KR101039207B1 - 권선 장치 - Google Patents

Abstract

에지 방향 권선 장치(10)는 와이어(15)를 권선하여 코일(12)을 제조하도록 구성된다. 코일(12)은 동일한 절곡 각도를 갖는 복수의 절곡부(12c)와 절곡부(12c) 사이에 각각 존재하는 비절곡부(12a, 12b)를 포함한다. 장치는 편평 와이어(15)의 내주연면(15a)과 접촉하여 편평 와이어(15)의 두께 방향으로 절곡부(12c) 중 하나를 끼움 지지할 유지 샤프트(67)와 편평 와이어(15)의 외주연면(15b)과 접촉하여 유지 샤프트(67)와 협동하여 편평 와이어(15)를 가압하면서 회전하여 편평 와이어(15)를 절곡하여 절곡부(12c)를 형성하는 절곡 지그(77)를 포함한다. 절곡 지그(77)는 편평 와이어(15)의 적층 방향으로 전후로 이동하도록 구성된다. 절곡 지그는 코일(12)의 절곡부(12c) 또는 비절곡부(12a, 12b)의 수와 동일한 수로 배열되어 절곡 지그가 유지 샤프트(67) 주위에서 등각도 간격으로 위치되어 유지 샤프트(67) 주위를 회전한다.

Description

권선 장치 {WINDING APPARATUS}

본 발명은 에지 방향 권선 장치를 사용하여 코일을 효율적으로 권선하기 위한 기술에 관한 것이다.

회전 전기 기계에 사용되는 코일로서, 원형 단면을 갖는 와이어로 만들어진 권선된 코일 이외에 사각형 단면을 갖는 편평 와이어(flat wire)로 만들어진 권선된 와이어가 있다. 코일에 흐르도록 허용되는 전류의 양을 증가시키기 위해, 코일은 두꺼운 와이어로 형성되어야만 한다. 와이어의 단면적의 이러한 증가는 원형 단면 와이어로 만들어진 권선된 코일의 점적율(space factor)을 열화시키기 쉽다. 한편, 사각형 단면 와이어로 만들어진 권선된 코일은 와이어가 더 큰 단면적을 갖는 경우에도 점적율을 덜 열화시킨다.

자동차에 장착될 회전 전기 기계에 사용되는 코일은 지금까지 소형이고 고성능일 것이 요구된다. 특히, 차량 구동부에 사용되는 회전 전기 기계는, 엔진룸에 설치되어야 할 필요가 있기 때문에 크기에 심한 제약을 받는 반면에, 대량의 전류가 공급되어야 한다. 따라서, 차동차 장착 구동 모터에 점적율을 향상시킬 수 있는 사각형 단면을 갖는 편평 와이어로 만들어진 코일이 사용되는 것이 바람직하다.

그러나, 이러한 회전 전기 기계는 코일 단부의 길이를 단축하기 위하여 비원형 외측 형상의 코일, 보다 바람직하게는 사각형 형상에 가능한 한 가까운 외형 형상의 코일을 필요로 한다. 이러한 비원형 코일은 장측 부분과 단측 부분 사이에서 권선 속도의 차이로 인해 다양한 문제를 유발하기 쉽다. 권선이 극히 낮은 속도에서 행해진다면, 비원형 코일도 용이하게 권선될 수 있다. 그러나, 생산성을 향상시키기 위해, 비원형 코일은 고속 권선되어야만 한다.

일본공개특허 제2002-184639호에는 이러한 편평 와이어로부터 코일을 제조하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술은 코어를 회전시킴으로써 타원 원통형 권선 코어에 편평 와이어를 권선한다. 편평 와이어는 이렇게 권선 코어에 권선되어 권선 코어의 형상에 따른다. 더욱이, 편평 와이어는 편평 와이어의 팽창 및 권선 중의 와이어의 진동 또는 비틀거림을 억제하기 위하여 권선 코어와 함께 회전하는 고정 부재에 대해 보유 부재에 의해서 가압된다.

이 보유 부재는 제조될 코일의 두께 방향으로 활주할 수 있다. 편평 와이어의 권선이 진행됨에 따라, 보유 부재는 고정 부재로부터 이격되게 이동할 것이다. 브레이크 수단이 권선 코어에 직각인 미리 정해진 위치에 제공되어 편평 와이어의 이동에 저항을 유발한다. 이 브레이크 수단은 권선 코어의 축방향으로 보유 부재와 함께 이동할 수 있다. 편평 와이어는 이러한 방식으로 보유 부재에 의해 가압되면서 권선된다. 따라서, 타원 통형 권선 코어에 편평 와이어를 권선하는 동안, 장측 부분과 단측 부분에서의 권선 속도의 차이로 인한 편평 와이어의 관성 진동 또는 비틀거림을 방지하여, 고속 코일 권선을 달성하는 것이 가능하다.

일본공개특허 제2006-288025호에는 사각형 코일, 사각형 코일 제조 방법 및 사각형 코일 제조 장치에 관한 기술이 개시되어 있다. 사각형 편평 와이어를 에지 방향 절곡하기 위한 절곡 장치는 선형 편평 와이어와 폭이 동일한 홈을 갖고 이를 끼움 지지하기 위한 보유 수단과, 에지 방향 절곡 동안 편평 와이어의 내주연부와 접촉하게 될 롤러형 제한 수단과, 에지 방향 절곡 동안 편평 와이어의 외주연부와 접촉 회전하여 편평 와이어를 에지 방향 절곡시키는 가압 수단을 포함한다.

편평 와이어가 절곡 장치를 통과하고 가압 수단이 회전되어 편평 와이어의 미리 정해진 부분을 에지 방향 절곡한다. 이어서, 편평 와이어는 다음 에지 방향 절곡을 위한 다른 부분이 미리 정해진 위치에 올 때까지 이송되고 동일한 동작이 반복된다. 이러한 동작의 반복에 의해서, 에지 방향 절곡에 의해 편평 와이어로 만들어진 코일이 이와 같이 제조된다.

일본공개특허 제2002-184639호 공보 및 제2006-288025호 공보에 개시된 편평 와이어로부터 코일을 제조하는 기술은 다음의 단점을 유발할 수도 있다.

일본공개특허 제2002-184639호 공보에 개시된 방법에 의해 코일을 제조하는 경우, 코일의 내주연부는 권선 코어의 형상에 일치하게 성형된다. 그러나, 고정자 등에 코일의 삽입을 위하여, 점적율을 가능한 한 높게 향상시킬 필요가 있다. 따라서, 타원 통형 형상 대신에 사다리꼴 외부 형상을 갖는 코일을 제조하는 것이 바람직하다. 그러나, 권선 코어가 원뿔 형상이면, 보유 부재가 이동하는 것이 허용되지 않는다. 일본공개특허 제2002-184639호 공보의 방법은 사다리꼴 코일의 권선에 직접 적용될 수 없다.

코일의 장측 부분과 단측 부분의 길이 차이가 더 커질 때, 편평 와이어의 관성 진동은 불가피하게 더 커져서 일본공개특허 제2002-184639호 공보의 방법은 관성 진동을 충분하게 흡수할 수 없을 수도 있다. 그러나, 코일의 수가 많을수록 회전 전기 기계의 전력을 향상시키고 이의 매끄러운 작동을 달성하는 데 더욱 유리하다. 이를 위해, 코일은 장측 부분과 단측 부분 사이에 큰 길이 차이를 갖도록 설계되어야 한다.

한편, 일본공개특허 제2006-288025호 공보의 방법은 장측 부분과 단측 부분 사이의 큰 길이 차이를 갖는 코일을 제조할 수 있다. 그러나, 일본공개특허 제2006-288025호 공보의 구성에서, 회전된 후, 가압 수단은 편평 와이어의 이송 전에 초기 위치로 복귀되어야 한다. 그렇지 않으면, 편평 와이어가 이송될 수 없다.

구체적으로, 편평 와이어의 에지 방향 절곡은 가압 수단을 회전시키고, 절곡이 완료된 후 가압 수단을 미리 정해진 위치로 복귀시키고, 편평 와이어를 이송하고, 그리고 가압 수단을 다시 회전시키는 것을 필요로 한다. 낮은 비용으로 회전 전기 기계를 제공하기 위해서는, 하나의 회전 전기 기계에 사용되는 복수의 코일의 비용을 감소시키는 것이 필수적이다. 비용 저감을 위해서는, 코일은 높은 속도로 제조되어야만 한다. 그러나, 일본공개특허 제2006-288025호 공보의 방법은 가압 수단을 회전 및 복귀시키는 동작을 필요로 한다. 이 동작은 고속 권선을 방해할 것이다.

다시 말해, 일본공개특허 제2002-184639호 공보의 기술은 장측 부분과 단측 부분 사이에서 길이의 차가 큰 코일을 용이하게 제조할 수 없고 일본공개특허 제2006-288025호 공보의 기술은 높은 속도에서 코일을 용이하게 권선할 수 없어 보인다.

하이브리드 자동차 등에 장착되는 최근의 모터는 높은 파워를 출력하고 또한 크기가 소형일 것이 요구된다. 더욱이, 제품의 가격 경쟁력도 요구된다. 장측 부분과 단측 부분 사이에서 큰 차이를 갖는 코일의 고속 권선을 실현하는 것이 요구된다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 절곡부와 비절곡부를 갖는 코일을 고속으로 권선하도록 구성된 권선 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 추가적인 목적 및 이점이 부분적으로는 후속하는 기재에서 설명될 것이고 부분적으로는 기재로부터 명백해질 것이고, 또는 본 발명의 실시에 의해 학습될 수도 있다. 본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 청구범위에서 특히 지적되는 수단 및 조합에 의해 실현되고 달성될 수도 있다.

(1) 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 와이어를 에지 방향 절곡에 의해서 비원형 형상으로 권선하여 동일한 절곡 각도를 갖는 복수의 절곡부와 상기 절곡부 사이에 각각 존재하는 비절곡부를 포함하는 코일을 제조하는 권선 장치이며, 상기 코일의 내주연부를 형성할 와이어의 내주연면과 접촉하도록 배열되고 상기 와이어의 절곡부 중 하나를 상기 와이어의 두께 방향으로 끼움 지지하도록 구성된 유지 부재와, 상기 코일의 외주연부를 형성할 와이어의 외주연면과 접촉하고 상기 유지 부재와 협동하여 상기 와이어를 유지하면서 상기 유지 부재 주위를 회전하여 상기 와이어를 절곡하여 상기 절곡부를 형성하도록 구성된 절곡 부재를 포함하고, 상기 절곡 부재는 상기 와이어의 적층 방향으로 전후로 이동하도록 구성되고, 상기 절곡 부재는 상기 유지 부재 주위에 등각도 간격으로 위치되어 상기 유지 부재 주위에서 이동 가능한 복수의 절곡 부재를 갖고, 상기 절곡 부재의 수는 코일의 1턴의 절곡부 또는 비절곡부의 수와 동일한, 권선 장치를 제공한다.

와이어의 에지 방향 절곡은 유지 부재와 절곡 부재에 의해서 수행된다. 유지 부재는 와이어의 두께를 일정하게 유지하기 위하여 와이어의 두께에 대응하는 간격을 갖도록 고정되어 와이어의 내주연면과 접촉할 것이다. 다시 말해, 유지 부재는 단면이 각이 진 U자 형상으로 와이어의 3면과 접촉할 것이다. 유지 부재는 와이어를 이의 두께 방향으로 약간 가압하여 변위를 방지하도록 구성될 수도 있다.

와이어의 적층 방향으로 전후 이동 가능한 절곡 부재가 유지 부재 주위의 복수 위치에 제공된다. 따라서, 절곡 부재에 대응하는 일본공개특허 제2006-288025호 공보에 개시된 가압 수단의 복귀 단계가 필요 없다. 이는 코일을 권선하는 데 필요한 시간을 단축시키는 것을 가능하게 한다.

절곡 부재는 서로로부터 등각도 간격을 유지함으로써 유지 부재의 외주연부를 포위하여 유지 부재 주위에서 회전가능하도록 배치된다. 예를 들어, 와이어는 회전 방향에 직각인 방향으로 전방으로 이동되는(전진하는) 제1 절곡 부재에 의해서 에지 방향 절곡되고, 이어서 제1 절곡 부재는 후방으로 이동된다(후퇴된다). 와이어는 미리 정해진 거리만큼 이송되고 제2 절곡 부재는 전방으로 이동되어 에지 방향 절곡을 수행한다. 다시 말해, 절곡 부재는 매번 한 방향으로 회전되어 회전 방향에 직각인 방향으로 전진 또는 후퇴되어 에지 방향 절곡을 가능하게 한다. 그 결과, 복귀에 걸리는 시간이 절약된다.

와이어를 10턴(10층)만큼 권선함으로써 사각형 코일을 제조하는 경우, 일(1) 에지 방향 절곡(일 코너부) 당 0.2초가 절약되면, 각 코일을 제조하는 데 총 8초가 절약될 수 있다.

일본공개특허 제2006-288025호 공보에 개시된 기술에서, 절곡 부재에 대응하는 가압 수단은 절곡 각도와 동일 거리만큼 복귀되어야 한다. 이는 단순히 상기보다 2배 길게 걸린다. 와이어의 이송 시간을 고려하더라도, 복귀 단계의 시간 손실은 코일을 제조하는 데 요구되는 전체 시간의 큰 비율을 차지한다. 따라서, 복귀 단계를 필요로 하지 않는 본 발명의 상기 구성은 속도 상승을 달성할 수 있다.

유지 부재 및 절곡 부재는 협동 작동하여 와이어의 에지 방향 절곡을 수행한다. 따라서, 장측 부분과 단측 부분 사이에 큰 차이를 갖는 코일이 적절하게 제조될 수 있다.

(2) 바람직하게는, 상기 권선 장치는 상기 와이어의 내주연면의 일부와 접촉하여 위치되는 진동 방지 부재를 더 포함하고, 상기 진동 방지 부재는 와이어의 권선과 관련되어 회전되어 상기 코일의 변형을 방지할 수 있다.

코일은 절곡 부재 및 유지 부재에 의해 회전됨으로서 권선된다. 따라서, 코일은 이의 회전 중심이 이동되는 동안 회전됨으로서 형성된다. 코일을 고속으로 권선하는 경우, 와이어의 고유 주파수 및 다른 이유 때문에, 권선 속도가 증가함에 따라 와이어는 크게 진동하거나 흔들흔들하기 쉽다. 진동 방지 부재는 코일의 이러한 진동을 억제하는 역할을 한다. 이 진동 방지 부재는 코일의 내주연부에 대항하여 가압하면서 코일과 함께 회전하도록 구성됨으로써, 코일의 변형을 방지한다. 따라서, 권선 동안 코일의 진동 또는 흔들거림 및 변형을 억제하여 고속 코일 권선을 달성하는 것을 가능하게 한다.

(3) 바람직하게는, (2)에 기재된 권선 장치에서, 진동 방지 부재는 코일의 권선 직경이 점진적으로 감소하도록 제조될 코일의 경사 측면에 일치하는 경사면을 포함하고, 상기 진동 방지 부재는, 형성되는 과정에서의 상기 코일의 회전 방향으로 전후로 활주하면서, 상기 와이어의 권선과 동기하여 회전하도록 구성된다.

따라서, 권선 직경이 점진적으로 작아지는 사다리꼴 단면을 갖는 코일이 제조될 수 있다. 코일이 회전 전기 기계의 고정자에 장착되는 경우, 코일 형상은 점적율을 향상시키기 위한 목적으로 권선 직경이 점진적으로 감소하는 사다리꼴 단면인 것이 바람직하다.

(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 권선 장치에서, 바람직하게는, 상기 절곡 부재는 회전 각도를 보정하기 위한 각도 보정 시스템을 포함하고, 상기 각도 보정 시스템은 와이어의 에지 방향 절곡 동안 상기 절곡 부재의 회전 각도를 보정하도록 구성된다.

따라서, 와이어의 90°에지 방향 절곡을 위해, 예를 들어, 절곡 부재는 90°+α의 각도만큼 회전되어 와이어의 스프링 성질과 같은 재료 특성에 기인한 스프링백을 흡수한다. 따라서, 와이어는 원하는 각도로 정확하게 에지 방향 절곡될 수 있다.

본 명세서에 포함되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 예시하고, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 목적, 이점 및 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 제1 실시예의 에지 방향 권선 장치의 평면도이다.
도 2는 제1 실시예의 에지 방향 권선 장치의 측면도이다.
도 3은 제1 실시예의 코일의 사시도이다.
도 4는 제1 실시예의 절곡 시스템의 단면도이다.
도 5는 제1 실시예의 이송 시스템의 코일 장측 이송 슬라이더의 단면도이다.
도 6의 제1 실시예의 이송 시스템의 코일 단측 이송 슬라이더의 단면도이다.
도 7은 제1 실시예의 이송 시스템 및 절곡 시스템의 접속 상태를 도시하는 도면이다.
도 8은 제1 실시예의 절곡 시스템의 확대 단면도이다.
도 9는 제1 실시예의 코일 권선 공정의 1번째 턴(층)을 위한 제1 단계의 개략도이다.
도 10은 제1 실시예의 코일 권선 공정의 1번째 턴(층)을 위한 제2 단계의 개략도이다.
도 11은 제1 실시예의 코일 권선 공정의 1번째 턴을 위한 제3 단계의 개략도이다.
도 12는 제1 실시예의 코일 권선 공정의 1번째 턴을 위한 제4 단계의 개략도이다.
도 13은 제1 실시예의 코일 권선 공정의 1번째 턴을 위한 제5 단계의 개략도이다.
도 14는 제1 실시예의 코일 권선 공정의 1번째 턴을 위한 제6 단계의 개략도이다.
도 15는 제1 실시예의 코일 권선 공정의 1번째 턴을 위한 제7 단계의 개략도이다.
도 16은 제1 실시예의 코일 권선 공정의 1번째 턴을 위한 제8 단계의 개략도이다.
도 17은 제1 실시예의 코일 권선 공정의 2번째 턴을 위한 제1 단계의 개략도이다.
도 18은 제1 실시예에서 진동 방지 지그가 삽입된 상태를 도시하는 측면 단면도이다.
도 19는 제1 실시예에서 진동 방지 지그가 삽입된 상태에서 회전 테이블 및 그 주변부의 확대 단면도이다.
도 20은 제1 실시예에서 코일로부터 진동 방지 지그가 제거된 상태를 도시하는 측면 단면도이다.
도 21은 제1 실시예에서 진동 방지 지그의 동작의 제1 단계에 대한 개략도이다.
도 22는 제1 실시예에서 진동 방지 지그의 동작의 제2 단계에 대한 개략도이다.
도 23은 제1 실시예에서 진동 방지 지그의 동작의 제3 단계에 대한 개략도이다.
도 24는 제1 실시예에서 진동 방지 지그의 동작의 제4 단계에 대한 개략도이다.
도 25는 제1 실시예에서 진동 방지 지그의 동작의 제5 단계에 대한 개략도이다.
도 26은 제1 실시예에서 진동 방지 지그의 동작의 제6 단계에 대한 개략도이다.
도 27은 제1 실시예에서 진동 방지 지그의 동작의 제7 단계에 대한 개략도이다.
도 28은 제1 실시예에서 진동 방지 지그의 동작의 제8 단계에 대한 개략도이다.
도 29는 제1 실시예에서 코일을 권선할 때의 에지 방향 권선 장치의 타이밍 차트이다.
도 30은 제2 실시예의 에지 방향 권선 장치의 평면도이다.
도 31은 제2 실시예의 에지 방향 권선 장치의 측면도이다.
도 32는 제2 실시예의 에지 방향 권선 장치의 동력 전달을 도시하는 도면이다.
도 33은 제2 실시예의 절곡 시스템의 단면도이다.
도 34는 제2 실시예의 이송 시스템의 코일 장측 이송 슬라이더의 단면도이다.
도 35는 제2 실시예의 이송 시스템의 코일 단측 이송 슬라이더의 단면도이다.
도 36은 제2 실시예의 절곡 시스템의 부분 확대 단면도이다.
도 37은 제2 실시예의 이송 구동 핀 휠 및 이송 구동 제네바 휠의 평면도이다.
도 38은 제2 실시예의 코일 절곡 핀 휠 및 코일 절곡 제네바 휠의 평면도이다.
도 39는 제2 실시예의 진동 방지 지그의 장측 이송용 핀 휠 및 진동 방지 지그의 장측 이송용 제네바 휠의 평면도이다.
도 40은 제2 실시예의 제네바 기구의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

<제1 실시예>

도 1은 제1 실시예의 에지 방향 권선 장치(10)의 평면도이다. 도 2는 에지 방향 권선 장치(10)의 측면도이다. 도 3은 코일(12)의 사시도이다. 도 1 및 도 2에서, 장치(10)는 축척의 관계로 부분적으로 생략되어 있다.

에지 방향 권선 장치(10)는 언코일러(20), 직선화 시스템(30), 이송 시스템(40) 및 절곡 시스템(60)을 포함한다. 장치(10)는 사각형 단면을 갖는 도전체인 편평 와이어(15)의 에지 방향 절곡을 수행하여 코일(12)을 제조하도록 구성된다. 코일(12)은 도 3에 도시된 바와 같이 단측 부분(12a)과 장측 부분(12b)을 포함하는 사각형으로 권선된 코일이다. 이들 단측 부분(12a) 및 장측 부분(12b)은 절곡부(12c) 사이에 존재하는 비절곡부에 대응한다.

각 장측 부분(12b)은 각 단측 부분(12a)보다 몇배 더 긴 길이를 갖는다. 절곡부(12c)는 코일(12)의 하나의 턴(하나의 층)마다 4개의 장소에 존재한다. 이들은 제1 절곡부(12c1), 제2 절곡부(12c2), 제3 절곡부(12c3) 및 제4 절곡부(12c4)로서 각각 참조된다. 코일(12)은 사다리꼴 단면으로 형성되어 단측 부분(12a)이 적층됨에 따라 각 단측 부분(12a)은 길어진다.

언코일러(20)는 보빈(16)으로부터 편평 와이어(15)를 풀어내는 기능을 갖는다. 보빈(16)에는, 사각형 단면을 갖는 편평 와이어(15)가 미리 권선되어 있다. 편평 와이어(15)는 이의 단면의 장측이 보빈(16)의 권선축과 평행하게 되는 방식으로 권선된다. 이 편평 와이어(15)는 보빈(16)에 권선되기 전에 폴리이미드 및 아미드이미드와 같은 절연 피복으로 피복되어 있다.

편평 와이어(15)는 보빈(16)에 권선됨으로써 말린다. 따라서, 직선화 시스템(30)이 보빈(16)으로부터 풀린 후에 말린 편평 와이어(15)를 직선화하기 위해 사용된다. 이 시스템(30)은 롤러 사이를 통과하는 편평 와이어(15)를 직선화하는 복수의 롤러를 포함한다. 이송 시스템(40)은 임의의 거리만큼 편평 와이어(15)를 이송하도록 구성된다. 절곡 시스템(60)은 편평 와이어(15)를 에지 방향 절곡하도록 구성된다.

이송 시스템(40) 및 절곡 시스템(60)은 도 4 내지 도 7에 상세하게 도시된다. 도 4는 절곡 시스템(60)의 단면도이다. 도 5는 이송 시스템(40)의 코일 장측 이송 슬라이더(41)의 단면도이다. 도 6은 이송 시스템(40)의 코일 단측 이송 슬라이더(51)의 단면도이다. 도 7은 이송 시스템(40) 및 절곡 시스템(60)의 접속 상태를 도시하는 도면이다. 도 4 내지 도 6의 단면도는 부품 또는 부분이 동일한 단면에 실제 나타나있지 않을 지라도 동일한 단면도의 부품 또는 부분을 포함한다.

이송 시스템(40)은 코일 장측 이송 슬라이더(41) 및 코일 단측 이송 슬라이더(51)와, 장측 이송용 클램프 기구(42)와, 단측 이송용 클램프 기구(52)를 포함한다. 슬라이더(41, 51)는 상이한 이송 거리만큼 편평 와이어(15)를 이송하기 위하여 개별 클랭크(clanks)의 길이가 상이한 것을 제외하고는 기본적으로 서로 동일한 구성을 갖는다.

용어 "장측 이송"이 코일의 장측 부분을 형성하는 와이어를 이송하는 것을 나타내고 용어 "단측 이송"이 코일의 단측 부분을 형성하는 와이어를 이송하는 것을 나타낸다는 것을 알아야 한다.

클램프 기구(42 또는 52)는 이송 슬라이더(41 또는 51) 상에서 편평 와이어(15)를 가압하여 편평 와이어(15)를 끼움 고정함으로써 편평 와이어(15)가 적절한 거리만큼 이동되도록 구성된다.

한편, 이송 슬라이더(41, 51)는 절곡 시스템(60)에 상호 고정된 관계로 구동되어서 롤러 기어[90(90a 내지 90c)]를 통해 동력을 수용하여야 한다. 구체적으로, 절곡 시스템(60)을 구동하는 절곡 구동 롤러 기어(90a), 코일 장측 이송 슬라이더(41)의 장측 이송 롤러 기어(90b) 및 코일 단측 이송 슬라이더(51)의 단측 이송 롤러 기어(90c)는 조인트부(92)를 통해 서로 결합되어 서로 동기식으로 작동된다.

후속 설명에서, 롤러 기어(90a, 90b, 90c) 중 하나 또는 전부가 또한 "롤러 기어(90)"로 참조된다. 롤러 기어(90)는 조인트부(92)를 통해 롤러 기어(90a)에 접속된 동력 모터(91)로부터 출력된 동력에 의해서 동작된다.

우선, 도 5에 도시된 코일 장측 이송 슬라이더(41)를 이하에서 상세하게 설명한다. 이 슬라이더(41)에서, 장측 이송용 보정 기어(43b)가 장측 이송 롤러 기어(90b)의 출력 기어(93b)로부터 전달된 동력을 수용한다. 조화 구동 시스템을 통해 장측 이송 차동 기어(94b)의 상부에 부착된 보정 기어(43b)에 전달된 동력은 차동 기어(94b)에 의해서 차동 기어(94b) 아래에 부착된 제2 전달 기어(43c)로 출력된다.

장측 이송 차동 기어(94b)는 장측 이송 보정 모터(46)에 부착된다. 이 모터(46)가 작동될 때, 제1 전달 기어(43a) 및 제2 전달 기어(43c)가 서로 상이한 회전수로 회전하게 된다.

제2 전달 기어(43c)는 편심 캠(45)에 접속된 이송 기어(43d)에 접속된다. 이 캠(45)의 회전은 슬라이드 테이블(49)이 도 5의 도면 시트에 직각인 방향으로 활주하게 한다.

장측 이송 출력 기어(93b)는 제3 전달 기어(43e)에 동력을 전달하는 제1 전달 기어(43a)에 동력을 전달한다. 이 동력은 제3 전달 기어(43e)에 접속된 편심 캠 가이드(47)를 구동한다.

편심 캠 가이드(47)는 편심 캠(45)을 안내하여 슬라이드 테이블(49)의 이송량의 미세 조정을 수행한다. 편평 와이어(15)가 에지 방향 절곡된 때, 이의 목표 부분은 소성 형성의 특성으로 인해 에지 방향으로 절곡되기 어렵다. 따라서, 정확성을 향상시키기 위해 미세 조정용 기구가 제공된다.

편심 캠(45)은 이송 기어(43d)가 회전될 때 슬라이드 테이블(49)에 형성된 안내 홈(49a) 내에서 이동되어 슬라이드 테이블(49)을 이동시키도록 구성된다. 그러나, 슬라이드 테이블(49)의 이동량은 편심 캠(45)의 아암의 길이에 기초하여 결정된다.

이는 편심 캠 가이드(47)를 이동시켜서 편심 캠(45)의 회전 중심을 편심되게 위치시킴으로써 슬라이드 테이블(49)의 이동량을 조정하는 것을 가능하게 한다.

장측 이송 출력 기어(93b)는 또한 동력 전달을 중단하기 위한 제1 클러치(48a)가 내부에 제공된 제4 전달 기어(48)에 접속된다. 장측 이송 롤러 기어(90b)는 링크(44)를 통해 장측 이송 클램프 기구(42)를 상하로 이동시키기 위한 제1 캠(95a)이 제공된 입력 샤프트를 갖는다. 클램프 기구(42)가 최하 위치에 위치될 때, 편평 와이어(15)는 슬라이드 테이블(49) 상에 끼움 지지된 상태로 유지된다. 클램프 기구(42)가 위로 이동될 때, 편평 와이어(15)는 끼움 지지된 상태로부터 해방된다.

슬라이드 테이블(49)은 도 5의 도면 시트에 직각인 방향으로 이동된다. 따라서, 편평 와이어(15)는 클램프 기구(42)가 아래로 유지되는 동안 슬라이드 테이블(49)과 함께 이동된다. 그 결과, 편평 와이어(15)는 보빈(16)으로부터 풀려서 절곡 시스템(60)을 향해서 이송된다.

도 6에 도시된 코일 단측 이송 슬라이더(51)에 대해 아래에서 상세하게 설명한다. 이 이송 슬라이더(51)는 코일 장측 이송 슬라이더(41)와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 이송 슬라이더(51)에서, 보정 기어(53b)는 단측 이송 롤러 기어(90c)의 출력 기어(93c)로부터 전달된 동력을 수용한다. 단측 이송 차동 기어(94c)의 상부에 부착된 보정 기어(53b)에 전달된 동력은 차동 기어(94c)에 의해서 차동 기어(94c) 아래에 부착된 제2 전달 기어(53c)로 출력된다.

단측 이송 차동 기어(94c)는 단측 이송 보정 모터(56)에 부착된다. 이 모터(56)가 작동될 때, 제1 전달 기어(53a) 및 제2 전달 기어(53c)는 서로 상이한 회전수로 회전하게 된다.

제2 전달 기어(53c)는 편심 캠(55)에 접속된 이송 기어(53d)에 접속된다. 이 캠(55)의 회전은 슬라이드 테이블(59)이 도 6의 도면 시트에 직각인 방향으로 활주하게 한다.

단측 이송 출력 기어(93c)는 제3 전달 기어(53e)에 동력을 전달하는 제1 전달 기어(53a)에 동력을 전달한다. 이 동력은 제3 전달 기어(53e)에 접속된 편심 캠 가이드(57)를 구동한다. 편심 캠 가이드(57)는 편심 캠(55)을 안내하여 슬라이드 테이블(59)의 이송량의 미세 조정을 수행한다.

편심 캠(55)은 이송 기어(53d)가 회전될 때 슬라이드 테이블(59)에 형성된 안내 홈(59a) 내에서 이동되어 슬라이드 테이블(59)을 이동시키도록 구성된다. 그러나, 슬라이드 테이블(59)의 이동량은 편심 캠(55)의 아암의 길이에 기초하여 결정된다. 이는 편심 캠 가이드(57)를 이동시켜서 편심 캠(55)의 회전 중심을 편심되게 위치시킴으로써 슬라이드 테이블(59)의 이동량을 조정하는 것을 가능하게 한다.

코일(12)은 도 3에 도시된 바와 같이 고정자의 외주연부에 가장 가까이 위치된 단측 부분(12a)이 가장 길도록 단측 부분(12a)이 점진적으로 길어지게 설계된다. 이는 외주연부가 내주연부보다 원주 방향 길이가 긴 도시되지 않은 고정자의 형상에 코일(12)이 일치하기 때문이다. 따라서, 이송 슬라이더(51)는 점진적으로 길어지는 이송 길이만큼 편평 와이어(15)를 이송하도록 설정된다.

단측 이송 출력 기어(93c)는 동력의 전달을 중단시키는 제2 클러치(58a)가 내부에 제공된 제4 전달 기어(58)에 접속된다.

단측 이송 롤러 기어(90c)는 링크(54)를 통해 단측 이송 클램프 기구(52)를 상하로 이동시키기 위한 제2 캠(95b)이 제공된 입력 샤프트를 갖는다. 클램프 기구(52)가 최하 위치에 위치된 때, 편평 와이어(15)는 슬라이드 테이블(59) 상에 끼움 지지된 상태로 유지된다. 클램프 기구(52)가 위로 이동되면, 편평 와이어(15)는 끼움 지지된 상태로부터 해방된다.

슬라이드 테이블(59)은 도 6의 도면 시트에 직각인 방향으로 이동된다. 따라서, 편평 와이어(15)는 클램프 기구(52)가 아래로 유지되는 동안 슬라이드 테이블(59)과 함께 이동된다. 그 결과, 편평 와이어(15)는 보빈(16)으로부터 풀려서 절곡 시스템(60)을 향해 이송된다.

제1 캠(95a) 및 제2 캠(95b)은 상이한 위상으로 위치된다. 따라서, 이송 슬라이더(41, 51)는 편평 와이어(15)를 동시에 끼움 지지하지 않을 것이다. 이들 중 하나가 편평 와이어(15)에 작용할 것이다.

절곡 시스템(60)에 대해서 아래에서 상세하게 설명한다.

절곡 시스템(60)에서, 출력 기어(93a)가 롤러 기어(90a)로부터 보정 기어(63b)로 동력을 전달한다. 이 기어(63b)는 차동 기어(94a)의 상부에 부착되어 수용된 동력을 차동 기어(94a) 아래에 부착된 제1 전달 기어(63a)로 전달한다. 차동 기어(94a)는 보정 모터(70)에 접속되어 편평 와이어(15)의 절곡 각도를 보정한다.

편평 와이어(15)를 코일(12)로 에지 방향으로 절곡하기 위하여, 절곡될 각 부분은 90°로 에지 방향 절곡되기만 하면 된다. 그러나, 절곡부는 종종 편평 와이어(15)를 형성하는 재료의 영향에 의해 유발되는 스프링백으로 인해 다시 복귀되어 절곡 각 90°보다 더 넓은 각으로 개방될 수도 있다. 따라서, 절곡부(12c)는 90°와 추가적인 각 α만큼 각 절곡부를 절곡하여 형성됨으로써, 편평 와이어(15)의 90°에지 방향 절곡을 허용한다. 이러한 보정을 위한 동력이 보정 모터(70)에 의해서 제공된다.

제1 전달 기어(63a)로 전달된 동력은 회전 테이블(75)이 회전하게 한다. 이 회전 테이블(75)에는 회전 테이블(75)과 함께 회전될 수 있는 4개의 절곡 지그(77)가 제공된다.

상승용 모터(61)가 기어(62)에 부착되고 동력이 기어(62)를 통해 제1 전달 기어(63a)에 전달된다. 제1 전달 기어(63a)는 캠 가이드(71)에 접속된다. 이 캠 가이드(71)는 제1 캠 홈(71a) 및 제2 캠 홈(71b)을 포함한다. 절곡 지그(77)를 상승시키기 위한 캠(73)이 제1 캠 홈(71a)을 따라 구르고 유지 샤프트를 상승하기 위한 캠(72)이 제2 캠 홈(71b)을 따라 구른다.

캠(72)은 유지 샤프트(67)를 상하로 이동시키도록 작동된다. 유지 샤프트(67)는 압축 스프링(74)에 의해서 아래로 가압되어 캠(72)이 제2 캠 홈(71b)의 하부면에 대항하여 항상 아래로 유지되도록 제 위치에서 유지된다. 편평 와이어(15)를 아래로 유지하는 기능 이외에, 압축 스프링(74)은 유지 샤프트 플랜지(67a)가 편평 와이어(15)를 잡을 정도로 과도하게 가압하거나, 편평 와이어(15)가 플랜지(67a)에 고착되어 고정된 상태로 되는 것을 방지하는 다른 기능을 갖는다.

구체적으로, 플랜지(67a)의 하부면과 회전 테이블(75) 사이의 거리는 제1 캠 홈(71a)의 캠 커브에 따라 결정된다. 편평 와이어(15)가 팽창하거나 부풀기 쉬운 경우, 따라서, 편평 와이어(15)의 두께는, 편평 와이어(15)가 더 이상 팽창하지 않도록 적절하게 유지함으로써, 플랜지(67a)와 회전 테이블(75) 사이의 거리에 의해 결정될 수 있다.

유지 샤프트(67)의 플랜지(67a)와 회전 테이블(75) 사이의 거리는 샤프트(67)가 최상 위치에 위치된 때 편평 와이어(15)의 두께에 부가하여 몇 밀리미터의 간격을 발생시킬 정도로 결정된다. 거리는 또한 샤프트(67)가 최하 위치에 위치된 때 편평 와이어(15)의 두께와 거의 같도록 결정된다. 따라서, 캠(72)이 제2 캠 홈(71b)을 따라 구를 때, 샤프트(67)는 편평 와이어(15)를 해방하는 최상 위치와 편평 와이어(15)를 끼움 지지하는 최하 위치로 상하 이동된다.

캠(73)은 절곡 지그(77)를 상승시키기 위한 샤프트(76)에 고정된다. 캠(73)이 제1 캠 홈(71a)을 따라 구를 때, 상승 샤프트(76)는 상하로 이동됨으로써, 절곡 지그(77)를 상하로 이동시킨다.

도 8은 도 5에 도시된 절곡 시스템(60)의 부분 확대도이다. 도 8에서, 캠(73) 및 캠 가이드(71)는 최상 위치에서 제1 절곡 지그(77a)를 유지하도록 협동한다. 한편, 제3 절곡 지그(77c)는 최하 위치에서 유지된다. 절곡 지그(77)는 회전 테이블(75)에 제1 절곡 지그(77a) 내지 제4 절곡 지그(77d)로서 배열된다. 후속 설명에서, 제1 내지 제4 절곡 지그(77a 내지 77d) 중 하나 또는 모두가 "절곡 지그(77)"로서 참조될 수도 있다.

각각의 절곡 지그(77)는 회전 테이블(75)로부터 돌출하도록 위로 이동되어, 편평 와이어(15)를 안내한다. 상승 샤프트(76)는 또한 절곡 지그(77)에 대응하여 4군데에 배열된다. 상승 샤프트(76)는 제1 절곡 지그(77a) 내지 제4 절곡 지그(77d)에 각각 대응하여 제1 상승 샤프트(76a) 내지 제4 상승 샤프트(76d)로서 참조된다. 제1 내지 제4 상승 샤프트(76a 내지 76d) 중 하나 또는 전부가 "상승 샤프트(76)"로서 참조될 수도 있다.

진동 방지 지그(68)는 회전에 의해서 제조되는 공정에서 코일(12)의 내주연부를 지지하는 동시에 회전시키도록 구성된다. 진동 방지 지그(68)는 회전 슬라이더 기구(69)에 부착된다. 이 기구(69)에는 진동 방지 지그(68)의 복잡한 동작을 수행하도록 3개의 동력이 공급된다. 하나는 절곡 구동 롤러 기어(90a)로부터 전달되는 동력이고, 하나는 장측 이송 롤러 기어(90b)로부터 전달되는 동력이고, 하나는 단측 이송 롤러 기어(90c)로부터 전달되는 동력이다. 롤러 기어(90b, 90c)는 제1 클러치(48a) 및 제2 클러치(58a)에 의해 선택적으로 작동되어 기어(90b, 90c) 중 하나로부터 회전 슬라이더 기구(69)에 동력을 공급한다.

절곡 구동 롤러 기어(90a)로부터의 동력은 진동 방지 지그를 구동하기 위한 제1 기어(66a)(이하, 진동 방지 지그를 구동하기 위한 기어가 "진동 방지 기어"로 참조됨)에 전달되고 이어서 제2 진동 방지 기어(66b)로 전달된다. 이 기어(66b)는 샤프트를 통해 제1 절곡 동력 전달 기어(64a)에 결합된다. 따라서 이 기어(64a)는 제2 진동 방지 기어(66b)의 회전과 함께 회전된다. 제1 전달 기어(64a)로부터의 동력은 제2 절곡 동력 전달 기어(64b)에 전달된다. 이 기어(64b)는 편심 캠 유지 테이블(78)에 접속되어 테이블(78)이 회전하게 한다. 테이블(78)에 부착된 제1 편심 캠(79)이 회전 슬라이더 기구(69)를 회전시킨다.

장측 이송 롤러 기어(90b)로부터의 동력은 장측 이송 제4 전달 기어(48)를 통해 제3 진동 방지 기어(66c)로 전달된다. 이 제3 기어(66c)는 크랭크샤프트(80)에 접속되어 크랭크샤프트(80)의 단부에 제공된 크랭크 아암(80a)이 회전하게 한다. 크랭크 아암(80a)의 회전은 캠(80b)이 회전 슬라이더 기구(69)에 형성된 캠 홈(69a)을 따라 구르게 한다.

단측 이송 출력 기어(93c)로부터의 동력은 단측 이송 제4 전달 기어(58)를 통해 제4 진동 방지 기어(66d)로 전달된다. 이 제4 기어(66d)는 샤프트를 통해 단측 이송 제2 동력 전달 기어(64d)에 결합된다. 이 기어(64d)는 중공 샤프트(81)를 통해 장측 이송 제1 동력 전달 기어(64e)에 접속된 단측 이송 제1 동력 전달 기어(64c)에 동력을 전달한다. 이 기어(64e)는 장측 이송 제2 동력 전달 기어(64f)에 동력을 전달한다.

제2 동력 전달 기어(64f)에는 제1 편심 캠(79)이 제공된다. 기어(64f)의 회전은 캠(79)이 캠 홈(69b)을 따라 구르도록 한다. 상술된 바와 같이, 캠(79), 캠(80b) 및 편심 캠 유지 테이블(78)은 서로 협동하여 작동하여 회전 슬라이더 기구(69)에 고정된 진동 방지 지그(68)를 회전시킨다.

제1 실시예의 상기 구성은 다음과 같이 작동한다. 도 9 내지 도 16은 코일(12)를 권선하는 단계를 개략적으로 도시한다. 도 9는 권선 공정에서 코일(12)의 제1 턴(층)에 대한 제1 단계의 개략도이다. 도면에서, 해칭선의 절곡 지그(77)는 상승된 상태이다. 해칭선으로 표시되지 않은 다른 절곡 지그(77)는 하강된 상태이다.

절곡 지그(77)로서, 제1 내지 제4 절곡 지그(77a 내지 77d)가 유지 샤프트(67) 주위에 등각도 간격으로 배열된다. 샤프트(67)는 최상 위치에 위치된다. 제1 절곡 지그(77a)는 상승되고 따라서 편평 와이어(15)는 제1 절곡 지그(77a)와 샤프트(67) 사이에 유지된다.

완성된 코일(12)의 내측에 위치될 편평 와이어(15)의 내주연면(15a)이 샤프트(67)에 접촉한다. 완성된 코일(12)의 외측에 위치될 편평 와이어(15)의 외주연면(15b)이 제1 절곡 지그(77a)와 접촉한다. 이러한 상태로 유지된 편평 와이어(15)는 유지 샤프트(67)와 제1 절곡 지그(77a) 사이에서 안내됨으로써 화살표 방향으로 정해진 거리만큼 이송된다. 구체적으로, 편평 와이어(15)는 코일 장측 이송 슬라이더(41)의 동작에 의해서 장측 부분(12b)의 거리에 대응하는 길이만큼 이송된다.

도 10은 권선 공정에서 코일(12)의 1번째 턴을 위한 제2 단계의 개략도이다. 편평 와이어(15)가 정해진 거리만큼 이송된 후, 유지 샤프트(67)가 최하 위치로 아래로 이동되어 플랜지(67a)의 하부면이 편평 와이어(15)와 접촉하게 된다. 이어서, 회전 테이블(75)이 회전되어 절곡 지그(77)를 이동시킨다. 이 때, 제1 절곡 지그(77a)는 상승되어 유지되고 외주연면(15b)과 접촉하여 회전됨으로써, 편평 와이어(15)를 유지 샤프트(67)를 따라 절곡시킨다.

유지 샤프트(67)가 최하 위치에 위치되기 때문에, 편평 와이어(15)의 두께는 플랜지(67a)의 하부면과 회전 테이블(75)의 상부면 사이의 거리에 의해서 한정된다. 이는 편평 와이어(15)의 내주연부가 에지 방향 절곡 동안 팽창하는 것을 억제하는 것을 가능하게 한다.

상술된 바와 같이, 코일(12)의 제1 절곡부(12c1)가 형성된다. 편평 와이어(15)가 에지 방향 절곡된 후, 제1 절곡 지그(77a)는 하강되고 대신에 제4 절곡 지그(77d)가 상승된다. 또한, 유지 샤프트(67)가 최상 위치로 이동된다.

도 11은 권선 공정에서 코일(12)의 1번째 턴을 위한 제3 단계의 개략도이다. 제4 절곡 지그(77d)가 상승된 후, 편평 와이어(15)가 유지 샤프트(67)와 제4 절곡 지그(77d) 사이에서 안내되는 동시에 이송 슬라이더(51)의 작동에 의해 단측 부분(12a)의 길이에 대응하는 거리만큼만 다시 이송된다.

도 12는 권선 공정에서 코일(12)의 1번째 턴을 위한 제4 단계의 개략도이다. 제4 절곡 지그(77d)가 상승되어 유지되는 동안, 유지 샤프트(67)는 최하 위치로 이동된다. 이어서 회전 테이블(75)이 회전되어 절곡 지그(77)를 유지 샤프트(67) 주위에서 이동시킨다. 그 결과, 상승되어 유지되는 제4 절곡 지그(77d)가 외주연면(15b)과 접촉하여 회전됨으로써, 유지 샤프트(67)를 따라 편평 와이어(15)를 절곡시킨다. 이 방식으로, 코일(12)의 제2 절곡부(12c2)가 형성된다. 편평 와이어(15)가 에지 방향 절곡된 후, 제4 절곡 지그(77d)는 하강되고 유지 샤프트(67)는 최상 위치로 이동된다.

도 13은 권선 공정에서 코일(12)의 1번째 턴을 위한 제5 단계의 개략도이다. 제4 절곡 지그(77d)의 하강과 동기하여, 제3 절곡 지그(77c)가 상승된다. 이어서 편평 와이어(15)가 코일 장측 이송 슬라이더(41)에 의해 장측 부분(12b)의 길이에 대응하는 거리만큼 이동된다. 편평 와이어(15)의 이송 후에, 제1 절곡 지그(77a)도 상승된다.

도 14는 권선 공정에서 코일(12)의 1번째 턴을 위한 제6 단계의 개략도이다. 제3 절곡 지그(77c)가 상승되는 동안, 유지 샤프트(67)는 최하 위치로 이동된다. 이어서 회전 테이블(75)이 회전되어 절곡 지그(77)를 유지 샤프트(67) 주위에서 이동시킨다. 그 결과, 상승되어 유지되는 제3 절곡 지그(77c)가 외주연면(15b)과 접촉하여 회전됨으로써, 편평 와이어(15)를 유지 샤프트(67)를 따라 절곡한다.

코일(12)의 제3 절곡부(12c3)는 상술한 바와 같이 형성된다. 제1 절곡 지그(77a)도 상승된 상태로 유지되고, 편평 와이어(15)의 선단부가 에지 방향 절곡되는 공정에서 편평 와이어(15)의 부분 위로 상승되어 선단부가 에지 방향 절곡되는 부분 위로 가서 편평 와이어(15)를 코일 형상으로 권선한다. 편평 와이어(15)가 에지 방향 절곡된 후, 제3 절곡 지그(77c)는 하강되고 유지 샤프트(67)는 최상 위치로 이동된다.

도 15는 권선 공정에서 코일(12)의 1번째 턴을 위한 제7 단계의 개략도이다. 제3 절곡 지그(77c)가 하강되고 동시에 제2 절곡 지그(77b)가 상승된다. 편평 와이어(15)가 이송 슬라이더(51)에 의해 단측 부분(12a)에 대응하는 거리만큼 이송된다. 이 때 편평 와이어(15)는 유지 샤프트(67)와 제2 절곡 지그(77b) 사이에서 안내된다.

도 16은 권선 공정에서 코일(12)의 1번째 턴을 위한 제8 단계의 개략도이다. 제2 절곡 지그(77b)가 상승된 상태로 유지되는 동안, 유지 샤프트(67)가 최하 위치로 이동된다. 이어서 회전 테이블(75)이 회전되어 절곡 지그(77)를 유지 샤프트(67) 주위에서 이동시킨다. 그 결과, 상승되어 유지되는 제2 절곡 지그(77b)가 회전되어 외주연면(15b)과 접촉하여 회전됨으로써, 편평 와이어(15)를 유지 샤프트(67)를 따라 절곡시킨다. 코일(12)의 제4 절곡부(12c4)는 이와 같이 형성된다. 편평 와이어(15)가 에지 방향 절곡된 후, 제2 절곡 지그(77b)는 하강되고 유지 샤프트(67)는 최상 위치로 이동된다.

도 17은 권선 공정에서 코일(12)의 2번째 턴(층)을 위한 제1 단계의 개략도이다. 이 도 17은 도 9에 대응한다. 마찬가지로, 편평 와이어(15)는 코일 장측 이송 슬라이더(41)에 의해 이송된다. 이어서, 도 10 내지 도 16에 도시된 단계가 반복되어 코일(12)을 권선한다.

코일(12)은 상술된 방식으로 에지 방향 권선 장치(10)에 의해서 권선된다. 고속 권선을 위해, 진동 방지 지그(68)가 사용되어야 한다. 도 18은 진동 방지 지그(68)가 코일(12)에 삽입된 상태를 도시하는 측면 단면도이다. 도 19는 진동 방지 지그(68)가 코일(12)에 삽입된 상태에서의 회전 테이블(75)과 그 주변의 확대 단면도이다. 도 18 및 도 19는 90°의 각도만큼 상이한 방향에서 본 단면도이다. 도 20은 진동 방지 지그(68)가 코일(12)로부터 제거된 상태를 도시하는 측면 단면도이다.

진동 방지 지그(68)는 코일 보유 플랜지(68a) 및 삽입 부품(68b)을 포함한다. 이 삽입 부품(68b)은 코일(12)의 내주연부보다 작은 외측 형상을 갖도록 설계된다. 따라서, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 삽입 부품(68b)과 코일(12) 사이에는 간격이 생성된다. 진동 방지 지그(68)의 장측 표면(68c)은 코일(12)의 외주연부를 따라 경사져 있다. 다시 말해, 지그(68)의 단측 표면(68d)은 도 19에 도시된 것과 같이 테이퍼져 있다.

코일(12)이 권선될 때, 진동 방지 지그(68)는 유지 샤프트(67) 근처의 위치로 아래로 이동된 후 편평 와이어(15)의 에지 방향 절곡이 개시된다. 코일(12)을 권선하는 것을 완료한 후, 진동 방지 지그(68)는 도시되지 않은 리프터에 의해서 위로 이동된다. 회전 슬라이더 기구(69)가 절곡 시스템(60)에 제공된 선형 샤프트(65) 상에 활주가능한 선형 가이드(65a)에 부착되어(도 4 참조), 진동 방지 지그(68)가 회전 슬라이더 기구(69)와 함께 위로 이동하는 것을 허용한다.

진동 방지 지그(68)의 동작에 대해서 이하에서 설명한다. 도 21 내지 도 28은 진동 방지 지그(68)의 동작을 순서대로 도시하는 개략도이다. 도 21은 진동 방지 지그(68)의 동작의 제1 단계에 대한 개략도이다. 도 21은 도 9에 대응한다.

편평 와이어(15)는 코일 장측 이송 슬라이더(41)에 의해 이송되고 동시에 코일(12) 내부로 삽입된 진동 방지 지그(68)도 코일(12)의 내주연부와 접촉하면서 동일 방향으로 이동된다. 구체적으로, 진동 방지 지그(68)는 편평 와이어(15)의 내주연면(15a)과 접촉하여 유지된 상태로 이동된다. 진동 방지 지그(68)는 코일 장측 이송 슬라이더(41)와 상호 고정되도록 배열되어 이와 동기하여 이동된다.

도 22는 진동 방지 지그(68)의 동작의 제2 단계에 대한 개략도이다. 도 22는 도 10에 대응한다. 절곡 지그(77)의 회전과 연결되어, 회전 테이블(75)과 동기하여 이동가능한 진동 방지 지그(68)도 회전한다. 이 때, 진동 방지 지그(68)는 진동 방지 지그(68)가 코일(12)의 내부연부를 지지하는 동안 코일(12)의 회전 중심 주위가 아닌 코일(12)의 내주연부에서 상대적으로 대각 방향으로 대향하는 코너부로 이동하도록 회전된다.

도 23은 도 11에 대응하는 제3 단계를 도시한다. 도 24는 제4 단계를 도시하고 도 12에 대응한다. 도 25는 제5 단계를 도시하고 도 13에 대응한다. 도 26은 제6 단계를 도시하고 도 14에 대응한다. 도 27은 제7 단계를 도시하고 도 15에 대응한다. 도 28은 제8 단계를 도시하고 도 16에 대응한다.

도 21 내지 도 28에 도시된 바와 같이, 진동 방지 지그(68)는 진동 방지 지그(68)가 코일(12)의 내주연부를 지지하는 동안 코일(12)의 내주연부에서 상대적으로 대각 방향으로 대향하는 위치로 이동하도록 회전된다. 더욱이, 편평 와이어(15)가 코일 장측 이송 슬라이더(41) 또는 코일 단측 이송 슬라이더(51)에 의해 이송될 때, 진동 방지 지그(68)는 코일(12)의 내주연부에서 대향측과 접촉하도록 이동된다.

바람직하게는, 코일(12)의 내주연부에 대한 삽입 부품(68b)의 크기는 진동 방지 지그(68)의 추종 성능에 따라 적절하게 결정된다. 완전한 동기화가 가능하다면, 삽입 부품(68b)의 크기는 간격없이 코일(12)의 내주연부와 동일하게 결정될 수도 있다. 추종 성능이 부족하다면, 삽입 부품(68b)의 크기는 코일(12)의 내주연부보다 더 작을 필요가 있다. 이 추종 성능은 코일(12)이 고속으로 권선될수록 더욱 엄격해진다. 따라서, 약간의 간격이 제공되는 것이 바람직하다.

에지 방향 권선 장치(10)의 코일 장측 이송 슬라이더(41), 코일 단측 이송 슬라이더(51), 절곡 시스템(60) 및 진동 방지 지그(68)의 동작 및 운동에 대해서 설명한다. 부가적으로, 작동의 타이밍을 종합적으로 나타내는 도 29의 타이밍 차트를 참고하여 이하에서 전체 동작에 대해 설명한다. 이 타이밍 차트에서, "제1 터닝" 내지 "제4 터닝"은 편평 와이어(15)의 절곡부(코너부)를 형성하는 순서를 나타낸다. 코일(12)의 네 코너부 중 하나는 "제1 터닝"으로 지시되고 다른 것들은 이어서 "제2 터닝" 내지 "제4 터닝"으로서 참조된다.

용어 "중심"은 유지 샤프트(67)의 상하 운동을 나타낸다. 용어 "절곡 모터"는 절곡 구동 롤러 기어(90a)로부터 출력된 동력에 의해 구동되는 출력 기어(93a)의 동작을 나타낸다. 용어 "보정 모터"는 절곡 각도를 보정하기 위한 보정 모터(70)의 작동/비작동을 나타낸다.

용어 "장측 이송"은 코일 장측 이송 슬라이더(41)의 이송 타이밍을 나타내고 용어 "단측 이송"은 코일 단측 이송 슬라이더(51)의 이송 타이밍을 나타낸다.

용어 "진동 방지"는 진동 방지 지그(68)의 동작을 나타낸다. 진동 방지 지그(68)의 동작은 2개의 패턴, 즉 이송 및 절곡을 포함한다. 이송 타이밍은 아래측에 도시되고 절곡 타이밍은 위측에 도시된다.

횡축의 각도는 메인 샤프트인 동력 모터(91)의 회전 각도를 나타낸다. 제1 단계 및 이어지는 단계가 차례로 설명될 것이다. 제1 단계에서, 편평 와이어(15)는 코일 장측 이송 슬라이더(41)에 의해서 미리 정해진 거리만큼 이송된다. 진동 방지 지그(68)는 장측 이송 롤러 기어(90b)로부터 전달된 동력을 수용하고 그에 의해서 편평 와이어(15)의 이송과 동기하여 미리 정해진 거리만큼 이동된다.

제2 단계에서, 코일(12)은 제1 터닝에서 에지 방향으로 절곡되어 제1 절곡부(12c1)를 형성한다. 이 때, 유지 샤프트(67)는 최하 위치에 위치되어 편평 와이어(15)를 유지시켜서 편평 와이어(15)의 폭이 증가하는 것을 방지한다.

절곡을 위한 동력은 출력 기어(93a)로부터 전달된다. 동시에, 보정 모터(70)도 또한 작동된다. 따라서, 회전 테이블(75)이 90°보다 몇도 큰 각도로 회전되고 90°의 위치로 복귀된다. 이런 식으로, 편평 와이어(15)는 스프링백에 기인한 복귀 각도를 흡수함으로써 확실하게 90°로 에지 방향 절곡될 수 있다. 출력 기어(93a)로부터 제1 절곡 동력 전달 기어(64a)로 전달되는 동력에 의해서, 진동 방지 지그(68)도 또한 출력 기어(93a)와 동기식으로 회전된다.

제3 단계에서, 편평 와이어(15)는 코일 단측 이송 슬라이더(51)에 의해서 미리 정해진 거리만큼 이송된다. 진동 방지 지그(68)도 또한 단측 이송 롤러 기어(90c)로부터 전달된 동력에 의해서 편평 와이어(15)의 이송과 동기하여 미리 정해진 거리만큼 이동된다. 이 단계 동안, 유지 샤프트(67)는 상부 위치에서 유지된다.

제4 단계에서, 코일(12)은 제2 터닝에서 에지 방향 절곡되어 제2 절곡부(12c2)를 형성한다. 이 때, 유지 샤프트(67)는 최하 위치에 위치되어 편평 와이어(15)를 유지하여 편평 와이어(15)의 폭이 증가되는 것을 방지한다. 절곡을 위한 동력은 출력 기어(93a)로부터 전달된다. 동시에, 보정 모터(70)도 또한 동작된다. 따라서, 회전 테이블(75)이 90°보다 몇도 큰 각도로 회전되고 90°의 위치로 복귀된다. 이런 식으로, 편평 와이어(15)는 스프링백에 기인한 복귀 각도를 흡수함으로써 확실하게 에지 방향 절곡될 수 있다.

단측 이송 후의 제2 터닝이 제1 터닝의 에지 방향 절곡부에 가깝다. 따라서, 편평 와이어(15)의 스프링백은 더 커지기 쉽다. 따라서 회전 테이블(75)의 보정 각도는 제1 터닝보다 더 크게 설정되어야 한다. 진동 방지 지그(68)도 또한 출력 기어(93a)로부터 제1 절곡 동력 전달 기어(64a)로 전달되는 동력에 의해서 출력 기어(93a)와 동기하여 회전된다.

제5 단계에서, 편평 와이어(15)는 코일 장측 이송 슬라이더(41)에 의해서 미리 정해진 거리만큼 이송된다. 진동 방지 지그(68)도 또한 장측 이송 롤러 기어(90b)로부터 전달된 동력에 의해 편평 와이어(15)의 이송과 동기하여 미리 정해진 거리만큼 이동된다. 이 단계 동안, 유지 샤프트(67)는 상부 위치에 위치된다.

제6 단계에서, 코일(12)은 제3 터닝에서 에지 방향 절곡되어 제3 절곡부(12c3)를 형성한다. 이 때, 유지 샤프트(67)는 최하 위치에 위치되어 편평 와이어(15)의 폭이 증가하는 것을 방지한다. 절곡을 위한 동력은 출력 기어(93a)로부터 전달된다. 동시에, 보정 모터(70)도 또한 작동된다. 따라서, 회전 테이블(75)이 90°보다 몇도 큰 각도로 회전되고 90°의 위치로 복귀된다. 이런 식으로, 편평 와이어(15)는 스프링백에 기인한 복귀 각도를 흡수함으로써 확실하게 90°로 에지 방향 절곡될 수 있다. 이 단계에서 보정 각도는 제2 단계의 것과 동일할 수도 있다. 진동 방지 지그(68)도 출력 기어(93a)로부터 제1 절곡 동력 전달 기어(64a)로 전달된 동력에 의해서 출력 기어(93a)와 동기하여 회전된다.

제7 단계에서, 편평 와이어(15)는 코일 단측 이송 슬라이더(51)에 의해서 미리 정해진 거리만큼 이송된다. 진동 방지 지그(68)도 또한 단측 이송 롤러 기어(90c)로부터 전달된 동력에 의해서 편평 와이어(15)의 이송과 동기하여 미리 정해진 거리만큼 이동된다. 이 단계 동안, 유지 샤프트(67)는 상부 위치에 위치된다.

제8 단계에서, 코일(12)은 제4 터닝에서 에지 방향 절곡되어 제4 절곡부(12c4)를 형성한다. 이 때, 유지 샤프트(67)는 최하 위치에 위치되어 편평 와이어(15)의 폭이 증가하는 것을 방지한다. 절곡을 위한 동력은 출력 기어(93a)로부터 전달된다. 동시에, 보정 모터(70)도 또한 동작된다. 따라서, 회전 테이블(75)이 90°보다 몇도 큰 각도로 회전되고 90°의 위치로 복귀된다. 이 방식으로, 편평 와이어(15)는 스프링백에 기인한 복귀 각도를 흡수하면서 확실하게 90°로 에지 방향 절곡될 수 있다. 단측 이송 후의 제4 터닝은 제3 터닝의 에지 방향 절곡부에 가깝다. 따라서, 편평 와이어(15)의 스프링백은 더 커지기 쉽다. 따라서, 회전 테이블(75)의 보정 각도는 제3 터닝의 것보다 크게 설정되어야 한다. 출력 기어(93a)로부터 제1 절곡 동력 전달 기어(64a)에 전달된 동력에 의해서, 진동 방지 지그(68)도 출력 기어(93a)와 동기하여 회전된다.

상기 구성 및 동작을 제공하는 제1 실시예는 다음을 이점을 발휘한다.

우선, 코일(12)이 고속으로 권선될 수 있다.

에지 방향 권선 장치(10)는 코일(12)이 동일한 절곡 각도를 갖는 복수의 절곡부(12c)와, 절곡부(12c) 사이에 각각 존재하는 단측 부분(12a) 및 장측 부분(12b)을 포함하도록 에지 방향 절곡됨으로써 비원형 형상으로 편평 와이어(15)를 절곡함으로써 만들어진 코일(12)을 제작하도록 구성된다. 장치(10)는 완성된 코일(12)의 내주연부를 형성할 편평 와이어(15)의 내주연면(15a)과 접촉하고 편평 와이어(15)의 두께 방향으로 편평 와이어(15)의 절곡부(12c)를 끼움 지지하는 유지 샤프트(67)와, 회전 테이블(75)을 포함한다. 장치는 또한 완성된 코일(12)의 외주연부를 형성할 편평 와이어(15)의 외주연부(15b)와 접촉하는 절곡 지그(77)를 더 포함한다. 절곡 지그(77)는 유지 샤프트(67)와 회전 테이블(75)과 협동하여 편평 와이어(15)를 가압하면서 유지 샤프트(67) 주위에서 회전되어, 편평 와이어(15)를 절곡하여 절곡부(12c)를 형성한다. 절곡 지그(77)는 편평 와이어(15)의 적층 방향으로 전후로 이동하도록, 즉 회전 테이블(75)로부터 돌출 및 후퇴하도록 구성된다. 코일(12)의 일 턴(층)당 절곡부(12c) 또는 비절곡부의 수와 같은 수의 절곡 지그(77)가 서로로부터 등각도 간격을 유지하면서 유지 샤프트(67) 주위에서 이동하도록 배열된다.

편평 와이어(15)의 에지 방향 절곡은 유지 샤프트(67), 회전 테이블(75) 및 절곡 지그(77)를 사용하여 수행된다. 더욱이, 절곡 지그(77)는 회전 테이블(75)에서 복수 위치에 배열되어 편평 와이어(15)의 적층 방향으로 전후로 이동(돌출 및 후퇴)한다. 따라서, 상기 구성은 일본공개특허 제2006-288025호에 개시된 가압 수단의 복귀 단계, 즉 절곡 지그(77)의 복귀 단계를 필요로 하지 않는다. 따라서, 코일(12)을 권선하는 데 걸리는 시간을 단축시키는 것이 가능하다.

절곡 지그(77)는 유지 샤프트(67)의 외주 둘레에 제공되고 서로로부터 등각도 간격을 유지하면서 유지 샤프트(67) 주위에서 이동될 수 있다. 따라서, 편평 와이어(15)는 최상 위치로 상승된 제1 절곡 지그(77a)에 의해서 에지 방향 절곡되고 이어서 제1 절곡 지그(77a)는 최하 위치로 하강된다. 편평 와이어(15)는 미리 정해진 거리만큼 이송되고 제4 절곡 지그(77d)는 에지 방향 절곡을 수행하기 위한 최상 위치까지 상승된다. 구체적으로, 절곡 지그(77)는 회전 테이블(75)과 함께 항상 일 방향으로 회전되어 에지 방향 절곡을 위한 준비 시에 상승 및 하강된다. 따라서, 에지 방향 절곡을 위해 필요한 시간이 복귀 시간만큼 감소될 수 있다.

일본공개특허 제2006-288025호에 개시된 방법에서, 절곡 지그(77)에 대응하는 가압 수단은 절곡 각도와 동일한 거리만큼 복귀되어야만 한다. 이 방법은 상기 실시예보다 에지 방향 절곡에 간단히 2배 긴 시간을 요구한다. 이 실시예에서는, 4개의 절곡 지그(77)가 유지 샤프트(67) 주위에 등각도 간격으로 회전 테이블(75) 상에 배열된다. 따라서, 시간 손실을 최소화하고 고속 절곡을 달성하는 것이 가능하다.

더욱이, 유지 샤프트(67) 및 절곡 지그(77)는 상술한 바와 같이 편평 와이어(15)를 에지 방향 절곡하도록 협동한다. 각 단측 부분(12a)과 각 장측 부분(12b) 사이의 큰 차이를 갖는 코일(12)도 또한 제조될 수 있다. 다시 말해, 각 단측 부분(12a)과 각 장측 부분(12b) 사이에서 큰 차이를 갖는 신장된 코일이 고속으로 권선될 수 있어, 비용 절감으로 이어진다.

1개의 고정자에 대하여, 수십개의 코일(12)이 필요하다. 따라서, 각 코일의 비용 감소는 고정자의 전체 비용 감소에 기여할 수 있다. 리드 타임을 단축함으로써 에지 방향 권선 장치(10)의 수를 감소시킬 수 있다. 이는 초기 비용 및 운전 비용의 감소에 기여한다.

편평 와이어(15)가 고속으로 권선되는 경우, 제조되고 있는 과정에서 코일(12)은 이의 자중에 기인하여 형상이 변형될 수도 있다. 그러나, 편평 와이어(15)의 내주연면(15a)의 부분과 접촉하여 진동 방지 지그(68)가 제공된다. 진동 방지 지그(68)는 편평 와이어(15)의 권선과 관련하여 회전되어 코일(12)의 변형을 방지한다. 따라서, 진동 방지 지그(68)를 사용함으로써, 권선되는 공정에서 코일(12)의 변형을 유발하기 쉬운 속도에서도 형상이 변형되지 않고 코일(12)이 제조될 수 있다.

고속 권선을 방해하는 이유 중 하나는 권선 속도가 증가되면 코일(12)의 관성에 기인하는 힘을 편평 와이어(15)가 이의 강도에 의해서만 억제할 수 없는 권선 속도 구역이 있기 때문이다. 일본공개특허 제2002-184639호에 도시된 바와 같이, 이러한 문제는 권선 코어 상에 코일(12)을 권선함으로써 회피될 수 있다. 그러나, 상기 관련 기술 섹션에서 지적된 단측 부분(12a)과 장측 부분(12b) 사이의 길이의 큰 비율이 권선 속도의 차이를 유발하여 편평 와이어(15)의 관성 진동을 증가시킨하고 하는 문제가 일어날 수도 있다. 고정자를 사용하는 모터의 출력 및 매끄러움을 고려하면, 단측 부분(12)이 고정자에 장착될 코일(12)의 수를 증가시키기 위해 가능한 한 짧게 되도록 단측 부분(12a)과 장측 부분(12b) 사이의 길이의 비를 결정하는 것이 더욱 유리하다.

제1 실시예의 에지 방향 권선 장치(10)는 코일(12)의 고속 권선을 달성하여 이러한 모터의 요구를 만족시킬 수 있다. 더욱이, 점진적으로 감소하는 권선 직경을 갖는 코일(12)의 제조를 위하여, 코일(12)의 경사 측면에 대응하는 경사면(68c)을 포함하는 진동 방지 지그(68)는 삽입되어, 코일(12)의 회전과 동기하여 회전 방향으로 전후로 활주하면서, 회전된다. 따라서, 사다리꼴 단면을 갖는 코일(12)은 형상 변형 없이 권선될 수 있다.

더욱이, 회전 테이블(75) 및 절곡 지그(77)의 회전 각도를 보정하기 위하여 차동 기어(94a) 및 보정 모터(70)가 제공된다. 편평 와이어(15)의 에지 방향 절곡 동안, 차동 기어(94a) 및 보정 모터(70)는 회전 테이블(75) 및 절곡 지그(77)의 회전 각도를 보정한다. 예를 들어, 와이어를 90°만큼 에지 방향 절곡하는 경우, 절곡 지그는 90°+α의 각도만큼 회전된다. 따라서, 편평 와이어(15)의 스프링 특성과 같은 재료 성질에 기인하여 일어나는 편평 와이어(15)의 스프링백을 흡수하는 것이 가능하다. 이와 같이, 편평 와이어(15)는 원하는 각도로 정확하게 에지 방향 절곡될 수 있다.

<제2 실시예>

제2 실시예는 동력 전달 방식을 제외하고는 제1 실시예와 동일한 작동을 가능하게 한다. 후속 설명은 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 주어진다. 제1 실시예와 동일한 도면 부호가 제공된 부품 또는 구성요소는 제1 실시예와 동일한 기능을 갖는다. 도 30은 제2 실시예의 에지 방향 권선 장치(10)의 평면도이다. 도 30은 도 1에 대응한다. 도 31은 장치(10)의 측면도이고 도 2에 대응한다.

제2 실시예는 동력 전달 방식에서 제1 실시예와 크게 다르다. 제1 실시예에서는, 롤러 기어(90)를 통해 동력 전달이 수행된다. 한편, 제2 실시예에서는, 간헐 작동을 일으키는 제네바 기구를 통해 동력 전달이 수행된다. 따라서, 언코일러(20) 및 직선화 시스템(30)은 제1 실시예의 것과 실질적으로 동일하다.

도 32는 해칭선이 생략된 에지 방향 권선 장치(10)의 동력 전달을 도시하는 도면이다. 도 33은 절곡 시스템(60)의 확대도이다. 도 34는 이송 시스템(40)의 코일 장측 이송 슬라이더(41)의 확대도이다. 도 35는 이송 시스템(40)의 코일 단측 이송 슬라이더(51)의 확대도이다. 도 36은 도 33의 절곡 시스템(60)의 세부를 도시하기 위한 부분 확대도이다.

도 34의 코일 장측 이송 슬라이더(41)의 구성에 대해 아래에서 먼저 설명한다. 이 슬라이더(41)는 동력 모터(91)에 의해 발생된 동력에 의해 구동된다. 동력 샤프트(135)가 도 33의 동력 모터(91)의 출력측에 접속된다. 이 샤프트(135) 상에는, 이송 구동 핀 휠(131a), 코일 절곡 핀 휠(132a), 진동 방지 지그의 장측 이송용 핀 휠(133a) 및 진동 방지 지그의 단측 이송용 핀 휠(134a)이 고정된다. 이들 휠은 개별 제네바 기구로 동력을 전달한다.

도 37은 이송 구동 핀 휠(131a) 및 이송 구동 제네바 휠(131b)의 평면도이다. 핀 휠(131a)은 장측 이송용 제1 전달 기어(143a)에 접속된 제네바 휠(131b)에 동력을 전달한다. 이 기어(143a)는 제2 전달 기어(143b)와 맞물린다.

제2 전달 기어(143b)은 차동 기어(94b)의 상부에 부착되어 차동 기어(94b) 아래에 부착된 제3 전달 기어(143c)에 동력을 전달한다. 차동 기어(94b)는 보정 모터(46)에 접속되어 제3 및 제2 전달 기어(143c 및 143b) 사이의 회전 차이를 미세 조정한다. 제3 전달 기어(143c)로부터 제4 전달 기어(143d)로 전달된 동력은 조인트부(92)를 통해 편심 캠 가이드(47)로 전달된다.

제1 전달 기어(143a)에 동기하여 작동하는 제5 전달 기어(143e)가 제6 전달 기어(143f)에 동력을 전달한다. 제6 전달 기어(143f)는 편심 캠 가이드(47)에 부착되어 편심 캠(45)을 미세 조정한다. 장측 이송 슬라이드 테이블(49)에는 그 내에서 편심 캠(45)이 이동하여 슬라이드 테이블(49)이 전후로 활주하게 하여 편평 와이어(15)를 이송하게 할 수 있는 안내 홈(49a)이 형성된다. 장측 이송용 클램프 기구(42)는 도 35에 도시된 이송 절환 캠 기구(50)와 상호 고정된다. 이 기구(50)에 의해, 편평 와이어(15)가 슬라이드 테이블(49)에 끼움 지지될 지의 여부가 결정된다.

코일 장측 이송 슬라이더(41)가 편평 와이어(15)를 이송하도록 이송 절환 캠 기구(50)에 의해 선택되면, 슬라이드 테이블(49)은 도 34의 도면 시트에 직각인 방향으로 활주된다. 장측 이송 클램프 기구(42)가 아래로 유지되는 동안, 편평 와이어(15)는 슬라이드 테이블(49)과 함께 이동된다. 편평 와이어(15)는 이와 같이 보빈(16)으로부터 풀려서 절곡 시스템(60)을 향해 이송된다.

도 35의 코일 단측 이송 슬라이드(51)의 구성에 대해서 이하에서 설명한다. 도 33의 동력 모터(91)로부터의 동력은 핀 휠(131a)을 통해 제5 전달 기어(143e)에 전달된 후 슬라이더(51)에서 단측 이송용 제1 전달 기어(153a)로 전달된다.

제1 전달 기어(153a)는 단측 이송 차동 기어(94c)의 상부에 부착되고 차동 기어(94c) 아래에 부착된 제2 전달 기어(153b)에 동력을 전달한다. 이 차동 기어(94c)는 보정 모터(56)에 접속되어 제3 전달 기어(153c)와 제2 전달 기어(153b) 사이의 회전 차이를 미세 조정한다.

제2 전달 기어(153b)는 제3 전달 기어(153c)와 맞물려서 조인트부(92)를 통해 편심 캠(55)에 동력을 전달한다. 편심 캠(5)은 편심 캠 가이드(57)에 의해 이동이 제한된다. 이 가이드(57)는 동력이 장측 이송 제5 전달 기어(143e)로부터 이에 전달되는 제4 전달 기어(153d)에 접속된다.

편심 캠(55)은 단측 이송 슬라이드 테이블(59)에 형성된 안내 홈(59a)을 따라 활주하여 도 35의 도면 시트에 직각인 방향으로 테이블(59)을 활주시킨다. 단측 이송 클램프 기구(52)는 슬라이드 테이블(59) 근처로 이동되어 편평 와이어(15)를 끼움 지지한다.

편심 캠 가이드(57)의 중심 축은 편심 캠(55)의 샤프트의 중심 축과 정렬되어 있지 않다. 따라서, 편심 캠 가이드(57)의 회전은 편심 캠(55)의 행정의 조정을 가능하게 한다. 다시 말해, 슬라이드 테이블(59)의 행정은 조정될 수 있다. 코일(12)은 코일(12)이 장착될 고정자의 형상에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 사다리꼴 단면을 갖는다. 구체적으로, 각 단측 부분(12a)의 길이는, 고정자의 외주연부에 가장 가깝게 위치된 단측 부분(12a)이 가장 길어지도록 점진적으로 길어진다. 이 행정 조정은 편심 캠 가이드(57) 및 편심 캠(55)에 의해 달성된다.

단측 이송 클램프 기구(52)는 이송 절환 캠 기구(50)와 상호 고정된다. 기구(50)에 의해서, 편평 와이어(15)가 슬라이드 테이블(59) 상에 끼움 지지될 지의 여부가 결정된다. 이송 절환 캠 기구(50)에 의해서 코일 단측 이송 슬라이더(51)가 편평 와이어(15)를 이송하도록 선택되면, 단측 이송 슬라이드 테이블(59)은 도 35의 도면 시트에 직각인 방향으로 활주된다. 단측 이송 클램프 기구(52)가 아래로 유지되는 동안, 그에 따라 편평 와이어(15)는 슬라이드 테이블(59)과 함께 이동된다. 편평 와이어(15)는 이와 같이 보빈(16)으로부터 풀려서 절곡 기구(60)를 향해서 이송된다.

이송 절환 캠 기구(50)는 동력 모터(91)의 출력측에 제공된 제1 타이밍 기어(136a), 제2 타이밍 기어(136b) 및 제2 타이밍 기어(136b)와 맞물린 제3 타이밍 기어(136c)를 통해서 동력 모터(91)의 동력을 수용한다.

제1 타이밍 기어(136a)는 연속적으로 회전된다. 따라서, 이송 절환 캠 기구(50)도 또한 연속적으로 회전되어, 캠 기구(50)에 형성된 캠 홈에 의해 코일 장측 이송 슬라이더(41) 또는 코일 단측 이송 슬라이더(51)가 선택된다. 핀 휠(131a) 및 제네바 휠(131b)의 간헐적인 작동에 의해서 이송 슬라이더(41, 51)에 동력이 전달된다. 따라서, 이송 시스템(40) 및 절곡 시스템(60)은 교대로 작동될 수 있다.

도 33 및 도 36에 도시된 절곡 시스템(60)의 구성에 대해서 이하에서 설명한다. 도 37은 코일 절곡 핀 휠(131a) 및 코일 절곡 제네바 휠(131b)의 평면도이다. 절곡 시스템(60)은 핀 휠(131a) 및 제네바 휠(131b)를 통해 동력 모터(91)로부터 전달된 동력을 간헐적으로 수용한다.

도 38은 코일 절곡 핀 휠(132a) 및 코일 절곡 제네바 휠(132b)의 평면도이다. 핀 휠(132a)로부터 제네바 휠(132b)로 전달된 동력은 제네바 휠(132b)에 접속된 절곡 시스템을 위한 제1 전달 기어(163a)에 전달된다. 제1 전달 기어(163a)는 차동 기어(94a)에 부착된 제2 전달 기어(163b)와 맞물린다.

차동 기어(94a)의 상부에 부착된 제2 전달 기어(163b)는 차동 기어(94a)를 통해 차동 기어(94a) 아래에 부착된 제3 전달 기어(163c)에 동력을 전달한다.

차동 기어(94a)는 보정 모터(70)에 접속되어 제2 전달 기어(163b)와 제3 전달 기어(163c) 사이의 회전 차이를 미세 조정한다. 편평 와이어(15)는 90°의 각도로 에지 방향으로 절곡되어야만 하지만, 재료 성질에 기인한 스프링백을 일으키기 쉽다. 따라서, 편평 와이어(15)는 90°와 추가 각도 α만큼 절곡되어 절곡부(12c)를 형성한다. 따라서, 편평 와이어(15)는 90°로 에지 방향 절곡될 수 있다.

제3 전달 기어(163)는 제4 전달 기어(163d)로 동력을 전달한다. 제4 전달 기어(163d)로 전달된 동력은 회전 테이블(75)이 회전되게 한다. 회전 테이블(75)에는 4개의 절곡 지그(77)가 제공된다. 이들 지그(77)도 또한 회전 테이블(75)과 함께 회전된다.

제5 전달 기어(163e)가 장측 이송 제5 전달 기어(143e)로부터 전달된 동력을 수용한다. 이 기어(143e)는 이송 구동 제네바 휠(131b)과 동기화 되고, 따라서 제5 전달 기어(163e)도 또한 제네바 휠(131b)과 동기화 된다. 다시 말해, 기어(163e)는 코일 장측 이송 슬라이더(41) 또는 코일 단측 이송 슬라이더(51)와 동기화 된다.

제5 전달 기어(163e)에 의해 회전될 때, 캠 가이드(71)는 절곡 지그 상승 캠(73)이 제1 캠 홈(71a)을 따라 활주하게 하고 유지 샤프트 상승 캠(72)이 제2 캠 홈(71b)을 따라 활주하게 한다. 캠(73)은 절곡 지그 상승 샤프트(76)에 접속되어 절곡 지그(77)를 위/아래로 이동시킨다. 캠(72)은 유지 샤프트(67)를 위/아래로 이동시킨다. 이 유지 샤프트(67)는 압축 스프링(74)에 의해 아래로 압박되어 소정 위치에 유지되고 따라서 캠(72)이 제2 캠 홈(71b)의 하부측에 대항하여 가압된다.

편평 와이어(15)를 아래로 유지하는 기능 외에, 압축 스프링(74)은 유지 샤프트 플랜지(67a)가 편평 와이어(15)를 가압하여 이를 과도하게 잡거나 편평 와이어(15)가 플랜지(67a)에 고착되어 고정된 상태로 되는 것을 방지하는 다른 기능을 갖는다. 구체적으로, 플랜지(67a)의 하부면과 회전 테이블(75) 사이의 거리는 제1 캠 홈(71a)의 캠 커브에 따라 결정된다. 편평 와이어(15)가 팽창하거나 부풀기 쉬운 경우, 따라서 편평 와이어(15)의 두께는, 편평 와이어(15)가 더 이상 팽창하지 않도록 적절하게 유지함으로써, 플랜지(67a)와 회전 테이블(75) 사이의 거리에 의해서 결정될 수 있다.

절곡 지그 상승 캠(73)은 상승 샤프트(76)에 부착된다. 따라서, 캠(73)이 제1 캠 홈(71a)을 따라 굴러갈 때, 상승 샤프트(76)는 상하로 이동됨으로써, 절곡 지그(77)를 상하로 이동시킨다. 편평 와이어(15)는 제1 실시예와 동일한 방식으로 절곡 지그(77)와 유지 샤프트(67)의 협동에 의해서 에지 방향 절곡된다. 진동 방지 지그(68)는 코일(12)의 회전과 관련되어 코일(12)의 내주연부를 지지하는 동시에 회전되는 지그이다. 진동 방지 지그(68)는 회전 슬라이더 기구(69)에 부착된다.

회전 슬라이더 기구(69)에는 진동 방지 지그(68)의 복잡한 운동을 수행하기 위하여 3개의 동력이 공급된다. 하나는 이송 구동용 핀 휠(131a)로부터 전달된 동력이고, 하나는 진동 방지 지그의 장측 이송용 핀 휠(133a)로부터 전달된 동력이고, 하나는 진동 방지 지그의 단측 이송용 핀 휠(134a)로부터 전달된 동력이다.

도 39는 진동 방지 지그의 장측 이송을 위한 핀 휠(133a) 및 제네바 휠(133b) 또는 진동 방지 지그의 단측 이송을 위한 핀 휠(134a) 및 제네바 휠(134b)의 평면도이다. 핀 휠(133a) 및 제네바 휠(133b)은 각각 장착 위치를 제외하고는 핀 휠(134a) 및 제네바 휠(134b)과 기본적으로 동일하다.

이송 구동 핀 휠(131a)로부터 전달된 동력이 장측 이송 제5 이송 기어(143e)를 통해 제6 전달 기어(163f)로 전달된다. 이어서 동력이 제6 전달 기어(163f)로부터 진동 방지 지그를 구동하기 위한 제1 기어(166a)(이하, "진동 방지 기어")로 전달된다.

제1 진동 방지 기어(166a)는 제2 진동 방지 기어(166b)로, 이어서 제2 진동 방지 기어(166b)에 접속되어 진동 방지 지그에 동력을 전달하기 위한 제1 전달 기어(164a)로 동력을 전달한다. 동력이 제1 전달 기어(164a)로부터 진동 방지 지그로의 동력 전달을 위한 제2 전달 기어(164b)로 전달될 때, 제2 전달 기어(164b)에 접속된 편심 캠 유지 테이블(78)에 동력이 전달된다.

진동 방지 지그로의 동력 전달을 위한 제3 전달 기어(164c)가 테이블(78)에 편심 부착된다. 테이블(78)의 회전은 제3 전달 기어(164c)에 부착된 제1 편심 캠(79)의 회전을 일으킨다. 캠(79)의 이 동작은 편평 와이어(15)의 에지 방향 절곡 동안 코일(12)의 이동에 대응한다.

핀 휠(133a)을 통해 전달된 동력은 제네바 휠(133b)에 접속된 제5 진동 방지 기어(166e)를 통해 제6 진동 방지 기어(166f)에 전달된다.

크랭크샤프트(80)는 제6 진동 방지 기어(166f)에 접속된다. 따라서, 크랭크샤프트(80)의 말단부에 제공된 크랭크 아암(80a)은 제6 진동 방지 기어(166f)의 회전에 동기하여 회전된다. 크랭크 아암(80a)의 이 동작은 편평 와이어(15)가 코일 장측 이송 슬라이더(41)에 의해 이송될 때 코일(12)의 이동에 대응하여 제1 편심 캠(79)이 활주하게 한다.

핀 휠(134a)을 통해 전달된 동력은 제네바 휠(134b)로, 이어서 제네바 휠(134b)에 접속된 제3 진동 방지 기어(166c)로 전달된다. 동력은 이어서 제4 진동 방지 기어(166d)로 전달된다.

제4 장치 기어(166d)는 진동 방지 지그로의 동력 전달을 위한 제5 전달 기어(164e)에 접속되어, 제5 전달 기어(164e)에 맞물려 있고 진동 방지 지그로의 동력 전달을 위한 제6 전달 기어(164f)에 동력을 전달한다. 제6 전달 기어는 중공 샤프트(81)에 접속되어 샤프트(81)에 접속된 제4 전달 기어(164d)에 동력을 전달한다. 제4 전달 기어(164d)는 제3 전달 기어(164c)에 동력을 전달한다. 따라서, 제1 편심 캠(79)은 회전 슬라이더 기구(69)가 활주하게 한다.

상술한 바와 같이, 편심 캠 유지 테이블(78)의 회전은 회전 슬라이더 기구(69)가 편평 와이어(15)의 에지 방향 절곡과 동기하여 회전하게 한다. 크랭크샤프트(80)의 회전은 코일 장측 이송 슬라이더(41)의 이동과 동기하여 회전 슬라이더 기구(69)가 활주하게 한다. 제3 전달 기어(164c)의 회전은 회전 슬라이더 기구(68)가 코일 단측 이송 슬라이더(51)의 이동과 동기하여 활주하게 한다.

제2 실시예의 에지 방향 권선 장치(10)의 권선 작동 및 진동 방지 작동은 제1 실시예와 동일하고 따라서 반복 설명하지 않는다. 상세한 내용은 도 9 내지 도 16 및 도 21 내지 도 28을 참조한다.

도 40은 제네바 기구의 동작을 도시하는 타이밍 차트이다. 용어 "제1 터닝", "제2 터닝", "제3 터닝", "제4 터닝" 및 "중심"은 도 29에서와 동일한 의미 및 동일 타이밍을 나타낸다. 따라서, 그에 대해서는 반복 설명하지 않는다.

용어 "이송 구동 제네바 기구"는 이송 구동용 제네바 휠(131b)의 동작 타이밍을 도시한다. 용어 "절곡 구동 제네바 기구"는 코일 절곡 제네바 휠(132b)의 작동 타이밍을 도시한다. 용어 "진동 방지 지그용 제네바 기구"의 "장측"은 진동 방지 지그의 장측 이송용 제네바 휠(133b)의 동작 타이밍을 도시한다. 또한, 용어 "단측"은 진동 방지 지그의 단측 이송용 제네바 휠(134b)의 동작 타이밍을 도시한다.

제1 단계가 우선 설명된다. 제1 단계에서는, 편평 와이어(15)가 코일 장측 이송 슬라이더(41)에 의해서 미리 정해진 거리만큼 이송된다. 이송 구동 핀 휠(131a)로부터 이송 구동 제네바 휠(131b)로 동력이 전달되어 슬라이더(41)를 구동한다. 이는 코일 장측 이송 슬라이더(41)가 이송 절환 캠 기구(50)에 의해서 선택되었기 때문이다.

또한, 핀 휠(133a)로부터 제네바 휠(133b)로 동력이 전달된다. 따라서, 회전 슬라이더 기구(69)는 크랭크 아암(80a)에 의해서 활주되어, 편평 와이어(15)의 이송에 동기하여 미리 정해진 거리만큼 진동 방지 지그(68)를 이동시킨다.

제2 단계에서는, 코일(12)이 제1 터닝에서 에지 방향 절곡되어 제1 절곡부(12c1)를 형성한다. 이 때, 유지 샤프트(67)는 최하 위치에 위치되어 편평 와이어(15)의 폭이 증가하지 않도록 제한한다.

절곡을 위한 동력이 핀 휠(132a)로부터 제네바 휠(132b)로, 이어서 회전 테이블(75)로 전달된다. 따라서, 회전 테이블(75)은 절곡 지그(77)와 함께 회전된다. 보정 모터(70)도 또한 동시에 구동되어, 회전 테이블(75)을 90°보다 몇도 큰 각도로 회전시키고 회전 테이블(75)을 90°의 위치로 복귀시킨다. 이 방식으로, 편평 와이어(15)는 스프링백을 유발시키는 복귀 각도를 흡수함으로써 90°로 확실하게 에지 방향 절곡될 수 있다.

핀 휠(132a)로부터 제네바 휠(132b)로 동력이 전달된다. 이어서, 동력은 절곡 시스템을 위한 제6 전달 기어(163f), 제1 진동 방지 기어(166a), 제2 진동 방지 기어(166b) 및 진동 방지 지그(164a)로의 동력 전달을 위한 제1 전달 기어(164a)로 차례로 전달된다. 편심 캠 유지 테이블(78)이 회전될 때, 회전 슬라이더 기구(69)도 또한 회전된다. 따라서 진동 방지 지그(68)는 회전 슬라이더 기구(69)와 함께 회전된다.

제3 단계에서, 편평 와이어(15)는 코일 단측 이송 슬라이더(51)에 의해서 미리 정해진 거리만큼 이송된다. 핀 휠(131a)로부터 제네바 휠(131b)로 동력이 전달되어 코일 단측 이송 슬라이더(51)를 구동한다. 이는 코일 단측 이송 슬라이더(51)가 이송 절환 캠 기구(50)에 의해서 선택되었기 때문이다.

핀 휠(134a)로부터 제네바 휠(134b)로 동력이 전달된다. 따라서, 회전 슬라이더 기구(69)는 제1 편심 캠(79)에 의해서 활주되어, 진동 방지 지그(68)를 편평 와이어(15)의 이송과 동기하여 미리 정해진 거리만큼 이동시킨다.

제4 단계에서, 코일(12)이 제2 터닝에서 에지 방향 절곡되어 제2 절곡부(12c2)를 형성한다. 이 단계에서, 유지 샤프트(67)는 최하 위치에 위치되어 편평 와이어(15)의 폭이 증가하지 않도록 제한한다.

절곡을 위한 동력이 핀 휠(132a)로부터 제네바 휠(132b)로, 이어서 회전 테이블(75)로 전달된다. 따라서, 테이블(75)은 절곡 지그(77)와 함께 회전된다. 이 때, 보정 모터(7)도 구동된다. 단측 부분(12a)의 거리(길이)가 짧기 때문에, 절곡 각도는 제1 절곡부(12c1)에 의해서 영향을 받을 수도 있다. 따라서, 절곡 각은 편평 와이어(15)의 90°에지 방향 절곡을 확실하게 달성하기 위해 더 크게 설정된다.

핀 휠(132a)로부터 제네바 휠(132b)로의 동력 전달은 편심 캠 유지 테이블(78)이 회전하도록 하여, 회전 슬라이더 기구(69)를 회전시킨다. 따라서, 진동 방지 지그(68)는 회전 슬라이더 기구(69)와 함께 회전된다.

제5 단계에서, 편평 와이어(15)는 코일 장측 이송 슬라이더(41)에 의해서 미리 정해진 거리만큼 이송된다. 각 기구의 동작은 제1 단계에서와 동일하고 여기서 설명하지 않는다. 제6 단계에서, 코일(12)은 제3 터닝에서 에지 방향 절곡되어 제3 절곡부(12c3)를 형성한다. 각 기구의 동작은 제2 단계에서와 동일하고 여기서 설명하지 않는다.

제7 단계에서, 편평 와이어(15)는 코일 단측 이송 슬라이더(51)에 의해 미리 정해진 거리만큼 이송된다. 각 기구의 동작은 제3 단계와 동일하고 그 설명은 여기서 생략된다. 제8 단계에서, 코일(12)은 제4 터닝에서 에지 방향 절곡되어 제4 절곡부(12c4)를 형성한다. 각 기구의 동작은 제4 단계와 동일하고 그 설명은 여기서 생략된다. 제1 내지 제8 단계의 상기 동작이 반복되어 코일(12)을 제조한다.

제2 실시예는 상기와 같이 구성되고 제1 실시예와 동일한 동작을 나타낸다. 따라서, 다음의 이점이 제공된다. 제1 실시예와 유사하게, 제2 실시예의 장치(10)는 코일(12)의 고속 권선을 수행할 수 있다. 리드 타임을 단축함으로써 에지 방향 권선 장치(10)의 수를 감소시킬 수 있다. 이는 초기 비용 및 운전 비용의 감소에 기여한다.

더욱이, 점진적으로 감소하는 권선 직경을 갖는 코일(12)의 제조에 대하여, 코일(12)의 경사진 내면에 대응하는 경사면(68c)을 포함하는 진동 방지 지그(68)가 코일(12)의 회전에 동기하여 회전 방향으로 전후로 활주하면서 삽입되어 회전된다. 따라서, 사다리꼴 단면을 갖는 코일(12)은 형상 변형 없이 권선될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예(들)에 한정되지 않고 본 발명의 본질적인 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 실시될 수도 있다.

예를 들어, 제1 실시예의 롤러 기어[90(90a 내지 90c)] 및 제2 실시예의 제네바 기구 대신에, 제1 및 제2 실시예와 동일한 이점을 제공할 수 있는 임의의 다른 구성이 채용될 수도 있다.

보빈(16)에 권선된 편평 와이어(15)는 처음부터 절연 피복이 되어 있다. 절연 피복의 손상을 피하기 위하여, 피복되지 않은 편평 와이어(15)로 코일(12)을 제조한 후 완성된 코일(12)에 절연 피복 처리를 행하도록 구성될 수도 있다.

상기 실시예에서 편평 와이어(15)는 사각형 단면을 갖지만, 그 대신에 다른 단면(예를 들어, 장방형 또는 타원형 단면)을 가질 수도 있다.

Claims (4)

1. 와이어를 에지 방향 절곡에 의해서 비원형 형상으로 권선하여 동일한 절곡 각도를 갖는 복수의 절곡부와 상기 절곡부 사이에 각각 존재하는 비절곡부를 포함하는 코일을 제조하는 권선 장치이며,
   상기 코일의 내주연부를 형성할 와이어의 내주연면과 접촉하도록 배열되고 상기 와이어의 절곡부 중 하나를 상기 와이어의 두께 방향으로 끼움 지지하도록 구성된 유지 부재와,
   상기 코일의 외주연부를 형성할 와이어의 외주연면과 접촉하고 상기 유지 부재와 협동하여 상기 와이어를 유지하면서 상기 유지 부재 주위를 회전하여 상기 와이어를 절곡하여 상기 절곡부를 형성하도록 구성된 절곡 부재를 포함하고,
   상기 절곡 부재는 상기 와이어의 적층 방향으로 전후로 이동하도록 구성되고, 상기 절곡 부재는 상기 유지 부재 주위에 등각도 간격으로 위치되어 상기 유지 부재 주위에서 이동 가능한 복수의 절곡 부재를 갖고, 상기 절곡 부재의 수는 코일의 1턴의 절곡부 또는 비절곡부의 수와 동일한, 권선 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 와이어의 내주연면의 일부와 접촉하여 위치되는 진동 방지 부재를 더 포함하고,
   상기 진동 방지 부재는 와이어의 권선과 관련되어 회전되어 상기 코일의 변형을 방지할 수 있는, 권선 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 진동 방지 부재는 상기 코일의 권선 직경이 점진적으로 감소되도록 제조될 코일의 경사 측면에 일치하는 경사면을 포함하고,
   상기 진동 방지 부재는, 형성되는 과정에서의 상기 코일의 회전 방향으로 전후로 활주하면서, 상기 와이어의 권선과 동기하여 회전하도록 구성된, 권선 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절곡 부재는 회전 각도를 보정하기 위한 각도 보정 시스템을 포함하고,
   상기 각도 보정 시스템은 와이어의 에지 방향 절곡 동안 상기 절곡 부재의 회전 각도를 보정하도록 구성된, 권선 장치.

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