KR101908448B1 - 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법 - Google Patents

트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

중심축을 기준으로 상호 대향하는 제1 및 제2 거치부들을 포함하고 상기 중심축에 보빈을 삽입한 적층 권선용 지그를 통해 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법은 (a) 제1 와이어타래에 있는 제1 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 보빈의 제1 단에서 제2 단까지 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 제1 거치부에 거치하는 단계, (b) 제2 와이어타래에 있는 제2 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 권취된 제1 와이어 상에 적층되도록 상기 보빈의 제1 단에서 제2 단까지 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 제1 거치부로부터 이탈시킨 후 상기 제2 와이어타래를 상기 제1 거치부에 거치하는 단계, (c) 상기 제1 와이어타래에 있는 제3 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 보빈의 제2 단에서 제1 단까지 상기 권취된 제2 와이어 상에 적층되도록 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 제2 거치부에 거치하는 단계 및 (d) 상기 제2 와이어타래에 있는 제4 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 권취된 제3 와이어 상에 적층되도록 상기 보빈의 제2 단에서 제1 단까지 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 제2 거치부로부터 이탈시킨 후 상기 제2 와이어타래를 상기 제2 거치부에 거치하는 단계를 포함한다.

Description

트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법{METHOD FOR MANUFACTURING MULTI-LAYERED WINDING OF TRANSFORMER}
본 발명은 적층 권선 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와이어타래를 거치할 수 있는 적층 권선용 지그를 통해 와이어를 끊김 없이 적층 권선하여 제품의 구조를 단순화하고 크기를 축소시킬 수 있는 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법에 관한 것이다.
트랜스포머는 다양한 전자기기, 예를 들면 액정 표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 평판 표시장치(FPD, Flat Pannel Display), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel), 프린터 등의 전자기기에 적용되어 교류의 전압이나 전류를 변화시킬 수 있다. 즉, 트랜스포머는 다양한 전자기기 내에서 교류전원을 직류전원으로 변환하는 전원어댑터에 실장되어, 저전압을 입력받아 고전압을 출력하거나 반대로 고전압을 입력받아 저전압으로 바꾸어 주는 역할을 할 수 있다. 트랜스포머는 보빈의 외주면을 코일로 감고 상기 코일을 절연테이프로 둘러싼 후 지지 고정하고, 상기 보빈의 둘레를 감싸는 구조를 갖도록 페라이트 코어를 상기 보빈의 상측 및 하측 양측방향에서 중심방향으로 결합하여 제조된다.
한국등록실용신안 제20-0458307호는 트랜스포머 및 이를 갖는 전자기기에 관한 것으로, 자속을 발생시키기 위한 보빈형 코어; 그리고 전압이나 전류의 값을 변화시키기 위해 상기 보빈형 코어에 권선되는 코일을 포함하는 구성을 통해 수지 재질로 제작되는 보빈이 불필요하게 됨으로써 보빈의 제작에 소요되는 원자재비 및 금형 제작비를 절감하는 트랜스포머 및 이를 갖는 전자기기에 대하여 개시한다.
한국등록실용신안 제20-0457299호는 트랜스포머의 절연구조에 관한 것으로, 전원어댑터에 실장되어 전압을 조절하는 트랜스포머의 절연구조에 있어서, 외주면상에 코일이 권선되는 소정형태의 보빈과 상기 보빈의 둘레를 감싸는 구조로 형성되는 페라이트 코어를 포함하여 이루어지는 트랜스포머; 및 상기 트랜스포머가 하부에서부터 삽입되어 상기 트랜스포머를 둘러싸도록 형성되고 절연성 수지를 이용하여 소정두께의 사출물로 형성되어, 상기 트랜스포머와 상기 트랜스포머의 주위에 배치되는 주변부품을 전기적으로 절연하는 트랜스포머용 외부절연캡을 포함하는 구성을 통해 트랜스포머가 하부에서부터 삽입되어 상기 트랜스포머를 둘러싸도록 형성되고 절연성 수지를 이용하여 소정두께의 사출물로 형성되는 트랜스포머용 외부절연캡을 구비하여, 상기 트랜스포머와 상기 트랜스포머의 주위에 배치되는 주변부품을 전기적으로 절연하고, 동시에 제조공정을 단순화하여 생산성을 향상시키는 트랜스포머의 절연구조에 대하여 개시한다.
본 발명의 일 실시예는 와이어타래를 거치할 수 있는 거치부를 이용하여 와이어를 절단하지 않고 교차하여 권취할 수 있는 적층 권선 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 와이어의 연결부를 형성하지 않아 공정을 단순화하고 제품의 크기를 축소할 수 있는 적층 권선 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 서로 다른 복수의 거치부를 이용하여 복수의 와이어를 정교하게 권취할 수 있는 적층 권선 제조 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 중심축을 기준으로 상호 대향하는 제1 및 제2 거치부들을 포함하고 상기 중심축에 보빈을 삽입한 적층 권선용 지그를 통해 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법은 (a) 제1 와이어타래에 있는 제1 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 보빈의 제1 단에서 제2 단까지 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 제1 거치부에 거치하는 단계, (b) 제2 와이어타래에 있는 제2 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 권취된 제1 와이어 상에 적층되도록 상기 보빈의 제1 단에서 제2 단까지 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 제1 거치부로부터 이탈시킨 후 상기 제2 와이어타래를 상기 제1 거치부에 거치하는 단계, (c) 상기 제1 와이어타래에 있는 제3 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 보빈의 제2 단에서 제1 단까지 상기 권취된 제2 와이어 상에 적층되도록 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 제2 거치부에 거치하는 단계 및 (d) 상기 제2 와이어타래에 있는 제4 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 권취된 제3 와이어 상에 적층되도록 상기 보빈의 제2 단에서 제1 단까지 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 제2 거치부로부터 이탈시킨 후 상기 제2 와이어타래를 상기 제2 거치부에 거치하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 (c) 단계는 상기 제3 와이어를 상기 제1 와이어를 절단하지 않고 연속하여 이어지도록 상기 보빈에 권취하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 (d) 단계는 상기 제4 와이어를 상기 제2 와이어를 절단하지 않고 연속하여 이어지도록 상기 보빈에 권취하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, (e) 상기 제1 와이어와 상기 제3 와이어의 종단을 연결하고 상기 제2 와이어와 상기 제4 와이어의 종단을 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 (a) 내지 (d) 단계들 각각이 완료되면 해당 와이어 상에 절연테이프를 권취하여 제1 내지 제4 와어어들 각각을 절연하는 단계를 더 포함할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적층 권선 제조 방법은 와이어타래를 거치할 수 있는 거치부를 이용하여 와이어를 절단하지 않고 교차하여 권취할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적층 권선 제조 방법은 와이어의 연결부를 형성하지 않아 공정을 단순화하고 제품의 크기를 축소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적층 권선 제조 방법은 서로 다른 복수의 거치부를 이용하여 복수의 와이어를 정교하게 권취할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 도 1 의 적층 권선을 제조하기 위한 적층 권선 지그, 와이어타래 및 보빈의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 있는 적층 권선용 지그를 통해 도 1의 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 과정의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 4는 도 1에 있는 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 과정에 따라 구현될 수 있는 적층 권선체의 단면을 예시하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법은 중심축(212)을 기준으로 상호 대향하는 제1 및 제2 거치부들(220, 230)을 포함하고 해당 중심축(212)에 보빈(240)을 삽입한 적층 권선 지그(210)를 통해 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법은 도 2에 있는 적층 권선 지그(210)를 통해 수행될 수 있으나, 다른 형태 및 구성을 가지는 적층 권선 지그를 통해 수행되는 다양한 실시예들도 가능할 수 있음은 물론이다.
하기에서는, 도 2에 있는 적층 권선 지그(210)를 통해 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 것을 가정하여 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법에 관해 서술하도록 하나, 이러한 가정은 본 발명의 일 실시예를 설명하는 것에 불과하며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않는다.
도 2는 도 1 의 적층 권선을 제조하기 위한 적층 권선 지그, 와이어타래 및 보빈의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법을 수행하기 위해 적층 권선용 지그(210), 제1 및 제2 와이어타래(220, 230), 보빈(240)이 준비될 수 있다.
적층 권선용 지그(210)는 중심축(212), 제1 거치부(214) 및 제2 거치부(216)를 포함할 수 있고, 트랜스포머의 적층 권선을 제조하기 위해 제1 및 제2 와이어타래(220, 230) 및 보빈(240)과 결합할 수 있다.
중심축(212)에는 보빈(240)을 삽입될 수 있다. 보다 구체적으로, 중심축(212)은 삽입된 보빈(240)과 결합을 형성할 수 있고, 일 실시예에서, 와이어를 권취할 수 있는 실린더 형상으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 중심축(212)은 보빈(240)이 삽입되면 보빈(240)을 고정시키는 적어도 하나의 보빈 고정부(미도시됨)을 포함할 수 있고, 일 실시예에서, 결합홈(미도시됨)을 통해 중심축(212)에 보빈(240)을 고정 결합시킬 수 있다.
중심축(212)은 회전기(미도시)와 결합하여 회전할 수 있고, 회전기는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 보빈(240)은 중심축(212)이 회전하면 해당 회전에 따라 중심축(212)과 결합된 제1 거치부(214) 제2 거치부(216) 및 보빈(240)도 같이 회전할 수 있다.
제1 및 제2 거치부(214, 216) 각각은 중심축(212)의 서로 다른 일단에 형성되어 와이어타래를 거치할 수 있다. 일 실시예에서, 보빈(240)과 결합되는 중심축(212)의 중부를 제2 구획으로 구획한다면 해당 제2 구획을 중심으로 일측 방향에 위치하는 제1 구획 및 다른 일측 방향에 위치하는 제3 구획으로 구획될 수 있고, 제1 및 제2 거치부(214, 216) 각각은 제1 및 제3 구획에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 거치부(214, 216) 중 적어도 하나는 중심축(212)이 형성된 길이 방향과 동일하거나 수직한 특정 면을 향해 돌출되도록 형성될 수 있고, 일 실시예에서, 제1 및 제2 거치부(214, 216)는 중심축(212)을 기준으로 상호 대향할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 거치부(214, 216) 중 적어도 하나는 서로 다른 형상 또는 크기를 가지는 실린더의 형상으로 형성될 수 있고, 다른 일 실시예에서, 다각형의 기둥 형상으로 형성될 수도 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 거치부(214, 216) 각각은 와이어타래가 거치되면 해당 와이어타래를 고정시키는 별도의 고정부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 적층 권선용 지그(210)는 제1 및 제2 거치부(214, 216) 외에도 적어도 하나의 거치부를 더 포함할 수 있고, 권선 과정에서 이용되는 와이어의 종류와 무관한 개수로 복수의 거치부를 구비하여 제조 과정에서의 편의상 보다 적합한 위치에 거치되도록 지원하거나, 또는, 권선 과정에서 이용되는 와이어의 종류와 연관된 개수로 복수의 거치부를 구비하여 제조 과정에서의 거치가 필요한 와이어의 개수에 따라 거치 가능하도록 지원할 수 있다.
제1 및 제2 와이어타래(220, 230)는 권선 과정에서 필요한 와이어를 보관할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 와이어타래(220, 230)는 도 3에서와 같이, 서로 다른 종류의 와이어로 구성되어 권선 과정에서 이용될 수 있고, 아직 보빈(240)에 권취되지 않은 와이어의 일부가 권취되는 방식으로 해당 와이어의 일부를 보관할 수 있다. 여기에서, 보빈(240)은 중심축(212)에 삽입되어 권선 과정에서 와이어가 권취될 수 있고, 권취되는 와이어의 종류에 따라 제1 타입의 권선(예를 들어, Pn 권선체) 또는 제2 타입의 권선(예를 들어, Sn 권선체)를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 와이어타래(220)에 보관된 와이어는 권선에 필요한 피복 절연된 제1 타입의 와이어(Pn 와이어)에 해당할 수 있고, 제2 와이어타래(230)에 보관된 와이어는 제1 타입과는 상이한 제2 타입의 와이어(Sn 와이어)에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 와이어타래(210, 220) 각각은 서로 동일한 형태 및 크기로 형성되어 상호 동일한 반지름의 중공을 가지도록 구현될 수 있다.
위의 실시예에 따라, 제1 거치부(214)는 제1 와이어타래(220)에 있는 제1 타입의 와이어 또는 제2 와이어타래(230)에 있는 제2 타입의 와이어가 보빈(240)에 권취된 후에 남은 와이어의 적어도 일부를 포함하는 제1 또는 제2 와이어타래(220, 230)를 거치할 수 있다. 예를 들어, 제1 와이어타래(220)에 있는 제1 타입의 와이어는 보빈(240)에 권취된 후에 절단 과정을 거치지 않고 제1 와이어타래(220)를 통해 제1 거치부(214)에 거치될 수 있고, 해당 와이어에 대한 다음의 권취 과정에서 제1 거치부(214)에 거치된 제1 와이어타래(220)를 이용하여 와이어가 끊기지 않고 연속적으로 적층되도록 지원할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머의 적층 권선은 적층 권선용 지그(210)를 이용하는 다음과 같은 권선 과정을 통해 권취될 수 있다. 이러한 내용은 도 3 내지 도 4를 더 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 도 2에 있는 적층 권선용 지그를 통해 도 1의 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 과정의 일 실시예를 설명하는 흐름도이고, 도 4는 도 1에 있는 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 과정에 따라 구현될 수 있는 적층 권선체의 단면을 예시하는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 트랜스포머의 적층 권선은 제1 타입의 와이어(Pn 와이어)와 제2 타입의 와이어(Sn 와이어)를 교차로 권취하는 적층 권선을 통해 형성될 수 있다.
작업대에 준비된 제1 와이어타래(220)에 있는 제1 와이어(220a)를 중심축(212)에 권취하기 전에 제1 와이어(220a)의 일부를 보빈(240)과 연결할 수 있다. 제1 와이어(220a)는 보빈(240)과 연결된 지점(미도시됨)을 기준으로 종단면으로 연결되는 부분(이하, 종단부) 및 제1 와이어타래(220)에 연결되는 부분으로 구획될 수 있다.
보빈(240)에 권취되는 제1 와이어(220a)는 제1 와이어타래(220)로부터 연결될 수 있고, 제1 와이어(220a)의 종단부는 보빈(240)에 권취되지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 보빈(240)과 제1 와이어(220a)는 절연 접착제를 통해 보빈(240)의 제1 단과 연결을 형성할 수 있고 제1 와이어(220a)의 종단부는 보빈(240)의 길이와 동일한 길이로 형성될 수 있다.
제1 와이어(220a)는 중심축(212)의 회전에 의해 보빈(240)의 제1 단에서 제2 단까지 권취될 수 있다(단계 S110). 일 실시예에서, 보빈(240)의 제1 단은 중심축(212)에 삽입된 보빈(240)의 몸체에서 제1 또는 제2 거치부(214, 216)가 근접하게 위치하는 말단에 해당될 수 있고, 제2 단은 제1 단의 반대 방향에 있는 다른 말단에 해당할 수 있다. 예를 들어, 중심축(212)은 반시계방향으로 회전하여 제1 와이어(220a)를 시계방향으로 권취할 수 있고 제1 와이어(220a)는 제2 거치부(216)와 근접한 보빈(240)의 제1 단 부분에 형성한 연결 지점을 시작으로 제1 거치부(214)와 근접한 보빈(240)의 제2 단 부분까지 시계방향으로 권취될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 와이어(220a)는 Pn 와이어로 형성될 수 있고 보빈(240)에 권취되어 Pn 권선을 구현할 수 있다. 도 3b를 참조하면, Pn 권선은 보빈(240) 상에 보빈(240)의 형태로 형성된 코일의 형상으로 구현될 수 있다. 이러한 Pn 권선은 제1 층의 상부에 적층되어 형성될 수 있다.
단계 S110을 통해 제1 와이어(220a)의 권취가 완료되면 남은 제1 타입의 와이어가 보관된 제1 와이어타래(220)를 제1 거치부(214)에 거치할 수 있다(단계 S112). 제1 와이어타래(220)는 제1 거치부(214)와 결합을 형성하여 중심축(212)의 회전에 따라 같이 회전할 수 있다. 이에 따라, 제1 와이어타래(220)에 있는 와이어를 권취하지 않을 때에도 제1 와이어타래(220)와 제1 와이어(220a) 사이에 장력이 형성되어 제1 와이어(220a)의 불필요한 권취와 선꼬임을 방지할 수 있고, 제1 와이어타래(220)에 있는 와이어를 절단하지 않고 다음 단계를 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 단계 S110을 통한 제1 와이어(220a)의 권취가 완료되면 제2 와이어(230a)를 권취하기 전에 권취 완료된 제1 와이어(220a) 상에 제1 절연테이프를 권취할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 절연테이프를 제1 와이어(220a)의 권선 표면을 감싸도록 권취하여 보빈(240)에 권취된 제1 와이어(220a)가 분리되는 것을 방지하고 제1 와이어(220a)와 제2 와이어(230a) 사이의 절연효과를 증가시킬 수 있다.
작업대에 준비된 제2 와이어타래(230)에 있는 제2 와이어(230a)를 중심축(212)에 권취하기 전에 제2 와이어(230a)의 일부를 보빈(240)과 연결할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 와이어(230a)의 일부는 제1 와이어(220a) 상에 권취된 제1 절연테이프 상에 절연접착제를 통해 연결될 수 있고, 연결된 지점을 기준으로 종단면으로 연결되는 부분(이하, 종단부)과 제2 와이어타래(230)에 연결되는 부분으로 구분될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 와이어(230a)의 일부와 제1 절연테이프는 보빈(240)의 제1 단에서 연결을 형성할 수 있고 제2 와이어(230a)의 종단부는 보빈(240)의 길이와 동일한 길이로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 와이어(230a)는 중심축(212)에 회전에 의해 보빈(240)의 제1 단에서 제2 단까지 권취될 수 있다(단계 S120). 보다 구체적으로, 제2 와이어(230a)는 제1 와이어(220a)가 권취된 방향과 동일한 방향으로 권취될 수 있고, 보빈(240)에 권취되는 제2 와이어(230a)는 제2 와이어타래(230)와 연결될 수 있으며, 제2 와이어(230a)의 종단부는 보빈(240)에 권취되지 않을 수 있다. 다른 일 실시예에서, 제1 와이어(220a)가 권취된 방향과 반대 방향으로 권취될 수도 있다.
일 실시예에서, 중심축(212)은 반시계방향으로 회전하여 제2 와이어(230a)를 시계방향으로 권취할 수 있다. 중심축(212)의 회전에 따라 제2 와이어(230a)는 보빈(240)의 제1 단 부분에 형성한 연결 지점을 시작으로 보빈(240)의 제2 단 부분까지 제1 절연테이프 상에 시계방향으로 권취될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 제2 와이어(230a)는 보빈(240)의 제2 단 부분에 연결을 형성하여 제1 와이어(220a)의 권선과 반대방향으로 권선을 형성할 수 있다. 제2 단의 연결 지점을 시작으로 보빈(240)의 제1 단 부분까지 제1 절연테이프 상에 시계방향으로 권취될 수 있다.
일 실시예에서, 제2와이어(220a)는 Sn 와이어로 형성될 수 있고 보빈(240)에 권취되어 Sn 권선을 구현할 수 있다. 도 3c를 참조하면, Sn 권선은 Pn 권선 상에 보빈(240)의 형태로 형성된 코일의 형상으로 구현될 수 있다. 이러한 Sn 권선은 제2 층의 상부에 적층되어 형성될 수 있다.
제2 와이어(230a)의 권취가 완료되면 기 거치된 제1 와이어타래(220)를 제1 거치부(214)에서 이탈시킬 수 있다(단계 S122). 보다 구체적으로, 제1 거치부(214)에서 분리한 제1 와이어타래(220)를 작업대로 이동시켜 보빈(240)에 적층 권취하도록 준비할 수 있다.
제1 와이어타래(220)를 분리한 제1 거치부(214)에 남은 제2 타입의 와이어가 보관된 제2 와이어타래(230)를 거치할 수 있다(S124). 제2 와이어타래(230)는 제1 거치부(214)와 결합을 형성하여 중심축(212)의 회전에 따라 같이 회전할 수 있다. 이에 따라, 제2 와이어타래(230)에 있는 와이어를 권취하지 않을 때에도 제2 와이어타래(230)와 제2 와이어(230a) 사이에 장력이 형성되어 제2 와이어(230a)의 불필요한 권취와 선꼬임을 방지할 수 있고, 제2 와이어타래(230)에 있는 와이어를 절단하지 않고 다음 단계를 수행할 수 있다.
제2 와이어(230a)의 권취를 완료하고, 제3 와이어(220b)를 권취하기 전에 권취를 완료한 제2 와이어(230a) 상에 제2 절연테이프를 권취할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 절연테이프가 제2 와이어(230a) 권선의 표면을 감싸도록 권취하여 보빈(240)에 권취된 제2 와이어(230a)가 분리되는 것을 방지하고 제2 와이어(230a)와 제3 와이어(220b) 사이의 절연효과를 증가시킬 수 있다.
제1 와이어타래(220)에 있는 제3 와이어(220b)는 제1 와이어(220a)와 연결되어 절단부를 형성하지 않는다. 보다 구체적으로, 제3 와이어(220b)는 제1 와이어(220a)를 연장시켜 권선체의 제3 층의 상부에 권선을 형성할 수 있다.
제3 와이어(220b)는 중심축(212)의 회전에 의해 보빈(240)의 제2 단에서 제1 단까지 권취될 수 있다(단계 S130). 일 실시예에서, 중심축(212)은 반시계방향으로 회전하여 제3 와이어(220b)를 시계방향으로 권취할 수 있다. 중심축(212)의 회전에 따라 제3 와이어(220b)는 보빈(240)의 제2 단 부분에 제1 와이어(220a)와 연결되는 지점을 시작으로 보빈(240)의 제1 단 부분까지 제2 절연테이프 상에 시계방향으로 권취될 수 있다.
일 실시예에서, 제3 와이어(220b)는 Pn 와이어로 형성될 수 있고 보빈(240)에 권취되어 Pn 권선을 구현할 수 있다. 도 3c를 참조하면, Pn 권선은 Sn 권선 상에 보빈(240)의 형태로 형성된 코일의 형상으로 구현될 수 있다. 이러한 Pn 권선은 제3 층의 상부에 와이어의 끊김 없이 연속적으로 적층될 수 있다. 따라서, 와이어를 연결하는 공정을 생략할 수 있고 연결부에서 발생하는 불량율을 감소시킬 수 있다.
제3 와이어(220b)의 권취가 완료되면 남은 제1 타입의 와이어가 보관된 제1 와이어타래(220)를 제2 거치부(216)에 거치할 수 있다(단계 S132). 제1 와이어타래(220)는 제2 거치부(216)와 결합을 형성하여 중심축(212)의 회전에 따라 같이 회전할 수 있다.
제3 와이어(220b)의 권취를 완료하고 제4 와이어(230b)를 권취하기 전에 권취를 완료한 제3 와이어(220b) 상에 제3 절연테이프를 권취할 수 있다. 보다 구체적으로, 제3 절연테이프가 제3 와이어(220b) 권선의 표면을 감싸도록 권취하여 보빈(240)에 권취된 제3 와이어(220b)가 분리되는 것을 방지하고 제3 와이어(220b)와 제4 와이어(230b) 사이의 절연효과를 증가시킬 수 있다.
제4 와이어(230b)를 권취하기 전에 제1 거치부(214)에 기 거치되어 있는 제2 와이어타래(230)를 제1 거치부(214)에서 분리할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 거치부(214)에서 분리한 제2 와이어타래(230)를 작업대로 이동시켜 보빈(240)에 적층 권취하도록 준비할 수 있다.
제2 와이어타래(230)에 있는 제4 와이어(230b)는 제2 와이어(230a)와 연결되어 절단부를 형성하지 않는다. 보다 구체적으로, 제4 와이어(230b)는 제2 와이어(230a)를 연장시켜 권선체의 제4 층의 상부에 권선을 형성할 수 있다.
제4 와이어(230b)는 중심축(212)의 회전에 의해 보빈(240)의 제2 단에서 제1 단까지 권취될 수 있다(단계 S140). 일 실시예에서, 중심축(212)은 반시계방향으로 회전하여 제4 와이어(230b)를 시계방향으로 권취할 수 있다. 중심축(212)의 회전에 따라 제4 와이어(230b)는 보빈(240)의 제2 단 부분에 제2 와이어(230a)와 연결되는 지점을 시작으로 보빈(240)의 제1 단 부분까지 제3 절연테이프 상에 시계방향으로 권취될 수 있다.
일 실시예에서, 제4 와이어(230b)는 Sn 와이어로 형성될 수 있고 보빈(240)에 권취되어 Sn 권선을 구현할 수 있다. 도 3d를 참조하면, Sn 권선은 Pn 권선 상에 보빈(240)의 형태로 형성된 코일의 형상으로 구현될 수 있다. 이러한 Sn 권선은 제4 층의 상부에 와이어의 끊김 없이 연속적으로 적층될 수 있다. 따라서, 공정을 단순화할 수 있고, 연결부에 대한 생산 자재를 절감하는 효과를 가질 수 있다.
제4 와이어(230b)의 권취가 완료되면 기 거치된 제1 와이어타래(220)를 제2 거치부(216)에서 이탈시킬 수 있다(단계 S142). 제1 와이어타래(220)를 분리한 제2 거치부(216)에 제2 와이어타래(230)를 거치할 수 있다(단계 S144). 제2 와이어타래(230)는 제2 거치부(216)와 결합을 형성하여 중심축(212)의 회전에 따라 같이 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 권취가 완료된 제4 와이어(230b) 상에 제4 절연테이프를 권취할 수 있다. 보다 구체적으로, 제4 절연테이프가 제4 와이어(230b) 권선의 표면을 감싸도록 권취하여 보빈(240)에 권취된 제4 와이어(230b)가 분리되는 것을 방지하고 제4 와이어(230b) 권선 표면의 절연효과를 증가시키고 외부로부터 보호할 수 있다.
일 실시예에서, 보빈(240) 상에 권취된 권선은 Pn 권선과 Sn 권선으로 교번하여 권취되어 다층의 구조를 형성할 수 있고 각각의 층은 전선 피복과 절연 테이프를 통해 상호 절연될 수 있다.
권선체는 위와 같은 과정들의 반복을 통해 제1 타입의 와이어와 제2 타입의 와이어가 끊김 없이 교차로 보빈(240)에 권취되고 적층 권선됨으로써 형성될 수 있고, 권선체의 형성이 완료되면 적층 권선용 지그(210)는 권선체와 분리될 수 있다. 일 실시예에서, 권선체는 위와 유사한 과정들의 반복을 통해 복수의 와이어들을 대상으로 끊김 없이 교차 적층하여 형성될 수 있고, 예를 들어, 각 층마다 Pn 권선, Sn 권선, Pn 권선, Sn 권선, Pn 권선 순으로 적층된 5층 적층의 구조를 가지도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 권선체는 Pn 권선과 Sn 권선이 각각의 층에서 서로 다른 크기로 형성될 수 있고 권취 완료된 권선체의 단면에서는 Pn 권선과 Sn 권선이 교차로 코일을 형성하여 층을 형성할 수 있으며, 코일의 내부에서 Pn 권선과 Sn 권선이 끊김 없이 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 제3 와이어(220b) 및 제4 와이어(230b) 각각을 끝으로 모든 권취가 완료되면 제1 와이어타래(220)에 연결된 제3 와이어(220b)와 제2 와이어타래(230)에 연결된 제4 와이어(230b) 각각을 절단할 수 있다. 제1 와이어타래(220) 및 제2 와이어타래(230)로부터 분리된 제3 와이어(220b)와 제4 와이어(230b)는 각각의 종단부를 형성할 수 있고, 일 실시예에서, 제3 와이어(220b)와 제4 와이어(230b)의 종단부의 길이는 보빈(240)의 길이보다 짧게 형성되어 제1 와이어(220a)와 제2 와이어(230a)와 연결부를 최소화할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 내지 제4 와이어(220a, 230a, 220b, 230b)에 형성된 종단부는 권선이 연결된 와이어끼리 연결될 수 있다(단계 S150). 보다 구체적으로, 제1 와이어타래(220)에서 추출된 제3 와이어(220b)의 종단부는 제1 와이어(220a)의 종단부와 연결을 형성하고, 제2 와이어타래(230)에서 추출된 제4 와이어(230b)의 종단부는 제2 와이어(230a)의 종단부와 연결을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 종단부들 간의 연결이 형성되면 각각의 연결부위를 포함하는 와이어들을 절연 물질로 코팅할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 와이어(220a)의 종단부와 제3 와이어(220b)의 종단부는 동일한 Pn 와이어로 형성되어 연결될 수 있다. 각각의 Pn 와이어의 종단부가 상호 연결되면 제1 와이어(220a)와 제3 와이어(220b)로 형성된 Pn 권선들이 연결된 종단부에서 도전되도록 단락시킬 수 있다.
다른 일 실시예에서, 제1 와이어(220a)의 종단부와 제3 와이어(220b)의 종단부가 연결되면 절연 접착제를 통해 코팅될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 와이어(220a)의 종단부와 제3 와이어(220b)의 종단부를 납착시키고, 연결부위를 포함하는 제1 와이어(220a)와 제3 와이어(220b)의 종단부를 절연 테이프로 감쌀 수 있다. 이에 따라, 제1 와이어(220a)와 제3 와이어(220b)의 종단부들의 분리를 방지하고, Pn 권선들을 Sn 권선들과 2차 절연시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 모든 권취가 종료된 제1 와이어타래(220)의 와이어와 제2 와이어타래(230)의 와이어를 교번하여 적층 권선한 권선체에 대하여, 해당 권선체를 절연시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제 4 절연 테이프 상에서 각각 연결 및 절연된 종단부들을 절연 접착제를 통해 제4 절연 테이프 상에 고정시킬 수 있다. 제5 절연테이프를 종단부들을 포함하는 제4 절연 테이프의 표면을 감싸도록 여러 번 권취하여 보빈(240)에 고정시킨 종단부와 적층 권선체가 분리되는 것을 방지하고 적층 권선체 표면의 절연효과를 증가시키고 외부로부터 보호할 수 있다. 이에 따라, 모든 권취가 종료된 적층 권선체의 내부에서 권선의 연결을 형성할 수 있어 권선체의 구조를 단순화하고, 소형화할 수 있다.
일 실시예에서, 보빈(240)에 형성된 권선체는 Pn 와이어와 Sn 와이어가 교번하여 적층 권선된 권선체로 형성 될 수 있으며, 권선체의 각 층을 구성하는 Pn 권선과 Sn 권선은 전선 피복과 절연 테이프를 통해 상호 절연될 수 있다. Pn 권선들은 연결부를 포함하지 않는 하나의 Pn 와이어로 형성되고 Pn 와이어의 시단부와 종단부를 연결하여 Pn 권선을 단락시킬 수 있다. Sn 권선들은 연결부를 포함하지 않는 하나의 Sn 와이어로 형성되고 Sn 와이어의 시단부와 종단부를 연결하여 Sn 권선을 단락시킬 수 있다.
일 실시예에서, 중심축(2120)에 삽입된 제1 보빈(240a)에 대해 상기와 같은 단계들의 반복을 통해 1차 적층 권선하여 와이어의 끊김 없이 n 개(n은 2 이상의 자연수)의 층으로 적층된 제1 권선체를 형성할 수 있고, 제1 보빈(240a)에 이어 중심축(2120)에 추가로 삽입된 제2 보빈(240b)에 대해 상기와 같은 단계들의 반복을 통해 2차 적층 권선하여 와이어의 끊김 없이 m 개(m은 2 이상의 자연수로, n과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있음)의 층으로 적층된 제2 권선체를 형성할 수 있으며, 이때, 제1 권선체와 제2 권선체 각각을 이루는 제1 및 제2 와이어(220a, 230a)의 종류는 상호 동일하거나 상이할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적층 권선 과정에서 적층하고자 하는 권선의 종류에 따라 3 개 이상의 서로 다른 타입의 와이어가 사용될 수도 있고, 이에 따라, 각각이 상호 동일한 크기 및 형태로 형성되나 서로 다른 와이어를 보관하는 3 개 이상의 와이어타래가 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 와이어를 효율적으로 거치할 수 있는 와이어타래 거치부를 포함하는 적층 권선용 지그(210)를 통해 권취 과정에서 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 과정에서 와이어가 끊김 없이 연속적으로 적층되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 와이어타래 거치부를 통해 권선체의 형성 과정에서 와이어가 끊김 없이 연속적으로 적층될 수 있어 와이어 절단에 따른 과열 문제를 해결할 수 있고, 각 층의 와이어 절단면을 단자와 연결시키는 제조 단계를 생략할 수 있어 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
210: 적층 권선용 지그
212: 중심축
214: 제1 거치부
216: 제2 거치부
220: 제1 와이어타래
220a: 제1 와이어 220b: 제3 와이어
230: 제2 와이어타래
230a: 제2 와이어 230b: 제4 와이어
240: 보빈

Claims (5)

  1. (a) 제1 와이어타래에 있는 제1 와이어를 중심축을 회전시켜 적층 권선용 지그의 상기 중심축에 삽입된 보빈의 제1 단에서 제2 단까지 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 중심축이 형성된 길이 방향과 동일한 면을 향해 돌출되도록 형성된 제1 거치부에 거치하는 단계;
    (b) 제2 와이어타래에 있는 제2 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 권취된 제1 와이어 상에 적층되도록 상기 보빈의 제1 단에서 제2 단까지 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 제1 거치부로부터 이탈시킨 후 상기 제2 와이어타래를 상기 제1 거치부에 거치하는 단계;
    (c) 상기 제1 와이어타래에 있는 제3 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 보빈의 제2 단에서 제1 단까지 상기 권취된 제2 와이어 상에 적층되도록 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 중심축이 형성된 길이 방향과 수직한 면을 향해 돌출되도록 형성되고 상기 중심축을 기준으로 상기 제1 거치부와 상호 대향하는 제2 거치부에 거치하는 단계; 및
    (d) 상기 제2 와이어타래에 있는 제4 와이어를 상기 중심축을 회전시켜 상기 권취된 제3 와이어 상에 적층되도록 상기 보빈의 제2 단에서 제1 단까지 권취하고 상기 제1 와이어타래를 상기 제2 거치부로부터 이탈시킨 후 상기 제2 와이어타래를 상기 제2 거치부에 거치하는 단계를 포함하는 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 제3 와이어를 상기 제1 와이어를 절단하지 않고 연속하여 이어지도록 상기 보빈에 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    상기 제4 와이어를 상기 제2 와이어를 절단하지 않고 연속하여 이어지도록 상기 보빈에 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (e) 상기 제1 와이어와 상기 제3 와이어의 종단을 연결하고 상기 제2 와이어와 상기 제4 와이어의 종단을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (a) 내지 (d) 단계들 각각이 완료되면 해당 와이어 상에 절연테이프를 권취하여 제1 내지 제4 와어어들 각각을 절연하는 단계를 더 포함하는 트랜스포머의 적층 권선을 제조하는 방법.


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