KR101998827B1 - 변압기 코일 포밍시스템 - Google Patents

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KR101998827B1 KR1020170132238A KR20170132238A KR101998827B1 KR 101998827 B1 KR101998827 B1 KR 101998827B1 KR 1020170132238 A KR1020170132238 A KR 1020170132238A KR 20170132238 A KR20170132238 A KR 20170132238A KR 101998827 B1 KR101998827 B1 KR 101998827B1
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Abstract

본 발명은 변압기에 필수적으로 장착되는 코일을 즉시 장착할 수 있는 형태로 당기고, 밀고, 회전시켜서 포밍하도록 한 변압기코일포밍시스템에 관한 것으로, 권취코일의 저면을 포밍하는 저면코일포밍부와, 권취코일을 당기거나 회전시키는 클램프와, 권취코일의 일부를 곡면으로 포밍하는 사이드해머로 구성된 변압기코일포밍시스템에 있어서; 상기 저면코일포밍부는 타원형상으로 코일이 감겨진 권취코일을 구비하고, 상기 권취코일을 적어도 두 지점에서 당기는 클램프와 상기 권취코일의 양단에서 고정시키는 클램프에 걸어주며, 상기 당기는 클램프의 양단중 한 지점과 상기 고정시키는 클램프의 두 지점중 한 지점의 상기 권취코일 아래를 위로 밀어서 상기 권취코일의 형상이 곡선에서 직선이 되도록 포밍하고, 상기 당기는 클램프의 양단중 한 지점과 상기 고정시키는 클램프의 두 지점중 한 지점의 아래를 직접 접촉하여 밀어올리는 포밍헤드(forming head; 11)를 구비하며, 상기 포밍헤드(11) 아래에는 상기 포밍헤드(11)를 아래에서 받쳐주도록 지지하는 받침판(12)을 구비하며, 상기 받침판(12) 아래에는 나사형 웜과 웜휠이 구비되어 각도를 조절하는 제 1 각도조절부(13)를 구비하며, 각도 조절 공구에 의한 회전각에 따라서 각도를 조절할 수 있도록 한 제 1 조절홈(14)을 구비하며, 상기 제 1 각도조절부(13) 아래에는 상기 제 1 각도조절부(13)와 90도 각도 차이를 가지도록 배치된 나사형 웜과 웜휠이 구비되어 각도를 조절하는 제 2 각도조절부(15)를 구비하며, 각도조절공구로 회전시키면 회전각에 따라서 각도를 조절할 수 있도록 한 제 2 조절홈(16)을 구비하고; 상기 사이드해머는 타원형상으로 코일이 감겨진 권취코일을 구비하고, 상기 권취코일을 적어도 두 지점에서 당기는 클램프와 함께 구동하여 상기 권취코일의 형상을 곡면으로 포밍하고, 권취코일이 클램프에 의해서 당겨질 때 권취코일의 당겨지는 지점에 인접한 부분이 원하는 각도와 원하는 곡면으로 구부러지도록 직접 접촉하여 밀어서 코일을 포밍하는 해머헤드부(103), 상기 해머헤드부(103)가 원하는 각도와 곡면으로 구부러지도록 밀어줄 때 동력을 전달하고 동력이 전달되지 않을 때에는 밀리지 않도록 지지하는 지지부(102), 상기 클램프(101)와 상기 해머헤드부(103)를 하부에서 고정시키는 받침(104), 상기 받침(104)을 하부에서 고정시키고 회동축(106)과 베어링으로 결합되어 상기 받침(104)의 각도를 조절하고 원하는 각도에서 틀어지지 않도록 나사로 잠글 수 있도록 구성된 각도조절부(105), 상기 회동축(106)를 하부에서 고정시키고 저면에는 레일(110)을 따라서 직선운동을 하는 롤러판(107), 후방의 직선운동력이 전방의 이음쇠(109)를 통해서 상기 지지부(102)로 전달하는 샤프트(108)를 구비하며; 상기 클램프는 권취코일(230)의 상부를 당기거나 회전시켜 포밍하는 제 1 클램프(200)와 권취코일(230)의 하부를 당기거나 회전시켜 포밍하는 제 2 클램프(250)으로 구성되고, 상기 제 1 클램프(200)는 권취코일(230)이 로딩되면 잠그거나 해제하는 로킹바(locking bar; 201)와, 공급된 유압에 의해서 상기 로킹바(201)를 상승 또는 하강시키는 몸체상부(202)와, 공급된 유압에 의해서 상기 권취코일(230)을 전진, 후진, 상승, 하강시키는 유압제어부(203)와, 공급된 유압에 의해서 상기 권취코일(230)을 전진, 후퇴, 회전시키는 몸체하부(204)와, 상기 유압제어부(203)와 상기 몸체하부(204)의 연결지점을 중심으로 회전하는 회전축(205)과, 상기 몸체하부(204) 및 상기 권취코일(230)을 하부에서 지지하는 작업받침대(206)와, 상기 유압제어부(203)로 유압을 공급하는 제 1 유압공급부(210)와, 상기 몸체하부(204)로 유압을 공급하는 제 2 유압공급부(220)로 이루어지고, 상기 제 2 클램프(250)는 공급된 유압에 의해서 권취코일(230)을 전진 또는 후진시키는 메인몸체(251)와, 상기 권취코일(230) 및 상기 메인몸체(251)를 하부에서 지지하는 작업받침대(252)와, 상기 작업받침대(252)와의 연결지점을 중심으로 회전시키는 회전축(253)과, 공급된 유압에 의해서 상기 회전축(253)을 중심으로 상기 작업받침대(252)를 회전시키는 회전제어부(254)와, 상기 회전제어부(254) 하부에 위치하여 공급된 유압에 의해서 전진 또는 후진시키는 유압제어부(255)와, 상기 유압제어부(255)의 전진 또는 후진을 위한 레일(256)과, 전진 또는 후진에 필요한 유압을 공급하는 유압공급부(257)를 구비하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

변압기 코일 포밍시스템{transformer coil forming system}
본 발명은 변압기코일포밍시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 변압기에 필수적으로 장착되는 코일을 즉시 장착할 수 있는 형태로 당기고, 밀고, 회전시켜서 포밍하도록 한 변압기코일포밍시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 변압기(electric transformer, 變壓器)란 전자기유도현상을 이용하여 교류의 전압이나 전류의 값을 변화시키는 장치를 의미한다.
Figure 112017100024975-pat00001
이러한 변압기는 철심의 양쪽에 각각 코일을 감은 후, 한쪽에는 전원을 연결하고 다른 한쪽에는 검류계를 연결한다. 전원을 연결한 코일에 전류가 흐르면 코일과 철심에 자기장이 형성된다. 전원에서 공급되는 전류가 시간에 따라 변한다면 자기장의 크기 또한 같이 변한다. 그리고 철심을 통해 자기장이 전달되어 반대편 코일을 통과하는 자기장의 세기도 시간에 따라 변한다. 반대편 코일에는 전자기유도로 유도기전력이 생기고 유도전류가 흘러 검류계의 바늘이 움직인다. 만약 교류전원이라면 반대편 코일에도 교류전류가 유도된다.
본 발명의 기술분야에서 종래기술을 살펴보도록 한다.
대한민국공개특허 10-2012-0053179호(발전기 로터용 코일 포밍 머신)에 따르면, "발전기 로터용 코일 포밍 머신은, 메인 샤프트(110)가 회전가능하게 설치되는 프레임 유닛(100), 메인 샤프트(110)에 설치되고 코일(C)이 배치되며 프레임 유닛(100)의 한쪽에서 회전유동 방지되도록 고정되는 코일 클램프 유닛(200) 및 프레임 유닛(100)의 한쪽에 포밍 휠(330)이 설치되고 메인 샤프트(110)의 한쪽에 포밍 휠(330)을 향하여 선형 운동하도록 포밍 블록(352)이 설치되며 포밍 휠(330)에 코일(C)의 일부가 배치되고 포밍 블록(352)이 코일(C)을 가압하여 코일(C)을 성형하도록 하는 코일 포밍 유닛(300)을 포함한다."라고 개시된 바가 있다.
대한민국공개특허 10-2012-0053179호(발전기 로터용 코일 포밍 머신)
그러나, 종래의 포밍장치는 코일 일부를 포밍하기 때문에 코일 조립 등의 후속해서 수행하여야 하는 추가작업이 남아 있어서 공정을 자동화하기 보다는 인력으로 수행하기 힘든 공정을 기계로 수행한다는 점을 위주로 구현된 문제점이 있었다.
또한, 종래의 포밍장치는 코일포밍공정을 자동화시킬 수 없기 때문에 생산성이 향상되는 정도가 미약하기 때문에 기술적 장점이 미미한 수준에 그쳤던 단점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 코일포밍이 수행된 후 즉시 변압기에 장착가능하도록 코일포밍기능을 수행하는 변압기코일포밍시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 코일 포밍 전과정을 자동화시키도록 한 변압기코일포밍시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 권취코일의 저면을 포밍하는 저면코일포밍부와, 권취코일을 당기거나 회전시키는 클램프와, 권취코일의 일부를 곡면으로 포밍하는 사이드해머로 구성된 변압기코일포밍시스템에 있어서; 상기 저면코일포밍부는 타원형상으로 코일이 감겨진 권취코일을 구비하고, 상기 권취코일을 적어도 두 지점에서 당기는 클램프와 상기 권취코일의 양단에서 고정시키는 클램프에 걸어주며, 상기 당기는 클램프의 양단중 한 지점과 상기 고정시키는 클램프의 두 지점중 한 지점의 상기 권취코일 아래를 위로 밀어서 상기 권취코일의 형상이 곡선에서 직선이 되도록 포밍하고, 상기 당기는 클램프의 양단중 한 지점과 상기 고정시키는 클램프의 두 지점중 한 지점의 아래를 직접 접촉하여 밀어올리는 포밍헤드(forming head; 11)를 구비하며, 상기 포밍헤드(11) 아래에는 상기 포밍헤드(11)를 아래에서 받쳐주도록 지지하는 받침판(12)을 구비하며, 상기 받침판(12) 아래에는 나사형 웜과 웜휠이 구비되어 각도를 조절하는 제 1 각도조절부(13)를 구비하며, 각도 조절 공구에 의한 회전각에 따라서 각도를 조절할 수 있도록 한 제 1 조절홈(14)을 구비하며, 상기 제 1 각도조절부(13) 아래에는 상기 제 1 각도조절부(13)와 90도 각도 차이를 가지도록 배치된 나사형 웜과 웜휠이 구비되어 각도를 조절하는 제 2 각도조절부(15)를 구비하며, 각도조절공구로 회전시키면 회전각에 따라서 각도를 조절할 수 있도록 한 제 2 조절홈(16)을 구비하고; 상기 사이드해머는 타원형상으로 코일이 감겨진 권취코일을 구비하고, 상기 권취코일을 적어도 두 지점에서 당기는 클램프와 함께 구동하여 상기 권취코일의 형상을 곡면으로 포밍하고, 권취코일이 클램프에 의해서 당겨질 때 권취코일의 당겨지는 지점에 인접한 부분이 원하는 각도와 원하는 곡면으로 구부러지도록 직접 접촉하여 밀어서 코일을 포밍하는 해머헤드부(103), 상기 해머헤드부(103)가 원하는 각도와 곡면으로 구부러지도록 밀어줄 때 동력을 전달하고 동력이 전달되지 않을 때에는 밀리지 않도록 지지하는 지지부(102), 상기 클램프(101)와 상기 해머헤드부(103)를 하부에서 고정시키는 받침(104), 상기 받침(104)을 하부에서 고정시키고 회동축(106)과 베어링으로 결합되어 상기 받침(104)의 각도를 조절하고 원하는 각도에서 틀어지지 않도록 나사로 잠글 수 있도록 구성된 각도조절부(105), 상기 회동축(106)를 하부에서 고정시키고 저면에는 레일(110)을 따라서 직선운동을 하는 롤러판(107), 후방의 직선운동력이 전방의 이음쇠(109)를 통해서 상기 지지부(102)로 전달하는 샤프트(108)를 구비하며; 상기 클램프는 권취코일(230)의 상부를 당기거나 회전시켜 포밍하는 제 1 클램프(200)와 권취코일(230)의 하부를 당기거나 회전시켜 포밍하는 제 2 클램프(250)으로 구성되고, 상기 제 1 클램프(200)는 권취코일(230)이 로딩되면 잠그거나 해제하는 로킹바(locking bar; 201)와, 공급된 유압에 의해서 상기 로킹바(201)를 상승 또는 하강시키는 몸체상부(202)와, 공급된 유압에 의해서 상기 권취코일(230)을 전진, 후진, 상승, 하강시키는 유압제어부(203)와, 공급된 유압에 의해서 상기 권취코일(230)을 전진, 후퇴, 회전시키는 몸체하부(204)와, 상기 유압제어부(203)와 상기 몸체하부(204)의 연결지점을 중심으로 회전하는 회전축(205)과, 상기 몸체하부(204) 및 상기 권취코일(230)을 하부에서 지지하는 작업받침대(206)와, 상기 유압제어부(203)로 유압을 공급하는 제 1 유압공급부(210)와, 상기 몸체하부(204)로 유압을 공급하는 제 2 유압공급부(220)로 이루어지고, 상기 제 2 클램프(250)는 공급된 유압에 의해서 권취코일(230)을 전진 또는 후진시키는 메인몸체(251)와, 상기 권취코일(230) 및 상기 메인몸체(251)를 하부에서 지지하는 작업받침대(252)와, 상기 작업받침대(252)와의 연결지점을 중심으로 회전시키는 회전축(253)과, 공급된 유압에 의해서 상기 회전축(253)을 중심으로 상기 작업받침대(252)를 회전시키는 회전제어부(254)와, 상기 회전제어부(254) 하부에 위치하여 공급된 유압에 의해서 전진 또는 후진시키는 유압제어부(255)와, 상기 유압제어부(255)의 전진 또는 후진을 위한 레일(256)과, 전진 또는 후진에 필요한 유압을 공급하는 유압공급부(257)를 구비하는 것을 포함하는 것이다.
실시예에 있어서, 상기 권취코일의 저면을 포밍하는 저면코일포밍부와, 권취코일을 당기거나 회전시키는 클램프와, 권취코일의 일부를 곡면으로 포밍하는 사이드해머로 공급되는 유압량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이다.
실시예에 있어서, 상기 저면코일포밍부, 상기 클램프, 상기 사이드해머가 구동되는 현재 구동위치를 감지하고, 상기 저면코일포밍부, 상기 클램프, 상기 사이드해머의 현재상태를 검출하여 상기 제어부로 전달하는 복수개의 센서를 더 포함하는 것이다.
본 발명의 바람직한 효과에 따르면, 1)코일포밍이 수행된 후 즉시 변압기에 장착가능하도록 코일포밍기능을 수행하기 때문에 코일포밍의 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있고, 2)제어부와 센서를 부가함으로써 코일 포밍 전과정을 자동화시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 코일포밍시스템의 코일포밍 전과정을 나타낸 도면.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 코일포밍시스템의 저면코일포밍부를 나타낸 도면.
도 8 내지 도 13은 본 발명에 따른 코일포밍시스템의 클램프를 나타낸 도면.
도 14 내지 도 18은 본 발명에 따른 코일포밍시스템의 사이드해머를 나타낸 도면.
도 19는 본 발명에 따른 코일포밍시스템에 제어부와 센서를 부가한 구성을 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에서 포밍하고자 하는 코일은 여러 가닥의 코일이 감겨진 권취코일이고, 본 발명은 이와같이 감겨진 코일뭉치를 코어에 즉시 장착시킬 수 있는 형태로 포밍하는 코일포밍장치에 관한 것이다.
전체적인 코일포밍과정은 도 1과 같이 수행된다.
전체적인 코일포밍과정을 나타낸 도 1에는 원형상인 타원형상(1), 제 2 형상(2), 제 3 형상(3), 제 4 형상(4), 제 5 형상(5)이 도시되어 있고, 전체적인 코일포밍과정은 최초형상인 타원형상(1)에서 최종형상인 제 5 형상(5)이 된다.
도 1을 참조하면, (a)첫번째 포밍과정에서는 원형상인 타원형상의 권취코일이 로딩되는데, 이때 권취코일을 기준으로 볼 때, 클램프가 당겨지는 지점 A,B,C,D와 고정되는 지점 E, F에 걸리도록 로딩된다.
(b)두번째 포밍과정에서는 클램프가 당겨지는 지점 A,B는 A,B 방향으로 수평을 이루면서 당겨지고, 클램프가 당겨지는 지점 C,D는 C,D 방향으로 수평을 이루면서 당겨진다. 이때, A, B는 C,D에 비해서 상부에 위치하게 된다.
c)세번째 포밍과정에서는 클램프가 당겨지는 지점 A,B가 C,D와 같은 높이에 위치하도록 클램프가 A,B를 위에서 아래로 누르게 된다.
d)네번째 포밍과정에서는 클램프가 권취코일의 A,B 사이가 반시계방향으로 소정 각도만큼 회전시킴과 동시에 클램프가 권취코일의 C,D 사이도 시계방향으로 소정 각도만큼 회전시킨다.
e)다섯번째 포밍과정에서는 권취코일의 E,C 사이와, A,E 사이와, B, F 사이와 D, F 사이를 아래에서 위로 밀어올려서 해당 코어에 장착하기에 용이한 형태로 포밍한다.
본 발명에 따른 변압기코일포밍시스템은 권취코일의 저면을 포밍하는 저면코일포밍부와, 권취코일을 당기거나 회전시키는 클램프와, 권취코일의 일부를 곡면으로 포밍하는 사이드해머로 구성된다.
1. 저면코일포밍부
도 2에는 저면코일포밍부(10)가 개시(disclose)된다.
권취코일의 E,C 사이와, A,E 사이와, B, F 사이와 D, F 사이를 아래에서 위로 직접 접촉하여 밀어올리는 포밍헤드(forming head; 11)가 구비된다.
상기 포밍헤드(11) 아래에는 상기 포밍헤드(11)를 아래에서 받쳐주도록 지지하는 받침판(12)이 구비되고, 상기 받침판(12) 아래에는 나사형 웜(W)과 웜휠(H)이 구비되어 각도를 조절하는 제 1 각도조절부(13)가 구비되며, 각도 조절 공구에 의한 회전각에 따라서 각도를 조절할 수 있도록 한 제 1 조절홈(14)이 구비된다.
상기 제 1 각도조절부(13) 아래에는 상기 제 1 각도조절부(13)와 90도 각도 차이를 가지도록 배치된 나사형 웜과 웜휠이 구비되어 각도를 조절하는 제 2 각도조절부(15)가 구비되며, 각도조절공구로 회전시키면 회전각에 따라서 각도를 조절할 수 있도록 한 제 2 조절홈(16)이 구비된다.
여기서, 직선방향으로 이동가능하도록 상기 제 2 각도조절부(15) 저면은 그 아래에 구비된 레일(171)과 맞물리는 형상으로 형성되고, 상기 제 2 각도조절부(15)를 관통하도록 배치된 숫 스크류(151)가 구비되고 상기 제 2 각도조절부(15) 내부에는 상기 숫 스크류(151)와 대응된 암스크류(도 6의 153)가 구비되며, 상기 숫스크류(151)의 일단에 인접한 제 3 조절홈(152)이 구비된다.
따라서, 상기 제 3 조절홈(152)을 각도조절공구로 회전시키면 회전각에 따라서 상기 숫스크류(151) 방향으로 이동시킬 수 있고, 각도조절공구로 회전시키지 않으면 상기 숫스크류(151)와 이와 대응된 암스크류(153)이 서로 맞물려 있어서 이동되지 않게 되어 고정된다.
도 3과 도 4에는 나사형 웜과 웜휠에 의한 각도조절구조가 보다 자세히 개시된다.
도 3과 도 4를 참조하면, 나사형 웜(W)과 웜휠(H)에 의하여 제 1 및 제 2 각도조절부(13)(15)의 각도조절구조가 개시되고, 상기 제 1 및 제 2 각도조절부(13)(15)가 90도의 각도차이가 나도록 배치됨으로써 3차원조절구조(x,y,z)가 개시된다.
도 5는 도 2의 분해된 상태를 나타낸 분해사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 코일포밍장치의 일부단면을 포함하는 측면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 코일포밍장치의 일부단면을 포함하는 측면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 코일포밍장치를 지지하는 작업대(191)를 상하로 승강시키는 승강장치(19)를 구비할 수 있다.
상기 승강장치(19)는 상기 작업대(191)의 측면에 고정되어 내부에 종동기어에 의해서 상기 작업대(191)를 상하로 승강시키는 지지함(192)과, 상기 지지함(192) 내부의 종동기어에 대응되고 수직으로 설치된 원동기어(193)와, 상기 원동기어(193)의 일단에 고정되어 상기 원동기어(193)를 전동력으로 회전시키는 승강모터(194)와, 상기 승강장치(19)를 외부로부터 보호하는 승강케이스(195)를 포함한다.
또한, 상기 승강모터(194)를 회전시키는 제어신호를 출력하는 제어부(18)를 구비할 수 있고, 이를 통해서 코일포밍공정을 자동화시킬 수 있는데, 상기 제어부(18)는 상기 권취코일의 포밍을 수행하는 다른 포밍장치와 연동하여 상기 승강모터(194)로 제어신호를 전달하게 된다.
2. 클램프
도 8은 본 발명에 따른 클램프에 권취코일이 로딩된 모습을 측면에서 바라본 측단면도로서, 본 발명에 따른 클램프는 권취코일(230)의 상부를 포밍하는 제 1 클램프(200)와 권취코일(230)의 하부를 포밍하는 제 2 클램프(250)으로 구성된다.
1)제 1 클램프
제 1 클램프(200)는 권취코일(230)이 로딩되면 잠그거나 해제하는 로킹바(locking bar; 201)와, 공급된 유압에 의해서 상기 로킹바(201)를 상승 또는 하강시키는 몸체상부(202)와, 공급된 유압에 의해서 상기 권취코일(230)을 전진, 후진, 상승, 하강시키는 유압제어부(203)와, 공급된 유압에 의해서 상기 권취코일(230)을 전진, 후퇴, 회전시키는 몸체하부(204)와, 상기 유압제어부(203)와 상기 몸체하부(204)의 연결지점을 중심으로 회전하는 회전축(205)과, 상기 몸체하부(204) 및 상기 권취코일(230)을 하부에서 지지하는 작업받침대(206)가 구비된다.
또한, 상기 유압제어부(203)로 유압을 공급하는 제 1 유압공급부(210)와, 상기 몸체하부(204)로 유압을 공급하는 제 2 유압공급부(220)가 구비된다.
여기서, 상기 몸체하부(204) 전방에는 상기 권취코일(230)을 기역자(ㄱ) 형태로 감싸서 포밍중 권취코일(230)의 흔들림을 방지하기 위한 코일파지(把持)부(207)가 구비된다.
2)제 2 클램프
제 2 클램프(250)는 공급된 유압에 의해서 권취코일(230)을 전진 또는 후진시키는 메인몸체(251)와, 상기 권취코일(230) 및 상기 메인몸체(251)를 하부에서 지지하는 작업받침대(252)와, 상기 작업받침대(252)와의 연결지점을 중심으로 회전시키는 회전축(253)과, 공급된 유압에 의해서 상기 회전축(253)을 중심으로 상기 작업받침대(252)를 회전시키는 회전제어부(254)와, 상기 회전제어부(254) 하부에 위치하여 공급된 유압에 의해서 전진 또는 후진시키는 유압제어부(255)와, 상기 유압제어부(255)의 전진 또는 후진을 위한 레일(256)과, 전진 또는 후진에 필요한 유압을 공급하는 유압공급부(257)가 구비된다.
여기서, 상기 메인몸체(251)의 전방에도 상기 권취코일(230)을 기역자(ㄱ) 형태로 감싸서 포밍중 권취코일(230)의 흔들림을 방지하기 위한 코일파지(把持)부(258)가 구비된다.
상술한 구성을 토대로 본 발명의 클램프가 구동되는 과정을 첨부도면을 참조하여 살펴본다.
도 9는 본 발명에 따른 클램프에 적층코일이 로딩되고 잠겨진 모습을 측면에서 바라본 측단면도로서, 권취코일(230)이 로딩되면 로킹바(201)가 하강하면서 포밍작업중에 권취코일(230)이 움직이지 못하도록 제 1 및 제 2 클램프(200)(250)가 타이트하게 움켜진 상태가 된다.
이러한 도 9의 상태는 코일의 포밍공정 이전에 실시되는 준비단계에 해당된다.
도 10은 본 발명에 따른 클램프가 적층코일의 상단을 수평으로 당긴 모습을 나타낸 측단면도로서, 제 1 클램프(200)가 후진하면서 권취코일(230)의 상부만을 당기게 되고, 당겨진 권취코일(230)은 도 10과 같이 타원형태를 벗어나게 된다.
도 11은 본 발명에 따른 클램프가 적층코일의 상단을 수직으로 하강한 모습을 나타낸 측단면도로서, 제 1 클램프(200)가 하강하면서 제 2 클램프(250)와 높이가 동일한 수평 위치로 이동하게 된다.
도 12는 본 발명에 따른 클램프와 함께 구동되는 사이드해머를 위에서 바라본 모습을 나타낸 평면도로서, 사이드해머는 클램프가 권취코일을 당길 때 당기는 지점에 인접한 부분이 원하는 곡면 형상이 되도록 밀어주는 장치로서 클램프는 사이드해머와 함께 구동되는 것이 바람직하다.
또한, 도 11의 공정을 거친 권취코일은 도 12와 같은 평면 모습을 이루게 되고 권취코일은 도 12에 도시된 바와 같이 4개의 클램프에 의해서 동시에 포밍되는 것이 바람직하다.
도 13은 본 발명에 따른 클램프가 적층코일을 회동시키는 모습을 나타낸 측단면도로서, 제 1 및 제 2 클램프(200)(250)는 제 1 및 제 2 클램프(200)(250) 사이를 기준으로 회동하여 권취코일이 단면상 세로로 서있는 형태에서 단면상 가로로 누운 형태로 포밍시킨다.
3. 사이드해머
도 14는 본 발명에 따른 사이드해머의 조립된 모습을 나타낸 사시도이고. 도 15는 본 발명에 따른 사이드해머의 분해된 모습을 나타낸 분해사시도로서, 코일포밍장치(100)중 일부인 사이드해머는 클램프(101)와 함께 구동되는 구조로 구성된다.
개략적으로 살펴보면, 사이드해머(side hammer)는 해머헤드부(103), 지지부(102), 받침(104), 각도조절부(105), 회동축(106), 롤러판(107), 레일(110), 샤프트(108), 이음쇠(109)로 구성된다.
해머헤드부(103)는 권취코일이 클램프에 의해서 당겨질 때 권취코일의 당겨지는 지점에 인접한 부분이 원하는 각도와 원하는 곡면으로 구부러지도록 직접 접촉하여 밀어서 코일을 포밍하는 구성요소이다.
지지부(102)는 상기 해머헤드부(103)가 원하는 각도와 곡면으로 구부러지도록 밀어줄 때 동력을 전달하고 동력이 전달되지 않을 때에는 밀리지 않도록 지지하는 구성요소이다.
받침(104)은 상기 클램프(101)와 상기 해머헤드부(103)를 하부에서 고정시키는 구성요소이다.
각도조절부(105)는 상기 받침(104)을 하부에서 고정시키고 회동축(106)과 베어링으로 결합되어 상기 받침(104)의 각도를 조절하고 원하는 각도에서 틀어지지 않도록 나사로 잠글 수 있도록 구성된 구성요소이다.
롤러판(107)은 상기 회동축(106)를 하부에서 고정시키고 저면에는 레일(110)을 따라서 직선운동을 하는 구성요소이다.
샤프트(108)는 후방의 직선운동력이 전방의 이음쇠(109)를 통해서 상기 지지부(102)로 전달하는 구성요소이다.
도 16은 본 발명에 따른 사이드해머의 해머헤드부가 분해된 모습을 나타낸 일부 분해사시도로서, 해머헤드부(103)는 개략적으로 헤드(1031), 외부힌지부(1032), 웜기어(1033), 웜휠축(1034), 고정핀(1035), 웜휠(1036), 내부힌지(1037), 힌지플레이트(1038)로 구성된다.
헤드(1031)는 권취코일을 직접 접촉하여 밀어주기 위해서 전방 부분이 원하는 곡면 형태로 구성된 구성요소이다.
외부힌지부(1032)는 일단에는 상기 헤드(1031)의 오목한 후방부분에 대응된 볼록한 돌출면이 형성되며 상기 헤드(1031)의 후방부분과 고정되어 있고 웜기어(1033)를 내부에 수용하고 타단에서 웜휠(1036)의 회전축을 회전가능하도록 고정시키는 구성요소이다.
웜기어(1033)는 상기 웜휠(1036)과 맞물려서 대응되도록 성형된 구성요소이다.
웜휠축(1034)은 상기 웜휠(1036)의 중심에 고정되어 외부힌지(1032) 및 내부힌지(1037)를 따라서 회전하는 구성요소이다.
고정핀(1035)은 외부힌지(1032) 및 내부힌지(1037)와 웜휠(1036)의 내경에 각각 형성된 오목한 고정홈에 끼워져 외부힌지(1032), 내부힌지(1037), 웜휠(1036)이 서로 헛돌지 않도록 고정시키는 구성요소이다.
웜휠(1036)은 상기 웜기어(1033)과 맞물려서 대응되도록 성형된 구성요소이다.
내부힌지(1037)는 외부힌지(1032)와 축방향이 일치하도록 내부에 위치하여 웜휠(1036)의 회전축을 회전가능하도록 고정시키는 구성요소이다.
힌지플레이트(1038)는 상기 외부힌지(1032)와 대응되는 위치에 상기 내부힌지(1037)를 고정시키는 구성요소이다.
상술한 구성을 토대로 본 발명의 사이드해머가 동작하는 흐름을 살펴보도록 한다.
도 17은 본 발명에 따른 사이드해머의 해머헤드부가 좌우 회동하는 모습을 나타낸 사용상태 평면도로서, 코일포밍공정에 들어가기에 앞서서 해머헤드부(103)는 작업자의 조정에 따라서 좌우로 회동될 수 있다. 즉, 작업자가 헤드(1031)를 원하는 각도로 회동시키면 헤드(1031)와 고정된 외부힌지부(1032)의 내부에 수용된 웜기어(1033)와 웜휠(1036)이 맞물리면서 회동된다.
이어, 작업자가 해머헤드부(103)의 원하는 각도를 찾으면, 작업자는 웜휠축(1034), 외부힌지부(1032), 웜휠(1036), 내부힌지(1037)의 중심 내경에 형성된 오목한 고정홈에 고정핀(1035)을 끼워서 고정시킨다.
이어서, 해머헤드부(103)를 원하는 위치까지 전진시키면 작업자는 코일을 원하는 곡면 형태로 포밍할 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 사이드해머의 해머헤드부가 전후진하는 모습을 나타낸 사용상태 평면도로서, 작업자는 해머헤드부(103)를 원하는 전방위치까지 전진시킬 수 있다.
샤프트(108)는 직선운동 에너지가 공급되면 이 직선운동에너지를 이음쇠(109)를 통해서 상기 지지부(102)로 전달하고, 상기 지지부(102)에 의해서 상기 해머헤드부(103)로 직선운동에너지가 전달된다. 이때, 상기 지지부(102) 하부에 고정된, 받침(104), 각도조절부(105), 회동축(106)을 적재하고 있는 롤러판(107)에 의해서 레일(110)을 타고서 전진하게 된다.
한편, 상술한 바와 같은 변압기코일포밍시스템은 수동으로 구동될 수도 있지만, 상기 저면코일포밍부, 상기 사이드해머, 상기 클램프로 제어신호를 발생시키고, 제어신호에 따라서 유압을 공급하도록 설계되면 더욱더 바람직하다.
예컨대, 도 19에 나타낸 바와 같이, 상기 권취코일의 저면을 포밍하는 저면코일포밍부와, 권취코일을 당기거나 회전시키는 클램프와, 권취코일의 일부를 곡면으로 포밍하는 사이드해머로 공급되는 유압량을 제어하는 제어부(1001)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 저면코일포밍부, 상기 클램프, 상기 사이드해머가 구동되는 현재 구동위치를 감지하고, 상기 저면코일포밍부, 상기 클램프, 상기 사이드해머의 현재상태를 검출하여 상기 제어부로 전달하는 복수개의 센서(S1)(S2)(S3)를 더 포함할 수 있다.
1 ; 타원형상(제 1 형상) 2 ; 제 2 형상
3 ; 제 3 형상 4 ; 제 4 형상
5 ; 제 5 형상 10 ; 저면코일포밍부
11 ; 포밍헤드 12 ; 받침판
13 ; 제 1 각도조절부 14 ; 제 1 조절홈
15 ; 제 2 각도조절부 16 ; 제 2 조절홈
17 ; 받침레일 18 ; 제어부
19 ; 승강장치 151; 숫스크류
152; 제 3 조절홈 153; 암스크류
191; 작업대 192; 지지함
193; 수직기어 194; 승강모터
195; 승강케이스 W ; 나사형 웜, H ; 웜 휠
200 ; 제 1 클램프 201 ; 로킹바
202 ; 몸체상부 203 ; 유압제어부
204 ; 몸체하부 205 ; 회전축
206 ; 작업받침대 207 ; 코일파지부
210 ; 제 1 유압공급부 220 ; 제 2 유압공급부
230 ; 권취코일 250 ; 제 2 클램프
251 ; 메인몸체 252 ; 작업받침대
253 ; 회전축 254 ; 회전제어부
255 ; 유압제어부 256 ; 레일
257 ; 유압공급부 258 ; 코일파지부
100 ; 코일포밍장치 101 ; 클램프
102 ; 지지부 103 ; 해머헤드부
104 ; 받침 105 ; 각도조절부
106 ; 회동축 107 ; 롤러판
108 ; 샤프트 109 ; 이음쇠
110 ; 레일 1031; 헤드
1032; 외부힌지 1033; 웜기어
1034; 웜휠축 1035; 고정핀
1036; 웜휠 1037; 내부힌지
1038; 힌지플레이트

Claims (3)

  1. 권취코일의 저면을 포밍하는 저면코일포밍부와, 권취코일을 당기거나 회전시키는 클램프와, 권취코일의 일부를 곡면으로 포밍하는 사이드해머로 구성된 변압기코일포밍시스템에 있어서,
    상기 저면코일포밍부는 타원형상으로 코일이 감겨진 권취코일을 구비하고, 상기 권취코일을 적어도 두 지점에서 당기는 클램프와 상기 권취코일의 양단에서 고정시키는 클램프에 걸어주며, 상기 당기는 클램프의 양단중 한 지점과 상기 고정시키는 클램프의 두 지점중 한 지점의 상기 권취코일 아래를 위로 밀어서 상기 권취코일의 형상이 곡선에서 직선이 되도록 포밍하고, 상기 당기는 클램프의 양단중 한 지점과 상기 고정시키는 클램프의 두 지점중 한 지점의 아래를 직접 접촉하여 밀어올리는 포밍헤드(forming head; 11)를 구비하며, 상기 포밍헤드(11) 아래에는 상기 포밍헤드(11)를 아래에서 받쳐주도록 지지하는 받침판(12)을 구비하며, 상기 받침판(12) 아래에는 나사형 웜과 웜휠이 구비되어 각도를 조절하는 제 1 각도조절부(13)를 구비하며, 각도 조절 공구에 의한 회전각에 따라서 각도를 조절할 수 있도록 한 제 1 조절홈(14)을 구비하며, 상기 제 1 각도조절부(13) 아래에는 상기 제 1 각도조절부(13)와 90도 각도 차이를 가지도록 배치된 나사형 웜과 웜휠이 구비되어 각도를 조절하는 제 2 각도조절부(15)를 구비하며, 각도조절공구로 회전시키면 회전각에 따라서 각도를 조절할 수 있도록 한 제 2 조절홈(16)을 구비하고;
    상기 사이드해머는 타원형상으로 코일이 감겨진 권취코일을 구비하고, 상기 권취코일을 적어도 두 지점에서 당기는 클램프와 함께 구동하여 상기 권취코일의 형상을 곡면으로 포밍하고, 권취코일이 클램프에 의해서 당겨질 때 권취코일의 당겨지는 지점에 인접한 부분이 원하는 각도와 원하는 곡면으로 구부러지도록 직접 접촉하여 밀어서 코일을 포밍하는 해머헤드부(103), 상기 해머헤드부(103)가 원하는 각도와 곡면으로 구부러지도록 밀어줄 때 동력을 전달하고 동력이 전달되지 않을 때에는 밀리지 않도록 지지하는 지지부(102), 상기 고정시키는 클램프 와 상기 해머헤드부(103)를 하부에서 고정시키는 받침(104), 상기 받침(104)을 하부에서 고정시키고 회동축(106)과 베어링으로 결합되어 상기 받침(104)의 각도를 조절하고 원하는 각도에서 틀어지지 않도록 나사로 잠글 수 있도록 구성된 각도조절부(105), 상기 회동축(106)를 하부에서 고정시키고 저면에는 레일(110)을 따라서 직선운동을 하는 롤러판(107), 후방의 직선운동력이 전방의 이음쇠(109)를 통해서 상기 지지부(102)로 전달하는 샤프트(108)를 구비하며;
    상기 당기는 클램프는 권취코일(230)의 상부를 당기거나 회전시켜 포밍하는 제 1 클램프(200)와 권취코일(230)의 하부를 당기거나 회전시켜 포밍하는 제 2 클램프(250)으로 구성되고, 상기 제 1 클램프(200)는 권취코일(230)이 로딩되면 잠그거나 해제하는 로킹바(locking bar; 201)와, 공급된 유압에 의해서 상기 로킹바(201)를 상승 또는 하강시키는 몸체상부(202)와, 공급된 유압에 의해서 상기 권취코일(230)을 전진, 후진, 상승, 하강시키는 유압제어부(203)와, 공급된 유압에 의해서 상기 권취코일(230)을 전진, 후퇴, 회전시키는 몸체하부(204)와, 상기 유압제어부(203)와 상기 몸체하부(204)의 연결지점을 중심으로 회전하는 회전축(205)과, 상기 몸체하부(204) 및 상기 권취코일(230)을 하부에서 지지하는 작업받침대(206)와, 상기 유압제어부(203)로 유압을 공급하는 제 1 유압공급부(210)와, 상기 몸체하부(204)로 유압을 공급하는 제 2 유압공급부(220)로 이루어지고, 상기 제 2 클램프(250)는 공급된 유압에 의해서 권취코일(230)을 전진 또는 후진시키는 메인몸체(251)와, 상기 권취코일(230) 및 상기 메인몸체(251)를 하부에서 지지하는 작업받침대(252)와, 상기 작업받침대(252)와의 연결지점을 중심으로 회전시키는 회전축(253)과, 공급된 유압에 의해서 상기 회전축(253)을 중심으로 상기 작업받침대(252)를 회전시키는 회전제어부(254)와, 상기 회전제어부(254) 하부에 위치하여 공급된 유압에 의해서 전진 또는 후진시키는 유압제어부(255)와, 상기 유압제어부(255)의 전진 또는 후진을 위한 레일(256)과, 전진 또는 후진에 필요한 유압을 공급하는 유압공급부(257)를 구비하는 것을 포함하는 변압기코일포밍시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 권취코일의 저면을 포밍하는 저면코일포밍부와, 권취코일을 당기거나 회전시키는 클램프와, 권취코일의 일부를 곡면으로 포밍하는 사이드해머로 공급되는 유압량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 변압기코일포밍시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2중 어느 한항에 있어서,
    상기 저면코일포밍부, 상기 당기는 클램프 및 상기 고정시키는 클램프 , 상기 사이드해머가 구동되는 현재 구동위치를 감지하고, 상기 저면코일포밍부, 상기 당기는 클램프 및 상기 고정시키는 클램프, 상기 사이드해머의 현재상태를 검출하여 유압량을 제어하는 제어부 로 전달하는 복수개의 센서를 더 포함하는 변압기코일포밍시스템.



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