KR20030073214A - 권선기의 노즐궤적조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 권선기의 노즐궤적조절장치에 관한 것으로서, 노즐샤프트의 좌우요동회전구조의 단순화에 의해 동력전달손실을 줄임으로써 코일권취속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 보전성이 양호하고, 또한 노즐샤프트의 좌우요동회전각도를 손쉽게 변경할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 노즐궤적조절장치는, 코일을 인출할 수 있는 노즐(120)을 가지는 노즐샤프트(110)를 승강시키는 승강장치(200) 및 상기 노즐샤프트를 좌우요동회전시키는 오실레이터(500)를 구비하여, 상기 노즐을 대략 장공형상의 궤적으로 운동시킴으로써 권선기에 재치되는 스테이터 코어(150)에 노즐을 통하여 공급되는 코일이 권취되도록 이루어진다. 승강장치는, 제1풀리(230)가 외주면에 설치된 구동축(220)과, 이 구동축의 일단에 설치되는 크랭크플레이트와, 그리고 상기 크랭크플레이트에 하단이 크랭크운동하도록 결합되고 상단이 노즐샤프트의 하단에 피봇팅결합되는 커넥팅로드(280)를 구비한다. 상기 오실레이터는, 노즐샤프트가 수직으로 관통하는 하우징(510)과, 상기 하우징에 수평으로 회전가능하게 설치되고 하우징 외부로 돌출된 부분에 제2풀리(530)가 설치되며 하우징 내부로 삽입된 부분에 캠기어(540)가 설치된 입력축(520)과, 노즐샤프트가 수직으로 관통하도록 하우징에 회전가능하게 설치되고 캠기어(540)의 회전에 따라 회전하면서 소정각도로 좌우요동선회하도록 캠기어와 치합되는 다수의 오실레이팅 베어링(552)이 외주면에 배치된 인덱싱 서큘러 터릿(550)을 가지는 출력축(560)과, 그리고 상기 출력축(560)의회전력을 노즐샤프트에 전달하는 중계기어트레인(600)을 구비한다.

Description

권선기의 노즐궤적조절장치{DEVICE FOR REGULATING TRACK OF NOZZLE IN COIL WINDER}

본 발명은 예컨대, 브러시리스 모터를 구성하는 스테이터 코어에 코일을 감는 권선기에 있어서 실질적으로 코일을 공급하면서 스테이터 코어에 코일을 감는노즐의 궤적을 이상적으로 조절할 수 있는 권선기의 노즐궤적조절장치에 관한 것으로서, 특히 노즐이 설치되는 노즐샤프트의 좌우요동회전구조의 단순화에 의해 동력전달손실을 줄임으로써 코일권취속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 보전성이 좋고, 노즐샤프트의 좌우요동회전각도를 손쉽게 변경할 수 있는 권선기의 노즐궤적조절장치에 관한 것이다.

모터나 발전기 등의 스테이터는 다수의 규소강판이 적층되어 형성되는 스테이터 코어에 코일이 권취되어 이루어지며, 내부에 중공을 가진다. 이 중공의 내주면에는 다수의 슬로트 티스가 스테이터 코어의 중심축선을 향하여 돌출된다. 따라서, 코일은 소정 위치의 두 슬로트에 삽입되면서 두 슬로트 사이에 존재하는 슬로트 티스들을 감싸면서 권취된다.

상기한 바와 같이 코일을 권취할 수 있도록 이루어진 일반적인 권선기를 간략하게 설명하자면, 외주면 일측을 통하여 중공으로 코일을 공급할 수 있도록 형성된 노즐샤프트가 권선기에 승강 및 좌우요동회전(oscillating rotation)가능하게 설치되고, 상기 노즐샤프트의 상단 외주면에는 노즐샤프트의 중공을 통하여 공급되는 코일이 인출되면서 스테이터 코어에 권취되도록 하는 하나 또는 다수 개의 노즐이 설치된다. 또한, 상기 노즐샤프트의 승강 및 좌우요동회전은 노즐궤적조절장치에 의하여 수행되는데, 이 노즐샤프트의 승강 및 좌우요동회전에 의하여 노즐은 슬로트들 사이로 대략 장공형상의 궤적을 그리며 운동함에 따라 스테이터 코어에 코일이 권취되는 것이다.

이러한 종류의 권선기의 종래 대표적인 예가 도 7에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 이 권선기에 있어서, 노즐궤적조절장치는, 상단에 적어도 하나의 노즐(12)이 설치된 노즐샤프트(10)를 승강시키는 승강장치(20)와, 상기 노즐샤프트(10)를 좌우요동회전시키는 오실레이터(50)를 구비한다.

상기 승강장치(20)는, 미도시된 모터로부터 동력을 전달받는 제1풀리(24)가 외주면에 설치된 제1구동축(22)과; 상기 제1구동축(22)의 일단에 제1구동축(22)과 함께 회전하도록 설치된 크랭크플레이트(26)와; 그리고, 상기 크랭크플레이트(26)에 편심결합된 크랭크(28)에 하단이 회전가능하게 결합되고 상단이 상기 노즐샤프트(10)의 하단에 피봇팅결합됨으로써 노즐샤프트(10)를 승강시키는 커넥팅로드(30)를 포함하여 이루어진다. 상기 커넥팅로드(30)는 노즐샤프트(10)의 하단을 회전가능하게 지지하는 지지블록(32)의 일측에 피봇팅결합됨으로써, 노즐샤프트(10)는 커넥팅로드(30)에 의하여 승강하지만 노즐샤프트(10)의 회전은 커넥팅로드(30)의 운동에 제한받지 않는다.

또한, 상기 오실레이터(50)는, 모터로부터 동력을 전달받는 제2풀리(54)가 외주면에 설치되어 상기 제1구동축(22)과 함께 연동하는 제2구동축(52)과; 상기 제2구동축(52)의 단부 외주면에 설치되는 내접기어(56)와; 상기 제2구동축(52)의 단부 일측에 회전가능하게 설치되고 상기 내접기어(56)와 치합되는 유성기어(58)와; 상기 유성기어(58)의 일측에 편심결합됨으로써 상기 유성기어(58)의 자전 및 공전에 의하여 사각운동하는 편심블록(60)과; 상기 편심블록(60)의 사각운동에 따라 왕복운동하도록 랙(64)이 설치된 랙하우징(62)과; 상기 랙(64)과 치합되는 부채꼴형상의 제1피니언(70)이 중계축(68)의 하단에 설치되고 상기 중계축(68)의 상단에 제2피니언(72)이 설치되는 중계수단(66)과; 그리고, 상기 노즐샤프트(10)를 승강가능하게 지지하면서 노즐샤프트(10)와 함께 회전할 수 있도록 노즐샤프트(10)의 외주면에 결합된 슬리이브(14)의 외주면에 상기 제2피니언(72)과 치합되도록 설치되는 종동기어(16)를 포함하여 이루어진다.

상기한 바와 같이 구성된 권선기의 노즐궤적조절장치에 따르면, 모터의 구동에 따라 제1풀리(24)를 통하여 제1구동축(22)이 회전함에 따라 크랭크플레이트(26)도 제1구동축(22)과 함께 회전한다. 이 크랭크플레이트(26)의 회전에 의하여 커넥팅로드(30)가 크랭크운동함으로써 노즐샤프트(10)가 승강될 수 있다.

또한, 상기 제1구동축(22)의 회전과 동시에 제2풀리(54)를 통하여 제2구동축(52) 및 내접기어(56)가 함께 회전하고, 상기 제2구동축(52) 및 내접기어(56)의 회전에 의하여 유성기어(58)는 공전 및 자전하게 된다. 이 유성기어(58)의 유성운동에 따라 사각운동하는 편심블록(60)에 의하여 랙(64)이 왕복운동하게 되는데, 편심블록(60)이 좌우로 운동하는 동안만 랙(64)이 왕복운동하고 편심블록(60)이 상하운동하는 동안에는 랙(64)은 정지한다. 상기 랙(64)의 왕복운동동안에 랙(64)과 치합된 제1피니언(70)이 좌우요동회전함으로써 제2피니언(72)이 소정각도로 좌우요동회전하고, 이 제2피니언(72)에 치합된 종동기어(16)에 의하여 슬리이브(14)와 함께 노즐샤프트(10)가 좌우요동회전될 수 있다. 따라서, 노즐샤프트(10)는 승강장치(20)에 의하여 승강하면서 오실레이터(50)에 의하여 좌우요동회전될 수 있다.

그리고, 상기한 바와 같이 랙(64)이 왕복운동하는 동안에는 노즐샤프트(10)는 승강과 동시에 좌우요동회전하고, 랙(64)이 정지하는 동안에는 노즐샤프트(10)는 단지 승강만 하게 한다. 이러한 노즐샤프트(10)의 승강 및 좌우요동회전에 의하여 노즐샤프트(10)의 상단에 설치된 노즐(12)은 대략 장공형상의 궤적을 그리며 운동한다. 예컨대, 노즐샤프트(10)가 상승하는 동안에 노즐(12)은 권선기에 재치되는 미도시된 스테이터 코어중 노즐샤프트(10)의 좌우요동회전각도 영역에 해당하는 두 슬로트중 한 쪽의 제1슬로트 내부를 상승한다. 다음에 노즐샤프트(10)가 상승운동 및 좌측으로 회전운동하는 동안에는 노즐(12)은 상기 제1슬로트의 상부에서 대략 반원형 또는 반타원형의 궤적을 그리며 두 슬로트 사이의 슬로트 티스들 상부를 지나 다른 쪽의 제2슬로트 상부로 이동한다. 다음에 노즐샤프트(10)가 하강운동하는 동안에는 제2슬로트 내부를 하강하고, 노즐샤프트(10)가 하강운동 및 우측으로 회전운동하는 동안에는 노즐(12)은 제2슬로트 하부에서 대략 반원형 또는 반타원형의 궤적을 그리며 두 슬로트 사이의 슬로트 티스들 하부를 지나 제1슬로트 하부로 이동한다. 이와 같은 노즐(12)의 궤적을 전체적으로 이으면 대략 장공형태가 되며, 이러한 궤적으로 운동하는 노즐(12)의 반복적인 운동에 의하여 노즐(12)로부터 인출되는 코일이 스테이터 코어에 권취되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 권선기의 노즐궤적조절장치에 있어서는, 오실레이터(50)의 구조가 많은 부품들에 의해 복잡하게 이루어져 있기 때문에 동력전달손실이 크고, 이 때문에 최대코일권취속도가 대략 1,200rpm 정도로 코일권취속도가 현저하게 떨어짐에 따라 스테이터의 생산성이 저하된다. 또한, 오실레이터(50)의 구조가 복잡함에 따라 보전성도 떨어지고 고장발생률도 높다. 또한,종동기어(16)의 일측에 중계수단(66)이 설치되어 종동기어(16)에 랙(64)의 동력을 전달하도록 되어 있음에 따라 노즐샤프트(10)의 좌우요동회전각도를 변경하여야 할 경우 마땅한 수단이 없다. 이 때문에, 규격이 다른 스테이터 코어에 코일을 권취할 필요가 있거나, 슬로트들간의 거리를 다르게 하여 코일을 권취할 필요가 있을 경우 적절하게 대처할 수 없어 범용성이 떨어진다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 노즐샤프트의 좌우요동회전구조의 단순화에 의해 동력전달손실을 줄임으로써 코일권취속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 보전성이 좋은 권선기의 노즐궤적조절장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 노즐샤프트의 좌우요동회전각도를 손쉽게 변경할 수 있는 권선기의 노즐궤적조절장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 노즐궤적조절장치가 설치된 권선기를 나타내는 개략적인 종단면도이다.

도 2a 및 도 1의 권선기중 본 발명에 따른 노즐궤적조절장치가 설치된 부분의 확대도이다.

도 2b는 도 1의 권선기중 상부를 나타내는 확대도이다.

도 3은 도 2a의 좌측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 노즐궤적조절장치를 구성하는 오실레이터의 요부 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 노즐궤적조절장치에 의하여 승강 및 좌우요동회전하는 노즐샤프트에 설치된 노즐에 의해 스테이터 코어에 코일이 권취되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 노즐샤프트에 의하여 승강 및 좌우요동회전하는 노즐샤프트에 설치된 노즐이 움직이는 궤적의 예를 나타내는 도면이다.

도 7는 종래 권선기를 나타내는 개략적인 종단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 노즐샤프트, 120 : 노즐,

130 : 슬리이브, 150 : 스테이터 코어,

200 : 승강장치, 210 : 모터,

220 : 구동축, 230 : 제1풀리,

250 : 크랭크플레이트, 260 : 크랭크,

270 : 편심거리조절수단, 280 : 커넥팅로드.

500 : 오실레이터, 510 : 하우징,

520 : 입력축, 530 : 제2풀리,

540 : 캠기어, 550 : 인덱싱 서큘러 터릿,

552 : 오실레이팅 베어링, 560 : 출력축,

600 : 중계기어트레인, 610 : 구동기어,

620 : 중계축, 630 : 제1중계기어,

640 : 제2중계기어, 650 : 종동기어,

660 : 지지블록, 670 : 제1지지블록,

680 : 제2지지블록, C : 코일

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 외주면 일측을 통하여 중공으로 코일을 공급할 수 있도록 형성되고 상기 중공으로 공급되는 코일을 인출하도록 상단에 적어도 하나의 노즐이 설치되며 승강 및 회전가능하게 지지되는 노즐샤프트를 승강시키는 승강장치 및 상기 노즐샤프트를 소정각도의 좌우요동회전시키는 오실레이터를 구비하여, 상기 노즐을 대략 장공형상의 궤적으로 운동시킴으로써 권선기에 재치되는 스테이터 코어에 상기 노즐을 통하여 공급되는 코일이 권취되도록 하는 권선기의 노즐궤적조절장치에 있어서:

상기 승강장치는, 모터로부터 동력을 전달받는 제1풀리가 외주면에 설치된구동축과, 상기 구동축의 일단에 구동축과 함께 회전하도록 설치된 크랭크플레이트와, 그리고 상기 크랭크플레이트에 편심결합된 크랭크에 하단이 회전가능하게 결합되고 상단이 상기 노즐샤프트의 하단에 피봇팅결합됨으로써 노즐샤프트를 승강시키는 커넥팅로드를 구비하고,

상기 오실레이터는, 상기 노즐샤프트가 수직으로 관통하도록 설치되는 하우징과, 상기 하우징에 수평으로 회전가능하게 설치되고 하우징 외부로 돌출된 부분에 모터로부터 동력을 전달받는 제2풀리가 설치되며 상기 하우징 내부로 삽입된 부분에 캠기어가 설치된 입력축과, 상기 노즐샤프트가 수직으로 관통하도록 하우징에 회전가능하게 설치되고 상기 캠기어의 회전에 따라 회전하면서 소정각도로 좌우요동선회하도록 상기 캠기어와 치합되는 다수의 오실레이팅 베어링이 외주면에 소정간격으로 배치된 인덱싱 서큘러 터릿을 가지는 출력축과, 그리고 노즐샤프트를 승강가능하게 지지하면서 노즐샤프트와 함께 회전할 수 있도록 노즐샤프트의 외주면에 결합된 슬리이브와 상기 출력축에 걸쳐 출력축의 회전력을 슬리이브에 전달하도록 설치되는 중계기어트레인을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 중계기어트레인은, 예컨대 입력축의 하단에 결합되는 구동기어와, 슬리이브를 회전가능하게 지지하는 지지블록의 일측에 회전가능하게 설치되는 중계축에 의하여 상기 구동기어와 치합되도록 설치되는 제1중계기어와, 상기 중계축중 제1중계기어의 하부에 설치되는 제2중계기어와, 그리고 상기 제2중계기어와 치합되도록 슬리이브의 외주면에 결합되는 종동기어를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 지지블록이 종동기어를 회전가능하게 지지하는 제1지지블록과, 상기제1지지블록에 일측에 착탈가능하게 설치되어 중계축을 회전가능하게 지지하는 제2지지블록으로 이루어지면, 예컨대 잇수가 다른 중계기어들을 손쉽게 교환할 수 있으므로 노즐샤프트의 좌우요동회전각도를 변경할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 노즐샤프트의 승강거리를 다양하게 조절할 수 있도록 하기 위하여, 크랭크플레이트의 일측에 크랭크플레이트의 중심에 대한 크랭크의 편심거리를 조절할 수 있는 편심거리조절수단이 설치되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 권선기의 노즐궤적조절장치에 있어서, 모터가 구동되면 승강장치의 제1풀리를 통하여 구동축이 회전함에 따라 크랭크플레이트도 구동축과 함께 회전한다. 이 크랭크플레이트의 회전에 의하여 커넥팅로드가 크랭크운동함으로써 노즐샤프트가 승강될 수 있다.

또한, 모터가 구동되면 구동축의 회전과 동시에 제2풀리를 통하여 입력축도 연동하여 회전한다. 이 입력축의 회전에 따라 입력축의 캠기어에 치합된 오실레이팅 베어링이 회전하면서 캠기어의 치형에 따라 좌우로 선회한다. 이 오실레이팅 베어링의 좌우선회는 단속적으로 수행되는데, 캠기어의 회전각도에 따라 오실레이팅 베어링이 좌측 또는 우측으로 선회하였다가 그 선회가 중단되고 캠기어가 더 회전하면 오실레이팅 베어링은 상기 선회방향과는 반대로 선회하는 것을 단속적으로 반복하게 된다. 따라서, 수직으로 배치된 입력축의 회전력이 수직으로 배치된 출력축에 좌우요동회전력으로 단속적으로 바뀌어 전달되고, 이 출력축의 회전력이 중계기어트레인을 통하여 슬리이브에 전달됨으로써 슬리이브와 함께 노즐샤프트가 단속적으로 좌우회전될 수 있다.

따라서, 노즐샤프트는 승강과 동시에 소정각도로 좌우요동회전하게 되므로 노즐샤프트에 상단에 설치되는 노즐은 대략 장공형상의 궤적을 그리며 운동하고, 이에 따라 스테이터 코어중 노즐샤프트의 좌우요동회전각도 영역에 해당하는 두 슬로트 사이를 노즐이 장공형상의 궤적으로 통과하면서 노즐로부터 인출되는 코일이 두 슬로트 사이로 권취될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 노즐궤적조절장치가 적용된 권선기의 개략적인 전체 종단면도가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 노즐궤적조절장치는, 외주면 일측에 형성된 코일삽입공(114)(도 2b 참조)을 통하여 중공(112)으로 코일(C)(도 5 참조)을 공급할 수 있도록 형성되고 상기 중공(112)으로 공급되는 코일(C)을 인출하도록 상단에 적어도 하나의 노즐(120)(본 발명에서는 도 5에 서로 반대방향으로 2개의 노즐이 설치된 것이 예시되어 있음)이 설치된 노즐샤프트(110)를 승강시키는 승강장치(200) 및 상기 노즐샤프트(110)를 소정각도의 좌우요동회전시키는 오실레이터(500)를 포함하여 이루어진다. 즉, 본 발명에 따른 노즐궤적조절장치는, 노즐샤프트(110)를 승강장치(200)에 의하여 승강시킴과 동시에 오실레이터(500)에 의하여 좌우요동회전시킴으로써 노즐샤프트(110)의 상단에 설치되는 노즐(120)이 도 6에 도시된 바와 같이 대략 장공형상의 궤적으로 운동시킬 수 있도록 되어 있다. 따라서, 상기 노즐샤프트(110)의 외주면 일측(예컨대 상단부 외주면 일측)에 형성된 코일삽입공(114)을 통해 노즐샤프트(110)의 중공(112)으로 공급되는 코일(C)이 노즐(120)을 통하여 인출되면서 노즐(120)이 움직이는 장공형상의 궤적을 따라 권선기 프레임(100)의 상단부를 구성하는 재치대(140)에 미도시된 로더에 의해 재치되는 스테이터 코어(150)에 권취될 수 있다.

본 발명에 따른 권선기의 노즐궤적조절장치를 구체적으로 살펴보면, 상기 승강장치(200)는, 도 1, 도 2a 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동축(220)과, 상기 구동축(220)의 일단에 설치되는 크랭크플레이트(250)와, 그리고 상기 크랭크플레이트(250)에 회전가능하게 하단이 편심결합되고 상단이 노즐샤프트(110)에 피봇팅결합되는 커넥팅로드(280)를 구비한다.

상기 구동축(220)은 프레임(100)의 하단부에 수평으로 배치된 상태로 회전가능하게 지지되어 되는데, 여기서는 구동축(220)의 지지를 위하여 2개의 축받이(222, 224)가 사용된 것이 예시되어 있다. 또한 구동축(220)의 외주면에는 구동축(220)을 회전시키기 위하여 모터(210)로부터 제1타이밍벨트(212)에 의해 동력을 전달받는 제1풀리(230)가 설치되어 있다.

크랭크플레이트(250)는 상기 구동축(220)의 일단에 설치되어 구동축(220)의 회전에 따라 구동축(220)과 함께 회전하도록 되어 있고, 원반형으로 이루어져 있다. 이 크랭크플레이트(250)의 일측면에 크랭크플레이트(250)의 중심과는 편심된상태로 크랭크(260)가 결합된다.

그리고, 상기 크랭크(260)에 커넥팅로드(280)의 하단이 베어링(262)을 개재하여 회전가능하게 결합됨으로써, 상기 커넥팅로드(280)는 크랭크플레이트(250)의 회전에 따라 크랭크운동하게 된다.

또한, 크랭크플레이트(250)의 일측에 크랭크플레이트(250)의 중심에 대한 크랭크(260)의 편심거리를 조절할 수 있는 편심거리조절수단(270)이 설치되는 것이 바람직하다. 여기서 자세히 도시되지는 않았으나, 예컨대 크랭크플레이트(250)의 중심에 대한 크랭크(260)의 편심거리를 조절가능하게 크랭크(260)를 결합할 수 있는 결합홈 및 상기 크랭크를 고정하는 고정수단이 구비된 편심거리조절수단(270)이 설치되면, 노즐샤프트(110)의 승강거리를 다양하게 조절할 수 있다. 또한, 편심거리조절수단(270)의 다른 예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 크랭크(260)에 편심설치되어 크랭크플레이트(250)에 착탈가능하게 결합되는 결합돌기(264)가 채용되면, 결합돌기(264)에 대하여 크랭크(260)의 위치를 변경하여 고정할 수 있다. 즉, 커넥팅로드(280)와 크랭크(260)의 결합상대위치를 변화시킴으로써 노즐샤프트(110)의 승강거리를 조절할 수 있는 것이다.

또한, 커넥팅로드(280)의 상단은 노즐샤프트(110)의 하단에 피봇팅결합되는데, 노즐샤프트(110)는 커넥팅로드(280)의 크랭크운동에 따라 승강되면서 회전가능한 상태가 되어야만 한다. 이를 위하여, 커넥팅로드(280)의 상단과 노즐샤프트(110) 하단 사이에 조인트블록(290)이 개재된다. 즉, 노즐샤프트(110)의 하단에 베어링(292)을 개재하여 노즐샤프트(110)가 회전가능하도록조인트블록(290)이 결합되고, 이 조인트블록(290)의 일측에 커넥팅로드(280)의 상단이 피봇팅결합되면, 노즐샤프트(110)는 커넥팅로드(280)의 크랭크운동에 의하여 승강하지만 조인트블록(290)에 회전가능하게 결합됨에 따라 커넥팅로드(280)의 크랭크운동에 상관없이 회전가능한 상태에 놓일 수 있다.

상기한 바와 같이 승강장치(200)에 의하여 승강되는 노즐샤프트(110)는 회전가능한 상태에 놓여 있으므로, 오실레이터(500)에 의하여 좌우요동회전될 수 있다.

본 발명에 따르면, 오실레이터(500)는, 프레임(100)의 대략 중단부에 지지되는 하우징(510)과, 상기 하우징(510)에 회전가능하게 설치되는 입력축(520)과, 상기 입력축(520)의 회전에 따라 소정각도로 좌우요동회전하는 출력축(560)과, 그리고 상기 출력축(560)의 회전력을 노즐샤프트(110)에 전달하는 중계기어트레인(600)을 구비한다.

상기 하우징(510)은 노즐샤프트(110)가 회전가능하게 수직으로 관통하도록 이루어져 있으며, 하우징(510)의 일측에는 입력축(520)이 수평상태로 회전가능하게 지지되어 있다. 이 입력축(520)중 하우징(510) 외부로 돌출된 부분의 외주면에는 상기 구동축(220)을 회전시키는 모터(210)로부터 제2타이밍벨트(214)에 의해 동력을 전달받는 제2풀리(530)가 설치된다. 따라서, 모터(210)가 구동되면 입력축(520)은 구동축(220)과 연동하여 회전될 수 있다. 또한, 상기 입력축(520)중 하우징(510) 내부로 삽입된 부분에는 헬리컬기어의 치형과 유사한 형태의 치형을 가진 캠기어(540)(도 4 참조)가 설치된다.

오실레이터(500)의 출력축(560)은 하우징(510)에 수직상태로 배치된 상태에서 회전가능하게 지지되는데, 이 출력축(560)은 노즐샤프트(110)가 관통하는 중공(미도시)을 가지며, 그 하단은 하우징(510)의 하부로 돌출된다. 또한, 출력축(560)의 상단부에는 상기 입력축(520)의 회전에 따라 출력축(560)이 소정각도로 좌우요동회전하도록 도 4에 도시된 바와 같이 상기 캠기어(540)와 치합되는 다수의 오실레이팅 베어링(552)이 소정의 간격으로 배치되고 노즐샤프트(110)가 통과하는 중공(554)이 형성된 인덱싱 서큘러 터릿(550)이 설치된다. 따라서, 입력축(520)의 회전에 의하여 회전하는 캠기어(540)의 치형이 오실레이팅 베어링(552)들 사이로 통과하면서 오실레이팅 베어링(552)이 회전과 동시에 캠기어(540)의 치형에 따라 단속적으로 좌우요동선회하는 것을 반복한다. 이 오실레이팅 베어링(552)의 단속적인 좌우요동선회에 의하여 인덱싱 서큘러 터릿(550)이 단속적으로 좌우요동회전함으로써 출력축(560)의 단속적인 좌우요동회전이 반복될 수 있다.

상기한 캠기어(540)와 오실레이팅 베어링(552)들간의 치합 및 동력전달구조를 좀 더 자세히 살펴보면, 캠기어(540)의 치형은 캠기어(540)의 외주면 둘레를 따라 오실레이팅 베어링(552)을 좌우선회시키는 회전구간과 및 오실레이팅 베어링(552)을 정지시키는 정지구간을 구비함으로써, 상기 오실레이팅 베어링(552)의 좌우선회는 단속적으로 수행된다. 즉, 캠기어(540)의 회전각도에 따라 오실레이팅 베어링(552)이 예컨대 좌측으로 선회하였다가 그 선회가 중단되고 캠기어(540)가 더 회전하면 오실레이팅 베어링(552)은 우측으로 선회하였다가 그 선회가 중단되며, 다시 좌측으로 선회하는 동작을 반복한다. 이 오실레이팅 베어링(552)의 단독적인 좌우요동선에 따라 인덱싱 서큘러 터릿(550)이 단속적으로 좌우요동회전함으로써 인덱싱 서큘러 터릿(550)과 결합된 출력축(560)도 단속적으로 좌우요동회전한다. 즉, 수평상태에서 회전하는 입력축(520)의 좌우요동회전력이 수직상태로 배치된 출력축(560)의 좌우요동회전력으로 단속적으로 전달되는 것이다.

그리고, 상기 출력축(560)의 좌우요동회전력은, 상기 하우징(510)의 하부에서 노즐샤프트(110)를 승강가능하게 지지하면서 노즐샤프트(110)와 함께 회전할 수 있도록 설치된 슬리이브(130)와, 상기 출력축(560)중 하우징(510)의 하부로 돌출된 부분에 걸쳐 설치되는 중계기어트레인(600)을 통하여 슬리이브(130)에 전달됨으로써, 슬리이브(130)와 함께 노즐샤프트(110)가 단속적으로 좌우요동회전될 수 있다. 슬리이브(130)와 노즐샤프트(110)가 예컨대 스플라인 결합되면 슬리이브(130)에 대하여 노즐샤프트(110)가 승강가능하면서 슬리이브(130)의 회전시 노즐샤프트(110)도 함께 회전될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 중계기어트레인(600)은, 예컨대 출력축(560)의 하단에 결합되는 구동기어(610)와, 슬리이브(130)를 회전가능하게 지지하는 지지블록(660)의 일측에 회전가능하게 설치되는 중계축(620)에 의하여 상기 구동기어(610)와 치합되도록 설치되는 제1중계기어(630)와, 상기 중계축(620)중 제1중계기어(630)의 하부에 설치되는 제2중계기어(640)와, 그리고 상기 제2중계기어(640)와 치합되도록 슬리이브(130)의 외주면에 결합되는 종동기어(650)를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이 경우 실질적으로 슬리이브(130)에 축착된 종동기어(650)의 축관부(652)가 그 외주면에 설치되는 베어링(654)에 의하여 지지블록(660)에 회전가능하게 결합됨으로써 슬리이브(130)가 회전가능하게 지지될 수있다.

또한, 본 발명에 따르면, 노즐샤프트(110)의 좌우요동회전각도를 다양하게 변경하는 것을 손쉽게 수행할 수 있도록 하기 위하여, 상기 지지블록(660)은, 노즐샤프트(110)에 축착된 종동기어(650)의 축관부(652) 외주면에 설치되는 베어링(654)에 의하여 노즐샤프트(110)를 회전가능하게 지지하는 제1지지블록(670)과, 상기 제1지지블록(670)의 일측에 착탈가능하게 설치되고 베어링(622)을 개재하여 중계축(620)을 회전가능하게 지지하는 제2지지블록(680)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 잇수가 다른 제1중계기어(630) 또는 제2중계기어(640)를 중계축(620)에 결합하여 이들이 구동기어(610)와 종동기어(650)와 차례로 치합되도록 제1지지블록(670)에 대한 제2지지블록(680)의 결합상대거리를 조절하여 제1지지블록(670)에 제2지지블록(680)을 고정하면, 중계기어트레인(600)의 변경된 잇수비에 의하여 노즐샤프트(110)를 좌우요동회전각도가 소정 범위내에서 다양하게 변경될 수 있는 이점이 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 권선기의 노즐궤적조절장치의 작용을 설명한다.

모터(210)를 구동하면 노즐샤프트(110)는 승강장치(200)에 의하여 승강하는 동시에 오실레이터(500)에 의하여 단속적으로 좌우요동회전함으로써 노즐샤프트(110)의 상단에 설치되는 노즐(120)은 대략 장공형상의 궤적을 그리며 운동한다.

구체적으로, 모터(210)의 구동에 따라 제1타이밍벨트(212)를 통하여 승강장치(200)의 제1풀리(230)가 회전하고, 이 제1풀리(230)의 회전에 의해 구동축(220)이 회전함으로써 크랭크플레이트(250)도 구동축(220)과 함께 회전한다. 상기 크랭크플레이트(250)에 편심결합된 크랭크(260)에 커넥팅로드(280)의 하단이 결합되어 있으므로, 크랭크플레이트(250)의 회전에 따라 커넥팅로드(280)는 크랭크운동을 하고, 이 커넥팅로드(280)의 크랭크운동에 의하여 노즐샤프트(110)는 소정거리만큼 승강을 반복한다. 즉, 구동축(220)의 회전운동이 크랭크플레이트(250) 및 커넥팅로드(280)를 통하여 노즐샤프트(110)의 승강운동으로 바뀌게 되는 것이다.

한편, 상기 모터(210)가 구동되면 구동축(220) 뿐만 아니라 제2타이밍벨트(214)를 통하여 오실레이터(500)의 제2풀리(530)가 회전함에 따라 입력축(520)이 제2풀리(530)와 함께 회전한다. 이 입력축(520)의 회전에 의하여 입력축(520)중 하우징(510)의 내부에 삽입되는 부분에 설치된 캠기어(540)가 회전함에 따라 오실레이팅 베어링(552)들 사이로 통과하는 캠기어(540)의 치형에 의해 오실레이팅 베어링(552)이 회전하면서 단속적으로 좌우선회요동한다. 즉, 입력축(520)의 수평회전력이 출력축(560)에 단속적인 수직회전력으로 바뀌어 전달되고, 이 출력축(560)의 회전력은 중계기어트레인(600)을 통하여 슬리이브(130)에 전달됨으로써 슬리이브(130)와 함께 노즐샤프트(110)가 단속적으로 좌우요동회전될 수 있다.

따라서, 노즐샤프트(110)는 승강함과 동시에 중계기어트레인(600)의 잇수비에 따라 소정각도로 단속적으로 좌우요동회전하게 되므로 노즐샤프트(110)에 상단에 설치되는 노즐(120)은 대략 장공형상의 궤적을 그리며 운동하게 되는 것이다.

노즐(120)에 대한 장공형상의 궤적운동을 좀 더 자세히 살펴보면, 예컨대 캠기어(540)의 회전시 오실레이팅 베어링(552)들 사이로 캠기어(540)의 치형중 정지구간이 통과할 때, 오실레이팅 베어링(552)은 회전만 할 뿐 좌우선회하지 않고 정지한다. 따라서, 출력축(560)이 회전하지 않아 노즐샤프트(110)에는 회전력이 전달되지 않으므로, 노즐샤프트(110)는 회전하지 않은 채 상승한다. 이 노즐샤프트(110)가 상승하는 동안에, 노즐은 스테이터 코어(150)중 좌우요동회전각도 영역에 해당하는 두 슬로트(152, 154)중 한 쪽의 제1슬로트(152) 내부를 상승한다.

다음에, 캠기어(540)가 더 회전하여 그 치형중 회전구간이 오실레이팅 베어링(552)들 사이로 통과할 때 오실레이팅 베어링(552)은 회전하면서 예컨대 좌측으로 선회한다. 따라서, 오실레이팅 베어링(552)의 선회각도만큼 인덱싱 서큘러 터릿(550), 출력축(560), 중계기어트레인(600) 및 슬리이브(130)를 통하여 좌측으로 노즐샤프트(110)가 회전하면서 상승하므로, 노즐(120)은 제1슬로트(152)의 상부에서 대략 반원형 또는 반타원형의 궤적을 그리며 두 슬로트(152, 154) 사이의 슬로트 티스(156)들 상부를 지나 두 슬로트(152, 154)중 다른 쪽의 제2슬로트(154) 상부로 이동한다.

다음에, 캠기어(540)가 더 회전하여 그 치형중 정지구간이 오실레이팅 베어링(552)들 사이로 통과할 때 오실레이팅 베어링(552)은 그 위치에서 회전만 할 뿐 좌우선회하지 않고 정지한다. 따라서, 노즐샤프트(110)에는 회전력이 전달되지 않으므로, 노즐샤프트(110)는 하강한다. 이 노즐샤프트(110)의 하강동안에 노즐(120)은 제2슬로트(154)의 상부에서 제2슬로트(154)의 내부로 하강한다.

그리고, 캠기어(540)가 더 회전하여 그 치형중 회전구간이 오실레이팅 베어링(552)들 사이로 통과할 때, 오실레이팅 베어링(552)은 회전하면서 캠기어(540)의 치형에 따라 우측으로 선회한다. 따라서, 오실레이팅 베어링(552)의 선회각도만큼 인덱싱 서큘러 터릿(550), 출력축(560), 중계기어트레인(600) 및 슬리이브(130)를 통하여 우측으로 노즐샤프트(110)가 회전하면서 하강하므로, 노즐(120)은 제2슬로트(154)의 하부에서 대략 반원형 또는 반타원형의 궤적을 그리며 두 슬로트(152, 154) 사이의 슬로트 티스(156)들 상부를 지나 제1슬로트(152) 하부로 이동한다.

이와 같은 노즐(120)의 궤적운동을 전체적으로 이으면 도 6과 같이 대략 장공형상을 이루며, 이 노즐(120)의 궤적운동이 반복되는 동안에 노즐샤프트(110)의 코일삽입공(114)을 통하여 중공(112)으로 삽입되어 노즐(120)로부터 인출되는 코일(C)이 스테이터 코어(150)에 권취된다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 노즐(120, 120)이 서로 반대방향으로 설치된 경우 스테이터 코어(150)의 양쪽에 코일(C)이 동시에 권취될 수 있다. 재치대(140)는 각도를 조절할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하며, 따라서 스테이터 코어(150)의 다른 부분에 코일(C)을 권취할 경우 재치대(140)의 돌려 스테이터 코어(150)의 각도를 바꾼 다음 코일(C)을 권취하면 된다.

한편, 상기한 바와 같이 스테이터 코어(150)에 코일(C)을 권취하다가, 예컨대 다른 거리에 놓인 두 슬로트에 걸쳐 코일(C)을 권취하거나 다른 규격의 스테이터 코어(150)에 코일(C)을 권취할 필요가 있을 경우, 노즐샤프트(110)의 중계기어트레인(600)의 잇수비에 따라 좌우요동회전각도가 일정하게 세팅되어 있기 때문에노즐샤프트(110)의 좌우요동회전각도를 변경하여야만 한다.

이러한 경우 본 발명에서는 제1지지블록(670)에 제2지지블록(680)을 그 상대결합위치를 바꾸어 착탈가능하게 결합할 수 있도록 되어 있기 때문에, 중계축(620)에 결합되는 제1중계기어(630) 및 제2중계기어(640)를 다른 잇수를 가진 것들로 교체함으로써 중계기어트레인(600)의 잇수비를 변경할 수 있고, 이러한 중계기어트레인(600)의 잇수비 변경에 의하여 노즐샤프트(110)의 좌우요동회전각도를 변경할 수 있다. 따라서, 노즐샤프트(110)의 좌우요동회전각도의 변경에 따라 노즐(120)의 궤적도 변경될 수 있으므로 다양한 구조로 스테이터 코어(150)에 코일(C)을 권취할 수 있다.

그리고, 높이가 다른 스테이터 코어(150)에 코일을 권취할 경우에는 편심거리조절수단(270)에 의하여 커넥팅로드(280)와 크랭크(260)의 결합상대위치를 변화시키면, 노즐샤프트(110)의 승강거리를 조절할 수 있으므로 다른 높이를 가지는 스테이터 코어라 할 지라도 코일(C)을 권취하는 것이 가능하다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 권선기의 노즐궤적조절장치에 있어서는, 노즐샤프트를 좌우요동회전시키는 오실레이터의 구조가 종래에 비하여 현저하게 단순화되어 있으므로, 동력전달손실의 감소에 의해 최대코일권취속도를 대략 2,000rpm 정도로 현저하게 높일 수 있음에 따라 스테이터의 생산성을 향상시킬 수 있음과 아울러 보전성이 향상되고 고장발생률이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 본 발명에서는 중계기어트레인의 잇수비를 손쉽게 변경할 수 있고,이와 더불어 노즐샤프트의 승강거리도 손쉽게 변경할 수 있으므로, 노즐의 궤적을 다양하게 변경할 수 있다. 따라서, 다양한 형태의 스테이터 코어에 대해서도 다른 권선기를 사용할 필요없이 코일을 권취할 수 있으므로 권선기의 범용화에 의해 설비비를 줄일 수 있음과 아울러 스테이터의 제조원가를 낮출 수 있다.

Claims (4)

1. 외주면 일측을 통하여 중공으로 코일을 공급할 수 있도록 형성되고 상기 중공으로 공급되는 코일을 인출하도록 상단에 적어도 하나의 노즐이 설치되며 승강 및 회전가능하게 지지되는 노즐샤프트(110)를 승강시키는 승강장치(200) 및 상기 노즐샤프트(110)를 소정각도의 좌우요동회전시키는 오실레이터(500)를 구비하여, 상기 노즐을 대략 장공형상의 궤적으로 운동시킴으로써 권선기에 재치되는 스테이터 코어(150)에 상기 노즐을 통하여 공급되는 코일이 권취되도록 하는 권선기의 노즐궤적조절장치에 있어서:

   상기 승강장치(200)는, 모터(210)로부터 동력을 전달받는 제1풀리(230)가 외주면에 설치된 구동축(220)과, 상기 구동축(220)의 일단에 구동축(220)과 함께 회전하도록 설치된 크랭크플레이트(250)와, 그리고 상기 크랭크플레이트(250)에 편심결합된 크랭크에 하단이 회전가능하게 결합되고 상단이 상기 노즐샤프트(110)의 하단에 피봇팅결합됨으로써 노즐샤프트(110)를 승강시키는 커넥팅로드(280)를 구비하고,

   상기 오실레이터(500)는, 상기 노즐샤프트(110)가 수직으로 관통하도록 설치되는 하우징(510)과, 상기 하우징(510)에 수평으로 회전가능하게 설치되고 하우징(510) 외부로 돌출된 부분에 모터(210)로부터 동력을 전달받는 제2풀리(530)가 설치되며 상기 하우징(510) 내부로 삽입된 부분에 캠기어(540)가 설치된 입력축(520)과, 상기 노즐샤프트(110)가 수직으로 관통하도록 하우징(510)에 회전가능하게 설치되고 상기 캠기어(540)의 회전에 따라 회전하면서 소정각도로 좌우요동선회하도록 상기 캠기어(540)와 치합되는 다수의 오실레이팅 베어링(552)이 외주면에 소정간격으로 배치된 인덱싱 서큘러 터릿(550)을 가지는 출력축(560)과, 그리고 노즐샤프트(110)를 승강가능하게 지지하면서 노즐샤프트(110)와 함께 회전할 수 있도록 노즐샤프트(110)의 외주면에 결합된 슬리이브(130)와 상기 출력축(560)에 걸쳐 출력축(560)의 회전력을 슬리이브(130)에 전달하도록 설치되는 중계기어트레인(600)을 구비하는 것을 특징으로 하는 권선기의 노즐궤적조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중계기어트레인(600)은, 입력축(520)의 하단에 결합되는 구동기어(610)와, 슬리이브(130)를 회전가능하게 지지하는 지지블록(660)의 일측에 회전가능하게 설치되는 중계축(620)에 의하여 상기 구동기어(610)와 치합되도록 설치되는 제1중계기어(630)와, 상기 중계축(620)중 제1중계기어(630)의 하부에 설치되는 제2중계기어(640)와, 그리고 상기 제2중계기어(640)와 치합되도록 슬리이브(130)의 외주면에 결합되는 종동기어(650)를 구비하는 것을 특징으로 하는 권선기의 노즐궤적조절장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 지지블록(660)은, 종동기어(650)를 회전가능하게 지지하는 제1지지블록(670)과, 상기 제1지지블록(670)에 일측에 착탈가능하게 설치되어 중계축(620)을 회전가능하게 지지하는 제2지지블록(680)으로 이루어짐으로써, 잇수가 다른 중계기어들을 교환하여 중계기어트레인(600)의 잇수비를 변경하여 노즐샤프트(110)의 좌우요동회전각도를 다양하게 변경할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 권선기의 노즐궤적조절장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 크랭크플레이트(250)의 일측에 크랭크플레이트(250)의 중심에 대한 크랭크의 편심거리를 조절할 수 있는 편심거리조절수단(270)이 설치됨으로써, 상기 크랭크플레이트(250)의 중심에 대한 크랭크의 편심거리조절에 의해 노즐샤프트(110)의 승강거리를 다양하게 조절할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 권선기의 노즐궤적조절장치.