KR101131141B1 - 와이어 권취장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이어 권취장치에 관한 것으로서, 특히, 하우징부와; 상기 하우징부 일측 상면에 위치하는 드라이빙 롤러와, 상기 드라이빙 롤러와 일정 간격 이격되어 위치하는 아이들 롤러와, 상기 하우징부 내부에 장착된 상태에서 상기 드라이빙 롤러를 구동시키는 드라이빙 롤러 구동 모터로 이루어져, 신선된 와이어를 일정한 힘으로 당기는 안내 롤러부와; 상기 안내 롤러부와 일정 간격 이격되어 위치하며, 상기 안내 롤러부로부터 전달되는 와이어를 일정 장력 상태를 유지하며 수평으로 공급하는 장력 조절 롤러부와; 상기 하우징부 타측에 위치하는 안치판과, 상기 안치판 상부에서 회전 가능하게 설치되는 보빈 안치대와, 안치된 보빈을 고정하기 위하여 상기 안치판 일측에 설치되는 보빈 고정 장치와, 상기 안치판 하면에 장착되어 상기 보빈 안치대를 회전시키는 보빈 회전 구동 모터와, 상기 장력 조절 롤러부로부터 수평으로 공급되는 와이어를 보빈에 순차적으로 권취하기 위하여 상기 하우징부 내부에 장착되어 상기 안치판을 수직으로 운동시키는 보빈 수직 구동 모터로 이루어지는 보빈 구동부와; 수직 운동하는 보빈의 위치를 측정하기 위하여 상기 하우징부에 설치되는 위치 감지부를; 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

Description

와이어 권취장치{Wire coiler}

본 발명은 와이어 권취장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하우징과; 상기 하우징 일측 상면에 위치하는 드라이빙 롤러와, 상기 드라이빙 롤러와 일정 간격 이격되어 위치하는 아이들 롤러와, 상기 하우징 내부에 장착된 상태에서 상기 드라이빙 롤러를 구동시키는 드라이빙 롤러 구동 모터로 이루어져, 신선된 와이어를 일정한 힘으로 당기는 드라이빙 롤러부와; 상기 드리이빙 롤러부와 일정 간격 이격되어 위치하며, 상기 드라이빙 롤러부로부터 전달되는 와이어를 일정 장력 상태를 유지하며 수평으로 공급하는 텐션 롤러부와; 상기 하우징 타측에 위치하는 안치판과, 상기 안치판 상부에서 회전 가능하게 설치되는 드럼 안치대와, 안치된 드럼을 고정하기 위하여 상기 안치판 일측에 설치되는 드럼 고정 장치와, 상기 안치판 하면에 장착되어 상기 드럼 안치대를 회전시키는 드럼 회전 구동 모터와, 상기 텐션 롤러부로부터 수평으로 공급되는 와이어를 드럼에 순차적으로 권취하기 위하여 상기 하우징 내부에 장착되어 상기 드럼 안치대를 수직으로 운동시키는 드럼 수직 구동 모터로 이루어지는 드럼 구동부와; 수직 운동하는 드럼의 위치를 측정하기 위하여 상기 하우징에 설치되는 위치 감지 센서를; 포함하여 이루어지는 와이어 권취장치에 관한 것이다.

와이어 권취장치는 여러 단계의 신선(wire drawing) 과정을 거쳐 일정한 굵기로 성형된 와이어를 중간 제품 용도로 사용하거나, 또는 최종 판매 제품으로 이용하기 위하여 보빈(또는 스풀)에 일정 두께로 권취하는 장치이다.

종래 신선된 와이어를 권취하는 방식으로 제안되어 현재 가장 널리 사용되고 있는 방식이 대한민국 공개특허 제1993-0005686호, 대한민국 등록실용신안 제0241829호 등과 같은 것이다. 이 기술들은 기본적으로 신선된 와이어를 안내 롤러가 일정한 힘으로 당겨 코일 형상으로 성형한 다음, 코일 형상으로 성형된 와이어를 와이어 권취봉에 순차적으로 적층하는 구성으로 이루어진다. 이 기술들은 그 구성이 매우 간단하다는 장점 때문에 관련 업계에서 와이어 권취장치로서 보편적으로 사용하고 있다.

그러나, 이 방식은 권취봉에 적층된 와이어를 작업자가 일일이 수작업으로 회수해야 한다는 점에서 일정량 이상의 성형 작업은 불가능하여 작업성이 저하될 뿐 아니라, 성형된 와이어가 자중에 의해 권취봉에 적층되기 때문에 시간이 지날수록 와이어의 권취 순서가 무질서해지는 문제가 있다. 특히, 후자처럼 와이어가 순차로 권취되지 못하고 서로 섞여 권취되는 경우, 후 작업 진행 중에 와이어가 끊어질 개연성을 항상 내포한다는 점에서 그 문제는 심각하다.

이러한 종래 와이어 권취장치의 문제점을 개선하기 위한 기술의 일례가 대한민국 공개실용신안 제2001-0000133호이다. 이 기술은 트래비스를 이용하여 신선된 와이어를 보빈에 순차적으로 권취하는 기술을 제안하고 있다. 즉, 트래비스가 좌우로 이동하면서 신선된 와이어를 회전하는 보빈에 공급함으로써 와이어는 보빈의 전 영역에 걸쳐 좌우로 번갈아가며 순차적으로 권취되어 일정한 적층 순서를 유지할 수 있도록 해준다.

이 방식은 전술한 종래 와이어 권취장치의 문제를 많은 부분 개선해주는 효과는 기대되나, 일정한 방향에서 인입되는 와이어를 트래비스가 좌우로 끌고 다니면서 회전하는 보빈에 공급한다는 점에서 문제가 발생할 소지가 있다. 즉, 트래비스가 좌우로 이동하기 때문에 트래비스 일단을 통해 보빈에 공급되는 와이어는 항상 직선 상태를 유지하지만, 트래비스 타단을 통해 인입되는 와이어는 항상 일정 각도로 꺽인 상태를 유지한다는 점(보빈, 트래비스, 와이어가 일직선에 있는 경우만 평행상태 유지)에서 현실적으로 일률적인 권취 상태를 보장하기 어려운 점이 있으며, 이는 신선된 와이어의 굵기가 얇은 경우에 더욱 그러하다.

대한민국 등록특허 제0955534호는 이러한 트래비스의 이동과 관련한 오차를 보정하여 보빈의 권취 상태를 보다 일률적으로 유지하기 위한 기술을 제안하고 있다. 그러나, 이 기술은 보빈에 권취된 와이어의 두께를 주기적으로 측정하고 이에 따라 트래비스의 이동 속도를 조절하는 복잡하는 구성을 취하고 있다는 점에서, 거친 작업 환경에서 장시간 작동해야 하는 장치의 신뢰성을 어떻게 담보할 수 있는지에 대한 문제점을 여전히 해결하지 못하고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 제1993-0005686호, 대한민국 등록실용신안 제0241829호, 대한민국 공개실용신안 제2001-0000133호, 대한민국 등록특허 제0955534호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명은 간단한 구성으로 신선된 와이어를 보빈에 매우 균일하게 적층할 수 있는 권취장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 적층의 공차 없이 신선된 와이어를 재차 신선할 수 있도록 함으로써, 추후 신선 공정을 보다 간편하게 수행할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 하우징부와; 상기 하우징부 일측 상면에 위치하는 드라이빙 롤러와, 상기 드라이빙 롤러와 일정 간격 이격되어 위치하는 아이들 롤러와, 상기 하우징부 내부에 장착된 상태에서 상기 드라이빙 롤러를 구동시키는 드라이빙 롤러 구동 모터로 이루어져, 신선된 와이어를 일정한 힘으로 당기는 안내 롤러부와; 상기 안내 롤러부와 일정 간격 이격되어 위치하며, 상기 안내 롤러부로부터 전달되는 와이어를 일정 장력 상태를 유지하며 수평으로 공급하는 장력 조절 롤러부와; 상기 하우징부 타측에 위치하는 안치판과, 상기 안치판 상부에서 회전 가능하게 설치되는 보빈 안치대와, 안치된 보빈을 고정하기 위하여 상기 안치판 일측에 설치되는 보빈 고정 장치와, 상기 안치판 하면에 장착되어 상기 보빈 안치대를 회전시키는 보빈 회전 구동 모터와, 상기 장력 조절 롤러부로부터 수평으로 공급되는 와이어를 보빈에 순차적으로 권취하기 위하여 상기 하우징부 내부에 장착되어 상기 안치판을 수직으로 운동시키는 보빈 수직 구동 모터로 이루어지는 보빈 구동부와; 수직 운동하는 보빈의 위치를 측정하기 위하여 상기 하우징부에 설치되는 위치 감지부를; 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

상기 보빈 고정 장치 일단에는 안치된 보빈의 일면을 일정한 힘으로 눌러 고정하는 가압 장치부가 부가될 수 있다.

상기 안내 롤러부 일측에는 와이어를 신선하기 위한 다이스부가 부가될 수 있다.

본 발명은 신선된 와이어를 권취함에 있어, 보빈에 와이어를 공급하는 롤러 부분은 와이어가 꺽이지 않고 수평 상태를 유지하게 하는 대신에 보빈을 수직으로 왕복 운동하여 순차적으로 와이어를 권취하게 구성함으로써, 적층된 와이어들이 당초 권취된 위치를 벗어나지 않고 매우 균일하게 권취된 상태를 유지할 수 있도록 해준다.

또한, 본 발명은 부가적인 신선 과정을 거치더라도 적층의 공차가 거의 없는 권취 상태를 유지할 수 있게 함으로써, 추후 부가적으로 신선 공정이 필요한 경우에 그만큼의 신선 공정이 배제될 수 있을 뿐 아니라, 보빈의 권취상태가 매우 양호하기 때문에 추후 신선 공정이 매우 효율적으로 진행될 수 있도록 해준다.

도 1은 본 발명에 따른 와이어 권취장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 권취장치의 정면도.
도 3a 내지 도 3c 각각은 본 발명에 따른 와이어 권취장치의 개략적인 작동 구성도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 와이어 권취장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 와이어 권취장치의 정면도로서, 개시된 것과 같이 본 발명은 하우징부(10)와, 안내 롤러부(20) 및 장력 조절 롤러부(30), 그리고 보빈 구동부(40)와, 위치 감지부(50)를 포함하여 이루어지는 기술적 특징이 있다.

상기 하우징부(10)는 본 발명에 따른 와이어 권취장치의 몸체를 구성하는 부분으로서, 기본적으로 보빈 구동부의 대부분이 장착되는 부분과, 인입하는 와이어를 보빈에 적절하게 안내하는 롤러부가 장착되는 부분으로 분리하여 구성될 수 있다. 상기 하우징부의 형상 및 구조는 개시된 것에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.

상기 안내 롤러부(20)은 신선된 와이어를 일정한 힘으로 당겨 후술할 장력 조절 롤러부(30)로 전달하는 부분으로서, 드라이빙 롤러(22) 및 상기 드라이빙 롤러(22)와 일정 간격 이격되어 위치하는 아이들 롤러(24)로 이루어질 수 있다. 상기 드라이빙 롤러(22) 및 아이들 롤너(24) 각각은 하우징부(10) 상면에 일정 높이로 위치하는 것이 바람직하며, 그 각각에는 와이어의 안내를 위한 복수 개의 가이드 홈(도면부호 미도시)이 형성될 수 있다. 상기 드라이빙 롤러(22)의 하부측 하우징 내부에는 드라이빙 롤러를 일정한 속도로 회전시키는 드라이빙 롤러 구동 모터(26)가 장착된다.

상기 장력 조절 롤러부(30)는 안내 롤러부(20)로부터 전달되는 와이어를 일정한 장력 상태를 유지하면서 후술할 보빈에 공급하는 부분으로서, 고정 롤러(32) 및 상기 고정롤러와 일정 간격 이격되어 위치하는 이동 롤러(36)로 이루어질 수 있다. 상기 고정 롤러(32)는 제 위치에 고정된 상태에서 신선된 와이어를 보빈에 직접 공급하게 되는데, 이점이 종래 와이어 권취장치의 구성과 상이한 부분이다. 즉, 본 발명은 트래비스가 좌우로 이동하면서 와이어를 보빈에 공급하는 것이 아니나 고정 롤러가 제 위치에 고정된 상태에서 와이어를 보빈에 공급하는 특징이 있다.

상기 고정 롤러(32) 및 이동 롤러(36)는 하우징부(10) 상면에 일정 높이로 위치하는 것이 바람직하며, 와이어를 보빈에 적절하게 공급해야 함을 감안하면 상기 안내 롤러부(20)보다 조금 높은 상태로 위치하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 이동 롤러(36)는 미 도시된 탄성체에 의해 일정 거리를 이동함으로써 와이어의 장력을 일정하게 유지하게 되는데, 이는 관련 기술 분야에 자명한 사항이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 고정 롤러 및 이동 롤러 각각에는 와이어의 안내를 위한 복수 개의 가이드 홈(도면부호 미도시)이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명은 안내 롤러부(20) 일측에 다이스부(70)를 부가하는 경우를 배제하지 않는다. 본 발명에 따라 부가되는 다이스부(70)는 인입하는 와이어를 재차 신선하기 것이기 때문에, 인입하는 와이어의 직경 보다 작은 홀이 형성된 다이스가 포함되기만 하면 족하다. 다이스부에 의해 와이어가 재차 신선되어 그 직경이 당초 인입되는 와이어보다 작다 할지라도, 본 발명은 와이어을 보빈에 매우 정밀하게 권취할 수 있다는 점에서, 추후 부가될 수 있는 신선 공정을 매우 간소화할 수 있다는 특징이 있다. 즉, 추후 매우 얇은 직경의 와이어로 신선이 필요한 경우, 본 발명에 따라 재차 신선이 된 경우에는 그만큼의 신선 공정이 배제될 수 있을 뿐 아니라, 보빈의 권취상태가 매우 양호하기 때문에 추후 신선 공정이 매우 스피디하게 진행될 수 있다는 점에서 전체 공정의 효율을 제고할 수 있도록 해주낟.

상기 보빈 구동부(40)는 고정 롤러(32)로부터 공급되는 와이어를 보빈(1)에 순차적으로 권취하는 부분으로서, 안치판(42) 및 보빈 안치대(43), 그리고 보빈 고정 장치(44)와 보빈 구동 모터(46, 47)를 포함하여 이루어진다. 상기 안치판(42)은 보빈 구동부의 몸체가 되는 부분으로 보빈과 함께 수직으로 운동하며, 상기 보빈 안치대(43)는 안치판(42) 상부에서 회전가능하게 설치되는 것이 ㅂ바람직하다.

상기 보빈 고정 장치(44)는 안치판(42) 일측에 기둥 형상으로 설치되며, 그 상부는 보빈을 적절하게 고정하기 위하여 ㄱ 자 형태로 꺽여 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 보빈 고정 장치(44) 상부 끝단에는 안치된 보빈을 제 위치에 고정하기 위한 보빈 고정부(45)가 형성될 수 있다. 본 발명은 상기 보빈 고정부에 별도의 가압 장치부(60)를 장착하는 것을 제안한다. 상기 가압 장치부(60)는 유압 또는 공압을 이용하여 상기 보빈 고정부(46)가 접하고 있는 보빈(1) 일면을 일정한 힘으로 누를 수 있게 함으로써, 보빈이 의도하는 위치에서 회전 운동 및 수직 운동을 할 수 있도록 유도한다. 상기 가압 장치부의 장치 구성 및 작동 구성 각각은 관련 업계에서 널리 알려진 사항인바 상세한 설명은 생략한다.

상기 보빈 구동 모터는 보빈 안치대(43) 및 보빈 고정 장치(44)에 의해 고정된 보빈(1)을 회전시키고 수직으로 이동시키기 위한 부분으로서, 안치판(42) 하면에 장착되어 보빈 안치대(43)를 회전시키는 보빈 회전 구동 모터(46)와, 보빈(1)이 안치되어 있는 안치판(42)을 수직으로 운동시키는 보빈 수직 구동 모터(47)로 구성된다. 상기 보빈 수직 구동 모터(47)에 의해 보빈(1)은 수직으로 일정 거리를 왕복 운동하게 되는데, 이러한 보빈의 운동에 따라 고정 롤러(32)로부터 수평으로 공급되는 와이어가 보빈의 내부 드럼에 순차적으로 적층 권취된다. 즉, 고정 롤러의 일측으로부터 와이어는 꺽임 없이 수평 방향으로 일정하게 공급되고, 보빈은 수직으로 왕복 운동함으로써 수평 방향 상태로 공급되는 와이어를 그대로 내부 드럼에 권취할 수 있게 되는 것이다.

상기 보빈 수직 구동 모터(47)의 회전력은 상호 치합된 제1구동기어(471) 및 제2구동기어(472), 그리고 회동부(473)를 거쳐 최종적으로 피니언부(476) 및 랙부(477)로 전달됨으로써 보빈(1)이 수직 방향으로 왕복 운동하게 된다. 상기 피니언부는 하우징부 일측에 고정 장착될 수 있으며, 상기 랙부는 안치판 하부에 고정 장착될 수 있다. 전술한 회전력 전달 구성은 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 본 발명은 상황에 따라 다양한 회전력 전달 구성 중에서 임의로 취사 선택할 수 있음은 자명하다.

상기 위치 감지부(50)는 수직 운동하는 보빈(1)의 위치를 감지하기 위한 부분으로서, 상한 위치 감지 센서(52) 및 하한 위치 감지 센서(56)를 이루어져, 안치대(42)와 인접한 하우징부(10)에 고정 설치되는 것이 바람직하다. 상기 상한 위치 감지 센서(52) 및 하한 위치 감지 센서(56)는 광센서로 이루어질 수 있다.

이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 작동 구성을 첨부된 도 3a 내지 도 3c 각각을 참조하여 살펴본다. 먼저, 신선된 와이어의 권취를 위해 보빈(1)을 보빈 안치대에 위치시키고, 가압 장치부를 이용하여 보빈을 정 위치에 고정한다. 이어 보빈(1)의 하한 위치를 하한 위치 감지 센서(56)가 인식한 상태에서 미 도시된 제어부의 제어 신호에 따라 드라이빙 롤러 모터가 구동되면, 신선된 와이어(wire)가 고정 롤러(32)를 통해 수평으로 보빈 회전 구동 모터(46)에 의해 회전하고 있는 보빈(1)의 내부 드럼 일단부로 공급한다(도 3a).

고정 롤러(32)를 통해 회전하고 있는 보빈(1)에 와이어가 지속적으로 공급되면, 제어부의 제어 신호에 따라 보빈 수직 구동 모터(47)가 정 방향으로 회전하고 이에 따라 보빈(1)은 상방으로 이동하면서 신선된 와이어를 순차적으로 권취한다(도 3b). 신선된 와이어를 순차적으로 권취하며 수직 상방으로 이동하는 보빈(1)이 상한 위치 감지 센서(52) 위치에 다다르면, 제어부의 제어 신호에 따라 보빈 수직 구동 모터(47)의 구동은 정지됨과 동시에 역 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 보빈(1)은 하방으로 이동하면서 신선된 와이어를 순차적으로 권취하게 된다(도 3c). 즉, 고정 롤러(32)를 통해 와이어가 꺽임 없이 수평 상태로 공급되더라도, 보빈(1)이 수직으로 왕복 운동하면서 권취하게 됨에 따라 매우 균일하게 순차적 적층이 가능하게 되는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

10 : 하우징부 20 : 안내 롤러부
30 : 장력 조절 롤러부 40 : 보빈 구동부
50 : 위치 감지부 60 : 가압 장치부
70 : 다이스부

Claims (3)

1. 하우징부와;
   상기 하우징부 일측 상면에 위치하는 드라이빙 롤러와, 상기 드라이빙 롤러와 일정 간격 이격되어 위치하는 아이들 롤러와, 상기 하우징부 내부에 장착된 상태에서 상기 드라이빙 롤러를 구동시키는 드라이빙 롤러 구동 모터로 이루어져, 신선된 와이어를 일정한 힘으로 당기는 안내 롤러부와;
   상기 안내 롤러부와 일정 간격 이격되어 위치하며, 상기 안내 롤러부로부터 전달되는 와이어를 일정 장력 상태를 유지하며 수평으로 공급하는 장력 조절 롤러부와;
   상기 하우징부 타측에 위치하는 안치판과, 상기 안치판 상부에서 회전 가능하게 설치되는 보빈 안치대와, 안치된 보빈을 고정하기 위하여 상기 안치판 일측에 설치되는 보빈 고정 장치와, 상기 안치판 하면에 장착되어 상기 보빈 안치대를 회전시키는 보빈 회전 구동 모터와, 상기 장력 조절 롤러부로부터 수평으로 공급되는 와이어를 보빈에 순차적으로 권취하기 위하여 상기 하우징부 내부에 장착되어 상기 안치판을 수직으로 운동시키는 보빈 수직 구동 모터로 이루어지는 보빈 구동부와;
   수직 운동하는 보빈의 위치를 측정하기 위하여 상기 하우징부에 설치되는 위치 감지부를;
   포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 권취장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보빈 고정 장치 일단에는 안치된 보빈의 일면을 일정한 힘으로 눌러 고정하는 가압 장치부가 부가되는 것을 특징으로 하는 와이어 권취장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 안내 롤러부 일측에는 와이어를 신선하기 위한 다이스부가 부가되는 것을 특징으로 하는 와이어 권취장치.
   

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