KR20230057090A

KR20230057090A - 고정자 코일의 정렬 장치

Info

Publication number: KR20230057090A
Application number: KR1020210141095A
Authority: KR
Inventors: 지영배; 박원하; 이영국
Original assignee: (주)글로벌엔지니어링
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2023-04-28

Abstract

본 발명의 실시예는 헤어핀 타입의 고정자 코일의 단부들을 정렬하기 위한 고정자 코일의 정렬 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정자 코어의 슬롯에 삽입되어 상기 슬롯의 상단으로 돌출된 복수의 헤어핀 단부들을 정렬하기 위한 고정자 코일의 정렬 장치로서, 상기 고정자 코어의 외측에 상기 고정자 코어의 반경 방향을 따라 이동 가능하게 구비되어, 상기 고정자 코어의 반경 방향으로 배열된 적어도 하나의 헤어핀 단부군을 지지하는 그리핑 유닛; 및 상기 고정자 코어의 외측에 로봇암을 매개로 이동 가능하게 구비되어, 상기 그리핑 유닛에 의해 그리핑된 헤어핀 단부군을 정렬하는 정렬 유닛;을 포함하는, 고정자 코일의 정렬 장치가 제공된다.

Description

고정자 코일의 정렬 장치 {ARRANGING APPARATUS FOR STATOR COIL}

본 발명의 실시예는 헤어핀 타입의 고정자 코일의 단부들을 정렬하기 위한 고정자 코일의 정렬 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 친환경 자동차로 불리우는 전기 자동차는 전기 에너지로 회전력을 얻는 전기 모터에 의해 구동력을 발생시킬 수 있다.

전기 자동차는 전기모터의 동력만을 이용하는 순수 전기 자동차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드로 주행하거나 엔진과 구동모터를 모두 동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 주행한다.

전기 자동차의 동력원으로 이용되는 전기 모터는 대부분 영구자석형 동기모터(permanent magnet synchronous motor:PMSM)를 사용한다.

이와 같은 전기 자동차의 동력원으로 이용되는 영구자석형 동기모터로서의 전기 모터는 기본적으로 자속을 발생시키는 고정자와, 상기 고정자와 일정 공극을 두고 배치되고 영구 자석이 구비되는 회전 운동을 하는 회전자로 구성된다.

한편, 전기 모터의 출력은 고정자 코어에 권선되는 코일의 턴(turn) 수에 비례하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 코일의 턴 수를 늘리게 되면 필연적으로 고정자 코어나 이를 포함하는 전기 모터 자체의 사이즈가 커지게 되어 소형화가 곤란하다.

따라서, 전기 모터의 사이즈를 늘리지 않고 출력을 향상시키기 위하여 고정자 코어에 권선되는 코일의 점적율을 증가시킨다. 즉, 고정자 코어와 권선 코일 간의 사 공간(dead space)이나 각 코일 간의 사 공간을 최소화시켜 코일의 점적율을 높일 수 있다.

이에, 최근에는 코일 권선으로 원형 단면을 가지는 환형 코일을 사용하는 대신, 사각 단면 등 각형 코일(당 업계에서는 "세그먼트 코일"이라고 함)을 사용하여 사 공간을 줄이고 점적율을 향상시켜 동일한 사이즈 대비 출력이 높은 전기 모터를 생산하는 추세이다.

상기 각형 코일의 코일 권선 작업을 용이하게 하기 위하여 다수의 분리된 헤어핀 형태(대략 U자 또는 V자 형태)의 고정자 코일을 고정자 코어의 슬롯들에 인서팅하고, 상기 슬롯 내 반경 방향으로 인접한 고정자 코일들의 끝단을 용접하여 개별 고정자 코일이 전체 통전 가능하게 하는 방법이 제안되고 있다.

상기와 같이 고정자 코어의 슬롯에 인서팅된 고정자 코일들의 끝단을 용접하는 공정 전에 고정자 코일의 결선 및 고정자의 집적화와 소형화 등을 위하여 고정자 코어의 슬롯 외부로 돌출된 고정자 코일의 단부들을 서로 상이한 방향으로 비트는 트위스트 공정을 수행할 수 있다.

이때, 상기 트위스트 공정과 같은 고정자 코일의 성형 공정에서의 작업성 및 정확성을 향상하기 위하여 상기 고정자 코어의 슬롯에 인서팅되어 외부로 돌출된 고정자 코일의 단부들을 정렬하는 것이 요구되며, 이는 고정자 코어의 슬롯에 고정자 코일을 인서팅하는 공정에서 작업자에 의해 고정자 코일 단부들의 돌출된 높낮이와 위치 및 반경방향의 배열 직진성 등이 변형되어 이후 공정에서 공정 불량 등 작업성 저하를 유발하고 이로 인해 추후 용접 공정에서 용접 불량 등 제품 불량을 초래하였다.

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.

대한민국 등록특허공보 제10-2023012호 (2019.09.11.)

본 발명의 실시예는 고정자 코어에 인서팅되어 슬롯 외부로 돌출된 고정자 코일의 단부들을 균일하게 정렬하여 후 공정에서의 정확성 및 작업성을 향상하고 제품 불량을 미연에 방지할 수 있는 고정자 코일의 정렬 장치를 제공하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명의 실시예는 고정자 코일의 단부들을 균일하게 정렬하여 후 공정에 공급함으로써 후 공정에 소요되는 시간을 줄여 전체적인 고정자 코일의 생산성을 향상할 수 있는 고정자 코일의 정렬 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정자 코어의 슬롯에 삽입되어 상기 슬롯의 상단으로 돌출된 복수의 헤어핀 단부들을 정렬하기 위한 고정자 코일의 정렬 장치로서, 상기 고정자 코어의 외측에 상기 고정자 코어의 반경 방향을 따라 이동 가능하게 구비되어, 상기 고정자 코어의 반경 방향으로 배열된 적어도 하나의 헤어핀 단부군을 지지하는 그리핑 유닛; 및 상기 고정자 코어의 외측에 로봇암을 매개로 이동 가능하게 구비되어, 상기 그리핑 유닛에 의해 그리핑된 헤어핀 단부군을 정렬하는 정렬 유닛;을 포함하는, 고정자 코일의 정렬 장치가 제공된다.

본 실시예의 고정자 코일의 정렬 장치는, 상기 고정자 코어가 회전 가능하게 구비되는 지그 유닛;을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 지그 유닛은, 상기 고정자 코어가 장착되는 회전지그와, 상기 회전지그를 회전시키기 위한 모터를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 그리핑 유닛은, 상기 고정자 코어의 외측에 구비되는 고정 플레이트와, 상기 고정자 코어의 반경 방향을 따라 전후 이동 가능하게 상기 고정 플레이트에 구비되는 이동 플레이트와, 상기 이동 플레이트의 단부에 구비되어 상기 헤어핀 단부군의 정렬시 해당되는 헤어핀 단부군의 원주 방향 양측을 지지하는 그리퍼를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 그리퍼는, 상기 고정자 코어의 반경 방향을 따라 상기 헤어핀 단부군을 밀어 정렬 위치를 조정할 수 있다.

그리고, 상기 정렬 유닛은, 상기 로봇암의 단부에 회전 가능하게 구비되는 회전 플레이트와, 상기 회전 플레이트의 가장자리에 구비되어 상기 그리핑 유닛에 의해 지지된 헤어핀 단부군을 정렬하는 정렬툴을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 정렬툴은, 상기 회전 플레이트의 가장자리를 따라 상호 이격되어 배치되는 제1·2 정렬툴을 포함할 수 있으며, 상기 제1 정렬툴은 상기 헤어핀 단부군의 복수의 헤어핀 단부가 일렬을 이루도록 조정하고, 상기 제2 정렬툴은 상기 제1 정렬툴에서 조정된 상기 헤어핀 단부가 일렬을 이루도록 재차 조정할 수 있다.

이때, 상기 제1·2 정렬툴은 상기 회전 플레이트의 회전 방향과 반대 방향을 따라 상기 회전 플레이트에 이격 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1·2 정렬툴은 상기 헤어핀 단부군과의 접촉시 코일 손상을 방지하기 위한 표면처리 및/또는 코팅처리되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 고정자 코일의 단부들을 균일하게 정렬하여 후 공정에 공급함으로써 후 공정에 소요되는 시간을 줄여 생산성을 향상할 수 있고 후 공정에서의 정확성 및 작업성을 높임으로써 제품성을 향상할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 그리핑 유닛을 통해 고정자 코일을 지지한 상태에서 정렬 공정을 수행함으로써 정렬시 고정자 코일의 변형을 방지할 수 있고 보다 정확하고 균일하게 고장자 코일을 정렬할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 고정자 코일의 정렬 공정을 자동으로 수행하여 정렬 공정을 보다 정확하고 신속하게 할 수 있어 제품의 품질 및 생산성을 향상할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 코일의 정렬 장치를 개략적으로 나타낸 정면도
도 2는 도 1의 좌측면도
도 3은 도 1의 평면도
도 4는 도 1의 그리퍼로 하나의 헤어핀 단부군을 그리핑한 상태에서 제1 정렬툴을 작동하기 전 상태를 개략적으로 나타낸 주요부분의 사시도
도 5a는 도 4의 그리퍼를 개략적으로 나타낸 사시도
도 5b는 도 5a의 평면도

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 개시되는 실시예들은 이에 제한되지 않는다.

실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 개시되는 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 개시되는 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 코일의 정렬 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1의 좌측면도이며, 도 3은 도 1의 평면도이다. 그리고, 도 4는 도 1의 그리퍼로 하나의 헤어핀 단부군을 그리핑한 상태에서 제1 정렬툴을 작동하기 전 상태를 개략적으로 나타낸 주요부분의 사시도이다. 또한, 도 5a는 도 4의 그리퍼를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 코일의 정렬 장치(100)는, 본체 베이스(110)와, 고정자 코일(12)이 인서팅된 고정자 코어(11)가 회전 가능하게 구비되는 지그 유닛(120)과, 상기 고정자 코어(11)의 외측에 상기 고정자 코어(11)의 반경 방향(R)을 따라 이동 가능하게 구비되어 상기 고정자 코어(11)의 반경 방향(R)으로 배열된 적어도 하나의 헤어핀 단부군(12a)을 지지하는 그리핑 유닛(130)과, 상기 고정자 코어(11)의 외측에 로봇암(150)을 매개로 이동 가능하게 구비되어 상기 그리핑 유닛(130)에 의해 그리핑된 헤어핀 단부군(12a)을 정렬하는 정렬 유닛(140)을 포함할 수 있다.

상기 본체 베이스(110)는, 상기 지그 유닛(120) 및 상기 그리핑 유닛(130)이 구비되는 제1 베이스(111)와, 상기 제1 베이스(111)의 일측에 연결되고 상기 로봇암(150)이 구비되는 제2 베이스(112)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 베이스(111)에는 상기 지그 유닛(120)과 상기 그리핑 유닛(130) 및 상기 정렬 유닛(140) 등 각종 구성 유닛들을 조작 제어하기 위한 제어 유닛(160)이 구비될 수 있다. 물론, 상기 제1 베이스(111)와 상기 제2 베이스(112)에 구비되는 유닛들의 배치 구조는 상술한 구조에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 베이스(111)에 구비되는 유닛과 상기 제2 베이스(112)에 구비되는 유닛은 상기 고정자 코일(12)의 효율적인 정렬 작업을 위하여 다양하게 이동 배치되어 구비될 수 있고, 또한 상기 제1 베이스(111)와 상기 제2 베이스(112)는 일체로 형성될 수도 있다.

상기 지그 유닛(120)은, 상기 고정자 코어(11)가 장착되는 회전지그(121)와, 상기 회전지그(121)를 회전시키기 위한 모터(미도시) 등 제어 부품들을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 상기 회전지그(121)는, 상기 그리핑 유닛(130)과 상기 정렬 유닛(140)을 통한 상기 고정자 코일(12)의 정렬 공정을 위해 상기 고정자 코어(11)가 장착된 상태에서 상기 고정자 코어(11)의 원주방향(C)을 따라 소정 각도로 회전될 수 있으며, 상기 회전지그(121)의 회전 구동은 상기 제1 베이스(111)에 구비된 모터 등 회전을 위한 다양한 구동 부품들을 통해 수행될 수 있고 이때 상기 회전 구동은 상기 제어 유닛(160)을 통한 조작 제어에 의해 상기 그리핑 유닛(130) 및 상기 정렬 유닛(140)과 연동될 수 있다.

상기 그리핑 유닛(130)은, 상기 고정자 코어(11)의 외측 상기 제1 베이스(111)에 구비되는 고정 플레이트(131)와, 상기 고정자 코어(11)의 반경 방향(R)을 따라 전후 이동 가능하게 상기 고정 플레이트(131)에 구비되는 이동 플레이트(132)와, 상기 이동 플레이트(132)의 단부에 구비되어 상기 헤어핀 단부군(12a)의 정렬시 해당되는 헤어핀 단부군(12a)의 원주방향(C) 양측을 지지하는 그리퍼(133)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 도 5a 및 도 5b를 더 참조하면, 상기 그리퍼(133)는, 끝단부가 복수의 그립돌기(133a)와 상기 복수의 그립돌기(133a) 사이에 형성되는 그립홈(133b)으로 이루어진 집게 형태로 형성되어, 상기 고정자 코어(11)의 반경 방향(R)을 따라 해당되는 헤어핀 단부군(12a)을 밀어 정렬 위치를 일차적으로 조정하면서 지지할 수 있다. 이때, 상기 각 그립돌기(133a)는 헤어핀 단부군(12a) 사이 공간에 용이하게 진입하기 위하여 끝단부로 갈수록 두께가 작아지는 테이퍼 형태로 형성될 수 있다. 그리하여, 상기 그리퍼(133) 작동시 상기 복수의 그립돌기(133a)가 상기 반경 방향(R)을 따라 정렬 대상 헤어핀 단부군(12a)의 양측 공간에 삽입되면서 상기 정렬 대상 헤어핀 단부군(12a)이 상기 그립홈(133b)에 삽입되어 지지될 수 있다. 이때, 상기 그리퍼(133)는, 일차적으로 상기 헤어핀 단부군(12a)과 접촉할 수 있으므로 코일 표면 손상을 방지하기 위해 표면처리 및/또는 코팅처리되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 그리퍼(133)는 금속 재질로 형성되는 대신 하드한 수지 재질 등으로 형성되어 상기 헤어핀 단부군(12a)을 안전하게 지지할 수도 있다. 또한, 상기 그리핑 유닛(130)의 작동은 상기 제어 유닛(160)을 통한 조작 제어에 의해 상기 지그 유닛(120) 및 상기 정렬 유닛(140)과 연동될 수 있다.

상기 정렬 유닛(140)은, 상기 로봇암(150)의 단부(151)에 회전 가능하게 구비되는 회전 플레이트(141)와, 상기 회전 플레이트(141)의 가장자리에 구비되어 상기 그리핑 유닛(130) 즉, 상기 그리퍼(133)에 의해 지지된 헤어핀 단부군(12a)을 정렬하는 정렬툴을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 정렬툴은, 상기 회전 플레이트(141)의 가장자리를 따라 상호 이격되어 배치되는 제1·2 정렬툴(142a, 142b)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 정렬툴(142a)은 상기 헤어핀 단부군(12a)의 복수의 헤어핀 단부(12a-1)의 직진성을 1차적으로 조정할 수 있고, 상기 제2 정렬툴(142b)은 상기 제1 정렬툴(142a)에서 1차 조정된 상기 복수의 헤어핀 단부(12a-1)의 직진성을 2차적으로 재차 조정할 수 있다. 보다 상세하게, 상기 제1 정렬툴(142a)의 하부에는 상기 헤어핀 단부군(12a)의 적어도 하나의 헤어핀 단부(12a-1)를 파지할 수 있는 제1 정렬척(142a-1)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1 정렬척(142a-1)은 상기 헤어핀 단부군(12a) 사이 공간에 삽입된 상태에서 상기 고정자 코어(11)의 반경 방향(R)과 대략 직요하는 방향 즉 원주 방향(C)을 따라 벌어지거나 다물어지는 형태로 구비되어 상기 적어도 하나의 헤어핀 단부(12a-1)의 양측을 잡거나 놓을 수 있으며, 상기 적어도 하나의 헤어핀 단부(12a-1)를 잡은 상태에서 상기 로봇암(150)의 회동 등 다양한 방향으로의 반복 작동을 통해 1차적으로 상기 적어도 하나의 헤어핀 단부(12a-1)가 일렬을 이루도록 조정할 수 있다. 그리고, 상기 제2 정렬툴(142b)의 하부에도 상기 제1 정렬척(142a-1)과 유사한 형태의 제2 정렬척(142b-1)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 제2 정렬척(142b-1) 역시 상기 제1 정렬툴(142a)에 의해 1차 조정된 상기 헤어핀 단부군(12a) 사이 공간에 삽입된 상태에서 상기 고정자 코어(11)의 반경 방향(R)과 대략 직교하는 원주 방향(C)을 따라 벌어지거나 다물어지는 형태로 구비되어 상기 적어도 하나의 헤어핀 단부(12a-1)의 양측을 잡거나 놓을 수 있으며, 상기 적어도 하나의 헤어핀 단부(12a-1)를 잡은 상태에서 상기 로봇암(150)의 다양한 방향으로의 반복 작동을 통해 2차적으로 상기 적어도 하나의 헤어핀 단부(12a-1)가 일렬을 이루도록 재차 미세 조정할 수 있다.

한편, 상기 제1·2 정렬툴(142a, 142b)은 상기 회전 플레이트(141)의 회전 방향과 반대 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 정렬 유닛(140)이 정렬 대상 헤어핀 단부군(12a)의 상부에 위치된 상태에서 상기 회전 플레이트(141)가 일방향으로 회전할 경우 상기 제1·2 정렬툴(142a, 142b)이 순차적으로 상기 헤어핀 단부군(12a)에 적용되어 정렬 과정을 순차적으로 수행할 수 있다. 그리고, 상기 제1·2 정렬척(142a-1, 142b-1)은, 상기 헤어핀 단부군(12a)과 접촉할 수 있으므로 코일 표면 손상을 방지하기 위해 표면처리 및/또는 코팅처리되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 제1·2 정렬척(142a-1, 142b-1) 역시 금속 재질로 형성되는 대신 하드한 수지 재질 등으로 형성되어 상기 헤어핀 단부군(12a)을 손상없이 파지하고 정렬 작업을 할 수도 있다. 그리고, 상기 정렬 유닛(140)의 작동 역시 상기 제어 유닛(160)을 통한 조작 제어에 의해 상기 지그 유닛(120) 및 상기 그리핑 유닛(130)과 연동될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 고정자 코일의 정렬 장치(100)에 의한 고정자 코일(12)의 정렬 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 회전지그(121)에 고정자 코일(12)이 인서팅된 고정자 코어(11)를 설치한다. 이때, 상기 고정자 코어(11)는 상기 회전지그(121)에 고정되며, 고정된 상태에서 정렬 과정 중에 상기 회전지그(121)의 회전에 의해 원주 방향(C)을 따라 소정 각도씩 회전될 수 있다.

다음, 상기 회전지그(121)에 상기 고정자 코어(11)가 설치 완료된 상태에서 상기 제어 유닛(160)을 작동시키면, 상기 그리핑 유닛(130) 및 상기 정렬 유닛(140)이 작동하여 상기 고정자 코어(11)의 슬롯 외부로 돌출된 헤어핀 단부(12a-1)들의 정렬 과정을 자동으로 수행할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 그리핑 유닛(130)의 이동 플레이트(132)가 상기 고정자 코어(11)의 반경 방향(R)을 따라 전진하면, 상기 그리퍼(133)가 정렬 대상의 헤어핀 단부군(12a)을 밀면서 헤어핀 단부군(12a)의 양측을 지지한다.

그리고, 상기 그리퍼(133)가 상기 헤어핀 단부군(12a)을 지지한 상태에서 상기 제1·2 정렬툴(142a, 142b) 및 상기 제1·2 정렬척(142a-1, 142b-1)을 순차적으로 작동하여 상기 헤어핀 단부군(12a)의 복수의 헤어핀 단부(12a)가 일렬을 이루도록 조정함으로써 상기 헤어핀 단부군(12a)의 직진성을 정렬한다.

즉, 상기 로봇암(150)을 작동시켜 상기 제1 정렬툴(142a)을 정렬 대상 헤어핀 단부군(12a)에 위치시키고, 상기 제1 정렬척(142a-1)을 작동시켜 적어도 하나 이상의 상기 헤어핀 단부(12a-1)의 양측을 잡은 상태에서 상기 로봇암(150)의 회동 등 반복 작동을 통해 상기 적어도 하나 이상의 헤어핀 단부(12a-1)가 일렬을 이루도록 조정한다. 이후, 상기 제1 정렬척(142a-1)을 작동시켜 잡고 있던 헤어핀 단부(12a-1)를 놓고 상기 로봇암(150)을 작동시켜 상기 제1 정렬툴(142a)을 상부로 이동시킨다.

그 다음, 상기 회전 플레이트(141)를 회전시켜 상기 제2 정렬툴(142b)을 상기 제1 정렬툴(142a)에 의해 1차 조정된 상기 헤어핀 단부군(12a)에 위치시키고, 상기 제2 정렬척(142b-1)을 작동시켜 상기 헤어핀 단부군(12a)의 적어도 하나 이상의 헤어핀 단부(12a-1)의 양측을 잡은 상태에서 상기 로봇암(150)의 회동 등 반복 작동을 통해 상기 적어도 하나 이상의 헤어핀 단부(12a-1)가 일렬을 이루도록 2차적으로 조정한다. 이후, 상기 제2 정렬척(142b-1)을 작동시켜 잡고 있던 헤어핀 단부(12a-1)를 놓고 상기 로봇암(150)을 작동시켜 상기 제2 정렬툴(142b)을 상부로 이동시킨다.

본 실시예에서 상기 제2 정렬툴(142b)은 상기 제1 정렬툴(142a)에 의해 1차 조정된 헤어핀 단부(12a-1)를 정렬하는 것을 개시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 정렬툴(142a)과 상기 제2 정렬툴(142b)은 정렬 대상 헤어핀 단부군의 복수의 헤어핀 단부를 영역을 나누어서 별도의 헤어핀 단부를 각각 조정할 수도 있고, 상기 제1 정렬툴(142a)과 상기 제2 정렬툴(142b) 중 어느 하나의 정렬툴만의 반복 작동을 통해 정렬 대상 헤어핀 단부군의 복수의 헤어핀 단부를 모두 조정할 수도 있다. 또한, 상기 제1 정렬척(142a-1) 및 상기 제2 정렬척(142b-1)에 의한 헤어핀 단부군(12a)의 정렬은 하나의 헤어핀 단부(12a-1) 또는 한 쌍 이상의 헤어핀 단부 단위 또는 3개소 이상 단위로 수행될 수 있다.

이후, 상기 회전지그(121)의 회전 작동을 통해 상기 고정자 코어(11)를 회전시키면서 상기와 같은 정렬 과정을 상기 고정자 코어(11)의 원주 방향(C)을 따라 인접된 헤어핀 단부군(12a)마다 순차적으로 수행하여 전체 고정자 코일(12)의 정렬 과정을 완료할 수 있다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

11 : 고정자 코어
12 : 고정자 코일
12a : 헤어핀 단부군
12a-1 : 헤어핀 단부
100 : 고정자 코일의 정렬 장치
110 : 본체 베이스
111 : 제1 베이스
112 : 제2 베이스
120 : 지그 유닛
121 : 회전 지그
130 : 그리핑 유닛
131 : 고정 플레이트
132 : 이동 플레이트
133 : 그리퍼
133a : 그립돌기
133b : 그립홈
140 : 정렬 유닛
141 : 회전 플레이트
142a : 제1 정렬툴
142a-1 : 제1 정렬척
142b : 제2 정렬툴
142b-1 : 제2 정렬척
150 : 로봇암
151 : 로봇암 단부
160 : 제어 유닛

Claims

고정자 코어의 슬롯에 삽입되어 상기 슬롯의 상단으로 돌출된 복수의 헤어핀 단부들을 정렬하기 위한 고정자 코일의 정렬 장치로서,
상기 고정자 코어의 외측에 상기 고정자 코어의 반경 방향을 따라 이동 가능하게 구비되어, 상기 고정자 코어의 반경 방향으로 배열된 적어도 하나의 헤어핀 단부군을 지지하는 그리핑 유닛; 및
상기 고정자 코어의 외측에 로봇암을 매개로 이동 가능하게 구비되어, 상기 그리핑 유닛에 의해 그리핑된 헤어핀 단부군을 정렬하는 정렬 유닛;을 포함하는, 고정자 코일의 정렬 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고정자 코어가 회전 가능하게 구비되는 지그 유닛;을 포함하는, 고정자 코일의 정렬 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 지그 유닛은,
상기 고정자 코어가 장착되는 회전지그와, 상기 회전지그를 회전시키기 위한 모터를 포함하는, 고정자 코일의 정렬 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 그리핑 유닛은,
상기 고정자 코어의 외측에 구비되는 고정 플레이트와, 상기 고정자 코어의 반경 방향을 따라 전후 이동 가능하게 상기 고정 플레이트에 구비되는 이동 플레이트와, 상기 이동 플레이트의 단부에 구비되어 상기 헤어핀 단부군의 정렬시 해당되는 헤어핀 단부군의 원주 방향 양측을 지지하는 그리퍼를 포함하는, 고정자 코일의 정렬 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 그리퍼는, 상기 고정자 코어의 반경 방향을 따라 상기 헤어핀 단부군을 밀어 정렬 위치를 조정하는, 고정자 코일의 정렬 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 정렬 유닛은,
상기 로봇암의 단부에 회전 가능하게 구비되는 회전 플레이트와, 상기 회전 플레이트에 구비되어 상기 그리핑 유닛에 의해 지지된 헤어핀 단부군을 정렬하는 정렬툴을 포함하는, 고정자 코일의 정렬 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 정렬툴은,
상기 회전 플레이트의 가장자리를 따라 상호 이격되어 배치되는 제1·2 정렬툴을 포함하며,
상기 제1 정렬툴은 상기 헤어핀 단부군의 복수의 헤어핀 단부가 일렬을 이루도록 조정하고, 상기 제2 정렬툴은 상기 제1 정렬툴에서 조정된 상기 헤어핀 단부가 일렬을 이루도록 재차 조정하는, 고정자 코일의 정렬 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제1·2 정렬툴은 상기 회전 플레이트의 회전 방향과 반대 방향을 따라 상기 회전 플레이트에 이격 배치되는, 고정자 코일의 정렬 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제1·2 정렬툴은 상기 헤어핀 단부군과의 접촉시 코일 손상을 방지하기 위한 표면처리 및/또는 코팅처리되는, 고정자 코일의 정렬 장치.