KR101694430B1

KR101694430B1 - 스테이터 코일 권선장치

Info

Publication number: KR101694430B1
Application number: KR1020150076462A
Authority: KR
Inventors: 김병헌
Original assignee: 주식회사 하이엔드
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2017-01-10
Also published as: KR20160141289A

Abstract

본 발명은 스테이터 코일 권선장치에 관한 것으로, 스테이터(600)를 고정하여 소정 각도씩 회전하는 스테이터 회전고정부(100)와, 상기 스테이터 회전고정부(100)가 고정된 상태에서 상기 스테이터 회전고정부(100)와의 간격이 조절되어 상기 스테이터(600)의 스테이터 치(620)의 코일(400) 권선 위치를 설정하며, 상기 스테이터 치(620)와의 접촉압력에 따라 포머(210)의 회동 정도가 조절되는 권선헤드부(200)와, 상기 스테이터 치(620)의 둘레 방향으로 회전하면서 상기 권선헤드부(200)의 포머(210)가 정하는 위치에 상기 코일(400)을 권선하는 권선아암부(300)와, 상기 권선아암부(300)를 회전시킴과 아울러 자체가 상기 스테이터 회전고정부(100)와의 간격을 조정하여 상기 권선헤드부(200)의 위치를 조절하는 구동축(500)을 포함한다.

Description

스테이터 코일 권선장치{Winding device for stator coil}

본 발명은 스테이터 코일 권선장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 별도의 구동장치를 사용하지 않고도 스테이터 치에 간섭없이 장착 및 탈착이 가능한 스테이터 코일 권선장치에 관한 것이다.

일반적으로 스테이터(stator)는 모터나 발전기에 적용되어 로터를 회전시키는 힘을 발생시키는 작용을 하거나 반대로 로터의 회전에 따라 전기를 발생시키는 역할을 한다.

스테이터의 일반적인 형태는 원통형의 금속제 스테이터 코어(stator core)와, 상기 스테이터 코어의 외면에서 각각 소정 간격으로 이격되어 돌출되는 다수의 스테이터 치(stator tooth)와, 상기 스테이터 치에 권선된 스테이터 코일(stator coil)을 포함하여 구성된다.

상기 스테이터 치에 권선되는 코일은 스테이터 코어를 소정의 각도로 회전시켜 권선장치의 헤드에 가깝게 코일이 권선될 스테이터 치를 위치시키고, 권선장치를 이용하여 치에 코일을 권선하게 된다.

이러한 일반적인 스테이터 코일의 권선에 관하여, 공개특허 10-2010-0131381호(분할형 스테이터 코어 권선 장치 및 분할형 스테이터 코어 권선 방법, 2010년 12월 15일 공개)에 상세히 기재되어 있다.

특히 도 4에서는 삼상의 코일을 스테이터 치에 권선한 상태를 나타낸다.

도 1은 종래 스테이터 코일을 권선하기 위한 권선장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면 종래 스테이터 코일 권선장치는, 스테이터(60)를 고정하여 소정 각도씩 회전하는 스테이터 회전고정부(10)와, 상기 스테이터 회전고정부(10)가 고정된 상태에서 상기 스테이터 회전고정부(10)와의 간격이 조절되어 상기 스테이터(60)의 스테이터 치(62)에 코일(40)이 감기는 위치를 설정하는 권선헤드부(20)와, 상기 스테이터 치(62)의 둘레 방향으로 회전하면서 상기 권선헤드부(20)의 포머(21)가 정하는 위치에 상기 코일(40)을 권선하는 권선아암부(30)와, 상기 권선아암부(30)를 회전시킴과 아울러 자체가 상기 스테이터 회전고정부(10)와의 간격을 조정하여 상기 권선헤드부(20)의 위치를 조절하는 구동축(50)을 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 종래 스테이터 코일 권선장치의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 스테이터 회전고정부(10)는 스테이터 코어(61)와 그 스테이터 코어(61)의 외측면에 원주방향을 따라 돌출된 다수의 스테이터 치(62)를 포함하는 스테이터(60)를 수평한 상태로 고정한다.

이때 스테이터(60)의 수평 고정 상태는 스테이터 고정부(11)에 의해 유지되고, 그 스테이터 고정부(11)의 하부에 연결되는 스테이터 회전부(12)에 의해 스테이터 고정부(11) 및 스테이터(60)가 회전한다.

상기 스테이터(60)의 회전은 하나의 스테이터 치(62)가 상기 권선헤드부(20)를 향하는 상태에서 권선이 되고, 인접한 다른 스테이터 치(62)가 권선헤드부(20)를 향하도록 소정 각도 회전하도록 할 수 있다.

이와 같은 상태에서 상기 구동축(50)은 소정 간격으로 상기 스테이터 회전고정부(10)측으로 이동하면서 회전하게 된다.

따라서 상기 구동축(50)의 스테이터 회전고정부(10)측 끝단에 결합된 권선헤드부(20)가 스테이터 치(62)를 따라 스테이터 코어(61)측으로 이동하게 됨과 아울러 상기 권선아암부(30)의 권선아암(31)이 권선회전바디(32)와 함께 회전하면서 상기 스테이터 치(62)에 코일(40)을 권선한다.

이때 상기 코일(40)은 권선가이드부(24)와 포머(21)의 경사면에 접한 상태로 상기 포머(21)의 위치가 변함에 따라 권선 위치가 결정된다.

상기 스테이터 치(62)의 외측 끝단은 권선된 코일(40)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지턱(63)이 형성되어 있으며, 포머(21)의 끝에도 중심방향을 향하여 돌출된 돌출부(22)가 형성되어 있다.

이처럼 권선이 완료되면 스테이터(60)의 회전을 위하여 권선헤드부(20)가 후퇴하게 된다. 또한 스테이터(60)가 회전이 완료된 상태의 위치에서 다른 스테이터 치(62)에 코일(40)을 권선하기 위하여 권선헤드부(20)가 스테이터 치(62)로 접근하는 방향으로 이동하게 된다.

이때 상기 이탈방지턱(63)과 돌출부(22)의 형상에 의하여 권선헤드부(20)의 이탈과 접근이 간섭되는 문제가 발생한다. 종래에는 이를 방지하기 위하여 상기 권선헤드부(20)가 스테이터 치(62)에 접근할 때 또는 이탈할 때에 상기 포머(21)를 벌려 모터(21)의 돌출부(22)와 스테이터 치(62)가 간섭되는 것을 방지하는 실린더를 포함한다.

즉, 종래에는 스테이터(60)의 회전을 위한 구동장치와 구동축(50)을 구동하기 위한 구동장치 외에 포머(21)를 구동하기 위한 구동장치가 반드시 필요하기 때문에 비용이 증가하며, 구동장치의 동작 지연시간에 의해 권선 작업시간이 지연되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 권선헤드부의 이동 과정에서 포머의 구동을 위한 별도의 구동장치를 사용하지 않고도 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있는 스테이터 코일 권선장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 스테이터 코일 권선장치는, 스테이터(600)를 고정하여 소정 각도씩 회전하는 스테이터 회전고정부(100)와, 상기 스테이터 회전고정부(100)가 고정된 상태에서 상기 스테이터 회전고정부(100)와의 간격이 조절되어 상기 스테이터(600)의 스테이터 치(620)의 코일(400) 권선 위치를 설정하며, 상기 스테이터 치(620)와의 접촉압력에 따라 포머(210)의 회동 정도가 조절되는 권선헤드부(200)와, 상기 스테이터 치(620)의 둘레 방향으로 회전하면서 상기 권선헤드부(200)의 포머(210)가 정하는 위치에 상기 코일(400)을 권선하는 권선아암부(300)와, 상기 권선아암부(300)를 회전시킴과 아울러 자체가 상기 스테이터 회전고정부(100)와의 간격을 조정하여 상기 권선헤드부(200)의 위치를 조절하는 구동축(500)을 포함한다.

상기 권선헤드부(200)는, 내측에 작동공간부(250)가 형성되며, 상기 구동축(500)의 이동에 따라 이동하는 헤드바디(230)와, 상기 작동공간부(250)에 삽입된 스프링(270)와, 상기 스프링(270)에 의해 탄성지지되어 상기 스테이터 치(620)에 끝단이 접촉되는 작동부(260)와, 상기 작동공간부(250) 주변의 상기 헤드바디(230)의 일부에 힌지 결합되어 상기 작동부(260)에 가해지는 상기 스테이터 치(620)와의 접촉 압력에 따라 회동하는 포머(210)를 포함할 수 있다.

상기 포머(210)는, 상기 작동공간부(250)에 가해지는 상기 스테이터 치(620)의 접촉 압력이 없을 때, 최대로 벌어지는 것일 수 있다.

상기 포머(210)는, 상기 스테이터 치(620)의 둘레에 접촉되는 돌출부(220)와, 상기 헤드바디(230)에 회동 가능하게 결합할 수 있는 힌지(212)와, 상기 헤드바디(230)와의 사이에 위치하여 복원력을 제공하는 복원스프링(211)과, 상기 작동공간부(250)의 중심방향을 향해 돌출되어 상기 작동부(260)의 단턱부(261)에 접하여 상기 스프링(260)의 압력을 전달받는 돌출단턱부(213)를 포함할 수 있다.

본 발명 스테이터 코일 권선장치는, 별도의 구동장치를 사용하지 않고도 스테이터 치와의 접촉 압력에 따라 포머를 회동시켜 간섭이 발생하지 않도록 함으로써, 장치의 구성을 단순화함과 아울러 비용을 절감할 수 있으며, 포머 회동에 요구되는 대기 시간을 줄여 권선 작업 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 스테이터 코일 권선장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테이터 코일 권선장치의 구성도이다.
도 3은 도 2의 일부 평면 구성도이다.
도 4 내지 도 6은 권선헤드부의 위치에 따른 포머의 회동 정도를 나타낸 단면 구성도이다.

이하, 본 발명 스테이터 코일 권선장치의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테이터 코일 권선장치의 구성도이고, 도 3은 도 2의 일부 평면 구성도이다.

도 2와 도 3을 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테이터 코일 권선장치는, 스테이터(600)를 고정하여 소정 각도씩 회전하는 스테이터 회전고정부(100)와, 상기 스테이터 회전고정부(100)가 고정된 상태에서 상기 스테이터 회전고정부(100)와의 간격이 조절되어 상기 스테이터(600)의 스테이터 치(620)에 코일(400)이 감기는 위치를 설정하며, 상기 스테이터 치(620)와의 접촉압력에 따라 포머(210)의 회동 정도가 결정되는 권선헤드부(200)와, 상기 스테이터 치(620)의 둘레 방향으로 회전하면서 상기 권선헤드부(200)의 포머(210)가 정하는 위치에 상기 코일(400)을 권선하는 권선아암부(300)와, 상기 권선아암부(300)를 회전시킴과 아울러 자체가 상기 스테이터 회전고정부(100)와의 간격을 조정하여 상기 권선헤드부(200)의 위치를 조절하는 구동축(500)을 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테이터 코일 권선장치의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 스테이터 회전고정부(100)는 스테이터 코어(610)와 그 스테이터 코어(610)의 외측면에 원주방향을 따라 돌출된 다수의 스테이터 치(620)를 포함하는 스테이터(600)를 수평한 상태로 고정한다.

이때 스테이터(600)의 수평 고정 상태는 스테이터 고정부(110)에 의해 유지되고, 그 스테이터 고정부(110)의 하부에 연결되는 스테이터 회전부(120)에 의해 스테이터 고정부(110) 및 스테이터(600)가 회전한다.

상기 스테이터(600)의 회전은 하나의 스테이터 치(620)가 상기 권선헤드부(200)를 향하는 상태에서 권선이 된 후, 인접한 다른 스테이터 치(620)가 권선헤드부(200)를 향하도록 소정 각도 회전하도록 할 수 있다.

이와 같은 상태에서 상기 구동축(500)은 소정 간격으로 상기 스테이터 회전고정부(100)측으로 이동하면서 회전하게 된다.

따라서 상기 구동축(500)의 스테이터 회전고정부(100)측 끝단에 결합된 권선헤드부(200)가 스테이터 치(620)를 따라 스테이터 코어(610)측으로 이동하게 됨과 아울러 상기 권선아암부(300)의 권선아암(310)이 권선회전바디(320)와 함께 회전하면서 상기 스테이터 치(620)에 코일(400)을 권선한다.

이때 상기 코일(400)은 권선가이드부(240)와 포머(210)의 경사면에 접한 상태로 상기 포머(210)의 위치가 변함에 따라 권선 위치가 결정된다.

상기 스테이터 치(620)의 외측 끝단은 권선된 코일(400)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지턱(630)이 형성되어 있으며, 포머(210)의 끝에도 중심방향을 향하여 돌출된 돌출부(220)가 형성되어 있다.

이처럼 권선이 완료되면 스테이터(600)의 회전을 위하여 권선헤드부(200)가 후퇴하게 된다. 또한 스테이터(600)가 회전이 완료된 상태의 위치에서 다른 스테이터 치(620)에 코일(400)을 권선하기 위하여 권선헤드부(200)가 스테이터 치(620)로 접근하는 방향으로 이동하게 된다.

이때 앞서 설명한 바와 같이 이탈방지턱(630)과 포머(210)의 돌출부(220)가 서로 간섭되며, 이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 권선헤드부(200)의 포머(210)를 상기 스테이터 치(620)와 권선헤드부(200) 간의 압력에 따라 회동시킬 수 있는 구조의 권선헤드부(200)를 사용한다.

상기 권선헤드부(200)는 헤드바디(230)와, 상기 헤드바디(230)의 내에 마련되는 작동공간부(250)와, 상기 작동공간부(250)에 삽입된 스프링(270)과, 상기 스프링(270)에 의해 탄성지지되어 상기 스테이터 치(620)에 끝단이 접촉되는 작동부(260)와, 상기 작동공간부(250) 주변의 상기 헤드바디(230)에 힌지 결합되어 상기 작동부(260)의 위치에 따라 회동되는 포머(210)를 포함하여 구성된다.

상기 포머(210)는 앞서 설명한 바와 같이 돌출부(220)와, 상기 헤드바디(230)와 회동 가능하게 결합하는 힌지(212)와, 상기 헤드바디(230)와의 사이에 위치하여 복원력을 제공하는 복원스프링(211)과, 상기 작동공간부(250)의 중심방향을 향해 돌출되어 상기 작동부(260)의 단턱부(261)에 접하여 상기 작동부(260)의 위치에 따라 발생하는 힘을 전달받는 돌출단턱부(213)를 포함하여 구성된다.

이하에서 상기와 같은 구조의 권선헤드부(200)의 작용을 좀 더 상세히 살펴본다.

도 4 내지 도 6은 각각 권선헤드부의 위치에 따른 포머의 회동 정도를 나타낸 단면 구성도이다.

먼저, 도 4에 도시한 바와 같이 구동축(500)의 작용에 의하여 상기 포머(210)의 끝단이 스테이터 코어(610)와 가까운 스테이터 치(620)의 안쪽에 위치하는 경우에는 상기 스테이터 치(620)와 접촉되는 작동부(260)에는 가장 강한 접촉압력이 작용하게 되어 스프링(270)이 압축되면서 상기 작동부(260)가 작동공간부(250)의 안쪽으로 들어가게 되며, 이때 단턱부(261)와 포머(210)의 돌출단턱부(213)는 접촉되지 않게 된다.

따라서 복원스프링(211)의 작용에 의해 포머(210)의 끝단에 마련된 돌출부(220)가 스테이터 치(620)에 접촉되는 방향으로, 포머(210)가 힌지(212)를 중심으로 회동한 상태가 된다.

이와 같은 상태에서 구동축(500)이 후퇴하여 상기 포머(210)의 돌출부(220)가 스테이터 치(620)의 외측 끝단에 위치하는 상태를 도 5에 도시하였다.

도 5를 참고하면 작동부(260)와 스테이터 치(620) 사이의 접촉압력이 도 4에 도시한 상태에 비하여 감소하여 스프링(270)의 복원력에 의하여 돌출된다.

이때 상기 작동부(260)의 측면에 마련된 단턱부(261)가 포머(210)의 돌출단턱부(213)에 접한 상태가 될 수 있으나, 그 돌출단턱부(213)를 밀어 포머(210)를 회동시킬 정도의 힘이 작용하지는 않는다.

그 다음, 도 6에 도시한 바와 같이 구동축(500)이 더 후퇴하여 상기 포머(210)의 돌출부(220)를 스테이터 치(620)의 이탈방지턱(630)에 간섭되지 않도록 분리하는 경우, 상기 스프링(270)의 복원력에 의하여 작동부(260)의 단턱부(261)이 포머(210)의 돌출단턱부(213)를 밀게 되며, 포머(210)는 힌지(212)를 중심으로 회동하게 된다.

이때 복원스프링(211)은 압축된 상태가 된다.

따라서 포머(210)의 돌출부(220)는 스테이터 치(620)로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되어 별도의 구동장치를 사용하지 않고도 포머(210)를 벌려 돌출부(220)와 이탈방지턱(630)의 간섭없이 권선헤드부(200)를 스테이터 치(620)로부터 분리할 수 있게 된다.

이처럼 분리된 상태에서 상기 스테이터 회전부(120)에 의하여 스테이터(600)가 회전한 후, 다시 권선헤드부(200)가 스테이터 치(620)로 접근할 때 상기 포머(210)는 벌려진 상태이기 때문에 이탈방지턱(630)에 돌출부(220)가 간섭되지 안은 상태로 삽입될 수 있다.

삽입된 상태에서는 도 5와 도 4에 도시한 바와 같이 스테이터 치(620)의 접촉압력에 의해 작동부(260)가 후퇴하면서 상기 포머(210)가 회동하여 돌출부(220)가 스테이터 치(620)의 외면에 접촉된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

100:스테이터 회전고정부 110:스테이터 고정부
120:스테이터 회전부 200:권선헤드부
210:포머 211:복원스프링
212:힌지 213:돌출단턱부
220:돌출부 230:헤드바디
240:권선가이드부 250:작동공간부
260:작동부 261:단턱부
270:스프링 300:권선아암부
310:권선아암 320:권선회전바디
400:코일 500:구동축
600:스테이터 610:스테이터 코어
620:스테이터 치 630:이탈방지턱

Claims

삭제
스테이터(600)를 고정하여 소정 각도씩 회전하는 스테이터 회전고정부(100);
상기 스테이터 회전고정부(100)가 고정된 상태에서 상기 스테이터 회전고정부(100)와의 간격이 조절되어 상기 스테이터(600)의 스테이터 치(620)의 코일(400) 권선 위치를 설정하며, 상기 스테이터 치(620)와의 접촉압력에 따라 포머(210)의 회동 정도가 조절되는 권선헤드부(200);
상기 스테이터 치(620)의 둘레 방향으로 회전하면서 상기 권선헤드부(200)의 포머(210)가 정하는 위치에 상기 코일(400)을 권선하는 권선아암부(300); 및
상기 권선아암부(300)를 회전시킴과 아울러 자체가 상기 스테이터 회전고정부(100)와의 간격을 조정하여 상기 권선헤드부(200)의 위치를 조절하는 구동축(500)을 포함하고,
상기 권선헤드부(200)는,
내측에 작동공간부(250)가 형성되며, 상기 구동축(500)의 이동에 따라 이동하는 헤드바디(230);
상기 작동공간부(250)에 삽입된 스프링(270);
상기 스프링(270)에 의해 탄성지지되어 상기 스테이터 치(620)에 끝단이 접촉되는 작동부(260); 및
상기 작동공간부(250) 주변의 상기 헤드바디(230)의 일부에 힌지 결합되어 상기 작동부(260)에 가해지는 상기 스테이터 치(620)와의 접촉 압력에 따라 회동하는 포머(210)를 포함하는 스테이터 코일 권선장치.
제2항에 있어서,
상기 포머(210)는,
상기 작동부(260)에 가해지는 상기 스테이터 치(620)의 접촉 압력이 없을 때, 최대로 벌어지는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선장치.
제2항에 있어서,
상기 포머(210)는,
상기 스테이터 치(620)의 둘레에 접촉되는 돌출부(220);
상기 헤드바디(230)에 회동 가능하게 결합할 수 있는 힌지(212);
상기 헤드바디(230)와의 사이에 위치하여 복원력을 제공하는 복원스프링(211);
상기 작동공간부(250)의 중심방향을 향해 돌출되어 상기 작동부(260)의 단턱부(261)에 접하여 상기 스프링(270)의 압력을 전달받는 돌출단턱부(213)를 포함하는 스테이터 코일 권선장치.