KR100931268B1 - 동력 발생 장치 및 이를 이용한 용접용 대차 - Google Patents

동력 발생 장치 및 이를 이용한 용접용 대차 Download PDF

Info

Publication number
KR100931268B1
KR100931268B1 KR1020090056274A KR20090056274A KR100931268B1 KR 100931268 B1 KR100931268 B1 KR 100931268B1 KR 1020090056274 A KR1020090056274 A KR 1020090056274A KR 20090056274 A KR20090056274 A KR 20090056274A KR 100931268 B1 KR100931268 B1 KR 100931268B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
piston
screw rod
gear
cylinder
Prior art date
Application number
KR1020090056274A
Other languages
English (en)
Inventor
김병권
Original Assignee
주식회사 하이워드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이워드 filed Critical 주식회사 하이워드
Priority to KR1020090056274A priority Critical patent/KR100931268B1/ko
Priority to PCT/KR2009/006912 priority patent/WO2010150951A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100931268B1 publication Critical patent/KR100931268B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B17/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by use of uniflow principle
    • F01B17/02—Engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/04—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces
    • F01B3/06—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces by multi-turn helical surfaces and automatic reversal
    • F01B3/08—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces by multi-turn helical surfaces and automatic reversal the helices being arranged on the pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 동력 발생 장치 및 이를 이용한 용접용 대차에 관한 것으로, 별도의 전원 공급 없이 가스 공급을 통해 계속적인 회전 동력을 발생시키고 공급된 가스는 다시 재순환시켜 사용함으로써 에너지 측면에서 매우 효율적이고 구조가 단순한 동력 발생 장치를 제공하며, 또한, 이러한 가스 공급을 통한 동력 발생 장치를 이동 에너지 발생 수단으로 활용하여 별도의 전원 공급 없이 가스 공급을 통해 장치를 이동시킬 수 있어 에너지 효율이 우수하고, 전원 공급을 위한 별도의 케이블이 불필요하여 이동 동작이 단순하고 이동 범위가 확장되어 작업 시간 및 작업 신뢰성이 향상되는 용접용 대차를 제공한다.
동력 발생 장치, 전환 밸브 유닛, 자동 가스 용접/절단 장치, 용접용 대차

Description

동력 발생 장치 및 이를 이용한 용접용 대차{Apparatus for Generating Power and Moving Apparatus Using the Same}
본 발명은 동력 발생 장치 및 이를 이용한 용접용 대차에 관한 것이다. 보다 상세하게는 별도의 전원 공급 없이 가스 공급을 통해 계속적인 회전 동력을 발생시키고 공급된 가스는 다시 재순환시켜 사용함으로써 에너지 측면에서 매우 효율적이고 구조가 단순한 동력 발생 장치에 관한 것이며, 또한, 이러한 가스 공급을 통한 동력 발생 장치를 이동 에너지 발생 수단으로 활용하여 별도의 전원 공급 없이 가스 공급을 통해 장치를 이동시킬 수 있어 에너지 효율이 우수하고, 전원 공급을 위한 별도의 케이블이 불필요하여 이동 동작이 단순하고 이동 범위가 확장되어 작업 시간 및 작업 신뢰성이 향상되는 용접용 대차에 관한 것이다.
일반적으로 산업 전반에 걸쳐 동력을 발생하는 장치로서 가장 널리 이용되고 있는 방식은 전기 모터를 이용한 구동 방식으로, 전기 에너지를 활용하여 모터를 구동하고, 모터에 의한 회전력을 기어, 벨트 등의 다양한 기계 요소들을 사용하여 필요한 구성에 전달하는 형태로 이루어진다.
이러한 동력 발생 장치는 산업 전반에 걸쳐 매우 다양한 분야에 사용되고 있는데, 특히 자동화 설비와 관련한 공장에서 더욱 널리 사용되며 이러한 동력 발생 장치를 활용한 각종 용접용 대차 등이 개발되고 있다.
이러한 예로서, 이동식 자동 용접 장치 또는 절단 장치 등이 있는데, 이러한 자동 용접/절단 장치는 강판을 직선, 곡선, 원형, 기타 임의의 형상으로 용이하게 절단할 수 있는 장치로서, 절단면이 깨끗하고 절단 속도가 빨라 그 사용범위가 계속 확대되어 가고 있다.
이러한 이동식 자동 용접/절단 장치 또한 전기 모터를 이용한 구동 방식을 채택하여 구동되고 있다. 즉, 각종 구성 요소들을 장착할 수 있는 지지 프레임의 하부에 이동 바퀴가 장착되고 이러한 이동 바퀴를 구동할 수 있도록 전기 모터와 기어 박스 등이 장착되는 형태로 구성된다.
이와 같이 구성되는 종래 기술에 의한 일반적인 동력 발생 장치 및 이를 이용한 자동 용접/절단 장치는 동력 발생을 위한 전기 모터 및 용접/절단을 위한 가스 탱크가 구비되어야 하므로, 장치의 구성이 복잡하고, 특히 이송을 위한 구동력으로 전기 에너지를 활용하므로 에너지 효율 측면에서 비효율적이라는 문제가 있었다. 또한, 전기 모터에 전기를 공급하기 위한 별도의 케이블이 연결되기 때문에, 장치의 이송 중에 케이블이 꼬이거나 이동 바퀴에 걸리는 등의 현상이 발생하여 용접용 대차의 이동 범위가 제한되고 작업 시간이 길어지는 등 작업 효율 및 신뢰성이 저하되는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 별도의 전원 공급 없이 가스 공급을 통해 계속적인 회전 동력을 발생시키고 공급된 가스는 다시 재순환시켜 사용함으로써 에너지 측면에서 매우 효율적이고 구조가 단순한 동력 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 이러한 가스 공급을 통한 동력 발생 장치를 이동 에너지 발생 수단으로 활용하여 별도의 전원 공급 없이 가스 공급을 통해 장치를 이동시킬 수 있어 에너지 효율이 우수하고, 전원 공급을 위한 별도의 케이블이 불필요하여 이동 동작이 단순하고 이동 범위가 확장되어 작업 시간 및 작업 신뢰성이 향상되는 용접용 대차를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 상기 가스를 이용한 무전원 동력 발생 장치를 이용하여 별도의 전원 공급 없이 가스 공급을 통해 다양한 기계 장치를 동작시킬 수 있는 공압 모터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은, 내부 공간에 가스가 유입될 수 있도록 양측에 각각 제 1 및 제 2 유입구가 형성되는 실린더; 상기 실린더의 내부 공간을 상기 제 1 유입구와 연통되는 제 1 챔버 및 상기 제 2 유입구와 연통되는 제 2 챔버로 분리 구획하며 상기 제 1 및 제 2 챔버의 상호 압력 차이에 따라 직선 이동하는 피스톤; 상기 피스톤의 직선 이동에 연동하여 회전하는 스크류 로드; 상기 피스톤의 직선 이동 방향에 따라 상기 제 1 및 제 2 유입구에 교대로 가스를 공급하도록 가스 공급 유로를 전환하는 전환 밸브 유닛; 및 상기 피스톤과 전환 밸브 유닛을 연동시키는 연동 수단을 포함하고, 상기 전환 밸브 유닛에 가스가 유입됨에 따라 상기 제 1 및 제 2 유입구에 가스가 교대로 공급되어 상기 피스톤이 연속적으로 직선 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는 동력 발생 장치를 제공한다.
이때, 상기 스크류 로드는 원통형으로 외주면에 나선홈이 형성되어 양단이 상기 실린더의 내측면에 회전 가능하게 결합되고, 상기 피스톤은 상기 스크류 로드에 관통 결합되도록 중심부에 관통홀이 형성되고 상기 관통홀의 내측면에는 상기 나선홈에 삽입 접촉되는 베어링이 장착되어, 상기 피스톤의 직선 왕복 운동에 따라 상기 스크류 로드가 회전 왕복 운동하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 전환 밸브 유닛은 가스가 인입되는 인입 포트와, 가스가 배출되는 배출 포트와, 상기 제 1 유입구로 가스를 공급하는 제 1 공급 포트와, 상기 제 2 유입구로 가스를 공급하는 제 2 공급 포트가 형성되는 밸브 바디; 및 상기 밸브 바디의 내부에 장착되어 가스 공급 유로를 선택적으로 전환하도록 회전 동작하는 전환 플립을 포함하고, 상기 전환 플립은 상기 인입 포트와 제 1 공급 포트, 상기 배출 포트와 제 2 공급 포트가 각각 서로 연통되도록 동작하거나 또는 상기 인입 포트와 제 2 공급 포트, 상기 배출 포트와 제 1 공급 포트가 각각 서로 연통되도록 동작할 수 있다.
또한, 상기 연동 수단은 상기 피스톤의 직선 이동 경로를 가이드하도록 상기 실린더 내부에 장착되어 상기 피스톤이 일정 구간 이상 이동함에 따라 피스톤과 함께 직선 이동하는 가이드바; 및 상기 전환 플립과 함께 일체로 회전하도록 상기 전환 플립의 회전축에 결합되고 일측단이 상기 가이드바에 연결되어 상기 가이드바의 이동에 따라 회전하는 링크 플레이트를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 동력 발생 장치; 상기 동력 발생 장치를 지지하는 지지 프레임; 상기 지지 프레임의 하부에 장착되는 이동 바퀴; 상기 동력 발생 장치에 의해 발생되는 회전력을 전달받아 회전하며 상기 이동 바퀴의 회전축을 구동하는 기어 유닛; 및 상기 스크류 로드의 회전 왕복 운동을 일방향 회전 운동으로 변환시켜 상기 기어 유닛에 전달하는 회전 변환 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 대차를 제공한다.
이때, 상기 회전 변환 유닛은 상기 스크류 로드와 결합되어 일체로 회전하도록 상기 실린더의 외부에 배치되는 구동축; 일방향 클러치 베어링을 통해 일방향으로만 회전하도록 상기 구동축에 결합되며 각각 서로 반대 방향의 회전 방향을 갖도록 결합되는 제 1 및 제 2 구동 기어; 및 상기 제 2 구동 기어에 맞물림되도록 결합되는 아이들 기어를 포함하고, 상기 제 1 구동 기어 및 아이들 기어가 각각 상기 기어 유닛에 맞물림되도록 결합될 수 있다.
또한, 상기 지지 프레임의 일측에는 메인 배관 라인을 통해 가스 저장 탱크와 연결된 용접 토치가 더 장착되고, 상기 전환 밸브 유닛은 상기 메인 배관 라인으로부터 분기된 서브 배관 라인 상에 장착될 수 있다.
또한, 상기 서브 배관 라인 상에는 가스의 유동량을 조절할 수 있는 유량 조절 밸브가 더 장착될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 동력 발생 장치; 상기 동력 발생 장치를 지지하는 지지 프레임; 상기 동력 발생 장치에 의해 발생되는 회전력을 전달받아 회전하는 기어 유닛; 및 상기 스크류 로드의 회전 왕복 운동을 일방향 회전 운동으로 변환시켜 상기 기어 유닛에 전달하는 회전 변환 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 모터를 제공한다.
본 발명에 의하면, 동력 발생 장치가 별도의 전원 공급 없이 가스 공급을 통해 계속적인 회전 동력을 발생시키고 공급된 가스는 다시 재순환시켜 사용함으로써 구조가 단순하고 에너지 측면에서 매우 효율적이라는 효과가 있다.
또한, 이러한 가스 공급을 통한 동력 발생 장치를 이동 에너지 발생 수단으로 활용하여 별도의 전원 공급 없이 가스 공급을 통해 용접용 대차 등의 이동장치를 이동시킬 수 있어 에너지 효율이 우수하고, 전원 공급을 위한 별도의 케이블이 불필요하여 이동 동작이 단순하고 이동 범위가 확장되어 작업 시간 및 작업 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치를 이용한 자동 용접/절단 장치의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치를 이용한 용접용 대차의 전체 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치에 대한 동력 전달 수단의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치는 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 유입구(111,112)가 형성되는 실린더(110)와, 실린더(110) 내부 공간을 제 1 및 제 2 챔버(C1,C2)로 분리 구획하며 직선 이동하는 피스톤(120)과, 피스톤(120)의 직선 이동에 따라 연동하며 회전하는 스크류 로드(130)와, 제 1 및 제 2 유입구(111,112)에 교대로 가스를 공급하는 전환 밸브 유닛(140)과, 피스톤(120)과 전환 밸브 유닛(140)을 연동시키는 연동 수단(150)을 포함하여 구성된다.
실린더(110)는 내부에 가스가 유입될 수 있도록 밀폐된 공간으로 형성되고 피스톤(120)이 직선 이동하는 방향을 따라 양측단부에 가스가 유입될 수 있는 제 1 및 제 2 유입구(111,112)가 형성된다.
피스톤(120)은 실린더(110)의 내부에 장착되어 실린더(110)의 내부 공간을 제 1 및 제 2 챔버(C1,C2)로 분리 구획함과 동시에 실린더(110) 내부 공간에서 양측으로 직선 이동 가능하게 장착된다. 이때, 제 1 챔버(C1)는 제 1 유입구(111)와 연통되고 제 2 챔버(C2)는 제 2 유입구(112)와 연통된다. 피스톤(120)은 이러한 제 1 및 제 2 챔버(C1,C2)의 상호 압력 차이에 따라 직선 이동하도록 결합되는데, 이는 피스톤(120)의 외주면이 실린더(110)의 내주면에 밀착 접촉되며 미끄럼될 수 있도록 결합하는 방식을 통해서 가능하며, 이를 위해 피스톤(120)의 외주면에 별도의 미끄럼 베어링(122)이 장착될 수 있다.
스크류 로드(130)는 피스톤(120)에 관통 결합되며 실린더(110) 내부 양측면에 베어링(160)을 통해 고정 지지되며 회전 가능하게 결합된다. 스크류 로드(130)는 원통형상으로 외주면에 나선홈(131)이 형성되도록 구성될 수 있으며, 피스톤(120)에는 이러한 나선홈(131)에 삽입될 수 있는 베어링(123)이 결합될 수 있다. 좀 더 자세히 살펴보면, 피스톤(120)의 중심부에는 스크류 로드(130)가 관통 결합되도록 관통홀(124)이 형성되고, 이러한 관통홀(124)에 관통 결합된 스크류 로드(130)는 관통홀(124)에 관통 결합된 상태에서 피스톤(120)에 대해 상대 회전 가능하게 결합된다. 이때, 스크류 로드(130)의 외주면에는 나선홈(131)이 형성되고, 관통홀(124)의 내주면에는 나선홈(131)에 삽입될 수 있는 베어링(123), 바람직하게는 볼 베어링이 장착된다. 따라서, 스크류 로드(130)와 피스톤(120)은 서로 상대 회전 운동함과 동시에 상대 직선 운동하게 된다. 즉, 피스톤(120)이 직선 운동하게 되면, 베어링(124)이 직선 이동하게 되고 이러한 베어링(124)은 나선홈(131)을 따 라 가이드되므로 스크류 로드(130)가 회전하게 된다. 따라서, 제 1 유입구(111)를 통해 가스가 유입되면, 제 1 챔버(C1)의 압력이 증가하여 피스톤(120)은 도 1에 도시된 방향을 기준으로 우향 이동하게 되고, 이에 따라 스크류 로드(130)가 시계 방향으로 회전하게 된다. 반대로 제 2 유입구(112)를 통해 가스가 유입되면, 제 2 챔버(C2)의 압력이 증가하여 피스톤(120)은 도 1에 도시된 방향을 기준으로 좌향 이동하게 되고, 이에 따라 스크류 로드(130)는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이때, 스크류 로드(130)에는 스크류 로드(130)의 외주면과 피스톤(120)의 내주면 사이를 통해 가스가 통과하여 제 1 및 제 2 챔버(C1,C2) 상호 간에 가스가 혼합되지 않도록 별도의 스크류 패킹(121)이 장착되는 것이 바람직하다.
전환 밸브 유닛(140)은 피스톤(120)의 직선 이동 방향에 따라 제 1 유입구(111) 및 제 2 유입구(112)에 교대로 가스를 공급하도록 내부의 가스 공급 유로를 선택적으로 전환하고, 연동 수단(150)은 피스톤(120)과 전환 밸브 유닛(140)이 상호 연동하도록 연결한다. 즉, 전환 밸브 유닛(140)의 작동 상태가 제 1 유입구(111) 측으로 가스 유입되도록 동작하면, 전술한 바와 같이 피스톤(120)은 우향 이동하게 되고, 이러한 피스톤(120)의 우향 이동은 연동 수단(150)을 통해 다시 전환 밸브 유닛(140)에 전달되어 전환 밸브 유닛(140)의 작동 상태가 제 2 유입구(112) 측으로 가스 유입되도록 전환된다. 따라서, 피스톤(120)은 전술한 바와 같이 좌향 이동하게 된다. 이와 같이 전환 밸브 유닛(140)과 연동 수단(150)을 통한 순환 구조에 의해 피스톤(120)은 연속적으로 직선 왕복 이동하게 되고, 이에 따라 스크류 로드(130) 또한 왕복 회전 운동하게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 장치는 배관 라인을 통해 전환 밸브 유닛(140)에 가스가 계속적으로 공급되면, 전술한 순환 구조에 따라 피스톤(120)이 계속해서 직선 왕복 운동하고 스크류 로드(130)가 계속해서 왕복 회전 운동하게 된다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 장치는 별도의 전원 공급 없이 가스의 공급에 의해 연속적인 동력을 발생할 수 있는 장치이다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전환 밸브 유닛(140)의 구조를 좀 더 자세히 살펴보면, 전환 밸브 유닛(140)은 일종의 4방향 밸브의 형태로 구성된다. 즉, 4개의 포트(141a,141b,141c,141d)가 형성되는 밸브 바디(141)와, 밸브 바디(141)의 내부에 장착되어 가스 공급 유로를 선택적으로 전환하도록 회전 동작하는 전환 플립(142)을 포함하여 구성된다. 밸브 바디(141)에는 가스가 인입되는 인입 포트(141a)와, 가스가 배출되는 배출 포트(141b)와, 제 1 유입구(111)로 가스를 공급하는 제 1 공급 포트(141c)와, 제 2 유입구(112)로 가스를 공급하는 제 2 공급 포트(141d)가 형성되며, 전환 플립(142)은 이러한 4개의 포트(141a,141b,141c,141d) 중 2개를 선택하여 상호 연결되도록 회전 동작한다. 예를 들어, 전환 플립(142)은 인입 포트(141a)와 제 1 공급 포트(141c), 배출 포트(141b)와 제 2 공급 포트(141d)가 각각 서로 연통되도록 하는 제 1 모드와, 인입 포트(141a)와 제 2 공급 포트(141d), 배출 포트(141b)와 제 1 공급 포트(141c)가 각각 서로 연통되도록 하는 제 2 모드를 선택적으로 전환한다.
따라서, 제 1 모드 상태에서는 인입 포트(141a)로 유입된 가스가 제 1 공급 포트(141c)를 통해 제 1 유입구(111)로 유입되어 피스톤(120)이 우향 이동하고, 이 에 따라 제 2 챔버(C2) 내의 가스는 제 2 유입구(112)를 통해 유출되며 제 2 공급 포트(141d) 및 배출 포트(141b)를 통해 배출된다. 이 상태에서, 피스톤(120)이 우향 이동하게 되면, 전술한 바와 같이 연동 수단(150)에 의해 전환 밸브 유닛(140)은 제 2 모드로 동작 전환된다. 이러한 제 2 모드 상태에서는 인입 포트(141a)로 유입된 가스가 제 2 공급 포트(141d)를 통해 제 2 유입구(112)로 유입되어 피스톤(120)이 다시 좌향 이동하고, 이에 따라 제 1 챔버(C1) 내의 가스는 제 1 유입구(111)를 통해 유출되며 제 1 공급 포트(141c) 및 배출 포트(141b)를 통해 배출된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 연동 수단(150)은 피스톤(120)의 직선 이동 경로를 가이드하도록 실린더(110) 내부에 장착되어 피스톤(120)이 일정 구간 이상 직선 이동함에 따라 피스톤(120)과 함께 직선 이동하는 가이드바(151)와, 전환 플립(142)과 함께 일체로 회전하도록 전환 플립(142)의 회전축(143)에 결합되고 일측단이 가이드바(151)에 연결되어 가이드바(151)의 이동에 따라 회전하는 링크 플레이트(153)를 포함하여 구성될 수 있다. 가이드바(151)는 실린더(110) 내부에 피스톤(120)의 이동 방향과 평행하게 배치되어 피스톤(120)의 이동 경로가 가이드되도록 피스톤(120)과 관통 결합되는데, 이때, 가이드바(151)는 실린더(110) 내부에서 길이 방향으로 일정 구간 이동 가능하게 결합된다. 또한, 가이드바(151)의 양측단부에는 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 스토퍼(151)가 부착되어 피스톤(120)이 일정 구간 이상 직선 이동하게 되면, 스토퍼(151a,151b)에 맞물림되며 가이드바(151)가 피스톤(120)과 일체로 직선 이동하게 된다. 즉, 피스톤(120)이 일 방향 으로 직선 이동하는 구간 중 마지막 이동 구간에서는 스토퍼(151a,151b)가 피스톤(120)에 맞물림되며 가이드바(151)가 피스톤(120)과 함께 직선 이동하게 된다. 이러한 가이드바(151)에는 링크 플레이트(153)가 연결되어 있으므로, 가이드바(151)의 직선 이동에 따라 링크 플레이트(153)가 회전 이동하며 전환 플립(142)이 회전 구동된다. 이와 같이 전환 플립(142)이 회전하게 되면, 전환 밸브 유닛(140)의 가스 공급 유로가 전환되며, 피스톤(120)이 반대 방향으로 직선 이동하게 된다.
이와 같은 연동 수단(150)은 링크 플레이트(153)가 가이드바(151)에 직접 연결되도록 구성될 수도 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 연결바(152)를 통해 링크 플레이트(153)와 가이드바(151)가 연결되도록 구성될 수도 있다. 이때, 연결바(152)와 링크 플레이트(153)는 연결핀을 통해 회동 가능하게 결합하도록 구성함으로써, 가이드바(151) 및 연결바(152)의 직선 운동이 링크 플레이트(153)의 회전 운동으로 용이하게 변환되도록 하는 것이 바람직할 것이다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치는 가스 공급을 통해 계속적인 동력을 발생하는 것으로, 이는 이러한 동력을 이동력으로 활용하는 각종 용접용 대차에 적용될 수 있다. 예를 들면, 가스 공급에 의한 동력 발생이라는 점에서 도 1에 도시된 바와 같이 자동으로 이동하며 가스 용접을 하는 이동식 가스 용접/절단 장치에 적용될 수 있으며, 이는 가스 용접/절단시에 필요한 가스 공급과 동력 발생을 위한 가스 공급이 동시에 이루어지도록 구성된다는 점에서 매우 효율적인 구조라 할 수 있다. 다만, 본 발명의 동력 발생 장치는 이동식 가스 용접/절단 장치의 대차 외에도 가스를 이용한 무전원 이동 수단으로 활용될 수 있으며, 나아가 도 5에 도시된 바와 같이 이동 수단 외에도 다양한 기계 장치의 작동을 위한 공압 모터로 사용될 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 대차는 전술한 동력 발생 장치(100)와, 이러한 동력 발생 장치(100) 및 각종 구성 요소를 지지하는 지지 프레임(200)과, 지지 프레임(200)의 하부에 장착되는 이동 바퀴(300)와, 동력 발생 장치(100)에 의해 발생되는 회전력을 전달받아 회전하며 이동 바퀴(300)의 회전축(320)을 구동하는 기어 유닛(400)과, 스크류 로드(130)의 회전 왕복 운동을 일방향 회전 운동으로 변환시켜 기어 유닛(400)에 전달하는 회전 변환 유닛(500)을 포함하여 구성된다.
이때, 회전 변환 유닛(500)은 스크류 로드(130)와 결합되어 일체로 회전하도록 실린더(110)의 외부에 배치되는 구동축(530)과, 일방향 클러치 베어링(560)을 통해 일방향으로만 회전하도록 구동축(530)에 결합되며 각각 서로 반대 방향의 회전 방향을 갖도록 결합되는 제 1 및 제 2 구동 기어(510,520)와, 제 2 구동 기어(520)에 맞물림되도록 결합되는 아이들 기어(540)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우 제 1 구동 기어(510) 및 아이들 기어(540)가 각각 기어 유닛(400)에 직접 맞물림되도록 결합되어 제 2 구동 기어(520)의 회전력은 아이들 기어(540)를 통해 기어 유닛(400)에 전달되도록 구성될 수 있다. 아이들 기어(540)는 별도의 아이들 기어 회전축(550)에 삽입 결합되어 제 2 구동 기어(520)의 회전력을 전달하기 위한 부가적인 기어에 해당하고, 이러한 기어는 기어의 배치 상태 또는 감속비 등에 따 라 다양하게 형성될 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치(100)에 의해 발생되는 회전력은 전술한 바와 같이 스크류 로드(130)가 양방향으로 왕복 회전 운동하는 형태로 발생하기 때문에, 이러한 왕복 회전력을 일정한 한 방향으로 변환하기 위한 구성으로 회전 변환 유닛(500)이 구비되며, 이러한 회전 변환 유닛(500)은 전술한 바와 같이 구동축(530), 제 1 및 제 2 구동 기어(510,520) 및 아이들 기어(540)를 통해 구성될 수 있다. 이러한 회전 변환 유닛(500)의 동작 상태를 살펴보면, 먼저 구동축(530)은 스크류 로드(130)에 결합되어 스크류 로드(130)와 함께 양방향 왕복 회전 운동을 하게 되고, 이러한 구동축(530)에 삽입 결합되는 제 1 및 제 2 구동 기어(510,520)는 일방향 클러치 베어링(560)을 통해 서로 반대 방향의 일방향으로만 회전하게 된다. 이때, 일방향 클러치 베어링(560)이란 회전축의 일방향 회전에 대해서만 회전력이 전달되도록 하는 기계 요소로서 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
좀 더 자세히 살펴보면, 구동축(530)이 시계 방향으로 회전하게 되면, 제 1 구동 기어(510)에는 구동축(530)의 회전력이 전달되어 제 1 구동 기어(510) 구동축(530)과 함께 시계 방향으로 회전하고 제 2 구동 기어(520)에는 일방향 클러치 베어링(560)에 의해 구동축(530)의 회전력이 전달되지 않아 제 2 구동 기어(520)는 구동축(530)에 대해 아이들 회전하게 된다. 반면, 구동축(530)이 반시계 방향으로 회전하게 되면, 제 1 구동 기어(510)에는 일방향 클러치 베어링(560)에 의해 구동축(530)의 회전력이 전달되지 않아 제 1 구동 기어(510)는 구동축(530)에 대해 아 이들 회전하게 되고, 제 2 구동 기어(520)에는 구동축(530)의 회전력이 전달되어 제 2 구동 기어(520)가 구동축(530)과 함께 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이때, 제 2 구동 기어(520)의 반시계 방향의 회전력이 제 1 구동 기어(510)에 의한 시계 방향 회전력과 동일한 방향으로 기어 유닛(400)에 전달될 수 있도록 제 2 구동 기어(520)에는 아이들 기어(540)가 맞물림되어 아이들 기어(540)를 통해 제 2 구동 기어(520)의 회전력이 시계 방향으로 기어 유닛(400)에 전달된다. 따라서, 구동축(530)이 왕복 회전하더라도 기어 유닛(400)의 회전 방향은 항상 동일한 방향으로 구동된다.
또한, 기어 유닛(400)은 이동 바퀴(300)의 회전축(320)에 삽입 결합된 회전 기어(310)를 회전할 수 있는 다양한 형태로 구성할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 종동축(430)에 삽입 결합되어 회전하는 제 1 종동 기어(410) 및 제 2 종동 기어(420)로 구성할 수 있다. 이때, 제 1 종동 기어(410)가 제 1 구동 기어(510) 및 아이들 기어(540)와 맞물림되도록 구성되며, 제 2 종동 기어(420)는 종동축(430)과 이동 바퀴(300)의 회전축(320)은 서로 직각 방향으로 배치되기 때문에, 도 4에 도시된 바와 같이 이동 바퀴(300)의 회전 기어(310)를 회전시킬 수 있는 웜기어의 형태로 구성될 수 있다.
이와 같은 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 대차는 기어 유닛(400)에 일정한 방향의 회전력이 전달됨으로써, 이동 바퀴(300)가 일방향으로 회전하여 용접용 대차의 이동 방향이 일정하게 유지될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 대차는 전술한 바와 같이 가스를 공급하는 가스 용접/절단 장치로 활용되는 것이 바람직하기 때문에, 이에 따라 지지 프레임(200)의 일측에 메인 배관 라인(M)을 통해 가스 저장 탱크(P)와 연결된 용접 토치(600)가 더 장착되는 것이 바람직하다. 이때, 전환 밸브 유닛(140)은 도 1에 도시된 바와 같이 메인 배관 라인(M)으로부터 분기된 서브 배관 라인(S) 상에 장착되어 메인 배관 라인(M)을 통해 용접 토치(600)로 공급되는 가스를 활용하여 동력이 발생되도록 구성될 수 있다.
이러한 서브 배관 라인(S)은 도 1에 도시된 바와 같이 전환 밸브 유닛(140)의 인입 포트(141a) 및 배출 포트(141b)에 연결되는 일종의 바이패스 유로의 형태로 구성될 수 있으며, 메인 배관 라인(M)에는 가스 저장 탱크(P)로부터 가스의 유입량을 조절할 수 있도록 가스 토출 조절 밸브(700)가 장착될 수 있다. 또한, 서브 배관 라인(S)에는 전환 밸브 유닛(140)으로 공급되는 가스의 유동량을 조절할 수 있는 유량 조절 밸브(800)가 장착되는 것이 바람직하다. 이러한 유량 조절 밸브(800)에 의한 유동량 조절에 의해 실린더(110) 내부로 공급되는 가스의 유량이 조절되고, 이에 따라 피스톤(120)의 이동 속도가 변화되어 전체적으로 이동 바퀴(300)에 전달되는 회전력 및 회전 속도가 조절될 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위 가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치를 이용한 자동 용접/절단 장치의 구성을 개략적으로 도시한 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치를 이용한 용접용 대차의 전체 구성을 개략적으로 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치에 대한 동력 전달 수단의 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 발생 장치를 이용한 공압 모터의 전체 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 동력 발생 장치 110: 실린더
120: 피스톤 130: 스크류 로드
140: 전환 밸브 유닛 150: 연동 수단
200: 지지 프레임 300: 이동 바퀴
400: 기어 유닛 500: 회전 변환 유닛

Claims (9)

  1. 내부 공간에 가스가 유입될 수 있도록 양측에 각각 제 1 및 제 2 유입구가 형성되는 실린더;
    상기 실린더의 내부 공간을 상기 제 1 유입구와 연통되는 제 1 챔버 및 상기 제 2 유입구와 연통되는 제 2 챔버로 분리 구획하며 상기 제 1 및 제 2 챔버의 상호 압력 차이에 따라 직선 이동하는 피스톤;
    상기 피스톤의 직선 이동에 연동하여 회전하는 스크류 로드;
    상기 피스톤의 직선 이동 방향에 따라 상기 제 1 및 제 2 유입구에 교대로 가스를 공급하도록 가스 공급 유로를 전환하는 전환 밸브 유닛; 및
    상기 피스톤과 전환 밸브 유닛을 연동시키는 연동 수단을 포함하고,
    상기 전환 밸브 유닛에 가스가 유입됨에 따라 상기 제 1 및 제 2 유입구에 가스가 교대로 공급되어 상기 피스톤이 연속적으로 직선 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는 동력 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크류 로드는 원통형으로 외주면에 나선홈이 형성되어 양단이 상기 실린더의 내측면에 회전 가능하게 결합되고, 상기 피스톤은 상기 스크류 로드에 관통 결합되도록 중심부에 관통홀이 형성되고 상기 관통홀의 내측면에는 상기 나선홈에 삽입 접촉되는 베어링이 장착되어, 상기 피스톤의 직선 왕복 운동에 따라 상기 스크류 로드가 회전 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는 동력 발생 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전환 밸브 유닛은
    가스가 인입되는 인입 포트와, 가스가 배출되는 배출 포트와, 상기 제 1 유입구로 가스를 공급하는 제 1 공급 포트와, 상기 제 2 유입구로 가스를 공급하는 제 2 공급 포트가 형성되는 밸브 바디; 및
    상기 밸브 바디의 내부에 장착되어 가스 공급 유로를 선택적으로 전환하도록 회전 동작하는 전환 플립
    을 포함하고, 상기 전환 플립은 상기 인입 포트와 제 1 공급 포트, 상기 배출 포트와 제 2 공급 포트가 각각 서로 연통되도록 동작하거나 또는 상기 인입 포트와 제 2 공급 포트, 상기 배출 포트와 제 1 공급 포트가 각각 서로 연통되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 동력 발생 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연동 수단은
    상기 피스톤의 직선 이동 경로를 가이드하도록 상기 실린더 내부에 장착되어 상기 피스톤이 일정 구간 이상 이동함에 따라 피스톤과 함께 직선 이동하는 가이드바; 및
    상기 전환 플립과 함께 일체로 회전하도록 상기 전환 플립의 회전축에 결합되고 일측단이 상기 가이드바에 연결되어 상기 가이드바의 이동에 따라 회전하는 링크 플레이트
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 발생 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 동력 발생 장치;
    상기 동력 발생 장치를 지지하는 지지 프레임;
    상기 지지 프레임의 하부에 장착되는 이동 바퀴;
    상기 동력 발생 장치에 의해 발생되는 회전력을 전달받아 회전하며 상기 이동 바퀴의 회전축을 구동하는 기어 유닛; 및
    상기 스크류 로드의 회전 왕복 운동을 일방향 회전 운동으로 변환시켜 상기 기어 유닛에 전달하는 회전 변환 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 대차.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전 변환 유닛은
    상기 스크류 로드와 결합되어 일체로 회전하도록 상기 실린더의 외부에 배치되는 구동축;
    일방향 클러치 베어링을 통해 일방향으로만 회전하도록 상기 구동축에 결합되며 각각 서로 반대 방향의 회전 방향을 갖도록 결합되는 제 1 및 제 2 구동 기어; 및
    상기 제 2 구동 기어에 맞물림되도록 결합되는 아이들 기어
    를 포함하고, 상기 제 1 구동 기어 및 아이들 기어가 각각 상기 기어 유닛에 맞물림되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 용접용 대차.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지 프레임의 일측에는 메인 배관 라인을 통해 가스 저장 탱크와 연결된 용접 토치가 더 장착되고, 상기 전환 밸브 유닛은 상기 메인 배관 라인으로부터 분기된 서브 배관 라인 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 용접용 대차.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 서브 배관 라인 상에는 가스의 유동량을 조절할 수 있는 유량 조절 밸브가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 용접용 대차.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 동력 발생 장치;
    상기 동력 발생 장치를 지지하는 지지 프레임;
    상기 동력 발생 장치에 의해 발생되는 회전력을 전달받아 회전하는 기어 유닛; 및
    상기 스크류 로드의 회전 왕복 운동을 일방향 회전 운동으로 변환시켜 상기 기어 유닛에 전달하는 회전 변환 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 모터.
KR1020090056274A 2009-06-24 2009-06-24 동력 발생 장치 및 이를 이용한 용접용 대차 KR100931268B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090056274A KR100931268B1 (ko) 2009-06-24 2009-06-24 동력 발생 장치 및 이를 이용한 용접용 대차
PCT/KR2009/006912 WO2010150951A1 (en) 2009-06-24 2009-11-24 Apparatus for generating power and moving apparatus using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090056274A KR100931268B1 (ko) 2009-06-24 2009-06-24 동력 발생 장치 및 이를 이용한 용접용 대차

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100931268B1 true KR100931268B1 (ko) 2009-12-11

Family

ID=41684124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090056274A KR100931268B1 (ko) 2009-06-24 2009-06-24 동력 발생 장치 및 이를 이용한 용접용 대차

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100931268B1 (ko)
WO (1) WO2010150951A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025799A (ko) 2018-08-31 2020-03-10 (주)동아오토모티브 유체 모터가 탑재된 가스 절단기

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990082529A (ko) * 1996-02-20 1999-11-25 로날드 지. 헬러 공압 모터

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US303344A (en) * 1884-08-12 Operating the pistons of rock-drills
US1089408A (en) * 1910-12-05 1914-03-10 Conrad Mueller Steam-engine.
US5046402A (en) * 1990-04-23 1991-09-10 Lagace Jean Hugues Rotary to axial motion converting device with groove in piston guide

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990082529A (ko) * 1996-02-20 1999-11-25 로날드 지. 헬러 공압 모터

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025799A (ko) 2018-08-31 2020-03-10 (주)동아오토모티브 유체 모터가 탑재된 가스 절단기

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010150951A1 (en) 2010-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150041688A1 (en) Electro-hydraulic system for driving large-scale rotary motion valve supplied by solar low-capacity power
CN102308089A (zh) 可变长度的弯曲轴线式泵/马达
KR100931268B1 (ko) 동력 발생 장치 및 이를 이용한 용접용 대차
ES2508791T3 (es) Módulo de accionamiento de prensas y procedimiento para la preparación de una serie constructiva de prensas
CN105114552A (zh) 流体控制的往复机构
CN102900719A (zh) 液压切换装置、液压系统和工程机械
KR102491123B1 (ko) 서보 제어형 고압 분산기용 동력변환장치 및 서보 제어형 캠 타입 고압 분산기
KR20200025799A (ko) 유체 모터가 탑재된 가스 절단기
KR101746556B1 (ko) 블레이드 각도 조절장치
KR20220159048A (ko) 편심 중력을 이용한 회전운동장치
CN109891088B (zh) 流体马达
KR101835730B1 (ko) 동력변환장치
CN108361277A (zh) 一种用于大型构件滑移的多点自平衡液压滑座装置
CN105179735B (zh) 管夹阀
CN106415071A (zh) 调整装置
US397919A (en) Steering apparatus
JP2006200652A (ja) アクチュエータ
US206018A (en) Improvement in apparatus for transmitting power and motion
KR102388624B1 (ko) 초고압수 분사를 이용한 지반굴착용 무전원 보링헤드
KR20230009782A (ko) 더블 크랭크모듈에 의한 편심 중력을 이용한 회전운동장치
CN102817988A (zh) 用于驱动机械设备转动的动力装置及具有其的动力系统
CN113977360B (zh) 往返式自控旋转磁场磁流变抛光机
US1234560A (en) Pneumatic motor for flue-cutters.
CN203622043U (zh) 一种数控立式车床液压变速机构
KR20090130853A (ko) 압력 발생기의 작동 개선

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121203

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131217

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141127

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150915

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161202

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180125

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190403

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190923

Year of fee payment: 11