KR101134005B1 - 공심 코일의 권선방법 및 권선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 공심 코일의 권취시작 리드부를 코일부의 측면 권취부를 따르도록 정형하는 공심 코일의 권선방법 및 권선장치를 제공하기 위한 것이다.

이를 위하여, 선재단부 지지수단(결합봉(38))으로부터 노즐(58)로 연장되는 선재(2)를 리드 가이드홈(12)을 통하여 권심(42)에 거는 걸기 공정과, 권심(42)을 회전시켜 권심(42)에 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)를 감아서 코일부(3)를 형성하는 권취공정과, 커터(83)에 의하여 선재단부 지지수단(결합봉(38))으로부터 코일부(3)로 연장되는 선재(2)를 절단하는 절단공정과, 클램프(84)를 이동시킴으로써 리드 가이드홈(12)에 들어가는 선재(2)를 인출하여 코일부(3)의 측면 권취부(3b)를 따르도록 정형하는 권취시작 리드부(4)의 정형공정과, 코일부(3)로부터 권심(42)을 빼내는 빼내기 공정을 실시하는 구성으로 한다.

Description

공심 코일의 권선방법 및 권선장치{WINDING METHOD FOR AIR WOUND COIL AND WINDING APPARATUS FOR SAME}

본 발명은, 공심 코일(空心 coil)의 권선방법 및 권선장치에 관한 것이다.

일반적으로 공심 코일은, 선재를 소용돌이 형상으로 감은 코일부와, 이 코일부의 내주로부터 연장되는 선재로 이루어지는 권취시작 리드부와, 이 코일부의 외주로부터 연장되는 선재로 이루어지는 권취종료 리드부를 구비한다(특허문헌1 참조).

이러한 종류의 공심 코일을 형성하는 종래의 권선장치는, 회전하는 권심에 노즐로부터 공급되는 선재를 감은 후에, 남는 선재를 커터에 의하여 절단하고, 권취시작 리드부와 권취종료 리드부가 권취방향으로 연장된 상태에서 권선작업을 종료하고 있었다.

특허문헌1 일본국 공개특허공보 특개평10-303015호 공보

그러나 종래의 권선장치는, 권취시작 리드부와 권취종료 리드부가 권취방향으로 연장된 상태에서 권선작업을 종료하고 있었기 때문에, 공심 코일을 기판(基板)에 접속하기 전의 공정으로서, 수작업에 의하여 권취시작 리드부와 권취종료 리드부를 코일부로부터 소정의 방향으로 연장되도록 정형(整形)할 필요가 있고, 이 정형작업이 번거롭다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 공심 코일의 권취시작 리드부를 코일부의 측면 권취부를 따르도록 정형하는 공심 코일의 권선방법 및 권선장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 선재를 소용돌이 형상으로 감은 코일부와, 이 코일부의 내주로부터 연장되는 선재로 이루어지는 권취시작 리드부와, 이 코일부의 외주로부터 연장되는 선재로 이루어지는 권취종료 리드부를 구비하는 공심 코일을 형성하는 코일의 권선방법 또는 권선장치에 있어서, 선재를 공급하는 노즐과, 이 노즐로부터 공급되는 선재의 선단부를 지지하는 선재단부 지지수단과, 선재단부 지지수단으로부터 연장되는 선재가 들어가는 리드 가이드홈과, 선재단부 지지수단 및 리드 가이드홈과 함께 회전하여 노즐로부터 공급되는 선재를 감는 권심과, 선재를 절단하는 커터와, 선재를 지지하여 이동시키는 클램프를 사용하고, 또는 이것들을 구비하고, 노즐로부터 공급되는 선재의 선단부를 선재단부 지지수단에 의하여 지지하는 선재선단 지지공정과, 선재단부 지지수단으로부터 노즐로 연장되는 선재를 리드 가이드홈을 통하여 권심에 거는 걸기 공정과, 권심을 회전시켜 권심에 노즐로부터 공급되는 선재를 감아서 코일부를 형성하는 권취공정과, 커터에 의하여 선재단부 지지수단으로부터 코일부로 연장되는 선재를 절단하는 절단공정과, 클램프를 이동시킴으로써 리드 가이드홈에 들어가는 선재를 인출하여 코일부의 측면 권취부를 따르도록 정형하는 권취시작 리드부의 정형공정과, 코일부에서 권심을 빼내는 빼내기 공정을 실시하는 구성으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 권취시작 리드부가 코일부의 측면 권취부를 따르도록 정형된 공심 코일을 자동으로 형성할 수 있어, 권취시작 리드부를 수작업에 의하여 정형할 필요가 없어지므로 생산성을 높일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 설명한다.

도1의 (a)는 공심 코일(1)의 측면도이며, (b)는 (a)의 Ａ-A선을 따르는 단면도이다. 이 공심 코일(1)은 예를 들면 하드디스크 장치의 암(arm) 을 구동시키는 부품으로서 사용된다.

공심 코일(1)은, 선재(2)를 사다리꼴의 소용돌이 모양으로 감은 코일부(3)와 이 코일부(3)의 내주로부터 연장되는 선재(2)로 이루어지는 권취시작 리드부(4)와, 이 코일부(3)의 외주로부터 연장되는 선재(2)로 이루어지는 권취종료 리드부(5)를 구비한다.

선재(2)의 표면에 융착층(融着層)이 코팅 되어 있고, 이 융착층이 코일부(3)의 권취 시에 가열되어서 용융된 후에 굳어짐으로써 코일부(3)의 형상이 유지된다.

권취시작 리드부(4)와 권취종료 리드부(5)는, 각각 코일부(3)의 권취 중심축(O)으로부터 반경방향으로 나란히 연장되도록 정형된다.

권취시작 리드부(4)는 코일부(3)의 내주 권취부(3a)로부터 절곡(折曲)하여, 코일부(3)의 측면 권취부(3b)를 따라 연장된다.

권취종료 리드부(5)는 코일부(3)의 외주 권취부(3c)로부터 절곡하여, 권취시작 리드부(4)에 대하여 소정의 간격을 가지면서 대략 평행하게 연장된다.

선재(2)의 표면에는 절연층(絶緣層)이 코팅 되어 있지만, 권취시작 리드부(4)의 선단부와 권취종료 리드부(5)의 선단부는 절연층이 박리되어 있어, 예를 들면 하드디스크 장치에 조립되는 공정에서 하드디스크 장치에 구비되는 기판에 납땜 등에 의하여 접속되게 되어 있다.

도2는 공심 코일(1)을 형성하는 권선장치(10)의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다. 여기에서 서로 직교하는 X, Y, Z의 3축을 설정하고, X축이 대략 수평의 가로방향, Y축이 대략 수평의 전후방향, Z축이 대략 수직방향으로 연장되는 것으로 하여 권선장치(10)의 구성을 설명한다.

설치대(11) 상에서 동일한 X축 상에서 회전하는 제1, 제2스핀들(20, 30)이 설치되고, 제1, 제2스핀들(20, 30)에 제1, 제2권취치구(40, 35)가 부착되고, 후술하는 바와 같이 제1, 제2권취치구(40, 35)를 통하여 선재(2)가 권취됨으로써 코일부(3)가 형성된다.

제1스핀들(20)은 제1헤드(21)에 회전 가능하게 지지되어, 제1스핀들 모터(22)에 의하여 벨트(23) 및 풀리를 통하여 회전구동 된다.

제1헤드(21)는 설치대(11) 상에서 리니어 가이드(24)를 통하여 X축방향으로 이동 가능하게 지지되고, 이동기(25)에 의하여 X축방향으로 이동하도록 구동된다.

이동기(25)는, 서보모터(27)에 의하여 회전구동 되는 볼나사(28)와, 이 볼나사(28)에 나사결합 하여 평행이동 하는 피동자(被動子)(29) 등으로 구성된다.

제2스핀들(30)은 제2헤드(31)에 회전 가능하게 지지되고, 제2스핀들 모터(32)에 의하여 벨트(33) 및 풀리를 통하여 회전구동 된다. 제2헤드(31)는 설치대(11) 상에 고정된다.

도3에 나타나 있는 바와 같이 제1권취치구(40)는 그 치구 단면(41)으로부터 권심(42)이 돌출하는 한편 제2권취치구(35)는 그 치구 단면(36)으로 개구하는 오목부(37)가 형성된다. 이동기(25)에 의하여 제1스핀들(20)이 X축방향으로 이동하여 제2스핀들(30)에 근접함으로써 권심(42)의 선단부(42a)가 오목부(37)에 결합한다.

권심(42)과 오목부(37)의 단면은 대략 사다리꼴로 형성되어 코일부(3)의 내주 단면 형상을 따르도록 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 코일부(3)의 내주 단면 형상에 따라 다른 형상으로 하여도 좋다.

권심(42)은 제1권취치구(40)에 대하여 X축방향으로 이동 가능하게 지지되어, 치구 단면(41)으로부터 출몰 가능하게 돌출하도록 구성된다. 권심(42)에는 로드(43)가 연결되고, 제1권취치구(40) 및 제1스핀들(20)은 이 권심(42) 및 로드(43)가 관통하는 중공구조(中空構造)를 하고 있으며, 제1스핀들(20)로부터 돌출하는 로드(43)의 단부가 이동기(45)의 피동자(49)에 베어링(46)을 통하여 연결된다. 이동기(45)는, 서보모터(47)에 의하여 회전구동 되는 볼나사(48)와, 이 볼나사(48)에 나사결합 하여 평행이동 하는 피동자(49) 등으로 구성되어, 피동자(49)를 통하여 로드(43)를 X축방향으로 이동시킨다. 권심(42)은, 이동기(45)의 작동에 의하여 치구 단면(41)으로부터 돌출하는 권선위치와 치구 단면(41)으로부터 돌출하지 않도록 몰입(沒入)되는 격납위치(格納位置)로 전환된다.

설치대(11) 상에 이동기(51, 52, 53)에 의하여 X, Y, Z의 3축방향으로 이동하는 노즐대(50)가 설치된다. 이동기(51)는 설치대(11)에 대하여 X축방향 이동대(56)를 X축방향으로 이동시킨다. 이동기(52)는 X축방향 이동 대(56)에 대하여 Y축방향 이동대(57)를 Y축방향으로 이동시킨다. 이동기(53)는 Y축방향 이동대(57)에 대하여 노즐대(50)를 Z축방향으로 이동시킨다. 이동기(51, 52, 53)는, 서보모터에 의하여 회전구동 되는 볼나사와 이 볼나사에 나사결합 하여 평행이동 하는 피동자 등으로 구성된다.

노즐대(50)에는 노즐(58)이 고정되고, 이 노즐(58)에는 도면에 나타나 있지 않은 선재 공급원(線材 供給源)으로부터 선재(2)가 공급된다.

노즐대(50)에는 피복 박리기(被覆剝離機)(59)가 설치되고, 이 피복 박리기(59)는 컨트롤러로부터의 명령에 의거하여 선재(2)의 주위를 회전하는 커터에 의하여 융착층, 절연층의 피복을 선재(2)로부터 소정의 범위에서 박리하는 것으로서, 이에 대하여는 본 출원인에 의하여 일본국 특허출원2000-216443호로서 출원되어 있다.

노즐대(50)에는 선재 가압기(線材加壓機)(55)가 설치되고, 이 선재 가압기(55)는 컨트롤러로부터의 명령에 의거하여 실린더에 의하여 이동하는 가압부재를 통하여 선재(2)를 협지하여 선재(2)가 노즐(58)로부터 빠지지 않도록 한다.

노즐대(50)에는 커터(61)가 실린더(62)에 의하여 Z축방향으로 이동 가능하게 설치된다. 커터(61)는 컨트롤러로부터의 명령에 의거하여 선재(2)를 절단하는 것이다.

노즐대(50)에는 선재 가이드(63)가 실린더(64)에 의하여 Z축방향으로 이동 가능하게 설치된다. 도9의 (10)에 나타나 있는 바와 같이, 선재 가 이드(63)는 Z축방향으로 연장되는 2개의 가이드 막대(65)의 사이에 선재(2)를 통하게 하여 안내하는 것이다. 2개의 가이드 막대(65)의 간격은 선재(2)의 외경보다 소정의 클리어런스(clearance)만큼 크게 설정되어, 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)가 각 가이드 막대(65)의 사이를 원활하게 지나도록 한다. 이에 따라 2개의 가이드 막대(65)의 간격은 노즐(58)의 개구 지름보다 작게 설정되기 때문에 선재(2)를 2개의 가이드 막대(65)의 사이를 통과시켜서 인도함으로써 선재(2)를 고정밀도로 안내할 수 있을 뿐만 아니라, 선재(2)를 감는 속도를 높일 수 있다.

선재 가이드(63)는, 실린더(64)의 작동에 의하여 각 가이드 막대(65)의 사이에 선재(2)를 통하게 하여 안내하는 권선위치와, 각 가이드 막대(65)가 선재(2)로부터 하방으로 떨어지는 격납위치로 전환된다.

설치대(11) 상에 이동기(71, 72, 73)에 의하여 X, Y, Z의 3축방향으로 이동하는 포밍대가 설치된다. 이동기(71)는 설치대(11)에 대하여 X축방향 이동대(76)를 X축방향으로 이동시킨다. 이동기(72)는 X축방향 이동대(76)에 대하여 Y축방향 이동대(77)를 Y축방향으로 이동시킨다. 이동기(73)는 Y축방향 이동대(77)에 대하여 포밍대를 Z축방향으로 이동시킨다. 이동기(71, 72, 73)는, 서보모터에 의하여 회전구동 되는 볼나사와, 이 볼나사에 나사결합 하여 평행이동 하는 피동자 등으로 구성된다.

포밍대에는 포밍판(81), 클램프(84), 커터(83), 배출기(85)가 각각 부착되고, 후술하는 바와 같이 권취시작 리드부(4), 권취종료 리드부(5)의 절 단, 정형 등의 작업을 하도록 되어 있다.

설치대(11) 상에 열풍기(90)가 설치되고, 이 열풍기(90)는 컨트롤러로부터의 명령에 의거하여 열풍을 분출시키는 것으로서, 코일부(3)의 권취 시에 선재(2)에 코팅 되어 있는 융착층을 가열하여 용융 시키도록 되어 있다.

도3에 나타나 있는 바와 같이, 제2권취치구(35)는 그 치구 단면(36)에 오목부(37)가 개구하고 있어, 제1스핀들(20)이 X축방향으로 이동함으로써 도4에 나타나 있는 바와 같이 권심(42)의 선단부(42a)가 오목부(37)에 결합한다.

선재(2)의 선단부를 지지하는 선재단부 지지수단으로서, 제2권취치구(35)에 결합봉(38)이 설치된다. 결합봉(38)의 선단부에는 슬릿(39)이 형성되어, 도5의 (ａ), (b)에 나타나 있는 바와 같이 선재(2)가 슬릿(39)을 통과하여 결합됨으로써 제2권취치구(35)에 대하여 선재(2)의 선단부가 지지된다.

제2권취치구(35)에는, 권취시작 리드부(4)가 되는 선재(2)가 들어가는 리드 가이드홈(12)이 형성된다. 이 리드 가이드홈(12)은 결합봉(38)의 근방으로부터 오목부(37)로 연장되고, 코일부(3)의 권취 시에 결합봉(38)으로부터 권심(42)으로 연장되는 선재(2)가 들어가게 되어 있다.

리드 가이드홈(12)은, 권취 중심축(O)(제2권취치구(35)의 회전중심축)을 포함하는 평면에 대하여 평행하게 연장되는 2개의 평면 모양의 홈측면(13) 을 구비하고, 그 개구폭(開口幅)이 선재(2)의 외경보다 소정의 클리어런스 만큼 크게 설정된다.

리드 가이드홈(12)은 한 쌍의 리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)를 구비하고, 이 리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)가, 권심(42)과의 사이에 선재(2)가 삽입되고 단면이 쐐기 모양인 틈을 구성하는 리드부 안내수단을 구성하여, 도5의 (ａ), (b)에 나타나 있는 바와 같이 선재(2)의 권취시작 리드부(4)의 기단부가 되는 부위를 권심(42)으로 가압하도록 안내한다.

리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)는 홈측면(13)에 대하여 경사지도록 형성된다. 즉, 리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)는 권취 중심축(O)을 포함하는 평면에 대하여 경사지므로, 권심(42)과의 사이에 단면이 쐐기 모양인 틈을 구성한다.

리드 가이드홈(12)의 개구단에 한 쌍의 리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)가 형성되어 있기 때문에, 권심(42)의 회전방향을 바꾸어도 각 리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)의 일방이 선재(2)를 권심(42)으로 가압하게 되어 있다.

또, 권심(42)의 회전방향을 바꾸지 않는 경우에는, 리드 가이드홈(12)의 개구단에 있어서 선재(2)가 걸리는 측에만 하나의 리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)를 형성하더라도 좋다.

또한 리드부 안내수단으로서, 리드 가이드홈(12)의 홈측면(13)을 권취 중심축(O)을 포함하는 평면에 대하여 경사지도록 형성하여도 좋다. 이 경 우에, 리드 가이드홈(12)의 홈측면(13)이, 권심(42)과의 사이에 선재(2)가 삽입되고 단면이 쐐기 모양인 틈을 구성하고, 선재(2)의 권취시작 리드부(4)의 기단부가 되는 부위를 권심(42)으로 가압하도록 안내한다.

선재걸기 공정에서, 결합봉(38)으로부터 리드 가이드홈(12)을 통하여 노즐(58)로 연장되는 선재(2)의, 권취 중심축(O)(X축)에 대한 경사각도가 커지게 되면, 선재(2)를 리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)에 결합시키는 것이 어렵게 된다.

이를 위하여, 결합봉(38)은, 치구 단면(36)(권심(42))에 대하여 권취 중심축(O)(X축) 방향에 대하여 소정의 거리만큼 분리하여 설치되고, 선재걸기 공정에서, 결합봉(38)으로부터 리드 가이드홈(12)을 통하여 권심(42)으로 연장되는 선재(2)가 권취 중심축(O)(X축)에 대하여 경사지는 각도를 충분하게 작게 설정하여, 노즐(58)을 이동하여 결합봉(38)으로부터 리드 가이드홈(12)을 통하여 권심(42)에 걸리는 선재(2)가, 리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)와 권심(42) 사이에 형성되고 단면이 쐐기 모양인 틈에 삽입되게 되어 있다.

제2권취치구(35)의 치구 단면(36)과, 제1권취치구(40)의 치구 단면(41)은, 권취 중심축(O)(X축)에 대하여 직교하는 평면 모양으로 형성된다.

제2권취치구(35)에는 권취 중심축(O)(X축)에 대하여 경사지는 경사면(15)이 형성되고, 이 경사면(15)에 리드 가이드홈(12)이 개구하고 있다. 이 경사면(15)에 의하여 제2권취치구(35)는 리드 가이드홈(12)이 개구하는 부위가 테이퍼(taper) 모양으로 되어 있고, 선재걸기 공정에서 결합봉(38)으로부터 노즐(58)로 연장되는 선재(2)가 리드 가이드홈(12)에 들어 가기 쉬워진다.

컨트롤러는, 각 이동기(25, 45, 51, 52, 53, 71, 72, 73)의 각 서보모터, 제1, 제2스핀들 모터(22, 32), 피복 박리기(59), 실린더(62, 64), 커터(61), 클램프(84), 커터(83) 등의 작동을 시퀸스(sequence) 제어하고, 제1, 제2권취치구(40, 35)로 하여금 선재(2)를 감게 하여 공심 코일(1)을 자동으로 형성한다.

권선장치(10)는, 다음의 각 공정을 순차적으로 실행하여 공심 코일(1)을 형성한다. 이하, 도6～도14에 의거하여 권선장치(10)의 동작을 설명한다.

도6의 (1)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 이동기(25)에 의하여 제1권취치구(40)를 제2권취치구(35)에 가까이 하도록 이동하여 권심(42)의 선단부(42a)를 오목부(37)에 결합시킨다.

이 때에, 제1권취치구(40)의 치구 단면(41)과 제2권취치구(35)의 치구 단면(36)의 간격은, 공심 코일(1)의 권선폭(捲線幅)에 따라 설정된다. 이러한 각 치구 단면(41, 36) 상호간의 간격은, 노즐(58)의 외경보다 큰 범위에서 임의로 설정되고, 각 치구 단면(41, 36) 사이에 노즐(58)이 들어가도록 한다.

도6의 (2)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 제1, 제2스핀들(20, 30)에 의하여 제1, 제2권취치구(40, 35)를 90도 회전시켜, 결합봉(38)을 노즐(58) 쪽을 향하게 한다.

도6의 (3), 도7의 (4)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 각 이동기(51, 52, 53)에 의하여 노즐(58)을 움직여서 선재(2)를 결합봉(38)에 결합시키고, 슬릿(39)으로부터 노즐(58)로 선재(2)가 연장되도록 한다. 이에 따라 선재(2)의 선단부가 제2권취치구(35)에 대하여 소정의 위치에서 지지된다.

상기의 동작이, 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)의 선단부를 선재단부 지지수단(결합봉(38))으로 지지하는 선재선단 지지공정으로서 이루어진다.

도7의 (5)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 노즐(58)을 리드 가이드홈(12)을 따라 X축방향으로 이동한다.

도7의 (6)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 노즐(58)을 Y축방향으로 이동하여 노즐(58)의 선단부를 각 치구 단면(41, 36) 사이에 넣고, 결합봉(38)으로부터 노즐(58)로 연장되는 선재(2)를 리드 가이드홈(12)으로 통과시킨다.

결합봉(38)의 슬릿(39)은, 리드 가이드홈(12)의 연장선 상에 배치 되어 있고, 슬릿(39)으로부터 노즐(58)로 연장되는 선재(2)가 리드 가이드홈(12)에 들어가게 되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 결합봉(38)의 슬릿(39)을 리드 가이드홈(12)의 연장선에 대하여 어긋나게 하고, 슬릿(39)에 결합하여 결합봉(38)의 외주로부터 노즐(58)로 연장되는 선재(2)가 리드 가이드홈(12)에 들어가도록 구성하더라도 좋다.

도8의 (7)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 노즐(58)을 치구 단면(41, 36)의 사이에서 Z축방향으로 이동하고, 리드 가이드홈(12)을 통하여 노즐(58)로 연장되는 선재(2)를, 리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)와 권심(42) 사이에 형성되고 단면이 쐐기 모양인 틈에 삽입시킨다(도5의 (ａ), (b) 참조).

이 때에, 선재(2)가 리드 가이드홈 개구 가장자리부(14)와 권심(42) 사이에 형성되고 단면이 쐐기 모양인 틈에 삽입됨으로써, 선재(2)를 권심(42)으로 가압하여 선재(2)가 권심(42)으로부터 상승하지 않도록 한다.

상기의 동작이, 선재단부 지지수단(결합봉(38))으로부터 노즐(58)로 연장되는 선재(2)를 리드 가이드홈(12)을 통하여 권심(42)에 거는 걸기 공정으로서 이루어진다.

도8의 (8)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 제1, 제2스핀들(20, 30)에 의하여 제1, 제2권취치구(40, 35)를 회전시켜 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)를 권심(42)에 감으면서, 노즐(58)을 Y축방향으로 이동하여 노즐(58)의 선단부를 각 치구 단면(41, 36)의 사이로부터 빼내다.

계속하여 이동기(25)에 의하여 제1권취치구(40)를 제2권취치구(35)에 가까이 하도록 이동시켜 각 치구 단면(41, 36) 상호간의 간격을 좁히고, 권심(42)에 감겨지는 선재(2)를 치구 단면(41)에 밀착되게 한다. 이 때에, 각 치구 단면(41, 36)의 사이에는 선재(2)의 외경보다 소정의 클리어런스 만큼 큰 틈이 형성되어, 첫 층(層)의 선재(2)가 고정밀도로 감겨진다.

도8의 (9)에 화살표로 나타나 있는 바와, 같이 제1, 제2권취치구(40, 35)의 회전에 동기하여 노즐(58)을 X축방향으로 이동시킴과 아울러 제1권취치구(40)를 X축방향으로 이동시킨다. 권심(42)에 첫 층의 코일이 감겨질 때, 제1권취치구(40)의 치구 단면(41)에 의하여 안내되어서 선재(2)가 감겨지고, 이미 감겨진 제1권취치구(40)의 치구 단면(41)에 의하여 안내되어서 선재(2)가 고정밀도로 감겨진다.

이렇게 하여 1층의 코일이 감겨지는 사이는, 이미 감겨진 코일과 치구 단면(41)에 의하여 안내되어서 선재(2)가 권심(42)에 정렬되어 감겨진다.

도9의 (10)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 제1, 제2권취치구(40, 35)를 회전시켜 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)를 각 가이드 막대(65)의 사이를 통하게 하여 선재(2)를 1층의 코일 위에 감아서, 2층, 3층으로 감아 소정의 권수(卷數)로 선재(2)를 감아서 코일부(3)를 형성한다.

도9의 (10)에 나타나 있는 바와 같이 2층의 코일이 감겨질 때에, 선재 가이드(63)를 상방의 권선위치로 이동하고, 각 가이드 막대(65) 사이에 선재(2)를 통과시킨다. 각 가이드 막대(65)는 노즐(58)과 함께 제1, 제2스핀들(20, 30)의 회전과 동기하여 Y축방향으로 이동하고, 각 가이드 막대(65)에 삽입되는 선재(2)를 고정밀도로 안내하여 권취 속도를 높여도 선재(2)를 정렬시켜서 감을 수 있다. 물론, 1층의 코일이 감겨질 때에도 선재(2)를 각 가이드 막대(65)의 사이에 통과시켜서 안내하더라도 좋다.

상기의 동작이, 권심(42)을 회전시켜 권심(42)에 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)를 감아서 코일부(3)를 형성하는 권취공정으로서 이루어진다.

도9의 (11)에 나타나 있는 바와 같이 소정의 권수로 선재(2)를 감아서 코일부(3)가 형성되면, 결합봉(38)이 하방을 향하는 회전위치에서 제1, 제2권취치구(40, 35)의 회전을 정지시킨다.

또, (9) (10) (11)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 선재(2)를 감는 작업 시에는, 열풍기(90)로부터 열풍을 분출시켜 선재(2)에 코팅 되어 있는 융착층을 가열하여 용융시켜, 코일부(3)를 형성하는 선재(2) 상호간을 융착층을 통하여 용착하고, 소정의 권수로 선재(2)를 감아서 코일부(3)가 형성되면, 열풍기(90)로부터의 열풍의 분출을 정지시켜 융착층을 굳힌다.

도9의 (11)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 노즐(58)을 Y축방향으로 후퇴시켜, 코일부(3)로부터 연장되는 선재(2)를 소정의 길이만큼만 인출한다.

도9의 (12)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 제1, 제2권취치구(40, 35)를 90도 만큼 회전시켜, 결합봉(38)과 리드 가이드홈(12)이 노즐(58) 쪽을 향하는 위치에서 정지한다. 이에 따라 노즐(58)로부터 코일부(3)로 연장되는 선재(2)가 느슨해진다.

도10의 (13)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 포밍판(81)을 이동시켜 포밍판(81)의 선단부(82)를 코일부(3)에 접촉시킨 후에, 노즐(58)을 Y축방향으로 후퇴시켜서 코일부(3)로부터 연장되는 선재(2)를 도1의 (ａ), (b)에 나타나 있는 바와 같이 코일부(3)에 감겨진 선재(2)에 대하여 대략 직교하도록 구부려서 권취종료 리드부(5)의 정형을 한다.

상기의 동작이, 포밍판(81)을 코일부(3)에 접촉시킨 상태에서 노즐(58)을 이동시킴으로써 코일부(3)로부터 연장되는 선재(2)를 정형하는 권취종료 리드부(5)의 정형공정으로서 이루어진다.

또, 도15의 (ａ), (b)에 나타나 있는 바와 같이 포밍판(81)의 선단부(82)는 절곡되어 형성되어, 코일부(3)로부터 연장되는 선재(2)를 둘러싸도록 하여 코일부(3)에 감겨진 선재(2)를 누르게 되어 있다.

또한 코일부(3)의 권취방향이 역이 되는 경우에, 도16의 (ａ), (b)에 나타나 있는 바와 같이, 그 선단부(89)가 평판 모양으로 형성된 포밍판(81)을 사용하여 코일부(3)에 감겨진 선재(2)를 누르도록 하여도 좋다.

도10의 (14)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 포밍판(81)을 이동시켜 코일부(3)로부터 떨어지게 한다.

도10의 (15)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 커터(61)를 선재(2)에 가까이 하도록 이동한다.

도11의 (16)에 나타나 있는 바와 같이 커터(61)에 의하여 선재(2)를 절단한다.

도11의 (17)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 제1, 제2권취치구(40, 35)를 90도만큼 회전시켜 결합봉(38)과 리드 가이드홈(12)이 상방을 향하는 위치에서 정지한다.

(18), (19)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 커터(83)와 클램프(84)를 선재(2)에 가까이 하도록 이동한다.

도12의 (19)에 나타나 있는 바와 같이 클램프(84)에 의하여 결합봉(38)으로부터 코일부(3)로 연장되는 선재(2)를 협지하고, 커터(83)에 의하여 선재(2)를 절단한다.

상기의 동작이, 커터(83)에 의하여 선재단부 지지수단(결합봉(38))으로부터 코일부(3)로 연장되는 선재(2)를 절단하는 절단공정으로서 이루어진다.

도12의 (20)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 커터(83)를 선재(2)로부터 떨어지게 한다.

도12의 (21)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 클램프(84)를 선재(2)를 협지한 채로 원호 모양의 궤적을 가지면서 이동하여 코일부(3)로부터 연장되는 선재(2)를 리드 가이드홈(12)으로부터 인출하고, 도1의 (ａ), (b)에 나타나 있는 바와 같이 선재(2)를 코일부(3)의 내주 권취부(3a)로부터 절곡시켜 코일부(3)의 측면 권취부(3b)를 따르도록 연장시켜 권취시작 리드부(4)의 정형을 한다.

상기의 동작이, 클램프(84)를 이동시킴으로써 리드 가이드홈(12)에 들어가는 선재(2)를 인출하여 코일부(3)의 측면 권취부(3b)를 따르도록 정형하 는 권취시작 리드부(4)의 정형공정으로서 이루어진다.

도13의 (22)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 클램프(84)를 선재(2)로부터 멀리함과 아울러 커터(61)를 하강시킨다.

도13의 (23)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 제1, 제2권취치구(40, 35)를 90도만큼 회전시켜 권취시작 리드부(4)가 되는 선재(2)가 노즐(58) 쪽을 향하는 위치에서 정지한다. 계속하여 커터(61)에 의하여 선재(2)를 절단하고, 소정의 길이의 권취시작 리드부(4)를 형성한다.

이에 따라 공심 코일(1)이 완성되고, 권취시작 리드부(4)와 권취종료 리드부(5)는, 도1의 (ａ), (b)에 나타나 있는 바와 같이 각각 코일부(3)의 권취 중심축(O)으로부터 반경방향으로 배열되어 대략 동일한 길이로 연장되도록 형성된다.

권취시작 리드부(4)와 권취종료 리드부(5)의 선단 부분은, 피복 박리기(59)에 의하여 융착층, 절연층의 피복이 박리되어 있다.

도13의 (24)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 이동기(25)에 의하여 제1권취치구(40)를 제2권취치구(35)로부터 떨어지는 방향으로 이동시킴과 아울러 배출기(85)를 제1권취치구(40)에 접근시킨다.

도14의 (25)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 이동기(45)에 의하여 권심(42)을 치구 단면(41)으로부터 몰입(沒入)시켜 권심(42)을 코일부(3)로부터 빼냄과 아울러 배출기(85)를 권심(42)을 추종하도록 이동시켜 배출기(85)의 막대 모양의 선단부를 코일부(3)의 내측에 삽입한다. 이에 따라 제1권취치구(40)로부터 벗겨진 공심 코일(1)이 배출기(85)로 넘겨진다.

상기의 동작이, 코일부(3)로부터 권심(42)을 빼내는 빼내기 공정으로서 이루어진다.

여기에서 배출기(85)는 이 구조에 한정되지 않고, 마이너스압에 의하여 공심 코일(1)을 흡착하는 흡인 노즐을 구비하는 구성으로 하더라도 좋다.

도14의 (26)에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 공심 코일(1)을 받은 배출기(85)를 이동시켜 공심 코일(1)을 도면에 나타나 있지 않은 저장 막대에 걸어서 저장시킨다.

이상의 각 공정이 순차적으로 이루어짐으로써 공심 코일(1)이 자동으로 형성되고, 권취시작 리드부(4)와 권취종료 리드부(5)를 수작업에 의하여 정형할 필요가 없어지므로 생산성을 높일 수 있다.

도1의 (ａ), (b)에 나타나 있는 바와 같이 공심 코일(1)은, 권취시작 리드부(4)와 권취종료 리드부(5)가 소정의 간격을 가지고 대략 평행하게 연장되도록 정형되기 때문에 권취시작 리드부(4)와 권취종료 리드부(5)를 기판에 납땜하는 작업이 효율적으로 이루어진다.

본 실시예에서는 선재(2)를 소용돌이 형상으로 감은 코일부(3)와, 이 코일부(3)의 내주로부터 연장되는 선재(2)로 이루어지는 권취시작 리드부(4)와, 이 코일부(3)의 외주로부터 연장되는 선재(2)로 이루어지는 권취종료 리드부(5)를 구비하는 공심 코일(1)을 형성하는 코일의 권선방법 또는 권선장치(10)에 있어서, 선재(2)를 공급하는 노즐(58)과, 이 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)의 선단부를 지지하는 선재단부 지지수단(결합봉(38))과, 선재단부 지지수단(결합봉(38))으로부터 연장되는 선재(2)가 들어가는 리드 가이드홈(12)과, 선재단부 지지수단(결합봉(38)) 및 리드 가이드홈(12)과 함께 회전하여 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)를 감는 권심(42)과, 선재(2)를 절단하는 커터(61, 83)와, 선재(2)를 지지하여 이동시키는 클램프(84)를 사용하거나 또는 이들을 구비하고, 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)의 선단부를 선재단부 지지수단(결합봉(38))으로 지지하는 선재선단 지지공정과, 선재단부 지지수단(결합봉(38))으로부터 노즐(58)로 연장되는 선재(2)를 리드 가이드홈(12)을 통하여 권심(42)에 거는 걸기 공정과, 권심(42)을 회전시켜 권심(42)에 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)를 감아서 코일부(3)를 형성하는 권취공정과, 커터(83)에 의하여 선재단부 지지수단(결합봉(38))으로부터 코일부(3)로 연장되는 선재(2)를 절단하는 절단공정과, 클램프(84)를 이동시킴으로써 리드 가이드홈(12)에 들어가는 선재(2)를 인출하여 코일부(3)의 측면 권취부(3b)를 따르도록 정형하는 권취시작 리드부(4)의 정형공정과, 코일부(3)로부터 권심(42)을 빼내는 빼내기 공정을 실시하는 구성으로 한다.

상기 구성에 의거하여 권취시작 리드부(4)가 코일부(3)의 측면 권취부(3b)를 따르도록 정형된 공심 코일(1)을 자동으로 형성할 수 있고, 권취시작 리드부(4)를 수작업에 의하여 정형할 필요가 없어지므로 생산성을 높일 수 있다.

본 실시예에서는 리드 가이드홈(12)은, 권심(42)과의 사이에 선재(2)가 삽입되고 단면이 쐐기 모양인 틈을 구성하는 리드부 안내수단(리드 가이드홈 개구 가장자리부(14))을 구비하고, 걸기 공정에서 리드 가이드홈(12)을 통하여 권심(42)에 걸리는 선재(2)가 리드부 안내수단(리드 가이드홈 개구 가장자리부(14))에 결합함으로써 권취시작 리드부(4)의 기단부를 권심(42)으로 가압하는 구성으로 하였다.

상기 구성에 의거하여 선재(2)가 리드부 안내수단(리드 가이드홈개구가장자리부14)에 결합함으로써 노즐(58)을 이동시켜 결합봉(38)으로부터 리드 가이드홈(12)을 통하여 권심(42)에 걸리는 선재(2)가 권심(42)으로부터 상승하는 않고 감겨져, 코일부(3)의 내주 권취부(3a)에 있어서 선재(2)를 정렬하여 권취함과 아울러 권취시작 리드부(4)를 코일부(3)의 내주 권취부(3a)로부터 절곡시켜 코일부(3)의 측면 권취부(3b)를 따르도록 연장시키므로 공심 코일(1)에 있어서의 선재(2)의 점유율(부피 점유율)을 높일 수 있다.

본 실시예에서는 권심(42)에 대하여 이동하는 포밍판(81)을 구비하여, 이 포밍판(81)을 코일부(3)에 접촉시킨 상태에서 노즐(58)을 이동시킴으로써 코일부(3)로부터 연장되는 선재(2)를 정형하는 권취종료 리드부(5)의 정형공정을 실시하는 구성으로 한다.

상기 구성에 의거하여 권취종료 리드부(5)가 코일부(3)의 외주 권취부(3c)로부터 절곡되어 연장되도록 정형된 공심 코일(1)을 자동으로 형성할 수 있어, 권취종료 리드부(5)를 수작업에 의하여 정형할 필요가 없어지므로 생산성을 높일 수 있다.

본 실시예에서는 권취공정에서 노즐(58)과 권심(42) 사이에 노즐(58)로부터 공급되는 선재(2)를 통하게 하여 안내하는 선재 가이드(63)를 배치하고, 선재 가이드(63)를 노즐(58)과 함께 이동시키는 구성으로 한다.

상기 구성에 의거하여 권심(42)에 감겨지는 선재(2)는 선재 가이드(63)에 의하여 고정밀도로 안내되어, 권취속도를 높여도 선재(2)를 정렬시켜서 감을 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 그 기술적인 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변경이 이루어질 수 있는 것은 명백하다.

도1은, 본 발명의 실시예를 나타내는 공심 코일의 측면도 및 단면도.

도2는 본 발명의 실시예를 나타내는 권선장치의 사시도.

도3은 본 발명의 실시예를 나타내는 제1, 제2권취치구의 사시도.

도4는 본 발명의 실시예를 나타내는 제1, 제2권취치구의 사시도.

도5는 본 발명의 실시예를 나타내는 제1, 제2권취치구의 사시도 및 단면도.

도6은 본 발명의 실시예를 나타내는 권선장치의 동작을 나타내는 사시도.

도7은 본 발명의 실시예를 나타내는 권선장치의 동작을 나타내는 사시도.

도8은 본 발명의 실시예를 나타내는 권선장치의 동작을 나타내는 사시도.

도9는 본 발명의 실시예를 나타내는 권선장치의 동작을 나타내는 사시도.

도10은 본 발명의 실시예를 나타내는 권선장치의 동작을 나타내는 사시도.

도11은 본 발명의 실시예를 나타내는 권선장치의 동작을 나타내는 사시도.

도12는 본 발명의 실시예를 나타내는 권선장치의 동작을 나타내는 사시도.

도13은 본 발명의 실시예를 나타내는 권선장치의 동작을 나타내는 사시도.

도14는 본 발명의 실시예를 나타내는 권선장치의 동작을 나타내는 사시도.

도15는 본 발명의 실시예를 나타내는 포밍판 등의 측면도 및 정면도.

도16은 다른 실시예를 나타내는 포밍판 등의 측면도 및 정면도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1 공심 코일 2 선재

3 코일부 3a　내주 권취부

3b　측면 권취부 3c　외주 권취부

4 권취시작 리드부 5 권취종료 리드부

10 권선장치 12 리드 가이드홈

14 리드 가이드홈 개구 가장자리부(리드부 안내수단)

35 제2권취치구 36 치구 단면

37 오목부

38 결합봉(선재단부 지지수단)

40 제1권취치구 42 권심

58 노즐 59 피복 박리기

81 포밍판 83 커터

84 클램프 85 배출기

90 열풍기

Claims (5)

1. 선재(線材)를 소용돌이 형상으로 감은 코일부(coil部)와,

   이 코일부의 내주(內周)로부터 연장되는 권취시작 리드부(卷取始作 lead部)와,

   이 코일부의 외주(外周)로부터 연장되는 권취종료 리드부(卷取終了 lead部)를

   구비하는 공심 코일(空心coil)을 형성하는 공심 코일의 권선방법에 있어서,

   상기 선재를 공급하는 노즐(nozzle)과,

   이 노즐로부터 공급되는 상기 선재의 선단부를 지지하는 선재단부 지지수단(線材端部 支持手段)과,

   이 선재단부 지지수단으로부터 연장되는 상기 선재가 들어가는 리드 가이드홈과,

   상기 선재단부 지지수단 및 상기 리드 가이드홈과 함께 회전하여 상기 노즐로부터 공급되는 선재를 감는 권심(卷心)과,

   상기 선재를 절단(切斷)하는 커터(cutter)와,

   상기 선재를 지지하여 이동시키는 클램프(clamp)를

   사용하고,

   상기 노즐로부터 공급되는 선재의 선단부를 상기 선재단부 지지수단에 의하여 지지하는 선재선단 지지공정과,

   상기 선재단부 지지수단으로부터 상기 노즐로 연장되는 상기 선재를 상기 리드 가이드홈을 통하여 상기 권심에 거는 걸기 공정과,

   상기 권심을 회전시켜 상기 권심에 상기 노즐로부터 공급되는 상기 선재를 감아서 상기 코일부를 형성하는 권취공정과,

   상기 커터에 의하여 상기 선재단부 지지수단으로부터 상기 코일부로 연장되는 상기 선재를 절단하는 절단공정과,

   상기 클램프를 이동시킴으로써 상기 리드 가이드홈에 들어가는 상기 선재를 인출하여 상기 코일부의 측면 권취부를 따르도록 정형(整形)하는 상기 권취시작 리드부의 정형공정과,

   상기 코일부에서 상기 권심을 빼내는 빼내기 공정을

   실시하는 것을 특징으로 하는 공심 코일의 권선방법.
2. 선재를 소용돌이 형상으로 감은 코일부와,

   이 코일부의 내주로부터 연장되는 권취시작 리드부와,

   이 코일부의 외주로부터 연장되는 권취종료 리드부를

   구비하는 공심 코일을 형성하는 공심 코일의 권선장치에 있어서,

   상기 선재를 공급하는 노즐과,

   이 노즐로부터 공급되는 상기 선재의 선단부를 지지하는 선재단부 지지수단과,

   이 선재단부 지지수단으로부터 연장되는 상기 선재가 들어가는 리드 가이드홈과,

   상기 선재단부 지지수단 및 상기 리드 가이드홈과 함께 회전하여 상기 노즐로부터 공급되는 선재를 감는 권심과,

   상기 선재를 절단하는 커터와,

   상기 선재를 지지하여 이동시키는 클램프를

   구비하고,

   상기 노즐로부터 공급되는 선재의 선단부를 상기 선재단부 지지수단에 의하여 지지하고,

   상기 선재단부 지지수단으로부터 상기 노즐로 연장되는 상기 선재를 상기 리드 가이드홈을 통하여 상기 권심에 걸고,

   상기 권심을 회전시켜 상기 권심에 상기 노즐로부터 공급되는 상기 선재를 감아서 상기 코일부를 형성하고,

   상기 커터에 의하여 상기 선재단부 지지수단으로부터 상기 코일부로 연장되는 상기 선재를 절단하고,

   상기 클램프를 이동시킴으로써 상기 리드 가이드홈에 들어가는 상기 선재를 인출하여 상기 코일부의 측면 권취부를 따르도록 정형하고,

   상기 코일부에서 상기 권심을 빼내는 것을

   특징으로 하는 공심 코일의 권선장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 리드 가이드홈은, 상기 권심과의 사이에 상기 선재가 삽입되고 단면이 쐐기 모양인 틈을 구성하는 리드부 안내수단을 구비하고,

   상기 선재를 상기 권심에 거는 것에서 상기 리드 가이드홈을 통하여 상기 권심에 걸려지는 상기 선재가 상기 리드부 안내수단에 결합함으로써 상기 권취시작 리드부의 기단부를 상기 권심으로 가압하는 구성으로 하는 것을 특징으로 하는 공심 코일의 권선장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 권심에 대하여 이동하는 포밍판(forming板)을 구비하고,

   이 포밍판을 상기 코일부에 접촉시킨 상태에서 상기 노즐을 이동시킴으로써 상기 코일부에서 연장되는 상기 선재를 정형하는 권취종료 리드부의 정형을 실시하는 구성으로 하는 것을 특징으로 하는 공심 코일의 권선장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 선재를 감아서 상기 코일부를 형성하는 것에서 상기 노즐과 상기 권심 사이에 상기 노즐로부터 공급되는 상기 선재를 통하게 하여 안내하는 선재 가이드를 배치하고, 이 선재 가이드를 상기 노즐과 함께 이동시키는 구성으로 하는 특징으로 하는 공심 코일의 권선장치.

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