KR20170093287A

KR20170093287A - 코일 권선장치

Info

Publication number: KR20170093287A
Application number: KR1020160014142A
Authority: KR
Inventors: 이을경; 권준화; 임경남
Original assignee: 이을경
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2017-08-16
Also published as: KR101884436B1

Abstract

본 발명은, 보빈(bobbin)과 터미널(terminal)로 구성된 보빈 유닛을 회전 가능하게 지지하는 스핀들(spindle), 보빈에 감기고 터미널에 삽입되는 와이어(wire)의 공급을 안내하는 와이어 노즐(wire nozzle), 와이어 노즐의 자세와 위치를 변경시키는 노즐 구동수단, 와이어 노즐로부터의 와이어를 홀딩(holding)하여 와이어의 이탈을 방지하는 와이어 클램프(wire clamp), 터미널을 압착하는 터미널 압착기 및 와이어를 절단하는 와이어 절단기를 포함하는, 코일 권선장치를 제공한다.

Description

코일 권선장치 {Coil Winding Apparatus}

본 발명의 실시예는 코일 어셈블리(coil assembly) 제조를 위하여 보빈에 코일을 구성하는 와이어(선재)를 감는 데 이용되는 코일 권선장치에 관한 것이다.

일반적으로, 코일 어셈블리(coil assembly, 도 1의 도면부호 10 참조)는, 코어(core, 도 1의 도면부호 12c 참조)와 두 플랜지(flange, 도 1의 도면부호 12f 참조)로 구성된 보빈(bobbin, 도 1의 도면부호 12 참조), 보빈의 어느 하나의 플랜지에 장착된 한 쌍의 터미널(terminal, 도 1의 도면부호 14 참조) 및 한 쌍의 터미널에 결속되고 보빈의 코어에 감기어 코일을 구성하는 와이어(wire, 도 1의 도면부호 16 참조)를 포함한다.

이와 같은 코일 어셈블리는 코일에 전류를 흘리면 자속(magnetic flux)을 발생하고 전자유도(electromagnetic induction) 또는 전자력(electromagnetic force)의 작용을 촉진한다.

코일 어셈블리의 제조는 사출성형으로 보빈을 제작하는 보빈 성형공정, 보빈의 어느 하나의 플랜지에 한 쌍의 터미널을 장착하여 보빈 유닛(bobbin unit, 도 2 참조)을 획득하는 터미널 조립공정, 보빈 유닛의 보빈에 와이어를 감는 권선공정의 순으로 진행되며, 권선공정에는 코일 권선장치가 이용된다.

종래기술에 따른 코일 권선장치는, 보빈과 한 쌍의 터미널로 구성된 보빈 유닛을 지지하는 스핀들(spindle) 및 와이어 공급원으로부터의 와이어를 스핀들에 의하여 지지된 보빈 유닛의 보빈으로 안내하는 가이드(guide)를 포함하고, 보빈 유닛을 스핀들로 지지한 후 스핀들을 회전시키면 와이어 공급원으로부터의 와이어가 보빈에 감기도록 구성된다.

이와 같이, 보빈 유닛의 보빈에 와이어를 감는 작업은 코일 권선장치에 의하여 이루어지고 있는 실정이나, 종래기술에 따른 코일 권선장치에는 와이어를 한 쌍의 터미널에 결속시키는 작업 및 와이어를 보빈에 감은 후 와이어 공급원과 분리시키고자 절단하는 작업을 수행하는 수단이 구비되어 있지 않기 때문에, 와이어의 결속작업과 절단작업은 작업자에 의하여 수동으로 이루어지고 있다.

따라서, 코일 어셈블리의 제조시간이 길어질 수밖에 없고, 이에 따라 생산효율이 낮은 문제가 있다. 또한, 작업자의 숙련도 등에 따라 와이어의 결속품질이 결정되기 때문에, 품질을 일정하게 유지하기 어렵고, 불량률이 높은 문제가 있다.

본 발명의 실시예는 코일 어셈블리에 대한 생산성 및 신뢰성 향상 면에서 보다 유리한 코일 권선장치를 제공하는 데 목적이 있다.

해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 보빈 및 터미널로 구성된 보빈 유닛을 X축방향의 축을 중심으로 회전 가능하게 지지하는 스핀들을 가진 적어도 하나 이상의 스핀들 어셈블리와; 상기 보빈에 감김과 아울러 상기 터미널에 삽입되는 와이어의 공급을 안내하는 와이어 노즐과; 상기 와이어 노즐을 회전시켜 상기 와이어의 공급방향을 변경하고 상기 와이어 노즐을 이동시켜 상기 와이어의 공급위치를 변경하는 노즐 구동수단과; 상기 와이어 노즐로부터의 와이어를 홀딩하여 상기 와이어가 상기 와이어 노즐로부터 이탈되는 것을 방지하는 와이어 클램프를 가진 클램프 어셈블리와; 상기 터미널을 압착하여 상기 터미널에 삽입된 와이어를 상기 터미널과 결속시키는 터미널 압착기와; 상기 보빈 유닛과 상기 와이어 클램프 사이 쪽의 와이어 부분을 절단하는 와이어 절단기를 포함하는, 코일 권선장치가 제공될 수 있다.

상기 스핀들은, 상기 보빈에 삽입되는 지그 본체와; 상기 지그 본체에 상기 보빈을 척킹(chucking)하는 척킹유닛을 포함할 수 있다. 상기 척킹유닛은, 상기 지그 본체의 외주에 탄성부재를 사이에 두고 상기 지그 본체의 중심쪽 방향과 바깥쪽 방향으로 이동 가능하게 장착된 적어도 하나 이상의 위치고정부재(척킹부재)를 포함할 수 있다.

상기 노즐 구동수단은, 상기 와이어 노즐을 지지하고 회전시키는 노즐 회전유닛과; 상기 노즐 회전유닛을 X축방향, Y축방향 및 Z축방향으로 이동시키는 노즐 이동유닛을 포함할 수 있다.

상기 노즐 이동유닛은, 상기 노즐 회전유닛의 상측에서 X축 이동기구 및 Y축 이동기구에 의하여 X축방향 및 Y축방향으로 이동되는 메인 이동부재와; 상기 노즐 회전유닛을 상기 메인 이동부재에 대하여 Z축방향으로 이동시키는 Z축 이동기구를 포함할 수 있다.

상기 메인 이동부재의 전방에는 승강기구에 의하여 Z축방향으로 이동되는 서브 이동부재가 설치되고, 상기 터미널 압착기 및 상기 와이어 절단기는 상기 서브 이동부재에 설치될 수 있다.

상기 터미널 압착기는 서로 짝을 이루어 상기 터미널을 압착하는 두 압착부재를 포함하고, 상기 와이어 절단기는 서로 짝을 이루어 상기 와이어를 절단하는 두 절단부재를 포함하며, 상기 터미널 압착기와 상기 와이어 절단기는 서로 근접하고 나란하도록 배치되고, 상기 터미널 압착기의 두 압착부재와 상기 와이어 절단기의 두 절단부재는 서로 다른 높이로 배치될 수 있다.

상기 클램프 어셈블리는, 상기 와이어 클램프를 상기 스핀들에 의하여 지지된 보빈 유닛 측의 클램핑위치에 위치되거나 상기 클램핑 위치로부터 벗어난 대기 위치에 위치되도록 회전시키는 클램프 회전유닛을 더 포함할 수 있다.

과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.

도 1 및 도 2는 코일 어셈블리 및 코일 어셈블리를 구성하는 보빈 유닛이 도시된 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치가 도시된 정면도 및 우측면도이다.
도 5는 도 3과 도 4에 도시된 스핀들 어셈블리를 나타내는 우측면도이다.
도 6은 도 3과 도 4에 도시된 노즐 회전유닛을 나타내는 우측면도이다.
도 7은 도 3과 도 4에 도시된 스핀들 어셈블리, 와이어 클램프, 터미널 압착기 및 와이어 절단기를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 3, 도 4 및 도 9에 도시된 터미널 압착기와 와이어 절단기를 나타내는 우측면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치가 도시된 작동상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 데 사용되는 용어는 주로 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 용어에 대해서는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석하는 것이 마땅하겠다.

본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치는 코일 어셈블리(coil assembly, 도 1의 도면부호 10 참조)를 제조하기 위하여 와이어(wire, 선재, 도 1의 도면부호 16 참조)를 보빈(bobbin, 도 1의 도면부호 12 참조)에 일정하게 감는 작업이나 터미널(terminal, 도 1의 도면부호 14 참조)에 견고하게 결속시키는 작업 등에 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치를 이용하여 제조한 코일 어셈블리가 도 1에 도시되어 있고, 도 1에 나타낸 코일 어셈블리를 구성하는 보빈 유닛(bobbin unit)이 도 2에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 코일 어셈블리(10)는, 중공 구조의 코어(core, 12c)와 양쪽의 두 플랜지(flange, 12f)로 구성된 보빈(12), 보빈(12)의 두 플랜지(12f) 중 어느 하나의 외주에 장착된 한 쌍의 터미널(14) 및 한 쌍의 터미널(14)에 양쪽 단부가 결속된 상태로 보빈(12)의 코어(12c)에 감기어 코일을 구성하는 와이어(16)를 포함한다.

보빈(12)은 전기 절연성의 물질(합성수지 등)로 이루어진다. 두 플랜지(12f)는 코어(12c)의 축방향의 양단에 각각 마련된다. 한 쌍의 터미널(14)은, 코어(12c)의 축방향에 대하여 수직방향으로 서로 나란하도록 배치된 전기적 접속용의 콘택트 핀(contact pin, 14p) 및 서로 나란한 두 콘택트 핀(14p)에 각각 마련된 클램핑 배럴(clamping barrel, 14b)을 가진다. 와이어(16)는 길이방향의 양쪽 단부가 클램핑 배럴(14b)에 의하여 각각 압착되어 한 쌍의 터미널(14)에 결속된다.

여기서, 도 2를 참조하면, 보빈(12) 및 한 쌍의 터미널(14)은 보빈 유닛(12, 14)을 구성한다. 물론, 보빈 유닛(12, 14)은 본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치에 의하여 코일 어셈블리(10)를 제조하는 데 이용된다.

도 3 내지 도 11에는 본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치가 도시되어 있다.

먼저, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치는, 본체(100) 및 본체(100)에 설치된 복수의 스핀들 어셈블리(spindle assembly, 200)를 포함한다.

예를 들어, 스핀들 어셈블리(200)들은 6개가 구비될 수 있다. 스핀들 어셈블리(200)들은 본체(100)의 전방에 Y축방향으로 서로 이격되도록 일정한 간격을 두고 배치된다. 각 스핀들 어셈블리(200)는 스핀들(210, 220)을 가진다.

도 5 등에 도시된 바와 같이, 스핀들(210, 220)은, X축방향으로 배치된 스핀들 축(210) 및 스핀들 축(210)의 선단에 구비된 보빈 지그(bobbin jig, 220)를 포함한다. 보빈 지그(220)는 보빈 유닛(12, 14)을 X축방향의 축을 중심으로 회전 가능하게 지지한다. 보빈 지그(220)는, 보빈(12)의 코어(12c)에 삽입되는 지그 본체(221) 및 지그 본체(221)의 후방에서 보빈(12)에 대한 지그 본체(221)의 삽입 깊이를 제한하는 스토퍼(stopper, 225)를 포함한다.

지그 본체(221)는 스핀들 축(210)과 동심을 이루는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 지그 본체(221)의 외주에는 적어도 하나 이상의 위치고정부재(222)가 코일 스프링(coil spring) 등 탄성부재(223)를 사이에 두고 지그 본체(221)의 중심쪽 방향과 바깥쪽 방향으로 이동 가능하도록 장착되어, 보빈 유닛(12, 14)은 보빈(12)의 코어(12c)에 지그 본체(221)가 삽입되면 코어(12c)의 내주면에 대하여 탄성부재(223)에 의하여 압박작용을 가하는 위치고정부재(222)로 인하여 위치가 고정된다.

스토퍼(225)는 지그 본체(221)에 비하여 큰 외주를 가진 원반 형상으로 형성될 수 있다.

스핀들(210, 220)들은 스핀들 축(210)을 양방향으로 회전시키는 축 구동유닛(도시되지 않음)에 의하여 구동된다. 축 구동유닛은 스핀들 축(210)들에 각각 직접 또는 간접적으로 연결된 모터(motor)를 포함하여 스핀들(210, 220)들을 독립적으로 구동시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치는, 복수의 스핀들(210, 220)에 의하여 각각 지지된 보빈 유닛(12, 14)의 보빈(12)에 감김과 아울러 한 쌍의 터미널(14)의 클램핑 배럴(14b)에 삽입되는 와이어(16)의 공급을 각각 안내하는 복수의 와이어 노즐(wire nozzle, 300)을 더 포함한다.

와이어 노즐(300)들은 스핀들 어셈블리(200)들과 동일 개수로 구비된다. 와이어 노즐(300)들은, 스핀들 어셈블리(200)들의 상측에 Y축방향으로 서로 이격되도록 스핀들 어셈블리(200)들의 Y축방향의 이격 간격(배치 간격)과 동일한 간격을 두고 배치되고, 와이어 공급원(도시되지 않음)으로부터의 와이어(16)가 각각 통과되는 노즐 본체를 가진다.

본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치는, 복수의 와이어 노즐(300)을 동작시키는 노즐 구동수단(400, 500)을 더 포함한다. 노즐 구동수단(400, 500)은, 와이어 노즐(300)들을 동시에 회전시켜 와이어 노즐(300)들로부터의 와이어(16)의 공급방향을 변경하는 노즐 회전유닛(400) 및 노즐 회전유닛(400)을 3차원(X축방향, Y축방향, Z축방향) 이동시켜 와이어 노즐(300)들로부터의 와이어(16)의 공급위치를 변경하는 노즐 이동유닛(500)을 포함한다.

노즐 회전유닛(400)은, Y축방향으로 배치되고 와이어 노즐(300)들이 Y축방향에 대하여 수직방향으로 위치하도록 장착된 회전부재(410), 회전부재(410)를 Y축방향의 축을 중심으로 회전 가능하게 지지하는 지지부재(420) 및 회전부재(410)를 회전시키는 회전구동기구(도시되지 않음)(모터를 포함할 수 있다.)를 포함한다. 지지부재(420)는 한 쌍이 구비된다. 한 쌍의 지지부재(420)는 회전부재(410)의 길이방향의 양단 쪽에서 회전부재(410)의 양쪽 단부를 회전 가능하게 지지한다.

노즐 회전유닛(400)에 의하면, 회전부재(410)는 회전구동기구에 의하여 회전되고, 이에 따라 와이어 노즐(300)들은 회전부재(410)와 함께 동일방향으로 동시에 회전된다. 회전구동기구에 의한 회전부재(410)의 회전 각도에 따라서는, 와이어 노즐(300)들은 도 3, 4에서와 같이 Z축방향으로 배치되거나 도 6에서와 같이 X축방향으로 배치되도록 자세가 변경될 수 있다.

Y축 구동기 및 X축 구동기로는 공압이나 유압을 이용하는 액추에이터(actuator), 볼 스크루(ball screw) 구동기 또는 리니어 모터(linear motor) 등의 직선구동기구가 적용될 수 있다.

도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 노즐 이동유닛(500)은, 노즐 회전유닛(400)의 상측에 배치된 메인 이동부재(main movable member, 510), 메인 이동부재(510)를 X축방향과 Y축방향으로 이동시키는 X축 이동기구(520)와 Y축 이동기구(530) 및 노즐 회전유닛(400)을 메인 이동부재(510)에 대하여 Z축방향으로 이동시키는 Z축 이동기구(540)를 포함한다.

Y축 이동기구(530)는 본체(100)에 Y축방향으로 이동 가능하게 설치된 Y축 가동부재 및 Y축 가동부재 이동시키는 Y축 구동기를 포함하고, X축 이동기구(520)는 Y축 이동기구(530)의 Y축 가동부재 상에 X축방향으로 이동 가능하게 설치된 X축 가동부재 및 X축 가동부재를 이동시키는 X축 구동기를 포함하며, 메인 이동부재(510)는 X축 이동기구(520)의 X축 가동부재에 함께 이동 가능하게 장착될 수 있다. Y축 구동기 및 X축 구동기로는 공압이나 유압을 이용하는 액추에이터(actuator), 볼 스크루(ball screw) 구동기 또는 리니어 모터(linear motor) 등의 직선구동기구가 적용될 수 있다.

Z축 이동기구(540)는 공압이나 유압을 이용하는 액추에이터가 적용된 Z축 구동기를 포함할 수 있다. Z축 이동기구(540)의 Z축 구동기는, 2개가 구비되고, 메인 이동부재(510)에 각각 장착된 상태로 노즐 회전유닛(400)의 한 쌍의 지지부재(420)에 각각 연결될 수 있다. Z축 이동기구(540)의 Z축 구동기로는 액추에이터 대신 볼 스크루 구동기 또는 리니어 모터 등의 직선구동기구가 적용될 수 있다.

노즐 이동유닛(500)에 의하면, 메인 이동부재(510)는 X축 이동기구(520) 및/또는 Y축 이동기구(530)에 의하여 X축방향 및/또는 Y축방향으로 이동되고, 이에 따라 노즐 회전유닛(400)의 회전부재(410)에 장착된 와이어 노즐(300)들은 메인 이동부재(510)와 함께 동일방향으로 동시에 이동되어 X축방향 및/또는 Y축방향의 위치가 변경된다. 그리고, 노즐 회전유닛(400)의 한 쌍의 지지부재(420)는 Z축 이동기구(540)에 의하여 Z축방향으로 이동되고, 이에 따라 노즐 회전유닛(400)의 회전부재(410)에 장착된 와이어 노즐(300)들도 동일방향으로 동시에 이동되어 Z축방향의 위치가 변경된다.

본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치는, 각각 와이어 노즐(300)들의 노즐 본체를 통과한 와이어(16)를 각각 클램핑(clamping)하거나 언클램핑(unclamping)하는 복수의 와이어 클램프(wire clamp, 600) 및 와이어 클램프(600)들을 동시에 회전시키는 클램프 회전유닛(700)을 더 포함한다. 또, 본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치는, 스핀들(210, 220)들에 의하여 각각 지지된 보빈 유닛(12, 14)의 터미널(14)의 클램핑 배럴(14b)을 압착하는 복수의 터미널 압착기(910) 및 스핀들(210, 220)들에 의하여 각각 지지된 보빈 유닛(12, 14)과 와이어 클램프(600)들 사이의 와이어(16)들을 각각 절단하는 복수의 와이어 절단기(950)를 더 포함한다.

와이어 클램프(600)들은, 와이어 노즐(300)들의 노즐 본체를 각각 통과한 와이어(16)에 대하여 클램핑하여 노즐 본체로부터의 이탈을 방지하는 것으로서, 스핀들 어셈블리(200)들과 동일 개수로 구비되며, 스핀들(210, 220)들과 인접한 각 위치에 하나씩 위치되고 Y축방향으로 서로 이격되도록 일정한 간격을 두고 배치된다. 와이어 클램프(600)들의 Y축방향의 이격 간격(배치 간격)은 스핀들 어셈블리(200)들의 Y축방향의 이격 간격과 동일한 것이 바람직하다.

도 4 및 도 10을 참조하면, 각 와이어 클램프(600)는, 서로에 대하여 이격과 접근이 가능하여 접근 시에 서로 짝을 이루어 와이어 노즐(300)의 노즐 본체를 통과한 와이어(16)를 클램핑하고 이격 시에 와이어(16)를 언클램핑하는 두 클램프 바디(clamp body, 610) 및 두 클램프 바디(610)를 서로에 대하여 이격시키거나 접근시키는 클램프 구동수단(620)을 포함한다.

두 클램프 바디(610)는 서로에 대하여 접근 시에 대면하는 클램핑 면을 가진다. 두 클램프 바디(610) 중, 어느 하나는 고정바디(612)이고, 다른 하나는 고정바디(612)에 Y축방향의 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 회전방향에 따라 클램핑 면이 고정바디(612)의 클램핑 면에 대하여 이격되거나 접근되는 가동바디(614)이다. 가동바디(614)는 클램프 구동수단(620)에 의하여 회전된다. 클램프 구동수단(620)은 모터를 포함하는 타입일 수 있다. 또는, 클램프 구동수단(620)은 고정바디(612)와 가동바디(614)에 양쪽 단부가 각각 회전 가능하게 연결된 직선구동기구(공압식 또는 유압식 액추에이터, 볼 스크루 구동기, 리니어 모터 등)를 포함할 수 있다. 실시 조건에 따라서는, 직선구동기구의 적용 시, 고정바디(612)에는 회전 불가하게 장착되고, 가동바디(614)에는 슬롯(slot) 및 힌지(hinge)에 의하여 회전 가능하게 연결될 수 있다.

도 3, 도 4 및 도 10에 도시된 바와 같이, 클램프 회전유닛(700)은, Y축방향으로 배치되고 와이어 클램프(600)들의 고정바디(612)가 Y축방향에 대하여 수직방향으로 위치하도록 장착된 회전부재(710), 클램프 회전유닛(700)의 회전부재(710)를 Y축방향의 축을 중심으로 회전 가능하게 지지하는 지지부재(720) 및 클램프 회전유닛(700)의 회전부재(710)를 회전시키는 회전구동기구(도시되지 않음)를 포함한다. 클램프 회전유닛(700)의 지지부재(720)는, 한 쌍이 구비되고, 클램프 회전유닛(700)의 회전부재(710)의 길이방향의 양단 쪽에서 클램프 회전유닛(700)의 회전부재(710)의 양쪽 단부를 회전 가능하게 지지한다. 클램프 회전유닛(700)의 회전구동기구는 모터를 포함할 수 있다.

클램프 회전유닛(700)에 의하면, 클램프 회전유닛(700)의 회전부재(710)는 클램프 회전유닛(700)의 회전구동기구에 의하여 회전되고, 이에 따라 와이어 클램프(600)들은 클램프 회전유닛(700)의 회전부재(710)와 함께 동일방향으로 동시에 회전된다. 클램프 회전유닛(700)의 회전부재(710)의 회전각도에 따라서는, 와이어 클램프(600)들은 Z축방향으로 배치되어 클램핑 위치에 위치되거나 X축방향으로 배치되어 클램핑 위치로부터 벗어난 대기 위치에 위치될 수 있다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 메인 이동부재(510)의 전방에는 서브 이동부재(sub movable member, 810)가 Z축방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이에 따라, 메인 이동부재(510)와 함께 X축방향 및/또는 Y축방향으로 이동되는 서브 이동부재(810)는 승강기구(850)에 의하여 Z축방향으로 이동된다. 승강기구(850)는 공압식이나 유압식 액추에이터, 볼 스크루 구동기 또는 리니어 모터 등의 직선구동기구를 포함할 수 있다.

터미널 압착기(910)들은, 스핀들 어셈블리(200)들과 동일 개수로 구비되고, 서브 이동부재(810)의 전방에 장착되어 서브 이동부재(810)와 함께 이동되며, Y축방향으로 서로 이격되도록 스핀들 어셈블리(200)들의 Y축방향의 이격 간격(배치 간격)과 동일한 간격을 두고 배치된다.

도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 각 터미널 압착기(910)는, 서로에 대하여 이격과 접근이 가능하여 접근 시에 서로 짝을 이루어 터미널(14)의 클램핑 배럴(14b)을 압착하는 두 압착부재(920) 및 두 압착부재(920)를 서로에 대하여 이격시키거나 접근시키는 압착부재 구동수단(930)을 포함한다.

두 압착부재(920)는 하단 부분에 서로에 대하여 접근 시 대면하는 압착 면이 마련된다. 두 압착부재(920) 중, 어느 하나는 고정압착부재(921)이고, 다른 하나는 고정압착부재(921)에 Y축방향의 축을 중심으로 회전 가능하도록 결합되어 회전방향에 따라 압착 면이 고정압착부재(921)의 압착 면에 대하여 이격되거나 접근되는 가동압착부재(922)이다. 고정압착부재(921)는 서브 이동부재(810)에 장착된다.

압착부재 구동수단(930)은, 두 압착부재(920)가 서로 접근되도록 가동압착부재(922)를 밀어서 회전시키는 푸시기구(push mechanism, 931) 및 푸시기구(931)의 푸시작용이 해제되면 두 압착부재(920)가 서로 이격되도록 가동압착부재(922)를 탄성력으로 반대방향으로 회전시키는 탄성부재(932)를 포함한다.

푸시기구(931)로는 공압식이나 유압식의 액추에이터, 볼 스크루 구동기 또는 리니어 모터 등의 직선구동기구가 적용될 수 있다. 압착부재 구동수단(930)의 탄성부재(932)는, 가동압착부재(922)에 푸시기구(931)의 푸시작용이 가하여지면 압축되고, 가동압착부재(922)에 대한 푸시기구(931)의 푸시작용이 제거되면 원상으로 복원되면서 가동압착부재(922)를 고정압착부재(921)에 대하여 이격시킬 수 있다.

와이어 절단기(950)들은, 스핀들 어셈블리(200)들과 동일 개수로 구비되고, 터미널 압착기(910)들의 전방에 각각 위치하도록 서브 이동부재(810)에 장착되어 서브 이동부재(810)와 함께 이동되며, Y축방향으로 서로 이격되도록 스핀들 어셈블리(200)들의 Y축방향의 이격 간격(배치 간격)과 동일한 간격을 두고 배치된다.

도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 각 와이어 절단기(950)는, 서로에 대하여 이격과 접근이 가능하여 접근 시에 서로 짝을 이루어 와이어(16)를 절단하는 두 절단부재(960) 및 두 절단부재(960)를 서로에 대하여 이격시키거나 접근시키는 절단부재 구동수단(970)을 포함한다.

두 절단부재(960)는 하단 부분에 서로에 대하여 접근 시 대면하는 절단 날이 마련된다. 두 절단부재(960)는 절단 날이 후방에 배치된 두 압착부재(920)의 압착 면과 다른 높이에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다. 두 절단부재(960)는 Y축방향의 축을 중심으로 서로 회전 가능하게 결합된다.

절단부재 구동수단(970)은, 직선구동기구(공압식이나 유압식 액추에이터, 볼 스크루 구동기 또는 리니어 모터 등) 및 이로부터의 직선운동을 회전운동으로 변환하여 두 절단부재(960)에 전달하는 동력전달기구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 절단부재 구동수단(970)의 직선구동기구가 공압식의 실린더(cylinder)인 경우, 절단부재 구동수단(970)의 동력전달기구로는 한쪽 단부가 실린더의 피스톤 로드(piston rod)에 각각 회전 가능하게 연결되고 다른 쪽 단부가 두 절단부재(960)에 각각 회전 가능하게 연결된 두 링크(link)를 포함할 수 있다. 한편, 절단부재 구동수단(970)은 모터를 포함하는 타입일 수도 있다.

설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치는 제어유닛(도시되지 않음)의 컨트롤(제어 프로그램, control program)에 따라 다음과 같이 작동될 수 있다.

와이어 공급원으로부터 와이어 노즐(300)들의 노즐 본체를 각각 통과한 와이어(16)들의 선단 부분을 와이어 클램프(600)들에 의하여 각각 클램핑한다. 아울러, 스핀들(210, 220)들의 보빈 지그(220)에 각각 보빈 유닛(12, 14)을 지지시킨다.(도 7 참조)

보빈 유닛(12, 14)을 지지시키는 과정에서, 지그 본체(221)는 보빈(12)의 코어(12c)에 삽입되고, 위치고정부재(222)는 코어(12c)의 내주와 접촉됨에 따라 가압되어 보빈 지그(220)의 탄성부재(223)의 탄성력을 극복하면서 지그 본체(221)의 중심쪽 방향으로 이동된다. 보빈(12)에 대한 지그 본체(221)의 삽입이 완료되면, 보빈 유닛(12, 14)은 보빈 지그(220)의 탄성부재(223)에 의하여 코어(12c)의 내주 쪽에 밀착된 위치고정부재(222)의 압박작용 및 지그 본체(221)에 대한 보빈(12)의 삽입 깊이를 제한하는 스토퍼(225)의 스톱작용으로 인하여 위치가 고정된다. 그러므로, 보빈 유닛(12, 14)들은 스핀들(210, 220)들과 함께 회전 가능하도록 스핀들(210, 220)들의 보빈 지그(220)에 의하여 각각 지지된다.(도 5 참조)

보빈 지그(220)에 의하여 각각 지지된 보빈 유닛(12, 14)들은 보빈(12)의 두 플랜지(12f) 중에서 한 쌍의 터미널(14)을 보유한 플랜지가 전방(보빈 지그(220)의 선단 쪽 방향)으로 위치하고 다른 플랜지가 후방으로 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다.

이후, 본 발명의 실시예에 따른 코일 권선장치를 작동시킨다. 그러면, 한 쌍의 터미널(14)이 Z축방향으로 배치되도록 축 구동유닛에 의하여 스핀들(210, 220)들이 서서히 회전된다. 이 과정에는 한 쌍의 터미널(14)이 Z축방향으로 배치되도록 보빈 유닛(12, 14)들이 정렬되었는지를 감지하는 센서(sensor)가 이용될 수 있다.

그 다음, 축 구동유닛에 의하여 스핀들(210, 220)들이 전방에서 보아 시계방향(또는, 반시계방향)으로 90도 회전된다. 물론, 보빈 유닛(12, 14)들도 동일 방향으로 동일 각도로 회전된다.

다음, 한 쌍의 터미널(14)들 중 전방에서 보아 좌측에 위치한 터미널(반시계방향으로 회전된 경우에는 우측에 위치한 터미널)의 클램핑 배럴(14b)에 각각 와이어 노즐(300)들로부터의 와이어(16)가 배치(삽입)되도록 노즐 이동유닛(500)의 X축 이동기구(520), Y축 이동기구(530) 또는 Z축 이동기구(540)에 의하여 와이어 노즐(300)들이 X축방향, Y축방향 또는 Z축방향으로 이동된다.(도 9 참조) 이 때, 한 쌍의 터미널(14)의 형상에 따라서는, 와이어 노즐(300)들로부터의 와이어(16)의 공급위치와 함께 와이어(16)의 공급방향이 변경되도록 노즐 회전유닛(400)에 의하여 와이어 노즐(300)들이 회전될 수 있다.(도 6 참조)

그 다음, 터미널 압착기(910)들의 두 압착부재(920) 사이에 각각 좌측 터미널들의 클램핑 배럴(14b)이 위치하도록 X축 이동기구(520), Y축 이동기구(530) 또는 승강기구(850)에 의하여 터미널 압착기(910)들이 와이어 절단기(950)들과 함께 X축방향, Y축방향 또는 Z축방향으로 이동된다. 이후, 압착부재 구동수단(930)에 의하여 두 압착부재(920)들이 서로에 대하여 접근된 뒤 이격된다. 이 때, 좌측 터미널들의 클램핑 배럴(14b)은 압착되고, 와이어(16)들은 좌측 터미널들에 각각 결속된다.

다음, 와이어 절단기(950)들의 두 절단부재(960) 사이에 각각 좌측 터미널과 와이어 클램프(600) 사이의 와이어(16)들이 위치하도록 X축 이동기구(520), Y축 이동기구(530) 또는 승강기구(850)에 의하여 와이어 절단기(950)들이 X축방향, Y축방향 또는 Z축방향으로 이동된다. 이후, 절단부재 구동수단(970)에 의하여 두 절단부재(960)들이 서로에 대하여 접근된 뒤 이격된다. 이 때, 와이어(16)들은 좌측 터미널과 와이어 클램프(600) 사이가 절단된다.

그 다음, 클램프 구동수단(620)에 의하여 와이어 클램프(600)들이 동시에 회전되어 클램핑 위치에서 대기 위치로 이동된다.(도 10 참조) 또, 축 구동유닛에 의하여 스핀들(210, 220)들이 전방에서 보아 반시계방향으로 90도 회전된다.

다음, 축 구동유닛에 의하여 스핀들(210, 220)들이 어느 한쪽 방향으로 고속으로 회전되어 보빈 유닛(12, 14)들이 함께 회전되고, 아울러 X축 이동기구(520)에 의하여 와이어 노즐(300)들이 두 플랜지(12f) 사이의 거리(간격) 범위에서 Y축방향으로 왕복된다.(도 11 참조) 이 때, 와이어 노즐(300)들로부터의 와이어(16)는 각각 코어(12c)에 균일하게 감긴다.

코어(12c)들에 와이어(16)를 감는 과정이 완료되면, 한 쌍의 터미널(14)이 Z축방향으로 배치되도록 스핀들(210, 220)들이 회전된다. 이후, 스핀들(210, 220)들이 전방에서 보아 반시계방향으로 90도 회전되고, 우측 터미널의 클램핑 배럴(14b)에 각각 와이어 노즐(300)들로부터의 와이어(16)가 삽입되도록 와이어 노즐(300)들이 이동되며, 두 압착부재(920) 사이에 각각 우측 터미널들의 클램핑 배럴(14b)이 위치하도록 터미널 압착기(910)들이 이동되고, 두 압착부재(920)들이 서로에 대하여 접근된 다음 이격되어, 우측 터미널들의 클램핑 배럴(14b)이 압착되고, 와이어(16)들이 우측 터미널들에 각각 결속된다. 이러한 우측 터미널에 대한 와이어(16)의 결속과정은 앞서 살펴본 좌측 터미널에 대한 와이어(16)의 결속과정과 동일하거나 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다.

그 다음, 스핀들(210, 220)들이 전방에서 보아 시계방향으로 90도 회전된다. 또한, 클램프 구동수단(620)에 의하여 와이어 클램프(600)들이 동시에 회전되어 대기 위치에서 클램핑 위치로 이동된다. 클램핑 위치로 이동된 와이어 클램프(600)들의 두 클램프 바디(610)는 서로에 대하여 이격된 상태로 유지된다.

다음, 두 클램프 바디(610)들의 사이에 각각 와이어 노즐(300)들로부터의 와이어(16)가 위치하도록 노즐 이동유닛(500)에 의하여 와이어 노즐(300)들이 X축방향, Y축방향 또는 Z축방향으로 이동된다. 이후, 클램프 구동수단(620)에 의하여 두 클램프 바디(610)들이 서로에 대하여 접근된다. 이 때, 와이어 노즐(300)들로부터의 와이어(16)는 와이어 클램프(600)들에 의하여 각각 클램핑된다.

그 다음, 두 절단부재(960) 사이에 각각 우측 터미널과 와이어 클램프(600) 사이의 와이어(16)들이 위치하도록 와이어 절단기(950)들이 X축방향, Y축방향 또는 Z축방향으로 이동된다. 이후, 절단부재 구동수단(970)에 의하여 두 절단부재(960)들이 서로에 대하여 접근된 뒤 이격된다. 이 때, 와이어(16)들은 우측 터미널과 와이어 클램프(600) 사이가 절단된다.

이후, 보빈 지그(220)들에 의하여 각각 지지된 보빈 유닛(12, 14)을 분리시킨다. 그러면, 와이어(16)가 코어(12c)에 감기고 한 쌍의 터미널(14)에 결속된 코일 어셈블리(10)들이 획득된다.

이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은, 각각 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.

10 : 코일 어셈블리
12 : 보빈
14 : 터미널
16 : 와이어(선재)
100 : 본체
200 : 스핀들 어셈블리
210 : 스핀들 축
220 : 보빈 지그
300 : 와이어 노즐
400 : 노즐 회전유닛
410 : 노즐 회전유닛용 회전부재
420 : 노즐 회전유닛용 지지부재
500 : 노즐 이동유닛
510 : 메인 이동부재
520 : X축 이동기구
530 : Y축 이동기구
540 : Z축 이동기구
600 : 와이어 클램프
610 : 클램프 바디
620 : 클램프 구동수단
700 : 클램프 회전유닛
710 : 클램프 회전유닛용 회전부재
720 : 클램프 회전유닛용 지지부재
810 : 서브 이동부재
850 : 승강기구
910 : 터미널 압착기
920 : 압착부재
930 : 압착부재 구동수단
950 : 와이어 절단기
960 : 절단부재
970 : 절단부재 구동수단

Claims

보빈 및 터미널로 구성된 보빈 유닛을 X축방향의 축을 중심으로 회전 가능하게 지지하는 스핀들을 가진 적어도 하나 이상의 스핀들 어셈블리와;
상기 보빈에 감김과 아울러 상기 터미널에 삽입되는 와이어의 공급을 안내하는 와이어 노즐과;
상기 와이어 노즐을 회전시켜 상기 와이어의 공급방향을 변경하고 상기 와이어 노즐을 이동시켜 상기 와이어의 공급위치를 변경하는 노즐 구동수단과;
상기 와이어 노즐로부터의 와이어를 홀딩하여 상기 와이어가 상기 와이어 노즐로부터 이탈되는 것을 방지하는 와이어 클램프를 가진 클램프 어셈블리와;
상기 터미널을 압착하여 상기 터미널에 삽입된 와이어를 상기 터미널과 결속시키는 터미널 압착기와;
상기 보빈 유닛과 상기 와이어 클램프 사이 쪽의 와이어 부분을 절단하는 와이어 절단기를 포함하는,
코일 권선장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스핀들은,
상기 보빈에 삽입되는 지그 본체와;
상기 지그 본체에 상기 보빈을 척킹하는 척킹유닛을 포함하는,
코일 권선장치.
청구항 1에 있어서,
상기 노즐 구동수단은,
상기 와이어 노즐을 지지하고 회전시키는 노즐 회전유닛과;
상기 노즐 회전유닛을 X축방향, Y축방향 및 Z축방향으로 이동시키는 노즐 이동유닛을 포함하는,
코일 권선장치.
청구항 3에 있어서,
상기 노즐 이동유닛은,
상기 노즐 회전유닛의 상측에서 X축 이동기구 및 Y축 이동기구에 의하여 X축방향 및 Y축방향으로 이동되는 메인 이동부재와;
상기 노즐 회전유닛을 상기 메인 이동부재에 대하여 Z축방향으로 이동시키는 Z축 이동기구를 포함하는,
코일 권선장치.
청구항 4에 있어서,
상기 메인 이동부재의 전방에는 승강기구에 의하여 Z축방향으로 이동되는 서브 이동부재가 설치되고,
상기 터미널 압착기 및 상기 와이어 절단기는 상기 서브 이동부재에 설치된,
코일 권선장치.
청구항 5에 있어서,
상기 터미널 압착기는 서로 짝을 이루어 상기 터미널을 압착하는 두 압착부재를 포함하고,
상기 와이어 절단기는 서로 짝을 이루어 상기 와이어를 절단하는 두 절단부재를 포함하며,
상기 터미널 압착기와 상기 와이어 절단기는 서로 근접하고 나란하도록 배치되고,
상기 터미널 압착기의 두 압착부재와 상기 와이어 절단기의 두 절단부재는 서로 다른 높이로 배치된,
코일 권선장치.
청구항 1에 있어서,
상기 클램프 어셈블리는,
상기 와이어 클램프를 상기 스핀들에 의하여 지지된 보빈 유닛 측의 클램핑위치에 위치되거나 상기 클램핑 위치로부터 벗어난 대기 위치에 위치되도록 회전시키는 클램프 회전유닛을 더 포함하는,
코일 권선장치.