KR20130009989A - 모터 및 모터 제조 방법 - Google Patents

Abstract

평각 도선을 사용한 분포권 코일인 코일 바구니(12)와 스테이터 코어(13)를 구비하는 스테이터(10)와, 중심축(41)을 구비하는 로터(42)를 갖는 모터이며, 코일 바구니(12)의 일단부의 코일 엔드부가 스테이터 코어의 슬롯 내 도선부(SA, SB)에 대하여 로터측으로 절곡되어 있는 절곡부(JA, JB)를 갖는 것, 일단부의 코일 엔드부인 하측 동심원부(H), 수평부(FA 및 FB)가 티스(13a)의 내주면(13b)보다 로터의 축심측에 위치하는 것, 일단부의 코일 엔드부 및 타단부의 코일 엔드부가 5개의 평각 도선을 플랫 와이즈 방향으로 중첩 권취한 것임을 특징으로 한다.

Description

모터 및 모터 제조 방법 {MOTOR, AND MOTOR PRODUCTION METHOD}

본 발명은 평각 도선을 사용한 분포권 코일과 스테이터 코어를 구비하는 스테이터와, 중심축을 구비하는 로터를 갖는 모터에 관한 것이다.

예를 들어, 단면이 약 1㎜×약 10㎜인 평각 도선을 사용한 분포권 코일을 스테이터 코어의 슬롯 내에 삽입해서 조립하는 것은, 둥근 세선과 달리 평각 도선이 강한 강성을 갖고 있어 변형되기 어려우므로 곤란했다. 그 문제를 해결하기 위해서 여러가지 제안이 나오고 있다.

특허문헌 1에 있어서는, 티스의 주위에 형성된 슬롯 내에 도선을 권회한 코일을 직경 방향의 내측으로부터 외측을 향해서 삽입할 때, 삽입하기 쉽게 하기 위해서 도선의 폭이나 코일 경사 각도를 고안하는 것이 제안되어 있다.

한편, 특허문헌 2에 있어서는, 슬롯 내에 삽입되는 도선을 중첩 권취해서 코일을 구성하고, 그것을 삽입 지그에 장착하여, 삽입 지그를 스테이터 코어 내에 배치하고, 삽입 지그로부터 스테이터 코어의 슬롯에 코일을 삽입하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 3에는, 분포권 코일에 있어서, 삽입하는 선단부를 축심측으로 절곡하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2002-051489호 공보 일본 특허 출원 공개 제2008-167567호 공보 국제 공개 WO 92/01327

그러나, 종래의 스테이터 코어에 코일을 삽입하는 방법에는 다음과 같은 문제가 있었다.

즉, 특허문헌 1과 같이, 각 티스에 대하여 각각 따로 코일을 삽입하는 방법에서는, 티스 수에 따른 횟수의 삽입을 행하지 않으면 안되어 삽입에 시간이 걸리는 문제가 있었다. 또한, 삽입 장치가 복잡화되고, 대형화되는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 2와 같이, 삽입 지그를 사용한 경우에는, 삽입은 잘 되었다고 하더라도, 삽입 지그 내에서 탄성 변형되어 있던 코일을 슬롯 내에 삽입한 후에, 코일이 스프링백에 의해 변형되어 도선의 일부가 슬롯으로부터 밖으로 튀어나오는 문제가 있었다.

특허문헌 1, 2의 기술에서는, 모두 티스·슬롯에 대하여 직경 방향의 내측으로부터 외측을 향하여 코일을 삽입하는 것이므로, 상기 문제가 발생하는 것이며, 코일을 축심 방향으로부터 슬롯 내에 삽입할 수 있다면 상기 문제를 해결할 수 있다는 것에 본 출원인은 생각이 미쳤다.

그러나, 집중권 코일이면, 삽입하는 선단부를 축심측으로 절곡하면, 나머지의 부분을 슬롯 내에 삽입하는 것은 용이하지만, 분포권 코일에서는 절곡하는 부분의 형상이 복잡하여 절곡하는 것 자체가 곤란하다는 문제가 있었다.

집중권 코일에서, 삽입하는 선단부를 절곡하는 기술로서, 특허문헌 3의 기술이 개시되어 있지만, 특허문헌 3의 기술에서는, 절곡 개소가 상이한 복수의 도체를 개별로 제조하여 조합해가므로, 제조에 시간이 걸리고, 비용이 높은 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 평각 도선을 사용한 분포권 코일을 축심 방향으로부터 용이하게 슬롯 내에 삽입할 수 있는 저비용의 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일형태에 있어서의 모터 및 모터 제조 방법은 다음과 같은 구성을 갖고 있다.

(1) 평각 도선을 사용한 분포권 코일과 스테이터 코어를 구비하는 스테이터와, 중심축을 구비하는 로터를 갖는 모터이며, 코일의 일단부의 코일 엔드부가 스테이터 코어의 슬롯 내 도선부에 대하여 로터측으로 절곡되어 있는 것, 일단부의 코일 엔드부가 스테이터 코어의 내주면보다 로터의 축심측에 위치하는 것, 일단부의 코일 엔드부 및 타단부의 코일 엔드부가 복수의 상기 평각 도선을 플랫 와이즈 방향으로 중첩 권취한 것임을 특징으로 한다.

(2) (1)에 기재하는 모터에 있어서, 바람직하게는 상기 일단부의 코일 엔드부가 동심원 형상의 반원을 형성하고 있는 것, 상기 타단부의 코일 엔드부가 동심원 형상의 반원을 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

(3) (1) 또는 (2)에 기재하는 모터에 있어서, 바람직하게는 상기 일단부의 코일 엔드부에서는 인접하는 슬롯에 배치되는 복수의 상기 평각 도선이 상기 로터의 직경 방향으로 포개져 있는 것, 타단부의 코일 엔드부에서는 인접하는 슬롯에 배치되는 복수의 상기 평각 도선이 상기 로터의 축심 방향으로 포개져 있는 것을 특징으로 한다.

(4) 평각 도선을 사용한 분포권 코일을 구비하는 스테이터와, 중심축을 구비하는 로터를 갖는 모터의 모터 제조 방법이며, 분포권 코일의 일단부의 코일 엔드부를 슬롯 내 도선부에 대하여 로터측으로 절곡하는 절곡 공정과, 분포권 코일을 스테이터의 슬롯에 대하여 축심 방향으로부터 삽입하는 삽입 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

(5) (4)에 기재하는 모터에 있어서, 바람직하게는 상기 절곡 공정 전에 상기 평각 도선을 플랫 와이즈부를 접촉시키면서 중첩 권취하는 중첩 권취 공정을 갖는 것, 상기 절곡 공정의 직후에 상기 중첩 권취된 상기 평각 도선을 2개의 슬롯 내 도선부를 형성하도록 넓히는 확장 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

다음에, 본 발명에 관한 모터 및 모터 제조 방법의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

(1) 평각 도선을 사용한 분포권 코일과 스테이터 코어를 구비하는 스테이터와, 중심축을 구비하는 로터를 갖는 모터이며, 코일의 일단부의 코일 엔드부가 스테이터 코어의 슬롯 내 도선부에 대하여 로터측으로 절곡되어 있는 것, 일단부의 코일 엔드부가 스테이터 코어의 내주면보다 로터의 축심측에 위치하는 것, 일단부의 코일 엔드부 및 타단부의 코일 엔드부가 복수의 평각 도선을 플랫 와이즈 방향으로 중첩 권취한 것임을 특징으로 하므로, 일단부의 코일 엔드부측을 선두로 하여 스테이터의 슬롯에 대하여 축심측으로부터 코일을 삽입하려고 할 때, 일단부의 코일 엔드는 스테이터 코어의 내주면의 내측을 통과하므로, 코일을 축심 방향으로부터 슬롯 내에 용이하게 삽입할 수 있다. 삽입할 때에 코일을 탄성 변형시키지 않으므로, 스프링백에 의해 코일의 일부가 슬롯 내로부터 튀어나오지 않는다. 또한, 복수의 평각 도선을 플랫 와이즈 방향으로 중첩 권취한 것을 중첩 권취한 상태에서 복수개 동시에 절곡하므로, 제조 공정을 단순화할 수 있고, 비용을 저감시킬 수 있다.

(2) (1)에 기재하는 모터에 있어서, 상기 일단부의 코일 엔드부가 동심원 형상의 반원을 형성하고 있는 것, 상기 타단부의 코일 엔드부가 동심원 형상의 반원을 형성하고 있는 것을 특징으로 하고, (4) 평각 도선을 사용한 분포권 코일을 구비하는 스테이터와, 중심축을 구비하는 로터를 갖는 모터의 모터 제조 방법이며, 분포권 코일의 일단부의 코일 엔드부를 슬롯 내 도선부에 대하여 로터측으로 절곡하는 절곡 공정과, 분포권 코일을 스테이터의 슬롯에 대하여 축심 방향으로부터 삽입하는 삽입 공정을 갖는 것을 특징으로 하므로, 단순한 절곡 작업만으로 코일의 일단부의 코일 엔드부를 절곡할 수 있다.

(3) (1) 또는 (2)에 기재하는 모터에 있어서, 상기 일단부의 코일 엔드부에서는 인접하는 슬롯에 배치되는 복수의 상기 평각 도선이 상기 로터의 직경 방향으로 포개져 있는 것, 타단부의 코일 엔드부에서는 인접하는 슬롯에 배치되는 복수의 상기 평각 도선이 상기 로터의 축심 방향으로 포개져 있는 것을 특징으로 하므로, 코일 엔드부에서는 인접하는 슬롯에 배치된 도선과의 간섭을 회피하기 위해서 축심 방향으로 변형시킬 필요가 없어 여분의 변형을 필요로 하지 않으므로, 제조 공정을 간략화해서 비용 절감을 도모할 수 있다.

(4) 평각 도선을 사용한 분포권 코일을 구비하는 스테이터와, 중심축을 구비하는 로터를 갖는 모터의 모터 제조 방법이며, 분포권 코일의 일단부의 코일 엔드부를 슬롯 내 도선부에 대하여 로터측으로 절곡하는 절곡 공정과, 분포권 코일을 스테이터의 슬롯에 대하여 축심 방향으로부터 삽입하는 삽입 공정을 갖고, 상기 절곡 공정 전에 상기 평각 도선을 플랫 와이즈부를 접촉시키면서 중첩 권취하는 중첩 권취 공정을 갖는 것, 상기 절곡 공정의 직후에 상기 중첩 권취된 상기 평각 도선을 2개의 슬롯 내 도선부를 형성하도록 넓히는 확장 공정을 갖는 것을 특징으로 하므로, 절곡부를 형성하는 동시에, 2군데의 슬롯 내에 삽입되는 도선부를 용이하게 성형할 수 있다.

도 1은 기준 유닛의 사시도이다.
도 2는 기준 유닛의 정면도이다.
도 3은 기준 유닛의 평면도이다.
도 4는 기준 유닛의 우측면도이다.
도 5는 기준 유닛의 제조 공정 중, 권취 공정을 나타내는 도면이다.
도 6은 기준 유닛의 제조 공정 중, 절곡 공정을 나타내는 제1 도면이다.
도 7은 기준 유닛의 제조 공정 중, 절곡 공정을 나타내는 제2 도면이다.
도 8은 기준 유닛의 제조 공정 중, 절곡 공정을 나타내는 제3 도면이다.
도 9는 기준 유닛의 제조 공정 중, 확장 공정을 나타내는 제1 도면이다.
도 10은 기준 유닛의 제조 공정 중, 확장 공정을 나타내는 제2 도면이다.
도 11은 기준 유닛의 제조 공정 중, 확장 공정을 나타내는 제3 도면이다.
도 12는 기준 유닛을 스테이터 코어에 삽입하는 삽입 공정을 나타내는 제1 도면이다.
도 13은 코일 바구니의 전체를 도시하는 도면이다.
도 14는 코일 바구니의 전체를 도시하는 평면도이다.
도 15는 코일 바구니의 정면도이다.
도 16은 기준 유닛을 스테이터 코어에 삽입하는 삽입 공정을 나타내는 제1 도면이다.
도 17은 기준 유닛을 스테이터 코어에 삽입하는 삽입 공정을 나타내는 제2 도면이다.
도 18은 기준 유닛을 스테이터 코어에 삽입하는 삽입 공정을 나타내는 제3 도면이다.
도 19는 기준 유닛을 스테이터 코어에 삽입하는 삽입 공정을 나타내는 제4 도면이다.
도 20은 로터를 스테이터에 삽입하는 삽입 공정을 나타내는 제1 도면이다.
도 21은 로터를 스테이터에 삽입하는 삽입 공정을 나타내는 제2 도면이다.

다음에, 본 발명의 일실시 형태의 모터 및 모터 제조 방법에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.

도 1에, 5개의 평각 도선을 동시에 성형한 기준 유닛(11)의 사시도를 도시한다. 도 2에, 도 1의 기준 유닛(11)의 정면도를 도시하고, 도 3에 도 1을 위에서 본 평면도를 도시하고, 도 4에 도 1의 우측면도를 도시한다.

기준 유닛(11)은 슬롯 내에 배치되는 슬롯 내 도선부(SA), 슬롯 내 도선부(SB)를 구비한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 슬롯 내 도선부(SA)는 5개의 평각 도선이 장변면(플랫 와이즈면)을 접촉시켜서 포개진 것으로, 제1 슬롯 내 도선부(SA1), 제2 슬롯 내 도선부(SA2), 제3 슬롯 내 도선부(SA3), 제4 슬롯 내 도선부(SA4) 및 제5 슬롯 내 도선부(SA5)의 집합체를 나타내고 있다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 슬롯 내 도선부(SB)는 5개의 평각 도선이 장변면(플랫 와이즈면)을 접촉시켜서 포개진 것으로, 제1 슬롯 내 도선부(SB1), 제2 슬롯 내 도선부(SB2), 제3 슬롯 내 도선부(SB3), 제4 슬롯 내 도선부(SB4) 및 제5 슬롯 내 도선부(SB5)의 집합체를 나타내고 있다.

도 1의 상측에 위치하는 코일 엔드부의 중앙에는 상측 동심원부(G)가 형성되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 상측 동심원부(G)는 제2 동심원부(G2), 제3 동심원부(G3), 제4 동심원부(G4) 및 제5 동심원부(G5)의 4개의 평각 도선의 집합체이다. 제1 동심원부가 포함되어 있지 않은 것은, 나중에 설명하는 경사부(EA1)가 단자(M)로서 외부에 돌출되어 있기 때문에다.

슬롯 내 도선부(SA)의 상단부에는 절곡부(IA)가 형성되어 있다. 평각 도선은 절곡부(IA)에서 도 2에 도시한 바와 같이, 상측 동심원부(G)의 방향으로 절곡되어 있다. 상측 동심원부(G)와 슬롯 내 도선부(SA)의 사이에는 경사부(EA)가 형성되어 있다. 절곡부(IA)는 도 3에 도시한 바와 같이, 5개의 평각 도선의 절곡부(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5)의 집합체를 나타내고 있다. 경사부(EA)는 도 1, 도 4에 도시한 바와 같이, 5개의 평각 도선의 경사부(EA1, EA2, EA3, EA4, EA5)의 집합체를 나타내고 있다.

경사부(EA)에 있어서는, 5개의 평각 도선이 도 4에 도시한 바와 같이, 슬롯 내 도선(SA)과 마찬가지로 직경 방향(도 4의 좌우 방향)으로 포개져 있다.

슬롯 내 도선부(SB)의 상단부에는 절곡부(IB)가 형성되어 있다. 평각 도선은 절곡부(IB)에서 도 2에 도시한 바와 같이, 상측 동심원부(G)의 방향으로 절곡되어 있다. 상측 동심원부(G)와 슬롯 내 도선부(SB)의 사이에는 경사부(EB)가 형성되어 있다. 절곡부(IB)는 도 3에 도시한 바와 같이, 5개의 평각 도선의 절곡부(IB1, IB2, IB3, IB4, IB5)의 집합체를 나타내고 있다. 경사부(EB)는 도 4에 도시한 바와 같이, 5개의 평각 도선의 경사부(EB1, EB2, EB3, EB4, EB5)의 집합체를 나타내고 있다.

경사부(EB)에 있어서는, 5개의 평각 도선이 도 4에 도시한 바와 같이, 슬롯 내 도선(SB)과 마찬가지로 직경 방향(도 4의 좌우 방향)으로 포개져 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 경사부(EA)의 최내주부에 위치하는 EA1의 단자(M)는 절곡되어 외부로 돌출되어 있다. 또한, 경사부(EB)의 최외주에 위치하는 EB5의 단자(N)는 절곡되어 외부로 돌출되어 있다.

슬롯 내 도선부(SA)의 하단부에는 절곡부(JA)가 형성되어 있다. 평각 도선은 절곡부(JA)에서 도 4에 도시한 바와 같이, 90° 내주측(도면의 좌측 방향)으로 절곡되어 있다. 절곡부(JA)는 도 4에 도시한 바와 같이, 5개의 평각 도선의 절곡부(JA1, JA2, JA3, JA4, JA5)의 집합체를 나타내고 있다.

또한, 슬롯 내 도선부(SB)의 하단부에는 절곡부(JB)가 형성되어 있다. 평각 도선은 절곡부(JB)에서 도 4에 도시한 바와 같이, 90° 내주측(도면의 좌측 방향)으로 절곡되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 5개의 평각 도선의 절곡부(JB1, JB2, JB3, JB4, JB5)의 집합체를 나타내고 있다.

내주측 선단부에는 하측 동심원부(H)가 형성되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 절곡부(JA)와 하측 동심원부(H)의 사이에는 수평부(FA)가 형성되어 있다. 절곡부(JB)와 하측 동심원부(H)의 사이에는 수평부(FB)가 형성되어 있다.

하측 동심원부(H)는 도 4에 도시한 바와 같이, 5개의 평각 도선의 하측 동심원부(H1, H2, H3, H4, H5)의 집합체를 나타내고 있다.

수평부(FA)는 도 2에 도시한 바와 같이, 5개의 평각 도선의 수평부(FA1, FA2, FA3, FA4, FA5)의 집합체를 나타내고 있다. 여기서, 수평부(FA)에 있어서는, 5개의 평각 도선의 수평부는 도 2에 도시한 바와 같이, 축심 방향(도 2의 상하 방향)으로 포개져 있다.

또한, 수평부(FB)는 도 2에 도시한 바와 같이, 5개의 평각 도선의 수평부(FB1, FB2, FB3, FB4, FB5)의 집합체를 나타내고 있다. 여기서, 수평부(FB)에 있어서는, 5개의 평각 도선의 수평부는 도 2에 도시한 바와 같이, 축심 방향(도 2의 상하 방향)으로 포개져 있다.

다음에, 기준 유닛(11)의 제조 방법을 설명한다. 기준 유닛(11)의 제조 방법은 권취 공정, 절곡 공정 및 확장 공정을 갖고 있다.

도 5에 기준 유닛(11)의 제조 공정 중, 권취 공정을 나타낸다.

단면이 납작한 삼각 형상의 금형(19)이 중심축(19a)을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 있다.

금형(19)에 평각 도선(20)의 선단(20a)를 고정하고, 금형(19)을 중심축(19a)을 중심으로 화살표(P)로 나타내는 방향으로 회전시켜, 평각 도선(20)을 5주(周) 금형(19)에 감는다. 이 때, 평각 도선(20)은 플랫 와이즈 방향으로 중첩 권취된다. 즉, 단면이 약 1㎜×약 10㎜인 평각 도선의 약 10㎜의 장변을 포개서 중첩 권취하고 있다.

다음에, 절곡 공정에 대해서 설명한다.

도 6에 기준 유닛(11)의 제조 공정 중 절곡 공정의 제1 공정을 나타내고, 도 7에 제2 공정을 나타내고, 도 8에 제3 공정을 나타낸다.

권취 공정에서, 5주 분 만큼 권취한 평각 도선(20)을 금형(19)으로부터 분리하여 도 5에 도시하는 위치에 세트한다. 이 상태에서, 삼각 형상의 평각 도선(20)의 가장 짧은 단변(20b)이 지그(22)에 접해 있다. 2번째로 짧은 중변(20c)의 전체 길이에 걸쳐서 평행하게 지그(21)가 배치되어 있다. 가장 긴 장변(20d)의 중앙 부근에 지그(23)가 배치되어 있다.

다음에, 도 6에 도시한 바와 같이, 지그(21)가 중변(20c)에 접하는 위치까지 평행하게 이동한다. 동시에, 지그(23)가 장변(20d)의 절곡부(20e)에 접촉한다. 동시에 지그(22)가 단변(20b)을 시계 방향으로 회전시키고, 평각 도선(20)을 절곡부(20e)에서 절곡한다.

그리고, 도 8에 도시한 바와 같이, 중변(20c)과 단변(20b)이 직각(90°)을 이룰때 까지 평각 도선(20)을 절곡한다.

다음에, 확장 공정을 설명한다.

도 9에 기준 유닛(11)의 제조 공정 중 확장 공정의 제1 도를 도시한다. 도 10에 확장 공정의 제2 도를 도시한다. 도 11에 도 9의 측면도를 도시한다.

도 9 및 도 11에 도시한 바와 같이, 상측 동심원부(G)(5개의 평각 도선)를 한 쌍의 척 갈고리(33(33A, 33B))가 파지한다. 하측 동심원부(H)(5개의 평각 도선)는 한 쌍의 가이드 갈고리(40(40A, 40B))에 고정된다. 슬롯 내 도선부(SA)(5개의 평각 도선)는 한 쌍의 척 갈고리(32(32A, 32B))에 파지된다. 슬롯 내 도선부(SB)(5개의 평각 도선)는 한 쌍의 척 갈고리(31(31A, 31B))에 파지된다.

여기서, 한 쌍의 척 갈고리(32(32A, 32B)) 및 한 쌍의 척 갈고리(31(31A, 31B))는 중심축(34)을 중심으로 각각 따로 회전 가능하게 보유 지지되어 있다. 베이스판(36)은 2개의 가이드 막대(38)의 선단에 고정되어 있다. 2개의 가이드 막대(38)는 고정된 고정부(39)에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지되어 있다. 고정부(39)의 양측에는 한 쌍의 에어 실린더(37)의 본체가 고정 설치되어 있다. 또한, 베이스판(36)에는 한 쌍의 에어 실린더(37)의 로드 선단이 연결되어 있고, 에어 실린더(37)의 구동에 의해 가이드 막대(38) 및 베이스판(36)은 고정부(39)에 대하여 미끄럼 이동한다. 베이스판(36)에는 한 쌍의 링크 기구(35A, 35B)가 부설되어 있고, 링크 기구(35A)는 척 갈고리(32)의 베이스판에 접속되어 있으며, 링크 기구(35B)는 척 갈고리(31)의 베이스판에 접속되어 있다.

이 구성에 의해, 도 9에 도시한 바와 같이, 평각 도선(20)을 각각 파지한 상태에서 에어 실린더(37)를 구동한다. 이에 의해, 베이스판(36)이 미끄럼 이동하여 도 10의 위치에 이르면, 한 쌍의 척 갈고리(32(32A, 32B))는 슬롯 내 도선부(SA)를 파지한 채, 도 10에 있어서 시계 방향으로 회전하고, 슬롯 내 도선부(SA)를 상측 동심원부(G) 및 하측 동심원부(H)에 대하여 시계 방향의 소정 위치까지 소성 변형시킨다.

동시에, 한 쌍의 척 갈고리(31(31A, 31B))는 슬롯 내 도선부(SB)를 파지한 채, 도 10에 있어서 반시계 방향에 회전하고, 슬롯 내 도선부(SB)를 상측 동심원부(G) 및 하측 동심원부(H)에 대하여 반시계 방향의 소정 위치까지 소성 변형시킨다.

다음에, 단자(M) 및 단자(N)를 절곡해서 소성 변형시킨다. 이에 의해, 기준 유닛(11)이 완성된다.

다음에, 제조된 기준 유닛을 복수 포갠다.

도 12에, 6개의 기준 유닛(11)인 U상 제1 기준 유닛(U1), U상의 제2 기준 유닛(U2), V상의 제1 기준 유닛(V1), V상의 제2 기준 유닛(V2), W상의 제1 기준 유닛(W1), W상의 제2 기준 유닛(W2)을 포갠 상태를 사시도로 도시한다. 제1 기준 유닛과 제2 기준 유닛의 슬롯 내 도선부가 1개의 티스의 양측에 삽입되므로, 6개의 기준 유닛(11)이 1개의 단위가 된다. 또한, U상 기준 유닛을 구성하는 부위에는 「U」로 시작되는 부호를 부여하는 것으로 하고, V상 및 W상 기준 유닛을 구성하는 부위에 대해서도 마찬가지로 나타낸다.

기준 유닛(U1, U2, V1, V2, W1, W2)의 경사부(U1EB, U2EB, V1EB, V2EB, W1EB, W2EB)에 있어서는, 5개의 평각 도선(EB1 내지 EB5)이 스테이터 코어(13)(로터)의 직경 방향으로 포개져 있다.

U상의 제2 기준 유닛(U2)의 경사부(U2EB)는, U상의 제1 기준 유닛의 경사부(U1EB)에 대하여 축심 방향에서 하측(스테이터 코어(13)의 방향)으로 포개져 있다. 마찬가지로, V상 제1 기준 유닛(V1)의 경사부(V1EB)는, U상의 제2 기준 유닛(U2)의 경사부(U2EB)의 축심 방향의 하측으로 포개져 있다.

즉, 인접하는 슬롯 내에 배치되는 기준 유닛(U1, U2, V1, V2, W1, W2)에 있어서는, 경사부(U1EB, U2EB, V1EB, V2EB, W1EB, W2EB)는 시계 방향에서 순차 직전의 경사부(EB)의 축심 방향에서 하측에 위치해서 포개져 있다.

기준 유닛(U1, U2, V1, V2, W1, W2)의 경사부(U1EA, U2EA, V1EA, V2EA, W1EA, W2EA)에 있어서는, 5개의 평각 도선(EA1 내지 EA5)이 스테이터 코어(13)(로터)의 직경 방향으로 포개져 있다.

U상의 제2 기준 유닛(U2)의 경사부(U2EA)는, U상의 제1 기준 유닛의 경사부(U1EA)에 대하여 축심 방향에서 상측(스테이터 코어(13)와 반대 방향)으로 포개져 있다. 마찬가지로, V상 제1 기준 유닛(V1)의 경사부(V1EA)는, U상의 제2 기준 유닛(U2)의 경사부(U2EA)의 축심 방향의 상측으로 포개져 있다.

즉, 인접하는 슬롯 내에 배치되는 기준 유닛(U1, U2, V1, V2, W1, W2)에 있어서는, 경사부(U1EA, U2EA, V1EA, V2EA, W1EA, W2EA)는 시계 방향에서 순차 직전의 경사부(EA)의 축심 방향에서 상측에 위치해서 포개져 있다.

기준 유닛(U1, U2, V1, V2, W1, W2)의 수평부(U1FB, U2FB, V1FB, V2FB, W1FB, W2FB)에 있어서는, 5개의 평각 도선(FB1 내지 FB5)이 스테이터 코어(13)(로터)의 축심 방향으로 포개져 있다.

U상의 제2 기준 유닛(U2)의 수평부(U2FB)는, U상의 제1 기준 유닛(U1)의 수평부(U1FB)에 대하여 직경 방향에서 시계 방향으로 외주의 위치에서 포개져 있다. V상의 기준 유닛(V1)의 수평부(V1FB)는, U상의 제2 기준 유닛(U2)의 수평부(U2FB)에 대하여 직경 방향에서 시계 방향으로 외주의 위치에서 포개져 있다.

즉, 도 12에 도시한 바와 같이, 인접하는 슬롯 내에 배치되는 기준 유닛(U1, U2, V1, V2, W1, W2)에 있어서는, 수평부(U1FB, U2FB, V1FB, V2FB, W1FB, W2FB)는 시계 방향에서 순차 직전의 수평부(FB)의 직경 방향에서 시계 방향으로 외주의 위치에서 포개져 있다.

기준 유닛(U1, U2, V1, V2, W1, W2)의 수평부(U1FA, U2FA, V1FA, V2FA, W1FA, W2FA)에 있어서는, 5개의 평각 도선(FA1 내지 FA5)이 스테이터 코어(13)(로터)의 축심 방향으로 포개져 있다.

U상의 제2 기준 유닛(U2)의 수평부(U2FA)는, U상의 제1 기준 유닛(U1)의 수평부(U1FA)에 대하여 직경 방향에서 시계 방향으로 내주의 위치에서 포개져 있다. V상의 기준 유닛(V1)의 수평부(V1FA)는, U상의 제2 기준 유닛(U2)의 수평부(U2FA)에 대하여 직경 방향에서 시계 방향으로 내주의 위치에서 포개져 있다.

즉, 도 12에 도시한 바와 같이, 인접하는 슬롯 내에 배치되는 기준 유닛(U1, U2, V1, V2, W1, W2)에 있어서는, 수평부(U1FA, U2FA, V1FA, V2FA, W1FA, W2FA)는 시계 방향에서 순차 직전의 수평부(FA)의 직경 방향에서 시계 방향으로 내주의 위치에서 포개져 있다.

상측 동심원부(U1G, U2G, V1G, V2G, W1G, W2G)는 직경 방향으로 순차 정렬되어 있다.

하측 동심원부(U1H, U2H, V1H, V2H, W1H, W2H)는 직경 방향으로 순차 정렬되어 있다.

기준 유닛(11)을 24개 포개면 반원 형상이 된다. 이들을 2쌍 제조하여 합체시킴으로써 48개의 기준 유닛(11)을 포갠 원형 형상의 코일 바구니(12)가 완성된다.

기준 유닛(11)이 48개 포개진 코일 바구니(12)의 구성을 도 13에 사시도로 도시한다. 코일 바구니(12)의 평면도(도 13 위에서 본 도면)를 도 14에 도시한다. 코일 바구니(12)의 정면도를 도 15에 도시한다. 본 실시 형태의 모터의 스테이터의 스테이터 코어는 48개의 슬롯, 48개의 티스를 갖고 있다.

각 기준 유닛(11)은 2개의 슬롯 내 도선부(SA, SB)를 갖고 있고, 슬롯 내 도선부(SA)와 슬롯 내 도선부(SB)는 도 4에 도시한 바와 같이, 직경 방향(도 4의 상하 방향)에서 5개의 평각 도선의 두께 분 어긋나 위치하고 있다.

도 14에 도시한 바와 같이, U상의 제1 기준 유닛(U1), U상의 제2 기준 유닛(U2), V상의 제1 기준 유닛(V1), V상의 제2 기준 유닛(V2), W상의 제1 기준 유닛(W1), W상의 제2 기준 유닛(W2)이 순차 포개져 있다. 계속해서, U상의 2개의 기준 유닛, V상의 2개의 기준 유닛, W상의 2개의 기준 유닛이 순차 포개져서 마지막에는 U상의 제15 기준 유닛(U15), U상의 제16 기준 유닛, V상의 제15 기준 유닛(V15), V상의 제16 기준 유닛(V16), W상의 제15 기준 유닛(W15), W상의 제16 기준 유닛(W16)에서 끝난다. U, V, W의 3상에서 각 16개의 기준 유닛(11)을 갖고 있으므로, 합계 48개의 기준 유닛(11)을 갖고 있다.

1개의 슬롯 내에는 1조 5개의 평각 도선이 2조(합계 10개) 삽입되어 있다.

다음에, 코일 바구니(12)를 스테이터 코어(13)에 삽입하는 방법에 대해서 설명한다. 도 16에 코일 바구니(12)의 하측부를 스테이터 코어(13)에 절반 정도 삽입한 상태를 도시한다. 도 16에서는, 코일 바구니(12)의 전체를 기재하면 이해하기 힘들어지므로, 코일 바구니(12)의 일부인 6조의 기준 유닛(U1, U2, V1, V2, W1, W2)(도 12에 도시하는 것과 동일하다.)만을 기재하고 있다. 여기에서는, 코일 바구니(12)의 일부인 6조의 기준 유닛(U1, U2, V1, V2, W1, W2)의 삽입 작용에 대해서 설명하지만, 코일 바구니(12) 전체도 여기에서의 설명과 동일한 삽입 작용이다. 또한, 인슐레이터의 기재를 생략하고 있지만, 코일 바구니(12)를 삽입하기 전에 스테이터 코어(13)의 각 슬롯부(S)에 인슐레이터를 장착해 두면 된다.

도 16에 도시한 바와 같이, 하측 동심원부(U1H, U2H, V1H, V2H, W1H, W2H), 수평부(U1FB, U2FB, V1FB, V2FB, W1FB, W2FB) 및 수평부(U1FA, U2FA, V1FA, V2FA, W1FA, W2FA)는, 스테이터 코어(13)의 티스(13a) 선단의 내주면(13b)보다도 스테이터(13)의 중심선측에 위치하고 있다.

따라서, 슬롯 내 도선부(U1SB, U2SB, V1SB, V2SB, W1SB, W2SB) 및 슬롯 내 도선부(U1SA, U2SA, V1SA, V2SA, W1SA, W2SA)를, 도 16의 상측으로부터 스테이터(13)의 중심축의 축심 방향에 하향으로, 제1 슬롯(S1)으로부터 제12 슬롯(S12)에 삽입할 때, 하측 동심원부(H), 수평부(FB) 및 수평부(FA)가 스테이터 코어(13)와 간섭하지 않으므로, 코일 바구니(12)를 스테이터 코어(13)의 슬롯(S)에 삽입할 수 있다.

여기서, 예를 들어, 제1 슬롯(S1)의 외주측(안측)에 U상의 제1 기준 유닛(U1)의 5개의 슬롯 내 도선부(U1SB)(SB1 내지 SB5)가 삽입된다. 다른 한쪽의 슬롯 내 도선(U1SA)(SA1 내지 SA5)은 제7 슬롯(S7)의 내주측(전방측)에 삽입된다.

제1 슬롯(S1)의 내주측에는 도시하지 않은 U상의 제16 기준 유닛(U16)의 5개의 슬롯 내 도선부(U16SB)(SB1 내지 SB5)가 삽입된다. 이에 의해, 제1 슬롯에는 슬롯 내 도선부(U1SA)와 슬롯 내 도선부(U16SB)의 합계 10개의 평각 도선이 삽입된다.

마찬가지로, 제7 슬롯(S7)의 외주측에는 도시하지 않은 U상의 제3 기준 유닛(U3)의 5개의 슬롯 내 도선부(U3SB)(SB1 내지 SB5)가 삽입된다. 이에 의해, 제7 슬롯에는 슬롯 내 도선부(U1SA)(SA1 내지 SA5)와 슬롯 내 도선부(U3SB)(SB1 내지 SB5)의 합계 10개의 평각 도선이 삽입된다.

도 17에 코일 바구니(12)가 스테이터 코어(13)에 대하여 소정의 위치까지 삽입된 상태를 도시한다. 도 18에 도 17을 스테이터 코어(13)를 상방향으로부터 축심을 따라 본 평면도를 도시한다. 도 19에 도 18의 정면도를 도시한다.

도 18에 있어서는, 단자(N)는 단자(M)의 하측에 위치하고 있어 보이지 않는다. 도 18에서 단자(U1N)가 보이는 것은 U16M을 생략해서 기재하고 있기 때문이다.

도 19에 도시한 바와 같이, 하측 동심원부(H), 수평부(FB) 및 수평부(FA)의 위치가 스테이터 코어(13)의 단부면으로부터 거리를 마련해 두는 것은 로터와의 전자기적인 영향을 회피하기 위해서이다.

도 17에는 코일 바구니(12)의 일부만을 도시하고 있지만, 도 17의 상태까지 코일 바구니(12)가 삽입됨으로써 스테이터 코어(13)에의 코일 바구니(12)의 조립이 완료된다. 그 후, 슬롯(S) 내에 슬롯 내 도선부(SA, SB)가 삽입되어 있는 상태에 서의 공간부에 전열 성능이 우수한 수지를 몰드한다. 또한, 단자(M, N)를 U상, V상, W상마다 순차 버스바로 접속한다. 이에 의해, 스테이터(10)가 완성된다.

다음에, 완성한 스테이터(10)에 모터의 로터(42)를 조립하는 방법을 설명한다.

도 20에 스테이터(10)의 중앙 단면도를 도시한다. 스테이터 코어(13)에 코일 바구니(12)가 내장되어 있다. 이 상태에서 스테이터(10)의 도 20의 상측에서는, 스테이터 코어(13)의 티스(13a)의 내주면(13b)보다 내측에는 코일 바구니(12)는 존재하지 않는다. 한편, 스테이터(10)의 도 20의 하측에서는, 코일 바구니(12)의 절곡부인 하측 동심원부(H), 수평부 및 수평부가 스테이터 코어(13)의 티스의 내주면보다 내측에 위치하고 있다.

한편, 모터의 로터(42)는 중심축(41)의 외주에 로터부(43)가 형성되어 있다.

로터(42)는 스테이터(10)의 하측으로부터 삽입할 수는 없지만, 스테이터의 상측으로부터 축심을 따라 삽입하는 것이 가능하다. 로터(42)를 스테이터(10)에 삽입한 상태를 도 21에 도시한다.

도 21에 도시한 바와 같이, 로터(42)의 중심축(41)은 코일 바구니(12)의 하측 동심원부(H)의 내주면에서 형성되는 중심 구멍으로부터 밖으로 돌출되어 있다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시예의 모터에 따르면, 평각 도선을 사용한 분포권 코일인 코일 바구니(12)와 스테이터 코어(13)를 구비하는 스테이터(10)와, 중심축(41)을 구비하는 로터(42)를 갖는 모터이며, 코일 바구니(12)의 일단부의 코일 엔드부가 스테이터 코어의 슬롯 내 도선부(SA, SB)에 대하여 로터측으로 절곡되어 있는 절곡부(JA, JB)를 갖는 것, 일단부의 코일 엔드부인 하측 동심원부(H), 수평부(FA) 및 수평부(FB)가 티스(13a)의 내주면(13b)보다 로터의 축심측에 위치하는 것, 일단부의 코일 엔드부 및 타단부의 코일 엔드부가 5개의 평각 도선을 플랫 와이즈 방향으로 중첩 권취한 것임을 특징으로 하므로, 일단부의 코일 엔드부측을 선두로 하여 스테이터 코어(13)의 슬롯(S)에 대하여 축심측으로부터 코일 바구니(12)를 삽입하려고 할 때, 일단부의 코일 엔드부인 하측 동심원부(H), 수평부(FA) 및 수평부(FB)는 티스(13a)의 내주면(13b)의 내측을 통과하므로, 코일 바구니(12)를 축심 방향으로부터 슬롯(S) 내에 용이하게 삽입할 수 있다. 삽입할 때에 코일 바구니(12)를 탄성 변형시키지 않으므로, 스프링백에 의해 코일 바구니(12)의 일부가 슬롯(S) 내로부터 튀어나오지 않는다. 또한, 복수의 평각 도선을 플랫 와이즈 방향으로 중첩 권취한 것을 중첩 권취한 상태에서 복수개 동시에 절곡하므로, 제조 공정을 단순화할 수 있고, 비용을 저감시킬 수 있다.

또한, 일단부의 코일 엔드부 및 타단부의 코일 엔드부가 5개의 평각 도선을 플랫 와이즈 방향으로 중첩 권취한 것인 것, 일단부의 코일 엔드부가 동심원 형상의 반원(하측 동심원부(H))을 형성하고 있는 것, 타단부의 코일 엔드부가 동심원 형상의 반원(상측 동심원부(G))을 형성하고 있는 것을 특징으로 하고, 또한, 평각 도선을 사용한 분포권 코일을 구비하는 스테이터(10)와, 중심축(41)을 구비하는 로터(42)를 갖는 모터의 모터 제조 방법이며, 분포권 코일의 일단부의 코일 엔드부를 슬롯 내 도선부에 대하여 로터(42)측으로 절곡하는 절곡 공정과, 분포권 코일을 스테이터 코어(13)의 슬롯(S)에 대하여 축심 방향으로부터 삽입하는 삽입 공정을 갖는 것을 특징으로 하므로, 단순한 절곡 작업만으로 코일 바구니(12)의 일단부의 코일 엔드부를 절곡할 수 있다.

또한, 일단부의 코일 엔드부의 수평부(FA, FB)에서는 인접하는 슬롯(S)에 배치되는 각 5개의 평각 도선이 로터의 직경 방향으로 포개져 있는 것, 타단부의 코일 엔드부의 경사부(EA, EB)에서는 인접하는 슬롯(S)에 배치되는 각 5개의 평각 도선이 로터의 축심 방향으로 포개져 있는 것을 특징으로 하므로, 코일 엔드부에서는 인접하는 슬롯(S)에 배치된 도선과의 간섭을 회피하기 위해서, 축심 방향으로 변형시킬 필요없이 여분의 변형을 필요로 하지 않으므로, 제조 공정을 간략화해서 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 평각 도선을 사용한 분포권 코일을 구비하는 스테이터(10)와, 중심축(41)을 구비하는 로터(42)를 갖는 모터의 모터 제조 방법이며, 분포권 코일의 일단부의 코일 엔드부를 슬롯 내 도선부(SA, SB)에 대하여 로터(42)측으로 절곡하는 절곡 공정과, 분포권 코일을 스테이터 코어(13)의 슬롯(S)에 대하여 축심 방향으로부터 삽입하는 삽입 공정을 갖고, 절곡 공정 전에 평각 도선(20)을 플랫 와이즈부를 접촉시키면서 중첩 권취하는 중첩 권취 공정을 갖는 것, 절곡 공정의 직후에 중첩 권취된 평각 도선을 2개의 슬롯 내 도선부(SA, SB)를 형성하도록 넓히는 확장 공정을 갖는 것을 특징으로 하므로, 절곡부를 형성하는 동시에, 2군데의 슬롯(S) 내에 삽입되는 슬롯 내 도선부(SA, SB)를 용이하게 성형할 수 있다.

또한, 본 발명의 모터 및 모터 제조 방법은 상기 실시예에 한정되지 않고, 여러가지 응용이 가능하다.

예를 들어, 본 실시예에서는 슬롯(S)이 48개 있는 모터에 대해서 설명했지만, 슬롯(S)의 수는 변경해도 된다.

10 : 스테이터
11 : 기준 유닛
12 : 코일 바구니
13 : 스테이터 코어
41 : 중심축
42 : 로터
43 : 로터부
Uｎ: U상의 제n 기준 유닛
Vn : V상의 제n 기준 유닛
Wn : W상의 제n 기준 유닛
G : 상측 동심원부
H : 하측 동심원부
SA, SB : 슬롯 내 도선부
EA, EB : 경사부
FA, FB : 수평부
JA, JB : 절곡부

Claims (5)

1. 평각 도선을 사용한 분포권 코일과 스테이터 코어를 구비하는 스테이터와, 중심축을 구비하는 로터를 갖는 모터에 있어서,
   상기 코일의 일단부의 코일 엔드부가 상기 스테이터 코어의 슬롯 내 도선부에 대하여 상기 로터측으로 절곡되어 있는 것,
   상기 일단부의 코일 엔드부가 상기 스테이터 코어의 내주면보다 상기 로터의 축심측에 위치하는 것,
   상기 일단부의 코일 엔드부 및 타단부의 코일 엔드부가 복수의 상기 평각 도선을 플랫 와이즈 방향으로 중첩 권취한 것임을 특징으로 하는, 모터.
2. 제1항에 있어서, 상기 일단부의 코일 엔드부가 동심원 형상의 반원을 형성하고 있는 것,
   상기 타단부의 코일 엔드부가 동심원 형상의 반원을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는, 모터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 일단부의 코일 엔드부에서는 인접하는 슬롯에 배치되는 복수의 상기 평각 도선이 상기 로터의 직경 방향으로 포개져 있는 것,
   타단부의 코일 엔드부에서는 인접하는 슬롯에 배치되는 복수의 상기 평각 도선이 상기 로터의 축심 방향으로 포개져 있는 것을 특징으로 하는, 모터.
4. 평각 도선을 사용한 분포권 코일을 구비하는 스테이터와, 중심축을 구비하는 로터를 갖는 모터의 모터 제조 방법에 있어서,
   상기 분포권 코일의 일단부의 코일 엔드부를 슬롯 내 도선부에 대하여 상기 로터측으로 절곡하는 절곡 공정과,
   상기 분포권 코일을 상기 스테이터의 슬롯에 대하여 축심 방향으로부터 삽입하는 삽입 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 모터 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 절곡 공정 전에 상기 평각 도선을, 플랫 와이즈부를 접촉시키면서 중첩 권취하는 중첩 권취 공정을 갖는 것,
   상기 절곡 공정의 직후에 상기 중첩 권취된 상기 평각 도선을 2개의 슬롯 내 도선부를 형성하도록 넓히는 확장 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 모터 제조 방법.

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