WO2021215643A1 - 에나멜 동선 탈피장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에나멜 동선(1)을 관통시키며 레이저 유닛(30)을 이용하여 소정 구간을 둘레방향을 따라 탈피하는 에나멜 동선 탈피장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 에나멜 동선(1)의 둘레방향을 따라 배치하는 레이저 유닛(30)을 방사 방향 및 둘레 방향으로 정밀하게 위치 변경할 수 있는 조사거리 조절수단(200) 및 조사방향 조절수단(100)을 구비하고, 에나멜 동선(1)의 관통 위치도 정밀하게 위치 변경할 수 있는 동선 위치 조절수단(400)과, 관통 중인 에나멜 동선(1) 중에 탈피할 구간을 변경할 수 있는 탈피구간 조절수단(300)과, 탈피 과정에서 발생하는 분진의 악영향을 방지하기 위한 집진모듈(20) 및 에어노즐(50)를 구비하여, 3대의 레이저 유닛(30)만을 장착하더라도, 탈피 품질 및 요구되는 규격을 만족하는 에나멜 동선(1)을 공급하도록 운용할 수 있는 에나멜 동선 탈피장치에 관한 것이다.

Description

에나멜 동선 탈피장치

본 발명은 에나멜 동선을 관통시키며 레이저 유닛을 이용하여 소정 구간을 둘레방향을 따라 탈피하는 에나멜 동선 탈피장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 레이저 유닛과 에나멜 동선 사이의 상대적 위치를 손쉽게 변경하여 에나멜 동선의 둘레방향 면을 균일한 두께로 탈피할 수 있도록 구조적으로 셋팅할 수 하고, 탈피에 따라 발생하는 분진을 원활하게 배출하며, 에나멜 동선의 탈피 구간도 변경 가능하게 한 에나멜 동선 탈피장치에 관한 것이다.

최근 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 수소연료전지 자동차 등의 친환경 자동차의 보급 정책이 강화되고 있는데, 이러한 자동차에서는 구동 동력원으로 모터를 사용한다. 이러한 모터의 출력 향상을 위해서 굵은 코일 세그먼트로 권선하고 코일 세그먼트의 단부를 용접하여 모터의 코일을 형성한다.

도 1은 대략 4각 단면을 갖는 동선(1a)에 절연 피복(1b)을 코팅한 에나멜 동선(1)의 사시도(a), 절연 피복(1b)을 부분 탈피한 에나멜 동선(1)의 사시도(b), 부분 탈피한 에나멜 동선(1)을 대략 'U'자형으로 절곡 성형하며 절연 피복(1b)을 탈피한 부분의 중간을 절단하여 제조한 코일 세그먼트(2)의 사시도(c), 및 에나멜 동선(1)으로 코일 세그먼트(2)를 제조하기 위한 코일 세그먼트 제조 시스템의 구성도(d)이다.

도 1을 참조하며 설명하면, 코일 세그먼트 제조 시스템은 보빈에 감긴 에나멜 동선(1)을 공급하는 에나멜 동선 공급장치(S1), 제조할 코일 세그먼트(2)의 길이 간격으로 절연 피복(1b)을 탈피하는 에나멜 동선 탈피장치(S2) 및 탈피한 에나멜 동선(1)을 대략 'U'자형으로 절곡 성형하며 절연 피복(1b)을 탈피한 부분의 중간을 절단하여 코일 세그먼트(2)를 제조하는 코일 세그먼트 성형장치(S3)를 포함한다. 물론, 일본 등록특허 제6342518호에 설명되어 있듯이 에나멜 동선을 느슨한 상태로 유지하는 버퍼 또는 복수의 롤러를 이용하여 에나멜 동선을 길이방향을 따라 곧게 펼쳐지게 하는 교정수단 등을 포함할 수도 있다.

이와 같이 각동선으로 이루어진 에나멜 동선(1)으로 제조한 코일 세그먼트(2)는 형상적 특징에 의해서 헤어핀(hairpin)이라 불리기도 하며, 절연 피복(1b)을 탈피한 부분(D)의 중간을 절단하여서 절연 피복(1a)를 탈피한 양 단부(2a)를 갖게 되므로, 모터의 고정자 코어 슬롯에 삽입한 후 코일 형성을 위한 용접 공정을 수행할 수 있다.

여기서 에나멜 동선 탈피장치(S2)는 둘레의 4방향 면을 고르게 탈피하기 위해서 4방향 면을 각각 탈피하기 위한 커터를 구비하게 구성할 수 있었으나, 유지 관리가 번거롭고, 동선(1a)까지 과도하게 탈피될 수도 있다.

이에, 4대의 레이저 유닛을 에나멜 동선의 둘레 방향을 따라 배치하여 에나멜 동선의 4방향 면을 동시에 탈피할 수 있으나, 이럴 경우 분진을 원활하게 배출하기 위한 구조를 갖추기 어렵고, 분진이 레이저 유닛으로 비산되는 문제도 발생하며, 많은 수의 레이저 유닛을 설치함에 따른 제조 비용적 부담도 발생한다.

여기서, 분진을 원활하게 배출하는 구조를 갖추면서 4방향 면을 균일 두께로 탈피하게 하려면, 적어도 3대의 레이저 유닛을 설치하는 것이 좋다.

그런데, 3대의 레이저 유닛을 사용하면 에나멜 동선의 모서리 방향을 향해 레이저를 조사하게 되어서, 레이저 유닛의 광학계를 컨트롤하는 것만으로는 에나멜 동선의 둘레방향 전체를 균일 두께로 탈피하는 데 어려움이 있었다.

더군다나, 모터의 출력에 따라 규격이 다른 에나멜 동선을 사용하게 되는데, 에나멜 동선의 규격에 맞춰 레이저 유닛의 광학계를 컨트롤하더라도 탈피 품질을 만족시키기 어려웠다.

또한, 모터의 출력에 따라 길이가 상이한 코일 세그먼트를 사용하게 되는데, 코일 세그먼트 성형장치(S3)와 연동하는 에나멜 동선 탈피장치(S2)를 필요 길이에 맞춰 구조 변경하기란 매우 어려웠다.

한편, 탈피할 에나멜 동선이 원통 형상인 경우에도, 3대의 레이저 유닛을 사용하는 것이 좋으나, 셋팅된 광학계를 갖는 3대의 레이저 유닛에서 방사되는 레이저의 강도 차이에 따른 편차, 장치의 조립 과정에서 발생하는 공차에 따른 편차, 에나멜 동선의 외경 차이에 따른 편창 등의 다양한 이유에 의해서 에나멜 동선을 둘레방향을 따라 균일한 두께로 탈피기하기 어렵기도 하였다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

(특허문헌 1) JP 6342518 B2 2018.05.25.

(특허문헌 2) JP 2019-103360 A 2019.06.24.

따라서, 본 발명은 에나멜 동선을 둘레방향을 따라 균일한 두께로 탈피할 수 있도록 에나멜 동선과 레이저 유닛 사이의 상대적 배치를 변경할 수 있게 하고, 배치의 변경을 위한 구조적 셋팅도 간편하게 하며, 탈피 부위도 가변할 수 있고, 레이저 유닛을 분진으로부터 안전하게 보호할 수 있는 에나멜 동선 탈피장치를 제공하는 데 목적을 둔다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 내부공간을 통과하는 에나멜 동선을 향해 기체를 내뿜으며 배기하고, 에나멜 동선을 중심으로 한 등각도 차이의 방사 방향에 각각 레이저 투광창(21)을 조성한 집진모듈(20); 레이저를 각각의 레이저 투광창(21)에 투과시켜 에나멜 동선에 조사되도록 집진모듈(20)의 둘레 방향을 따라 배치한 복수의 레이저 유닛(30); 및 복수의 레이저 유닛(30)에 의해 둘러싸이도록 집진모듈(20)을 지지하는 집진모듈 지지블록(40);을 포함하는 에나멜 동선 탈피장치에 있어서, 레이저 유닛(30)을 하나씩 탑재하여 에나멜 동선에 이르는 레이저 조사 거리를 개별적으로 조절하게 한 복수의 조사거리 조절수단(200); 및 조사거리 조절수단(200)을 하나씩 장착한 상태로 집진모듈(20)의 둘레 방향을 따라 개별적으로 회동 가능하게 하여, 각각 레이저 유닛(30)에서 에나멜 동선을 향해 조사되는 레이저의 조사 방향을 개별적으로 조절할 수 있게 한 복수의 조사방향 조절수단(100); 을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 조사방향 조절 수단(100)은 상기 집진모듈(20)을 통과한 에나멜 동선이 통과되도록 상기 집진모듈 지지블록(40)에 고정한 중공 서포트(110); 상기 레이저 유닛(30)이 탑재된 상기 조사거리 조절수단(200)이 하나씩 설치되는 부위와, 상기 중공 서포트(110)에 회전 가능하게 외삽되는 부위를 갖게 한 복수의 레이저 유닛 브라켓(120); 및 복수의 레이저 유닛 브라켓(120)을 개별적으로 회동 멈추게 하는 조입수단(130); 을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 조사거리 조절수단(200)은 상기 레이저 유닛(30)이 탑재된 상태로 신축하여 에나멜 동선과의 거리를 조절하기 위한 랩잭(210); 상기 랩잭(210)의 신축을 멈추게 하는 유동 방지수단(220); 을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 유닛(30)을 탑재한 조사거리 조절수단(200)을 상기 조사방향 조절수단(100)에 설치하고, 상기 조사방향 조절수단(100)을 상기 집진모듈 지지블록(40)에 고정하며, 상기 집진모듈 지지블록(40)을 에나멜 동선과 평행한 방향으로 이동시키기 위한 탈피구간 조절수단(300)을 더욱 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 투광창(21)은 상기 집진모듈(20)의 내부공간을 통과하는 에나멜 동선을 중심으로 120°각도 차이로 방사 방향에 조성되고, 3개의 레이저 유닛(30)이 상기 집진모듈(20)의 둘레방향을 따라 120°각도 차이이 배치된 후 상기 조상방향 조절수단(100)에 의해서 각도를 조절할 수 있게 되어 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 집진모듈(20)을 어느 하나의 레이저 유닛(30-1)을 향해 이동시키기 위한 집진모듈 위치 조절부(410)를 더욱 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 사각 단면 형상의 에나멜 동선(1)이 에나멜 동선(1)의 단면 형상으로 관통홀을 조성한 가이드관(60)을 상기 집진모듈(20)에 연이어 관통되게 하여, 에나멜 동선(1)의 둘레방향 4면 중에 어느 한 면이 집진모듈 위치 조절부(410)에 의한 상기 집진모듈(20)의 이동 방향을 향하게 하고, 상기 가이드관(60)을 집진모듈 위치 조절부(410)에 의한 상기 집진모듈(20)의 이동 방향을 향해 위치 조절할 가이드관 위치 조절부(420)를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 집진모듈(20)은 에나멜 동선(1)이 상기 집진모듈(20)을 관통하기 이전에 수평 방향의 회전축을 갖는 한쌍의 수평축 롤러(71)의 사이와 연직 방향의 회전축을 갖는 한쌍의 수직축 롤러(72) 사이를 연이어 통과시키게 하는 롤러블록(70)을 구비한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 롤러블록(70)은 한쌍의 상기 수평축 롤러(71)를 개별적으로 연직 방향으로 위치 이동시키고, 한쌍의 상기 수직축 롤러(72)를 개별적으로 수평 방향으로 위치 이동시킬 롤러 위치 조절부(430, 440)를 구비한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 유닛(30)에서 레이저를 방사하는 헤드(31)에는 헤드(31)의 단부에 외삽하고도 남는 부위의 내주면에 둘레방향을 따라 조성되며 헤드(31)와 반대되는 방향으로 확관되게 조성되는 배기 포트(53); 및 배기 포트(53)의 외곽측에 둘레방향을 따라 조성되어 외부에서 기체를 주입하게 한 공간으로서, 급기 공간(52)에 둘레방향을 따라 연속적으로 연통되게 한 급기 공간(52);을 포함한 에어노즐(50)가 장착된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 에나멜 동선을 향한 레이저 조사 방향 및 조사 거리를 개별적으로 조절하고, 레이저 유닛에 대한 에나멜 동선의 상대적 위치도 변경하여, 에나멜 동선을 둘레방향을 따라 균일 두께로 탈피할 수 있도록 장치 내의 구성 배치를 셋팅할 수 있고, 에나멜 동선의 규격에 맞춰 셋팅하는 작업도 수월하며, 각동의 탈피 과정에서 발생하는 분진을 원활하게 배출하고, 레이저 유닛을 향해 비산되지 않게 하여, 내부 청소 없이 장시간 연속 운전할 수도 있으며, 이에 더하여, 코일 세그먼트의 길이에 맞춰 에나멜 동선의 탈피 부위를 변경할 수 있어서, 3대의 레이저 유닛만을 구비하더라도, 코일 세그먼트 성형장치의 전단에서 탈피 품질 및 요구되는 규격을 만족하는 에나멜 동선을 공급하도록 운용할 수 있다.

도 1은 탈피 전후의 에나멜 동선(1)의 사시도(a,b)와, 탈피한 에나멜 동선(1)을 절곡 절단하여 생성한 코일 세그먼트(2)의 사시도(c) 및 코일 세그먼트 제조 시스템의 구성도(d).

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에나멜 동선 탈피장치의 사시도.

도 3은 하우징(10)의 내부에 설치한 구성을 보여주는 사시도.

도 4는 집진모듈 지지블록(40)에 설치된 구성만 확대한 사시도.

도 5는 레이저 유닛(30 : 30-1,30-2,30-3)을 집진모듈 지지블록(40)에 설치하는 결합 사시도.

도 6은 도 5에 따른 결합 이후 집진모듈(20)을 집진모듈 지지블록(40)에 설치하는 결합 사시도.

도 7은 롤러블록(70)을 설치한 집진모듈(20)의 부분 분해 사시도(a) 및 롤러블록(70)의 결합 사시도.

도 8은 가이드관(60)의 높이 조절을 위한 가이드관 위치 조절부(420)를 보여주는 도면.

도 9는 집진모듈(20)에 설치한 급기 모듈(23)의 투시 사시도(a) 및 단면도(b).

도 10은 레이저 모듈(30)의 헤드(31)에 설치한 에어노즐(50)의 사시도(a) 및 단면도(b).

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

도 2에 도시한 사시도를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에나멜 동선 탈피장치는 에나멜 동선(1)이 하우징(10)의 상호 대향하는 측면에 조성한 관통홀(11)을 통해 하우징(10)의 내부공간을 통과하게 한다.

본 발명의 실시 예를 설명하기 위해 첨부한 도면에서 에나멜 동선(1)은 사각 단면을 갖는 가늘고 긴 사각봉 형태의 각동선이다. 하지만, 에나멜 동선 탈피장치는 후술하는 가이드관(60)을 원통 형상의 관통홀을 구비한 것으로 교체하여서 원통 형상의 에나멜 동선(1)을 탈피하기 위한 장치로도 사용될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시한 하우징(10) 내부 구성의 사시도를 참조하면, 하우징(10)의 내부공간에서는 집진모듈 지지블록(40)에 지지하여 내부공간의 바닥면보다 소정 높이에 위치하게 한 집진모듈(20)을 에나멜 동선(1)이 관통하게 하고, 집진모듈(20)의 둘레방향을 따라 배치한 레이저 유닛(30)이 집진모듈(20)을 향해 레이저를 조사하게 한다. 그리고, 에나멜 동선(1)이 집진모듈(20)을 관통하기 직전에 롤러블록(70)에 의해 가이드되게 하고 집진모듈(20)을 관통한 직후에 가이드관(60)에 의해 가이드되게 하여서, 집진모듈(20)을 안정된 자세로 관통하게 한다.

또한, 집진모듈 지지블록(40)은 레이저 유닛(30 : 30-1, 30-2, 30-3)이 집진모듈(20)과 함께 설치된 상태에서, 에나멜 동선(1)과 평행 이동하도록 탈피구간 조절수단(300)에 의해 슬라이딩 이동할 수 있게 한다. 이에, 하우징(10)을 관통하는 에나멜 동선(1)에서 탈피되는 길이방향 범위를 조절할 수 있다.

도 5에 도시한 결합 사시도를 참조하면, 각각의 레이저 유닛(30)에서 조사한 레이저는 집진모듈(20)의 내부공간을 통과하는 에나멜 동선(1)의 절연 피복을 탈피하되, 조사방향 조절수단(100) 및 조사거리 조절수단(200)에 의해서 각각의 레이저 유닛(30 : 30-1, 30-2, 30-3)에 의해 탈피되는 둘레방향 범위와, 에나멜 동선(1)에 조사되는 레이저의 초점 거리를 조절할 수 있게 한다.

본 발명의 구체적인 실시 예에 따르면, 에나멜 동선(1)의 둘레방향을 따라 대략 120°각도 차이의 방사 방향에 상기 레이저 유닛(30)을 설치하므로, 상기 레이저 유닛(30)은 3개가 설치된다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 집진모듈 위치 조절부(410), 가이드관 위치 조절부(420) 및 롤러 위치 조절부(430, 440)을 포함한 동선 위치 조절수단(400)을 구비한다. 즉, 도 6에 도시한 집진모듈(20)의 장착 구조를 살펴보면, 상기 집진모듈(20)을 어느 하나의 레이저 유닛(30-1)을 향해 위치 이동시킬 수 있는 집진모듈 위치 조절부(410)을 구비한다. 또한, 도 8에 도시한 가이드관(60)의 장착 구조를 살펴보면, 집진모듈(20)의 위치 이동에 맞춰 가이드관(60)을 위치 이동시킬 수 있는 가이드관 위치 조절부(420)를 구비한다. 또한, 도 7에 도시한 집진모듈(20)의 부분 분해사시도 및 롤러블록(70)의 분해사시도를 살펴보면, 집진모듈(20)을 관통시킬 에나멜 동선(1)의 관통 위치를 정교하게 위치 교정할 수 잇는 롤러 위치 조절부(430, 440)를 구비한다.

여기서, 탈피할 에나멜 동선(1)은 사각 단면 형상의 각동선이므로, 3개의 레이저 유닛(30) 중에 어느 하나의 레이저 유닛(30-1)은 에나멜 동선(1)의 평평한 어느 한 면의 법선에 배치되어 에나멜 동선(1)의 평면 방향을 조사하는 것이고, 나머지 두개의 레이저 유닛(30-2, 30-3)은 에나멜 동선(1)의 모서리를 향하는 방향에서 레이저를 조사하게 한다. 그리고, 모서리 방향의 레이저 유닛(30-2, 30-3)에 의한 탈피 두께를 가능하면 고르게 하기 위해서, 동선 위치 조절수단(400)는 에나멜 동선(1)을 평면 방향 레이저 유닛(30-1)을 향해 이동할 수 있게 한다.

각 구성요소들에 대해서 도면을 참조하며 보다 상세하게 설명한다.

상기 집진모듈(20)은 도 7의 부분 분해 사시도로 도시한 바와 같이 전후 몇 및 둘레방향 면으로 에워싼 내부공간이 마련되어 있고, 단면적이 상이한 다양한 종류의 에나멜 동선(1)을 관통시킬 수 있는 관통홀(22)을 전후면에 각각 구비하여 에나멜 동선(1)이 내부공간을 통과되게 하고, 통과하는 에나멜 동선(1)의 둘레방향을 120°의 등각도로 나누는 구획선 방향에 레이저 투광창(21)을 조성하여, 120° 차이 나는 방향에서 각각 상기 레이저 투광창(21 : 21-1, 21-2, 21-3)을 통해 레이저를 조사함으로써 에나멜 동선(1)을 둘레방향을 따라 탈피할 수 있게 한다.

그리고, 상기 집진모듈(20)은 3개의 레이저 투광창(21 : 21-1, 21-2, 21-3) 중에 어느 하나의 레이저 투광창(21-1)의 양측에는 에나멜 동선(1)을 향해 기체를 내뿜는 급기모듈(23)이 구비되고, 나머지 두개의 레이저 투광창(21-2, 21-3)의 사이, 즉, 배기 포트(25)를 양측에 나란하게 조성한 어느 하나의 레이저 투광창(21-1)과 마주하는 방향에 배기구(24)를 구비하여, 내부공간에 뿜어진 후 배기관으로 배출되는 기체의 풍압으로 탈피에 의해 발생하는 분진을 배출할 수 있다.

여기서, 상기 레이저 투광창(21 : 21-1,21-2,21-3)은 상기 레이저 유닛(30 : 30-1,30-2,30-3)에서 에나멜 동선(1)의 길이방향을 따라 소정 길이로 스캔하며 방사하는 레이저를 투과시키기 위한 구멍이므로, 에나멜 동선(1)과 평행한 방향을 따라 길게 조성된다.

그리고, 상기 급기모듈(23)은 도 9에 도시한 바와 같이 레이저 투광창(21-1)과 평행한 방향을 따라 조성한 급기 공간(23b), 외부에서 급기 공간(23b)에 공기 주입하기 위한 급기 포트(23), 급기 공간(23b) 내에서 에나멜 동선(1)을 투시할 수 있는 배기 포트(23c)를 구비한다. 여기서, 배기 포트(23c)는 급기 공간(24)의 길이방향을 따라 길게 조성하여서, 에나멜 동선(1) 중에 길이 방향을 따라 레이저 스캔하며 탈피하는 부위에 고른 풍압의 공기를 뿜어줄 수 있다.

상기 집진모듈(20)은 중공 서포트(110)와 반대되는 방향에서 에나멜 동선(1)이 관통홀(22)에 통과하기 직전에 통과되게 할 롤러블록(70)을 구비한다.

상기 롤러블록(70)에는 수평 방향의 회전축을 갖는 한쌍의 수평축 롤러(71)가 상호 이격되게 설치되고, 연직 방향의 회전축을 갖는 한쌍의 수직축 롤러(72)가 상호 이격되게 설치되어, 에나멜 동선(1)이 한쌍의 수평축 롤러(71)의 사이와 한쌍의 수직축 롤러(72)의 사이를 연달아 통과한 후 집진모듈(20)을 관통하게 한다. 이에, 에나멜 동선(1)이 상기 집진모듈(20)을 향해 송급하는 과정에서 요동치더라도, 상기 집진모듈(20)을 관통하는 중에 정위치로 안정화할 수 있다.

그리고, 한쌍의 수평축 롤러(71)와 한쌍의 수직축 롤러(72)는 롤러 위치 조절부(430, 440)에 의해서 위치 이동시킬 수 있게 하였다. 이를 위해서, 각각의 수평축 롤러(71) 및 수직축 롤러(72)의 축을 고정하는 축 고정블록(71a, 72a)을 고정하기 위한 브라켓(71b, 72b)을 마련하고, 축 고정블록(71a, 72a) 및 브라켓(71b, 72b) 중에 어느 하나에는 위치 이동시킬 방향을 따라 일정 간격으로 나사홈(432, 442)을 조성하고 다른 하나에는 나사홈(432)과 마주하는 직선형 관통홀(431, 441)을 조성하고, 볼트(433, 443)을 직선형 관통홀(431, 441)을 통해 나사홈(432, 442)에 나사체결하게 하였다.

이와 같이 롤러 위치 조절부(430, 440)를 구비함으로써, 관통시킬 에나멜 동선(1)의 연직 방향 폭 및 수평 방향 폭에 맞춰 한쌍의 수평축 롤러(71) 사이의 폭과 한쌍의 수직축 롤러(72) 사이의 폭을 조절할 수 있고, 한쌍의 수평축 롤러(71)을 동시에 동일 방향으로 위치 이동시키거나 또는 한쌍의 수직축 롤러(72)를 동시에 동일 방향으로 위치 이동시켜서 에나멜 동선(1)의 관통 방향을 정교하게 교정할 수 있다.

상기 집진모듈 지지블록(40)은 도 5에서 확인할 수 있듯이, 베이스판(41)의 상면에 세운 지지대(42)에 브라켓(43)을 설치하여 브라켓(43)에 상기 집진모듈(20)을 장착하게 한다. 이에, 상기 집진모듈(20)을 3개의 레이저 유닛(30)에 의해 둘러싸이도록 하부에서 지지할 수 있다. 물론, 하우징(10)의 관통홀(11)은 다양한 크기의 에나멜 동선(1)을 통과하도록 여유 있는 크기를 갖게 하고, 상기 집진모듈(20)은 하우징(10)의 전후면 관통홀(11)을 잇는 선상에 상기 집진모듈(20)의 전후면 관통홀(22)이 놓이도록 상기 집진모듈 지지블록(40)에 설치된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 조사방향 조절수단(100), 조사거리 조절수단(200), 동선 위치 조절수단(400) 및 레이저 유닛(30 : 30-1, 30-2, 30-3)이 설치되고, 상기 탈비구간 조절수단(300)에 의해서 관통하는 에나멜 동선(1)과 평행한 방향으로 이동할 수 있다.

상기 조사방향 조절수단(100)은 도 5에 도시한 바와 같이 에나멜 동선(1)의 관통 방향을 따라 상기 집진모듈(20)과 마주하도록 상기 집진모듈 지지블록(40)에 고정하여 에나멜 동선(1)이 집진모듈(20)에 이어 연달아 통과하도록 한 중공 서포트(110), 복수의 상기 레이저 유닛(30)에 대해 개별적으로 마련되며, 레이저 유닛(21)을 하나씩 탑재한 조사거리 조절수단(200)을 고정 설치할 탑재 부위(122)를 갖춘 레이저 유닛 브라켓(120), 및 레이저 유닛 브라켓(120)을 개별적으로 회동 멈추게 할 조임수단(130)을 포함한다.

물론, 상기 레이저 유닛 브라켓(120)의 탑재 부위(122)는 고정 설치한 조사거리 조절수단(200)에 탑재하는 상기 레이저 유닛(30)이 레이저 투광창(21)을 통해 집진모듈(20) 내부공간의 에나멜 동선(1)을 향해 레이저를 조사할 수 있는 위치에 놓이도록 구성된다. 이를 위해서, 외삽 부위(121)는 방사 방향으로 연장된 판상 부위에 탑재 부위(122)를 이어지게 한 구조를 갖게 하였다.

그리고, 3개의 레이저 유닛 브라켓(120)에 각각 하나씩 설치된 레이저 유닛(30)이 집진모듈(20)의 둘레방향을 따라 대략 120°각도 차이로 배치되게 한 상태에서 상기 조임수단(130)을 이용하여 소정 범위 내에서 각도 조절한 후 배치를 확정할 수 있게 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 조임수단(130)은 상기 중공 서포트(110)를 중심으로 하며 외삽부위(121)에 조성한 원호형 관통홀(131), 원호형 관통홀(131)과 마주하도록 집진모듈 지지블록(40)에 돌출시키며 복수의 나사홈(133)을 원호형 관통홀(131)을 따라 조성하여 둔 고정블록(132), 및 나사홈(133)에 나사체결되며 볼트머리로 외삽 부위(121)을 압착하게 하여 고정블록(132)에 밀착시키게 하는 볼트(134)를 포함하여 구성되어서, 레이저 유닛 브라켓(120)를 회전시켜 각도를 조절한 후 볼트(134)를 나사홈(133)에 체결하여 조절한 각도를 유지할 수 있게 한다. 물론, 상기 조임수단(130)은 3개의 레이저 유닛 브라켓(120)에 각각 하나씩 마련되어 있다.

상기 조사거리 조절수단(200)은 레이저 투광창(21)을 통해 에나멜 동선(1)을 투시하는 방향을 따라 신장 및 신축할 수 있는 구성으로서 레이저 유닛 브라켓(120)의 탑재 부위(122)에 고정된 면과 레이저 유닛(30)이 탑재된 면 사이의 간격을 조절하여 레이저 유닛(30)과 에나멜 동선(1) 사이의 거리를 조절하는 랩잭(210), 및 거리 조절한 상태에서 랩잭(210)이 더이상 신축하지 않게 하여 조절한 거리를 유지하게 하는 유동 방지수단(220)을 포함한다.

상기 랩잭(210)은 서포트잭으로도 불리는 공지의 구성이므로 상세 설명은 생략한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유동 방지수단(220)은 랩잭(210)의 탑재 면에 고정되어 신축에 따라 이동하는 판재(221)에 신축 방향의 직선형 관통홀(222)을 조성하고, 랩잭(210)의 신축 길이를 조절한 후 직선형 관통홀(222)에 관통하는 볼트(224)을 레이저 유닛 브라켓(120)의 탑재 부위(122)에 조성한 나사홈(223)에 나사체결하게 구성하였다.

이와 같이 에나멜 동선(1)이 관통하는 집진모듈(20)의 둘레 방향을 따라 등각도로 배치한 3개의 조사방향 조절수단(100)에 각각 하나씩 조사거리 조절수단(200)를 탑재하고, 각각의 조사거리 조절수단(200)에 하나씩 레이저 유닛(30)를 탑재한다. 이에, 3개의 레이저 유닛(30)에서 각각 에나멜 동선(1)을 향해 조사하는 레이저에 대해 중공 서포트(110)를 회전축으로 하여 조사 방향을 개별적으로 조절할 수 있고, 조사 거리도 개별적으로 조절할 수 있다.

상기 가이드관(60)은 상기 집진모듈(20)을 관통한 에나멜 동선(1)이 연달아 관통하게 하도록 상기 집진모듈(20)과 함께 집진모듈 지지블록(40)에 설치되며, 에나멜 동선(1)의 단면 형상으로 관통홀이 조성되어 있어, 관통홀을 통과하는 에나멜 동선(1)이 요동치지 아니하도록 안정화한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 에나멜 동선(1)이 각동선이므로, 3개의 레이저 유닛(30 : 30-1, 30-2, 30-3)으로 에나멜 동선(1)의 둘레 방향의 평평한 4면을 모두 탈피하되, 어느 하나의 레이저 유닛(30-1)은 평평한 어느 한면의 법선 상에서 에나멜 동선(1)의 평평한 면을 향해 조사하게 하여서 조사한 평평한 면과 그 평평한 면에 이어지는 모서리까지 탈피할 수 있게 한다. 이에, 나머지 2개의 레이저 유닛(30-2, 30-3)은 에나멜 동선(1)의 모서리를 향해 조사하게 되어서, 나머지 평평한 면과 나머지 모서리의 탈피하게 된다.

이를 위해서, 상기 가이드관(60)의 관통홀은 사각 단면 형상을 갖는다. 그리고, 상기 가이드관(60)은 에나멜 동선(1)의 둘레방향 4면 중에 어느 한 면이 3개의 레이저 유닛(30 : 30-1,30-2,30-3) 중에 어느 하나의 레이저 유닛(30-1)을 향하도록 설치된다. 여기서, 어느 하나의 레이저 유닛(30-1)은 집진모듈 위치 조절부(410)에 의한 상기 집진모듈(20)의 이동 방향에 배치하는 레이저 유닛이다.

즉, 상기 가이드관(60)은 에나멜 동선(1)의 단면 형상을 갖도록 4각 단면의 관통홀을 구비하고, 관통홀을 평평한 어느 한 면이 에나멜 동선(1)을 이동시킬 방향을 향하도록 상기 중공 서포트(110)를 관통하게 설치하여서, 에나멜 동선(1)이 집진모듈(20)에 이어 연속적으로 관통되게 한다. 이에, 상기 집진모듈(20)을 관통하는 에나멜 동선(1)은 상기 집진모듈(20)을 이동시킬 방향의 면이 평평한 면으로 되게 한다.

또한, 상기 가이드관(60)은 도 8에 도시한 바와 같이 가이드관 위치 조절부(420)를 이용하여 상기 집진모듈(20)의 이동 방향을 따라 이동시킬 수 있게 하였다. 가이드관 위치 조절부(420)를 위해서, 이동시킬 방향의 직선형 관통홀(421)을 구비한 브라켓에 가이드관(60)을 고정하고, 직선형 관통홀(421)과 마주하는 나사홈(422)을 집진모듈 지지블록의 지지대(42)에 조성하여, 가이드관(60)을 이동시킨 상태에서, 볼트(423)를 직선형 관통홀(431)을 통해 나사홈(432)에 나사체결하게 하게 하였다.

그리고, 집진모듈 위치 조절부(410)는 도 6에 도시한 바와 같이 집진모듈(20)을 집진모듈 지지블록(40)에 고정하기 구조에 형성된다.

즉, 상기 집진모듈 위치 조절부(410)는 집진모듈(20)을 상기에서 언급한 어느 하나의 레이저 유닛(30-1)을 향해 위치 변경하며 집진모듈 지지블록(40)의 브라켓(43)에 설치할 수 있게 하는 구성이며, 이를 위해서, 상호 고정한 집진모듈(20) 및 브라켓(43)의 부위 중에 어느 하나에 직선형 관통홀(411)을 조성하고, 다른 하나에 나사홈(413)을 조성하여서, 집진모듈(20)을 위치 이동한 상태에서 볼트(413)를 직선형 관통홀(411)을 통해 나사홈(413)에 나사체결하게 하였다.

그리고, 탈피할 에나멜 동선(1)은 집진모듈 위치 조절부(410), 가이드관 위치 조절부(420) 및 롤러 위치 조절부(430, 440)를 이용하여 위치 교정할 수 있다.

이와 같이, 집진모듈(20), 레이저 유닛(30), 조사거리 조절수단(200) 및 조사방향 조절수단(100)을 탑재한 집진모듈 지지블록(40)은 도 3에 도시한 바와 같이 탈피구간 조절수단(300)에 의해서 위치 이동시킬 수 있다.

상기 탈피구간 조절수단(300)은 에나멜 동선(1)과 평행한 방향을 따라 설치하여 올려놓은 집진모듈 지지블록(40)을 에나멜 동선(1)과 평행한 방향을 따라 위치 이동시킬 수 있게 한 직교로봇(310)과, 직교로봇(310)의 양단 측에 각각 연직방향으로 세운 수직 프레임(320)과, 수직 프레임(320)에 지지되며 집진모듈 지지블록(40)의 지지대(42)를 관통하여 지지대(42)의 위치 이동을 안정적으로 가이드하는 슬라이드 샤프트(330)를 포함한다.

이에 따라, 하우징(10) 내부공간을 관통 중인 에나멜 동선(1) 부위 중에 탈피할 부위를 상기 탈피구간 조절수단(300)으로 변경할 수 있다.

상기 레이저 유닛(30)에서 레이저가 방사되는 헤드(31)에는 에어노즐(50)이 장착되어서, 에나멜 동선(1)에서 탈피되어 발생하는 분진이 헤드(31)로 유입되지 아니하게 한다.

도 10을 참조하면, 상기 에어노즐(50)은 헤드(31)의 단부에 외삽하고도 남는 부위를 갖는 중공관 형태의 노즐로서, 중공 내부를 가로지르는 방향을 기체를 뿜어주는 주입구(54)와, 내주면을 따라 조성되어 중공 내부의 중심을 향해 동시에 기체를 뿜어주는 배기 포트(53)를 구비한다. 배기 포트(53)의 외곽측에 둘레방향을 따라 조성한 급기 공간(52)에 둘레방향을 따라 연속적으로 연통되게 하고, 급기 공간(52)에는 급기 포트(51)를 통해 기체를 주입하게 하였다.

여기서, 배기 포트(53)는 주입구(54)보다 헤드(31)로부터 먼 거리에 조성하고, 헤드(31)와 반대되는 방향으로 확관되게 조성하여서, 주입구(54)에 의한 기체의 배기는 원활하게 하고, 중공 내부에서의 와류 발생은 억제한다.

[부호의 설명]

1 : 에나멜 동선 1a : 동선 1b : 절연 피복

2 : 코일 세그먼트 2a : 단부

10 : 하우징 11 : 관통홀

20 : 집진모듈

21,21-1,21-2,21-3 : 레이저 투광창 22 : 관통홀

23 : 급기모듈 23a : 급기 포트 23b : 급기 공간

23c : 배기 포트 24 : 배기구

30,30-1,30-2,30-3 : 레이저 유닛 31 : 헤드

40 : 집진모듈 지지블록

41 : 베이스판 42 : 지지대 43 : 브라켓

50 : 에어노즐

51 : 급기 포트 52 : 급기 공간 53 : 배기 포트

54 : 주입구

60 : 가이드관

70 : 롤러블록 71 : 수평축 롤러 72 : 수직축 롤러

100 : 조사방향 조절수단

110 : 중공 서포트 120 : 레이저 유닛 브라켓

121 : 외삽 부위 122 : 탑재 부위 130 : 조임수단

200 : 조사거리 조절수단

210 : 랩잭 220 : 유동 방지수단

300 : 탈피구간 조절수단

310 : 직교로봇 320 : 수직 프레임 330 : 슬라이드 샤프트

400 : 동선 위치 조절수단

410 : 집진모듈 위치 조절부

420 : 가이드관 위치 조절부

430, 440 : 롤러 위치 조절부

Claims (10)

1. 내부공간을 통과하는 에나멜 동선을 향해 기체를 내뿜으며 배기하고, 에나멜 동선을 중심으로 한 등각도 차이의 방사 방향에 각각 레이저 투광창(21)을 조성한 집진모듈(20); 레이저를 각각의 레이저 투광창(21)에 투과시켜 에나멜 동선에 조사되도록 집진모듈(20)의 둘레 방향을 따라 배치한 복수의 레이저 유닛(30); 및 복수의 레이저 유닛(30)에 의해 둘러싸이도록 집진모듈(20)을 지지하는 집진모듈 지지블록(40);을 포함하는 에나멜 동선 탈피장치에 있어서,

   레이저 유닛(30)을 하나씩 탑재하여 에나멜 동선에 이르는 레이저 조사 거리를 개별적으로 조절하게 한 복수의 조사거리 조절수단(200); 및

   조사거리 조절수단(200)을 하나씩 장착한 상태로 집진모듈(20)의 둘레 방향을 따라 개별적으로 회동 가능하게 하여, 각각 레이저 유닛(30)에서 에나멜 동선을 향해 조사되는 레이저의 조사 방향을 개별적으로 조절할 수 있게 한 복수의 조사방향 조절수단(100);

   을 포함하는

   에나멜 동선 탈피장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 조사방향 조절 수단(100)은

   상기 집진모듈(20)을 통과한 에나멜 동선이 통과되도록 상기 집진모듈 지지블록(40)에 고정한 중공 서포트(110);

   상기 레이저 유닛(30)이 탑재된 상기 조사거리 조절수단(200)이 하나씩 설치되는 부위와, 상기 중공 서포트(110)에 회전 가능하게 외삽되는 부위를 갖게 한 복수의 레이저 유닛 브라켓(120); 및

   복수의 레이저 유닛 브라켓(120)을 개별적으로 회동 멈추게 하는 조입수단(130);

   을 포함하는

   에나멜 동선 탈피장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 조사거리 조절수단(200)은

   상기 레이저 유닛(30)이 탑재된 상태로 신축하여 에나멜 동선과의 거리를 조절하기 위한 랩잭(210);

   상기 랩잭(210)의 신축을 멈추게 하는 유동 방지수단(220);

   을 포함하는

   에나멜 동선 탈피장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 레이저 유닛(30)을 탑재한 조사거리 조절수단(200)을 상기 조사방향 조절수단(100)에 설치하고, 상기 조사방향 조절수단(100)을 상기 집진모듈 지지블록(40)에 고정하며,

   상기 집진모듈 지지블록(40)을 에나멜 동선과 평행한 방향으로 이동시키기 위한 탈피구간 조절수단(300)을 더욱 포함하는

   에나멜 동선 탈피장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 레이저 투광창(21)은 상기 집진모듈(20)의 내부공간을 통과하는 에나멜 동선을 중심으로 120°각도 차이로 방사 방향에 조성되고,

   3개의 레이저 유닛(30)이 상기 집진모듈(20)의 둘레방향을 따라 120°각도 차이이 배치된 후 상기 조사방향 조절수단(100)에 의해서 각도를 조절할 수 있게 되어 있는

   에나멜 동선 탈피장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 집진모듈(20)을 어느 하나의 레이저 유닛(30-1)을 향해 이동시키기 위한 집진모듈 위치 조절부(410)

   를 더욱 포함하는

   에나멜 동선 탈피장치.
7. 제 6항에 있어서,

   사각 단면 형상의 에나멜 동선(1)이 에나멜 동선(1)의 단면 형상으로 관통홀을 조성한 가이드관(60)을 상기 집진모듈(20)에 연이어 관통되게 하여, 에나멜 동선(1)의 둘레방향 4면 중에 어느 한 면이 집진모듈 위치 조절부(410)에 의한 상기 집진모듈(20)의 이동 방향을 향하게 하고,

   상기 가이드관(60)을 집진모듈 위치 조절부(410)에 의한 상기 집진모듈(20)의 이동 방향을 향해 위치 조절할 가이드관 위치 조절부(420)를 포함하는

   에나멜 동선 탈피장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 집진모듈(20)은

   에나멜 동선(1)이 상기 집진모듈(20)을 관통하기 이전에 수평 방향의 회전축을 갖는 한쌍의 수평축 롤러(71)의 사이와 연직 방향의 회전축을 갖는 한쌍의 수직축 롤러(72) 사이를 연이어 통과시키게 하는 롤러블록(70)을 구비하는

   에나멜 동선 탈피장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 롤러블록(70)은

   한쌍의 상기 수평축 롤러(71)를 개별적으로 연직 방향으로 위치 이동시키고, 한쌍의 상기 수직축 롤러(72)를 개별적으로 수평 방향으로 위치 이동시킬 롤러 위치 조절부(430, 440)를 구비하는

   에나멜 동선 탈피장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 레이저 유닛(30)에서 레이저를 방사하는 헤드(31)에는

    헤드(31)의 단부에 외삽하고도 남는 부위의 내주면에 둘레방향을 따라 조성되며 헤드(31)와 반대되는 방향으로 확관되게 조성되는 배기 포트(53); 및

    배기 포트(53)의 외곽측에 둘레방향을 따라 조성되어 외부에서 기체를 주입하게 한 공간으로서, 급기 공간(52)에 둘레방향을 따라 연속적으로 연통되게 한 급기 공간(52);

    을 포함한 에어노즐(50)가 장착된

    에나멜 동선 탈피장치.

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