KR101392465B1 - 다이나모 전기 기기의 코어의 코일 지지체 및 싱글 폴을 권취하는 장치 및 방법 - Google Patents

다이나모 전기 기기의 코어의 코일 지지체 및 싱글 폴을 권취하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

다이나모 전기 기기의 코어의 코일 지지체(10) 상에 하나 이상의 전기 와이어(W)를 권취하는 장치로서, 와이어를 분배하고, 와이어를 위한 통로부(22) 및 권취 동안 코일 지지체(10)에 도달하게 되는 와이어가 빠져나오는 출구(23)를 갖는 분배 부재(19)와, 와이어를 코일 지지체 상에 권취하기 위해 분배 부재(19)에 대해 코일 지지체를 회전시키는 수단(21, 25)을 이용하고, 분배 부재에서부터 코일 지지체에 연장하는 와이어(WE)가 출구(23)에 대하여 각도 방위를 갖게 되는, 와이어 권취 장치 및 와이어 권취 방법이 제공된다. 권취 동안 각도 방위를 일정하게 유지하기 위해 코일 지지체(10)에 대한 분배 부재(19)의 상대적인 이동을 제공한다. 또한, 아직 코일 지지체(10) 상에 권취되어야 하는 와이어의 부분에 와이어의 부분(WP)이 바로 인접하여 위치되는 곳에서 코일 지지체(10) 상에 권취된 와이어의 부분(WP)을 압박한다. 층화(stratification)를 위해 하나의 권회부로부터 다른 권회부로의 통과가 발생할 때에는, 코일 지지체 상에 권취되고 분배 부재(19)까지 연장하는 와이어 부분(WP)의 고정이 발생하고, 이러한 고정은 와이어의 층화 방향(Z 방향)의 반대 방향으로 발생한다. 와이어(W)에 대한 압박은 코일 지지체의 축에 대해 영(0)보다 크고 직각을 이루지 않는 각도(E)를 갖는 방향(K 방향)으로 달성될 수 있다.

Description

다이나모 전기 기기의 코어의 코일 지지체 및 싱글 폴을 권취하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHODS FOR WINDING SUPPORTS FOR COILS AND SINGLE POLES OF CORES OF DYNAMO ELECTRIC MACHINES}
본 발명은 다이나모 전기 기기(dynamo electric machine)의 권선 코일에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하나 이상의 전기 도전체(이하에서는 와이어로도 지칭됨)가 권취되어 소정 권회수의 코일을 형성하는 코일 지지체 또는 싱글 폴(single pole)의 권취에 관한 것이다.
코일을 위한 지지체는 절연재로 구성되며, 권취된 후에 코어의 폴에 조립된다. 이러한 유형의 지지체는 JP 2003-244906에 개시되어 있다.
싱글 폴은 코어의 일부분이며, 이들 싱글 폴이 권취되는 때에는 코어로부터 분리된다. 권취 후에, 싱글 폴은 서로 인접하여 조립되어 코어를 형성하며, 이에 대해서는 EP 1098425를 참조하기 바란다.
이하에서, "코일 지지체"라는 용어는 코일용 지지체 및 싱글 폴용 지지체 모두를 포함하는 것으로 한다.
권취될 필요가 있는 와이어는 커다란 단면을 가질 수 있으므로, 이 와이어는 벤딩된 경우에는 와이어의 추가의 벤딩으로 복원되지 않는다면 영구적인 변형체로서 유지될 것이다.
와이어는 권취 동안 코일 지지체의 표면과 접촉하게 되도록 또는 이미 코일 지지체 상에 권취되어 있는 와이어의 일부분과 접촉하게 되도록 변형된다.
이 변형 공정은 와이어 권회부(wire turn)가 권취되는 코일 지지체의 둘레의 형상에 매우 근접하게 되도록 하는 구성에 따라 와이어를 벤딩한다. 이것은 코일 지지체의 소정 공간에 권취될 수 있는 와이어의 양을 최적화하기 위해 행해진다.
코일 지지체를 회전시켜 와이어를 분배 부재의 출구로부터 견인하고 이 분배 부재로부터의 와이어를 코일 지지체의 소정 지점에 지향시킴으로써 권취가 이루어질 수 있다.
이와 달리, 권취는 와이어를 견인 및 지향시키도록 분배 부재를 이동시킴으로써 발생할 수 있다. JP 2003-244906은 와이어를 견인하여 코일 지지체 상에 위치시키기 위해 회전하는 권취 아암으로 이루어진 기구를 개시하고 있다. 이 특허 문헌의 해법은 권취되어 있는 와이어를 압박하여 회전 동안 이 와이어가 코일 지지체와 접촉 상태를 유지하도록 하는 가압 부재를 제공한다.
다이나모 전기 기기 코어의 현대의 어플리케이션에서는 코일 지지체의 할당된 공간을 채우는 와이어의 양이 매우 많아야 한다. 또한, 이러한 최대 결과를 달성하기 위해서는, 권취되고 있는 와이어의 무결성이 보장될 필요가 있다. 구체적으로, 와이어의 절연에 대한 손상이 방지되어야 하고, 와이어가 커다란 국부적 변형을 받지 않아야 한다. 손상이 존재하는 경우에는 이 손상이 다이나모 전기 기기의 초기 장애에 대한 원인이 될 수 있다.
따라서, 본 발명은 코일을 형성하기 위한 권취 동안에 와이어를 코일 지지체의 소정의 지점에 정확하게 위치시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 코일 지지체 상에 권취되는 와이어를 코일 지지체의 소정의 궤적을 따라 위치되도록 정확하게 변형시킴으로써 충전율(filling)을 증가시키는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 최대의 충전율 및 와이어의 무결성을 보장하기 위해 권취 동안에 와이어를 따라 정확하고 사전에 결정된 변형을 가하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적 및 기타 다른 목적은 본 발명의 청구항 1에 따른 장치 및 청구항 14에 따른 방법으로 달성된다.
본 발명의 다른 특징은 종속 청구항에 정해져 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 코일 권취 장치는,
- 와이어를 코일 지지체 상에 권취하기 위해 분배 부재에 대해 코일 지지체를 회전시키는 회전 수단; 및
- 상기 코일 지지체 상에 권취된 와이어 부분을 압박하고, 권취 동안 아직 상기 코일 지지체 상에 권취되어야 하는 와이어의 부분에 바로 인접하여 상기 코일 지지체 상에 위치되는 와이어 부분과 접촉 상태로 유지되는 압박 수단을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 코일 권취 방법은,
- 와이어를 코일 지지체 상에 권취하기 위해 분배 부재에 대해 상기 코일 지지체를 회전시키는 단계; 및
- 상기 코일 지지체 상에 권취된 와이어의 부분을 압박 수단으로 압박하는 단계를 포함하며,
권취 동안, 상기 압박 수단은 아직 상기 코일 지지체 상에 권취되어야 하는 와이어의 부분에 바로 인접하여 와이어의 부분과 접촉 상태로 유지된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 코일 지지체를 권취하는 장치는,
- 와이어를 위한 통로부 및 권취 동안 코일 지지체에 도달하게 되는 상기 와이어가 빠져나오는 출구를 갖는 분배 부재;
- 상기 와이어를 상기 코일 지지체 상에 권취하기 위해 상기 분배 부재에 대해 상기 코일 지지체를 회전시키며, 상기 분배 부재에서부터 상기 코일 지지체에 연장하는 와이어가 상기 분배 부재의 출구에 대해 각도 방위를 갖는, 회전 수단; 및
- 권취 동안에 상기 각도 방위를 일정하게 유지하기 위해 상기 코일 지지체에 대하여 상기 분배 부재를 상대적으로 이동시키는 수단을 포함한다.
이 실시예에 따라, 코일 지지체를 권취하는 방법은,
- 와이어를 코일 지지체 상에 권취하기 위해 분배 부재에 대해 상기 코일 지지체를 회전시키는 단계로서, 상기 분배 부재에서부터 상기 코일 지지체에 연장하는 와이어가 상기 분배 부재의 출구에 대해 각도 방위를 갖는, 단계; 및
- 권취 동안에 각도 방위를 일정하게 유지하기 위해 상기 코일 지지체에 대하여 상기 분배 부재를 상대적으로 이동시키는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 코일 지지체를 권취하는 장치는,
- 와이어를 위한 통로부 및 권취 동안 코일 지지체에 도달하게 되는 상기 와이어가 빠져나오는 출구를 갖는 분배 부재;
- 상기 와이어를 상기 코일 지지체 상에 권취하기 위해 상기 분배 부재에 대해 상기 코일 지지체를 회전시키는 회전 수단;
- 코일의 와이어를 층화하기 위해 상기 코일 지지체에 대하여 상기 분배 부재를 상대적으로 이동시키는 수단; 및
- 상기 코일 지지체 상에 권취되고 상기 와이어 분배 부재까지 연장하는 와이어의 부분을 고정시키는 수단을 포함하며,
이러한 고정은 코일의 층의 와이어를 위한 와이어 층화의 방향의 반대 방향으로 발생한다.
다른 실시예에서, 코일 권취 방법은,
- 와이어를 코일 지지체 상에 권취하기 위해 분배 부재에 대해 상기 코일 지지체를 회전시키는 단계;
- 코일의 와이어를 층화하기 위해 상기 코일 지지체에 대해 상기 분배 부재를 이동시키는 단계; 및
- 상기 코일 지지체 상에 권취되고 상기 분배 부재까지 연장하는 와이어의 부분을 고정시키는 단계를 포함하며,
이러한 고정은 코일의 층의 와이어를 위한 와이어 층화의 방향의 반대 방향으로 발생한다.
도 1은 도 2a의 방향 1에서 본 도면으로, 도 2a에 도시된 것과 유사한 권취 상태에 있는 제1 실시예에 따른 본 발명의 해법을 예시하는 부분 정면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1의 방향 2에서 본 도면으로, 코일 지지체 상에 와이어의 권회부를 권취하기 위해 본 발명의 해법으로 얻어지는 권취 상태의 순서를 예시하는 도면이며, 도 2f는 도 1과 유사한 도면으로, 도 2e의 상태 후에 발생하는 권취 상태를 예시하고 있다.
도 3은 도 2a의 방향 3으로부터 본 사시도로, 본 발명의 해법을 이용하여 소정의 권회수로 권취되는 코일 지지체를 예시하고 있다.
도 4는 도 2f와 유사한 도면으로, 본 발명의 해법에 따라 싱글 폴을 권취하는 것을 도시하고 있다.
도 5는 도 4의 방향 5-5로부터 본 부분 단면도이다.
도 6은 도 7의 방향 6-6으로부터 본 부분 단면도이다.
도 7은 발명의 실시예를 예시하는 도 1과 유사한 도면이다.
도 8은 도 7과 유사한 도면으로, 본 발명의 다른 실시예에 따라 싱글 폴을 권취하는 것을 예시하고 있다.
도 9는 도 2b와 유사한 도면으로, 도 2b와 같은 권취 스테이지를 수행하는 본 발명의 다른 실시예를 예시하고 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 대한 추가의 특징 및 장점은 발명을 제한하지 않고 발명의 예시를 목적으로 하는 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 장치는 코일 지지체(10)를 유지 및 회전시키기 위한 어셈블리(29)가 제공된다. 어셈블리는 코일 지지체(10)의 통형 부분(10')에 삽입되는 유지 부재(21)를 포함한다.
코일 지지체(10)는 중앙부(12) 및 서로 대향하는 플랜지(12', 12")를 포함한다. 와이어(W)는 도 3에 도시된 바와 같이 특정 권회수의 코일(C)을 형성하기 위해 중앙부(12) 둘레에서 플랜지(12', 12")까지 권취된다.
도 2a 내지 도 2e에서는, 방향 2로부터 볼 때에 가려질 부분을 보여주기 위해 상위 플랜지(12')가 투명하게 도시되어 있다.
도 2a를 참조하면, 유지 부재(21)는 코일 지지체(10)를 회전축(11)과 정렬하여 유지하기 위해 통형 부분(10')의 내면 상의 손잡이를 제공한다. 축(11)은 도 1, 도 2a 내지 도 2e에 도시된 바와 같이 코일 지지체의 대칭축과 정렬될 수 있다. 권취 동안, 코일 지지체(10)는 유지 부재(21)를 구동부(25)로 회전시킴으로써 축(11)을 중심으로 하는 회전으로 회전된다.
도 2a 내지 도 2f에 도시된 바와 같이, 와이어(W)는 와이어 공급기(도시하지 않음)로부터 와이어(W)를 받아들이는 분배 부재(19)에 의해 전달된다.
권취 동안, 와이어(W)는 분배 부재(19)의 통로부(22)를 통해 주행하고, 출구(23)를 통해 분배 부재(19)를 출발하여 코일 지지체(10)에 도달한다. 분배 부재(19)는 출구(23)가 코일 지지체(12)를 마주보도록 플랫폼(24) 상에 조립된다. 출구(23)는 와이어를 안내하기 위한 견고한 외형이 제공된다.
플랫폼(24)은 가이드(24') 상에 슬라이드함으로써 Y 및 Y' 방향으로 변위될 수 있다. Y 및 Y' 방향으로의 플랫폼(24)의 이동은 분배 부재(19)와 축(11) 간의 간격을 변경시키며, 이 간격은 코일 지지체의 회전을 위한 기준을 나타낸다.
도 1의 실시예는 아암(14)에 의해 지지되는 가압 휠(13)을 제공한다(마찬가지로 도 2a를 참조). 가압 휠은 아암(14)의 축(15)을 중심으로 하는 회전 시에 공회전(idle)될 수 있다. 아암(14)은 가이드(16') 상을 슬라이드함으로써 X 및 X' 방향으로 이동할 수 있는 플랫폼(16)에 의해 운반된다. 가이드(16')는 가이드(17') 상을 슬라이드함으로써 Y 및 Y' 방향으로 이동할 수 있는 플랫폼(17)에 의해 운반될 수 있다. 가이드(17')는, 필요시에 장치 프레임의 가이드(18') 상을 슬라이드함으로써 Z 및 Z' 방향으로 이동하는 추가의 플랫폼(18)의 일부가 될 수 있다.
따라서, 가압 휠(13)은 회전축(11)의 지점과 같은 정지 상태의 원점에 대해 X, X', Y, Y', Z, Z' 방향으로 이동할 수 있다.
코일 지지체의 일부분(12) 상에 와이어 권회부의 권취를 개시하기 위해(도 2a를 참조), 와이어(W)의 선두 부분(W')이 와이어 조작기에 의해 코일 지지체(10)의 리세스에 고착되거나(도면에 도시된 바와 같이), 또는 선두 부분(W')이 유지 부재(21)와 함께 회전하는 클램핑 장치(도면에 도시되지 않음)에 고착된다. 이러한 방식으로, 선두 부분(W')은 코일 지지체(10)에 대해 정지 상태로 유지되고, 그에 따라 와이어(W)가 축(11)을 중심으로 하는 코일 지지체의 회전(R)을 통해 분배 부재(19)로부터 견인된다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 분배 부재(19)의 출구(23)는 코일 지지체의 측면(12a)과 정렬된다. 이러한 정렬은 출구(23)로부터 코일 지지체의 측면(12a)까지의 와이어 연장부 WE가 출구(23)로부터 나오는 와이어를 벤딩하지 않고서도 지향되도록 이루어진다. 따라서, 와이어 연장부 WE는 출구(23)의 외형과 접촉이 발생하는 곳의 와이어를 벤딩하는 것을 방지하기 위해 출구(23)에 대해 기울어지지 않는다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 가압 휠(13)은 아직 코일 지지체 상에 권취되어야 하는 와이어의 부분에 바로 인접하여 있는 와이어 부분 WP를 압박할 수 있다. 이로써, 와이어는 실질적으로 와이어가 코일 지지체와 접촉하기 시작할 때부터 코일 지지체에 대해 변형된다.
도 2b 및 도 2c는 코일 지지체(12)가 회전되어 코일 지지체의 측면(12a) 및 가로 측면(12c)에 와이어(W)를 추가로 견인하는 것을 도시하고 있다. 회전(R) 동안, 가압 휠(13)은 코일 지지체 상에 권취되어야 하는 와이어의 부분에 바로 인접하여 위치되어 있는 와이어 부분 WP 상의 변형 압력을 유지하기 위해 X 및 Y 방향으로 이동한다. 이로써, 와이어는 실질적으로 와이어가 코일 지지체와 접촉하기 시작할 때부터 코일에 대하여 계속하여 변형된다. 즉, 와이어 부분 WP는 코일 지지체 상에 점차적으로 권취되는 코일의 형상을 갖는 와이어 연장부 WE의 접촉(tangency)의 지점이 된다.
이와 동시에, 분배 부재(19)는 코일 지지체의 회전 동안 점점 더 Y 방향으로 이동되어, 와이어 연장부 WE의 배향을 일정하게 유지하고, 그에 따라 출구(23)에서의 와이어의 벤딩을 방지한다. 즉, 와이어 연장부 WE의 각도가 출구(23)에 대해 일정하게 유지된다.
도 2d는, 코일 지지체가 마무리 권취부를 위해 회전하고, 또한 가압 휠이 X 방향 및 Y' 방향으로 이동하는 상태를 도시한다.
또한, 분배 부재(19)는 와이어 연장부 WE의 방위(orientation)를 일정하게 유지하기 위해 Y' 방향으로 이동된다. 도 2d에서, 가압 휠은 도 2e에 도시된 위치에 도달하기 위해 X' 방향으로의 병진 이동을 개시한다. 병진 이동 동안, 가압 휠(13)은 측면(12b)을 따라 향하고 있는 와이어의 부분에 대한 압박을 지속할 수 있다. 측면(12b)을 따라 가압 휠(13)을 병진 이동시키는 속도는 도 2a 내지 도 2c의 다른 병진 이동에서 가압 휠을 병진 이동시키기 위해 통상적으로 이용되는 속도보다 더 높게 될 수 있다. 이것은 도 2e의 상황에서 요구되는 바와 같이 가압 휠이 코일 지지체의 연속 회전(R)을 위한 설정지점(appointment)에 도달하기 위한 시간을 놓치게 되는 것을 방지하기 위해 발생한다.
도 2e의 상황 후, 분배 부재(19)는 병진 방향 스트레치(WT)(도 2f의 와이어 WT의 점선 표시를 참조)를 갖는 와이어의 연속적인 권회부를 축(11)에 직각을 이루는 제2 귄취 평면(11b)으로 지향시키기 위해 가이드(27') 상을 이동하는 플랫폼(27)을 이용함으로써 Z' 방향(도 2f를 참조)으로 병진 이동될 수 있다. 가압 휠은 Z' 방향으로의 분배 부재의 병진 이동과 동기되는 방식으로 Z' 방향으로 이동될 수 있어, 가압 휠이 가로 부분(12d)의 둘레를 권취하는 와이어(WT)와의 접촉 및 압박을 유지하게 된다. 도 2f는 제1 권취면의 와이어의 최종 스트레치(WF)를 고정시키기 위해 위치된 고정 부재(26)를 도시하고 있다. 이러한 고정은 와이어의 최종 스트레치(WF)가 제1 권취면으로부터 빠져나오려고 하는 경우에 요구된다. 제1 권취면으로부터 와이어(WF)가 빠져나가는 것은 예컨대 가압 휠(13) 및 분배 부재(19)가 Z' 방향으로 이동되어 스트레치(WT)를 형성하는 때에 발생할 수 있다.
고정 부재(26)는 코일 지지체(10)와 일체로 회전하도록 구성되며, 필요한 경우, 전술한 바와 같이 코일 지지체의 일부분(12)을 따라 Z 및 Z' 방향으로 배치될 필요가 있는 각종 와이어를 지지하도록 Z 및 Z' 방향으로 병진 이동한다. 따라서, 지지 부재(26)가 층화(stratification) 방향(도 2f의 경우에는 Z' 방향)으로의 와이어의 움직임에 대해 장벽으로서 작용함으로써 각종 와이어를 지지한다.
고정 부재(26)를 이동시키기 위한 장치는 지지 아암(28)을 포함한다. 아암(28)은 유지 부재(21)의 회전 샤프트(30)에 동축으로 조립되는 허브 부분(28')이 제공된다. 회전 샤프트(30) 상에 존재하는 키(30')는 샤프트(29)의 회전(R)을 아암(28)에 전달하기 위해 허브의 키 부분(31)에 의해 결합된다.
회전 샤프트(30)는 구동부(25)에 의해 이동된다. 구동 부재(도시하지 않음)는, 코일의 층 내에서 코일 지지체의 일부분(12)을 따라 놓여질 필요가 있는 단일 와이어의 움직임에 대항하는 장벽으로서 기능하도록 지지 부재(26)를 위치시키도록 요구되는 때에는, 지지 부재(26)를 Z 및 Z' 방향으로 병진 이동시키기 위해 허브 부분을 회전 샤프트(30)를 따라 Z 및 Z' 방향으로 병진 이동시킬 수 있다. "코일의 층"이라는 정의는 축(11)으로부터 실질적으로 동일한 간격으로 위치되도록 차례로 권취되는 권회부를 의미한다.
도 4 및 도 5는 도 1 내지 도 3의 설명과 유사한 방식으로 권취되는 싱글 폴(40)을 도시하고 있다. 싱글 폴은 축(11)을 중심으로 회전할 수 있는 척(chuck)(33', 33")으로 유지될 수 있다. 싱글 폴은 코일 지지체(10)에 대해 설명된 12a, 12b, 12c, 12d와 같은 측면을 갖는다.
단일 폴에 대한 가압 휠(13), 분배 부재(19) 및 고정 부재(26)의 상대적인 이동이 도 3에 도시된 바와 같은 권선 코일(C)에 대해 설명한 바와 같이 발생할 수 있다.
일반적으로, 각종 실시예에 대해, 가압 휠(13)에 의해 와이어에 가해지는 압력은 Y 및 Y' 방향으로의 병진 이동을 위해 요구되는 플랫폼(17)의 이동의 제어를 이용하여 소정의 방식으로 조정될 수 있다. 가압 휠(13)에 의해 가해지는 압력의 제어는, 코일 지지체의 회전(R)의 움직임 법칙(motion law)과 동기되는 경우, 사전에 정해진 정확한 압력이 코일 지지체 둘레에 권취되는 와이어를 따라 가해지게 되도록 한다.
또한, X, X', Y, Y', Z, Z' 방향으로의 가압 휠 이동과 회전(R)의 움직임의 법칙과의 동기화에 의해, 실질적으로 와이어가 코일 지지체와 접촉을 개시할 때부터의 코일 지지체에 대한 와이어의 변형이 가능하게 되며, 이에 대해서는 와이어 부분 WP를 참조하기 바란다. 즉, 와이어 부분 WP의 지점이 와이어 연장부 WE와 코일 지지체의 윤곽과의 접촉 지점(point of tangency) 또는 코일 지지체 상에 점차적으로 권취되는 코일의 형상과의 접촉 지점이 되도록 하는 상태를 지속적으로 달성할 수 있다.
또한, 플랫폼(24, 27)을 이용한 분배 부재(19)의 이동이 코일 지지체의 회전(R)의 움직임 법칙과 동기될 수 있어, 와이어 연장부 WE의 방위 또는 다른 표현으로 하면 와이어 연장부 WE의 각도가 출구(23)에 대하여 일정하게 유지되도록 한다.
추가의 평면에서 와이어의 연속 권회부를 형성하기 위해 도 2a 내지 도 2f와 유사한 상태의 순서가 코일 지지체(10) 및 싱글 폴(40) 양자에 대해 반복될 수 있다. 이에 의해 코일 지지체(10)에 대하여 도 3에 도시된 바와 같이 코일 지지체의 일부분(12)을 따라 와이어의 층화가 달성된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 특정 실시예는 코일 지지체(10)를 유지하도록 구성되는 유지 부재(21)를 제공하며, 이 유지 부재는 축(50')을 중심으로 하는 회전(R')을 위해 샤프트(50)에 고정된다. 축(50')은 권취 동안 달성되는 회전(R)을 위해 요구되는 회전축(11)에 직각을 이룰 수 있다. 샤프트(50)는 지지 부재(52)의 베어링(51) 상에 조립될 수 있다. 지지 부재(52)는 프레임 부재(61)의 베어링(53") 상에 조립되는 샤프트(53)의 단부에 고정될 수 있다. 샤프트(53)의 축(53')은, 베어링(53") 상의 샤프트(53)의 회전이 권취를 위해 필요한 축(11)을 중심으로 하는 코일 지지체(10)의 회전(R)(또한 도 7을 참조)을 달성하도록, 회전축(11)과 정렬될 수 있다.
통형 부재(54)는 도 6에 도시된 바와 같이 샤프트(53)에 대해 동축이 되도록 프레임 부재(61)의 베어링(55) 상에 조립될 수 있다. 그 결과, 통형 부재(54)는 축(53')을 중심으로 하는 회전(R")을 달성할 수 있다. 통형 부재(54)의 단부(54')가 도 6에 도시된 바와 같이 크라운 기어(56)를 적재할 수 있다. 크라운 기어(56)는 샤프트(58) 상에 조립되는 피니언 기어(57)와 결합할 수 있다. 샤프트(58)는 도 6에 도시된 바와 같이 지지 부재(52) 상의 회전을 위해 지지된다. 벨트 트랜스미션(59)이 샤프트(58)의 회전을 샤프트(50)에 전달한다.
이로써, 통형 부재(54)의 축(53')을 중심으로 하는 회전(R")이 축(50')을 중심으로 하는 유지 부재(21)의 회전(R') 및 그에 따라 축(50')을 중심으로 하는 코일 지지체(10)의 회전(R')을 달성하기 위해 샤프트(50)에 전달된다. 통형 부재(54) 및 샤프트(53)를 회전시키기 위한 구동 수단은 도시의 명료화를 위해 도시되어 있지 않다.
도 7은 통형 부재(54)의 축(53')을 중심으로 하는 회전(R")에 의한 축(50')을 중심으로 하는 유지 부재(21)의 회전(R')을 도시하고 있다. 이 회전(R')은 회전축(11) 및 축(53')에 대한 코일 지지체(10)의 경사 대칭축(60)을 갖는다. 회전(R')에 의한 그 결과의 코일 지지체(10)의 위치는 예컨대 코일 지지체(10)의 12c와 같은 가로 측면 또는 짧은쪽 측면 상의 와이어(W)를 기울어지게 하기 위해 이용되어, 도 7에 도시된 바와 같이 60'과 같은 방향(즉, 축(60)에 평행한 방향)으로 마무리 권취부로부터 또 다른 것으로 진행하는 와이어(W)의 전이 부분(transition portion) WT를 형성할 수 있다.
권취 회전(R) 동안에 도 7에 도시된 바와 같이 코일 지지체의 기울어짐을 이용하면, 가압 휠(13)은 전이 부분 WT에 가해지는 변형 압력을 유지하도록 이동한다.
변형 압력은 전이 부분 WT의 와이어 부분에 가해지며, 이 와이어 부분은 아직 코일 지지체 상에 권취되어야 하는 와이어에 바로 인접하여 있다. 이로써, 전이 부분 WT를 형성하는 와이어가 코일 지지체에 대하여 영구적으로 변형되어 위치될 수 있다.
이와 동시에, 분배 부재(19)는 코일 연장부 WE의 방위를 일정하게 유지하기 위해 코일 지지체의 회전 및 도 7에 도시된 바와 같은 코일 지지체의 기울어짐 동안 이동될 수 있다.
도 7에서는, 전이 부분 WT가 완료되고, 가압 휠(13)이 측면(12d)을 따라 권취되는 와이어에 압력을 가한다. 압력은 코일 지지체(10)의 축(60)에 대하여 각도 E를 갖는 K 방향으로 가해진다. 각도 E는 코일 지지체의 축(60)에 직각을 이루지 않는다. 구체적으로, 각도 E는 도 7에 도시된 바와 같이 영(0)보다는 크고 직각보다는 작게 될 수 있으며, 이에 따라 가압 휠(13)에 의해 가해지는 압력은 와이어(W)의 WZ 부분을 압박하는 성분을 가져 WZ 부분을 플랜지(12")에 기대는 위치에 유지한다.
도 8은 도 6 및 도 7의 설명과 유사한 방식으로 권취되고 있는 싱글 폴(40)을 도시하고 있다. 축(50')을 중심으로 하는 척(33', 33")의 회전(R')은 회전축(11) 및 축(53')에 대한 싱글 폴(40)의 경사축(70)을 갖는다. 이 싱글 폴의 위치는 가압 휠(13)이 싱글 폴(40)의 원주부(40')에 매우 근접하게 수용되도록 하며, 여기서 가압 휠(13)은 WZ 부분과 같은 초기 와이어 부분을 압박하여 이 부분을 이 싱글 폴(40)의 원주부(40')에 기대어 압박할 수 있다.
도 2b와 유사한 도면인 도 9는 가압 휠(13) 및 분배 부재(19)가 모두 플랫폼(16)에 의해 운반되는 본 발명의 다른 실시예를 예시하고 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 가압 휠(13)은 플랫폼(16) 상의 아암(90)을 통해 위치되며, 분배 부재(19)는 아직 코일 지지체 상에 권취되어야 하는 와이어의 부분에 바로 인접하여 있는 와이어 부분 WP를 가압 휠(13)이 압박하도록 플랫폼(16) 상에 배향된다. 도 9의 실시예에서, X, X', Y, Y', Z, Z' 방향으로의 플랫폼(16, 17, 18)의 이동을 통해, 코일 지지체의 둘레에 권취되고 있는 와이어에 대한 압력 접촉을 보장하기 위해 회전축(11)에 대한 공통의 이동으로 가압 휠(13) 및 분배 부재(19)를 동시에 이동시키는 것이 가능하다. 아암(90)은 분배 부재(19)에 대한 가압 휠(13)의 위치를 조정하기 위해 플랫폼(16) 상에서 이동 가능하게 될 수 있다.
앞에서 설명한 실시예에 대해, 권취 동안 와이어 연장부 WE의 각도 방위(angular orientation)를 일정하게 유지하기 위해 코일 지지체(10) 또는 싱글 폴(40)에 대하여 분배 부재(19)를 상대적으로 이동시키기 위한 다른 해법의 예는, 코일 지지체(10) 또는 싱글 폴(40)을 Y 및 Y' 방향으로 이동시키는 것을 제공할 수 있다. 예컨대, 회전축(11)을 Y 및 Y' 방향으로 병진 이동시키는 동시에 Z 및 Z' 방향에 평행하게 유지한다.
권취 동안 코일 지지체의 회전축(11)으로부터 가압 휠(13)을 이격시키는 간격을 변경하는 상대적인 이동에 대해서도 유사한 상황이 발생한다. 실제로, 코일 지지체(10) 및 싱글 폴(40)은 회전축(11)을 X 및 X', Y 및 Y', Z 및 Z' 방향으로 병진 이동시킴으로써 이러한 방향으로 이동할 수 있다.
앞에서 설명한 제어, 조정, 프로그래밍 및 동기화는 당업자에게 현재 이용 가능한 것과 같은 자동 프로세싱, 로직 및 제어에 적합한 수단을 이용하여 달성될 수 있다.
특정 실시예에 대한 전술한 설명은 개념적인 관점에 따른 본 발명을 충분하게 드러낼 것이므로, 현재의 지식을 적용함으로써 추가의 연구 없이도 본 발명으로부터 일탈하지 않고 이러한 실시예를 수정 및/또는 적합화할 수 있다. 따라서, 이러한 수정 및 적합화는 특정 실시예와 등가인 것으로 간주되어야 할 것이다. 본 명세서에 설명된 상이한 기능을 실현하기 위한 수단 및 재료는 이러한 이유로 본 발명의 분야에서 벗어나지 않고서도 상이한 성질을 가질 수 있다. 본 명세서에 채용된 문맥 및 용어는 설명을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (37)

  1. 권취되어 다이나모 전기 기기(dynamo electric machine)의 코어의 폴(pole) 상에 조립되는 지지체(10)를 포함하는 코일 지지체(10) 또는 권취되어 다이나모 전기 기기의 코어를 형성하도록 조립되는 폴(40) 상에 하나 이상의 전기 와이어(W)의 코일(C)을 권취하는 장치에 있어서,
    - 상기 와이어를 분배하고, 상기 와이어를 위한 통로부(22) 및 권취 동안 상기 코일 지지체(10)에 도달하게 되는 상기 와이어가 빠져나오는 출구(23)를 갖는 와이어 분배 부재(19);
    - 상기 와이어를 상기 코일 지지체 상에 권취하기 위해 회전축(11)을 중심으로 하는 회전(R)을 위하여 상기 와이어 분배 부재(19)에 대해 상기 코일 지지체를 회전시키는 회전 수단(21, 25); 및
    - 상기 코일 지지체(10) 상에 권취된 와이어 부분(WP)을 압박하고, 권취 동안 아직 상기 코일 지지체(10) 상에 권취되어야 하는 와이어의 부분에 바로 인접하여 상기 코일 지지체 상에 위치되는 와이어의 부분을 압박하는 압박 수단(13)을 포함하고,
    상기 와이어 분배 부재에서부터 상기 코일 지지체로 연장하는 와이어(WE)가 상기 출구(23)에 대하여 각도 방위(angular orientation)를 가지며,
    권취 동안에 상기 각도 방위를 일정하게 유지하기 위해 상기 코일 지지체(10)에 대하여 상기 와이어 분배 부재(19)를 상대적으로 이동시키는 수단(24, 24')이 제공되는, 코일 권취 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압박 수단(13)을 권취 동안 상기 코일 지지체(10)의 상기 회전축(11)으로부터 이격시키는 간격을 변경하기 위해 상기 압박 수단(13)을 상대적으로 이동시키기 위해 변위 수단(16, 17, 18)이 제공되는, 코일 권취 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변위 수단(16, 17, 18)은 회전(R) 동안 상기 코일 지지체(10)의 각도 위치를 함수로 하여 상기 압박 수단(13)을 상대적으로 이동시키는, 코일 권취 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압박 수단(13)은, 상기 와이어(WP)에 압력을 가하기 위해 상기 코일 지지체(10)의 측면(12a, 12b, 12c, 12d)에 평행한 움직임으로 상기 코일 지지체(10)의 상기 측면(12a, 12b, 12c, 12d)을 따라 상기 코일 지지체(10)에 대해 상대적으로 이동되는, 코일 권취 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    권취되고 있는 와이어와 접촉 상태로 유지하기 위한 상기 압박 수단(13)의 상대적인 이동 속도는 회전(R) 동안의 상기 코일 지지체(10)의 각도 위치의 함수인, 코일 권취 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압박 수단(13)은 상기 코일 지지체(10)의 측면(12a, 12b, 12c, 12d)을 따라 제1 방향(X 방향) 및 제2 방향(X' 방향)으로 왕복하는 방식으로 상대적으로 이동되는, 코일 권취 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 압박 수단(13)은 상기 회전축(11)에 직각을 이루는 방향(Y' 방향)으로 상기 와이어를 압박하는, 코일 권취 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 와이어를 상기 코일 지지체(10)의 축(60)에 대해 영(0)보다 크고 직각을 이루지는 않는 각도(E)를 갖는 방향(K 방향)으로 압박하기 위해, 상기 압박 수단(13)에 대하여 상기 코일 지지체(10)를 상대적으로 회전시키는 수단(51, 54, 56)이 제공되는, 코일 권취 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압박 수단(13)에 대하여 상기 코일 지지체(10)를 상대적으로 회전시키는 수단(51, 54, 56)이 제공되며, 상기 코일 지지체를 상대적으로 회전시키는 수단(51, 54, 56)은 통형 부재(54)를 포함하며, 상기 통형 부재(54)는 권취 동안 상기 코일 지지체(10)의 회전을 위해 요구되는 회전 부재(53)와 동축으로 위치되는, 코일 권취 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 압박 수단(13)에 대하여 상기 코일 지지체(10)를 상대적으로 회전시키는 수단은, 상기 회전축(11)에 대해 직각을 이루는 축(50')을 중심으로 상기 코일 지지체(10)를 회전시키는, 코일 권취 장치.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 분배 부재(19)를 상대적으로 이동시키는 수단은, 상기 와이어 분배 부재를 상기 코일 지지체(10)의 상기 회전축(11)으로부터 이격시키는 간격을 변경하는, 코일 권취 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 코일 지지체(10) 상에 권취되고 상기 와이어 분배 부재(19)까지 연장하는 상기 와이어의 부분을 고정시키기 위한 수단(26)이 제공되어, 상기 와이어의 부분을 층화(stratification) 방향(Z' 방향)의 반대 방향(Z 방향)으로 고정시키는, 코일 권취 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 분배 부재(19) 및 상기 압박 수단(13)을 상기 코일 지지체(10)에 대한 소정의 위치 및 방위로 지지하는 지지 수단(90)이 제공되며, 또한 상기 와이어 분배 부재(19) 및 상기 압박 수단(13)을 동시에 또한 공통적인 이동으로 이동시키기 위해 상기 지지 수단(90)을 이동시키는 수단(16, 17, 18)이 제공되는, 코일 권취 장치.
  15. 권취되어 다이나모 전기 기기의 코어의 폴 상에 조립되는 지지체(10)를 포함하는 코일 지지체(10) 또는 권취되어 다이나모 전기 기기의 코어를 형성하도록 조립되는 폴(40) 상에 하나 이상의 전기 와이어(W)의 코일(C)을 권취하는 방법에 있어서,
    - 상기 와이어를 위한 통로부(22) 및 코일의 권취 동안 상기 코일 지지체(10)에 도달하게 되는 상기 와이어가 빠져나오는 출구(23)를 갖는 분배 부재(19)를 이용하여 상기 와이어를 분배하는 단계;
    - 상기 와이어를 상기 코일 지지체 상에 권취하기 위해 회전축(11)을 중심으로 하는 회전(R)을 위하여 상기 분배 부재(19)에 대해 상기 코일 지지체(10)를 회전시키는 단계; 및
    - 상기 코일 지지체(10) 상에 권취된 와이어의 부분(WP)을 압박 수단(13)으로 압박하는 단계를 포함하고,
    압박이 가해지는 상기 와이어의 부분은, 아직 상기 코일 지지체(10) 상에 권취되어야 하는 상기 와이어의 부분에 바로 인접하여 상기 코일 지지체 상에 위치되며,
    상기 분배 부재(19)에서부터 상기 코일 지지체(10)로 연장하는 와이어(WE)가 상기 출구(23)에 대하여 각도 방위를 가지고,
    권취 동안에 상기 각도 방위를 일정하게 유지하기 위해 상기 코일 지지체(10)에 대하여 상기 분배 부재(19)를 상대적으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 코일 권취 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 압박 수단(13)을 권취 동안 상기 코일 지지체(10)의 상기 회전축(11)으로부터 이격시키는 간격을 변경하는 단계를 더 포함하는, 코일 권취 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    회전(R) 동안 상기 코일 지지체(10)의 각도 위치를 함수로 하여 상기 압박 수단(13)을 상대적으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 코일 권취 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 와이어(WP)에 압력을 가하기 위해 상기 코일 지지체(10)의 측면(12a, 12b, 12c, 12d)에 평행한 움직임으로 상기 코일 지지체(10)의 상기 측면(12a, 12b, 12c, 12d)을 따라 상기 압박 수단(13)을 상대적으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 코일 권취 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 압박 수단(13)을 회전(R) 동안의 상기 코일 지지체(10)의 각도 위치를 함수로 하는 속도로 상대적으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 코일 권취 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 압박 수단(13)을 상기 코일 지지체(10)의 측면(12a, 12b, 12c, 12d)을 따라 제1 방향(X 방향) 및 제2 방향(X' 방향)으로 왕복하는 방식으로 상대적으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 코일 권취 방법.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 와이어를 압박하는 상기 단계는 상기 회전축(11)에 직각을 이루는 방향(Y' 방향)으로 발생하는, 코일 권취 방법.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 코일 지지체의 축에 대해 영(0)보다 크고 직각을 이루지는 않는 각도(E)를 갖는 방향(K 방향)으로 상기 와이어(W)를 압박하는 단계를 더 포함하는, 코일 권취 방법.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 코일 지지체의 축(60)을 상대적으로 회전시키는 단계를 더 포함하며, 상기 축(60)을 따라 상기 회전축(11)에 대해 영(0)보다 크고 직각을 이루지 않는 각도(E)로 경사지게 되도록 코일 권회부 변위(coil turn displacement)가 발생하는, 코일 권취 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 코일 지지체(10)가 상기 회전축(11)에 대하여 경사지게 되도록 상대적으로 회전될 때에 코일 권회부를 변위시키는 단계를 더 포함하는, 코일 권취 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 코일 지지체(10)는 상기 회전축(11)에 직각을 이루는 축(50')을 중심으로 상대적으로 회전되는, 코일 권취 방법.
  26. 삭제
  27. 제15항에 있어서,
    상기 분배 부재를 상기 회전축(11)으로부터 이격시키는 간격을 변경하기 위해 상기 분배 부재(19)를 상대적으로 변위시키는 단계를 더 포함하는, 코일 권취 방법.
  28. 제15항에 있어서,
    상기 코일 지지체(10) 상에 권취되고 상기 분배 부재(19)까지 연장하는 와이어의 부분(WP)을 고정시키는 단계를 더 포함하며, 상기 고정시키는 단계는 층화(stratification) 방향의 반대 방향으로 발생하는, 코일 권취 방법.
  29. 제15항에 있어서,
    - 상기 와이어 분배 부재(19) 및 상기 압박 수단(13)을 상기 코일 지지체(10)에 대하여 소정의 위치 및 방위로 지지하는 지지 수단(90, 16)을 제공하는 단계; 및
    - 상기 와이어 분배 부재(19) 및 상기 압박 수단(13)을 동시에 또한 공통적인 이동으로 이동시키기 위해 상기 지지 수단(90, 16)을 이동시키는 단계
    를 더 포함하는 코일 권취 방법.
  30. 권취되어 다이나모 전기 기기의 코어의 폴 상에 조립되는 지지체(10)를 포함하는 코일 지지체(10) 또는 권취되어 다이나모 전기 기기의 코어를 형성하도록 조립되는 폴(40) 상에 하나 이상의 전기 와이어(W)의 코일(C)을 권취하는 장치에 있어서,
    - 상기 와이어를 분배하고, 상기 와이어를 위한 통로부(22) 및 권취 동안 상기 코일 지지체(10)에 도달하게 되는 상기 와이어가 빠져나오는 출구(23)를 가지며, 와이어 분배 부재에서부터 상기 코일 지지체에 연장하는 와이어(WE)가 상기 출구(23)에 대해 각도 방위를 갖는, 와이어 분배 부재(19);
    - 상기 와이어를 상기 코일 지지체 상에 권취하기 위해 회전축(11)을 중심으로 하는 회전(R)을 위하여 상기 와이어 분배 부재(19)에 대해 상기 코일 지지체를 회전시키는 회전 수단(21, 25); 및
    - 권취 동안에 상기 각도 방위를 일정하게 유지하기 위해 상기 코일 지지체(10)에 대하여 상기 와이어 분배 부재(19)를 상대적으로 이동시키는 수단(24, 24')
    을 포함하는 코일 권취 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 와이어 분배 부재(19)의 상대적인 이동에 의하여, 상기 와이어 분배 부재를 상기 코일 지지체(10)의 회전축(11)으로부터 이격시키는 간격이 변경되는, 코일 권취 장치.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 코일 지지체(10) 상에 권취되고 상기 와이어 분배 부재(19)까지 연장하는 와이어의 부분(WF)을 고정시키기 위한 수단(26)이 제공되며, 이러한 고정은 층화 방향(Z 방향)의 반대 방향(Z 방향)으로 발생하는, 코일 권취 장치.
  33. 권취되어 다이나모 전기 기기의 코어의 폴 상에 조립되는 지지체(10)를 포함하는 코일 지지체(10) 또는 권취되어 다이나모 전기 기기의 코어를 형성하도록 조립되는 폴(40) 상에 하나 이상의 전기 와이어(W)의 코일(C)을 권취하는 방법에 있어서,
    - 상기 와이어를 위한 통로부(22) 및 코일의 권취 동안 상기 코일 지지체(10)에 도달하게 되는 상기 와이어가 빠져나오는 출구(23)를 갖는 분배 부재(19)를 이용하여 상기 와이어를 분배하는 단계로서, 상기 분배 부재에서부터 상기 코일 지지체에 연장하는 와이어(WE)가 상기 출구(23)에 대해 각도 방위를 갖는, 단계;
    - 상기 와이어를 상기 코일 지지체 상에 권취하기 위해 회전축(11)을 중심으로 하는 회전(R)을 위하여 상기 분배 부재(19)에 대해 상기 코일 지지체(10)를 회전시키는 단계; 및
    - 권취 동안에 각도 방위를 일정하게 유지하기 위해 상기 코일 지지체(10)에 대하여 상기 분배 부재(19)를 상대적으로 이동시키는 단계
    를 포함하는 코일 권취 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 분배 부재를 상기 코일 지지체(10)의 회전축(11)으로부터 이격시키는 간격을 변경시키기 위해 상기 분배 부재(19)를 상대적으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 코일 권취 방법.
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
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