KR20140078211A

KR20140078211A - 모터의 버스 바 구조

Info

Publication number: KR20140078211A
Application number: KR1020120147306A
Authority: KR
Inventors: 안일환
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-06-25

Abstract

모터의 버스 바 구조를 개시한다. 모터의 버스 바 구조는, 버스 바를 절연하는 링 형상의 절연체, 그리고 상기 버스 바의 원주 방향을 따라 소정 간격으로 배치되며, 일측이 개구된 고리 형상의 터미널 단자를 포함하며, 상기 절연체는, 상기 터미널 단자에 대응하여 상기 절연체의 내측에 소정 간격으로 형성되며, 일측이 개구된 형상의 고정홈, 그리고 각 코일의 삽입 위치를 가이드하기 위해 상기 고정홈의 측벽에 형성되는 적어도 하나의 가이드 홈을 포함한다.

Description

모터의 버스 바 구조{BUS BAR STRUCTURE OF MOTOR}

본 발명은 모터의 버스 바 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트랙션(traction) 모터의 버스 바 구조에 관한 것이다.

환경에 대한 관심이 커짐에 따라, 탄소를 배출하지 않는 전기 자동차, 이륜 전동차 등의 그린 전동 장치들이 개발되고 있다. 전기 자동차, 이륜 자동차 등에는 트랙션 모터(traction motor)가 사용된다.

트랙션 모터는, 하우징 내면에 고정되는 스테이터(stator)와 스테이터의 중공의 내주면에 배치된 로터의 상호작용에 의해 회전운동을 발생시킨다. 스테이터는 코어 및 코일을 포함하며, 스테이트의 코어에 코일이 권선된다. 스테이터의 상부에는 권선된 코일의 결선 작업을 용이하게 하기 위해 코일을 종합하여 전기적으로 접속하기 위한 버스 바(bus bar)가 설치된다.

버스 바는 링 형태로, 버스 바의 원주 방향으로 배치되는 터미널 단자와, 버스 바를 절연하는 절연체(insulator)를 포함한다.

코일의 선단부를 터미널 단자에 결합하는 방법으로는, 퓨징(fusing), 용접(welding), 납땜(soldering) 등이 사용되며, 퓨징이 주로 사용된다.

한편, 스테이터 코어에 코일을 분포권 방식으로 권선하는 경우, 하나의 터미널 단자에 결합되는 코일의 가닥수가 많아지며, 여러 가닥의 코일을 용접 성형하는 공정이 더 필요하다. 이에 따라 접촉 저항이 불안정해지고 퓨징 시 퓨징 구간의 들뜸 현상이 발생할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 터미널 단자와 코일 간의 퓨징 안정화를 위한 버스 바를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 모터의 버스 바 구조는, 버스 바를 절연하는 링 형상의 절연체, 그리고 상기 버스 바의 원주 방향을 따라 소정 간격으로 배치되며, 일측이 개구된 고리 형상의 터미널 단자를 포함하며, 상기 절연체는, 상기 터미널 단자에 대응하여 상기 절연체의 내측에 소정 간격으로 형성되며, 일측이 개구된 형상의 고정홈, 그리고 각 코일의 삽입 위치를 가이드하기 위해 상기 고정홈의 측벽에 형성되는 적어도 하나의 가이드 홈을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 스테이터 코어에 코일을 분포권 방식으로 권선하는 경우, 각 코일을 서로 다른 가이드 홈에 끼움으로써, 접촉 저항 불안정 및 퓨징 구간의 들뜸 현상을 방지하는 효과가 있다.

또한, 퓨징 공정 전에 여러 가닥의 코일을 결합하기 위해 진행되던 용접 성형, 스큐잉 등의 과정을 생략하여 공정이 간소화되고 이에 따라 단가가 절약되는 효과가 있다.

도 1은 트랙션 모터의 버스 바의 일 예를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 버스 바의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 버스 바에 코일을 결합하는 구조를 도시한 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시 예에서 모터는 트랙션 모터를 나타낸다. 트랙션 모터는 하우징, 하우징의 상부에 결합되는 브라켓, 하우징 및 브라켓에 의해 지지되는 회전축, 로터를 감싸는 형태로 하우징의 내주면에 결합되는 스테이터, 회전축의 외주면에 결합되는 로터, 회전축을 지지하는 상부 베어링 및 하부 베어링을 포함한다.

도 1은 트랙션 모터의 버스 바의 일 예를 확대하여 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 버스 바는 원형의 링 형태로, 버스 바의 원주 방향으로 배치되는 터미널 단자(1)와, 버스 바를 절연하는 절연체(insulator)(2)를 포함한다.

터미널 단자(1)는 코일의 선단부를 감싸서 용접 또는 퓨징하기 위해 대체로 일 측이 개구된 형태인 고리(hook) 형상으로 마련된다. 이 개구부로 코일을 밀어 넣으면, 터미널 단자(1)에 의해 코일이 지지된다.

절연체(2)에는 고리 형상의 터미널 단자(1)의 개구부에 대응하여 형성되는 고정홈(3)을 포함한다. 고정홈(3)은 코일이 끼워질 수 있도록 한쪽이 개구된 형태로, 터미널 단자(1)의 갈고리 형상에 대응하여 형성된다.

코일의 선단부를 터미널 단자(1)에 결합하는 방법으로는, 퓨징(fusing), 용접(welding), 납땜(soldering) 등이 사용되며, 퓨징이 주로 사용된다.

한편, 스테이터 코어에 코일을 분포권 방식으로 권선하는 경우, 하나의 터미널 단자에 결합되는 코일의 가닥수가 많아지며, 이로 인해 접촉 저항이 불안정해지고 퓨징 시 퓨징 구간의 들뜸 현상이 발생할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 전술한 접촉 저항 불안정 및 퓨징 구간의 들뜸 현항을 방지하기 위해, 버스 바의 구조를 변경하고자 한다. 구체적으로, 버스 바의 절연체에 형성되는 고정홈에 코일 위치를 가이드하는 가이드 홈과, 개구부를 통해 코일이 이탈하는 것을 방지하기 위한 톱니 형상의 걸림턱을 마련한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 버스 바의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 버스 바에 코일을 결합하는 구조를 도시한 사시도이다.

도 2 및 3을 참조하면, 버스 바는 원형의 링 형상이며, 원주 방향으로 배치되는 터미널 단자(10)와, 버스 바를 절연하는 링 형상의 절연체(insulator)(20)를 포함한다.

터미널 단자(10)는 코일의 선단부를 감싸서 용접 또는 퓨징하기 위해 대체로 일 측이 개구된 형태인 고리(hook) 형상으로 마련된다. 터미널 단자(10)의 개구부로 코일(40)을 밀어 넣으면, 터미널 단자(10)의 고리 형상에 의해 코일이 지지된다.

한편, 도 2 및 도 3에서는 터미널 단자(10)가 U자 형상인 경우를 도시하였으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다. 터미널 단자(10)는 절곡되어 코일이 지지될 수 있는 홈을 형성하는 어떠한 형상으로도 구현될 수 있다.

절연체(20)의 내측면에는 원주를 따라 소정 간격으로 고정홈(30)이 형성된다. 고정홈(30)은 코일(40)이 터미널 단자(10)에 고정되는 것을 지지하기 위해 각 터미널 단자(10)의 고리 형상이 형성하는 홈의 위치에 대응하여 형성된다.

고정홈(30)은 각 터미널 단자(10)의 고리 형상에 대응하여 절연체(20)의 내측을 향해 돌출된 고리 형상의 돌출부에 의해 형성된다. 고정홈(30)은 터미널 단자(10)가 형성하는 홈과 동일하거나 유사한 형상으로 형성된다.

고정홈(30)의 폭은 코일(40)의 직경과 거의 유사하게 형성된다. 고정홈(30)의 폭은 코일의 선단부가 끼워져 거의 유동하지 않을 정도의 폭으로 형성되며, 코일(40)의 직경과 동일하거나 코일(40)의 직경보다 소정 수치 이상 크게 형성될 수 있다.

고정홈(30)은 터미널 단자(10)가 형성하는 홈과 깊이가 같거나, 그보다 더 큰 깊이를 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 고정홈(30)은 고정홈을 형성하는 돌출부가 터미널 단자(10)의 선단부보다 길이 방향으로 더 돌출되도록 형성될 수 있다.

고정홈(30)은 코일(40)이 끼워질 수 있도록 한쪽이 개구된 형태로 형성된다.

고정홈(30)의 측벽에는 각 코일의 위치를 가이드하는 가이드 홈(31)이 적어도 하나 형성된다. 가이드 홈(31)은 소정 곡률을 가지는 호 [arc, 弧] 형상으로 마련된다. 각 가이드 홈(31)의 크기 및 곡률은 코일의 두께에 따라서 달라지며, 가이드 홈(31)은 코일(40)의 외경과 동일하거나 더 큰 외경을 가지도록 형성된다.

한편, 도 2에서는 고정홈(30)의 측벽에 가이드 홈(31)이 3개 형성되는 경우를 도시하였으나, 본 발명의 실시 예에 따르면 가이드 홈은 그보다 더 적거나 많게 형성될 수도 있다.

또한, 도 2에서는 고정홈(30)이 U자 형상인 경우를 도시하였으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다.

고정홈(30)을 형성하는 돌출부에는 톱니 형상의 걸림턱(32)이 고정홈 내측으로 돌출 형성된다. 걸림턱(32)은 고정홈(30)의 외부에서 볼 때 가이드 홈(31)이 시작되는 위치에 대응하여 형성될 수 있다. 걸림턱(32)은 고정홈(30)의 개구부를 통해 코일(40)이 이탈하는 것을 방지하기 위한 것이다.

걸림턱(32)은 코일(40)의 삽입이 용이하도록 비대칭 톱니 형상으로 이루어진다. 즉, 걸림턱(32)에는 고정홈(30)의 외부에서 코일(40)이 삽입되는 방향 즉, 고정홈(30)을 형성하는 돌출부의 단부에서 걸림턱(32)의 꼭지점까지 어이지는 일측이 직각보다 작은 소정의 기울기를 가지도록 형성된다. 반면에, 고정홈(30)의 내부에서 외부로 코일(40)이 이탈하는 방향 즉, 걸림턱(32)의 꼭지점에서 고정홈(30)의 내측으로 이어지는 일측이 직각 또는 직각보다 큰 기울기를 가지도록 형성된다. 이와 같이 형성된 걸림턱(32)은 코일 삽입이 용이하도록 지원하고 코일의 이탈은 방지하는 것이 가능하다.

한편, 도 2 및 도 3에서는 걸림턱(32)이 가이드 홈(31)이 형성되는 측벽의 반대쪽 측벽에 형성되는 경우를 도시하였으나, 걸림턱(32)은 가이드 홈(31)과 동일한 측벽에 가이드 홈(31)과 인접하여 형성될 수도 있다.

도 3을 참조하면, 각 코일(40)은 고정홈(30)에 삽입되어 각각의 가이드 홈(31)에 코일(40) 별로 배치된다. 이 상태에서, 퓨징을 통해 각 코일(40)의 선단부가 터미널 단자(10)에 결선된다.

전술한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 스테이터 코어에 코일을 분포권 방식으로 권선하는 경우, 각 코일을 서로 다른 가이드 홈에 끼움으로써, 접촉 저항 불안정 및 퓨징 구간의 들뜸 현상을 방지하는 효과가 있다. 또한, 퓨징 공정 전에 여러 가닥의 코일을 결합하기 위해 진행되던 용접 성형 등의 과정을 생략하여 공정이 간소화되고 이에 따라 단가가 절약되는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 터미널 단자
20: 절연체
30: 고정홈
31: 가이드 홈
32: 걸림턱

Claims

버스 바를 절연하는 링 형상의 절연체, 그리고
상기 버스 바의 원주 방향을 따라 소정 간격으로 배치되며, 일측이 개구된 고리 형상의 터미널 단자를 포함하며,
상기 절연체는,
상기 터미널 단자에 대응하여 상기 절연체의 내측에 소정 간격으로 형성되며, 일측이 개구된 형상의 고정홈, 그리고
각 코일의 삽입 위치를 가이드하기 위해 상기 고정홈의 측벽에 형성되는 적어도 하나의 가이드 홈
을 포함하는 모터의 버스 바 구조.
제1항에 있어서,
상기 고정홈은 상기 터미널 단자의 고리 형상에 의해 형성되는 홈에 대응하는 형상인 모터의 버스 바 구조.
제1항에 있어서,
상기 가이드 홈은 소정 곡률을 가지는 호 (arc, 弧) 형상으로, 상기 가이드 홈의 크기는 상기 코일의 외경을 토대로 결정되는 모터의 버스 바 구조.
제1항에 있어서,
상기 고정홈은 상기 절연체의 내측으로 돌출되는 고리 형상의 돌출부에 의해 형성되는 모터의 버스 바 구조.
제4항에 있어서,
상기 돌출부에는 상기 고정홈의 개구부를 통해 상기 코일이 이탈하는 것을 방지하기 위해 톱니 형상의 걸림턱이 형성되는 모터의 버스 바 구조.
제5항에 있어서,
상기 걸림턱은 비대칭 톱니 형상인 모터의 버스 바 구조.
제6항에 있어서,
상기 걸림턱은 상기 돌출부의 단부에서 상기 걸림턱의 꼭지점까지 이어지는 일측이 직각보다 작은 소정의 기울기를 가지는 모터의 버스 바 구조.
제1항에 있어서,
상기 고정홈에 삽입되는 각 코일은 가이드 홈 별로 결합되며, 퓨징(fusing) 공정을 통해 상기 터미널 단자에 결선되는 모터의 버스 바 구조.