KR20210119232A - Skewed MSO Coil, Stator and Motor Having the Same - Google Patents

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KR20210119232A
KR20210119232A KR1020200035902A KR20200035902A KR20210119232A KR 20210119232 A KR20210119232 A KR 20210119232A KR 1020200035902 A KR1020200035902 A KR 1020200035902A KR 20200035902 A KR20200035902 A KR 20200035902A KR 20210119232 A KR20210119232 A KR 20210119232A
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Abstract

According to the present invention, a maximum slot occupation coil of a skew shape comprises a unit coil installed to surround a tooth circumference of a core installed in a motor, wherein the unit coil includes a plurality of layers laminated in a tooth length direction of the core in a shape in which the plurality of layers are integrally and continuously connected to each other. Each layer of the unit coil comprises: one pair of exposure regions installed on an outer side of a slot formed between teeth of adjacent cores; and one pair of slot insertion regions configured to connect between the one pair of exposure regions in a state in which the one pair of slot insertion regions make a perpendicular angle to the one pair of exposure regions and inserted into the slot.

Description

비틀린 형상의 평각형 코일 및 이를 위한 스테이터, 그리고 이를 포함하는 전동기{Skewed MSO Coil, Stator and Motor Having the Same}A flat coil having a twisted shape, a stator therefor, and an electric motor including the same

본 발명은 비틀린 형상의 평각형 코일 및 이를 위한 스테이터, 그리고 이를 포함하는 전동기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비틀린 형상을 가지도록 형성되어 진동 및 소음을 저감시킬 수 있는 비틀린 형상의 평각형 코일 및 이를 위한 스테이터, 그리고 이를 포함하는 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to a flat coil having a twisted shape, a stator therefor, and an electric motor including the same, and more particularly, to a flat coil having a twisted shape that is formed to have a twisted shape to reduce vibration and noise, and the same It relates to a stator for, and an electric motor including the same.

전동기의 효율 증대를 위한 연구가 활발하게 진행되고 있는 최근에는 전기자동차 및 발전설비에 사용되는 전동기 및 발전기의 효율 개선은 매우 큰 경제적 효과를 유발할 수 있다.In recent years, when research for increasing the efficiency of electric motors is being actively conducted, the efficiency improvement of electric motors and generators used in electric vehicles and power generation facilities can cause very large economic effects.

이에 따라 전동기의 효율을 향상시키기 위한 방법의 일환으로, 전동기 및 발전기의 로터 또는 스테이터에 감기는 코일의 점적률(占積率, Coil Space Factor 또는 Conductor Occupying Ratio)을 향상시키기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다.Accordingly, as part of the method for improving the efficiency of the motor, various methods for improving the occupancy ratio of the coil wound around the rotor or stator of the motor and generator are studied and have.

이러한 코일의 점적률을 향상시키기 일반적인 방법으로는, 스테이터 또는 로터에 감기는 코일의 직경을 증가시키거나 감는 횟수를 늘리는 방법이 주로 이용되고 있다.As a general method for improving the space factor of such a coil, a method of increasing the diameter of a coil wound around a stator or a rotor or increasing the number of windings is mainly used.

그러나, 종래의 코일의 경우 주로 수직단면이 원형의 형태를 갖는 구리 와이어가 통상적으로 사용되고 있으며, 이러한 원형코일의 직경을 증가시키게 되면 원형의 단면으로 인해 감겨진 코일층 사이에 낭비되는 공간(Waste Space)이 발생하게 되므로 코일의 점적률이 저하된다는 근본적인 문제점이 존재한다.However, in the case of a conventional coil, a copper wire having a circular shape in a vertical cross section is generally used, and when the diameter of the circular coil is increased, the space between the coil layers wound due to the circular cross section is wasted (Waste Space). ), there is a fundamental problem that the space factor of the coil is lowered.

반면, 너무 작은 직경을 갖는 코일을 감을 경우에는 동일 면적 대비 권선횟수가 증가되므로, 상대적인 전기저항의 증가로 인해 효율저하 및 발열문제가 야기될 수 있다.On the other hand, when winding a coil having a too small diameter, the number of windings is increased relative to the same area, and thus, efficiency degradation and heat generation problems may be caused due to an increase in relative electrical resistance.

이와 같은 종래의 전기 모터는 낮은 점적률로 인해 효율 및 출력밀도를 일정 수준 이상 끌어올릴 수 없는 한계가 존재한다는 문제가 있다.Such a conventional electric motor has a problem in that the efficiency and power density cannot be raised above a certain level due to the low space factor.

또한 이와 더불어, 현재까지 사용되고 있는 전기 모터는 구동 과정에서 진동 및 소음이 발생하는 경향이 있어, 최근 프리미엄급 전기자동차의 개발 과정에서는 전기 모터의 진동 및 소음 저감이 필연적인 해결 과제로 대두되고 있다.In addition, electric motors that have been used up to now tend to generate vibration and noise during the driving process, and thus, in the recent development of premium electric vehicles, reducing vibration and noise of electric motors has emerged as an inevitable solution.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, a method for solving these problems is required.

한국공개특허 제10-2008-0023539호Korean Patent Publication No. 10-2008-0023539

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 모터의 점적율을 높이기 위해 평각형 코일을 적용하면서도, 평각형 코일 자체에 비틀린 구조(Skew Structure)를 적용하여 모터의 진동과 소음을 저감할 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.The present invention is an invention devised to solve the problems of the prior art, and while applying a flat coil to increase the space factor of the motor, a skew structure is applied to the flat coil itself to reduce vibration and It has a purpose to be able to reduce noise.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비틀린 형상의 평각형 코일은, 전동기에 구비되는 코어의 치 둘레를 감싸도록 구비되며, 일체형으로 서로 연속적으로 연결된 형태로 상기 코어의 치 길이 방향을 따라 적층된 복수의 레이어를 포함하는 단위코일을 포함하고, 상기 단위코일의 각 레이어는, 서로 인접한 코어의 치 사이에 형성되는 슬롯의 외측에 구비되는 한 쌍의 노출영역 및 상기 한 쌍의 노출영역에 대해 비직각을 이룬 상태로 상기 한 쌍의 노출영역 사이를 연결하며, 상기 슬롯에 삽입되는 한 쌍의 슬롯삽입영역을 포함한다.The twisted-shaped flat coil of the present invention for achieving the above object is provided to surround the tooth circumference of the core provided in the electric motor, and is stacked along the tooth length direction of the core in a form continuously connected to each other integrally. A unit coil including a plurality of layers, wherein each layer of the unit coil has a ratio of a pair of exposed areas and a pair of exposed areas provided outside a slot formed between teeth of adjacent cores. It connects between the pair of exposed areas in a perpendicular state, and includes a pair of slot insertion areas inserted into the slots.

이때 상기 단위코일은, 감싸고 있는 코어의 치와, 인접한 코어의 치 사이에 형성되는 동일 슬롯 내에 구비된 다른 단위코일과 인접한 인접부의 적어도 일부가, 감싸고 있는 코어의 치 측면과 비평행하게 형성될 수 있다.In this case, in the unit coil, at least a portion of the adjacent portion adjacent to another unit coil provided in the same slot formed between the teeth of the surrounding core and the teeth of the adjacent core may be formed non-parallel to the tooth side of the surrounding core. .

그리고 상기 단위코일은, 상기 인접부가 복수의 레이어에 걸쳐 연속적인 직선을 이루는 형태로 감싸고 있는 코어의 치 측면과 비평행하게 형성될 수 있다.In addition, the unit coil may be formed to be non-parallel to the tooth side of the core surrounding the adjacent portion in the form of a continuous straight line over a plurality of layers.

또한 상기 단위코일은, 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 상기 슬롯삽입영역의 폭이 점차 증가하도록 형성될 수 있다.In addition, the unit coil may be formed such that the width of the slot insertion region gradually increases from the inner diameter portion to the outer diameter portion of the motor toward the layer.

더불어 상기 단위코일은, 상기 노출영역의 폭이 각 레이어마다 동일하게 형성될 수 있다.In addition, the unit coil may be formed to have the same width of the exposed area for each layer.

그리고 상기 단위코일은, 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 두께가 점차 감소하도록 형성도리 수 있다.In addition, the unit coil may be formed such that the thickness gradually decreases from the inner diameter part to the outer diameter part direction of the layer of the motor.

한편 상기 단위코일의 양 끝단부에는, 다른 단위코일과의 연결을 위한 엔드와인딩부재가 연결되는 엔드와인딩 연결부가 형성될 수 있다.Meanwhile, at both ends of the unit coil, an end winding connection portion to which an end winding member for connection with another unit coil is connected may be formed.

그리고 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스테이터는, 상기의 비틀린 형상의 평각형 코일이 권취되는 코어를 포함하며, 상기 코어는, 전동기의 전방을 향하도록 형성된 제1면, 전동기의 후방을 향하도록 형성된 제2면 및 상기 제1면 및 상기 제2면에 대해 비직각을 이룬 상태로 상기 제1면 및 상기 제2면 사이를 연결하는 한 쌍의 제3면을 포함한다.And the stator of the present invention for achieving the above object includes a core on which the flat coil of the twisted shape is wound, and the core is a first surface formed to face the front of the motor, facing the rear of the motor It includes a second surface formed to do so, and a pair of third surfaces connecting between the first surface and the second surface in a non-perpendicular state with respect to the first surface and the second surface.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 비틀린 형상의 평각형 코일 및 이를 위한 스테이터, 그리고 이를 포함하는 전동기는, 종래 원형코일에 비해 동일 구조 대비 상대적으로 높은 점적률을 가지므로, 고효율의 전동기 및 발전기의 생산이 가능하다는 장점이 있다.The twisted-shaped flat coil of the present invention for solving the above problems, the stator therefor, and the electric motor including the same have a relatively high space factor compared to the same structure compared to the conventional circular coil, so a high-efficiency electric motor and generator It has the advantage of being able to produce

또한 본 발명은 모터의 점적율을 높이기 위해 평각형 코일을 적용하면서도, 평각형 코일 자체에 비틀린 구조(Skew Structure)를 적용하여 모터의 진동과 소음을 저감할 수 있는 장점을 가진다.In addition, the present invention has the advantage of reducing vibration and noise of the motor by applying a skew structure to the flat coil itself while applying a flat coil to increase the space factor of the motor.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 모습을 나타낸 도면;
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기에 적용되는 평각형 코일의 모습을 나타낸 도면; 및
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기에 있어서, 스테이터에 평각형 코일이 구비된 모습을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a state of an electric motor according to an embodiment of the present invention;
2 to 4 are views showing the appearance of a flat coil applied to an electric motor according to an embodiment of the present invention; and
5 to 6 are views illustrating a state in which a flat coil is provided in a stator in an electric motor according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the object of the present invention can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same names and the same reference numerals are used for the same components, and an additional description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 모습을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a state of an electric motor according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기는 로터(100)와 스테이터(200)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1 , the electric motor according to an embodiment of the present invention includes a rotor 100 and a stator 200 .

이때 상기 스테이터(200)는 링 형상의 내주부(210)와, 평각형 코일(300)이 장착되는 복수 개의 코어(220, 도 5 참조)를 포함하며, 이와 같은 코어(220)는 내주부(210)의 둘레를 따라 복수 개가 배열된다.At this time, the stator 200 includes a ring-shaped inner peripheral portion 210 and a plurality of cores 220 (refer to FIG. 5 ) on which the flat coil 300 is mounted, such a core 220 has an inner peripheral portion ( 210) is arranged along the perimeter.

그리고 상기 로터(100)는 상기 스테이터(200)를 둘레를 감싸는 형태로 구비되는 외주부(110)와, 상기 외주부(110) 및 상기 스테이터(200) 사이에 구비되는 복수 개의 영구자석(120)을 포함한다. 여기서 영구자석(120)은 계자권선으로 대체될 수도 있음은 물론이다.And the rotor 100 includes an outer peripheral portion 110 provided in a shape surrounding the stator 200, and a plurality of permanent magnets 120 provided between the outer peripheral portion 110 and the stator 200. do. Here, of course, the permanent magnet 120 may be replaced with a field winding.

즉 본 실시예에 따른 전동기는 회전되는 로터(100)가 스테이터(200)의 외측에 구비되는 형태를 가지며, 상기 로터(100)는 회전 구동력을 전달하고자 하는 대상에 연결될 수 있다.That is, the electric motor according to the present embodiment has a form in which the rotating rotor 100 is provided outside the stator 200, and the rotor 100 may be connected to a target to which rotational driving force is transmitted.

또한 본 실시예에서 상기 스테이터(200)의 내주부(210) 내측에는, 상기 스테이터(200)를 고정시키기 위한 외부 구조물이 삽입되는 중공(212)이 형성될 수 있다. 그리고 상기 내주부(210)의 내주면에는 외부 구조물과 결합되어 상기 스테이터(200)의 회전을 방지하는 회전방지돌기(214)가 더 구비된다.Also, in the present embodiment, a hollow 212 into which an external structure for fixing the stator 200 is inserted may be formed inside the inner peripheral portion 210 of the stator 200 . And the inner peripheral surface of the inner peripheral portion 210 is coupled to the external structure is further provided with a rotation preventing protrusion 214 to prevent the rotation of the stator (200).

더불어 이와 같은 스테이터(200)에 구비되는 복수 개의 평각형 코일(300)은 각각의 평각형 코일(300)을 서로 연결하는 엔드와인딩부재(400)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the plurality of flat coils 300 provided in the stator 200 may be electrically connected by an end winding member 400 connecting each of the flat coils 300 to each other.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기에 적용되는 평각형 코일(300)의 모습을 나타낸 도면이며, 도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기에 있어서, 스테이터(200)에 평각형 코일(300)이 구비된 모습을 나타낸 도면이다.2 to 4 are views showing the appearance of a flat coil 300 applied to an electric motor according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 6 are views showing a stator in the electric motor according to an embodiment of the present invention. It is a view showing a state in which the flat coil 300 is provided at 200 .

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 평각형 코일(300)은 전동기에 구비되는 코어(220, 도 5 참조)의 치 둘레를 감싸도록 구비되며, 일체형으로 서로 연속적으로 연결된 형태로 상기 코어(220)의 치 길이 방향을 따라 적층된 복수의 레이어를 포함하는 단위코일로 구성된다.As shown in FIGS. 2 to 6 , the flat coil 300 is provided to surround the tooth circumference of the core 220 provided in the electric motor (refer to FIG. 5 ), and the core is continuously connected to each other as an integral part. The tooth of 220 is composed of a unit coil including a plurality of layers stacked along the longitudinal direction.

그리고 이와 같은 단위코일의 내측에는 상기 코어(220)의 치가 삽입되는 중공부(302)가 형성될 수 있다. 이때 상기 코어(220)는 투자율(透磁率, Permeability)을 가지는 자성재료일 수 있다.In addition, a hollow part 302 into which the teeth of the core 220 are inserted may be formed inside the unit coil. At this time, the core 220 may be a magnetic material having a magnetic permeability (透磁率, Permeability).

본 실시예에서 상기 단위코일은 각 레이어가 서로 다른 기하학적 형상을 가질 수 있으며, 또한 하나의 레이어 상에서도 영역 별로 그 형태가 변형되는 형태를 가진다.In the present embodiment, each layer of the unit coil may have a different geometric shape, and also on one layer, the shape of the unit coil is deformed for each region.

구체적으로 본 실시예의 경우 상기 단위코일의 각 레이어는, 서로 인접한 코어(220)의 치 사이에 형성되는 슬롯(230)의 외측에 구비되는 한 쌍의 노출영역(310)과, 상기 한 쌍의 노출영역(310)에 대해 기 설정된 각도(θ)를 이룬 상태로 상기 한 쌍의 노출영역(310) 사이를 연결하며, 상기 슬롯(230)에 삽입되는 한 쌍의 슬롯삽입영역(320)을 포함한다.Specifically, in the present embodiment, each layer of the unit coil includes a pair of exposed areas 310 provided outside the slots 230 formed between the teeth of the core 220 adjacent to each other, and the pair of exposed areas. It connects between the pair of exposed areas 310 while forming a preset angle θ with respect to the area 310 and includes a pair of slot insertion areas 320 inserted into the slot 230 . .

다시 말해 상기 슬롯삽입영역(320)은 서로 인접한 코어(220)의 치 사이 슬롯(230)에 완전히 수용되는 영역을 말하며, 상기 노출영역(310)은 상기 슬롯(230)에 삽입되지 않고 외부로 노출되어 있는 영역을 말하는 것이다.In other words, the slot insertion area 320 refers to an area completely accommodated in the slot 230 between the teeth of the core 220 adjacent to each other, and the exposed area 310 is not inserted into the slot 230 and is exposed to the outside. It refers to the area covered.

여기서 상기 슬롯삽입영역(320)과 상기 노출영역(310) 사이의 기 설정된 각도(θ)는 비직각으로 형성되며, 따라서 상기 평각형 코일(300)은 횡단면이 평행사변형 형상으로 이루어져 전체적으로 비틀린 형상을 가진다.Here, the preset angle θ between the slot insertion region 320 and the exposed region 310 is formed to be a non-right angle, and thus, the flat coil 300 has a parallelogram shape in cross section to form a twisted shape as a whole. have

즉 본 발명은 전동기의 점적율을 높이는 동시에, 평각형 코일(300)에 비틀린 구조를 적용하여 전동기 자체의 진동 및 소음을 저감시킬 수 있게 된다.That is, according to the present invention, it is possible to reduce vibration and noise of the motor itself by applying a twisted structure to the flat coil 300 while increasing the space factor of the motor.

그리고 상기 단위코일은, 감싸고 있는 코어(220)의 치와, 인접한 코어(220)의 치 사이에 형성되는 동일 슬롯(230) 내에 구비된 다른 단위코일과 인접한 인접부(304)의 적어도 일부가, 감싸고 있는 코어(220)의 치 측면과 비평행하게 형성된 형태를 가진다.And in the unit coil, at least a portion of the adjacent portion 304 adjacent to another unit coil provided in the same slot 230 formed between the teeth of the surrounding core 220 and the teeth of the adjacent core 220, It has a shape formed non-parallel to the tooth side of the enclosing core 220 .

한 쌍의 인접한 코어(220) 사이에 형성되는 슬롯(230)에는 서로 다른 단위코일의 일부, 즉 슬롯삽입영역(320)이 각각 삽입되며, 하나의 슬롯(230) 내에 삽입되어 공간을 점유하는 서로 인접한 단위코일의 측면부가 상기 인접부(304)를 형성하게 된다. 즉 상기 인접부(304)는 인접한 다른 단위코일과의 대향면을 의미한다.In the slot 230 formed between a pair of adjacent cores 220 , parts of different unit coils, that is, the slot insertion area 320 are respectively inserted, and inserted into one slot 230 to occupy space with each other. Side portions of adjacent unit coils form the adjacent portion 304 . That is, the adjacent portion 304 means a surface opposite to another adjacent unit coil.

그리고 상기와 같이 인접부(304)는, 상기 코어(220)의 치의 측면과는 비평행하게 형성되며, 이와 같이 하는 이유는 슬롯(230) 내에서의 점적률을 극대화하기 위한 것이다.And as described above, the adjacent portion 304 is formed non-parallel with the side of the teeth of the core 220 , and the reason for doing this is to maximize the space factor in the slot 230 .

또한 본 실시예에서 상기 단위코일은, 상기 인접부(304)가 복수의 레이어에 걸쳐 연속적인 직선을 이루는 형태로 감싸고 있는 코어(220)의 치 측면과 비평행하게 형성된 형태를 가진다. 즉 상기 단위코일의 슬롯삽입영역(320)은 전체적으로 테이퍼진 형태를 가지며, 전동기의 내경부에서 외경부로 갈수록 개별 레이어의 폭(W2-1~W2-n)이 점차 증가하게 된다.In addition, in the present embodiment, the unit coil has a shape formed non-parallel to the tooth side of the core 220 that the adjacent portion 304 surrounds in the form of a continuous straight line over a plurality of layers. That is, the slot insertion region 320 of the unit coil has a tapered shape as a whole, and the widths W 2-1 to W 2-n of the individual layers gradually increase from the inner diameter to the outer diameter of the motor.

이에 따라 본 실시예의 단위코일은, 인접한 다른 단위코일과 함께 슬롯(230) 내 공간을 빈틈없이 가득 채울 수 있으며, 종래에 비해 극대화된 점적률을 가질 수 있다.Accordingly, the unit coil of the present embodiment can completely fill the space in the slot 230 together with other adjacent unit coils, and can have a space space maximized compared to the prior art.

이때 상기 단위코일이 감싸고 있는 코어(220)의 치 측면과 상기 인접부(304)와의 각도는, 전동기에 구비되는 슬롯(230)의 개수에 따른 기하학적 형태에 의해 결정될 수 있으며, 구체적으로 전동기의 중심각을 상기 슬롯(230)의 개수에 따라 나누어 상기 인접부(304)의 각도를 결정할 수 있다.At this time, the angle between the tooth side of the core 220 surrounded by the unit coil and the adjacent portion 304 may be determined by a geometric shape according to the number of slots 230 provided in the motor, specifically, the central angle of the motor. may be divided according to the number of slots 230 to determine the angle of the adjacent portion 304 .

또한 본 실시예에서 상기 단위코일은 상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어(L)로 갈수록 두께(h2-1~h2-n)가 점차 감소하도록 형성될 수 있다.In addition, in the present embodiment, the unit coil may be formed such that the thickness (h 2-1 to h 2-n ) gradually decreases from the inner diameter part to the outer diameter part of the layer (L) of the motor.

즉 상기 단위코일의 레이어가 n개라고 가정할 때, 상기 전동기의 최외곽 외경부에 위치되는 레이어로부터 상기 전동기의 최내곽 내경부에 위치되는 레이어로 갈수록 그 두께(h2-1~h2-n)가 점차 증가하도록 형성된다.That is, assuming that the number of layers of the unit coil is n, the thickness (h 2-1 to h 2 - n ) is formed to gradually increase.

이와 같이 하는 이유는, 전술한 바와 같이 상기 인접부(304)가 경사진 형태로 형성됨에 따라 상대적으로 전동기의 내경부 측으로 갈수록 각 레이어의 폭이 줄어들기 때문에, 줄어든 폭을 두께로서 보상함에 따라 일정 이상으로 해당 레이어의 저항을 낮추어 효율을 높일 수 있도록 하기 위함이다.The reason for doing this is, as described above, as the adjacent portion 304 is formed in an inclined shape, the width of each layer decreases relatively toward the inner diameter of the motor. This is to increase the efficiency by lowering the resistance of the corresponding layer.

한편 본 실시예에서 상기 노출영역(310)의 폭(W1)은, 상기 슬롯삽입영역(320)과 달리 각 레이어마다 동일하게 형성될 수 있다. 즉 상기 노출영역(310)은 상기 슬롯삽입영역(320)과는 달리, 레이어의 위치에 관계없이 일정한 폭(W1)을 가지도록 형성된다.Meanwhile, in the present embodiment, the width W 1 of the exposed region 310 may be the same for each layer, unlike the slot insertion region 320 . That is, the exposed area 310 is formed to have a constant width W 1 , regardless of the position of the layer, unlike the slot insertion area 320 .

이와 같이 하는 이유는, 상기 노출영역(310)의 외면 측을 평탄하게 하여 전동기의 점유 면적을 최소화하는 동시에, 상기 노출영역(310)의 외면에 방열판 등과 같은 외부 부품을 장착하기 용이하게 하기 위해서이다. 뿐만 아니라 각 레이어의 상기 노출영역(310)에서의 전기 저항을 최소화시킬 수 있도록 함으로써 전동기의 성능을 극대화시킬 수 있도록 한다.The reason for doing this is to minimize the area occupied by the electric motor by flattening the outer surface of the exposed area 310, and at the same time to facilitate mounting of external components such as a heat sink on the outer surface of the exposed area 310. . In addition, it is possible to maximize the performance of the motor by minimizing the electrical resistance in the exposed area 310 of each layer.

그리고 본 실시예의 평각형 코일(300)은 상기 단위코일의 양 끝단부에 다른 단위코일과의 연결을 위한 엔드와인딩부재(400)가 연결되는 엔드와인딩 연결부(330)가 형성될 수 있다.In addition, in the flat coil 300 of this embodiment, an end winding connection part 330 to which an end winding member 400 for connection with another unit coil is connected may be formed at both ends of the unit coil.

한편 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비틀린 형상의 평각형 코일(300)이 권취되는 스테이터(200)는 내주부(210)와, 복수 개의 코어(220)를 포함한다.Meanwhile, as described above, the stator 200 on which the flat coil 300 of the twisted shape according to the present invention is wound includes an inner peripheral portion 210 and a plurality of cores 220 .

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 코어(220)는, 전동기의 전방을 향하도록 형성된 제1면(221)과, 전동기의 후방을 향하도록 형성된 제2면(222)와, 상기 제1면(221) 및 상기 제2면(222)에 대해 비직각을 이룬 상태로 상기 제1면(221) 및 상기 제2면(222) 사이를 연결하는 한 쌍의 제3면(223)을 포함하여, 횡단면이 전체적으로 평행사변형 형성을 가질 수 있다.5 and 6 , the core 220 includes a first surface 221 formed to face the front of the motor, a second surface 222 formed to face the rear of the motor, and the first surface 221 and a pair of third surfaces 223 connecting between the first surface 221 and the second surface 222 in a non-perpendicular state with respect to the second surface 222; , the cross-section may have an overall parallelogram formation.

즉 상기 코어(220)의 횡단면은 평각형 코일(300)의 중공부(302)이 대응되는 형상으로 형성되어, 마찬가지로 비틀린 형상을 가지도록 형성될 수 있다.That is, the cross section of the core 220 may be formed to have a shape corresponding to the hollow portion 302 of the flat coil 300 , and may also be formed to have a twisted shape.

이와 같이 본 발명은 비틀린 형상의 평각형 코일(300)을 안정적으로 결합할 수 있도록 스테이터(200)가 적합한 형상의 코어(220)를 가지며, 비틀린 형상의 평각형 코일(300)에 의해 전동기 자체의 진동 및 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다.As such, in the present invention, the stator 200 has a core 220 of a suitable shape so that the flat coil 300 of the twisted shape can be stably coupled, and the motor itself by the flat coil 300 of the twisted shape. Vibration and noise can be effectively reduced.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, preferred embodiments according to the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the present invention in addition to the above-described embodiments is one of ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

100: 로터
110: 외주부
120: 영구자석
200: 스테이터
210: 내주부
212: 중공
214: 회전방지돌기
220: 코어
230: 슬롯
300: 평각형 코일
304: 인접부
310: 노출영역
320: 슬롯삽입영역
330: 엔드와인딩 연결부
400: 엔드와인딩부재100: rotor
110: outer periphery
120: permanent magnet
200: stator
210: inner housewife
212: hollow
214: rotation prevention projection
220: core
230: slot
300: flat coil
304: adjacent
310: exposure area
320: slot insertion area
330: end winding connection
400: end winding member

Claims (10)

전동기에 구비되는 코어의 치 둘레를 감싸도록 구비되며, 일체형으로 서로 연속적으로 연결된 형태로 상기 코어의 치 길이 방향을 따라 적층된 복수의 레이어를 포함하는 단위코일을 포함하고,
상기 단위코일의 각 레이어는,
서로 인접한 코어의 치 사이에 형성되는 슬롯의 외측에 구비되는 한 쌍의 노출영역; 및
상기 한 쌍의 노출영역에 대해 비직각을 이룬 상태로 상기 한 쌍의 노출영역 사이를 연결하며, 상기 슬롯에 삽입되는 한 쌍의 슬롯삽입영역;
을 포함하는,
비틀린 형상의 평각형 코일.It is provided so as to surround the teeth of the core provided in the electric motor, and includes a unit coil including a plurality of layers stacked along the length direction of the teeth of the core in a form continuously connected to each other integrally,
Each layer of the unit coil,
a pair of exposed regions provided outside the slots formed between the teeth of adjacent cores; and
a pair of slot insertion areas connected between the pair of exposed areas in a non-perpendicular state with respect to the pair of exposed areas and inserted into the slots;
comprising,
A flat coil with a twisted shape. 제1항에 있어서,
상기 단위코일은,
감싸고 있는 코어의 치와, 인접한 코어의 치 사이에 형성되는 동일 슬롯 내에 구비된 다른 단위코일과 인접한 인접부의 적어도 일부가, 감싸고 있는 코어의 치 측면과 비평행하게 형성된,
비틀린 형상의 평각형 코일.According to claim 1,
The unit coil is
At least a portion of the adjacent portion adjacent to another unit coil provided in the same slot formed between the surrounding teeth of the core and the teeth of the adjacent core is formed non-parallel to the tooth side of the surrounding core,
A flat coil with a twisted shape. 제2항에 있어서,
상기 단위코일은,
상기 인접부가 복수의 레이어에 걸쳐 연속적인 직선을 이루는 형태로 감싸고 있는 코어의 치 측면과 비평행하게 형성된,
비틀린 형상의 평각형 코일.3. The method of claim 2,
The unit coil is
Formed non-parallel to the tooth side of the core surrounding the adjacent portion in the form of a continuous straight line over a plurality of layers,
A flat coil with a twisted shape. 제1항에 있어서,
상기 단위코일은,
상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 상기 슬롯삽입영역의 폭이 점차 증가하도록 형성된,
비틀린 형상의 평각형 코일.According to claim 1,
The unit coil is
Formed so that the width of the slot insertion area gradually increases from the inner diameter part to the outer diameter part direction of the layer of the electric motor,
A flat coil with a twisted shape. 제1항에 있어서,
상기 단위코일은,
상기 노출영역의 폭이 각 레이어마다 동일하게 형성된,
비틀린 형상의 평각형 코일.According to claim 1,
The unit coil is
The width of the exposed area is formed to be the same for each layer,
A flat coil with a twisted shape. 제1항에 있어서,
상기 단위코일은,
상기 전동기의 내경부에서 외경부 방향의 레이어로 갈수록 두께가 점차 감소하도록 형성된,
비틀린 형상의 평각형 코일.According to claim 1,
The unit coil is
Formed such that the thickness gradually decreases from the inner diameter portion of the motor to the layer in the outer diameter portion direction,
A flat coil with a twisted shape. 제1항에 있어서,
상기 단위코일의 양 끝단부에는, 다른 단위코일과의 연결을 위한 엔드와인딩부재가 연결되는 엔드와인딩 연결부가 형성된,
비틀린 형상의 평각형 코일.According to claim 1,
At both ends of the unit coil, an end winding connection portion to which an end winding member for connection with another unit coil is connected is formed,
A flat coil with a twisted shape. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 비틀린 형상의 평각형 코일이 권취되는 코어를 포함하는 스테이터에 있어서,
상기 코어는,
전동기의 전방을 향하도록 형성된 제1면;
전동기의 후방을 향하도록 형성된 제2면; 및
상기 제1면 및 상기 제2면에 대해 비직각을 이룬 상태로 상기 제1면 및 상기 제2면 사이를 연결하는 한 쌍의 제3면;
을 포함하는 스테이터.In the stator comprising a core on which the flat coil of any one of claims 1 to 7 is wound,
The core is
a first surface formed to face the front of the electric motor;
a second surface formed to face the rear of the electric motor; and
a pair of third surfaces connecting between the first surface and the second surface in a non-perpendicular state with respect to the first surface and the second surface;
A stator comprising a. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 비틀린 형상의 평각형 코일을 포함하는 전동기.An electric motor comprising a flat coil of any one of claims 1 to 7 in a twisted shape. 제8항의 스테이터를 포함하는 전동기.An electric motor comprising the stator of claim 8.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080023539A (en) 2006-09-11 2008-03-14 엘지전자 주식회사 Winding coil and voice coil motor using the same
JP2008283784A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Sumitomo Electric Ind Ltd Split stator and stator
JP6092862B2 (en) * 2012-06-15 2017-03-08 武延 本郷 Coiled member and coil device
KR20190103845A (en) * 2018-02-28 2019-09-05 한국생산기술연구원 MSO Coil Having 3Dimensional Shape for Maximum Space Factor and Motor Having the Same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008085077A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 Mitsubishi Cable Ind Ltd Ring-shaped insulating coil board and its manufacturing method
JP2017028831A (en) * 2015-07-21 2017-02-02 トヨタ自動車株式会社 Rotary electric machine stator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080023539A (en) 2006-09-11 2008-03-14 엘지전자 주식회사 Winding coil and voice coil motor using the same
JP2008283784A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Sumitomo Electric Ind Ltd Split stator and stator
JP6092862B2 (en) * 2012-06-15 2017-03-08 武延 本郷 Coiled member and coil device
KR20190103845A (en) * 2018-02-28 2019-09-05 한국생산기술연구원 MSO Coil Having 3Dimensional Shape for Maximum Space Factor and Motor Having the Same

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