KR101258436B1 - 권선지그 및 이를 이용한 권선방법 - Google Patents

Abstract

권선지그 및 이를 이용한 권선방법이 개시된다. 본 발명의 권선지그 및 이를 이용한 권선방법은 코일이 권선되는 지그부를 포함하는 권선지그에 있어서, 지그부에는 반경방향으로 복수개의 단차(段差)가 마련되어 코일이 단차를 따라 권선되도록 하는 단차형성부가 마련된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 단차형성부의 형상에 따라 원하는 형태로 코일을 권선할 수 있다.

Description

권선지그 및 이를 이용한 권선방법{WINDING JIG AND WINDING METHOD USING IT}

본 발명은 권선지그 및 이를 이용한 권선방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단차형성부의 형상에 따라 원하는 형태로 코일을 권선할 수 있는 권선지그 및 이를 이용한 권선방법에 관한 것이다.

일반적으로 유도가열코일은 전기오븐을 비롯한 전기조리기기의 발열부로 사용된다. 유도가열코일은 교류 자기장 내에 올려지는 조리용기에서 발생되는 와류 손실(Eddy Current Loss)에 의한 주울 열과 히스테리시스 손실(Hysteresis Loss)에 의한 열을 이용하여 음식물에 대한 조리가 가능토록 한다.

유도가열코일을 이용한 전기조리기기는 전기를 이용하므로 산소의 소모 및 유해가스의 방출이 없음은 물론, 전기조리기기의 외관을 미려하게 할 수 있다. 또한, 가스를 사용하는 조리기기와는 달리 상부가 평탄한 단순한 외관이어서 빌트인(built-in) 방식으로 설치하기에도 유리한 형태이어서 유도가열코일은 전기조리기기에 적용되는 발열부로 점차 각광받고 있다.

유도가열코일은 코일을 권선지그에 다수회 권취하여 마련된다. 유도가열코일 의 권선지그는 대한민국 특허출원 제2002-0029787호에 개시된 바와 같다. 즉, 평판형상의 권선지그에 코일을 다수회 권취하여 판형의 유도가열코일을 생산한다.

그런데 종래의 권선지그는 코일을 원형으로 권선하는 경우에는 적용이 가능하나, 코일을 원형이 아닌 형상으로 권선하여야 하는 경우에는 적용이 불가능하다. 즉, 코일을 원형이 아닌 형상으로 권선하기 위하여 축부를 원형 아닌 특정형상으로 가공하여 권선을 시작하여도, 코일이 다수회 권선되는 과정에서 코일이 고유하게 보유한 강성 및 탄성 등의 물리적 성질에 의하여 권선이 완료된 유도가열코일의 형상은 결국 원형에 가까워지는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 단차형성부의 형상에 따라 원하는 형태로 코일을 권선할 수 있도록 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 권선지그 및 이를 이용한 권선방법은 코일이 권선되는 지그부를 포함하는 권선지그에 있어서, 상기 지그부에는 반경방향으로 복수개의 단차(段差)가 마련되어 상기 코일이 상기 단차를 따라 권선되도록 하는 단차형성부가 마련된 것을 특징으로 하는 권선지그에 의하여 달성된다.

상기 단차형성부는, 상기 지그부의 중심에 돌출되어 상기 코일이 최초로 권선되는 축부와, 상기 축부가 연장된 방향과 직각이 되도록 연장된 수평부와 상기 수평부에서 상기 축부와 나란한 방향으로 단차지도록 마련된 수직부가 반복되는 단차부를 포함하는 것이 가능하다.

상기 수평부와 상기 수직부는 상기 코일 직경의 배수(倍數) 길이로 형성된 것이 바람직하다.

상기 축부의 단면은 원형이며, 상기 단차부의 단면은 아치(Arch)형인 것이 가능하다.

상기 축부와 상기 단차부의 단면은 사각형인 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 목적은, 코일이 권선되는 지그부를 포함하여 권선하는 권선방법에 있어서, 상기 지그부의 반경방향으로 복수개의 단차(段差)가 마련되어 상기 코일이 상기 단차를 따라 권선되도록 하는 단차형성부를 이용하여 상기 코일을 권선하는 제 1단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 권선방법에 의하여서도 달성된다.

상기 제 1단계가 종료된 후에, 상기 코일에 전류를 흘려 상기 코일이 권선된 형태를 유지하도록 하는 제 2단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제 2단계가 종료된 후에, 상기 지그부를 권선된 상기 코일과 분리한 후, 분리된 상기 코일을 압착하여 평탄화하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.

상기 단차형성부는, 상기 지그부의 중심에 돌출되어 상기 코일이 최초로 권선되는 축부와, 상기 축부가 연장된 방향과 직각이 되도록 연장된 수평부와 상기 수평부에서 상기 축부와 나란한 방향으로 단차지도록 마련된 수직부가 반복되는 단차부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 축부의 단면은 원형이며, 상기 단차부의 단면은 아치(Arch)형인 것이 가능하다.

상기 축부와 상기 단차부의 단면은 사각형인 것이 가능하다.

본 발명에 따른 권선지그 및 이를 이용한 권선방법은 단차형성부의 형상에 따라 원하는 형태로 코일을 권선할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 권선지그의 측면도이고, 도 2는 도 1의 권선지그의 평면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 권선지그(10)는 코일(도 3의 40)이 권선되는 지그부(20)를 포함하며, 지그부(20)에는 반경방향으로 단차형성부(30)가 마련된다.

지그부(20)는 권선지그(10)에서 받침부(12)와 회전축(14)을 제외한 부분이다. 회전축(14)은 구동부(미도시)와 연동되어 회전한다. 사용자가 구동부(미도시)를 가동시키면 구동부(미도시)에 연결된 회전축(14)이 회전하며, 회전축(14)의 회전을 따라 받침부(12)가 회전한다. 지그부(20)는 받침부(12)와 일체로 고정된다. 지그부(20)는 다수회 사용하여도 형상이 변형되지 않을 정도의 강성을 지닌 금속재질로 형성된다. 지그부(20)에는 반경방향으로 단차형성부(30)가 마련된다.

단차형성부(30)는 지그부(20)의 표면이 단차(段差)를 이루며 복수개의 층을 이루고 있는 부분이다. 단차형성부(30)가 마련되지 않은 경우에는, 코일(도 3의 40)자체의 강성 및 탄성 등으로 인하여 원형으로 권선된 형상만을 얻을 수 있을 뿐이다. 단차형성부(30)는 지그부(20)의 표면에 단차를 이루며 마련된다. 코일(도 3의 40)이 다수 가닥 권선되는 경우에는 강성 및 탄성은 크지만, 코일(도 3의 40) 몇 가닥의 강성 및 탄성은 무시할 수 있는 수준에 이른다. 따라서, 단차형성부(30)를 따라 코일(도 3의 40)이 권선되는 회수를 각 단차별로 분리시켜 권선시킴으로써 원하는 형상을 얻을 수 있다. 단차형성부(30)는 축부(32)와 단차부(38)를 포함한다.

축부(32)는 단차형성부(30)의 중앙에 마련된다. 즉, 축부(32)는 회전축(14)의 연장선 상에 마련되어 권선지그(10)가 회전할 때 편심으로 인한 진동의 발생을 최소화한다. 축부(32)는 단면이 원형으로 마련된다. 축부(32)의 단면형상이 원형으로 마련되므로, 지그부(20) 표면에 권선되는 코일(도 3의 40)은 권선이 시작되어 수회 반복될 때까지 원형으로 지그부(20) 표면으로 따라 권선된다. 축부(32)가 형성된 평면에 이어 단차부(38)가 마련된다.

단차부(38)는 단면이 아치(Arch)형으로 마련된다. 단차부(38)에는 축부(32)가 연장되는 방향과 직각방향으로 마련된 수평부(35)와, 수평부(35)에서 축부(32)와 나란한 방향으로 마련된 수직부(37)가 반복적으로 형성된다.

수평부(35)는 코일(도 3의 40)이 권선되는 부분이다. 수평부(35)는 축부(32)와 직각방향인 지그부(20)의 바닥면과 나란하게 마련된다. 수평부(35)는 코일(도 3의 40) 직경의 배수(倍數)가 되는 폭으로 마련된다. 즉, 코일(도 3의 40)은 각 수평부(35)에서 n회(n은 자연수)씩 권선된 후 한 단차 아래인 다음 수평부(35)로 자연스럽게 이동됨을 의미한다. 각 수평부(35)에서 코일(도 3의 40)이 n회씩만 권선되므로 상단 수평부(35)에 권선된 코일(도 3의 40)과 하단 수평부(35)에 권선된 코일(도 3의 40)이 수직방향으로 겹치지 않게 된다.

수직부(37)는 단차형성부(30)가 아치형을 나타내도록 지그부(20)의 표면이 단차져서 마련된다. 수평부(35)를 따라서 권선되던 코일(도 3의 40)은 아치형의 수직부(37)에 이르러 한단씩 아래로 이동된다. 따라서, 권선이 완료된 유도코일(도 5의 70)은 축부(32)에서부터 수직부(37)가 시작되는 지점까지는 원형으로 권선되어 있지만, 수직부(37)가 시작되는 지점부터 단차형성부(30)가 끝나는 지점까지는 아치형으로 권선된다.

이와 같은 구성에 의하여 본 발명의 제 1실시예에 따른 권선지그의 권선방법을 도 3 내지 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 1의 권선지그의 작동과정을 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 권선지그에 의한 유도코일의 가공과정을 도시한 도면이며, 도 5는 도 1의 권선지그에 의하여 완성된 유도코일의 평면도이다.

코일(40)이 공급되고 회전축(14)이 권선방향(D)으로 회전하면, 코일(40)은 권선지그(10)의 축부(32)에서부터 외곽을 향하여 권선된다. 이를 자세히 설명하면, 권선지그(10)의 축부(32)가 마련된 최상단에서는, 축부(32)의 단면 형상을 따라 원형으로 코일(40)이 권선된다. 코일(40)이 원형으로 권선되다가 단차부(38)의 첫 번째 수직부(37)에 이르면 최상단에서 한단 아래에 권선된다.

수직부(37)를 포함한 단차부(38)는 아치형으로 마련된다. 따라서, 코일(40)은 단차부(38)의 형상과 동일하게 아치형으로 권선된다. 단차형성부(30)가 마련되지 않은 경우에 코일(40)은 설령 축부(32)의 형상이 아치형이라고 하더라도, 코일(40) 자체의 강성 및 탄성에 의하여 아치형상의 직각부분이 무뎌져 결국 원형으 로 권선된다. 그러나 단차형성부(30)가 마련됨으로 인하여, 각 수평부(35)에 권선되는 코일(40)의 개수가 적다. 따라서, 코일(40)의 강성 및 탄성이 비교적 적게 작용하여 아치형의 권선이 완료된 유도코일(70)을 얻을 수 있다.

축부(32)에서부터 단차형성부(30)의 마지막 단차부(38)까지 코일(40)의 권선이 끝나면, 권선된 코일(40)에 3 암페어(A, Ampere) 가량의 전류를 인가하여 셀프몰딩(Self Molding) 작업을 수행한다. 셀프몰딩 작업을 수행하면, 순간적으로 통전된 전류의 영향으로 인하여 코일(40)이 권선된 형상을 그대로 유지할 수 있게 된다.

셀프몰딩 작업이 끝나면, 권선된 코일(40)에서 권선지그(10)를 제거한 후 작업대(50) 위에 올려 놓는다. 권선지그(10)를 제거하여도 셀프몰딩 작업을 거친 코일(40)은 풀어지지 않고 권선된 형상을 유지한다. 작업대(50) 에 올려 놓은 권선된 코일(40)을 압착판(60)을 통하여 압착하여 평탄화한다. 코일(40)은 권선지그(10)의 표면을 따라서 서로 겹치지 않게 권선되어 있으므로, 압착판(60)에 의하여 압착되면 평판형상의 완성된 유도코일(70)이 형성된다. 완성된 유도코일(70)은 단차형성부(30)의 형상을 따라 중심부는 원형이며, 외곽부는 아치형이다.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 권선지그의 사시도로서, 본 발명의 제 1실시예와 다른 부분만을 설명하고자 하며, 설명을 위하여 필요한 경우 제 1실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용하고 변경된 부분에 대해서는 'a'를 부가한 참조부호를 부여하여 인용하기로 한다.

본 발명의 제 2실시예에 따른 권선지그(10a)는, 축부(32a)와 단차부(38a)의 형상이 사각형이다.

회전축(14)이 권선방향(D)으로 회전하면, 사각형의 축부(32a)를 따라 코일(40)이 사각형으로 권선되기 시작한다. 코일(40) 자체의 강성 및 탄성에 의하여 사각형의 형상이 무뎌지기 시작하는 곳에 사각형의 단차부(38a)가 마련된다.

사각형의 단차부(38a)는 코일(40)이 사각형상으로 권선되도록 유도한다. 단차부(38a)에는 다수개의 수평부(35a)와 수직부(37a)가 마련되어 전 단계의 수평부(35a)에 코일(40)이 수회 권선되면 다음 단계의 수평부(35a)로 코일(40)이 이동되며 사각형으로 권선되도록 유도한다.

전술한 실시예들에서는, 축부가 원형이고 단차부가 아치형인 경우와 축부와 단차부가 모두 사각형인 경우에 대하여 설명하였으나, 축부와 단차부의 형상이 이에 한정되지 않음은 물론이다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 권선지그의 측면도이다.

도 2는 도 1의 권선지그의 평면도이다.

도 3은 도 1의 권선지그의 작동과정을 도시한 도면이다.

도 4는 도 1의 권선지그에 의한 유도코일의 가공과정을 도시한 도면이다.

도 5는 도 1의 권선지그에 의하여 완성된 유도코일의 평면도이다.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 권선지그의 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 권선지그 20 : 지그부

30 : 단차형성부 32 : 축부

35 : 수평부 37 : 수직부

38 : 단차부 40 : 코일

Claims (11)

1. 코일이 권선되는 지그부를 포함하는 권선지그에 있어서,

   상기 지그부에는 반경방향으로 복수개의 계단형상의 단차(段差)가 마련되어 상기 코일이 상기 단차의 층을 달리하여 권선되도록 하는 단차형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 권선지그.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 단차형성부는,

   상기 지그부의 중심에 돌출되어 상기 코일이 최초로 권선되는 축부와,

   상기 축부가 연장된 방향과 직각이 되도록 연장된 수평부와 상기 수평부에서 상기 축부와 나란한 방향으로 단차지도록 마련된 수직부가 반복되는 단차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 권선지그.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 수평부는 상기 코일 직경의 배수(倍數)가 되는 폭으로 형성된 것을 특징으로 하는 권선지그.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 축부의 단면은 원형이며,

   상기 단차부의 단면은 아치(Arch)형인 것을 특징으로 하는 권선지그.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 축부와 상기 단차부의 단면은 사각형인 것을 특징으로 하는 권선지그.
6. 코일이 권선되는 지그부를 포함하여 권선하는 권선방법에 있어서,

   상기 지그부의 반경방향으로 복수개의 계단형상의 단차(段差)가 마련되어 상기 코일이 상기 단차의 층을 달리하여 권선되도록하는 단차형성부를 포함하고,

   상기 코일이 상기 단차를 따라 권선되도록 하는 상기 단차형성부를 이용하여 상기 코일을 권선하는 제 1단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 권선방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제 1단계가 종료된 후에,

   상기 코일에 전류를 흘려 상기 코일이 권선된 형태를 유지하도록 하는 제 2단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 권선방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 제 2단계가 종료된 후에,

   상기 지그부를 권선된 상기 코일과 분리한 후, 분리된 상기 코일을 압착하여 평탄화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 권선방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 단차형성부는,

   상기 지그부의 중심에 돌출되어 상기 코일이 최초로 권선되는 축부와,

   상기 축부가 연장된 방향과 직각이 되도록 연장된 수평부와 상기 수평부에서 상기 축부와 나란한 방향으로 단차지도록 마련된 수직부가 반복되는 단차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 권선방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 축부의 단면은 원형이며,

    상기 단차부의 단면은 아치(Arch)형인 것을 특징으로 하는 권선방법.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 축부와 상기 단차부의 단면은 사각형인 것을 특징으로 하는 권선방법.

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