KR20100131380A

KR20100131380A - 가요성 코어 권선 방법

Info

Publication number: KR20100131380A
Application number: KR1020100052761A
Authority: KR
Inventors: 브래들리 디. 챔버린; 마크 에이. 스티븐슨; 래리 에이. 큐브스
Original assignee: 레미 테크놀러지스 엘엘씨
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2010-12-15
Also published as: CN101924432A; DE102010029687A1; US7694909B1; CN101924432B

Abstract

가요성 코어를 권선하는 방법은, 제1 단부, 제2 단부 및 각각 중심축을 가지는 복수의 치를 구비하며 상기 복수의 치가 실질적으로 선형 정렬되도록 배열되는 가요성 코어 부재를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은, 상기 가요성 코어 부재를 외측부 및 내측부를 가지고, 상기 복수의 치가 상기 내측부로부터 상기 외측부 바깥 방향으로 연장되는 뒤집힌 코어 형태로 조정하는 단계, 상당양의 와이어를 포함하는 권선 부재를 상기 복수의 치 중 하나에 인접하여 배치하는 단계, 및 상기 가요성 코어 부재 및 상기 권선 부재 중 하나를 상기 복수의 치 중 하나의 중심축에 대해 회전시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 복수의 치 중 하나에 와어어를 복수의 권선수로 권선하는 단계를 더 포함하고, 상기 권선수는, 그 권선수보다 적은 꼬임 수를 가진다.

Description

가요성 코어 권선 방법{METHOD OF WINDING A FLEXIBLE CORE}

본 명세서에 개시된 내용은 가요성 코어(flexible core)를 구비한 전기 장치 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기 장치의 가요성 코어를 권선하는 방법에 관한 것이다.

현재에는, 스테이터 코어(stator core)에 원형의 와이어가 권선된다. 상기 스테이터 코어는 움직이지 않게 고정되고, 상기 원형의 와이어는 스테이터 치(tooth)에 대해 회전하는 권선 부재를 통해 공급된다. 먼저 하나의 스테이터 치가 권선되면, 상기 와이어는 후속 스테이터 치에 권선된다. 각각의 치에서, 상기 권선 부재는, 원형 경로를 따라 움직일 뿐 아니라 와이어를 적층하기 위해 내외부로 움직인다. 상기 권선 부재가 빠져나가면서, 원형 경로를 따라 움직이는 동안에 발생하는 회전력에 의해 와이어가 꼬이게 된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 가요성 코어를 권선하는 방법은, 제1 단부, 제2 단부 및 각각 중심축을 가지는 복수의 치를 구비하며 상기 복수의 치가 실질적으로 선형 정렬되도록 배열되는 가요성 코어 부재를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은, 상기 가요성 코어 부재를 외측부 및 내측부를 가지고 상기 복수의 치가 상기 내측부로부터 상기 외측부 바깥 방향으로 연장되는 뒤집힌(inverted) 코어 형태로 조정하는 단계, 상당양의 와이어를 포함하는 권선 부재를 상기 복수의 치 중 하나에 인접하여 배치하는 단계, 및 상기 가요성 코어 부재 및 상기 권선 부재 중 하나를 상기 복수의 치 중 하나의 중심축에 대해 회전시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 복수의 치 중 하나에 와어어를 복수의 권선수로 권선하는 단계를 더 포함하고, 상기 권선수는, 그 권선수보다 적은 꼬임 수를 가진다.

본 발명의 상술한 이점 및 다른 이점은 첨부하는 도면을 참고한 이하의 자세한 설명에 의해 당업자에게 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되는 가요성 코어 부재의 정면도이다;
도 2는 연속적이고, 끊김이 없으며, 꼬이지 않은 사각형 와이어 가닥을 권선하기 위해 뒤집힌 코어 형태로 휘어진 도 1의 가요성 코어 부재의 정면도이다;
도 3은 연속적이고, 끊김이 없으며, 꼬이지 않은 사각형 와이어 가닥을 권선한 후 최종 코어 형태로 휘어진 도 1의 가요성 코어 부재의 정면도이다.

본 발명의 실시예들의 이점 및 특징을 도면을 참조하여 예시의 방식으로 자세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 가요성 코어의 형태로 도시된 가요성 코어 부재가 도면 부호 2로 지시되어 있다. 가요성 코어 부재(2)는 중간부(10)를 통해 제2 단부(8)로 연장되는 제1 단부(6)를 구비하는 주 몸체(4)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제1 단부(6)는 키(key) 부재(14)를 포함하며, 제2 단부(8)는 키 요소(16)를 포함한다. 이하에서 자세히 설명하는 바와 같이, 제1 단부(6)가 제2 단부(8)에 연결될 때, 키 부재(14)는 키 요소(16)에 결합되도록 형성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 가요성 코어 부재(2)는 각각이 도면 부호 20으로 지시되는 복수의 스테이터 치를 포함한다. 스테이터 치(20)는 A₁ - A₄; B₁ - B₄; 및 C₁ - C₄로 도시된 것과 같은 복수의 폴(pole)들로 이루어진다. 복수의 스테이터 치(20) 각각은 중심축(22)을 포함한다. 또한, 가요성 코어 부재(2)는 복수의 스테이터 치(20) 각각의 사이에 배치되는 복수의 가요점(flex point)(24)을 포함한다. 각각의 가요점(24)은, 가요성 코어 부재(2)가 이하에서 자세히 설명되는 방식으로 처리되었을 때, 중간부(10)가 부러지는 것을 방지하기 위해 형성된 응력 완화 부재(26)를 포함한다.

이제 도 2를 참조하여, 가요성 코어 부재(2)가 와이어로 권선되는 방법에 대해 설명한다. 도시된 바와 같이, 가요성 코어 부재(2)는 외경부(40) 및 내경부(42)를 구비하는 뒤집힌 코어 형태(36)로 최초 형성된다. 물론, 뒤집힌 코어 형태(36)는 복수의 스테이터 치(20)로의 접근을 제공하는 다양한 기하 형상을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. 따라서, 복수의 스테이터 치(20)는 내경부(42)로부터 외경부(40) 바깥 방향으로 돌출된다. 여기에서, 본 실시예에 따르면 뒤집힌 코어 형태(36)는, 복수의 측면(56 내지 59)을 포함하여 전체적으로 사각형 단면을 가지는 와이어(53) 가닥을 제공하는 권선 바늘(50) 형태의 권선 부재에 인접하도록 이동된다. 일단 위치되면, 뒤집힌 코어 형태(36)는 복수의 스테이터 치(20) 중 하나에 와이어(53)를 권선하기 위해 중심축(22)에 대해 회전한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 스테이터 치 중 하나에 와이어를 권선하기 위해 뒤집힌 코어 형태(36) 및 권선 바늘(50)이 모두 회전한다. 따라서, 복수의 스테이터 치(20) 중 하나는 복수의 권선수(wrap)의 와이어로 감싸지며, 상기 와이어는 상기 권선수보다 적은 꼬임을 가지게 된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 꼬임의 수는 전체 권선수보다 하나 적을 것이다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 꼬임의 수는, 전체 권선수보다 하나 적은 개수와 전체 권선수의 절반 사이일 것이다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 꼬임의 수는 권선수의 절반보다 적을 것이다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 와이어는 꼬이지 않은 상태로 있을 것이다.

축(22)에 대한 회전에 더하여, 뒤집힌 코어 형태(36)는 복수의 스테이터 치(20) 중 하나에 와이어(53)를 적층하기 위하여 축(22)에 의해 정의되는 실질적으로 선형인 경로를 따라서 왕복 운동한다. 물론, 와이어(53)를 적층하기 위해 권선 바늘(50) 역시 실질적으로 선형인 경로를 따라 왕복 운동할 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. 어떤 경우든, 복수의 스테이터 치(20) 중 하나가 적절한 권선수의 와이어에 의해 감싸지면, 뒤집힌 코어 형태(36)는 복수의 스테이터 치(20) 중 치(A2)와 같은 다른 하나의 치까지 회전한다. 그 위치에서, 뒤집힌 코어 형태(36)는 와이어를 권선하기 위하여 치(A2)의 중심축에 대해 다시 회전한다.

복수의 스테이터 치(2) 각각이 적절한 양의 와이어로 권선되면, 뒤집힌 코어 형태(36)는 도 3에 도시된 바와 같은 최종 코어 형태(70)로 조정된다. 이러한 배치에서, 키 부재(14)가 키 요소(16)에 결합되도록 하여 제1 단부(6)가 제2 단부(8)와 결합된다. 그 후, 제1 및 제2 단부(6, 8)는 예를 들어, 용접 공정을 통해 결합된다. 어떤 경우든, 최종 코어 형태(70)는 외경부(72)와 내경부(74)를 포함한다. 이러한 배치에서, 복수의 스테이터 치(20)는 내경부(72)로부터 최종 코어 형태(70)의 중심부를 향해 안쪽으로 연장된다.

여기에서, 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코어는 연속적이고, 끊김이 없으며, 꼬이지 않은 사각형 와이어 가닥에 의해 권선될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. 이러한 방식에 따르면, 스테이터 코어의 전체적인 규격(form factor)을 최소화하기 위하여 사각형 와이어가 복수의 스테이터 치 각각에 권선된다. 더욱 상세하게는, 꼬이고, 벌크(bulk)를 형성하는 원형의 와이어를 사용하는 대신에, 연속적이고 꼬이지 않은 길이의 사각형 와이어를 권선하면, 와이어가 실질적으로 작은 공간을 유지하여 스테이터 코어의 전체적인 규격을 최소화함으로써, 구조가 작고 더 압축된 전기 장치를 구성할 수 있게 한다. 또한, 가요성 스테이터 코어에 관계하여 설명하였지만, 본 실시예는 회전 코어(rotating core) 또는 고정 코어(stationary core)일 수도 있는 다른 유형의 가요성 코어를 권선하는데 적용될 수 있다. 또한, 권선 부재로서 권선 바늘이 개시되었지만, 와이어를 공급하기 위한 다른 다양한 장치가 채택될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 실시예들이 상기에 설명되었으나, 당업자가 현재 그리고 미래에 이하의 청구항들의 범위 안에 속하는 다양한 개선 및 개량을 할 수도 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. 이러한 청구항들은 처음 설명된 본 발명의 적절한 보호가 유지될 수 있도록 해석되어야 한다.

Claims

가요성 코어를 권선하는 방법으로서,
제1 단부, 제2 단부 및 각각 중심축을 가지는 복수의 치를 구비하며, 상기 복수의 치가 실질적으로 선형 정렬되도록 배열되는 가요성 코어 부재를 형성하는 단계;
상기 가요성 코어 부재를, 외측부 및 내측부를 가지며 상기 복수의 치가 상기 내측부로부터 상기 외측부 바깥 방향으로 연장되는 뒤집힌 코어 형태로 조정하는 단계;
소정량의 와이어를 포함하는 권선 부재를 상기 복수의 치 중 하나에 인접하여 배치하는 단계;
상기 가요성 코어 부재 및 상기 권선 부재 중 하나를 상기 복수의 치 중 하나의 중심축에 대해 회전시키는 단계; 및
상기 복수의 치 중 하나에 와이어를 복수의 권선수로 권선하는 단계를 포함하고,
상기 권선수는, 그 권선수보다 적은 꼬임 수를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가요성 코어 부재 및 상기 권선 부재 중 적어도 하나를 상기 복수의 치 중 하나의 중심축에 의해 정의되는 실질적으로 선형인 경로를 따라 왕복 운동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가요성 코어 부재 및 상기 권선 부재 중 하나를 이동시켜 상기 복수의 치 중 다른 하나를 상기 권선 부재에 근접하도록 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,
상기 가요성 코어 부재 및 상기 권선 부재 중 하나를 상기 복수의 치 중 다른 하나의 중심축에 대해 회전시키는 단계; 및
상기 복수의 치 중 다른 하나에 와이어를 복수의 권선수로 권선하는 단계를 더 포함하고,
상기 권선수는, 그 권선수보다 적은 꼬임 수를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가요성 코어 부재를 최종 코어 형태로 조정하는 단계를 더 포함하고,
상기 최종 코어 형태는 외경부 및 내경부를 가지고, 상기 복수의 치는 상기 내경부를 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 가요성 코어 부재의 상기 제1 단부 및 제2 단부를 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가요성 코어 부재를 형성하는 단계는,
상기 가요성 코어 부재에 복수의 가요점을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 가요점 각각은 상기 복수의 치 중 대응하는 하나에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 가요성 코어 부재에 복수의 가요점을 형성하는 단계는,
복수의 가요점 각각에 응력 완화 부재를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 치 중 하나에 와이어를 권선하는 단계는,
사각형 단면을 형성하는 복수의 측면을 구비한 와이어를 상기 복수의 치 중 하나에 감싸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 와이어를 감싸는 단계는,
상기 복수의 측면 중 오직 하나가 상기 복수의 치 중 하나에 접하도록 상기 와이어를 상기 복수의 치 중 하나에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 와이어가 끊기지 않도록 상기 복수의 치 각각에 외이어에 권선하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 와이어가 꼬이지 않도록 상기 복수의 치 각각에 와이어를 권선하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 꼬임 수는 상기 권선수보다 하나 적은 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 꼬임 수는, 상기 권선수보다 하나 적은 수와 상기 권선수의 절반 사이의 수인 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 꼬임 수는 상기 권선수의 절반인 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 와이어는 꼬임이 없는 것을 특징으로 하는 방법.