KR101356627B1 - 코일권선 및 이의 제조방법 - Google Patents

코일권선 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 코일권선을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 코일권선의 제조방법을 제공하는 데 있다. 이를 위하여 본 발명은 실린더의 외주면에 나선형으로 연속적으로 형성된 홈 내부에 탄소나노튜브와 전도성물질을 포함하는 전도부가 구비되는 것을 특징으로 하는 코일권선을 제공한다. 또한, 실린더의 외주면을 표면처리하는 단계(단계 1), 상기 단계 1의 실린더를 내부에 포함하는 고분자 몰드를 제조하는 단계(단계 2), 상기 단계 2의 몰드를 실린더에서 분리한 후, 몰드의 내주면을 표면처리하는 단계 (단계 3), 상기 단계 3에서 몰드가 분리된 실린더의 외주면에 실린더의 일측 말단에서 시작하여 타측 말단까지 나선형으로 연속적으로 이어진 홈을 가공하는 단계(단계 4), 상기 단계 3에서 분리한 몰드를 가공된 홈을 포함하는 실린더에 덮는 단계(단계 5), 몰드의 내주면과 실린더 외주면의 홈에 의하여 형성되는 공간으로 탄소나노튜브와 전도성 물질을 포함하는 용액을 주입시키는 단계(단계 6) 및 몰드를 제거하는 단계(단계 7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일권선의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면 열적 안정성이 높고, 부피가 작은 코일권선을 제조할 수 있다는 장점이 있다.

Description

코일권선 및 이의 제조방법{The winding wire and the manufacturing method of winding wire}
본 발명은 코일권선 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
코일권선은 코일 등에서 전류의 변화가 유도기전력이 되어 나타나는 성질 즉, 유도계수를 사용하기 위하여 전선을 감은 수동소자이다. 코일권선에 교류전류가 흐르는 경우, 코일에 발생하는 자속이 변화하여 그 코일을 다른 코일에 가까이했을 경우, 상호유도작용(Mutual induction)에 의해 접근시킨 코일에 교류전압이 발생한다. 이 상호유도작용의 정도를 상호 인덕턴스(단위는 헨리:H)로 나타낸다. 코일이 하나만 있는 경우에도 자신이 발생하는 자속의 변화가 자신에게 영향을 주는데, 이것을 자기유도작용이라하며 그 정도를 자기인덕턴스(Self inductance)로 나타낸다.
코일권선은 전자석으로서 발생하는 기전력을 이용하여 릴레이, 솔레노이드로 사용할 수 있고, 교류전류를 저지하는 쵸크 코일로서 RFC, 라인필터로 사용할 수 있고, 캐패시터와 조합하여 공진회로로서 동조회로, 밴드 패스 필터로 사용할 수 있고, 두 권선간의 상호 인덕턴스에 의해 트랜스로서 IFT(중간 주파 트랜스)로 사용할 수 있고, 인덕터 에너지가 축적되는 것을 이용하여 스위칭 레귤레이터로 사용할 수 있다.
이와같이 전자기기 내에서 다양한 용도로 적용되는 코일권선을 보다 발전된 방식으로 제조하기 위하여 다양한 선행기술이 제안되었다.
대한민국공개특허 제 2002-0076895 호에는 코일 권선방법과 이를 이용하여 코일이 권선된 트랜스포머 및 액정표시장치의 인버터에 관하여 기재되어 있다. 구체적으로, 트랜스포머의 코일 권선방법은 코일이 권선되는 경로 상에 돌출부재에 의한 간섭을 배제하도록 돌출부재가 생략된 코일 권선부를 보빈에 형성하는 단계와, 코일을 코일권선부의 일측에서 타측까지 연속으로 권선하는 단계를 포함하여 전력손실을 줄이도록 한 트랜스포머의 코일 권선방법을 제공한다.
대한민국공개특허 제 2003-0010937 호에는 새들(saddle) 형상의 보빈에 코일이 권선된 새들 코일(saddle coil)을 제조하기 위한 장치에 관하여 기재되어있다. 새들코일 제조장치는 보빈 없이도 새들타입의 코일을 권선할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 수작업에 의하던 새들코일을 자동화기계에 의하여 제조함으로써 새들코일의 제조시간과 공정을 간소화함과 동시에, 정밀하고 불량률이 적은 새들코일을 대량으로 제조하는 방법을 제공한다.
그러나 상기와 같은 구리전선을 이용한 기존의 방식은, 고주파 구동이나 고출력의 구동시, 열적 안정성이 매우 낮고 심할 경우에는 화재의 위험이 존재하며, 또한 본 공정에 비해 구동부의 부피가 커서 설계의 자유도가 떨어짐은 물론 기동 토크가 비교적 커야한다는 단점이 있다.
최근에는 구리전선을 대체하여 탄소나노튜브(CNT, carbonnanotube)와 전도성 폴리머를 이용하여 전선을 제조하는 방법에 대한 연구가 이루어지고 있다. 탄소나노튜브와 전도성 폴리머를 이용하여 제조한 전선은 높은 도전율과 강도, 열전도성, 부피의 경량화 등의 뛰어난 특성으로 여러 가지 분야에서의 응용이 연구되고 있다.
이에 본 발명의 발명자들은 실린더의 외주면에 나선형으로 연속적으로 형성된 홈 내부에 탄소나노튜브와 전도성물질을 포함하는 전도부가 구비되는 것을 특징으로 하는 코일권선으로 열적 안전성을 확보하고, 구동부의 부피를 소형화할 수 있으며, 전기전도도를 향상시킬 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하였다.
대한민국공개특허 제 2002-0076895 호 (공개일: 2002.10.11) 대한민국공개특허 제 2003-0010937 호 (공개일: 2003.2.6)
본 발명의 목적은 우수한 물리적 특성을 갖는 코일권선을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 코일권선의 제조방법을 제공하는 데 있다.
이를 위하여 본 발명은 실린더의 외주면에 나선형으로 연속적으로 형성된 홈 내부에 탄소나노튜브와 전도성물질을 포함하는 전도부가 구비되는 것을 특징으로 하는 코일권선을 제공한다. 또한, 본 발명은 실린더의 외주면을 표면처리하는 단계(단계 1), 상기 단계 1의 실린더를 포함하는 고분자 몰드를 제조하는 단계(단계 2), 상기 단계 2의 몰드를 실린더에서 분리한 후, 몰드의 내주면을 표면처리하는 단계 (단계 3), 상기 단계 3에서 몰드가 분리된 실린더의 외주면에 실린더의 일측 말단에서 시작하여 타측 말단까지 나선형으로 연속적으로 이어진 홈을 가공하는 단계(단계 4), 상기 단계 3에서 분리한 몰드를 가공된 홈을 포함하는 실린더에 덮는 단계(단계 5), 몰드의 내주면과 실린더 외주면의 홈에 의하여 형성되는 공간으로 탄소나노튜브와 전도성 물질을 포함하는 용액을 주입시키는 단계(단계 6) 및 몰드를 제거하는 단계(단계 7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일권선의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 코일권선을 탄소나노튜브(CNT, carbonnanotube)와 전도성물질을 포함하는 용액으로 제작하여 기존의 구리전선으로 제작된 코일권선에 비하여 전기전도도가 높아 전선당 흐르는 전류 값을 크게 높여도 발열이 낮아 고출력의 구동시 열적 안정성을 높일 수 있다. 또한, 기존의 방식보다 구동부의 부피를 줄일 수 있어 설계의 자유도를 높이고, 기동 토크를 낮출 수 있다는 장점이 있다. 또한, 제조과정에 있어서 모세관 효과를 이용하여 용액을 실린더에 주입하여 코일권선을 제조하므로 제조원료의 낭비가 없다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 원형실린더의 개형도이고;
도 2는 본 발명에 따른 몰드와 원형실린더의 개형도이고;
도 3은 본 발명에 따른 홈이 가공된 실린더의 개형도이고;
도 4는 본 발명에 따른 전도부 주입방식의 개형도이고;
도 5는 본 발명에 따른 몰드와 홈이 가공된 원형실린더의 단면도이다.
본 발명은 실린더의 외주면에 나선형으로 연속적으로 형성된 홈 내부에 탄소나노튜브와 전도성물질을 포함하는 전도부가 구비되는 것을 특징으로 하는 코일권선을 제공한다. 본 발명에 따른 코일권선은 탄소나노튜브(CNT, carbonnanotube)와 전도성물질을 포함하는 용액으로 전도부를 구비하여 기존의 구리전선으로 제작된 코일권선에 비하여 전기전도도가 높아 전선당 흐르는 전류 값을 크게 높여도 발열이 낮아 고출력의 구동시 열적 안정성을 높일 수 있다. 또한, 기존의 방식보다 구동부의 부피를 줄일 수 있어 설계의 자유도를 높이고, 기동 토크를 낮출 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 코일권선은 솔레노이드 또는 보이스 코일 모터(VCM,voice coil motor)의 액추에이터로 사용될 수 있다. 솔레노이드는 도선을 촘촘하고 균일하게 원통형으로 길게 감아 만든 기기로서 에너지변환장치 및 전자석으로 사용되고, 보이스 코일 모터는 스피커 내부에 감겨있는 코일로서 직선 또는 회전운동하는 모터로 사용되며 디지털카메라의 자동초점장치, 줌인/줌아웃 장치 또는 하드디스크 내부에서도 사용된다. 본 발명에 따른 코일권선은 구동부의 부피가 축소되어 설계의 자유도가 높아지고, 기동 토크가 비교적 작으며, 열적안정성이 높아 기계장치 내부에서 상기와 같은 전자기기 내부의 소형 액추에이터로서 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 실린더의 외주면을 표면처리하는 단계(단계 1);
상기 단계 1의 실린더를 내부에 포함하는 고분자 몰드를 제조하는 단계(단계 2);
상기 단계 2의 몰드를 실린더에서 분리한 후, 몰드의 내주면을 표면처리하는 단계 (단계 3);
상기 단계 3에서 몰드가 분리된 실린더의 외주면에 실린더의 일측 말단에서 시작하여 타측 말단까지 나선형으로 연속적으로 이어진 홈을 가공하는 단계(단계 4);
상기 단계 3에서 분리한 몰드를 가공된 홈을 포함하는 실린더에 덮는 단계(단계 5);
몰드의 내주면과 실린더 외주면의 홈에 의하여 형성되는 공간으로 탄소나노튜브와 전도성 물질을 포함하는 용액을 주입시키는 단계(단계 6); 및
몰드를 제거하는 단계(단계 7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일권선의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명을 각 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법 중 단계 1은 실린더의 외주면을 표면처리하는 단계이다. 실린더의 외주면을 표면처리하면 실린더 표면에 이물질이 달라붙어 실린더 표면이 오염되는 것을 방지할 수 있고, 이후 단계에서 제조하는 실린더를 내부에 포함하는 몰드를 실린더로부터 용이하게 분리해 낼 수 있다. 또한, 이후의 단계에서 탄소나노튜브와 전도성 물질을 포함하는 전도부를 구비하는 과정에서 전도부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법 중 단계 1 내지 단계 7에서 사용되는 실린더는 폴리머, 세라믹, 금속 및 희토류 계열의 자성물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것이 바람직하다. 상기 실린더는 코일권선의 코어부로 사용되므로 각 재료의 특성에 따라 제조된 코일권선의 유도계수가 증가하거나 감소할 수 있다. 이때, 상기 실린더로 사용될 수 있는 물질들은 실린더 형상을 일정하게 유지시키는 재료라면 특별한 제한없이 다양하게 사용될 수 있고, 실린더의 형태 또한 크게 구애받지 않으나 도 1과 같은 원형실린더를 사용하는 것이 일반적이다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에서, 상기 단계 1의 표면처리는 계면활성제에 의한 코팅, 이형제(parting agent) 사용 및 오존처리(ozone treatment)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 방법으로 수행되는 것이 바람직하다.
계면활성제에 의하여 실린더의 외주면을 표면처리하면, 친수성을 띠는 머리부분과 소수성을 띠는 꼬리 부분으로 이루어진 계면활성제가 스스로 방향성을 가지고 일정한 방향으로 정렬이 되어 코팅 표면이 소수성 또는 친수성을 띠어 이물질이 잘 달라붙지 않는 성질을 가지게 된다. 이형제(parting agent)에 의하여 실린더의 외주면을 표면처리하면, 몰드와 원형실린더와의 점착성이 감소되어 몰드의 탈형이 쉬워지고, 실린더 외주면의 오염이 최소화된다. 이형제에는 방착제, 유기몰드 이형제, 실리콘 오일, 컴파운딩 내부 이형제 등이 있다. 오존처리는 오존이 갖는 강한 산화분해 작용으로 정화하는 처리방식으로, 살균, 표백, 탈취, 철 또는 망간의 제거, 시안화합물, 페놀, 세제 등의 분해, 폐수의 최종처리에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에서, 상기 계면활성제는 음이온 계면활성제 또는 양이온 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 실린더의 표면 이온상태가 음이온이면 양이온 계면활성제를 사용하고, 양이온이면 음이온 계면활성제를 사용하여 표면을 소수성 처리하여 이에 따라 접착 및 분리가 용이하게 한다.
음이온 계면활성제는 일반적으로 세정작용이 강하고 유화제 및 분산제로 사용되므로 표면처리에 사용될 수 있다. 양이온 계면활성제는 양전하를 가져서 음전하를 가지는 금속이나 광석, 섬유, 합성 수지 등의 표면에 흡착되어 피막을 형성하며 친유성으로 만드는 성질이 있고, 강력한 살균제 및 소독제, 침강촉진제, 금속 방청제, 대전 방지제 등으로 쓰일 수 있으므로 본 발명의 표면처리에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에서, 상기 음이온 계면활성제는 알킬벤젠술폰산염 또는 알킬황산에스테르염인 것이 바람직하다. 상기 알킬벤젠술폰산염은 내가수분해성, 내염식성 등의 안정성이 가장 우수하다는 장점이 있고, 알킬황산에스테르염은 술폰산염계열에 비하여 안정성이 적으나 표면처리용 계면활성제로 사용가능하다. 또한, 상기 양이온 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬아민인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법 중 단계 2는 상기 단계 1의 실린더를 내부에 포함하는 고분자 몰드를 제조하는 단계이다. 실린더를 내부에 포함하는 고분자 몰드를 제조함으로써 탄소나노튜브와 전도성 물질로 이루어진 전도부를 실린더 표면에 구비하는 과정에서 이물질이 침투하여 전도부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에서, 상기 단계 2의 몰드는 실리콘수지로 제조하는 것이 바람직하다. 실리콘수지는 유기유도체가 중합되어 만들어지는 열가소성 합성수지로, 분자구조는 규소와 산소가 번갈아 있는 실록산 결합의 형태이다. 실리콘수지는 내열성, 전기절연성, 피복력 면에서 우수하고 생리적으로도 무해하며, 유기용매와 결합하여 다양한 형태로 가공될 수 있다는 장점이 있어 본 발명에 적용될 수 있다. 예를들어, 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane)으로 몰드를 제작할 수 있는데, 폴리디메틸실록산을 고점성의 액체 상태로 보관하다가 별도의 경화제를 첨가하여 틀에 붓고 열을 가한 후 일정시간 동안 굳히면 도 2와 같이 내부에 실린더를 포함하는 고탄성의 고체가 된다. 이때, 몰드 제작시 첨가하는 경화제의 비율을 조절하여 몰드의 경도를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법 중 단계 3은 상기 단계 2의 몰드를 실린더에서 분리한 후, 몰드의 내주면을 표면처리하는 단계이다. 몰드의 내주면을 표면처리함으로써 몰드의 내주면에 이물질이 달라붙어 몰드 내주면의 표면이 오염되는 것을 방지할 수 있고, 몰드를 실린더로부터 용이하게 분리해 낼 수 있다. 또한, 이후의 단계에서 탄소나노튜브와 전도성 물질로 이루어진 전도부를 구비하는 과정에서 전도부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에서, 상기 단계 3의 표면처리는 계면활성제에 의한 코팅, 이형제(parting agent) 사용 및 오존처리(ozone treatment)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 방법으로 수행되는 것이 바람직하다.
계면활성제에 의하여 실린더의 외주면을 표면처리하면, 친수성을 띠는 머리부분과 소수성을 띠는 꼬리 부분으로 이루어진 계면활성제가 스스로 방향성을 가지고 일정한 방향으로 정렬이 되어 코팅 표면이 소수성 또는 친수성을 띠어 이물질이 잘 달라붙지 않는 성질을 가지게 된다. 이형제(parting agent)에 의하여 실린더의 외주면을 표면처리하면, 몰드와 원형실린더와의 점착성이 감소되어 몰드의 탈형이 쉬워지고, 실린더 외주면의 오염이 최소화된다. 이형제에는 방착제, 유기몰드 이형제, 실리콘 오일, 컴파운딩 내부 이형제 등이 있다. 오존처리는 오존이 갖는 강한 산화분해 작용으로 정화하는 처리방식으로, 살균, 표백, 탈취, 철 또는 망간의 제거, 시안화합물, 페놀, 세제 등의 분해, 폐수의 최종처리에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에서, 상기 계면활성제는 음이온 계면활성제 또는 양이온 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 실린더의 표면 이온상태가 음이온이면 양이온 계면활성제를 사용하고, 양이온이면 음이온 계면활성제를 사용하여 표면을 소수성 처리하여 이에 따라 접착 및 분리가 용이하게 한다.
음이온 계면활성제는 일반적으로 세정작용이 강하고 유화제 및 분산제로 사용되므로 표면처리에 사용될 수 있다. 양이온 계면활성제는 양전하를 가져서 음전하를 가지는 금속이나 광석, 섬유, 합성 수지 등의 표면에 흡착되어 피막을 형성하며 친유성으로 만드는 성질이 있고, 강력한 살균제 및 소독제, 침강촉진제, 금속 방청제, 대전 방지제 등으로 쓰일 수 있으므로 본 발명의 표면처리에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에서, 상기 음이온 계면활성제는 알킬벤젠술폰산염 또는 알킬황산에스테르염인 것이 바람직하다. 상기 알킬벤젠술폰산염은 내가수분해성, 내염식성 등의 안정성이 가장 우수하다는 장점이 있고, 알킬황산에스테르염은 술폰산염계열에 비하여 안정성이 적으나 표면처리용 계면활성제로 사용가능하다. 또한, 상기 양이온 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬아민인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법 중 단계 4는 상기 단계 3에서 몰드가 분리된 실린더의 외주면에 실린더의 일측 말단에서 시작하여 타측 말단까지 나선형으로 연속적으로 이어진 홈을 가공하는 단계이다. 상기 홈 내부로 탄소나노튜브와 전도성 물질로 이루어진 전도부를 구비하면 기존의 구리전선을 대체하는 물성이 향상된 코일권선을 제조할 수 있다. 또한, 실린더의 외주면에 홈을 가공할 때 홈의 간격을 촘촘하게 가공하면, 코일의 밀도가 증가하여 유도기전력이 향상된 코일권선을 제조할 수 있다.
이때, 상기 홈의 가공은 선반이나 레이저 등을 이용하여 할 수 있는데 홈이 가공된 부위는 표면처리가 되지 않은 순수한 표면 상태가 되고 홈이 가공되지 않은 부분은 표면처리가 유지된다. 표면에 홈이 가공된 실린더의 개형은 도 3을 통해 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에 있어서, 상기 단계 4에서 홈은 10 ㎛ ~ 100 ㎛의 두께로 가공되는 것이 바람직하다. 가공되는 홈의 두께가 10 ㎛ 미만인 경우 탄소나노튜브와 전도성물질을 포함하는 용액을 홈 안으로 주입하는 단계에서 홈의 크기가 작아 탄소나노튜브와 전도성물질을 포함하는 전도부에서 탄소나노튜브가 균일하게 분산되기 어렵다는 문제점이 있고, 100 ㎛을 초과하는 경우 코일권선의 제조시 실린더를 감은 코일의 밀도가 줄어들어 유도기전력을 발생시키는 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법 중 단계 5는 상기 단계 3에서 분리한 몰드를 가공된 홈을 포함하는 실린더에 덮는 단계이다. 상기 몰드를 실린더에 덮음으로써 몰드와 실린더의 외주면에 가공된 홈 사이의 공간으로 탄소나노튜브와 전도성 물질을 포함하는 전도부 물질을 주입하는 과정에서 전도부 물질이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 이때 홈이 가공된 실린더의 외주면과 몰드의 내주면이 표면처리되어 실린더와 몰드의 탈착이 용이하므로, 상기 단계에서 몰드를 실린더에 덮은 것을 이후의 단계에서 분리해 낼 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법 중 단계 6은 몰드의 내주면과 실린더 외주면의 홈에 의하여 형성되는 공간으로 탄소나노튜브와 전도성 물질을 포함하는 용액을 주입시키는 단계이다. 몰드의 내주면과 실린더 외주면의 홈에 의하여 형성되는 공간으로 모세관 효과를 이용하여, 도 4에 도시된 방식으로 탄소나노튜브와 전도성 물질을 포함하는 용액을 주입할 수 있다. 이때, 모세관 효과를 이용하여 전도성 물질을 포함하는 용액을 주입하므로, 필요한 양 만큼의 용액만 도포시키기 때문에 용액의 낭비를 최소화할 수 있다.
상기 용액을 주입함으로써, 기존의 구리전선으로 제조한 코일권선을 대체하는 우수한 물성을 갖는 전도부를 구비할 수 있다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이 홈의 몰드쪽으로 생성된 면에는 표면처리가 되어있고, 홈의 반대쪽은 실린더 안쪽으로 가공되어 있으므로 상기 용액의 주입시 전도부를 구성하는 물질이 오염되지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법 중 단계 7은 몰드를 제거하는 단계이다. 몰드를 제거한 후, 실린더 외주면의 일측 말단에서 시작하여 타측 말단까지 나선형으로 연속적으로 이어진 홈 내부에 탄소나노튜브와 전도성 물질을 포함하는 전도부가 구비된 실린더를 후처리하여 우수한 물성을 가지는 코일권선을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에 있어서, 상기 단계 7에서 몰드가 제거된 실린더를 산성 용액에 담근 후 꺼내어 가열하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 단계는 코일권선 제조의 후처리 공정으로써 실린더를 산성 용액에 담그어 실린더 표면의 코팅 및 전도부 내부에 있는 유기물을 제거할 수 있고, 이후 열을 가함으로써 가공된 홈 내부로 주입된 전도부를 경화하고 표면의 코팅을 태워 한번 더 제거하며 전도부를 소결시킬 수 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에 있어서, 상기 산성용액의 pH는 1 ~ 3인 것이 바람직하다. 이때, 산성용액은 황산 또는 질산의 강산을 이용하고, 몰드 및 실린더의 재료와 전도부의 두께에 따라 희석되는 농도를 다양하게 해야 할 것이다. 상기 산성용액의 pH가 1 미만인 경우 지나치게 강한 산성도로 인하여 표면코팅 및 전도부 내부의 유기물뿐만아니라 실린더 및 몰드를 녹일 수 있다는 문제점이 있고, pH가 3 을 초과하는 경우 코팅 및 유기물질이 충분히 제거되지 않을 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에 있어서, 상기 가열은 100 ~ 300 ℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 100 ℃ 미만인 경우 전도부를 이루는 용액을 경화되는 반응이 극도로 느리거나, 경화가 이루어지지 않는다는 문제점이 있고, 300 ℃를 초과하는 경우 전도부가 타버리거나 내부의 유기물이 충분히 제거되지 않은 상태로 표면이 소결되어 전도도가 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 코일권선의 제조방법에 있어서, 상기 단계 4 내지 단계 7을 1회 ~ 10 회 반복수행하는 것이 바람직하다. 상기 단계들을 반복수행하여 기존의 홈 사이에 새로운 홈을 가공할 수 있어 권선을 구성하는 코일의 밀도가 높아진다. 1회 미만인 경우 전도부를 구성하는 코일의 밀도가 적어 유도기전력이 충분히 발현되지 못하고, 공정시간이 짧아지나 전기적 단락에 의한 고장이 쉽게 일어날 수 있다는 문제점이 있고, 10 회를 초과하는 경우 공정시간이 길다는 문제점이 있다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 실린더의 외주면을 표면처리하는 단계(단계 1);
    상기 단계 1의 실린더를 내부에 포함하는 고분자 몰드를 제조하는 단계(단계 2);
    상기 단계 2의 몰드를 실린더에서 분리한 후, 몰드의 내주면을 표면처리하는 단계 (단계 3);
    상기 단계 3에서 몰드가 분리된 실린더의 외주면에 실린더의 일측 말단에서 시작하여 타측 말단까지 나선형으로 연속적으로 이어진 홈을 가공하는 단계(단계 4);
    상기 단계 3에서 분리한 몰드를 가공된 홈을 포함하는 실린더에 덮는 단계(단계 5);
    몰드의 내주면과 실린더 외주면의 홈에 의하여 형성되는 공간으로 탄소나노튜브와 전도성 물질을 포함하는 용액을 주입시키는 단계(단계 6); 및
    몰드를 제거하는 단계(단계 7);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 실린더는 폴리머, 세라믹, 금속 및 희토류 계열의 자성물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 표면처리는 계면활성제에 의한 코팅, 이형제(parting agent) 사용 및 오존처리(ozone treatment)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 계면활성제는 음이온 계면활성제 또는 양이온 계면활성제인 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 음이온 계면활성제는 알킬벤젠술폰산염 또는 알킬황산에스테르염인 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 양이온 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬아민인 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 단계 2의 몰드는 실리콘수지로 제조되는 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 단계 4에서 홈은 10 ㎛ ~ 100 ㎛ 의 두께로 가공되는 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 단계 7에서 몰드가 제거된 실린더를 산성 용액에 담근 후 꺼내어 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 산성용액의 pH는 1 ~ 3인 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 가열은 100 ~ 300 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.
  14. 제 3 항에 있어서, 상기 단계 4 내지 단계 7을 1회 ~ 10회 반복수행하는 것을 특징으로 하는 권선된 코일의 제조방법.







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