KR100444184B1 - 편향코일 권선기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모든 영상표시기기에 사용되는 편향코일을 제조는 권선기를 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 편향코일 권선기는 베드를 갖는 프레임과; 상기 프레임의 상측에 제2서보모터와 커플링을 이용하여 분리가능하게 구성되고, 제1서보모터에 의해 승강하는 램에 탑재되어 승강작용을 이루며 하단부에 상부몰드를 갖는 상부스핀들과; 상기 프레임의 하측에 제3서보모터와 커플링을 이용하여 분리가능하게 구성되고, 상단부에 하부몰드를 갖는 하부스핀들과; 상기 상부몰드에 별도의 서보모터에 의해 승강가능하게 설치되어 그 상부몰드 내외측으로 출몰하면서 권선공정이 완료된 권선형체의 양단 상부를 가압하여 성형화 공정을 이루게하는 상부가압성형판과; 상기 하부몰드에 공기압에 의해 구동하는 액추에이터로 상기 하부몰드 내외측으로 출몰되게 하면서 권선공정이 완료된 권선형체의 양단 하부를 가압하여 성형화 공정을 이루게하는 하부가압성형판; 및 상기 상,하부몰드 사이의 일측 적당한 위치에 설치되어서 권선을 위한 절연피복동선의 선재를 공급시키게하는 선재공급수단을 포함하며, 여기서, 상기 상부몰드를 제1서보모터에 의해 하부몰드와 형합시켜 선재의 권선을 위한 권형을 제공하고, 이 상하부몰드를 상기 제2및 제3서보모터에 의해 적당한 속도로 회전되게 하면서 상기 선재를 안장형상으로 권선하여 소기의 권선형체 을 이루고, 이 권선공정이 완료된 권선형체의 양단을 상기 서보모터와 액추에이터에 의해 구동되는 상,하부가압성형판을 이용하여 성형화공정을 이루게 된다.

Description

편향코일 권선기{Deflecting coil winding apparatus}

본 발명은 전자형 브라운관의 전자빔을 편향시키기 위한 편향코일을 제조하는 편향코일 권선기에 관한 것으로, 특히 주축의 구조및 그 제어가 안정되고 보수를 간편히 이룰 수 있도록한 편향코일 제조기에 관한 것이다.

편향코일 권선기는 자기융착성 접착제가 피복된 절연선재를 선재공급수단에 의해 공급시키게 하고, 이 선재공급수단을 통해 공급되는 선재를 각각의 서보모터에 의해 구동하는 주축에 설치시킨 전용금형을 이용해 권선형체로 권선시키게 하고 있다. 더 상세하게는 동일축선상 상하측에 분리설되는 상부스핀들과 하부스핀들로 구성된 주축에 한쌍의 상,하부몰드를 각각 설치하고, 이 상,하부몰드를 주축의 승강구동에 의해서 결합,분리되게 하며 선재를 안장형상으로 감아붙여 소기의 권선형체를 얻게 하고 있다.

이러한 권선기에서 주축부는 핵심적인 주요 구성으로서, 편향코일의 특성에 큰 영향을 주게 되는데, 이 주축부의 구성은 대략 중공형으로 구성되는 서보모터 중앙부를 통하여 상부스핀들과 하부스핀들을 관통되게 설치하고, 이 상,하부스핀들 각각에 전용금형의 상,하부몰드를 설치하여 목적하는 권선공정을 이루게 하고 있다.

그런데 이러한 주축부에서 그 주축을 구동시키게 위해 설치되는 중공의 서보모터는 일반적인 모터가 아닌 특수형으로 그 서보모터의 가격이 고가이어 권선기의 제조비용을 상승시키게 된다.

또 주축의 설치구성을 보면 중공의 서보모터 중앙부분을 관통하여 설치되어 구조가 복잡해지고, 따라서 주축부의 교체 또는 수리작업이 용이하지 못하였다.

또한 권선공정의 마지막 단계에서 성형화공정(권선된 편향코일을 압착하는 단계)을 필수적으로 이루게 하고 있다. 더 구체적으로 설명하면 상,하부몰드를 이용해 안장형상으로 권선되는 권선형체는 그 권선상태가 균일하지 못한, 즉 권선공정중에서 공급되는 선재의 긴장상태 또는 권선공정을 위한 스핀들의 회전력 강약등에 의해 그 권선이 일정하지 못하고 부분적으로 인접한 선재와 떨어지며 들뜨는 현상이 발생하고 있다. 이러한 들뜸현상은 자기융착상태가 불안정해지며 선재의 일부가 부분적으로 이탈하고 있으며, 이러한 선재의 이탈은 편향코일의 특성에 변화를 일으키는 주 요인이 되고 있다.

그리하여 편향코일의 권선공정 마지막 단계에서 성형화공정, 즉 안장형상의 권선형체 양단부를 별도의 압착공정을 이루게 하는 성형화단계를 필수적으로 이루게 하고 있다.

그러한 성형화단계는 대략 상,하부몰드 각각에 부가적으로 가압성형판을 구비시키고, 이 가압성형판을 별도 설치되는 몰드 클램핑 구조를 이용하여 구동시키고 있다. 이 몰드 클램핑 구조는 여러가지가 개발되어 사용되고 있다. 그 일례를 들어 설명하면 통상 지렛대원리를 이용한 링크방식을 주로 많이 채택하고 있는데, 이 링크방식을 이용한 몰드 클램핑 구조는 일단을 짓점으로 하여 회전운동을 이루는 레버와, 이 레버의 짓점 위치를 가변시키며 스트로크 조절이 가능하게하는 조절부와, 레버의 타단부를 별도 설치되는 공기압 또는 유압방식으로 구동하는 액추에이터에 연결하여, 그 액추에이터의 승강구동력으로 회전운동하는 레버에 의해 가압성형판을 승강시키며 목적하는 압착공정을 수행하게하고 있다.

이러한 지렛대원리를 이용한 몰드 클램핑 구조에서 레버의 회전운동을 가압성형판의 승강구동을 위한 직선운동으로 전환시키며 가압성형판에 전달하기 위해 레버와 승강축사이를 캠롤러플로워로 결합시키어 목적하는 클램핑을 이루게 하고 있는데, 이때 몰드 클램핑 구조의 레버길이에 따라서 작동공간이 요구되어 장치의 부피를 증대시키고 있으며, 또 편심력발생, 즉 승강축의 승강구동시 작용점이 그 승강축의 수직승강중심선상을 이탈하여 편심력이 발생하고, 이러한 편심력은 승강구동과 가압성형판의 작동이 불안정하게 된다.

또한 캠롤러플로워가 승강축에서 이탈하는 현상이 발생하여 구조적으로 불안정한등의 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 주축을 구동시키는 서보모터를 일반 서보모터로 사용하게 하고, 각 주축을 2부분으로 분리구성하여 교체 및 수리작업이 편리하도록한 편향코일 권선기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가압성형판의 승강구동을 그 승강축의 동일축선상으로 설치되는 공기압을 이용한 액추에이터에 의해 간단히 이루게 하여서 구조적 안정과 안정된 구동을 이룰 수 있도록한 편형코일 권선기를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은 모든 영상표시기기에 사용되는 편향코일을 제조는 권선기를 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 편향코일 권선기는 베드를 갖는 프레임과; 상기 프레임의 상측에 제2서보모터와 커플링을 이용하여 분리가능하게 구성되고, 제1서보모터에 의해 승강하는 램에 탑재되어 승강작용을 이루며 하단부에 상부몰드를 갖는 상부스핀들과; 상기 프레임의 하측에 제3서보모터와 커플링을 이용하여 분리가능하게 구성되고, 상단부에 하부몰드를 갖는 하부스핀들과; 상기 상부몰드에 별도의 서보모터에 의해 승강가능하게 설치되어 그 상부몰드 내외측으로 출몰하면서 권선공정이 완료된 권선형체의 양단 상부를 가압하여 성형화 공정을 이루게하는 상부가압성형판과; 상기 하부몰드에 공기압에 의해 구동하는 액추에이터로 상기 하부몰드 내외측으로 출몰되게 하면서 권선공정이 완료된 권선형체의 양단 하부를 가압하여 성형화 공정을 이루게하는 하부가압성형판; 및 상기 상,하부몰드 사이의 일측 적당한 위치에 설치되어서 권선을 위한 절연피복동선의 선재를 공급시키게하는 선재공급수단을 포함하며, 여기서, 상기 상부몰드를 제1서보모터에 의해 하부몰드와 형합시켜 선재의 권선을 위한 권형을 제공하고, 이 상하부몰드를 상기 제2및 제3서보모터에 의해 적당한 속도로 회전되게 하면서 상기 선재를 안장형상으로 권선하여 소기의 권선형체을 이루고, 이 권선공정이 완료된 권선형체의 양단을 상기 서보모터와 액추에이터에 의해 구동되는 상,하부가압성형판을 이용하여 성형화공정을 이루게 된다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 보인 정면도

도 2는 본 발명의 전체적인 구성을 보인 측면도

도 3은 본 발명 상부 스핀들의 구성을 보여 주는 일부확대 단면도

도 4및 도 5은 본 발명 하부 스핀들의 구성을 보여 주는 일부확대 단면도로써, 작동상태를 보인 설명도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 :프레임 12 :상부몰드

14 :하부몰드 16 :제1서보모터

18 :램 20 :제2서보모터

22 :상부스핀들 24 :서보모터

28 :슬라이더 30 :승강축

36 :상부가압성형판 38 :제3서보모터

40 :하부스핀들 42 :승강축

50 :액추에이터 60 :조절수단

80 :커플링 90 :진동방지용 플라이휠

다음 본 발명의 일실시예를 도면에 의거하여 구체적으로 설명하겠다. 도 1은 본 발명에 따른 편향코일 권선기의 정면도이고 도 2는 본 발명 편향코일 권선기의 측면도를 보여 주고 있다.

본 발명은 편향코일 권선기는 프레임(10)의 상하측 각각에 상부몰드(12)와 하부몰드(14)를 설치하고, 이 상,하부몰드(12)(14)를 결합,분리시키면서 프레임(10) 일측 적당한 위치에 설치한 선재공급수단(15)을 통하여 절연피복동선의 선재를 공급시키며 목적하는 권선형체(C)의 권선공정을 이루게 된다.

도 3에는 상부몰드(12)측의 구조에 대해 상세히 도시되어 있다. 즉 상부몰드(12)는 프레임(10)에 설치된 제1서보모터(16)의 스크류축(17)에 의해 승강하는 램(18)에 의해서 하부몰드(14)와 결합,분리작용을 이루게 된다.

또 상부몰드(12)는 램(18)상부에 탑재되는 제2서보모터(20)로 부터 상부스핀들 (22)을 통하여 회전력을 전달 받아 권선공정을 위한 회전을 이루게 된다.

또한 상부스핀들(22) 중심축선상의 중공부에는 램(18)에 탑재되어 있는 서보모터(24)로 구동되는 리드스크류축(26)을 타고 승강하는 슬라이더(28)에 의해서 승강되도록 설치되는 승강축(30)을 설치하고, 이 승강축(30)의 끝단부에 적어도 한쌍이상의 가이드바(32)에 의해 승강구동이 안내되는 승강판(34)을 설치하여서 그 승강판(34)에 권선형체 성형화공정을 위한 상부가압성형판(36)을 구비하고 있다.

도 4에는 하부몰드(14) 측의 구조에 대해 상세히 도시되어 있는데, 하부몰드(14)는 프레임(10) 하부에 설치되는 제3서보모터(38)로 부터 하부스핀들(40)을 통하여 회전력이 전달되어 권선형체의 권선공정을 위한 회전을 이루게 된다.

또 하부스핀들(40) 중심축선상의 중공부에는 자유로이 승강가능하게 설치되는 승강축(42)을 설치하고, 이 승강축(42) 상단부에 한쌍의 가이드바(44)에 승강안내되는 승강판(46)을 설치한후, 그 승강판(46)상에 하부가압성형판(48)을 설치하고 있다. 이 하부금형성형판(48)은 하부몰드(14)의 측벽면에 근접되어 출몰하게될 것이다.

또한 상기 하부가압성형판(48)의 성형화공정을 위한 승강구동은 별도의 액추에이터(50)에 의해 이루게 구성하고 있다.

액추에이터(50)는 공기압방식을 이용하고 있는데, 이러한 액추에이터(50)는 하부스핀들(40)의 주위를 감싸아 설치되는 실린더(52)와, 이 실린더(52)내에 자유로이 승강가능하게 설치되는 피스톤(54)으로 구성되어서 통상의 에어실린더와 같이 실린더내의 상하측으로 공급되는 공기압에 의해 왕복동을 이루게 되고, 이렇게 작용하는 피스톤(54)상에 받침대(56)를 설치하여서 피스톤(54)의 승강구동력이 승강축(42)에 전달되게 구성하고 있다.

그리고 상기 액추에이터(50)는 그 액추에이터(50) 상단부에 소켓(72)을 일체로 설치하고, 프레임(10)의 베드(11)상에 고정 설치되는 하우징(70)에 그 하우징(70) 내외측으로 출몰가능하게 나사결합되어서 상기 하부가압성형판(48)의 스트로크가 조절하게 하였다.

상기 액추에이터(50)는 별도의 조절수단(60)에 의해 스트로크가 조절되게 하고 있다. 조절수단(50)은 프레임(10)의 베드(11) 적당한 위치에 자유로이 회전가능하게 설치되는 조절축봉(62)을 설치하고 있고, 이 조절축봉(62) 적당한 위치에는 피니언(64)을 일체로 설치하고 있다. 그리고 액추에이터(50)의 실린더(52)에는 회전치차(66)를 일체로 설치하여서, 상기 피니언(64)과 치합된다. 이때 피니언(64)과 회전치차(66)는 스플라인축과 같은 치결합을 이루어 액추에이터의 승강조절을 이루게 된다.

또한 상기 승강축(42)은 복원스프링(68)에 의해 복원작용을 이루게 하였다.

한편 상기 제2,3서보모터(16)(20)(38)와 상,하부스핀들(22)(24)은 커플링(80)결합을 이루어서 그 주축이 양측으로 분리되게 구성하고 있다.

또 커플링(80)의 양 허브(82)의 사이에는 통상에서와 같이 토크디스크(84)를 갖는다.

이러한 주축의 분리구조는 부품의 교체 또는 수리를 위한 분해결합구조이다.

또 상기 제1및 제2,3서보모터(20)(38) 각각에는 그 출력축에 진동방지용 플라이휠(90)을 설치하고 있다. 이러한 진동방지용 플라이휠(90)은 로타의 관성을 적당히 증가시켜(미세감가속특성을 둔감하게함) 로터의 고유진동수를 변화시키므로써 부하 관성과 로터의 공진대를 변환하여(로터의 고유진동 대역을 변화시켜) 공진하지 않도록한 구조이다.

그러면 도 4및 도 5를 참조하여 본 발명 작동에 관해 상세히 설명하겠다. 본 발명은 권선공정 시작 신호가 인가되면 먼저 상부몰드(12)가 제1서보모터(16)에 의해 하강하여 하부몰드(14)와 형합을 이루고, 이렇게 몰드의 형합이 완료됨과 동시에 상하부몰드(12)(14)는 각각의 제2및 제3서보모터(20)(38)에 의해 적당한 속도로 회전을 이루고, 이렇게 회전되는 몰드측으로 선재공급수단(15)을 통하여 절연피복동선의 선재가 공급되며 목적하는 권선공정을 수행하게 된다.

이렇게 권선공정을 완료하면, 그 권선공정의 마지막단계에서 권선형체(C)의 양측 단부를 상,하부몰드 각각에 구비한 상,하부가압성형판(36)(48)을 이용하여 성형화공정을 이루게 된다.(권선된 선재사이의 밀도를 높여줌)

더 상세하게는 먼저 상부가압성형판(36)의 경우를 보면, 램(18)에 탑재되어 있는 서보모터(24)에 성형화공정을 위한 신호가 인가되면 그 서보모터(24)가 구동하고 이에 따라서 리드스크류축(26)는 회전하면서 그 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 슬라이더(28)를 올리거나 내리게 되고, 이 슬라이더(28)의 구동으로 승강판(34)이 작용되면서 권선형체(C)의 양단 상부를 내려누르게 한다.

또 하부가압성형판(48)의 경우를 보면, 성형화공정을 위한 신호가 인가되면 액추에이터(50)가 구동하여 피스톤(54)을 상승시키고, 이 피스톤(54)의 상승력은 승강축(42)과 승강판(46)을 통하여 하부가압성형판(48)에 전달되어, 그 하부가압성형판(48)을 상부로 밀어올리어서 상부가압성형판(36)과 형합을 이루는 것으로 권선형체의 성형화공정을 이루게 된다.

또한 권선형체(C)의 규격변화에 대처할 수 있도록 액추에이터(50)의 스트로크를 자유로이 조절가능하게 하였다. 이를 구체적으로 설명하면, 조절축봉(62)을 좌 또는 우로 회전시키면 조절축봉(62)의 회전력은 피니언(64)을 통하여 회전 치차(62)로 전달되고 이렇게 회전치차(66)에 전달된 회전력으로 실린더(52)가 정,역으로 회전되며, 그 실린더(52) 상부에 일체로 설치되는 소켓(72)이 하우징(70) 내측 또는 외측으로 밀려들어갔다 밀려나오는 승강작용에 의해 스트로크가 조절될 것이다.

한편 본 발명에서는 서보 특성상 위치제어를 위해서 피드백(모터 샤프트의 위치가 콘트롤러의 지정위치에서 일정범위를 벗어나면 이를 감지하여 다시 콘트롤러의 지정위치로 복귀시키려는 반복되는 확인/수정과정을 이루면서 자체 진동을 하게 된다.

이러한 제1및 제2,3서보모터(16)(20)(38) 각각에 진동방지용 플라이휠(90)을 설치하여 로터의 관성을 증가시켜(미세 감가속 특성을 둔감하게함) 로터의 고유진동수를 변화시키므로서 부하관성과 로터의 공진대를 바꾸어(로터의 고유진동 대역을 변화) 공진하지 않도록한다.

본 발명은 장치가 구조적으로 안정되고, 따라서 기계적 작동이 안정되어 제품성을 향상시키는 효과가 있다.

또 주축부, 즉 서보모터와 스핀들의 사이를 연결부재인 커플링방식으로 결합해 그 주축이 2부분으로 분리,결합되게 하므로써, 주축의 부품 교체 또는 수리작업이 간단용이 하여서 보수및 유지 관리가 우수한 효과가 있다.

또한 서보모터의 출력축에 진동방지용 플라이휠을 갖추어 주축 구동이 안정되어 제품성을 높이는 효과가 있다.

또한 구조의 간소화로 부피를 줄이고 종래 고가의 특수 서보모터를 사용하지 않고 일반 서보모터를 적용하여 제조단가를 줄이어 저렴한 가격으로 보급시킬 수 있는 경제적인 이점도 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 일실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위내에서 변경이 가능할 것이다.

Claims (11)

1. 베드를 갖는 프레임;

   상기 프레임의 상측에 제2서보모터와 커플링을 이용하여 분리가능하게 구성되고, 제1서보모터에 의해 승강하는 램에 탑재되어 승강작용을 이루며 하단부에 상부몰드를 갖는 상부스핀들;

   상기 프레임의 하측에 제3서보모터와 커플링을 이용하여 분리가능하게 구성되고, 상단부에 하부몰드를 갖는 하부스핀들;

   상기 상부몰드에 별도의 서보모터에 의해 승강가능하게 설치되어 그 상부몰드 내외측으로 출몰하면서 권선공정이 완료된 권선형체의 양단 상부를 가압하여 성형화 공정을 이루게하는 상부가압성형판;

   상기 하부몰드에 공기압에 의해 구동하는 액추에이터로 상기 하부몰드 내외측으로 출몰되게 하면서 권선공정이 완료된 권선형체의 양단 하부를 가압하여 성형화 공정을 이루게하는 하부가압성형판; 및

   상기 상,하부몰드 사이의 일측 적당한 위치에 설치되어서 권선을 위한 절연피복동선의 선재를 공급시키게하는 선재공급수단을 포함하며,

   여기서, 상기 상부몰드를 제1서보모터에 의해 하부몰드와 형합시켜 선재의 권선을 위한 권형을 제공하고, 이 상하부몰드를 상기 제2및 제3서보모터에 의해 적당한 속도로 회전되게 하면서 상기 선재를 안장형상으로 권선하여 소기의 권선형체를 이루고, 이 권선공정이 완료된 권선형체의 양단을 상기 서보모터와 액추에이터에 의해 구동되는 상,하부가압성형판을 이용하여 성형화공정을 이루게한 것을 특징으로 하는 편향코일 권선기
2. 제1항에 있어서,

   상기 상부가압성형판은 상부몰드내에 구비되는 한쌍의 가이드바에 자유로이 이동안내되게 설치되고, 상기 서보모터에 의해 구동하는 램의 승강작용에 의해 밀려내려오는 승강축으로 구동되게한 것을 포함하는 편향코일 권선기
3. 제1항에 있어서,

   상기 하부성형판은 하부몰드내에 구비되는 한쌍의 가이드바에 자유로이 이동안내되게 설치되고, 상기 액추에이터에 의해 떠밀려올라가는 승강축으로 구동되게한 것을 포함하는 편향코일 권선기
4. 제1항에 있어서,

   상기 액추에이터는 상기 하부스핀들의 주위를 감싸아 설치되는 실린더와, 이 실린더 내 상하측으로 구분되어 유입되는 공기압에 의해 승강하는 피스톤으로 구성된 것을 포함하는 편향코일 권선기
5. 제1항에 있어서,

   상기 하부스핀들을 상기 액추에이터의 중앙부를 관통하여 설치한 것을 더 포함하는 편향코일 권선기
6. 제1항에 있어서,

   상기 하부스핀들은 상기 액추에이터의 피스톤에 떠받쳐지는 받침대에 의해 승강력이 전달되게한 것을 더 포함하는 편향코일 권선기
7. 제1항에 있어서,

   상기 하부스핀들은 복원스프링을 이용해 원위치로 복귀되도록한 것을 더 포함하는 편향코일 권선기
8. 제1항에 있어서,

   상기 액추에이터는 상기 베드에 고정 설치되는 하우징에 그 하우징의 내외측으로 출몰가능하게 나사결합되어 그 위치가 가변되도록하여서 스트로크가 조절되도록한 것을 포함하는 편향코일 권선기
9. 제8항에 있어서,

   상기 액추에이터는 별도의 조절수단에 의해 그 스트로크가 조절되도록한 것을 더 포함하는 편향코일 권선기
10. 제9항에 있어서,

    상기 조절수단은 상기 베드상에 자유로이 회전가능하게 설치되는 조절축봉과 이 조절축봉에 일체로 설치되는 피니언과, 상기 액추에이터의 하부에 일체로 설치되어 상기 피니언과 치합되는 회전치차로 구성된 것을 포함하는 편향코일 권선기
11. 제1항에 있어서,

    상기 서보모터 각각에 진동방지용 플라이휠을 갖는 것을 더 포함하는 편향코일 권선기