KR101880256B1 - 돌극형 회전자의 코일 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 돌극형 회전자의 코일 유닛을 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 플랫 바(Falt Bar)에 일정간격을 두고 가압라인과 둔각을 가지는 곡선라인을 형성한 후, 곡선라인의 연속적인 벤딩(bending)을 통해 예각을 가지는 코너부가 마련되는 사각형태의 다단 적층형 코일 유닛을 구성하는 한편, 그 적층에 따른 정렬은 플랫 바의 측부에 형성되는 가압라인의 가압을 통해 홈과 돌기로 이루어지는 적층정렬부에 의해 일정하게 조절되도록 하고, 적층정렬부의 홈에 코일 유닛 고정을 위한 브레이싱(bracing) 체결이 이루어지도록 구성한 것으로, 이에따라 코일 유닛의 냉각 면적을 증가시키고, 일정턴수를 가지도록 다단 적층되는 사각형태의 코일 유닛을 브레이징(brazing) 작업없이 손쉽게 제작할 수 있도록 하고, 코일 유닛 제작시의 절단 작업 최소화를 통해 회전자 코일 유닛의 제작에 따른 공수를 감소시켜 이로인한 생산비를 절감하는 것이다.

Description

돌극형 회전자의 코일 유닛{Coil unit of salient pole type rotor}

본 발명은 돌극형 회전자의 코일 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정길이를 가지는 플랫 바(Falt Bar)에 가압라인과 둔각을 가지는 곡선라인을 일정간격을 두고 연속 형성하면서, 둔각을 가지는 곡선라인의 연속적인 벤딩(bending)을 통해 일정 턴수를 가지는 코일 유닛을 제작하여, 일정 턴수를 가지는 코일 유닛을 브레이징(brazing) 작업없이 손쉽게 제작할 수 있도록 하는 한편, 코일 유닛을 가압라인이 있는 턴과 가압라인이 없는 턴으로 층을 이루도록 구성하면서, 가압라인이 있는 턴에 가압으로 돌출된 라인을 전극체(pole body)에 밀착시킴으로써 상대적으로 직선라인이 돌출되게 하여 냉각효과를 증대시키고, 코일 유닛 고정 목적으로 브레이싱(bracing) 체결면을 확보하기 위한 별도의 코일 절단없이 가압으로 형성된 홈에 브레이싱(bracing)을 체결할 수 있도록 하여 자재 손실 및 가공비용을 줄여 제품을 경제적으로 제작할 수 있도록 하는 돌극형 회전자의 코일 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 전동기는 전기에 의해 자기를 발생시키는 코일이 권선된 고정자(stator)와 그 고정자와의 상호 전자기력에 의해 회전되는 회전자(rotor)를 포함하는 것이고, 발전기는 계자코일에 의해 자속이 발생된 회전자를 엔진의 동력으로 회전시키면서 코일에 교류를 유기시키는 장치로, 원통형의 고정자(Stator)와, 상기 고정자의 중심에서 회전되면서 교류를 유기시키기 위한 회전자(Rotor)를 포함하는 것이다.

이와 같이 전동기 및 발전기에는 회전자가 구비되고, 특히 대용량 발전기나 고압 전동기에는 회전자 코일 유닛이 회전자 코어 외부로 돌출되는 돌극형 회전자를 사용하고 있으며, 이러한 돌극형 회전자의 코어에는 권선형 코일 또는 다단 적층의 구조를 이루는 코일 유닛이 적용되는 것이다.

이때, 다단 적층 구조의 회전자 코일 유닛은 냉각 효과를 증대시키고 돌극형 회전자의 코일 권선량을 줄여 재료비를 절감하도록 일정길이를 가지는 직선형태의 플랫 바(Flat Bar)를 사각 형태로 다단 적층한 후 회전자 코어에 결합시키는 것으로, 종래에는 이러한 코일 유닛(A)을 제작시, 첨부된 도 1에서와 같이 폭이 넓고 얇은 직선형태의 플랫 바(Falt Bar)를 사각 형태로 다단 적층시킬 때 그 적층이 연속적으로 이루어지는 것이 아니라, 직선형태로서 일정길이로 절단된 하나의 플랫 바(f1) 단부와 다른 하나의 플랫 바(f2) 단부를 맞닿도록 한 후 그 맞닿은 부분(P)을 브레이징(Brazing) 작업을 통해 연결시키면서, 순차적으로 원하는 턴수를 가지는 사각형태의 코일 유닛(A)이 완성될 수 있는 것이다.

또한, 종래의 코일 유닛(A)은 냉각 효과 증대를 위해 플랫 바(Flat Bar)의 폭을 다르게 함으로써 적층시 상대적으로 폭이 넓은 플랫 바(Flat Bar)가 돌출되도록 하기 구조이며, 고정을 위해 브레이싱(Bracing) 체결면이 절단된 구조를 가지는 것이다.

그러나, 종래 돌극형 회전자를 구성하는 코일 유닛(A)을 사각 형태로 다단 적층하여 일정 턴수로 구성하기 위해서는, 일정길이로 절단된 다수의 플랫 바(f1,f2,…,fn) 단부들의 서로 맞닿은 부분(P)을 지그 등의 보조물을 통해 고정하면서 브레이징 작업을 통해 연결하는 공정이 필요하고, 서로 다른 폭을 가지는 플랫 바를 필요로 하며, 회전자 코어에 코일 유닛(A)을 결합시킨 후 브레이싱(bracing)으로 상기 코일 유닛(A)을 고정하여야 하므로, 플랫 바(f1,f2,…,fn)의 브레이싱 체결면은 별도로 절단하는 공정이 필요로 하게 되면서, 제작 공수의 증가 및 이로인한 생산비가 증가되는 단점을 가지고 있었다.

공개특허공보 제 10-2002-0074515 호(공개일 2002.09.30) 공개특허공보 제 10-2008-0075114 호(공개일 2008.08.14) 공개특허공보 제 10-2014-0029871 호(공개일 2014.03.11) 공개특허공보 제 10-2015-0034876 호(공개일 2015.04.06)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 플랫 바(Falt Bar)에 일정간격을 두고 가압라인과 둔각을 가지는 곡선라인을 형성한 후, 곡선라인의 연속적인 벤딩(bending)을 통해 예각을 가지는 코너부가 마련되는 사각형태의 다단 적층형 코일 유닛을 구성하는 한편, 그 적층에 따른 정렬은 플랫 바의 측부에 형성되는 가압라인의 가압을 통해 홈과 돌기로 이루어지는 적층정렬부에 의해 일정하게 조절되도록 하고, 적층정렬부의 홈에 코일 유닛 고정을 위한 브레이싱(bracing) 체결이 이루어지도록 구성함으로써, 일정턴수를 가지도록 다단 적층되는 사각형태의 코일 유닛을 브레이징(brazing) 작업없이 손쉽게 제작할 수 있도록 하고, 코일 유닛 제작시의 절단 작업 최소화를 통해 회전자 코일 유닛의 제작에 따른 공수를 감소시켜 이로인한 생산비를 절감할 수 있도록 하는 돌극형 회전자의 코일 유닛을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 돌극형 회전자의 코일 유닛은, 연속적인 다단 적층을 통해 일정 턴수를 가지는 사각형태의 코일층;과, 상기 코일층에 마련되며, 예각의 곡선라인을 가지는 코너부;와, 상기 코일층의 직선면에 어느 한 방향으로 마련된 적층정렬부;를 포함하되, 상기 코너부는, 플랫 바를 벤딩하여 마련하되, 상기 플랫 바는, 상기 코너부가 상하방향으로 연속적으로 직교하며 적층되도록 벤딩되고, 상기 코너부가 상하방향으로 서로 접촉하도록 다단 적층될 수 있다.

또한, 상기 코일층은 직선형태인 상기 플랫 바의 연속적인 벤딩을 통해 연속적으로 다단 적층되면서 일정 턴수를 가지고, 상기 코너부는 상기 플랫 바에서 일정간격을 두고 연속 형성되는 둔각의 곡선라인이 연속적으로 직교되게 벤딩하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 적층정렬부는 상기 플랫 바에서 일정간격을 두고 상기 코너부의 사출 성형이 이루어질 때 상기 플랫 바의 측부에 형성되는 가압라인의 가압을 통해 홈과 돌기로 형성될 수 있다.

또한, 상기 적층정렬부의 홈과 돌기는 다단 적층되는 코일층의 밀착력 증대를 위해 ㄷ자형으로 구성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 플랫 바에 일정간격을 두고 가압라인과 둔각을 가지는 곡선라인을 형성한 후, 곡선라인의 연속적인 벤딩을 통해 예각을 가지는 코너부가 마련되는 사각형태의 다단 적층형 코일 유닛을 구성하는 한편, 그 적층에 따른 정렬은 플랫 바의 측부에 형성되는 가압라인의 가압을 통해 홈과 돌기로 이루어지는 적층정렬부에 의해 일정하게 조절되도록 하고, 적층정렬부의 홈에 코일 유닛 고정을 위한 브레이싱(bracing) 체결이 이루어지도록 구성한 것이며, 이를 통해 코일 유닛의 냉각 면적을 증가시키고, 일정턴수를 가지도록 다단 적층되는 사각형태의 코일 유닛을 브레이징 작업없이 손쉽게 제작할 수 있도록 하고, 코일 유닛 제작시의 절단 작업 최소화를 통해 회전자 코일 유닛의 제작에 따른 공수를 감소시켜 이로인한 생산비를 절감하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 종래 돌극형 회전자에서 브레이징으로 다단 적층되는 코일 유닛의 구조도.
도 2는 본 발명의 실시예로 다단 적층으로 일정 턴수를 가지는 코일 유닛의 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예로 다단 적층으로 일정 턴수를 가지는 코일 유닛의 측면 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예로 돌극형 회전자의 코일 유닛을 제작하기 위한 플랫 바의 평면 구조도.
도 5는 본 발명의 실시예로 적층고정부와 예각의 코너부를 가지는 사각형태의 코일 유닛을 제작하는 상태를 보인 공정도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예로 다단 적층으로 일정 턴수를 가지는 코일유닛의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예로 다단 적층으로 일정턴수를 가지는 코일유닛의 측면 개략도이며, 도 4는 본 발명의 실시예로 돌극형 회전자의 코일유닛을 제작하기 위한 플랫 바의 평면 구조도이고, 도 5는 본 발명의 실시예로 적층고정부와 예각의 코너부를 가지는 사각형태의 코일유닛을 제작하는 상태를 보인 공정도를 도시한 것이다.

첨부된 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 돌극형 회전자의 코일 유닛(A)은, 사각형태의 구조물로서 다단 적층을 통해 일정 턴수를 가지는 것으로, 연속적인 다단 적층을 통해 일정 턴수를 가지는 사각형태의 코일층(C1,…,Cn)을 구성하는 한편, 상기 코일층(C1,…,Cn)에는 예각(θ2)의 곡선라인(d1)을 가지는 코너부(10)가 형성되도록 함은 물론, 상기 코일층(C1,…,Cn)의 직선면(S1)에는 가압라인(d2)을 통해 어느 한 방향으로 가압되면서 홈(21)과 돌기(22)가 형성되는 적층정렬부(20)를 구성하여둔 것이다.

즉, 상기 코일층(C1,…,Cn)은 첨부된 도 4에서와 같이 직선형태인 플랫 바(F)의 연속적인 벤딩을 통해 연속적으로 다단 적층되면서 일정 턴수를 가지게 되는 것이고, 상기 코너부(20)는 상기 플랫 바(F)에서 일정간격을 두고 연속 형성되는 둔각(θ1)의 곡선라인(d1')을 연속적으로 직교되게 벤딩하여 예각(θ2)의 곡선라인(d1)을 가지도록 구성하여둔 것이다.

이때, 상기 적층정렬부(20)를 이루는 홈(21)과 돌기(22)는 상기 플랫 바(F)에서 일정간격을 두고 형성되는 가압라인(d2)의 가압을 통해 어느 한 방향에 형성시킬 수 있는 것이며, 상기 홈(21)과 돌기(22)는 다단 적층되는 상기 코일층(C1,…,Cn)의 밀착력 증대를 위해 ㄷ자형으로 구성하여둔 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 돌극형 회전자의 코일 유닛(A)은 첨부된 도 3의 일정길이를 가지는 직선형인 플랫 바(F)에 일정간격을 두고 둔각(θ1)을 가지는 곡선라인(d1')을 반복적으로 형성하여둔 상태에서, 지그 등의 고정장치를 통해 플랫 바(F)의 선단측을 고정한다.

다음으로, 제 1 공정으로서 상기 플랫 바(F)의 선단측 제 1 직선면(S1)에 형성되는 가압라인(d2)의 가압을 통해 어느 한 방향으로 홈(21)과 돌기(22)로 이루어지는 적층정렬부(20)를 형성하여 둔다.

다음으로, 제 2 공정으로서 상기 적층정렬부(20)로부터 일정간격을 두고 형성되는 둔각(θ1)의 곡선라인(d1')을 직교되게 벤딩하여, 상기 제 1 직선면(S1) 및 이와 직교된 제 2 직선면(S2)의 사이에 예각(θ2)을 가지는 첫번째의 코너부(10)가 형성되도록 한다.

다음으로, 제 3 공정으로서 제 2,3 직선면(S2)(S3)의 사이에 형성되는 둔각(θ1)의 곡선라인(d1')을 직교되게 벤딩하여, 상기 제 2 직선면(S2) 및 이와 직교된 제 3 직선면(S3)의 사이에 예각(θ2)을 가지는 두번째의 코너부(10)가 형성되도록 한다.

다음으로, 제 4 공정으로서 제 3,4 직선면(S3)(S4)의 사이에 형성되는 둔각(θ1)의 곡선라인(d1')을 직교되게 벤딩하여, 상기 제 3 직선면(S3) 및 이와 직교된 제 4 직선면(S4)의 사이에 예각(θ2)을 가지는 셋번째의 코너부(10)가 형성되도록 한다.

다음으로, 제 5 공정으로서 제 4,5 직선면(S4)(S5)의 사이에 형성되는 둔각(θ1)의 곡선라인(d1')을 직교되게 벤딩하여, 상기 제 4 직선면(S4) 및 이와 직교된 제 5 직선면(S5)의 사이에 예각(θ2)을 가지는 네번째의 코너부(10)를 형성시키면, 하나의 코일층(C1)이 완성되며, 상기 제 5 직선면(S5)은 상기 제 1 직선면(S1)의 위에 적층되는 것이다.

따라서, 상기 제 5 직선면(S5)을 기준으로 상기 설명되는 제 1 내지 제 5 공정을 반복하는 벤딩작업을 연속 실시함으로써, 첨부된 도 2 및 도 3에와 같이 다단 적층을 통해 일정 턴수를 가지는 사각형태의 코일층(C1,…,Cn)이 완성되고, 상기 코일층(C1,…,Cn)에는 각각 예각(θ2)의 곡선라인(d1)을 가지는 코너부(10), 그리고 상기 코일층(C1,…,Cn)의 직선면(S1)에는 어느 한 방향으로 홈(21)과 돌기(22)로 이루어지는 적층정렬부(20)가 구성되는 코일 유닛(A)의 제작이 브레이징 작업없이 완료될 수 있는 것이다.

이때, 상기 적층정렬부(20)는 사각형태의 코일층(C1,…,Cn)이 다단으로 적층될 때 상하방향으로의 적층되는 플랫 바의 폭을 조절하여 그 적층 정렬이 일정한 간격을 유지시키므로, 사각형태의 코일층(C1,…,Cn)을 다단 적층시 밀착력을 증대시킴은 물론 직선면들이 유동하는 것을 방지시킬 수 있게 되며, 이에따라 다단 적층을 통해 일정 턴수를 가지는 코일 유닛(A)의 적층 상태를 견고하게 유지되면서, 이를 회전자 코어(미도시)에 결합시 그 결합력은 증대될 수 있고, 특히 코너부(10)에서는 예각(θ2)의 곡선라인(d1)으로부터 전류밀도가 상승하는 것을 효과적으로 방지시킬 수 있는 것이다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 돌극형 회전자의 코일 유닛(A)은 가압라인(d2)의 가압을 통한 적층정렬부(20)와 둔각(θ1)의 곡선라인(d1)이 형성된 플랫 바(F)를 사출시 그 사출된 플랫 바(F)를 곡선라인(d1)을 이용하여 일정간격을 두고 연속적으로 벤딩처리함으로써, 일정한 턴수가 형성되도록 다단 적층 구조를 가지는 코일 유닛(A)을 브레이징 작업없이 손쉽게 제작할 수 있는 것이다.

여기서, 다단 적층되는 사각형태의 코일층(C1,…,Cn)에 있어, 홈(21)과 돌기(22)로 이루어지는 상기 적층정렬부(20)는 교차되어 형성되는 것이며, 일예로 1단 코일층(C1)에 적층정렬부(20)가 형성시 그 위에 적층되는 2단 코일층(C2) 또는 2,3단 코일층(C2,C3)에는 적층정렬부가 형성되지 않으며, 상기 2단 또는 2,3단 코일층(C2)(C2,C3)의 내측 라인은 상기 1단 코일층(C1)에서 내측으로 돌출되는 적층정렬부(20)의 돌기(22)와 동일라인에 위치하게 되는 것이고, 이를 반복적으로 구현함으로써, 홈(21) 및 돌기(22)로 이루어지는 상기 적층정렬부(20)로부터 다단 적층되는 사각형태의 코일층(C1,C2,,C3,…,Cn)은 적층에 따른 수직라인의 폭 정렬이 일정하게 유지될 수 있게 되는 것이다.

더불어, 상기 적층정렬부(20)에서 일정하게 유지되는 수직라인의 홈(21)으로부터 형성되는 폭 정렬면으로부터 코일 유닛(A)의 고정을 위한 브레이싱(bracing)이 용이하게 체결될 수 있도록 한 것이다.

이상에서 본 발명의 돌극형 회전자의 코일 유닛에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 코너부 20; 적층정렬부
21; 홈 22; 돌기
A ; 코일 유닛 F ; 플랫 바

Claims (4)

1. 연속적인 다단 적층을 통해 일정 턴수를 가지는 사각형태의 코일층;
   상기 코일층에 마련되며, 예각의 곡선라인을 가지는 코너부;
   상기 코일층의 직선면에 어느 한 방향으로 마련된 적층정렬부;를 포함하되,
   상기 코너부는,
   플랫 바를 벤딩하여 마련하되,
   상기 플랫 바는,
   상기 코너부가 상하방향으로 연속적으로 직교하며 적층되도록 벤딩되고, 상기 코너부가 상하방향으로 서로 접촉하도록 다단 적층된 것을 특징으로 하는 돌극형 회전자의 코일 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 코일층은 직선형태인 상기 플랫 바의 연속적인 벤딩을 통해 연속적으로 다단 적층되면서 일정 턴수를 가지고,
   상기 코너부는 상기 플랫 바에서 일정간격을 두고 연속 형성되는 둔각의 곡선라인이 연속적으로 직교되게 벤딩하여 형성된 것을 특징으로 하는 돌극형 회전자의 코일 유닛.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 적층정렬부는 상기 플랫 바에서 일정간격을 두고 상기 코너부의 사출 성형이 이루어질 때 상기 플랫 바의 측부에 형성되는 가압라인의 가압을 통해 홈과 돌기로 형성된 것을 특징으로 하는 돌극형 회전자의 코일 유닛.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 적층정렬부의 홈과 돌기는 다단 적층되는 코일층의 밀착력 증대를 위해 ㄷ자형으로 구성된 것을 특징으로 하는 돌극형 회전자의 코일 유닛.

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