KR101464279B1 - 이링 체결기와 체결시스템 및 체결방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트 등의 타겟에 대한 이링의 정밀 체결을 가능하게 한 이링 체결기와 체결시스템 및 체결방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 작업자가 이링을 타겟의 해당 위치에 정확히 맞춘 후 스위치 조작을 통해 체결이 이루어지도록 해서, 이링의 체결을 최소의 수고로도 최대의 정확도와 정밀도를 보장할 수 있는 이링 체결기와 체결시스템 및 체결방법에 관한 것으로, 승강부; 상기 승강부에 의해 승하강하는 솔레노이드; 및 하단에는 이링을 홀딩하는 장착홈을 형성하고, 상기 솔레노이드의 작동에 의해 하강하는 지그;를 포함한다.

Description

이링 체결기와 체결시스템 및 체결방법{TIGHTENING DEVICE AND SYSTEM AND METHOD FOR E-RING}

본 발명은 샤프트 등과 같은 타겟에 대한 이링의 정밀 체결을 가능하게 한 이링 체결기와 체결시스템 및 체결방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 작업자가 이링을 타겟의 해당 위치에 정확히 맞춘 후 스위치 조작을 통해 체결이 이루어지도록 해서, 이링의 체결을 작업자의 최소의 힘으로 정확하게 삽입이 용이하도록 하며 작업의 효율을 증대하도록 하는 이링 체결기와 체결시스템의 구조 및 체결방법에 관한 것이다.

일반적으로 계수기, 프린터 또는 팩시밀리 등에 내설된 기어 구동부는 동력 전달을 위한 구동기어 결합용 샤프트를 포함한다. 여기서, 상기 샤프트는 이링이 맞춰저 끼워지는 이링홈이 형성되고, 상기 이링은 이링홈에 끼워져서 샤프트에 결합한 구동기어 또는 베어링의 이탈을 방지한다.

샤프트에 이링을 고정하는 종래 기술을 도 1(이링을 샤프트에 고정하기 위해 이용되는 종래 이링 체결기구을 도시한 사시도)을 참고해서 설명하면, 작업자는 종래 이링 체결기구(10)의 손잡이(11)를 쥐고 이링(20)을 홀더(12)에 인력으로 장착한 후 샤프트(30)의 해당 지점에 맞추어서 다시 한번 인력으로 강제 끼움을 진행한다. 즉, 종래 이링 체결기구(10)를 이용해서 이링(20)을 샤프트(30)에 체결하기 위해서는, 작업자는 인력으로 이링(20)을 홀더(12)에 장착하는 수고와, 이링(20)을 샤프트(30)에 끼워 체결하는 2중의 수고가 불가피했던 것이다.

또한, 종래 이링 체결기구(10)를 활용하면, 작업자가 이링(20)을 홀더에 맞춰 장착하는 작업과, 이링(20)을 샤프트(30)에 맞춰 체결하는 작업 모두를 수작업으로 해야 하므로, 하나의 이링(20)을 샤프트(30)에 체결하는 소요시간이 증가했을 뿐만 아니라 작업자가 장시간 작업을 할 경우 손목과 팔에 무리한 힘이 가해 짐으로 인해서 산업재해가 빈번히 발생하며 또한 힘을 가하는 방향이 틀어지면 미끄러 짐으로 인해서 작업자의 위험도는 매우 증가 한다.

이러한 문제를 해소하기 위해서 대한민국 특허 등록번호 제10-1394864호(2014년 05월 07일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함)에 개시된 타격기술이 착안될 수 있다.

그러나, 이링(20)은 용도와 형상의 특성으로 인해서, 타겟의 특정 위치에 정확히 체결되어야 하는 정밀도가 요구되고, 도 1에서 보인 바와 같이 상대적으로 얇은 두께의 이링(20)이 샤프트(30)의 둘레를 감싸면서 체결되어야 하므로, 단순한 타격기술만으로는 정밀 체결에 한계가 있었다. 더욱이, 이링(20)은 상대적으로 두께가 얇은 'E' 형상을 이루므로, 타격 및 체결과정에서 샤프트(30)에 미처 체결되지 못하고 이탈하게 되는 문제 또한 빈번하게 발생된다.

결국, 전술한 기술적 한계로 인해서 종래 타격기술은 이링 체결분야에 그대로 적용되지 못했고, 현장에서는 종래 이링 체결기구(10)를 이용해서 수작업으로 이링(20)을 체결해야 하며 무리한 힘을 가함으로 인해서 작업자의 손목 부상과 미끄러짐에 의한 부상으로 작업자가 기피하는 작업공정에 해당 되어졌다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1394864호(2014년05월07일자 등록)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 작업자의 수고를 최소화하면서도 정밀하고 신속한 이링 체결을 가능하게 하는 이링 체결기와 체결시스템 및 체결방법의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

승강부;

상기 승강부에 의해 승하강하는 솔레노이드; 및

하단에는 이링을 홀딩하는 장착홈을 형성하고, 상기 솔레노이드의 작동에 의해 하강하는 지그;

를 포함하는 이링 체결기이다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 다른 발명은,

승강부; 상기 승강부에 의해 승,하강하는 솔레노이드; 하단에는 이링을 홀딩하는 장착홈을 형성하고, 상기 솔레노이드의 작동에 의해 하강하는 지그; 상기 솔레노이드의 통전을 제어하는 이링 삽입스위치; 상기 지그의 위치를 감지하는 센서를 구비한 감지부;를 포함하는 이링 체결기, 및

상기 감지부의 센싱에 따라 상기 승강부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 컨트롤러

로 이루어진 이링 체결시스템이다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 또 다른 발명은,

승강부의 작동에 의해서 솔레노이드와 지그가 하강하고, 상기 지그의 하단에 형성된 장착홈에 이링이 장착되는 단계;

작업자가 샤프트의 체결 지점에 상기 이링을 맞추도록 상기 지그가 하강해서 상기 장착홈에 장착된 이링이 노출되고, 상기 승강부의 작동이 중단되는 단계;

이링 삽입스위치의 동작으로 상기 솔레노이드에 전기가 인가되고, 상기 솔레노이드의 동력을 받아 상기 지그가 하강하는 단계; 및

상기 승강부의 작동으로 상기 솔레노이드와 지그가 상승하는 단계;

를 포함하는 이링 체결방법이다.

본 발명에 따르면, 1회의 방아쇠 조작만으로도 샤프트(타겟)에 대한 이링 체결이 가능하고, 작업자가 샤프트에 이링을 체결하기 전에 이링을 체결 지점에 정확히 맞춰 조준할 수 있게 하므로, 샤프트에 대한 이링의 체결 정밀도와 성공률을 높이는 효과가 있다.

도 1은 이링을 샤프트에 고정하기 위해 이용되는 종래 이링 체결기구을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 이링 체결기 및 체결시스템을 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 이링 체결기의 일실시 예가 케이싱된 모습을 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 이링 체결기의 일실시 예에서 케이싱 본체가 제거된 모습을 도시한 사시도이고,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 체결시스템의 시작 준비과정을 순차 도시한 플로차트이고,
도 7은 도 3에 도시한 이링 체결기의 단면모습을 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 이링 체결기의 일부분에 대한 동작모습을 도시한 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 이링 체결기의 일실시 예에서 매거진의 내부 모습을 도시한 사시도이고,
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 이링 체결기의 매거진에 대한 동작모습을 도시한 단면도이고,
도 12는 본 발명에 따른 이링 체결기의 홀더가 동작하는 모습을 순차 도시한 도면이고,
도 13은 본 발명에 따른 이링 체결기에 의해서 이링이 샤프트에 체결된 모습을 도시한 단면도이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 이링 체결기 및 체결시스템을 도시한 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 이링 체결기(100)는 이링(20; 도 1 참조)을 지그(130)에 장착하기 위한 승강부(110)와, 이링(20)이 타겟에 삽입될 수 있도록 순간적으로 동력을 전달하는 솔레노이드(120)와, 승강부(110) 및 솔레노이드(120)의 동력을 받아 이동하며 이링(20)을 장착하고 샤프트(30; 도 1 참조)에 체결시키는 지그(130)로 구성된다. 또한, 이링(20)을 적재하는 매거진(160)과, 승강부(110) 및 솔레노이드(120)의 동작을 감지하는 감지부(140)를 더 포함할 수 있다.

계속해서, 이링 체결기(100)의 동작을 제어하기 위해서 컨트롤러(200)가 구비되고, 이링 체결기(100)와 컨트롤러(200)의 연동을 통해 이링(20)을 체결하는 체결시스템이 완성된다.

컨트롤러(200)는 승강부(110)와 솔레노이드(120)의 동작제어를 위해서 설정된 프로세스에 따라 제어신호를 생성하는 제어부(210)와, 상기 제어신호에 따라 전원부(230)로부터 공급되는 전기 회로를 개폐하는 전원스위치(220)와, 솔레노이드(120)에 순간적으로 고전압을 가하기 위한 전기를 충전하는 충전부(240)를 구비한다.

제어부(210)는 설계된 프로세스 실행을 위해 제작된 통상의 회로 기기이며, 입력신호에 따라서 설정 프로세스에 따라 제어신호를 생성 및 발신한다. 제어부(210)의 구체적인 동작 설명은 본 발명에 따른 체결방법을 설명하면서 상세히 한다.

전원스위치(220)는 이링 체결기(100)의 승강부(110)와 솔레노이드(120)의 구동을 위한 해당 전기 회로를 개폐하고, 이를 통해서 본 시스템의 전원 공급을 제어한다.

전원부(230)는 승강부(110)와 솔레노이드(120)의 구동을 위한 적정 전기를 변압 및 변환하는 통상의 구성이다. 일반적으로 컨트롤러(200)는 외부로부터 상용전력인 220V의 교류전기가 공급되는데, 이렇게 공급된 220V의 교류전기는 전원(230)에서 변압 및 변환되어서 승강부(110) 및 솔레노이드(120)에 공급된다.

충전부(240)는 솔레노이드(120)에 고전압의 전기를 인가하기 위해서 일정 크기의 전기를 충전한다.

전술한 이링 체결기(100)는 아래에서 일실시 예를 들어 구체적으로 설명한다.

참고로, 본 발명에서 이링 체결기(100)가 이링(20)을 대상으로 동작함을 예시했으나, 이외에도 C형 링, 핀, 못 및 기타 클램프 등이 이링 체결기(100)의 대상이 될 수도 있다. 또한, 이링 체결기(100)의 타겟으로 샤프트(30)를 예시했으나, 샤프트(30) 이외에 이링(20) 등의 체결 대상은 이하의 청구항에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 이링 체결기의 일실시 예가 케이싱된 모습을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이링 체결기의 일실시 예에서 케이싱 본체가 제거된 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 이링 체결기(100)는 작업자가 휴대 및 손쉬운 조작이 가능한 형상과 크기로 제작되는데, 본 실시 예에서는 전체적으로 봉 형상으로 되어서 작업자가 이링(20)을 샤프트(30; 도 1 참조)에 정확하면서도 손쉽게 맞춰 체결할 수 있도록 했다.

이링 체결기(100)는 승강부(110)와 솔레노이드(120) 및 지그(130)가 일렬로 배치되고, 케이싱 본체(150)에 의해서 일체로 구성된다. 또한, 지그(130)의 하단이 접하는 케이싱 본체(150)의 하단에는 다수의 이링(20)을 탑재하는 매거진(160)이 연결되어서, 지그(130)의 이동에 따라 이링(20)이 하방으로 이동해서 출구(161a)를 통해 인출될 수 있다.

이를 위한 승강부(110)는 케이싱 본체(150)에 고정되며 선형동작을 일으키는 리니어 모터(112)와, 리니어 모터(112)의 동력으로 상하 이동하는 스크류 봉(113)과, 스크류 봉(113)의 상하 이동을 따라 승하강하는 승강체(114)로 구성된다. 여기서, 승강체(114)는 스크류 봉(113)의 하단에 연결되어서 스크류 봉(113)의 상하 이동을 따라 함께 이동한다.

참고로, 승강체(114)가 스크류 봉(113)의 회전과 더불어 회전하지 않도록 스크류 봉(113)과 나란하게 배치되는 가이드(114b)가 하나 이상 구비되고, 승강체(114)는 가이드(114b)의 안내에 따라 회전없이 스크류 봉(113)과 함께 상하 이동한다. 본 실시 예에서 가이드(114b)를 리니어 모터(112)에 고정시켰으나, 케이스 본체(150)에 직접 고정할 수도 있다. 또한, 가이드(114b)가 독립된 구성으로 했으나, 케이싱 본체(150)에 성형돼 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따른 이링 체결기(100)는 작업자가 조작하기 위한 경량화 및 소형화를 실현하기 위해서 선형동작을 일으키는 승강부(110)로 리니어 모터 기술을 적용했으나, 이에 한정하지 않으며, 공압 또는 유압을 활용한 피스톤 기술 또는 크랭크 기술 등이 적용될 수도 있다.

솔레노이드(120)는 주지된 바와 같이, 통전된 코일로부터 유도되는 전자기장을 이용해서 선형동작을 일으키는 장치로서, 승강체(114)에 고정되어서 승강체(114)의 이동과 함께 이동한다. 이를 위해서 솔레노이드(120)는 승강체(114)와 링커(114a)를 매개로 고정된다. 본 실시 예에서는 지그(130)의 이동을 고려해서 승강체(114)와 솔레노이드(130)가 일정거리를 유지하게 고정된다.

지그(130)는 솔레노이드(120)가 가하는 동력에 의해서 순간적으로 이동하며, 하단에는 이링(20)이 장착되는 장착홈(132b)을 갖춘다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 지그(130)는 솔레노이드(120)를 이동가능하게 관통하는 플런저(131)와, 플런저(131)와 일렬로 연결되며 하단에 장착홈(132b)을 갖춘 봉 형상의 홀더(132)와, 플런저(131)와 홀더(132)가 탄발하도록 서로 연결하는 탄발스프링(133)으로 구성된다.

플런저(131)는 솔레노이드(120)의 전기 인가에 따라 선형동작하는데, 본 실시 예에서는 솔레노이드(120)의 전기 인가시 플런저(131)가 순간적인 고강도로 하강하도록 한다. 참고로, 플런저(131)의 상단은 솔레노이드(120)를 관통해서 승강체(114)와 솔레노이드(120) 사이에 위치하며, 솔레노이드(120)의 동작에 의한 지그(130)의 상하 이동범위를 제한하도록 걸림을 위한 플랜지(131a)가 형성된다.

홀더(132)는 이링(20)에 대응하는 얇은 두께를 가지며, 하단에는 이링(20)을 감싸며 장착하기 위한 장착홈(132b)이 형성된다. 장착홈(132b)은 이링(20)의 가장자리를 감싸기 위한 라운드진 형상을 이루는데, 내주면에는 이링(20)의 가장자리가 끼워지도록 홀(132d; 도 12 참조)이 형성된다. 홀(132d)에 대한 보다 구체적인 설명은 도 12에서 한다. 계속해서, 홀더(132)는 이링(20)과 장착홈(132b)이 서로 정확히 만나도록 흔들림 없는 자세 유지가 중요하므로, 케이싱 본체(150)로부터 이탈하지 않으면서 슬라이딩 가능하게 맞물리는 회전방지블록(132a)을 갖춘다. 본 실시 예에서 회전방지블록(132a)은 입면체 형상으로 되어서, 케이싱 본체(150)의 안내에 따라 홀더(132)가 이탈 없이 지정 경로를 안정적으로 이동한다.

플런저(131)와 홀더(132)는 탄발스프링(133)을 매개로 연결된다. 탄발스프링(133)은 도시한 바와 같이 플런저(131)와 홀더(132) 사이에 배치되어서, 솔레노이드(120)가 가하는 힘이 소멸하면 탄발스프링(133)의 탄발력이 플런저(131)를 상승하게 한다.

매거진(160)은 다수의 이링(20)을 일렬로 탑재해서 지그(130)의 지정된 이동경로에 이링(200)을 배치시킨다. 이를 위해서 매거진(160)은 케이싱 본체(150)에 고정되며 홀더(132)의 하단이 인출하는 출구(161a)를 구비한 장착블록(161)과, 다수의 이링(20)을 일렬로 탑재하면서 장착블록(161)으로 이링(20)이 유입되도록 안내하는 이링 정렬블록(162)과, 이링 정렬블록(162)에 탑재된 이링(20)을 장착블록(161)으로 밀어 공급하는 푸싱블록(163)과, 이링(20)이 장착홈(132b)에 장착되도록 이링(20)을 잡아주는 스토퍼(164)로 구성된다.

장착블록(161)은 케이싱 본체(150)에 고정되며, 홀더(132)가 관통하는 홀라인(161b; 도 6 참조)을 구비하는 한편, 홀라인(161b)의 하단에는 출구(161a)가 형성된다.

이링 정렬블록(162)은 일렬로 정렬된 다수 개의 이링(20)을 이동가능하게 탑재한다. 이를 위해서 이링 정렬블록(162)은 이링(20)이 탈선하지 않고 슬라이딩 가능하게 맞물리는 형상으로 되고, 이링 정렬블록(162)을 따라 이동한 이링(20)이 장착블록(161)의 홀라인(161b)에 정확히 유입되도록 장착블록(161)의 홀라인(161b)과 연통하게 고정된다.

푸싱블록(163)은 이링 정렬블록(162)에 연결되어서, 이링(20)을 장착블록(161)의 홀라인(161b)을 향해 지속적으로 힘을 가한다. 이를 위해서 본 발명에 따른 실시 예는 푸싱블록(163)이 이링 정렬블록(162)과 인장스프링(163a)을 매개로 연결되어서, 인장스프링(163a)의 당김에 의해 푸싱블록(163)이 이링(20)을 밀도록 했다. 그러나, 이외에도 푸싱블록(163)이 인장스프링(163a)의 탄발력에 의해서 이링 정렬블록(162)을 따라 이동하도록 할 수도 있다.

스토퍼(164)는 홀라인(161b) 내 이링(20)을 잡아서, 하강하는 홀더(132)의 장착홈(132b)으로 이링(20)이 장착되도록 한다. 스토퍼(164)에 대한 설명은 아래에서 다시 한다.

이상 설명한 본 발명에 따른 이링 체결기(100)의 구조를 기초로, 본 발명에 따른 체결방법을 아래에서 설명한다.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 체결시스템의 시작 준비과정을 순차 도시한 플로차트인 바, 이를 참조해 설명한다.

작업자가 본 발명에 따른 이링 체결기(100)를 사용하기 위해서 전원스위치(220)와 이링 승강스위치(180)를 조작하면, 제어부(210)는 승강부(110)와 지그(130)를 초기 위치로 복귀시키고, 매거진(160)에 구성된 스토퍼(164) 또한 초기 위치로 복귀시킨다(S100). 참고로, 체결시스템이 OFF된 상태에서는 도 7에서 보인 바와 같이, 승강부(110)의 스크류 봉(113)이 최고점에 위치하고, 솔레노이드(120)는 단전되며, 탄발스프링(133)에 의해 지그(130) 또한 상방으로 밀려 위치한다.

한편, 감지부(140)에 구성된 홀 센서(미도시함)는 매거진(160) 내 이링의 유입 여부를 감지해서(S101), 이링이 미감지되면 제어부(210)에 이를 통지하고, 제어부(210)는 안내램프를 ON할 수 있다(S102).

상기 홀 센서의 감지결과 매거진(160) 내 이링이 확인되면, 제어부(210)는 충전부(240)의 전기 충전 여부를 감지하고(S103), 미충전 상태로 확인되면 제어부(210)는 충전부(240)에 전기를 충전한다(S104).

한편, 제어부(210)는 충전부(240)의 충전량을 측정해서 전기가 기준량에 이르면 충전을 중지한다(S105).

감지부(140)의 위치감지 센서(미도시함)는 지그(130)의 현재 위치를 감지해서 지정된 작업위치에 있는지 여부를 확인하고(S106), 상기 작업위치에 위치하지 않는 것으로 확인되면 이링 승강스위치(180)가 ON 인지 여부를 확인하도록 안내한다(S107).

상기 위치감지 센서의 확인 결과 지그(130)가 지정된 작업위치에 있는 것으로 확인되면, 작업자의 이링 삽입스위치(170) 조작을 대기한다. 이후, 작업자가 이링 삽입스위치(170)을 ON으로 조작하면, 충전부(240)의 고압전기가 솔레노이드(120)에 인가되고(S108), 지그(130)는 솔레노이드(120)의 주변에 가해지는 고압의 전자기장에 의해서 동력이 발생하여 고속으로 이동하며, 이를 통해서 이링은 이링 체결기의 반발력을 최소화하면서 타겟에 고정된다. 본 실시 예에서는 15msec의 시간으로 솔레노이드(120)에 고압전기가 인가되고, 상기 시간이 경과하면 솔레노이드(120)로의 전기인가는 중단된다(S109).

한편, 'S107'에서 이링 승강스위치(180)가 ON되면, 제어부(210)는 지그(130)를 구동시켜서 초기위치로 복귀시키고(S200), 이후 리니어 모터(112)를 구동시켜서 승강부(110)를 하강시킨다(S201).

감지부(140)는 리니어 모터(112)에 과부하가 걸리는지 여부를 측정한다(S202). 일반적으로 리니어 모터(112)의 구동에 의해 지그(130)가 이동하는데, 지그(130)가 지정된 위치에 이르면 이동이 제한되고 이로 인해서 리니어 모터(112)에는 과부하가 발생한다. 이때, 감지부(140)는 상기 과부하 상태를 측정하며, 리니어 모터(112)가 과부하가 측정되면(S203), 제어부(210)는 리니어 모터(112)에 전기인가를 중단해서 리니어 모터(112)의 구동을 정지시킨다.

한편, 승강부(110)의 이동과 더불어 이링이 지그(130)에 장착되도록, 제어부(210)는 이링을 지지하는 스토퍼(164)를 제어하고, 이로 인해서 이링은 지그(130)에 장착된다(S205).

계속해서, 이링이 지그(130)에 장착되면 제어부(210)는 스토퍼(164)를 제어해서 서포터(164c)가 지그(130)의 이동 제한을 해제토록 하고, 승강부(110)를 구동시켜서 지그(130)가 최저점에 위치하도록 하강하도록 한다.

도 7은 도 3에 도시한 이링 체결기의 단면모습을 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 이링 체결기의 일부분에 대한 동작모습을 도시한 단면도인 바, 이를 참조해서 이링 체결기(100)의 동작 모습을 좀 더 구체적으로 설명한다.

작업자가 이링(20) 체결을 위해서 이링 체결기(100) 및 컨트롤러(200)를 ON하면, 제어부(210)는 이링(20)을 지그(130)에 장착하기 위해서 스크류 봉(113)의 하강을 제어한다. 이를 위해서 제어부(210)는 전원스위치(220)에 제어신호를 전달하고, 전원스위치(220)는 상기 제어신호에 따라 승강부(110)의 리니어 모터(112)에 전원을 인가한다.

리니어 모터(112)는 구동을 시작하고, 이에 따라 스크류 봉(113)은 도 8의 (a)도면에서 보인 바와 같이 하강한다.

스크류 봉(113)이 하강하면, 스크류 봉(113)과 고정된 승강체(114)가 하강하고, 더불어서 승강체(114)와 고정된 솔레노이드(120)가 함께 하강하면서 지그(130)를 하강시킨다.

컨트롤러(200)의 계측부는 승강부(110)에 인가되는 전기의 전류를 계측해서 해당 계측값을 제어부(210)로 전달하고, 제어부(210)는 상기 계측값을 확인해서 승강부(110)에 인가되는 전류의 과부하 여부를 판단한다. 제어부(210)가 과부하로 판단하면, 승강부(110)에 의해 하강하는 지그(130)가 이링(20)을 장착하는 것으로 간주하고, 승강부(110)에 대한 전기 인가를 중단한다. 그러나, 제어부(210)가 과부하가 아닌 것으로 판단하면, 지그(130)가 간섭 없이 정상 하강 중인 것으로 간주하고, 승강부(110)에 대한 전기 인가를 지속한다.

전술한 바와 같이, 제어부(210)가 상기 계측값에 대해 과부하로 판단하면 승강부(110)에 대한 전기 인가를 중단한다. 여기서, 도 8의 (a)도면은 승강부(110)의 구동으로 지그(130)가 충분히 하강한 상태를 보인 것으로서, 지그(130)가 충분히 하강하면 이링(20)은 지그(130)의 장착홈(132b)에 장착된 상태가 된다. 아울러, 지그(130)의 하단은 출구(161a)로부터 인출되어서 장착홈(132b)에 장착된 이링(20)이 출구(161a)를 통해 외부로 노출된다.

작업자는 상기 하강에 의해서 출구(161a)를 통해 노출된 이링(20)과 샤프트(30)를 맞춰 조준한다. 결국, 작업자는 이링(20)을 체결해야 하는 샤프트(30)의 정확한 지점에 해당 이링(20)을 맞출 수 있다.

작업자가 이링(20)을 샤프트(30)의 일 지점에 정확히 맞춰 조준하면, 이링 체결기(100)에 위치한 이링 삽입스위치(170)를 조작하고, 이링 삽입스위치(170)는 구동신호를 컨트롤러(210)의 제어부(210)로 전달한다.

제어부(210)는 상기 구동신호를 수신하면 전원스위치(220)에 제어신호를 전달하고, 전원스위치(220)는 솔레노이드(120)의 구동을 위한 전기를 인가한다.

전기가 인가된 솔레노이드(120)에는 전자기장이 유도되고, 도 8의 (b) 도면에서 보인 바와 같이 지그(130)의 플런저(131)는 순간적인 고강도로 하강하면서 홀더(132)의 하단에 장착된 이링(20)을 샤프트(30)에 체결한다. 솔레노이드(120)는 순간적으로 고강도의 선형동작을 일으키므로, 이링 체결기(100)의 반발을 최소화하면서 샤프트(30)에 이링(20)을 견고하면서 정확하게 체결할 수 있다.

솔레노이드(120)에 의한 지그(130)의 이동을 감지부(140)가 감지해서 제어부(210)로 감지신호를 전달하면, 제어부(210)는 이링 체결기(100)가 정상 구동한 것으로 간주하고 전원스위치(220)를 제어해서 솔레노이드(120)에 대한 전기 인가를 중단한다.

솔레노이드(120)의 작동이 중지되면, 플런저(131)와 홀더(132) 사이에 배치된 탄발스프링(133)의 탄발력에 의해서 플런저(131)는 상승하고, 플런저(131)의 상승과 함께 홀더(132) 또한 상승해서 도 8의 (a) 도면에서 보인 바와 같은 상태로 다시 복귀한다.

제어부(210)는 솔레노이드(120)의 작동을 중지하면, 전원스위치(220)를 조작해서 승강부(110)에 전기를 인가하고, 승강부(110)의 리니어 모터(112)가 작동하면서 스크류 봉(113)을 상승시킨다.

스크류 봉(113)이 상승하면, 스크류 봉(113)과 고정된 승강체(114)가 상승하고, 더불어서 승강체(114)와 고정된 솔레노이드(120)가 함께 상승하면서 지그(130)를 상승시킨다.

컨트롤러(200)의 계측부는 승강부(110)에 인가되는 전기의 전류를 계측해서 해당 계측값을 제어부(210)로 전달하고, 제어부(210)는 상기 계측값을 확인해서 승강부(110)에 인가되는 전류의 과부하 여부를 판단한다. 제어부(210)가 과부하로 판단하면, 승강부(110)에 의해 상승하는 스크류 봉(113)이 최고점에 위치한 것으로 간주하고, 승강부(110)에 대한 전기 인가를 중단한다. 그러나, 제어부(210)가 과부하가 아닌 것으로 판단하면, 스크류 봉(113)은 간섭 없이 정상적으로 상승하는 것으로 간주하고, 승강부(110)에 대한 전기 인가를 지속한다.

이링(20) 체결 작업의 속행을 위해서 이링 체결기(100)가 ON 상태인 것으로 확인하면 제어부(210)는 단계 410으로 후속 제어하고, OFF 상태인 것으로 확인하면 이링 체결기(100)의 구동을 중단한다.

도 9는 본 발명에 따른 이링 체결기의 일실시 예에서 매거진의 내부 모습을 도시한 사시도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 이링 체결기의 매거진에 대한 동작모습을 도시한 단면도이고, 도 12는 본 발명에 따른 이링 체결기의 홀더가 동작하는 모습을 순차 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명에 따른 이링 체결기에 의해서 이링이 샤프트에 체결된 모습을 도시한 단면도인 바, 이를 참조해서 매거진(160)이 보강된 이링 체결기(100)에 대한 동작을 순차 설명한다.

승강부(110)에 의해 하강하는 지그(130)의 홀더(133)는 매거진(160)의 장착블록(161)이 홀라인(161b)을 따라 하강하고, 홀더(133)의 장착홈(133b)은 도 12의 (b)도면에서 보인 바와 같이 이링(20)의 둘레를 감싸면서 홀딩한다.

여기서, 이링(20)은 이링 정렬블록(162)으로부터 홀라인(161b) 안으로 유입되고, 스토퍼(164)는 홀라인(161b)으로 유입된 이링(20)이 현위치를 유지하도록 지지하며 구속한다. 이를 위한 스토퍼(164)는 동력부(164a)와, 동력부(164a)의 동력을 받아 수평이동하는 이동자(164b)와, 이동자(164b)의 동력에 의해 수평이동하면서 홀라인(161b)에 위치한 이링(20)을 지지하는 서포터(164c)와, 동력부(164a)의 동작이 소멸하면 서포터(164c)를 이동시켜서 이링(20)의 구속이 해제되도록 탄발하는 탄발체(164d)로 구성된다. 참고로, 본 발명에 따른 실시 예는 동력부(164a)에 솔레노이드 기술이 적용되며, 이로 인해서 동력부(164a)에 내장된 코일의 통전으로 전자기장이 유도되고, 이동자(164b)는 해당 전자기력에 의해서 이동한다.

결국, 도 12의 (a)도면 및 (b)도면에 도시한 바와 같이, 홀라인(161b)으로 유입된 이링(20)은 서포터(164c)에 의해 구속되어 현 위치를 고수하고, 하강하는 홀더(132)의 장착홈(132b)은 이링(20)이 이탈하지 않도록 단단히 홀딩하는 방식으로 장착한다.

참고로, 도 12의 (c)도면에 도시한 바와 같이, 장착홈(132b)의 내면은 이링(20)의 가장자리가 맞물리도록 요홈(132c)을 형성시켜서, 장착홈(132b)에 장착된 이링(20)이 측방으로 이탈함을 방지한다. 또한, 장착홈(132b)의 직경을 이링(20)의 직경보다 상대적으로 작게 형성하고, 이링(20)이 장착홈(132b)으로 삽입되는 과정에서 탄성에 의해 장착홈(132b)이 벌어지도록(도 12의 (b) 도면 참고) 좌우를 분리한다.

결국, 홀더(132)의 하강에 의해서 서포터(164c)에 지지된 이링(20)은 장착홈(132b)에 강제로 삽입되되, 장착홈(132b)은 양측으로 벌어지면서 이링(20)을 요홈(132c)에 끼우는 동시에 자체 탄성에 의해서 이링(20)을 강하게 조여 홀딩한다.

상기 홀딩 과정 중 발생하는 전류 부하를 계측부가 1차 감지하고, 제어부(210)는 스토퍼(164)의 동력부(164a) 작동을 정지시켜서 서포터(164c)가 탄발체(164d)에 의해 수평이동하게 한다. 상기 수평이동에 의해서 서포터(164c)는 이링(20)의 구속을 해제하고, 이로 인해 이링(20)은 홀라인(161b)에서 이동이 가능한 상태가 된다. 계속해서, 홀더(132)는 승강부(110)에 의해 하강을 속행하고, 이링(20)이 장착된 홀더(132)의 하단이 출구(161a)를 통해 인출된다.

홀더(132)가 최저점에 위치해서 승강부(110)에 인가되는 전류 증가를 계측부가 감지하면, 제어부(110)는 이를 확인하고 승강부(110)의 작동을 중단시켜서 홀더(132)의 하강이 정지하도록 한다.

하강이 정지된 홀더(132)의 하단은 출구(161a)를 통해 인출된 상태이고, 작업자는 홀더(132)의 장착홈(132b)에 장착된 이링(20)을 샤프트(30)의 해당 지점에 직접 맞춰서 조준한다.

이링(20)을 샤프트(30)의 해당 지점에 정확히 맞춰 조준하면, 작업자는 이링 체결기(100)에 위치한 이링 삽입스위치(170)를 조작하고, 솔레노이드(120)는 통전한다.

솔레노이드(120)가 통전하면 주변에 유도발생하는 전자기력에 의해서 플런저(131)가 순간적으로 하강하고, 도 13에 도시한 바와 같이 홀더(132)의 장착홈(132b)에 장착된 이링(20)을 샤프트(30)에 체결한다. 이후, 제어부(210)는 솔레노이드(120)의 작동을 중지하고 승강부(110)는 작동시켜서, 홀더(132)를 포함한 지그(130)가 상승하게 한다. 계속해서, 홀더(132)의 단부가 상승해서 홀라인(161b)에 대해 정렬블록(162)을 개방하면, 정렬블록(162)에 탑재된 이링(20)이 푸싱블록(163)에 밀려 홀라인(161b)으로 유입되고, 스토퍼(164)의 동력부(164a)는 제어부(210)에 제어에 따라 작동해서, 서포터(164c)가 홀라인(161b)으로 유입된 이링(20)을 잡아 구속한다.

이렇게 구속된 이링(20)은 하강하는 홀더(132)와 접하면서 장착홈(132b)에 장착되고, 스토퍼(164)의 구속 해제로 하강해서 출구(161a)를 통해 노출됨을 반복한다.

본 발명에 따른 컨트롤러(200)는 이링(20)의 체결횟수를 확인하는 카운터를 더 포함하고, 이링 체결기(100)의 감지부(140)는 승강부(110)의 작동을 감지한다.

컨트롤러(200')는 체결해야 할 이링(20)의 개수를 입출력부(250)를 통해 제어부(210)에 입력하면, 제어부(210)는 입력된 개수정보에 따라 승강부(110), 솔레노이드(120) 및 스토퍼(164)의 작동 횟수를 제어한다. 즉, 작업자가 10회의 개수정보를 입력하면, 제어부(210)는 승강부(110), 솔레노이드(120) 및 스토퍼(164)를 10회씩 제어하는 것이다.

한편, 감지부(140)는 승강부(110)의 위치를 감지해서 감지신호를 컨트롤러(200')로 전달하고, 카운터는 상기 감지신호를 수신해서 카운팅한다. 제어부(210)는 이렇게 카운팅된 횟수와 상기 개수정보의 횟수를 비교해서 이를 입출력부(250)를 통해 출력하고, 작업자는 두 횟수의 일치 여부를 확인해서 이링(20)의 체결 작업이 정상적으로 이루어졌는지 여부를 판단한다.

본 발명에 따른 이링 체결기(100)는 다양한 사이즈의 이링(20)을 체결할 수 있다. 그런데, 이링(20)의 사이즈에 따라 타격을 위한 솔레노이드(120)의 세기가 다르게 요구된다. 이를 고려해서 제어부(210)는 사이즈별로 솔레노이드(120)에 인가되어야 하는 전기의 세기 정보를 저장한다.

상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 이링 체결기구 20; 이링 30; 샤프트
100; 이링 체결기 110; 승강부
112; 리니어 모터 113; 스크류 봉 114; 승강체
120; 솔레노이드 130; 지그 131; 플런저
132; 홀더 133; 탄발스프링 140; 감지부
150; 케이싱 본체 160; 매거진 161; 장착블록
162; 정렬블록 163; 푸싱블록 164; 스토퍼
170; 이링 삽입스위치 200, 200'; 컨트롤러
210; 제어부 220; 스위치 230; 전원
250; 입출력부

Claims (9)

1. 승강부;
   상기 승강부에 의해 승,하강하는 솔레노이드; 및
   하단에는 이링을 홀딩하는 장착홈을 형성하고, 상기 솔레노이드의 작동에 의해 하강하는 지그;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 이링 체결기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 지그가 통과하는 홀라인을 갖춘 장착블록;
   상기 홀라인과 연통하며, 다수의 이링을 일렬로 탑재한 정렬블록;
   상기 정렬블록의 이링이 홀라인으로 순차 유입되도록 가압하는 푸싱블록; 및
   상기 지그가 하강하면서 상기 홀라인 내에 위치한 이링이 상기 장착홈에 홀딩되도록 상기 이링의 이동을 임시 구속하는 스토퍼;로 된 매거진
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이링 체결기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 스토퍼는
   동력부; 상기 동력부의 동력을 받아 상기 홀라인으로 이동해서 상기 이링을 지지하는 서포터; 상기 동력이 상실하면 상기 이링의 구속을 해제하도록 상기 서포터를 반발시키는 탄발체;로 구성된 것을 특징으로 하는 이링 체결기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 승강부는
   리니어 모터; 리니어 모터에 의해 승,하강하는 스크류 봉; 상기 스크류 봉과 연결되어 승,하강하며, 상기 솔레노이드에 고정되는 승강체;로 구성된 것을 특징으로 하는 이링 체결기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 승강부는
   피스톤 구동으로 승,하강 동력을 일으키는 것을 특징으로 하는 이링 체결기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 지그는
   상기 솔레노이드에 의해 하강하는 플런저; 상기 플런저와 일렬로 연결되고, 하단에 상기 장착홈이 형성된 홀더; 상기 플런저와 홀더가 서로 탄발하도록 연결하는 탄발스프링;으로 구성된 것을 특징으로 하는 이링 체결기.
7. 승강부; 상기 승강부에 의해 승,하강하는 솔레노이드; 하단에는 이링을 홀딩하는 장착홈을 형성하고, 상기 솔레노이드의 작동에 의해 하강하는 지그; 상기 솔레노이드의 통전을 제어하는 이링 삽입스위치; 상기 지그의 위치를 감지하는 센서를 구비한 감지부;를 포함하는 이링 체결기, 및
   상기 감지부의 센싱에 따라 상기 승강부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 컨트롤러
   로 이루어진 것을 특징으로 하는 이링 체결시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 솔레노이드에 인가되는 전기를 충전하는 충전부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 충전부의 충전 여부를 감지해서 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 이링 체결시스템.
9. 승강부의 작동에 의해서 솔레노이드와 지그가 하강하고, 상기 지그의 하단에 형성된 장착홈에 이링이 장착되는 단계;
   작업자가 샤프트의 체결 지점에 상기 이링을 맞추도록 상기 지그가 하강해서 상기 장착홈에 장착된 이링이 노출되고, 상기 승강부의 작동이 중단되는 단계;
   이링 삽입스위치의 동작으로 상기 솔레노이드에 전기가 인가되고, 상기 솔레노이드의 동력을 받아 상기 지그가 하강하는 단계; 및
   상기 승강부의 작동으로 상기 솔레노이드와 지그가 상승하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 이링 체결방법.

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