KR100305700B1 - 유체작동공구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나선연결구를 조이거나 풀어내기 위한 유체작동공구에 관한 것으로, 나선연결구를 회전시키고 이 나선연결구를 조이거나 풀도록 나선연결구에 결합되는 회전형 결합수단과, 결합수단을 회전시키도록 결합수단에 연결되고 이에 작용하는 구동수단으로 구성되고, 구동수단은 결합수단에 연결되고 작동되는 두 개의 유체작동형 구동요소를 포함함으로서 나선연결구를 조이는 초기단계 또는 나선연결구를 풀어내는 최종 단계에서는 일측 유체작동형 구동요소가 작동되고 결합수단을 구동시키며, 나선연결구를 조이는 최종단계 또는 나선연결구를 풀어내는 초기단계에서는 타측 유체작동형 구동요소가 작동된다.

Description

유체작동공구{FLUID-OPERATED TOOL}
본 발명은 예를 들어 수압렌치와 같은 유체작동공구에 관한 것이다.
종래 이러한 형태의 유체작동공구는 잘 알려져 있다.
종래의 유체작동공구에 있어서 구동력을 가하고 결합수단을 회전시키도록 구동수단이 결합수단에 연결된 상태에서 결합수단이 조이거나 풀어낼 나선형 연결구에 결합되고 이를 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
종래의 유체작동공구에 있어서, 통상적으로 구동수단은 유체작동형의실린더-피스톤 유니트를 포함한다. 나선연결구를 조이는 동안에 먼저 나선연결구를 회전시키거나 긴 스트로크를 통하여 대상체측으로 하강 회전시키고 최종단계에서 이를 단단히 조이도록 짧은 스트로크에서 보다 큰 토오크를 가하여야 하는 것이 잘알려져 있다. 나선연결구를 풀어내는 동안에는 이러한 과정이 역순으로 진행된다.
특히, 나선연결구를 풀어 긴 스트로크를 통하여 대상체로부터 나선연결구를 상승회전시켜 풀어내도록 상당한 토오크를 가하여야 한다.
종래의 유체작동공구에 있어서, 동일한 유체작동형 구동수단에 의하여 나선연결구를 조이거나 풀어내는 것은 이들의 두 과정에서 동일한 속도로 수행된다. 그러나, 상기 언급된 바와 같이, 조이는 제 1 단계에서는 큰 토오크를 필요로 하지 않는 대신에 장시간 동안 오래 회전시키는 것이 필요한 반면에 다음으로 조이는 단계에서는 보다 큰 토오크와 짧은 회전을 필요로 한다.
통상적으로 공구는 저속의 높은 토오크로 조일 수 있게 설계되어 하강 회전 및 상승 회전 단계가 매우 느리고 많은 시간이 소요되었었다.
따라서 본 발명의 목적은 종래 기술의 결점이 없는 유체작동공구를 제공하는데 있다.
이들 목적과 이후 명백하게 되는 다른 목적이 일치되게 본 발명의 한 특징은 요약컨데 나선연결구를 회전시키고 이 나선연결구를 조이거나 풀도록 나선연결구에결합되는 회전형 결합수단과, 결합수단을 회전시키도록 결합수단에 연결되고 이에 작용하는 구동수단으로 구성되고, 구동수단은 결합수단에 연결되고 작동되는 두 개의 유체작동형 구동요소를 포함함으로서 나선연결구를 조이는 초기단계 또는 나선연결구를 풀어내는 최종 단계에서는 일측 유체작동형 구동요소가 작동되고 결합수단을 구동시키며, 나선연결구를 조이는 최종단계 또는 나선연결구를 풀어내는 초기단계에서는 타측 유체작동형 구동요소가 작동되는 나선연결구를 조이거나 풀어내기 위한 유체작동공구에 있다.
본 발명에 따라서 유체작동공구가 구성되었을 때, 그리고 나선연결구를 조이는 초기단계(하강회전)중에, 일측 유체작동형 구동요소는 낮은 토오크로 신속 스트로크를 수행토록 작동되는 반면에, 나선연결구를 조이는 최종 단계중에는 제 2 유체작동형 구동요소는 짧은 스트로크에서 큰 토오크를 제공토록 작동된다.
나선연결구를 풀어내는 동안에 상황은 반대가 되고 유체작동공구의 작동은 역전된다. 나선연결구를 풀어내는 초기단계에서 타측 유체작동형 구동요소 또는 양측 유체작동형 구동요소는 짧은 스트로크에서 큰 토오크를 가하도록 작동되고 나선연결구를 풀어내는 최종단계(상승회전)중에는 일측 유체작동형 구동요소만이 신속 스트로크에서 낮은 토오크를 제공토록 작동된다.
본 발명의 특징은 특히 청구범위에서 한정된다. 그러나 본 발명자체는 그 구조나 작동방법이 부가적인 목적 및 그 잇점과 함께 첨부도면을 참조한 다음의 설명에서 이해 될 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 한 실시형태에 따른 유체작동공구의 평면도.
도 2 는 도 1 에서 보인 유체작동공구의 정단면도.
도 3 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 유체작동공구의 정단면도.
도 4 는 도 3 에서 보인 유체작동공구의 부분확대단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
2 : 라쳇트, 6 : 구동수단, 7, 8 : 유체작동형 구동요소,
12, 13 : 커플링, 22 : 구동판, 24 : 밸브
본 발명의 한 실시형태에 따른 유체작동공구가 도 1 과 도 2 에 도시되어 있다.
유체작동공구는 너트나 볼트와 같은 나선연결구에 결합되어 이를 회전시킬수 있게 된 회전형 결합수단을 갖는다.
이 결합수단은 전체적으로 부호 1 로 보이고 있으며 예를 들어 너트나 볼트헤드에 결합토록 육각형의 내부개방부가 구비된 라쳇트(2)를 포함한다. 라쳇트(2)의 외주연에는 다수의 톱니(4)가 형성되어 있고, 회전형의 폴(5)이 톱니(4)에 결합될 수 있게 되어있다.
또한 유체작동공구는 결합수단을 회전시키기 위하여 결합수단에 연결된 구동수단을 갖는다.
구동수단은 그 전체를 부호 6 으로 표시하였다. 구동수단(6)은 유체작동형 구동수단의 형태로 구성되고 본 발명에 따라서 두 개의 유체작동형 구동요소를 포함한다.
유체작동형 구동요소의 하나는 수압모터(7)로서 구성되고 다른 하나의 유체작동형 구동요소는 실린더-피스톤 유니트(8)로서 구성된다.
이들 유체작동형 구동요소(7)(8)는 하우징(9)내에서 서로 인접하여 배열된다.
유체작동형 구동요소(7)(8)는 구동수단의 축선에 수직인 방향으로 결합수단의 축선(0)에 수직으로 연장된 평면에 서로 인접하여 놓여 있다.
수압모터(7)는 전동장치를 통하여 라쳇트(2)에 연결된다. 전동장치는 수압모터(7)의 축에 연결된 베벨기어(10), 베벨기어(10)에 결합된 또다른 베벨기어(11), 베벨기어(11)에 고정적으로 연결된 제 1 커플링 반부분(12)과 스퍼기어(14)에 고정적으로 연결된 제 2 커플링 반부분(13)을 포함하는 오버런닝 커플링과, 한편으로는 스퍼기어(14)와 결합되고 다른 한편으로는 라쳇트(2)의 톱니(4)에 결합되는 스퍼기어(15)를 포함한다.
실런더-피스톤 유니트(8)는 피스톤(17)이 구비된 실린더(16)를 가지며 피스톤(17)은 실린더(16)의 내부챔버(18)내에서 왕복운동하며 피스톤 롯드(19)를 갖는다.
작동유체는 통로(20)를 통하여 실린더(16)에 공급되거나 이로부터 배출된다. 피스톤 롯드(19)의 반대측단부는 폴(5)이 착설된 두 개의 구동판(22)을 연결하는 핀(21)에 회전가능하게 결합된다.
두 개의 측판(23)이 구동판(22)의 양측에 배치되어 하우징의 다른부분을 형성한다.
실린더-피스톤 유니트(8)의 챔버(18)와 수압모터(7)사이에 밸브(24)가 제공된다.
본 발명에 따른 유체작동공구는 다음과 같이 작동한다.
나선연결구를 조일 필요가 있을 때, 작동유체가 구동수단(6)에 공급되고 실린더-피스톤 유니트(8)의 내부챔버(18)를 통하여 유동하여 밸브(24)를 통해 수압모터(7)측으로 유동한다.
예를 들어 너트와 같은 나선연결구를 조이는 초기단계중에, 이는 이 너트가 결합되는 볼트가 나선결합된 플랜지등과 같은 대상체에 도달하도록 하강 회전된다. 이러한 초기단계중에 조이는 것에 대한 저항은 거의 없어 작동유체는 실린더-피스톤 유니트(8)를 통하여 수압모터측으로 자유롭게 유동하고 수압모터(7)를 작동시켜 전동장치를 통하여 라쳇트(2)가 낮은 토오크에서 고속으로 회전된다. 밸브(24)는 저항이 낮을 때에 개방되도록 구성되어있다.
나선연결구가 하강회전하고 높은 토오크로 조이는 것이 수행될 때, 나선연결구의 저항은 증가하고 이에 따라 밸브(24)가 폐쇄된다. 작동유체의 최대의 힘이 실린더-피스톤 유니트(8)에 작용하고, 피스톤(17)이 왕복운동하고 그 피스톤 롯드(19)는 나선연결구를 조이는데 필요한 높은 토오크로 라쳇트(2)를 회전시키도록 폴(5)로 구동판(22)을 회전시킨다.
커플링(12)(13)은 이 커플링(12)(13)의 톱니가 이러한 단계중에는 서로 미끌어져 넘어갈 수 있게 되어 있다.
이와같이 나선연결구를 조이는 초기단계중에 라쳇트(2)와 나선연결구는 수압모터(7)에 의하여 낮은 토오크에서 높은 속도로 회전되는 반면에 나선연결구를 조이는 최종단계중에 라쳇트(2) 그리고 이에 의한 나선연결구는 실린더-피스톤 유니트(8)에 의하여 높은 토오크로 회전된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 유체작동공구는 도 3 과 도 4 에 도시되어 있다. 이는 내부의 육각공(3)과 다수의 주연톱니(4)를 갖는라쳇트(2)를 포함하는 유사한 결합수단(1)을 갖는다. 그러나 구동수단(6')은 약간 다르게 구성되어 있다. 구동수단(6')은 피스톤(33)이 챔버(34)내에서 왕복운동하고 구동판(40)을 서로 연결하는 핀(35)에 결합되는 피스톤 롯드를 갖는 실린더(32)를 포함하는 제 1실린더유니트(31)를 갖는다.
또한 구동수단(6')은 실린더(37)와 챔버(39)내에서 왕복운동하는 피스톤(38)을 갖는 실린더-피스톤 유니트(36)을 갖는다. 피스톤(38)은 또한 구동판(40)에 접하는 피스톤 롯드를 구비한다.
밸브(41)는 제 1 실린더-피스톤 유니트(31)의 챔버(34)를 제 2 실린더-피스톤 유니트(36)의 챔버(39)와 연통하는 통로내에 배열된다. 정상적인 상태에서 이는 폐쇄되어 있으나 저항이 사전에 결정된 수준을 초과할 때는 개방된다.
도 3 과 도 4 의 유체작동공구는 다음과 같이 작동한다.
나선연결구를 조이는 초기단계에서 작동유체는 통로(42)를 통하여 제 1 실린더-피스톤 유니트(31)의 챔버(34)측으로 공급되고 피스톤(33)을 왕복시켜 라쳇트(2)와 이 라쳇트에 의하여 결합된 나선연결구를 낮은 토오크에서 고속으로 회전시킨다. 하강회전이 완료되고 본격적으로 조이는 과정이 시작될 때에 회전에 대한 나선연결구의 저항이 증가하고 실린더-피스톤 유니트(31)(36)사이에 제공된 밸브(41)가 개방되어 작동유체가 제 2 실린더-피스톤 유니트(36)의 챔버(39)측으로 유동한다. 제2 실린더-피스톤 유니트(36)의 피스톤(38)이 왕복하고 구동판에 부가적인 힘을 가함으로서 라쳇트(2)는 나선연결구를 조이는데 요구되는 높은 토오크로 회전된다.
나선연결구를 풀어내는 것이 역순으로 수행됨을 이해할 것이다.
본 발명에 따른 공구에 있어서, 조이는 초기단계의 고속작동과 조이는 최종단계의 큰 토오크를 갖는 잇점에 부가하여 다른 부가적인 잇점이 있다.
유체작동형 구동요소(7), (8), (31),(36)가 라쳇트의 축선에 수직인 평면에서 서로 인접하여 배치되므로 유체작동형 구동요소(7), (8), (31),(36)를 수용하는 공구의 제 2 하우징부분(9)은 공구의 결합수단(2), (3), (4), (5)을 수용하는 제 1 하우징부분(42)과 같이 얇게 구성 될 수 있으며 이로써 공구를 좁은 공간에 접근시킬 수 있는 잇점이 있다. 이는 또한 하우징의 넓은 부분이 나선연결부(너트)와 작동중에 나선연결부의 일부분을 가까이에서 붙잡는 공구의 연결수단사이의 결합점을 높이는 면에 놓이지 않도록 한다.
이상의 각 요소 또는 이들의 둘 이상이 상기 언급된 형태와 다른 형태의 구성에 유용하게 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명이 유체작동공구에 관련하여 도시되고 설명되었으나 본 발명은 이로써 제한되지 아니하고 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 구조적인 수정이나 변경이 가능하다.
달리 분석함이 없이 이상의 설명으로 본 발명의 요지는 충분히 밝혀졌다고 보며 통상의 지식을 가진 자이면 종래기술의 관점으로부터 본 발명의주요특징을 구성하는 구조를 생략함이 없이 본 발명을 다른분야에 용이하게 적용 할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 나선연결구를 조이거나 풀어내기 위한 유체작동공구에 있어서, 나선연결구를 회전시키고 이 나선연결구를 조이거나 풀도록 나선연결구에 결합되는 회전형 결합수단과, 상기 결합수단을 회전시키도록 상기 결합수단에 연결되고 이에 작용하는 구동수단으로 구성되고, 상기 구동수단은 상기 결합수단에 연결되고 작동되는 두 개의 유체작동형 구동요소를 포함함으로서 나선연결구를 조이는 초기단계 또는 나선연결구를 풀어내는 최종 단계에서는 상기 일측 유체작동형 구동요소가 작동되고 상기 결합수단을 구동시키며, 나선연결구를 조이는 최종단계 또는 나선연결구를 풀어내는 초기단계에서는 상기 타측 유체작동형 구동요소가 작동됨을 특징으로 하는 유체작동공구.
  2. 제 1 항에 있어서, 나선연결구를 조이는 상기 초기단계 또는 나선연결구를 풀어내는 상기 최종 단계중에 상기 일측 유체작동형 구동요소만이 작동되고 나선연결구를 조이는 상기 최종단계 또는 나선연결구를 풀어내는 상기 초기 단계에서는 상기 타측 유체작동형 구동요소만이 작동되도록 상기 유체작동형 구동요소를 제어하기 위한 수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 유체작동공구.
  3. 제 1 항에 있어서, 나선연결구를 조이는 상기 초기단계 또는 나선연결구를 풀어내는 상기 최종단계중에 상기 일측 유체작동형 구동요소만이 작동되고 나선연결구를 조이는 상기 최종단계 또는 나선연결구를 풀어내는 상기 초기 단계에서는 상기 일측 유체작동형 구동요소와 상기 타측 유체작동형 구동요소 모두가 작동되도록 구성된 제어수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 유체작동공구.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 일측 유체작동형 구동요소가 수압모터이고 상기 타측 유체작동형 구동요소가 수압실린더-피스톤 유니트임을 특징으로 하는 유체작동공구.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 일측 유체작동형 구동요소와 상기 타측 유체작동형 구동요소가 수압실린더-피스톤 유니트로 구성됨을 특징으로 하는 유체작동공구.
  6. 제 1 항에 있어서, 싱기 유체작동형 구동요소를 작동시키기 위한 제어수단이 구성되어 있고, 상기 제어수단이 초기에 작동유체가 상기 일측 유체작동형 구동요소에 공급되고 니선연결구의 회전저항이 사전에 결정된 값을 초과할 때 작동유체가 상기 타측 유체작동형 구동요소로 공급됨을 특징으로 하는 유체작동공구.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어수단이 상기 유체작동형 구동요소 사이에 제공되고 평상시에는 폐쇄되어 있다가 나선연결구의 회전저항이 사전에 결정된 값을 초과할 때에는 개방되는 밸브를 포함함을 특징으로 하는 유체작동공구.
  8. 제 1 항에 있어서, 나선연결구의 회전저항이 사전에 결정된 값을 초과할 때 상기 일측 작동형 구동요소의 작동을 중지시키기 위한 수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 유체작동공구.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 작동중지수단이 상기 일측 유체작동형 구동요소를 상기 결합수단에 연결하고 나선연결구의 회전저항이 사전에 결정된 값을 초과할 때 상기 일측 유체작동형 구동요소를 상기 결합수단으로부터 분리하는 오버런닝 커플링을 포함함을 특징으로 하는 유체작동공구.
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