KR100447075B1 - 전동기 및 발전기의 박막코일 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동기 및 발전기의 박막코일 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상층과 하층에 동박(20)이 접착 형성된 절연필름(10)의 동박면에 스크린 인쇄를 통해 코일 패턴(22)을 형성하는 공정; 동박면을 에칭하여 패턴을 따라 박막코일층(24)을 형성하는 공정; 박막코일층의 길이에 맞게 절연필름의 단부를 절단하는 공정; 절연필름을 홀더판(40)에 고정시키고, 절연필름의 양측면에 각각 무전해 도금을 실시하여 동도금 피막을 형성하는 공정; 동도금 피막을 형성한 후, 전해도금을 실시하여 박막코일층의 두께와 동일한 두께를 갖도록 동도금층(70)을 형성시켜 상층과 하층의 박막코일층을 연결시키는 공정; 동도금층이 형성된 절연필름의 단부에서 박막코일층을 연결시키는 동도금층 부분을 제외한 나머지 부분의 동도금층은 제거되도록 트리밍처리 하는 공정으로 이루어지는 바, 본 발명의 제조방법을 이용하면 박막코일층과 동도금층이 균일한 두께를 유지하기 때문에 전동기와 발전기의 구동시 자체 용량의 전기 공급을 원활하게 이루어지고 과부하현상이 발생되지 않게 되며 과열현상이 방지되므로 전동기와 발전기의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키게 될 뿐만 아니라, 고용량의 전동기와 발전기에 적용할 수 있는 효과가 있다.

Description

전동기 및 발전기의 박막코일 및 그 제조방법{Thin film shaped coil of electricmotor and generator and method for making the same}

본 발명은 전동기 및 발전기에 사용되는 박막코일 및 그 제조방법에 관한 것이다.

기존의 전동기와 발전기는 고정자나 회전자에 코일을 감는 작업이 불편하고 번거롭기 때문에 제작 단가가 상승하고 제작 시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.

따라서, 최근에는 코일을 감는 불편함을 해소하기 위해 전동기와 발전기의 코일을 절연막 위에 인쇄하여 도금으로 형성하거나 절연막에 접착된 동박을 식각하는 방법으로 제작하려는 시도가 있어 왔으나, 여러 코일층을 적층할 때 각 코일층의 회로를 서로 연결하는 것이 어렵기 때문에 코일 점유율이 낮아지는 문제점이 있었고, 이로 인해 충분한 회전력과 기전력을 갖는 전동기나 발전기를 제작하기가 힘들었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 대한민국 특허공개 제2000-56416호에서는 전동기 및 발전기의 박막코일 및 그 제조방법의 일례가 개시되어 있으며, 도 1에는 이러한 제조방법을 이용하여 제조된 박막코일의 일부분이 도시되어 있다.

이 특허에 따른 박막코일의 제조방법 중 한가지는 절연막(1)의 상층과 하층에 동박을 접착한 후, 동박면에 전동기와 발전기의 코일 패턴을 형성시키고, 식각을 하여 박막코일(3)을 형성한다.

그리고 나서, 절연막(1) 사이의 박막코일(3) 연결은 절연막을 사이에 두고 서로 대향해 있는 코일의 단부에 구멍(5)을 뚫고, 이 구멍에 도금(7)을 행하여 각 코일층 사이의 연결을 용이하게 하였다.

그러나, 이러한 종래의 제조방법은 구멍을 뚫고 이 구멍의 내부에 도금을 하는 작업에 있어서, 균일한 두께의 도금 작업이 이루어지지 않는 경우가 발생되며, 이로 인해 저항이 상승하면서 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

특히, 용량이 적은 전동기와 발전기에는 사용되는 동박의 두께가 상대적으로 얇기 때문에 균일한 두께의 도금 작업에 있어서 큰 문제가 없지만, 고용량의 전동기와 발전기에는 동박의 두께가 두꺼워지기 때문에 상층과 하층의 코일을 연결시켜 주는 도금의 경우에도 동박의 두께와 상응하는 두께를 가질 필요가 있으나, 동박의 폭이 제한되어 있기 때문에 균일한 두께의 도금을 한다는 것은 제조 공정상 어려움이 있었다.

즉, 도금의 두께가 상층과 하층의 동박의 두께와 균일하게 형성되지 않으면, 전동기나 발전기의 작동시 병목 현상으로 인해 많은 열이 발생되고, 자기 용량의 기전력을 전달하기 못하기 때문에 적용 범위가 한정되는 문제점이 있었다.

만약, 코일의 폭을 넓게 해서 큰 직경의 구멍을 뚫고 균일한 도금 작업을 행한다 하더라도 이에 따른 제조 비용이 매우 상승하기 때문에 실질적으로 적용하기에는 어려운 실정이었다.

본 발명은 상술한 바와 같이 제반되는 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 절연막의 상층과 하층에 형성된 코일의 두께와 상관없이 그에 상응하는 균일한 두께로 상층과 하층의 코일을 연결시킬 수 있도록 한 전동기 및 발전기의 박막코일 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법을 이용하여 제조된 전동기 및 발전기의 박막코일을 제공하는데 있다.

상기 목적은 상층과 하층에 동박이 접착 형성된 절연필름의 동박면에 스크린 인쇄를 통해 상층과 하층이 서로 지그재그 방향으로 대향되도록 코일 패턴을 형성하는 공정; 코일 패턴이 형성된 동박면을 에칭하여 패턴을 따라 박막코일층을 형성하는 공정; 박막코일층의 길이에 맞게 절연필름의 단부를 절단하는 공정; 단부가 절단된 절연필름을 홀더판에 고정시키고, 절연필름의 양측면에 각각 무전해 도금을 실시하여 동도금 피막을 형성하는 공정; 동도금 피막을 형성한 후, 전해도금을 실시하여 박막코일층의 두께와 동일한 두께를 갖도록 동도금층을 형성시켜 상층과 하층의 박막코일층을 연결시키는 공정; 동도금층이 형성된 절연필름의 단부에서 박막코일층을 연결시키는 동도금층 부분을 제외한 나머지 부분의 동도금층은 제거되도록 트리밍처리 하는 공정을 포함하여 이루어진 전동기 및 발전기의 박막코일 제조방법으로 달성된다.

본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 박막코일에 의해 달성된다.

도 1은 종래의 제조방법에 따라 생산된 박막코일의 일부분을 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 전동기 및 발전기의 박막코일 제조방법에 따라 생산된 박막코일을 도시한 평면도 및 저면도,

도 3은 본 발명에 따른 박막코일 제조방법의 공정순서를 순차적으로 나타낸 공정도,

도 4는 본 발명에 따른 박막코일 제조방법에서 여러 개의 박막코일을 한번에 제조하는 공정을 설명하기 위해 나타낸 절연필름의 평면도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎

10: 절연필름 20: 동박

22: 코일 패턴 24: 박막코일층

30: 절단기 40: 홀더판

50: 제 1반응조 60: 제 2반응조

62: 전극 70: 동도금층

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 전동기 및 발전기의 박막코일 제조방법에 따라 생산된 박막코일을 도시한 평면도 및 저면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 박막코일 제조방법의 공정순서를 나타낸 공정도이며, 도 4는 본 발명에 따른 제조방법에서 여러 개의 박막코일을 한번에 제조하는 공정을 설명하기 위해 나타낸 절연필름의 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전동기 및 발전기용 박막코일은 절연필름(10)의 상층과 하층에 길이방향을 따라 소정의 간격을 두고 복수개의 박막코일층(24)이 형성되고, 서로 대향되는 상층과 하층의 박막코일층(24)은 절연필름(10)을 사이에 두고 서로에 대해 각각 지그재그 방향으로 형성되며, 수직 방향으로 동일선상에 위치하는 상층과 하층의 박막코일층 단부는 절연필름의 측면을 통해 동도금처리되어 전류가 통할 수 있도록 연결된다. 그러면, 상층과 하층의 박막코일층은 서로 하나의 선으로 길게 연결된 구조를 갖게 된다.

도 3을 참조하여 본 발명에 따른 박막코일을 제조하는 방법을 설명하면, 먼저 상층과 하층에 동박(20)이 접착 형성된 절연필름(10)의 동박면에 스크린 인쇄를 통해 코일 패턴(22)을 형성한다.

다음으로, 코일 패턴(22)이 형성된 동박면에 에칭 작업을 하여 패턴을 따라 박막코일층(24)이 형성되도록 하고, 박막코일층의 길이에 맞게 통상의 절단기(30)를 통해 절연필름(10)의 단부를 절단한다. 이때, 상층과 하층의 박막코일층(24) 양단의 측면이 절연필름(10)의 측면과 동일한 수직면을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

여기에서, 박막코일층(24)이 형성된 절연필름(10)은 각각 개별적으로 제조할 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 충분한 길이를 갖는 절연필름(10)에 코일 패턴(22)을 다수개 형성하여 한번의 공정을 통해 여러개의 절연필름(10)을 한꺼번에 제조할 수도 있다.

단부가 절단된 절연필름(10)을 홀더판(40)에 고정시켜 여러개를 적층시키고, 통상의 케이어 등과 같은 이송수단을 통해 홀더판(40)을 제 1반응조(50)로 이동시킨 후, 제 1반응조(50)에서 절연필름(10)의 양측면에 각각 무전해 도금을 실시하여 동도금 피막을 형성한다.

동도금 피막을 형성하면, 다음으로 절연필름의 양측면을 수세한 후, 전류가 흐르는 전극(62)을 구비한 제 2반응조(60)로 이동시키고, 제 2반응조에서 절연필름(10)의 양측면에 각각 전해 도금을 실시하여 박막코일층(24)의 두께와 동일한 두께를 갖도록 동도금층(70)을 형성한다. 그러면, 상층과 하층의 박막코일층(24)은 서로 연결된다.

동도금층(70)이 형성된 절연필름(10)의 양측 단부는 모두 연결된 상태이기 때문에 자체 개발한 에지 트리머를 통한 트리밍처리를 통해 각각의 박막코일층(24)을 연결시키는 동도금층(70) 부분을 제외한 나머지 부분의 동도금층은 한번에 깨끗하게 제거한다.

그러면, 절연필름(10)의 상층과 하층에 형성된 박막코일층(24)은 동도금층(70)을 통해 서로 하나의 긴 선으로 연결되어 전류가 통하게 된다.

이와 같은 방법으로 제조된 본 발명은 박막코일층(24)의 두께에 따라 동도금층(70)을 두께를 자유롭게 조절할 수 있는 제조 방법을 가지므로, 박막코일층과 동도금층의 두께를 항상 균일하게 유지할 수 있으며, 이로 인해 안정적인 전기 공급이 가능하게 된다.

즉, 박막코일층과 이를 연결하는 동도금층이 균일한 두께를 갖게 되면, 전동기와 발전기의 구동시 자체 용량의 전기 공급이 원활하게 되므로 과부하현상이 발생되지 않게 되고, 과열현상이 방지되며, 따라서 전동기와 발전기의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키게 된다.

이에 더해서, 종래에는 적용하기 어려웠던 고용량의 전동기와 발전기에 본 발명을 적용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 제조 공정이 단순화되고 용이해진 장점이 있다.

즉, 종래에는 상층과 하층의 박막코일층을 연결하는 구멍을 정밀하게 가공하고 이 구멍을 통해 도금 작업을 하므로 도금 작업시 많은 주의가 요구되지만, 본 발명은 상층과 하층의 박막코일층이 연결되도록 절연필름의 양측면에 각각 전체적으로 동도금처리를 한 후, 트리밍처리를 통해 불필요한 단부의 동도금층을 한번에 제거하기 때문에 그 작업 공정이 단순화되고, 매우 용이해진다.

이상에서와 같이, 본 발명의 제조방법을 이용하면 박막코일층과 동도금층이 균일한 두께를 유지하기 때문에 전동기와 발전기의 구동시 자체 용량의 전기 공급을 원활하게 이루어지고 과부하현상이 발생되지 않게 되며 과열현상이 방지되므로 전동기와 발전기의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키게 될 뿐만 아니라, 고용량의 전동기와 발전기에 적용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상층과 하층에 동박이 접착 형성된 절연필름의 동박면에 스크린 인쇄를 통해 상층과 하층이 서로 지그재그 방향으로 대향되도록 코일 패턴을 형성하는 공정;

   상기 코일 패턴이 형성된 동박면을 에칭하여 패턴을 따라 박막코일층을 형성하는 공정;

   상기 박막코일층의 길이에 맞게 절연필름의 단부를 절단하는 공정;

   상기 단부가 절단된 절연필름을 홀더판에 고정시키고, 절연필름의 양측면에 각각 무전해 도금을 실시하여 동도금 피막을 형성하는 공정;

   상기 동도금 피막을 형성한 후, 전해도금을 실시하여 박막코일층의 두께와 동일한 두께를 갖도록 동도금층을 형성시켜 상층과 하층의 박막코일층을 연결시키는 공정;

   상기 동도금층이 형성된 절연필름의 단부에서 박막코일층을 연결시키는 동도금층 부분을 제외한 나머지 부분의 동도금층은 제거되도록 트리밍처리 하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전동기 및 발전기의 박막코일 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 동도금 피막을 형성하는 공정과 동도금층을 형성하는 공정의 사이에 절연필름의 양측면을 수세하는 공정이 포함된 것을 특징으로 하는 전동기 및 발전기의 박막코일 제조방법.
3. 상기 청구항 1항 또는 청구항 2항의 제조 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 전동기 및 발전기의 박막코일.