KR100263502B1 - 아마추어 코일 도선 배열 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

발명의 아마추어 코일 도선 배열 장치는 코일 도선의 내부 레그가 내부홀에 삽입되는 복수개의 내부 삽입홀과 상기 내부 삽입홀의 방사 방향 외향으로 각각 그 외주부에 구비된 복수개의 외부 홈을 갖는 원통형 코일 가이드 툴과, 상기 코일 가이드 툴의 방사 방향 외향으로 구비된 상기 코일 가이드 툴의 축에 관해 회전 가능한 원통형 홀더, 및 상기 외부 레그를 가압하는 동안 상기 코일 도선을 고정하기위해 상기 홀더의 내주 외주부에 장착된 고정판을 포함한다. 상기 코일 도선은 확실하고 유연하게 고정되어 있다.

Description

아마추어 코일 도선 배열 장치 및 방법

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 아마추어 코일 도선 배열 장치(armature coil conductor arraying apparatus)를 도시한 개략도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 취한 단면도.

제3도는 제1도에 도시된 코일 가이드 툴(coil guide too1)의 단부면의 일부를 확대 도시한 도면.

제4도는 제3도와 유사한 확대도로서, 외부, 코일 홀더가 내부 코일 홀더에 대해 하프 피치(half pitch)로 회전하는 상태를 도시한 도면.

제5도는 코일 도선의 종래 기술의 절단 장치를 도시한 개략도.

제6도는 제5도의 절단 장치에 의해 절단된 코일 도선을 도시한 도면.

제7도는 제6도의 코일 도선이 구부러진 상태를 도시한 사시도.

제8도는 종래 기술의 코일 비틀림 툴(twist too1)을 도시한 개략도.

제9도는 종래 아마추어의 일 실시예를 도시한 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 코일 도선 13 : 아마추어 코어

20 : 매거진 21 : 배열 장치

22 : 코일 푸셔 23 : 내부코일 홀더

24 : 외부코일 홀더 25 : 코일 가이드 툴

26 : 원통형 홀더 27 : 고정 부재

28 : 베어링 30 : 기어

31 : 공기 실린더

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

[발명의 분야]

본 발명은 엔진 시동기(starter)의 아마추어를 조립할 때 코일 도선(coil conductor)을 아마추어 코어(armature core)의 슬롯에 삽입할 수 있는 상태로 복수개의 아마추어 코일 도선을 정렬 및 배열시키기 위해 사용되는 아마추어 코일 도선 배열 장치(armature coil conductor arraying apparatus) 및 방법에 관한 것이다.

[종래의 기술]

제5도는 코일 도선의 종래 기술의 절단 장치를 도시한 개략도이다. 제5도를 참조하면, 보빈(bobbin; 1) 내에 내장된 아마추어 코일 도선, 즉 코일 도선(2)은 소정 거리를 통해서 공급 롤러(feed roller;3)에 의해 보빈(1) 밖으로 인출되어 정지된다. 그런 다음 코일 도선(2)의 외주부(outer periphery) 상에 있는 절연 피복물은 2L의 길이에 걸쳐 나선형 리머(helical reamer;4)에 의해 벗겨진다. 그 후, 코일 도선(2)은 2L의 벗겨진 길이의 중심에서 커터(5)에 의해 절단된다. 따라서, 제6도에 도시된 바와 같이, 절단된 후의 코일 도선(2)은 그 각 절연 피복물이 L의 길이에 걸쳐 벗겨진 대향 단부 부분을 갖는다.

절단된 코일 도선(2)은 제7도에 도시된 바와 같이 U형(머리핀 형)으로 각각 구부러진다. 구부러진 코일 도선(2)은 제8도에 도시된 바와 같이 전체 외주를 따라 방사형 패턴으로 코일 비틀림 툴(twist too1;6)에 설치된다. 동시에, 각 코일 도선(2) 중 한쪽 선형부는 내부 비틀림 툴(7)에 있는 홈에 삽입되고, 다른 쪽 선형부는 외부 비틀림 툴(8)에 있는 홈에 삽입된다. 그 후 래크(rack;10)와 맞물려 유지되는 기어(11)를 회전시키기 위해 래크(10)를 이동시키도록 공기 실린더(9)가 작동된다. 기어(11)의 회전에 의해, 내부 비틀림 툴(7)은 외부 비틀림 툴(8)에 대해 회전되어 모든 코일 도선(2)이 동시에 형성된다. 그런 다음 래크(10)를 뒤에서 밀기위해 공기 실린더(12)를 작동시킴으로써, 내외부 비틀림 툴(7,8)과 코일 도선(2)간의 불안정한 운동이 배제되고 스프링백(springback)에 의한 코일 도선(2)의 형태의 변경이 보정된다.

다음에, 제9도에 도시된 바와 같이, 코일 도선(2)은 아마추어 코어(13)의 슬롯( 도시 않음)에 삽입된다. 그런 다음, 아마추어 코어(13)를 통해 연장되는 코일도선(2)의 돌출부가 형성되고, 절연 피복물이 벗겨지는 코일 도선(2)의 단부는 정류자(commutator;14)에 연결되어 있다. 아마추어 코어(13)의 슬롯에는 그 사이에 원주 방향으로 동일 간격이 제공되어 있고, 절연물질(도시되지 않음)에 의해 내주부(inner periphery part)와 외주부(outer periphery part)로 각각 나누어진다. 코일 도선(2)은 한쪽 선형부 즉, 내부 레그가 한 슬롯의 내주부에 삽입되고 다른 쪽 선형부 즉, 외부 레그가 상기 슬롯으로부터 내부 레그가 삽입되는 곳까지 슬롯의 소정수 만큼 원주방향으로 이동된 위치에서 다른 슬롯의 외주부에 삽입되도록 각각 배열되어 있다.

그러나, 코일 도선(2)을 코일 비틀림 툴(6)로 성형 및 배열하기 위한 상기 종래 기술의 방법은 복수개의 머리핀형 코일 도선(2)이 동시에 비틀려지기 때문에 모든 코일 도선(2)을 소정 형상으로 형성하기 어렵다. 또한, 코일 단부(2a)가 원심력에 의해 팽창되는 것을 방지하는 역할을 하는 링( 도시되지 않음)을 수용하기 위해 코일 단부(2a)의 외주부에 리세스(recess; 도시 않음)가 종종 형성된다. 그러나, 상기 리세스는 비틀림에 의해 형성하기 어렵고 그 형성을 위한 개별적인 단계를 필요로 하는데, 이것은 많은 시간과 노동을 필요로 함을 의미한다. 또한, 코일 도선을 아마추어 코어(13)의 슬롯에 삽입할 수 있는 상태로 완전히 형성된 코일 도선(2)을 결합하고 배열하기 위한 장치와 방법이 아직 제시되어 있지 않다.

[발명의 요약]

상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 목적은 소정 형상의 코일 도선을 사용하고 코일 도선을 확실하고 유연하게 설치 및 배열할 수 있는 아마추어 코일 도선 배열 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 아마추어 코일 도선 배열 장치는 원주 방향으로 동일 간격으로 제공되며 소정 형상으로 성형된 실질적으로 U 형 코일 도선의 선형 내부 레그가 내부로 삽입된 복수의 내부 삽입홀(23a)로 정의된 원통형 코일 가이드 툴(25) 및 상기 가이드 툴의 외주부에서 상기 내부 삽입홀의 방사 방향 외향으로 제공된 복수의 외부 홈들(24a)과, 상기 코일 가이드 툴의 방사 방향 외향으로 배열되며 상기 코일 가이드 툴의 축에 대해 회전하는 원통형 홀더(26)와, 내부 나선형 방향으로 상기 코일 도선의 선형 외부 레그를 가압 및 가이드하기 위하여 원주 방향으로 동일한 간격으로 상기 홀더의 내부 주변 표면에 탑재되어 상기 홀더가 회전할 때 상기 외부 레그를 상기 외부 홈으로 안내하는 복수의 경사진 가이드 부재(29)를 포함한다.

본 발명의 아마추어 코일 도선 배열 방법은 동일 원주 상에서 동일 간격을 가지면서 소정 형상으로 형성된 복수개의 실질적으로 U형인 코일 도선의 한쪽 선형부인 내부 레그를 상기 코일 가이드 툴의 원통형 코일 홀더로 유지하는 단계와, 동일 원주 방향으로 상기 코일 도선의 다른 쪽 선형부인 외부 레그를 상기 가이드 부재를 통하여 한번에 가압함으로써 상기 코일 도선을 상기 내부 레그에 관해 회전시키는 단계를 포함하는 것이다

[양호한 실시예의 상세한 설명]

본 발명의 일 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 하기에 상세히 기술된다. 제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 아마추어 코일 도선 배열 장치를 도시한 개략도이고, 제2도는 제1도의 단면도이다.

본 발명의 배열장치(21)는 코일 도선(coil conductor; 2)을 아마추어 코어(13; 제9도 참조)의 슬롯에 직접 삽입할 수 있는 소정 형상으로 성형된 코일 도선(2)을 방사형 패턴으로 수용하기 위한 매거진(magazine;20, 배열 툴) 위에 배치되어 있다. 코일 도선(2)은 매거진(20)의 코일 푸셔(pusher;22)에 의해 지지된다. 코일 푸셔(22)는 공기 실린더( 도시되지 않음)에 의해 수직 방향으로 이동 가능하다. 매거진(20)은 성형된 코일 도선(2)의 레그(leg)가 내외부 실린더 벽에 형성된 축 방향 홈에 삽입되도록 성형된 코일 도선(2)을 수용하기 위한 두 개의 동심 실린더 사이에 형성된 환형 공간을 갖는다.

원통형 내부 코일 홀더(23)는 배열 장치(21)의 중심에 구비되어 있다. 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 내부 코일 홀더(23)의 외주부를 따라서 내부 삽입 홀 즉, U형 단면을 각각 구비하는 내부 홈(23a)이 구비되어 있고, 코일 도선(2)의 내부 레그(한쪽 선형부)가 원주 방향으로 동일 간격을 가지면서 내부 홈에 삽입된다. 코일 도선(2)의 내부 레그의 말단 단부를 내부 홈(23a)으로 유연하게 가이드하기 위한 제1챔퍼(chamfer; 23b)는 내부 홈(23a)의 에지부에 형성되어 있다.

내부 코일 홀더(23)는 원통형 외부 코일 홀더(24)로 에워싸여 있다. 외부 코일 홀더(24)는 제3도 및 제4도에 각각 도시된 상태를 나타내도록 내부 코일 홀더(23)에 대해 회전할 수 있다. 외부 코일 홀더(24)의 외주부를 따라서, 코일 도선(2)의 외부 레그(다른 쪽 선형부)가 삽입되는 외부 홈(24a)이 원주 방향으로 동일간격으로 구비되어 있다. 또한, 제2챔퍼(24b)는 코일 도선(2)의 내부 레그의 말단 단부를 제2챔퍼가 제3도에 도시한 바와 같이 내부 홈(23a)과 결합된 상태에서 내부 홈(23a)으로 유연하게 가이드하기 위해 외부 코일 홀더(24)의 단부면에 형성되어 있다.

코일 가이드 툴(25)은 내외부 코일 홀더(23,24)에 의해 구성된다. 코일 가이 툴(25)의 방사방향 외향으로 원통형 홀더(26)가 구비되어 있다. 이 홀더(26)는 코일 가이드 툴(25)의 축에 대해 회전 가능한 베어링(28)을 통해 고정 부재(27)에 부착되어 있다. 복수개의 가이드 부재, 즉, 고정판(settling plate;29)은 원주 방향으로 동일 간격을 가지면서 홀더(26)의 내주면에 장착되어 있다. 고정판(29)은 상기 홀더(26)가 제1도에서 시계방향으로 회전될 때 코일 도선(2)의 외부 레그가 고정판(29)에 의해 가이드되면서 이를 따라 방사 방향 내향으로 미끄러지도록 방사 방향에 대해 경사져 있다.

외주부를 따라 형성된 톱니(teeth)를 갖는 아크형 기어(30)는 홀더(26)의 외주부에 고정되어 있다. 래크 구동 수단인 공기 실린더(31)에 의해 왕복 운동 가능하게 이동하는 래크(32;rack)가 기어(30)와 맞물려 유지된다.

상기 실시예의 동작이 하기에 기술된다. 소정 크기로 절단된 코일 도선(2)은 아마추어 코어(13)에 삽입하기 적합한 소정 형상으로 미리 가압된다. 또한, 코일 도선(2)은 상기 언급된 링을 끼우기 위한 코일단부에 형성된 리세스를 갖는다. 이렇게 형성된 코일 도선(2)은 방사형 패턴으로 나란히 매거진(20)에 설치된다. 동시에, 코일 도선(2)의 내부 레그는 제위치에 위치설정 되는 동안 매거진(20)에 배열 된다.

소정수의 코일 도선(2)이 매거진(20)에 설치될 때, 이 매거진(20)은 배열장치(21) 아래쪽 위치로 이동된다. 그런 다음, 코일 도선(2)은 코일 푸셔(22)에 의해 상승되고, 동시에, 배열 장치(21)는 하강되어, 코일 도선(2)의 내부 레그가 내부홈(23a)으로 삽입되도록 한다. 이 경우에, 외부 코일 홀더(24)는 제3도에 도시된 위치에 있게 되는데, 여기서 제2챔퍼(24b)는, 내부 레그의 원활한 삽입을 위해 내부 홈과 직면하고 있다. 또한, 내부 홈(23a)에 내부 레그의 삽입 시, 코일 도선(2)의 외부 레그는 서로 인접한 고정판(29) 사이에 각각 배열되어 있다.

그 다음, 외부 코일 홀더(24)는 기어 메카니즘 또는 링크 메카니즘과 같은 적절한 구동 메카니즘( 도시되지 않음)에 의해 내부 코일 홀더(23)에 대해 하프 피치(half pitch) 회전하여, 내부 홈(23a)과 외부 홈(24a)이 제4도에 도시된 바와 같이 대향 상태가 되도록 한다. 그런 다음 래크(32)는 공기 실린더(31)를 구동함으로써 이동된다. 기어(30), 홀더(26), 및 고정판(29)이 일체형으로 함께 회전된다.

상기 회전을 통해, 코일 도선(2)의 외부 레그는 고정판(29)의 각 경사 측면에 의해 가압되고, 대응 내부 레그에 관해 회전되며, 그 다음 외부 코일 홀더(24)의 외부 홈(24a)에 고정된다. 결국, 각각의 외부 레그는 원주 방향으로 소정수의 홈에 의해 동일 코일 도선(2)의 내부 레그의 위치로부터 이동된 외부 홈(24a)으로 도입되고, 대응 고정판(29)의 말단 단부에 의해 가압되는 것에 의해 외부 홈(24) 밖으로 미끄러지는 것이 방지된다. 고정판(29)은 치수 오차에 대한 정밀한 요구를 최소화하기 위해 판 스프링(leaf spring)과 같은 탄성부재로 형성되는 것이 바람직하다.

배열 장치(21)에 의해 고정되고 배열된 코일 도선(2)은 아마추어 코어(13)의 슬롯에 삽입되고, 다음 단계로 넘어간다.

상술한 배열 장치에 따르면, 소정 형상으로 이미 성형된 코일 도선(2)은 제위치에 견고하고 유연하게 고정될 수 있다. 또한, 코일 도선은 소정 형상으로 성형되고 동일 형상으로 유지될 수 있다.

Claims (7)

1. 아마추어 코일 도선 배열 장치에 있어서,

   a) 원주 방향으로 동일 간격으로 제공되며 소정 형상으로 성형된 실질적으로 U 형 코일 도선의 선형 내부 레그가 내부로 삽입된 복수의 내부 삽입홀(23a)로 정의된 원통형 코일 가이드 툴(25) 및 상기 가이드 툴의 외주부에서 상기 내부 삽입홀의 방사 방향 외향으로 제공된 복수의 외부 홈들(24a)과,

   b) 상기 코일 가이드 툴의 방사 방향 외향으로 배열되며 상기 코일 가이드 툴의 축에 대해 회전하는 원통형 홀더(26)와,

   c) 내부 나선형 방향으로 상기 코일 도선의 선형 외부 레그를 가압 및 가이드하기 위하여 원주 방향으로 동일한 간격으로 상기 홀더의 내부 주변 표면에 탑재되어 상기 홀더가 회전할 때 상기 외부 레그를 상기 외부 홈으로 안내하는 복수의 경사진 가이드 부재(29)를 구비하는 아마추어 코일 도선 배열 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 코일 가이드 툴은, 외주부에 제공된 상기 내부 삽입홀로서 내부 홈을 갖는 원통형 내부 코일 홀더와, 상기 내부 코일 홀더를 둘러싸며 상기 내부 코일 홀더에 대해 회전 가능한 원통형 외부 코일 홀더를 구비하고, 제1챔퍼는 상기 내부 홈의 에지 부분에서 정의되고, 제2챔퍼는 상기 외부 코일 홀더의 단부면내에서 정의되며 상기 외부 코일 홀더가 상기 외부 홈의 하프 피치로 상대적으로 회전될 때 상기 내부 홈을 대향시키도록 위치되는 아마추어 코일 도선 배열 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가이드 부재는 각각 판 부재인 아마추어 코일 도선 배열 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 가이드 부재는 각각, 상기 외부 레그가 상기 외부 홈 밖으로 미끄러지는 것을 방지하기 위해 상기 외부 레그를 상기 외부 홈 안으로 가압하기 위한 말단 단부를 갖는 고정판인 아마추어 코일 도선 배열 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 가이드 부재는 각각 탄성 부재인 아마추어 코일 도선 배열 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 홀더의 외주부에 제공된 기어와, 상기 기어와 맞물려 유지된 래크, 및 상기 홀더를 회전시키기 위해 상기 래크를 왕복 운동시키기 위한 래크 구동 수단을 더 구비하는 아마추어 코일 도선 배열 장치.
7. 동일 원주 상에서 동일 간격을 가지면서 소정 형상으로 형성된 복수개의 실질적으로 U형인 코일 도선의 한쪽 선형부인 내부 레그를 상기 코일 가이드 툴의 원통형 코일 홀더로 유지하는 단계와, 동일 원주 방향으로 상기 코일 도선의 다른 쪽 선형부인 외부 레그를 상기 가이드 부재를 통하여 한번에 가압함으로써 상기 코일 도선을 상기 내부 레그에 관해 회전시키는 단계를 포함하는 아마추어 코일 도선 배열 방법.