KR20220063902A - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트; 상기 샤프트에 결합된 로터; 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 코일과 전기적으로 접속되는 복수 개의 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고, 복수 개의 상기 버스바는 각각 제1 바디와 상기 제1 바디와 결합하는 제2 바디를 포함하고, 복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제1 바디가 비틀어져 상기 제1 바디에 결합하고, 복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제2 바디의 곡률중심이 서로 상이하도록 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}

실시예는 모터에 관한 것이다.

모터는 로터와 스테이터를 포함한다. 모터는 로터와 스테이터의 전자기적 상호작용에 의해 로터가 회전한다. 이때, 로터와 연결된 샤프트도 회전하여 회전 구동력을 발생시킨다.

스테이터에는 코일이 감긴다. 스테이터에 감긴 코일의 연결단은 버스바의 일측 단부와 연결될 수 있다. 버스바의 타측 단부는 외부 전원과 연결될 수 있다. 이때, 버스바의 일측 단부와 타측 단부는 띠형 부재가 밴딩되어 분기된 형태이다. 그 결과, 버스바를 제조하기 위한 판재의 전개도 형상이 매우 복잡하다. 이렇게 판재의 전개도 형상이 복잡하면, 버스바 제조과정에서 버려지는 스크랩이 많이 발생하는 문제점이 있다.

이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제조 과정에서, 스크랩을 줄일 수 있는 버스바를 포함하는 모터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다 또한, 외부 전원의 다양한 연결 위치에 대응하여 호환이 가능한 모터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시예는, 샤프트와, 상기 샤프트에 결합된 로터 및 상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고, 상기 코일과 전기적으로 접속되는 복수 개의 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고, 복수 개의 상기 버스바는 각각 제1 바디와 상기 제1 바디와 결합하는 제2 바디를 포함하고, 복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제1 바디가 비틀어져 상기 제1 바디에 결합하고, 복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제2 바디의 곡률중심이 서로 상이하도록 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

실시예에 따르면, 버스바를 제조하는데 있어서, 버려지는 스크랩을 크게 줄이는 이점이 있다.

실시예에 따르면, 외부 전원의 다양한 연결 위치에 대응하여 호환이 가능한 이점이 있다.

실시예에 따르면, 버스바의 밴딩공정을 줄여 제조공정을 간소화할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 측단면도,
도 2는 버스바와 버스바 홀더를 도시한 도면,
도 3은 버스바를 도시한 평면도,
도 4는 버스바들의 오버랩 영역을 도시한 버스바의 평면도,
도 5는 도 3에서 도시한 버스바의 분해도,
도 6은 조립된 버스바의 사시도,
도 7은 밴딩된 형태의 제1 바디를 포함하는 버스바를 도시한 도면,
도 8은 도 7의 버스바로서, 조립된 버스바의 사시도,
도 9는 버스바의 제2 바디를 형성하는 판재와 전개도를 도시한 도면,
도 10은 버스바의 제1 바디를 형성하는 판재와 전개도를 도시한 도면,
도 11은 버스바의 평면도로서, 버스바의 단면 형상을 확대하여 도시한 도면이다.

샤프트의 길이 방향(상하 방향)과 평행한 방향을 축방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 축방향과 수직한 방향을 반경 방향이라 하고, 샤프트를 중심으로 반경 방향의 반지름을 갖는 원을 따라가는 방향을 원주 방향이라 부른다.

도 1은 실시예에 따른 모터의 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 모터는 샤프트(100), 로터(200), 스테이터(300)와 하우징(600)을 포함할 수 있다.

이하, 내측이라 함은 하우징(600)에서 모터의 중심인 샤프트(100)를 향하는 방향을 나타내며, 외측이라 함은 샤프트(100)에서 하우징(600)을 향하는 방향인 내측의 반대 방향을 나타낸다.

샤프트(100)는 로터(200)와 결합될 수 있다. 전류 공급을 통해 로터(200)와 스테이터(300)에 전자기적 상호 작용이 발생하면, 로터(200)가 회전하고 이에 연동하여 샤프트(100)가 회전한다. 샤프트(100)는 중공형 부재로 이루어질 수 있다.

로터(200)는 스테이터(300)와 전기적 상호 작용을 통해 회전한다. 로터(200)는 스테이터(300)와 대응되어 배치될 수 있고, 내측에 배치될 수 있다. 로터(200)는 로터 코어(210)와, 로터 코어(210)에 결합된 복수 개의 마그넷(220)을 포함할 수 있다.

스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 배치된다. 스테이터(300)는 스테이터 코어(310)와, 인슐레이터(320)와, 코일(330)을 포함할 수 있다. 인슐레이터(320)는 스테이터 코어(310)에 안착된다. 코일(330)은 인슐레이터(320)에 장착된다. 코일(330)은 로터(200)의 마그넷(220)과 전기적 상호 작용을 유도한다.

버스바(400)는 스테이터(300) 상에 배치될 수 있다. 버스바(400)는 코일(330)과 전기적으로 연결된다. 그리고 버스바(400)는 외부 전원과 연결될 수 있다.

버스바 홀더(500)는 버스바(400)를 지지한다. 버스바 홀더(500)는 내부에 버스바(400)를 포함하는 환형의 부재일 수 있다.

하우징(600)은 스테이터(300)의 외측에 배치될 수 있다. 하우징(600)은 일측이 개방된 원통형 부재일 수 있다.

도 2는 버스바와 버스바 홀더를 도시한 도면이고, 도 3은 버스바를 도시한 평면도이고, 도 4는 버스바들의 오버랩 영역을 도시한 버스바의 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 버스바(400)는 버스바 홀더(500)의 내측에 배치된다. 그리고, 버스바(400)의 일측 단부는 코일(330)과 연결하기 위해, 버스바 홀더(500)의 외주면 밖으로 노출되어 배치된다. 버스바(400)의 일측 단부는 코일(330)과 접촉하는 영역이 반경방향으로 모두 동일할 수 있다. 버스바(400)의 타측 단부는 외부 전원과 연결하기 위해, 버스바 홀더(500)의 상면 위로 노출되어 배치될 수 있다.

복수 개의 버스바(400)는 제1 그룹(G1)과 제2 그룹(G2)과 중성 버스바(400N)로 구분될 수 있다. 제1 그룹(G1)과 제2 그룹(G2)은 각각 U상,V상,W상 전원이 연결되는 버스바(400)들로 구성될 수 있다. 제1 그룹(G1)과 제2 그룹(G2)은 전기적으로 분리되어 배치될 수 있다. 제1 그룹(G1)의 버스바(400)에 접촉하는 코일(330)과 제2 그룹(G2)의 버스바(400)에 접촉하는 코일(330)은 전기적으로 분리되어 배치될 수 있다.

제1 그룹(G1)은 제1 버스바(400A)와 제2 버스바(400B)와 제3 버스바(400C)를 포함할 수 있다. 제1 버스바(400A)와 제2 버스바(400B)와 제3 버스바(400C)는 각각 U상,V상,W상 전원이 연결될 수 있다. 그리고, 제2 그룹(G2)은 제4 버스바(400D)와 제5 버스바(400E)와 제6 버스바(400F)를 포함할 수 있다. 제4 버스바(400D)와 제5 버스바(400E)와 제6 버스바(400F)는 각각 U상,V상,W상 전원이 연결될 수 있다.

이러한 제1 그룹(G1)과 제2 그룹(G2)은 공간 상 구분되어 배치될 수 있다.

이하, 설명하는 버스바(400)의 특징은 제1 그룹(G1)과 제2 그룹(G2)의 버스바(400)들이 가지는 공통적인 특징에 해당한다.

도 5는 도 3에서 도시한 버스바(400)의 분해도이고, 도 6은 조립된 버스바(400)의 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 버스바(400)는 제1 바디(410)와, 제2 바디(420)를 포함할 수 있다. 제1 바디(410)와 제2 바디(420)가 별품으로 구성되어, 제1 바디(410)가 제2 바디(420)에 기구적으로 결합되거나, 제1 바디(410)가 제2 바디(420)에 용접되어 결합될 수 있다.

제1 바디(410)는 일자 형태의 띠형 부재일 수 있다. 제1 바디(410)의 일측 단부는 외부 전원과 연결되며, 타측 단부는 제1 바디(410)에 용접되어 결합될 수 있다. 제1 바디(410)는 제2 바디(420)의 밴딩된 양 단부 중 어느 하나의 측면에 맞대어 용접될 수 있다.

제2 바디(420)는 요철 패턴이 반복되는 띠형 부재일 수 있다. 이러한 제2 바디(420)는 버스바(400)의 몸체를 이루는 곡면부(421)를 포함하며, 코일(330)과 연결되는 단부(422)를 포함한다. 단부(422)는 곡면부(421)의 양 단부(422)에서 외측으로 밴딩되어 형성될 수 있다. 단부(422)의 끝단(422a)은 고리형상으로 밴딩되어 내측에 코일(330)의 단부가 위치한다. 제1 그룹(G1)과 제2 그룹(G2)에 배치된 버스바(400)의 제2 바디(420)의 형상 및 크기는 모두 동일할 수 있다.

제1 바디(410)는 비틀어져 제2 바디(420)에 결합될 수 있다. 이는 외부 전원과 연결되는 일측 단부(411)와, 제1 바디(410)와 용접되는 타측 단부(412)의 방향이 다르기 때문에, 이를 맞추기 위하여, 제1 바디(410)가 비틀어져 배치될 수 있다.

제1 바디(410)의 비틀어진 정도는 외부 전원과 연결되는 일측 단부(411)와 제1 바디(410)와 용접되는 타측 단부(412)의 방향의 상이한 정도를 고려하여 설정될 수 있다. 버스바(400)들의 제1 바디(410)의 각각 비틀린 정도는 모두 동일할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 외부 전원과 연결되는 제1 바디(410)의 일측 단부(411)의 방향이나, 제1 바디(410)와 용접되는 타측 단부(412)의 방향을 고려하여 비틀린 정도가 서로 상이한 제1 바디(410)들이 배치될 수 도 있다. 위와 같은 제1 단부(422)는 밴딩 영역이 없기 때문에 밴딩을 위한 공정이 생략될 수 있고, 버려지는 스크랩을 크게 줄일 수 있는 판재의 전개도 형상이 가능한 이점이 있다.

한편, 제1 그룹(G1)에 배치된 버스바(400)들의 제1 바디(410)의 비틀림 방향은 서로 동일할 수 있다. 제2 그룹(G2)에 배치된 버스바(400)들의 제1 바디(410)의 비틀림 방향은 서로 동일할 수 있다. 반면에, 제1 그룹(G1)에 배치된 버스바(400)들의 제1 바디(410)의 비틀림 방향과 제2 그룹(G2)에 배치된 버스바(400)드의 제1 바디(410)의 비틀림 방향은 서로 상이할 수 있다.

도 7은 도 3에서 도시한 버스바(400)의 분해도로서, 밴딩된 형태의 제1 바디(410)를 포함하는 버스바(400)를 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 버스바(400)로서, 조립된 버스바(400)의 사시도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 복수 개의 버스바(400) 중 일부는 제1 바디(410)가 비틀어진 형태가 아니라 밴딩된 형태로 실시될 수 있다. 이에 비틀어진 제1 바디(410)를 가지는 버스바(400)와, 밴딩된 제1 바디(410)를 가지는 버스바(400)가 조합되어 이루어질 수 있다. 제1 바디(410)의 밴딩방향과 밴딩횟수는 외부 전원과 연결되는 일측 단부(411)와 제1 바디(410)와 용접되는 타측 단부(412)의 방향의 상이한 정도를 고려하여 설정될 수 있다.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 제1 버스바(400A)와 제2 버스바(400B)는 비틀어진 제1 바디(410)를 가질 수 있다. 또한, 제4 버스바(400D), 제5 버스바(400E), 제6 버스바(400F)도 비틀어진 제1 바디(410)를 가질 수 있다. 다만, 제3 버스바(400C)는 다른 버스바와 달리, 밴딩된 제1 바디(410)를 가질 수 있다.

한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 제1 버스바(400A)의 곡률중심(CA), 제2 버스바(400B)의 곡률중심(CB), 제3 버스바(400C)의 곡률중심(CC)이 서로 상이하도록 제1 그룹(G1)의 버스바(400)들이 배치될 수 있다. 다만, 코일(330)과 접촉하는 단부의 끝단(422a)의 반경방향 위치를 동일하게 하기 위해서, 버스바(400)를 축방향으로 바라보았을 때, 제1 그룹(G1)의 제2 바디(420)들이 나선형으로 보이도록 배치될 수 있다.

때문에 도 4에서 도시한 바와 같이, 샤프트(100)의 축방향을 기준으로, 제2 버스바(400B)의 단부(422)는 제1 버스바(400A)의 제1 바디(410)와 오버랩 영역(O1)을 형성할 수 있다. 또한, 제3 버스바(400C)의 단부(422)는 제1 버스바(400A)의 제2 바디(420) 및 제2 버스바(400B)의 제2 바디(420)와 각각 오버랩 영역(O2)을 형성할 수 있다. 제2 바디(420)를 기준으로 보았을 때, 반경방향으로, 제1 버스바(400A)가 가장 외측에 배치되고, 제3 버스바(400C)가 가장 내측에 위치하고, 제2 버스바(400B)는 제1 버스바(400A)와 제3 버스바(400C) 사이에 배치될 수 있다.

또한, 한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 제4 버스바(400D)의 곡률중심(CD), 제5 버스바(400E)의 곡률중심(CE), 제6 버스바(400F)의 곡률중심(CF)이 서로 상이하도록 제2 그룹(G2)의 버스바(400)들이 배치될 수 있다. 코일(330)과 접촉하는 단부의 끝단(422a)의 반경방향 위치를 동일하게 하기 위해서, 버스바(400)를 축방향으로 바라보았을 때, 제2 그룹(G2)의 제2 바디(420)들이 나선형으로 보이도록 배치될 수 있다. 샤프트(100)의 축방향을 기준으로, 제5 버스바(400E)의 단부(422)는 제4 버스바(400D)의 제1 바디(410)와 오버랩 영역(O1)을 형성할 수 있다. 또한, 제6 버스바(400F)의 단부(422)는 제4 버스바(400D)의 제2 바디(420) 및 제5 버스바(400E)의 제2 바디(420)와 각각 오버랩 영역(O2)을 형성할 수 있다. 제2 바디(420)를 기준으로 보았을 때, 반경방향으로, 제4 버스바(400D)가 가장 외측에 배치되고, 제6 버스바(400F)가 가장 내측에 위치하고, 제5 버스바(400E)는 제4 버스바(400D)와 제6 버스바(400F) 사이에 배치될 수 있다.

도 9는 버스바(400)의 제2 바디(420)를 형성하는 판재와 전개도를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 버스바(400)의 제2 바디(420)는 판재(10)를 전개도 패턴대로 프레스 가공하여 제조된다. 판재(10) 영역 중, 요철 형태가 반복되는 띠형 형상을 가지는 영역이 버스바(400)의 제2 바디(420)를 형성하는 제1 영역(11)이고 나머지 영역(S)은 스크랩으로 버려지는 영역이다. 제1 영역(11)이 분기된 구조나 밴딩을 위해 돌출된 구조가 전혀 없이 소정의 폭을 갖는 전개형상이 연속적으로 형성되는 패턴을 포함하기 때문에, 판재(10)의 폭(L1)을 크게 줄일 수 있다. 따라서, 판재(10) 자체의 크기를 줄일 뿐만 아니라, 버려지는 스크랩 양도 크게 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 10은 버스바(400)의 제1 바디(410)를 형성하는 판재(10)와 전개도를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 제1 바디(410)를 형성하는 판재(10)는 별도의 전개도 패턴이 필요없이 제1 바디(410)의 사이즈에 맞게 재단된 판재(10) 그 자체일 수 있다. 판재(10)의 폭(L2)은 제1 바디(410)의 폭과 동일할 수 있다. 따라서, 제1 바디(410)를 제조하는데 버려지는 스크랩은 전혀 발생하지 않을 수 있다.

도 11은 버스바(400)의 평면도로서, 버스바(400)의 단면 형상을 확대하여 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 버스바(400)의 제2 바디(420)는 축방향 폭(SW)이 반경방향 폭(RW3)보다 크도록 배치될 수 있다. 즉, 버스바(400)는 제2 바디(420)가 세워지도록 배치될 수 있다. 비틀어진 제1 바디(410)에서, 외부 전원과 연결되는 일측 단부(411)의 단면은 원주방향 폭(CW1)이 반경방향 폭(RW1)보다 크도록 배치될 수 있다. 반면에, 비틀어진 제1 바디(410)에서, 제1 바디(410)와 용접되는 타측 단부(412)의 단면은 원주방향 폭(CW2)이 반경방향 폭(RW2)보다 작도록 배치될 수 있다.

제3 버스바(400C)는 밴딩된 형태의 제1 바디(410)를 가진다. 제3 버스바(400C)에서 외부 전원과 연결되는 일측 단부(411)의 단면은 제1 바디(410)와 용접되는 타측 단부(412)의 단면과 이격되어 배치될 수 있다.

전술된 실시예에는 이너 로터형 모터를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 아우터 로터형 모터에도 적용 가능하다. 또한, 차량용 또는 가전용 등 다양한 기기에 이용할 수 있다.

100: 샤프트
200: 로터
300: 스테이터
400: 버스바
400A: 제1 버스바
400B: 제2 버스바
400C: 제3 버스바
400D: 제4 버스바
400E: 제5 버스바
400F: 제6 버스바
410: 제1 바디
420: 제2 바디
500: 버스바 홀더
600: 하우징

Claims (10)

1. 샤프트;
   상기 샤프트에 결합된 로터; 및
   상기 로터와 대응되게 배치되는 스테이터;를 포함하고,
   상기 스테이터는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 결합된 인슐레이터 및 상기 인슐레이터 상에 배치되는 코일을 포함하고,
   상기 코일과 전기적으로 접속되는 복수 개의 버스바 및 상기 버스바를 지지하는 버스바 홀더를 포함하고,
   복수 개의 상기 버스바는 각각 제1 바디와 상기 제1 바디와 결합하는 제2 바디를 포함하고,
   복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제1 바디가 비틀어져 상기 제1 바디에 결합하고,
   복수 개의 상기 버스바 중 적어도 일부는 상기 제2 바디의 곡률중심이 서로 상이하도록 배치되는 모터.
2. 제1 항에 있어서,
   비틀어져 상기 제2 바디에 결합하는 상기 제1 바디는, 일측 단부의 단면의 원주방향 폭이 반경방향 폭보다 크도록 배치되고, 타측 단부의 단면의 원주방향 폭이 반경방향 폭보다 작도록 상기 제2 바디에 결합하는 모터.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 바디는 축방향 폭이 반경방향 폭보다 크도록 배치되는 모터.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 바디는 요철 패턴이 연속적으로 반복되는 띠형 부재로 이루어지고, 상기 코일과 연결되는 상기 제2 바디의 단부는 상기 띠형 부재의 양 단이 각각 밴딩되어 이루어진 모터.
5. 제1 항에 있어서,
   복수 개의 버스바의 제2 바디의 형상은 모두 동일한 모터.
6. 제5 항에 있어서,
   복수 개의 버스바의 제1 바디 중 일부는 비틀어져 상기 제2 바디에 결합하고, 복수 개의 버스바의 제1 바디 중 다른 일부는 밴딩되어 상기 제2 바디에 결합하는 모터.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 바디가 밴딩되어 상기 제1 바디에 결합하는 상기 버스바의 일부분은, 상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제1 바디가 비틀어져 상기 제1 바디에 결합하는 상기 버스바와 오버랩되게 배치되는 모터.
8. 제1 항에 있어서,
   복수 개의 상기 버스바는 제1 버스바와 제2 버스바와 제3 버스바를 포함하는 제1 그룹과, 제4 버스바와 제5 버스바와 제6 버스바를 포함하는 제2 그룹을 포함하고,
   상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹은 전기적으로 분리되어 배치되는 모터.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제1 그룹의 상기 제2 바디의 비틀림 방향과 상기 제2 그룹의 상기 제2 바디의 비틀림 방향이 상이한 모터.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 버스바의 일부는, 상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제1 버스바와 오버랩되게 배치되고,
    상기 제3 버스바의 일부는, 상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바와 오버랩되게 배치되고,
    상기 제5 버스바의 일부는, 상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제4 버스바와 오버랩되게 배치되고,
    상기 제6 버스바의 일부는, 상기 샤프트의 축방향을 기준으로, 상기 제4 버스바 및 상기 제5 버스바와 오버랩되게 배치되는 모터.

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