KR20230071103A

KR20230071103A - 와이어 권선 장치

Info

Publication number: KR20230071103A
Application number: KR1020230058776A
Authority: KR
Inventors: 조재영
Original assignee: 주식회사 씨에스티
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2023-05-04
Publication date: 2023-05-23
Also published as: KR102531192B1; KR20220079289A

Abstract

와이어 권선 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스, 베이스와 회전되게 결합되는 회전 지지대, 회전 지지대 측으로 와이어를 공급하는 와이어 공급 유닛, 회전 지지대와 결합되어 와이어 공급 유닛으로부터 공급되는 와이어를 지지하는 와이어 지지 유닛, 회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제1 코어를 지지하는 제1 지지 유닛, 회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제2 코어를 지지하고, 제1 코어에서 제2 코어로 이어지는 와이어의 길이가 제1 설정값이 되도록 제1 지지 유닛으로부터 이격되어 배치되는 제2 지지 유닛, 및 베이스에 구비되어 회전 지지대와 결합되고, 회전 지지대를 정회전시켜 와이어 지지 유닛에 지지된 와이어를 제1 코어에 역방향으로 감고, 회전 지지대를 역회전시켜 제1 코어에 감겨져 나온 와이어를 제2 코어에 정방향으로 감는 회전 구동 유닛을 포함하는 와이어 권선 장치가 제공된다.

Description

와이어 권선 장치{APPARATUS FOR WINDING WIRE}

본 발명은 와이어 권선 장치에 관한 것이다.

BLDC(blushless DC) 모터 내지 교류 모터를 생산하기 위해 해당 모터의 고정자(stator)에 설치되는 복수의 코일의 생산이 필요하다.

상기한 모터는 코일에 전류가 흐름에 따라 발생되는 자기력에 의해 회전자(rotor)가 회전되어 회전 동력이 발생된다.

이 때 자기력은 전류의 크기에 비례하고 전류의 크기는 도선의 크기에 비례하는 바 코일에 감기는 와이어의 굵기를 증가시킴으로써 보다 적은 권선수로도 로터의 회전을 위한 자기력을 발생시킬 수 있다.

이에 따라 굵은 와이어를 코일의 코어에 효과적으로 감을 수 있고, 또한 해당 와이어의 손실을 줄여 생산 경제성을 향상시킬 수 있는 권선 장치에 대한 개발이 필요하다.

대한민국 등록특허공보 제10-1879754호 (2018.07.18. 공고)

본 발명은 와이어를 코일의 코어에 효과적으로 감을 수 있고, 와이어의 손실을 줄여 경제성을 향상시킬 수 있는 와이어 권선 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스, 베이스와 회전되게 결합되는 회전 지지대, 회전 지지대 측으로 와이어를 공급하는 와이어 공급 유닛, 회전 지지대와 결합되어 와이어 공급 유닛으로부터 공급되는 와이어를 지지하는 와이어 지지 유닛, 회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제1 코어를 지지하는 제1 지지 유닛, 회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제2 코어를 지지하고, 제1 코어에서 제2 코어로 이어지는 와이어의 길이가 제1 설정값이 되도록 제1 지지 유닛으로부터 이격되어 배치되는 제2 지지 유닛, 및 베이스에 구비되어 회전 지지대와 결합되고, 회전 지지대를 정회전시켜 와이어 지지 유닛에 지지된 와이어를 제1 코어에 역방향으로 감고, 회전 지지대를 역회전시켜 제1 코어에 감겨져 나온 와이어를 제2 코어에 정방향으로 감는 회전 구동 유닛을 포함하는 와이어 권선 장치가 제공된다.

제1 코어 및 제2 코어 각각은 제1 변 및 제2 변을 갖는 사각 기둥 형상으로 형성되고, 제1 설정값은 하기 수학식을 이용하여 계산되는 L1, L2, 및 L3 중 어느 하나일 수 있고,

L1 = a

L2 = a + b

L3 = a + (2 x b)

여기서, a는 제1 변 방향 권선 길이를 나타내고, b는 제2 변 방향 권선 길이를 나타낸다.

회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제3 코어를 지지하고, 제2 코어에서 제3 코어로 이어지는 와이어의 길이가 제2 설정값이 되도록 제2 지지 유닛으로부터 이격되어 배치되는 제3 지지 유닛이 더 포함되고, 회전 구동 유닛은 회전 지지대를 역회전시켜 제2 코어에서 감겨져 나온 와이어를 제3 코어에 정방향으로 감을 수 있다.

와이어가 감겨진 제2 코어 및 제3 코어는 모터 케이스의 내주면을 따라 기설정된 거리만큼 이격되어 모터 케이스의 내주면에 배치되고, 제2 설정값은 기설정된 거리일 수 있다.

회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제4 코어를 지지하고, 제3 코어에서 제4 코어로 이어지는 와이어의 길이가 제1 설정값이 되도록 제3 지지 유닛으로부터 이격되어 배치되는 제4 지지 유닛이 더 포함되고, 회전 구동 유닛은 회전 지지대를 정회전시켜 제3 코어에서 감겨져 나온 와이어를 제4 코어에 역방향으로 감고, 제3 코어 및 제4 코어 각각은 제1 변 및 제2 변을 갖는 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다.

제1 지지 유닛은, 회전 지지대와 결합되는 바디부, 및 제1 코어를 지지하고, 제1 코어에 와이어가 감기는 동안 제2 코어와 간섭되는 것을 방지하도록 바디부와 승강 가능하게 결합되는 지지부를 포함할 수 있다.

회전 지지대는, 회전 구동 유닛과 결합되는 회전축, 회전축과 결합되어 회전되는 회전판, 및 제1 지지 유닛의 결합 위치를 조정 가능하도록 회전판에 형성되는 조정홀을 포함할 수 있다.

와이어는 피복재에 관입되어 와이어 공급 유닛에 투입되고, 권선 시 피복재가 와이어와 함께 공급되는 것을 방지하고, 권선 완료 시 피복재를 공급 가능하도록 와이어 공급 유닛에 설치되는 피복재 공급 조절 유닛이 더 포함될 수 있다.

상기 피복재 공급 조절 유닛은, 상호 대향하고 이동 가능하게 설치되어 권선 시 접근됨에 따라 상기 피복재의 통과를 방지하고 상기 와이어를 통과시키는 한 쌍의 맞벽부를 포함할 수 있다.

와이어 공급 유닛은, 회전 지지대의 회전에 따라 제1 코어에 와이어를 감기 위해 와이어 지지 유닛과의 이격 거리를 조절 가능하도록, 회전 지지대를 기준으로 수평 이동 가능한 수평 이동부, 제1 코어에 감기는 와이어의 위치를 조절 가능하도록, 수평 이동부와 결합되어 수평 이동부를 따라 이동되고 수직 이동 가능한 수직 이동부, 및 수직 이동부에 결합되어 수직 이동부를 따라 이동되고 와이어를 공급하는 공급부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 와이어를 코일의 코어에 효과적으로 감을 수 있고, 와이어의 손실을 줄여 경제성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 권선 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전판과 결합된 제1 내지 4 코어의 배치 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 (a) U상, (b) V상, (c) W상일 경우의 권선 완료 상태를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지 유닛의 지지부의 승강 상태를 나타낸 정면도(a1,2) 및 그 단면도(b1,2).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 내지 4 코어에 와이어가 감기는 순서를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 권선 장치를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지부의 승강 메커니즘을 A-A'의 단면을 기준으로 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 와이어 권선 장치(100)의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(110), 베이스(110)와 회전되게 결합되는 회전 지지대(120), 회전 지지대(120) 측으로 와이어(10)를 공급하는 와이어 공급 유닛(130), 회전 지지대(120)와 결합되어 와이어 공급 유닛(130)으로부터 공급되는 와이어(10)를 지지하는 와이어 지지 유닛(140), 회전 지지대(120)와 위치 조정 가능하게 결합되어 제1 코어(20)를 지지하는 제1 지지 유닛(150), 회전 지지대(120)와 위치 조정 가능하게 결합되어 제2 코어(30)를 지지하고, 제1 코어(20)에서 제2 코어(30)로 이어지는 와이어(10)의 길이가 제1 설정값이 되도록 제1 지지 유닛(150)으로부터 이격되어 배치되는 제2 지지 유닛(160), 및 베이스(110)에 구비되어 회전 지지대(120)와 결합되고, 회전 지지대(120)를 정회전시켜 와이어 지지 유닛(140)에 지지된 와이어(10)를 제1 코어(20)에 역방향으로 감고, 회전 지지대(120)를 역회전시켜 제1 코어(20)에 감겨져 나온 와이어(10)를 제2 코어(30)에 정방향으로 감는 회전 구동 유닛(190)을 포함하는 와이어 권선 장치(100)가 제공된다.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 회전 구동 유닛(190)에 의해 제1 지지 유닛(150) 및 제2 지지 유닛(160)이 결합된 회전 지지대(120)가 회전됨에 따라, 제1 지지 유닛(150) 및 제2 지지 유닛(160)에 지지되는 제1 코어(20) 및 제2 코어(30)에 와이어 공급부(136)로부터 공급되는 와이어(10)를 효과적으로 감을 수 있고, 또한 제2 지지 유닛(160)이 제1 지지 유닛(150)으로부터 이어지는 와이어(10) 길이가 기설정된 값이 되도록 제1 지지 유닛(150)과 이격되게 배치됨으로써 불필요한 이음 와이어(10) 길이를 최소화해 코일의 생산 경제성을 향상시킬 수 있다.

이하 도 1 내지 5를 참조하여 본 실시예에 따른 와이어 권선 장치(100)의 각 구성에 대하여 설명하도록 한다.

설명에 앞서, 제n 코어 및 제n 지지 유닛(여기서, n=1, 2, ??)으로 지칭되는 구성들의 내용은 별도의 다른 설명이 없는 한, 제1 내지 2 코어(20, 30) 및 제1 내지 2 지지 유닛(150, 160)의 그것을 따르는 것으로 이해될 수 있다.

베이스(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 장치에 포함되는 구성들이 설치되는 기초로서 장치의 구동을 위한 지지대의 역할을 수행할 수 있다.

회전 지지대(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(110)와 회전되게 결합될 수 있다.

보다 구체적으로 회전 지지대(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 구동 유닛(190)과 결합되는 회전축(122), 회전축(122)과 결합되어 회전되는 회전판(124), 및 제1 지지 유닛(150)의 결합 위치를 조정 가능하도록 회전판(124)에 형성되는 조정홀(125)을 포함할 수 있다.

즉 후술할 회전 구동 유닛(190)이 회전축(122)을 회전시킴에 따라 회전축(122)과 결합된 회전판(124)이 회전되고, 회전판(124)은 조정홀(125)을 구비하므로, 회전판(124)과 결합하는 제1 지지 유닛(150)의 위치가 조정홀(125)을 따라 조정될 수 있다.

이 때 조정홀(125) 상에 위치하는 제1 지지 유닛(150)은 나사 결합을 통해 회전판(124)과 결합할 수 있다. 이 경우 나사의 풀고 조임을 통해 보다 용이하게 제1 지지 유닛(150)의 위치를 조정할 수 있게 된다.

와이어 공급 유닛(130)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 지지대(120) 측으로 와이어(10)를 공급할 수 있다.

여기서 와이어(10)는 전류가 흐를 수 있는 도선의 역할을 수행하는 부재로서 구리 등을 포함하는 금속으로 형성되는 선재로 이해될 수 있다.

또한 와이어(10)는 그 직경의 증가에 따라 단위 길이당 재료 원가가 크게 상승하므로, 코일 생산 시 불필요한 와이어(10)의 손실을 최소화하는 것이 필요하다.

와이어 지지 유닛(140)은, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 회전 지지대(120)와 결합되어 와이어 공급 유닛(130)으로부터 공급되는 와이어(10)를 지지할 수 있다.

보다 구체적으로 와이어 지지 유닛(140)은, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 회전 지지대(120)와 결합되는 결합부(142), 결합부(142)로부터 돌출되는 돌출부(144), 및 와이어(10)를 지지 가능하도록 돌출부(144)에 형성되는 지지홈(146)을 포함할 수 있다.

이에 대한 예로 와이어(10)는, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 지지홈(146)을 통해 돌출부(144)에 감는 형태로 와이어 지지 유닛(140)에 지지될 수 있다.

와이어 공급 유닛(130)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 지지대(120)의 회전에 따라 제1 코어(20)에 와이어(10)를 감기 위해 와이어 지지 유닛(140)과의 이격 거리 및 제1 코어(20)에 감기는 와이어(10)의 위치를 조절할 수 있다.

다시 말해 회전 지지대(120)가 회전됨에 따라 와이어(10) 공급부(136)에서 공급된 와이어(10)가 제1 코어(20)에 감기기 위해서는 와이어 공급 유닛(130)이, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 지지 유닛(150)부터 와이어 지지 유닛(140)까지의 거리 이상으로 와이어 지지 유닛(140)과 이격되어야 하므로, 와이어 공급 유닛(130)은 상기한 바와 같은 와이어 지지 유닛(140)과의 이격 거리를 조절할 수 있다.

또한 와이어(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상승 내지 하강하면서 코어에 감겨야 하는 바, 와이어 공급 유닛(130)은 제1 코어(20)에 감기는 와이어(10)의 위치를 조절할 수도 있다.

와이어 공급 유닛(130)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 지지대(120)를 기준으로 수평 이동 가능한 수평 이동부(132), 수평 이동부(132)와 결합되어 수평 이동부(132)를 따라 이동되고 수직 이동 가능한 수직 이동부(134), 및 수직 이동부(134)에 결합되어 수직 이동부(134)를 따라 이동되고 와이어(10)를 공급하는 공급부(136)를 포함할 수 있다.

이에 따라 수평 이동부(132)는 와이어 지지 유닛(140)과의 이격 거리를 조절할 수 있고, 수직 이동부(134)는 제1 코어(20)에 감기는 와이어(10)의 위치를 조절하는 역할을 수행할 수 있다.

또한 와이어 공급 유닛(130)의 수평 및 수직 이동을 제어 가능한 제어 유닛이 더 포함될 수 있다. 이 때 제어 유닛은 와이어 지지 유닛(140) 및 제1 코어(20)의 위치를 감지하는 감지 센서를 포함할 수 있고, 이에 따라 보다 정밀하게 와이어(10) 공급부(136)의 이동을 제어할 수 있게 된다.

제1 지지 유닛(150)은, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 회전 지지대(120)와 위치 조정 가능하게 결합되어 제1 코어(20)를 지지할 수 있다.

이 경우 제1 지지 유닛(150)은 필요에 따라 위치가 조정되어 회전 지지대(120)와 결합될 수 있으며, 또한 제1 코어(20)를 지지함으로써 회전 지지대(120)의 회전으로 제1 코어(20)에 와이어(10)가 감길 때에 구심이 되는 지점의 역할을 수행할 수 있다.

제2 지지 유닛(160)은, 도 1 내지 3 및 5에 도시된 바와 같이, 회전 지지대(120)와 위치 조정 가능하게 결합되어 제2 코어(30)를 지지하고, 제1 코어(20)에서 제2 코어(30)로 이어지는 와이어(10)의 길이가 제1 설정값이 되도록 제1 지지 유닛(150)으로부터 이격되어 배치될 수 있다.

이에 따라 제1 코어(20)에서 제2 코어(30)로 이어지는 와이어(10)의 길이를 최소화할 수 있어, 코일을 생산하는 과정에서 경제성을 향상시킬 수 있다. 이와 관련해 제1 설정값에 대한 자세한 내용은 후술하도록 한다.

회전 구동 유닛(190)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(110)에 구비되어 회전 지지대(120)와 결합되고, 회전 지지대(120)를 정회전시켜 와이어 지지 유닛(140)에 지지된 와이어(10)를 제1 코어(20)에 역방향으로 감고, 회전 지지대(120)를 역회전시켜 제1 코어(20)에 감겨져 나온 와이어(10)를 제2 코어(30)에 정방향으로 감을 수 있다.

다시 말해 회전 구동 유닛(190)은 정방향 또는 역방향으로 회전 지지대(120)를 회전시킬 수 있으며 이에 따라 권선 방향이 상호 반대되는 제1 코어(20) 및 제2 코어(30) 모두에 와이어(10)를 감을 수 있으므로, 효과적으로 직렬 연결된 복수의 코일이 생산될 수 있게 된다.

도 1 내지 4에 도시된 바에 따라, 제1 코어(20) 및 제2 코어(30) 각각은 제1 변 및 제2 변을 갖는 사각 기둥 형상으로 형성되고, 제1 설정값은 하기 수학식1을 이용하여 계산되는 L1, L2, 및 L3 중 어느 하나일 수 있다.

이 때 제1 변 및 제2 변은 사각 기둥 형상으로 형성된 제1 코어(20) 및 제2 코어(30)의 단면 형상인 사각형의 서로 이웃하는 한 쌍의 변 각각을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

이 경우 제1 코어(20)를 포함하는 코일 및 제2 코어(30)를 포함하는 코일은 모터 케이스내에 인접하여 배치되고 전술한 바와 같이 각 코어에서의 권선 방향은 상호 반대되는 바, 양 코일 간에 이어지는 와이어(10)의 길이 최소값은 상호 대향되는 변 즉, 제1 변 방향 권선 길이라고 할 수 있고, 따라서 제1 설정값은 L1이 될 수 있다.

또한 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 코어(20)와 제2 코어(30)가 회전 지지대(120) 상에 배치되는 형태에 따라 제1 설정값은 제1 변 방향 권선 길이 즉 L1에 더해 제2 변 방향 권선 길이가 1 내지 2회 추가로 더해질 수 있고, 따라서 제1 설정값은 L2 내지 L3가 될 수도 있다.

여기서, L1 내지 L3는 당해 값뿐 아니라 다양한 요인에 따라 발생 가능한 오차가 더해지는 경우까지 예상하고 있는 것으로 이해될 수 있으며, 이러한 오차에는 권선에 따른 오차, 생산 방법에 의한 오차, 와이어(10) 굵기에 따른 오차, 제1 및 2 지지 유닛(20, 30)의 배치에 따른 오차 등이 포함될 수 있다.

상술한 바와 같이 제1 설정값이 L1 내지 L3 중 어느 하나가 됨으로써 제1 코어(20)와 제2 코어(30)로 이어지는 와이어(10)의 길이가 최소화되므로 재료 손실이 감소되어 생산 경제성이 향상될 수 있다.

도 2, 3 및 5에 도시된 바에 따라, 회전 지지대(120)와 위치 조정 가능하게 결합되어 제3 코어(40)를 지지하고, 제2 코어(30)에서 제3 코어(40)로 이어지는 와이어(10)의 길이가 제2 설정값이 되도록 제2 지지 유닛(160)으로부터 이격되어 배치되는 제3 지지 유닛(170)이 더 포함되고, 회전 구동 유닛(190)은 회전 지지대(120)를 역회전시켜 제2 코어(30)에서 감겨져 나온 와이어(10)를 제3 코어(40)에 정방향으로 감을 수 있다.

즉 제3 코어(40)는 제2 코어(30)와 동일한 권선 방향을 갖고, 이러한 제3 코어(40)를 지지하는 제3 지지 유닛(170)이 회전 규동 유닛에 의해 회전 지지대(120)와 함께 역회전됨에 따라, 와이어(10)가 제2 코어(30)와 동일한 권선 방향 즉, 정방향으로 제3 코어(40)에 감길 수 있다.

와이어(10)가 감겨진 제2 코어(30) 및 제3 코어(40)는 모터 케이스의 내주면을 따라 기설정된 거리만큼 이격되어 모터 케이스의 내주면에 배치되고, 제2 설정값은 기설정된 거리일 수 있다.

예를 들어, 제2 코어(30) 및 제3 코어(40)는 모터 케이스 내주면에 배치되되 모터 케이스 단면 중심을 기준으로 대향되는 위치에 배치될 수 있고, 이 경우 기설정된 거리는 내주 길이의 1/2이 될 수 있다.

상술한 바에 따라 제3 코어(40)를 포함하는 코일은 제1 코어(20)를 포함하는 코일과 모터 케이스 내에서 인접 배치되는 제2 코어(30)를 포함하는 코일과 달리, 제2 코어(30)를 포함하는 코일과 모터 케이스의 내주면을 따라 이격되어 배치되므로, 제2 설정값이 상술한 이격 거리, 즉 기설정된 거리가 됨에 따라 제2 코어(30)에서 제3 코어(40)로 이어지는 와이어(10)의 길이를 최소화하는 것이 가능하여 생산 경제성이 향상될 수 있다.

도 2, 3 및 5에 도시된 바와 같이, 회전 지지대(120)와 위치 조정 가능하게 결합되어 제4 코어(50)를 지지하고, 제3 코어(40)에서 제4 코어(50)로 이어지는 와이어(10)의 길이가 제1 설정값이 되도록 제3 지지 유닛(170)으로부터 이격되어 배치되는 제4 지지 유닛(180)이 더 포함되고, 회전 구동 유닛(190)은 회전 지지대(120)를 정회전시켜 제3 코어(40)에서 감겨져 나온 와이어(10)를 제4 코어(50)에 역방향으로 감고, 제3 코어(40) 및 제4 코어(50) 각각은 제1 변 및 제2 변을 갖는 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다.

여기서 제1 변, 제2 변 및 제1 설정값에 관한 내용은 앞서 설명한 바를 따르며, 이처럼 제3 코어(40)와 제4 코어(50)로 이어지는 와이어(10)의 길이는 L1 내지 L3 중 어느 하나인 제1 설정값이 됨으로써 최소화되고, 이에 따라 불필요한 와이어(10) 손실이 방지될 수 있다.

제1 지지 유닛(150)은, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 회전 지지대(120)와 결합되는 바디부(151), 및 제1 코어(20)를 지지하고, 제1 코어(20)에 와이어(10)가 감기는 동안 제2 코어(30)와 간섭되는 것을 방지하도록 바디부(151)와 승강 가능하게 결합되는 지지부(153)를 포함할 수 있다.

다시 말해 제2 코어(30)가 제1 코어(20)에 와이어(10)가 감기는 레벨상에 함께 존재하는 경우 간섭이 발생 가능한데, 지지부(153)가 제1 지지 유닛(150)의 바디부(151)와 승강 가능하게 결합됨으로써 상기한 문제가 해결될 수 있으며, 이에 따라 제1 코어(20)에 와이어(10)를 효과적으로 감는 것이 가능하다.

보다 구체적으로 도 4에 도시된 바에 따라, 바디부(151)의 내부에는 지지부(153)가 삽입되어 승강 가능한 승강홀(152)이 형성되고, 지지부(153)는 승강홀(152)에 삽입되어 승강홀(152)을 따라 슬라이딩되어 승강할 수 있다.

이에 더해 제1 지지 유닛(150)은, 도 1, 2 및 4에 도시된 바와 같이, 지지부(153)의 승강을 조정 가능한 조정부(155)를 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 도 1 및 4에 도시된 바에 따라, 지지부(153)의 외면에는 조정홈(154)이 형성되고, 조정부(155)는, 지지홈(146)에 배치되는 조정판(156), 바디부(151)의 외면에 형성되어 지지부(153)의 승강 방향으로 연장되는 승강 조정홀(157), 및 지지부(153)의 승강을 바디부(151)의 외부에서 조정 가능하도록, 조절판에서 돌출되어 조절홀을 통과해 바디부(151)의 외부로 연장되는 조정 레버(159)를 포함할 수 있다.

또한 도 4에 도시된 바에 따라, 승강 조정홀(157)에는 지지부(153)의 승강 상태를 유지 가능하도록, 조정 레버(159)를 거치 가능한 거치홀(158)이 형성될 수 있다.

조정판(156)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 조정 레버(159)가 거치홀(158)로 이동 가능하도록, 조정홈(154)보다 작은 단면적을 갖도록 형성될 수 있다.

와이어(10)는 피복재(60)에 관입되어 와이어 공급 유닛(130)에 투입되고, 도 1에 도시된 바에 따라, 권선 시 피복재(60)가 와이어(10)와 함께 공급되는 것을 방지하고, 권선 완료 시 피복재(60)를 공급 가능하도록 와이어 공급 유닛(130)에 설치되는 피복재 공급 조절 유닛(200)이 더 포함될 수 있다.

여기서 피복재(60)는 양 코어 간 이어진 와이어(10)의 외부를 피복하고, 이에 따라 모터 케이스 내에서 타 와이어(10)와의 쇼트(short)가 발생되는 것이 방지될 수 있다.

피복재 공급 조절 유닛(200)에 의해 코어의 권선이 완료된 경우에만 피복재(60)가 공급되어 양 코어 간 와이어(10)를 피복함으로써 상기한 것과 같은 쇼트 방지 효과를 얻을 수 있다.

피복재 공급 조절 유닛(200)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상호 대향하고 이동 가능하게 설치되어 권선 시 접근됨에 따라 상기 피복재(60)의 통과를 방지하고 상기 와이어(10)를 통과시키는 한 쌍의 맞벽부(202)를 포함할 수 있다.

즉 한 쌍의 맞벽부(202)를 통해 피복재(60)의 선택적 공급이 가능해지므로, 코어에 와이어(10)를 감을 수 있을 뿐만 아니라 피복이 필요한 부위의 와이어(10)에 피복재(60)를 공급할 수 있게 된다.

보다 구체적으로 피복재 공급 조절 유닛(200)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 맞벽부(202) 각각의 대응되는 위치에 형성되어, 권선 시 한 쌍의 맞벽부(202)가 접근됨에 따라 와이어(10)를 통과 가능하고 피복재(60)의 통과를 방지 가능한 와이어홀을 형성하는 한 쌍의 조절홈(204)을 포함할 수 있다.

이에 따라 권선 시 한 쌍의 맞벽부(202)가 접근되어 한 쌍의 조절홈(204)이 와이어홀을 형성하여 와이어(10)만을 통과시킬 수 있고, 권선 완료 시 한 쌍의 맞벽부(202)가 이격되도록 이동됨으로써 피복재(60)가 와이어(10)를 따라 코일 측으로 이동될 수 있게 된다.

이하, 도 3 및 도 5를 참조하여 모터에 연결되는 3상 각각에서의 권선 완료 형태 및 제1 코어(20) 내지 제4 코어(50)에 와이어(10)가 감기는 순서를 설명한다. 이는 일실시예를 들어 설명하는 것이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 도 3을 살펴보면, (a)는 U상, (b)는 V상 그리고 (c)는 W상을 나타내고, 이를 통해 세팅된 제1 코어(20)를 기준으로 제1 코어(20) 내지 제4 코어(50)에 정, 역, 역, 정방향 내지 역, 정, 정, 역방향으로 와이어(10)가 감기는 것을 알 수 있다.

여기서 각 상에서의 제1 코어(20)의 배치는 각 도면의 경우에 한정되는 것이 아니며, 도 3에 표현된 내용은 제1 코어(20)의 배치를 기준으로 한 제2 코어(30) 내지 제4 코어(50)의 배치에 따라 전술한 제1 설정값이 L1 내지 L3 중 어느 하나를 가질 수 있음을 나타내는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

다음으로, 도 5를 살펴보면, 상기 V상의 배치 예시에 따라 (a)에서부터 (d) 순으로 제1 코어(20)로부터 제4 코어(50)까지 와이어(10)가 감기는 것을 알 수 있다. 또한 (a)에서 (b)로 가면서, 즉 제3 코어(40)에 와이어(10)가 감기기 전에 피복재(60)가 공급되는 것을 알 수 있다.

다음으로, 도 6 및 7을 참조하여 본 발명의 또다른 실시예에 따른 와이어 권선 장치(100)를 전술한 실시예의 내용과 구조 등에서 차이가 있는 구성들을 중심으로 살펴보도록 한다.

지지부(153)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 코어(20)를 지지하기 위한 지지 수단(153(a))을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 지지 수단(153(a))은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 코어(20)가 배치되도록 상기 지지부(153)의 상단에 형성되고, 일방향으로 개구되는 배치홈(153(b)), 상기 배치홈(153(b))의 개구부 측에 배치되어 지렛대 운동함에 따라 제1 코어(20)를 지지 가능하게 형성되는 한 쌍의 지지암(153(c)), 및 상기 한 쌍의 지지암(153(c))을 지렛대 운동 가능하도록 한 쌍의 지지암(153(c))을 따라 상하 이동이 가능하게 마련되는 지지암 조정부(153(d))를 포함할 수 있다.

도 6을 참조하여 지지 수단(153(a))이 제1 코어(20)를 지지하는 형태를 살펴보면, 지지 수단(153(a))은 [B-B']의 상태일 때 제1 코어(20)를 그립하여 지지하고, 제1 코어(20)는 지지 수단(153(a))이 [C-C']의 상태일 때 지지부(153)로부터 탈거될 수 있다.

도 6 및 7에 도시된 바에 따라, 바디부(151)에는 지지부(153)와 슬라이딩 가능하게 결합되는 승강 유닛(152(a))이 구비되고, 지지부(153)는 승강 유닛(152(a))을 따라 슬라이딩되어 승강할 수 있다.

제1 지지 유닛(150)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 지지부(153)의 승강을 조정 가능한 조정부(155)를 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 조정부(155)는, 도 7에 도시된 바에 따라, 지지부(153)와 축 회전 가능하게 결합되어 지지부(153)의 승강 방향으로 연장되는 승강 레버(155(a)), 및 승강 레버(155(a))를 회전판(124)의 하부에서 조작 가능하도록, 상기 회전판(124)에 승강 레버(155(a))가 통과 가능하고 승강 레버(155(a))의 축 회전 범위에 대응되게 형성되는 통과홀(155(c))을 포함할 수 있다.

또한 도 7에 도시된 바에 따라, 승강 레버(155(a))의 상측 단부에는 바디부(151) 측으로 돌출되는 지지 돌기(155(b))가 구비되고, 바디부(151)에는 지지부(153)의 승강 위치를 유지 가능하도록 지지 돌기(155(b))를 거치 가능한 거치공(155(d))이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.

지지 돌기(155(b))는, 도 7에 도시된 바와 같이, 승강 레버(155(a))가 정방향으로 축 회전 시 거치공(155(d))으로부터 이탈되고, 승강 레버(155(a))가 역방향으로 축 회전 시 거치공(155(d))에 거치될 수 있다.

보다 구체적으로 도 7을 참조하여 지지부(153)의 승강 및 위치가 유지되는 모습을 설명해보자면 다음과 같다.

도 7(a)는 지지 돌기(155(b))가 거치공(155(d))에 거치되어 지지부(153)의 상승한 위치가 유지된 모습을 나타낸 것이고, 도 7(b)는 승강 레버(155(a))가 정방향으로 축 회전됨에 따라 지지 돌기(155(b))가 거치공(155(d))으로부터 이탈되어 지지부(153)가 하강 가능한 상태가 된 모습을 나타낸 것이다.

그리고 도 7(c)는 승강 레버(155(a))가 하강 방향으로 당겨져 지지부(153)가 하강한 상태를 나타낸 것이고, 도 7(d)는 승강 레버(155(a))가 역방향으로 축 회전됨에 따라 지지 돌기(155(b))가 거치공(155(d))에 거치되어 지지부(153)의 하강한 상태가 유지된 모습을 나타낸 것이다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 와이어
20: 제1 코어
30: 제2 코어
40: 제3 코어
50: 제4 코어
60: 피복재
100: 와이어 권선 장치
110: 베이스
120: 회전 지지대
122: 회전축
124: 회전판
125: 조정홀
130: 와이어 공급 유닛
132: 수평 이동부
134: 수직 이동부
136: 공급부
140: 와이어 지지 유닛
142: 결합부
144: 돌출부
146: 지지홈
150: 제1 지지 유닛
151: 바디부
152: 승강홀
152(a): 승강 유닛
153: 지지부
153(a): 지지 수단
153(b): 배치홈
153(c): 지지암
153(d): 지지암 조정부
154: 조정홈
155: 조정부
155(a): 승강 레버
155(b): 지지 돌기
155(c): 통과홀
155(d): 거치공
156: 조정판
157: 승강 조정홀
158: 거치홀
159: 조정 레버
160: 제2 지지 유닛
170: 제3 지지 유닛
180: 제4 지지 유닛
190: 회전 구동 유닛
200: 피복재 공급 조절 유닛
202: 맞벽부
204: 조절홈

Claims

베이스;
상기 베이스와 회전되게 결합되는 회전 지지대;
상기 회전 지지대 측으로 와이어를 공급하는 와이어 공급 유닛;
상기 회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제1 코어를 지지하고, 상기 제1 코어의 높이를 조정 가능하게 마련되는 제1 지지 유닛;
상기 제1 지지 유닛과 결합되어 상기 와이어 공급 유닛으로부터 공급되는 상기 와이어를 지지하는 와이어 지지 유닛;
상기 회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제2 코어를 지지하고, 상기 제2 코어의 높이를 조정 가능하게 마련되고, 상기 제1 코어에서 상기 제2 코어로 이어지는 상기 와이어의 길이가 제1 설정값이 되도록 상기 제1 지지 유닛으로부터 이격되어 배치되는 제2 지지 유닛; 및
상기 베이스에 구비되어 상기 회전 지지대와 결합되고, 상기 회전 지지대를 정회전시켜 상기 와이어 지지 유닛에 지지된 상기 와이어를 상기 제1 코어에 역방향으로 감고, 상기 회전 지지대를 역회전시켜 상기 제1 코어에 감겨져 나온 상기 와이어를 상기 제2 코어에 정방향으로 감는 회전 구동 유닛을 포함하고,
상기 와이어는 상기 제1 코어에 역방향으로 감겨 상기 제1 코어의 일측을 통해 나온 뒤 상기 제1 코어의 일측과 반대 방향을 향하는 상기 제2 코어의 일측에 배치되어 상기 제2 코어에 정방향으로 감기고,
상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 중 어느 하나는, 상기 와이어가 감기는 동안 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 중 다른 하나와 간섭되는 것을 방지하도록 상기 와이어를 감기 전 높이가 상승 조정되고 상기 와이어를 감은 후 높이가 하강 조정되고,
상기 회전 지지대는,
상기 회전 구동 유닛과 결합되는 회전축;
상기 회전축과 결합되어 회전되는 회전판; 및
상기 제1 지지 유닛의 결합 위치를 조정 가능하도록 상기 회전판에 형성되는 조정홀을 포함하는, 와이어 권선 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 각각은 제1 변 및 제2 변을 갖는 사각 기둥 형상으로 형성되고,
상기 제1 설정값은 하기 수학식을 이용하여 계산되는 L1, L2, 및 L3 중 어느 하나인, 와이어 권선 장치.
L1 = a
L2 = a + b
L3 = a + (2 x b)
여기서, a는 상기 제1 변 방향 권선 길이를 나타내고, b는 상기 제2 변 방향 권선 길이를 나타냄.
제1항에 있어서,
상기 회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제3 코어를 지지하고, 상기 제3 코어의 높이를 조정 가능하게 마련되고, 상기 제2 코어에서 상기 제3 코어로 이어지는 상기 와이어의 길이가 제2 설정값이 되도록 상기 제2 지지 유닛으로부터 이격되어 배치되는 제3 지지 유닛을 더 포함하고,
상기 회전 구동 유닛은 상기 회전 지지대를 역회전시켜 상기 제2 코어에서 감겨져 나온 상기 와이어를 상기 제3 코어에 정방향으로 감고,
상기 와이어는 상기 제2 코어에 정방향으로 감겨 상기 제2 코어의 타측을 통해 나온 뒤 상기 제2 코어의 타측과 동일 방향을 향하는 상기 제3 코어의 일측에 배치되어 상기 제3 코어에 정방향으로 감기고,
상기 제3 코어는, 상기 와이어가 감기는 동안 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어와 간섭되는 것을 방지하도록 상기 와이어를 감기 전 높이가 상승 조정되고 상기 와이어를 감은 후 높이가 하강 조정되는, 와이어 권선 장치.
제3항에 있어서,
상기 와이어가 감겨진 상기 제2 코어 및 상기 제3 코어는 모터 케이스의 내주면을 따라 기설정된 거리만큼 이격되어 상기 모터 케이스의 내주면에 배치되고,
상기 제2 설정값은 상기 기설정된 거리인, 와이어 권선 장치.
제3항에 있어서,
상기 회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제4 코어를 지지하고, 상기 제4 코어의 높이를 조정 가능하게 마련되고, 상기 제3 코어에서 상기 제4 코어로 이어지는 상기 와이어의 길이가 상기 제1 설정값이 되도록 상기 제3 지지 유닛으로부터 이격되어 배치되는 제4 지지 유닛을 더 포함하고,
상기 회전 구동 유닛은 상기 회전 지지대를 정회전시켜 상기 제3 코어에서 감겨져 나온 상기 와이어를 상기 제4 코어에 역방향으로 감고,
상기 와이어는 상기 제3 코어에 정방향으로 감겨 상기 제3 코어의 타측을 통해 나온 뒤 상기 제3 코어의 타측과 반대 방향을 향하는 상기 제4 코어의 일측에 배치되어 상기 제4 코어에 역방향으로 감기고,
상기 제4 코어는, 상기 와이어가 감기는 동안 상기 제1 코어, 상기 제2 코어, 및 제3 코어와 간섭되는 것을 방지하도록 상기 와이어를 감기 전 높이가 상승 조정되고 상기 와이어를 감은 후 높이가 하강 조정되는, 와이어 권선 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 지지 유닛은,
상기 회전 지지대와 결합되는 바디부; 및
상기 제1 코어를 지지하고, 상기 제1 코어에 상기 와이어가 감기는 동안 상기 제2 코어와 간섭되는 것을 방지하도록 상기 바디부와 승강 가능하게 결합되는 지지부를 포함하는, 와이어 권선 장치.
제1항에 있어서,
상기 회전 지지대는,
상기 회전 구동 유닛과 결합되는 회전축;
상기 회전축과 결합되어 회전되는 회전판; 및
상기 제1 지지 유닛의 결합 위치를 조정 가능하도록 상기 회전판에 형성되는 조정홀을 포함하는, 와이어 권선 장치.
베이스;
상기 베이스와 회전되게 결합되는 회전 지지대;
상기 회전 지지대 측으로 와이어를 공급하는 와이어 공급 유닛;
상기 회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제1 코어를 지지하고, 상기 제1 코어의 높이를 조정 가능하게 마련되는 제1 지지 유닛;
상기 제1 지지 유닛과 결합되어 상기 와이어 공급 유닛으로부터 공급되는 상기 와이어를 지지하는 와이어 지지 유닛;
상기 회전 지지대와 위치 조정 가능하게 결합되어 제2 코어를 지지하고, 상기 제2 코어의 높이를 조정 가능하게 마련되고, 상기 제1 코어에서 상기 제2 코어로 이어지는 상기 와이어의 길이가 제1 설정값이 되도록 상기 제1 지지 유닛으로부터 이격되어 배치되는 제2 지지 유닛; 및
상기 베이스에 구비되어 상기 회전 지지대와 결합되고, 상기 회전 지지대를 정회전시켜 상기 와이어 지지 유닛에 지지된 상기 와이어를 상기 제1 코어에 역방향으로 감고, 상기 회전 지지대를 역회전시켜 상기 제1 코어에 감겨져 나온 상기 와이어를 상기 제2 코어에 정방향으로 감는 회전 구동 유닛을 포함하고,
상기 와이어는 상기 제1 코어에 역방향으로 감겨 상기 제1 코어의 일측을 통해 나온 뒤 상기 제1 코어의 일측과 반대 방향을 향하는 상기 제2 코어의 일측에 배치되어 상기 제2 코어에 정방향으로 감기고,
상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 중 어느 하나는, 상기 와이어가 감기는 동안 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 중 다른 하나와 간섭되는 것을 방지하도록 상기 와이어를 감기 전 높이가 상승 조정되고 상기 와이어를 감은 후 높이가 하강 조정되고,
상기 와이어는 피복재에 관입되어 상기 와이어 공급 유닛에 투입되고,
상기 권선 시 상기 피복재가 상기 와이어와 함께 공급되는 것을 방지하고, 권선 완료 시 상기 피복재를 공급 가능하도록 상기 와이어 공급 유닛에 설치되는 피복재 공급 조절 유닛을 더 포함하는 와이어 권선 장치.
제8항에 있어서,
상기 피복재 공급 조절 유닛은,
상호 대향하고 이동 가능하게 설치되어 권선 시 접근됨에 따라 상기 피복재의 통과를 방지하고 상기 와이어를 통과시키는 한 쌍의 맞벽부를 포함하는, 와이어 권선 장치.
제1항에 있어서,
상기 와이어 공급 유닛은,
상기 회전 지지대의 회전에 따라 상기 제1 코어에 상기 와이어를 감기 위해 상기 와이어 지지 유닛과의 이격 거리를 조절 가능하도록, 상기 회전 지지대를 기준으로 수평 이동 가능한 수평 이동부;
상기 제1 코어에 감기는 상기 와이어의 위치를 조절 가능하도록, 상기 수평 이동부와 결합되어 상기 수평 이동부를 따라 이동되고 수직 이동 가능한 수직 이동부; 및
상기 수직 이동부에 결합되어 상기 수직 이동부를 따라 이동되고 상기 와이어를 공급하는 공급부를 포함하는, 와이어 권선 장치.