KR102393014B1 - 폴 코일용 절연지 및 이를 이용한 폴 코일 절연방법 - Google Patents

폴 코일용 절연지 및 이를 이용한 폴 코일 절연방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴 코일용 절연지 및 이를 이용한 폴 코일 절연방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴 코일의 상하면 뿐만 아니라, 내측 두께면에 대한 절연이 가능한 폴 코일용 절연지 및 이를 이용한 폴 코일 절연방법에 관한 것이다.

Description

폴 코일용 절연지 및 이를 이용한 폴 코일 절연방법 {Insulation Paper For Pole Coil And Method Of Insulation Of Pole Coil using the same}
본 발명은 폴 코일용 절연지 및 이를 이용한 폴 코일 절연방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴 코일의 상하면 뿐만 아니라, 내측 두께면에 대한 절연이 가능한 폴 코일용 절연지 및 이를 이용한 폴 코일 절연방법에 관한 것이다.
동기발전기는 부하에 관계없이 일정한 속도록 회전하기 때문에 효율이 높으면서 고정밀 분야에 주로 사용되고, 돌극형 회전자는 극수가 많기 때문에 저속으로 회전하여도 생산되는 전압이 많으며, 저속으로 회전하기 때문에 진동이 적고, 부하의 변동에 의해 일어나는 동요를 감쇄하기 위해 자극 머리에 제동 권선(Damping Winding)을 만든다.
도 1은 종래의 돌극형 회전자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 돌극형 회전자(100)는 회전자 코어(110),폴 코일(120), 플렉시블 리드(130) 및 폴 코일 커넥터(140)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 회전자 코어(110)는 로터 허브(112)와, 로터 허브(112)로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 복수개의 폴 코어 (114)를 가진다.
그리고, 로터 허브(112)에는 플렉시블 리드(130)의 고정을 위한 고정 블록(112a)이 구비될 수 있으며, 복수 개의 폴 코어(114)에는 폴 코일(120)이 삽입 배치되는 폴 코일 설치홈(114a)이 형성될 수 있다.
여기서, 복수개의 폴 코어(114)는 로터 허브(112)의 외주면으로부터 원주방향을 따라 복수개가 상호 이격 배치된다.
그리고 폴 코일(120)은 폴 코어(114)의 폴 코일 설치홈(114a)에 배치되고, 폴 코일(120)은 사각 형태의 구조물로서 다단 적층을 통해 일정 턴수를 가지는 것으로, 연속적인 다단 적층을 통해 일정 턴수를 가지는 사각형태의 폴 코일층을 구성한다. 일예로서, 폴 코일(120)은 직선형태의 플랫 바의 연속적인 벤딩을 통해 연속적으로 다단 적층되면서 일정 턴수를 가지게 될 수 있다.
상기 폴 코어(114)와 폴 코일(120)이 결합하기 전 상기 폴 코일(120) 층층을 절연지로 절연하게 된다.
여기서, 상기 코어의 슬롯과 슬롯에 권선되는 코일은 다단으로 층을 이루며 권선되어지는데, 이때 코일의 각 층간에는 코일간의 전기적 쇼트를 방지시킬 목적으로 절연지가 끼워지게 된다.
상기 절연지는 폴 코일을 분리시켜 전류가 원활히 흐를 수 있게 절연시키는 역할과 전류가 흐름시 폴 코일이 융착되어 절연을 파괴하는 현상을 방지하고, 아울러 이물질 부착 및 습기로 인한 녹 발생을 예방하는 역할을 담당한다.
그러나, 종래의 절연방법은 폴 코일의 각 층의 상, 하면에만 절연지를 부착하는 방법으로 진행되므로 폴 코일과 폴 코어가 밀착되는 내측 두께면에 대한 절연이 불가능한 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 폴 코일의 상하면 뿐만 아니라, 내측 두께면에 대한 절연이 가능한 폴 코일용 절연지 및 이를 이용한 폴 코일 절연방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명에 따른 폴 코일용 절연지는 폴 코일의 길이 방향에 대한 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연하는 길이방향 절연지와; 상기 폴 코일의 폭 방향에 대한 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연하는 폭방향 절연지를 포함하여 폴 코일 층층에 대해 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연할 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 길이방향 절연지와 폭방향 절연지는 각각 상기 폴 코일의 상면을 절연하는 상면 절연지와; 상기 폴 코일의 하면을 절연하는 하면 절연지와; 상기 상면 절연지와 하면 절연지의 경계에 형성된 접는선을 포함하되; 상기 상면 절연지 또는 하면 절연지는 길이 방향과 폭 방향이 만나는 모서리 부분까지 확장되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 상면 절연지는 양단의 2개의 모서리 부분 중 선택된 하나의 일단의 모서리 부분까지 확장되고; 상기 하면 절연지는 나머지 일단의 모서리 부분까지 확장되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 상면 절연지 또는 하면 절연지 중 하나의 절연지만 양단의 2개의 모서리 부분까지 확장된 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 폴 코일용 절연지를 이용한 폴 코일 절연방법으로; 상기 폴 코일의 상면을 절연하는 상면 절연지와; 상기 폴 코일의 하면을 절연하는 하면 절연지와; 상기 상면 절연지와 하면 절연지의 경계에 형성된 접는 선을 포함하되; 상기 상면 절연지 또는 하면 절연지는 길이 방향과 폭 방향이 만나는 모서리 부분까지 확장되도록 형성된 길이방향 절연지와 폭방향 절연지를 준비하는 단계와; 길이방향 절연지의 상면 절연지를 폴 코일의 상면에 부착하고, 접는 선을 기준으로 하면 절연지를 하면으로 접어서 부착하는 단계와; 폭방향 절연지의 상면 절연지를 폴 코일의 상면에 부착하고, 접는 선을 기준으로 하면 절연지를 하면으로 접어서 부착하는 단계를 포함하여 폴 코일의 길이 방향에 대한 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폴 코일용 절연지는 폴 코일의 상하면 뿐만 아니라, 내측 두께면에도 절연지가 둘러싸이기 때문에 폴코어 외부면과 폴 코일 두께면이 직접 닿지 않기 때문에 코일로 전기가 흘러도 절연이 파괴되지 않는 탁월한 효과가 발생한다.
또한, 내측 두께면을 기준으로 "ㄷ" 자 모양으로 접히기 때문에 클립으로 간단히 집은 후 필요한 작업 방향으로 회전하여 후속 작업을 진행해도 절연지의 이탈이나 훼손의 염려가 없으며, 접착제 사용량도 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 돌극형 회전자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 폴 코일의 형상을 개략적으로 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴 코일용 절연지를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴 코일의 절연지를 이용한 절연과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴 코일용 절연지를 개략적으로 도시한 것이고,
도 6은 도 5의 폴 코일용 절연지를 이용한 절연 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 폴 코일에 절연지가 부착된 것을 도시한 사진도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 폴 코일의 형상을 개략적으로 도시한 것이다.
폴 코일(Pole coil, 120)은 냉각 효과를 증대시키고 돌극형 회전자의 코일 권선량을 줄여 재료비를 절감하도록 일정길이를 가지는 직선형태의 플랫 바를 사각 형태로 다단 적층한 후 회전자 코어에 결합시킨다.
상기 폴 코일(120)은 폭이 넓고 얇은 직선 형태의 플랫 바(Falt Bar)를 사각 형태로 다단 적층시킬 때 그 적층이 연속적으로 이루어지는 것이 아니라, 직선형태로서 일정길이로 절단된 하나의 플랫 바 단부와 다른 하나의 플랫 바 단부를 맞닿도록 한 후 그 맞닿은 부분을 브레이징(Brazing) 작업을 통해 연결시키면서, 순차적으로 원하는 턴수를 가지는 사각형태의 폴 코일이 완성된다.
상기 폴 코일(120)은 돌극형 회전자에 일반적으로 포함되는 구성으로 본 발명의 통상의 지식을 가진자에게 자명한 구성이므로 구체적인 구성 및 동작에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 폴 코일(120)은 폴 코일을 분리시켜 전류가 원활히 흐를 수 있게 절연시키는 역할과 전류가 흐름시 폴 코일이 융착되어 절연을 파괴하는 현상을 방지하고, 아울러 이물질 부착 및 습기로 인한 녹 발생을 예방하기 위해 층층마다 절연지를 부착한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴 코일용 절연지를 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명에 따른 폴 코일용 절연지는 폴 코일의 길이 방향에 대한 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연하는 길이방향 절연지(30)와 상기 폴 코일의 폭 방향에 대한 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연하는 폭방향 절연지(40)를 포함하여 폴 코일 층층에 대해 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연할 수 있는 것을 특징으로 한다.
종래의 절연방법은 폴 코일의 길이방향과 폭방향 상면과 하면에만 절연지를 부착하는 방법을 사용하므로 도 2에 도시된 바와 같이, 폴 코일과 폴 코어가 밀착되는 두께면에 대한 절연이 불가능하고 코일 표면(내측 두께면)이 그대로 노출되므로 폴 코어 외부면과 폴 코일의 두께면이 직접 맞닿기 때문에 코일로 전기가 흐를 경우 합선에 의한 절연 파괴가 발생할 수 있는 문제가 있다.
그러나, 본 발명은 폴 코일의 상면과 하면 사이의 내측을 접어서 "ㄷ" 형상을 가지는 절연지를 제공함으로써 상면, 하면 및 내측면을 동시에 절연할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3을 참조하면, 상기 길이방향 절연지(30)와 폭방향 절연지(40)는 각각 상기 폴 코일의 상면을 절연하는 상면 절연지(310, 410)와 상기 폴 코일의 하면을 절연하는 하면 절연지(320, 420)와 상기 상면 절연지와 하면 절연지의 경계에 형성된 접는 선(130, 230)을 포함하되, 상기 상면 절연지 또는 하면 절연지는 길이 방향과 폭 방향이 만나는 모서리 부분(A,B,C,D)까지 확장되도록 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 길이방향 절연지(30)는 상면 절연지(310)가 양단의 2개의 모서리 부분(AB 또는 CD) 중 선택된 하나의 일단의 모서리 부분까지 확장되고, 상기 하면 절연지(320)는 나머지 일단의 모서리 부분까지 확장되도록 형성될 수 있다. 즉, 도 3과 같이, 상면 절연지(310)는 A 모서리 부분까지 확장되고, 하면 절연지(320)는 B 모서리 부분까지 확장된다.
그리고 상기 폭방향 절연지(40)는 상면 절연지(410)가 양단의 2개의 모서리 부분(AC 또는 BD) 중 선택된 하나의 일단의 모서리 부분까지 확장되고, 상기 하면 절연지(420)는 나머지 일단의 모서리 부분까지 확장되도록 형성될 수 있다. 즉, 도 3과 같이, 상면 절연지(410)는 A 모서리 부분까지 확장되고, 하면 절연지(420)는 C 모서리 부분까지 확장된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴 코일의 절연지를 이용한 절연과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4의 폴 코일에 절연지를 부착하는 과정은 설명의 편의를 위해 상, 하에 2개의 길이방향 절연지를 부착하고, 좌측, 우측에 2개의 폭방향 절연지를 부착하는 순서로 표현하였지만, 부착 순서는 선택사항으로 한정될 필요가 없으며, 길이방향 절연지와 폭방향 절연지의 순서는 자유롭게 변경되어 실시될 수 있음은 자명한 것이다.
먼저, 폴 코일의 상부의 길이방향에 제 1 길이방향 절연지를 부착한다.
보다 구체적으로, 상면 절연지(310)를 폴 코일의 상부의 길이방향 상면에 부착한 후 접는선(330)을 기준으로 하면 절연지(320)를 내측면을 통해 하면으로 접어서 폴 코일의 상부의 길이방향 하면에 부착한다. 따라서, 폴 코일의 내측면을 감싸는 "ㄷ" 형상으로 절연지가 부착된다. 여기서, 상기 절연지의 부착은 접착제를 이용하여 상면 또는 하면에 부착할 수 있다.
상기 상면 절연지(310)는 폴 코일의 양 측면의 폭방향과 교차하는 2개의 모서리 영역 중 하나의 모서리 영역으로 확장되는 형태를 가지고, 상기 하면 절연지(320)는 나머지 하나의 모서리 영역으로 확장되는 형태를 가진다.
따라서, 상면 절연지(310)가 폴 코일의 상부의 길이방향 상면에 부착되면 하나의 모서리 영역으로 확장되어 부착되고, 하면 절연지(320)가 폴 코일의 상부의 길이방향 하면에 부착되면 반대편 모서리 영역을 확장되어 부착된다.
그리고 동일한 방법에 의해 폴 코일의 하부의 길이방향에 제 2 길이방향 절연지를 부착한다.
여기서, 상부, 하부, 좌측, 우측은 도면에서 보여지는 방향으로 정의되고, 실제 위치 관계를 정의하는 것은 아니다.
상기와 같이 폴 코일의 길이방향에 대한 길이방향 절연지 부착이 완료되면, 동일한 방법에 의해 폴 코일의 좌측의 폭방향 상면과 하면에 제 1 폭방향 절연지와 폴 코일의 우측의 폭방향 상면과 하면에 제 2 폭방향 절연지를 부착한다.
상기와 같이 제 1 및 2 길이방향 절연지와 제 1 및 2 폭방향 절연지가 부착되면 폴 코일의 상면과 하면은 물론 내측면도 동시에 절연지가 부착된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴 코일용 절연지를 개략적으로 도시한 것이고, 도 6은 도 5의 폴 코일용 절연지를 이용한 절연 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5의 실시예는 길이방향 절연지(31)의 상면 절연지(311)는 길이방향 폴 코일에서 폭방향하고 중첩되는 양단의 2개의 모서리 부분까지 확장되는 크기로 형성되고, 하면 절연지(321)는 길이방향 폴 코일만 커버하는 크기로 형성된다.
그리고 폭방향 절연지(41)의 상면 절연지(411)는 길이방향 폴 코일만 커버하는 크기로 형성되고, 하면 절연지(421)는 길이방향 폴 코일에서 폭방향하고 중접되는 양단의 2개의 모서리 부분까지 확장되는 크기로 형성된다.
여기서, 상기 길이방향 절연지(31) 및 폭방향 절연지(41)의 상면 절연지와 하면 절연지의 크기는 상호 반대로 형성될 수 있다.
도 5와 같이 폴 코일용 절연지가 구성될 경우, 도 3의 실시예와 동일하게 폴 코일의 상면, 하면과 내측면을 동시에 부착될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 폴 코일 절연지는 길이방향 절연지와 폭방향 절연지가 폴 코일의 상면, 내측면, 하면을 둘러싸는 "ㄷ"자 모양으로 접어서 부착된다. 따라서, 도 7과 같이 내측면을 절연지가 안쪽에서 바깥족으로 감싸는 형태가 되며, 내측면(두께면)이 절연지로 둘러싸이기 때문에 폴코어 외부면과 폴 코일 두께면이 직접 닿지 않기 때문에 코일로 전기가 흘러도 절연이 파괴되지 않는다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
30 : 길이방향 절연지 40 : 폭방향 절연지

Claims (5)

  1. 속빈 4각형형상을 가진 폴 코일용 절연지로서;
    폴 코일의 길이 방향에 대한 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연하는 길이방향 절연지와;
    상기 폴 코일의 폭 방향에 대한 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연하는 폭방향 절연지를 포함하되;
    상기 길이방향 절연지와 폭방향 절연지는 각각
    상기 폴 코일의 상면을 절연하는 상면 절연지와;
    상기 폴 코일의 하면을 절연하는 하면 절연지와;
    상기 상면 절연지와 하면 절연지의 경계에 형성된 접는 선을 포함하되;
    상기 상면 절연지 또는 하면 절연지는 길이 방향과 폭 방향이 만나는 모서리 부분까지 확장되도록 형성되어 폴 코일 층층에 대해 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연할 수 있는 것을 특징으로 하는 폴 코일용 절연지.

  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상면 절연지는
    양단의 2개의 모서리 부분 중 선택된 하나의 일단의 모서리 부분까지 확장되고;
    상기 하면 절연지는
    나머지 일단의 모서리 부분까지 확장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 폴 코일용 절연지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상면 절연지 또는 하면 절연지 중 하나의 절연지만
    양단의 2개의 모서리 부분까지 확장된 것을 특징으로 하는 폴 코일용 절연지
  5. 제 1항, 제3항 및 제 4항 중 선택된 어느 하나의 폴 코일용 절연지를 이용한 속빈 4각형형상을 가진 폴 코일의 절연방법으로;
    상기 폴 코일의 상면을 절연하는 상면 절연지와; 상기 폴 코일의 하면을 절연하는 하면 절연지와; 상기 상면 절연지와 하면 절연지의 경계에 형성된 접는 선을 포함하되; 상기 상면 절연지 또는 하면 절연지는 길이 방향과 폭 방향이 만나는 모서리 부분까지 확장되도록 형성된 길이방향 절연지와 폭방향 절연지를 준비하는 단계와;
    길이방향 절연지의 상면 절연지를 폴 코일의 상면에 부착하고, 접는 선을 기준으로 하면 절연지를 하면으로 접어서 부착하는 단계와;
    폭방향 절연지의 상면 절연지를 폴 코일의 상면에 부착하고, 접는 선을 기준으로 하면 절연지를 하면으로 접어서 부착하는 단계를 포함하여 폴 코일의 길이 방향에 대한 상하면과 내측 두께면을 동시에 절연하는 것을 특징으로 하는 폴 코일 절연방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011239580A (ja) * 2010-05-11 2011-11-24 Honda Motor Co Ltd モータおよびモータの製造方法
WO2014125607A1 (ja) * 2013-02-15 2014-08-21 三菱電機株式会社 回転電機の固定子
WO2018190124A1 (ja) * 2017-04-13 2018-10-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 コイル及びそれを用いたモータ

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