KR102600034B1 - 접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치 - Google Patents

접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 본체프레임(110), 전도성 금속선재(10)가 각각 권취된 복수의 보빈(120), 보빈(120)으로부터 집합기(140)로 금속선재(10)를 가이드하는 다수의 롤러로 이루어진 롤러부(130), 금속선재(10)를 집합시키고 꼬아서 집합 선재를 형성하는 집합기(140), 보빈(120)으로부터의 금속선재(10)의 단선 또는 인출완료를 감지하는 단선 감지부(150), 및 단선 감지부(150)로부터의 접점신호에 따라 집합기(140)를 구동하는 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여, 단선 감지부(150)에 의한 전류변화를 통해 금속선재(10)의 단선을 감지하는, 접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치를 개시한다.

Description

접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치{APPARATUS FOR FORMING ASSEMBLED CONDUCTIVE WIRE HAVING DETECTING SHORT OF WIRE BY CONTACT WAY}
본 발명은 금속선재를 가이드하는 롤러의 탄성적 회전을 통해 접점신호를 생성하여 보빈으로부터 인출되는 금속선재의 단선을 감지하는, 접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치에 관한 것이다.
통상, 전선의 경량화를 위해서, 선 직경 0.5㎜ 이하의 극세선의 전선이 요구되며, 극세선의 전선은 라우팅시의 충격 등에 의해 단선될 수가 있어, 고강도·고도전율을 가지면서 신장도도 양호하고, 자동차 등의 라우팅에 이용되는 전선 도체에 적절한 특성을 밸런스 좋게 구비한 구리 합금선의 개발이 이루어지고 있다.
이에 따라, 극세선이며, 고강도·고도전율을 가지면서, 신장도도 양호한 구리선, 구리 합금선이 개발되고 있으며, 이와 같은 구리선 또는 구리 합금선을 복수 개 꼬아 합쳐서 형성된 집합 도선으로 제조하는 방법이 개발되고 있다.
한편, 구리선 또는 구리 합금선의 금속선재가 감겨진 각 보빈으로부터, 롤러의 가이드에 의해, 집합기로 인입되는 과정에서, 예기치 않게 금속선재가 단선되거나, 어느 하나의 보빈으로부터 금속선재가 모두 인출된 경우, 이를 감지할 수 없어, 작업자가 전체 공정을 개별적으로 확인해야 되는데, 다수의 보빈으로부터 금속선재가 인출되어 적시에 파악하기 쉽지 않은 한계가 있다.
이에, 금속선재를 가이드하는 롤러의 탄성적 회전을 통해 접점신호를 생성하여 보빈으로부터 인출되는 금속선재의 단선을 감지하도록 할 수 있는 기술이 요구된다.
한국 공개특허공보 제10-2000-0027196호 (개선된 테이핑 시스템을 갖는 선재집합기, 2000.05.15) 한국 등록특허공보 제10-2464545호 (합금 연선 도체 제조방법, 2022.11.01)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 금속선재를 가이드하는 롤러의 탄성적 회전을 통해 접점신호를 생성하여 보빈으로부터 인출되는 금속선재의 단선을 감지하여서, 작업자의 감독없이도, 고장을 검출하도록 하고, 보빈의 교체시기를 식별하도록 할 수 있는, 접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명의 실시예는, 지면에 고정되는 지지프레임과, 상기 지지프레임으로부터 직립 형성되고 대향하는 한쌍의 수직프레임과, 상기 수직프레임 사이에 다단으로 이격 형성된 다수의 수평프레임으로 구성된, 본체프레임; 전도성 금속선재가 각각 권취되고, 상기 각 수평프레임별로 회전가능하게 결합된 복수의 보빈; 상기 보빈으로부터 수직방향으로 인출된 금속선재가 통과하도록 하는 제1롤러와, 상기 제1롤러의 전단에 형성되어 상기 제1롤러를 통과한 금속선재가 통과하도록 하는 제2롤러와, 상기 본체프레임의 최상단 수평프레임 상에 형성되어 상기 제2롤러를 통과한 금속선재가 통과하도록 하는, 제3롤러로 이루어진, 롤러부; 상기 각 제3롤러로부터의 금속선재를 집합시키고 꼬아서 집합 선재를 형성하는 집합기; 상기 최상단 수평프레임의 전단에 고정된 지지구와, 상기 지지구로부터 일정 높이로 연장 형성되어 대향하여 형성되고, 상단에 원통형상의 회전롤러가 회전하도록 결합된 한쌍의 가이드판과, 상기 가이드판으로부터 전방으로 연장되어 상기 제1롤러 및 상기 제2롤러가 회전하도록 지지하는 지지대와, 상기 회전롤러로부터 상기 제3롤러의 회전축에 결합되는 전도성 금속재질의 감지봉과, 상기 가이드판의 최상단에 가로질러 결합되고 상기 감지봉과의 접촉시에 접점신호를 생성하는 감지유닛과, 금속선재가 상기 제3롤러를 단선없이 통과하면 상기 감지봉을 전방으로 일정각도로 회전시키고, 상기 제3롤러를 통과하는 금속선재가 단선되면, 상기 감지봉을 상기 감지유닛을 향해 후방으로 탄성적으로 젖혀지도록 하는 탄성유닛으로 구성된, 단선 감지부; 및 상기 감지유닛으로부터 전송된 접점신호에 따라 상기 집합기를 구동하는 모터의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는, 접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치를 제공한다.
여기서, 상기 감지유닛은, 상기 가이드판의 사이에 결합되는 전도성 링과, 상기 전도성 링과 상기 각 가이드판 사이에 개재된 제1절연판과, 상기 가이드판의 외측에 결합된 제2절연판과, 상기 제1절연판으로부터 상기 전도성 링으로 관통하여 볼트체결되는 볼트와, 상기 볼트에 전기적으로 연결된 피복선으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 탄성유닛은 상기 회전롤러에 결합된 토션스프링일 수 있다.
또한, 상기 지지대는 상기 가이드판에 형성된 회전축을 기준으로 일정각도범위내에서 회전가능하도록 결합되고, 상기 지지구의 전면에 고정되어 상기 회전축으로 기준으로 회전하는 상기 지지대의 상하 진동을 흡수하는 제1충격흡수유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지대의 후단에 결합되어, 상기 회전축으로 기준으로 회전하는 상기 지지대의 상하 진동을 흡수하는 제2충격흡수유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2충격흡수유닛은, 상기 지지대의 후단에 가로질러 결합된 회전핀과, 해당 수평프레임에 고정되어 직립 형성되고 상기 회전핀을 관통하는 가이드핀과, 상기 회전핀의 상단과 상기 가이드핀의 스토퍼 사이에 결합된 코일 스프링으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 금속선재는 구리선일 수 있다.
본 발명에 의하면, 금속선재를 가이드하는 롤러의 탄성적 회전을 통해 접점신호를 생성하여 보빈으로부터 인출되는 금속선재의 단선을 감지하여서, 작업자의 감독없이도, 단선을 검출하도록 하고, 보빈의 교체시기를 식별하도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치를 각각 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치의 후면도를 예시한 것이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 단선 감지부를 분리 예시한 것이다.
도 6 및 도 7은 도 3의 단선 감지부의 동작을 각각 예시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 실시예에 의한 접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치는, 본체프레임(110), 전도성 금속선재(10)가 각각 권취된 복수의 보빈(120), 보빈(120)으로부터 집합기(140)로 금속선재(10)를 가이드하는 다수의 롤러로 이루어진 롤러부(130), 금속선재(10)를 집합시키고 꼬아서 집합 선재를 형성하는 집합기(140), 보빈(120)으로부터의 금속선재(10)의 단선 또는 인출완료를 감지하는 단선 감지부(150), 및 단선 감지부(150)로부터의 접점신호에 따라 집합기(140)를 구동하는 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여, 단선 감지부(150)에 의한 전류변화를 통해 금속선재(10)의 단선을 감지하는 것을 요지로 한다.
이하, 도면을 참조하여, 전술한 구성의 접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치를 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
우선, 본체프레임(110)은, 도 1 및 도 2를 참고하면, 지면에 고정되는 지지프레임(111)과, 지지프레임(111)으로부터 대향하여 이격되어 직립 형성된 한쌍의 수직프레임(112)과, 수직프레임(112) 사이에 다단으로 이격 형성된 다수의 수평프레임(113)으로 구성된다.
여기서, 도 3에서와 같이, 각 수평프레임(113)에는 2개 이상의 보빈(120)이 일정거리 이격되어 설치되고, 각 보빈(120)으로부터 롤러부(130)로 인출된 금속선재(10)가 상호 간섭되지 않도록 하는 여유공간을 형성하도록 각 보빈(120)이 상하 엇갈려 배치되도록 할 수 있다.
다음, 보빈(120)은, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 각 수평프레임(113)별로 복수로 구성되며, 각 보빈(120)에는 전도성 금속선재(10), 예컨대 구리선 또는 구리합금선이 각각 권취되고, 각 수평프레임(113)별로 회전가능하게 결합되어 상단의 롤러부(130)로 금속선재(10)가 각각 인출되도록 한다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이, 각 보빈(120)은 금속선재(10)가 상호 간섭되지 않도록 각 수평프레임(113)별로 상하 엇갈려 배치될 수 있다.
다음, 롤러부(130)는 보빈(120)으로부터 집합기(140)로 금속선재(10)를 가이드하는 구성으로서, 구체적으로, 도 4 및 도 5를 참고하면, 지지대(154)에 회전가능하도록 결합되어 보빈(120)으로부터 수직방향으로 인출된 금속선재(10)가 통과하도록 가이드하는 제1롤러(131)와, 지지대(154)에 회전가능하도록 결합되고, 제1롤러(131)의 전단에 형성되어 제1롤러(131)를 통과한 금속선재(10)가 통과하도록 가이드하는 제2롤러(132)와, 본체프레임(110)의 최상단 수평프레임(113) 상에 형성되어 제2롤러(132)를 통과한 금속선재(10)가 통과하도록 가이드하는, 제3롤러(133)로 이루어져, 보빈(120)으로부터 집합기(140)로 금속선재(10)를 투입하도록 할 수 있다.
다음, 집합기(140)는 각 제3롤러(133)로부터 각각 인출되는 금속선재(10)를 집합시키고 꼬아서 집합 선재를 형성하도록 한다.
다음, 단선 감지부(150)는, 보빈(120)으로부터 인출되는 금속선재(10)가 끊어져 단선되거나 보빈(120)으로부터 금속선재(10)가 모두 인출된 경우, 이를 감지하여 제어부로 단선에 해당하는 접점신호를 전송한다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 단선 감지부(150)는, 최상단 수평프레임(113)의 전단에 고정된 'ㄷ'로 절곡된 지지구(151)와, 지지구(151)로부터 일정 높이로 연장 형성되어 대향하여 형성되고, 상단에 원통형상의 회전롤러(152)가 회전하도록 대향하여 결합된 한쌍의 가이드판(153)과, 가이드판(153)으로부터 전방을 향해 수평방향으로 연장되어 제1롤러(131) 및 제2롤러(132)가 회전하도록 지지하는 지지대(154)와, 회전롤러(152)로부터 제3롤러(133)의 회전축(133a)에 결합되는 전도성 금속재질의 감지봉(155)과, 가이드판(153)의 최상단에 가로질러 결합되고 감지봉(155)과의 접촉시에 접점신호를 생성하는 감지유닛(156)과, 금속선재(10)가 제3롤러(133)를 단선없이 통과하면 감지봉(155)을 전방으로 일정각도로 회전시키고, 제3롤러(133)를 통과하는 금속선재(10)가 단선되면, 감지봉(155)을 감지유닛(156)을 향해 후방으로 탄성적으로 젖혀지도록 하는 탄성유닛으로 구성된다.
이와 같은 단선 감지부(150)의 구성을 통해, 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이, 제3롤러(133)를 통과하는 금속선재(10)가 존재하면, 도 7의 (a)에서와 같이, 집합기(140)로 인입되는 금속선재(10)의 가압에 의해 감지봉(155)은 집합기(140)를 향해 일정각도로 기울어지고, 도 7의 (b)에서와 같이, 보빈(120)으로부터 인출되는 금속선재(10)가 끊어지거나 모두 인출되면, 금속선재(10)에 의한 가압이 해제되어, 탄성유닛에 의해 감지유닛(156)을 향해 후방으로 젖혀지도록 회전하여 감지유닛(156)과 접촉하여 접점신호를 생성하도록 할 수 있다.
구체적으로, 감지유닛(156)은, 도 4에 확대 도시된 바와 같이, 가이드판(153)의 사이에 결합되는 전도성 링(156a)과, 전도성 링(156a)과 각 가이드판(153) 사이에 개재된 제1절연판(156b)과, 가이드판(153)의 외측에 결합된 제2절연판(156c)과, 제1절연판(156b)으로부터 전도성 링(156a)으로 관통하여 볼트체결되는 볼트(156d)와, 볼트(156d)에 전기적으로 연결된 피복선(156e)으로 구성될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 탄성유닛은 회전롤러(152)에 결합된 토션스프링일 수 있으며, 토션스프링에 의해 회전롤러(152)에 결합된 감지봉(155)을 전도성 링(156a)을 향해 탄성적으로 회전시키도록 할 수 있다.
또한, 도 4를 참고하면, 지지대(154)는 가이드판(153)에 형성된 회전축(153a)을 기준으로 일정각도범위내에서 회전가능하도록 결합되고, 지지구(151)의 전면에 고정되어 회전축(153a)으로 기준으로 회전하는 지지대(154)의 상하 진동을 흡수하는 제1충격흡수유닛(157)을 더 포함하여서, 금속선재(10)의 인장력에 따라 지지대(154)가 회전축(153a)을 기준으로 회전하고, 회전시 발생하는 과도한 진동을 제1충격흡수유닛(157)이 흡수하여서, 집합기(140)로 인입되는 금속선재(10)가 쉽게 단선되지 않도록 할 수 있다.
또한, 도 5를 참고하면, 지지대(154)의 후단에 결합되어, 회전축으로 기준으로 회전하는 지지대(154)의 상하 진동을 흡수하는 제2충격흡수유닛(158)을 더 포함하여서, 금속선재(10)의 인장력에 따라 지지대(154)가 회전축(153a)을 기준으로 회전하고, 회전시 발생하는 과도한 진동을 제2충격흡수유닛(158)이 추가적으로 흡수하여서, 집합기(140)로 인입되는 금속선재(10)가 쉽게 단선되지 않도록 할 수 있다.
예컨대, 도 5에 확대 도시된 바와 같이, 제2충격흡수유닛(158)은, 지지대(154)의 후단에 가로질러 결합된 회전핀(158a)과, 해당 수평프레임(113)에 고정되어 직립 형성되고 회전핀(158a)을 관통하는 가이드핀(158b)(도 2 참조)과, 회전핀(158a)의 상단과 가이드핀(158b)의 스토퍼(158b-1) 사이에 결합된 코일 스프링(158c)으로 구성되어서, 코일 스프링(158c)이 지지대(154)의 진동을 흡수하도록 할 수도 있다.
다음, 제어부(미도시)는 감지유닛(156)으로부터 전송된 접점신호에 따라 집합기(140)를 구동하는 모터의 구동을 제어하도록 하는데, 제어부가 접점신호를 수신하면 집합기(140)를 정지시켜서, 금속선재(10)의 단선문제를 해결하거나, 금속선재(10)가 모두 인출된 보빈(120)을 교체하도록 할 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치의 구성에 의해서, 금속선재를 가이드하는 롤러의 탄성적 회전을 통해 접점신호를 생성하여 보빈으로부터 인출되는 금속선재의 단선을 감지하여서, 작업자의 감독없이도, 단선을 검출하도록 하고, 보빈의 교체시기를 식별하도록 할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 본체프레임 111 : 지지프레임
112 : 수직프레임 113 : 수평프레임
120 : 보빈 130 : 롤러부
131 : 제1롤러 132 : 제2롤러
133 : 제3롤러 140 : 집합기
150 : 단선 감지부 151 : 지지구
152 : 회전롤러 153 : 가이드판
154 : 지지대 155 : 감지봉
156 : 감지유닛 157 : 제1충격흡수유닛
158 : 제2충격흡수유닛

Claims (7)

  1. 지면에 고정되는 지지프레임과, 상기 지지프레임으로부터 직립 형성되고 대향하는 한쌍의 수직프레임과, 상기 수직프레임 사이에 다단으로 이격 형성된 다수의 수평프레임으로 구성된, 본체프레임;
    전도성 금속선재가 각각 권취되고, 상기 각 수평프레임별로 회전가능하게 결합된 복수의 보빈;
    상기 보빈으로부터 수직방향으로 인출된 금속선재가 통과하도록 하는 제1롤러와, 상기 제1롤러의 전단에 형성되어 상기 제1롤러를 통과한 금속선재가 통과하도록 하는 제2롤러와, 상기 본체프레임의 최상단 수평프레임 상에 형성되어 상기 제2롤러를 통과한 금속선재가 통과하도록 하는, 제3롤러로 이루어진, 롤러부;
    상기 각 제3롤러로부터의 금속선재를 집합시키고 꼬아서 집합 선재를 형성하는 집합기;
    상기 최상단 수평프레임의 전단에 고정된 지지구와, 상기 지지구로부터 일정 높이로 연장 형성되어 대향하여 형성되고, 상단에 원통형상의 회전롤러가 회전하도록 결합된 한쌍의 가이드판과, 상기 가이드판으로부터 전방으로 연장되어 상기 제1롤러 및 상기 제2롤러가 회전하도록 지지하는 지지대와, 상기 회전롤러로부터 상기 제3롤러의 회전축에 결합되는 전도성 금속재질의 감지봉과, 상기 가이드판의 최상단에 가로질러 결합되고 상기 감지봉과의 접촉시에 접점신호를 생성하는 감지유닛과, 금속선재가 상기 제3롤러를 단선없이 통과하면 상기 감지봉을 전방으로 일정각도로 회전시키고, 상기 제3롤러를 통과하는 금속선재가 단선되면, 상기 감지봉을 상기 감지유닛을 향해 후방으로 탄성적으로 젖혀지도록 하는 탄성유닛으로 구성된, 단선 감지부; 및
    상기 감지유닛으로부터 전송된 접점신호에 따라 상기 집합기를 구동하는 모터의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는,
    접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지유닛은,
    상기 가이드판의 사이에 결합되는 전도성 링과, 상기 전도성 링과 상기 각 가이드판 사이에 개재된 제1절연판과, 상기 가이드판의 외측에 결합된 제2절연판과, 상기 제1절연판으로부터 상기 전도성 링으로 관통하여 볼트체결되는 볼트와, 상기 볼트에 전기적으로 연결된 피복선으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성유닛은 상기 회전롤러에 결합된 토션스프링인 것을 특징으로 하는,
    접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 가이드판에 형성된 회전축을 기준으로 일정각도범위내에서 회전가능하도록 결합되고,
    상기 지지구의 전면에 고정되어 상기 회전축으로 기준으로 회전하는 상기 지지대의 상하 진동을 흡수하는 제1충격흡수유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지대의 후단에 결합되어, 상기 회전축으로 기준으로 회전하는 상기 지지대의 상하 진동을 흡수하는 제2충격흡수유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2충격흡수유닛은, 상기 지지대의 후단에 가로질러 결합된 회전핀과, 해당 수평프레임에 고정되어 직립 형성되고 상기 회전핀을 관통하는 가이드핀과, 상기 회전핀의 상단과 상기 가이드핀의 스토퍼 사이에 결합된 코일 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속선재는 구리선인 것을 특징으로 하는,
    접점방식의 단선 검출 기능을 구비한 집합 도선 제조장치.
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