KR102468413B1 - 비철금속 와이어 권선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비철금속 와이어 권선장치에 관한 것으로, 복수의 와이어를 신속하게 권선 와이어로 엮으면서도 개별 와이어 자체의 과도한 비틀림이나 권선 와이어의 휨 현상을 방지하고 고장, 진동 발생 및 장치의 파손을 최소화할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, 메인샤프트를 동심축으로 결합되어 함께 회전하는 회전플레이트; 회전플레이트의 전면 둘레부를 따라 복수 설치되어 각각 와이어를 전방으로 공급하면서 회전플레이트의 회전에 의해 메인샤프트를 중심으로 공전하는 제1보빈; 회전플레이트의 후면에서 회전플레이트의 전면에 설치된 제1보빈과 일대일로 결합되어 함께 자전하지 않도록 구속되는 복수의 위성기어; 회전플레이트의 전면 중앙부에서 메인샤프트에 관통된 상태로 메인샤프트 및 회전플레이트의 회전에 대해 정지된 상태를 유지하도록 설치되며, 위성기어와 연결되어 위성기어 및 제1보빈이 회전플레이트의 회전에 따라 자전하지 않도록 구속하는 중심기어;를 포함하며, 상기 중심기어는 복수의 종동기어 중 어느 하나와 제1벨트에 의해 연결되며, 상기 복수의 종동기어들은 제2벨트에 의해 서로 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

비철금속 와이어 권선장치{Non-ferrous metal wire twisting device}

본 발명은 진공증착 코일 제조용 비철금속 와이어 권선장치에 관한 것으로, 특히 복수의 와이어를 신속하게 권선 와이어로 엮으면서도 개별 와이어 자체의 과도한 비틀림이나 권선 와이어의 휨 현상을 방지하고 고장, 진동 발생 및 장치의 파손을 최소화할 수 있도록 한 비철금속 와이어 권선장치에 관한 것이다.

일반적으로 진공증착 코일(Vacuum Metalizing Coil)은 물리적 기상증착(Physical Vapor Deposition) 방식 중 하나인 진공증착 증발법에서 열원(Heating Source)으로 사용되는 텅스텐 재질의 코일을 의미하며, 자동차, 반도체, 광학렌즈와 구조재료의 내식성 및 내열성 보강을 위한 코팅 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

이같은 진공증착 코일의 제조는 원재료인 텅스텐 와이어의 표면에 도포된 흑연을 제거하는 전해연마공정과 표면세척이 완료된 텅스텐 와이어를 여러 가닥으로 꼬아주는 권선공정, 일정한 길이로 절단하는 절단공정, 코일링 설비 및 프레스 금형을 이용하여 다양한 형상으로 가공하는 성형공정으로 이루어지며, 이후 제조된 진공증착 코일은 세척 및 검사공정을 거쳐 출하된다.

이같은 일련의 공정 중 텅스텐 와이어 여러 가닥을 하나로 엮어주는 권선공정은 가장 난이도가 높은 공정에 속한다.

하지만, 권선공정에 사용되는 와이어 권선장치의 경우 복수의 와이어를 하나의 권선 와이어로 엮는 과정에서 각각의 와이어가 과도하게 비틀리면서 공정 중간에 단선되는 일이 흔하였다. 뿐만 아니라 여러 가닥의 와이어가 하나의 권선 와이어로 엮어진 상태에서 전방으로 이송되는 중에는 권선 와이어가 곧게 나가려는 성질보다 휘어지려는 강한 성질을 갖는데 이같은 성질이 제거되지 않은 상태로 리코일러에 감기면서 제품의 불량을 야기하는 문제점이 있었다.

한국공개특허공보 제2001-0045266호(2001.06.05)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 와이어를 신속하게 권선 와이어로 엮으면서도 개별 와이어 자체의 과도한 비틀림이나 권선 와이어의 휨 현상을 방지하고 진동 발생 및 장치의 파손을 최소화할 수 있도록 한 비철금속 와이어 권선장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 비철금속 와이어 권선장치는, 비철금속 소재로 이루어진 복수의 와이어를 엮어서 하나의 몸체를 갖는 권선 와이어로 만드는 비철금속 와이어 권선장치로서, 본체 테이블; 상기 본체 테이블 상측에서 전방을 향하여 길게 설치되며 동력을 제공받아 회전하는 메인샤프트; 상기 메인샤프트를 동심축으로 결합되어 함께 회전하는 회전플레이트; 상기 회전플레이트의 전면 둘레부를 따라 복수 설치되어 각각 와이어를 전방으로 공급하면서 상기 회전플레이트의 회전에 의해 상기 메인샤프트를 중심으로 공전하는 제1보빈; 상기 회전플레이트의 후면에서 상기 회전플레이트의 전면에 설치된 제1보빈과 일대일로 결합되어 함께 자전하지 않도록 구속되는 복수의 위성기어; 상기 회전플레이트의 전면 중앙부에서 상기 메인샤프트에 관통된 상태로 상기 메인샤프트 및 회전플레이트의 회전에 대해 정지된 상태를 유지하도록 설치되며, 상기 위성기어와 연결되어 상기 위성기어 및 제1보빈이 상기 회전플레이트의 회전에 따라 자전하지 않도록 구속하는 중심기어; 상기 회전플레이트의 전방으로 이격된 지점에서 상기 메인샤프트를 동심축으로 결합되어 함께 회전하며 둘레부를 따라 복수의 와이어 관통공을 구비하여 상기 제1보빈으로부터 공급되는 와어어가 상기 관통공을 경유하여 이송되도록 안내하며 후방으로 갈수록 작은 크기의 것으로 순차 배치되어 복수의 와이어가 전방으로 이송될수록 점진적으로 모이면서 하나의 몸체로 엮이도록 유도하는 복수의 보조플레이트; 상기 메인샤프트의 전방으로 이격된 지점에 설치되어 상기 보조플레이트를 경유하면서 하나의 몸체로 엮어진 권선 와이어가 휘지 않고 일직선상으로 이송하도록 다수의 가이드롤러를 구비한 직선 보정기; 및 상기 직선 보정기를 경유한 권선 와이어를 감아주는 리코일러;를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 중심기어는 복수의 종동기어 중 어느 하나와 제1벨트에 의해 연결되며, 상기 복수의 종동기어들은 제2벨트에 의해 서로 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 메인샤프트는 중심부를 길이방향으로 관통하는 중심홀을 구비하고, 상기 메인샤프트의 후방에는 상기 메인샤프트의 중심홀을 경유하도록 코어 와이어를 공급하는 제2보빈이 추가적으로 설치되어, 상기 제1보빈으로부터 공급되는 복수의 와이어가 상기 제2보빈으로부터 공급되는 코어 와이어를 중심으로 하여 엮이도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 회전플레이트는 경량화를 위해 알루미늄을 소재로 구비되며, 상기 본체 테이블의 상면에는 상기 회전플레이트와 보조플레이트의 하부 일부가 인입되도록 한 개구부가 형성되어 상기 메인샤프트, 상기 회전플레이트, 상기 보조플레이트, 상기 제1보빈, 상기 제2보빈, 상기 중심기어 및 상기 위성기어를 포함하는 회전체 모듈의 무게 중심을 낮출 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 메인샤프트는 후단부가 끝단으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추형으로 형성되고, 후단부의 경사진 외주면에는 와이어가 인입된 상태로 이송되도록 안내하는 복수의 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 메인샤프트의 전단부 하측에는 상기 메인샤프트 후단부의 경사진 외주면을 따라 전방 이송되면서 서로 엮이기 직전의 와이어를 가열하여 와이어의 엮임이 원활하게 이루어지도록 유도하는 가열수단을 더 포함하며, 상기 가열수단은 상기 메인샤프트의 후단부를 향해 가연성의 가스를 분사하는 가스토치와 상기 가스토치에서 분사되는 가스를 점화시켜주는 점화플러그로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 직선 보정기는, 권선 와이어가 이송되는 전후방향으로 길게 형성된 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 위에 다수개가 전후방향을 따라 설치되되 좌우로 교번하여 설치되어 좌측 열과 우측 열을 이루면서 전방으로 이송되는 권선 와이어를 사이에 두고 접촉하는 가이드롤러; 상기 베이스 플레이트의 전단부와 후단부에 각각 고정되고 권선 와이어가 통과하는 통공이 형성된 지지블록; 상기 지지블록의 통공과 연통한 상태에서 상기 지지블록 외측면에 접합되어 권선 와이어를 내부 중공을 통해 경유시켜 안내하며, 상기 베이스 플레이트의 전측과 하측에 설치된 베어링에 각각 회전 가능하도록 지지되는 가이드관;을 포함하며, 모터로부터 회전동력을 제공받아 상기 가이드관을 회전축으로 하되 상기 메인샤프트의 회전방향과 반대방향으로 회전하면서 상기 가이드롤러들이 상기 권선 와이어를 중심으로 회전하여 마찰접촉하도록 함으로써 권선 와이어의 휨 발생을 억제하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 직선 보정기는, 상기 베이스 플레이트 상면에서 상기 가이드롤러 각각의 회전중심축을 일대일로 지지하면서 좌우방향으로 변위 가능하도록 설치된 다수의 베이스블록과, 상기 베이스블록 중 좌측 열에 위치한 베이스블록에 대해서는 선단부가 좌측면에 대하여 나사결합된 상태에서 후단부는 베이스 플레이트의 좌측으로 돌출되며, 우측 열에 위치한 베이스블록에 대해서는 선단부가 우측면에 대하여 나사결합된 상태에서 후단부는 베이스 플레이트의 우측으로 돌출된 다수의 조절볼트를 더 구비하여 상기 조절볼트의 회전에 의해 상기 베이스블록을 좌우방향으로 진퇴시키면서 상기 가이드롤러의 좌측 열과 우측 열을 좌우방향으로 조절하여 변위시킬 수 있도록 하며, 상기 베이스블록의 상면에는 가이드롤러의 회전중심축이 끼워져 고정되는 끼움홀이 전후방향과 좌우방향으로 이격을 두고 복수 지점에 형성되어 상기 베이스블록에 대한 상기 가이드롤러의 고정 위치를 조절할 수 있도록 하며, 상기 베이스블록의 하면에는 상기 베이스 플레이트를 관통하여 하방 돌출되고 외주면에는 수나사 형성된 슬라이드 볼트가 더 구비되고, 상기 베이스 플레이트의 하측에서 상기 베이스블록의 슬라이드 볼트에 나사체결되어 상기 변위된 베이스블록을 고정해주는 다수의 고정 디스크가 더 구비되며, 상기 베이스 플레이트에는 상기 베이스블록의 슬라이드 볼트가 관통한 상태에서 좌우방향으로 이동 가능하도록 허용하는 다수의 좌우방향 슬라이드 장공이 더 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 직선 보정기는, 전후방향으로 긴 사각기둥 형상으로 형성되고 상기 베이스 플레이트의 전단부에 고정된 지지블록과 후단부에 고정된 지지블록의 상단부에 걸쳐진 형태로 좌우에 한 쌍 설치된 밸런스바를 더 구비하여, 상기 직선 보정기의 회전 시 상기 밸런스바가 상기 베이스 플레이트 및 고정 디스크와 균형을 맞추면서 편심되었던 무게중심을 상기 직선 보정기의 회전축에 형성되도록 유도하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의한 비철금속 와이어 권선장치는 복수의 와이어를 신속하게 권선 와이어로 엮으면서도 와이어를 공급하는 보빈이 회전플레이트의 회전동작과 별개로 자전하지 않도록 구속되어 개별 와이어 자체의 과도한 비틀림을 방지함으로써 와이어가 작업 도중 단선되는 문제를 해소할 수 있다.

또한, 본 발명은 와이어를 공급하는 보빈이 자전하지 않도록 구속시키기 위해 설치된 중심기어와 위성기어 간 연결이 헬리컬 기어 등의 기어가 아닌 벨트로 이루어지고, 와이어를 엮기 위해 구비된 회전체 모듈의 무게중심이 낮게 형성된 구성에 의해 장치의 고장, 진동 발생 및 파손을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 메인샤프트의 중심홀을 마련한 구성에 의해 별도의 코어 와이어를 복수의 와이어 중심으로 간단히 삽입할 수 있도록 한 구성에 의해 다양한 형태의 권선 와이어를 제조하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 직선 보정기에 의해 복수의 와이어가 하나의 권선 와이어로 엮어진 다음에 갖게 되는 휨 현상을 효과적으로 억제할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치의 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에서 회전체 모듈의 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에서 회전체 모듈을 설명하기 위한 후면 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에서 회전체 모듈의 중심기어 및 위성기어의 동력전달 구성을 설명하기 위한 회전체 모듈의 후면도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에서 가열수단의 구성을 설명하기 위한 부분사시도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에서 직선 보정기의 구성을 설명하기 위한 부분사시도
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에서 직선 보정기의 내부 구성을 설명하기 위한 직선 보정기의 부분사시도
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에서 리코일러의 사시도

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 비철금속 와이어 권선장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 지니고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 지니는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

<실시예>

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에서 회전체 모듈의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에서 회전체 모듈을 설명하기 위한 후면 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에서 회전체 모듈의 중심기어 및 위성기어의 동력전달 구성을 설명하기 위한 회전체 모듈의 후면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치는 본체 테이블(100A)과, 복수의 와이어(W1)를 하나로 엮어주는 회전체 모듈(110)과, 복수의 와이어(W1)가 엮어진 권선 와이어(W3)를 일직선상으로 이송하는 직선 보정기(140)와, 권선 와이어(W3)를 감아주는 리코일러(150)를 주요 구성요소로 포함하여 이루어진다.

본 발명은 이같은 주요 구성요소들에 의해 복수의 와이어(W1)를 신속하게 권선 와이어(W3)로 엮으면서도 개별 와이어(W1) 자체에 과도한 비틀림이나 권선 와이어(W3)의 휨 현상을 방지하고 장치의 진동 발생 및 파손을 최소화할 수 있도록 구성된다.

이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 비철금속 와이어 권선장치에 대해 상세히 설명한다.

상기 회전체 모듈(110)은 도 2에 도시된 것처럼 메인샤프트(118)와, 회전플레이트(111) 및 보조플레이트(116A,116B,116C)와, 제1보빈(114)과, 중심기어(112a)와, 위성기어(112b)를 포함하여 이루어지며, 복수의 와이어(W1)를 하나의 권선 와이어(W3)로 엮어주는 중추적인 역할을 수행한다.

상기 메인샤프트(118)는 본체 테이블(100A) 상측에서 전방을 향하여 길게 설치되며 제1모터(미도시됨)의 동력을 제공받아 회전하도록 설치되어 회전플레이트(111) 및 보조플레이트(116A,116B,116C)를 회전시키는 역할을 한다. 상기 메인샤프트(118)의 후단부는 도 5에 도시된 것처럼 끝단으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추형으로 형성되고 후단부의 경사진 외주면(118a)에는 와이어(W1)가 인입된 상태로 이송되도록 안내하는 복수의 가이드홈(118b)이 형성된다. 이처럼 메인샤프트(118)의 후단부 경사진 외주면(118a)에 복수의 가이드홈(118b)이 형성된 구성에 의해 전방으로 이송되는 복수의 와이어(W1)들이 메인샤프트(118)의 후단부를 경유한 직후에 메인샤프트(118)의 회전에 의해 서로 엮이면서 하나의 몸체를 갖는 권선 와이어(W3)가 된다.

상기 메인샤프트(118)의 구성에서 한가지 주목할 점은 메인샤프트(118)의 중심부에 길이방향으로 관통하는 중심홀(118c)이 형성되어 코어 와이어(W2)를 권선 와이어(W3)에 함께 엮을 수 있도록 하였다는 점이다. 이처럼 메인샤프트(118)의 중심부를 따라 중심홀(118c)이 형성된 구성에 의해 메인샤프트(118)의 후측에 구비된 제2보빈(120)으로부터 공급되는 코어 와이어(W2)가 메인샤프트(118)의 중심홀(118c)을 경유한 후에 메인샤프트(118)의 선단부에서 인출되면서 제1보빈(114)으로부터 공급되는 복수의 와이어(W1)가 엮일 때 그 중심에서 코어부를 형성하게 된다. 여기서 코어부를 구성하는 코어 와이어(W2)는 제1보빈(114)으로부터 공급되는 복수의 와이어(W1)와 비교하여 차별화된 것으로 구비될 수 있으며 이는 권선 와이어(W3)의 사용 목적에 따라 보다 다양한 변화를 구현하는데 많은 도움이 된다. 예컨대 코어 와이어(W2)의 경우 다른 복수의 와이어(W1)와 달리 다른 굵기, 다른 소재를 갖는 것은 물론 피복된 와이어를 사용하는 등의 다양한 변화를 줄 수 있으며 이에 따라 권선 와이어(W3)를 다양한 사용 목적을 갖는 제품으로 만들 수 있는 것이다.

상기 회전플레이트(111)는 메인샤프트(118)를 동심축으로 결합되어 회전하게 된다. 상기 회전플레이트(111)는 메인샤프트(118)를 중심으로 회전하는 플레이트들 중에서 가장 큰 크기를 가지며 제1보빈(114)과, 중심기어(112a)와, 위성기어(112b)가 설치된 것으로 메인샤프트(118)와 더불어 복수의 와이어(W1)를 하나의 권선 와이어(W3)로 엮는 데 가장 중요한 역할을 한다. 플레이트들 중에서 가장 큰 크기를 갖는 상기 회전플레이트(111)는 경량화를 위해 강화 알루미늄을 소재로 구비되어 도 2에 도시된 것처럼 보조플레이트(116A,116B,116C)와 함께 하부 일부가 본체 테이블(100A) 상면에 형성된 개구부(101)에 인입된 상태가 되어 무게 중심을 낮출 수 있도록 한다. 이처럼 보조플레이트(116A,116B,116C)에 비해 크기가 큰 회전플레이트(111)가 알루미늄을 소재로 구비되고 보조플레이트(116A,116B,116C)와 함께 본체 테이블(100A) 상면 개구부(101)에 하부 일부가 인입된 상태에서 무게 중심을 낮추게 되면 회전체 모듈(110)의 회전으로 인한 진동 및 소음을 훨씬 저감하면서 보다 안정감 있는 운전이 가능해진다. 이는 장기적으로 볼 때 장치의 고장이나 손상도 방지하는 요인이 된다.

상기 보조플레이트(116A,116B,116C)는 회전플레이트(111)의 전방으로 이격된 지점에서 메인샤프트(118)를 동심축으로 하여 함께 회전하도록 결합되고 둘레부를 따라 복수의 와이어(W1) 관통공(H1,H2,H3)을 구비하여 제1보빈(114)으로부터 공급되는 와어어(W1)가 상기 관통공(H1,H2,H3)을 경유하여 이송되도록 안내한다. 그리고 상기 보조플레이트(116A,116B,116C)는 메인샤프트(118)를 따라 복수개가 이격 설치되되 전방으로 갈수록 작은 크기를 갖는 것으로 구비된다. 이같이 전방으로 갈수록 작은 크기를 갖는 복수의 보조플레이트(116A,116B,116C)에 의해 제1보빈(114)으로부터 공급되는 복수의 와이어(W1)가 이송되면서 점진적으로 모아지며 결국에는 메인샤프트(118)의 전단부를 지나면서 하나로 엮이게 된다. 도면에 따르면 보조플레이트(116A,116B,116C) 세 개가 메인샤프트(118)를 따라 일렬로 나란히 설치되었는데, 이중 최후방에 설치된 보조플레이트(116A)의 전면 둘레부와 최전방에 설치된 보조플레이트(116C)의 후면 둘레부에는 각각의 관통공(H1,H3)에 대응하는 위치에 와이어가 손상되지 않도록 보호하는 복수의 보조 롤러(117a,117b)들이 설치된다.

상기 제1보빈(114)은 회전플레이트(111)의 전면 둘레부를 따라 복수 설치되어 와이어(W1)를 감고 있는 상태에서 점진적으로 풀어주면서 전방으로 공급하는 역할을 한다. 상기 회전플레이트(111)에는 스프링에 의해 탄성을 가지면서 상기 제1보빈(114)의 외주면에 감겨 있는 와이어(W1)를 덮는 형태로 지지해주는 탄성덮개(115)가 더 설치된다. 이로써 상기 제1보빈(114)으로부터 와이어(W1)의 풀림이 보다 안정적으로 이루어지며 작업 도중 와이어(W1)에 단선이 일어나더라도 안전하게 붙잡을 수 있게 된다. 주목할 점으로 상기 제1보빈(114)은 회전플레이트(111)의 회전에 따라 메인샤프트(118)를 중심으로 공전은 하되 자전은 하지 않도록 설치된다. 이를 위해 상기 제1보빈(114)은 메인샤프트(118)와 달리 회전하지 않고 고정되어 있는 중심기어(112a)에 위성기어(112b)를 통해 연결된 상태로 자전하지 않도록 구속된다. 이처럼 상기 제1보빈(114)이 구속되어 자전하지 않게 되면 권선 와이어(W3)를 만드는 과정에서 제1보빈(114)으로부터 풀어지는 개별 와이어(W1)가 비틀림이 의해 자주 단선되는 문제를 방지할 수 있게 된다. 다만, 이처럼 제1보빈(114)이 자전하지 않도록 구속된 상태에서 회전플레이트(111)가 회전하게 되면 제1보빈(114)은 상기 회전플레이트(111) 상에서 역방향으로 자전하는 것처럼 보여진다.

상기 위성기어(112b)는 회전플레이트(111)의 후면 둘레부를 따라 설치되며 회전플레이트(111) 전면에 설치된 제1보빈(114)과 일대일로 결합된다. 한편 상기 중심기어(112a)는 회전플레이트(111)의 후면 중앙부에서 메인샤프트(118)에 관통된 상태로 설치되며 메인샤프트(118) 및 회전플레이트(111)의 회전에 대해 정지된 상태를 유지하도록 설치된다. 상기 중심기어(112a)는 복수의 위성기어(112b) 중 어느 하나와 제1벨트(B1)에 의해 연결되며, 복수의 위성기어(112b)들은 제2벨트(B2)에 의해 둘러싸인 형태로 서로 연결되어 자전하지 않도록 구속되어 있다. 이처럼 자전하지 않는 중심기어(112a)와 위성기어(112b)들에 의해 제1보빈(114)은 메인샤프트(118)를 중심으로 공전은 하지만 자전하지 않도록 구속된 상태로 있는 것이다. 이에 따라 제1보빈(114)으로부터 공급되는 각각의 와이어(W1)가 서로 엮이기는 것과 별개로 개별 비틀림 현상이 과도하게 일어나면서 단선을 야기하는 문제를 방지할 수 있게 된다. 만일 이같은 구성이 없어서 제1보빈(114)이 회전플레이트(111)를 따라 회전하도록 방치하면 회전플레이트(111)가 360도 회전할 때마다 와이어(W1)에도 360도 비틀림이 발생하게 되어 단선되기 쉬운 것이다.

상기 가열수단(130)은 메인샤프트(118)의 전단부 하측에 설치되며 메인샤프트(118) 전단부의 경사진 외주면(118a)을 따라 전방 이송되어 서로 엮이기 직전의 와이어(W1)를 가열하는 역할을 한다. 와이어의 소재가 텅스텐인 경우 상온에서 소성가공 시 단순 및 크랙 등 불량 발생률이 급격히 증가하게 되며 이같은 문제 해결을 위해서는 일정 이상의 온도로 가열한 후 엮어주는 것이 필요하다. 이를 위해 상기 가열수단(130)은 도 5에 도시된 것처럼 메인샤프트(118)의 전단부의 경사진 외주면(118a)을 향해 가연성 가스를 분사하는 가스토치(131)와 상기 가스토치(131)에서 분사되는 가스를 점화시켜주는 한 쌍의 점화플러그(132)로 이루어진다. 이처럼 가연성 가스를 토출하여 점화시키는 방식은 메인샤프트(118)를 가열하는 방식에 비해 배우 간단히 설치 가능하면서도 예열시간이 거의 필요 없어서 신속히 와이어를 고온으로 가열할 수 있는 데다가 온도조절이 쉽고 가열범위가 넓다는 장점이 있다. 여기서 상기 가스토치(131) 및 점화플러그(132)를 메인샤프트(118) 전단부 하측에 설치하기 위하여 테이블(100A)에 작은 크기의 또 다른 개구부(102)를 마련하는 것이 바람직하다.

상기 직선 보정기(140)는 메인샤프트의 전방으로 이격된 지점에 설치되어 하나의 몸체로 엮어진 권선 와이어(W3)가 갖는 휘어지려는 성질을 제거하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 직선 보정기(140)는 도 6 내지 도 9에 도시된 것처럼 권선 와이어(W3)가 이송되는 전후방향으로 길게 형성된 베이스 플레이트(141)와, 상기 베이스 플레이트(141)에서 다수개가 전후방향을 따라 설치되되 좌우로 교번하여 설치되어 좌측 열과 우측 열을 이루면서 권선 와이어(W3)를 사이에 두고 접촉하는 가이드롤러(142)를 포함한다. 상기 직선 보정기(140)는 제2모터(M2)로부터 동력을 제공받아 메인샤프트(118)의 회전방향과 반대방향으로 회전하면서 전방으로 이송되는 권선 와이어(W3)에 대한 가이드롤러(142)의 마찰접촉에 의해 권선 와이어(W3)의 휨 발생을 억제하게 된다. 상기 직선 보정기(140)의 경우 후술될 밸런스바(148)를 구비한 구성에 의해 무게 중심이 회전축에 위치하도록 함으로써 회전동력을 제공하기 위한 부하량을 낮출 수 있기 때문에 직선 보정기(140)에 회전동력을 제공하는 제2모터(M2)를 제어가 용이한 소형의 인버터 모터로 구비할 수 있고, 제2모터(M2)와 직선 보정기(140) 사이의 동력전달이 제3벨트(B3)에 의해 이루어지기 때문에 권선 와이어(W3)의 이송속도를 비롯하여 작업 상황에 맞게 즉각적으로 대응하여 보정기(140)의 회전속도를 조절할 수 있다.

상기 직선 보정기(140)은 베이스 플레이트(141)와, 상기 베이스 플레이트(141)의 전단부와 후단부에 각각 고정되고 권선 와이어(W3)가 통과하는 통공이 형성된 지지블록(143)과, 상기 지지블록(143)의 통공(143a)과 연통한 상태에서 지지블록(143) 외측면에 접합되어 권선 와이어(W3)를 내부 중공을 통해 경유시켜 안내하는 가이드관(144)을 구비한다. 상기 가이드관(144)은 직선 보정기(140)의 전단부와 후단부에 구비된 상태에서 각각 베어링(B1)에 회전 가능하도록 지지되어 회전축으로서의 역할도 겸하게 된다. 이처럼 가이드관(144)이 권선 와이어(W3)의 전방 이송을 안내하는 동시에 베어링(B1)에 지지되어 회전축으로서의 역할도 겸하도록 구성됨으로써 보다 단순한 구성을 가능케 한다.

나아가 상기 직선 보정기(140)는 베이스 플레이트(141) 상면에서 가이드롤러(142) 각각의 회전중심축(142a)을 일대일로 지지하면서 변위 가능하도록 설치된 다수의 베이스블록(145)과, 상기 베이스블록(145)을 변위시켜 가이드롤러(142)의 위치를 좌우방향으로 정밀 조절하기 위한 조절볼트(146)를 구비한다. 여기서 상기 조절볼트(146)는 베이스블록(145) 중 좌측 열에 위치한 베이스블록(145)에 대해서는 선단부가 좌측면에 대하여 나사결합된 상태에서 후단부는 지지대의 좌측으로 돌출되고, 우측 열에 위치한 베이스블록(145)에 대해서는 선단부가 우측면에 대하여 나사결합된 상태에서 후단부는 지지대의 우측으로 돌출된다. 이로써 상기 조절볼트(146)의 회전에 의해 베이스블록(145)을 좌우방향으로 진퇴시키면서 가이드롤러(142)의 좌측 열과 우측 열을 좌우방향으로 정밀하게 조절할 수 있게 된다. 상기 가이드롤러(142)의 좌측 열과 우측 열 간격이 줄어드는 방향으로 조절되면 전방 이송되는 권선 와이어(W3)를 보다 강하게 압박할 수 있으며 가이드롤러(142)의 좌측 열과 우측 열 간격이 늘어나는 방향으로 조절되면 권선 와이어(W3)를 보다 약하게 압박할 수 있게 된다. 이같은 가이드롤러(142)의 열 간격을 조절하여 압박 강도를 조절하는 것은 권선 와이어(W3)의 이송속도와 권선 와이어(W3)의 회전 강도, 휘려는 경향 정도 등을 고려하여 적절한 수준으로 이루어지면 된다. 여기서 상기 조절볼트(146)는 후단부에 헤드부가 각기둥 형태로 크게 형성되어 회전시키기 용이하도록 하며 수나사 형성된 몸체부는 진퇴동작이 이루어질 수 있도록 암나사 형성된 너트부재(148A)를 나사체결된 상태로 관통한 후 베이스 플레이트(141)에 선단부가 나사체결된다. 상기 조절볼트(146)가 안정적으로 지지될 수 있도록 상기 조절볼트(146)의 몸체부가 관통하여 지지되는 다수의 통공을 갖는 측면 지지부재(148B)가 베이스 플레이트(141)의 좌측단부와 후측단부를 따라 설치된다.

여기서 베이스블록(145)의 측면에는 상기 조절볼트(146)의 몸체부 선단부가 끼워진 형태로 나사체결되는 볼트공(145a)이 형성되고, 상면에는 가이드롤러(142)의 회전중심축(142a)이 끼워져 고정되는 끼움홀(145b)이 전후방향과 좌우방향으로 이격을 두고 4개 지점에 형성된다. 이같은 끼움홀(145b)의 형성으로 베이스블록(145)에 대한 가이드롤러(142)의 고정 위치를 간단히 선택 및 변경이 가능하다. 이로써 가이드롤러(142)의 전후방향 간격과 좌측 열 및 우측 열 위치를 상황에 맞춰 간단히 세팅할 수 있다.

또한, 상기 베이스블록(145)의 하면에는 베이스 플레이트(141)를 관통하여 하방 돌출되고 외주면에는 수나사 형성된 슬라이드 볼트(141a)가 더 구비되고, 상기 지지대의 하측에서 베이스블록(145)의 슬라이드 볼트(141a)에 나사체결되어 변위된 베이스블록(145)을 고정해주는 다수의 고정 디스크(147)가 더 구비된다. 이같은 고정 디스크(147)는 중앙에 암나사 형성된 홀에 의해 상기 슬라이드 볼트(141a)와 나사체결되며 베이스블록(145)의 하면에 노출된 상태로 위치하기 때문에 간편하게 조작할 수 있다는 장점이 있다. 이에 따라 베이스 플레이트(141)에는 베이스블록(145)의 슬라이드 볼트(141a)가 관통한 상태에서 좌우방향으로 이동 가능하도록 허용하는 다수의 좌우방향 슬라이드 장공(141a)이 형성된다.

한편, 상기 직선 보정기(140)는, 전후방향으로 긴 사각기둥 형상으로 형성되고 상기 베이스 플레이트(141)의 전단부에 고정된 지지블록(143)과 후단부에 고정된 지지블록(143)의 상단부에 걸쳐진 형태로 좌우에 한 쌍 설치된 밸런스바(148)를 더 구비한다. 이같은 밸런스바(148)는 직선 보정기(140)의 회전 시 베이스 플레이트(141) 및 고정 디스크(147)와 균형을 맞추면서 편심되었던 무게중심이 직선 보정기(140)의 회전축에 형성되도록 유도해준다. 이로써 직선 보정기(140)의 회전 시 고도차에 따른 회전 가감속을 일정하게 유지할 수 있게 되며 상기 직선 보정기(140)의 회전을 위해 필요한 회전동력을 줄일 수 있게 된다. 이에 따라 직선 보정기(140)에 회전동력을 제공하기 위해 설치되는 제2모터(M2)를 소형의 인버터 모터로 설치할 수 있다.

이같은 직선 보정기(140)를 전후하여 권선 와이어(W3)의 전방 이송을 가이드하는 이송롤러들을 구비한 가이드부재(160A,160B)가 각각 설치되는 것이 바람직하다. 이로써 직선 보정기(140)가 권선 와이어(W3)의 휘어지려는 경향을 바로잡는 과정에서 권선 와이어(W3)의 경로 이탈을 억제할 수 있으므로 직선 보정기(140)의 보정 작업을 보다 안정적으로 행할 수 있게 된다.

상기 리코일러(150)는 직선 보정기(140)를 경유하여 이송된 권선 와이어(W3)를 감아주는 역할을 한다. 이를 위해 상기 리코일러(150)는 회전하는 원형의 수평 회전판(151)과 상기 수평 회전판(151) 둘레부를 따라 원형의 궤적을 그리면서 이격 설치된 기둥 형상의 서포트(152) 다수개를 포함하여 이루어진다. 이로써 이송되어 온 권선 와이어(W3)를 리코일러(150)의 서포트(152) 외측으로 감을 수 있게 된다. 이처럼 권선 와이어(W3)를 수직방향으로 감는 일반적인 형태를 벗어나서 수평방향으로 감을 수 있도록 구성되면 와이어 소재가 텅스텐과 같이 무겁고 유연성이 떨어지는 소재인 경우 작업성을 개선할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110: 회전체 모듈 111: 회전플레이트
112a: 중심기어 112b: 위성기어
114: 제1보빈 118: 메인샤프트
120: 제2보빈 130: 가열수단
140: 직선 보정기 150: 리코일러

Claims (8)

1. 비철금속 소재로 이루어진 복수의 와이어를 엮어서 하나의 몸체를 갖는 권선 와이어로 만드는 비철금속 와이어 권선장치로서,
   본체 테이블;
   상기 본체 테이블 상측에서 전방을 향하여 길게 설치되며 동력을 제공받아 회전하는 메인샤프트;
   상기 메인샤프트를 동심축으로 결합되어 함께 회전하는 회전플레이트;
   상기 회전플레이트의 전면 둘레부를 따라 복수 설치되어 각각 와이어를 전방으로 공급하면서 상기 회전플레이트의 회전에 의해 상기 메인샤프트를 중심으로 공전하는 제1보빈;
   상기 회전플레이트의 후면에서 상기 회전플레이트의 전면에 설치된 제1보빈과 일대일로 결합되어 함께 자전하지 않도록 구속되는 복수의 위성기어;
   상기 회전플레이트의 전면 중앙부에서 상기 메인샤프트에 관통된 상태로 상기 메인샤프트 및 회전플레이트의 회전에 대해 정지된 상태를 유지하도록 설치되며, 상기 위성기어와 연결되어 상기 위성기어 및 제1보빈이 상기 회전플레이트의 회전에 따라 자전하지 않도록 구속하는 중심기어;
   상기 회전플레이트의 전방으로 이격된 지점에서 상기 메인샤프트를 동심축으로 결합되어 함께 회전하며 둘레부를 따라 복수의 와이어 관통공을 구비하여 상기 제1보빈으로부터 공급되는 와어어가 상기 관통공을 경유하여 이송되도록 안내하며 후방으로 갈수록 작은 크기의 것으로 순차 배치되어 복수의 와이어가 전방으로 이송될수록 점진적으로 모이면서 하나의 몸체로 엮이도록 유도하는 복수의 보조플레이트;
   상기 권선 와이어를 감아주는 리코일러; 및
   상기 메인샤프트의 전방으로 이격된 지점에 설치되어 상기 보조플레이트를 경유하는 권선 와이어가 휘지 않고 일직선상으로 이송할 수 있도록 좌우로 교번하여 설치된 다수의 가이드롤러가 좌측 열과 우측 열을 이루면서 권선 와이어를 사이에 두고 접촉하는 직선 보정기;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비철금속 와이어 권선장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중심기어는 복수의 종동기어 중 어느 하나와 제1벨트에 의해 연결되며, 상기 복수의 종동기어들은 제2벨트에 의해 서로 연결된 것을 특징으로 하는 비철금속 와이어 권선장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 메인샤프트는 중심부를 길이방향으로 관통하는 중심홀을 구비하고,
   상기 메인샤프트의 후방에는 상기 메인샤프트의 중심홀을 경유하도록 코어 와이어를 공급하는 제2보빈이 추가적으로 설치되어, 상기 제1보빈으로부터 공급되는 복수의 와이어가 상기 제2보빈으로부터 공급되는 코어 와이어를 중심으로 하여 엮이도록 한 것을 특징으로 하는 비철금속 와이어 권선장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 회전플레이트는 경량화를 위해 알루미늄을 소재로 구비되며,
   상기 본체 테이블의 상면에는 상기 회전플레이트와 보조플레이트의 하부 일부가 인입되도록 한 개구부가 형성되어 상기 메인샤프트, 상기 회전플레이트, 상기 보조플레이트, 상기 제1보빈, 상기 제2보빈, 상기 중심기어 및 상기 위성기어를 포함하는 회전체 모듈의 무게 중심을 낮출 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 비철금속 와이어 권선장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 메인샤프트는 후단부가 끝단으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추형으로 형성되고, 후단부의 경사진 외주면에는 와이어가 인입된 상태로 이송되도록 안내하는 복수의 가이드홈이 형성되며,
   상기 메인샤프트의 전단부 하측에는 상기 메인샤프트 후단부의 경사진 외주면을 따라 전방 이송되면서 서로 엮이기 직전의 와이어를 가열하여 와이어의 엮임이 원활하게 이루어지도록 유도하는 가열수단을 더 포함하며,
   상기 가열수단은 상기 메인샤프트의 후단부를 향해 가연성의 가스를 분사하는 가스토치와 상기 가스토치에서 분사되는 가스를 점화시켜주는 점화플러그로 이루어진 것을 특징으로 하는 비철금속 와이어 권선장치.
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