KR101397674B1 - 볼 트랜스퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중량물을 적은 힘으로 이동하거나 방향을 회전시킬 수 있도록한 볼 트랜스퍼(ball transfer)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중량물을 승강시키는 롤링 볼을 하우징(housing)에서 이탈방지와 함께 롤링 볼에 묻는 이물질등을 제거하는 와이퍼(wiper)로 이루어지는 볼링 볼커버를 하우징에 견고하고 안정적인 체결력 유지 및 조립이 용이하도록 스프링와셔에 의한 체결수단을 제공함을 목적으로 볼 트랜스퍼에 관한 것이다.

Description

볼 트랜스퍼{ball transfer}

본 발명은 중량물을 적은 힘으로 이동하거나 방향을 회전시킬 수 있도록한 볼 트랜스퍼(ball transfer)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중량물을 승강시키는 롤링 볼을 하우징(housing)에서 이탈방지와 함께 롤링 볼에 뭍은 이물질등을 제거하는 와이퍼(wiper)로 이루어지는 볼링 볼커버를 하우징에 견고하고 안정적인 체결력 유지 를 위해 조립이 용이하도록 함을 목적으로 한 볼 트랜스퍼에 관한 것이다.

본 발명의 볼 트랜스퍼는, 각종 제품의 생산라인, 선반작업이나 대형 물류시스템 등에서 작업자가 이동하기 어려운 중량물을 적은 힘으로 간편하게 이동시키거나 또는 회전시키기 위해 사용되는 이송부재의 볼트랜스퍼이다.

일예로, 중량체인 금형의 경우, 무거운 금속재에 성형공등을 가공할 때 무거운 금속재를 이동과 회전시키면서 성형공 등의 작업이 이루어진다.

이때 선반의 베드(bed)상에 얹혀 진 금속재는 중량이 커 작업자가 간단히 이동 또는 회진시킬 수가 없게 됨으로 베드상에 다수의 볼 트랜스퍼를 일정한 간격으로 배열 설치하고 있다.

따라서 상기 볼 트랜스퍼에 구비된 롤링볼에 고압에 의해 승강되어 올려진 상태에서 중량물을 밀어 이동시키게 되면 볼 트랜스퍼의 롤링 볼이 쉽게 회전되어 볼에 얹혀진 중량물은 적은 힘으로 원하는 방향으로 매우 손쉽게 이동과 회전이 가능하게 된다.

이러한 볼 트랜스퍼는 프레스성형타입과, 수지성형타입 및 절삭가공타입으로 분류되고, 그 형태에 따라서 플랜지(flange)형, 스프링쿠션(spring cushion)형 및 볼트(bolt)형 등으로 나뉘게 되며, 등록 실용신안 제 20-0383464호에서와 같이 하우징에 수납공간을 형성하여 베어링 볼과 이 베어링 볼에 얹혀 지는 회전볼인 롤링 볼이 구성되어 롤링 볼 상부에 적재되는 중량물이 롤링 볼의 회전에 의해 이동가능하게 된다.

이러한 볼 트랜스퍼는 상기 선행된 기술과 함께 이건 고안자의 선행된 등록실용신안 제 20-0393488호와 제 20-0394056호에서 금형 지지 장치로 알려진바 있다.

상기한 선행기술은 그 목적하는바에 의한 작용효과를 발휘하고 있으나, 이러한 선행기술에서는 하우징에 유착된 롤링 볼과 하우징의 상단부에서 발생되는 틈새로 작업 중에 발생되는 각종 이물질 일예로 금속파편, 공장의 먼지 등이 롤링볼에 묻은 유류에 의해 쉽게 부착되고 또한 부착된 이물질이 롤링 볼의 회전과 하우징과의 틈새로 하우징내로 유입되고 있다.

따라서 이물질은 롤링볼 하부의 롤링 볼을 지지하기 위한 다수의 베어링볼(bearing ball)과의 회전시에 마찰, 충격 및 회전 방해 등을 발생시켜 베어링 볼이 파손되는 문제와 롤링 볼의 회전을 제어시키게 되는 문제가 발생되고 있다.

특히 금속재의 하우징과 롤링 볼은 완전하게 밀착이 불가능하다 즉, 완전한 밀착 또는 극히 미세한 틈새를 형성할 때에는 롤링 볼이 유연하게 회전될 수 없고 또는 마찰에 의해 롤링 볼의 회전성이 제어됨으로서 중량물의 이동성이 결여되는 단점과 함께 또는 롤링 볼의 표면을 절삭시켜 볼이 불완전한 구형으로 변형되는 한편 틈새가 계속 확장되는 단점이 발생되는 것이다.

이와 같이 롤링 볼과 하우징 사이의 틈새, 이 틈새로 유입되는 이물질을 차단하지 못함으로서 고가인 볼 트랜스퍼가 쉽게 고장을 일으키고 재 구입에 따른 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.

이러한 문제를 개선하기 위한 본 출원인의 선행기술로 실용신안 출원 제20 070018835호와 제 2020060028546호를 출원한바 있다.

이러한 기술은 중량물을 적은 힘으로 이송과 회전시키기 위한 볼 트랜스퍼를 구성하되, 롤링볼 외주 면에 밀착되는 탄성성질의 복수개의 블레이드를 형성하고 외측으로는 실린더 내벽과 밀착되는 와이퍼를 구성시켜 롤링볼 및 실린더내벽면에 부착되는 이물질을 제거하도록 함과 함께 상기 볼커버는 롤링볼을 승하강시키는 승하강 피스톤에 요철에 의한 끼워마춤으로 구성하였다.

이러한 선행기술은 상기 롤링볼의 볼커버가 탄성재질의 수지로 구성됨으로 고압으로 승강되는 롤링볼의 압력에 의한 휨으로 롤링볼의 이탈 및 찌그럼짐에 의한 와이퍼기능을 쉽게 상실하는 문제가 발생되는 것이다.

특히 상기와 같은 문제를 개선하기 위하여 롤링볼커버를 금속재로 할때에는 승하 강 피스톤과의 체결이 난이하여 이러한 구성이 전혀 고려되지 못하고 있는 문제가 있어왔다.

본 발명은 볼 트랜스퍼가 하우징에 결합되어 고압으로 승하강되는 피스톤에 롤링볼을 안착하되 상기 피스톤내주면에 스프링와셔체결턱을 형성하고 와이퍼를 구비하는 롤링볼커버에는 상기 스프링와셔체결턱과 대응되는 위치에 스프링체결홈을 구성시켜 스프링와셔를 억지끼움으로 체결하도록 함으로서 견고한 체결과 체결작업이 용이하도록 하는 한편, 상기 롤링볼커버를 금속재로 구성할 수 있도록 함으로서 종래의 문제점을 개선하는 효과를 발휘할 수 있도록 함과 함께 수지재의 롤링볼커버가 쉽게 마모되는 것을 금속재로 대처함으로서 롤링볼의 마모 방지와 고압에 의한 휨도 방지되어 롤링볼의 이탈방지 및 견고성을 충족할 수 있도록 하려는 것이다.

본 발명의 해결수단은 하우징(30)내에서 고압에어의 입,출입으로 승하강 연동하는 피스톤(20)에 구성된 컵형상의 볼수용실(21)에 베어링볼(22)과 롤링볼(10)을 수납하여 상기 롤링볼(10)을 제어하는 롤링볼커버(40)를 체결시켜 롤링볼(10)을 제어하도록하는 볼트랜스퍼를 구성하되,

상기 피스톤(20)의 볼수용실(21) 상단측으로 형성되는 상부벽(23)에 내향으로 돌출되게 단턱(24)을 형성함과,

상기 롤링볼(10)이 볼수용실(21)에 수용된 상태로 회전 및 이물질을 제거하는 와이퍼(41)를 구비한 롤링볼커버(40)외주면에 상기 단턱(24)과 대응되는 위치로 스프링와셔(50)가 체결되는 체결홈(42)을 구성하는 롤링볼커버(40),

상기 단턱(24)에 걸림되고 롤링볼커버(40)에 구성된 체결홈(42)에 끼워져 탄성과 롤링볼커버(40)의 이탈을 제어하도록 스프링와셔(50)를 억지끼움으로 롤링볼커버(40)를 조립하도록 함과 함께,

상기 스프링와셔(50)는 사각체로서 절단부가 형성된 끝단이 이격되어 비틀림형상으로 탄성과 신축성을 제공하도록 구성되어 롤링볼커버(40)의 체결홈(42)에 삽입으로 체결되는 스프링와셔(50)와 상기 롤링볼커버(40)는 금속재로서 탄소강으로 가공하거나 탄소강코팅으로 구성됨을 특징으로 하는 볼트랜스퍼를 제공하려는 것이다.

본 발명은 복수개의 볼트랜스퍼(100)를 에어호스(110)로 연결하고 에어를 각각 공급하도록 함으로 연결시켜 커다란 판상의 볼트랜스퍼(100)를 구성함으로 중량물을 적은 힘으로 크고 무거운 중량물을 쉽게 승강하고 또한 일정한 거리를 이동시킬 수 있고 회전할 수 있는 효과와,

스프링와셔(50)가 사각체로서 절단부가 형성된 끝단이 이격되어 비틀림형상으로 탄성과 신축성을 제공하도록 구성되어 롤링볼커버(40)의 체결홈(42)에 간단히 삽입되고 견고한 체결력을 유지하는 효과, 그리고 조립과 제조가 용이한 효과를 발휘하는 것이다.

도 1은 본 발명의 중요부분에 대한 분해사시도.
도 2는 본 발명 도 1의 결합상태의 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 볼 트랜스퍼를 도시한 사용상태의 단면도.
도 4는 본 발명 도 3의 평면도.
도 5의 (a)는 본 발명의 스프링와셔에 대한 평면도이고 도 (b)는 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도.
도 7은 도 6의 평면도.
도 8은 본 발명 도 6의 실시예를 보인 사시도.

본 발명의 상기 해결하고자 하는 과제목적을 달성하기 위한 실시 예에 따른 구성을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 3과 도 6 및 도 8의 도면에 도시된 바와 같이 적은 힘으로 중량물을 이동과 방향을 회전시킬 수 있도록 롤링볼(10)이 회전가능하게 구성되는 볼 트랜스퍼(100)를 사방으로 에어호스(110)에 의한 연결로 매트형상으로 구성하고 이러한 볼트랜스퍼(100)에 고압에어를 입,배출함으로서 롤링볼(10)이 수용된 컵 형상으로 볼을 수용하는 볼베이스인 피스톤(20)이 승하강되면서 롤링볼(10)에 얹혀진 중량물은 하우징(30)의 상면에서 상승된 위치에서 자유롭게 회전되는 롤링볼(10)에 의해 자유롭고 간편히 이동과 회전시킬 수 있도록 구성된다.

본 발명은 상기 하우징(30)내에서 고압에어의 입,출입으로 승하강 연동하는 피스톤(20)을 구성하고 이 피스톤(20)에 구성된 컵형상의 볼수용실(21)에 베어링볼(22)과 롤링볼(10)을 수납하여 상기 롤링볼(10)을 제어하는 롤링볼커버(40)로 롤링볼(10)을 제어하도록하되,

도 1내지 도 3 및 도 6에서 도시한 바와 같이 상기 피스톤(20)의 볼수용실(21)상단측으로 형성되는 상부벽(23)에 내향으로 돌출되게 단턱(24)을 형성함과 함께 확장된 슬라이드공(25)을 형성하는 피스톤(20)과,

상기 롤링볼(10)이 볼수용실(21)에 수용된 상태로 회전 및 이물질을 제거하는 와이퍼(41)를 구비한 롤링볼커버(40)에 상기 단턱(24)과 대응되는 위치로 스프링와셔(50)가 체결되는 체결홈(42)을 구성하는 롤링볼커버(40),

상기 단턱(24)에 걸림되고 롤링볼커버(40)에 구성된 체결홈(42)에 끼워져 탄성과 롤링볼커버(40)의 이탈을 제어하도록 스프링와셔(50)를 억지끼움으로 조립하도록 하는 것이다.

상기한 스프링와셔(50)는 도 5의 (a)(b)로 도시한 바와 같이 사각체로서 절단부가 형성된 "○"형상과 절단된 끝단이 이격되어 비틀림형상으로 구성되어 탄성과 신축성을 제공하도록 함으로 체결홈(42)과 단턱(24)에 삽입 체결이 용이하도록하며 체결 후 고압으로 상승되는 롤링볼(10)의 충격완화와 견고히 지지하여 롤링볼(10)의 이탈방지와 안정적인 회전으로 고장이 없도록 구성된 것이다.

이러한 스프링와셔(50)는 단면형상이 정사각 또는 직사각체 중 어느 하나로 구성될 수 있으며 이와 달리한 형상으로도 가능하다. 또한 스프링와셔(50)는 절단된 끝단에 거리가 형성되고 압축에서 상기 피스톤(20)의 상부벽(23)내로 삽입되는 신축성과 삽입 후 체결홈(42)과 단턱(24)내로 확장되어 체결되도록 한다.

이러한 본 발명은 종래의 수지로 가공된 볼커버가 중량물체를 선반등으로 가공할때 발생된 열과 외력에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해 수지재 볼커버에 스테인레스판을 붙이던 문제를 개선하여 일체의 금속소재로 가공된 롤링볼커버(40)를 적용하도록 함으로서 내구성을 향상시킴과 동시에 사각 탄성 스프링와셔(50)를 조립할때에도 편리하고 체결력의 향상으로 롤링볼커버(40)가 볼 베이스인 피스톤(20)으로부터의 이탈되는 문제를 개선할 수 있게 되며, 상기 롤링볼커버(40)는 외부로 노출되고 중량체와의 마찰에 따른 마모등을 방지하기 위하여 롤링볼커버(40) 자체를 탄소강으로 가공하거나 코팅될 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 작용효과를 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 1에서 도시한바와 같이 하우징(30)내에서 고압에어의 입,출입으로 승하강 연동하는 볼베이스인 피스톤(20)을 구성하고 이 피스톤(20)에 구성된 컵형상의 볼수용실(21)에 베어링볼(22)과 롤링볼(10)을 순차적으로 수납하고 상기 롤링볼(10)을 제어하는 롤링볼커버(40)로 롤링볼(10)이 제어되도록 구성하되, 도 1내지 도 3 및 도 6에서 도시한 바와 같이 피스톤(20)의 볼수용실(21)에 롤링볼(10)의 회전과 안정성을 유지시키기 위한 베어링볼(22)과 이 베어링볼(22)상부로 롤링볼(10)을 위치하게 된다.

그리고 상기 롤링볼(10)이 수용된 피스톤(20)의 상단측으로 형성되는 상부벽(23)내로 롤링볼커버(40)를 삽입시켜 체결하되, 이때 상기 롤링볼커버(40)의 외주면으로 형성된 체결홈(42)에 탄성의 스프링와셔(50)를 가압으로 신축된 상태로 삽입된 상태에서 상기 롤링볼커버(40)를 상부벽(23)내로 억지끼워 마춤으로 밀어 넣어 체결하면, 상기 신축된 스프링와셔(50)가 롤링볼커버(40)와 함께 삽입되고 이때 스프링와셔(50)는 슬라이드공(25)에서 일정한 거리를 미끄럼됨으로 용이하게 삽입 체결되면서 피스톤(20)의 상부벽(23)에 형성된 단턱(24)하부의 확장된 공간부 슬라이드공(25)에서 탄발확장되어 짐으로서 상기 스프링와셔(50)는 롤링볼커버(40)의 체결홈(42)과 상부벽(23)의 단턱(24)에 걸림되는 체결을 이루도록 체결이 용이하게 이루어진다.

이러한 체결에 의해 롤링볼커버(40)는 피스톤(20)의 상부벽(23)에 체결되어 이탈되지 않고 일정한 탄발로 롤링볼커버(40)를 안정적으로 지지하게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예 도 1,2의 피스톤(20)을 실시예로 도시한 도 3에서와 같이 하우징(30)내의 실린더(31)에서 승하강되게 구성하고 이 실린더(31)의 하부에 상기 실린더(31)의 크기를 제어하는 하부격벽(32)과 하부격벽(32)을 관통하는 승강피스톤(33)을 에어공급부재(34)에 형성된 승강실린더(35)내로 구성하게 된다.

이러한 실시예에 따라 에어공급부재(34)에 형성된 에어공급공으로 고압상태의 에어를 에어공급로(36)를 통해 공급된 에어는 승강실린더(35)로 공급되면서 이 승강실린더(35)에 유착된 승강피스톤(33)을 상승시키게 되고 다시 승강피스톤(33)은 실린더(31)내에 유착된 피스톤(20)을 승강함으로서 이 피스톤(20)의 볼수용실(21)에 구성된 롤링볼(10)이 도면과 같이 승강되는 것이다.

따라서 상기 롤링볼(10)에 얹혀진 중량물체가 하우징(30)상면에서 롤링볼(10)의 상승 거리만큼 상승되어 하우징(30)과 떨어진 상태에 있고, 이러한 상태에서 중량물을 밀거나 회전시키게 되면 상기 롤링볼(10)의 자유로운 회전 이동에 의해 중량물을 용이하게 이동하거나 회전시킬 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 중량물을 이동 또는 회전한 상태에서 미도시한 에어공급 제어수단에 의해 에어의 공급중지와 함께 실린더(31)내의 에어를 에어배출로(37)로 배출함으로서 승강실린더(35)내의 압력이 해소되면서 중량물의 중량에 따라 롤링볼(10), 피스톤(20), 승강피스톤(33)이 순차적으로 하강되고 이에따라 중량물이 하강하여 하우징(30)의 상면에 얹혀짐으로 중량물은 하우징(30) 상면과 밀착된 고정상태로 유지하게 되고 중량물이 고정된 상태에서 가공작업등을 할 수 있게 되는 것이다.

그리고 도 6은 본 발명의 볼 트랜스퍼(100) 구성을 달리한 다른 실시예를 도시한 것이다.

이러한 실시예는 도 1,2에서 표기된 피스톤(20)을 하우징(30)에 장착함과 함께 이 하우징(30)을 실린더(31)로 적용함과 함께 에어배출로(37)를 구성한 하우징(30)으로 구성하고 또한 상기 하우징(30)에 에어공급부재(34)를 바로 체결시켜 볼트랜스퍼(100)를 구성함으로서 구성이 간단하고 소형화 할 수 있도록 한다.

상기 구성에 의한 실시예는 상기와 같이 에어공급부재(34)로 공급되는 고압의 에어가 에어공급로(36)를 통해 상부 승강실린더(35)내로 유입되고 이러한 공급에어의 압력으로 승강실린더(35)내에 유착된 피스톤(20)이 상승됨으로 이 피스톤(20)에 구비된 롤링볼(10)이 함께 상승되면서 롤링볼(10)에 얹혀진 중량물은 하우징(30)의 표면과 이탈되어 자유굴림 상태의 롤링볼(10)에 의한 제어상태에 놓이게 된다.

따라서 중량물을 밀거나 회전하여 이동 및 회전을 용이하게 적은 힘으로 실시하게 되는 것이다.

작업 후에는 미도시한 에어공급 제어수단에 의해 에어의 공급중지와 함께 실린더(31)내의 에어를 에어배출로(37)를 통해 배출함으로서 승강실린더(35)내의 압력이 해소되면서 중량물의 중량에 따라 롤링볼(10), 피스톤(20)이 순차적으로 하강되고 이에따라 중량물이 하강하여 하우징(30)의 상면에 얹혀짐으로 중량물은 하우징(30) 상면과 밀착된 고정상태로 유지하게 됨으로 다시 가공작업등을 실시할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 간단한 구성에 의해 조립이 용이하고 제작원가의 절감효과와 함께 하우징(30)에 체결되는 피스톤(20)과 롤링볼(10)을 스프링와셔(50)로 간단히 체결할 수 있고 체결상태가 견고하며 체결작업이 용이하여 작업의 용이성 및 고장이 없어 작업능률을 향상시킬수 있는 것이다.

이상에서 제시된 본 발명은 하나의 볼트랜스퍼(100)를 설명한 것이며 이러한 각각의 볼트랜스퍼(100)는 도 8에서 도시한 바와 같이 다수개를 에어호스(110)로 연결하여 에어를 각각 공급하도록 함으로 연결된 각각의 볼트랜스퍼(100)가 동시에 연동하도록 함으로 크고 무거운 중량물을 쉽게 승강하고 또한 일정한 거리를 이동시킬 수 있도록 함과 함께 볼트랜스퍼(100)는 사용할 장치에 볼트로 체결시켜 고정된다.

상기한 실시 예는 단순한 예시의 목적일 뿐 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 하우징이나 피스톤의 형상에 따라 다양하게 변경 및 사용목적과 설치조건등에 의해 형상이나 모양등을 변경하여 적용할 수 있음은 물론이고 이러한 설계변경 또한 본 발명의 목적과 해결수단에 있음은 당연하다.

10 : 롤링볼 20 : 피스톤 21 : 볼수용실
22 : 베어링볼 23 : 상부벽 24 : 단턱
30 : 하우징 31 ; 실린더 32 : 하부 격벽
33 : 승강피스톤 34 : 에어공급부재 35 : 승강실린더
36 : 에어공급로 37 : 에어배출로 40 : 롤링볼커버
41 : 와이퍼 42 : 체결홈 50 : 스프링와셔
100 : 볼 트랜스퍼 110 : 에어호스

Claims (2)

1. 하우징(30)내에서 고압에어의 입,출입으로 승하강 연동하는 피스톤(20) 상단 상부벽(23)에 외향된 체결단턱을 형성하고, 롤링볼(10)이 볼수용실(21)에 수용된 상태로 회전과 이물질을 제거하도록 와이퍼(41)를 구비한 롤링볼커버(40)의 외주면에 상기 체결단턱에 끼워져 결합되는 내향된 체결턱을 구비하여 결합함으로 상기 롤링볼(10)을 제어하는 롤링볼커버(40)의 체결로 롤링볼(10)을 제어하도록 한 볼 트랜스퍼에 있어서,
   
   상기 피스톤(20)의 볼수용실(21) 상단측으로 형성되는 상부벽(23)에 내향으로 돌출되게 단턱(24)을 형성하고,
   
   상기 롤링볼(10)이 볼수용실(21)에 수용된 상태로 회전 및 이물질을 제거하는 와이퍼(41)를 구비한 롤링볼커버(40) 외주면에 상기 단턱(24)과 대응되는 위치로 스프링와셔(50)가 체결되는 체결홈(42)을 구성하여 상기 단턱(24)에 걸림되고 롤링볼커버(40)에 구성된 체결홈(42)에 끼워져 탄성과 롤링볼커버(40)의 이탈을 제어하도록 비틀림형상의 스프링와셔(50)를 억지끼움으로 롤링볼커버(40)를 체결함을 특징으로 하는 볼트랜스퍼.
   
   
   
   
2. 삭제

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