KR100887504B1

KR100887504B1 - 원통형 부재의 실링재 삽입장치

Info

Publication number: KR100887504B1
Application number: KR1020080080780A
Authority: KR
Inventors: 남윤의
Original assignee: 한밭대학교 산학협력단
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2009-03-10

Abstract

본 발명은 원통형 부재의 실링재 삽입장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 실링재의 소재나 직경에 관계없이, 그리고 원통형 부재의 직경에 관계없이 신속하고 정확하게 원통형 부재의 설정된 부위에 실링재를 자동화 방식으로 삽입할 수 있어, 대량 생산에 적합할 뿐만 아니라, 작업자에 대한 인건비를 절감할 수 있고, 작업 효율성이 향상되는 장점이 있다.

원통형 부재, 실링재, 삽입, 리니어모터, 가이드

Description

원통형 부재의 실링재 삽입장치{APPARATUS FOR INSERTING SEALING MATERIAL CYLINDRICAL COMPONENT}

본 발명은 원통형 부재의 실링재 삽입장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원통형 부재의 외주연에 실링재를 자동으로 삽입할 수 있는 원통형 부재의 실링재 삽입장치에 관한 것이다.

원통형 부재를 연결하여 그 부재 내부로 유체를 통과시키는 경우에 원통형 부재 상호간에는 수밀 결합구조를 갖고 있어야 한다. 이러한 수밀 결합구조를 실현하기 위해서 원통형 부재 사이에는 도 1에 도시된 바와 같이, 신축 탄력성을 갖는 실링재를 삽입하는 것이 일반적이다. 즉, 실링재(5)는 제1부재(1)의 외주연에 삽입되고, 제1부재(1)가 제2부재(3)에 삽입되면서 실링재(5)가 신축하면서 제1부재(1)와 제2부재(3) 사이의 연결부위가 실링되는 것이다.

이때 제1부재(1)의 외주연에 실링재(5)를 삽입하는 방법으로, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 실링재(5)의 직경을 확장시킨 상태에서 제1부재(1)의 원형홈(1a)에 끼워 넣은 방법이 사용되었다.

그런데 이러한 종래기술에 의하면, 원통형 부재(1)의 외주연에 실링재(5)를 삽입하는 작업을 고속화하기 어려워 대량의 원통형 부재(1)에 실링재(5)를 삽입하는데 시간이 많이 소요되었다. 또한 실링재(5)를 삽입하는 일에 인력을 투입하여야 함으로써 인건비와 같은 추가적인 비용이 필요하다는 문제점이 있었다.

아울러, 실링재(5)가 신장될 때 큰 힘을 필요로 하는 소재로 제작되는 경우에는, 작업자의 피로가 증가할 수밖에 없었고, 이로 인해 작업능률이 저하되는 문제점이 있었다. 더구나, 상기와 같은 소재로 제작되는 실링재(5)가 일반적인 작업자의 손가락보다 작은 직경을 갖는 경우에는, 하나의 원통형 부재(1)에 실링재(5)를 삽입하는데 상당한 어려움이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 실링재의 소재나 직경에 관계없이, 그리고 원통형 부재의 직경에 관계없이 신속하고 정확하게 원통형 부재의 설정된 부위에 실링재를 삽입할 수 있는 원통형 부재의 실링재 삽입장치을 제공하기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 제1발명은 원통형 부재의 실링재 삽입장치에 관한 것으로, 평탄형의 받침대; 상기 받침재 상에 형성된 수직의 지지대; 상기 수직의 지지대 단부에 장착된 지지판; 상기 지지판의 중앙에 설치된 실린더; 상하 이동 가능하게 상기 실린더의 구동부에 연결되는 가이드판; 상기 가이드판의 상하 이동을 안내하도록 상기 실린더를 중심으로 4개가 대칭 형성된 가이드봉; 원통을 상면에서 1/4로 절단한 형태로 이루어져 각각이 상기 가이드판의 하단에 상기 실린더의 축을 중심으로 반경방향으로 이동가능한 4개의 실링재 거치틀; 상기 4개의 실링재 거치틀 각각의 외주에 밀착 형성되면서 상기 4개의 실링재 거치틀에 대하여 상하 방향으로 이동가능하게 설치된 4개의 삽입툴; 상기 4개의 실링재 거치틀 각각의 단부에 걸쳐지는 실링재의 직경에 대응하도록 삽입툴의 단면의 길이(R₁)에 비해 상대적으로 짧은 길이(R₂)로 상기 삽입툴의 선단에 형성된 삽입단부; 원통형 부재의 중심을 상기 실린더의 중심에 맞추도록 상기 받침대 상에 전후좌우로 4개가 설치되는 안내장치; 상기 원통형 부재의 단부에 형성된 원형홈; 상기 원형홈에 따라 상기 원통형 부재에 형성된 돌출부를 감지하도록 상기 삽입툴의 삽입단부의 외주에 설치된 센서;를 포함한다.

제2발명은, 제1발명에서, 상기 실링재 거치틀과 삽입툴은 가이드판에 장착되는 제1리니어모터에 의해 반경방향으로 구동되는 것을 특징으로 한다.

제3발명은, 제2발명에서, 상기 삽입툴에는, 상기 삽입툴이 실링재 거치틀에 대해 상하방향으로 구동되도록 제2리니어모터가 설치되는 것을 특징으로 한다.

제4발명은, 제3발명에서, 상기 안내장치는, 고정부와, 상기 원통형 부재를 가압하는 가압판과, 상기 고정부와 가압판에 양단이 연결되어 상기 고정부에 지지된 상태로 상기 가압판에 탄성을 가하는 탄성부재를 포함한다.

제5발명은, 제3발명에서, 상기 안내장치는, 실린더부와, 상기 실린더부에 대한 유체의 공급에 따라 이동되는 피스톤부와, 상기 피스톤부의 일단에 장착되어 상기 원통형 부재를 가압하는 가압판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

제6발명은, 제5발명에서, 상기 실린더의 구동, 제1 및 제2리니어 모터의 구동, 실린더부의 작동을 제어하는 제어부가 더 포함된다.

본 발명에 따른 원통형 부재의 실링재 삽입장치에 의하면, 실링재의 소재나 직경에 관계없이, 그리고 원통형 부재의 직경에 관계없이 신속하고 정확하게 원통형 부재의 설정된 부위에 실링재를 자동화 방식으로 삽입할 수 있어, 대량 생산에 적합할 뿐만 아니라, 작업자에 대한 인건비를 절감할 수 있고, 작업 효율성이 향상 되는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 원통형 부재의 실링재 삽입장치에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 원통형 부재의 실링재 삽입장치의 구성을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 4의 B부분에 대한 상세도이다. 그리고 도 6은 본 발명에 따른 실링재 거치틀과 삽입툴의 구성을 도시한 가이드판의 저면 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 실링재 거치틀의 작동을 도시한 저면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 부재(90)의 실링재 삽입장치는, 받침대(10), 지지대(22), 지지판(24), 실린더(26), 가이드판(32), 가이드봉(34), 실링재 거치틀(42), 삽입툴(50), 삽입단부(52), 안내장치(60), 센서(70) 및 제어부(80)를 포함한다.

상기 받침대(10)는 사각형 형태의 평판으로 이루어져 본 발명에 따른 원통형 부재(90)의 실링재 삽입장치의 기초를 형성한다. 그리고 상기 받침대(10)에는 지지대(22)가 설치된다. 상기 지지대(22)는 이하에서 설명될 지지판(24)를 지탱하기 위한 것으로, 상기 받침대(10)의 4개소에서 수직으로 형성된다.

지지판(24)은 상기 지지대(22) 상에 장착된다. 즉, 상기 지지판(24)은 받침대(10)와 평행하게 상기 4개의 지지대(22)에 지지된 상태로 설치된다.

이러한 지지판(24)의 중앙은 관통되어 있고 그 관통 부위로 실린더(26)가 설 치된다. 상기 실린더(26) 내부에는 구동부(28)가 설치되어 실린더(26) 내부에서의 유체의 흐름에 따라 상기 구동부(28)가 실린더(26) 내부를 따라 상하방향으로 승강된다.

상기 구동부(28)에는 가이드판(32)이 연결된다. 따라서 상기 가이드판(32)은 구동부(28)의 승강과 함께 동시에 상하방향으로 승강된다.

이러한 가이드판(32)의 상하방향 이동은 가이드봉(34)에 의해 가이드된다. 상기 가이드봉(34)은 상기 실린더(26)를 중심으로 4개가 대칭으로 형성되고 상기 실린더(26)와 평행하게 설치되어 상기 지지판(24)을 관통한다. 따라서 상기 가이드판(32)이 승강되면 상기 가이드봉(34)이 지지판(24)에 가이드되면서, 상기 가이드판(32)이 받침대(10)와 평행을 이룬 상태로 안정적으로 승강될 수 있다.

실링재 거치틀(42)은 상기 가이드판(32)의 하단에 장착되는 것으로, 상기 실린더(26)를 중심으로 반경방향으로 이동가능한 형태로 구성된다. 이때 실링재 거치틀(42)은 총 4개로 이루어져 서로 합쳐졌을 때 하나의 원통형태를 이룬다. 따라서 실링재 거치틀(42)은 원통을 1/4로 절단한 형태의 4개로 이루어지고, 각각이 반경방향으로 이동가능하여 실링재 거치틀(42)의 전체 직경의 축소(도 7의 (a)) 및 확장(도 7의 (b))이 가능하도록 마련된다.

이러한 실링재 거치틀(42)은 제1리니어모터(33)에 의해 반경방향으로 구동된다. 즉, 각 실링재 거치틀(42)은 가이드판(32)에 장착되는 제1리니어모터(33)에 의해 동시에 구동되어 반경방향으로 확장 및 축소 이동된다. 여기서 제1리니어모터(33)는 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려진 것이므로, 그 구성 및 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다. 참고로, 도 6 및 도 7에서 도면번호 33a는 제1리니어모터(33)가 이동되는 '이동라인'을 도시한 것이다.

삽입툴(50)은 상기 4개의 실링재 거치틀(42) 각각의 외부에 밀착 형성된다. 따라서 상기 삽입툴(50)은 상기 실링재 거치틀(42)이 반경방향으로 이동할 때 상기 실링재 거치틀(42)과 함께 이동된다.

그리고 상기 삽입툴(50)은 상기 실링재 거치틀(42)에 대해 상하방향으로 이동가능하게 설치된다. 이를 위해 상기 삽입툴(50)과 실링재 거치틀(42) 사이에는 제2리니어모터(54)가 장착되어, 상기 실링재 거치틀(42)에 대해 상기 삽입툴(50)이 상하방향으로 이동될 수 있도록 한다. 여기서 제2리니어모터(54)에 대해서도 그 구성 및 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다. 참고로, 도 6에서 도면번호 54a는 제2리니어모터(54)가 이동되는 '이동라인'을 도시한 것이다.

이러한 삽입툴(50)의 선단에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 4개의 실링재 거치틀(42) 각각의 단부(43)에 걸쳐지는 실링재(100)의 직경에 대응하도록 삽입툴(50)의 단면의 길이(R₁)에 비해 상대적으로 짧은 길이(R₂)로 삽입단부(52)가 형성된다. 상기 삽입단부(52)는 제2리니어모터(54)에 의해 상기 삽입툴(50)이 상하방향으로 구동될 때 상기 실링재 거치틀(42)에 걸쳐진 실링재(100)를 밀어내어 실링재 거치틀(42)로부터 이탈시키는 역할을 한다.

안내장치(60)는 실링재(100)를 삽입하고자 하는 원통형 부재(90)의 중심을 상기 실린더(26)의 중심에 맞추는 역할을 한다. 이때 상기 원통형 부재(90)는 받침 대(10) 상에 올려지므로, 상기 안내장치(60) 또한 받침대(10) 상에 전후좌우로 설치되는 4개로 구성되어 각각의 안내장치(60)에 의해 상기 원통형 부재(90)가 정렬될 수 있도록 한다.

이러한 안내장치(60)는 다양한 구성으로 이루어질 수 있다. 즉, 본 실시예에서와 같이 받침대(10) 상에 설치되는 고정부(62)와, 상기 원통형 부재(90)를 가압하는 가압판(64)과, 상기 고정부(62)와 가압판(64)에 양단이 연결되어 상기 고정부(62)에 지지된 상태로 상기 가압판(64)에 탄성을 가하는 탄성부재(66)로 이루어질 수 있다. 이때 상기 탄성부재(66)로는 스프링이 될 수 있다.

또한 상기 안내장치(60)는, 도시되지는 않았지만, 실린더 형태로 이루어져 이하에서 설명될 제어부(80)에 의한 작동에 의해 자동으로 구동될 수도 있다. 즉, 이때의 안내장치(60)는, 실린더부와, 상기 실린더부에 대한 유체의 공급에 따라 이동되는 피스톤부와, 상기 피스톤부의 일단에 장착되어 상기 원통형 부재(90)를 가압하는 가압판으로 이루어질 수도 있다.

센서(70)는 거리를 감지하는 것으로, 원통형 부재(90)의 돌출부(93)와 원형홈(91)의 위치를 감지할 수 있도록 상기 삽입툴(50)의 삽입단부(52)의 외주에 설치된다. 또한 상기 센서(70)는 원통형 부재(90)의 돌출부(93)의 위치를 감지하여 상기 원통형 부재(90)의 직경에 대응되게 상기 실링재 거치틀(42)이 확장 또는 축소되도록 한다.

제어부(80)는 상기 구동부(28)의 이동거리, 제1 및 제2리니어모터(54)의 구동 및 실린더부의 작동을 제어한다.

다음으로 본 발명에 따른 원통형 부재의 실링재 삽입장치의 작용에 대해 도 8 내지 도 11에 도시된 본 발명의 작동별 단면도를 참조하여 설명한다.

먼저 받침대(10) 상에 원통형 부재(90)가 올려진다. 이때 원통형 부재(90)는 안내장치(60)의 가압판(64)에 의해 가압되는데, 전후좌우로 배치된 가압판(64)가 탄성부재(66)에 의해 가압됨에 따라 실린더(26)의 중앙에 맞춰지는 위치로 정렬된다.

4개의 실링재 거치틀(42)은 도 8에 도시된 바와 같이, 최초 반경방향으로 축소된 상태로 있다가, 실링재 거치틀(42)에 실링재가 화살표 방향으로 끼워지면 도 9에 도시된 바와 같이, 반경방향(도 9의 화살표 방향)으로 확장되면서 상기 실링재(100)가 이탈되지 않도록 파지한다. 이때 상기 실링재 거치틀(42)이 반경방향으로 확장되는 정도는 센서(70)에 의해 파악되는 원통형 부재(90)의 돌출부(93)에 대응하는 위치까지이다.

상기 실링재 거치틀(42)의 반경방향 이동은 제어부(80)에 의해 작동되는 제1리니어모터(33)에 의해 이루어진다. 즉, 제어부(80)는 센서(70)에 의해 감지되는 정보를 기초로 하여 상기 실링재 거치틀(42)이 상기 원통형 부재(90)의 직경에 대응하는 정도로 확장되도록 제1리니어모터(33)를 구동한다.

실링재 거치틀(42)의 확장이 종료되면 제어부(80)는 도 10에 도시된 화살표와 같이, 실린더(26)의 구동부(28)를 하향 이동시킨다. 이때 구동부(28)의 하향 이동거리는 센서(70)에 의해 감지되는 원통형 부재(90)의 원형홈(91)과 돌출부(93)의 거리에 의해 결정된다. 즉, 상기 실링재 거치틀(42)이 원통형 부재(90)의 원형 홈(91) 바로 위로 위치될 때까지 구동부(28)는 하향 이동된다.

이 상태에서 도 10에 도시된 화살표와 같이, 제어부(80)는 제2리니어모터(54)를 작동시켜 삽입툴(50)이 하향 이동하게 한다. 삽입툴(50)이 하향 이동함에 따라 상기 삽입툴(50)은 실링재 거치틀(42)에 걸쳐져 있는 실링재(100)를 밀게 된다. 따라서 실링재(100)는 실링재 거치틀(42)에서 이탈되고, 원통형 부재(90)의 원형홈(91)에 삽입된다. 이는 상기 실링재 거치틀(42)이 원형홈(91)의 바로 위에 위치되어 있고, 탄성을 갖는 실링재(100)는 상기 실링재 거치틀(42)로부터 이탈되면서 탄성 복원되어 상기 원형홈(91)에 끼워지게 되는 것이다.

원통형 부재(90)의 원형홈(91)에 실링재(100)가 삽입되면, 제2리니어모터(54)가 다시 구동되어 상기 삽입툴(50)를 상향 이동시켜 원위치로 복구시킨다. 또한 구동부(28)도 원위치로 복귀하고, 제1리니어모터(33)가 구동되어 실링재 거치틀(42)도 원위치로 복귀되도록 하여 이후의 실링재 삽입작업이 수행될 수 있도록 준비한다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 원통형 부재의 결합형태를 도시한 단면도,

도 2는 종래기술에 따른 원통형 부재에 실링재를 삽입하는 방식을 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 원통형 부재의 실링재 삽입장치의 구성을 도시한 사시도,

도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도,

도 5는 도 4의 B부분에 대한 상세도,

도 6은 본 발명에 따른 실링재 거치틀과 삽입툴의 구성을 도시한 가이드판의 저면 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 실링재 거치틀의 작동을 도시한 저면도,

도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 원통형 부재의 실링재 삽입장치의 작동방식을 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 받침대 22 : 지지대

24 : 지지판 26 : 실린더

32 : 가이드판 34 : 가이드봉

42 : 실링재 거치틀 50 : 삽입툴

60 : 안내장치 70 : 센서

80 : 제어부 90 : 원통형 부재

100 : 실링재

Claims

평탄형의 받침대(10);

상기 받침대(10) 상에 형성된 수직의 지지대(22);

상기 수직의 지지대(22) 단부에 장착된 지지판(24);

상기 지지판(24)의 중앙에 설치된 실린더(26);

상하 이동 가능하게 상기 실린더(26)의 구동부(28)에 연결되는 가이드판(32);

상기 가이드판(32)의 상하 이동을 안내하도록 상기 실린더(26)를 중심으로 4개가 대칭 형성된 가이드봉(34);

원통을 상면에서 1/4로 절단한 형태로 이루어져 각각이 상기 가이드판(32)의 하단에 상기 실린더(26)의 축을 중심으로 반경방향으로 이동가능한 4개의 실링재 거치틀;

상기 4개의 실링재 거치틀(42) 각각의 외주에 밀착 형성되면서 상기 4개의 실링재 거치틀(42)에 대하여 상하 방향으로 이동가능하게 설치된 4개의 삽입툴(50);

상기 4개의 실링재 거치틀(42) 각각의 단부(43)에 걸쳐지는 실링재(100)의 직경에 대응하도록 삽입툴(50)의 단면의 길이(R₁)에 비해 상대적으로 짧은 길이(R₂)로 상기 삽입툴(50)의 선단에 형성된 삽입단부(52);

원통형 부재(90)의 중심을 상기 실린더(26)의 중심에 맞추도록 상기 받침대(10) 상에 전후좌우로 4개가 설치되는 안내장치(60);

상기 원통형 부재(90)의 단부에 형성된 원형홈(91)과, 상기 원형홈(91)에 따라 상기 원통형 부재(90)에 형성된 돌출부(93)를 감지하도록 상기 삽입툴(50)의 삽입단부(52)의 외주에 설치된 센서(70);를 포함하는 원통형 부재의 실링재 삽입장치.
제1항에 있어서,

상기 실링재 거치틀(42)과 삽입툴(50)은 가이드판(32)에 장착되는 제1리니어모터(33)에 의해 반경방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는 원통형 부재의 실링재 삽입장치.
제2항에 있어서,

상기 삽입툴(50)에는, 상기 삽입툴(50)이 실링재 거치틀(42)에 대해 상하방향으로 구동되도록 제2리니어모터(54)가 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 부재의 실링재 삽입장치.
제3항에 있어서,

상기 안내장치(60)는, 고정부(62)와, 상기 원통형 부재(90)를 가압하는 가압판(64)과, 상기 고정부(62)와 가압판(64)에 양단이 연결되어 상기 고정부에 지지된 상태로 상기 가압판에 탄성을 가하는 탄성부재(66)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 부재의 실링재 삽입장치.
제3항에 있어서,

상기 안내장치는, 실린더부와, 상기 실린더부에 대한 유체의 공급에 따라 이동되는 피스톤부와, 상기 피스톤부의 일단에 장착되어 상기 원통형 부재를 가압하는 가압판을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 부재의 실링재 삽입장치.
제5항에 있어서,

상기 실린더의 구동, 제1 및 제2리니어 모터의 구동, 실린더부의 작동을 제어하는 제어부(80)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 원통형 부재의 실링재 삽입장치.