KR19990077219A

KR19990077219A - 차량에 탑재되는 모터

Info

Publication number: KR19990077219A
Application number: KR1019980705361A
Authority: KR
Inventors: 츠카사 가와카미
Original assignee: 스미 타다오; 가부시끼가이샤 시바우라세이사쿠쇼
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 1999-10-25
Also published as: EP0875091A1; WO1997026700A1; AU7226996A; US5986374A; US6011339A

Abstract

일체형 유닛은 성형수지로 성형되고, 고정자와 이 고정자의 코일의 도선과 이 도선을 차량 모터의 외부에 연결하는 상호연결 부재를 갖는다. 결과적으로 일체형 유닛으로서 차량 모터는 완벽한 진동 저항과 내충격성을 가지며, 코일의 도선과 상호연결 부재사이의 연결 영역에 단선을 방지할 수 있다. 이와 같이 생산된 모터는 추가된 신뢰성을 보장한다.

Description

차량에 탑재되는 모터

승용차 및 트럭과 같은 차량에는 엔진에 탑재되는 모터와 와이퍼를 구동하기 위한 모터와 같은 다양한 모터가 탑재된다.

차량에 탑재되는 모터는 원통형의 고정자와 고정자의 중심부에 회전 가능하게 고정된 회전자를 구비하며, 회전자는 영구자석을 갖추고 있어 고정자에 의해 야기된 자계하에서 회전력을 발생한다.

자계를 야기하는 코일을 형성하기 위한 구조로써, 차량에 탑재되는 모터의 고정자는 회전자와 동축으로 배치된 원통형 링 영역과, 원통형 링 유닛의 원주방향을 따라 등거리로 고정되고 선단부가 로터의 측면을 향하는 다수의 돌기부를 이용하며, 돌기부는 동선과 같은 권선으로 감겨진다. 자계는 외부로부터 도선을 통해 코일로 이루어진 권선으로 흐르는 전류에 의해 야기된다.

이 경우, 코일을 구성하는 권선의 일단은 다음과 같은 방법으로 도선의 일단에 연결된다. 즉, 권선의 일단은 도선의 일단에 납땜되고, 권선과 도선의 일단은 고정자를 따라 밴드나 기타의 것에 의하여 매여져 고정되며, 그리고 그 다음에 바니시(varnish)나 기타의 것에 의하여 접착된다. 권선과 도선의 일단은 또한 PC 기판이나 기타의 것을 통하여 연결되고 고정될 수 있다.

상기와 같이, 만약 동선과 도선의 단부가 매여져 고정되거나, PC 기판을 통해 고정된다면, 때때로 동선과 도선이 고정된 부분이 차량의 구동으로 인한 진동 때문에 잘못 연결될 수 있다. 결과적으로, 상기 문제는 차량의 낮은 진동저항과 충격저항 때문에 일어난다. 더욱이, 상기 방법 때문에, 차량 모터를 생산하는 도중에 권선과 도선의 단부를 서로 묶어야 한다. 이는 시간을 소비하는 번거로운 작업이다.

다른 한편으로, 도 1에 나타낸 바와 같이 권선(104)은 고정자(100)의 링 영역(101)의 돌기부(102) 둘레에 제공된 코일(103)로 형성되며, 또한 코일은 원형 단면을 갖는 동선이나 도 2에 나타낸 바와 같이 평면 밴드형 동선의 길이를 갖는 권선(105)을 구성한다.

도 1에 나타낸 바와 같이 동선으로 구성되는 권선(104)에는, 이웃하는 동선 부분사이에 틈(interstices)이 생기게 되며, 이는 권선(104)의 공간점유비율이 저하되는 문제를 일으킨다. 도 2에 나타낸 바와 같이 평면 밴드형 동선으로 구성된 권선(105)에는, 이웃하는 밴드형 부분들 사이에 공간은 거의 없다. 도 3에 나타낸 바와 같이 바깥쪽으로 노출된 감겨진 영역의 일측 말단부(105a)를 갖는 권선(105)에는, 타측 초단부(105b)가 돌기부(102) 둘레에 감겨진 부분의 안쪽으로 감춰지며, 따라서 외부에서 도선 선단부의 납땜을 하기가 용이치 않다.

다른 한편으로, 회전자는 페라이트(ferrite) 자석으로 형성되고 원통형 유닛에 결합된 다수의 부채꼴 형상의 영구 자석 조각을 갖는 원통형 영역과, 이 원통형 영역의 중심에 고정되는 회전축(rotation shaft)을 포함한다.

차량에 탑재된 모터가 비록 고효율 및 고출력 수준을 갖도록 만들어지더라도, 페라이트 자석을 이용한 회전자는 페라이트 자석의 자기력이 한계를 갖게 된다. 예를 들어 페라이트 자석 대신에 희토류 자석(rare earth magnet)을 사용하여 자기력을 향상시킬 수 있다. 희토류 자석은 페라이트 자석에 비하여 높은 코스트(cost)를 가지며, 따라서 만약 차량 모터의 회전자에 희토류 자석이 사용된다면, 그때에 생산 코스트는 증가하게 된다.

본 발명은 승용차 및 트럭과 같은 차량에 탑재되는 전기 모터에 관한 것이다.

도 1은 종래 차량 모터에 적용된 고정자 코일의 일례를 나타내는 횡단면도.

도 2는 종래 차량 모터에 적용된 고정자의 코일의 다른 일례를 나타내는 횡단면도.

도 3은 위에 설명한 종래 코일과 동일한 유형의 코일을 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 모터를 보여주는 정면도.

도 5는 차량 모터의 종단면도.

도 6은 권선의 확대도.

도 7은 코일의 사시도.

도 8은 권선을 갖는 고정자의 주요 부분을 나타내는 횡단면도.

도 9는 도 5의 A-A선을 따라 절개된 횡단면도.

도 10은 도 5의 B-B선을 따라 절개된 횡단면도.

도 11은 분해된 상호연결 부재를 보여주는 사시도

도 12는 다른 상호연결 부재를 나타내는 평면도.

도 13은 다른 상호연결 부재를 나타내는 평면도.

도 14는 차량에 탑재되는 모터의 회전자를 나타내는 사시도.

도 15는 도 14의 C-C선을 따라 절개된 횡단면도.

도 16은 회전자에 끼워지는 자석 조각을 나타내는 확대 사시도.

도 17은 돌기부 둘레로 코일이 탑재되는 상태를 보여주는 도면.

도 18은 차량 모터의 전기 연결 다이어그램

도 19는 차량 모터의 일부를 나타내는 횡단면도.

도 20a는 페라이트 자석만을 사용한 차량 모터의 자기 특성을 설명하기 위한 파형 다이어그램.

도 20b는 본 발명의 실시예에 따른 차량 모터의 자기 특성을 설명하기 위한 파형 다이어그램.

도 21은 본 발명의 제1변형에 있어서 권선(50A)을 나타내는 확대도.

도 22는 코일을 나타내는 사시도.

도 23은 권선을 구비하는 고정자를 나타내는 횡단면도.

도 24는 본 발명의 제2변형에 있어서 회전자(4A)를 나타내는 사시도.

도 25는 도 24의 C-C선을 따라 절개된 횡단면도.

도 26은 회전자의 자석 조각의 분해 사시도.

도 27은 차량 모터의 일부를 나타내는 횡단면도.

도 28a는 폐라이트 자석을 사용한 차량 모터의 자기 특성을 설명하기 위한 파형 다이어그램.

도 28b는 본 발명의 변형을 따른 차량 모터의 자기 특성을 설명하기 위한 파형 다이어그램.

본 발명의 목적은 진동 저항 및 충격 저항이 우수한 차량에 탑재되는 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공간점유비율을 향상시킬 수 있고, 외부의 도선과 권선의 단부의 용이한 연결을 보장할 수 있는 차량에 탑재되는 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상대적으로 구하기 힘든 자성 재료의 효과적인 사용을 통하여 고효율과 고출력을 보장할 수 있는 차량에 탑재되는 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 청구항 1에 기재된 바와 같이 차량 모터는 성형수지로 성형된 단편 유닛(one-piece unit)으로 구성되며, 고정자와 이 고정자의 코일의 도선과 이 도선을 차량 모터의 외부에 연결하는 상호연결 부재를 갖는다.

청구항 1의 배치에 있어서, 청구항 2의 차량 모터는 상호연결 부재가 코일 연결 영역과 외부 단자 영역을 갖는 전기전도층 영역과, 이 전기전도층 영역 상에 겹쳐진 절연층 영역을 포함하며, 코일의 도선은 코일 연결 영역에 연결되고, 도선은 외부 단자 영역에 연결되도록 하는 유형이다.

도 2에 나타낸 배치에 있어서, 청구항 3의 차량 모터는 상호연결 부재가 외형에 있어 실질적으로 링형이며, 코일 연결 영역과 외부 단자 영역은 전기전도층 영역의 외주면에서 돌출 되고, 테이프형 코일은 고정자에 감기고, 테이프형 코일의 도선은 코일 연결 영역에 전기적으로 연결되도록 하는 유형이다.

차량 모터는 성형수지로 성형된 단편으로, 고정자와, 코일과, 그리고 상호연결 부재를 가지며, 우수한 진동 저항과 충격 저항을 지닌다. 그러므로, 코일의 도선과 상호연결 부재 사이의 영역에 단선의 가능성은 없다. 따라서, 차량에 탑재된 모터에 신뢰성을 부여할 수 있다.

본 발명의 청구항 4에 따른 차량 모터는 고정자의 권선이 평면 밴드형 동선으로 구성되며, 고정자의 방사상 안쪽방향으로 감기는 제1 밴드형 영역과, 제1 밴드형 영역의 일측단으로부터 연속이고 방사상 바깥쪽 방향으로 연장되는 연결 영역과, 그리고 연결영역의 방사상 외측단으로부터 제1 밴드형 영역의 방향에 반대로 연장되며 고정자에 감기는 제2 밴드형 영역을 포함하도록 하는 유형이다.

그렇게 함으로써, 제1 및 제2 밴드형 영역은, 연결 영역을 기준으로 하여 고정자의 서로 다른 부위에 방사상으로 감긴다. 제1 및 제2밴드형 영역의 자유단부(free end portion)는 각각 외부에 노출되며, 따라서 외부의 컨덕터에 연결이 더욱 용이하게 된다. 평면 밴드형 동선이 권선으로 사용되기 때문에, 이웃하는 코일의 감겨진 부분 사이에서는 틈이 생기지 않으므로, 권선의 공간점유비율이 향상될 수 있다.

청구항 5에 청구된 바와 같이 본 발명에 있어서, 제1 및 제2 밴드형 영역은 기준 위치인 연결 영역의 중앙점을 기준으로 서로 반대 방향으로 고정자에 감기는데 이 경우에도 위에 언급한 이점이 실현될 수 있다.

청구항 6에 청구된 바와 같이 본 발명에 있어서, 제2 밴드형 영역은 제1 밴드형 영역보다 더욱 길게 연장된다.

그렇게 함으로써, 제1 및 제2 밴드형 영역은 연결 영역을 기준으로 고정자의 서로 다른 부위에 방사상으로 감긴다. 모터의 중심으로부터 단위 각으로 분리된 부채꼴 영역에, 원주부의 길이는 방사상으로 바깥쪽 방향을 향하여 더욱 길며, 공간의 크기는 늘어난다. 본 발명의 권선에 따라서, 방사상으로 바깥쪽 방향을 향하여 위치해 있는 제2 밴드형 영역은 방사상으로 안쪽 방향을 향하여 위치해 있는 제1 밴드형 영역보다 더욱 길게 만들어지며, 이렇게 제공된 코일은 제2 밴드형 영역에 감겨진 부분이 방사상으로 바깥쪽 방향으로 향하여 더욱 두껍게 된다. 이는 권선에 더욱 큰 공간점유비율을 제공한다. 더욱이, 평면 밴드형 동선이 권선으로 사용되므로, 코일의 감겨진 부분사이에는 틈이 생기지 않으며, 그러므로 권선은 향상된 공간점유비율을 제공한다. 더욱이, 권선의 자유단부가 외부로 노출됨으로, 자유단부와 외부의 컨덕터와의 연결이 용이하게 된다.

청구항 7에 청구된 바와 같은 차량 모터는 페라이트 자성 재료로 만들어지고, 그리고 원통형 영역으로 형성되는 영구 자석 영역을 포함하는 회전자를 포함하며, 회전자는 원통형 영역의 내측 벽면에 일정 간격으로 원주상으로 제공되는 다수의 오목부와, 페라이트 자성 재료보다 강자성 특성(ferromagnetic property)이 더욱 우수하고 영구 자석의 대응하는 오목부에 각각 끼워지는 자석 조각을 구비한다.

그 결과, 영구 자석에 기인하는 자속(magnetic flux)의 밀도가 증가되어, 모터에 고효율과 고출력을 제공할 수 있다. 페라이트 자석 물질 보다 강자성 특성이 더욱 우수한 자성 재료는 고가이고 구하기가 힘들기 때문에, 차량 모터의 생산에 별도의 큰 코스트의 소모를 초래하지 않기 위해 그리고 구하기 힘든 자성 재료가 효과적으로 사용될 수 있도록 강자성 물질은 영구 자석에 비례하여 부분적으로 사용된다.

청구항 8에 청구된 바와 같이 본 발명에 있어서, 영구 자석 영역은 원주 방향을 따라 다수의 막대 자석을 가지며, 오목부가 각각의 막대 자석의 중앙에 제공된다. 따라서 적절한 시기에서, 영구 자석 영역에서 발생되는 자속 밀도를 증가시킬 수 있다.

청구항 9에 청구된 바와 같이 차량 모터는 원통형 영역으로 형성되고 페라이트 자성 재료에서 형성되는 영구 자석 부분을 포함하는 회전자를 포함하며, 회전자는 축방향을 따라 일정 간격으로 내측면에 원주상으로 제공되는 다수의 관통공(through hole)과, 페라이트 자성 재료보다 강자성 특성이 더욱 우수하고 영구 자석 영역에 통과공에 대응하도록 각각 끼워지는 영구자석을 갖는다.

결론적으로, 영구 자석 영역에서 발생된 자속은 자속 밀도가 증가되며, 고효율 및 고출력의 차량 모터를 실현할 수 있다. 비록 페라이트 자속 재료보다 강자성 특성이 더욱 우수한 자성 재료가 고가이고 쉽게 이용할 수 없는 상황에 있어도, 강자성 재료가 효과적인 방법으로 부분적으로 사용되고 있으며, 결과적으로 모터는 추가되는 코스트를 줄일 수 있다. 따라서, 상대적으로 구하기 힘든 자성 재료를 용이하게 얻을 수 있다.

더욱이, 청구항 10에서 청구된 본 발명에 있어서, 영구 자석 영역은 그 외주면을 따라 다수의 막대 자석을 가지며, 통과공이 각각의 자석의 중앙에 제공되고, 영구 자석 영역에서 야기된 자속은 적당한 타이밍에서 자속 밀도를 증가시킬 수 있다.

더욱이, 청구항 11에서 청구된 바와 같이 본 발명에 있어서, 통과공이 일정 간격으로 영구 자석 영역의 축 방향을 따라 다수의 위치에 제공된다. 이 경우, 소량의 자석 조각이 어떤 큰 추가적인 코스트도 초래함이 없이 사용될 수 있으며, 효과적으로 추가된 이점이 달성될 수 있도록 상대적으로 구하기 힘든 자성 재료를 용이하게 사용하고 것이 가능하다.

청구항 12에서 청구된 바와 같이 본 발명에 있어서, 자석 조각은 영구 자석 영역보다 더욱 얇게 만들어지며, 자성 재료로 만들어진 요크는 자석 조각의 방사상 안쪽 방향으로 배치된다. 이 경우, 그러한 자석 조각의 양은 추가되는 큰 코스트를 초래함이 없이 더욱 더 감소될 수 있으며, 상대적으로 구하기 힘든 자성 재료를 효과적으로 그리고 용이하게 사용할 수 있으며, 추가된 이점을 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예는 첨부한 도면을 참조하여 아래에 설명된다. 도 4~20은 본 발명의 일실시예를 나타낸다.

차량에 탑재되는 모터의 배치는 아래에 설명될 것이다. 차량에 탑재되는 모터(1)는, 예를 들어 U-상, V-상, W-상의 3상 9극 모터와 같은 유형이다.

모터(1)의 케이스(2)에 있어서, 다수의 코일(18)을 갖는 고정자(12)와 회전자(4)는 도 5에서 고정자(12) 위쪽에 배치된 상호연결 부재(20)에 설치되며, 아래에 기재되는 구조를 갖는다. 상호연결 부재(46)는 도 5에서 고정자(12) 아래에 배치되며, 아래에 기재되는 구조를 갖는다. 케이스(2)는 커버 플레이트(5)에 씌워지며, 상호연결 부재(20)는 아래에 설명되는 도선(36)에 연결된다.

고정자(12)는 링 영역(14)과 이 링 영역(14)에서 내부로 연장된 9개의 돌기부(16)를 갖는다. 돌기부(16)는 평면도에서 T-형의 외형을 갖는다.

평면 테이프형 동선(18)의 권선으로 구성되는 그리고 고정자(12)의 각 돌기부(16) 둘레에 감겨지는 코일(18)의 상단부(코일(18)의 도선)는 고정자(12)의 위쪽에 나타나며, 코일(18)의 하단부(코일(18)의 도선)는 고정자(12)의 아래쪽에 나타난다.

코일(18)로 구성되는 권선(50)은 아래에 도 6~8을 참조하여 설명된다. 권선(50)은 제1 직선 밴드형 영역인 b만큼의 길이를 갖는 밴드형 영역(51)과, 밴드형 영역(51)의 일측단에 연속하고 상기 일측단으로부터 밴드형 영역의 횡방향으로 연장하는 연결 영역(52)과, 밴드형 영역(51)과 동일한 폭을 갖는 그리고 연결 영역(52)의 일단에 연속하고 a(a > b)만큼의 길이로 연장되는 제2 직선 밴드상 영역인 밴드형 영역(53)을 포함한다. 횡방향으로 연결영역(52)을 양분하는 중앙선(54)은 도 8의 우측/좌측 방향으로 보이는 바와 같이 고정자(12)의 돌기부(16) 중앙에 한정된다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 권선(50)의 밴드상 영역(51)은, 이를테면 왼쪽으로 감겨진 영역으로써, 돌기부(16)의 내부에 방사상으로 감기며, 밴드상 영역(53)은, 이를테면 오른쪽으로 감져진 영역으로써, 돌기부(16)의 외부에 방사상으로 감긴다. 결과적으로, 밴드형 영역(51,53)의 단부는 도 7에서 나타낸 바와 같이 감겨진 영역으로써 권선(50)에 대하여 코일(18)의 외부로 노출된다. 이 경우, 예를 들어, 밴드형 영역(51)의 단부는 코일(18)로부터 위쪽으로 돌출 되며, 밴드형 영역(53)의 선단부는 코일(18)로부터 아래쪽으로 돌출 된다.

더욱이, 차량에 탑재된 모터의 중심으로부터 단위각 범위로 분리된 부채꼴 영역에 있어서, 원주부의 길이는 방사상 바깥쪽 방향으로 더욱 길며, 공간의 크기는 증가한다. 하지만 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 권선(50)의 코일(18)은 밴드형 영역(51)보다 밴드형 영역(53)에 길이가 더욱 길다. 이러한 이유로, 고정자(12)의 돌기부(13)는 방사상 내부(55)보다 방사상 외부에서 더욱 두껍게 된다. 결과적으로, 권선(50)의 공간점유비율은 증가된다.

도 5의 참조 번호 20은 고정자 위쪽에 배치된 상호연결 부재를 나타낸다. 상호연결 부재(20)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 정구각형의 링형 외형의 제1, 제2 그리고 제3 연결 플레이트(22,24,26)로 구성되며, 제1, 제2, 제3 연결 플레이트는 각각 U-, V-, W-상으로 사용된다.

먼저, 제1 연결 플레이트(22)에 대한 설명이 아래에 주어진다. 제1 연결 플레이트(22)는 동 플레이트로 형성되는 전기전도층(28)과, 전기전도층(28)상에 형성되는 절연층(30)을 포함한다. 정구각형 전기전도층(28)의 면중에서 120°위치에 있는 각각의 3면에 돌기(U1,U2,U3)가 제공된다. 각각의 돌기(U1,U2,U3)는 수평방향으로 돌출된 수평부(32)와, 수평부(32)에서 치켜 세워진 수직부(34)를 포함한다. 더욱이, 제1 외부 단자 돌기(38)가 전기전도층(28)의 면중 일면상에 돌출 되어 외부 도선(36)과의 연결을 가능케 한다. 조임부(40)가 제1 외부 단자 돌기(38)상에 제공되어 도선(38)이 고정되도록 한다.(도 12 참조)

제2 연결 플레이트(24)는 실질적으로 제1 연결 플레이트와 동일한 구조를 가지며, 구면중 삼면에서 돌출된 돌기(V1,V2,V3)를 갖는다. 이 돌기(V1,V2,V3)들의 돌출 위치는 제1 연결 플레이트(22)의 대응물에 호응하여 옮겨진다. 더욱이, 제2 외부 단자 돌기(42)는 제2 연결 플레이트상에 제공된다.(도 12 참조)

제3 연결 플레이트(26)는 실질적으로 제1 연결 플레이트(22)와 동일한 구조를 가지며, 구면중 삼면상에 돌기(W1,W2,W3)를 갖는다. 이 돌기(W1,W2,W3)들의 돌출 위치는 제1 및 제2 연결 플레이트(22)(24)의 대응물에 호응하여 옮겨진다. 더욱이, 제3 외부 단자 돌기(44)는 또한 돌기(W3)와 같은 역할을 한다.(도 12 참조)

제1, 제2, 제3 연결 플레이트(22,24,26)는 겹쳐진 상호연결 부재(20)를 제공하도록 겹쳐진다.

도 13의 참조 번호 46은 고정자(12) 아래쪽으로 배치되는 중립점(neutral point)을 위한 제4 연결 플레이트(상호연결 부재)를 나타낸다. 제4 연결 플레이트(46)는 정구각형 링형의 외형을 가지며, 자체의 면중 대응하는 일면으로부터 각각 연장되는 돌기(d1~d9)를 갖는다.

한편, 회전자(4)는 다수의 부채꼴형 페라이트 자석 조각(70)이 조립된 영구 자석의 원통형 영역(71)과 원통형 영역(71)의 중심에 고정된 회전축(72)(rotation shaft)을 포함하도록 형성된다. 각각의 자석 조각(70)에 있어서, 도 16에 나타낸 바와 같이, 홈(groove)(73)이 자석 조각(74)으로써 페라이트 자석보다 자력이 더욱 강한 희토류 자석과 같은 자성 재료가 축방향 홈(73)에 끼워지고 고정될 수 있는 그러한 방식으로 축방향을 따라 내측 벽부 중앙에 형성된다. 고정자(12)는 회전자(4)의 둘레에 배치되며, 회전자(4)는 고정자(12)의 회전자계에 의해 회전된다.

연속단계로 차량 모터를 조립하기 위한 방법은 아래에 설명된다.

첫 번째, 상호연결 부재(20)가 고정자(12) 위쪽에 배치되고, 제4 연결 플레이트(46)가 고정자 아래에 배치된다.

두 번째, 고정자(12)의 돌기부(16) 둘레에 감긴 테이프형 코일(18)의 상단부는 돌기들(U1,U2,U3)(V1,V2,V3)(W1,W2,W3)에 용접된다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 코일(18)의 선단부는 바깥쪽에 노출되며, 도 17에 나타낸 바와 같이 수직부(34)를 따라 용접된다. 그렇게 함으로써, 코일(18)은 상호연결 부재(22)에 용이하게 고정될 수 있다.

세 번째, 돌기(16)에서 아래쪽으로 연장되는 코일(18)의 하단부는 코일(18)의 상단부의 경우처럼 외부로 노출되며, 상기 경우와 같이 제4 연결 플레이트(46)의 각 돌기(d1~d9)의 각 위치에 용이하게 용접될 수 있다.

고정자(12)의 각각의 코일(18)의 상호연결은 도 18에 나타낸 바와 같이 전기회로의 배치를 따라 이루어진다.

네 번째, 이들 요소들의 조립 후에, 고정자(12)와, 코일(18)과, 상호연결 부재(20), 및 제4 연결 플레이트(46)는 성형수지에 의해 일체형 유닛(integral unit)으로 성형된다. 그렇게 함으로써, 차량 모터의 케이스(2)가 완성되며, 도선(36)의 선단부는 일체형 성형 유닛을 제공하기 위해 부시(41)에 의해 조여진 영역(조임 영역 (40))에 고정된다.

다섯 번째, 케이스(2)의 완성 후에, 회전자(4)는 도 5에 나타낸 바와 같이 커버 플레이트(5)에 의해 케이스(2)에 회전 가능하게 고정될 수 있도록 케이스(2)의 공동(cavity)(3)내부에 삽입된다. 이 경우, 커버 플레이트(5)는 케이스(2)에 나사 결합된다.

여섯 번째, 도 9에 나타낸 바와 같이, 도선(36)은 또한 제1 외부 단자 돌기(38)(도 18의 전기 회로의 U4)에 고정된다. 이 고정은 U4에 대응하는 제1 외부 단자 돌기(38)상의 조임부(40)를 이용하여 실현된다. 유사하게, 도선(36)은 또한 제2 외부 단자 돌기(42)(V4)에 부착되며, 도선(36)은 마찬가지로 W4에 대응하는 제3 외부 단자 돌기(44)에 고정된다.

이때, 차량 모터(1)의 자화 특성에 대한 설명이 아래에 주어진다. 도 20a의 트레이스(trace)(L1)는 페라이트 자석만을 사용하는 경우에 회전자의 자화 특성을 나타내며, 도 20b의 트레이스(L2)는 본 실시예에 제공된 회전자(4)의 자화 특성을 나타낸다. 도 19는 회전자(4)가 사용되는 차량 모터의 부분 단면도를 나타낸다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 회전자(4)에서 발생된 자속이 고정자(12)의 각각의 돌기(16)에 자기적으로 결합된다. 상기한 배치를 갖는 회전자(4)에 있어서, 자석 조각(74)의 위치에서, 회전자(4)에서 발생된 자속은 도 20b에서 트레이스(L1)로 지시된 종래의 자속밀도 이상으로 자속밀도를 증가시킨다는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 회전자(4)에서 발생된 자속은 차량 모터(1)가 높은 효율과 높은 출력을 가질 수 있도록 자속밀도를 증가시킨다.

본 발명에 따른 차량 모터(1)와 함께, 고정자(12)와 상호연결 부재(20)와 기타의 요소가 성형 수지에 의하여 일체형 유닛으로 성형되기 때문에, 심지어 그러한 모터(1)가 차량에 탑재될 때도, 상호연결 영역 또는 영역들은 차량의 진동이나 기타의 것에 의하여 잘못 연결되는 것이 방지되며, 완벽한 진동저항과 충격 저항을 얻을 수 있다. 더욱이, 차량 모터(1)의 케이스(2)가 성형 수지로 성형되기 때문에, 차량 모터(1)의 열소실 효과를 향상시킬 수 있다.

더욱이, 코일(18)을 구성하는 권선(50)의 하단 및 상단부는 코일(18)의 외부로 노출되며, 상호연결 부재(20,46)의 연결 작용은 용이하게 된다. 평면 밴드형 동선이 권선(50)으로 사용되기 때문에, 권선(50)의 감져진 부분사이에서 틈이 발생하지 않으며, 따라서 권선(50)의 공간 점유 비율을 향상시킬 수 있다.

더욱이, 차량 모터(1)의 중심으로부터 단위각 범위로 분리된 부채꼴 영역에 있어서, 원주부의 길이는 방사상 바깥쪽 방향으로 더욱 길어지며, 공간의 크기는 증가된다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서 권선(50)의 코일(18)은 밴드형 영역(53)보다 밴드형 영역(51)이 더욱 길도록 형성된다. 이러한 이유 때문에, 고정자(12)의 돌기부(13)의 방사상 외부의 두께는 돌기부(13)의 방사상 내부 영역(55)의 두께보다 더욱 두꺼워지며, 따라서 권선(50)의 공간 점유 비율을 증가시킬 수 있다.

페라이트 재료보다 강자성 특성이 더욱 강한 희토류 자석을 사용하기 때문에, 회전자(4)에서 발생된 자속 밀도는 차량 모터(1)의 효율과 출력이 더욱 높아질 수 있도록 증가된다. 이 경우, 비록 희토류 자석이 페라이트 자성 재료보다 코스트가 더욱 높지만, 차량모터에 추가되는 코스트가 높지 않도록 원통형 영역(56)에 부분적으로 사용된다. 결과적으로, 높은 코스트를 고려할 때 용이하게 사용될 수 없는 희토류 자석은 본 발명에 따라 효과적으로 사용될 수 있다. 이러한 이유로, 그 범위까지는 더욱 낮은 비용으로 차량 모터(1)를 생산할 수 있다.

상기 실시예의 제1변형은 첨부된 도면을 참조하여 아래에 설명된다. 본 변형에 있어서, 코일(18A)는 도 21~23에 나타낸 바와 같이 코일(18)대신에 사용된다.

코일(18A)을 구성하는 권선(50A)은 평면 밴드형 동선으로 구성되며, 제1 직선 밴드형 영역인 밴드형 영역(51A)과, 밴드형 영역의 일측단에 연속이고 상기 일측단에서부터 밴드형 영역(51A)의 횡방향으로 연장하는 연결영역(52A)과, 밴드형 영역(51A)의 폭과 동일한 폭을 가지며 그 일단이 연결영역(52A)에 연속하는 제2 직선 밴드형 영역인 밴드형 영역(53A)을 포함한다. 연결영역(52A)을 횡방향으로 양분하는 중앙선(54A)은 도 23의 우측/좌측 방향으로 보이는 바와 같이 고정자의 돌기부(16)의 중앙에 한정된다.

도 22에 나타낸 바와 같이, 권선(50A)의 밴드형 영역(51A)은, 이를테면 좌측으로 감져진 영역으로써, 돌기부(16)의 내부에 방사상으로 감기며, 밴드형 영역(53A)은, 이를테면 우측으로 감겨진 영역으로써, 돌기부(16)의 외부에 방사상으로 감긴다. 결과적으로, 밴드형 영역(51A,53A)의 단부는 도 22에 나타낸 바와 같이 권선(50A)의 코일(18) 외부로 노출된다. 이 경우, 밴드형 영역(51A)의 단부는, 예를 들어, 코일(18A)로부터 위쪽으로 돌출하도록 형성되며, 밴드형 영역(53A)은, 예를 들어, 코일(18A)로부터 아래쪽으로 돌출하도록 형성된다.

심지어 본 변형에 있어, 코일(18A)을 구성하는 권선(50A)의 상단부와 하단부는 코일(18A)의 바깥쪽으로 노출되며, 상기와 같이 상호연결 부재(20,46)의 연결작용이 용이하게 이루어진다.

상기 실시예의 제2변형은 첨부된 도면을 참조하여 아래에 설명된다. 본 변형에 있어서, 회전자(4A)가 도 24~26에 나타낸 바와 같이 회전자(4)대신에 사용된다.

회전자(4A)는 두께 t1의 다수의 부채꼴형 자석 조각(70A)이 조립된 영구 자석 영역인 원통형 영역(71A)과, 페라이트 자석으로 이루어진 부채꼴형 자석 조각인 원통형 영역(71A)의 중심에 고정된 회전축(72A)을 포함한다. 각각의 자석 조각(70A)의 내측 벽면의 중앙부에, 예를 들어 2개의 통과공(73)이 원통형 영역(71A)의 축을 따라 소정 간격으로 형성되며, 페라이트 자석보다 자력이 더욱 강한 희토류 자석과 같은 자성 재료로 만들어진 두께 t2 (t1 > t2)의 자석 조각(74A)이 통과공에 끼워져 고정된다. 철과 같은 자성 재료로 만들어진 두께 t3 (t1 > t3, t1 = t2 + t3)의 요크(75)는 자석 조각(54A)에 호응하여 안쪽방향 방사상으로 통과공에 끼워진다. 고정자(12)는 회전자(4A)의 둘레로 배치되며, 회전자를 고정자(12)에서 발생된 회전자계하에 회전시킨다.

회전자(4A)에 대한 설명이 아래에 주어진다. 도 28a의 트레이스(L3)는 페라이트 자석만이 사용될 때의 회전자의 자기 특성을 나타내며, 도 28b의 트레이스(L4)는 본 실시예에서 회전자(4A)의 자기 특성을 나타낸다. 도 19는 회전자(4A)를 사용하는 차량 모터의 일부분을 나타내는 부분적으로 절개된 단면도이다. 도 27에 나타낸 바와 같이, 회전자(4A)에서 야기된 자속은 고정자(12) 각각의 돌기부(16)에 자기적으로 결합된다. 상기와 같은 배치를 갖는 회전자(4A)에 있어서, 자석 조각(74A)의 위치에서 회전자(4A)에서 야기된 자속 밀도는 도 20b에 나타낸 바와 같이 선행 기술의 자속 밀도를 나타내는 선(L3) 이상으로 증가된다.

심지어 본 변형에 있어서도, 회전자(4A)로부터 야기된 자속 밀도는 증가되며, 차량 모터에 대한 고효율과 고출력을 실현할 수 있다. 더욱이, 비록 페라이트 자성 재료보다 강자성 특성이 더욱 높은 희토류 자석은 코스트가 높지만, 희토류 자석으로 만들어진 자석 조각(74A)이 다만 원통형 영역(71A)의 통과공(73A)에 끼워질 수 있는 크기로 부분적으로 사용되기 때문에, 차량 모터(1)에 희토류 자석을 사용하는 것은 별도의 코스트를 많이 야기하지 않으며, 더욱이 코스트로 인해 상대적으로 구하기 힘든 희토류 자석을 효과적이고 용이하게 사용할 수 있다. 더욱 더, 자석 조각(74A)의 두께 t2는 적은 량의 희토류 자석이 용이하고 효과적으로 사용될 수 있도록 자석 조각(74A)의 두께 t1보다 더욱 작게 만들어진다.

Claims

성형수지로 성형되는 일체형 유닛과; 고정자와 코일과 상호연결 부재를 갖는 일체형 유닛을 포함하는, 차량에 탑재되는 모터.
제1항에 있어서, 상호연결 부재는 코일 단 연결 영역과 외부 단자 영역을 갖는 전기전도층 영역과, 전기전도 영역상에 겹쳐지는 절연층 영역을 포함하며, 코일의 일단은 코일 단 연결 영역에 연결되고, 도선은 외부 단자 영역에 연결되는, 차량에 탑재되는 모터.
제2항에 있어서, 상호연결 부재는 외형이 실질적으로 링형이고, 코일 연결 영역과 외부 단자 영역은 전기전도 영역의 외주면에서 돌출 되고, 고정자는 감겨진 영역으로써 테이프형 코일을 갖고, 테이프형 코일의 도선은 전기적으로 코일 연결 영역에 연결되는, 차량에 탑재되는 모터.
고정자에 감기며, 평면 밴드형 동선으로 구성되는 권선을 가지며, 상기 권선은 고정자의 방사상 안쪽방향으로 고정자에 감기는 제1 밴드형 영역과, 제1 밴드형 영역의 일측단에서 방사상 바깥쪽 방향으로 연장하는 연결영역과, 연결영역의 방사상 바깥단으로부터 제1 밴드형 영역이 연장하는 방향에 반대로 연장하며, 고정자에 감기는 제2 밴드형 영역을 포함하는, 차량에 탑재되는 모터.
제4항에 있어서, 제1 및 제2 밴드형 영역은 연결 영역을 기준 위치로 하여 서로 반대 방향으로 고정자에 감기는, 차량에 탑재되는 모터.
제4항에 있어서, 제2 밴드형 영역이 제1 밴드형 영역보다 더욱 길게 연장되는, 차량에 탑재되는 모터.
원통형 영역으로써 형성되고 페라이트 자성 재료로 만들어진 영구 자석 영역을 포함하고, 원통형 영역의 내측 벽면에 일정 간격으로 축방향을 따라 원주상으로 제공되는 다수의 오목부와, 페라이트 자성 재료보다 강자성 특성이 더욱 우수한 자성 재료로 만들어지고 영구 자석 영역에서 대응하는 오목부에 각각 끼워지는 자석 조각을 갖는 회전자를 갖는, 차량에 탑재되는 모터.
제7항에 있어서, 영구 자석 영역은 자체의 외주면을 따라 다수의 막대 자석을 가지며, 오목부는 각 막대 자석의 중앙에 제공되는, 차량에 탑재되는 모터.
페라이트 자성 재료로부터 형성된 원통형 영역인 영구 자석 영역을 포함하고, 축방향을 따라 일정 간격으로 내측 벽면에 원주상으로 제공된 다수의 통과공과, 페라이트 자성 재료보다 강자성 특성이 더욱 우수하고 영구 자석 영역에서 대응하는 통과공에 각각 끼워지는 자석 조각을 갖는 회전자를 갖는, 차량에 탑재되는 모터.
제9항에 있어서, 영구 자석 영역은 자체의 원주면을 따라 다수의 막대 자석과, 이 막대 자석의 중앙부에 제공된 통과공을 갖는 차량에 탑재되는 모터.
제9항에 있어서, 통과공은 영구 자석 영역의 축방향을 따라 일정 간격으로 다수의 위치에 제공되는 차량에 탑재되는 모터.
제9항에 있어서, 자석 조각은 영구 자석 영역보다 얇게 만들어지며, 요크는 자성 재료로 만들어지고 안쪽 방향 방사상으로 배치되는 차량에 탑재되는 모터.