KR100656107B1 - 권선 장치 - Google Patents

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KR100656107B1
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구노우히토시
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닛토쿠 엔지니어링 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 워크의 권회부에 3차원 방향의 노즐 이동 기구를 사용하여 권선을 실시한 권선 장치에 있어서, 고정밀도 및 고속 권선을 행하여 얻는 것을 제공한다.
노즐부(10)를 3차원 방향으로 이동시키는 볼 나사 기구로서, 베이스측 좌우 이동 기구(20), 전후 이동 기구(30), 상하 이동 기구(40), 노즐측 좌우 이동 기구(50)를 구비한다. 베이스측 좌우 이동 기구(20)로 전후 이동 기구(30)를 이동가능하게 지지함과 동시에, 이 전후 이동 기구(30)로 상하 이동 기구(40)와 노즐측 좌우 이동 기구(50)를 지지한다. 노즐부(10)의 지지판(12)은 레일(47)과 레일 홈(12A)를 삽입시켜서 상하 이동 기구(40)의 상하 이동 부재(44)에 직접 연결되며, 또한 삽입 부재(57)와 슬라이딩 부재(14)를 삽입시켜서 좌우 이동 기구(50)의 좌우 이동 부재(54)에 직접 연결된다.
노즐 이동 기구, 상하 이동 부재, 전후 이동 기구, 좌우 이동 기구, 노즐부

Description

권선 장치{Coil winding device}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 권선 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 권선 장치를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 권선 장치를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 워크 및 인슐레이터를 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 워크를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 권선 장치를 도시한 사시도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1: 권선 장치 3: 노즐 고정 지그
4: 워크 6: 서보 모터
9: 선재 10: 노즐부
11: 노즐 12: 지지판
12A: 레일 홈 14: 슬라이딩 부재
20: 베이스측 좌우 이동 기구 30: 전후 이동 기구
40: 상하 이동 기구 47: 레일
50: 노즐측 좌우 이동 기구 57: 삽입 부재
101: 권선 장치 103: 노즐 고정 지그
104: 워크 110: 노즐부
112: 지지판 112A: 레일 홈
114: 슬라이딩 부재 140: 상하 이동 기구
147: 레일 150: 노즐측 전후 이동 기구
157: 삽입 부재
본 발명은 모터의 스테이터로의 권선에 적합한 권선 장치의 개선 구조에 관한 것이다.
내부 로터형 모터의 스테이터는 고리 형상 부재를 다수 적층하여 이루어지는 워크의 내주측으로 돌출하는 다수의 자극에 선재를 권회하여 형성된다(예를 들면, 도 5 참조). 종래에, 이런 스테이터의 각 자극으로의 권선은 스핀들에 설치한 노즐을 스핀들의 회전과 함께 각 자극 주위에서(예를 들면, 타원 궤도로) 공전시킴으로써 실시되었었다. 이러한 스핀들식 권선에 따르면 권선 작업을 고속화할 수 있다.
그렇지만, 이 스핀들식 권선에서는 노즐의 선재 풀림단과 자극 사이에 어느 정도의 간격을 설치할 필요가 있기 때문에, 권선시에 노즐의 선재 풀림단의 위치를 정밀하게 제어할 수는 없다. 예를 들면, 노즐의 자극 주위에서의 공전과 자극 축방향으로의 이송이 정밀하게 정합하여 행해지지 않으며, 권선에 권취 흐트러짐이 발생한다. 더욱이, 자극과 자극 사이에 볼록부를 갖는 형태의 워크(예를 들면, 도 5 참조)에서는 이 볼록부가 노즐의 궤적에 간섭하는 경우도 있다.
그래서, 예를 들면 본 출원인에 의한 일본 공개 특허 공보 평10-271774호에 기재된 권선 장치에서는, 3축방향 각각으로 노즐을 이동시키는 이동 기구(서보 기구)를 구비하고, 이들 이동 기구에 의한 동작의 조합으로 노즐을 3차원 방향으로 움직여서, 노즐의 선재 풀림단의 위치를 정밀하게 제어할 수 있도록 하고 있다. 이로써, 점적율이 높은 정렬 권취를 할 수 있고 모터 특성을 향상시킬 수 있다.
그렇지만, 이 일본 공개 특허 공보 평10-271774호의 권선 장치에서는, 노즐의 3차원 이동 기구는 전후, 좌우, 상하의 각 이동 기구가 순차적으로 쌓아 올려져서 구성되어 있기 때문에, 아래쪽의 이동 기구는 다른 이동 기구와 함께 움직여야만 하며, 그 만큼 동작이 느려지고, 결과적으로 권선 작업의 고속화를 저해했었다.
예를 들면, 전후 이동 기구로 좌우 이동 기구를 전후 이동가능하게 지지하고, 이 좌우 이동 기구로 상하 이동 기구를 좌우 이동가능하게 지지하며, 더욱이 이 상하 이동 기구로 노즐부를 상하 이동가능하게 지지하면, 노즐부를 3차원 방향으로 이동시킬 수 있지만, 이 경우, 전후 이동 기구는 노즐부와 함께 좌우 이동 기구와 상하 이동 기구를 움직여야만 하고, 또한 좌우 이동 기구는 노즐부와 함께 상하 이동 기구를 움직여야만 한다. 이 때문에, 전후 이동 기구에 의한 노즐의 전후 동작, 좌우 이동 기구에 의한 노즐의 좌우 동작은 고속화할 수 없다.
또한, 이러한 문제에 대처하기 위해, 노즐을 자극 주위에서 공전시키는 동작(박스 모션)을 워크의 왕복 회전 동작과, 3차원 이동 기구 최상부의 상하 이동 기구에 의한 노즐 동작과의 조합시켜서, 고속으로 행할 수 있도록 한 권선 장치가 있다. 그렇지만, 이러한 권선 장치에서는, 워크의 중량(관성 모멘트)이 어느 정도 이상 무거워지면 워크의 왕복 동작을 정밀하게 제어할 수 없게 되어버려, 결국 권선의 정밀도가 떨어지게 된다. 또한, 자극 사이에 볼록부를 갖는 타이프의 워크에서는 이 볼록부와의 간섭을 일으키지 않고, 노즐의 좌우 동작을 워크의 왕복 회전 동작으로 대용하는 것 자체가 어렵다.
이상과 같이, 종래의 권선 장치에서는 권선 작업의 고정밀도화와 고속화를 양립시킬 수 없었다.
본 발명은 이러한 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 내부 로터형 모터의 스테이터 등의 워크 권회부에 3차원 방향의 노즐 이동 기구를 사용하여 권선을 실시하는 권선 장치에 있어서, 고정밀도 및 고속 권선을 실시하기 위한 것이다.
제 1 발명에서는, 선재가 안내되는 노즐을 구비한 노즐부와, 이 노즐부를 3차원 방향으로 이동시키는 적어도 3개의 이동 기구를 구비하며, 이들 이동 기구에 의한 노즐 동작으로 상기 노즐로부터 풀려 나온 선재를 워크 권회부에서 권회하는 권선 장치에 있어서, 상기 적어도 3개의 이동 기구 중 2개의 이동 기구 각각을 상기 노즐부에 직접 또한 각 이동 기구에 의한 이동 방향으로는 다른쪽 이동 기구가 노즐부를 구속하지 않도록 연결하는 연결 수단을 구비하며, 이 2개의 이동 기구를 나머지 이동 기구로 이동가능하게 지지한다.
제 2 발명에서는, 상기 노즐부에 직접 연결되는 2개의 이동 기구는 상기 노즐부를 상기 권회부 축에 대략 수직한 두 방향으로 이동시키는 2개의 이동 기구이다.
제 3 발명에서는, 상기 워크를 상기 권회부가 요동하도록 동작시키는 워크 동작 수단을 구비하며, 상기 노즐부에 직접 연결되는 2개의 이동 기구는 상기 노즐부를 상기 권회부의 축방향으로 이동시키는 축방향 이동 기구와, 상기 노즐부를 상기 권회부의 축과 대략 수직한 방향으로 또한 상기 권회부의 요동과 다른 방향으로 이동시키는 수직 방향 이동 기구이다.
제 4 발명에서는, 상기 노즐부에 직접 연결되는 2개의 이동 기구는 서로 수직 방향으로 상기 노즐부를 이동시키는 이동 기구임과 동시에, 상기 연결 수단은 각 이동 기구를 다른쪽 이동 기구의 이동 방향으로 슬라이딩 가능한 걸어맞춤부를 통해 상기 노즐부에 걸어맞춤시키는 걸어맞춤 수단으로 이루어진다.
제 5 발명에서는, 선재가 안내되는 노즐을 구비한 노즐부와, 이 노즐부를 상하 방향으로 이동가능하게 지지하는 상하 이동 기구와, 이 상하 이동 기구를 수평면을 따른 방향으로 이동가능하게 지지하는 2차원 이동 기구를 구비하며, 상기 노즐로부터 풀려 나온 선재를 워크 권회부에 권회하는 권선 장치에 있어서, 상기 노즐부를 상기 권회부 축에 대해 좌우 방향으로 이동시키는 노즐측 좌우 이동 기구를 구비하며, 이 노즐측 좌우 이동 기구를 상기 2차원 이동 기구로 상기 상하 이동 기구와 병렬로 수평면을 따른 방향으로 이동가능하게 지지함과 동시에, 상기 상하 이동 기구 및 노즐측 좌우 이동 기구 각각을 상기 노즐부에 직접 또한 각 이동 기구에 의한 이동 방향으로는 다른쪽 이동 기구가 노즐부를 구속하지 않도록 연결하는 연결 수단을 구비한다.
제 6 발명에서는, 선재가 안내되는 노즐을 구비한 노즐부와, 이 노즐부를 상하 방향으로 이동가능하게 지지하는 상하 이동 기구와, 이 상하 이동 기구를 수평면을 따른 방향으로 이동가능하게 지지하는 2차원 이동 기구를 구비하며, 상기 노즐로부터 풀려 나온 선재를 워크 권회부에 권회하는 권선 장치에 있어서, 상기 워크를 상기 권회부가 축방향에 대해 좌우로 요동하도록 동작시키는 워크 동작 수단을 구비하며, 상기 노즐부를 상기 권회부의 축방향으로 이동시키는 노즐측 전후 이동 기구를 구비하며, 이 노즐측 전후 이동 기구를 상기 2차원 이동 기구로 상기 상하 이동 기구와 병렬로 수평면을 따른 방향으로 이동가능하게 지지함과 동시에, 상기 상하 이동 기구 및 노즐측 전후 이동 기구 각각을 상기 노즐부에 직접 또한 각 이동 기구에 의한 이동 방향으로는 다른쪽 이동 기구가 노즐부를 구속하지 않도록 연결하는 연결 수단을 구비한다.
이하에서, 첨부 도면에 근거하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 제 1 실시예의 권선 장치(1)를 도시한다.
도시한 바와 같이, 권선 장치(1)의 베이스(2) 상에는 워크 고정 지그(3)가 설치되며, 이 워크 고정 지그(3)에 워크(4)가 유지된다. 이 워크(4)의 권회부인 각 자극(4A)에 노즐부(10)의 노즐(11)로부터 풀려 나온 선재(9)(도 4 참조)가 권회된다.
워크(4)는 다수의 고리 형상 부재를 적층하여 구성되는 것으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 인슐레이터(절연용 부재)(5)가 설치된다(도 1 내지 도 3에서는 도시 생략). 그리고, 도 4에 도시한 바와 같이, 고리의 내주측에 돌출한 다수의 Y자형 자극(4A)에 순차적으로 선재(9)가 권회됨으로써, 내부 로터형 모터의 스테이터가 구성된다. 또한, 각 자극(4A) 사이의 선재(교차선)는 인슐레이터(5)에 형성된 안내 홈(5A)에 수용되든지 또는 각 자극(4A) 사이에 형성된 볼록부(4B)에 설치된 얽힘 핀(도시 안함)에 얽혀 고정된다.
워크 고정 지그(3)는 워크(4)를 외주측에 유지하는 것으로, 서보 모터(6)로 구동되어, 축 주위에서 회전 가능하게 되어 있다. 이 워크 고정 지그(3)의 회전에 의해 워크(4)의 각 자극(4A)이 순차적으로 노즐부(10)의 정면에 배치된다. 이 인덱스 동작은 워크 고정 지그(3)의 회전이 서보 모터(6)에 의해 이루어지기 때문에, 회전 각도(산출 각도)를 임의로 설정할 수 있고, 자극(4A)의 간격이 변경된 경우에도 용이하게 대응할 수 있다.
노즐부(10)에 있어서, 지지판(12)의 전방에 수평으로 연장되어 나오는 연설부(12A)에 가이드 통(13)이 수직하게 지지된다. 이 가이드 통(13)에는 도시하지 않은 선재 공급원으로부터 공급된 선재(9)가 삽입 통과되며, 권선되는 자극(4A)의 축방향과 대략 평행하게 가이드 통(13) 하단측에 설치된 노즐(11)로부터 풀려 나오도록 되어 있다.
또한, 권선 장치(1)는 노즐부(10)를 3차원 방향으로 이동시키는 3차원 이동 기구로서, 베이스측 좌우 이동 기구(20), 전후 이동 기구(30), 상하 이동 기구(40), 노즐측 좌우 이동 기구(50)와 같이 4개의 이동 기구를 구비한다. 이들 4개의 이동 기구들은 모두 볼 나사 기구로 이루어진다. 그리고, 전후 이동 기구(30), 상하 이동 기구(40), 노즐측 좌우 이동 기구(50)와 같은 3개의 이동 기구는 워크(4)로의 권선시에 노즐부(10)를 움직여서, 노즐(11)의 풀림단 부분의 자극(4A) 주위에서 공전 동작(박스 모션)을 실시할 수 있게 한다. 이에 대해, 베이스측 좌우 이동 기구(20)는 권선 작업시에는 사용되지 않으며, 노즐부(10)를 워크(4) 근방으로부터 가로 방향으로 크게 후퇴시킬 경우 등에 사용되는 것이다.
각 이동 기구에 대해서 상세히 설명하면, 우선, 베이스측 좌우 이동 기구(20)는 베이스(2)에 대해 고정 설치되는 본체 프레임(21)을 구비하며, 이 본체 프레임(21)에는 워크(4)에 대해 좌우 방향(권선이 이루어지는 자극(4A)의 축과 수직인 수평 방향)으로 연장하는 나사축(22)이 축지지되어 있다. 이 나사 축(22)은 구동 모터(23)에 의해 회전 구동되며, 이 회전 구동에 의해 나사 축(22)에 나선 결합하는 지지 부재(24)가 본체 프레임(21) 상에 고정 설치된 레일(25)을 따라 워크(4)에 대해 좌우 방향으로 이동하도록 되어 있다.
전후 이동 기구(30)의 본체 프레임(31)에는 워크(4)에 대해 전후 방향(권선이 이루어지는 자극(4A)의 축방향)으로 연장하는 나사 축(32)이 축지지됨과 동시에, 동일하게 전후 방향으로 연장하는 레일(35)이 고정 설치되어 있다. 또한, 지지 부재(34)는 나사 축(32)에 나선 결합함과 동시에, 레일(35)을 따라 슬라이딩 가능하게 되어 있다. 이로써, 모터(33)의 구동에 의해 나사 축(32)이 회전하면, 본체 프레임(31)이 지지 부재(34)에 대해 전후로 이동된다.
또한, 이 전후 이동 기구(30)의 지지 부재(34)는 베이스측 좌우 이동 기구(20)의 지지 부재(24) 상에 고정되어 있다. 이로써, 전후 이동 기구(30)는 베이스측 좌우 이동 기구(20)에 의해 전체적으로 좌우로 이동한다. 즉, 전후 이동 기구(30)의 본체 프레임(31)은 베이스측 좌우 이동 기구(20) 및 전후 이동 기구(30)의 볼 나사 기구에 의해 전후 좌우 방향으로 이동할 수 있게 되어 있다.
상하 이동 기구(40) 및 노즐측 좌우 이동 기구(50)는 노즐부(10)를 각각 상하 및 좌우로 이동시키는 것이다. 또한, 이들 상하 이동 기구(40)의 본체 프레임(41) 및 노즐측 좌우 이동 기구(50)의 본체 프레임(51)은 전후 이동 기구(30)의 본체 프레임(31) 앞 부분의 고정판(36)에 좌우로 이웃한 상태로 고정되어 있다. 이로써, 노즐부(10)는 4개의 이동 기구들의 동작을 조합함으로써 3차원 방향으로 이동가능하게 되어 있다.
이 경우, 본 발명의 특징이 되는 구성으로서, 상하 이동 기구(40) 및 노즐측 좌우 이동 기구(50)는 각각 노즐부(10)에 직접 연결되어 있다. 즉, 상하 이동 기구(40) 및 노즐측 좌우 이동 기구(50)는 어느 것도 다른쪽 이동 기구의 중량을 지지하는 것이 아니라 노즐부(10)만을 지지하여 구동하는 것이다. 이렇게 구동해야 할 중량이 노즐부(10)만이면 가볍기 때문에, 상하 이동 기구(40) 및 노즐측 좌우 이동 기구(50)에 의한 상하 및 좌우 동작은 민첩한 것으로 할 수 있다.
상세하게 설명하면, 상하 이동 기구(40)의 본체 프레임(41)에는 상하로 연장하는 나사 축(42)이 축지지됨과 동시에, 동일하게 상하로 연장하는 레일(45)이 고정 설치되고, 구동 모터(43)의 구동에 의한 나사 축(42) 회전에 의해 나사 축(42)에 나선 결합하는 상하 이동 부재(44)가 레일(45)을 따라 상하로 이동하도록 되어 있다. 노즐부(10)는 이 상하 이동 부재(44)에 연결됨으로써 상하로 움직여지도록 되어 있지만, 이 경우 상하 이동 부재(44)와 노즐부(10)의 연결은 상하 이동 부재(44) 앞면에 고정 설치되어 수평 방향으로 연장되는 레일(47)과, 노즐부(10)의 지지판(12) 뒷면에 형성된 레일 홈(12A)의 걸어맞춤에 의해 이루어진다. 이로써, 노즐부(10)는 상하 방향으로는 상하 이동 기구(40)의 상하 이동 부재(44)와 일체로 연결되어, 상하 이동 기구(40)에 의해 움직여지는 한편, 좌우 방향으로는 구속되지 않아 노즐측 좌우 이동 기구(50)와는 무관하게 동작하도록 되어 있다.
한편, 노즐측 좌우 이동 기구(50)는 본체 프레임(51)에 좌우로 연장하는 나사 축(52)이 축지지됨과 동시에, 마찬가지로 좌우로 연장하는 레일(55)이 고정 설치되며, 구동 모터(53)의 구동에 의한 나사 축(52)의 회전에 의해 나사 축(52)에 나선 결합하는 좌우 이동 부재(54)가 레일(55)을 따라 좌우로 이동하도록 되어 있다. 노즐부(10)는 이 좌우 이동 부재(54)에 연결됨으로써 좌우로 움직여지도록 되어 있지만, 이 좌우 이동 부재(54)와 노즐부(10)의 연결은 좌우 이동 부재(54) 앞면에 고정 설치된 삽입 부재(57)에 노즐부(10)의 지지판(12) 뒷면에 고정된 슬라이딩 부재(14)가 결합함으로써 이루어진다. 이 경우, 삽입 부재(57)는 슬라이딩 부재(14)를 양측으로부터 끼우도록 되어 있으며, 슬라이딩 부재(14)는 삽입 부재(57)에 대해 좌우로는 고정됨과 동시에, 상하 방향으로는 슬라이딩 가능, 나아가서는 이탈 가능하게 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 노즐부(10)는 좌우 방향으로는 노즐측 좌우 이동 기구(50)의 좌우 이동 부재(54)와 일체로 연결되며, 노즐측 좌우 이동 기구(50)에 의해 움직여지는 한편, 상하 방향으로는 구속되지 않아 상하 이동 기구(40)와는 무관하게 동작하도록 되어 있다.
이렇게, 상하 이동 기구(40)와 노즐부(10)에는 레일(47)과 레일 홈(12A)을 삽입시켜서 연결하고, 노즐측 좌우 이동 기구(50)와 노즐부(10)에는 삽입 부재(57)와 슬라이딩 부재(14)를 삽입시켜서 연결함으로써, 각 이동 기구(40, 50)는 서로 다른쪽 이동 기구에 간섭되지 않고, 또한 다른쪽 이동 기구의 중량을 지지할 필요도 없이, 노즐부(10)를 움직일 수 있다. 따라서, 상하 이동 기구(40) 및 노즐측 좌우 이동 기구(50)에 의한 노즐부(10)의 상하 좌우 동작은 고속화할 수 있으며, 워크(4)로의 권선시에 노즐(11)에서 요구되는 박스 운동을 고속으로 수행할 수 있다. 또한, 레일(47)과 레일 홈(12A) 및 삽입 부재(57)와 슬라이딩 부재(14)는 특허청구범위에 있어서의 연결 수단인 걸어맞춤부에 상당한다.
또한, 노즐부(10)의 지지판(12)에 형성되는 레일 홈(12A)과 상하 이동 기구(40)의 상하 이동 부재(44)의 레일(47)은 노즐측 좌우 이동 기구(50)에 의해 노즐부(10)가 좌우의 스트로크 단부까지 스트로크해도 걸어맞춤이 벗어나지 않도록 충분한 길이로 설정된다. 또한, 상술한 바와 같이 노즐부(10)의 슬라이딩 부재(14)는 노즐측 좌우 이동 기구(50)의 삽입 부재(57)로부터 이탈 가능하게 되어 있지만, 적어도 권선 작업시에 있어서의 노즐부(10)의 스트로크 범위에서는 슬라이딩 부재(14)가 삽입 부재(57)와 계속 걸어맞춤하도록 삽입 부재(57)의 상하 방향 길이가 설정되어 있다.
이하에서 작용을 설명한다.
권선 작업에 있어서는, 우선 워크 고정 지그(3)에 워크(4)를 설치하여 노즐(11)에 선재(9)를 삽입 통과함과 동시에, 베이스측 좌우 이동 기구(20), 전후 이동 기구(30), 상하 이동 기구(40)에 의한 동작의 조합에 의해 노즐부(10)를 워크(4)의 고리 안쪽으로 이동시켜서, 노즐(11)의 선재 풀림단을 권선해야 할 자극(4A)의 정면에 배치한다. 이 경우, 노즐(11)로부터 풀려 나온 선재(9)의 끝 부분은 도시하지 않은 척 기구에 의해 잡혀 유지되도록 되어 있다.
이어서, 전후 이동 기구(30), 상하 이동 기구(40), 노즐측 좌우 이동 기구(50)에 의한 동작을 조합함으로써 자극(4A)으로 선재(9)를 권선한다. 구체적으로는, 상하 이동 기구(40) 및 노즐측 좌우 이동 기구(50)에 의한 동작을 조합함으로써, 노즐(11)의 선재 풀림단을 자극(4A) 주위에서 공전시켜서 자극(4A) 주위에 선재(9)를 권회함과 동시에, 이 1주 권회마다 전후 이동 기구(30)에 의해 자극(4A)의 축방향으로 선재(9) 폭 만큼의 이송을 걸어감으로써, 선재(9)가 자극(4A) 기단측으로부터 선단측에 이를 때까지 정렬 권회된다. 이러한 자극(4A)으로의 정렬 권회를 소정의 권회 회수에 이를 때까지 수행한다.
이 경우, 상하 이동 기구(40) 및 노즐측 좌우 이동 기구(50)는 노즐부(10)에 직접 연결되며, 상하 이동 기구(40)가 노즐부(10)의 중량을 지지할 뿐이므로 서로 다른쪽 이동 기구의 중량을 지지하는 일 없이 고속 동작할 수 있다. 따라서, 자극(4A)으로의 선재(9) 권회는 고속으로 수행할 수 있고, 권선 작업을 효율화할 수 있다. 또한, 전후 이동 기구(30)는 노즐부(10)와 함께 상하 이동 기구(40) 및 노즐측 좌우 이동 기구(50)의 중량을 지지하는 것으로 동작의 고속화에는 한계가 있지만, 전후 이동 기구(30)는 자극(4A)의 축방향으로의 이송 동작을 수행하는 것에 불과하기 때문에, 그 정도의 고속 동작이 요구되지 않아 권선 동작에 문제가 발생하지 않는다.
이렇게 하나의 자극(4A)으로의 권선이 이루어졌으면, 상기 척 기구에 의한 지지를 해제함과 동시에, 서보 모터(6)에 의해 워크 고정 지그(3)를 회전시키고, 다음에 권선되어야 할 자극(4A)을 노즐(11)의 정면에 배치하여, 상기와 동일한 순서로 이 자극(4A)으로 권선을 수행한다. 또한, 자극(4A) 사이의 선재는 안내 홈(5A)(도 5 참조)으로 안내되거나 또는 볼록부(4B)에 설치된 얽힘 핀에 얽히거나 하여 고정된다. 이 경우, 이 얽힘 작업을 수행하기 위해, 노즐부(10)에는 노즐(11)을 선회 동작시키는 기구를 구비하도록 해도 된다.
이상과 같이 하여, 워크(4)의 각 자극(4A)으로의 권선이 종료했으면, 선재(9)의 권회 시작 부분과 권회 끝 부분을 소정의 길이로 절단하여 하나의 워크(4)로의 권선 작업이 종료한다.
도 6에는 본 발명의 제 2 실시예의 권선 장치(101)를 도시한다.
이 권선 장치(101)에 대해서, 상기 제 1 실시예의 권선 장치(1)와의 상위점을 중심으로 설명하면, 권선 장치(101)에서는 노즐부(110)를 3차원으로 이동시키기 위한 이동 기구로서 베이스측 전후 이동 기구(120), 좌우 이동 기구(130), 상하 이동 기구(140), 노즐측 전후 이동 기구(150)를 구비한다. 이 경우, 노즐부(110)는 상하 이동 기구(140)와 노즐측 전후 이동 기구(150) 각각에 직접 연결되는 구성으로 되어 있다.
그리고, 권선 장치(101)에 의한 권선 작업은 상하 이동 기구(140) 및 노즐측 전후 이동 기구(150)에 의한 노즐(111)의 상하 및 전후 동작과, 워크 고정 지그(103)에 의한 워크(104)의 회전 동작의 조합에 의해 이루어진다. 즉, 권선 작업은 상하 이동 기구(140)에 의한 상하 동작과 워크 고정 지그(103)의 회전 동작의 조합에 의해, 노즐(111)의 선재 풀림단을 워크(104)의 자극(104A) 주위에서 공전시켜 이 자극(104A) 외주로 선재를 감는 박스 운동과, 노즐측 전후 이동 기구(150)에 의해 노즐(111)을 자극(104A)의 축방향으로 움직이게 하는 것에 의한 선재(9)의 이송 동작으로 이루어진다. 또한, 노즐 고정 지그(103)는 권선 장치(1)의 노즐 고정 지그(3)가 서보 모터(6)에 의해 회전 구동되는 것과 마찬가지로, 도시하지 않은 서보 모터에 의해 회전 구동되도록 되어 있다.
각 이동 기구에 대해서 상세하게 설명하면, 베이스측 전후 이동 기구(120)는 베이스(102)에 대해 고정되는 본체 프레임(121)을 구비하며, 볼 나사 기구에 의해 이 본체 프레임(121)에 대해 전후 이동 부재(124)를 워크(104)의 전후 방향으로 움직이게 하는 것이다. 이 전후 이동 부재(124)에는 좌우 이동 기구(130)의 본체 프레임(131)이 고정 지지된다. 좌우 이동 기구(130)는 볼 나사 기구에 의해 본체 프레임(131)에 대해 좌우 이동 부재(134)를 워크(104)의 좌우 방향으로 이동시킨다.
좌우 이동 기구(130)의 좌우 이동 부재(134)에는 상하 이동 기구(140)의 본체 프레임(141) 및 노즐측 전후 이동 기구(150)의 본체 프레임(151)이 전후 방향으로 나열 고정된다. 상하 이동 기구(140)와 노즐측 전후 이동 기구(150)는 각각 본체 프레임(141, 151)에 대해 상하 이동 부재(144)와 전후 이동 부재(155)를 볼 나사 기구에 의해 상하, 전후로 이동시킨다.
노즐부(110)의 지지판(112)은 전후 방향으로 연장되어, 상하 이동 부재(144) 및 전후 이동 부재(155)에 직접 연결된다. 구체적으로는, 지지판(112)에 전후 방향으로 연장되어 형성된 레일 홈(112A)에는 상하 이동 부재(144)에 고정 설치된 레일(147)이 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 걸어맞춤한다. 또한, 지지판(112)에 고정된 슬라이딩 부재(114)는 전후 이동 부재(154)에 고정된 삽입 부재(157)에 의해 전후로부터 삽입되도록 되어 있다.
이러한 구성에 의해, 상하 이동 기구(140) 및 노즐측 전후 이동 기구(150)는 서로 다른쪽 이동 기구에 간섭되는 일 없이, 또한 다른쪽 이동 기구의 중량을 지지할 필요도 없이 노즐부(110)를 고속 동작시킬 수 있다. 또한, 워크(104) 및 워크 고정 지그(103)가 비교적 경량이면, 워크(104)의 회전 동작도 고속으로 수행할 수 있다. 따라서, 이들 동작의 조합에 의해, 이송 동작까지를 포함한 권선 동작을 극히 고속으로 수행할 수 있다. 이렇게, 본 실시예는 워크(104) 및 워크 고정 지그(103)가 비교적 경량이고, 또한 워크(104)의 자극(104A) 사이에 볼록부 등이 없이 노즐(111)의 좌우 동작을 워크(104)의 회전 동작으로 대용해도 문제가 생기지 않을 경우에 권선 동작을 고속화하는 데 유효하다.
제 1 발명에서는, 노즐부를 이동시키는 2개의 이동 기구가 연결 수단에 의해 노즐부에 직접 또한 각 이동 기구에 의한 이동 방향으로는 다른쪽 이동 기구가 노즐부를 구속하지 않도록 연결되기 때문에, 2개의 이동 기구 각각은 다른쪽 이동 기 구의 중량을 지지할 필요가 없고, 또한 각 이동 기구에 의한 노즐부의 이동이 다른쪽 이동 기구에 의해 저해되는 일은 없다. 따라서, 이 2개의 이동 기구는 고속 동작시킬 수 있으며, 결과적으로 적어도 3개의 이동 기구에 의한 고정밀도의 권선 작업을 고속화할 수 있다.
제 2 발명에서는, 노즐부에 직접 연결되는 이동 기구는 워크 권회부의 축방향으로 수직인 두 방향(예를 들면, 상하 방향과 좌우(수평) 방향)으로 노즐부를 이동시키는 것이기 때문에, 노즐의 선재 풀림단 부분을 권회부 주위에서 공전시키는 동작(박스 운동)을 고속화할 수 있고, 권선 작업을 고속화할 수 있다. 또한, 이 경우 노즐의 권회부 축방향으로의 이송은 상기 2개의 이동 기구의 중량을 지지하는 나머지 이동 기구로 이루어지지만, 이 이송 동작은 상기 박스 운동만큼 고속화 요청이 없기 때문에 권선 작업에 지장이 생기는 일은 없다.
제 3 발명에서는, 박스 운동이 워크 동작 수단에 의한 워크 권회부의 요동과 수직 방향 이동 기구에 의한 노즐의 이동에 의해 이루어지고, 노즐의 권회부 축방향으로의 이송은 축방향 이동 기구에 의해 이루어지기 때문에, 권선 작업은 이송 동작까지 포함하여 고속화할 수 있다.
제 4 발명에서는, 노즐부에 직접 연결되는 이동 기구의 이동 방향은 서로 수직인 두 방향이고, 각 이동 기구를 다른쪽 이동 기구의 이동 방향으로는 슬라이딩 가능한 걸어맞춤부(예를 들면, 레일 형상의 걸어맞춤부)를 통해 상기 노즐부에 걸어맞춤시키기 때문에, 합리적인 연결 수단을 간소하게 구성할 수 있어 비용을 삭감할 수 있다.
제 5 발명에서는, 2차원 이동 기구에 상하 이동 기구와 노즐측 좌우 이동 기구를 병렬로 지지하고, 이들 상하 이동 기구와 노즐측 좌우 이동 기구 각각에 연결 수단을 삽입시켜서 노즐부를 직접 또한 각 이동 기구에 의한 이동 방향으로는 다른쪽 이동 기구가 노즐부를 구속하지 않도록 연결하기 때문에, 상하 이동 기구와 노즐측 좌우 이동 기구 각각은 다른쪽 이동 기구의 중량을 지지할 필요가 없고, 또한 각 이동 기구에 의한 노즐부의 이동이 다른쪽 이동 기구에 의해 저해되는 일은 없다. 따라서, 권선 작업시의 박스 운동은 상하 이동 기구와 노즐측 좌우 이동 기구에 의한 동작의 조합에 의해 고속으로 수행할 수 있고, 권선 작업을 고속화할 수 있다. 또한, 노즐부의 후퇴 등의 큰 스트로크를 필요로 하는 동작은 2차원 이동 기구에 의해 이루어지기 때문에, 노즐측 좌우 이동 기구는 적어도 박스 운동에 필요한 스트로크를 갖는 소형으로 고속 동작 가능한 것으로 가능하며, 권선 작업을 더욱 고속화할 수 있다.
제 6 발명에서는, 2차원 이동 기구에 상하 이동 기구와 노즐측 전후 이동 기구를 병렬로 지지하여, 이들 상하 이동 기구와 노즐측 전후 이동 기구 각각에 연결 수단을 삽입시켜 노즐부를 직접 또한 각 이동 기구에 의한 이동 방향으로는 다른쪽 이동 기구가 노즐부를 구속하지 않도록 연결하기 때문에, 상하 이동 기구와 노즐측 전후 이동 기구 각각은 다른쪽 이동 기구의 중량을 지지할 필요가 없고, 또한 각 이동 기구에 의한 노즐부의 이동이 다른쪽 이동 기구에 의해 저해되는 일은 없다. 따라서, 권선 작업시의 박스 운동은 워크 동작 수단에 의한 권회부의 요동과 상하 이동 기구에 의한 노즐부의 상하 이동의 조합으로 고속으로 수행할 수 있음과 동시에, 노즐의 권회부 축방향으로의 이송 동작도 노즐측 전후 이동 기구에 의해 고속으로 수행할 수 있고, 권선 작업은 이송 동작까지 포함하여 고속화할 수 있다. 또한, 노즐부의 후퇴 등의 큰 스트로크를 필요로 하는 동작은 2차원 이동 기구에 의해 이루어지기 때문에, 노즐측 전후 이동 기구는 적어도 이송 동작에 필요한 스트로크를 갖는 소형으로 고속 동작 가능한 것으로 가능하여, 권선 작업을 더욱 고속화할 수 있다.

Claims (6)

  1. 선재가 안내되는 노즐을 구비한 노즐부와,
    상기 노즐부를 3차원 방향으로 이동시키는 적어도 3개의 이동 기구를 구비하며,
    이들 이동 기구에 의한 노즐 동작으로 상기 노즐로부터 풀려 나온 선재를 워크의 권회부에 권회하는 권선 장치에 있어서,
    상기 적어도 3개의 이동 기구 중 2개의 이동 기구 각각을 상기 노즐부에 직접 또한 각 이동 기구에 의한 이동 방향으로는 다른쪽 이동 기구가 노즐부를 구속하지 않도록 연결하는 연결 수단을 구비하며,
    상기 2개의 이동 기구를 나머지 이동 기구로 이동가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 권선 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐부에 직접 연결되는 2개의 이동 기구는 상기 노즐부를 상기 권회부의 축에 대략 수직한 두 방향으로 이동시키는 2개의 이동 기구인 것을 특징으로 하는 권선 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 워크를 상기 권회부가 요동하도록 동작시키는 워크 동작 수단을 구비하며, 상기 노즐부에 직접 연결되는 2개의 이동 기구는 상기 노즐부를 상기 권회부의 축방향으로 이동시키는 축방향 이동 기구와, 상기 노즐부를 상기 권회부의 축과 대략 수직한 방향으로 또한 상기 권회부의 요동과 다른 방향으로 이동시키는 수직 방향 이동 기구인 것을 특징으로 하는 권선 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐부에 직접 연결되는 2개의 이동 기구는 서로 수직 방향으로 상기 노즐부를 이동시키는 이동 기구이며, 또한 상기 연결 수단은 각 이동 기구를 다른쪽 이동 기구의 이동 방향으로는 슬라이딩 가능한 걸어맞춤부를 통해 상기 노즐부에 걸어맞춤시키는 걸어맞춤 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 권선 장치.
  5. 선재가 안내되는 노즐을 구비한 노즐부와,
    상기 노즐부를 상하 방향으로 이동가능하게 지지하는 상하 이동 기구와,
    상기 상하 이동 기구를 수평면을 따른 방향으로 이동가능하게 지지하는 2차원 이동 기구를 구비하며,
    상기 노즐로부터 풀려 나온 선재를 워크의 권회부에 권회하는 권선 장치에 있어서,
    상기 노즐부를 상기 권회부의 축에 대해 좌우 방향으로 이동시키는 노즐측 좌우 이동 기구를 구비하며,
    상기 노즐측 좌우 이동 기구를 상기 2차원 이동 기구로 상기 상하 이동 기구와 병렬로 수평면을 따른 방향으로 이동가능하게 지지함과 동시에,
    상기 상하 이동 기구 및 노즐측 좌우 이동 기구 각각을 상기 노즐부에 직접 또한 각 이동 기구에 의한 이동 방향으로는 다른쪽 이동 기구가 노즐부를 구속하지 않도록 연결하는 연결 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 권선 장치.
  6. 선재가 안내되는 노즐을 구비한 노즐부와,
    상기 노즐부를 상하 방향으로 이동가능하게 지지하는 상하 이동 기구와,
    상기 상하 이동 기구를 수평면을 따른 방향으로 이동가능하게 지지하는 2차원 이동 기구를 구비하며,
    상기 노즐로부터 풀려 나온 선재를 워크의 권회부에 권회하는 권선 장치에 있어서,
    상기 워크를 상기 권회부가 축방향에 대해 좌우로 요동하도록 동작시키는 워크 동작 수단을 구비하고,
    상기 노즐부를 상기 권회부의 축방향으로 이동시키는 노즐측 전후 이동 기구를 구비하며,
    상기 노즐측 전후 이동 기구를 상기 2차원 이동 기구로 상기 상하 이동 기구와 병렬로 수평면을 따른 방향으로 이동가능하게 지지함과 동시에,
    상기 상하 이동 기구 및 노즐측 전후 이동 기구 각각을 상기 노즐부에 직접 또한 각 이동 기구에 의한 이동 방향으로는 다른쪽 이동 기구가 노즐부를 구속하지 않도록 연결하는 연결 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 권선 장치.
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