KR102256187B1 - Apparatus for winding coil on stator - Google Patents
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Abstract
BLDC 모터에 채용되는 스테이터를 구성하는 스테이터 코어에 코일을 손쉽게 권선할 수 있도록 하는 스테이터 코일 권선 장치를 제시한다. 제시된 장치는 직선 형태의 스테이터를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송시키는 스테이터 이송부, 이송된 스테이터에 대한 코일 권선을 가이드해주는 와인딩 가이드부, 스테이터에 코일을 권선하는 와인딩부, 스테이터에 권선되는 코일의 장력을 조절하는 장력 조절부, 및 기설정된 권선 시퀀스에 근거하여 스테이터에 코일 권선이 이루어지도록 스테이터 이송부와 와인딩 가이드부 및 와인딩부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.We present a stator coil winding device that makes it easy to wind a coil on a stator core constituting a stator used in a BLDC motor. The presented device includes a stator conveying unit that transports a straight stator in the X-axis and Y-axis directions, a winding guide unit that guides the coil winding of the transferred stator, a winding unit that winds the coil on the stator, and the coil wound on the stator. A tension control unit for adjusting tension, and a control unit for controlling the operation of the stator transfer unit, the winding guide unit, and the winding unit so that coil windings are formed on the stator based on a preset winding sequence.
Description
본 발명은 스테이터 코일 권선 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 BLDC 모터의 스테이터에 코일을 권선하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for winding a stator coil, and more particularly, to an apparatus for winding a coil on a stator of a BLDC motor.
통상적인 DC모터는 정류자(commutator)와 브러쉬의 기계적인 접촉에 의한 진동 및 소음의 발생, 브러쉬의 마모로 인한 분진 발생, 브러쉬의 한정된 수명 등의 문제에도 불구하고 경제성, 속도제어의 용이성, 단순한 구조에 의한 설계의 용이성 등의 장점에 의해 널리 이용되어 왔다. Conventional DC motors are economical, easy to control speed, and simple structure despite problems such as vibration and noise generation due to mechanical contact between commutator and brush, dust generation due to abrasion of brushes, and limited service life of brushes. It has been widely used due to its advantages such as ease of design.
근래에 BLDC(Brushless DC) 모터에 관련된 기술이 발전됨에 따라 제어장치의 제작 및 코어의 제작에 따르는 문제점들이 감소하게 되어 BLDC 모터의 원활한 속도제어가 가능해지고 넓은 가변속 범위에 걸쳐 우수한 효율을 갖는 BLDC 모터의 생산이 가능해졌다.In recent years, as the technology related to BLDC (Brushless DC) motors has been developed, problems associated with manufacturing control devices and cores have been reduced, enabling smooth speed control of BLDC motors and having excellent efficiency over a wide variable speed range. Became possible.
그에 따라, BLDC 모터가 냉장고나 에어컨과 같은 공조기기의 압축기용 모터, 드럼 세탁기의 구동모터, 휴대폰 등 여러 분야에서 DC모터를 대체하게 되었다. Accordingly, BLDC motors have replaced DC motors in various fields such as compressor motors for air conditioners such as refrigerators and air conditioners, drive motors for drum washing machines, and mobile phones.
특히, 휴대폰과 같은 무선 정보기기에는 구조가 단순하면서도 장수명, 저소음, 높은 신뢰도를 갖는 모터가 요구되므로, 현재 모터의 내주측에 로터를 배치하는(inner rotor) 형식의 BLDC 모터가 휴대폰의 자동 폴더 구동, 카메라 구동 등의 자동기능에 폭 넓게 사용되고 있다.In particular, wireless information devices such as mobile phones require a motor with a simple structure, long life, low noise, and high reliability, so a BLDC motor in the form of an inner rotor on the inner circumference of the current motor drives the automatic folder of the mobile phone. , It is widely used for automatic functions such as camera driving.
그런데, 종래의 BLDC 모터는 환형의 스테이터 코어에 코일(coil)을 권선하기 어렵다는 문제가 있었고, 코일 권선용 지그(jig)의 제작이 어렵고 복잡해지는 문제가 있었다. 그에 따라, BLDC 모터내의 공간 활용의 효율성이 높지 못하여 코일의 권선량이 충분하지 못하게 되고, 우수한 모터의 특성을 얻지 못하는 문제가 있었다.However, the conventional BLDC motor has a problem that it is difficult to wind a coil on an annular stator core, and there is a problem that it is difficult and complicated to manufacture a jig for coil winding. Accordingly, there is a problem in that the efficiency of space utilization in the BLDC motor is not high, so that the amount of winding of the coil is insufficient, and excellent motor characteristics are not obtained.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, BLDC 모터에 채용되는 스테이터를 구성하는 스테이터 코어에 코일을 손쉽게 권선할 수 있도록 하는 스테이터 코일 권선 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to solve the above-described conventional problem, and an object thereof is to provide a stator coil winding device that enables easy winding of a coil on a stator core constituting a stator employed in a BLDC motor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 스테이터 코일 권선 장치는, 다수의 스테이터 코어를 포함하는 직선 형태의 스테이터를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송시키는 스테이터 이송부; 상기 이송된 스테이터에 대한 코일 권선을 가이드해주는 와인딩 가이드부; 상기 스테이터에 코일을 권선하는 와인딩부; 상기 스테이터에 권선되는 코일의 장력을 조절하는 장력 조절부; 및 기설정된 권선 시퀀스에 근거하여 상기 스테이터에 3상 Y결선 방식의 코일 권선이 이루어지도록 상기 스테이터 이송부와 상기 와인딩 가이드부 및 상기 와인딩부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 와인딩 가이드부는, 상기 스테이터의 상부에서 상기 스테이터와는 이격되게 상기 스테이터 이송부에 설치되되 이동축이 하방향을 향하도록 설치된 가이드 구동부, 상기 와인딩부에서 상기 스테이터의 어느 한 스테이터 코일에 대한 코일 권선시 코일이 다른 스테이터 코어에 걸리지 않도록 가이드해 주는 가이드 부재, 상기 가이드 부재와 연결되어 상기 가이드 부재의 회전을 담당하는 가이드 부재 회전축, 및 상기 이동축의 하부 끝단에 설치되어 상기 이동축의 승강운동에 따라 승강하며 상기 가이드 부재의 열림 상태 유지 및 닫힘 상태 유지를 담당하는 가이드 잠금부를 포함한다.In order to achieve the above object, a stator coil winding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes: a stator transfer unit for transferring a straight stator including a plurality of stator cores in the X-axis direction and the Y-axis direction; A winding guide part for guiding the coil winding of the transferred stator; A winding unit for winding a coil around the stator; A tension adjusting unit for adjusting the tension of the coil wound around the stator; And a control unit for controlling an operation of the stator transfer unit, the winding guide unit, and the winding unit so that the coil winding of the three-phase Y-connection method is formed on the stator based on a preset winding sequence, wherein the winding guide unit includes the winding guide unit A guide driving unit installed in the stator transfer unit to be spaced apart from the stator at the top of the stator, and the moving shaft is directed downward, when winding the coil to one stator coil of the stator in the winding unit, the coil is connected to the other stator core. A guide member that guides so that it does not get caught, a guide member rotation shaft connected to the guide member to rotate the guide member, and a guide member rotation shaft installed at a lower end of the moving shaft to move up and down according to the lifting motion of the moving shaft, and the guide member is opened. It includes a guide locking part that is responsible for holding and maintaining the closed state.
상기 가이드 구동부는 공압 실린더로 구성될 수 있다.The guide driving unit may be composed of a pneumatic cylinder.
상기 가이드 부재는 곡률 반경을 가질 수 있다.The guide member may have a radius of curvature.
상기 가이드 잠금부는, 상기 가이드 부재의 열림 상태에서는 열림 상태를 유지하게 하고 상기 가이드 부재의 닫힘 상태에서는 닫힘 상태를 유지하게 하는 스토퍼를 포함할 수 있다.The guide locking part may include a stopper that maintains an open state when the guide member is open and maintains a closed state when the guide member is closed.
상기 가이드 잠금부에는 상기 스토퍼가 이동하게 되는 이동 공간부가 형성될 수 있다.A moving space portion through which the stopper moves may be formed in the guide locking portion.
상기 이동 공간부의 중앙부는 만곡된 형상으로 형성되고, 상기 이동 공간부의 최상부 및 최하부는 상기 중앙부의 곡률 반경과는 상이한 곡률 반경으로 형성될 수 있다.The central portion of the moving space portion may be formed in a curved shape, and the uppermost portion and the lowermost portion of the moving space portion may be formed with a radius of curvature different from that of the central portion.
상기 스토퍼는, 상기 이동 공간부의 최하부에 위치하게 되면 상기 가이드 부재가 더 이상 올라가는 것을 방지할 수 있다.When the stopper is positioned at the lowermost portion of the moving space, it is possible to prevent the guide member from rising any more.
상기 스토퍼는, 상기 이동 공간부의 최상부에 위치하게 되면 상기 가이드 부재의 열림을 방지할 수 있다.When the stopper is positioned at the top of the moving space, it is possible to prevent the guide member from being opened.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 다수(예컨대, 12개 정도)의 스테이터 코어 가 직선 형태로 배열된 스테이터를 이용하므로, 스테이터에 직경 1mm이상(예컨대, 1.1mm)의 코일을 손쉽게 권선할 수 있다.According to the present invention of this configuration, since a plurality of (eg, about 12) stator cores are arranged in a straight line, a coil having a diameter of 1 mm or more (eg, 1.1 mm) can be easily wound on the stator.
원하는 속도와 토크에 따라 코일의 감는 횟수 또는 코일의 굵기를 손쉽게 변경하여 감을 수 있어서 모터의 성능을 손쉽게 변경할 수 있다. Depending on the desired speed and torque, the number of windings or the thickness of the coil can be easily changed and wound, so the performance of the motor can be easily changed.
스테이터 종류에 따라 스테이터 고정부만 변경하면 되므로, 다양한 스테이터를 와인딩할 수 있다.Since only the stator fixing part needs to be changed according to the stator type, various stators can be wound.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치의 블럭구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 채용되는 스테이터를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 스테이터 이송부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 스테이터 이송부에 스테이터를 장착하여 X축 방향으로 이송시키는 모습을 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 스테이터 이송부에 스테이터를 장착하여 Y축 방향으로 이송시키는 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 스테이터 이송부내의 스테이터 고정부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 와인딩 가이드부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 와인딩부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 장력 조절부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에 의한 스테이터의 결선도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서의 권선 시퀀스를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에 채용되는 권선 시퀀스 구성 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 권선 시퀀스에 따른 권선이 행해지는 경우 장력이 유지됨을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a stator employed in an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing the overall configuration of a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are views for explaining the configuration of a stator conveying unit in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are views showing a state in which a stator is mounted on a stator transfer unit and transferred in the X-axis direction.
8 and 9 are views showing a state in which a stator is mounted on a stator transfer unit and transferred in the Y-axis direction.
10 is a view for explaining the configuration and operation of the stator fixing unit in the stator conveying unit.
11 to 13 are views for explaining the configuration and operation of a winding guide unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
14 to 17 are views for explaining the configuration and operation of a winding unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
18 is a view for explaining the configuration and operation of a tension control unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
19 is a wiring diagram of a stator using a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
20 is a diagram showing a winding sequence in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
21 is a diagram for explaining a principle of configuring a winding sequence used in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
22 is a view for explaining that tension is maintained when winding according to a winding sequence according to an embodiment of the present invention is performed.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate an overall understanding, the same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions for the same elements are omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치의 블럭구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 채용되는 스테이터를 예시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도이다.1 is a block diagram of a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating a stator employed in an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a stator coil according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view showing the overall configuration of the winding device.
본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치는 본 출원인이 개발하고 있는 협동 로봇에 사용되는 BLDC 모터(3상 Y 결선 방식을 채택함)의 생산을 위한 와인딩 장치라고 할 수 있다.The stator coil winding device according to an embodiment of the present invention may be referred to as a winding device for the production of a BLDC motor (adopting a three-phase Y connection method) used in a cooperative robot developed by the present applicant.
본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치는 스테이터 이송부(100), 와인딩 가이드부(200), 와인딩부(300), 장력 조절부(400), 및 제어부(500)를 포함한다.The stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
스테이터 이송부(100)는 다수개(본 발명의 실시예에서는 12개)의 스테이터 코어(11)가 직렬로 형성된 스테이터(10)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송시킨다.The
스테이터 이송부(100)는 스테이터(10)를 코일 권선 영역으로 이송하기도 하고 코일 권선 영역에서 이탈시키기도 한다.The
여기서, 스테이터 코어(11)는 마치 H자 형태로 구성되는데, 내측 프레임부(11a), 코일 권취부(11b), 및 외측 프레임부(11c)를 포함한다. 내측 프레임부(11a)과 외측 프레임부(11c)이 코일 권취부(11b)를 사이에 두고서 평행하고, 내측 프레임부(11a)의 폭이 외측 프레임부(11c)의 폭보다 짧다. 코일 권취부(11b)에 코일(예컨대, 에나멜피복 동선)이 권선되는데, 외부에서 도입되는 코일을 이끄는 와인딩부(300)에 의해 코일이 코일 권취부(11b) 주위를 돌면서 권선된다.Here, the
12개의 스테이터 코어(11)에 코일이 모두 권선된 이후에는 별도의 지그(도시 생략) 등을 사용하여 직선 형태의 스테이터(10)를 환형으로 만들면 된다. 이와 같이 환형으로 만들어진 스테이터(10)는 3상 Y결선 방식을 취하는 BLDC 모터에 사용될 것이다. After all the coils are wound around the 12
기존의 환형(또는 원형) 스테이터는 대략 1mm 이상의 직경을 가진 굵은 동선으로 와인딩이 불가능하였지만, 본 발명의 실시예에서와 같은 직선 형태의 스테이터(10)를 사용하게 되면 대략 0.6mm 정도의 직경을 가진 동선, 대략 1.1mm 정도의 직경을 가진 동선으로 손쉽게 권선할 수 있다.The existing annular (or circular) stator was unable to be wound with a thick copper wire having a diameter of approximately 1 mm or more, but when using the
본 발명의 실시예에서는 각각의 스테이터 코어(11)에는 3개층으로 코일 권선이 이루어질 수 있는데, 1층 및 2층에는 각각 7번의 코일 권선이 이루어질 수 있고, 3층에는 1번의 코일 권선이 이루어질 수 있다. 여기서, 스테이터(10)의 권선 시퀀스는 제어부(500)에 미리 설정되어 있다. 스테이터(10)의 권선 시퀀스 등에 대한 설명은 후술하기로 한다.In the embodiment of the present invention, each
한편, 원하는 속도와 토크에 따라 코일의 감는 횟수 또는 코일의 굵기를 변경할 수 있다. Meanwhile, the number of turns or the thickness of the coil can be changed according to the desired speed and torque.
와인딩 가이드부(200)는 스테이터 이송부(100)에 의해 코일 권선 영역으로 이송된 스테이터(10)에 대한 코일 권선이 보다 원활하게 이루어지도록 가이드해준다.The winding
와인딩부(300)는 스테이터 이송부(100)에 의해 코일 권선 영역으로 이송된 스테이터(10)에 코일을 권선한다. 여기서, 코일 권선은 기설정된 스테이터(10)의 권선 시퀀스에 따라 이루어질 것이다.The winding
장력 조절부(400)는 스테이터(10)에 권선되는 코일의 장력을 조절한다.The
제어부(500)는 기설정된 권선 시퀀스에 근거하여 스테이터(10)에 3상 Y결선 방식의 코일 권선이 이루어지도록 스테이터 이송부(100)와 와인딩 가이드부(200) 및 와인딩부(300)의 각종의 동작을 제어한다.The
즉, 제어부(500)는 스테이터 이송부(100)를 동작시켜 스테이터(10; 다수의 스테이터 코어(11)를 포함)를 코일 권선 영역으로 이송시키고 와인딩 가이드부(200)의 가이드 동작 및 와인딩부(300)에서의 모든 스테이터 코어(11)에 대한 3상 Y결선 방식의 코일 권선이 순조롭게 이루어지도록 제어한다.That is, the
한편, 스테이터(10)에 대한 코일 권선이 종료된 후에는 제어부(500)는 스테이터(10)를 초기 위치로 복귀시키기 위해, 스테이터 이송부(100)와 와인딩 가이드부(200) 및 와인딩부(300)를 제어한다.On the other hand, after the coil winding for the
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 스테이터 이송부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 6 및 도 7은 스테이터 이송부에 스테이터를 장착하여 X축 방향으로 이송시키는 모습을 보여주는 도면이고, 도 8 및 도 9는 스테이터 이송부에 스테이터를 장착하여 Y축 방향으로 이송시키는 모습을 보여주는 도면이다.4 and 5 are diagrams for explaining the configuration of a stator transfer unit in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention, and Figs. 6 and 7 show a state in which a stator is mounted on the stator transfer unit and transferred in the X-axis direction. 8 and 9 are views showing a state in which a stator is mounted on a stator transfer unit and transferred in the Y-axis direction.
스테이터 이송부(100)는 고정 프레임(20)상에 길이 방향(X축 방향)으로 설치된 X축 담당 스크류(22), X축 담당 스크류(22)와는 소정 간격 이격되게 고정 프레임(20)상에 길이 방향(X축 방향)으로 설치된 X축 담당 가이드(24), 고정 프레임(20)과는 이격되게 고정 프레임(20)의 상면에 배치되는 판 형태의 이동 프레임(26)의 저면에 설치되어 X축 담당 가이드(24)를 따라 길이 방향으로 움직이고 X축 담당 스크류(22)가 회전가능하게 치합되어 관통된 X축 이동부(28), 이동 프레임(26)의 상면에 X축 담당 스크류(22)와는 다른 방향(즉, Y축 방향)으로 설치된 Y축 담당 스크류(42), Y축 담당 스크류(42)와는 소정 간격 이격되게 이동 프레임(26)상에 고정설치된 Y축 담당 가이드(56), Y축 담당 스크류(42)가 회전가능하게 치합되어 관통하고 Y축 담당 가이드(56)를 따라 Y축 방향으로 움직이는 Y축 이동부(58), 및 스테이터(10)를 고정시키고 Y축 이동부(58)의 상면과 결합된 스테이터 고정부(40)를 포함한다. 스테이터 고정부(40)의 고정부 판(60)의 저면과 Y축 이동부(58)의 상면이 결합된다고 볼 수 있다.The
X축 담당 스크류(22)의 일단은 고정 프레임(20)상에 설치된 제 1 지지구(30)에 회전가능하게 압입되고, X축 담당 스크류(22)의 타단은 X축 이동부(28)에 압입되되 회전가능하게 압입되어 관통한다.One end of the
또한, X축 담당 스크류(22)의 일단에는 제 1 풀리(36)가 연결되고, 제 1 풀리(36)는 고무 벨트(38)를 매개로 제 2 풀리(34)와 연결된다. 제 2 풀리(34)는 제 1 모터(32)의 모터축에 연결된다. 제 1 모터(32)는 X축 담당 스크류(22)를 회전시킨다. X축 담당 가이드(24)는 하중 및 비틀림을 잡아주는 가이드로서, X축 담당 스크류(22)의 회전시 이동 방향을 잡아준다.In addition, the
Y축 담당 스크류(42)의 일단은 이동 프레임(26)상의 제 2 지지구(44)에 회전가능하게 압입되고, Y축 담당 스크류(42)의 타단은 이동 프레임(26)상의 제 3 지지구(46)에 회전가능하게 압입된다. One end of the Y-
또한, Y축 담당 스크류(42)의 일단에는 제 3 풀리(52)가 연결되고, 제 3 풀리(52)는 고무 벨트(54)를 매개로 제 4 풀리(50)와 연결된다. 제 4 풀리(50)는 제 2 모터(48)의 모터축에 연결된다. 제 2 모터(48)는 Y축 담당 스크류(42)를 회전시킨다. Y축 담당 가이드(56)는 하중 및 비틀림을 잡아주는 가이드로서, Y축 담당 스크류(42)의 회전시 이동 방향을 잡아준다.In addition, a
도 4 내지 도 9에서, 미설명 부호 380 및 382는 코일을 고정시키기 위한 코일 고정부재로서, 코일 고정부재(380)는 스테이터 고정부(40)의 고정부 판(60)의 후면에 설치되고, 코일 고정부재(382)는 스테이터 고정부(40)의 고정부 판(60)의 저면에 설치된다. 필요에 따라서는 두 개의 코일 고정부재(380, 382) 중에서 어느 하나만 있어도 무방하다. 코일 고정부재(380, 382)의 역할에 대해서는 와인딩부(300)에 대한 세부 설명에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.In FIGS. 4 to 9,
상기와 같이 구성된 스테이터 이송부(100)는, 스테이터 고정부(40)에 스테이터(10)가 고정되면 동작한다. 스테이터 이송부(100)가 동작하게 되면 스테이터(10)는 X축 및 Y축 이동을 하여 코일 권선 영역으로 이송된다. 본 발명의 명세서에서, 코일 권선 영역이라 함은 코일이 스테이터(10)의 스테이터 코어(11)에 감겨질 수 있는 영역을 의미한다. 최초에는 스테이터(10)와 와인딩부(300)는 코일이 감겨질 수 없는 정도로 서로 이격되어 있다. 스테이터 코어(11)에 코일을 감기 위해서는 스테이터(10)와 와인딩부(300) 간의 거리가 가까워야 한다. 그에 따라, 코일 권선을 시작하기 위해서는 우선적으로 스테이터 이송부(100)가 작동하여 스테이터(10)를 X축 및 Y축 방향으로 이동시켜 와인딩부(300)와의 거리를 줄이는 것이 선행되어야 한다.The
즉, 코일 권선 영역으로의 이송중에서 X축 이동(이송)의 경우는, X축 담당 스크류(22)와 X축 담당 가이드(24) 및 X축 이동부(28)를 통해 스테이터(10)의 X축 이동이 행해진다. 도 6은 스테이터(10)가 초기 위치에 있는 것으로서 X축 방향으로 이동하기 전의 상태를 보여주고, 도 7은 스테이터(10)가 X축 방향으로 소정치 이동한 상태를 보여준다.That is, in the case of the X-axis movement (transfer) during the transfer to the coil winding area, the X-axis of the
한편, 코일 권선 영역으로의 이송중에서 Y축 이동(이송)의 경우는, Y축 담당 스크류(42)와 Y축 담당 가이드(56) 및 Y축 이동부(528)를 통해 스테이터(10)의 Y축 이동이 행해진다. 도 8은 스테이터(10)가 Y축 방향으로 이동하기 전의 상태를 보여주고, 도 9는 스테이터(10)가 Y축 방향으로 소정치 이동한 상태를 보여준다.On the other hand, in the case of Y-axis movement (transfer) during the transfer to the coil winding area, the Y-axis of the
본 발명의 실시예에서는 X축 이동후에 Y축 이동이 행해지도록 하였으나, 필요에 따라서는 Y축 이동후에 X축 이동이 행해지게 하거나 X축 이동 및 Y축 이동이 동시에 행해지게 하여도 된다. In the embodiment of the present invention, the Y-axis movement is performed after the X-axis movement, but if necessary, the X-axis movement may be performed after the Y-axis movement, or the X-axis movement and the Y-axis movement may be performed simultaneously.
그리고, 12개의 스테이터 코어(11)에 동시에 코일 권선이 이루어지는 것이 아니라 기설정된 권선 시퀀스에 따라 순번에 맞추어 스테이터 코어(11)에 대한 코일 권선이 이루어지므로, 스테이터 이송부(100)에 의해 스테이터(10)가 코일 권선 영역에 도달한 이후에는 코일 권선이 완료될 때까지 스테이터(10)는 Y축 이동(이송)을 할 것이다.In addition, since the coil winding is not performed simultaneously on the 12
이후, 스테이터(10)에 대한 코일 권선이 모두 완료되면 스테이터 이송부(100)는 반대로 동작하여 최초의 위치(즉, 초기 위치)로 복귀할 것이다.Thereafter, when the coil windings for the
도 10은 스테이터 이송부내의 스테이터 고정부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining the configuration and operation of the stator fixing unit in the stator transfer unit.
스테이터 고정부(40)는 마그네틱 베이스 작동 방식을 채용한 것으로서, 스테이터(10)를 자석으로 고정시킬 수 있다.The
스테이터 고정부(40)는 Y축 이동부(58)의 상면에 결합된 고정부 판(60)상에 직렬로 설치(즉, Y축 방향으로 설치)되어 스테이터 고정을 위한 스테이터 잠금 상태 및 스테이터 고정해제를 위한 스테이터 풀림 상태로 동작가능한 다수개의 자석 모듈부(41a), 및 각각의 자석 모듈부(41a)의 상부에 설치되어 해당의 자석 모듈부(41a)를 90도 간격으로 회전시키는 손잡이(41b)를 포함한다. The
자석 모듈부(41a)에는 스테이터(10)를 고정시키기 위한 자석(도시 생략)이 들어 있다.The
즉, 손잡이(41b)를 조작하여 해당하는 자석 모듈부(41a)를 90도 정도 회전시키게 되면 베이스 내부의 자석 극이 회전하는 것이 되므로, 베이스 사이드의 자력을 온/오프할 수 있다. That is, when the
결국, 손잡이(41b)를 일방향으로 회전시켜 해당 자석 모듈부(41a)의 사이드(즉, 스테이터(10)에 대향된 면)의 자력을 온(ON)시키게 되면 스테이터(10)와 자석 모듈부(41a)간의 대향면이 자력에 의해 서로 결합하게 되는데, 이를 스테이터 잠금 상태라고 한다(도 10 참조). 반대로, 손잡이(41b)를 다른 방향(즉, 일방향에서 90도 반대되는 방향)으로 회전시켜 해당 자석 모듈부(41a)의 사이드(즉, 스테이터(10)에 대향된 면)의 자력을 오프(OFF)시키게 되면 스테이터(10)는 자석 모듈부(41a)로부터 떨어지게 되는데, 이를 스테이터 풀림 상태라고 한다.Eventually, when the magnetic force of the side of the
다시 말해서, 자석 모듈부(41a)의 손잡이(41b)가 도 3과 같은 위치에 있다면 스테이터 풀림 상태이므로 스테이터 고정부(40)를 스테이터를 고정시킬 수 없다. 손잡이(41b)를 도 3과 같은 상태에서 반대방향으로 회전시키게 되면 도 10과 같이 되므로 해당 자석 모듈부(41a)의 사이드(즉, 스테이터(10)에 대향된 면)의 자력이 온(ON)되어 스테이터(10)와 자석 모듈부(41a)는 자력에 의해 서로 결합하게 된다.In other words, if the
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 와인딩 가이드부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.11 to 13 are views for explaining the configuration and operation of a winding guide unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
와인딩 가이드부(200)는, 고정부 판(60)에 고정설치된 지지대(210)에 설치되되 이동축(214)이 하방향을 향하도록(즉, 하측의 스테이터(10)를 향하도록) 설치된 가이드 구동부(212), 와인딩부(300)에서의 어느 한 스테이터 코어에 대한 코일 권선시 코일이 다른 스테이터 코어에 걸리지 않도록 가이드해 주는 가이드 부재(218, 220), 가이드 부재(218, 220)와 연결되어 가이드 부재(218, 220)의 회전을 담당하는 가이드 부재 회전축(222, 224), 및 이동축(214)의 하부 끝단에 설치되어 이동축(214)의 승강운동에 따라 승강하며 가이드 부재(218, 220)의 열림 상태 유지 및 닫힘 상태 유지를 담당하는 가이드 잠금부(216)를 포함한다.The winding
여기서, 가이드 구동부(212)는 스테이터(10)의 상부에서 스테이터(10)와는 이격되게 스테이터 이송부(100)에 설치되되 이동축(214)이 하방향을 향하도록 설치된다. 예를 들어, 가이드 구동부(212)는 공압 실린더로 구성됨이 바람직하다. 가이드 구동부(212)는 가이드 잠금부(216)를 움직여서 가이드 부재(218, 220)가 열림/닫힘 동작을 하게 한다.Here, the
가이드 부재(218)는 가이드 부재 회전축(222)에 연결되고, 가이드 부재(220)는 가이드 부재 회전축(224)에 연결된다. 가이드 부재(218, 220)는 스테이터 코어에 코일이 권선될 때 코일이 손상되지 않고 해당 스테이터 코어에 잘 권선되도록 가이드해 주기 위해 소정의 곡률 반경(예컨대, R15 mm 정도) 가지는 것이 바람직하다.The
가이드 잠금부(216)는 가이드 부재(218, 220)의 열림 상태에서는 열림 상태를 유지하게 하고 가이드 부재(218, 220)의 닫힘 상태에서는 닫힘 상태를 유지하게 하는 스토퍼(226, 228)를 포함한다. The
또한, 가이드 잠금부(216)에는 스토퍼(226, 228)가 이동하게 되는 소정 형상의 이동 공간부(216a, 216b)가 형성된다.In addition, the
이동 공간부(216a, 216b)의 중앙부는 만곡된 형상으로 형성되고, 이동 공간부(216a, 216b)의 최상부 및 최하부는 중앙부의 곡률 반경과는 상이한 곡률 반경으로 형성된다. 즉, 스토퍼(226)는 이동 공간부(216a)를 따라 이동하게 되고, 스토퍼(228)는 이동 공간부(216b)를 따라 이동하게 된다.The central portions of the moving
도 12에서와 같이 스토퍼(226, 228)가 이동 공간부(216a, 216b)의 최하부에 위치하게 되면 가이드 부재(218, 220)의 열림 상태가 되므로 일정 각도 이상으로 가이드 부재(218, 220)가 더 이상 올라가는 것을 방지할 수 있다. 이러한 가이드 부재(218, 220)의 열림 상태에서는 스테이터(10)를 X축 방향 및/또는 Y축 방향으로 이송시킬 수 있다.As shown in FIG. 12, when the
한편, 도 13에서와 같이 스토퍼(226, 228)가 이동 공간부(216a, 216b)의 최상부에 위치하게 되면 가이드 부재(218, 220)의 닫힘 상태가 되므로 가이드 부재(218, 220)의 열림을 방지할 수 있다. 이러한 가이드 부재(218, 220)의 닫힘 상태에서는 스테이터 코어(11)에 코일을 권선(와인딩)할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 13, when the
상술한 이동 공간부(216a, 216b)의 최하부 및 최상부는 걸림홈 역할을 하는데, 가이드 구동부(212 ; 공압 실린더)의 공압력보다 약한 외압이 스토퍼(226, 228)에 가해지게 되면 스토퍼(226, 228)가 이동 공간부(216a, 216b)의 최상부 또는 최하부에서 빠져 나가지 못하게 한다. The lowermost and uppermost portions of the above-described moving
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 와인딩부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.14 to 17 are views for explaining the configuration and operation of a winding unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
와인딩부(300)는, 고정 프레임(20)상에 상호 이격설치된 지지대(310, 312)를 관통하여 고정 프레임(20)의 길이 방향(X축 방향)으로 설치된 회전축(314), 회전축(314)에 기역자 형태로 고정설치되되 끝단부에 코일(328)이 최종적으로 나오는 노즐(318)이 형성된 회전암(316), 회전축(314)의 내부를 관통하여 고정 프레임(20)의 길이 방향(X축 방향)으로 이동하는 이동축(322), 이동축(322)을 X축 방향으로 이동시키는 이동 스크류(364), 회전축(314)을 회전시키는 힘을 발생하는 제 3 모터(324), 이동축(322)을 이동시키는 힘을 발생하는 제 4 모터(326), 회전축(314)에게 회전력을 전달하는 회전력 전달부, 이동축(322)에게 이동력을 전달하는 이동력 전달부, 및 회전축(314)의 일측부에 설치된 고정부(330)에 설치되어 스테이터(10)에 코일(328)이 권선되도록 유도하는 권선 유도부를 포함한다.The winding
여기서, 회전축(314)은 고정 프레임(20)상에 설치되되 스테이터(10)와는 이격되게 X축 방향으로 설치된다.Here, the
고정부(330)는 회전을 하지 않고 고정된 채로 권선 유도부를 지지한다.The fixing
회전축(314) 및 이동축(322)의 내부로 코일(328)이 유입되고, 유입된 코일(328)은 회전축(314)에 형성시킨 구멍(314a)을 통해 빠져 나와 회전암(316)으로 유입된다.The
회전암(316)에는 코일 가이드 홈(316a)이 형성되고, 회전암(316)에 유입된 코일(328)은 코일 가이드 홈(316a)을 통해 노즐(318) 내부를 관통한다. 이때, 코일 가이드 홈(316a)에서 코일(328)이 처음으로 유입되는 부위에는 코일(328)이 간섭없이 지나갈 수 있도록 하는 아이들러(316b)가 설치된다. 회전암(316)으로 유입된 코일(328)은 아이들러(316b)에 의해 손상없이 노즐(318)측으로 이동할 수 있다. 그리고, 노즐(318)의 끝단부에는 코일(328)이 간섭없이 지나갈 수 있도록 하는 아이들러(318a)가 설치된다.A
회전력 전달부는, 제 3 모터(324)의 모터축에 설치된 제 5 풀리(338), 회전축(314)에 설치된 제 6 풀리(340), 제 5 풀리(338)와 제 6 풀리(340)에 감겨진 고무 벨트(342), 제 6 풀리(340)와 이격되게 회전축(314)에 설치된 제 7 풀리(344), 제 7 풀리(344)와 이격되게 회전축(314)에 설치된 제 8 풀리(350), 제 7 풀리(344)와 제 8 풀리(350) 사이에서 회전축(314)에 고정되게 설치된 티자(T) 형상의 풀리 연결구(356), 풀리 연결구(356)의 양측단에 각각 설치된 제 9 및 제 10 풀리(346, 352), 제 7 풀리(344)와 제 9 풀리(346)에 감겨진 고무 벨트(348), 및 제 8 풀리(350)와 제 10 풀리(352)에 감겨진 고무 벨트(354)를 포함한다.The rotational force transmission unit is wound around the
이동력 전달부는, 제 4 모터(326)의 모터축에 설치된 풀리(도시 생략)와 고무 벨트(370)를 통해 연결되되 받침대(374)에 고정설치된 지지구(366)를 관통한 이동 스크류(364)의 일단에 설치된 제 11 풀리(368), 받침대(374)와는 이격되게 상부에 설치되되 이동 스크류(364)에 치합된 이동 치합구(372), 이동 스크류(34)와는 이격되게 받침대(374)에 길이 방향(X축 방향)으로 고정설치된 슬라이딩 가이드(362), 및 이동축(322)의 일측 및 이동 치합구(372)에 고정되고 슬라이딩 가이드(362)에 슬라이딩가능하게 연결되어 슬라이딩 가이드(362)를 따라 길이 방향(X축 방향)으로 이동하는 이동축 이동구(358)를 포함한다.The moving force transmission unit is connected through a pulley (not shown) installed on the motor shaft of the
권선 유도부는, 고정부(330)에 설치된 지지대(332), 지지대(332)의 일측면에 고정되게 설치된 슬라이딩 가이드(334), 슬라이딩 가이드(334)를 따라 길이 방향(X축 방향)으로 이동하되 일단이 이동축(322)의 끝단부(332a)에 연결된 슬라이딩부(336), 및 슬라이딩부(336)의 타단에 설치되되 노즐(318)로부터의 코일(328)이 스테이터(10)에 권선되게 하는 유도부(320)를 포함한다. The winding guide unit moves in the longitudinal direction (X-axis direction) along the
여기서, 이동축(322)의 끝단부(322a)는 이동축(322)이 X축 방향으로 움직임에 따라 회전축(314)의 내부에서 고정부(330)를 관통하여 X축 방향으로 운동하게 된다.Here, as the moving
유도부(320)는 스테이터(10)를 대향하되, 스테이터(10)에 가까운 측면의 길이(세로)가 스테이터(10)에 먼 측면의 길이(세로)보다 짧다. 그리고, 유도부(320)의 상측면과 하측면은 라운드진다. 이와 같이 한 이유는 코일 권선이 잘 되도록 하기 위해서이다. The
또한, 유도부(320)에서 스테이터(10)에 가까운 측면에는 도 16에서와 같이 스테이터 코어(11)가 삽입될 수 있는 삽입 홈(320a)이 형성된다. In addition, an
유도부(320)는 노즐(318)과는 이격된다.The
상기와 같이 구성된 와인딩부(300)는 다음과 같이 동작한다. The winding
스테이터(10)가 스테이터 이송부(100)에 의해 X축 및 Y축 방향으로 이동하여 코일 권선 영역으로 이송되면 제 4 모터(326)와 이동력 전달부를 통해 이동 스크류(364)가 회전하여 이동축(322)을 X축 방향으로 이동시킨다. 그에 따라, 유도부(320)가 코일 권선될 스테이터 코어(11)에 근접되도록 X축 방향으로 이동된다. When the
유도부(320)의 X축 방향으로의 이동에 의해, 도 17에서와 같이 유도부(320)의 삽입 홈(320a)에는 코일 권선될 순번의 스테이터 코어(11)가 삽입된다. By the movement of the
그리고 나서, 작업자는 코일(328)을 코일 고정부재(380 또는 382)에 감은 후에 공구(384)로 코일(328)이 풀리지 않도록 더욱 고정시킨다. 도 17에서는 코일 고정부재(380)에 코일(328)을 감고, 코일(328)이 코일 고정부재(382)에 걸쳐지도록 하였다. 코일(328)이 코일 고정부재(380 또는 382)에 미리 어느 정도 감겨져 있어야만이 스테이터(10)에 대한 코일 권선이 이루어질 수 있다.Then, the operator winds the
이어, 제 3 모터(324)가 동작하여 회전력 전달부를 통해 회전축(314)에 회전력을 제공한다. 그에 따라, 회전축(314)이 회전하게 되고, 이와 함께 회전축(314)에 고정설치된 회전암(316)이 회전하게 된다.Subsequently, the
회전암(316)이 회전하게 됨에 따라 노즐(318)에서 나오는 코일(328)은 유도부(320)의 외측면을 접촉하면서 해당 스테이터 코어(11)에 감겨지게 된다. As the
이때, 회전암(316)의 회전 방향은 스테이터 코어(11)에 대하여 시계방향(CW) 또는 반시계방향(CCW)일 수 있는데, 이는 권선 시퀀스에 따라 결정된다.At this time, the rotation direction of the
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 장력 조절부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.18 is a view for explaining the configuration and operation of a tension adjusting unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
장력 조절부(400)는 보빈(412)에서 나와서 와인딩부(300)에게로 제공되는 코일(328)의 장력을 조절하는데, 스테이터(10)에 권선되는 코일(328)의 장력을 조절하는 것으로 이해하면 된다.The
여기서, 보빈(412)은 고정 프레임(20)의 제일 뒷단에서 지지구(410)에 의해 회전되게 지지된다.Here, the
장력 조절부(400)는, 보빈(412)의 전방에서 고정 프레임(20)에 설치되되 보빈(412)에서 나오는 코일(328)에게 지속적으로 마찰을 가하여 와인딩시 코일(328)에 소정의 장력을 가해주는 마찰부(414), 및 마찰부(414)의 전방에서 고정 프레임(20)에 설치되되 와인딩시 순간적으로 풀리는 코일(328)의 장력을 잡아 당겨주어서 장력을 유지하는 장력 유지부를 포함한다.The
마찰부(414)는 서로 면접촉하는 2개의 원통형의 고무(414a, 414b), 2개의 원통형의 고무(414a, 414b)의 일측면에 각각 설치되되 상호 밀착되게 설치되고 코일(328)이 사이로 지나가는 2개의 플라스틱 판(414c, 414d), 및 코일(328)의 장력값을 조절하는 조절부재(414e)를 포함한다.The friction part 414 is installed on one side of the two
여기서, 조절부재(414e)는 볼트로 구성될 수 있다. 코일(328)이 굵을수록 장력을 세게 해야 와인딩시 코일(328)이 구불거리지 않게 된다.Here, the adjusting
장력 유지부는 마찰부(414)와는 소정 거리 이격되게 고정 프레임(20)에 설치된 토션 스프링(420), 토션 스프링(420)에 연결된 소정 길이의 레버(423), 및 레버(423)의 양단에 설치된 제 1 및 제 2 아이들러(422, 424)를 포함한다.The tension holding part is installed at both ends of the
상술한 구성의 장력 유지부는 지지구(416)에 의해 고정 프레임(20)상에 고정되게 설치된 소정 길이의 지지대(418)의 일단에 설치된다. 지지대(418)의 타단에는 장력 유지부에서 장력이 유지된 코일(328)을 와인딩부(300)에게로 유도하는 제 3 아이들러(426)가 설치된다.The tension holding part of the above-described configuration is installed at one end of the
결국, 보빈(412)에서 나온 코일(328)은 마찰부(414)의 2개의 플라스틱 판(414c, 414d) 사이를 통해 제 1 및 제 2 아이들러(422, 424)를 거쳐 제 3 아이들러(426)를 매개로 와인딩부(300)에게 들어간다.As a result, the
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에 의한 스테이터의 결선도이고, 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서의 권선 시퀀스를 나타낸 도면이다.19 is a connection diagram of a stator by a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 20 is a diagram showing a winding sequence in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예는 3상 Y 결선 방식을 채택하는 BLDC 모터에 사용되는 스테이터에 코일을 와인딩하는 것으로서, 본 발명의 실시예에서 스테이터의 와인딩 조건은 와인딩중에는 코일 장력이 풀리면 안되고, 코일 절단없이 한번에 12개의 모든 스테이터 코어(10)를 코일 감는 순번대로 와인딩할 수 있어야 한다. 또한, 지나가는 선과 3상선 및 중성선은 한면에 위치해야 하고, U-V-W끼리는 인접한 곳에서 나와야 한다. An embodiment of the present invention is to wind a coil on a stator used in a BLDC motor that adopts a three-phase Y-connection method. In the embodiment of the present invention, the winding condition of the stator is that the coil tension should not be released during winding, and at one time without cutting the coil. It should be possible to wind all 12
그에 따라, U(1, 2, 7, 8)-V(3, 4, 9, 10)-W(5, 6, 11, 12)로 한다.Accordingly, it is assumed to be U(1, 2, 7, 8)-V(3, 4, 9, 10)-W(5, 6, 11, 12).
이에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 스테이터의 결선 상태는 도 19와 같을 수 있다. Accordingly, the wiring state of the stator according to the embodiment of the present invention may be as shown in FIG. 19.
여기서, 스테이터(10 ; 도 2 참조)의 12개의 스테이터 코어(11)를 왼쪽에서부터 오른쪽으로 가면서 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12번 스테이터 코어라고 하였을 경우, 각각의 스테이터 코어에 대한 코일 감는 순번 및 코일 감는 방향을 포함하는 권선 시퀀스는 도 20에서와 같다.Here, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 stator cores while moving the 12
즉, 1번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 2이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 2번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 1이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. 3번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 12이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 4번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 11이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. 5번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 7이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. 6번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 8이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 7번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 4이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. 8번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 3이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 9번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 10이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. 10번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 9이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 11번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 5이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 12번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 6이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. That is, the coil winding order of the first stator core is 2 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW). The coil winding order of the #2 stator core is 1 and the coil winding direction is clockwise (CW). The coil winding order of the 3 stator core is 12 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW). The coil winding order of the 4 stator core is 11 and the coil winding direction is clockwise (CW). The winding order of the coil of the 5th stator core is 7 and the winding direction of the coil is clockwise (CW). The coil winding order of the 6 stator core is 8 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW). The winding order of the 7 stator core is 4 and the winding direction is clockwise (CW). The coil winding order of the 8 stator core is 3 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW). The coil winding order of the 9 stator core is 10 and the coil winding direction is clockwise (CW). The coil winding order of the 10 stator core is 9 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW). The coil winding order of the 11 stator core is 5 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW). The coil winding number of the 12 stator core is 6 and the winding direction of the coil is clockwise (CW).
상술한 바와 같은 권선 시퀀스는 제어부(500)에 미리 저장된다.The winding sequence as described above is stored in advance in the
한편, 상술한 바와 같은 권선 시퀀스에 의해 12개의 스테이터 코어에 코일이 와인딩된 후의 스테이터 코어의 극성을 살펴보면 하기의 표 1과 같을 수 있다.Meanwhile, the polarity of the stator core after the coils are wound around 12 stator cores by the above-described winding sequence may be as shown in Table 1 below.
U-V
UV
N
N
S
S
N
N
S
S
-
-
-
-
S
S
N
N
S
S
N
N
-
-
-
-
U-W
UW
N
N
S
S
-
-
-
-
S
S
N
N
S
S
N
N
-
-
-
-
N
N
S
S
W-V
WV
-
-
-
-
N
N
S
S
N
N
S
S
-
-
-
-
S
S
N
N
S
S
N
N
물론, 필요에 따라서는 상술한 각각의 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반대로 하는 것을 고려해 볼 수 있다. 즉, 1번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 2번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 하고, 3번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 4번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 하고, 5번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 하고, 6번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 7번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 하고, 8번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 9번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 하고, 10번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 11번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 12번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 할 수 있다. 이 경우, 각각의 스테이터 코어의 코일 감는 순번에 대해서도 장력이 풀리지 않도록 고려해 보아야 할 것이다.Of course, if necessary, it may be considered to reverse the coil winding direction of each of the stator cores described above. That is, the coil winding direction of
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에 채용되는 권선 시퀀스 구성 원리를 설명하기 위한 도면이다.21 is a diagram for explaining a principle of configuring a winding sequence employed in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
만약, 도 21에서 왼쪽 그림과 같이 1번의 스테이터 코어부터 와인딩을 하고 나서 2번 스테이터 코어를 감은 후에 4번 스테이터 코어를 와인딩해야 한다고 가정하면, 코일이 3번 스테이터 코어에 직접 닿은 채로 4번 스테이터 코어에게로 갈 것이다. 21, as shown in the left figure, assuming that the
즉, 코일 감는 순번이 되지 않았음에도 불구하고 3번 스테이터 코어에는 코일이 닿은 채로 지나가므로 감는 모양에서도 다른 스테이터 코어와 차이날 수 있게 된다.That is, even though the coil winding number is not in order, the coil passes through the
따라서, 본 발명의 실시예에서는 도 21의 오른쪽 그림과 같이 2번 스테이터 코어부터 와인딩을 시작한다. 2번 스테이터 코어부터 와인딩을 시작하게 되면 1번 스테이터 코어를 감은 후에 4번 스테이터 코어를 와인딩하고자 하는 경우 3번 스테이터 코어에 코일이 닿지 않게 된다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, winding starts from the second stator core as shown in the right figure of FIG. 21. When winding starts from the 2nd stator core, the coil does not touch the 3rd stator core when winding the 4th stator core after winding the 1st stator core.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 권선 시퀀스에 따른 권선이 행해지는 경우 장력이 유지됨을 설명하기 위한 도면이다.22 is a view for explaining that tension is maintained when winding according to a winding sequence according to an embodiment of the present invention is performed.
도 22의 (a)에서와 같이 2번 스테이터 코어를 와인딩하고 나서 1번 스테이터 코어를 와인딩한 후에 7번 스테이터 코어를 시계방향(CW)으로 감게 되면 장력이 풀리게 된다.As shown in (a) of FIG. 22, when the No. 2 stator core is wound, the No. 1 stator core is wound, and then the No. 7 stator core is wound in a clockwise direction (CW), the tension is released.
이와 다르게, 도 22의 (b)에서와 같이 2번 스테이터 코어를 와인딩하고 나서 1번 스테이터 코어를 와인딩한 후에 8번 스테이터 코어를 반시계방향(CCW)으로 감으면 장력이 유지됨을 알 수 있다.In contrast, it can be seen that the tension is maintained by winding the stator core No. 2 in the counterclockwise direction (CCW) after winding the stator core No. 1 after winding the stator core No. 2 as shown in (b) of FIG. 22.
따라서, U상의 경우 2번 스테이터 코어(CW) -> 1번 스테이터 코어(CCW) -> 8번 스테이터 코어(CCW) -> 7번 스테이터 코어(CW)의 순서로 와인딩을 하면 장력이 유지되면서 와인딩을 할 수 있게 된다.Therefore, in the case of the U-phase, if winding is performed in the order of No. 2 stator core (CW) -> No. 1 stator core (CCW) -> No. 8 stator core (CCW) -> No. 7 stator core (CW), the tension is maintained and winding. You will be able to do it.
그에 따라, 다른 V상(3, 4, 9, 10) 및 W상(5, 6, 11, 12)의 경우에도 상술한 권선 시퀀스를 따르게 되면 장력을 유지하면서 코일을 와인딩할 수 있다. 즉, V상은 10번 스테이터 코어(CCW) -> 9번 스테이터 코어(CW) -> 4번 스테이터 코어(CW) -> 3번 스테이터 코어(CCW)의 순서로 와인딩을 하면 장력이 유지되면서 와인딩을 할 수 있게 된다. W상은 11번 스테이터 코어(CCW) -> 12번 스테이터 코어(CW) -> 5번 스테이터 코어(CW) -> 6번 스테이터 코어(CCW)의 순서로 와인딩을 하면 장력이 유지되면서 와인딩을 할 수 있게 된다.Accordingly, in the case of other V phases (3, 4, 9, 10) and W phases (5, 6, 11, 12), if the above-described winding sequence is followed, the coil can be wound while maintaining tension. In other words, if the V-phase is wound in the order of No. 10 stator core (CCW) -> No. 9 stator core (CW) -> No. 4 stator core (CW) -> No. 3 stator core (CCW), the tension is maintained and the winding is performed. You can do it. For the W phase, winding can be performed while maintaining tension by winding in the order of No. 11 stator core (CCW) -> No. 12 stator core (CW) -> No. 5 stator core (CW) -> No. 6 stator core (CCW). There will be.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specifications. Although specific terms have been used herein, these are only used for the purpose of describing the present invention, and are not used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims. Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100 : 스테이터 이송부
200 : 와인딩 가이드부
300 : 와인딩부
400 : 장력 조절부
500 : 제어부100: stator transfer unit
200: winding guide part
300: winding part
400: tension control unit
500: control unit
Claims (8)
상기 이송된 스테이터에 대한 코일 권선을 가이드해주는 와인딩 가이드부;
상기 스테이터에 코일을 권선하는 와인딩부;
상기 스테이터에 권선되는 코일의 장력을 조절하는 장력 조절부; 및
기설정된 권선 시퀀스에 근거하여 상기 스테이터에 3상 Y결선 방식의 코일 권선이 이루어지도록 상기 스테이터 이송부와 상기 와인딩 가이드부 및 상기 와인딩부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 와인딩 가이드부는, 상기 스테이터의 상부에서 상기 스테이터와는 이격되게 상기 스테이터 이송부에 설치되되 이동축이 하방향을 향하도록 설치된 가이드 구동부, 상기 와인딩부에서 상기 스테이터의 어느 한 스테이터 코일에 대한 코일 권선시 코일이 다른 스테이터 코어에 걸리지 않도록 가이드해 주는 가이드 부재, 및 상기 이동축의 하부 끝단에 설치되어 상기 이동축의 승강운동에 따라 승강하며 상기 가이드 부재의 열림 상태 유지 및 닫힘 상태 유지를 담당하는 가이드 잠금부를 포함하고,
상기 가이드 잠금부는, 상기 가이드 부재의 열림 상태에서는 열림 상태를 유지하게 하고 상기 가이드 부재의 닫힘 상태에서는 닫힘 상태를 유지하게 하는 스토퍼를 포함하되, 상기 가이드 잠금부에는 상기 스토퍼가 이동하게 되는 이동 공간부가 형성되고, 상기 이동 공간부의 중앙부는 만곡된 형상으로 형성되고, 상기 이동 공간부의 최상부 및 최하부는 상기 중앙부의 곡률 반경과는 상이한 곡률 반경으로 형성된 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.A stator transfer unit for transferring a straight stator including a plurality of stator cores in an X-axis direction and a Y-axis direction;
A winding guide unit for guiding the coil winding of the transferred stator;
A winding unit for winding a coil around the stator;
A tension adjusting unit for adjusting the tension of the coil wound around the stator; And
A control unit for controlling an operation of the stator transfer unit, the winding guide unit, and the winding unit so that a three-phase Y-wired coil winding is performed on the stator based on a preset winding sequence, and
The winding guide part, a guide driving part installed on the stator conveying part to be spaced apart from the stator at the upper part of the stator, but having a moving shaft facing downward, when winding a coil for any one stator coil of the stator in the winding part A guide member that guides the coil so that it does not get caught on other stator cores, and a guide locking part installed at the lower end of the moving shaft to lift and descend according to the lifting motion of the moving shaft and maintain the open and closed states of the guide member. and,
The guide locking part includes a stopper that maintains an open state when the guide member is opened and a closed state when the guide member is closed, wherein the guide locking part includes a moving space part through which the stopper moves. The stator coil winding apparatus, characterized in that the central portion of the moving space portion is formed in a curved shape, and the uppermost portion and the lowermost portion of the moving space portion are formed with a radius of curvature different from that of the central portion.
상기 가이드 구동부는 공압 실린더로 구성되는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.The method according to claim 1,
Stator coil winding device, characterized in that the guide driving unit is composed of a pneumatic cylinder.
상기 가이드 부재는 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.The method according to claim 1,
The guide member is a stator coil winding apparatus, characterized in that having a radius of curvature.
상기 스토퍼는,
상기 이동 공간부의 최하부에 위치하게 되면 상기 가이드 부재가 더 이상 올라가는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.The method according to claim 1,
The stopper,
The stator coil winding device, characterized in that when positioned at the lowermost portion of the moving space portion to prevent the guide member from rising any more.
상기 스토퍼는,
상기 이동 공간부의 최상부에 위치하게 되면 상기 가이드 부재의 열림을 방지하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치. The method according to claim 1,
The stopper,
The stator coil winding device, characterized in that to prevent opening of the guide member when positioned at the top of the moving space part.
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