KR101173079B1 - 스테이터 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테이터 제조 방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로는, 코어의 홈 형상에 맞게 형성하되, 홈의 깊이보다 삽입부의 돌출 길이가 짧도록 절연지를 포밍 성형하는 공정과; 절연지의 삽입부 간을 연결하는 연결부에 세로 방향으로 절단안내파선을 형성하는 공정과; 성형된 절연지의 연결부가 코어의 내주면에 밀착되도록 절연지의 삽입부를 코어의 홈 내부에 삽입하는 공정과; 코어의 홈 내부에 삽입된 절연지의 삽입부에 코일을 투입하는 공정과; 절연지의 삽입부에 투입된 코일을 코어의 홈 내측 끝까지 강제 압입하여 그 압력에 의해 코어의 내주면에 밀착된 연결부가 절단안내파선을 따라 절단되면서 절단된 단부가 코일과 함께 코어의 홈 내측으로 딸려 들어가게 하는 공정을 포함하여 구성함으로써 스테이터의 생산성과 품질을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 스테이터 생산 효율성을 향상시킴으로써 제조원가 절감 효과도 얻을 수 있다.

Description

스테이터 제조 방법 {Stator manufacturing method}

본 발명은 스테이터 제조 방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 절연지를 연마 가공하지 않고도 스테이터 제조가 가능케 함으로써 스테이터의 품질 향상과 더불어 생산성도 향상시킬 수 있게 한 스테이터 제조 방법에 관한 것이다.

스테이터는 주로 차량용 교류 발전기 등에 사용된다.

즉, 차량용 교류 발전기는 고정 부분인 스테이터, 회전하는 부분인 로터 및 로터의 양끝을 지지하는 엔드 프레임 등으로 구성되어 스테이터에 고정된 스테이터 코일은 발전기의 출력 전류를 발생시키고, 로터와 로터 코일은 스테이터 내에서 회전해 스테이터 코일에 기전력을 유기시키게 되는데, 발생된 교류는 엔드 프레임에 설치된 정류기(실리콘 다이오드)에 의해 직류로 정류된 다음 외부로 공급된다.

한편, 스테이터는 첨부도면 도 1에서 도시한 바와 같이 철심(core)과 코일로 되어 있어 전류가 발생되는 부위이다.

이때, 스테이터 철심은 자장의 손실을 최소화하기 위해 0.8~1.2mm의 강판이나 규소 강판을 여러 겹을 겹쳐서 만들며 로터 철심과 함께 자기회로를 형성하게 되는데, 원형으로 형성되는 코어 내주면에는 24~36개의 홈이 형성되어 이 홈에 코일이 설치됨으로써 코어 중심부에서 회전자가 회전할 때 유도 기전력이 유기되는 것이다.

그런데 위와 같이 코어의 홈 내부에 코일을 삽입 설치할 때, 철심과 코일간의 절연을 위하여 홈 내부에 먼저 절연지를 투입하여 코일이 철심에 직접 닿지 않도록 절연한 후에 홈 내부에 코일을 삽입 설치하게 된다.

따라서 종래에는 스테이터를 제조할 때, 코어에 형성된 홈 내부에 정확하고 긴밀하게 삽입되도록 절연지를 포밍 성형하여 요철부를 형성한 후, 절연지를 코어의 홈 내부에 삽입하여 접착 고정하고, 이어서 홈 내부에 코일을 삽입 설치한 후, 다른 전기적 부품의 조립과 전기적 테스트를 위하여 코어의 내주면에 밀착된 절연지를 연마 가공하여 제거함으로써 스테이터의 절연지와 코일 삽입 설치가 완료된다.

그런데 위와 같은 종래의 제조공정에서 절연지를 제거하는 연마공정이 정확히 수행되지 않는 경우에는 코어 내주면에 남은 절연지가 전기적 테스트 과정에서의 오류를 유발함으로써 제품 불량이 발생하기 때문에 절연지를 제거하는 연마공정에 신중을 기해야 할 뿐만 아니라, 연마공정이 완료된 후에는 절연지가 완벽하게 제거되었는지 부가적인 검사까지 실시해야 함으로써 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 스테이터 제조 과정에서 절연지 연마공정을 생략할 수 있는 새로운 제조 방법을 개발함으로써 스테이터의 생산성과 품질을 크게 향상시킬 수 있는 스테이터 제조방법을 제공하는 데 있다.

코어(1)의 홈(101) 형상에 맞게 형성하되, 홈(101)의 깊이보다 삽입부(201)의 돌출 길이가 짧도록 절연지(2)를 포밍 성형하는 공정과;

절연지(2)의 삽입부(201) 간을 연결하는 연결부(202)에 세로 방향으로 절단안내파선(203)을 형성하는 공정과;

성형된 절연지(2)의 연결부(202)가 코어(1)의 내주면에 밀착되도록 절연지(2)의 삽입부(201)를 코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입하는 공정과;

코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입된 절연지(2)의 삽입부(201)에 코일(3)을 투입하는 공정과;

절연지(2)의 삽입부(201)에 투입된 코일(3)을 코어(1)의 홈(101) 내측 끝까지 강제 압입하여 그 압력에 의해 코어(1)의 내주면에 밀착된 연결부(202)가 절단안내파선(203)을 따라 절단되면서 절단된 단부가 코일(3)과 함께 코어(1)의 홈(101) 내측으로 딸려 들어가게 하는 공정으로 구성된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시 예는 코어(1)에 형성된 홈(101)의 깊이보다 삽입부(201)의 돌출 길이가 짧도록 절연지(2)를 포밍 성형하는 공정과;

절연지(2)의 삽입부(201)를 코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입하는 공정과;

절연지(2)의 연결부(202) 중간 지점을 세로 방향으로 절단하는 공정과;

코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입된 절연지(2)의 삽입부(201)에 코일(3)을 투입하는 공정과;

절연지(2)의 삽입부(201)에 투입된 코일(3)을 코어(1)의 홈(101) 내측 끝까지 강제 압입하여 그 압력에 의해 절단된 단부가 코일(3)과 함께 코어(1)의 홈(101) 내측으로 딸려 들어가게 하는 공정으로 구성된다.

본 발명은 스테이터 제조 공정을 개선함으로써 스테이터의 생산성과 품질을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 스테이터 생산 효율성을 향상시킴으로써 제조원가 절감 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제조 공정을 나타낸 블럭도
도 2는 본 발명의 코어를 나타낸 평면 예시도
도 3은 본 발명의 절연지에 절단안내파선을 형성한 예를 나타낸 예시도
도 4는 본 발명의 코어의 홈에 절연지를 삽입 준비중인 예시도
도 5는 본 발명의 코어의 홈에 절연지를 삽입한 상태를 나타낸 예시도
도 6은 본 발명의 코어의 홈에 코일을 투입한 상태를 나타낸 예시도
도 7은 본 발명의 코일 투입 압력에 의해 절연지의 절단안내파선이 절단된 상태를 나타낸 예시도
도 8은 본 발명의 코일 투입 압력에 의해 절연지가 코어의 홈 내부에 완전 삽입된 상태를 나타낸 예시도
도 9는 본 발명의 또 다른 제조 공정 예를 나타낸 블럭도
도 10은 본 발명의 코어의 홈에 절연지를 삽입한 상태를 나타낸 또 다른 실시 예시도
도 11은 본 발명의 코어의 홈에 삽입된 절연지의 연결부를 절단하는 예를 나타낸 예시도
도 12는 본 발명의 코어의 홈에 코일을 투입한 상태를 나타낸 또 다른 실시 예시도
도 13은 본 발명의 코일 투입 압력에 의해 절연지가 코어의 홈 내부에 완전 삽입된 상태를 나타낸 또 다른 실시 예시도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면들 중에서 동일한 구성 요소들은 가능한 어느 도면에서든지 동일한 부호를 사용하고 있음을 유의해야 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 공지 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였음을 미리 밝혀두는 바이다.

첨부도면 도 1은 본 발명의 제조 공정을 나타낸 블럭도로서 도면에서 도시한 바와 같이 본 발명은 코어(1)의 홈(101) 형상에 맞게 형성하되, 홈(101)의 깊이보다 삽입부(201)의 돌출 길이가 짧도록 절연지(2)를 포밍 성형하는 공정과; 절연지(2)의 삽입부(201) 간을 연결하는 연결부(202)에 세로 방향으로 절단안내파선(203)을 형성하는 공정과; 성형된 절연지(2)의 연결부(202)가 코어(1)의 내주면에 밀착되도록 절연지(2)의 삽입부(201)를 코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입하는 공정과; 코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입된 절연지(2)의 삽입부(201)에 코일(3)을 투입하는 공정과; 절연지(2)의 삽입부(201)에 투입된 코일(3)을 코어(1)의 홈(101) 내측 끝까지 강제 압입하여 그 압력에 의해 코어(1)의 내주면에 밀착된 연결부(202)가 절단안내파선(203)을 따라 절단되면서 절단된 단부가 코일(3)과 함께 코어(1)의 홈(101) 내측으로 딸려 들어가게 하는 공정을 포함하여 구성되는데 각 공정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

절연지(2)를 포밍 성형하는 공정은 미리 제작된 코어(1)의 홈(101) 형상에 맞도록 절연지(2)를 성형하게 되는데, 절연지(2)를 포밍 성형할 때는 코어(1)의 내주면에 형성된 홈(101)의 깊이보다 코어(1)의 홈(101) 내부에 끼워지는 절연지(2)의 삽입부(201) 길이를 짧게 성형하게 된다.

즉, 절연지(2)의 삽입부(201)를 포밍 성형한 후 그 삽입부(201)를 코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입하더라도 삽입부(201)의 끝 부분이 코어(1)의 홈(101) 내측 끝 부분에 닿지 않는 길이로 성형하게 되는데, 가장 바람직하게는 코어(1) 깊이의 70~80% 길이로 절연지(2)의 삽입부(201)를 포밍 성형하는 바람직할 것이다.

반면에 절연지(2)의 삽입부(201) 간을 연결하는 연결부(202)의 길이는 원형으로 된 코어(1)에 형성되는 홈(101) 내부에 절연지(2)의 모든 삽입부(201)가 원만히 삽입될 수 있도록 충분한 삽입부(201) 간의 간격을 충분히 유지하는 길이로 포밍 성형하는 것이 바람직할 것이다.

첨부도면 도 3과 같이 절연지(2)에 절단안내파선(203)을 형성하는 공정은 절연지(2)의 삽입부(201) 간을 연결하는 연결부(202)에 세로 방향으로 절단안내파선(203)을 형성하게 되는데, 이 절단안내파선(203)을 형성하는 공정은 절연지(2)를 포밍 성형하기 전에 실시하거나, 절연지(2)를 포밍 성형한 후에 실시하더라도 두 공정 간에는 큰 영향이 없으므로 실제 생산 과정에서는 생산 효율성을 고려하여 공정의 선후를 결정하는 것이 바람직할 것이다.

포밍 성형과 절단안내파선(203) 형성이 완료된 절연지(2)는 첨부도면 도 5와 같이 연결부(202)가 코어(1)의 내주면에 밀착되도록 절연지(2)의 삽입부(201)를 코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입하는 공정을 수행하게 된다.

이때, 절연지(2)의 삽입부(201) 길이는 코어(1)에 형성된 홈(101) 깊이의 약 70~80% 길이로 성형되어 있으므로 절연지(2)의 연결부(202)를 코어(1)의 내주면에 밀착되도록 절연지(2)의 삽입부(201)를 코어(1)의 홈(101)에 삽입하더라도 삽입부(201)의 내측 단부가 홈(101)의 내측면에 닿지 않고 일정한 거리를 유지하게 된다.

코어(1)의 홈(101) 내부에 절연지(2)의 삽입부(201)가 삽입된 후에는 첨부도면 도 6 내지 도 7과 같이 절연지(2)의 삽입부(201)가 삽입된 상태로 코일(3)을 투입하는 공정을 수행하게 되는데, 홈(101) 내부에 일정 수의 코일(3)을 밀착시켜 홈(101) 내부에 투입하게 된다.

이때 코어(1)의 홈(101) 내부에 미리 삽입된 절연지(2)의 삽입부(201) 내측이 홈(101) 내측면 끝 부분에 완전히 밀착된 상태가 아니기 때문에 코어(1)의 홈(101) 내부에 코일(3)을 투입하는 과정에서 코일(3)을 반복적으로 투입하면서 코어(1)의 홈(101) 내측 끝까지 강제 압입하게 되면, 코일(3)이 코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입된 삽입부(201)의 내측면을 홈(101) 내측면 쪽으로 가압하게 되고, 그 압력에 의해 코어(1)의 내주면에 밀착된 연결부(202)가 절단안내파선(203)을 따라 절단되면서 절단된 단부가 코일(3)과 함께 코어(1)의 홈(101) 내측으로 딸려 들어가게 된다.

따라서 첨부도면 도 8과 같이 절단된 절연지(2)가 코어(1)의 홈(101) 내측면을 완벽하게 감싸고, 그 내부에 코일(3)이 설치됨으로써 코어(1)의 홈(101) 외부로 절연지(2)의 단부가 배출되지 않기 때문에 코일(3) 설치 후 코어(1)의 내주면 연마 가공이 불필요하게 되어 생산성을 향상시킬 수 있는 요인이 된다.

한편, 첨부도면 9는 본 발명의 또 다른 제조 공정 예를 나타낸 블럭도로서 도면과 같이 코어(1)에 형성된 홈(101)의 깊이보다 삽입부(201a)의 돌출 길이가 짧도록 절연지(2a)를 포밍 성형하는 공정과; 절연지(2a)의 삽입부(201a)를 코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입하는 공정과; 절연지(2a)의 연결부(202a) 중간 지점을 세로 방향으로 절단하는 공정과; 코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입된 절연지(2a)의 삽입부(201a)에 코일(3)을 투입하는 공정과; 절연지(2a)의 삽입부(201a)에 투입된 코일(3)을 코어(1)의 홈(101) 내측 끝까지 강제 압입하여 그 압력에 의해 절단된 단부가 코일(3)과 함께 코어(1)의 홈(101) 내측으로 딸려 들어가게 하는 공정으로 구성된다.

즉, 본 발명의 또 다른 실시 예에서는 절연지(2a)를 포밍 성형하되, 절연지(2a)를 코어(1)에 형성된 홈(101) 형상으로 정확하게 포밍 성형하는 것이 아니라, 코어(1)의 홈(101)에 삽입되는 삽입부(201a)와 연결부(202a)가 호형으로 연결되도록 포밍 성형하되, 삽입부(201a)의 전체 길이는 코어(1)에 형성된 홈(101)의 깊이보다 짧게 형성하는 것이 바람직할 것이다.

그리하여 포밍 성형이 완료된 절연지(2a)의 삽입부(201a)를 첨부도면 도 10에서 도시한 바와 같이 코어(1)의 홈(101) 내부에 삽입하게 되는데, 삽입부(201a)의 길이가 코어(1)에 형성된 홈(101)의 깊이보다 짧기 때문에 삽입부(201a) 끝 부분이 코어(1)의 홈(101) 내측 끝 부분에 닿지 않는 상태로 삽입이 이루어지게 된다.

코어(1)의 홈(101)에 절연지(2a)의 삽입부(201a) 삽입이 완료된 후에는 첨부도면 도 11에서 도시한 바와 같이 코어(1)의 홈(101)에 삽입된 절연지(2a)의 연결부(202a)를 절단수단(4)으로 절단함으로써 코어(1)의 각 홈(101)에 삽입된 절연지(2a)의 삽입부(201a)는 각각 독립된 상태가 된다.

따라서 첨부도면 도 12에서 도시한 바와 같이 코어(1)의 홈(101)에 절연지(2a)의 삽입부(201a)가 삽입된 상태에서 코어(1)의 홈(101) 내부에 코일(3)을 투입하게 되면, 코일(3)의 투입 압력에 의해 코어(1)의 홈(101)에 삽입된 절연지(2a)가 코어(1)의 홈(101) 내부로 딸려 들어감으로써 첨부도면 도 13에서 도시한 바와 같이 절단된 절연지(2a)가 코어(1)의 홈(101) 내측면을 완벽하게 감싸고, 그 내부에 코일(3)이 설치됨으로써 코어(1)의 홈(101) 외부로 절연지(2a)의 단부가 배출되지 않기 때문에 코일(3) 설치 후 코어(1)의 내주면 연마 가공이 불필요하게 되어 생산성을 향상시킬 수 있는 요인이 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시나 응용이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시나 응용 예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1: 코어 101: 홈
2, 2a: 절연지 201, 201a: 삽입부
202, 202a: 연결부 203: 절단안내파선
3: 코일

Claims (2)

1. 코어의 홈 형상에 맞게 형성하되, 홈의 깊이보다 삽입부의 돌출 길이가 짧도록 절연지를 포밍 성형하는 공정과;
   절연지의 삽입부 간을 연결하는 연결부에 세로 방향으로 절단안내파선을 형성하는 공정과;
   성형된 절연지의 연결부가 코어의 내주면에 밀착되도록 절연지의 삽입부를 코어의 홈 내부에 삽입하는 공정과;
   코어의 홈 내부에 삽입된 절연지의 삽입부에 코일을 투입하는 공정과;
   절연지의 삽입부에 투입된 코일을 코어의 홈 내측 끝까지 강제 압입하여 그 압력에 의해 코어의 내주면에 밀착된 연결부가 절단안내파선을 따라 절단되면서 절단된 단부가 코일과 함께 코어의 홈 내측으로 딸려 들어가게 하는 공정을 포함하여 구성되는 스테이터 제조 방법.
   
2. 삭제

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