KR20110128334A - 이중-회전자 모터 - Google Patents

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KR20110128334A
KR20110128334A KR1020117023410A KR20117023410A KR20110128334A KR 20110128334 A KR20110128334 A KR 20110128334A KR 1020117023410 A KR1020117023410 A KR 1020117023410A KR 20117023410 A KR20117023410 A KR 20117023410A KR 20110128334 A KR20110128334 A KR 20110128334A
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하인츠 라이버
토마스 라이버
발렌틴 운터프라우너
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씨피엠 컴팩트 파워 모터스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 외부 회전자(3a) 및 내부 회전자(3b)를 포함하는 전기 모터에 관한 것이고, 여자 코일들(4)을 지지하는 고정자는 중공-원통형 구조이고, 포트(pot)-모양 외부 회전자(3a) 및 내부 회전자(3b) 사이에 배치되고, 그리고 하우징에 대한 단부 면에 또는 하우징에 견고하게 연결된 전기 모터의 부분(12)에 연결되고, 상기 고정자는 축방향으로 연장되는 지지부들(35)에 놓인 몇몇 고정자 치부들(teeth)(1)을 포함하고, 상기 지지부들(35)은 각각 인접한 여자 코일들(4) 및 고정자 치부(1) 사이의 공간을 채우는 플라스틱, 특히 열경화성 플라스틱의 사출 성형 매스(mass)에 의해 형성되고, 상기 지지부들(35)은 금속 하우징 또는 상기 하우징에 견고하게 연결된 금속 부분(12) 내로 및/또는 통하여 연장된다.

Description

이중-회전자 모터{DUAL-ROTOR MOTOR}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 이중 회전자 모터에 관한 것이다.
개별 치부(tooth) 기술 및 높은 효율성을 가지지만 낮은 강도와 빈약한 열 소산을 갖는 이중 회전자 모터들은 WO 06/083097, US 6002192, WO04/004098 및 US 5982070으로부터 공지되었다. 이들 모터들은, 고정자 치부 내의 전류의 영향으로, 두 개의 회전자들에 의해 토크가 생성되기 때문에, 고효율성의 자기 회로를 특징으로 한다. 여자 회로 내의 개별 치부는, 상기된 출원들에 언급된 바와 같이 특히 유리하다.
이중 회전자들은 고출력들 및 높은 토크들을 위해 구성될 수 있다. 이를 위해, 여자 치부들, 코일들 및 부착물들은 높은 정도의 견고성을 가져야 한다. 높은 토크들 및 컴팩트 구성을 위해, 코일들을 가진 여자 치부들은 서로 가깝게 구성되어야 한다. 고정자가 개별 치부들을 가진 이중 회전자 모터의 경우 독립식(self-supporting)이기 때문에, 치부들 및 코일들은 높은 정도의 견고성을 가진 하우징 상에 지지되어야 한다. 게다가, 이중 회전자 모터들 내에서 자속의 변동은 매우 높아서, 전기적으로 전도성 재료들은 자기 회로 내에서 원해지지 않는데, 그 이유는 매우 높은 와전류(eddy current)들이 그 내부에 생성되기 때문이다. 이런 이유 때문에, 큰 단면을 가진 전기적으로 전도성 재료들은, 극들 및 공기 갭(air gap)들 내에서 발생하는 바와 같이, 특히 자속의 가장 큰 변화 영역 내에서 회피될 것이다.
WO2006/083097은 이런 타입의 이중 회전자 모터를 개시한다. 이 경우, 독립식 코일들은 고정자를 형성하기 위하여 코일 몸체들 및 요크(yoke)와 함께 사출 성형된다. 상기 출원은 인접한 요크까지의 거리를 검출하기 위한 코일들의 단면을 도시하지 않는다. 그러므로 도시된 벽 두께가 또한 원주 방향으로 적용되고 따라서 인접한 코일까지 큰 거리가 존재한다는 것이 추정될 수 있다. 토크는 실질적으로 삽입 몰딩된 몸체들 및 하우징측 상의 리빙(ribbing)에 의해 지원된다. 매우 높은 모멘트들이 주로 외부 영역에 영향을 주기 때문에, 고정자는 제한된 범위까지만 토크들을 지원할 수 있다.
WO 2004/004098은 또한 이중 회전자 모터를 개시하고, 상기 모터 내에서 요크들은 코일 몸체들과 함께 삽입 몰딩된다. 코일 몸체들은 플라스틱 재료 몸체(도 13A)의 웨브(web)들을 위치 결정함으로써 하우징 내에서 감겨진 코일들을 이용하여 중심이 맞추어지고 그 다음 캐스트 수지(cast resin)로 플라스틱 재료 몸체 및 하우징을 이용하여 캡슐화된다. 위치 결정된 웨브들이 작은 폭만을 가지기 때문에, 그들의 기하학적 관성 모멘트(la)는 매우 느려서 위치 결정 웨브들은 작은 힘들만을 전송할 수 있다. 공지된 바와 같이, 캐스트 수지는 낮은 탄성율을 가지므로, 높은 모멘트들은 또한 어느 쪽도 캡슐화에 의해 전송될 수 없다. 치부는 주로 코일 몸체상에 지지되고 차례로 상기 코일 몸체는 캡슐화 화합물(compound)에 의해 하우징 및 지지부에 연결된다. 따라서, 상기 구성은 제한된 범위로만 로딩될 수 있고 낮은 토크 로드를 가진 모터들에 대해서만 사용될 수 있다.
게다가, 열의 소산은 고정자가 하우징에 바람직하지 않게 연결되기 때문에, 종래 기술 모터들의 경우에 매우 제한된다. 도 9C(WO 2006/083097)에 도시된 바와 같이, 고정자는 큰 경로 길이에 걸쳐 플라스틱 재료에 의해 방사상 안쪽으로 오프셋된 하우징에 연결된다. 결과적으로, 모터의 출력은, 열이 코일들로부터 제거될 수 없기 때문에, 매우 제한된다. 게다가, 캐스트 수지 또는 사출 성형된 플라스틱 재료의 열 전도성이 매우 낮기 때문에, 코일과 금속 하우징 사이의 큰 간격은 열적으로 절연 효과를 가진다. 동일한 것이 유사하게 WO2006/083097에 적용된다.
높은 정도의 견고성 및 효율성을 가진 이중 회전자 모터들은 이미 EP 1879283(Matsushita), EP 1191673(Denso) 및 US 5260642(Huss)로부터 공지되었다. EP 1879283 및 EP 1191673으로부터 고정자 구성은 각각의 경우 이미 공지되었고, 여기서 영구 자석들을 구비한 2개의 회전자들은 샤프트를 통하여 서로 접합된다. 이런 점에서, 회전자들은 여자 코일들로 감겨진 고정자에 의해 구동된다. 고정자는 단일 부분으로서 구성되고 극편(pole shoe)들을 가진 내부 및 외부 치부들 및 요크 아암들 사이의 접선(tangential) 연결 웨브로 이루어진다. 여자 코일은 각각의 경우, EP 1879283의 도 8 및 EP 1191673의 도 38에 도시된 바와 같이, 각각의 연결 웨브 상에서 원주 방향으로 감겨진다. 이런 코일 어레인지먼트로 인해, 자속은 연결 웨브에서 접선으로 생성된다. 자속은 동시에 요크 치부들 내에서 두 개의 부분 자속들로 분할된다. 부분 자속들 중 하나는 외부 회전자 쪽으로 방사상 외측으로 진행하고 외부 회전자를 통해 종결(close)되고, 인접한 고정자 치부를 통하여 연결 웨브로 방사상 안쪽으로 진행한다. 제 2 부분 자속은 방사상 안쪽으로 유도되고 내부 회전자를 통하여 종결되고, 그리고 인접한 고정자 치부를 통하여 방사상 외측으로 유도되고 연결 웨브를 통하여 종결된다.
EP 1191673에서, EP 1879283의 고정자 구조와 대조하여, 회전자들은 샤프트를 통하여 서로 접합되지 않는다. 대신, 외부 및 내부 회전자들의 상대적 회전자 위치는 제어 알고리즘에 의해 조절된다.
추가 이중 회전자는 US 5260642로부터 공지된다. 여기서 영구 자석들이 장착된 다수의 회전자들은 서로에 관해 축방향으로 배열되고 외부 여자 고정자를 통하여 구동된다.
EP 1191673 및 EP 1879283으로부터 공지된 권선 기술은 불리하다. 접선 권선 기술은 한편으로는 매우 복잡하고, 다른 한편으로는 우수한 구리 점적률(space factor)이 자동화된 권선으로 달성될 수 없는데, 그 이유는 극편들에 의해 커버되는 공간이 권선 동안 충전하기 매우 어렵기 때문이다. 게다가, 자속은 연결 웨브로부터 접선 방향으로 생성되고 그 다음 방사 방향으로 90°만큼 편향된다. 이것은 자기 회로들의 효율성을 위해 바람직하지 않고 입자(grain) 방향을 가진 소프트 자기 회로의 사용을 방지한다.
본 발명의 목적은 높은 토크들 및 출력을 위한 이중 회전자 모터를 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 제 1 항의 특징들을 가진 이중 회전자 모터로 바람직하게 달성된다. 청구항 제 1 항에 따른 이중 회전자의 바람직한 구성들은 종속항들의 특징들에 의해 제공된다.
본 발명은 또한 극들을 형성하는 코일 지지부들 및 요크가 플라스틱 재료로 삽입 몰딩되는 개념에 기초하고, 플라스틱 재료는 또한 개별 코일 지지부들 및 코일들 사이에 형성된 지지 구조를 형성한다. 삽입 몰딩 절차 동안, 플라스틱 재료는 하우징과 접합하거나 하우징에 연결된 부분과 접합하여, 안정된 유닛을 형성한다. 플라스틱 재료는 바람직하게 고-강도 플라스틱 재료이다. 코일 지지부들 사이에 삽입된 플라스틱 재료 조성물은 각각의 경우 지지부들을 형성하고, 상기 지지부들의 단면은 바람직하게 U-모양, T-모양 또는 이중 T-모양이다.
높은 노크들, 출력 및 컴팩트 구성을 위한 이중 회전자 모터의 구성은, 코일 지지부들 및 요크의 단독으로 삽입 몰딩/캡슐화가 이를 위해 충분하지 않기 때문에, 견고성 및 열 소산 측면에서 특정 해결책들을 요구한다. 높은 견고성을 위해, 고정자의 낮은 휨 및 높은 탄성율을 위한 높은 기하학적 관성 모멘트(la)는 요구된다. 종래 기술에서, 코일 몸체는 지지부로서 사용되었고 캡슐화 조성물, 또는 견고성을 형성하는 고정자 치부들의 삽입 몰딩에 의해 하우징에 연결된다.
이와 대조하여, 본 발명은 주입된 플라스틱 재료에 의해 충전되고 지지 구조 또는 지지부를 형성하는 코일들 사이의 생산-관련 공간 또는 간격을 사용하는 것을 제공한다. 이것은 코일 몸체보다 4 배만큼 큰 기하학적 관성 모멘트(la)를 형성한다. 전체 요크 또는 외부 극은 또한 플라스틱 재료의 비교적 얇은 벽으로 삽입 몰딩될 수 있다. 종래 기술과 대조하여, 보강부는 높은-등급 플라스틱 재료에 의해 지지된다. 그러나, 또한 높은 탄성율을 가진 충전재가 부가적으로 삽입되는 것은 가능하다. 열경화성 플라스틱 재료는 바람직하게 사용되고, 상기 열경화성 플라스틱 재료 내에 바람직하게 효과적인 열-전도 충전재, 예를 들어 붕소-질화물이 삽입된다. 삽입 몰딩은 적당한 프로파일 부분들 및 앵커들을 가진 하우징에 연결된다. 플라스틱 재료의 사용은 바람직하게 우수한 효율성을 달성하기 위하여 와전류 손실들을 최소화한다.
추가 보강을 위해, 높은 탄성율을 가진, 특히 얇은-벽 구성의 부분들이 사출 성형부 내에 삽입되거나 통합될 수 있다.
또한 외부 및 내부 극들에 대해 대응 간격을 가진 치부 목 벽 및 전면 상에만 몸체-없는 코일 또는 절연 부분들을 가진 고정자 치부가 유리하다. 그 다음 재료는 상기 간격에 의해 형성된 이 공간 내로 주입된다.
코일들을 가진 모든 개별 요크들은 하우징에 연결되고 따라서 이전에 기술된 삽입 몰딩 절차에 의해 중심이 결정된다. 코일의 전면 같은 코일들 및 요크들 사이의 자유 공간 또는 간격은 플라스틱 재료로 외장되거나 채워지고, 이는 외부 보강부에 관하여 대응하는 구조 및 플라스틱 재료의 윤곽부가 형성되게 한다.
본 발명의 특히 유리한 구성에서, 개별 요크들 및 코일들 사이의 자유 공간 또는 간격은 플라스틱 재료에 의해 채워지는 이중-T-지지-모양 공간을 형성한다. 따라서, 주입 후, 플라스틱 재료는 단면적으로 하우징에 또는 상기 하우징에 접합된 부분 내에 앵커링되는 이중-T-지지-모양 지지부를 형성한다. 특히 우수한 견고성은 이런 단면 윤곽부에 의해 달성된다. 지지부들의 단면 윤곽부는 유리하게 하우징 또는 상기 하우징에 접합된 부분 내의 대응하여 형성된 리세스들 내로 연장될 수 있어서, 지지부들의 특히 우수한 견고성을 형성한다. 이런 점에서, 리세스들의 단면 영역은 회전자의 영역 내의 지지 단면 영역보다 클 수 있고, 따라서 넓어진 베이스의 타입은 하우징 또는 하우징 부분 내의 리세스들로 연장되는 지지부 상에 형성된다.
마찬가지로, 플라스틱 재료 조성물을 보강하기 위하여, 보강 엘리먼트들이 제공되고, 상기 보강 엘리먼트들의 한쪽 단부는 각각의 경우 리세스 내로 연장되고 다른 단부는 인접한 고정자 치부들 사이의 갭 내로 위쪽으로 또는 고정자 치부까지 연장된다. 이런 점에서, 보강 엘리먼트들은 외부 극편 및/또는 내부 극편의 영역 내에 삽입될 수 있다.
플라스틱 재료로 극들을 부가적으로 삽입 몰딩함으로써 보다 단단한 구성을 얻는 것은 선택적으로 가능하다. 극들 또는 극편들을 외장하는 플라스틱 재료는 방사상으로 및 축방향으로 연장되는 벽들에 의해 지지부들에 접합된다. 비록 공기 갭의 길이가 극편들의 외장에 의해 증가되지만, 이것은 증가된 견고성 및 이에 따른 모터의 보다 큰 파워에 의해 보상된다.
본 발명에 따른 실시예에서, 단면적으로 유리하게 이중-T 모양을 가질 수 있는, 즉 방사상으로 외부 및 내부 극편들을 가진 개별 고정자 치부들은 처음에 축방향으로 감겨지고 그 다음 사출 성형 다이(die) 내에 배치된다. 높은 출력 및 견고성을 가진 이중 회전자들(종래 기술(EP 1879283(Matsushita), EP 1191673(Denso) 및 US 5260642(Huss))과 달리, 고정자는 어떠한 접선 연결 웨브들도 가지지 않는다. 이런 실시예에서, 자속은 방사상으로 생성되고 외부 회전자, 인접한 고정자 치부들 및 내부 회전자를 통해 종결된다.
개별 치부들은 하우징에 견고하게 앵커링되고 플라스틱 재료로부터 주입된 지지부들 및 지지 엘리먼트들에 의해 정위치에 유지된다.
주입된 지지 엘리먼트들은 보다 바람직하게 이중-T-지지-모양의 T-모양이므로, 고정자에는 방사상 및 접선 로드들에 대해 매우 큰 견고성이 제공된다. 매우 효과적인 열 소산을 보장하기 위하여, 플라스틱 재료는 높은 열 전도성을 가지지만 낮은 전기 전도성을 가진 재료들로부터 바람직하게 형성된다.
본 발명에 따른 구성은 종래 기술에 비해 다음 장점들을 가진다:
- 여자 요크 내에 방사상 자속 생성으로 인한 모터의 보다 큰 효율성;
- 이중 회전자로 인해 매우 높은 전력 밀도;
- 개별 치부 권선 기술로 인한 간단하고 경제적인 권선 기술;
- 경제적인 모터 구성;
- 개별 치부들로 권선, 직사각형 와이어의 사용 또는 가능한 모양의 와이어로 인한 매우 높은 구리 점적률;
- 고정자 내의 방사상 자속 생성으로 인한 가능한 개별 치부들에서의 바람직한 방향을 가진 입자-방향 재료 또는 시트 금속 재료의 사용;
- 만약 코일이 높은 열적 전도성 지지부 내에 배열되면 매우 우수한 열적 소산이 가능하고, 고정자 치부들의 극편들은 하우징과 접촉함;
- 코일들은 설치 전에 검사될 수 있음;
- 우수한 방사상 및 접선 견고성;
- 하우징의 후면 상 및 하우징의 리세스들 내에 있는 코일의 간단한 전기적 접촉;
- 이중 공기 갭 및 얇은-벽 회전자 구성에 의해 회전자들의 관성 질량을 최소화함으로써 높은 동적 모터를 구성할 가능성.
다음에, 본 발명에 따른 이중 회전자 모터의 다양한 실시예들이 도면들을 참조하여 기술된다.
도 1은 선택적 외부 및 내부 백(back)-회로 엘리먼트를 가진 본 발명에 따른 모터 구성을 도시한다.
도 1a는 보강 엘리먼트의 평면도이다.
도 2는 플라스틱 재료로 주입된 지지 구조를 가진 고정자, 외부 회전자 및 내부 회전자의 부분 단면도이다.
도 2a는 보강 엘리먼트를 가진 지지 구조를 도시한다.
도 2b는 하우징 부분 및 2개의 지지부들의 단면도이다.
도 2c는 외부적으로 및 내부적으로 삽입 몰딩된 극편들을 가진 모터를 도시한다.
도 1은 도 2의 라인 x-x를 따른 본 발명에 따른 모터의 제 1 가능한 실시예의 단면도이다. 지지 구조(35, 35a, 35b, 35c)는 높은-등급의, 휨-저항이 있고 그리고 동시에 높은 탄성율을 가진 전기 절연 재료, 바람직하게 충전재를 가진 열경화성 플라스틱 재료로 이루어진다. 주입된 조성물에 의해 형성된 개별 지지부들(35)의 단면 윤곽부는 다음 도면들에 보다 상세히 도시된다. 지지 재료의 주입된 조성물 내에 요크(1)를 가진 코일(4)이 배치되고 상기 코일(4)은 하우징(12) 상의 상기 주입된 조성물에 의해 유지된다. 개별 지지부들을 형성하는 삽입 몰딩된 구조(35)는 요크(1)의 축 측(1a)까지 연장되고 대응하는 리세스(12b) 내에서 하우징(12) 내에 앵커되는 베이스 형태의 각각의 두꺼운 부분(35a)을 하우징 측 상에 가진다. 삽입 몰딩은 바람직하게 2 단계들로 수행될 수 있어서 보다 우수한 열 전도성 특성들을 가진 상이한 충전재, 예를 들어 붕소 질화물이 영역(35a) 내에 도입되고 높은 탄성율을 가진 충전재, 예를 들어 유리 섬유-강화 플라스틱 재료는 영역(35) 내에 도입된다. 이것은 고정자 및 하우징 사이에서 열 소신을 추가로 개선시킬 수 있다.
고정자는 외부 영역 내의 극편들(1a) 및 내부 영역 내의 극편들(1b)을 가진 개별 고정자 치부들(1)로 이루어지고, 상기 개별 고정자 치부들은 여자 코일들(4)로 감겨진다. 게다가, 모터는 영구 자석들(2a)을 구비한 외부 회전자(3a) 및 영구 자석들(2b)을 구비한 내부 회전자(3b)를 포함한다. 게다가, 2 개의 백-회로 엘리먼트들(24a, 24b)은 도시되고, 이는 선택적이다. 백 철(back iron)은 또한 회전자들(3a, 3b)을 통하여 발생할 수 있다. 공기 갭들(1f)은 각각의 경우 극편들(1a, 1b) 및 회전자들(3a, 3b)뿐 아니라 선택적 백-회로 엘리먼트들(24a, 24b) 사이에 있다.
접촉 목적들을 위해 삽입 몰딩된 가압된 스크린(23)은 또한 제공될 수 있어서, 코일들(4)의 접촉은 삽입 몰딩 절차 이전에 발생하여 툴 구성은 단순화된다. 다중-부분 주입 프로세스에서, 사출 성형 조성물들이 인터록킹되는 것이 제공된다. 사출 성형된 조성물들의 대응하는 인터록킹 영역 및 별개의 영역은 35d로 도시된다.
게다가, 영역(12a) 내의 하우징(12)은 코일 측(4a) 및 하우징 영역(12a) 사이의 간격이 최소화되도록 구성될 것이다. 그러므로, 하우징 영역(12a)은 코일 윤곽부에 적응되도록 회전 축 쪽으로 넓어진다. 이것은 삽입 몰딩에 의해 형성된 벽(35w)이 우수한 열 전달을 위해 가능한 한 얇다는 것을 보장한다. 벽 영역(35w)은 우수한 열 전도 특성들을 가진 플라스틱 재료에 의해 또한 형성될 수 있다.
내부 상의 사출 성형부는 사출 성형 동안, 적당한 툴들에 의해 고정자 치부들(1) 상에 확실하게 가압되는 높은 탄성율 및 열 전도성을 가진 보강 삽입부(36)이다. 게다가, 추가 외부 삽입 부(37)는 선택적으로 제공되어, 또한 내부 삽입 부분 내의 하나 또는 다수의 리세스들(40)에 의해 영역(35c) 내에서 사출 성형부에 접합된다. 연결 웨브 또는 연결 링(38)은 또한 추가 보강을 위해 삽입 부분들(36 및 37) 사이에 제공될 수 있다.
삽입 부분(36, 37)은 또한 하우징(12) 외부로 측면으로 돌출할 수 있고 바이어스를 유지하기 위하여 하우징(12)에 대해 탄성적으로 자리할 수 있다. 이것은 특히 금속 재료가 삽입 부분들(36, 37)로서 사용될 때 본딩을 개선할 수 있다. 와전류들을 감소시키기 위하여, 도 1a에 도시된 바와 같이, 삽입 부분(36, 37)은 얇고 그리고 스탬핑-아웃(stamped-out)된 가늘고 긴 슬롯들(37a)이 제공된다.
전면(4b) 상에서, 하우징으로부터 먼, 코일(4)은 또한 삽입 몰딩되고, 주입 조성물은 보강 리브들(35b)을 형성한다. 이들은 견고성을 개선하고 공기 냉각에 의한 열 소산을 위한 표면을 확장시킨다. 공기 냉각은 팬 임펠러(impeller)(21)에 의해 촉진된다. 적당한 공기 유도를 위해, 리세스들(39)은 회전자 내 및 하우징(12) 내에 만들어질 수 있다.
자기 백 철들(24a 및 24b)은 그들이 하우징에 고정되도록 장착된다. 각각의 경우 고정자, 회전자들(3a 및 3b) 및 백 철들(24a 및 24b) 사이에 2개의 공기 갭들(1f)이 있다. 회전자들(3a 및 3b)은 얇은 벽들로 구성된다. 이것은 회전자의 관성 질량을 감소시키고 냉각 채널들(18)은 하우징 내에 축방향으로 연장되어, 회전자 냉각을 개선시킨다.
이중-T 지지부들로서 구성된 지지 구조들(35)은 기하학적 관성 모멘트(la)를 증가시켜서 접선 로드를 개선하기 위하여 요크의 안쪽까지 연장된다. 방사상 로드를 위해, 지지부들(35)의 방사상 웨브 높이는 가능한 한 높게 구성되어, 높은 견고성을 유발한다.
상기 구조에 대해, 고정자 치부가 하우징에 관련하여 미리 감겨지고 배치되는 것이 필요하다.
도 1a는 방사상 외부 보강 엘리먼트(37)를 가진 이중-T 지지부(35)를 도시한다. 대안적으로, 보강 엘리먼트(37)는 여자 코일들(4)에 관련하여 배열될 수 있지만, 또한 방사상으로 안쪽에 배열될 수 있다. 물론, 보강 엘리먼트들(37)은 또한 외측 및 외측에 ㅂ열될 수 있고 사출 성형될 수 있다. 보강 엘리먼트(37)는 바람직하게 전류 전도성을 감소시키고 따라서 와전류 손실을 감소시키기 위하여 스탬핑-아웃 영역들(37a)을 가진 빈약한 전도성 금속 재료, 예를 들어 스테인레스 스틸로 만들어진다.
도 2b는 높은 정도의 견고성이 얻어지도록 사출 성형 측면에서 구성된 하우징 리세스(12b)의 윤곽부뿐 아니라 두꺼운 부분(35a)을 가진 컷-오프(cut-off) T-지지부들(35)을 도시한다. 하우징 리세스(12b)의 윤곽부는 지지부들(35)의 단면 윤곽부에 대응하여야 하므로, 높은 정도의 견고성은 유발되고 지지부들은 하우징 벽 내로 또는 상기 벽을 통하여 위로 연장된다. 이런 점에서, 또한 필요한 견고성을 간직하면서, 재료의 최소 사용이 관심을 끈다.
도 2c는 T-지지 구조(35)의 확장부를 도시한다. 지지부들(35)은 외부 보강 링(35e)을 포함하는 외부 극들(1a)을 포함하는 영역들(35s)에 걸쳐 사출 성형부의 부분으로서 외부 링(35e)에 연결된다. 작은 벽 두께의 경우에도, 이런 링(35e)은 또한 접선 로드에 관한 보강을 위해 매우 효과적이다. 영역(Z-Z)에서, 추가 대안은 도시되고, 여기서 외부 및 내부 요크 극들(1a, 1b)은 얇은-벽 방식으로 링들(35e)을 통하여 삽입 몰딩되고 코일들 사이의 웨브들에 연결된다. 열경화성 플라스틱 재료는 바람직하게 얇은 벽 두께를 형성하기에 적당하다. 주입 절차 동안, 극들 사이의 영역(E)은 버(burr)들의 형성으로 인해 적당하다면 약간 리세스되도록 구성될 수 있다.
상기된 조치의 결과로서, 극들 사이의 코일 공간은 완전히 사용될 수 있어서, 효율성을 증가시킨다. 이들 조치들은 우수한 열 소산을 갖는 큰 견고성을 달성하는 것을 가능하게 하여, 높은 출력, 작은 직경 및 비교적 긴 독립식 코일들을 가진 모터를 구현하는 것을 가능하게 한다.
1 고정자 치부들로서 극편 몰딩부
1a 극편 몰딩된 부분 또는 고정자 치부의 외부 극편
1b 극편 몰딩된 부분 또는 고정자 치부의 내부 극편
1f 공기 갭
2a 외부 회전자의 영구 자석들
2b 내부 회전자의 영구 자석들
3 회전자
3a 외부 회전자
3b 내부 회전자
4 여자 코일
11 냉각 채널
12 하우징
12a 하우징 어깨부
15a,15b 샤프트 베어링
16 구동된 샤프트
18 물 채널
21 팬 임펠러
22 전기 접속/코일 인출 라인들을 위한 하우징 리세스
23 가압된 스크린
24a,24b 강자성 하우징 삽입부(자기 회로를 위한 백-회로)
25 구동기
27 이중 T-모양 프로파일 지지부(35)의 보강 웨브
35 사출 성형 기술로부터의 지지 구조의 지지부
35a 사출 성형 구조의 하우징-측 두꺼운 부분
35b 사출 성형 구조의 전면 리빙(ribbing)
35s 방사상으로 및 축 방향으로 연장된 연결 웨브들
35w 주입된 플라스틱 재료의 얇은-벽 영역
36,37 보강 엘리먼트들
37a 리세스, 특히 스탬핑-아웃 영역들
38 연결 웨브/연결 링
E 주입 영역
la 기하학적 관성 모멘트

Claims (26)

  1. 외부 회전자(3a) 및 내부 회전자(3b)를 가진 전기 모터로서,
    여자 코일들(4)을 가진 고정자는 중공 실린더로서 형성되고, 컵-모양 외부 회전자(3a) 및 내부 회전자(3b) 사이에 배열되고, 전면 상에서 하우징에 연결되거나 상기 하우징에 견고하게 연결된 상기 전기 모터의 부분(12)에 연결되고, 상기 고정자는 축 방향으로 연장되는 지지부들(35)에 놓여있는 다수의 고정자 치부들(teeth)(1)을 포함하고, 상기 지지부들(35)은 각각 인접한 여자 코일들(4) 및 상기 고정자 치부들(1) 사이의 공간을 채우는 플라스틱 재료, 특히 열경화성 플라스틱 재료로 이루어진 사출 성형 조성물(composition)에 의해 형성되고, 상기 지지부들(35)은 금속 하우징 또는 상기 금속 하우징에 견고하게 연결되고 상기 하우징에 놓이는 금속 부분(12) 내로 및/또는 상기 금속 하우징 또는 상기 금속 부분(12)을 통하여 연장되는,
    전기 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부들(35)은 T-모양 또는 이중-T-모양인 단면 모양을 가지는,
    전기 모터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고정자 치부들(1)은 방사상 안쪽으로 지향된 극편(pole shoe)들(1b) 및 방사상 외측으로 지향된 극편들(1a)을 가지며, 지지부 재료(27)는 상기 여자 코일들(4)의 방사상 측 영역들(4a,4b) 및 상기 극편들(1a,1b)의 내부들(1e) 사이에 배치되고 접선(tangential) 벽들을 형성하는,
    전기 모터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부들(35)의 단면 영역은 상기 인접한 여자 코일들 및/또는 고정자 치부들 사이의 영역에서의 상기 지지부들(35)의 단면 영역보다 상기 하우징 또는 상기 부분(12) 및 고정자 치부(1) 및/또는 상기 여자 코일(4) 사이의 영역에서 보다 큰,
    전기 모터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 또는 상기 부분(12)은 리세스들(12b), 특히 상기 지지부들(35)을 앵커링(anchoring)하기 위한 윈도우-타입 리치-스로우 개구부(window-type reach-through opening)들을 가지는,
    전기 모터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 리세스들의 윤곽부는 상기 지지부들의 단면 윤곽부에 대응하는,
    전기 모터.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 리세스들(12b)의 단면 영역은 각각의 경우 인접한 고정자 치부들 및/또는 여자 코일들 사이의 영역에서의 상기 지지부들(35)의 단면 영역보다 큰,
    전기 모터.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 또는 상기 부분(12)은 알루미늄으로 만들어지고 다이-캐스팅(die-casting) 부분으로서 형성되는,
    전기 모터.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부들(35)은 방사상 외측으로 및/또는 방사상 내측으로 외부 극편들(1a) 및/또는 내부 극편들(1b)을 외장하는 사출 성형 조성물(35e)에 연결되는,
    전기 모터.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부들을 형성하는 상기 플라스틱 재료 조성물 내에 특히 보강 엘리먼트들(36, 37), 특히 축방향으로 연장되는 플레이트-형 또는 곡선진 플레이트-형 엘리먼트들이 삽입되는,
    전기 모터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    제 1 보강 엘리먼트(36)는 상기 고정자 치부에 확실하게 연결되는,
    전기 모터.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    제 2 보강 엘리먼트(37)는 상기 지지부들 내에서 상기 지지부들(35)의 축방향 길이의 부분에 걸쳐 연장되거나 또는 상기 지지부들(35)에 못미쳐 또는 상기 지지부들을 넘어 연장되는,
    전기 모터.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    보강 엘리먼트들(37)은 적어도 하나의 윈도우-타입 리치-스로우 개구부(37a), 특히 스탬핑-아웃(stamped-out)된 가늘고 긴 슬롯들을 각각 가지는,
    전기 모터.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 엘리먼트들(36, 37)은 전기적으로 비-전도성 재료 또는 약간만 전도성인 재료로 만들어지는,
    전기 모터.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 엘리먼트들은 상기 보강 엘리먼트들의 리치-스로우 개구부들(37a)을 통하여 플라스틱 재료와 인터록킹(interlock)하고/인터록킹하거나 연결 웨브/연결 링(38)에 의해 서로 연결되는,
    전기 모터.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징의 벽(12a) 또는 상기 여자 코일들(4)의 축 측(4a)에 인접한 부분(12)은, 플라스틱 재료의 얇은 벽(35w)만이 상기 여자 코일들(4) 및 상기 하우징 또는 상기 부분(12)을 분리하도록 상기 축 측(4a)의 윤곽부에 적응되는,
    전기 모터.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 또는 상기 부분(12)으로부터 먼 축 자유 고정자 단부(axial free stator end)는 상기 지지부들(35)을 형성하는 특히 상기 플라스틱 재료로 형성된 보강 리브(rib)들(35b)을 가지는,
    전기 모터.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 또는 상기 부분(12)으로부터 먼 축 자유 고정자 단부는 특히 상기 지지부 재료에 적어도 부분적으로 삽입되고 상기 고정자 치부들에 연결된 특히 플라스틱 재료 또는 금속의 적어도 하나의 보강 링을 가지는,
    전기 모터.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 외부 백-회로(back-circuit) 부분(24a)은 외부 회전자(1a)를 포함하고, 그리고 제 2 내부 백-회로 부분(24b)은 내부 회전자(1a)에 의해 포함되고, 공기 갭(1f)은 각각의 경우 상기 외부 백-회로 부분(24a) 및 상기 외부 회전자(1a) 사이 그리고 상기 내부 백-회로 부분(24b) 및 내부 회전자(1b) 사이에 있는,
    전기 모터.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 백 회로 부분들(24a, 24b)은 상기 하우징 또는 상기 부분(12) 상에 배열되는,
    전기 모터.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부들(35) 및 외장들(35a, 35b, 35c, 35e)을 형성하는 플라스틱 재료 조성물은 특정 영역들에서 상이한 재료들로 이루어지고, 우수한 열적 전도성이 요구되는 영역들(35a)에서, 우수한 열적 전도성 특성들을 가진 재료가 주입되고 그리고 높은 정도의 견고성이 요구되는 영역들(35)에서, 높은-강도 재료가 주입되고 그리고 영역들(35) 내의 상기 주입된 조성물들은 언더컷(undercut)들을 통하여 인토로킹되어 지지부 캡슐화 화합물은 높은 열 전도성 게수를 가진 캡슐화 화합물 상에서 축방향으로, 방사상으로 그리고 접선으로 지지되는,
    전기 모터.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각 채널들은 상기 하우징(12)을 통하여 특히 축방향으로 연장되는,
    전기 모터.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여자 코일들(4)은 몸체들을 가지지 않는, 즉 권선 몸체를 가지지 않는,
    전기 모터.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    높은 열 전도성을 가진 충전재(예를 들어 붕소 질화물)은 높은 열 전도성 특성을 위해 플라스틱들 재료 내에 포함되는,
    전기 모터.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 전기 모터를 형성하기 위한 방법으로서,
    하우징 또는 상기 모터의 고정자 플랜지(12)는 사출 성형 디바이스 내에 도입되고 여자 코일들(4)을 가진 극편 부분들(1)은 상기 하우징 또는 상기 고정자 플랜지(12)에 관련하여 배치되고 선택적으로 가압된 스크린(23)과 접촉되고, 상기 접촉 후 플라스틱 재료 사출 성형 조성물(35)은 상기 사출 성형 디바이스 내로 가압되고 상기 하우징 또는 상기 고정자 플랜지(12) 내의 리세스들 및/또는 언더컷들(12b) 내로 그리고 또한 상기 극편 부분들(1) 및 상기 여자 코일들(4) 사이의 갭들 내로 침투하여, 상기 하우징 또는 상기 고정자 플랜지(12)에 연결된 지지부들(35)을 형성하는,
    전기 모터를 형성하기 위한 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    보강 부분들(36,37), 특히 얇은-벽 보강 부분들은 상기 사출 성형 조성물 내로 몰딩되는,
    전기 모터를 형성하기 위한 방법.
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