KR101134451B1 - 스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청소기의 전선과 안전벨트 또는 타이머 등 다양한 분야에 사용되는 스파이럴 스프링의 제조 설비에 사용되는 장치에 관한 것으로, 스파이럴 스프링(200)이 거치되는 거치대(120)와, 상기 거치대(120) 한쪽에 설치되는 샤프트(110) 및 상기 샤프트(110)를 정, 역회전시키는 구동장치를 포함하여 된 스파이럴 스프링의 제조 장치에 있어서, 상기 스파이럴 스프링 제조장치 내에 설치되어 중심측에 관통홀(10A)이 형성된 베이스 플레이트(10)와; 상기 베이스 플레이트(10)의 상부면에 설치되어 샤프트(110)의 외주면을 감싸도록 설치되고, 그 측면이 절결되어 그 평면 형상이 "C"자형으로 형성되는 지그유닛(20)으로 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

이를 통해 스파이럴 스프링의 초기 토크 값을 상승시켜 초기 토크 값의 저하로 인한 불량문제를 해결하고, 스파이럴 스프링의 초기 토크 값을 상승시키기 위해 원재료의 두께를 늘리지 않아도 되어 원가를 절감할 수 있다.

스파이럴 스프링, 초기 토크 상승장치, 스프링, 스프링 설비

Description

스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치{TORQUE-UP JIG FOR A SPIRAL SPRING MANUFACTURE MACHINE}

본 발명은 스파이럴 스프링용 제조 장치에 사용되는 스프링 초기 토크 상승 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 한 번의 공정을 통해 스파이럴 스프링의 끝단과 다른 부분이 서로 다른 탄성 복원력을 갖도록 권취하여 제작 공정의 간소화와 제조 원가를 절감하고, 더욱이 스파이럴 스프링의 초기 토크를 상승시킬 수 있는 스파이럴 스프링 제조 장치용 초기 토크 상승 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전선(케이블) 및 안전벨트는 감겨진 채 본체 내에 수납되었다가, 사용을 위해 수납된 코드를 빼내어 사용할 수 있으며 사용 후에는 자동으로 권취되어 본체 내로 재수납 되도록 하기 위해 스파이럴 스프링을 사용하고 있다.

상기 스파이럴 스프링을 제조하기 위해서는 도 1에서와 같이 적정 두께의 판형 스프링 재료를 권취하고 제품에 맞도록 절단하여 스파이럴스프링(200) 롤을 만 들고, 이러한 롤 형태의 스파이럴스프링(200)이 스프링 역할을 하기 위해 반대 방향으로 다시 권취 하도록 한다.

이때 그 끝단을 권취 장치의 샤프트(110)에 끼운 후, 샤프트(110)를 구동모터에 의해 회전시켜 스파이럴스프링(200)을 샤프트(110) 둘레에 감는다.

상기 과정에서 샤프트(110) 둘레로 스파이럴스프링(200)이 모두 감기고 나면, 도 2에서와 같이 그 위로 플라스틱 사출된 하우징(300)을 덮는데, 이때의 하우징(300)에는 스파이럴스프링(200)의 끝단(210)이 걸려 고정되는 걸림턱(310)이 형성되어 있어, 이에 스파이럴스프링(200)의 끝단(210)을 고정시키고, 샤프트(110)를 역회전시켜 감긴 스파이럴스프링(200)을 하우징(300) 내에서 풀면 스파이럴스프링(200)이 하우징(300)의 내측 둘레를 감싸면서 풀리게 되어 고정된다.

이러한 스파이럴 스프링은 하우징(300) 내에 감겨진 나선형의 스프링이 풀린 스프링의 탄성 복원력에 의해 전선이나 안전벨트가 다시 감기도록 한 것인데, 이 때문에 스프링의 탄성 복원력이 전체적으로 강하면 풀린 부분이 강하게 감기면서 전선이나 벨트의 끝단이 본체에 부딪히거나 주변 사람에 부딪혀 상해를 입히는 문제가 있고, 반대로 탄성 복원력이 약하면 풀린 부분이 모두 본체 내로 감겨 들어가지 못하는 문제가 있다.

따라서 전체적으로는 적정의 탄성 복원력을 갖도록 하고 전선이나 안전벨트가 감기는 마지막 구간만을 강한 탄성 복원력을 주어 풀린 부분 모두 안전하게 감기도록 하는데, 이를 위해서는 도 2에서와 같이 스파이럴스프링(200)이 하우 징(300) 내부에서 풀려 장착된 후, 탄성 스프링의 다른 끝단(220)의 적정 구간(A)의 복원력을 갖도록 제작하게 된다.

즉, 스프링의 토크를 향상하기 위해 스프링의 끝단 구간(A)을 별도로 가공하게 되면, 1차적으로 끝단 구간(A)을 샤프트에 감은 후, 지름이 큰 다른 사프트를 사용하여 전체적으로 재권취하는 방법을 사용하게 되는데, 이 때문에 끝단 구간(A)은 후 가공되는 지름이 큰 샤프트에 의해 다시 한 번 권취되는 것이어서 앞선 공정에서 토크를 향상시켰음에도 불구하고 최종적으로는 토크 값이 크게 향상되지 못하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술 문제점을 개선하기 위한 것으로, 스파이럴 스프링의 탄성 복원력을 올리게 하는 제작 하는 장치로 초기 토크 값 상승 및 제품의 생산 효율을 향상 시키는 스파이럴 스프링 초기 토크 상승용 장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적에 따른 본 발명은 스파이럴 스프링이 거치되는 거치대와, 상기 거치대 한쪽에 설치되는 샤프트 및 상기 샤프트를 정, 역회전시키는 구동장치를 포함하여 된 스파이럴 스프링의 제조 장치에 있어서, 상기 스파이럴 스프링 제조장치 내에 설치되어 중심측에 관통홀이 형성된 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 상부면에 설치되어 샤프트의 외주면을 감싸도록 설치되고, 그 측면이 절결되어 그 평면 형상이 "C"자형으로 형성되는 지그유닛으로 구성된 것에 의해 달성된다.

본 발명의 사용으로 스파이럴 스프링의 시작 구간을 기존의 장치를 이용하여 권취하고, 이후 기존 지그 외주면을 감싸고 있는 지그유닛의 허용 지름이상으로 권취되면 지그유닛과 기존 장치가 함께 회전하면서 이후 스프링이 지그유닛의 외주면 으로 감겨 한 번의 작업으로 2개의 다른 지름을 갖는 장치를 사용한 효과를 얻을 수 있다.

이에 의해 작업 공정을 생략할 수 있어 제조 시간을 절약할 수 있으며, 이에 생산량을 증대시킬 수 있으며, 생산된 제품은 풀린 부분이 지나치게 센 힘으로 되감기지 않으면서도 마지막 구간까지 모두 삽입될 수 있는 탄성 복원력을 갖는다.

이하에서 본 발명의 실시 예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 스파이럴 스프링을 제작하기 위한 제조 장치에 적용되어 스파이럴 스프링의 초기 토크 값을 상승시키기 위한 장치이다.

이를 위해 본 발명은 스파이럴 스프링(200)이 거치되는 거치대(120)와, 상기 거치대(120) 한쪽에 설치되는 샤프트(110) 및 상기 샤프트(110)를 정, 역회전시키는 구동장치를 포함하여 된 스파이럴 스프링의 제조 장치에 있어서, 상기 스파이럴 스프링 제조장치 내에 설치되어 중심측에 관통홀(10A)이 형성된 베이스 플레이트(10)와; 상기 베이스 플레이트(10)의 상부면에 설치되어 샤프트(110)의 외주면을 감싸도록 설치되고, 그 측면이 절결되어 그 평면 형상이 "C"자형으로 형성되는 지그유닛(20)을 포함한다.

베이스 플레이트(10)는 도 3에서와 같이 원판으로 형성되는데, 이러한 베이스 플레이트(10)는 스파이럴 스프링을 제작하는 기존의 제조장치의 샤프트(110) 위에 안착 설치되며, 도 4에서와 같이 종래의 샤프트(110)가 베이스 플레이트(10)를 관통하여 돌출될 수 있도록 그 중심에 관통홀(10A)이 형성된다.

또한 상기 베이스 플레이트(10)의 상부면에는 상대적으로 지름이 작은 원판형의 상판(11)이 안착되는데, 이러한 상판(11)의 하부면은 베이스 플레이트(10)의 관통홀(10A) 내로 삽입되는 적정 크기의 돌출턱(11A)이 형성된다.

상기 베이스 플레이트(10)의 저면에는 상기 돌출턱(11A)과 맞닿아 체결부재를 이용해 결합 고정되는 상부지지체(12)가 구비되며, 상기 상부지지체(12)의 하단에는 상기 상부지지체(12)의 외주면을 감싸거나, 상부지지체(12)와 체결부재를 통해 체결 고정되는 하부지지체(13)가 구비된다.

상기 상, 하부지지체(12, 13) 내측에는 기존의 샤프트(110)가 삽입 장착되는데, 이때 상기 샤프트(110)에는 베어링(111)이 더 설치되어 있어 상기 샤프트(110)와 상, 하부지지체(12, 13)가 서로 겉돌 수 있도록 구성된다.

또한 상기 상판(11)과 상, 하부지지체(12, 13)는 각각 양분 가능하도록 실시되고, 양분된 각각의 단면에 다수의 스프링을 설치하여 항상 양분된 상판(11)과 상, 하부지지체(12, 13)가 탄성력에 의해 벌어지는 힘을 받도록 설치된다.

또한 상기 하부지지체(13)는 그 한쪽 방면으로 에어 실린더를 장착하여 벌어지려는 하부지지체(13)를 강제로 밀착하여 고정하는데, 이처럼 하부지지체(13)가 밀착되면 상부지지체(12)와 상판(11)이 함께 밀착 고정되고, 반대로 에어 실린더의 힘을 제거하면 탄성력에 의해 상판(11)과 상, 하부지지체(12, 13)가 양측으로 벌어지도록 구성된다.

지그유닛(20)은 베이스 플레이트(10)의 관통홀(10A)에 관통 삽입되는 종래의 샤프트(110)가 외측에 삽입되도록 구성된 것으로, 도 5에서와 같이 샤프트(110)의 외주면을 감싸고 서로 대칭으로 이루어진 2개의 지그본체(21)가 서로 조립되어 그 평면 형상이 "C"자 형상된다.

상기 2개의 지그본체(21)의 연결부에는 상하로 관통하는 관통홀(21A)이 형성되고, 이 관통홀(21A)에 상기 힌지핀(22)에 관통 삽입되며, 2개의 지그본체(21)가 코일 스프링(S)에 의해 양측 지그본체(21)가 항상 조여지는 힘을 받도록 설치된다.

이러한 상기 지그유닛(20)은 그 가운데에 삽입되는 샤프트(110)의 외주면으로 스파이럴 스프링(200)이 감기고, 지그유닛(20)의 허용 지름 이상으로 스파이럴 스프링(200)이 샤프트(110)에 감기면 지그유닛(20)이 밀착되어 샤프트(110)와 함께 회전되고, 이에 의해 스파이럴 스프링(200)이 지그유닛(20)의 외주면에 감기도록 하여 서로 다른 지름의 사프트를 사용한 효과가 생긴다.

상기 지그유닛(20)의 사용 예를 좀 더 상세히 설명하면, 도 6과 7에서와 같이 기존의 샤프트(110)를 관통하여 베이스 플레이트(10)를 장착하여 지그유닛(20)이 샤프트(110)의 외주면을 감싸는 형태가 되도록 세팅하고, 스파이럴 스프링(200)을 한 쪽에 구비된 거치대(120)에 거치한 후, 스파이럴 스프링(200)의 끝단을 샤프 트(110)의 절결홈(112)에 끼운다.

샤프트(110)의 절결홈(112)에 끝단이 끼워진 스파이럴 스프링(200)은 제조장치의 구동장치가 회전됨에 따라 샤프트(110)가 회전되어 스파이럴 스프링(200)이 감기면서 샤프트(110)의 외주면에 감기게 되는데, 이때 샤프트(110)의 외주면에 감길 수 있는 스파이럴 스프링(200)의 최대 허용 두께는 지그유닛(20)의 지그본체(21)와 내주면과 지그(110)의 외주면 사이의 간격(T)에 제한된다.

즉, 지그본체(21)와 샤프트(110) 사이로 스파이럴 스프링(200)이 감기면서 상기 간격(T)이 메워지면 지그본체(21)와 샤프트(110)가 결과적으로는 밀착되는 것이고, 이에 따라 이후에는 샤프트(110)만 회전되던 방식에서 지그본체(21)와 샤프트(110)가 함께 회전되고, 지그본체(21)와 샤프트(110)가 함께 회전되어 도 7에서와 같이 스파이럴 스프링(200)이 지그본체(21)의 외주면에 감기게 된다.

이후에는 스파이럴 스프링(200)이 지그유닛(20)에 모두 감기고 나면, 종래와 동일하게 그 위로 하우징(300)을 덮고, 샤프트(110)를 역회전시켜 감긴 스파이럴 스프링(200)을 하우징(300) 내에서 풀어 하우징(300) 내주면에 스파이럴 스프링(200)이 밀착되게 한다.

이때 스파이럴 스프링(200)이 하우징(300) 내부에서 풀리면서 지그본체(21)가 샤프트(110)의 외주면을 그대로 감싸면서 간격(T)을 유지하고 있으면, 역회전되는 샤프트(110)를 따라서 풀리던 스파이럴 스프링(200)이 다시 역방향으로 감길 수 있는데, 이 때문에 본 발명은 풀리는 과정에서 지그본체(21)가 샤프트(110)를 벗어 나 한쪽으로 이탈되도록 구현된다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 도 8에서와 같이 상판(11)을 고정하던 에어 실린더(미도시)의 힘을 제거하거나 에어 실린더를 사용하여 상판(11)를 분리시키면, 상판(11)의 한쪽에 설치 고정된 지그유닛(20)이 수평 이동하는 상판(11)을 따라 함께 측면으로 이동하여 샤프트(110)를 이탈하게 된다.

이처럼 지그유닛(20)은 감긴 스파이럴 스프링(200)이 풀리는 것에 맞춰 적시에 샤프트(110)를 이탈하게 되고, 그 후에는 샤프트(110)가 단독으로 회전하면서 마지막까지 풀리게 되고, 최종적으로는 샤프트(110)의 절결홈(112)에 삽입된 끝단을 꺼내는 것으로서 작업이 완료된다.

이상과 같이 본 발명을 사용하면 도 9에서와 같이 1회의 공정으로 하우징(300) 내부에 고정되는 스파이럴 스프링(200)인 스프링의 끝단 구간(A')의 토크 값이 상대적으로 상승하는데, 도 10a에서와 같이 종래의 스파이럴 스프링의 초기 토크 값이 4회전 이하를 기준으로 16 토크 이하인 반면, 본 발명의 기술을 적용하면 도 10b에서와 같이 초기 토크 값이 16 토크 이상을 유지할 수 있고, 이에 따라 초기 토크 값의 저하로 인한 불량 및 초기 토크 값을 상승시키기 위하여 원재료의 두께를 늘려 사용했던 문제를 해소할 수 있으며, 이에 의한 원가를 절감할 수 있다.

도 1, 2는 종래의 스파이럴 스프링의 제조 공정 예를 보인 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치의 예를 보인 측단면도,

도 4는 도 3의 측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 지그유닛의 예를 보인 분리된 사시도,

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치의 사용상태도,

도 8은 본 발명에 따른 상판의 분리를 통한 보조지그가 샤프트에서 이탈되는 예를 보인 평면도,

도 9는 본 발명에 따른 스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치를 사용하여 제조된 스파이럴 스프링의 예를 보인 평면도,

도 10a, 10b는 종래와 본 발명의 스파이럴 스프링의 토크 값을 나타낸 그래프이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10: 베이스 플레이트 10A: 관통홀

11: 상판 11A: 돌출턱

12: 상부지지체 13: 하부지지체

20: 지그유닛 21: 지그본체

21A: 체결홀 22: 힌지핀

100: 제조장치 110: 샤프트

111: 베어링 112: 절결홈

120: 거치대 200: 스파이럴 스프링

H: 삽입홀 T: 간격

Claims (6)

1. 스파이럴 스프링(200)이 거치되는 거치대(120)와, 상기 거치대(120) 한쪽에 설치되는 샤프트(110) 및 상기 샤프트(110)를 정, 역회전시키는 구동장치를 포함하여 된 스파이럴 스프링의 제조 장치에 있어서,

   상기 스파이럴 스프링 제조장치 내에 설치되어 중심측에 관통홀(10A)이 형성된 베이스 플레이트(10)와;

   상기 베이스 플레이트(10)의 상부면에 설치되어 샤프트(110)의 외주면을 감싸도록 설치되고, 그 측면이 절결되어 그 평면 형상이 "C"자형으로 형성되는 지그유닛(20)으로 구성된 것을 특징으로 하는 스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 베이스 플레이트(10) 상부면에 안착되며, 그 하단은 베이스 플레이트(10)의 관통홀(10A)에 삽입되는 상판(11)과;

   상기 상판(11)의 하단과 결합되는 상부지지체(12)와;

   상기 상부지지체(12)의 하측에 설치되는 하부지지체(13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 상판(11)과 상, 하부지지체(12, 13)는 각각 양분 가능한 것을 특징으로 하는 스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   양분된 상, 하부지지체(12, 13)는 각각 스프링이 내부에 삽입되어 항상 벌어지는 탄성력을 받는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 하부지지체(13)는 에어 실린더에 의해 결합 또는 분리되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 지그유닛(20)은 샤프트(110)의 외주면을 감싸는 반달형상으로 형성되어 서로 일단이 힌지핀(22)에 의해 힌지 결합되는 2개의 지그본체(21)와;

   상기 힌지핀(22)에 관통 삽입되어 2개의 지그본체(21)가 항상 조여지는 힘을 받도록 설치되는 코일 스프링(S)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이럴 스프링 제조장치용 초기 토크 상승용 장치.

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