KR20230014443A - 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 헤어핀 정렬방법 - Google Patents

Abstract

헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 헤어핀 정렬방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치는 헤어핀 권선모터에 인서팅되는 복수개의 헤어핀을 더미코어의 슬롯에 적어도 하나 이상의 레이어로 가정렬하는 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치로서, 상기 더미코어가 중앙에 장착되고, 상기 슬롯의 형상에 대응하여 상기 더미코어를 일정각도로 회전시키는 회전 유닛, 상기 회전 유닛의 상면에 배치되고, 상기 더미코어의 상단부 둘레를 따라 복수개 배치되는 푸시바가 상기 헤어핀에 대하여 반경방향으로 왕복 작동하는 정렬 유닛, 상기 회전 유닛의 측면에 배치되고, 상기 슬롯에 상기 헤어핀의 가정렬 시, 각 레이어에서 겹쳐지는 헤어핀에 선택적으로 작동하며, 겹쳐지는 헤어핀을 반경방향의 외측으로 이동시켜 헤어핀의 삽입공간을 확보하는 가이드 유닛, 및 상기 회전 유닛과 인접하게 배치되고, 상기 헤어핀을 상기 슬롯에 공급하는 핸들링 그리퍼를 포함한다.

Description

헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 헤어핀 정렬방법{HAIRPIN ALIGNMENT DEVICE FOR A HAIRPIN WINDING MOTOR AND A HAIRPIN ALIGNMENT METHOD USING THE SAME}

본 발명은 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 헤어핀 정렬방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다종의 헤어핀 권선모터의 대응이 가능한 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 정렬방법에 관한 것이다.

자동차 산업 분야에서는 온실가스 저감 규제 시행과 자동차의 연비 향상에 대한 국제적인 요구에 맞춰 친환경 자동차 관련 부품의 연구 개발 및 실용화가 활발히 진행되고 있다.

종래에는 내연 기관보다 높은 효율의 구동모터를 적용하여, 내연 기관의 출력을 일부 또는 전부 부담하는 기술이 제안되었다.

상기 구동모터를 동작시키기 위해서는 인버터, 배터리, LDC 등 많은 부가장치가 필요하다.

이러한 부가장치는 상당한 중량을 가질 뿐 아니라, 많은 부피를 차지하는 문제점이 있다.

따라서 완성차 업체 및 친환경 부품 제조사는 중량 및 부피를 줄이기 위한 기술 개발의 일환으로 헤어핀을 구동모터에 적용하고 있다.

일반적으로 구동모터의 출력은 고정자 코어에 권선되는 코일의 턴(turn) 수에 비례하는 것으로 알려져 있다.

그러나 코일의 턴 수를 늘리게 되면, 고정자 코어나 구동모터의 사이즈가 커지게 되며, 이는 구동모터의 소형화를 곤란하게 한다.

이에, 구동모터의 사이즈를 늘리지 않고, 출력을 향상시키기 위하여, 고정자 코어에 권선되는 코일의 점적율을 증가시키는 방안이 고려될 수 있다.

다시 말하면, 상기 고정자 코어와 권선되는 코일 간의 사공간이나 각 코일 간의 사공간을 최소화시켜 코일의 점적율을 높이는 것이다.

이와 같은 맥락에서, 코일 권선에 원형 단면을 가지는 환형 코일을 사용하는 대신, 사각 단면을 가지는 각형 코일(flat coil)을 사용하는 방안이 제시된다.

상기 각형 코일은 그 단면 형태로 인해 환형 코일에 비해 사공간을 줄이고, 점적율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 각형 코일의 경우, 환형 코일에 비해 상대적으로 권선 작업에 어려움이 있다.

상기 각형 코일의 경우, 점적율을 극대화하기 위해 환형 코일에 비해 넓은 단면적으로 제작되며, 이로 인해, 강성이 증대되어 권선기 등의 사용이 어렵기 때문이다.

상기 각형 코일의 코일 권선을 용이하게 하는 방법으로, 다수의 분리된 헤어핀을 고정자 코어에 각각 삽입 체결한 후, 각 헤어핀을 순차적으로 용접 접합시켜 코일 권선을 형성하는 방법이 제안된 바 있다.

이러한 헤어핀은 U자 또는 V자 형태로 이루어진다.

상기 헤어핀은 양측 단부에 구성되는 한 쌍의 직선 도체부와, 상기 한 쌍의 직선 도체부의 사이에 구성되는 턴부와, 상기 한 쌍의 직선 도체부의 단부 일정구간의 절연피복을 박리하여 구성되는 헤어핀 단부를 포함한다.

상기 헤어핀은 한 쌍의 직선 도체부를 코어의 슬롯에 삽입 고정하되, 상부를 고정자 코어의 축 방향 상부로 노출시키고, 상기 턴부를 고정자 코어의 축 방향 하부에 노출시키는 방식으로 장착된다.

그러나 종래 기술에 따른 헤어핀은 고정자 코어의 내부에 미리 설정된 패턴에 따라 지정된 슬롯의 내부에 일일이 삽입하여야 하므로, 헤어핀의 삽입에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

종래 기술에 따른 헤어핀의 삽입 방법은 전체적인 작업공정 시간을 지연시킬 뿐만 아니라, 작업공정 정확도도 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 상기 헤어핀을 고정자 코어에 정확하고, 빠르게 삽입하는 방법에 대한 연구개발이 필요하다.

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

본 발명의 실시 예는 고정자 코어와 헤어핀의 종류에 상관없이 대응이 가능한 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 헤어핀 정렬방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 헤어핀 권선모터에 인서팅되는 복수개의 헤어핀을 더미코어의 슬롯에 적어도 하나 이상의 레이어로 가정렬하는 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치로서, 상기 더미코어가 중앙에 장착되고, 상기 슬롯의 형상에 대응하여 상기 더미코어를 일정각도로 회전시키는 회전 유닛, 상기 회전 유닛의 상면에 배치되고, 상기 더미코어의 상단부 둘레를 따라 복수개 배치되는 푸시바가 상기 헤어핀에 대하여 반경방향으로 왕복 작동하는 정렬 유닛, 상기 회전 유닛의 측면에 배치되고, 상기 슬롯에 상기 헤어핀의 가정렬 시, 각 레이어에서 겹쳐지는 헤어핀에 선택적으로 작동하며, 겹쳐지는 헤어핀을 반경방향의 외측으로 이동시켜 헤어핀의 삽입공간을 확보하는 가이드 유닛, 및 상기 회전 유닛과 인접하게 배치되고, 상기 헤어핀을 상기 슬롯에 공급하는 핸들링 그리퍼를 포함하는 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 회전 유닛은 상기 더미코어의 측면 둘레를 따라 장착된 적어도 하나의 장착블록을 클램핑하며, 상기 더미코어를 일정각도로 회전시키는 회전지그, 및 상기 더미코어의 하부에 배치되고, 상기 슬롯에 가정렬된 헤어핀을 상기 더미코어로부터 상측으로 밀어 올리는 하부 플레이트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 정렬 유닛은 상기 회전 유닛에 의해 상기 더미코어와 함께 일정각도로 회전하며, 상기 복수개의 푸시바가 상기 슬롯에 가정렬되는 헤어핀을 반경방향의 내측으로 가압하여 정위치시킬 수 있다.

또한, 상기 복수개의 푸시바는 상기 헤어핀과 접촉되는 접촉면이 라운드 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 복수개의 푸시바는 상기 회전 유닛의 상부에 장착된 링 형상의 가이드 플레이트의 중앙에 방사상으로 배치되고, 상하방향의 위치가 지그재그로 교차되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 가이드 유닛은 상기 더미코어의 상부에 배치되고, 일측 선단이 절곡되어 상기 헤어핀의 반경방향의 내측에 배치되며, 타측 선단이 연결 브라켓에 의해 상기 회전 유닛에 연결되는 가이드바, 및 상기 연결 브라켓에 장착되어 상기 가이드바를 반경방향으로 왕복 작동시키는 제1구동부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가이드바는 상기 회전 유닛이 설정각도만큼 회전하면, 반경방향의 외측으로 이동하면서, 일측 선단에 걸린 해당 헤어핀을 이동시켜 상기 슬롯 내에 삽입공간을 확보하도록 작동할 수 있다.

또한, 상기 정렬 유닛의 상부에 배치되고, 상기 슬롯에 가정렬된 헤어핀을 하측으로 눌러 정위치 시키는 가압 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가압 유닛은 상기 회전 유닛과 인접하게 배치되는 프레임, 및 링 형상의 판으로 이루어지고, 제2구동부에 의해 상기 프레임에 슬라이드 이동 가능하게 장착되어 상기 더미코어의 중심 상부에 배치되며, 상기 제2구동부에 장착된 제3구동부에 의해 상하방향으로 왕복 작동하면서, 상기 슬롯에 정렬된 헤어핀을 가압하는 가압 플레이트를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 헤어핀 정렬방법은 다종의 고정자 코어와 헤어핀에 대응이 가능하여 초기 설계비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 헤어핀 정렬방법은 가이드 유닛을 적용하여 더미코어의 슬롯 내에서 삽입공간을 마련함으로써, 간섭없이 헤어핀의 정렬이 가능하다.

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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 적용되는 헤어핀 권선모터의 고정자 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치의 전체 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치에 적용되는 회전 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치에 적용되는 정렬 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치에 적용되는 가이드 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치에 적용되는 가압 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬방법을 순차적으로 나타낸 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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 적용되는 헤어핀 권선모터의 고정자 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 적용되는 헤어핀 권선모터의 고정자(1)는 친환경 자동차로서 전기 에너지로 구동력을 얻는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차용 구동모터에 적용될 수 있다.

상기 구동모터는 상기 고정자(1)와 일정 공극을 두고 배치되는 회전자(미도시)를 포함하며, 상기 회전자에 설치되는 다수개의 영구자석(미도시)를 포함하고 있다.

상기 고정자(1)는 다수매의 전기강판들이 적층된 고정자 코어(3)를 포함한다.

상기 고정자 코어(3)에는 다수개의 슬롯(5)들을 통하여 헤어핀(10)들이 권선된다.

상기 헤어핀(10)은 각형 코일로 이루어지는 것으로, 헤드부(11)를 기준으로 양측에 한 쌍의 레그부(13)를 포함한다.

상기 헤어핀(10)은 전체적으로 U자형 또는 V자형으로 구성되고, 사각 단면의 각형 코일로 형성될 수 있다.

이와 같은 헤어핀(10)들은 고정자 코어(3)에서 슬롯(5)의 설정된 레이어(도면에 이점 쇄선으로 표시)에 삽입된다.

상기 헤어핀(10)들은 상기 고정자 코어(3)에 삽입된 상태로, 한 쌍의 레그부(13)의 끝단에 형성된 디코팅부(15)가 슬롯(5)의 외부로 돌출된다.

상기 헤어핀(10)들은 상기 디코팅부(15)의 용접 접합에 의해 전기적으로 접속된 권선을 이룰 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예가 친환경 자동차에 채용되는 헤어핀 권선모터의 고정자(1)에 적용되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 헤어핀(10)을 지닌 모터라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치는 상기와 같은 헤어핀(10)을 상기 헤어핀 권선모터의 고정자 코어의 슬롯(5)에 인서팅시키기 전에, 별도의 더미코어의 슬롯(21)에 가정렬하기 위해 적용될 수 있다.

즉, 상기 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치는 상기 더미코어의 슬롯(21)에 적어도 하나 이상의 레이어로 헤어핀(10)을 가정렬한 후, 가정렬된 헤어핀(10)을 한번에 클램핑하여 상기 고정자 코어의 슬롯(5)에 인서팅시키기 위하여 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치의 전체 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치에 적용되는 회전 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치는 회전 유닛(30), 정렬 유닛(40), 가이드 유닛(50), 가압 유닛(60), 및 핸들링 그리퍼(70)를 포함한다.

상기 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치는 상기 회전 유닛(30), 정렬 유닛(40), 및 가이드 유닛(50)이 상호 연결되어 겹쳐지게 배치된다.

또한, 상기 가압 유닛(60)은 상기 회전 유닛(30), 정렬 유닛(40), 및 가이드 유닛(50)의 상부에서 작동하도록 배치된다.

상기 핸들링 그리퍼(70)는 상기 회전 유닛(30), 정렬 유닛(40), 및 가이드 유닛(50)과 인접한 위치에 배치되어 상기 회전 유닛(30), 정렬 유닛(40), 및 가이드 유닛(50)에 대하여 작동할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서, 상기 회전 유닛(30)은 상기 더미코어(20)가 중앙에 장착된다.

상기 회전 유닛(30)은 상기 더미코어의 슬롯(21)의 형상에 대응하여 상기 더미코어(20)를 일정각도로 회전시킨다.

즉, 상기 더미코어의 슬롯(21)의 크기에 따라 상기 더미코어(20)를 회전시키는 일정각도가 설정될 수 있다.

이러한 회전 유닛(30)은 회전지그(31)와 하부 플레이트(35)를 포함한다.

상기 회전지그(31)는 상기 더미코어(20)의 측면 둘레를 따라 장착된 적어도 하나의 장착블록(33)을 클램핑하여 상기 더미코어(20)와 연결된다.

즉, 상기 회전지그(31)와 더미코어(20) 사이에 적어도 하나의 장착블록(33)이 구성되고, 상기 장착블록(33)을 매개로 하여 상기 회전지그(31)에 더미코어(20)가 장착된다.

이때, 상기 더미코어(20)는 방사상 격벽으로 이루어진 구조를 가진다.

상기 더미코어의 슬롯(21)은 고정자 코어의 슬롯(5)과 동일한 개수로 이루어진다.

이에, 헤어핀 권선모터의 고정자 코어(3)의 사양에 따라 더미코어(20)의 사양을 설정할 수 있다.

더불어, 상기 더미코어의 슬롯(21)은 이에 대응하는 고정자 코어의 슬롯(5)의 크기보다 확대 설계하는 것이 바람직하다.

상기 하부 플레이트(35)는 상기 더미코어(20)의 하부에 배치된다.

상기 하부 플레이트(35)는 상기 더미코어의 슬롯(21)에 가정렬된 헤어핀(10)을 상기 더미코어(20)로부터 상측으로 밀어올린다.

이러한 하부 플레이트(35)는 상기 더미코어(20)와 접촉되는 상부 접촉단(37)을 포함한다.

상기 하부 플레이트(35)는 상기 상부 접촉단(37)으로부터 하측으로 단차지게 형성되고, 상기 더미코어의 슬롯(21)에 삽입되는 헤어핀(10)과 접촉되는 하부 접촉단(39)을 포함한다.

상기 하부 플레이트(35)는 상하방향으로 작동하면서, 상기 하부 접촉단(39)에 의해 상기 헤어핀(10)을 상기 더미코어(20)로부터 상측으로 밀어올린다.

이에, 상기 상부 접촉단(37)과 하부 접촉단(39) 사이의 단차는 상기 더미코어의 슬롯(21)에 삽입되는 헤어핀(10)의 하측방향으로의 돌출길이에 대응하여 형성되는 것이 유리하다.

상기 하부 플레이트(35)는 필요시만 작동하도록 구성된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치에 적용되는 정렬 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서, 상기 정렬 유닛(40)은 상기한 회전 유닛(30)의 상면에 배치된다.

상기 정렬 유닛(40)은 상기 회전 유닛(30)에 의해 상기 더미코어(20)와 함께 일정각도로 회전한다.

상기 정렬 유닛(40)은 상기 더미코어(20)의 상단부 둘레를 따라 복수개 배치되는 푸시바(41)를 포함한다.

이러한 복수개의 푸시바(41)는 상기 헤어핀(10)에 대하여 반경방향으로 왕복 작동하도록 구성된다.

즉, 상기 복수개의 푸시바(41)는 상기 더미코어의 슬롯(21)에 삽입되는 헤어핀(10)을 반경방향의 내측으로 가압하여 정렬시킨다.

이때, 상기 복수개의 푸시바(41)는 상기 헤어핀(10)과 접촉되는 접촉면(43)이 라운드 형상으로 이루어지는 것이 유리하다.

상기 복수개의 푸시바(41)는 상기 회전 유닛(30)의 상부에 장착된 링 형상의 가이드 플레이트(45)의 중앙에 방사상으로 배치된다.

이러한 복수개의 푸시바(41)는 상하방향의 위치가 교차되게 배치되는 것이 유리하다.

상기 푸시바(41)들은 동시에 반경방향의 내측으로 모이기 때문에, 상하방향의 위치가 지그재그로 교차되게 배치되어 서로 간의 간섭을 피할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치에 적용되는 가이드 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서, 상기 가이드 유닛(50)은 상기 회전 유닛(30)의 측면에 배치된다.

상기 가이드 유닛(50)은 상기 더미코어의 슬롯(21)에 상기 헤어핀(10)의 가정렬 시, 각 레이어에서 겹쳐지는 헤어핀(10)에 선택적으로 작동할 수 있다.

상기 더미코어의 슬롯(21) 내에서, 상기 더미코어(20)의 둘레를 따라 반경방향의 가장 내측에 한바퀴 정렬되는 것을 제1레이어라하고, 상기 제1레이어의 외측으로 한바퀴 더 정렬되는 것을 제2레이어라하며, 상기 제2레이어의 외측으로 한바퀴 더 정렬되는 것을 제3레이어라 정의한다.

이때, 상기 헤어핀(10)은 각 레이어의 형성 시, 상기 더미코어의 슬롯(21)에 가정렬되면서 겹쳐지는 부분이 필연적으로 발생하며, 상기 헤어핀(10)이 겹쳐지기 시작할 때, 상기 가이드 유닛(50)이 작동하는 것이다.

이러한 가이드 유닛(50)은 겹쳐지는 헤어핀(10)을 반경방향의 외측으로 이동시켜 각 헤어핀(10)의 삽입공간을 확보하기 위함이다.

이에, 상기 가이드 유닛(50)은 가이드바(51)를 포함한다.

상기 가이드바(51)는 상기 더미코어(20)의 상부에 배치된다.

더불어, 상기 가이드바(51)는 일측 선단이 절곡되어 상기 헤어핀(10)의 반경방향의 내측에 배치된다.

상기 가이드바(51)는 타측 선단이 연결 브라켓(53)에 의해 상기 회전 유닛(30)에 연결된다.

상기 가이드바(51)는 상기 회전 유닛(30)이 설정각도만큼 회전하면, 반경방향의 외측으로 이동하면서, 일측 선단에 걸린 해당 헤어핀(10)을 이동시켜 상기 더미코어의 슬롯(21) 내에 삽입공간을 확보하도록 작동할 수 있다.

여기서 상기 설정각도라 함은, 각 레이어의 형성 시, 헤어핀(10)이 겹쳐지기 시작할 때까지 상기 더미코어(20)가 회전하는 각도를 말한다.

상기 가이드바(51)는 연결 브라켓(53)에 장착되는 제1구동부(55)에 의해 반경방향으로 왕복 작동할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치에 적용되는 가압 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서, 상기 가압 유닛(60)은 상기 정렬 유닛(40)의 상부에 배치된다.

이러한 가압 유닛(60)은 상기 더미코어의 슬롯(21)에 가정렬된 헤어핀(10)을 하측으로 눌러 정위치 시킬 수 있다.

상기 가압 유닛(60)은 상기 회전 유닛(30)과 인접하게 배치되는 프레임(61)과, 상기 프레임(61)에 장착되는 가압 플레이트(62)를 포함한다.

상기 가압 플레이트(62)는 링 형상의 판으로 이루어진다.

상기 가압 플레이트(62)는 상기 프레임(61)에 제2구동부(64)에 의해 슬라이드 이동 가능하게 장착된다.

상기 가압 플레이트(62)는 연결판(63)을 통해 제2구동부(64)에 장착된다.

상기 제2구동부(64)는 상기 연결판(63)이 끼워지는 수평레일(65)과, 상기 수평레일(65)을 따라 상기 연결판(63)을 슬라이드 이동시키는 서보모터(M1)를 포함한다.

상기 가압 플레이트(62)는 상기 제2구동부(64)의 작동에 의해 상기 더미코어의 슬롯(21)의 중심 상부에 배치된다.

상기 가압 플레이트(62)는 상기 제2구동부(64)에 장착된 제3구동부(66)에 의해 상하방향으로 왕복 작동하도록 구성된다.

상기 제3구동부(66)는 상기 연결판(63)에 장착되는 수직레일(67)과, 상기 수직레일(67)을 따라 상기 가압 플레이트(62)를 슬라이드 이동시키는 서보모터(M2)를 포함한다.

이러한 가압 플레이트(62)는 상기 더미코어의 슬롯(21)에 삽입된 헤어핀(10)을 하측방향으로 가압하여 정위치 시키기 위함이다.

그리고 본 발명의 실시예는, 상기 회전 유닛(30)과 인접하게 배치되고, 상기 헤어핀(10)을 상기 더미코어의 슬롯(21)에 삽입하는 핸들링 그리퍼(70)를 더 포함할 수 있다(도 2 참조).

상기 핸들링 그리퍼(70)는 다관절 로봇을 포함할 수 있다.

도 7 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 에에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬방법은 핸들링 그리퍼(70)를 통해 더미코어의 슬롯(21)에 헤어핀(10)을 공급하는 제1단계를 진행한다(7(a)).

이때, 상기 핸들링 그리퍼(70)는 상기 헤어핀(10)을 상기 더미코어의 슬롯(21)에 상부에서 하부로 자중에 의해 삽입되도록 공급한다.

다음으로 정렬 유닛(40)이 반경방향의 내측으로 작동하여 상기 헤어핀(10)을 상기 더미코어의 슬롯(21) 내에서 상기 더미코어의 슬롯(21)의 중심 측으로 가압하는 제2단계를 진행한다(7(b)).

이때, 상기 정렬 유닛(40)의 복수개의 푸시바(41)가 반경방향의 내측으로 동시에 작동하면서 상기 헤어핀(10)을 가압한다.

도 8을 참조하면, 이어서 가압 플레이트(62)가 상기 더미코어(20)의 상부 중심에 위치된다(8(a)).

상기 가압 플레이트(62)는 제2구동부(64)에 의해 상기 더미코어(20)의 중심에 대응하여 상기 더미코어(20)의 상부에 정위치된다.

상기 가압 플레이트(62)가 하강하여 상기 헤어핀(10)을 하측으로 가압하는 제3단계를 진행한다(8(b)).

상기 가압 플레이트(62)는 제3구동부(66)에 의해 하강하면서 상기 헤어핀(10)의 상부를 하측으로 눌러 상기 헤어핀(10)을 정위치 시킨다.

이때, 상기 헤어핀(10)은 디코팅부(15)의 끝이 하부 플레이트(35)의 하부 접촉단(39)에 접촉된다.

다음으로 상기 더미코어의 슬롯(21)의 형상에 따라 회전 유닛(30)이 상기 더미코어(20)를 일정각도로 회전시키다.

그리고 상기 제1단계 내지 제3단계를 반복한다.

도 9를 참조하면, 상기 회전 유닛(30)이 설정각도 만큼 회전하게 되고, 하부 플레이트(35)가 상기 헤어핀(10)을 상기 더미코어(20)로부터 상승시킨다.

도 10을 참조하면, 이어서 가이드 유닛(50)으로 해당 헤어핀(10)을 반경방향의 외측으로 이동시켜 상기 헤어핀(10)의 삽입공간을 확보한 후, 다음 헤어핀(10)을 삽입하는 제4단계를 진행한다.

좀더 상세하게, 상기 제4단계에서는 상기 회전 유닛(30)의 회전지그(31)에 의해 상기 정렬 유닛(40), 가이드 유닛(50), 및 더미코어(20)를 상기 더미코어의 슬롯(21)의 형상에 따라 일정각도로 회전시킨다.

도 11을 참조하면, 상기 설정각도는 상기 헤어핀(10)을 상기 더미코어(20)의 둘레를 따라 상기 더미코어의 슬롯(21)에 삽입 시, 상기 헤어핀(10)이 겹쳐지는 구간까지의 회전각도로 정의한다.

즉, 상기 더미코어의 슬롯(21)에 첫번째 헤어핀(10)을 삽입하고, 회전 유닛(30)에 의해 상기 더미코어(20)를 일정각도로 회전시킨 후, 그 다음 더미코어의 슬롯(21)에 두번째 헤어핀(10)을 삽입하는 일련의 과정을 반복한다.

상기 더미코어(20)의 둘레를 따라 상기 더미코어의 슬롯(21)에 상기 헤어핀(10)을 차례대로 삽입시키고, 일정량만큼 상기 더미코어(20)가 회전하면서 상기 헤어핀(10)을 삽입하면(비간섭구간), 상기 헤어핀(10)이 겹쳐지는 구간이 필연적으로 생긴다(간섭구간).

상기 설정각도는 상기 헤어핀(10)이 겹쳐지는 구간이 시작될 때까지 상기 더미코어(20)를 회전하는 각도로 정의하는 것이다.

그리고 가이드바(51)가 상승된 헤어핀(10)의 상부를 반경방향의 외측으로 당겨 인접한 헤어핀(10)과 헤어핀(10) 사이에 삽입공간을 확보할 수 있다.

이렇게 형성된 삽입공간으로 헤어핀(10) 간의 간섭없이 필요한 레이어만큼 헤어핀(10)을 가정렬시킬 수 있다.

도 12를 참조하면, 마지막으로, 상기 가압 플레이트(62)가 하강하여 상기 헤어핀(10)을 하측으로 가압하고, 하부 플레이트(35)도 초기 상태로 복귀된다.

더불어, 상기 더미코어(20)에 헤어핀(10)을 가정렬시킨 후, 상기 더미코어(20)에 가정렬된 헤어핀(10)을 한번에 클램핑하여 헤어핀 권선모터의 고정자 코어(3)에 인서팅시키는 공정을 진행한다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 헤어핀 정렬방법은 고정자 코어(3)와 헤어핀(10)의 종류에 상관없이 대응이 가능하여 초기 설계비를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 헤어핀 정렬방법은 가이드 유닛(50)에 의해 더미코어의 슬롯(21) 내에서 삽입공간을 마련함으로써, 간섭없이 헤어핀(10)의 정렬이 가능하다.

이에, 상기 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치 및 이를 이용한 헤어핀 정렬방법은 전체적인 사이클 타임을 줄이고, 정확도를 높일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 고정자 3: 고정자 코어
5: 고정자 코어의 슬롯 10: 헤어핀
11: 헤드부 13: 레그부
15: 디코팅부 20: 더미코어
21: 더미코어의 슬롯 30: 회전 유닛
31: 회전지그 33: 장착블록
35: 하부 플레이트 37: 상부 접촉단
39: 하부 접촉단 40: 정렬 유닛
41: 푸시바 43: 접촉면
45: 가이드 플레이트 50: 가이드 유닛
51: 가이드바 53: 연결 브라켓
55: 제1구동부 60: 가압 유닛
61: 프레임 62: 가압 플레이트
63: 연결판 64: 제2구동부
65: 수평레일 66: 제3구동부
67: 수직레일 70: 핸들링 그리퍼

Claims (17)

1. 헤어핀 권선모터에 인서팅되는 복수개의 헤어핀을 더미코어의 슬롯에 적어도 하나 이상의 레이어로 가정렬하는 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치로서,
   상기 더미코어가 중앙에 장착되고, 상기 슬롯의 형상에 대응하여 상기 더미코어를 일정각도로 회전시키는 회전 유닛;
   상기 회전 유닛의 상면에 배치되고, 상기 더미코어의 상단부 둘레를 따라 복수개 배치되는 푸시바가 상기 헤어핀에 대하여 반경방향으로 왕복 작동하는 정렬 유닛;
   상기 회전 유닛의 측면에 배치되고, 상기 슬롯에 상기 헤어핀의 가정렬 시, 각 레이어에서 겹쳐지는 헤어핀에 선택적으로 작동하며, 겹쳐지는 헤어핀을 반경방향의 외측으로 이동시켜 헤어핀의 삽입공간을 확보하는 가이드 유닛; 및
   상기 회전 유닛과 인접하게 배치되고, 상기 헤어핀을 상기 슬롯에 공급하는 핸들링 그리퍼;
   를 포함하는 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전 유닛은
   상기 더미코어의 측면 둘레를 따라 장착된 적어도 하나의 장착블록을 클램핑하며, 상기 더미코어를 일정각도로 회전시키는 회전지그; 및
   상기 더미코어의 하부에 배치되고, 상기 슬롯에 가정렬된 헤어핀을 상기 더미코어로부터 상측으로 밀어 올리는 하부 플레이트;
   를 포함하는 권선모터용 헤어핀 정렬장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 정렬 유닛은
   상기 회전 유닛에 의해 상기 더미코어와 함께 일정각도로 회전하며, 상기 복수개의 푸시바가 상기 슬롯에 가정렬되는 헤어핀을 반경방향의 내측으로 가압하여 정위치시키는 권선모터용 헤어핀 정렬장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 푸시바는
   상기 헤어핀과 접촉되는 접촉면이 라운드 형상으로 이루어지는 권선모터용 헤어핀 정렬장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 푸시바는
   상기 회전 유닛의 상부에 장착된 링 형상의 가이드 플레이트의 중앙에 방사상으로 배치되고, 상하방향의 위치가 지그재그로 교차되게 배치되는 권선모터용 헤어핀 정렬장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 유닛은
   상기 더미코어의 상부에 배치되고, 일측 선단이 절곡되어 상기 헤어핀의 반경방향의 내측에 배치되며, 타측 선단이 연결 브라켓에 의해 상기 회전 유닛에 연결되는 가이드바; 및
   상기 연결 브라켓에 장착되어 상기 가이드바를 반경방향으로 왕복 작동시키는 제1구동부;
   를 포함하는 권선모터용 헤어핀 정렬장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 가이드바는
   상기 회전 유닛이 설정각도만큼 회전하면, 반경방향의 외측으로 이동하면서, 일측 선단에 걸린 해당 헤어핀을 이동시켜 상기 슬롯 내에 삽입공간을 확보하도록 작동하는 권선모터용 헤어핀 정렬장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 정렬 유닛의 상부에 배치되고, 상기 슬롯에 가정렬된 헤어핀을 하측으로 눌러 정위치 시키는 가압 유닛;
   을 더 포함하는 권선모터용 헤어핀 정렬장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 가압 유닛은
   상기 회전 유닛과 인접하게 배치되는 프레임; 및
   링 형상의 판으로 이루어지고, 제2구동부에 의해 상기 프레임에 슬라이드 이동 가능하게 장착되어 상기 더미코어의 중심 상부에 배치되며, 상기 제2구동부에 장착된 제3구동부에 의해 상하방향으로 왕복 작동하면서, 상기 슬롯에 정렬된 헤어핀을 가압하는 가압 플레이트;
   를 포함하는 권선모터용 헤어핀 정렬장치.
10. 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬장치를 이용하여 헤어핀 권선모터에 인서팅되는 복수개의 헤어핀을 더미코어의 슬롯에 적어도 하나 이상의 레이어로 가정렬하는 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬방법으로서,
    핸들링 그리퍼에 의해 상기 슬롯에 헤어핀을 공급하는 제1단계;
    정렬 유닛이 반경방향의 내측으로 작동하여 상기 헤어핀을 상기 슬롯 내에서 상기 더미코어의 중심 측으로 가압하는 제2단계;
    가압 플레이트가 하강하여 상기 헤어핀을 하측으로 가압하는 제3단계; 및
    상기 더미코어의 슬롯의 형상에 따라 회전 유닛이 상기 더미코어를 일정각도로 회전시키고, 상기 제1단계 내지 제3단계를 순차적으로 반복하며, 상기 회전 유닛이 설정각도 만큼 회전하면, 가이드 유닛으로 해당 헤어핀을 반경방향의 외측으로 이동시켜 삽입공간을 확보한 후, 다음 헤어핀을 삽입하는 제4단계;
    를 포함하는 헤어핀 권선모터용 헤어핀 정렬방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1단계는
    상기 핸들링 그리퍼가 상기 헤어핀을 상기 더미코어의 슬롯에 상부에서 하부로 자중에 의해 삽입되도록 공급하는 단계인 권선모터용 헤어핀 정렬방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제2단계는
    상기 정렬 유닛의 복수개의 푸시바가 반경방향의 내측으로 동시에 작동하면서 상기 헤어핀을 가압하는 단계인 권선모터용 헤어핀 정렬방법.
13. 제10항에 있어서,
    상기 제3단계는
    상기 가압 플레이트를 제2구동부에 의해 상기 더미코어의 중심에 대응하여 정위치시키고, 제3구동부에 의해 하강하면서 상기 헤어핀의 상부를 하측으로 눌러주는 단계인 권선모터용 헤어핀 정렬방법.
14. 제10항에 있어서,
    상기 제4단계는
    회전지그에 의해 상기 정렬 유닛, 가이드 유닛, 및 더미코어를 상기 슬롯의 형상에 따라 일정각도로 회전시키는 단계;
    인 권선모터용 헤어핀 정렬방법.
15. 제10항에 있어서,
    상기 제4단계의 설정각도는
    상기 헤어핀을 상기 더미코어의 둘레를 따라 상기 슬롯에 삽입 시, 상기 헤어핀이 겹쳐지는 구간까지 회전하는 각도인 권선모터용 헤어핀 정렬방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 제4단계는
    상기 회전 유닛에 의해 상기 더미코어가 설정각도 만큼 회전하면, 하부 플레이트가 상기 헤어핀을 상기 더미코어로부터 상승시키는 단계; 및
    가이드바가 상승된 헤어핀의 상부를 반경방향의 외측으로 당겨 인접한 헤어핀과 헤어핀 사이에 삽입공간을 확보하는 단계;
    를 포함하는 권선모터용 헤어핀 정렬방법.
17. 제15항에 있어서,
    상기 제4단계 이후에,
    상기 더미코어에 가정렬된 헤어핀을 한번에 클램핑하여 상기 헤어핀 권선모터에 인서팅시키는 제5단계;
    를 더 포함하는 권선모터용 헤어핀 정렬방법.

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