KR20090109790A - 모터 코일 및 자동 권선 장치용 권선 지그 - Google Patents

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KR20090109790A
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Abstract

본 발명은 모터 코일 및 자동 권선 장치용 권선 지그에 관한 것으로, 장방향의 직선 영역과 단방향의 곡선 영역을 가지는 코일 권선의 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 변경되는 권선 교차 영역이 단방향의 곡선 영역에 형성되도록 구현함으로써 유효 자속 영역인 장방향의 직선 영역에는 권선 교차 영역이 존재하지 않게 되어, 권선 도중 또는 권선 작업 후 장방향의 직선 영역의 가압에 의한 코일의 피복 파손이 발생되지 않아 모터의 안정성 향상에 기여할 수 있도록 한 것이다.
코일, 권선, 권선 교차 영역, 권선 지그

Description

모터 코일 및 자동 권선 장치용 권선 지그{Coil for motor and Jig for auto winding apparatus}
본 발명은 모터 코일 및 자동 권선 장치용 권선 지그에 관한 것으로, 특히 모터에 사용되는 코일을 권선하는 기술에 관련한 것이다.
선형 직선 왕복 운동을 하는 리니어 모터(Linear motor) 등과 같이 특별한 경우 모터에 사용되는 코일 권선은 도 1 에 도시한 바와 같이 장방향의 직선 영역과 단방향의 곡선 영역으로 이루어진다.
코일 권선은 고정자(도면 도시 생략) 또는 이동자(도면 도시 생략)에 설치되고, 이 코일 권선에 교번 전류를 인가함에 의해 자속을 형성하게 되어, 코일 권선에 대해 영구자석의 N극과 S극이 상대적으로 교번 운동함으로써 구동력을 얻을 수 있게 된다.
종래의 장방향의 직선 영역과 단방향의 곡선 영역을 가지는 코일 권선의 경우, 권선의 편의성을 위해 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 변경되는 권선 교차 영역을 장방향의 직선 영역에 형성하였다.
그런데, 코일을 여러층으로 권선시 권선 교차 영역에 의해 코일이 부풀어 오 르기 때문에 권선 작업 중간이나 또는 권선 작업 후 이 부풀어 오른 부분을 가압하여 평평하게 해야만 했다.
그러나, 이 경우 가압에 의해 코일의 피복이 파손될 가능성이 있었고, 이로 인해 이 권선 교차 영역에서 쇼트(Short)될 위험성이 높았기 때문에, 이러한 종래의 권선 코일을 리니어 모터에 사용할 경우 리니어 모터의 안정성을 저하키는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명자는 모터에 사용되는 코일 권선의 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 변경되는 권선 교차 영역을 단방향의 곡선 영역에 형성함으로써 모터의 안정성 향상에 기여할 수 있는 모터의 코일 권선 기술에 대한 연구를 하게 되었다.
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 모터에 사용되는 코일 권선의 구조를 개선하여 모터의 안정성 향상에 기여할 수 있는 모터 코일 및 자동 권선 장치용 권선 지그를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명은 장방향의 직선 영역과 단방향의 곡선 영역을 가지는 코일 권선의 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 변경되는 권선 교차 영역을 단방향의 곡선 영역에 형성한 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 장방향의 직선 영역과 단방향의 곡선 영역을 가지는 코일 권선의 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 변경되는 권선 교차 영역을 단방향의 곡선 영역에 형성함으로써 유효 자속 영역인 장방향의 직선 영역에는 권선 교차 영역이 존재하지 않게 되어, 권선 도중 또는 권선 작업 후 장방향의 직선 영역의 가압에 의한 코일의 피복 파손이 발생되지 않아 모터의 안정성 향상에 기여할 수 있는 유용한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 모터 코일의 일 실시예를 도시한 도면, 도 3은 본 발명에 따른 모터 코일의 또 다른 실시예를 도시한 도면, 도 4는 단방향의 곡선 영역에서 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 변경되는 권선 교차 영역을 표시한 도면이다.
도 2 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터 코일(100)은 장방향의 직선 영역과 단방향의 곡선 영역을 구비하여 다층으로 권선되되, 상기 모터 코일의 권선이 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 권선되는 권선 교차 영역을 단방향의 곡선 영역에 구비한다.
한편, 도 3 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터 코일(100)은 도 2 에 도시한 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 권선되는 권선 교차 영역을 단방향의 곡선 영역에 구비한 코일 권선이 복수개가 일정 간격으로 연결되도록 구현할 수도 있다.
도 4는 단방향의 곡선 영역에서 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 변경되는 권선 교차 영역을 표시한 도면이다. 코일을 다층으로 권선할 경우, 도 4 에 도시한 바와 같이 일층은 우방향으로, 그 다음층은 좌방향으로 서로 교변하면서 감게된다.
따라서, 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 권선되는 권선 교차 영역(110)이 코일 권선의 양단에 형성된다. 그런데 종래의 경우에는 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 변경되는 권선 교차 영역이 장방향의 직선 영역 즉, 유효 자속 영역에 형성되었기 때문에, 코일 권선시 권선 교차 영역에 의해 코일 권선이 부풀게 되어, 코일 권선 도중 또는 코일 권선 후, 코일 권선이 부풀은 장방향의 직선 영역을 가 압하여 평평하게 해야만 했다.
이 경우, 권선 교차 영역에 의해 코일 권선이 부풀은 장방향의 직선 영역을 가압하면, 권선 교차 영역에서 피복이 파손되어 쇼트(Short)가 일어나게 되므로, 이는 결국 모터의 안정성 및 성능을 저하시키는 요인이 되었다.
그러나, 본 발명에 따른 모터 코일의 경우 코일 권선시 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 권선되는 권선 교차 영역이 단방향의 곡선 영역 즉, 유효 자속 영역 이외의 영역에 형성되기 때문에 장방향의 직선 영역을 가압할 필요가 없으며, 혹시 장방향의 직선 영역을 가압하더라도 권선 교차 영역이 단방향의 곡선 영역에 존재하기 때문에 권선 교차 영역에서 피복이 파손될 가능성이 없다.
또한, 장방향의 직선 영역에 권선 교차 영역이 존재하지 않아 장방향의 직선 영역은 코일 권선이 완전 정렬을 이루므로, 유효 자속 영역의 두께를 줄일 수 있으며, 자속 균일도를 향상 시킬 수 있으므로, 모터의 안정성 및 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.
위와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 모터 코일을 권선하는 장치 구성을 알아본다. 도 5는 본 발명에 따른 자동 권선 장치용 권선 지그의 일 실시예에 따른 사시도이다. 도 5 에 도시한 권선 지그(200)는 자동 권선 장치(300)의 모터 회전축(310)에 접속되어 회전하면서, 자동 권선 장치(300)의 로울러(320)에 의해 가이드되는 코일을 권선하여 도 2 에 도시한 바와 같은 모터 코일(100)을 권선하게 된다.
이 실시예에 따른 권선 지그(200)는 권선부(210)와, 격벽(220)들과, 가이드 홈(230)을 포함하여 이루어진다. 상기 권선부(210)는 장방향의 직선 영역(211)과 단방향의 곡선 영역(212)으로 이루어진다. 상기 격벽(220)들은 상기 권선부(210)의 양단에 각각 형성된다.
상기 가이드 홈(230)은 적어도 하나의 격벽(220)의 내부면의 외곽 부위에서 상기 단방향의 곡선 영역(212) 인접 부위까지 적어도 코일 직경 깊이로 형성되어 코일을 가이드한다. 이 때, 상기 가이드 홈(230)이 상기 권선부(210)의 단방향의 곡선 영역(212) 인접 부위의 어느 한 점에 접선되도록 경사지게 형성하여 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 권선되는 권선 교차 위치를 정밀하게 확정할 수 있다.
모터 코일(100) 권선 동작을 알아보면, 자동 권선 장치(300)의 모터 회전축(310)에 권선 지그(200)를 접속한 상태에서 자동 권선 장치(300)의 로울러(320)에 안착되도록 코일을 인발하고, 권선 지그(200)의 가이드 홈(230)에 코일의 단부를 가이드하여 코일의 단부를 자동 권선 장치(300)의 고정부(330)에 고정한다.
그러면, 권선 지그(200)의 가이드 홈(230)에 코일의 끝부분이 안착된 상태에서 고정되게 되고, 자동 권선 장치(300)의 모터(도면 도시 생략)를 회전시키면, 모터 회전축(310)에 접속된 권선 지그(200)가 회전하면서, 권선 지그(200)의 두 격벽(220) 사이의 권선부(210)에 코일이 권선된다.
이 때, 가이드 부재(도면 도시 생략)를 통해 두 격벽(220) 사이에서 위치를 교번시키면 권선 지그(200)의 권선부(210)에 코일이 다층으로 권선되며, 상기 가이드 홈(230)이 격벽(220)의 내부면의 외곽 부위에서 권선부(210) 단방향의 곡선 영 역(212) 인접 부위까지 형성되어 있으므로, 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 권선되는 권선 교차 영역이 권선부(210)의 단방향의 곡선 영역(212)에 형성되게 된다.
따라서, 이 실시예에 따른 권선 지그에 의해 권선되는 모터 코일은 도 2 에 도시한 바와 같이 권선 교차 영역이 단방향의 곡선 영역에 존재하기 때문에 권선 교차 영역에서 피복이 파손될 가능성이 없고, 장방향의 직선 영역에 권선 교차 영역이 존재하지 않아 장방향의 직선 영역은 코일 권선이 완전 정렬을 이루므로, 유효 자속 영역의 두께를 줄일 수 있으며, 자속 균일도를 향상 시킬 수 있으므로, 모터의 안정성 및 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 자동 권선 장치용 권선 지그(200)가 연통홈(240)을 더 포함할 수 있다. 상기 연통홈(240)은 상기 가이드 홈(230)이 형성된 격벽(220)의 내부면과 교접하는 면에 상기 가이드 홈과 연통되도록 형성되어 코일을 가이드한다.
따라서, 이 연통홈(240)에 코일이 안착된 상태에서 코일의 단부가 자동 권선 장치(300)의 고정부(330)에 고정되므로, 권선 지그(200)의 회전시 코일이 유동하지 않도록 함과 동시에 권선 지그(200)가 헛돌지 않고 권선 지그(200)에 코일이 권선되도록 한다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 자동 권선 장치용 권선 지 그(200)가 접속부(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 접속부(250)는 상기 적어도 하나의 격벽(220) 일측 외부면에 형성되어 자동 권선 장치(300)의 모터 회전축(310)에 접속되는 부분이다.
예컨대, 도면에 도시한 바와같이 자동 권선 장치(300)의 모터 회전축(310)에 삽입홈을 형성하고, 상기 자동 권선 장치용 권선 지그(200)의 일측 격벽(220) 외부의 중앙 부위에 상기 삽입홈에 삽입되는 돌출봉을 형성하여 접속부(250)를 구현할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 자동 권선 장치용 권선 지그의 또 다른 실시예에 따른 사시도이다. 도 6 에 도시한 권선 지그(200)는 자동 권선 장치(300)의 모터 회전축(310)에 접속되어 회전하면서, 자동 권선 장치(300)의 로울러(320)에 의해 가이드되는 코일을 권선하여 도 3 에 도시한 바와 같이 코일 권선이 복수개가 일정 간격으로 연결되는 모터 코일(100)을 권선하게 된다.
이 실시예에 따른 권선 지그(200)는 권선부(210)와, 격벽(220)들과, 가이드 홈(230)들을 포함하여 이루어진다. 상기 권선부(210)는 복수개 구비되며, 장방향의 직선 영역(211)과 단방향의 곡선 영역(212)으로 이루어진다. 상기 격벽(220)들은 상기 각 권선부(210)의 양단에 각각 형성된다.
상기 가이드 홈(230)들은 상기 각 격벽(220) 내부면의 외곽 부위에서 각 단방향의 곡선 영역(212) 인접 부위까지 적어도 코일 직경 깊이로 형성되어 코일을 가이드한다. 이 때, 상기 각 가이드 홈(230)이 상기 권선부(210)의 단방향의 곡선 영역(212) 인접 부위의 어느 한 점에 접선되도록 경사지게 형성하여 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 권선되는 권선 교차 위치를 정밀하게 확정할 수 있다.
모터 코일(100) 권선 동작을 알아보면, 자동 권선 장치(300)의 모터 회전축(310)에 복수의 권선부(210)가 형성된 권선 지그(200)를 접속한 상태에서 자동 권선 장치(300)의 로울러(320)에 안착되도록 코일을 인발하고, 권선 지그(200)의 첫번째 격벽(220)의 가이드 홈(230)에 코일의 단부를 가이드하여 코일의 단부를 자동 권선 장치(300)의 고정부(330)에 고정한다.
그러면, 권선 지그(200)의 가이드 홈(230)에 코일의 끝부분이 안착된 상태에서 고정되게 되고, 자동 권선 장치(300)의 모터(도면 도시 생략)를 회전시키면, 모터 회전축(310)에 접속된 권선 지그(200)가 회전하면서, 권선 지그(200)의 두 격벽(220) 사이의 권선부(210)에 코일이 권선된다.
이 때, 가이드 부재(도면 도시 생략)를 통해 두 격벽(220) 사이에서 위치를 교번시키면 권선 지그(200)의 권선부(210)에 코일이 다층으로 권선되며, 상기 가이드 홈(230)이 격벽(220)의 내부면의 외곽 부위에서 권선부(210) 단방향의 곡선 영역(212) 인접 부위까지 형성되어 있으므로, 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 권선되는 권선 교차 영역이 권선부(210)의 단방향의 곡선 영역(212)에 형성되게 된다.
하나의 권선부에 코일이 다층으로 권선되면, 다음의 권선부 사이의 격벽에 형성된 상기 가이드 홈(230)을 따라 다음 권선부의 단방향의 곡선 영역(212) 인접 부위까지 코일이 가이드되고, 위의 첫번째 권선부에 코일이 다층으로 권선되는 것 과 동일한 동작으로 다음의 권선부에 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 권선되는 권선 교차 영역이 권선부(210)의 단방향의 곡선 영역(212)에 형성되도록 권선된다.
따라서, 이 실시예에 따른 권선 지그에 의해 권선되는 모터 코일은 도 3 에 도시한 바와 같이 권선 교차 영역이 단방향의 곡선 영역에 존재하기 때문에 권선 교차 영역에서 피복이 파손될 가능성이 없고, 장방향의 직선 영역에 권선 교차 영역이 존재하지 않아 장방향의 직선 영역은 코일 권선이 완전 정렬을 이루므로, 유효 자속 영역의 두께를 줄일 수 있으며, 자속 균일도를 향상 시킬 수 있으므로, 모터의 안정성 및 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 자동 권선 장치용 권선 지그(200)가 연통홈(240)을 더 포함할 수 있다. 상기 연통홈(240)은 상기 각 격벽(220)의 내부면에 형성된 가이드 홈(230)과 연통되도록 형성되어 코일을 가이드한다.
따라서, 이 연통홈(240)에 코일이 안착된 상태에서 권선 지그(200)의 회전하면 코일이 유동하지 않게 되고, 권선 지그(200)가 헛돌지 않고 권선 지그(200)에 코일이 권선되게 된다.
이 때, 최외각 격벽을 제외한 격벽에 형성된 두 가이드 홈 길이와 연통 홈을 합한 길이가 일정하고, 상기 합한 거리가 다상 결합되는 코일 권선들의 각 권선 구간 총길이 보다 크도록 격벽을 구현하는 것이 바람직하다. 그 이유는 도 7 과 같이 코일을 다상으로 구현시, 다상 결합되는 코일 권선들의 각 권선 구간 총길이 보다 최외각 격벽을 제외한 격벽에 형성된 두 가이드 홈 길이와 연통 홈을 합한 길이가 커야 다상 설치가 가능하기 때문이다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 자동 권선 장치용 권선 지그(200)가 접속부(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 접속부(250)는 적어도 하나의 최외각 격벽 외부면에 자동 권선 장치(300)의 모터 회전축(310)에 접속되는 부분이다.
예컨대, 도면에 도시한 바와같이 자동 권선 장치(300)의 모터 회전축(310)에 삽입홈을 형성하고, 상기 자동 권선 장치용 권선 지그(200)의 일측 최외각 격벽(220) 외부의 중앙 부위에 상기 삽입홈에 삽입되는 돌출봉을 형성하여 접속부(250)를 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 장방향의 직선 영역과 단방향의 곡선 영역을 가지는 코일 권선의 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 변경되는 권선 교차 영역을 단방향의 곡선 영역에 형성함으로써 유효 자속 영역인 장방향의 직선 영역에는 권선 교차 영역이 존재하지 않게 되어, 권선 도중 또는 권선 작업 후 장방향의 직선 영역의 가압에 의한 코일의 피복 파손이 발생되지 않게 된다.
또한, 장방향의 직선 영역에 권선 교차 영역이 존재하지 않아 장방향의 직선 영역은 코일 권선이 완전 정렬을 이루므로, 유효 자속 영역의 두께를 줄일 수 있으며, 자속 균일도를 향상 시킬 수 있으므로, 모터의 안정성 및 성능 저하를 방지할 수 있게 되어 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위 내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
본 발명은 모터의 코일 권선 기술 분야 및 이의 응용 기술 분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
도 1은 코일 권선의 일 예를 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 모터 코일의 일 실시예를 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 모터 코일의 또 다른 실시예를 도시한 도면
도 4는 단방향의 곡선 영역에서 일 권선층에서 바로 위 권선층으로 변경되는 권선 교차 영역을 표시한 도면
도 5는 본 발명에 따른 자동 권선 장치용 권선 지그의 일 실시예에 따른 사시도
도 6은 본 발명에 따른 자동 권선 장치용 권선 지그의 또 다른 실시예에 따른 사시도
도 7은 도 3 에 도시한 모터 코일을 다상으로 구현한 일 예를 도시한 도면
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 모터 코일 110 : 권선 교차 영역
200 : 권선 지그 210 : 권선부
211 : 장방향의 직선 영역 212 : 단방향의 곡선 영역
220 : 격벽 230 : 가이드 홈
240 : 연통홈 250 : 접속부
300 : 자동 권선 장치 310 : 모터 회전축
320 : 로울러

Claims (10)

  1. 장방향의 직선 영역과 단방향의 곡선 영역을 구비한 다층으로 권선된 모터 코일에 있어서,
    상기 모터 코일의 권선이:
    일 권선층에서 바로 위 권선층으로 권선되는 권선 교차 영역을 단방향의 곡선 영역에 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 코일.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 코일의 권선이:
    복수개가 일정 간격으로 연결된 것을 특징으로 하는 모터 코일.
  3. 모터 코일 권선을 위한 자동 권선 장치용 권선 지그에 있어서,
    상기 권선 지그가:
    장방향의 직선 영역과 단방향의 곡선 영역으로 이루어지는 권선부와;
    상기 권선부의 양단에 각각 형성되는 격벽들과;
    적어도 하나의 격벽의 내부면의 외곽 부위에서 상기 단방향의 곡선 영역 인접 부위까지 적어도 코일 직경 깊이로 형성되어 코일을 가이드하는 가이드 홈을;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 권선 장치용 권선 지그.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가이드 홈이:
    상기 권선부의 단방향의 곡선 영역 인접 부위의 어느 한 점에 접선되도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 권선 장치용 권선 지그.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 자동 권선 장치용 권선 지그가:
    상기 가이드 홈이 형성된 격벽의 내부면과 교접하는 면에 상기 가이드 홈과 연통되어 코일을 가이드하는 연통홈을;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 권선 장치용 권선 지그.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 자동 권선 장치용 권선 지그가:
    상기 적어도 하나의 격벽 일측 외부면에 자동 권선 장치의 모터 회전축에 접속되는 접속부를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 권선 장치용 권선 지그.
  7. 모터 코일 권선을 위한 자동 권선 장치용 권선 지그에 있어서,
    상기 권선 지그가:
    장방향의 직선 영역과 단방향의 곡선 영역으로 이루어지는 복수의 권선부와;
    상기 각 권선부의 양단에 각각 형성되는 격벽들과;
    상기 각 격벽 내부면의 외곽 부위에서 각 단방향의 곡선 영역 인접 부위까지 적어도 코일 직경 깊이로 형성되어 코일을 가이드하는 가이드 홈들을;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 권선 장치용 권선 지그.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 각 가이드 홈이:
    상기 권선부의 단방향의 곡선 영역 인접 부위의 어느 한 점에 접선되도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 권선 장치용 권선 지그.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 자동 권선 장치용 권선 지그가:
    상기 각 격벽의 내부면에 형성된 가이드 홈과 연통되어 코일을 가이드하는 연통홈을 더 포함하되;
    최외각 격벽을 제외한 격벽에 형성된 두 가이드 홈 길이와 연통 홈을 합한 길이가 일정하고, 상기 합한 거리가 다상 결합되는 코일 권선들의 각 권선 구간 총길이 보다 큰 것을 특징으로 하는 자동 권선 장치용 권선 지그.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 자동 권선 장치용 권선 지그가:
    적어도 하나의 최외각 격벽 외부면에 자동 권선 장치의 모터 회전축에 접속되는 접속부를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 권선 장치용 권선 지그.
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