KR20100030932A - 모터용 3상 권선코일 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 모터용 3상 권선코일은 육각형으로 형상으로 나란하게 감겨진 권취코일을 납짝하게 형성한 다수의 단위권선코일이 원통형상의 성형지그와 코어 중의 어느 하나의 둘레면에 하나 이상의 층으로 적층 부착되는 것으로 이루어지며, 상기 단원권선코일의 양측에는 자기력발생부가 구비되고, 상기 단위권선코일이 세 개씩 상기 성형지그와 코어 중의 어느 하나의 둘레면에 차례로 부착되어 하나 이상의 층으로 적층된 원통형상으로 형성되되, 동일한 층에 위치한 세 개의 단원권선코일의 자기력발생부가 성형지그 또는 코어의 둘레면에 각각 분리 배치됨과 아울러 동일한 위상의 전기가 흐르는 자기력발생부가 상호 적층되는 것으로 이루어진다.

따라서 본 발명은 코일선과 코일선 사이의 공간을 효율적으로 제거함과 더불어 모터의 회전자 또는 고정자로 사용되는 코일을 얇게 권취하기 때문에, 코일의 부피를 용이하게 축소할 수 있어 공간 활용도를 용이하게 증대하며, 이에 따라 본 발명에 의해 제조된 코일을 구비한 모터를 용이하게 축소할 수 있으며, 하나의 단자에 다수의 코일선을 연결할 수 있어 흐르는 전류량을 쉽게 증대하여 소형 모터의 고속 회전을 용이하게 실현할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

모터, 코일, 코일제조방법, 모터용 3상 권선코일

Description

모터용 3상 권선코일 및 이의 제조방법{COIL IN MOTER AND MANUFACTURING METHOD OF IT}

본 발명은 모터용 3상 권선코일 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인접하는 다른 위상의 전기가 흐르는 자기력발생부를 상호 겹치지 않도록 하면서 모터의 회전자 또는 고정자로 사용되는 권선코일을 얇게 형성함으로써 권선코일의 부피를 용이하게 축소함과 아울러 소형 모터의 고속 회전을 용이하게 실현할 수 있도록 하는 모터용 3상 권선코일 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 모터에는 회전자와 고정자가 구비되어 있고, 회전자와 고정자 중의 어느 하나 또는 모두를 코일로 형성하게 되며, 핸드피스 등에 사용되는 모터는 매우 소형으로 형성하게 된다.

예컨대 치과용 핸드피스는 치과의사가 한쪽 손으로 잡고 시술하기가 편리하도록 전체적인 부피가 작으면서도 고속으로 회전되는 모터를 구비하게 되는 바, 이러한 핸드피스에 사용되는 모터는 크기와 부피를 작게 구성하므로 모터 내의 코일을 많이 감을 수 없어 모터의 회전력을 증대하기에 한계가 발생하였다.

그래서 종래에는 소형 모터의 회전력을 증대하기 위하여, 특허출원 제10- 1999-30093호로 출원되어 등록된 기술이 개발되었는 바, 이는 회전자를 구성하는 코아의 코일홈에 코일을 한번에 수십회이상 권취한 뒤, 정류자에 일체로 구비된 일측단자에 건후 목부분에 감아서 다음 차례의 코일홈으로 옮겨서 코일을 재차 권취하고, 또다시 목부분에 감는 순서를 반복하여 회전자에 권취되는 코일을 회전축 중심선상으로 모이도록 하고, 단자에 걸려진 코일부분에 열을 가하여 코일을 감싸고 있는 코일피복부를 녹인 뒤, 이 부분을 단자에 각각 납땜 용접하여 정류자의 단자와 코일의 전기적인 접촉이 매우 좋도록 하여 회전자의 회전이 안정적이면서도 고출력으로 강력한 회전력을 발휘하는 소형 모터를 제조하였다.

그러나 상기와 같은 종래 기술은 코어에 방사상으로 형성되는 코일권선부에 코일선을 권취하기 때문에, 코어에 구비된 코일권선부로 인하여 권선코일의 부피가 증대되어 이의 부피만큼 모터의 크기가 증대되며, 다수의 코일선을 빽빽하게 권취하더라도 코일선의 권취량에 대한 코일의 부피를 축소하기에 한계가 있다는 단점이 있다.

따라서 다른 예로서, 종래에는 본 출원인에 의해 특허출원 제10-2007-118579호로 출원된 기술이 개발되었는 바, 이는 직경이 가변되는 다각형 단면을 구비한 지그 상에 코일선을 권취하면서 다수의 단자선을 등간격으로 돌출 형성하고, 상기 지그에 권취된 권취코일을 지그로로부터 분리하여 상기 권취코일의 양측을 가압지그로 가압하여 다수의 단자선이 한쪽방향으로 형성되도록 납짝하게 형성하여 누름권취코일을 형성하고, 원형단면을 구비한 성형지그 상에 상기 누름권취코일을 권취하여 누름권취코일의 표면을 접착하여 코일을 형성한 뒤, 상기 코일을 성형지그로 분리하는 것으로 이루어지며, 상기 누름권취코일을 적층 접착하는 것이다.

그러나 이러한 종래의 권선코일은 3상 전기를 인가하기 위한 3개의 단자를 구비하게 되며, 이를 원통 형상으로 절곡하게 되면, 하나의 위상의 전기로 인하여 발생되는 자기장과 다른 하나의 위상의 전기로 인하여 발생되는 자기장이 상호 겹치는 현상이 발생되어 자기력의 크기가 감쇄되어 모터의 고속 회전에 지장을 초래한다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 세 개의 위상을 구비한 전기가 각각 흐르는 자기력발생부를 상호 겹치지 않도록 하면서 모터의 회전자 또는 고정자로 사용되는 권선코일을 얇게 형성함으로써, 권선코일의 부피를 용이하게 축소함과 아울러 소형 모터의 고속 회전을 용이하게 실현할 수 있는 모터용 3상 권선코일 및 이의 제조방법를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모터용 3상 권선코일에 있어서, 육각형으로 형상으로 나란하게 감겨진 권취코일을 납짝하게 형성한 다수의 단위권선코일이 원통형상의 성형지그와 코어 중의 어느 하나의 둘레면에 하나 이상의 층으로 적층 부착되는 것으로 이루어지며, 상기 단원권선코일의 양측에는 자기력발생부가 구비되고, 상기 단위권선코일이 세 개씩 상기 성형지그와 코어 중의 어느 하나의 둘레면에 차례로 부착되어 하나 이상의 층으로 적층된 원통형상으로 형성되되, 동일한 층에 위치한 세 개의 단원권선코일의 자기력발생부가 성형지그 또는 코어의 둘레면에 각각 분리 배치됨과 아울러 동일한 위상의 전기가 흐르는 자기력발생부가 상호 적층되는 것으로 이루어지는 모터용 3상 권선코일을 제공한다.

또한 본 발명은 모터용 3상 권선코일을 제조함에 있어서, 직경이 가변되는 다각형 단면을 구비한 지그 상에 코일선을 권취한 뒤, 상기 지그에 권취된 권취코 일을 지그로로부터 분리하여 상기 권취코일의 양측을 가압지그로 가압하여 양측에 자기력발생부를 구비한 단위권선코일을 형성하고, 상기 단위권선코일을 세 개씩 원통형상의 성형지그와 코어 중의 어느 하나의 둘레면에 차례로 부착하여 하나 이상의 층으로 적층하되, 동일한 층에 위치한 세 개의 단원권선코일의 자기력발생부를 상기 성형지그와 코어의 둘레면에 각각 분리 배치하고, 동일한 위상의 전기가 흐르는 자기력발생부를 상호 적층시키는 것으로 이루어지는 모터용 3상 권선코일 및 이의 제조방법을 제공한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 모터용 3상 권선코일 및 이의 제조방법은 코일선과 코일선 사이의 공간을 효율적으로 제거함과 더불어 모터의 회전자 또는 고정자로 사용되는 코일을 얇게 권취하기 때문에, 코일의 부피를 용이하게 축소할 수 있어 공간 활용도를 용이하게 증대하며, 이에 따라 본 발명에 의해 제조된 코일을 구비한 모터를 용이하게 축소할 수 있으며, 하나의 단자에 다수의 코일선을 연결할 수 있어 흐르는 전류량을 쉽게 증대하여 소형 모터의 고속 회전을 용이하게 실현할 수 있다는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 모터용 3상 권선코일에 적용되는 단위권선코일을 나타내는 도면으로서, 상기 단위권선코일(1)은 양측에 두 개의 자기력발생부(1a)를 구비하고 있다.

즉 상기 단위권선코일(1)은 육각형으로 형상으로 나란하게 감겨진 권취코일을 납짝하게 형성한 구조이며, 이러한 단위권선코일(1)의 다수 개를 도 2에 도시한 바와 같이 원통형상의 성형지그(2)의 둘레면를 감싸서 단위권선코일(1)의 다수 개를 상호 부착한 뒤, 상기 성형지그(2)를 분리하면 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 권선코일(10)이 되는 것이다.

물론 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이 코어(3)에 다수의 단위권선코일(1)를 부착할 수 있으며, 도 6에 도시한 바와 같이 6개의 분리부(3a)를 구비한 코어(3)에 다수의 단위권선코일(1)을 부착할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 다수의 단위권선코일(1)을 성형지그(2)와 코어(3) 중의 어느 하나의 둘레면에 하나 이상의 층으로 적층 부착되는 것으로 이루어지며, 상기 단위권선코일(1)이 세 개씩 상기 성형지그(2)와 코어(2) 중의 어느 하나의 둘레면에 차례로 부착되어, 하나 이상의 층으로 적층된 원통형상의 권선코일(10)로 형성되는 것이다.

특히 본 발명에서는 동일한 층에 위치한 세 개의 단원권선코일(1)의 자기력발생부(1a)는 성형지그(2) 등의 둘레면에 각각 분리 배치되며, 2개 이상으로 적층된 경우에는 동일한 위상의 전기가 흐르는 자기력발생부가 상호 적층되는 구조이다.

상기와 같이 이루어지는 모터용 3상 권선코일은 다음과 같이 제조된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 직경이 가변되는 육각형 단면을 구비한 지그(11) 상에 코일선(20)을 권취한 뒤, 권취된 코일선(20)인 권취코일(20a)을 상기 지그(11)로부터 분리한다.

즉 상기 지그(11)에 권취된 권취코일(20a)은 지그(11)의 직경을 축소하면 지그(2)로부터 분리될 수 있으며, 분리된 권취코일(20a)의 양측면을 가압지그(12)을 이용하여 가압하여 누르게 되면 도 1과 같이 두 개의 자기력발생부(1a)를 구비한 납딱한 단위권선코일(1)이 되는 것이다.

상술한 바와 같이 제조된 다수의 단위권선코일(1)을 이용하여 도 7의 하측과 도 2에 도시한 바와 같이, 성형지그(2) 등을 이용하여 원통 형상의 권선코일(10)을 제조할 수 있는 것이다.

물론 상기 단위권선코일의 자기력발생부의 폭(a)은 두 개의 자기력발생부 사이의 거리(b)의 ½보다 같거나 작게 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 단위권선코일(1)이 상기 성형지그(2) 또는 코어(3)의 둘레면에 배치되었을 때, 하나의 단위권선코일의 자기력발생부가 상호 마주보도록 본 발명의 권선코일(10)을 형성함이 바람직하다.

한편 다수의 단위권선코일(1)을 보다 신속하게 제조하기 위하여, 하나의 지그(11)로 다수의 권취코일(20a) 형상으로 코일선(20)를 권취한 뒤, 권취코일(20a)과 권취코일(20a) 사이를 절단한 뒤, 이를 압착하여 다수의 단위권선코일(1)을 제조할 수 있음은 자명한 사실이다.

특히 상기 단위권선코일의 자기력발생부의 폭은 a ≤ (b/2)-3c의 관계식에 따라 결정되어, 자기력발생부의 폭과 두 개의 자기력발생부 사이의 거리를 형성하 게 된다.

그러면 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 동일한 층에 위치한 세 개의 단원권선코일(1)의 자기력발생부(1a)는 성형지그(2) 등의 둘레면에 각각 분리 배치될 수 있으며, 2개 이상으로 적층된 경우에는 동일한 위상의 전기가 흐르는 자기력발생부가 상호 적층될 수 있는 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 제조방법으로 제조된 코일은 작은 직경의 코일선을 이용할 수 있으며, 보다 큰 직경의 코일선으로 권선코일을 형성하더라도 코일선과 코일선 사이의 공간이 매우 협소하게 되어 코일선 사용량에 따른 권선코일의 크기를 극대화하여 자기력의 크기를 극대화할 수 있다.

특히 본 발명에 의해 제조된 권선코일의 직경을 매우 작게 형성할 수 있어 모터의 고정자 또는 회전자로 사용될 경우, 큰 회전력을 구비한 매우 작은 크기의 모터를 제조할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 모터용 3상 권선코일에 적용되는 단위권선코일의 정면도,

도 2는 본 발명에 의한 모터용 3상 권선코일에 적용되는 단위권선코일의 부착 상태를 설명하는 평면도,

도 3 내지 도 6은 본 발명의 모터용 3상 권선코일의 각각의 예를 나타내는 단면도,

도 7은 본 발명에 의한 모터용 3상 권선코일의 제조방법을 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 권선코일

1a : 자기력발생부

2 : 성형지그

3 : 코어

Claims (3)

1. 모터용 3상 권선코일에 있어서,

   육각형으로 형상으로 나란하게 감겨진 권취코일을 납짝하게 형성한 다수의 단위권선코일이 원통형상의 성형지그와 코어 중의 어느 하나의 둘레면에 하나 이상의 층으로 적층 부착되는 것으로 이루어지며,

   상기 단원권선코일의 양측에는 자기력발생부가 구비되고, 상기 단위권선코일이 세 개씩 상기 성형지그와 코어 중의 어느 하나의 둘레면에 차례로 부착되어 하나 이상의 층으로 적층된 원통형상으로 형성되되, 동일한 층에 위치한 세 개의 단원권선코일의 자기력발생부가 성형지그 또는 코어의 둘레면에 각각 분리 배치됨과 아울러 동일한 위상의 전기가 흐르는 자기력발생부가 상호 적층되는 것으로 이루어지는 모터용 3상 권선코일.
2. 모터용 3상 권선코일을 제조함에 있어서,

   직경이 가변되는 다각형 단면을 구비한 지그 상에 코일선을 권취한 뒤, 상기 지그에 권취된 권취코일을 지그로로부터 분리하여 상기 권취코일의 양측을 가압지그로 가압하여 양측에 자기력발생부를 구비한 단위권선코일을 형성하고, 상기 단위권선코일을 세 개씩 원통형상의 성형지그와 코어 중의 어느 하나의 둘레면에 차례로 부착하여 하나 이상의 층으로 적층하되, 동일한 층에 위치한 세 개의 단원권선코일의 자기력발생부를 상기 성형지그와 코어의 둘레면에 각각 분리 배치하고, 동 일한 위상의 전기가 흐르는 자기력발생부를 상호 적층시키는 것으로 이루어지는 모터용 3상 권선코일의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 단위권선코일의 자기력발생부의 폭(a)이 두 개의 자기력발생부 사이의 거리(b)의 ½보다 같거나 작게 이루어지되, a ≤ (b/2)-3c의 관계식에 따라 자기력발생부의 폭과 두 개의 자기력발생부 사이의 거리를 형성하는 것으로 이루어지는 모터용 3상 권선코일의 제조방법.

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