KR20030018192A - 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조공정이 간단하고 작업성이 우수하여 제조비용이 저렴하고 불량률이 낮으며 설비투자비용이 저렴한 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 연장부 양측에 각각 동일방향으로 권취된 제1 및 제2 코일유닛을 포함하는 다수의 권선 어셈블리를 얻기 위하여 본딩 와이어를 권선하는 코일권선공정과, 다수의 권선 어셈블리의 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹 각각의 대향한 2장변의 일측과 타측이 각각 순차적으로 인접하도록 배치되고 각 코일유닛의 2장변의 연결부들이 순차적으로 겹쳐지도록 배치하여 정렬하는 탭핑공정과, 탭핑된 다수의 권선 어셈블리에 대한 통전과 프레스 성형에 의해 제1 및 제2 반원통 권취필드를 준비하는 압착/성형공정과, 성형된 제1 및 제2 반원통 권취필드를 원통형으로 조합한 후 한쌍의 반원통형 자기 귀환 경로 내부에 조립하는 조립공정으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법{Method for Making a Stator Assembly for Use in Slotless Motor}

본 발명은 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법에 관한 것으로, 특히 제조공정이 간단하고 작업성이 우수하여 제조비용이 저렴하고 불량률이 낮으며 설비투자비용이 저렴한 스테이터 어셈블리의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기모터는 사용되는 용도에 따라 그 구조가 결정되며, 수만 RPM의 초고속 회전속도와 함께 관성 모멘트가 적어서 응답특성이 빠른 것을 요구하는 로봇의 팔 제어용, 치과 또는 외과 수술용 구동장치는 로터의 구조가 직경이 작은 대신에 가늘고 긴 형태로 이루어진 것이 관성 모멘트의 제어에 유리하다.

이러한 용도로 개발된 AC 또는 DC 브러시레스(brushless) 모터는 외부에 있는 아우터 스테이터와 스테이터 내부에 회전 가능하게 지지되는 인너 로터로 구성된다. 로터는 다수의 자극, 예를들어, 4, 6, 또는 8극의 N극 및 S극 자석으로 이루어지며 이를 일방향으로 회전시키기 위해 스테이터는 다수의 권선이 다수의 티스(teeth)와 슬롯(slot) 사이에 권취된 슬롯형 스테이터 구조를 이루고 있다.

이러한 슬롯형 스테이터는 권선을 설치하기가 어렵고 많은 시간을 필요로 하며 복잡한 고가의 설비를 요구한다. 또한 다수의 티스가 형성된 구조는 자기적인 불연속성을 유발하여 모터의 효율에 영향을 미치게 된다. 더욱이 티스의 존재에 따라 특정위치에 위치할 수 있는 권선의 수가 제한되기도 하며 코일의 점적율이 낮아 모터 효율이 낮게 된다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 슬롯레스(slotless) 스테이터 구조를 갖는 기술이 개발되어 미합중국 특허 제 5,197,180 호에 제안되었다. 일반적으로 슬롯레스 스테이터의 제조는 슬롯형 스테이터에 비하여 상대적으로 어렵기 때문에 제조비용이 높아 널리 채용되고 있지 못하였다.

상기 제안은 이러한 제조의 어려움을 극복하기 위한 것으로 3상 브러시레스 DC(이하 "BLDC"라 한다) 모터인 경우 그의 제조방법을 이하에 간단하게 설명한다.

먼저 6각형으로 특수 설계된 권선지그(맨드렐; mandrel)와 전용 권선기에서 간격을 갖는 3개의 절연코일(insulated coil)을 일방향으로 권선한 후 맨드렐의 축방향으로 3 코일을 동시에 이동시키고, 상기와 반대방향으로 3코일을 동시에 권선하는 방식으로 순차적으로 바꿔가면서 동시에 권선하여 12개 코일 유닛(coil unit)으로 구성된 권선 어셈블리(winding assembly)를 형성한다. 그후 맨드렐로부터 권선된 12개 코일 유닛의 권선 어셈블리를 흐트러짐을 억제한 상태에서 분리할 수 있도록 6각형 코일 유닛의 4 모서리에 고정용 테이프를 부착하고 권선 어셈블리를 분리시킨다. 그후 분리된 6각형 권선 어셈블리 사이에 에폭시 코팅된 파이버글라스로 이루어진 절연지를 삽입한다.

이어서 절연지가 삽입된 권선 어셈블리의 각 코일들이 6각형의 형상을 그대로 유지하도록 펼쳐 놓은 상태로 눌러서 평탄하게 하여 2층 구조의 평탄화된 웹(web)을 형성하고, 평탄화된 웹을 원형으로 말아서 권취 필드(wound field)를 형성한다. 그후 원형으로 말아진 권취 필드를 자기 귀환 경로를 형성하는 원통형태의 라미네이션 코어(lamination core) 내부에 삽입하고, 권취 필드 내부 공간으로 확장 가능한 축(arbor)(지그장치)을 넣고서 축을 방사방향으로 확장시킴에 의해 권취 필드를 방사방향으로 압착시키면서 압착시키는 중간에 권취 필드 내부로 절연재를 삽입한다.

그후 압축된 권취 필드를 오븐에서 열처리하여 권취 필드 사이에 삽입된 절연지를 경화시켜 권취 필드의 압착된 상태를 고정시킨다. 이렇게 제조된 스테이터 어셈블리(stator assembly)는 로터와 결합되어 모터를 완성하게 된다.

그런데 상기와 같은 제조공정을 거쳐서 완성되는 스테이터 어셈블리는 먼저 전용 권선기와 특수 설계된 권선지그를 사용하여야 하기 때문에 양산시 설비투자에 대한 부담이 높고, 각 권선 섹션별로 권선방향의 절환이 필요하여 전체적인 권선시간이 길게 소요되는 문제가 있다.

또한, 종래의 스테이터 어셈블리 제조방법은 오븐에서 권취 필드를 열처리하여 권취 필드 사이에 삽입된 절연지를 경화시켜 권취 필드의 압착된 상태를 고정시키는 열처리 과정을 필수적으로 거치는 것을 포함하여, 코일을 권선하여 최종적인 스테이터 어셈블리를 제조하는 과정이 매우 복잡하여 제품의 제조단가가 높다는 단점이 있다.

더욱이, 성형된 권선과 라미네이션 코어와의 결합공정시에 코일의 긁힘 발생으로 절연파괴의 위험이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그의 제1목적은 코일권선공정이 설비비용이 저렴한 일반 권선기를 이용하여 단일방향으로만 코일을 권취하여 원하는 코일유닛이 얻어지므로, 권선 시간과 권선비용을 크게 줄일 수 있는 권선방법을 채용한 슬롯레스 브러시레스 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2목적은 성형된 권선과 라미네이션 코어와의 결합공정시에 코일의 긁힘 발생을 제거하여 불량발생을 억제함과 동시에 작업성이 우수한 스테이터 어셈블리의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제3목적은 권선의 제조시에 본딩 와이어를 사용하여 권취하고 프레스 성형장치에서 권취필드의 성형과 동시에 통전자기융착방식으로 고정시킴에 의해 별도의 코일고정공정을 제거하였고 코일 압착공정을 간단하게 처리할 수 있는 스테이터 어셈블리의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제4목적은 권선 내부에 절연필름을 사용하지 않으므로 코일의 점적율을 개선할 수 있는 스테이터 어셈블리의 제조방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 슬롯레스 모터의 원주방향 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 스테이터 어셈블리에 사용되는 권선 하나의 권취방법을 보여주는 도면,

도 4a는 도 3에 따라 얻어진 3개의 권선을 정렬하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 4b는 도 4a에 도시된 3 구동코일의 결선도,

도 5a 및 도 5b는 도 4a에서 얻어진 정렬된 권선을 라운드 형태로 성형하기 위한 열 프레스 성형장치를 보여주는 종방향 및 횡방향 단면도,

도 6은 도 5에서 얻어진 성형된 권선과 라미네이션 코어의 조립공정을 보여주는 설명도,

도 7은 본 발명에 따른 스테이터 어셈블리의 제조방법을 설명하기 위한 제조공정도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

10 ; 로터12 ; 축

14a-14d ; 영구자석20 ; 스테이터 어셈블리

22,22a.22b ; 라미네이션 코어24,240a,240b ; 권취필드

24a-24c ; 권선 어셈블리30,40,50 ; 도입선

32,36,42,46,52,56 ; 코일유닛32a,32b,36a,36b ; 장변

32c-32f,36c-36f ; 단변34,44,54 ; 연장부

38,48,58 ; 인출선39a-39d,60a,60b ; 절연 테이프

62 ; 열 프레스 성형장치64 ; 하부다이

66 ; 상부다이68 ; 가이드

70 ; 모터 케이스L1-L3 ; 구동코일

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모터의 구동방식에 따라 이에 대응하는 소정거리의 연장부 양측에 각각 동일방향으로 권취된 제1 및 제2 코일유닛을 포함하는 다수의 권선 어셈블리를 얻기 위하여 본딩 와이어를 권선하는 코일권선공정과, 상기 다수의 권선 어셈블리의 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹 각각의 대향한 2장변의 일측과 타측이 각각 순차적으로 인접하도록 배치되고 각 코일유닛의 2장변의 연결부들이 순차적으로 겹쳐지도록 배치하여 정렬하는 탭핑공정과, 상기 탭핑된 다수의 권선 어셈블리에 대한 통전과 프레스 성형에 의해 각 권선 어셈블리의 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹을 각각 반원통 형상으로 압착 성형함과 동시에 성형된 상태로 코일을 고정시켜 제1 및 제2 반원통 권취필드를 준비하는 압착/성형공정과, 상기 성형된 제1 및 제2 반원통 권취필드를 원통형으로 조합한 후 원통형 자기 귀환 경로 내부에 조립하여 스테이터 어셈블리를 얻는 조립공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제조방법은 상기 권취된 다수의 코일유닛 각각의 장변을 그룹으로 형성하기 위하여 접착테이프로 테이핑하는 제1테이핑공정과, 상기 탭핑된 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹의 배치상태를 유지하도록 접착테이프로 테이핑하는 제2테이핑공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

바람직하게는 상기 탭핑공정 다음에 모터의 구동방식에 따라 제1 및 제2 코일유닛 각각의 단부를 결선하는 공정을 더 포함한다.

상기 각 코일유닛의 대향한 2장변들 사이의 거리는 (조합되는 권선 어셈블리의 수-1)와 코일유닛의 폭(W)의 곱으로 설정되며, 상기 연장부의 길이는 적어도 상기 2장변들 사이의 거리보다 더 길게 설정되어야 한다.

또한, 상기 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹을 각각 반원통 형상으로 압착 성형시키는 압착/성형공정은 열 프레스 성형장치에 의해 수행되며, 상기 성형장치에서는 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹의 연결부에 2개 이상의 코일유닛이 겹쳐지는 부분이 양측 단부로 도피되어 부풀어 오르도록 성형되는 것이 바람직하다.

상기 조립공정은 한쌍의 반원통형 자기 귀환 경로를 준비하는 단계와, 상기 한쌍의 반원통형 자기 귀환 경로 각각의 내주부 중간부분이 제1 및 제2 반원통 권취필드의 양단부가 접촉된 부분을 커버하는 방향으로 원통형으로 조합된 제1 및 제2 반원통 권취필드의 외부에 조립하는 단계로 구성된다.

상기 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹 및 제1반원통 권취필드와 제2반원통 권취필드는 각각 서로 대칭형상을 이루므로, 그 결과 제1 및 제2 반원통 권취필드의 조합에 따라 원통형 권취필드를 쉽게 얻을 수 있게 된다.

상기한 바와같이 본 발명에서는 일반권선기를 사용하여 동일방향으로 권선하므로 코일의 권선이 빠르고 쉽게 이루어질 수 있으며, 코일링된 권선과 라미네이션 코어 사이의 조립공정이 코일의 긁힘 발생없이 간단하고 빠르게 이루어지며, 코일고정공정 등의 작업이 생략되어, 전체적으로 작업성이 우수하여 제조비용이 저렴하고 불량률이 낮으며 설비투자비용이 저렴하게 된다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명이 적용되는 슬롯레스 모터의 원주방향 단면도로서, 본 발명이 적용되는 모터는 슬롯레스 구조를 갖고 정지상태의 스테이터 어셈블리(20)가 외부에 위치되고, 그의 내부에 회전 가능하게 로터(10)가 구비되어 있다.

상기 스테이터 어셈블리(20)는 자기 귀환 경로를 형성하는 원통형 라미네이션 코어(22)의 내부에 권취필드(24)가 내장되어 있고, 그의 내부에는 권취필드(24)와 일정한 거리를 두고 내측이 축(12)에 지지된 예를들어 4개의 영구자석(14a-14d)을 구비한 로터(10)가 위치해 있다.

도 2를 참고하면 본 발명에 따른 슬롯레스 모터용 스테이터 어셈블리의 사시도,

이하에 본 발명에 따라 상기와 같은 구조를 갖는 스테이터 어셈블리의 제조방법을 도 3 내지 도 6을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 스테이터 어셈블리 제조방법은 본딩 와이어를 권선하여 소정수의 코일유닛을 형성하는 코일권선(coil winding)공정(S10)과, 권선된 소정수의 코일유닛을 정렬하여 배치한 후 코일유닛들을 구동방식에 따라 각각의 단부를 결선하고 테이프를 사용하여 고정시킴에 의해 권선 어셈블리를 준비하는탭핑(tapping)공정(S20)과, 한쌍의 반원통 권취필드를 준비하기 위하여 통전 및 프레스 성형에 의해 탭핑된 권선 어셈블리를 한쌍의 반원통 형상으로 압착 성형함과 동시에 성형된 상태로 코일을 고정시키는 코일 압착 성형(forming)공정(S30)과, 완성된 스테이터 어셈블리를 얻기 위하여 성형된 한쌍의 반원통 권취필드를 원통형으로 조합한 후 원통형 라미네이션 코어에 조립하는 조립(assembling)공정(S40)으로 이루어진다.

먼저 도 3 및 도 4a를 참고하여 코일권선공정 및 탭핑공정(S10,S20)을 설명하면, 본 발명에서는 일반권선기에서 본딩 와이어를 사용하여 소정의 턴수 만큼 일방향으로 권선하여 제1코일유닛(32)을 형성한 후 이로부터 일정길이만큼 연장한 후 제1코일유닛(32)과 동일한 방향으로 동일한 턴수 만큼 권선하여 제2권선유닛(36)을 형성하여 제1권선 어셈블리(24a)를 준비한다.

상기 제1 및 제2 코일유닛(32,36) 사이의 연장부(34)는 적어도 각 코일유닛의 폭(W)의 2배거리 이상으로 구비하는 것이 바람직하고, 각각의 코일유닛은 대향한 2장변(32a,32b;36a,36b)이 다른 4단변(32c-32f;36c-36f)보다 상대적으로 길게 설정된 대략 6각형 형상을 이루며, 대향한 2장변들(32a,32b,36a,36b) 사이의 거리는 각 코일유닛의 폭(W)의 2배거리로 설정되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 각 코일유닛의 대향한 2장변들 사이의 거리(d)와 연장부(34)의 길이는 각각 (조합되는 권선 어셈블리의 수-1)와 코일유닛의 폭(W)의 곱으로 설정된다.

상기 대향한 2장변(32a,32b;36a,36b)은 로터와 조립시에 로터의 회전축과 평행하게 위치되는 방향으로서 또한, 제1 및 제2 코일유닛(32,36)의 4장변(32a,32b;36a,36b)에는 코일들이 분리되는 것을 막기 위하여 절연 테이프(39a-39d)를 사용하여 각각 테이핑한다.

상기와 동일한 방식으로 연장부(44)로 연결된 제3 및 제4 코일유닛(42,46)과 연장부(54)로 연결된 제5 및 제6 코일유닛(52,56)을 권선하여 전체적으로 3세트의 권선 어셈블리(24a-24c)를 준비한다. 따라서, 각각의 권선 어셈블리(24a-24c)는 각각 도입선(30,40,50)과 인출선(38,48,58)이 각각의 코일유닛으로부터 연장 형성된다.

이 경우 도시된 실시예는 3상 구동이므로 3세트를 준비하였으나 2상 구동인 경우에는 2세트를 준비한다.

이하에 도 4a 및 도 4b를 참고하여 탭핑(tapping)공정(S20)을 설명한다.

먼저 3세트의 권선 어셈블리(24a-24c)를 도 4b에 도시된 바와 같이 예를들어, 3상 Y 결선 방식으로 결선하기 위하여 도 4a와 같이 동일한 방향으로 권선된 3세트의 권선 어셈블리(24a-24c)를 순차적으로 인접시켜 위치를 설정하여 정렬한다. 이어서, 제1권선 어셈블리(24a)의 인출선(38)과, 제2권선 어셈블리(24b)의 도입선(40)과, 제3권선 어셈블리(24c)의 인출선(58)을 공통 연결하면, 도 4b에 도시된 3상 Y 결선방식의 구동코일(L1-L3) 접속이 완성되며, 도입선(30,50)과 인출선(48)에 각각 3상 구동코일(L1-L3)의 3상 구동신호(U,W,V)가 인가된다.

물론 상기 3상 구동방식에서는 3개의 구동코일(L1-L3)이 6개로 나뉘어져서 권선된 후 Y 방식으로 결선되었으나, 주지된 다른 결선방식으로 결선될 수 있고,또한 2상 구동의 전파구동 방식에서는 2개의 구동코일이 8개로 권선되어 직렬방식으로 결선될 수 있다.

그후 각 코일유닛(32,42,52,36,46,56)의 정렬된 상태를 유지하도록 절연 테이프(60a,60b)를 상/하로 부착시켜서 일시적으로 고정시킨다. 상기와 같이 탭핑된 3세트의 권선 어셈블리(24a-24c)는 중간부분을 중심으로 서로 대칭인 형상을 이루게 된다.

이어서 탭핑된 권선 어셈블리(24a-24c)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 열 프레스 성형장치(62)에 장착되어 한쌍의 반원통 권취필드(240a,240b)로 성형된다. 상기 성형장치(62)는 고정설치된 하부다이(64)에 각각 종방향의 단면형상이 도 5a와 같이 외주면이 반원형인 한쌍의 하부몰드(64a,64b)가 설치되고, 프레스 장치의 상부다이(66)에는 내주면의 프로필이 상기한 하부몰드(64a,64b)와 대응하는 한쌍의 내곡면을 갖는 상부몰드(66a,66b)가 일체로 형성되어 한쌍의 가이드(68)를 따라 유압 또는 공압에 의해 상하방향으로 작동 가능하게 설치된다.

또한, 도 5b와 같이 상기 하부 몰드(64a,64b)는 각각 내부에 코일유닛의 길이(E)에 대응하는 요홈(64c)이 길게 형성되고, 그의 양단에는 길이를 제한하는 돌턱(64d,64e)이 반원형으로 형성되어 있다. 상부 몰드(66a,66b)에는 상기 하부 몰드(64a,64b)의 요홈(64c)에 대응하여 요홈(64c)의 길이(E) 보다 약간 짧은 길이로 돌출부(66c)가 형성되고, 돌출부(66c)의 높이(D)는 후술하는 라미네이션 코어(22)의 두께 보다 작은 두께로 설정되는 것이 바람직하다.

상기한 구조를 갖는 성형장치(62)의 하부 몰드(64a,64b)에 탭핑된 권선 어셈블리(24a-24c)를 설치한 상태에서 상부 몰드(66a,66b)를 하강시켜 소정의 압력으로 누르면서 3상 구동코일(L1-L3)에 전류를 인가하여 통전시킨다. 이에 따라 권선 어셈블리(24a-24c)는 도 5a 및 도 6에 도시된 바와 같이 각각 반원통 형상을 이루는 한쌍의 권취 필드(240a,240b)로서 성형된다. 또한 이와 동시에 성형된 권취 필드(240a,240b)는 본딩 와이어로 이루어진 권선 어셈블리(24a-24c)의 통전에 따른 발열에 의해 와이어 외부에 피막된 열경화성 접착제가 용융에 의해 일체화되므로 냉각된 경우에도 성형된 형상을 계속 유지하게 된다.

또한, 상기한 열 프레스 성형장치는 도 5b와 같이 상부 몰드(66a,66b)에 각각 돌출부(66c)가 요홈(64c)의 길이(E) 보다 짧은 길이로서 라미네이션 코어(22)의 두께 보다 작은 높이(D)로 설정되어 있어, 상부 몰드의 프레싱이 이루어지면 권선 어셈블리(24a-24c)의 상/하에 2개 이상의 코일유닛이 겹쳐지는 부분이 도 5b 및 도 2와 같이 양측 단부로 도피되어 부풀어 오르게 된다.

그러나, 이와 같이 양측 단부가 부풀어 오른 경우에도 부풀어 오른 부분(24d)의 높이(D)는 돌출부(66c)의 높이(D)와 일치되게 제한되므로 권취 필드(24)의 부풀어 오른 부분(24d)의 외경(B)은 라미네이션 코어(22)의 외경, 즉 후술하는 모터 케이스(도 6 참조)의 내경(A) 보다 작게되어 조립에 방해가 되지 않는다.

이하에 라미네이션 코어 조립(assembling)공정(S40)을 도 6을 참고하여 설명한다.

상기한 성형공정에서 얻어진 한쌍의 권취 필드(240a,240b)는 도 6과 같이 서로 대칭인 형상을 이루고 있어 양측변을 서로 접촉시켜 조합하면 하나의 원통형 권취 필드(24)가 이루어지며, 이를 한쌍의 반원통형 라미네이션 코어(22a,22b)로 이루어진 원통형 라미네이션 코어(22)의 내부에 조립하면 도 2에 도시된 바와 같은 스테이터 어셈블리(20)가 완성된다.

이 경우 본 발명에서는 권취필드(24)를 라미네이션 코어(22) 내부에 조립할 때, 먼저 한쌍의 반원통형 라미네이션 코어(22a,22b)는 각각 라미네이션 코어재료를 펀치 프레스에 의한 타발성형과 스택킹(stacking)에 의해 준비한 후, 한쌍의 반원통형 라미네이션 코어(22a,22b) 각각의 내주부 중간부분(22c,22d)이 원통형 권취필드(24)의 한쌍의 권취 필드(240a,240b)의 양단부가 접촉된 부분(240c,240d)을 커버하도록 도 6의 조립방향에서 한쌍의 반원통형 라미네이션 코어(22a,22b)의 조립방향을 90˚만큼 이동시킨 상태에서 결합되는 것이 조립강도를 높이는데 유리하다.

이와 같이 본 발명의 조립공정에서는 라미네이션 코어에 권취필드를 삽입하는 것이 아니라 한쌍의 반원통형 라미네이션 코어(22a,22b)를 원통형 권취필드(24)의 외부로부터 둘러쌓아서 조립하기 때문에 종래와 같이 코일의 절연피막이 손상되는 것을 방지할 수 있고 조립성이 높게 된다.

또한, 이와 같이 원통형 라미네이션 코어(22)로서 한쌍의 반원통형 라미네이션 코어(22a,22b)를 조립하여 사용하는 경우 코어(22a,22b)의 접촉면에 미세한 공극이 형성될 수 있으나, 이러한 공극이 코일로부터 발생된 자력선의 귀환경로를 형성하는데 큰 영향을 미치지 않게 된다. 그리고 권취필드(24)가 내부에 조립된 절개된 한쌍의 라미네이션 코어(22a,22b)는 최종적으로 원통형 모터 케이스(70) 내부에삽입되어 조립되므로 다시 분리될 염려는 없다.

한편, 본 발명에서는 권선 어셈블리(24a-24c)로부터 권취필드(24)를 형성하는 공정이 프레스 성형장치를 이용하여 원통형 라미네이션 코어에 조립하기 전에 미리 단일 공정으로 진행되기 때문에 처리공정이 간단하고 빠르게 이루어질 수 있다.

본 발명의 제조공정에 따라 얻어지는 스테이터 어셈블리를 사용하여 AC 또는 DC 모터를 조립하는 경우 점적율이 높아 성능개선을 기대할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스테이터 어셈블리는 모터와 유사한 구조를 갖는 전기 발전기(Generator), 올터네이터(Alternator)의 제조에도 사용될 수 있다.

또한, 스테이터 어셈블리(20)는 모터의 용도에 따라 자기 귀환 경로를 형성하는 원통형 라미네이션 코어(22) 없이 권취필드(24)만으로 사용될 수 도 있다.

더욱이 상기한 권선 어셈블리(24a-24c)를 탭핑하는 공정에서 이루어지는 인출선과 도입선의 결선은 라미네이션 코어(22)와 권취필드(24)의 조립공정 이후에 이루어지는 것도 가능하다

상기한 바와같이 본 발명에서는 일반권선기를 사용하여 동일방향으로 코일유닛을 권선하므로 코일의 권선이 빠르고 쉽게 이루어질 수 있으며, 코일링된 권선 어셈블리를 프레싱 성형과정도 단일의 공정으로 이루어질 수 있고, 라미네이션 코어 사이의 조립공정이 코일의 긁힘 발생없이 간단하고 빠르게 이루어지며, 코일고정공정 등의 작업이 생략되어, 전체적으로 작업성이 우수하여 제조비용이 저렴하고불량률이 낮으며 설비투자비용이 저렴하게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (13)

1. 모터의 구동방식에 따라 이에 대응하는 소정거리의 연장부 양측에 각각 동일방향으로 권취된 제1 및 제2 코일유닛을 포함하는 다수의 권선 어셈블리를 얻기 위하여 본딩 와이어를 권선하는 코일권선공정과,

   상기 다수의 권선 어셈블리의 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹 각각의 대향한 2장변의 일측과 타측이 각각 순차적으로 인접하도록 배치되고 각 코일유닛의 2장변의 연결부들이 순차적으로 겹쳐지도록 배치하여 정렬하는 권선 어셈블리의 탭핑공정과,

   상기 탭핑된 다수의 권선 어셈블리에 대한 통전과 프레스 성형에 의해 각 권선 어셈블리의 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹을 각각 반원통 형상으로 압착 성형함과 동시에 성형된 상태로 코일을 고정시켜 제1 및 제2 반원통 권취필드를 준비하는 압착/성형공정과,

   상기 성형된 제1 및 제2 반원통 권취필드를 원통형으로 조합한 후 원통형 자기 귀환 경로 내부에 조립하여 스테이터 어셈블리를 얻는 조립공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 권취된 다수의 코일유닛 각각의 장변을 그룹으로 형성하기 위하여 접착테이프로 테이핑하는 제1테이핑공정과,

   상기 탭핑된 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹의 배치상태를 유지하도록접착테이프로 테이핑하는 제2테이핑공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 탭핑공정 다음에 모터의 구동방식에 따라 제1 및 제2 코일유닛 각각의 단부를 결선하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 각 코일유닛의 대향한 2장변들 사이의 거리는 (조합되는 권선 어셈블리의 수-1)와 코일유닛의 폭(W)의 곱으로 설정되며, 상기 연장부의 길이는 적어도 상기 2장변들 사이의 거리보다 더 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹을 각각 반원통 형상으로 압착 성형시키는 압착/성형공정은 열 프레스 성형장치에 의해 수행되며, 상기 성형장치에서는 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹의 연결부에 2개 이상의 코일유닛이 겹쳐지는 부분이 양측 단부로 도피되어 부풀어 오르도록 성형되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 조립공정은 한쌍의 반원통형 자기 귀환 경로를 준비하는 단계와,

   상기 한쌍의 반원통형 자기 귀환 경로 각각의 내주부 중간부분이 제1 및 제2 반원통 권취필드의 양단부가 접촉된 부분을 커버하는 방향으로 원통형으로 조합된 제1 및 제2 반원통 권취필드의 외부에 조립하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 스테이터 어셈블리의 제조방법.
7. 모터의 구동방식에 따라 이에 대응하는 소정거리의 연장부 양측에 각각 동일방향으로 권취된 제1 및 제2 코일유닛을 포함하는 다수의 권선 어셈블리를 얻기 위하여 본딩 와이어를 권선하는 코일권선공정과,

   상기 다수의 권선 어셈블리의 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹 각각의 대향한 2장변의 일측과 타측이 각각 순차적으로 인접하도록 배치되고 각 코일유닛의 2장변의 연결부들이 순차적으로 겹쳐지도록 배치하여 정렬하는 탭핑공정과,

   상기 탭핑된 다수의 권선 어셈블리에 대한 통전과 프레스 성형에 의해 각 권선 어셈블리의 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹을 각각 반원통 형상으로 압착 성형함과 동시에 성형된 상태로 코일을 고정시켜 제1 및 제2 반원통 권취필드를 준비하는 압착/성형공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 슬롯레스 권취필드의 제조방법.
8. 각각의 연장부 양측에 각각 동일방향으로 권취된 제1 및 제2 코일유닛을 포함하는 3 권선 어셈블리를 얻기 위하여 본딩 와이어를 권선하는 코일권선공정과,

   상기 3 권선 어셈블리의 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹 각각의 3 코일유닛의 대향한 2장변의 일측과 타측이 각각 순차적으로 인접하도록 배치되고 각 코일유닛의 2장변의 양측의 연결부들이 순차적으로 겹쳐지도록 배치하여 정렬하는 탭핑공정과,

   제1 및 제2 반원통 권취필드를 얻기 위하여 상기 탭핑된 3 권선 어셈블리에 대한 통전과 프레스 성형에 의해 각 권선 어셈블리의 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹을 각각 반원통 형상으로 압착 성형함과 동시에 성형된 상태로 코일을 고정시키는 압착/성형공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 슬롯레스 권취필드의 제조방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 권취된 다수의 코일유닛 각각의 장변을 그룹으로 형성하기 위하여 접착테이프로 테이핑하는 제1테이핑공정과,

   상기 탭핑된 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹의 배치상태를 유지하도록 접착테이프로 테이핑하는 제2테이핑공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 슬롯레스 권취필드의 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 탭핑공정 다음에 모터의 구동방식에 따라 제1 및 제2 코일유닛 각각의 단부를 결선하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 슬롯레스 권취필드의 제조방법.
11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 각 코일유닛의 대향한 2장변들 사이의 거리는 (조합되는 권선 어셈블리의 수-1)와 코일유닛 폭의 곱으로 설정되며, 상기 연장부의 길이는 적어도 상기 2장변들 사이의 거리보다 더 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 슬롯레스 권취필드의 제조방법.
12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹을 각각 반원통 형상으로 압착 성형시키는 압착/성형공정은 열 프레스 성형장치에 의해 수행되며, 상기 성형장치에서는 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹의 연결부에 2개 이상의 코일유닛이 겹쳐지는 부분이 양측 단부로 도피되어 부풀어 오르도록 성형되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 슬롯레스 권취필드의 제조방법.
13. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1코일유닛 그룹과 제2코일유닛 그룹 및 제1반원통 권취필드와 제2반원통 권취필드는 각각 서로 대칭형상을 이루는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 슬롯레스 권취필드의 제조방법.