KR101851803B1 - 도장로봇의 손목축 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도장로봇의 손목축 구조에 관한 것으로서, 손목축 내부의 중공을 유지하기 위한 중공파이프(10)와, 상기 중공파이프(10)와 직경방향으로 일정간격 이격되어 축 회전되는 플랜지(25)와, 상기 플랜지(25)와 연결되어 이 플랜지(25)에 동력을 전달하는 베벨기어(30)와, 상기 중공파이프(10)와 플랜지(25) 사이의 이격된 간격을 통해 오일이 누유되는 것을 차단하기 위한 오일씰(40)을 포함하여 구성되는 도장로봇의 손목축 구조에 있어서, 상기 오일씰(40)이 상기 베벨기어(30)의 내주면과 상기 중공파이프(10)의 외주면 사이에 배치되는 구조로 되어 있다.
따라서, 기본적으로 플랜지와 베벨기어를 연결하기 위한 어댑터가 삭제되면서 부품 삭감에 따른 비용절감 및 조립성 향상을 도모할 수 있게 되고, 또한, 기존에 오일씰을 배치하기 위해 플랜지에 배치공간을 확보할 필요가 없게 되면서 플랜지 부품 구조의 단순화를 꾀할 수 있게 되며, 또한, 어댑터 삭제에 의해 중공파이프의 길이도 줄일 수 있게 되면서 그 결과 전체적인 손목축 길이 및 무게도 경감시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

Description

도장로봇의 손목축 구조{Structure for whist shaft of painting robot}

본 발명은 도장로봇의 손목축 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 손목축 내부의 중공을 유지하기 위한 중공파이프와 이 중공파이프의 외주부에 배치되는 플랜지 및 베벨기어를 포함하고, 중공파이프와 플랜지 및 베벨기어 사이의 틈새를 씰링하여 외부의 가솔린과 도료의 침투 및 내부 그리스의 유출을 방지하기 위한 오일씰이 특히 베벨기어의 내주면과 중공파이프의 외주면 사이에 배치되도록 함으로써, 기본적으로 플랜지와 베벨기어를 연결하기 위한 어댑터를 삭제할 수 있음은 물론 플랜지 부품 구조의 단순화를 꾀할 수 있게 되며 이에 따라 전체적인 손목축 길이 및 무게도 경감시킬 수 있게 되는 도장로봇의 손목축 구조에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 로봇이라 함은 대상물을 자동으로 핸들링하기 위한 목적에 부합하는 공구를 갖춘 상태에서 다수의 운동축에 대해 특히, 방위(orientation), 위치 및 작업 진행과 관련하여 프로그래밍이 가능한 핸들링 기계를 말한다.

이러한 산업용 로봇 중 도장 작업을 수행하기 위한 로봇을 도장로봇이라 한다.

이와 같은, 상기 도장로봇은 특히 중앙에 중공이 형성되고 동력에 의해 축 회전되는 손목축이 구비되는 구조로 되어 있다.

일례로 종래 기술의 도장로봇의 손목축 구조에 대해 개략적으로 살펴보면, 도 1에서 나타낸 것과 같이, 손목축 내부의 중공을 유지하기 위한 중공파이프(10)와, 상기 중공파이프(10)와 직경방향으로 일정간격 이격되어 축 회전되는 플랜지(20)와, 상기 플랜지(20)와 연결되어 이 플랜지(20)에 동력을 전달하는 베벨기어(30)와, 상기 중공파이프(10)와 플랜지(20) 사이의 이격된 간격을 통해 오일이 누유되는 것을 차단하기 위한 오일씰(40)과, 상기 플랜지(20)와 베벨기어(30) 사이에 개재되는 어댑터(50)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 플랜지(20)의 내측부에는 상기 오일씰(40)을 배치하기 위해 오목하게 패인 소정의 배치공간부(21)가 마련되어 있다.

미 설명부호 60은 상기 베벨기어(30)와 외측프레임 간에 배치되는 베어링을 나타낸 것이다.

그러나, 종래 기술의 손목축 구조는 플랜지와 베벨기어를 연결하기 위한 어댑터가 반드시 필요하기 때문에 이에 따른 부품 증가에 의해 비용상승은 물론 조립성도 복잡하게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

또한, 오일씰이 중공파이프와 플랜지 사이에 배치되어 있기 때문에, 이 오일씰을 플랜지와 중공파이프 사이에 배치하기 위해 상기 플랜지의 내측면에 소정의 오일씰 배치공간을 확보하여야 하는 등 결과적으로 플랜지 부품 구조가 복잡해지는 문제점을 갖고 있었다.

또한, 상기 어댑터 추가에 따라 중공파이프의 길이도 길이지게 되면서 그 결과 전체적인 손목축 길이 및 무게도 증가하게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 손목축 내부의 중공을 유지하기 위한 중공파이프와 이 중공파이프의 외주부에 배치되는 플랜지 및 베벨기어를 포함하고, 중공파이프와 플랜지 및 베벨기어 사이의 틈새를 씰링하여 외부의 가솔린과 도료의 침투 및 내부 그리스의 유출을 방지하기 위한 오일씰이 특히 베벨기어의 내주면과 중공파이프의 외주면 사이에 배치되도록 함으로써, 기본적으로 플랜지와 베벨기어를 연결하기 위한 어댑터가 삭제되면서 부품 삭감에 따른 비용절감 및 조립성 향상을 도모할 수 있게 되는 도장로봇의 손목축 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 기존에 오일씰을 배치하기 위해 플랜지에 배치공간을 확보할 필요가 없게 되면서 플랜지 부품 구조의 단순화를 꾀할 수 있게 되는 도장로봇의 손목축 구조를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 어댑터 삭제에 의해 중공파이프의 길이도 줄일 수 있게 되면서 그 결과 전체적인 손목축 길이 및 무게도 경감시킬 수 있게 되는 도장로봇의 손목축 구조를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도장로봇의 손목축 구조는 손목축 내부의 중공을 유지하기 위한 중공파이프; 상기 중공파이프와 직경방향으로 일정간격 이격되어 축 회전되는 플랜지; 상기 플랜지와 연결되어 이 플랜지에 동력을 전달하는 베벨기어; 상기 중공파이프와 플랜지 사이의 이격된 간격을 통해 오일이 누유되는 것을 차단하기 위한 오일씰을 포함하여 구성되는 도장로봇의 손목축 구조에 있어서, 상기 오일씰이 상기 베벨기어의 내주면과 중공파이프의 외주면 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장로봇의 손목축 구조에 있어서, 상기 베벨기어와 연결되는 상기 플랜지의 연결부는 상기 베벨기어의 후단부에 직접 면 접촉된 상태로 연결될 수 있도록 편평한 평면 구조로 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장로봇의 손목축 구조에 있어서, 상기 오일씰은, 상기 베벨기어의 내주면에 밀착되는 수평밀착부; 상기 수평밀착부의 후단부에서 상기 중공파이프의 외주면을 향해 직각 연장되는 직각연장부; 상기 직각연장부에서 상기 중공파이프의 외주면에 맞닿도록 연장되어 오일을 씰링하는 씰링부를 포함하여 구성된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장로봇의 손목축 구조에 있어서, 상기 씰링부는 상기 중공파이프의 외주면에 맞닿아 있는 그 하단부가 상기 플랜지의 반대 방향을 향해 경사져서 상기 베벨기어 내부에서 상기 플랜지 방향으로 작용되는 오일압을 버팀 지지하도록 하는 경사구조로 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장로봇의 손목축 구조에 있어서, 상기 오일씰은 그 수평밀착부가 상기 베벨기어의 내주면 전체에 걸쳐 억지끼움 방식으로 밀착 결합될 수 있도록 링 형상으로 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장로봇의 손목축 구조에 있어서, 상기 오일씰의 베벨기어 내주면과 밀착되는 수평밀착부의 외주면은 스틸 재질로 되고 상기 베벨기어의 내부를 향하는 내측부는 고무 재질로 된 것일 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 도장로봇의 손목축 구조는 손목축 내부의 중공을 유지하기 위한 중공파이프와 이 중공파이프의 외주부에 배치되는 플랜지 및 베벨기어를 포함하고, 중공파이프와 플랜지 및 베벨기어 사이의 틈새를 씰링하여 외부의 가솔린과 도료의 침투 및 내부 그리스의 유출을 방지하기 위한 오일씰이 특히 베벨기어의 내주면과 중공파이프의 외주면 사이에 배치되도록 함으로써, 기본적으로 플랜지와 베벨기어를 연결하기 위한 어댑터가 삭제되면서 부품 삭감에 따른 비용절감 및 조립성 향상을 도모할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

또한, 기존에 오일씰을 배치하기 위해 플랜지에 배치공간을 확보할 필요가 없게 되면서 플랜지 부품 구조의 단순화를 꾀할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

또한, 어댑터 삭제에 의해 중공파이프의 길이도 줄일 수 있게 되면서 그 결과 전체적인 손목축 길이 및 무게도 경감시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

도 1은 종래 기술에 따른 도장로봇의 손목축 구조를 나타낸 요부 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장로봇의 손목축 구조를 나타낸 요부 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장로봇의 손목축 구조의 오일씰을 나타낸 개략 사시도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장로봇의 손목축 구조는 손목축 내부의 중공을 유지하기 위한 중공파이프(10)와, 상기 중공파이프(10)와 직경방향으로 일정간격 이격되어 축 회전되는 플랜지(25)와, 상기 플랜지(25)와 연결되어 이 플랜지(25)에 동력을 전달하는 베벨기어(30)와, 상기 중공파이프(10)와 플랜지(25) 사이의 이격된 간격을 통해 오일이 누유되는 것을 차단하기 위한 오일씰(40)을 포함하여 구성되는 도장로봇의 손목축 구조에 있어서, 상기 오일씰(40)이 상기 베벨기어(30)의 내주면과 상기 중공파이프(10)의 외주면 사이에 배치되는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 베벨기어(30)와 연결되는 상기 플랜지(25)의 연결부(25a)는 상기 베벨기어(30)의 후단부에 직접 면 접촉된 상태로 연결될 수 있도록 편평한 평면 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 연결부(25a)는 베벨기어(30)의 후단부를 향하는 상기 플랜지(25)의 선단면에 해당된다.

그리고, 상기 오일씰(40)은, 상기 베벨기어(30)의 내주면에 밀착되는 수평밀착부(41)와, 상기 수평밀착부(41)의 후단부에서 상기 중공파이프(10)의 외주면을 향해 직각 연장되는 직각연장부(42)와, 상기 직각연장부(42)에서 상기 중공파이프(10)의 외주면에 맞닿도록 연장되어 오일을 씰링하는 씰링부(43)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 씰링부(43)는 상기 중공파이프(10)의 외주면에 맞닿아 있는 그 하단부가 상기 플랜지(25)의 반대 방향을 향해 경사져서 상기 베벨기어(30) 내부에서 상기 플랜지(25) 방향으로 작용되는 오일압을 안정적으로 버팀 지지할 수 있도록 하는 경사구조로 되어 있다.

그리고, 상기 오일씰(40)은 그 수평밀착부(41)가 상기 베벨기어(30)의 내주면 전체에 걸쳐 억지끼움 방식으로 밀착 결합될 수 있도록 하는 링 형상으로 되어 있다.

그리고, 상기 오일씰(40)의 베벨기어(30) 내주면과 밀착되는 수평밀착부(41)의 외주면은 스틸 재질로 되고, 상기 베벨기어(30)의 내부를 향하는 내측부는 고무 재질로 되어 있다.

여기서, 상기 수평밀착부(41)는 별도의 스틸링으로 되고 이 스틸링의 내주부에 고무를 코팅하여 그 내측부위를 형성할 수도 있고, 또는 고무 재질의 수평밀착부(41)의 외주면만 별도로 스틸 재질을 피복할 수도 있을 것이다.

이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예인 도장로봇의 손목축 구조의 조립 과정을 살펴보면, 우선 베벨기어(30)의 내주부에 상기 오일씰(40)을 억지 끼움 방식으로 밀어 넣어 장착한다.

이때, 상기 오일씰(40)의 수평밀착부(41)가 상기 베벨기어(30)의 내주면에 밀착되고 상기 오일씰(40)의 직각연장부(42)가 상기 중공파이프(10)의 외주면을 향해 직각 연장되며 그 단부의 씰링부(43)가 상기 직각연장부(42)에서 상기 중공파이프(10)로 연장되어 이 중공파이프(10)의 외주면에 맞닿게 된다.

그리고, 상기 씰링부(43)는 상기 중공파이프(10)의 외주면에 맞닿은 상태에서 그 하단부가 상기 플랜지(25)의 반대 방향을 향해 경사져서 상기 베벨기어(30) 내부에서 상기 플랜지(25) 방향으로 작용되는 오일압을 버팀 지지할 수 있게 되어 있다.

이렇게 오일씰(40)이 베벨기어(30)와 중공파이프(10) 사이에 배치된 상태에서 상기 베벨기어(30)의 후단면에 상기 플랜지(25)를 연결한다.

이때, 상기 플랜지(25)의 편평한 평면 구조의 연결부(25a)가 상기 베벨기어(30)의 배면에 면접촉되어 견고하게 밀착된 상태로 서로가 연결되면서 상기 손목축 구조의 조립을 완성하게 된다.

위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장로봇의 손목축 구조는 손목축 내부의 중공을 유지하기 위한 중공파이프와 이 중공파이프의 외주부에 배치되는 플랜지 및 베벨기어를 포함하고, 중공파이프와 플랜지 및 베벨기어 사이의 틈새를 씰링하여 외부의 가솔린과 도료의 침투 및 내부 그리스의 유출을 방지하기 위한 오일씰이 특히 베벨기어의 내주면과 중공파이프의 외주면 사이에 배치되도록 함으로써, 기본적으로 플랜지와 베벨기어를 연결하기 위한 어댑터가 삭제되면서 부품 삭감에 따른 비용절감 및 조립성 향상을 도모할 수 있게 되고, 또한, 기존에 오일씰을 배치하기 위해 플랜지에 배치공간을 확보할 필요가 없게 되면서 플랜지 부품 구조의 단순화를 꾀할 수 있게 되며, 또한, 어댑터 삭제에 의해 중공파이프의 길이도 줄일 수 있게 되면서 그 결과 전체적인 손목축 길이 및 무게도 경감시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 변형예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변경하여 이용할 수 있는 모든 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10 : 중공파이프 20 : 플랜지
21 : 배치공간부 25 : 플랜지
25a : 연결부 30 : 베벨기어
40 : 오일씰 41 : 수평밀착부
42 : 직각연장부 43 : 씰링부
50 : 어댑터 60 : 베어링

Claims (6)

1. 손목축 내부의 중공을 유지하기 위한 중공파이프;
   상기 중공파이프와 직경방향으로 일정간격 이격되어 축 회전되는 플랜지;
   상기 플랜지와 연결되어 이 플랜지에 동력을 전달하는 베벨기어;
   상기 중공파이프와 플랜지 사이의 이격된 간격을 통해 오일이 누유되는 것을 차단하기 위한 오일씰;
   을 포함하여 구성되는 도장로봇의 손목축 구조에 있어서,
   상기 오일씰이 상기 베벨기어의 내주면과 중공파이프의 외주면 사이에 배치되고,
   상기 베벨기어와 연결되는 상기 플랜지의 연결부는 상기 베벨기어의 후단부에 직접 면 접촉된 상태로 연결될 수 있도록 편평한 평면 구조로 된 것을 특징으로 하는 도장로봇의 손목축 구조.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 오일씰은,
   상기 베벨기어의 내주면에 밀착되는 수평밀착부;
   상기 수평밀착부의 후단부에서 상기 중공파이프의 외주면을 향해 직각 연장되는 직각연장부; 및
   상기 직각연장부에서 상기 중공파이프의 외주면에 맞닿도록 연장되어 오일을 씰링하는 씰링부;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 도장로봇의 손목축 구조.
4. 제3항에 있어서,
   상기 씰링부는 상기 중공파이프의 외주면에 맞닿아 있는 그 하단부가 상기 플랜지의 반대 방향을 향해 경사져서 상기 베벨기어 내부에서 상기 플랜지 방향으로 작용되는 오일압을 버팀 지지하도록 하는 경사구조로 된 것을 특징으로 하는 도장로봇의 손목축 구조.
5. 제4항에 있어서,
   상기 오일씰은 그 수평밀착부가 상기 베벨기어의 내주면 전체에 걸쳐 억지끼움 방식으로 밀착 결합될 수 있도록 링 형상으로 된 것을 특징으로 하는 도장로봇의 손목축 구조.
6. 제5항에 있어서,
   상기 오일씰의 베벨기어 내주면과 밀착되는 수평밀착부의 외주면은 스틸 재질로 되고 상기 베벨기어의 내부를 향하는 내측부는 고무 재질로 된 것을 특징으로 하는 도장로봇의 손목축 구조.

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