KR102355130B1

KR102355130B1 - 코일 부재를 형성하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102355130B1
Application number: KR1020167027565A
Authority: KR
Inventors: 마시모 폰지오; 루비노 코르비넬리
Original assignee: 어탑 에스.피.에이.
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2022-01-24
Also published as: US9692283B2; CN106134044B; CN106134044A; RS57991B1; EP3114757B1; WO2015132180A1; KR20160131056A; EP3114757A1; PL3114757T3; TR201816474T4; US20170019003A1; ES2698510T3; SI3114757T1

Abstract

본 발명은 다이나모일렉트릭 머신의 코어의 슬롯(21)에 삽입하기 위한 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 코일 부재(20)는 적어도 제1 결합 부재(112)를 사용하여 전도체(300)의 굽힘 부분들에 의해 형성된다. 상기 장치는: 제1 회전축(17a) 주위로 회전되는 제1 부재(23)를 포함하며; 제1 회전축(17a)에 대해 가로 방향으로 위치된 제2 회전축(18a) 주위로 회전되는 제2 부재(24)를 포함하되, 상기 제2 부재(24)는 제1 부재(23)에 의해 지지되고; 제2 부재(24)의 중심 회전축 주위로 회전되는 제3 부재(25)를 포함하되, 상기 제3 부재(25)는 제2 부재(24)에 의해 지지된다. 제1 결합 부재(112)는 전도체(300)가 반대 표면(192)에 대해 결합되어 전도체의 한 부분을 구부릴 수 있다. 제1 부재(23)와 제2 부재(24)가 회전되면 적어도 제1 결합 부재(112)가 평면(P)에서 이동하게 되고, 제3 부재(25)가 회전되면 적어도 제1 결합 부재(112)가 평면(P)에서 회전하게 된다. 바람직하게는, 제4 부재(26)가 회전되면 적어도 제1 결합 부재(112)가 평면(P)으로부터 회전하게 된다.

Description

코일 부재를 형성하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FORMING COIL MEMBERS}

본 발명은 코일 부재를 제작하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전도체를 구부림으로써 다이나모일렉트릭 머신의 코일 부재를 형성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

코일 부재(coil member)는 전기 모터 또는 발전기의 스테이터(stator)에 사용될 수 있다. 이러한 분야에서의 해결책들은 PCT 특허출원공보번호 WO 2012/156066에 기술되어 있다.

본 발명으로 형성된 코일 부재는 포크(fork) 형태, 또는 그 밖의 형태, 예를 들어, 물결모양 형상(undulated configuration)을 가질 수 있다. 일반적으로, 전도체(electric conductor)는 상대적으로 큰 횡단면을 가져서 형성된 코일 부재가 자체-지지(self-supporting) 될 수 있게 하는데, 즉 코일 부재의 형태가 특정의 기하학적 형상(geometric configuration)에 따라 영구적으로 형성되어, 현저한 굽힘력(bending force)이 제공되기 전까지는 변경되지 않는다는 의미이다. 포크 형태를 가진 코일 부재는 보통 "헤어핀(hairpin)"으로 지칭된다. 추가적인 형태, 가령, 물결모양 형상이 유럽 특허출원공보 EP 1372242에 기술되어 있다.

형성된 헤어핀을 포함하는 통상적인 작업 공정은: 다이나모일렉트릭 머신(dynamoelectric machine)의 코어(core)의 각각의 슬롯(slot)에 특정 헤어핀을 삽입하는 단계, 헤어핀의 단부 부분(end portion)들을 구부려서 다이나모일렉트릭 머신의 코어의 단부를 초과하도록 연장시키는 단계, 이전의 굽힘 공정에 따라 서로 인접하게 배열된 헤어핀의 미리 정해진 단부를 용접하는 단계를 포함한다. PCT 특허출원공보번호 WO 2012/119691는 이러한 타입의 공정 및 서로 용접되어야 하는 헤어핀의 단부를 정확하게 정렬하기 위한 해결책에 대해 기술하고 있다.

코일 부재를 형성하기 위한 굽힘 공정은 미리 정해진 길이의 전도체를 공급하여 굽힘 공구(bending tool)와 정렬시키는 반복적인 단계를 필요로 하는데, 이는 위에서 언급한 PCT 특허출원공보번호 2012/156066에 기술되어 있다. 공급 단계 동안, 굽힘 공구는 전도체와 결합되며 미리 정해진 움직임(movement)을 수행하여 요구되는 전도체의 형태로 영구적으로 구부러지게 된다.

형성된 코일 부재를 전도체의 나머지 부분으로부터 분리하기(free) 위한 절단 공정(cutting operation)이 수행되며, 그에 따라 전도체가 연속으로 공급되어 추가적인 코일 부재를 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 공정들은 앞에서 언급한 PCT 특허출원공보번호 2012/156066에 기술되어 있다.

본 발명의 한 목적은, 전도체에 대해 미리 정해진 움직임을 가진 굽힘 공구(bending tool)를 사용하여, 전도체를 구부림으로써 코일 부재를 자동으로 형성할 수 있는 개선된 장치 및 굽힘 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 프로그래밍 가능한 움직임을 가진 굽힘 공구를 사용하여 전도체를 구부림으로써 코일 부재를 자동으로 형성할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전도체에 대해 정확한 움직임을 가진 굽힘 공구를 사용하여 전도체를 구부림으로써 코일 부재를 자동으로 형성할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 코일 부재를 형성하는데 필요한 시간 주기를 줄이기 위하여 전도체에 대해 신속한 움직임을 가진 굽힘 공구를 사용하여 전도체를 구부림으로써 코일 부재를 자동으로 형성할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 형태의 코일 부재를 형성하기 위하여 큰 범위의 움직임을 가진 굽힘 공구를 사용하여 전도체를 구부림으로써 코일 부재를 자동으로 형성할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 외의 다른 특징 및 이점들은 하기 본 발명의 상세한 설명 및 도면들로부터 자명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 해결책을 이용하여 제작될 수 있는 직사각형 횡단면을 가진 헤어핀에 상응하는 코일 부재의 투시도.
도 2는 도 1의 방향(2)으로부터 바라본 도면.
도 2a는 다이나모일렉트릭 머신의 코어의 부분적으로 채워진 슬롯을 보여주는 도 1의 도면과 유사한 부분도.
도 3은 물결모양 형상을 가진 코일 부재를 보여주는 도 2의 도면과 유사한 도면.
도 4는, 코일 부재가 형성되고 분배되는 코일 부재 형성 머신의 한 단부로부터 바라본, 본 발명에 따른 코일 부재 형성 머신의 한 부분의 투시도.
도 5는 부분적인 단면 입면도로서, 도 5의 도면은 도 4의 방향(5-5)으로부터 바라보았을 때 도 4의 코일 부재 형성 머신의 세로방향 중간 섹션에 상응한다.
도 5a는 명확성을 위해 특정 부분들이 생략된 도 5의 영역(5a)의 확대도.
도 6은 명확성을 위해 특정 부분들이 생략된 도 4의 방향(6)으로부터 바라본 개략도.
도 7은 명확성을 위해 특정 부분들이 생략된 도 5의 방향(7-7)으로부터 바라본 부분 단면도.
도 8은 명확성을 위해 특정 부분들이 생략된 도 5의 방향(8-8)으로부터 바라본 부분 단면도.
도 9는 명확성을 위해 특정 부분들이 생략된 도 5의 방향(9-9)으로부터 바라본 부분 단면도.
도 10은 명확성을 위해 특정 부분들이 생략된 도 5의 방향(10-10)으로부터 바라본 부분 단면도.
도 11은 개략도에 따른 굽힘 공구의 움직임을 예시하는 도 4의 방향(11)으로부터 바라본 도면.
도 12-16은 명확성을 위해 특정 부분들이 생략된 도 5와 유사한 개략도에 따른 부분 단면도.
도 12a-16a은 명확성을 위해 특정 부분들이 생략된 도 11과 유사한 개략도에 따른 부분 단면도.
도 17은 도 5의 방향(7)으로부터 바라본 것과 같이 특정 굽힘 공정(bending operation) 동안 도 5의 한 부분의 부분도.
도 18은 도 17의 방향(18)으로부터 바라본 도면.

도 1의 코일 부재(20)는 직사각형 횡단면을 가진 전도체(300)로부터 본 발명의 해결책으로 제작된 헤어핀에 상응한다. 도 1과 2에 도시된 것과 같이, 헤어핀에는 실질적으로 직선인 레그 부분(20b 및 20c)과 헤드 부분(20a)이 제공된다. 비틀림 부분(20d)은, 레그 부분(20'b 및 20c)의 축(20e)이 코어 슬롯(21)(예를 들어, 도 2a에 도시된 것과 같은 스테이터 코어 슬롯)의 반경축(22)과 정렬될 수 있도록 레그 부분들을 각도(A)만큼 배열될 수 있게 하는데, 여기서 레그 부분(20c)은 완전히 삽입된다.

도 3의 코일 부재(도면부호 없음)는 본 발명의 해결책들로 구현될 수 있는 물결모양 형상(undulated configuration)을 가지는데, 밑에서 보다 상세하게 기술될 것이다.

도 4의 투시도는 노즐(191)로부터 공급될 수 있는 전도체(300)를 구부리기 위하여 2개의 결합 부재(112 및 112')의 한 예를 도시한다. 도 4에서, 부분적으로 형성된 헤어핀이 노즐(191)로부터 연장되는 위치에 도시되는데, 명확성을 위해, 결합 부재(112 및 112')는 굽힘을 야기하는 전도체(300)와 정렬되는 상태로 도시되지 않는다.

명백하게도, 본 발명의 보다 간단하게 도시된 실시예들에서는, 한 쌍의 굽힘 부재(112, 112') 대신에 단일의 결합 부재를 볼 수 있는데, 상기 단일의 결합 부재는 도면에서 전적으로 한 예로서만 예시된다.

도 5, 5a 및 7을 보면, 본 발명의 한 실시예에 따른 코일 부재를 형성하기 위한 장치가 도시된다.

특히, 제1 부재(23), 바람직하게는 원통형 형태를 가진 제1 부재(23)가 베어링(100) 위에 조립되어 제1 축(17a) 주위로 회전되며, 이와 함께 전도체(300)가 공급되어 노즐(191)에 도달하여 노즐(191)의 중심을 관통한다. 본 발명에 예시된 실시예에 따르면, 제1 부재(23)는 편심 보어(23a)를 가진 디스크(disk) 형태 또는 중심축(18a)을 가진 통로 형태로 형성된다.

이와 유사하게, 제2 부재(24), 바람직하게는 부분적으로 컵(cup) 형태를 가진 제2 부재(24)가 도 5, 5a 및 8에 도시되는데, 상기 제2 부재(24)는 제2 축(18a) 주위로 회전되도록 구성된다. 도 5a를 보다 상세하게 살펴보면, 제2 부재(24)의 한 부분(24')은 베어링(101) 위에 조립되며, 상기 베어링(101)은 제1 부재(23)의 보어(23a)에 조립된다.

제2 축(18a)은 제1 축(17a)에 대해 한 면에 배열되는데, 특히, 제1 축(17a)과 제2 축(18a)은 도 5 및 7에 도시된 것과 같이 서로 평행하다.

이와 같이 배열되면, 제2 부재(24)는 제1 부재(23) 상에서 제2 축(18a) 주위로 회전되도록 지지되고, 제1 부재(23)가 제1 축(17a) 주위로 회전될 때 제1 부재(23)와 함께 회전될 수 있다.

특히, 도 5-8을 보면, 제3 부재(25), 예를 들어, 원통형의 환형 형태를 가진 제3 부재(25)가 베어링(102) 위에 조립되는데, 상기 베어링(102)은 제2 부재(24)의 중앙에 장착된다. 이와 같이 배열되면, 제3 부재(25)는 제2 부재(24)의 중심축(도면부호 없음) 주위로 회전될 수 있다.

도 10의 도면은 임의로 배열될 수 있는 커버 부재(37)를 제거함으로써 구현될 수 있으며, 그렇지 않은 경우, 제4 부재(26)를 가질 것이다. 하기 설명에서 자명한 것과 같이, 본 발명을 적용하는 데 있어 선택적이기는 하지만, 제4 부재(26)를 사용하는 것이 유리하다.

특히, 도 5, 9 및 10을 보면, 제4 부재(26), 바람직하게는 원통형의 환형 형태를 가진 제4 부재(26)가 베어링(103) 위에 조립된다. 베어링(103)은 예를 들어 제2 부재(24)의 중심축 주위로 회전시키기 위해 제3 부재(25)의 연장 부재(27) 위에 장착된다. 보다 구체적으로, 연장 부재(27)는 도 5에 도시된 것과 같이 볼트(104)에 의해 제3 부재(25)에 고정된다.

도 5에 도시된 것과 같이, 볼트(105)에 의해 암 구조물(arm structure)(28)이 연장 부재(27)에 고정되는 것이 바람직하다.

상기 도시된 실시예에서, 결합 부재(112 및 112')는 지지 부재(29)의 한 부분이다. 지지 부재(29)는 제3 축(30) 주위로 회전시키기 위해 암 구조물(28)의 베어링(107) 위에 조립되는데, 제3 축(30)은 도 5에 도시된 것과 같이 제1 축(17a)에 대해 수직일 수 있다.

상기 도시된 실시예에서, 원뿔형 치형 트랜스미션(33)이 회전력을 지지 부재(29)에 전달하고, 이에 따라 회전력(R)을 결합 부재(112 및 112')에 전달한다. 원뿔형 치형 트랜스미션(33)은 샤프트(34)에 의해 회전될 수 있도록 구성되는데, 샤프트(34)는 기어(35)에 의해 회전될 수 있다. 기어(35)는 도 5 및 10에 도시된 것과 같이 제4 부재(26)의 치형 부분(26'')과 결합된다.

상기 도시된 실시예에서, 커버 부재(37)는 도면부호(38)로 표시된 볼트에 의해 암 구조물(28)에 고정된다. 게다가, 커버 부재(37)는 도 5에 도시된 것과 같이 베어링(103) 주위에 위치된 볼트(도시되지 않음)에 의해 부재(27)에 고정된다. 특히, 커버 부재(37)는 샤프트(190)가 통과할 수 있게 하는 중앙에 위치된 구멍(aperture)을 가진다. 커버 부재(37)는 도 4와 5에 도시된 장치의 전방에 우발적으로 접근되는 것을 방지하는 기능을 가진다.

상기 도시된 실시예에서, 제3 부재(25)는 운동 수단(movement means)에 의해 회전되는데, 상기 운동 수단은 한 예로서 도 5에 도시된 것과 같이 제3 부재(25)와 결합된 치형부(teeth)를 가진 단부(41')를 포함할 수 있다. 단부(41')는 예를 들어 모터(61)에 의해 회전될 수 있다.

보어(23a)로부터 나오는 트랜스미션은 특히 도 5 및 5a를 참조하여 기술될 것이다. 보다 구체적으로, 베어링(108) 위에 조립되며, 상기 베어링(108)은 제2 부재(24)의 부분(24') 내에 조립된다. 치형 형태로 구성된(toothed) 관형 부재(41)의 단부(41')는 도 5 및 8에 도시된 것과 같이 제3 부재(25)의 주변(periphery)에 형성된 치형 부분(25')과 결합된다. 따라서, 관형 부재(41)는 제3 부재(25)를 회전시키기 위해 제1 부재(23)를 관통하는 축(18a) 주위로 회전할 수 있는 트랜스미션 수단의 한 부분이다.

도 5 및 5a를 참조하여, 보어(23a)를 여전히 트랜스미션 수단의 한 부분으로서 고려해 보면, 샤프트 부재(42)가 베어링(110) 위에 조립되며, 상기 베어링(110)은 관형 부재(41)의 보어(23a) 내에 조립된다. 샤프트 부재(42)의 한 단부는 도 5, 9 및 10에 도시된 것과 같이 제4 부재(26)의 주변에 형성된 치형 부분(26')과 결합된다.

도 5, 5a 및 6을 보면, 제2 부재(24)는 예를 들어 상기 도시된 실시예에서는 치형 부분(50')을 포함하는 운동 수단에 의해 회전 구동 수 있다. 치형 부분(50')은 제2 부재(24)와 결합되고 예를 들어 모터(51)에 의해 회전될 수 있다.

특히, 제1 구동 부재(50)에는 제2 부재(24)의 치형 부분(24'')과 결합된 치형 부분(50')이 제공된다.

바람직하게는, 치형 부분(50')은 내부 치형부(internal teeth)를 가진 치형 크라운(toothed crown)일 수 있으며, 제2 부재(24)의 치형 부분(24'')은 상기 내부 치형부와 결합된 외부 치형부(external teeth)가 제공된 디스크(disk)일 수 있다.

특히, 제1 구동 부재(50)에는 모터(51)의 기어(도시되지 않음)와 결합된 치형 부분(50'')이 제공된다. 보다 구체적으로, 치형 부분(50'')은 모터(51)의 기어와 결합된 외부 치형부를 가진 크라운일 수 있다.

바람직하게는, 제1 구동 부재(50)는 프레임(200) 상에 장착된 베어링(122) 위에서 회전을 위해 지지된다. 상기 배열상태에서, 모터(51)가 회전되면 제2 부재(24)가 제2 축(18a) 주위로 회전된다.

도 8은 샤프트(190)가 통과되어 제2 부재(24)의 중심축이 제1 축(17a)과 제1 부재(23)에 대해 이동될 수 있게 하도록 제2 부재(24)에 슬롯(24''')이 제공된 것을 도시하는데, 이는 도 11에서 보다 상세하게 기술될 것이다. 게다가, 제3 부재(25)와 제4 부재(26)는, 도 5, 9 및 10에 도시된 것과 같이, 샤프트(190)와 간섭되지(interfering) 않고도 즉 제1 축(17a)과 정렬된 상태로 유지되고도, 상기 제3 부재(25)와 제4 부재(26)가 제2 부재(24)의 중심축 주위로 회전될 수 있도록, 환형인 것이 바람직하다.

도 5를 보면, 제2 구동 부재(60)에는 도 5에 도시된 것과 같이 관형 부재(41)의 치형 부분(41'')과 결합된 치형 부분(60')이 제공된다. 바람직하게는, 치형 부분(60')은 내부 치형부를 가진 치형이며, 치형 부분(41'')은 상기 내부 치형부와 결합된 외부 치형부가 제공된 디스크이다.

특히, 제2 구동 부재(60)에는 모터(61)의 기어(도시되지 않음)와 결합된 치형 부분(60'')이 제공된다. 보다 구체적으로, 치형 부분(60'')은 모터(61)의 기어와 결합된 외부 치형부를 가진 크라운일 수 있다.

바람직하게는, 제2 구동 부재(60)는 구동 부재(50) 상에 장착된 베어링(113) 위에서 회전을 위해 지지된다. 상기 예에서, 모터(61)가 회전되면, 제1 부재(23)의 보어(23a)를 관통하는 관형 부재(41)의 회전에 의해, 제3 부재(25)가 제2 부재(24)의 중심축 주위로 회전된다.

도 5를 보면, 제3 구동 부재(70)에는 도 5에 도시된 것과 같이 샤프트 부재(42)의 치형 부분(42'')과 결합된 치형 부분(70')이 제공된다. 바람직하게는, 치형 부분(70'')은 외부 치형부가 제공된 디스크이며, 치형 부분(42'')에는 치형 부분(70'')의 치형부와 결합된 외부 치형부가 제공된 추가적인 디스크이다.

특히, 제3 구동 부재(70)에는 모터(71)의 기어(71')와 결합된 치형 부분(70'')이 제공된다. 보다 구체적으로, 치형 부분(70'')은 모터(71)의 기어(71')와 결합된 외부 치형부를 가진 크라운이다.

바람직하게는, 제3 구동 부재(70)는 구동 부재(60) 상에 장착된 베어링(114) 위에서 회전을 위해 지지된다. 상기 배열상태에 따르면, 모터(71)가 회전되면, 제1 부재(23)의 보어(23a)를 관통하는 샤프트 부재(42)의 회전에 의해, 제4 부재(26)가 제2 부재(24)의 중심축 주위로 회전된다.

도 5 및 7을 보면, 제1 부재(23)는 다른 운동 수단에 의해 회전 구동되는데, 상기 다른 운동 수단은 상기 예시된 실시예에서, 제1 부재(23)와 협력할(cooperating) 수 있는 모터(81)를 포함한다.

특히, 치형 부분(23')이 제공된 제1 부재(23)의 주변(periphery)은 모터(81)의 기어(81')에 의해 결합된다. 도 5에 도시된 것과 같이, 제1 부재(23)가 장착된 베어링(100)은 프레임(200)에 의해 지지된다. 상기 예에 따르면, 제1 부재(23)는 모터(81)에 의해 축(17a) 주위로 회전될 수 있다.

제3 부재(25)가 제2 부재(24)의 중심축 주위로 회전됨으로써, 앞에서 기술된 것과 같이, 제3 부재(25)에 고정된 암 구조물(28)과 연장 부재(27)는 제3 부재(25)가 제2 부재(24)의 중심축 주위로 회전되는 크기와 똑같은 크기만큼 회전되게 된다. 상기 예에 따르면, 결합 부재(112 및 112')는 제3 부재(25)가 제2 부재(24)의 중심축 주위로 회전되는 크기와 똑같은 크기만큼 회전되게 한다.

도 11은 평면(P)에서 제1 부재(23), 제2 부재(24) 및 제3 부재(25)가 회전되는 단계들에 얻어진 결합 부재(112 및 112')의 운동 및 위치들을 개략적으로 예시한다. 평면(P)은 제1 축(17a)에 대해 90°에 배열된 것으로 간주할 수 있다. 명확성을 위해, 도 11의 평면(P)에서, 결합 부재(112 및 112')는 도 4 및 5에 있는 결합 부재(112 및 112')의 배열상태에 대해 축(30) 주위로 90°만큼 회전된다.

도 11을 보면, 모터(51)를 회전시킴으로써 형성된, 제2 부재(24)가 제2 축(18a) 주위로 각도(B)만큼 회전되면 결합 부재(112 및 112')는 위치(P0)로부터 위치(P1)로 이동될 것이다. 이는 제2 부재(24)의 중심축이 (제1 축(17a)에 상응하는 위치로부터) 위치(D1)로 이동되게 하여, 제2 부재(24)의 윤곽(contour)의 새로운 위치가 24a가 될 것이다.

상기 위치(P1)에서, 결합 부재(112 및 112')는 도 11에 도시된 것과 같이 평면(P)의 X, Y축과 같이 절대 기준축에 대한 새로운 배열방향을 가진다. 모터(81)를 회전시킴으로써 형성된, 제1 부재(23)가 제1 축(17a) 주위로 각도(C)만큼 회전되면 결합 부재(112 및 112')는 (위치(P1)로부터) 위치(P2)로 이동될 것이다. 각도(C)만큼 회전된 후에, 제2 축(18a)은 도 11에 도시된 것과 같이 위치(P2)와 정렬된 새로운 위치(18a)(2)에 오게 된다. 제2 부재(24)의 중심축은 (위치(D1)로부터) 위치(D2)로 이동될 것이며 제2 부재(24)의 윤곽의 새로운 위치는 24b가 될 것이다. 위치(P2)에서, 결합 부재(112 및 112')는 절대 기준축 X, Y에 대해 또 다른 배열방향을 갖는다.

제3 부재(25)가 제2 부재(24)의 중심축(위치(D2)에 위치된) 주위로 각도(D)만큼 회전되면, 결합 부재(112 및 112')가 위치(P0)와 똑같은 배열방향을 가지며 위치(P3)에 오도록 재배열되는데, 상기 위치(P3)는 위치(P0)로부터 X축 방향과 Y축 방향으로 특정 거리만큼 이동된 위치이다.

달리 말하면, 제1 부재(23)와 제2 부재(24)를 회전시켜, 결합 부재(112 및 112')(또는 그 외의 다른 예에서는, 단일의 결합 부재)는 평면(P)에서 이동될 수 있는데, 이는 상기 기술된 실시예에 따른 두 회전을 수행함으로써 구현된다. 이런 방식으로, 결합 부재(112 및 112')는 평면(P)에서 원하는 X, Y 좌표에 위치될 수 있다.

하지만, 상기 실시예에서, 오직 제1 부재(23)와 제2 부재(24)만이 회전되며, 평면에서 제1 부재(23)와 제2 부재(24)의 각배열(angular orientation)은 원하는 값들에 따라 얻어질 수 없다.

실제로, 상기 경우에서, 결합 부재(112 및 112')의 각배열은 제1 부재(23)와 제2 부재(24)에 의해 구현된 운동학적 협력(kinematic cooperation)에 따를 것이다. 상기 운동학적 협력은 도달된 X, Y 좌표의 기능 및 미리 정해진 결합 부재(112 및 112')의 각배열을 구현할 수 있게 한다. 상기 상태에서, 제3 부재(25)를 회전함으로써, 결합 부재(112 및 112')는 평면(P)에서 추가로 회전될 수 있으며, 이에 따라 결합 부재(112 및 112')의 각배열이 변형(variation)될 수 있게 하는데, 이와 같은 변형은 제1 부재(23)와 제2 부재(24)의 조합된 회전에 의해 제공된다. 제1 부재(23), 제2 부재(24), 및 제3 부재(25)의 회전을 조합(combination)하면, 결합 부재(112 및 112')의 각배열과 X, Y 좌표를 형성하며, 이에 따라 결합 부재(112 및 112')를 원하는 대로 위치시킬 수 있다.

결합 부재(112 및 112')가 위치(P0)와 같은 상태로부터 위치(P3)와 같은 상태로 직접 이동되어야 하는 경우, 미리 정해진 운동 법칙들에 따라 제1 부재(23), 제2 부재(24) 및 제3 부재(25)의 회전이 수행될 수 있는데, 이는 동기화되고(synchronized) 동시에 수행된다. 이를 구현하기 위하여, 모터(81, 61, 및 51)는 도 6에 도시된 것과 같이 컨트롤 수단(500)의 신호 라인 및 파워 라인들에 의해 작동될 것이다.

앞에서 기술된 실시예에 따르면, 제1 부재(23)와 제2 부재(24) 및 제3 부재(25)의 회전은 서로 동기화되고 실질적으로 동시에 수행될 때, 결합 부재(112 및 112')가 평면(P)에서 이동될 수 있으며, 결합 부재(112 및 112')의 단일 회전은 순차적인 단계(sequential stage)들로 분리되거나 또는 나뉘지 않는다. 반대로, 이러한 이동은 단일의 이동처럼 보일 수도 있으며, 평면(P)에서 연속적이고 균질하게 구현되고, 부재(23, 24 및 25)들의 회전에 의하여, 결합 부재(112 및 112')에 동시에 야기된 회전을 중첩(superposition)하여 유도된다.

도 11에 관한 이전의 기술된 내용은, 제2 부재(24)의 중심과 제2 축(18a)의 교차점(intersection)이 평면(P)에서 이동되는 것을 예시한다. 상기 예에서, 제2 부재(24)가 축(18a) 주위로 회전될 때, 제2 부재(24)와 샤프트(190) 사이의 간섭(interference)을 방지하기 위해 제2 부재(24)에 슬롯형 구멍(24''')을 가지는 것이 중요하다. 슬롯(24''')은 도 8에 관해 앞에서 이미 기술되었다.

상기 기술된 실시예에서, 결합 부재(112 및 112') 중 하나와 결합되거나, 또는 결합 부재(112 및 112') 둘 모두와 결합됨으로써 구부러져야 하는 전도체(300)가 샤프트(190)와 분배 노즐(191)을 통해 공급된다. 결합 부재(112 및 112')의 굽힘 작용(bending action)에 대한 반대 표면(contrasting surface)(192)이 분배 노즐(191)의 배출 면(exit side)에 상응할 수 있는데, 이는 밑에서 보다 상세하게 기술될 것이다. 전도체(300)가 샤프트(190)를 통해 공급하기 위한 해결책은 PCT 특허출원공보번호 2012/156066에 기술된 해결책과 비슷할 수 있다.

특히, 도 5를 보면, 분배 노즐(191)은 플랜지(193)를 통해 샤프트(190)에 연결된다. 특히, 샤프트(190)는 도 5-10에 도시된 것과 같이 제4 부재(26), 제3 부재(25), 제2 부재(24) 및 제1 부재(23)를 통해 연장된다.

바람직하게는, 샤프트(190)는 중공 구성되며 제1 부재(23)의 축(17a) 위에 중심이 위치된다. 샤프트(190)는 각각 프레임(200)의 지지 부분(195 및 196)의 부싱(193' 및 194) 상에서 지지된다. 도 5에 도시된 것과 같이, 암(197)이 샤프트(190)의 단부에 고정된다. 암(197)은 가이드(199) 상에서 지지됨으로써 방향(T 및 T')으로 병진운동할 수 있는(translate) 슬라이드(198)의 한 부분이다.

상기 기술된 실시예에서, 도 5에 도시된 것과 같이, 슬라이드(198)를 방향(T 및 T')으로 병진운동 시키기 위하여, 스크루 드라이브(screw drive)를 가진 모터 유닛(400)이 예견된다(foreseen). 이러한 병진운동으로 인해, 분배 노즐(191)은 결합 부재(112 및 112')에 대해 방향(T 및 T')으로 병진운동 된다.

노즐(191)이 방향(T 또는 T')으로 병진운동 하는 것과 함께, 도 11에 대해 기술된 제1 부재(23), 제2 부재(24), 제3 부재(25)의 운동을 이용함으로써, 국제 특허출원번호 WO 2012/156066의 도 8-12 및 도 8a-12a에 도시된 것과 같이 결합 부재(112 및 112')를 배열하고 이동시킬 수 있다. 상기 도면들은 각각 본 명세서에서 도 12-16 및 도 12a-16a에 도시된다. 본 명세서에서, 국제 특허출원번호 WO 2012/156066로부터 발췌된 상기 도면들에 표시된 도면부호들은 본 발명의 실시예에 일치하도록 변경되었다. 게다가, 몇몇 사항들은 명확성을 위해 생략되었다.

예를 들어, 도 1, 2 및 3에 도시된 물결모양 형상 또는 헤어핀 형상을 형성하기 위하여, 노즐(191)과 샤프트(190)를 통해 공급되는 전도체(300)의 다양한 굽힘(bend)을 구현할 수 있다.

각각, 도 5의 평면 및 도 5의 평면에 대해 수직인 평면을 도시한 도 12 및 12a를 보면, 두 결합 부재(112 및 112')의 결합, 및 표면(192)에 의한 반작용(contract reaction)에 의해 전도체(300) 상에 굽힘이 구현된다. 보다 구체적으로, 결합 부재(112 및 112')는 제4 부재(26)를 회전시킴으로써 축(30) 주위에서 방향(R)으로 회전된다. 또한, 도 12a를 보면, 결합 부재(112 및 112')는 제3 부재(25)를 회전시킴으로써 제1 축(17a) 주위에서 방향(R0)으로 회전된다. 게다가, 결합 부재(112 및 112')는 제1 부재(23), 제2 부재(24) 및 제3 부재(25)를 회전시킴으로써 X 및 Y 방향으로 이동된다.

각각, 도 5의 평면 및 도 5의 평면에 대해 수직인 평면을 도시한 도 13 및 13a를 보면, 결합 부재(112 및 112')의 결합, 및 표면(192)에 의한 반작용에 의해 전도체(300) 상에 더 날카로운 굽힘(sharper bend)이 구현된다. 이 경우에서, 분배 부재(190)는 결합 부재(112 및 112')에 더 가까이 이동되고, 따라서 표면(192)이 결합 부재(112 및 112')에 더 가깝게 위치된다. 그러면, 도 12 및 12a에 관해 앞에서 이미 기술한 것과 같이, 결합 부재(112 및 112')가 방향(R 및 R0)으로 회전하고 X 및 Y 방향으로의 병진운동이 구현될 수 있다.

도 14 및 14a를 보면, 도 14는 도 5의 도면에 대해 수직인 도면이고, 도 14a는 도 14에 대해 수직인 도면이다. 도 14에서, 형성된 코일 부재를 분리하기(free) 위해 커팅 부재(600)가 방향(TG)으로 이동하여 전도체(300)를 절단하는 것을 도시한다.

상기 기술된 실시예에서, 커팅 부재(600)는 도 4에 도시되고 도 5에서는 점선으로 도시된 전동 유닛(700)에 의해 작동될 수 있다. 예를 들어, 커팅 부재(600)는 분배 부재(191)에 걸쳐 분기 배열되며(straddle), 도 5에 도시된 것과 같이 전도체(300)에 도달하고 절단하기 위해 분배 부재(191)의 맞은편 면에 제공된 구멍(191')을 관통할 수 있다.

도 15와 15a 및 도 16과 16a는 도 12와 12a와 비슷하며, 표면(192)에 의한 반작용 및 결합 부재(112 및 112')의 결합 그리고, 이동되는 추가적인 상태를 보여주는데, 이는 제1 부재(23), 제2 부재(24), 제3 부재(25), 제4 부재(26)의 회전과 방향(T 및 T')으로의 노즐(191)의 병진운동을 조합함으로써 구현될 수 있다.

도 17 및 18은 비틀림 수단(torsion means)이 제공된 상태를 도시하는데, 상기 기술된 실시예에서, 상기 비틀림 수단은 예를 들어 지지 부재(29)(도 5 참조) 상에 선택적으로 제공된 포크 부재(800)를 포함한다. 상기 예에서, 포크 부재(800)는 헤어핀 형상을 형성하는 단계에서 분배 노즐(191)로부터 연장되는 전도체(300)의 레그 부분(20c)과 정렬된다. 정렬된 후에는, 포크 부재(800)는, 상기 기술된 예에서 제3 부재(25)를 포함하는 구동 수단(drive means)으로 회전시킴으로써, 분배 부재(191) 주위에서 방향(R1)으로 회전될 수 있다. 이에 따라, 부분(20d)에 비틀림이 생성되고, 분배 부재(191)의 표면(192)에 의한 반작용 때문에, 도 1에 대해 기술된 것과 같이, 각도(A)만큼 경사(inclination)를 구현할 수 있다.

바람직하게는, 컨트롤 수단(500)은 제1 부재(23), 제2 부재(24), 제3 부재(25) 및 제4 부재(26)의 운동 법칙과 함께, 이러한 운동 법칙들의 발생 시간(timing occurrence)으로 프로그래밍하여, 다양한 헤어핀 형상 및 물결모양 형상에 관한 구부러진 형태를 구현할 수 있다.

당연히, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고도, 실시예들과 상세한 구성들은 본 명세서에서 하기 청구항들에서 정의된 것과 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 단지 비-제한적인 예로서 예시되고 기술되도록 광범위하게 변형될 수 있다.

예를 들어, 상기 기술된 실시예에서, 제1 회전축(17a)은 전도체(300)가 분배 부재(191)를 통해 공급되는 축과 실질적으로 정렬될 수 있다. 당업자에게는, 이러한 특징들은 단지 예로서 제공된다는 것이 자명할 것이다. 실제로, 예시되지 않은 본 발명의 다른 실시예들에서, 하나 또는 그 이상의 결합 부재에 의해 연속적으로 구부러지도록 전도체(300)가 공급되는 축은 제1 부재가 회전될 수 있는 제1 회전축과 상이할 수도 있다. 특히, 변형예들에서, 위에서 언급한 전도체를 공급하는 축은 제1 회전축에 대해 평행할 수도 있다.

또한, 덜 바람직한 변형예들에서, 전도체의 공급축(feeding axis)이, 제1 부재의 제1 회전축에 대해 평행하지 않은 배열방향을 가지는 것도 예견할 수 있다.

Claims

다이나모일렉트릭 머신의 코어의 슬롯(21)에 삽입하기 위한 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치로서, 코일 부재(20)는 적어도 제1 결합 부재(112)를 사용하여 전도체(300)의 부분들을 구부림으로써 형성되며, 상기 장치는:
제1 회전축(17a) 주위로 회전되는 제1 부재(23)를 포함하고;
제2 회전축(18a) 주위로 회전되는 제2 부재(24)를 포함하되, 상기 제2 회전축(18a)은 제1 회전축(17a)에 대해 평행하게 위치되고, 제2 부재(24)는 제1 부재(23)에 의해 회전 지지되며;
제2 부재(24)의 중심 회전축 주위로 회전되는 제3 부재(25)를 포함하되, 상기 제3 부재(25)는 제2 부재(24)에 의해 회전 지지되고,
제1 부재(23)와 제2 부재(24)가 회전되면, 적어도 제1 결합 부재(112)가 평면(P)에서 X-Y 이동하여, 제1 결합 부재(112)는 반대 표면(192)에 대해 전도체(300)와 결합되어 전도체의 한 부분을 구부릴 수 있으며;
제3 부재(25)가 회전되면, 적어도 제1 결합 부재(112)가 평면(P)에서 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
제2 부재(24)의 중심축 주위로 회전되는 제4 부재(26)를 추가로 포함하되; 제4 부재(26)는 제3 부재(25)에 의해 회전 지지되며;
제4 부재(26)가 회전되면 적어도 제1 결합 부재(112)가 축(30) 주위에서 방향(R)으로 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 전도체(300)를 제1 축(17a)을 따라 공급하여 반대 표면(192)을 초과하게 하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 제3 부재(25)에 회전력을 전달하도록 구성된 트랜스미션 수단(41)이 제1 부재(23)의 통로(23a)에서 제2 회전축(18a)에 위치되는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치.
제4항에 있어서, 제4 부재(26)에 회전력을 전달하도록 구성된 트랜스미션 수단(42)이 제1 부재(23)의 통로(23a)에서 제2 회전축(18a)에 위치되는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치는, 추가로:
- 제1 부재(23)의 한 부분(23')과 결합될 수 있으며 제1 부재(23)를 회전시키기 위한 제1 운동 수단(81)을 추가로 포함하되, 제1 부재(23)의 상기 부분(23')은 제1 부재(23)의 주변에 위치되는 것이 바람직하며;
- 제2 부재(24)를 회전시키기 위한 제2 운동 수단(50')을 포함하고;
- 제3 부재(25)의 한 부분(25')과 결합되고 제3 부재(25)를 회전시키기 위한 제3 운동 수단(41')을 포함하되, 제3 부재(25)의 상기 부분(25')은 제3 부재(25)의 주변에 위치되는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치는, 추가로:
- 코일 부재(20)의 제1 부분(20c)과 결합하기 위한 비틀림 수단(800)을 포함하며;
- 비틀림 수단(800)을 회전시켜 반대 표면(192)에 위치된 코일 부재(20)의 제2 부분(20d)에 비틀림 변형(torsion deformation)을 제공하기 위해 제3 부재(25)를 포함하는 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 미리 정해진 운동 법칙에 따라 제1 부재(23), 제2 부재(24) 및 제3 부재(25)의 회전을 동기화하기 위한 컨트롤 수단(500)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 장치.
다이나모일렉트릭 머신의 코어의 슬롯(21)에 삽입하기 위한 코일 부재(20)를 제작하기 위한 방법으로서, 코일 부재(20)는 적어도 결합 부재(112)를 사용하여 전도체(300)의 부분들을 구부림으로써 형성되며, 상기 방법은:
제1 부재(23)를 제1 회전축(17a) 주위로 회전시키는 단계를 포함하고;
적어도 제1 결합 부재(112)를 사용하여 전도체(300)를 반대 표면(192)에 대해 결합시켜 전도체(300)의 한 부분을 구부리는 단계를 포함하며;
제2 부재(24)를 제2 회전축(18a) 주위로 회전시키는 단계를 포함하되, 상기 제2 회전축(18a)은 제1 회전축(17a)에 대해 평행하게 위치되고, 제2 부재(24)는 제1 부재(23)에 의해 회전 지지되며;
제3 부재(25)를 제2 부재(24)의 중심 회전축 주위로 회전시키는 단계를 포함하되, 상기 제3 부재(25)는 제2 부재(24) 상에서 회전 지지되고,
제1 부재(23)와 제2 부재(24)를 회전시켜 적어도 제1 결합 부재(112)가 평면(P)에서 X-Y 이동되게 하는 단계를 포함하며;
제3 부재(25)를 회전시켜 적어도 제1 결합 부재(112)가 평면(P)에서 회전되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 방법.
제9항에 있어서, 코일 부재(20)를 제작하기 위한 방법은, 추가로:
제4 부재(26)를 제1 회전축(17a) 주위로 회전시키는 단계;
제4 부재(26)를 제3 부재(25) 상에서 회전 지지하는 단계; 및
제4 부재(26)를 회전시켜 적어도 제1 결합 부재(112)가 축(30) 주위에서 방향(R)으로 회전하게 되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 방법.
제9항에 있어서, 전도체(300)를 제1 축(17a)을 따라 공급하여 반대 표면(192)을 초과하게 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 방법.
제9항에 있어서, 제2 회전축(18a)을 따라 제3 부재(25)에 회전력을 전달하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 방법.
제10항에 있어서, 제2 회전축(18a)을 따라 제4 부재(26)에 회전력을 전달하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 방법.
제9항에 있어서, 코일 부재(20)를 제작하기 위한 방법은, 추가로:
- 코일 부재(20)의 제1 부분(20c)을 결합하는 단계; 및
- 제3 부재(25)를 회전시켜 반대 표면(192)에 위치된 코일 부재(20)의 제2 부분(20d)에 비틀림 변형을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 방법.
제9항에 있어서, 미리 정해진 운동 법칙에 따라 제1 부재(23), 제2 부재(24) 및 제3 부재(25)의 회전을 동기화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 부재(20)를 제작하기 위한 방법.