WO2020213919A2 - 스테이터 코일 권선 장치 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a stator coil winding apparatus, and more particularly, to an apparatus for winding a coil on a stator of a BLDC motor.
  • BLDC motors have replaced DC motors in various fields such as compressor motors for air conditioners such as refrigerators and air conditioners, drive motors for drum washing machines, and mobile phones.
  • wireless information devices such as mobile phones require a motor with a simple structure, long life, low noise, and high reliability, so a BLDC motor in the form of an inner rotor on the inner circumference of the current motor drives the automatic folder of the mobile phone.
  • a BLDC motor in the form of an inner rotor on the inner circumference of the current motor drives the automatic folder of the mobile phone.
  • It is widely used for automatic functions such as camera driving.
  • the conventional BLDC motor has a problem in that it is difficult to wind a coil on an annular stator core, and there is a problem that it is difficult and complicated to manufacture a jig for coil winding. Accordingly, there is a problem in that the efficiency of space utilization in the BLDC motor is not high, so that the amount of winding of the coil is insufficient, and excellent motor characteristics are not obtained.
  • the present invention has been proposed in order to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a stator coil winding device that enables easy winding of a coil on a stator core constituting a stator employed in a BLDC motor.
  • a stator coil winding apparatus includes a stator conveying unit for transferring a straight stator including a plurality of stator cores in the X-axis direction and the Y-axis direction; A winding guide unit for guiding the coil winding of the transferred stator; A winding unit for winding a coil around the stator; A tension control unit for adjusting the tension of the coil wound around the stator; And a control unit for controlling an operation of the stator conveying unit, the winding guide unit, and the winding unit so that a three-phase Y-wired coil winding is performed on the stator based on a preset winding sequence, wherein the winding guide unit includes the winding guide unit.
  • a guide driving unit installed in the stator transfer unit to be spaced apart from the stator, but installed so that the moving axis faces downward, when winding the coil to one stator coil of the stator in the winding unit, the coil is connected to the other stator core.
  • the guide driving unit may be composed of a pneumatic cylinder.
  • the guide member may have a radius of curvature.
  • the guide locking part may include a stopper that maintains an open state when the guide member is open and maintains a closed state when the guide member is closed.
  • a moving space portion through which the stopper moves may be formed in the guide locking portion.
  • the central portion of the moving space portion may be formed in a curved shape, and the uppermost portion and the lowermost portion of the moving space portion may be formed with a radius of curvature different from that of the central portion.
  • a stator coil winding apparatus includes a stator transfer unit for transferring a straight stator including a plurality of stator cores in the X-axis and Y-axis directions; A winding guide unit for guiding the coil winding of the transferred stator; A winding unit for winding a coil around the stator; A tension control unit for adjusting the tension of the coil wound around the stator; And a control unit for controlling an operation of the stator transfer unit, the winding guide unit, and the winding unit so that a three-phase Y-wired coil winding is performed on the stator based on a preset winding sequence, wherein the winding unit includes the stator.
  • a rotational shaft installed in the X-axis direction spaced apart from, a rotational arm fixed to the rotational shaft and having a nozzle with a coil exiting at the end thereof, a movement axis moving in the X-axis direction from the inside of the rotational shaft, and the movement axis in the X-axis direction.
  • a moving screw to move a third motor that generates a force to rotate the rotating shaft, a fourth motor that generates a force to move the moving shaft, a rotational force transmission unit that transmits a rotational force to the rotational shaft, and transmits a movement force to the moving shaft It includes a moving force transmission unit, and a winding induction unit for inducing the coil to be wound on the stator.
  • the coil may be introduced into the rotation shaft and the moving shaft, and the introduced coil may exit through a hole formed in the rotation shaft and flow into the rotation arm.
  • a coil guide groove is formed in the rotary arm, and a coil introduced into the rotary arm may penetrate the inside of the nozzle through the coil guide groove.
  • An idler may be installed at a portion where the coil is first introduced into the coil guide groove.
  • An idler may be installed at the end of the nozzle.
  • the rotational force transmission unit includes a fifth pulley installed on the motor shaft of the third motor, a sixth pulley installed on the rotation shaft, a rubber belt wound around the fifth pulley and the sixth pulley, and the rotation shaft spaced apart from the sixth pulley
  • the moving force transmission unit is connected through a pulley installed on the motor shaft of the fourth motor and a rubber belt, the eleventh pulley installed at one end of the moving screw, a moving fastener engaged with the moving screw, and spaced apart from the moving screw And a sliding guide fixedly installed in the X-axis direction, and a moving shaft moving port fixed to one side of the moving shaft and the moving fitting and slidably connected to the sliding guide to move in the X-axis direction along the sliding guide.
  • the winding guide unit includes a sliding guide installed in a non-rotating fixed part of one side of the rotation shaft via a support, a sliding part moving in the X-axis direction along the sliding guide, and one end connected to the end of the moving shaft, and the Doedoe installed at the other end of the sliding part may include an induction part for winding the coil from the nozzle to the stator.
  • the end of the moving shaft may move in the X-axis direction by passing through the fixing part inside the rotation shaft as the moving shaft moves in the X-axis direction.
  • the induction part may face the stator, but a length of a side close to the stator is shorter than a length of a side far from the stator, and an upper side and a lower side may be rounded.
  • An insertion groove into which the stator core can be inserted may be formed on a side surface of the induction part close to the stator.
  • a coil having a diameter of 1 mm or more can be easily wound on the stator.
  • the number of turns or the thickness of the coil can be easily changed and wound, so the performance of the motor can be easily changed.
  • stator fixing part Since only the stator fixing part needs to be changed according to the stator type, various stators can be wound.
  • FIG. 1 is a block diagram of a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a stator employed in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the overall configuration of a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining the configuration of a stator conveying unit in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are views showing a state in which a stator is mounted on a stator transfer unit and transferred in the X-axis direction.
  • FIG 8 and 9 are views showing a state in which a stator is mounted on a stator transfer unit and transferred in the Y-axis direction.
  • FIG. 10 is a view for explaining the configuration and operation of the stator fixing unit in the stator transfer unit.
  • 11 to 13 are views for explaining the configuration and operation of a winding guide unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 to 17 are views for explaining the configuration and operation of a winding unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a view for explaining the configuration and operation of a tension adjusting unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a connection diagram of a stator using a stator coil winding device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing a winding sequence in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a diagram for explaining a principle of configuring a winding sequence employed in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 22 is a view for explaining that tension is maintained when winding according to a winding sequence according to an embodiment of the present invention is performed.
  • first and second may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. These terms may be used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component.
  • the term and/or may include a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • FIG. 1 is a block diagram of a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a stator employed in an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a stator coil according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view showing the overall configuration of the winding device.
  • the stator coil winding device may be referred to as a winding device for the production of a BLDC motor (adopting a three-phase Y connection method) used in a cooperative robot developed by the present applicant.
  • the stator coil winding apparatus includes a stator conveying unit 100, a winding guide unit 200, a winding unit 300, a tension adjusting unit 400, and a control unit 500.
  • the stator transfer unit 100 transfers a stator 10 in which a plurality of stator cores 11 are formed in series in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the stator transfer unit 100 transfers the stator 10 to the coil winding region and also separates the stator 10 from the coil winding region.
  • the stator core 11 is configured in an H-shape, and includes an inner frame portion 11a, a coil winding portion 11b, and an outer frame portion 11c.
  • the inner frame portion 11a and the outer frame portion 11c are parallel with the coil winding portion 11b interposed therebetween, and the width of the inner frame portion 11a is shorter than the width of the outer frame portion 11c.
  • a coil eg, an enamel-coated copper wire
  • the coil is wound around the coil winding unit 11b by the winding unit 300 that leads the coil introduced from the outside.
  • the straight stator 10 may be made into an annular shape using a separate jig (not shown).
  • the stator 10 made of an annular shape in this way will be used for a BLDC motor taking a three-phase Y-connection method.
  • the existing annular (or circular) stator was unable to be wound with a thick copper wire having a diameter of approximately 1 mm or more, but when using the straight stator 10 as in the embodiment of the present invention, it has a diameter of approximately 0.6 mm. It can be easily wound with a copper wire or a copper wire with a diameter of about 1.1mm.
  • each stator core 11 may have three layers of coil winding, the first and second layers may have seven coil windings, and the third layer may have one coil winding. have.
  • the winding sequence of the stator 10 is preset in the control unit 500. A description of the winding sequence of the stator 10 will be described later.
  • the number of turns or the thickness of the coil can be changed according to the desired speed and torque.
  • the winding guide part 200 guides the coil winding for the stator 10 transferred to the coil winding area by the stator conveying part 100 to be made more smoothly.
  • the winding unit 300 winds the coil on the stator 10 transferred to the coil winding area by the stator transfer unit 100.
  • the coil winding will be performed according to a predetermined winding sequence of the stator 10.
  • the tension control unit 400 adjusts the tension of the coil wound around the stator 10.
  • the control unit 500 performs various operations of the stator conveying unit 100, the winding guide unit 200, and the winding unit 300 so that a three-phase Y-wired coil winding is performed on the stator 10 based on a preset winding sequence. Control.
  • control unit 500 operates the stator transfer unit 100 to transfer the stator 10 (including a plurality of stator cores 11) to the coil winding region, and guide operation of the winding guide unit 200 and the winding unit 300 ), the three-phase Y-wired coil windings for all the stator cores 11 are controlled to be smooth.
  • control unit 500 to return the stator 10 to the initial position, the stator transfer unit 100, the winding guide unit 200 and the winding unit 300 Control.
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining the configuration of a stator transfer unit in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figs. 6 and 7 show a state in which a stator is mounted on the stator transfer unit and transferred in the X-axis direction
  • 8 and 9 are views showing a state in which a stator is mounted on a stator transfer unit and transferred in the Y-axis direction.
  • the stator conveying unit 100 has a length on the fixed frame 20 spaced apart from the X-axis responsible screw 22 and the X-axis responsible screw 22 installed in the longitudinal direction (X-axis direction) on the fixed frame 20. It is installed on the bottom of the plate-shaped moving frame 26 disposed on the upper surface of the fixed frame 20 to be spaced apart from the guide 24 in charge of the X-axis installed in the direction (X-axis direction) and the fixed frame 20 It moves along the guide 24 in the longitudinal direction and the X-axis screw 22 is rotatably engaged and penetrates the X-axis moving part 28 and the X-axis charge screw 22 on the upper surface of the moving frame 26.
  • the Y-axis moving part 58 where the screw 42 is rotatably engaged and penetrated, and moving in the Y-axis direction along the Y-axis charge guide 56, and the stator 10 are fixed, and the Y-axis moving part 58 It includes a stator fixing portion 40 coupled to the upper surface of the. It can be seen that the bottom surface of the fixing part plate 60 of the stator fixing part 40 and the upper surface of the Y-axis moving part 58 are coupled.
  • One end of the X-axis screw 22 is rotatably pressed into the first support 30 installed on the fixed frame 20, and the other end of the X-axis screw 22 is attached to the X-axis moving part 28. It is press-fit, but it is press-fit rotatably and penetrates.
  • a first pulley 36 is connected to one end of the X-axis responsible screw 22, and the first pulley 36 is connected to the second pulley 34 via a rubber belt 38.
  • the second pulley 34 is connected to the motor shaft of the first motor 32.
  • the first motor 32 rotates the X-axis responsible screw 22.
  • the guide in charge of the X-axis 24 is a guide that holds the load and torsion, and holds the direction of movement when the screw in charge of the X-axis 22 rotates.
  • One end of the Y-axis charge screw 42 is rotatably pressed into the second support unit 44 on the moving frame 26, and the other end of the Y axis charge screw 42 is a third support unit on the moving frame 26. It is rotatably pressed into 46.
  • a third pulley 52 is connected to one end of the Y-axis responsible screw 42, and the third pulley 52 is connected to the fourth pulley 50 via a rubber belt 54.
  • the fourth pulley 50 is connected to the motor shaft of the second motor 48.
  • the second motor 48 rotates the Y-axis responsible screw 42.
  • the Y-axis charge guide 56 is a guide that holds loads and twists, and holds the moving direction when the Y-axis charge screw 42 rotates.
  • reference numerals 380 and 382 that are not described are coil fixing members for fixing the coil, and the coil fixing member 380 is installed on the rear surface of the fixing plate 60 of the stator fixing part 40, The coil fixing member 382 is installed on the bottom surface of the fixing plate 60 of the stator fixing part 40. If necessary, any one of the two coil fixing members 380 and 382 may be present. The role of the coil fixing members 380 and 382 will be described in more detail in the detailed description of the winding unit 300.
  • the stator transfer unit 100 configured as described above operates when the stator 10 is fixed to the stator fixing unit 40.
  • the stator transfer unit 100 When the stator transfer unit 100 is operated, the stator 10 moves in the X-axis and Y-axis to be transferred to the coil winding area.
  • the coil winding region refers to a region in which a coil can be wound around the stator core 11 of the stator 10.
  • the stator 10 and the winding unit 300 are spaced apart from each other to the extent that the coil cannot be wound.
  • the distance between the stator 10 and the winding unit 300 must be close. Accordingly, in order to start the coil winding, the stator transfer unit 100 must first be operated to move the stator 10 in the X-axis and Y-axis directions to reduce the distance to the winding unit 300.
  • FIG. 6 shows a state in which the stator 10 is in an initial position and before moving in the X-axis direction
  • FIG. 7 shows a state in which the stator 10 has moved a predetermined value in the X-axis direction.
  • FIG. 8 shows a state before the stator 10 moves in the Y-axis direction
  • FIG. 9 shows a state in which the stator 10 moves a predetermined value in the Y-axis direction.
  • the Y-axis movement is performed after the X-axis movement.
  • the X-axis movement may be performed after the Y-axis movement, or the X-axis movement and the Y-axis movement may be performed simultaneously.
  • stator 10 since coil windings are not performed on the 12 stator cores 11 at the same time, but coil windings are performed on the stator core 11 in order according to a preset winding sequence, the stator 10 by the stator transfer unit 100 After reaching the coil winding region, the stator 10 will move (transfer) along the Y axis until the coil winding is completed.
  • stator conveying unit 100 operates in reverse to return to the initial position (ie, the initial position).
  • FIG. 10 is a view for explaining the configuration and operation of the stator fixing unit in the stator transfer unit.
  • the stator fixing part 40 employs a magnetic base operation method, and may fix the stator 10 with a magnet.
  • the stator fixing part 40 is installed in series on the fixing part plate 60 coupled to the upper surface of the Y-axis moving part 58 (that is, installed in the Y-axis direction) to lock the stator and fix the stator.
  • a plurality of magnet module parts 41a that can be operated in a state where the stator is released for release, and a handle 41b installed on the upper part of each magnet module part 41a to rotate the corresponding magnet module part 41a at intervals of 90 degrees ).
  • the magnet module part 41a contains a magnet (not shown) for fixing the stator 10.
  • the magnetic module part 41a when the magnetic module part 41a is rotated by 90 degrees by manipulating the handle 41b, the magnetic pole inside the base rotates, so that the magnetic force of the base side can be turned on/off.
  • stator locked state when the magnetic force of the side of the magnet module part 41a (that is, the side opposite to the stator 10) is turned on by rotating the handle 41b in one direction, the stator 10 and the magnet module part ( The opposing surfaces between 41a) are coupled to each other by magnetic force, which is referred to as a stator locked state (see FIG. 10). Conversely, by rotating the handle 41b in the other direction (i.e., a direction opposite to 90 degrees from one direction), the magnetic force of the side of the magnet module 41a (that is, the surface facing the stator 10) is turned off (OFF). ), the stator 10 is separated from the magnet module part 41a, which is referred to as a stator unlocked state.
  • the stator fixing part 40 cannot be fixed to the stator because the stator is in an unlocked state.
  • the magnetic force of the side (that is, the surface opposite to the stator 10) of the corresponding magnet module part 41a is turned ON.
  • the stator 10 and the magnet module part 41a are coupled to each other by magnetic force.
  • 11 to 13 are views for explaining the configuration and operation of a winding guide unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the winding guide part 200 is installed on the support 210 fixedly installed on the fixed part plate 60, but the moving shaft 214 is directed downward (that is, toward the lower stator 10).
  • the driving unit 212 and the winding unit 300 are connected to guide members 218 and 220 and guide members 218 and 220 that guide the coils so that they do not get caught in the other stator core when the coil is wound.
  • the guide member rotation shafts 222 and 224 in charge of rotation of the guide members 218 and 220 are installed at the lower ends of the moving shaft 214 to move up and down according to the lifting movement of the moving shaft 214, and the guide member 218, 220) and a guide locking portion 216 that is responsible for maintaining the open state and the closed state.
  • the guide driving unit 212 is installed on the stator transfer unit 100 to be spaced apart from the stator 10 at the top of the stator 10, but the moving shaft 214 is installed to face downward.
  • the guide driving unit 212 is preferably composed of a pneumatic cylinder. The guide driving unit 212 moves the guide locking unit 216 to allow the guide members 218 and 220 to open/close.
  • the guide member 218 is connected to the guide member rotation shaft 222, and the guide member 220 is connected to the guide member rotation shaft 224. It is preferable that the guide members 218 and 220 have a predetermined radius of curvature (for example, about R15 mm) in order to guide the coil to be wound around the stator core without damaging the coil when the coil is wound around the stator core.
  • a predetermined radius of curvature for example, about R15 mm
  • the guide locking part 216 includes stoppers 226 and 228 that maintain an open state when the guide members 218 and 220 are opened, and maintain a closed state when the guide members 218 and 220 are closed. .
  • the guide locking portion 216 is formed with a moving space portion 216a, 216b having a predetermined shape in which the stoppers 226 and 228 move.
  • the central portions of the moving space portions 216a and 216b are formed in a curved shape, and the uppermost and lowermost portions of the moving space portions 216a and 216b are formed with a radius of curvature different from that of the central portion. That is, the stopper 226 moves along the moving space part 216a, and the stopper 228 moves along the moving space part 216b.
  • the stator 10 may be transferred in the X-axis direction and/or the Y-axis direction.
  • the lowermost and uppermost portions of the above-described moving space parts 216a and 216b serve as locking grooves, and when an external pressure weaker than the pneumatic pressure of the guide driving unit 212 (pneumatic cylinder) is applied to the stoppers 226 and 228, the stopper 226, 228 is prevented from exiting the uppermost or lowermost portions of the moving space portions 216a and 216b.
  • FIG. 14 to 17 are views for explaining the configuration and operation of a winding unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the winding part 300 is a rotation shaft 314 and a rotation shaft 314 installed in the longitudinal direction (X-axis direction) of the fixed frame 20 through the supports 310 and 312 spaced apart from each other on the fixed frame 20 It is fixedly installed in the form of a resonator at the end of the rotating arm 316 having the nozzle 318 from which the coil 328 finally comes out, and the rotation shaft 314 penetrates the inside of the fixed frame 20 in the longitudinal direction (X-axis Direction), a moving screw 364 that moves the moving shaft 322 in the X-axis direction, a third motor 324 that generates a force to rotate the rotation shaft 314, and a moving shaft ( A fourth motor 326 that generates a force to move 322, a rotational force transmission unit that transmits rotational force to the rotational shaft 314, a movement force transmission unit that transmits the movement force to the movement shaft 322, and a rotational shaft 314 It includes a winding induction part installed on the fixing part 330 installed on one side of the stator 10
  • the rotation shaft 314 is installed on the fixed frame 20 and is installed in the X-axis direction to be spaced apart from the stator 10.
  • the fixing part 330 supports the winding guide part while being fixed without rotating.
  • the coil 328 flows into the rotation shaft 314 and the moving shaft 322, and the introduced coil 328 exits through the hole 314a formed in the rotation shaft 314 and flows into the rotation arm 316. do.
  • a coil guide groove 316a is formed in the rotary arm 316, and the coil 328 introduced into the rotary arm 316 passes through the nozzle 318 through the coil guide groove 316a.
  • an idler 316b is installed in the coil guide groove 316a to allow the coil 328 to pass without interference at a portion where the coil 328 first flows.
  • the coil 328 introduced into the rotary arm 316 may be moved toward the nozzle 318 without being damaged by the idler 316b.
  • an idler 318a is installed at the end of the nozzle 318 to allow the coil 328 to pass without interference.
  • the rotational force transmission unit is wound around the fifth pulley 338 installed on the motor shaft of the third motor 324, the sixth pulley 340 installed on the rotation shaft 314, the fifth pulley 338 and the sixth pulley 340.
  • Jin rubber belt 342 the seventh pulley 344 installed on the rotation shaft 314 spaced apart from the sixth pulley 340, the eighth pulley 350 installed on the rotation shaft 314 spaced apart from the seventh pulley 344 ,
  • the T-shaped pulley connector 356 of a T-shape installed fixedly on the rotation shaft 314, the ninth and the ninth respectively installed at both ends of the pulley connector 356
  • Tenth pulleys 346 and 352 seventh pulley 344 and a rubber belt 348 wound around the ninth pulley 346, and a rubber belt wound around the eighth pulley 350 and the tenth pulley 352 Includes 354.
  • the moving force transmission unit is connected through a pulley (not shown) installed on the motor shaft of the fourth motor 326 and a rubber belt 370, but a moving screw 364 passing through the support 366 fixed to the pedestal 374 ) Installed on one end of the eleventh pulley 368, the support 374, which is installed on the upper side apart from the moving screw 364, the moving fitting 372 meshed with the moving screw 364, the pedestal 374 spaced apart from the moving screw 34
  • the sliding guide 362 fixedly installed in the longitudinal direction (X-axis direction), and one side of the moving shaft 322 and the moving fitting 372 are fixed to the sliding guide 362 and slidably connected to the sliding guide 362 ) And a moving shaft moving port 358 moving in the longitudinal direction (X-axis direction).
  • the winding guide unit moves in the longitudinal direction (X-axis direction) along the support 332 installed on the fixing part 330, the sliding guide 334 fixedly installed on one side of the support 332, and the sliding guide 334 One end is installed on the sliding portion 336 connected to the end portion 332a of the moving shaft 322, and the other end of the sliding portion 336, so that the coil 328 from the nozzle 318 is wound on the stator 10 It includes an induction unit 320 to.
  • the end portion 322a of the moving shaft 322 penetrates the fixing portion 330 in the rotation shaft 314 and moves in the X-axis direction.
  • the induction part 320 faces the stator 10, but the length (vertical) of the side close to the stator 10 is shorter than the length (vertical) of the side far from the stator 10. And, the upper side and the lower side of the induction part 320 is rounded. The reason for doing this is to make the coil winding well.
  • an insertion groove 320a into which the stator core 11 can be inserted is formed on a side surface of the induction part 320 close to the stator 10 as shown in FIG. 16.
  • the induction part 320 is spaced apart from the nozzle 318.
  • the winding unit 300 configured as described above operates as follows.
  • the moving screw 364 rotates through the fourth motor 326 and the moving force transmission unit to rotate the moving shaft ( 322) in the X-axis direction. Accordingly, the induction part 320 is moved in the X-axis direction so as to be close to the stator core 11 to be coiled.
  • the stator core 11 of the order to be coiled is inserted into the insertion groove 320a of the induction part 320 as shown in FIG. 17.
  • the operator winds the coil 328 around the coil fixing member 380 or 382 and then further fixes the coil 328 so that the coil 328 is not unwound with a tool 384.
  • the coil 328 is wound around the coil fixing member 380, and the coil 328 spans the coil fixing member 382. Only when the coil 328 is wound around the coil fixing member 380 or 382 to some extent in advance can the coil winding for the stator 10 be made.
  • the third motor 324 operates to provide rotational force to the rotational shaft 314 through the rotational force transmission unit. Accordingly, the rotation shaft 314 rotates, and the rotation arm 316 fixedly installed on the rotation shaft 314 rotates with this.
  • the rotation direction of the rotary arm 316 may be clockwise (CW) or counterclockwise (CCW) with respect to the stator core 11, which is determined according to the winding sequence.
  • FIG. 18 is a view for explaining the configuration and operation of a tension adjusting unit in the stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the tension control unit 400 adjusts the tension of the coil 328 that comes out of the bobbin 412 and is provided to the winding unit 300, which is understood as adjusting the tension of the coil 328 wound on the stator 10 Just do it.
  • the bobbin 412 is supported to be rotated by a support tool 410 at the rearmost end of the fixed frame 20.
  • the tension control unit 400 is installed on the fixed frame 20 in front of the bobbin 412, but continuously applies friction to the coil 328 coming out of the bobbin 412 to apply a predetermined tension to the coil 328 during winding. It includes a friction part 414 applied, and a tension holding part installed in the fixed frame 20 in front of the friction part 414 to maintain tension by pulling the tension of the coil 328 which is momentarily released during winding.
  • the friction part 414 is installed on one side of the two cylindrical rubbers 414a and 414b and two cylindrical rubbers 414a and 414b in surface contact with each other, but is installed in close contact with each other, and the coil 328 passes through it. It includes two plastic plates (414c, 414d), and an adjustment member (414e) for adjusting the tension value of the coil (328).
  • the adjustment member 414e may be formed of a bolt. The thicker the coil 328, the stronger the tension, so that the coil 328 does not bend during winding.
  • the tension holding part is installed at both ends of the torsion spring 420 installed on the fixed frame 20 to be spaced apart from the friction part 414 by a predetermined distance, the lever 423 of a predetermined length connected to the torsion spring 420, and the lever 423 It includes first and second idlers (422, 424).
  • the tension holding part of the above-described configuration is installed at one end of the support 418 having a predetermined length that is fixedly installed on the fixing frame 20 by the support tool 416.
  • a third idler 426 is installed at the other end of the support 418 for guiding the coil 328 maintained in tension by the tension maintaining unit to the winding unit 300.
  • the coil 328 from the bobbin 412 passes through the first and second idlers 422 and 424 between the two plastic plates 414c and 414d of the friction part 414 and the third idler 426 It enters the winding unit 300 through the medium.
  • FIG. 19 is a connection diagram of a stator by a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 20 is a diagram showing a winding sequence in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • An embodiment of the present invention is to wind a coil on a stator used in a BLDC motor employing a three-phase Y-connection method.
  • the winding condition of the stator is that the coil tension should not be released during winding, and at one time without cutting the coil. It should be possible to wind all 12 stator cores 10 in the order of coil winding. Also, the passing line, the three-phase line, and the neutral line must be located on one side, and the U-V-W must come from the adjacent place.
  • the wiring state of the stator according to the embodiment of the present invention may be as shown in FIG. 19.
  • the coil winding order of the first stator core is 2 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW).
  • the coil winding order of the 2 stator core is 1 and the coil winding direction is clockwise (CW).
  • the coil winding order of the 3 stator core is 12 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW).
  • the coil winding order of the 4 stator core is 11 and the coil winding direction is clockwise (CW).
  • the winding order of the coil of the 5th stator core is 7 and the winding direction is clockwise (CW).
  • the coil winding order of the 6 stator core is 8 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW).
  • the winding order of the 7 stator core is 4 and the winding direction is clockwise (CW).
  • the coil winding order of the 8 stator core is 3 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW).
  • the coil winding order of the 9 stator core is 10 and the coil winding direction is clockwise (CW).
  • the coil winding order of the 10 stator core is 9 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW).
  • the coil winding order of the 11 stator core is 5 and the coil winding direction is counterclockwise (CCW).
  • the coil winding order of the 12 stator core is 6 and the coil winding direction is clockwise (CW).
  • the winding sequence as described above is previously stored in the control unit 500.
  • the polarity of the stator core after the coils are wound around the 12 stator cores by the above-described winding sequence may be as shown in Table 1 below.
  • stator core 1 is clockwise (CW)
  • the coil winding direction of stator core 2 is counterclockwise (CCW)
  • the coil winding direction of stator core 3 is clockwise (CW).
  • the coil winding direction of stator core 4 is counterclockwise (CCW)
  • the coil winding direction of stator core 5 is counterclockwise (CCW)
  • the coil winding direction of stator core 6 is clockwise.
  • the direction (CW) is set, the coil winding direction of the stator core 7 is counterclockwise (CCW), the coil winding direction of the stator core 8 is clockwise (CW), and the coil winding direction of the 9 stator core Is counterclockwise (CCW), the coil winding direction of stator core 10 is clockwise (CW), the coil winding direction of stator core 11 is clockwise (CW), and the coil of stator core 12
  • the winding direction can be counterclockwise (CCW). In this case, it should be considered that the tension is not released even for the coil winding sequence of each stator core.
  • 21 is a diagram for explaining a principle of configuring a winding sequence employed in a stator coil winding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the coil passes through the stator core #3 with the coil in contact, so that the winding shape can be different from other stator cores.
  • winding starts from the second stator core as shown in the right figure of FIG. 21. If winding is started from the 2nd stator core, the coil will not touch the 3rd stator core when winding the 4th stator core after winding the 1st stator core.
  • 22 is a view for explaining that tension is maintained when winding according to a winding sequence according to an embodiment of the present invention is performed.

Landscapes

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Abstract

BLDC 모터에 채용되는 스테이터를 구성하는 스테이터 코어에 코일을 손쉽게 권선할 수 있도록 하는 스테이터 코일 권선 장치를 제시한다. 제시된 장치는 직선 형태의 스테이터를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송시키는 스테이터 이송부, 이송된 스테이터에 대한 코일 권선을 가이드해주는 와인딩 가이드부, 스테이터에 코일을 권선하는 와인딩부, 스테이터에 권선되는 코일의 장력을 조절하는 장력 조절부, 및 기설정된 권선 시퀀스에 근거하여 스테이터에 코일 권선이 이루어지도록 스테이터 이송부와 와인딩 가이드부 및 와인딩부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

스테이터 코일 권선 장치
본 발명은 스테이터 코일 권선 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 BLDC 모터의 스테이터에 코일을 권선하는 장치에 관한 것이다.
통상적인 DC모터는 정류자(commutator)와 브러쉬의 기계적인 접촉에 의한 진동 및 소음의 발생, 브러쉬의 마모로 인한 분진 발생, 브러쉬의 한정된 수명 등의 문제에도 불구하고 경제성, 속도제어의 용이성, 단순한 구조에 의한 설계의 용이성 등의 장점에 의해 널리 이용되어 왔다.
근래에 BLDC(Brushless DC) 모터에 관련된 기술이 발전됨에 따라 제어장치의 제작 및 코어의 제작에 따르는 문제점들이 감소하게 되어 BLDC 모터의 원활한 속도제어가 가능해지고 넓은 가변속 범위에 걸쳐 우수한 효율을 갖는 BLDC 모터의 생산이 가능해졌다.
그에 따라, BLDC 모터가 냉장고나 에어컨과 같은 공조기기의 압축기용 모터, 드럼 세탁기의 구동모터, 휴대폰 등 여러 분야에서 DC모터를 대체하게 되었다.
특히, 휴대폰과 같은 무선 정보기기에는 구조가 단순하면서도 장수명, 저소음, 높은 신뢰도를 갖는 모터가 요구되므로, 현재 모터의 내주측에 로터를 배치하는(inner rotor) 형식의 BLDC 모터가 휴대폰의 자동 폴더 구동, 카메라 구동 등의 자동기능에 폭 넓게 사용되고 있다.
그런데, 종래의 BLDC 모터는 환형의 스테이터 코어에 코일(coil)을 권선하기 어렵다는 문제가 있었고, 코일 권선용 지그(jig)의 제작이 어렵고 복잡해지는 문제가 있었다. 그에 따라, BLDC 모터내의 공간 활용의 효율성이 높지 못하여 코일의 권선량이 충분하지 못하게 되고, 우수한 모터의 특성을 얻지 못하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, BLDC 모터에 채용되는 스테이터를 구성하는 스테이터 코어에 코일을 손쉽게 권선할 수 있도록 하는 스테이터 코일 권선 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 스테이터 코일 권선 장치는, 다수의 스테이터 코어를 포함하는 직선 형태의 스테이터를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송시키는 스테이터 이송부; 상기 이송된 스테이터에 대한 코일 권선을 가이드해주는 와인딩 가이드부; 상기 스테이터에 코일을 권선하는 와인딩부; 상기 스테이터에 권선되는 코일의 장력을 조절하는 장력 조절부; 및 기설정된 권선 시퀀스에 근거하여 상기 스테이터에 3상 Y결선 방식의 코일 권선이 이루어지도록 상기 스테이터 이송부와 상기 와인딩 가이드부 및 상기 와인딩부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 와인딩 가이드부는, 상기 스테이터의 상부에서 상기 스테이터와는 이격되게 상기 스테이터 이송부에 설치되되 이동축이 하방향을 향하도록 설치된 가이드 구동부, 상기 와인딩부에서 상기 스테이터의 어느 한 스테이터 코일에 대한 코일 권선시 코일이 다른 스테이터 코어에 걸리지 않도록 가이드해 주는 가이드 부재, 상기 가이드 부재와 연결되어 상기 가이드 부재의 회전을 담당하는 가이드 부재 회전축, 및 상기 이동축의 하부 끝단에 설치되어 상기 이동축의 승강운동에 따라 승강하며 상기 가이드 부재의 열림 상태 유지 및 닫힘 상태 유지를 담당하는 가이드 잠금부를 포함한다.
상기 가이드 구동부는 공압 실린더로 구성될 수 있다.
상기 가이드 부재는 곡률 반경을 가질 수 있다.
상기 가이드 잠금부는, 상기 가이드 부재의 열림 상태에서는 열림 상태를 유지하게 하고 상기 가이드 부재의 닫힘 상태에서는 닫힘 상태를 유지하게 하는 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 가이드 잠금부에는 상기 스토퍼가 이동하게 되는 이동 공간부가 형성될 수 있다.
상기 이동 공간부의 중앙부는 만곡된 형상으로 형성되고, 상기 이동 공간부의 최상부 및 최하부는 상기 중앙부의 곡률 반경과는 상이한 곡률 반경으로 형성될 수 있다.
상기 스토퍼는, 상기 이동 공간부의 최하부에 위치하게 되면 상기 가이드 부재가 더 이상 올라가는 것을 방지할 수 있다.
상기 스토퍼는, 상기 이동 공간부의 최상부에 위치하게 되면 상기 가이드 부재의 열림을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 다른 실시양태에 따른 스테이터 코일 권선 장치는, 다수의 스테이터 코어를 포함하는 직선 형태의 스테이터를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송시키는 스테이터 이송부; 상기 이송된 스테이터에 대한 코일 권선을 가이드해주는 와인딩 가이드부; 상기 스테이터에 코일을 권선하는 와인딩부; 상기 스테이터에 권선되는 코일의 장력을 조절하는 장력 조절부; 및 기설정된 권선 시퀀스에 근거하여 상기 스테이터에 3상 Y결선 방식의 코일 권선이 이루어지도록 상기 스테이터 이송부와 상기 와인딩 가이드부 및 상기 와인딩부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 와인딩부는, 상기 스테이터와는 이격되게 X축 방향으로 설치된 회전축, 상기 회전축에 고정설치되되 끝단부에 코일이 나오는 노즐이 형성된 회전암, 상기 회전축의 내부에서 X축 방향으로 이동하는 이동축, 상기 이동축을 X축 방향으로 이동시키는 이동 스크류, 상기 회전축을 회전시키는 힘을 발생하는 제 3 모터, 상기 이동축을 이동시키는 힘을 발생하는 제 4 모터, 상기 회전축에게 회전력을 전달하는 회전력 전달부, 상기 이동축에게 이동력을 전달하는 이동력 전달부, 및 상기 스테이터에 코일이 권선되도록 유도하는 권선 유도부를 포함한다.
상기 회전축 및 상기 이동축의 내부로 상기 코일이 유입되고, 상기 유입된 코일은 상기 회전축에 형성시킨 구멍을 통해 빠져 나와 상기 회전암으로 유입될 수 있다.
상기 회전암에는 코일 가이드 홈이 형성되고, 상기 회전암에 유입된 코일은 상기 코일 가이드 홈을 통해 상기 노즐 내부를 관통할 수 있다.
상기 코일 가이드 홈에서 상기 코일이 처음으로 유입되는 부위에는 아이들러가 설치될 수 있다.
상기 노즐의 끝단부에는 아이들러가 설치될 수 있다.
상기 회전력 전달부는, 상기 제 3 모터의 모터축에 설치된 제 5 풀리, 상기 회전축에 설치된 제 6 풀리, 상기 제 5 풀리와 상기 제 6 풀리에 감겨진 고무 벨트, 상기 제 6 풀리와 이격되게 상기 회전축에 설치된 제 7 풀리, 상기 제 7 풀리와 이격되게 상기 회전축에 설치된 제 8 풀리, 상기 제 7 풀리와 상기 제 8 풀리 사이에서 상기 회전축에 고정되게 설치된 풀리 연결구, 상기 풀리 연결구의 양측단에 각각 설치된 제 9 및 제 10 풀리, 상기 제 7 풀리와 상기 제 9 풀리에 감겨진 고무 벨트, 및 상기 제 8 풀리(350)와 상기 제 10 풀리에 감겨진 고무 벨트를 포함할 수 있다.
상기 이동력 전달부는, 상기 제 4 모터의 모터축에 설치된 풀리와 고무 벨트를 통해 연결되되 상기 이동 스크류의 일단에 설치된 제 11 풀리, 상기 이동 스크류에 치합된 이동 치합구, 상기 이동 스크류와는 이격되게 X축 방향으로 고정설치된 슬라이딩 가이드, 및 상기 이동축의 일측 및 상기 이동 치합구에 고정되고 상기 슬라이딩 가이드에 슬라이딩가능하게 연결되어 상기 슬라이딩 가이드를 따라 X축 방향으로 이동하는 이동축 이동구를 포함할 수 있다.
상기 권선 유도부는, 상기 회전축의 일측부의 무회전의 고정부에 지지대를 매개로 설치된 슬라이딩 가이드, 상기 슬라이딩 가이드를 따라 X축 방향으로 이동하되 일단이 상기 이동축의 끝단부에 연결된 슬라이딩부, 및 상기 슬라이딩부의 타단에 설치되되 상기 노즐로부터의 코일이 상기 스테이터에 권선되게 하는 유도부를 포함할 수 있다.
상기 이동축의 끝단부는, 상기 이동축이 X축 방향으로 움직임에 따라 상기 회전축의 내부에서 상기 고정부를 관통하여 X축 방향으로 운동할 수 있다.
상기 유도부는, 상기 스테이터를 대향하되 상기 스테이터에 가까운 측면의 길이가 상기 스테이터에 먼 측면의 길이보다 짧고, 상측면과 하측면은 라운드질 수 있다.
상기 유도부에서 상기 스테이터에 가까운 측면에는 상기 스테이터 코어가 삽입될 수 있는 삽입 홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다수(예컨대, 12개 정도)의 스테이터 코어 가 직선 형태로 배열된 스테이터를 이용하므로, 스테이터에 직경 1mm이상(예컨대, 1.1mm)의 코일을 손쉽게 권선할 수 있다.
원하는 속도와 토크에 따라 코일의 감는 횟수 또는 코일의 굵기를 손쉽게 변경하여 감을 수 있어서 모터의 성능을 손쉽게 변경할 수 있다.
스테이터 종류에 따라 스테이터 고정부만 변경하면 되므로, 다양한 스테이터를 와인딩할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치의 블럭구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 채용되는 스테이터를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 스테이터 이송부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 스테이터 이송부에 스테이터를 장착하여 X축 방향으로 이송시키는 모습을 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 스테이터 이송부에 스테이터를 장착하여 Y축 방향으로 이송시키는 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 스테이터 이송부내의 스테이터 고정부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 와인딩 가이드부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 와인딩부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 장력 조절부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에 의한 스테이터의 결선도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서의 권선 시퀀스를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에 채용되는 권선 시퀀스 구성 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 권선 시퀀스에 따른 권선이 행해지는 경우 장력이 유지됨을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량 통신 데이터의 패킷 필터링 방법 및 그를 수행하는 차량용 통신 단말 장치에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다.
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 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치의 블럭구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 채용되는 스테이터를 예시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치는 본 출원인이 개발하고 있는 협동 로봇에 사용되는 BLDC 모터(3상 Y 결선 방식을 채택함)의 생산을 위한 와인딩 장치라고 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치는 스테이터 이송부(100), 와인딩 가이드부(200), 와인딩부(300), 장력 조절부(400), 및 제어부(500)를 포함한다.
스테이터 이송부(100)는 다수개(본 발명의 실시예에서는 12개)의 스테이터 코어(11)가 직렬로 형성된 스테이터(10)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송시킨다.
스테이터 이송부(100)는 스테이터(10)를 코일 권선 영역으로 이송하기도 하고 코일 권선 영역에서 이탈시키기도 한다.
여기서, 스테이터 코어(11)는 마치 H자 형태로 구성되는데, 내측 프레임부(11a), 코일 권취부(11b), 및 외측 프레임부(11c)를 포함한다. 내측 프레임부(11a)과 외측 프레임부(11c)이 코일 권취부(11b)를 사이에 두고서 평행하고, 내측 프레임부(11a)의 폭이 외측 프레임부(11c)의 폭보다 짧다. 코일 권취부(11b)에 코일(예컨대, 에나멜피복 동선)이 권선되는데, 외부에서 도입되는 코일을 이끄는 와인딩부(300)에 의해 코일이 코일 권취부(11b) 주위를 돌면서 권선된다.
12개의 스테이터 코어(11)에 코일이 모두 권선된 이후에는 별도의 지그(도시 생략) 등을 사용하여 직선 형태의 스테이터(10)를 환형으로 만들면 된다. 이와 같이 환형으로 만들어진 스테이터(10)는 3상 Y결선 방식을 취하는 BLDC 모터에 사용될 것이다.
기존의 환형(또는 원형) 스테이터는 대략 1mm 이상의 직경을 가진 굵은 동선으로 와인딩이 불가능하였지만, 본 발명의 실시예에서와 같은 직선 형태의 스테이터(10)를 사용하게 되면 대략 0.6mm 정도의 직경을 가진 동선, 대략 1.1mm 정도의 직경을 가진 동선으로 손쉽게 권선할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 각각의 스테이터 코어(11)에는 3개층으로 코일 권선이 이루어질 수 있는데, 1층 및 2층에는 각각 7번의 코일 권선이 이루어질 수 있고, 3층에는 1번의 코일 권선이 이루어질 수 있다. 여기서, 스테이터(10)의 권선 시퀀스는 제어부(500)에 미리 설정되어 있다. 스테이터(10)의 권선 시퀀스 등에 대한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 원하는 속도와 토크에 따라 코일의 감는 횟수 또는 코일의 굵기를 변경할 수 있다.
와인딩 가이드부(200)는 스테이터 이송부(100)에 의해 코일 권선 영역으로 이송된 스테이터(10)에 대한 코일 권선이 보다 원활하게 이루어지도록 가이드해준다.
와인딩부(300)는 스테이터 이송부(100)에 의해 코일 권선 영역으로 이송된 스테이터(10)에 코일을 권선한다. 여기서, 코일 권선은 기설정된 스테이터(10)의 권선 시퀀스에 따라 이루어질 것이다.
장력 조절부(400)는 스테이터(10)에 권선되는 코일의 장력을 조절한다.
제어부(500)는 기설정된 권선 시퀀스에 근거하여 스테이터(10)에 3상 Y결선 방식의 코일 권선이 이루어지도록 스테이터 이송부(100)와 와인딩 가이드부(200) 및 와인딩부(300)의 각종의 동작을 제어한다.
즉, 제어부(500)는 스테이터 이송부(100)를 동작시켜 스테이터(10; 다수의 스테이터 코어(11)를 포함)를 코일 권선 영역으로 이송시키고 와인딩 가이드부(200)의 가이드 동작 및 와인딩부(300)에서의 모든 스테이터 코어(11)에 대한 3상 Y결선 방식의 코일 권선이 순조롭게 이루어지도록 제어한다.
한편, 스테이터(10)에 대한 코일 권선이 종료된 후에는 제어부(500)는 스테이터(10)를 초기 위치로 복귀시키기 위해, 스테이터 이송부(100)와 와인딩 가이드부(200) 및 와인딩부(300)를 제어한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 스테이터 이송부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 6 및 도 7은 스테이터 이송부에 스테이터를 장착하여 X축 방향으로 이송시키는 모습을 보여주는 도면이고, 도 8 및 도 9는 스테이터 이송부에 스테이터를 장착하여 Y축 방향으로 이송시키는 모습을 보여주는 도면이다.
스테이터 이송부(100)는 고정 프레임(20)상에 길이 방향(X축 방향)으로 설치된 X축 담당 스크류(22), X축 담당 스크류(22)와는 소정 간격 이격되게 고정 프레임(20)상에 길이 방향(X축 방향)으로 설치된 X축 담당 가이드(24), 고정 프레임(20)과는 이격되게 고정 프레임(20)의 상면에 배치되는 판 형태의 이동 프레임(26)의 저면에 설치되어 X축 담당 가이드(24)를 따라 길이 방향으로 움직이고 X축 담당 스크류(22)가 회전가능하게 치합되어 관통된 X축 이동부(28), 이동 프레임(26)의 상면에 X축 담당 스크류(22)와는 다른 방향(즉, Y축 방향)으로 설치된 Y축 담당 스크류(42), Y축 담당 스크류(42)와는 소정 간격 이격되게 이동 프레임(26)상에 고정설치된 Y축 담당 가이드(56), Y축 담당 스크류(42)가 회전가능하게 치합되어 관통하고 Y축 담당 가이드(56)를 따라 Y축 방향으로 움직이는 Y축 이동부(58), 및 스테이터(10)를 고정시키고 Y축 이동부(58)의 상면과 결합된 스테이터 고정부(40)를 포함한다. 스테이터 고정부(40)의 고정부 판(60)의 저면과 Y축 이동부(58)의 상면이 결합된다고 볼 수 있다.
X축 담당 스크류(22)의 일단은 고정 프레임(20)상에 설치된 제 1 지지구(30)에 회전가능하게 압입되고, X축 담당 스크류(22)의 타단은 X축 이동부(28)에 압입되되 회전가능하게 압입되어 관통한다.
또한, X축 담당 스크류(22)의 일단에는 제 1 풀리(36)가 연결되고, 제 1 풀리(36)는 고무 벨트(38)를 매개로 제 2 풀리(34)와 연결된다. 제 2 풀리(34)는 제 1 모터(32)의 모터축에 연결된다. 제 1 모터(32)는 X축 담당 스크류(22)를 회전시킨다. X축 담당 가이드(24)는 하중 및 비틀림을 잡아주는 가이드로서, X축 담당 스크류(22)의 회전시 이동 방향을 잡아준다.
Y축 담당 스크류(42)의 일단은 이동 프레임(26)상의 제 2 지지구(44)에 회전가능하게 압입되고, Y축 담당 스크류(42)의 타단은 이동 프레임(26)상의 제 3 지지구(46)에 회전가능하게 압입된다.
또한, Y축 담당 스크류(42)의 일단에는 제 3 풀리(52)가 연결되고, 제 3 풀리(52)는 고무 벨트(54)를 매개로 제 4 풀리(50)와 연결된다. 제 4 풀리(50)는 제 2 모터(48)의 모터축에 연결된다. 제 2 모터(48)는 Y축 담당 스크류(42)를 회전시킨다. Y축 담당 가이드(56)는 하중 및 비틀림을 잡아주는 가이드로서, Y축 담당 스크류(42)의 회전시 이동 방향을 잡아준다.
도 4 내지 도 9에서, 미설명 부호 380 및 382는 코일을 고정시키기 위한 코일 고정부재로서, 코일 고정부재(380)는 스테이터 고정부(40)의 고정부 판(60)의 후면에 설치되고, 코일 고정부재(382)는 스테이터 고정부(40)의 고정부 판(60)의 저면에 설치된다. 필요에 따라서는 두 개의 코일 고정부재(380, 382) 중에서 어느 하나만 있어도 무방하다. 코일 고정부재(380, 382)의 역할에 대해서는 와인딩부(300)에 대한 세부 설명에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상기와 같이 구성된 스테이터 이송부(100)는, 스테이터 고정부(40)에 스테이터(10)가 고정되면 동작한다. 스테이터 이송부(100)가 동작하게 되면 스테이터(10)는 X축 및 Y축 이동을 하여 코일 권선 영역으로 이송된다. 본 발명의 명세서에서, 코일 권선 영역이라 함은 코일이 스테이터(10)의 스테이터 코어(11)에 감겨질 수 있는 영역을 의미한다. 최초에는 스테이터(10)와 와인딩부(300)는 코일이 감겨질 수 없는 정도로 서로 이격되어 있다. 스테이터 코어(11)에 코일을 감기 위해서는 스테이터(10)와 와인딩부(300) 간의 거리가 가까워야 한다. 그에 따라, 코일 권선을 시작하기 위해서는 우선적으로 스테이터 이송부(100)가 작동하여 스테이터(10)를 X축 및 Y축 방향으로 이동시켜 와인딩부(300)와의 거리를 줄이는 것이 선행되어야 한다.
즉, 코일 권선 영역으로의 이송중에서 X축 이동(이송)의 경우는, X축 담당 스크류(22)와 X축 담당 가이드(24) 및 X축 이동부(28)를 통해 스테이터(10)의 X축 이동이 행해진다. 도 6은 스테이터(10)가 초기 위치에 있는 것으로서 X축 방향으로 이동하기 전의 상태를 보여주고, 도 7은 스테이터(10)가 X축 방향으로 소정치 이동한 상태를 보여준다.
한편, 코일 권선 영역으로의 이송중에서 Y축 이동(이송)의 경우는, Y축 담당 스크류(42)와 Y축 담당 가이드(56) 및 Y축 이동부(528)를 통해 스테이터(10)의 Y축 이동이 행해진다. 도 8은 스테이터(10)가 Y축 방향으로 이동하기 전의 상태를 보여주고, 도 9는 스테이터(10)가 Y축 방향으로 소정치 이동한 상태를 보여준다.
본 발명의 실시예에서는 X축 이동후에 Y축 이동이 행해지도록 하였으나, 필요에 따라서는 Y축 이동후에 X축 이동이 행해지게 하거나 X축 이동 및 Y축 이동이 동시에 행해지게 하여도 된다.
그리고, 12개의 스테이터 코어(11)에 동시에 코일 권선이 이루어지는 것이 아니라 기설정된 권선 시퀀스에 따라 순번에 맞추어 스테이터 코어(11)에 대한 코일 권선이 이루어지므로, 스테이터 이송부(100)에 의해 스테이터(10)가 코일 권선 영역에 도달한 이후에는 코일 권선이 완료될 때까지 스테이터(10)는 Y축 이동(이송)을 할 것이다.
이후, 스테이터(10)에 대한 코일 권선이 모두 완료되면 스테이터 이송부(100)는 반대로 동작하여 최초의 위치(즉, 초기 위치)로 복귀할 것이다.
도 10은 스테이터 이송부내의 스테이터 고정부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
스테이터 고정부(40)는 마그네틱 베이스 작동 방식을 채용한 것으로서, 스테이터(10)를 자석으로 고정시킬 수 있다.
스테이터 고정부(40)는 Y축 이동부(58)의 상면에 결합된 고정부 판(60)상에 직렬로 설치(즉, Y축 방향으로 설치)되어 스테이터 고정을 위한 스테이터 잠금 상태 및 스테이터 고정해제를 위한 스테이터 풀림 상태로 동작가능한 다수개의 자석 모듈부(41a), 및 각각의 자석 모듈부(41a)의 상부에 설치되어 해당의 자석 모듈부(41a)를 90도 간격으로 회전시키는 손잡이(41b)를 포함한다.
자석 모듈부(41a)에는 스테이터(10)를 고정시키기 위한 자석(도시 생략)이 들어 있다.
즉, 손잡이(41b)를 조작하여 해당하는 자석 모듈부(41a)를 90도 정도 회전시키게 되면 베이스 내부의 자석 극이 회전하는 것이 되므로, 베이스 사이드의 자력을 온/오프할 수 있다.
결국, 손잡이(41b)를 일방향으로 회전시켜 해당 자석 모듈부(41a)의 사이드(즉, 스테이터(10)에 대향된 면)의 자력을 온(ON)시키게 되면 스테이터(10)와 자석 모듈부(41a)간의 대향면이 자력에 의해 서로 결합하게 되는데, 이를 스테이터 잠금 상태라고 한다(도 10 참조). 반대로, 손잡이(41b)를 다른 방향(즉, 일방향에서 90도 반대되는 방향)으로 회전시켜 해당 자석 모듈부(41a)의 사이드(즉, 스테이터(10)에 대향된 면)의 자력을 오프(OFF)시키게 되면 스테이터(10)는 자석 모듈부(41a)로부터 떨어지게 되는데, 이를 스테이터 풀림 상태라고 한다.
다시 말해서, 자석 모듈부(41a)의 손잡이(41b)가 도 3과 같은 위치에 있다면 스테이터 풀림 상태이므로 스테이터 고정부(40)를 스테이터를 고정시킬 수 없다. 손잡이(41b)를 도 3과 같은 상태에서 반대방향으로 회전시키게 되면 도 10과 같이 되므로 해당 자석 모듈부(41a)의 사이드(즉, 스테이터(10)에 대향된 면)의 자력이 온(ON)되어 스테이터(10)와 자석 모듈부(41a)는 자력에 의해 서로 결합하게 된다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 와인딩 가이드부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
와인딩 가이드부(200)는, 고정부 판(60)에 고정설치된 지지대(210)에 설치되되 이동축(214)이 하방향을 향하도록(즉, 하측의 스테이터(10)를 향하도록) 설치된 가이드 구동부(212), 와인딩부(300)에서의 어느 한 스테이터 코어에 대한 코일 권선시 코일이 다른 스테이터 코어에 걸리지 않도록 가이드해 주는 가이드 부재(218, 220), 가이드 부재(218, 220)와 연결되어 가이드 부재(218, 220)의 회전을 담당하는 가이드 부재 회전축(222, 224), 및 이동축(214)의 하부 끝단에 설치되어 이동축(214)의 승강운동에 따라 승강하며 가이드 부재(218, 220)의 열림 상태 유지 및 닫힘 상태 유지를 담당하는 가이드 잠금부(216)를 포함한다.
여기서, 가이드 구동부(212)는 스테이터(10)의 상부에서 스테이터(10)와는 이격되게 스테이터 이송부(100)에 설치되되 이동축(214)이 하방향을 향하도록 설치된다. 예를 들어, 가이드 구동부(212)는 공압 실린더로 구성됨이 바람직하다. 가이드 구동부(212)는 가이드 잠금부(216)를 움직여서 가이드 부재(218, 220)가 열림/닫힘 동작을 하게 한다.
가이드 부재(218)는 가이드 부재 회전축(222)에 연결되고, 가이드 부재(220)는 가이드 부재 회전축(224)에 연결된다. 가이드 부재(218, 220)는 스테이터 코어에 코일이 권선될 때 코일이 손상되지 않고 해당 스테이터 코어에 잘 권선되도록 가이드해 주기 위해 소정의 곡률 반경(예컨대, R15 mm 정도)을 가지는 것이 바람직하다.
가이드 잠금부(216)는 가이드 부재(218, 220)의 열림 상태에서는 열림 상태를 유지하게 하고 가이드 부재(218, 220)의 닫힘 상태에서는 닫힘 상태를 유지하게 하는 스토퍼(226, 228)를 포함한다.
또한, 가이드 잠금부(216)에는 스토퍼(226, 228)가 이동하게 되는 소정 형상의 이동 공간부(216a, 216b)가 형성된다.
이동 공간부(216a, 216b)의 중앙부는 만곡된 형상으로 형성되고, 이동 공간부(216a, 216b)의 최상부 및 최하부는 중앙부의 곡률 반경과는 상이한 곡률 반경으로 형성된다. 즉, 스토퍼(226)는 이동 공간부(216a)를 따라 이동하게 되고, 스토퍼(228)는 이동 공간부(216b)를 따라 이동하게 된다.
도 12에서와 같이 스토퍼(226, 228)가 이동 공간부(216a, 216b)의 최하부에 위치하게 되면 가이드 부재(218, 220)의 열림 상태가 되므로 일정 각도 이상으로 가이드 부재(218, 220)가 더 이상 올라가는 것을 방지할 수 있다. 이러한 가이드 부재(218, 220)의 열림 상태에서는 스테이터(10)를 X축 방향 및/또는 Y축 방향으로 이송시킬 수 있다.
한편, 도 13에서와 같이 스토퍼(226, 228)가 이동 공간부(216a, 216b)의 최상부에 위치하게 되면 가이드 부재(218, 220)의 닫힘 상태가 되므로 가이드 부재(218, 220)의 열림을 방지할 수 있다. 이러한 가이드 부재(218, 220)의 닫힘 상태에서는 스테이터 코어(11)에 코일을 권선(와인딩)할 수 있다.
상술한 이동 공간부(216a, 216b)의 최하부 및 최상부는 걸림홈 역할을 하는데, 가이드 구동부(212 ; 공압 실린더)의 공압력보다 약한 외압이 스토퍼(226, 228)에 가해지게 되면 스토퍼(226, 228)가 이동 공간부(216a, 216b)의 최상부 또는 최하부에서 빠져 나가지 못하게 한다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 와인딩부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
와인딩부(300)는, 고정 프레임(20)상에 상호 이격설치된 지지대(310, 312)를 관통하여 고정 프레임(20)의 길이 방향(X축 방향)으로 설치된 회전축(314), 회전축(314)에 기역자 형태로 고정설치되되 끝단부에 코일(328)이 최종적으로 나오는 노즐(318)이 형성된 회전암(316), 회전축(314)의 내부를 관통하여 고정 프레임(20)의 길이 방향(X축 방향)으로 이동하는 이동축(322), 이동축(322)을 X축 방향으로 이동시키는 이동 스크류(364), 회전축(314)을 회전시키는 힘을 발생하는 제 3 모터(324), 이동축(322)을 이동시키는 힘을 발생하는 제 4 모터(326), 회전축(314)에게 회전력을 전달하는 회전력 전달부, 이동축(322)에게 이동력을 전달하는 이동력 전달부, 및 회전축(314)의 일측부에 설치된 고정부(330)에 설치되어 스테이터(10)에 코일(328)이 권선되도록 유도하는 권선 유도부를 포함한다.
여기서, 회전축(314)은 고정 프레임(20)상에 설치되되 스테이터(10)와는 이격되게 X축 방향으로 설치된다.
고정부(330)는 회전을 하지 않고 고정된 채로 권선 유도부를 지지한다.
회전축(314) 및 이동축(322)의 내부로 코일(328)이 유입되고, 유입된 코일(328)은 회전축(314)에 형성시킨 구멍(314a)을 통해 빠져 나와 회전암(316)으로 유입된다.
회전암(316)에는 코일 가이드 홈(316a)이 형성되고, 회전암(316)에 유입된 코일(328)은 코일 가이드 홈(316a)을 통해 노즐(318) 내부를 관통한다. 이때, 코일 가이드 홈(316a)에서 코일(328)이 처음으로 유입되는 부위에는 코일(328)이 간섭없이 지나갈 수 있도록 하는 아이들러(316b)가 설치된다. 회전암(316)으로 유입된 코일(328)은 아이들러(316b)에 의해 손상없이 노즐(318)측으로 이동할 수 있다. 그리고, 노즐(318)의 끝단부에는 코일(328)이 간섭없이 지나갈 수 있도록 하는 아이들러(318a)가 설치된다.
회전력 전달부는, 제 3 모터(324)의 모터축에 설치된 제 5 풀리(338), 회전축(314)에 설치된 제 6 풀리(340), 제 5 풀리(338)와 제 6 풀리(340)에 감겨진 고무 벨트(342), 제 6 풀리(340)와 이격되게 회전축(314)에 설치된 제 7 풀리(344), 제 7 풀리(344)와 이격되게 회전축(314)에 설치된 제 8 풀리(350), 제 7 풀리(344)와 제 8 풀리(350) 사이에서 회전축(314)에 고정되게 설치된 티자(T) 형상의 풀리 연결구(356), 풀리 연결구(356)의 양측단에 각각 설치된 제 9 및 제 10 풀리(346, 352), 제 7 풀리(344)와 제 9 풀리(346)에 감겨진 고무 벨트(348), 및 제 8 풀리(350)와 제 10 풀리(352)에 감겨진 고무 벨트(354)를 포함한다.
이동력 전달부는, 제 4 모터(326)의 모터축에 설치된 풀리(도시 생략)와 고무 벨트(370)를 통해 연결되되 받침대(374)에 고정설치된 지지구(366)를 관통한 이동 스크류(364)의 일단에 설치된 제 11 풀리(368), 받침대(374)와는 이격되게 상부에 설치되되 이동 스크류(364)에 치합된 이동 치합구(372), 이동 스크류(34)와는 이격되게 받침대(374)에 길이 방향(X축 방향)으로 고정설치된 슬라이딩 가이드(362), 및 이동축(322)의 일측 및 이동 치합구(372)에 고정되고 슬라이딩 가이드(362)에 슬라이딩가능하게 연결되어 슬라이딩 가이드(362)를 따라 길이 방향(X축 방향)으로 이동하는 이동축 이동구(358)를 포함한다.
권선 유도부는, 고정부(330)에 설치된 지지대(332), 지지대(332)의 일측면에 고정되게 설치된 슬라이딩 가이드(334), 슬라이딩 가이드(334)를 따라 길이 방향(X축 방향)으로 이동하되 일단이 이동축(322)의 끝단부(332a)에 연결된 슬라이딩부(336), 및 슬라이딩부(336)의 타단에 설치되되 노즐(318)로부터의 코일(328)이 스테이터(10)에 권선되게 하는 유도부(320)를 포함한다.
여기서, 이동축(322)의 끝단부(322a)는 이동축(322)이 X축 방향으로 움직임에 따라 회전축(314)의 내부에서 고정부(330)를 관통하여 X축 방향으로 운동하게 된다.
유도부(320)는 스테이터(10)를 대향하되, 스테이터(10)에 가까운 측면의 길이(세로)가 스테이터(10)에 먼 측면의 길이(세로)보다 짧다. 그리고, 유도부(320)의 상측면과 하측면은 라운드진다. 이와 같이 한 이유는 코일 권선이 잘 되도록 하기 위해서이다.
또한, 유도부(320)에서 스테이터(10)에 가까운 측면에는 도 16에서와 같이 스테이터 코어(11)가 삽입될 수 있는 삽입 홈(320a)이 형성된다.
유도부(320)는 노즐(318)과는 이격된다.
상기와 같이 구성된 와인딩부(300)는 다음과 같이 동작한다.
스테이터(10)가 스테이터 이송부(100)에 의해 X축 및 Y축 방향으로 이동하여 코일 권선 영역으로 이송되면 제 4 모터(326)와 이동력 전달부를 통해 이동 스크류(364)가 회전하여 이동축(322)을 X축 방향으로 이동시킨다. 그에 따라, 유도부(320)가 코일 권선될 스테이터 코어(11)에 근접되도록 X축 방향으로 이동된다.
유도부(320)의 X축 방향으로의 이동에 의해, 도 17에서와 같이 유도부(320)의 삽입 홈(320a)에는 코일 권선될 순번의 스테이터 코어(11)가 삽입된다.
그리고 나서, 작업자는 코일(328)을 코일 고정부재(380 또는 382)에 감은 후에 공구(384)로 코일(328)이 풀리지 않도록 더욱 고정시킨다. 도 17에서는 코일 고정부재(380)에 코일(328)을 감고, 코일(328)이 코일 고정부재(382)에 걸쳐지도록 하였다. 코일(328)이 코일 고정부재(380 또는 382)에 미리 어느 정도 감겨져 있어야만이 스테이터(10)에 대한 코일 권선이 이루어질 수 있다.
이어, 제 3 모터(324)가 동작하여 회전력 전달부를 통해 회전축(314)에 회전력을 제공한다. 그에 따라, 회전축(314)이 회전하게 되고, 이와 함께 회전축(314)에 고정설치된 회전암(316)이 회전하게 된다.
회전암(316)이 회전하게 됨에 따라 노즐(318)에서 나오는 코일(328)은 유도부(320)의 외측면을 접촉하면서 해당 스테이터 코어(11)에 감겨지게 된다.
이때, 회전암(316)의 회전 방향은 스테이터 코어(11)에 대하여 시계방향(CW) 또는 반시계방향(CCW)일 수 있는데, 이는 권선 시퀀스에 따라 결정된다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서 장력 조절부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
장력 조절부(400)는 보빈(412)에서 나와서 와인딩부(300)에게로 제공되는 코일(328)의 장력을 조절하는데, 스테이터(10)에 권선되는 코일(328)의 장력을 조절하는 것으로 이해하면 된다.
여기서, 보빈(412)은 고정 프레임(20)의 제일 뒷단에서 지지구(410)에 의해 회전되게 지지된다.
장력 조절부(400)는, 보빈(412)의 전방에서 고정 프레임(20)에 설치되되 보빈(412)에서 나오는 코일(328)에게 지속적으로 마찰을 가하여 와인딩시 코일(328)에 소정의 장력을 가해주는 마찰부(414), 및 마찰부(414)의 전방에서 고정 프레임(20)에 설치되되 와인딩시 순간적으로 풀리는 코일(328)의 장력을 잡아 당겨주어서 장력을 유지하는 장력 유지부를 포함한다.
마찰부(414)는 서로 면접촉하는 2개의 원통형의 고무(414a, 414b), 2개의 원통형의 고무(414a, 414b)의 일측면에 각각 설치되되 상호 밀착되게 설치되고 코일(328)이 사이로 지나가는 2개의 플라스틱 판(414c, 414d), 및 코일(328)의 장력값을 조절하는 조절부재(414e)를 포함한다.
여기서, 조절부재(414e)는 볼트로 구성될 수 있다. 코일(328)이 굵을수록 장력을 세게 해야 와인딩시 코일(328)이 구불거리지 않게 된다.
장력 유지부는 마찰부(414)와는 소정 거리 이격되게 고정 프레임(20)에 설치된 토션 스프링(420), 토션 스프링(420)에 연결된 소정 길이의 레버(423), 및 레버(423)의 양단에 설치된 제 1 및 제 2 아이들러(422, 424)를 포함한다.
상술한 구성의 장력 유지부는 지지구(416)에 의해 고정 프레임(20)상에 고정되게 설치된 소정 길이의 지지대(418)의 일단에 설치된다. 지지대(418)의 타단에는 장력 유지부에서 장력이 유지된 코일(328)을 와인딩부(300)에게로 유도하는 제 3 아이들러(426)가 설치된다.
결국, 보빈(412)에서 나온 코일(328)은 마찰부(414)의 2개의 플라스틱 판(414c, 414d) 사이를 통해 제 1 및 제 2 아이들러(422, 424)를 거쳐 제 3 아이들러(426)를 매개로 와인딩부(300)에게 들어간다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에 의한 스테이터의 결선도이고, 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에서의 권선 시퀀스를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예는 3상 Y 결선 방식을 채택하는 BLDC 모터에 사용되는 스테이터에 코일을 와인딩하는 것으로서, 본 발명의 실시예에서 스테이터의 와인딩 조건은 와인딩중에는 코일 장력이 풀리면 안되고, 코일 절단없이 한번에 12개의 모든 스테이터 코어(10)를 코일 감는 순번대로 와인딩할 수 있어야 한다. 또한, 지나가는 선과 3상선 및 중성선은 한면에 위치해야 하고, U-V-W끼리는 인접한 곳에서 나와야 한다.
그에 따라, U(1, 2, 7, 8)-V(3, 4, 9, 10)-W(5, 6, 11, 12)로 한다.
이에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 스테이터의 결선 상태는 도 19와 같을 수 있다.
여기서, 스테이터(10 ; 도 2 참조)의 12개의 스테이터 코어(11)를 왼쪽에서부터 오른쪽으로 가면서 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12번 스테이터 코어라고 하였을 경우, 각각의 스테이터 코어에 대한 코일 감는 순번 및 코일 감는 방향을 포함하는 권선 시퀀스는 도 20에서와 같다.
즉, 1번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 2이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 2번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 1이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. 3번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 12이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 4번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 11이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. 5번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 7이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. 6번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 8이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 7번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 4이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. 8번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 3이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 9번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 10이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다. 10번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 9이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 11번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 5이고 코일 감는 방향은 반시계방향(CCW)이다. 12번 스테이터 코어의 코일 감는 순번은 6이고 코일 감는 방향은 시계방향(CW)이다.
상술한 바와 같은 권선 시퀀스는 제어부(500)에 미리 저장된다.
한편, 상술한 바와 같은 권선 시퀀스에 의해 12개의 스테이터 코어에 코일이 와인딩된 후의 스테이터 코어의 극성을 살펴보면 하기의 표 1과 같을 수 있다.
U-V N S N S - - S N S N - -
U-W N S - - S N S N - - N S
W-V - - N S N S - - S N S N
물론, 필요에 따라서는 상술한 각각의 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반대로 하는 것을 고려해 볼 수 있다. 즉, 1번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 2번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 하고, 3번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 4번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 하고, 5번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 하고, 6번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 7번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 하고, 8번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 9번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 하고, 10번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 11번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 시계방향(CW)으로 하고, 12번 스테이터 코어의 코일 감는 방향을 반시계방향(CCW)으로 할 수 있다. 이 경우, 각각의 스테이터 코어의 코일 감는 순번에 대해서도 장력이 풀리지 않도록 고려해 보아야 할 것이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 코일 권선 장치에 채용되는 권선 시퀀스 구성 원리를 설명하기 위한 도면이다.
만약, 도 21에서 왼쪽 그림과 같이 1번의 스테이터 코어부터 와인딩을 하고 나서 2번 스테이터 코어를 감은 후에 4번 스테이터 코어를 와인딩해야 한다고 가정하면, 코일이 3번 스테이터 코어에 직접 닿은 채로 4번 스테이터 코어에게로 갈 것이다.
즉, 코일 감는 순번이 되지 않았음에도 불구하고 3번 스테이터 코어에는 코일이 닿은 채로 지나가므로 감는 모양에서도 다른 스테이터 코어와 차이날 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 도 21의 오른쪽 그림과 같이 2번 스테이터 코어부터 와인딩을 시작한다. 2번 스테이터 코어부터 와인딩을 시작하게 되면 1번 스테이터 코어를 감은 후에 4번 스테이터 코어를 와인딩하고자 하는 경우 3번 스테이터 코어에 코일이 닿지 않게 된다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 권선 시퀀스에 따른 권선이 행해지는 경우 장력이 유지됨을 설명하기 위한 도면이다.
도 22의 (a)에서와 같이 2번 스테이터 코어를 와인딩하고 나서 1번 스테이터 코어를 와인딩한 후에 7번 스테이터 코어를 시계방향(CW)으로 감게 되면 장력이 풀리게 된다.
이와 다르게, 도 22의 (b)에서와 같이 2번 스테이터 코어를 와인딩하고 나서 1번 스테이터 코어를 와인딩한 후에 8번 스테이터 코어를 반시계방향(CCW)으로 감으면 장력이 유지됨을 알 수 있다.
따라서, U상의 경우 2번 스테이터 코어(CW) -> 1번 스테이터 코어(CCW) -> 8번 스테이터 코어(CCW) -> 7번 스테이터 코어(CW)의 순서로 와인딩을 하면 장력이 유지되면서 와인딩을 할 수 있게 된다.
그에 따라, 다른 V상(3, 4, 9, 10) 및 W상(5, 6, 11, 12)의 경우에도 상술한 권선 시퀀스를 따르게 되면 장력을 유지하면서 코일을 와인딩할 수 있다. 즉, V상은 10번 스테이터 코어(CCW) -> 9번 스테이터 코어(CW) -> 4번 스테이터 코어(CW) -> 3번 스테이터 코어(CCW)의 순서로 와인딩을 하면 장력이 유지되면서 와인딩을 할 수 있게 된다. W상은 11번 스테이터 코어(CCW) -> 12번 스테이터 코어(CW) -> 5번 스테이터 코어(CW) -> 6번 스테이터 코어(CCW)의 순서로 와인딩을 하면 장력이 유지되면서 와인딩을 할 수 있게 된다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (19)

  1. 다수의 스테이터 코어를 포함하는 직선 형태의 스테이터를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송시키는 스테이터 이송부;
    상기 이송된 스테이터에 대한 코일 권선을 가이드해주는 와인딩 가이드부;
    상기 스테이터에 코일을 권선하는 와인딩부;
    상기 스테이터에 권선되는 코일의 장력을 조절하는 장력 조절부; 및
    기설정된 권선 시퀀스에 근거하여 상기 스테이터에 3상 Y결선 방식의 코일 권선이 이루어지도록 상기 스테이터 이송부와 상기 와인딩 가이드부 및 상기 와인딩부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 와인딩 가이드부는, 상기 스테이터의 상부에서 상기 스테이터와는 이격되게 상기 스테이터 이송부에 설치되되 이동축이 하방향을 향하도록 설치된 가이드 구동부, 상기 와인딩부에서 상기 스테이터의 어느 한 스테이터 코일에 대한 코일 권선시 코일이 다른 스테이터 코어에 걸리지 않도록 가이드해 주는 가이드 부재, 상기 가이드 부재와 연결되어 상기 가이드 부재의 회전을 담당하는 가이드 부재 회전축, 및 상기 이동축의 하부 끝단에 설치되어 상기 이동축의 승강운동에 따라 승강하며 상기 가이드 부재의 열림 상태 유지 및 닫힘 상태 유지를 담당하는 가이드 잠금부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 구동부는 공압 실린더로 구성되는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 부재는 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 잠금부는, 상기 가이드 부재의 열림 상태에서는 열림 상태를 유지하게 하고 상기 가이드 부재의 닫힘 상태에서는 닫힘 상태를 유지하게 하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가이드 잠금부에는 상기 스토퍼가 이동하게 되는 이동 공간부가 형성된 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 이동 공간부의 중앙부는 만곡된 형상으로 형성되고, 상기 이동 공간부의 최상부 및 최하부는 상기 중앙부의 곡률 반경과는 상이한 곡률 반경으로 형성된 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 스토퍼는,
    상기 이동 공간부의 최하부에 위치하게 되면 상기 가이드 부재가 더 이상 올라가는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 스토퍼는,
    상기 이동 공간부의 최상부에 위치하게 되면 상기 가이드 부재의 열림을 방지하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  9. 다수의 스테이터 코어를 포함하는 직선 형태의 스테이터를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송시키는 스테이터 이송부;
    상기 이송된 스테이터에 대한 코일 권선을 가이드해주는 와인딩 가이드부;
    상기 스테이터에 코일을 권선하는 와인딩부;
    상기 스테이터에 권선되는 코일의 장력을 조절하는 장력 조절부; 및
    기설정된 권선 시퀀스에 근거하여 상기 스테이터에 3상 Y결선 방식의 코일 권선이 이루어지도록 상기 스테이터 이송부와 상기 와인딩 가이드부 및 상기 와인딩부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 와인딩부는, 상기 스테이터와는 이격되게 X축 방향으로 설치된 회전축, 상기 회전축에 고정설치되되 끝단부에 코일이 나오는 노즐이 형성된 회전암, 상기 회전축의 내부에서 X축 방향으로 이동하는 이동축, 상기 이동축을 X축 방향으로 이동시키는 이동 스크류, 상기 회전축을 회전시키는 힘을 발생하는 제 3 모터, 상기 이동축을 이동시키는 힘을 발생하는 제 4 모터, 상기 회전축에게 회전력을 전달하는 회전력 전달부, 상기 이동축에게 이동력을 전달하는 이동력 전달부, 및 상기 스테이터에 코일이 권선되도록 유도하는 권선 유도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 회전축 및 상기 이동축의 내부로 상기 코일이 유입되고, 상기 유입된 코일은 상기 회전축에 형성시킨 구멍을 통해 빠져 나와 상기 회전암으로 유입되는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 회전암에는 코일 가이드 홈이 형성되고, 상기 회전암에 유입된 코일은 상기 코일 가이드 홈을 통해 상기 노즐 내부를 관통하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 코일 가이드 홈에서 상기 코일이 처음으로 유입되는 부위에는 아이들러가 설치된 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 노즐의 끝단부에는 아이들러가 설치된 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 회전력 전달부는,
    상기 제 3 모터의 모터축에 설치된 제 5 풀리, 상기 회전축에 설치된 제 6 풀리, 상기 제 5 풀리와 상기 제 6 풀리에 감겨진 고무 벨트, 상기 제 6 풀리와 이격되게 상기 회전축에 설치된 제 7 풀리, 상기 제 7 풀리와 이격되게 상기 회전축에 설치된 제 8 풀리, 상기 제 7 풀리와 상기 제 8 풀리 사이에서 상기 회전축에 고정되게 설치된 풀리 연결구, 상기 풀리 연결구의 양측단에 각각 설치된 제 9 및 제 10 풀리, 상기 제 7 풀리와 상기 제 9 풀리에 감겨진 고무 벨트, 및 상기 제 8 풀리(350)와 상기 제 10 풀리에 감겨진 고무 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 이동력 전달부는,
    상기 제 4 모터의 모터축에 설치된 풀리와 고무 벨트를 통해 연결되되 상기 이동 스크류의 일단에 설치된 제 11 풀리, 상기 이동 스크류에 치합된 이동 치합구, 상기 이동 스크류와는 이격되게 X축 방향으로 고정설치된 슬라이딩 가이드, 및 상기 이동축의 일측 및 상기 이동 치합구에 고정되고 상기 슬라이딩 가이드에 슬라이딩가능하게 연결되어 상기 슬라이딩 가이드를 따라 X축 방향으로 이동하는 이동축 이동구를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 권선 유도부는,
    상기 회전축의 일측부의 무회전의 고정부에 지지대를 매개로 설치된 슬라이딩 가이드, 상기 슬라이딩 가이드를 따라 X축 방향으로 이동하되 일단이 상기 이동축의 끝단부에 연결된 슬라이딩부, 및 상기 슬라이딩부의 타단에 설치되되 상기 노즐로부터의 코일이 상기 스테이터에 권선되게 하는 유도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 이동축의 끝단부는,
    상기 이동축이 X축 방향으로 움직임에 따라 상기 회전축의 내부에서 상기 고정부를 관통하여 X축 방향으로 운동하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 유도부는,
    상기 스테이터를 대향하되 상기 스테이터에 가까운 측면의 길이가 상기 스테이터에 먼 측면의 길이보다 짧고, 상측면과 하측면은 라운드진 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 유도부에서 상기 스테이터에 가까운 측면에는 상기 스테이터 코어가 삽입될 수 있는 삽입 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 스테이터 코일 권선 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113595347A (zh) * 2021-08-02 2021-11-02 江苏聚磁电驱动科技有限公司 用于电机的单线无三相并接断头绕线工艺及其应用的电机
CN115664141A (zh) * 2022-11-02 2023-01-31 东莞市国梦电机有限公司 一种无刷电机线圈缠绕装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116206890B (zh) * 2023-04-23 2023-08-01 无锡华德电子科技有限公司 微型变压器线圈多角度自动绕线装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10191601A (ja) * 1996-12-25 1998-07-21 Hitachi Ltd 電気巻線の巻回装置
JP3266538B2 (ja) * 1997-03-14 2002-03-18 日特エンジニアリング株式会社 巻線装置
US6419181B1 (en) * 1998-12-15 2002-07-16 Axis Usa, Inc. Flyer winders for dynamo-electric machine components
JP2001119885A (ja) * 1999-10-21 2001-04-27 Mitsubishi Electric Corp ３相電動機の固定子および３相電動機の固定子の製造装置
JP3451053B2 (ja) * 2000-04-13 2003-09-29 日特エンジニアリング株式会社 巻線方法および巻線装置
JP4409751B2 (ja) * 2000-11-22 2010-02-03 株式会社東芝 巻き線装置及び巻き線方法
JP3891401B2 (ja) * 2001-08-20 2007-03-14 三菱電機株式会社 巻線装置
ITTO20070436A1 (it) * 2007-06-18 2008-12-19 Atop Spa "apparecchio e procedimento per avvolgere ed inserire bobine in nuclei di macchine dinamoelettriche"
CN102270907B (zh) * 2010-06-02 2013-11-20 日特机械工程株式会社 绕线装置
JP5481279B2 (ja) * 2010-06-07 2014-04-23 株式会社日立製作所 回転電機とその製造方法
JP6232238B2 (ja) * 2012-10-30 2017-11-15 日本電産マシナリー株式会社 巻線装置および巻線方法
CN103346648A (zh) * 2013-07-18 2013-10-09 李宗智 电机定子的自动绕线装置
CN203562907U (zh) * 2013-11-22 2014-04-23 深圳市金岷江机电设备有限公司 舌片、支耳、开合机构、定子绕线模具及定子绕线机
CN105845434B (zh) * 2016-01-25 2017-07-21 徐祥来 封闭磁芯绕线装置及绕线机
CN109075674A (zh) * 2016-04-27 2018-12-21 Smz卷轴和装配技术股份公司 缠绕机
JP6877197B2 (ja) * 2017-03-13 2021-05-26 三菱電機株式会社 巻線装置及びステータの製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113595347A (zh) * 2021-08-02 2021-11-02 江苏聚磁电驱动科技有限公司 用于电机的单线无三相并接断头绕线工艺及其应用的电机
CN113595347B (zh) * 2021-08-02 2023-01-17 江苏聚磁电驱动科技有限公司 用于电机的单线无三相并接断头绕线工艺及其应用的电机
CN115664141A (zh) * 2022-11-02 2023-01-31 东莞市国梦电机有限公司 一种无刷电机线圈缠绕装置
CN115664141B (zh) * 2022-11-02 2023-08-08 东莞市国梦电机有限公司 一种无刷电机线圈缠绕装置

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