KR102292068B1

KR102292068B1 - Mso 코일 가공용 지그

Info

Publication number: KR102292068B1
Application number: KR1020210056598A
Authority: KR
Inventors: 박성수
Original assignee: (주)제일이앤엠
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2021-08-23

Abstract

본 발명은 MSO 코일 가공용 지그에 관한 것으로, 구동수단(100)이 구비된 지그 베이스(200); 상기 지그 베이스(200)에 구비되어 구동수단(100)에 의하여 전후진하며 구동수단(100)에서 멀어질수록 단면이 좁아지는 사각쐐기(300); 내주면이 상기 사각쐐기(300)의 경사면과 대칭되는 경사면으로 형성되고 외측면 중심에는 돌출부(410)가 형성되어 상기 사각쐐기(300)의 4개 측면과 각각 접촉되면서 사각쐐기(300)에 수직방향으로 이동되는 4개의 클램핑 패드(400); 상기 클램핑 패드(400)의 돌출부(410)가 관통되는 고정공(510)이 각면에 형성되어 지그 베이스(200)에 일측이 고정설치된 사각통형의 지그 하우징(500); 상기 4개의 클램핑 패드(400)가 벌어졌다가 원위치로 복원될 수 있도록 4개의 클램핑 패드(400)와 연결된 탄성수단(600);을 포함하여 구성되어 사각파이프형 코일모재를 간단하고 견고하게 고정하여 코일형태로 성형하기 위한 밀링 및 커팅공정에서 정확한 가공이 이루어지도록 하여 우수한 품질의 MSO 코일을 생산할 수 있도록 하는 MSO 코일 가공용 지그에 관한 것이다.

Description

MSO 코일 가공용 지그{MSO coil processing jig}

본 발명은 MSO 코일 가공용 지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사각파이프형 코일모재를 간단하고 견고하게 고정하여 밀링 및 커팅공정에서 정확한 가공이 이루어지도록 하여 우수한 품질의 MSO 코일을 생산할 수 있도록 한 MSO 코일 가공용 지그에 관한 것이다.

최근 환경오염으로 인한 기후변화, 생태계 파괴 등의 문제를 해결하기 위하여 온실가스, 특히 이산화탄소의 배출 규제를 강화하고 있어 화석연료의 사용을 감소시키는 방향으로 각종 산업들이 전환되고 있으며, 이러한 추세에 따라 최근 전기자동차의 수요가 증가되고 있다.

이러한 전기자동차에서 전동기는 그 성능을 좌우하는 매우 중요한 구성으로, 최근 상기 전동기를 구성하는 로터 또는 스테이터에 감기는 코일의 점적률(占積率, Coil Space Factor 또는 Conductor Occupying Ratio)을 향상시키기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있으며, 통상 코일의 직경을 증가시키거나 감는 횟수를 늘리는 방법이 이용되고 있다.

그러나, 종래의 코일은 주로 수직단면이 원형의 형태를 갖는 구리 와이어가 사용되고 있으며, 이러한 원형코일의 직경을 증가시키게 되면 원형의 단면으로 인해 감겨진 코일층 사이에 낭비되는 공간(Waste Space)이 발생하게 되므로 코일의 점적률이 저하된다는 근본적인 문제점이 존재한다.

반면, 너무 작은 직경을 갖는 코일을 감을 경우에는 동일 면적 대비 권선횟수가 증가되므로, 상대적인 전기저항의 증가로 인해 효율저하 및 발열문제가 야기될 수 있다.

이와 같은 종래의 전기 모터는 낮은 점적률로 인해 효율 및 출력밀도를 일정 수준 이상 끌어올릴 수 없는 한계가 존재하므로 이를 개선하기 위하여 종래 단면이 원형인 코일을 단면이 사각형인 판상의 코일로 성형하는 기술 즉, MSO(Maximum Slot Occupy)코일이 개발되어 사용되고 있으며, 그 예로 등록특허 10-2128711호가 제시되어 있다.

상기 종래 코일유닛의 제조방법은 도 1에 나타내는 바와 같이 중심에 스테이터 또는 로터와 결합가능한 중공부가 형성된 코일모재(10)에 도 2에 나타내는 바와 같이 절삭가공을 통하여 양측 대칭위치로 수평 슬릿(12)을 가공한 후, 도 3에 나타내는 바와 같이 상기 수평 슬릿(12)들을 서로 연결하여 코일모재(10)가 하나의 코일이 연속적으로 감겨져 적층된 코일층을 형성하도록 경사 슬릿(14)과 연결 슬릿(16)을 가공하여 구성된다.

그러나 이러한 종래 코일 가공과정에서 코일모재의 중심에 형성된 중공부에는 해당 중공부와 대응되는 형상으로 형성된 지그가 삽입되어 코일모재를 고정하게 되는데, 상기 지그의 가공오차 등으로 인하여 지그삽입시 지그 또는 코일모재에 마모가 발생되거나, 지그삽입 후 코이롬재와 공차가 발생하는 경우에는 가공과정에서 코일모재가 위치고정되지 않고 움직이게 되므로 정확한 가공이 어렵고, 이로 인하여 전동기의 품질이 균일하지 않는 등 제품불량을 유발하는 문제점이 있었다.

일본 특개평7-163100호 대한민국 등록특허 10-2128711호

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 사각파이프형 코일모재를 간단하고 견고하게 고정하여 코일형태로 성형하기 위한 밀링 및 커팅공정에서 정확한 가공이 이루어지도록 하여 우수한 품질의 MSO 코일을 생산할 수 있도록 하는 MSO 코일 가공용 지그를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 지그베이스에 구비되어 구동수단에 의하여 전후진하며 구동수단에서 멀어질수록 단면이 좁아지는 사각쐐기; 내주면이 상기 사각쐐기의 경사면과 대칭되는 경사면으로 형성되고 외측면 중심에는 돌출부가 형성되어 상기 사각쐐기의 4개 측면과 각각 접촉되면서 사각쐐기에 수직방향으로 이동되는 4개의 클램핑 패드; 상기 클램핑 패드의 돌출부가 관통되는 고정공이 각면에 형성된 사각통형의 지그 하우징; 상기 4개의 클램핑 패드가 벌어졌다가 원위치로 복원될 수 있도록 4개의 클램핑 패드를 연결하는 탄성수단; 상기 지그베이스에 돌출되어 코일모재의 위치를 제한하는 제 1스토퍼;를 포함하여 구성되는 MSO 코일 가공용 지그에 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 사각파이프형 코일모재는 사각쐐기의 전진에 따라 상기 코일모재 내부에서 그 간격이 확장되는 클램핑 패드와 접촉되면서 고정되므로 코일모재를 간단하고 견고하게 고정할 수 있어 밀링 및 커팅공정에서 정확한 가공이 이루어지고, 이로 인하여 우수한 품질의 MSO코일을 생산할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한 상기 가공과정에서 코일모재가 구동수단의 반대측 방향으로 이탈되는 것을 제 2스토퍼가 잡아주므로 코일모재의 위치가 일정하게 유지되어 정확한 가공이 가능하게 되는 효과가 있다.

아울러, 코일모재의 일측면에서 가공시에 코일모재를 지지하는 사각쐐기가 양종단의 복수개 지점에서 지지되어 사각쐐기에 균일하게 힘이 작용되므로 사각쐐기의 기울어짐이나 일측 결합부의 균열 등이 발생하지 않아 사각쐐기의 수명이 길어지는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 종래 MSO 코일의 제조과정을 나타내는 도면
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 MSO 코일 가공용 지그 구성을 나타내는 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 MSO 코일 가공용 지그의 동작예를 나타내는 단면도
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클램핑 패드의 동작예를 나타내는 사시도
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 MSO 코일 가공용 지그를 나타내는 단면도
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 MSO 코일 가공용 지그를 나타내는 단면도

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 MSO 코일 가공용 지그는, 도 4 내지 도 8에 나타내는 바와 같이 구동수단(100)이 구비된 지그 베이스(200); 상기 지그 베이스(200)에 구비되어 구동수단(100)에 의하여 전후진하며 구동수단(100)에서 멀어질수록 단면이 좁아지는 사각쐐기(300); 내주면이 상기 사각쐐기(300)의 경사면과 대칭되는 경사면으로 형성되고 외측면 중심에는 돌출부(410)가 형성되어 상기 사각쐐기(300)의 4개 측면과 각각 접촉되면서 도 6의 (a) 및 도 7에서 도 6의 (b) 및 도 8과 같이 사각쐐기(300)에 수직방향으로 이동되는 4개의 클램핑 패드(400); 상기 클램핑 패드(400)의 돌출부(410)가 관통되는 고정공(510)이 각면에 형성되어 지그 베이스(200)에 일측이 고정설치된 사각통형의 지그 하우징(500); 상기 4개의 클램핑 패드(400)가 벌어졌다가 원위치로 복원될 수 있도록 4개의 클램핑 패드(400)를 연결하는 탄성수단(600); 상기 지그 베이스(200)에 돌출되어 코일모재(700)의 위치를 제한하는 제 1스토퍼(800);를 포함하여 구성된다.

상기에서 구동수단(100)은 실린더 등으로 사각쐐기(300)를 전후 왕복운동시킬 수 있는 것이면 어떠한 것이든 가능하다.

상기 탄성수단(600)은 'C'형 스프링을 사용하고, 상기 탄성수단(600)의 고정을 위하여 클램핑 패드(400)의 돌출부(410)에는 각각 끼움홈(420)이 형성되며, 상기 탄성수단(600)은 클램핑 패드(400)의 양종단에 복수개가 구비된다.

한편, 상기 클램핑 패드(400) 종단에는 코일모재(700)가 구동수단의 반대측 방향으로 이동되는 것을 방지하도록 도 9에 나타내는 바와 같이 제 2 스토퍼(900)가 구비된다.

상기 제 2 스토퍼(900)는 사각쐐기(300)와 수직방향으로 클램핑 패드(400)에 관통형성된 통공(430), 상기 통공(430)보다 길게 형성되고 중간부분에 외측으로 돌출된 플랜지(910)에 의하여 통공(430)으로부터 이탈되지 않도록 구비되며 사각쐐기측 종단이 완만하게 형성된 고정핀(920), 상기 플랜지(910)와 통공(430)의 종단 사이에 구비되어 도 9의 (a)에 나타내는 바와같이 사각쐐기(300)와 비접촉시에는 고정핀(920)이 클램핑 패드(400) 내측으로 돌출되고, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이 사각쐐기(300)와 접촉시에는 고정핀(920)이 밀려서 클램핑 패드(400)의 외측으로 돌출되도록 하는 압축스프링(930)을 포함하여 구성된다.

이때 상기 고정핀(920)의 내측 종단과 접하는 사각쐐기(300)의 종단은 경사면으로 형성되어 사각쐐기(300)의 이동시에 고정핀(920)이 부드럽게 이동될 수 있도록 한다.

또한 상기 지그 하우징(500)은 도 10에 나타내는 바와 같이 구동수단 반대측면이 폐쇄된 형태로 형성되며, 상기 폐쇄면 중심에는 관통공(520)이 천공되고, 사각쐐기(300)의 종단에는 상기 관통공(520)과 대응되는 형상의 지지봉(320)이 돌출되어, 코일모재(700) 가공시 도 10의 (a)에서 (b)와 같이 상기 사각쐐기(300)가 전진하면서 지지봉(320)이 지그 하우징(500)의 관통공(520)을 관통함으로써 사각쐐기(300)는 구동수단과 결합 및 지지봉(320)과 관통공(520)의 결합에 의하여 복수개 지점에서 고정되므로 슬릿 가공과정에서 사각쐐기가 일측 즉 슬릿 가공면과 반대방향으로 기울어지지 않고 정확한 위치를 유지하게 되므로 정확한 슬릿의 가공이 가능하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 도 6의 (a) 및 도 7과 같이 사각쐐기(300)가 구동수단(100)측으로 완전히 이동된 상태에서 지그 하우징(500) 외측으로 코일모재(700)를 끼우는데, 이때 제 1스토퍼(800)에 의하여 구동수단(100)측 이동거리가 제어된다.

이후, 상기 구동수단(100)이 구동되어 도 6의 (b) 및 도 8에 나타내는 바와 같이 사각쐐기(300)가 전진하게 되고, 상기 사각쐐기(300)의 경사면과 맞물려 클램핑 패드(400)가 벌어지면서 상기 코일모재(700) 내주면과 클램핑 패드(400)의 외주면이 밀착되어 코일모재(700)가 고정된다.

이때 돌출부(410)가 고정공(510)을 따라 이동되므로 상기 클램핑 패드(400)는 전후 이동없이 지정된 위치에서 서로 벌어지게 된다.

그리고 상기 코일모재(700)를 고정하기 위하여 사각쐐기(300)가 전진하는 과정에서 도 9의 제 2스토퍼(900)를 구성하는 고정핀(920)이 사각쐐기(300)의 경사면과 접하면서 외측으로 밀리게 되고, 고정핀(920)의 타측 종단이 통공(430)을 통해서 클램핑 패드(400)의 외측으로 돌출되면서 코일모재(700)는 제 1/2스토퍼(800)(900)에 의하여 그 위치가 보다 견고하게 고정된다.

아울러, 상기 사각쐐기(300)가 전진함에 따라 도 10에 나타내는 바와 같이 종단의 지지봉(320)이 관통공(520)을 통과하게 되므로 사각쐐기(300)는 구동수단과 결합부 및 지지봉(320)과 관통공(520)의 결합부에 의하여 복수개 지점에서 고정되므로 슬릿 가공과정에서 코일모재의 일측방향으로 힘이 작용되더라도 사각쐐기(300)가 기울어지지 않고 정확한 위치를 유지하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하여 가공된 MSO 코일은 정확하게 가공되어 그 효율이 최적이 되고 불량이 발생하지 않게 된다.

100 : 구동수단 200 : 지그 베이스
300 : 사각쐐기 400 : 클램핑 패드
410 : 돌출부 500 : 지그 하우징
510 : 고정공 600 : 탄성수단

Claims

구동수단(100)이 구비된 지그 베이스(200);
상기 지그 베이스(200)에 구비되어 구동수단(100)에 의하여 전후진하며 구동수단(100)에서 멀어질수록 단면이 좁아지는 사각쐐기(300);
내주면이 상기 사각쐐기(300)의 경사면과 대칭되는 경사면으로 형성되고 외측면 중심에는 돌출부(410)가 형성되어 상기 사각쐐기(300)의 4개 측면과 각각 접촉되면서 사각쐐기(300)에 수직방향으로 이동되는 4개의 클램핑 패드(400);
상기 클램핑 패드(400)의 돌출부(410)가 관통되는 고정공(510)이 각면에 형성되어 지그 베이스(200)에 일측이 고정설치된 사각통형의 지그 하우징(500);
상기 4개의 클램핑 패드(400)가 벌어졌다가 원위치로 복원될 수 있도록 4개의 클램핑 패드(400)와 연결된 탄성수단(600);을 포함하여 구성되고,
상기 클램핑 패드(400) 종단에는 코일모재(700)가 구동수단의 반대측 방향으로 이동되는 것을 방지하는 제 2 스토퍼(900)가 구비되며,
상기 제 2스토퍼(900)는 사각쐐기(300)와 수직방향으로 클램핑 패드(400)에 관통형성된 통공(430), 상기 통공(430)보다 길게 형성되고 중간부분에 외측으로 돌출된 플랜지(910)에 의하여 통공(430)으로부터 이탈되지 않도록 구비되며 사각쐐기측 종단이 완만하게 형성된 고정핀(920), 상기 플랜지(910)와 통공(430)의 종단 사이에 구비되어 사각쐐기(300)와 비접촉시에는 고정핀(920)이 클램핑 패드(400) 내측으로 돌출되고, 사각쐐기(300)와 접촉시에는 고정핀(920)이 밀려서 클램핑 패드(400)의 외측으로 돌출되도록 하는 압축스프링(930)을 포함하여 구성되고,
상기 고정핀(920)의 내측 종단과 접하는 사각쐐기(300)의 종단은 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 MSO 코일 가공용 지그.
제 1항에 있어서, 상기 지그 베이스(200)에는 코일모재(700)의 위치를 제한하는 제 1스토퍼(800)가 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 MSO 코일 가공용 지그.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 지그 하우징(500)은 구동수단 반대측면이 폐쇄된 형태로 형성되며, 상기 폐쇄면 중심에는 관통공(520)이 천공되고, 사각쐐기(300)의 종단에는 상기 관통공(520)과 대응되는 형상의 지지봉(320)이 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 MSO 코일 가공용 지그.
제 1항에 있어서, 상기 탄성수단(600)은 'C'형 스프링을 사용하는 것을 특징으로 하는 MSO 코일 가공용 지그.