KR100610168B1 - 로터용 권선기에서 도선의 절단방법과 이 절단방법을 이용하는 권선기 및 생산된 로터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인덱스와 도선그립퍼 및 플라이어를 포함하여 구성된 로터용 권선기(A winding machine)를 사용하여, 로터에 권선한 도선(conducting wire)의 양 끝단을 정류자가 구비한 전극의 일측에 형성되어 있는 갈고리의 모서리와 인장력을 이용하여 권선한 도선을 절단하는 도선 절단방법에 있어서,

1)상기 인덱스에 장착된 로터를 일정한 각도만큼 요동 회전시키는 단계; 2) 상기 로터의 요동 회전운동에 대응하게 도선을 쥐고 있는 상기 도선그립퍼를 상하로 운동시켜서, 전극에 형성된 갈고리의 모서리와 상기 도선그립퍼 사이에 개재된 도선에 적정한 인장력을 발생시키는 단계; 3)상기 갈고리의 모서리에 접촉된 도선에 노치를 형성하고 도선의 단면적을 감소시켜 인장력에 대한 저항을 최소화하기 위해 상기 1), 2)단계를 반복수행하는 단계; 4)상기 로터를 정지시킨 상태에서 상기 도선그립퍼를 당겨 인장력에 의해 로터에 권선된 도선의 끝단을 상기 갈고리의 모서리에서 절단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 로터용 권선기에서 도선의 절단방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 절단방법을 이용하는 권선기 및 상기 절단방법에 의해 생산되어 도선의 끝단이 상기 갈고리의 모서리에 밀착되어 절단된 로터에 관한 것이다.

권선기, 로터, 인장력, 절단, 요동회전, 노치

Description

로터용 권선기에서 도선의 절단방법과 이 절단방법을 이용하는 권선기 및 생산된 로터 {A method of cutting an enamel wire of winding machine for rotor, A winding machine using the method and A producted rotor}

도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 정면 사시도.

도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 배면 사시도.

도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 주요부 사시도.

도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 주요부 사시도.

도 3a는 권선 전인 통상의 로터를 도시한 사시도.

도 3b는 갈고리에 도선을 감아 맨 형상.

도 4는 종래의 커터가 장착된 권선기의 주요부 평면도.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 절단방법 설명도.

도 6a는 종래의 방법으로 도선을 절단한 형상.

도 6b는 본 발명에 따른 방법으로 도선을 절단한 형상.

도 7은 종래의 권선기에서 가는 도선의 작업공정도.

도 8은 종래의 권선기에서 굵은 도선의 작업공정도.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 작업공정도.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

10 : 인덱스 20 : 로터그립부

30 : 도선그립부 32 : 도선그립퍼

38 : 인장스프링 39 : 요동실린더

40 : 플라이어 46 : 플라이어축

50 : 도선가이드 60 : 도선공급부

70 : 로터공급부 78 : 로터홀더

80 : 컨베이어 84 : 로터승강기

90 : 제어기 102 : 커터

본 발명은 모터의 로터(회전자)가 구비하는 정류자의 전극의 일측에 형성된 갈고리의 모서리에 밀착된 상태로 도선을 절단하여 인접한 전극간의 쇼트현상이 야기되지 않는 로터용 권선기에서 도선을 절단하는 방법에 관한 것이고 또한, 상기 절단방법을 이용하는 권선기 및 상기 절단방법에 의해 생산된 로터에 관한 것이다.

모터는 패러데이의 전자기유도현상 및 플레밍의 왼손법칙을 응용한 회전전기기기로서, 회전하는 로터(회전자, 아마츄어)와 고정된 스테이터(고정자, 필드)를 주요 구성요소로 포함하여 구성된다.

로터(r)는 도3a에 도시된 바와 같이, 원형의 강철판을 적층한 원통형상으로써 그 중심에 축(m)을 구비하고 외곽에 축방향으로 형성된 다수의 슬롯(s)에 도선(coil)이 감겨져 구성되고, 스테이터는 다수개의 영구자석 혹은 전자석으로 구성되어 로터의 외곽에 원형 배열되어 구성되는데, 로터(r)에 감긴 도선에 전류를 흘려보내면 로터(r)에서 발생되는 전기장과 스테이터에서 발생된 자기장의 상호작용으로 인해 로터(r)가 회전하게 된다.

로터(r)를 연속적으로 회전시키기 위해서 로터(r)에 감긴 도선에 공급되는 전류는 로터(r)와 스테이터 사이에 항상 척력이 발생하도록 흘러야 하는데, 회전하는 로터(r)의 특성상 전류의 방향이 주기적으로 바뀌어야 한다. 교류전류를 이용하는 교류모터인 경우는 자연적으로 전류의 방향이 전환되지만, 전류의 방향이 일정한 직류전류를 이용하는 직류모터인 경우에는 로터(r)의 일측에 일정간격으로 원형 배열되는 전극을 통해 도선에 연결되는 정류자(c)와 섭동접점으로 통전되어 불연속적인 교번전류를 공급하는 브러쉬를 사용하여 이를 기구적으로 구현한다.

한편, 상술한 바와 같이 구성된 직류모터용 로터(r)를 생산하는 일련의 공정 중에서 슬롯(s)에 도선을 감는 작업은 권선기(A winding machine)라는 권선장치를 사용하여 슬롯(s)에 도선을 권선하고 도선의 양 끝단은 도3b에 도시된 바와 같이, 정류자(c) 전극(e)의 일측에 형성된 갈고리(h)에 감아 맨 후 소정의 길이로 절단한 다음 용접공정에서 도선의 끝을 전극에 용접하여 연결하는데, 이때 절단된 도선의 끝이 이웃한 전극(e)에 닿지 않도록 가능한 짧게 절단되어야 전극 상호간의 쇼트현상을 방지할 수 있고 양품의 로터(r)를 생산할 수 있다.

통상 도선의 굵기는 모터의 사양에 따라 굵기가 0.1~0.4mm인 가는 도선과 0.5~1.2mm인 굵은 도선이 달리 사용되는데, 생산 공정상의 권선방식은 가는 도선과 굵은 도선에 있어 동일하지만 절단하는 방식은 다르다. 양자가 모두 권선기를 사용하여 도선을 슬롯에(s) 감기 전후에 정류자(c)의 전극에 형성된 갈고리(h)에 1회 감아 맨 다음, 가는 도선은 인장에 대한 저항이 상대적으로 작아 인장력으로 잡아당겨져 갈고리(h)의 모서리 근처에서 절단이 가능하다. 그러나, 굵은 도선인 경우는 동일한 방법으로 절단이 잘 되지 않고 불예측적인 임의의 길이로 절단될 뿐만 아니라 과다한 인장력에 의해 동(bronze)재질인 갈고리(h)에 변형을 야기 시키므로 양품의 로터(r)를 생산하기가 어렵다.

상기와 같은 이유로 굵은 도선의 절단을 위해서는 도4에 도시된 바와 같이 별도의 커터(cutter)를 갈고리에 접근시킨 후 도선을 절단하는 방법으로 절단작업을 완료한다.

그러나, 상술한 종래의 방법으로 생산된 로터는 커터의 물리적인 크기에 기인하여 절단된 도선의 끝단이 도6a에 도시된 바와 같이, 갈고리에서 일정 길이만큼 잔여하게 되고 이웃한 전극과의 쇼트현상이 발생될 우려가 있어 제품의 신뢰도를 하락시키는데, 이를 해소하기 위해 품질검사 과정을 통해 불량하게 절단된 도선의 끝단을 일일이 찾아서 수작업으로 정정해야 하므로 생산능률이 현저하게 저하된다.

본 발명은 상술한 종래의 권선기를 사용하여 로터에 권선한 굵은 도선의 절단방법의 문제점을 해소하기 위해 출안 한 것으로서, 기존에 사용되는 커터를 전혀 사용하지 않아 장치비용의 상승요인을 제거할 뿐만 아니라 전극 상호간의 쇼트현상이 방지되도록 전극에 형성된 갈고리의 모서리에서 도선을 절단하여 우수한 품질의 로터를 생산하는 방법을 제공하고자 한다. 즉, 종래의 가는 도선의 절단방법에 효과적인 절단기법을 적용하여 굵은 도선의 절단작업을 완료함으로써 로터 생산의 생력화 및 품질개선에 효과적인 도선의 절단방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 상술한 방법을 이용하는 권선기를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 상술한 방법을 이용하여 도선이 갈고리의 모서리에 밀착되어 절단된 생산된 로터를 제공하고자 한다.

본 발명은 인덱스와 도선그립퍼 및 플라이어를 포함하여 구성된 로터용 권선기(A winding machine)를 사용하여, 로터에 권선한 도선(conducting wire)의 양 끝단을 정류자가 구비한 전극의 일측에 형성되어 있는 갈고리의 모서리와 인장력을 이용하여 권선한 도선을 절단하는 도선 절단방법에 있어서,

1) 상기 인덱스에 장착된 로터를 일정한 각도만큼 요동 회전시키는 단계; 2) 상기 로터의 요동 회전운동에 대응하게 도선을 쥐고 있는 상기 도선그립퍼를 상하로 운동시켜서, 전극에 형성된 갈고리의 모서리와 상기 도선그립퍼 사이에 개재된 도선에 적정한 인장력을 발생시키는 단계; 3) 상기 갈고리의 모서리에 접촉된 도선에 노치를 형성하고 도선의 단면적을 감소시켜 인장력에 대한 저항을 최소화하기 위해 상기 1), 2)단계를 반복수행하는 단계; 4) 상기 로터를 정지시킨 상태에서 상기 도선그립퍼를 당겨 인장력에 의해 로터에 권선된 도선의 끝단을 상기 갈고리의 모서리에서 절단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 로터용 권선기에서 도선의 절단방법을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 1) 내지 4)단계의 과정을 수행한 후 도선의 절단여부를 판단하고, 비 절단 시에 상기 1) 내지 4)단계를 반복하여 도선의 절단을 완료하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 도선의 절단방법에 직접 사용되는 권선기에 관한 것으로서,

로터를 수용 및 고정하여 일정한 각도만큼 요동 회전시키는 인덱스와, 상기 인덱스의 요동 회전운동에 대응하여 도선을 쥐고 상하로 요동왕복운동을 하는 도선그립퍼와, 상기 도선그립퍼의 상하운동과 도선을 당기는 인장력을 제어하는 스프링 및 요동실린더와, 상기 요소들의 동작을 제어하는 회로가 내장된 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 도선의 절단방법에 의해 생산되는 로터에 관한 것으로 서,

상기 갈고리의 모서리에 밀착된 상태로 도선의 끝단이 절단된 것을 특징으로 한다.

상술한 특징을 갖는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 정면 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 배면 사시도이고, 도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 주요부 사시도이고, 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 주요부 사시도이고, 도 3a는 권선 전인 통상의 로터를 도시한 사시도이고, 도 3b는 갈고리에 도선을 권선한 통상적인 형상이고, 도 4는 종래의 커터가 장착된 권선기의 주요부 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 절단방법 설명도이고, 도 6a는 종래의 방법으로 도선을 절단한 형상이고, 도 6b는 본 발명에 따른 방법으로 도선을 절단한 형상이고, 도 7은 종래의 권선기에서 가는 도선의 작업공정도이고, 도 8은 종래의 권선기에서 굵은 도선의 작업공정도이며, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 작업공정도이다.

우선 본 발명의 실시 예에 따른 권선기의 전체적인 기본구조를 알아보고자 하는데, 종래에 알려져 있는 장치이므로 각 구성요소의 세부적인 구성 및 작용은 배제하고 기본적인 주요 구성장치와 작업공정 및 로터 생산방법에 초점을 맞추어 살펴보고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 권선기(U)는 인덱스(10), 로터그립부(20), 도선그립부(30), 플라이어(40), 도선가이드(50), 도선공급부(60), 로터공급부(70)와 컨베이어(80), 그리고 제어기(90)로 구성된다.

상기 인덱스(10)는 상기 로터그립부(20)를 매개로 로터(r)와 결합되어 소정의 작업과정에 맞춰서 로터(r)를 일정각도 즉, 로터(r)의 축방향으로 분할 형성된 다수개의 슬롯(s) 중 권선하고자 하는 슬롯(s)이 권선위치에 놓이는 각도만큼 순차적인 권선작업마다 간헐적으로 회전시키는 인덱스축(12)을 구비하여 구성된다.

상기 로터그립부(20)는 원통형상으로 형성되고, 로터(r)를 고정하여 회전시키는 콜릿척(22)을 내부에 구비하고 소정의 작업에 따라 로터(r)의 정류자(c)를 은폐하여 보호하는 원통형의 보호커버(24)를 외부에 구비하여 상기 인덱스축(12)의 전방에 결합되며, 상기 인덱스(10)에 부착되어 상기 보호커버(24)를 구동하는 커버실린더(26)를 포함하여 구성된다.

상기 도선그립부(30)는 직선가이드(37)에 의해 상기 인덱스(10)와 직선대우로 결합되는 그립부본체(31)와, 권선작업 전에 도선(w)의 끝단을 잡아 로터(r)의 슬롯(s)에서 일정거리 떨어진 위치에 도선(w)을 안내시켜 상기 플라이어(40)가 권선 할 시작위치를 정하고 또한 권선작업 전후에 도선(w)을 당겨서 절단작업을 수행 하는 도선그립퍼(32)와, 상기 그립퍼본체(31)에 부착되고 상기 도선그립퍼(32)와 회전대우로 결합되는 한 쌍의 힌지블럭(34)과, 상기 인덱스(10)에 부착되어 소정의 공정에 따라 상기 도선그립부(30)를 전진 및 후진시키는 전후진실린더(36)와, 상기 힌지블럭(34)에 회전대우로 결합된 상기 도선그립퍼(32)의 전단과 후단에 각각 결합되어 상기 도선그립퍼(32)를 상하로 요동 및 회전 운동시키는 요동실린더(39) 및 인장스프링(38)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 도선그립퍼(32)는 도선(w)을 고정하는 집개(32a)를 전단에 구비하고 상기 집개(32a)의 구동원인 그립퍼실린더(32b)를 내부에 수용하고 있다.

상기 도선그립부(30)는 상기 인덱스(10)의 중심축에 대해 상하로 대칭되어 한 쌍이 구비된다.

상기 플라이어(40)는 상기 도선그립부(30) 및 상기 인덱스(10)의 축에 직각되는 방향으로 직선운동을 안내하는 선형가이드(43)를 구비한 플라이어본체(42)와, 상기 플라이어본체(42)와 상기 선형가이드(43)를 매개로 결합되어 직선왕복이 가능한 권취기(44)와, 상기 권취기(44)의 내부에서 베어링을 매개로 장착되고 회전하는 플라이어축(46)과, 외팔보형상으로 형성되고 끝단에 도선(w)의 안내 역할을 하는 권취롤러(49)가 구비된 권취암(48)을 포함하여 구성되며, 중공축인 상기 플라이어축(46)의 내부를 관통하여 상기 권취암(48)의 권취롤러(49)로 노출된 도선(w)을 상기 권취암(48)의 회전에 의해 실제로 로터(r)의 슬롯(s)에 감는 권선작업을 수행한다.

상기 도선가이드(50)는 상하 및 좌우가이드(52, 54)가 한 쌍씩 구비하는데, 로터(r)를 지지하는 동시에 도선(w)이 권선될 슬롯(s)에 정확하게 권선될 수 있도록 안내하는 역할을 수행한다.

상기 상하가이드(52)는 상기 인덱스(10)에 고정된 상기 직선가이드(37)의 전단에 결합되어 로터(r) 외측면의 상하부를 지지하고, 상기 좌우가이드(54)는 상기 권취기(44)의 플라이어축(46) 선단에 부착되고 상기 로터그립부(20)의 전방 좌우에서 이격되어 벌려져서 대기하고 있다가 로터(r)가 상기 로터그립부(20)에 장착되면 상기 권취기(44)와 함께 로터(r)중심축으로 모아져서 로터(r) 좌우의 외측면을 지지한다.

상기 상하 및 좌우가이드(52, 54)는 로터(r)를 지지하는 면이 로터(r)의 외형에 대응되게 형성되어 로터(r)의 사방을 은폐하고, 상기 상하 및 좌우가이드(52, 54) 사이에 형성된 틈을 따라 도선(w)을 안내한다.

한편, 상기 좌측가이드(54)는 상기 로터그립부(20)의 콜릿척(22)에 장착된 로터(r)의 슬롯(s)이 안내된 도선(w)을 수용할 수 있는 정확한 자세를 취하도록 로터(r)의 롤링방향, 즉 로터축(m)에 대한 회전방향의 자세를 조정하는 로터정렬기(56)를 내부에 구비하고 상기 로터정렬기(56)와 연동되고 하단으로 돌출된 정렬버튼(57)을 구비하며 소정의 시점에서 푸시로드(58)의 누름작용에 의해 상기 정렬버튼(57)을 조작함으로써 상기 로터정렬기(56)를 작동시킨다.

상기 도선공급부(60)는 도선(w)이 롤 형태로 권선되어 있는 권선롤(62)과, 상기 권선롤(62)로부터 상기 권취기(44) 및 권취암(48)을 통해 상기 플라이어(40)에 도선(w)을 안내하는 수개의 안내롤러(66)를 구비하는 롤러트레인(64)을 포함하여 구성된다.

상기 로터공급부(70)는 상기 로터그립부(20)의 전방에 위치하는 로터공급부본체(72)와, 가이드(79)에 의해 상기 로터공급부본체(72)와 직선대우를 이루고 상기 로터그립부(20)의 축방향으로 이동하면서 권선될 그리고 권선된 로터(r)를 상기 로터그립부(20)에 공급하거나 이탈시키는 작업을 행하는 슬라이더(74)와, 로터(r)의 연속적인 로딩 및 언로딩을 위한 로터홀더(78)를 상하에 외팔보 형식으로 구비하고 상기 슬라이더(74)와 회전대우로 결합되어 상기 슬라이더(74)의 전후 운동방향 축에 대한 직교축 중 수평축을 중심으로 180도 각도의 불연속 회전을 하는 홀더센터(76)를 포함하여 구성된다.

상기 컨베이어(80)는 상기 로터공급부(70)의 전방에 가로로 설치되고, 로터(r)를 일렬로 수용하는 로터스테이션(82)과, 상하이동하여 권선될 로터(r)를 상기 로터공급부(70)의 로터홀더(78)에 공급하고 또한 상부에서 권선된 로터(r)를 수용하여 하부의 상기 로터스테이션(82)으로 가져오는 로터승강기(84)와, 순차적인 권선작업이 이루어 완료될 때마다 상기 로터스테이션(82)에 장착된 로터(r)를 우측으로 이송시켜 연속적인 로터(r)공급과 수급이 이루어지도록 하는 로터이송기(86)를 포함하여 구성된다.

상기 제어기(90)는 권선기(U)의 작업공정에 따른 전반적인 제어를 일괄하여 처리 및 관리하는 제어회로와 인터페이스를 구비하여 구성된다.

이어서, 상술한 구성의 본 발명의 실시 예에 따른 권선기(U)의 작용 및 로터(r)의 생산방법을 살펴보면 다음과 같다.

운전 전 단계로서, 도선(w)을 상기 권선롤(62)로부터 상기 롤러트레인(64)의 안내롤러(66)를 따라 상기 권취기(44)의 플라이어축(46) 내부를 관통하고 상기 권취암(48) 끝단의 권취롤러(49)를 통과해서 상기 도선그립퍼(32)의 끝단에 구비된 집개(32a)에 물려서 고정시키고, 권선될 로터(r)를 상기 컨베이어(80)의 로터스테이션(82)의 좌측영역에 일렬로 배열하여 장착하며, 권선기(U) 및 제어기(90)의 전원을 켠다.

이상과 같은 운전준비 후 운전개시를 하면, 도1b에 도시된 바와 같이, 상기 로터승강기(84)가 상기 컨베이어(80)에 준비된 로터(r)를 상기 로터공급부(70)의 로터홀더(78)가 로딩 하는 높이까지 상승시키고, 상기 로터공급부(70)의 로터홀더(78)는 전진, 즉 컨베이어(80)쪽으로 이동하여 상기 로터승강기(84)의 로터(r)를 로딩하고 일정거리 후퇴하면 상기 홀더센터(76)가 180도 회전하여 로터(r)를 상기 로터그립부(20)에 장착하는 자세로 전환하고 인덱스(10)방향으로 이동하여 상기 상 하가이드(52)를 통과해 상기 로터그립부(20)의 콜릿척(22)에 로터(r)를 장착한다.

여기서, 상기 홀더센터(76)는 상기 가이드(79) 상에서 3개소의 정지위치를 갖는데, 상기 로터홀더(78)가 상기 컨베이어(80)의 로터승강기(84)와 만나는 접속위치와, 상기 홀더센터(76)가 회전하거나 대기하는 대기위치, 그리고 상기 로터그립부(20)의 콜릿척(22)에 로터(r)를 장착하거나 수급하는 로딩위치이며, 위치이동 및 정지는 상기 가이드(79)를 따라 직선 운동하는 상기 슬라이더(74)의해 이루어진다.

상기 콜릿척(22)에 장착된 로터(r)는 좌우에 설치된 상기 플라이어(40)의 권취기(44)가 로터축(m)으로 이동함에 따라 상기 좌우가이드(54)가 로터(r)의 좌우 외측을 지지하고, 좌측가이드(54)의 내부에 구비된 로터정렬기(56)와 연동되어 있는 정렬버튼(57)을 푸시로드(58)가 눌러 권선될 슬롯(s)이 올바른 각도, 즉 상기 상하 및 좌우가이드(52, 54) 사이의 틈새와 일치되는 각도를 갖도록 미세한 각도를 조정하여 정렬한다. 이때, 상기 콜릿척(22)은 로터(r)의 축을 수용만 한 상태이고 고정은 하지 않은 상태로써 로터(r)는 상기 상하 및 좌우가이드(52, 54)에 의해 지지되어 있게 되고, 로터(r)가 정자세를 취한 다음에 로터(r)의 축을 쥐어서 고정하고 일체로 회전한다.

이어서, 상기 플라이어(40)의 권취암(48)이 일정각도 회전하여 상기 도선그립퍼(32)에 따라 도선(w)을 상기 갈고리(h)에 건 후 연속적으로 고속회전 하여 슬롯(s)에 도선(w)을 감으며 다시 일정각도 회전하여 갈고리(h)에 도선(w)을 건 후 연속적인 고속회전에 의해 남은 슬롯(s)에 권선을 완료하고 최종적으로 갈고리(h)에 도선(w)을 걸어 맨다.

여기서, 상기 도선그립퍼(32)에 고정되어 있는 도선(w)은 상기 권취암(48)의 회전에 의해 원뿔형상의 회전궤적을 따라 선회하는데, 이 궤적선 상에 상기 갈고리(h)와 슬롯(s)이 위치하게 되어 상술한 작업, 즉 도선(w)을 갈고리(h)에 걸거나 슬롯(s)에 권선하는 작업이 이루어진다. 한편, 상기한 두 작업은 소정의 과정에 따라 선택적으로 이루어져야 하는데, 슬롯(s)에 권선하는 작업공정에서는 상기 로터그립부(20)의 보호커버(24)가 정류자(c)를 은폐하여 갈고리(h)에 도선(w)이 걸리는 현상을 방지하고 정류자(c)의 전극(e) 및 갈고리(h)를 보호하며, 도선(w)을 갈고리(h)에 걸어 매는 작업공정에서는 상기 보호커버(24)를 개방하여 갈고리(h)가 외부로 노출되도록 한다. 이는 상기 커버실린더(26)의 구동에 의해 구현된다.

한편, 권선된 도선(w)의 양 끝단을 절단하는 작업은 다음과 같이 이루어진다.

절단작업은 도선(w)의 첫 단과 권선 후의 끝단을 절단하는 두 번의 작업이 수행되는데, 초기에 권취암(48)이 일정각도 회전하여 도선(w)을 갈고리(h)에 건 후 일개소의 슬롯(s)에 권선작업이 진행된 시점에서 도선(w)의 첫 단을 물고 있는 상기 도선그립퍼(32)가 도선(w)을 당겨서 절단한 후 후퇴하고, 권선작업이 최종적으로 완료되는 시점, 즉 상기 권취암(48)의 회전에 의해 슬롯(s)과 갈고리(h)에 권선 및 걸어 매는 작업이 끝난 후 최종적으로 갈고리(h)에 도선(w)이 걸린 시점에서 상기 도선그립퍼(32)가 전진하여 갈고리(h)와 권취암(48) 사이에 개재된 도선(w)을 갈고리(h)부근에서 쥐고 인장에 의해 절단작업을 수행한다.

구체적인 절단방법은, 상기 인덱스(10)의 구동에 의해 상기 로터그립부(20)를 매개로 장착된 로터(r)를 일정한 각도만큼 요동 회전시키고, 또는 이와 동시에 상기 도선그립퍼(32)를 상기 인덱스(10)의 요동 회전운동에 대응하게 상하로 운동시켜서 상기 갈고리(h)의 모서리와 상기 도선그립퍼(32) 사이에 개재된 도선(w)에 적정한 인장력이 유발되도록 한다. 상기 로터(r)와 상기 도선그립퍼(32)의 상대적인 요동 회전운동은 동시에 이루어질 수도 있고 상기 로터(r)의 요동 회전운동 이후에 상기 도선그립퍼(32)의 요동회전이 병행될 수도 있다. 상기와 같은 상대적인 요동 회전운동의 반복수행으로 상기 갈고리(h)의 모서리와 도선(w) 간의 마찰 등에 의해 상기 갈고리(h)의 모서리에 걸린 도선(w)의 측면에 노치(notch)를 형성하여 인장력에 대한 저항을 최소화시킨다. 그 후 상기 인덱스(10)를 정지시킨 상태, 즉 상기 로터(r)를 정지시킨 상태에서 상기 도선그립퍼(32)로 도선(w)을 당기면, 로터(r)에 권선된 도선(w)은 끝단이 상기 갈고리(h)의 모서리에 밀착된 상태로 절단된다. 절단작업의 신뢰도를 확보하기 위해 상기 도선그립퍼(32)와 상기 로터(r)에 개재된 도선(w)의 인장력을 감지하여 상기 절단방법으로 절단이 완료되었는지의 여부를 판별하고 만일, 절단이 완료되지 않았을 경우에는 상기 절단방법을 재 수행하여 절단을 완료하도록 한다.

여기서, 상기 도선그립퍼(32)를 당겨 도선(w)에 적정한 인장력을 유발하는 역할은 상기 인장스프링(38)과 상기 요동실린더(39)에 의해 구현되고, 절단작업 시에 상기 보호커버(24)는 개방되어 정류자(c)의 전극(e) 및 갈고리(h)는 노출된 상태로 된다.

한편, 상기 요동실린더(39)는 도선(w)에 걸리는 인장력을 감지하는 힘센서를 구비하여 상술한 절단작업의 완료여부를 확인하는데, 절단이 원활하게 끝나지 않았을 경우에는 힘센서로부터 상기 제어기(90)에 입력신호를 보내어 절단작업을 재 시도함으로써 절단작업이 완료되도록 한다.

상술한 절단작업이 완료되면 상기 로터공급부(20)의 로터홀더(78)가 권선된 로터(r)를 수거하고 상기 슬라이더(74)가 중간위치, 즉 대기위치로 상기 홀더센터(76)를 이동 시킨 후 상기 홀더센터(76)는 180도 전환되는데, 이때 한 쌍의 로터홀더(78) 중 반대편, 즉 인덱스(10) 방향에 있던 로터홀더(78)는 권선될 로터(r)를 상기한 권선 및 절단작업 시간동안 이미 상기 로터승강기(84)에 의해 상기 컨베이어(80)로부터 인수받아 있는 상태이므로 상기 로터홀더(78)는 전진하여 상기 로터그립부(20)의 콜릿척(22)에 장착한다. 한편 권선되어 수거되어 다른 편의 로터홀더(78)에 있는 로터(r)는 상기 로터홀더(78)의 후진, 즉 컨베이어(80)쪽으로의 이동에 의해 상기 로터승강기(84)와의 접근위치로 이송되면 상기 로터승강기(84)가 상승하여 권선된 로터(r)를 인수받고 하강하여 로터스테이션(82)에 장착하며, 상기 로터이송기(86)가 일렬로 장착된 로터(r)들을 한 피치만큼 우측으로 이동시켜 권선된 로터(r)는 우측으로 이동시키고, 권선될 로터(r)를 상기 로터승강기(84)의 위치에 이동시켜 또다시 상기 로터공급부(20)에 로터(r)를 로딩시킴으로써 연속적인 권선작업이 구현된다.

한편으로, 종래의 권선기에 있어서 절단작업을 첨부된 도면의 작업공정도를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 가는 도선(w)의 절단공정은 도7에 도시된 바와 같은 순서로 로터(r)를 정지시킨 상태에서 권선 전후에 갈고리(h)에 감아 맨 도선(w)을 도선그립퍼(32)로 잡아당겨서 절단하는데 갈고리(h)의 모서리가 절단 날의 역할을 하여 부분적으로 절단작업에 기여하고 갈고리(h)의 모서리 위치에서 절단이 이루어진다.

다음으로, 굵은 도선(w)인 경우는 가는 도선(w)에서와 같은 방법으로 절단하면 과다한 인장력에 의해 동(bronze)재질인 갈고리(h)에 변형을 야기되고, 불예측적인 임의의 길이로 절단될 뿐만 아니라 비교적 굵기가 굵은 도선(w)인 경우는 절단이 거의 불가능하다.

따라서, 굵은 도선(w)인 경우는 도4와 도8의 작업공정도에 도시된 바와 같이, 별도의 커터(102)를 갈고리(h)에 인접한 부근의 도선(w)에 접근시켜 한 쌍의 전단날을 구비한 상기 커터(102)에 의해 절단을 하고 다시 커터(102)를 후퇴시킨다.

그러나, 이런 방법으로 생산된 로터(r)는 커터의 물리적인 크기에 기인하여 절단된 도선(w)이 갈고리(h)에서 일정 길이만큼 잔여하게 되고 이웃한 전극과의 쇼트현상이 발생될 우려가 있어 제품의 신뢰도를 하락시키는데 이를 해소하기 위해 품질검사 과정을 통해 도6a에 도시된 바와 같이, 불량하게 절단된 도선(w)의 끝단을 일일이 찾아서 수작업으로 정정해야 하므로 생산능률이 현저하게 저하된다.

본 발명에 따른 실시 예는 도9의 작업공정도에 도시된 바와 같이, 상술한 가는 도선(w)의 절단작업과정 중에서 도선그립퍼(32)로 도선(w)을 당겨서 절단하기 전에 도5에 도시된 바와 같이, 로터(r)의 요동 회전 또는 요동 회전과 대응하여 상기 도선그립퍼(32)의 상하로 운동을 동시에 구현하여 상기 갈고리(h)의 파손을 일으키지 않으면서도 갈고리(h)의 모서리에 의해 도선(w)에 노치를 형성할 수 있을 정도의 적정한 인장력을 갈고리(h)와 도선그립퍼(32) 사이에 개재된 도선(w)에 유발시키고, 도선(w)의 단면적을 감소하여 인장에 대한 저항을 최소화 한 후에 인장력을 가하여 절단한다.

본 발명에 따른 절단방법 및 권선기는 도6b에 도시된 바와 같이, 갈고리의 모서리에서 도선의 끝단이 절단된 양품의 로터를 생산할 수 있음으로 기존의 절단방법의 문제점을 말끔하게 해결한다.

따라서, 본 발명에 의한 절단방법 및 권선기(U)는 종래의 가는 도선(w)인 경우에는 기존 절단방식으로 제어하여 사용하고 굵은 도선(w)인 경우에는 상기한 절단방법을 부가하여 절단이 가능하므로 한대의 권선기로써 두 종류의 로터(r)를 모 두 생산할 수 있고 종래의 커터(102)와 같은 별도의 절단장치를 구비할 필요가 없을 뿐만 아니라, 품질 면에서도 매우 우수한 로터(r)를 용이하게 생산할 수 있으므로 경제적인 및 생산효과 면에서 뛰어난 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 따른 절단방법은 로터에 권선한 굵은 도선의 절단작업 시에 기존에 사용되는 커터를 전혀 사용하지 않아 장치비용의 상승요인을 제거할 뿐만 아니라 우수한 품질의 로터를 생산하는 효과가 있다. 즉, 종래의 가는 도선의 절단방법에 효과적인 절단기법을 적용하고 갈고리의 모서리에서 도선의 끝단을 절단하여 굵은 도선의 절단작업을 완료함으로써 로터 생산의 생력화 및 품질개선에 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래의 가는 도선인 경우에는 기존 절단방식으로 제어하여 사용하고 굵은 도선인 경우에는 상기한 절단방법을 제어기에 추가하여 사용 가능하므로 한대의 권선기로써 두 종류의 로터를 모두 생산할 수 있고 종래의 커터와 같은 별도의 절단장치를 구비할 필요가 없을 뿐만 아니라 품질 면에서도 매우 우수한 로터를 용이하게 생산할 수 있으므로, 경제 및 생산효과 면에서 월등한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 로터는 갈고리의 모서리에서 도선의 끝단이 절단되어 인접한 전극간의 쇼트현상이 예방되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 인덱스와 도선그립퍼 및 플라이어를 포함하여 구성된 로터용 권선기(A winding machine)를 사용하여, 로터에 권선한 도선(conducting wire)의 양 끝단을 정류자가 구비한 전극의 일측에 형성되어 있는 갈고리의 모서리와 인장력을 이용하여 권선한 도선을 절단하는 도선 절단방법에 있어서,

   1) 상기 인덱스에 장착된 로터를 일정한 각도만큼 요동 회전시키는 단계;

   2) 상기 로터의 요동 회전운동에 대응하게 도선을 쥐고 있는 상기 도선그립퍼를 상하로 운동시켜서, 전극에 형성된 갈고리의 모서리와 상기 도선그립퍼 사이에 개재된 도선에 적정한 인장력을 발생시키는 단계;

   3) 상기 갈고리의 모서리에 접촉된 도선에 노치를 형성하고 도선의 단면적을 감소시켜 인장력에 대한 저항을 최소화하기 위해 상기 1), 2)단계를 반복수행하는 단계;

   4) 상기 로터를 정지시킨 상태에서 상기 도선그립퍼를 당겨 인장력에 의해 로터에 권선된 도선의 끝단을 상기 갈고리의 모서리에서 절단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 로터용 권선기에서 도선의 절단방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 1) 내지 4)단계의 과정을 수행한 후 도선의 절단여부를 판단하고, 비 절단 시에 상기 1) 내지 4)단계를 반복하여 도선의 절단을 완료하는 것을 특징으로 하는 로터용 권선기에서 도선의 절단방법.
3. 제1항의 도선의 절단방법에 직접 사용되는 권선기에 관한 것으로서,

   로터를 수용 및 고정하여 일정한 각도만큼 요동 회전시키는 인덱스와,

   상기 인덱스의 요동 회전운동에 대응하여 도선을 쥐고 상하로 요동왕복운동을 하는 도선그립퍼와,

   상기 도선그립퍼의 상하운동과 도선을 당기는 인장력을 제어하는 스프링 및 요동실린더와,

   상기 요소들의 동작을 제어하는 회로가 내장된 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 로터용 권선기.
4. 제1항의 도선의 절단방법에 의해 생산되는 로터에 관한 것으로서,

   상기 갈고리의 모서리에 밀착된 상태로 도선의 끝단이 절단된 것을 특징으로 하는 로터.

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