WO2013103182A1 - 스파이럴 스테이터 코어 및 그 제조방법 - Google Patents

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WO2013103182A1
WO2013103182A1 PCT/KR2012/005305 KR2012005305W WO2013103182A1 WO 2013103182 A1 WO2013103182 A1 WO 2013103182A1 KR 2012005305 W KR2012005305 W KR 2012005305W WO 2013103182 A1 WO2013103182 A1 WO 2013103182A1
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WO
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stator core
width direction
longitudinal direction
spiral
spaced apart
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PCT/KR2012/005305
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Inventor
조용호
엄희철
김준
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(주) 마이크로프랜드
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/024—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with slots
    • H02K15/026—Wound cores
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies

Definitions

  • the present invention relates to a stator core and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a spiral stator core and a method for manufacturing the same in a rotary machine, in which a stator core is laminated and manufactured in a spiral form.
  • a rotating machine is composed of a stator and a rotor.
  • a tooth portion of the stator core to which the coil is wound is along the outer circumferential surface of the stator core. It is radially outward.
  • stator core This type of stator core is called an outer type stator core, and on the contrary, the type of stator core in which the tooth portion of the stator core is directed toward the center of the stator core is called an inner type stator core.
  • inner type stator core There is also a cylindrical slotless backyoke without teeth.
  • an arc-shaped stator core divided into six equal parts is punched from a steel sheet such as a silicon steel sheet or an iron plate, and several divided core laminates are formed by stacking several pieces of the stator cores, and then the six divided core laminates. Was welded to one core.
  • Patent Document 1 illustrates a band-shaped material wound in a spiral form as described above, and is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1033571 (Patent Document 1).
  • Patent Literature 1 a ring-shaped base portion 1 and an iron plate material composed of teeth 2 protruding from the base portion 1 are stacked while rotating in a spiral form from the lowermost layer to the uppermost layer to form a multi-layer structure.
  • the stator core is provided, and the recessed groove 3 is formed at one side of the base portion 1 so as to reduce the stress when the stator core is wound up.
  • the concave groove 3 has a maximum depth H of the center portion 3a, and the depth thereof decreases toward both sides with respect to the center portion 3a to form a polygonal shape connected to the end of the base portion 1. do.
  • an embodiment of the present invention can reduce the material cost, spiral spiral stator core that can be easily wound and laminated in the form of a band-like material And a spiral stator core produced thereby.
  • a spiral stator core characterized in that a strip-shaped material having a longer length than the width and having different longitudinal strains in one width direction and the other in the width direction is laminated in a spiral form.
  • the longitudinal strain on one side and the other side in the width direction of the material is different.
  • the indentation groove is formed longer in the longitudinal direction of the material than the width, the material on both sides of the indentation groove is deformed in the longitudinal direction of the material.
  • the total area of the first indentation grooves formed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction on one side of the width direction of the material is different from the total area of the second indentation grooves formed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction on the other side.
  • the number of the first indentation grooves formed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction on one side of the width direction of the material, and the number of the second indentation grooves formed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction on the other side may be different from each other.
  • one side of the width direction of the material may be rolled by the inclined roll.
  • the material includes a strip-shaped base portion and a plurality of teeth protruding outwardly spaced apart from each other in the longitudinal direction on one side in the width direction of the base portion, one side in the width direction of the section between the teeth by the inclined rolling It is deformed in the longitudinal direction.
  • one side of the width direction of the material forms an outer circumferential surface and the other side forms an inner circumferential surface by spiral stacking of the material.
  • the spiral stator core described above includes a punching step of separating two sets of materials by punching a strip-like base material having a longer length than the width; Cutting step of cutting the material; Plastic processing step of processing so that the longitudinal strain of the width direction of one side and the other side is different; And a lamination step of spirally laminating the material.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a conventional material wound in a spiral form.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a spiral stator core according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a schematic view of a base material according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic diagram showing a process of forming a plurality of indentation grooves in the material according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 4.
  • Figure 6 is a schematic diagram showing an example in which one side of the raw material is unfolded by the inclined rolling according to another embodiment of the present invention.
  • the material is wound in a spiral form while being both bent in the circumferential direction on a plane defined in the width direction and the longitudinal direction of the material in the longitudinal direction, and wound in a spiral form.
  • the sides are formed with different longitudinal strains.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a base material according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, according to one embodiment of the present invention, a pair of materials 30 symmetrical to each other in the thin strip-shaped base material 20 are separated by a punching process, for example, progressive.
  • the mold can be used step by step and sequentially.
  • the guide hole 21 when the base material 20 is transferred to the press for separating the material 30 during the punching process, a guide pin (not shown) provided on one side of the press is inserted to separate the material 30 It is for preventing the flow of the base material 20, the guide pin for spiral winding operation is inserted into the guide hole 21 also in the lamination step (S40) to be described later.
  • the plastic working is carried out so that the longitudinal strain on the one side and the other side in the width direction of the raw material 30 is different. This is to allow the material 30 to be easily wound in a spiral form in the lamination step S40 to be described later.
  • one side in the width direction of the material 30 having a thin strip shape has a large longitudinal strain.
  • the raw material 30 is bent in an arc shape such that one side in the width direction forms an outer circumferential surface and the other side in the width direction forms an inner circumferential surface.
  • the plastic working method may be variously selected so that the longitudinal strains of one side and the other side of the material 30 are different from each other, and according to an embodiment of the present invention, a plurality of indentation grooves 40 may be formed on one surface of the material 30.
  • the shaping of the indentation groove 40 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the plurality of indentation grooves 40 are formed in the base portion 31 of the material 30 by press working, and the indentation grooves 40 are examples.
  • the indentation grooves 40 are examples.
  • it is formed longer in the longitudinal direction of the material than the width.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an example in which one side of the material is unfolded by the inclined rolling according to another embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a plan view showing a material in which one side is inclined rolling in accordance with another embodiment of the present invention. It is a cross section.
  • one side in the width direction of the raw material 30 that is pressed by the inclined roll 50 is greater than the reduction amount of the other side, so the raw material 30
  • One side of the width direction is extended longer in the longitudinal direction than the other side to form the outer peripheral surface of the arc.
  • the spiral 30 is wound by spirally winding the material 30 easily bent in an arc through the plastic processing step S30 described above.
  • the guide pin of one side of the winding machine is inserted into the guide hole 21 of the material 30 to guide the winding direction as described above.
  • the fixing projection 22 formed on one surface (for example, the upper surface) of the material 30 in the drawing is fixed to the other surface (for example, lower surface) of the material 30 It is inserted into the groove 23 and fixed, thereby preventing loosening of the spiral wound material 30 by springback, and the shape of the spiral stator core 10 is firmly maintained.
  • the manufacture of the spiral stator core 10 is completed.
  • one side of the material 30 in the width direction (the greater the longitudinal strain) forms the outer circumferential surface of the spiral stator core 10.
  • the other side in the width direction of the raw material 30 (the one having the smaller strain in the longitudinal direction) forms the inner circumferential surface of the spiral stator core 10.
  • the spiral stator core 10 manufactured by the above-described manufacturing method forms a spiral stacked material 30 having a longer length than the width, and the fixing protrusion 22 is formed in the fixing groove 23. To retain its shape.
  • the spiral stator core 10 has a hollow cylindrical shape as a whole, and the base portion 31 of the material 30 is laminated to form an inner circumferential surface of the spiral stator core 10, and the teeth 32 are stacked on the side. Forms the outer circumferential surface of the spiral stator core 10.
  • one side and the other side of the width direction of the material 30 has a different strain rate so that spiral lamination is easily performed.
  • a plurality of indentation grooves 40 are formed on one surface of the material 30.
  • the number of the indentation grooves 40 of the side forming the outer circumferential surface is more, or press-in The total area of the grooves 40 is larger.
  • spiral stator core and the manufacturing method thereof it is possible to reduce the manufacturing cost and time by spiral laminating the strip-shaped material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

본 발명은 스테이터 코어가 스파이럴 형태로 적층 제조된 스파이럴 스테이터 코어 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예는 폭에 비해 긴 길이를 가지고 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이한 띠 형태의 소재가 스파이럴 형태로 적층된 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어와, 그 제조방법을 제공한다.

Description

스파이럴 스테이터 코어 및 그 제조방법
본 발명은 스테이터 코어 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전기기에 있어서, 스테이터 코어가 스파이럴 형태로 적층 제조된 스파이럴 스테이터 코어 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 회전기기는 스테이터(stator)와 로터(rotor)로 구성되는데, 회전하는 로터가 스테이터의 외측에 배치되는 경우, 코일이 권취되는 스테이터 코어의 티스(teeth) 부분이, 스테이터 코어의 외주면을 따라 바깥쪽으로 방사상을 이루게 형성된다.
이러한 형태의 스테이터 코어를 아우터 타입 스테이터 코어(outer type stator core)라고 하고, 반대로 스테이터 코어의 티스 부분이 스테이터 코어의 중심쪽으로 향하는 형태의 스테이터 코어를 이너 타입 스테이터 코어(inner type stator core)라 하며, 티스가 없는 원통상의 슬롯리스 백요크(Slotless Backyoke)도 있다.
종래에는 규소강판 또는 철판 등의 강판으로부터 6등분한 원호 형상의 스테이터 코어를 타발하고, 이 타발된 스테이터 코어를 여러 장 적층하여 6개의 분할코어 적층체를 형성한 다음, 이 6개의 분할코어 적층체를 용접하여 하나의 코어로 만들었다.
그런데, 이러한 방법은 강판을 곡선호 모양으로 타발하기 때문에 강판으로부터 타발되고 남아서 버려지는 부분이 매우 많았고, 이에 따라 자재비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
위와 같은 문제를 해결하기 위해, 강판으로부터 띠 형태의 소재를 타발하고, 이 띠 형태의 소재를 스파이럴 형태로 연속적으로 권취하여 적층하는 방안이 제안되었다.
도 1은 이처럼 스파이럴 형태로 권취하는 띠 형태의 소재를 도시한 것으로, 한국등록특허 10-1033571호(특허문헌 1)에 개시된 것이다.
특허문헌 1에서는, 띠 형태의 베이스부(1)와 베이스부(1)로부터 돌출된 티스(2)로 구성된 철판 소재를, 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어를 제시하고 있으며, 스테이터 코어의 권취시 응력이 감소되도록 베이스부(1)의 일측에 요입홈(3)을 형성하고 있다.
이때, 요입홈(3)은 중앙부(3a)의 깊이(H)가 최대가 되고, 중앙부(3a)를 기준으로 양측으로 갈수록 그 깊이가 작아져 베이스부(1) 끝단과 연결되는 다각형 형상으로 형성된다.
그런데, 특허문헌 1과 같이 베이스부(1)의 일측에 요입홈(3)을 형성하는 경우, 소재에서 요입홈(3)에 해당하는 부분이 타발되고 남아서 버려지게 되며, 권취 과정에서 요입홈(3) 중앙부(3a)에 응력이 집중됨에 따라 파단이나 영구변형 등 손상이 발생되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는 자재비용을 절감할 수 있고, 띠 모양의 소재를 스파이럴 형태로 용이하게 권취 및 적층할 수 있는 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법과, 이에 의해 제조된 스파이럴 스테이터 코어의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 폭에 비해 긴 길이를 가지고 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이한 띠 형태의 소재가 스파이럴 형태로 적층된 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어가 제공된다.
여기서, 상기 소재의 적어도 일면에 형성되는 복수의 압입홈에 의해, 상기 소재의 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이하다.
이때, 상기 압입홈은 폭에 비해 상기 소재의 길이방향으로 길게 형성되며, 상기 압입홈 양측의 소재가 소재의 길이방향으로 변형된다.
이때, 상기 소재의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제1압입홈의 총 면적과, 타측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제2압입홈의 총 면적이 서로 상이하다.
한편, 상기 소재의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제1압입홈의 개수와, 타측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제2압입홈의 개수가 서로 상이한 것도 가능하다.
아울러, 상기 소재의 폭 방향 일측이 경사롤에 의해 압연된 것일 수 있다.
이때, 상기 소재는 띠 형태의 베이스부와, 상기 베이스부의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 외측으로 돌출 형성되는 복수의 티스를 포함하며, 상기 티스 사이 구간의 폭 방향 일측이 경사압연에 의해 길이방향으로 변형된다.
그리고, 상기 소재의 스파이럴 적층에 의해 상기 소재의 폭 방향 일측이 외주면을 이루고, 타측이 내주면을 이루게 된다.
전술한 스파이럴 스테이터 코어는, 폭에 비해 길이가 긴 띠 형태의 모재를 타발하여 2조의 소재를 분리해내는 타발단계; 소재를 절단하는 절단단계; 소재의 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이하도록 가공하는 소성가공단계; 및 소재를 스파이럴 적층하는 적층단계를 포함하는 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
도 1은 스파이럴 형태로 권취되는 종래의 소재를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법 순서도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모재의 개략도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 소재에 복수의 압입홈이 형성되는 과정을 도시한 개략도.
도 5는 도 4의 B-B 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 소재의 일측이 경사압연에 의해 펴지는 예를 도시한 개략도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 일측이 경사압연된 소재를 도시한 평면도와 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 소재가 스파이럴 형태로 권취되는 예를 도시한 개략도.
도 9는 도 8의 C-C 단면도.
이하, 본 발명인 스파이럴 스테이터 코어 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
실시예
본 발명의 일실시예에 따른 스파이럴 스테이터 코어는 폭에 비해 길이가 긴 얇은 띠 형태의 소재가 스파이럴 형태로 권취, 적층된 것으로, 이때 소재는 규소강판이나 철판 등의 금속재질이 사용된다.
여기서, 소재는 길이 방향 양단이 소재의 폭 방향과 길이방향으로 규정되는 평면상에서 원주방향으로 휨과 동시에 두께방향으로 적층되어 스파이럴 형태로 권취되는데, 소재가 용이하게 권취되도록 소재의 폭 방향 일측과 타측은 길이방향 변형률이 상이하게 형성된다.
한편, 이하의 실시예에서는, 띠 형태의 베이스부와, 베이스부 일측에 형성되는 복수의 티스를 포함하는 소재가 스파이럴 적층된 스파이럴 스테이터 코어, 특히 아우터 타입 스테이터 코어 및 그 제조방법에 관하여 설명하고 있으나, 본 발명이 이너 타입 스테이터 코어, 및 티스가 없는 원통상의 슬롯리스 백요크(Slotless Backyoke)에도 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법 순서도이며, 이하 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
타발단계(S10):
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모재의 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의하면 얇은 띠 형태의 모재(20)에서 서로 대칭인 한 쌍의 소재(30)가 타발공정에 의해 분리되며, 예를 들어 프로그레시브(progressive) 금형을 이용하여 단계적으로 그리고 순차적으로 진행될 수 있다.
여기서, 모재(20)의 폭 방향 양측에는 길이방향을 따라 복수의 가이드홀(21)과 복수의 고정돌기(22)가 서로 이격하여 형성되는데, 가이드홀(21)은 모재(20)를 관통하여 형성되고, 고정돌기(22)는 모재(20)의 일면에서 함몰되어 타면에서 돌출 형성되며, 고정돌기(22)의 형성을 위해 모재(20)의 일면에서 함몰된 부분은 고정홈(23)을 이룬다.
따라서, 한 쌍의 소재(30)가 타발공정에 의해 모재(20)로부터 분리되면, 각 소재(30)의 폭 방향 일측에는 복수의 가이드홀(21)과 복수의 고정돌기(22)가 길이방향을 따라 서로 이격하게 되며, 이때 가이드홀(21)과 고정돌기(22)는 교대로 반복 형성되는 것이 바람직하고, 직경과 높이 등의 규격은 적절히 선택될 수 있다.
이때 가이드홀(21)은, 타발공정 중 소재(30) 분리를 모재(20)가 위해 프레스에 이송될 때, 프레스의 일측에 구비되는 가이드핀(미도시)이 삽입되어 소재(30) 분리시 모재(20)의 유동을 방지하기 위한 것이며, 후술하는 적층단계(S40)에서도 스파이럴 권취 작업을 위한 가이드핀이 이 가이드홀(21)에 삽입된다.
따라서, 가이드홀(21)은 소재(30) 분리 이전에 미리 모재(20)에 형성될 수 있으며, 한 쌍의 소재(30)가 모재(20)로부터 분리됨과 동시에 각각의 소재(30)에 관통 형성되는 것도 가능하다.
복수의 고정돌기(22)는 소재(30)의 길이방향을 따라 서로 이격하게 되며, 후술하는 적층단계(S40)에서 소재(30)의 스파이럴 권취시, 소재(30) 일면의 고정돌기(22)가 타면의 고정홈(23)에 끼워져, 스파이럴 스테이터 코어(10, 도 8 참조)의 형태를 유지하게 된다.
이때, 고정돌기(22)는 소재(30) 분리와 이전에 미리 모재(20)에 형성될 수 있으며, 한 쌍의 소재(30)가 모재(20)로부터 분리됨과 동시에 각각의 소재(30)에 압입 형성되는 것도 가능하다.
즉, 가이드홀(21)과 고정돌기(22)는 소재(30) 분리 이전에 모재(20)에 미리 형성될 수 있으며, 프레스에 의한 타발공정시 모재(20)로부터 한 쌍의 소재(30)가 분리됨과 동시에 각각의 소재(30)에 형성되는 것도 가능한데, 이는 필요에 따라 금형구조에 의해 결정된다.
한편, 타발공정에 의해 모재(20)로부터 분리된 소재(30)는, 띠 형태의 베이스부(31)와 베이스부(31)의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 외측으로 돌출 형성되는 복수의 티스(32)를 포함하여 이루어지며, 소재(30)의 권취시 베이스부(31)는 스파이럴 스테이터 코어(10)의 내주면을 이루고, 티스(32)는 외주면을 이루게 된다.
절단단계(S20):
모재(20)로부터 분리한 소재(30)를 적당한 길이로 절단한다. 이때, 소재(30)의 절단길이는 제작하고자 하는 스파이럴 스테이터 코어(10)의 직경과 높이 등 규격에 따라 결정된다.
소성가공단계(S30):
소재(30)의 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이하도록 소성 가공한다. 이는, 후술하는 적층단계(S40)에서 소재(30)가 스파이럴 형태로 용이하게 권취될 수 있도록 하기 위한 것으로, 예를 들어, 얇은 띠 형태인 소재(30)의 폭 방향 일측은 길이방향 변형률이 크게 가공하고, 소재(30)의 폭 방향 타측은 길이방향 변형률이 작게 가공하면, 소재(30)는 폭 방향 일측이 외주면을 이루고 폭 방향 타측은 내주면을 이루도록 원호형태로 휘어진다.
소재(30)의 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이하도록 소성 가공하는 방법은 다양하게 선택될 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 의하면 소재(30)의 일면에 복수의 압입홈(40)을 가압 성형하되, 소재(30)의 폭 방향 일측과 타측에 서로 다른 규격, 또는 서로 다른 개수의 압입홈(40)을 가압 성형한다. 이하, 도 4와 도 5를 참조하여 압입홈(40)의 성형에 관하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 도 3의 "A" 부분 즉, 소재의 베이스부를 확대하여 소재에 복수의 압입홈이 형성되는 과정을 도시한 개략도이고, 도 5는 도 4의 B-B 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 압입홈(40)은 프레스 가공에 의해 소재(30)의 베이스부(31)에 성형되며, 압입홈(40)은 예를 들어 장방타원형과 같이, 폭에 비해 소재의 길이방향으로 길게 형성된다. 이때, 전술한 타발단계(S10)에서의 변형을 회복시키고 소재(30) 전체의 평탄도를 고르게 잡아주게 된다.
소재(30)의 일면에 압입홈(40)이 프레스 성형되면, 도 5에 도시된 바와 같이 압입홈(40)의 길이방향 양측의 소재가 밀려서 소재(30)의 길이방향으로 펴지면서 늘어나며, 따라서 소재(30)의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제1압입홈(41)의 총 면적이, 소재(30)의 폭 방향 타측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제2압입홈(42)의 총 면적보다 크다면, 소재(30)의 폭 방향 일측의 길이방향 변형률이 소재(30)의 폭 방향 타측의 길이방향 변형률보다 크게 된다.
도 4에 도시된 예는, 제1압입홈(41)과 제2압입홈(42)의 폭과 길이 등 규격이 동일할 때, 소재(30)의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제1압입홈(41)의 개수를, 소재(30)의 폭 방향 타측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제2압입홈(42)의 개수보다 많게 한 것으로, 이때 소재(30)는 폭 방향 일측이 외주면을 이루고 폭 방향 타측이 내주면을 이루도록 원호형태로 휘어진다.
이때, 소재(30)의 폭 방향을 따라, 소재(30)의 길이방향 변형률이 연속적으로 변화하도록, 제1압입홈(41)이 이루는 행(行)과 제2압입홈(42)이 이루는 행 사이에 적어도 1행 이상의 압입홈(40)이 성형될 수 있다.
한편, 전술한 고정돌기(22)의 경우, 이 소성가공단계(S30)에서 프레스에 의한 압입홈(40) 성형시 함께 성형될 수 있음은 물론이며, 소재(30)의 유동방지를 위해 프레스의 일측에 구비되는 가이드핀이 가이드홀(21)에 삽입될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 소재의 일측이 경사압연에 의해 펴지는 예를 도시한 개략도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 일측이 경사압연된 소재를 도시한 평면도와 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 소재(30)의 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이하도록 하기 위해, 도 6에 도시된 바와 같이 소재(30)의 길이방향으로 한 쌍의 경사롤(50) 사이를 통과시키면서 소재(30)의 폭 방향 일측을 압연한다. 이때, 소재(30)의 유동방지를 위해 압연장치의 일측에 구비되는 가이드핀이 소재의 가이드홀(21)에 삽입될 수 있다.
소재(30)가 경사롤(50)을 통과하는 과정에서, 경사롤(50)에 의해 눌려지는 소재(30)의 폭 방향 일측은 그 압하량이 타측의 압하량보다 크게 되며, 따라서 소재(30)의 폭 방향 일측이 타측에 비해 길이방향으로 더 길게 펴지면서 원호의 외주면을 이루게 된다.
여기서, 경사압연에 의해 압하되는 부분은 소재의 베이스부(31)이며, 도 7에 도시된 바와 같이 아우터 타입 스테이터 코어의 경우, 티스(32)와 티스(32) 사이의 구간(51)이 경사압연에 의해 펴지게 된다. 물론, 이너 타입 스테이터 코어의 경우, 베이스부(31)에서 티스(32)가 형성된 모서리의 반대편 모서리가 경사압연될 것이며, 슬롯리스 백요크(Slotless Back yoke)의 경우 외주면에 해당하는 쪽의 모서리가 경사압연될 것이다.
적층단계(S40):
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 소재가 스파이럴 형태로 권취되는 예를 도시한 개략도이고, 도 9는 도 8의 C-C 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 전술한 소성가공단계(S30)를 거쳐 원호형태로 쉽게 휘어지는 소재(30)를 나선 형태로 권취하여 스파이럴 적층한다. 이때, 권취기 일측의 가이드핀이 소재(30)의 가이드홀(21)에 삽입되어 권취방향을 안내하게 됨은 전술한 바와 같다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 도면상 소재(30) 일면(예를 들어, 상측면)에 형성된 고정돌기(22)는 소재(30)의 타면(예를 들어, 하측면)에 형성된 고정홈(23)에 끼워져 고정되며, 이에 따라 스파이럴 권취된 소재(30)의 스프링백에 의한 풀림을 방지할 수 있고, 스파이럴 스테이터 코어(10)의 형태가 견고하게 유지된다.
소재(30)의 스파이럴 적층에 의해, 스파이럴 스테이터 코어(10)의 제조가 완료되며, 이때 소재(30)의 폭 방향 일측(길이방향 변형률이 큰 쪽)은 스파이럴 스테이터 코어(10)의 외주면을 이루게 되고, 소재(30)의 폭 방향 타측(길이방향 변형률이 작은 쪽)은 스파이럴 스테이터 코어(10)의 내주면을 이루게 된다.
전술한 제조방법에 의해 제조된 스파이럴 스테이터 코어(10)는, 폭에 비해 길이가 긴 띠 형태의 소재(30)가 스파이럴 적층된 형태를 이루게 되며, 고정돌기(22)가 고정홈(23)에 끼워져 그 형태를 유지하게 된다.
또한, 스파이럴 스테이터 코어(10)는 전체적으로 중공의 원통 형상인데, 소재(30)의 베이스부(31)가 적층된 쪽은 스파이럴 스테이터 코어(10)의 내주면을 이루고, 티스(32)가 적층된 쪽은 스파이럴 스테이터 코어(10)의 외주면을 이룬다.
여기서, 스파이럴 적층이 용이하게 수행되도록, 소재(30)의 폭 방향 일측과 타측은 서로 상이한 변형률을 가지게 되는데, 이를 위해 소재(30) 일면에 복수의 압입홈(40)이 형성되어 있다. 예를 들어, 소재(30)의 폭 방향을 기준으로 하여, 스파이럴 적층시 외주면을 이루는 쪽과 내주면을 이루는 쪽을 비교하면, 외주면을 이루는 쪽의 압입홈(40)의 개수가 더 많거나, 압입홈(40)의 총 면적이 더 크다.
한편, 소재(30)의 폭 방향 일측과 타측이 서로 상이한 변형률을 가지게끔 하는 다른 예로서, 적층시 외주면을 이루게 될 소재(30)의 폭 방향 일측, 예를 들어 아우터 타입 스테이터 코어의 경우, 티스(32)와 티스(32) 사이의 베이스부(31) 구간(51)이 경사압연될 수 있으며 이때, 소재(30)의 폭 방향을 기준으로 하여 경사압연된 쪽의 테두리가 원호를 이루면서 소재(30)의 길이방향으로 늘어나게 됨에 따라, 스파이럴 적층시 스파이럴 스테이터 코어(10)의 외주면을 이루게 되는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 스파이럴 스테이터 코어 및 그 제조방법에 의하면, 띠 형태의 소재를 스파이럴 적층함에 따라 제조비용과 시간의 절감이 가능하다.
또한, 종래와 같이 요입홈을 타발하여 형성시킬 필요가 없으므로 자재비용의 절감이 가능하고, 소재의 권취시 요입홈 부분에서 발생되는 응력집중 현상에 의한 파단이나 영구변형 등의 불량발생을 방지할 수 있다.
아울러, 띠 형태 소재 양측의 변형율이 상이하여 곡선 형태로 쉽게 변형됨에 따라, 소재의 권취가 용이하고, 권취 후 스프링백(spring back)에 의한 풀림이 방지되어 스테이터 코어의 제조가 용이하다.

Claims (11)

  1. 폭에 비해 긴 길이를 가지는 띠 형태 소재(30)의 적어도 일면에 복수의 압입홈(40)이 형성되되,
    상기 압입홈(40)은 폭에 비해 상기 소재(30)의 길이방향으로 길게 형성되어, 상기 압입홈(40) 양측의 소재(30)가 소재(30)의 길이방향으로 변형되며,
    상기 복수의 압입홈(40)에 의해 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이한 상기 소재(30)가 스파이럴 형태로 적층된 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소재(30)의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제1압입홈(41)의 총 면적과, 타측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제2압입홈(42)의 총 면적이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 소재(30)의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제1압입홈(41)의 개수와, 타측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제2압입홈(42)의 개수가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어.
  4. 폭에 비해 긴 길이를 가지고 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이한 띠 형태의 소재(30)가 스파이럴 형태로 적층되되,
    상기 소재(30)는 띠 형태의 베이스부(31)와, 상기 베이스부(31)의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 외측으로 돌출 형성되는 복수의 티스(32)를 포함하며,
    상기 티스(32) 사이 구간(51)에서 상기 소재(30)의 폭 방향 일측이 경사롤(50)에 의해 경사압연되어 길이방향으로 변형된 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어.
  5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 소재(30)의 스파이럴 적층에 의해 상기 소재(30)의 폭 방향 일측이 외주면을 이루고, 타측이 내주면을 이룬 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어.
  6. 폭에 비해 길이가 긴 띠 형태의 모재(20)를 타발하여 한 쌍의 소재(30)를 분리해내는 타발단계(S10);
    소재(30)를 절단하는 절단단계(S20);
    소재(30)의 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이하도록 가공하는 소성가공단계(S30); 및
    소재(30)를 스파이럴 적층하는 적층단계(S40)를 포함하되,
    상기 소성가공단계(S30)에서,
    상기 소재(30)의 적어도 일면에 복수의 압입홈(40)을 형성하여, 압입홈(40) 양측의 소재(30)가 길이방향으로 변형되도록 하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 소성가공단계(S30)에서, 상기 소재(30)의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제1압입홈(41)의 총 면적과, 폭 방향 타측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제2압입홈(42)의 총 면적이 서로 상이하도록 가공하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 소성가공단계(S30)에서, 상기 소재(30)의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제1압입홈(41)의 개수와, 폭 방향 타측에 길이방향으로 서로 이격하여 형성되는 제2압입홈(42)의 개수가 서로 상이하도록 가공하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법.
  9. 폭에 비해 길이가 긴 띠 형태의 모재(20)를 타발하여, 띠 형태의 베이스부(31)와 상기 베이스부(31)의 폭 방향 일측에 길이방향으로 서로 이격하여 외측으로 돌출 형성되는 복수의 티스(32)를 포함하는 소재(30) 한 쌍을 각각 분리해내는 타발단계(S10);
    소재(30)를 절단하는 절단단계(S20);
    소재(30)의 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 변형률이 상이하도록 가공하는 소성가공단계(S30); 및
    소재(30)를 스파이럴 적층하는 적층단계(S40)를 포함하되,
    상기 소성가공단계(S30)에서,
    상기 티스(32) 사이 구간(51)에서 상기 소재(30)의 폭 방향 일측을 경사롤(50)에 의해 경사압연하여 길이방향으로 변형 가공하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법.
  10. 청구항 6 또는 청구항 9에 있어서, 상기 모재(20)는,
    폭 방향 양측에 길이방향을 따라 서로 이격하여 관통 형성되는 복수의 가이드홀(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 가이드홀(21)은,
    상기 타발단계(S10)와 상기 소성가공단계(S30)에서 상기 소재(30)를 지지하는 가이드핀이 대응 결합되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스테이터 코어의 제조방법.
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