KR20220162291A - 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치 - Google Patents

Abstract

헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치는, 고정자 코어의 슬롯들에 설정 레이어로 삽입된 헤어핀 타입 고정자 코일들의 용접부 간 거리를 확장하도록 되어 있는 것으로서, i)베이스 프레임에 설치되는 코일 서포트 유닛과, ii)제1 기어 작동부와 제2 기어 작동부를 포함하며, 코일 서포트 유닛의 하측에서 베이스 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 툴 구동 유닛과, iii)제1 기어 작동부에 작동적으로 연결되며, 고정자 코일들의 레이어 방향을 따라 왕복 이동 가능한 복수의 로워 와이드닝 툴들과, iv)제2 기어 작동부에 작동적으로 연결되며, 복수의 로워 와이드닝 툴들의 위에서 왕복 이동 가능한 복수의 어퍼 와이드닝 툴들을 포함할 수 있다.

Description

헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치{WIDING DEVICE OF HAIR PIN TYPE STATOR COIL}

본 발명의 실시 예는 구동모터의 고정자 제조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헤어핀 권선 타입의 고정자를 제조하기 위한 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 친환경 자동차로 불리 우는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차는 구동 모터에 의해 구동력을 발생시키는 기술을 적용하고 있다.

차량 및 부품의 중량과 부피를 줄이기 위해, 완성차 업체 및 친환경 부품 제조사에서는 헤어핀 타입의 고정자 코일이 권선된 고정자를 가진 구동 모터를 적용하고 있다.

이러한 고정자들은 고정자 코어의 슬롯들에 고정자 코일들을 삽입하는 공정과, 고정자 코어의 슬롯들에 삽입된 고정자 코일들의 용접부들을 용접하는 공정을 통해 제작되고 있다.

한편, 고정자 코일들의 용접 공정 전에, 와이드닝 툴에 의하여 용접부들의 간격을 확장시키는 코일 와이드닝 공정이 수행된다.

코일 와이드닝 공정은 용접부들의 절연거리를 확보하고, 용접부들의 용접 작업성을 향상시키기 위해 필요하다.

하지만, 이와 같은 코일 와이드닝 공정에서는 고정자의 사양 변경 시, 와이드닝 툴의 교체를 필요로 하기 때문에, 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 고정자의 사양 변경 시, 툴을 교체하지 않고서도 고정자 코일들의 용접부들의 간격을 확장시킬 수 있도록 한 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치는, 고정자 코어의 슬롯들에 설정 레이어로 삽입된 헤어핀 타입 고정자 코일들의 용접부 간 거리를 확장하도록 되어 있는 것으로서, i)베이스 프레임에 설치되는 코일 서포트 유닛과, ii)제1 기어 작동부와 제2 기어 작동부를 포함하며, 상기 코일 서포트 유닛의 하측에서 상기 베이스 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 툴 구동 유닛과, iii)상기 제1 기어 작동부에 작동적으로 연결되며, 상기 고정자 코일들의 레이어 방향을 따라 왕복 이동 가능한 복수의 로워 와이드닝 툴들과, iv)상기 제2 기어 작동부에 작동적으로 연결되며, 상기 복수의 로워 와이드닝 툴들의 위에서 왕복 이동 가능한 복수의 어퍼 와이드닝 툴들을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 코일 서포트 유닛은 상기 베이스 프레임에 그 상면과 이격되게 배치된 서포트 플레이트와, 상기 서포트 플레이트에 형성된 개구부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 고정자 코일들이 위치하는 디스크 홀의 가장자리에 복수의 코일 지지 리브들이 형성된 메인 서포트 디스크를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 복수의 코일 지지 리브들의 각각은 상기 디스크 홀의 가장자리에서 설정 간격을 두고 반경방향 내측으로 연장되어 상기 복수의 로워 와이드닝 툴들 및 상기 복수의 어퍼 와이드닝 툴들에 의하여 상기 고정자 코일들로부터 반경방향 외측으로 받는 힘에 대항할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 메인 서포트 디스크는 상기 복수의 코일 지지 리브들 사이에 형성되는 코일 가이드 홈을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 코일 서포트 유닛은 상기 개구부의 가장자리에 고정된 가이드 링에 회전 가능하게 결합되며, 상기 메인 서포트 디스크와 연결되는 링 형상의 회전부재와, 상기 회전부재를 통하여 상기 메인 서포트 디스크를 설정 각도만큼 양방향으로 회전시키도록 상기 서포트 플레이트에 설치되는 액츄에이터를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 액츄에이터는 상기 서포트 플레이트에 설치되며, 상기 회전부재의 가장자리로부터 외측으로 연장된 연장부에 작동적으로 연결되는 작동 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 코일 서포트 유닛은 상기 메인 서포트 디스크의 상면을 지지하도록 상기 가이드 링에 고정되는 서브 서포트 디스크와, 상기 메인 서포트 디스크의 회전 각도를 제한하도록 상기 서브 서포트 디스크에 설치되는 스토퍼 어셈블리를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 스토퍼 어셈블리는 상기 서브 서포트 디스크에 고정된 실린더 몸통과, 상기 실린더 몸통 내에 위치하여 상기 실린더 몸통의 길이 방향으로 이동 가능하게 배치된 피스톤과, 상기 서브 서포트 디스크에 형성된 가이드 슬롯을 관통하여 상기 메인 서포트 디스크에 고정되며, 상기 피스톤에 회전 가능하게 결합된 스토퍼 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 툴 구동 유닛은 상기 베이스 프레임에 설치된 제1 서보 모터에 연결되어 상기 코일 서포트 유닛 하측에서 상하 방향으로 승강 가능한 리프팅 부재와, 상기 리프팅 부재에 고정적으로 장착되며, 상기 제1 기어 작동부 및 제2 기어 작동부가 배치된 기어 장착부재와, 상기 제1 기어 작동부에 작동적으로 연결되며, 제1 캠 팔로워 레일이 상면에 형성된 제1 가동 레일 디스크와, 상기 제2 기어 작동부에 작동적으로 연결되며, 제2 캠 팔로워 레일이 상면에 형성된 제2 가동 레일 디스크를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 리프팅 부재는 상기 기어 장착부재의 하면에 고정되며, 적어도 하나의 가이드 로드에 의하여 상기 베이스 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1 서보 모터에 결합된 볼 스크류에 스크류 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 제1 기어 작동부는 상기 기어 장착부재에 설치된 제2 서보 모터와, 상기 제2 서보 모터의 모터축에 결합된 제1 구동 기어와, 상기 기어 장착부재의 가장자리의 내측에 회전 가능하게 장착되어 상기 제1 구동 기어와 치합하는 제1 피동 기어를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 제1 가동 레일 디스크는 제1 플랜지를 통해 상기 제1 피동 기어에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 제1 캠 팔로워 레일은 스파이럴 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 제2 기어 작동부는 상기 기어 장착부재에 설치된 제3 서보 모터와, 상기 제3 서보 모터의 모터축에 결합된 제2 구동 기어와, 상기 제1 피동 기어를 내측에 두고 상기 기어 장착부재의 가장자리 측에 회전 가능하게 장착되어 상기 제2 구동 기어와 치합하는 제2 피동 기어를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 제2 가동 레일 디스크는 제2 플랜지를 통해 상기 제2 피동 기어에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 제2 캠 팔로워 레일은 스파이럴 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 툴 구동 유닛은 상기 제1 가동 레일 디스크와 제2 가동 레일 디스크를 하측에 두고 상기 기어 장착부재에 고정되며, 상면에 복수의 가이드 레일들이 방사 상으로 형성된 고정 레일 디스크를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 복수의 가이드 레일들의 각각에는 상기 고정 레일 디스크의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리까지 반경방향으로 연장된 레일 홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 복수의 가이드 레일들 사이에는 상기 제1 및 제2 캠 팔로워 레일에 대응하여 상하로 관통된 레일 홀이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 복수의 로워 와이드닝 툴들의 각각은 상기 레일 홈에 방사 상으로 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 복수의 가이드 레일들 사이에서 반경방향 내측에 배치되는 제1 툴 바디와, 상기 제1 툴 바디에 결합되며, 상하로 관통된 제1 코일 지지 홀이 형성되는 로워 코일 그리퍼와, 상기 제1 툴 바디에 결합되며, 상기 레일 홀을 상하로 관통하여 상기 제1 캠 팔로워 레일에 끼워지는 제1 캠 로브를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 로워 코일 그리퍼는 반경방향 내측의 끝단에서 상하로 연장된 코일 지지부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 코일 지지부에는 상기 제1 코일 지지 홀에 연결된 코일 지지 홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 복수의 어퍼 와이드닝 툴들의 각각은 상기 레일 홈에 방사 상으로 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 복수의 가이드 레일들 사이에서 반경방향 외측에 배치되는 제2 툴 바디와, 상기 로워 코일 그리퍼의 위에서 상기 제2 툴 바디에 결합되며, 상기 제1 코일 지지 홀에 연결된 제2 코일 지지 홀이 형성되는 어퍼 코일 그리퍼와, 상기 제2 툴 바디에 결합되며, 상기 레일 홀을 상하로 관통하여 상기 제2 캠 팔로워 레일에 끼워지는 제2 캠 로브를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 있어서, 상기 어퍼 코일 그리퍼는 상기 제1 코일 지지 홀에 삽입된 고정자 코일을 가압하도록 반경방향 내측의 끝단에 형성되는 코일 가압부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 고정자의 사양에 따라 툴을 교체하지 않아도 되므로, 다 기종 고정자의 생산 유연성 확보, 공정 싸이클 타임의 단축, 및 설비 투자비의 절감을 도모할 수 있다.

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

본 명세서의 실시예들은 유사한 참조 부호들이 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 요소를 지칭하는 첨부한 도면들과 연계한 이하의 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 적용되는 헤어핀 권선 타입 고정자의 하나의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치를 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치를 도시한 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치를 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 코일 서포트 유닛을 도시한 결합 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 코일 서포트 유닛을 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 코일 서포트 유닛의 메인 서포트 디스크를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 코일 서포트 유닛의 메인 서포트 디스크를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 코일 서포트 유닛의 액츄에이터를 도시한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛을 도시한 결합 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛을 도시한 일 부분의 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛을 도시한 다른 일 부분의 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛의 제1 및 제2 기어 작동부를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛의 제1 및 제2 가동 레일 디스크를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛의 고정 레일 디스크의 일부를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 로워 와이드닝 툴 및 어퍼 와이드닝 툴을 도시한 결합 사시도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 로워 와이드닝 툴 및 어퍼 와이드닝 툴을 도시한 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 로워 와이드닝 툴 및 어퍼 와이드닝 툴을 도시한 평면도이다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
위에서 참조된 도면들은 반드시 축적에 맞추어 도시된 것은 아니고, 본 발명의 기본 원리를 예시하는 다양한 선호되는 특징들의 다소 간략한 표현을 제시하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 특정 치수, 방향, 위치, 및 형상을 포함하는 본 발명의 특정 설계 특징들이 특정 의도된 응용과 사용 환경에 의해 일부 결정될 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예들을 기술하기 위한 목적이고, 본 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 분명하게 달리 나타내지 않는 한, 또한 복수 형태들을 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 '포함하는'이라는 용어는 명시된 특징들, 정수, 단계들, 작동, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 나타내지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계들, 작동, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것은 아니라는 것이 또한 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, '결합된'이라는 용어는 컴포넌트들이 상호 간에 직접 연결되거나 또는 하나 이상의 매개 컴포넌트들을 통해 간접적으로 연결되는 두 개의 컴포넌트들 간의 물리적 관계를 표시한다.

더 나아가, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, '및/또는' 이라는 용어는 연관되어 나열된 하나 이상의 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다. 그리고, '작동적으로 연결(operably connected)' 또는 이와 유사한 용어는 적어도 두 개의 부재가 직접적 또는 간접적으로 서로 연결되어 동력을 전달할 수 있는 것을 의미한다. 그러나, 작동적으로 연결된 두 개의 부재는 항상 동일한 속도와 동일한 방향으로 회전하는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 적용되는 헤어핀 권선 타입 고정자의 하나의 예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 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 예들에 적용되는 고정자(1)와, 고정자(1)와 일정 공극을 두고 배치되는 회전자(도시하지 않음)를 포함하고 있다.

하나의 예에서, 구동모터는 영구자석형 동기모터(permanent magnet synchronous motor: PMSM)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 고정자(1)는 복수 매의 전기강판들이 적층된 고정자 코어(3)를 포함하고 있다. 상기 고정자 코어(3)는 외경 면과 내경 면을 포함하고 있으며, 다수 개의 슬롯들(5)(예를 들면, 48개의 슬롯)을 반경방향을 따라 방사 상으로 형성하고 있다.

상기 슬롯들(5)에는 헤어핀 타입의 고정자 코일(7)(당업자는 통상'컨덕터', '세그먼트 코일' 또는 '평각형 코일' 이라고도 한다.)들이 권선된다.

상기 고정자 코일들(7)은 하나의 예에서, 한 쌍의 레그들을 지닌 V자 형의 헤어핀 타입으로 구비될 수 있다. 다른 하나의 예에서, 고정자 코일들(7)은 U자 형 또는 I자 형의 헤어핀 타입으로 구비될 수도 있다. 더 나아가, 상기 고정자 코일들(7)은 사각 단면의 각형 코일로 구비될 수 있다.

이와 같은 헤어핀 타입의 고정자 코일들(7)은 고정자 코어(3)의 슬롯들(5)에 삽입된다. 상기 고정자 코일들(7)의 레그들은 슬롯들(5)의 하단을 통해 돌출된다. 이렇게 슬롯들(5)의 하단을 통해 돌출된 레그들은 용접으로 접합되면서 전기적인 회로를 형성할 수 있다.

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

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치를 도시한 정면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)는 구동모터를 조립하는 공정들 중, 헤어핀 권선 타입의 고정자(1)를 조립하는 공정에 적용될 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)는 코일 인서팅 공정에서 고정자 코어(3)의 슬롯들(5)에 삽입된 고정자 코일들(7)을 후 처리하는 공정에 적용될 수 있다. 이러한 코일 후 처리 공정은 코일 와이드닝 공정, 코일 트위스팅 공정, 그리고 코일 용접 공정을 포함할 수 있다.

후 처리 공정 중, 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)는 슬롯들(5)을 관통한 고정자 코일들(7)의 끝단 부들 간 거리를 고정자 코어(3)의 반경방향 외측으로 확장하는 코일 와이드닝 공정에 적용될 수 있다.

코일 와이드닝 공정에서는 고정자 코일들(7)의 끝단 부들을 반경방향 외측으로 밴딩하며, 그 끝단 부들의 간격을 확장하는 공정이 수행될 수 있다.

이하에서는 고정자 코어(3)의 슬롯들(5)을 관통한 고정자 코일들(7)의 끝단 부를 용접부(9) 라고 한다. 상기 고정자 코일들(7)의 용접부(9)는 후 처리 공정의 용접 공정에서 서로 용접될 수 있다.

상기와 같이 고정자 코일들(7)의 용접부들(9) 간 거리를 확장시키는 이유는 용접부들(9) 간 절연거리를 확보함과 아울러, 용접 공정에서의 작업성(용접성)을 향상시키기 위함이다.

본 명세서에서, 고정자 코어(3)의 반경방향 외측에서 내측을 향해 슬롯들(5)에 순차적으로 삽입된 고정자 코일들(7)의 배열방향은 레이어 방향으로 정의될 수 있다.

본 명세서에서는 반경방향 최 외측에 위치하는 고정자 코일(7)의 위치점을 제1 레이어라 하는데, 제1 레이어로부터 반경방향 내측을 향해 순차적으로 위치하는 고정자 코일들(7)의 위치점들을 제2,3,4,5,6.. 레이어라고 할 수 있다.

더 나아가, 본 명세서에서, 구성요소의 '상단부', '상부', '상단' 또는 '상부 면'은 도면에서 상대적으로 상측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타내고, 구성요소의 '하단부', '하부', '하단' 또는 '하부 면'은 도면에서 상대적으로 하측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타낸다.

또한, 본 명세서에서 구성요소의 단(예를 들어, 일측 단 또는 다른 일측 단 등)은 임의의 한 방향으로 구성요소의 끝을 나타내며, 구성요소의 단부(예를 들어, 일측 단부 또는 다른 일측 단부 등)는 그 끝을 포함하는 구성요소의 일정 부분을 나타낸다.

한편, 상기한 바와 같은 코일 와이드닝 공정에서는 코어 그리퍼(101)에 의하여 고정자 코어(3)를 그리핑 한 상태에서, 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)에 의하여 고정자 코일들(7)의 용접부들(9) 간 거리를 확장시킬 수 있다.

여기서, 상기 코어 그리퍼(101)는 프로그래밍 된 설정된 궤적을 움직이도록 되어 있는 로봇(103)의 로봇 암(105)에 장착된다.

상기 코어 그리퍼(101)는 고정자 코어(3)의 외경 면 또는 내경 면을 잡을 수 있도록 되어 있고, 로봇 암(105)에 대하여 회전 가능하다. 상기 로봇(103)은 현재까지 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 다양한 로봇(103)을 사용할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)는 고정자의 사양 변경 시, 툴을 교체하지 않고서도 간단한 구성으로 고정자 코일들(7)의 용접부들(9)의 간격을 확장시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치를 도시한 결합 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치를 도시한 일부 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)는 기본적으로, 베이스 프레임(110), 코일 서포트 유닛(210), 툴 구동 유닛(310), 복수의 로워 와이드닝 툴들(410), 그리고 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)을 포함한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 베이스 프레임(110)은 코일 와이드닝 공정 작업장의 바닥에 설치된다. 상기 베이스 프레임(110)에는 이하에서 설명될 구성요소들이 장착된다.

하나의 예에서, 상기 베이스 프레임(110)은 공정 작업장의 바닥에서 상측으로 이격된 베이스 플레이트(111)를 포함하고 있다. 그리고, 상기 베이스 프레임(110)에는 베이스 플레이트(111)의 하면에 결합되어 하측으로 연장된 적어도 하나의 지지 대(113)가 구비된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 코일 서포트 유닛(210)은 고정자 코어(3)의 슬롯들(5)에 레이어 방향으로 배열되어 있는 고정자 코일들(7)의 용접부들(9)을 고정자 코어(3)의 반경방향 외측에서 지지하도록 되어 있다.

상기 코일 서포트 유닛(210)은 베이스 프레임(110)의 베이스 플레이트(111)의 상면에 대해 상측으로 설정 간격 이격되게 설치된다.

도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 코일 서포트 유닛을 도시한 결합 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 코일 서포트 유닛을 도시한 분해 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 코일 서포트 유닛(210)은 서포트 플레이트(211), 메인 서포트 디스크(221), 회전부재(231), 액츄에이터(251), 서브 서포트 디스크(271), 그리고 스토퍼 어셈블리(281)를 포함하고 있다.

상기 서포트 플레이트(211)는 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임(110)에 베이스 플레이트(111)의 상면과 이격되게 설치된다. 상기 서포트 플레이트(211)는 고정 브라켓(213)을 통해 베이스 플레이트(111)의 상면에 고정된다.

상기 서포트 플레이트(211)는 고정 브라켓(213)의 상면에 고정된 적어도 하나의 지지 블록(215)에 의해 베이스 플레이트(111)의 상면과 이격되게 배치된다. 하나의 예에서, 상기 지지 블록(215)은 서포트 플레이트(211)의 양측에 각각 고정되며, 그 양측에서 하측으로 연장되어 베이스 플레이트(111)의 상면에 고정된다.

여기서, 상기 서포트 플레이트(211)는 메인 서포트 디스크(221) 및 서브 서포트 디스크(271)를 장착하도록 되어 있는 개구부(217)를 포함한다. 하나의 예에서, 상기 개구부(217)는 서포트 플레이트(211)에 원형의 홀로 형성될 수 있다.

상기 메인 서포트 디스크(221)는 서포트 플레이트(211)의 개구부(217)에 회전 가능하게 설치된다.

본 명세서에서, '디스크'는 중앙부에 디스크 홀이 형성된 환형의 디스크 플레이트로 정의될 수 있다. 디스크에서 외측 가장자리 단은 외경 단으로 정의될 수 있고, 디스크 홀의 가장자리 부분인 내측 가장자리 단은 외경 단으로부터 반경방향 내측으로 이격된 내경 단으로 정의될 수 있다.

상기 메인 서포트 디스크(221)는 외경 단(222b)을 통해 개구부(217)의 내주 면에 회전 가능하게 장착된다. 상기 메인 서포트 디스크(221)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 내경 단(222a)이 형성되어 있는 디스크 홀(223)을 포함한다.

여기서, 고정자 코어(3)는 코어 그리퍼(101)에 의하여 디스크 홀(223)의 상측으로 옮겨질 수 있다. 이에 따라 상기 디스크 홀(223)에는 고정자 코어(3)의 하단으로부터 돌출된 고정자 코일들(7)이 위치할 수 있다.

이와 같은 고정자 코일들(7)은 내경 단(222a)에서부터 레이어 방향을 따라 반경방향 내측으로 배치된다. 즉, 상기 고정자 코일들(7)은 내경 단(222a)에서부터 레이어 순서대로 배치된다.

나아가, 상기 메인 서포트 디스크(221)는 내경 단(222a)으로부터 반경방향 내측으로 연장된 복수의 코일 지지 리브들(225)을 포함하고 있다. 상기 복수의 코일 지지 리브들(225)은 내경 단(222a)의 내주 방향(가장자리 방향)을 따라 설정 간격을 두고 배치된다.

상기 복수의 코일 지지 리브들(225)의 각각은 뒤에서 더욱 설명될 복수의 로워 와이드닝 툴들(410) 및 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)에 의하여 고정자 코일들(7)로부터 반경방향 외측으로 받는 힘에 대항하도록 되어 있다.

더 나아가, 상기 메인 서포트 디스크(221)는 복수의 코일 지지 리브들(225) 사이에 형성된 복수의 코일 가이드 홈들(227)을 포함하고 있다. 상기 복수의 코일 가이드 홈들(227)의 각각은 복수의 로워 와이드닝 툴들(410) 및 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)에 의하여 와이드닝 된 고정자 코일들(7)을 가이드 하도록 되어 있다.

상기 복수의 코일 가이드 홈들(227)의 각각은 코어 그리퍼(101)에 의하여 고정자 코어(3)가 디스크 홀(223)의 상측에서 다른 위치(예를 들면, 상측 방향)로 옮겨질 때, 상기한 고정자 코일들(7)이 코일 지지 리브들(225)에 걸리지 않게 하는 통로로 구비된다.

상기 회전부재(231)는 서포트 플레이트(211)의 개구부(217)에서 메인 서포트 디스크(221)를 회전시키도록 되어 있다. 하나의 예에서, 상기 회전부재(231)는 링 형태로 구비된다.

상기 회전부재(231)는 개구부(217)의 내주 면에 고정된 가이드 링(233)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 가이드 링(233)은 당업자에게 잘 알려진 홈과 돌기를 통하여 회전부재(231)의 외측 가장자리 부분에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 회전부재(231)는 연결부재(235)에 의하여 메인 서포트 디스크(221)의 하면에 연결될 수 있다. 이와 같은 회전부재(231)는 외측 가장자리 부분으로부터 반경방향 외측으로 연장된 연장부(237)를 포함하고 있다.

상기 액츄에이터(251)는 동력을 발생시키고, 그 동력을 메인 서포트 디스크(221)를 회전시키는 회전력으로 변환하며, 그 회전력을 메인 서포트 디스크(221)에 전달하도록 되어 있다.

즉, 상기 액츄에이터(251)는 회전부재(231)를 통하여 메인 서포트 디스크(221)를 설정 각도만큼 양방향(예를 들면, 시계 방향 및 반 시계 방향)으로 회전시키도록 되어 있다.

상기 액츄에이터(251)는 도 9에 도시된 바와 같이, 서포트 플레이트(211)에 설치되는 작동 실린더(253)를 포함한다. 더 나아가, 상기 액츄에이터(251)는 가이드 블록(255)과 슬라이딩 블록(257)을 더 포함한다.

상기 작동 실린더(253)는 회전부재(231)의 연장부(237)에 작동적으로 연결된다. 하나의 예에서, 상기 작동 실린더(253)는 당업자에게 알려진 공압 실린더를 포함할 수 있다. 상기 작동 실린더(253)에는 공압에 의하여 전후진 이동 가능한 작동 로드(254)가 구비된다.

상기 가이드 블록(255)은 서포트 플레이트(211)에 고정된다. 상기 가이드 블록(255)에는 그 길이 방향을 따라 가이드 레일(255a)이 형성되어 있다.

상기 슬라이딩 블록(257)은 작동 실린더(253)의 작동 로드(254)에 결합된다. 상기 슬라이딩 블록(257)은 가이드 블록(255)의 가이드 레일(255a)에 슬라이딩 가능하게 결합된다.

더 나아가, 상기 슬라이딩 블록(257)은 회전부재(231)의 연장부(237)에 작동적으로 회전 가능하게 연결된다. 구체적으로, 상기 연장부(237)에는 고정 핀(238)이 고정되고, 그 고정 핀(238)의 외주 면에는 베어링(239)이 고정된다. 상기 베어링(239)의 외주 면은 슬라이딩 블록(257)에 고정된다.

상기 작동 실린더(253)의 작동 로드(254)가 전후진 이동하게 되면, 슬라이딩 블록(257)은 가이드 블록(255)의 가이드 레일(255a)을 따라 전후진 이동하게 된다.

이에 상기 슬라이딩 블록(257)이 회전부재(231)의 연장부(237)에 회전 가능하게 연결되어 있기 때문에, 회전부재(231)를 양방향으로 회전시키며, 그 회전부재(231)에 연결된 메인 서포트 디스크(221)를 양방향으로 회전시킬 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 서브 서포트 디스크(271)는 메인 서포트 디스크(221)의 상면을 지지하도록 되어 있다. 상기 서브 서포트 디스크(271)는 내경 단(272a)과 외경 단(272b)을 포함하고 있다.

상기 외경 단(272b)의 가장자리 부분은 가이드 링(233)에 고정된다. 상기 외경 단(272b)의 가장자리 부분에는 적어도 하나의 결합 홀(273)이 형성된다. 상기 결합 홀(273)에는 가이드 링(233)에 고정된 결합 핀(274)이 결합된다.

상기 서브 서포트 디스크(271)의 내경 단(272a)은 메인 서포트 디스크(221)의 내경 단(222a)보다 큰 직경으로 형성된다. 이에 상기 메인 서포트 디스크(221)의 내경 단(222a)은 서브 서포트 디스크(271)의 내경 단(272a)의 내측에 배치된다.

상기 스토퍼 어셈블리(281)는 서브 서포트 디스크(271)에 의하여 메인 서포트 디스크(221)의 회전 각도를 제한하도록 되어 있다. 상기 스토퍼 어셈블리(281)는 서브 서포트 디스크(271)에 설치된다.

상기 스토퍼 어셈블리(281)는 실린더 몸통(283), 피스톤(285), 그리고 스토퍼 핀(287)을 포함하고 있다.

상기 실린더 몸통(283)은 외주 면과 내주 면을 포함하는 중공의 막대 형상으로 이루어져 있으며, 서브 서포트 디스크(271)에 고정된다.

상기 피스톤(285)은 적어도 일부가 실린더 몸통(283) 내의 중공부에 위치하며, 실린더 몸통(283)의 길이 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 이를 위하여, 상기 실린더 몸통(283)의 내주 면의 형상은 피스톤(285)의 외주 면의 형상과 유사할 수 있다. 상기 피스톤(285)의 원활한 이동을 위하여 실린더 몸통(283)의 내주 면과 피스톤(285)의 외주 면 사이에는 소정의 갭이 형성될 수 있다. 상기 피스톤(285)의 외주 면의 형상도 다각형, 타원형, 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.

상기 스토퍼 핀(287)은 메인 서포트 디스크(221)의 상면에 고정된다. 상기 스토퍼 핀(287)은 메인 서포트 디스크(221)의 외경 단(222b)의 가장자리 부분에 상측으로 연결된다.

상기 스토퍼 핀(287)은 서브 서포트 디스크(271)에 형성된 가이드 슬롯(279)을 상하로 관통하여 피스톤(285)의 끝단 부에 회전 가능하게 결합된다. 상기 가이드 슬롯(279)은 서브 서포트 디스크(271)의 외경 단(272b)의 원주 방향을 따라 메인 서포트 디스크(221)의 회전 각도를 결정할 수 있는 길이로 형성된다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 툴 구동 유닛(310)은 뒤에서 더욱 설명될 복수의 로워 와이드닝 툴들(410)과 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)을 각각 작동시키도록 되어 있다.

상기 툴 구동 유닛(310)은 코일 서포트 유닛(210)의 하측에 배치되며, 베이스 프레임(110)의 베이스 플레이트(111)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

하나의 예에서, 상기 툴 구동 유닛(310)은 베이스 플레이트(111)에 상하로 관통된 장착 홀(115)을 관통하여 상하 방향으로 이동될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛을 도시한 결합 사시도이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛을 도시한 일 부분의 분해 사시도이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛을 도시한 다른 일 부분의 분해 사시도이다.

도 2 내지 도 4, 그리고 도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 툴 구동 유닛(310)은 리프팅 부재(311), 기어 장착부재(321), 제1 기어 작동부(331), 제2 기어 작동부(351), 제1 가동 레일 디스크(371), 제2 가동 레일 디스크(381), 그리고 고정 레일 디스크(391)를 포함하고 있다.

상기 리프팅 부재(311)는 베이스 프레임(110)에 상하 방향으로 승강 가능하게 설치된다. 상기 리프팅 부재(311)는 베이스 프레임(110)의 하부에 설치된 제1 서보 모터(313)에 연결된다.

상기 리프팅 부재(311)는 회전 방향 및 회전 속도의 서보 제어가 가능한 제1 서보 모터(313)의 구동에 의하여 상하 방향으로 이동될 수 있다. 회전 방향 및 회전 속도의 서보 제어가 가능한 상기 제1 서보 모터(313)는 당업자에게 잘 알려져 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

하나의 예에서, 상기 리프팅 부재(311)는 제1 서보 모터(313)에 결합된 볼 스크류(315)에 스크류 결합되고, 적어도 하나의 가이드 로드(317)에 의하여 베이스 프레임(110)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

이에, 상기 제1 서보 모터(313)의 구동에 의하여 볼 스크류(315)가 양방향으로 회전함에 따라, 리프팅 부재(311)는 가이드 로드(317)에 가이드 되면서 상하 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

상기 기어 장착부재(321)는 대응하는 리프팅 부재(311)의 상면에 고정적으로 장착되며, 리프팅 부재(311)와 함께 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 구비된다. 즉, 상기 기어 장착부재(321)의 하면에는 리프팅 부재(311)가 고정된다. 상기 기어 장착부재(321)는 리프팅 부재(311)에 의하여 베이스 플레이트(111)의 장착 홀(115)을 관통하여 상하 방향으로 업 다운될 수 있다.

여기서, 상기 기어 장착부재(321)는 뒤에서 더욱 설명될 제1 기어 작동부(331)와 제2 기어 작동부(351)가 장착 가능한 기어 장착 케이스(323)를 포함하고 있다.

상기 기어 장착 케이스(323)의 하면은 리프팅 부재(311)의 상면에 고정되고, 기어 장착 케이스(323)의 상면에는 제1 기어 작동부(331)와 제2 기어 작동부(351)가 위치하는 장착 홀(325)이 형성된다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛의 제1 및 제2 기어 작동부를 도시한 도면이다.

도 11 및 도 13을 참조하면, 상기 제1 기어 작동부(331)는 제2 서보 모터(333), 제1 구동 기어(335), 그리고 제1 피동 기어(337)를 포함하고 있다.

상기 제2 서보 모터(333)는 기어 장착 케이스(323)의 한쪽에 설치된다. 상기 제2 서보 모터(333)는 회전 방향 및 회전 속도의 서보 제어가 가능한 모터이고, 상하 방향으로 정의되는 축 방향을 따라 배치된 제1 모터 축(334)을 포함하고 있다.

상기 제1 구동 기어(335)는 제1 모터 축(334)에 결합된다. 하나의 예에서, 상기 제1 구동 기어(335)는 원판 기어이며, 제1 구동 기어(335)의 외주 면에는 헬리컬 타입의 제1 구동치(336)가 형성된다.

상기 제1 피동 기어(337)는 기어 장착 케이스(323)의 가장자리의 내측에 회전 가능하게 장착된다. 상기 제1 피동 기어(337)는 당업자에게 잘 알려진 제1 기어 베어링(339)에 의하여 기어 장착 케이스(323)의 가장자리의 내측에 회전 가능하게 설치된다.

하나의 예에서, 상기 제1 피동 기어(337)는 링 형상의 기어이며, 제1 피동 기어(337)의 외주 면에는 헬리컬 타입의 제1 피동치(338)가 형성된다. 상기 제1 피동치(338)는 제1 구동치(336)와 치합할 수 있다.

상기 제2 기어 작동부(351)는 제3 서보 모터(353), 제2 구동 기어(355), 그리고 제2 피동 기어(357)를 포함하고 있다.

상기 제3 서보 모터(353)는 기어 장착 케이스(323)의 다른 한쪽에 설치된다. 상기 제3 서보 모터(353)는 회전 방향 및 회전 속도의 서보 제어가 가능한 모터이고, 상하 방향으로 정의되는 축 방향을 따라 배치된 제2 모터 축(354)을 포함하고 잇다.

상기 제2 구동 기어(355)는 제2 모터 축(354)에 결합된다. 하나의 예에서, 상기 제2 구동 기어(355)는 원판 기어이며, 제2 구동 기어(355)의 외주 면에는 헬리컬 타입의 제2 구동치(356)가 형성된다.

상기 제2 피동 기어(357)는 제1 피동 기어(337)를 내측에 두고 기어 장착 케이스(323)의 가장자리 측에 회전 가능하게 장착된다. 상기 제2 피동 기어(357)는 당업자에게 잘 알려진 제2 기어 베어링(359)에 의하여 기어 장착 케이스(323)의 가장자리 측에 회전 가능하게 설치된다.

하나의 예에서, 상기 제2 피동 기어(357)는 링 형상의 기어이며, 제2 피동 기어(357)의 외주 면에는 헬리컬 타입의 제2 피동치(358)가 형성된다. 상기 제2 피동치(358)는 제2 구동치(356)와 치합할 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛의 제1 및 제2 가동 레일 디스크를 도시한 도면이다.

도 12 및 도 14를 참조하면, 상기 제1 가동 레일 디스크(371)는 제1 기어 작동부(331)와 작동적으로 연결된다. 상기 제1 가동 레일 디스크(371)는 외측 가장자리 부분에 형성된 제1 플랜지(373)를 통해 제1 피동 기어(337)에 결합된다. 이에 상기 제1 가동 레일 디스크(371)는 제1 피동 기어(337)와 함께 회전될 수 있다.

상기 제1 가동 레일 디스크(371)의 상면에는 제1 캠 팔로워 레일(375)이 형성된다. 하나의 예에서, 상기 제1 캠 팔로워 레일(375)은 제1 가동 레일 디스크(371)의 상면에 스파이럴 형상으로 형성된다. 이러한 제1 캠 팔로워 레일(375)은 스파이럴 형상의 레일 홈으로 정의될 수 있다.

상기 제2 가동 레일 디스크(381)는 제2 기어 작동부(351)와 작동적으로 연결된다. 상기 제2 가동 레일 디스크(381)는 외측 가장자리 부분에 형성된 제2 플랜지(383)를 통해 제2 피동 기어(357)에 결합된다. 이에 상기 제2 가동 레일 디스크(381)는 제2 피동 기어(357)와 함께 회전될 수 있다.

상기 제2 가동 레일 디스크(381)의 상면에는 제2 캠 팔로워 레일(385)이 형성된다. 하나의 예에서, 상기 제2 캠 팔로워 레일(385)은 제2 가동 레일 디스크(381)의 상면에 스파이럴 형상으로 형성된다. 이러한 제2 캠 팔로워 레일(385)은 스파이럴 형상의 레일 홈으로 정의될 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 툴 구동유닛의 고정 레일 디스크의 일부를 도시한 도면이다.

도 11 및 도 12, 그리고 도 15를 참조하면, 상기 고정 레일 디스크(391)는 제1 가동 레일 디스크(371)와 제2 가동 레일 디스크(381)를 하측에 두고 기어 장착부재(321)의 기어 장착 케이스(323)의 상면에 고정된다.

상기 고정 레일 디스크(391)의 상면에는 반경방향을 따른 방사 상으로 복수의 가이드 레일들(393)이 형성된다. 상기 복수의 가이드 레일들(393)은 고정 레일 디스크(391)의 상면에 원주 방향을 따라 설정 간격으로 이격되게 배치된다.

상기 복수의 가이드 레일들(393)의 각각에는 고정 레일 디스크(391)의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리까지 반경방향으로 연장된 레일 홈(395)이 형성된다. 그리고, 상기 복수의 가이드 레일들(393) 사이에는 제1 가동 레일 디스크(371)의 제1 캠 팔로워 레일(375) 및 제2 가동 레일 디스크(381)의 제2 캠 팔로워 레일(385)에 대응하여 상하로 관통된 레일 홀(397)이 형성된다.

도 3 및 도 4, 그리고 도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 복수의 로워 와이드닝 툴들(410) 및 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 코일 서포트 유닛(210)에 지지된 고정자 코일들(7)의 용접부들(9)을 적어도 하나의 레이어 별로 그리핑 하도록 되어 있다.

그리고, 상기 복수의 로워 와이드닝 툴들(410) 및 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 그리핑 된 용접부들(9)을 반경방향 외측으로 밴딩하며, 용접부(9) 끝단 부들의 간격을 확장하도록 되어 있다.

이러한 복수의 로워 와이드닝 툴들(410) 및 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 하나의 예에서, 각각 복수로 구비되며, 고정 레일 디스크(391)의 가이드 레일들(393)에 고정자 코일들(7)의 레이어 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 결합된다. 여기서, 상기 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 복수의 로워 와이드닝 툴들(410)의 위에서 왕복 이동될 수 있다.

나아가, 상기 복수의 로워 와이드닝 툴들(410)은 제1 기어 작동부(331) 및 제1 가동 레일 디스크(371)에 작동적으로 연결된다. 그리고, 상기 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 제2 기어 작동부(351) 및 제2 가동 레일 디스크(381)에 작동적으로 연결된다. 더 나아가, 상기 복수의 로워 와이드닝 툴들(410) 및 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 툴 구동 유닛(310)에 의하여 상하 방향으로 이동될 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 로워 와이드닝 툴 및 어퍼 와이드닝 툴을 도시한 결합 사시도이고, 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 로워 와이드닝 툴 및 어퍼 와이드닝 툴을 도시한 분해 사시도이고, 도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치에 적용되는 로워 와이드닝 툴 및 어퍼 와이드닝 툴을 도시한 평면도이다.

도 16 내지 도 18을 참조하면, 상기 복수의 로워 와이드닝 툴들(410)의 각각은 제1 툴 바디(411), 로워 코일 그리퍼(421), 그리고 제1 캠 로브(431)를 포함하고 있다.

상기 제1 툴 바디(411)는 고정 레일 디스크(391)의 가이드 레일들(393)의 레일 홈(395)에 방사 상으로 슬라이딩 가능하게 결합되며, 가이드 레일들(393) 사이에서 반경방향 내측에 배치된다.

상기 로워 코일 그리퍼(421)는 적어도 한 레이어의 고정자 코일(7)의 용접부(9)를 그리핑 하도록 되어 있다. 하나의 예에서, 상기 로워 코일 그리퍼(421)는 두 레이어의 고정자 코일들(7)의 용접부들(9)을 그리핑 할 수 있다. 상기 로워 코일 그리퍼(421)는 제1 툴 바디(411)에 결합되며, 상하로 관통된 제1 코일 지지 홀(423)이 형성되어 있다.

더 나아가, 상기 로워 코일 그리퍼(421)는 반경방향 내측의 끝단에서 상하로 연장된 코일 지지부(425)를 포함하고 있다. 상기 코일 지지부(425)에는 제1 코일 지지 홀(423)에 연결되는 코일 지지 홈(427)이 상하 방향을 따라 형성된다.

상기 제1 캠 로브(431)는 제1 툴 바디(411)의 하면에 결합되며, 가이드 레일들(393) 사이의 레일 홀(397)을 상하로 관통하여 제1 가동 레일 디스크(371)의 제1 캠 팔로워 레일(375)에 끼워진다. 상기 제1 캠 로브(431)는 제1 캠 팔로워 레일(375)을 따라 슬라이딩 된다.

상기 복수의 어퍼 와이드닝 툴들(510)의 각각은 제2 툴 바디(511), 어퍼 코일 그리퍼(521), 그리고 제2 캠 로브(531)를 포함하고 있다.

상기 제2 툴 바디(511)는 고정 레일 디스크(391)의 가이드 레일들(393)의 레일 홈(395)에 방사 상으로 슬라이딩 가능하게 결합되고, 제1 툴 바디(411)에 대응하여 가이드 레일들(393) 사이에서 반경방향 외측에 배치된다.

상기 어퍼 코일 그리퍼(521)는 로워 코일 그리퍼(421)와 별개로, 적어도 한 레이어의 고정자 코일(7)의 용접부(9)를 그리핑 하도록 되어 있다. 하나의 예에서, 상기 어퍼 코일 그리퍼(521)는 두 레이어의 고정자 코일들(7)의 용접부들(9)을 그리핑 할 수 있다. 상기 어퍼 코일 그리퍼(521)는 로워 코일 그리퍼(421)의 위에서 제2 툴 바디(511)에 결합되며, 제1 코일 지지 홀(423)에 연결되는 제2 코일 지지 홀(523)이 형성되어 있다.

더 나아가, 상기 어퍼 코일 그리퍼(521)는 제1 코일 지지 홀(423)에 삽입된 고정자 코일들(7)을 가압하도록 반경방향 내측의 끝단에 형성되는 코일 가압부(525)를 포함하고 있다. 상기 코일 가압부(525)는 로워 코일 그리퍼(421)의 위에서 고정자 코일들(7)을 가압할 수 있다.

상기 제2 캠 로브(531)는 제2 툴 바디(511)의 하면에 결합되며, 가이드 레일들(393) 사이의 레일 홀(397)을 상하로 관통하여 제2 가동 레일 디스크(381)의 제2 캠 팔로워 레일(385)에 끼워진다. 상기 제2 캠 로브(531)는 제2 캠 팔로워 레일(385)을 따라 슬라이딩 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)의 작용을 도 1 내지 도 18, 그리고 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 코어 그리퍼(101)는 슬롯들(5)에 고정자 코일들(7)이 설정 레이어로 삽입되어 있는 고정자 코어(3)를 그리핑 하여 설정된 위치로 이송시킨다.

이때, 상기 고정자 코어(3)는 설정된 궤적을 따라 움직이는 로봇(103)의 로봇 암(105)에 의하여 메인 서포트 디스크(221)의 디스크 홀(223)보다 위에 위치할 수 있다.

상기 고정자 코어(3)의 하단으로부터 돌출된 고정자 코일들(7)은 디스크 홀(223)의 내측에서 코일 지지 리브들(225)에 대응하는 위치에 배치된다. 상기 고정자 코일들(7)은 코일 지지 리브들(225)에서부터 레이어 방향을 따라 반경방향 내측으로 배치된다.

로워 와이드닝 툴들(410) 및 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 제1 서보 모터(313)의 구동에 의하여 툴 구동 유닛(310)과 함께 하측 방향으로 이동된 상태에 있다. 상기 로워 와이드닝 툴들(410) 및 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 고정자 코일들(7)의 용접부들(9)보다 아래에 위치할 수 있다.

여기서, 상기 제1 서보 모터(313)의 구동에 의하여 볼 스크류(315)가 정 방향으로 회전하면, 리프팅 부재(311)가 가이드 로드(317)에 가이드 되면서 하측 방향으로 이동하여 툴 구동 유닛(310) 전체를 하측 방향으로 이동시킬 수 있다.

더 나아가, 상기 로워 와이드닝 툴들(410)은 하기에서와 같은 작용에 의하여 고정 레일 디스크(391)의 가이드 레일들(393) 사이에서 반경방향 내측으로 전진 이동된 상태에 있다.

제2 서보 모터(333)의 제1 모터 축(334)이 정 방향으로 회전하면, 제1 피동 기어(337)는 제1 구동 기어(335)로부터 회전력을 전달받아 제1 가동 레일 디스크(371)와 함께 한쪽 방향(예를 들면, 시계 방향)으로 회전한다.

상기 제1 가동 레일 디스크(371)가 회전하면, 제1 캠 로브(431)가 제1 가동 레일 디스크(371)의 제1 캠 팔로워 레일(375)을 따라 슬라이딩 하여 로워 와이드닝 툴들(410)을 반경방향 내측으로 전진 이동시킬 수 있다.

그리고, 상기 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 하기에서와 같은 작용에 의하여 고정 레일 디스크(391)의 가이드 레일들(393) 사이에서 반경방향 외측으로 후진 이동된 상태에 있다.

제3 서보 모터(353)의 제2 모터 축(354)이 역 방향으로 회전하면, 제2 피동 기어(357)는 제2 구동 기어(355)로부터 회전력을 전달받아 제2 가동 레일 디스크(381)와 함께 다른 한쪽 방향(예를 들면, 반 시계 방향)으로 회전한다.

상기 제2 가동 레일 디스크(381)가 회전하면, 제2 캠 로브(531)가 제2 가동 레일 디스크(381)의 제2 캠 팔로워 레일(385)을 따라 슬라이딩 하여 어퍼 와이드닝 툴들(510)을 반경방향 외측으로 후진 이동시킬 수 있다.

이와 같은 상태에서 상기 제1 서보 모터(313)의 구동에 의하여 볼 스크류(315)가 역 방향으로 회전하면, 리프팅 부재(311)가 가이드 로드(317)에 가이드 되면서 상측 방향으로 이동하여 툴 구동 유닛(310) 전체를 상측 방향으로 설정 거리만큼 이동시킨다. 그러면, 도 19의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 로워 와이드닝 툴들(410) 및 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 툴 구동 유닛(310)과 함께 상측 방향으로 이동된다.

이에 도 19의 (b)에 도시된 바와 같이, 고정자 코일들(7)의 용접부들(9) 중 두 레이어(예를 들면, 제1 및 제2 레이어)의 용접부들(9)이 로워 와이드닝 툴들(410)의 로워 코일 그리퍼(421)의 제1 코일 지지 홀(423)에 상하 방향으로 삽입된다.

그리고 나서, 제3 서보 모터(353)의 제2 모터 축(354)이 정 방향으로 회전하면, 제2 피동 기어(357)는 제2 구동 기어(355)로부터 회전력을 전달받아 제2 가동 레일 디스크(381)와 함께 한쪽 방향(예를 들면, 시계 방향)으로 회전한다.

상기 제2 가동 레일 디스크(381)가 회전하면, 제2 캠 로브(531)가 제2 가동 레일 디스크(381)의 제2 캠 팔로워 레일(385)을 따라 슬라이딩 하여 어퍼 와이드닝 툴들(510)을 반경방향 내측으로 전진 이동시킨다(도 19의 (c) 참조).

상기 어퍼 와이드닝 툴들(510)이 전진 이동함에 따라, 어퍼 코일 그리퍼(521)의 코일 가압부(525)는 로워 코일 그리퍼(421)의 제1 코일 지지 홀(423)에 삽입된 용접부들(9)을 반경방향 내측으로 가압한다.

상기 코일 가압부(525)에 의해 가압되는 용접부들(9)은 제1 코일 지지 홀(423)에서 로워 코일 그리퍼(421)의 코일 지지부(425)의 코일 지지 홈(427)으로 서로 간의 틈새없이 밀착된다.

다음으로, 도 20의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 로워 와이드닝 툴들(410) 및 어퍼 와이드닝 툴들(510)이 하기에서와 같은 작용에 의하여 고정 레일 디스크(391)의 가이드 레일들(393)을 따라 동시에 후진 이동한다.

제2 서보 모터(333)의 제1 모터 축(334)이 역 방향으로 회전하면, 제1 피동 기어(337)는 제1 구동 기어(335)로부터 회전력을 전달받아 제1 가동 레일 디스크(371)와 함께 다른 한쪽 방향(예를 들면, 반 시계 방향)으로 회전한다.

상기 제1 가동 레일 디스크(371)가 회전하면, 제1 캠 로브(431)가 제1 가동 레일 디스크(371)의 제1 캠 팔로워 레일(375)을 따라 슬라이딩 하여 로워 와이드닝 툴들(410)을 반경방향 외측으로 후진 이동시킨다.

이와 동시에, 제3 서보 모터(353)의 제2 모터 축(354)이 역 방향으로 회전하면, 제2 피동 기어(357)는 제2 구동 기어(355)로부터 회전력을 전달받아 제2 가동 레일 디스크(381)와 함께 다른 한쪽 방향(예를 들면, 반 시계 방향)으로 회전한다.

상기 제2 가동 레일 디스크(381)가 회전하면, 제2 캠 로브(531)가 제2 가동 레일 디스크(381)의 제2 캠 팔로워 레일(385)을 따라 슬라이딩 하여 어퍼 와이드닝 툴들(510)을 반경방향 외측으로 후진 이동시킨다

이때, 메인 서포트 디스크(221)의 코일 지지 리브들(225)은 도 20의 (b)에 도시된 바와 같이, 고정자 코일들(7) 중 최 외측 레이어(제1 레이어)의 고정자 코일(7)을 지지하고 있다.

따라서, 상기 로워 와이드닝 툴들(410) 및 어퍼 와이드닝 툴들(510)이 로워 코일 그리퍼(421)의 제1 코일 지지 홀(423)에서 어퍼 코일 그리퍼(521)에 의해 고정된 용접부들(9)을 코일 지지 리브들(225)을 중심으로 반경방향 외측으로 밴딩한다.

여기서, 상기 코일 지지 리브들(225)은 로워 와이드닝 툴들(410) 및 어퍼 와이드닝 툴들(510)에 의하여 고정자 코일들(7)로부터 반경방향 외측으로 받는 힘에 대항할 수 있다.

더 나아가, 상기 메인 서포트 디스크(221)는 그 상면이 서브 서포트 디스크(271)에 지지된 상태로, 고정자 코일들(7)로부터 반경방향 외측으로 받는 힘에 대항할 수 있다.

이로써, 상기 로워 와이드닝 툴들(410) 및 어퍼 와이드닝 툴들(510)은 두 레이어(제1 및 제2 레이어)의 용접부들(9)을 반경방향 외측으로 밴딩하며, 두 레이어의 용접부들(9)과 다른 레이어들의 용접부들(9) 간 거리를 확장시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)는 상술한 바와 같은 일련의 과정을 반복하며, 다른 레이어들의 용접부들(9)을 순차적으로 밴딩하며, 용접부들(9) 간 거리를 확장시킬 수 있다.

이 과정에, 상기 어퍼 와이드닝 툴들(510)의 어퍼 코일 그리퍼(521)의 제2 코일 지지 홀(523)은 이미 밴딩된 용접부들(9)과의 간섭을 회피할 수 있다. 상기 로워 와이드닝 툴들(410) 및 어퍼 와이드닝 툴들(510)의 업 다운 시, 제2 코일 지지 홀(523)에는 이미 밴딩된 용접부들(9)이 통과할 수 있다.

다른 한편, 상기 고정자 코일들(7)의 전체 레이어들의 용접부들(9)이 모두 밴딩된 상태에서, 메인 서포트 디스크(221)는 액츄에이터(251)에 의하여 도 21에 도시된 바와 같이, 한쪽 방향(예를 들면, 시계 또는 반 시계 방향)으로 설정 각도만큼 회전된다.

상기 액츄에이터(251)의 작동 실린더(253)는 작동 로드(254)를 설정 거리만큼 전진 또는 후진 이동시키며, 슬라이딩 블록(257)을 가이드 블록(255)의 가이드 레일(255a)을 따라 전진 또는 후진 이동시킨다.

그러면, 상기 슬라이딩 블록(257)은 베어링(239)을 통해 회전부재(231)의 연장부(237)에 회전 가능하게 연결되어 있기 때문에, 회전부재(231)를 메인 서포트 디스크(221)와 함께 설정 각도만큼 한쪽 방향으로 회전시킬 수 있다.

여기서, 상기 메인 서포트 디스크(221)의 회전 각도는 하기에서와 같은 스토퍼 어셈블리(281)에 의하여 제한될 수 있다. 상기 메인 서포트 디스크(221)의 회전 시, 스토퍼 핀(287)이 서브 서포트 디스크(271)의 가이드 슬롯(279)에 스토핑 되고, 스토퍼 핀(287)과 연결된 피스톤(285)이 실린더 몸통(283)의 길이 방향으로 설정 거리만큼 이동될 수 있다.

이에 상기 메인 서포트 디스크(221)의 코일 가이드 홈들(227)은 고정자 코일들(7)에 대응하는 위치에 배치된다. 이때, 상기 메인 서포트 디스크(221)의 코일 지지 리브들(225)은 고정자 코어(3)의 원주 방향을 따른 고정자 코일들(7) 사이에 위치할 수 있다.

따라서, 로봇(103)의 로봇 암(105)에 의해 코어 그리퍼(101)가 상측 방향으로 이동하여 고정자 코어(3)를 상측 방향으로 이동시키면, 밴딩된 용접부들(9)이 코일 가이드 홈들(227)을 통과할 수 있다. 상기 메인 서포트 디스크(221)의 코일 가이드 홈들(227)은 고정자 코어(3)의 상승 시, 밴딩된 용접부들(9)과의 간섭을 회피할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)는 로워 와이드닝 툴(410) 및 어퍼 와이드닝 툴(510)에 의하여 고정자 코일들(7)의 용접부들(9) 간 거리를 확장시킬 수 있다.

또한, 상기 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)는 고정자의 사양 변경 시, 고정자 코일들(7)의 설계 치수에 관계없이 로워 와이드닝 툴(410) 및 어퍼 와이드닝 툴(510)에 의하여 용접부들(9)을 그리핑 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)는 고정자의 사양에 따라 툴을 교체하지 않아도 되므로, 다 기종 고정자의 생산 유연성 확보, 공정 싸이클 타임의 단축, 및 설비 투자비의 절감을 도모할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치(100)는 로워 와이드닝 툴(410) 및 어퍼 와이드닝 툴(510)에 의하여 용접부들(9)을 서로 간의 틈새없이 그리핑 할 수 있으므로, 용접부들(9)의 와이드닝 품질 불량 발생을 최소화할 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1: 고정자 3: 고정자 코어
5: 슬롯 7: 고정자 코일
9: 용접부 100: 와이드닝 장치
101: 코어 그리퍼 103: 로봇
105: 로봇 암 110: 베이스 프레임
111: 베이스 플레이트 113: 지지 대
115, 325: 장착 홀 210: 코일 서포트 유닛
211: 서포트 플레이트 213: 고정 브라켓
215: 지지 블록 217: 개구부
221: 메인 서포트 디스크 222a, 272a: 내경 단
222b, 272b: 외경 단 223: 디스크 홀
225: 코일 지지 리브 227: 코일 가이드 홈
231: 회전부재 233: 가이드 링
235: 연결부재 237: 연장부
238: 고정 핀 239: 베어링
251: 액츄에이터 253: 작동 실린더
254: 작동 로드 255: 가이드 블록
255a, 393: 가이드 레일 257: 슬라이딩 블록
271: 서브 서포트 디스크 273: 결합 홀
274: 결합 핀 279: 가이드 슬롯
281: 스토퍼 어셈블리 283: 실린더 몸통
285: 피스톤 287: 스토퍼 핀
310: 툴 구동 유닛 311: 리프팅 부재
313: 제1 서보 모터 315: 볼 스크류
317: 가이드 로드 321: 기어 장착부재
323: 기어 장착 케이스 331: 제1 기어 작동부
333: 제2 서보 모터 334: 제1 모터 축
335: 제1 구동 기어 336: 제1 구동치
337: 제1 피동 기어 338: 제1 피동치
339: 제1 기어 베어링 351: 제2 기어 작동부
353: 제3 서보 모터 354: 제2 모터 축
355: 제2 구동 기어 356: 제2 구동치
357: 제2 피동 기어 358: 제2 피동치
359: 제2 기어 베어링 371: 제1 가동 레일 디스크
373: 제1 플랜지 375: 제1 캠 팔로워 레일
381: 제2 가동 레일 디스크 383: 제2 플랜지
385: 제2 캠 팔로워 레일 391: 고정 레일 디스크
395: 레일 홈 397: 레일 홀
410: 로워 와이드닝 툴 411: 제1 툴 바디
421: 로워 코일 그리퍼 423: 제1 코일 지지 홀
425: 코일 지지부 427: 코일 지지 홈
431: 제1 캠 로브 510: 어퍼 와이드닝 툴
511: 제2 툴 바디 521: 어퍼 코일 그리퍼
523: 제2 코일 지지 홀 525: 코일 가압부
531: 제2 캠 로브

Claims (20)

1. 고정자 코어의 슬롯들에 설정 레이어로 삽입된 헤어핀 타입 고정자 코일들의 용접부 간 거리를 확장하도록 되어 있는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치로서,
   베이스 프레임에 설치되는 코일 서포트 유닛;
   제1 기어 작동부와 제2 기어 작동부를 포함하며, 상기 코일 서포트 유닛의 하측에서 상기 베이스 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 툴 구동 유닛;
   상기 제1 기어 작동부에 작동적으로 연결되며, 상기 고정자 코일들의 레이어 방향을 따라 왕복 이동 가능한 복수의 로워 와이드닝 툴들; 및
   상기 제2 기어 작동부에 작동적으로 연결되며, 상기 복수의 로워 와이드닝 툴들의 위에서 왕복 이동 가능한 복수의 어퍼 와이드닝 툴들;
   을 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 코일 서포트 유닛은,
   상기 베이스 프레임에 그 상면과 이격되게 배치된 서포트 플레이트와,
   상기 서포트 플레이트에 형성된 개구부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 고정자 코일들이 위치하는 디스크 홀의 가장자리에 복수의 코일 지지 리브들이 형성된 메인 서포트 디스크
   를 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 복수의 코일 지지 리브들 각각은,
   상기 디스크 홀의 가장자리에서 설정 간격을 두고 반경방향 내측으로 연장되어 상기 복수의 로워 와이드닝 툴들 및 상기 복수의 어퍼 와이드닝 툴들에 의하여 상기 고정자 코일들로부터 반경방향 외측으로 받는 힘에 대항하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 메인 서포트 디스크는,
   상기 복수의 코일 지지 리브들 사이에 형성되는 코일 가이드 홈을 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 코일 서포트 유닛은,
   상기 개구부의 가장자리에 고정된 가이드 링에 회전 가능하게 결합되며, 상기 메인 서포트 디스크와 연결되는 링 형상의 회전부재와,
   상기 회전부재를 통하여 상기 메인 서포트 디스크를 설정 각도만큼 양방향으로 회전시키도록 상기 서포트 플레이트에 설치되는 액츄에이터
   를 더 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 액츄에이터는,
   상기 서포트 플레이트에 설치되며, 상기 회전부재의 가장자리로부터 외측으로 연장된 연장부에 작동적으로 연결되는 작동 실린더
   를 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
7. 제5 항에 있어서,
   상기 코일 서포트 유닛은,
   상기 메인 서포트 디스크의 상면을 지지하도록 상기 가이드 링에 고정되는 서브 서포트 디스크와,
   상기 메인 서포트 디스크의 회전 각도를 제한하도록 상기 서브 서포트 디스크에 설치되는 스토퍼 어셈블리
   를 더 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 스토퍼 어셈블리는,
   상기 서브 서포트 디스크에 고정된 실린더 몸통과,
   상기 실린더 몸통 내에 위치하여 상기 실린더 몸통의 길이 방향으로 이동 가능하게 배치된 피스톤과,
   상기 서브 서포트 디스크에 형성된 가이드 슬롯을 관통하여 상기 메인 서포트 디스크에 고정되며, 상기 피스톤에 회전 가능하게 결합된 스토퍼 핀
   을 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 툴 구동 유닛은,
   상기 베이스 프레임에 설치된 제1 서보 모터에 연결되어 상기 코일 서포트 유닛 하측에서 상하 방향으로 승강 가능한 리프팅 부재와,
   상기 리프팅 부재에 고정적으로 장착되며, 상기 제1 기어 작동부 및 제2 기어 작동부가 배치된 기어 장착부재와,
   상기 제1 기어 작동부에 작동적으로 연결되며, 제1 캠 팔로워 레일이 상면에 형성된 제1 가동 레일 디스크와,
   상기 제2 기어 작동부에 작동적으로 연결되며, 제2 캠 팔로워 레일이 상면에 형성된 제2 가동 레일 디스크
   를 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 리프팅 부재는,
    상기 기어 장착부재의 하면에 고정되며,
    적어도 하나의 가이드 로드에 의하여 상기 베이스 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고,
    상기 제1 서보 모터에 결합된 볼 스크류에 스크류 결합되는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 기어 작동부는,
    상기 기어 장착부재에 설치된 제2 서보 모터와,
    상기 제2 서보 모터의 모터축에 결합된 제1 구동 기어와,
    상기 기어 장착부재의 가장자리의 내측에 회전 가능하게 장착되어 상기 제1 구동 기어와 치합하는 제1 피동 기어
    를 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 가동 레일 디스크는 제1 플랜지를 통해 상기 제1 피동 기어에 결합되며,
    상기 제1 캠 팔로워 레일은 스파이럴 형상으로 형성되는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
13. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 기어 작동부는,
    상기 기어 장착부재에 설치된 제3 서보 모터와,
    상기 제3 서보 모터의 모터축에 결합된 제2 구동 기어와,
    상기 제1 피동 기어를 내측에 두고 상기 기어 장착부재의 가장자리 측에 회전 가능하게 장착되어 상기 제2 구동 기어와 치합하는 제2 피동 기어
    를 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 가동 레일 디스크는 제2 플랜지를 통해 상기 제2 피동 기어에 결합되며,
    상기 제2 캠 팔로워 레일은 스파이럴 형상으로 형성되는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
15. 제9 항에 있어서,
    상기 툴 구동 유닛은,
    상기 제1 가동 레일 디스크와 제2 가동 레일 디스크를 하측에 두고 상기 기어 장착부재에 고정되며, 상면에 복수의 가이드 레일들이 방사 상으로 형성된 고정 레일 디스크
    를 더 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 복수의 가이드 레일들의 각각에는 상기 고정 레일 디스크의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리까지 반경방향으로 연장된 레일 홈이 형성되고,
    상기 복수의 가이드 레일들 사이에는 상기 제1 및 제2 캠 팔로워 레일에 대응하여 상하로 관통된 레일 홀이 형성되는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
17. 제16 항에 있어서,
    상기 복수의 로워 와이드닝 툴들의 각각은,
    상기 레일 홈에 방사 상으로 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 복수의 가이드 레일들 사이에서 반경방향 내측에 배치되는 제1 툴 바디와,
    상기 제1 툴 바디에 결합되며, 상하로 관통된 제1 코일 지지 홀이 형성되는 로워 코일 그리퍼와,
    상기 제1 툴 바디에 결합되며, 상기 레일 홀을 상하로 관통하여 상기 제1 캠 팔로워 레일에 끼워지는 제1 캠 로브
    를 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 로워 코일 그리퍼는 반경방향 내측의 끝단에서 상하로 연장된 코일 지지부를 포함하며,
    상기 코일 지지부에는 상기 제1 코일 지지 홀에 연결된 코일 지지 홈이 형성되는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
19. 제17 항에 있어서,
    상기 복수의 어퍼 와이드닝 툴들의 각각은,
    상기 레일 홈에 방사 상으로 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 복수의 가이드 레일들 사이에서 반경방향 외측에 배치되는 제2 툴 바디와,
    상기 로워 코일 그리퍼의 위에서 상기 제2 툴 바디에 결합되며, 상기 제1 코일 지지 홀에 연결된 제2 코일 지지 홀이 형성되는 어퍼 코일 그리퍼와,
    상기 제2 툴 바디에 결합되며, 상기 레일 홀을 상하로 관통하여 상기 제2 캠 팔로워 레일에 끼워지는 제2 캠 로브
    를 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
20. 제19 항에 있어서,
    상기 어퍼 코일 그리퍼는,
    상기 제1 코일 지지 홀에 삽입된 고정자 코일을 가압하도록 반경방향 내측의 끝단에 형성되는 코일 가압부
    를 포함하는 헤어핀 타입 고정자 코일의 와이드닝 장치.
    

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