KR101343145B1

KR101343145B1 - 권선 장치의 스풀 및 코일 장착 방법

Info

Publication number: KR101343145B1
Application number: KR1020117004244A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 시조; 마사야 모토하시; 히로유키 아키타; 도시오 아라이
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2013-12-19
Also published as: JP5241845B2; CN102144350B; JPWO2010026623A1; US8631564B2; WO2010026623A1; KR20110046489A; US20110192019A1; CN102144350A

Abstract

초기 삽입 코일 전선이 슬롯 개구부 부근에 체류할 일도 없이, 코일 전선 누락에 의한 절연 불량을 해소할 수 있는 권선 장치의 스풀을 제공한다. 본 발명과 관련되는 권선 장치의 스풀은, 권선 장치에 설치했을 때의 배치에 대해서, 각각 하방으로부터 상방으로 단계적으로 확경된 복수의 코일 권단을 가지며, 임의의 고정자 철심 적층두께에 대응하여 상이한 길이의 코일로 성형하기 위해서 이격 배치되는 전방 스풀과 후방 스풀을 구비하고, 전방 스풀의 최외주의 코일에 대응한 코일 권단은, 고정자 철심 중심축에 상당하는 부근으로부터 각 코일이 삽입되는 슬롯의 개구부에 따르는 방향으로 방사상이 되는 부분을, 적어도 고정자 철심의 슬롯의 외측의 티스 근원을 접속하는 코어 백에 상당하는 위치까지 연장된 구성을 가지는 것이다.

Description

권선 장치의 스풀 및 코일 장착 방법{WINDING FRAME FOR WINDING MACHINE AND METHOD FOR MOUNTING COIL}

본 발명은 코일을 형성하는 권선 장치의 스풀, 및 해당 스풀에 의하여 형성된 코일을 사용하여, 코일 삽입 장치를 이용해 전동기의 고정자 철심에 코일을 장착하는 코일 장착 방법에 관한 것이다.

종래, 환형으로 배열된 복수의 블레이드를 가지는 코일 삽입 지그(jig)와, 이 코일 삽입 지그에 대응해서 배치되고, 하방으로부터 상방으로 단계적으로 확경된 복수의 권단(卷段)을 가지는 전방 스풀과, 이 전방 스풀에 대향해서 배치되고 상기와 마찬가지의 복수의 권단을 가지는 후방 스풀과, 상기 한 쌍의 스풀의 각 권단에 하방으로부터 순차적으로 전선을 감아 코일을 형성하는 플라이어를 구비하여, 상기 한 쌍의 스풀의 각 권단에 형성된 코일을 상기 코일 삽입 지그의 블레이드의 소정 간극에 순차적으로 낙하해 들어가도록 한 코일 권선 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

일본 특허 공개 제 1987-262636 호 공보

그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 코일 권선 장치에서는, 특히 슬롯에 대한 코일의 점적율(占積率: space factor)을 향상시킴에 따라, 삽입시의 코일 텐션은 증대하기 때문에, 직사각형 형상의 코일에서는 뒤틀리도록 하여 철심의 슬롯에 삽입되고, 초기에 삽입된 전선은 슬롯 개구부 부근에 체류한다. 그 거동에 의하여, 슬롯 개구부를 커버하는 웨지(wedge)로부터, 초기에 삽입된 코일 전선이 누락되어, 코일 전선이 철심과 직접 간섭하는 것에 의해서 전선 피막이 손상하여 절연 불량을 일으키기 때문에, 해당 문제의 해소가 요구되고 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 초기 삽입 코일 전선이 슬롯 개구부 부근에 체류하는 일도 없이, 코일 전선 누락에 의한 절연 불량을 해소할 수 있는 권선 장치의 스풀 및 코일 장착 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명과 관련되는 권선 장치의 스풀은, 코일 삽입 장치를 이용하여 전동기의 고정자 철심의 티스(teeth)간에 형성되는 슬롯에 장착하기 위한 코일을 형성하는 권선 장치의 스풀에 있어서, 상기 스풀은, 상기 권선 장치에 설치했을 때의 배치에 대해서, 각각 하방으로부터 상방으로 단계적으로 확경된 복수의 코일 권단을 가지며, 임의의 상기 고정자 철심의 적층두께(積厚: lamination thickness)에 대응하여 다른 길이의 코일에 성형하기 위해서 이격 배치되는 전방 스풀과 후방 스풀을 구비하고,

상기 전방 스풀의 최외주의 코일에 대응한 코일 권단은, 상기 고정자 철심 중심축에 상당하는 부근으로부터 각 코일이 삽입되는 상기 슬롯의 개구부에 따르는 방향으로 방사상이 되는 부분을, 적어도 상기 고정자 철심의 상기 슬롯의 외측의 상기 티스 근원을 접속하는 코어 백(core back)에 상당하는 위치까지 연장된 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련되는 권선 장치의 스풀은, 상기 전방 스풀의 코일 권단은, 상기 고정자 철심 중심축에 상당하는 부근으로부터 각 코일이 삽입되는 상기 슬롯의 개구부에 따르는 방향으로 방사상이 되는 부분을, 적어도 상기 고정자 철심의 상기 슬롯의 외측의 상기 티스 근원을 접속하는 코어 백에 상당하는 위치까지 연장된 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련되는 코일 장착 방법은, 상기 권선 장치의 스풀에 의하여, 권선 형태를 유지한 채의 상기 코일을 코일 삽입 장치에 장착하고, 상기 코일 삽입 장치에 의하여 상기 코일 삽입 장치에 장착된 상기 코일을 고정자 철심의 각 슬롯내에 삽입 장착하는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련되는 권선 장치의 스풀은, 스풀에서 형성된 코일은, 고정자 철심으로의 삽입시에 순차적으로 슬롯 안쪽에서부터 배치되는 삽입 거동을 취하며, 초기 삽입 코일 전선의 슬롯 개구부 부근 체류도 없기 때문에, 슬롯 개구부를 커버하는 웨지로부터 코일 전선이 누락되는 것에 의한 절연 불량을 해소할 수 있다.

도 1은 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 스풀의 외관을 도시하는 사시도(권선기 설치시와는 천정부와 바닥부가 바뀐 상태),
도 2는 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 스풀에 의해서 형성된 코일(24)을 장착한 코일 삽입 지그(23)의 평면도,
도 3은 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 스풀에 의해서 형성된 코일(24)을 장착한 코일 삽입 지그(23)의 정면도,
도 4는 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 2개의 전방 스풀(1), 후방 스풀(2)을 장착한 권선 장치의 일례를 도시하는 평면도,
도 5는 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 2개의 전방 스풀(1), 후방 스풀(2)을 장착한 권선 장치의 일례를 도시하는 정면도,
도 6은 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 2개의 전방 스풀(1), 후방 스풀(2)을 장착한 권선 장치의 일례를 도시하는 측면도,
도 7은 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 도 2, 3의 코일 삽입 지그(23)가 코일 삽입 장치로 이동하여, 코일 삽입 전의 고정자 철심(41)이 블레이드(21) 선단에 장착된 평면도,
도 8은 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 도 2, 3의 코일 삽입 지그(23)가 코일 삽입 장치로 이동하여, 코일 삽입전의 고정자 철심(41)이 블레이드(21) 선단에 장착된 정면도,
도 9는 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 도 7에 대하여 고정자 철심(41)과 스트리퍼(22)와 블레이드(21)와 코일(24)만을 도시한 도면,
도 10은 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 2개의 전방 스풀(1), 후방 스풀(2)의 이격 거리를 변경하는 것에 의하여 코일의 둘레길이(周長)를 변경한 형상의 일례를 도시하는 도면,
도 11은 비교예를 도시하는 도면으로서, 스풀에 권회된 코일이 코일 삽입 지그(23)에 장착되어, 코일 삽입 장치상에서 고정자 철심(41)이 장착된 상태의 평면도,
도 12는 비교예를 도시하는 도면으로서, 스풀에 권회된 코일이 코일 삽입 지그(23)에 장착되어, 코일 삽입 장치상에서 고정자 철심(41)이 장착된 상태의 정면도,
도 13은 비교예를 도시하는 도면으로서, 도 11, 12 상태에 있어서의 고정자 철심(41)과 코일과 블레이드(21)의 위치 관계를 도시한 평면도,
도 14는 비교예를 도시하는 도면으로서, 스풀에 권회된 코일이 고정자 철심(41)의 슬롯(93)에 삽입되는 거동을 도시한 도 13의 A부분 확대도.

실시 형태 1.

도 1 내지 도 10은 실시 형태 1을 도시하는 도면으로서, 도 1은 스풀의 외관을 도시하는 사시도(권선기 설치시와는 천정부와 바닥부가 바뀐 상태), 도 2는 스풀에 의해서 형성된 코일(24)을 장착한 코일 삽입 지그(23)의 평면도를 도시하는 것으로서, 코일 삽입 지그(23)에 대해서는 그 최외형상만, 그 일부를 생략하여 도시하고 있으며, 도 3은 스풀에 의해서 형성된 코일(24)을 장착한 코일 삽입 지그(23)의 정면도, 도 4는 전방 스풀(1), 후방 스풀(2)을 장착한 권선 장치의 일례를 도시하는 평면도, 도 5는 전방 스풀(1), 후방 스풀(2)을 장착한 권선 장치의 일례를 도시하는 정면도, 도 6은 전방 스풀(1), 후방 스풀(2)을 장착한 권선 장치의 일례를 도시하는 측면도, 도 7은 도 2, 3의 코일 삽입 지그(23)가 코일 삽입 장치로 이동하여, 코일 삽입전의 고정자 철심(41)이 블레이드(21) 선단에 장착된 평면도를 도시하는 것으로서, 코일 삽입 지그(23)에 대해서는 그 최외형상만, 그 일부를 생략하여 도시하고 있으며, 도 8은 도 2,3의 코일 삽입 지그(23)가 코일 삽입 장치로 이동하여, 코일 삽입전의 고정자 철심(41)이 블레이드(21) 선단에 장착된 정면도, 도 9는 도 7에 있어서 고정자 철심(41)과 스트리퍼(22)와 블레이드(21)와 코일(24)만을 도시한 도면, 도 10은 전방 스풀(1), 후방 스풀(2)의 이격 거리를 변경하는 것에 의해 코일의 둘레길이를 변경한 형상의 일례를 도시하는 도면이다.

도 11 내지 도 14는 비교예를 도시하는 도면으로서, 도 11은 스풀에 권회된 코일이 코일 삽입 지그(23)에 장착되고, 코일 삽입 장치상에서 고정자 철심(41)이 장착된 상태의 평면도를 도시하는 것으로, 코일 삽입 지그(23)에 대해서는 그 최외형상만, 그 일부를 생략하여 도시하고 있으며, 도 12는 스풀에 권회된 코일이 코일 삽입 지그(23)에 장착되고, 코일 삽입 장치상에서 고정자 철심(41)이 장착된 상태의 정면도, 도 13은 도 11, 12 상태에 있어서의 고정자 철심(41)과 코일과 블레이드(21)의 위치 관계를 도시한 평면도, 도 14는 스풀에 권회된 코일이 고정자 철심(41)의 슬롯(93)에 삽입되는 거동을 도시한 도 13의 A부분 확대도이다.

먼저, 비교예로서 일반적인 코일 권선 장치에 대하여 그 개요에 대하여 설명한다. 여기서 설명하는 코일 권선 장치는, 크기가 다른 복수의 코일이 그 중심이 일치하도록 동심에 감겨지는 소위 동심 권취 방식의 코일을 형성하는 것이다. 대상이 되는 전동기는, 예를 들면, 단상 유도 전동기이다. 단상 유도 전동기는, 주권선과, 이 주권선에 전기각으로 90° 위상이 다르도록 배치되는 보조 권선을 구비한다. 여기에서는, 보조 권선은, 주권선보다 먼저 슬롯 내에 삽입되어 있는 것으로 한다. 이하의 설명으로는, 도면에 있어서 보조 권선은 도시되어 있지 않지만, 주권선과 전기각으로 90° 위상이 다른 위치에, 먼저 삽입되어 있는 것으로 한다. 또한, 이하의 설명으로는, 2극의 단상 유도 전동을 예로 설명을 실행한다. 따라서, 보조 권선(도시하지 않음)은 주권선과 기계각으로 90° 위상이 다른 위치에, 먼저 삽입되어 있는 것으로 한다.

코일 권선 장치의 코일 권선 공정에서는, 각각 동수의 권단을 가지는 이격 배치된 2개의 스풀(전방 스풀, 후방 스풀)에 대해서, 그 외주를 플라이어가 선회하여 코일을 형성한 후, 코일 삽입 지그의 블레이드의 소정의 간극으로 코일은 권락(卷落)하는 것으로 된다.

이어서 코일을 장착한 블레이드는 코일 삽입 지그마다, 턴테이블에 의하여 권선 장치와 대향 위치에 있는 코일 삽입 장치로 이동된다. 여기서 블레이드 간극에 장착된 코일과, 코일 삽입 공정으로 블레이드 상단부에 장착되는 코일 삽입전의 철심을 코일 삽입 장치 상면에서 보았을 경우, 비교예의 스풀을 이용하여 성형된 코일 형상은, 도 13에 도시하는 바와 같이 전방 스풀 부분 즉 스트리퍼에 의하여 철심 쪽으로 들어 올려지는 철심 중심축 부근의 부분에 있어서, 축 부근으로부터 소정 블레이드의 간극의 방향, 즉 각 코일이 삽입되는 슬롯에 따르는 방향으로 방사상으로 되고, 슬롯 부근에 상당하는 위치를 각각 코일의 곡절부로 하고, 곡절부간 거리를 각 권단 폭으로 한 전방 스풀에 따라서, 또한 전방 스풀에 이격 배치되어 동등의 각 권단 폭을 가진 후방 스풀로 감겨지는 것에 의하여, 대략 직사각형 형상이 된다.

고정자 철심(41)에 삽입되는 코일(71a, 71b, 71c, 71d, 71e)[주 권선의 코일로, 코일(71a)이 최외주, 코일(71e)이 최내주)]은, 도 12에 도시하는 스트리퍼(22)에 의하여 고정자 철심(41)의 방향으로 밀어 올려지면, 코일(71a, 71b, 71c, 71d, 71e)은 방사상 부분을 단축하도록 변형한다(도 13 참조).

예를 들면, 최외주의 코일(71a)은, 도 13에 도시하는 바와 같이, 2점쇄선(点鎖線)으로 도시하는 코일 삽입 과정에서 변형한 최외주의 코일(81a)로 연속적으로 변형한다. 그 결과 코일 삽입 공정의 빠른 단계에서, 코일(71a)의 방사상 부분으로부터 길이 방향으로 천이하는 굴곡 개소가 코일 삽입 지그(23)(도 3) 선단과 고정자 철심(41)에 접촉하는 위치까지 코일(71a)의 방사상 부분은 단축된 형상이 된다.

이 상태의 고정자 철심(41)의 하단면에 있어서, 예를 들면, 도 14에 도시하는 개소에서는, 코일 굴곡 개소가 코일(71a)의 루프 내측에 있는 티스(96)와 접촉하고, 코일(71a)의 텐션은, 코일(71a)을 슬롯 내부삽입 절연지(92)를 거쳐서 티스(96)를 누르는 방향으로 작용한다. 상기의 코일에 작용하는 텐션은, 외측의 코일일수록 크고, 최외주 코일에서 최대가 된다.

이 거동에 의하여, 초기에 삽입되어 텐션이 높게 되어 있는 코일 전선(정도)일수록, 도 14에 도시하는 바와 같이 고정자 철심(41)의 슬롯 개구부(93a) 또한 코일(71a)의 루프 내측에 접근하여 슬롯(93) 내에 배치되기 때문에, 동 도면의 슬롯(93) 내의 화살표에 따르는 순번으로 동일 스풀에 권회된 복수의 코일 전선이 슬롯(93)내에 배치되어 간다.

스트리퍼(22)가 고정자 철심(41)에 진입한 코일 삽입 공정 초기의 시점, 즉 고정자 철심(41) 하단면에 있어서 동일 권단에 권회된 복수의 모든 코일 전선이 슬롯(93) 내에 진입을 개시하는 시점에서, 각각 코일 전선의 슬롯(93)내 배치가 거의 결정지어져, 다른 코일 전선 및 슬롯(93) 내벽의 기하학적인 구속에 의하여, 스트리퍼(22)가 고정자 철심(41)을 관통하여 코일 삽입 공정이 완료한 시점에서도 이 코일 전선 배치는 대부분 변하지 않는다.

상기의 코일 삽입 거동에서는, 특히 슬롯(93)에 대한 코일(71a)의 점적율을 향상시킨 상태일 때, 코일 삽입 후에 슬롯(93)의 슬롯 개구부(93a)의 쐐기가 되는 웨지(91)를, 웨지(91) 삽입 경로상에 존재하는 코일 텐션이 큰 초기에 삽입된 코일 전선과 고정자 철심(41) 사이에 삽입시키는 일이 없이, 도 14의 웨지로부터 누락된 코일 전선(94)과 같이 웨지(91)의 ㄷ자형 형상 내측으로부터 누락되는 현상(코일 전선 누락)이 생겨서, 웨지로부터 빠진 코일 전선(94)이 고정자 철심(41)과 직접 간섭하는 것에 의해서 전선 피막이 손상하여 절연 불량을 일으키기 때문에, 해당 문제의 해소가 요구되고 있었다.

또한, 웨지란 슬롯 개구부를 커버하여, 슬롯 내에 권회된 코일을 슬 롯내로 유지해 두기 위한 절연물이다. 통상, 고정자 철심 슬롯 위치에 대응하여 코일 삽입 지그에 원주 형상으로 배치되어, 코일을 슬롯 내에 삽입할 때에, 웨지 배치 위치에 대응하여 웨지를 누르기 위해서 구비된 웨지 푸셔로 눌려지는 것에 의하여, 코일 삽입과 동시에 또는 코일 삽입 후에 슬롯 개구부 근방에 삽입된다.

권선 장치에서 사용하는 스풀은, 전방 스풀(1)과 후방 스풀(2)로 구성된다. 본 실시 형태는, 스풀을 구성하는 전방 스풀(1)과 후방 스풀(2)의 형상에 특징이 있다.

전방 스풀(1)과 후방 스풀(2)은, 도 1에 도시하는 형상을 하고 있다. 즉, 전방 스풀(1)에는, 하방으로부터(도 1은 권선기 장착시와는 천정부와 바닥부가 바뀐 상태) 단계적으로 확경된 권단(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)과, 코일 삽입 지그(23)(도 3 참조)의 블레이드(21)(도 2,3 참조)가 삽입되는 코일 삽입 지그 선단의 이탈 홈(escape grooves)(3)과 코일 푸셔(32)(도 4 내지 도 6 참조)가 삽입통과되는 코일 푸셔 미끄럼이동용 홈(4)이 형성되어 있다.

본 실시 형태의 설명이 진행됨에 따라 명확해지겠지만, 전방 스풀(1)에 있어서는, 고정자 철심(41)의 중심축에 상당하는 부근으로부터 소정 블레이드(21)의 간극의 방향, 즉 각 코일(24a, 24b, 24c, 24d, 24e)[도 2 참조, 최내주가 코일(24a), 최외주가 코일(24e)] 중, 적어도 최외주의 코일(24a)이 삽입되는 슬롯(93)의 개구부에 따르는 방향으로 방사상이 되는 부분을, 적어도 고정자 철심(41)의 슬롯(93)을 구성하는 티스 근원을 접속하는 코어 백(95)(도 14 참조)에 상당하는 위치 이상까지, 종래 스풀에 비해 연장하고 있는 점에 특징이 있다. 또한, 각 코일(24a, 24b, 24c, 24d, 24e)을, 합쳐서 단순히 코일(24)이라고 부르는 경우도 있다.

후방 스풀(2)에는, 하방으로부터(도 1은 권선기 설치시와는 천정부와 바닥부가 바뀐 상태) 단계적으로 확경된 권단(6a, 6b, 6c, 6d, 6e)이 형성되어 있다.

후방 스풀(2)에 있어서는, 임의의 고정자 철심(41)의 적층 두께에 대응하여 이격 배치한 2개의 스풀을 권회하는 것에 의해 얻어진 각 권단의 코일 둘레길이가 고정자 철심(41) 삽입 후에 최적인 코일 엔드의 길이가 되도록 각 단 형상을 조정한 것이다.

코일 엔드란, 슬롯에 삽입되는 코일의 철심의 축방향 단부로부터 외측에 돌출하는 부분이다.

먼저, 권선 장치 내에 있어서, 전방 스풀(1)과 후방 스풀(2)은, 도 4 내지 도 6에 도시하는 바와 같이, 고정자 철심(41)의 적층두께에 대응한 코일 둘레길이가 되도록 이격해서 스풀 브래킷(31)에 장착된다.

또한, 그 하방에는 권선된 코일을 받아들이는 지그로서, 도 3에 상세를 도시하는 코일 삽입 지그(23)가 배치되어 있다.

도 3에 도시하는 코일 삽입 지그(23)는, 상하 방향으로 미끄럼이동 가능하고 코일을 밀어 올리기 위한 스트리퍼(22), 스트리퍼(22)에 부수해서 이동하여, 스트리퍼(22) 외주에 원환 형상으로 소정의 간극을 마련하여 복수 배치된 코일을 걸기 위한 블레이드(21), 고정자 철심(41)으로의 코일 삽입 후에 코일이 탈락하지 않도록 슬롯 개구부(93a)의 쐐기가 되는 웨지(91)의 삽입 안내이며, 블레이드(21)와 동수이며 또한 동위상의 위치에, 권선 장치에 고정 배치된 웨지 가이드(25) 등을 갖추고 있다.

스풀은, 권단(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)을 가진 전방 스풀(1)과, 권단(6a, 6b, 6c, 6d, 6e)를 가진 후방 스풀(2)로 이루어진다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 전방 스풀(1)과 후방 스풀(2)을 이격 배치 거리를 조정하는 것에 의하여 임의의 고정자 철심(41)의 적층두께에 대응하는 코일 둘레길이로 변경 가능하게 되어 있다.

도 10에 실선으로 도시하는 후방 스풀(2)과 코일(24a, 24b, 24c, 24d, 24e)이 고정자 철심(41)의 적층두께가 작은 경우이다. 또한, 도 10에 2점쇄선으로 도시하는 후방 스풀(2)과 코일(24a, 24b, 24c, 24d, 24e)이 고정자 철심(41)의 적층두께가 큰 경우이다.

전방 스풀(1)은, 후술할 권선 과정에 있어서의 스풀 하강시에, 도 3의 블레이드(21) 및 웨지 가이드(25), 코일 삽입 지그(23) 선단과의 간섭을 피하기 위하여 원통형의 코일 삽입 지그 선단의 이탈 홈(3)(도 1, 도 10 참조)이 마련되어 있다.

또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 코일 삽입 지그 선단의 이탈 홈(3)의 중심축, 즉 코일을 삽입하려고 하는 고정자 철심(41)의 중심축에 상당하는 부근으로부터, 소정의 블레이드(21)의 간극의 방향, 즉 각 코일이 삽입되는 슬롯(93)에 따르는 방향으로 방사상이 되는 부분을, 적어도 최외주의 코일이, 적어도 고정자 철심(41)의 슬롯(93)을 구성하는 티스 근원을 접속하는 코어 백(95)에 상당하는 위치 이상까지, 종래 스풀에 비해 연장한 권단(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)이 전방 스풀(1)에 마련되어 있다.

또한, 후술하는 코일의 권락을 실행하여, 블레이드(21) 간극에 코일을 장착시키는 코일 푸셔(32)를 미끄럼이동 가능하게 하는 코일 푸셔 미끄럼이동용 홈(4)(도 1, 도 10 참조)이 마련되어 있다.

또한, 후방 스풀(2)은 임의의 고정자 철심(41)의 적층두께에 대응하여 이격 배치한 2개의 스풀(전방 스풀(1), 후방 스풀(2))을 권회하는 것에 의해 얻어진 각 권단의 코일 둘레길이가 고정자 철심(41)으로의 삽입 후에 최적인 코일 엔드의 길이가 되도록 각 권단 형상을 조정한 것이다.

코일의 개시에 있어서 2개의 스풀(전방 스풀(1), 후방 스풀(2))은, 도 4 내지 도 6에 도시하는 바와 같이 전방 스풀(1)의 하단부보다 블레이드(21)의 선단이 전방 스풀(1)에 형성된 코일 삽입 지그 선단의 이탈 홈(3) 내에 약간 삽입된 위치에 세트된다.

이어서 2개의 스풀(전방 스풀(1), 후방 스풀(2))의 외주를 선회하여 전선을 계속 풀어내는 플라이어(33)가 선회하고, 전방 스풀(1)의 최하단의 권단(5e) 및 후방 스풀(2)의 최하단의 권단(6e)에 전선을 권회하여, 도 2에 도시하는 최내주의 코일(24e)를 형성하고, 형성된 코일(24e)은 그 자중(自重)에 의해서, 혹은 동일 권단 (5e, 6e)에 순서대로 성형되는 코일(24e)로 밀리는 것에 의해서 블레이드(21)의 소정의 간극으로 권락된다.

최하단의 권단(전방 스풀(1)의 권단(5e) 및 후방 스풀(2)의 권단(6e))의 권선 조작이 종료하면, 스풀 브래킷(31)이 구동 기구(도시하지 않음)에 의해서 권단 일단분 하강하여 2개의 스풀이 하강하고, 연속해서 다음의 권단인, 전방 스풀(1)의 권단(5d) 및 후방 스풀(2)의 권단(6d)에 대해서 권선 조작을 실행한다.

최종적으로 최상단의 권단인, 전방 스풀(1)의 권단(5a) 및 후방 스풀(2)의 권단(6a)의 코일 조작을 종료하면 2개의 스풀은 원래의 위치로 되돌려져 코일 푸셔(32)가 스풀 브래킷(31)(도시하지 않음)과는 다른 구동 기구에 의하여 하강하는 것에 의해, 스풀로부터 낙하할 수 없었던 코일을 블레이드(21)의 간극으로 떨어뜨려 넣는다.

상기 코일 조작 종료후, 블레이드(21) 간극에 장착된 코일은, 스트리퍼(22)와 블레이드(21)를 가지는 코일 삽입 지그(23)와 함께 턴테이블(도시하지 않음)에 의하여, 권선 장치와 대향 위치에 설치된 코일 삽입 장치로 이동한다.

코일 삽입 공정에서는, 도 7, 8에 도시하는 바와 같이, 블레이드(21) 상단부에 고정자 철심(41)을 감합시킨 후, 코어 클램프(42)에 의하여 고정자 철심(41)을 장치 가대에 고정한다.

이 때 도 9에 도시하는 것과 같은 코일(24a, 24b, 24c, 24d, 24e)과 고정자 철심(41)의 위치 관계가 되어, 코일 형상은 2개의 전방 스풀(1), 및 후방 스풀(2)의 형상에 준한다.

고정자 철심(41)에 삽입되는 코일(24a, 24b, 24c, 24d, 24e)은, 도 3에 도시하는 스트리퍼(22)에 의하여 고정자 철심(41)의 방향으로 밀어 올려지면, 코일(24a, 24b, 24c, 24d, 24e)은 방사상 부분을 약간 단축하도록 변형한다.

예를 들면, 최외주의 코일(24a)은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 2점쇄선으로 도시하는 코일 삽입 과정에서 변형한 최외주의 코일(51a)로 연속적으로 변형하지만, 비교예의 도 13의 2점쇄선으로 도시하는 코일 삽입 과정에서 변형한 최외주의 코일(81a)에 비하면, 티스 근원을 접속하는 코어 백(95) 부근에서는, 코일 삽입 과정에서 변형한 최외주의 코일(51a)의 변형은 적고, 고정자 철심(41)의 외주부 부근으로부터 외측에 있어 방사상 부분의 단축이 보인다.

따라서, 비교예와 같이, 최외주의 코일(71a)이, 도 13에 도시하는 바와 같이, 2점쇄선으로 도시하는 코일 삽입 과정에서 변형한 최외주의 코일(81a)로 연속적으로 변형하여 코일 삽입 공정의 빠른 단계에서, 코일(71a)의 방사상 부분으로부터 길이 방향으로 천이하는 굴곡 개소가 코일 삽입 지그(23) 선단과 고정자 철심(41)에 접촉하는 위치까지 코일(71a)의 방사상 부분은 단축된 형상이 되는 것을 피할 수 있다.

그 때문에, 본 실시 형태의 코일(24a, 24b, 24c, 24d, 24e)은, 도 3에 도시하는 스트리퍼(22)에 의하여 고정자 철심(41)의 방향으로 밀어 올려지는 경우에, 고정자 철심(41)의 하단면에 있어서, 코일 굴곡 개소가 코일(24a)의 루프 안쪽에 있는 티스(96)와 접촉하기 어렵고, 코일(24a)를 슬롯 내부삽입 절연지(92)를 거쳐서 티스(96)를 누르는 방향에 작용하는 코일(24a)의 텐션은 비교예에 비해서 작다.

고정자 철심(41) 고정후, 스트리퍼(22) 및 거기에 부수하는 블레이드(21)가 상승하여 고정자 철심(41) 내를 관통하는 것에 의해 최종적으로 코일은 고정자 철심(41)의 슬롯(93)에 삽입된다.

그것에 이어서 웨지(91)가, 웨지 푸셔(도시하지 않음)에 밀려 웨지 가이드(25)로 안내되면서 삽입된다. 그 후 스트리퍼(22) 및 블레이드(21)가 원위치로 돌아와, 코일 삽입 공정은 완료된다.

또한, 도 9에 있어서 최내주 코일(24e)의 안쪽의 슬롯(93)은 블랭크가 되어 있지만(코일이 삽입되지 않는 상태), 본 실시 형태에서는 고정자 철심(41)의 중심축으로 대하여 코일(24)을 90° 회전시켜 배치하여 삽입되는 보조 권선(도시하지 않음)이 미리 고정자 철심(41)에 장착되어 있는 것으로 하고 있다.

또한, 다른 예로서 보조 권선과 코일(24)의 관계를, 각각 슬롯 점적율을 안분하는 코일의 권회수로서 소정의 동일 슬롯에 2종의 코일을 장착하는 경우도 생각할 수 있다.

본 실시 형태의 스풀(5권단)에 1단의 권단을 더 추가한 스풀을 이용하여, 블랭크의 슬롯에 최내주 코일(24e)보다 더 내측으로 권회한 코일을 장착하는 경우도 생각할 수 있다.

소정의 슬롯의 수만큼 떨어진 슬롯에 장착하는 코일을 성형하기 위한 단수 혹은 복수의 권단을 가지는 본 실시 형태에 준한 스풀에 권회함으로써 성형된 코일을, 철심 중심축의 주위에 소정의 각도로써 복수 배치하여 고정자 철심(41)에 장착시키는 경우 등을 생각할 수 있다.

본 실시 형태의 스풀에 권회하여 형성되는 코일 형상으로 하는 것에 의하여, 고정자 철심(41)의 슬롯(93)에 삽입되는 코일은, 전술한 원리에 의하여 순차적으로 슬롯(93) 안쪽으로부터 배치되는 거동을 취해서, 초기 삽입 코일이 슬롯(93) 개구부 부근에 체류하는 일도 없기 때문에, 코일 전선 누락에 의한 절연 불량을 해소하는 효과가 얻어진다.

모든 코일 형상이 본 발명의 형상이 되도록 스풀이 구성되어 있는 것이 가장 바람직하지만, 적어도 가장 문제가 발생하기 쉬운 최외주의 코일이 본 발명의 형상이 되도록 스풀이 구성되어 있으면 일정한 효과를 기대할 수 있다.

또한, 전방 스풀, 후방 스풀 모두 각각 1개의 것으로써 도시하고 있지만, 이것에 한정할 필요는 없다. 코일 형상을 지금까지 설명한 형태로 하는 것이 가능하다면, 각 스풀을 각각 복수로 분할하여 구성해도 좋다.

1 : 전방 스풀 2 : 후방 스풀
3 : 코일 삽입 지그 선단의 이탈 홈 4 : 코일 푸셔 미끄럼이동용 홈
5a : 권단 5b : 권단
5c : 권단 5d : 권단
5e : 권단 6a : 권단
6b : 권단 6c : 권단
6d : 권단 6e : 권단
21 : 블레이드 22 : 스트리퍼
23 : 코일 삽입 지그 24 : 코일
24a : 코일 24b : 코일
24c : 코일 24d : 코일
24e : 코일 25 : 웨지 가이드
31 : 스풀 브래킷 32 : 코일 푸셔
33 : 플라이어 41 : 고정자 철심
42 : 코어 클램프
51a : 코일 삽입 과정에서 변형한 최외주의 코일
71a : 코일 71b : 코일
71c : 코일 71d : 코일
71e : 코일
81a : 코일 삽입 과정에서 변형한 최외주의 코일
91 : 웨지 92 : 슬롯 내부삽입 절연지
93 : 슬롯 93a : 슬롯 개구부
94 : 웨지로부터 빠진 코일 전선 95 : 티스 근원을 접속하는 코어 백
96 : 티스

Claims

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전동기의 고정자 철심의 티스 사이에 형성되는 슬롯에 코일 삽입 장치와 블레이드를 가지는 코일 삽입 지그를 이용하여 장착되는 코일을 형성하기 위한 권선 장치의 스풀에 있어서,
상기 스풀이 상기 권선 장치에 설치된 상태에서 하방으로부터 상방으로 단계적으로 확경하도록 형성된 복수의 코일 권단을 가지는 전방 스풀과, 상기 스풀이 상기 권선 장치에 설치된 상태에서 하방으로부터 상방으로 단계적으로 확경하도록 형성된 복수의 코일 권단을 가지는 후방 스풀을 구비하고,
상기 전방 스풀 및 상기 후방 스풀은, 서로의 복수의 코일 권단에 감겨지는 둘레길이가 상기 고정자 철심의 적층두께에 대응한 길이가 되도록 이격되어 배치되고,
상기 전방 스풀의 복수의 코일 권단은, 감겨지는 코일을, 상기 고정자 철심의 중심축 측으로부터, 해당 코일이 삽입되는 상기 슬롯의 개구부로 향하여 방사상으로 형성하는 방사상 부분을 가지고,
상기 방사상 부분은, 상기 전방 스풀의 복수의 코일 권단 중, 최외주의 코일에 대응한 코일 권단에서, 감겨지는 코일을, 상기 고정자 철심의 중심축보다도 외측 또한 상기 블레이드보다도 상기 고정자 철심의 중심축 측의 위치로부터, 적어도 상기 고정자 철심의 상기 슬롯의 외연을 이루는 상기 티스의 근원을 접속하는 코어 백보다도 외측의 위치까지 직선 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는
권선 장치의 스풀.
제 4 항에 있어서,
상기 방사상 부분은, 상기 전방 스풀의 복수의 코일 권단 중, 모든 코일 권단에서, 감겨지는 코일을, 상기 고정자 철심의 중심축보다도 외측 또한 상기 블레이드보다도 상기 고정자 철심의 중심축 측의 위치로부터, 적어도 상기 코어 백보다도 외측의 위치까지 직선 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는
권선 장치의 스풀.
제 4 항에 있어서,
상기 방사상 부분은, 상기 전방 스풀의 복수의 코일 권단 중, 최외주의 코일에 대응한 코일 권단에서, 상기 고정자 철심의 중심축보다도 외측 또한 상기 블레이드보다도 상기 고정자 철심의 중심축 측에 형성된 제 1 부분과, 상기 블레이드보다도 외측의 위치로부터 적어도 상기 코어 백보다도 외측의 위치까지 연장되도록 형성된 제 2 부분을 가지는 것을 특징으로 하는
권선 장치의 스풀.
전동기의 고정자 철심의 티스 사이에 형성되는 슬롯에 코일 삽입 장치를 이용하여 장착되는 코일을 형성하기 위한 권선 장치의 스풀에 있어서,
상기 스풀이 상기 권선 장치에 설치된 상태에서 하방으로부터 상방으로 단계적으로 확경하도록 형성된 복수의 코일 권단을 가지는 전방 스풀과, 상기 스풀이 상기 권선 장치에 설치된 상태에서 하방으로부터 상방으로 단계적으로 확경하도록 형성된 복수의 코일 권단을 가지는 후방 스풀을 구비하고,
상기 전방 스풀 및 상기 후방 스풀은, 서로의 복수의 코일 권단에 감겨지는 둘레길이가 상기 고정자 철심의 적층두께에 대응한 길이가 되도록 이격되어 배치되고,
상기 전방 스풀의 복수의 코일 권단은, 감겨지는 코일을, 상기 고정자 철심의 중심축 측으로부터, 해당 코일이 삽입되는 상기 슬롯의 개구부로 향하여 방사상으로 형성하는 방사상 부분을 가지고,
상기 방사상 부분은, 상기 전방 스풀의 복수의 코일 권단 중, 최외주의 코일에 대응한 코일 권단에서, 상기 고정자 철심의 중심축보다도 외측에 형성된 제 1 부분과, 상기 제 1 부분보다도 외측에 형성되며, 적어도 상기 슬롯의 외연보다도 외측까지 연장되는 제 2 부분을 가지고, 상기 제 2 부분은 직선 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
권선 장치의 스풀.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 부분 및 제 2 부분은, 간극을 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
권선 장치의 스풀.
제 8 항에 있어서,
상기 전방 스풀은, 상기 간극을 이루는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
권선 장치의 스풀.
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제 7 항에 있어서,
상기 제 1 부분은, 직선 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
권선 장치의 스풀.
삭제
제 7 항에 있어서,
상기 권선 장치는, 상기 슬롯에 상기 코일 삽입 장치와 블레이드를 가지는 코일 삽입 지그를 이용하여 장착되는 코일을 형성하기 위한 것임을 특징으로 하는
권선 장치의 스풀.
제 4 항 또는 제 13 항에 기재된 권선 장치의 스풀에 의하여, 권선 형태를 유지한 채의 코일을 상기 코일 삽입 지그에 장착하고, 상기 코일 삽입 장치에 의하여 상기 코일 삽입 지그에 장착된 코일을 상기 슬롯에 삽입하여 장착하는 것을 특징으로 하는
코일 장착 방법.