JP2010516552A - 曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置 - Google Patents

曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、曲面構造物支持用ピン治具に係り、さらに具体的には、ベースプレートと、下端が前記ベースプレートの上面の両側に固設されて長手方向に長く形成された一対の支持ピンと、下端が前記ベースプレートの上面の中央側に回転自在に結合されて長手方向に長く形成され、その周面に沿って螺旋溝が形成されたスクリュー軸と、前記二つの支持ピン及び前記スクリュー軸が貫通された状態で前記二つの支持ピンによって支持されて昇降され、前記スクリュー軸が貫通される部分の内周面には前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌め込まれる移動突起が突設され、その昇降によって前記スクリュー軸を回転させる昇降プレートと、前記一対の支持ピンの上端に結合され、前記昇降プレートの上下移動によるスクリュー軸の回転によって選択的に圧縮または復元される復元部材を有する復元部と、を備えることを特徴とする曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置を提供することによって、簡単な構造を有し、製造コストが安く、また作業者に無理をせずに雄治具の昇降を補助することができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、曲面構造物支持用ピン治具に係り、さらに詳細には、昇降プレートにその高さに関係なく常に一定の弾性力を提供して、雄治具の昇降を円滑に行う新しい構造を有する曲面構造物支持用ピン治具に関する。
一般的に、ピン治具は、船舶の船体のように曲面からなる曲面構造物の支持に使用される。
特に、前記ピン治具は、船舶の船体を製造する途中に前記船体を製造するための各ブロックをその底部で支持するために主に使用される。
このとき、前記船体は、複数のブロックに分けて個別に製作した後、前記各ブロックを結合することによって製造され、前記船体の各ブロックは、その底面が自由曲面から形成されることによって、複数のピン治具を所定の間隔で地面に設置した状態で前記各ブロックの底面の高さによって前記各ピン治具の高さを調整して、前記各ブロックを定位置に支持させた後に前記各ブロックの間を熔接した。
図1は、前述の従来のピン治具を示す分解斜視図である。
すなわち、従来の一般的なピン治具は、サポーター11、高さ調節ナット12、雌治具13及び雄治具14を備えるが、前記雄治具14は前記雌治具13内に昇降可能に挿入され、前記高さ調節ナット12は前記雄治具14の上端に固定される。
また、前記サポーター11は、実質的に船体をなすブロックを支持する部分であって、前記高さ調節ナット12内で昇降可能に移動されるように構成される。このとき、前記サポーター11と前記高さ調節ナット12とは螺合されることによって前記サポーター11の微細な高さの調節が可能である。
また、前記雌治具13と雄治具14とには締結孔13a、14aがそれぞれ形成され、前記各締結孔13a、14aには別途の固定キー15が連続的に挿入されることで前記雌治具13に前記雄治具14が固定された状態を維持する。
しかし、前述の従来のピン治具は、前記雄治具14の重量が通常約15ないし25kgであるにもかかわらず、前記雄治具14の高さを調節するためには、作業者が直接前記雄治具14を手で持ち上げたり下ろさねばならない。これにより、前記作業を反復的に行うことによって作業者の腰や腕などの筋肉に無理をかけるという問題点があった。
しかも、作業者が雄治具14を手動で調節し、固定キー15を差し込んで固定させることによって、作業時間が長く、作業者の間違いで前記雄治具14を落とした場合、前記雄治具14の重量によって急激に下降することによって安全事故が発生しうるという問題点があった。
したがって、最近には、韓国特許出願第10−2003−99024号及び第10−2003−99025号に記載されているように、雌治具の外部で別途のハンドルを操作して雄治具をさらに容易に昇降させることができる技術(以下、第1技術と言う)と、実用新案第20−2005−000129号明細書及び第20−2005−001947号明細書のように、重りを利用して雄治具の昇降をさらに便利に行う技術(以下、第2技術と言う)及び実用新案第20−2004−006020号明細書及び第20−2005−19749号明細書のように、ネジ式の板バネを利用して雄治具の昇降をさらに便利に行う技術(以下、第3技術と言う)などが提供されている。
しかし、前述の各技術のうち第1技術は、ハンドルの設置のための構造が複雑であり、その製造のための製造コストが高いという問題点があり、前記第2技術は、重りによる製造コストが高いという問題点があり、前記第3技術は、雌治具の外側にネジ式の板バネを正確に設置するための組み立て及びその製造が難しいという問題点がある。
また、前述の各技術は、雄治具が下降するときに加えられる力が前記雄治具の位置によってそれぞれ異なるという問題点がある。すなわち、従来の技術は、雄治具の位置が徐々に底部に行くほど加圧力が次第に大きくならなければならないという問題点がある。
したがって、最小限の製造コストで前記雄治具の昇降をさらに便利に行うことができる新しい構造の開発が至急な実情である。
本発明は、前述の従来の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、簡単な構造を有し、かつ製造コストが安く、雄治具の高さに関係なく常に一定の力で位置を変更することができると共に、高さの調節が行われた状態では該当の状態を安定的に維持させる新しい構造の曲面構造物支持用ピン治具を提供することである。
前記目的を達成するための本発明の曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置は、ベースプレートと、下端が前記ベースプレートの上面の両側に固設されて長手方向に長く形成された一対の支持ピンと、下端が前記ベースプレートの上面の中央側に回転自在に結合されて長手方向に長く形成され、その周面に沿って螺旋溝が形成されたスクリュー軸と、前記二つの支持ピン及び前記スクリュー軸が貫通された状態で前記二つの支持ピンによって支持されて昇降され、前記スクリュー軸が貫通される部分の内周面には前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌め込まれる移動突起が突設されて、その昇降によって前記スクリュー軸を回転させる昇降プレートと、前記一対の支持ピンの上端に結合され、前記昇降プレートの上下移動によるスクリュー軸の回転によって選択的に圧縮または復元される復元部材を有する復元部と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記スクリュー軸の螺旋溝は、前記スクリュー軸の底部へ行くほどそのピッチが徐々に大きくなるように形成されることを特徴とし、前記螺旋溝のピッチのサイズは、前記昇降プレートの位置による前記復元部材の復元力に比例して大きくなるかまたは小さくなるように形成されることを特徴とする。
また、前記昇降プレートの移動突起は、回転可能な軸受から形成されることを特徴とする。
また、前記復元部は、前記復元部材が内装されるケースと、上端は前記ケースの上面に回転自在に設置され、下端は前記スクリュー軸と軸結合され、前記スクリュー軸の回転方向に前記復元部材を圧縮または復元させる回転シャフトと、を備えることを特徴とする。このとき、前記復元部材は、両端が前記回転シャフトの周面及び前記ケースの内壁面にそれぞれ固定され、その内部は前記回転シャフトを巻くネジバネから形成されることを特徴とする。
また、前記スクリュー軸に形成される螺旋溝は、少なくとも二つ以上が前記スクリュー軸の周面に沿って対称にそれぞれ形成され、前記昇降プレートの移動突起は、前記各螺旋溝に対応して嵌め込まれるように複数個が提供されることを特徴とする。

発明の効果
前述のように、本発明の実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置は後述する各種の効果を有する。
第一に、本発明の実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置は、雄治具に対する高さの調節時、作業者が必要とする力を最小化すると共に、前記雄治具の急激な下降を防止することによる安全事故を予防することができる。
第二に、本発明の実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置は、全体的な構造が単純であるため、軽くかつ設置が便利である。
第三に、本発明の実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置は、その構造が雌治具の内部に挿入される方式で設置されるため、前記雌治具の外部に露出する部分がなく、前記雌治具に係わる組み立て作業が不要である。
第四に、本発明の実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置は、昇降プレートが二つの支持ピンの支持を受けて昇降されるように構成されるため、安定的な雄治具の高さ調節が可能である。
第五に、本発明の実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置は、雄治具の高さに関係なく、常に同じ力で前記雄治具の高さを変更することができる。
図1は、従来の一般的な曲面構造物支持用ピン治具を説明するために示す分解斜視図である。 図2は、本発明の好ましい実施形態による曲面構造物支持用ピン治具を説明するために示す分解斜視図である。 図3は、本発明の好ましい実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の動作状態を説明するために示す要部断面図である。 図4は、本発明の好ましい実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の動作状態を説明するために示す要部断面図である。 図5は、本発明の好ましい実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の昇降プレートとスクリュー軸との関係を説明するために要部の断面を示す平面図である。 図6は、本発明の好ましい実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の昇降プレートとスクリュー軸との関係を説明するために要部の断面を示す平面図である。 図7は、本発明の好ましい実施形態による曲面構造物支持用ピン治具の昇降プレートとスクリュー軸との関係を説明するために要部の断面を示す平面図である。
以下、図2ないし図7を参照して、本発明に係る曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置についての好ましい実施形態を説明すれば次の通りである。
このとき、前記昇降補助装置についての実施形態は、前記曲面構造物支持用ピン治具の全体の構造と共に説明する。
まず、図2に示すように、曲面構造物支持用ピン治具は、大きく雌治具130、雄治具140、高さ調節ナット120、サポーター110及び本発明の実施形態による昇降補助装置を備えて構成される。
ここで、前記雌治具130は、作業場所(例えば、船体の各ブロックを熔接するための作業場など)に固設され、内部の空いた管状(好ましくは円筒形)に形成される。
このとき、前記雌治具130の周面の底部には、地面への安定的な固定のための少なくとも一つ以上のリブ132が放射状に形成される。
また、前記雌治具130の周面の上端には、雄治具140との結合のための少なくとも一つ以上の第1締結孔131がその前後を貫通するように形成され、前記第1締結孔131には固定キー150が貫通して結合される。
そして、前記雄治具140は、前記雌治具130内で昇降可能に設置され、内部の空いた管状(好ましくは円筒形)に形成される。
このとき、前記雄治具140の周面には、その長手方向(図面上縦方向)に複数の第2締結孔141が所定間隔を維持して貫通形成される。
前記各第2締結孔141は、前記雌治具130の第1締結孔131を貫通した固定キー150が継続的に貫通して結合されることによって、前記雄治具140が前記雌治具130に結合されるように形成される。
そして、前記高さ調節ナット120は、前記雄治具140の上端に結合されると同時に、その内周面に沿ってネジ山121が形成される。
そして、前記サポーター110は、前記高さ調節ナット120に螺合され、前記高さ調節ナット120から微細な高さを調節することができる。
前記サポーター110は、上端をなし、船体の形成のためのブロックが載せられるヘッド部111と、前記高さ調節ナット120のネジ山121に螺合されるネジ部112とを備える。
次いで、前記本発明の好ましい実施形態による昇降補助装置について、図3ないし図7を参照して説明する。
前記昇降補助装置は、前記雌治具130内に設置され、前記雄治具140の昇降を補助するように構成された一連の装置であって、前記雄治具140の設置の高さに対する調節時、作業者が前記雄治具140を手で持ち上げたり下ろすのに必要な人力を最小化するためのものである。
前記昇降補助装置は、大きくベースプレート210、支持ピン220、スクリュー軸230、昇降プレート240、及び復元部250を備える。
ここで、前記ベースプレート210は、地面または、雌治具130内の底部の端部に固定されるものであって、前記昇降補助装置のベースの役割を行う。
そして、前記支持ピン220は、後述する昇降プレート240の昇降を案内する役割を行う。
このとき、前記支持ピン220は、下端が前記ベースプレート210の上面に固設され、前記雌治具130内で長手方向に長く形成された一連のピンである。
特に、前記支持ピン220は、二つを一対として提供され、前記ベースプレート210の上面の両側にそれぞれ固設される。これは、前記支持ピン220によって昇降が案内される昇降プレート240が、その昇降時にいずれか一側に傾くことを防止するためである。すなわち、前記二つの支持ピン220が前記昇降プレート240の両側をそれぞれ支持することによって、前記昇降プレート240が傾きながら昇降されることを防止するためである。
そして、前記スクリュー軸230は、後述する昇降プレート240によって正逆回転される。
このとき、前記スクリュー軸230は、その下端が前記ベースプレート210の上面の中央に回転自在に結合され、前記雌治具130内で長手方向に長く形成される。
また、前記スクリュー軸230の周面には螺旋溝231が形成される。
このとき、前記螺旋溝231は、前記スクリュー軸230の底部に行くほど、そのピッチが徐々に大きくなるように形成される。
特に、本発明の実施形態では、二つの前記螺旋溝231が提供され、それぞれの螺旋溝231は前記スクリュー軸230の周面に沿って互いに対称に形成される。もちろん、三つ以上の前記螺旋溝231が提供されることも可能である。
このように、複数の螺旋溝231を形成する理由は、後述する昇降プレート240を安定的に動作させるためである。すなわち、昇降プレート240が前記スクリュー軸230を回転させる途中にいずれか一側に傾くことを防止するためである。
そして、前記昇降プレート240は、前記雄治具140の底部を支持するためのものである。
前記昇降プレート240は、前記雌治具130の内径より小さいが、前記雄治具140の外径と同じであるか、またはさらに大きく形成される。
このとき、前記昇降プレート240は、前述のように、前記二つの支持ピン220及びスクリュー軸230が貫通された状態で前記各支持ピン220によって支持されて、前記雌治具130の内部で長手方向に昇降される。
特に、前記昇降プレート240の各部分のうち前記スクリュー軸230が貫通される第1貫通孔241の内周面には、前記スクリュー軸230の各螺旋溝231に嵌め込まれる移動突起242がそれぞれ突設され、前記昇降プレート240の昇降動作によって前記スクリュー軸230が回転されるように構成される。
このとき、前記各移動突起242は、その回転自在な軸受から形成することによって、前記各移動突起242が前記スクリュー軸230の螺旋溝231に沿って円滑に移動されながら前記スクリュー軸230を回転させることが好ましい。
前記移動突起242を前記昇降プレート240の第1貫通孔241の内周面に設置する方法は多様であり得る。
例えば、図5に示すように、前記昇降プレート240のいずれか一周面から前記第1貫通孔241に至るまで結合孔245を形成すると同時に、前記第1貫通孔241の内周面のうち前記結合孔245と連通される部分の反対側の壁面には、前記移動突起242を設置することができる設置ホール246を形成する。すなわち、前記結合孔245を通じていずれか一つの移動突起242を挿入して前記設置ホール246に締結すると共に、他の一つの移動突起242は前記結合孔245と螺合される別途のブロック247に予め結合した状態で前記ブロック247と共に前記結合孔245内に挿入結合する。
もし、図6に示すように、三つの螺旋溝231が形成される場合には、三つの前記各移動突起242が構成されねばならず、この場合、前記昇降プレート240には放射状に互いに対応する形状の三つの結合孔245を形成し、それぞれの移動突起242は前記各結合孔245内に螺合されるそれぞれのブロック247に予め結合した状態で前記ブロック247と共に前記結合孔245内に挿入結合すればよい。また、図7に示すように、各移動突起242の端部が前記各螺旋溝231に嵌め込まれるように三つの結合孔245に締結すると共に、前記三つの結合孔245の開口された入口側は別途のブロック247を利用して閉鎖するように構成することも可能である。特に、この場合には三つの支持ピン220が形成されることが好ましい。
また、前記昇降プレート240の各部分のうち前記各支持ピン220が貫通されるそれぞれの第2貫通孔243には、前記各支持ピン220の安定的な支持のためにブッシング244がそれぞれ設置される。
そして、前記復元部250は、前記昇降プレート240の上下移動力を前記スクリュー軸230と共に前記昇降プレート240の高さに関係なく一定に維持させるものである。
前記復元部250は、ケース251、復元部材252及び回転シャフト253を備える。
このとき、前記ケース251は、前記二つの支持ピン220の上端に結合され、その内部には所定の設置空間を有するように形成され、前記復元部材252は前記ケース251の内部に設置される。
また、前記回転シャフト253は、前記スクリュー軸230の回転方向に前記復元部材252を圧縮または復元させるものであって、上端は前記ケース251の上面に回転自在に設置され、下端は前記スクリュー軸230と軸結合される。
特に、前記復元部材252は、両端が前記回転シャフト253の周面及び前記ケース251の内壁面にそれぞれ固定されると同時に、その内部は前記回転シャフト253を巻くように構成されたネジバネから形成される。
前述のような本発明の昇降補助装置は相対的に安価のネジバネを使用し、螺旋溝231がその底部へ行くほどピッチが徐々に大きくなるように形成されたスクリュー軸230を提供することによって、昇降プレート240の高さに関係なく前記昇降プレート240は常に一定の支持力を提供される。
すなわち、ネジバネはその巻きの初期と巻きの末期の復元力の大きさが比例的ではないが、これを前記螺旋溝231の漸進的なピッチの変更を通じて補完することによって、前記昇降プレート240の支持力はその位置に関係なく常に一定に提供することができる。
以下、前述のように構成された本発明の実施形態による曲面構造物支持用ピン治具を利用して曲面構造物を支持する一連の操作過程について説明する。
まず、ピン治具を構成する雌治具130を作業場所にそれぞれ固定する。このとき、前記ピン治具は曲面構造物(例えば、船体の特定のブロック)のサイズによってその個数及び相互間の設置間隔などが決定される。
その後、前記曲面構造物の底面の形状によってピン治具を構成する雄治具140及びサポーター110の高さを調節する。
このとき、前記雄治具140は概略的な高さの調節のために動作され、前記サポーター110は精緻な高さの調節のために動作される。
例えば、前記曲面構造物の形状によって雄治具140を雌治具130内から上向きまたは下向きに移動させて概略的に高さを調節した後、前記サポーター110を時計回り方向または逆時計回り方向に回動させて正確な高さを調節する。
前記雄治具140の概略的な高さ調節過程をさらに具体的に説明すれば次の通りである。
まず、前記雄治具140を前記雌治具130内の下側に位置させる場合、前記雄治具140を昇降プレート240に載せた状態で加圧する。
この場合、図3に示すような最初の状態で前記昇降プレート240は二つの支持ピン220によって支持されつつ徐々に下向きに移動される。
このとき、前記昇降プレート240の第1貫通孔241の内周面から突出して設置された一対の移動突起242は、スクリュー軸230の二つの螺旋溝231内にそれぞれ位置した状態で下向きに移動されつつ、前記各螺旋溝231が形成された方向に回転される。
しかし、前記昇降プレート240がその両側を貫通して設置された一対の支持ピン220によってその回転が防止されることを考慮すると、前記昇降プレート240の下向きの移動による回転力は前記スクリュー軸230に提供され、これにより前記スクリュー軸230は図面上の逆時計回り方向(右側方向)に回転する。
そして、前記スクリュー軸230の回転によって前記スクリュー軸230と軸結合された回転シャフト253も回転され、これにより前記回転シャフト253の周面に復元部材252が巻かれつつ次第に圧縮される。
このとき、前記スクリュー軸230の周面に沿って形成された螺旋溝231は、前記スクリュー軸230の底部へ行くほど徐々にピッチが大きくなり、前記スクリュー軸230を回転させる量が次第に減る。
したがって、前記復元部材252は、前記昇降プレート240の下降移動が進むほど、次第にゆっくり巻かれ、これにより前記昇降プレート240はその位置に関係なく前記復元部材252から常に一定の支持力を提供される。
結局、前述の復元部材252の支持力によって、雄治具140が載せられた昇降プレート240が瞬間的に急激に下降する問題点は予め防止されることができる。
すなわち、作業者は常に同じ力で雄治具140を下向きに移動させることができるため、前記雄治具140の位置を調節する途中に前記雄治具140が急激に下降する危険は防止され、前記雄治具140の位置を最大限に低い所に位置させても、その高さの調節のための力をそれ以上必要としない。
そして、前述のような一連の動作によって前記雄治具140の概略的な高さが調節されれば、前記雌治具130の第1締結孔131と前記雄治具140の第2締結孔141との間を一致させた後、固定キー150を前記第1締結孔131及び第2締結孔141に連続的に貫通挿入することによって前記雌治具130への前記雄治具140の固定が完了する。この状態が図4に示されている。
その後、サポーター110を時計回り方向または逆時計回り方向に回転させれば、前記サポーター110のネジ部112が高さ調節ナット120の内周面に形成されたネジ山121と連動されつつ微細に上向きまたは下向きに移動される。
このように、前記サポーター110の高さの調節が完了すれば、前記サポーター110の上端をなすヘッド部111の上面に船体の形成のための曲面構造物(ブロック)が載せられた後、その他の曲面構造物(ブロック)との溶接のような結合作業が行われる。

Claims (7)

  1. ベースプレートと、
    下端が前記ベースプレートの上面の両側に固設されて長手方向に長く形成された一対の支持ピンと、
    下端が前記ベースプレートの上面の中央側に回転自在に結合されて長手方向に長く形成され、その周面に沿って螺旋溝が形成されたスクリュー軸と、
    前記二つの支持ピン及び前記スクリュー軸が貫通された状態で前記二つの支持ピンによって支持されて昇降され、前記スクリュー軸が貫通される部分の内周面には前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌め込まれる移動突起が突設されて、その昇降によって前記スクリュー軸を回転させる昇降プレートと、
    前記一対の支持ピンの上端に結合され、前記昇降プレートの上下移動によるスクリュー軸の回転によって選択的に圧縮または復元される復元部材を有する復元部と、を備えることを特徴とする曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置。
  2. 前記スクリュー軸の螺旋溝は、前記スクリュー軸の底部へ行くほどそのピッチが徐々に大きくなるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置。
  3. 前記螺旋溝のピッチのサイズは、前記昇降プレートの位置による前記復元部材の復元力に比例して大きくなるかまたは小さくなるように形成されることを特徴とする請求項2に記載の曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置。
  4. 前記昇降プレートの移動突起は、回転可能な軸受から形成されることを特徴とする請求項1に記載の曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置。
  5. 前記復元部は、前記復元部材が内装されるケースと、
    上端は前記ケースの上面に回転自在に設置され、下端は前記スクリュー軸と軸結合され、前記スクリュー軸の回転方向に前記復元部材を圧縮または復元させる回転シャフトと、を備えることを特徴とする請求項1に記載の曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置。
  6. 前記復元部材は、両端が前記回転シャフトの周面及び前記ケースの内壁面にそれぞれ固定され、その内部は前記回転シャフトを巻くネジバネから形成されることを特徴とする請求項5に記載の曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置。
  7. 前記スクリュー軸に形成される螺旋溝は、少なくとも二つ以上が前記スクリュー軸の周面に沿って対称にそれぞれ形成され、前記昇降プレートの移動突起は、前記各螺旋溝に対応して嵌め込まれるように複数個が提供されることを特徴とする請求項1ないし請求項6のうちいずれか1項に記載の曲面構造物支持用ピン治具の昇降補助装置。
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