KR100279564B1 - 와이어연선기의오버트위스트구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이어 연선기의 전동식 오버트위스트 구동장치에 관한 것이다.

본 발명은 여러 가닥의 와이어를 일정한 연선방향과 피치로 꼬는 와이어 연선기에서 회전휠과 오버트위스트가 연속적인 정비율을 유지하면서 회전하도록 하는 오버트위스트 구동장치로서, 회전휠의 현재 회전수를 검출하는 회전수 검출센서와, 회전휠 구동용의 메인모터와는 별도로 설치되어 오버트위스트에 회전구동력을 전달하는 오버트위스트 구동용 모터 및 상기 회전수 검출센서로부터의 입력신호를 오버트위스트 구동용 모터의 제어신호로 변환하여 출력하는 모터제어부로 구성된다.

종래의 오버트위스트 구동장치에서는 변속벨트의 마모나 파손이 불가피하고 또한 이러한 변속벨트의 손상여부를 확인하는 데 어려움이 있어 코드에 대한 적절한 토션의 부여불량에 따른 제품 품질의 저하가 초래되었고, 손상된 변속벨트등의 교체를 위해 장치의 가동을 중단하여야 함에 따라 장치의 설치 및 유지비용이 많이 들고 생산성이 떨어지는 문제점이 있었으나, 본 발명의 오버트위스트 구동장치는 고장요인이 많은 변속벨트등을 사용하지 않으므로 상기의 제반 문제점이 해소되는 장점이 있다.

Description

와이어 연선기의 오버트위스트 구동장치

본 발명은 여러 가닥의 스틸 와이어를 일정한 피치로 꼬아서 강연선을 형성하는 와이어 연선기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 회전휠의 회전수를 검출하여 그 검출된 신호로 회전휠 구동모터와는 별도로 설치된 오버트위스트(over-twist) 구동모터의 회전수 제어가 이루어지도록 함으로써 전 구간에 걸쳐 회전휠에 대한 오버트위스트의 정비율 속도유지가 이루어지도록 와이어 연선기의 오버트위스트 구동장치에 관한 것이다.

도1은 종래 와이어 연선기의 전체 구조를 보인 것으로, 이에 의거하여 연선기의 개략적인 구조 및 연선과정을 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와같이, 종래의 연선기는 메인모터(1)와, 다수개의 와이어 공급보빈(2)이 탑재되고 상기 메인모터(1)의 구동에 의해서 회전하는 회전휠(3)과, 회전휠(3)의 전방에 설치되어 공급보빈(2)으로부터 인출되어 나오는 여러가닥의 와이어(4)의 연선이 이루어지도록 하는 연선회전체(5)와, 연선된 코드(4')에 토션(torsion)을 부여하는 오버트위스트(over twist)(6)와, 오버트위스트(6)를 통과하여 나온 코드(4')에 대하여 직진성을 부여함과 아울러 일정한 피치가 유지되도록 하는 일련의 교정기(7)와, 교정기(7)를 빠져나온 코드(4')를 권취보빈(도면 미도시)으로 이송시키기 위한 캡스턴(8)으로 구성되어 있다.

이때, 상기 메인모터(1)와 회전휠(3) 사이에는 모터축에 장착되는 구동풀리(1a)와, 구동풀리(1a)와 브이벨트(9)로 연결되어 회전휠 회전축(3a)으로 회전구동력을 전달하는 피동풀리(10)가 설치되는 한편 회전휠 회전축(3a)의 주위에는 내부에 다수의 베어링과 기어가 내장된 베어링 하우징(11)이 장착되어 있다.

이와같은 구조로 이루어진 연선기에서 와이어의 연선과정은 다음과 같다.

먼저 메인모터(1)가 구동하게 되면 그 회전구동력은 구동풀리(1a), 브이벨트(9) 및 피동풀리(10)를 순차적으로 거쳐 회전휠(3)로 전달되어 회전휠(3)의 회전이 이루어지게 된다. 이때, 회전휠(3) 상에 탑재된 다수의 와이어 공급보빈(2)으로부터 공급되는 와이어와 회전휠(3) 이외의 장소에 설치된 보빈(도면 미도시)으로부터 회전휠(3)의 중심부를 통해서 공급되는 심선용 와이어(4a)는 회전휠(3)의 회전에 의해서 그 전방의 연선회전체(5)를 통과하는 과정에서 서로 꼬여지게 된다.

이와같이 여러가닥의 소선 와이어(4)(4a)가 꼬여진 상태의 코드(4')는 안내롤러(12a)(12b)에 안내되어 오버트위스트(6)로 진입하게 되는 데, 이와같이 오버트위스트(6)로 진입하는 코드(4')는 최종적으로 연선된 형태를 취하고 있긴 하나 이전의 연선과정을 거치면서 － 방향의 비틀림 복원력이 매우 큰 상태에 있으므로 오버트위스트(6)를 통과하는 과정에서 ＋ 방향의 비틀림 응력으로 전환되도록 하는 오버트위스팅이 행해지게 된다.

이어서, 오버트위스트(6)를 빠져나온 코드(4')는 다수개의 롤러군으로 이루어진 교정기(7)를 통과하면서 직선화되고 또한 피치의 조정이 이루어진 후 캡스턴(8)에 안내되어 권취보빈에 감김에 의해서 연선작업이 완료된다.

이와같은 연선기에서 우수한 품질의 강연선을 얻기 위해서는 오버트위스트(6)의 회전이 회전휠(3)과 연동하여 비례적으로 이루어져야할 것이 요구되는 데 이와같은 오버트위스트(6) 구동 메카니즘을 도1에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와같이, 종래 오버트위스트 구동장치는 일단부에 회전휠 회전축(3a)과 브이벨트(9)로 연결되는 풀리(10)가 결합되고 타단부에는 피아이브이 시브(P.I.V. Sheeve)(11)가 결합된 장축(12)과, 피아이브이 시브(11)와 변속벨트(13)로 연결된 아이들러(14)와, 아이들러(14)의 회전축(14a)상에 설치된 풀리(14b)와 타이밍 벨트(15)로 연결되는 타이밍 풀리(16)가 장착된 오버트위스트 회전축(17)과, 일단부에 베벨기어(18a)가 형성된 제어핸들(18)과, 상기 베벨기어(18a)와 연동하여 회전하는 기어(19)와 상기 아이들러(14)에 연결된 기어(20) 사이에 설치되는 체인(21)으로 이루어져 있다.

이때, 도면중 미설명 부호 22는 기어박스로서 메인모터(1)의 회전력을 캡스턴(8)으로 전달하는 역할을 수행한다.

이와같은 종래 연선기의 오버트위스트 동작과정을 살펴보면, 메인모터(1)의 구동에 의해 회전휠(3)이 회전하게 되면 회전휠 회전축(3a)의 단부에 장착된 벨트(9)를 통해서 그 회전구동력은 장축(12), 피아이브이 시브(11), 변속벨트(13), 아이들러(14) 및 타이밍 벨트(15)를 순차적으로 거쳐 오버트위스트 회전축(17)으로 전달됨으로써 오버트위스트(6)의 회전이 이루어지게 된다.

즉, 회전휠(3)과 오버트위스트(6)의 회전구동력은 양자 공히 메인모터(1)를 통해서 전달되므로 정상상태에 있을 때 회전휠(3)과 오버트위스트(6)간에는 회전휠(3)의 증속 - 정속 - 감속 구간에 관계없이 일정한 비례관계를 유지한 상태로 양자의 회전이 이루어지게 된다.

한편, 이와같은 구조로 이루어진 오버트위스트 구동장치가 구비된 연선기에서 변속벨트(13)가 마모되거나 파손되는 경우 피아이브이 시브(11)와 벨트간의 접촉면에서 슬립현상이 발생하게 되고 그 결과로 오버트위스트(6)의 적절한 회전수 유지가 불가능하게 되어 코드의 토션불량이 생기게 되는 데, 종래의 장치에서는 이와같은 변속벨트등의 손상에 의한 코드의 불량이 일어나는 것을 작업자가 감지해 내는 것이 매우 어렵다는 문제점이 있다.

다시말하면, 변속벨트(13)는 시간이 경과함에 따라 마모등의 손상이 발생하는 것이 불가피하나 그 마모여부를 그때 그때 작업자가 수시로 확인하는 데는 그많큼 많은 노력과 주의를 필요로 하게 되고, 이에 더하여 통상적으로 변속벨트를 비롯한 연선기의 주된 구성들은 소음방지 및 안전사고의 방지를 위해서 안전커버가 씌워져 있기 때문에 변속벨트의 마모여부를 확인하는 데는 많은 어려움이 따르고 있다.

그리고, 종래의 오버트위스트 구동장치에서는 오버트위스트(6)의 적절한 회전수를 셋팅하기 위해서는 단부에 베벨기어(18a)가 형성된 제어핸들(18)을 회전조작하여 아이들러(14)와 연결된 체인(21)이 이동되도록 함으로써 아이들러(14)와 피아이브이 시브(11)간의 간격에 변화를 주어 오버트위스트(6)의 회전속도가 조정되도록 하고 있다.

다시말하면, 종래의 오버트위스트 회전수 셋팅작업은 수작업에 의해 제어핸들을 조작하는 방식을 취하고 있는 데, 제어핸들(18)의 조작시 체인(21)의 피치에 의한 유격으로 작업자의 힘이 많이 소요되고 또한 작동이 원할하지 못하여 작업성이 매우 떨어지며, 이에 더하여 상기의 작업은 연선기의 가동중에 이루어져야 함에 따라 상당한 숙련도가 요구되고 있다.

또한, 상기 종래의 오버트위스트 구동장치에서는 일단 정확하게 셋팅을 한 경우라도 고속으로 회전하는 기계의 진동에 의하여 제어핸들(18)이 움직여서 셋팅된 회전수에 변화가 발생되는 현상이 빈번하게 발생하게 되고 이에따라 코드의 토션불량이 증가되는 문제점이 아울러 지적되고 있다.

본 발명은 종래 연선기의 오버트위스트 구동장치에서 지적되고 있는 상기의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기어박스의 풀리 외측에 회전수 검출센서를 설치하여 회전휠의 회전수를 검출하고 그 검출된 신호로 회전휠 구동모터와는 별도로 설치된 오버트위스트 구동모터의 구동 제어가 이루어지도록 함으로써 전 구간에 걸쳐 회전휠에 대한 오버트위스트의 정비율 속도유지가 이루어지도록 와이어 연선기의 오버트위스트 구동장치에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래 연선기의 오버트위스트 구동장치에서 장치의 복잡화 및 조작의 어려움을 초래하는 구성부품으로서 메인모터와 연동하여 구동되는장축, 피아이브이 시브 , 변속벨트 및 아이들러를 비롯한 제어핸들등을 필요로 함이 없이 회전수 검출센서와 오버트위스트 구동모터로 이루어진 간단한 구조의 전동식 오버트위스트 구동장치를 제공함에 의해 장치의 간단화 및 오버트위스트의 정밀한 제어가 이루어질 수 있도록 한 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 오버트위스트의 일측에 회전수 감지센서를 설치하여 그로부터 감지된 오버트위스트의 현재 회전수가 회전수 표시기를 통해서 표시되도록 구성함으로써 연선기의 외부로부터 현재 오버트위스트의 작동상태를 손쉽게 파악할 수 있도록 한 와이어 연선기의 오버트위스트 구동장치를 제공하는 데 있다.

도1은 종래 와이어 연선기의 구조도.

도2는 본 발명에 따른 오버트위스트 구동장치가 구비된 연선기의 구조도.

도3은 본 발명에 따른 오버트위스트 구동장치의 제어계통도.

(( 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ))

1. 메인모터 3. 회전휠

6. 오버트위스트 22. 기어박스

30. 풀리 31. 회전수 검출센서

32. 오버트위스트 구동용 모터 33. 신호 변환부

34. 회전수 감지센서 35. 회전수 표시기

36. 벨트 37. 모터 제어부

본 발명의 상기 목적은 여러 가닥의 와이어 소선을 일정한 연선방향과 피치로 꼬는 와이어 연선기에 있어서, 메인모터에 의해 회전구동되는 회전체의 일측에 비접촉식으로 설치되어 회전휠의 현재 회전수를 검출하는 회전휠 회전수 검출센서와, 상기 센서로부터의 전기적인 신호를 오버트위스트 구동모터의 제어신호로 변환하는 신호변환부와 그 신호를 입력받아 모터구동 신호를 출력하는 모터제어부와, 모터제어부의 제어신호에 의해서 회전구동되는 오버트위스트 구동모터와, 오버트위스트 구동모터로부터 회전구동력을 전달받아 회전하는 오버트위스트와, 오버트위스트의 일측에 설치되는 회전수 감지센서 및 오버트위스트 회전수 감지센서를 통해 감지된 회전수를 표시하는 회전수 표시기로 이루어진 구조에 의해서 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 이에따른 작용효과에 대한 구체적인 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 오버트위스트 구동장치를 포함하는 와이어 연선기의 전체구조도로서, 종래의 구성과 동일한 부분에 대하여는 도1에 부여된 부호와 동일한 부호를 부여하였다.

도시된 바와같이, 본 발명의 연선기에서 메인모터(1)에 의해 회전하는 회전휠(3)을 통해서 회전휠(3)상에 탑재된 다수의 와이어 공급보빈(2)에서 인출되는 와이어(4)(4a)가 연선회전체(5)를 지나면서 서로 꼬여지고, 이와같이 연선된 코드(4')가 안내로울러(12a)(12b)에 안내되어 오버트위스트(6)에서 토션이 부여된 후 교정기(7) 및 캡스턴(8)을 통과하여 최종적으로 권취보빈에 감기는 구조 및 연선과정은 종래의 연선기에서와 동일하다.

이와같은 종래의 와이어 연선기에 있어서, 본 발명의 오버트위스트 구동장치는 회전휠 회전축(3a)과 브이벨트(9)로 연결되는 기어박스(22)의 입력측 풀리(30) 외측에 회전수 검출센서(31)가 비접촉식으로 설치되고, 오버트위스트(6)의 일측에는 오버트위스트(6)를 회전구동시키기 위한 별도의 오버트위스트 구동용 모터(32)이 설치되는 한편 상기 회전수 검출센서(31)로부터 감지된 전기적인 신호를 오버트위스트 제어용 신호로 변환시키는 신호 변환부(33) 및 그 신호를 입력받아 모터를 구동시키는 모터제어부(37)가 설치되어 이루어진 구조에 기술적 특징이 있다.

또한, 본 발명의 오버트위스트 구동장치에서는 상기 구조에 부가하여 오버트위스트(6)의 일외측에 회전수 감지센서(34)를 설치하고 그 회전수 감지센서(34)로부터 감지된 오버트위스트의 현재 회전수가 회전수 표시기(35)를 통해서 표시되도록 구성되어 있다.

이때, 상기 기어박스(22)의 입력측 풀리(30) 일외측에 설치되는 회전휠 회전수 검출센서(31)는 비접촉식 센서로 구성하는 것이 바람직하며, 구체적인 일예로는 근접센서나 광센서등을 들 수 있을 것이다. 상기 회전수 검출센서(31)에서는 입력측 풀리(30)의 회전수, 다시말하면 회전휠(3)의 현재 회전수를 검출하여 그 검출된 펄스 신호를 신호 변환부(33)를 거쳐 모터제어부(37)로 인가하게 된다.

한편, 신호 변환부(33)에서는 상기 회전수 검출센서(31)로부터의 펄스 입력신호를 오버트위스트 구동용 모터(32)의 제어신호로 변환하게 되는 데, 그 구체적인 변환과정의 일예는 다음과 같다.

신호 변환부(33)에서는 펄스입력신호를 전압으로 변환하고 이 변환된 전압을 가변저항 조절식 전기식 볼륨조절을 통해 쉽게 오버트위스트 구동용 모터의 속도 제어에 필요한 전압값으로 변환하여 오버트위스트 구동모터의 속도제어신호로 출력하게 된다.

이와같이 신호변환부(23) 및 모터제어부(37)를 통해서 출력되는 제어신호에 의해서 오버트위스트 구동용 모터(32)는 회전휠(3)의 회전속도와 정비율이 유지되는 속도로 구동하게 되고, 그 모터의 회전구동력은 벨트(36)를 통해서 오버트위스트 회전축(17)에 전달됨으로써 오버트위스트(6)는 회전휠(3)의 증속 - 정속 - 감속의 전구간에 걸쳐 일정한 비율을 유지하며 회전하게 된다.

도3은 이와같은 본 발명의 오버트위스트 구동장치의 제어계통도로서, 도시된 바와같이 메인모터(1)의 구동에 의한 회전휠(3)의 회전상태는 회전수 검출센서(31)를 통해서 검출되고, 그 검출된 펄스신호는 신호 변환부(33)에서 주파수 - 전압 변환장치(Frequence - Voltage Converter)에 의해 모터제어용 신호로서의 전압으로 변환되고, 그 신호를 받은 모터제어부(Inverter)(37)가 출력을 발생시켜 오버트위스트 구동용 모터(32)가 그 제어신호에 대응하는 회전수로 구동되도록 하며, 이에따라 오버트위스트(6)는 회전휠(3)과 항시 일정한 비율을 유지한 상태로 회전을 하면서 코드(4')의 토션을 조절하게 된다.

한편, 본 발명의 오버트위스트 구동장치에서는 회전체인 오버트위스트(6)의 일외측에 설치되는 회전수 감지센서(34)를 통해서 감지된 현재 오버트위스트의 회전수가 회전수 표시기(35)를 통해서 표시되는 데, 이때 회전수 표시기(35)는 통상 보호커버롤 둘러싸인 연선기의 보호커버 외측에 설치됨으로써 현재 오버트위스트가 정상적인 구동을 하고 있는지의 여부를 손쉽게 인식할 수 있게 된다.

다시말하면, 본 발명의 오버트위스트 구동장치에서는 보호커버를 제거하지 않고서도 작업자가 한눈에 오버트위스트의 현재 구동상태를 파악할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명 와이어 연선기의 오버트위스트 구동장치는 종래에 회전휠 구동용 메인모터로부터 동력을 전달받아 오버트위스트의 회전이 이루어지도록 하는 한편 수조작에 의해 오버트위스트의 회전수 조절이 이루어지도록 하는 이른바 기계식 오버트위스트 구동 및 조절장치와는 달리 별도의 오버트위스트 구동용 모터를 이용한 전동식 구동 및 제어를 통해서 오버트위스트의 동작이 이루어지도록 함으로써 다음과 같은 효과 및 장점을 나타내게 된다.

먼저, 본 발명은 메인모터의 동력을 오버트위스트로 전달하는 데 필요한 동력전달용 구성부품으로서의 장축, 피아이브이 시브, 변속벨트 및 아이들러등을 비롯한 오버트위스트 회전수 조절용 부품으로서의 제어핸들과 체인등의 부품을 필요로 하지 않음에 따라 장치가 간단해지고 그에따라 고장요인이 감소되어 가동율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 종래의 오버트위스트 구동장치에서는 변속벨트의 마모나 파손이 불가피하고 또한 이러한 변속벨트의 손상여부를 확인하는 데 어려움이 있어 코드에 대한 적절한 토션의 부여불량에 따른 제품 품질의 저하가 초래되었고, 손상된 변속벨트등의 교체를 위해 장치의 가동을 중단하여야 함에 따라 장치의 설치 및 유지비용이 많이 들고 생산성이 떨어지는 문제점이 있었으나, 본 발명의 오버트위스트 구동장치는 고장요인이 많은 변속벨트등을 사용하지 않으므로 상기의 제반 문제점이 해소되는 장점이 있다.

또한, 종래의 오버트위스트 구동장치에서는 제어핸들을 조작하여 오버트위스트의 적절한 회전수를 셋팅시켜야 함에 따라 그 셋팅작업에 많은 노력과 숙련을 필요로 하는 단점이 있는 반면에, 본 발명에서는 회전휠의 회전수에 비례하여 오버트위스트 구동용 모터의 회전이 이루어짐에 따라 오버트위스트 회전수 셋팅작업이 손쉽게 이루어지는 이점이 있다.

이에 더하여, 본 발명의 장치에서는 연선장치의 외부에 설치된 회전수 표시기를 통해서 현재 오버트위스트의 회전수가 표시되므로 작업자가 손쉽게 오버트위스트의 정상구동상태 여부를 파악할 수 있는 장점도 아울러 지니고 있다.

Claims (3)

1. 여러 가닥의 와이어를 일정한 연선방향과 피치로 꼬는 와이어 연선기에서 회전휠과 오버트위스트가 연속적인 정비율을 유지하면서 회전하도록 하는 오버트위스트 구동장치로서, 회전휠의 현재 회전수를 검출하는 회전수 검출센서와, 회전휠 구동용의 메인모터와는 별도로 설치되어 오버트위스트에 회전구동력을 전달하는 오버트위스트 구동용 모터 및 상기 회전수 검출센서로부터의 입력신호를 오버트위스트 구동용 모터의 제어신호로 변환하여 출력하는 모터제어부로 구성됨을 특징으로 하는 와이어 연선기의 오버트위스트 구동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전수 검출센서는 메인모터에 의해 회전하는 기어박스의 입력측 풀리상에 설치됨을 특징으로 하는 와이어 연선기의 오버트위스트 구동장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 오버트위스트의 일측에는 오버트위스트의 회전수를 감지하는 회전수 감지센서가 설치되고, 연선기의 일외측에는 상기 회전수 감지센서에 의해 감지된 현재의 오버트위스트 회전수를 표시하는 회전수 표시기가 설치됨을 특징으로 하는 와이어 연선기의 오버트위스트 구동장치.