권선 연결용 버스바(136)와 제2권선 연결용 버스바(137)는 한 쌍을 이루며 서로 반경방향으로 이격 배치될 수 있다.

제1권선 연결용 버스바(136)와 제2권선 연결용 버스바(137)는 각 상별로 상코일에 한 쌍씩 구비될 수 있다.

한 쌍의 권선 연결용 버스바(135)는 3상, 즉 U상, V상, W상 각각의 상코일에 연결될 수 있다.

복수의 권선 연결용 버스바(135) 각각은 이너 연결부(1361,1371), 아우터 연결부(1362,1372), 크로스부(1363,1373; cross part) 및 버스바 연결부(139)로 구성될 수 있다.

복수의 권선 연결용 버스바(135) 각각은 사각형 단면 형상을 가진다.

이너 연결부(1361,1371)는 스테이터 코일(114)의 최내측 도체 세그먼트(115)에 결합되도록 이루어진다. 이너 연결부(1361,1371)는 스테이터 코어(110)의 원주방향을 따라 연장된다. 이너 연결부(1361,1371)는 스테이터 코어(110)의 반경방향 내측 둘레 상에 배치된다. 이너 연결부(1361,1371)의 일측 단부에서 상방향으로 코일결합부(138)가 돌출 형성된다.

이너 연결부(1361,1371)의 일측은 상코일과 코일결합부(138)를 통해 연결되고, 이너 연결부(1361,1371)의 타측은 크로스부(1363,1373)와 연결된다.

크로스부(1363,1373)는 이너 연결부(1361,1371)와 아우터 연결부(1362,1372)를 연결하도록 이루어진다. 크로스부(1363,1373)는 반경방향에 대하여 경사지게 연장된다.

아우터 연결부(1362,1372)는 스테이터 코일(114)의 최외측 도체 세그먼트(115)에 결합되도록 이루어진다. 아우터 연결부(1362,1372)는 스테이터 코어(110)의 원주방향을 따라 연장된다. 아우터 연결부(1362,1372)는 스테이터 코어(110)의 반경방향 외측 둘레 상에 배치된다. 아우터 연결부(1362,1372)의 타측 단부에서 상방향으로 코일결합부(138)가 돌출 형성된다.

아우터 연결부(1362,1372)의 일측은 크로스부(1363,1373)와 연결되고, 아우터 연결부(1362,1372)의 타측은 상코일과 코일결합부(138)를 통해 연결된다.

제1권선 연결용 버스바(136)와 제2권선 연결용 버스바(137)는 동일 평면 상에 배치될 수 있다.

제1권선 연결용 버스바(136)의 이너 연결부(1361,1371)와 제2권선용 버스바의 아우터 연결부(1362,1372)는 서로 반경방향으로 마주하며 이격 배치된다.

제1권선 연결용 버스바(136)의 아우터 연결부(1362,1372)와 제2권선용 버스바의 이너 연결부(1361,1371)는 서로 반경방향으로 마주하면 이격 배치된다.

제1권선 연결용 버스바(136)와 제2권선 연결용 버스바(137) 각각의 크로스부(1363,1373)는 서로 교차하도록 이루어진다.

크로스부(1363,1373)는 제1크로스부(1363)와 제2크로스부(1373)로 구성될 수 있다. 제1크로스부(1363)는 제1권선 연결용 버스바(136)에 구비되고, 제2크로스부(1373)는 제2권선 연결용 버스바(137)에 구비된다. 제1 및 제2크로스부(1363,1373) 중 하나의 크로스부(1363,1373)는 다른 하나의 크로스부(1363,1373)를 우회하도록 이루어진다.

본 실시예에서는 제1크로스부(1363)가 제2크로스부(1373)를 우회하도록 이루어진 모습을 보여준다.

제1 및 제2크로스부(1363,1373) 중 하나의 크로스부는 다른 하나의 크로스부와 만나지 않으면서 서로 교차하는 방향으로 가로지르도록 이너 연결부(1361,1371) 또는 아우터 연결부(1362,1372)에서 원형 또는 다각형 형태로 복수 회 벤딩될 수 있다.

제2크로스부(1373)는 제2권선 연결용 버스바(137)의 아우터 연결부(1362,1372) 및 이너 연결부(1361,1371)와 동일 평면상에 배치된다.

제1크로스부(1363)는 제2크로스부(1373)의 상부를 덮도록 배치될 수 있다. 제1크로스부(1363)는 제2크로스부(1373)에서 상방향으로 이격되게 형성될 수 있다.

제1크로스부(1363)는 이너 연결부(1361,1371) 또는 아우터 연결부(1362,1372)에서 상하방향으로 연장되는 두 개의 상하연장부(13631)와, 두 개의 상하연장부(13631) 각각의 상단을 연결하는 수평연장부(13632)를 포함한다. 제1크로스부(1363)는 “U”자를 거꾸로 뒤집어 놓은 형태로 형성될 수 있다.

제1크로스부(1363)의 상하연장부(13631)는 제2크로스부(1373)와 교차하는 방향으로 이격 배치된다. 제1크로스부(1363)의 수평연장부(13632)는 제2크로스부(1373)와 상하방향으로 이격 배치된다.

제1크로스부(1363)의 상하연장부(13631)와 수평연장부(13632)의 연결부분은 원호 형태의 곡면으로 형성된다. 아우터 연결부(1362,1372)와 상하연장부(13631)의 연결부분은 원호 형태의 곡면으로 형성될 수 있다.

지지구조물(130)은 제1 및 제2권선 연결용 버스바(136,137)를 구비한다. 지지구조물(130)은 플라스틱 사출물이다.

제1 및 제2권선 연결용 버스바(136,137)는 인서트 사출에 의해 지지구조물(130)의 내부에 “X” 자 형태로 교차되게 삽입되며 매립 설치될 수 있다. 제1 및 제2권선 연결용 버스바(136,137)는 지지구조물(130)에 의해 몰딩(MOLDING)될 수 있다.

지지구조물(130)은 부채꼴 형태로 이루어질 수 있다. 지지구조물(130)의 최외곽 둘레면과 최내곽 둘레면은 중심이 동일하고 서로 다른 직경을 갖도록 기설정된 곡률의 곡면으로 형성될 수 있다.

지지구조물(130)의 최외곽 둘레면과 최내곽 둘레면은 서로 평행하게 연장될 수 있다.

지지구조물(130)의 양쪽 측면은 원주방향으로 서로 이격 배치되고, 반경방향에 대하여 기설정 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

지지구조물(130)의 내부에 제1권선 연결용 버스바(136)가 수용되는 제1수용부가 형성된다.

지지구조물(130)의 내부에 제2권선 연결용 버스바(137)가 수용되는 제2수용부가 형성된다.

제1권선 연결용 버스바(136)의 아우터 연결부(1362,1372)와 제2권선 연결용 버스바(137)의 이너 연결부(1361,1371) 각각은 지지구조물(130)의 일측면에서 원주방향을 따라 제1방향으로 돌출되게 연장된다.

제2권선 연결용 버스바(137)의 아우터 연결부(1362,1372)와 제1권선 연결용 버스바(136)의 이너 연결부(1361,1371) 각각은 지지구조물(130)의 타측면에서 원주방향을 따라 제1방향과 반대되는 제2방향으로 돌출되게 연장된다.

제1권선 연결용 버스바(136)의 아우터 연결부(1362,1372)의 코일결합부(138)와 이너 연결부(1361,1371)의 코일결합부(138) 각각은 최외측 레이어에 배치되는 도체 세그먼트(115)(코일)의 접합부(1154)와 최내측 레이어에 배치되는 도체 세그먼트(115)(코일)의 접합부(1154)를 연결하여 통전시키도록 이루어진다.

제2권선 연결용 버스바(137)의 이너 연결부(1361,1371)의 코일결합부(138)와 아우터 연결부(1362,1372)의 코일결합부(138) 각각은 최내측 레이어에 배치되는 도체 세그먼트(115)의 접합부(1154)와 최외측 레이어에 배치되는 도체 세그먼트(115)의 접합부(1154)를 연결하여 통전시키도록 이루어진다.

버스바 연결부(139)는 리드선 연결부(1391)와 중성선 연결부(1392)로 구성될 수 있다.

중성선 연결부(1392)는 제1권선 연결용 버스바(136)의 이너 연결부(1361,1371)에서 상방향으로 돌출되게 연장될 수 있다. 중성선 연결부(1392)는 중성선 버스바(126)의 중성점 결합부(1261,1262,1263)와 용접 등에 의해 결합되도록 이루어진다.

리드선 연결부(1391)는 제2권선 연결용 버스바(137)의 아우터 연결부(1362,1372)에서 상방향으로 돌출되게 연장될 수 있다. 리드선 연결부(1391)는 리드선 버스바(125)와 용접 등에 의해 결합되도록 이루어진다.

리드선 연결부(1391)는 중성선 연결부(1392)와 반경방향 외측으로 이격 배치될 수 있다. 리드선 연결부(1391)와 중성선 연결부(1392)는 적어도 일부가 반경방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.

중성선 버스바(126)는 리드선 연결부(1391)와 중성선 연결부(1392) 사이를 가로지르며 연장될 수 있다. 중성선 버스바(126)는 복수의 중성선 연결부(1392)를 원주방향으로 연결하도록 구성될 수 잇다.

중성선 버스바(126)의 중성점 결합부(1261,1262,1263) 각각은 중성선 연결부(1392)에 반경방향으로 중첩되게 배치되어 접촉되며 결합될 수 있다.

지지구조물(130)은 제1권선 연결용 버스바(136)와 제2권선 연결용 버스바(137)를 고정시키도록 이루어진다.

지지구조물(130)은 제1크로스부(1363)를 덮도록 돌출부(134)를 더 구비한다.

돌출부(134)는 지지구조물(130)의 일측에서 상방향으로 돌출 형성된다. 돌출부(134)는 제1크로스부(1363)를 감싸도록 사각형 형태로 이루어진다. 돌출부(134)의 내부에 제1크로스부(1363)가 수용되게 설치된다. 지지구조물(130)의 내부에 제2크로스부(1373)가 수용되게 설치된다. 지지구조물(130)과 돌출부(134)는 제1크로스부(1363)와 제2크로스부(1373)가 X자 형태로 교차되게 고정시킨다.

지지구조물(130)은 리드선 버스바(125)와 대응되게 복수개로 구비된다.

복수의 지지구조물(130)은 스테이터 코어(110)의 동일한 원주상에 원주방향으로 이격 배치될 수 있다. 복수의 지지구조물(130)은 제1지지구조물(131) 내지 제3지지구조물(133)을 구비할 수 있다.

제1지지구조물(131)은 U상 리드선 버스바(125)와 연결되도록 구성될 수 있다.

제2지지구조물(132)은 V상 리드선 버스바(125)와 연결되도록 이루어질 수 있다.

제3지지구조물(133)은 W상 리드선 버스바(125)와 연결되도록 구성될 수 있다.

커넥션 링(120)과 지지구조물(130)은 스테이터 코어(110)의 일단부에 컴팩트하게 배치될 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 커넥션 링(120)에 구비된 리드선 버스바(125)와 중성선 버스바(126)를 지지구조물(130)의 상면에서 상방향으로 돌출된 2개의 버스바 연결부(139)에 각각 결합하여 커넥션 링(120)을 지지구조물(130)의 상부에 결합하고, 지지구조물(130)의 양쪽 측면에서 스테이터 코어(110)의 원주방향으로 돌출된 4개의 권선 연결용 버스바(135)를 각 상별 상코일의 최내측 및 최외측 레이어의 권선에 결합하여 커넥션 링(120)을 지지구조물(130)에 의해 스테이터에 4점 고정함으로써, 커넥션 링(120)이 로터 회전 시 발생하는 진동으로 인해 스테이터에 대하여 축방향, 반경방향 및 원주방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있고, 커넥션 링(120)의 내진동 성능을 향상시킬 수 있다.

이에 의해, 커넥션 링(120)의 내부에 구비된 리드선 버스바(125)와 중성선 버스바(126)가 진동으로 인해 지지구조물(130)의 버스바 연결부(139)에서 이탈하는 것을 방지하고, 지지구조물(130)의 권선 연결용 버스바(135)와 권선 간의 결합상태를 견고히 유지할 수 있다.

게다가, 권선 연결용 버스바(135)를 지지구조물(130)의 내부에 X자 형태로 교차시켜 인서트 사출됨에 따라 진동 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 커넥션 링(120)에 터미널 리드(124), 리드선 버스바(125) 및 중성선 버스바(126)를 인서트 사출로 몰딩함으로, 종래의 터미널 리드(124)를 커넥션 링(120)에 연결 시 수행되었던 브레이징 공정을 삭제하여 공정수 감소 및 비용을 절감할 수 있다.

아울러, 커넥션 링(120)에 터미널 리드(124)의 인서트 사출로 터미널 리드(124)의 유동이 최소화되어 스테이터 어셈블리(100)에서의 위치도 제어에 유리한 장점이 있다.

뿐만 아니라, 커넥션 링(120)에서 터미널 리드(124), 리드선 버스바(125) 및 중성선 버스바(126)의 위치가 정해져 있어서 커넥터의 조립 시 위치 교정이 필요없이 완전 자동화가 가능하다.

Claims

복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어;
상기 복수의 슬롯 각각에 구비된 제1레이어 내지 제N레이어에 수용되는 복수의 도체 세그먼트를 연결하여 이루어지는 스테이터 코일;
터미널 리드, 리드선 버스바 및 중성선 버스바를 구비하는 커넥션 링; 및
상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바를 상기 스테이터 코일에 연결하고, 상기 커넥션 링을 지지하는 지지구조물을 포함하고,
상기 지지구조물은,
상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바에 각각 연결되는 복수의 버스바 연결부; 및
상기 복수의 버스바 연결부 각각에 연결되고, 서로 다른 레이어에 수용된 복수의 도체 세그먼트를 연결하는 복수의 권선 연결용 버스바를 포함하는,
스테이터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 커넥션 링은,
상기 터미널 리드, 상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바 각각의 일부를 내부에 수용하고, 인서트 사출로 형성되는,
스테이터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 지지구조물은,
상기 버스바 연결부 및 상기 권선 연결용 버스바 각각의 일부를 내부에 수용하고, 인서트 사출로 형성되는,
스테이터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 지지구조물은 3상 각각의 상별로 한 개씩 구비되고, 상기 스테이터 코어의 일단부에 원주방향으로 이격 배치되는,
스테이터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 복수의 권선 연결용 버스바는 제1권선 연결용 버스바와 제2권선 연결용 버스바를 구비하고,
상기 제1 및 제2권선 연결용 버스바는,
상기 스테이터 코어의 일단부에서 돌출된 상기 복수의 도체 세그먼트 중 원주방향으로 이격된 두 도체 세그먼트와 반경방향으로 이격된 두 도체 세그먼트에 각각 결합되어, 4점 고정되는,
스테이터 어셈블리.
제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2권선 연결용 버스바는 서로 교차하는 구조로 상기 지지구조물의 내부에 수용되는,
스테이터 어셈블리.
제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2권선 연결용 버스바 각각은,
상기 스테이터 코어의 원주방향으로 연장되는 아우터 연결부;
상기 아우터 연결부로부터 반경방향 내측으로 이격되게 배치되는 이너 연결부; 및
상기 아우터 연결부와 상기 이너 연결부를 연결하는 크로스부를 포함하고,
상기 제1 및 제2권선 연결용 버스바 중 하나의 권선 연결용 버스바의 크로스바는 다른 하나의 권선 연결용 버스바의 크로스바와 교차하는 방향으로 복수 회 벤딩되어 우회하는,
스테이터 어셈블리.
제5항에 있어서,
상기 제1권선 연결용 버스바는, 일측이 상기 제1레이어에 수용된 도체 세그먼트와 연결되고, 타측이 상기 제N레이어에 수용된 도체 세그먼트와 연결되고,
상기 제2권선 연결용 버스바는, 일측이 상기 제N레이어에 수용된 도체 세그먼트와 연결되고, 타측이 상기 제1레이어에 수용된 도체 세그먼트와 연결되는,
스테이터 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 버스바 연결부는 상기 아우터 연결부 또는 상기 이너 연결부에 대하여 수직방향으로 상기 지지구조물로부터 돌출되게 형성되는,
스테이터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 지지구조물은 상기 스테이터 코어의 일단부와 축방향으로 중첩되게 배치되는,
스테이터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 터미널 리드 및 상기 리드선 버스바는 3상 각각의 상별로 한 개씩 구비되고,
상기 커넥션 링은,
외부 전원과의 연결을 위한 복수의 상기 터미널 리드를 장착하는 터미널 장착부; 및
상기 터미널 장착부의 양측에 각각 구비되고, 복수의 상기 리드선 버스바를 장착하는 복수의 버스바 장착부를 포함하는,
스테이터 어셈블리.
제11항에 있어서,
상기 복수의 버스바 장착부는 상기 스테이터 코어의 동일 원주 상에 이격 배치되고,
상기 터미널 장착부는 상기 버스바 장착부의 외측에 배치되는,
스테이터 어셈블리.
제11항에 있어서,
상기 터미널 장착부는 일측이 상기 버스바 장착부의 일측과 동일한 평면에 위치하고, 타측이 상기 스테이터 코어의 일단부를 향하여 상기 버스바 장착부의 타측보다 더 낮게 연장되고,
상기 터미널 장착부의 타측은 상기 스테이터 코어의 일단부에 접촉되는,
스테이터 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 지지구조물의 일측에서 돌출부가 상기 크로스부를 덮도록 돌출 형성되는,
스테이터 어셈블리.
스테이터 어셈블리; 및
상기 스테이터 어셈블리의 내부에 수용되고, 회전축을 중심으로 상기 스테이터 어셈블리에 대하여 회전하는 로터를 포함하고,
상기 스테이터 어셈블리는,
복수의 슬롯을 구비하는 스테이터 코어;
상기 복수의 슬롯 각각에 구비된 제1레이어 내지 제N레이어에 수용되는 복수의 도체 세그먼트를 연결하여 이루어지는 스테이터 코일;
터미널 리드, 리드선 버스바 및 중성선 버스바를 구비하는 커넥션 링; 및
상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바를 상기 스테이터 코일에 연결하고, 상기 커넥션 링을 지지하는 지지구조물을 포함하고,
상기 지지구조물은,
상기 리드선 버스바 및 상기 중성선 버스바에 각각 연결되는 복수의 버스바 연결부; 및
상기 복수의 버스바 연결부 각각에 연결되고, 서로 다른 레이어에 수용된 복수의 도체 세그먼트를 연결하는 복수의 권선 연결용 버스바를 포함하는,
전동기.