KR20040000178A - 코일 인서팅 머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일 인서팅 머신에 관한 것으로서, 스테이터 코어의 슬로트에 스트리퍼를 밀어올려 코일을 삽입할 때 상기 슬로트로의 코일삽입을 안내하는 블레이드들과 코일과의 마찰력을 극소화하여 많은 가닥의 코일을 효과적으로 삽입할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 코일 인서팅 머신은, 가이드틀(100)과; 이 가이드틀의 중공에 승강가능하게 설치되는 스트리퍼(200)와; 상기 스트리퍼의 하부에 승강가능하게 설치되는 홀더(250)와; 상기 가이드틀의 중공 가장자리에 수직으로 설치되는 다수의 웨지가이드(WG)와; 이 웨지가이드들의 안쪽면과 스테이터 코어의 슬로트 티스(ST)의 선단면에 접촉하는 상태로 교대로 배치되는 다수의 제1 및 제2무빙블레이드(MB1, MB2)와; 그리고 상기 스트리퍼 및 제1무빙블레이드들을 함께 상승시키는 제1구동축(310) 및 상기 홀더 및 제2무빙블레이드들을 함께 상승시키는 제2구동축(320)을 구비하는 승강장치(300)를 포함하여 이루어진다. 또한, 코일과 무빙블레이드들 사이에 가해지는 부하에 따라 큰 부하가 걸리는 쪽의 무빙블레이드들을 선택적으로 순차 상승시키는 수단이 더 포함될 수 있다.

Description

코일 인서팅 머신{COIL INSERTING MACHINE}

본 발명은 코일 인서팅 머신에 관한 것으로서, 특히 전동기나 발전기 등의 스테이터 코어의 슬로트 티스(slot teeth)들 사이에 형성되는 슬로트에 스트리퍼를 밀어올려 코일을 삽입할 때 상기 슬로트로의 코일삽입을 안내하는 블레이드들과 코일과의 마찰력을 극소화하여 많은 가닥의 코일을 삽입할 수 있는 코일 인서팅 머신에 관한 것이다.

전동기나 발전기 등의 스테이터는, 도 8에 도시된 바와 같이 다수의 규소강판이 적층되어 형성되는 스테이터 코어(SC)에 에나멜선이 다수의 가닥으로 권취된 코일(C)이 다수 쌍 삽입되어 이루어지며, 내부에 중공을 가진다. 이 중공의 내주면에는 다수의 슬로트 티스(ST)가 스테이터 코어(SC)의 중심축선을 향하여 돌출됨으로써 슬로트 티스(ST)들 사이에는 슬로트(S)들이 방사상으로 형성되며, 이 슬로트(S)에 코일(C)이 삽입되는 것이다.

스테이터 코어(SC)에 코일(C)들을 삽입하기 위한 코일 인서트 머신은, 도 9 및 도 12에 도시된 바와 같이, 중공이 형성된 가이드틀(10)과, 상기 가이드틀(10)의 중공에 승강가능하게 설치되고 상승시코일(C)을 슬로트(S)에 밀어넣는 다수의 삽입날(22)을 외주면에 방사상으로 가지는 스트리퍼(stripper)(20)와, 상기 가이드틀(10)의 하부에 설치되어 상기 스트리퍼(20)를 상승시키는 승강장치(미도시)와, 상기 가이드틀(10)의 중공 가장자리에 수직으로 고정설치되어 상단이 가이드틀(10)의 위로 돌출된 다수의 웨지가이드(30)와, 그리고, 상기 웨지가이드(30)들과 스트리퍼(20)와의 사이에 설치되는 코일안내수단을 구비한다.

상기 코일안내수단은, 상기 웨지가이드(30)들의 안쪽면과 스테이터 코어(SC)의 슬로트 티스(ST)의 선단면에 접촉하는 상태로 배치되면서 가이드틀(10)측에 일정높이만큼 승강되도록 고정되는 다수의 고정블레이드(40)와, 상기 웨지가이드(30)들의 안쪽면과 스테이터 코어(SC)의 슬로트 티스(ST)의 선단면에 접촉하는 상태로 배치되면서 상기 스트리퍼(20)에 결합되어 스트리퍼(20)의 상승시 스트리퍼(20)와 함께 상승하는 다수의 무빙블레이드(50)를 구비하며, 상기 고정블레이드(40)들과 무빙블레이드(50)들은 통상적으로 교대로 배치된다.

상기 무빙블레이드(50)와 고정블레이드(40)는 동형으로 이루어지는 것이 통상적이며, 이들중 슬로트 티스(ST)와 접촉하는 면(바깥쪽 면)은 코일(C)을 삽입할 때 날카로운 슬로트 티스(ST)에 의하여 코일(C)이 손상되지 않도록 슬로트 티스(ST)의 끝단부 양 측면을 코일보호리브들(42, 52)에 의하여 의하여 파지하여 감싸는 구조로 이루어져 있다. 또한, 무빙블레이드(50)와 고정블레이드(40)중 슬로트 티스(ST)와 접촉하지 않는 면(안쪽 면)은 코일삽입시 코일이 손상되지 않고 슬로트(S)쪽으로의 삽입이 잘 안내되도록 대략 U자형 곡면구조의 가이드면으로 이루어져 있다. 또한, 무빙블레이드(50)와 고정블레이드(40)는 웨지가이드(30)보다 위로 돌출되도록 설치됨으로써 무빙블레이드(50)과 고정블레이드(40)들에 의하여 웨지가이드(30)들의 상단에는 단차가 형성되며, 이 단차는 스테이터 코어(SC)의 재치시 이를 지지하는 기능을 하게 된다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 코일 인서트 머신에 의하여 스테이터 코어(SC)에 코일(C)을 삽입하는 과정을 살펴보면, 도 9에 도시된 바와 같이 우선 코일(C)이 삽입되어야 하는 스테이터 코어(SC)의 슬로트(S) 위치에 해당하는 무빙블레이드(50) 및 고정블레이드(40) 사이로 코일(C)을 건다. 다음에 무빙블레이드(50) 및 고정블레이드(40)의 바깥쪽 면이 슬로트 티스(ST)의 선단면에 접촉하도록 스테이터 코어(SC)를 웨지가이드(30)의 상단에 지지시킨 후 클램프(미도시)에 의하여 스테이터 코어(SC)를 고정시킨다. 물론 이 스테이터 코어(SC)의 슬로트(S)들에는 코일(C)과 스테이터 코어(SC)와의 절연을 위한 절연지(미도시)가 미리 삽입된 상태이다. 이 상태에서, 도 10에 도시된 바와 같이 승강강치에 의하여 스트리퍼(20)를 상승시키면, 고정블레이드(40)들 및 무빙블레이드(50)들은 그 상단이 스테이터 코어(SC)의 상부로 돌출되도록 일정 높이만큼 1차적으로 상승되고, 그 후 스트리퍼(20)가 더 상승되면, 도 11에 도시된 바와 같이 고정블레이드(40)는 그 위치에 그대로 고정되는 반면에 무빙블레이드(50)는 스트리퍼(20)와 함께 상승하면서 무빙블레이드(50)들 및 고정블레이드(40)들의 안쪽 영역에 놓인 코일(C) 부분이 스트리퍼(20)의 삽입날(22)에 의하여 위로 밀리면서 무빙블레이드(50) 및 고정블레이드(40) 사이의 블레이드 갭(G)을 통해 슬로트(S)로 삽입된다. 따라서, 스트리퍼(20)가 스테이터 코어(SC)의 중공을 통해 스테이터 코어(SC) 상부로 돌출되도록 상승되면 코일(C)의 삽입이 완료되는 것이다. 코일(C)의 삽입이 완료되면 삽입된 코일(C)이 슬로트(S)로부터 이탈되지 않도록 하기 위하여 푸셔(미도시)에 의해 절연체인 웨지(미도시)가 웨지가이드(30)를 따라 슬로트(S)의 입구에 삽입된다.

상기한 바와 같은 코일삽입과정에 있어서, 원활한 코일삽입을 위해서는 스트리퍼(20)의 삽입날(22)의 상하 경사각도와 칫수가 중요한 요소이지만, 보다 더 중요한 품질관리포인트는 블레이드들(40, 50) 사이의 블레이드 갭(G)과 코일(C)과의 관계이다. 따라서, 이 관계는 별도의 그래프로서 관리되는데, 코일삽입시 코일(C)이 구속되거나 핀홀이 많이 발생하고 코일눌림이 발생하는 구간을 로킹 존(locking zone)이라 하여, 이 현상을 회피하도록 코일선경(線徑)을 선정하거나 블레이드 갭(G)을 선정하는 방법을 사용하고 있다.

그러나, 이러한 관리에도 불구하고 좁은 블레이드 갭(G)을 통하여 코일(C)이 삽입되어야 하기 때문에 코일(C)이 슬로트(S)에 삽입되는 과정에서 최초 삽입될 때 코일(C)에 최대부하가 가해지며, 이와 같이 최대부하가 가해질 경우 로킹에 의해 코일(C)의 손상 또는 변형을 가져올 위험이 크다. 따라서, 코일(C)에 가해지는 부하를 최대한 줄여줌으로써 슬로트(S)에 더 많은 가닥수의 코일(C)을 삽입시킬 수 있는데, 이를 위하여, 무빙블레이드(50)를 스트리퍼(20)의 상승시 함께 상승시키는 것이다. 즉, 코일(C)이 슬로트(S)에 삽입될 때 스트리퍼(20)에 의해 위로 밀리면서 슬로트(S)에 밀려 들어간다는 점을 고려하여, 코일(C)이 위로 밀려 올라갈 때 블레이드 갭(G)의 한 쪽 변(즉, 무빙블레이드(50)쪽)을 함께 이동되도록 하면, 최대부하의 감소 및 코일(C)과 블레이드들(40, 50)과의 마찰감소에 의해 코일(C)이 슬로트(S)에 더 쉽게 삽입될 수 있으며, 이에 따라 그만큼 많은 가닥수의 코일(C)을 삽입시킬 수 있는 것이다.

부연하자면, 슬로트(S)에 코일(C)이 삽입될 때 코일(C)에 가해지는 부하의 형태를 살펴보면, 스트리퍼(20)의 상승시 코일(C)이 위로 밀리는 힘에 대한 반발력과, 스트리퍼(20)의 상승시 삽입날(22)의 측면 경사각으로 인하여 코일(C)이 슬로트(S) 내로 밀려 들어가는 힘과, 그리고 블레이드들(40, 50)에 의해 안내되어 상승되는 힘에 의해 코일(C)이 슬로트(S) 내로 밀려 들어갈 때 블레이드들(40, 50)의 U자형 가이드면과 코일(C)과의 마찰력을 들 수 있는데, 종전에는 주로 상기 마찰력을 최소화시켜 슬로트(S)에 대한 코일(C)의 점적율(占積率)을 높임으로써 고효율의 모터나 발전기 등을 생산하고자 한 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 무빙블레이드(50)들만을 상승시킬 경우 블레이드 갭(G)을 형성하는 양쪽 가이드면(즉, 양쪽 코일보호리브(42, 52)의 외면)중 이동하지 않는 가이드면(즉, 고정블레이드(40)의 코일보호리브(42)의 외면)의 마찰저항은 전혀 감소하지 않고 그대로 상존함으로써 보다 많은 가닥수의 코일(C)을 삽입하는 데에는 한계가 있다. 또한 억지로 많은 가닥수의 코일(C)을 적용하여 코일(C)을 슬로트(S)에 삽입하고자 할 경우 코일(C)의 손상 또는 변형을 심화시켜 모터나 발전기의 제조불량을 초래하는 문제점이 있기 때문에, 상기한 고정블레이드(40)측과 코일(C)과의 마찰력 문제는 소형이면서도 고효율을 얻을 수 있는 모터나 발전기의 제조를 어렵게 하는 요인이 되어 왔다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 스테이터 코어의 슬로트에 스트리퍼를 밀어올려 코일을 삽입할 때 상기 슬로트로의 코일삽입을 안내하는 블레이드들과 코일과의 마찰력을 극소화하여 많은 가닥의 코일을 효과적으로 삽입할 수 있는 코일 인서팅 머신의 제공을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 코일 인서팅 머신을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 2a는 본 발명에 따른 코일 인서팅 머신의 코일삽입과정중 1차 상승상태를 나타내는 개략적인 단면도이다.

도 2b는 도 2a의 과정중 승강장치의 거동을 설명하기 위한 확대도이다.

도 3은 본 발명에 따른 코일 인서팅 머신의 코일삽입과정중 2차 상승상태를 나타내는 개략적인 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 코일 인서팅 머신에 스테이터 코어가 재치된 상태를 나타내는 평면도이다.

도 5는 도 4의 부분 확대도이다.

도 6은 블레이드 갭을 통하여 스테이터 코어의 슬로트에 코일이 삽입되는 상태를 나타내는 부분 확대 평면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 코일 인서팅 머신의 제어관계를 나타내는 블록도이다.

도 8은 스테이터 코어에 코일이 삽입되는 상태를 나타내는 평면도이다.

도 9는 종래 코일 인서팅 머신에 의한 코일삽입과정중 준비단계로서 코일 및스테이터 코어가 재치된 상태를 나타내는 개략적인 설명도이다.

도 10은 종래 코일 인서팅 머신에 있어서 스테이터 코어가 상승하면서 스테이터 코어의 슬로트에 코일이 삽입되기 시작하는 상태를 나타내는 개략적인 설명도이다.

도 11은 종래 코일 인서팅 머신에 있어서 스테이터 코어가 더 상승하여 스테이터 코어의 슬로트에 코일이 완전히 삽입된 상태를 나타내는 개략적인 설명도이다.

도 12는 종래 코일 인서팅 머신에 스테이터 코어가 재치된 상태를 나타내는 부분 확대 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 가이드틀, 200 : 스트리퍼,

210 : 삽입날, 230 : 삽입홈,

250 : 홀더, 260 : 중공,

300 : 승강장치, 310, 320 : 구동축,

400 : 제어유니트, 410 : 로드 셀,

420 : 디스플레이, C : 코일,

G : 블레이드 갭, MB1 :제1무빙블레이드,

MB2 : 제2무빙블레이드, S : 슬로트,

SC : 스테이터 코어, ST : 슬로트 티스,

WG : 웨지가이드

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 코일 인서팅 머신은, 스테이터 코어에 코일들을 삽입하기 위한 코일 인서트 머신은, 중공이 형성된 가이드틀과; 상기 가이드틀의 중공에 승강가능하게 설치되고 하부에 삽입홈을 가지며 상승시코일을 스테이터 코어의 슬로트에 밀어넣는 다수의 삽입날을 외주면에 방사상으로 가지는 스트리퍼와; 상기 가이드틀의 중공중 스트리퍼의 하부에 승강가능하게 설치되고 상하로 관통되어 상기 스트리퍼의 삽입홈과 통하는 중공을 가지는 홀더와; 상기 가이드틀의 중공 가장자리에 수직으로 고정설치되어 상단이 가이드틀 위로 돌출된 다수의 웨지가이드와; 상기 웨지가이드들의 안쪽면과 스테이터 코어의 슬로트 티스의 선단면에 접촉하도록 배치되고 상기 스트리퍼의 외주면에 하단부가 결합되는 다수의 제1무빙블레이드와; 상기 웨지가이드들의 안쪽면과 스테이터 코어의 슬로트 티스의 선단면에 접촉하도록 상기 제1무빙블레이드와 교대로 배치되고 상기 홀더의 외주면에 하단부가 결합되는 다수의 제2무빙블레이드와; 그리고, 상승구동시 상기 홀더의 중공을 통하여 스트리퍼의 삽입홈에 상단이 삽입되어 스트리퍼와 함께 제1무빙블레이드들을 상승시키도록 독립적으로 구동되는 제1구동축 및 상기 제1구동축 둘레로 설치되어 상승구동시 상기 홀더 및 제2무빙블레이드들을 상승시키도록 독립적으로 구동되는 제2구동축을 구비하는 승강장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제2무빙블레이드의 상승거리는 제1무빙블레이드의 상승거리보다 작은 것이 바람직하며, 이 경우 제2무빙블레이드는 제1무빙블레이드의 상승거리에 비례하여 연속적으로 또는 단계적으로 상승될 수 있다. 제2무빙블레이드가 연속적으로 상승할 경우에는 스트리퍼에 의해 코일이 밀려 올라갈 때의 마찰저항이 감소되는 효과가 특히 크고, 제2무빙블레이드가 단계적으로 상승할 경우에는 코일이 한 쪽으로 쏠리는 현상이 방지되어 코일 쏠림에 의한 마찰저항이 감소되는 효과가 특히 크다.

또한, 본 발명에 따르면, 스트리퍼 상승시 코일과 무빙블레이드들 사이에 가해지는 부하를 감지하는 로드 셀들이 더 설치되고, 상기 로드 셀들로부터 입력되는 신호에 따라 상기 승강장치의 구동을 제어하여 부하가 크게 걸리는 쪽의 무빙블레이드들을 순차적으로 상승시켜 상기 부하를 감소시키는 제어유니트가 더 포함될 수 있다. 이 경우, 상기 로드 셀이 스트리퍼의 삽입홈 내주면에 설치되면 제1구동축의 상승시 걸리는 부하에 의해 코일과 제1무빙블레이드들 사이에 가해지는 부하가 감지될 수 있고, 로드 셀이 홀더의 중공 내주면에 설치되면 제2구동축의 상승시 걸리는 부하에 의해 코일과 제2무빙블레이드들 사이에 가해지는 부하가 감지될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 로드 셀에 의하여 코일과 무빙블레이드들 사이에 감지되는 부하가 제어유니트의 출력신호에 의해 표시되는 디스플레이가 더 포함될 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 1, 도 2b 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 코일 인서팅 머신은, 프레임(F)에 지지되고 중공이 형성된 가이드틀(100)과, 상기 가이드틀(100)의 중공에 승강가능하게 설치되는 스트리퍼(200)와, 상기 가이드틀(100)의 중공중 스트리퍼(200)의 하부에 승강가능하게 설치되는 홀더(250)와, 상기 가이드틀(100)의 중공 가장자리에 설치되는 다수의 웨지가이드(WG)와, 상기 웨지가이드(WG)들의 안쪽면과 스테이터 코어(SC)의 슬로트 티스(ST)의 선단면에 접촉하는 상태로 교대로 배치되는 다수의 제1무빙블레이드(MB1) 및 다수의 제2무빙블레이드(MB2)와, 그리고 상기 가이드틀(100)의 하부에 설치되어 상기 스트리퍼(200) 및 무빙블레이드(MB1, MB2)들을 상승시키는 승강장치(300)를 포함하여 이루어진다.

상기 스트리퍼(200)는, 실질적으로 상기 승강장치(300)의 상승에 의하여 코일(C)을 스테이터 코어(SC)의 슬로트(C)에 밀어 넣는 기능을 하는 것으로서, 이를 위하여 그 외주면에 방사상으로 설치되어 코일(C)을 스테이터 코어(SC)의 슬로트(S)에 상승시키면서 밀어 넣는 다수의 삽입날(210)을 구비한다. 상기 스트리퍼(200)의 외주면중 상기 삽입날(210)들 사이의 부분은 제1무빙블레이드(MB1)들 및 제2무빙블레이드(MB2)들이 배치되는 가이드홈(220)으로 기능하며, 상기 제1무빙블레이드(MB1)들의 하단은 상기 가이드홈(220)들에 결합됨으로써 스트리퍼(200)의 상승시 제1무빙블레이드(MB1)들도 함께 상승된다. 그리고, 상기 스트리퍼(200)의 하부에는 삽입홈(230)이 형성된다.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 홀더(250)의 외주면에는 여기서는 상세히 도시되지는 않았으나 상기 스트리퍼(200)의 경우와 마찬가지로 스트리퍼(200)의 삽입날(210)과 대응하는 삽입날들이 형성되며, 이 삽입날들 사이는 가이드홈으로 기능한다. 이 홀더(250)의 가이드홈들에 제2무빙블레이드(MB2)들의 하단이 결합됨으로써 상기 홀더(250)의 상승시 제2무빙블레이드(MB2)들도 함께 상승된다. 그리고, 상기 홀더(250)에는 상하로 관통되어 상기 스트리퍼(200)의 삽입홈(230)과 통하는 중공(260)이 형성된다.

상기 스트리퍼(200)를 상승시키는 승강장치(300)는 상기 가이드틀(100) 하부에서 프레임(F)에 지지되는 것으로서, 예컨대 개별적으로 구비되는 서보 모터에 의해 독립적으로 승강할 수 있는 내/외부 이중축구조로 이루어진 내부의 제1구동축(310) 및 외부의 제2구동축(320)을 구비한다. 즉, 도 2b에 도시된 바와 같이 제1구동축(310)은 서보 모터의 구동에 의한 상승시 그 상단이 홀더(250)의 중공(260)을 통하여 스트리퍼(200)의 삽입홈(230)에 삽입됨으로써 스트리퍼(200)를 상승시키고, 이 스트리퍼(200)의 상승에 의해 제1무빙블레이드(MB1)들도 상승되는 것이다. 또한, 제2구동축(320)은 제1구동축(310)을 구동하는 서보 모터와는 별개로 구비되는 다른 서보 모터의 구동에 의한 상승시 그 상단이 홀더(250)의 중공(260)에 삽입됨으로써 홀더(250)를 상승시키고, 이 홀더(250)의 상승에 의해 제2무빙블레이드(MB2)들도 상승되는 것이다. 상기 스트리퍼(200) 및 무빙블레이드들(MB1,MB2)의 하강은 승강장치(300)를 구성하는 서보 모터들의 구동에 의한 제1구동축(310) 및 제2구동축(320)의 하강에 따라 이루어질 수 있다.

웨지가이드(WG)들은 위에서 볼 때 스테이터 코어(SC)의 각 슬로트 티스(ST)에 대응하여 동심원을 이루도록 배치되며, 그 상단이 가이드틀(100)보다 위로 돌출되며, 이 웨지가이드(WG)의 높이는 무빙블레이드들(MB1, MB2)의 높이보다 낮다. 따라서, 무빙블레이드들(MB1, MB2)들이 웨지가이드(WG)보다 위로 돌출되어 있으므로, 웨지가이드(WG)들의 상단에는 단차가 형성되며, 이 단차는 스테이터 코어(SC)의 재치시 슬로트 티스(ST)의 저면을 지지하는 기능을 하게 된다. 또한, 이 상태에서 웨지가이드(WG)의 안쪽면과 슬로트 티스(ST)의 선단면은 서로 이어지는 동일평면상에 놓인다. 따라서, 무빙블레이드들(MB1, MB2)의 바깥쪽 면은 웨지가이드(WG)들의 안쪽면과 스테이터 코어(SC)의 슬로트 티스(ST)의 선단면과 슬라이딩 접촉할 수 있다.

스트리퍼(200)의 상승에 의하여 코일(C)이 슬로트(S)에 삽입될 때, 코일(C)이 날카로운 슬로트 티스(ST)에 의하여 손상되지 않도록 하기 위하여 슬로트 티스(ST)의 끝단부 양 측면을 감싸는 코일보호리브(CR1, CR2)가 각 무빙블레이드들(MB1, MB2)의 바깥쪽 면 양쪽에 차례로 형성된다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 각 슬로트 티스(ST)의 선단면은 무빙블레이드들(MB1, MB2)의 바깥쪽 면에 삽입되어 슬라이딩 접촉하며, 인접하는 무빙블레이드들(MB1, MB2)들의 서로 인접하는 코일보호리브(CR1, CR2) 사이의 간격이 코일(C)이 슬로트(S)로 삽입되는 통로로 기능하는 블레이드 갭(G)이 된다.

또한, 무빙블레이드들(MB1, MB2)들중 슬로트 티스(ST)와 접촉하지 않는 면(안쪽면)은 코일삽입시 코일(C)이 손상되지 않고 슬로트(S)쪽으로의 삽입이 잘 안내되도록 하기 위하여 대략 U자형 곡면구조의 가이드면으로 이루어져 있으며, 이 면은 무빙블레이드들(MB1, MB2)이 스트리퍼(200)에 형성된 가이드홈(220)에 알맞게 삽입되도록 가이드홈(220)과 대응하는 형상을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 승강장치(300)에 의한 스트리퍼(200)의 상승시 종래와는 달리 제1무빙블레이드(MB1)들 및 제2무빙블레이드(MB2)들이 독립적으로 순차적으로 상승됨으로써 스트리퍼(200)에 의한 코일삽입시 코일(C)과 무빙블레이드들(MB1, MB2)간의 마찰력이 최소화될 수 있다.

구체적으로, 승강장치(300)를 구성하는 제1구동축(310)은 그 상승시 스트리퍼(200) 및 제1무빙블레이드(MB1)들을 함께 상승시킴으로써 스트리퍼(200)의 상승거리와 제1무빙블레이드(MB1)들의 상승거리는 동일하며, 상기 제1무빙블레이드(MB1)와 독립적으로 상승하는 제2무빙블레이드(MB2)의 상승거리는 제1무빙블레이드(MB1)의 상승거리보다 작은 것이 바람직한데, 이 경우 제2무빙블레이드(MB2)는 제1무빙블레이드(MB1)의 상승거리에 비례하여 연속적으로 상승될 수 있을 뿐만 아니라 단계적으로 상승될 수 있다. 또한, 제2무빙블레이드(MB2)의 경우 코일삽입과정에서 원하는 높이보다 일정 부분 더 높이 상승하였다가 원하는 높이까지 다시 하강한 다음, 스트리퍼(200) 및 제1무빙블레이드(MB1)의 하강시 함께 하강하도록 설치될 수 있다.

제2무빙블레이드(MB2)가 연속적으로 상승할 경우에는 스트리퍼(200)에 의해코일(C)이 밀려 올라갈 때의 마찰저항이 감소되는 효과가 특히 크고, 이에 따라 로킹현상이 방지되어 코일(C)의 손상이나 변형을 방지할 수 있는 이점이 더욱 크다. 또한, 제2무빙블레이드(MB2)가 단계적으로 상승할 경우에는 코일(C)이 한 쪽으로 쏠리는 현상이 방지되어 코일 쏠림에 의한 마찰저항이 감소되어 코일(C)이 균일하게 슬로트(S)에 삽입됨으로써 많은 가닥수의 코일(C)을 삽입할 때 더욱 큰 이점이 있다. 이러한 로킹현상이나 쏠림현상의 감소는 슬로트(S)에 삽입되는 코일(C)의 가닥수(즉, 슬로트(S)에 대한 코일(C)의 점적율(占積率))와 비례하기 때문에 결과적으로 소형인 반면에 고효율의 성능을 가지는 모터나 발전기를 제조하는 것을 가능하게 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 더욱 효과적인 코일(C)의 삽입을 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이 스트리퍼(200) 상승시 코일(C)과 무빙블레이드들(MB1, MB2) 사이에 가해지는 부하를 감지하는 로드 셀(410)들이 더 설치될 수 있고, 이 로드 셀(410)의 감지신호에 따라 부하가 크게 걸리는 쪽의 무빙블레이드(MB1 또는 MB2)들을 순차적으로 상승시키도록 승강장치(300)를 제어함으로써 상기 부하를 감소시키는 제어유니트(400)가 더 채용될 수 있다. 즉, 로드 셀(410)들에 의하여 코일(C)과 무빙블레이드들(MB1, MB2)과의 사이에 걸리는 부하가 감지되고, 이 로드 셀(410)에 의하여 감지된 신호는 제어유니트(400)에 입력되어 설정치와 비교되며, 제어유니트(400)는 그 결과에 따라 신호를 출력하여 부하가 크게 걸리는 쪽의 무빙블레이드들을 상승시키도록 승강장치(300)를 제어한다.

상기 로드 셀(410)은 스트리퍼(200)의 삽입홈(230) 내주면과, 홀더(250)의중공(260)에 각각 설치되는데, 스트리퍼(200)의 삽입홈(230) 내주면에 설치되는 로드 셀은 제1구동축(310)의 상승시 걸리는 부하에 의해 코일과 제1무빙블레이드(MB1)들 사이에 가해지는 부하를 감지하며, 홀더(250)의 중공(260)에 설치되는 로드 셀은 제2구동축(320)의 상승시 걸리는 부하에 의해 코일과 제2무빙블레이드(MB1)들 사이에 가해지는 부하를 감지한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 로드 셀(410)에 의하여 코일(C)과 무빙블레이드들(MB1, MB2) 사이에 감지되는 부하가 제어유니트(400)의 출력신호에 의해 표시되는 디스플레이(420)가 더 포함될 수 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 코일 인서팅 머신의 작용에 대하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 코일 인서팅 머신으로 공급되는 코일(C)들을, 코일(C)이 삽입되어야 하는 스테이터 코어(SC)의 슬로트(S) 위치에 해당하는 무빙블레이드들(MB1, MB2) 사이로 건다. 다음에 슬로트(S)들에 코일(C)과 스테이터 코어(SC)와의 절연을 위한 절연지(즉, 슬롯 셀)가 미리 삽입된 상태인 스테이터 코어(SC)를 본 발명의 코일 인서팅 머신으로 공급하여 무빙블레이드들(MB1, MB2) 둘레로 끼움으로써 스테이터 코어(SC)의 하단이 웨지가이드(WG)의 상단에 지지되도록 한다. 이 경우, 무빙블레이드들(MB1, MB2)의 바깥쪽 면이 슬로트 티스(ST)의 선단면과 웨지가이드(WG)의 안쪽면에 정확하게 접하도록 정렬한다. 이 상태에서, 스테이터 코어(SC)의 안착상태를 고정하기 위하여 미도시된 클램프에 의하여 스테이터 코어(SC)를 고정시킨다.

다음에, 코일(C)을 스테이터 코어(SC)의 슬로트(S)에 삽입시키기 위하여, 도 2a에 도시된 바와 같이, 승강강치를 구동함으로써 스트리퍼(200) 및 무빙블레이드들(MB1, MB2)을 모두 함께 상승시킨다. 이 상승과정에서, 상기 제2무빙블레이드(MB2)의 상승거리는 제1무빙블레이드(MB1)의 상승거리보다 작은 것이 바람직하며, 제2무빙블레이드(MB2)가 제1무빙블레이드(MB1)의 상승거리에 비례하여 연속적으로 상승되거나 단계적으로 상승되도록 제어유니트(400)에 의해 승강장치(300)가 제어된다. 이와는 달리, 제2무빙블레이드(MB2)가 코일삽입과정에서 원하는 높이보다 일정 부분 더 높이 상승하였다가 원하는 높이까지 다시 하강한 다음, 코일삽입이 완료된 후 스트리퍼(200) 및 제1무빙블레이드(MB1)의 하강시 이들과 함께 하강하도록, 제어유니트(400)에 의해 승강장치(300)가 제어될 수 있다.

제2무빙블레이드(MB2)가 연속적으로 상승할 경우에는 스트리퍼(200)에 의해 코일(C)이 밀려 올라갈 때의 마찰저항이 더 크게 감소되고, 제2무빙블레이드(MB2)가 단계적으로 상승할 경우에는 코일(C)이 한 쪽으로 쏠리는 현상이 방지되어 코일 쏠림에 의한 마찰저항이 더 크게 감소된다. 따라서, 로킹현상없이 많은 가닥수의 코일(C)이 손상이나 변형없이 원활하게 슬로트(S)에 삽입(도 6 참조)될 수 있으므로 동일하게 적용된 블레이드 갭(G)에 대하여 슬로트(S)에 삽입되는 코일(C)의 가닥수(즉, 슬로트(S)에 대한 코일(C)의 점적율(占積率))가 많아진다.

이와 같은 코일(C)의 삽입은 도 3에 도시된 바와 같이, 스트리퍼(200)가 스테이터 코어(SC)의 중공을 통해 스테이터 코어(SC) 상부로 완전히 돌출되도록 상승되면 완료되며, 코일(C)의 삽입이 완료되면 승강장치(300)의 서보 모터들의 구동에의한 제1구동축(310) 및 제2구동축(320)의 하강에 따라 상승된 무빙블레이드들(MB1, MB2)이 하강될 수 있다. 즉, 제2구동축(320)의 하강에 의해 홀더(250) 및 제2무빙블레이드(MB2)들이 하강하면서 이것들과 함께 제1구동축(310)의 하강에 의해 스트리퍼(200) 및 제1무빙블레이드(MB1)들도 하강하는 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 코일 인서팅 머신에 있어서는, 스트리퍼(200)의 상승에 따라 함께 상승하는 제1무빙블레이드(MB1)와는 별개로 제2무빙블레이드(MB2)들이 순차적으로 상승하도록 함으로써 스트리퍼(200)의 상승시 스트리퍼(200)의 삽입날(210)에 의해 밀려 올라가면서 스테이터 코어(SC)의 슬로트(S)에 삽입되는 코일(C)과 무빙블레이드들 사이에 가해지는 마찰력이 최소화될 수 있다. 따라서, 로킹현상이 발생하지 않을 뿐만 아니라 코일(C)이 변형이나 손상없이 무빙블레이드들(MB1, MB2) 사이의 블레이드 갭(G)을 통해 슬로트(S)에 원활하게 삽입될 수 있으므로 많은 가닥수의 코일(C)을 슬로트(S)에 삽입할 수 있고, 이에 따라 슬로트(S)에 대한 코일(C)의 점적율(占積率)이 향상되어 소형이면서도 고효율의 모터나 발전기를 제조할 수 있다.

Claims (8)

1. 중공이 형성된 가이드틀(100)과;

   상기 가이드틀의 중공에 승강가능하게 설치되고 하부에 삽입홈(230)을 가지며 상승시코일을 스테이터 코어(SC)의 슬로트(S)에 밀어넣는 다수의 삽입날(210)을 외주면에 방사상으로 가지는 스트리퍼(200)와;

   상기 가이드틀의 중공중 스트리퍼의 하부에 승강가능하게 설치되고 상하로 관통되어 상기 스트리퍼의 삽입홈과 통하는 중공(260)을 가지는 홀더(250)와;

   상기 가이드틀의 중공 가장자리에 수직으로 고정설치되어 상단이 가이드틀 위로 돌출된 다수의 웨지가이드(WG)와;

   상기 웨지가이드들의 안쪽면과 스테이터 코어의 슬로트 티스(ST)의 선단면에 접촉하도록 배치되고 상기 스트리퍼의 외주면에 하단부가 결합되는 다수의 제1무빙블레이드(MB1)와;

   상기 웨지가이드들의 안쪽면과 스테이터 코어의 슬로트 티스의 선단면과 접촉하도록 상기 제1무빙블레이드와 교대로 배치되고 상기 홀더의 외주면에 하단부가 결합되는 다수의 제2무빙블레이드(MB2)와; 그리고,

   상승구동시 상기 홀더의 중공을 통하여 스트리퍼의 삽입홈에 상단이 삽입되어 스트리퍼와 함께 제1무빙블레이드들을 상승시키도록 독립적으로 구동되는 제1구동축 및 상기 제1구동축 둘레로 설치되어 상승구동시 상기 홀더의 중공에 삽입되어 상기 홀더 및 제2무빙블레이드들을 상승시키도록 독립적으로 구동되는 제2구동축을구비하는 승강장치(300)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일 인서팅 머신.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스트리퍼 상승시 코일과 무빙블레이드들 사이에 가해지는 부하를 감지하는 로드 셀(410)들과; 상기 로드 셀들로부터 입력되는 신호에 따라 상기 승강장치를 제어하여 부하가 크게 걸리는 쪽의 무빙블레이드측을 선택적으로 순차 상승시키는 제어유니트(400)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일 인서팅 머신.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 로드 셀은, 제1구동축의 상승시 걸리는 부하에 의해 코일과 제1무빙블레이드들 사이에 가해지는 부하를 감지함과 아울러 제2구동축의 상승시 걸리는 부하에 의해 코일과 제2무빙블레이드들 사이에 가해지는 부하를 감지하도록, 상기 스트리퍼의 삽입홈 내주면과 홀더의 중공 내주면에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 인서팅 머신.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 로드 셀에 의하여 코일과 무빙블레이드들 사이에 감지되는 부하가 제어유니트의 출력신호에 의해 표시되는 디스플레이(420)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일 인서팅 머신.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2무빙블레이드의 상승거리는 제1무빙블레이드의 상승거리보다 작은 것을 특징으로 하는 코일 인서팅 머신.
6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2무빙블레이드는 제1무빙블레이드의 상승거리에 비례하여 연속적으로 상승하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 인서팅 머신.
7. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2무빙블레이드는 제1무빙블레이드의 상승거리에 비례하여 단계적으로 상승하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 인서팅 머신.
8. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2무빙블레이드는 원하는 높이보다 일정 부분 더 높이 상승하였다가 원하는 높이까지 다시 하강한 다음, 스트리퍼 및 제1무빙블레이드의 하강시 함께 하강하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 인서팅 머신.