KR101037534B1 - 코일포밍장치와 코일포밍방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 코일포밍장치는 중앙부에 볼트가 체결되는 홀이 형성되고 내부에 내부가이드가 장착되는 빈공간이 형성되며, 내벽에 나사산이 구비된 원통형상의 외부가이드와, 상기 외부가이드의 내부 빈공간에 장착되며 상기 나사산에 의해 체결되어 회전가능하도록 외벽에 홈부가 형성된 원통형상의 내부가이드와, 코일을 구비하는 고정자를 포함한다.

또한, 본 발명의 코일포밍방법은 상기 외부가이드의 상부에 상기 안착판을 안착하고, 상기 안착판의 상부에 상기 고정자를 장착하는 단계와, 프레스장치가 상기 외부가이드의 상부에 장착된 상기 고정자를 수직방향으로 누르는 단계와, 상기 외부가이드는 상기 나사산을 따라 회전하며 하강하는 단계와, 상기 외부가이드의 상부에 장착된 제1 가이드핀과 상기 안착판의 상부에 장착된 제2 가이드핀 사이의 간격이 벌어지며 상기 코일을 수평방향으로 가이드하여 직사각형상을 이루는 단계를 포함한다.

모터, 고정자, 코일, 포밍

Description

코일포밍장치와 코일포밍방법{Coli forming apparatus and method of the same}

본 발명은 코일포밍장치와 코일포밍방법에 관한 것이다.

최근 HDD용 스핀들모터가 휴대폰, PMP, 게임기, MP3 등 다양한 전자제품에 적용됨에 따라 스핀들모터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 점차 대용량화 및 고속화되고 있는 스핀들모터에 있어서, 고정자의 권선된 코일의 형태는 제품의 특성에 지대한 영향을 미치며, 권선된 코일의 일정한 형태유지는 상당히 중요하다.

또한, 모터의 대용량화 및 고속화되어감에 따라, 자기력의 손실이나 자기력의 불균일로 인해 모터특성이 저하되고 입력전류대비 출력의 특성이 저하되는 등 많은 문제점이 발생되고 있다.

종래의 스핀들모터는 고정자를 형성하는 코일의 측면이, 둥글거나 반듯한 사각형상이 아니라 일부형상이 대부분 일그러진 비원형 또는 비사각형이었다. 이런 불균일한 형상의 코일로 인해 자기력이 불균형하게 발생되고 이는 모터의 구동특성 저하를 초래했다.

따라서, 고정자의 코일을 일정한 형상으로 제공하여 자기력의 손실 또는 자기력이 불균형하게 발생되는 것을 감소시킴으로써 모터의 구동특성을 증대시킬 수 있는 방안에 대한 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 고정자의 코일이 이상적인 직사각형상으로 포밍되어 모터의 특성을 향상시키는 코일포밍장치와 코일포밍방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중앙부에 볼트가 체결되는 홀이 형성되고 내부에 내부가이드가 장착되는 빈공간이 형성되며, 내벽에 나사산이 구비된 원통형상의 외부가이드와, 상기 외부가이드의 내부 빈공간에 장착되며 상기 나사산에 의해 체결되어 회전가능하도록 외벽에 홈부가 형성된 원통형상의 내부가이드와, 상기 외부가이드의 상부에 장착되며 중앙에 볼트가 장착되게 단차면이 형성되고 중앙에 홀이 구비되며, 코일을 가이드하는 제2 가이드핀이 돌출되게 일체로 형성된 안착판과, 안착판의 상기 홀에 장착되고 상기 내부가이드의 중앙홀에 압입장착되어 상기 내부가이드와 일체로 움직이는 볼트 및 상기 안착판의 상부에 장착되며 관통공이 형성된 링형상의 요크와, 상기 요크로부터 수평방향의 외부로 돌출된 티스부에 감긴 코일을 구비하는 고정자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자의 코일포밍장치를 제공한다.

또한, 상기 외부가이드의 상부에 상기 안착판을 안착하고, 상기 안착판의 상 부에 상기 고정자를 장착하는 단계와, 프레스장치가 상기 외부가이드의 상부에 장착된 상기 고정자를 수직방향으로 누르는 단계와, 상기 외부가이드는 상기 나사산을 따라 회전하며 하강하는 단계와, 상기 외부가이드의 상부에 장착된 제1 가이드핀과 상기 안착판의 상부에 장착된 제2 가이드핀 사이의 간격이 벌어지며 상기 코일을 수평방향으로 가이드하는 단계 및 상기 코일이 상기 프레스장치의 수직방향힘과 상기 제1 가이드핀과 제2 가이드핀의 수평방향힘을 동시에 받음으로써 직사각형상을 가지는 단계;를 특징으로 하는 고정자의 코일포밍단계를 포함하는 코일포밍방법을 제공한다.

본 발명의 코일포밍장치와 코일포밍방법은 프레스장치로부터 인가되는 수직방향의 힘과 제1 가이드핀 및 제2 가이드핀으로부터 인가되는 수평방향의 힘에 의해 고정자의 코일이 이상적인 직사각형상으로 포밍되어 모터의 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 일정한 형상으로 코일이 포밍됨에 따라 자기력의 불균형을 개선시키고 전력손실을 막는데 크게 기여할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 코일포밍장치(100)와 코일포밍방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 코일포밍장치(100)는 외부가이드(110), 내부가이드(120), 볼트(130), 고정자(140)로 이루어진다.

외부가이드(110)는 중앙부에 볼트(130)가 체결되는 홀이 형성되고, 내부에는 내부가이드(120)가 장착되는 빈공간이 형성되며, 내벽에 나사산(112)이 구비된 원통형상의 철제 재질로, 하부베이스(116)에 스프링(115)으로 결합되어 있다. 나사산(112)은 내부가이드(120)의 외벽에 형성된 나사홈(122)과 체결되어, 내부가이드(120)의 외주를 외부가이드(110)가 회전되며 하강하도록 한다.

외부가이드(110)와 하부베이스(116)를 연결하는 스프링(115)은 프레스장치(160)가 외부가이드(110)를 수직방향으로 누를 때 충격흡수를 할 뿐 아니라, 프레스장치(160)의 외력이 가해지지 않을 때 코일포밍장치(100)가 원위치로 복귀하도록 한다.

외부가이드(110)의 상부에는 안착판(123)과 볼트(130)가 장착되게 제1 단차면(113)과 제2 단차면(114)이 형성되며, 제1 단차면(113)의 상부에는 코일(141)을 가이드하도록 돌출된 제1 가이드핀(111)이 형성된다.

또한, 외부가이드(110)의 상부에는 중앙에 볼트(130)가 장착되게 단차면이 형성되고 중앙에 홀이 구비되며, 코일(141)을 가이드하는 제2 가이드핀(121)이 돌 출되게 일체로 형성된 안착판(123)이 장착된다.

또한, 외부가이드(110)의 상부에는 등간격으로 원통형상의 스토퍼(150)가 구비되고, 스토퍼(150)는 스토퍼(150)의 위치에 대응되게 안착판(123)에 형성된 스토퍼홀(151)에 삽입장착되어 움직임으로써 제1 가이드핀(111)이 움직이는 간격을 가이드(또는, 제한)한다. 스토퍼(150)는 도 3에 도시된 바와 같이, 코일(141)이 장착되는 부분에 등간격으로 3개 이상 형성된다.

내부가이드(120)는 외부가이드(110)의 내부의 빈공간에 장착되며 외부가이드(110)의 나사산(112)에 의해 회전가능하도록 외벽에 나사홈(122)가 형성된 원통형상의 철제 재질이다. 내부가이드(120)의 중앙에는 홀이 구비되어 볼트(130)가 압입장착된다.

볼트(130)는 안착판(123)의 중앙홀에 관통장착되고 내부가이드(120)의 중앙홀에 압입장착되어, 내부가이드(120)와 안착판(123)을 고정한다.

고정자(140)는 볼트(130)와 안착판(123)의 상부에 장착되며, 관통공이 형성된 링형상의 요크(142)와, 요크(142)로부터 수평방향의 외부로 돌출된 티스부(144)에 감긴 코일(141)을 구비한다. 코일(141)과 코일(141) 사이의 공간을 슬롯(143)이라 지칭하며, 고정자(140)가 안착될 때 슬롯(143)의 내부에 제1 가이드핀(111)과 제2 가이드핀(121)이 위치되도록 하여 코일(141)의 수평방향포밍이 가능하도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이와 같은 코일포밍장치(100)는 프레스장치(160)로부터 수직방향의 힘을 인가받으면 외부가이드(110)가 회전함에 따라 제1 가이드핀(110)이 회전한다. 제1 가이드핀(110)이 회전함에 따라 제2 가이드핀(121)과의 간격이 벌어짐으로써 제1 가이드핀(111)과 제2 가이드핀(121)은 코일(141)을 수평방향으로 가이드하여 코일(141)형상을 직사각형으로 포밍한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 이상과 같은 구성을 가지는 코일포밍장치(100)의 코일포밍단계는 다음과 같이 진행된다.

우선, 외부가이드(110)의 상부에 안착판(123)을 안착하고, 안착판(123)의 상부에 고정자(140)를 장착하는 단계(S110)를 진행한다. 이때, 안착판(123)이 안착된 후, 볼트(130)가 압입결합되어 내부가이드(120)와 일체로 움직이는 단계를 더 포함한다.

볼트(130)가 압입결합된 후에는, 고정자(140)가 볼트(130)와 안착판(123)의 상부에 결합되는데, 이때 고정자(140)의 코일(141) 사이의 슬롯(143)에 외부가이드(110)의 상부에 돌출형성된 제1 가이드핀(111)과 안착판(123)의 상부에 돌출형성된 제2 가이드핀(121)이 위치되도록 장착된다. 또한 제1 가이드핀(111)과 제2 가이드핀(121)은 하나씩 서로 접촉되어 있다.

그 후, 프레스장치(160)가 외부가이드(110)의 상부에 장착된 고정자(140)를 수직방향으로 누르는 단계(S120)가 진행된다.

그런 다음, 외부가이드(110)의 나사산(112)은 내부가이드(120)의 나사 홈(122)을 따라 회전하며 하강하는 단계(S130)가 진행되고, 외부가이드(110)의 상부에 장착된 제1 가이드핀(111)이 회전함에 따라, 제1가이드핀(111)과 안착판(123)의 상부에 장착된 제2 가이드핀(121) 사이의 간격이 벌어지며 제1 가이드핀(111)과 제2 가이드핀(121)이 코일(141)의 양쪽 방향에서 각각 수평방향으로 가이드하는 단계(S140)가 진행된다.

이때, 외부가이드(110)의 상부에 돌출형성된 원통형상의 스토퍼(150)가 안착판(123)의 상부에 형성된 스토퍼홀(151)에 삽입장착되어 스토퍼홀(151)의 길이만큼 움직임에 따라 제1 가이드핀(111)의 회전반경을 가이드(또는, 제한)하는 단계를 더 포함한다.

그 후, 최종적으로 코일(141)은 프레스장치(160)로부터 인가되는 수직방향의 힘과, 제1 가이드핀(111) 및 제2 가이드핀(121)으로부터 인가되는 수평방향의 힘을 동시에 받음으로써 직사각형상으로 완성되는 단계(S150)가 진행된다.

코일(141)의 포밍이 완성되면, 프레스장치(150)로부터 인가되는 외력이 제거된다.

이와 같은 방법으로, 본 발명에 따른 고정자(140)에 권선된 코일(141)은 코일(141) 사이의 슬롯(143)에 제1 가이드핀(111)과 제2 가이드핀(121)이 위치되고, 외부가이드(110)가 회전하면서 제1 가이드핀(111)과 제2 가이드핀(121) 사이의 간격이 벌어짐에 따라 직사각형상이 완성된다.

또한, 외부가이드(110)에 형성된 스토퍼(150)가 제1 가이드핀(111)의 이동 반경을 제한함으로써 이상적인 코일(141)의 형상인 직사각형상이 완성되도록 한다.

이와 같이 직사각형상으로 일정하게 권선된 코일(141)은 모터의 구동시 자기장이 불균형하게 발생되는 것을 막고 전력손실을 방지함에 따라 모터의 구동특성을 개선시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 코일포밍장치(100)와 코일포밍방법에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

도 1은 본 발명에 따른 코일포밍장치의 전체도;

도 2는 본 발명에 따른 코일포밍장치의 단면도;

도 3은 본 발명에 따른 코일포밍장치의 상부면도;

도 4는 본 발명에 따른 코일포밍장치의 확대도;

도 5는 본 발명에 따른 고정자의 확대도;

도 6은 본 발명에 따른 코일포밍방법의 순서를 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100: 코일포밍장치 110: 외부가이드

111: 제1 가이드핀 120: 내부가이드

121: 제2 가이드핀 130: 볼트

140: 고정자 150: 스토퍼

160: 프레스장치

Claims (8)

1. 중앙부에 볼트가 체결되는 중앙홀이 형성되고 내부에 내부가이드가 장착되는 빈공간이 형성되며 내벽에 나사산이 구비된 원통형상의 외부가이드;

   상기 외부가이드의 내부 빈공간에 장착되며 상기 나사산에 의해 체결되어 회전가능하도록 외벽에 나사홈이 형성된 원통형상의 내부가이드;

   상기 외부가이드의 상부에 장착되며 중앙에 볼트가 장착되게 단차면이 형성되고 중앙홀이 구비되며, 코일을 가이드하는 제2 가이드핀이 돌출되게 일체로 형성된 안착판;

   상기 안착판의 상기 중앙홀에 장착되고 상기 내부가이드의 중앙홀에 압입장착되어 상기 내부가이드와 일체로 움직이는 볼트; 및

   상기 안착판의 상부에 장착되며 관통공이 형성된 링형상의 요크와, 상기 요크로부터 수평방향의 외부로 돌출된 티스부에 감긴 코일을 구비하는 고정자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자의 코일포밍장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 외부가이드의 상부는 상기 안착판의 상기 단차면에 대응되게 제1 단차면과 제2 단차면이 형성되며, 상기 제1 단차면의 상부는 상기 코일이 가이드되도록 돌출된 제1 가이드핀이 형성된 것을 특징으로 하는 고정자의 코일포밍장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 외부가이드의 상부에는 등간격으로 스토퍼가 구비되며, 상기 안착판에는 상기 스토퍼가 삽입가능하게 상기 스토퍼의 위치에 대응되는 스토퍼홀이 형성된 것을 특징으로 하는 코일포밍장치.
4. 삭제
5. (a) 외부가이드의 상부에 안착판을 안착하고, 상기 안착판의 상부에 고정자를 장착하는 단계;

   (b) 프레스장치가 상기 외부가이드의 상부에 장착된 상기 고정자를 수직방향으로 누르는 단계;

   (c) 상기 외부가이드는 나사산을 따라 회전하며 하강하는 단계;

   (d) 상기 외부가이드의 상부에 장착된 제1 가이드핀이 회전함에 따라, 상기 안착판의 상부에 장착된 제2 가이드핀과의 간격이 벌어지면서 코일을 수평방향으로 가이드하는 단계; 및

   (e) 상기 코일이 상기 프레스장치의 수직방향힘과 상기 제1 가이드핀과 상기 제2 가이드핀의 수평방향힘을 동시에 받음으로써 직사각형상을 가지는 단계;를 포함하는 코일포밍방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 (a) 단계는,

   상기 안착판이 안착된 후, 볼트로 상기 안착판과 내부가이드를 압입결합하여 상기 안착판과 상기 내부가이드가 일체로 움직이는 것을 특징으로 하는 고정자의 코일포밍방법.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 (a) 단계는,

   상기 고정자가 장착될 때, 상기 고정자의 상기 코일사이의 슬롯에 상기 제1 가이드핀과 상기 제2 가이드핀이 위치되도록 장착되는 것을 특징으로 하는 고정자의 코일포밍방법.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 (d) 단계는,

   상기 외부가이드의 상부에 돌출형성된 스토퍼가 상기 안착판의 상부에 형성된 스토퍼홀에 삽입장착되어 상기 스토퍼홀의 길이만큼 회전함에 따라, 상기 제1 가이드핀의 회전반경을 가이드하는 것을 특징으로 하는 고정자의 코일포밍방법.

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