KR20120116142A

KR20120116142A - 정류자 제조 방법

Info

Publication number: KR20120116142A
Application number: KR1020110033713A
Authority: KR
Inventors: 박욱규
Original assignee: 박욱규
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2012-10-22
Also published as: KR101213346B1

Abstract

본 발명은 정류자 제조 방법에 관한 것으로, 정류자 제조 방법은 압연에 의해 동선의 일측에 코일권선용 홈을 형성시키는 코일권선용 홈 형성 단계; 상기 코일권선용 홈이 형성된 상기 동선을 절단하여 복수의 세그먼트를 생성하는 동선 절단 단계; 및 상기 동선 절단 단계에서 생성된 상기 세그먼트를 정류자용 절연수지에 결합시키는 절연수지 결합 단계; 를 포함하며, 그로 인해 스크랩의 발생으로 인한 원자재의 손실 절감 및 작업효율의 향상을 위한 정류자 제조 기술을 제공한다.
본 발명에 의하면, 코일권선용 홈 형성 단계를 통해 동선의 최초 투입시부터 동선의 일측에 홈이 형성되므로 코일권선용 홈을 형성하기 위한 별도의 절삭과정을 거칠 필요가 없으며, 불필요한 공정이 생략됨에 따라 작업효율 및 생산성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 절삭과정간 발생하는 스크랩의 양이 감소되므로, 원재료를 절감하고 정류자의 제조 단가를 낮출 수 있다는 장점이 있다. 아울러, 복수의 롤러부에 동선을 통과시켜 가압함으로써 동선의 모양을 변형시키는 압연장치는 인위적으로 동선을 연장하여 동선의 형상을 변형시키는 기존의 인발장비에 비해 치수안정성으로 인한 품질 향상 및 장비의 수명이 길어져, 장비 관리가 용이하고 정류자용 세그먼트의 생산성을 향상시키는 효과가 있다. 더욱이, 본 발명은 인발방식으로 동선을 성형하던 종래기술에 비해 동선의 총 투입중량이 감소되므로 원자재 절감의 효과가 있다.

Description

정류자 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING COMMUTATOR}

본 발명은 정류자의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 정류자(Commutator)는 고정자 및 회전자를 포함하는 모터 내부에 구비되며, 브러시와의 전기적 접촉을 통해 전자기력을 발생시켜 회전자를 회전시키는 장치이다.

종래에는 정류자를 제조하기 위해 동선을 소정 형상의 다이스에 통과시켜 동선의 단면을 일정한 형상으로 변화시킨 후, 인발방식(Drawing)으로 성형된 동선을 일정 길이로 절단하는 방식을 주로 사용해왔다.

즉, 종래의 기술은 도1에 도시된 바와 같이, 인발방식을 통해 제조된 복수의 동선을 절연수지에 먼저 결합시키고, 절삭과정을 통해 불필요한 부분을 제거하고 코일권선용 홈을 형성함으로써 정류자를 제조하였다.

하지만, 이러한 기존의 방법은 세그먼트의 일측에 코일권선용 홈을 제조하기 위한 절삭과정을 필수적으로 실시함에 따라, 생산단계가 증가되어 작업효율이 저하된다는 문제점이 있었다. 또한, 절삭과정 중에 세그먼트로부터 잘려져 나가는 부분인 스크랩(Scrap)이 과도하게 발생함에 따라 정류자의 제조 단가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 인발방식은 동선을 다이스의 가공부에 삽입하고, 삽입된 동선을 인위적으로 출구 방향을 향해 잡아당김으로써 단면수축을 얻는 가공방식의 특성상, 장비 내부에 고온의 열이 발생하는 단점이 있었다. 이는 인발장비의 수명을 단축시켜 정류자의 생산성을 저해하는 주요인으로 작용했다.

따라서, 정류자의 제조 공정의 생산성을 증가시키고, 스크랩의 발생을 감소시켜 제조비를 절감할 수 있는 새로운 제조 방법의 필요성이 제기되었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스크랩의 발생으로 인한 원자재의 손실 절감 및 작업효율의 향상을 위한 정류자 제조 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 정류자 제조 방법은 압연에 의해 동선의 일측에 코일권선용 홈을 형성시키는 코일권선용 홈 형성 단계; 상기 코일권선용 홈이 형성된 상기 동선을 절단하여 복수의 세그먼트를 생성하는 동선 절단 단계; 및 상기 동선 절단 단계에서 생성된 상기 세그먼트를 정류자용 절연수지에 결합시키는 절연수지 결합 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 코일권선용 홈 형성 단계에서 n개의 롤러부가 상기 동선의 진행방향으로 배열되고, 상기 롤러부에는 원주방향을 따라 돌출부가 형성되어 상기 동선의 일측을 가압하며, 상기 롤러부에 형성된 상기 돌출부의 크기가 상기 동선의 진행방향을 따라 점점 크게 형성됨에 따라, 상기 롤러부를 통과하는 상기 동선의 코일권선용 홈이 점점 깊게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 동선 절단 단계는 상기 동선을 사용자에 의해 설정된 길이별로 절단하는 1차 절단 단계; 및 상기 1차 절단 단계에서 절단된 상기 동선을 "ㄱ"자 형상으로 절단하는 2차 절단 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 복수의 롤러부를 통해 동선의 일측이 가압됨으로써, 코일권선용 홈이 형성된다. 즉, 코일권선용 홈 형성 단계를 통해 동선의 최초 투입시부터 동선의 일측에 홈이 형성되므로 코일권선용 홈을 형성하기 위한 별도의 절삭과정을 거칠 필요가 없으며, 불필요한 공정이 생략됨에 따라 작업효율 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 절삭과정간 발생하는 스크랩의 양이 감소되므로, 원재료를 절감하고 정류자의 제조 단가를 낮출 수 있다는 장점이 있다.

아울러, 복수의 롤러부에 동선을 통과시켜 가압함으로써 동선의 모양을 변형시키는 압연장치는 인위적으로 동선을 연장하여 동선의 형상을 변형시키는 기존의 인발장비에 비해 치수안정성으로 인한 품질 향상 및 장비의 수명이 길어져, 장비 관리가 용이하고 정류자용 세그먼트의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명은 인발방식으로 동선을 성형하던 종래기술에 비해 동선의 총 투입중량이 감소되므로 원자재 절감의 효과가 있다.

도1은 종래기술의 정류자 제조 방법을 도시한 공정도이다.
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정류자 제조 방법을 도시한 공정도이다.
도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압연장치를 통과한 동선의 측면도이다.
도4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압연장치를 통과한 동선의 정면도이다.
도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동선 절단 단계를 도시한 것이다.
도6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정류자 제조 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정류자용 세그먼트 제조 방법은 동선(100), 압연장치(200), 프레스장치(300), 정류자용 세그먼트(400) 및 절연수지(500)를 포함하여 구성되고, 도2 내지 도5에 도시된 도면을 참조하여 설명한다.

정류자용 세그먼트(400)를 제조하기 위해 필요한 원자재인 동선(100)은 당업계에서 정류자 제조용으로 통상적으로 사용하는 무산소은입동이다.

압연장치(200)는 도2에 도시된 바와 같이 복수의 롤러부(210)를 구비한 장치이다. 여기서, 롤러부(210)는 상부 롤러(211) 및 하부 롤러(212)로 이루어져 있다. 또한, 상부 롤러(211) 혹은 하부 롤러(212)의 일면에는 원주방향을 따라 소정의 돌출부(미도시)가 형성됨에 따라, 롤러부(210)를 통과하는 동선(110)의 일측을 가압한다. 이에 따라, 롤러부(210)를 통과한 동선(120)의 일측에는 일정 깊이의 코일권선용 홈(410)이 형성된다.

이때, 동선(110)의 진행방향으로 배치된 롤러부(210)일수록 롤러부(210)의 일면에 형성된 돌출부의 크기가 점진적으로 증가하여, 도4에 도시된 바와 같이, 코일권선용 홈(410)의 깊이가 점점 깊게 형성되는 것이 바람직하다.

프레스장치(300)는 압연장치(200)를 통과한 동선(120)을 일정 길이별로 절단하는 블랭킹(Blanking) 장치이다.

본 발명의 일실실예에서는 프레스장치(300)가 2차에 걸쳐 동선(120)을 절단하여 도2에 도시된 바와 같은 정류자용 세그먼트(400)를 제작한다.

전술한 압연장치(200) 및 프레스장치(300)를 통해 가공된 정류자용 세그먼트(400)는 "ㄱ"자 형상을 갖는 무산소은입동이다. 아울러, 제조된 정류자용 세그먼트(400)는 일측에 코일권선용 홈(410)이 형성됨에 따라, 모터 내에서 코일과 접합하여 전력을 발생시킨다.

절연수지(500)는 복수의 정류자용 세그먼트(400)를 고정시키고 각각의 정류자용 세그먼트(400)를 절연시키는 부재로서, 페놀수지와 같은 합성수지로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 정류자용 세그먼트(400)를 제조하는 방법에 대해서 도6에 도시된 흐름도를 따라 설명하고, 도2 내지 도5에 도시된 도면을 참조하여 설명하되, 편의상 순서를 붙여 설명한다.

1. 코일권선용 홈 형성 단계<S601>

본 단계에서는 동선(110)을 상부 롤러(211) 및 하부 롤러(212)로 구성된 롤러부(210) 사이로 통과시켜 동선(110)의 일측을 가압하는 과정이 진행된다. 이때, 롤러부(210)를 구성하는 상부 롤러(211) 혹은 하부 롤러(212)의 일면에는 롤러의 원주방향을 따라 돌출부가 형성되어 있다. 동선(110)의 일측에 일정한 깊이의 코일권선용 홈(410)을 형성시키기 위하여, 각 롤러부(210)에 형성된 돌출부의 크기는 동선(110)의 진행방향을 따라서 점점 증가하는 것이 바람직하다.

도3 내지 도4에 도시된 바와 같이, 코일권선용 홈 형성 단계를 통과한 동선(120)은 최초 원통 형상에서 길이방향으로 길게 연장된다. 또한, 동선(120)의 일측은 각 롤러부(210)에 형성된 돌출부의 연속적인 가압으로 인해 일정 깊이의 코일권선용 홈(410)을 형성하게 된다.

한편, 사용자는 제조 의도에 따라 압연장치(200)에 구비된 롤러부(210)의 개수를 적절하게 설정함으로써, 코일권선용 홈(410)의 깊이를 조절할 수 있다.

2. 동선 절단 단계<S602>

본 단계에서는 단계 S601에서 코일권선용 홈(410)이 형성된 동선(120)을 2차에 걸쳐 절단하여 복수의 정류자용 세그먼트(400)를 생성한다.

즉, 본 단계에서는 압연단계 후의 동선(120)을 사용자에 의해 설정된 길이별로 절단하는 1차 절단 단계가 진행되며, 1차 절단 단계에서 절단된 동선(120)을 "ㄱ"자 형상으로 절단하는 2차 절단 단계가 1차 절단 단계와 동시에 진행된다.

동선(120)을 소정의 형태로 절단하는 프레스 가공 기술은 당업계에서는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

도5에 도시된 바와 같이, 압연단계를 거친 동선(120)은 프레스장치(300) 내에서 1차 및 2차 절단 과정을 통해 "ㄱ"자 형상을 갖는 정류자용 세그먼트(400)로 완성된다.

3. 절연수지 결합 단계<S603>

본 단계에서는 단계 S602에서 제조된 정류자용 세그먼트(400)를 절연수지(500)와 결합시키는 과정이 진행된다.

즉, 정류자용 세그먼트(400)를 원형의 지그(미도시) 내부에 방사형으로 배치하고, 정류자용 세그먼트(400)가 결합되도록 결합홈이 형성된 절연수지(500)를 지그와 일치시킨다. 그 후, 프레스장치(300)와 같은 가압장비를 이용하여 절연수지(500)및 복수의 정류자용 세그먼트(400)를 결합시킨다.

4. 절삭 가공 단계<S604>

정류자용 세그먼트(400)가 절연수지(500)에 결합되는 단계 S603에서는 다량의 수지 및 가스 등이 도포되며, 이 과정에서 코일권선용 홈(410)의 표면에 이물질이 부착될 수 있다. 또한, 이러한 이물질은 코일권선용 홈(410)이 코일과 접합되어 작동될 때, 전기저항을 저하시킬 우려가 있다.

따라서, 본 단계에서는 절삭용 커터를 이용하여 코일권선용 홈(410)의 표면을 미세하게 절삭함으로써 코일권선용 홈(410)에 부착된 이물질을 제거하는 공정이 진행된다.

한편, 절삭 가공 단계 이후, 정류자용 세그먼트(400)가 모터 내부의 브러시와 전기적 접촉이 이루어지도록 정류자용 세그먼트(400)의 코일권선용 홈(410)에 코일을 용접하여 결합시키는 코일 권선 단계가 진행된다.

본 발명에 의하면, 복수의 롤러부(210)를 통해 동선(110)의 일측이 가압됨으로써, 코일권선용 홈(410)이 형성된다. 즉, 본 발명은 코일권선용 홈 형성 단계를 통해 동선(110)의 최초 투입시부터 동선(110)의 일측에 홈이 형성되므로 코일권선용 홈(410)을 형성하기 위한 별도의 절삭과정을 생략할 수 있으며, 제조한 정류자용 세그먼트(400)를 절연수지(500)에 결합시킴으로써 정류자를 완성한다.

따라서, 본 발명은 인발방식을 통해 압출된 동선을 절연수지에 결합시킨 이후에 불필요한 부분을 절삭함으로써 정류자를 제조하는 종래기술에 비하여 공정단계가 감소되며, 이는 전체 작업효율 및 생산성의 향상에 기여하는 효과가 있다.

아울러, 절삭과정간 발생하는 스크랩의 양이 감소되므로, 기존의 정류자 제조 공정에 비해 원재료를 절감하고 정류자의 제조 단가를 낮출 수 있다는 효과가 있다.

또한, 복수의 롤러부(210)에 동선(110)을 통과시켜 가압함으로써 동선(110)의 모양을 변형시키는 압연장치(200)는 인위적으로 동선(110)을 연장하여 동선(110)의 형상을 변형시키는 기존의 인발장비에 비해 치수안정성으로 인한 품질 향상 및 장비의 수명이 길어져, 장비 관리가 용이하고 정류자용 세그먼트(400)의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명은 인발방식으로 동선(110)을 성형하던 종래기술에 비해 동선(110)의 총 투입중량이 감소되므로 원자재 절감의 효과가 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100 : 동선
110 : 압연단계 전 동선
120 : 압연단계 후 동선
200 : 압연장치
210 : 롤러부
211 : 상부 롤러
212 : 하부 롤러
300 : 프레스장치
400 : 정류자용 세그먼트
410 : 코일권선용 홈
500 : 절연수지
S : 스크랩

Claims

압연에 의해 동선의 일측에 코일권선용 홈을 형성시키는 코일권선용 홈 형성 단계;
상기 코일권선용 홈이 형성된 상기 동선을 절단하여 복수의 세그먼트를 생성하는 동선 절단 단계; 및
상기 동선 절단 단계에서 생성된 상기 세그먼트를 정류자용 절연수지에 결합시키는 절연수지 결합 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
정류자 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 코일권선용 홈 형성 단계에서
n개의 롤러부가 상기 동선의 진행방향으로 배열되고, 상기 롤러부에는 원주방향을 따라 돌출부가 형성되어 상기 동선의 일측을 가압하며, 상기 롤러부에 형성된 상기 돌출부의 크기가 상기 동선의 진행방향을 따라 점점 크게 형성됨에 따라, 상기 롤러부를 통과하는 상기 동선의 코일권선용 홈이 점점 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는
정류자 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 동선 절단 단계는
상기 동선을 사용자에 의해 설정된 길이별로 절단하는 1차 절단 단계; 및
상기 1차 절단 단계에서 절단된 상기 동선을 "ㄱ"자 형상으로 절단하는 2차 절단 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
정류자 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 코일권선용 홈의 표면에 부착된 이물질을 제거하는 절삭 가공 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
정류자 제조 방법.