KR101981804B1 - 나선형 적층 코어 및 이의 고정방법 - Google Patents

Abstract

나선형 적층 코어 및 이의 고정방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 적층 코어는 전기강판에서 타발된 철판을 하층에서 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 환형의 적층구조를 이루는 나선형 적층 코어에 있어서, 상기 나선형 적층 코어에는 외측으로 돌출 형성되는 복수개의 체결돌기가 마련되고, 상기 체결돌기에는 상기 나선형 적층 코어를 체결부재로 고정시키기 위한 체결공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

나선형 적층 코어 및 이의 고정방법{SPIRAL CORE AND FIXING METHOD THEREOF}

본 발명은 나선형 적층 코어 및 이의 고정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코어의 정위치 확보가 용이한 나선형 적층 코어 및 이의 고정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 모터는 코일에 전류를 인가하여 자기장을 발생시키는 고정자와, 실제 토크와 회전력이 전달되는 회전자를 포함하여 구성된다. 이 때 상기 고정자와 회전자에는 자기장을 일정한 방향으로 형성시키는 철심코어가 설치되는데, 이러한 철심코어는 전기강판을 프레스하여 원하는 형상으로 타발함으로써 제조된다.

한편, 이와 같은 프레스 타발에 있어 원재료의 손실량을 줄이기 위한 방법 중 하나로 코어 형상을 위한 최소한의 소재를 직선으로 타발한 후에 원형으로 소성변형시키고 나선형으로 연속 적층하여 제조되는 나선형 코어가 개시된 바 있다.

도 1은 종래 나선형 코어(10)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 나선형 코어(10)가 적층구조를 이룬 후의 모습을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 나선형 코어(10)는 전기강판에서 타발된 철판을 원형으로 소성변형시킨 후에 도 1에 도시된 바와 같이 나선형으로 회전시키면서 쌓아 환형의 적층구조를 이룸으로써 형성될 수 있다.

그런데, 이와 같이 제조되는 나선형 코어(10)는 직선 형태의 전기강판을 원형으로 변형시켜 제작함에 따라 코어 형상이나 위치가 유동적이라는 문제가 있었다. 따라서 치수 안정성이 부족하여 출력특성 및 강성을 확보하기가 어려우며, 사공간의 증가에 의한 고집적화에 불리하다는 문제점이 있었다.

이러한 치수 안정성 부족 문제를 해결하기 위하여 종래에는 나선형 코어(10)의 층간 유동을 방지하기 위하여 지그를 사용하여 나선형 코어(10)를 일정 형태로 유지한 후에, 나선형 코어(10)의 외주면에 용접부(20)를 형성하여 층간의 고정력을 확보하는 방법을 사용하였다.

그런데, 상술한 방법은 나선형 코어(10)의 층간의 전기적 절연을 파괴하므로 코어 내부의 전기적 저항이 감소되는 바, 내부의 와전류를 증가시키는 결과를 가져와 발열량이 커지고, 결과적으로 효율을 저하시키는 문제가 있었다.

본 발명의 실시예들은 안정적으로 코어의 정위치를 확보 가능한 나선형 적층 코어와, 그 고정방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전기강판에서 타발된 철판을 하층에서 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 환형의 적층구조를 이루는 나선형 적층 코어에 있어서, 상기 나선형 적층 코어에는 외측으로 돌출 형성되는 복수개의 체결돌기가 마련되고, 상기 체결돌기에는 상기 나선형 적층 코어를 체결부재로 고정시키기 위한 체결공이 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 적층 코어가 제공될 수 있다.

이 때, 상기 체결돌기는 상기 나선형 적층 코어의 외측 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 체결공에 삽입 체결되어 상기 나선형 적층 코어를 고정시키는 체결부재를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 체결부재의 상부 및 하부에는 각각 걸림부가 형성되고, 상기 나선형 적층 코어가 상기 걸림부에 수용되어 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 나선형 적층 코어의 고정방법에 있어서, 하부에 제1 걸림부가 형성되는 체결부재를 상기 나선형 적층 코어의 체결공에 하부에서 상부 방향으로 삽입하는 1단계; 상기 체결공에 삽입된 체결부재의 상부분을 1차 포밍(forming)하여 상기 상부분이 양 옆으로 소정 크기 벌어지도록 변형시키고, 상기 나선형 적층 코어를 축방향으로 밀착시키는 2단계; 및 상기 체결부재의 상부분을 2차 포밍(forming)하여 제2 걸림부를 형성하고, 상기 제1,2 걸림부에 의해 상기 나선형 적층 코어의 상하부면을 밀착 고정시키는 3단계를 포함하는 나선형 적층 코어의 고정방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 1단계 및 2단계 사이에, 상기 체결부재 내면을 압박하여 상기 체결부재 외면과 상기 체결공 내면이 밀착되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 나선형 적층 코어에 외측으로 돌출 형성되는 복수개의 체결돌기와 상기 체결돌기에 체결공을 형성하고, 상기 체결공을 통해 체결부재를 이용하여 나선형 적층 코어를 고정시킴으로써 코어의 정위치를 안정적으로 확보 가능하다.

따라서, 나선형 적층 코어의 외주면에 용접부를 형성하였을 때에 문제점(전기적 절연 파괴 문제, 전기 저항 감소 문제)이 발생하지 않는 바, 나선형 적층 코어의 치수 안정성을 확보하면서도 효율 저하 문제를 방지할 수 있다.

도 1은 종래 나선형 코어를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 나선형 코어가 적층구조를 이룬 후의 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 적층 코어를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 채결부재를 결합한 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5를 Ⅵ 방향에서 바라본 모습을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 적층 코어의 고정방법을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 적층 코어(100)를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 나선형 적층 코어(100)는 전기강판에서 타발된 철판을 하층에서 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 환형의 적층구조를 이루는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 적층 코어(100)은 외측으로 돌출 형성되는 복수개의 체결돌기(110)가 마련되고, 체결돌기(110)에는 각각 체결공(111)이 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

체결돌기(110)는 나선형 적층 코어(100)의 외측 원주방향을 따라 형성되는 것으로 복수개의 체결돌기(110)가 등간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 체결돌기(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 반원 형태를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

복수개의 체결돌기(110)가 등간격으로 이격되어 형성되고, 나선형 적층 코어(100)가 환상의 적층구조를 이루게 되면 체결돌기(110) 복수개가 상하 방향으로 정렬된 형태를 가질 수 있다.

체결공(111)은 체결돌기(110)에 형성되는 것으로, 하나의 체결돌기(110)에는 하나의 체결공(111)이 형성될 수 있다. 물론, 체결공(111)의 개수가 한정되는 것은 아니고, 하나의 체결돌기(110)에 2 이상의 체결공(111)이 형성될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해서 본 명세서에서는 하나의 체결돌기(110)에 하나의 체결공(111)이 형성된 경우를 중심으로 설명하도록 한다.

체결공(111)의 크기는 특정되지 않으며 체결부재(미도시)가 삽입 결합될 수 있는 크기로 형성되면 충분하다. 이 때, 상기 체결부재는 다양한 형태를 가질 수 있다.

도 4는 도 3의 A부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 4는 나선형 적층 코어(100)가 환형의 적층구조를 이룬 후에 윗 방향에서 내려다 본 모습의 일부를 도시한 도면이다.

상기에서 설명한대로, 나선형 적층 코어(100)의 외측에는 소정 크기로 돌출 형성된 체결돌기(110)가 마련되어 있고, 체결돌기(110)에는 체결공(111)이 형성된다. 이 때, 나선형 적층 코어(100)는 상하 방향으로 원형으로 형성된 코어가 나선형으로 적층되므로 복수개의 체결돌기(110) 및 체결공(111)이 상하 방향으로 겹쳐져 있는 상태이다.

그러나, 별도의 고정부재가 존재하지 않는 상황이므로 체결돌기(110) 및 체결공(111)은 정확히 대응되도록 정렬되어 있지 않는다. 관련하여 도 4에서는 맨 상부에 위치한 나선형 적층 코어(100)를 실선으로 도시하고, 하부에 위치하는 나선형 적층 코어(100)를 점선으로 도시하였다. 도 4에서처럼 실선과 점선은 정확히 일치하지 않는 바, 상부 방향 및 하부 방향에 위치한 나선형 적층 코어(100)는 소정 정도 비틀려 있는 상태를 갖는다.

도 5는 도 4에 체결부재(120)를 결합한 모습을 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 나선형 적층 코어(100)는 체결공(111)에 삽입 체결되어 나선형 적층 코어를 고정시키는 체결부재(120)를 더 포함할 수 있다.

이 때, 체결부재(120)는 특정되지 않으며, 체결공(111)에 삽입되어 체결부재(120)의 외면에 체결공(111)의 내면이 밀착되도록 형성되어 체결돌기(110) 및 체결공(111)을 상하 방향으로 정렬시킬 수 있으면 충분하다. 예를 들어, 체결부재(120)는 관형의 부시(bush)일 수 있다.

도 6은 도 5를 Ⅵ 방향에서 바라본 모습을 도시한 단면도이다. 도 6을 참조하면, 체결부재(120)는 관형으로 형성되어 체결공(111)에 삽입되고 체결부재(120)의 외면이 체결공(111) 내면과 밀착됨으로써 체결공(111)이 상하 방향으로 정렬될 수 있다. 체결공(111)이 정렬되면 체결돌기(110) 역시 상하 방향으로 정렬될 수 있다.

한편, 체결부재(120)의 상부 및 하부에는 걸림부(121,122)가 형성될 수 있다. 걸림부(121,122)는 나선형 적층 코어(100)를 상하에서 압박하여 고정시키기 위한 것으로, 편의상 체결부재(120)의 하부에 위치한 걸림부(121)를 제1 걸림부(121)로 지칭하고 체결부재(120)의 상부에 위치한 걸림부(122)를 제2 걸림부(122)로 지칭하기로 한다.

제1,2 걸림부(122)는 나선형 적층 코어(100)의 표면과 평행한 방향으로 체결부재(120)로부터 돌출됨으로써 형성될 수 있다. 따라서 나선형 적층 코어(100)의 하부면은 제1 걸림부(121)에 밀착되고, 나선형 적층 코어(100)의 상부면은 제2 걸림부(122)에 밀착될 수 있다. 이로 인하여 나선형 적층 코어(100)의 체결돌기(110) 및 체결공(111)이 정렬된 채로 고정될 수 있다.

따라서, 나선형 적층 코어(100)의 코어가 정위치를 확보할 수 있으므로 종래와 같이 나선형 적층 코어의 외주면에 용접부를 형성하였을 때에 발생하는 전기적 절연 파괴 문제, 전기 저항 감소 문제가 발생하지 않는다는 장점을 갖는다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 적층 코어 고정방법에 대하여 설명하도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 적층 코어 고정방법은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 적층 코어를 고정시키는 방법에 관한 것이므로 이하에서는 동일한 도면부호를 사용하였음을 밝혀둔다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 적층 코어(100)의 고정방법을 개략적으로 도시한 도면이다.

나선형 적층 코어(100)를 고정시키기 위하여 우선 나선형 적층 코어(100)를 환형의 적층구조를 이루도록 형태를 만든 다음에, 하부에 제1 걸림부(121)가 형성되는 관형의 체결부재(120)를 나선형 적층 코어(100)의 체결공(111)에 하부에서 상부 방향으로 삽입한다. 이 경우에, 체결부재(120)의 제1 걸림부(121)는 나선형 적층 코어(100)의 하부면과 밀착된다.

한편, 체결돌기(110) 및 체결공(111)의 정렬을 위하여 정렬기(30)를 배치할 수 있는데, 정렬기(30)는 상부에 체결부재(120)의 내경과 대응하는 돌출부(미표기)가 형성되어 있고, 체결부재(120)의 하부를 상기 돌출부에 끼움으로써 위치를 정렬시키는 것이 가능하다.

다음으로, 체결부재(120)의 외면과 체결공(111) 내면이 밀착되도록 하여 체결공(111)의 정렬을 보다 확실하게 하기 위하여 확관 공정을 거칠 수 있다. 상기 확관 공정은 체결부재(120)가 체결공(111)에 삽입된 후에 체결부재(120)의 내부로 확관기(40)를 집어넣어 체결부재(120) 내면을 압박함으로써 체결부재(120) 외면과 체결공(111)의 내면이 서로 밀착되도록 하는 공정을 의미한다. 상기 확관 공정을 거치고 나면 체결부재(120)는 체결공(111)과 밀착하여 결합됨으로써 체결공(111)은 상하 방향으로 정위치를 확보한 채로 정렬될 수 있다(이상 도 7a).

다음으로, 체결부재(120)의 상부분을 1차적으로 포밍(forming)하여 나선형 적층 코어를 축방향으로 밀착시킨다. 체결부재(120)가 체결공(111)에 삽입되면 체결부재(120)의 상부분 일부가 체결공(111)을 관통하여 외부로 돌출되어 있다. 이 때, 체결부재(120)의 내부로 1차 포밍용 지그(41)를 집어 넣어 가압함으로써 체결부재(120)의 상부분을 변형시킬 수 있다. 동시에 1차 포밍용 지그(41)의 가압에 의하여 나선형 적층 코어(100)가 축방향으로 밀착될 수 있다. 이 때, 1차 포밍용 지그(41)는 체결부재(120)의 내부로의 진입이 용이하도록 원뿔형의 지그로 형성될 수 있다. (이상 도 7b).

나선형 적층 코어(100)가 축방향으로 밀착된 후에는, 체결부재(120)의 상부분을 2차적으로 포밍(forming)하여 제2 걸림부(122)를 형성할 수 있다. 상기 2차 포밍은 체결부재(120)의 상부분을 2차 포밍용 지그(42)로 가압함으로써 이루어질 수 있다. 이 때, 2차 포밍용 지그(42)는 체결부재(120) 상부분을 나선형 적층 코어(100)의 상부면에 압착시켜야 하므로 평평한 형태의 지그로 형성될 수 있다. 또한, 정위치를 확보하기 위하여 2차 포밍용 지그(42)의 중앙부에는 원뿔형의 돌기를 추가적으로 형성하는 것이 가능하다.

즉, 1차 포밍용 지그(41)는 체결부재(120)의 상부분이 양 옆으로 소정 크기 벌어지도록 변형시키고, 2차 포밍용 지그(42)는 소정 크기 벌어진 체결부재(120)의 상부분이 나선형 적층 코어(100)의 상부면에 완전히 밀착하도록 가압하여 상기 상부분을 변형시킴으로써 제2 걸림부(122)를 형성할 수 있다.

상기 과정이 끝나면 체결부재(120)의 상하부에 형성된 제1,2 걸림부(121,122)에 의해 나선형 적층 코어(100)의 상하부면이 밀착 고정됨으로써 나선형 적층 코어(100)가 정위치를 확보한 채로 정렬되어 고정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 나선형 적층 코어에 외측으로 돌출 형성되는 복수개의 체결돌기와 상기 체결돌기에 체결공을 형성하고, 상기 체결공을 통해 체결부재를 이용하여 나선형 적층 코어를 고정시킴으로써 코어의 정위치를 안정적으로 확보 가능하다.

따라서, 나선형 적층 코어의 외주면에 용접부를 형성하였을 때에 문제점(전기적 절연 파괴 문제, 전기 저항 감소 문제)이 발생하지 않는 바, 나선형 적층 코어의 치수 안정성을 확보하면서도 효율 저하 문제를 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 나선형 코어 20: 용접부
100: 나선형 적층 코어 110: 체결돌기
111: 체결공 120: 체결부재
121: 제1 걸림부 122: 제2 걸림부
30: 정렬기 40: 확관기
41: 1차 포밍용 지그 42: 2차 포밍용 지그

Claims (6)

1. 전기강판에서 타발된 철판을 하층에서 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 환형의 적층구조를 이루는 나선형 적층 코어에 있어서,
   상기 나선형 적층 코어에는 외측으로 돌출 형성되는 복수개의 체결돌기가 마련되고,
   상기 체결돌기에는 상기 나선형 적층 코어를 체결부재로 고정시키기 위한 체결공이 형성되며,
   상기 체결공에 삽입 체결되어 상기 나선형 적층 코어를 고정시키는 체결부재를 포함하고,
   상기 체결부재의 상부 및 하부에는 각각 걸림부가 형성되고, 상기 나선형 적층 코어가 상기 걸림부에 수용되어 고정되며,
   상기 체결부재의 하부에는 걸림부가 기형성되어 있고,
   하부에 걸림부가 기형성되어 있는 상기 체결부재를 상기 나선형 적층 코어의 체결공에 하부에서 상부 방향으로 삽입하고, 상기 체결공에 삽입된 체결부재의 상부분을 1차 포밍(forming)하여 상기 상부분이 양 옆으로 소정 크기 벌어지도록 변형시키고, 상기 나선형 적층 코어를 축방향으로 밀착시키며, 상기 체결부재의 상부분을 2차 포밍(forming)하여, 상기 체결부재의 상부에 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 적층 코어.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 체결돌기는 상기 나선형 적층 코어의 외측 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 적층 코어.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 따른 나선형 적층 코어의 고정방법에 있어서,
   하부에 제1 걸림부가 형성되는 체결부재를 상기 나선형 적층 코어의 체결공에 하부에서 상부 방향으로 삽입하는 1단계;
   상기 체결공에 삽입된 체결부재의 상부분을 1차 포밍(forming)하여 상기 상부분이 양 옆으로 소정 크기 벌어지도록 변형시키고, 상기 나선형 적층 코어를 축방향으로 밀착시키는 2단계; 및
   상기 체결부재의 상부분을 2차 포밍(forming)하여 제2 걸림부를 형성하고, 상기 제1,2 걸림부에 의해 상기 나선형 적층 코어의 상하부면을 밀착 고정시키는 3단계를 포함하는 나선형 적층 코어의 고정방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 1단계 및 2단계 사이에, 상기 체결부재 내면을 압박하여 상기 체결부재 외면과 상기 체결공 내면이 밀착되도록 하는 단계를 더 포함하는 나선형 적층 코어의 고정방법.

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