KR101880277B1 - 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치 - Google Patents

와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치는 외부 둘레면에 나사산 형태의 와이어 홈이 가공되어 시계 방향으로 회전되었을 때 와이어가 상기 와이어 홈에 나사산 형태로 권취되는 스크류 드럼(Screw Drum)과; 상기 스크류 드럼이 장착된 채 축 회전되는 고정 브라켓; 상기 고정 브라켓에 장착되고 모터 회전력을 이용하여 상기 스크류 드럼을 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전시키는 모터; 상기 스크류 드럼이 모터에 의해 시계 방향으로 축 회전되면 스크류 드럼의 와이어 홈을 따라 나사산 형태로 권취되는 반면, 스크류 드럼이 모터에 의해 반시계 방향으로 축 회전되면 스크류 드럼의 와이어 홈을 따라 스크류 드럼으로부터 풀려나오는 와이어(Wire); 및 상기 스크류 드럼의 전방 하부에 설치되고 상기 스크류 드럼으로부터 연장된 와이어와 맞닿은 채 축회전되는 풀리(pulley)를 구비하며, 상기 스크류 드럼이 시계 방향으로 회전될 때 상기 풀리를 스크류 드럼의 좌측 방향으로 수평 이동시켜 상기 와이어를 와이어가 감기는 와이어 홈 방향으로 안내하는 반면, 상기 스크류 드럼이 반시계 방향으로 회전될 때에는 상기 풀리를 스크류 드럼의 우측 방향으로 수평 이동시켜 상기 와이어를 와이어가 풀려나오는 와이어 홈 방향으로 안내하는 와이어 안내 수단으로 이루어질 수 있다.

Description

와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치{The screw drum apparatus for stage equipment having a wire tanglement preventing function}
본 발명은 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 와이어 드럼에 와이어가 감길때, 와이어가 2겹이상 적층되지 않고 나사선 형태로 가지런하게 권취될 수 있는 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 무대에는 무대를 조명하는 조명 기구는 물론 공연 내용에 필요한 효과를 연출하는 효과 기구, 무대를 객석과 가변적으로 격실하는 막 승강기구 등 다양한 장치들이 설치된다.
이러한 장치들은 대개 관리 및 보수와 공연 연출을 위한 이유로서 승강식 무대 시설에 탑재되어 상하로 승·하강될 수 있도록 설치된다.
상기 승강식 무대 시설은 배튼(Batten)에 설치되고, 상기 배튼(Batten)은 다수 개의 와이어에 의해 승강 가능하게 지지되며, 상기 배튼을 지지하는 와이어를 와이어 드럼에 감거나 풀면서 배튼을 승하강시키게 된다.
하지만, 종래에는 와이어 드럼에 와이어가 권취될 때 와이어가 엉키거나 2개 이상 적층됨에 따라 와이어 드럼에 권취된 와이어의 길이를 정확하게 파악할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 와이어 드럼에 와이어가 권취될 때 와이어가 엉키거나 2개 이상 적층됨에 따라 와이어 드럼을 회전시키는 모터에 부하가 가중되어 모터가 멈춰서는 문제점이 있었다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허등록번호 "10-1777804"호의 "무대 설비용 와이어 활차"가 출원되어 등록되었는데, 상기 무대 설비용 와이어 활차는 일측 형강에 끼워지는 끼움홈과 타측 형강에 클램프로 고정되는 절곡편을 구비하여 일측이 볼트와 너트 체결로 결합된 한 쌍의 활차브래킷; 상기 활차브래킷 사이에 볼트와 너트 체결로 회전가능하게 설치되어 하나의 와이어를 안내하는 활차롤러; 상기 활차브래킷의 외측에 볼트와 너트 체결로 결합되어 경사부를 통해 폭이 확장된 확장편을 구비하는 한쌍의 가이드브래킷; 상기 가이드브래킷의 확장편 사이에 볼트와 너트 체결로 회전가능하게 설치되어 다수의 와이어를 이격된 상태로 안내하도록 다수의 안내홈을 구비하는 가이드롤러; 상기 가이드롤러의 상부에 배치되도록 가이드브래킷 사이에 볼트와 너트 체결로 회전가능하게 설치되어 와이어의 이탈을 방지하는 이탈방지봉을 포함하고, 상기 가이드브래킷의 확장편에는 가이드롤러와 이탈방지봉을 지지하는 볼트가 상하로 이동가능하게 끼워지도록 높이조절용 장공이 형성되고, 상기 장공에는 볼트를 높이조절이 가능하게 각각 고정할 수 있도록 다수의 높이조절공이 구비된다.
대한민국 특허등록번호 10-1295065 (2013.08.08) 대한민국 특허등록번호 10-1777804 (2017.09.12)
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 와이어 드럼에 와이어가 권취될 때 와이어가 엉키거나 2개 이상 적층되지 않고 나사선 형태로 가지런하게 권취될 수 있도록 한 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 와이어 드럼에 권취된 와이어가 2겹 이상 적층됨에 따라 와이어 드럼에 권취된 와이어의 길이를 정확하게 파악하지 못하는 문제를 해결할 수 있는 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은 와이어가 와이어 드럼에 나사선 형태로 권취되도록 하여 와이어 권취용 모터에 가해지는 부하를 최소화시킬 수 있는 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치는 외부 둘레면에 나사산 형태의 와이어 홈이 가공되어 시계 방향으로 회전되었을 때 와이어가 상기 와이어 홈에 나사산 형태로 권취되는 스크류 드럼(Screw Drum)과; 상기 스크류 드럼이 장착된 채 축 회전되는 고정 브라켓; 상기 고정 브라켓에 장착되고 모터 회전력을 이용하여 상기 스크류 드럼을 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전시키는 모터; 상기 스크류 드럼이 모터에 의해 시계 방향으로 축 회전되면 스크류 드럼의 와이어 홈을 따라 나사산 형태로 권취되는 반면, 스크류 드럼이 모터에 의해 반시계 방향으로 축 회전되면 스크류 드럼의 와이어 홈을 따라 스크류 드럼으로부터 풀려나오는 와이어(Wire); 및 상기 스크류 드럼의 전방 하부에 설치되고 상기 스크류 드럼으로부터 연장된 와이어와 맞닿은 채 축회전되는 풀리(pulley)를 구비하며, 상기 스크류 드럼이 시계 방향으로 회전될 때 상기 풀리를 스크류 드럼의 좌측 방향으로 수평 이동시켜 상기 와이어를 와이어가 감기는 와이어 홈 방향으로 안내하는 반면, 상기 스크류 드럼이 반시계 방향으로 회전될 때에는 상기 풀리를 스크류 드럼의 우측 방향으로 수평 이동시켜 상기 와이어를 와이어가 풀려나오는 와이어 홈 방향으로 안내하는 와이어 안내 수단으로 이루어질 수 있다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치는 와이어 드럼에 와이어가 권취될 때 와이어가 엉키거나 2개 이상 적층되지 않고 나사선 형태로 가지런하게 권취될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 와이어 드럼에 권취되는 와이어가 와이어 드럼상에 2겹 이상 적층됨에 따라 와이어 드럼에 권취된 와이어의 길이를 정확하게 파악하지 못하는 문제를 해결할 수 있다.
또, 본 발명은 와이어가 와이어 드럼에 나사선 형태로 가지런하게 권취될 수 있도록 하여 와이어 드럼을 회전시키는 모터에 가해지는 부하를 최소화시킬 수 있다.
도면 1은 본 발명의 결합 사시도,
도면 2는 본 발명의 분해 사시도,
도면 3a는 풀리의 정면도,
도면 3b는 풀리의 측면도,
도면 4는 모터 드라이버의 회로도,
도면 5는 모터 제동 신호 발생부의 사시도,
도면 6은 엔코더의 동작 원리를 설명하기 위한 도면,
도면 7은 A상 신호 처리부의 제어 회로도,
도면 8은 엔코더로부터 출력되는 A상, B상, Z상 디지털 신호에 대한 타이밍도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치는 도면 1 내지 도면 3b에 도시한 바와 같이, 외부 둘레면에 나사산 형태의 와이어 홈(1)이 가공되어 시계 방향으로 회전되었을 때 와이어(3)가 상기 와이어 홈(1)에 나사산 형태로 권취되는 스크류 드럼(5)(Screw Drum)과; 상기 스크류 드럼(5)이 장착된 채 축 회전되는 고정 브라켓(7); 상기 고정 브라켓(7)에 장착되고 모터(9) 회전력을 이용하여 상기 스크류 드럼(5)을 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전시키는 모터(9); 상기 스크류 드럼(5)이 모터(9)에 의해 시계 방향으로 축 회전되면 스크류 드럼(5)의 와이어 홈(1)을 따라 나사산 형태로 권취되는 반면, 스크류 드럼(5)이 모터(9)에 의해 반시계 방향으로 축 회전되면 스크류 드럼(5)의 와이어 홈(1)을 따라 스크류 드럼(5)으로부터 풀려나오는 와이어(3)(Wire); 및 상기 스크류 드럼(5)의 전방 하부에 설치되고 상기 스크류 드럼(5)으로부터 연장된 와이어(3)와 맞닿은 채 축 회전되는 풀리(39)(pulley)를 구비하며, 상기 스크류 드럼(5)이 시계 방향으로 회전될 때 상기 풀리(39)를 스크류 드럼(5)의 좌측 방향으로 수평 이동시켜 상기 와이어(3)를 와이어(3)가 감기는 와이어 홈(1) 방향으로 안내하는 반면, 상기 스크류 드럼(5)이 반시계 방향으로 회전될 때에는 상기 풀리(39)를 스크류 드럼(5)의 우측 방향으로 수평 이동시켜 상기 와이어(3)를 와이어(3)가 풀려나오는 와이어 홈(1) 방향으로 안내하는 와이어 안내 수단(13)으로 이루어질 수 있다.
상기 고정 브라켓(7)은 도면 1 내지 도면 2에 도시한 바와 같이, 베이스 프레임(15)(Base Frame)과; 상기 베이스 프레임(15)의 좌·우측으로부터 베이스 프레임(15)의 수직 방향으로 나란하게 세워진 좌·우측 판(17a,17b)을 구비하고, 상기 스크류 드럼(5)은 상기 좌·우측 판(17a,17b) 사이에 끼워지며, 상기 스크류 드럼(5)에 갖추어진 스크류 드럼 회전축(19)은 상기 좌·우측 판(17a,17b)을 관통하며, 상기 스크류 드럼 회전축(19)에는 스크류 드럼 회전축(19)의 자중과 스크류 드럼 회전축(19)에 걸리는 하중을 지지하면서 스크류 드럼 회전축(19)을 회전시키는 베어링이 설치되고, 상기 베어링은 제1 베어링 하우징(21)을 통해 좌·우측 판(17a,17b)에 고정된다.
또한, 상기 좌·우측판(17a,17b) 사이에는 양단이 좌·우측판(17a,17b)에 각각 고정 결합되는 2개 이상의 보강바(46)가 설치될 수 있다.
상기 와이어 안내 수단(13)은 도면 1 내지 도면 3b에 도시한 바와 같이, 상기 베이스 프레임(15)의 좌·우측에서 베이스 프레임(15)의 전방으로 나란하게 연장된 1쌍의 11자형 수평 확장바(23)와; 상기 1쌍의 11자형 수평 확장바(23) 위에 각각 설치되고 내부에 가이드용 스크류바(27)의 자중과 가이드용 스크류바(27)에 걸리는 하중을 지지하면서 가이드용 스크류바(27)를 회전시키는 베어링이 장착된 1쌍의 제2 베어링 하우징(25); 좌·우측단이 각각 상기 1쌍의 제2 베어링 하우징(25)에 설치된 베어링에 끼워지고 외부 둘레 면에 나사산이 가공된 가이드용 스크류바(27)(Screw Bar); 상기 가이드용 스크류바(27)에 나사 결합되어 가이드용 스크류바(27)가 시계 방향으로 축 회전되면 가이드용 스크류바(27)의 나사산을 타고 스크류 드럼(5)의 좌측 방향으로 이동하는 반면, 가이드용 스크류바(27)가 반시계 방향으로 축 회전되면 가이드용 스크류바(27)의 나사산을 타고 스크류 드럼(5)의 우측 방향으로 이동하는 수평 이동 스테이지(29); 일자형 바로서 상기 가이드용 스크류바(27)와 평행선상에 배치되고 양끝단이 상기 1쌍의 11자형 수평 확장바(23)의 끝단에 고정된 하부 가이드편(31); 일자형 바(Bar)로서 상기 하부 가이드편(31)과 소정 높이 간격을 둔 상태로 겹쳐지고 양끝단이 하부 가이드편(31)의 양끝단에 고정된 상부 가이드편(33); 판 형태로서 상기 수평 이동 스테이지(29)의 전면으로부터 수평 이동 스테이지(29)의 전방으로 돌출되고 상기 상부 가이드편(33)과 하부 가이드편(31) 사이에 끼워져 상기 수평 이동 스테이지(29)가 가이드용 스크류바(27)를 따라 회전되지 않도록 하는 스톱판(35); 상기 수평 이동 스테이지(29)의 좌·우측 단으로부터 수평 이동 스테이지(29)의 하부 방향으로 나란하게 연장된 1쌍의 풀리 고정 브라켓(37); 상기 1쌍의 풀리 고정 브라켓(37) 사이에 끼워지고 상기 1쌍의 풀리 고정 브라켓(37)에 축 고정된 상태에서 축 회전되며 와이어(3)와 맞닿은 채 와이어(3)를 따라 회전되는 풀리(39)(Pulley); 상기 제2 베어링 하우징(25)의 바깥으로 돌출된 가이드용 스크류바(27)의 일단에 고정 설치된 제1 슬레이브 기어(41)(Slave Gear); 상기 제1 베어링 하우징(21)의 바깥으로 돌출된 스크류 드럼 회전축(19)의 일단에 고정 설치되어 스크류 드럼 회전축(19)을 따라 회전되는 제1 마스터 기어(43)(master gear); 상기 제1 마스터 기어(43)와 제1 슬레이브 기어(41)를 연결하는 제1 체인(45)(Chain)으로 이루어져, 상기 모터(9)에 의해 스크류 드럼 회전축(19)이 시계 방향으로 축회전되면 상기 스크류 드럼 회전축(19)을 따라 스크류 드럼(5)과 제1 마스터 기어(43)가 시계 방향으로 회전되면서 스크류 드럼(5)의 와이어 홈(1)에 와이어(3)가 나선 형태로 권취 된다.
한편, 상기 제1 마스터 기어(43)와 제1 체인(45)을 통해 연결된 제1 슬레이브 기어(41)는 가이드용 스크류바(27)와 함께 제1 마스터 기어(43)를 따라 시계 방향으로 회전되고, 상기 수평 이동 스테이지(29)는 가이드용 스크류바(27)의 나사산을 따라 스크류 드럼(5)의 좌측 방향으로 이동되며 상기 풀리(39)는 수평 이동 스테이지(29)를 따라 이동되면서 상기 와이어(3)를 앞으로 와이어(3)가 감기게 될 와이어 홈(1) 방향으로 안내한다.
또한, 상기 스톱판(35)은 상·하부 가이드편(33,31) 사이에 끼워진 채 스크류 드럼(5)의 좌측 방향으로 수평 이동하면서 수평 이동 스테이지(29)가 가이드용 스크류바(27)를 따라 회전되지 않도록 한다.
반면, 상기 모터(9)에 의해 스크류 드럼 회전축(19)이 반시계 방향으로 축회전되면 상기 스크류 드럼 회전축(19)을 따라 스크류 드럼(5)과 제1 마스터 기어(43)가 반시계 방향으로 축회전되면서 스크류 드럼(5)에 감긴 와이어(3)가 풀린다.
한편, 상기 제1 마스터 기어(43)와 제1 체인(45)을 통해 연결된 제1 슬레이브 기어(41)는 가이드용 스크류바(27)와 함께 제1 마스터 기어(43)를 따라 반시계 방향으로 회전되고, 상기 수평 이동 스테이지(29)는 가이드용 스크류바(27)의 나사산을 따라 스크류 드럼(5)의 우측 방향으로 이동되며 상기 풀리(39)는 수평 이동 스테이지(29)를 따라 이동되면서 상기 와이어(3)를 앞으로 와이어(3)가 풀리게 될 와이어 홈(1) 방향으로 안내한다.
또한, 상기 스톱판(35)은 상·하부 가이드편(31) 사이에 끼워진 채 스크류 드럼(5)의 우측 방향으로 수평 이동하면서 수평 이동 스테이지(29)가 가이드용 스크류바(27)를 따라 회전되지 않도록 한다.
상기 모터(9)는 3상 AC 모터로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 모터(9)를 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전시키는 모터 드라이버(47)가 부가 설치된다.
상기 모터 드라이버(47)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 제1 마그네트(49)에 전원이 입력되었을 때 스위치를 닫아 3상 AC 전류원으로부터 출력된 R상 전원은 모터(9)의 U상에 연결하고 3상 AC 전류원으로부터 출력된 S상 전원은 모터(9)의 V상에 연결하며 3상 AC 전류원으로부터 출력된 T상 전원은 모터(9)의 W상에 연결하여 모터(9)를 시계방향으로 회전시키는 제1 마그네트 모터 구동 스위치(51), 및 제2 마그네트(53)에 전원이 입력되었을 때 스위치를 닫아 3상 AC 전류원으로부터 출력된 R상 전원은 모터(9)의 W상에 연결하고 3상 AC 전류원으로부터 출력된 S상 전원은 모터(9)의 V상에 연결하며 3상 AC 전류원으로부터 출력된 T상 전원은 모터(9)의 U상에 연결하여 모터(9)를 반시계방향으로 회전시키는 제2 마그네트 모터 구동 스위치(55)를 구비한다.
또한, 상기 모터 드라이버(47)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 입력단이 R상 전기 선로 연결되어 제1 릴레이 전원 코일에 전원이 유입되었을 때 스위치가 닫히면서 제1 마그네트(49)에 전원을 공급하여 모터(9)를 시계방향으로 회전시키는 제1 a접점 스위치(57)와, 평상시 스위치가 닫혀 있으면서 제1 a접점 스위치(57)와 직렬 연결되고 제2 릴레이 전원 코일에 전원이 공급되었을 때 개방되면서 제1 마그네트(49)로 입력되는 전원을 차단하는 제2 b접점 스위치(61), 상기 제2 b접점 스위치(61)와 직렬 연결되어 평상시 스위치가 닫혀 있다가 제2 마그네트(53)에 전원이 입력되었을 때 스위치가 개방되어 제1 마그네트(49)로 입력된 전원을 차단하는 제2 마그네트 b접점 스위치(63), 상기 제2 마그네트 b접점 스위치(63)와 직렬 연결되어 제1 a접점 스위치(57)가 폐쇄되었을 때 전원을 입력받아 제1 마그네트 모터 구동 스위치(51)를 폐쇄하는 제1 마그네트(49), 및 상기 제1 a접점 스위치(57)와 병렬 연결되어 평상시 개방되어 있다가 제1 마그네트(49)에 전원이 입력되었을 때 폐쇄되어 제1 마그네트(49)에 지속적으로 전원이 입력되도록 하는 제1 마그네트 a접점 스위치(65)를 구비한다.
또, 상기 모터 드라이버(47)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 입력단이 R상 전기 선로 연결되어 제2 릴레이 전원 코일에 전원이 공급되었을 때 개방된 스위치가 닫히면서 제2 마그네트(53)에 전원을 공급하여 모터(9)를 반시계방향으로 회전시키는 제2 a접점 스위치(59)와, 평상시 스위치가 닫혀 있으면서 제2 a접점 스위치(59)와 직렬 연결되어 제1 릴레이 전원 코일에 전원이 공급되었을 때 개방되면서 제2 마그네트(53)로 입력되는 전원을 차단하는 제1 b접점 스위치(67), 상기 제1 b접점 스위치(67)와 직렬 연결되어 평상시 스위치가 닫혀 있다가 제1 마그네트(49)에 전원이 입력되었을 때 스위치가 개방되어 제2 마그네트(53)로 입력된 전원을 차단하는 제1 마그네트 b접점 스위치(69), 상기 제1 마그네트 b접점 스위치(69)와 직렬 연결되어 제2 a접점 스위치(59)가 폐쇄되었을 때 전원을 입력받아 제2 마그네트 모터 구동 스위치(55)를 폐쇄하는 제2 마그네트(53), 및 상기 제2 a접점 스위치(59)와 병렬 연결되어 평상시 개방되어 있다가 제2 마그네트(53)에 전원이 입력되었을 때 폐쇄되어 제2 마그네트(53)에 지속적으로 전원이 입력되도록 하는 제2 마그네트 a접점 스위치(71)를 더 포함한다.
상기 모터(9)의 전기 선로와 N상 전기 선로에는 열동형 계전기(73)가 장착되어 모터(9) 또는 N상 전기 선로에 과전류가 흐를 때 전류의 흐름을 차단한다.
또한, 상기 모터 드라이버(47)는 상기 제1 마그네트(49) 및 제2 마그네트(53)와 직렬 연결되어 평상시 스위치가 닫혀 있다가 제3 릴레이 전원 코일에 전원이 공급되었을 때 닫혀 있던 스위치를 열어 제1 마그네트(49)와 제2 마그네트(53)로 공급되는 전류를 차단함으로써 모터(9)를 정지시키는 제3 b접점 스위치(137), 및 상기 제1 릴레이 전원 코일에 전원을 공급하여 모터(9)를 시계 방향으로 회전시키거나 제2 릴레이 전원 코일에 전원을 공급하여 모터(9)를 반시계 방향으로 회전시키고, 제3 릴레이 전원 코일에 전원을 공급하여 모터(9)를 정지시키는 중앙 제어부(75)를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 도면 1에 도시한 바와 같이, 스크류 드럼(5)의 와이어 홈(1)에 와이어(3)가 완전히 권취되거나 스크류 드럼(5)으로부터 와이어(3)가 완전히 풀려나왔을 때 중앙 제어부(75)에 모터 정지 신호를 발생하는 모터 제동 신호 발생부(77)를 더 포함한다.
또한, 상기 스크류 드럼 회전축(19)에는 제2 마스터 기어(79)가 장착된다.
상기 모터 제동 신호 발생부(77)는 도면 5에 도시한 바와 같이, 직육면체 형상의 케이스(81)와; 상기 케이스(81)의 좌·우측면을 관통한 상태에서 축 회전되는 모터 제동용 스크류바(83); 상기 케이스(81)의 내부 우측에서 상기 모터 제동용 스크류바(83)를 사이에 끼고 서로 마주보게 배치되어 터치 레버가 눌렸을 때 중앙 제어부(75)에 모터(9) 정지 신호를 전달하는 제1·2 리미트 스위치(85,87); 상기 케이스(81)의 내부 좌측에서 상기 모터 제동용 스크류바(83)를 사이에 끼고 서로 마주보게 배치되어 터치 레버가 눌렸을 때 중앙 제어부(75)에 모터(9) 정지 신호를 전달하는 제3·4 리미트 스위치(89,91); 상기 모터 제동용 스크류바(83)에 끼워진 상태에서 상기 모터 제동용 스크류바(83)가 시계 방향으로 회전되면 모터 제동용 스크류바(83)의 좌측으로 이동되어 상기 제3·4 리미트 스위치(89,91)의 터치 레버(Touch lever)를 푸쉬하는 반면, 모터 제동용 스크류바(83)가 반시계 방향으로 회전되면 모터 제동용 스크류바(83)의 우측으로 이동되어 제1·2 리미트 스위치(85,87)의 터치 레버를 푸쉬하는 1쌍의 푸쉬 너트(93)(Push Nut); 상기 케이스(81) 바깥으로 노출된 모터 제동용 스크류바(83)의 좌측단에 고정되어 모터 제동용 스크류바(83)와 함께 회전되는 제2 슬레이브(Slave) 기어(95); 및 상기 제2 마스터 기어(79)와 제2 슬레이브 기어(95)를 연결하는 제2 체인(97)으로 이루어져, 상기 제2 마스터 기어(79)가 상기 스크류 드럼 회전축(19)을 따라 시계 방향으로 회전되면 상기 제2 슬레이브 기어(95)가 제2 체인(97)에 이끌려 모터 제동용 스크류바(83)와 함께 시계 방향으로 회전되고 상기 푸쉬 너트(93)는 모터 제동용 스크류바(83)의 좌측으로 이동한다.
한편, 상기 스크류 드럼(5)의 와이어 홈(1)에 와이어(3)가 완전히 권취되면 푸쉬 너트(93)가 제3·4 리미트 스위치(89,91)의 터치 레버와 맞닿고 모터(9)는 정지된다.
반면, 상기 제2 마스터 기어(79)가 상기 스크류 드럼 회전축(19)을 따라 반시계 방향으로 회전되면 상기 제2 슬레이브 기어(95)가 제2 체인(97)에 이끌려 모터 제동용 스크류바(83)와 함께 반시계 방향으로 회전되고 상기 푸쉬 너트(93)는 모터 제동용 스크류바(83)의 우측으로 이동한다.
또한, 상기 스크류 드럼(5)에 권취된 와이어(3)가 스크류 드럼(5)으로부터 완전히 풀리면 푸쉬 너트(93)가 제1·2 리미트 스위치(85,87)의 터치 레버와 맞닿고 모터(9)는 정지된다.
또한, 본 발명은 상기 스크류 드럼(5)에 감긴 와이어(3)의 길이를 측정하기 위해 상기 모터(9)의 회전량 및 모터(9) 회전 방향을 계측하는 엔코더(99)(Encoder)를 포함한다.
상기 엔코더(99)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 모터(9)와 연동되어 모터(9) 회전축을 따라 회전되는 엔코더 회전축(101)과, 중앙이 상기 엔코더 회전축(101)에 관통 고정되고 상기 엔코더 회전축(101)을 따라 회전되며 중앙을 기준으로 각기 다른 회전 반경 위치에 A상 슬릿(103)과 B상 슬릿(111) 및 Z상 슬릿(119)이 관통된 슬릿(Slit) 원반(105), 상기 엔코더(99) 내부에 고정 설치되어 어느 한 개의 A상 슬릿(103) 방향으로 빛을 쏘는 A상 발광 다이오드(107), 상기 슬릿 원반(105)을 경계로 A상 발광 다이오드(107)를 마주보는 포토 트랜지스터(127)를 포함하며 상기 A상 슬릿(103)을 통해 A상 발광 다이오드(107)로부터 발생된 빛이 포토 트랜지스터(127)로 인입되었을 때 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 A상 신호 처리부(109), 상기 엔코더(99) 내부에 고정 설치되어 어느 한 개의 B상 슬릿(111) 방향으로 빛을 쏘는 B상 발광 다이오드(115), 상기 슬릿 원반(105)을 경계로 B상 발광 다이오드(115)를 마주보는 포토 트랜지스터(127)를 포함하며 상기 B상 슬릿(111)을 통해 B상 발광 다이오드(115)로부터 발생된 빛이 포토 트랜지스터(127)로 인입되었을 때 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 B상 신호 처리부(117), 상기 엔코더(99) 내부에 고정 설치되어 어느 한 개의 Z상 슬릿(119) 방향으로 빛을 쏘는 Z상 발광 다이오드(123), 및 상기 슬릿 원반(105)을 경계로 Z상 발광 다이오드(123)를 마주보는 포토 트랜지스터(127)를 포함하며 상기 Z상 슬릿(119)을 통해 Z상 발광 다이오드(123)로부터 발생된 빛이 포토 트랜지스터(127)로 인입되었을 때 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 Z상 신호 처리부(125)를 포함한다.
상기 A상 신호 처리부(109)는 도면 7에 도시한 바와 같이, 상기 A상 슬릿(103)(Slit)을 통해 상기 A상 발광 다이오드(107)로부터 발광된 빛이 수광되었을 때 턴 온(Turn-On)되고 에미터(Emitter) 단자가 접지된 포토 트랜지스터(127)(Photo Transistor)와; 입력단이 전원 연결되고 출력단이 상기 포토 트랜지스터(127)의 컬렉터 단자에 연결되어 포토 트랜지스터(127)가 턴 온(Turn-On)되었을 때 과전류가 흐름을 방지하고 상기 NPN 트랜지스터(129)의 베이스(Base) 단자로 과전류가 흐르게 됨을 방지하는 제1 저항(131); 베이스 단자가 상기 포토 트랜지스터(127)의 컬렉터단에 연결되고 에미터단이 접지되어 상기 포토 트랜지스터(127)가 턴 오프(Turn-Off)되어 베이스 단자로 하이(High) 신호가 입력되면 턴 온(Turn-On)되는 반면, 상기 포토 트랜지스터(127)가 턴 온(Turn-On)되어 베이스 단자로 로우(Low) 신호가 입력되면 턴-오프(Turn-Off)되는 NPN 트랜지스터(129); 입력단이 전원 연결되고 출력단이 상기 NPN 트랜지스터(129)의 컬렉터 단자에 연결된 제2 저항(133); 및 캐소드(Cathode)단이 상기 NPN 트랜지스터(129)의 에미터 단자에 연결되고 애노드(Anode)단이 접지되어 제2 저항(133)으로부터 과전압이 공급되었을 때 NPN 트랜지스터(129)를 보호하는 회로 보호용 다이오드(135)로 이루어져, 상기 포토 트랜지스터(127)의 베이스 단자로 A상 발광 다이오드(107)로부터 발광된 빛이 수광되면 포토 트랜지스터(127)가 턴 온(Turn-On)되고 NPN 트랜지스터(129)가 턴 오프(Turn-Off)되어 NPN 트랜지스터(129)의 컬렉터 단자로부터 하이(High) 디지털 신호가 출력되는 반면, 상기 포토 트랜지스터(127)의 베이스 단자로 A상 발광 다이오드(107)로부터 발광된 빛이 수광되지 않으면 포토 트랜지스터(127)가 턴 오프(Turn-Off)되고 NPN 트랜지스터(129)가 턴 온(Turn-On)되어 NPN 트랜지스터(129)의 컬렉터 단자로부터 로우(Low) 디지털 신호가 출력된다.
상기 B상 신호 처리부(117)와 Z상 신호 처리부(125)의 구성 요소 및 작동 원리는 상기 A상 신호 처리부(109)의 구성 요소 및 작동 원리와 동일함으로 자세한 설명은 생략한다.
도면 8은 엔코더로부터 출력되는 A상, B상, Z상 디지털 신호에 대한 타이밍도이다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치는 와이어(3)가 스크류 드럼(5)에 권취될 때 와이어(3)가 엉키거나 2개 이상 적층되지 않도록 하고 나사선 형태로 가지런하게 권취될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 스크류 드럼(5)에 권취되는 와이어(3)가 스크류 드럼(5)상에 2겹 이상 적층됨에 따라 스크류 드럼(5)에 권취된 와이어(3)의 길이를 정확하게 파악하지 못하는 문제를 해결할 수 있다.
또, 본 발명은 와이어(3)가 스크류 드럼(5)에 나사선 형태로 가지런하게 권취될 수 있도록 하여 스크류 드럼(5)을 회전시키는 모터(9)에 가해지는 부하를 최소화시킬 수 있다.
1. 와이어 홈 3. 와이어
5. 스크류 드럼 7. 고정 브라켓
9. 모터 13. 와이어 안내 수단
15. 베이스 프레임 17a. 좌측 판
19. 스크류 드럼 회전축 21. 제1 베어링 하우징
23. 11자형 수평 확장바 25. 제2 베어링 하우징
27. 가이드용 스크류바 29. 수평 이동 스테이지
31. 하부 가이드편 33. 상부 가이드편
35. 스톱판 37. 풀리 고정 브라켓
39. 풀리 41. 제1 슬레이브 기어
43. 제1 마스터 기어 45. 제1 체인
47. 모터 드라이버 49. 제1 마그네트
51. 제1 마그네트 모터 구동 스위치 53. 제2 마그네트
55. 제2 마그네트 모터 구동 스위치 57. 제1 a접점 스위치
59. 제2 a접점 스위치 61. 제2 b접점 스위치
63. 제2 마그네트 b접점 스위치 65. 제1 마그네트 a접점 스위치
67. 제1 b접점 스위치 69. 제1 마그네트 b접점 스위치
71. 제2 마그네트 a접점 스위치 73. 열동형 계전기
75. 중앙 제어부 77. 모터 제동 신호 발생부
79. 제2 마스터 기어 81. 케이스
83. 모터 제동용 스크류바 85. 제1 리미트 스위치
87. 제2 리미트 스위치 89. 제3 리미트 스위치
91. 제4 리미트 스위치 93. 푸쉬 너트
95. 제2 슬레이브 기어 97. 제2 체인
99. 엔코더 101. 엔코더 회전축
103. A상 슬릿 105. 슬릿 원반
107. A상 발광 다이오드 109. A상 신호 처리부
111. B상 슬릿 115. B상 발광 다이오드
117. B상 신호 처리부 119. Z상 슬릿
123. Z상 발광 다이오드 125. Z상 신호 처리부
127. 포토 트랜지스터 129. NPN 트랜지스터
131. 제1 저항 133. 제2 저항
135. 회로 보호용 다이오드 137. 제3 b접점 스위치

Claims (4)

  1. 외부 둘레면에 나사산 형태의 와이어 홈(1)이 가공되어 시계 방향으로 회전되었을 때 와이어(3)가 상기 와이어 홈(1)에 나사산 형태로 권취되는 스크류 드럼(5)(Screw Drum)과;
    상기 스크류 드럼(5)이 장착된 채 축 회전되는 고정 브라켓(7);
    상기 고정 브라켓(7)에 장착되고 모터(9) 회전력을 이용하여 상기 스크류 드럼(5)을 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전시키는 모터(9);
    상기 스크류 드럼(5)이 모터(9)에 의해 시계 방향으로 축 회전되면 스크류 드럼(5)의 와이어 홈(1)을 따라 나사산 형태로 권취되는 반면, 스크류 드럼(5)이 모터(9)에 의해 반시계 방향으로 축 회전되면 스크류 드럼(5)의 와이어 홈(1)을 따라 스크류 드럼(5)으로부터 풀려나오는 와이어(3)(Wire);
    및 상기 스크류 드럼(5)의 전방 하부에 설치되고 상기 스크류 드럼(5)으로부터 연장된 와이어(3)와 맞닿은 채 축 회전되는 풀리(39)(pulley)를 구비하며, 상기 스크류 드럼(5)이 시계 방향으로 회전될 때 상기 풀리(39)를 스크류 드럼(5)의 좌측 방향으로 수평 이동시켜 상기 와이어(3)를 와이어(3)가 감기는 와이어 홈(1) 방향으로 안내하는 반면, 상기 스크류 드럼(5)이 반시계 방향으로 회전될 때에는 상기 풀리(39)를 스크류 드럼(5)의 우측 방향으로 수평 이동시켜 상기 와이어(3)를 와이어(3)가 풀려나오는 와이어 홈(1) 방향으로 안내하는 와이어 안내 수단(13)으로 이루어지고,
    상기 고정 브라켓(7)은 베이스 프레임(15)(Base Frame)과;
    상기 베이스 프레임(15)의 좌·우측으로부터 베이스 프레임(15)의 수직 방향으로 나란하게 세워진 좌·우측 판(17a,17b)을 구비하고,
    상기 스크류 드럼(5)은 상기 좌·우측 판(17a,17b) 사이에 끼워지며,
    상기 스크류 드럼(5)에 갖추어진 스크류 드럼 회전축(19)은 상기 좌·우측 판(17a,17b)을 관통하며,
    상기 스크류 드럼 회전축(19)에는 스크류 드럼 회전축(19)의 자중과 스크류 드럼 회전축(19)에 걸리는 하중을 지지하면서 스크류 드럼 회전축(19)을 회전시키는 베어링이 설치되고,
    상기 베어링은 제1 베어링 하우징(21)을 통해 좌·우측 판(17a,17b)에 고정되며,
    상기 좌·우측판(17a,17b) 사이에는 양단이 좌·우측판(17a,17b)에 각각 고정 결합되는 2개 이상의 보강바(46)가 설치되며,
    상기 와이어 안내 수단(13)은 상기 베이스 프레임(15)의 좌·우측에서 베이스 프레임(15)의 전방으로 나란하게 연장된 1쌍의 11자형 수평 확장바(23)와;
    상기 1쌍의 11자형 수평 확장바(23) 위에 각각 설치되고 내부에 가이드용 스크류바(27)의 자중과 가이드용 스크류바(27)에 걸리는 하중을 지지하면서 가이드용 스크류바(27)를 회전시키는 베어링이 장착된 1쌍의 제2 베어링 하우징(25);
    좌·우측단이 각각 상기 1쌍의 제2 베어링 하우징(25)에 설치된 베어링에 끼워지고 외부 둘레 면에 나사산이 가공된 가이드용 스크류바(27)(Screw Bar);
    상기 가이드용 스크류바(27)에 나사 결합되어 가이드용 스크류바(27)가 시계 방향으로 축 회전되면 가이드용 스크류바(27)의 나사산을 타고 스크류 드럼(5)의 좌측 방향으로 이동하는 반면, 가이드용 스크류바(27)가 반시계 방향으로 축 회전되면 가이드용 스크류바(27)의 나사산을 타고 스크류 드럼(5)의 우측 방향으로 이동하는 수평 이동 스테이지(29);
    일자형 바로서 상기 가이드용 스크류바(27)와 평행선상에 배치되고 양끝단이 상기 1쌍의 11자형 수평 확장바(23)의 끝단에 고정된 하부 가이드편(31);
    일자형 바(Bar)로서 상기 하부 가이드편(31)과 소정 높이 간격을 둔 상태로 겹쳐지고 양끝단이 하부 가이드편(31)의 양끝단에 고정된 상부 가이드편(33);
    판 형태로서 상기 수평 이동 스테이지(29)의 전면으로부터 수평 이동 스테이지(29)의 전방으로 돌출되고 상기 상부 가이드편(33)과 하부 가이드편(31) 사이에 끼워져 상기 수평 이동 스테이지(29)가 가이드용 스크류바(27)를 따라 회전되지 않도록 하는 스톱판(35);
    상기 수평 이동 스테이지(29)의 좌·우측 단으로부터 수평 이동 스테이지(29)의 하부 방향으로 나란하게 연장된 1쌍의 풀리 고정 브라켓(37);
    상기 1쌍의 풀리 고정 브라켓(37) 사이에 끼워지고 상기 1쌍의 풀리 고정 브라켓(37)에 축 고정된 상태에서 축 회전되며 와이어(3)와 맞닿은 채 와이어(3)를 따라 회전되는 풀리(39)(Pulley);
    상기 제2 베어링 하우징(25)의 바깥으로 돌출된 가이드용 스크류바(27)의 일단에 고정 설치된 제1 슬레이브 기어(41)(Slave Gear);
    상기 제1 베어링 하우징(21)의 바깥으로 돌출된 스크류 드럼 회전축(19)의 일단에 고정 설치되어 스크류 드럼 회전축(19)을 따라 회전되는 제1 마스터 기어(43)(master gear);
    상기 제1 마스터 기어(43)와 제1 슬레이브 기어(41)를 연결하는 제1 체인(45)(Chain)으로 이루어져,
    상기 모터(9)에 의해 스크류 드럼 회전축(19)이 시계 방향으로 축회전되면 상기 스크류 드럼 회전축(19)을 따라 스크류 드럼(5)과 제1 마스터 기어(43)가 시계 방향으로 회전되면서 스크류 드럼(5)의 와이어 홈(1)에 와이어(3)가 나선 형태로 권취 되고,
    상기 제1 마스터 기어(43)와 제1 체인(45)을 통해 연결된 제1 슬레이브 기어(41)는 가이드용 스크류바(27)와 함께 제1 마스터 기어(43)를 따라 시계 방향으로 회전되며,
    상기 수평 이동 스테이지(29)는 가이드용 스크류바(27)의 나사산을 따라 스크류 드럼(5)의 좌측 방향으로 이동되며,
    상기 풀리(39)는 수평 이동 스테이지(29)를 따라 이동되면서 상기 와이어(3)를 앞으로 와이어(3)가 감기게 될 와이어 홈(1) 방향으로 안내하고,
    상기 스톱판(35)은 상·하부 가이드편(33,31) 사이에 끼워진 채 스크류 드럼(5)의 좌측 방향으로 수평 이동하면서 수평 이동 스테이지(29)가 가이드용 스크류바(27)를 따라 회전되지 않도록 하며,
    상기 모터(9)에 의해 스크류 드럼 회전축(19)이 반시계 방향으로 축회전되면 상기 스크류 드럼 회전축(19)을 따라 스크류 드럼(5)과 제1 마스터 기어(43)가 반시계 방향으로 축회전되면서 스크류 드럼(5)에 감긴 와이어(3)가 풀리고,
    상기 제1 마스터 기어(43)와 제1 체인(45)을 통해 연결된 제1 슬레이브 기어(41)는 가이드용 스크류바(27)와 함께 제1 마스터 기어(43)를 따라 반시계 방향으로 회전되며,
    상기 수평 이동 스테이지(29)는 가이드용 스크류바(27)의 나사산을 따라 스크류 드럼(5)의 우측 방향으로 이동되고
    상기 풀리(39)는 수평 이동 스테이지(29)를 따라 이동되면서 상기 와이어(3)를 앞으로 와이어(3)가 풀리게 될 와이어 홈(1) 방향으로 안내하고,
    상기 스톱판(35)은 상·하부 가이드편(31) 사이에 끼워진 채 스크류 드럼(5)의 우측 방향으로 수평 이동하면서 수평 이동 스테이지(29)가 가이드용 스크류바(27)를 따라 회전되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 스크류 드럼(5)에 감긴 와이어(3)의 길이를 측정하기 위해 상기 모터(9)의 회전량 및 모터(9) 회전 방향을 계측하는 엔코더(99)(Encoder)를 더 포함하고,
    상기 엔코더(99)는 모터(9)와 연동되어 모터(9) 회전축을 따라 회전되는 엔코더 회전축(101)과,
    중앙이 상기 엔코더 회전축(101)에 관통 고정되고 상기 엔코더 회전축(101)을 따라 회전되며 중앙을 기준으로 각기 다른 회전 반경 위치에 A상 슬릿(103)과 B상 슬릿(111) 및 Z상 슬릿(119)이 관통된 슬릿 원반(105),
    상기 엔코더(99) 내부에 고정 설치되어 어느 한 개의 A상 슬릿(103) 방향으로 빛을 쏘는 A상 발광 다이오드(107),
    상기 슬릿 원반(105)을 경계로 A상 발광 다이오드(107)를 마주보는 포토 트랜지스터(127)를 포함하며 상기 A상 슬릿(103)을 통해 A상 발광 다이오드(107)로부터 발생된 빛이 포토 트랜지스터(127)로 인입되었을 때 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 A상 신호 처리부(109),
    상기 엔코더(99) 내부에 고정 설치되어 어느 한 개의 B상 슬릿(111) 방향으로 빛을 쏘는 B상 발광 다이오드(115),
    상기 슬릿 원반(105)을 경계로 B상 발광 다이오드(115)를 마주보는 포토 트랜지스터(127)를 포함하며 상기 B상 슬릿(111)을 통해 B상 발광 다이오드(115)로부터 발생된 빛이 포토 트랜지스터(127)로 인입되었을 때 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 B상 신호 처리부(117),
    상기 엔코더(99) 내부에 고정 설치되어 어느 한 개의 Z상 슬릿(119) 방향으로 빛을 쏘는 Z상 발광 다이오드(123),
    및 상기 슬릿 원반(105)을 경계로 Z상 발광 다이오드(123)를 마주보는 포토 트랜지스터(127)를 포함하며 상기 Z상 슬릿(119)을 통해 Z상 발광 다이오드(123)로부터 발생된 빛이 포토 트랜지스터(127)로 인입되었을 때 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 Z상 신호 처리부(125)를 포함하고,
    상기 A상 신호 처리부(109)는 상기 A상 슬릿(103)을 통해 상기 A상 발광 다이오드(107)로부터 발광된 빛이 수광되었을 때 턴 온(Turn-On)되고 에미터(Emitter) 단자가 접지된 포토 트랜지스터(127)(Photo Transistor)와;
    입력단이 전원 연결되고 출력단이 상기 포토 트랜지스터(127)의 컬렉터 단자에 연결되어 포토 트랜지스터(127)가 턴 온(Turn-On)되었을 때 과전류가 흐름을 방지하고 NPN 트랜지스터(129)의 베이스(Base) 단자로 과전류가 흐르게 됨을 방지하는 제1 저항(131);
    베이스 단자가 상기 포토 트랜지스터(127)의 컬렉터단에 연결되고 에미터단이 접지되어 상기 포토 트랜지스터(127)가 턴 오프(Turn-Off)되어 베이스 단자로 하이(High) 신호가 입력되면 턴 온(Turn-On)되는 반면, 상기 포토 트랜지스터(127)가 턴 온(Turn-On)되어 베이스 단자로 로우(Low) 신호가 입력되면 턴-오프(Turn-Off)되는 NPN 트랜지스터(129);
    입력단이 전원 연결되고 출력단이 상기 NPN 트랜지스터(129)의 컬렉터 단자에 연결된 제2 저항(133);
    및 캐소드(Cathode)단이 상기 NPN 트랜지스터(129)의 에미터 단자에 연결되고 애노드(Anode)단이 접지되어 제2 저항(133)으로부터 과전압이 공급되었을 때 NPN 트랜지스터(129)를 보호하는 회로 보호용 다이오드(135)로 이루어져,
    상기 포토 트랜지스터(127)의 베이스 단자로 A상 발광 다이오드(107)로부터 발광된 빛이 수광되면 포토 트랜지스터(127)가 턴 온(Turn-On)되고 NPN 트랜지스터(129)가 턴 오프(Turn-Off)되어 NPN 트랜지스터(129)의 컬렉터 단자로부터 하이(High) 디지털 신호가 출력되는 반면, 상기 포토 트랜지스터(127)의 베이스 단자로 A상 발광 다이오드(107)로부터 발광된 빛이 수광되지 않으면 포토 트랜지스터(127)가 턴 오프(Turn-Off)되고 NPN 트랜지스터(129)가 턴 온(Turn-On)되어 NPN 트랜지스터(129)의 컬렉터 단자로부터 로우(Low) 디지털 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 와이어 엉킴 방지 기능을 갖춘 무대 장치용 스크류 드럼 장치.
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