KR100379314B1 - 너트러너장치의끼워맞춤부기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래 일반적으로 사용되고 있는 형상의 볼트 · 너트 등이라 하더라도 서로의 축 어긋남을 흡수하여 끼워맞출 수 있음과 아울러 회전력을 전달할 수 있는 신규성은 물론 진보성을 가진 너트러너 장치의 끼워맞춤부 기구를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 그 구성은 대략 수직으로 지지되며 축회전 구동수단 및 승강구동수단과 연결되어 축회진 및 승강이동이 가능하도록 된 스핀들(1)과, 상기 스핀들(1)의 하단부(11)에 매달려 지지됨과 아울러 소정량의 상하이동, 수평이동 및 요동이 자유롭도록 축회전력만을 전달하는 연결기구(3)로 연결된 회전코어(2)와, 상기 회전코어(2)의 하단부에 착탈이 자유롭도록 부착고정된 끼워맞춤부재(4)로 이루어진 것이다.

Description

너트리너 장치의 끼워맞춤부 기구
본 발명은 자동조작에 의해 끼워맞춤 회전하여 볼트 · 너트 등을 체결 및(또는) 분리하는 너트러너(nut ruuner) 장치의 끼워맞춤부 기구에 관한 것이다.
이러한 자동조작에 의한 너트러너 장치는 끼워 맞춤부재 {예를 들면, 캡 소켓(cap socket)} 가 이동하여 대상물인 볼트부재나 너트(이하, 「너트 등」이라 함)에 끼워맞춰진 후, 회전기동하도록 하여 자동적으로 체결 및(또는) 분리할 수 있도록 하는 것이다.
그러나, 실제 조작행정에 있어서 끼워맞춤부재의 회전중심축과 너트 등의 회전중심축이 동축상에서 끼워맞춰지는 경우는 드물기 때문에 약간의 축 어긋남이 발생하였다. 장치의 반복사용과 여러 대상물을 상대로 하는 이상, 오히려 이러한 어긋남의 발생은 당연한 것으로 여겨져서 이것을 고려한 설계구성이 이루어져 있다.
이러한 견지에서 종래의 너트러너 장치는 제 5 도 및 제 6 도에 나타낸 바와 같은 끼워맞춤부재와 특수한 너트 등의 구성이 채택되었다. 즉, 너트러너 장치의 끼워맞춤부재(50)는 그 하단면(54)의 형상을 너트 등의 머리부(52)가 일정한 틈을 두고 끼워맞춰질 수 내경(53)을 가지는 고리형상으로 하고, 상기 하단면(54)에 하측으로 돌출한 2개의 걸어맞춤 블록부(55),(55)를 대각위치에 일체형성하고 있다.
한번, 볼트(51)의 머리부(52)에는 날개형상으로 수평방향으로 돌출된 2개의 걸어맞춤편(56),(56)을 일체로 형성하고 있다.
이러한 구성에 의해 끼워맞춤부재(50)가 하강이동하여 볼트(51)의 머리부(52)에 덮어씌워져서 걸어맞춤편(56)이 하단면(54)과 맞닿은 시점에서 정지하여 축회전이 개시된다. 따라서, 걸어맞춤 볼록부(55)가 회전이동하여 걸어맞춤편(56)의 측부에 걸어맞춰짐으로써, 볼트(51)가 끼워맞춤부재(50)와 함께 축회전하게 된다.
여기서, 끼워맞춤부재(50)의 내경(53)은 볼트(51) 머리부(52)의 지름보다 크게 (제 6 도중, 반지름치수에 있어서 δ 만큼 큼) 형성되어 있기 때문에, 끼워맞춤부재(50)의 회전중심축(C)과 볼트(51)의 회전중심축(O)은 최대 δ 만큼 어긋난 위치에서도 끼워맞출 수 있다. 즉, 이러한 구성은 최대 ±δ의 축 어긋남을 흡수할 수 있는 것이다.
그러나, 이러한 종래예의 구성에서는 너트러너 장치의 끼워맞춤부재에 맞춰서 너트 등(51)을 특별한 형상의 것으로 준비하여야만 했었다.
이것은 작업 효율화를 위하여 너트러너 장치를 사용하는 경우, 종래 기구(예를 들면, 형틀 등)의 체결구로서 이용되었던 너트 등을 모두 이것에 적합한 너트 등으로 교환하여야만 하기 때문에, 경제적인 부담이 지나치게 클 뿐만 아니라 너트러너 장치의 범용성(汎用性) 그 자체도 결여된다는 결점이 있었다.
따라서 본 발명은 이러한 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 종래 일반적으로 사용되고 있는 형상의 너트 등이라 하더라도 서로의 축 어긋남을 흡수하여 끼워맞출 수 있음과 아울러 회전력을 전달할 수 있는 신규성을 물론 진보성을 가진 너트리너 장치의 끼워맞춤부 기구를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 너트러너 장치의 끼워맞춤부 기구는 다음과 같이 구성되어 있다.
즉, 끼워맞춤 회전하여 볼트 · 너트 등을 체결 및(또는) 분리하는 너트러너 장치의 끼워맞춤부 기구에 있어서, 대략 수직으로 지지되며 축회전 구동수단 및 승강구동수단과 연결되어 축회전 및 승강이동이 가능하도록 된 스핀들(1)과, 이 스핀들(1)의 하단부(11)에 매달려 지지됨고 아울러 소정량의 상하이동, 수평이동 및 요동이 자유롭도록 축회전력만을 전달하는 연결기구(3)로 연결된 회전코어(2)와, 이 회전코어(2)의 하단부에 착탈이 자유롭도록 부착고정된 끼워맞춤부재(4)로 이루어진다.
또, 상기 연결기구(3)는 개방구의 둘레 가장자리면(34)에 하측 지름이 축소된 테이퍼면(이하, 「가이드 테이퍼」 라 함)(35)을 가지는 개방구(31)가 바닥부 중앙에 형성된 원통형상의 지지가이드(30)를 스핀들(1)의 하단부(11) 외측둘레에 장착하여 고정하고, 상기 회전코어(2)를 몸통이 짧은 원기둥형상의 하부에 하측지름이 축소된 테이퍼면(이하, 「코어 테이퍼」 라 함)(20)을 가지는 팽이형상으로 형성하고, 상기 회전코어(2)를 상기 지지가이드(30) 내에 일정한 틈을 두고 수납함과 아울러 상기 코어 테이퍼(20) 상부의 직경을 상기 개방구(31)의 직경보다 크게 형성하여 가이드 테이퍼(35)와 맞닿도록 하면서 그 하부를 개방구(31)를 통하여 늘어뜨려 노출시킴으로써 매달리도록 지지하고, 그리고 상기 회전코어(2)의 상부면에 상측으로 개방된 1개 또는 2개 이상의 걸어맞춤 오목부(22)를 원형으로 형성하는 한편, 상기 스핀들(1)의 하단부(11)에 하측으로 돌출된 1개 또는 2개 이상의 걸어맞춤 볼록부(12)를 원형으로 형성하여 상기 걸어맞춤 오목부(22) 내에 상하방향 및 수평방향으로 일정한 틈을 두고 끼워 넣어 배치함으로써 구성한다.
이하, 본 발명에 관한 러트러너 장치의 끼워맞춤부 기구의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
제 1 도는 본 실시예에 관한 너트러너 장치 전체를 일부절제하여 나타낸 사시도이고, 제 2 도는 그 종단면도이다.
도면에 나타낸 실시예는 너트러너 장치의 하단부에 배치되며, 대상물인 볼트(60)의 머리부(61)에 끼워맞춰져서 이것을 회전기동시키는 끼워맞춤부 기구 전체를 나타낸 것으로서, 주로 스핀들(1), 회전코어(2) 및 이 스핀들(1)과 회전코어(2)를 연결하는 연결기구(3), 그리고 회전코어(2)의 하부에 착탈이 자유롭도록 부착고정되는 끼워맞춤부재(4)로 구성되어 있다.
스핀들(1)은 원통형상으로 이루어져서 대략 수직으로 배치되며, 모터 및 기어 또는 벨트 등으로 구성된 축회전 구동수단(도시생략)의 구동축(10)에 부착고정되어 축회전 구동력을 구비한 것으로서 구성되어 있다. 그리고, 승강구동수단(도시생략)과도 연결되어 적당히 승강이동이 가능하도록 구성되어 있다.
상기 스핀들(1)의 고리형상으로 된 하단부(11)에는 하측으로 돌출된 걸어맞춤 볼록부(12)가 대략 십자형상의 위치로 4곳에 일체형성되어 있다.
그리고, 여기서 스핀들(1)과 연결되는 축회전 구동수단 및 승강구동수단의 구성은 종래의 너트러너 장치에 사용되고 있는 것과 동일한 것으로서, 일반적인 공지기술이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
이어서, 회전코어(2)는 몸통이 짧은 원기둥형상의 하부에 그 하측 지름이 축소된 코어 테이퍼(20)가 형성된 소위 팽이형상으로 형성되어 있으며, 후술하는 연결기구(3)에 의하여 상기 스핀들(1)의 하단부(11)에 매달려 지지되어 있다.
이 연결기구(3)는 스핀들 하단부(11)에 대하여 회전코어(2)가 소정량의 상하이동, 수평 이동 및 요동이 자유롭도록 축회전력만을 전달하는 기구로서 구성되어 있다. 즉, 상기 회전코어(2)는 바닥면부에 개방구(31)를 가지는 바닥이 있는 원통형상의 지지가이드(30) 내에 수납된다. 이러한 수납형태는 회전코어(2)의 외측둘레벽(21)과 지지가이드(30)의 내측둘레벽(32) 사이에 일정한 틈(또는 공간)(33)을 형성하도록 배치한다. 그리고, 지지가이드(30)에 형성된 개방구(31)의 둘레 가장자리면(34)에는 하측 지름이 축소된 가이드 테이퍼(35)를 형성하고, 상부 직경이 당해 개방구(31)의 직경보다 크게 형성된 코어 테이퍼(20)를 이 가이드 테이퍼(35)와 맞닿도록 하면서 회전코어(2)의 하부를 개방구(31)를 통하여 늘어뜨려 노출시킴으로써, 회전코어(2)를 지지가이드(30)로 매달리도록 지지한 것이다.
또, 회전코어(2)의 상부면에는 중심부근에서 상측 및 둘레방향으로 개방된 걸어맞춤 오목부(22)가 중심각 90° 를 이루면서 원형으로 4곳에 일체형성되어 있다. 다시말하면, 회전코어(2)의 상부면에 그 회전중심축(P)의 위치에서 교차하는 십자형상의 걸어맞춤 돌조부(23)가 형성되어 있다.
이 회전코어(2)는 상기 걸어맞춤 오목부(22,22… )에 스핀들 하단부(11)에 형성된 상기 걸어맞춤 볼록부(12,12…)가 상하방향으로 일정한 틈(또는 공간)(36) 및 수평방향으로 일정한 틈(또는 공간)(37)을 가지는 위치에서 끼워넣어지도록 배치되어 있다.
그리고, 회전코어(2)의 하단부에는 볼트 머리부(61)와 끼워맞춰지는 끼워맞춤부재(4)가 나사(40)의 나사결합에 의하여 착탈이 자유롭도록 부착고정되어 있다. 본 실시예에 있어서, 이 끼워맛춤부재(4)에는 육각볼트(60)의 머리부(61)와 끼워맞추기 위한 하측이 트인 끼워맞춤 오목부(41)가 형성된, 소위 캡 소켓이 형성되어 있다.
또, 끼워맞춤 오목부(41)의 하단 가장자리부 외측둘레에는 고리형상으로 된 가이드 링(42)이 부착되어 있으며, 이 가이드 링(42)의 하단 가장자리부(43)는 끼워맞춤 오목부(41)의 하단부보다 하측에 위치하도록 되어 있다. 그 하단 가장자리부(43)의 내측 둘레면에는 내측을 향하는 테이퍼면(이하, 「링 테이퍼」 라 함)(44)이 형성되어 있다.
또한 이 끼워맞춤부재(4)의 하단부 형상은, 상기 캡 소켓에 한정되는 것이아니라 일반적으로 존재하는 여러가지 체결구의 머리부와 끼워맞출 수 있는 형상을적절하게 선택하여 형성하는 것이며, 또 그 대상물의 크기에 따라서도 여러가지 규격의 것으로 적절하게 교환할 수 있는 것이다.
본 실시예를 상기한 바와 같이 구성함으로써, 본 발명에 관한 끼워맞춤부 기구는 다음과 같이 작용한다. 제 3 도 및 제 4 도는 끼워맞춤부 기구의 작동상황을 나타낸 일부절제 종단면도이다.
스핀들(1)에 매달려 지지되어 하강한 끼워맞춤부재(4)는 그 회전중심축(T)과 볼트(60)의 회전중심축(O)이 동축상에서 일치할 때에는 그대로 맞게 끼워지지만, 축이 약간 어긋났을 때에는 가이드 링(42)의 하단 가장자리부(43)는 볼트 머리부(61)의 외측둘레측에 맞게 끼워넣어지지 않고 한쪽으로 치우쳐서 접촉하게 된다. 그리고 하강하면, 이 끼워맞춤부재(4)와 일체화된 회전코어(2)는 지지가이드(30) 내에 상하방향의 틈(36) 및 둘레방향의 틈(33)이 형성되어 있기 때문에 코어 테이퍼(20)와 가이드 테이퍼(35)의 미끄럼이동에 의하여 안내되므로, 일정한 경사각(α)을 가지면서 가이드 링(42)으로 안내된 끼워맞춤부재(4)는 일정한 기울기를 가진 상태로 볼트 머리부(61)에 끼워맞워지게 된다(제 3 도 참조).
이 상태에서 구동기구에 의하여 스핀들(1)온 회전기동시키면, 이 스핀들(1) 하단부(11)에 형성된 걸어맞춤 볼록부(12)가 회전코어(2)의 상부면에 형성된 걸어맞춤 오목부(22)와 걸어맞춰져서 축회전력이 전달된다. 따라서 회전코어(2)의 회전중심축(P)은, 스핀들(1)의 회전중심축(T)과는 기울기(β)를 가지면서 회전하고, 또한 볼트(60)의 회전중심축(O)가는 기울기(α)를 가지면서 회전하게 된다. 다시 말하면, 회전코어(2) 및 끼워맞춤부재(4)는 볼트(60)에 대하여 소위 마찰회전함과 아울러 스핀들(1)은 회전코어(2) 및 끼워맞춤부재(4)에 대하여 소위 마찰회전하고 있다고 할 수 있다.
그리고, 여기서 스핀들(1)은 어느 정도 자유도를 부여하여(소위 헐겁게) 회전구동수단과 연결되어 있기 때문에 다소의 축경사 회전은 허용된다.
이어서, 스핀들(1)과 볼트(60)의 축이 약간 어긋났을 때 또는 상기한 회전중에 끼워맞춤 오목부(41)의 기울기가 해소되서 수평하게 되어 볼트 머리부(61)와 끼워맞춰졌을 때에는, 회전코어(2)가 외측둘레부의 틈(33)과, 코어 테이퍼(20)가 미끄럼이동하는 가이드 테이퍼(35)의 안내에 의해 비스듬하게 상측으로 이동(평행이동)하여 그 회전중심축(P)은 대략 수직으로 된다.
이 상태에서 회전기동시키면, 회전코어(2)의 회전중심축(P)과 볼트(60)의 회전중심축(O)이 일치하고, 상기 회전코어(2)의 회전중심축(P)과 스핀들(1)의 회전중심축(T)은 축이 어긋난 양()만큼 어긋나서 회전하게 된다. 즉, 스핀들(1)은 회전코어(2)의 회전중심축 {P(O)} 주위를 자전하면서 반경()을 유지하며 공전하는 상태 {유성운동(planetary motion)} 로 된다.
상기한 바와 같이 본 발명을 구성함으로써, 일반적으로 사용되고 있는 형상의 너트 등에 적용할 수 있다. 즉, 종래의 일반적 형상의 너트 등을 사용하는 형틀체결부에 있어서도 그 너트 등을 변경하는 일 없이, 단지 본 발명의 끼워맞춤부 기구의 끼워맞춤부재를 적합한 부재로 교환함으로써, 그대로 너트러너 장치를 사용할 수 있게 된다.
따라서, 이러한 끼워맞춤부 기구를 가진 너트러너 장치는 범용성이 높은 것으로 된다.
또, 연결기구를 코어 테이퍼와 가이드 테이퍼가 맞닿음으로써 회전코어를 매달리도록 지지함과 아울러 안내하도록 하고, 또한 회전코어가 소정량의 상하이동, 수평이동 및 요동을 자유롭게 할 수 있도록 하여 축회전력만을 전달하도록 하고 있기 때문에, 스핀들과 볼트의 축 어긋남을 흡수하여 끼워맞춰서 회전력을 전달할 수 있다는 효과가 있다.
제 1 도는 본 발명에 관한 너트러너 장치 전체를 일부절제하여 나타낸 사시도
제 2 도는 본 발명에 관한 너트러너 장치의 종단면도
제 3 도는 본 발명에 관한 끼워맞춤부 기구의 작동상황을 나타낸 일부절제 종단면도
제 4 도는 본 발명에 관한 끼워맞춤부 기구의 작동상황을 나타낸 일부절제 종단면도
제 5 도는 종래예의 요부를 나타낸 사시도
제 6 도는 종래예의 끼워맞춤 상황을 나타낸 평면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 스핀들 2 : 회전코어
3 : 연결기구 4 : 끼워맞춤부재
10 : 구동축 11 : 하단부
12 : 걸어맞춤 볼록부 20 : 테이퍼면(코어 테이퍼)
21 : 외측둘레벽 22 : 걸어맞춤 오목부
23 : 걸어맞춤 돌조부 30 : 지지가이드
31 : 개방구 32 : 내측둘레벽
33 : 둘레방향 틈 34 : 둘레 가장자리면
35 : 테이퍼면(가이드 테이퍼)
36 : 상하방향 틈 40 : 나사
41 : 끼워맞춤 오목부 42 : 가이드 링
43 : 하단 가장자리부 44 : 테이퍼면(링 테이퍼)
60 : 볼트 61 : 볼트 머리부

Claims (3)

  1. 끼워맞춤 회전하여 볼트 · 너트 등을 체결 및(또는) 분리하는 너트러너 장치의 끼워맞춤부 기구에 있어서,
    대략 수직으로 지지되며 축회전 구동수단 및 승강구동수단과 연결되어 축회전 및 승강이동이 가능하도록 된 스핀들(1)과,
    상기 스핀들(1)의 하단부(11)에 매달려 지지됨과 아울러 소정량의 상하이동, 수평이동 및 요동이 자유롭도록 축회전력만을 전달하는 연결기구(3)로 연결된 회전코어(2)와,
    상기 회전코어(2)의 하단부에 착탈이 자유롭도록 부착고정된 끼워맞춤부재(4)로 이루어진 것을 특징으로 하는 너트러너 장치의 끼워맞춤부 기구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결기구(3)는 개방구의 둘레 가장자리면(34)에 하측 지름이 축소된 테이퍼면( 「가이드 테이퍼」 )(35)을 가지는 개방구(31)가 바닥부 중앙에 형성된 원통형상의 지지가이드(30)를 스핀들(1)의 하단부(11) 외측둘레에 장착하여 고정하고,
    상기 회전코어(2)를 몸통이 짧은 원기둥형상의 하부에 하측지름이 축소된 테이퍼면( 「코어 테이퍼」 )(20)을 가지는 팽이형상으로 형성하고,
    상기 회전코어(2)를 상기 지지가이드(30) 내에 일정한 틈을 두고 수납함과아울러 상기 코어 테이퍼(20) 상부의 직경을 상기 개방구(31)의 직경보다 크게 형성하여 가이드 테이퍼(35)와 맞닿도록 하면서 그 하부를 개방구(31)를 통하여 늘어뜨려 노출시킴으로써 매달리도록 지지하고,
    그리고 상기 회전코어(2)의 상부면에 상측으로 개방된 1개 또는 2개 이상의 걸어맞춤 오목부(22)를 원형으로 형성하는 한편,
    상기 스핀들(1)의 하단부(11)에 하측으로 돌출된 1개 또는 2개 이상의 걸어맞춤 볼록부(12)를 원형으로 형성하여 상기 걸어맞춤 오목부(22) 내에 상하방향 및 수평방향으로 일정한 틈을 두고 끼워 넣어 배치하도록 한 것을 특징으로 하는 너트러너 장치의 끼워맞춤부 기구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 끼워맞춤부재(4)가 볼트 머리부 또는 너트에 맞게 끼워넣어지는 끼워맞춤 오목부(41)을 가지는 캡 소켓인 것을 특징으로 하는 너트러너 장치의 끼워맞춤부 기구.
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