KR100951510B1 - 권취 장치 - Google Patents

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Abstract

권선 장치(1)는 스풀(2)과, 스풀(2)과 공통인 축(L1)을 중심으로 회전하도록 스풀(2)을 둘러싸고 스풀에 권취될 와이어(7)가 미리 층을 이루어 권취된 환형 릴(3)과, 릴(3)로부터 스풀(2)로 와이어(7)를 안내하고 축(L1)을 중심으로 스풀(2) 주위에서 이동가능하도록 릴(3) 외측에 위치되는 권취 아암(4)과, 스풀(2)에 와이어(7)를 권취하기 위하여 스풀(2) 주위를 이동하도록 권취 아암(4) 등을 구동하기 위한 제1 모터(5) 등과, 제1 모터(5)의 구동 시에 릴(3)로부터 필요한 길이의 와이어(7)를 풀기 위하여 축(L1) 상에서 회전하도록 릴(3)을 구동하기 위한 제2 모터(6) 등을 포함한0다.
Figure R1020087020943
스풀, 릴, 안내 부재, 제1 구동 수단, 제2 구동 수단, 권취 아암,

Description

권취 장치 {WINDING APPARATUS}
본 발명은 스풀에 와이어를 권취하기 위한 권취 장치에 관한 것으로, 특히 릴을 회전시킴으로써 스풀에 와이어를 권취하기 위한 권취 장치에 관한 것이다.
종래, 이러한 종류의 장치로서, 예를 들어 일본특허공개공보 제2000-354354호에 개시된 장치가 알려져 있다. 이 장치는 권취 재료가 미리 층을 이루어 권취된 릴이 권취 재료로 권취될 대상물 주위에서 이동되고 동시에 자전되어, 권취 대상물에 권취 재료를 권취하도록 구성된다.
그러나, 일본특허공개공보 제2000-354354호에 개시된 장치는 다음의 단점을 갖는다. 릴이 무겁기 때문에, 대상물 주위에서 이동하는 릴에 원심력이 가해지고, 또한 권취가 진행됨에 따라 릴의 중량이 변한다. 따라서, 릴은 안정되게 고속 회전할 수 없었다. 구체적으로, 릴이 고속으로 대상물 주위에서 이동하면서 자전하도록 제어되면, 가속 및 감속 시에 릴의 관성이 문제가 된다. 더욱이, 권취 대상물에 권취 재료가 권취됨에 따라 릴의 중량이 변하여, 릴은 불균형하게 된다. 상기 문제는 릴이 스풀 주위에서 이동되고 자전되는 동안에 권취 대상물로서 작용하는 스풀에 권취될 권취 재료가 와이어인 경우에서도 마찬가지로 일어날 것이다.
본 발명은 상기 상황에 비추어 이루어진 것으로, 스풀에 권취될 와이어가 미 리 권취되어 있는 릴이 안정되게 고속 회전하는 것을 허용하는 권취 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양은 와이어가 권취될 스풀과, 스풀을 둘러싸는 환형 형상으로 스풀과 공통인 축을 중심으로 회전가능하도록 배치되고 스풀 상에 권취될 와이어가 미리 층을 이루어 권취된 릴과, 스풀 주위에서 상기 축을 중심으로 이동가능하도록 릴 외측에 배치되고 릴로부터 스풀로 와이어를 안내하기 위한 안내 부재와, 스풀 주위에서 이동하여 스풀에 와이어를 권취하도록 안내 부재를 구동하는 제1 구동 수단과, 제1 구동 수단의 구동 시에 릴로부터 필요한 길이의 와이어를 풀기 위하여 상기 축을 중심으로 회전하도록 릴을 구동하는 제2 구동 수단을 포함하는 권취 장치를 제공한다.
상기 구성에 따르면, 스풀을 둘러싸는 환형 형상으로 배치된 릴은 스풀과 공통인 축 상에서 회전될 수 있다. 릴에는, 스풀에 권취될 와이어가 미리 층을 이루어 권취된다. 릴로부터 스풀까지 와이어를 안내하기 위한 안내 부재는 스풀과 공통인 축을 중심으로 스풀 주위에서 이동가능한 방식으로 릴 외측에 배치된다. 스풀에 와이어를 권취하기 위하여 제1 구동 수단이 동작되면, 안내 부재는 스풀 주위에서 이동하게 된다. 제1 구동 수단의 구동 시에, 제2 구동 수단이 동작되어 릴로부터 필요한 길이의 와이어를 풀기 위하여 릴을 자전시킨다. 따라서, 스풀에 와이어를 권취하기 위하여, 안내 부재는 스풀 주위에서 이동하도록 구동되고 동시에 릴은 자전하도록 구동된다. 따라서, 필요한 길이의 와이어가 릴로부터 풀려지고 그런 후 스풀에 권취된다. 여기서, 릴은 스풀과 공통인 축에 중심을 둔 환형 형상으로 배열되고 스풀 주위의 위치에서 자전하도록 구동된다. 따라서, 릴에 남아있는 와이어의 양에 관계없이, 릴은 중량에서 균형을 이룰 수 있어 안정되게 회전하도록 구동될 수 있다. 스풀 주위를 이동하도록 구동되는 안내 부재는 안내 부재 자체에 와이어를 권취하지 않고 릴로부터 풀린 와이어를 안내하기만 한다. 따라서, 안내 부재는 경량화될 수 있다.
결과적으로, 스풀에 권취될 와이어가 미리 층을 이루어 권취된 릴은 안정되게 고속 회전될 수 있다.
바람직하게는, 상기 권취 장치는 상기 릴 및 안내 부재가 각각 구동될 수 있도록 유지하는 유지 프레임을 더 포함하고, 상기 제1 구동 수단 및 제2 구동 수단은 유지 프레임 상에 장착되고, 상기 제1 구동 수단 및 제2 구동 수단이 동작되면, 릴은 상기 축을 중심으로 회전하도록 구동되고 안내 부재는 스풀 주위에서 이동하도록 별도로 구동된다.
상기 구성에 따르면, 릴 및 안내 부재는 제1 및 제2 구동 수단이 장착되는 동일한 유지 프레임에 의해서 지지될 수 있다. 따라서, 릴, 안내 부재, 제1 구동 수단 및 제2 구동 수단을 개별적으로 유지하기 위한 어떠한 유지 부재도 제공할 필요가 없다. 더욱이, 독립적으로 릴을 자전시키고 스풀 주위에서 안내 부재를 이동시킬 수 있어, 스풀로의 와이어의 권취 및 릴로부터의 와이어의 풀림이 각각 조정될 수 있다.
결과적으로, 권취 장치의 구조는 간단하게 될 수 있고 릴로부터의 와이어의 풀림량의 제어가 용이하게 될 수 있다.
상기 권취 장치에서, 바람직하게는 제2항에 있어서, 상기 제1 구동 수단이 동작되면, 안내 부재는 스풀 주위에서 이동하여 스풀에 와이어를 권취하도록 구동되고, 제1 구동 수단의 동작 시에 제2 구동 수단이 동작되면, 릴은 스풀 주위에서 회전하여 스풀에 권취될 필요한 길이의 와이어를 풀도록 구동된다.
상기 구성에 따르면, 릴에 미리 층을 이루어 권취된 와이어는 릴로부터 원활하게 풀릴 수 있고 또한 스풀에 원활하게 권취될 수 있다.
따라서, 와이어는 스풀에 고속 권취될 수 있다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예의 권취 장치의 개략적인 정단면도이다.
도2는 도1의 권취 장치의 개략적인 저면도이다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명을 구현하는 권취 장치의 바람직한 실시예가 상세하게 설명될 것이다. 도1은 본 실시예의 권취 장치(1)의 개략적인 정단면도이다. 도2는 아래로부터 본 권취 장치(1)의 개략적인 저면도이다. 이 권선 장치(1)는 스풀(2), 릴(3), 본 발명의 안내 부재로서 작용하는 아암(4), 제1 모터(5) 및 제2 모터(6)를 포함한다. 스풀(2)은 권선 장치(1)의 중심에 위치되고 평행하게 배열된 2개의 곧은 바아를 포함한다. 스풀(2)에 와이어(7)가 권취될 것이다. 와이어(7)는 전기 모터 등의 고정자를 구성하기 위한 코일을 형성하도록 공급된다. 본 실시예에서, 와이어(7)는 복수의 평행한 와이어로 구성된다. 릴(3)은 스풀(2)과 공통인 축(L1)을 중심으로 회전가능하도록 스풀(2)을 둘러싸는 환형 형상으로 제공된다. 릴(3)에는 스풀(2)에 권취될 와이어(7)가 미리 층을 이루어 권취된다. 권취 아암(4)은 릴(3)로부터 스풀(2)까지 와이어(7)를 안내하기 위하여 축(L1)을 중심으로 스풀(2) 주위에서 이동가능한 방식으로 릴(3) 외측에 배치된다. 권취 아암(4)의 하단부에 장력 발생기(8)가 제공된다. 이 장력 발생기(8)는 와이어(7)가 스풀(2)에 팽팽하게 권취되도록 릴(3)로부터 풀린 와이어(7)에 장력을 부여하는 역할을 한다. 도2에 도시된 것과 같이, 릴(3)로부터 풀린 와이어(7)는 다소 느슨하며 장력 발생기(8)를 통과하게 된다. 제1 모터(5)는 스풀(2) 주위에서 권취 아암(4)을 이동시켜 스풀(2)에 와이어(7)를 권취하기 위하여 사용된다. 제2 모터(6)는 제1 모터(5)의 구동 시에 릴(3)을 회전시켜서 릴(3)로부터 필요한 길이의 와이어(7)를 풀기 위하여 사용된다.
본 실시예에서, 와이어(7)의 일 부분이 스풀(2)에 몇 바퀴 권취되고 그런 후 스풀(2)로부터 풀린다. 스풀(2)로부터 풀린 와이어(7)는 미리 정해진 보빈 등에 권취될 것이다. 본 실시예에서, 전기 모터의 고정자에 설치될 코일을 형성하기 위하여 보빈 등에 와이어(7)를 권취하는 시스템으로서, 와이어(7)의 권취 방식으로서 정방향 권취 및 역방향 권취가 채택된다. 여기서, 와이어(7)가 정방향 권취 및 역방향 권취에 기인하여 꼬이는 것을 방지하기 위하여, 권취 장치(1)는 와이어(7)가 보빈 등에 권취되기 전에 임시로 스풀(2)에 와이어(7)의 일 부분을 권취하도록 스풀(2)이 릴(3)과 보빈 사이 등에 위치설정되도록 배치되어, 와이어(7)의 꼬임을 제거한다.
권취 장치(1)에는 릴(3) 및 권취 아암(4)이 각각 구동되도록 이들을 유지하도록 구성된 홀더(9)(유지 프레임)가 더 제공된다. 홀더(9)는 평면이 직사각형이다. 이 홀더(9) 상에, 제1 모터(5) 및 제2 모터(6)가 개별적으로 지지된다. 홀더(9)는 스풀(2)이 수직으로 삽입되는 중심 구멍(9a)을 갖는다. 홀더(9)에는 또한 아래로 연장하여 중심 구멍(9a)을 형성하는 내측 원통형 부분(9b)이 형성된다. 내측 원통형 부분(9b)의 하단부에, 반경방향 외측으로 연장하는 플랜지(9c)가 형성된다. 이 플랜지(9c)에는, 릴 유지 유닛(11)이 베어링(10)을 통해서 장착된다. 릴 유지 유닛(11)은 각각 아래로 연장하는 복수의 브라켓(11a)을 포함한다. 릴(3)은 브라켓(11a)의 하단부에 유지된다. 브라켓(11a) 및 릴(3)은 예를 들어 콜릿척(collet chuck)으로 서로 연결된다. 릴 유지 유닛(11)은 내측 원통형 부분(9b) 주위에 위치된 링 기어(12)를 포함한다. 링 기어(12)는 제2 모터(6)의 출력 샤프트(6a)에 고정된 기어(13)와 구동 결합된다. 따라서, 제2 모터(6)가 동작되면, 릴 유지 유닛(11)은 기어(13) 및 링 기어(12)를 거쳐서 회전되어, 릴(3)이 스풀(2) 주위에서 자전하게 한다. 본 실시예에서, 제2 모터(6), 링 기어(12) 및 기어(13)는 본 발명의 제2 구동 수단을 구성한다.
홀더(9)에는 아래로 연장하고 내측 원통형 부분(9b)을 둘러싸는 외측 원통형 부분(9d)이 추가 형성된다. 외측 원통형 부분(9d)은 내측 원통형 부분(9b)보다 짧다. 외측 원통형 부분(9d)의 하단부에는, 반경방향 외측으로 연장하는 플랜지(9e)가 형성된다. 이 플랜지(9e) 상에 링 기어(15)가 베어링(14)을 통해서 장착된다. 전술한 권취 아암(4)이 링 기어(15)에 일체식으로 연결된다. 이 링 기어(15)는 제 1 모터(5)의 출력 샤프트(5a)에 고정된 기어(16)와 구동 결합된다. 따라서, 제1 모터(5)가 동작되면, 링 기어(15)가 기어(16)를 거쳐서 회전되어, 권취 아암(4)이 스풀(2) 주위에서 이동하게 한다. 본 실시예에서, 제1 모터(5), 링 기어(15) 및 기어(16)는 본 발명의 제1 구동 수단을 구성한다. 전술된 것과 같이, 제1 모터(5) 및 제2 모터(6)의 구동은 각각 릴(3)이 자전하고 스풀(2) 주위에서 권취 아암(4)을 이동시키는 것을 허용한다.
전술된 본 실시예의 권취 장치(1)에 따르면, 스풀(2)을 둘러싸는 환형 형상으로 배치된 릴(3)은 스풀(2)과 공통인 축(L1)을 중심으로 회전된다. 릴(3)에는 스풀(3)에 권취될 와이어(7)가 미리 층을 이루어 권취되어 있다. 릴(3)로부터 스풀(2)까지 와이어(7)를 안내하기 위한 권취 아암(4) 및 장력 발생기(8)는 스풀(2)과 공통인 축(L1)을 중심으로 스풀(2) 주위에서 이동가능한 방식으로 릴(3) 외측에 배치된다. 와이어(7)가 스풀(2)에 권취되면, 제1 모터(5)가 동작되어 권취 아암(4) 및 장력 발생기(8)를 구동하여 스풀(2) 주위로 이동시킨다. 제1 모터(5)의 구동 동안, 제2 모터(6)가 구동되어 릴(3)을 스풀(2) 주위에서 축(L1)을 중심으로 회전시켜서 릴(3)로부터 필요한 길이의 와이어(7)를 푼다.
결과적으로, 스풀(2)에 와이어(7)를 권취하기 위하여, 권취 아암(4) 및 장력 발생기(8)가 스풀(2) 주위에서 이동되고 동시에 릴(3)이 스풀(2)을 중심으로 회전되어, 릴(3)로부터 풀린 필요한 길이의 와이어(7)를 스풀(2)에 권취한다. 이 때, 스풀(2)에 권취될 와이어(7)에는 장력 발생기(8)에 의해서 적절한 장력이 부여되어, 팽팽한 와이어(7)가 스풀(2)에 단단하게 권취될 수 있다. 그런 후 스풀(2)에 권취된 와이어(7)의 단부는 스풀(2)로부터 풀려서 미리 정해진 보빈 등에 권취된다. 릴(3)에 미리 권취된 와이어(7)가 풀림에 따라, 릴(3)에 남아있는 와이어(7)의 양은 점진적으로 감소된다. 본 실시예에서, 릴(3)이 스풀(2)과 공통인 축(L1)에 중심을 둔 환형 형상으로 위치되고 축(L1)을 중심으로 스풀(2) 주위에서 회전하도록 구동된다. 따라서, 릴(3)에 남아있는 와이어(7)의 양에 관계없이, 릴은 중량의 균형이 유지될 수 있고 따라서 안정하게 회전하도록 구동될 수 있다. 다시 말해, 중량의 변화에 관계없이, 릴(3)은 축(L1)을 중심으로 스풀(2) 주위에서 안정되게 회전하는 것이 허용되고, 따라서 릴(3)의 중량의 변화가 릴(3)의 회전에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 스풀(2)에 권취될 와이어(7)가 미리 권취된 릴(3)은 안정되게 고속 회전될 수 있다. 이와 관련하여, 코일을 형성하기 위하여 와이어(7)를 권취하는 공정에 요구되는 시간이 감소될 수 있다. 더욱이, 스풀(2) 주위에서 이동되는 권취 아암(4) 및 장력 발생기(8)는 아암(4) 및 장력 발생기(8) 자체에 와이어(7)를 권취하지 않고 릴(3)로부터 풀린 와이어(7)를 안내하는 데에만 이용된다. 따라서, 아암(4) 및 장력 발생기(8)의 전체 중량은 감소될 수 있다. 이와 관련하여, 아암(4) 및 장력 발생기(8)는 릴(3)의 고속 회전에 대응하여 고속으로 이동하는 것이 허용된다.
본 실시예에서, 릴(3) 및 권취 아암(4)이 동일한 홀더(9)에 의해서 유지되고 또한 제1 모터(5) 및 제2 모터(6)가 동일한 홀더(9) 상에 지지된다. 따라서, 릴(3), 권취 아암(4), 제1 모터(5) 및 제2 모터(6)를 각각 유지하기 위한 어떠한 특별한 유지 부재도 필요 없다. 따라서 권취 장치(1)는 구조가 간단해지고 크기가 줄어들 수 있다. 릴(3)이 축(L1) 상에서 회전되고 권취 아암(4)이 스풀(2) 주위에서 독립적으로 이동되기 때문에, 스풀(2)로의 와이어(7)의 권취 및 릴(3)로부터의 와이어(7)의 풀림이 독립적으로 제어될 수 있다. 결과적으로, 스풀(2)로의 와이어(7)의 권취 속도에 관계없이, 릴(3)로부터의 와이어(7)의 풀림량을 용이하게 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 모터(5)가 구동되면, 권취 아암(4)은 스풀(2) 주위에서 이동되어, 스풀(2)에 와이어(7)를 권취한다. 제1 모터(5)의 구동 시에, 제2 모터(6)는 또한 축(L1)을 중심으로 스풀(2) 주위에서 릴(3)을 회전시키도록 구동되어, 릴(3)로부터 스풀(2)에 권취될 필요한 길이의 와이어(7)를 푼다. 따라서, 릴(3)에 미리 권취된 와이어(7)가 릴(3)로부터 원활하게 풀림에 의해서 스풀(2)에 원활하게 권취될 수 있다. 따라서, 릴(3)로부터 풀린 와이어(7)를 스풀(2)에 고속 권취하는 것이 가능하다.
본 실시예에서, 릴(3)은 전술된 것과 같이 스풀(2) 주위의 위치에서 회전만 한다. 따라서, 유성 기어를 통해서 스풀 주위에서 이동하도록 릴을 구동하도록 구성된 장치와 비교할 때, 릴(3)을 구동하기 위한 기구가 제2 모터(6), 링 기어(12) 및 기어(13)로 비교적 간단하게 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 릴(3)에 와이어(7)가 떨어진 경우, 릴(3)을 릴 유지 유닛(11)으로부터 탈거하고 와이어(7)가 미리 권취되어 있는 새로운 릴로 교체할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 제한되지 않으며 본 발명의 기술 사상 또는 필수적 인 특징으로부터 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 실시될 수도 있다.
예를 들면, 상기 실시예에서, 릴(3), 권취 아암(4), 제1 모터(5) 및 제2 모터(6)와 같은 요소는 단일 홀더(9)에 조립되지만, 2 이상의 유지 부재에 조립될 수도 있다.
상기 실시예에서, 릴(3) 및 권취 아암(4)은 이들이 각각 자전하고 스풀(2) 주위에서 이동되도록 구성된다. 다르게는, 릴의 회전 및 안내 부재의 이동이 서로 동기식으로 일어날 수도 있다.

Claims (3)

  1. 와이어가 권취될 스풀과,
    스풀을 둘러싸는 환형 형상으로 스풀과 공통인 축을 중심으로 회전가능하도록 배치되고 스풀 상에 권취될 와이어가 미리 층을 이루어 권취된 릴과,
    스풀 주위에서 상기 축을 중심으로 이동가능하도록 릴 외측에 배치되고 릴로부터 스풀로 와이어를 안내하기 위한 안내 부재와,
    스풀 주위에서 이동하여 스풀에 와이어를 권취하도록 안내 부재를 구동하는 제1 구동 수단과,
    제1 구동 수단의 구동 시에 릴로부터 필요한 길이의 와이어를 풀기 위하여 상기 축을 중심으로 회전하도록 릴을 구동하는 제2 구동 수단을 포함하는 권취 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 릴 및 안내 부재가 각각 구동될 수 있도록 유지하는 유지 프레임을 더 포함하고,
    상기 제1 구동 수단 및 제2 구동 수단은 유지 프레임 상에 장착되고,
    상기 제1 구동 수단 및 제2 구동 수단이 동작되면, 릴은 상기 축을 중심으로 회전하도록 구동되고 안내 부재는 스풀 주위에서 이동하도록 별도로 구동되는 권취 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 구동 수단이 동작되면, 안내 부재는 스풀 주위에서 이동하여 스풀에 와이어를 권취하도록 구동되고, 제1 구동 수단의 동작 시에 제2 구동 수단이 동작되면, 릴은 스풀 주위에서 회전하여 스풀에 권취될 필요한 길이의 와이어를 풀도록 구동되는 권취 장치.
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