KR20110081028A

KR20110081028A - 스테이터의 조립방법 및 그 조립장치

Info

Publication number: KR20110081028A
Application number: KR1020100098717A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 미우라
Original assignee: 닛또꾸 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2011-07-13
Also published as: KR101112708B1; CN102122866A; JP2011142734A; CN102122866B; JP5562045B2

Abstract

(과제)
스테이터의 코일에 있어서의 연결선을 짧게 하여 코일 엔드부를 소형화한다.
(해결수단)
스테이터의 조립방법은, 티스(11a)와 코어백부(1lb)로 이루어지는 복수의 분할 코어편(11)을 코어백부가 원을 그리고 또한 티스가 방사상을 이루도록 고리 모양으로 배치하는 방법으로서, 복수의 분할 코어편을 티스가 상방 또는 하방을 향하는 횡와상태로 하여 고리 모양으로 배치하는 환상배치공정과, 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편을 티스가 방사상을 이루도록 기립시키는 기립공정을 포함한다. 복수의 분할 코어편이 연결선(16a)을 통하여 연속하는 코일(16)을 구비할 경우에, 환상배치공정에 있어서 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)의 내측에 연결선(16a)을 배치하고, 기립공정에 있어서 연결선(16a)을 중심으로 하여 복수의 분할 코어편(11)을 기립시키는 것이 바람직하다. 조립장치는, 분할 코어편(11)을 탑재 가능한 복수의 코어 마운트(21)와, 그것을 기립시키는 조작기구(22)를 구비한다.

Description

스테이터의 조립방법 및 그 조립장치{A METHOD OF ASSEMBLING STATOR AND AN APPARATUS FOR ASSEMBLING SAME}

본 발명은, 티스(teeth)와 코어백부(core back部)로 이루어지는 복수의 분할 코어편을 고리 모양으로 배치하여 이루어지는 스테이터의 조립방법 및 그 조립장치에 관한 것이다.

종래에, 회전전기기계(回轉電氣機械)인 스테이터(stator)는, 방사상으로 나란하게 내경방향(內徑方向)으로 돌출하는 복수의 티스(자극) 및 그 사이에 개구(開口)하는 복수의 슬롯(slot)을 구비하는 원통 모양의 스테이터 코어(stator core)를 구비한다. 그리고 각 티스에는 선재(線材)를 감는 권선(捲線)이 이루어지고, 그 감겨진 선재로 이루어지는 스테이터 코일(stator coil)이 각 슬롯에 수용된다. 이러한 스테이터의 제조방법으로서, 스테이터 코어를 티스 별로 원주방향으로 분할하여 복수의 분할 코어편(分割core片)으로 하고, 그 분할 코어편에 있어서의 티스에 절연용(絶緣用)의 보빈(bobin)을 장착하고, 그 피권선부재인 보빈에 권선을 하여 코일로 하고, 그러한 코일이 각각 설치된 복수의 분할 코어편을 그 후에 조립하는 방법이 알려져 있다. 이와 같이 스테이터 코어를 복수의 분할 코어편으로 분할함으로써 권선기의 노즐(nozzle)의 이동에 필요한 궤도(軌道)를 확보하여 코일을 권선할 수 있기 때문에 코일의 정렬성(整列性)이 좋아져 높은 코일 점유율(coil 占有率)(코일이 점유하는 체적의 점유율, 이하 동일하다)을 얻을 수 있다.

그리고 최근에서는, U상, V상 및 W상의 코일군(coil群)을 분할된 복수의 분할 코어편에 있어서 각각의 티스에 연속하여 감고, 연결선을 통하여 연속하는 코일군을 구비하는 복수의 분할 코어편을 그 후에 고리 모양으로 배치하는 것이 이루어지고 있다. 이렇게 각 분할 코어편에 있어서 코일 사이를 처음부터 연결선에 의하여 연결함으로써 각 분할 코어편에 있어서의 코일의 결선을 불필요하게 할 수 있다. 그리고 각 상(相)의 코일군을 형성하는 복수의 코일의 각각으로부터 상승하는 연결선의 위치를 코일군의 상별로 다르게 함으로써, 그 단말에 연결된 연결선을 교차시키지 않고 배치하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌1 참조.).

이 방법에서는, 연결선이 교차하지 않으므로, 코일 엔드(coil end)가 작아져 회전전기기계의 축 길이를 단축(短縮)할 수 있다.

특허문헌1 : 일본국 특허제3732076호 공보(단락번호 0006, 도1, 도7(c))

그러나 분할 코어편에 있어서의 코일을 처음부터 연결선에 의하여 연결함으로써 그 후의 결선은 불필요하게 되지만, 복수의 분할 코어편은 연결선을 통하여 연결 되고, 그들 분할 코어편의 조립에 있어서의 취급이 곤란해지는 단점이 있었다.

즉 연결선을 통하여 연결된 복수의 분할 코어편은 그 후에 고리 모양으로 배치되지만, 그 고리 모양으로 배치하는 작업은, 도14에 나타나 있는 바와 같이 복수의 분할 코어편(2)을 그들의 티스(2a)가 방사상을 이루도록 비교적 큰 고리 모양으로 배치하고, 그 후 그들 복수의 분할 코어편(2)을 그들이 그리는 원의 중심(C)을 향하여 이동시켜, 최종적으로 각 분할 코어편(2)의 양측을 인접하는 분할 코어편(2)의 측면에 각각 접촉시키고 있다. 그러면, 연결선(3)의 길이는, 도14의 일점쇄선으로 나타나 있는 바와 같이 복수의 분할 코어편(2)을 인접하는 분할 코어편(2)으로부터 이간(離間)시켜서 비교적 큰 고리 모양으로 배치할 수 있는 데에 충분하는 길이가 필요하게 된다.

그러나 서로 이간하고 있는 복수의 분할 코어편(2)을 실선의 화살표로 나타나 있는 바와 같이 중심(C)을 향하여 이동시켜, 각 분할 코어편(2)의 양측을 인접하는 분할 코어편(2)의 측면에 접촉시키면, 그 연결선(3)은 실선으로 나타내는 것 같이 느슨해지게 된다. 그 느슨해진 연결선(3)은 복수의 분할 코어편(2)을 고리 모양으로 배치함으로써 제조되는 스테이터(1)의 축방향의 단면(端面)인 코일 엔드(4a) 부분으로 끌어당기는데, 그 느슨해진 잉여의 연결선(3)은 그 코일 엔드(4a)로부터 스테이터(1)의 축방향 외측으로 돌출하게 되고, 그 연결선(3)이 코일 엔드(4a)로부터 이간함으로써 회전전기기계의 축길이를 충분하게 단축할 수 없다고 하는, 아직 해결해야 할 과제가 잔존하고 있었다.

또한 연결선(3)을 코일 엔드(4a)에 접근시켜 더 끌어당기는 작업은 수작업으로 하지 않으면 안되고, 그 끌어당기기 작업중에 끌어당기기를 위하여 사용하는 치구 등이 코일(4)과 접촉하는 경우가 있으면, 코일(4)의 표면이 손상하여 그 신뢰성이 저하할 우려도 있다. 이 때문에 그 작업에는 세심한 주의가 필요하게 되고, 그 끌어당기기 작업의 효율을 올리는 데에는 한계가 있었다. 따라서 연결선(3)이 코일(4)과 접근하기 이전에 그 연결선(3)을 소정의 형상으로 성형 가능하면, 그 후의 끌어당기기 작업에 필요한 주의력이 감소하여 그 끌어당기기 작업의 효율이 향상되고, 그 신뢰성을 현저하게 높이는 것을 기대할 수 있다.

본 발명의 목적은, 스테이터의 양단부에 있어서의 연결선을 짧게 해서, 그 연결선을 포함하는 코일 엔드부를 충분하게 소형화할 수 있는 스테이터의 조립방법 및 그 조립장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 스테이터의 조립방법은, 티스와 코어백부로 이루어지는 복수의 분할 코어편을 코어백부가 원을 그리고 또한 티스가 방사상을 이루도록 고리 모양으로 배치하는 방법의 개량이다.

그 특징점은, 복수의 분할 코어편을 티스가 상방 또는 하방을 향하는 횡와상태로 하여 고리 모양으로 배치하는 환상배치공정과, 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편을 티스가 방사상을 이루도록 기립시키는 기립공정을 포함하는 것에 있다.

그리고 복수의 분할 코어편이 연결선을 통하여 연속하는 코일을 구비할 경우에, 환상배치공정에 있어서 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편의 내측에 연결선을 배치하고, 기립공정에 있어서 연결선을 중심으로 하여 복수의 분할 코어편을 기립시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 스테이터의 조립장치는, 티스와 코어백부로 이루어지는 복수의 분할 코어편을 코어백부가 원을 그리고 또한 티스가 방사상을 이루도록 고리 모양으로 배치하는 장치이다.

그 특징적인 구성은, 횡와상태에서 고리 모양으로 배치되어 분할 코어편을 티스가 상방 또는 하방을 향하는 횡와상태로 탑재 가능하도록 구성된 복수의 코어 마운트와, 탑재된 복수의 분할 코어편과 함께 복수의 코어 마운트를 동시에 기립시켜서 복수의 분할 코어편의 티스를 방사상으로 하는 조작기구를 구비한 것에 있다.

그리고 조작기구가, 코어 마운트 별로 설치되어 횡와상태의 코어 마운트를 기립 가능한 복수의 평행링크기구를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 스테이터의 조립방법 및 그 조립장치에서는, 복수의 분할 코어편을 횡와상태로 고리 모양으로 배치하기 때문에 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편의 내측에 있어서는 인접하는 분할 코어편과의 거리를 단축시킬 수 있다. 이 때문에 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편의 내측에 연결선을 배치하고, 그 연결선을 중심으로 하여 복수의 분할 코어편을 기립시키도록 하면, 그 연결선의 필요한 길이를 종래보다도 짧게 할 수 있다. 그리고 연결선의 길이를 종래보다 짧게 함으로써 제조되는 스테이터의 코일 엔드에 있어서 배치(cable routing, wire routing)되는 연결선의 점유율을 높이고, 그 연결선을 포함하는 코일 엔드부를 충분하게 소형화 할 수 있다. 또한 코일을 제조하기 위한 선재의 전체 길이도 감소하고, 그 코일에 있어서의 동손(銅損)이 감소하고, 제조되는 스테이터를 사용하는 회전전기기계의 효율을 향상시킴과 아울러 그 회전전기기계의 외형을 소형화하는 것도 가능하게 된다.

도1은 본 발명 실시예의 스테이터의 조립상태를 나타내는 도8의 Ａ부의 확대도다.
도2는 복수의 횡와상태의 분할 코어편이 고리 모양으로 배치된 상태를 나타내는 평면도다.
도3은 하나의 상을 형성하는 복수의 분할 코어편이 고리 모양으로 배치된 상태를 나타내는 도2에 대응하는 평면도다.
도4는 연결선을 통하여 연결된 1의 상을 형성하는 복수의 분할 코어편을 나타내는 도면이다.
도5는 코어 마운트가 기립하여 복수의 분할 코어편이 고리 모양으로 배치하여 이루어지는 스테이터의 연결선이 배치된 코일 엔드를 나타내는 평면도다.
도6은 본 발명 실시예의 스테이터의 조립장치를 나타내는 평면도다.
도7은 그 조립장치의 코어 마운트가 횡와상태를 이루는 정면구성도다.
도8은 그 코어 마운트가 기립상태를 이루는 도7에 대응하는 정면구성도다.
도9는 그 승강판이 하강한 상태를 나타내는 도7에 대응하는 정면구성도다.
도10은 기립하여 고리 모양을 이루는 복수의 분할 코어편가 밀어 올려진 상태를 나타내는 도7에 대응하는 정면 구성도다.
도11은 스테이터를 구성하는 분할 코어편을 나타내는 사시도다.
도12는 스테이터의 중심축과 직교하는 평면에 있어서의 단면도다.
도13은 경사진 코어 마운트에 분할 코어편을 탑재시킨 상태를 나타내는 도1에 대응하는 도면이다.
도14는 종래의 스테이터의 조립을 나타내는 도면이다.

다음에 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도12에, 본 발명에 의하여 제조되는 분할 코어식 스테이터(分割core式 stator)(10)의 단면(斷面)을 나타낸다. 이 스테이터(10)는, 티스(11a)별로 원주방향으로 분할된 복수의 분할 코어편(11)으로 이루어지는 스테이터 코어와, 그 분할 코어편(11)에 있어서의 티스(11a)에 피권선부재인 절연용의 보빈(13)을 장착하고, 그 보빈(13)에 권선으로 이뤄진 코일(16)을 구비한다. 구체적으로, 이 분할 코어편(11)은, 원호 모양을 이루는 코어백부(1lb)와, 이 코어백부(1lb)의 내주면에서 당해 내주면의 원호중심을 향하여 돌출하고 있는 티스(11a)를 구비한 자성재료(磁性材料)로 이루어지고, 이 실시예에 있어서의 분할 코어편(11)은, 일정 두께의 코어백부(1lb) 및 티스(11a)를 구비한 대략 T자 모양의 코어 적층판(core 積層板)을, 소정의 두께가 되도록 적층하여 고정함으로써 구성된 적층형의 것을 나타낸다.

도11에 나타나 있는 바와 같이 피권선부재인 보빈(13)은 절연성 수지(絶緣性樹脂)로 이루어지고, 이 보빈(13)은, 티스(11a)가 삽입되는 통모양부(13a)와, 이 통모양부(13a)에 있어서 코어백부(1lb) 측의 단부에 일체로 형성된 외주측 플랜지(13b)와, 통모양부(13a)에 있어서 스테이터(10) 내주측의 단부에 일체로 형성된 내주측 플랜지(13c)를 구비한다. 보빈(13)의 외주측 플랜지(13b)에는, 분할 코어편(11)의 코어백부(1lb)에 있어서 스테이터(10)의 중심축선 방향의 양측의 단면을 덮는 한 쌍의 원호상 판부재(圓弧狀板部材)(14, 14)가 일체적으로 형성되고, 이 보빈(13)에 선재가 감겨져서 코일(16)(도12)이 형성된다. 도12에는, 3상 12슬롯의 스테이터(10)를 예시하고, 이 스테이터(10)에서는 1개의 상의 코일군에 있어서 분할 코어편(11)은 90도 피치마다 배치되고, 3상의 U코일군, V코일군, W코일군은 30도마다 배치되어, 이것들 복수의 분할 코어편(11)을 코어백부(1lb)가 원을 그리고 또한 티스(11a)가 방사상을 이루도록 고리 모양으로 배치함으로써 스테이터(10)가 제조된다.

본 발명의 스테이터의 조립장치(組立裝置)(20)(도6 및 도7)는, 복수의 분할 코어편(11)을 고리 모양으로 배치할 수 있는 것이다. 특히, 도4에 나타나 있는 바와 같이 복수의 분할 코어편(11)에 있어서 보빈(13)에 선재가 연속하여 감겨지고, 코일(16) 사이에 걸쳐져서 그 코일(16)과 코일(16)을 전기적으로 접속하는 연결선(16a)을 통하여 연속하는 복수의 분할 코어편(11)으로 이루어지는 것을 조립하는 데에 적절한 것이다. 여기에서 이 실시예에 있어서의 선재는, 표면에 절연피막(絶緣皮膜)이 형성된 단면이 원형인 선인 경우를 나타낸다. 그리고 서로 직교하는 Ｘ, Y, Z의 3축을 설정하고, X축이 수평전후방향, Y축이 수평횡방향, Z축이 수직방향으로 연장되는 것으로서 본 발명의 조립장치(20)에 대하여 설명한다.

도6 및 도7에 나타나 있는 바와 같이 본 발명의 스테이터의 조립장치(20)는, 분할 코어편(11)을 탑재 가능하도록 구성된 복수의 코어 마운트(21)와, 그 코어 마운트(21)를 회전시켜서 횡와상태(橫臥狀態) 또는 기립상태(起立狀態)로 할 수 있는 조작기구(22)를 구비한다. 조작기구(22)는, 코어 마운트(21)별로 설치된 복수의 평행링크기구(23)를 구비하고, 코어 마운트(21)는 이 링크기구(23)를 통하여 기대(24)에 부착되어 있다. 이 평행링크기구(23) 및 코어 마운트(21)의 수는 제조하려고 하는 스테이터(10)의 사양에 의하여 다르게 되어, 티스(11a)의 수에 대응하여 결정된다. 3상 12슬롯의 스테이터(10)(도12)를 제조하는 이 실시예에서는, 분할 코어편(11)의 수에 대응하여 12의 코어 마운트(21)가 설치되고, 12의 코어 마운트(21)는 12의 평행링크기구(23)를 통하여 방사상으로 설치된다(도6). 복수의 평행링크기구(23)는 원주방향으로 소정의 간격을 두고 기대(24)에 고리 모양으로 설치되고, 그들은 동일한 구조이므로 그 중에서 1개를 대표하여 그 구조를 다음에 설명한다.

도1에 나타나 있는 바와 같이 평행링크기구(23)는 한 쌍의 평행한 횡링크부재(23a, 23b)와 한 쌍의 평행한 종링크부재(23c, 23d)를 구비하고, 그것들을 우물 정(井)자로 조합시켜서 교차한 부분을 피벗 지지 함으로써 만들어진다. 기대(24)에 있어서 수평한 상판(24a)에는 링크기구(23)를 지지하는 지지판(26)이 상면에서 보았을 때에 방사상으로 세워서 설치되고(도6 및 도7), 그들의 지지판(26)의 외측에 평행링크기구(23)가 배치되고, 그 한 쌍의 평행 횡링크부재(23a, 23b)의 내측에 있어서 가장자리가 그 지지판(26)에 피벗지지 된다. 이 피벗지지는, 그 지지판(26)에 있어서 피벗 지지점을 연결하는 가상선(M)이 종링크부재(23c, 23d)와 평행하게 되도록 이루어지고, 복수의 지지판(26)에 있어서 그들 가상선(M)은 Z축방향 상방을 향하여 서로 근접하도록 경사져서 형성된다. 즉 복수의 지지판(26)에 의하여 그려지는 원의 중앙선(C)에 경사지는 가상선(M)이 상방을 향하여 근접하도록, 한 쌍의 평행 횡링크부재(23a, 23b)의 내측에 있어서 가장자리가 지지판(26)에 피벗지지 된다. 그리고 이렇게 한 쌍의 평행 횡링크부재(23a, 23b)는 내측이 지지판(26)에 의하여 피벗지지 되므로, 외측을 향하여 그 위치를 하방으로 내리는 도7에 나타내는 제1위치와, 외측을 향하여 그 위치가 상방을 향하여 제1위치와 대략 직교하는 도 1 및 도8∼도10에 나타내는 제2위치와 사이를, 지지판(26)에 있어서 피벗 지지점을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성된다.

도6 및 도7에 나타나 있는 바와 같이 기대(24) 상부에는, 복수의 지지판(26)을 포위하도록 하는 제1링부재(27)가 설치된다. 한편 기대(24)의 내부에는, 그 제1링부재(27)와 복수의 연결봉(28)을 통하여 연결되고 제1링부재(27)와 평행한 제2링부재(29)가 설치된다. 연결봉(28)은 기대(24)의 상판(24a)을 관통하여 상하이동 가능하게 설치되고, 기대(24)의 내부에는 그 제2링부재(29)를 승강시키는 구동원(驅動源)인 실린더(31)가 설치된다. 그 실린더(31)는 고정지주(32)를 통하여 상판(24a)에 고정된 부착판(33)에 고정되고, 그 로드(31a)를 돌출시킴으로써 제1링부재(27)와 함께 제2링부재(29)를 상승시키고, 그 로드(31a)를 출몰(出沒)시킴으로써 제1링부재(27)와 함께 제2링부재(29)를 하강할 수 있도록 구성된다.

도1에 나타나 있는 바와 같이 제1링부재(27)에는, 링크기구(23)를 구성하는 한 쌍의 평행 종링크부재(23c, 23d)의 내측에 있어서 일방의 하단이 결합된다. 즉 내측에 있어서의 평행 종링크부재(23c)의 하단에는 롤러(34)가 피벗지지 되고, 제1링부재(27)의 상면에는 이 롤러(34)를 수용하여 수평방향으로 이동가능 하며, 연직방향으로 이동할 수 없는 가이드 부재(36)가 상면으로부터 보아서 방사상으로 부착된다(도6). 이렇게 내측의 평행 종링크부재(23c)의 하단을 제1링부재(27)에 결합함으로써 그 제1링부재(27)의 승강에 의하여 평행 종링크부재(23c)도 승강하고, 이에 따라 한 쌍의 평행 횡링크부재(23a, 23b)가 지지판(26)에 있어서의 피벗 지지점을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성된다. 그리고 도7에 나타나 있는 바와 같이 제1링부재(27)가 하강한 위치에서 한 쌍의 평행 횡링크부재(23a, 23b)가 제1위치가 되고, 도1, 도8∼도10에 나타나 있는 바와 같이 제1링부재(27)가 상승한 위치에서 한 쌍의 평행 횡링크부재(23a, 23b)가 제2위치가 되도록 구성된다.

한 쌍의 평행 종링크부재(23c, 23d)의 상단에는, 평행 횡링크부재(23a, 23b)와 평행하게 지지대(37)가 피벗지지 되고, 이 지지대(37)에 코어 마운트(21)가 부착된다. 이 지지대(37)는 1대의 평행 횡링크부재(23a, 23b)와 함께 평행링크기구(23)를 구성하는 것으로서, 이 지지대(37)도 평행 횡링크부재(23a, 23b)와 함께 제1위치와 제2위치 사이를 회전 가능하게 구성된다. 코어 마운트(21)는, 평행 횡링크부재(23a, 23b)가 제1위치에 위치한 때에 수평면과 평행한 횡와상태를 이루도록 지지대(37)에 부착되기 때문에, 이 링크기구(23)를 통하여 부착되는 복수의 코어 마운트(21)는, 도6에 나타나 있는 바와 같이 횡와상태에서 원주방향으로 소정의 간격을 두고 고리 모양으로 배치되어, 상면에서 보았을 때에 방사상으로 배치된다. 이 횡와상태에 있어서 코어 마운트(21)는, 분할 코어편(11)을 티스(11a)가 상방을 향하는 횡와상태로 탑재 가능하도록 구성된다(도7).

본 실시예에 있어서 코어 마운트(21)는 영구자석에 의하여 만들어지고, 횡와상태로 탑재된 분할 코어편(11)에 있어서 코어백부(1lb)(도5)를 그 상면에 흡착하여 그 분할 코어편(11)을 코어 마운트(21)에 고정 가능하도록 구성된다. 이 코어 마운트(21)는 제1위치와 제2위치 사이를 회전 가능한 지지대(37)에 부착되기 때문에, 이 코어 마운트(21)도 그 지지대(37)와 함께 회전 가능하게 되고, 제1링부재(27)가 상승하여 평행 횡링크부재(23a, 23b)가 제2위치가 되면, 코어 마운트(21)는 그 외측을 상승시키도록 회전하고, 탑재된 횡와상태의 분할 코어편(11)과 함께 기립 가능하도록 구성된다. 그리고 이 실시예에 있어서 평행 횡링크부재(23a, 23b)는 대략 90도 회전 가능하기 때문에, 코어 마운트(21)가 횡와상태로부터 90도 회전하여 기립하면, 티스(11a)가 위를 향한 횡와상태의 분할 코어편(11)도 도1의 파선의 화살표로 나타내는 것 같이 그 코어 마운트(21)와 함께 기립하여, 도5에 나타나 있는 바와 같이 그 티스(11a)부가 내측을 향하여 방사상을 이루도록 구성된다.

도7에 나타나 있는 바와 같이 이 조립장치(20)에는, 기립된 분할 코어편(11)을 기립시키는 코어 마운트(21)로부터 분할 코어편(11)을 상방으로 올려놓음으로써 분리하는 가압기구(41)와, 그 가압기구(41)에 의하여 가압되는 분할 코어편(11)을 지지통(38)으로 안내하여 수용하는 통고정기구(51)가 설치된다. 가압기구(41)는 방사상으로 설치된 지지판(26)에 의하여 포위되는 중앙에 연직방향으로 연장되어서 설치된 통모양 부재(筒模樣部材)(42)와, 부착판(33)에 부착되고 그 통모양 부재(42)를 승강시킬 수 있도록 구성된 승강기인 서보모터(43)를 구비한다. 서보모터(43)에는 도면에 나타나 있지 않은 컨트롤러에 있어서 제어출력이 접속되고, 컨트롤러로부터의 명령에 의하여 서보모터(43)가 구동하여 통모양 부재(42)가 상승하면, 도10에 나타나 있는 바와 같이 그 통모양 부재(42)는 기립한 분할 코어편(11)을 밀어 올리고, 그 분할 코어편(11)을 코어 마운트(21)로부터 이탈시키도록 구성 된다. 그리고 그 통모양 부재(42)의 중앙에는 분할 코어편(11)에 있어서 코일(16)로부터 인출되는 인출선(16b)(도4)를 수용 가능한 오목부(42a)가 형성된다.

한편 통고정기구(51)는 기립한 분할 코어편(11)의 상방에서 Y축방향으로 이동 가능하게 설치된 이동대(52)와, 그 이동대(52)에 승강시킬 수 있도록 부착되는 승강판(53)을 구비한다. 기대(24)에 있어서 상판(24a)에는 고리 모양으로 배치된 링크기구(23)를 X축방향의 양측으로부터 에워싸도록 지주(54)가 세워서 설치되고, 그 지주(54)의 상단에 Y축방향으로 연장되는 레일(56)이 각각 설치된다. 이동대(52)는 이 레일(56)과 레일(56) 사이에 가설(架設)되고, 이동대(52)는 고리 모양으로 배치된 평행링크기구(23)를 상방으로부터 덮는 덮기위치와, 도6에 나타나 있는 바와 같이 그들 평행링크기구(23)의 상방으로부터 벗겨져 그 상방을 개방하는 개방위치 사이를 이동 가능하도록 구성된다. 이 이동대(52)에는 로드(57a)를 연직(鉛直)으로 하는 에어 실린더(57)가 그 로드(57a)를 하측으로 하여 설치되고, 그 로드(57a)의 하단에 승강판(53)이 부착된다.

이러한 승강판(53)에는 이동대(52)를 관통하는 연직의 가이드봉(58)이 부착된다. 에어 실린더(57)에는 도면에 나타나 있지 않은 컨트롤러에 있어서 제어출력이 접속되고, 컨트롤러로부터의 명령에 의하여 도9 및 도10에 나타나 있는 바와 같이 에어 실린더(57)에 있어서의 로드(57a)가 돌출하면 승강판(53)이 하강하고, 도7 및 도8에 나타나 있는 바와 같이 에어 실린더(57)에 있어서의 로드(57a)가 몰입(沒入)하면 승강판(53)이 상승하도록 구성된다. 그리고 이 승강판(53)에 지지통(38)이 떼어낼 수 있도록 부착되고, 이동대(52)에는 지지통(38)에 대향하여 그 지지통(38)을 끼우고 밸 수 있는 개구(52a)가 형성된다. 이 지지통(38)은, 기립하여 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)을 고리 모양으로 배치된 상태에서 삽입 가능하도록 구성된다.

다음에 본 발명에 있어서의 스테이터의 조립방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 조립방법은, 도12에 나타나 있는 바와 같이 티스(11a)와 코어백부(1lb)으로 이루어지는 복수의 분할 코어편(11)을 코어백부(1lb)가 원을 그리고 또한 티스(11a)가 방사상을 이루도록 고리 모양으로 배치하는 방법으로서, 도2에 나타나 있는 바와 같이 복수의 분할 코어편(11)을 횡와상태로 하여 고리 모양으로 배치하는 환상배치공정과, 도1에 나타나 있는 바와 같이 그 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)을 기립시키는 기립공정으로 나눌 수 있다. 다음에 각 공정을 설명한다.

<환상배치공정>

이 공정에서는, 티스(11a)에 코일(16)이 감겨진 복수의 분할 코어편(11)을 준비하고, 도2에 나타나 있는 바와 같이 그 복수의 분할 코어편(11)을 티스(11a)가 상방 또는 하방을 향하는 횡와상태로 하여 고리 모양으로 배치한다. 이러한 복수의 분할 코어편(11)은, 연결선(16a)을 통하여 연속하는 코일(16)을 구비하는 것이더라도 좋다. 3상 12슬롯의 구성의 스테이터(10)를 예시하는 이 실시예에서는, 도4에 나타나 있는 바와 같이 4개의 분할 코어편(11)에 선재가 연속하여 감겨진 것이 준비된다. 이렇게 하면 그 4개의 분할 코어편(11)은 각각의 코일(16)을 전기적으로 접속하는 연결선(16a)을 통하여 연속하는 군(群)이 되고, 이 4개의 분할 코어편(11)이 연속하는 군은 U상, V상 및 W상의 것으로서 3조 준비된다. 그리고 이 공정에서는, 연결선(16a)으로 연결된 상태의 복수의 분할 코어편(11)을 횡와상태로 하여 고리 모양으로 배치한다. 여기에서 도4에 있어서의 부호 16b는, 군을 이루는 양단에 있어서의 코일(16)로부터 인출되는 인출선(16b)을 나타낸다.

분할 코어편(11)의 배치에 있어서 상기 조립장치(20)를 사용하는 경우에는, 이동대(52)를 도6에 나타내는 개방위치로 하여 도3에 나타나 있는 바와 같이 상면에서 볼 때에 방사상으로 배치된 횡와상태의 코어 마운트(21)상에 각각의 분할 코어편(11)을 횡와상태로 배치한다. 이 횡와상태라 함은, 티스(11a)가 상방 또는 하방을 향하여 티스(11a)의 축심이 동일한 평면에 존재하지 않는 상태를 말하는 것으로서, 각 분할 코어편(11)에 있어서의 티스(11a)의 축심이 동일한 평면상에 존재하지 않는 것이라면, 그 축심이 연직방향에 대하여 경사지도록 하는 경우도 포함하는 것이다. 이 실시예에서는, 분할 코어편(11)에 있어서의 코어백부(1lb)를 코어 마운트(21)에 접촉시켜서, 그 티스(11a)가 연직방향의 상방을 향하는 경우를 예시한다. 그리고 도3 및 도7에 나타나 있는 바와 같이 원주방향으로 소정의 간격을 두고 방사상으로 배치된 코어 마운트(21)상에 분할 코어편(11)을 배치함으로써 복수의 분할 코어편(11)을 원주방향으로 소정의 간격을 두고 고리 모양으로 배치할 수 있다.

이러한 환상배치공정에 있어서, 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)의 내측에 연결선(16a)을 배치한다. 이 실시예에서는, 각 상에 있어서 4개의 분할 코어편(11)이 연결선(16a)을 통하여 연속하기 때문에 도3에 나타나 있는 바와 같이 1개의 상의 분할 코어편(11)은 90도 피치로 배치된다. 이 때에, 그들 분할 코어편(11)을 접속하는 연결선(16a)을 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)의 내측에 배치하고, 그 연결선(16a)을 원하는 형상으로 성형한다. 복수의 분할 코어편(11)을 고리 모양으로 배치하면, 이 연결선(16a)은 코일(16)과 이간하기 때문에 이 연결선(16a)의 성형작업을 치구 등을 사용하여 한다고 하여도, 그 치구 등이 코일(16)과 접촉하도록 하는 일은 없다. 도3에서는, 그 연결선(16a)을 고리 모양으로 배치된 분할 코어편(11)을 따라 원호 모양을 이루도록 성형했을 경우를 나타낸다. 그리고 이러한 분할 코어편(11)의 배치 및 연결선(16a)의 성형을 각 상에 있어서 하고, 도2에 나타나 있는 바와 같이 30도마다 U, V, W상에 있어서의 분할 코어편(11)을 코어 마운트(21)상에 배치하고, 그들 연결선(16a)을 원하는 형상으로 성형한다.

<기립공정>

이 공정에서는, 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)을 그들 티스(11a)가 방사상을 이루도록 기립시킨다. 분할 코어편(11)의 기립에 있어서 상기 조립장치(20)를 사용하는 경우에는, 도8에 나타나 있는 바와 같이 기대(24)의 내부에 설치된 실린더(31)의 로드(31a)를 돌출시켜서 제2링부재(29)와 함께 제1링부재(27)를 상승시키고, 제1위치의 평행 횡링크부재(23a, 23b)를 회전시켜서 제2위치로 한다. 이에 따라 코어 마운트(21)도 평행 횡링크부재(23a, 23b)와 마찬가지로 회전하고, 코어 마운트(21)가 횡와상태로부터 90도 회전하여 기립한다. 이렇게 하면 티스(11a)가 위를 향한 횡와상태의 분할 코어편(11)도 그 코어 마운트(21)와 함께 기립하고, 도5에 나타나 있는 바와 같이 복수의 분할 코어편(11)은 코어백부(1lb)가 원을 그리고 또한 그 티스(11a)부가 내측을 향하여 그 축심이 동일한 평면상에서 방사상을 이루게 된다.

여기에서 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)의 내측에 연결선(16a)을 배치하고 있지만, 이 기립공정에 있어서 연결선(16a)을 중심으로 하여 복수의 분할 코어편(11)을 기립시킨다. 도1에 나타나 있는 바와 같이 상기 조립장치(20)에 있어서의 코어 마운트(21)는 평행 횡링크부재(23a, 23b)와 함께 평행링크기구(23)를 구성하는 지지대(37)에 부착되어 있기 때문에, 그 회전중심은 그 평행 횡링크부재(23a, 23b)와 지지판(26)의 피벗 지지점을 연결하는 가상선(M)과, 평행 종링크부재(23c, 23d)와 지지대(37)의 피벗 지지점을 연결하는 가상선(N)의 교점(P)에 있다. 고리 모양으로 배치된 복수의 코어 마운트(21)의 중심(C)에서 보면, 그 교점(P)보다도 외측에 코어 마운트(21)를 설치함으로써, 횡와상태의 코어 마운트(21)는 복수의 코어 마운트(21)가 그리는 원의 내측에 있어서의 그 교점(P)을 회전중심으로 하여 기립하게 된다. 이 때문에 본 발명에 있어서의 상기 조립장치(20)에서는, 이 코어 마운트(21)에 탑재된 분할 코어편(11)의 내측에 있어서의 연결선(16a)을 그 교점(P) 근방에 배치함으로써 그 연결선(16a)을 중심으로 하여 복수의 분할 코어편(11)을 기립시키는 것이 가능하게 된다. 그리고 연결선(16a)을 중심으로 하여 복수의 분할 코어편(11)을 기립시킴으로써, 분할 코어편(11)을 기립시킬 때에 그 연결선(16a)이 느슨해지는 것을 방지할 수 있다.

또한 복수의 분할 코어편(11)을 기립시킬 때에, 그들 복수의 분할 코어편(11)이 그리는 원을 작게 하여, 기립한 복수의 분할 코어편(11)의 원주방향에 있어서 측면을 각각 기립하여 인접하는 분할 코어편(11)에 각각 접촉시키는 것이 바람직하다. 즉 도5에 나타나 있는 바와 같이 분할 코어편(11)의 원주방향으로 연장되는 코어백부(1lb)에 있어서의 양단을, 각각 기립하여 인접하는 분할 코어편(11)에 있어서의 코어백부(1lb)의 양단에 각각 접촉시키는 것이 바람직하다. 이것은, 후공정에 있어서 기립하여 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)을 그들이 서로 접촉한 상태에서 고정시키기 때문이며, 그 이전 공정이 되는 본 발명의 조립방법에 있어서, 복수의 분할 코어편(11)을 서로 접촉시켜 둠으로써, 그 후공정을 용이하게 할 수 있기 때문이다.

상기 조립장치(20)에서는, 복수의 코어 마운트(21)가 그리는 원의 내측에 있어서의 교점(P)을 회전중심으로 하여 기립하기 때문에 기립한 코어 마운트(21)는 제조되는 스테이터(10)의 중심축(C)에 근접하게 되고, 코어 마운트(21)에 탑재된 복수의 분할 코어편(11)이 그리는 원을 작게 할 수 있다. 따라서 상기 본 발명의 조립장치(20)를 사용하면, 복수의 분할 코어편(11)이 그리는 원을 작게 하여, 기립한 복수의 분할 코어편(11)의 원주방향에 있어서 측면을 각각 기립시켜 인접하는 분할 코어편(11)에 각각 접촉시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명의 스테이터의 조립방법 및 그 조립장치에 있어서, 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)의 내측에 연결선(16a)을 배치하고, 그 연결선(16a)을 중심으로 하여 복수의 분할 코어편을 기립시켜서 기립하여 인접하는 분할 코어편(11)에 각각 접촉시키도록 하면, 연결선(16a)이 느슨해지지 않아 배치시에 성형된 형상을 유지하게 된다. 이 때문에 느슨해지는 것을 고려하여 연결선의 길이에 여유를 필요로 하는 종래의 기술과 비교하여 연결선(16a)의 필요한 길이를 짧게 할 수 있다. 그리고 연결선(16a)의 길이를 종래보다 짧게 함으로써 제조되는 스테이터(10)의 코일 엔드에 있어서 배치되는 연결선(16a)의 점유율을 높일 수 있어, 그 연결선(16a)을 포함하는 코일 엔드부를 충분하게 소형화 할 수 있다. 또한 코일(16)을 제조하기 위한 선재의 전체 길이도 감소하고, 그 코일(16)에 있어서의 동손이 감소하고, 제조되는 스테이터(10)를 사용하는 회전전기기계의 효율을 향상시킴과 아울러, 그 회전전기기계의 외형을 소형화하는 것도 가능하게 된다.

또한 연결선(16a)을 중심으로 하여 복수의 분할 코어편을 기립시키면, 도5에 나타나 있는 바와 같이 연결선(16a)은 느슨해지지 않아 배치시에 성형된 형상을 유지한 상태에서, 기립한 복수의 분할 코어편(11)에 있어서의 코일 엔드에 따라 배치된다. 이 때문에 분할 코어편(11)을 기립시키는 이전에 연결선(16a)을 미리 소정의 형상으로 성형해 둠으로써 분할 코어편(11)을 기립시킨 후에 있어서의 연결선(16a)의 복잡한 성형작업은 불필요하게 되고, 그 후의 끌어당기기 작업에 필요한 주의력은 코일 엔드부에 있어서 연결선을 성형하는 종래의 경우와 비교하여 감소된다. 그 결과, 연결선(16a)의 끌어당기기 작업의 효율을 종래보다 향상시킬 수 있고, 스테이터를 저비용화 함과 아울러 코일(16)에 손상을 미치게 하는 위험성이 적어져서 제조되는 스테이터의 신뢰성을 충분하게 높일 수 있다.

또한 본 발명의 상기 조립장치(20)에서는, 그 후에 기립하여 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)을 지지통(38)에 수용하고, 다음 공정으로 공급할 수 있다. 이 지지통(38)에의 수용은, 이동대(52)를 Y축방향으로 이동하여 기립하여 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)을 상방으로부터 덮는 덮기위치로 하여 도9에 나타나 있는 바와 같이 에어 실린더(57)에 있어서의 로드(57a)를 돌출시켜서 승강판(53)을 하강시킨다. 그리고 서보모터(43)를 구동하여 통모양 부재(42)를 상승시키고, 도10에 나타나 있는 바와 같이 기립한 분할 코어편(11)을 밀어 올리고, 그 분할 코어편(11)을 코어 마운트(21)로부터 이탈시킴과 아울러, 그 상방에 설치된 지지통(38)에 그렇게 기립하여 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)을 고리 모양으로 배치된 상태에서 삽입한다. 이와 같이 기립하여 고리 모양으로 배치된 복수의 분할 코어편(11)은 그 상태에서 유지되어, 다음 공정으로 공급할 수 있다.

또한 상기한 실시예에서는, 원호 모양을 이루는 코어백부(1lb)와, 이 코어백부(1lb)의 내주면에서 당해 내주면의 원호중심을 향하여 돌출하고 있는 티스(11a)를 구비한 분할 코어편(11)을 사용하고, 티스(11a)가 상방을 향하는 횡와상태의 분할 코어편(11)을 코어 마운트(21)에 탑재하는 경우를 예시했지만, 도면에는 나타내지 않았지만, 원호 모양을 이루는 코어백부의 외주면에서 그 외주면의 외측으로 돌출하는 티스를 구비한 분할 코어편을 사용할 수도 있다. 이 경우에는, 그 티스가 하방을 향하는 횡와상태로 하고 그 횡와상태의 분할 코어편을 코어 마운트에 탑재하게 된다.

또한 상기한 실시예에서는, 12개의 코어 마운트(21)가 12개의 평행링크기구(23)를 통하여 방사상으로 설치되는 경우를 예시했지만, 이 평행링크기구(23) 및 코어 마운트(21)의 수는 제조하려고 하는 스테이터(10)의 사양에 의하여 다르기 때문에, 이 수에 한정되는 것이 아니고, 그 수는 티스(11a)의 수에 대응하여 증감하는 것이다.

또한 상기한 실시예에서는, 영구자석에 의하여 만들어진 코어 마운트(21)를 예시했지만, 코어 마운트(21)는 횡와상태의 분할 코어편(11)을 탑재 가능하며 그 분할 코어를 탑재상태에서 기립 가능하면, 마그넷에 의하여 만드는 것을 요하지 않는다. 예를 들면 분할 코어편(11)의 주위의 전부 또는 일부를 결합하도록 하는 훅을 구비하고, 기립할 때에 그 훅에 의하여 탑재된 분할 코어편(11)의 탑재상태를 유지시키고, 그 분할 코어편(11)과 함께 기립하도록 하는 코어 마운트(21)이더라도 좋다.

또한 상기한 실시예에서는, 티스(11a)가 연직방향의 상방을 향한 횡와상태의 분할 코어편(11)을 코어 마운트(21)에 탑재하는 경우를 예시했지만, 횡와상태라 함은 티스(11a)의 축심이 동일한 평면상에 있지 않는 상태를 말하는 것으로서, 그 축심이 연직방향에 대하여 경사지도록 하는 경우도 포함하므로, 도13에 나타나 있는 바와 같이 코어 마운트(21)의 외측을 상승시킴으로써 그 코어 마운트를 경사지게 하고, 티스(11a)의 축심을 연직방향에 대하여 경사지게 한 횡와상태의 분할 코어편(11)을 그 상태에서 코어 마운트(21)에 탑재하더라도 좋다. 이 경우에, 분할 코어편(11)을 코어 마운트(21)에 탑재할 때에, 그 분할 코어편(11)에 있어서의 코일(16)로부터 인출되는 인출선(16b)을 통모양 부재(42)의 오목부(42a)에 삽입하기 쉬워진다. 이 때문에 인출선(16a)이 비교적 긴 코일(16)을 구비하는 경우에 유리하게 된다.

10 스테이터
11 분할 코어편
11a 티스
1lb 코어백부
16 코일
16a 연결선
20 스테이터의 조립장치
21 코어 마운트
22 조작기구
23 평행링크기구

Claims

티스(teeth)(11a)와 코어백부(core back部)(11b)로 이루어지는 복수의 분할 코어편(分割 core片)(11)을 상기 코어백부(11b)가 원(圓)을 그리고 또한 상기 티스(11a)가 방사상(放射狀)을 이루도록 고리 모양으로 배치하는 스테이터(stator)의 조립방법(組立方法)에 있어서,
상기 복수의 분할 코어편(11)을 상기 티스(11a)가 상방(上方) 또는 하방(下方)을 향하는 횡와상태(橫臥狀態)로 하여 고리 모양으로 배치하는 환상배치공정(環狀配置工程)과,
고리 모양으로 배치된 상기 복수의 분할 코어편(11)을 상기 티스(11a)가 방사상을 이루도록 기립(起立)시키는 기립공정(起立工程)을
포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터의 조립방법.
제1항에 있어서,
복수의 분할 코어편(11)이 연결선(16a)을 통하여 연속하는 코일(16)을 구비하고, 환상배치공정에 있어서 고리 모양으로 배치된 상기 복수의 분할 코어편(11)의 내측에 상기 연결선(16a)을 배치하고, 기립공정에 있어서 상기 연결선(16a)을 중심으로 하여 상기 복수의 분할 코어편(11)을 기립시키는 것을 특징으로 하는 스테이터의 조립방법.
티스(11a)와 코어백부(11b)로 이루어지는 복수의 분할 코어편(11)을 상기 코어백부(11b)가 원을 그리고 또한 상기 티스(11a)가 방사상을 이루도록 고리 모양으로 배치하는 스테이터의 조립장치로서,
횡와상태에서 고리 모양으로 배치되어 상기 분할 코어편(11)을 상기 티스(11a)가 상방 또는 하방을 향하는 횡와상태로 탑재 가능하도록 구성된 복수의 코어 마운트(core mount)(21)와,
탑재된 상기 복수의 분할 코어편(11)과 함께 상기 복수의 코어 마운트(21)를 동시에 기립시켜서 상기 복수의 분할 코어편(11)의 상기 티스(11a)를 방사상으로 하는 조작기구(操作機構)(22)를
구비한 것을 특징으로 하는 스테이터의 조립장치.
제3항에 있어서,
조작기구(22)가, 코어 마운트(21)별로 설치되어 횡와상태의 상기 코어 마운트(21)를 기립 가능한 복수의 평행링크기구(23)를 구비한 것을 특징으로 하는 스테이터의 조립장치.