KR20120053179A - 발전기 로터용 코일 포밍 머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전기 로터용 코일 포밍 머신에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신은, 메인 샤프트(110)가 회전가능하게 설치되는 프레임 유닛(100), 메인 샤프트(110)에 설치되고 코일(C)이 배치되며 프레임 유닛(100)의 한쪽에서 회전유동 방지되도록 고정되는 코일 클램프 유닛(200) 및 프레임 유닛(100)의 한쪽에 포밍 휠(330)이 설치되고 메인 샤프트(110)의 한쪽에 포밍 휠(330)을 향하여 선형 운동하도록 포밍 블록(352)이 설치되며 포밍 휠(330)에 코일(C)의 일부가 배치되고 포밍 블록(352)이 코일(C)을 가압하여 코일(C)을 성형하도록 하는 코일 포밍 유닛(300)을 포함한다.

Description

발전기 로터용 코일 포밍 머신 {The coil forming machine for the generator rotor}

본 발명은 발전기 로터용 코일 포밍 머신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 C형으로 성형된 코일 소재의 양측에 곡률을 갖도록 성형하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신에 관한 것이다.

일반적으로 발전기 로터에 코일(coil)이 배열되고, 그 코일은 로터가 회전될 때에 전자석을 만들기 위해 직류 전류가 흐르는 도체역할을 한다.

한편, 상술한 코일은 중공(中空)으로 형성되어 코일의 내부에 공기가 흐르면서 공기에 의해 냉각된다.

또한, 상술한 코일은 C형 형상으로 형성되고, 어느 하나의 코일 단부와 다른 하나의 코일 단부가 맞닿아 브레이징(Brazing)되며, 이러한 형태로 순차적으로 복열/복층으로 적층되어 도 1에 나타낸 바와 같은 코일 조립체가 구성된다.

한편, 발전기 로터(10)는 전체적인 외형 형상은 원통형상으로 형성되고, 일측에 코일 설치부가 배치되며, 상술한 코일 설치부에는 내외측 코일그룹(Ca, Cb)이 설치된다.

또한, 상술한 내측코일그룹(Ca)의 코일(C)과 외측 코일그룹(Cb)의 코일(C)의 단부가 맞닿고, 그 맞닿는 부분은 브레이징 되는 것이다.

상술한 코일(C)을 좀 더 상세하게 설명하면, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 직선형의 소재(c1)를 양측을 직각으로 성형하여 절곡부(c2)를 형성하고, 성형되는 부분의 일부에는 코너 곡률 구간(Rc)을 형성되며, 이로써 C형 코일(C)이 제공되는 것이다.

이후, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 선형의 절곡부(c2)는 발전기 로터(10)의 외경에 배치될 수 있게 곡률 구간(R)이 성형되며, 양측 곡률 구간(R)의 단부에는 각각 제1, 제2 선형 구간(La)(Lb)이 형성된다.

한편, 상술한 제1 선형구간(La)과 제2 선형 구간(Lb)의 높이는 서로 다를 수 있으며, 높이 차이는 코일(C)의 두께와 비슷할 수 있다.

이후, 도 2의 (C)에 나타낸 바와 같이, 제1 코일 그룹(Ca)과 제2 코일 그룹(Cb)에 코일(C)을 단부가 맞닿도록 배치하고, 어느 한쪽의 제1 선형 구간(La)의 단부와 다른 한쪽 제2 선형구간(Lb)의 단부를 브레이징(용접)하며, 이러한 과정을 반복함으로써 복층/복열로 배치된 복수 개의 코일이 하나의 선처럼 연결되는 것이다.

즉, 코일(C)을 발전기 로터(10)에 배치하기 위해서 코일(C)의 형상이 정교한 곡률을 갖도록 소성 변형되어야 하지만, 코일(C)은 금속재질이므로 탄성의 성질을 갖는 것으로서 스프링 백(spring back) 현상이 발생하여 다소 어긋날 수 있고 이렇게 어긋날 경우 망치로 두들겨 소정의 형상으로 구부려 맞닿게 배치하여야 한다.

좀 더 상세하게 설명하면, 양측의 코일 단부를 맞닿게 배치하는 과정에서 코일에 열을 가하고 햄머링(hammering)을 하여 변형시키고, 이후 수작업으로 양측의 코일 단부를 눌러서 맞추며, 블록 치공구로 양측 코일 단부를 누르도록 배치한 다음에 밴드로 블록 치공구의 외측을 감아 고정시킨 상태에서 브레이징 장치를 이용하여 상술한 양측의 코일 단부에 브레이징 한다.

즉, 종래에 코일은 열간가공 및 햄머링 가공에 의해 코일이 제공됨으로써, 작업속도가 매우 느리고, 제품의 품질이 균일하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 코일에 햄머링을 가하여 코일이 설계에서 요구되는 곡률을 맞추는 것으로써 코일이 타격으로 인하여 찌그러지거나 변형되는 문제점이 있고, 특히 코일이 변형됨으로써 내부의 중공 공간이 변형되어 비정상적으로 좁아지거나 변형되어 유체의 흐름이 저하되어 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 코일에 열처리를 가함으로써 기계적 성질 중에 항복 강도가 저하되고 이로써 발전기의 운전 중에 코일이 손상되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 C형 코일에 곡률을 갖도록 성형할 때에 열간가공을 실시하지 않고 스프링 백을 고려하여 성형할 수 있도록 하여 발전기 로터에 코일을 배치할 때에 코일이 뒤틀리지 않고 올바른 자세로 배치될 수 있도록 하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 곡률 구간의 길이와 곡률 구간의 곡률 반경이 다양한 코일을 성형할 수 있도록 하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신은, 메인 샤프트가 회전가능하게 설치되는 프레임 유닛; 상기 메인 샤프트에 설치되고 코일이 배치되며 상기 프레임 유닛의 한쪽에서 회전유동 방지되도록 고정되는 코일 클램프 유닛; 및 상기 프레임 유닛의 한쪽에 포밍 휠이 설치되고 상기 메인 샤프트의 한쪽에 상기 포밍 휠을 향하여 선형 운동하도록 포밍 블록이 설치되며 상기 포밍 휠에 상기 코일의 일부가 배치되고 상기 포밍 블록이 상기 코일을 가압하여 상기 코일을 성형하도록 하는 코일 포밍 유닛;을 포함한다.

또한, 상기 메인 샤프트의 외경에 설치되는 선회 바디; 상기 선회 바디의 한쪽에 형성된 제1 브래킷; 상기 제1 브래킷의 한쪽에 배치되는 너트 블록; 상기 너트 블록에 나사 결합되는 스크루; 및 상기 프레임 유닛의 한쪽에 설치되어 상기 스크루를 회전 구동하여 상기 선회 바디를 선회시키도록 하는 제1 액추에이터;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 액추에이터는 수치제어가 가능한 서보모터인 것일 수 있다.

또한, 상기 메인 샤프트의 외경에 설치되는 선회 바디; 상기 선회 바디의 한쪽에 형성된 제2 브래킷; 및 상기 제2 브래킷의 한쪽에 설치되어 상기 선회 바디를 상기 프레임 유닛에 고정하도록 하는 바디 클램프 유닛;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 바디 클램프 유닛은, 상기 프레임 유닛의 한쪽에 상기 메인 샤프트와 동심에 원호 형상으로 형성된 가이드 웨이; 상기 제2 브래킷에 형성된 보스; 상기 보스의 내경에 구비되는 슬리브; 상기 슬리브에 삽입되고 일측이 상기 가이드 웨이를 관통되어 축방향으로 유동이 방지되는 볼트 샤프트; 상기 볼트 샤프트의 한쪽에 체결되는 피스톤 블록; 및 상기 피스톤 블록의 외측에 배치되고 상기 슬리브의 한쪽에 배치되며 상기 피스톤 블록에 유압 또는 공압을 작용하여 상기 볼트 샤프트에 발생하는 인장력에 의해 상기 선회 바디를 상기 프레임 유닛에 고정하도록 하는 실린더 블록;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 코일 클램프 유닛은 상기 메인 샤프트의 외경에 설치되는 선회 바디; 상기 선회바디의 한쪽에 설치되고 일측에 상기 코일을 수납하도록 하는 코일 포켓이 형성된 클램프 바디; 상기 클램프 바디의 한쪽에 설치되어 상기 코일 포켓에 수납된 상기 코일을 상기 코일 포켓의 내면에 밀착시키도록 하는 바이스 프레임; 상기 클램프 바디의 한쪽에 설치되어 상기 바이스 프레임을 가동시키는 제2 액추에이터; 및 상기 바이스 프레임의 한쪽에 설치되어 상기 코일 포켓에 수납된 상기 코일을 상기 코일 포켓의 내면에 밀착시키도록 하는 제3 액추에이터;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 코일 포켓의 한쪽에 배치되고 상기 코일의 코너 곡률 구간과 곡률 구간의 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 코일이 상기 코일 클램프 유닛에 고정될 때에 상기 코일이 정자세로 정렬되도록 하는 코일 정렬 블록;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 코일 포밍 유닛은, 상기 메인 샤프트의 한쪽에 회전가능하게 설치되는 포밍 보스; 상기 포밍 보스의 한쪽에 형성된 제3 브래킷; 상기 제3 브래킷에 설치되고 로드가 상기 프레임 유닛의 한쪽에 설치되어 상기 포밍 보스를 선회 작용하도록 하는 제4 액추에이터; 상기 포밍 보스의 다른 한쪽에 형성된 포밍 프레임; 및 상기 포밍 프레임에 설치되어 상기 포밍 블록을 상기 포밍 휠 쪽으로 진퇴 작용하도록 하는 제5 액추에이터;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 포밍 프레임의 한쪽에 설치되어 상기 포밍 블록의 선형 운동을 안내하도록 하는 블록 가이드;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 포밍 블록은 상기 코일과 접하는 쪽의 표면은 곡률을 갖는 것일 수 있다.

또한, 상기 포밍 휠의 한쪽 측면에 형성된 포밍 가이드 웨이; 및 상기 포밍 프레임의 한쪽에 설치되어 상기 포밍 가이드 웨이에서 활주하여 상기 포밍 프레임의 임의 유동을 방지하도록 하는 팔로우 유닛;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 포밍 휠의 외경에 배치되어 상기 코일의 곡률 구간 또는 상기 코일의 선형구간을 성형하도록 하는 포밍 치공구;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 포밍 치공구는, 외경면의 중심은 내경면의 중심에서 편심된 곡률 포밍 치공구;인 것일 수 있다.

또한, 상기 외경면의 중심은 상기 내경면의 중심보다 낮고, 상기 코일이 상기 포밍 휠에 배치되는 방향을 기준으로 상기 코일의 코너 곡률 구간 쪽 방향에 위치하는 것일 수 있다.

또한, 상기 포밍 치공구는, 외경면의 중심은 내경면의 중심이 일치하고, 상측에 수평구간이 형성된 선형 포밍 치공구; 상기 외경면에 설치되고 외경에 곡률이 형성되는 제1 보조 치공구; 및 상기 수평구간에 설치되고 상부 일측에 경사 각도를 갖도록 선형구간이 형성된 제2 보조 치공구;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 보조 치공구는 선형구간의 길이와 선형구간의 높이가 서로 다른 복수 개가 제공되는 것일 수 있다.

또한, 상기 제2 보조 치공구는 간격이 유지되도록 제1 치공구 블록과 제2 치공구 블록으로 분할되어 제공되는 것일 수 있다.

또한, 상기 프레임 유닛의 상측에 설치되어 상기 코일의 단부를 절단하도로고 하는 커팅 유닛;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 커팅 유닛은, 상기 프레임 유닛의 상측에 배치되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 상측에 선회가능하도로 설치되는 커팅 프레임; 상기 고정 플레이트의 한쪽에 설치되어 상기 커팅 프레임을 각도 운동시키도록 하는 제6 액추에이터; 상기 커팅 프레임의 한쪽에 설치되어 커터를 승강 운동하도록 하는 승강 유닛; 및 상기 승강 유닛에 설치되고 상기 코일을 절단하도록 하는 커터;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 승강 유닛은, 상기 커팅 프레임의 한쪽에 설치되어 상기 커터의 승강운동을 안내하도록 하는 승강 가이드 유닛; 상기 승강 가이드 유닛에 설치되어 승강되는 승강 바디; 상기 승강 바디에 설치되어 상기 커터를 구동하는 구동 모터; 및 상기 커팅 프레임에 설치되어 상기 승강 바디를 승강하도록 하는 액추에이터;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 커팅 유닛의 한쪽에 설치되어 상기 코일이 절단될 때에 발생하는 절삭칩을 포집하도록 하는 절삭 칩 포집 유닛;을 더 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다른 발전기 로터용 코일 포밍 머신은, 레일 프레임; 상기 레일 프레임의 한쪽에 고정 설치되고 상기 청구항 제1항의 구성으로 구성된 제1 코일 포밍 머신; 상기 레이 프레임에서 활주 가능하게 설치되는 상기 청구항 제1항의 구성으로 구성된 제2 코일 포밍 머신; 상기 제2 코일 포밍 머신의 한쪽에 설치된 이송 너트 블록; 상기 이송 너트 블록에 나사 결합되는 이송 스크루 샤프트; 및 상기 레일 프레임의 한쪽에 설치되어 상기 이송 스크루 샤프트를 회전 구동시켜 상기 제2 코일 포밍 머신을 이동시키는 이송 구동 모터;를 포함한다.

또한, 상기 제1 코일 포밍 머신과 상기 제2 코일 포밍 머신의 사이에 배치되어 상기 코일의 처짐을 방지하도록 하는 코일 서포터 유닛;을 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신은, C형 코일에 곡률을 갖도록 성형할 때에 열간가공을 실시하지 않고 스프링 백을 고려하여 성형할 수 있고, 이로써 발전기 로터에 코일을 배치할 때에 코일이 뒤틀리지 않고 올바른 자세로 배치될 수 있으며, 나아가 발전기 로터를 포함한 발전기의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신은, 곡률 구간의 길이와 곡률 구간의 곡률 반경이 다양한 코일을 성형할 수 있어 로터에서 코일이 배치되는 위치마다 곡률구간의 길이와 곡률반경이 다르더라도 발전기 로터의 해당 위치에 적합한 형태로 코일을 성형 가공할 수 있다.

도 1은 발전기 로터에 코일이 배치되는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 코일 소재가 발전기 로터에 배치될 코일로서 성형되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신을 설명하기 위한 정면도면, 측면도면 및 평면도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 바디 프레임과 선회 하우징의 결합구성 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 선회 하우징 구동 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일 클램프 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일을 성형하도록 하는 코일 포밍 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 성형이 완료된 코일을 절단하도록 하는 코일 절단 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 포밍 휠을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일의 곡률 구간을 성형하도록 하는 치공구를 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일의 선형 구간을 성형하도록 하는 치공구를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일의 단부를 절단할 때에 이용되는 치공구를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일의 성형 과정과 성형이 완료 된 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 본 발명의 상세한 설명에서 "축"은 샤프트와 보스로 구성되어 샤프트와 보스는 상대적으로 회전 가능하도록 하는 구성을 의미한다.

먼저, 코일(C)에 대하여 첨부도면 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 코일(C)은 발전기 로터(10)에 복열/복층으로 배치된다.

또한, C형의 코일(C)은 제1, 제2 코일 그룹(Ca)(Cb)로 제공되고, 어느 쪽의 제1 코일 그룹(Ca)과 다른 한쪽의 제2 코일 그룹(Cb)을 조합하여 하나의 선으로 이어지는 완성된 코일을 제공하게 되며, 이때 제1 코일 그룹(Ca)의 각 코일(C)과 제2 코일 그룹(Cb)의 각 코일(C)은 단부가 브레이징과 같은 용접방법으로 접착되고, 좀 더 상세하게는 코일(C)의 곡률 구간(R)의 끝부분에는 선형 구간이 형성되는데 제1 코일 그룹(Ca)의 선형구간(La)과 제2 코일 그룹(Cb)의 선형구간(Lb)의 단부가 맞닿아 용접되는 것이다.

한편, C형의 코일(C)은 제1 코일 그룹(Ca)과 제2 코일 그룹(Cb)이 가까운 쪽에 배치되는 내측 코일 그룹(Ci)일수록 곡률 구간(R)의 길이가 짧고, 제1 코일 그룹(Ca)과 제2 코일 그룹(Cb)이 먼 쪽에 배치되는 외측 코일 그룹(Co)일수록 곡률 구간(R)의 길이가 길다.

또 다른 한편으로, 발전기 로터(10)의 중심에 가깝게 배치되는 코일(C)은 발전기 로터(10)의 중심서 먼 쪽에 배치되는 코일(C)에 비교하여 곡률 반경이 작다.

즉, 발전기 로터(10)에서 코일(C)이 배치되는 위치에 따라 곡률 구간(R)의 길이와 곡률 구간(R)의 곡률반경이 서로 다를 수 있는 것이다.

상술한 코일(C)은 선형형태의 소재의 양측을 구부려 C형으로 성형하고, C형의 코일(C)은 본 발명에 따른 코일 포밍 머신(A)에 의해 곡률 구간(R)을 갖도록 성형되는 것이다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신을 설명하기 위한 사시도면, 정면도면, 측면도면 및 평면도면이다.

도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포밍 머신(A)은 프레임 유닛(100)의 한쪽에 코일(C)을 고정하도록 하는 코일 클램프 유닛(200)이 배치되고, 코일 클램프 유닛(200)의 한쪽에 상술한 고정된 코일(C)을 성형하도록 하는 코일 포밍 유닛(300)이 배치된다.

또한, 상술한 프레임 유닛(100)의 한쪽에는 성형이 완료된 코일(C)의 단부를 절단하도록 하는 커팅 유닛(400)이 더 배치될 수 있다.

상술한 프레임 유닛(100)은 도 5 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 메인 샤프트(110)가 회전 가능하도록 조립된다.

상술한 메인 샤프트(110)는 양측에 제1 베어링 하우징(104)이 배치되고, 제1 베어링 하우징(104)은 상술한 프레임 유닛(100)에 고정되는 것이다.

또한, 상술한 프레임 유닛(100)의 한쪽에는 상술한 메인 샤프트(110)의 중심과 동심으로 호 형상의 가이드웨이(102)가 형성된다.

또한, 상술한 프레임 유닛(100)의 상측에는 고정 플레이트(106)가 배치될 수 있다.

한편, 상술한 메인 샤프트(110)의 외경에는 선회 바디(120)가 배치되며, 상술한 선회바디(120)는 고정너트(112)에 의해 상술한 메인 샤프트(110)에 고정될 수 있다.

또한, 상술한 선회 바디(120)의 외경에는 코일 클램프 유닛(200)이 배치되고, 상술한 메인 샤프트(110)의 일측은 상술한 프레임 유닛(100)의 외측으로 노출될 수 있으며, 외측으로 노출되는 메인 샤프트(110)의 일부분에 코일 포밍 유닛(300)이 설치된다.

또한, 상술한 선회 바디(120)는 회전되는 각도 위상이 가변될 수 있고, 이는 첨부도면 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 바디 프레임과 선회 하우징의 결합구성 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 선회 하우징 구동 유닛을 설명하기 위한 도면이다.

선회바디(120)의 한쪽에는 제1 브래킷(122)이 형성되고, 제1 브래킷(122)의 단부에는 너트 블록(138)이 설치된다.

또한, 상술한 너트 블록(138)에는 스크루(132)가 체결되며, 스크루(132)는 제1 액추에이터(130)에 의해 회전 구동된다.

또한, 상술한 제1 액추에이터(130)는 상술한 프레임 유닛(100)에 설치되며, 이때 제1 액추에이터(130)의 일측에는 제1축(134)으로 선회 가능하도록 제2 베어링 하우징(136)이 구비되고, 상술한 제2 베어링 하우징(136)은 상술한 프레임 유닛(100)의 한쪽에 고정되는 것이다.

따라서 상술한 제1 액추에이터(130)가 구동하면 스크루(132)와 너트 블록(138)은 나사 결합되어 있으므로 너트 블록(138)이 이동되고 너트 블록(138)은 선회 바디(120)를 일정한 각도로 회전시키게 된다.

한편, 상술한 제1 액추에이터(130)의 구동에 의해 너트 블록(138)이 이동될 때에 제1 액추에이터(130)는 상술한 제1 축(134)을 중심으로 선회되어 너트 블록(138)의 위치변화에 따라 제1 액추에이터(130)는 유동되는 것이다.

다른 한편으로, 상술한 제1 액추에이터(130)는 수치제어가 가능한 서보모터일 수 있고, 이로써 너트 블록(138)의 이동변위를 수치제어가 가능하여 선회 바디(120)의 경사 각도를 임의로 설정할 수 있게 된다.

한편, 상술한 선회 바디(120)의 한쪽에는 제2 브래킷(124)이 형성될 수 있고, 제2 브래킷(124)에는 바디 클램프 유닛(140)이 구비된다.

상술한 바디 클램프 유닛(140)은 첨부도면 도 7을 참조하여 설명한다.

제2 브래킷(124)의 한쪽에는 보스(141)가 형성되고, 보스(141)의 내경에는 슬리브(142)가 구비되며, 슬리브(142)의 내경에는 볼트 샤프트(143)가 설치된다.

상술한 볼트 샤프트(143)의 일측은 상술한 프레임 유닛(100)의 가이드 웨이(102)를 관통하여 배치되고, 볼트 샤프트(143)의 타측의 외경에 실린더 블록(144)이 끼워지며, 볼트 샤프트(143)의 단부에는 피스톤 블록(146)이 체결된다.

또한, 상술한 볼트 샤프트(143)의 타측 단부는 상술한 프레임 유닛(100)의 외측에 너트 유닛(143a)이 구비되어 볼트 샤프트(143)가 임의로 이탈되는 것이 방지되고, 특히 볼트 샤프트(143)가 제2 브래킷(124)쪽으로 이동되는 것이 방지된다.

한편, 상술한 실린더 블록(144)의 한쪽에는 압력 포트(145)가 형성되고, 상술한 실린더 블록(144)과 피스톤 블록(146)의 사이에는 챔버(147)가 형성되며, 상술한 압력 포트(145)를 통하여 유압 또는 공압이 제공될 수 있다.

상술한 챔버(147)에 압력이 높아지면 볼트 샤프트(143)에 인장력이 작용되어 보스(141)를 프레임 유닛(100)에 고정하게 되고, 나아가 보스(141)는 선회 바디(120)와 고정되어 있으므로 결국 선회 바디(120)는 프레임 유닛(100)에 고정되는 것이다.

반대로, 상술한 챔버(147)에 압력이 가해지지 않으면 상술한 선회 바디(120)의 회전운동은 구속되지 않으므로 회전 운동이 자유로워질 수 있는 것이다.

한편, 상술한 선회 바디(120)는 제1 액추에이터(130)의 구동에 의해 특정한 위상을 갖도록 각도 회전될 수 있는데, 이때 선회 바디(120)가 회전되면서 상술한 바디 클램프 유닛(140)의 볼트 샤프트(143)가 가이드 웨이(102)를 따라 이동되는 것이고, 이로써 선회 바디(120)가 특정한 각도로 회전운동을 종료한 다음에 종료된 위치에서 선회 바디(120)가 프레임 유닛(100)에 고정될 수 있는 것이다.

코일 클램프 유닛(200)은 단수의 코일(C) 또는 복수의 코일(C)을 고정할 수 있고 이는 첨부도면 도 9를 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일 클램프 유닛(200)을 설명하기 위한 도면이다.

코일 클램프 유닛(200)은 선회 바디(120)의 외경에 클램프 바디(210)가 일체로 고정되고, 클램프 바디(210)의 한쪽에는 코일 포켓(220)이 구비되며, 코일 포켓(220)의 하측과 전방에는 각각 제2, 제3 액추에이터(240)(250)가 구비된다.

한편, 상술한 클램프 바디(210)의 일부는 상술한 제2 브래킷(124)의 일부일 수 있고, 상술한 바디 클램프 유닛(140)의 보스(141)는 상술한 클램프 바디(210)의 한쪽에 형성되는 것일 수 있다.

상술한 클램프 바디(210)의 하측에는 바이스 프레임(230)이 제2 축(232)을 중심으로 선회가능하게 배치되고, 상술한 제2 액추에이터(240)는 상술한 클램프 바디(210)에서 제3 축(242)을 중심으로 선회가능하게 설치되며, 제2 액추에이터(240)의 로드는 상술한 바이스 프레임(230)에 설치된다.

즉, 상술한 제2 액추에이터(240)가 구동하면 상술한 바이스 프레임(230)은 제2축(232)을 중심으로 각 회전하면서 승강되고 이로써 바이스 프레임(230)은 코일 포켓(220)에 수납된 코일(C)을 상측방향으로 밀어 올려 코일(C)을 고정하는 것이다.

또한, 상술한 코일 포켓(220)의 내측에는 코일 정렬 블록(244)이 더 배치될 수 있고, 코일 정렬 블록(244)은 코일(C)의 코너 곡률 구간(Rc)과 곡률 구간(R)의 형상에 대응하는 형상으로 형성될 수 있으며, 이로써 코일(C)이 고정될 때에 코일(C)이 정자세로 정렬되도록 할 수 있다.

또한, 상술한 바이스 프레임(230)의 전방에는 제3 액추에이터(250)가 설치되고, 상술한 제3 액추에이터(250)의 로드(252)는 코일 포켓(220)에 수납된 코일(C)을 코일 포켓(220)의 안쪽방향으로 밀어붙여 코일(C)을 고정하는 것이다.

상술한 바와 같이 코일 클램프 유닛(200)은 제2, 제3 액추에이터(240)(250)의 복합적인 작용에 의해 코일 포켓(220)에 수납된 코일(C)을 고정하거나 고정 해제하는 것이다.

코일 클램프 유닛(200)에 의해 고정된 코일(C)은 코일 포밍 유닛(300)에 의해 성형되고 이는 첨부도면 도 4, 도 7, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일을 성형하도록 하는 코일 포밍 유닛(300)을 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 코일 포밍 유닛(300)은 프레임 유닛(100)의 한쪽에 포밍 휠(330)이 설치되고, 메인 샤프트(100)의 단부에는 포밍 보스(302)가 회전 가능하게 설치되며, 포밍 보스(302)에는 포밍 프레임(310)과 제3 브래킷(312)이 형성된다.

또한, 상술한 제3 브래킷(312)에는 제4 액추에이터(320)가 제5축(324)을 중심으로 선회가능하게 설치되고, 제4 액추에이터(320)의 로드는 제4축(322)을 중심으로 선회가능하게 프레임 유닛(100)의 한쪽에 설치된다.

즉, 상술한 제4 액추에이터(320)가 구동되면 상술한 제4 액추에이터(320)의 로드는 신장 또는 수축하고 이로써 상술한 포밍 보스(302)가 회전하여 포밍 프레임(310)을 세우거나 눕히게 된다.

또한, 상술한 포밍 프레임(310)에는 제5 액추에이터(350)가 설치되고, 상술한 제5 액추에이터(350)의 로드에는 포밍 블록(352)이 구비되며, 상술한 포밍 블록(352)은 상술한 포밍 흴(340)을 향하여 선형운동을 한다.

한편, 상술한 포밍 블록(352)은 상술한 포밍 프레임(310)의 자세에 상관없이 항상 포밍 휠(330)의 중심을 향하여 선형운동을 하는 것이다.

또한, 상술한 포밍 휠(330)의 한쪽에는 포밍 가이드 웨이(332)가 원호 형상으로 형성되고, 상술한 포밍 프레임(310)의 한쪽에는 팔로우 유닛(334)이 설치되며, 상술한 팔로우 유닛(334)은 상술한 포밍 가이드 웨이(332)에 삽입되어 상술한 포밍 프레임(310)의 자세가 세워지거나 눕혀지는 자세로 변할 때에 포밍 휠(330)과 포밍 프레임(310)간의 임의의 흔들림을 방지하여 안정화에 도움을 주게 된다.

또한, 상술한 포밍 프레임(310)의 한쪽에는 블록 가이드(354)가 더 설치될 수 있고, 블록 가이드(354)에는 상술한 포밍 블록(352)이 설치될 수 있으며, 이로써 상술한 포밍 블록(352)이 선형 운동할 때에 임으로 유동되지 않고 안정된 선형 운동을 담보할 수 있게 된다.

한편, 상술한 포밍 블록(352)은 코일(C)과 닿는 쪽의 표면이 곡률을 갖는 것일 수 있고, 이로써 코일(C)이 곡률을 갖도록 성형될 때에 포밍 블록(352)과 코일(C)이 접촉하는 면에 마찰 또는 접촉으로 인한 저항을 줄일 수 있어 코일(C)이 비정상적으로 변형되는 것을 방지할 수 있다.

코일(C)의 성형이 완료된 이후에는 코일(C)의 단부를 절단하여 코일(C)의 단부를 가지런하게 정렬하게 되고 이는 도 12를 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 성형이 완료된 코일을 절단하도록 하는 코일 절단 유닛(400)을 설명하기 위한 도면이다.

코일 절단 유닛(400)은 프레임 유닛(100)의 고정 플레이트(106)에 제6 축(412)을 중심으로 회전가능하게 설치된다.

상술한 코일 절단 유닛(400)은 커팅 프레임(410)이 상술한 제6 축(412)을 중심으로 회전가능하게 설치되고, 상술한 고정 플레이트(106)의 한쪽에는 제7 축(416)을 중심으로 회전 가능하도록 제6 액추에이터(414)가 설치된다.

즉, 상술한 제6 액추에이터(414)의 구동에 의해 상술한 커팅 프레임(410)은 세워지거나 경사진 형태로 변화될 수 있는 것이다.

또한, 상술한 커팅 프레임(410)의 상측에는 승강 가능하도록 커터(432)가 설치되고, 커터(432)는 구동 모터(430)에 의해 구동될 수 있다.

또한, 상술한 커터(432)의 승강은 상술한 커팅 프레임(410)의 한쪽에 설치되는 승강 유닛(420)에 의해 구현될 수 있다.

상술한 승강 유닛(420)은 커팅 프레임(410)의 한쪽에 설치되는 액추에이터(422)와 상술한 커팅 프레임(410)의 한쪽에 설치되어 승강을 안내하는 승강 가이드 유닛(424)과 상술한 커터(432)가 설치되는 승강 바디(426) 및 상술한 승강 바디(426)의 한쪽에 설치되고 상술한 액추에이터(422)의 로드에 고정되는 승강 브래킷(428)을 포함하여 구성된다.

즉, 액추에이터(422)가 구동하면 액추에이터(422)의 로드가 상술한 승강 브래킷(428)을 이동시키고 따라서 승강 브래킷(428)은 상술한 커터(432)를 승강시키게 된다.

한편, 상술한 커터(432)의 주변에는 커버(434)가 구비될 수 있고, 이로써 커버(434)는 상술한 커터(432)의 전반을 보호하고 커터(432)의 일부만 노출되어 안전사고의 위험을 방지하게 된다.

다른 한편으로, 상술한 코일 커팅 유닛(400)의 한쪽에는 절삭 칩 포집 유닛(450)이 더 구비될 수 있고, 이로써 코일 커팅 유닛(400)에 의해 코일(C)이 절단될 때에 발생하는 절삭칩은 임의로 비산되지 않고 절삭 칩 포집 유닛(450)에 의해 포집되어 코일(C)을 성형하는 작업장이 오염되는 것을 방지하게 된다.

상술한 절삭 칩 포집 유닛(450)은 진공청소기의 비슷한 원리로 작용하는 것으로 코일(C)이 커팅 되는 위치에 칩 브래킷(452)을 설치하여 진공압력이 소실되는 것을 최소화하며, 일측의 노즐에서 공기압이 작용하고, 그러한 공기압에 의해 절삭칩은 포켓으로 흡착되어 포집되는 것이다.

상술한 절삭 칩 포집 유닛(450)은 알려진 기술을 이용하는 것으로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

이하 코일(C)을 성형할 때에 코일(C)이 소정의 곡률을 갖도록 하는 포밍 휠(330)의 구성을 첨부도면 도 13 내지 도 17을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 포밍 휠(330)을 설명하기 위한 도면이고, 도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일의 곡률 구간을 성형하도록 하는 치공구를 설명하기 위한 도면이며, 도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일의 선형 구간을 성형하도록 하는 치공구를 설명하기 위한 도면이다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 포밍 휠(330)은 외경에 포밍 치공구(340)가 구비되고, 상술한 포밍 치공구(340)는 성형될 코일(C)의 종류에 따라 다양한 모양과 크기로 제공될 수 있으며, 특정한 코일(C)을 성형할 때에 특정한 포밍 치공구(340)가 선택된다.

좀 더 상세하게는, 포밍 치공구(340)는 코일(C)의 곡률구간(R)에 이용되는 곡률 포밍 치공구(342), 코일(C)의 선형구간(La)(Lb)에 이용되는 선형 포밍 치공구(346) 및 코일(C)을 절단할 때 이용되는 제1, 제2 보조치공구(3481)(3482)와 제1, 제2 치공구 블록(3482a)(3482b)로 구분되어 제공될 수 있고, 성형하고자 하는 코일(C)에 적합한 포밍 치공구(340)를 선택하여 사용하게 된다.

상편 상술한 제1 보조 치공구(3481)는 상술한 외경면(344a)에 설치되고 외경에 곡률이 형성되는 것이다.

먼저, 코일(C)의 곡률 구간(R)을 성형하는 데에 이용되는 포밍 치공구(340)를 첨부도면 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다.

도 14 및 도 15에 나타낸 포밍 치공구(342)는 내경면(344b)의 중심(ob)과 외경면(344a)의 중심(oa)이 서로 다르며, 특히 외경면(344a)의 중심(oa)은 내경면(344b)의 중심(ob)보다 아래쪽에 위치한다.

또한, 외경면(344a)의 중심(oa)은 내경면(344b)의 중심(ob)보다 외경면(344a)의 외측 방향, 즉 상기 코일(C)이 상기 포밍 휠(330)에 배치되는 방향을 기준으로 상기 코일(C)의 코너 곡률 구간(Rc)쪽 방향에 위치하는 것이다.

한편, 외경면(344a)의 중심(oa)과 내경면(344b)의 중심(ob)은 2차원 좌표로 표현할 경우 수직방향의 수직성분(y)과 수평방향의 수평성분(x)로 표현될 수 있는데, 수평성분(x)의 차이로 인하여 코일(C)이 성형될 때에 성형되는 포밍 변위(d1)(d2)가 달라질 수 있다.

좀 더 상세하게는, 도 14에 나타낸 곡률 포밍 치공구(342)의 수평성분(x)은 도 15에 나타낸 곡률 포밍 치공구(342)의 수평성분(x)보다 크므로, 도 14에 나타낸 곡률 포밍 치공구(342)의 코일 포밍 변위(d1)는 도 15에 나타낸 곡률 포밍 치공구(342)의 코일 포밍 변위(b2)보다 클 수 있다.

즉, 스프링 백을 고려하여 코일(C)을 성형할 수 있는 것이고, 성형이 완료된 후에 코일(C)이 갖는 곡률은 발전기 로터의 설계대로 제작될 수 있는 것이다.

한편, 코일(C)의 곡률구간(R)의 외측에는 소정의 선형구간(La)(Lb)이 형성되는데, 이는 첨부도면 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한다.

도 16에 나타낸 포밍 치공구(340)는 선형 포밍 치공구(346)로서 곡률구간의 곡률은 외경면(344a)의 중심(oa)과 내경면(344b)의 중심(ob)이 일치하고, 상측일부에는 수평구간(346a)이 형성되는 것이다.

또한, 도 17에 나타낸 바와 같이, 선형 포밍 치공구(346)의 외측에는 제1, 제2 보조 치공구(3481)(3482)가 이용될 수 있는데, 제1 보조 치공구(3481)는 곡률을 갖는 것이고, 외경면의 중심(oa)과 내경면의 중심(ob)이 일치한다.

또한, 상술한 제2 보조 치공구(3482)는 일부에 선형구간(w)이 형성되며, 선형구간(w)은 스프링 백을 고려하여 수평보다 낮은 경사 각도를 갖고, 이로써 코일(C)이 제2 보조 치공구(3482)를 이용하여 성형되었을 때에 선형구간(La)(Lb)으로 성형된 부분이 스프링 백 현상으로 인하여 복귀되더라도 복귀 완료된 선형구간(La)(Lb)이 수평을 이룰 수 있도록 한 것이다.

또한, 상술한 제1, 제2 보조 치공구(3481)(3482)의 높이(h)와 선형구간(w)의 길이는 서로 다르게 복수 개로 제공될 수 있고, 코일(C)이 배치될 위치에 따라 특정한 제1, 제2 보조 치공구(3481)(3482)가 선택되어 이용될 수 있다.

좀 더 상세하게는, 발전기 로터(10)의 중심에서 가까운 곳에 배치되는 코일(C)은 선형구간(La)(Lb)이 짧게 성형되고, 발전기 로터(10)의 중심에서 먼 곳에 배치되는 코일(C)은 선형구간(La)(Lb)이 길게 성형되는 것일 수 있다.

한편, 발전기 로터(10)의 중심에서 가까운 곳에 배치되는 코일(C)은 외경 곡률이 작도록 상술한 제1, 제2 보조 치공구(3481)(3482)의 높이(h)가 낮은 것이 선택될 수 있고, 발전기 로터(10)의 중심에서 먼 곳에 배치되는 코일(C)은 외경 곡률이 크도록 상술한 제1, 제2 보조 치공구(3481)(3482)의 높이(h)가 높은 것이 선택될 수 있다.

복수 개의 코일(C)을 곡률을 갖도록 성형하면, 성형이 완료된 후에는 각각의 코일(C)의 단부위치가 제각각일 수 있는데, 이때에는 코일 커팅 유닛(400)을 이용하여 커팅하게 되고, 코일(C)을 절단할 때에도 포밍 치공구(340)가 이용되며 이는 첨부도면 도18을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일 포밍 머신에서 코일의 단부를 절단할 때에 이용되는 치공구를 설명하기 위한 도면이다.

코일(C)이 절단되는 부분은 상술한 선형구간(La)(Lb)의 일부가 절단되는 것이므로 코일 절단에 이용되는 선형 포밍 치공구(346)의 일부 구성을 공유하게 된다.

즉, 도 18에 나타낸 바와 같이, 포밍 휠(330)의 외측에 선형 포밍 치공구(346)가 배치되고, 선형 포밍 치공구(346)의 외측에 제1 보조 치공구(3481)가 설치되며, 선형 포밍 치공구(346)의 선형구간(346a)에는 커터(432)의 일부가 통과할 정도의 간격(S)이 유지되도록 제1, 제2 치공구 블록(3482a)(3482b)이 제공된다.

한편, 상술한 제1, 제2 치공구 블록(3482a)(3482b)의 높이(h)와 선형구간(w)의 길이는 서로 다르도록 복수개로 제공될 수 있고, 코일(C)이 배치될 위치에 따라 특정한 제1, 제2 치공구 블록(3482a)(3482b)이 선택되어 이용될 수 있다.

좀 더 상세하게는, 발전기 로터(10)의 중심에서 가깝고 먼 위치에 따라 코일(C)의 선형구간(La)(Lb)의 길이와 곡률구간(R)의 곡률이 달라질 수 있으므로 해당 코일(C)의 형태에 적합한 특정한 제1, 제2 치공구 블록(3482a)(3482b)이 선택되는 것이다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 로터용 코일의 코일 포밍 머신(A)에서 코일(C)이 성형되는 과정을 첨부도면 도 19를 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일의 코일 포밍 머신(A)에서 코일(C)의 성형 과정과 성형이 완료 된 코일을 설명하기 위한 도면이다.

도 19의 (a) 내지 (g)는 코일(C)이 곡률구간(R)과 선형구간(La)(Lb)이 성형되는 과정을 순차적으로 나타낸 것이다.

먼저, 코일(C)의 곡률구간(R)이 될 부분은 포밍 휠(330)과 닿을 수 있도록 배치하고, 코일 클램프 유닛(200)에 코일(C)을 고정한다.

이후, 코일 포밍 유닛(300)에 의해 코일(C)을 포밍 휠(330)쪽으로 가압하면서 성형하게 되며, 가장 바깥쪽의 코일(C)에는 포밍 블록(352)이 닿고, 이때 코일(C)의 압착 전과 압착 후의 표면은 변화될 수 있지만, 포밍 블록(352)의 표면은 곡률을 갖는 것으로 코일(C)의 표면 변화에 능동적으로 대응할 수 있고 이로써 코일(C)이 비정상적으로 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 코일 포밍 유닛(300)은 수회에 걸쳐 코일(C)을 압착하게 되는데, 코일 포밍 유닛(300)은 초기에는 눕혀진 자세에서부터 세워지는 자세로 변화하는 동안에 제5 액추에이터(350)는 신장과 수축 작용을 반복하게 되는 것이다.

또 다른 한편으로, 코일 포밍 유닛(300)의 각도 자세가 변화하는 것은 제어될 수 있고 이는 코일 포밍 유닛(300)의 도그(360)와 센서(362)에 의해 구현될 수 있으며, 예를 들어 작업자가 소망하는 각도 간격으로 상술한 코일 포밍 유닛(300)을 세워가며 코일(C)을 성형할 수 있다.

상술한 소망하는 각도 간격은 예를 들어 3도 내지 15도 일 수 있고, 각도가 세분화될수록 코일(C)의 곡률 구간(R)은 정교하게 성형되는 것이고, 각도 분할이 커질수록 코일(C)을 압착하는 횟수를 줄일 수 있게 된다.

한편, 도 19에서는 코일(C)의 개수를 7개로 나타내었지만, 이는 하나의 예를 보인 것이고, 코일(C)을 1개 내지 10개까지 또는 그 이상의 개수의 코일(C)을 복수를 한꺼번에 성형할 수 있다.

다른 한편으로, 코일(C)이 코일 클램프 유닛(200)에 고정된 상태에서 선회 바디(120)는 소정의 각도를 선회될 수 있고, 이는 제1 액추에이터(130)에 의해 구현되며, 곡률 구간(R)이 짧은 코일(C)을 성형할 때에는 선회 바디(120)의 돌려지는 각도가 커지고, 곡률 구간(R)이 긴 코일(C)을 성형할 때에는 선회 바디(120)의 돌려지는 각도가 상대적으로 낮게 설정되는 것이다.

다른 한편으로, 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 로터용 코일의 코일 포밍 머신(A)은 대칭되는 구성으로 복수 개가 제공될 수 있고, 이로써 코일(C)의 양측의 곡률구간(R)을 한꺼번에 성형할 수 있으며 이는 첨부도면 도 20을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 로터용 코일의 코일 포밍 머신(A)의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 20에 나타낸 바와 같이, 코일 포밍 머신(A)은 좌우 양측에 이격되게 배치하고, 어느 한쪽의 제1 코일 포밍 머신(A-1)은 레일 프레임(510)에 고정하며, 다른 한쪽의 제2 코일 포밍 머신(A-2)은 상술한 레일 프레임(510)에서 활주 가능하게 구성된다.

상술한 제2 코일 포밍 머신(A-2)의 활주 가능한 구성은 알려진 기술을 이용하는 것으로, 일례로서 바퀴, 롤러, 슬라이더, LM(liner motion)유닛 등이 이용될 수 있다.

한편, 상술한 레일 프레임(510)의 한쪽에는 상술한 활주될 제2 코일 포밍 머신(A-2)을 이송하도록 하는 이송 유닛(500)이 구비될 수 있다.

상술한 이송 유닛(500)은 상술한 제2 코일 포밍 머신(A-2)의 한쪽에 이송 너트 블록(520)이 설치되고, 상술한 레일 프레임(510)의 한쪽에 이송 스크루 샤프트(530)를 설치하며, 상술한 이송 스크루 샤프트(530)는 상술한 이송너트 블록(520)과 나사 결합되고 이송 구동 모터(540)에 의해 회전 구동되는 구성이다.

즉, 이송 구동 모터(540)의 구동에 의해 상술한 활주될 제2 코일 포밍 머신(A-2)은 선형 이동되는 것이고, 이때 고정된 제1 코일 포밍 머신(A-1)과 활주될 제2 코일 포밍 머신(A-2)간의 거리는 성형될 코일(C)의 크기에 따라 결정될 수 있다.

예를 들어 발전기의 용량이 큰 경우에는 발전기 로터의 크기가 크므로 코일(C)의 길이가 길 것이고, 이러한 경우에 고정된 제1 코일 포밍 머신(A-1)과 활주될 제2 코일 포밍 머신(A-2)간의 거리는 멀리 띄워 놓게 되는 것이다.

한편, 상술한 고정된 제1 코일 포밍 머신(A-1)과 활주될 제2 코일 포밍 머신(A-2)간의 거리는 멀 경우에는 코일(C)의 중간 부분에서 처짐 현상이 발생할 수 있는데, 이러한 처짐 현상을 방지하기 위하여 코일 서포터 유닛(600)을 더 구비할 수 있다.

상술한 코일 서포터 유닛(600)은 코일(C)의 길이에 따라 복수 개로 배치될 수 있고, 이로써 코일(C)의 특정한 부분이 비정상적으로 처지거나 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 코일 포밍 머신은 발전기 로터에 배치될 코일을 제작하는 데에 이용될 수 있고, 특히 발전기 로터에서 코일(C)이 배치될 위치마다 곡률구간(R)의 길이, 곡률 반경, 선형구간의 길이 등이 제각각일 수 있는데, 이러한 복잡하고 다양한 여러 종류의 코일(C)을 적정하게 성형할 수 있는 것이다.

특히, 코일(C)은 스프링 백(spring back)을 고려하여 곡률구간(R)과 선형구간(La)(Lb)을 성형함으로써 발전기 로터(10)에 코일(C)을 배치할 때에 코일(C)이 어긋나거나 삐뚤어지지 않고 안정되게 곧은 자세로 배치될 수 있고, 나아가 양쪽의 제1, 제2 코일 그룹(Ca)(Cb)에 배치된 C형 코일(C)을 조합하여 온전한 하나의 코일로 형성할 수 있으며 이로써 더욱 고품질의 발전기를 제작할 수 있게 되는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 코일 포밍 머신은 발전기 로터에 배치될 코일을 제작하는 데에 이용될 수 있다.

C: 코일 Ca, Cb: 제1, 제2 코일 그룹
Ci: 내측 코일 그룹 Co: 외측 코일 그룹
Rc: 코너 곡률 구간 R: 곡률 구간
La, Lb: 선형 구간 10: 발전기 로터
A: 코일 포밍 머신
100: 프레임 유닛 102: 가이드 웨이
104: 제1 베어링 하우징 106: 고정 플레이트
110: 메인 샤프트 112: 고정너트
120: 선회 바디
122, 124, 312: 제1, 제2, 제3 브래킷
130, 240, 250, 320, 350, 414: 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 액추에이터
132: 스크루
134, 232, 242, 322: 제1, 제2, 제3, 제4 축
324, 412, 416, 418: 제5, 제6, 제7, 제8 축
136: 제2 베어링 하우징 138: 너트 블록
140: 바디 클램프 유닛 141: 보스
142: 슬리브 143: 볼트 샤프트
144: 실린더 블록 145: 압력 포트
146: 피스톤 블록 147: 챔버
200: 코일 클램프 유닛 210: 클램프 바디
220: 코일 포켓 230: 바이스 프레임
244: 포켓 블록 252: 로드
300: 코일 포밍 유닛 302: 포밍 보스
310: 포밍 프레임 330: 포밍 휠
332: 포밍 가이드 웨이 334: 팔로우 유닛
340: 포밍 치공구 342: 곡률 포밍 치공구
344a: 외측 표면 344b: 내측 표면
346: 선형 포밍 치공구 3481, 3482: 제1, 제2 보조 치공구
3482a, 3482b: 제1, 제2 치공구 블록
352: 포밍 블록 354: 블록 가이드
360: 도그 362: 센서
400: 커팅 유닛 410: 커팅 프레임
420: 승강 유닛 422: 액추에이터
424: 승강 가이드 유닛 426: 승강 바디
428: 승강 브래킷 430: 구동 모터
432: 커터 434: 커버
450: 절삭 칩 포집 유닛
500: 이송 유닛 510: 레일 프레임
520: 이송 너트 블록 530: 이송 스크루 샤프트
540: 이송 구동 모터 600: 코일 서포터 유닛

Claims (23)

1. 메인 샤프트(110)가 회전가능하게 설치되는 프레임 유닛(100);
   상기 메인 샤프트(110)에 설치되고 코일(C)이 배치되며 상기 프레임 유닛(100)의 한쪽에서 회전유동 방지되도록 고정되는 코일 클램프 유닛(200); 및
   상기 프레임 유닛(100)의 한쪽에 포밍 휠(330)이 설치되고 상기 메인 샤프트(110)의 한쪽에 상기 포밍 휠(330)을 향하여 선형 운동하도록 포밍 블록(352)이 설치되며 상기 포밍 휠(330)에 상기 코일(C)의 일부가 배치되고 상기 포밍 블록(352)이 상기 코일(C)을 가압하여 상기 코일(C)을 성형하도록 하는 코일 포밍 유닛(300);
   을 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 메인 샤프트(110)의 외경에 설치되는 선회 바디(120);
   상기 선회 바디(120)의 한쪽에 형성된 제1 브래킷(122);
   상기 제1 브래킷(122)의 한쪽에 배치되는 너트 블록(138);
   상기 너트 블록(138)에 나사 결합되는 스크루(132); 및
   상기 프레임 유닛(100)의 한쪽에 설치되어 상기 스크루(132)를 회전 구동하여 상기 선회 바디(120)를 선회시키도록 하는 제1 액추에이터(130);
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 액추에이터(130)는 수치제어가 가능한 서보모터인 것을 특징으로 하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 메인 샤프트(110)의 외경에 설치되는 선회 바디(120);
   상기 선회 바디(120)의 한쪽에 형성된 제2 브래킷(124); 및
   상기 제2 브래킷(124)의 한쪽에 설치되어 상기 선회 바디(120)를 상기 프레임 유닛(100)에 고정하도록 하는 바디 클램프 유닛(140);
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 바디 클램프 유닛(140)은,
   상기 프레임 유닛(100)의 한쪽에 상기 메인 샤프트(110)와 동심에 원호 형상으로 형성된 가이드 웨이(102);
   상기 제2 브래킷(124)에 형성된 보스(141);
   상기 보스(141)의 내경에 구비되는 슬리브(142);
   상기 슬리브(142)에 삽입되고 일측이 상기 가이드 웨이(102)를 관통되어 축방향으로 유동이 방지되는 볼트 샤프트(143);
   상기 볼트 샤프트(143)의 한쪽에 체결되는 피스톤 블록(146); 및
   상기 피스톤 블록(146)의 외측에 배치되고 상기 슬리브(142)의 한쪽에 배치되며 상기 피스톤 블록(146)에 유압 또는 공압을 작용하여 상기 볼트 샤프트(143)에 발생하는 인장력에 의해 상기 선회 바디(120)를 상기 프레임 유닛(100)에 고정하도록 하는 실린더 블록(144);
   을 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 코일 클램프 유닛(200)은
   상기 메인 샤프트(110)의 외경에 설치되는 선회 바디(120);
   상기 선회바디(120)의 한쪽에 설치되고 일측에 상기 코일(C)을 수납하도록 하는 코일 포켓(220)이 형성된 클램프 바디(210);
   상기 클램프 바디(210)의 한쪽에 설치되어 상기 코일 포켓(220)에 수납된 상기 코일(C)을 상기 코일 포켓(220)의 내면에 밀착시키도록 하는 바이스 프레임(230);
   상기 클램프 바디(210)의 한쪽에 설치되어 상기 바이스 프레임(230)을 가동시키는 제2 액추에이터(240); 및
   상기 바이스 프레임(230)의 한쪽에 설치되어 상기 코일 포켓(220)에 수납된 상기 코일(C)을 상기 코일 포켓(220)의 내면에 밀착시키도록 하는 제3 액추에이터(250);
   를 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 코일 포켓(220)의 한쪽에 배치되고 상기 코일(C)의 코너 곡률 구간(Rc)과 곡률 구간(R)의 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 코일(C)이 상기 코일 클램프 유닛(200)에 고정될 때에 상기 코일(C)이 정자세로 정렬되도록 하는 코일 정렬 블록(244);
   을 더 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 코일 포밍 유닛(300)은,
   상기 메인 샤프트(110)의 한쪽에 회전가능하게 설치되는 포밍 보스(302);
   상기 포밍 보스(302)의 한쪽에 형성된 제3 브래킷(312);
   상기 제3 브래킷(312)에 설치되고 로드가 상기 프레임 유닛(100)의 한쪽에 설치되어 상기 포밍 보스(302)를 선회 작용하도록 하는 제4 액추에이터(320);
   상기 포밍 보스(302)의 다른 한쪽에 형성된 포밍 프레임(310); 및
   상기 포밍 프레임(310)에 설치되어 상기 포밍 블록(352)을 상기 포밍 휠(330)쪽으로 진퇴 작용하도록 하는 제5 액추에이터(350);
   를 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 포밍 프레임(310)의 한쪽에 설치되어 상기 포밍 블록(352)의 선형 운동을 안내하도록 하는 블록 가이드(354);
   를 더 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
   
10. 제 1항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 포밍 블록(352)은 상기 코일(C)과 접하는 쪽의 표면은 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
11. 제 1항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 포밍 휠(330)의 한쪽 측면에 형성된 포밍 가이드 웨이(332); 및
    상기 포밍 프레임(310)의 한쪽에 설치되어 상기 포밍 가이드 웨이(332)에서 활주하여 상기 포밍 프레임(310)의 임의 유동을 방지하도록 하는 팔로우 유닛(334);
    을 더 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 포밍 휠(330)의 외경에 배치되어 상기 코일(C)의 곡률 구간(R) 또는 상기 코일(C)의 선형구간(La)(Lb)을 성형하도록 하는 포밍 치공구(340);
    를 더 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
13. 제 12항에 있어서,
    상기 포밍 치공구(340)는, 외경면(344a)의 중심(oa)은 내경면(344b)의 중심(ob)에서 편심된 곡률 포밍 치공구(342);인 것을 특징으로 하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
14. 제 13항에 있어서,
    상기 외경면(344a)의 중심(oa)은 상기 내경면(344b)의 중심보다 낮고,
    상기 코일(C)이 상기 포밍 휠(330)에 배치되는 방향을 기준으로 상기 코일(C)의 코너 곡률 구간(Rc)쪽 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
15. 제 12항에 있어서,
    상기 포밍 치공구(340)는,
    외경면(344a)의 중심(oa)은 내경면(344b)의 중심(ob)이 일치하고, 상측에 수평구간(346a)이 형성된 선형 포밍 치공구(346);
    상기 외경면(344a)에 설치되고 외경에 곡률이 형성되는 제1 보조 치공구(3481); 및
    상기 수평구간(346a)에 설치되고 상부 일측에 경사 각도를 갖도록 선형구간(W)이 형성된 제2 보조 치공구(3482);
    을 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
16. 제 15항에 있어서,
    상기 제1, 제2 보조 치공구(3481)(3482)는
    선형구간(w)의 길이와 선형구간의 높이(h)가 서로 다른 복수 개가 제공되는 것을 특징으로 하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서,
    상기 제2 보조 치공구(3482)는 간격(S)이 유지되도록 제1 치공구 블록(3482a)과 제2 치공구 블록(3482b)으로 분할되어 제공되는 것을 특징으로 하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
18. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임 유닛(100)의 상측에 설치되어 상기 코일(C)의 단부를 절단하도로고 하는 커팅 유닛(400);을 더 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
19. 제 18항에 있어서,
    상기 커팅 유닛(400)은,
    상기 프레임 유닛(100)의 상측에 배치되는 고정 플레이트(106);
    상기 고정 플레이트(106)의 상측에 선회가능하도로 설치되는 커팅 프레임(410);
    상기 고정 플레이트(106)의 한쪽에 설치되어 상기 커팅 프레임(410)을 각도 운동시키도록 하는 제6 액추에이터(414);
    상기 커팅 프레임(410)의 한쪽에 설치되어 커터(432)를 승강 운동하도록 하는 승강 유닛(420); 및
    상기 승강 유닛(420)에 설치되고 상기 코일(C)을 절단하도록 하는 커터(432);
    를 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
20. 제 19항에 있어서,
    상기 승강 유닛(420)은,
    상기 커팅 프레임(410)의 한쪽에 설치되어 상기 커터(432)의 승강운동을 안내하도록 하는 승강 가이드 유닛(424);
    상기 승강 가이드 유닛(424)에 설치되어 승강되는 승강 바디(426);
    상기 승강 바디(426)에 설치되어 상기 커터(432)를 구동하는 구동 모터(430); 및
    상기 커팅 프레임(410)에 설치되어 상기 승강 바디(426)를 승강하도록 하는 액추에이터(422);
    를 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
21. 제 18항에 있어서,
    상기 커팅 유닛(400)의 한쪽에 설치되어 상기 코일(C)이 절단될 때에 발생하는 절삭칩을 포집하도록 하는 절삭 칩 포집 유닛(450);
    을 더 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
22. 레일 프레임(510);
    상기 레일 프레임(510)의 한쪽에 고정 설치되고 상기 청구항 제1항의 구성으로 구성된 제1 코일 포밍 머신(A-1);
    상기 레이 프레임(510)에서 활주 가능하게 설치되는 상기 청구항 제1항의 구성으로 구성된 제2 코일 포밍 머신(A-2);
    상기 제2 코일 포밍 머신(A-2)의 한쪽에 설치된 이송 너트 블록(520);
    상기 이송 너트 블록(520)에 나사 결합되는 이송 스크루 샤프트(530); 및
    상기 레일 프레임(510)의 한쪽에 설치되어 상기 이송 스크루 샤프트(530)를 회전 구동시켜 상기 제2 코일 포밍 머신(A-2)을 이동시키는 이송 구동 모터(540);
    를 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    
23. 제 22항에 있어서,
    상기 제1 코일 포밍 머신(A-1)과 상기 제2 코일 포밍 머신(A-2)의 사이에 배치되어 상기 코일(C)의 처짐을 방지하도록 하는 코일 서포터 유닛(600);
    을 더 포함하는 발전기 로터용 코일 포밍 머신.
    

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