KR101362333B1 - 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트로이덜 코일 선재의 손실(loss)을 최소화하고, 아울러 작업의 효율성 및 생산성을 제고할 수 있는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 스텝 모터의 구동력에 의해 트로이덜 코어를 지지 및 수평 방향으로 한 스텝씩 회전시키는 스텝 롤러 유닛과, 상기 스텝 롤러 유닛에 의해 지지된 상태의 상기 트로이덜 코어가 삽입되도록 일측이 개구되고 구동 모터의 구동력에 의해 상기 트로이덜 코어의 중공을 통과하도록 회전되면서 외부에서 공급되는 트로이덜 코일 선재를 상기 트로이덜 코어에 와인딩하는 셔틀 유닛을 포함하며, 상기 셔틀 유닛은, 그 회전 중심에서 방사상으로 다수 개가 배열 및 각각 자유회전 가능하게 장착되어 상기 트로이덜 코일 선재를 감는 와인딩 롤러 및 상기 와인딩 롤러들에 감긴 상기 트로이덜 코일 선재가 상기 트로이덜 코어에 감기도록 안내하면서 그 장력을 유지시키는 텐션 가이드를 더 포함하는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치를 개시한다.

Description

트로이드의 트로이덜 코일 권선장치{Toroidal coil winding device of a toroid}

본 발명은 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 트로이덜 코일 선재의 손실(loss)을 최소화하고, 아울러 작업의 효율성 및 생산성을 제고할 수 있는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치에 관한 것이다.

일반적으로 전류의 변화량에 비례해 전압을 유도함으로써 전류의 급격한 변화를 억제하는 기능을 하는 인덕터(inductor)는 저항ㆍ콘덴서ㆍ전자관ㆍ트랜지스터ㆍ전원 등과 함께 전기회로를 이루는 가장 중요한 부품 가운데 하나이다.

예컨대, 인덕터에 전류가 흐르고 있을 때 그 한쪽을 갑자기 끊어 버리면, 전류는 순식간에 0이 되면서 매우 높은 전압이 발생하고, 이로 인해 끊어진 회로 부위에는 스파크가 일어나는 원리를 이용해 각종 전자제품, 발진회로, 전원회로의 전류저장소자 등에서 전류의 급격한 변화를 막고, 전기 잡음을 걸러내는 필터 등으로 사용된다.

이러한 인덕터는 코일의 권심 구조에 따라 공심 코일, 자심 코일, 성층 철심입 코일로 나뉘고, 특히 자심 코일은 다시 봉 모양의 자심에 코일을 원통 형태로 감은 솔레노이드(solenoid)와 고리 모양의 자심(toroidal core)에 트로이덜 코일(toroidal coil)을 원형 원통으로 감은 트로이더(toroid)로 구분된다.

이 중에서 트로이더(toroid)는 트로이덜 코어(toroidal core)에 트로이덜 코일(toroidal coil)을 권선하는 작업이 매우 까다롭고 곤란하지만 전원 주파수 대역에서 충분한 인덕턴스를 갖고 있는 등 안정적인 성능 및 효율의 코일부품을 얻을 수 있어 입력 전원용 필터나 스위칭 전원의 출력 필터로 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래의 트로이덜 코어에 트로이덜 코일을 권선하는 장치 중 일례로, 대한민국 등록특허 제10-0497479호에 개시된 장치의 국부를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 트로이덜 코어(2)의 둘레에 선택적으로 접촉되어 지지하고, 회전 시 트로이덜 코어(2)를 일정 스텝으로 회전시키는 롤러 어레이(A)가 구비된 코어안착부(10)와, 트로이덜 코어(2)의 중공을 통과하면서 회전하도록 설치되어 트로이덜 코일 선재를 예비적으로 권선하는 가이드 레일(20a)과, 이 가이드 레일(20a)에 소정 간극을 두고 고정되어 회전력을 전달받는 톱니바퀴(20b)가 구비된 셔틀부(20)와, 코어안착부(10)와 셔틀부(20)의 거리 및 셔틀부(20)에 대한 코어안착부(10)의 높이를 조절하는 위치정렬판(16)을 포함하여 구성되어 있다.

따라서 트로이덜 코어(2)의 규격에 따라 위치정렬판(16)을 수평 방향으로 이동시켜 셔틀부(20)에 대한 코어안착부(10)의 위치를 조정할 수 있고, 지지테이블(15)에 대한 조절볼트(18)의 체결 높낮이를 상하로 조절하여 트로이덜 코어(2)의 위치를 조정할 수 있다.

그런데 이와 같은 종래의 권선용 장치는 셔틀부(20)의 가이드 레일(20a)에다가 트로이덜 코일 선재를 일정량 예비적으로 권선한 후 자르고, 가이드 레일(20a)에 처음으로 감긴 그 선재의 단부를 트로이덜 코어(2)에 몇 바퀴 감은 다음, 셔틀부(20)를 트로이덜 코일 선재가 권선된 방향과 반대 방향으로 회전시켜서 자동으로 감는 구조적 특성상 트로이덜 코어(2)의 교체 시마다 반복적으로 트로이덜 코일 선재를 가이드 레일(20a)에 필요 이상으로 더 감아야 하고, 이로 인해 트로이덜 코일 선재의 불필요한 손실(loss)이 발생할 뿐만 아니라 작업시간이 많이 소요되어 작업의 효율성 및 생산성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

즉, 셔틀부(20)의 가이드 레일(20a)에 시계 반대 방향으로 감긴 트로이덜 코일 선재의 단부를 트로이덜 코어(2)에 시계 방향으로 몇 바퀴 감은 상태로 셔틀부(20)를 시계 방향으로 회전시키면 트로이덜 코일 선재가 가이드 레일(20a)과의 접촉 간섭에 따른 마찰력으로 인해 원활하게 풀리지 않으면서 트로이덜 코어(2)에 제대로 감기지 않기 때문에 반드시 가이드 레일(20a)에 일정량의 트로이덜 코일 선재를 예비적으로 감는 상당히 번거롭고 불편한 준비 과정이 필요할 수밖에 없는 사용상의 한계가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0088975호(2013.08.09) 대한민국 등록특허공보 제10-0497479호(2005.07.01) 대한민국 등록특허공보 제10-0639706호(2006.10.30) 대한민국 등록특허공보 제10-0808448호(2008.03.03)

이에, 본 발명자는 상술한 제반 사항을 감안 및 문제점의 해결에 역점을 두어 트로이덜 코일 선재의 손실(loss)을 최소화하여 생산수율을 높이고, 아울러 트로이덜 코일 선재를 트로이덜 코어에 감는데 필요한 작업 시간을 단축하여 작업의 효율성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치를 개발하고자 부단한 노력을 기울여 예의 연구하던 중 그 결과로서 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명의 기술적 과제 및 목적은 트로이덜 코일 선재의 손실(loss)을 최소화할 수 있도록 하는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치를 제공하는 데 있는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제 및 목적은 가동 시간을 단축하여 작업의 효율성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치를 제공하는 데 있는 것이다.

상술한 바와 같은 기술적 해결 과제 및 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 양태는, 스텝 모터의 구동력에 의해 트로이덜 코어를 지지 및 수평 방향으로 한 스텝씩 회전시키는 스텝 롤러 유닛과, 상기 스텝 롤러 유닛에 의해 지지된 상태의 상기 트로이덜 코어가 삽입되도록 일측이 개구되고 구동 모터의 구동력에 의해 상기 트로이덜 코어의 중공을 통과하도록 회전되면서 외부에서 공급되는 트로이덜 코일 선재를 상기 트로이덜 코어에 와인딩하는 셔틀 유닛을 포함하며, 상기 셔틀 유닛은, 그 회전 중심에서 방사상으로 다수 개가 배열 및 각각 자유회전 가능하게 장착되어 상기 트로이덜 코일 선재를 원통형으로 감는 와인딩 롤러 및 상기 와인딩 롤러들에 감긴 상기 트로이덜 코일 선재가 상기 트로이덜 코어에 감기도록 안내하면서 그 장력을 유지시키는 텐션 가이드를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치를 제시한다.

이로써 본 발명은 종래와 달리 트로이덜 코일 선재를 셔틀 유닛에 예비 권선하는 과정 없이 가동과 동시에 트로이덜 코어에 바로 감을 수 있어 트로이덜 코일 선재를 셔틀 유닛에 필요 이상으로 더 감지 않아도 되고, 이로 인해 트로이덜 코일 선재의 손실(loss)을 최소화할 뿐만 아니라 트로이덜 코어에 트로이덜 코일 선재를 감는 시간을 단축할 수 있어 작업의 효율성 및 생산성을 제고할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 셔틀 유닛은 상기 텐션 가이드의 회전 시 접촉 간섭으로 마찰력을 일으키는 마찰 패드가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시 양태로, 상기 셔틀 유닛의 바깥쪽 면 둘레에 상기 와인딩 롤러들에 감긴 상기 트로이덜 코일 선재를 탄력적으로 정렬시키는 선재 커버가 더 구비될 수 있다.

이로써 본 발명은 트로이덜 코일 선재가 트로이덜 코어를 감을 수 있는 길이만큼 절단된 상태로 와인딩 롤러들에 감기더라도 선재 커버가 안정적으로 정렬되도록 유도 및 그 정렬 상태를 유지시켜 오작동을 방지함은 물론 작업성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시 양태로, 상기 셔틀 유닛에 트로이덜 코일 선재를 이송 공급하는 송급 롤러와, 상기 송급 롤러의 회전수를 검출하여 트로이덜 코일 선재의 공급량을 측정하기 위한 엔코더(encoder)와, 상기 셔틀 유닛의 회전수를 검출하여 상기 트로이덜 코어에 감기는 트로이덜 코일 선재의 권선 횟수를 측정하기 위한 센서와, 상기 엔코더 및 상기 센서의 검출 신호에 따라 상기 스텝 모터 및 상기 구동 모터의 작동을 제어하는 컨트롤러가 더 구비될 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제의 해결 수단 및 구성을 갖춘 본 발명은, 트로이덜 코일 선재가 와인딩 롤러들에 의해 마찰이 최소화되는 상태로 셔틀 유닛에 감기게 되므로 종래와 달리 트로이덜 코일 선재를 셔틀 유닛에 예비 권선하는 과정 없이 트로이덜 코어에 바로 감을 수 있어 트로이덜 코일 선재를 셔틀 유닛에 필요 이상으로 더 감지 않아도 되고, 이로 인해 권선 과정에서 발생하는 트로이덜 코일 선재의 불필요한 손실(loss)을 막아 생산수율을 높일 뿐만 아니라 트로이덜 코어에 트로이덜 코일 선재를 감는데 필요한 가동 시간을 대폭 단축할 수 있어 작업의 효율성 및 생산성을 제고할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치를 나타낸 투시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치의 요부를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치의 국부를 나타낸 투시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치 중 셔틀의 작동 상태를 설명하기 위한 국부 정단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로서, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝혀둔다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치는 크게 스텝 롤러 유닛(100)과 셔틀(200) 유닛을 포함하여 구성된다.

스텝 롤러 유닛(100)은 트로이덜 코어(C)를 지지한 채로 수평 방향으로 한 스텝(step)씩 회전시키는 기능 및 구실을 하는 것으로, 베이스(B)의 상면에 일정 높이를 갖도록 구비된 롤러 지지대(1)에 장착되어 있다.

즉, 스텝 롤러 유닛(100)은 스텝 모터(3)의 구동력에 의해 트로이덜 코어(C)를 수평 방향으로 일정 각도만큼 단계적으로 회전시킬 수 있도록 클램핑수단(110)에 의해 셔틀 유닛(200)과의 간격이 탄력적으로 가변되면서 자유로이 회전하는 제1스텝 롤러(131)와, 셔틀 유닛(200)의 회전중심 방향 양쪽에 서로 마주하도록 배치되어 스텝 모터(5)에 의해 서로 동일한 방향으로 동시에 회전되고 위치조정수단(120)에 의해 위치 및 서로 간의 폭 조절이 가능한 좌우 한 쌍의 제2 및 제3스텝 롤러(132)(133)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서 제2 및 제3스텝 롤러(132)(133)는 도 4에 도시된 바와 같이, 스텝 모터(5)의 구동력에 의해 서로 동일한 방향으로 연동하여 회전되도록 하기 위해 스텝 모터(3)의 회전축에 고정된 구동기어(4)와 제2 및 제3스텝 롤러(132)(133)에 고정된 종동기어(132a)(133a)가 연동하도록 맞물림 결합되어 있고, 제2 및 제3스텝 롤러(132)(133)가 서로 동일한 방향으로 연동하여 회전되도록 스텝 모터(3)의 구동기어(4)와 제2 및 제3스텝 롤러의 종동기어(132a)(133a) 사이에는 다수 개의 아이들 기어(135)가 개재되어 있다.

그리고 클램핑수단(110)은 제1스텝 롤러(131)가 장착된 슬라이더가 레일을 따라 직선왕복 운동하는 리니어 모션 가이드(111)와, 그 슬라이더가 셔틀 유닛(200)을 향해 이동하면서 제1스텝 롤러(131)가 트로이덜 코어(C)를 탄력적으로 가압하도록 유도하는 클램프(112)를 포함하여 구성되어 있다.

또한, 위치조정수단(120)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 롤러 지지대(1)에 의해 각각 지지되고 그 일측 상면에는 제2스텝 롤러(132) 또는 제3스텝 롤러(133)가 회전 가능하게 장착되고 타측 하면에는 웜휠(122)이 장착된 간격조절암(121)과, 이 웜휠(122)의 회전조작으로 롤러 지지대(1)에 대한 제2스텝 롤러(132) 또는 제3스텝 롤러(133)의 위치를 조정하기 위한 핸들(124)이 구비된 웜(123)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서 제1 내지 제3스텝 롤러(131)(132)(133)의 바깥쪽 면 둘레는 트로이덜 코어(C)를 탄력적으로 지지하면서 한 스텝씩 회전 시 미끄러지는 현상이나 헛도는 현상을 방지하기 위해 고무 등의 연질 및 탄성 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러 제1 내지 제3스텝 롤러(131)(132)(133)의 하부는 트로이덜 코어(C)가 안정적으로 안착되도록 각각 받침턱(131b)(132b)(133b)이 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 스텝 롤러 유닛(100)은 위치조정수단(120)의 핸들(124)을 회전조작에 따라 간격조절암(121)이 회전하면서 제2 및 제3스텝 롤러(132)(133)의 간격이 조절되어 트로이덜 코어(C)의 양측을 탄력적으로 지지하고, 이와 더불어 클랭핑수단(110)의 전후진 위치조작에 따라 제1스텝 롤러(131)가 트로이덜 코어(C)의 다른 한쪽을 지지하도록 접촉되므로 제1 내지 제3스텝 롤러(131)(132)(133)가 세 방향에서 트로이덜 코어(C)를 안정적으로 지지한 상태로 한 스텝씩 정밀하게 회전시키게 된다.

셔틀 유닛(200)은 스텝 롤러 유닛(100)에 지지된 트로이덜 코어(C)의 중공을 구동 모터(5)의 구동력에 의해 통과하도록 회전되면서 외부에서 공급되는 트로이덜 코일 선재(W)를 트로이덜 코어(C)에 와인딩하는 기능 및 구실을 하는 것으로, 베이스(B)의 상면에 일정 높이를 갖도록 구비된 셔틀 지지대(2)에 장착되어 있다.

그리고 셔틀 유닛(200)은 스텝 롤러 유닛(100)에 의해 지지된 상태의 트로이덜 코어(C)가 삽입되도록 마치 "C"자형과 같이 일측이 개구되어 있다.

즉, 셔틀 유닛(200)은 도 4에 도시된 바와 같이, 셔틀 지지대(2)에 고정된 원형 레일(210)과, 이 원형 레일(210)을 따라 회전하되 스텝 롤러 유닛(100)에 의해 지지된 상태의 트로이덜 코어(C)가 삽입되도록 마치 "C"자형과 같이 일측이 개구된 스풀(220)을 포함하여 구성되어 있고, 이 스풀(220)에는 그 회전 중심에서 방사상으로 배열되어 트로이덜 코일 선재(W)를 감는 다수 개의 와인딩 롤러(222)가 각각 자유회전 가능하게 장착되어 있고, 이 와인딩 롤러(222)들에 감긴 트로이덜 코일 선재(W)가 트로이덜 코어(C)에 감기도록 안내하면서 그 장력을 유지시키는 텐션 가이드(223)가 장착되어 있다.

그리고 스풀(220)에는 구동 모터(5)의 구동력으로 회전하는 구동 기어(6)와 맞물려 회전하도록 링형 기어(221)가 결합되어 있고, 스풀(220)과 텐션 가이드(223) 사이에는 텐션 가이드(223)의 회전 시 접촉 간섭으로 마찰력을 일으키면서 트로이덜 코일 선재(W)의 장력과 원활한 감김 동작이 이루어지도록 유도하는 마찰 패드(224)가 결합되어 있고, 스풀(220)의 바깥쪽 면 둘레에는 와인딩 롤러(222)들에 감긴 트로이덜 코일 선재(W)를 감싸듯이 정렬시키면서 그 풀리는 힘이 균일하도록 탄력적으로 커버링하는 선재 커버(230)가 구비되어 있다.

또한, 링형 기어(221)는 트로이덜 코어(C)가 셔틀 유닛(200)의 중공으로 삽입될 수 있도록 마치 "C"자형과 같이 일측이 개구되어 있고, 그 개구부는 기어 블럭(221a)을 탈부착함으로써 개폐할 수 있도록 구비되어 있다.

즉, 텐션 가이드(223)가 와인딩 롤러(222)과 동일하게 자유로이 회전되면 권선 과정에서 트로이덜 코일 선재(W)가 느슨해져 트로이덜 코어(C)에 제대로 감기지 않는 현상이 일어나고, 또 스풀(220)에 고정되어 회전되지 않는 상태이면 권선 과정에서 트로이덜 코일 선재(W)가 너무 팽팽하게 당겨서 끊어지거나 궤도를 이탈하는 현상이 일어나므로 이를 방지하기 위해 스풀(220)과 텐션 가이드(223) 사이에 마찰 패드(224)를 개재시킴으로써 텐션 가이드(223)의 회전 속도를 적당히 조절할 수 있다.

여기서 선재 커버(230)는 트로이덜 코어(C)를 스텝 롤러 유닛(100)과 셔틀 유닛(200) 상에 간편하고 용이하게 장착할 수 있도록 하기 위해 셔틀 지지대(2)에 고정된 하부 커버(231)와, 이 하부 커버(231)의 상단부에 힌지 이음으로 연결되어 그 힌지(H)를 중심으로 하는 회전 방향에 따라 스풀(220)의 개구부는 개폐하고, 내측에는 트로이덜 코일 선재(W)가 접촉 간섭없이 통과하여 와인딩 롤러(222)들에 감기도록 선재 구멍(232a)이 형성된 상부 커버(232)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 와인딩 롤러(222)는 허리 부분이 오목하게 들어가서 정면상에서 볼 때 위아래가 넓고 가운데 부분이 좁은 마치 장구형과 같은 형상으로 형성함으로써 트로이덜 코일 선재(W)가 꼬임 없이 안정적으로 권선될 수 있으며, 그 회전축상에는 회전운동을 원활하게 해주는 베어링(미도시)이 장착될 수도 있다.

아울러 구동 모터(5)의 구동력으로 회전하는 구동 기어(6)는 체인과 스프로킷 또는 벨트와 벨트 풀리 등에 의해 구동 모터(5)와 일정 거리를 두고 구동 모터(5)로부터 구동력을 전달받아 회전하도록 구비될 수도 있음은 물론이다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치는 셔틀 유닛(200)에 트로이덜 코일 선재(W)를 처짐 현상 없이 원활하게 이송 공급하는 송급 롤러(300)와, 이 송급 롤러(300)에 인접 설치되어 송급 롤러(300)의 회전수를 검출하여 트로이덜 코일 선재(W)의 공급량을 측정하기 위한 엔코더(400)와, 셔틀 유닛(200)과 셔틀 지지대(2) 사이에 설치되어 셔틀 유닛(200)의 회전수를 검출하여 트로이덜 코어(C)에 감기는 트로이덜 코일 선재(W)의 권선 횟수를 카운트하기 위한 센서(500)와, 이 엔코더(400) 및 센서(500)의 검출 신호에 따라 스텝 모터(3)와 구동 모터(5)의 작동을 제어함은 물론 장치의 전반적인 가동을 설정 및 제어하는 컨트롤러(600)가 더 구비되어 있다.

즉, 컨트롤러(500)는 특정 규격의 트로이덜 코어(C)에 필요한 트로이덜 코일 선재(W)의 길이를 설정한 상태로 권선 작동을 제어하다가 엔코더(400)에서 검출하는 송급 롤러(300)의 회전수에 대비하여 설정된 트로이덜 코일 선재(W)의 사용량을 연산하고, 그 연산 결과 트로이덜 코일 선재(W)가 필요한 길이를 초과하여 공급되면 스텝 모터(3)와 구동 모터(5)의 작동을 정지시키게 된다.

이렇게 되면 작업자가 롤 형태로 연속 공급되는 트로이덜 코일 선재(W)를 절단하여 셔틀 유닛(200)으로 더 이상의 공급을 중단시킨 다음 컨트롤러(500)의 조작을 통해 스텝 모터(3)와 구동 모터(5)를 재가동시켜 트로이더 코어(C)에 트로이덜 코일 선재(W)를 계속 권선하게 되고, 센서(500)에서 카운트한 셔틀 유닛(200)의 회전수, 즉 트로이더 코어(C)에 대한 트로이덜 코일 선재(W)의 권선 횟수가 해당 트로이덜 코어(C)의 단면적 등을 고려하여 미리 설정된 권선 횟수에 도달하면 컨트롤러(500)는 스텝 모터(3)와 구동 모터(5)의 작동을 자동으로 정지시킴으로써 트로이덜 코일 선재(W)가 필요 이상으로 셔틀 유닛(200)에 공급되는 것을 막아 트로이덜 코일 선재(W)의 손실을 최소화할 수 있다.

여기서 엔코더(400)로는 광전 방법에 의하여 물체의 위치 및 길이를 측정하는 광전식 리니어 엔코더, 광전식 로터리 엔코더나 광전식 위치센서 등을 채용할 수 있고, 또 센서(500)로는 셔틀 유닛(200)에 고정된 채로 동시에 회전하는 피검지 물체가 접근하면 전자유도작용에 의하여 검출코일에 접속된 발진회로의 발진 주파수나 발진 진폭이 변화하면서 스위칭 동작이 이루어지는 고주파 발진형 혹은 도체 전극을 가진 검출부에 피검지 물체가 접근하면 센서 부분의 정전용량이 크게 변화하는 현상을 이용한 정전용량형 혹은 피검지 물체가 근접한 것을 비접촉으로 감지하여 그 위치를 검출하는 광섬유 근접센서 등을 채용할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖춘 본 발명의 실시 예에 따른 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치의 작동 상태를 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 셔틀 유닛(200)이 회전 시 트로이덜 코어(C)의 중공으로 통과하는 위치이면서 스텝 롤러 유닛(100)의 제2 및 제3스텝 롤러(132)(133) 사이에 트로이덜 코어(C)를 안착시킨 후 제1스텝 롤러(131)가 트로이덜 코어(C)를 셔틀 유닛(200)을 향해 탄력적으로 가압하도록 클램핑수단(110)을 조작하여 가동을 준비한다. 이때, 위치조정수단(120)을 조작하여 제2 및 제3스텝 롤러(132)(133)의 간격을 트로이덜 코어(C)에 적합하도록 조절할 수 있다.

이 상태에서 트로이덜 코일 선재(W)의 단부를 셔틀 유닛(200)의 일부 와인딩 롤러(222)와 텐션 가이드(223)를 경유하여 트로이덜 코어(C)에 시계 반대 방향으로 한두 바퀴 정도 감은 다음, 스텝 모터(3)와 구동 모터(5)를 작동시키면 그와 각각 연동하여 회전되도록 조합된 제2 및 제3스텝 롤러(132)(133)가 평면상에서 볼 때 시계 방향으로 트로이덜 코어(C)를 한 스텝씩 회전시키고, 이와 동시에 셔틀 유닛(200)이 정면상에서 볼 때 시계 반대 방향으로 회전되면서 트로이덜 코일 선재(W)를 트로이덜 코어(C)의 둘레에 순차적으로 권선하게 된다.

이때, 트로이덜 코일 선재(W)는 셔틀 유닛(200)의 회전력에 의해 와인딩 롤러(222)들에도 동시에 감기게 되는데, 종래와 달리 와인딩 롤러(222)들이 각각 자유회전 가능하게 장착되어 있는 구조적 특성 때문에 트로이덜 코일 선재(W)와의 마찰이 최소화된 상태로 감기게 되고, 아울러 와인딩 롤러(222)들에 감긴 트로이덜 코일 선재(W)는 선재 커버(230)와 텐션 가이드(223)에 의해 정렬 및 장력이 유지된 채로 트로이덜 코어(C)를 향해 안내되므로 권선이 안정적이고 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

이 과정에서 트로이덜 코일 선재(W)가 트로이덜 코어(C)에 필요한 길이만큼 공급되거나 혹은 그보다 초과하여 공급되면 스텝 모터(3)와 구동 모터(5)의 작동을 정지시키고, 작업자가 롤 형태로 연속 공급되는 트로이덜 코일 선재(W)를 절단하여 셔틀 유닛(200)으로 더 이상의 공급을 중단시킨 다음, 스텝 모터(3)와 구동 모터(5)를 재가동시켜 이미 와인딩 롤러(222)들에 감긴 상태의 트로이덜 코일 선재(W)를 트로이더 코어(C)에 계속 권선함으로써 해당 트로이더 코어(C)의 규격에 필요한 길이만큼의 트로이덜 코일 선재(W)만을 소비할 수 있게 된다.

이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치는 트로이덜 코일 선재(W)를 셔틀 유닛(200)에 예비적으로 권선하는 과정 없이 트로이덜 코어(C)에 바로 감으면서 필요한 길이만큼을 절단하여 사용하므로 종래와 달리 트로이덜 코일 선재(W)를 셔틀 유닛(200)에 필요 이상으로 더 감을 필요가 없게 된다.

따라서 트로이덜 코일 선재(W)의 손실을 최소화하여 생산수율을 높임은 물론 권선에 따른 작업시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백하다.

그러므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

100: 스텝 롤러 유닛 110: 클램핑수단
111: 리니어 모션 가이드 112: 클램프
120: 위치조정수단 121: 간격조절암
122: 웜휠 123: 웜
124: 핸들
131: 제1스텝 롤러 132: 제2스텝 롤러
133: 제3스텝 롤러
200: 셔틀 유닛 210: 원형 레일
220: 스풀 221: 링형 기어
222: 와인딩 롤러 223: 텐션 가이드
224: 마찰 패드 230: 선재 커버
300: 송급 롤러 400: 엔코더
500: 센서 600: 컨트롤러
5: 구동 모터 3: 스텝 모터

Claims (4)

1. 스텝 모터의 구동력에 의해 트로이덜 코어를 지지 및 수평 방향으로 한 스텝씩 회전시키는 스텝 롤러 유닛과, 상기 스텝 롤러 유닛에 의해 지지된 상태의 상기 트로이덜 코어가 삽입되도록 일측이 개구되고 구동 모터의 구동력에 의해 상기 트로이덜 코어의 중공을 통과하도록 회전되면서 외부에서 공급되는 트로이덜 코일 선재를 상기 트로이덜 코어에 와인딩하는 셔틀 유닛을 포함하는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치에 있어서,
   상기 셔틀 유닛은, 그 회전 중심에서 방사상으로 다수 개가 배열 및 각각 자유회전 가능하게 장착되어 상기 트로이덜 코일 선재를 감는 와인딩 롤러; 및
   상기 와인딩 롤러들에 감긴 상기 트로이덜 코일 선재가 상기 트로이덜 코어에 감기도록 안내하면서 그 장력을 유지시키는 텐션 가이드;
   를 더 포함하는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 셔틀 유닛은, 상기 텐션 가이드의 회전 시 접촉 간섭으로 마찰력을 일으키는 마찰 패드가 더 구비된 것을 특징으로 하는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 셔틀 유닛의 바깥쪽 면 둘레에 상기 와인딩 롤러들에 감긴 상기 트로이덜 코일 선재를 정렬시키는 선재 커버가 더 구비된 것을 특징으로 하는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 셔틀 유닛에 트로이덜 코일 선재를 이송 공급하는 송급 롤러와, 상기 송급 롤러의 회전수를 검출하여 트로이덜 코일 선재의 공급량을 측정하기 위한 엔코더와, 상기 셔틀 유닛의 회전수를 검출하여 상기 트로이덜 코어에 감기는 트로이덜 코일 선재의 권선 횟수를 측정하기 위한 센서와, 상기 엔코더 및 상기 센서의 검출 신호에 따라 상기 스텝 모터 및 상기 구동 모터의 작동을 제어하는 컨트롤러가 더 구비된 것을 특징으로 하는 트로이드의 트로이덜 코일 권선장치.
   

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