KR100541209B1

KR100541209B1 - 보빈레스 코일권선기의 와인더기구

Info

Publication number: KR100541209B1
Application number: KR1020040089423A
Authority: KR
Inventors: 한상수
Original assignee: 한상수
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2006-01-11

Abstract

본 발명은 지그에 장착된 코어에 소정의 코일을 감아 유도코일을 형성하는 보빈레스 코일권선기의 와인더기구에 관련되며, 다음과 같은 구성의 특징을 지닌다. 구동지그(20)는 전면의 요홈(21)에 수용된 스프링(23)에 의해 탄성력을 제공받는 코어(24)를 구비하고 프레임(F)의 내부에 수용되는 스핀들(26)에 장착되어 전후이송 및 회전운동 가능하게 설치된다. 고정지그(30)는 상기 구동지그(20)에 축방향으로 대향하게 장착되고, 스핀들(36)상에서 회전운동 가능하게 설치된다. 간헐이송수단(40)은 상기 구동지그(20)의 스핀들(26)상에 거치되어 안내봉(41)을 타고 이송하는 가이드(42)를 개재하여 연결되고, 이송모터(45)에 연결되는 이송스크류(46)에 의해 간헐적으로 이송력을 전달한다. 구동수단은 상기 구동/고정지그(20)(30)의 스핀들(26)(36)에 풀리(56)(57)를 개재하여 설치되고, 벨트(55)로 연결되어 구동모터(50)의 회전력을 전달한다. 제어박스는 상기 각 주요 구성품과 회로적으로 연결되면서 설정된 시퀀스에 따라 동작을 순차적으로 작동시키며 제어한다. 이때, 구동지그(20)는 전면에 관통되는 요홈(21)을 구비하는 수용부(22)와, 상기 수용부(22)의 내면에 안착되어 탄성력을 제공하는 스프링(23)과, 상기 스프링(23)과 접촉하는 가압판(23a)에 의해 항상 탄성력을 받는 상태로 수용부(22)의 요홈(21)을 통하여 장착되는 코어(24)를 더 구비한다.

이에 따라 본 발명은, 지그에 고정된 코어에 소정의 코일을 감아주는 보빈레스 코일권선기에 있어서 코일의 권선시에 정렬 와인딩, 즉 일정한 간격을 유지하면서 정렬 권선이 가능함에 따라 제품의 불량률을 현저하게 줄이는 동시에 품질의 향상은 물론 생산성의 증대에 기여하는 효과가 있다.

보빈레스, 코일권선기, 진동모터, 회전자, 유도코일, 와인더, 정렬

Description

보빈레스 코일권선기의 와인더기구{The bobbin-less coil winding machine of a winder device}

도 1은 통상의 진동모터의 회전자와 함께 유도코일을 확대하여 나타내는 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 와인더기구가 적용되는 코일권선기의 전체 구성을 나타내는 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 와인더기구의 주요부만을 나타내는 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 와인더기구의 작동상태를 나타내는 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 와인더기구를 통하여 코일이 권선되는 과정을 순차적으로 나타내는 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 와인더기구의 코어에 코일이 권선된 상태를 나타내는 구성도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ※

1: 회전자 3: 유도코일 2: 텐션기

10: 보빈레스 코일권선기 11: 텐션기 12: 트레버스

13: 코일가이드 14: 핑거 15: 와인더기구

20: 구동지그 24: 코어 26: 스핀들

30: 고정지그 36: 스핀들 40: 간헐이송수단

41: 안내봉 42: 가이드 45: 이송모터

46: 이송스크류 50: 구동모터 55: 벨트

56,57: 벨트 C: 코일 F: 프레임

본 발명은 보빈레스 코일권선기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지그에 고정된 코어에 소정의 코일을 감아주는 보빈레스 코일권선기에 있어서 코일의 권선시에 정렬 와인딩, 즉 일정한 간격을 유지하면서 정렬 권선이 가능함에 따라 제품의 불량률을 현저하게 줄이는 동시에 품질의 향상은 물론 생산성의 증대에 기여하는 보빈레스 코일권선기의 와인더기구에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰은 "매너모드"라는 "진동기능"이 있다는 것은 누구나 다 잘 알고 있는 바이다. 진동기능은 정숙을 요하는 장소에서 사용자만이 알 수 있도록 하는 것으로, 이는 휴대폰 내에 장착되는 소형의 진동모터가 동작하여 진동을 발생시키게 된다.

한편, 휴대폰은 유행과 휴대의 편리성 및 소형화 추세에 따라서 그 크기는 날이 갈수록 작아지는 추세이다. 이에 자연스럽게 진동모터는 폰의 크기에 많은 영향을 미치게 되어 그 크기가 작고 얇아지고 있는 추세로 폰의 부품 중에서도 큰 공간을 차지하면서도 반드시 필요한 부품인 것은 누구나 다 아는 주지된 사실이다.

이렇듯, 지금까지의 진동모터의 목적은 전화가 걸려온 것을 알리는 단순한 것이었지만, 앞으로는 핸드폰으로 다양한 오락 게임을 즐길 수 있는 멀티미디어의 개념으로 바뀌고 있는 추세입니다. 예를 들면 핸드폰으로 낚시게임을 하는 경우에는 그 진동의 강약이 달라야 실감이 나며, 장시간 진동이 연속적으로 발생하는 것이 필수이다. 이러한 욕구를 충족시키면서도 그 크기는 작고 효율이 높은 진동모터를 제작해야 한다. 그 효율은 바로 진동모터 속의 로터를 회전시키는 구동원인 유도코일에서 발생한다.

도 1은 통상의 진동모터의 회전자와 함께 유도코일을 확대하여 나타내는 구성도이다. 도 1a처럼 회전자(1)는 축(2)을 중심으로 외주면에 유도코일(3)이 설치되는 바, "코일이 권선된 유도코일(3) 3개가 평면으로 놓은 상태"의 마치 플로피디스크의 회전모터와 같은 모양의 모터를 많이 사용된다. 이러한, 회전자(1)는 고속회전시에도 유도코일(3)이 이탈되지 않게 하기 위해서 다이케스팅 한 구조이다. 이에 따라, 유도코일(3)은 구리를 가늘게 인발공정을 거친 후 에나멜을 화학적으로 코팅하여 절연이 되도록 생산되는 바, 이러한 코일은 굵기가 마치 머리카락보다 가는 0.002∼0.2mm 정도의 것으로서 코일표면에 열접착용 본드가 코팅된 상태에서 와인딩시에 약 270°의 열풍을 코일에 가하여 그 형태를 유지하게 된다.

이러한, 유도코일(3)은 다이케스팅 작업시에 코일이 정확하고 일정한 상태의 모양이 아니면 여러 문제를 야기되는 바, 도 1b처럼 질서정연하게 감기는 동시에 표면의 평판도가 중요하고, 더 나아가 원하는 치수로 원하는 회전수를 감기 위해서는 반드시 정렬 권선(동수권선(Even Number), 이수권선(Uneven Number))이 필수과 제이다.

이를 위해 종래에는 권선된 코일의 사용목적에 따라 여러 가지 형태로 제작되는데, 이러한 권선기 중에서 보빈을 사용하지 않고 코일을 권선하는 권선기, 이른바 보빈레스 코일권선기가 개발되고 있다. 그러나, 이러한 대부분의 코일권선기는 코일의 권선시에 첫 턴이 시작하는 위치에서는 한 코일정도의 여백이 생겨 코일이 면에 바짝 붙지 못하는 현상이 생긴다. 이러한 상태에서 한 층을 더 감고, 다음 층이 되어 감다보면 첫 턴이 미부착 지점에 도달하면 코일이 2층이 아닌 1층에 빠져 버린다. 이렇게 되면 정렬 권선이 어려워져서 결국에는 코일을 감고자하는 의도와는 전혀 다르게 감기게 되고, 다 감을 시에는 감긴 면이 울퉁불퉁하여 제품의 불량을 초래한다. 또한 첫 층을 감는 과정에서는 코일과 코일 사이가 약간 벌어지는 현상이 자주 발생하는데 이를 때에도 다음 층부터 악영향을 초래하여 제품 불량이 된다.

이러한, 보빈레스 코일권선기에 있어서 첫 층(1st layer)을 일정한 간격을 유지하면서 회전방향과 평형을 유지한 형태로 적절하게 배열(정렬 권선)을 해야 하는 것이 핵심 기술의 하나이다. 이와 같이, 진동모터에서 좋은 성능을 발휘하려면 각각의 유도코일이 일정한 품질이 요구되는 바, 그러려면 하나의 코일마다 정렬 와인딩, 즉 일정한 간격을 유지하면서 정렬 권선이 이루어지는 것이 중요한 설계 요소의 하나이다.

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위 한 것으로서, 지그에 고정된 코어에 소정의 코일을 감아주는 보빈레스 코일권선기에 있어서 코일의 권선시에 정렬 와인딩, 즉 일정한 간격을 유지하면서 정렬 권선이 가능함에 따라 제품의 불량률을 현저하게 줄이는 동시에 품질의 향상은 물론 생산성의 증대에 기여하는 보빈레스 코일권선기의 와인더기구를 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 텐션기(11)에 권취된 코일(C)이 트레버스(12)에 의해 왕복 이송하는 코일가이드(13)를 통과하여 끝단이 핑거(14)에 고정된 상태로 지그에 장착된 코어에 소정의 코일을 감아 유도코일을 형성하는 보빈레스 코일권선기의 와인더기구에 있어서: 프레임(F)의 내부에 수용되는 스핀들(26)에 장착되어 전후이송 및 회전운동 가능하게 설치되고, 전면의 요홈(21)에 수용된 스프링(23)에 의해 탄성력을 제공받는 코어(24)를 구비하는 구동지그(20); 상기 구동지그(20)에 축방향으로 대향하게 장착되고, 스핀들(36)상에서 회전운동 가능하게 설치되는 고정지그(30); 상기 구동지그(20)의 스핀들(26)상에 거치되어 안내봉(41)을 타고 이송하는 가이드(42)를 개재하여 연결되고, 이송모터(45)에 연결되는 이송스크류(46)에 의해 간헐적으로 이송력을 전달하는 간헐이송수단(40); 상기 구동/고정지그(20)(30)의 스핀들(26)(36)에 풀리(56)(57)를 개재하여 설치되고, 벨트(55)로 연결되어 구동모터(50)의 회전력을 전달하는 구동수단; 및 상기 각 주요 구성품과 회로적으로 연결되면서 설정된 시퀀스에 따라 동작을 순차적으로 작동시키며 제어하는 제어박스;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명의 구동지그(20)는 전면에 관통되는 요홈(21)을 구비하는 수용부(22)와, 상기 수용부(22)의 내면에 안착되어 탄성력을 제공하는 스프링(23)과, 상기 스프링(23)과 접촉하는 가압판(23a)에 의해 항상 탄성력을 받는 상태로 수용부(22)의 요홈(21)을 통하여 장착되는 코어(24)를 더 구비한다.

또한, 본 발명의 코어(24)는 상면으로 중앙이 볼록한 환형부(24a)와, 그 외면 모서리에 형성되는 곡면부(24b)와, 그 하면으로 평탄한 평면부(24c)로 형성된다.

또한, 본 발명의 구동지그(20)는 일단에 나선(25a)이 형성되는 원추형관(25)을 구비하고, 상기 원추형관(25)의 나선(25a)에 스핀들(26)상에 수용되는 장볼트(27)에 각각 결합되어 회전/이동운동하면서 장착과 분리가 가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 와인더기구가 적용되는 코일권선기의 전체 구성을 나타내는 구성도가 도시된다.

본 발명은 지그에 장착된 코어에 소정의 코일을 감아 유도코일을 형성하는 보빈레스 코일권선기의 와인더기구에 관련되며, 특히 코일의 권선시에 정렬 와인딩, 즉 일정한 간격을 유지하면서 정렬 권선이 가능하고, 이에 따라 제품의 불량률을 현저하게 줄이고, 품질의 향상을 추구한다.

본 발명의 기구가 적용되는 통상의 보빈레스 코일권선기(10)와 마찬가지로 텐션기(11), 트레버스(12), 코일가이드(13), 핑거(14) 및 와인더기구(15)등의 주요 구성품이 도 2a와 b처럼 하나의 프레임(F)상에 장착된다. 텐션기(11)는 유도코일(3)을 형성하기 위한 미세코일(C)이 권취된 상태로 적정 장력을 유지한 채로 코일을 공급한다. 트레버스(12)는 코일을 유도하는 코일가이드(13)가 구비되어 모터(M)에 의해 볼스크류 상에서 왕복 이송하는 동시에 코일을 와인더기구(15)의 코어를 공급시킨다. 핑거(14)는 코일가이드(13)에 의해 유도된 코일(C)이 와인더기구(15)의 코어에 권선되는 동시에 끝단을 고정시킨다.

이때, 본 발명의 와인더기구(15)는 도 2처럼 지그에 장착된 코어에 소정의 코일(C)을 감아 유도코일(3)을 형성하도록 구동지그(20), 고정지그(30), 간헐이송수단(40), 구동수단이 구비되고, 상기 텐션기(11), 트레버스(12), 코일가이드(13), 핑거(14)와 작동적으로 연결된다. 와인더기구(15)의 상세한 구성 및 작동은 후술하는 도 3을 통하여 상세히 설명한다.

이외에도, 미설명된 도면부호 16은 완성된 제품(유도코일)을 배출하는 동시에 지그를 청소하는 이젝트를 나타낸 것이고, 도면부호 17은 코어에 코일을 권선시에 열을 가하는 히터를 나타낸 것이며, 도면부호 18은 완성된 유도코일(3)이 이젝트에 의해 배출되어 적재하는 슈트를 나타낸 것이다. 그리고, 상기 각 주요 구성품과 회로적으로 연결되어 설정된 시퀀스에 따라 동작을 제어하는 제어박스가 구비한다.

도 3은 본 발명에 따른 와인더기구의 주요부만을 나타내는 구성도이다.

본 발명의 와인더기구(15)는 구동지그(20), 고정지그(30), 간헐이송수단 (40), 구동수단 등을 주요 구성품으로 지닌다.

본 발명에 따른 구동지그(20)는 전면의 요홈(21)에 수용된 스프링(23)에 의해 탄성력을 제공받는 코어(24)를 구비하고 프레임(F)의 내부에 수용되는 스핀들(26)에 장착되어 전후이송 및 회전운동 가능하게 설치된다. 구동지그(20)는 도 3의 도면상에 표시된 좌측에 위치하고, 스핀들(26)이 연결되어 실질적으로 유도코일(3)을 형성하는 작업을 수행한다. 구동지그(20)는 스핀들(26)에 연결되어 후술하는 간헐이송수단(40)에 의해 전후로 이송하는 한편 구동수단에 의해 회전 운동하게 된다.

또한, 본 발명의 구동지그(20)는 일단에 나선(25a)이 형성되는 원추형관(25)을 구비하고, 상기 원추형관(25)의 나선(25a)에 스핀들(26)상에 수용되는 장볼트(27)에 각각 결합되어 회전/이동운동하면서 장착과 분리가 가능하게 구비된다. 구동지그(20)와 스핀들(26)은 도 3에 도시된 바와 같이, 구동지그(20)는 일단의 원추형관(25)상에 나선(25a)이 형성되고, 스핀들(26)은 내부에 수용되는 장볼트(27)가 구비된다. 이에, 원터치방식으로 탈부착이 되는 바, 이는 스핀들(26)에 수용된 장볼트(27)가 구동지그(20)의 원추형관(25)상에 형성된 나선(25a)에 각각 나사 결합되어 장착 및 분리가 가능할 뿐 아니라, 간헐이송수단(40)과 구동수단에 이송 및 회전운동이 가능하다. 이와 같은 장착 및 분리는 고정지그(30)도 마찬가지로 적용된다.

또한, 구동지그(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 스핀들(26)과 연계 작동하여 유도코일(3)을 형성하기 위해 코어(24)를 구비되는 바, 전면에 관통되는 요홈(21)을 구비하는 수용부(22)와, 상기 수용부(22)의 내면에 안착되어 탄성력을 제공 하는 스프링(23)과, 상기 스프링(23)과 접촉하는 가압판(23a)에 의해 항상 탄성력을 받는 상태로 수용부(22)의 요홈(21)을 통하여 장착되는 코어(24)를 더 구비한다. 이에 따라 코어(24)는 구동지그(20)상에 장착된 상태로 가압판(23a)에 의해 스프링(13)상에 탄지되어 항상 탄성력을 제공받는다.

또한, 본 발명의 코어(24)는 상면으로 중앙이 볼록한 환형부(24a)와, 그 외면 모서리에 형성되는 곡면부(24b)와, 그 하면으로 평탄한 평면부(24c)로 형성된다. 코어(24)는 도 4의 확대도처럼, 환형부(24a), 곡면부(24b), 평면부(24c)로 이루어져 유도코일(3)을 형성하는 바, 환형부(24a)는 완만한 곡률로 중앙이 볼록한 환형이고, 곡면부(24b)는 환형부(24a)와 매끄러운 연결을 도모하기 위한 양측 모서리에 형성되는 곡선형이며, 평면부(24c)는 곡면부(24b)와 매끄러운 연결을 도모하면서 직선형에 근접한 형태로 연결된다.

또, 본 발명에 따른 고정지그(30)는 상기 구동지그(20)에 축방향으로 대향하게 장착되고, 스핀들(36)상에서 회전운동 가능하게 설치된다. 고정지그(30)는 도 3의 도면상에 표시된 우측, 즉 구동지그(20)에 대향하게 위치하고, 스핀들(36)에 연결되어 회전 운동한다. 고정지그(30)는 도면(도 2b)에 도시되어 있지만, 도면부호를 표시하지 않은 클램프가 구비된다. 즉 고정지그(30)는 선단에 클램프가 구비되어 코일가이드(13)를 통하여 유도된 코일(C)을 클램프하여 핑거(14)에 끝단을 고정한다. 이에 따라, 고정지그(30)는 구동수단에 의해 구동지그(20)와 함께 같은 회전 운동함은 물론 구동지그(20)와 연계 작동하여 유도코일(3)을 형성하기 위해 보조하는 역할을 수행하는 바, 이에 따른 상세한 작동은 후술하는 도 5를 통하여 설명한 다.

또한, 본 발명에 따른 간헐이송수단(40)은 상기 구동지그(20)의 스핀들(26)상에 거치되어 안내봉(41)을 타고 이송하는 가이드(42)를 개재하여 연결되고, 이송모터(45)에 연결되는 이송스크류(46)에 의해 간헐적으로 이송력을 전달한다. 간헐이송수단(40)은 제어박스와 회로적으로 연결되어 이송모터(45)를 구동시켜 유도코일(3)을 형성하기 위해 코어(24)에 권선시 구동지그(20)를 스핀들(26)로부터 전후로 간헐적으로 이송시키는 역할을 수행한다. 따라서, 간헐이송수단(40)은 도 3처럼 코일 권선시 구동지그(20)를 이송모터(45)에 의해 회전하는 이송스크류(46)를 통하여 안내봉(41)을 타고 가이드(42)가 전후로 이송되어 스핀들(26)상에서 구동지그(20)를 간헐적으로 이송시킨다. 여기서 본 발명에서 적용 가능한 이송모터(45)는 서브모터를 사용한다.

또한, 본 발명에 따른 구동수단은 상기 구동/고정지그(20)(30)의 스핀들(26)(36)에 풀리(56)(57)를 개재하여 설치되고, 벨트(55)로 연결되어 구동모터(50)의 회전력을 전달한다. 구동수단은 제어박스와 회로적으로 연결되어 구동모터(50)를 구동시켜 구동/고정지그(20)(30)의 스핀들(26)(36)에 회전력을 제공하는 바, 구동/고정지그(20)(30)는 일단에 스핀들(26)(36)상에 풀리(56)가 설치되고, 구동모터(50)는 프레임(F)의 내부에 수용되는 샤프트(51)에 각각 풀리(57)가 설치된다. 각각의 풀리(56)(57)는 타이밍벨트(55)로 서로 연결하여 상호 슬립(Slip)이 발생되지 않도록 한다. 여기서 본 발명에서 적용 가능한 구동모터(50)는 서브모터를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 각각의 풀리(56)(57)상에는 미설명된 도면부호 58은 벨트(55)의 장력을 조절하는 가이드롤러가 구비된다. 가이드롤러(58)는 이동 가능하게 장착하여 필요에 따라 외부에서 가이드롤러(58)를 통하여 벨트(55)의 장력을 조절할 수 있도록 한다. 이러한 구동방식은 도면을 통하여 도시하지 않았지만, 벨트구동방식이 아닌 체인구동이나 기어구동방식을 선택하여 사용하는 것도 가능하다할 것이다.

또한, 본 발명에 따른 상기 각 주요 구성품과 회로적으로 연결되면서 설정된 시퀀스에 따라 동작을 순차적으로 작동시키며 제어하는 제어박스가 구비된다. 주요 구성품은 전술한 텐션기(11), 트레버스(12), 코일가이드(13), 핑거(14) 및 와인더기구(15), 이젝트(16), 히터(17) 등을 모두 포함한다. 제어박스는 마이크로 프로세스의 연산속도와 무관하게 초고속으로 구현하기 위해 GATA ARRAY 라고 하는 집적로직회로를 구비하며 와인더기구(15)의 하단에 설치한다. 제어박스는 릴레이를 이용한 직접로직회로 그리고/또는 컴퓨터 회로를 구비하며, 입출력포트에서 각 모터와 각 구성품을 작동시키는 에어실린더 등과 연결되어 제어하도록 연결된다. 제어박스는 각 주요 구성품과 회로적으로 연결되는 제어패널이 구비되어 설정된 시퀀스에 따라 동작을 제어한다. 전술한 각 모터는 트레버스(12)를 구동시키는 모터, 구동/고정지그(20)(30)의 스핀들(26)(36)에 회전력을 제공하는 모터, 구동지그(20)를 스핀들(26)로부터 전후로 간헐적으로 이송시키는 모터를 지칭하고, 에어실린더를 사용하는 구성품은 트레버스(12)상에서 왕복 이송하는 코일가이드(13)와, 코일(C)의 끝단을 고정시키는 핑거(14)와, 완성된 제품(유도코일)을 배출하는 동시에 지그를 청소하는 이젝트(16)를 지칭한다.

도 4는 본 발명에 따른 와인더기구의 작동상태를 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 와인더기구를 통하여 코일이 권선되는 과정을 순차적으로 나타내는 구성도이며, 도 6은 본 발명에 따른 와인더기구의 코어에 코일이 권선된 상태를 나타내는 구성도이다.

작동에 있어서, 도 2내지 도 4를 통하여 먼저 유도코일(3)은 다양한 형상을 띄는 바, 그러한 형상을 띄도록 코어(24)를 구동지그(20)로부터 교체 장착된다. 여기서, 이해의 편의를 위해 각 주요 구성품들은 제어박스에 의해 유기적으로 작동하는 바, 이는 텐션기(11)는 미세코일(C)이 권취된 상태로 적정 장력을 유지한 채로 코일을 공급하고, 트레버스(12)는 코일을 유도하는 코일가이드(13)에 의해 코일을 와인더기구(15)의 코어를 공급하며, 핑거(14)는 코일가이드(13)에 의해 유도된 코일(C)이 와인더기구(15)의 코어(24)에 권선되는 동시에 끝단을 고정된다.

즉, 구동지그(20)가 간헐이송수단(40)에 의해 이송모터(45)가 회전하여 이송스크류(46)를 통하여 안내봉(41)을 타면서 가이드(42)가 전진되어 스핀들(26)상에서 구동지그(20)를 전진하여 구동지그(20)와 고정지그(30)는 서로 근접한 위치로 세팅되고, 핑거(14)가 고정지그(30)의 클램프상으로 이동된다. 이어서, 코일가이드(13)는 도 4처럼 에어실린더에 의해 구동지그(20)의 코어(24)와 고정지그(30)에 근접하게 위치하고, 핑거(14)는 코일가이드(13)를 통하여 유도된 코일(C)의 끝단을 고정한다.

여기서, 유도코일(3)을 정렬 권선이 이루어지기 위해서는 맨 아래층, 즉 첫층(1st layer)을 일정한 간격을 유지한 형태이면서, 회전 방향과 평형을 유지한 형 태로 적절하게 배열을 해야 한다.

이에 따라, 유도코일(3)을 형성하기 위해 코일(C)이 구동지그(20)의 코어(24)상에 권취되는 바, 이는 구동모터(50)가 회전하여 각 스핀들(26)(36)에 회전력을 제공하여 구동지그(20)와 고정지그(30)를 회전시킨다. 코일가이드(13)에 의해 유도된 코일(C)이 구동지그(20)의 코어(24)에 권선된다.

이어서, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 유도코일(3)의 첫 층(1st Layer)의 균일한 배열이 중요하므로, 스핀들(26)(36)의 회전하여 1턴에 못 미치는 회전을 하여 구동지그(20)의 코어(24)상에 코일(C)을 97%정도 감는다. 이때, 코어(24)상에 권선된 코일(C)은 고정지그(30)의 벽면상에 완전히 밀착이 안된 상태로 약간 벌어지게 된다. 이렇게 된 상태에서 계속적으로 코일(C)을 감게 되면 정렬 권선이 이루어지지 않아 불량을 초래하게 된다.

이에 따라, 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 구동지그(20)는 간헐이송수단(40)에 의해 고정지그(30)측으로 전진하여 코어(24)에 권선된 코일(C)을 고정지그(30)의 벽면에 밀착시키는 동시에 구동지그(20)는 다시 간헐이송수단(40)에 의해 후진하여 도 5a처럼 유지시킨다. 이때, 코어(24)는 수용부(22)에 수용된 상태에서 고정지그(30)의 단면에 접촉하여 스프링(23)에 의해 축방향의 탄성력을 제공된다. 여기서, 코일의 직경이 0.05 일때를 기준한 것이다. 만약에 그 간격이 좁으면 코일의 표면에 닿아서 장력이 저하되어, 감기기는 하나 2층 코일이 그곳에 도달했을 때에 문제를 발생시킬 수 있다.

이에 따라, 코어(24)상에 권선된 코일(C)이 고정지그(30)의 벽면에 밀착됨에 따라 상기의 문제점(첫 턴이 시작하는 위치에서는 한 코일정도의 여백이 생겨 코일이 면에 바짝 붙지 못하는 현상이 생긴 상태에서 한 층을 더 감고, 다음 층이 되어 감다보면 첫 턴이 미부착 지점에 도달하면 코일이 2층이 아닌 1층에 빠져 버린다)을 해결할 수 있게 된다.

이어서, 스핀들(26)(36)의 회전하여 완전히 1턴하여 구동지그(20)의 코어(24)상에 코일(C)을 100%정도 감아 도 6에 도시한 코일(C)에 <표기번호 1번>이 감기게 된다. 이때, 스핀들(26)(36)이 코일을 감는 과정에서 코어(24)에 코일(C)을 권선하여 100%에 도달하는 시점에서 만약에 트레버스(12)가 제자리에 가만히 있게 되면 코일(C)이 <표기번호 1번>상에 올라타는 상태가 된다.

이에 따라, 올라타기 직전에 트레버스(12)가 도 5b에 도시된 바와 같이 좌측으로 1피치(b)만큼 이동하여 권선된 <표기번호 1번>의 옆에 권선되어 <표기번호 2번>이 되는 바, 이때, 이와 동시에 구동지그(20)는 다시 간헐이송수단(40)에 의해 1피치(b)만큼 후진하여 코일의 굵기(b)만큼 간격이 벌어져 있어야 한다. 이외에도, 경우에 따라서 구동지그(20)는 코일의 굵기(b)보다 더 후진하여 벌어져 있다가 코일이 90%정도 감기는 순간 다시 간헐이송수단(40)에 의해 구동지그(20)가 전진하여 코어(24)에 권선된 <표기번호 2번>을 <표기번호 1번>에 밀착되어 서로 붙도록 하는 작동도 가능하다.

이어서, 구동지그(20)의 코어(24)에 권선된 <표기번호 2번>에서부터 마지막 코일(C)이 권선된 <표기번호 22번>까지는 상기와 같은 동작, (즉, 올라타기 직전에 트레버스(12)가 도 5b와 도 5c에 도시된 바와 같이 좌측으로 한 피치(b)만큼 이동 하여 권선된 코일의 옆에 권선되어 코일이 되는 바, 이때, 이와 동시에 구동지그(20)는 다시 간헐이송수단(40)에 의해 한 피치(b)만큼 후진하여 코일의 굵기(b)만큼 간격이 벌어져 있어야 한다. 이외에도, 경우에 따라서 구동지그(20)는 코일의 굵기(b)보다 더 후진하여 벌어져 있다가 코일이 90%정도 감기는 순간 다시 간헐이송수단(40)에 의해 구동지그(20)가 전진하여 코어(24)에 권선된 코일을 권선한 코일에 밀착되어 서로 붙도록 한다.)을 반복적으로 수행하여 정렬 권선을 구현합니다.

그리고, 이와 같은 동작을 수행하여 유도코일(3)을 형성하는 1st Layer 원하는 횟수만큼 감은 뒤에는 도 5d에 표기한 b/2만큼의 간격을 유지시켜야 합니다. 이는 2st Layer의 코일(C)이 <표기번호 23>이 권선된 코일과 코일의 홈에 끼이면서 올라타도록 가이드할 수 있습니다. 이와 같은 동작을 달성하기 위해서는 <표기번호 2번>에서부터 마지막 코일(C)이 권선된 <표기번호 22번>까지의 동작을 수행한 뒤, 즉, 2st Layer의 <표기번호 23번> 코일이 구동지그(20)와 <표기번호 22번>의 틈에 올라타기 위해서는 구동지그(20)는 더 이상 후진하지 않는다. 다만, 코일 권선이 완료되었을 때 배출작업을 위한 위치이동은 필요하다.

이에 따라, 도 6처럼 유도코일(3)을 형성하는 1st Layer의 마지막 코일(C), <표기번호 22번>을 권선하고 난 다음에는 2st Layer의 초기 코일(C)의 <표기번호 23>이 도 5d의 공간에 유도하기 위해서 다음과 같은 동작이 이루어집니다. 이는 트레버스(12)의 코일가이드(13)가 먼저 좌측으로 표기한 b/2만큼 이동해 있는 상태에서 스핀들(26)(36)이 1턴하면, 코일(C)은 구동지그(20)의 벽면에 약간 스치듯이 2st Layer의 <표기번호 23번> 코일이 구동지그(20)와 <표기번호 22번>의 틈에 올라타 안착된다. 이와 같은 동작을 수행하는 동안에는 트레버스(12)는 도 5e처럼 스핀들(26)(36)이 1턴에 못 미치는 회전, 즉 90% 회전하는 시점에 다음 코일<표기번호 24번>을 권선하기 위한 지점으로 순간 이동한다.

이어서, 상기와 같은 동작으로 2st Layer의 초기 코일(C)의 <표기번호 23>이 완성되고, 코일(C)의 <표기번호 23>에 올라타기 직전에 트레버스(12)가 도 5d에 도시된 바와 같이 우측으로 1피치(b)만큼 이동하여 권선된 <표기번호 23번>의 옆에 권선되어 <표기번호 24번>이 된다. 즉 <표기번호 24번> 코일은 도 5d에 도시된 바와 같이 코어(24)에 권선되어 1st Layer를 형성한 <표기번호 22>과 <표기번호 21>의 홈 사이에 끼이면서 권선된다. 이와 같은 동작을 반복하여 코일을 권선하게 되어 단지 트레버스(12)의 이동방향이 좌측에서 우측으로 이동한다.

이처럼, 상기와 같은 동작들을 계속적으로 반복 수행하여 정렬 권선이 자연스럽게 수행되고, 이때부터 본격적인 와인딩되어 기초가 튼튼하여 높은 건물을 쌓아 올리듯이, 코일의 정렬 권선(와인딩)이 제대로 목적한 바대로 이루어져 유도코일(3)을 형성한다.

그리고, 유도코일(3)이 완성되면 코일가이드(13)가 상승하는 동시에 핑거(14)에 의해 코일을 자르게 된다. 이어서, 구동지그(20)가 간헐이송수단(40)에 의해 후진하고, 이젝트(16)가 전후진하여 완성된 유도코일(3)은 배출하는 동시에 지그를 청소하게 된다. 이러한 동작을 반복적으로 수행하여 유도코일(3)을 형성한다.

이와 같이, 본 발명은 지그에 고정된 코어에 소정의 코일을 감아주는 보빈레 스 코일권선기에 있어서 코일의 권선시에 정렬 와인딩, 즉 일정한 간격을 유지하면서 정렬 권선이 가능함에 따라 제품의 불량률을 현저하게 줄이는 동시에 품질의 향상은 물론 생산성의 증대에 기여하는 효과를 제공한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 지그에 고정된 코어에 소정의 코일을 감아주는 보빈레스 코일권선기에 있어서 코일의 권선시에 정렬 와인딩, 즉 일정한 간격을 유지하면서 정렬 권선이 가능함에 따라 제품의 불량률을 현저하게 줄이는 동시에 품질의 향상은 물론 생산성의 증대에 기여하는 효과를 제공한다.

Claims

텐션기(11)에 권취된 코일(C)이 트레버스(12)에 의해 왕복 이송하는 코일가이드(13)를 통과하여 끝단이 핑거(14)에 고정된 상태로 지그에 장착된 코어에 소정의 코일을 감아 유도코일을 형성하는 보빈레스 코일권선기의 와인더기구에 있어서:

프레임(F)의 내부에 수용되는 스핀들(26)에 장착되어 전후이송 및 회전운동 가능하게 설치되고, 전면의 요홈(21)에 수용된 스프링(23)에 의해 탄성력을 제공받는 코어(24)를 구비하는 구동지그(20);

상기 구동지그(20)에 축방향으로 대향하게 장착되고, 스핀들(36)상에서 회전운동 가능하게 설치되는 고정지그(30);

상기 구동지그(20)의 스핀들(26)상에 거치되어 안내봉(41)을 타고 이송하는 가이드(42)를 개재하여 연결되고, 이송모터(45)에 연결되는 이송스크류(46)에 의해 간헐적으로 이송력을 전달하는 간헐이송수단(40);

상기 구동/고정지그(20)(30)의 스핀들(26)(36)에 풀리(56)(57)를 개재하여 설치되고, 벨트(55)로 연결되어 구동모터(50)의 회전력을 전달하는 구동수단; 및

상기 각 주요 구성품과 회로적으로 연결되면서 설정된 시퀀스에 따라 동작을 순차적으로 작동시키며 제어하는 제어박스;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보빈레스 코일권선기의 와인더기구.
제 1항에 있어서,

상기 구동지그(20)는 전면에 관통되는 요홈(21)을 구비하는 수용부(22)와, 상기 수용부(22)의 내면에 안착되어 탄성력을 제공하는 스프링(23)과, 상기 스프링(23)과 접촉하는 가압판(23a)에 의해 항상 탄성력을 받는 상태로 수용부(22)의 요홈(21)을 통하여 장착되는 코어(24)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보빈레스 코일권선기의 와인더기구.
제 2항에 있어서,

상기 코어(24)는 상면으로 중앙이 볼록한 환형부(24a)와, 그 외면 모서리에 형성되는 곡면부(24b)와, 그 하면으로 평탄한 평면부(24c)로 형성되는 것을 특징으로 하는 보빈레스 코일권선기의 와인더기구.
제 1항에 있어서,

상기 구동지그(20)는 일단에 나선(25a)이 형성되는 원추형관(25)을 구비하고, 상기 원추형관(25)의 나선(25a)에 스핀들(26)상에 수용되는 장볼트(27)에 각각 결합되어 회전/이동운동하면서 장착과 분리가 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 보빈레스 코일권선기의 와인더기구.