KR100320318B1

KR100320318B1 - 전자코일및그제조장치

Info

Publication number: KR100320318B1
Application number: KR1019960022378A
Authority: KR
Inventors: 케이스케 카와노; 카즈토요 오스카; 노리야스 이노마타
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 2002-09-27
Also published as: EP1003185A2; CN1697097B; EP0750324B1; ES2183757T3; CN1127098C; CN1373482A; EP1003185B2; ES2151109T3; DE69625390T3; CN1697097A; US5736917A; DE69610742T2; EP1003185B1; EP0750324A3; DE69610742D1; CN1210731C; EP0750324A2; DE69625390D1; DE69625390T2; KR970001208A

Abstract

횡단시프트부(609)는 와이어로드(520) 직경의 2∼10배에 해당하는 기설정된 와인딩피치(P1)로 보빈회전부(604)의 회전에 응답하여 시프트한다. 횡단시프트부(609)의 시프팅운동으로, 횡단시프트부(609)와 함께 시프팅하는 와인딩노즐부(610)로부터 뽑아내어진 와이어로드(520)는, 와이어로드(520)직경의 2∼10배에 해당하는 와인딩피치(P1)로 제1와인딩부(541)에 의해 형성된 경사면(530)을 따라 나선형으로 와인딩된다. 결과적으로, 전진측 와이어로드(520a)와 후진측 와이어로드(520b)는 반대경사로 서로 교차함으로써, 후진측 와이어로드(520b)가 전진측 와이어로드(520a) 상에 와인딩될 때, 정규와인딩위치에서 전진측 와이어로드(520a)를 잡아당겨 전위시키는 것을 방지하여 바람직하지 않은 와인딩붕괴를 제거한다.

Description

전자코일 및 그 제조장치

본 발명은 전자코일 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히, 바람직하게 적용된 전자코일 예컨대, 내연기관용 점화코일 또는 소형트랜스포머와 이전자코일 제조장치에 관한 것이다.

종래에, 내전압 및 효율을 향상시키기 위해, 도 11에 도시된 소위 경사랩와인딩(oblique lap winding) 방법이 내연기관의 점화코일 또는 소형트랜스포머에 적용되는 전자코일을 와인딩하는데 바람직하게 이용되어 왔다. 명세서에서 통상 지적된 "경사랩와인딩" 이란, 전자코일을 와인딩하는 방법중 하나이다. 도 11에 도시되어 있듯이, 전자코일을 구성하는 와이어로드(wire rod)(702)는 보빈(701)의 원통형 몸체 주위에 와인딩되어 있다. 특히, 와이어로드(702)는 보빈(701)의 외주면에 대하여 소정의 경사각(θ 0)으로 경사지게 와인딩되어 집적되어있다.

그러나, 전자코일(700)이 위에서 설명한 경사랩와인딩방법에 의해 제조되는 경우, 와이어로드(702)가 보빈(701) 주위에 감길 때, 와인딩붕괴가 일어날 수 있는, 0.1 mm 이하의 직경을 와이어로드(702)가 가질 가능성이 있다. 이러한 와인딩붕괴는, 와이어로드(702)가 이미 와인딩된 와이어로드(702)에 와인딩될 때, 정규와인딩위치로부터 이미 와인딩된 와이어로드(702)를 가능한 밀쳐내기 때문에, 와이어로드(702)의 와인딩피치(P0)가 와이어로드(702) 직경의 두배 보다 작게 설정될 때 이와 같은 와인딩 붕괴가 발생하는 경향이 있다. 도 11에 따르면, 후진측 와이어로드(702b)는 전진측 와이어로드(702a)에 집적된다. 특히, 후진측 와이어로드(702b)가 보빈(701) 주위에 와인딩될 때, 보빈(701)의 방사상 안쪽 방향으로 작용하는 힘이 후진측 와이어로드(702b)에 힘을 가함으로써 보빈(701)의 축방향으로 이미 와인딩된 전진측 와이어로드(702a)를 전위시킨다. 따라서, 전진측 와이어로드(702a)에 의해 소정의 위치에서 바람직하지 않은 편위가 발생하여 와인딩붕괴된다.

이러한 와인딩붕괴는, 와이어로드가 보빈 주위로 와인딩될 때 한번 발생하면, 정규 와인딩위치에서 전위된 와이어로드가 고포텐셜(high potential) 와인딩위치에 위치한 와이어로드에 접근할 수 있다.

이러한 경우에, 코로나 방전 또는 전기 절연파괴가 유발될 수 있다.

와인딩붕괴를 방지하기 위해, 예를 들어서, 일본 특개 평2-106910호 공보(1990년 공개) 또는 일본 특개 평2-156513호 공보(1990년 공개)에는 전기와인딩부품의 여러 와인딩방법이 제안되어 있다. 종래의 와인딩방법에 따르면, 도 11에 도시된 와이어로드의 경사각(θ 0)이 45°이하의 작은각으로 설정되어 있고, 와인딩피치(winding pitch)(P0)가 와이어로드에 바깥직경의 두배 보다 작게 설정되어서 상기 와인딩붕괴를 방지한다.

도 11에 도시된, 보빈(701) 주위에 와인딩된 와이어로드(702)의 경사각(θ 0)이 작으면 작을수록, 단위경사면당 와이어로드(702)의 와인딩수가 많아진다. 전위는 인접한 두개의 경사면의 두개의 이웃하는 와이어로드(702)사이에서 크다. 이는, 와이어로드(702)의 내전압이 보장 또는 유지되지 않는다는 것을 의미한다. 따라서, 와이어로드(702)의 경사각(θ 0)을 증가시킬 필요가 있다.

그러나, 일본 특개 평2-106910호 공보와 일본 특개 평2-156513호 공보에 개시된 전기와인딩방법에 따라서, 도 11에 도시된 경사각(θ 0)이 작은 각으로 설정되지 않는 한 바깥직경이 0.1 mm 이하인 와이어로드가 상기 와인딩붕괴를 방지할 수 없다.

또한, 1985년에 공개된 일본 특개 소60-107813호 공보에 개시된 점화코일에 따르면, 펠트로 만들어진 한쌍의 가이드에 의해 방사상 방향으로부터 와이어로드를 가압시킴으로써, 와이어로드를 와인딩하는 와인딩방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 와인딩방법이 이용될지라도, 도 11에 도시된 경사각(θ 0)이 큰각으로 설정될 때 와인딩붕괴가 일어날 것이다.

따라서, 일본 특개 평2-106910호 공보 및 일본 특개 평2-156513호 공보에 개시된 전기와인딩부품의 와인딩방법 및 일본 특개 소60-107813호 공보에 개시된 점화코일은, 경사각(θ 0)이 바깥직경이 0.1 mm 이하인 와이어로드에 대해 큰각으로 설정될 때 충분한 내전압이 유지되지 않는다는 문제가 있다.

또한, 와인딩노즐(winding nozzle)이 보빈 주위에 와인딩된 와이어로드를 공급할때, 와인딩노즐과 보빈상의 와이어로드의 와인딩위치간의 거리가 와이어로드가 보빈 주위에 감길 때 와인딩붕괴를 야기하는 또 다른 요소가 된다. 도 11에 도시되어 있듯이, 와인딩노즐(703)과 와이어로드(703)의 와인딩 위치사이의 거리가 와이어로드(702)가 후진측 와이어로드(702b)의 층에서 전진측 와이어로드(702a)의 층으로 이동하는 위치에서 최소거리(L01)가 되고, 와이어로드(702)가 전진측 와이어로드(702a)의 층에서 후진 측 와이어로드(702b)의 층으로 이동하는 위치에서 최소거리(L02)가 된다. 따라서, 권선노즐(703)로의 거리는, 와이어로드(702)의 와인딩위치가 보빈(701)의 방사상 바깥위치에 위치할 때 작아진다. 한편, 와인딩노즐(703)에 대한 거리는 와이어로드(702)의 와인딩 위치가 보빈(701)의 방사상 안쪽위치에 위치할 때 커진다. 와인딩노즐(703)에서 뽑아내어진 와이어로드(702)의 스윙폭은 이거리에 비례하게 변한다. 따라서, 와이어로드(702)의 스윙폭은 와인딩노즐(703)과 와이어로드(702)의 와인딩위치간의 거리 증가에 따라 증가한다. 즉, 와이어로드(702)의 스윙폭은 와이어로드(702)의 와인딩위치가 보빈(701)의 바깥 원통형 벽쪽으로 접근함에 따라 증가한다. 다시 말해, 보빈(701)주위에 와인딩될 때, 와이어로드(702)의 얼라인먼트가 보빈(701)의 바깥원통형벽의 주변에서 저하된다.따라서, 와이어로드(702)가 보빈(701)의 바깥원통형벽에 접근함에 따라, 와인딩붕괴가 유발될 수 있다.

본 발명은, 선행기술의 문제점을 고려해 이루어진 것으로서, 본 발명의 기본목적은 절연특성을 향상시키는 전자코일과 그 제조장치를 제공하는 것이다.

본 목적 및 이와 관련된 목적을 성취하기 위해, 본 발명은 코일 샤프트 주위에 와인딩된 와이어로드를 포함하는 신규하고 우수한 전자코일을 제공하는 것이며, 와이어로드가 와이어로드의 경사층을 형성하도록 코일 샤프트 주위에 경사지게 와인딩되고, 상기 경사층을 구성하는 와이어로드의 피치가 적어도 부분적으로 와이어로드 직경의 2∼10배가 됨으로써 코일 샤프트 주위에 갭을 두고 와인딩되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 특징에 따르면, 와이어로드의 피치는 와이어로드의 직경의 2∼4배 범위 내에서 설정된다. 와이어로드의 경사층은 코일 샤프트의 축에 대해 6°보다 작지 않은 경사각을 갖는다. 와이어로드 경사층의 경사각은 6° ∼ 20°범위 내에서 설정된다. 경사각은, 8°∼ 17°범위, 좀더 바람직하기로는 13°가 됨이 바람직하다. 와이어로드는, 연속적으로 집적된 다수의 와인딩층을 형성하고, 각각의 와인딩층은 코일 샤프트의 축에 대하여 기설정된 각으로 경사져 있다. 이 다수의 와인딩층은, 틈을 갖도록 와이어로드 직경의 2∼10배에 해당하는 와이어 로드의 피치를 갖는 넓은 틈의 와인딩층을 포함함으로써, 넓은 틈의 와인딩층에 배선된 상부 와인딩층을 형성하는 와이어 로드는, 넓은 틈의 와인딩층의 틈을 통하여 넓은 틀의 와인딩층 아래에 배설된 하부 와인딩층을 형성하는 와이어로드와접촉하게 된다. 넓은 틈의 와인딩층을 구성하는 와이어로드의 피치는 와이어로드 직경의 2∼4배 범위 내에서 설정된다. 상부 와인딩층과 하부 와인딩층은 와이어로드 직경의 2∼10배에 해당하는 와이어로드의 피치를 갖는 부분을 포함한다. 선택여하에 따라서는, 하부 와인딩층은 와이어로드 직경의 2배보다 크지 않는 와이어로드 피치를 가진다.

또한, 본 발명의 제2 실시형태는, 와인딩부를 규정하는 원통형 보빈, 와인딩부의 외부 원통벽에 부분적으로 형성되어 이의 원주방향으로 뻗어있는 와인딩트랜스퍼부(winding transfer portion), 와인딩부의 원통형벽 나머지에 형성되어 원주방향으로 뻗어 있는 와인딩스토퍼, 및 와인딩부에 와인딩되어 일단으로부터 타단을 향해 연속적으로 뻗어있는 다중 와인딩층을 형성하는 와이어로드를 포함하는 신규하고 우수한 전자코일을 제공한다.

바람직한 실시예의 특징에 따르면, 와인딩트랜스퍼부와 와인딩스토퍼부는 동일 원주방향으로 정렬되어 있는 반면, 인접한 와인딩트랜스퍼부와 인접 와인딩스토퍼부는 이 와인딩트랜스퍼부와 와인딩스토퍼부로부터 축방향으로 공간을 두고 있다.

또한, 본 발명의 제3실시형태는, 와인딩부를 규정함과 아울러 원형단면을 지닌 원통형 보빈, 와인딩부의 외부 원통벽에 형성되어 그 축방향으로 뻗어있는 에지부, 및 와인딩부에 와인딩되어 일단에서 타단으로 연속적으로 뻗어 있는 다중층을 형성하는 와이어로드를 포함하는 신규하고 우수한 전자코일을 제공하는 것이다.

바람직한 실시예의 특징에 따르면, 에지부가, 와인딩부의 외부 원통형벽을규정하는 곡면과, 와인딩부의 외부 원통형벽을 부분적으로 절단하여 형성된 평면으로 형성되어 있다.

또한, 본 발명의 제4실시형태는, 보빈을 회전할 수 있게 지지하는 지지부, 이 지지부를 회전시키는 회전구동부, 와이어로드를 이 보빈에 공급하는 노즐부, 및 보빈의 축에 대하여 기설정된 각으로 경사진 경사선을 따라 노즐부를 시프팅하는 시프트 메카니즘(shift mechanism)을 포함하는 전자코일의 신규하고 우수한 제조장치를 제공하는 것이다.

바람직한 실시예의 특징에 따르면, 본 발명의 제조장치는 회전구동부의 회전과 동기적으로 시프트 메카니즘을 작동시키는 제어부를 더 포함한다. 본 발명의 제조 장치는 보빈의 축과 평행하게 노즐부를 시프팅하는 보조 시프트 메카니즘을 더 포함한다. 제어부는, 회전구동부의 회전과 동기적으로 시프트 메카니즘과 보조 시프트 메카니즘을 둘다 작동시킨다. 그리고, 상기 제어부는, 시프트 메카니즘의 기설정된 스트로크에 응답하여 기설정된 스트로크까지 보조시프트 메카니즘을 시프팅시킨다.

상기 목적 및 기타 목적, 본 발명의 특징 및 장점은 첨부도면을 참고하여 설명된 다음의 설명으로부터 분명해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 이하에 상세히 설명하기로 한다. 동일부분은 같은 참조번호로 도면 전체에 표시되어 있다.

(제1실시예)

내연기관용 점화코일에 적용가능한, 본 발명의 전자코일은 도 2∼도 5를 참조로 설명될 것이다.

도 2에 도시되어 있듯이, 내연기관용 점화코일(이하 "점화코일" 이라고 함)은, 주로, 원통형 트랜스포머부(5), 이 트랜스포머부(5)의 일단에 위치하여 트랜스포머부(5)에 공급될 일차전류의 흐름을 제어하는 제어회로부(7), 및 트랜스포머부(5)의 타단에 위치하여 트랜스포머부(5)의 이차 전압을 점화플러그(도시되지 않음)에 공급하는 접속부(6)를 구비한다.

점화코일(2)은 수지제품임과 아울러 점화코일(2)치 하우징으로서의 역할을 하는 원통형 케이싱(100)을 포함한다. 수용실(102)은 이 케이싱(100)에 형성되어 있다. 이 수용실(102)은, 절연유(29)로 채워져 있고, 고전압 출력을 발생시키는 트랜스포머부(5)와 제어회로부(7)를 수용한다. 제어신호 입력접속자(9)가 수용실(102)의 상단에 제공되어 있다. 저부(104)가 수용실(102)의 하단에 형성되어 있다. 저부(104)는 후에 설명된 컵(15)의 저부에 의해 폐쇄된다. 이 컵(15)의 외부원통형벽이 케이싱(100)의 하단에 위치한 접속부(6)에 의해 덮혀있다.

접속부(6)는, 케이싱(100)과 일체로 되어 있고, 케이싱(100)으로부터 뻗어 있는, 내부에 점화플러그(도시되지 않음)를 수용하는 원통형부(105)를 포함한다. 고무로 만들어진 플러그 컵(13)은 이 원통형부(105)의 개구단 주위에 결합되어 있다. 구체적으로는, 원통형부(105)의 상단에 위치한 저부(104)에는 전도부재 역할을 하는 금속컵(15)이 제공되어 있다. 금속컵(15)은 인서트 몰딩(insert molding)에 의해 케이싱(15)의 수지재와 일체로 형성되어 있다. 따라서, 수용실(102)과 접속부(6)가 기밀적으로 분할되어 있다.

스프링(17)은 컵(15) 바닥의 기초 단에 지지된 압축스프링이다. 점화플러그(도시하지 않음)가 접속부(6)의 안쪽보어에 끼워질 때, 점화플러그의 전극이 스프링(17)의 원심단과 전기접촉한다.

제어신호입력 커넥터(9)는 커넥터 하우징(18)과 커넥터 핀(19)으로 이루어져 있다. 커넥터 하우징(18)이 케이싱(100)과 일체로 형성되어 있다. 전체 3개의 커넥터 핀(19)은, 커넥터 하우징(18)에 끼워져 일체형으로 성형되어, 케이싱(100)을 따라 연장되어 외부부품과 접속될 수 있다.

개구부(100a)는 케이싱(100)의 상단에 형성되어 있다. 트랜스포머부(5), 제어회로부(7) 및 절연유(29)는 이 개구부(100a)를 통해 외부에서 수용실(103)에 끼워져 있다. 이 개구부(100a)는 수지리드(31)와 0-링(32)에 의해 기밀적으로 폐쇄되어 있다. 또한, 캐이싱(100)의 상단은 수지리드(31)의 표면을 덮는 금속커버(32)로 코킹(caulking)되어 있다.

트랜스포머부(5)는, 철심(502), 자석(504,506), 이차스풀(510), 이차코일(512), 일차스풀(514) 및 일차코일(516)을 포함한다.

원통형 철심(502)은, 원형단면을 형성하도록 얇은 실리콘 강판을 적층함으로써 구성된다. 자석(504,506)은 철심(502)의 축단부에서 접착 테이프로 고정되어 있다. 이들 자석(504,506)은 코일이 여자될 때 발생될 자속의 방향에 반대인 극성을 지닌다.

보빈으로서의 역할을 하는 이차스풀(510)은, 원형단면을 가짐과 아울러 양단에 플랜지(510a,510b)가 주어진 바닥을 지닌 원통형몸체로 형성된 수지제품이다.이차스풀(516)의 하단이 저부(510c)에 의해 폐쇄되어 있다.

단자판(34)은 2차스풀(510)의 저부(510c)에 고정되어 있다. 이 단자판(34)은 이차코일(512)의 일단에서 뽑아낸 리이드(도시되지 않음)에 전기 접속되어 있다. 스프링(29)은 이 단자판에 고정되어서, 단자판(34)이 컵(15)과 접촉될 수 있다. 이 단자판(34)과 스프링(27)은 스풀측 전도부재와 협력적으로 역할을 한다. 이차코일(518)에 유도될 때, 고전압출력이 이들 단자판(34), 스프링(27), 컵(15) 및 스프링(17)을 경유하여, 점화플러그(도시하지 않음)의 전극에 공급된다.

원통형부(510f)는, 저부(510c)에 대향하는 스풀(510)의 단에 형성되어서, 이차스풀(510)과 동축방향으로 돌출한다. 철심(502) 및 자석(506)은 이 이차스풀(510)의 보어에 수용되어 있다. 이차코일(512)이 이차스풀(510)의 바깥원통면 주위에 위치되어 있다. 이차코일(512)은 아래에서 설명된 권와인딩장치에 의해 감겨진다.

이차스풀(510)의 2개의 플랜지(510a,510b) 사이에 위치한 원통형 와인딩부(501d)에는, 도 4에 도시되어 있듯이, 그 원통면에 다수의 돌기부(510e)가 제공되어 있다. 이 돌기부(510e)는 와인딩 스토퍼로서의 역할을 한다. 도 4는 와이어로드(520)가 이차스풀(510)주위에 아직 와인딩되지 않은 상태를 도시한다. 도 4는 반경을 따라 택해지고 방사상 방향에서 보인 와인딩부(510d)의 단면에 대한 각각의 돌기부(510e) 위치를 도시한다.

각각의 돌기부(510e)는 소정의 각도영역 내에서 와인딩부(510d)의 원주방향으로 뻗어있다. 와인딩 트랜스퍼부로서의 역할을 하는 소정의 틈부가, 원주방향으로 서로 인접하여 배설된 두개의 돌기부(501e,510e) 사이에 형성되어 있다. 와이어로드(520)는 이들 사이의 간섭을 일으킴이 없이 이 틈부를 통해 통과함으로써 와인딩부(510d) 주위에 감긴다. 구체적으로는, 이차스풀(510)의 바깥원통벽은, 돌기부(510e)가 형성되어 있지 않는 한, 기본적으로 틈부이다. 후에 설명할 와인딩장치를 도시한 개략도인 도 1은, 이차스풀(510)의 윈통면에 대한 각 돌기부(510e)의 위치를 명확히 도시하고 있다.

도 1에 도시되어 있듯이, 와인딩부(510d)의 원통면에 형성된, 돌기부(510e --- 510e)는 원주방향으로 같은 간격으로 공간을 두고 있다. 구체적으로는, 원주방향으로 서로 인접한 두개의 돌기부(510e,510e)가 와인딩부(510d)의 원통면을 따라 뻗는 소용돌이 선에 위치해 있다. 이 방식으로 각각의 돌기부(510e)를 정렬시키는 목적은, 와이어로드(520)가 와인딩부(510d) 주위에 감길 때 와이어로드(520)와 각각의 돌기부(501e) 사이의 간섭을 방지하는 것이다. 따라서, 와이어로드(520)가 이차스풀(510) 주위에 와인딩될 때, 와이어로드(520)가 돌기부(510e)를 건너감은 확실히 방지된다. 예를 들어서, 와이어로드(520)의 바깥면을 덮는 절연외장은 날카로운 형상으로 형성된 돌기부(510e)에 의해 손상됨이 확실히 방지될 것이다.

본 발명의 와인딩 스토퍼는 돌기부(510e)로만 제안되지 않는다. 예를 들어서, 본 발명에 적용가능한 필적할 만한 와인딩스토퍼가 기설정된 각도 영역 내에서 이차스풀(510)의 와인딩부(510d) 원주방향으로 뻗는 홈일 수도 있다. 이 경우에, 와인딩트랜스퍼부로서의 역할을 하는 적당한 틈부가, 원주방향으로 서로 인접하여 배설된 두개의 홈 사이에 형성되어 있다. 와이어로드(520)는 이 틈부 사이에 간섭을 일으키지 않고 이 틈부를 통해 통과함으로써 와인딩부(510d) 주위에 와인딩 된다. 구체적으로, 이차스풀(510)의 바깥원통벽은, 와인딩스토퍼로서의 역할을 하는 홈이 그 위에 형성되지 않으면 기본적으로 틈부이다. 선택여하에 따라서는, 와인딩부(510d) 주위에 전체적으로 뻗는 환상홈이 제공됨이 바람직하다. 이 경우에, 환상홈은 파상 바닥을 지며 홈의 깊이를 국부적으로 차등시킴으로써, 환상홈의 깊은 부분은 본발명의 와인딩 스토퍼로서의 역할을 하는 반면에, 얕은부분은 본 발명의 와인딩트랜스퍼부로서의 역할을 한다.

도 5는, 이차스풀(510)의 축을 따라 택해진, 이차스풀(510) 단면도를 도시한다. 도 5에서 알 수 있듯이, 이차스풀(510)의 바깥 원통면에 형성된 돌기부(510e)는 삼각단면을 한다. 와인딩부(510d) 주변에 감긴 와이어로드(520)의 전진방향과 마주하는, 돌기부(510e)의 경사면은 각(α)으로 경사져있다. 경사면(510g)은, 와인딩부(510d) 주변에 감길 때, 와이어로드(520)가 돌기부(510e)에 올라가지 못하게 한다. (α)의 실제값은 60°이상이다. 이차스풀(510)의 방사상 바깥방향으로 뻗는 돌기부(510e)의 높이(H)는 이차스풀(510) 주변에 와인딩된 와이어로드(520)의 직경보다 크다.

그러나, 이러한 구성이 이차스풀(510)의 수지성형공정으로 생산가능하면, 돌기부(510e)의 단면은 삼각형으로 제한되지 않음으로, 직사각형, 다각형, 반원등으로 될 수 있다.

이후, 이차스풀(510) 주위에 와인딩된 와이어로드(520)가 절연외장의 두께를 포함하는 0.07 mm의 직경을 갖는다고 가정하자. 와이어로드(520)는 경사각 15°로경사지게 와인딩되어 있다. 이차스풀(510)에 형성된 각 돌기부(510e)의 크기는 도 1 및 도 5를 참조 하면서 설명할 것이다.

도 1에 도시되어 있듯이, 돌기부(510e)는 "D"인 축 간격으로 와인딩부(510d)의 바깥원통형벽에 형성되어 있다. 간격 "D" 는 와이어로드(520)의 직경에 따라 적절히 결정된다. 예를 들어서, 와이어로드(520) 직경이 0.07 mm일때 축방향 간격 "D" 은 0.02 mm로 설정된다. 한편, 각 돌기부(510e)의 최대높이 "H" 는 와이어로드(520) 직경의 3배로 설정된다. 따라서, 최대높이 "H" 는, 와이어로드(520)의 직경이 0.07 mm 일 때 0.02 mm 로 설정된다. 또한, 각각의 돌기부(510e)가 제한된 각도 범위 내에서 이차스풀(510)의 원주방향으로 뻗기 때문에, 와이어로드(520)는 작은 각으로 돌기부(510e)에 의해 구부러지지 않는다. 따라서, 와이어로드(520)는 쉽게 인접 와인딩 층을 시프팅시킬 수 있다, 돌기부(510e)를 규정하는 경사면 중에는, 와이어로드(520)의 와인딩 전진방향과 대향하는 경사면(510g)이, 와인딩부(510b)의 표면에 대해, 60° 보다 작지 않는, 바람직하기로는 85° 의 상기 각(a)으로 설정된다.

위에서 설명한 방식으로 와인딩부(510d)에 돌기부(510e)의 형성으로, 경사면(510g)은, 와이어로드(520)가 축방향으로 경사져 있을 지라도, 와인딩부(510d)의 바깥원통벽 주위에 감긴 와이어로드(520)의 시프트 운동을 확실히 정지시킨다. 따라서, 와인딩부(510b)의 바깥원통벽을 따른 와이어로드(520)의 경사로 인해 배선이 붕괴되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 2에 도시되어 있듯이, 수지성형제품인 일차스풀(514)이, 바닥과 서로 대항하는 상,하 플랜지(514a,514b)를 지닌 원통형 몸체에 형성되어 있다. 리드부(514c)는 일차스풀(514)의 상단을 폐쇄시킨다. 이 일차스풀(514)은 일차코일(516)이 와인딩된 바깥 원통형 면을 지닌다.

일차스풀(514)의 리드부(514c)에는 일차스풀(514)의 하단쪽으로 뻗는 원통부(514f)가 형성되어 있다. 원통부(514f)는 일차스풀(514)과 동축이다. 개구부(514b)는 리드부(514c)에 형성되어 있다. 원통형부(514f)는, 전에 설명한 이차스풀(510)이 일차스풀(514)과 조립될 때, 이차스풀(510)의 원통부(510f) 내부에 동축으로 배설 또는 삽입된다. 따라서, 일차스풀(514) 및 이차스풀(510)이 조립될 때, 양단에 자석(504,506)을 지닌 철심이 일차스풀(514)의 리드부(514c)와 이차스풀(516)의 저부(510c) 사이에 삽입된다.

도 2 및 도 3에 도시되어 있듯이, 일차코일(516)이 일차스풀(514) 주위에 와인딩되어 있다. 외부 일차코일(516)의 제공은 슬릿(508a)을 지닌 보조코어(auxiliary core)(508)이다. 이 보조코어(508)는, 와인딩초기에지와 와인딩말단에지 사이에 유지된 축방향으로 뻗는 슬릿(508a)이 갖춘 원통형상의 얇은 실린콘 강을 와인딩함으로써 형성된다. 보조코어(508)의 축 방향길이는 자석(504)의 외주부에서 자석(506)의 외주부까지의 거리와 같다. 이 구성으로, 보조코어(508)의 원주방향으로 흐르는 와전류를 감소시킬 수 있다.

트랜스포머부(5)를 수용하는 수용실(102)에는 절연유(29)가 채워져 있는데 약간의 공기공간이 절연유 상부에 남아 있다. 절연유(29)는, 일차스풀의 하단개구부, 일차스풀(514)의 리드부(514c) 중심에 개방된 개구부(514d), 일차스풀(510)의상단 개구부 및 기타 개구부(도시하지 않음)를 통해 들어간다. 절연유(29)는, 철심(502), 이차코일(512), 일차코어(516) 및 보조코어(508)사이의 전기절연을 보장한다.

다음, 이차코어(512)를 형성하도록 이차스풀(510)주위에 와이어로드(520)를 와인딩하는 와인딩장치가 도 1을 참조하여 설명될 것이다.

도 1에 도시되어 있듯이, 이차코일(512)을 와인딩하는 와인딩장치(600)는, 보빈지지부(602), 보빈회전부(604), 공급샤프트부(607), 횡단샤프트부(609), 와인딩노즐부(610) 및 제어부(612)등을 포함한다.

지지부로 작용하는 보빈지지부(602)는, 이차스풀(510)의 축방향길이보다 긴 축방향 길이를 가진 샤프트부(602a), 샤프트부(602a)가 이차스풀(510)의 축방향 보어에 끼워질 때 이차스풀(510)의 플랜지(510a)를 수용하는 스토퍼부(602b)를 포함한다. 보빈지지부(602)는 회전 메카니즘을 포함하는 보빈회전부(604)에 의해 기설정된 방향으로 회전된다.

회전구동부(612)로서의 역할을 하는 보빈회전부(604)는 제어부(612)에 의해 제어된다. 즉, 제어부(612)는 보빈회전부(604)의 회전개시 및 정지는 물론 그것의 회전속도를 제어한다. 보빈회전부(604)의 제어는, 제어부(612)에 의해 제어되는, 공급샤프트부(607)와 횡단샤프트부(609)의 나머지 제어와 상관있다.

공급 샤프트부(607)는 회전샤프트(606a)의 회전에 대한 응답으로 회전샤프트(606a)를 따라 이동가능한 메카니즘을 포함한다. 회전샤프트(606a)는 소정의 공간으로 보빈지지부(602)에 설정된 이차스풀(510)의 축과 평행하게 연장되어있다. 회전샤프트(606a)는 기설정된 클리어런스로 보빈지지부(602)에 설정된 이차스풀(510)의 축과 평행하게 뻗어있다. 횡단샤프트부(609)가 단일의 완전한 왕복운동을 야기할 때, 공급샤프트부(607)는 소정의 거리까지 화살표 "A" 의 방향으로 전진한다.

회전샤프트 구동부(606)는 회전샤프트(606a)의 기초단에 위치해 있고, 이 회전샤프트(606a)를 회전시키는 메카니즘을 포함한다. 제어부(612)는 이 회전샤프트 구동부(606)를 제어한다.

횡단샤프트부(609)는 회전샤프트(608a)의 회전과 동기적으로 회전샤프트(608a)를 따라 이동할 수 있는 메카니즘을 포함한다. 회전샤프트(608a)는 기설정된 각으로 이차스풀(510)의 샤프트에 대해 경사져 있다. 횡단샤프트부(609)는 회전샤프트(608a)의 회전방향에 따라서 회전샤프트(608a)를 따른 왕복운동을 야기하여 횡단샤프트부(609)에 부착된 와인딩노즐부(610)를 이동시킨다. 이 구성에 의해, 와인딩노즐부(610)는 와인딩부(510d)에 경사지게 와인딩된 와이어로드(520)로 형성된 경사면(530)과 평행하게 이동한다. 이차스풀(510)의 축에 대하여 회전샤프트(608a)의 경사각이 이차스풀(510) 주위에 와인딩되는 와이어로드(520)의 와인딩작동중 임으로 변경될 수 있다.

회전샤프트 구동부(608)는 공급샤프트부(607)에 부착되어 회전샤프트(608a)의 기초단에 위치되어 있다. 회전샤프트 구동부(608)는 회전샤프트(608a)를 회전시키는 메카니즘을 포함한다. 제어부(612)는 회전샤프트 구동부(608)를 다른 회전샤프트 구동부(606)와 같은 방식으로 제어한다.

노즐부로서의 역할을 하는 와인딩노즐부(610)는 횡단샤프트부(609)에 부착되어, 왕복운동에 따라 샤프트 운동을 일으킨다. 따라서, 와인딩노즐부(610)에서 뽑아내어진 와이어로드(520)는 소정의 와인딩위치에 정확히 위치된다.

위에서 설명한 회전샤프트 구동부(608), 회전샤프트(608a) 및 횡단샤프트부(609)는 본 발명의 구동메카니즘을 협력하여 구성한다.

다음, 이차스풀(510)주위에 와이어로드(524)를 와인딩하는, 위에서 설명한 와인딩 장치(600)의 와인딩방법을 도 1 및 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6에 설명되어 있듯이, 이차스풀(510) 주위에 와인딩된 와이어로드(520)는, 제1와인딩부(541), 제2와인딩부(542) 및 제3와인딩부(543)의 3개의 부분으로 분할된다. 와이어로드(520)의 와인딩방법은 3개의 와인딩부(541, 542, 543) 각각에 있어서 다르다.

제1와인딩부(610)에서, 와인딩노즐부(610)에서 뽑아내어진 와이어로드(520)는, 기설정된 턴수인 3턴으로, 플랜지(510a)의 안쪽벽에서 플랜지(510b) 쪽으로 먼저 와인딩된다. 이후, 와이어로드(520)는, 역방향으로 즉, 플랜지(510a) 쪽으로, 이미 와인딩된 3턴의 와이어로드(520)의 단일층에 3턴만큼 와인딩된다. 또한, 와이어로드(520)는, 이미 와인딩된 3턴 와이어로드(520) 2층을 3턴 감음으로써 플랜지(510a)의 내부벽에서 플랜지(510b) 쪽으로 와인딩되고, 이미 와인딩된 3턴 와이어로드(520)의 바닥층 다음 방향으로 3턴 와인딩된다. 이때, 바닥층은 와이어로드(520)의 6턴으로 이루어져 있고, 제2층은 와이어로드(520)의 3턴으로 이루어지며, 제3층은 와이어로드(520)의 3턴으로 이루어진다. 다음, 와이어로드(520)는, 플랜지(510a) 쪽으로 6턴만큼 역방향으로 다층에 대해 와인딩되고, 플랜지(510a)의 안쪽벽으로 귀환된다. 따라서, 와이어로드(520)는, 이미 와인딩된 3턴 와이어로드(520)의 4층에 대해 3턴 만큼 플랜지(510a)의 안쪽벽에서 플랜지(510b) 쪽으로 감기고, 또한, 이미 와인딩된 3턴 와이어로드(520) 2층에 대해 같은 방향으로 또다시 3턴 와인딩된 후, 이미 와인딩된 6턴 와이어로드(520)의 바닥층 다음 방향으로 다시 3턴 와인딩된다. 이때, 바닥층은 와이어로드(520)의 9턴으로 이루어지고, 제2 및 제3 층은 와이어로드(520)의 6턴으로 이루어지며, 제4 및 제5층은, 도 6에 도시되어 있듯이, 와이어로드(520)의 3턴으로 이루어져 있다.

이 방식에 있어서, 와인딩위치는, 소정의 턴수로서 지적된 3턴의 증가로 플랜지(510b)를 향해 전진됨으로써, 와인딩부(510d)의 중간에 방사상 바깥쪽 방향으로 뻗는 다중 층을 형성한다. 따라서, 경사면(530)은 와이어로드(520) 다층의 전진측에 형성된다. 경사면(530)의 경사각(θ 1)은, 플랜지(510b) 쪽으로의 와이어로드(520)의 전진증가를 규정하는, 위에서 설명한 "기설정된 턴수" 에 의해 결정된다. 예를 들어, 경사각(θ 1)은 10° 이상으로 설정된다. 이 경사각(θ 1)은 "기설정된 턴수"를 변경시킴으로써 마음대로 설정될 수 있다. 와인딩 노즐부(610)가 경사각(θ 1)에 따라 왕복시프트 운동을 유발하기 때문에,

와이어로드(520)의 정렬을 균일하게 유지할 수 있다.

경사각(θ 1)이 작으면 작을수록, 단일 경사면(530)당 와이어로드(520)의 와인딩수가 증가하게 된다. 따라서, 전위차는 인접한 2개의 경사면의 두 이웃하는 와이어로드(520) 사이에서 커지게 된다. 이것은 충분히 고내전압을 가지도록 와이어로드(520)를 반드시 필요로 하게되어, 와이어로드(520)의 절연외장 두께가 증가되고, 트랜스포머부(5)의 크기가 커지게 된다. 상기 내용을 고려하여, 8°∼ 17°의 범위내, 바람직하기로는 13°, 14°또는 15°로 와이어로드(520) 경사층의 경사각(θ 1)을 설정하는 것이 바람직하다. 상기 구성으로, 배선이 붕괴되는 것을 방지하고 트랜스포머부(5)의 와이어로드(520)에 필요한 내전압을 보장할 수 있다.

제2와인딩부(542)에서, 와이어로드(520)는 제1와인딩부(541)에 형성된 경사면(530)을 따라 와인딩되어, 경사면(530)의 경사각과 같은 경사각을 가진 경사면을 형성한다. 도 1은 제2와인딩부(542)에 있어서의 와인딩장치(600)의 와인딩동작을 도시하는데, 와인딩노즐부(610)의 운동은 개략적으로 도시되어 있다. 도 1 및 도 6에서, 각 블랙 서클(black circle) 또는 블랙 와이드라인(black wide line)은, 와인딩노즐부(610)가 이차스풀(510)의 바같원통벽 쪽으로 접근하는 전진스트로크시에 이차스풀(510) 주위에 감기는 전진측 와이어로드(520a)를 나타낸다. 한편, 각 화이트서클(white circle) 또는 화이트 와이드라인(white wide line)은, 와인딩노즐부(610)가 이차스풀(510)의 바깥원통벽과 분리된 역스트로크시에 이차스풀(510) 주위에 감기는 후진측 와이어로드(520b)를 나타낸다.

횡단샤프트부(609)는 보빈회전부(604)의 회전에 따라 와이어로드(520)직경의 2∼10배의 기설정된 와인딩피치(P)만큼 시프팅된다. 따라서, 이 횡단샤프트부(609)와 함께 시프팅하는 와인딩노즐부(610)에서 뽑아내어진 와이어로드(520)는 제1와인딩부(541)에 의해 형성된 경사면(530) 상의 와인딩피치(P1)에 의해 와인딩된다. 다시 말해, 와이어로드(520)는, 와이어로드(520) 직경의 2∼10배인 와인딩피치(P1)의간격으로 경사면(530)을 따라 나선형으로 와인딩된다. 따라서, 도 1에 도시되어 있듯이, 전진측 와이어로드(520a)와 후진측와이어로드(520b)는 각 β로 서로 교차한다(이하, 와인딩방법은 "크로스 와인딩방법(cross winding method)"이라 함).

도 6은, 전진측 와이어로드(520a)가 제1경사층으로 와인딩된 후, 후진측 와이어로드(520b)가 제1경사층에 와인딩되어 제2경사층을 형성하는 상태를 도시한다. 크로스와인딩방법을 채용함으로써, 전진측 와이어로드(520a)와 후진측 와이어로드(520b)가 기설정된 피치(P1)에 의해 와인딩되고, 전진측 와이어로드(520a)가 후진측 와이어로드(520b)와 교차하는 교차각(β)을 확대시킬 수 있다. 교차각(β)이 커질때, 상,하 방향으로 중첩된 2개의 와이어로드(520)가 교차점까지 서로 접촉하게 된다. 교차각(β)이 작으면, 상,하방향으로 중첩된 두개의 와이어로드(520)가 라인 새그먼트(line segment)에 의해 서로 접촉한다. 즉, 교착각(β)이 클수록, 상,하방향으로 중첩된 두개의 와이어로드(520) 사이의 접촉부가 작아진다. 이는, 후진측 와이어로드(520b)가, 전진측 와이어로드(520a)에 와인딩될 때, 기설정된 와인딩위치로부터 전진측 와이어로드(520a)로 우연히 나아가는 것을 방지한다는 장점이 있다. 따라서, 와이어로드(520)의 바람직하지 않은 편위가 정확히 제거됨으로써, 와인딩붕괴로 인한 절연품질의 악화를 막을 수 있게 된다.

전에 설명했듯이, 와인딩붕괴를 방지하는 효과는 "기설정된 와인딩피치 (P1)"를 증가시킴으로써 보장된다. 한편, 큰 "기설정된 와인딩피치(P1)"는 제1와인딩부(541)에 의해 형성된 단일 경사면(530)당 전체 와인딩수를 감소시킬 것이다. 따라서, 이차코일(512)에 필요한 기설정된 와인딩수를 만족시키도록,횡단샤프트부(609)의 왕복운동 수가 반드시 증가될 것이다. 이는, 와인딩밀도의 감소로 인한 생산효율의 감소 및 트랜스포머부(5)의 크기 증가로 이끈다. 상기 내용을 고려하여, "기설정된 와인딩피치(P1)"가 와이어로드(520)의 직경의 2∼4배 범위내에서 설정된다. 이러한 설정으로, 생산 효율 저하나 트랜스포머부(5)의 크기를 증가시킴 없이, 와인딩붕괴를 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 도 6에 도시되어 있듯이, 와인딩노즐부(610)는 제1와인딩부(541)에 의해 형성된 경사면(530)과 평행하게 왕복운동을 유발한다. 이는, 와이어로드(520)가 이차스풀(510)에 대해 어느 곳에 위치할지라도, 최소값으로, 와인딩노즐부(610)와 와이어로드(520) 와인딩위치 사이의 거리를 유지하는데 효과적이다. 구체적으로, "L1"은, 이차스풀(510)에 감긴 와이어로드(520)가 후진측 와이어로드(510b)층에서 전진측 와이어로드(520a)층으로 이동될 때의, 와인딩노즐부(610)와 와이어로드(520)의 와인딩 위치사이의 거리를 나타냄이 현재 가정되어 있다. 한편, "L2"는, 와이어로드(520)가 전진측 와이어로드(520a)층에서 후진측 와이어로드(520b)층으로 이동할 때의, 와인딩노즐부(610)와 와이어로드(520)의 와인딩위치 사이의 거리를 나타낸다. 경사면(530)에 평행한 와인딩노즐부(610)의 왕복운동에 따라, 거리 L1을 L2와 같게 하고, 와이어로드(520)가 이차스풀(510) 주위에 감길 때 이들(L1, L2)을 최소값으로 유지시킬 수 있게 된다(이하, 이 와인딩 방법을 "경사횡단 방법" 이라고 한다).

따라서, 와이어로드(520)의 스윙폭(W1)은, 와이어로드(520)가 전진측 와이어로드(520a)에서 후진측 와이어로드(520b)까지 변하는 위치, 즉, 와이어로드(520)가이차스풀(510)의 바깥 원통벽에 직접 와인딩된 와인딩위치에서도, 최소값으로 억압될 수 있다. 따라서, 이차스풀(510) 주위에 와인딩된 와이어로드(520)의 정렬은 악화됨이 없이 적절히 유지될 수 있다. 이 점에서, 종래의 와인딩장치는, 와이어로드(520)가 이차스풀(510)의 바깥 원통벽에 접근할때 와이어로드의 정렬이 저하되는 경향이 있다. 종래의 와인딩장치에 비해, 본 발명의 와인딩장치는, 와이어로드(520)의 정렬을 향상시켜 와이어로드(520)의 정렬 악화로 인한 와인딩붕괴를 방지함으로써 절연품질을 향상시킨다.

제3와인딩부(543)에서, 와이어로드(520)는 제2와인딩부(542)에 의해 형성된 경사면(531)을 따라 와인딩되어, 크로스 와인딩 방법에 의해 선택적으로 전진측 와이어로드(520a)와 후진측 와이어로드(520b)를 형성한다. 이 제3와인딩부(543)에서, 와이어로드(520)의 와인딩폭은 와인딩끝에 도달함에 따라 점차 좁아진다. 이에따라, 횡단샤프트부(609)의 시프팅량은 점차 감소된다. 와이어로드(520)의 정렬은, 와이어로드(520)가 전에 설명한 경사횡단 방법에 의해 와인딩됨으로, 제3와인딩부(543)는 물론 제2와인딩부(542)에서 향상될 수 있다. 따라서, 와이어로드(520)의 정렬 악화로 인해 발생하는 와인딩붕괴를 방지할 수 있게 됨으로써 절연품질을 향상시킨다.

(제2실시예)

본 발명의 제2실시예를 도 7 및 도 8을 참고로 하면서 설명할 것이다. 도 7A, 도 7B 및 도 8A에 도시된 제2실시예는 이차스풀의 바깥 원통형 몸체에 형성된 평면을 적어도 하나 갖는다. 이 평면은, 원통형몸체의 원형단면의 현을 따라 이차스풀의 원통형몸체를 부분적으로 절단하거나 제거함으로써 형성된다. 그 평면은 원통형 이차스풀의 축방향으로 뻗어있다. 도8B에 도시된 제2실시예의 또 다른 예는 이차스풀의 바깥 원통벽에 형성된 돌기부를 적어도 하나 갖는다. 이 돌기부는, 삼각형 단면을 지닌 에지부로 형성되어 있고, 원통형 이차스풀의 축방향으로 뻗는다.

도 7A에 도시되어 있듯이, 이차스풀(560)은 원통형몸체를 지닌다. 두개의 평면(564)은 이차스풀(560)의 바깥 원통형벽에 형성되어 있다. 이들 두 개의 평면(564)은, 180°간격으로 원주방향으로 공간을 두고 있고, 이차스풀(560)의 축방향으로 각각 연속적으로 뻗어있다. 이차스풀(560)의 바깥 원통벽에 이들 평면(564)을 제공하여, 각각의 평면(564)과 어떠한 평면(564)도 형성되지 않은 각각의 곡면(562) 사이의 경계를 따라 형성된 에지부(567)가 존재한다. 이 연속적인 평면(564)의 제공은, 와이어로드가 감길 때, 와이어로드가 이차스풀(650)의 방사상 안쪽방향으로 작용하는 가압력에 의해 에지부(567)와 강력하게 맞물리기 때문에, 와이어로드가 이차스풀(560)의 바깥 원통형벽 주위에 감길 때, 이차스풀(560)의 축방향으로 미끄러져 바람직하지 않은 전위를 야기함을 방지하는 데 효과적이다.

도 7B에 도시된 제2실시예의 이차스풀 수정(1)은, 평면이 부분적으로 축방향으로 형성되고 원주방향으로 오프셋 되었다는 면에서 다르지만, 위에서 설명한 이차스풀(560)과는 유사하다. 구체적으로, 이차스풀(570)은 원통형몸체를 지닌다. 2개의 평면(574)이 이차스풀(570)의 바깥원통형벽에 형성되어 있다. 이 2개의 평면(574)은, 180°간격으로 원주방향으로 공간을 두고, 각각 이차스풀(570)의 축방향으로 부분적으로 뻗어있다. 이차스풀(570) 바깥원통벽에 이들 평면(574)의 제공으로, 각각의 평면(574)과 어떠한 평면(574)도 형성되지 않은 곡면(573) 사이의 경계를 따라 에지부(572)가 형성된다. 각 평면의 축방향폭은 와인딩 한층의 폭과 동일하다. 즉, 평면(574)과 이와 관련된 곡면(573)이 하나의 와인딩층에 의해 와인딩되어 있다. 다른 평면(576)이, 평면(574) 다음에 축방향으로 형성되어 있고, 원주방향으로 평면(574)애서 오프셋되어서 서로 중첩되지 않는다. 평면(576)과 이와 관련된 곡면(575)이 바로 다음 와인딩층에 의해 와인딩된다. 이와 유사하게, 또 다른 평면(578)이, 평면(576) 다음에 축방향으로 형성되어 있고, 원주방향으로 이들 평면(576)과 오프셋되어서 서로 중첩되지 않는다. 평면(578)과 이와 관련된 곡면(577)이 다음 와인딩층에 의해 와인딩된다.

이 방식에서, 다수의 에지부(572)가 곡면(573)과 평면(574)사이, 곡면(575)과 평면(576)사이, 및 곡면(577)과 평면(578) 사이의 경계를 따라 형성되어 있다. 이들 부분평면(574,576,578)의 제공은, 와이어로드가 위에서 설명한 이차스풀(560)에 감길 때, 그 와이어로드가 이차스풀(570)의 방사상 안쪽방향으로 작용하는 가압력에 의해 에지부(572)와 강하게 맞물리기 때문에, 이차스풀(570)의 바깥 원통형벽 주위에 감길때 와이어로드가 이차스풀(570)의 축방향으로 미끄러져 바람직하지 않은 전위를 유발함을 방지하는데 효과적이다.

도 8A에 도시된 제2실시예의 이차스풀 수정(2)은, 전체 3개의 평면(584)이 이차스풀(580)의 바깥원통벽에 형성되어 원주방향으로 120° 간격으로 동일하게 공간을 두고 있다는 것이 특징적이다. 원주방향으로 3개의 평면(584)을 제공함으로써 곡면(582)과 평면(584) 사이의 경계를 따라 형성된 에지부(585)의 수를 증가시킬수 있게 된다. 따라서, 와이어로드와 에지부 사이의 맞물림은, 전에 설명한 이차스풀(560,570)과 비교할 때 대체로 이 이차스풀(580)에서 향상될 수 있다. 따라서, 와이어로드가 이차스풀의 바깥 원통벽을 따라 바람직하지 않은 축방향전위를 유발함을 확실히 방지할 수 있게 된다.

도 8B에 도시된 제2실시예의 이차스풀 수정(3)은, 각기 삼각형 단면을 가진 에지부 역할을 하는, 축방향으로 뻗어있는 돌기부가 원주방향으로 45°간격으로 이차스풀(590)의 바깥원통형벽에 형성된 것을 특징으로 한다. 이차스풀(590)의 외벽상의 이 돌기부(594)의 형성은, 와이어로드가 감길 때, 와이어로드가 이차스풀(590)의 방사상 안쪽방향으로 작용하는 가압력에 의해 돌기부(549)의 꼭대기와 강력히 맞물리기 때문에, 와이어로드가 2차스풀(590)의 바깥 원통형벽 주위에 와인딩될 때, 이차스풀(590)의 축방향으로 와이어로드가 미끄러져 바람직하지 않은 전위를 방지하는데 효과적이다. 따라서, 이차스풀의 축방향으로 와이어로드가 전위하지 않게 하는 효과는 전에 설명한 이차스풀(560,570,580)과 같은 방식으로 정확히 얻어질 수 있다.

위에서 설명했듯이, 제2실시예의 이차스풀(560,570,580,590)은 예를 들어서 종래의 다각형 보빈과 다르고, 다음의 장점을 가져다준다. 이차스풀(560,570,580,590)의 구성은 단면이 원형인 실린더를 갖는다; 따라서, 와이어로드가 감길 때 이차스풀의 방사상 안쪽방향으로 작용하는 힘이 균일한 값으로 유지되고, 와이어로드가 예측불허로 절단되는 것이 방지된다. 또한, 다각형보빈이 제1실시예의 원통형 점화코일(2)과 대체 되는 경우에 비해서, 원통형 이차코일의두께를 감소시킬수 있게된다. 따라서, 점화코일(2)은 소형으로 제조될 수 있다. 다시 말해, 절연품질이 원통형스풀의 장점을 잃지 않게 하면서 적절히 유지될 수 있다.

(제3실시예)

본 발명의 제3실시예에 의한 경사랩와인딩코일의 와인딩방법은 도 9를 참조하여 설명될 것이다.

도 9에 도시된 제3실시예는, 이차스풀(510)의 축에 평행하게 공간 관계로 위치한 회전샤프트(도시하지 않음)를 따라 시프팅하는 와인딩노즐부(630)를 포함한다. 다시 말해서, 제3실시예는 경사횡단방법이 적합하지 않는다는 점에서 제1실시예와 다르다.

도 9에 도시되어 있듯이, 와이어로드(520) 밖으로 공급하는 와인딩노즐부(630)는 이차스풀(510)의 축과 평행하게 시프트 운동을 하게 한다. 도 9에 도시된 제2와인딩부(542)에서 이 와인딩노즐부(630)는 다음 방식으로 제어장치(도시되 않음)에 의해 제어된다.

도 1에서와 같이, 도 9는, 와인딩노즐부(630)의 운동을 개략적으로 예시하기 위해, 와이어로드(520)가 제2와인딩부(542)에 와인딩되어있는 상태를 나타내고 있다. 제1실시예에서 뿐아니라, 각각의 블랙서클은 전진측 와이어로드(520a)를 나타내는 반면, 각각의 와이트서클은 후진측 와이어로드(520b)를 나타낸다.

와인딩노즐부(630)는, 보빈 회전부 (도시되지 않음)의 회전에 따라, 와이어로드(520)의 직경의 2∼10배인, 기설정된 와인딩피치(P1)로 시프팅된다. 따라서,와인딩노즐부(630)로부터 뽑아내어진 와이어로드(520)가 제1와인딩부(541)에 의해 형성된 경사면(530) 상의 와인딩 피치(P1)에 의해 와인딩된다. 다시 말해, 와이어로드(520)는 와인딩피치(P1)의 간격으로 경사면(530)을 따라 나선형으로 와인딩된다. 따라서, 제1실시예와 같은 방식으로, 와이어로드(520)는 크로스 와인딩방법에 의해 와인딩된다. 이는, 전진측 와이어로드(520a)에 와인딩될 때, 후진측 와이어로드(520b)가 기설정된 와인딩위치로부터 이 전진측 와이어로드(520a)로 우연히 나아가는 것을 방지한다는 것이 장점이다. 따라서, 와이어로드(520)의 바람직하지 않는 편위가 확실히 제거될 수 있어, 와인딩붕괴로 인한 절연품질의 저하를 방지할 수 있게된다.

또한, 와인딩노즐부(630)는, 와인딩노즐부(630)가 전에 설명한 횡단 방법을 채용하지 않는다는 점에서 제1실시예의 와인딩노즐부(610)와 같지 않다. 따라서, 거리 "L3"는 거리 "L4"와 같지 않는데, 여기서 "L3"은, 이차스풀(510) 주위에 와인딩된 와이어로드(520)가 후진측 와이어로드(520b) 층에서 전진측 와이어로드(520a) 층까지 이동할 때, 와인딩노즐부(630)와 와이어로드(520) 와인딩위치 사이 거리를 나타낸다. 한편, "L4" 는, 와이어로드(520)가 전진측 와이어로드(520a)층에서 후진측 와이어로드(520b)층까지 이동할 때 와인딩노즐부(630)와 와이어로드(520) 와인딩위치 사이 거리를 나타낸다. 따라서, 와이어로드(520)가 이차스풀(510)의 바깥원통벽에 직접 와인딩된 와인딩위치에서의 와이어로드(520) 스윙폭 "W2"는 제1실시예의 와이어로드(520) 스윙폭 "W1"에 비해 증가한다. 그러나, 증가한 스윙폭 "W2"이 와인딩붕괴 없이 이차스풀(510) 주위에 감긴 와이어로드(520)의 정렬을 적절히 유지한다는 면에서 만족스러우면, 제1와인딩부(541)에 의해 형성된 경사면(530)과 평행하게 위치한 회전축을 특별히 제공할 필요가 없을 것이다. 따라서, 와인딩장치의 배치는 단순화될 수 있고, 와인딩장치의 제품 코스트는 감소될 수 있다.

(제4실시예)

본 발명의 제4실시예를 따르는 경사랩와인딩 코일의 와인딩방법이 도10을 참조로하여 설명될 것이다.

도 10에 도시된 제4실시예는, 전진측 와이어로드(520a)의 와인딩피치가 후진측 와이어로드(520b)의 와인딩피치와 차이가 난다는 점에서 특징적이다.

도 1에서와 같이, 도 10은 와이어로드(520)가 제2와인딩부(545)에 와인딩된 상태를 도시한다. 제1실시예 뿐아니라, 도 10의 각각의 블랙서클은 전진측 와이어로드(520a)를 나타내는 반면, 화이트서클은 후진측 와이어로드(520b)를 나타낸다.

도 10에 도시되어 있듯이, 크로스와인딩방법에 의해 와인딩된 전진측 와이어로드(520a)는, 와이어로드(520) 직경의 2∼10배인 기설정된 와인딩피치(P3)에 의해 와인딩된다. 한편, 후진측 와이어로드(520b)는, 와인딩피치(P3)와 다르고, 예컨대, 와이어로드(520)의 직경의 2배 보다 작은 기설정된 와인딩피치(P4)에 의해 와인딩된다. 이러한 와인딩비 설정으로, 후진측 와이어로드(520b)의 와인딩수는 그것의 와인딩피치(P4)가 좁기 때문에 증가된다. 다시 말해, 제1와인딩부(541)에 의해 형성된 단일 경사면(530)당 와인딩수를 증가시킬 수 있게 된다. 제2와인딩부(545)에 있어서의 와이어로드(520)의 와인딩수가 제1 및 제3실시예의 제2와인딩부에 있어서의 와이어로드(520)의 와인딩수와 동일하다고 가정하면, 단일 경사면당와이어로드(520)의 와인딩수 증가가 와이어로드(520) 밖으로 공급하는 와인딩노즐부의 왕복운동수를 감소시킬 수 있게 한다. 따라서, 생산효율이 이차스풀(510) 주위에 와이어로드를 와인딩하는 단계에서 향상될 수 있다.

즉, 본 발명의 제4실시예는, 틈을 갖도록, 와이어로드의 직경의 2∼10배에 해당하는 와이어로드의 피치를 갖는 넓은 틈의 와인딩층을 포함하는 다수의 와인딩층을 제공한다. 상부와인딩층은 넓은 틈 와인딩층에 배설되어 있는 반면, 하부와인딩층은 이 넓은 틈 와인딩층 아래에 배설되어 있는데, 이들은 상부와인딩층의 와이어로드가 넓은 틈 와인딩층의 틈을 통해 하부와 인딩층의 와이어로드와 접촉하는 방식으로 배설되어 있다.

제4실시예가, 전진측 와이어로드(520a)에 대해서 와인딩피치(P3)를 설정하고, 후진측 와이어로드(520b)에 대해서 와인딩피치(P4)를 설정할지라도, 본발명은 단지 와인딩피치관계로 제한되지 않는다. 예컨대, 와인딩피치(P4)는 전진측 와이어로드(520a)에 적용될 수 있고, 후진측 와이어로드(520b)는 와인딩피치(P3)를 지닌다.

본 발명은 본질적인 특성의 사상에서 벗어남 없이 여러 형태로 구현될 수 있기 때문에, 설명된 바와 같은 실시예는, 예시적인 것이며, 제한적이지는 않는다.

도 1은 제1실시예에 따른 경사랩와인딩 코일 제조장치와 감겨진 경사랩와인딩 코일을 도시하는 개략도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 경사랩와인딩 코일을 통합하는 내연기관용 점화코일을 도시한 수직 단면도.

도 3은 도 2에 도시된 트랜스포머부의 선(III-III)에 따른 단면도.

도 4는 도 1에 도시된 일차스풀의 선(IV-IV)에 따른 단면도.

도 5는 이차 스풀에 형성된 돌출부를 개략적으로 도시한 축방향 단면도.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 경사랩와인딩 코일의 와인딩방법을 개략적으로 도시한 단면도.

도 7A는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차스풀을 도시한 부분 사시도.

도 7B는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차스풀의 또 다른 예를 도시한 부분 사시도.

도 8A는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차스풀의 또 다른 예를 도시한 방사상 단면도.

도 8B는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차스풀의 또 다른 예를 도시한 방사상 단면도.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 경사랩와인딩 코일의 와인딩방법을 개략적으로 도시한 단면도.

도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 경사랩와인딩 코일의 와인딩방법을 개략적으로 도시한 단면도.

도 11은 경사랩와인딩 코일의 종래 와인딩방법을 개략적으로 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

510 : 2차스풀(보빈) 510a, 510b : 플랜지

510e : 돌기부(권선스토퍼부) 520 : 와이어로드

567, 578, 585, 594 : 에지부 564, 574, 584 : 평면

602 : 지지부 604 : 회전구동부

610 : 노즐부 612 : 제어부

Claims

코일 샤프트 주위에 감긴 와이어로드를 포함하는 전자 코일에 있어서,

상기 와이어로드(520)는 상기 코일 샤프트 주위에 경사지게 감기어서 상기 와이어로드의 경사층을 형성하고,

상기 경사층을 구성하는 상기 와이어로드의 피치(P1)는 상기 와이어로드 직경의 2∼10배에 적어도 부분적으로 해당함으로써, 틈을 가지고 상기 와이어로드를 상기 코일 샤프트 주위에 와인딩하는 것을 특징으로 하는 전자코일.
제1항에 있어서, 상기 와이어로드(520)의 상기 피치(P1)는 상기 와이어로드 직경의 2∼4배 범위내의 어딘 가로 설정되는 것을 특징으로 하는 전자코일.
제1항에 있어서, 상기 와이어로드의 상기 경사층은 상기 코일 샤프트 축에 대해 6°∼ 20°범위내의 경사각(θ 1)을 지닌 것을 특징으로 하는 전자코일.
제3항에 있어서, 상기 와이어로드 경사층의 상기 경사각(θ 1)은 8°∼ 17° 범위내 어딘 가로 설정되는 것을 특징으로 하는 전자코일.
코일 샤프트 주위에 와인딩된 와이어로드를 포함하는 전자코일에 있어서,

상기 와이어로드(520)는 상기 코일 샤프트 주위에 경사지게 와인딩되어 상기와이어로드의 경사층을 형성하고,

상기 와이어로드의 상기 경사층은 상기 코일 샤프트의 축에 대해 6°∼ 20° 의 범위내의 경사각(θ 1)을 지닌 것을 특징으로 하는 전자코일.
제5항에 있어서, 상기 와이어로드 경사층의 상기 경사각(θ 1)은 8°∼ 17° 범위내의 어딘 가로 설정되는 것을 특징으로 하는 전자코일.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

와인딩부(510d)를 형성하는 원통형 보빈(510)과;

상기 와인딩부의 바깥원통형벽에 부분적으로 형성되어서 그 원주방향으로 뻗는 와인딩트랜스퍼부와 ;

상기 와인딩부의 상기 원통형벽 나머지에 형성되어서 그 원주방향으로 뻗는 와인딩스토퍼부(510e)를 더 구비하되;

상기 와이어로드는 상기 와인딩부에 와인딩되어 일단에서 타단으로 연속적으로 뻗는 다중 와인딩층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자코일.
제7항에 있어서, 상기 와인딩트랜스퍼부와 상기 와인딩스토퍼부는 같은 원주방향으로 정렬되어 있는 반면, 인접한 와인딩트랜스퍼부와 인접한 와인딩스토퍼부는 축방향으로 상기 와인딩트랜스퍼부와 상기 와인딩스토퍼부로부터 간격(D)만큼 공간을 두는 것을 특징으로 하는 전자코일.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

와인딩부(510d)를 형성하며, 원형단면을 갖는 원통형 보빈(510)과;

상기 와인딩부(510d)의 바깥 원통형 벽에 형성되어 그 축방향으로 뻗는 에지부(567, 572, 585, 594)를 더 구비하되;

상기 와이어로드는 상기 와인딩부에 와인딩되어 일단에서 타단으로 연속적으로 뻗는 다중 와인딩층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자코일.
제9항에 있어서, 상기 에지부는, 상기 와인딩부의 바깥원통형벽을 규정하는 곡면(562, 573, 582)과, 상기 와인딩부의 상기 원통형벽을 부분적으로 잘라버림으로써 형성된 평면(564, 574, 584)에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 전자코일.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 와이어로드는 연속적으로 집적된 다수의 와인딩층을 형성하고,

각각의 상기 와인딩층은 상기 코일 샤프트의 축에 대해 기설정된 각(θ 1)으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 전자코일.
제11항에 있어서, 상기 복수의 와인딩층은 상기 와이어로드 직경의 2∼10배에 해당하는 상기 와이어로드 피치를 지닌 넓은 틈 와인딩층을 포함하여 틈을 작게 함으로써, 상기 넓은 틈 와인딩층에 배설된 상부 와인딩층을 형성하는 와이어로드가, 상기 넓은 틈 와인딩층의 틈을 통해 상기 넓은 틈 와인딩층 아래에 배설된 하부와인딩층을 형성하는 와이어로드와 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 전자코일.
제12항에 있어서, 상기 넓은 틈 와인딩층을 구성하는 상기 와이어로드의 피치는 상기 와이어로드 직경의 2∼4배의 범위내 어딘 가로 설정되는 것을 특징으로 하는 전자코일.
제12항에 있어서, 상기 상부 와인딩층과 상기 하부 와인딩층은, 상기 와이어로드 직경의 2∼10배에 해당하는 상기 와이어로드 피치를 지닌 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자코일.
제12항에 있어서, 상기 하부 와인딩층은 상기 와이어로드 직경의 2배 보다 크지 않은 상기 와이어로드 피치를 지니는 것을 특징으로 하는 전자코일.
와인딩부(510d)를 형성하는 원통형 보빈(510)과;

상기 와인딩부의 바깥 원통형벽에 부분적으로 형성되어서 그 원주방향으로 뻗는 와인딩트랜스퍼부와;

상기 와인딩부(510d)의 원통형벽의 나머지에 형성되어 원주방향으로 뻗는 와인딩스토퍼부(510e)와;

상기 와인딩부에 와인딩되어 일단에서 타단으로 연속적으로 뻗는 다중 와인딩층을 형성하는 와이어로드를 구비한 전자코일.
제16항에 있어서, 상기 와인딩트랜스퍼부와 상기 와인딩스토퍼부는 같은 원주방향으로 정렬되어 있는 반면, 인접한 와인딩트랜스퍼부와 인접한 와인딩스토퍼부가 축방향으로 상기 와인딩 트랜스퍼부와 상기 와인딩스토퍼부에서 간격(D)만큼 공간을 두는 것을 특징으로 하는 전자코일.
코일샤프트 주위에 와인딩된 와이어로드를 포함하되, 상기 와이어로드는 상기 코일샤프트 주위에 경사지게 와인딩되어 상기 와이어로드의 경사층을 형성하고, 상기 와이어로드의 상기 경사층은 상기 코일샤프트의 축에 대해 6°∼ 20°의 범위내의 경사각을 지닌 전자코일을 제조하는 장치에 있어서,

보빈을 회전할 수 있게 지지하는 지지부(602)와;

상기 지지부를 회전시키는 회전구동부(604)와;

상기 와이어로드(520)를 상기 보빈에 공급하는 노즐부(610)와;

상기 보빈의 축에 대해 기설정된 각으로 경사진 경사선을 따라 상기 노즐부를 시프팅하는 시프트 메카니즘(608, 609)을 구비한 전자코일 제조장치.
제18항에 있어서, 상기 회전구동부(604)의 회전과 동기적으로 상기 시프트 메카니즘(608, 609)을 작동시키는 제어부(612)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자코일 제조장치.
제18항에 있어서, 상기 보빈축과 평행하게 상기 노즐부(610)를 시프팅하는 보조시프트 메카니즘(606, 607)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자코일 제조장치.
제20항에 있어서, 상기 회전구동부(604)의 회전에 동기적으로 상기 시프트 메카니즘(608, 609) 및 상기 보조시프트 메카니즘(606, 607)을 작동시키는 제어부(612)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자코일 제조장치.
제21항에 있어서, 상기 제어부(612)는 상기 시프트 메카니즘(608, 609)의 기설정된 스트로크에 응답하여 기설정된 스트로크까지 상기 보조시프트 메카니즘(606, 607)을 시프트하는 것을 특징으로 하는 전자코일 제조장치.