KR20140009970A - 전기기계-오버 몰딩구조 - Google Patents

Abstract

전기기계(10)는 영구자석(24a,b)을 가진 회전자(14a,b)와, 그들사이에 정의된 에어 갭(25a,b)을 가로질러 자석과 연결하기 위한 고정자 바에 감긴 코일을 가진 고정자로 구성되어 있다. 바(16)와 코일(22)은 에어 갭사이로 확장된 환형 고정자 하우징에 의하여 둘러싸이게 된다. 챔버(52,54,56)는 코일 냉각을 위한 냉매를 수용하는 것으로 정의된다. 고정자 하우징은 기계에서 고정자 바와 코일이 설치된 두 개의 결합된 클램 쉘(42a,b)로 구성된다. 각 클램 쉘은 강화 플라스틱으로 몰드되고, 서로 연결된다(선택적으로 하나 이상 중간요소를 통해서). 적어도 하나의 클램 쉘은 방사상 벽을 형성하는 고정자 바 슈 내에 오버 몰드되고, 선택적으로 아래의 구성요소 중 하나이상을 가진다.
- 원통형 외측 벽 부분을 따라 확장된 원통형 보스 지지대
- 외측으로 챔버를 전기적으로 연결하기 위한 연결 스터드
- 고정자 코일
- 냉각수 주입구과 배출구 포트
- 회전자 베어링의 외측 레이스

Description

전기기계-오버 몰딩구조{ELECTRIC MACHINE-OVER-MOULDING CONSTRUCTION}

본 발명은 고정자에서 회전을 위하여 저널된(journalled) 회전자와 고정자로 구성된 영구자석 전기기계와 그 기계를 제작하는 방법에 관한 것이다. 고정자는 고정자 바에 감긴 코일이 제공되고, 회전자와 고정자사이의 에어 갭을 통해서 그 코일과 서로 협력하는 영구 자석이 제공된다. 기계는 모터 또는 발전기가 될 수 있고, 축 방향 자속기계와 같은 많은 실시 예가 있을 수 있다. 특히, 본 발명은 요크가 없고 세그먼트형 전기장 기계에 관한 것이며, 이하 "Y 기계"라 칭하고, 그러한 기계의 제작 방법에 관한 것이다.

울머(Woolmer)와 맥철로(McCulloch)는 Y기계의 토폴로지를 설명하고, 본 설명은 토크밀도의 향상을 가능하게 하는 고정자에서 철이 감소되는 이점에 관한 것이다. 이것은 고정자 주위에 원주 방향으로 간격을 두고, 바 주위에 감긴 코일 시리즈로 구성되고, 이상적으로 축 방향으로 배치된다(즉, 회전자의 회전축과 평행하다). 회전자는 고정자의 각 코일의 양끝이 마주하는 영구자석으로 제공된 디스크로 구성된 두 개의 스테이지를 가진다. 작업의 단계에서 자기경로는 다음과 같다; 회전자의 첫 번째 스테이지(stage)에서 첫 번째 코일을 통해 첫 번째 자석으로 들어가고; 첫 번째 스테이지에서 회전자의 백아이언(back iron)을 가로질러 인접한 두 번째 자석으로 들어가며; 첫 번째 코일에 인접한 고정자의 두 번째 코일을 통과하고; 첫 번째 스테이지 상에서 두 번째 자석으로 배열된 회전자의 두 번째 스테이지 상에서 첫 번째 자석으로 들어가고; 두 번째 스테이지의 백 아이언을 가로질러 두 번째 스테이지 두 번째 자석으로 들어가며, 첫 번째 스테이지에서 첫 번째 자석으로 배열되고; 첫 번째 코일을 통해 회로가 완성된다.

전기 기계가 가진 하나의 어려움은 일반적으로 충분한 냉각을 제공하는 것이다. 높은 토크에서 코일에서 발생하는 상당한 열은 높은 토크 밀도를 갖는 Y 기계가 가지는 고유 문제이며, 이는 종종 적어도 주기를 연장하기 위해 고용할 수 있는 토크에서 제한요소가 된다.

코일과 영구자석사이의 자기 연결은 발전기의 경우에 자석에 의하여 모터의 경우에 코일 자체에 의하여 코일을 통해서 발생되어지는 강한 자기장에 따라 달라지며, 자기 회로의 투자율은 코일을 통과하는 최대자속밀도를 가능한 낮게 허용하여야 한다. 이러한 목적을 위해 높은 투자율을 가진 코어 또는 바는 감겨진 코일 주위에 제공되어야 한다. 그러나, 바는 적층하는 것이 바람직하며, 그러하지 않으면 바에서 와상 전류의 발생을 줄이도록 배열하여야 한다. 또한, 바는 에어 갭으로 자속을 전파하고 거기에 자속 밀도를 줄이기 위한 슈(shoes)를 제공하는 것이 바람직하고, - 에어 갭은 높은 자기 저항을 가지며, 그 영역을 확대하여 자기저항을 줄이며, 이는 적은 영구 자석 소재가 사용될 수 있음을 의미한다. 그러한 소재의 양을 최소로 줄이는 것이 바람직하다.

WO-A-2006/066740는 내부적으로 고정자 코일이 장착된 원통형 슬리브를 가진 하우징을 포함하는 Y 기계가 개시되어 있고, 속이 빈 슬리브에는 냉각 매체가 순환된다. 그러나, 코일에는 고정자 하우징에 열을 운반하는 열전도 물질이 포함되어 있다. 회전자는 하우징에 저널되어 회전가능하다. 고정자 바는 적층된 것으로 보이며, 그들은 WO-A-03/094327에서와 같이 Y 기계를 개시하는 문헌 GB-A-2379093에 있다.

US-A-6720688에는 회전자가 베네(vane)펌프 역할을 하여 하우징에서 고정자 하우징에 의하여 정의되는 챔버 내부에 유체를 순환시키고, 하우징을 통과하여 연장되는 회전자 샤프트는 하우징내의 베어링위에서 지지를 받으면서 회전자를 지탱하는 Y 기계가 개시되어 있다. 유체는 고정자 코일을 냉각시킨다. US-A-2005/0035676에는 특히 기어없는 차량바퀴의 드라이브에 맞는 다른 Y 기계가 개시되어 있다.

US-A-2007/0046124에는 회전자가 영구자석 세크먼트와 강자성 막대를 원주방향으로 교대하도록 배열된 Y 기계가 개시되어 있다.

Copending 국제 특허 출원, 공개 번호 WO-A-2010/092400("A1"), WO-A-2010/092403("A2")와 WO-A-2010/092402("A3")는 각각의 다양한 측면의 냉각, 자속 관리 및 Y 기계의 모듈 배치에 대하여 공개되어 있다. 각 출원서의 전체 내용은 참조로 포함되어진다.

A1은 영구 자석을 가진 회전자와 그들사이에 정의된 에어 갭을 가로질러 자석과의 상호 작용을 위해 고정자 바에 감긴 코일을 가진 고정자로 구성된 전기 기계에 대하여 개시되어 있고, 여기서 바와 코일은 에어 갭사이로 확장되고 코일 냉각을 위한 냉각매체를 포함하는 챔버를 정의하는 고정자 하우징에 의하여 둘러싸여 있다.

고정자 하우징은 두 개의 환형 플레이트와 두 개의 원통형 벽, 챔버 내의 바들을 위치시키기 위한 요홈을 포함하는 환형 플레이트를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 고정자 하우징의 소재는 비자성이면서 비도체이다. 그러나, 분리된 환형 플레이트와 원통형 벽의 경우에 원통형 벽은 알루미늄이 바람직하고, 환형 플레이트는 플라스틱 소재가 바람직하다. 또한, 환형 플레이트는 상기 원통형 벽과 통합(integral)될 수 있고, 이 경우 원통형 벽은 그들의 원주 둘레를 따라 분리되며, 내부 및 외부 원주 솔기(seam)을 따라 함께 연결될 수 있다. 분할은 두 클램 쉘을 정의하는 중심이 될 수 있다. 클램 쉘은 실질적으로 동일할 수 있고, '미러' 이미지로 서로 잘 맞기 때문에 그래서 분할된 부분의 이음매 주위에 시임(seam)용접을 용이하게 한다. 클램 쉘은 플라스틱일 수 있다.

환형 플레이트는 회전자의 바와 자석사이의 갭을 최소화하기 위해 바의 단부를 얇게 할 수 있다. 원통형 벽은 내부 또는 외부 벽이 될 수 있으며, 상기 외벽은 기계를 탑재하는 수단을 가지고, 상기 내부 벽은 회전자 베어링을 탑재하는 수단을 포함할 수 있다.

A2에서, 축 방향 자속 전기 기계는 회전자의 제 1 및 제 2 스테이지에 원주 방향으로 간격을 두고 영구자석을 구비한 회전자와 상기 스테이지사이에 배열된 고정자로 구성되고, 회전자와 고정자사이에 정의된 에어 갭을 가로길러 영구자석과 자기적으로 상호작용을 하기 위한 고정자의 고정자 바에 감긴 코일을 포함하며, 여기서, 바들은 각 스테이지에서 상기 영구자석을 가진 바들을 통과하는 자속과 연결되는 각 바의 각 종단(each end)에 슈를 가지며, 고정자는 적어도 두 개의 환형 구성요소의 주조물이며, 각각은 연결된 슈의 고리로 구성되며, 하나는 모든 바 또는 일부 또는 그들의 부품을 포함하고, 다른 하나는 남은 바의 일부 또는 그들의 부품을 포함하며, 환형 구성요소들이 상기 고정자 구조물을 완성하기 위하여 함께 연결되기 전에 상기 코일은 바 상에 배열된다. 환형 구성요소는 동일할 수 있으며, 각각은 각 바의 반을 구성할 수 있고, 연결을 용이하도록 구성된 인터페이스로 제공될 수 있다. 또한, A2에서 공개 및 설명하는 것은 영구자석을 가진 회전자와, 그들사이에 정의된 에어 갭을 가로질러 영구자석과 상호작용을 위한 고정자 바에 감긴 코일을 가진 고정자로 구성된 전기기계이고, 여기서. 바는 상기 영구자석을 가진 바를 통해서 자속을 연결하는 슈(shoe)를 가지며, 바와 슈는 서로 분리되어 형성되며, 각각의 적어도 한 부분은 소프트-아이언 입자를 몰딩시켜 형성되어 입자들은 자기저항-평면을 가로지르며 배열되는 작은 크기(short dimension)를 가지고, 바와 슈가 결합되어지면 상기 바의 자기저항-평면은 바의 세로 축에 평행하며, 상기 슈의 자기저항-평면은 상기 세로축을 가로지른다.

상기 자기저항-평면을 가로지르는 작은 크기의 입자 배열은 최소 자기저항을 가지는 각각의 자기저항-평면을 초래한다. 적어도 바들의 입자는 하나의 세로 크기를 가질 수 있고, 또한 상기 입자는 그들의 세로 크기가 자기저항-평면에서 자기저항-방향 및 상기 바의 세로축과 평행한 바들의 상기 자기저항-방향과 평행되게 배열될 수 있다. 슈의 입자들이 하나의 세로 크기를 가진다면, 바람직하게는 상기 자기저항-방향은 바와 슈를 조립하였을 때 상기 세로축에 대하여 방사상 방향이다.

A3에서, 회전자 스테이지는 환형 접시(dish)로 각 구성할 수 있고, 외부 림(rim)은 상기 영구자석에 설치되며, 내부 림은 상기 베어링을 감싸 함께 연결되어진다. 회전자 스테이지는 방사상 평면에서 강도를 증가시키는 접시형상이다(평면은 회전자의 회전축에 수직하고 바람직하게는 고정자 바에 수직한다). 상기 각 내부 림은 상호 맞물림(inter-engagement)을 위한 인터페이스로 원통형 플랜지로 구성할 수 있다. 스페이스는 베어링상에 사전에 설치 조정된 원통형 플랜지사이에 제공할 수 있다. 원통형 플랜지는 상기 회전자 스테이지를 함께 클램핑하여 쪼이기 위한 금속구(fastener)를 수용하는 상기 회전자와 평행되게 배열된 보스(돌기, bosses)들을 포함할 수 있다.

본 발명은 기계의 제조를 용이하게 하는 고정자 코일의 클램 쉘 하우징의 측면에 관한 것이다.

US-A-2006/0043821에는 기계의 오버몰딩 구성 요소에 대하여 개시되어 있다. 이는 두 스테이지에 영향을 준다. 우선, 고정자 바는 위치 링 또는 커넥터 시리즈를 사용하여 임시적으로 조립된 코일이 감겨진 플랜지를 가진 보빈 형상의 슬리브 위에 몰딩되어 있다. 조립된 바와 코일은 사출성형에 의하여 환형 평면으로 형성되어진 전체 고정자 몰드(금형)에 삽입된다. 유사한 배열은 WO-A-01/06623에 공개되어 있다.

본 발명은 요크가 없고 세그먼트형 전기장 기계에 관한 것이며, 그러한 기계의 제작 방법에 관한 것이며, 바는 적층하는 것이 바람직하며, 그러하지 않으면 바에서 와상 전류의 발생을 줄이도록 배열하고, 또한, 바는 에어 갭으로 자속을 전파하고 거기에 자속 밀도를 줄이기 위한 슈(shoes)를 제공하는데 있다.

명세서 상의 상세한 설명 속에서 다양한 해결하려는 과제가 제시되어 있다.

본 발명은 영구자석을 가진 회전자와 그들사이에 정의된 에어 갭을 가로질러 자석과 상호 작용하기 위한 고정자 바를 감고 있는 코일을 가진 고정자로 구성된 전기기계에 있어서, 회전을 위해 회전축 주위에 저널되어진(journalled) 회전자와, 환형 고정자 하우징에 의하여 둘러싸인 바와 코일과, 기계에서 고정자 바와 코일들이 설치된 두 개의 정합(mating) 클램 쉘로 구성된 고정자 하우징과, 내부 및 외부 원통형 벽 부품을 결합하는 내부 및 외부 방사상 벽과 내부 및 외부 반경 상에 원통형 벽 부품을 가진 각 클램 쉘과, 그것에 의하여 두 개의 클램 쉘은 상기 고정자 하우징을 형성하기 위하여 내부 및 외부 원통형 벽 부품의 마주보는 엣지사이에서 연결되고, 클램 쉘은 코일을 냉각시키기 위해 코일 주위를 순환하는 냉매가 통과하는 환형 챔버로 정의되며, 각 바는 바 섹션을 가로질러 가로로 분할되어 연결된 적어도 두 개의 바 부분에서 형성되고, 각 클램 쉘은 강화 플라스틱으로 사출 성형되며, 하나의 바 부분의 슈 주위에 고정자를 오버 몰딩하고, 몰딩된 상기 바 부분을 방사상 벽으로 유지하여 위치시키고, 그것에 의하여 상기 슈는 상기 방사상 벽을 형성함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 효과는 명세서 상의 상세한 설명 속에서 기술적 구성을 기술하면서 유리한 점 및 이점에 대하여 기재하고 있다.

발명의 실시 예들은 첨부된 도면을 참조하여 이하에 더 설명되어 있다.
도 1은 주로 본 발명(하지만 배타적이지 않음)과 관련된 요크가 없고 세그먼트 형 전기기계의 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1의 배치의 사시도이다
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 고정자 하우징과 기계의 고정자를 분해한 사시도이다.
도 4의 a, b, c 및 d는 각각 전기기계의 실시 예에서 고정자 바와 슈의 분해된 사시도와, 바의 다른 실시 예의 단면도와, 바의 또 다른 실시 예의 단면도와, 합성의 고정자 바와 자속 통로의 사시도를 나타낸 것이다.
도 5의 a, b 및 c는 각각 본 발명에 따른 기계의 하나의 실시 예의 평면도이며; 도 5에서 라인 A-A의 섹션과, 동일한 기계의 분해된 사시도를 나타낸 것이다.
도 6a,b 는 도 5a 내지 c 기계의 고정자 하우징의 세부도이고, 도 5c에서 화살표x표 방향에서, 그리고 도 6a에서 라인 AA-AA 섹션을 도시한 것이다.
도 7a와 b, 도 8a와 b, 도 9a와 b 및 도 10a와 b는 각각 분해된 사시도와 본 발명의 다른 실시 예에 따라 조립된 3 가지 배열의 세부 측면 섹션을 나타낸 것이다.
도 11a는 전기 연결 배열을 나타내는 본 발명에 따른 모터를 통과하는 세부 측면 섹션을 나타낸 것이다.
도 11b는 와이어링 옵션을 나타낸 것이다.
도 12a,b는 본 발명의 부가적인 실시 예에 따른 모터의 분해도와 그를 통과하는 측면 섹션을 나타낸 것이다.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다.

요크가 없고 세그먼트 형인 전기자 기계(10)는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 기계(10)는 고정자(12)와 두 개의 회전자(14a, b)를 포함한다. 고정자(12)는 전자(14a,b)의 회전축(20) 주위에 원주 방향으로 간격을 두고 분리된 고정자 바(16)의 집합이다. 각각의 바(16)는 회전축(20)에 평행하게 배열된 자신의 축(16a)을 가진다. 그러나, 그것은 절대적으로 필수적이지 않다. 축 방향 자속 기계에서, 축(16a)은 회전축(20)에 실제로 평행하다. 그러나, 그것은 임의의 각도로 회전축(20)에 대해 균등하게 방사상으로 배열될 수 있다. 후술될 내용은 축 방향 자속 기계에 관한 것이지만, 이것은 문맥이 허용하는 임의의 의미로 제한해서 이해되어서는 안되며, 본 발명은 고정자 바(16)의 다른 경사에도 균등하게 적용된다.

각 고정자 바의 각 종단은 코일 스택(22)을 구속하는 물리적 목적을 제공하는 슈(18a, b)와 함께 제공되며, 스택(22)은 사각 단면(section)의 절연된 와이어(장방형 단면 가능)가 바람직하며 그래서 높은 충전율을 획득할 수 있다. 코일(22)은 (모터의 경우에 있어서) 코일에 전류를 공급하는 전기적인 회로와 연결되어지며, 그래서 코일에 흐르는 전류의 흐름에 의하여 발생하는 자기장의 극은 인접한 고정자 코일(22)과 정반대이다.

두개의 회전자(14 a,b)는 고정자 코일(22)를 사이에 두고 서로 마주하는 영구자석(24 a,b)를 수용한다. 사실, 축방향 자속 기계에서, 회전자와 자석은 방사상으로 배치되지만, 고정자 바가 경사졌을 때도 마찬가지다. 두 개의 에어 갭(26 a,b)는 각각의 슈와 자석 쌍(18a/24a), (18b/24b)사이에 배치되어 있다. 회전축(20) 주위에 이격 코일과 자석의 수는 짝수이고, 바람직하게는, 코일과 자석의 수가 서로 달라서 코일이 해당 자석 쌍과 고정자 대하여 회전자가 동일한 시간과 회전 위치에 오지 않도록 한다. 이것은 코깅(cogging)의 감소를 가져온다.

모터(본 발명과 주로 관련하여)에서, 앞서 언급된 전기회로는 코일(22)에 전류공급(활성화)을 위하여 배열되고, 그들의 극성이 교대로 바뀌어 다른 시간에 코일이 다른 자석 쌍과 배열되게 하여 회전자와 고정자사이에 적용되는 토크를 야기시키는 결과를 가져온다. 회전자(14a,b)는 일반적으로 서로 연결(예를 들어, 샤프트에 의해, 미도시)되고, 일반적으로 고정된 고정자(12, 예를들어, 하우징, 미도시)에 대하여 축(20) 주위를 함께 회전한다. 도 1에 설명된 배열에 의하여 제공되는 자석회로(30)의 유리한 점은 두 개의 인접한 고정자 바(16)와 자석 쌍(24a,b)에 의하여 제공된다. 그래서, 백 아이언(32a,b)은 각 코일(22)로부터 떨어져 마주보는 각 자석(24a,b)의 뒷면사이로 자속을 연결하는 각각의 회전자에 요구되어질지라도, 요크가 없는 것은 고정자(12)에 대하여 요구되어진다.

그래서, 모터의 경우에, 코일(22)의 적절한 전류공급에 의해, 회 전자 (14)는 축 (20) 주위를 회전할 수 있다. 물론, 발전기 상태에서, 회전자(14a,b)의 회전은 회전자(14a,b)가 회전할 때 고정자 바(16)에서 유도된 자속 변화에 따라 고정자 코일(12)에서 전류가 유도된다.

그러나, 두 경우 모두 코일(22)에서 열이 발생되고 이 열을 제거하지 않으면 기계의 효율이 감소되며, 성능 또한 제한된다. 따라서, 본 발명은 냉매를 공급하는 챔버로 정의된 확장된 하우징 내에 고정자 코일(16)을 둘러싸는 것을 제안한다.

도 3에서, 고정자(12a)는 플라스틱 재질의 클램 쉘(42a,b)사이에 위치한 고정자 코일을 도시한 것이다. 이러한 클램 쉘은 외부 원통형 벽(44), 내부 원통형 벽(46) 및 환형 방사상으로 배열된 벽(48)을 포함한다. 환형 벽(48)은 고정자 바(16)의 슈(18a,b)를 수용하기 위한 내부 포켓(50)을 포함하며, 고정자(12a)의 두 개의 클램 쉘 하우징(42a,b)가 함께 조립될 때 고정자 코일 어셈블리(16, 22, 18a,b)를 위치시키기 위해 제공된다. 고정자 하우징(42a,b)은 코일(22)의 스페이스(52)를 내적으로 코일(22)의 외측 주위(54)에서 외적으로 정의한다. 게다가 코일들사이에 스페이스(56)이 있다. 스페이스(52,54,56)은 냉각 챔버로 정의되어 상호 연결된다.

비록 도 3에 도시되진 않았지만, 조립 시, 고정자 하우징(42a,b)는 냉매(바람직하게, 전기적으로 비전도 액체)를 코일 주위로 순환시켜 코일을 냉각하도록 스페이스(52,54,56)속으로 펌프하기 위하여 포트가 제공된다. 사실, 바람직하게는 폴리카본에이트 또는 다른 낮은 열전도성 물질로 만들어졌기 때문에, 코일에 의해 발생되고 슈(18a,b) 속으로 전도된 열은 하우징 속에 남아 있으며, 특히 열에 약한 자석(24a,b)으로는 전달되지 않는다.

바람직한 배열은 앞서 기술한(또는 아래 기술될)기계 구조를 포함하며, 완성되면, 코일(22)를 포함하는 그 공간의 모든 내부 표면을 적시는 액체 수지 또는 래커(lacquer)로 스페이스(52,54,56)는 채워진다. 일단 수지는 모든 표면에 침투할 기회가 주어지면, 스페이스(52, 54, 56)에 의하여 정의된 챔버 내부에 수지로 표면 코팅만을 남기고 기계로부터 배출된다. 그 후 액체 수지는 코일(22)로부터 스페이스(52, 54, 56)을 분리하는 전기적으로 절연된 층을 형성하게 된다. 이러한 수단에 의하여, 물이 냉매로 사용될 수 있다. 적절한 래커는 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 지식 범위에 해당한다.

전기 기계를 위한 코일 코어는 스틸 라미네이션으로 만들어지는 것으로 널리 알려져 있다. 철은 자기장에서 우수한 전도체이다. 그것은 낮은 자기 저항을 가지고, 낮은 자기저항 경로를 제공하며, 낮은 히스테리시스 손실을 가진다. 그러나, 대부분의 강자성 물질의 문제는 그들이 일반적으로 전기 도체라는 것이다. 따라서, 전기 도체를 통과하는 변화하는 자속은 와상 전류를 생성한다. 이것들은 절연이 자속 방향과 평행하게 하여 횡방향 전류를 최소화함으로써 절연체에 의해서 분리되는 라미네이션을 채용하여 최소화된다. 그러나 새로운 기술은 절연체로 코팅되고 원하는 형태(소프트 자성 복합제-SMC)로 성형된 아이언 입자를 채용하고, 수지 절연으로 함께 묶음으로써 일부 성공하고 있다. 고압 압축 과정은 구성요소를 우수한 폼 팩터를 가진 삼차원 자속 패턴이 가능하고, SMC 톱날 형상에 직접 감아서 사용할 수 있어 높은 충전율을 가질 수 있는 복잡한 형상으로 몰딩하는데 사용된다.

사실, 전기 기계의 실시 예에서, 자속의 방향으로 고정자 바와 슈 소재의 자기 저항을 최소화하는 문제는 도 4a,d의 배열에서 해결되었다. 그래서 SMC 소재가 아주 적합할지라도, 저항은 적어도 라미네이션의 방향 또는 평면에서, 여전히 라미레이션 도메인 내에 있기 때문에 그것들은 최상의, 다시말해서 가능한 최소의 저항을 갖지 않음에 주목하여야 한다.

이러한 점에서, 고정자 바(16)와 슈(18)의 구조에서 그러한 입자를 채용하는 것을 제안하며, 그래서 그들은 선호(preference) 방향 또는 적어도 바람직하게는 일반적으로 그러한 입자들에 의하여 제공하는 것보다 낮은 저항의 평면을 갖도록 그것들을 배열하는 것을 포함한다. 바(16)의 경우 선호 방향은 축(16a)에 평행하는 평면이다. 슈(18)의 경우에 최소저항은 세로축(16a)에 수직하는 평면에 배열하는 것이 바람직하다. 이것은 여러 가지 방법으로 제공할 수 있으며, 기본은 도 4a에서와 같이 바(16)과 슈(18)가 분리된 구조로 조립하는 것이다.

그래서, 도 4a의 바(16)은 둥글게 절연 코팅된 소프트 아이언 입자로 제조된다. 이러한 입자들은 금형에 위치시켜서 마지막으로 함께 압력을 가하기 전에 먼저 디스크와 같은 구성으로 평평하게 한다. 금형은 입자의 압축 방향과, 압축에 앞서 초기배열이 입자의 주 크기(major dimension)가 축(16a)에 평행하는 평면에 놓이도록 배열한다. 이것은 본질적으로 둥근 입자로 시작하여 축(16a)에 수직한 방향으로 함께 누르면 비록 부분적이기는 하나 아주 쉽게 이룰 수 있다. 예를 들면, 화살표 방향(A)에서 위로 누르면 방향(A)에 직교하는 평면에서 입자들이 평평해질 뿐만 아니라 화살표(B) 방향으로 그들이 확산하는 경향이 있다.

그러나, 이상적으로, 입자가 연장되고 축(16a)에 그들의 장축이 평행하게 모들에 배치된다. 이것은 입자를 정렬하는 자기장을 채용함에 의하여 달성될 수 있다. 이 경우, 구성 요소에 대한 최소 자속 라인은 축(16a)에 평행한 평면에 있는 것이 아니라, 사실은 특정한 방향에 있다.

반면에, 슈(18)는 바람직하게는 축(16a)에 평행하는 방향에서 둥근 입자를 압축함에 의하여 제조되고, 압축과정 동안 그들은 축(16a)에 수직한 평면에서 측면으로 확산된다. 도 4d에 도시된 자속의 화살 방향에서 보듯이, 슈(18)과 바(16)가 함께 조립될 때, 자속은 세로축(16a) 방향에서 바(16)을 통해서 최소 자기저항으로 이동할 수 있고, 바의 종단(16d)으로부터 축(16)의 방향으로 바(16)을 나와 에어 갭(26a,b)으로 직접 들어가지만, 도4d의 자속 화살표에서 볼수 있듯이 슈의 주변(peripheries, 18c)에 직교하여 들어간다.

바람직한 배열에서, 고정자(16) 역시 최소 자기저항의 방향성 바이어스를 개선할 수 있는 라미레이션 롤로 구성한다. 그래서 도 4b에서, 절연 코팅된 스틸 롤(90)은 형성된 바(16b)의 축(16a)에 평행하는 축을 가지도록 몰드에 배열되어진다(궁극적으로). 몰드는 입자로 채워지고, 압력을 가하여 라미레이션 주위를 단단히 결속시켜서 입자의 최소 자기저항 평면이 축(16a)에 평행하게 된다. 그들은 롤(90)을 둘러싸며, 바에 원하는 사다리꼴 형상의 섹션이 주어진다.

도 4c의 다른 구조는 적어도 축(16a)에 평행하는 최소저항 평면을 가진 압축된 소프트 아이언 입자의 사다리꼴 형상의 코어(92)를 가진다. 라미레이션 롤(92)은 코어(92) 주위를 감게 되고, 원하는 외부 섹션 형상을 가진 바(16c)를 형성된다.

도 4b와 c의 바(16b,c) 둘다 각각 축(16a)에 평행하는 최소자기저항의 선호 방향을 가진다. 컬러(collars, 18c)는 소프트 아이언 입자를 압축하여 형성하며, 축(16a)에 수직하는 최소자기저항평면을 가진다. 조립하였을 때, 바와 컬러는 극도로 낮은 자기 저항을 가진 고정자 코어를 이루고 방향적으로 최적화된다. 또한, 칼라(18c) 대신, 구조의 완성을 위하여 바 요소(element, 16)의 종단에 돌출되는 단부 플레이트(또는 슈요소-미도시)를 채용할 수 있다. 슈 요소와 바 요소의 종단은 다른 것(요소)에 대해 하나를 배열함에 의하여 해당 정합 특성을 (도 4a-d에 미도시)가질 수 있다. 그렇다 하더라도, 이러한 종단 플레이트는 최소 저항의 축방향과 예를들어 최소 저항의 방사상 방향을 가진 칼라 18c와 같은 칼라를 가진 중앙 영역에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 회전자(100)의 특별한 구조를 설명하는 도 5a,b,c를 참조하여 설명된다. 다시 모터가 설명되는 동안, 그 원리가 발전기에 직접 적용되는 것을 이해해야 한다. 사실 모터(100)는 하나의 모터 슬라이스이고, 두 개 이상은 아래 더 기술된 바와 같이 함께 고정될 수 있다. 각 모터는 내부(108a,b)와 외부(106a,b) 원통형 측면 벽사이 반사상이 평면 종단면(104a,b)을 가진 관모양의 고정자 하우징(102a,b)을 가진다. 방사상으로 외부의 원통형 벽(106a,b) 각각 모터의 방사상의 평면 종단면(112a,b)으로 정의되는 외부 주변을 둘러싸는 플랜지 확장(110a,b)를 가진다. 사실, 고정자 하우징(102a,b)은 모터 자체를 위한 하우징으로 구성된다. 다수 하우징(102)은 하우징(102a,b) 주위에 배열된 보스(홈, 113, 도 5c 참조)들을 통해서 볼트와 너트에 의하여 끝과 끝을 함께 체결할 수 있다. 사실, 모터(100)는 예를 들어, 보스(113)를 마운팅 플랜지로 사용하여 차량에 장착할 수 있다.

함께 볼트로 체결 구성된 복합 모터(100)임에도 불구하고, 각각의 모터 슬라이스(100)는 후술한 바와같이 서로 서로 독립적일 수 있으며, 여기서 설명되진 않지만 모터 관리 시스템이 요구하는 자신의 속도와 토크로 구동할 수 있다. 그러나, 또한 후술한 바와 같이 모터 슬라이스(102)는 단일 출력 드라이브에 연결될 수 있고 그래서 이용할 수 있는 출력 토크를 두배로 할 수 있다. 사실, 함께 적층할 수 있는 모터 슬라이스 수의 제한은 없다.

하우징(102a,b)은 각각 방사상으로 외부와 내부 원통형 벽(106a,b, 108a,b)의 그들 내부 종단면(113a,b와 115a,b)를 통하여 정합될 때 고정자 하우징을 정의한다. 환형 챔버(53)는 그 때문에 의해 감싸지고, 슈(118a,b)를 가진 고정자 바(116) 상에 설치된 복수의 고정자 코일(122)을 포함하고 위치시켜 고정한다. 사실 후술된 바와 같이, 적어도 고정자 바의 슈는 고정자 하우징(102a,b)의 재료에 오버몰딩되어진다. 코일(122)은 도 5c에 도시된 바와 같이 회전자 축(120a) 주위에 원주 방향으로 간격을 두고 있으며, 모터에 그것들이 24개 있다(도 10 참조). 각각의 고정자 코일 슈(118a,b)는 챔버(53)의 포켓(150)에 수용되어진다. 하우징(102a,b)은 비도전성이면서 비자성 재료로 몰딩되어지고, 바람직하게는 유리 또는 나일론과 같은 강화된 다른 폴리머 섬유로 몰딩된다. 하우징은 클램 쉘 형상이다.

도 5b에서, 고정자 바(116)은 중심선(117) 아래로 분할되어 각 바의 절반(half)으로 전체 슈(118a,b)를 두 개의 절반으로 나누어 설치되어 있음을 알 수 있다. 클램 쉘(102a,b)는 몰드(금형) 내에서 몰딩되어지고(성형되고), 몰딩 전에, 고정자 바의 슈(118a,b)를 몰드(금형) 내부 공간에 위치시켜서 플라스틱을 몰드 내부로 주입할 때, 슈(118a,b)는 각각의 포켓(150)에 고정된다. 일단 클램 쉘은 성형되면 코일은 각 바 위에 입혀지고 추가로 후술된 바와 같이 배선 처리된다.

마지막으로, 베어링(164)의 외부 레이스(race, 165)는 내부 원통형 벽(108a,b)의 단계(120)에 위치한다. 클램 쉘(102a,b)이 함께 결합되어질 때, 함께 바(116)의 면(117)에 접착제를 부착하여 베어링 외부 레이스가 고정된다. 사실, 전체 베어링(164)은 미리 조립되어서 내부레이스(167)을 가진 베어링에 단계(120)에 의하여 고정된다(capture). 베어링은 사전에 로드된 롤러 요소(도 5b에 도시 된 바와 같이)와 함께 제공될 수 있지만, 내부레이스가 분리될 수 있으므로 내부레이스의 클램핑은 사전로드 요건을 달성한다. 사실, 단계(120)은 베어링 외부 레이스(165)가 장착되어 있는 클램 쉘에 오버몰드된 고체 금속 링(미도시)에 의해 대체될 수 있다.

회전자(114a,b)는 내부 플랜지(166a,b)를 통해 함께 연결된다. 이들은 관 형상이고, 이격된 보스(168)와 함께 제공되어 볼트와 너트를 수용하여 두 개의 회전자(114a,b)를 연결한다. 따라서, 회전자(114a,b)는 완결된, 하나의 통합구조이다. 원통형 플랜지(166a,b)에서 확장은 자석(124a,b)이 설치된 환형 섹션(174a,b)이 끝나는 접시 형상의 날개(172a,b)이다. 사실, 바람직하게는 확장(174a,b)은 자석을 수용하는 포켓(176)에 제공되어 그들을 견고하게 위치시킨다. 조립했을 때, 내부 플랜지(166a,b)는 서로 맞물린 손가락(169) 형상을 가지며 베어링(164)의 내부 레이스(167)를 클램프한다.

자석(124a,b)와 클램 쉘(142a,b)사이에는 에어 갭(126a,b)이 있다. 모터 기술에서 잘 이해된 바와 같이, 에어 갭은 자기 회로의 자기 저항을 줄이기 위해 가능한 한 작아야 한다. 그러나, 모터의 배열은 도 5a,b,c를 참조하여 기술하며, 모터(100a,b)의 조립에서 수용해야 하는 몇가지 제조 공차에 의해 설계될 수 있는 매우 좁은 에어 갭을 허락한다. 베어링(164)은 회전자에서 공전의 비교적 중요한 소스이기 때문에 회전자가 잠재적으로 조정되어 베어링에 전응력(pre-stress)를 적용하게 되며, 전응력(pre-stress)는 그들사이에 배열된 스페이서에 의해 제한될 수 있다. 물론, 스페이서의 축 크기(dimension)는 꼭 맞도록 하기 위하여 연마할 수 있다. 그러나, 베어링은 별도로 하더라도, 오차를 증가시키고 큰 에어 갭을 필요로 하는 다른 요소는 상대적으로 많지 않다. 물론, 하나의 그러한 구성요소는 고정자(112) 자체이고, 왜냐하면, 원통형 벽(106a,b)의 크기는 그들 속에 포함된 클램 쉘에 의하여 형성된 벽이 존재함에도 불구하고 가능한 가장 작게 에어 갭(126a,b)을 보장하는데 중요하기 때문이다. 또한, 이 회전자의 임의의 스트레스가 그것을 수용해야 하는 고정자 하우징(112)에 응력을 발생시킬 것은 명백하다. 챔버(53)에 걸쳐있는 일련의 고정자 바와 슈는 하우징(112) 축방향으로 매우 안전하게 만들기 위해 챔버(53) 내부에서 상당한 강화를 제공한다.

더 나아가, 고정자(112)에 직접 회전자(114)를 설치하는 원리(concept)는 두가지 더 유익한 효과가 있다. 첫째는 자석(124)와 코일(122)이 회전축(120a)으로부터 가능한 멀리 떨어져 배치되어 코일과 자석사이의 자기변형의 동작(acting)이 회전 축에 대하여 최대 토크로 전달되도록 요구하는 모터 설계의 일반적인 원리와 관련이 있다. 그러나 이것은 고정자에 대하여 회전자가 고정된 거리가 자석/코일의 반경보다 작지 않다면, 회전자는 그 거리에 엄격해야 한다. 고정자(112)에 직접 회전자(114)를 설치함에 의하여 거리가 감소하므로 회전자는 엄격할 필요가 없다. 또한, 에어 갭이 더 작아질 수 있다. 두 번째로, 관모양의 바디(166)로 변형하여 접시 형상의 환형(172)를 사용한 회전자를 연결함에 의하여 자속을 위한 부가적인 리턴 통로(30)가 생성된다. 적어도 이것은 회전자가 강자성 소재로 만들어진 경우이다. 이 부가적인 자속 통로는 자석들사이의 플랜지(174)에서 원주방향으로 자신을 제한하는 자속에 대한 필요조건(requirement)을 감소시키지만 또한 각 자석-코일-자석 회로를 위한 선택적인 리턴 통로를 허용하기 때문에 이점이 있다. 그렇게 함으로 자기 회로의 전체 저항은 감소된다

자석으로 인해 각각의 회전자에 적용되는 축방향 힘은 중요하고, 그것은 에어 갭의 감소로 증가하며, 회전자 당 7500N의 오더(order)가 될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 이러한 결과로, 회전자의 축 지지(support)는 매우 중요하고 따라서 고정자와 회전자사이의 베어링(들)이 이러한 힘에 대하여 강하고 안정적인 반응을 제공하는 것이 필요하다. 회전자를 완벽하게 고정자의 양쪽에 위치시킬 경우에 네트(net) 축방향 힘은 영(0)이 되나, 이것은 견고한 베어링조립과 공차를 타이트하게 적용하여 달성할 수 있다. 그러나 여기에 기술된 고정자 내부에 직접 회전자를 설치함에 의하여 합리적인 가격에서 그러한 정도를 이룰 수 있다. 베어링을 축방향으로 위치시켜 정착시키는 것에 대한 단계(120)은 이러한 관점에서 중요하다.

물론, 각각의 원통형 벽(106a,b)사이의 접합(joint)은 동일하게 중요하다. 클램 쉘(102a,b)는 실질적으로 동일할 수 있고, 서로 미러 이미지일 수 있고 또는 다를 수 있다. 아래 기술될 실시 예에서는 서로 다르며, 이유는 설명되어진다. 그래서 클램 쉘(102a)에 내부 및 외부 원통형 벽(106a,108a)의 종단면(111)에 그루브(109)(도 6b 참조)가 제공된다. 해당 립(lips, 미도시)은 클램 쉘(102b)의 다른 벽(106b, 108b)의 해당 종단면에 제공되고, 복잡한 연결 영역(이것은 방사형으로 정확하고 긴 누출 경로와 대형 연결 영역을 제공한다)이 제공된다. 접착제 본딩은 역시 적어도 모터(100)을 완전하게 제작하는 동안에 임시조치로 가능한 연결 메카니즘이다.(보스(113)를 연결하는 볼트도 함께 클램 쉘을 고정시키기 때문이다. 씰링(미도시)이 그루브(109)에 배열될 수 있다. 고정자(112)의 축방향 크기를 결정하는 것은 면(111)이다.

클램 쉘(102a)에 포트 보스(154)를 제공하며, 냉매를 위한 입력 포트(156)과 출구 포트를 제공한다. 챔버(53) 내부에 장벽 또는 블록(158a,b)은 코일(122)에 인접하게 형성되고, 챔버(53)은 두 개의 환형 통로로 나누어져 포트(156)로 주입되는 유체가 포트(160)로 배출되기 전에 코일(122)의 다양한 것들 사이로 흘러들어가 모터 주위를 순환하고, 펌프와 열교환기로 냉매(둘 다 미도시)가 돌아온다.

바람직한 배열은 입구(156)과 출구(160, 도6a 참조)사이 코일의 양측면에 있는 블록(158a,b)를 가지고, 다른 블록(미도시)은 코일의 내측 및 외측에 교대로 기계 주위에 주기적으로 배치되어진다(매 4개 코일). 이러한 배치에 의하여 유체는 출구로 들어가서 기계의 외측 주위에서 시작하며, 그러나 세 번째 블록(158c)에 의하여 챔버(53)의 내측으로 직접 이동하여 인터리빙 코일(122)의 다른 것들사이로 들어간다. 그로부터 유체는 기계 주위 순환이 계속되나, 내부 블록(보이진 않지만 편리하게 180도 반대로 위치하는 불록(158a,b))에 의하여 강제되어 챔버의 외측면으로 유체가 이동한다. 또한 기계 주위에 다른 외부 블록(미도시, 180도 반대 방향으로 위치하는 블록(158c)은 블록(158b)에서 유체가 다시 외측으로 이동하기 전에 다시 내부로 강제로 전환 이동시키고, 최종적으로 출구(160)을 통해서 기계를 빠져 나간다. 이 설계(scheme)에는 4 가지 전환이 있다. 그러나, 임의의 짝수 전환이 가능하다.

앞서 언급한 바와 같이, 두 개의 모터(100)는 배열된 보스(113)을 통해서 클램 쉘 하우징(112)의 두 스텍(stack)을 통과하여 관통하는 볼트로 내부적으로 연결될 수 있다. 그런 경우에, 모터는 회전자(114)와 서로 연결되지 않고 독립적일 수 있다. 그러나 주 회전자를 관통하도록 각 보스(168)을 관통하는 볼트를 연장하고 그들사이에 적당한 스페이서(미도시)에 배치함에 의하여 그들은 분명히 독립적일 수 있다. 사실, 아무것도 모터를 시리즈로부터 부가하지 못하게 할 수 없으므로 세 개 이상의 모터가 직렬(tandem)로 채용될 수 있다.

복합 모터의 (최종)면은 커버에 의하여 막혀 있다(미도시). 이러한 커버의 부재에서, 기계(100)의 폭은 특히 회전자 스테이지(114a,b)를 수용하는 외부 플랜지(110a,b)의 클램 쉘(102a,b)에 의해 정의된다.

모터(100)의 출력(미도시)은 임의의 적절한 구성 요소를 포함할 수 있고 샤프트가 될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 자동차 애플리케이션에서, 그것은 3 잎(three-lobed) 요크를 가진 샤프트의 수용을 위한 삼각대 컵(미도시)을 갖는 표준 드라이브 허브 일 수 있다. 그러나, 어떠한 모터 설계의 방해없이 출력 구성의 변화가 가능하다는 것은 고정자상에 회전자를 직접 장착한 측면 때문이다. 따라서, 샤프트없는 토폴로지는 다음과 같은 폭 넓고 다양한 출력을 허락한다.

자동차 "일정한 속도"(CV) 조인트 하우징;

스플라인 샤프트(남성이나 여성); 및

임의의 구멍 패턴 가진 플랫 드라이브 플레이트.

회전축에서 멀리 떨어진 고정자에 직접 로터를 장착함에 의하여 상당한 빈 공간이 회전자 내부에 생성됨을 볼 수 있다. 응용에 따라서, 이것은 모터 내부에, 특히 기어 박스, 유성 기어 박스를 배치할 수 있는 기회를 제공한다. 어느 정도까지, 코일을 관리하는데 필요한 전자가 넓은 범위의 속도에 대해 실질적으로 일정한 최대 토크(냉각 제한에만 실질적으로 적용)에서 작동할 수 있도록 할 수 있기 때문에 현재 설계되는 기계들이 가지는 많은 상황에서, 기어 박스가 필요하지 않다. 예를 들어 3000rpm을 초과하는 회전 속도에서 모터 슬라이스 당 500Nm의 토크가 가능하다. 그럼에도 불구하고, 이 옵션은 의심의 여지없이 사용할 수 있다.

이러한 배열은 일반적으로 회전자가 하우징에 고정되는 베어링에 지지되는 경우에 그러하듯이 회전자의 저널 배열을 방해하는 요건(requirement)이 없기 때문에 직렬로 기계를 상호 연결할 수 있는 이점이 있다. 분명히, 고정자의 시작 위치와 고정자가 고정되는 하우징이 끝나는 위치에 대해 다소의 논쟁의 여지가 있다. 사실, 옵션으로 본 발명은 모터 용어로, 다음과 같은 비 독점적인 옵션 목록을 제공한다.

(a) 스플라인 출력을 가진 싱글 500Nm 슬라이스;

(b) 자동차 애플리케이션을 위한 자체 CV형-출력을 가진 두 개의 독립적으로 제어되는 500Nm 슬라이스;

(c) 잠재력으로 (높은 성능의) 자동차 애플리케이션을 위한 CV형-출력을 가진 두 쌍으로 결합된 4개의 슬라이스;

(d) 함께 2000Nm 내는 견고하게 고정된 4개 슬라이스;

본 발명의 특정 실시 예는 이제 아래에 설명되어 있다.

앞서 분명하게 기술한 바와 같이, 모터(100)의 고정자 하우징은 단지 고정자를 위한 하우징일 뿐만아니라, 임의의 밀폐(closing) 커버에도 필요한 전체 모터에 대한 하우징이다. 따라서, 예를 들면 그것은 나일론 또는 더 특별하게는 폴리프탈아미드(polyphthalamide, PPA) 유리 또는 탄소 섬유 강화 플라스틱를 채용하여 제공하는 구조적 견고함을 필요로 한다. 본 발명은 어떤 요소들이 후술된 바와 같이 여러 가지 이유로 모터를 제작하는 동안 고정자 하우징에 의하여 오버몰드되어 있다.

도 6a,b를 도면을 참조하면, 슈(118)는 포켓(150)에 위치될 뿐만 아니라 실제로 포켓(150) 내부로 몰드되어 있다. 이러한 목적을 위해, 포켓은 취급을 용이하게 하고 몰딩 후 포켓에서 슈를 유지하기 위해 작은 요각(re-entrant)을 가질 수 있다. 그러나, 이것은 슈가 슈 페이스와 측면에 플라스틱의 접착을 용이하게 하기 위해 프라이머로 코팅할 수 있기 때문에 거의 필요하지 않다. 둘째, 포켓의 측면(153)은 냉각하는 동안에 슈와 플라스틱사이 차동 수축 때문에 슈를 단단히 잡는다. 슈(118a,b)의 오버 몰딩은 얇은 종단면(104a)의 형성이 용이하기 때문에 어떤 경우에 선호한다. 즉, 그것은 슈면(118a,b)에 플라스틱 소재의 흐름을 지원하고 얇은 영역 위로 고르게 완전히 덮는 것을 보장할 수 있는 그루브의 트리(151a)를 제공할 수 있다. 분명히, 그런 트리는 몰드 자체의 양쪽 측면에서 형성하는 것도 가능하고, 슈가 오버 몰딩되지 않는다하더라도; 그러나, 이 경우에, 그것이 외부면(104a)에 있다면, 트리는 자석이 면(104a)에 인접하여 배치되는 것을 방지하기 위해 벽을 효과적으로 두껍게 할 것이다. 이것은 이후 얇은 두께를 복원하기 위해 면(face)을 접지할 트리를 요구한다. 트리가 포켓(150)의 내부에 있다면, 그것은 슈의 면에 형성된 해당 트리에 정확하게 맞을 필요가 있을 것이다. 그것이 분명 적합에 가까울 수는 없을 것이다. 몰드로서 슈면 자체를 사용한다면, 트리(151)와 그루브(151a)사이 정합이 보장될 뿐만아니라, 그것이 그들사이에 완전하게 맞도록 구성되고, 포켓(150)에서 슈의 위치와 보존(retention)의 안전성을 부가할 수 있다. 도 6B에서와 같이 그루브 트리(151a)는 화살표 방향으로, 즉, 회전축(120a)으로부터 방사상으로 외측 방향으로 몰드를 수행한다.

슈도 할 수 있는 것처럼 너무 일찍 굳지 아니하고, 쉽게 흐를 수 있도록 용융 플라스틱을 지원하기 위하여 금형을 예열할 수 있다. 선택한 정확한 온도는 사용하는 플라스틱에 따라 달라지지만, 폴리프탈아미드(polyphthalamide)의 경우, 몰드(금형)은 150°C의 온도에서 할 수 있고, 슈는 180°C에서 할 수 있다.

도 7a와 b를 참조하면, 클램 쉘(202) 포켓의 얇은 벽은 모두 제거 될 수 있으며, 고정자 슈(218)가 오버 몰드되어진 윈도우(250)에 의하여 대체될 수 있다. 슈는 복잡한 에지(220)을 가지며, 좋은 접착제에 의해 윈도우(150)에 접촉하고 위치할 수 있다. 상기 클램 쉘(202)은 슈(218)가 오버 몰드되어 형성되어질 때, 위치 특징(222)은 안쪽으로 향한다. 이것은 딤플(dimple)일 수 있고, 고정자 바(216)의 종단면(224)에서의 해당 특징(즉, 딤플)과 일치하며, 그러함에 의해 방사상 면에서 그들의 상대적 위치가 정확하게 제어될 수 있다. 또한 비록 자기 저항을 개선하기 위해 접착제를 생략하는 것이 바람직 할 수도 있지만, 상기 고정자 바(116) 및 슈(218)사이의 접착력에 의해 개선된 본딩이 달성될 수 있다. 앞서 기술한 도 4a내지 d에서와 같이 구성하므로, 바(216)과 슈(218)은 방향적으로 바람직한 자기 저항 물질로 형성될 수 있다는 것을 주목해야 한다.

도 8a와 b는 전체 슈와 일부 바(317)는 오버 몰드되어지고 클램 쉘(302)의 윈도우(250)을 충전하는 선택 가능한 배열을 보여준다. 일부 바(317) 부품의 면(224)은 앞서 설명한 특징(222)를 가지나, 여기서 부품(222)이 적절하게 상호 작용하도록 조심해야 한다. 이것은 두 개의 동일한 바 부품(317)이 적절하게 서로 맞물지도록 대칭적으로 특징(222)을 만들므로 달성될 수 있다.

또한 고정자 하우징에 의해 선택적으로 오버몰딩된 구성 요소는 보스 강화 또는 슬리브(113x)(도 5C에 삽입 참조)이다. 이들은 보스(113)를 줄을 세우고(line), 보스(113)를 통해서 볼트가 쪼여질 때 플라스틱 소재의 손상을 방지한다. 그러나, 그러한 슬리브는 동일하게 몰딩 후 압력(press) 끼워맞춤이 될 수 있다. 그 경우에 적어도 슬리브(113x)의 한 쪽 종단은 나팔처럼 벌어지지 않는다.

도 9a 및 b에서, 코일(422)은 클램 쉘과 클램 쉘(402)의 윈도우(450)의 림(414)에 대한 코어를 형성하는 코일의 일측 에지(410a)에 의하여 오버 몰딩되어진다. 반대편의 에지(410b)는 다른 클램 쉘의 해당 면(미도시)에 의하여 돌출될 때, 관통구(430)는 전체 바-요소와 슈(417)가 결합되는 곳에 형성된다. 환형 포켓(432)은 거기에 본드될 수 있는 바 에지(418)를 위한 자리(seat)를 제공한다. 다시, 각 바 요소(417)의 면(424)는 특징(222)를 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 바(417)과 코일(422)은 클램쉘(402)에 의하여 오버몰딩된다.

도 10a와 b에서, 링(500)은 클램 쉘과 고정 바(116)사이에 연결을 강화하기 위하여 각 포켓(150) 주위 클램 쉘(102a',b')(그렇지 않으면 도 5c의 클램 쉘과 동일)에서 오버몰딩된다. 포켓의 코너(502)는 반경(R)을 가진 모서리가 깎음으로써 적어도 부분적으로 완화되는 접어져 응력 집중을 나타내는 것으로 확인되었다(도6b를 보라). 그러나, 강화 링(500)은 가해진 응력의 효과를 중화한다.

도 11a,b에서, 구동 위상 도체(u)(삼상 공급,u,v,w)는 너트(610)에 의하여 터미널(600)에 연결된다. 터미널(600)은 슬롯(621)에 의하여 분리된 두 개의 육각형 플랜지(620)을 가진 스터드로 구성되고, 회전하는(자신의 축에 대하여) 스터드를 보호하기 위한 육각형 플랜지(620)와 축방향으로 스터드를 위치시키기 위한 벽의 두 개 삽입 슬롯(621)을 가진 클램 쉘(602)에 오버 몰드된 스터드이다. 코일에 의한 권선(630, 미도시)은 부가된 너트(611)에 의하여 스터드(600)의 아래측으로 연결된 클램프(640)과 상호 연결되어 있다. 버스 바(650)는 또한 모터(100) 또는 다른 모터 상의 동일한 위상 코일의 터미널에 연결될 수 있다. 위상 도체(u)는 다른 위상으로 리턴하기 전에 90도 상호 분리된(24 코일을 가진 45도) 각 4분면에서 각 첫 번째 코일에 시리즈로 연결된다(즉 u->v, v->w, w->u).

포트(156,160)(도6a)로 돌아가서, 이들은 몰드된 플라스틱의 특징(features)일 수 있다. 그러나, 그들 자체가 몰드되건 또는 상기 플레이트가 통합되건, 스터드 형성에 있어서 도관 연결 및/또는 고정 수단과 함께 씰(seal)을 형성하기 위한 플레이트를 오버-몰드하는 것은 가능하다(앞서 표시되지 않은 것).

결국, 앞서 언급된 바와 같이, 다양한 링과 다른 금속 소자들은 플라스틱 재질의 클램 쉘의 응력 아래서 형상과 짜임새(integrity)를 유지하는데 도움이 되도록 클램 쉘에서 오버 몰드될 수 있다. 특별히, 앞서 언급된 바와 같이, 링은 베어링(164)를 지지하기 위하여 내부 원통형 벽(108,a,b)에 오버 몰드될 수 있다.

구성요소들을 오버 몰딩하는 것은 클램 쉘 하우징을 형성하는 몰드에서 그러한 소자를 수용하기 위하여 스페이스를 생성하는 것을 포함한다. 클램 쉘 하우징은 한 방향으로 개방된 두 부분 몰드에 의하여 이상적으로 형성되고, 코어와 요형(re-entrants)는 부가적인 소자에 의하여 형성할 수 있다. 그러나, 앞서 기술한 모터의 조립은 몰드를 종료하기 전에 몰드에서 적당한 스페이스 속으로 슈(118a,b)를 잘 끼워맞춤으로써 실질적으로 용이해진다. 금형의 종료는 슈가 적절하게 위치하면 달성할 수 있으며, 결과적으로 주입에 의하여 자리를 잡고 경화후 몰드를 개방하였을 때, 슈가 클램 쉘 내에 모두 위치하고 유지된다. 위치를 유지한 슈는 모터의 부가적인 조립을 용이하게 한다. 예를 들면, 만약 코일이 클램 쉘 내에 오버 몰드되지 않았다면, 특징(222)를 사용하여 슈 상에 설치할 수 있는 바 상에 쉽게 위치킬 수 있다(도 7a,b). 또한 슈는 코일이 바 위로 단순히 감겨질 때 슈와 통합될 수 있고, 하나의 몰드 내에 그들이 오버 몰드되어질 경우 또는 나중에 조립 시에도 가능하다. 코일은 구멍을 가진 코어에 사전 감겨져 있을 수 있으며, 예를 들어, 권선을 위하여 형성된 임시 고체(solid)에 주입 몰드된 슬리브이다.

도 5내지 11을 참조로 기술된 발명의 실시 예에, 기계와 고정자를 위한 하우징을 구성하는 몰드된 클램쉘을 포함하며, 도 12a와 b의 실시 예에서는 알루미늄 또는 다른 금속 슬리브(1001)를 구성하는 전체로서의 기계(1000)의 하우징을 포함한다. 슬리브(1001)은 크기(demensional)의 정확성을 위하여 가공된 면을 가진 케스트(cast) 재료가 편리하다. 클램 쉘(1002)은 동일하며 내부 원주 벽 또는 그것의 외부 원주에서 플랜지(1008)와 작고 두껍게된 부분을 가진 환형 디스크를 포함한다. 이전의 실시 예로서, 특히, 도 6의 실시 예는 고정자 바(1116) 각각은 슈 요소(1118)와 전체 반(half)-바 요소를 포함한다. 사실, 여기서, 각 슈 요소(1118)는 돌출되게 형성하거나 슈 요소(1118) 하부를 깎은 형상으로 형성되며, 그래서 슈는 클램 쉘(1002)의 몰드된 재료 속에 배치 고정된다.

필요한 고정자 하우징 및 챔버 벽을 제공하는 것 외에도, 성형된 클램 쉘(1002)에서의 금형(미도시)은 기계(1000)에서 서로에 대한 위치에 정확하게 슈(1116)를 위치시키는 지그를 형성하고, 기계 조립 후 그 위치를 유지하는 클램 쉘을 형성한다. 본 실시 예에서, 별도의 코일 어셈블리(112)는 쌍에 감긴 코일(1022)로 구성 제공되고 코일 지그에 설치되며, 그래서 와이어링이 완성되면 도 11b 예에서 처럼 코일을 클립하여 그들 모두 느쓴한 원으로 함께 묶어진다. 위상 핀(u,v,w)를 가진 연결 플러그(1672)는 맨 마지막에 부착되고, 이것이 완성되면, 코일 원(circle)은 하우징(1001)의 일부가 되는 소켓(1674)에 부착된 플러그와 함께 하우징(1001)에 위치한다. 전기 연결은 외부로부터 하우징(1001)의 내부로 밀폐된 소켓(1674)에 의하여 이루어진다.

다음은, 클램 쉘(1002) 중 하나는 하우징(1001)두 내부 숄더(1004) 중 하나에 제공되며, 두꺼워진 에지(1006)와 숄더(1004)사이에 적절한 접착제를 사용하여 위치에 접합된다. 이 과정에서 코일은 고정자 바(1116)의 바 요소(1117) 위에 고리를 이룬다. 링(1200)에 설치된 베어링은 내부 원통형 벽(플랜지, 1008) 내부에 살짝 끼워져 그 장소에 접착된다. 링(1200)의 릿지(1202, ridge)는 플랜지(1008)의 종단면에 인접하고 링은 축방으로 위치한다. 결국, 두 번째 클램 쉘(1002)이 위치하고, 접착제가 바 요소(1117)의 종단면(1117a)에 적용되어 각각은 함께 본딩된다. 플랜지(1006)는 역시 하우징(1001)의 다른 숄뎌(1004)에 접착되고 플랜지(1008) 슬립 위의 링(1200)에 접착된다. 도 12b에서 가장 명확하게 알 수 있는 바와 같이 릿지(1202)는 두 클램 쉘사이에 고정되어 있다. 베어링(1164)은 베어링 시트와 베어링 레이스의 다른 면에 위치하는 서클립(circlip)을 수용하기 위한 그루브(1210)와 베어링 시트의 외부 레이스(1165)에 대한 숄더(1208)를 가진 링(1200)에 위치할 수 있다. 내부 레이스(1167)은 회전자(도 12a,b에 표시되지 않음)를 장착한다.

앞서 기술된 배열(arrangements)은 전체 기계의 제작을 용이하게 한다.

본 명세서의 상세한 설명과 특허청구범위를 통해서, 단어는 "구성"및 "포함된" 및 그들의 변형은 "포함하되 이에 국한되지 않음"을 의미하며, 그들은 다른 부분, 첨가제, 구성 요소, 정수, 단계를 배제하는 것을 의도하지는 않는다. 본 명세서의 상세한 설명과 특허청구범위를 통해서 문맥이 달리 요구하지 않는 단수는 복수를 포함한다. 특히, 불명료한 조항은 문맥이 달리 요구하지 않는 한 본 명세서의 상세한 설명을 통해 단수는 복수를 포함한다.

본 발명의 실시 예 또는 예에서 특정 측면과 연결 함께 설명된 기능, 정수, 특성, 화합물, 화학 부분 또는 그룹은 호환될 수 있다면 여기에 기술된 어떤 다른 예, 실시 예 또는 예에 적용될 수 있는 것으로 이해할 수 있다. 상세한 설명(특허청구범위, 요약, 도면에 포함된) 공개된 모든 특징 및/또는 공개된 방법 또는 프로세스의 모든 단계들은 적어도 이러한 기능 및/또는 단계의 일부가 상호 배타적인 조합을 제외하고 임의의 조합으로 결합될 수 있다. 본 발명은 전술된 임의의 실시 예의 세부 사항에 제한되지 않는다. 본 발명은 명세서(특허청구범위, 요약 및 도면에 기재된 사항 포함)에 개시된 특징의 임의의 새로운 조함 또는 하나의 새로운 것으로 확장되거나 개시된 임의 방법 및 프로세서의 단계에서 임의의 새로운 것 하나 또는 임의의 새로운 조합으로 확장된다.

독자의 주의는 본 출원과 관련된 본 명세서가 현시점 또는 이전에 출원된 모든 서류 및 문서로 향하고, 본 명세서는 공공 볼수 있도록 개방되고, 이러한 모든 서류와 문서의 내용은 여기 참조문헌과 연관된다. 참고문헌은 {[1] TJWoolmer and MDMcCulloch “Analysis of the Yokeless and Segmented Armature Machine”, International Electric Machines and Drives Conference(IEMDC), 3-5 May 2007}이다.

Claims (58)

1. 영구자석을 가진 회전자와 그들사이에 정의된 에어 갭을 가로질러 자석과 상호 작용하기 위한 고정자 바를 감고 있는 코일을 가진 고정자로 구성된 전기기계에 있어서, 회전을 위해 회전축 주위에 저널되어진(journalled) 회전자와, 환형 고정자 하우징에 의하여 둘러싸인 바와 코일과, 기계에서 고정자 바와 코일들이 설치된 두 개의 정합(mating) 클램 쉘로 구성된 고정자 하우징과, 내부 및 외부 원통형 벽 부품을 결합하는 내부 및 외부 방사상 벽과 내부 및 외부 반경 상에 원통형 벽 부품을 가진 각 클램 쉘과, 그것에 의하여 두 개의 클램 쉘은 상기 고정자 하우징을 형성하기 위하여 내부 및 외부 원통형 벽 부품의 마주보는 엣지사이에서 연결되고, 클램 쉘은 코일을 냉각시키기 위해 코일 주위를 순환하는 냉매가 통과하는 환형 챔버로 정의되며,
   각 바는 바 섹션을 가로질러 가로로 분할되어 연결된 적어도 두 개의 바 부분에서 형성되고,
   각 클램 쉘은 강화 플라스틱으로 사출 성형되며, 하나의 바 부분의 슈 주위에 고정자를 오버 몰딩하고, 몰딩된 상기 바 부분을 방사상 벽으로 유지하여 위치시키고, 그것에 의하여 상기 슈는 상기 방사상 벽을 형성함을 특징으로 하는 전기기계.
2. 청구항 1에 있어서,
   방사상 벽은 에어 갭을 통해서 확장되고, 바와 회전자 자석사이 갭을 최소화하기 위하여 클램쉘에 의하여 유지된 각 바의 슈가 있는 곳을 얇게 형성함을 특징으로 하는 전기기계.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 방사상 벽은 외부 면이 실질적으로 평탄(flat)함을 특징으로 하는 전기기계.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   포켓은 오버몰딩 동안 고정자 바의 슈 주위 방사상 벽에 내부적으로 형성되고, 그러한 포켓의 바닥은 얇게 구성되며, 전환 영역(transition zone)이 상기 얇게 형성된 곳과 방사상 벽사이에 제공되어 응력 집중을 실질적으로 방지함을 특징으로 하는 전기기계.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 얇게 형성된 곳에 대한 슈의 면은 그루브로 구성되어 그 영역을 통해서 얇게 형성된 곳에 용융된 플라스틱 재료의 이동이 용이하도록 구성함을 특징으로 하는 전기기계.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 그루브는 트리 형상(tree formation)임을 특징으로 하는 전기기계.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 고정자 바 부품의 일부는 터미널 슈 요소와 중간 바 요소로 구성되고, 각 고정자 바의 슈 요소는 고정자 하우징을 형성하는 동안 방사상 벽에 의하여 오버 몰딩됨을 특징으로 하는 전기기계.
8. 청구항 7에 있어서,
   각 고정자 바는 두 개의 슈 요소와 하나의 바 요소를 가진 3개의 구성요소로 구성됨을 특징으로 하는 전기기계.
9. 청구항 8에 있어서,
   슈 요소는 고정자 하우징 클램 쉘을 형성 동안에 몰드에 슈 요소를 위치시키고, 고정자 하우징 조립하는 동안에 바 요소를 위치시키기 위하여 그것의 내부 면에 위치 특징을 가짐을 특징으로 하는 전기기계.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 위치 특징은 슈 요소의 표면에 오목부(dimples) 또는 볼록부(pimples)로 구성되며, 몰드 코어와 바 요소에 해당 오목부(dimples) 또는 볼록부(pimples)를 가짐을 특징으로 하는 전기기계.
11. 청구항 7에 있어서,
    각 고정자 바는 두 개의 슈 요소를 가진 두 개의 바 부품으로 구성되고, 이들 중 적어도 하나에 상기 바 요소가 통합됨을 특징으로 하는 전기기계.
12. 청구항 11에 있어서,
    두 개의 바 부품은 실질적으로 동일하고, 각각은 슈 요소와 바 요소를 가짐을 특징으로 하는 전기기계.
13. 청구항 11에 있어서,
    하나의 슈 요소는 단지 하나의 슈 요소이고, 반면에 다른 하나는 그것과 통합 결합된 전체 바 요소를 가진 하나의 슈 요소임을 특징으로 하는 전기기계.
14. 청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    슈 요소와 바 요소는 분리된 구성요소이고, 그들 각각의 자기 저항은 최적 방향에서 최소화되도록 구성됨을 특징으로 하는 전기기계.
15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 클램 쉘은 회전자 수용을 위한 홈을 제공하기 위하여 외부 원통형 벽 부분에 외부 플랜지를 가지며, 고정자 하우징은 기계의 하우징으로 구성됨을 특징으로 하는 전기기계.
16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    클램 쉘의 내부 및 외부 실린더 벽 부품 중 적어도 하나는 중간 구성요소를 통해서 함께 연결됨을 특징으로 하는 전기기계.
17. 청구항 16에 있어서,
    청구항 15의 종속항일 때를 제외하고, 상기 중간 구성요소는 외부 원통형 벽 부품과 중간 구성요소사이이고 기계의 하우징으로 구성됨을 특징으로 하는 전기기계.
18. 청구항 16에 있어서,
    상기 중간 구성요소는 외부 원통형 벽 부품들사이이며 상기 중간 구성요소는 상기 고정자에서 상기 회전자에 설치된 베어링을 위하여 설치된 링으로 구성됨을 특징으로 하는 전기기계.
19. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서,
    두 개의 상기 중간 구성요소는 클램 쉘의 각 쌍의 원통형 벽 부품사이에 삽입됨을 특징으로 하는 전기기계.
20. 청구항 16 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 구성요소를 통해서 함께 결합된 상기 클램 쉘의 상기 원통형 벽 부품은 단지 상기 방사상 벽의 엣지에 지나지 않음을 특징으로 하는 전기기계.
21. 하나 또는 두 개의 클램 쉘은 아래 a) 내지 e) 구성요소 중 적어도 하나가 오버 몰드된 임의의 프로시딩으로 구성된 전기 기계에서,
    a) 원통형 외부 벽을 따라 확장되어 지지되는 원통형 보스와,
    b) 고정자 하우징의 외부로 고정자 코일을 전기적으로 연결하기 위한 연결 스터드와,
    c) 고정자 코일과,
    d) 냉각수 주입 및 배출 포트와,
    e) 회전자 베어링의 외부 레이스 또는 상기 외부 레이스를 지지하는 링을 포함함을 특징으로 하는 전기기계.
22. 청구항 21에 있어서,
    청구항 17의 종속항일 때를 제외하고, 구성요소 a)가 제공됨에 의하여
    i. 클램 쉘을 연결하기 위한 수단;
    ii. 기계에 고정자 하우징을 설치하기 위한 수단; 및
    iii. 지지대에 기계를 설치하는 수단;
    상기 i 내지 iii 중 적어도 하나의 형상에 의하여 지지됨을 특징으로 하는 전기기계.
23. 청구항 21 또는 청구항 22에 있어서,
    구성요소 b)가 제공됨에 의하여, 상기 연결 스터드는 간단한 스터드이고, 너트를 수용하기 위해 종단에 나사산이 형성되어 전기적 커넥터가 챔버에서 내부적 및 외부적으로 상기 스터드에 클램프될 수 있고, 기계에서 및 기계로부터 필요한 전기적인 연결이 완성됨을 특징으로 하는 전기기계.
24. 청구항 23에 있어서,
    스터드는 스터드 축을 가지며 환형 그루브에 의하여 분리된 한 쌍의 플랜지를 포함하며, 고정자 하우징 둘다의 몰드 재료는 축방향으로 스터드를 위치시키기 위하여 환형 그루브에 들어가고 상기 플랜지 중 적어도 하나를 둘러싸며, 플랜지 또는 플랜지들은 상기 스터드 축에 대하여 고정자 하우징에서 스터드의 회전을 방지하기 위하여 다각형 섹션을 가짐을 특징으로 하는 전기기계.
25. 청구항 21 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,
    구성요소 d)가 제공됨에 의하여, 또한 냉각수 입구와 출구 포트는 포트에 연결 플랜지를 고정하기 위한 스터드와, 냉매를 고정자 챔버에 공급하고 냉매를 고정자 챔버로부터 배출하기 위한 도관 부품을 가진 연결 플랜지로 구성됨을 특징으로 하는 전기기계.
26. 청구항 25에 있어서,
    하나의 포트는 각 클램 쉘 내부에 있음을 특징으로 하는 전기기계.
27. 청구항 25 또는 청구항 26에 있어서,
    상기 오버몰딩된 포트는 상기 도관 연결 플랜지와 정합 맞물림을 위한 면 플랜지를 더 구비함을 특징으로 하는 전기기계.
28. 청구항 21 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
    청구항 19의 종속항일 때를 제외하고, 구성요소 d)가 제공됨에 의하여, 외측 레이스 또는 링은 첫 번째 클램 쉘 내부 원통형 벽에 오버 몰딩되고, 클램 쉘은 결합하는(mating) 두 번째 클램 쉘과 동일하지 않으며, 베어링은 상대적으로 긴 내부 원통형 벽을 가진 첫 번째 클램 쉘에 의하여 고정자 하우징 내부의 축 방향에 대해 중심적으로 위치하여 첫 번째와 두 번째 클램 쉘의 내부 원통형 벽사이 결합은 고정자 하우징의 한 종단에서 이루어짐을 특징으로 하는 전기기계.
29. 청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서,
    클램 쉘은 접착제를 사용하여 함께 본딩되거나 중간 구성요소에 본딩됨을 특징으로 하는 전기기계.
30. 청구항 1 내지 청구항 29 중 어느 한 항에 있어서,
    클램 쉘은 함께 씸 용접됨을 특징으로 하는 전기기계.
31. 청구항 1 내지 청구항 30 중 어느 한 항에 있어서,
    고정자 바는 회전축에 평행하고, 기계는 축방향 자속 기계이며, 회전자는 고정 바의 각 축방향 종단에 하나의 스테이지를 가진 두 개의 회전자 스테이지를 가진 회전자이며, 상기 내부와 외부 실린더 벽 부품사이로 확장된 클램 쉘의 상기 방사상 벽은 회전축에 대해 실질적으로 방사상으로 구성됨을 특징으로 하는 전기기계.
32. 청구항 31에 있어서,
    청구항 15의 종속항일 때, 상기 각 클램 쉘은 외부 플랜지를 가지며, 각각은 회전자 스테이지 중 하나를 수용하며, 외부 플랜지는 외부 커버가 없는 상태에서 기계의 폭으로 정의됨을 특징으로 하는 전기기계.
33. 청구항 1 내지 청구항 32 중 어느 한 항에 있어서,
    클램 쉘은 반결정체인 플라스틱 소재로 만들어지고, 60℃를 초과하여 그라스 트랜지션 온도를 가지며, 바람직하게는 100℃를 초과하여 그라스 트랜지션 온도를 가짐을 특징으로 하는 전기기계.
34. 청구항 33에 있어서,
    플라스틱 재료는 폴리마이드(PI), 폴리프탈아미드(PPA), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 히드록시벤조 산을 기초로 한 부분적으로 결정화된 방향족 폴리에스테르와 단량체(monomers)와 관련된, 예를 들어, 고분자 액정(LCP), 폴리페닐렌 설파이드, 특히 PPA 임을 특징으로 하는 전기기계.
35. 청구항 1 내지 청구항 34에 청구된 전기 기계로 구성된 모터.
36. 앞선 청구항에 청구된 전기기계 제작방법에 있어서,
    a) 스페이스가 제공되는 클램 쉘 몰드에서 고정자 바의 바 부품을 조립하는 단계,
    b) 몰드 속으로 용융된 강화 플라스틱 재료를 주입하고 몰드를 종료하는 단계,
    c) 그렇게 형성된 클램 쉘를 풀기 위하여 몰드(금형)을 개방하고 플라스틱 재료를 경화하는 단계, 및
    d) 두 개의 클램 쉘의 두 동심 면을 함께 연결하고 동시에 기계에서 고정자 바를 배치하기 위하여 지그로 받쳐주도록 구성된 몰드, 상기 분리된 곳에서 상기 바 부품을 연결함에 의하여 고정자를 조립하는 단계를 포함하는 전기기계 제작방법.
37. 청구항 36에 있어서,
    상기 코일은 단계 c)와 d)사이에 고정자 바의 상기 바 요소에 맞춰지도록 구성됨을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
38. 청구항 36에 있어서,
    상기 스페이스는 상기 코일을 수용하며, 단계 b) 전에, 코일은 고정자 바 부품의 바 요소와 상기 슈를 형성하는 슈 요소를 구성하는 바 부품 상에 배치되어 코일이 단계 b)에서 주입 용융된 플라스틱에 의해 오버 몰딩됨을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
39. 청구항 36 내지 청구항 38 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 클램 쉘은 상기 환형 챔버를 둘러싸고 함께 용접, 접합 또는 볼트를 사용하여 단계 d)에서 함께 결합되어 내부 및 외부 원주의 가장자리에 축방향으로 직면하도록 구성됨을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
40. 청구항 39에 있어서,
    블록은 냉매를 위해 정의된 이동 통로와 인접한 코일에 대하여 단계 b)에서 상기 클램 쉘에 몰드됨을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
41. 청구항 36 내지 청구항 38 중 어느 한 항에 있어서,
    단계d)에서 연결은 중간 구성요소를 통해서 이루어짐을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
42. 청구항 41에 있어서,
    상기 중간 구성요소는 고정자에서 회전자를 지지하는 베어링을 위해 설치된 링임을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
43. 청구항 41 또는 청구항 42에 있어서,
    종속항이 청구항 17일 때, 상기 중간 구성요소는 기계에서 상기 하우징임을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
44. 청구항 41 내지 청구항 43 중 어느 한 항에 있어서,
    종속항이 청구항37 일 때, 상기 코일이 단계 c)와 d)사이에서 고정자 바의 바 구성요소에 맞춘 후, 블록이 코일과 중간 구성요소사이에 삽입됨으로써 냉매를 위한 이동통로가 정해짐을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
45. 영구자석을 가진 회전자와 그들사이에 정의된 에어 갭을 가로질러 자석과 상호작용을 위하여 고정자 바에 감긴 코일을 가진 고정자로 구성된 형태(type)의 전기기계 제작방법에 있어서,
    a) 첫 번째 몰드를 제공하는 단계;
    b) 첫 번째 몰드에 고정자 바의 첫 번째 슈를 배치하는 단계;
    c) 첫 번째 몰드를 종료하고 첫 번째 몰드 속으로 용융된 강화 플라스틱 재료를 주입하는 단계;
    d) 상기 첫 번째 슈는 첫 번째 클램 쉘의 플라스틱으로 금형된 재료로 유지되며 냉각 후 첫 번째 몰드를 개방하고 첫 번째 클램 쉘을 꺼내는 단계;
    e) 두 번째 몰드를 제공하는 단계;
    f) 두 번째 몰드에 고정자 바의 두 번째 슈를 배치하는 단계;
    g) 두 번째 몰드를 종료하고 두 번째 몰드 속으로 용융된 강화 플라스틱 재료를 주입하는 단계;
    h) 상기 두 번째 슈는 두 번째 클램 쉘의 플라스틱으로 금형된 재료로 유지되며 냉각 후 두 번째 몰드를 개방하고 두 번째 클램 쉘을 꺼내는 단계;
    i) 여기서, 첫 번째 및 두 번째 클램 쉘은 내부 및 외부 원통형 벽 부품이 결합되는 내부 및 외부 반경 및 방사상 벽에 원통형 벽 부품으로 각각 형성하는 단계;
    j) 고정자 바에 고정자 코일을 설치하는 단계;
    k) 상기 고정자 하우징을 형성하기 위해 첫 번째와 두 번째 클램 쉘 하우징의 내부와 외부 원통형 벽 부품의 마주보는 엣지를 함께 연결하는 단계 그렇게 하므로 각 클램 쉘 하우징의 첫 번째와 두 번째 각 고정자 슈가 함께 결합되어, 그들사이의 고정자 코일을 보호하는 단계; 및
    l) 회전자를 고정자 하우징에 조립하는 단계를 포함하는 바와 코일은 환형 고정자 하우징에 의하여 둘러싸여짐을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
46. 청구항 45에 있어서,
    첫 번째와 두 번째 클램 쉘은 몰드되었을 때 실질적으로 동일함을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
47. 청구항 45 또는 청구항 46에 있어서,
    상기 고정자 바는 슈 요소와 통합(integral)바 요소로 구성되고, 슈 요소는 첫 번째와 두 번째 슈가 결합됨을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
48. 청구항 46에 있어서,
    첫 번째와 두 번째 슈는 서로 미러이미지이며, 결합될 때 서로에 대해 위치를 정합 결합 특징을 포함함을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
49. 청구항 45 내지 청구항 48 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 첫 번째와 두 번째 몰드의 하나 또는 둘 모두는 아래 구성요소 중
    a) 몰드되었을 때 원통형 외부 벽 부분을 따라 확장하기 위한 원통형 보스 지지대;
    b) 몰드되었을 때 고정자 하우징의 외부로 고정자 코일을 전기적으로 연결하기 위한 연결 스터드;
    c) 냉각수 입구와 출구 포트;
    d) 그 설치를 위한 회전자 또는 링 베어링의 외부 레이스;
    적어도 하나를 수용하기 위한 스페이스를 더 포함함을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
50. 청구항 45 내지 청구항 49 중 어느 한 항에 있어서,
    환형 챔버는 첫 번째와 두 번째 클램 쉘 하우징이 연결될 때 정의되고, 챔버가 상기 코일을 냉각하기 위한 냉매를 수용하도록 개조됨을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
51. 청구항 50에 있어서,
    블록은 단계 j)에서 설치하였을 때 코일에 인접한 블록에 대하여 단계 c)와 g)에서 첫 번째와 두 번째 클램 쉘에 몰드되어 냉매를 위한 이동 통로는 상기 챔버로 정의됨을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
52. 청구항 45 내지 청구항 50 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부와 외부 원통형 벽 부품의 마주보는 엣지를 함께 연결하는 상기 단계 k)는 중간 요소를 경유함을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
53. 청구항 52에 있어서,
    중간요소는 상기 내부 원통형 벽 부품사이에 있고, 고정자에서 회전자를 지지하는 베어링을 위하여 설치된 링으로 구성함을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
54. 청구항 52 또는 청구항 53에 있어서,
    중간요소는 상기 외부 원통형 벽 부품사이에 있고, 기계의 하우징으로 구성함을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
55. 청구항 52 내지 청구항 54 중 어느 한 항에 있어서,
    종속항 50일 때 단계 j)와 단계 k) 사이에서 블록이 상기 코일과 중간요소사이에 삽입되어 냉매를 위한 이동 통로가 정의됨을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
56. 청구항 45 내지 청구항 55 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 청구항 1 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 청구된 대로 기계를 제작하기 위하여 채용됨을 특징으로 하는 전기기계 제작방법.
57. 첨부된 도면을 참조하여 앞서 설명된 전기기계.
58. 첨부된 도면을 참조하여 앞서 설명된 전기기계 제작방법.

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