KR101996385B1

KR101996385B1 - 밸브 조립 장치

Info

Publication number: KR101996385B1
Application number: KR1020170133118A
Authority: KR
Inventors: 박선두; 박하규; 이상영
Original assignee: 주식회사 웨코
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2019-07-03
Also published as: KR20190041646A

Abstract

본 발명은, 밸브 조립 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 밸브 몸체와 밸브 너트의 조립이 자동으로 이루어지므로 작업 능률이 상승되고, 밸브 몸체를 고정하기 위한 별도의 복잡한 고정 장치가 필요치 않으며, 밸브 몸체에 지나치게 큰 가압력이 제공되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 밸브 몸체와 밸브 너트의 결합시 나사산이 뭉개지는 것을 방지할 수 있으며, 밸브 몸체와 밸브 너트의 결합 정도를 조절할 수 있고, 밸브 너트와 밸브 몸체의 정렬이 정확히 이루어지는 밸브 조립 장치에 관한 것이다.

Description

밸브 조립 장치{Valve assembling device}

일반적으로 PVC 밸브의 밸브 몸체와 밸브 너트를 결합하기 위해서는 밸브 몸체의 단부와 밸브 너트의 단부가 서로 맞닿도록 한 후 회전시켜 결합하여야 한다.

그러나, 종래에는 이를 사용자가 손수 수작업으로 진행해야 했으므로, 많은 노력이 요구되었고, 이에 따라 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

또한, 이러한 수작업은 일정한 회전량으로 밸브 몸체와 밸브 너트를 결합시키는 것이 사실상 불가능하여 완성된 밸브마다 그 결합 편차가 심한 문제가 있었다.

따라서, 숙련된 사용자가 아니더라도 밸브의 조립이 가능하고, 생산성이 상승되며, 또한, 완성된 밸브의 조립 편차가 거의 없는 밸브 조립 장치의 개발이 필요로 하게 되었다.

KR10-1996-0031246(공개번호)

본 발명은, 밸브 몸체와 밸브 너트의 조립이 자동으로 이루어지므로 작업 능률이 상승되는 밸브 조립 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 밸브 몸체를 고정하기 위한 별도의 복잡한 고정 장치가 필요치 않은 밸브 조립 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 밸브 몸체에 지나치게 큰 가압력이 제공되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 밸브 몸체와 밸브 너트의 결합시 나사산이 뭉개지는 것을 방지할 수 있는 밸브 조립 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 밸브 몸체와 밸브 너트의 결합 정도를 조절할 수 있는 밸브 조립 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 밸브 너트와 밸브 몸체의 정렬이 정확히 이루어지는 밸브 조립 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 상면이 지면으로부터 이격되어 구비되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 일측에 구비되는 모터; 상기 베이스 프레임의 상부에 구비되어 상기 모터의 구동력을 전달받아 회전되며 상단에 밸브 너트가 안착되는 회전판; 상기 베이스 프레임의 상방에 구비되어 상기 밸브 너트의 상부에 안착된 밸브 몸체를 상방으로부터 가압하는 누름판; 상기 누름판의 상단에 결합되어 상기 누름판을 상하로 승강시키는 실린더부; 상기 모터의 회전 및 상기 실린더부의 상기 누름판 승강을 제어하는 제어부;를 포함한다.

또한, 본 발명은, 상기 베이스 프레임의 상부에 구비되며, 상기 밸브 몸체의 레버가 안내되어서 상기 회전판이 회전될 때 상기 밸브 몸체가 회전되지 않도록 하는 레버 가이드가 돌출 형성되는 외측 지그; 상기 회전판의 상면에 결합되어 구비되며, 상기 밸브 너트가 안착되도록 내측에 안착부가 형성되는 내측 지그;를 포함한다.

또한, 본 발명의 상기 실린더부는, 상기 베이스 프레임의 상부 방향에 상기 베이스 프레임로부터 이격되어 구비되며 하방으로 중심봉이 인출 또는 상방으로 상기 중심봉이 인입되는 실린더 장치; 상기 실린더 장치의 상기 중심봉 하단에 결합되는 승강 플레이트; 막대 형상으로 형성되어 상기 베이스 프레임의 상부 방향에 상기 베이스 프레임로부터 이격되어 구비되고, 상기 승강 플레이트의 상단에 결합되어서 상기 실린더 장치의 승강 동작에 따라 상하로 슬라이딩되며, 상기 승강 플레이트가 회동 또는 유동되지 않도록 고정하는 적어도 하나의 슬라이딩 스토퍼; 상기 슬라이딩 스토퍼의 슬라이딩 거리를 측정하는 승강 엔코더;를 포함하며, 상기 누름판은 상기 승강 플레이트의 하방에 고정되고, 상기 제어부는 상기 승강 엔코더의 측정값을 입력받아 상기 승강 엔코더의 측정값이 설정값에 도달되면 상기 실린더 장치의 하강을 중지한다.

또한, 본 발명의 상기 모터는 회전량 측정을 위한 회전 엔코더를 포함하고, 상기 제어부는 상기 회전 엔코더의 측정값을 입력받아 상기 회전 엔코더의 측정값이 설정값에 도달되면 상기 모터의 회전을 중지한다.

또한, 본 발명의 상기 제어부는 상기 회전 엔코더의 측정값이 제 1 측정값에 도달되도록 상기 모터를 역회전시킨 후 상기 회전 엔코더의 측정값이 제 2 측정값에 도달되도록 상기 모터를 정회전시킨다.

또한, 본 발명은, 상기 승강 플레이트와 상기 누름판의 사이에 구비되는 완충부;를 포함한다.

본 발명은, 밸브 몸체와 밸브 너트의 조립이 자동으로 이루어지므로 작업 능률이 상승되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 레버 가이드가 구비되어 밸브 몸체의 회동을 억제하므로, 별도의 복잡한 고정 장치가 필요치 않은 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 승강 엔코더가 구비되어 누름판의 하강을 제어할 수 있으므로, 밸브 몸체에 지나치게 큰 가압력이 제공되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 밸브 몸체와 밸브 너트의 결합시 나사산이 뭉개지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 회전 엔코더가 구비되어 밸브 너트의 회전량을 조절할 수 있으므로, 밸브 몸체와 밸브 너트의 결합 정도를 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 밸브 너트와 밸브 몸체의 결합시 1차로 역회전시킨 후 2차로 정회전시켜 결합하므로, 밸브 너트와 밸브 몸체의 정렬이 정확히 이루어지는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 조립 장치의 사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 조립 장치의 측면도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 조립 장치의 정면도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 조립 장치의 내측 지그 및 외측 지그의 평면도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 조립 장치의 밸브 안착 구성을 도시한 사용 상태도.

이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은, 상면이 지면으로부터 이격되어 구비되는 베이스 프레임(100)과, 베이스 프레임(100)의 일측에 구비되는 모터(300)와, 베이스 프레임(100)의 상부에 구비되어 모터(300)의 구동력을 전달받아 회전되며 상단에 밸브 너트(10)가 안착되는 회전판(200)과, 베이스 프레임(100)의 상방에 구비되어 밸브 너트(10)의 상부에 안착된 밸브 몸체(20)를 상방으로부터 가압하는 누름판(430)과, 누름판(430)의 상단에 결합되어 누름판(430)을 상하로 승강시키는 실린더부(400)와, 모터(300)의 회전 및 실린더부(400)의 누름판(430) 승강을 제어하는 제어부(500)를 포함하여 구성된다.

베이스 프레임(100)은, 모터(300), 회전판(200), 실린더부(400), 제어부(500) 등이 장착될 수 있도록 장착 공간을 제공하는 역할을 하며, 이를 위하여 평평한 상면을 갖도록 형성되어서 상면이 지면으로부터 이격되어 지지된다.

베이스 프레임(100)의 하부 구성은 박스형, 기둥형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 상면을 지면으로부터 지지할 수 있는 구조이면 어느 것이든 가능하다.

이러한 베이스 프레임(100)의 상면에는 회전판(200)의 상면이 상방으로 노출되도록 구비되며, 하술할 외측 지그(220)가 베이스 프레임(100)의 상면에 고정 결합된다. 또한, 베이스 프레임(100)의 일측면 또는 상면 일측으로부터 상부 방향으로 지지대(110)가 연장 결합되며, 이러한 지지대(110)에 실린더부(400)가 결합되어 구비된다.

베이스 프레임(100)의 일측에는 모터(300)와 제어부(500)가 구비되는데, 이때, 일측이라 함은 베이스 프레임(100)의 외측면 외측일수도 있고, 베이스 프레임(100)의 외측면 내측이 될 수도 있다. 또는, 베이스 프레임(100)의 근처에 별도로 구비될수도 있으며, 모터(300)의 경우 회전판(200)에 회전 구동력을 전달할 수 있는 위치, 제어부(500)의 경우 모터(300), 에어 컴프레셔, 레귤레이터 등 제어될 기기들과 전기적으로 연결되는 위치이면 어느 곳이든 무방하다.

또한, 베이스 프레임(100)의 일측에는 각 부의 현재 상태와 공정의 진행도를 가시적으로 표출해주는 모니터 장치(600)가 구비될 수 있다.

모터(300)는, 회전판(200)에 회전력을 제공하는 역할을 하며, 이를 위하여 베이스 프레임(100)의 일측에 구비되어 제어부(500)의 제어에 의해 회전된다. 모터(300)는 정확한 회전량의 제어를 위해서 DC 스탭 모터(300)인 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.

모터(300)는 회전축이 바로 회전판(200)에 결합되어 회전판(200)을 직접 회전시킬수도 있고, 회전판(200)의 회전축과 모터(300)의 회전축이 동일선상에 있지 않고 서로 각각 구비되어서 별도의 동력 전달 부재에 의해 회전 동력을 제공할 수 있다. 이때, 동력 전달 부재는 전확한 회전력을 제공하기 위해서 체인 또는 내주연에 톱니가 형성된 타이밍벨트 형태의 고무 벨트가 적용되는 것이 바람직하다.

모터(300)에는 회전 엔코더(미도시)가 구비되어서 모터(300)가 얼마만큼 회전되었는지를 측정하여 제어부(500)에 전송한다.

회전판(200)은, 상면에 안착된 밸브 너트(10)를 회전시켜 밸브 너트(10)가 밸브 몸체(20)에 결합될 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 베이스 프레임(100)의 상부에 회동 가능하게 구비되어서 모터(300)의 회전력을 전달받아 회전된다.

회전판(200)은 상면이 베이스 프레임(100)의 상부 방향으로 노출되도록 구비되며, 노출된 상면에 밸브 너트(10)가 안착된다. 이때, 회전판(200)의 회전시 밸브 너트(10)가 회전판(200)의 회전 중심에 위치될 수 있도록 밸브 너트(10)를 안내하는 내측 지그(210)가 구비된다.

내측 지그(210)는 회전판(200)의 상면에 결합되어 구비되며, 그 중심부에 밸브 너트(10)의 외주연과 동일한 형상의 안착부(211)가 천공 형성된다. 따라서, 내측 지그(210)의 안착부(211)에 밸브 너트(10)를 삽입하면 밸브 너트(10)의 하면은 회전판(200)의 상면에 의해 지지되고, 밸브 너트(10)의 외주연은 내측 지그(210)의 안착부(211)에 의해 지지되며, 회전판(200)의 회전시 밸브 너트(10)가 정확히 회전 중심을 기준으로 회전되게 된다.

이러한 내측 지그(210)는 안착될 밸브 너트(10)의 크기에 따라 안착부(211)의 사이즈가 가변되어야 하는데, 이를 위하여 서로 다른 사이즈의 안착부(211)를 갖는 내측 지그(210)를 다수 개 구비한 후 작업할 내측 지그(210)의 크기에 맞게 변경하여 사용할 수 있다. 즉, 내측 지그(210)는 회전판(200)에 탈착 가능한 상태로 결합되며, 요구되는 안착부(211)의 사이즈에 따라 해당되는 내측 지그(210)를 적절히 결합하여 사용할 수 있는 것이다.

이러한 내측 지그(210)에 안착된 밸브 너트(10)의 상부에는 밸브 몸체(20)가 안착된다. 밸브 몸체(20)는 적어도 일측 단부의 외주연 또는 내주연에 나사산이 형성된 형태로서, 밸브 너트(10)의 내주연 또는 외주연에 형성된 나사산과 나사결합된다. 이때, 밸브 너트(10)와 밸브 몸체(20)를 결합시키기 위해서는 회전판(200)상에 안착된 밸브 너트(10)를 회전시킬 때 밸브 몸체(20)가 고정되어 있어야 한다. 이를 위하여 본 발명에서는 밸브 몸체(20)를 상부로부터 가압하여 밸브 몸체(20)가 상부로 이탈되지 않도록 하는 누름판(430)과, 밸브 몸체(20)의 레버(21)를 고정하여 밸브 몸체(20)가 좌우로 회전되지 않도록 하는 레버 가이드(221)가 형성된 외측 지그(220)가 구비된다.

외측 지그(220)는, 밸브 몸체(20)의 레버(21)를 고정하여 밸브 너트(10)의 회전시 밸브 몸체(20)가 밸브 너트(10)를 따라 회전되지 않도록 함으로써, 밸브 몸체(20)에 밸브 너트(10)가 결합될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이를 위하여 외측 지그(220)는 베이스 프레임(100)의 상부에 고정되어 구비되며, 레버 가이드(221)가 돌출 형성된다.

레버 가이드(221)는 밸브 몸체(20)의 레버(21)가 안내되어 좌우 어느 방향이든 회동되지 않도록 하기 위하여 평행한 쌍으로 형성되며, 레버 가이드(221)의 사이에 밸브 몸체(20)의 레버(21)가 삽입된다.

한편, 외측 지그(220)는 밸브의 크기에 따라 밸브의 직경 및 중심축으로부터 레버(21)의 단부까지의 거리가 서로 달라지는데, 이러한 밸브의 크기에 따른 레버(21)의 안정적인 지지를 위하여 서로 다른 사이즈의 외측 지그(220)들이 구비된다. 이때, 서로 다른 사이즈라 함은 레버 가이드(221)가 회전판(200)의 회전 중심으로부터 이격되는 거리를 뜻하며, 통상 15A, 20A, 25A의 제 1 사이즈 밸브와, 30A, 40A, 50A의 제 2 사이즈 밸브, 그리고 65A, 80A, 100A의 제 3 사이즈 밸브의 3가지 사이즈군에 대하여 각각 하나의 외측 지그(220)가 적용된다. 이렇듯 유사한 사이즈별로 하나의 외측 지그(220)를 구비하는 이유는, 밸브의 사이즈가 유사할 때 레버(21)가 위치되는 지점도 크게 차이가 나지 않기 때문이며, 레버 가이드(221)가 레버(21)를 안내하여 레버(21)의 측면을 지지할 수 있는 구조이면 상기에 언급된 3가지 사이즈가 아닌 2가지 사이즈, 또는 4가지 이상의 사이즈를 갖는 외측 지그(220)가 구비되는 것 역시 가능하다.

또한, 외측 지그(220)는 내측 지그(210)의 외주연을 감싸는 형태로 베이스 프레임(100)상에 탈착 가능하게 고정되는데, 이는 외측 지그(220)의 사이즈 변경시 회전판(200)의 회전 중심으로부터 레버 가이드(221)의 이격거리 조정이 표준화될 수 있도록 하기 위함이다. 만일 외측 지그(220)가 내측 지그(210)를 감싸는 형태로 고정되지 않는다면 외측 지그(220)의 사이즈 변경시 레버 가이드(221)가 회전판(200)의 회전 중심으로부터 이격되는 거리를 조정하기 위해 별도의 측정 도구가 요구되기 때문이다.

그러나, 이에 한정하지 않고, 하나의 외측 지그(220)를 구비한 후 레버 가이드(221)가 외측 지그(220)에 고정되는 위치를 가변함으로써 동일한 효과를 도출해낼 수도 있다. 요지는 레버(21)가 안내되어 레버(21)의 좌우 측면이 지지될 수 있는 구조이면 가능하므로, 외측 지그(220)의 일측에 레버 가이드(221)가 고정될 수 있는 홀이 복수 개 형성되어 있고, 이러한 홀에 레버 가이드(221)를 고정하는 위치만 가변함으로써 레버 가이드(221)가 회전판(200)의 회전 중심으로부터 이격되는 거리를 조정할 수 있게 되는 것이다. 그리고 이를 위하여 레버 가이드(221)는 외측 지그(220)의 상면에 탈착 가능한 형태로 고정되는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 구성에서 알 수 있듯이 밸브 몸체(20)를 밸브 너트(10)의 상부에 안착시킬 때 레버(21)가 레버 가이드(221)에 안내되어 지지될 수 있도록, 레버 가이드(221)는 외측 지그(220)의 상면으로부터 상방으로 연장된다.

이렇듯 밸브 몸체(20)를 밸브 너트(10)의 상부에 안착시키고, 밸브 몸체(20)가 좌우 회동되지 않도록 지지시킨 후 회전판(200)을 회전시키면 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)가 결합된다. 그러나, 이때 밸브 몸체(20)가 상부 방향으로 이탈되어 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)의 결합이 방해될 수 있는데, 이를 위하여 본 발명에서는 밸브 몸체(20)를 상부로부터 가압하는 누름판(430)이 구비된다.

누름판(430)은, 밸브 몸체(20)를 상부로부터 가압하여 밸브 너트(10)의 회전시 밸브 몸체(20)가 상부로 이탈되지 않도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 베이스 프레임(100)의 상부에 구비되고, 실린더부(400)에 결합되어 실린더부(400)에 의해 상하로 승강된다.

이러한 누름판(430)은 평평한 하면을 갖도록 형성되며, 밸브 몸체(20)와 접촉시 밸브 몸체(20)가 파손되지 않도록 합성수지 재질로 형성되는 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.

누름판(430)은 실린더부(400)에 의해 상하로 승강되는데, 이를 위하여 실린더부(400)의 승강 플레이트(420)의 하단에 결합된다. 바람직하게는 누름판(430)은 승강 플레이트(420)의 하단에 결합되되, 하강하여 밸브 몸체(20)와 접촉시에 불필요한 충격을 밸브 몸체(20)에 가하지 않도록 승강 플레이트(420)와의 사이에 완충부(431)가 구비된다. 완충부(431)는 스프링, 고무 등 탄성 재질로 형성되며, 밸브 몸체(20)와 누름판(430)의 접촉시 발생되는 충격을 완화시킨다. 그리고, 밸브 너트(10)가 밸브 몸체(20)로 삽입될 때 밸브 너트(10)의 하단과 밸브 몸체(20)의 상단이 이루는 거리가 짧아지게 되는데, 이때, 완충부(431)가 탄성 회복함으로써 밸브 너트(10)의 안착부(211)로부터의 탈락을 방지하는 역할을 병행할 수 있다.

실린더부(400)는, 누름판(430)을 상하로 승강시키는 역할을 하며, 이를 위하여 베이스 프레임(100)의 상부 방향에 베이스 프레임(100)과 이격되어 구비된다.

실린더부(400)는, 베이스 프레임(100)으로부터 상부 방향으로 연장된 지지대(110)에 결합되며, 지지대(110)에 결합되어 베이스 프레임(100)과 이격 구비되는 실린더 하우징(401)과, 실린더 하우징(401)에 구비되어 베이스 프레임(100)으로부터 이격되고 중심봉이 하방으로 인출되거나 또는 상방으로 인입되는 실린더 장치(410)와, 중심봉의 하단에 결합되어 승강되는 승강 플레이트(420)와, 승강 플레이트(420)의 상단에 결합되어서 실린더 장치(410)의 승강 동작에 따라 상하로 슬라이딩되고 승강 플레이트(420)의 회동을 방지하는 슬라이딩 스토퍼(440)와, 슬라이딩 스토퍼(440)의 슬라이딩 거리를 측정하는 승강 엔코더(450)를 포함하여 구성된다.

실린더 하우징(401)은, 박스 형태, 일측이 개구된 형태, 또는 평판 형태로 구성되며, 실린더 장치(410), 슬라이딩 스토퍼(440), 승강 엔코더(450) 등이 장착될 수 있도록 장착 공간을 제공하는 역할을 한다.

이를 위하여 실린더 하우징(401)은 베이스 프레임(100)의 상방에 베이스 프레임(100)으로부터 이격되어 구비되며, 바람직하게는 베이스 프레임(100)의 상방으로 연장된 지지대(110)상에 결합되어 구비된다.

이러한 실린더 하우징(401)의 하면에는 실린더 장치(410)의 중심봉이 관통되며, 또한, 슬라이딩 스토퍼(440)가 관통되어 구비된다. 이때, 슬라이딩 스토퍼(440)와 실린더 하우징(401)의 사이에는 슬라이딩 스토퍼(440)의 승강이 원활이 이루어질 수 있도록 별도의 베어링 또는 슬라이딩 가이드가 구비될 수 있다.

실린더 장치(410)는, 승강 플레이트(420)를 상하로 승강시키는 역할을 하며, 이를 위하여 실린더 하우징(401)에 장착되어 구비되며, 제어부(500)의 제어에 의해 중심봉이 하방으로 인출되거나 또는 중심봉이 상방으로 인입될 수 있도록 구성된다.

이러한 실린더 장치(410)의 중심봉 하단에는 승강 플레이트(420)가 결합되어서 실린더 장치(410)의 구동에 의해 상하로 승강된다.

실린더 장치(410)는 공압에 의해 중심봉이 승강되는 구조를 가지며, 이를 위하여 에어 컴프레셔로부터 공급되는 공압 라인상에 수분 및 먼지를 제거하기 위한 세퍼레이터 및 필터가 구비되고, 공압이 일정하게 공급되도록 레귤레이터가 구비된다. 또한, 본 발명의 실린더 장치(410)는 미세한 공압 제어가 요구되므로, 실린더 장치(410)의 공압 라인 부근에 정밀 레귤레이터가 추가로 구비되어 실린더 장치(410)에 공급되는 공압을 더욱 미세하게 조절하여 공급한다.

승강 플레이트(420)는, 상하로 승강되며 하단에 결합된 누름판(430)을 상하로 승강시키는 역할을 하며, 이를 위하여 상단이 실린더 장치(410)의 중심봉 하단에 결합되고, 하단에 누름판(430)이 결합되어 구비된다.

한편, 승강 플레이트(420)는 상하로 승강될 때 그 지지되는 지점이 중심봉에 한정되는 경우 좌우 또는 상하로 회동될 수 있다. 이러한 경우 승강 플레이트(420)의 하단에 결합된 누름판(430) 역시 흔들리게 되어, 누름판(430)이 밸브 몸체(20)를 안정적으로 가압할 수 없게 된다.

따라서, 본 발명에서는 승강 플레이트(420)의 회동을 방지할 수 있도록 승강 플레이트(420)의 상단에 결합되어 상부 방향으로 연장되는 슬라이딩 스토퍼(440)가 구비된다.

슬라이딩 스토퍼(440)는, 승강 플레이트(420)의 회동을 방지하는 역할을 하며, 이를 위하여 실린더 하우징(401)의 하면을 관통하도록 구비되어서 그 하단이 승강 플레이트(420)의 상면에 결합된다. 이러한 슬라이딩 스토퍼(440)는 승강 플레이트(420)에 결합되어 있으므로, 승강 플레이트(420)가 실린더 장치(410)에 의해 상하로 승강될 때 승강 플레이트(420)와 함께 상하로 승강된다.

슬라이딩 스토퍼(440)는 도면상에는 중심봉을 기준으로 대칭되는 방향에 2개가 구비된 것을 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 1개, 또는 3개 이상이 구비될 수도 있다.

한편, 슬라이딩 스토퍼(440)의 일측에는 승강 엔코더(450)가 구비되어 슬라이딩 스토퍼(440)의 승강 거리를 측정하여 측정값을 제어부(500)에 전송한다.

승강 엔코더(450)는, 슬라이딩 스토퍼(440)의 승강 거리, 즉, 실린더 장치(410)의 중심봉의 승강 거리를 측정하여 측정값을 제어부(500)에 전송하는 역할을 하며, 이를 위하여 슬라이딩 스토퍼(440)의 일측에 구비된다.

승강 엔코더(450)는 근접 센서 또는 적외선 센서로 구성되어 슬라이딩 스토퍼(440)의 외주연 일측에 형성된 돌기 등을 센싱하는 방식으로 활용될 수 있으나, 이러한 경우 밸브의 사이즈 변화에 따른 밸브의 높이 변화에 적절히 대응하기가 곤란할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 상하로 배치되는 두 개의 스프라켓형 회전축에 체인 또는 내주연에 톱니 형상이 형성된 벨트 중 어느 하나로 구성되는 엔코딩 벨트가 결합되고, 스프라켓형 회전축 중 어느 하나에 승강 엔코더(450)가 구비되어 스프라켓형 회전축의 회전량을 측정한다. 그리고, 엔코딩 벨트의 외측면에는 결합 돌기가 형성되어 슬라이딩 스토퍼(440)의 외주연에 결합된다. 따라서, 슬라이딩 스토퍼(440)가 승강될 때 결합 돌기가 슬라이딩 스토퍼(440)를 따라 승강되고, 이에 따라 엔코딩 벨트가 회전되어 결과적으로 스프라켓형 회전축이 회전된다. 이러한 승강 엔코더(450)의 구조는 슬라이딩 스토퍼(440)의 승강 정도를 정밀하게 측정 가능하고, 슬라이딩 스토퍼(440)의 승강 중지 지점을 다양하게 세팅할 수 있는 장점이 있다.

제어부(500)는, 모터(300)의 회전량 및 실린더부(400)의 누름판(430) 승강을 제어하는 역할을 하며, 이를 위하여 모터(300), 정밀 레귤레이터, 회전 엔코더, 승강 엔코더(450)와 전기적으로 연결된다.

본 발명의 사용 상태와 함께 제어부(500)의 상세한 동작을 설명하면, 실린더 장치(410)가 중심봉을 인입하여 누름판(430)이 상방으로 상승된 상태에서 내측 지그(210)의 안착부(211)에 밸브 너트(10)를 안착시킨다. 그리고, 밸브 너트(10)의 상부에 밸브 몸체(20)를 안착시킨다.

그리고 일측에 구비된 스위치를 동작시키면 제어부(500)는 실린더 장치(410)에 하강 제어 신호를 송출한다. 바람직하게는 실린더 장치(410)에 공압을 공급하는 정밀 레귤레이터에 제어 신호를 송출한다. 실린더 장치(410)가 중심봉을 인출하여 승강 플레이트(420) 및 승강 플레이트(420)에 결합된 누름판(430)이 하강하게 되면, 승강 플레이트(420)에 결합된 슬라이딩 스토퍼(440)가 함께 하강된다.

슬라이딩 스토퍼(440)의 하강에 따라 스프라켓형 회전축이 회전되면 승강 엔코더(450)에서 스프라켓형 회전축의 회전량을 측정하여 제어부(500)에 전송한다. 제어부(500)는 승강 엔코더(450)의 측정값을 입력받아 누름판(430)이 얼마만큼 하강하였는지를 판단하며, 누름판(430)이 밸브 몸체(20)의 상단에 접촉되는 지점, 즉, 승강 엔코더(450)의 측정값이 설정값에 도달되면 실린더 장치(410)의 하강을 중지시킨다.

실린더 장치(410)의 하강이 중지된 후 제어부(500)는 모터(300)에 구동 신호를 전송하여 회전축이 회전되도록 한다. 이때, 밸브 너트(10)와 밸브 몸체(20)의 결합은 정방향으로 바로 진행되지 않는다. 그 이유는, 밸브 몸체(20)를 밸브 너트(10)에 안착시키는 것은 사용자에 의해 이루어지므로 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)가 정확히 정렬되지 않았을 가능성이 있기 때문이다. 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)가 정확히 정렬되지 않은 경우 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)의 나사산이 어긋나 제대로 된 결합이 이루어지지 않는다. 따라서, 제어부(500)는 모터(300)를 일정 기간 역회전시켜 밸브 몸체(20)의 나사산과 밸브 너트(10)의 나사산이 정렬되도록 한 후, 다시 모터(300)를 일정 기간 정회전시켜 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)가 결합될 수 있도록 한다. 즉, 제어부(500)는 회전 엔코더의 측정값이 제 1 측정값에 도달되도록 모터(300)를 역회전시킨 후 회전 엔코더의 측정값이 제 2 측정값에 도달되도록 모터(300)를 정회전시키는 것이다.

이때, 대부분의 경우 모터(300)의 회전량만을 조절하여도 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)의 결합이 원활히 이루어질 수 있으나, 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)의 조임 토크를 정밀하게 세팅하여야 하는 경우 모터(300)의 회전량만으로는 미세한 토크의 조절까지는 어려운 경우가 있다.

따라서, 본 발명에서는 회전판(200)의 회전축상에 스트레인 게이지 등의 형태로 구비되는 토크 센서가 더 포함될 수 있다. 토크 센서는 회전판(200)이 회전되어 밸브 너트(10)가 밸브 몸체(20)에 결합될 때, 밸브 너트(10)와 밸브 몸체(20)에 어느 정도 결합되었을 때 더이상 회전하려 하지 않는 힘을 측정한다. 즉, 밸브 너트(10)가 어느 정도 밸브 몸체(20)에 결합되면 더욱 강한 힘을 주어야만 더욱 회전되는데, 이때 모터(300)는 회전판(200)의 회전축을 회전시키려하고 밸브 너트(10)는 반발력을 생성하고 있으므로, 회전판(200)의 회전축에는 미세한 비틀림이 발생된다. 토크 센서는 이러한 회전판(200)의 회전축이 비틀리는 것을 감지하여 측정값을 제어부(500)에 전송한다. 제어부(500)는 이러한 토크 센서의 측정값이 설정값에 도달되면 밸브 너트(10)와 밸브 몸체(20)가 설정 토크로 조여진 것으로 판단하고 모터(300)의 구동을 중지시킨다.

한편, 제어부(500)는 밸브 너트(10)가 밸브 몸체(20)에 결합될수록 밸브 너트(10)의 하단과 밸브 몸체(20)의 상단이 이루는 거리가 짧아져 밸브 너트(10)가 안착부(211)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 회전 인코더의 측정값에 따라 실린더 장치(410)를 구동하여 누름판(430)이 하강할 수 있도록 한다. 이때 제어부(500)에는 결합될 밸브의 종류에 따라 밸브 너트(10)의 1회전당 밸브 너트(10)가 밸브 몸체(20)에 삽입되는 길이 정보가 저장되어 있고, 따라서, 회전 인코더의 측정값에 따라 실린더 장치(410)의 중심봉의 인출 정도를 정확히 제어할 수 있게 된다.

마지막으로, 밸브 너트(10)와 밸브 몸체(20)의 결합이 완료되어 모터(300)의 구동이 중지되면, 제어부(500)는 실린더 장치(410)를 구동시켜 중심봉이 상방으로 인입되어 누름판(430)이 상승하도록 한다. 사용자는 결합이 완료된 밸브를 안착부(211) 및 레버 가이드(221)로부터 탈거하는 것으로 작업이 종료된다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)의 조립이 자동으로 이루어지므로 작업 능률이 상승되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 레버 가이드(221)가 구비되어 밸브 몸체(20)의 회동을 억제하므로, 별도의 복잡한 고정 장치가 필요치 않은 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 승강 엔코더(450)가 구비되어 누름판(430)의 하강을 제어할 수 있으므로, 밸브 몸체(20)에 지나치게 큰 가압력이 제공되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)의 결합시 나사산이 뭉개지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 회전 엔코더가 구비되어 밸브 너트(10)의 회전량을 조절할 수 있으므로, 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)의 결합 정도를 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 밸브 너트(10)와 밸브 몸체(20)의 결합시 1차로 역회전시킨 후 2차로 정회전시켜 결합하므로, 밸브 너트(10)와 밸브 몸체(20)의 정렬이 정확히 이루어지는 효과가 있다.

10 : 밸브 너트 20 : 밸브 몸체
21 : 레버 100 : 베이스 프레임
200 : 회전판 210 : 내측 지그
220 : 외측 지그 221 : 레버 가이드
300 : 모터 400 : 실린더부
410 : 실린더 장치 420 : 승강 플레이트
430 : 누름판 440 : 슬라이딩 스토퍼
450 : 승강 엔코더 500 : 제어부

Claims

밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)를 체결하도록 제작된 밸브 조립 장치에서,
상면에 일정 크기의 구멍이 가공된 베이스 프레임(100);
상기 밸브 몸체(20)에서 측방으로 돌출된 레버(21)와 걸림결합되어 평면상 밸브 몸체(20)의 회전을 저지하도록 상면 변두리에 장착된 레버 가이드(221)를 구비하고, 밸브 몸체(20)가 통과하는 정도의 중공을 가지면서 베이스 프레임(100)의 상면에 고정된 외측 지그(220);
상기 외측 지그(220)와 동심축을 이루면서 베이스 프레임(100)의 구멍 아래에 배치되어 모터(300)에 의해 회전하도록 설치된 회전판(200);
상기 밸브 너트(10)가 끼워지면 평면상 회전이 저지되도록 제작되고, 회전판(200)의 상면에 동심축을 이루어 장착된 내측 지그(210);
상기 외측 지그(220)를 관통하여 밸브 너트(10)에 얹혀진 밸브 몸체(20)를 하방 가압하도록 설치된 누름판(430);을 포함하고,
상기 누름판(430)이 밸브 몸체(20)를 누르는 동안 회전판(200) 및 내측 지그(210)와 더불어 밸브 너트(10)가 회전하면서 밸브 몸체(20)에 체결되고, 밸브 몸체(20)의 회전이 레버(21) 및 레버 가이드(221)의 걸림결합에 의해 저지되는 것을 특징으로 하는 밸브 조립 장치.
제1항에서,
상기 레버 가이드(221)는 대응하는 위치에 한 쌍으로 장착되고,
상기 회전판(200) 및 내측 지그(210)는 체결 역방향으로 일정 회전 수만큼 회전되어 밸브 너트(10)와 밸브 몸체(20)의 나사 체결부위가 정렬된 후, 체결 방향으로 체결 완료까지 회전되도록 설치된 것을 특징으로 하는 밸브 조립 장치.
제2항에서,
상기 밸브 너트(10)와 밸브 몸체(20)의 체결 완료는 모터(300)의 회전량을 회전 엔코더가 측정하고 설정된 모터(300)의 회전량 제어로 이루어지거나, 체결시 발생하는 회전판(200)의 회전축의 비틀림을 토크 센서가 측정하고 설정값에 도달하면 모터(300)가 중지되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸브 조립 장치.
제1항에서,
상기 누름판(430)을 승강시키도록 설치된 실린더부(400);와
상기 모터(300) 및 실린더부(400)를 제어하도록 설치된 제어부(500);를 포함하고,
상기 실린더부(400)는,
상기 누름판(430)이 하단에 고정된 승강 플레이트(420), 승강 플레이트(420)가 하단에 고정된 중심봉이 인출 또는 인입되도록 설치된 실린더 장치(410), 승강 플레이트(420)의 평면상 회전을 저지하기 위해 승강 플레이트(420)의 변두리에 하단이 고정되면서 실린더 하우징(401)의 하면을 관통하여 승강하도록 설치된 적어도 1개의 슬라이딩 스토퍼(440)와, 이 슬라이딩 스토퍼(440)의 승강 길이를 측정하도록 설치된 승강 엔코더(450) 중 적어도 하나를 구비하고
상기 승강 엔코더(450)의 측정값이 설정값에 도달하면 승강 플레이트(420)의 승강 및 하강이 중지되도록 설치된 것을 특징으로 하는 밸브 조립 장치.
제4항에서,
상기 슬라이딩 스토퍼(440)에 일부위가 고정된 엔코딩 벨트와, 엔코딩 벨트의 양측에 장착된 한 쌍의 스프라켓형 회전축을 더 구비하고,
상기 승강 엔코더(450)는 어느 하나의 스프라켓형 회전축의 회전량을 측정하여 슬라이딩 스토퍼(440)의 승강 길이를 측정하는 측정하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립 장치.
제4항에서,
상기 실린더부(400)는 하강하여 일정 높이에서 정지되는 승강 플레이트(420)와 누름판(430) 사이에 장착되고, 누름판(430)이 하강하여 밸브 몸체(20)를 가압하면 압축되며, 누름판(430)과 회전판(200)이 높이가 고정된 상태에서 회전판(200)이 회전하여 밸브 몸체(20)와 밸브 너트(10)가 체결되는 동안 복원되면서 체결 완료시까지 밸브 몸체(20)를 하방 가압하고, 누름판(430)과 밸브 몸체(20)의 접촉시 발생하는 충격을 완화시키도록 제작된 탄성 재질의 완충부(431)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립 장치.