KR20220031403A - 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치 - Google Patents

Abstract

평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치는, 고정자 코어의 슬롯들에 반경 방향을 따라 다수 레이어의 고정자 코일들을 삽입하기 위한 것으로서, ⅰ)중앙에 관통 홀을 형성하며, 프레임의 상면에 고정되게 설치되는 서포트 지그와, ⅱ)고정자 코어의 슬롯들에 대응하여 서포트 지그에 방사 상으로 전후진 이동 가능하게 설치되며, 슬롯들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로들을 형성하는 다수 개의 코일 가이드부재들과, ⅲ)코일 가이드부재들과 연결되게 설치되며, 코일 가이드부재들에 전후진 작동력을 인가하는 구동유닛을 포함할 수 있다.

Description

평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치 {INSERTING GUIDE DEVICE OF SEGMENT TYPE STATOR COIL}

본 발명의 실시 예는 헤어핀 권선 타입의 고정자를 가진 구동모터의 제조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정자 코어에 평각형(헤어핀 타입) 고정자 코일들을 인서팅 하기 위한 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 친환경 자동차로 불리 우는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차는 구동 모터에 의해 구동력을 발생시키는 기술을 적용하고 있다. 완성차 업체 및 친환경 부품 제조사에서는 차량 및 부품의 중량과 부피를 줄이기 위한 일환으로서, 헤어핀 타입의 고정자 코일이 권선된 고정자를 가진 구동 모터를 적용하고 있다.

이러한 헤어핀 권선 타입의 고정자는 헤어핀 타입의 고정자 코일들을 고정자 코어에 권선하는 공정, 및 고정자 코어에 권선된 고정자 코일들을 용접하는 공정 등을 통해 제조되고 있다.

상기에서 고정자 코일들의 권선 공정은 다축 로봇으로 고정자 코일들을 별도의 더미 코어에 삽입하고, 그 더미 코어를 통하여 정렬된 고정자 코일들을 별도의 그리퍼를 통해 그리핑 하며, 고정자 코어의 슬롯들에 삽입하는 방식을 일 예로 들 수 있다.

그런데, 종래에는 고정자 코일들을 정렬하기 위한 더미 코어와, 더미 코어에서 정렬된 고정자 코일들을 고정자 코어에 삽입하기 위한 그리퍼를 별도로 구비함에 따라, 초기 투자비의 상승 및 싸이클 타임의 증가를 야기할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 고정자 코일들을 정렬하기 위한 별도의 정렬 장치 및 공정을 삭제하고, 다축 로봇을 통하여 고정자 코일들을 고정자 코어의 슬롯들에 직접 인서팅 할 수 있도록 한 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치는, 고정자 코어의 슬롯들에 반경 방향을 따라 다수 레이어의 고정자 코일들을 삽입하기 위한 것으로서, ⅰ)중앙에 관통 홀을 형성하며, 프레임의 상면에 고정되게 설치되는 서포트 지그와, ⅱ)상기 고정자 코어의 슬롯들에 대응하여 상기 서포트 지그에 방사 상으로 전후진 이동 가능하게 설치되며, 상기 슬롯들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로들을 형성하는 다수 개의 코일 가이드부재들과, ⅲ)상기 코일 가이드부재들과 연결되게 설치되며, 상기 코일 가이드부재들에 전후진 작동력을 인가하는 구동유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치는, 상기 프레임의 상면 하측에서 상기 고정자 코어를 로딩하며 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 고정자 코어를 상기 프레임의 상면을 관통하여 상기 서포트 지그의 관통 홀 내주 측으로 위치시키는 코어 공급유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 코어 공급유닛은 상기 프레임 상면 하측의 베이스부에 상하 방향으로 이동 가능하게 구비되는 코어 로딩부와, 상기 베이스부에 설치되며, 상기 코어 로딩부와 연결되는 작동 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 코일 가이드부재들은 로봇에 의해 이송되는 고정자 코일들을 상기 가이드 통로를 통하여 상하 방향을 따라 상기 슬롯들로 안내할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치는, 고정자 코어의 슬롯들에 반경 방향을 따라 다수 레이어의 고정자 코일들을 삽입하기 위한 것으로서, ⅰ)중앙에 관통 홀을 형성하고 있는 디스크 형상으로 구비되고, 프레임의 상면에 고정되게 설치되며, 상면에 다수 개의 레일 홈들을 방사 상으로 형성하고 있는 고정 레일 플레이트와, ⅱ)상면에 구비된 캠 팔로워 돌기를 가지며 상기 고정 레일 플레이트의 레일 홈들에 전후진 이동 가능하게 설치되고, 상기 슬롯들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로들을 형성하는 코일 가이드부재들과, ⅲ)하면을 통해 상기 고정 레일 플레이트의 상면과 접촉하며 회전 가능하게 설치되고, 상기 코일 가이드부재들의 캠 팔로워 돌기들과 캠 접촉하는 캠 팔로워 레일들을 하면에 형성하고 있는 가동 레일 플레이트와, ⅳ)상기 가동 레일 플레이트와 기어 치합하는 구동 기어를 가지며, 상기 프레임에 설치되는 서보 모터를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치는, 상기 프레임의 상면 하측에서 상기 고정자 코어를 로딩하며 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 고정자 코어를 상기 프레임의 상면을 관통하여 상기 고정 레일 플레이트의 관통 홀 내주 측으로 위치시키는 코어 공급유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 레일 홈들은 상기 관통 홀의 중심을 향해 상기 고정 레일 플레이트의 상면에 직선 방향으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 가동 레일 플레이트는 상기 고정 레일 플레이트에 대응하는 디스크 형상으로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 캠 팔로워 레일들은 상기 가동 레일 플레이트의 하면에 사선 방향으로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 가동 레일 플레이트는 상기 구동 기어와 기어 치합하는 기어 치들을 가장자리 단에 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 코일 가이드부재는 상기 고정 레일 플레이트의 레일 홈들에 슬라이딩 가능하게 결합되는 가이드 아암과, 상기 고정 레일 플레이트의 관통 홀 중심을 향하여 상기 가이드 아암에 일체로 연결되는 가이드 핑거를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 가이드 핑거는 이웃하는 상기 가이드 핑거와의 사이에 상기 슬롯들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 가이드 핑거는 상측에서 하측으로 갈수록 단면 폭이 점차 증가하는 형태로 구비되며, 양측에 테이퍼 면을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 가이드 핑거는 서로 이웃하는 상기 가이드 핑거를 통해 상기 테이퍼 면 사이에 상기 슬롯들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 있어서, 상기 가이드 핑거는 상기 슬롯의 길이보다 더 긴 길이로 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 고정자 코일들을 정렬하기 위한 별도의 정렬 장치 및 공정을 삭제함과 아울러 정렬 장치에 정렬된 고정자 코일들을 그리핑 하며 고정자 코어의 슬롯들에 일괄 삽입하기 위한 별도의 그리핑 장치 및 공정을 삭제할 수 있으므로, 설비 투자비의 절감 및 싸이클 타임의 단축을 도모할 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 적용되는 헤어핀 권선 타입 고정자의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 고정 레일 플레이트를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 고정 레일 플레이트와 코일 가이드부재들의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 코일 가이드부재들을 도시한 평면 구성도이다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 코일 가이드부재들을 도시한 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 코일 가이드부재들의 가이드 핑거 부위를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 가동 레일 플레이트 부위를 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 ...유닛, ...수단, ...부, ...부재 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 적용되는 헤어핀 권선 타입 고정자의 일 예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에 적용되는 헤어핀 권선 타입의 고정자(1)는 전기 에너지로 구동력을 얻는 친환경 자동차로서의 하이브리드 차량 및/또는 전기 자동차용 구동모터에 적용될 수 있다. 상기 구동모터는 본 발명의 실시 예에 적용되는 고정자(1)와, 그 고정자(1)와 일정 공극을 두고 배치되는 회전자(도면에 도시되지 않음)를 포함한다.

상기에서 고정자(1)는 다수 매의 전기강판들이 적층된 고정자 코어(3)를 포함하고 있다. 상기 고정자 코어(3)는 외경 면과 내경 면을 지니며, 다수 개의 슬롯(5)들(예를 들면, 48개의 슬롯)을 반경 방향을 따라 방사 상으로 형성하고 있다. 상기 슬롯(5)들에는 헤어핀 타입의 고정자 코일(7)(당 업계에서는 통상 컨덕터, 세그먼트 코일 또는 평각형 코일 이라고도 한다.)들이 권선된다.

여기서, 상기 고정자 코일(7)들은 예를 들면, 한 쌍의 레그를 지닌 V자 형의 헤어핀 타입으로 구비되며, 사각 단면의 각형 코일로 구비될 수 있다. 더 나아가, 상기 고정자 코일(7)들은 사각 단면을 지닌 U자 형 또는 I자 형의 헤어핀 타입으로 구비될 수도 있다.

이와 같은 헤어핀 타입의 고정자 코일(7)들은 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들에 삽입되는데, 고정자 코일(7)들의 레그는 슬롯(5)들의 하단을 통해 돌출된다. 이렇게 슬롯(5)들의 하단을 통해 돌출된 레그는 용접 접합되면서 전기적으로 회로를 형성할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예가 친환경 자동차에 채용되는 구동모터에서 헤어핀 권선 타입의 고정자에 적용되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 헤어핀 타입 고정자를 지닌 구동모터라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치(100)는 상기에서와 같은 구동모터를 조립하는 공정에서, 고정자 코일 성형 공정에서 성형된 헤어핀 타입의 고정자 코일(7)들을 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들에 인서팅 하는 공정에 적용될 수 있다.

당 업계에서는 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들에 반지름 방향을 따라 배열되는 고정자 코일(7)들에서, 원주 방향을 따라 슬롯(5)의 최 외측에 위치하는 고정자 코일(7)들을 제1 레이어 라고 하며, 제1 레이어에서 고정자 코어(3)의 반지름 방향을 따라 점차 내측에 위치하는 레이어들을 제2,3,4,5,6..레이어 라고 한다.

이하에서는 구성 요소들의 장착 위치를 기준(도면 기준)으로 할 때, 상측을 향하는 부분을 상부, 상단, 상면 및 상단부로 정의하며, 하측을 향하는 부분을 하부, 하단, 하면 및 하단부로 정의하기로 한다.

또한, 하기에서의 단(한쪽/일측 단 또는 다른 한쪽/일측 단)은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(한쪽/일측 단부 또는 다른 한쪽/일측 단부)으로 정의될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치(100)는 고정자 코일(7)들을 정렬하기 위한 별도의 정렬 장치 및 공정을 삭제하고, 다축 로봇(9)을 통하여 고정자 코일(7)들을 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들에 직접 인서팅 할 수 있는 구조로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치(100)는 기본적으로, 프레임(10), 서포트 지그(20), 코일 가이드부재(30)들, 구동유닛(50), 그리고 코어 공급유닛(70)을 포함하고 있다.

상기에서 프레임(10)은 이하에서 더욱 설명될 각종 구성 요소들을 설치하기 위한 것으로, 공정 작업장의 바닥에 설치된다. 이러한 프레임(10)은 하나의 프레임 또는 서로 연결된 둘 이상의 프레임으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 프레임(10)은 각종 구성 요소들을 지지하기 위한 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 블록, 리브, 칼라 등과 같은 각종 부속 요소들을 포함할 수도 있다.

그러나, 상기한 부속 요소들은 이하에서 더욱 설명될 각각의 구성 요소들을 프레임(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 프레임(10)으로 통칭한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 서포트 지그(20)는 뒤에서 더욱 설명될 코일 가이드부재(30)들을 지지하는 것으로서, 프레임(10)의 상면에 고정되게 설치되는 고정 레일 플레이트(21)를 포함한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 고정 레일 플레이트를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 고정 레일 플레이트(21)는 중앙에 관통 홀(23)을 형성하고 있는 디스크 형상으로 구비된다. 여기서, 상기 고정 레일 플레이트(21)는 프레임(10)의 상면에 고정되는데, 그 프레임(10)의 상면에는 고정 레일 플레이트(21)의 관통 홀(23)과 연결되는 연결 홀(11)을 형성하고 있다.

이러한 고정 레일 플레이트(21)는 상면에 다수 개의 레일 홈(25)들을 방사 상으로 형성하고 있다. 상기 레일 홈(25)들은 고정자 코어(3: 이하 도 1 참조)의 슬롯(5: 이하 도 1 참조)들에 대응하는 개수로 구비된다.

여기서, 상기 레일 홈(25)들은 고정 레일 플레이트(21)의 관통 홀(23) 중심을 향해 그 고정 레일 플레이트(21)의 상면에 직선 방향으로 형성된다. 상기 레일 홈(25)들은 고정 레일 플레이트(21)의 외경 면에서 내경 면으로 이어지게 형성된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 고정 레일 플레이트와 코일 가이드부재들의 결합 구조를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 코일 가이드부재들을 도시한 평면 구성도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 코일 가이드부재(30)들은 다축 로봇(9)(이하 도 1 참조)을 통하여 고정자 코일(7)들을 슬롯(5)들에 삽입하는 과정에, 그 고정자 코일(7)들을 슬롯(5)들로 가이드 하기 위한 것이다.

여기서, 상기 다축 로봇(9)은 작업장의 바닥에 설치된다. 상기 다축 로봇(9)은 고정자 코일(7)을 그리핑 하며, 설정된 티칭 경로를 따라 고정자 코일(7)을 이송할 수 있는 공지 기술의 다축 로봇으로 구비된다.

상기 코일 가이드부재(30)들은 고정 레일 플레이트(21)의 레일 홈(25)들에 전후진 이동 가능하게 설치된다. 상기 코일 가이드부재(30)들은 상면에 캠 팔로워 돌기(31)를 구비하고 있으며, 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로(33)를 형성한다.

이러한 코일 가이드부재(30)들은 다축 로봇(9)에 의해 이송되는 고정자 코일들(7)을 가이드 통로(33)를 통하여 상하 방향을 따라 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들로 안내할 수 있다.

도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 코일 가이드부재들을 도시한 사시도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 코일 가이드부재들의 가이드 핑거 부위를 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 코일 가이드부재(30)들 각각은 가이드 아암(41)과 가이드 핑거(42)를 포함하고 있다.

상기 가이드 아암(41)은 고정 레일 플레이트(21)의 레일 홈(25)들에 방사 상으로 전후 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 상기 가이드 아암(41)의 상면에는 위에서 언급한 바 있는 캠 팔로워 돌기(31)가 구비된다.

상기 가이드 핑거(42)는 가이드 통로(33)를 형성하는 것으로서, 고정 레일 플레이트(21)의 관통 홀(23) 중심을 향해 가이드 아암(41)의 엔드 부분에 일체로 연결된다.

여기서, 상기 가이드 핑거(42)는 가이드 아암(41)의 엔드에서 전방 측으로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 상면을 형성하고 있다. 그리고, 상기 가이드 핑거(42)는 고정자 코일(7)들의 원활한 가이드를 위해 슬롯(5)의 길이보다 더 긴 길이로 구비된다.

이러한 가이드 핑거(42)는 서로 이웃하는 다른 가이드 핑거(42)와의 사이에 슬롯(5)들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로(33)를 형성한다. 즉, 상기 코일 가이드부재(30)들은 서로 이웃하는 가이드 핑거(42) 사이에 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로(33)를 형성한다.

더 나아가, 상기 가이드 핑거(42)는 슬롯(5)에 대한 고정자 코일(7)의 오 삽입 방지 및 원활한 가이드를 위해 상측에서 하측으로 갈수록 단면 폭이 점차 증가하는 형태로 구비된다. 이에 상기 가이드 핑거(42)는 양측에 테이퍼 면(45)을 형성한다.

따라서, 상기 가이드 핑거(42)는 서로 이웃하는 다른 가이드 핑거(42)를 통해 테이퍼 면(45) 사이에 슬롯(5)들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로(33)를 형성할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 구동유닛(50)은 코일 가이드부재(30)들에 전후진 작동력을 인가하기 위한 것으로서, 코일 가이드부재(30)들과 연결되게 설치된다. 이러한 구동유닛(50)은 가동 레일 플레이트(51)와 서보 모터(61)를 포함한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치에 적용되는 가동 레일 플레이트 부위를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 가동 레일 플레이트(51)는 고정 레일 플레이트(21) 상에 배치되며, 그 고정 레일 플레이트(21)에 대응하는 디스크 형상으로 구비된다.

상기 가동 레일 플레이트(51)는 하면을 통해 고정 레일 플레이트(21)의 상면과 접촉하면서 서보 모터(61)에 의해 회전 가능하게 설치된다. 상기 가동 레일 플레이트(51)는 고정 레일 플레이트(21) 또는 별도의 지지 수단에 회전 가능하게 지지될 수 있다.

이러한 가동 레일 플레이트(51)는 코일 가이드부재(30)들의 캠 팔로워 돌기(31)들과 캠 접촉하는 캠 팔로워 레일(53)들을 하면에 형성하고 있다.

상기 캠 팔로워 레일(53)들은 코일 가이드부재(30)들에 대응하는 개수로 구비되고, 코일 가이드부재(30)들의 캠 팔로워 돌기(31)가 끼워지며 캠 접촉하는 캠 홈으로 구비된다. 이러한 캠 팔로워 레일(53)들은 가동 레일 플레이트(51)의 하면에 사선 방향으로 배치된다.

더 나아가, 상기에서 가동 레일 플레이트(51)는 가장자리 단에 기어 치(55)들이 형성된다.

도 2 및 도 9를 참조하면, 상기에서 서보 모터(61)는 회전 속도 및 회전 방향의 서보 제어가 가능한 모터로서, 프레임(10)에 설치된다. 상기 서보 모터(61)는 가동 레일 플레이트(51)의 기어 치(55)와 기어 치합되는 구동 기어(63)를 구비하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 코어 공급유닛(70)은 도 2에 도시된 바와 같이, 컨베이어 또는 로봇을 통해 이송된 고정자 코어(3)를 프레임(10)의 상면 하측에서 프레임(10)의 연결 홀(11)을 통하여 고정 레일 플레이트(21)의 관통 홀(23) 내주 측에 정 위치시키기 위한 것이다.

상기 코어 공급유닛(70)은 프레임(10)의 상면 하측에서 고정자 코어(3)를 로딩하며 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이러한 코어 공급유닛(70)은 코어 로딩부(71)와 작동 실린더(73)를 포함하고 있다.

상기 코어 로딩부(71)는 프레임(10) 상면 하측의 베이스부(75)에 상하 방향으로 이동 가능하게 구비된다. 더 나아가, 상기 코어 로딩부(71)는 모터에 의해 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들에 대응하는 회전 각도로서 회전될 수도 있다.

상기 작동 실린더(73)는 베이스부(75)에 설치되며, 코어 로딩부(71)와 연결된다. 상기 작동 실린더(73)는 작동 로드를 통해 코어 로딩부(71)와 연결되며, 그 작동 로드의 전후진 작동에 의해 코어 로딩부(71)를 상하 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치(100)의 작용을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 앞서 개시한 도면들 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 코일 가이드부재(30)들은 가동 레일 플레이트(51)의 회전으로서 고정 레일 플레이트(21)의 레일 홈(25)들을 따라 통해 후진 이동된 상태에 있다.

즉, 상기 코일 가이드부재(30)들의 가이드 핑거(42)는 고정 레일 플레이트(21)의 관통 홀(23) 외측에 위치하고 있다. 여기서, 상기 코일 가이드부재(30)들의 캠 팔로워 돌기(31)는 가동 레일 플레이트(51)의 캠 팔로워 레일(53)에 지지된 상태에 있다.

이때, 본 발명의 실시 예에서는 컨베이어 또는 로봇에 의해 고정자 코어(3)를 코어 공급유닛(70)의 코어 로딩부(71) 상에 로딩한 상태로, 작동 실린더(73)의 작동으로서 코어 로딩부(71)를 상측 방향으로 이동시킨다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 고정자 코어(3)를 프레임(10)의 연결 홀(11)을 통하여 고정 레일 플레이트(21)의 관통 홀(23) 내주 측에 정 위치시킬 수 있게 된다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 앞서 개시한 도면들 및 도 11에 도시된 바와 같이, 서보 모터(61)의 구동으로서 구동 기어(63)를 회전시키며, 그 구동 기어(63)를 통해 가동 레일 플레이트(51)를 일측 방향으로 회전시킨다.

그러면, 본 발명의 실시 예에서는 상기 가동 레일 플레이트(51)의 회전 운동을 캠 팔로워 돌기(31)와 캠 팔로워 레일(53)의 캠 작동에 의해 코일 가이드부재(30)들의 직선 운동으로 변환한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 코일 가이드부재(30)들을 고정 레일 플레이트(21)의 레일 홈(25)들을 따라 방사 상으로 전진 이동시키게 되고, 그 코일 가이드부재(30)들의 가이드 핑거(42)는 고정 레일 플레이트(21)의 관통 홀(23) 내측에 위치하게 된다.

이때, 상기 가이드부재(30)들의 가이드 핑거(42)는 고정 레일 플레이트(21)의 관통 홀(23) 내측에서 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들 상측에 위치하고 있으며, 슬롯(5)의 길이보다 더 킨 길이로 배치된다.

상기와 같이 코일 가이드부재(30)들의 가이드 핑거(42)를 고정 레일 플레이트(21)의 관통 홀(23) 내측에 위치시킴에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 서로 이웃하는 가이드 핑거(42)들 사이에 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로(33)를 형성한다.

즉, 본 발명의 실시 예에서는 서로 이웃하는 가이드 핑거(42)들의 테이퍼 면(45) 사이에 슬롯(5)들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로(33)를 형성할 수 있다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 다축 로봇(9)을 통해 고정자 코일(7)을 그리핑 하고, 그 고정자 코일(7)을 다축 로봇(9)을 통해 설정된 티칭 경로를 따라 이송시키며, 코일 가이드부재(30)들의 가이드 통로(33)를 통하여 고정자 코어(3)의 슬롯(5)에 삽입한다.

이 과정에서는 상기 다축 로봇(9)에 의하여 고정자 코일(7)을 상측에서 하측 방향으로 이동시키며, 고정자 코어(3)의 슬롯(5)에 삽입할 때, 가이드 통로(33)의 테이퍼 면(45)을 통하여 고정자 코일(7)을 슬롯(5)으로 안내한다.

본 발명의 실시 예에서는 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들에 반경 방향을 따라 다수 레이어의 고정자 코일(7)들을 삽입하는데, 고정자 코어(3)를 고정한 상태로 다축 로봇(9)의 티치 경로 가변 제어를 통해 고정자 코일(7)들을 슬롯(5)들에 다수 레이어로 삽입할 수 있다.

대안으로서, 본 발명의 실시 예에서는 고정자 코어(3)가 로딩된 코어 로딩부(71)를 슬롯(5)들에 대응하는 회전 각도로서 회전시키며, 다축 로봇(9)의 설정된 티치 경로를 따라 고정자 코일(7)들을 슬롯(5)들에 다수 레이어로 삽입할 수도 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 상기 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치(100)에 의하면, 코일 가이드부재(30)들을 통하여 고정자 코일(7)을 슬롯(5)으로 안내함에 따라, 다축 로봇(9)을 통하여 고정자 코일(7)들을 슬롯(5)들에 직접 삽입할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 고정자 코일(7)들을 정렬하기 위한 별도의 정렬 장치 및 공정을 삭제할 수 있고, 그 정렬 장치에 정렬된 고정자 코일(7)들을 그리핑 하며 고정자 코어(3)의 슬롯(5)들에 일괄 삽입하기 위한 별도의 그리핑 장치 및 공정을 삭제할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 설비 투자비를 절감할 수 있으며, 고정자를 조립하는데 따른 싸이클 타임을 단축할 수 있고, 고정자 코일(7)들의 권선 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당 업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1: 고정자 3: 고정자 코어
5: 슬롯 7: 고정자 코일
9: 다축 로봇 10: 프레임
11: 연결 홀 20: 서포트 지그
21: 고정 레일 플레이트 23: 관통 홀
25: 레일 홈 30: 코일 가이드부재
31: 캠 팔로워 돌기 33: 가이드 통로
41: 가이드 아암 42: 가이드 핑거
45: 테이퍼 면 50: 구동유닛
51: 가동 레일 플레이트 53: 캠 팔로워 레일
55: 기어 치 61: 서보 모터
63: 구동 기어 70: 코어 공급유닛
71: 코어 로딩부 73: 작동 실린더
75: 베이스부 100: 인서팅 가이드 장치

Claims (14)

1. 고정자 코어의 슬롯들에 반경 방향을 따라 다수 레이어의 고정자 코일들을 삽입하기 위한 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치로서,
   중앙에 관통 홀을 형성하며, 프레임의 상면에 고정되게 설치되는 서포트 지그;
   상기 고정자 코어의 슬롯들에 대응하여 상기 서포트 지그에 방사 상으로 전후진 이동 가능하게 설치되며, 상기 슬롯들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로들을 형성하는 다수 개의 코일 가이드부재들; 및
   상기 코일 가이드부재들과 연결되게 설치되며, 상기 코일 가이드부재들에 전후진 작동력을 인가하는 구동유닛;
   을 포함하는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 프레임의 상면 하측에서 상기 고정자 코어를 로딩하며 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 고정자 코어를 상기 프레임의 상면을 관통하여 상기 서포트 지그의 관통 홀 내주 측으로 위치시키는 코어 공급유닛
   을 더 포함하는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 코어 공급유닛은,
   상기 프레임 상면 하측의 베이스부에 상하 방향으로 이동 가능하게 구비되는 코어 로딩부와,
   상기 베이스부에 설치되며, 상기 코어 로딩부와 연결되는 작동 실린더
   를 포함하는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 코일 가이드부재들은,
   로봇에 의해 이송되는 고정자 코일들을 상기 가이드 통로를 통하여 상하 방향을 따라 상기 슬롯들로 안내하는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
5. 고정자 코어의 슬롯들에 반경 방향을 따라 다수 레이어의 고정자 코일들을 삽입하기 위한 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치로서,
   중앙에 관통 홀을 형성하고 있는 디스크 형상으로 구비되고, 프레임의 상면에 고정되게 설치되며, 상면에 다수 개의 레일 홈들을 방사 상으로 형성하고 있는 고정 레일 플레이트;
   상면에 구비된 캠 팔로워 돌기를 가지며 상기 고정 레일 플레이트의 레일 홈들에 전후진 이동 가능하게 설치되고, 상기 슬롯들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로들을 형성하는 코일 가이드부재들;
   하면을 통해 상기 고정 레일 플레이트의 상면과 접촉하며 회전 가능하게 설치되고, 상기 코일 가이드부재들의 캠 팔로워 돌기들과 캠 접촉하는 캠 팔로워 레일들을 하면에 형성하고 있는 가동 레일 플레이트; 및
   상기 가동 레일 플레이트와 기어 치합하는 구동 기어를 가지며, 상기 프레임에 설치되는 서보 모터;
   를 포함하는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 프레임의 상면 하측에서 상기 고정자 코어를 로딩하며 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 고정자 코어를 상기 프레임의 상면을 관통하여 상기 고정 레일 플레이트의 관통 홀 내주 측으로 위치시키는 코어 공급유닛
   을 더 포함하는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
7. 제5 항에 있어서,
   상기 레일 홈들은,
   상기 관통 홀의 중심을 향해 상기 고정 레일 플레이트의 상면에 직선 방향으로 형성되는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
8. 제5 항에 있어서,
   상기 가동 레일 플레이트는 상기 고정 레일 플레이트에 대응하는 디스크 형상으로 구비되며,
   상기 캠 팔로워 레일들은 상기 가동 레일 플레이트의 하면에 사선 방향으로 구비되는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
9. 제5 항에 있어서,
   상기 가동 레일 플레이트는,
   상기 구동 기어와 기어 치합하는 기어 치들을 가장자리 단에 형성하고 있는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
10. 제5 항에 있어서,
    상기 코일 가이드부재는,
    상기 고정 레일 플레이트의 레일 홈들에 슬라이딩 가능하게 결합되는 가이드 아암과,
    상기 고정 레일 플레이트의 관통 홀 중심을 향하여 상기 가이드 아암에 일체로 연결되는 가이드 핑거
    를 포함하는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 가이드 핑거는,
    이웃하는 상기 가이드 핑거와의 사이에 상기 슬롯들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로를 형성하는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 가이드 핑거는,
    상측에서 하측으로 갈수록 단면 폭이 점차 증가하는 형태로 구비되며, 양측에 테이퍼 면을 형성하는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 가이드 핑거는,
    서로 이웃하는 상기 가이드 핑거를 통해 상기 테이퍼 면 사이에 상기 슬롯들과 상하 방향으로 연결되는 가이드 통로를 형성하는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
14. 제10 항에 있어서,
    상기 가이드 핑거는,
    상기 슬롯의 길이보다 더 긴 길이로 구비되는 평각형 고정자 코일의 인서팅 가이드 장치.
    

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