KR101001054B1 - 발전기용 스테이터코어의 스테이터코일 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 삽입의 용이성을 제공하는 것은 물론, 삽입과정에서 스테이터코어와 코일간의 간섭과 손상을 방지하여 발전기의 품질과 효율성을 높일 수 있도록 한 발전기용 스테이터코어의 스테이터코일 조립방법에 관한 것으로서,

발전기의 스테이터어셈블리를 구성하는 스테이터코어에 형성되는 슬로트에 스테이터코일을 삽입하여 조립함에 있어서;

스테이터코일을 구성하는 1상코일을 와인딩하여 스테이터코어에 형성되는 36개의 슬로트 중 12개의 슬로트에 삽입하는 1상코일삽입단계와,

2상코일을 와인딩하여 1상코일이 삽입되고 남은 24개의 슬로트 중 12개의 슬로트에 삽입하는 2상코일삽입단계와,

3상코일을 와인딩하여 스테이터코어에 1,2상코일이 삽입되고 남아있는 나머지 12개의 슬로트에 삽입하는 3상코일삽입단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

발전기, 스테이터, 코어, 코일

Description

발전기용 스테이터코어의 스테이터코일 조립방법{STATOR COIL ASSEMBLING METHOD OF STATOR CORE FOR ALTERNATOR}

본 발명은 발전기용 스테이터코어의 스테이터코일 조립방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 자동차용 발전기의 스테이터어셈블리를 구성하는 스테이터코어에 스테이터코일을 조립(삽입 또는 결합)하는 개선된 방법의 제공에 관한 것이다.

자동차용 발전기는 엔진 전장품 중의 하나로서 엔진과 벨트로 연결되어 배터리 전원을 충전시켜주고 다른 전장품으로 작동에 필요한 전류를 공급하는 역할을 수행하는 것이다.

상기와 같은 발전기는 스테이터어셈블리의 내방에 위치하여 엔진의 동력을 전달받아 회전하는 로터어셈블리의 회전으로 스테이터어셈블리에 3상 교류가 유기되어 다이오우드를 통하여 배터리 또는 다른 전장품으로 전류를 공급하게 된다.

상기와 같이 스테이터어셈블리에 3상 교류가 유기되도록 하기 위해서는 다층적층 되는 스테이터코어에 1,2,3상의 스테이터코일을 결합하여야 하는 데 종래 기술에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 스테이터코어와 3상코일의 결합을 한번에 결합하는 방식을 취하고 있는 실정이다.

즉, 와인더를 이용하여 1,2,3상 코일을 한꺼번에 와인딩한 후 스테이터코어에 형성되는 슬로트에 삽입할 수 있도록 일정한 피치 간격으로 요철부를 형성하여 스테이터코일을 만드는 포밍단계(1)와, 상기 포밍단계(1)에 의하여 형성된 스테이터코일을 스테이터코어에 형성되는 슬로트에 삽입하는 삽입단계(2)로 이루어진다.

상기와 같은 종래 기술에서는 1,2,3상코일을 각각의 피지(스테이터코어에 형성되는 슬로트 사이의 간격)만큼 이격되게 한 후 삽입툴을 이용하여 한번에 결합하기 때문에 하기와 같은 문제점들이 발생한다.

이와 같이 한꺼번에 1,2,3상코일을 삽입시키기 때문에 삽입에 상당한 부하가 발생하므로 삽입툴에 의하여 과다한 압력이 발생하게 되고, 이와 같이 증대된 압력에 의하여 코일이 가압 되면서 툴과 코일 또는 코일과 스테이트코어에 형성되는 슬로트와의 마찰(연접)에 의하여 코일의 절연 피복이 손상되는 현상이 빈번하게 일어난다.

상기 코일이 슬로트에 균일한 상태(가지런한 정렬상태)로 삽입되지 못하고 불규칙적으로 엉키는 형태로 삽입되는 것은 물론, 슬로트의 상,하방으로 돌출되는 코일의 크라운부위 역시 규칙적이지 못하고 스테이터코어의 외경과 내경 방향으로 돌출되어 장착시 발전기의 하우징 또는 로터어셈블리와 간섭으로 조립성이 저하되는 것은 물론, 간섭에 의한 코일의 손상을 야기하게 된다.

상기와 같이 삽입과정 또는 발전기로의 조립과정에서 1,2,3상코일의 손상이 있을 경우에는 실제 발전 과정에서 3상 교류가 인가되지 못하게 되는 불량발생은 물론, 인접한 코일 간의 쇼트현상으로 인한 발전기 전체에 치명적인 악영향을 미치게 되는 문제점이 발생한다.

또한 코일이 슬로트에 가지런하게 빈틈이 거의 없는 상태로 완전한 삽입이 이루어지지 못하고 한 곳으로 편중되거나, 공백이 발생하는 형태로 삽입됨으로서 실제 차량에 장착되어 발전과정에서 발전 효율이 저하되는 원인이 되는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 발전기의 스테이터어셈블리를 구성하는 스테이터코어에 형성되는 슬로트에 스테이터코일을 삽입하여 조립함에 있어서;

스테이터코일을 구성하는 1상코일을 와인딩하여 스테이터코어에 형성되는 36개의 슬로트 중 12개의 슬로트에 삽입하는 1상코일삽입단계와,

2상코일을 와인딩하여 1상코일이 삽입되고 남은 24개의 슬로트 중 12개의 슬로트에 삽입하는 2상코일삽입단계와,

3상코일을 와인딩하여 스테이터코어에 1,2상코일이 삽입되고 남아있는 나머지 12개의 슬로트에 삽입하는 3상코일삽입단계로 이루어지는 것을 특징으로 하여, 스테이터코일을 구성하는 1,2,3상코일을 순차적으로 삽입하여 삽입의 용이성을 제공하는 것은 물론, 삽입과정에서 스테이터코어와 코일간의 간섭과 손상을 방지하여 발전기의 품질과 효율성을 높일 수 있는 목적을 달성할 수 있다.

본 발명은 스테이터코일을 구성하는 1,2,3상코일을 순차적으로 와인딩과 포밍을 통하여 스테이터코어에 삽입함으로서 삽입 효율성을 높이고, 삽입과정에서 코일의 손상을 방지하고 삽입과정에서 간섭현상을 없애는 것은 물론, 삽입된 코일이 가지런한 상태의 배열을 유지하면서 스테이트코어에 조밀한 상태의 삽입이 가능하게 하여 불량발생을 배제하면서 실제 차량에 장착 후 원활한 작동성과 발전 효율성을 보장할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 도시한 자동차용 발전기를 도시한 전체 단면도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 발전기 스테이터코어와 코일 조립공정을 도시한 블럭도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 발전기 스테이터코어와 코일 조립공정을 도시한 간략적인 평면 구성도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 발전기 스테이터코어에 코일이 조립되는 과정을 도시한 스테이터코어의 단면도.

자동차용 발전기(100)는 드라이버 및 슬립링엔드프레임(101,102) 사이에 스테이터코어(103)와 스테이터코일(104)로 구성되는 스테이터어셈블리(105)가 압입 고정된다.

상기 스테이터어셈블리(105)의 내방에는 드라이버 및 슬립링엔드프레임(101,102)에 고정된 베어링으로 유지되고 선단에 엔진의 동력을 전달받을 수 있는 풀리(106)를 가지는 로터샤프트(107)가 설치된다.

상기 로터샤프트(107)에는 로터코일(108)을 권취하여 로터샤프트(107) 후방의 슬립링(109)과 연결되는 스풀보빈(110)을 결합하고, 상기 스풀보빈(110)의 외방에는 다수개의 로터폴을 가지는 로터코어(111)가 결합되는 로터어셈블리(112)가 구 비된다.

상기 슬립링(109)에는 전원을 로터코일(108)로 인가시켜 로터코어(111)를 자화시키기 위한 브러쉬(113)가 연접되고, 상기 브러쉬(113)의 외방으로는 스테이터 및 로터어셈블리(105,112)에서 발전 되는 전압을 일정한 상태로 유지하기 위한 전압조정기가 구비되는 구성이다.

본 발명에서는 스테이터어셈블리(105)를 구성하는 스테이터코어(103)에 형성되는 슬로트(120)에 스테이터코일(104)의 새로운 삽입방법을 제공하여 효율적으로 작업을 수행하면서 작업과정에서 스테이터코일(104)의 손상을 방지하면서 정 위치에 있도록 함으로서 타 부품과의 간섭현상을 방지할 수 있도록 하는 것이 특징이다.

본 발명의 기술이 적용되는 자동차 발전기용 스테이터코어(103)와 스테이터코일(104)의 조립방법은, 스테이터코일(104)을 구성하는 1상코일(121)을 와인딩하여 스테이터코어(103)에 형성되는 36개의 슬로트(120) 중 12개의 슬로트(120)에 삽입하는 1상코일삽입단계(S1)와, 2상코일(122)을 와인딩하여 1상코일(121)이 삽입되고 남은 24개의 슬로트(120) 중 12개의 슬로트(120)에 삽입하는 2상코일삽입단계(S2)와, 3상코일(123)을 와인딩하여 스테이터코어(103)에 남아있는 나머지 12개의 슬로트(120)에 삽입하는 3상코일삽입단계(S3)로 이루어진다.

상기 1상코일삽인단계는, 보빈(130)으로부터 코일(131)을 공급받아 와인더기(132)를 통하여 설정된 양만큼 원형으로 와인딩을 수행하고, 와인딩이 완료된 코일은 와인더기(132)에 일체로 구비되는 포머를 통하여 스테이터코어(103)에 형성되는 슬로트(120)에 삽입될 수 있도록 요철부를 가지도록 하여 스타형상의 1상코일(121)을 완성하는 과정을 거치도록 한다.

상기와 같이 완성된 1상코일(121)의 다음 과정은 슬로트(120)의 내부에 인너절연지(133)를 내장하여 파레트(135)에 안치되어 전 공정에서 순환컨베이어(136)를 통하여 공급되어 오는 스테이터코어(103)에 절연지성형기(137)에 의하여 성형 된 아웃절연지(138)와 함께 삽입툴에 의하여 결합시킨 후 다시 파레트(135)에 안치하여 순환컨베이어(136)로 배출하도록 한다.

상기 순환컨베이어(136)로 배출된 상태에서는 확장기(140)로 이동하여 2상코일(122)이 삽입시 1상코일(121)에 의하여 간섭받지 않도록 확장과정을 거치도록 한다.

상기 1상코일(121)의 확장은 스테이터코어(103)의 슬로트(120) 상,하측에 노출된 1상코일(121)이 스테이터코어(103)의 외경을 벗어나지 않으면서 최소의 폭을 유지하면서 후방으로 후퇴시켜 삽입공간을 확보한 후 순환컨베이어(136)로 배출되도록 한다.

상기 2상코일삽입단계(S2)는, 보빈(130)으로부터 코일(131)을 공급받아 와인더기(132)를 통하여 설정된 양만큼 원형으로 와인딩을 수행하고, 와인딩이 완료된 코일은 와인더기(132)에 일체로 구비되는 포머를 통하여 스테이터코어(103)에 형성되는 슬로트(120)에 삽입될 수 있도록 요철부를 가지도록 하여 스타형상의 2상코일(122)을 완성하는 과정을 거치도록 한다.

상기와 같이 완성된 2상코일(122)의 다음 과정은 1상코일(121)을 삽입하여 순환컨베어어(136)를 순환하는 스테이터코어(103)를 공급받아 절연지성형기(137)에 의하여 성형 된 아웃절연지(138)와 함께 삽입툴에 의하여 결합시킨 후 다시 파레트(135)에 안치하여 순환컨베이어(136)로 배출한다.

상기 순환컨베이어(136)로 배출된 상태에서는 확장기(140)로 이동하여 3상코일(123)이 삽입시 1,2상코일(121,122)에 의하여 간섭받지 않도록 확장과정을 거친 후 순환컨베이어(136)로 배출되도록 한다.

상기 3상코일삽입단계(S3)는, 보빈(130)으로부터 코일(131)을 공급받아 와인더기(132)를 통하여 설정된 양만큼 원형으로 와인딩을 수행하고, 와인딩이 완료된 코일은 와인더기(132)에 일체로 구비되는 포머를 통하여 스테이터코어(103)에 형성되는 슬로트(120)에 삽입될 수 있도록 요철부를 가지도록 하여 스타형상의 3상코일(123)을 완성하는 과정을 거치도록 한다.

상기와 같이 완성된 3상코일(123)의 다음 과정은 1,2상코일(121,122)을 삽입하여 순환컨베어어(136)를 순환하는 스테이터코어(103)를 공급받아 절연지성형기(137)에 의하여 성형 된 아웃절연지(138)와 함께 삽입툴에 의하여 결합시킨 후 다시 파레트(135)에 안치하여 순환컨베이어(136)를 통하여 다음 공정으로 배출되도록 한다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 발전기용 스테이터코어와 스테이터코일 조립방법을 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

보빈(130)에서 코일(131)이 와인더기(132)로 공급되어 원형으로 와인딩 되고, 와인딩 완료된 상태에서는 와인더기(132)에 일체로 구비되는 포밍기에 의하 여 스테이터코어(103)에 형성되는 36개의 슬로트(120) 중 12개의 슬로트에 삽입할 수 있도록 12개의 요철부를 가지는 스타형상으로 포밍하여 1상코일(121)이 완성된다.

완성된 1상코일(121)은 브레이드팩(150)에 안치하여 링컨베이어(160)를 통하여 삽입툴(170)로 공급되고, 삽입툴(170)의 측방에 구비되는 절연지성형기(137)에 의하여 성형된 아웃절연지(138)도 함께 공급된다.

상기 삽입툴(170)에는 전공정에서 스테이터코어(103)의 슬로트(120)에 인너절연지(133)를 삽입한 스테이터코어(103)가 미리 공급된 상태에 있게 되고, 이러한 상태에서 삽입툴(170)에 의하여 1상코일(121)과 아웃절연지(138)가 스테이터코어(103)에 형성되는 36개의 슬로트 중 12개의 슬로트(120)에 삽입된다.

상기 와인더기(132)는 링컨베이어(160)의 양측에 구비하여 삽입툴(170)에 의하여 1,2,3상코일(121,122,123)을 스테이터코어(103)에 삽입되고, 1,2상코일(121,122)이 스테이터코어(103)에 삽입된 후 확장기(140)를 경유하여 확장되어 순환컨베이어(136)를 거쳐 삽입툴(170)로 재공급되기까지의 사이클과 보조를 맞출 수 있도록 한다.

1상코일(121)과 아웃절연지(138)가 스테이터코어(103)의 슬로트(120)에 삽입된 후에는 순환컨베이어(136)로 이동되어 확장기(140)로 공급되고, 확장기(140)에서는 2상코일(122)이 삽입되는 데 간섭현상이 없도록 1상코일(121)의 상,하측 부위가 확장되어 다시 순환컨베이어(136)를 통하여 삽입툴(170)로 공급된다.

상기와 같이 1상코일(121)을 삽입하여 확장된 상태에서 스테이터코어(103)가 삽입툴(170)로 공급되면, 와인더기(132)에 의하여 와인딩되고 포밍된 2상코일(122)가 공급되고, 동시에 절연지성형기(137)에 의하여 성형된 아웃절연지(138)도 함께 공급되어 삽입툴(170)에 의하여 1상코일(121)이 삽입되고 남은 24개의 슬로트 중 12개의 슬로트(120)에 삽입된다.

2상코일(122)을 삽입한 스테이터코어(103)는 순환컨베이어(136)를 통하여 확장기(140)로 이동한 후 3상코일(123)의 삽입에 간섭현상이 없도록 스테이터코어(103)에 삽입된 2상코일(122)의 상,하측을 확장시킨 후 순환컨베이어(136)로 재공급한다.

상기 1,2상코일(121,122)을 삽입하여 3상코일(123)을 삽입하는 데 간섭현상이 없도록 1,2상코일(121,122)의 상,하측 부위가 확장되어 순환컨베이어(136)를 통하여 삽입툴(170)로 공급되면, 와인더기(132)에 의하여 와인딩되고 포밍된 3상코일(123)과 절연지성형기(137)에 의하여 성형 된 아웃절연지(138)도 함께 공급되어 삽입툴(170)에 의하여 1,2상코일(121,122)이 삽입되고 남은 12개의 슬로트(120)에 삽입한다.

상기와 같이 스테이터코어(103)에 1,2,3상코일(121,122,123)을 삽입한 스테이터어셈블리(105)는 순환컨베이어(136)를 통하여 다음 공정으로 배출됨으로서 발전기용 스테이터코어와 스테이터코일 조립이 완료되는 것이며, 상기와 같은 방법을 반복하여 스테이터코어(103)에 스테이터코일(104)을 구성하는 1,2,3상코일(121,122,123)을 삽입하여 스테이터어셈블리(105)를 구성할 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 발명은 스테이터코일을 구성하는 1,2,3상 코일을 순차적으로 스테이터코어에 형성되는 슬로트에 삽입함으로서 삽입의 용이성을 제공하는 것은 물론, 삽입과정에서 스테이터코일과 스테이터코어의 손상을 방지하면서 발전기의 효율을 극대화할 수 있는 등의 장점을 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 도시한 자동차용 발전기를 도시한 전체 단면도.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 발전기 스테이터코어와 코일 조립공정을 도시한 블럭도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 발전기 스테이터코어와 코일 조립공정을 도시한 간략적인 평면 구성도.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 발전기 스테이터코어에 코일이 조립되는 과정을 도시한 스테이터코어의 단면도.

도 5는 종래 기술이 적용된 발전기 스테이터코어와 코일 조립공정을 도시한 블럭도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

100; 발전기

103; 스테이터코어

104; 스테이터코일

105; 스테이터어셈블리

121; 1상코일

122; 2상코일

123; 3상코일

133; 인너절연지

Claims (4)

1. 스테이터코일을 구성하는 1상코일을 와인딩하여 스테이터코어에 형성되는 36개의 슬로트 중 12개의 슬로트에 삽입하는 1상코일삽입단계와;

   2상코일을 와인딩하여 1상코일이 삽입되고 남은 24개의 슬로트 중 12개의 슬로트에 삽입하는 2상코일삽입단계와;

   3상코일을 와인딩하여 스테이터코어에 1,2상코일이 삽입되고 남아있는 나머지 12개의 슬로트에 삽입하는 3상코일삽입단계로 발전기의 스테이터어셈블리를 구성하는 스테이터코어에 형성되는 슬로트에 스테이터코일을 삽입하여 조립함에 있어서;

   상기 1상코일삽입단계는, 보빈으로부터 코일을 공급받아 와인더기를 통하여 와인딩하는 과정과;

   와인딩 완료된 코일을 스테이터코어에 형성되는 슬로트에 삽입될 수 있도록 포밍을 통하여 요철부를 가지도록 1상코일을 완성하는 과정과;

   상기 1상코일을 슬로트의 내부에 인너절연지를 내장하여 공급되는 스테이터코어에 절연지성형기에 의하여 성형 된 아웃절연지와 함께 삽입툴을 이용하여 결합시키는 과정과;

   1상코일이 삽입된 스테이터코어를 확장기로 이동하여 2상코일 삽입시 1상코일에 의하여 간섭받지 않도록 하는 확장과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기용 스테이터코어의 스테이터코일 조립방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 2상코일삽입단계는, 보빈으로부터 코일을 공급받아 와인더기를 통하여 와인딩하는 과정과;

   와인딩 완료된 코일을 스테이터코어에 형성되는 슬로트에 삽입될 수 있도록 포밍을 통하여 요철부를 가지도록 2상코일을 완성하는 과정과;

   상기 2상코일은 1상코일을 삽입하여 공급되는 스테이터코어에 절연지성형기에 의하여 성형 된 아웃절연지와 함께 삽입툴을 이용하여 결합시키는 과정과;

   1,2상코일이 삽입된 스테이터코어를 확장기로 이동하여 3상코일 삽입시 1,2상코일에 의하여 간섭받지 않도록 하는 확장과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기용 스테이터코어의 스테이터코일 조립방법.
4. 제 1 항에 있어서;

   상기 3상코일삽입단계는, 보빈으로부터 코일을 공급받아 와인더기를 통하여 와인딩하는 과정과;

   와인딩 완료된 코일을 스테이터코어에 형성되는 슬로트에 삽입될 수 있도록 포밍을 통하여 요철부를 가지도록 3상코일을 완성하는 과정과;

   상기 3상코일은 1,2상코일을 삽입하여 공급되는 스테이터코어에 절연지성형기에 의하여 성형 된 아웃절연지와 함께 삽입툴로 결합시켜 순환컨베이어를 통하여 다음 공정으로 배출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기용 스테이터코어의 스테이터코일 조립방법.

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