KR101416627B1 - 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치와, 이를 이용한 고정자 코어 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치 및 이를 이용한 고정자 코어 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초고속 전동기, 발전기 및 전동발전기 등의 고정자 코어를 비정질(amorphous) 재질로 적용하는 동시에 분할형 구조로 제작하여, 각각의 분할된 고정자 코어에 코일을 용이하게 집중 권선시킬 수 있도록 한 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 제조용 지그장치 및 이를 이용한 고정자 제조 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 분리형 지그 장치를 이용하여 원호형 요크와 치가 일체로 된 여러장의 분할철심을 적층 배치한 후, 분리형 지그 장치를 통해 돌출된 각 분할철심의 치 부분에 레이저 용접을 실시함과 함께 원호형 요크 부분에 리벳팅을 실시하여, 각 분할철심이 일체화된 분할형 고정자 코어(이하, 분할형 코어로 칭함)를 완성하고, 완성된 분할형 코어의 치 부분에 간섭없이 손쉽게 코일 권선 작업을 실시할 수 있도록 한 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 제조용 지그장치 및 이를 이용한 고정자 제조 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

고속 및 초고속 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치와, 이를 이용한 고정자 코어 제조 방법{Jig device for manufacturing stator core of electric machine and method for manufacturing stator core using the same}

본 발명은 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치 및 이를 이용한 고정자 코어 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초고속 전동기, 발전기 및 전동발전기 등의 고정자 코어를 비정질(amorphous) 재질로 적용하는 동시에 분할형 구조로 제작하여, 각각의 분할된 고정자 코어에 코일을 용이하게 집중 권선시킬 수 있도록 한 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 제조용 지그장치 및 이를 이용한 고정자 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전동기나 발전기와 같은 전기기기에는 코일을 권선한 상태로 원통형으로 고정되는 고정자(stator)와, 상기 고정자의 내측 또는 외측에 위치하여 회전되는 회전자(rotor)가 포함되어 있다.

상기 고정자는 요크(yoke)와 치(teeth)를 구비한 고정자 코어(core)와, 고정자 코어의 치에 권선되는 코일을 포함하여 구성되고, 상기 회전자는 영구자석으로 구성됨과 함께 영구자석이 인장응력에 매우 약하기 때문에 고속 회전 시 인장응력이 발생되는 것을 방지하고자 압축응력이 걸리도록 열박음에 의한 슬리브(캔)이 씌워져 있다.

고정자의 경우, 실리콘 전기강판을 프레스 금형으로 찍어 복수개의 코어 철심을 성형한 뒤, 복수개의 코어 철심을 적층 및 정렬하여 고정자 코어를 완성하고, 고정자 코어의 치에 코일을 권선하여 고정자를 완성하게 된다.

상기 실리콘 전기강판은 전동기나 발전기 등과 같은 전기기기의 철심 소재로 널리 쓰이는 연자성 재료로서 없어서는 안 될 중요한 소재이지만, 고속 회전 시 발생하는 손실이 큰 단점이 있으며, 이에 에너지 절약을 위하여 고속 회전 시 발생하는 손실인 철손(전력 손실)을 줄이고자 전기기기의 고정자용 코어 철심 재료로서 비정질(amorphous) 코어가 사용되고 있다.

첨부한 도 7은 종래의 전기기기(전동기 또는 발전기)를 예시한 사시도로, 이를 참조하여 종래의 고정자 코어 구조를 설명함과 함께 그에 따른 문제점을 설명하면 다음과 같다.

통상적으로, 전기기기(30)는 고정자(10)와 회전자(20)를 포함하여 구성되며, 고정자(10)는 자기장을 형성하도록 구비되고, 회전자(20)는 고정자(10)와 소정 간격을 두고 이격 배치되어 고정자에 대해 회전될 수 있게 구비된다.

이때, 상기 회전자(20)에는 원주방향을 따라 일정 간격으로 설치되는 복수개의 영구자석이 구비된다.

특히, 상기 고정자(10)는 고정자 코어(12)와, 고정자 코어(12)에 권선되는 코일(14)을 포함하여 구성된다.

상기 고정자 코어(12)는 여러장의 철심을 적층하여 형성되는 바, 그 이유는 일체형 코어를 사용하면 맴돌이 전류 손실(eddy current loss)가 발생하기 때문에 이를 회피하기 위하여 얇은 철심을 여러개 적층시킨 코어를 사용하는 것이 바람직하다.

좀 더 상세하게는, 상기 고정자 코어(12)의 각 철심은 요크(12a)와 치(12b)가 일체로 된 구조로서, 요크(12a)는 링 형상을 가지면서 고정자 코어(12)의 외관을 형성하고, 치(12b)는 요크(12a)에 내주면을 일정 간격으로 돌출 형성된다.

이때, 상기 고정자 코어(12)의 각 치(12b)에는 코일(14)이 권선된다.

그러나, 상기 코일(14)은 치(12b)와 치(12b) 사이의 공간인 슬롯(16)을 통해 고정자 코어(12)의 각 치(12b)에 감겨지는데, 도 1에 나타낸 바와 같이 치(12b)와 치(12b) 사이의 협소한 공간을 통해 코일(14)의 권선 작업을 실시하여야 하므로, 코일 권선 작업에 어려움이 있다.

즉, 상기 고정자 코어(12)의 각 철심은 링 타입 구조의 요크(12a) 부분과 링의 내주면에 일체로 형성되어 안쪽으로 돌출되는 복수의 치(12b)로 구성되는 바, 이러한 철심이 적층되어 고정자 코어가 완성되면, 권선을 위해 코일(14)을 치(12b)와 치(12b) 사이의 좁은 공간으로 삽입해야 하므로, 코일 권선시 간섭 현상이 계속 발생하여 작업성 및 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

좀 더 상세하게는, 고정자 코어(12)의 각 치(12b)가 반경방향으로 돌출된 구조이면서 코일(14)이 각 치(12b)에 권선되므로, 코일(14)을 삽입하고 빼내는 모든 권선 작업이 치(12b)와 치(12b) 사이의 협소한 슬롯(16) 공간에서 이루어져야 하고, 더욱이 이렇게 치(12b)와 치(12b) 사이의 협소한 슬롯(16) 공간에서 코일(14)을 넣고 빼내는 작업을 다수 반복해야 하므로, 작업이 불편한 것은 물론 작업시간도 오래 걸리게 된다.

이에, 코일 권선을 위한 작업이 매우 용이하면서도 수월하여, 고정자 코어를 제작하는 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 고정자 구조가 요구되고 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 특2003-0003867호에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 분리형 지그 장치를 이용하여 원호형 요크와 치가 일체로 된 여러장의 분할철심을 적층 배치한 후, 분리형 지그 장치를 통해 돌출된 각 분할철심의 치 부분에 레이저 용접을 실시함과 함께 원호형 요크 부분에 리벳팅을 실시하여, 각 분할철심이 일체화된 분할형 고정자 코어(이하, 분할형 코어로 칭함)를 완성하고, 완성된 분할형 코어의 치 부분에 간섭없이 손쉽게 코일 권선 작업을 실시할 수 있도록 한 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치 및 이를 이용한 고정자 코어 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 각 내면의 일측 위치에 분할형 코어를 적층하기 위한 적층공간이 형성되고, 각 내면의 타측 위치에 조립홀이 관통 형성된 좌측블럭 및 우측블럭과; 상기 좌측 및 우측블럭의 저면에 조립되어, 상기 적층공간내에 분할철심이 순차적으로 삽입되어 적층될 때, 가장 아래쪽 분할철심이 안착되도록 한 하부판과; 상기 좌측 및 우측블럭의 상면에 조립되는 것으로서, 적층공간내에 삽입 적층된 각 분할철심에 대한 리벳팅 실시홀이 관통 형성된 상부판; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 좌측 및 우측블럭이 상호 조립된 상태에서 적층공간은 분할철심의 원호형 요크가 삽입되는 원호공간과, 원호형 요크와 일체로 된 치가 삽입되는 직선공간으로 구성되는 것임을 특징으로 한다.

특히, 상기 분할철심의 치 부분이 좌측 및 우측블럭의 정면을 향하여 돌출되도록 상기 적층공간의 직선공간은 좌측 및 우측블럭의 정면을 향하여 개방된 공간으로 형성된 것임을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 각 내면에 분할형 코어를 적층하기 위한 적층공간이 형성된 좌측블럭 및 우측블럭을 상호 조립하는 단계와; 적층공간의 저부가 밀폐되도록 좌측블럭 및 우측블럭의 저면에 하부판을 조립하는 단계와; 상기 적층공간내에 다수의 비정질 철심을 삽입 적층시켜 분할철심을 구성하는 단계와; 좌측블럭 및 우측블럭의 상면에 상부판을 조립시키되, 상부판의 리벳팅 실시홀과 분할철심의 리벳결합홀을 일치시키며 조립시키는 단계와; 상기 상부판의 리벳팅 실시홀을 통하여 분할철심의 리벳결합홀내에 일정 길이의 리벳을 삽입한 후, 리벳팅 실시홀의 입구로 돌출된 리벳의 상단에 대한 리벳팅을 실시하는 단계와; 상기 적층공간을 통하여 좌측 및 우측블럭의 정면으로 돌출된 분할철심의 치 부분을 일체로 접합시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 구현에서, 상기 분할철심의 치 부분을 일체로 접합시키는 단계는 좌측 및 우측블럭의 정면으로 돌출된 치의 양쪽 부분에서 그 상하방향을 따라 레이저 용접을 실시하는 방식으로 진행되거나, 또는 진공상태로 유지되는 진공함침조내에서 좌측 및 우측블럭의 정면으로 돌출된 적층된 치의 양쪽 부분에 에폭시를 도포한 후, 진공함침조의 진공상태를 해제하는 동시에 에폭시가 적층된 치와 치 사이로 침투되어 접착시키는 방식으로 진행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구현예는 상기 리벳팅 및 치 부분에 대한 접합 단계가 종료된 후, 좌측 및 우측블럭을 분리시켜서, 완성된 분할형 코어에 코일을 권선하되, 분할형 코어의 치 부분에 코일을 감아주도록 한 코일 권선 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 분할철심은 원호형 요크와, 원호형 요크의 내주면 중앙 위치에 일체로 돌출 형성된 치로 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 분할철심의 원호형 요크의 좌측 및 우측면에는 각각 분할형 코어의 완성후 상호 조립을 위한 돌기 및 요홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분할철심은 다수의 비정질(amorphous) 재질의 철심이 적층된 것으로 구성되고, 비정질 재질의 철심의 상부 및 하부에는 서스(SUS) 또는 실리콘 전기강판 재질의 기준판)이 적층되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 적층공간은 좌측 및 우측블럭이 상호 조립된 상태에서 분할철심의 삽입 적층을 위한 공간으로 형성되고, 원호공간 및 이 원호공간으로부터 연장되어 좌측 및 우측블럭의 정면을 향하여 개방된 직선공간으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 분할철심의 적층시 분할철심의 원호형 요크가 원호공간에 삽입 적층되고, 치 부분이 직선공간에 삽입 적층되는 동시에 접합을 위하여 좌측 및 우측블럭의 정면을 향하여 돌출되는 상태가 되도록 한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 리벳팅을 실시하는 단계에서 사용되는 리벳은 비자성체인 황동 재질의 리벳으로 채택된 것임을 특징으로 한다.

더욱이, 본 발명은 상기 분할형 코어에 코일을 권선하기 전에 비정질 재질의 철심에 대한 철손 손실을 극소화시키기 위하여, 300℃ ~ 400℃ 로 분할형 코어를 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 원호형 요크와 치가 일체로 된 다수의 분할철심을 분리형 지그 장치의 좌측 및 우측블록의 결합시 형성되는 적층공간내에 삽입 적층한 다음, 좌측 및 우측블럭의 정면을 통하여 돌출되는 각 분할철심의 치 부분에 레이저 용접을 실시함과 함께 원호형 요크 부분에 리벳팅을 실시함으로써, 다수의 분할철심이 적층되어 일체화된 분할형 코어를 용이하게 제작할 수 있다.

특히, 본 발명은 비정질 재료 소재가 갖는 특성(가공성이 안좋음, 취성)들 때문에 전동기의 코어로 제작하는데 어려움이 있었지만, 다수의 비정질 재질의 철심을 적층한 상태에서 그 상하에 서스 또는 실리콘 전기강판 재질의 기준판을 적층하여 리벳 및 레이저 용접, 진공함침 등의 방법으로 접합함으로써, 비정질 재질로 이루어진 코어 제작이 가능한 장점을 제공한다.

본 발명의 분할형 코어는 1개의 고정자 치에 권선이 집중적으로 감겨지도록 한 집중권선 방식에 매우 유리한 구조로서 제공될 수 있고, 또한 집중권선 이외에도 분할권선도 용이하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

특히, 다수의 분할철심이 일체화된 분할형 코어의 각 치에 어떠한 간섭없이 코일을 손쉽게 권선시킬 수 있으므로, 기존에 치와 치 사이의 협소한 슬롯공간을 통하여 코일을 삽입하며 권선하던 방식에 비하여 코일 권선 작업에 대한 작업성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치 고정자 코어 제조용 지그장치를 나타내는 분리 사시도,
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치를 이용한 고정자 코어 제조 방법을 순서대로 나타낸 사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치를 이용하여 제작 완성된 분할형 코어를 나타낸 사시도 및 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치를 이용하여 제작 완성된 분할형 코어에 코일이 권선된 모습을 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 고속 및 초고속 전기기기의 고정자 코어 제조용 지그장치를 이용하여 제작 완성된 분할형 코어의 접합 방법에 대한 다른 실시예를 설명하는 개략도,
도 6은 본 발명의 고정자 코어가 전동기로서 조립된 모습을 나타낸 사시도,
도 7은 종래의 고정자 코어를 설명하기 위한 개략적 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 코일 권선 작업의 용이성을 제공하고 및 집중권선 방식에 매우 유리한 구조이면서 집중권선 이외에도 분할권선도 용이하게 이루어질 수 있도록 한 분할형 고정자 코어를 제작할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 본 발명은 첨부한 도 1에 도시된 바와 같은 고정자 코어 제조용 지그장치 즉, 분리형 지그 장치(100)를 제공한다.

상기 분리형 지그 장치(100)는 2개의 분리 가능한 좌측블럭(112) 및 우측블록(114), 그리고 좌측 및 우측블록(112,114)의 상면 및 저면에 걸쳐 분리 가능하게 볼트 조립되는 상부판(122) 및 하부판(120)을 포함한다.

상기 좌측블럭(112) 및 우측블록(114)은 각 내면의 일측 위치에 다수의 분할철심(102)을 삽입 적층하기 위한 적층공간(116)이 형성된 구조이면서, 또한 각 내면에서 타측 위치에 볼트를 매개로 좌측 및 우측블록(112,114)을 상호 조립시키기 위한 볼트조립홀(118)과 핀홀(119)이 관통 형성된 구조로 구비된다.

이때, 상기 상기 좌측블록(112)과 우측블록(114)의 핀홀(119)은 볼트조립홀(118)의 인접 위치에 형성되는 것으로서, 이 핀홀(119)에는 좌측블럭(112)와 우측블럭(114)의 오차를 없애기 위해서 위치를 맞추는 핀이 삽입된다.

또한, 상기 좌측블록(112)과 우측블록(114)의 볼트조립홀(118)을 통하여 볼트를 삽입 체결함으로서, 좌측블록(112) 및 우측블록(114)이 상호 결합되는 상태가 되는 바, 이렇게 좌측 및 우측블록(114)의 상호 결합된 상태에서 다수의 분할철심(102)을 삽입 적층하기 위한 적층공간(116)이 마련된다.

보다 상세하게는, 상기 좌측블록(112) 및 우측블럭(114)의 각 내면에 적층공간(116)의 절반에 해당하는 공간이 대칭을 이루며 형성된 상태이므로, 좌측 및 우측블록(112,114)이 상호 조립된 상태에서의 적층공간(116)은 다수의 분할철심(102)이 적층 삽입되는 공간을 이루게 되며, 이때의 적층공간(116)은 각 분할철심(102)의 원호형 요크(104)가 삽입되는 원호공간(116a)과, 원호형 요크(104)와 일체로 된 치(106)가 삽입되는 직선공간(116b)으로 구분된다.

특히, 상기 적층공간(116)의 직선공간(116b)은 좌측 및 우측블럭(112,114)의 정면을 향하여 개방된 공간으로 형성됨으로써, 적층공간(116)내에 다수의 분할철심(102)이 삽입 적층되었을 때, 각 분할철심(102)의 치(106) 부분이 좌측블록(112) 및 우측블럭(114)의 정면을 향하여 돌출되는 상태가 된다.

한편, 상기 하부판(120)은 좌측블럭(112) 및 우측블럭(114)의 저면에 걸쳐 볼트를 매개로 조립되는 바, 이 하부판(120)은 적층공간(116)내에 다수의 분할철심(102)이 순차적으로 삽입되어 적층될 때 가장 아래쪽에 적층되는 분할철심이 외부로 이탈되는 것을 차단하면서 하부판(120) 위에 안착되게 하는 역할을 한다.

또한, 상기 상부판(122)은 좌측블럭(112) 및 우측블럭(112)의 상면에 걸쳐 볼트를 매개로 조립되는 것으로서, 적층공간(116)내에 삽입 적층된 각 분할철심(102)에 대한 리벳팅 실시홀(124)이 관통 형성된 구조로 구비되어, 후술하는 바와 같이 적층된 상태의 분할철심(102)의 상부를 일정한 힘으로 눌러주는 동시에 분할철심(102)에 대한 리벳팅 방향을 정확하게 안내해주는 역할을 한다.

여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 고정자 코어 제조용 지그장치를 이용한 고정자 코어 제조 방법을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 좌측블록(112)과 우측블록(114)의 볼트조립홀(118)을 통하여 볼트를 삽입 체결하여 좌측 및 우측블록(112,114)을 상호 결합시킴과 함께, 좌측 및 우측블록(112,114)의 저면에 걸쳐 볼트를 매개로 하부판(120)을 체결시킴으로써, 상부가 개방된 상태가 되는 적층공간(116)이 형성되도록 한다(도 2a 및 도 2b 참조).

이어서, 상기 적층공간(116)내에 다수의 분할철심(102)을 삽입 적층한 다음, 좌측 및 우측블록(112,114)의 상면에 걸쳐 볼트를 매개로 상부판(122)을 체결시킨다(도 2b 및 도 2c 참조).

바람직하게는, 상기 다수의 분할철심(102)은 약 600장 정도의 비정질(amorphous) 재질의 철심(102b)이 적층되고, 그 위쪽 및 아래쪽에는 서스(SUS) 또는 실리콘 전기강판 재질의 기준판(102a)이 적층된다.

이때, 상기 비정질 재질의 철심(102b)만이 분할철심(102)으로 적층된 상태에서, 그 위 아래에 적층되는 기준판(102a)이 리벳팅을 위한 기준면 역할만을 하게 되므로, 기준판(102a)은 분할철심(102)과의 구분을 위하여 비자성체인 서스(SUS) 또는 실리콘 전기강판 재질로 채택된다.

더욱 바람직하게는, 상기 기준판(102a)은 비정질 재질의 철심(102b)들의 상하면에 0.2t ~ 0.5t를 적용할 수 있다.

예를 들어, 비정질 재질의 철심(102b, 아몰퍼스 고정자)의 적층길이가 14.4라면, 비정질 재질의 철심은 14mm로 적용하는 동시에 그 상하에 0.2t의 서스 또는 실리콘 전기강판을 적층하도록 함으로써, 기존 0.5t의 서스(SUS)에 비해서 적층방향으로 약 0.3t를 줄일 수 있어서 고정자 권선부 치수를 줄일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

한편, 상기 분할철심(102)은 원호구간 중심부에 리벳결합홀(107)이 관통 형성된 원호형 요크(104)와, 원호형 요크(104)의 내주면 중앙 위치에 일체로 돌출 형성된 치(106)로 구성되고, 상기 좌측 및 우측블럭(112,114)이 상호 조립된 상태에서의 적층공간(116)은 원호공간(116a) 및 이 원호공간(116a)으로부터 연장되어 좌측 및 우측블럭(112,114)의 정면을 향하여 개방된 직선공간(116b)으로 구성된다.

따라서, 상기 적층공간(116)내에 비정질 재질로 된 다수의 철심(102a)이 차례로 적층되어 다수의 분할철심(102)으로서 적층 완료되면, 분할철심(102)의 원호형 요크(104)가 원호공간(116a)에 삽입 적층되고, 치(106) 부분이 직선공간(116b)에 삽입 적층되는 동시에 좌측 및 우측블럭(112,114)의 정면을 향하여 돌출되는 상태가 된다(도 2d 참조).

또한, 상기 적층공간(116)내에 분할철심(102)이 적층 완료한 후, 좌측 및 우측블록(112,114)의 상면에 걸쳐 상부판(122)을 체결시키면, 상부판(122)의 리벳팅 실시홀(124)과 각 분할철심(102)의 리벳결합홀(107)이 상하로 일치되는 상태가 된다.

다음으로, 상기 상부판(122)의 리벳팅 실시홀(124)을 통하여 분할철심(102)의 리벳결합홀(107)내에 일정 길이의 리벳(126)을 삽입한다(도 2d 참조).

이때, 상기 리벳팅을 위하여 채택된 리벳(126)은 분할철심(102)의 리벳결합홀(107)내에 삽입될 정도의 길이로 구비되고, 바람직하게는 와전류 발생을 방지하기 위하여 비자성 재료인 황동 재질로 된 리벳(126)을 사용하는 것이 좋다.

이어서, 상기와 같이 상부판(122)의 리벳팅 실시홀(124)을 통하여 각 분할철심(102)의 리벳결합홀(107)내에 일정 길이의 리벳(126)을 삽입한 후, 리벳팅 실시홀(124)의 입구로 돌출된 리벳(126)의 상단에 대한 리벳건(미도시됨)을 밀착시켜 리벳팅을 실시함으로써, 분할철심(102)의 원호형 요크(104)가 일체로 접합되는 상태가 된다.

연이어, 상기 분할철심(102)의 치(106) 부분을 일체로 접합시키는 단계가 진행된다.

즉, 상기 적층공간(116)을 통하여 좌측 및 우측블럭(112,114)의 정면으로 돌출된 분할철심(102)의 치(106) 부분을 레이저 용접을 실시하여 일체로 접합시키되, 돌출된 치의 양쪽 부분에서 그 상하방향을 따라 레이저 용접을 실시함으로써, 분할철심(102)의 치(106) 부분이 일체로 접합되는 상태가 된다.

또는, 상기 분할철심(102)의 치(106) 부분을 일체로 접합시키는 다른 방법으로서, 진공함침 방법이 채택될 수 있다.

즉, 도면에는 미도시되었지만, 진공상태로 유지되는 진공함침조를 구비하고, 진공상태의 진공함침조내에서 좌측 및 우측블럭(112,114)의 정면으로 돌출된 적층된 치의 양쪽 부분에 도 5에 도시된 바와 같이 에폭시를 도포한 다음, 진공함침조의 진공상태를 해제함으로써, 기압차에 의하여 에폭시가 적층된 치(106)와 치(106) 사이로 침투되어, 각 치(106)들이 상호 접착되는 상태가 된다.

이와 같이, 상기 분할철심(102)의 원호형 요크(104)를 리벳팅으로 접합하는 동시에 치(106) 부분을 레이저 용접 또는 진공함침에 의한 에폭시로 접합시키는 단계가 종료된 후, 상부판(122) 및 하부판(120)을 분리시킴과 함께 좌측 및 우측블럭(112,114)을 상호 분리시킴으로써, 첨부한 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 본 발명의 분할형 코어(100)가 완성된다.

이어서, 상기 분할형 코어(100)에 코일을 권선하기 전에 비정질 재질의 철심에 대한 철손 손실을 극소화시키기 위하여 약 300℃ ~ 400℃ 로 분할형 코어(100)를 열처리하는 단계가 진행된다.

물론, 상기 비정질 재질의 철심은 철손을 줄이기 위하여 비결정화된 재료로 채택된 것이지만, 철손 손실을 더욱 극소화시키기 위하여 코일 권선 단계 전에 열처리를 실시하는 것이 바람직하다.

다음으로, 첨부한 도 4에서 보듯이 위와 같이 완성된 분할형 코어(100)의 치(106) 부분에 코일(130)을 권선하는 단계가 더 진행되는 바, 분할형 코어(100)의 치(106) 주변에 어떠한 간섭물이 존재하지 않고, 주변 작업공간을 용이하게 확보할 수 있으므로, 분할형 코어(100)의 치(106)에 코일(130)을 감아주는 권선 작업이 매우 수월하면서도 신속하게 진행될 수 있다.

다시 말해서, 다수의 비정질 철심(102b) 위에 기준판(102a)을 적층하여 상호 접합시킨 분할형 코어(100)를 완성시킨 상태에서, 치(106) 부분에 어떠한 간섭없이 코일을 손쉽게 권선시킬 수 있으므로, 기존에 치와 치 사이의 협소한 슬롯공간을 통하여 코일을 삽입하며 권선하던 방식에 비하여 코일 권선 작업에 대한 작업성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

한편, 상기와 같이 코일까지 권선되어 최종 완성된 분할형 코어(100)의 각 분할철심(102)의 원호형 요크(104)에서 그 좌측 및 우측면에는 각각 분할형 코어(100)의 상호 조립을 위한 돌기(108) 및 요홈(109)이 형성되는 바, 첨부한 도 6에 도시된 바와 같이 각 분할형 코어(100)들의 돌기(108) 및 요홈(109)을 상호 삽입 체결하여 접합시킴으로써, 원형 링 구조의 고정자 코어를 포함하는 전동기를 완성시킬 수 있다.

100 : 분할형 코어 102 : 분할철심
102a : 기준판 102b : 비정질 재질의 철심
104 : 원호형 요크 106 : 치
107 : 리벳결합홀 108 : 돌기
109 : 요홈 110 : 분리형 지그장치
112 : 좌측블록 114 : 우측블록
116 : 적층공간 116a : 원호공간
116b : 직선공간 118 : 조립홀
119 : 핀홀
120 : 하부판 122 : 상부판
124 : 리벳팅 실시홀 126 : 리벳
128 : 에폭시 130 : 코일

Claims (14)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 각 내면에 분할철심(102)를 적층하기 위한 적층공간(116)이 형성된 좌측블럭(112) 및 우측블럭(114)을 상호 조립하는 단계와;
   적층공간(116)의 저부가 밀폐되도록 좌측블럭(112) 및 우측블럭(114)의 저면에 하부판(120)을 조립하는 단계와;
   상기 적층공간(116)내에 다수의 비정질 철심(102b)을 삽입 적층시켜 분할철심(102)을 구성하는 단계와;
   좌측블럭(112) 및 우측블럭(114)의 상면에 상부판(122)을 조립시키되, 상부판(112)의 리벳팅 실시홀(124)과 분할철심(102)의 리벳결합홀(107)을 일치시키며 조립시키는 단계와;
   상기 상부판(122)의 리벳팅 실시홀(124)을 통하여 분할철심(102)의 리벳결합홀(107)내에 일정 길이의 리벳(126)을 삽입한 후, 리벳팅 실시홀(124)의 입구로 돌출된 리벳(126)의 상단에 대한 리벳팅을 실시하는 단계와;
   상기 적층공간(116)을 통하여 좌측 및 우측블럭(112,114)의 정면으로 돌출된 분할철심(102)의 치(106) 부분을 일체로 접합시키는 단계;
   를 포함하고,
   상기 분할철심(102)의 치(106) 부분을 일체로 접합시키는 단계는:
   진공상태로 유지되는 진공함침조내에서 좌측 및 우측블럭(112,114)의 정면으로 돌출된 적층된 치의 양쪽 부분에 에폭시를 도포한 후, 진공함침조의 진공상태를 해제하는 동시에 에폭시가 적층된 치와 치 사이로 침투되어 접착시키는 방식으로 진행되는 것을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 분할철심(102)의 치(106) 부분을 일체로 접합시키는 단계는:
   좌측 및 우측블럭(112,114)의 정면으로 돌출된 치의 양쪽 부분에서 그 상하방향을 따라 레이저 용접을 실시하는 방식으로 진행되는 것을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법.
   
6. 삭제
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 리벳팅 및 치(106) 부분을 일체로 접합시키는 단계가 종료된 후, 좌측 및 우측블럭(112,114)을 상호 분리시켜서, 완성된 분할형 코어(100)에 코일(130)을 권선하되, 분할형 코어(100)의 치(106) 부분에 코일(130)을 감아주도록 한 코일 권선 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법.
   
8. 청구항 4에 있어서,
   상기 분할철심(102)은 원호형 요크(104)와, 원호형 요크(104)의 내주면 중앙 위치에 일체로 돌출 형성된 치(106)로 구성된 것을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법.
   
9. 청구항 4 또는 청구항 8에 있어서,
   상기 분할철심(102)의 원호형 요크(104)의 좌측 및 우측면에는 각각 완성된 분할형 코어(100)의 상호 조립을 위한 돌기(108) 및 요홈(109)이 형성된 것을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법.
   
10. 청구항 4 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 분할철심(102)은 다수의 비정질(amorphous) 재질의 철심(102b)이 적층된 것으로 구성되고, 비정질 재질의 철심(102b)의 상부 및 하부에는 서스(SUS) 또는 실리콘 전기강판 재질의 기준판(102a)이 적층되는 것을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법.
    
11. 청구항 4에 있어서,
    상기 적층공간(116)은 좌측 및 우측블럭(112,114)이 상호 조립된 상태에서 분할철심(102)의 삽입 적층을 위한 공간으로 형성되고, 내부의 원호공간(116a) 및 이 원호공간(116a)으로부터 연장되어 좌측 및 우측블럭(112,114)의 정면을 향하여 개방된 직선공간(116b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법.
    
12. 청구항 4 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 분할철심(102)의 적층시, 분할철심(102)의 원호형 요크(104)가 원호공간(116a)에 삽입 적층되고, 치(106) 부분이 직선공간(116b)에 삽입 적층되는 동시에 치 부분에 대한 접합을 위하여 좌측 및 우측블럭(112,114)의 정면을 향하여 돌출되는 상태가 되도록 한 것을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법.
    
13. 청구항 4에 있어서,
    상기 리벳팅을 실시하는 단계에서 사용되는 리벳(126)은 비자성체인 황동 재질의 리벳으로 채택된 것임을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법.
    
14. 청구항 7에 있어서,
    상기 분할형 코어(100)에 코일을 권선하기 전에 비정질 재질의 철심에 대한 철손 손실을 극소화시키기 위하여, 300℃ ~ 400℃ 로 분할형 코어(100)를 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 코어 제조 방법.

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