KR20150011940A - 모터용 코일 제작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터의 코일 제작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 절연 특성을 저하할 수 있는 피막 코팅 파손을 방지할 수 있는 모터의 코일 제작 방법에 관한 것이며, 이를 위하여 본 발명은 (A) 고정자 코어를 상부 코어 및 하부 코어로 분할하여 제작하는 단계; (B) 고정자 코어에 복수의 턴 수로 권선되는 코일을 성형하되, 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이가 상호 이격되게 성형하는 단계; (C) 상호 이격되게 성형된 코일을 코팅 및 건조시키는 단계; 및 (D) 코팅된 코일의 상·하부에 각각 상부 코어 및 하부 코어가 배치하고, 상부 코어 및 하부 코어를 가압하여 코일을 압축 조립하는 단계;를 포함하는 모터의 코일 제작 방법을 제공한다.

Description

모터용 코일 제작 방법{MANUFACTURING METHOD OF COIL FOR MOTOR}
본 발명은 모터의 코일 제작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 절연 특성을 저하할 수 있는 피막 코팅 파손을 방지할 수 있는 모터의 코일 제작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품뿐만 아니라 산업용 기기 등에 광범위하게 사용되고, 가정용 전자제품을 예로 들면 에어컨이나 냉장고와 같은 냉방기기 내부에 냉매를 액상으로 환원시키기 위해 구비되는 콤프레서, 세탁기, 청소기, 광디스크 플레이어, 컴퓨터의 하드 디스크 드라이버 등에 널리 사용되고 있다.
이러한 모터는 하우징이나 케이싱에 고정됨과 아울러 전원의 인가에 의해 회전 자계를 형성하도록 코일(Coil)이 권선되는 고정자(Stator), 고정자 내부에 공극을 두고서 샤프트(Shaft)에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전자(Rotor)를 포함하는데, 코일에 전원이 인가되면 샤프트에 수직한 방향으로 자계가 발생하여 고정자의 형태에 의해 자속이 회전하며, 이러한 회전 자속이 공극을 통해서 회전자에 쇄교하여 전류를 유기시키고, 유기된 전류는 자속과 함께 플레밍의 왼손법칙에 따라 로터에 토크를 발생시킴으로써 회전자와 함께 샤프트가 회전한다.
도 1은 종래 기술에 따른 모터의 코일 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 압축성형기를 사용하여 고정자 코어(110)를 상부 코어(112) 및 하부 코어(114)로 분할하여 준비하고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 코일(130)로 제작될 금속 재료(120)를 판 형상으로 준비하며, 판 형상의 금속 재료(120)의 표면은 도 1c에 도시된 바와 같이 절연 피막(122)이 형성되도록 코팅이 된다.
판 형상의 금속 재료(120)의 표면에 절연 피막(122)이 코팅한 후, 도 1d에 도시된 바와 같이, 코일 성형기를 사용하여 각선 형상으로 코일(130)을 형성하고, 분할된 상부 코어(112) 및 하부 코어(114)와 각선 코일을 결합함으로써, 코일(130)이 권선된 고정자 코어(100)가 형성된다.
그러나, 종래 기술에 따른 고정자 코어는 코일 형성시 판 형상의 금속 재료에 절연 피막이 형성되도록 코팅을 한 후 각선 코일로 형성되기 때문에, 각선 코일 형성시 모서리 부분에서 피막 손상이 발생하게 되어 코일의 절연에 문제가 발생할 수 있었고, 이에 피막 손상을 방지하기 위하여 형성된 코일에 재 코팅이 이루어져야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 해결하기 위한 것으로, 고정자 코어의 외주면에 권선되는 코일을 성형할 시, 권선되는 코일의 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이를 상호 이격되도록 형성하고 코팅을 행함으로써, 코일의 절연 피막이 손상되는 것을 방지할 수 있는 모터의 코일 제작 방법을 제공한다.
또한, 권선되는 코일의 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이를 상호 이격되도록 형성하고, 한 번의 코팅이 행해지므로, 코팅 막 사용양을 줄여 원가를 절감할 수 있는 모터의 코일 제작 방법을 제공한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (A) 고정자 코어를 상부 코어 및 하부 코어로 분할하여 제작하는 단계; (B) 고정자 코어에 복수의 턴 수로 권선되는 코일을 성형하되, 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이가 상호 이격되게 성형하는 단계; (C) 상호 이격되게 성형된 코일을 코팅 및 건조시키는 단계; 및 (D) 코팅된 코일의 상·하부에 각각 상부 코어 및 하부 코어가 배치하고, 상부 코어 및 하부 코어를 가압하여 코일을 압축 조립하는 단계;를 포함하는 모터의 코일 제작 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 제 1 턴과 제 2 턴 사이는 2㎜ 내지 4㎜의 간격을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, (C) 단계에 있어서, 코팅된 코일을 건조시, 코팅된 코일을 수평축 방향을 향하도록 건조시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 코일은 각선 코일인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, (A) 단계에 있어서, 상부 코어 및 하부 코어는: 플랜지; 및 플랜지의 중심에서 수직 방향으로 연장되어 상기 권선 코일이 권선되는 권취부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 모터의 코일 제작 방법에 따르면, 고정자 코어의 외주면에 권선되는 코일을 성형할 시, 권선되는 코일의 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이를 상호 이격되도록 형성하고 코팅을 행함으로써, 코일의 코팅 막이 손상되는 것을 방지할 수 있는 모터의 코일 제작 방법을 제공할 수 있다.
또한, 권선되는 코일의 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이를 상호 이격되도록 형성하고, 한 번의 코팅이 행해지므로, 코팅 막 사용양을 줄여 원가를 절감할 수 있는 모터의 코일 제작 방법을 제공할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 종래에 따른 모터의 코일 제작 공정을 도시한 공정도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 코일 제작 공정을 개략적으로 나타낸 순서도; 및
도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 모터의 코일 제작 공정을 순차적으로 도시한 공정도이다.
이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 모터의 코일 제작 공정을 개략적으로 나타낸 순서도를 나타낸다.
본 발명에 따른 모터의 코일 제작 공정은 다음과 같은 단계들을 통해 수행될 수 있다.
먼저, 압축성형기를 사용하여 고정자 코어를 상부 코어 및 하부 코어로 분할하여 준비하고(S210), 코일 성형기를 사용하여 각선 형상으로 복수의 턴 수로 권선되는 코일을 형성하되, 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이가 상호 이격되도록 성형하며(S220), 상호 이격되게 형성된 코일의 표면에 함침 형식으로 절연 피막을 코팅한다.
이후, 절연 피막이 코일의 표면에 고르게 코팅되도록, 코팅된 코일이 수평축 방향을 향하도록 하여 건조시키며(S230), 코일의 건조가 완료되면 코일의 상·하부에 각각 상부 코어 및 하부 코어를 배치하고, 상부 코어 및 하부 코어를 가압하여 상부 코어 및 하부 코어의 권취부에 코일이 결합하도록 압축한다(S240).
이에 따라 본 발명의 특징에 따라 코일이 권선된 고정자 코어를 제조할 수 있다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 모터의 코일 제작 공정을 순차적으로 도시한 공정도를 나타낸다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 고정자 코어(310)는 상부 코어(312) 및 하부 코어(314)로 분형성된다.
여기서, 상부 코어(312) 및 하부 코어(314)는 연자성 분말로 형성될 수 있으며, 연자성 분말은 전기를 인가하면 자성을 띄는 분말이며, 일반적으로 철계(iron-based)의 연자성 입자들을 기초로 할 수 있고, 이러한 연자성 분말들을 이용하여 연자성 코어를 제조할 수 있다.
연자성 분말은 기계적인 가공 및 열처리 등을 실시하여 코어 재료로서 적정하게 이용될 수 있도록 제조하여 준비할 수 있으며, 준비된 연자성 분말에 혼합 세라믹을 첨가하여 절연 코팅을 실시할 수 있다.
코팅된 연자성 분말은 압축성형기의 다이를 사용하여 압축 성형하면, 상부 코어(312) 및 하부 코어(314)로 분할하여 형성할 수 있으며, 분할된 상부 코어(312) 및 하부 코어(314)는 수평 방향으로 연장된 플랜지(316), 및 플랜지(316) 중심에서 수직 방향으로 연장되어 코일이 권선되는 권취부(318)로 구성될 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 코일(330)로 제작될 금속 재료(320)를 판 형상으로 준비한 다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 고정자 코어(310) 외주면에 복수의 턴 수로 권선되는 코일(330)로 성형할 수 있다.
여기서, 판 형상의 금속 재료(320)는 코일 성형기에 구비되는 가이드 봉(미도시) 주위를 권선시킴으로써 코일(330)로 형성될 수 있으며, 가이드 봉의 형상은 환형, 각형 등 사용자가 원하는 형상을 사용할 수 있으며, 본 발명의 코일(330)은 각선(角線) 형상으로 형성될 있다.
또한, 복수의 턴 수로 권선되는 각선 코일(330) 성형시, 각선 코일(330)을 가이드 봉(미도시) 외주면에 권선할때 임의의 제 1 턴과 다음으로 권선되는 제 2 턴 사이(A)는 상호 이격되게 형성될 수 있고, 바람직하게는 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이의 간격(A)은 2㎜ 내지 4㎜인 것이 바람직할 것이다.
다음, 도 3d에 도시된 바와 같이, 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이가 상호 이격되게 성형된 각선 코일(330)에 코팅 및 건조를 실행한다.
여기서, 각선 코일(330)은 코팅제에 일정시간 함침하여 각선 코일(330)의 표면에 절연 피막(332)을 형성할 수 있으며, 각선 코일(330)의 제 1 턴과 제 2 턴 사이(A)가 상호 이격되게 형성되기 때문에, 코팅제는 각선 코일(330)의 모서리 부분까지 침투하여 빈틈없이 각선 코일(330)의 표면에 절연 피막(332)을 형성할 수 있다.
각선 코일(330)의 표면에 절연 피막(332)을 형성한 후, 열기로 각선 코일(330)의 표면에 코팅된 절연 피막(332)을 건조시킨다. 이때, 각선 코일(330)의 표면에 코팅된 절연 피막(332)의 두께가 고르게 코팅될 수 있도록 각선 코일(330)은 수평축 방향을 향하도록 한 후 건조시킬 수 있다.
각선 코일(320)의 표면에 코팅된 절연 피막의 건조가 완료되면, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상·하부 코어(312, 314)와 각선 코일(330)을 결합시킨다.
여기서, 각선 코일(330)의 상·하단에 각각 상부 코어(312) 및 하부 코어(314)을 배치시키며, 이때, 상부 코어(312)의 권취부(318)의 일단과 하부 코어(314)의 권취부(318) 일단이 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
이후, 지그를 사용하여 상부 코어(312) 및 하부 코어(314)를 상·하부에서 가압하여 압축하면, 상부 코어(312)의 권취부(318) 일단과 하부 코어(314)의 권취부(318) 일단이 결합될 수 있고, 도 3f에 도시된 바와 같이, 고정자 코어(310)의 권취부(318) 외주면에 각선 코일(330)이 결합하여, 코일(330)이 권선된 고정자 코어(300)이 형성될 수 있다.
이때, 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이(A)가 상호 이격되게 형성된 각선 코일(330)은 상·하부 코어(312, 314)와 결합시 압축에 의해 상·하부 코어(312, 314)의 권취부(318)에 촘촘히 권선되도록 결합될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모터의 코일 제작 방법에 따르면, 고정자 코어의 외주면에 권선되는 코일을 성형할 시, 권선되는 코일의 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이를 상호 이격되도록 형성한 후 코일의 표면에 절연 피막으로 코팅함으로써, 코일에 빈틈없이 절연 피막이 코팅되기 때문에 절연 피막을 코팅한 후 코일로 형성하던 종래 기술에 비하여 코일의 절연 피막이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 권선되는 코일의 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이를 상호 이격되도록 형성되고, 절연 피막이 코일에 빈틈없이 코팅이 행해지므로, 코팅제의 사용양을 줄여 원가를 절감할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 모터의 코일 제작 방법에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형 실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.
310 : 고정자 코어 312 : 상부 코어
314 : 하부 코어 316 : 플랜지
318 : 권취부 320 : 금속 재료
330 : 코일 332 : 절연 피막

Claims (5)

  1. (A) 고정자 코어를 상부 코어 및 하부 코어로 분할하여 제작하는 단계;
    (B) 상기 고정자 코어에 복수의 턴 수로 권선되는 코일을 성형하되, 임의의 제 1 턴과 제 2 턴 사이가 상호 이격되게 성형하는 단계;
    (C) 상호 이격되게 성형된 상기 권선 코일을 코팅 및 건조시키는 단계; 및
    (D) 코팅된 상기 코일의 상·하부에 각각 상부 코어 및 하부 코어가 배치하고, 상기 상부 코어 및 상기 하부 코어를 가압하여 상기 권선 코일을 압축 조립하는 단계;를 포함하는 모터의 코일 제작 방법.
  2. 제 1 항의 (B) 단계에 있어서,
    상기 제 1 턴과 제 2 턴 사이는 2㎜ 내지 4㎜의 간격을 갖는 모터의 코일 제작 방법.
  3. 제 1 항의 (C) 단계에 있어서,
    코팅된 상기 코일을 건조시, 상기 코팅된 코일을 수평축 방향을 향하도록 건조시키는 모터의 코일 제작 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일은 각선 코일인 모터의 코일 제작 방법.
  5. 제 1 항의 (A) 단계에 있어서,
    상기 상부 코어 및 상기 하부 코어는:
    플랜지; 및
    상기 플랜지의 중심에서 수직 방향으로 연장되어 상기 코일이 권선되는 권취부;로 구성되는 모터의 코일 제작 방법.

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