KR20190124741A

KR20190124741A - 전동기

Info

Publication number: KR20190124741A
Application number: KR1020197027586A
Authority: KR
Inventors: 프란치 라하나르; 보리스 예제르세크; 보루트 예람
Original assignee: 콜레크터 그룹 보덴예 인 우프라블랸예 드룬츠브 디.오.오.
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2019-11-05
Anticipated expiration: 2038-03-08
Also published as: EP3391509A1; CN110402529A; JP2020511107A; US11277050B2; US20200006999A1; WO2018162620A1; KR102546387B1; DE102017105089A1; EP3391509B1; JP7266528B2; CN110402529B

Abstract

본 발명은 외부 고정자와, 축 (A) 둘레로 회전 가능하게 설치된 내부 회전자를 포함하는, 특히 유체 어셈블리를 위한, 전동기에 관한 것이다. 상기 외부 고정자는, 본질적으로 방사상으로 연장되는 권선 코어들을 갖는, 상기 축 (A) 둘레로 배열된 다수의 강자성 극 피스들 (4), 부싱 (14) 를 갖는 그리고 상기 부싱에 몰딩된, 상기 권선 코어들을 에워싸는 권선 지지체들 (17) 을 갖는, 사출성형된 플라스틱 구조 (13), 및 상기 권선 지지체들 (17) 위에 수용된 고정자 권선들을 포함한다. 상기 부싱 (14) 은, 방사상으로 상기 극 피스들 (4) 의 내부에서 연장되는, 닫힌 내면 (19) 을 갖는 슬리브 (15) 와 상기 슬리브 (15) 를 단부측에서 폐쇄하는 단말 피스 (16) 를 포함한다. 상기 회전자는 상기 슬리브 (15) 의 내부에 배열되고, 상기 단말 피스 (16) 안에 배열된 베어링 안에 설치된다.

Description

전동기

본 발명은 전동기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 내부 회전자 구조에 있어서의 전동기에 관한 것이며, 즉 외부 고정자와, 축 둘레로 회전 가능하게 설치된 내부 회전자를 구비하는 전동기에 관한 것이다. 특별히 본 발명은 청구항 1 항의 전제부에 따른 전동기에 관한 것이다.

전동기는 정말 엄청나게 많은 여러 가지 다수의 구조 및 개념으로 알려져 있다. 내부 회전자 모터로서, 외부 회전자 모터로서 그리고 디스크 모터로서, 교류 모터로서 그리고 직류 모터로서 (직류 모터는 기계적 또는 전자적 정류 등등을 갖고), 등등으로서 전동기들이 존재한다. 이때, 가장 적합한 전동기에서의 특정한 적용을 위한 선택은 전형적으로 다양한 여러 가지 관점들과 기준들을 근거로 수행된다. 예컨대 존재하는 전압 공급, 필요해진 모터-작동특성 (모터 특성곡선), 존재하는 공간 공급, 비용 상황, 경우에 따라서는 요구된 EMC-적합성, 존재하는 냉각 상황 등등이 고려되어야 한다.

DE 10052797 A1 은 펌프 헤드를 갖는 레이디얼 펌프를 공개하고, 상기 펌프 헤드의 주행바퀴는 동종 전동기에 의해 구동된다. 이때 상기 전동기는 냄비 모양의 모터 하우징 안에 수용된다; 상기 전동기의 고정자는 상기 모터 하우징의 바닥에 부착된다. 상기 모터 하우징의 바닥에 대해, 상기 모터 하우징은 흡입 접합관을 구비하는 펌프 하우징에 의해 폐쇄되고, 상기 펌프 하우징은 상기 펌프 하우징 안에 수용된 인서트 (insert) 와 함께 상기 주행바퀴를 위한 공간을 규정한다. 모터 회전자는 상기 모터 회전자의 샤프트를 통하여 한편으로는 상기 모터 하우징의 바닥에 그리고 다른 한편으로는 상기 펌프 헤드의 인서트 안에 설치된다. 돌기부의 바닥을 넘어 밖으로 나가며 연장되는 고리 모양의 상기 돌기부를 통해, 상기 모터 하우징은 모터 제어기 및 그 밖의 전자적 구성요소들을 위한, 뚜껑에 의해 폐쇄된 수용 공간을 형성한다.

본 발명의 목적은 더 좋은 방식으로 유체 어셈블리 (fluid assembly) 의 (예컨대 자동차 안의 오일 분리기 (oil separator) 의) 구동을 위해 적합한 그리고 - 비용절감적인 제조의 가능성에 있어서 - 이때 다양한 측면에서 존재하는 요구들에 탁월한 방식으로 부응하는 전동기를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1 항에 제시된 전동기를 통해, 즉 조합하여 상호작용하는 다음의 특징들을 통해 특징지어지는, 내부 회전자 구조에 있어서의 전동기를 통해 달성된다: 외부 고정자는, 본질적으로 방사상으로 연장되는 권선 코어들 (winding cores) 을 갖는, 축 둘레로 배열된 다수의 강자성 극 피스들 (pole pieces), 부싱 (bushing) 을 갖는 그리고 상기 부싱에 몰딩된 (molded), 상기 권선 코어들을 에워싸는 권선 지지체들 (winding supports) 을 갖는, 사출성형된 (injection-molded) 플라스틱 구조 (plastic structure), 및 상기 권선 지지체들 위에 수용된 고정자 권선들을 포함한다. 상기 부싱은, 방사상으로 상기 극 피스들의 내부에서 연장되는, 닫힌 내면을 갖는 슬리브 (sleeve) 와, 상기 슬리브를 단부측에서 폐쇄하는 단말 피스 (terminating piece) 를 포함한다. 상기 회전자는 상기 슬리브의 내부에 배열되고, 상기 단말 피스 안에 배열된 베어링 안에 설치된다.

이에 따르면, 본 발명에 따른 전동기의 근본적인 특징은 상기 극 피스들에 사출성형되고, 다수의 기능을 그 자체 안에 결합하는, 복합적인, 플라스틱 구조에 있다. 상기 플라스틱 구조는 적어도 하나의 부싱과 상기 부싱에 몰딩된, (상기 극 피스들의) 상기 권선 코어들을 에워싸는 권선 지지체들을 포함하고, 이때 상기 부싱은 그 측에서, 방사상으로 상기 극 피스들의 내부에서 연장되는 닫힌, 전형적으로 원통 모양인 내면을 갖는 슬리브와, 상기 슬리브를 단부측에서 폐쇄하는 단말 피스를 포함한다. 이때, 상기 슬리브의 상기 닫힌 내면 및 상기 슬리브를 단부측에서 폐쇄하는 상기 단말 피스를 근거로, 상기 플라스틱 구조의 상기 부싱은 상기 외부 고정자의 2개의 영역의, 즉 상기 내부 회전자가 배열되어 있는 그 (내부) 영역의, 그리고, 상기 권선 지지체들 위에 감겨, 고정자측 권선들이 위치해 있는 그 (외부) 영역의, 지속적으로 절대적으로 신뢰성 있는 밀봉적인 경계설정을 위해 적합하다. 회전자 공간의 이러한 허메티컬 (hermetical) 캡슐화 (encapsulation) 는, 상기 회전자가 유체에 씻기고, 상기 유체는 특히 상기 전동기에 의해 작동되는 어셈블리 (예컨대 자동차의 오일 분리기) 가 영향을 끼치는 그 유체인 점에서, 다른 한편으로 특히 각각의 적용 안으로의 상기 전동기의 통합 및 상기 전동기의 상응하는 작동모드를 가능하게 한다. 이로써, 상기 전동기의 상기 회전자에 대해 그 어셈블리의 허메티컬 밀봉의 요구가 생략된다. 상기 부싱의 내부에서 (상기 회전자 공간에서) 순환하는 유체에 의한 상기 전동기의 효과적인 냉각의 가능성이 존재한다. 또한, 적합한 유체에 있어서 상기 유체는 회전자 지지를 윤활하는 데에 기여할 수 있고, 상기 회전자 지지는 본 발명에 따르면 상기 부싱의 상기 단말 피스 안에 배열된 베어링을 이용해 수행된다. 다른 측에서, 특히 고정자 권선들이 위치해 있는 상기 고정자의 상기 외부 영역은 그 유체와 접촉하지 않는다. 상기 플라스틱 구조의 상기 부싱의 상기 단말 피스에서의 상기 회전자의 지지는 또한 상기 전동기의 특히 비용절감적인 제조를 허용한다. 게다가 상기 복합적인 플라스틱 구조는, 다음의 설명들에서 나타나는 바와 같이, 여러 가지 그 밖의 기능들을 더 맡을 수 있다.

상기 플라스틱 구조에 부합하는 기능들과 관련하여, 상기 플라스틱 구조는 바람직하게는 열경화성 재료, 특히 바람직하게는 에폭시-열경화성 물질로 구성된다. 이때, 특히 상기 회전자의 지지를 위해 필요한 상기 플라스틱 구조의 하중지지력은 이미 비교적 작은 벽두께들로 달성될 수 있고, 이는 본 발명에 따른 구상에 따른 비교적 콤팩트한 그리고 가벼운 전동기의 실현에 부합한다.

본 발명의 다른 바람직한 개선에 따르면, 상기 단말 피스에 적어도 2개의 지지 돌출부들이 배열되고, 전자식 모터 제어기를 갖는 인쇄회로기판이 상기 지지 돌출부들에 고정된다. 상기 인쇄회로기판은 이때 바람직하게는 상기 단말 피스의 단부면 근처에 모터의 축에 대해 가로로 연장된다. 이는 특히 적은 비용으로 상기 인쇄회로기판과 상기 고정자측 권선들과의 신뢰성 있는 접촉의 형성과 관련하여 특히 유리하다. 이와 관련하여, 본 발명의 아주 특히 바람직한 개선은, 전기적 접촉 피스들 (contact pieces) 을 위한 수용부들이 상기 단말 피스에 몰딩됨으로써 특징지어진다. 그 수용부들 - 및 이에 따르면 상기 수용부들 안으로 삽입된 상기 접촉 피스들 - 은 이때 특히 각각 2개의 극 피스들 사이의 중간 공간에 대해 정렬될 수 있다. 그리고 상기 접촉 피스들은 바람직하게는 U 모양으로 형성되고, 따라서 권선 와이어는 서로 이웃한 권선 지지체들 위에 감겨야 하는 2개의 고정자 권선들 사이에서 상기 U 모양의 접촉 피스를 관통하여 부설된다. 이때, 상기 접촉 피스들이 접촉핀 안에서 뻗어나가는 레그 (leg) 구비하면 특히 유리하고, 이때 상기 접촉핀들은 상기 인쇄회로기판과 접촉된다.

본 발명의 다른 바람직한 개선은, 상기 극 피스들이 방사상으로 바깥쪽에서, 그것들과 접촉하는, 축에 대해 수직으로 연장되는 중성-링 (neutral ring) 에 의해 둘러싸임으로써 특징지어진다. 바람직하게는, 상기 - 특히 바람직하게는 환형 박판들의 적층체로 조립된 - 중성-링은 이때 핀 모양의 중성-접촉부 (neutral contact) 와 연결된다. 상기 중성-접촉부를 안내하기 위해 상기 플라스틱 구조의 상기 단말 피스는 특히 바람직하게는 특수한 지지 요소를 구비한다. 상기 지지 요소를 통해 상기 중성-접촉부는, 상기 인쇄회로기판을 상기 단말 피스의 상기에서 설명된 지지 돌출부들 위에 올려놓을 때 (상기 접촉 피스들의 접촉에 대해 추가적으로) 상기 중성-접촉부에 대한 전기적 연결도 생성될 수 있도록 위치설정된다.

본 발명의 다른 바람직한 개선에 따르면, 상기 극 피스들은 방사상으로 바깥쪽에서 T 모양으로 설계된다. 이렇게 상기 중성-링으로의 상기 극 피스들의, 면적이 큰 전이가 발생한다. 서로 이웃한 극 피스들의 상기 T 모양의 단부들 (“헤드들 (heads)”) 사이에 이때 각각 틈이 존재하고, 상기 틈은 니들 (needle)-권선 기술의 적용에 있어서 (밖으로부터) 상기 권선 지지체들 위에 권선들을 감는 것을 가능하게 한다. 이 의미에서, 각각 2개의 서로 이웃한 단말 플레이트들 사이에도 각각 하나의 틈이 존재하고, 상기 틈은 권선 니들의 통과를 가능하게 하고, 상기 플라스틱 구조의 상기 권선 지지체들은 바람직하게는 방사상으로 바깥쪽에서 상기 단말 플레이트들로 바뀌거나 또는 상기 단말 플레이트들은 방사상으로 바깥쪽에서 상기 권선 지지체들에 몰딩된다.

본 발명의 또다시 다른 바람직한 개선에 따르면, 특히 바람직하게는 특수강으로 만들어진, 인서트 부싱이 상기 플라스틱 구조의 상기 부싱 안으로 매립된다 (embedded). 이를 통해 정적 (static) 특성들이 개선될 수 있고, 이때 동시에 자기적 특성들에의 불리한 작용들이 일어나지 않는다. 또한, 상기 고정자의 권선 영역에 대해, 상기 회전자 공간을 관류하는 유체의 최적의 차폐와 관련하여 특정 적용들에서 유리할 수 있다.

또한, 상기 고정자의 개별적인 영역들 서로간의 특히 신뢰성 있는 밀봉과 관련하여 (위 참조), 상기 슬리브가 단부면측에서, 상기 단말 피스 맞은편에, 상기 전동기에 의해 구동된 어셈블리의 어셈블리 하우징에의 또는 그 밖의 부품에의 밀봉적 연결을 위한 밀봉면 또는 그 밖의 밀봉 구조를 구비하면 특히 유리하다. 예컨대, O링을 수용하기 위한 주변 그루브 (peripheral groove) 가 상기 슬리브의 단부면에 제공될 수 있다.

본 발명의 또다시 다른 바람직한 개선에 따르면, 상기 극 피스들이 방사상으로 안쪽에서 돌기부들의 영역에서 서로 각각 연결 웨브들 (connecting webs) 을 통하여 연결됨으로써, 상기 극 피스들은 서로 연결되어 있는 극 구조 (pole structure) 의 부분이다. 상기 연결 웨브들은 이때 최소 횡단면들을 가지며, 상기 최소 횡단면들은 상기 극 구조의 형태 안정성을 위해 충분하고, 하지만 자기적 흐름을 위해 큰 저항을 형성한다; 이렇게 상기 연결 웨브들은 상기 개별적인 극 피스들 사이에서 특히 단지 작은 방사상 연장부를 구비한다. 본 발명에 따른 전동기의 상기 상당히 단순화된 제조와 관련하여, - 누설 손실에 의한 - 약간 감소된 효율성의 단점이 감수된다. 본 발명의 바람직한 개선에서와 같이 상기 극 구조가 박판 적층체로 구성되면, 특히 바람직한 개선에 있어서, 개별적인 극 피스 박판들이 서로 연결 웨브들을 통하여 연결됨으로써 상기 박판들의 일 부분만 고리 모양으로 서로 연결되어 있다; 이와 달리, 상기 극 구조의 나머지 층들에서는 각각 별도의 극 피스 박판들이 제공되고, 상기 극 피스 박판들 사이에 각각 하나의 자유공간이 존재한다. 이렇게, 박판 적층체로 구성되는 극 구조에 있어서 예컨대 단지 각각 제 2 의, 각각 제 3 의 또는 각각 제 4 의 박판이 고리 모양으로 서로 연결되어 있게 설계될 수 있다. 이를 통해 상기 언급된 누설 손실이 최소화될 수 있다. 이때, 본 발명에 따라 상기 극 구조에 사출성형되고, 상기 개별적인 극 피스 박판들 사이의 상기 언급된 자유공간들을 채우는 상기 플라스틱 구조는, 상기 극 구조에 있어서 상기 박판들의 일 부분만 연결 웨브들을 구비하고, 이러한 방식으로 고리 모양으로 서로 연결되어 있게 설계될지라도 상기 극 구조의 무결성 (integrity) 을 보장한다. 대안적인 구현형태에 따르면, 그 연결 웨브들의 영역에서 상기 개별적인, 고리 모양으로 닫힌 극 구조-박판들은 (엠보싱 또는 그와 같은 것을 통해) 그것들의 나머지 영역들에서보다 얇을 수 있고, 따라서 하나의 극 구조가 되도록 조립된 상기 고리 모양으로 닫힌 극 구조-박판들의 상기 개별적인 연결 웨브들 사이에는 각각 하나의 축방향 간격이 존재한다. 상기 극 구조-박판들의 제조를 위해 특히 적합한 재료는 전형적인 “전기강 (electric steel)”이다.

본 발명의 또다시 다른 바람직한 개선은, 상기 고정자가, 현장에서 (in situ) 플라스틱으로부터 사출성형되고, 상기 플라스틱 구조에 사출된 외부 몸체를 구비하고, 권선들과 함께 상기 플라스틱 구조 및, 존재한다면, 상기 중성-링과 상기 인쇄회로기판이 상기 외부 몸체 안으로 매립됨으로써 특징지어진다. 그때까지 제조된, 극 구조와, 상기 극 구조에 사출성형된 플라스틱 구조와, 상기 플라스틱 구조 위에 감긴 고정자 권선들과, 씌워진 중성-링과, 연결된 인쇄회로기판으로 이루어진 유닛 (unit) 에 사출된 상기 외부 몸체는 상기 고정자를 더욱 보강한다. 동시에 상기 외부 몸체는, 예컨대 부식으로부터, 상기 고정자의 여러 가지 구성요소들의 기계적 및 화학적 보호를 형성한다. 상기 외부 몸체의 상기 보강하는 기능을 통해, 상기 사출성형된 (내부) 플라스틱 구조는 상응하여 보다 약할 수 있고, 즉 가능한 한, 상기 고정자의 제조 동안 본질적인 특성들의 충족을 위해 필요한 재료두께에 제한될 수 있다. 이때, 외부 몸체와 플라스틱 구조 서로간의 보강은, 두 부품이 일치하는 재료 (특히 에폭시-열경화성 물질) 로 구성되고, 따라서 외부 몸체와 플라스틱 구조가 이상적으로는 서로 하나의 유닛이 되도록 연결되면 특히 촉진된다.

본 발명의 또다시 다른 바람직한 개선에서, 상기 회전자는 박판 적층체로 구성되는 코어 구조 (core structure) 를 구비한다. 특히 바람직하게는, 상기 코어 구조는 이때 다수의 관통구멍을 구비하고, (바람직하게는 소결된) 영구자석들이 상기 관통구멍들 안으로 삽입된다. 또한 상기 코어 구조에 이때 특히 바람직하게는 - 적어도 부분적으로, 즉 단부면측에서 - 플라스틱 코팅이 리캐스팅된다. 상기 플라스틱 코팅의 재료는 각각의 적용에 맞춰지고, 따라서 상기 플라스틱 코팅은 특히 상기 회전자 공간에서 순환하는 유체에 의한 화학적 영향들로부터의 상기 코어 구조의 보호를 야기한다.

이하, 본 발명은 도면에 도시된 바람직한 실시예를 근거로 상세히 설명된다.

도 1 내지 도 8 은 본 발명에 따른 전동기의 고정자를 상기 고정자의 제조 단계들을 근거로 나타내고,
도 9 내지 도 11 은 도 1 내지 도 8 에 따른 고정자와의 상호작용을 위해 적합한 회전자를 상기 회전자의 제조 단계들을 근거로 나타낸다.

외부 고정자 (1) (도 8 참조) 의 제조의 기초는 도 1 에 도시된, 박판 적층체로 구성되는 극 구조 (3) 이다. 상기 극 구조는 동일한, 고리 모양으로 닫힌 11개의 극 구조-박판들 (2) 과 - 각각 교대로 - 그것들 사이에 10개의 층들에서 배열된 개별적인 극 피스-박판들 (2') 로 조립된다. 6극 극 구조 (3) 는 균일하게 축 (A) 둘레로 배열된 6개의 강자성 극 피스들 (4) 을 구비한다. 상기 극 피스들은 각각 하나의 방사상으로 연장되는 권선 코어 (5) 를 포함한다. 방사상으로 안쪽에서 극 피스들 (4) 은 각각 원주방향으로 연장되는 2개의 돌기부 (6) 를 구비한다. 고리 모양으로 닫힌 극 구조-박판들 (2) 에 의해 형성된 11개의 층들에서, 2개의 서로 이웃한 극 피스들 (4) 의 서로를 향한 돌기부들 (6) 은 각각 연결 웨브들 (7) 을 통하여 서로 연결된다; 상기 연결 웨브들은 단지 최소 방사상 연장부를 구비한다. 10개의 그 밖의 층들에서, 개별적인 극 피스 박판들 (2') 사이에 자유공간들 (55) 이 존재한다 (도 4 참조). 방사상으로 바깥쪽에서 극 피스들 (4) 은 T 모양으로 설계된다. - 니들 권선 기술에서 밖으로부터 - 고정자 권선들 (10) 을 (도 5 참조) 만들어내기 위해, 서로 이웃한 극 피스들 (4) 의 T 모양의 헤드들 (8) 사이에 각각 하나의, 충분한 폭의 틈 (9) 이 존재한다. 상기 극 피스들의 T 모양의 헤드들 (8) 에서 가운데에 제공된 하중 경감 노치들 (11) 은 중성-링 (12) 을 나중에 밀어붙일 때 극 피스들 (2) 의 규정된 변형의 가능성에 쓰인다 (도 5 및 도 6 참조).

사출성형 금형에서, 극 구조 (3) 에, 에폭시-열경화성 물질로 만들어진 복합적인 플라스틱 구조 (13) 가 사출성형을 통해 몰딩된다 (도 2 내지 도 4 참조). 이때, 플라스틱 구조 (13) 는, 본질적으로 슬리브 (15) 와 상기 슬리브를 단부측에서 폐쇄하는 단말 피스 (16) 로 구성되는 부싱 (14) 과, 상기 슬리브 (15) 에서 일체로 몰딩된, 상기 슬리브로부터 방사상으로 떨어져 있는 권선 지지체들 (17) 을 포함하고, 상기 권선 지지체들은 극 구조 (3) 의 권선 코어들 (5) 을 에워싼다. 이때, 극 피스들 (2) 의 상기 (방사상으로 내부) 돌기부들 (6) 은, 연결 웨브들 (7) 과 마찬가지로, 슬리브 (15) 의 영역에서 완전히 플라스틱 구조 (13) 안으로 매립된다. 슬리브 (15) 의 안지름 (d) 은 이때 상기 극 구조의 중앙 관통구멍 (18) 의 지름 (D) 보다 약간 작고, 따라서 슬리브 (15) 는 완전히 닫힌 원통 모양의 내부 둘레면 (19) 을 구비한다. 단부면 (20) 에서 슬리브 (15) 는 O링을 수용하는 데에 쓰이는 환형 그루브 (21) 를 구비하고, 따라서 이웃한 부품에의 플라스틱 구조 (13) 의 유체 기밀식 연결이 가능하다.

방사상으로 바깥쪽에서, 권선 지지체들 (17) 은 그것들에 일체로 몰딩된 단말 플레이트들 (22) 로 바뀐다. 상기 단말 플레이트들은 축방향에서 그리고 원주방향으로 상기 각각 할당된 권선 지지체 (17) 를 넘어 연장되고, 방사상으로 바깥쪽으로, 각각의 고정자 권선 (10) 을 수용하기 위해 제공된 공간을 한정한다. 원주방향으로 단말 플레이트들 (22) 은 이때 극 피스들 (4) 의 T 모양의 헤드들 (8) 과 동일한 치수로 연장되고, 따라서 상기 T 모양의 헤드들의 단부들은 자유로이 놓여 있다. 상기 나중에 밀어붙여진, 환형-박판 적층체로 구성된 중성-링 (12) 에 대한 - 자기적 흐름과 관련하여 - 최적의 접촉을 가능하게 하기 위해, 방사상으로 바깥쪽에서 상기 극 피스들의 T 모양의 헤드들 (8) 은 어쨌든 완전히 자유로이 놓여 있다.

플라스틱 구조 (13) 의 부싱 (14) 의 단말 피스 (16) 는 내부에서 계단형으로 설계된다. 여기에서, 롤링 베어링을 수용하기 위한 시트 (seat, 23) 가 형성되고, 상기 롤링 베어링은 회전자 샤프트를 지지하는 데에 쓰인다. 그것의 상세내용은 여기에서 중요하지 않기 때문에, 회전자 (R), 상기 회전자의 회전자 샤프트 (W), 및 시트 (23) 안에 수용된 베어링 (L) 은 도 4 에 도식적으로만 도시된다. 밖에 플라스틱 구조 (13) 는 여러 가지 기능요소들을 구비한다. 이렇게, 전자식 모터 제어기 (도 6 참조) 를 갖는 인쇄회로기판 (25) 을 위해 각각 하나의 지지면 (24) 을 갖는 여러 가지 지지 돌출부들이 단말 피스 (16) 에 몰딩된다. 이때, 중앙 지지 돌출부 (26) 는 축 (A) 의 영역에 배열된 마개 모양의 융기부로서 설계된다. 그리고 3개의 주변 지지 돌출부들 (27) 은 각각 단부측에서, 할당된 암 (arm, 28) 에 배열된다. 상기 주변 지지 돌출부들 중 2개는 센터링 마개 (29) 를 구비하며, 상기 센터링 마개들은 센터링 보어들의 위치를 안전하게 하기 위해 인쇄회로기판 (25) 안의 부합하는 상기 센터링 보어들 (30) 과 상호작용한다. 이와 달리, 제 3 주변 지지 돌출부 (27) 의 영역에서는, 관통구멍 (31) 이 중성-링 (12) 과 연결된 중성-접촉부 (32) 의 통과를 위해 제공된다. 이러한 방식으로 제 3 주변 지지 돌출부 (27) 는 동시에 중성-접촉부 (32) 를 위한 지지 요소 (33) 를 형성한다.

그 밖에 각각 120°만큼 서로 오프셋된 그리고 각각 2개의 권선 지지체들 (17) 사이의 중간 공간에 대해 정렬되는 3개의 암 (28) 각각에는, 금속성의 전기적 접촉 피스 (35) 를 위한 수용부 (34) 가 형성된다. 3개의 접촉 피스들 (35) 은 U 모양으로 형성되고, 이때 개구부 (36) 는 각각 인쇄회로기판 (25) 을 가리킨다. 각각의 접촉 피스 (35) 의 두 레그 (37) 에 의해 한정된 공간에 대해 정렬되면서, 상기 할당된 암 (28) 은 2개의 노치 (notch, 38) 를 구비하며, 따라서 각각 이웃한 두 고정자 권선들 (10) 사이에서 권선 와이어 (39) 는 두 노치 (38) 를 관통하여 U 모양의 접촉 피스 (35) 안으로 삽입될 수 있다. 각각의 접촉 피스 (35) 의 두 레그 (37) 중 하나는 각각 접촉핀 (40) 안에서 뻗어나간다. 상기 접촉핀은 인쇄회로기판 (25) 위의 부합하는 접촉 보어 (41) 와 맞물린다. 중성-접촉부 (32) 의 단부에 제공된 접촉핀 (42) 에도 마찬가지로 적용된다.

각각 2개의 암 (28) 사이에서, 단말 피스 (16) 에 3개의 가이드 웨브들 (43) 이 몰딩된다. 상기 가이드 웨브들은 그것들 안에 설계된 각각 하나의 노치 (44) 를 구비한다. 노치들 (44) 은 각각 2개의 서로 마주 보고 있는, 위상이 동일한 고정자 권선들 (10) 사이에 권선 와이어 (39) 의 2개의 연결 섹션들 (45) 을 수용하는 데에 쓰인다. 상기 고정자 권선들은, 특히 도 5 및 도 6 에서 알아볼 수 있는 바와 같이, 각각 권선 지지체 (17) 위에 감기고, 보다 정확히 말하면 방사상으로 안쪽에서는 슬리브 (15) 의 외면에 의해 그리고 방사상으로 바깥쪽에서는 단말 플레이트 (22) 의 내면에 의해 한정된 공간에서 감긴다. 이렇게 명백히 극 구조 (3) 와 권선 와이어 (39) 와의 직접적인 접촉이 신뢰성 있게 불가능하다.

인쇄회로기판 (25) 을 부착하고, 3개의 접촉 피스들 (35) 및 중성-접촉부 (32) 와의 전기적 접촉 후 (도 7), 상기 상응하는 조립체는 사출성형 금형에서, 플라스틱 구조 (13) 도 구성하는 동일한 에폭시-열경화성 물질로 오버몰딩된다. 이를 통해, 플라스틱으로부터 사출성형되고, 그때까지 제조된, 극 구조 (3) 와, 상기 극 구조에 사출성형된 플라스틱 구조 (13) 와, 상기 플라스틱 구조 안에 삽입된 접촉 피스들 (35) 및 상기 플라스틱 구조 위에 감긴 고정자 권선들 (10) 과, 중성-접촉부 (32) 와 함께 씌워진 중성-링 (12) 및 전기적으로 연결된 인쇄회로기판 (25) 으로 이루어진 유닛에 사출된 외부 몸체 (46) 가 생기고, 상기 외부 몸체 안으로, 상기 부품들 (고정자 권선들 (10) 과 함께 플라스틱 구조 (13) 및 중성-링 (12) 과 인쇄회로기판 (25)) 이 완전히 매립된다. 외부 몸체 (46) 에서 3개의 고정 접합판들 (47) 이 몰딩된다. 처음부터 인쇄회로기판 (25) 에 제공된 연결 부싱 (48) 은 외부 몸체 (46) 밖으로 돌출하고, 상기 외부 몸체 안에 상기 연결 부싱은 기계적으로 단단히 앵커링된다.

도 1 내지 도 8 에 따른 외부 고정자 (1) 를 구비하는 전동기의 상기 - 슬리브 (15) 의 내부에 배열된 그리고 축 (A) 둘레로 회전 가능하게 설치된 - 내부 회전자는 특별한 형태 특징들과 관련하여 도 9 내지 도 11 에 도시된다. 상기 내부 회전자는 강자성 재료로 만들어진 박판 적층체로 구성되는, - 도시되지 않은 - 회전자 샤프트와 연결되어야 하는 코어 구조 (49) 를 포함한다. 상기 코어 구조는 4개의 관통구멍 (50) 을 구비하며, 상기 관통구멍들 안으로 - 정사각형 배열로 - NdFeB 으로부터 소결된 4개의 영구자석 (51) 이 삽입된다. 두 단부면 (53) 이 가능한 한 많이 덮혀지도록 그리고 관통구멍들 (50) 의 남아 있는 중공공간들 (hollow spaces) 도 플라스틱으로 채워지도록, 코어 구조 (49) 에 플라스틱 코팅 (52) 이 리캐스팅된다. 코어 구조 (49) 의 외부 둘레 (54) 는 그럼에도 불구하고 자유로운 상태로 있는다.

Claims

외부 고정자 (1) 를 갖는 그리고 축 (A) 둘레로 회전 가능하게 설치된 내부 회전자를 갖는, 특히 유체 어셈블리 (fluid assembly) 를 위한, 전동기로서,
상기 외부 고정자 (1) 는
- 본질적으로 방사상으로 연장되는 권선 코어들 (winding cores, 5) 을 갖는, 축 (A) 둘레로 배열된 다수의 강자성 극 피스들 (pole pieces, 4),
- 상기 권선 코어들 (5) 을 에워싸는 권선 지지체들 (17) 을 갖는 그리고 방사상으로 상기 극 피스들 (4) 의 내부에서 연장되는, 닫힌 내면 (19) 을 구비하는 슬리브 (sleeve, 15) 를 갖는, 사출성형된 플라스틱 구조 (13), 및
- 상기 권선 지지체들 (17) 위에 수용된 고정자 권선들 (10) 을 포함하고,
상기 회전자 (R) 는 상기 슬리브 (15) 의 내부에 배열되고,
상기 플라스틱 구조 (13) 는 부싱 (bushing, 14) 을 포함하고, 상기 부싱은 그 측에서 상기 슬리브 (15) 와 상기 슬리브를 단부측에서 폐쇄하는 단말 피스 (terminating piece, 16) 를 포함하고,
상기 회전자 (R) 는 상기 단말 피스 (16) 안에 배열된 베어링 (L) 안에 설치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항에 있어서,
상기 플라스틱 구조 (13) 는 에폭시-열경화성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 단말 피스 (16) 에 적어도 2개의 지지 돌출부들 (27) 이 배열되고, 전자식 모터 제어기를 갖는 인쇄회로기판 (25) 이 상기 지지 돌출부들에 고정되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
전기적 접촉 피스들 (contact pieces, 35) 을 위한 수용부들 (34) 이 상기 단말 피스 (16) 에 몰딩되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 4 항에 있어서,
상기 수용부들 (34) 은 각각 2개의 극 피스들 (4) 사이의 중간 공간에 대해 정렬되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 접촉 피스들 (35) 은 접촉핀 (40) 안에서 뻗어나가는 레그 (leg, 37) 를 갖고 U 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 극 피스들 (4) 은 방사상으로 바깥쪽에서, 그것들과 접촉하는 중성-링 (neutral ring, 12) 에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 7 항에 있어서,
상기 중성-링 (12) 과 중성-접촉부 (32) 가 연결되고, 상기 중성-접촉부는 상기 단말 피스 (16) 의 지지 요소 (31) 안에 수용되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 극 피스들 (4) 은 방사상으로 바깥쪽에서 T 모양으로 설계되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 권선 지지체들 (17) 은 방사상으로 바깥쪽에서, 몰딩된 단말 플레이트들 (22) 로 바뀌는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
바람직하게는 특수강으로 만들어진, 인서트 부싱이 상기 부싱 (14) 안으로 매립되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬리브 (15) 는 상기 단말 피스 (16) 맞은편에, 어셈블리 하우징에의 밀봉적 연결을 위한 밀봉 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 극 피스들이 방사상으로 안쪽에서 돌기부들 (6) 의 영역에서 서로 연결 웨브들 (connecting webs, 7) 을 통하여 연결됨으로써, 상기 극 피스들 (4) 은 서로 연결되어 있는 극 구조 (pole structure, 3) 의 부분인 것을 특징으로 하는 전동기.
제 13 항에 있어서,
상기 극 구조 (3) 는 박판 적층체로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 14 항에 있어서,
박판들의 일 부분만 연결 웨브들 (7) 을 구비하고, 고리 모양으로 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정자 (1) 는, 현장에서 (in situ) 플라스틱으로부터 사출성형되고, 상기 플라스틱 구조 (13) 에 사출된 외부 몸체 (46) 를 구비하고, 고정자 권선들 (10) 과 함께 상기 플라스틱 구조 (13) 및, 존재한다면, 상기 중성-링 (12) 과 상기 인쇄회로기판 (25) 이 상기 외부 몸체 안으로 매립되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 16 항에 있어서,
상기 외부 몸체 (46) 와 상기 플라스틱 구조 (13) 는 일치하는 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전자는 박판 적층체로 구성되는 코어 구조 (core structure, 49) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 18 항에 있어서,
소결된 영구자석들 (51) 이 상기 코어 구조 (49) 안으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 전동기.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
상기 코어 구조 (49) 에 적어도 부분적으로 플라스틱 코팅 (52) 이 리캐스팅되는 것을 특징으로 하는 전동기.