KR102370574B1 - 각동선 탈피장치 및 코일 세그먼트 제조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일 세그먼트를 성형하기에 앞서 하나의 레이저 유닛으로 각동선을 탈피하며, 탈피과정에서 발생하는 분진을 효과적으로 배출하는 각동선 탈피장치 및 코일 세그먼트 제조 시스템에 관한 것으로, 각동선의 자유 회동을 허용하도록 관통하게 구성한 하우징(100), 하우징(100)의 내부 공간에 수용되며 레이저를 투과시키는 슬릿(241), 슬릿(241)의 양측에서 각동선을 향해 기체를 내뿜는 슬릿측 노즐(230), 각동선의 진출 직전의 부위를 향해 기체를 내뿜는 진출측 노즐(220) 및 슬릿(241)에 대향하는 방향에 배치한 집진 모듈 배기구(250)를 구비한 집진 모듈(200), 상기 슬릿(241)을 통해 레이저를 조상하는 레이저 유닛(300), 기체를 공급하는 급기 컨트롤러(400), 및 각동선의 회전에 따라 상기 레이저 유닛(300) 및 급기 컨트롤러(400)를 제어하여, 각동선을 탈피하며 분진을 배출되게 하는 탈피 컨트롤러(500)를 포함한다.

Description

각동선 탈피장치 및 코일 세그먼트 제조 시스템{RECTANGULAR COPPER WIRE STRIPPING APPARATUS AND COIL SEGMENT MANUFACTURING SYSTEM}

본 발명은 코일 세그먼트를 성형하기에 앞서 하나의 레이저 유닛으로 각동선을 탈피하며, 탈피과정에서 발생하는 분진을 효과적으로 배출하는 각동선 탈피장치 및 코일 세그먼트 제조 시스템에 관한 것이다.

최근 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 수소연료전지 자동차 등의 친환경 자동차의 보급 정책이 강화되고 있는데, 이러한 자동차에서는 구동 동력원으로 모터를 사용한다. 이러한 모터의 출력 향상을 위해서 도 1에 예시한 코일 세그먼트(20)를 복수 개 설치하고 코일 권선 방식에 따라 코일 세그먼트(20) 단부(21) 사이를 용접하여 모터의 코일을 형성한다.

도 1은 대략 4각 단면을 갖는 동선(11)에 절연 피복(12)을 코팅한 각동선(10)의 사시도(b), 절연 피복(12)을 부분 탈피한 각동선(10')의 사시도(b), 부분 탈피한 각동선(10')을 대략 'U'자형으로 절곡 성형하며 절연 피복(12)을 탈피한 부분의 중간을 절단하여 제조한 코일 세그먼트(20)의 사시도(c) 및 각동선(10)으로 코일 세그먼트(20)를 제조하기 위한 코일 세그먼트 제조 시스템의 구성도(d)이다.

도 1을 참조하며 설명하면, 코일 세그먼트 제조 시스템은 보빈에 감긴 각동선(10)을 공급하는 각동선 공급장치(1), 제조할 코일 세그먼트(20)의 길이 간격으로 절연 피복(12)을 탈피하는 각동선 탈피장치(2) 및 탈피한 각동선(10')을 대략 'U'자형으로 절곡 성형하며 절연 피복(12)을 탈피한 부분의 중간을 절단하여 코일 세그먼트(20)를 제조하는 코일 세그먼트 성형장치(3)를 포함한다. 물론, 일본 등록특허 제6342518호에 설명되어 있듯이 각동선을 느슨한 상태로 유지하는 버퍼 또는 복수의 롤러를 이용하여 각동선을 길이방향을 따라 곧게 펼쳐지게 하는 교정수단 등을 포함할 수도 있다.

이와 같이 제조한 코일 세그먼트(20)의 형상에 의해서 헤어핀(hairpin)이라 불리기도 하며, 절연 피복(12)을 탈피한 부분(2d)의 중간을 절단하여서 절연 피복(12)를 탈피한 양 단부(21)를 갖게 되므로, 모터의 고정자 코어 슬롯에 삽입한 후 코일 형성을 위한 용접 공정을 수행할 수 있다.

여기서 각동선 탈피장치(2)는 둘레의 4방향 면을 고르게 탈피하여야 하므로, 종래에는 4방향 면을 각각 탈피하기 위한 커터를 구비하게 구성하였고, 코일 세그먼트 성형장치(3)에 송급되는 각동선(10)의 송급 속도에 동기화하여 적절한 타이밍에 맞춰 소정 구간을 탈피하게 하였다. 하지만, 기계적 탈피 방법으로서 커터를 사용하는 경우, 유지 관리가 번거롭고, 동선(11)까지 과도하게 탈피될 수 있다.

각동선 탈피장치(2)의 다른 종래기술로서, 둘레 방향을 따라 배치한 복수의 레이저 유닛으로 4방향 면을 동시에 탈피하는 기술도 있었다. 한편, 원통형 동선의 탈피를 위해 사용되었던 기술로서, 어느 한 방향 면을 향해 조사하는 레이저 빔을 반사시켜 다른 방향 면까지 탈피하게 하거나, 또는 레이저 유닛을 둘레 방향을 따라 회전시켜 탈피하는 기술도 차용할 수 있을 것이다.

하지만, 복수의 레이저 유닛을 사용하든 단일의 레이저 유닛을 사용하든 구성이 매우 복잡해진다. 더욱이, 탈피한 절연 피복(12)이 분진 형태로 발생하여 비산하게 되는데, 이러한 분진을 배출할 집진 모듈의 구성도 복잡해지고, 분진을 전량 수거하기도 어렵게 된다. 즉, 급기구와 배기구가 각동선(10)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치하는 것이 바람직한데, 각동선(10)의 4방향 면에서 발생하는 분진을 남김없이 수거하도록 구성하기란 곤란하다. 더욱이, 레이저 유닛의 헤드를 향해 비산하는 분진을 차단하기도 어렵게 되어서, 분진이 각동선(10)에 잔류할 경우, 용접 불량의 원인 또는 전기적 접속 불량의 원인이 될 수 있고, 레이저 유닛으로 유입될 경우 탈피 품질을 저하시킬 수 있다.

또한, 일반적으로 코일 세그먼트 성형장치(3)는 부분 탈피한 각동선(10')을 길이방향 축심을 회전축으로 하여 뒤틀림 회전시키며 각동선(10')을 절곡하고, 각동선(10')을 적어도 360。만큼 회전시키는 타이밍을 갖게 되므로, 뒤틀림 회전을 위해서, 상호 연동시킬 각동선 탈피장치(2)와 코일 세그먼트 성형장치(3) 사이의 간격을 충분히 확보하여야만 하였다.

JP 6342518 B2 2018.05.25. JP 2019-103360 A 2019.06.24. US 6603094 B2 2003.08.05.

따라서, 본 발명은 코일 세그먼트 성형장치에 의한 각동선의 비틀림 회전 시간에 맞춰 하나의 레이저 유닛으로 각동선을 탈피하며, 각동선에 잔류하는 분진 및 레이저 유닛으로 유입되는 분진을 최소화하는 송풍 방향에 의해서 분진을 배기구를 통해 효과적으로 배출할 수 있는 각동선 탈피장치 및 코일 세그먼트 제조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 각동선 탈피장치에 있어서, 각동선 단면 형상의 관통홀(111)을 구비한 가이드부(110)를 관통 방향을 축으로 자유 회동하도록 대향하는 양면에 각각 장착하여, 가이드(110)를 관통하며 내부 공간을 경유하는 각동선의 뒤틀림 회전을 허용하는 하우징(100); 상기 하우징(100)의 내부 공간에서 상기 가이드부(110) 사이에 배치되며, 내부를 통과하는 각동선을 향해 조사할 레이저를 투과시키는 슬릿(241), 슬릿(241)의 양측에서 각동선을 향해 기체를 내뿜는 슬릿측 노즐(230), 각동선의 진출 직전의 부위를 향해 기체를 내뿜는 진출측 노즐(220) 및 슬릿(241)에 대향하는 방향에 배치한 집진 모듈 배기구(250)를 구비한 집진 모듈(200); 상기 슬릿(241)을 통해 레이저를 조상하는 레이저 유닛(300); 상기 슬릿측 노즐(230) 및 진출측 노즐(220)에 기체를 공급하는 급기 컨트롤러(400); 및 각동선의 회전에 따라 상기 레이저 유닛(300) 및 급기 컨트롤러(400)를 제어하여, 각동선을 탈피하며 분진을 배출되게 하는 탈피 컨트롤러(500);를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 각동선을 공급하는 각동선 공급장치, 각동선 공급장치에서 공급하는 각동선을 코일 세그먼트 길이 간격으로 부분 탈피하는 상기 각동선 탈피장치, 및 탈피한 각동선으로 코일 세그먼트를 생성하며 적어도 360°비트림 회전시키는 시간을 갖는 코일 세그먼트 성형장치를 포함하는 코일 세그먼트 제조 시스템에 있어서, 상기 각동선 탈피장치는 360°비트림 회전 시간에 맞춰 각동선을 탈피하도록 상기 각동선 탈피장치와 코일 세그먼트 성형장치를 연동시킨다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 각동선의 비틀림 회전 시간에 맞춰 하나의 레이저 유닛으로 탈피하므로, 구성적으로 간소화되고, 분진을 잔류하지 아니하도록 효과적으로 배출할 수 있다.

도 1은 각동선(10)의 사시도(a), 부분 탈피한 각동선(10')의 사시도(b), 각동선(10')의 절곡하며 절단하여 생성한 코일 세그먼트(20)의 사시도(c) 및 코일 세그먼트 제조 시스템의 구성도(d).
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 각동선 탈피장치를 각동선 진입측에서 바라본 모습의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 각동선 탈피장치를 각동선 진출측에서 바라본 모습의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 각동선 탈피장치를 각동선 진입측에서 바라본 모습의 측면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 각동선 탈피장치의 도어를 열어 내부 모습을 보여주는 정면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 각동선 탈피장치의 단면도.
도 7은 가이드(110)를 설치한 회전 지지부(120)의 사시도(a) 및 분해 사시도(b).
도 8은 집진 모듈(200)의 사시도(a) 및 분해 사시도(b)
도 9는 슬릿측 노즐(230)의 저면측 사시도(a), 상면측 투시 사시도(a) 및 측면 투시 측면도(b).
도 10은 진출측 노즐(220)의 부분 분해 사시도(a) 및 단면도(b).

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 본 발명을 향해 각동선을 송급하는 각동선 공급장치와 본 발명에 의해 탈피한 각동선을 절곡 및 절단하여 코일 세그먼트를 생성하는 코일 세그먼트 성형장치는 공지의 구성이므로, 본 발명의 실시 예를 이해할 정도로 간략하게 언급하고 상세한 설명은 생략한다.

도 2 및 도 3에 도시한 사시도와 도 4에 도시한 측면도를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 각동선 탈피장치는 각동선 공급장치(1)에서 송급하는 각동선(10)이 하우징(100)의 대향하는 양 측면을 관통하여 하우징(100) 내부 공간을 경유하게 한 후 코일 세그먼트 성형장치(3)에 송급되게 하고, 하우징(100)의 상면 위에는 레이저 유닛 고정부(130)을 이용하여 레이저 유닛(300)을 위치 고정하게 하며, 하우징(100)의 정면 벽 중에 아래 벽면의 외면에는 급기 컨트롤러(400)를 설치하였다.

또한, 도 5에 도시한 내부 모습과 도 6에 도시한 단면도를 참조하면, 상기 하우징(100)의 내부 공간(101, 102)은 호퍼 형상의 하우징 배기구(150)에 의해 상하로 구획된다. 이때의 상부 내부 공간(101)에는 집진모듈(200) 및 에어노즐(140)이 수용되고, 도어를 설치하여 열어볼 수 있게 하였다, 하부 내부 공간(102)을 조성하는 벽면 중에 정면 벽에는 급기 컨트롤러(400)를 설치하고, 급기 컨트롤러(400)에도 도어를 설치하여 열어볼 수 있게 하였다.

상기 집진모듈(200)의 하부 구조는 하우징 배기구(150)의 일측 부위를 관통하게 설치한 배기관(151)에 연결하는 호퍼 형상의 집진 모듈 배기구(250)로 구성되어서, 급기 컨트롤러(400)에서 급기한 기체를 집진 모듈 배기구(250)에 연결된 배기관(151)을 통해 배출되게 한다. 상기 에어노즐(140)은 급기 컨트롤러(400)에서 급기한 기체를 상부 내부 공간(101)으로 내뿜어서, 상부 내부 공간의 분진을 하우징 배기구(150)에 연결된 배기관(151)을 통해 외부로 배출되게 한다. 상기 하우징(100)의 하부 내부 공간(102)은 배기관(151, 251)을 외부로 배관하기 위한 공간으로 활용하였다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 각동선 탈피장치는 각동선의 회전에 따라 상기 레이저 유닛(300) 및 급기 컨트롤러(400)를 제어하여서 각동선을 탈피하며 분진을 배출되게 하는 탈피 컨트롤러(500)를 포함한다.

본 발명의 실시 예에서는, 각동선이 코일 세그먼트 성형장치(3)에 의해 비틀림 회전하므로, 상기 탈피 컨트롤러(500)는 코일 세그먼트 성형장치(3)와 연동하여, 각동선이 비틀림 회전하는 타이밍에 맞춰 상기 레이저 유닛(300) 및 급기 컨트롤러(400)를 제어하여, 각동선을 둘레 방향을 따라 탈피하게 한다.

상기 급기 컨트롤러(400)는 도 5에 도시한 바와 같이 예를 들어 콤프레샤와의 사이를 연결한 급기관(411)을 통해 공급받는 기체의 압력을 소정의 값으로 조절하는 에어 레귤레이터(410)와, 압력 조절한 기체를 상기 집진 모듈(200) 및 에어노즐(140)에 분배하는 복수의 급기 호스(420)와, 각각의 급기 호스(420)의 중도에 설치하여 기체 공급을 단속할 수 있게 한 밸브(430)를 포함한다. 여기서, 급기 호스(420)는 상기 에어노즐(140)에 연결한 것과, 각각 2개로 분기한 후 후술하는 바와 같이 집진 모듈(200)에 구비된 복수의 유량 조정 밸브(223a, 232a)에 연결한 것으로 구성된다.

상기 하우징(100)의 대향하는 양 측면에는 각각 홀이 형성되고, 이때의 홀에는 가이드부(110)를 자유 회전하게 장착한 회전 지지부(120)가 끼움 고정되어 있어서, 각동선(10, 10')이 가이드부(110)를 통해 관통하게 하며, 코일 세그먼트 성형장치에 의한 비틀림 회전도 허용한다.

도 7을 참조하면, 상기 가이드부(110)는 각동선(10) 단면 형상의 관통홀(111)을 구비하여, 관통홀(111)에 관통하는 각동선(10, 10')의 비틀림 회전을 허용하지 아니하지만, 각동선(10, 10')의 관통 방향을 축으로 회동하도록 상기 회전 지지부(120)에 관통되게 설치되어서, 길이방향 축심을 축으로 각동선(10, 10')의 안정적인 비틀림 회전을 허용한다.

이를 위한 상기 회전 지지부(120)는 전후를 개구한 내부 통로(121c)에 상기 가이드부(110)를 삽입한 후 외측 면에서 내부 통로(121c)를 향해 조성한 나사홈(121a)에 볼트(121b)를 체결하여 상기 가이드부(110)의 이탈을 방지하도록 볼트(121b)로 상기 가이드부(110)의 외측 면을 압박하게 한 회전체(121), 전후를 개구한 내부(123a)에 회전체(121)를 수용하며 전후 개구에 설치한 베어링(122)에 의해서 회전체(121)가 내부(123a)에서 회전 가능하게 한 회전 지지체(123), 및 회전 지체(123)의 전후 개구의 테두리측을 막아 회전체(121)와 베어링(122)의 이탈을 방지하며 적어도 상기 가이드부(110)의 전후 부위를 외부로 노출되게 관통시킨 고정판(124, 125)을 포함한다.

아울러, 상기 회전 지지체(123)는 상기 회전체(121) 중에 나사홈(121a)이 조성된 부위의 외측 면을 외부로 노출시키기 위한 구멍(123b)이 조성되어서, 볼트(121b)를 구멍(123b)을 통해 나사 풀림시킬 수 있게 한다. 이에, 볼트(121b)를 나사 풀림시킨 후 상기 가이드부(110)를 상기 회전체(121)로부터 빼낸 후 교체할 수 있다. 즉, 서로 다른 단면 형상 또는 크기의 관통홀(111)을 조성한 복수의 가이드부(110)를 준비한 후, 탈피할 각동선(10)의 단면 형상으로 조성된 관통홀(111)을 구비한 가이드부(110)로 교체 설치할 수 있다.

이와 같이 구성된 상기 회전 지지부(120)는 각동선(10)이 각동선 공급장치(1)에 의해 송급되어 상부 내부 공간(101)으로 진입하기 위해 통과하는 진입측 측면에 관통 설치되고, 아울러, 상부 내부 공간(101)에 수용된 상기 집진 모듈(200)에 의해 탈피된 각동선(10')이 코일 세그먼트 성형장치에 송급되게 하기 위해 통과하는 진출측 측면에도 관통 설치되되, 회전 지지체(123)의 고정판(125)을 하우징(100)에 고정하는 방식으로 설치되고, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 회전 지지체(123)의 구멍(123b)이 외부로 노출되게 하여서, 상기 하후징(100)에 고정한 상태에서 상기 가이드부(110)를 교체할 수 있게 하였다.

상기 레이저 유닛 고정부(130)는 도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같이 레이저 유닛(300)의 헤더(310)를 하부로 향하게 하며 올려놓고 고정하는 안착판(131)과, 안착판(131)에 이어지며 안착판(131)이 하우징(100)의 상판 위에 소정 높이로 배치되도록 하우징(100)의 측면에 고정하는 주 지지판(133) 및 보조 지지판(134)과, 상부 개구에는 레이저 유닛(300)의 헤더(310)를 넣고 하부 개구는 하우징(100)의 상판을 관통하여 하우징(100)의 상부 내부 공간(101)과 연통되게 한 보호관(132)을 포함한다.

여기서, 상기 레이저 유닛(300)은 하우징(100)의 상부 내부공간(101)을 통과하는 각동선(10)에 레이저를 조사하되, 각동선(10)의 길이 방향을 따라 소정 길이만큼 조사하도록 조사 각도를 조절할 수 있는 광학계를 구비하며, 예를 들어 파이버 레이저(fiber laser)를 조사하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 레이저 유닛(300)의 헤더(310)와 각동선(10) 사이의 거리를 조정할 수 있는 구조를 갖추며, 이를 위해서, 레이저 유닛(300)을 올려놓는 안착판(131)과 하우징(100) 상판 사이의 간격을 주 지지판(132) 및 보조 지지판(134)의 조정할 수 있게 구성된다.

상기 보조 지지판(134)은 상단을 상기 안착판(131)의 일측 단부에 이어지게 구성하고, 볼트를 관통시킬 홀(134a)을 하단보다는 높은 부위에 상하로 길게 조성하였다. 그리고, 상기 보조 지지판(134)의 고정할 하우징(100)의 일 측면에 나사홀을 형성하여서, 볼트(134)를 홀(134a)에 끼운 후 나사홀에 나사체결하여 상기 보조 지지판(134)을 하우징(100)을 향해 압박하게 하였다.

상기 주 지지판(133)은 상단을 상기 안착판(131)의 타측 단부에 이어지게 구성하고, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 볼트(133b)를 관통시킬 홀(133a)을 볼트(133b)의 직경보다 충분히 긴 길이를 갖도록 상하로 길게 조성하며, 본 발명의 실시 예에서는 복수 개로 조성하였다. 그리고, 상기 주 지지판(133)에는 볼트 파지부(133c)와 미세 조정용 볼트(135)를 구비한다. 볼트 파지부(133c)는 숫나사산(135c)이 조성된 부분을 아래로 늘어뜨린 상태의 미세 조정용 볼트(135)를 회동 가능하게 파지한다. 여기서, 볼트 파지부(133c)는 미세 조정용 볼트(135) 중에 볼트 머리(135a)의 아래 부위를 파지하게 하고, 미세 조정용 볼트(135)는 볼트 파지부(133c)의 저면에 걸리는 부위(135b)를 구비하게 되어 있어서, 미세 조정용 볼트(135)에서 둘레 방향을 따라 함몰된 부위를 볼트 파지부(133c)로 회동 가능하게 파지하게 한다. 이에, 미세 조정용 볼트(135)의 회전을 가능하게 하지만 상하로 움직이지는 않게 한다.

상기 주 지지판(133)을 고정한 하우징(100)의 타측 측면에는 홀(133a)에 관통시킨 볼트(133b)를 나사체결할 나사홈(104)과, 미세 조정용 볼트(135)의 숫나사산(135c)에 나사체결할 너트 블록(103)이 구비되어 있다. 이에, 미세 조정용 볼트(135)를 회전시켜 높이를 정밀하게 조정한 후 볼트(133b)을 나사홈(104)에 나사체결하여, 주 지지판(133)이 움직이지 않게 할 수 있다. 여기서, 나사홈(104)은 도면에 도시한 바와 같이 하나의 홀(133a)에 대해 복수 개로 조성하는 것이 좋다.

상기 보호관(132)은 상단을 상기 안착판(131)에 고정하고, 하우징(100) 상판에 여유있게 형성한 홀에 하단을 끼워넣게 하되, 상기 안착판(131)의 높낮이 조절에 따라 상하로 이동하더라도 하단이 하우징(100) 상판을 관통한 상태를 유지하여 하우징(100)의 내부 공간으로 돌출되어 있게 한다.

상기 에어노즐(140)은 하우징(100)의 상판을 관통하여 상부 내부 공간(101)에 노출된 상기 보호관(132)의 하단을 향해 기체를 불어넣으며, 도 6의 단면도 상에 별도로 도시한 사시도를 참조하면, 폭방향으로 길게 조성한 급기 공간(141), 상기 급기 컨트롤러(400)에서 공급하는 기체를 급기 공간(141)으로 불어넣기 위한 급기 포트(142) 및 급기 공간(141)의 조성 방향을 따라 일렬로 조성하며 급기 공간(141)과 연통시킨 복수의 배기 홀(143)을 구비한다.

여기서, 복수 배기 홀(143)의 배열 거리는 상기 보호관(132)의 하단 직경보다는 길게 하고, 상기 보호관(132)이 고정된 상기 안착판(131)을 최소 높이로 조정한 상태에서도 배기 홀(143)이 상기 보호관(132)의 하단 아래를 향해 한다. 즉, 상기 보호관(132)의 하단보다는 낮은 높이로 수평하게 송풍하므로, 상부 내부 공간(101) 내의 분진이 상기 보호관(132)을 통해 레이저 유닛(300)으로 유입되는 것을 차단하고, 상부 내부 공간(101)의 하부 구조를 이루는 하우징 배기구(150)로 배출되게 한다. 이에, 집진 모듈(200)에서 분진이 누출되어 상부 내부 공간(101)으로 유입되더라도 하우징 배기구(150)로 배출되게 한다.

상기 집진 모듈(200)은 상기 하우징(100)의 상부 내부 공간(101) 중에 각동선(10)의 진입측 측면과 탈핀한 각동선(10')의 진출측 측면에 각각 자유 회전 가능하게 설치한 가이드부(110)의 사이에 배치되고, 상기 하우징(100)의 내벽에 고정한 집진 모듈 브라켓(160)에 설치되며, 양측 가이드부(110)를 통해 통과하는 각동선(10)이 관통하게 하게 구성되어서, 관통하는 내부에서 탈피하며 탈피 과정에서 발생한 분진을 수집 배칠되게 한다.

도 8 내지 도 10을 참조하며 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 8을 참조하면, 상기 집진 모듈(200)은 탈피할 각동선(10)을 관통시킬 진입부(210), 탈피한 각동선(10')을 관통시킬 진출측 노즐(220), 폭방향으로 대향하는 벽체(201, 202)에 진입부(210)와 진출측 노즐(220)을 고정하여 전후 벽체를 형성하게 하고 집진 모듈 브라켓(160)에 고정할 수 있게 한 케이스(201, 202, 203, 304), 케이스의 하부를 막아놓는 호퍼 형상의 집진 모듈 배기구(250), 벽체(201, 202)의 상호 마주하는 면 중에 상단측 면에 각각 설치하되 둘 사이에 간격을 두게 한 2개의 슬릿측 노즐(230), 2개 슬릿측 노즐(230)의 상면에 각각 고정하되 둘 사이에 간격에 두어 조성한 슬릿(241)의 폭을 조정할 수 있도록 슬릿측 노즐(230) 상의 고정 위치를 변경할 수 있게 한 슬릿 조절판(240)을 포함한다.

즉, 상기 집진 모듈(200)은 폭방향으로 마주한 벽체(201, 202), 각동선이 진행하는 방향으로 마주하는 진입부(210)와 진출측 노즐(220), 하부는 막는 집진 모듈 배기구(250), 및 상부에 슬릿을 조성하게 한 슬릿 조절판(240)으로 에워싸인 내부 공간을 조성하여서, 각동선(10, 10')이 진입부(210) 및 진출측 노즐(220)을 통해 내부 공간을 통과하게 한다. 그리고, 상기 레이저 유닛(300)에서 조사한 레이저가 상기 보호관(132)을 통해 하우징(100)의 상부 내부 공간(101)으로 진입한 후 슬릿(241)을 통과하여 상기 집진 모듈(200)의 내부 공간으로 진입하도록 하우징(100)의 상부 내부 공간(101)에 수용된다. 이에, 상기 집진 모듈(200)의 내부 공간을 통과하는 각동선(10)이 탈피되어 절연 피복(12)을 소정 길이만큼 제거한 각동선(10')으로 진출되게 한다.

각각 2개씩으로 구비되는 상기 슬릿측 노즐(220)과 슬릿 조절판(240)은 각동선(10)의 진행 방향과 평행한 방향으로 길게 형성되어 있고, 2개의 상기 슬릿측 노즐(220) 사이의 간격은 적어도 상기 슬릿(241)의 최대 조정 폭 이상이 되게 한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 2개의 상기 슬릿 조절판(240)에는 각각 상호 마주하는 방향과 반대되는 방향으로 길게 조성한 홀(242)을 구비하고, 2개의 상기 슬릿측 노즐(230)의 상면에는 홀(242)을 관통시킨 볼트(243)를 나사체결한 암나사홈(231)을 조성하여서, 홀(242) 중에 볼트(243)가 관통되는 위치에 따라 상기 슬릿(241)의 폭을 조정할 수 있게 하였다.

상기 슬릿측 노즐(230)은 집진 모듈(200)의 내부 공간 중에 상기 슬릿(241)의 양측에 각각 하나씩 배치되어서 각동선(10)을 향해 기체를 내뿜게 구성된다.

도 9를 참조하면, 상기 슬릿측 노즐(230)은 집진 모듈(200)의 내부 공간을 통과하는 각동선(10)의 진행 방향과 평행하도록 길게 조성한 급기 공간(231), 급기 공간(231)에서 각동선(10)을 향해 조성되되 급기 공간(231)의 조성 방향을 따라 길게 조성하여 급기 공간(231)과 평행을 이루는 배기 홀(233) 및 상기 급기 컨트롤러(400)를 통해 공급받는 기체를 급기 공간(231)으로 주입하기 위한 급기 포트(232)를 구비하여서, 각동선(10) 중에 레이저의 의해 탈피되는 전 구간에 균등한 풍압의 기체를 불어줄 수 있다.

한편, 상기 배기 홀(233)은 기체를 하향 경사진 방향으로 배기하여 각동선(10)을 향하게 하므로, 상기 배기 홀(233)이 조성된 부위(234)는 각동선(10)을 바라보는 평면, 즉, 배기 홀(233)을 지나는 법선이 각동선(10)과 직교하는 평면을 갖게 형성하여서, 각동선을 향한 기체의 풍압을 균일하게 하고, 상기 슬릿(241)을 통해 누출되는 분진의 양도 최소화한다. 또한, 레이저 조사되는 각동선(10)을 중심으로 상기 슬릿(241)과 대향하는 방향에 상기 집진 모듈 배기구(250)를 구비하므로 분진을 상기 집진 모듈 배기구(250)를 통해 원활하게 배출되게 한다. 또한, 급기 포트(232)에 유량 조정 밸브(232a)을 연결하여 급기 포트(232)를 통해 주입하는 기체의 유량을 수동 조절할 수 있게 하였다.

상기 진출측 노즐(220)은 부분 탈피한 각동선(10')을 통과시키되 각동선(10')의 통과 직전 부위를 향해 기체를 내뿜어 각동선(10')에 잔류하는 분진을 불어낸다. 이에, 분진이 집진 모듈(200)에서 외부로 누출되지 않게 한다.

도 10에 도시한 실시 에에 따르면, 상기 진출측 노즐(220)은 탈피한 각동선(10')이 통과하는 관통홀(221), 관통홀(221)을 에워싸게 조성한 급기 공간(222), 상기 급기 컨트롤러(400)에서 공급하는 기체를 급기 공간(222)에 주입하는 급기 포트(223), 및 각동선의 통과 직전 부위를 향해 급기 공간(222)의 기체를 뿜어주게 한 배기 홀(224)을 구비한다.

구체적인 실시 예에 따르면, 관통홀(221 : 221a, 221b)을 에워싸되 관통홀(221)과 격리되는 급기 공간(222)을 조성하기 위해서, 관통홀(221a)을 구비한 몸체(225)에 관통홀(221)을 에워싸는 원형 홈 형상의 급기 공간(222)을 조성하고, 몸체(225)의 관통홀(221a)과 연통시킬 관통홀(221b)을 구비한 커버(226)으로 급기 공간(222)을 덮어 밀폐하였다.

그리고, 급기 포트(223)는 급기 공간(222)의 둘레방향을 따라 복수 개로 조성하여서 급기 공간(222) 내의 압력을 균등하게 하였고, 배기 홀(224)도 급기 공간(222)의 둘레방향을 따라 복수 개로 조성하여서 각동선(10')의 둘레방향 면을 균등한 풍압으로 불어주게 하였다. 이를 위해서, 급기 공간(222)은 도 10(b)에 도면부호로 구분한 바와 같이 관통홀(221)에 가까운 내주측 공간(222a)과 내주측 공간에 연통되는 외주측의 공간(222b)으로 구분되게 조성하되, 내주측 공간(222a)의 반경 방향의 폭 및 길이 방향의 길이가 외주측 공간(222b)보다 상대적으로 작게 하여서, 배기되는 내주측 공간(222a)이 급기되는 외주측 공간(222b)에 비해 상대적으로 작게 하였다. 또한, 몸체(225)의 외주면에서 외주측 공간(222a)을 향해 조성하는 급기 포트(223)를 둘레 방향을 따라 복수 개 구비되게 하고, 내주측 공간(222a)에 이어지며 각동선(10')의 통과 직전 부위를 향해 조성되는 배기 홀(224)을 조성하되 관통홀(221)을 중심으로 한 둘레방향을 따라 복수 개 구비되게 하였다.

여기서, 몸체(225)는 상기 관통홀(221)을 통과하기 직전의 부위에 테이퍼 형상으로 형성한 확장 홀(227)을 구비한다. 이에, 상기 관통홀(221)이 확장 홀(227)에 이어지게 하고, 상기 배기 홀(224)은 각동선의 진행 방향과 평행하게 조성되어 확장 홀(227)의 테이퍼진 면에 이르게 하였다. 이에 따라, 확장 홀(227)의 테이퍼진 면에 조성된 배기 홀(224)의 출구에서 기체가 분출되므로, 각동선 중에 기체를 불어주는 구간을 길게 하고 각동선에서 이탈한 분진이 집진 모듈(200)의 내부 공간으로 휩쓸려 나간 후 집진 모듈 배기구(250)로 배출되게 한다.

한편, 급기 포트(223)에 유량 조정 밸브(223a)을 연결하여 급기 포트(223)를 통해 주입하는 기체의 유량을 수동 조절할 수 있게 하였다.

사각 단면을 갖는 각동선(10)의 형상적 특징에 의해서 각동선(10)을 향해 불어준 기체가 각동선(10)에 의해 방향 전환되어 슬릿(241)을 향할 수 있으나, 상기 집진 모듈(200)은 슬릿측 노즐(230)을 슬릿(241)의 양측에 배치하여서, 슬릿(241)을 통해 누출되는 분진의 양을 최소화하고, 진출측 노즐(220)도 배치하여서 분진을 제거한 상태의 각동선이 진출되게 하여, 분진의 누출을 최소화하며, 슬릿측 노즐(230), 진출측 노즐(220) 및 집진 모듈 배기구(250) 사이의 상대적 배치 위치가 분진을 효과적으로 배출되게 한다.

탈피 동작 및 분진 배출 동작은 상기 탈피 컨트롤러(500)에 의해 수행된다.

본 발명을 통과하여 탈피된 각동선(10')으로 코일 세그먼트(3)을 성형하는 코일 세그먼트 성형장치(3)은 각동선(10')을 적어도 360°비트림 회전시키는 시간을 갖게 된다.

상기 탈피 컨트롤러(500)는 각동선(10')이 코일 세그먼트 성형장치(3)로 송급되는 중에 코일 세그먼트 성형장치(3)와 연동하여, 각동선(10')을 360°비트림 회전시키는 타이밍에 맞춰 레이저 유닛(300)을 가동하게 한다. 이에 각동선(10')의 소정 구간을 둘레방향을 따라 탈피할 수 있다. 또한, 상기 탈피 컨트롤러(500)는 급기 컨트롤러(400)를 가동시켜, 레이저 탈피에 의해 발생한 분진을 외부로 배출되게 한다. 물론, 급기 컨트롤러(400)는 탈피하지 아니하는 시간, 즉 각동선의 송급되는 동안에도 지속적으로 가동시켜도 좋다.

한편, 본 발명은 상기와 같이 구성된 각동선 탈피장치를 포함한 코일 세그먼트 제조 시스템일 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 코일 세그먼트 제조 시스템은 각동선을 공급하는 각동선 공급장치(1), 각동선 공급장치(1)에서 공급하는 각동선을 소정 구간마다 탈피하도록 상기한 바와 같이 구성한 각동선 탈피장치 및 탈피한 각동선으로 코일 세그먼트를 생성하며 각동선을 적어도 360°비트림 회전시키는 시간을 갖는 코일 세그먼트 성형장치(3)를 포함한다.

여기서, 상기 각동선 공급장치(1)는 예를 들어 보빈에 감긴 각동선(10)을 풀며 절단하지 아니하고 상기 코일 세그먼트 성형장치(3)를 향해 연속적으로 송급하는 장치일 수 있으며, 공지의 구성이므로 상세 설명을 생략한다.

상기 각동선 탈피장치는 제조할 코일 세그먼트(20)의 길이 간격으로 소정 길이만큼 부분적으로 절연 피복(12)을 탈피하기 위해서, 상기 각동선 공급장치(1)와 상기 코일 세그먼트 성형장치(3)의 사이에 배치되고, 각동선이 상기 코일 세그먼트 성형장치(3)에 의해 360°비트림 회전되는 시간에 맞춰 가동하여서, 제조할 코일 세그먼트(20)의 길이 간격으로 절연 피복(12)을 탈피한다. 이에, 상기 코일 세그먼트 성형장치(3)에 송급되는 각동선은 제조할 코일 세그먼트(20)의 길이 간격으로 둘레방향을 따라 탈피한 소정 구간을 갖게 된다.

상기 코일 세그먼트 성형장치(3)는 탈피한 각동선(10')을 대략 'U'자형으로 절곡 성형하며 절연 피복(12)을 탈피한 부분의 중간을 절단하여 코일 세그먼트(20)를 제조한다. 상기 코일 세그먼트 성형장치(3)는 공지의 구성이므로 상세 설명을 생략한다.

한편, 각동선의 송급속도를 조절하며 코일 세그먼트를 제조하여야 하므로, 각동선 공급장치(1) 및 코일 세그먼트 성형장치(3)를 제어하는 공정 컨트롤러(미도시)가 존재한다. 이에, 상기 탈피 컨트롤러(500)의 기능은 공정 컨트롤러에 구현되게 하여서, 공정 컨트롤러에서 각동선 탈피장치를 제어하게 할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

1 : 각동선 공급장치
2 : 각동선 탈피장치
3 : 코일 세그먼트 성형장치
10,10' : 각동선 11 : 동선 12 : 절연 피복
20 : 코일 세그먼트 21 : 단부
100 : 하우징
110 : 가이드부 111 : 관통홀
120 : 회전 지지부 121 : 회전체 122 : 베어링
123 : 회전 지지체 124,125 : 베어링 고정판
130 : 레이저 유닛 고정부 131 : 안착판 132 : 보호관
133 : 주 지지판 134 : 보조 지지판 135 : 볼트
140 : 에어노즐 141 : 급기 공간 142 : 급기 포트
143 : 배기 홀
150 : 하우징 배기구 151 : 배기관
160 : 집진 모듈 브라켓
200 : 집진 모듈
210 : 진입부 211 : 관통홀
220 : 진출측 노즐 221 : 관통홀 222 : 급기 공간
223 : 급기 포트 224 : 배기 홀
230 : 슬릿측 노즐 231 : 급기 공간 232 : 급기 포트
233 : 배기 홀
240 : 슬릿 조절판 241 : 슬릿
250 : 집진 모듈 배기구 251 : 배기관
300 : 레이저 유닛
400 : 급기 컨트롤러
410 : 에어 레귤레이터 411 : 급기관 420 : 급기 호스
430 : 밸브
500 : 탈피 컨트롤러

Claims (8)

1. 각동선 단면 형상의 관통홀(111)을 구비한 가이드부(110)를 관통 방향을 축으로 자유 회동하도록 대향하는 양면에 각각 장착하여, 가이드부(110)를 관통하며 내부 공간을 경유하는 각동선의 뒤틀림 회전을 허용하되, 가이드부(110)를 관통홀(111)의 크기가 상이한 것으로 교체 가능하게 장착한 하우징(100);
   상기 하우징(100)의 내부 공간에서 상기 가이드부(110) 사이에 배치되며, 내부를 통과하는 각동선을 향해 조사할 레이저를 투과시키는 슬릿(241), 슬릿(241)의 양측에서 각동선을 향해 기체를 내뿜는 슬릿측 노즐(230), 각동선의 진출 직전의 부위를 향해 기체를 내뿜는 진출측 노즐(220) 및 슬릿(241)에 대향하는 방향에 배치한 집진 모듈 배기구(250)를 구비한 집진 모듈(200);
   상기 슬릿(241)을 통해 레이저를 조상하는 레이저 유닛(300);
   상기 슬릿측 노즐(230) 및 진출측 노즐(220)에 기체를 공급하는 급기 컨트롤러(400); 및
   각동선의 회전에 따라 상기 레이저 유닛(300) 및 급기 컨트롤러(400)를 제어하여, 각동선을 탈피하며 분진을 배출되게 하는 탈피 컨트롤러(500);
   를 포함하는
   각동선 탈피장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 진출측 노즐(220)은
   각동선을 통과시킬 관통홀(221), 관통홀(221)을 에워싸게 조성한 급기 공간(222), 급기 공간(222)에 기체를 급기하는 급기 포트(223) 및 각동선의 통과 직전 부위를 향해 급기 공간(222)의 기체를 뿜어주게 한 배기 홀(224)을 구비한
   각동선 탈피장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 진출측 노즐(220)은
   각동선의 통과 직전 부위를 향해 테이퍼 형상으로 형성한 확장 홀(227)을 상기 관통홀(221)에 이어지게 구비하고, 상기 배기 홀(224)은 확장 홀(227)의 테이퍼진 면에 이르게 조성하여, 확장 홀(227)의 테이퍼진 면에서 기체를 뿜어내게 한
   각동선 탈피장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 슬릿측 노즐(230)은
   각동선(10)의 진행 방향과 평행하도록 조성한 급기 공간(231), 급기 공간(231)에서 각동선을 향해 조성하되 급기 공간(231)과 평행한 방향으로 조성한 배기 홀(233) 및 급기 공간(231)에 기체를 급기하는 급기 포트(232)를 구비한
   각동선 탈피장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 레이저 유닛(300)은
   상기 하우징(100)의 상판을 관통하는 보호관(132)을 통해 조사되어 상기 집진 모듈(200)의 슬릿(241)을 향해 조사되게 하고,
   상기 하우징(100)은
   상기 하우징(100)을 관통한 보호관(132)의 하단을 향해 기체를 내뿜는 에어노즐(140)를 내부 공간에 수용하고, 내부 공간의 바닥에는 호퍼 형상의 배기구(150)를 설치한
   각동선 탈피장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 레이저 유닛(300)는
   상기 보호관(132)과 함께 상기 하우징(100)의 상판으로부터의 높이를 조정할 수 있게 하여, 각동선에 이르는 레이저의 조사 거리를 조절할 수 있게 한
   각동선 탈피장치.
8. 각동선을 공급하는 각동선 공급장치, 각동선 공급장치에서 공급하는 각동선을 탈피하는 각동선 탈피장치, 및 탈피한 각동선으로 코일 세그먼트를 생성하며 적어도 360°비트림 회전시키는 시간을 갖는 코일 세그먼트 성형장치를 포함하되,
   상기 각동선 탈피장치는 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제6항 및 제7항 중에 어느 하나의 항에 기재된 것으로 하는
   코일 세그먼트 제조 시스템.

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