KR20220138573A - 와인딩 장치 및 이에 의해 제조된 안테나 코일 - Google Patents

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KR20220138573A
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Abstract

원 기둥 형상의 회전 지그의 옆면에 절개면을 형성하여 금속 와이어의 권취시 금속 와이어의 불필요한 회전을 방지하도록 한 와인딩 장치와, 적어도 하나의 직선 구간을 갖는 원형 루프 형상의 안테나 코일을 제시한다. 제시된 안테나 코일은 동일 평면 상에서 권취 축을 복수 회 권회하는 루프, 루프의 내주 영역에 배치된 제1 단부 및 루프의 외주 영역에 배치된 제2 단부를 포함하고, 루프는 원 형상으로 형성되어 직선 구간을 갖는다.

Description

와인딩 장치 및 이에 의해 제조된 안테나 코일{WINDING APPARATUS AND ANTENNA MANUFACTURED THEREBY}
본 발명은 근거리 통신, 무선 전력 송수신 등의 방사체로 사용되는 안테나 코일을 제조하는 와인딩 장치 및 이에 의해 제조된 안테나 코일에 관한 것이다.
안테나 코일은 근거리 통신 안테나, 무선 전력 전송 안테나, 무선 전력 수신 안테나 등에서 방사체로 사용된다. 안테나 코일은 주로 루프 형상으로 제작된다. 안테나 코일의 제작은 주로 수작업으로 진행되었으나, 불규칙하게 권선되거나 표면이 돌출되어 평탄화 등의 추가 공정을 진행해야 하는 문제점이 있었다.
이에, 최근에는 와인딩 장치(즉, 권선 장치 또는 권취 장치)를 통해 자동으로 코일을 권선하여 안테나 코일을 제조하고 있다.
한국등록특허 제10-1943558호
본 발명은 사정을 감안하여 제안된 것으로 원 기둥 형상의 회전 지그의 옆면에 절개면을 형성하여 금속 와이어의 권취시 금속 와이어의 불필요한 회전을 방지하도록 한 와인딩 장치와, 적어도 하나의 직선 구간을 갖는 원형 루프 형상의 안테나 코일을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 와인딩 장치는 회전 구동하여 금속 와이어를 권취하는 지그를 포함하고, 지그는 제1 밑면 및 제2 밑면과 절개면이 형성된 옆면을 갖는 원 기둥 형상으로 형성되고, 제1 밑면 및 제2 밑면과 직교하는 권취 축을 중심으로 회전하여 금속 와이어를 권취하는 회전 지그 및 회전 지그의 제1 밑면에 면접하여 배치되고, 회전 지그에 의해 권취되는 금속 와이어가 동일 평면 상에서 권취되도록 가이드하는 지지판을 포함한다.
금속 와이어는 회전 지그의 옆면을 복수 회 권회하여 루프 형상의 평면 코일을 형성할 수 있다.
절개면은 제1 밑면 및 제2 밑면과 직교하고, 회전 지그는 절개면에 의해 형성된 직선 구간을 갖을 수 있다. 이때, 직선 구간은 회전 지그의 제1 밑면 및 제2 밑면과 평행하고 권취 축을 지나는 가상의 직선과 평행한 구간일 수 있다.
회전 지그는 복수의 절개면이 형성되어 복수의 직선 구간을 갖을 수도 있다. 이때, 복수의 직선 구간은 회전 지그의 제1 밑면 및 제2 밑면과 평행하고 권취 축을 지나는 가상의 직선들 중에서 하나와 평행한 구간이고, 복수의 직선 구간은 서로 다른 가상의 직선과 평행할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 와인딩 장치에 의해 제조된 안테나 코일은 동일 평면 상에서 권취 축을 복수 회 권회하는 루프, 루프의 내주 영역에 배치된 제1 단부 및 루프의 외주 영역에 배치된 제2 단부를 포함하고, 루프는 원 형상으로 형성되어 직선 구간을 갖는다. 이때, 직선 구간은, 동일 평면과 평행하고 루프의 중심점을 지나는 가상의 직선과 루프가 평행하게 배치된 구간일 수 있다. 여기서, 루프는 동일 평면과 평행하고 루프의 중심점을 지나는 가상의 직선들 중에서 하나와 루프가 평행하게 배치된 복수의 직선 구간을 갖을 수도 있다.
본 발명에 의하면, 와인딩 장치는 회전 지그에 직선 구간을 형성함으로써, 금속 와이어를 균일하게 권취하여 불량율을 감소시키면서 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 와인딩 장치는 회전 지그에 직선 구간을 형성하여 금속 와이어의 불필요한 회전을 방지함으로써, 권취 공정시 금속 와이어가 불균일하게 권취되거나 평탄도가 저하되는 것을 방지하여 작업자의 작업 동선을 줄이고 불필요한 양산 소비시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 와인딩 장치는 금속 와이어가 균일하게 권선되어 평탄도가 유지되는 안테나 코일을 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 와인딩 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1의 지그를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 3의 회전 지그의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 3의 회전 지그의 변형 예를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 와인딩 장치에 의해 제조된 안테나 코일의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 와인딩 장치에 의해 제조된 안테나 코일의 변형 예를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 와인딩 장치는 와이어 공급 장치(100), 지그(200) 및 구동 장치(300)를 포함하여 구성된다.
와이어 공급 장치(100)는 금속 와이어(10)를 지그(200)로 공급한다. 와이어 공급 장치(100)는 보빈에 감겨진 상태의 금속 와이어(10)를 지그(200)로 공급한다. 이때, 와이어 공급 장치(100)는 별도의 구동원을 통해 금속 와이어(10)를 지그(200)로 공급할 수 있다. 와이어 공급 장치(100)는 지그(200)가 회전함에 따라 발생하는 장력에 의해 금속 와이어(10)를 지그(200)로 공급할 수도 있다.
지그(200)는 구동 장치(300)에 의해 회전하여 와이어 공급 장치(100)로부터 공급되는 금속 와이어(10)를 권취(winding)하여 루프 형상의 안테나 코일을 제조한다. 여기서, 안테나 코일은 평면과 직교하는 가상의 권취 축을 복수 회 권회하는 루프 형상의 평면 코일인 것을 일례로 한다.
도 3을 참조하면, 지그(200)는 회전 지그(220) 및 지지판(240)을 포함하여 구성된다. 여기서, 도 3 및 이하의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 용이하게 설명하기 위해서 회전 지그(220)의 제1 밑면에 배치된 지지판(240) 만을 포함하는 것으로 도시 및 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 금속 와이어(10)를 권취하는 과정에서 안테나 코일의 평활도를 유지하기 위해서 회전 지그(220)의 제2 밑면에 배치되어 지지판(240)과 마주하는 다른 지지판(240)을 더 포함하여 구성될 수도 있다.
회전 지그(220)는 구동 장치(300)에 의해 회전하며, 서로 마주하는 제1 밑면 및 제2 밑면과 옆면을 갖는 원기둥 형상으로 형성된다. 회전 지그(220)는 구동 장치(300)에 의해 회전하되, 회전 지그(220)의 제1 밑면 및 제2 밑면과 직교하는 가상의 회전축을 중심을 회전한다. 이때, 와이어 공급 장치(100)로부터 공급된 금속 와이어(10)는 회전 지그(220)가 회전함에 따라 회전 지그(220)를 중심축으로 하여 회전 지그(220)를 복수 회 권회하는 루프 형상의 안테나 코일(즉, 평면 코일)을 형성한다.
회전 지그(220)는 금속 와이어(10)의 두께보다 낮은 높이를 갖도록 구성되는 경우 금속 와이어(10)를 권취하는 과정에서 금속 와이어(10)가 풀어지거나 평활도가 낮아질 수 있다. 이에, 회전 지그(220)는 금속 와이어(10)의 두께 이상의 높이를 갖도록 구성된다.
도 4를 참조하면, 회전 지그(220)는 금속 와이어(10)의 단부를 고정 지지하는 고정부(222)를 포함하며, 고정부(222)는 끼움 구멍(223) 및 가이드 홈(224)을 포함하여 구성된다.
끼움 구멍(223)은 회전 지그(220)를 상면에서 바라봤을 때 회전 지그(220)의 내주에 배치된다. 끼움 구멍(223)은 회전 지그(220)의 제2 밑면의 일부를 제거하여 형성되며, 와이어 공급 장치(100)에서 공급되는 금속 와이어(10)의 단부를 고정 지지한다. 이때, 끼움 구멍(223)은 원형, 직사각형 등과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
가이드 홈(224)은 끼움 구멍(223)에 단부가 고정 지지된 금속 와이어(10)가 회전 지그(220)의 외부로 배출되는 경로를 가이드한다. 이를 위해, 가이드 홈(224)은 끼움 구멍(223)에서 회전 지그(220)의 외주까지 형성된다. 가이드 홈(224)은 끼움 구멍(223)에서 회전 지그(220)의 외주까지 연통되도록 형성된다.
회전 지그(220)가 원기둥 형상(즉, 회전 지그(220)의 상면에서 바라봤을 때 원 형상)으로 형성된 경우, 금속 와이어(10)를 권취하는 과정에서 금속 와이어(10)에 불필요한 회전이 발생하여 권취 균일도가 저하되거나, 안테나 코일의 평탄도가 저하될 수 있다.
이에, 본 발명의 실시 예에서는 회전 지그(220)의 옆면에 절개면(221)을 형성한다. 절개면(221)은 회전 지그(220)의 일부를 절개하여 형성된다. 다시 말해, 회전 지그(220)의 일부가 절개함에 따라 회전 지그(220)는 옆면에 절개면(221)이 형성된다.
회전 지그(220)를 상면에서 바라봤을 때를 기준으로, 절개면(221)은 원형의 회전 지그(220)의 일부에 직선 구간(A)을 형성한다. 여기서, 직선 구간(A)은 회전 지그(220)의 중심점을 지나는 가상의 직선과 절개면(221)이 평행한 구간으로 정의될 수 있다.
일례로, 절개면(221)은 회전 지그(220)의 제1 밑면 및 제2 밑면과 직교하는 방향으로 회전 지그(220)의 일부를 절개하여 형성된 사각형 형상이며, 회전 지그(220)에 직선 구간(A)을 형성한다. 이에, 금속 와이어(10)는 회전 지그(220)를 복수 회 권회함에 따라 직선 구간(A)을 갖는 루프 형상으로 권취된다.
이처럼, 와인딩 장치는 회전 지그(220)에 직선 구간(A)을 형성함으로써, 안테나 코일의 디자인 변경을 최소화하면서 금속 와이어(10)의 불필요한 회전을 방지할 수 있다.
또한, 와인딩 장치는 회전 지그(220)에 직선 구간(A)을 형성함으로써, 금속 와이어(10)를 균일하게 권취하면서 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 와인딩 장치는 회전 지그(220)에 직선 구간(A)을 형성하여 금속 와이어(10)의 불필요한 회전을 방지함으로써, 권취 공정시 금속 와이어(10)가 불균일하게 권취되거나 평탄도가 저하되는 것을 방지하여 작업자의 작업 동선을 줄이고 필요 없는 양산 소비시간 단축할 수 있다.
도 5를 참조하면, 회전 지그(220)는 복수의 절개면(221)이 형성되어, 복수의 직선 구간(A)이 형성될 수도 있다. 이에, 금속 와이어(10)는 회전 지그(220)를 복수 회 권회함에 따라 복수의 직선 구간(A)을 갖는 루프 형상으로 권취될 수 있다.
지지판(240)은 회전 지그(220)의 제1 밑면에 배치된다. 지지판(240)은 판상의 기재로 형성되어 회전 지그(220)의 제1 밑면에 배치된다. 여기서, 지지판(240)은 회전 지그(220)와 결합되어 회전 지그(220)와 함께 회전하도록 구성될 수도 있다.
지지판(240)은 회전 지그(220)의 회전에 의해 회전 지그(220)를 권회하는 금속 와이어(10)를 지지하여 금속 와이어(10)가 동일 평면 상에서 권취되도록 가이드한다. 다시 말해, 지지판(240)은 회전 지그(220)에 권취되는 금속 와이어(10)를 지지(가이드)함으로써 권취하는 과정에서 안테나 코일의 평활도(smoothness)가 유지되도록 한다.
구동 장치(300)는 지그(200)에 회전력을 가하여 지그(200)를 회전시킨다. 일례로, 구동 장치(300)는 모터로 구성되어 지그(200)를 회전시키는 것을 일례로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 와인딩 장치에 의해 제조된 안테나 코일(400)은 제1 단부(T1) 및 제2 단부(T2)를 갖는 루프 형상으로 형성된다. 이때, 안테나 코일(400)의 제1 단부(T1)는 루프의 내주 영역에 배치되고, 안테나 코일(400)의 제2 단부(T2)는 루프의 외주 영역에 배치된다.
안테나 코일(400)은 원형의 루프 형상으로 형성되되, 직선 구간(410)을 갖는다. 이때, 안테나 코일(400)은 안테나 코일(400)이 형성한 루프 형상의 중심점을 지나는 가상의 직선과 평행하게 배치된 직선 구간(410)을 갖는다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 안테나 코일(400)은 원형의 루프 형상으로 형성되되, 복수의 직선 구간(410)을 가질 수 있다. 이때, 안테나 코일(400)은 안테나 코일(400)이 형성한 루프 형상의 중심점을 지나는 가상의 직선들 중 하나와 평행하게 배치된 복수의 직선 구간(410)들을 갖는다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 와이어 공급 장치 200: 지그
220: 회전 지그 221: 절개면
222: 고정부 223: 끼움 구멍
224: 가이드 홈 240: 지지판
300: 구동 장치 400: 안테나 코일
410: 직선 구간

Claims (10)

  1. 회전 구동하여 금속 와이어를 권취하는 지그를 포함하고,
    상기 지그는,
    제1 밑면 및 제2 밑면과 절개면이 형성된 옆면을 갖는 원 기둥 형상으로 형성되고, 상기 제1 밑면 및 상기 제2 밑면과 직교하는 권취 축을 중심으로 회전하여 상기 금속 와이어를 권취하는 회전 지그; 및
    상기 회전 지그의 제1 밑면에 면접하여 배치되고, 상기 회전 지그에 의해 권취되는 상기 금속 와이어가 동일 평면 상에서 권취되도록 가이드하는 지지판을 포함하는 와인딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 와이어는 상기 회전 지그의 옆면을 복수 회 권회하여 원형 루프 형상의 평면 코일을 형성하는 와인딩 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절개면은 상기 제1 밑면 및 상기 제2 밑면과 직교하는 와인딩 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전 지그는 상기 절개면에 의해 형성된 직선 구간을 갖는 와인딩 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 직선 구간은,
    상기 회전 지그의 제1 밑면 및 제2 밑면과 평행하고 상기 권취 축을 지나는 가상의 직선과 평행한 구간인 와인딩 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회전 지그는 복수의 절개면이 형성되어 복수의 직선 구간을 갖는 와인딩 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 직선 구간은,
    상기 회전 지그의 제1 밑면 및 제2 밑면과 평행하고 상기 권취 축을 지나는 가상의 직선들 중에서 하나와 평행한 구간이고,
    상기 복수의 직선 구간은 서로 다른 가상의 직선과 평행한 와인딩 장치.
  8. 동일 평면 상에서 권취 축을 복수 회 권회하는 루프;
    상기 루프의 내주 영역에 배치된 제1 단부; 및
    상기 루프의 외주 영역에 배치된 제2 단부를 포함하고,
    상기 루프는 원 형상으로 형성되고, 직선 구간을 갖는 안테나 코일.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 직선 구간은,
    상기 동일 평면과 평행하고 상기 루프의 중심점을 지나는 가상의 직선과 상기 루프가 평행하게 배치된 구간인 안테나 코일.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 루프는,
    상기 동일 평면과 평행하고 상기 루프의 중심점을 지나는 가상의 직선들 중에서 하나와 상기 루프가 평행하게 배치된 복수의 직선 구간을 갖는 안테나 코일.
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