KR101727391B1 - 전선릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전선릴에 관한 것으로, 한 쌍의 제1,2원판; 상기 제1,2원판 사이에 개재됨과 동시에 고정되고, 전선이 감기는 드럼; 상기 제1,2원판 및 드럼의 중심을 관통하여 회전가능하게 지지하는 회전축; 상기 회전축을 피고정체에 고정시키도록 제1원판 외측에 구비되는 브라켓;을 포함하는 전선릴에 있어서; 상기 회전축 단부에 끼워지고, 상기 제2원판 상에 고정된 엔코더; 상기 제1,2원판 중 어느 하나의 외측면에 고정된 컨트롤러; 상기 엔코더가 설치된 쪽 회전축 단면에 고정되고, 상기 컨트롤러와 다수의 신호선으로 연결된 슬립링; 상기 슬립링을 커버하며, 상기 엔코더에 고정된 슬립링커버; 상기 슬립링커버의 내주면에 고정되고, 상기 슬립링과 접촉하는 다수의 브러쉬; 상기 브러쉬와 연결되고 슬립링커버를 관통하여 외부로 노출된 신호처리선; 상기 신호처리선과 결선되고, 상기 엔코더로부터 인출된 다수의 센서신호선;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전선릴.을 제공한다.

Description

전선릴{Electric wire reel}

본 발명은 전선릴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검출 노이즈를 최소화하여 정확한 거리 측정을 갖춘 전선릴에 관한 것이다.

일반적으로, 릴(reel)은 동력공급 및 사용을 목적으로 하는 어떤 종류의 라인형태의 물체를 스프링이나 기타 장치를 이용하여 드럼에 감아 사용시에는 원하는 길이만큼 인출하여 쓰고, 사용 후에는 감긴 상태로 보관하는 기구를 말한다.

이러한 릴은 사용 목적에 따라 작업용과 대차용으로 구분하며, 유체의 종류에 따라 에어릴, 가스릴, 용접용 아크릴, 그리스릴, 오일릴, 주유릴 등으로 분류하고, 형태에 따라 벽, 바닥, 천정, 이동, 고정, 휴대형으로 분류하며, 권취방식에 따라 자동형과 수동형으로 구분한다.

이와 같이, 릴은 설치가 간단하고 호스 또는 전선이 밟히지 않아 걸려 넘어지는 사고방지와 안전하게 사용할 수 있다는 장점 때문에 공장내 각종 현장, 항공정비, 선박정비, 주유소, 용접 및 절단업체, 산업용 기계를 비롯하여 일반 가정에 이르기까지 광범위하게 사용되고 있다.

이 중에서도 특히, 전선릴(electric wire reel)은 각종 산업기계 등에 원거리에서 전기를 안정적으로 공급하기 위해 사용되는 릴로서, 관련 선행기술로는 등록특허 제1024684호(휴대용 전선릴), 등록특허 제1072642호(접점구조의 케이블 릴), 등록특허 제1124966호(신축 가능한 주름체에 의해 누전이 방지되는 케이블 릴), 등록특허 제1448291호(항공기 전원공급용 케이블 릴 장치), 등록특허 제1452434호(안전 케이블 릴), 등록특허 제1530169호(케이블릴 콘센트 승강장치), 등록실용 제0401346호(휴대용 전선릴), 등록실용 제0420672호(휴대용 전선릴) 등 다수가 개시되어 있다.

한편, 붐대를 인출입시키는 구조를 갖는 장치, 예를 들어 사다리차, 굴삭기 등에도 전선릴이 사용되는데, 붐대의 인출길이를 확인할 수 있도록 별도의 엔코더를 외장하여 붐대 인출을 제어해야 한다.

그런데, 붐대는 실린더에 의해 인출입되는 구조이기 때문에 엔코더를 설치하기 쉽지 않고, 엔코더를 설치하려면 별도의 전용 설치구조를 가져야 하기 때문에 대부분 엔코더 없이 눈 대중으로 붐대를 인출입시키는 형태로 사용하고 있는 실정이며, 엔코더를 설치한다고 해도 전선이 풀리는 릴의 회전에 따른 거리 측정이 아니라 붐대의 거리를 측정하는 것이므로 측정오차가 크고 노이즈가 많아 붐대 인출 제어상 문제가 있다.

때문에, 정해진 길이 보다 붐대가 더 과도하게 인출될 경우, 예를 들어 25m 풀림이 가능한 전선릴에 대해 27m를 인출시키게 되면 전선릴이 파단되는 문제가 야기된다.

이를 해결하기 위한 방안으로 전선릴에 엔코더를 설치하면 좋은데, 전선릴은 드럼 회전방식이기 때문에 축을 통해 신호처리선이 연결될 때 엔코더가 회전함으로 인해 신호처리선이 끊어지므로 선처리가 불가하여 엔코더를 설치할 수 없는 한계를 가진다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 로터리 엔코더 형태로 구현하여 신호처리선이 끊어지지 않도록 하면서 노이즈 발생을 최소화시켜 붐대와 같은 구동체 인출입시 정확한 인출입 제어가 가능하고 전선릴의 파손을 방지하여 효율적인 작업환경을 구축할 수 있도록 한 전선릴을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 한 쌍의 제1,2원판; 상기 제1,2원판 사이에 개재됨과 동시에 고정되고, 전선이 감기는 드럼; 상기 제1,2원판 및 드럼의 중심을 관통하여 상기 제1,2원판이 회전되게 지지하는 회전축;을 포함하는 전선릴에 있어서; 피고정체에 고정되어 상기 회전축을 고정하는 브라켓; 상기 회전축 단부에 끼워지고, 상기 제2원판 상에 고정된 엔코더; 상기 브라켓의 외측면에 설치된 컨트롤러; 상기 엔코더가 설치된 쪽 회전축 단면에 고정되고, 상기 컨트롤러와 다수의 신호선으로 연결되어 회전되지 않는 구조를 갖춘 슬립링; 상기 슬립링을 커버하며, 상기 엔코더에 고정되어 엔코더와 함께 회전하는 슬립링커버; 상기 슬립링커버의 내주면에 고정되고, 상기 슬립링과 접촉하는 다수의 브러쉬; 상기 브러쉬와 연결되고 슬립링커버를 관통하여 외부로 노출된 신호처리선; 상기 엔코더로부터 인출되어 상기 신호처리선과 결선되는 다수의 센서신호선;을 포함하며, 상기 회전축은 내부가 빈 중공형으로 형성되어 상기 컨트롤러와 슬립링을 연결하는 신호선이 관통 배선되게 구성되며; 상기 엔코더는 포토센서가 내장된 펄스 엔코더이고; 상기 제1,2원판이 마주하는 쪽 모서리는 라운드처리되어 피복 벗겨짐을 방지하는 포밍부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 전선릴을 제공한다.

삭제

본 발명에 따르면, 전선릴이 풀릴 수 있는 한계를 넘어 붐대가 인출되는 현상을 미연에 차단할 수 있으므로 전선릴 파손을 막고 안전성을 향상시키며 정확한 작업이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전선릴의 예시적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전선릴을 구성하는 스냅링의 예시적인 부분 발췌 단면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 전선릴은 붐대와 같은 인출 수단을 갖는 장치에 설치되어 전기를 공급하는 릴로서, 전선릴 자체에 길이 측정기능을 포함시켜 붐대 인출시 과도한 인출동작이 이루어지지 않게 함으로써 전선릴이 파손되는 것을 막을 수 있도록 구성된 것이 가장 큰 특징이다.

이를 위해, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 기본적으로 전선(L)을 감을 수 있는 드럼(100)을 포함한다.

그리고, 상기 드럼(100)의 양측에는 전선(L)의 이탈을 막기 위한 한 쌍의 제1,2원판(110,120)이 고정된다.

특히, 상기 제1,2원판(110,120)은 둘레를 따라 라운드지게 포밍부(F)가 형성되는데, 상기 포밍부(F)는 서로 마주하는 반대쪽으로 구부러지게 포밍 가공된다.

이러한 포밍부(F)는 전선(L)이 감기고 풀릴 때 완막한 가이드라인을 제공하여 전선(L)이 부드럽게 드럼(100) 표면을 향해 이동할 수 있도록 안내하게 되며, 전선(L) 표면과 제1,2원판(110,120) 사이의 마찰을 최소화시켜 피복이 벗겨지는 현상을 최대한 억제하는 유용한 효과를 제공한다.

아울러, 상기 제1,2원판(110,120) 중 어느 하나, 이를 테면 제1원판(110)의 외측면 중심에는 이를 관통하여 회전축(200)이 고정되고, 상기 회전축(200)의 일단에는 피고정체에 고정되는 브라켓(210)이 고정되며 타단은 상기 드럼(100) 및 상기 제2원판(120)을 관통하여 상기 제1,2원판(110,120)이 드럼(100)과 함께 회전축(200)에 대해 자회전될 수 있도록 구성된다.

물론, 상기 제1,2원판(110,120)을 관통하는 회전축(200)은 베어링을 통해 상기 제1,2원판(110,120)과 회전가능하게 고정된다. 다만, 이것은 통상적인 방식이므로 도시 생략하였을 뿐이다.

그리고, 상기 회전축(200)은 내부가 비어 있는 중공형으로서, 내부를 통해 리드선 또는 신호처리선 등이 배선된다.

뿐만 아니라, 상기 드럼(100) 내부에는 상기 회전축(200)에 고정된 상태로 전원공급단자(300)가 구비되고, 상기 전원공급단자(300)에는 상기 전선(L)과 전기적으로 연결하는 연결단자(미도시)가 구비된다.

이때, 이러한 로터리식 전기공급구조는 등록특허 제10-1072642호에도 나타나 있듯이 당해 분야에서 공지된 것이므로 과감하게 연결구조는 생략하였다.

때문에, 회전축(200)의 중공부로 인입된 전원공급선이 상기 전원공급단자(300)에 접속되고, 상기 전원공급단자(300)에는 연결단자가 접속됨으로 인해 전원이 전선(L)까지 공급될 수 있도록 구성된다.

아울러, 상기 브라켓(210)의 외측면에는 컨트롤러(C)가 설치되며, 상기 컨트롤러(C)는 후술될 슬립링(500)과 신호처리를 위해 다수의 신호선(도면번호 생략)들로 연결된다. 이때, 신호선(도면번호 생략)들은 회전축(200)의 중공된 내부를 통해 배선된다.

상술한 바와 같은 기본 구성을 갖는 전선릴에서, 본 발명은 회전축(200)의 단부, 더 정확하게는 브라켓(210) 반대쪽 회전축 단부에 엔코더(400)와 신호처리를 위한 슬립링(500)을 더 설치한 것에 특징이 있다.

이때, 상기 엔코더(400)는 내장된 포토센서(도시 생략)에 의해 센싱되어 회전방향, 회전속도 등을 검출하고, 검출된 정보를 이용하여 거리 산출(컨트롤러에서 수행됨)이 가능한 일종의 펄스 엔코더이며, 상기 제2원판(120) 상에 고정된다.

따라서, 상기 엔코더(400)는 제2원판(120)과 함께 회전하는 구조를 갖는다.

때문에, 엔코더(400)에 내장된 센서(포토센서)로부터 송신된 신호처리를 위한 센서신호선(410)은 회전시 끊어질 수 있는 문제가 있다.

본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 슬립링(500)을 구비하는데, 상기 슬립링(500)은 소형이며 회전축(200) 상에 고정되고, 도시하지 않은 다수의 신호선에 의해 컨트롤러(C)와 전기적으로 연결 접속된다.

따라서, 상기 슬립링(500)은 회전되지 않는다.

좀 더 구체적으로, 도 2에서와 같이 상기 슬립링(500)은 각형 돌기(D)를 통해 회전축(200)의 단면에 고정되고, 슬립링커버(520)에 의해 고정되며, 슬립링커버(520)는 엔코더(400) 상에 고정된다.

때문에, 슬립링(500)은 회전되지 않지만, 슬립링커버(520)는 회전되는 구조이며, 슬립링커버(520)의 내경에는 둘레를 따라 상기 슬립링(500)과 접촉하는 다수의 브러쉬(530), 바람직하게는 12개의 브러쉬(530)가 고정되고, 상기 12개의 브러쉬(530)는 12개의 신호처리선(510)과 접속되며, 상기 신호처리선(510)은 각각 센서신호선(410)과 접속되어 센서로부터 측정된 신호값을 컨트롤러(C)로 전송하게 된다.

따라서, 상기 엔코더(400)가 회전하더라도 슬립링(500)과 브러쉬(530)에 의해 센서신호선(410)이 끊어지지 않고 엔코더(400)와 같이 회전하면서 신호처리할 수 있으므로 정확한 거리 측정이 가능하게 된다.

여기에서, 12개의 신호처리선(510)은 3개의 리미트(회전방향 결정), 3개의 스페어, 그리고 나머지는 전원, 3상 신호검출(회전축을 따라 회전하는 엔코더에 따른)을 위한 필요 개수이며, 이는 가변될 수 있다.

특히, 슬립링(500)과 브러쉬(530)는 회전 접촉하는 구조이므로 마모 또는 접촉불량에 따른 신호세기가 달라지면서 발생되는 노이즈, 또한 3상을 정확하게 맞추기 어려워 발생되는 노이즈가 포함되기 때문에 신호처리상 어려움이 생길 수 있다.

이에, 본 발명에서는 슬립링(500) 및 브러쉬(530)에 금도금을 실시하여 접촉 불량 및 오차를 없애 노이즈가 발생되지 않도록 하였다.

이를 통해, 본 발명에서는 전선릴로부터 전선(L)이 풀리면서 릴 자체에서 풀리는 전선(L)의 길이를 정확하게 계측하고, 계측된 이 신호에 기반하여 붐대의 인출입이 제어되기 때문에 오차나 오동작에 의한 붐대 과인출과 그로 인한 전선릴 파손의 문제를 일소할 수 있게 된다.

특히, 전선릴에 설치된 엔코더(400)로부터 계측된 거리신호에 기반하여 한계치를 넘을 경우 즉시 작업자에게 알람을 울려 경고하고, 붐대가 더 이상 인출되지 못하도록 자동 정지시킴으로써 안전한 작업이 가능토록 하여 주는 장점을 제공한다.

100: 드럼 200: 회전축
300: 전원공급단자 400: 엔코더
500: 슬립링

Claims (2)

1. 한 쌍의 제1,2원판; 상기 제1,2원판 사이에 개재됨과 동시에 고정되고, 전선이 감기는 드럼; 상기 제1,2원판 및 드럼의 중심을 관통하여 상기 제1,2원판이 회전되게 지지하는 회전축;을 포함하는 전선릴에 있어서;
   피고정체에 고정되어 상기 회전축을 고정하는 브라켓; 상기 회전축 단부에 끼워지고, 상기 제2원판 상에 고정된 엔코더; 상기 브라켓의 외측면에 설치된 컨트롤러; 상기 엔코더가 설치된 쪽 회전축 단면에 고정되고, 상기 컨트롤러와 다수의 신호선으로 연결되어 회전되지 않는 구조를 갖춘 슬립링; 상기 슬립링을 커버하며, 상기 엔코더에 고정되어 엔코더와 함께 회전하는 슬립링커버; 상기 슬립링커버의 내주면에 고정되고, 상기 슬립링과 접촉하는 다수의 브러쉬; 상기 브러쉬와 연결되고 슬립링커버를 관통하여 외부로 노출된 신호처리선; 상기 엔코더로부터 인출되어 상기 신호처리선과 결선되는 다수의 센서신호선;을 포함하며,
   상기 회전축은 내부가 빈 중공형으로 형성되어 상기 컨트롤러와 슬립링을 연결하는 신호선이 관통 배선되게 구성되며;
   상기 엔코더는 포토센서가 내장된 펄스 엔코더이고;
   상기 제1,2원판이 마주하는 쪽 모서리는 라운드처리되어 피복 벗겨짐을 방지하는 포밍부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 전선릴.
   
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