KR20220099262A - 회전전기장치의 고정자 - Google Patents

회전전기장치의 고정자 Download PDF

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KR20220099262A
KR20220099262A KR1020210001291A KR20210001291A KR20220099262A KR 20220099262 A KR20220099262 A KR 20220099262A KR 1020210001291 A KR1020210001291 A KR 1020210001291A KR 20210001291 A KR20210001291 A KR 20210001291A KR 20220099262 A KR20220099262 A KR 20220099262A
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현대모비스 주식회사
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Abstract

회전전기장치의 고정자에 관한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 회전전기장치의 고정자는: 고정자코어; 고정자코어에 복수개가 장착되는 헤어핀코일부; 및 헤어핀코일부의 단부에 장착되는 캡부를 포함하고, 캡부는, 환형으로 형성되고, 헤어핀코일부의 단부 측으로 향해 개구되게 형성되는 수용부를 구비하는 캡몸체부; 및 수용부에 장착되고, 헤어핀코일부와 착탈 가능하게 결합되는 코일결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전전기장치의 고정자{STATOR OF ROTARY ELECTRIC MACHINE}
본 발명은 회전전기장치의 고정자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤어핀코일부 단부의 결선 시간을 단축시킬 수 있는 회전전기장치의 고정자에 관한 것이다.
완성차 업체 및 친환경 부품 제조사는, 차량 또는 친환경차의 중량 감소 및 내부 공간의 확보를 위하여, 친환경 부품의 중량 및 부피를 줄이기 위한 기술 개발의 일환으로 헤어핀을 구동 모터에 적용하고 있다.
종래 기술에서 다극다슬롯 구조의 모터는 권선 효율성을 향상시키기 위하여 헤어핀 코일을 적용하여 권선을 시행하고 있다. 코일에 전류를 통전시키기 위해서는 헤어핀 코일을 고정자코어에 안착시킨 후 각 헤어핀 코일의 끝단을 접속시켜야 한다. 종래 기술에서는 헤어핀 코일의 끝단을 레이져 용접 등에 의해 접속시키고 있다.
헤어핀 코일의 끝단을 용접하는 것은 작업 시간이 많이 소용되고, 각 끝단의 용접 품질을 확인해야 하는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1602085호(2016.03.03 등록, 발명의 명칭: 회전 전기 기기 및 고정자 제조 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 헤어핀코일부 단부의 결선 시간을 단축시킬 수 있는 회전전기장치의 고정자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 회전전기장치의 고정자는: 고정자코어; 상기 고정자코어에 복수개가 장착되는 헤어핀코일부; 및 상기 헤어핀코일부의 단부에 장착되는 캡부를 포함하고, 상기 캡부는, 환형으로 형성되고, 상기 헤어핀코일부의 단부 측으로 향해 개구되게 형성되는 수용부를 구비하는 캡몸체부; 및 상기 수용부에 장착되고, 상기 헤어핀코일부와 착탈 가능하게 결합되는 코일결합부를 포함한다.
본 발명에서 상기 코일결합부는, 상기 수용부에 장착되고, 상기 헤어핀코일부의 단부 측을 향해 개구되게 형성되는 코일결합몸체부; 및 상기 코일결합몸체부의 일측에서 연장되고, 상기 코일결합몸체부의 내측으로 삽입되는 상기 헤어핀코일부를 가압하는 제1코일가압부를 포함한다.
본 발명에서 상기 제1코일가압부는 상기 코일결합몸체부의 일측에서 상기 헤어핀코일부의 삽입방향으로 경사지게 형성된다.
본 발명에서 상기 코일결합부는, 상기 코일결합몸체부의 타측에서 연장되고, 상기 코일결합몸체부의 내측으로 삽입되는 상기 헤어핀코일부를 가압하는 제2코일가압부를 더 포함한다.
본 발명에서 상기 제2코일가압부는 상기 코일결합몸체부의 타측에서 상기 헤어핀코일부의 삽입방향으로 경사지게 형성된다.
본 발명에서 상기 제1코일가압부와 상기 제2코일가압부는 서로 대칭되게 상기 코일결합몸체부에 배치된다.
본 발명에서 상기 캡몸체부는 절연 재질을 포함하여 이루어지고, 상기 코일결합부는 상기 헤어핀코일부와 통전되는 금속 재질을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 다른 회전전기장치의 고정자에 의하면, 내측면이 금속재질로 이루어진 캡부가 헤어핀코일부의 단부에 장착되어, 헤어핀코일부의 결선이 시간이 단축되고, 생산성이 향상될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 캡부의 내측에 장착된 제1코일가압부 또는 제2코일가압부가 헤어핀코일부를 가압하여 헤어핀코일부가 캡부에 결합 상태를 유지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 캡부의 외측을 이루는 캡몸체부가 절연 재질을 포함하여 이루어지고, 헤어핀코일부의 단부가 외부에 노출되는 것을 차단하여 절연 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전전기장치의 고정자를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전전기장치의 고정자를 개략적으로 나타내는 조립 사시도이다.
도 3은 도 2의 "A"를 개략적으로 나타내는 부분 확대 사시도이다.
도 4는 도 3의 B-B를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되기 전을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되는 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되는 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되고, 제1코일가압부가 헤어핀코일부를 가압하는 것을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되고, 제1코일가압부가 헤어핀코일부를 가압하는 것을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되기 전을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되고, 제1코일가압부와 제2코일가압부가 헤어핀코일부를 가압하는 것을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 회전전기장치의 고정자의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전전기장치의 고정자를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전전기장치의 고정자를 개략적으로 나타내는 조립 사시도이고, 도 3은 도 2의 "A"를 개략적으로 나타내는 부분 확대 사시도이고, 도 4는 도 3의 B-B를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되기 전을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되는 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되는 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되고, 제1코일가압부가 헤어핀코일부를 가압하는 것을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되고, 제1코일가압부가 헤어핀코일부를 가압하는 것을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되기 전을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에서 헤어핀코일부가 캡부로 삽입되고, 제1코일가압부와 제2코일가압부가 헤어핀코일부를 가압하는 것을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전전기장치의 고정자는 고정자코어(100), 헤어핀코일부(200), 캡부(300)를 포함한다. 고정자코어(100)는 단일 또는 복수개로 적층 형성되는 것으로, 요크부(미도시), 티스부(미도시), 슬롯부(미도시)를 포함한다. 요크부는 원형으로 형성된다. 티스부는 요크부의 내측면에 요크부의 원주방향을 따라 복수개가 이격 형성된다. 슬롯부는 복수개로 형성되는 티스부에서 티스부와 이웃하는 티스부 사이에 공간으로 형성된다. 슬롯부에 헤어핀코일부(200)가 적층된다.
헤어핀코일부(200)는 고정자코어(100)에 복수개가 장착되는 것으로, 전체적으로 U자형 또는 V자형으로 형성된다. 헤어핀코일부(200)는 고정자코어(100)의 슬롯부에 복수개가 적층된다.
캡부(300)는 헤어핀코일부(200)의 단부에 장착된다. 캡부(300)는 내측면이 금속 재질을 포함하여 이루어져, 헤어핀코일부(200)의 단부와 접촉되어 통전될 수 있다. 캡부(300)의 외측면을 절연 재질을 포함하여 이루어져 헤어핀코일부(200)의 단부가 외부로 노출되는 것을 차단할 수 있다.
캡부(300)는 캡몸체부(310)와 코일결합부(320)를 포함한다. 캡몸체부(310)는 환형으로 형성되고, 헤어핀코일부(200)를 커버한다. 캡몸체부(310)는 수용부(311)를 구비한다. 수용부(311)는 환형으로 형성되는 캡몸체부(310)에 헤어핀코일부(200)의 단부 측으로 향해 개구되게 형성된다. 수용부(311)는 캡몸체부(310)의 원주방향을 따라 복수개가 이격되게 배치된다.
캡몸체부(310)는 절연 재질을 포함하여 이루어진다. 캡몸체부(310)가 절연 재질을 포함하여 이루어져, 헤어핀코일부(200)의 단부가 외부에 노출되는 것을 차단하여 절연 성능을 향상시킬 수 있다. 캡몸체부(310)는 수지, 고무, 실리콘 등의 절연 재질을 포함하여 이루어진다. 캡몸체부(310)는 상술한 절연 재질을 포함하여 틀에 넣고 굳힌 몰드(molding)로 이루어진다.
코일결합부(320)는 수용부(311)에 장착되고, 헤어핀코일부(200)와 착탈 가능하게 결합된다. 코일결합부(320)는 헤어핀코일부(200)와 통전되는 금속 재질을 포함하여 이루어진다. 코일결합부(320)는 금속 재질을 포함하여 이루어져, 헤어핀코일부(200)와 결합되는 구조로, 헤어핀코일부(200)에 전류가 흐르게 할 수 있다.
코일결합부(320)는 코일결합몸체부(321)와 제1코일가압부(323)를 포함한다. 코일결합몸체부(321)는 수용부(311)에 장착되고, 헤어핀코일부(200)의 단부 측(도 4 기준 하측)을 향해 개구되는 "ㄷ"자형으로 형성된다. 코일결합몸체부(321)는 수용부(311)에 내측면에 밀착되게 형성된다. 코일결합몸체부(321)는 수용부(311)에 본딩에 의해 장착된다.
제1코일가압부(323)는 코일결합몸체부(321)의 일측(도 4 기준 좌측하단부)에서 연장되고, 코일결합몸체부(321)의 내측으로 삽입되는 헤어핀코일부(200)를 가압한다. 제1코일가압부(323)는 코일결합몸체부(321)의 일측에서 연장 형성되고, 금속 재질을 포함하여 이루어져, 제1코일가압부(323)를 밀면서 수용부(311)로 삽입되는 헤어핀코일부(200)에 탄성복원력을 제공한다(도 6 및 도 7 참조).
제1코일가압부(323)는 캡몸체부(310)의 수용부(311)의 일면(도 8 기준 상측면)에 접하는 헤어핀코일부(200)의 일측면(도 8 기준 좌측면)을 가압한다. 헤어핀코일부(200)는 제1코일가압부(323)에 의해 가압되어, 수용부(311)에서 이탈되는 것이 방지된다.
또한 헤어핀코일부(200)는 금속재질의 코일결합부(320)의 코일결합몸체부(321) 또는 제1코일가압부(323)와 접촉되면서 통전될 수 있다.
제1코일가압부(323)는 코일결합몸체부(321)의 일측(도 4 기준 좌측하단부)에서 헤어핀코일부(200)의 삽입방향으로 경사지게 형성된다. 즉 제1코일가압부(323)는 코일결합몸체부(321)의 일측(도 4 기준 좌측하단부)에서 상향(도 4 기준)으로 경사지게 형성되어 수용부(311)의 내측으로 향하게 된다. 제1코일가압부(323)는 헤어핀코일부(200)의 삽입방향에 대해 수용부(311)의 내측으로 경사지게 형성되어, 헤어핀코일부(200)의 삽입이 용이하다.
또한 헤어핀코일부(200)에 의해 가압된 제1코일가압부(323)는 수용부(311)에 삽입된 헤어핀코일부(200)의 측면에 탄성복원력을 제공하여 헤어핀코일부(200)의 측면(도 8 기준 좌측면)을 가압하게 된다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서 코일결합부(320)는 제2코일가압부(325)를 더 포함한다. 제2코일가압부(325)는 코일결합몸체부(321)의 타측(도 10 기준 우측하단부)에서 연장되고, 코일결합몸체부(321)의 내측으로 삽입되는 헤어핀코일부(200)를 제1코일가압부(323)와 함께 가압한다. 제2코일가압부(325)는 코일결합몸체부(321)의 타측에서 연장 형성되고, 금속 재질을 포함하여 이루어져, 제2코일가압부(325)를 밀면서 수용부(311)로 삽입되는 헤어핀코일부(200)에 제1코일가압부(323)와 함께 탄성복원력을 제공한다(도 11 참조).
제2코일가압부(325)는 캡몸체부(310)의 수용부(311)의 일면(도 11 기준 상측면)에 접하는 헤어핀코일부(200)의 타측면(도 11 기준 우측면)을 가압한다. 이때 제1코일가압부(323)는 헤어핀코일부(200)의 일측면(도 11 기준 좌측면)을 가압한다.
헤어핀코일부(200)는 제1코일가압부(323) 및 제2코일가압부(325)에 의해 가압되어, 수용부(311)에서 이탈되는 것이 방지된다.
또한 헤어핀코일부(200)는 금속재질의 코일결합부(320)의 코일결합몸체부(321) 또는 제1코일가압부(323) 또는 제2코일가압부(325)와 접촉되면서 통전될 수 있다.
제2코일가압부(325)는 코일결합몸체부(321)의 타측(도 10 기준 우측하단부)에서 헤어핀코일부(200)의 삽입방향으로 경사지게 형성된다. 즉 제2코일가압부(325)는 코일결합몸체부(321)의 타측(도 10 기준 우측하단부)에서 상향(도 10 기준)으로 경사지게 형성되어 수용부(311)의 내측으로 향하게 된다. 제2코일가압부(325)는 헤어핀코일부(200)의 삽입방향에 대해 수용부(311)의 내측으로 경사지게 형성되어, 헤어핀코일부(200)의 삽입이 용이하다.
또한 헤어핀코일부(200)에 의해 가압된 제2코일가압부(325)는 수용부(311)에 삽입된 헤어핀코일부(200)의 측면에 탄성복원력을 제공하여 헤어핀코일부(200)의 측면(도 11 기준 우측면)을 가압하게 된다.
제1코일가압부(323)와 상기 제2코일가압부(325)는 서로 대칭되게 코일결합몸체부(321)에 배치된다. 제1코일가압부(323)와 상기 제2코일가압부(325)는 서로 대칭되게 형성되어, 헤어핀코일부(200)의 양측면에 균일한 가압을 가하고 헤어핀코일부(200)의 유동 또는 변형을 방지할 수 있다.
본 발명에 다른 회전전기장치의 고정자에 의하면, 내측면이 금속재질로 이루어진 캡부(300)가 헤어핀코일부(200)의 단부에 장착되어, 헤어핀코일부(200)의 결선이 시간이 단축되고, 생산성이 향상될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 캡부(300)의 내측에 장착된 제1코일가압부(323) 또는 제2코일가압부(325)가 헤어핀코일부(200)를 가압하여 헤어핀코일부(200)가 캡부(300)에 결합 상태를 유지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 캡부(300)의 외측을 이루는 캡몸체부(310)가 절연 재질을 포함하여 이루어지고, 헤어핀코일부(200)의 단부가 외부에 노출되는 것을 차단하여 절연 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 고정자코어 200: 헤어핀코일부
300: 캡부 310: 캡몸체부
311: 수용부 320: 코일결합부
321: 코일결합몸체부 323: 제1코일가압부
325: 제2코일가압부

Claims (7)

  1. 고정자코어;
    상기 고정자코어에 복수개가 장착되는 헤어핀코일부; 및
    상기 헤어핀코일부의 단부에 장착되는 캡부를 포함하고,
    상기 캡부는,
    환형으로 형성되고, 상기 헤어핀코일부의 단부 측으로 향해 개구되게 형성되는 수용부를 구비하는 캡몸체부; 및
    상기 수용부에 장착되고, 상기 헤어핀코일부와 착탈 가능하게 결합되는 코일결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기장치의 고정자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일결합부는,
    상기 수용부에 장착되고, 상기 헤어핀코일부의 단부 측을 향해 개구되게 형성되는 코일결합몸체부; 및
    상기 코일결합몸체부의 일측에서 연장되고, 상기 코일결합몸체부의 내측으로 삽입되는 상기 헤어핀코일부를 가압하는 제1코일가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기장치의 고정자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1코일가압부는 상기 코일결합몸체부의 일측에서 상기 헤어핀코일부의 삽입방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 회전전기장치의 고정자.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 코일결합부는,
    상기 코일결합몸체부의 타측에서 연장되고, 상기 코일결합몸체부의 내측으로 삽입되는 상기 헤어핀코일부를 가압하는 제2코일가압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전기장치의 고정자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2코일가압부는 상기 코일결합몸체부의 타측에서 상기 헤어핀코일부의 삽입방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 회전전기장치의 고정자.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1코일가압부와 상기 제2코일가압부는 서로 대칭되게 상기 코일결합몸체부에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전전기장치의 고정자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캡몸체부는 절연 재질을 포함하여 이루어지고,
    상기 코일결합부는 상기 헤어핀코일부와 통전되는 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전전기장치의 고정자.
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