KR20230071398A

KR20230071398A - 고정자 제조 방법 및 고정자 제조 장치

Info

Publication number: KR20230071398A
Application number: KR1020210157551A
Authority: KR
Inventors: 김용호; 구민모; 코 카지타
Original assignee: 현대모비스 주식회사; 가부시키가이샤 하야시 코교쇼
Priority date: 2021-11-16
Filing date: 2021-11-16
Publication date: 2023-05-23
Also published as: CN116137481A; US11894734B2; US20230155460A1; US20240022147A1; DE102022109549A1

Abstract

코일을 권선하여 권선 코일을 제조하는 권선 지그; 및 상기 권선 지그로부터 상기 권선 코일을 제공받아 고정자 코어에 삽입하는 삽입 지그; 를 포함하고, 상기 권선 지그는, 길이 방향(L1)을 따라 연장되는 몸체; 상기 몸체의 중심축에 대해 상기 몸체를 자전시키는 동력 제공부; 및 상기 몸체의 표면에 형성되고 외측으로 돌출되는 돌출부; 를 포함하는 고정자 제조 장치가 제공된다.

Description

고정자 제조 방법 및 고정자 제조 장치{METHOD OF MANUFACTURING STATOR AND DEVICE FOR MANUFACTURING STATOR}

본 발명은 고정자 제조 방법 및 고정자 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 권선 코일이 구비되는 고정자 제조 방법 및 그 고정자를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

전기 에너지를 운동 에너지로 변환하는 모터는 고정자와 회전자로 구성된다. 이러한 모터의 효율을 향상시키고 고정자에 권선되어 있는 코일에서 발생하는 에너지 손실을 줄이기 위해서는 고정자 코어에서 코일이 배치되는 점적률을 향상시킬 필요가 있다.

한편, 종래 기술에 따르면, 슬롯이 형성된 고정자 코어에 코일을 삽입하기 위해, 권취된 상태의 코일을 별도의 지그에 장착한 후 고정자 코어의 슬롯에 지그를 삽입한다. 이때, 코일의 표면에 형성된 피막이 고정자 코어에 접촉하는 것을 방지하기 위해 코일의 삽입 과정에서 고정자 코어와 코일 사이에는 별도의 삽입 부재가 구비된다.

그러나, 종래 기술에 따르면, 코일을 고정자 코어에 삽입하는 과정에서 발생하는 높은 스트레스로 인해 코일의 피막이 얇아져 코일의 절연 성능이 저하되는 문제가 있었다. 또한, 종래 기술에 따르면, 코일의 삽입 과정에서 전술한 별도의 삽입 부재에도 큰 힘이 작용하기 때문에 삽입 부재가 주기적으로 교체될 필요가 있을 뿐만 아니라 삽입 부재에 의해 코일의 피막이 긁힘으로써 코일의 절연 성능이 저하되는 문제가 있었다. 또한, 종래 기술에 따르면, 고정자 코어의 슬롯을 설계할 때, 권취된 코일의 외경뿐만 아니라 삽입 부재의 크기 및 조립성을 고려하여 설계되어야 하므로 슬롯의 크기가 커져 모터의 전체적인 성능이 저하되는 문제도 있었다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고정자 코어에 코일을 삽입할 때 코일에 발생하는 스트레스를 최소화하여 코일의 절연 성능을 향상시키고, 종래의 삽입 부재를 삭제하여 코일의 절연 성능을 향상시키면서 고정자 코어에 형성되는 슬롯의 크기를 최소화하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 코일을 권선하여 권선 코일을 제조하는 권선 지그; 및 상기 권선 지그로부터 상기 권선 코일을 제공받아 고정자 코어에 삽입하는 삽입 지그; 를 포함하고, 상기 권선 지그는, 길이 방향(L1)을 따라 연장되는 몸체; 상기 몸체의 중심축에 대해 상기 몸체를 자전시키는 동력 제공부; 및 상기 몸체의 표면에 형성되고 외측으로 돌출되는 돌출부; 를 포함하는 고정자 제조 장치가 제공된다.

상기 돌출부는, 상기 몸체의 둘레 방향(C1)을 따라 연장된 폐곡선의 형상을 가질 수 있다.

상기 돌출부는, 상기 몸체의 둘레 방향(C1)을 따라 연장된 개곡선의 형상을 가질 수 있다.

상기 돌출부는 복수로 구비되고, 상기 복수의 돌출부는 상기 몸체의 길이 방향(L1)을 따라 이격되도록 구비될 수 있다.

상기 돌출부는 상면 및 하면을 포함하고, 상기 상면은, 상기 몸체의 폭 방향(R1)의 외측으로 갈수록 하방으로 경사지게 형성되는 상면 경사 구간; 을 포함할 수 있다.

상기 상면 경사 구간은, 상기 상면에서 상기 몸체의 폭 방향(R1)의 외측 끝부에 형성될 수 있다.

상기 하면은, 상기 몸체의 폭 방향(R1)을 따라 수평 방향으로 연장되는 하면 수평 구간; 을 포함할 수 있다.

상기 삽입 지그는, 제1 영역; 및 상기 제1 영역의 일 측에 결합되는 제2 영역; 을 포함하고, 상기 제1 영역에는 상방으로 만입된 형상의 제1 만입부가 형성되고, 상기 제2 영역에는 상방으로 만입된 형상의 제2 만입부가 형성될 수 있다.

상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 각각, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 상부에 구비되는 상부 부분; 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 하부에 구비되고 상기 상부 부분과 연결되는 하부 부분; 을 포함하고, 상기 제1 만입부는, 상기 제1 영역에 구비되는 상기 하부 부분의 하면에 형성되고, 상기 제2 만입부는, 상기 제2 영역에 구비되는 상기 하부 부분의 하면에 형성될 수 있다.

상기 제1 영역 및 상기 제1 만입부는, 가상의 원의 반경 방향(R2)을 길이 방향으로 하여 연장되고, 상기 제2 영역 및 상기 제2 만입부는, 상기 가상의 원의 상기 반경 방향(R2)을 길이 방향으로 하여 연장될 수 있다.

상기 제1 만입부 또는 상기 제2 만입부는, 상기 반경 방향(R2)으로 내측 영역의 내측 폭(WI)과 상기 반경 방향(R2)으로 외측 영역의 내측 폭(WO)이 서로 다르도록 구비될 수 있다.

상기 제1 만입부 또는 상기 제2 만입부는, 상기 반경 방향(R2)으로 내측 영역의 내측 폭(W1)이 상기 반경 방향(R2)으로 외측 영역의 내측 폭(WO)보다 크도록 구비될 수 있다.

상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역은, 상기 반경 방향(R2)의 외측 영역 끝부에 형성되며 상기 제1 만입부 또는 상기 제2 만입부를 향해 돌출되는 돌출 구간; 을 포함할 수 있다.

상기 돌출 구간은, 상기 제1 영역에서 상기 제1 만입부를 정의하는 내측면 중 상기 가상의 원의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 내측면에 각각 구비되거나, 상기 제2 영역에서 상기 제2 만입부를 정의하는 내측면 중 상기 가상의 원의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 내측면에 각각 구비될 수 있다.

상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 각각 구비되는 상기 하부 부분의 외측면 중 상기 가상의 원의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 외측면의 폭은, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역의 상기 반경 방향(R2)을 따라 일정하게 형성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 둘레 방향(C)을 따라 구비되는 복수의 슬롯이 형성되는 고정자 코어와 코일 재료를 준비하는 준비 단계; 몸체의 길이 방향(L1)을 따라 배치된 하나 이상의 돌출부가 형성된 권선 지그의 외측면에 코일 재료를 배치한 후 상기 권선 지그를 회전시켜 권선 코일을 형성하는 권선 단계; 만입된 형상의 제1 만입부가 형성되는 제1 영역 및 만입된 형상의 제2 만입부가 형성되고 상기 제1 영역의 일 측에 결합되는 제2 영역을 포함하는 삽입 지그에 상기 권선 지그로부터 상기 권선 코일을 전달하는 전달 단계; 및 상기 권선 코일이 상기 복수의 슬롯 중 적어도 일부의 상부 영역에 위치하도록 한 후 상기 권선 코일을 상기 슬롯 내에 낙하하는 삽입 단계; 를 포함하고, 상기 전달 단계에서, 상기 권선 코일은 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부 내에 수용되는 고정자 제조 방법이 제공된다.

상기 삽입 단계에서, 상기 권선 코일은 중력에 의해 상기 슬롯 내에 낙하할 수 있다.

상기 고정자 코어의 중앙 영역에는 관통홀(G)이 형성되고, 상기 복수의 슬롯은 상기 관통홀(G)과 연통되고, 상기 삽입 단계는, 상기 권선 코일이 상기 관통홀(G) 내에 위치하도록 한 후 상기 권선 코일을 상기 슬롯 내에 낙하할 수 있다.

상기 삽입 단계에서, 상기 고정자 코어는 상기 복수의 슬롯이 연직 방향으로 배치되도록 구비되고, 상기 권선 코일은 수평 방향으로 이동하여 상기 관통홀(G) 내에 위치할 수 있다.

상기 준비 단계에서, 상기 코일 재료는 제1 재료 및 상기 제1 재료와 별개로 구비되는 제2 재료를 포함하도록 준비되고, 상기 권선 단계에서, 상기 권선 코일은 상기 제1 재료가 권선됨으로써 구비되는 제1 권선 코일 및 상기 제2 재료가 권선됨으로써 구비되는 제2 권선 코일을 포함하도록 구비될 수 있다.

상기 권선 단계에서, 상기 돌출부를 사이에 두고 상기 제1 권선 코일 및 상기 제2 권선 코일이 서로 이격되도록 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 고정자 코어에 코일을 삽입할 때 코일에 발생하는 스트레스를 최소화하여 코일의 절연 성능을 향상시키고, 종래의 삽입 부재를 삭제하여 코일의 절연 성능을 향상시키면서 고정자 코어에 형성되는 슬롯의 크기를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고정자 제조 장치의 권선 지그를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고정자 제조 장치의 권선 지그를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 권선 지그에 형성되는 돌출부를 확대 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 권선 지그에 권선 코일이 권선된 모습을 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 고정자 제조 장치의 삽입 지그가 고정자 코어의 관통홀에 진입하기 전의 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 고정자 제조 장치의 삽입 지그가 고정자 코어의 관통홀에 진입한 후의 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 고정자 제조 장치의 삽입 지그를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 삽입 지그에 형성되는 만입부의 형상 및 만입부 내에 권선 코일이 배치된 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 삽입 지그의 하부 부분 및 돌출 구간을 확대 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명에 따른 고정자 제조 장치 및 고정자 제조 방법을 설명한다.

고정자 제조 장치

도 1은 본 발명에 따른 고정자 제조 장치의 권선 지그를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고정자 제조 장치의 권선 지그를 도시한 측면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 권선 지그에 형성되는 돌출부를 확대 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 권선 지그에 권선 코일이 권선된 모습을 도시한 측면도이다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 고정자 제조 장치는 코일을 권선하여 권선 코일을 제조하는 권선 지그(100)를 포함할 수 있다. 권선 지그(100)는 길이 방향(L1)을 따라 연장되고 중심축(112)을 포함하는 몸체(110), 몸체(110)의 중심축(112)에 대해 몸체(110)를 자전시키는 동력 제공부(미도시) 및 몸체(110)의 표면에 형성되고 외측으로 돌출되는 돌출부(130)를 포함할 수 있다.

몸체(110)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 중심축(112)을 제외하면 사각 기둥 형상을 가질 수 있다. 그러나, 몸체(110)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 달리 원통 형상 등 다양한 형상을 가질 수도 있다.

돌출부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 별도로 구비되는 복수의 권선 코일(400)을 몸체(110)의 길이 방향(L1)을 따라 이격된 상태로 구비되도록 하기 위한 구성일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 복수의 권선 코일(400)은 돌출부(130)를 사이에 두고 서로 이격될 수 있다.

돌출부(130)는 몸체(110)의 표면에 구비되되 몸체(110)의 둘레 방향(C1)을 따라 연장된 형상을 가질 수 있다. 이때, 본 발명의 일 예에 따르면, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 돌출부(130)는 몸체(110)의 둘레 중 일부에만 형성될 수 있다. 이는, 돌출부(130)가 몸체(110)의 둘레 방향(C1)을 따라 연장되는 개곡선의 형상을 갖는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 몸체(110)가 사각 기둥 형상을 갖는 경우 돌출부(130)는 몸체(110)의 둘레 방향(C1)을 따라 형성되는 네 개의 면 중 일부에만 형성될 수 있다. 도 1 내지 도 2에는 일 예로서, 돌출부(130)가 몸체(110)의 둘레 방향(C1)을 따라 형성되는 네 개의 면 중 서로 마주보는 두 개의 면에 형성된 모습이 도시되어 있다.

그러나, 이와 달리 본 발명의 다른 예에 따르면 돌출부(130)는 몸체(110)의 둘레 방향(C1)을 따라 연장된 폐곡선의 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 몸체(110)가 사각 기둥 형상을 갖는 경우 돌출부(130)는 몸체(110)의 둘레 방향(C1)을 따라 형성되는 네 개의 면에 모두 형성되고 각 면에 형성되는 돌출부(130)는 서로 연결될 수 있다.

계속해서 도 1 내지 도 4를 참고하면, 돌출부(130)는 복수로 구비될 수 있다. 보다 상세하게, 복수의 돌출부(130)는 몸체(110)의 길이 방향(L1)을 따라 이격되도록 구비될 수 있다. 도 1 및 도 2에는 일 예로서, 몸체(110)의 길이 방향(L1)을 따라 5개의 돌출부(130)가 등 간격으로 구비된 모습이 도시되어 있으나, 돌출부(130)의 개수는 도면에 도시된 바에 의해 제한되지 않는다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 돌출부(130)는 상면(132) 및 하면(134)을 포함할 수 있다. 이때, 상면(132)은 몸체(110)의 폭 방향(R1)을 따라 수평 방향으로 연장되는 상면 수평 구간(132a) 및 몸체(110)의 폭 방향(R1)의 외측으로 갈수록 하방으로 경사지게 형성되는 상면 경사 구간(132b)을 포함할 수 있고, 하면(134)은 몸체(110)의 폭 방향(R1)을 따라 수평 방향으로 연장되는 하면 수평 구간(134a) 및 몸체(110)의 폭 방향(R1)의 외측으로 갈수록 상방으로 경사지게 형성되는 하면 경사 구간(134b)을 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 전술한 상면 수평 구간(132a) 및 하면 수평 구간(134a)은 몸체(110)와 수직으로 만날 수 있고, 상면 경사 구간(132b) 및 하면 경사 구간(134b)은 각각 상면 수평 구간(132a) 및 하면 수평 구간(134a)과 연결되되 몸체(110)의 폭 방향(R1)의 외측 끝부에 형성될 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 돌출부(130)의 폭 방향(R1) 외측 모서리 영역은 곡면 형상을 가질 수 있다. 이는, 권선 코일이 돌출부(130)에 의해 손상되는 것을 최소화하기 위함일 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 고정자 제조 장치의 삽입 지그가 고정자 코어의 관통홀에 진입하기 전의 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 고정자 제조 장치의 삽입 지그가 고정자 코어의 관통홀에 진입한 후의 모습을 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명에 따른 고정자 제조 장치의 삽입 지그를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 삽입 지그에 형성되는 만입부의 형상 및 만입부 내에 권선 코일이 배치된 모습을 도시한 도면이다. 또한, 도 9는 본 발명에 따른 삽입 지그의 하부 부분 및 돌출 구간을 확대 도시한 도면이다.

도 5 내지 도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 고정자 제조 장치는 권선 지그(100, 도 1 등 참고)로부터 권선 코일(400)을 제공받아 고정자 코어(300)에 삽입하는 삽입 지그(200)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 삽입 지그(200)는 복수의 영역으로 구획될 수 있다. 보다 상세하게, 삽입 지그(200)는 제1 영역(210), 제1 영역(210)의 일 측에 결합되는 제2 영역(220), 제2 영역(220)의 일 측에 결합되는 제3 영역(230) 및 제3 영역(230)의 일 측에 결합되는 제4 영역(240)을 포함할 수 있다. 삽입 지그(200)는 제1 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)가 각각 별개로 제조된 후 조립된 구조를 가질 수 있으나, 이와 달리 제1 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)는 일체로 형성될 수도 있다.

이때, 본 발명에 따르면, 제1 영역(210)에는 상방으로 만입된 형상의 제1 만입부(211)가 형성되고, 제2 영역(220)에는 상방으로 만입된 형상의 제2 만입부(221)가 형성될 수 있다. 또한, 제3 영역(230)에는 상방으로 만입된 형상의 제3 만입부(231)가 형성되고, 제4 영역(240)에는 상방으로 만입된 형상의 제4 만입부(241)가 형성될 수 있다.

삽입 지그(200)에 형성되는 만입부(211, 221, 231, 241)는 권선 지그(100)로부터 제공받은 권선 코일(400)을 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있다.

보다 상세하게, 제1 영역 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)은 각각 제1 영역 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)의 상부에 구비되는 상부 부분(202) 및 제1 영역 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)의 하부에 구비되고 상부 부분(202)과 연결되는 하부 부분(204)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 부분(202)과 하부 부분(204)은 서로 다른 폭을 가질 수 있다. 도 5 내지 도 7에는 상부 부분(202)의 폭이 하부 부분(204)의 폭보다 큰 모습이 도시되어 있다.

한편, 제1 만입부(211)는 제1 영역(210)에 구비되는 하부 부분(204)의 하면에 형성될 수 있고, 제2 만입부(221)는 제2 영역(220)에 구비되는 하부 부분(204)의 하면에 형성될 수 있고, 제3 만입부(231)는 제3 영역(230)에 구비되는 하부 부분(204)의 하면에 형성될 수 있고, 제4 만입부(241)는 제4 영역(240)에 구비되는 하부 부분(204)의 하면에 형성될 수 있다. 도 5 내지 도 7에는 일 예로서, 제1 내지 제4 만입부(211, 221, 231, 241)가 각각 제1 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)에 구비되는 상부 부분(202)까지 연장된 모습이 도시되어 있으나, 이와 달리 제1 내지 제4 만입부(211, 221, 231, 241)는 제1 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)에 구비되는 하부 부분(204)에만 형성될 수도 있다.

한편, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 삽입 지그(200)에 구비되는 제1 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)은 가상의 원(A)의 둘레 방향(C2)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)의 내측 영역은 가상의 원(A)의 중심을 향하도록 배치되면서, 제1 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)은 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)과 나란하도록 배치될 수 있다.

보다 상세하게, 제1 영역(210) 및 제1 만입부(211)는 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)을 길이 방향으로 하여 연장될 수 있고, 제2 영역(220) 및 제2 만입부(221)는 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)을 길이 방향으로 하여 연장될 수 있다. 또한, 제3 영역(230) 및 제3 만입부(231)는 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)을 길이 방향으로 하여 연장될 수 있고, 제4 영역(240) 및 제4 만입부(241)는 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)을 길이 방향으로 하여 연장될 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 삽입 지그에 형성되는 만입부의 폭은 영역에 따라 서로 다를 수 있다.

보다 상세하게, 제1 만입부 내지 제4 만입부(211, 221, 231, 241)는 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)으로 내측 영역의 내측 폭(WI)과 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)으로 외측 영역의 내측 폭(WO)이 서로 다르도록 구비될 수 있다. 보다 바람직하게, 제1 만입부 내지 제4 만입부(211, 221, 231, 241)는 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)으로 내측 영역의 내측 폭(WI)이 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)으로 외측 영역의 내측 폭(WO)보다 크도록 구비될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 고정자 제조 장치에서 삽입 지그(200)는 권선 지그(100)로부터 권선 코일(400)을 전달받을 수 있다. 이때, 권선 코일(400)은 영역별로 소선수가 다르게 형성될 수 있다. 여기서, 소선수란 권선 코일의 폭 방향을 따라 배치되는 코일의 가닥 수를 의미한다.

보다 상세하게, 본 발명에 따르면, 삽입 지그(200)의 만입부(211, 221, 231, 241)에 수용되는 권선 코일(400) 중 상기 반경 방향(R2)의 내측 영역에 배치되는 부분의 소선수는 상기 반경 방향(R2)의 외측 영역에 배치되는 부분의 소선수보다 클 수 있다. 도 8에는 설명의 편의를 위해 권선 코일(400)에서 도면의 지면을 통과하는 영역이 원으로 표시되어 있다. 이를 토대로 살펴보면, 도 8에는 일 예로서 상기 반경 방향(R2)의 외측 영역에 배치되는 부분(즉, WO에 대응되는 영역)에서 권선 코일의 소선수가 1이고, 상기 반경 방향(R2)의 내측 영역에 배치되는 부분(즉, WI에 대응되는 영역)에서 권선 코일의 소선수가 2인 경우가 도시되어 있다.

계속해서, 도 9를 참고하면, 제1 영역 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)은 각각 상기 반경 방향(R2)의 외측 영역 끝부에 형성되며 제1 내지 제4 만입부(211, 221, 231, 241)를 향해 돌출되는 돌출 구간(206)을 포함할 수 있다.

보다 상세하게, 본 발명에 따르면, 돌출 구간(206)은 제1 영역(210)에서 제1 만입부(211)를 정의하는 내측면 중 상기 가상의 원(A)의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 내측면에 각각 구비될 수 있고, 제2 영역(220)에서 제2 만입부(221)를 정의하는 내측면 중 상기 가상의 원(A)의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 내측면에 각각 구비될 수 있다. 또한, 돌출 구간(206)은 제3 영역(230)에서 제3 만입부(231)를 정의하는 내측면 중 상기 가상의 원(A)의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 내측면에 각각 구비될 수 있고, 제4 영역(240)에서 제4 만입부(241)를 정의하는 내측면 중 상기 가상의 원(A)의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 내측면에 각각 구비될 수 있다.

즉, 전술한 바와 같이 제1 만입부 내지 제4 만입부(211, 221, 231, 241)은 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)으로 내측 영역의 내측 폭(WI)이 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)으로 외측 영역의 내측 폭(WO)보다 크도록 구비될 수 있는데, 이는 상기 반경 방향(R2)의 외측 영역 끝부에 돌출 구간(206)이 형성되기 때문일 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1 만입부 내지 제4 만입부(211, 221, 231, 241)의 반경 방향(R) 외측 영역의 내측 폭(WO)은 서로 인접한 두 돌출 구간(206) 사이의 거리로 정의될 수 있다.

한편, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 일 예에 따르면, 제1 영역 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)에 각각 구비되는 하부 부분(204)의 외측면 중 상기 가상의 원(A)의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 외측면의 폭은 각각 제1 내지 제4 영역(210, 220, 230, 240)의 상기 반경 방향(R2)을 따라 일정하게 형성될 수 있다.

고정자 제조 방법

도 1 내지 도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 고정자 제조 방법은 둘레 방향(C)을 따라 구비되는 복수의 슬롯(S)이 형성되는 고정자 코어(300)와 코일 재료를 준비하는 준비 단계, 몸체(110)의 길이 방향(L1)을 따라 배치된 하나 이상의 돌출부(130)가 형성된 권선 지그(100)의 외측면에 코일 재료를 배치한 후 권선 지그(100)를 회전시켜 권선 코일(400)을 형성하는 권선 단계, 만입된 형상의 제1 만입부(211)가 형성되는 제1 영역(210) 및 만입된 형상의 제2 만입부(221)가 형성되고 제1 영역(210)의 일 측에 결합되는 제2 영역(220)을 포함하는 삽입 지그(200)에 권선 지그(100)로부터 권선 코일(400)을 전달하는 전달 단계, 권선 코일(400)이 복수의 슬롯(S) 중 적어도 일부의 상부 영역에 위치하도록 한 후 권선 코일(400)을 슬롯(S) 내에 낙하하는 삽입 단계를 포함할 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면, 전술한 삽입 단계에서 권선 코일(400)은 중력에 의해 슬롯(S) 내에 낙하할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 삽입 단계에서 별도의 외부 동력을 제공받지 않고 권선 코일(400)이 슬롯(S) 내에 삽입될 수 있으므로, 고정자 코어(300)의 슬롯(S)에 권선 코일(400)을 삽입하는 과정에서 권선 코일(400)이 손상되는 문제를 방지할 수 있다.

보다 상세하게, 고정자 코어(300)의 중앙 영역에는 관통홀(G)이 형성될 수 있고, 복수의 슬롯(S)은 관통홀(G)과 연통될 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 고정자 제조 방법에서 삽입 단계는 권선 코일(400)이 관통홀(G) 내에 위치하도록 한 후 권선 코일(400)을 슬롯(S) 내에 낙하할 수 있다. 즉, 도 5 및 도 6을 참고하면, 삽입 단계 전에는 도 5에 도시된 바와 같이 권선 코일이 삽입된 삽입 지그(200)가 관통홀(G)의 외측에 위치하고 있다가, 삽입 단계에서 도 6에 도시된 바와 같이 권선 코일이 삽입된 삽입 지그(200)가 관통홀(G) 내에 위치할 수 있다. 보다 바람직하게, 삽입 단계에서 삽입 지그(200) 및 권선 코일은 지면에 대해 나란하게 이동할 수 있다. 이를 위해, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 삽입 단계에서 고정자 코어(300)는 복수의 슬롯(S)이 연직 방향으로 배치되도록 구비될 수 있고, 삽입 단계에서 권선 코일은 수평 방향으로 이동하여 관통홀(G) 내에 위치할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 고정자 제조 방법의 준비 단계에서 코일 재료는 제1 재료 및 제1 재료와 별개로 구비되는 제2 재료를 포함하도록 준비될 수 있다. 이때, 권선 단계에서 권선 코일(400)은 제1 재료가 권선됨으로써 구비되는 제1 권선 코일(410) 및 제2 재료가 권선됨으로써 구비되는 제2 권선 코일(420)을 포함하도록 구비될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따르면 준비 단계에서 코일 재료는 제3 재료 및 제4 재료를 더 포함하도록 준비될 수 있고, 권선 단계에서 권선 코일(400)은 제3 재료가 권선됨으로써 구비되는 제3 권선 코일(430) 및 제4 재료가 권선됨으로써 구비되는 제4 권선 코일(440)을 더 포함하도록 구비될 수도 있다.

특히, 본 발명에 따르면, 권선 단계에서 돌출부(130)를 사이에 두고 제1 권선 코일(410) 및 제2 권선 코일(420)은 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 권선 코일이 제1 내지 제4 권선 코일(410, 420, 430, 440)을 포함하는 경우, 권선 단계에서 돌출부(130)를 사이에 두고 제1 내지 제4 권선 코일(410, 420, 430, 440)은 서로 이격되도록 배치될 수 있다.

한편, 일 예로, 전달 단계에서 삽입 지그(200)의 만입부(211, 221, 231, 241)에 수용되는 권선 코일(400) 중 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)의 내측 영역에 배치되는 부분의 소선수는 상기 반경 방향(R2)의 외측 영역에 배치되는 부분의 소선수보다 클 수 있다. 이는 돌출 구간(206)에 의해 만입부(211, 221, 231, 241)에서 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)으로 내측 영역의 내측 폭(WI)이 상기 가상의 원(A)의 반경 방향(R2)으로 외측 영역의 내측 폭(WO)보다 크도록 구비되기 때문일 수 있다.

한편, 전술한 본 발명에 따른 고정자 제조 장치에 대한 내용은 본 발명에 따른 고정자 제조 방법에 대해서도 동일하게 적용될 수 있고, 그 반대의 경우에도 마찬가지이다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.

100 : 권선 지그
110 : 몸체
112 : 몸체의 중심축
130 : 돌출부
132 : 상면
132a : 상면 수평 구간
132b : 상면 경사 구간
134 : 하면
134a : 하면 수평 구간
134b : 하면 경사 구간
200 : 삽입 지그
202 : 상부 부분
204 : 하부 부분
206 : 돌출 구간
210 : 제1 영역
211 : 제1 만입부
220 : 제2 영역
221 : 제2 만입부
230 : 제3 영역
231 : 제3 만입부
240 : 제4 영역
241 : 제4 만입부
300 : 고정자 코어
400 : 권선 코일
410 : 제1 권선 코일
420 : 제2 권선 코일
430 : 제3 권선 코일
440 : 제4 권선 코일
A : 가상의 원
C1 : 몸체의 둘레 방향
C2 : 가상의 원의 둘레 방향
R1 : 몸체의 폭 방향
R2 : 가상의 원의 반경 방향
L1 : 몸체의 길이 방향
G : 관통홀
S : 슬롯
WI : 만입부의 내측 영역의 내측 폭
WO : 만입부의 외측 영역의 내측 폭

Claims

코일을 권선하여 권선 코일을 제조하는 권선 지그; 및
상기 권선 지그로부터 상기 권선 코일을 제공받아 고정자 코어에 삽입하는 삽입 지그; 를 포함하고,
상기 권선 지그는,
길이 방향(L1)을 따라 연장되는 몸체;
상기 몸체의 중심축에 대해 상기 몸체를 자전시키는 동력 제공부; 및
상기 몸체의 표면에 형성되고 외측으로 돌출되는 돌출부; 를 포함하는 고정자 제조 장치.
청구항 1에서,
상기 돌출부는,
상기 몸체의 둘레 방향(C1)을 따라 연장된 폐곡선의 형상을 갖는 고정자 제조 장치.
청구항 1에서,
상기 돌출부는,
상기 몸체의 둘레 방향(C1)을 따라 연장된 개곡선의 형상을 갖는 고정자 제조 장치.
청구항 1에서,
상기 돌출부는 복수로 구비되고,
상기 복수의 돌출부는 상기 몸체의 길이 방향(L1)을 따라 이격되도록 구비되는 고정자 제조 장치.
청구항 1에서,
상기 돌출부는 상면 및 하면을 포함하고,
상기 상면은,
상기 몸체의 폭 방향(R1)의 외측으로 갈수록 하방으로 경사지게 형성되는 상면 경사 구간; 을 포함하는 고정자 제조 장치.
청구항 5에서,
상기 상면 경사 구간은,
상기 상면에서 상기 몸체의 폭 방향(R1)의 외측 끝부에 형성되는 고정자 제조 장치.
청구항 5에서,
상기 하면은,
상기 몸체의 폭 방향(R1)을 따라 수평 방향으로 연장되는 하면 수평 구간; 을 포함하는 고정자 제조 장치.
청구항 1에서,
상기 삽입 지그는,
제1 영역; 및
상기 제1 영역의 일 측에 결합되는 제2 영역; 을 포함하고,
상기 제1 영역에는 상방으로 만입된 형상의 제1 만입부가 형성되고,
상기 제2 영역에는 상방으로 만입된 형상의 제2 만입부가 형성되는 고정자 제조 장치.
청구항 8에서,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 각각,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 상부에 구비되는 상부 부분; 및
상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 하부에 구비되고 상기 상부 부분과 연결되는 하부 부분; 을 포함하고,
상기 제1 만입부는,
상기 제1 영역에 구비되는 상기 하부 부분의 하면에 형성되고,
상기 제2 만입부는,
상기 제2 영역에 구비되는 상기 하부 부분의 하면에 형성되는 고정자 제조 장치.
청구항 9에서,
상기 제1 영역 및 상기 제1 만입부는,
가상의 원의 반경 방향(R2)을 길이 방향으로 하여 연장되고,
상기 제2 영역 및 상기 제2 만입부는,
상기 가상의 원의 상기 반경 방향(R2)을 길이 방향으로 하여 연장되는 고정자 제조 장치.
청구항 10에서,
상기 제1 만입부 또는 상기 제2 만입부는,
상기 반경 방향(R2)으로 내측 영역의 내측 폭(WI)과 상기 반경 방향(R2)으로 외측 영역의 내측 폭(WO)이 서로 다르도록 구비되는 고정자 제조 장치.
청구항 10에서,
상기 제1 만입부 또는 상기 제2 만입부는,
상기 반경 방향(R2)으로 내측 영역의 내측 폭(W1)이 상기 반경 방향(R2)으로 외측 영역의 내측 폭(WO)보다 크도록 구비되는 고정자 제조 장치.
청구항 10에서,
상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역은,
상기 반경 방향(R2)의 외측 영역 끝부에 형성되며 상기 제1 만입부 또는 상기 제2 만입부를 향해 돌출되는 돌출 구간; 을 포함하는 고정자 제조 장치.
청구항 13에서,
상기 돌출 구간은,
상기 제1 영역에서 상기 제1 만입부를 정의하는 내측면 중 상기 가상의 원의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 내측면에 각각 구비되거나,
상기 제2 영역에서 상기 제2 만입부를 정의하는 내측면 중 상기 가상의 원의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 내측면에 각각 구비되는 고정자 제조 장치.
청구항 10에서,
상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 각각 구비되는 상기 하부 부분의 외측면 중 상기 가상의 원의 둘레 방향(C2)으로 서로 마주보는 두 외측면의 폭은,
상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역의 상기 반경 방향(R2)을 따라 일정하게 형성되는 고정자 제조 장치.
둘레 방향(C)을 따라 구비되는 복수의 슬롯이 형성되는 고정자 코어와 코일 재료를 준비하는 준비 단계;
몸체의 길이 방향(L1)을 따라 배치된 하나 이상의 돌출부가 형성된 권선 지그의 외측면에 코일 재료를 배치한 후 상기 권선 지그를 회전시켜 권선 코일을 형성하는 권선 단계;
만입된 형상의 제1 만입부가 형성되는 제1 영역 및 만입된 형상의 제2 만입부가 형성되고 상기 제1 영역의 일 측에 결합되는 제2 영역을 포함하는 삽입 지그에 상기 권선 지그로부터 상기 권선 코일을 전달하는 전달 단계; 및
상기 권선 코일이 상기 복수의 슬롯 중 적어도 일부의 상부 영역에 위치하도록 한 후 상기 권선 코일을 상기 슬롯 내에 낙하하는 삽입 단계; 를 포함하고,
상기 전달 단계에서,
상기 권선 코일은 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부 내에 수용되는 고정자 제조 방법.
청구항 16에서,
상기 삽입 단계에서,
상기 권선 코일은 중력에 의해 상기 슬롯 내에 낙하하는 고정자 제조 방법.
청구항 16에서,
상기 고정자 코어의 중앙 영역에는 관통홀(G)이 형성되고, 상기 복수의 슬롯은 상기 관통홀(G)과 연통되고,
상기 삽입 단계는,
상기 권선 코일이 상기 관통홀(G) 내에 위치하도록 한 후 상기 권선 코일을 상기 슬롯 내에 낙하하는 고정자 제조 방법.
청구항 18에서,
상기 삽입 단계에서,
상기 고정자 코어는 상기 복수의 슬롯이 연직 방향으로 배치되도록 구비되고,
상기 권선 코일은 수평 방향으로 이동하여 상기 관통홀(G) 내에 위치하는 고정자 제조 방법.
청구항 16에서,
상기 준비 단계에서,
상기 코일 재료는 제1 재료 및 상기 제1 재료와 별개로 구비되는 제2 재료를 포함하도록 준비되고,
상기 권선 단계에서,
상기 권선 코일은 상기 제1 재료가 권선됨으로써 구비되는 제1 권선 코일 및 상기 제2 재료가 권선됨으로써 구비되는 제2 권선 코일을 포함하도록 구비되는 고정자 제조 방법.
청구항 20에서,
상기 권선 단계에서,
상기 돌출부를 사이에 두고 상기 제1 권선 코일 및 상기 제2 권선 코일이 서로 이격되도록 배치되는 고정자 제조 방법.