사각형 와이어 권선 장치

사각형 와이어 권선 장치{RECTANGULAR WIRE COILING MACHINE}

본 발명은 권선 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 코어의 이용 없이 반-강성(semi-rigid) 와이어를 권선하여 독립 코일(free-standing coil)로 형성하기 위한 장치에 관한 것이다.

권선장치는 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 통상적으로 이러한 권선 장치는 와이어가 권선되는 회전 코어가 제공된다. 몇몇 경우에, 상기 코어는 최종 제품의 일부분을 형성한다. 이 경우, 상기 코어에 소정 회수의 턴이 권선될 경우, 코일이 완성된다.

다른 경우에서는, 예를 들면 에어 코일(air coil)을 제조할 경우, 상기 코어는 최종 제품의 일부분으로 이루어지지 않는다. 이 경우, 상기 코일은 코어로부터 제거되어야만 한다. 이를 달성하기 위한 많은 기술이 설계되어 왔다. 예를 들면, 상기 코어는 그 코어의 치수를 감소시켜 코일로부터 코어가 용이하게 제거될 수 있도록 설계되는 분리가능한 부분으로 이루어질 수 있다.

이러한 방식의 권선 장치는 상대적으로 큰 사각형 와이어나 다른 비원형 반- 강성(semi-rigid) 와이어를 권선하는데 그다지 적합하지 않다. 실제, 이러한 방식의 와이어를 회전 코어에 유지하는데 필요한 힘은 종종 와이어의 전기적 절연을 약하게 하거나 손상을 입히고, 이에 따라 코일을 사용할 수 없게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 사각형 와이어나 상대적으로 큰 다른 비원형 와이어를 권선하기 위한 개선된 권선 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적들, 작용효과들 및 특징들은 첨부 도면을 참조하여 예로서만 주어지고, 제한적이지 않는 아래의 실시예의 설명으로부터 명확히 이해될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 제1 관점에 따르면, 와이어를 선택적으로 이동 정지시키는 와이어 홀딩 어셈블리 및 상기 와이어 홀딩 어셈블리에 의하여 와이어가 이동 정지되고, 상기 와이어의 선택된 부분을 각도를 갖고 구부리기 위한 와이어 벤딩 어셈블리를 포함하는 와이어 벤딩 기구; 연속적인 공급부로부터 상기 와이어를 제공받고, 상기 소정 길이의 와이어를 상기 와이어 벤딩 기구로 공급하기 위한 와이어 공급 기구; 및 상기 와이어를 따라 상기 와이어의 소정 위치에서 상기 와이어를 연속적으로 구부려 소정의 기하학적 구조를 갖는 와이어 코일을 제공하도록 상기 와이어 벤딩 기구와 상기 와이어 공급 기구 모두의 동작을 제어하도록 상기 와이어 벤딩 기구와 상기 와이어 공급 기구에 연결되는 컨트롤러를 포함하는 와이어 권선 장치를 제공한다.

본 발명의 제2 관점에 따르면, 와이어를 선택적으로 이동 정지시키는 와이어 홀딩 어셈블리 및 상기 와이어 홀딩 어셈블리에 의하여 와이어가 이동 정지되고, 상기 와이어의 선택된 부분을 구부리기 위한 와이어 벤딩 어셈블리를 포함하는 와이어 벤딩 기구; 연속적인 공급부로부터 상기 와이어를 제공받고, 상기 와이어를 상기 와이어 벤딩 기구로 공급하기 위한 와이어 공급 기구; 및 연속하는 소정 길이의 와이어와 중개 각도를 갖는 벤딩부(intermediary angle of bends)에 의하여 특징되는 기하학적 구조를 갖는 와이어 코일을 형성하도록 상기 와이어 공급 기구와 상기 와이어 벤딩 기구에 연결되어 상기 와이어 공급 기구와 상기 와이어 벤딩 기구의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 연속하는 길이의 와이어를 상기 와이어 벤딩 기구로 연속적으로 공급하도록 상기 와이어 공급 기구를 제어하고, 상기 연속하여 공급되는 와이어의 두 길이 사이에서 상기 와이어를 대응하는 중개 각도로 구부리기 위하여 상기 와이어 벤딩 기구를 제어하도록 구성되는 와이어 권선 장치를 제공한다.

본 발명의 제3 관점에 따르면, 와이어를 선택적으로 이동 정지시키는 와이어 홀딩 어셈블리 및 상기 와이어 홀딩 어셈블리에 의하여 와이어가 이동 정지되고, 상기 와이어의 선택된 부분을 각도를 갖고 구부리기 위한 와이어 벤딩 어셈블리를 포함하는 와이어 벤딩 기구; 연속적인 공급부로부터 상기 와이어를 제공받고, 상기 소정 길이의 와이어를 상기 와이어 벤딩 기구로 공급하기 위한 와이어 공급 기구; 및 연속하는 길이의 와이어와 중개 각도를 갖는 벤딩부에 의하여 특징되는 소정의 기하학적 구조를 갖는 와이어 코일을 산출하기 위하여 소정의 순서에 따라 상기 와이어 벤딩 기구와 상기 와이어 공급 기구를 제어하도록 그 와이어 벤딩 기구와 상기 와이어 공급 기구에 연결되는 컨트롤러를 포함하는 와이어 권선 장치를 제공한다.

마지막으로, 본 발명의 제4 관점에 따르면, 와이어를 선택적으로 이동 정지시키는 위한 와이어 이동정지 수단; 상기 와이어 이동정지 수단에 의하여 상기 와이어가 이동 정지되고, 상기 와이어의 선택된 부분을 각도를 갖고 구부리기 위한 와이어 벤딩 수단; 연속적인 공급부로부터 상기 와이어를 제공받고, 상기 와이어 벤딩 수단으로 상기 소정 길이의 와이어를 공급하기 위한 와이어 공급 수단; 및 상기 와이어를 따라 그 와이어의 소정 위치에서 상기 와이어를 연속적으로 구부려 소정의 기하학적 구조를 갖는 와이어 코일을 산출하기 위하여 상기 와이어 벤딩 기구와 상기 와이어 공급 기구 모두의 동작을 제어하도록 상기 와이어 이동정지 수단, 상기 와이어 벤딩 수단 및 상기 와이어 공급 수단에 연결되는 제어 수단을 포함하는 와이어 권선 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 목적들, 작용효과들 및 특징들은 첨부 도면을 참조하여 예로서만 주어지고, 제한적이지 않는 다음의 예시적 실시예의 설명으로부터 명확히 이해될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사각형 와이어 권선 장치를 나타낸 전방 사시도.

도 2는 도 1의 와이어 권선 장치의 후방 사시도.

도 3은 도 1의 와이어 권선 장치의 평면도.

도 4는 도 1의 와이어 권선 장치의 정면도.

도 5는 도 1의 와이어 권선 장치의 와이어 공급 기구와 와이어 벤딩 기구의 두 기구를 나타낸 사시도.

도 6은 도 5의 와이어 공급 기구의 와이어 파지부를 나타낸 측면도.

도 7은 도 1의 와이어 권선 장치의 와이어 권선 기구를 나타낸 부분 분해 사시도.

도 8 내지 도 20은 하나의 코일의 권선 순서를 나타낸 도 7의 와이어 권선 기구의 평면도.

도 21은 최종 사각형 와이어 코일의 사시도.

도 22는 본 발명의 제2 실시예에 따른 사각형 와이어 권선 장치를 나타낸 정방 사시도.

도 23은 도 22의 와이어 권선 장치의 평면도.

도 24는 도 22의 와이어 권선 장치의 정면도.

도 25는 도 22의 와이어 권선 장치의 와이어 박리 기구를 나타낸 전방 우측 사시도.

도 26은 도 25의 와이어 박리 기구의 후방 사시도.

도 27은 정지 위치에서의 와이어 박리 기구를 나타낸 것으로, 도 25의 와이어 박리 기구의 정면도.

도 28은 와이어 결합 위치에서의 와이어 박리 기구를 나타낸 것으로, 도 25의 와이어 박리 기구의 정면도.

도 29는 와이어 박리 위치 이동에서의 와이어 박리 기구를 나타낸 것으로, 도 25의 와이어 박리 기구의 정면도.

도 30은 와이어 박리 기구의 스트립퍼 클로오(stripper claw)와 그래이터 핑거(grater finger)를 나타낸 것으로, 도 29의 라인 30-30에 따른 확대 정면도.

도 31은 도 22의 와이어 권선 장치의 와이어 절단 기구의 사시도.

도 32는 도 31의 와이어 절단 기구의 측면도.

도 33은 와이어 절단 기구의 동작을 나타낸 것으로, 도 32와 유사한 측면도.

도 34는 와이어 절단 기구의 동작을 추가적으로 나타낸 것으로, 도 23의 라인 34-34에 따른 도 22의 와이어 권선 장치의 와이어 벤딩 기구와 와이어 절단 기구의 두 기구를 나타낸 확대 평면도.

개괄적으로 설명하면, 본 발명은 와이어를 권선하기 위한 코어를 이용하지 않고 반-강성(semi-rigid) 와이어를 권선하여 독립 코일(free-standing coil)로 제조하도록 구성되는 권선 장치에 관한 것이다. 상기 권선 장치는 와이어 인출 기구, 와이어 공급 기구 및 와이어 벤딩 기구를 포함하며, 이들 기구는 컨트롤러에 의해 제어된다. 동작에 있어, 와이어 공급은 소정 각도로 벤딩되기 전에 상기 와이어 인출 기구로부터 상기 와이어 벤딩 기구로 소정 길이의 연속하는 와이어를 공급하도 록 제어된다. 이러한 과정은 코일이 완성될 때까지 반복된다.

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 사각형 와이어 권선 장치(10)를 설명한다. 상기 권선 장치(10)는 와이어 인출 기구(12), 와이어 공급 기구(14) 및 와이어 벤딩 기구(16)를 포함하며, 이들 모두는 인터페이스(19)가 제공된 컨트롤러(18)에 의해 제어된다. 안전을 위하여 상기 와이어 공급 기구(14) 위에는 투명 커버(20)가 제거가능하게 위치된다.

상기 와이어 인출 기구(12)는 대체로 일정하고 적절한 텐션(tension)으로 상기 와이어 공급 기구(14)로 와이어를 공급하기 위하여 스풀(spool)(24)로부터 소정 길이의 와이어를 권출(uncoil)하기 위한 기구이다. 그런 다음, 상기 와이어 공급 기구(14)는 소정의 제어가능한 각도로 와이어를 정확하게 구부리는 와이어 벤딩 기구(16)로 정확한 길이의 와이어를 공급한다. 상기 컨트롤러(18)는 요구되는 사양과 기하학적 구조를 갖는 도 21의 코일(132)과 같은 코일을 산출(産出)하기 위하여 일련의 진행이 이어지도록 이들 기구를 제어한다.

도 2 및 도 3에 상세히 알 수 있듯이, 상기 와이어 인출 기구(12)는 스풀(22)에 장착되는 샤프트(24)를 포함한다. 상기 샤프트(24)는 두 개의 굴대받이(pillow block)(28, 30)를 통해 권선 장치(10)의 프레임(26)에 유지된다. 상기 샤프트(24)는 구동 벨트(29)를 통해 그 샤프트(24)를 모터(27)에 연결하도록 이용되는 풀리(25)를 포함한다. 상기 모터(27)는 컨트롤러(18)에 연결되어 상기 컨트롤러(18)는 모터(27)를 통해 스풀(22)로부터 와이어를 권출하도록 제어한다. 상기 샤프트(24), 모터(27) 및 구동 벨트(29)는 부분적으로 또는 전체적으로 대체되거나, 상기 컨트롤러(18)에 의하여 제어가능한 다른 스풀 구동수단에 의해 보완될 수 있다.

또한, 상기 와이어 인출 기구(12)는 선형 베어링(36)을 통해 레일(34)에 장착되는 이동가능한 캐리지(carriage)(32)를 포함하고, 상기 캐리지(32)는 스풀(22)에 대하여 축방향 이동(화살표 38 참조)할 수 있다. 상기 이동가능한 캐리지(32)는 롤러(46)에 의하여 이격된 두 개의 평행한 플레이트(44)를 포함하는 원호형 와이어 가이드(42)를 포함한다. 상기 이동가능한 캐리지(32)는 공압 실린더(40)에 의해 스풀(22)로부터 이격되게 편향되어 텐션을 유지한다. 상기 공압 실린더(40)는 폐회로(closed circuit)이다. 리미트 스위치(미도시)는 캐리지 위치 데이터를 컨트롤러(18)에 제공하도록 이용된다.

본 기술분야의 당업자에게 명확하게 이해될 수 있듯이, 상기 이동가능한 캐리지(32)는 와이어를 와이어 공급 기구(14)로 상대적으로 일정한 레벨로 공급할 수 있다. 동작에 있어서, 상기 이동가능한 캐리지(32)는 와이어의 텐션을 자동으로 조절함으로써 와이어를 대체로 일정하고 적절한 텐션으로 와이어 공급 기구(15)로 제공할 수 있고, 이어서 스풀(22)은 와이어를 소정 길이 권출한다. 리미트 스위치(미도시)가 상기 캐리지(32)의 리미트 위치를 검출할 경우, 신호는 컨트롤러(18)로 전달되고, 상기 컨트롤러(18)는 와이어를 해당 길이만큼 추가적으로 권출하도록 상기 모터(27)를 작동시킨다. 이러한 과정은 와이어 공급 기구(14)가 그의 동작 동안 충분한 길이의 와이어를 항상 갖도록 반복된다. 상기 캐리지(32)는 와이어 공급 기구(14)가 스풀(22)을 최대한의 부하 또는 가변가능한 부하 이상으로 잡아당기는 것 을 방지한다.

도 4를 참조해 보면, 상기 와이어 인출 기구(12)는 와이어가 와이어 공급 기구(14)로 공급되기 전, 인출되는 와이어를 정렬시키기 위한 조절가능한 와이어 스트레이트너(straightener)(48)를 포함한다. 상기 조절가능한 와이어 스트레이트너(48)는 저부 롤러(50)와 상기 저부 롤러(50 측으로 조절가능하게 편향되는 상부 롤러(52)를 포함한다. 이러한 방식의 스트레이트너는 본 기술분야에 공지된 것이며, 이에 따라 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 물론, 상기 스트레이트너는 와이어를 정렬하도록 다른 형태로 구비될 수 있다.

상기 모터(27)가 스풀(22)을 회전시킬 경우, 와이어는 그로부터 권출되는 것임은 본 기술분야의 당업자에게 명백한 것이다. 상기 모터(27)가 스풀(22)을 회전시켜 와이어가 권출될 때, 상기 캐리지(32)는 실린더(40)에 의하여 스풀로부터 멀어지게 편향되고, 이에 따라 인출되는 와이어의 텐션은 유지된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 인출 기구는 전술한 텐션닝(tensioning) 및 레벨링(leveling) 기능 모두를 제공하는 캐리지(32)를 포함하지만, 본 발명의 추가적 실시예에 따른 인출 기구는 두 개의 분리 기구, 즉 레벨링 기능을 위한 기구와 스풀(22)로부터 인출되는 와이어을 텐션닝하기 위한 다른 기능을 갖는 두 개의 분리 기구로 제공될 수 있다. 예를 들면, 와이어가 공급 기구(14)와 레벨링되는 것을 확보하도록 프레임에 적절히 장착되는 소정의 편향 풀리가 이용될 수 있다. 상기 와이어 스트레이트너(48)는 이러한 레벨링을 위한 레벨러(leveler)의 역할을 수행할 수도 있다.

첨부된 도 5는 와이어 공급 기구(14)와 와이어 벤딩 기구(16)를 나타낸 것이다. 상기 와이어 공급 기구(14)는 소정 치수를 갖는 코일을 산출하기 위하여 컨트롤러(18)의 제어하에서 소정 길이의 와이어를 상기 벤딩 기구(16)로 반복하여 공급하기 위한 것이다.

상기 와이어 공급 기구(14)는 그 와이어 공급 기구(14)로부터 상기 와이어 벤딩 기구(16)로 와이어(70)를 안내하기 위한 연장된 와이어 가이드(72) 및 와이어 공급기(53)를 포함한다. 상기 연장된 와이어 가이드(72)는 와이어(72)를 제공받도록 구성되고 치수화된 슬롯(73)을 포함한다.

상기 와이어 공급기(53)는 전기 서보 모터에 의하여 작동되는 선형 이동가능한 테이블(54)을 포함한다. 상기 테이블로서는 예를 들면, THK CO., LTD사에 의해 제작된 선형 이동가능한 테이블이 적절하다. 따라서, 상기 테이블(54)은 컨트롤러(18)의 제어하에서 화살표 55 방향으로 이동할 수 있다. 도 5에서 상기 이동가능한 테이블(54)은 그의 최좌측 위치에 위치된 것을 나타내고 있다.

상기 이동가능한 테이블(54)에는 파지 암(gripping arm)(56)이 피벗(pivot)하게 장착된다. 보다 구체적으로, 상기 파지 암(56)은 테이블(54)에 고정되는 두 개의 축대 받이(60)(하나만 도시됨)에 피벗하게 장착되는 샤프트(58)에 고정 장착된다.

또한, 상기 암(56)의 제1 단부(62)는 테이블(54)에 피벗하게 장착되는 엑추에이터(64)에 피벗하게 장착된다. 따라서 상기 엑추에이터(64)는 샤프트(58)에 대하여 암(54)을 피벗시킬 수 있다(도 6에서 화살표 59 참조).

도 6으로부터 명확히 알 수 있듯이, 상기 암(56)의 제2 단부(66)는 상기 암(56)이 도 6의 파선으로 나타낸 와이어 파지위치에 있을 경우, 와이어(70)를 와이어 가이드(72)에 완전하고 마찰적으로 결합하도록 구성되는 마찰 패드(68)를 포함한다.

상기 암(56)이 도 6의 파선으로 나타낸 와이어 파지위치에 있고, 상기 테이블(54)이 움직이지 않고 유지될 경우, 상기 와이어(70)는 와이어 벤딩 기구(16) 측으로 이동되지 않고, 상기 와이어 인출 기구(12)는 와이어 벤딩 기구(16)로 불필요한 길이의 와이어를 공급하지 않고 모터(27)의 작동하에서 스풀(22)로부터 소정의 와이어를 인출할 수 있도록 하는 것임은 본 기술분야의 당업자에게 명백하다.

또한, 상기 암(56)이 와이어 파지위치에 있고, 상기 이동가능 테이블(54)이 와이어 벤딩 기구(16) 방향으로 이동될 경우, 상기 와이어(70)는 와이어 벤딩 기구(16)로 공급될 수 있다. 상기 이동가능 테이블(54)의 엑추에이터는 매우 정확하기 때문에, 상기 와이어 벤딩 기구(16)로 정학한 길이의 와이어가 공급될 수 있다.

이하 상기 와이어 벤딩 기구(16)를 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. 상기 와이어 벤딩 기구(16)는 벤딩 과정 동안 와이어(70)를 선택적으로 이동 정지시키기 위한 와이어 홀딩 어셈블리(74) 및 상기 와이어(70)의 선택된 부분을 구부리기 위한 와이어 벤딩 어셈블리(76)를 포함한다.

상기 와이어 홀딩 어셈블리(74)는 엑추에이터(80)가 장착되는 와이어 수용부를 형성하는 브라켓(78)을 포함하며, 상기 엑추에이터(80)는 상기 브라켓(78)의 구멍을 통해 슬라이딩할 수 있는 가동 마찰 부재를 형성하는 피스톤(82)이 제공된다. 또한, 상기 와이어 홀딩 어셈블리(74)는 와이어(70)를 수용하도록 구성되고 치수화된 길이방향 채널(85)이 제공되고, 고정 마찰 부재를 형성하는 채널 부재(84) 및 상기 채널 부재(84)와 상기 브라켓(78)을 서로 연결하는 상부 플레이트(86)를 포함한다.

상기 피스톤(82)이 브라켓(78)의 구멍을 통해 연장할 경우, 상기 와이어(70)가 피스톤(82)에 의하여 마찰 결합할 경우, 와이어는 이동되지 않는다.

상기 와이어 홀딩 어셈블리(74)는 도 7에 나타낸 것 이외에 상기 와이어 벤딩 어셈블리(76)에 대하여 상대적으로 다르게 지향될 수 있다. 도 7에 나타낸 바와 같은 와이어 홀딩 어셈블리(74)는 거꾸로 뒤집어 구성할 수 있다.

상기 와이어 벤딩 어셈블리(76)는 프레임(26)에 고정된 베이스부(87), 상기 베이스부(87)에 고정 장착된 고정 롤러(88) 및 상기 고정 롤러(88)에 의하여 형성된 피벗축에 대하여 피벗할 수 있는 피벗가능한 롤러(90)를 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 피벗가능한 롤러(90)는 베이스부(87)에 장착되는 엑추에이터(92)에 고정 장착된다. 상기 두 롤러(88, 90)는 와이어(70)를 꼭 맞게 수용할 수 있도록 치수화된 원주 채널(89, 91)을 각각 포함한다.

이하 첨부된 도면의 도 8 내지 도 20을 참조하여 도 21에 나타낸 단일 턴의 코일(132)을 제조할 수 있는 단계에 대하여 상기 공급 및 벤딩 어셈블리(14, 16)의 동작을 설명한다.

상세히 설명되겠지만, 소정 길이의 와이어를 연속적으로 공급한 다음, 와이어를 소정 각도로 구부리고, 이후 일련의 길이와 각도를 갖는 필요성에 따라 이들 두 단계를 반복함으로써 소정의 기하학적 구조를 갖는 코일이 이루어진다.

도 8은 와이어 공급 기구(14)에 의하여 제1 소정 길이의 와이어를 공급하는 것을 나타내고 있다. 공급되는 이러한 와이어의 제1 길이는 코일의 리드의 길이를 더한 코일의 제1 긴 레그(long leg)의 길이와 동일하다. 정확한 길이의 와이어가 공급되면, 상기 와이어 공급 기구(14)는 정지하고, 상기 피스톤(82)이 작동되어 와이어의 이동을 방지한다.

그런 다음, 도 9에서 상기 피벗가능한 롤러(90)가 코일의 제1 벤딩부를 제공하도록 제1 소정각도로 피벗된다(화살표 96 참조). 상기 제1 벤딩부의 곡률 반경은 고정 롤러(88)의 채널의 반경과 동일함을 알 수 있다. 또한, 상기 원주 채널(89, 91)을 포함하는 상기 고정 롤러(88)와 상기 피벗가능한 롤러(90) 사이의 갭은 와이어(70)가 두 롤러(88, 90) 사이에 꼭 맞게 끼워 맞춤 되어 정확히 구부러지도록 이루어진다.

도 10에 나타낸 단계에서, 상기 피벗가능한 롤러(90)는 엑추에이터(92)에 의해 그의 초기위치로 복귀되고(화살표 98 참조), 상기 피스톤(82)도 초기위치로 복귀되며, 상기 와이어 공급 기구(14)에 의해 제2 소정길이의 와이어(70)가 공급된다(화살표 100 참조). 다시 정확한 길이의 와이어가 공급될 경우, 상기 와이어 공급 기구(14)는 정지하고, 상기 피스톤(82)은 작동되어 와이어의 이동을 방지한다. 여기에서 마지막 단계는 도 8에 나타낸 단계와 유사하며, 단지 벤딩 기구(14)로 공급되는 제2 소정 길이의 와이어만이 제1 소정길이의 와이어와 다른 것임을 알 수 있다.

상기 벤딩 과정 동안, 상기 피스톤(82)이 작동되어 와이어의 이동을 방지하고, 그의 초기위치로 복귀하며, 와이어가 벤딩 기구로 공급되는 것은 본 기술분야의 당업자가 명확히 알 수 있다. 설명의 간략화를 위하여 상기 엑추에이터(80)의 피스톤(82)의 이동은 이하에서 반복하지 않는다.

도 11은 코일의 제2 벤딩부의 벤딩을 나타낸 것이다. 이러한 제2 벤딩부를 형성하기 위하여 상기 피벗가능한 롤러(90)는 제2 소정 각도로 피벗된다(화살표 102 참조). 상기 벤딩 반경을 결정하는 롤러는 상기 고정 롤러(88)이기 때문에, 상기 제2 벤딩부의 벤딩 반경은 제1 벤딩부의 벤딩 반경과 동일하고, 상기 피벗가능한 롤러(90)의 이동은 제2 벤딩부보다 크기 때문에, 상기 제2 벤딩부에 의해 형성된 각도는 제1 벤딩부에 의해 형성된 각도보다 작은 것임을 알 수 있다.

도 12로부터 알 수 있듯이, 상기 피벗가능한 롤러(90)는 그의 초기위치로 복귀되고(화살표 104 참조), 제3 소정 길이의 와이어가 공급된다(화살표 106 참조).

그런 다음, 상기 피벗가능한 롤러(90)의 이동에 의하여 제3 벤딩부가 형성된다(도 13의 화살표 108 참조).

도 21에 나타낸 바와 같은 코일(132)을 산출하기 위하여 상기 제3 소정 길이는 제2 소정 길이와 동일하고, 상기 제3 벤딩부는 제1 벤딩부와 동일한 것임을 알 수 있다.

상기 코일(132)은 대칭되기 때문에, 도 8 내지 도 13에 나타낸 연속적인 동작은 도 14 내지 도 19를 참조하여 간단하게 설명하는 바와 같이, 코일(132)의 두번째 절반(second half)을 형성하도록 반복된다.

＊ 도 14: 롤러(90)의 복귀(화살표 110); 제4 소정 길이의 와이어 공급(화살표 112);

＊ 도 15: 제4 벤딩부의 벤딩(화살표 114);

＊ 도 16: 롤러(90)의 복귀(화살표 116); 제5 소정 길이의 와이어 공급(화살표 118);

＊ 도 17: 제5 벤딩부의 벤딩(화살표 120);

＊ 도 18: 롤러(90)의 복귀(화살표 122); 제6 소정 길이의 와이어 공급(화살표 124); 및

＊ 도 19: 제6 벤딩부의 벤딩(화살표 126).

상기 제6 벤딩부가 형성되면, 제1 턴의 코일이 완성된다. 그런 다음, 이러한 과정은 소정 회수의 턴을 구비하는 코일을 산출하기 위하여 소정 회수 번 반복될 수 있다. 부가적인 회수의 턴을 제조하기 위하여 이러한 과정이 반복될 경우, 제1 소정 길이 또는 벤딩 기구(16)로 공급되는 와이어는 코일의 리드의 길이에 대하여 부가적인 길이가 제공되지 않아야 하기 때문에 제1 턴에 대한 길이나 와이어보다 작게 된다.

도 20으로부터 알 수 있듯이, 소정 회수의 턴을 갖는 와이어가 권선될 경우, 코일을 완성하도록 와이어는 소정 길이 공급된다(화살표 130). 그런 다음, 상기 와이어는 도 21에 나타낸 코일(132)을 제공하도록 자동 또는 수동으로 절단될 수 있다(미도시).

이하, 도 22 내지 도 24를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 사각형 와 이어 권선 장치(134)를 설명한다. 상기 권선 장치(134)는 상기한 권선 장치(10)와 매우 유사하기 때문에, 이하 설명의 간략화를 위하여 두 권선 장치(10, 134)의 차이점에 대해서만 설명한다.

상기 와이어 권선 장치(134)는 와이어 인출 기구(12), 와이어 공급 기구(14), 와이어 벤딩 기구(16) 및 컨트롤러(18)에 부가하여 와이어 박리(stripping) 기구(136) 및 와이어 절단 기구(138)를 더 포함한다.

상기 와이어 박리 기구(136)는 와이어 인출 기구(12)와 와이어 공급 기구(14) 사이 프레임(26)에 장착된다. 그러나 아래의 설명에서 보다 명확히 이해할 수 있듯이, 상기 와이어 박리 기구(136)는 스풀(22)의 하류 및 와이어 절단 기구(138)의 상류 어디에도 위치될 수 있다. 물론, 상기 와이어 박리 기구(136)는 와이어에 대하여 상대적으로 작동가능한 위치에 있다.

이하, 도 25 내지 도 29를 참조하여 상기 와이어 박리 기구(136)를 상세히 설명한다.

상기 와이어 박리 기구(136)는 빔(141)의 형태로 형성된 프레임 부재에 슬라이딩가능하게 장착되는 공통의 스트립퍼 클로오(stripper claw) 작동 기구(140)에 장착되는 두 개의 대향 스트립퍼 클로오(138), 상기 각 스트립퍼 클로오(138)에 각각 장착되는 두 개의 그래이터 핑거(grater finger)(142), 상기 빔(141)에 고정되는 와이어 클램핑 기구(144), 상기 스트립퍼 클로오 작동 기구(140)를 빔(141)을 따라 선택적으로 이동시키는 선형 엑추에이터(146) 및 진공장치(미도시)를 포함한다.

상기 빔(141)은 와이어 공급 기구(14)의 연장된 와이어 가이드(72)에 평행한다.

각 스트립퍼 클로오(138)는 초기위치와 와이어 결합위치 사이에서 일치하여 피벗이동가능한 각각의 연동 기어(150)를 통해 상기 스트립퍼 클로오 작동 기구(140)의 장착 어셈블리(140)의 일부분에 피벗하게 장착된다. 상기 스트립퍼 클로오(138)는 와이어(70)에 대하여 서로 대칭되게 향하도록 와이어 공급로에 대하여 위치된다. 각 스트립퍼 클로오(138)는 그의 선단에 컷팅 에이지(139)를 포함한다.

상기 스트립퍼 클로오 작동 기구(140)는 두 스트립퍼 클로오(138)와 실린더(154) 형태로 형성되는 엑추에이터 중 하나에 일체로 장착되는 레버 암(152)을 더 포함하며, 상기 실린더(154)는 레버 암(152)에 작동가능하게 결합한다. 보다 구체적으로, 상기 레버 암(152)의 선단(156)은 실린더(154)의 피스톤(158)에 피벗하게 장착된다. 상기 실린더(154)는 L형 브라켓(160)을 통해 장착 어셈블리(148)에 장착된다.

도 26으로부터 보다 명확히 알 수 있듯이, 상기 스트립퍼 클로오 작동 기구(140)는 빔(141)에 고정된 슬라이딩 부재(162, 164)와 상기 장착 어셈블리(148)를 슬라이딩 부재(164)에 고정하는 L형 브라켓(166)을 통해 상기 빔(141)에 슬라이딩 가능하게 장착된다.

상기 선형 엑추에이터(146)는 슬라이딩 부재(162, 164)를 선택적으로 왕복 상대이동시킬 수 있도록 상기 슬라이딩 부재(164)에 피스톤(168)이 결합하는 실린더(167)를 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 피스톤(168)은 연장 플레이트(172)의 제1 길이방향 단부(170)에 고정 장착되고, 상기 연장 플레이트(172)의 제2 길이방향 단부는 길이조절가능한 볼트(174)를 통해 슬라이딩 부재(164)에 고정된다. 상기 빔(141)에는 상기 빔(141)을 따르는 스트립퍼 클로오 작동 기구(140)의 진행을 제한하기 위하여 두 개의 기구적 스토퍼부(176, 178)가 고정된다.

상기 각 그래이터 핑거(142)는 그의 선단에 블레이드(180)를 포함한다. 각 그래이터 핑거(142)는 각 스트립퍼 클로오(138)에 장착되어 상기 스트립퍼 클로오(138)가 와이어 결합위치에 있을 경우, 그의 블레이드(180)는 스트립퍼 클로오(138)의 컷팅 에이지(139)와 동일 높이에 있게 된다.

상기 와이어 클램핑 기구(144)는 상기 빔(141)에 고정 장착되는 제1 마찰 플레이트(182) 및 클램핑 엑추에이터 어셈블리(186)에 의하여 상기 제1 마찰 플레이트(182)에 대해 선택적으로 접촉하기 위한 제2 마찰 플레이트(184)를 포함한다. 상기 클램핑 엑추에이터 어셈블리(186)는 장착 브라켓(190)을 통해 빔(141)에 장착되는 실린더(188)를 포함한다. 상기 실린더(188)의 피스톤은 길이조절가능한 어셈블리(194)를 통해 제2 마찰 플레이트(184)에 결합한다. 상기 길이조절가능한 어셈블리는 본 기술분야의 당업자에게 명백한 것이기 때문에, 설명의 간략화를 위하여 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 스트립퍼 클로오 작동 기구(136), 상기 와이어 클램핑 기구(144) 및 상기 선형 엑추에이터(146)는 모두 컨트롤러(18)에 의하여 제어된다.

이하, 도 27 내지 도 30을 참조하여 와이어 박리 기구(136)에 대하여 상세히 설명한다.

도 27은 스트립퍼 클로오(138) 사이를 통과하는 와이어를 갖는 초기위치에서의 와이어 박리 기구(136)를 나타낸 것이다. 이러한 위치에 따르면, 상기 스트립퍼 클로오 작동 기구(140)의 실린더(154)는 완전히 연장되고, 상기 클로오(138)는 서로 이격되며, 상기 선형 엑추에이터(146)와 상기 와이어 클램핑 기구(144)의 각 실린더(167, 192)는 완전히 수축된다.

상기 와이어(70)가 박리되는 위치를 상기 컨트롤러(18)가 검출할 경우(도 28), 상기 와이어 클램핑 기구(144)는 작동되어 제2 마찰 플레이트와 제1 마찰 플레이트를 서로 접촉시키고(화살표 196 참조), 이에 따라 와이어(70)를 클램핑하여 이동하지 못하게 할 때까지 제2 마찰 플레이트(184)를 제1 마찰 플레이트(182) 측으로 이동시킨다.

또한, 상기 스트립퍼 클로오 작동 기구(140)는 작동되고, 이에 따라 실린더(154)의 피스톤은 수축된다(화살표 198 참조). 이는 레버 암(152)을 상승시키고, 이에 따라 두 스트립퍼 클로오(138)를 와이어(70)로 함께 인접시킨다(화살표 200 참조).

도 29 및 도 30에 나타낸 바와 같이, 상기 선형 엑추에이터(146)에 전류가 인가되고, 이에 따라 와이어 클램핑 기구(144)를 위치 이동시켜 그래이터 핑거(142)가 부착된 스트립퍼 클로오(138)를 위치 이동시키도록(화살표 204 참조) 상기 실린더(167)를 연장한다(화살표 202 참조). 이러한 선형 위치이동은 와이어의 소정 길이에 걸쳐 실행되고 이에 따라 대응하는 길이의 와이어(70)가 박리된다. 박리 이동에 대하여 클로오 후방에 위치되는 상기 그래이터 핑거(142)는 박리 과정에 서 발생한 어떠한 잔여물(residual sheath)과 코어재(core material)(206)를 제거하게 된다. 또한, 상기 진공장치(도 29에서 파선 참조)는 이러한 잔여물과 코어재를 제거하게 된다.

상기 컨트롤러(18)는 와이어 인출 기구(12), 와이어 공급 기구(14) 및 와이어 벤딩 기구(18)의 동작과 이들의 상대 위치를 정확하게 제어하기 때문에, 와이어(70)가 박리되어야 하는 상대 위치를 용이하게 결정할 수 있음을 알 수 있다.

이러한 단계에 이어서, 상기 와이어 박리 기구(136)는 도 27의 초기위치로 복귀된다.

본 발명의 사상과 본질을 벗어나지 않는 범위에서 상기 와이어 박리 기구(136)의 다른 구성요소들은 다른 장착 배치로 제공될 수 있다.

상기 스트립퍼 클로오(138)는 얇은 층의 와이어(70)를 정확하게 컷팅할 수 있도록 다른 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 와이어 박리 기구는 사각형 와이어에 한정되는 것은 아니다. 물론, 스트립퍼 클로오도 다른 기하학적 구조를 갖는 와이어를 박리하기 위하여 채용될 수 있다.

상기 스트립퍼 클로오 작동 기구는 두 스트립퍼 클로오(138)를 함께 또는 별개로 선택할 수 있는 다른 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 두 스트립퍼 클로오(138)는 공통의 작동 기구에 장착되거나 공통의 선형 엑추에이터에 의해 이동가능하게 이루어질 필요는 없다. 따라서 실제 별개의 기구가 제공될 수 있다.

상기 클로오(138)는 와이어의 주변에 걸쳐 와이어(70)를 부분적으로 또는 전체적으로 박리하도록 구성되고 치수화될 수 있다.

도 22 내지 도 24를 참조해 보면, 와이어 절단 기구(138)는 와이어 벤딩 기구(16)에 인접하는 프레임(26)에 장착된다.

이하, 도 31 내지 도 34를 참조하여 와이어 절단 기구(138)를 상세히 설명한다.

상기 와이어 절단 기구(138)는 절단기(208)를 포함한다. 상기 절단기(208)는 와이어 벤딩 기구(16)에 대하여 수축위치와 와이어(70)를 절단하기 위한 연장위치 사이에서 이동가능하게 이루어지도록 상기 프레임(26)에 장착된다. 상기 절단기(208)는 컨트롤러(18)에 의해 작동가능한 죠(jaw) 절단부재(209)를 포함한다. 상기 와이어 절단 기구(138)가 그의 연장 위치에 있을 경우, 절단기(208)의 절단 부재(209)가 와이어 벤딩 기구(16)의 채널 부재(84)의 채널에 의하여 형성되는 축, 결과적으로 와이어(70)의 통로와 교차하도록 와이어 절단 기구(138)는 와이어 벤딩 기구(16)에 대하여 상대적으로 구성되고 위치되는 것임을 알 수 있다.

상기 절단기(208)는 슬라이딩 부재(214 내지 216)를 통해 프레임 부재(212)에 슬라이딩 가능하게 장착되는 지지 브라켓(210)에 피벗하게 장착된다. 보다 구체적으로, 상기 절단기(208)는 기둥(218)에 고정되게 장착된다. 상기 기둥(218)은 피벗핀(220)을 통해 상기 지지 브라켓(210)에 피벗가능하게 장착된다. 상기 지지 브라켓(210)에 기단부(224)가 장착되고, 상기 기둥(218)에 피벗하게 장착되는 피스톤(228)을 갖는 제1 실린더(222)는 상기 절단기(228)를 피벗시킨다. 상기 프레임 부재(212)에 고정되는 제2 실린더(230)는 상기 프레임 부재(212)를 따라 상기 지지 브라켓(210)을 이송시킨다. 상기 제1 및 제2 실린더(222, 230)는 컨트롤러(18)에 의해 제어된다.

이하, 도 33 및 도 34를 참조하여 와이어 절단 기구(138)의 동작을 설명한다.

상기 와이어 절단 기구(138)는 초기에는 도 33 및 도 34의 실선으로 나타낸 바와 같이 와이어 벤딩 기구(16)에 대하여 수축된 위치에 있다. 이러한 위치에서, 상기 절단기(208)의 상단은 연장된 와이어 가이드(73)보다 낮게 위치된다. 보다 구체적으로, 상기 절단기의 상단은 와이어 벤딩 기구(16)의 동작을 위하여 간극을 제공하도록 와이어(70)의 높이보다 낮게 위치된다. 상기 절단기(208)와 상기 와이어 밴딩 기구(16)의 상대 위치는 도 24로부터 명확히 알 수 있다.

상기 와이어 벤딩 기구(16)의 전체 사이클이 완료되고, 코일(132)이 완성될 경우(도 34의 파선 참조), 먼저 상기 와이어 절단 기구(138)의 제2 실린더(230)가 작동하여 절단기(208)를 상승시키고(화살표 232 참조), 그런 다음 제1 실린더가 작동하여 절단기(208)를 코일(132) 측으로 피벗시킨다(화살표 234 참조). 이후 상기 절단 부재(209)는 와이어(70)를 절단하도록 근접한다(화살표 236 및 도 33의 파선 참조). 그런 다음, 상기 와이어 절단 기구(138)는 도 24 및 도 31에 나타낸 그의 수축 위치로 복귀된다.

도 34로부터 명확히 알 수 있듯이, 상기 절단기(208)는 와이어(70)의 통로에 의하여 형성되는 축에 대하여 상대적으로 더 위치결정되어 그 축과 각도를 형성한다. 이는 절단 부재(209)가 상기 축에 직교하게 위치되도록 한다.

상기 와이어 절단 기구(138)는 프레임(26)에 장착되거나 그의 전용의 독립된 지지 구조체(미도시)가 제공될 수 있다. 이는 와이어 인출 기구(12), 와이어 공급 기구(14), 와이어 벤딩 기구(16), 컨트롤러(18) 및 와이어 박리 기구(136)에도 동일하게 이루어질 수 있다.

여기에서 설명된 장치들은 와이어와 접촉하는 다양한 부품의 치수를 변경함으로써 사이즈가 다른 사각형 와이어를 구부리기 위하여 용이하게 적용될 수 있음은 본 기술분야에서 명백한 것이다.

유사하게, 상기 코일의 형태 및 치수는 컨트롤러(18)의 인터페이스(19)를 통해 굽힘 각도 및 공급 길이를 변경함으로써 용이하게 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 와이어 권선 장치는 사각형 와이어를 참조하여 설명하였지만, 다른 기하학적 구조를 갖는 와이어에 대한 권선 장치(10 또는 134)를 적용하는 본 기술을 이용하는 것은 본 기술분야의 당업자에게 명백한 것이다.

또한, 본 기술분야의 당업자가 용이하게 이해할 수 있듯이, 상기한 엑추에이터는 공압식 엑추에이터를 설명하였지만, 유압 또는 전기 등의 다른 기술이 이용될 수 있다.

두 와이어 권선 장치(10, 134)는 와이어 인출 기구(12), 와이어 공급 기구(14), 와이어 벤딩 기구(16), 와이어 박리 기구(136) 및 와이어 절단 기구(138)의 동작을 제어하는 단일 컨트롤러(18)를 구비하는 것으로 설명하였지만, 이들 동작을 제어하도록 복수의 컨트롤러(미도시)가 이용될 수 있고, 이들 동작을 통합하기 위한 중앙 컨트롤러(미도시)가 이용되거나, 통신 프로토콜이 이용될 수 있다.

끝으로, 와이어 인출 기구, 와이어 공급 기구, 와이어 벤딩 기구, 와이어 절 단 기구 및 와이어 박리 기구를 포함하는 와이어 권선 장치를 설명하고 있지만, 이들 몇몇 구성요소들은 변형되거나 생략될 수 있다.

상기에서는 설명된 실시예의 통해 본 발명을 설명하고 있지만, 첨부된 청구범위에서 정의하고 있는 바와 같이 본 발명의 사상과 본질을 벗어나지 않는 범위에서 변경될 수 있다.