KR20190133973A - 모터 코일의 코팅층 탈피 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 코일의 코팅층 탈피 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코일이 권취될 코어 높이를 측정하여 그 측정값을 매개로 코일의 코팅층 탈피지점을 결정하여 탈피되도록 함으로써 높낮이가 상이한 코어일지라도 코일이 권취된 후 탈피영역이 동일한 위치에 형성되도록 구현함으로써 생산성 향상 및 제조원가 절감을 구현하여 고품질의 모터를 제조할 수 있도록 하는 모터의 코일 탈피 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 분할 코어 높이를 측정하는 측정공정 및 그 측정값을 매개로 코일의 코팅층 탈피지점을 결정하여 탈피되도록 하는 탈피공정을 통해 높낮이가 상이한 복수의 코어일지라도 코일이 권취된 후 탈피영역이 동일한 위치에 형성되도록 구현함으로써 생산성 향상 및 제조원가 절감을 구현하여 고품질의 모터를 제조할 수 있도록 한 효과를 나타낸다.

Description

모터 코일의 코팅층 탈피 방법{Method for skinning coil of motor}

본 발명은 모터 코일의 코팅층 탈피 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코일이 권취될 코어 높이를 측정하여 그 측정값을 매개로 코일의 코팅층 탈피지점을 결정하여 탈피되도록 함으로써 높낮이가 상이한 코어일지라도 코일이 권취된 후 탈피영역이 동일한 위치에 형성되도록 구현함으로써 생산성 향상 및 제조원가 절감을 구현하여 고품질의 모터를 제조할 수 있도록 하는 모터의 코일 탈피 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 모터는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 회전에너지로 바꾸는 장치이며, 모터는 각종 전자기기, 산업용/가정용 기기, 자동차 등 거의 모든 산업 분야에 널리 사용되고 있다.

이러한 모터의 경우 회전 가능하게 형성되는 샤프트, 샤프트에 결합되는 로터, 하우징 내측에 고정되는 스테이터가 마련되는데, 로터의 둘레를 따라 간극을 두고 스테이터가 설치되며, 이 스테이터에는 회전 자계를 형성하는 코일이 권선되어 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도하게 되는 것이다. 이러한 스테이터의 상단에는 코일과 전기적으로 연결되는 버스바가 배치되는데, 이 버스바는 대체적으로 링 형상으로 형성되며 코일의 팁 부분이 연결되는 터미널이 형성된다.

이 팁 부분에는 코팅층을 일부 탈피하여 상기 터미널과의 접합력을 높이고 있는데, 대한민국공개특허 번호 제10-2015-0134918호(2015.12.02. 공개)의 모터의 코일 탈피 장치 및 방법이 개시되어 있다. 즉, 레이저를 이용해 코팅층을 탈피 처리하는 장치 및 방법을 제시하고 있으나, 탈피장치가 셋팅된 곳으로 이동하여 코일의 양 쪽 즉, 제1,2팁부 코팅층에 일부 탈피를 실시하고, 탈피된 코일을 코어에 권취하게 된다. 한편, 코일이 권취되는 복수의 코어 높이가 동일하게 제조되면 권취한 뒤 상부로 노출되는 코팅층 탈피위치 또한 동일할 것이나, 코어의 제조과정에서 오차가 발생되며, 높낮이가 서로 다른 코어에 코일을 권취하게 되면 탈피 위치가 서로 다르게 위치됨은 당연하다. 결국 오차 허용범위를 벗어나게 되면 불량으로 판정되며 오차 허용범위를 벗어나지 않더라도 터미널과 접합력이 우수하지 못해 품질이 저하되는 문제가 발생되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 코일이 권취될 코어 높이를 측정하여 그 측정값을 매개로 코일의 코팅층 탈피지점을 결정하여 탈피되도록 함으로써 높낮이가 상이한 코어일지라도 코일이 권취된 후 탈피영역이 동일한 위치에 형성되도록 구현함으로써 생산성 향상 및 제조원가 절감을 구현하여 고품질의 모터를 제조할 수 있도록 하는 모터의 코일 탈피 방법을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 분할 코어에 권취되는 코일의 양측 끝단 부분인 제1,2팁 부분의 코팅층 일부를 탈피하여 버스바의 터미널과 접합되는 제1,2탈피영역을 형성하되, 상기 분할 코어의 높이를 측정하는 측정공정; 및 상기 분할 코어의 높이 측정값에 의해 제1 혹은 제2탈피영역 위치를 조절하여 탈피하는 탈피공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 측정공정에서, 분할 코어의 높이 측정은 적어도 4회 이상 측정하여 높이를 결정하되, 최고치 및 최저치를 제외한 측청수치의 평균값을 산출하여 결정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 탈피공정에서, 제1 혹은 제2탈피영역 위치 조절은 제1탈피영역 위치를 기준으로 제2탈피영역의 위치 조절 혹은 그 반대인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 분할 코어 높이를 측정하는 측정공정 및 그 측정값을 매개로 코일의 코팅층 탈피지점을 결정하여 탈피되도록 하는 탈피공정을 통해 높낮이가 상이한 복수의 코어일지라도 코일이 권취된 후 탈피영역이 동일한 위치에 형성되도록 구현함으로써 생산성 향상 및 제조원가 절감을 구현하여 고품질의 모터를 제조할 수 있도록 한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모터의 코일 탈피 방법에 의해 탈피된 코일을 구비한 스테이터를 보인 사시도.
도 2의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모터의 코일 탈피 방법에 의해 탈피된 코일이 권취된 분할 코어를 보인 사시도이며, "나"는 정면도.
도 3의 "가" 및 "나"는 종래의 실시예에 따른 코일 탈피 방법에 의해 탈피된 코일이 권취된 분할 코어를 보인 정면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모터의 코일 탈피 방법을 보인 개략도.
도 5의 "가" 및 "나"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모터의 코일 탈피 방법에 따른 코일을 보인 개략적 평면도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 모터의 코일 탈피 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 일실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모터의 코일 탈피 방법에 의해 탈피된 코일을 구비한 스테이터를 보인 사시도이고, 도 2의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모터의 코일 탈피 방법에 의해 탈피된 코일이 권취된 분할 코어를 보인 사시도이며, "나"는 정면도이고, 도 3의 "가" 및 "나"는 종래의 실시예에 따른 코일 탈피 방법에 의해 탈피된 코일이 권취된 분할 코어를 보인 정면도이다.

도 1 및 2를 참조로 하면, 일정 길이의 코일(30)이 분할 코어(20)에 권취되고, 코일(30)이 권취된 복수의 분할 코어(20)가 서로 조립되어 스테이터(10)를 형성하게 되며, 상기 스테이터(10) 상부에서는 버스바(40)가 위치된다. 이때, 상기 코일(30)의 양 끝단 즉, 제1,2팁(32,34) 부분에는 코팅층이 탈피되어져 제1,2탈피영역(H1,H2)이 형성되어져 상기 버스바(40)의 상/하단 터미널(42,44)과 각각 즉, 하단 터미널(44)은 제1팁(32)에 형성된 제1탈피영역(H1)에 접합되고, 상단 터미널(42)은 제2팁(34)에 형성된 제2탈피영역(H2)에 접합됨을 알 수 있다.

좀 더 상세하게는 상기 분할 코어(20)의 상하부에는 상/하부 인슐레이터(22,24)가 각각 조립된 상태에서 코일(30) 권취되는 것이며, 이와 같은 구성은 종래 기술에서도 언급하였고, 널리 공지되어 있음으로 별도의 상술은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명에서는 상기 코일(30)의 권취 방법이나 분할 코어(20)의 조립 방법이 아닌 상기 터미널(42,44)과 접합되기 위해 형성되는 상기 코일(30)의 제1,2탈피영역(H1,H2)을 형성하는 방법을 제시하는 것으로, 본 발명의 방법에 의해서 제1,2탈피영역(H1,H2)을 형성하게 되면 탈피영역이 도 2의 "나"에서 도시하는 바와 같이 분할 코어(20)의 상부 인슐레이터(22) 상단에서 시작하여 그 상부로 일정 높이 형성되어 있음을 알 수 있다. 이렇게 정확한 위치에 형성되어야 위치가 가변되지 않는 상기 버스바(40)의 상/하단 터미널(42,44)과 접합력이 우수하여 고품질의 제품을 획득할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 도 3의 "가"를 참조로 하면, 분할 코어(20)에 권취된 코일(30)의 제1,2팁(32,34) 부분에 형성된 제1,2탈피영역(H1,H2)의 하측 일부가 상부 인슐레이터(22) 내부에 위치하고 있음을 알 수 있고, "나"를 참조로 하면, 오히려 제1,2탈피영역(H1,H2)이 상부 인슐레이터(22) 상단에서 떨어진 상측에 위치하고 있음을 알 수 있다.

즉, 상기 제1,2탈피영역(H1,H2)이 상기 도 3의 "가" 및 "나"와 같이 위치하게 되면 위치가 가변되지 않는 버스바(40)의 상/하단 터미널(42,44)에 접합됨에 있어 제1,2탈피영역(H1,H2) 내에 정확하게 접점되지 않고 코팅층에 접합되는 경우가 발생될 수 있는 것이다. 이렇게 제1,2탈피영역(H1,H2)이 일정 위치에 형성되지 않고 위치가 가변되는 것은 복수의 분할 코어(20) 높이가 상이하게 제조됨에 따라 발생되는 현상이다. 예를 들어, 도 2의 "나"에서 도시하는 분할 코어(20)의 높이를 표준으로 하여 이에 코일(30)을 감았을 때 제1,2팁(32,34) 부분에 형성된 제1,2탈피영역(H1,H2)이 상부 인슐레이터(22) 상단에서 시작하도록 셋팅하여 제1,2탈피영역(H1,H2)을 일률적으로 형성하게 되면, 분할 코어(20)의 높이가 표준보다 높게 형성되는 경우 도 3의 "가"와 같이 제1,2탈피영역(H1,H2)이 상부 인슐레이터(22) 내부에 위치하게 되고, 표준보다 낮게 형성되는 경우 도 3의 "나"와 같이 제1,2탈피영역(H1,H2)이 상부 인슐레이터(22) 상측으로 벗어나 위치하게 되는 것이다.

물론, 복수의 분할 코어(20)의 높이를 동일하게 제조하게 되면 제1,2탈피영역(H1,H2)을 일률적으로 형성하여 권취하더라도 도 2의 "가"와 같은 곳에 위치하게 될 것이나 금속소재로 된 분할 코어(20)를 가공하는 제조 과정에서 오차가 발생되는 것이 너무나 당연하며, 이로 인해 일정 오차 범위를 허용하고 있는 실정이다.

결국, 복수의 분할 코어(20) 높이가 서로 상이하고, 일률적인 위치에 제1,2탈피영역(H1,H2)을 형성하여 코일(30)을 권취함에 따라 발생되는 상기한 현상을 방지하기 위해서는 분할 코어(20)의 높이에 따라 권취량을 계산하여 제1 혹은 제2탈피영역(H1,H2) 위치를 조절함으로써 극복할 수 있는 것으로, 이제 하기에서는 본 발명의 코일의 탈피방법에 대해서 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모터의 코일 탈피 방법을 보인 개략도이고, 도 5의 "가" 및 "나"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 모터의 코일 탈피 방법에 따른 코일을 보인 개략적 평면도이다.

먼저, 도 4를 참조로 하면, 본 발명의 모터의 코일 탈피 방법은 크게 두 공정에 의해 구현된다.

첫째, 측정공정(S1)으로, 분할 코어(20)의 높이(T)를 측정하는 공정이다. 이때, 복수의 분할 코어(20) 중 어느 하나를 표준으로 정하게 되는데, 일예로 본원에서는 분할 코어(20)의 표준 높이(T)를 26.5mm로 제시한다. 한편, 상기 분할 코어(20)의 높이를 측정함에 있어 한 번의 측정으로 높이를 결정할 수도 있으나, 바람직하게는 4회 이상 연속해서 측정하고, 측정된 값에서 최고치와 최저치를 제외한 수치의 평균을 높이로 결정하는 것이 바람직하다. 이렇게 하는 이유는 측정기구의 오작동을 최소화하기 위한 것임을 인지해야 된다.

둘째, 탈피공정(S2)으로, 상기 측정공정(S1)에서 측정 분할 코어(20)의 높이에 따라 코일(30)의 제1 및 제2팁(32,34) 부분에 형성된 제1 혹은 제2탈피영역(H1,H2)의 위치를 조절하여 탈피하는 공정이다. 일예로, 상기 측정공정(S1)에서 측정된 코어(20)의 높이(T)가 26.5mm인 경우 코일(30)의 제1,2탈피영역(H1,H2) 사이의 길이인 권취부분(D)의 길이가 1500mm가 필요하다 가정하면, 이 상태에서 제1팁(32) 부분에 형성된 제1탈피영역(H1)의 하단부가 분할 코어(20)의 상부 인슐레이터(22) 상단에 일치되도록 한 뒤 권취하게 되면 도 2의 "나"에서 도시하는 바와 같이 제2팁(34) 부분의 제2탈피영역(H2)의 하단부도 상부 인슐레이터(22)의 상단에 일치되도록 위치되는 것이다. 즉, 상기와 같은 조건에서 코일(30)을 권취하게 되면 제1,2탈피영역(H1,H2)이 버스바(40)의 상/하단 터미널(42,44)에 접합되기 위한 최적의 위치에 구비되는 것이다.

만약, 분할 코어(20)의 측정 높이(T)가 26.4mm인 경우 도 5의 "가"에서 도시하는 바와 같이, 코일(30)의 권취부분(D) 길이가 1498mm가 되도록 제1 혹은 제2탈피영역(H1,H2) 위치를 조절하여 탈피하게 되는 것이다. 즉, 분할 코어(20)의 높이가 표준보다 0.1mm 작은 경우 제1탈피영역(H1)을 기준으로 제2탈피영역(H2)의 위치를 제1탈피영역(H1) 쪽으로 2mm 이동시켜 권취부분(D)의 길이인 두 탈피영역 간격이 1498mm가 되는 지점을 제2탈피영역(H2)의 탈피지점으로 결정하고, 이후 미도시 하고 있는 탈피장치를 통해 코팅층을 탈피하게 되는 것이다.

또한, 분할 코어(20)의 측정 높이(T)가 26.6mm로 표준보다 높은 경우 도 5의 "나"에서 도시하는 바와 같이, 코일(30)의 권취부분(D) 길이가 1502mm로 표준대비 2mm가 늘어난다. 즉, 분할 코어(20)의 높이가 표준보다 0.1mm 높아지는 경우 제1탈피영역(H1)을 기준으로 제2탈피영역(H2)의 위치를 제1탈피영역(H1) 반대쪽으로 2mm 이동시켜 권취부분(D)의 길이인 두 탈피영역 간격이 1502mm가 되는 지점을 제2탈피영역(H2) 탈피지점으로 결정하고, 이후 탈피장치를 통해 탈피하게 되는 것이다.

결국, 표준 분할 코어(20)의 높이(T)를 기준으로 다른 분할 코어(20)의 높이(T)가 0.1mm 단위로 변화될 때 코일(30)의 권취부분(D) 길이를 2mm 단위로 조절, 즉 제1 혹은 제2탈피영역(H1,H2)의 위치를 2mm 단위로 이동시키면서 탈피토록 하여 두 탈피영역 사이의 간격인 권취부분(D)의 길이를 조절함으로써 제조과정에서 상이한 높이로 제조되는 복수의 분할 코어(20)일지라도 코일(30)을 권취하게 되면 코일(30)의 제1,2탈피영역(H1,H2)의 하단부가 상부 인슐레이터(22) 상단면과 동일 수평에 위치하게 되는 것이다.

물론, 상기에서 언급하고 있는 코어(20)의 높이(T), 코일 높이에 대한 수치 등은 이해를 돕기 위해 제시하고 있는 것으로, 이 수치에 한정하는 것은 아님을 분명히 하며, 중요한 것은 코일(30)의 제1,2탈피영역(H1,H2)을 결정함에 있어 코어(20)의 높이를 측정하여 그 측정값을 매개로 조절하여 탈피하는 것을 특징으로 하고 있으며, 이런 경우 복수의 코어(20)에 각각 권취된 코일(30)의 제1,2탈피영역(H1,H2)이 표준과 거의 동일한 곳에 위치하고 있으므로 버스바(40)의 상/하단 터미널(42,44)과의 접합력이 우수할 것이고, 이로 인해 제품불량은 낮으면서 고품질의 제품을 획득할 수 있는 큰 장점이 있는 것이다.

한편, 본 발명의 모터의 코일 탈피 방법을 통해 좀 더 상세히 구현해보면 다음과 같다. 즉, 분할 코어(20)가 공급되면 그 코어(20)의 높이(T)를 약 20회 측정하고, 최고/최저치를 제외한 18회 분량의 평균값을 높이로 결정하게 되는데, 이 높이가 26.5mm이면 이를 제어부로 전송하게 된다. 이 과정에서 코일(30)의 제1팁(32) 부분에는 미리 제1탈피영역(H1)을 형성해 두는 것이 좋다. 계속해서 상기 코일(30)의 제1팁(32) 부분을 고정하여 셋팅된 횟수만큼 코어(20)에 권취하게 되며, 권취가 멈추게 되면 상기에서 전송된 코어(20)의 높이에 기반하여 제1탈피영역(H1)에서 1500mm인 지점에서 코팅층을 탈피하여 제2탈피영역(H2)을 형성한 뒤 마무리 권취를 하면서 끝부분 절단을 통해 제2팁(34) 부분을 형성하게 되는 것이다. 이때, 상기 코일(30)이 권취될 때 센서에 의해 권취부분(D)의 길이를 계산하여 1500mm인 지점에 제2탈피영역(H2)을 형성하는 것은 당연하다.

여기서, 연속적인 동작을 위해 코일(30)에 제2탈피영역(H2)을 형성할 때 다음 코어(20)에 권취될 코일(30)의 제1팁(32) 부분에 제1탈피영역(H1)을 같이 형성하는 것이 바람직하다. 다음 코어(20)가 공급되면 이 코어(20)의 높이를 다시 측정한 뒤 그 측정값을 제어부로 전송하고, 미리 형성된 제1팁(32)을 고정하면서 권취하고, 권취량을 센싱하여 측정된 높이에 기반하여 위치를 조절하여 제2탈피영역을 형성하는 반복된 작동에 의해 연속적으로 제조하게 되는 것이다. 코어(20)의 높이 측정값의 변화에 따른 코일(30)의 탈피영역 지점은 앞서 서술한 바와 같이 미리 계산되어져 셋팅됨은 당연할 것이다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

10 : 스테이터 20 : 분할 코어
22 : 상부 인슐레이터 24 : 하부 인슐레이터
30 : 코일 32 : 제1팁
34 : 제2팁 40 : 버스바
42 : 상단 터미널 44 : 하단 터미널
S1 : 측정공정 S2 : 탈피공정
T : 코어 높이 H1 : 제1탈피영역
H2 : 제2탈피영역 D : 권취부분

Claims (3)

1. 분할 코어에 권취되는 코일의 양측 끝단 부분인 제1,2팁 부분의 코팅층 일부를 탈피하여 버스바의 터미널과 접합되는 제1,2탈피영역을 형성하되,
   상기 분할 코어의 높이를 측정하는 측정공정; 및
   상기 분할 코어의 높이 측정값에 의해 제1 혹은 제2탈피영역 위치를 조절하여 탈피하는 탈피공정;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 코일 탈피 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 측정공정에서,
   분할 코어의 높이 측정은 적어도 4회 이상 측정하여 높이를 결정하되, 최고치 및 최저치를 제외한 측청수치의 평균값을 산출하여 결정하는 것을 특징으로 하는 모터의 코일 탈피 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 탈피공정에서,
   제1 혹은 제2탈피영역 위치 조절은 제1탈피영역 위치를 기준으로 제2탈피영역의 위치 조절 혹은 그 반대인 것을 특징으로 하는 모터의 코일 탈피 방법.

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