KR102064941B1

KR102064941B1 - 케이블 신축 권취장치

Info

Publication number: KR102064941B1
Application number: KR1020180155004A
Authority: KR
Inventors: 하재붕; 김일용
Original assignee: 창원정공(주)
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-02-11

Abstract

케이블 신축 권취장치는 길이방향을 따라 연장된 가이드프레임 및 가이드프레임에 길이방향을 따라 전후방으로 구름이동가능하게 지지되는 휠본체와, 후방으로부터 도입된 케이블이 휠본체의 원주방향을 따라 180도 이하의 각도 범위 내에서 권취되는 정권취부와, 정권취부에 대해 휠본체의 축심에 대칭되게 마련되어 전방으로 나아가는 케이블이 180도 이하의 각도 변위에서 정권취부의 권취방향에 역방향으로 권취되는 역권취부와, 정권취부와 역권취부에 권취된 케이블이 휠본체의 직경방향으로 곡선경로를 따라 가로질러 연결되도록 안내하는 가로연결부를 갖는 귄취휠을 포함한다.

Description

케이블 신축 권취장치{Cable Extension and Retraction Device}

본 발명은 케이블 신축 권취장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이블의 권취 및 해제동작을 효율적으로 수행할 수 있는 케이블 신축 권취장치에 관한 것이다.

선박 등과 같은 큰 구조물을 제조하는 경우 용접장치를 이용하여 좁은 공간에서 용접을 해야 하는 경우가 발생한다. 이러한 경우 용접건을 들고 용접 기술자들이 직접 좁은 공간에 들어가 용접작업을 수행하여 접합을 하는 것은 매우 어려운 일이다. 그러므로, 텔레스코픽 이중관을 갖는 아암에 용접건을 장착하고 텔레스코픽 아암을 늘려서 용접건을 접합부위에 가깝게 이동시킨 후 케이블을 통하여 용접건으로 용접와이어를 공급하면서 용접작업을 수행한다.

그러나 용접와이어의 공급경로가 되는 케이블은 텔레스코픽 아암의 길이가 신장 및 철회되는 중에 용접와이어가 케이블을 따라 용접건에 공급되기 어렵게 꼬이거나 많이 휘게 되어 용접작업에 악영향을 미치게 된다. 이에 의해 용접작업이 중단되는 등 용접작업효율이 상당히 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 케이블의 권취 및 해제가 원활하게 이루어지도록 하는 케이블 신축 권취장치를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 케이블 신축 권취장치장치는, 상기 다단의 텔레스코픽 아암에 지지되며 길이방향을 따라 랙이 형성된 권취베이스; 길이방향을 따라 연장된 가이드프레임; 및 상기 가이드프레임에 길이방향을 따라 전후방으로 구름이동가능하게 지지되는 휠본체와, 후방으로부터 도입된 케이블이 상기 휠본체의 원주방향을 따라 180도 이하의 각도 범위 내에서 권취되는 정권취부와, 상기 정권취부에 대해 상기 휠본체의 축심에 대칭되게 마련되어 전방으로 나아가는 케이블이 180도 이하의 각도 변위에서 상기 정권취부의 권취방향에 역방향으로 권취되는 역권취부와, 상기 정권취부와 상기 역권취부에 권취된 케이블이 상기 휠본체의 직경방향으로 곡선경로를 따라 가로질러 연결되도록 안내하는 가로연결부를 갖는 귄취휠을 포함한다. 케이블이 꼬이거나 많이 휘지 않도록 권취 및 해제할 수 있다.

여기서, 상기 가이드프레임은 길이방향을 따라 형성된 랙을 가지며, 상기 권취휠은 상기 휠본체의 일측에 설치되며 상기 랙에 맞물리는 피니언을 가지면 권취휠이 가이드프레임을 따라 구름이동하는 경우 권취휠이 회전되면서 케이블을 권취할 수 있어 바람직하다.

그리고 상기 가로연결부는 S형 경로를 가지면 케이블이 정권취부, 가로연결부 및 역권취부에 케이블이 원활하게 안착되며 권취될 수 있어 바람직하다.

여기서, 상기 가이드프레임에는 전방을 향해 신장 및 철회 가능한 텔레스코픽 아암이 설치되며, 상기 케이블의 전방 단부 영역은 상기 텔레스코픽 아암의 선단영역에 결합되면 텔레스코픽 아암의 신장 및 철회에 따라 케이블이 귄취휠에 원활하게 권취 및 해제가 될 수 있어 바람직하다.

그리고 상기 가이드프레임의 후방단 영역에 설치되어 상기 권취휠의 회전축을 탄성적으로 당기는 휠복귀부를 더 포함하면 케이블이 권취해제된 상태에서 쉽게 권취될 수 있어 바람직하다.

본 발명에 따르면 가이드프레임과 권취휠에 의해 케이블이 꼬이거나 많이 휘지 않도록 권취 및 해제할 수 있어 작업의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

권취휠이 가이드프레임을 따라 구름이동하는 경우 권취휠이 회전되면서 케이블을 권취할 수 있어 작업의 불량이 감소되는 효과가 있다.

가로연결부가 권취방향을 따른 S형상으로 형성되므로 케이블이 정권취부, 가로연결부 및 역권취부에 케이블이 원활하게 안착되며 권취될 수 있어 작업의 원활성이 향상되는 효과가 있다.

텔레스코픽 아암의 신장 및 철회에 따라 케이블이 귄취휠에 원활하게 권취 및 해제가 될 수 있어 용접작업의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

휠복귀부를 이용하여 케이블이 권취해제된 상태에서 쉽게 권취될 수 있어 권취의 편의성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 케이블 신축 권취장치의 동작도.
도 2는 권취휠의 상세도.
도 3은 권취휠의 동작도.
도 4는 와이어공급부의 상세도.
도 5는 제어흐름도.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블 신축 권취장치(1)를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 케이블 신축 권취장치(1)의 동작도이며, 도 2는 권취휠(20)의 상세도이고, 도 3은 권취휠(20)의 동작도이며, 도 4는 와이어공급부(50)의 상세도이고, 도 5는 케이블 신축 권취장치(1)의 제어흐름도이다.

케이블 신축 권취장치(1)는 다단의 텔레스코픽 아암(70)을 이용하여 좁은 공간으로 말단의 용접건(80)을 접근시키는 경우 케이블(30)을 권취해제시킬 수 있다. 케이블 신축 권취장치(1)는 다단의 텔레스코픽 아암(70)과 용접건(80)을 갖는 용접장치에서 사용될 수 있으므로 용접장치를 일예로 하여 케이블 신축 권취장치(1)를 설명한다. 텔레스코픽 아암(70)은 복수 개의 이중관으로 형성되어 아암구동부(71)의 구동에 따라 신축 및 철회된다. 이에 의해 좁은 공간으로 용접건(80)을 용접부위에 접근시킬 수 있다. 용접건(80)은 텔레스코픽 아암(70)의 말단에 설치되어 있으며 제어부(60)의 제저에 의해 용접부위를 용접한다.

케이블 신축 권취장치(1)는 가이드프레임(10), 권취휠(20), 케이블(30), 휠복귀부(40), 와이어공급부(50), 제어부(60)를 포함한다.

가이드프레임(10)는 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 상단에 배치된다. 가이드프레임(10)과 다단의 텔레스코픽 아암(70)은 상호 지지될 수도 있고 어느 하나가 다른 하나에 지지될 수도 있다. 가이드프레임(10)는 랙(11)과 이동가이드(12)를 갖는다. 랙(11)은 가이드프레임(10)의 일측의 길이방향을 따라 형성된다. 랙(11)은 후술할 권취휠(20)의 피니언(21)에 대응하여 형성되지만 권취휠(20)의 회전에 따라 피니언(21)에 맞물리는 정도로 형성되어 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 이동이 멈추는 경우에도 회전 관성에 의해 계속 회전하는 것이 아니라 바로 멈출 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 이동가이드(12)는 권취휠(20)의 슬라이더(24)가 슬라이딩 이동되도록 길이방향을 따라 형성된다. 이동가이드(12)는 슬라이더(24)를 중앙에 두고 슬라이더(24)의 측면을 지지하는 형상을 가지며, 슬라이더(24)의 측면이 이동경로를 벗어나지 않도록 2개의 레일 또는 긴 측벽 형상일 수 있다. 이동가이드(12)는 슬라이더(24)가 이동가이드(12)로부터 벗어나지 않도록 측벽 및 상부이탈방지부를 갖고 슬라이더(24)를 수용하는 형태로 마련될 수도 있다.

권취휠(20)는 가이드프레임(10)에 대하여 회전 가능하게 설치된다. 권취휠(20)는 휠본체(21), 피니언(22), 케이블안착부(23), 가로연결부(24), 슬라이더(25) 및 휠회전구동부(26)를 포함한다. 휠본체(21)는 바퀴형상을 갖는다. 휠본체(21)는 가이드프레임(10)에 길이방향을 따라 전후방으로 구름이동가능하게 지지된다. 피니언(22)은 휠본체(21)의 일측에 설치되며 랙(11)에 맞물리도록 휠본체(21) 외측의 둘레방향을 따라 형성되어 있어 권취휠(20)가 회전하는 경우 랙(11)의 길이방향으로 이동되면서 맞물린다. 케이블안착부(23)는 가이드프레임(10)에 대하여 회전 가능하게 설치되며 휠본체(21)의 둘레를 따라 케이블(30)이 안착되도록 형성된다. 케이블안착부(23)는 후방으로부터 도입된 케이블(30)이 휠본체(21)의 원주방향을 따라 180도 이하의 각도 범위 내에서 권취되는 정권취부(231)와 정권취부(231)에 대해 휠본체(10)의 축심에 대칭되게 마련되어 전방으로 나아가는 케이블(30)이 180도 이하의 각도 변위에서 정권취부(231)의 권취방향에 역방향으로 권취되는 역권취부(231)로 이루어진다. 케이블안착부(23)는 휠본체(21)의 일측 및 타측로부터 반경방향으로 연장 또는 결합되어 케이블(30)이 이탈되지 않도록 하는 한 쌍의 이탈방지부(230)를 갖는다.

가로연결부(24)는 케이블안착부(23)에 안착된 케이블(30)을 수용하도록 형성되며 케이블안착부(23)의 1지점으로부터 제1지점에 대향한 제2지점에 가로질러 연결시키는 형상을 갖는다. 가로연결부(24)는 정권취부(231)와 역권취부(231)에 권취된 케이블(30)이 휠본체(10)의 직경방향으로 곡선경로를 따라 가로질러 연결되도록 안내한다. 가로연결부(24)는 S형 경로를 갖는다. 이에 의해 케이블(30)은 가로연결부(24)에 수용된 상태에서 휠본체(21)가 회전됨에 따라 케이블안착부(23)에 안착되어 권취되기도 하며 안착이 해제되어 권취가 해제되기도 한다. 슬라이더(25)는 이동가이드(12)에 대하여 슬라이딩 이동되도록 수용되거나 대응하는 형상을 갖는다. 도면상에는 둥그런 원반형상으로 도시되어 있지만 원반형상으로 한정되지 않고 슬라이딩 이동의 안정성을 고려하여 다각형상을 가질 수도 있다. 슬라이더(25)의 양측면은 이동가이드(12)의 측벽에 지지되며 슬라이딩된다. 휠회전구동부(25)는 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 이동에 따라 권취휠(20)를 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 이동방향으로 이동되도록 권취휠(20)를 회전시킨다.

케이블(30)은 양단이 용접건(80)과 가이드프레임(10)의 일단에 결합되며, 용접와이어(53)가 이동할 수 있도록 관형상을 갖는다.

휠복귀부(40)는 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 신장되는 이동에 따라 가이드프레임(10) 상 제1위치에서 제2위치로 이동되는 권취휠(20)를 제1위치로 복귀시킨다. 휠복귀부(40)는 탄성지지부(41)와 탄성부재(42)를 포함한다. 탄성지지부(41)는 가이드프레임(10)의 일단에 지지되어 설치된다. 탄성지지부(41)는 와이어스프링으로 마련되는 탄성부재(42)가 권취되는 권취축을 가질 수도 있다. 탄성부재(42)는 탄성지지부(41)와 권취휠(20)를 연결하는 연결부재(420)를 갖고 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 신장되는 이동방향의 역방향으로 권취휠(20)에 탄성을 가한다. 이에 의해 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 길이가 감축되는 경우에도 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 신장방향 시 권취휠(20)의 이동방향의 역방향으로 탄성을 가하여 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 신장방향 시 회전되는 방향의 역방향으로 권취휠(20)를 회전시켜 케이블(30)이 케이블안착부(23)에 안정적으로 안착되어 꼬임이나 휘어지는 부분이 없도록 할 수 있다.

와이어공급부(50)는 케이블(30)을 통해 용접건(80)으로 용접와이어(53)를 공급한다. 와이어공급부(50)는 하우징(51), 와이어권취보빈(52), 용접와이어(53) 및 와이어권취모터(54)를 포함한다. 하우징(51)은 케이블(30)과 결합되며 케이블(30)을 지지한다. 와이어권취보빈(52)은 하우징(51)에 회전 가능하게 배치되어 용접와이어(53)가 권취된다. 와이어권취보빈(52)은 하우징(51) 내에 배치될 수도 있고 하우징(51) 외부에 배치될 수도 있다. 용접와이어(53)는 와이어권취보빈(52)에 권취되어 용접작업에 따라 용접건(80)으로 공급된다. 와이어권취모터(54)는 와이어권취보빈(52)의 회전축에 연결되어 와이어권취보빈(52)을 회전 구동시킨다.

제어부(60)는 케이블 신축 권취장치(1)의 전반적인 구동구성을 제어한다. 제어부(60)는 다단의 텔레스코픽 아암(70)을 구동하는 아암구동부(2-1)를 제어하여 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 길이를 신장 및 감축하도록 제어한다. 제어부(60)는 용접건(80)을 포함하는 용접부(3-1)를 제어하여 용접이 수행되도록 제어한다. 제어부(60)는 휠회전구동부(26)를 제어하여 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 길이를 신장 및 감축하는 경우 권취휠(20)가 원활하게 회전되도록 제어할 수 있다. 제어부(60)는 용접이 원활하게 수행되도록 와이어권취모터(54)를 제어하여 용접건(80)으로 용접와이어(53)를 공급되게 한다.

도 3은 권취휠(20)의 동작도이다.

도 3(a) 다단의 텔레스코픽 아암(70)이 신장되지 않은 상태이므로 권취휠(20)가 가이드프레임(10) 좌측에 위치해 있다.

도 3(b) 사용자면령이 입력됨에 따라 제어부(60)의 제어에 의해 아암구동부(2-1)는 다단의 텔레스코픽 아암(70)이 신장되도록 한다. 이에 따라 케이블(30)이 용접건(80)과 결합되어 있으므로 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 신장방향으로 권취휠(20)가 슬라이딩 이동 및 회전되면서 케이블안착부(23)에 안착되어 권취된 상태에서 권취상태가 해제된다. 이에 의해 케이블(30)을 따라 용접와이어(53)가 별다른 저항 없이 용접건으로 원활하게 공급된다. 용접이 완료된 이후에도 제어부(60)의 제어에 의해 다단의 텔레스코픽 아암(70)이 감축될 수 있으며, 휠복귀부(40)가 권취휠(20)에 다단의 텔레스코픽 아암(70)이 감축되는 방향으로 탄성을 가하고 있으므로 권취휠(20)의 피니언(22)이 가이드프레임(10)의 랙(11)에 맞물리면서 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 감축방향으로 슬라이딩 이동 및 회전된다. 이에 의해 케이블(30)은 케이블안착부(23)에 안착되어 권취된다.

상기 실시 예 이외의 변형된 예를 설명한다.

제어부는 다단의 텔레스코픽 아암(70)이 신장되는 정도에 따라 휠회전구동부를 제어하여 권취휠(20)를 슬라이딩 이동 및 회전되도록 하는 것이 바람직하다. 휠회전구동부가 권취휠(20)를 회전시키지 않는다면 용접건과 가이드프레임의 일단의 케이블과의 결합부위가 지속적인 작업에 의해 결합이 파손될 수도 있으므로 이를 방지하기 위하여 휠회전구동부를 제어하는 것이 바람직하다.

케이블안착부와 가로연결부는 최대한 굴곡이 적게 형성되어야 한다. 케이블안착부와 가로연결부는 태극모양으로 마련되는 것이 바람직하며, 가로연결부는 최대한 큰 원을 형성하는 것이 용접와이어가 케이블을 쉽게 이동할 수 있도록 하는 것이므로 크게 형성되도록 한다.

케이블안착부의 한 쌍의 이탈방지부는 휠본체로부터 반경방향 외측으로 갈수록 상호 멀어지도록 형성되어 케이블이 권취 및 해제의 경우에도 이탈되지 않도록 할 수 있다. 또한, 한 쌍의 이탈방지부는 케이블의 직경 또는 두께보다 더 길게 형성되어 케이블이 안착된 경우 축선 방향의 측면에서 보면 케이블이 보이지 않도록 긴 길이를 갖는 것이 바람직하다.

케이블은 케이블안착부와 가로연결부에 밀착되게 안착될 수 있도록 부드러운 재질로 마련될 수 있으며 쉽게 꺽이지 않도록 하는 강도를 가지는 것이 바람직하다. PP(Polypropylene), PE(Polyethylene)등의 재질을 포함하여 제조될 수 있다.

상기의 케이블 신축 권취장치(1)로 인하여, 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 길이가 신장 및 감축되는 경우에도 케이블(30)이 꼬이거나 많이 휘지 않아 용접와이어(53)가 용접건(80)으로 원활하게 공급되게 할 수 있다. 권취휠(20)가 가이드프레임(10)에서 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 신장 및 감축방향을 따라 이동될 수 있고 원활하게 회전될 수 있어 케이블(30)이 꼬이거나 휘지 않게 할 수 있어 용접와이어를 용접건으로 원활하게 공급할 수 있다. 휠복귀부(40)를 이용하여 권취휠(20)가 다단의 텔레스코픽 아암(70)의 감축되는 이동에 따라 원위치로 돌아올 수 있어 케이블(30)이 꼬이거나 휘지 않게 할 수 있다. 와이어공급부(50)를 이용하여 용접건(30)으로 용접와이어(53)를 원활하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

1 : 케이블 신축 권취장치 10 : 가이드프레임
11 : 랙 12 : 이동가이드
20 : 권취휠 21 : 휠본체
22 : 피니언 23 : 케이블안착부
24 : 가로연결부 25 : 슬라이더
26 : 휠회전구동부 30 : 케이블
40 : 휠복귀부 41 : 탄성지지부
42 : 탄성부재 50 : 와이어공급부
51 : 하우징 52 : 와이어권취보빈
53 : 용접와이어 54 : 와이어권취모터
60 : 제어부 230 : 이탈방지부
231 : 정권취부 232 : 역권취부
420 : 연결부재 70 : 텔레스코픽 아암
71 : 아암구동부 80 : 용접건

Claims

케이블 신축 권취장치에 있어서,
길이방향을 따라 연장된 가이드프레임; 및
상기 가이드프레임에 길이방향을 따라 전후방으로 구름이동가능하게 지지되는 휠본체와, 후방으로부터 도입된 케이블이 상기 휠본체의 원주방향을 따라 180도 이하의 각도 범위 내에서 권취되는 정권취부와, 상기 정권취부에 대해 상기 휠본체의 축심에 대칭되게 마련되어 전방으로 나아가는 케이블이 180도 이하의 각도 변위에서 상기 정권취부의 권취방향에 역방향으로 권취되는 역권취부와, 상기 정권취부와 상기 역권취부에 권취된 케이블이 상기 휠본체의 직경방향으로 곡선경로를 따라 가로질러 연결되도록 안내하는 가로연결부를 갖는 권취휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 신축 권취장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드프레임은 길이방향을 따라 형성된 랙을 가지며,
상기 권취휠은 상기 휠본체의 일측에 설치되며 상기 랙에 맞물리는 피니언을 갖는 것을 특징으로 하는 케이블 신축 권취장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가로연결부는 S형 경로를 갖는 것을 특징으로 하는 케이블 신축 권취장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드프레임에는 전방을 향해 신장 및 철회 가능한 텔레스코픽 아암이 설치되며,
상기 케이블의 전방 단부 영역은 상기 텔레스코픽 아암의 선단영역에 결합되는 것을 특징으로 하는 케이블 신축 권취장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드프레임의 후방단 영역에 설치되어 상기 권취휠의 회전축을 탄성적으로 당기는 휠복귀부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 신축 권취장치.