KR101302387B1 - 6축제어 기반의 안테나 코일 권선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나의 베이스(B) 상에 코일(C)을 권선하는 장치에 있어서: 상부이동대(12) 상에 하부이동대(14)를 지니고, X축모터(22), Y축모터(24), Z축모터(26)에 의한 3축 운동을 수행하는 본체(10); 상기 하부이동대(14) 상에 U축모터(35)를 개재하여 회전운동 가능하게 설치되는 가공대(30); 상기 가공대(30)에 V축모터(45)를 개재하여 회전운동 가능하게 설치되고, 가공대(30) 상에 일정 간격으로 복수로 설치되어 각각의 풀리(47)를 통하여 연동하며, 베이스(B) 또는 코일(C)을 국부적으로 절단하는 절단기(41), 베이스(B)를 국부적으로 융착하는 융착기(42), 베이스(B) 상으로 코일(C)을 유도하는 안내기(43)를 구비하는 공구대(40); 및 상기 본체(10) 상에 W축모터(55)를 개재하여 회전운동 가능하게 설치되는 턴테이블(50);를 포함하여 이루어지되, 상기 절단기(41), 융착기(42), 안내기(43) 중 적어도 하나는 공구대(40)에 대한 상대운동을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 스마트폰용 안테나와 같은 소형의 곡면 구조물에 대하여 코일 권선, 절단, 열융착 등의 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

6축제어 기반의 안테나 코일 권선장치{Apparatus for winding antenna coil based on 6-axis control}

본 발명은 스마트폰의 안테나 코일 권선장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스마트폰용 안테나와 같은 소형의 곡면 구조물에 대하여 코일 권선, 절단, 열융착 등의 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 6축제어 기반의 안테나 코일 권선장치에 관한 것이다.

스마트폰을 비롯한 고기능 통신단말기의 등장에 따라 소형화 구조에 복잡한 다중대역 신호를 처리하기 위한 안테나를 내장하는 설계 및 제조기술의 중요성이 대두되고 있다.

일예로, 한국 공개특허공보 제2009-0117072호의 “내장형 안테나 및 그 제조방법”에 의하면 (a) 코일을 바에 감아 상기 바에 감긴 상기 코일을 준비하는 단계; (b) 인쇄회로기판에 도전성 접착제를 도포하는 단계; (c) 상기 인쇄회로기판에 상기 코일을 탑재하여 고정하는 단계; 및 (d) 상기 인쇄회로기판을 설계치수에 맞게 다이싱하여 내장형 안테나를 완성하는 단계를 포함하여 이루어진 구성을 제안한다. 이에 따라, 절연성 재질의 바를 코일에 삽입하여 인쇄회로기판에 탑재하기 때문에 코일을 인쇄회로기판에 탑재하게 될 때 틀어지게 되는 것을 방지하는 효과를 기대한다.

그러나 이는 지극히 단순한 형태의 내장형 안테나를 제조하는 방법에 한정되므로 기술발전 속도에 발맞추기 곤란하다.

이러한 단점을 극복하고자 3축 제어가 시도되고 있기는 하지만 스마트폰의 내장 안테나와 같이 소형이고 곡면을 지닌 베이스 상에 고/저주파 와이어링, 절단, 열융착 등의 다양한 작업을 수행하는 것은 여전히 상당 부분 인력에 의존해야 하는 한계성을 보이고 있다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 스마트폰용 안테나와 같은 소형의 곡면 구조물에 대하여 코일 권선, 절단, 열융착 등의 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 6축제어 기반의 안테나 코일 권선장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 안테나의 베이스 상에 코일을 권선하는 장치에 있어서: 상부이동대 상에 하부이동대를 지니고, X축모터, Y축모터, Z축모터에 의한 3축 운동을 수행하는 본체; 상기 하부이동대 상에 U축모터를 개재하여 회전운동 가능하게 설치되는 가공대; 상기 가공대에 V축모터를 개재하여 회전운동 가능하게 설치되고, 가공대 상에 일정 간격으로 복수로 설치되어 각각의 풀리를 통하여 연동하며, 베이스 또는 코일을 국부적으로 절단하는 절단기, 베이스를 국부적으로 융착하는 융착기, 베이스 상으로 코일을 유도하는 안내기를 구비하는 공구대; 및 상기 본체 상에 W축모터를 개재하여 회전운동 가능하게 설치되는 턴테이블;를 포함하여 이루어지되, 상기 절단기, 융착기, 안내기 중 적어도 하나는 공구대에 대한 상대운동을 수행하는 것을 특징으로 한다.

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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 스마트폰용 안테나와 같은 소형의 곡면 구조물에 대하여 코일 권선, 절단, 열융착 등의 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 안테나 코일 권선장치의 요부를 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 권선장치의 가공대를 확대하여 나타내는 구성도,
도 3a 및 3b은 본 발명에 따른 권선장치의 공구대를 확대하여 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 권선장치의 공구대의 회전상태를 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 권선장치를 이용한 가공의 일예를 나타내는 구성도,
도 6a 및 6b는 본 발명에 따른 권선장치를 이용한 융착상태를 나타내는 구성도,
도 7a 및 7b은 본 발명에 따른 권선장치를 이용한 절단상태를 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 스마트폰과 같은 통신단말기에 내장되는 안테나의 베이스(B) 상에 코일(C)을 권선하는 장치에 관련된다. 안테나 베이스(B)는 통상 곡면상에 다수의 홈과 돌기를 지니는 형태로서 합성수지를 이용하여 사출성형된다. 코일(C)은 고주파와 저주파 경계대역이 하나로 연결되는 상태로 권선하게 된다.

본 발명에 따른 본체(10)는 상부이동대(12) 상에 하부이동대(14)를 지니고, X축모터(22), Y축모터(24), Z축모터(26)에 의한 3축 운동을 수행한다. 상부이동대(12)는 본체(10)의 전방에 위치하고 X축모터(22)에 의한 좌우운동과 Y축모터(24)에 의한 전후운동을 수행한다. 하부이동대(14)는 상부이동대(12)의 하방향에 가이드레일(28)과 Z축모터(26)를 개재하여 상하운동 가능하게 장착된다. 특히 하부이동대(14)는 상부이동대(12)의 일측과 타측에서 이격되어 대향하도록 설치된다.

또, 본 발명에 따르면 가공대(30)가 상기 하부이동대(14) 상에 U축모터(35)를 개재하여 회전운동 가능하게 설치된다. 가공대(30)는 일측과 타측의 하부이동대(14) 상에 회전운동 가능하게 설치된다. 여기서 회전운동은 U축모터(35)에 의하여 X축을 중심으로 회전을 수행하게 된다.

또, 본 발명에 따르면 공구대(40)가 상기 가공대(30)에 V축모터(45)를 개재하여 회전운동 가능하게 설치된다. 공구대(40)는 가공대(30)에서 하방향을 향하여 장착되고, V축모터(45)에 의하여 Y축을 중심으로 회전운동을 수행한다. 이와 같은 결합관계에 의하면 공구대(40)는 본체(10) 상에서 X축, Y축, Z축, U축, V축의 운동을 수행하게 된다.

이때, 상기 공구대(40)는 베이스(B) 또는 코일(C)을 국부적으로 절단하는 절단기(41), 베이스(B)를 국부적으로 융착하는 융착기(42), 베이스(B) 상으로 코일(C)을 유도하는 안내기(43)를 구비한다. 절단기(41)는 코일(C)의 권선과정에서 설정된 규격으로 베이스(B) 또는 코일(C)을 절단한다. 융착기(42)는 터미널을 시밍(seaming)하거나 절단부위 또는 베이스(B) 상의 사출 돌기를 열융착하여 코일(C)이 벗겨지는 것을 방지한다. 안내기(43)는 베이스(B) 상의 정해진 경로로 코일(C)을 보내어 와이어링하도록 내부에 코일(C)이 관 내부에 삽설된 상태로 베이스(B) 상에 전달하여 안내한다. 절단기(41)와 안내기(43)는 하나의 몸체 상에 각도를 달리하도록 병합하여 설치하지만, 융착기(42)는 절단기(41)와 안내기(43)에 인접하도록 별치할 수도 있다.

한편, 상기 공구대(40)는 가공대(30) 상에 일정 간격으로 복수로 설치되어 각각의 풀리(47)를 통하여 연동한다. 동일한 구성의 공구대(40)를 복수로 설치하고 풀리(47)를 개재하여 V축모터(45)에 연결하면 복수의 베이스(B)에 대한 코일(C)의 와이어링을 동시에 수행할 수 있으므로 생산성 향상에 유리하다. 물론 풀리(47)에는 타이밍벨트를 적용하는 것이 좋으나 이에 국한되는 것은 아니다.

또, 본 발명에 따르면 턴테이블(50)이 상기 본체(10) 상에 W축모터(55)를 개재하여 회전운동 가능하게 설치된다. 턴테이블(50)은 본체(10) 상에서 각각의 공구대(40)의 하방향에 위치하고, W축모터(55)에 의하여 Z축을 중심으로 회전운동을 수행한다. 턴테이블(50)이 복수인 경우 공구대(40)와 마찬가지로 풀리(57)를 타이밍 벨트 등으로 연결하여 연동시킨다. 도시에는 생략되나 턴테이블(50) 상에는 베이스(B)를 클램핑하기 위한 수단을 구비한다.

한편, 본 발명의 변형예로서, 상기 절단기(41), 융착기(42), 안내기(43) 중 적어도 하나는 공구대(40)에 대한 상대운동을 수행하는 것도 가능하다. 융착기(42)는 절단기(41)와 안내기(43)에 대하여 별치되므로 별도의 엑츄에이터(공압실린더 또는 솔레노이드)를 이용하여 상대운동을 수행할 수 있다. 물론 절단기(41)와 안내기(43)를 별도의 엑츄에이터로 상대운동을 수행할 수도 있다. 이는 작업대상물인 안테나 베이스(B)의 형태에 따라 선택적으로 적용된다.

도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 작동에 있어서, 전술한 것처럼 공구대(40)에 5축운동이 전달되고 턴테이블(50)이 회전하면 6축운동에 의한 가공이 수행될 수 있는 바, 도 4처럼 가공대(30)의 회전에 따라 공구대(40)의 절단기(41), 융착기(42), 안내기(43) 중 적어도 하나를 베이스(B)에 접근시키며, 도 5와 같이 설정된 시컨스에 따라 신속하고 정확한 작업이 가능하다. 그리고, 도 6 및 7과 같이 권취가 끝난 상태에 코일(C)의 양 끝을 융착하고, 절단하여 사용된다. 도시에는 생략되나 와이어링 전후에 코일을 일시적으로 클램핑하는 홀더, 코일(C)을 걸쳐서 와이어링 텐션을 유지하는 안내봉 등의 보조구는 종래와 같은 방식을 채용한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

B: 베이스 C: 코일
10: 본체 12: 상부이동대
14: 하부이동대 22: X축모터
24: Y축모터 26: Z축모터
28: 가이드레일 30: 가공대
35: U축모터 40: 공구대
41: 절단기 42: 융착기
43: 안내기 45: V축모터
47, 57: 풀리 50: 턴테이블
55: W축모터

Claims (4)

1. 안테나의 베이스(B) 상에 코일(C)을 권선하는 장치에 있어서:
   상부이동대(12) 상에 하부이동대(14)를 지니고, X축모터(22), Y축모터(24), Z축모터(26)에 의한 3축 운동을 수행하는 본체(10);
   상기 하부이동대(14) 상에 U축모터(35)를 개재하여 회전운동 가능하게 설치되는 가공대(30);
   상기 가공대(30)에 V축모터(45)를 개재하여 회전운동 가능하게 설치되고, 가공대(30) 상에 일정 간격으로 복수로 설치되어 각각의 풀리(47)를 통하여 연동하며, 베이스(B) 또는 코일(C)을 국부적으로 절단하는 절단기(41), 베이스(B)를 국부적으로 융착하는 융착기(42), 베이스(B) 상으로 코일(C)을 유도하는 안내기(43)를 구비하는 공구대(40); 및
   상기 본체(10) 상에 W축모터(55)를 개재하여 회전운동 가능하게 설치되는 턴테이블(50);를 포함하여 이루어지되,
   상기 절단기(41), 융착기(42), 안내기(43) 중 적어도 하나는 공구대(40)에 대한 상대운동을 수행하는 것을 특징으로 하는 6축제어 기반의 안테나 코일 권선장치.
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