KR101551363B1 - 코일 권선장치 및 방법과, 이를 이용하여 제조되는 스테이터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 코일 권선장치는 일측에 제1티스부가 형성되고, 타측에 제2티스부가 형성되며 중앙에 관통홀을 갖는 구획부가 형성되는 분할 코어가 일정 간격을 두고 일렬로 고정되는 권선 지그와, 상기 권선 지그의 일측에 배치되어 상기 제1티스부에 제1코일을 권선하는 제1코일 권선기와, 상기 권선 지그의 타측에 배치되어 상기 제2티스부에 제2코일을 권선하는 제2코일 권선기로 구성되어, 복수의 분할 코어의 일측에 제1코일을 연속적으로 권선하고, 분할 코어의 타측에 제2코일을 연속적으로 권선함으로써, 분할 코어들 사이의 코일을 연결하기 위한 커넥터 및 납땜을 최소화할 수 있다.

Description

코일 권선장치 및 방법과, 이를 이용하여 제조되는 스테이터{COIL WINDING APPARATUS, COIL WINDING METHOD AND STATOR}

본 발명은 제1코일과 제2코일을 연속적으로 권선할 수 있는 코일 권선장치 및 방법과, 이를 이용하여 제조되는 스테이터에 관한 것이다.

종래의 코일 권선장치는 한국 공개특허공보 10-1318155(2013년 10월 08일)에 개시된 바와 같이, 상하 방향으로 높낮이를 조절하기 위해 상하 이동실린더가 구비되고, 가장자리 부분에는 반홈이 형성된 플레이트와, 상기 플레이트의 반홈으로 삽입되어서 상기 플레이트를 지지하는 지지체와, 상기 플레이트 상면에 적어도 두 개 이상 설치되어서 고정자의 티스에 권선되는 코일을 걸어서 고정자의 상면 외측으로 인출하기 위한 인출수단을 포함한다.

상기 인출수단은 상기 플레이트 상면에 설치되는 프레임과, 상기 프레임 상에 설치되어서 전후 방향으로 이동 작동되는 전후 이동실린더와, 상기 전후 이동실린더에 결합되어서 전후 방향으로 이동 작동되되, 끝단부가 오므라지거나 벌어지는 작동을 하는 집게부가 구비된 집게 실린더와, 상기 집게 실린더의 집게부에 설치되며, 끝단부가 일측으로 절곡된 형상을 가지되 상기 전후 이동실린더와 집게 실린더의 동작으로 인해 권선된 코일을 걸어서 인출하는 후크부재를 포함하여 구성된다.

이와 같은 종래의 코일 권선장치는 복수의 코일 인출기가 구비되고, 고정자에 형성되는 복수의 티스에 각각에 코일을 권선하기 때문에 각각의 티스에 권선되는 코일들 사이는 분리되고, 이로 인해 각각의 티스들 사이의 코일을 상호 연결하기 위해 커넥터를 사용하거나 납땜을 해야되므로 구조가 복잡하고, 생산성이 저하되며 생산원가가 증가하는 문제가 있다.

한국 공개특허공보 10-1318155(2013년 10월 08일)

본 발명의 목적은 스테이터 코어의 일측에 제1코일을 권선함과 동시에 스테이터 코어의 타측에 제2코일을 권선함으로써, 권선시간을 줄일 수 있고, 이에 따라 생산성을 향상시킬 수 있는 코일 권선장치 및 방법과, 이를 이용하여 제조되는 스테이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 분할 코어를 일정 간격으로 배열한 후 복수의 분할 코어의 일측에 제1코일을 연속적으로 권선하고, 분할 코어의 타측에 제2코일을 연속적으로 권선함으로써, 분할 코어들 사이의 코일을 연결하기 위한 커넥터 및 납땜을 최소화할 수 있는 코일 권선장치 및 방법과, 이를 이용하여 제조되는 스테이터에 관한 것이다.

본 발명의 코일 권선장치는 제1티스부, 제2티스부 및 관통홀이 형성된 구획부를 구비하는 분할 코어가 일정 간격을 두고 고정되는 권선 지그와, 상기 권선 지그의 일측에 배치되어 상기 제1티스부에 제1코일을 권선하는 제1코일 권선기와, 상기 권선 지그의 타측에 배치되어 상기 제2티스부에 제2코일을 권선하는 제2코일 권선기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 권선 지그 또는 제1코일 권선기 및 제2코일 권선기를 직선 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1코일 권선기 및 제2코일 권선기는 일직선 상에 위치되어 분할 코어에 제1코일과 제2코일이 동시에 권선될 수 있다.

상기 권선 지그는 상기 분할 코어의 하면에 배치되고 상기 관통홀에 삽입되는 고정핀이 일렬로 일정 간격을 두고 설치되는 하부 지그와, 상기 분할 코어의 상면에 배치되고, 상기 고정핀이 삽입되는 삽입홈이 일정 간격을 두고 형성되는 상부 지그와, 상기 하부 지그 및 상부 지그의 전면이 고정되는 전방 고정판과, 상기 하부 지그 및 상부 지그의 후면이 고정되는 후방 고정판을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 하부 지그의 상면 및 상부 지그의 하면은 상기 분할 코어의 구획부에 접촉되고, 상기 분할 코어는 상기 권선 지그의 길이방향과 직각으로 배열될 수 있다.

본 발명의 코일 권선방법은 복수의 분할 코어를 권선 지그에 고정시키는 단계와, 상기 분할 코어의 제1티스부에 제1코일을 권선함과 동시에 상기 분할 코어의 제2티스부에 제2코일을 권선하는 단계와, 상기 권선지그를 직선 이동하여 복수의 분할 코어의 제1티스부에 제1코일을 연속적으로 권선함과 동시에 제2티스부에 제2코일을 연속적으로 권선하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 분할 코어를 권선 지그에 고정하는 단계는 분할 코어의 관통홀에 하부지그의 고정핀을 삽입하여 하부 지그에 복수의 분할 코어를 고정하는 단계와, 상부 지그의 삽입홈에 고정핀을 삽입하여 분할 코어의 상면에 상부 지그를 고정하는 단계와, 상기 하부 지그 및 상부 지그의 전면에 전방 고정판을 결합하는 단계와, 상기 하부 지그 및 상부 지그의 후면에 후방 고정판을 결합하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 스테이터는 환형으로 배열되는 복수의 분할 코어와, 상기 분할 코어의 외주면에 감싸지는 비자성체인 보빈과, 상기 분할 코어의 제1티스부에 권선되는 제1코일과, 상기 분할 코어의 제2티스부에 권선되는 제2코일과, 상기 분할 코어를 환형으로 지지하는 스테이터 지지체를 포함하고, 상기 복수의 분할 코어의 제1티스부에 권선되는 제1코일 사이는 연속 권선에 의해 제1리드선으로 연결되고, 상기 복수의 분할 코어의 제2티스부에 권선되는 제2코일 사이는 연속 권선에 의해 제2리드선으로 연결될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 코일 권선장치는 스테이터 코어의 일측에 제1코일을 권선함과 동시에 스테이터 코어의 타측에 제2코일을 권선함으로써, 권선시간을 줄일 수 있고, 이에 따라 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 코일 권선장치는 분할 코어를 일정 간격으로 배열한 후 복수의 분할 코어의 일측에 제1코일을 연속적으로 권선하고, 분할 코어의 타측에 제2코일을 연속적으로 권선함으로써, 분할 코어들 사이의 코일을 연결하기 위한 커넥터 및 납땜을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일이 권선되는 분할 코어가 일렬로 배열된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 권선장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일이 감겨진 분할 코어의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 코어의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 권선장치의 하부 지그의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 권선장치의 분해 사시도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 권선 지그에 분할 코어를 조립하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 납땜 부위 및 커넥터 연결부를 나타낸 스테이터의 평면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 코일 권선장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 권선 지그의 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 코일 권선장치는 분할 코어(10)가 일정 간격으로 직선으로 배열되도록 분할 코어(10)가 고정되는 권선 지그(20)와, 권선 지그(20)의 일측에 배치되어 분할 코어(10)의 일측에 제1코일(12)을 권선하는 제1코일 권선기(30)와, 권선 지그(20)의 타측에 배치되어 분할 코어(10)의 타측에 제2코일(14)을 권선하는 제2코일 권선기(40)를 포함한다.

그리고, 권선 지그(20)를 직선 이동시키는 구동부(미도시)가 더 구비될 수 있다.

분할 코어(10)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1코일(12)이 감겨지는 제1티스부(310)와, 제1티스부(310)의 반대쪽에 형성되어 제2코일(14)이 감겨지는 제2티스부(312)와, 제1티스부(310)와 제2티스부(312) 사이를 구획하는 구획부(314)와, 구획부(314)의 측방향 양쪽 끝부분에 형성되어 분할 코어들(10) 사이를 상호 연결하는 결합부를 포함한다.

그리고, 분할 코어(10)의 외면에는 보빈(64)이 감싸지게 일체로 형성된다.

구획부(314)의 중앙에는 관통홀(332)이 형성되어 제1코일(12)에 의해 형성되는 제1자기 회로와 제2코일(14)에 의해 형성되는 제2자기 회로가 서로 간섭되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 관통홀(332)은 원형 이외에 슬롯 형태로 구획부(314)의 측방향으로 길게 형성되는 것도 가능하다.

분할 코어들(10) 사이는 자기회로를 형성할 수 있도록 상호 직접 연결된 구조를 가져야된다. 따라서, 결합부는 분할 코어들(10) 사이가 서로 통전될 수 있도록 직접 연결된 구조를 갖는다.

이러한 결합부는 일 예로, 구획부(314)의 일측에 결합돌기(322)가 돌출되게 형성되고, 구획부(314)의 타측에는 상기 결합돌기(322)가 끼움결합되는 결합홈(320)이 형성되어, 결합돌기(322)를 결합홈(320)에 끼워 조립하면 스테이터 코어들(10)이 방사상으로 배열되고, 상호 직접 연결된 구조를 갖게 된다.

이와 같은 본 발명의 분할 코어는 더블 로터/더블 스테이터 타입의 모터에 적용되는 것으로, 제1코일(12)과 제2코일(14)은 서로 독립적으로 권선되어 제1코일(12)로는 제1전원이 인가되고, 제2코일(14)로는 제2전원이 인가된다.

권선 지그(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 분할 코어(10)의 하면에 고정되어 복수의 분할 코어(10)가 일렬로 일정 간격을 두고 배열되는 하부 지그(24)와, 분할 코어(10)의 상면에 장착되어 분할 코어를 고정하는 상부 지그(22)와, 하부 지그(24) 및 상부 지그(22)의 일단이 고정되는 전방 고정판(26)과, 하부 지그(24) 및 상부 지그(22)의 타단이 고정되는 후방 고정판(28)을 포함한다.

하부 지그(24)는 도 5에 도시된 바와 같이, 바 형태이고, 그 상면은 분할 코어(10)의 구획부(314)에 접촉될 수 있도록 폭이 좁은 형태로 형성되며, 그 상면에는 분할 코어(10)의 관통홀(332)이 삽입되는 고정핀(70)이 일정 간격을 두고 고정된다.

하부 지그(24)의 고정핀(70)에 분할 코어(10)의 관통홀(332)을 삽입하면 하부 지그(24)에 복수의 분할 코어가 일정 간격을 두고 배열되므로 분할 코어를 배열하기 편리하다.

이때, 분할 코어(10)는 하부 지그(24)와 직각방향으로 설치되어 분할 코어(10)의 제1티스부(310)는 하부 지그(24)의 일면에 배치되고, 분할 코어(10)의 제2티스부(312)는 하부 지그(24)의 타측에 배치된다.

상부 지그(22)는 도 6에 도시된 바와 같이, 하부 지그(24)와 동일한 바 형태로 형성되고, 그 하면에 고정핀(70)이 삽입되는 고정홈(72)이 일정 간격으로 형성된다. 상부 지그(22)를 분할 코어(10)의 상면에 안착시키면 고정핀(70)이 상부 지그(22)의 고정홈(72)에 삽입되어 상부 지그(22)가 분할 코어(10)의 상면에 안착되어 분할 코어(10)를 고정시킨다.

전방 고정판(26) 및 후방 고정판(28)은 수직으로 세워진 평판 형태로 형성되어 그 일면에는 상부 지그(22)의 양단이 끼움 고정되는 제1끼움홈(74)과, 하부 지그(24)의 양단이 끼움 고정되는 제2끼움홈(76)이 각각 형성된다.

구동부는 권선 지그를 직선 이동시킬 수 있는 어떠한 구동부도 적용이 가능하다. 일 예로, 구동부는 권선 지그와 랙기어 및 피니언 기어로 연결되어 회전시 권선 지그를 직선 이동시키는 스텝 모터 타입, 실린더 내부로 유압을 공급하여 피스톤 로드를 직선 이동시켜 권선 지그를 직선 이동시키는 유압 실린더 타입 등 다양한 타입이 적용될 수 있다.

이와 같이, 구성되는 권선 지그에 분할 코어를 조립하는 과정을 다음에서 설명한다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 권선 지그에 분할 코어를 조립하는 과정을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 하부 지그(24)의 고정핀(70)에 분할 코어(10)의 관통홀(332)을 삽입하여 하부 지그(24)에 길이방향으로 복수의 분할 코어(10)를 일렬로 정렬시킨다.

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 분할 코어(10)의 상면에 상부 지그(22)를 조립한다. 즉, 하부 지그(24)의 고정핀(70) 상단에 상부 지그(22)의 고정홈(72)을 삽입하여 분할 코어(10)의 상면에 상부 지그(22)를 고정한다.

그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 지그(22)의 양단에 전방 고정판(26) 및 후방 고정판(28)의 제1끼움홈(74)에 끼움 결합함과 아울러 하부 지그(24)의 양단에 전방 고정판(26) 및 후방 고정판(28)의 제2끼움홈(76)을 끼움 결합하면 권선 지그(20)의 조립이 완료된다.

이와 같이, 조립이 완료된 권선 지그(20)를 제1코일 권선기(30)와 제2코일 권선기(40) 사이에 배치한 후 제1코일 권선기(30) 및 제2코일 권선기(40)를 작동시키면 제1티스부(310)에 제1코일(12)이 권선되고, 제2티스부(312)에 제2코일(14)이 권선된다.

하나의 분할 코어(10)에 코일을 권선하는 작업이 완료되면, 권선지그(20)가 직선 이동되어 다음에 배치되는 분할 코어가 제1코일 권선기(30) 및 제2코일 권선기(40)에 위치되고, 제1코일 권선기(30) 및 제2코일 권선기(40)는 다음 분할 코어의 제1티스부(310)와 제2티스부(312)에 제1코일(12) 및 제2코일(14)을 각각 권선한다.

이때, 분할 코어들 사이는 코일이 연속하여 권선되므로 제1코일(12)은 제1리드선(13)으로 연결되고, 제2코일(14)은 제2리드선(15)으로 연결된다. 이때, 제1리드선(13) 및 제2리드선(15)의 길이는 분할 코어들을 방사상으로 배열할 때 분할 코어들 사이의 간격과 거의 일치되는 길이를 갖는다.

이와 같이, 분할 코어들 사이의 간격과 리드선의 간격이 일치되므로 분할 코어들 사이에 리드선이 남아서 복잡해지는 것을 방지할 수 있고, 분할 코어들 사이가 연속적으로 권선되므로 각각의 분할 코어에 권선된 코일 사이를 연결하기 위한 납땜이나 커넥터 사용을 최소화할 수 있다.

삭제

삭제

삭제

삭제

복수의 분할 코어(10)는 3상일 경우 U,V,W 각 상에 대응하는 3세트의 분할 코어 조립체를 제조한다. 즉, U, V, W 각 상의 분할 코어들이 각 상별로 돌아가면서 교대로 배열된다. 이때, 각 상별 분할 코어들(10) 사이는 길이가 비교적 긴 리드선(13,15)으로 연결된다.

이와 같이, 제조되는 스테이터는 도 10에 도시된 바와 같이, 분할 코어(10)의 제1티스부(310)에 권선되는 제1코일(12)은 제1커넥터(90) 및 제1커먼단(92)에 연결되고, 분할 코어(10)의 제2티스부(312)에 권선되는 제2코일(14)은 제2커넥터(94) 및 제1커먼단(96)에 연결된다. 따라서, 납땜 부위 및 커넥터 연결부가 4군데만 있으면 되므로 납땜 공정을 최소화할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10: 분할 코어 12: 제1코일
14: 제2코일 13: 제1리드선
15: 제2리드선 20: 권선 지그
22: 상부 지그 24: 하부 지그
26: 전방 고정판 28: 후방 고정판
30: 제1코일 권선기 40: 제2코일 권선기

Claims (8)

1. 제1티스부, 제2티스부 및 관통홀이 형성된 구획부를 구비한 분할 코어가 일정 간격을 두고 고정되는 권선 지그;
   상기 권선 지그의 일측에 배치되어 상기 제1티스부에 제1코일을 권선하는 제1코일 권선기; 및
   상기 권선 지그의 타측에 배치되어 상기 제2티스부에 제2코일을 권선하는 제2코일 권선기를 포함하는 코일 권선장치로서,
   상기 권선 지그는 상기 분할 코어의 하면에 배치되고 상기 관통홀에 삽입되는 고정핀이 일정 간격을 두고 설치되는 하부 지그와,
   상기 분할 코어의 상면에 배치되고, 상기 고정핀이 삽입되는 삽입홈이 일정 간격을 두고 형성되는 상부 지그와,
   상기 하부 지그 및 상부 지그의 전면이 고정되는 전방 고정판과,
   상기 하부 지그 및 상부 지그의 후면이 고정되는 후방 고정판을 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 권선장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 권선 지그 또는 제1코일 권선기 및 제2코일 권선기를 이동시키는 구동부를 더 포함하는 코일 권선장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1코일 권선기 및 제2코일 권선기는 일직선 상에 위치되어 분할 코어에 제1코일과 제2코일이 동시에 권선되는 것을 특징으로 하는 코일 권선장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 하부 지그의 상면 및 상부 지그의 하면은 상기 분할 코어의 구획부에 접촉되고,
   상기 분할 코어는 상기 권선 지그의 길이방향과 직각으로 배열되는 것을 특징으로 하는 코일 권선장치.
6. 제1티스부, 제2티스부 및 관통홀이 형성된 구획부를 구비한 복수의 분할 코어를, 하부 지그와 상부 지그 및 상기 하부 지그와 상부 지그의 전면이 고정되는 전방 고정판과 상기 하부 지그 및 상부 지그의 후면이 고정되는 후방 고정판을 포함하는 권선 지그에 고정하는 단계;
   상기 분할 코어의 제1티스부에 제1코일을 권선함과 동시에 제2티스부에 제2코일을 권선하는 단계; 및
   상기 권선지그를 이동하여 복수의 분할 코어의 제1티스부에 제1코일을 연속적으로 권선함과 동시에 제2티스부에 제2코일을 연속적으로 권선하는 단계를 포함하는 코일 권선방법으로서,
   상기 복수의 분할 코어를 권선 지그에 고정하는 단계는,
   분할 코어의 관통홀에 하부 지그의 고정핀을 삽입하여 하부 지그에 복수의 분할 코어를 고정하는 단계;
   상부 지그의 삽입홈에 고정핀을 삽입하여 분할 코어의 상면에 상부 지그를 고정하는 단계;
   상기 하부 지그 및 상부 지그의 전면에 전방 고정판을 결합하는 단계; 및
   상기 하부 지그 및 상부 지그의 후면에 후방 고정판을 결합하는 단계를 포함하는 코일 권선방법.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
7. 삭제
8. 삭제

Images