KR20160014148A - Stator assembly for hairpin winding motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고정자 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수개의 헤어핀이 고정자 코어의 슬롯에 체결 및 순차적 접속되어 고정자의 코일 권선을 형성하는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a stator assembly, and more particularly, to a stator assembly of a hairpin winding motor in which a plurality of hair fins are fastened and sequentially connected to a slot of a stator core to form coil windings of the stator.
유가 급증 및 환경 문제의 대두로 차량의 연비를 증대시키기 위한 다양한 방안이 모색되고 있다. 일 예로, 최근에는 전기식 4륜 구동 시스템(electric 4 wheel drive: e-4WD)이 제안된 바 있다. 알려진 바와 같이, 기계식 4륜 구동 시스템은 전륜을 엔진을 통해 구동시키고, 프로펠러 샤프트 및 커플링을 통해 엔진의 구동력을 후륜으로 전달하여 후륜을 구동시키게 된다. 전기식 4륜 구동 시스템은 상기와 같은 전통적인 기계식 4륜 구동 시스템을 모터를 통해 보완한 방식으로, 전륜은 엔진을 통해 구동되되, 후륜은 모터를 통해 구동되게 된다. 따라서 전기식 4륜 구동 시스템은 엔진의 구동력 전달을 위한 프로펠러 샤프트나 커플링의 제거가 가능하게 되며, 회생 제동 시스템 등과 조합되어 차량의 연비를 향상시키는 효과 또한 있는 것으로 알려져 있다.With the rise of oil prices and environmental problems, various measures are being sought to increase fuel economy of vehicles. For example, an electric four-wheel drive system (e-4WD) has recently been proposed. As is known, the mechanical four-wheel drive system drives the front wheels through the engine, and transmits the driving force of the engine to the rear wheels through the propeller shaft and the coupling to drive the rear wheels. The electric four-wheel drive system is a system in which a conventional mechanical four-wheel drive system as described above is supplemented by a motor, and the front wheel is driven through the engine, and the rear wheel is driven through the motor. Therefore, it is known that the electric four-wheel drive system can remove the propeller shaft or coupling for transmitting the driving force of the engine, and is also known to have an effect of improving the fuel efficiency of the vehicle in combination with the regenerative braking system.
상기와 같은 전기식 4륜 구동 시스템의 효과적인 활용이나 충분한 연비 증대 효과를 위하여는, 고출력 소형화된 모터의 개발이 요구된다. 이는 전기를 주동력으로 사용하는 전기자동차(electric vehicle)나, 다양한 타입의 하이브리드 자동차(hybrid vehicle)에서도 마찬가지이다.In order to effectively utilize the electric four-wheel drive system as described above or to increase the fuel efficiency sufficiently, it is required to develop a high-output miniaturized motor. This is also true of electric vehicles using electric power as main power, and hybrid vehicles of various types.
일반적으로, 모터의 출력은 고정자 코어에 권선되는 코일의 턴(turn) 수에 비례하는 것으로 알려져 있다. 그러나 코일의 턴 수를 늘리게 되면 필연적으로 고정자 코어나 모터의 사이즈가 커지게 되며, 이는 모터의 소형화를 곤란하게 한다. 따라서 모터의 사이즈를 늘리지 않고 모터의 출력을 향상시키기 위하여, 고정자 코어에 권선되는 코일의 점적율을 증가시키는 방안이 고려될 수 있다. 다시 말하면, 고정자 코어와 권선되는 코일 간의 사공간이나 각 코일 간의 사공간을 최소화시켜 코일의 점적율을 높이는 방안이 고려될 수 있다. 이와 같은 맥락에서, 최근에는 코일 권선에 원형 단면을 가지는 환형 코일을 사용하는 대신, 사각 단면을 가지는 각형 코일(flat coil)을 사용하는 방안이 활발히 모색되고 있다. 각형 코일의 경우 단면 형태로 인해 환형 코일에 비해 사공간을 줄이고 점적율을 향상시킬 수 있게 된다.Generally, the output of the motor is known to be proportional to the number of turns of the coils wound on the stator core. However, if the number of turns of the coil is increased, the size of the stator core or the motor becomes inevitably large, which makes miniaturization of the motor difficult. Therefore, in order to improve the output of the motor without increasing the size of the motor, it may be considered to increase the drop rate of the coil wound on the stator core. In other words, it is possible to consider a method of minimizing the dead space between the stator core and the coil to be coiled or the dead space between the coils, thereby increasing the drop rate of the coil. In this connection, in recent years, a method of using a flat coil having a rectangular cross section has been actively sought instead of using an annular coil having a circular cross section in the coil winding. In the case of a rectangular coil, the cross sectional shape reduces the dead space and the drop rate compared to the annular coil.
각형 코일의 경우 환형 코일에 비해 상대적으로 코일 권선 작업에 어려움이 있게 된다. 각형 코일의 경우 점적율을 극대화하기 위해 환형 코일에 비해 넓은 단면적으로 제작되며, 이로 인해, 강성이 증대되어 권선기 등의 사용이 어렵기 때문이다. 이와 같은 맥락에서, 각형 코일의 코일 권선을 용이하게 하는 방법으로, 다수의 분리된 헤어핀을 고정자 코어에 각각 삽입 체결한 후, 각 헤어핀을 순차적으로 용접 접합시켜 코일 권선을 형성하는 방법이 제안된 바 있다. 상기와 같은 방법으로 코일 권선이 형성된 모터(이하, '헤어핀 권선모터'로 지칭함)는, 대략 U자 또는 V자 형태로 형성된 다수의 헤어핀을 고정자 코어의 각 슬롯에 삽입 체결한 후, 각 슬롯에 배치된 헤어핀 간을 순차적으로 용접 접합시킴으로써, 고정자 코어의 코일 권선을 형성하게 된다. 따라서 헤어핀 권선모터의 경우, 권선기로 인한 장치적 한계를 극복하고 각형 코일의 경우에도 비교적 용이하게 코일 권선 작업이 가능한 한편, 코일의 점적율을 높여 고출력 소형화된 모터의 구현을 가능하게 한다.In case of a rectangular coil, coil winding operation is relatively difficult as compared with an annular coil. In case of rectangular coil, it is manufactured to have a wider cross-sectional area than the annular coil in order to maximize the dot rate, which makes it difficult to use a winding machine due to increased rigidity. In such a manner, a method has been proposed in which a plurality of separated hair pins are respectively inserted into the stator cores and welded to each of the hair pins sequentially in a manner of facilitating coil winding of the rectangular coil to form coil windings have. A motor having a coil winding (hereinafter, referred to as a 'hairpin winding motor') has a plurality of hair pins formed in a substantially U-shape or V-shape and inserted into respective slots of the stator core, By successively welding the arranged hairpins, the coil winding of the stator core is formed. Therefore, in the case of the hairpin winding motor, it is possible to overcome the device limit due to the winding machine and to make the winding of the coil relatively easy even in the case of the rectangular coil, while making it possible to realize a high output miniaturized motor by increasing the drop rate of the coil.
그런데, 상기한 바와 같이 헤어핀을 V 또는 U자형으로 성형해야 하지만, 금형에서 코일을 V 또는 U자형으로 만들 수가 없기 때문에 각각의 헤어핀들을 벤딩해야 하므로 공수가 증가한다.However, as described above, the hairpin must be formed into a V or U shape, but since the coil can not be made into a V or U shape in the mold, the number of air holes increases because each hairpin must be bent.
또한, V 또는 U자형으로 벤딩된 헤어핀을 고정자 코어에 삽입 후 리어 엔드코일을 같은 상과 연결해야 하기 때문에 코일 트위스트 작업이 필요하다. 이후 트위스트된 코일을 서로 연결해야 되기 때문에 용접공정도 반드시 필요하다. 이와 같이 코일의 용접부 확보를 위하여 코일엔드의 높이가 높아지기 때문에 모터 사이즈가 커진다.In addition, since the V-shaped or U-shaped bending hairpin is inserted into the stator core and the rear end coil is connected to the same phase, a coil twisting operation is required. Since the twisted coils need to be connected to each other, a welder is necessary. In order to secure the welding portion of the coil, the height of the coil end is increased and the motor size is increased.
또한, 용접된 코일은 코일의 절연 피복이 손상되었기 때문에, 용접부위에 추가적으로 에폭시와 같은 절연체를 도포하는 공정이 추가되며, 절연체가 경화되는 시간이 소요되므로, 그 시간만큼 다음 공정이 지연될 수 밖에 없다.Further, since the insulation coating of the coil is damaged, the welding coil is additionally provided with a step of applying an insulator such as epoxy on the welded part, and it takes time to cure the insulator so that the next process is delayed by that time .
본 발명의 실시예들은, 헤어핀 권선모터에 있어서, 고정자 코어에 결선되는 코일의 권선을 형성하기 위한 헤어핀의 구조를 단순화할 수 있도록 모터 구조를 단순화하여 작업 공수를 줄이고 재료비를 저감할 수 있는 헤어핀 권선모터를 제공한다.Embodiments of the present invention are directed to a hair pin winding motor in which a motor structure is simplified to simplify the structure of a hair pin for forming a winding of a coil connected to a stator core, Motor.
또한, 코일 엔드의 사이즈를 줄여 모터 사이즈 저감에 기여하는 것을 목적으로 한다.It is also intended to contribute to reduction in motor size by reducing the size of the coil end.
본 발명의 일 측면에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리는 둘레방향을 따라 복수개의 슬롯이 구비되며, 상기 각 슬롯은 반경방향으로 복수개의 층을 구비하는 고정자 코어; 상기 각 슬롯에 체결되는 직선 형상의 복수개의 헤어핀; 및 상기 복수 개의 헤어핀들과 선택적으로 통전 가능하게 연결되는 복수 개의 통전성 부재로 구성된 코어패턴 부재와, 상기 코어패턴 부재를 감싸는 절연성 재질의 몰드부를 포함하는 제 1 및 제 2 브리지 유닛;을 포함하며, 상기 제 1 브리지 유닛은 상기 고정자 코어의 상측에 결합되고, 상기 제 2 브리지 유닛은 상기 고정자 코어의 하측에 결합되어, 상기 헤어핀의 양단부와의 전기적 연결을 통해 코일을 형성할 수 있다.A stator assembly of a hairpin winding motor according to an aspect of the present invention includes a plurality of slots along a circumferential direction, each slot having a plurality of layers in a radial direction; A plurality of straight hairpins fastened to the slots; And a first and a second bridge unit including a core pattern member composed of a plurality of conductive members selectively connected to the plurality of hair pins in a conductive manner and an insulative mold member surrounding the core pattern member, The first bridge unit is coupled to the upper side of the stator core and the second bridge unit is coupled to the lower side of the stator core to form a coil through electrical connection with both ends of the hair pin.
또한, 상기 제 1 및 제 2 브리지 유닛의 외경 및 내경의 지름은 상기 고정자 코어의 외경 및 내경의 지름과 대응될 수 있다.The diameters of the outer and inner diameters of the first and second bridge units may correspond to diameters of the outer diameter and the inner diameter of the stator core.
상기 헤어핀은 상기 고정자 코어의 상측 및 하측에 일정 높이로 돌출 형성될 수 있다.The hairpin may protrude above and below the stator core at a predetermined height.
상기 헤어핀은 상기 고정자 코어의 각 슬롯마다 복수 개가 삽입 결합될 수 있다.A plurality of hair pins may be inserted into each slot of the stator core.
상기 제 1 브리지 유닛은 상기 슬롯 당 삽입되는 헤어핀의 개수와 대응되는 개수의 제 1 터미널을 포함하며, 상호 결선이 필요한 헤어핀의 설계에 따라 통전 가능하게 헤어핀의 단부를 결선하는 제 1 코어패턴 부재; 및 상기 제 1 코어패턴 부재를 감싸며, 상기 제 1 터미널을 노출하도록 상기 제 1 터미널과 대응되는 위치에 형성되는 제 1 연결홈을 포함하는 제 1 몰드부;를 포함할 수 있다.The first bridge unit includes a first core pattern member including a first terminal corresponding to the number of the hair pins inserted into the slot and connecting ends of the hair pins to be energizable according to the design of the hair pins requiring interconnection; And a first mold part surrounding the first core pattern member and including a first connection groove formed at a position corresponding to the first terminal to expose the first terminal.
상기 제 1 연결홈은 상기 헤어핀의 돌출된 끝 단부의 길이보다 깊게 형성될 수 있다.The first connection groove may be formed so as to be deeper than the protruded end of the hair pin.
상기 제 2 브리지 유닛은 상기 슬롯 당 삽입되는 헤어핀의 개수와 대응되는 개수의 제 2 터미널을 포함하며, 상호 결선이 필요한 헤어핀의 설계에 따라 통전 가능하게 헤어핀의 단부를 결선하는 제 2 코어패턴 부재; 및 상기 제 1 코어패턴 부재를 감싸며, 상기 제 2 터미널을 노출하도록 상기 제 2 터미널과 대응되는 위치에 형성되는 제 2 연결홈을 포함하는 제 2 몰드부;를 포함할 수 있다.The second bridge unit includes a second core pattern member including a number of second terminals corresponding to the number of the hair pins inserted per slot and connecting ends of the hair pins to be energizable according to the design of the hair pins requiring interconnection; And a second mold part surrounding the first core pattern member and including a second connection groove formed at a position corresponding to the second terminal to expose the second terminal.
상기 제 2 연결홈은 상기 헤어핀의 돌출된 끝 단부의 길이보다 깊게 형성될 수 있다.The second connection groove may be formed to be deeper than the protruding end of the hair pin.
상기 제 1 및 제 2 브리지 유닛은 동일한 형태로 형성될 수 있다.The first and second bridge units may be formed in the same shape.
상기 제 1 및 제 2 브리지 유닛은 상기 헤어핀의 삽입 공정 후에 조립될 수 있다.
The first and second bridge units may be assembled after the hairpin insertion process.
본 발명의 실시예들에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리는 기존과 같이 코일권선을 완성하기 위해 헤어핀을 V자 또는 U자로 성형하는 공정, 코일 엔드부를 트위스팅 하는 공정, 코일 엔드부를 용접하는 공정, 용접부에 절연체를 도포하는 공정 및 절연체를 경화하는 공정 등을 모두 생략할 수 있어 모터의 생산성 및 조립성을 향상시킬 수 있다.The stator assembly of a hairpin winding motor according to embodiments of the present invention includes a process of forming a hair pin into a V-shape or a U-shape to complete a coil winding, a process of twisting a coil end, a process of welding a coil end, The step of applying the insulator to the welded portion and the step of hardening the insulated body can all be omitted, and the productivity and assemblability of the motor can be improved.
특히, 헤어핀의 제 1 및 제 2 단부에 제 1 및 제 2 브리지 유닛을 조립하는 공정만으로, 고정자 코어의 조립을 마무리 할 수 있어, 상기한 바와 같이 조립 시간을 대폭 줄일 수 있음은 물론, 코일 엔드부의 높이를 낮출 수 있기 때문에 모터 소형화에도 유리하다.Particularly, the assembling of the stator core can be completed only by assembling the first and second bridge units at the first and second end portions of the hairpin, so that the assembling time can be greatly reduced as described above, Since the height of the portion can be lowered, it is advantageous in downsizing the motor.
또한, 코일 엔드부의 높이가 상기한 바와 같이 축소될 수 있어, 구리 사용량을 줄일 수 있어 재료비가 절약되고, 모터를 보다 경량화시킬 수도 있다.Further, since the height of the coil end portion can be reduced as described above, the amount of copper used can be reduced, the material cost can be saved, and the motor can be made lighter.
도 1은 헤어핀 권선모터의 고정자 코어를 보여주는 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 본 실시예에 따른 제 1 및 제 2 코어패턴 부재의 사시도, 그리고,
도 4는 도 3의 제 1 및 제 2 코어패턴 부재를 코어로 하여 몰딩 형성된 제 1 및 제 2 몰드부의 사시도 이다.1 is a perspective view showing a stator core of a hairpin winding motor,
Fig. 2 is an exploded perspective view of Fig. 1,
3 is a perspective view of the first and second core pattern members according to the present embodiment,
4 is a perspective view of first and second mold parts molded with the first and second core pattern members of FIG. 3 as cores.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 또한, 이하의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It is to be understood, however, that the following examples are provided to facilitate understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. In addition, the following embodiments are provided to explain the present invention more fully to those skilled in the art and those skilled in the art will appreciate that those skilled in the art, Will be omitted.
도 1은 헤어핀 권선모터의 고정자 코어를 보여주는 사시도, 도 2는 도 1의 분해 사시도, 도 3은 본 실시예에 따른 제 1 및 제 2 코어패턴 부재의 사시도, 그리고, 도 4는 도 3의 제 1 및 제 2 코어패턴 부재를 코어로 하여 몰딩 형성된 제 1 및 제 2 몰드부의 사시도 이다.FIG. 3 is a perspective view of the first and second core pattern members according to the present embodiment, and FIG. 4 is a perspective view of the stator core of the hairpin winding motor of FIG. 1 and the second core pattern member as a core.
도 1 및 도 2는 헤어핀 권선모터의 고정자 코어를 보여주는 사시도 및 분해 사시도 이다.1 and 2 are a perspective view and an exploded perspective view showing a stator core of a hairpin winding motor.
도 1을 참고하면, 헤어핀 권선모터는 고정자 어셈블리 및 회전자 어셈블리를 구비할 수 있으며, 고정자 어셈블리는 고정자 코어(100)를 포함할 수 있다. 고정자 코어(100)는 전체적으로 원형 고리 또는 링 형태로 형성될 수 있다. 도시되지 않았으나, 고정자 코어(100)의 내측에는 회전자 어셈블리(rotor assembly)가 배치될 수 있다. 회전자 어셈블리는 회전축을 구비하고 회전 가능하도록 형성될 수 있으며, 알려진 바와 같이, 고정자 코어(100)에 권선된 코일과 전자기적 간섭을 일으켜 회전되게 된다.Referring to FIG. 1, the hairpin winding motor may include a stator assembly and a rotor assembly, and the stator assembly may include a
한편, 고정자 코어(100)는 복수개의 슬롯(110)을 구비할 수 있다. 각 슬롯(110)은 고정자 코어(100)의 내주에서 외주 측을 향해 연장 형성될 수 있다. 또는, 각 슬롯(110)은 고정자 코어(100)의 반경 방향으로 연장 형성될 수 있다. 또한, 고정자 코어(100)의 내주측을 향한 각 슬롯(110)의 단부는, 코일 권선을 위해 개방되어 있을 수 있다.Meanwhile, the
도 1의 확대도를 참고하면, 각 슬롯(110)은 다층(multi-layer) 구조로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 각 슬롯(110)에는 고정자 코어(100)의 반경 방향을 따라 복수개의 층(111)이 마련될 수 있다. 도 1의 경우, 하나의 슬롯(110)에 4개의 층(111)이 형성된 경우를 예시하였다. 다만, 각 슬롯(110)에 형성되는 층(111)의 개수는 모터출력, 권선설계방법 등에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 필요에 따라, 하나의 슬롯(110)에 마련된 층(111)의 개수는, 2개, 8개 등으로 형성될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 도 1에 도시된 바를 중심으로 설명하기로 하며, 고정자 코어(100)의 내주 측에 배치된 순으로, 각 층(111)을 제 1 내지 4 층(111a, 111b, 111c, 111d)으로 지칭하도록 한다.Referring to the enlarged view of FIG. 1, each
고정자 코어(100)에는 복수개의 슬롯(110)이 구비될 수 있다. 복수개의 슬롯(110)은 고정자 코어(100)의 둘레 방향을 따라 방사형으로 배치될 수 있다. 고정자 코어(100)에 마련된 슬롯(110)의 개수는 모터출력, 권선설계방법 등에 따라 변경될 수 있다. 예를 들면, 필요에 따라, 고정자 코어(100)에는 둘레 방향을 따라 60개 또는 72개의 슬롯(110)이 형성될 수 있다.The
한편, 헤어핀(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 직선 형태로 마련될 수 있으며, 복수 개가 고정자 코어(100)의 슬롯(110) 내로 삽입 체결될 수 있다. 예컨대, 한 슬롯에는 4개 또는 그 이상의 헤어핀(200)들이 삽입될 수 있는데, 이는 모터의 형태 및 스펙에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이해를 돕기 위해 본 실시예에서는 한 슬롯(110)에 4개의 헤어핀(200)이 삽입된 것을 기준으로 설명한다.2, a plurality of
기존의 구성에서는 슬롯(110) 내로 삽입된 후 벤딩 및 트위스트 하여 결선하는 공정이 반드시 필요하였으나, 본 실시예에 따른 헤어핀(200)은 이와 같은 후 공정 없이, 고정자 코어(100)에 삽입하는 공정만이 필요하다. 이때, 상기 헤어핀(200)의 양 끝단은 일정 높이로 돌출 형성될 수 있는데, 이 돌출 높이는 후술할 제 1 및 제 2 브리지 유닛(300)(400)의 제 1 및 제 2 터미널(311)(411)의 깊이에 따라 가변 될 수 있다.In the conventional structure, the process of inserting the wire into the
도 1 및 도 2를 참고하면, 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리는, 고정자 코어(100)에 코일 권선을 형성하기 위한 복수개의 헤어핀(200)을 포함할 수 있다. 후술할 바와 같이, 고정자 코어(100)의 슬롯(110)에는 다수의 헤어핀(200)이 삽입 체결되게 되며, 슬롯(110)에 체결된 다수의 헤어핀(200)은 벤딩 과정을 거칠 필요 없이 직선 형태로 구성되어, 상호 순차적으로 상기 슬롯(110)에 삽입되어, 양단이 후술할 제 1 및 제 2 브리지 유닛(300)(400)과 접속됨으로써, 코일 권선을 형성하게 된다.Referring to FIGS. 1 and 2, the stator assembly of the hairpin winding motor may include a plurality of
도시된 바와 같이, 각 헤어핀(200)은 전체적으로 I자형으로 형성될 수 있다. 헤어핀(200)은 코일 권선을 형성하기 위한 것인바, 구리 등의 전기적 도체로 형성될 수 있으며, 외면은 절연 코팅될 수 있다.As shown, each hairpin 200 may be formed in an I-shape as a whole. The
한편, 헤어핀(200)은 양 끝단에 통전 가능한 제 1 단부(210)와 제 2 단부(220)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 제 1 단부(210)로는 제 1 브리지 유닛(300)이 결합되고, 제 2 단부(220) 측으로는 제 2 브리지 유닛(400)이 결합될 수 있다.The hairpin 200 may have a
한편, 종래에는 상기 헤어핀(200)의 끝단부에 헤드부를 형성하여, 이 헤드부를 소정 정도 비틀린(twisting) 형태로 형성하였다. 이는 헤어핀의 레그부가 각각 슬롯(110) 내 상이한 층(111)으로 삽입 체결될 수 있도록 헤어핀(200)의 가공시 각 레그부를 소정정도 트위스팅 가공하였기 때문이다. 그러나 본 실시예에 따르면, 이러한 트위스트 가공 또한 필요 없으므로, 보다 간편하고 간소한 조립공정 수행이 가능하다. 따라서, 헤어핀(200)을 가공하기 위하여, 직선형의 각형 코일(flat coil)을 적당한 길이로 컷팅(cutting) 가공하는 것으로 헤어핀(200)의 가공을 마무리할 수 있다. 따라서 헤어핀(200)의 양 끝단인 제 1 및 제 2 단부(210)(220)는 후술할 제 1 및 제 2 브리지 유닛(300)(400)과의 접합을 통해 다른 헤어핀과 접속되게 된다. Conventionally, a head portion is formed at an end of the
한편, 헤어핀(200)은 대략 사각 형태의 단면을 가지는 각형 코일(flat coil)로 형성될 수 있다. 상기와 같은 각형 코일은 슬롯(110) 내 코일의 점적율을 높여 고출력, 소형화된 모터를 구현할 수 있도록 한다.Meanwhile, the
따라서 도 2를 참고하면, 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리는, 상기 도 1에서 설명한 고정자 코어(100)에 상기 도 2에서 설명한 헤어핀(200)을 복수 개 체결하고, 각 헤어핀(200)을 순차적으로 삽입 배치한 후에, 고정자 코어(100)의 상측 및 하측에 제 1 및 제 2 브리지 유닛(300)(400)의 결합으로 헤어핀(200)들의 결선과정을 마무리 한다.2, the stator assembly of the hairpin winding motor includes a plurality of
또한, 하나의 헤어핀(200)은 각 슬롯(110)에 하나의 층(111)을 채우게 된다. 다시 말하면, 각 슬롯(110)의 각 층(111)에는 각각 I자 형태의 헤어핀(200)이 개별적으로 삽입 체결되게 된다. 도 2에 예시된 바를 참고하여 부연 설명하면, 제 1 내지 4 층(111a, 111b, 111c, 111d)에는 각각 헤어핀(200)의 I형태의 몸체 전체가 삽입 체결되게 되며, 따라서 하나의 슬롯(110)에는 반경 방향을 따라 4개의 헤어핀(200)이 삽입 배치될 수 있다.In addition, one
한편, 상기와 같이 고정자 코어(100)의 각 슬롯(110)에 복수개의 헤어핀(200)이 체결되면, 각 헤어핀(200)은 슬롯(110) 밖으로 노출된 제 1 및 제 2 단부(210)(220)가 고정자 코어(100)의 상측 및 하측에 일정 높이로 돌출될 수 있다.When the plurality of
제 1 브리지 유닛(300)은 제 1 코어 패턴부재(310)와 제 1 몰드부(320)를 포함할 수 있다. The
제 1 코어 패턴부재(310)는 대략 환형의 몸체에 복수 개의 제 1 터미널(311)이 마련될 수 있다. 상기 제 1 터미널(311)은 상기 슬롯(110)당 삽입되는 헤어핀(200)의 개수와 대응될 수 있다. 제 1 터미널(311)은 상기 헤어핀(200)의 제 1 단부(210)와 면 접촉하여 결선될 수 있다. 이때, 상기 제 1 단부(210)와 제 1 터미널(311)은 별도의 용접 및 트위스트 공정 없이 물리적인 접촉을 통해 통전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 결선이 필요한 형태에 따라 상기 제 1 코어 패턴부재(310)이 형상을 결정할 수 있다. 또한, 제 1 코어 패턴부재(310)는 도 3과 같이 복수 개의 서로 다른 지름을 가지는 링 형상으로 마련되어 중심을 따라 동심 배치될 수 있다.The first
제 1 몰드부(320)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 코어 패턴부재(310)를 감싸는 수지재질로 마련될 수 있다. 제 1 몰드부(320)는 상기 제 1 코어 패턴부재(310)를 금형 내에 배치하여 사출 형성할 수 있는데, 이때, 상기 제 1 터미널(311)이 상기 헤어핀(200)의 제 1 단부(210)와 접촉할 수 있도록, 상기 제 1 터미널(311)과 대응되는 위치에 제 1 연결홈(321)을 형성할 수 있다. 이러한 구성에 따라, 상기 제 1 단부(210)는 제 1 연결홈(321)에 삽입되어 제 1 터미널(311)과 결선될 수 있다. As shown in FIG. 4, the
한편, 제 2 브리지 유닛(400)은 제 2 코어 패턴부재(410)와 제 2 몰드부(420)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the
제 2 코어 패턴부재(410)는 대략 환형의 몸체에 복수 개의 제 2 터미널(411)이 마련될 수 있다. 상기 제 2 터미널(411)은 상기 슬롯(110)당 삽입되는 헤어핀(200)의 개수와 대응될 수 있다. 제 2 터미널(411)은 상기 헤어핀(200)의 제 2 단부(220)와 면 접촉하여 결선될 수 있다. 이때, 상기 제 2 단부(220)와 제 2 터미널(411)은 별도의 용접 및 트위스트 공정 없이 물리적인 접촉을 통해 통전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 결선이 필요한 형태에 따라 상기 제 2 코어 패턴부재(410)이 형상을 결정할 수 있다. 또한, 제 2 코어 패턴부재(410)는 도 3과 같이 복수 개의 서로 다른 지름을 가지는 링 형상으로 마련되어 중심을 따라 동심 배치될 수 있다.The second
제 2 몰드부(420)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 코어 패턴부재(410)를 감싸는 수지재질로 마련될 수 있다. 제 2 몰드부(420)는 상기 제 2 코어 패턴부재(410)를 금형 내에 배치하여 사출 형성할 수 있는데, 이때, 상기 제 2 터미널(411)이 상기 헤어핀(200)의 제 2 단부(220)와 접촉할 수 있도록, 상기 제 2 터미널(411)과 대응되는 위치에 제 2 연결홈(421)을 형성할 수 있다. 이러한 구성에 따라, 상기 제 2 단부(220)는 제 2 연결홈(421)에 삽입되어 제 2 터미널(411)과 결선될 수 있다.The
또한, 상기한 바와 같이 구성된 제 1 및 제 2 브리지 유닛(300)(400)의 외경 및 내경의 지름은 상기 고정자 코어(100)의 외경 및 내경의 지름과 대응될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 브리지 유닛(300)(400)이 상하로 결합된 고정자 코어(100)는 대략 원통형상을 유지할 수 있다. The diameters of the outer and inner diameters of the first and
또한, 상기 제 1 및 제 2 연결홈(321)(421)은 상기 헤어핀의 돌출된 제 1 및제 2 단부(210)(220)의 길이보다 깊게 형성될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 제 1 및 제 2 단부(210)(220)의 끝단이 상기 제 1 및 제 2 터미널(311)(411)과 연결될 수 있다. The first and
한편, 본 실시예에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 브리지 유닛(300)(400)은 동일한 형태로 형성될 수 있다. 또는, 상하 결합으로 인해 방향성이 달라질 수는 있으며, 헤어핀(200)의 시종을 연결하여 코일로 권선하기 위해서는 상하 대칭으로 마련될 수도 있다. Meanwhile, according to the present embodiment, the first and
또한, 상기 제 1 및 제 2 브리지 유닛(300)(400)은 상기 헤어핀의 삽입 공정 후에 조립될 수 있다. 즉, 고정자 코어(100)의 슬롯(110)에 복수 개의 헤어핀(200)들을 삽입하는 공정이 마무리 된 후에, 상기 제 1 및 제 2 브리지 유닛(300)(400)을 상기 고정자 코어(100)의 상측 및 하측에 결합하여 조립을 완료할 수 있다.In addition, the first and
이와 같은 본 실시예에 따르면, 코일권선을 완성하기 위해 헤어핀(200)을 V자 또는 U자로 성형하는 공정, 코일 엔드부를 트위스팅 하는 공정, 코일 엔드부를 용접하는 공정, 용접부에 절연체를 도포하는 공정 및 절연체를 경화하는 공정 등을 모두 생략할 수 있어 모터의 생산성 및 조립성을 향상시킬 수 있다.According to this embodiment, in order to complete the coil winding, a process of forming the
특히, 헤어핀(200)의 제 1 및 제 2 단부(210)(220)에 제 1 및 제 2 브리지 유닛(300)(400)을 조립하는 공정만으로, 고정자 코어(100)의 조립을 마무리 할 수 있어, 상기한 바와 같이 조립 시간을 대폭 줄일 수 있음은 물론, 코일 엔드부의 높이를 낮출 수 있기 때문에 모터 소형화에도 유리하다.Particularly, the assembly of the
또한, 코일 엔드부의 높이가 상기한 바와 같이 축소될 수 있어, 구리 사용량을 줄일 수 있어 재료비가 절약되고, 모터를 보다 경량화시킬 수도 있다.Further, since the height of the coil end portion can be reduced as described above, the amount of copper used can be reduced, the material cost can be saved, and the motor can be made lighter.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
100: 고정자 코어
110: 슬롯
200: 헤어핀
300; 제 1 브리지 유닛
310; 제 1 코어패턴 부재
311; 제 1 터미널
320; 제 1 몰드부
321; 제 1 연결홈
410; 제 2 코어패턴 부재
411; 제 2 터미널
420; 제 2 몰드부
421; 제 2 연결홈100: stator core 110: slot
200:
310; A first
320; A
410; A second
420; A
Claims (10)
상기 각 슬롯에 체결되는 직선 형상의 복수개의 헤어핀; 및
상기 복수 개의 헤어핀들과 선택적으로 통전 가능하게 연결되는 복수 개의 통전성 부재로 구성된 코어패턴 부재와, 상기 코어패턴 부재를 감싸는 절연성 재질의 몰드부를 포함하는 제 1 및 제 2 브리지 유닛;을 포함하며,
상기 제 1 브리지 유닛은 상기 고정자 코어의 상측에 결합되고, 상기 제 2 브리지 유닛은 상기 고정자 코어의 하측에 결합되어, 상기 헤어핀의 양단부와의 전기적 연결을 통해 코일을 형성하는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.A stator core having a plurality of slots along a circumferential direction, each slot having a plurality of layers in a radial direction;
A plurality of straight hairpins fastened to the slots; And
And a first and a second bridge unit including a core pattern member composed of a plurality of conductive members selectively connected to the plurality of hair pins in a conductive manner and an insulating molded member surrounding the core pattern member,
Wherein the first bridge unit is coupled to the upper side of the stator core and the second bridge unit is coupled to the lower side of the stator core to form a coil through electrical connection with both ends of the hair pin, .
상기 제 1 및 제 2 브리지 유닛의 외경 및 내경의 지름은 상기 고정자 코어의 외경 및 내경의 지름과 대응되는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리. The method according to claim 1,
Wherein diameters of the outer diameter and the inner diameter of the first and second bridge units correspond to diameters of the outer diameter and the inner diameter of the stator core.
상기 헤어핀은 상기 고정자 코어의 상측 및 하측에 일정 높이로 돌출 형성되는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the hairpin is protruded at a predetermined height above and below the stator core.
상기 헤어핀은 상기 고정자 코어의 각 슬롯마다 복수 개가 삽입 결합되는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of hair pins are inserted and coupled to each slot of the stator core.
상기 슬롯 당 삽입되는 헤어핀의 개수와 대응되는 개수의 제 1 터미널을 포함하며, 상호 결선이 필요한 헤어핀의 설계에 따라 통전 가능하게 헤어핀의 단부를 결선하는 제 1 코어패턴 부재; 및
상기 제 1 코어패턴 부재를 감싸며, 상기 제 1 터미널을 노출하도록 상기 제 1 터미널과 대응되는 위치에 형성되는 제 1 연결홈을 포함하는 제 1 몰드부;를 포함하는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.2. The apparatus of claim 1, wherein the first bridge unit comprises:
A first core pattern member including a number of first terminals corresponding to the number of hair pins to be inserted per slot and connecting ends of the hair pins to be energizable according to the design of the hair pins requiring interconnection; And
And a first mold part surrounding the first core pattern member and including a first connection groove formed at a position corresponding to the first terminal to expose the first terminal.
상기 헤어핀의 돌출된 끝 단부의 길이보다 깊게 형성되는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.The connector according to claim 5,
Wherein a length of the protruding end of the hair pin is larger than a length of the protruding end of the hair pin.
상기 슬롯 당 삽입되는 헤어핀의 개수와 대응되는 개수의 제 2 터미널을 포함하며, 상호 결선이 필요한 헤어핀의 설계에 따라 통전 가능하게 헤어핀의 단부를 결선하는 제 2 코어패턴 부재; 및
상기 제 1 코어패턴 부재를 감싸며, 상기 제 2 터미널을 노출하도록 상기 제 2 터미널과 대응되는 위치에 형성되는 제 2 연결홈을 포함하는 제 2 몰드부;를 포함하는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.The apparatus of claim 1, wherein the second bridge unit comprises:
A second core pattern member including a number of second terminals corresponding to the number of the hair fins inserted per slot and connecting ends of the hair fins so as to be energized according to the design of the hairpin requiring interconnection; And
And a second mold part surrounding the first core pattern member and including a second connection groove formed at a position corresponding to the second terminal to expose the second terminal.
상기 헤어핀의 돌출된 끝 단부의 길이보다 깊게 형성되는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.8. The connector according to claim 7,
Wherein a length of the protruding end of the hair pin is larger than a length of the protruding end of the hair pin.
상기 제 1 및 제 2 브리지 유닛은 동일한 형태로 형성되는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the first and second bridge units are formed in the same shape.
상기 제 1 및 제 2 브리지 유닛은 상기 헤어핀의 삽입 공정 후에 조립되는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second bridge units are assembled after the step of inserting the hairpin.
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