WO2022220310A1 - 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치 - Google Patents

코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치 Download PDF

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WO2022220310A1
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coil
wound
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guide
forming
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PCT/KR2021/004552
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김동섭
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앨프기계 주식회사
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    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a coil winding insertion device for a motor stator having a coil expansion guide, and more particularly, to a bobbin (wound coil) by reducing a load applied in a process of inserting a wound coil into a slot of a stator core. It relates to a coil winding insertion device for a motor stator that improves the insertion rate.
  • a motor is a device that obtains rotational force by converting electrical energy into mechanical energy, and is widely used not only in home electronic products but also in electric vehicle devices and industrial devices. Looking at an example in which such a motor is used in home electronic products, it is widely used in compressors, washing machines, cleaners, etc. provided to reduce refrigerant to liquid inside air conditioners or refrigerators, etc. In particular, in recent years, hybrid vehicles and electric It is a self-evident fact that it is widely used in automobiles.
  • Such a motor consists of a stator in which a coil is wound and a rotor rotatably installed with a gap in the stator as main components.
  • the method of winding the coil on the stator is a method of winding directly on the stator and a method of first winding the coil in a certain form and inserting it into a plurality of teeth formed in the stator. In the case of large motors, several strands are wound at the same time.
  • Such a method of winding the coil is usually wound by a coil winding machine that is widely used.
  • the coil winding machine is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 2010-0050266, and although the shape is slightly different depending on the type, a coil winding machine having a similar shape is widely used, so a separate description thereof will be omitted. .
  • twisting of the coil can be prevented in the process of being drawn out from the take-up roll, but since a conventional winding machine winds the coil while rotating through the pliers, several coils are formed after passing through the first guide plate. There was a disadvantage in that it was not possible to prevent the phenomenon from being twisted with each other.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, lowering the insertion load generated when the coil wound in the slot of the stator is inserted, and reducing the pressure generated in a specific part during the forming and expansion work after the insertion process
  • An object of the present invention is to provide a coil winding inserting device for a motor stator that dramatically reduces defects such as film damage and disconnection occurring in the coil film by lowering it.
  • a stator core having a plurality of slots into which the wound coil is inserted;
  • a coil insertion tool having a plurality of round-bar-shaped blades having a predetermined length radially with respect to the center of the axis, and a coil wound between the blades is seated;
  • a coil insertion pusher provided on one side of the coil insertion tool and configured to move the coil insertion tool to an inner diameter portion of the stator core to transport the wound coil into a predetermined slot;
  • an insertion guide guide provided in the coil insertion tool and guiding insertion of the wound coil into a predetermined slot while being conveyed by the pressing of the coil insertion pusher;
  • a coil expansion tool provided on one side of the coil insertion tool and forming by expanding the wound coil in the outer diameter direction of the stator core by pressing the inserted 'wound coil' in one direction.
  • the coil expansion guide is pressed to the inner diameter side of the wound coil inserted into the slot of the stator to form the wound coil into a predetermined shape when moving, and to prevent film damage or coil disconnection occurring on the wound coil during forming characterized in that
  • the tube expansion tool is inserted to a predetermined depth of the inner diameter of the stator core and presses the wound coil in the outer diameter direction to form and expand the outer shape of the wound coil, and is provided at an end of the forming cam, and the winding
  • the forming cam is inserted to a position determined by the inner diameter of the stator core, and the wound coil is formed into a predetermined shape according to the shape of the forming unit formed in the coil expansion guide, and the shape of the forming unit is to work It is characterized in that it is selectively provided for each shape of the product.
  • the forming unit is characterized in that the curvature corresponding to the size and shape of the wound coil is selectively provided to prevent damage to the coating of the coil or the coil disconnection during the pipe expansion operation.
  • the coil expansion guide is characterized in that the shape of the forming part is selectively provided for each shape of the product, and can be selectively detached according to the product to be worked.
  • the coil is wound and seated on the coil insertion tool, the coil insertion pusher rises and the wound coil is inserted according to the insertion guide located in a predetermined slot of the stator, and the motor unit It provides a coil winding insertion device for a motor stator having a coil expansion guide, characterized in that by controlling the coil expansion tool to expand and form the wound coil.
  • the wound coil insertion rate is improved, and the loss of the coil and the film is reduced. will bring about a technological effect.
  • the motor unit 530 is fixedly operated (only as long as the operating distance is constantly operated), and the coil expansion guide 520 is also configured to have a constant shape.
  • the working distance and shape can be adjusted according to the variable design of the motor unit 530 , the coil expansion guide 520 , and the forming cam 510 , and accordingly, the product (stator and wound winding). The quality of the coil assembly, etc.) can be significantly improved.
  • FIG. 1 to 9 are views showing the configuration of main parts of a coil winding insertion device for a motor stator having a coil expansion guide according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 to 9 are views showing the configuration of main parts of a coil winding insertion device for a motor stator having a coil expansion guide according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 to 5 are views showing the upper jig of the coil winding insertion device for a motor stator having a coil expansion guide according to an embodiment of the present invention.
  • 8 and 9 are views showing a lower jig of the coil winding insertion device for a motor stator having a coil expansion guide according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 it is a table of loads applied to the upper and lower portions of the slots of the stator core according to the conventional wound coil insertion method. According to this, even when the insertion rate is 70%, it can be confirmed that the load applied to the upper part of the slot exceeds the maximum value of the load that causes damage to the coil film.
  • the stator core 10 having a plurality of slots 100 into which the wound coil 220 is inserted.
  • a coil insertion tool 20 in which a plurality of round bar-shaped blades 210 having a predetermined length are provided radially with respect to the center of the axis, and the wound coil 220 wound between the blades 210 is seated; It is provided on one side of the coil insertion tool 20 , and moves the coil insertion tool 20 to the inner diameter of the stator core 10 to transfer the wound coil 220 into a predetermined slot 100 .
  • the coil expansion guide 520 presses the wound coil 220 into a predetermined shape when it is moved by pressing toward the inner diameter side of the wound coil 220 inserted into the slot 100 of the stator to have a predetermined shape and volume. It performs a furnace forming operation, and serves to prevent film damage or coil disconnection occurring in the coil 220 wound during forming.
  • the stator core 10 is provided by punching a steel plate having a predetermined thickness in a circle having a predetermined inner diameter and outer diameter, and is provided by stacking a steel plate having a predetermined thickness.
  • the stator core 10 is provided in a substantially trapezoidal shape with respect to the axial center, and a plurality of slots 100 in which the wound coil 220 is seated are radially provided.
  • an insulator in the form of a film having an insulating property is interposed between the slot 100 and the wound coil 220 to insulate the stator core 10 from the coil, and when the wound coil 220 is inserted It prevents damage to the coil coating that may occur due to friction.
  • the coil insertion tool 20 is provided with a plurality of round bar-shaped blades 210 having a predetermined length radially with respect to the center of the axis, and each blade 210 has a substantially circular cross section.
  • the winding machine performs the operation of making the wound coil 220 by winding the required number of turns as much as the input number of turns. At this time, the winding machine performs a winding operation to make the wound coil 220 by reciprocating the coil between the blades 210 having a predetermined separation distance.
  • the plurality of wound coils 220 are temporarily seated and stored in the coil insertion tool 20 , and after the coil insertion tool 20 moves toward the inner diameter of the stator core 10 , A series of operations to be inserted into the predetermined slot 100 is performed.
  • the coil insertion tool 20 is provided to substantially correspond to the size of the inner diameter of the stator core 10 and has a cylindrical shape having a predetermined length.
  • a coil insertion pusher 30 for transferring the core insertion tool into the stator core 10 is provided on one side of the coil insertion tool 20 .
  • the coil insertion pusher 30 is generally operated in combination with a hydraulic or pneumatic device, but it is preferable to control it through a precise step-by-step operation in combination with a motor and a speed reducer.
  • the coil insertion tool 20 is moved to the inner diameter of the stator, and then a predetermined speed and pressure are applied step by step. Through this, the surface of the wound coil 220 is not damaged and the load is not concentrated on a specific part.
  • an insertion guide guide 40 provided in the coil insertion tool 20 and guiding the insertion of the wound coil 220 into a predetermined slot 100 while being transferred by the pressure of the coil insertion pusher 30 . ) is provided.
  • the insertion guide guide 40 is positioned at both ends of a predetermined slot 100 into which the wound coil 220 is inserted, and serves to guide the wound coil 220 to be accurately inserted into the predetermined slot 100 .
  • the coil insertion tool 20 and the insertion guide 40 are driven by the coil insertion pusher 30 to move the wound coil 220 to the inner diameter of the stator core 10 inside the predetermined slot 100 . Inserting into .
  • a pipe tool 50 is further provided on one side of the coil insertion tool 20, by pressing the inserted wound coil 220 in one direction to expand the wound coil 220 in the outer diameter direction of the stator core 10 to form a coil expansion.
  • the expansion tool is provided at the end of the forming cam 510 and the forming cam 510, which is inserted to a predetermined depth of the inner diameter of the stator core 10 and expands the wound coil 220 in the outer diameter direction. , is provided, including a coil expansion guide 520, a tube expansion forming portion 521 having a predetermined curvature in a portion in contact with the inner diameter portion of the wound coil 220.
  • the coil expansion guide 520 is pressed toward the inner diameter side of the wound coil 220 inserted in the slot 100 of the stator to form the wound coil 220 into a predetermined shape when moving. , it is characterized in that it prevents film damage or coil disconnection occurring in the wound coil 220 during forming.
  • the expansion tool is inserted to a predetermined depth of the inner diameter of the stator core 10 and pressurizes the wound coil 220 in the outer diameter direction to form and expand the outer shape of the wound coil.
  • the coil expansion guide 520 and the forming cam 510 are provided at an end of the forming cam 510 and have a predetermined curvature in a portion in contact with the inner diameter of the wound coil 220 .
  • ) is provided on one side and preferably includes a motor unit 530 for controlling the amount of pipe expansion by controlling the operation stroke of the forming cam 510 .
  • the forming cam 510 is inserted up to a position determined by the inner diameter of the stator core 10 according to the driving of the motor unit 530, and the forming unit 521 formed in the coil expansion guide.
  • the coil 220 wound according to the shape is formed into a predetermined shape, and the shape of the forming part 521 is selectively provided for each shape of the product to be worked.
  • the forming part 521 is selectively provided with a corresponding curvature according to the size and shape of the wound coil 220, so as to prevent damage to the coating of the coil or coil breakage during the expansion operation. do.
  • the coil expansion guide is characterized in that the shape of the forming part 521 is selectively provided for each shape of the product, and can be selectively detached according to the product to be worked.
  • the coil winding inserting device for a motor stator having a coil expansion guide having the above configuration, first, a coil is wound and seated on the coil inserting tool 20, and the coil inserting pusher 30 rises to a predetermined position of the stator. In accordance with the insertion guide 40 located in the slot 100 of the wound coil is inserted and fixed is performed.
  • the motor unit 530 controls the coil expanding tool 50 to expand and form the wound coil 220 .
  • the lead wire is arranged and the coil forming process of forming the shape of the wound coil 220 and In order to maintain the aligned state of the molded wound coil 220, a lacing process and a process of inspecting various electrical characteristics are performed.
  • the coil winding insertion device for a motor stator having a coil expansion guide according to an embodiment of the present invention is used, the coil 220 wound on the upper part of the stator core 10 is slotted in comparison with FIG. 1 . It can be seen that the load when inserted with (100) is reduced below the reference value.
  • the load size applied in the process of inserting the wound coil 220 into the slot 100 of the stator core 10 is reduced to improve the wound coil insertion rate and , it brings an epochal effect of reducing the loss of the coil and the film.

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Abstract

본 발명은, 권선된 코일이 삽입되는 슬롯이 다수개 구비되는 고정자 코어; 블레이드가 다수개 구비되고, 상기 블레이드 사이에 권선된 코일이 안착되는 코일 삽입툴; 상기 상기 코일 삽입툴을 고정자 코어의 내경부로 이동시켜서 권선된 코일을 소정의 슬롯 내부로 이송시키는 코일 삽입밀대; 상기 코일 삽입밀대의 가압에 의해 이송하면서 권선된 코일이 소정의 슬롯내로의 삽입을 안내하는 삽입 안내가이드; 삽입된 권선된 코일을 일방향에서 가압하여 권선된 코일을 고정자 코어의 외경방향으로 확관하여 포밍하는 코일 확관툴을 포함하여 구성되고, 상기 확관툴에는, 상기 고정자 코어의 내경의 소정의 깊이까지 삽입되어 권선된 코일을 외경방향으로 확관시키는 포밍캠과, 상기 권선된 코일의 내경부와 접하는 부분에 소정의 곡률을 가진 확관 포밍부를 코일 확관 가이드를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치에 관한 것이다.

Description

코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치
본 발명은 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 권선된 코일을 고정자 코어의 슬롯으로 삽입하는 공정에서 가해지는 부하 크기를 감소시켜서 보빈(권선된 코일) 삽입율을 향상시키는 모터 고정자용 코일권선 삽입장치에 관한 것이다.
일반적으로, 모터라 함은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품 뿐만 아니라 전기 자동차용 기기 및 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다. 이러한, 모터가 가정용 전자제품에 사용되는 예를 보면, 에어컨이나 냉장고와 같은 냉방기기 내부에 냉매를 액상으로 환원시키기 위해 구비되는 컴프레샤나, 세탁기, 청소기 등에 널리 사용되고 있고, 특히 근래에는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차에 널리 사용되고 있는 것은 자명한 사실이다.
이러한 모터는 코일이 권취된 스테이터(stator)와 상기 스테이터에 공극을 두고서 회전 가능하게 설치되는 로터(rotor)가 주요 구성요소로 이루어진다.
이때, 상기 스테이터에 코일을 감는 방법은 스테이터에 직접 감는 방식과 일정 형태로 먼저 코일을 감아서 스테이터에 형성된 다수의 투스(tooth)에 삽입시키는 방식이 사용되고 있으며, 코일 또한 한 가닥이 감길 수도 있으나, 대형 모터의 경우에는 여러 가닥을 동시에 감는 것도 있다.
이러한, 코일을 감는 방식은 통상 널리 사용되고 있는 코일 와인딩기에 의해서 감기게 된다. 예컨대, 상기 코일 와인딩기는 대한민국특허공개번호 제2010-0050266호에 개시되어 있으며, 그 형태는 종류에 따라 약간의 차이는 있지만 유사한 형태의 코일 와인딩기가 널리 사용되고 있으므로 이에 대해서는 별도의 상술은 생략하기로 한다.
한편, 여러 가닥의 코일을 동시에 감게 되는 구성의 경우 여러 가닥이 공급되는 인출 과정에서 서로 꼬이거나 텐션력이 유지되지 못해 모터 제조 특히, 자동으로 모터를 제조하는 공정에서 작업의 효율성이 많이 떨어지는 단점이 있었는데, 이를 해결하고자 종래에도 여러 가닥의 코일을 동시에 공급할 수 있도록 한 꼬임 방지장치가 제안되어 있다. 즉, 대한민국특허등록번호 제0732373호가 그 대표적인 것으로, 이 공보를 참조로 하면, 코일이 개별적으로 통과할 수 있는 구멍을 가지는 제1가이드판에 의해서 여러 가닥의 코일을 개별적으로 인출하여 꼬임을 방지하는데 그 목적이 있다. 물론, 이 종래의 방식에 의하면 권취롤에서 인출되는 과정에서 코일의 꼬임을 방지할 수 있으나, 통상의 와인딩기는 플라이어를 매개로 회전되면서 코일을 감게 되므로 제1가이드판을 통과한 후 여러 가닥의 코일이 서로 꼬이는 현상을 방지하지 못하는 단점이 있었다.
즉, 각 권취롤은 제자리에 구비된 상태이고 와인딩기의 플라이어는 회전 작동하게 되므로 제1가이드판을 통과한 후 플라이어가 몇 회전 하게 되면 제1가이드판과 플라이어 사이에 위치하고 있는 코일이 서로 꼬이는 현상이 발생되는 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고정자의 해당 슬롯에 권취된 코일 삽입시에 발생하는 삽입부하를 낮춰주고, 삽입 공정 후 포밍 및 확관작업시에 특정부위에 발생하는 압력을 낮추어서 코일 피막에 발생하는 피막 손상 및 단선 등의 불량을 획기적으로 저감시키는 모터 고정자용 코일권선 삽입장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 실시 예에서는, 모터 고정자용 코일권선 삽입장치의 구성에 있어서, 권선된 코일이 삽입되는 슬롯이 다수개 구비되는 고정자 코어; 소정의 길이를 가진 환봉형상의 블레이드가 축중심에 대해서 방사상의 다수개 구비되고, 상기 블레이드 사이에 권선된 코일이 안착되는 코일 삽입툴; 상기 코일 삽입툴의 일측에 구비되고, 상기 코일 삽입툴을 고정자 코어의 내경부로 이동시켜서 권선된 코일을 소정의 슬롯 내부로 이송시키는 코일 삽입밀대; 상기 코일 삽입툴 내에 구비되고, 상기 코일 삽입밀대의 가압에 의해 이송하면서 권선된 코일이 소정의 슬롯 내로의 삽입을 안내하는 삽입 안내가이드; 상기 코일 삽입툴의 일측에 구비되고, 삽입된 '권선된 코일'을 일방향에서 가압하여 권선된 코일을 고정자 코어의 외경방향으로 확관하여 포밍하는 코일 확관툴;을 포함하여 구성되고, 상기 확관툴에는, 상기 고정자 코어의 내경의 소정의 깊이까지 삽입되어 권선된 코일을 외경방향으로 확관시키는 포밍캠과, 상기 포밍캠의 단부에 구비되고, 상기 권선된 코일의 내경부와 접하는 부분에 소정의 곡률을 가진 확관 포밍부를 코일 확관가이드를 포함하여 구비된다.
이때, 상기 코일 확관가이드는 고정자의 슬롯에 삽입된 권선된 코일의 내경부측으로 가압하여 이동시 권선된 코일을 소정의 형상으로 포밍하고, 포밍시 권선된 코일에 발생하는 피막 손상 또는 코일 단선을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 확관툴은, 상기 고정자 코어의 내경의 소정의 깊이까지 삽입되어 권선된 코일을 외경방향으로 가압하여 권선된 코일의 외형을 포밍하고 확관시키는 포밍캠, 상기 포밍캠의 단부에 구비되고, 상기 권선된 코일의 내경부와 접하는 부분에 소정의 곡률을 가진 확관 포밍부를 코일 확관가이드, 상기 포밍캠의 일측에 구비되어 상기 포밍캠의 동작 스트로크를 제어하여 확관량을 제어하는 모터부를 포함하여 구비되고, 상기 모터부의 구동에 따라 상기 포밍캠이 고정자 코어의 내경으로 정해진 위치까지 삽입되고, 상기 코일확관 가이드에 형성된 포밍부의 형상에 따라 권선된 코일이 소정의 형상으로 포밍되고, 상기 포밍부의 형상은 작업하는 제품의 형상별로 선택적으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 포밍부는, 권선된 코일의 크기와 형상에 따라 대응하는 곡률이 선택적으로 구비되어, 확관작업시에 코일의 피막 손상 또는 코일 단선을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 코일확관 가이드는, 제품의 형상별로 포밍부의 형상은 선택적으로 구비되고, 작업하는 제품에 맞춰서 선택적으로 탈착이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 이용하여, 상기 코일 삽입툴에 코일이 권취되어 안착되고, 상기 코일 삽입밀대가 상승하여 고정자의 소정의 슬롯에 위치하는 삽입 안내가이드에 따라서 권취된 코일이 삽입되고, 상기 모터부가 코일 확관툴을 제어하여 권선된 코일을 확관 및 포밍하는 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 구성에 의할 때, 권선된 코일을 고정자 코어의 슬롯으로 삽입하는 공정에서 가해지는 부하 크기를 감소시켜서 권선된 코일 삽입율을 향상시키고, 코일 및 피막의 손실을 저감시키는 획기적인 효과를 가져오게 된다.
고정자의 해당 슬롯에 권선된 코일 삽입시에 발생하는 삽입부하를 낮춰주고, 삽입 공정 후 포밍 및 확관작업시에 특정부위에 발생하는 압력을 낮추어서 코일 피막에 발생하는 피막 손상 및 단선 등의 불량을 획기적으로 저감시키는 이점을 기대할 수 있다.
종래 장치는 모터부(530)를 고정 작동하며(작동거리 만큼만 항상 일정하게 작동), 코일 확관가이드(520) 역시 일정한 형상을 가지도록 구성된다. 이에 비해 본 발명의 실시 예에서는, 모터부(530), 코일 확관 가이드(520), 포밍캠(510)의 가변 설계에 따라, 작동 거리 및 형상을 조정할 수 있으며, 이에 따라 제품(고정자와 권선된 코일의 결합체 등)의 품질을 현저하게 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 9는 본 발명의 실시 예에 따른 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1 내지 9는 본 발명의 실시 예에 따른 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치의 상부 지그를 나타낸 도면이다. 도 8 및 9는 본 발명의 실시 예에 따른 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치의 하부 지그를 나타낸 도면이다.
도 1을 살펴보면, 기존의 권선된 코일 삽입방식에 따른 고정자 코어의 슬롯의 상부 및 하부에 가해지는 부하에 대한 표이다. 이에 의하면 삽입율이 70%인 경우에도 슬롯의 상부에 가해지는 부하가 코일 피막의 손상을 가져오는 부하의 최대치를 넘어서는 것을 확인할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 모터 고정자용 코일권선 삽입장치의 구성에 있어서, 권선된 코일(220)이 삽입되는 슬롯(100)이 다수개 구비되는 고정자 코어(10); 소정의 길이를 가진 환봉형상의 블레이드(210)가 축중심에 대해서 방사상의 다수개 구비되고, 상기 블레이드(210) 사이에 권취된 권선된 코일(220)이 안착되는 코일 삽입툴(20); 상기 코일 삽입툴(20)의 일측에 구비되고, 상기 코일 삽입툴(20)을 고정자 코어(10)의 내경부로 이동시켜서 권취된 권선된 코일(220)을 소정의 슬롯(100) 내부로 이송시키는 코일 삽입밀대(30); 상기 코일 삽입툴(20) 내에 구비되고, 상기 코일 삽입밀대(30)의 가압에 의해 이송하면서 권선된 코일(220)이 소정의 슬롯(100)내로의 삽입을 안내하는 삽입 안내가이드(40); 상기 코일 삽입툴(20)의 일측에 구비되고, 삽입된 권선된 코일(220)을 일방향에서 가압하여 권선된 코일(220)을 고정자 코어(10)의 외경방향으로 확관하여 포밍하는 코일 확관툴(50);을 포함하여 구성되고, 상기 확관툴에는, 상기 고정자 코어(10)의 내경의 소정의 깊이까지 삽입되어 권선된 코일(220)을 외경방향으로 확관시키는 포밍캠(510)과, 상기 포밍캠(510)의 단부에 구비되고, 상기 권선된 코일(220)의 내경부와 접하는 부분에 소정의 곡률을 가진 확관 포밍부(521)를 코일 확관가이드(520)를 포함하여 구비된다.
이때, 상기 코일 확관가이드(520)는 고정자의 슬롯(100)에 삽입된 권선된 코일(220)의 내경부측으로 가압하여 이동시 권선된 코일(220)을 소정의 형상으로 가압하여 소정의 형상과 부피로 포밍(Forming) 작업을 수행하고, 포밍시 권선된 코일(220)에 발생하는 피막 손상 또는 코일 단선을 방지하는 것을 역할을 수행한다.
한편, 상기 고정자 코어(10)는 소정의 두께를 가진 강판을 소정의 내경과 외경을 가진 원형을 타발작업을 통해서 구비되고, 소정의 두께만큼 적층하여 구비된다.
상기 고정자 코어(10)에는 축중심에 대해서 대략 사다리꼴 형상으로 구비되고, 권선된 코일(220)이 안착되는 슬롯(100)이 방사상으로 다수개 구비된다. 상기 슬롯(100)에는 절연 성질을 가진 필름형태의 인슐레이터가 상기 슬롯(100)과 권선된 코일(220) 사이에 개재되어 고정자 코어(10)와 코일을 절연시키고, 권선된 코일(220) 삽입시 마찰에 의해서 발생가능한 코일 피막의 손상을 방지하게 된다.
한편, 코일 삽입툴(20)은 소정의 길이를 가진 환봉형상의 블레이드(210)가 축중심에 대해서 방사상의 다수개 구비되고, 상기 각 블레이드(210) 단면이 대략 원형으로 구비된다.
와인딩(winding) 머신은 소요되는 코일을 입력된 턴(turn)수만큼 권취하여 권선된 코일(220)을 만드는 작업을 수행한다. 이때, 상기 와인딩 머신은 코일을 소정의 이격거리를 가진 블레이드(210) 사이를 왕복 동작하여 권선된 코일(220)을 만드는 와인딩 작업을 수행하게 된다.
이렇게 와인딩 작업을 마친 다수개의 권선된 코일(220)은 상기 코일 삽입툴(20)에 임시로 안착되어 보관되고, 상기 코일 삽입툴(20)이 고정자 코어(10)의 내경부 측으로 이동한 후, 정해진 슬롯(100) 내부로 삽입되는 일련의 작업이 수행된다.
이때, 권선된 코일(220)을 소정의 슬롯(100) 내부로 삽입하는 고정에서 삽입부하를 최소화하여, 코일 피막의 절연상태를 유지한 채로 좁은 슬롯(100) 내부로 삽입하는 것이 모터의 수명과 구동 효율에 있어서 매우 중요한 고정에 해당한다.
상기 코일 삽입툴(20)은 대략 고정자 코어(10)의 내경 크기와 대응하도록 구비되고, 소정의 길이를 가진 원통형 형상을 가진다. 상기 코일 삽입툴(20)의 일측에는 상기 코어 삽입툴을 고정자 코어(10)의 내부로 이송시키는 코일 삽입밀대(30)가 구비된다.
상기 코일 삽입밀대(30)는 유압 또는 공압기기와 결합하여 동작하는 것이 일반적이나, 모터 및 감속기 등과 결합하여 정밀하여 단계적인 동작을 통하여 제어하는 것이 바람직하다.
상기 코어 삽입툴을 이용하여 슬롯(100) 내부로 권선된 코일(220)을 삽입하는 공정은 우선 코일 삽입툴(20)을 고정자의 내경으로 이동시킨 후, 소정의 속도와 압력을 단계적으로 가하는 작업을 통해서, 권선된 코일(220)의 표면에 손상이 가지 않고, 특정 부위에 부하가 집중되지 않도록 수행되어야 한다.
한편, 상기 코일 삽입툴(20) 내에 구비되고, 상기 코일 삽입밀대(30)의 가압에 의해 이송하면서 권선된 코일(220)이 소정의 슬롯(100)내로의 삽입을 안내하는 삽입 안내가이드(40)가 구비된다.
상기 삽입 안내가이드(40)는, 권선된 코일(220)이 삽입되어는 소정의 슬롯(100)의 양단에 위치하여 권선된 코일(220)이 정해진 슬롯(100)으로 정확하게 삽입되도록 안내하는 역할을 수행하게 된다.
상기 코일 삽입툴(20)과 삽입 안내가이드(40)를 코일 삽입밀대(30)를 구동하여 권취된 권선된 코일(220)을 고정자 코어(10)의 내경부로 이동시켜서 정해진 슬롯(100) 내부로 삽입하는 작업을 수행하게 된다.
한편, 상기 코일 삽입툴(20)의 일측에 구비되고, 삽입된 권선된 코일(220)을 일방향에서 가압하여 권선된 코일(220)을 고정자 코어(10)의 외경방향으로 확관하여 포밍하는 코일 확관툴(50)이 더 구비된다.
상기 확관툴은, 상기 고정자 코어(10)의 내경의 소정의 깊이까지 삽입되어 권선된 코일(220)을 외경방향으로 확관시키는 포밍캠(510)과, 상기 포밍캠(510)의 단부에 구비되고, 상기 권선된 코일(220)의 내경부와 접하는 부분에 소정의 곡률을 가진 확관 포밍부(521)를 코일 확관가이드(520)를 포함하여 구비된다.
이때, 상기 코일 확관가이드(520)는 고정자의 슬롯(100)에 삽입된 권선된 코일(220)의 내경부측으로 가압하여 이동시 권선된 코일(220)을 소정의 형상으로 포밍하는 역할을 수행하게 되고, 포밍시 권선된 코일(220)에 발생하는 피막 손상 또는 코일 단선을 방지하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 확관툴은, 상기 고정자 코어(10)의 내경의 소정의 깊이까지 삽입되어 권선된 코일(220)을 외경방향으로 가압하여 권선된 코일의 외형을 포밍하고 확관시키는 포밍캠(510)과 상기 포밍캠(510)의 단부에 구비되고, 상기 권선된 코일(220)의 내경부와 접하는 부분에 소정의 곡률을 가진 확관 포밍부(521)를 코일 확관가이드(520)와 상기 포밍캠(510)의 일측에 구비되어 상기 포밍캠(510)의 동작 스트로크를 제어하여 확관량을 제어하는 모터부(530)를 포함하여 구비되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에 대해서, 상기 모터부(530)의 구동에 따라 상기 포밍캠(510)이 고정자 코어(10)의 내경으로 정해진 위치까지 삽입되고, 상기 코일확관 가이드에 형성된 포밍부(521)의 형상에 따라 권선된 코일(220)이 소정의 형상으로 포밍되고, 상기 포밍부(521)의 형상은 작업하는 제품의 형상별로 선택적으로 구비된다.
도 6을 살펴보면, 상기 포밍부(521)는 권선된 코일(220)의 크기와 형상에 따라 대응하는 곡률이 선택적으로 구비되어, 확관작업시에 코일의 피막 손상 또는 코일 단선을 방지하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 코일확관 가이드는, 제품의 형상별로 포밍부(521)의 형상은 선택적으로 구비되고, 작업하는 제품에 맞춰서 선택적으로 탈착이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가진 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치는, 우선 상기 코일 삽입툴(20)에 코일이 권취되어 안착되고, 상기 코일 삽입밀대(30)가 상승하여 고정자의 소정의 슬롯(100)에 위치하는 삽입 안내가이드(40)에 따라서 권취된 코일이 삽입되는 고정을 수행하게 된다.
다음으로, 상기 모터부(530)가 코일 확관툴(50)을 제어하여 권선된 코일(220)을 확관 및 포밍하는 작업을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이후 고정으로는, 고정자를 모터 하우징(housing) 또는 프레임에 안전하게 삽입 또는 압입하기 위한 사전단계로, 인출선을 정리하고, 권선된 코일(220)의 형상을 성형하는 코일 포밍(coil forming) 공정 그리고 성형된 권선된 코일(220)의 정렬된 상태를 유지시키기 위해서 레이싱(lacing) 공정 및 각종 전기적 특성을 검사하는 공정을 실시하게 된다.
도 7을 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 의한 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치에 의할 때, 도 1과 비교시 고정자 코어(10) 상부에서 권선된 코일(220)이 슬롯(100)으로 삽입될 때의 부하를 기준치 이하로 감소시키는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 구성에 의할 때, 권선된 코일(220)을 고정자 코어(10)의 슬롯(100)으로 삽입하는 공정에서 가해지는 부하 크기를 감소시켜서 권선된 코일 삽입율을 향상시키고, 코일 및 피막의 손실을 저감시키는 획기적인 효과를 가져오게 된다.

Claims (5)

  1. 모터 고정자용 코일권선 삽입장치의 구성에 있어서,
    권선된 코일이 삽입되는 슬롯이 다수개 구비되는 고정자 코어;
    소정의 길이를 가진 환봉형상의 블레이드가 축중심에 대해서 방사상의 다수개 구비되고, 상기 블레이드 사이에 권선된 코일이 안착되는 코일 삽입툴;
    상기 코일 삽입툴의 일측에 구비되고, 상기 코일 삽입툴을 고정자 코어의 내경부로 이동시켜서 권선된 코일을 소정의 슬롯 내부로 이송시키는 코일 삽입밀대;
    상기 코일 삽입툴 내에 구비되고, 상기 코일 삽입밀대의 가압에 의해 이송하면서 권선된 코일이 소정의 슬롯내로의 삽입을 안내하는 삽입 안내가이드;
    상기 코일 삽입툴의 일측에 구비되고, 삽입된 권선된 코일을 일방향에서 가압하여 권선된 코일을 고정자 코어의 외경방향으로 확관하여 포밍하는 코일 확관툴;을 포함하여 구성되고,
    상기 확관툴에는,
    상기 고정자 코어의 내경의 소정의 깊이까지 삽입되어 권선된 코일을 외경방향으로 확관시키는 포밍캠과,
    상기 포밍캠의 단부에 구비되고, 상기 권선된 코일의 내경부와 접하는 부분에 소정의 곡률을 가진 확관 포밍부를 코일 확관가이드를 포함하여 구비되고,
    상기 코일 확관가이드는 고정자의 슬롯에 삽입된 권선된 코일의 내경부측으로 가압하여 이동시 권선된 코일을 소정의 형상으로 포밍하고, 포밍시 권선된 코일에 발생하는 피막 손상 또는 코일 단선을 방지하는 것을 특징으로 하는 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확관툴은,
    상기 고정자 코어의 내경의 소정의 깊이까지 삽입되어 권선된 코일을 외경방향으로 가압하여 권선된 코일의 외형을 포밍하고 확관시키는 포밍캠,
    상기 포밍캠의 단부에 구비되고, 상기 권선된 코일의 내경부와 접하는 부분에 소정의 곡률을 가진 확관 포밍부를 코일 확관가이드,
    상기 포밍캠의 일측에 구비되어 상기 포밍캠의 동작 스트로크를 제어하여 확관량을 제어하는 모터부를 포함하여 구비되고,
    상기 모터부의 구동에 따라 상기 포밍캠이 고정자 코어의 내경으로 정해진 위치까지 삽입되고, 상기 코일확관 가이드에 형성된 포밍부의 형상에 따라 권선된 코일이 소정의 형상으로 포밍되고, 상기 포밍부의 형상은 작업하는 제품의 형상별로 선택적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 포밍부는,
    권선된 코일의 크기와 형상에 따라 대응하는 곡률이 선택적으로 구비되어, 확관작업시에 코일의 피막 손상 또는 코일 단선을 방지하는 것을 특징으로 하는 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 코일확관 가이드는,
    제품의 형상별로 포밍부의 형상은 선택적으로 구비되고, 작업하는 제품에 맞춰서 선택적으로 탈착이 가능한 것을 특징으로 하는 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 코일 삽입툴에 코일이 권취되어 안착되고, 상기 코일 삽입밀대가 상승하여 고정자의 소정의 슬롯에 위치하는 삽입 안내가이드에 따라서 권취된 코일이 삽입되고, 상기 모터부가 코일 확관툴을 제어하여 권선된 코일을 확관 및 포밍하는 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 코일확관 가이드를 구비한 모터 고정자용 코일권선 삽입장치.
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