KR102636421B1 - 인서트 보호기능이 구비된 전동기 코어 슬롯 내부에 코일을 삽입하는 장치 - Google Patents

인서트 보호기능이 구비된 전동기 코어 슬롯 내부에 코일을 삽입하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동기 코어의 슬롯 내부에 코일을 삽입하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코일을 삽입하기 위해 푸셔가 코일을 밀며 상승할 때 코일과 슬롯의 내부마찰로 인하여 발생하는 하중을 로드셀로 측정하여 삽입 도중에 과도하게 발생하는 마찰 하중으로부터 푸셔의 파손을 방지함으로써 무리한 삽입으로 인한 코일의 불량률을 크게 줄이고, 푸셔를 파손으로부터 보호할 수 있는 전동기 코어의 슬롯 내부에 코일을 삽입하는 장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코일 삽입 장치에 있어서. 상면이 중공되고, 하부면 양측에 수직으로 제1 볼트봉(11)과, 상기 제1 볼트봉(11)과 나란하게 레일봉(13)이 설치되는 프레임부(10); 상기 제1 볼트봉(11)의 회전에 따라 승강하도록 레일공과 너트부가 구비되며, 상면 일측에 수직으로 제1 가이드(21)와, 상기 제1 가이드(21) 외측면을 소정의 간격으로 둘러싸는 제2 가이드(22)가 구비되는 인서트부(20); 상기 프레임부(10) 상면에 안착되며, 블레이드 사이에 걸어진 코일을 상기 인서트부의 승강 동작에 의해 코어에 삽입하는 인서팅툴(30); 상기 인서트부(20) 하부에 설치되어, 상기 인서팅툴(30)이 상승하며 코일(C)을 코어 내부로 삽입할 때 발생하는 하중을 측정하는 로드셀(40); 및 상기 로드셀(40)을 통하여 측정된 하중값이 기 설정된 기준하중값을 초과하면 상기 인서트부(20)의 동작을 중지하는 제어부;를 포함하여 코일(C)을 무리하게 삽입하며 발생하는 푸셔의 파손을 방지한다.

Description

인서트 보호기능이 구비된 전동기 코어 슬롯 내부에 코일을 삽입하는 장치 {A device for inserting a coil inside the motor core slot with insert protection}
본 발명은 전동기 코어의 슬롯 내부에 코일을 삽입하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코일을 삽입하기 위해 푸셔가 코일을 밀며 상승할 때 코일과 슬롯의 내부마찰로 인하여 발생하는 하중을 로드셀로 측정하여 삽입 도중에 과도하게 발생하는 마찰 하중으로부터 푸셔의 파손을 방지함으로써 무리한 삽입으로 인한 코일의 불량률을 크게 줄이고, 푸셔를 파손으로부터 보호할 수 있는 전동기 코어의 슬롯 내부에 코일을 삽입하는 장치에 관한 것이다.
전동기는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 역학적에너지로 바꾸는 장치이며, 일반적으로 모터(motor)를 포함하여 말한다.
여기서, 전동기는 공급되는 전원의 종류에 따라 직류전동기와 교류전동기로 분류되며, 교류전동기는 다시 3상교류용과 단상교류용으로 구분되는데 오늘날에는 3상교류용 전동기를 주로 사용하고 있다.
그리고, 전동기 내부의 고정자에 코일을 감는 방법은 고정자에 직접 감는 방식과 일정 형태로 먼저 코일을 감아서 고정자 내벽에 형성된 티스와 티스 사이에 형성된 슬롯(slot)으로 삽입시키는 방식이 사용되고 있으며, 고성능의 모터일수록 여러 가닥의 코일을 감게 되는 것이 일반적이다.
이에 따라, 대한민국 등록특허 제10-0686041호“전기 기계의 고정자 레미네이트형 코어의 슬롯 안에 코일을 드로-인하기 위한 방법 및 장치”에서는 코어의 슬롯안에 코일을 삽입하는 기술을 도시한 바 있으나, 라미네이트형 모터 코어의 슬롯으로 코일을 삽입시키기 위한 방법으로 환배치된 다수의 래밀리를 동시에 상승시키다가 코어에 인접하면 코어에 인접한 짧은 드로인 래밀리만을 상승시키면서 코일을 삽입하고 있는데, 슬롯 사이공간이 협소한 코어의 경우에는 래밀리의 단순한 상승으로 코일이 삽입될 때 피막이 벗겨지거나, 래밀리 자체가 코일과 슬롯 사이에서 발생하는 마찰압력에 의해 파손되는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하고자, 대한민국 등록특허 제10-1357676호“ 모터 코어의 슬롯 안에 코일을 삽입하는 방법 및 그 장치”에서는 코일 삽입 전 가이드수단의 보조블레이드를 하강시켜 제1코일삽입수단의 제1블레이드 상면에 안치하여 코일을 가이드 하도록 하여, 코일을 삽입할 때 발생하는 부하와 마찰을 최소화 도모하는 기술을 공지한 바 있으나, 코일이 제대로 정돈되지 않아 공정 중 과도한 코일이 삽입되어 공정 상태가 불량한 것을 알 수 없었으므로, 잘못 삽입된 코일로 인하여 발생하는 마찰로 푸셔가 파손되어 작업이 중단되고, 장치의 수리 비용이 발생하는 문제점이 남아있었다.
따라서, 전동기 코어에 코일 삽입하는 인서트 공정 중 코일이 삽입되며 발생하는 마찰 하중을 감지하여 장비의 파손을 미리 예방할 수 있는 전동기 코어를 삽입하는 장치와 방법이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0686041호 (2007.02.15.) 대한민국 등록특허 제10-1357676호 (2014.01.24.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로, 본 발명의 목적은 전동기의 코일을 제작함에 있어서 코어의 슬롯 내부에 코일 삽입 시에 발생하는 마찰력에 의하여 푸셔가 파손되는 것을 사전에 방지하여 공정의 연속성을 확보하는 것이다.
또한, 슬롯 내부에 코일이 과도하게 삽입되는 것을 감지하여 코일이 손상되는 것을 방지하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코일 삽입 장치에 있어서. 상면이 중공되고, 하부면 양측에 수직으로 제1 볼트봉(11)과, 상기 제1 볼트봉(11)과 나란하게 레일봉(13)이 설치되는 프레임부(10); 상기 제1 볼트봉(11)의 회전에 따라 승강하도록 레일공과 너트부가 구비되며, 상면 일측에 수직으로 제1 가이드(21)와, 상기 제1 가이드(21) 외측면을 소정의 간격으로 둘러싸는 제2 가이드(22)가 구비되는 인서트부(20); 상기 프레임부(10) 상면에 안착되며, 블레이드 사이에 걸어진 코일을 상기 인서트부의 승강 동작에 의해 코어에 삽입하는 인서팅툴(30); 상기 인서트부(20) 하부에 설치되어, 상기 인서팅툴(30)이 상승하며 코일(C)을 코어 내부로 삽입할 때 발생하는 하중을 측정하는 로드셀(40); 및 상기 로드셀(40)을 통하여 측정된 하중값이 기 설정된 기준하중값을 초과하면 상기 인서트부(20)의 동작을 중지하는 제어부;를 포함하여 코일(C)을 무리하게 삽입하며 발생하는 푸셔의 파손을 방지한다.
그리고,상기 프레임부(10)는 상기 인서트부(20)의 상부에 상기 레일봉(13)을 따라 승강하도록 레일공과 너트부가 중공되며, 상기 제1 가이드(21)와, 상기 제2 가이드(22) 외주면 일측을 지지하도록 지지공을 구비하는 가이드지지부(15)를 포함하여 가이드 파손을 예방하는 것을 특징으로 한다.
더하여, 상기 프레임부(10)는 상기 가이드지지부(15)의 상기 레일봉(13)과 나란하게 제2 볼트봉(12)을 구비하여 상기 인서트부(20)와 상기 가이드지지부(15)가 각각 승하강 동작 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프레임부(10) 상면에 안착되며, 중공된 하우징의 내주면을 따라 환형으로 설치되는 복수의 웨지가이드(31)와, 상기 웨지가이드(31) 내측에 위치하며, 상기 인서트부(20)에 대응하여 상기 웨지가이드를 따라 승하강 하는 무빙블레이드유닛(32)과, 상기 무빙블레이드유닛(32) 하부에 위치하는 고정블레이드유닛(33)을 포함하는 스트리퍼유닛(34)을 구비하여 상기 인서트부(20)가 상승하며 코일(C)을 코어 내부로 삽입할 때, 상기 무빙블레이드유닛(32)이 상승하며 푸셔를 지지하는 것을 특징으로 한다.
더하여, 상기 제어부는 상기 하중값이 상기 기준하중값을 초과하는 경우 동작하는 알람을 구비하여 상기 인서트부(20)의 중단 상태를 작업자에게 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적은 전동기의 코일을 제작함에 있어서 코어의 슬롯 내부에 코일 삽입 시에 발생하는 마찰력에 의하여 푸셔가 파손되는 것을 사전에 방지하여 공정의 연속성을 확보하는 효과가 있다.
또한, 슬롯 내부에 코일이 과도하게 삽입되는 것을 감지하여 코일이 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 코일 삽입 장치의 정면도.
도 2는 본 발명에 코일 삽입 장치의 인서트부의 평면도.
도 3의 (a) 내지 (g)는 본 발명의 올바른 실시예에 따른 코일 삽입 공정 순서의 개략도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 코일 삽입 장치의 정면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 코일 삽입 장치는 프레임부(10)와, 인서트부(20)와, 인서팅툴(30)과, 로드셀(40) 및 제어부(미도시)를 포함하여 코일(C)을 코어의 슬롯에 무리하게 삽입하며 발생하는 푸셔의 파손을 방지하는 코일 삽입 장치이다.
먼저, 프레임부(10)는 상면이 중공되고, 하부면 양측에 수직으로 제1 볼트봉(11)과, 상기 제1 볼트봉(11)과 나란하게 레일봉(13)이 설치된다.
더하여, 도번을 표시하지 않았지만 레일봉(13) 외측면에 레일봉(13)과 나란하게 지지프레임을 설치하여 프레임부 상부의 하중을 제1 볼트봉(11)과, 레일봉(13)이 부담하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 인서트부(20)는 제1 볼트봉(11)의 회전에 따라 승강하도록 레일공과 너트부가 구비되며, 상면 일측에 수직으로 제1 가이드와(21), 상기 제1 가이드(21) 외측면을 소정의 간격으로 둘러싸는 제2 가이드(22)가 구비된다.
그리고, 인서팅툴(30)은 프레임부(10) 상면에 안착되며, 블레이드 사이에 걸어진 코일을 인서트부의 승강 동작에 의해 코어에 삽입한다.
여기서, 인서팅툴(30)은 상기 프레임부(10) 상면에 안착되며, 중공된 하우징의 내주면을 따라 환형으로 설치되는 복수의 웨지가이드(31)와, 상기 웨지가이드(31) 내측에 위치하며, 상기 웨지가이드를 따라 승하강 하는 무빙블레이드유닛(32)과, 상기 무빙블레이드유닛(32) 하부에 위치하며, 상기 제1 가이드의 승강으로 상기 웨지가이드(31)를 따라 승강하는 고정블레이드유닛(33)을 포함하는 스트리퍼유닛(34)을 구비하여 상기 인서트부(20)가 상승하며 코일(C)을 코어 내부로 삽입할 때, 상기 무빙블레이드유닛(32)이 푸셔를 지지한다.
다만, 코일이 삽입되는 과정은 종래기술에서도 충분히 언급되어 있으므로 본 발명에서 자세한 설명은 하지 않으며, 다만 코일 삽입 도중에 발생하는 문제점을 해결하기 위한 구성은 후술하도록 한다.
다음으로, 프레임부(10)는 인서트부(20)의 상부에 레일봉(13)을 따라 승강하도록 레일공이 중공되며, 제1 가이드(21)와, 제2 가이드(22)를 지지하도록 지지공을 구비하는 가이드지지부(15)를 포함한다.
즉, 가이드지지부(15)를 통하여 본 발명의 코일 삽입 장치는 블레이드 사이를 통과하는 푸셔를 하부에서 상부로 상승시키는 제2 가이드(22)가 공정중에 구부러지지 않도록 하여 파손을 예방하는 효과가 있게 된다.
또한, 프레임부(10)는 상기 가이드지지부(15)의 양측에 상기 레일봉(13)과 나란하게 제2 볼트봉(12)을 구비하여 상기 인서트부(20)와 상기 가이드지지부(15)가 각각 승하강 동작할 수 있도록한다.
다시 말하여, 레일봉(13)은 인서트부(20)와 가이드지지부(15)를 수직으로 관통하고, 제1 볼트봉(11)은 인서트부(20)의 너트부를 통과하며, 제2 볼트봉(12)은 가이드지지부(15)의 너트부를 통과하게 되므로 제1 볼트봉(11)과 제2 볼트봉(12)은 각각의 구동부(14)를 구비한다.
이때, 제1 가이드(21)의 상단면에 무빙블레이드유닛(32)의 하면으로 내삽되어 지지하는 제1 공이부를 통하여 인서트부(20)의 승강에 따라 무빙블레이드유닛(32)을 승강한다.
더하여, 가이드지지부(15)는 제1 가이드(21)와 동심원을이루며 소정의 길이를 가지고 상단면에 고정블레이드유닛(33)의 하면으로 내삽되어 지지하는 제2 공이부를 통하여 가이드지지부(15)의 승강에 따라 고정블레이드유닛(33)을 승강한다.
즉, 전술한 제1 공이부와, 제2 공이부를 통하여 스트리퍼유닛(34)가 승강하게 되는 것이다.
도 2는 본 발명에 코일 삽입 장치의 인서트부의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 로드셀(40)은 상기 인서트부(20) 하부에 설치되어, 상기 인서팅툴이 상승하며 코일(C)을 코어 내부로 삽입할 때 발생하는 하중을 측정한다.
여기서, 제어부는 로드셀(40)을 통하여 측정된 하중값이 기 설정된 기준하중값을 초과하면 상기 인서트부(20)의 동작을 중지하하여 코일(C)을 무리하게 삽입하며 발생하는 푸셔의 파손을 방지할 수 있으며, 코일(C)의 피복 벗겨짐 또는 찍힘으로 인한 모터의 품질을 저하하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
더하여, 제어부는 상기 하중값이 상기 기준하중값을 초과하는 경우 동작하는 알람을 구비하여 상기 인서트부(20)의 중단 상태를 작업자에게 전달하여 본 발명의 코일 삽입 장치를 사용하는 사용자는 공정중 발생하는 사고를 빠르게 대처할 수 있게 된다.
도 3의 (a) 내지 (g)는 본 발명의 올바른 실시예에 따른 코일 삽입 공정 순서의 개략도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 코일 삽입 장치는 모터의 종류에 따라 코일(C)의 턴수가 다르므로 인서트부(20)와 가이드지지부(15)의 위치와 상승 속도를 제어하게된다.
도 3의 (a) 내지 (g)를 순서대로, (a)단계는 코일(C)이 인서트툴(30)에 안착되는 단계이며, (b)단계는 제1 가이드(21)를 인서팅툴(30)의 하부에 밀착시키는 단계이고, (c) 내지 (d)단계는 웨지가이드(31)와 스트리퍼유닛(34)을 코어에 밀착시키는 단계이다.
다음으로, (e)단계는 인서트부(20)가 상승하며 코일(C)이 전동기 코어의 내부로 삽입되는 단계이며, 인서트부(20)가 상승하게되면 제1 가이드(21)와 제2 가이드(22)가 인서트툴(30)에 의해 하방으로 하중을 받게되므로, 인서트부 하부에 로드셀(40)을 설치한다.
다만, 제2 가이드(22)를 따라 상승하는 푸셔가 코일을 밀며 삽입되므로 로드셀(40)의 위치는 제2 가이드(22)의 하부에 설치하여 코일을 삽입하며 발생하는 하중을 측정하는 것이 바람직하다.
다음으로, (f)단계는 가이드지지부(15)가 하강하며 고정블레이드유닛(33)이 하강하는 단계이고, (g)단계는 인서트부(20)가 상승하며 무빙블레이드유닛(32)이 상승하며 푸셔를 지지하면서 코일의 삽입을 완료하는 단계이다.
따라서, 본 발명의 코일 삽입 장치는 (e) 단계를 통하여 코일이 삽입되는 도중 발생하는 하중을 측정하여 기 저장된 기준하중값을 초과하면 구동부(14)를 중지하여 푸셔의 파손과 코일의 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
10: 프레임부 11: 제1 볼트봉
12: 제2 볼트봉 13: 레일봉
15: 가이드지지부
20: 인서트부 21: 제1 가이드
22: 제2 가이드
30: 인서팅툴 31: 웨지가이드
32: 무빙블레이드유닛 33: 고정블레이드유닛
34: 스트리퍼유닛
40: 로드셀
C: 코일

Claims (5)

  1. 상면이 중공되고, 하부면 양측에 수직으로 제1 볼트봉(11)과, 상기 제1 볼트봉(11)과 나란하게 레일봉(13)이 설치되는 프레임부(10);
    상기 제1 볼트봉(11)의 회전에 따라 승강하도록 레일공과 너트부가 구비되며, 상면 일측에 수직으로 제1 가이드(21)와, 상기 제1 가이드(21) 외측면을 소정의 간격으로 둘러싸는 제2 가이드(22)가 구비되는 인서트부(20);
    상기 프레임부(10) 상면에 안착되며, 블레이드 사이에 걸어진 코일을 상기 인서트부의 승강 동작에 의해 코어에 삽입하는 인서팅툴(30);
    상기 인서트부(20) 하부에 설치되어, 상기 인서팅툴(30)이 상승하며 코일(C)을 코어 내부로 삽입할 때 발생하는 하중을 측정하는 로드셀(40); 및
    상기 로드셀(40)을 통하여 측정된 하중값이 기 설정된 기준하중값을 초과하면 상기 인서트부(20)의 동작을 중지하는 제어부;를 포함하여 코일(C)을 무리하게 삽입하며 발생하는 푸셔의 파손을 방지하고,
    상기 프레임부(10)는 상기 인서트부(20)의 상부에 상기 레일봉(13)을 따라 승강하도록 레일공과 너트부가 중공되며, 상기 제1 가이드(21)와, 상기 제2 가이드(22) 외주면 일측을 지지하도록 지지공을 구비하는 가이드지지부(15)를 포함하여 가이드 파손을 예방하는 것을 특징으로 하는 코일 삽입 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프레임부(10)는 상기 가이드지지부(15)의 상기 레일봉(13)과 나란하게 제2 볼트봉(12)을 구비하여 상기 인서트부(20)와 상기 가이드지지부(15)가 각각 승하강 동작 하는 것을 특징으로 하는 코일 삽입 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인서팅툴(30)은,
    상기 프레임부(10) 상면에 안착되며, 중공된 하우징의 내주면을 따라 환형으로 설치되는 복수의 웨지가이드(31)와,
    상기 웨지가이드(31) 내측에 위치하며, 상기 인서트부(20)에 대응하여 상기 웨지가이드를 따라 승하강 하는 무빙블레이드유닛(32)과, 상기 무빙블레이드유닛(32) 하부에 위치하는 고정블레이드유닛(33)을 포함하는 스트리퍼유닛(34)을 구비하여 상기 인서트부(20)가 상승하며 코일(C)을 코어 내부로 삽입할 때, 상기 무빙블레이드유닛(32)이 상승하며 푸셔를 지지하는 것을 특징으로 하는 코일 삽입 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 하중값이 상기 기준하중값을 초과하는 경우 동작하는 알람을 구비하여 상기 인서트부(20)의 중단 상태를 작업자에게 전달하는 것을 특징으로 하는 코일 삽입 장치.
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