KR20190123124A - 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리에 관한 것으로서, 원통 형상으로 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 장착되고, 다수개의 분포권 분할 코어를 결합하여 형성되며, 원주방향으로 배치된 복수개의 슬롯을 구비하는 고정자 코어; 및 상기 고정자 코어의 각 슬롯에 체결 및 상호 접속되어 코일 권선을 형성하는 복수개의 헤어핀;을 포함한다.
본 발명에 의한 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리는 헤어핀 코일 피치에 따라 연속 파권으로 권선 포밍 후 코어에 삽입될 수 있으므로 헤어핀 슬롯간 용접 공정을 삭제하고, 고정자 코어를 분포권 분할 코어로 구성하여 공정을 단순히 할 수 있을 뿐만 아니라 용접 공정이 제외됨으로써 용접 시 발생할 수 있는 절연 불량 리스크 회피할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의한 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리는 헤어핀 코일 피치에 따라 연속 파권으로 권선 포밍 후 코어에 삽입될 수 있으므로 헤어핀 슬롯간 용접 공정을 삭제하고, 고정자 코어를 분포권 분할 코어로 구성하여 공정을 단순히 할 수 있을 뿐만 아니라 용접 공정이 제외됨으로써 용접 시 발생할 수 있는 절연 불량 리스크 회피할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 헤어핀 슬롯간 용접 공정을 삭제하고, 공정을 단순화하고, 절연 성능을 향상시킬 수 있는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리에 관한 것이다.
최근 하이브리드 차량 등의 성능 향상을 위하여 모터의 출력 향상을 위한 방안이 활발히 연구 개발되고 있다.
일반적으로, 모터의 출력은 고정자 코어에 권선되는 코일의 턴수에 비례하는 것으로 알려져 있는 바, 모터의 사이즈를 늘리지 않고 모터의 출력을 향상시키기 위하여는 고정자 코어에 권선되는 코일의 점적율을 증가시키는 방안이 고려될 수 있다.
상기와 같은 방안의 일환으로, 최근에는 원형 단면을 가지는 환형 코일을 사용 대신, 대략 사각 단면 형태를 가지는 각형 코일을 사용하여 권선하는 방법이 연구되고 있다.
그러나 각형 코일의 경우 환형 코일에 비해 상대적으로 코일 권선 작업에 어려움이 있게 된다. 따라서 각형 코일에 있어서 코일 권선을 용이하게 하는 방안으로, 다수의 분리된 헤어핀을 고정자 코일에 삽입 체결한 후, 각 헤어핀을 용접 접합시켜 코일 권선부를 형성하는 방식의 모터(이하, 설명의 편의상 '헤어핀 권선모터'로 지칭함)가 제안된 바 있다. 상기와 같은 헤어핀 권선모터는 대략 U자 형태로 형성된 헤어핀을 고정자 코어의 각 슬롯에 체결한 후, 각 슬롯의 각 층에 배치된 헤어핀 간을 용접 접합시킴으로써, 고정자 코어의 코일 권선을 형성하게 된다.
따라서 헤어핀 권선모터의 경우 권선기로 인한 장치적 한계를 극복하고, 각형 코일의 경우에도 용이하게 코일 권선 작업이 가능하게 된다.
그러나 헤어핀 권선모터의 경우, 권선기를 통한 권선 방식과는 달리 다수의 반복된 용접 작업이 수반되게 되는데, 상기와 같은 반복된 용접 작업은 각 헤어핀 간의 접속 불량을 일으키거나, 생산성을 저하시키는 주요 원인이 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 헤어핀 코일 피치에 따라 연속 파권으로 권선 포밍 후 코어에 삽입될 수 있으므로 헤어핀 슬롯간 용접 공정을 삭제하고, 고정자 코어를 분포권 분할 코어로 구성하여 공정을 단순히 할 수 있는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리는 원통 형상으로 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 장착되고, 다수개의 분포권 분할 코어를 결합하여 형성되며, 원주방향으로 배치된 복수개의 슬롯을 구비하는 고정자 코어; 및 상기 고정자 코어의 각 슬롯에 체결 및 상호 접속되어 코일 권선을 형성하는 복수개의 헤어핀;을 포함한다.
그리고 상기 분포권 분할 코어는 일단에 고정자 코어 슈가 형성되고, 타 단에는 일 측에 끼움 결합홈이 형성되고 타 측에는 끼움 결합돌기가 형성된 코어 결합부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 분포권 분할 코어는 고정자 코어 슈와 코어 결합부의 사이에 형성된 코어 몸체의 양측으로 슬롯 홈이 형성되고, 상기 슬롯 홈은 다단으로 형성될 수 있다.
그리고 상기 분포권 분할 코어는 직선으로 정렬된 후 삽입된다.
또한, 상기 헤어핀은 각선 코일을 포밍 지그 또는 벤딩 지그를 통해 연속 파권의 헤어핀 코일로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 헤어핀의 슬롯 피치는 가변될 수 있다.
본 발명에 의한 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리는 헤어핀 코일 피치에 따라 연속 파권으로 권선 포밍 후 코어에 삽입될 수 있으므로 헤어핀 슬롯간 용접 공정을 삭제하고, 고정자 코어를 분포권 분할 코어로 구성하여 공정을 단순히 할 수 있을 뿐만 아니라 용접 공정이 제외됨으로써 용접 시 발생할 수 있는 절연 불량 리스크 회피할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 나타낸 부분확대도
도 2는 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 구성하는 고정자 코어를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 구성하는 고정자 코어의 다른 실시 예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 구성하는 헤어핀의 제조공정을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리의 조립공정을 나타낸 순차도.
도 2는 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 구성하는 고정자 코어를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 구성하는 고정자 코어의 다른 실시 예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 구성하는 헤어핀의 제조공정을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리의 조립공정을 나타낸 순차도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 나타낸 부분확대도이고, 도 2는 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 구성하는 고정자 코어를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 구성하는 고정자 코어의 다른 실시 예를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리를 구성하는 헤어핀의 제조공정을 나타낸 도면이다.
본원발명인 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리(100)는 하우징(200), 고정자 코어(300), 헤어핀(400)을 포함한다.
상기 하우징(200)은 소정의 지름과 두께를 가지고 형성된다.
즉, 상기 하우징(200)은 원통 형상 또는 링 형상으로 형성되고, 내부에는 고정자 코어(300)와 헤어핀(400) 등을 수용할 수 있도록 수용공간(220)이 형성된다.
상기 고정자 코어(300)는 상기 하우징(200)의 수용공간(220)에 장착된다.
그리고 상기 고정자 코어(300)는 다수개의 분포권 분할 코어(310)를 결합하여 형성되고, 원주방향으로 복수개의 슬롯(320)이 구비된다.
즉, 상기 고정자 코어(300)는 다수개의 분포권 분할 코어(310)를 결합한 후 상기 하우징(200)의 수용공간(220)으로 삽입된다. 이때, 상기 분포권 분할 코어(310)는 직선으로 정렬된 후 상기 하우징(200)의 수용공간(220)으로 삽입된다.
여기서, 상기 고정자 코어(300)에 마련된 슬롯(320)의 개수는 모터출력, 권선설계방법 등에 따라 변경될 수 있으며, 본원발명에서 상기 복수개의 슬롯(320)은 고정자 코어(300)의 둘레 방향을 따라 방사형으로 배치되고, 상기 각 슬롯(320)은 반경 방향으로 복수개의 층을 구비하게 된다.
그리고 상기 분포권 분할 코어(310)는 일단에 고정자 코어 슈(311)가 형성되고, 타 단에는 일 측에 끼움 결합홈(313)이 형성되고 타 측에는 끼움 결합돌기(314)가 형성된 코어 결합부(312)가 형성된다.
즉, 상기 분포권 분할 코어(310)는 일 단으로 슬롯 오프닝이 형성될 수 있도록 고정자 코어 슈(311)를 형성하고, 타 단에는 이웃하는 분포권 분할 코어(310)와 결합될 수 있도록 끼움 결합홈(313)과 끼움 결합돌기(314)가 형성된 코어 결합부(312)를 형성하게 된다.
또한, 상기 분포권 분할 코어(310)는 헤어핀(400)의 코일을 삽입할 수 있도록 고정자 코어 슈(311)와 코어 결합부(312)의 사이에 형성된 코어 몸체(315)의 양측으로 슬롯 홈(316)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 분포형 분할 코어(310)는 코어 몸체(315)의 양측으로 슬롯 홈(316)을 형성하여, 별도의 공정 없이도 헤어핀(400)의 코일을 삽입할 수 있게 된다.
이때, 상기 분포권 분할 코어(310)를 구성하는 슬롯 홈(316)은 헤어핀(400)을 구성하는 코일의 크기에 따라 다단으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 분포권 분할 코어(310)는 직선으로 정렬된 후 상기 하우징(200)의 수용공간(220)으로 삽입된다.
상기 헤어핀(400)은 고정자 코어(300)의 슬롯(320)에 체결 및 상호 접속되어 코일 권선을 형성하게 된다.
그리고 상기 헤어핀(400)은 분포권 분할 코어(310)로 형성되는 슬롯(320)에 원활하게 삽입될 수 있도록 각선 코일(410)을 포밍 지그(G) 또는 벤딩 지그를 통해 연속 파권의 헤어핀 코일(420)로 형성하게 된다.
즉, 상기 헤어핀(400)은 각선 코일(410)을 원하는 슬롯(320)의 피치에 맞춰 포밍 지그(G) 또는 벤딩 지그를 통해 형성할 수 있을 뿐만 아니라 슬롯(320)의 피치가 변경되어도 간단하게 슬롯(320)의 피치를 조절할 수 있게 된다.
이와 함께, 상기 각선 코일(410)을 원하는 슬롯(320)의 피치에 맞춰 다양하게 변경할 수 있으므로 점프선 종류를 저감할 수 있게 된다.
더불어 상기 헤어핀(400)은 용접을 위하여 코일 말단부의 피복을 탈피하는 공정을 제어할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리의 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 각선 코일(410)을 포밍 지그(G) 또는 벤딩 지그를 통해 연속 파권의 헤어핀 코일(420)로 형성되는 헤어핀(400)과 원통 형상 또는 링 형상으로 형성되고, 내부에는 고정자 코어(300)와 헤어핀(400) 등을 수용할 수 있도록 수용공간(220)이 형성되는 하우징(200)을 형성한다.
그리고 다수개의 분포권 분할 코어(310)를 결합하여 형성되고, 원주방향으로 복수개의 슬롯(320)이 구비되는 고정자 코어(300)를 형성한다.
이때, 상기 분포권 분할 코어(310)는 일단에 고정자 코어 슈(311)가 형성되고, 타 단에는 일 측에 끼움 결합홈(313)이 형성되고 타 측에는 끼움 결합돌기(314)가 형성된 코어 결합부(312)가 형성되며, 고정자 코어 슈(311)와 코어 결합부(312)의 사이에 형성된 코어 몸체(315)의 양측으로 슬롯 홈(316)이 형성된다.
다음으로, 상기 고정자 코어(300)를 구성하는 복수개의 슬롯(320)으로 각선 코일(410)을 포밍 지그(G) 또는 벤딩 지그를 통해 연속 파권의 헤어핀 코일(420)로 형성되는 헤어핀(400)을 삽입한 후 함침한다.
이후, 상기 하우징(200)의 수용공간(220)으로 헤어핀(400)이 결합된 고정자 코어(310)를 조립하면, 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리(100)의 조립은 완료된다.
여기서, 상기 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리의 조립순서는 상기와 다르게 이루어질 수 있음을 밝힌다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리
200 : 하우징 220 : 수용공간
300 : 고정자 코어 310 : 분포권 분할 코어
311 : 고정자 코어 슈 312 : 코어 결합부
313 : 끼움 결합홈 314 : 끼움 결합돌기
315 : 코어 몸체 316 : 슬롯 홈
320 : 슬롯 400 : 헤어핀
410 : 각선 코일 420 : 헤어핀 코일
200 : 하우징 220 : 수용공간
300 : 고정자 코어 310 : 분포권 분할 코어
311 : 고정자 코어 슈 312 : 코어 결합부
313 : 끼움 결합홈 314 : 끼움 결합돌기
315 : 코어 몸체 316 : 슬롯 홈
320 : 슬롯 400 : 헤어핀
410 : 각선 코일 420 : 헤어핀 코일
Claims (7)
- 원통 형상으로 형성되는 하우징;
상기 하우징의 내부에 장착되고, 다수개의 분포권 분할 코어를 결합하여 형성되며, 원주방향으로 배치된 복수개의 슬롯을 구비하는 고정자 코어; 및
상기 고정자 코어의 각 슬롯에 체결 및 상호 접속되어 코일 권선을 형성하는 복수개의 헤어핀;을 포함하는 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.
- 제1항에 있어서,
상기 분포권 분할 코어는 일단에 고정자 코어 슈가 형성되고, 타 단에는 일 측에 끼움 결합홈이 형성되고 타 측에는 끼움 결합돌기가 형성된 코어 결합부가 형성되는 것인 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.
- 제2항에 있어서,
상기 분포권 분할 코어는 고정자 코어 슈와 코어 결합부의 사이에 형성된 코어 몸체의 양측으로 슬롯 홈이 형성되는 것인 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.
- 제3항에 있어서,
상기 슬롯 홈은 다단으로 형성되는 것인 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.
- 제1항에 있어서,
상기 분포권 분할 코어는 직선으로 정렬된 후 삽입되는 것인 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.
- 제1항에 있어서,
상기 헤어핀은 각선 코일을 포밍 지그 또는 벤딩 지그를 통해 연속 파권의 헤어핀 코일로 형성하는 것인 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.
- 제6항에 있어서,
상기 헤어핀의 슬롯 피치는 가변 되는 것인 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리.
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