KR101534319B1 - 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치에 관한 것으로, 일정 거리로 이격된 전기부품들을 전기적으로 연결하기 위하여 전선의 일측에는 단자를 자동으로 압착하고 타측을 전기부품에 자동으로 고정하며 이러한 공정이 일련의 자동화 공정으로 이루어지도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치는, 전선을 공급하는 전단 전선 공급부(10)와; 상기 전단 전선 공급부를 통해 공급되는 전선의 일측 단부를 탈피하는 탈피부(20)와; 상기 탈피부에 의해 피복이 탈피된 전선에 단자를 압착하는 단자 압착부(30)와; 상기 단자 압착부에 의해 일측에 단자가 압착된 전선을 공급받아 이동시키는 후단 집게부(40)와; 상기 후단 집게부를 통해 상기 전선을 공급받아 상기 전선의 타측을 모체에 스폿 용접 또는 초음파 융착으로 고정하는 모체 고정부(60)를 포함한다.

Description

자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치{APPARATUS FOR PRESSURING TERMINAL AND FIXING PART}
본 발명은 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정 거리로 이격된 전기부품들을 전기적으로 연결하기 위하여 전선의 일측에는 단자를 자동으로 압착하고 타측을 전기부품에 자동으로 고정하며 이러한 공정이 일련의 자동화 공정으로 이루어지도록 한 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치에 관한 것이다.
전선은 일정 거리로 이격된 각종 전기회로 및 전기부품을 전기 회로적으로 연결할 수 있도록 하는 것으로 전기회로나 전기부품에 보다 간편하게 결선할 수 있도록 하기 위해 전선의 일측 단부에 단자를 압착 설치하는 예가 많다. 예를 들어 전선의 일측에는 단자가 압착되고 타측은 링 형상의 접속부를 형성하여 전기부품에 접속하도록 되거나 최근에는 타측을 직접 전기부품의 모체(슬립링, 배터리 접속기구, 안테나 접속기구 등)에 납땜으로 고정하도록 하고 있다.
여기서 전선을 자동으로 공급하고 공급된 전선의 단부에서 피복을 자동으로 탈피하며 탈피된 도선에 단자를 자동으로 압착하는 자동화 기술들은 있으나 전선의 타측 단부를 모체에 자동으로 고정하는 기술이 없기 때문에 개별적인 작업(자동화에 의한 단자 압착과 수작업에 의한 납땜의 병행 또는 단자 압착과 납땜의 수작업)을 거치게 되므로 생산성이 떨어지고 있는 실정이다. 또한, 납은 인체에 유해한 물질이기 때문에 작업자의 건강을 해치게 되므로 작업성과 생산성이 떨어짐은 물론 불량률이 높은 문제점이 있다.
등록특허 제10-1156694호 등록실용신안 제20-0248057호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일정 거리로 이격된 전기부품들을 전기적으로 연결하기 위하여 전선의 일측에는 단자를 자동으로 압착하고 타측을 전기부품에 자동으로 고정하며 이러한 공정이 일련의 자동화 공정으로 이루어지도록 한 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치는, 전선을 공급하는 전단 전선 공급부와; 상기 전단 전선 공급부를 통해 공급되는 전선의 일측 단부를 탈피하는 탈피부와; 상기 탈피부에 의해 피복이 탈피된 전선에 단자를 압착하는 단자 압착부와; 상기 단자 압착부에 의해 일측에 단자가 압착된 전선을 공급받아 이동시키는 후단 집게부와; 상기 후단 집게부를 통해 상기 전선을 공급받아 상기 전선의 타측을 모체에 스폿 용접 또는 초음파 융착으로 고정하는 모체 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 모체 고정부의 앞쪽에 설치되며 상기 후단 집게부를 통해 공급되는 전선의 탈피부를 단조를 통해 단선화하는 스폿 단조부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치에 의하면, 전선의 공급 - 탈피 - 단자 압착 - 부품 고정(스폿 용접 또는 초음파 융착) 등 일련의 공정이 자동으로 이루어져 단위 시간 당 생산성을 높일 수 있고, 단자 압착부와 모체 공급부의 교체만을 통해 다양한 전기제품에 적용될 수 있으므로 효용성을 극대화할 수 있다.
그리고, 종래 납땜시 발생되는 환경문제를 해결하고 이에 따라 작업환경도 개선함으로써 작업자의 양호한 건강을 유지하고 작업성과 생산성을 향상하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 전선 어셈블리의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치의 구성도.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 의한 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치에 의한 작동 공정도.
본 발명에 따른 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치의 구성을 설명하기에 앞서 본 발명은 도 1에서 보이는 것처럼, 전선(1)의 일측에는 단자(2)를 압착하고 타측에는 부품(3)(이하 "모체"라 칭함)을 스폿용접 또는 초음파 융착하는 것이다.
도 2에서 보이는 것처럼, 본 발명에 따른 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치는, 전선(1)을 공급하는 전단 전선 공급부(10), 전단 전선 공급부(10)를 통해 공급되는 전선(1)의 길이방향의 일측을 탈피하는 탈피부(20), 탈피부(20)를 통해 피복이 탈피된 전선의 도선에 단자를 압착하는 단자 압착부(30), 단자 압착부(30)에 의해 일측에 단자(2)가 압착된 전선(1)의 타측을 스폿단조 위치와 모체 고정 위치로 이동시키는 후단 집게부(40), 후단 집게부(40)에 의해 공급되는 전선(1)의 타측을 스폿 단조하여 단선화하는 스폿 단조부(50), 스폿 단조부(50)에 의해 단조된 전선(1)의 타측을 스폿 용접 또는 초음파 융착으로 모체(3)에 고정하는 모체 고정부(60)로 구성된다. 전단 전선 공급부(10)와 탈피부(20) 및 후단 집게부(40)는 일렬로 배열되어 전선이 전단 전선 공급부(10)에서부터 탈피부(20)를 통과한 후 후단 집게부(40)에 공급되도록 한다.
전단 전선 공급부(10)는, 전선(1)을 피딩하는 한 쌍의 피딩롤러(11), 피딩롤러(11)의 회전을 통해 전선(1)의 일측을 탈피부(20) 또는 단자 압착부(30)에 공급하는 제1턴테이블(12)로 구성된다.
피딩롤러(11)는 상호 간에 일정 간격을 두고 설치되는 한 쌍으로 이루어지며, 전선(1)의 이동을 안내한다. 피딩롤러(11)는 회전하면서 전선(1)의 이동을 안내하게 되는데 예를 들어 자체 회전력(모터 등에 의한 회전력)을 통해 회전하여 자신의 회전력에 의해 전선(1)을 이동시킬 수 있고 또는 전선(1)과 마찰되어 전선(1)의 이동에 의해 아이들 회전하면서 이동을 안내할 수도 있다. 피딩롤러(11)는 전선(1)을 탈피부(20)와 단자 압착부(30)를 향해 전진 반대로 후진 가능하도록 안내한다.
피딩롤러(11)는 전선(1)의 구부러짐 등을 방지하기 위하여 전선(1)의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 다수의 셋트(도면에는 2셋트로 도시됨)가 갖추어질 수 있다.
제1턴테이블(12)은 전선(1)의 일측 단부를 탈피 위치와 단자 압착 위치에 셋팅하기 위한 것이며, 모터 등으로부터 회전력을 전달받아 회전하고 예컨대 상부에 피딩롤러(11)가 회전 가능하도록 설치된다.
이와 같은 구성의 제1턴테이블(12)은 전선(1)의 초기 투입시 전선(1)의 단부가 탈피부(20)에 셋팅되도록 하고 탈피 후 탈피된 전선(1)의 단부가 단자 압착부(30)에 셋팅되도록 한다.
전선(1)을 피딩롤러(11)에 원활하게 공급하기 위하여 전선(1)의 입구쪽에는 전선(1)이 통과하는 홀(hole)이 구비된 입구측 가이드 블록(13)이 설치되고 피딩롤러(11)를 통과한 전선(1)의 일측 단부가 탈피시 움직이지 않도록 전선(1)이 통과하는 홀이 구비된 출구측 가이드 블록(14)이 설치되는 것이 바람직하다.
탈피부(20)는 전선(1)의 양측[단자(2)가 압착되는 부분, 모체(3)가 고정되는 부분]의 피복을 탈피하는 것이며, 즉 전선(1)의 길이방향 양측을 각각 탈피하기 위하여 양측에 각각 탈피수단이 갖추어지면서 단자(2)가 압착된 전선(1)이 이동하는 경로를 제공한다. 제1탈피수단은 단자(2)가 압착되는 부분을 탈피하여 제1탈피부(1a)를 형성하고, 제2탈피수단은 모체(3)가 압착되는 부분을 탈피하여 제2탈피부(1b)를 형성한다. 탈피부(20)는 전선 가공 분야에서 널리 사용되는 모든 제품이 그대로 사용되므로 구체적인 설명을 생략한다.
단자 압착기(30)는 전선(1)의 일측인 제1탈피부(1a)에 단자(2)를 압착하는 것이며, 통상적으로 사용되는 제품이 사용되므로 구체적인 설명을 생략한다. 제1전선(1)은 제1턴테이블(12)에 의해 제1탈피부(1a)가 단자 압착기(30)의 단자 압착 위치에 셋팅되므로 단자 압착기(30)는 설치 위치를 유지하는 고정식이다.
후단 집게부(40)는 단자 압착부(30)를 통해 일측에 단자(2)가 압착된 전선(1)에 모체(3)를 고정하기 위한 작업이 가능하도록 전선(1)의 타측을 탈피하여 제2탈피부(1b)를 만들고 또한 제2탈피부(1b)를 스폿 단조 위치에 셋팅하도록 하는 것이며, 집게(41) 및 제2턴테이블(42)로 구성된다.
집게(41)는 전선(1)의 둘레부를 양쪽에서 클램핑(clamping) 또는 언클램핑(unclamping)하는 것이며 예를 들어 한 쌍의 집게편이 서로 모아지는 방향 또는 반대로 벌어지는 방향으로 이동하도록 구성되어 전선(1)의 탈피시와 스폿 단조시 및 스폿 용접 또는 초음파 융착시 클램핑하고 이외의 동작시 클램핑한다.
제2턴테이블(42)은 전선(1)의 타측 단부[단자(2)가 압착된 곳의 반대쪽]를 탈피 위치와 스폿 단조 위치 및 고정 위치로 셋팅하기 위한 것이며, 모터 등으로부터 회전력을 전달받아 회전하고 예컨대 상부에 집게(41)가 설치된다.
이와 같은 구성의 제2턴테이블(42)은 집게(41)에 클램핑된 전선(1)의 제2탈피부(1b)가 탈피부(20), 스폿 단조부(50) 및 모체 고정부(60)에 배치되도록 집게(41)를 회전시킨다.
스폿 단조부(50)는 전선(1)의 제2탈피부(1b)인 도선이 연선인 경우 이 연선을 단선화하여 제2탈피부(1b)와 모체(3)를 견고하게 고정함으로써 전선(1)이 모체(3)에서 이탈되지 않도록 하는 것이다. 스폿 단조부는 도선이 연선인 경우에만 사용되고 단선인 경우에는 사용되지 아니하며 즉 필요에 따라 선택적으로 사용된다.
모체 고정부(60)는 스폿 용접 또는 초음파 융착을 통해 전선(1)의 제2탈피부(1b)를 모체 공급기(4)로부터 공급되는 모체(3)의 패턴에 고정하는 것이며, 스폿 용접과 초음파 융착은 종래 납땜과 대비할 때 친환경적이므로 작업환경 및 주변환경을 개선하고 불량률을 낮출 수 있는 효과를 도출한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치의 작용은 다음과 같다.
1. 전선 공급.
도 2에서 보이는 바와 같이, 전선(1)의 일측 단부를 탈피하기 위하여 전선 공급부(10)의 전선 경로와 탈피부(20)가 일렬로 배열되도록 기기를 셋팅하고, 이 상태에서 전선(1)(일정 길이로 이루어지며 길이 방향의 일측에서부터 타측에 걸쳐 피복된 상태)을 전선 공급부(10)에 투입한다.
전선(1)의 투입은 작업자의 수작업에 의해 이루어질 수 있으며, 물론 자동화도 가능하다.
전선(1)은 입구측 가이드 블록(13) - 피딩롤러(11)들 사이 - 출구측 가이드 블록(14)의 경로를 따라 이동되어 일측 단부가 탈피부(20)의 탈피 위치에 셋팅된다. 전선(1)의 위치는 센서의 감지를 통해 자동으로 셋팅될 수 있다.
2. 제1탈피부 탈피.
탈피부(20)는 전선(1)의 일측 단부에서 피복을 벗겨낸다. 이에 따라 전선(1)의 일측에는 제1탈피부(1a)가 형성된다.
3. 단자 압착.
전선(1)의 제1탈피부(1a)에는 단자(2)가 압착되며, 이를 위하여 도 제1탈피부(1a)를 단자 압착부(30)의 단자 압착 위치에 셋팅한다.
도 2의 상태에서 도 3에서 보이는 것처럼, 제1턴테이블(12)의 회전을 통해 전선(1)의 제1탈피부(1a)가 단자 압착부(30)에 대응하도록 회전시킨다. 이때, 전선(1)은 후진을 통해 탈피부(20)에서 떨어지고 회전 후 전진을 통해 단자 압착부(30)에 대응되도록 할 수 있다. 본 공정을 거쳐 전선(1)의 제1탈피부(1a)에는 단자(2)가 압착된다.
4. 탈피 준비.
전선(1)의 타측 단부에는 모체(3)를 고정하여야 하며, 도 3의 상태에서 전선(1)을 후단 집게부(40)에 공급하기 위하여 제1턴테이블(12)을 회전시켜 전선(1)이 탈피부(20)에 대응하도록 한다.
5. 제2탈피부 탈피.
도 4의 상태에서 전선(1)은 탈피부(20)와 후단 집게부(40)를 통과하여 제2탈피부의 탈피 작업을 위한 타측 단부가 탈피부(20)에 배치되도록 한 후 탈피부(20)를 통해 전선(1)의 타측 단부를 탈피한다. 이에 따라서 도 5에서 보이는 것처럼, 전선(1)의 일측에는 단자(2)가 압착되어 있고 타측에는 제2탈피부(1b)가 형성된다.
6. 단조.
전선(1)이 연선인 경우 전선(1)과 모체(3)의 접촉 불량이 발생될 수 있으며 이를 위하여 연선을 단선화하는 단조를 거친다.
도 6과 같이, 제2턴테이블(42)은 집게(41)를 통해 클램핑된 전선(1)의 제2탈피부(1b)가 스폿 단조부(50)에 대응하도록 회전된다.
스폿 단조부(50)는 제2탈피부(1b)의 연선을 스폿 단조를 통해 단선화한다.
7. 모체 고정.
스폿 단조부(50)를 통해 단선화 된 제2탈피부(1b)는 도 7에서처럼, 제2턴테이블(42)을 통해 전선(1)의 제2탈피부(1b)는 모체 고정부(60)인 스폿 용접기 또는 초음파 융착기로 이동하고, 모체 고정부(60)에는 모체 공급기(4)로부터 모체(4)가 공급되며 모체 고정부(60)는 전선(1)의 제2탈피부(1b)를 모체(4)에 스폿 용접 또는 초음파 융착으로 고정한다.
전선(1)과 모체(3)의 고정이 완료되면 전선 조립체는 후방 집게부(40)에서 수동/자동에 의해 분리되고 제2턴테이블(42)의 회전을 통해 집게(41)가 초기 위치(도 2의 위치)로 복귀된다.
전단 전선 공급부(10)와 탈피부(20) 및 단자 압착부(30)는 후단 집게부(40)와 스폿 단조부(50) 및 모체 고정부(60)와 독립적인 작동이 가능하며 즉 후단부[후단 집게부(40), 스폿 단조부(50) 및 모체 고정부(60)]가 가동하는 중에 전단부[전단 전선 공급부(10), 탈피부(20) 및 단자 압착부(30)]가 독립적으로 가능하고 따라서 전단부와 후단부가 함께 가동함으로써 생산성을 향상할 수 있다.
본 발명은 단자(2)와 모체 공급부(40)의 교체만을 통해 전선(1)이 적용되는 모든 제품(슬립링, 배터리 접속기구, 안테나 접속기구 등)에 적용 가능하다.
1 : 전선, 2 : 단자
3 : 모체, 10 : 전선 공급부
11 : 피딩롤러, 12 : 제1턴테이블
20 : 탈피부, 30 : 단자 압착부
40 : 후단 집게부, 50 : 스폿 단조부
60 : 모체 고정부,

Claims (4)

  1. 전선을 공급하는 전단 전선 공급부(10)와;
    상기 전선의 일측과 타측 단부를 각각 탈피하는 탈피부(20)와;
    상기 탈피부에 의해 피복이 탈피된 전선에 단자를 압착하는 단자 압착부(30)와;
    상기 단자 압착부에 의해 일측에 단자가 압착된 전선을 공급받아 이동시키는 후단 집게부(40)와;
    상기 후단 집게부에 의해 이동되는 상기 전선의 타측을 단조에 의해 단선화하는 스폿 단조부(50)와;
    상기 스폿 단조부를 거친 전선을 공급받아 상기 전선의 타측을 모체에 스폿 용접 또는 초음파 융착으로 고정하는 모체 고정부(60)를 포함하고,
    상기 전단 전선 공급부와 탈피부 및 후단 집게부는 일렬로 배열되어 전선이 상기 전단 전선 공급부에서부터 상기 탈피부를 통과한 후 상기 후단 집게부에 공급되도록 하며,
    상기 탈피부는 전선이 이동하는 경로를 제공함과 아울러 양측에 각각 탈피수단이 갖추어지며, 상기 전단 전선 공급부를 통해 공급되는 전선의 일측을 탈피하여 제1탈피부를 형성함과 아울러 상기 후단 집게부를 통해 공급되는 상기 전선의 타측을 탈피하여 제2탈피부를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 전단 전선 공급부는, 상호 간에 일정 간격을 두고 회전 가능하게 설치되며 상기 전선을 공급하는 피딩롤러(11), 상기 탈피부와 일렬로 배열되면서 제자리 회전 가능하도록 설치되며 상기 피딩롤러의 회전을 통해 상기 전선의 일측을 상기 탈피부에 공급하는 한편 상기 탈피부에 의해 탈피된 제1탈피부를 상기 단자 압착부에 공급하는 제1턴테이블(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 후단 집게부는 상기 전선을 클램핑하는 집게(41), 상기 탈피부와 일렬로 배열되면서 제자리 회전 가능하도록 설치되며 상기 집게의 회전을 통해 상기 집게에 클램핑된 전선의 타측인 제2탈피부를 상기 스폿 단조부로 이동시키는 제2턴테이블(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 전선의 단자 압착과 부품 고정 장치.
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