KR20150004862A - 에지 와이즈 코일 권선 방법 및 권선 장치 - Google Patents

에지 와이즈 코일 권선 방법 및 권선 장치 Download PDF

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Abstract

비교적 저렴하고 가이드 교환의 수고를 줄일 수 있는 에지 와이즈 코일 권선 방법 및 권선 장치의 제공에 있어서, 평각 도체(D)를 구부림 지그(152)의 회전 중심에 대해 어긋난 위치에 회전 중심을 갖는 가이드 바(111)를, 구부림 지그(152)로 구부러진 평각 도체(D)의 측면에 접촉시키고, 구부림 지그(152)가 평각 도체(D)를 구부리는 동작에 맞추어 가이드 바(111)가 회전하고, 가이드 바(111)로 구부림 지그(152)의 회전 방향측의 코일(30)의 외측면을 지지한다.

Description

에지 와이즈 코일 권선 방법 및 권선 장치 {METHOD FOR WINDING EDGEWISE COIL AND WINDING DEVICE}
본 발명은 스테이터 등에 사용하는 코일의 제조 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 상세하게는, 평각 도체를 에지 와이즈 구부림 가공하여 코일을 형성하는 데 있어서, 평각 도체를 지지함으로써 코일의 변형을 방지하는 기술에 관한 것이다.
최근에는, 하이브리드카나 전기 자동차 등, 구동에 모터를 사용한 자동차의 개발이 왕성하게 되어 오고 있다. 그러나, 구동에 모터를 사용하는 경우에는, 지금까지 이상으로 모터의 소형화 및 고출력화가 요구된다. 종래의 모터는, 환선을 권회하여 형성한 코일을 사용한 것이 주류였지만, 자동차의 구동에 사용하기 위해 소형화 및 고출력화가 요구됨으로써, 직사각형 단면을 갖는 평각선을 사용한 코일을 모터에 사용하는 것이 검토되고 있다. 평각선을 사용함으로써 고정자의 점적률이 향상되어 고출력화에 유리해지기 때문이다.
특허문헌 1에는 에지 와이즈 코일의 권선 방법 및 권선 장치에 대한 기술이 개시되어 있다. 미리 설정한 길이마다 송출되는 평각선의 절곡 부분을 절곡 수단으로서의 메인 클램프의 지지점 부재와 벤더에 의해 보유 지지하고, 절곡 수단에 연결되는 평각선의 공급측을 고정한 상태에서, 벤더를 시점 부재 주위로 회전시킴으로써 보유 지지한 평각선을 절곡하여, 에지 와이즈 코일을 형성한다. 이때에, 형성되는 에지 와이즈 코일의 내주측에 코일 가이드를 결합시켜, 평각선의 송출 동작에 의한 에지 와이즈 코일의 이동에 추종하여 코일 가이드를 이동시킨다. 그리고, 절곡 동작에 수반하여 코일 가이드를 회전시키면서 이동하는 에지 와이즈 코일의 이동에 추종시켜 코일 가이드를 회전시키면서 이동시키고 있다. 이와 같이 함으로써, 코일 권회 시에 발생하는 코일의 흔들림이나 진동을 억제할 수 있다.
일본 특허 출원 공개 제2009-302245호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시되는 장치를 사용하여 코일을 형성하기 위해서는 이하에 설명하는 과제가 있다고 생각된다.
코일을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에, 코일의 내경측을 보유 지지하는 구성을 취하면, 코일마다 가이드의 형상을 바꿀 필요가 있고, 또한 절차 변경을 필요로 한다. 또한, 코일을 직사각형이 되도록 권회하기 위해, 코일의 긴 변과 코일의 짧은 변을 형성할 때에 다른 움직임을 필요로 하므로, 결과적으로 가이드도 복잡한 동작을 필요로 한다. 구체적으로는 인벌류트 곡선을 그리도록 회전 이동시키고, 또한 평각 도체의 이송에도 추종할 필요가 있으므로, 가이드를 동작시키기 위해 직행 2축과 회전 1축을 각각 독립 제어할 필요가 있다. 또한, 권회 속도를 높이기 위해 탠덤 드라이브화할 필요성도 생각된다. 따라서, 장치가 고가로 되고 절차 변경 등의 수고가 발생하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해, 비교적 저렴하고 가이드 교환의 수고를 줄일 수 있는 에지 와이즈 코일 권선 방법 및 권선 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 의한 에지 와이즈 코일 권선 방법은 이하와 같은 특징을 갖는다.
(1) 평각 도체를 에지 와이즈 구부림 가공하는 구부림 수단에 의한 구부림 가공과, 상기 평각 도체를 소정 거리 이송하는 이송 수단에 의한 소정 거리 이송을 반복함으로써 코일을 형성하는 에지 와이즈 코일 권선 방법에 있어서, 상기 구부림 수단이 상기 평각 도체를 구부리는 동작에 맞추어, 회전 기구를 갖는 가이드를 회전시키고, 상기 가이드로, 상기 코일의 외측면이며 상기 구부림 수단의 회전 방향측을 지지하는 것을 특징으로 한다.
상기 (1)에 기재된 형태에 의해, 회전 기구를 갖는 가이드에 의해, 코일의 외측면을 지지한다. 그 결과, 구부림 수단에 의해 권회될 때에 작용하는 관성에 의해 발생하는 코일의 변형을 억제하는 것이 가능해진다. 이는, 가이드에 의해 구부림 수단의 회전 방향측의 코일 측면을 지지함으로써, 코일의 회전 방향측으로의 쓰러짐을 방지할 수 있고, 에지 와이즈 구부림 가공된 코일의 소성 변형을 방지하는 것이 가능해지기 때문이다. 이 가이드는 회전 기구만으로 코일의 지지를 실현하고 있고, 이 결과, 제어해야 할 구동 기구를 삭감하여, 결과적으로 권선 장치의 비용을 내리는 것이 가능해진다.
또한, 코일의 외측면을 지지하는 방법을 채용하고 있음으로써, 제조하는 코일의 형상이 바뀌었다고 해도 동일한 장치에 의한 대응이 가능하다. 즉, 특허문헌 1의 경우에 개시한 바와 같은 절차 변경이 불필요해진다. 이들의 효과가 얻어짐으로써, 결과적으로 코일의 비용 절감을 실현할 수 있는 제조 방법의 제공이 가능하다고 할 수 있다.
(2) (1)에 기재된 에지 와이즈 코일 권선 방법에 있어서, 상기 가이드는 상기 가이드의 회전 중심을 사이에 둔 대각에 제1 가이드와 제2 가이드를 갖고, 상기 코일이 갖는 각을, 에지 와이즈 구부림 가공되는 순으로 제1 각, 제2 각, 제3 각 및 제4 각으로 하면, 상기 구부림 수단에 의해, 상기 제1 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때와, 상기 제2 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에 상기 제1 가이드로 상기 코일의 상기 외측면을 지지하고, 상기 구부림 수단에 의해, 상기 제3 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때와, 상기 제4 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에 상기 제2 가이드로 상기 코일의 상기 외측면을 지지하는 것이 바람직하다.
상술한 (2)에 기재된 형태에서는, 가이드를 제1 가이드 및 제2 가이드의 2개를 준비함으로써, 코일의 1턴분, 즉 4개의 구부림부를 형성할 때에 제1 가이드와 제2 가이드를 순서대로 사용하여 연속적으로 가이드하는 것이 가능하다. 이는, 예를 들어 제1 가이드가, 제1 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에는 90도 위치를 이동하고, 제2 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에는 90도 더 이동한다. 그런데, 구부림 수단은 항상 동일한 방향으로 90도 구부리는 작용을 반복하므로, 2번의 에지 와이즈 구부림에 의해 제1 가이드가 이동해 버리면, 다음의 제3 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에는 제1 가이드를, 약 180도 이동시킬 필요가 있어, 결과적으로 리드 타임을 필요로 한다.
그러나, 제1 가이드가 회전 중심의 대각에 제2 가이드를 구비하므로, 제2 가이드는 제1 가이드가 180도 이동한 단계에서, 이동하기 전의 제1 가이드와 동일한 위치에 있게 되고, 그 결과, 가이드를 회전 이동시키지 않고 계속해서 코일의 외측면을 가이드하는 것이 가능해진다. 따라서, 제1 가이드와 제2 가이드를 구비하고, 제1 가이드에 대해 제2 가이드는 회전 중심을 중심으로 하여 점대칭이 되는 위치에 배치됨으로써, 리드 타임에 공헌하는 것이 가능해진다.
(3) (2)에 기재된 에지 와이즈 코일 권선 방법에 있어서, 상기 가이드는 상기 구부림 수단의 회전 중심과 어긋난 위치에 상기 가이드의 회전 중심을 갖고, 상기 가이드의 회전 중심을 사이에 둔 대각에 제3 가이드와 제4 가이드를 구비하고, 상기 코일은 직사각형으로 권회되고, 상기 이송 수단은 상기 소정 거리 이송으로, 상기 직사각형의 긴 변 부분을 형성하는 긴 변 이송과, 상기 직사각형의 짧은 변 부분을 형성하는 짧은 변 이송을 행하고, 상기 제3 가이드 또는 상기 제4 가이드로, 상기 이송 수단으로 상기 평각 도체를 상기 짧은 변 이송하기 전에, 상기 코일의 외측면을 접촉시키고, 상기 이송 수단으로 상기 평각 도체를 짧은 변 이송하는 동작에 맞추어, 상기 제3 가이드 또는 상기 제4 가이드를 회전시킴으로써, 상기 이송 수단의 진행 방향측의 상기 코일의 외측면을 지지하는 것이 바람직하다.
상술한 (3)에 기재된 형태에서는, 제3 가이드와 제4 가이드는 짧은 변 이송을 할 때에 코일의 외측면을 지지하고 있으므로, 이송 수단에 의해 평각 도체를 소정 거리 이송할 때에도, 짧은 변 이송에 관해서는 변형을 억제할 수 있다. 또한, 구부림 수단의 회전 중심과 가이드의 회전 중심을 어긋나게 함으로써, 가이드와 코일의 간섭을 방지하고 있다. 또한, 긴 변 이송 시에는 짧은 변 이송에 대해 코일(30)이 변형되기 어려우므로, 짧은 변 이송 시에 지지할 수 있으면 코일의 변형은 억제된다고 생각된다.
(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 에지 와이즈 코일 권선 방법에 있어서, 상기 가이드에는 상기 코일을 지지하는 지지 플레이트가 구비되고, 상기 지지 플레이트는 상기 코일의 권회 중심에 대해 직교하는 면에 면하여 배치되는 것이 바람직하다.
상술한 (4)에 기재된 형태에서는, 지지 플레이트를, 코일의 권회 중심에 대해 직교하는 면, 즉 평각 도체를 권회하여 코일을 적층해 나갈 때의 상면에 면하여 배치한다. 그리고 코일이 쓰러질 것 같았던 경우에, 지지 플레이트에 의해 코일의 상면을 지지한다. 이 결과, 평각 도체를 구부림 수단으로 에지 와이즈 구부림 가공할 때나, 짧은 변 이송 및 긴 변 이송할 때에도, 코일의 변형을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 의한 권선 장치는 이하와 같은 특징을 갖는다.
(5) 평각 도체를 에지 와이즈 구부림하는 구부림 수단과, 상기 평각 도체를 소정 거리 이송하는 이송 수단을 구비하고, 코일을 형성하는 권선 장치에 있어서, 상기 구부림 수단으로 구부러진 상기 평각 도체에 의해 형성되는 상기 코일의 외측면에 접함으로써 상기 코일을 지지하는 가이드를 갖고, 상기 가이드는 상기 구부림 수단의 동작에 맞추어 회전 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 (5)에 기재된 형태에서는, 코일의 외측면을 지지하는 가이드에는 회전 기구가 구비되어 있고, 복잡한 움직임을 하는 코일을, 가이드를 회전시킴으로써 지지하는 것이 가능하게 되어 있다. 가이드는 구부림 수단에 의해 권회될 때에 작용하는 관성에 의해 발생하는 코일의 변형을 억제하는 것이 가능해진다. 코일은 구부림 수단의 작용에 의해 평각 도체가 에지 와이즈 구부림 가공될 때에, 평각 도체의 끝에 붙어 휘둘린다. 이 코일의 외측면을 가이드로 지지함으로써, 코일의 상부가 관성에 의해 흔들리는 것을 억제할 수 있어, 결과적으로 코일의 변형을 억제하는 것이 가능해진다.
이 가이드는 회전 기구로 동작하고, 코일에 추종시키는 것이 가능하므로, 권선 장치의 비용을 내리는 것이 가능해진다. 또한, 코일의 외측면을 가이드에 의해 지지하는 구성이고, 가이드의 위치는 회전 기구를 제어함으로써 결정되므로, 다른 형상의 코일을 형성하는 경우라도 절차 변경을 필요로 하지 않는다. 이것도, 권선 장치의 비용 절감에 공헌한다.
(6) (5)에 기재된 권선 장치에 있어서, 상기 가이드는 상기 가이드의 회전 중심을 사이에 둔 대각에 제1 가이드와 제2 가이드를 갖고, 상기 코일이 갖는 각을, 에지 와이즈 구부림 가공되는 순으로 제1 각, 제2 각, 제3 각 및 제4 각으로 하면, 상기 제1 가이드는 상기 구부림 수단이 상기 평각 도체를 에지 와이즈 구부림 가공하여 상기 제1 각 및 상기 제2 각을 형성할 때에, 상기 코일의 상기 외측면을 지지하고, 상기 제2 가이드는 상기 구부림 수단이 상기 평각 도체를 에지 와이즈 구부림 가공하여 상기 제3 각 및 상기 제4 각을 형성할 때에, 상기 코일의 상기 외측면을 지지하는 것이 바람직하다.
상기 (6)에 기재된 형태에서는, 가이드를 제1 가이드 및 제2 가이드의 2개를 준비함으로써, 코일의 1턴분, 즉 4개의 구부림부를 형성할 때에 제1 가이드와 제2 가이드를 순서대로 사용하여 연속적으로 가이드하는 것이 가능하다. 이는, 예를 들어 제1 가이드가, 제1 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에는 90도 위치를 이동하고, 제2 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에는 90도 더 이동한다. 그리고, 제1 가이드가 회전 중심의 대각에 제2 가이드를 구비하므로, 제2 가이드는 제1 가이드가 180도 이동한 단계에서, 이동하기 전의 제1 가이드와 동일한 위치에 있게 되어, 가이드를 회전 이동시키지 않고 계속해서 코일의 외측면을 가이드하는 것이 가능해진다. 따라서, 제1 가이드와 제2 가이드를 구비하고, 제1 가이드에 대해 제2 가이드는 회전 중심을 중심으로 하여 점대칭이 되는 위치에 배치됨으로써, 리드 타임에 공헌하는 것이 가능해진다.
(7) (6)에 기재된 권선 장치에 있어서, 상기 가이드는 상기 구부림 수단의 회전 중심과 어긋난 위치에 상기 가이드의 회전 중심을 갖고, 상기 가이드의 회전 중심을 사이에 둔 대각에 제3 가이드와 제4 가이드를 구비하고, 상기 이송 수단으로 행하는 상기 소정 거리 이송으로, 직사각형으로 권회되는 상기 코일의, 짧은 변 부분을 형성하는 짧은 변 이송 시에, 상기 제3 가이드 또는 상기 제4 가이드로 상기 이송 수단의 진행 방향측의 상기 코일의 외측면을 지지하는 것이 바람직하다.
상기 (7)에 기재된 형태에서는, 제3 가이드와 제4 가이드는 짧은 변 이송을 할 때에 코일의 외측면을 지지하고 있으므로, 이송 수단에 의해 이송할 때에도 코일의 가이드가 가능해지고, 평각 도체를 짧은 변 이송할 때에도, 코일의 변형을 억제할 수 있다.
(8) (5) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 권선 장치에 있어서, 상기 가이드에는 상기 코일을 지지하는 지지 플레이트가 구비되고, 상기 지지 플레이트는 상기 코일의 권회 중심에 대해 직교하는 면에 면하여 배치되고, 상기 지지 플레이트는 상기 코일의 상기 평각 도체를 적층하는 방향으로 이동하는 이동 기구를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상술한 (8)에 기재된 형태에서는, 지지 플레이트에 의해, 코일의 권회 중심에 대해 직교하는 면, 즉 평각 도체를 권회하여 코일을 적층해 나갈 때의 상면을 지지 플레이트에 의해 누르는 형태로 된다. 또한, 코일의 권회에 맞추어 이동 기구에 의해 지지 플레이트를 상승시킴으로써, 이 지지 플레이트의 위치를 적절하게 유지할 수 있다. 이 결과, 평각 도체를 구부림 수단으로 에지 와이즈 구부림 가공할 때나, 짧은 변 이송 및 긴 변 이송할 때에도, 코일의 변형을 억제하는 것이 가능해진다.
도 1은 제1 실시 형태의 스테이터의 사시도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 코일의 정면도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 스테이터의 단면도이다.
도 4는 제1 실시 형태의 권선 장치의 개략 정면도이다.
도 5는 제1 실시 형태의 가이드 장치의 개략 측면도이다.
도 6은 제1 실시 형태의 코일 권회 시의 가이드 바의 상태를 도시하는 모식 평면도이다.
도 7은 제1 실시 형태의 제1 각을 구부린 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 8은 제1 실시 형태의 제3 가이드를 이동시킨 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 9는 제1 실시 형태의 평각 도체를 짧은 변 이송한 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 10은 제1 실시 형태의 제1 가이드를 이동시킨 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 11은 제1 실시 형태의 제2 각을 구부린 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 12는 제1 실시 형태의 평각 도체를 긴 변 이송한 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 13은 제1 실시 형태의 제3 각을 구부린 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 14는 제1 실시 형태의 제4 가이드를 이동시킨 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 15는 제1 실시 형태의 평각 도체를 짧은 변 이송한 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 16은 제1 실시 형태의 제2 가이드를 이동시킨 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 17은 제1 실시 형태의 제4 각을 구부린 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 18은 제1 실시 형태의 평각 도체를 긴 변 이송한 모습을 도시하는 모식 평면도이다.
도 19는 제1 실시 형태의 코일 권회 시(제5 층까지)의 측면도이다.
도 20은 제1 실시 형태의 코일 권회 시(제7 층까지)의 측면도이다.
도 21은 제1 실시 형태의 코일 권회 시(제10 층까지)의 측면도이다.
도 22는 제1 실시 형태의 권선 장치 및 가이드 장치의 동작 차트이다.
도 23은 제2 실시 형태의 코일 권회 시(제5 층까지)의 측면도이다.
도 24는 제2 실시 형태의 코일 권회 시(제7 층까지)의 측면도이다.
도 25는 제2 실시 형태의 코일 권회 시(제10 층까지)의 측면도이다.
우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해, 도면을 사용하여 설명한다.
도 1에 스테이터(10)의 부분 사시도를 도시한다. 도 2에 코일(30)의 정면도를 도시한다. 스테이터(10)는 고정자 코어(20)가 갖는 티스(21)에 코일(30)이 삽입됨으로써 형성되어 있다. 또한, 고정자 코어(20)와 코일(30)을 격리하여, 절연하는 목적으로 인슐레이터(40)가 준비된다.
코일(30)은 도 1에 도시된 바와 같이 평각 도체 D를 사용하여 에지 와이즈 구부림 가공되어 대략 직사각형으로 권회되어 있다. 코일(30)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 긴 변측(31)과 짧은 변측(32)을 갖는 직사각형이 되도록, 에지 와이즈 구부림 가공에 의해 권회되어 있다. 그리고, 리드측 LS에는 제1 리드 단자 DA 및 제2 리드 단자 DB가 배치되고, 리드측 LS의 짧은 변측(32)은 코일(30)의 최내주에 위치하는 제1 열(30a)과 그 외주에 위치하는 제2 열(30b) 외에, 제3 열(30c)이 배치된다. 한편, 반리드측 ALS의 짧은 변측(32) 및 긴 변측(31)의 양측은 제1 열(30a) 및 제2 열(30b)의 2층 구성으로 되어 있다.
도 3에 스테이터(10)의 부분 단면도를 도시한다. 스테이터(10)의 부분 단면에 도시한 바와 같이, 코일(30)은 고정자 코어(20)가 갖는 티스(21)에 2중으로 권회되고, 슬롯(22)에는 스테이터(10)의 직경 방향으로 10개의 평각 도체 D가 적층되어 있다. 편의상, 최외주에 배치되는 평각 도체 D를 제1 층(301)으로 하고, 그 내주에 위치하는 평각 도체 D를 제2 층(302)으로 하고, 순차적으로, 제3 층(303), 제4 층(304), 제5 층(305), 제6 층(306), 제7 층(307) 및 제8 층(308)으로 칭하는 것으로 한다. 이와 같이 코일(30)은 8층 2열로 권회되어 형성된다. 또한, 전술한 바와 같이 리드측 LS만 3열이 되도록 구성되어 있다.
고정자 코어(20)는 동일한 형상을 한 전자 강판을 복수매 적층하여 이루어진다. 그리고 고정자 코어(20)에는 스테이터(10)의 내주측으로 돌출되도록 티스(21)가 설치되고, 티스(21)의 양 옆에는 슬롯(22)이 배치된다. 인슐레이터(40)는 티스(21)를 덮는 통상부와 슬롯(22)과 코일(30)을 격리하는 판상부를 포함하고, 소재에 절연성이 높은 수지를 사용하여 형성되어 있다. 인슐레이터(40)에 의해 코일(30)과 고정자 코어(20)의 절연을 확보하고 있다.
적층 형성된 고정자 코어(20)의 티스(21)에는 인슐레이터(40)가 구비되고, 평각 도체 D가 에지 와이즈 구부림 가공되어 형성된 코일(30)이 배치됨으로써, 스테이터(10)가 형성된다. 또한, 설명에 사용하고 있는 고정자 코어(20)에 대해, 분할형인지 일체형인지는 특별히 언급하고 있지 않지만, 본 발명의 적용은 분할형이어도, 일체형이어도 가능하다.
다음에, 코일(30)을 형성하기 위한 권선 장치(100)의 개요를 설명한다. 도 4에 권선 장치(100)의 개략을 정면도에 도시한다. 도 5에 가이드 장치(110)의 개략을 측면도에 도시한다. 권선 장치(100)는 이송 기구부(120)와 보유 지지 기구부(130)와 권출 기구부(140)와 권회 기구부(150)를 구비하고 있다. 권출 기구부(140)에 구비된 보빈(141)에는 평각 도체 D가 플랫 와이즈 방향으로 권회되어 있다. 이송 기구부(120)에 구비되는 이송 클램프(121)는 이송 클램프(121)를 볼 나사(123) 및 모터(122)에 의해 이동시키고, 이송 클램프(121)로 평각 도체 D를 클램프하여 소정 거리 이송함으로써, 보빈(141)으로부터 평각 도체 D를 인출하는 것이 가능하다. 인출된 평각 도체 D는 변형 보정 롤러(132)에 의해 직진하도록 교정된다.
보유 지지 기구부(130)는 보유 지지 클램프(131)에 의해 평각 도체 D를 클램프하는 기구이고, 이송 클램프(121)의 언클램프 시에 평각 도체 D가 이동하지 않도록 보유 지지하는 기능을 갖고 있다. 권회 기구부(150)는 평각 도체 D를 에지 와이즈 구부림 가공하는 기능을 갖고 있고, 센터 포스트(151)가 평각 도체 D의 내주측을 클램프한 상태에서, 후술하는 도 6에서 설명하는 구부림 지그(152)가 센터 포스트(151)를 중심으로 회전을 하여, 평각 도체 D를 에지 와이즈 구부림 가공한다. 또한, 도 4에서는 가이드 장치(110)의 외관을 생략하고 있다.
가이드 장치(110)는 도 5에 그 측면도가 도시되어 있고, 도 5는 도 4의 코일(30)측의 측면으로부터 본 상태를 도시하고 있다. 가이드 장치(110)는 코일(30)의 쓰러짐을 저지하기 위한 가이드 바(111)와 지지 플레이트(112)를 회전시키는 모터(115)를 구비하고 있고, 모터(115)와 가이드 바(111) 및 지지 플레이트(112)는 베이스 플레이트(113)로 연결되어 있다. 가이드 바(111)는, 도 6에 도시한 바와 같이 제1 가이드(111a) 내지 제4 가이드(111d)의 4개가, 베이스 플레이트(113)의 회전 중심 Cp2에 대해 균등한 위치에 배치되어 있다. 따라서, 회전 중심 Cp2를 중심으로 하는 원 상에 제1 가이드(111a) 내지 제4 가이드(111d)가 배치되게 된다. 가이드 바(111)는 원통 형상의 가이드이고, 코일(30)의 외측면에 접하여 회전 가능하게 베이스 플레이트(113)에 지지되어 있다.
L형 브래킷(117)에 설치된 승강 모터(114)는 브래킷(118)에 고정되는 모터(115)를 승강시키기 위해 설치되어 있다. 브래킷(118)은 2쌍 준비되는 슬라이드 가이드(116)로 L형 브래킷(117)과 연결되어 있고, 승강 모터(114)를 사이에 두고, 슬라이드 가이드(116)는 2개소에 설치되어 있다. 승강 모터(114) 및 모터(115)는 도시하지 않은 제어 장치에 접속된 서보 모터로 임의의 위치에서 정지 가능하게 제어되어 있다.
따라서, 가이드 바(111) 및 지지 플레이트(112)는 승강 모터(114) 및 모터(115)를 사용하여 회전 및 승강이 가능한 구성으로 되어 있다. 권회 기구부(150)가 갖는 구부림 지그(152)의 움직임에 맞추어 가이드 바(111)가 회전하여 코일(30)의 외측면을 지지하는 것으로 하고 있다. 또한, 지지 플레이트(112)는 코일(30)을 형성할 때에, 코일(30)의 상면에 접할 정도로 배치되어, 코일(30)의 상면을 지지한다. 코일(30)을 권회, 적층하는 데 있어서, 코일(30)에 대해 적절한 높이가 되도록 승강 모터(114)에 의해 지지 플레이트(112)가 이동된다.
다음에, 권선 장치(100)를 사용하여 코일(30)을 권회하는 권회 공정에 대해, 도면을 사용하여 설명한다.
도 6에 코일 권회 시의 가이드 바(111)의 상태를 도시하는 모식 평면도를 도시한다. 도 7에 제1 각(30A)을 구부린 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 8에 제3 가이드(111c)를 이동시킨 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 9에 평각 도체 D를 짧은 변 이송한 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 10에 제1 가이드(111a)를 이동시킨 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 11에 제2 각(30B)을 구부린 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 12에 평각 도체 D를 긴 변 이송한 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 13에 제3 각(30C)을 구부린 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 14에 제4 가이드(111d)를 이동시킨 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 15에 평각 도체 D를 짧은 변 이송한 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 16에 제2 가이드(111b)를 이동시킨 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 17에 제4 각(30D)을 구부린 모습을 모식 평면도에 도시한다. 도 18에 평각 도체 D를 긴 변 이송한 모습을 모식 평면도에 도시한다.
가이드 장치(110)에 구비된 베이스 플레이트(113)에 가이드 바(111)는 4개 구비되고, 설명을 위해 각각 제1 가이드(111a), 제2 가이드(111b), 제3 가이드(111c) 및 제4 가이드(111d)라고 칭하는 것으로 한다. 이 가이드 바(111)의 도중에는 지지 플레이트(112)가 구비되어 있고, 도 6 내지 도 18에서는 이점 쇄선으로 나타내고 있다. 도 6에서는 평각 도체 D가 이미 에지 와이즈 구부림 가공되고 권회되어 형성된 코일(30)이 평각 도체 D의 선단에 설치되어 있다. 그리고, 코일(30)의 외측면에 제1 가이드(111a)의 외주면이 접하도록 배치되어 있다.
이 도 6의 상태로부터, 도 7에 도시한 바와 같이 회전 중심 Cp1을 중심으로 구부림 지그(152)를 회전시켜, 평각 도체 D의 측면을 가압함으로써 에지 와이즈 구부림 가공하여, 제1 각(30A)을 형성한다. 회전 중심 Cp1은 센터 포스트(151)의 중심과 일치하고 있다. 이때에는, 평각 도체 D는 센터 포스트(151)에 의해 두께 방향으로 클램프되어 보유 지지되어 있다. 또한, 베이스 플레이트(113)를 회전시켜 제1 가이드(111a)를 코일(30)의 외측면에 접하도록 이동시켜 감으로써, 에지 와이즈 구부림 가공할 때에 제1 가이드(111a)로 코일(30)의 외측면을 계속해서 지지한다. 베이스 플레이트(113)의 회전 중심 Cp2는 회전 중심 Cp1과는 어긋난 위치에 설정되어 있다.
다음에, 도 8에 도시한 바와 같이, 베이스 플레이트(113)를 회전시켜, 제3 가이드(111c)의 위치를 이동하고 있다. 이에 의해 제3 가이드(111c)가 코일(30)의 측면에 접하는 위치로 이동한다. 다음에, 도 9에 도시한 바와 같이, 코일(30)의 짧은 변 이송을 행한다. 이송 기구부(120)의 이송 클램프(121)로 평각 도체 D를 클램프한 상태에서, 짧은 변측(32)을 형성하는 데 필요한 거리를 이송한다. 이때에는, 지지 플레이트(112)를 반시계 방향으로 회전시킴으로써, 코일(30)의 움직임에 추종시켜 제3 가이드(111c)의 위치를 이동시킨다. 다음에, 도 10에 도시한 바와 같이 제1 가이드(111a)가 코일(30)의 외측면에 접하도록 베이스 플레이트(113)를 회전시켜 이동시킨다.
다음에, 도 11에 도시한 바와 같이 구부림 지그(152)를 회전시켜, 평각 도체 D의 측면을 가압함으로써 에지 와이즈 구부림 가공하여, 제2 각(30B)을 형성한다. 이때에는, 평각 도체 D는 센터 포스트(151)에 의해 두께 방향으로 클램프되어 보유 지지되어 있다. 또한, 베이스 플레이트(113)를 회전시켜 제1 가이드(111a)를 코일(30)의 외측면에 접하도록 이동시켜 감으로써, 에지 와이즈 구부림 가공할 때에 제1 가이드(111a)로 코일(30)의 외측면을 계속해서 지지한다. 다음에, 도 12에 도시한 바와 같이, 코일(30)의 긴 변 이송을 행한다. 이송 기구부(120)에 의해 긴 변측(31)을 형성하는 데 필요한 거리를 이송한다. 평각 도체 D를 이송 완료한 시점에서는, 코일(30)의 측면에 제2 가이드(111b)가 접하는 상태로 된다.
다음에, 도 13에 도시한 바와 같이 구부림 지그(152)를 회전시켜, 평각 도체 D의 측면을 가압함으로써 에지 와이즈 구부림 가공하여, 제3 각(30C)을 형성한다. 이때에는, 평각 도체 D는 센터 포스트(151)에 의해 두께 방향으로 클램프되어 보유 지지되어 있다. 또한, 베이스 플레이트(113)를 회전시켜 제2 가이드(111b)를 코일(30)의 외측면에 접하도록 이동시켜 감으로써, 에지 와이즈 구부림 가공할 때에 제2 가이드(111b)로 코일(30)의 외측면을 계속해서 지지한다. 도 14에 도시한 바와 같이, 베이스 플레이트(113)를 회전시켜, 제4 가이드(111d)의 위치를 이동하고 있다. 이에 의해, 제4 가이드(111d)가 코일(30)의 외측면을 지지하는 위치로 이동한다.
다음에, 도 15에 도시한 바와 같이, 코일(30)의 짧은 변 이송을 행한다. 이송 기구부(120)의 이송 클램프(121)로 평각 도체 D를 클램프한 상태에서, 짧은 변측(32)을 형성하는 데 필요한 거리를 이송한다. 이때에는, 지지 플레이트(112)를 반시계 방향으로 회전시킴으로써, 코일(30)의 움직임에 추종시켜 제4 가이드(111d)의 위치를 이동시킨다. 다음에, 도 16에서는 지지 플레이트(112)를 회전시켜 코일(30)의 외측면에 제2 가이드(111b)를 접하는 위치로 이동시킨다.
다음에, 도 17에 도시한 바와 같이 구부림 지그(152)를 회전시켜, 평각 도체 D의 측면을 가압함으로써 에지 와이즈 구부림 가공하여, 제4 각(30D)을 형성한다. 이때에는, 평각 도체 D는 센터 포스트(151)에 의해 클램프되어 보유 지지되어 있다. 또한, 베이스 플레이트(113)를 회전시켜 제2 가이드(111b)를 코일(30)의 외측면에 접하도록 이동시켜 감으로써, 에지 와이즈 구부림 가공할 때에 제2 가이드(111b)로 코일(30)의 외측면을 계속해서 지지한다. 도 18에 도시한 바와 같이, 코일(30)의 긴 변 이송을 행한다. 이송 기구부(120)에 의해 긴 변측(31)을 형성하는 데 필요한 거리를 이송한다. 이 상태는, 즉 도 6과 동일한 상태이므로, 이후, 도 7로부터의 수순을 반복함으로써, 코일(30)은 권회 형성되게 된다. 또한, 도 6 내지 도 18에서는 제2 열(30b)을 권회하는 수순을 설명하였지만, 그 내측에 배치되는 제1 열(30a)을 권회하는 경우라도 동일한 수순으로 행해진다.
또한, 코일(30)의 외측면을 가이드 바(111)로 지지하는 경우에는, 코일(30)의 권회가 진행된 상황에서 행하는 것이 바람직하다. 또한, 가이드 바(111)에 설치되어 있는 지지 플레이트(112)에 의해서도, 코일(30)의 지지가 가능하다. 도 19 내지 도 21에 코일(30) 권회 시의 측면도를 도시한다. 도 19에서는 코일(30)을 제5 층(305)까지 권회하고 있다. 도 20에서는 코일(30)을 제7 층(307)까지 권회하고 있다. 도 21에서는 코일(30)을 제10 층까지 권회하고 있다. 코일(30)의 권회 시에, 제1 층(301)으로부터 제3 층(303)까지 정도의 사이는, 가이드 바(111)에 의한 서포트는 되어 있지 않다. 제4 층(304) 및 제5 층(305) 부근으로부터, 도 19에 도시한 바와 같이 코일(30)의 외측면에 가이드 바(111)가 접하도록 배치되어, 코일(30)의 기울어짐 등을 방지한다. 또한, 이때에는 지지 플레이트(112)에 의한 서포트는 되어 있지 않다.
또한, 코일(30)을 권취하여, 제7 층(307) 또는 제8 층(308) 부근으로부터, 도 20에 도시한 바와 같이, 코일(30)의 외측면에 가이드 바(111)가 접하도록 배치시키고, 또한 코일(30)의 상단부면에 접하거나, 약간의 클리어런스를 형성한 상태에서 지지 플레이트(112)를 보유 지지함으로써, 코일(30)의 기울어짐을 억제한다. 또한, 도 21과 같이 더 권취하는 경우에는, 베이스 플레이트(113)를 상승시킴으로써, 지지 플레이트(112)의 위치를 코일(30)이 권회되고, 적층되는 것에 맞추어 이동시킨다. 이는, 도 5에 도시한 바와 같이, 베이스 플레이트(113)가 보유 지지되는 브래킷(118)을 상승시키는 승강 모터(114)가 설치되어 있음으로써, 실현이 가능하다. 또한, 코일(30)을 취출할 때에, 가이드 바(111)를 후퇴시키는 경우에도, 승강 모터(114)로 가이드 바(111) 및 지지 플레이트(112)를 상승시키면, 코일(30)을 취출하기 쉬워진다.
다음에, 도 22에, 권선 장치(100) 및 가이드 장치(110)의 동작 차트를 도시한다. 1행째의 「구부림」은, 평각 도체 D를 에지 와이즈 구부림 가공할 때의 구부림 지그(152)의 움직임을 나타낸다. 「구부림 단부」가 90도 구부린 도 7에 도시한 상태이고, 「복귀 단부」가 초기 위치에서 도 6에 도시되는 위치의 상태이다. 2행째의 「이송」은 이송 기구부(120)의 이송 동작을 나타낸다. 「전진」으로, 이송 기구부(120)가 소정 거리까지 이송된 상태를, 「후퇴」로, 초기 위치에 있는 것을 나타낸다. 3행째의 「구부림 클램프」는 센터 포스트(151)에 의한 평각 도체 D의 클램프 상태를 나타내고, 「클램프」 상태에서 평각 도체 D의 두께 방향으로 센터 포스트(151)로 클램프를 하고, 「언클램프」로 평각 도체 D를 이송할 수 있는 상태에 있는 것을 나타낸다.
4행째의 「누름 클램프」는 보유 지지 클램프(131)의 동작을 나타내고, 「클램프」로, 평각 도체 D의 두께 방향으로 보유 지지 클램프(131)로 클램프를 하고, 「언클램프」로, 평각 도체 D를 이송할 수 있는 상태에 있는 것을 나타낸다. 5행째의 「이송 클램프」는 이송 클램프(121)의 클램프 상태를 나타내고, 「클램프」로, 평각 도체 D의 두께 방향으로 이송 클램프(121)로 클램프를 하고, 이송 기구부(120)로, 평각 도체 D의 이송을 할 수 있는 상태인 것을 나타내고, 「언클램프」로, 평각 도체 D를 이송 클램프(121)로 클램프하지 않는 상태인 것을 나타낸다. 「이송」과 세트로 되어, 이송 클램프(121)가 평각 도체 D를 다시 파지하여, 평각 도체 D를 이송하는 것을 반복한다.
6행째의 「진동 방지 회전」은 가이드 바(111)의 회전 상태를 나타내고, 「정회전」으로, 베이스 플레이트(113)가 시계 방향 회전을, 「역회전」으로, 베이스 플레이트(113)가 반시계 방향 회전을 한다. 7행째의 「진동 방지 상하」는, 승강 모터(114)에 의한 베이스 플레이트(113)의 상승을 나타내고, 「상단부」와 「하단부」는 승강 모터(114)의 상단부와, 하단부를 나타내고 있다. 가장 위의 열에는 대응하는 도면 번호가 부여되어 있다. 또한, 도 22의 동작 차트도는 1층분의 절반, 즉 제1 각(30A)으로부터 제4 각(30D)까지를 권회하는 모습을 도시하고 있고, 도 6 내지 도 18에 대응한다. 이를 반복함으로써, 코일(30)이 형성된다.
제1 실시 형태의 권선 장치(100)는 상기 구성이므로, 이하에 설명하는 작용 및 효과를 발휘한다.
우선, 효과로서 권선 장치의 비용을 내릴 수 있는 점을 들 수 있다. 제1 실시 형태의 권선 방법은 구부림 지그(152)가 평각 도체 D를 구부리는 동작에 맞추어, 모터(115)를 갖는 가이드 바(111)를 회전시키고, 가이드 바(111)로, 코일(30)의 외측면이며 구부림 지그(152)의 회전 방향측을 지지하는 것이다.
코일(30)의 지지는 가이드 장치(110)의 베이스 플레이트(113)를 모터(115)로 회전시킴으로써 실현하고 있다. 종래 기술이라면, 예를 들어 테이퍼를 설치한 지그로 코일(30)의 내벽을 지지하는 방법을 채용하고 있으므로, 코일(30)의 권회에 따라서는 복잡한 움직임이 요구되게 된다. 이는, 특허문헌 1에도 상세하게 기재되어 있지만, 코일(30)이 긴 변측(31)과 짧은 변측(32)을 갖는 대략 직사각형으로 권회되어 있음으로써, 인벌류트 곡선을 그리는 것처럼 이동된다. 따라서, 코일(30)의 가이드도 동일한 동작을 필요로 한다. 그러나, 인벌류트 곡선에 추종하는 움직임을 실현하기 위해서는, 직행 2축과 회전 1축을 제어하는 서보 모터를 필요로 하는데다가, 코일(30)의 권회 속도를 올리기 위해서는 탠덤 드라이브화할 필요가 있다고 생각된다.
코일(30)은 제1 각(30A)으로부터 제4 각(30D)까지 에지 와이즈 구부림 가공하는 데 걸리는 시간을 1초 이하로 하고 있다. 이로 인해, 권선 장치(100)도 고속으로 동작시킬 필요가 있다. 그러나, 질량이 있는 가이드를 고속으로 동작시키면 관성력 등의 영향에 의해, 정확한 제어가 곤란해지므로, 1축당 2개의 서보 모터를 준비함으로써 탠덤 드라이브화하여 정확한 제어를 행할 필요가 있다고 생각된다.
그러나, 제1 실시 형태에 나타낸 권선 장치(100)를 사용함으로써, 가이드 장치(110)에는 모터(115)만, 즉 회전 1축을 설치하는 것만으로 코일(30)의 가이드가 가능해진다. 이는, 가이드 바(111)가 코일(30)의 외측면에 접한 상태로 이동하면서 지지하고 있기 때문이고, 예를 들어 도 10과 도 11을 비교하면, 코일(30)과 접하는 제1 가이드(111a)는, 도 10에서는 코일(30)의 단부측에 접하고 있는 것에 비해, 도 11에서는 코일(30)의 중심측에 접하고 있는 것을 알 수 있다. 코일(30)의 외측면의 한점을 지지하는 방식이고, 코일(30)과 가이드 바(111)의 위치가 상대적으로 변화되어도, 코일(30)을 가이드 바(111)로 지지 가능하다.
이로 인해, 베이스 플레이트(113)를 회전시키는 모터(115)를 구비하는 것만으로 코일(30)에 추종하여 가이드를 할 수 있다. 이와 같이, 구동이 필요한 축수를 줄일 수 있으므로, 사용하는 구동 기구를 간략화할 수 있다. 또한, 권선 장치(100)에 구비된 구부림 지그(152)의 구동도 회전축만으로 충분하므로, 권선 장치(100)의 제조 비용을 삭감할 수 있다.
또한, 가이드 장치(110)에 사용하는 가이드 바(111)는 가이드 바(111)의 회전 중심 Cp2를 사이에 둔 대각에 제1 가이드(111a)와 제2 가이드(111b)를 갖고, 코일(30)이 갖는 각을, 에지 와이즈 구부림 가공되는 순으로 제1 각(30A), 제2 각(30B), 제3 각(30C) 및 제4 각(30D)으로 하면, 구부림 지그(152)에 의해, 제1 각(30A)을 에지 와이즈 구부림 가공할 때와, 제2 각(30B)을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에, 제1 가이드(111a)로 코일(30)의 외측면을 지지하고, 구부림 지그(152)에 의해, 제3 각(30C)을 에지 와이즈 구부림 가공할 때와, 제4 각(30D)을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에, 제2 가이드(111b)로 코일(30)의 외측면을 지지하는 것이다.
따라서, 에지 와이즈 구부림 가공만을 서포트하는 것을 생각하면, 제1 가이드(111a)와 제2 가이드(111b)만으로 충분해지고, 이 2개를 구비함으로써, 제2 각(30B)을 형성한 후에, 가이드 바(111)를 180도 이동시키는 수고가 불필요해지므로, 권선 장치(100)에 의한 코일(30)의 권회에 필요한 리드 타임의 단축을 도모하는 것이 가능해진다. 가이드 바(111)에 의한 서포트를 에지 와이즈 구부림 가공만으로 한정하면, 평각 도체 D의 이송 시에 가이드 바(111)를 회전시켜 가이드 바(111)가 초기 위치로 복귀되는 것도 생각된다. 그러나, 코일(30)과의 간섭을 피하여 가이드 바(111)를 이동시키는 경우, 180도 이동시키면, 가이드 바(111)를 상승시키는 기구도 필요해진다.
또한, 가이드 바(111)를 상승시켜, 초기 위치에 가이드 바(111)를 복귀시키는 것을 생각하면, 평각 도체 D의 이송을 완료시킬 때까지의 시간에 맞지 않을 가능성도 있어, 리드 타임이 길어질 우려도 있다. 제1 실시 형태에서는 평각 도체 D의 에지 와이즈 구부림 가공을 할 때에 코일(30)의 외측면을 지지하는 가이드 바(111)를 대각에 제1 가이드(111a)와 제2 가이드(111b)의 2개 설치함으로써, 제1 가이드(111a)와 제2 가이드(111b)를 교대로 사용하여, 로스타임 없이 코일(30)을 가이드 가능해진다.
또한, 가이드 바(111)는 구부림 지그(152)의 회전 중심 Cp1과 어긋난 위치에 가이드 바(111)의 회전 중심 Cp2를 갖고, 가이드 바(111)의 회전 중심 Cp2를 사이에 둔 대각에 제3 가이드(111c)와 제4 가이드(111d)를 갖고, 코일(30)은 직사각형으로 권회되고, 구부림 지그(152)는 소정 거리 이송으로, 직사각형의 긴 변 부분을 형성하는 긴 변 이송과, 직사각형의 짧은 변 부분을 형성하는 짧은 변 이송을 행하고, 제3 가이드(111c) 또는 제4 가이드(111d)로, 센터 포스트(151)로 평각 도체 D를 짧은 변 이송하기 전에, 코일(30)의 외측면을 접촉시키고, 센터 포스트(151)로 평각 도체 D를 짧은 변 이송하는 동작에 맞추어, 제3 가이드(111c) 또는 제4 가이드(111d)를 회전시킴으로써, 센터 포스트(151)의 진행 방향측의 코일(30)의 외측면을 지지하는 것이다.
평각 도체 D를 이송 기구부(120)에 의해 짧은 변 이송할 때에는, 도 9 및 도 15에 도시한 바와 같이 제3 가이드(111c) 또는 제4 가이드(111d)에 의해 코일(30)의 외측면을 지지함으로써, 평각 도체 D를 이송할 때에 관성의 작용에 의해 발생하는 코일(30)의 쓰러짐을 방지하는 것이 가능해진다. 제3 가이드(111c) 및 제4 가이드(111d)는 코일(30)의 이동 방향으로 설치되어 있고, 평각 도체 D가 짧은 변 이송될 때에 코일(30)을 지지하면서 이동하므로, 코일(30)의 변형이 억제된다. 또한, 긴 변 이송 시에는 가이드 바(111)에 의한 지지를 행하지 않지만, 긴 변 이송 시에는 코일(30)이 무너지기 어려우므로, 지지하지 않아도 변형되지 않는다.
가이드 바(111)로 코일(30)의 외측면을 지지함으로써, 코일(30)의 변형이 억제된다. 이것에 의해, 코일(30)을 고정자 코어(20)에 삽입할 때에, 코일(30)을 누르는 등의 수고가 발생하지 않아, 결과적으로 코일(30)의 비용 절감으로 연결된다. 평각 도체 D의 권회 중에 코일(30)의 쓰러짐에 의해 코일(30)에 변형이 발생하면, 권회 후의 코일(30)의 변형 보정을 하는 것은 곤란하다. 이는, 소성 변형된 부재의 변형을 수정하는 경우에는 역방향으로 힘을 가하여 소성 변형시킬 필요가 있고, 코일(30)이 변형에 의해 평각 도체 D끼리의 간극이 생기고 있는 상황에서는, 역방향으로 소성 변형시키는 것이 곤란해지기 때문이다.
이로 인해, 개방되어 버린 코일(30)은 그대로 고정자 코어(20)의 티스(21)에 삽입할 필요가 있는 것이지만, 스테이터(10)의 점적률을 높이고 싶기 때문에, 티스(21)의 길이에 여유가 있는 것은 아니다. 따라서, 필요에 따라서 어떤 지그를 사용하여 코일(30)을 고정자 코어(20)에 가압하면서 조립 부착하고, 그 상태에서 수지 등을 사용하여 코일(30)의 주위를 코팅함으로써, 코일(30)을 소정의 형상으로 하는 등의 방법을 채용할 필요가 있어, 수고나 비용이 든다. 그러나, 평각 도체 D의 권회 단계에서 코일(30)의 변형을 방지해 두면, 이와 같은 수고나 비용은 불필요해진다. 즉, 스테이터(10)의 제조 비용을 내리는 데 공헌할 수 있다.
이와 같은 코일(30)의 권회 시의 변형은 턴수가 많아질수록 현저해지는 경향이 있고, 제1 실시 형태의 코일(30)과 같이 2중 권취의 코일이면, 턴수가 증가하므로 변형의 영향이 크다. 물론, 코일(30)의 권취수를 증가시킨 경우라도 동일하다고 할 수 있다. 따라서, 제1 실시 형태에 나타낸 바와 같은 가이드 장치(110)를 권선 장치(100)에 설치하여, 코일(30)을 형성함으로써, 결과적으로 설비 비용의 삭감과 코일(30)의 제조 리드 타임의 단축에 공헌하는 것이 가능하다.
또한, 가이드 바(111)의 회전 중심 Cp2와 구부림 지그(152)의 회전 중심 Cp1을 도 6에 도시한 바와 같이 약간 어긋나게 하고 있는 것은, 가이드 바(111)와 코일(30)의 간섭을 피하기 위해서이다. 제3 가이드(111c) 및 제4 가이드(111d)와 같이, 평각 도체 D의 짧은 변 이송 시에 코일(30)을 지지하는 가이드를 베이스 플레이트(113)에 설치한 경우에는, 코일(30)의 크기나 평각 도체 D의 폭 등의 영향에 의해 가이드 바(111)와 간섭한다. 이로 인해, 설계상의 배려로 회전 중심 Cp1과 회전 중심 Cp2는 어긋나게 하여 설치되어 있다. 이 어긋남은, 도 6상에서는 회전 중심 Cp1의 좌측에 회전 중심 Cp2가 배치되도록 설정되어 있지만, 도면의 좌우 방향으로 어긋나게 함으로써, 가이드 바(111)와 코일(30)의 간섭을 해소할 수 있다. 또한, 가이드 바(111)에 의해 평각 도체 D를 이송 기구부(120)로 이송할 때에 가이드하지 않는 경우에는, 이와 같은 어긋남을 형성하지 않아도 된다.
또한, 가이드 바(111)에는 코일(30)을 지지하는 지지 플레이트(112)가 구비되고, 지지 플레이트(112)는 코일(30)의 권회 중심에 대해 직교하는 면에 면하여 배치되어 있다. 가이드 바(111)는 구조상, 코일(30)의 진행 방향을 지지하는 구성으로 된다. 그러나, 관성의 작용을 고려한 경우에는 코일(30)의 진행 방향뿐만 아니라, 그 반대측도 지지하는 것이 바람직하다. 이를 가이드 바(111)에 지지 플레이트(112)를 구비함으로써 보조할 수 있다. 즉, 코일(30)의 상면을 지지함으로써, 코일(30)의 전체 방위로의 쓰러짐에 대응할 수 있는 것이다. 단, 코일(30)의 상면에 지지 플레이트(112)를 접촉시켜 버리면, 코일(30)의 상면과 지지 플레이트(112) 사이에 마찰이 발생하여 바람직하지 않다. 따라서, 코일(30)의 쓰러짐을 지지할 수 있을 정도의 거리를 유지하여 지지 플레이트(112)를 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 다른 효과로서 절차 변경이 불필요한 점을 들 수 있다. 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 코일(30)의 내경을 보유 지지하는 패턴에서는 코일(30)의 형상에 맞춘 보유 지지 부재가 필요해진다. 이로 인해, 다른 형상의 코일(30)을 제조하는 경우에는 절차 변경을 필요로 한다. 그러나, 보유 지지 부재의 교환은 사람의 손과 시간을 필요로 한다. 한편, 제1 실시 형태의 가이드 장치(110)는 가이드 바(111)를 사용하여 코일(30)의 외측면을 지지하는 구성으로 되어 있으므로, 가이드 바(111)의 정지 위치나 모터(115)의 회전 타이밍 등을 변경하는 것만으로, 복수의 품종의 코일(30)에 대응할 수 있다. 이 결과, 스테이터(10)의 비용 절감에 공헌하는 것이 가능해진다.
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태는 제1 실시 형태의 구성과 대략 동일하지만, 가이드 바(111)의 형상이 약간 다르다. 이하에, 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 23 내지 도 25에 제2 실시 형태의 코일(30)의 권회 시의 측면도를 도시한다. 도 23에서는 코일(30)을 제5 층(305)까지 권회하고 있다. 도 24에서는 코일(30)을 제7 층(307)까지 권회하고 있다. 도 25에서는 코일(30)을 제10 층까지 권회하고 있다. 제2 실시 형태의 가이드 바(111)는 단순히 원통 형상이 아니라, 선단에 테이퍼 부분(161)이 설치되어 있다. 이 테이퍼 부분(161)은 코일(30)의 외측면 형상에 맞추어 각도가 결정되어 있으므로, 테이퍼 부분(161)에 의해 코일(30)의 각 층을 각각 지지 가능하다.
가이드 바(111)는, 도 24 및 도 25에 도시한 바와 같이 코일(30)이 권회되는 것에 따라서 서서히 승강 모터(114)에 의해 상승하도록 제어되므로, 평각 도체 D의 권회가 진행되어도, 코일(30)의 외측면을 적절하게 보유 지지하는 것이 가능하다. 또한, 도 23 내지 도 25에서는 설명을 간략화하기 위해 지지 플레이트(112)를 생략하고 있지만, 지지 플레이트(112)를 설치하여 코일(30)의 상면을 지지하는 구성으로 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 제1 실시 형태와 동등한 효과가 얻어진다.
이상, 본 실시 형태에 의거하여 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 일부를 적절히 변경함으로써 실시할 수도 있다. 예를 들어, 본 실시 형태의 스테이터(10)는 10층의 구성으로 하고 있지만, 스테이터(10)의 구성은 설계 사항이므로 이들을 변경하는 것을 방해하지 않는다. 또한, 코일(30)의 권취수나 층수 등도 설계 사항이고, 이를 변경한 경우에도 본 발명은 적용이 가능하다.
또한, 도 19 내지 도 21 및 도 23 내지 도 26에, 가이드 바(111)에 의해 코일(30)의 외측면을 지지하는 높이에 대해 도시하고 있지만, 평각 도체 D의 두께 등에 의해 적절히 지지하는 높이를 변경하는 것을 방해하지 않는다. 지지 플레이트(112)의 위치에 대해서도 마찬가지로 변경 가능하다. 또한, 권선 장치(100)나 가이드 장치(110)의 장치 구성 등도 어디까지나 일례이므로, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서의 변경을 방해하지 않는다. 가이드 바(111)의 개수에 대해서도, 최저한, 제1 가이드(111a)와 제2 가이드(111b)를 가짐으로써, 구부림 지그(152)에 의한 에지 와이즈 구부림 가공 시에 코일(30)의 서포트를 실현할 수 있으므로, 평각 도체 D를 이송 기구부(120)에 의해 이송할 때에 코일(30)을 서포트할 필요가 없으면, 가이드 바(111)의 개수를 줄이는 등의 구성을 취하는 것을 방해하지 않는다.
10 : 스테이터
20 : 고정자 코어
30 : 코일
40 : 인슐레이터
100 : 권선 장치
110 : 가이드 장치
111 : 가이드 바
112 : 지지 플레이트
113 : 베이스 플레이트
114 : 승강 모터
115 : 모터
120 : 이송 기구부
130 : 보유 지지 기구부
140 : 권출 기구부
150 : 권회 기구부

Claims (8)

  1. 평각 도체를 에지 와이즈 구부림 가공하는 구부림 수단에 의한 구부림 가공과, 상기 평각 도체를 소정 거리 이송하는 이송 수단에 의한 소정 거리 이송을 반복함으로써 코일을 형성하는 에지 와이즈 코일 권선 방법에 있어서,
    상기 구부림 수단이 상기 평각 도체를 구부리는 동작에 맞추어, 회전 기구를 갖는 가이드를 회전시키고,
    상기 가이드로, 상기 코일의 외측면이며 상기 구부림 수단의 회전 방향측을 지지하는 것을 특징으로 하는, 에지 와이즈 코일 권선 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가이드는 상기 가이드의 회전 중심을 사이에 둔 대각에 제1 가이드와 제2 가이드를 갖고,
    상기 코일이 갖는 각을, 에지 와이즈 구부림 가공되는 순으로 제1 각, 제2 각, 제3 각 및 제4 각으로 하면,
    상기 구부림 수단에 의해, 상기 제1 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때와, 상기 제2 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에 상기 제1 가이드로 상기 코일의 상기 외측면을 지지하고,
    상기 구부림 수단에 의해, 상기 제3 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때와, 상기 제4 각을 에지 와이즈 구부림 가공할 때에 상기 제2 가이드로 상기 코일의 상기 외측면을 지지하는 것을 특징으로 하는, 에지 와이즈 코일 권선 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가이드는 상기 구부림 수단의 회전 중심과 어긋난 위치에 상기 가이드의 회전 중심을 갖고, 상기 가이드의 회전 중심을 사이에 둔 대각에 제3 가이드와 제4 가이드를 구비하고,
    상기 코일은 직사각형으로 권회되고,
    상기 이송 수단은 상기 소정 거리 이송으로, 상기 직사각형의 긴 변 부분을 형성하는 긴 변 이송과, 상기 직사각형의 짧은 변 부분을 형성하는 짧은 변 이송을 행하고,
    상기 제3 가이드 또는 상기 제4 가이드로, 상기 이송 수단으로 상기 평각 도체를 상기 짧은 변 이송하기 전에, 상기 코일의 외측면을 접촉시키고,
    상기 이송 수단으로 상기 평각 도체를 짧은 변 이송하는 동작에 맞추어, 상기 제3 가이드 또는 상기 제4 가이드를 회전시킴으로써, 상기 이송 수단의 진행 방향측의 상기 코일의 외측면을 지지하는 것을 특징으로 하는, 에지 와이즈 코일 권선 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드에는 상기 코일을 지지하는 지지 플레이트가 구비되고, 상기 지지 플레이트는 상기 코일의 권회 중심에 대해 직교하는 면에 면하여 배치되는 것을 특징으로 하는, 에지 와이즈 코일 권선 방법.
  5. 평각 도체를 에지 와이즈 구부림하는 구부림 수단과, 상기 평각 도체를 소정 거리 이송하는 이송 수단을 구비하여, 코일을 형성하는 권선 장치에 있어서,
    상기 구부림 수단으로 구부러진 상기 평각 도체에 의해 형성되는 상기 코일의 외측면에 접함으로써 상기 코일을 지지하는 가이드를 갖고,
    상기 가이드는 상기 구부림 수단의 동작에 맞추어 회전 구동하는 것을 특징으로 하는, 권선 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가이드는 상기 가이드의 회전 중심을 사이에 둔 대각에 제1 가이드와 제2 가이드를 갖고,
    상기 코일이 갖는 각을, 에지 와이즈 구부림 가공되는 순으로 제1 각, 제2 각, 제3 각 및 제4 각으로 하면,
    상기 제1 가이드는 상기 구부림 수단이 상기 평각 도체를 에지 와이즈 구부림 가공하여 상기 제1 각 및 상기 제2 각을 형성할 때에, 상기 코일의 상기 외측면을 지지하고,
    상기 제2 가이드는 상기 구부림 수단이 상기 평각 도체를 에지 와이즈 구부림 가공하여 상기 제3 각 및 상기 제4 각을 형성할 때에, 상기 코일의 상기 외측면을 지지하는 것을 특징으로 하는, 권선 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가이드는 상기 구부림 수단의 회전 중심과 어긋난 위치에 상기 가이드의 회전 중심을 갖고, 상기 가이드의 회전 중심을 사이에 둔 대각에 제3 가이드와 제4 가이드를 구비하고,
    상기 이송 수단으로 행하는 상기 소정 거리 이송으로, 직사각형으로 권회되는 상기 코일의, 짧은 변 부분을 형성하는 짧은 변 이송 시에, 상기 제3 가이드 또는 상기 제4 가이드로 상기 이송 수단의 진행 방향측의 상기 코일의 외측면을 지지하는 것을 특징으로 하는, 권선 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드에는 상기 코일을 지지하는 지지 플레이트가 구비되고, 상기 지지 플레이트는 상기 코일의 권회 중심에 대해 직교하는 면에 면하여 배치되고, 상기 지지 플레이트는 상기 코일의 상기 평각 도체를 적층하는 방향으로 이동하는 이동 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 권선 장치.
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