KR101501230B1

KR101501230B1 - 모터 고정자의 조립 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101501230B1
Application number: KR20140011298A
Authority: KR
Inventors: 강광원
Original assignee: 주식회사 신영테크
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2015-03-10

Abstract

본 발명은 제1 인슐레이션과 고정자 철심 그리고 제2 인슐레이션을 각각 로터리 인덱스 방식으로 턴테이블에 공급하고, 이들을 공급하는 순서대로 조립이 이루어지게 함으로써, 좁은 공간에서도 고정자의 조립이 가능할 뿐만 아니라 짧은 시간에 많은 고정자를 조립할 수 있어 조립 효율을 향상할 수 있는 모터 고정자의 조립 방법 및 그 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 고정자 철심에 끼워지는 제2 인슐레이션의 커버 부분이 사출로 변형이 발생하더라도 2중 실린더로 이를 보완할 수 있게 함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 제2 인슐레이션을 고정자 철심에 끼워서 조립할 수 있게 하여 조립 효율을 높이면서도 불량률을 줄일 수 있게 한 모터 고정자의 조립 방법 및 그 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 고정자에 감는 권선 코일에 전원을 공급하는 와이어 단자를 1차로 가압입한 다음 다시 2차로 압입하여 견고하게 고정하면서 원하는 높이를 조절할 수 있게 함으로써, 와이어 단자의 장착 불량이 발생하는 것을 미리 방지하여 고정자의 조립 불량을 줄일 수 있게 한 모터 고정자의 조립 방법 및 그 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

Description

모터 고정자의 조립 방법 및 장치{APPARATUS FOR ASSEMBLING MOTOR STATOR AND THE METHOD THEROF}

본 발명은 모터 고정자의 조립 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 턴테이블이 1회 회전하는 동안 로터리 인덱스 방식으로 고정자 철심의 양면에 각각 인슐레이션을 삽입하여 일체로 조립할 수 있게 함으로써, 좁은 공간에 설치하여 사용할 수 있으면서도 조립 효율의 향상과 더불어 불량률을 줄일 수 있게 한 것이다.

일반적으로 모터는 전기 에너지를 역학적 에너지로 변환시켜 주는 장치로서, 이처럼 에너지 변환을 위해서는 하우징 등에 고정하는 고정자와 이 고정자 내에서 회전하는 회전자를 포함한다. 이러한 모터는 아래의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3과 같이 여러 가지 방법의 조립 장치를 통해 조립한다.

특허문헌 1은, 고정자가 결합한 하우징이 제 3 지지블록에 고정하고, 회전자 및 덮개가 결합한 회전축의 양단부 중심을 제 1 및 제 2 지지축의 단부 중심에 일치시킨 후, 제 3 지지블록을 이동시키기만 하면, 모터의 회전자와 고정자가 정확하게 동심을 이루면서 결합하므로, 모터의 조립작업이 대단히 간편하다. 또한, 모터의 회전자와 고정자를 조립할 때 회전자와 고정자가 상호 부딪히는 현상이 없으므로 제품의 손상이 방지된다. 또한, 모터의 회전자와 고정자가 정확하게 동심을 이루므로 제품의 신뢰성이 향상된다.

특허문헌 2는, 분할 코어의 티스 선단부(바깥쪽 둘레 측)의 권선 단수가 그 안쪽 둘레측의 권선 단수보다도 많은 권선 구조로 하고, 조립 후 분할 코어의 티스 선단부의 지름은 코일의 권선 작업시의 티스 선단부의 지름과 동일하고, 권선 간의 걸침선의 길이는 단일 슬롯 이상과 같게 되어, 과도하지도 부족하지도 않은 외전형모터에 관한 것이다.

특허문헌 3은, 하이브리드 차량용 구동 모터의 결합시 부품이 파손되는 것을 방지하고, 작업하는 작업자를 위험으로부터 보호할 수 있는 하이브리드 차량용 구동 모터 조립 및 분해 장치에 관한 것이다.

이처럼 모터는 다양한 장치를 이용하여 조립하나, 도 1과 같이, 이루어진 고정자의 경우는 수작업으로 조립한다. 여기서, 고정자는 도 1과 같이 고정자 철심(30)과, 이 양면에 각각 권선 코일을 감을 때 권선 코일과 철심이 직접 맞닿지 않도록 전기적으로 분리해 주는 제1 인슐레이션(10)과 제2 인슐레이션(20)을 포함한다.

고정자 철심(30)은 통상적으로 내부에 미리 정해진 형태로 권선 코일이 감길 수 있도록 같은 형태의 홈부(31)를 같은 간격으로 형성한 철판을 여러 매를 쌓아서 일체로 고정한 통상의 기술로 제작한 것을 말한다.

제1 인슐레이션(10)과 제2 인슐레이션(20)은 플라스틱과 같은 합성수지로 제작하며 전체적으로 원형, 바람직하게는 고정자 철심(30)의 지름과 같은 넓이의 림(11,23)를 포함한다.

그리고, 이 림(11,23) 내부에는 고정자 철심(30)의 양면에서 제1 인슐레이션(10)과 제2 인슐레이션(20)을 끼웠을 때에 각 홈부(31)의 내면과 밀착되게 끼워지도록 커버(12,24)가 돌출 형성된다. 이때, 커버(12,24)는 안쪽에 권선 코일이 감겨 고정자 철심(30)과 직접 맞닿지 않게 하며, 특히 제1 인슐레이션(10)에 형성한 커버(12)의 높이가 제2 인슐레이션(20)에 형성한 다른 커버(24)의 높이보다 낮게 형성된다.

또한, 상기 제2 인슐레이션(20)에는 바깥쪽 면 즉, 고정자 철심(30)과 맞닿지 않는 림(23) 부분에 고정자를 조립하였을 때에 간격 유지 등을 위하여 미리 일정한 간격을 두고 여러 개의 스페이서(22a)가 돌출 형성된다. 그리고, 이 스페이서(22a)에는 상술한 홈부(31)에 감긴 권선 코일에 전원 공급을 위한 와이어 단자(21)를 끼울 수 있도록 삽입 구멍(22)이 형성된다. 이 삽입 구멍(22)은 권선 코일의 결속 방법 등에 따라 그 개수가 달라지는데, 본 발명에서 사용하는 제2 인슐레이션(20)에는 4개의 와이어 단자(21)를 끼울 수 있도록 4개의 삽입 구멍(22)이 형성된 것이다.

하지만, 이러한 종래의 고정자는 수작업으로 조립하므로 다음과 같은 문제가 발생한다.

(1) 혼자서 고정자를 조립하는 경우 불량률을 낮출 수는 있으나 단순 작업의 반복으로 조립 효율을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다.

(2) 이에 각 단계로 나눠서 조립하는 경우, 예를 들어서, 두 사람 또는 세 사람이 단계별로 배치되어 고정자를 조립하는 경우 생산 비용을 증가시키게 된다.

(3) 또한 여러 사람이 작업하기 위해서는 많은 작업자가 한꺼번에 작업할 수 있는 공간이 필요하므로 넓은 작업 공간이 필요하다.

(4) 특히, 많은 양의 주문에 따라 고정자를 조립하기 위해서는 그만큼 조립 인원과 공간이 필요하므로 이에 따른 비용 증가와 공간 활용도가 떨어지게 되었다.

(5) 이에 좁은 공간에서도 짧은 시간에 많은 고정자를 조립할 수 있을 뿐만 아니라 불량 여부를 확인하여 불량률을 줄일 수 있게 자동화할 수 있는 조립 장치가 필요하게 되었다.

한국공개특허 제10-2002-0084449호(공개일 : 2002.11.09) 한국등록특허 제0563120호(등록일 : 2006.03.15) 한국공개특허 제10-2009-0062249호(공개일 : 2009.06.17)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 제1 인슐레이션과 고정자 철심 그리고 제2 인슐레이션을 각각 로터리 인덱스 방식으로 턴테이블에 공급하고, 이들을 공급하는 순서대로 조립이 이루어지게 함으로써, 좁은 공간에서도 고정자의 조립이 가능할 뿐만 아니라 짧은 시간에 많은 고정자를 조립할 수 있어 조립 효율을 향상할 수 있는 모터 고정자의 조립 방법 및 그 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 고정자 철심에 끼워지는 제2 인슐레이션의 커버 부분이 사출로 변형이 발생하더라도 2중 실린더로 이를 보완할 수 있게 함으로써, 구조가 간단하면서도 쉽게 제2 인슐레이션을 고정자 철심에 끼워서 조립할 수 있게 하여 조립 효율을 높이면서도 불량률을 줄일 수 있게 한 모터 고정자의 조립 방법 및 그 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 고정자에 감는 권선 코일에 전원을 공급하는 와이어 단자를 1차로 가압입한 다음 다시 2차로 압입하여 견고하게 고정하면서 원하는 높이를 조절할 수 있게 함으로써, 와이어 단자의 장착 불량이 발생하는 것을 미리 방지하여 고정자의 조립 불량을 줄일 수 있게 한 모터 고정자의 조립 방법 및 그 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 따른 모터 고정자의 조립 방법은, 고정자 철심(30)의 양면에 관통 형성되어 권선 코일이 감기는 여러 개의 홈부(31)에 상부와 하부에서 끼워져서 이 홈부(31) 내부를 감싸주는 제1 인슐레이션(10)과 제2 인슐레이션(20)을 로터리 인덱스 방식으로 조립하는 모터용 고정자의 조립 방법에 있어서, 9개소에 각각 제1 인슐레이션(10)을 탑재할 수 있도록 장착 시트(110a~110i)를 갖춘 턴테이블(100)을 미리 정해진 속도로 반복하여 회전시키는 제1단계; 로터리 인덱스 방식으로 제1 인슐레이션(10)을 첫 번째 장착 시트(110a) 위에 올려놓는 제2단계; 로터리 인덱스 방식으로 고정자 철심(30)을 두 번째 장착 시트(110b)의 위치까지 이송시켜 제1 인슐레이션(10) 위에서 끼워서 결합하는 제3단계; 로터리 인덱스 방식으로 공급되는 제2 인슐레이션(20)을 2중 실린더(410)로 양측 테두리를 아래에서 지지하고 이 제2 인슐레이션(20)의 커버(24)를 위에서 눌러 고정하여 세 번째 장착 시트(110c)의 위치까지 이송시켜 상기 고정자 철심(30) 위에 결합해 주는 제4단계; 상기 제1 인슐레이션(10)·고정자 철심(30)·제2 인슐레이션(20)이 차례로 끼워져서 결합하여 네 번째 장착 시트(110d)에 적층된 상태에서 이 제2 인슐레이션(20) 위를 가압하여 결합력을 높여주는 제5단계; 글리퍼(510)로 다섯 번째 장착 시트(110e) 주변에서 공급하는 와이어 단자(21)를 2개씩 집어서 이 다섯 번째 장착 시트(110e)에 있는 제2 인슐레이션(20)의 삽입 구멍(22)에 가압입하여 설치하는 제6단계; 글리퍼(510)로 여섯 번째 장착 시트(110f) 주변에서 공급하는 와이어 단자(21)를 2개씩 집어서 이 여섯 번째 장착 시트(110f)에 있는 제2 인슐레이션(20)의 삽입 구멍(22)에 가압입하여 설치하는 제7단계; 일곱 번째 장착 시트(110g)의 위치에서 상기 삽입 구멍(22)에 끼워진 와이어 단자(21)를 접촉 방식으로 2차 압입 및 장착 높이를 검사하는 제8단계; 여덟 번째 장착 시트(110h) 위에서 아래로 상하 움직임을 통해 와이어 단자(21)의 장착 여부를 통해 불량을 검출하는 제9단계; 및 아홉 번째 장착 시트(110i)에서 조립이 완료된 고정자를 턴테이블(100)에서 탈거하는 제10단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 모터 고정자의 조립 장치는, 고정자 철심(30)의 양면에 관통 형성되어 권선 코일이 감기는 여러 개의 홈부(31)에 상부와 하부에서 끼워져서 이 홈부(31) 내부를 감싸주는 제1 인슐레이션(10)과 제2 인슐레이션(20)을 로터리 인덱스 방식으로 조립하는 모터용 고정자의 조립 장치에 있어서, 9개소에 각각 제1 인슐레이션(10)을 탑재할 수 있도록 장착 시트(110a~110i)를 갖추고, 미리 정해진 각도만큼 회전할 수 있도록 베이스(B)에 장착한 턴테이블(100); 미리 정해진 개수만큼 여러 개의 제1 인슐레이션(10)을 탑재하고 로터리 인덱스 방식으로 하나씩 첫 번째 장착 시트(110a)로 이송할 수 있게 베이스(B)에 설치한 제1 이송장치(200); 미리 정해진 개수만큼 여러 개의 고정자 철심(30)을 탑재하고 로터리 인덱스 방식으로 하나씩 두 번째 장착 시트(110b)의 위치까지 이송하여 제1 인슐레이션(10)에 끼워 조립할 수 있게 베이스(B)에 설치한 제2 이송장치(300); 로터리 인덱스 방식으로 공급되는 제2 인슐레이션(20)을 2중 실린더(410)로 양측 테두리를 잡고 안쪽을 눌러 고정한 다음, 세 번째 장착 시트(110c)의 위치까지 이송시켜 상기 고정자 철심(30) 위에 결합해 주도록 베이스(B)에 설치한 제3 이송장치(400); 네 번째 장착 시트(110d) 위에 차례로 결합한 제1 인슐레이션(10)·고정자 철심(30)·제2 인슐레이션(20)을 위에서 가압하여 결합력을 높여주는 액추에이터(800); 두 개씩 연속하여 공급된 와이어 단자(21)를 동시에 집는 글리퍼(510)를 갖추고, 각각 2개씩 와이어 단자(21)를 다섯 번째 장착 시트(110e)와 여섯 번째 장착 시트(110f)에 의 상부에 있는 제2 인슐레이션(20)의 삽입 구멍(22)에 가압입 설치할 수 있도록 베이스(B)에 설치한 제4 이송장치(500a) 및 제5 이송장치(500b); 상기 베이스(B)에 장착하여 일곱 번째 장착 시트(110g)의 상부에서 위아래로 움직이며 삽입 구멍(22)에 끼워진 와이어 단자(21)를 접촉 방식으로 압입 및 장착 높이를 조절하는 조절 장치(600a); 여덟 번째 장착 시트(110h) 위에 위치하도록 상기 베이스(B)에 장착하여 상하 움직이면서 와이어 단자(21)와 접촉을 통해 장착 유무를 검출하여 불량을 판단하는 검출 장치(600b); 상기 베이스(B)에 장착하여 아홉 번째 장착 시트(110i)에서 조립이 완료된 고정자를 턴테이블(100)에서 탈거하는 탈거 장치(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 모터 고정자의 조립 방법 및 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 고정자를 구성하는 고정자 철심과 제1 인슐레이션 그리고 제2 인슐레이션을 자동으로 조립할 수 있으므로, 조립 시간을 줄여 제조 비용을 절감할 수 있다.

(2) 특히, 고정자의 조립과 고정자를 구성하는 구성요소들의 공급을 로터리 인덱스 방식으로 이루어지므로, 다량으로 필요한 요소를 제공하여 대량으로 조립할 수 있으므로 생산성을 향상할 수 있다.

(3) 제2 인슐레이션의 상부에 권선 코일에 전원 공급을 위해 설치하는 와이어 단자를 가압입한 다음 다시 압입과 적절한 위치에 장착하였는가를 확인할 수 있으므로 권선 코일의 연결 불량이나 와이어 단자의 누락과 같은 불량 요소를 사전에 확인할 수 있다.

(4) 그리고, 고정자 철심과 제1 인슐레이션 그리고 제2 인슐레이션은 턴테이블이 1회전 함에 따라 조립이 이루어지게 함으로써, 좁은 공간에서 본 발명에 따른 조립 장치를 장착하여 사용할 수 있어 공간 활용도를 향상할 수 있다.

도 1은 통상의 모터를 구성하는 고정자의 구성을 보여주기 위하여 분해한 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 모터 고정자 조립 장치의 구성을 보여주기 위한 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 모터 고정자 조립 장치의 구성을 보여주기 위한 측면도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 제1 이송장치의 구성을 보여주기 위한 3면도(측면도와 정면도 그리고 평면도).
도 7은 본 발명에 따른 제2 이송장치를 구성하는 에어 척의 구성을 보여주기 위한 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 제3 이송장치를 구성하는 2중 실린더의 동작을 보여주기 위한 작동 상태를 보여주기 위하여 제2 인슐레이션의 그립 상태를 보여주기 위한 측면도.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 제4 이송장치를 구성하는 글리퍼의 구성을 보여주기 위한 도면으로, 도 9는 사시도·도 10은 정면도 그리고 도 11은 저면도.
도 12는 본 발명에 따른 조절 장치의 구성을 보여주기 위하여 일부 구성을 개략적으로 도시한 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(조립 장치)

본 발명에 따른 모터 고정자의 조립 장치는, 도 2 및 도 3과 같이, 베이스(B)·이 베이스(B) 위에 미리 정해진 간격으로 회전할 수 있게 설치한 턴테이블(100)·턴테이블(100)에 제1 인슐레이션(10)과 고정자 철심(30) 그리고 제2 인슐레이션(20)을 차례로 제공하기 위한 제1 내지 제3 이송장치(200~400)·가조립한 고정자를 가압하여 결합력을 높이기 위한 액추에이터(800)·제2 인슐레이션(20)에 4개의 와이어 단자(21)를 가압입하기 위한 제4 이송장치(500a) 및 제5 이송장치(500b)·와이어 단자(21)를 압입하고 그 장착 위치를 확인하는 조절 장치(600a)·와이어 단자(21)의 결합 유무 및 적절한 높이를 검출하기 위한 검출 장치(600b)·그리고 조립이 끝난 고정자를 턴테이블(100)에서 탈거하는 탈거 장치(700)를 포함한다.

특히, 상기 턴테이블(100)은 미리 정해진 각도만큼 회전하고, 상기 제1 내지 제3 이송장치(200~400)는 로터리 인덱스 방식으로 제1 인슐레이션(10)과 고정자 철심(30) 그리고 제2 인슐레이션(20)을 차례로 공급할 수 있게 함으로써, 좁은 공간에서 조립 작업을 할 수 있어 공간 활용도를 높이면서도 조립 효율을 향상할 수 있게 한 것이다.

그리고, 액추에이터(800)로 가조립한 고정자를 눌러 그 결합력을 높여줄 수 있을 뿐만 아니라 와이어 단자(21)의 장착 여부나 적절하게 장착하였는지를 확인하여 불량률을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 4개의 와이어 단자(21)를 한 번에 결합하므로 결합 효율을 향상할 수 있게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 조립 장치는, 종래의 기술 분야에서 설명한 제1 인슐레이션(10)과 고정자 철심(30) 그리고 제2 인슐레이션(20)을 조립하기 위한 것으로, 이 구성에 대해서는 별도의 설명을 생략한다.

이하, 이러한 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

베이스(B)는, 도 2 및 도 3과 같이, 본 발명에 따른 조립 장치 전체를 지지하기 위한 구성 요소이다. 이에 이 베이스(B)는 조립 장치의 크기와 그 구성요소들을 모두 수용할 수 있는 크기로 제작한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 베이스(B)에는 캐스터(CA)를 구성함으로써, 본 발명에 따른 조립 장치를 공장 등의 내부에 원하는 위치로 옮겨서 고정자를 조립할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

턴테이블(100)은, 도 2 및 도 3과 같이, 베이스(B) 위에 회전할 수 있게 설치한다. 특히, 이 턴테이블(100)에는 윗면에 미리 정해진 간격, 예를 들어서 같은 간격으로 9개소에 장착 시트(110a~110i)를 갖춘다.

장착 시트(110a~110i)는 턴테이블(100)의 회전 중심점을 기준으로 하는 가상의 지름 상에 미리 정해진 간격으로 설치한다. 본 발명에서는 같은 간격으로 9개소에 장착 시트(110a~110i)를 장착한 예를 보여준다.

여기서, 장착 시트(110a~110i)는 고정자를 구성하는 제1 인슐레이션(10)을 탑재하여 지지할 수 있게 하는 구성이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이때, 제1 인슐레이션(10)은, 도 1과 같이, 커버(12)가 위를 향하게 하여 장착 시트에 탑재한다.

이처럼 이루어진 턴테이블(100)은 미리 정해진 각도로 회전하고, 각 회전 단계에서 조립 공정이 이루어진다.

제1 이송장치(200)는, 도 2·도 4 내지 도 6과 같이, 로터리 인덱스 방식으로 제1 인슐레이션(10)을 턴테이블(100)의 첫 번째 장착 시트(110a)로 이송시켜 줄 수 있도록 베이스(B)에 장착한다. 여기서, 로터리 인덱스 방식이란, 공급 장치의 하나로 여러 개의 요소(본 발명에서는 제1 인슐레이션)을 복수 개를 적층한 상태에서 공급이 계속해서 이루어질 수 있도록 구성한 통상의 기술로 이루어진 공지의 기술을 이용한다. 본 발명에서는 이런 로터리 인덱스 방식을 적용한 로터리 인덱스 테이블(220)을 통해 제1 인슐레이션(10)을 연속적으로 공급하게 된다.

이러한 제1 이송장치(200)는, 도 4 내지 도 6과 같이, 베이스(B)에 장착한 플레이트(P)·이 플레이트(P)에 설치한 제1 가이드(G1)·제1 가이드(G1)에 가로 방향으로 움직이게 설치한 제2 가이드(G2)·제2 가이드(G2)에 상하로 움직일 수 있게 설치한 제3 가이드(G3)를 포함한다.

특히, 이들 가이드(G1~G3)는 정밀한 위치 조절, 즉 로터리 인덱스 방식으로 제공하는 제1 인슐레이션(10)을 집어서 첫 번째 장착 시트(110a)까지 정확하게 탑재할 수 있도록 통상의 기술로 제작한 LM가이드를 이용할 수 있다. 또한, 상기 가이드(G2,G3)는 에어 실린더(C1,C2)를 통해 상하 및 전후 동작이 이루어질 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 제1 이송장치(200)는, 도 4 내지 도 6과 같이, 에어 척(210)을 갖춘다. 에어 척(210)은 공기를 이용한 척으로 로터리 인덱스 테이블(220)에서 공급하는 제1 인슐레이션(10)을 집어서 첫 번째 장착 시트(110a)에 올려놓는 역할을 한다. 이러한 에어 척(210)은 통상의 기술로 이루어진 것을 사용하며, 적어도 2개 바람직하게는 도 6과 같이 같은 간격을 이루도록 3개를 이용함으로써 안정적으로 제1 인슐레이션(10)을 집어서 원하는 위치로 옮길 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

제2 이송장치(300)는, 도 2와 같이, 로터리 인덱스 테이블(320)을 통해 연속해서 공급하는 고정자 철심(30)을 상술한 두 번째 장착 시트(110b)까지 이송하여 제1 인슐레이션(10)과 결합시키는 구성요소이다. 여기서, 로터리 인덱스 테이블(320)에 대해서는 이미 상술한 바와 같이 통상의 기술로 제작한 것을 이용하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 제2 이송장치(300)는, 상술한 제1 이송장치(200)와 마찬가지로 베이스(B)에 장착되며, 그 구성에 있어서도 제1 내지 제3가이드(G1~G3) 및 에어 척과 같은 구조로 이루어진다. 여기서, 제2 이송장치(300)의 에어 척(310)은, 도 7과 같이 고정자 철심(30)을 두 번째 장착 시트(110b)까지 이송하여 제1 인슐레이션(10)과 결합하게 한다는 점에서 차이가 있다.

제3 이송장치(400)는, 도 2와 같이, 로터리 인덱스 테이블(420)을 통해 연속해서 공급하는 제2 인슐레이션(20)을 세 번째 장착 시트(110c)의 위치까지 이송하여 고정자 철심(30)과 결합시켜 주는 구성요소이다.

이런 제3 이송장치(400)도 상술한 제1 및 제2 이송장치(200,300)와 같은 구조로 이루어지나, 제2 인슐레이션(20)을 집어주기 위한 구조에서 차이가 있다. 따라서, 여기서는 구조가 같은 제1 내지 제3가이드(G1~G3) 에 대한 설명은 생략하고, 도 8을 참조하여 제3 가이드(G3)에 장착되어 제2 인슐레이션(20)을 집어서 결합시켜 주는 2중 실린더(410)에 대해서만 설명한다.

상기 2중 실린더(410)는, 도 8과 같이, 2가지 동작을 한 번에 수행하게 하기 위한 구성요소이다. 이는 제2 인슐레이션(20)의 림(23)과 커버(24) 부분을 집는 구성을 포함한다. 여기서, 림(23)은 링 형태로 이루어진 부분을 말하고, 커버(24) 부분은 고정자 철심(30)의 홈부(31)에 끼워지는 부분을 말한다.

이를 위하여 2중 실린더(410)는 글리퍼(411)를 이용하여 림(23)을 잡아주게 된다. 이때, 글리퍼(411)는 통상적으로 상술한 에어 척을 그대로 이용할 수도 있으며, 바람직하게는 림(23)의 하부를 지지할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 2중 실린더(410)는 가압부(412)를 함께 동작시켜 준다. 가압부(412)는, 도 8과 같이, 커버(24)를 위에서 눌러서 커버(24)가 고정자 철심(30)의 홈부(31)에 잘 끼워질 수 있게 맞춰주는 역할과 제2 인슐레이션(20)을 눌러주는 역할을 한다.

이는 제2 인슐레이션(20)을 사출 방식으로 제작함에 따라 커버(24)가, 도 8과 같이, 안쪽으로 소정의 각도(θ)만큼 변형을 일으킨다. 이러한 변형은 커버(24) 부분을 눌러 쉽고 신속하게 끼울 수 있게 하기 위한 것이다.

액추에이터(800)는, 도 2와 같이, 네 번째 장착 시트(110d) 위에 위치하도록 베이스(B)에 장착한다. 이런 액추에이터(800)는 세 번째 장착 시트(110c) 위치에서 제1 인슐레이션(10)·고정자 철심(30) 그리고 제2 인슐레이션(20) 순으로 조립한 고정자를 위에서 다시 한 번 눌러서 더욱 견고하게 조립하는 역할을 한다.

이러한 액추에이터(8002)는 별도의 구성으로 새롭게 구성할 수도 있고, 에어 실린더와 같이 길이 방향으로 움직일 수 있는 액추에이터를 이용하여 제2 인슐레이션(20) 측에서 미리 정해진 힘을 가할 수 있게 하여 고정자의 결합력을 높일 수 있게 하는 것이 바람직하다.

제4 이송장치(500a)는, 상술한 제1 내지 제3 가이드(G1~G3)를 포함하며, 여기에 와이어 단자(21)를 잡기 위한 한 쌍의 글리퍼(510)와 이 글리퍼(510)를 회전시켜 주기 위한 모터(511)를 더 포함한다.

여기서, 모터(511)는, 도 9 내지 11과 같이, 통상의 기술로 제작한 것을 사용하며, 제3 가이드(G3)에 장착되어 글리퍼(510)를 회전시켜 준다. 이때의 회전은 원통 형태로 이루어진 제2 인슐레이션(20)의 스페이서(22a)의 위치에 맞게 글리퍼(510)를 회전시켜 주기 위한 것이다.

한편, 글리퍼(510)는 2개의 와이어 단자(21)를 한 번에 가압입할 수 있도록 한 쌍을 갖추게 되는 데 그 구성이 같으므로, 도 9 내지 11에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 글리퍼(510) 구조를 보여주고 있다.

이러한 글리퍼(510)는, "ㄴ"자 형상으로 이루어지며 가로 부분의 양단이 서로 마주 보게 설치된 두 개의 글리퍼 본체(510a,510b)로 구성한다. 특히, 어느 하나의 글리퍼 본체(510a)의 가로 부분은 다른 글리퍼 본체(510b)의 가로 부분의 두께 부분에 끼워져서 서로 반대 방향으로 움직일 수 있게 구성한다.

그리고, 이들 가로 부분에는 각각 V자 홈(512)을 형성함으로써, 가로 부분이 서로 중첩됨에 따라 V자 홈(512)에 의해 만들어지는 마름모꼴의 크기가 작아지고, 이에 그 내부에 끼워지는 와이어 단자(21)를 집을 수 있게 되는 것이다.

이처럼 구성한 제4 이송장치(500a)는 한 쌍이 2개의 와이어 단자(21)를 동시에 집어서 다섯 번째 장착 시트(110e)에 있는 제2 인슐레이션(20)의 삽입 구멍(22)에 가압입한다. 그리고, 다시 2개의 와이어 단자(21)를 집은 다음 모터(511)의 동작으로 회전하여 다른 삽입 구멍(22)에 다시 가압입하여 하나의 인슐레이션에 대하여 4개의 와이어 단자(21)를 끼워 고정한다.

제5 이송장치(500b)는 상술한 제4 이송장치(500a)와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

조절 장치(600a)는, 도 2 및 도 12와 같이, 베이스(B)에 장착되며, 실린더와 같은 액츄에이터(611)에 의해 동작하는 가압부(610)를 포함한다. 여기서, 액츄에이터(611)는 턴테이블(100)과 상하로 마주 보게 설치하며 이 가압부(610)를 상하로 움직이게 해 준다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 가압부(610)는 와이어 단자(21)를 눌러줄 수 있게 구성하는 것이 바람직하며, 이때 가압부(610)는 와이어 단자(21)를 눌러서 압입해 주는 작용과 함께 이 와이어 단자(21)가 적절한 높이와 수평 그리고 수직 상태에 맞도록 조정해 주는 역할도 수행하게 하는 것이 바람직하다.

이러한 조절 장치(600a)는 일곱 번째 장착 시트(110g)의 위치에서 이러한 와이어 단자(21)의 압입과 검사 과정을 수행한다.

검출 장치(600b)는, 도 2와 같이, 조절 장치(600a)에서 와이어 단자(21)를 적절하게 높이 조절한 상태에서 와이어 단자(21)의 유무나 이상 등을 확인한다.

이러한 검출 장치(600b)는, 상술한 조절 장치(600a)와 같은 구성으로 구성한다. 즉, 검출 장치(600b)가 위아래로 내려오면서 와이어 단자(21)와의 접촉 여부를 통해 와이어 단자(21)이 압입되지 않았음과 그 장착 높이를 함께 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 검출 장치(600b)의 이런 기능은 조절 장치(600a)를 통해서도 구현할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

탈거 장치(700)는, 도 2와 같이, 와이어 단자의 검사를 끝내고 아홉 장착 시트(110i)의 위치에 온 조립이 끝난 고정자를 턴테이블(100)에서 탈거하는 장치이다.

이러한 탈거 장치(700)는 상술한 여러 가지 이송 장치, 바람직하게는 제1 이송장치와 같은 구조로 제작하여 사용하는 것이 바람직하다.

(조립 방법)

본 발명은 이처럼 이루어진 조립 장치를 이용하여 고정자를 조립하는 방법을 포함한다. 이러한 조립 방법은 조립 장치의 구성을 설명하면서 충분히 기재하였으나 여기서는 그 조립 순서에 대하여 간단하게 설명한다.

제1단계는 턴테이블(100)을 회전하는 단계이다. 턴테이블(100)은 미리 정해진 각도만큼 회전하게 되고, 회전한 위치에 구성한 다른 구성요소들에 의해 조립 공정이 수행된다.

제2단계는 턴테이블(100)의 첫 번째 장착 시트(110a)에 제1 인슐레이션(10)을 탑재하는 단계이다. 이때, 제1 인슐레이션(10)은 로터리 인덱스 방식으로 공급되며 제1 이송장치(200)를 통해 수행한다.

제3단계는 턴테이블(100)의 두 번째 장착 시트(110b)에 고정자 철심(30)을 이송하여 제1 인슐레이션(10)과 결합하는 단계이다. 여기서, 두 번째 장착 시트(110b)라고 설명하고 있으나, 실제로는 제1 인슐레이션(10)이 탑재된 첫 번째 장착 시트(110a)가 회전한 것으로, 그 위에 제2 이송장치(300)를 통해 로터리 인덱스 방식으로 제공된 고정자 철심(30)을 제1 인슐레이션(10)과 결합한다.

제4단계는 턴테이블(100)의 세 번째 장착 시트(110c)에 제2 인슐레이션(20)을 이송하여 고정자 철심(30)과 결합하는 단계이다. 여기서, 세 번째 장착 시트(110c)라고 설명하고 있으나, 실제로는 제1 인슐레이션(10)과 결합한 고정자 철심(30)이 탑재된 첫 번째 장착 시트(110a)가 회전한 것으로, 그 위에 제3 이송장치(400)를 통해 로터리 인덱스 방식으로 제공된 제2 인슐레이션(20)을 고정자 철심(30)과 결합한다.

제5단계는 액추에이터(800)로 네 번째 장착 시트(110d) 위에서 제1 인슐레이션(10)·고정자 철심(30) 그리고 제2 인슐레이션(20)의 순서로 조립한 고정자를 눌러 견고하게 결합할 수 있게 눌러주는 단계이다.

제6단계는 제2 인슐레이션(20)에 와이어 단자(21)를 결합하는 단계이다. 이는 턴테이블(100)의 다섯 번째 장착 시트(110e) 위치에서 제4 이송장치(500a)를 통해 수행한다.

제7단계는 제2 인슐레이션(20)에 와이어 단자(21)를 결합하는 단계이다. 이는 턴테이블(100)의 여섯 번째 장착 시트(100f) 위치에서 제5 이송장치(500b)를 통해 수행한다. 이는 상술한 제6단계와 동시에 수행하는 것이 조립 효율을 향상할 수 있다.

제8단계는 와이어 단자(21)를 압입하고 검사하는 단계이다. 이는 접촉 방식의 조절 장치(600a)를 통해 수행한다. 조절 장치(600a)는 직접 와이어 단자(21)와 접촉하여 눌러주면서 돌출 높이와 수평 그리고 수직 상태를 조절해 준다.

제9단계는 와이어 단자(21)의 불량을 검출하는 단계이다. 이 단계는 제8단계에서도 검출할 수 있으나, 제8단계에서 와이어 단자(21)가 처음부터 압입되지 않거나 검사 도중 너무 깊게 박혀서 정상적인 높이보다 낮아지는 것과 같이 검사 단계에서 검출하는 없는 와이어 단자(21)의 장착 여부를 통해 고정자의 조립 불량을 검출한다.

이 단계는 상술한 조절 장치(600a)와 같은 구성의 검출 장치(600b)를 통해 접촉식으로 확인할 수 있다.

제10단계는 조립이 끝난 고정자를 턴테이블(100)에 탈거하는 과정이다. 이 과정은 탈거 장치(700)를 통해 수행한다.

이상과 같이 본 발명은 로터리 인덱스 방식을 통해 대량으로 조립이 가능할 뿐만 아니라 턴테이블을 이용하여 좁은 공간에서도 조립할 수 있고, 특히 수작업으로 이루어지던 조립 작업을 자동으로 할 수 있게 되어 조립 효율을 높일 수 있다.

30 : 고정자 철심
31 : 홈부
100 : 턴테이블
110a~110i : 장착 시트
200 : 제1 이송장치
210 : 에어 척
220 : 로터리 인덱스 테이블
320 : 제2 이송장치
500a : 제4 이송장치
500b : 제5 이송장치
B : 베이스

Claims

고정자 철심(30)의 양면에 관통 형성되어 권선 코일이 감기는 여러 개의 홈부(31)에 상부와 하부에서 끼워져서 이 홈부(31) 내부를 감싸주는 제1 인슐레이션(10)과 제2 인슐레이션(20)을 로터리 인덱스 방식으로 조립하는 모터용 고정자의 조립 방법에 있어서,
9개소에 각각 제1 인슐레이션(10)을 탑재할 수 있도록 장착 시트(110a~110i)를 갖춘 턴테이블(100)을 미리 정해진 속도로 반복하여 회전시키는 제1단계;
로터리 인덱스 방식으로 제1 인슐레이션(10)을 첫 번째 장착 시트(110a) 위에 올려놓는 제2단계;
로터리 인덱스 방식으로 고정자 철심(30)을 두 번째 장착 시트(110b)의 위치까지 이송시켜 제1 인슐레이션(10) 위에서 끼워서 결합하는 제3단계;
로터리 인덱스 방식으로 공급되는 제2 인슐레이션(20)을 2중 실린더(410)로 양측 테두리를 아래에서 지지하고 이 제2 인슐레이션(20)의 커버(24)를 위에서 눌러 고정하여 세 번째 장착 시트(110c)의 위치까지 이송시켜 상기 고정자 철심(30) 위에 결합해 주는 제4단계;
상기 제1 인슐레이션(10)·고정자 철심(30)·제2 인슐레이션(20)이 차례로 끼워져서 결합하여 네 번째 장착 시트(110d)에 적층된 상태에서 이 제2 인슐레이션(20) 위를 가압하여 결합력을 높여주는 제5단계;
글리퍼(510)로 다섯 번째 장착 시트(110e) 주변에서 공급하는 와이어 단자(21)를 2개씩 집어서 이 다섯 번째 장착 시트(110e)에 있는 제2 인슐레이션(20)의 삽입 구멍(22)에 가압입하여 설치하는 제6단계;
글리퍼(510)로 여섯 번째 장착 시트(110f) 주변에서 공급하는 와이어 단자(21)를 2개씩 집어서 이 여섯 번째 장착 시트(110f)에 있는 제2 인슐레이션(20)의 삽입 구멍(22)에 가압입하여 설치하는 제7단계;
일곱 번째 장착 시트(110g)의 위치에서 상기 삽입 구멍(22)에 끼워진 와이어 단자(21)를 접촉 방식으로 2차 압입 및 장착 높이를 검사하는 제8단계;
여덟 번째 장착 시트(110h) 위에서 아래로 상하 움직임을 통해 와이어 단자(21)의 장착 여부를 통해 불량을 검출하는 제9단계; 및
아홉 번째 장착 시트(110i)에서 조립이 완료된 고정자를 턴테이블(100)에서 탈거하는 제10단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 고정자의 조립 방법.
고정자 철심(30)의 양면에 관통 형성되어 권선 코일이 감기는 여러 개의 홈부(31)에 상부와 하부에서 끼워져서 이 홈부(31) 내부를 감싸주는 제1 인슐레이션(10)과 제2 인슐레이션(20)을 로터리 인덱스 방식으로 조립하는 모터용 고정자의 조립 장치에 있어서,
9개소에 각각 제1 인슐레이션(10)을 탑재할 수 있도록 장착 시트(110a~110i)를 갖추고, 미리 정해진 각도만큼 회전할 수 있도록 베이스(B)에 장착한 턴테이블(100);
미리 정해진 개수만큼 여러 개의 제1 인슐레이션(10)을 탑재하고 로터리 인덱스 방식으로 하나씩 첫 번째 장착 시트(110a)로 이송할 수 있게 베이스(B)에 설치한 제1 이송장치(200);
미리 정해진 개수만큼 여러 개의 고정자 철심(30)을 탑재하고 로터리 인덱스 방식으로 하나씩 두 번째 장착 시트(110b)의 위치까지 이송하여 제1 인슐레이션(10)에 끼워 조립할 수 있게 베이스(B)에 설치한 제2 이송장치(300);
로터리 인덱스 방식으로 공급되는 제2 인슐레이션(20)을 2중 실린더(410)로 양측 테두리를 잡고 안쪽을 눌러 고정한 다음, 세 번째 장착 시트(110c)의 위치까지 이송시켜 상기 고정자 철심(30) 위에 결합해 주도록 베이스(B)에 설치한 제3 이송장치(400);
네 번째 장착 시트(110d) 위에 차례로 결합한 제1 인슐레이션(10)·고정자 철심(30)·제2 인슐레이션(20)을 위에서 가압하여 결합력을 높여주는 액추에이터(800);
두 개씩 연속하여 공급된 와이어 단자(21)를 동시에 집는 글리퍼(510)를 갖추고, 각각 2개씩 와이어 단자(21)를 다섯 번째 장착 시트(110e)와 여섯 번째 장착 시트(110f)에 의 상부에 있는 제2 인슐레이션(20)의 삽입 구멍(22)에 가압입 설치할 수 있도록 베이스(B)에 설치한 제4 이송장치(500a) 및 제5 이송장치(500b);
상기 베이스(B)에 장착하여 일곱 번째 장착 시트(110g)의 상부에서 위아래로 움직이며 삽입 구멍(22)에 끼워진 와이어 단자(21)를 접촉 방식으로 압입 및 장착 높이를 조절하는 조절 장치(600a);
여덟 번째 장착 시트(110h) 위에 위치하도록 상기 베이스(B)에 장착하여 상하 움직이면서 와이어 단자(21)와 접촉을 통해 장착 유무를 검출하여 불량을 판단하는 검출 장치(600b);
상기 베이스(B)에 장착하여 아홉 번째 장착 시트(110i)에서 조립이 완료된 고정자를 턴테이블(100)에서 탈거하는 탈거 장치(700);를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 고정자의 조립 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 이송장치(200)는, 상기 베이스(B)에 수직 방향으로 설치한 플레이트(P); 상기 플레이트(P)에 설치한 제1 가이드(G1); 에어 실린더(C1)의 동작에 따라 상기 제1 가이드(G1)에 가로 방향을 따라 전후로 움직이게 설치한 제2 가이드(G2); 에어 실린더(C2)의 동작에 따라 상기 제2 가이드(G2)에 세로 방향을 따라 상하로 움직이게 설치한 제3 가이드(G3); 및 상기 제3 가이드(G3)에 장착하여 연속적으로 공급되는 제1 인슐레이션(10)을 집는 에어 척(210);을 포함하되,
상기 제1 이송장치(200)는 에어 척(210)이 집은 제1 인슐레이션(10)을 첫 번째 장착 시트(110a) 위로 이송시켜 장착하게 하는 것을 특징으로 하는 모터 고정자의 조립 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 이송장치(300)는, 상기 베이스(B)에 수직 방향으로 설치한 플레이트(P); 상기 플레이트(P)에 설치한 제1 가이드(G1); 에어 실린더(C1)의 동작에 따라 상기 제1 가이드(G1)에 가로 방향을 따라 전후로 움직이게 설치한 제2 가이드(G2); 에어 실린더(C2)의 동작에 따라 상기 제2 가이드(G2)에 세로 방향을 따라 상하로 움직이게 설치한 제3 가이드(G3); 및 상기 제3 가이드(G3)에 장착하여 연속적으로 공급되는 고정자 철심(30)을 집는 에어 척(310);을 포함하되,
상기 제2 이송장치(300)는 에어 척(310)이 집은 고정자 철심(30)을 두 번째 장착 시트(110b)로 이송시켜 제1 인슐레이션(10)과 결합하게 하는 것을 특징으로 하는 모터 고정자의 조립 장치.
제2항에 있어서,
상기 제3 이송장치(400)는,
상기 베이스(B)에 수직 방향으로 설치한 플레이트(P);
상기 플레이트(P)에 설치한 제1 가이드(G1);
에어 실린더(C1)의 동작에 따라 상기 제1 가이드(G1)에 가로 방향을 따라 전후로 움직이게 설치한 제2 가이드(G2);
에어 실린더(C2)의 동작에 따라 상기 제2 가이드(G2)에 세로 방향을 따라 상하로 움직이게 설치한 제3 가이드(G3); 및
상기 제3 가이드(G3)에 장착하여 연속적으로 공급되는 제2 인슐레이션(20)의 림(23)을 집는 글리퍼(411)와, 림(23) 안에 미리 정해진 간격으로 형성된 커버(24)를 위에서 눌러주는 가압부(412)를 동시에 동작시켜 제2 인슐레이션(20)을 세 번째 장착 시트(110c)로 이송하여 고정자 철심(30)의 상부에 끼워서 고정하는 2중 실린더(410);를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 고정자의 조립 장치.
제2항에 있어서,
상기 제4 이송장치(500a)는, 상기 베이스(B)에 수직 방향으로 설치한 플레이트(P); 상기 플레이트(P)에 설치한 제1 가이드(G1); 에어 실린더(C1)의 동작에 따라 상기 제1 가이드(G1)에 가로 방향을 따라 전후로 움직이게 설치한 제2 가이드(G2); 에어 실린더(C2)의 동작에 따라 상기 제2 가이드(G2)에 세로 방향을 따라 상하로 움직이게 설치한 제3 가이드(G3); 2개의 와이어 단자(21)를 집기 위한 한 쌍의 글리퍼(510); 및 글리퍼(510)를 회전시켜 주기 위해 상기 제3 가이드(G3)에 장착한 모터(511);를 포함하되,
상기 글리퍼(510)는, "ㄴ"자 형상으로 형성되며 가로 부분이 서로 마주 보며 반대 방향으로 움직임에 따라 가로 부분의 선단이 서로 중첩되도록 설치된 두 개의 글리퍼 본체(510a,510b)를 포함하고, 상기 각 글리퍼 본체(510a,510b)의 가로 부분의 선단에는 "V"자 홈(512)이 형성되어 서로 중첩됨에 따라 그 사이에 와이어 단자(21)를 고정하는 것을 특징으로 하는 모터 고정자의 조립 장치.