KR102020876B1 - 파지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동화된 조립 공정에서 대상물에 대해 자동으로 볼트를 체결할 수 있도록 구현한 자동 볼트 체결 장치에 관한 것으로, 체결을 필요로 하는 볼트가 일측 또는 양측에 형성된 피가공물이 상측에 안착되며, 안착된 피가공물을 승강 또는 하강시켜 주는 승강부를 포함한다.

Description

파지 장치{Gripping device}

본 발명은 파지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동화된 조립 공정에서 대상물에 대해 자동으로 볼트를 체결할 수 있도록 구현한 파지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 대상물에 볼트를 체결하기 위하여는 드라이버를 이용하여 직접 조이는 방식이 보편적으로 사용되었으나, 이러한 방식의 조립 방법은 대량 생산에는 적합하지 않으므로 자동으로 볼트를 공급하여 자동으로 드라이버로 승강시켜 볼트를 체결하여 조립하는 장치가 개발되어져 사용되고 있다.

이러한 종래의 스탠드형 자동 볼트 체결기는 볼트 공급부에서 공급된 볼트가 분배부에 안착 시 체결부가 하강하여 분배부 상의 볼트를 흡착한 후 상기 볼트를 회전시켜 대상물에 결합시킨다.

그러나, 종래의 자동 볼트 체결기는 체결부가 일정 수준으로 하강한 후 정지 시, 구체적으로 상기 체결부는 흡착 파이프 및 상기 흡착 파이프에 내장된 드라이버를 포함하는데, 상기 흡착 파이프 및 드라이버의 하강 시 일정 수준의 높이까지 하강하게 되면, 흡착 파이프에 형성된 스토퍼에 의하여 흡착 파이프는 하강이 정지되고, 드라이버만이 계속 하강하여 볼트를 대상물에 체결하게 된다.

이때, 종래의 자동 볼트 체결기는 드라이버에 의한 볼트의 체결 시 대상물에 가하는 힘에 대한 반작용의 힘(이하 "반발력"이라 함)이 자동 볼트 체결기에 전해지게 되는데, 종래의 자동 볼트 체결기에는 이러한 반작용의 힘에 대해 완충해줄 수 있는 완충부재가 없어 자동 볼트 체결기의 손상을 야기시키는 문제점이 있다.

이러한 반발력이 발생되면, 자동 볼트 체결기뿐만 아니라 볼트가 체결되는 대상물에도 영향을 끼쳐 부적절한 체결이나 대상물에 손상을 일으키는 문제점이 있다.

한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한국등록특허 제10-1181817호 한국공개특허 제10-2015-0130062호

본 발명의 일측면은 무게가 많이 나가는 대상물을 자유롭게 승강 또는 하강시킬 수 있도록 구현하였을 뿐만 아니라, 자동화된 조립 공정에서 대상물에 대해 자동으로 볼트를 체결할 수 있도록 구현한 자동 볼트 체결 장치를 제공한다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동 볼트 체결 장치는, 체결을 필요로 하는 볼트가 일측 또는 양측에 형성된 피가공물이 상측에 안착되며, 안착된 피가공물을 승강 또는 하강시켜 주는 승강부를 포함한다.

일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 볼트 체결 장치는, 상기 승강부의 상측에 이격되어 설치되며, 상기 승강부에 의해 피가공물이 승강되면 볼트의 체결 시 피가공물이 흔들리는 것을 방지할 수 있도록 피가공물의 양측을 파지하는 두 개의 파지 장치를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 볼트 체결 장치는, 상기 승강부의 상측에 이격되어 설치되며, 상기 승강부에 의해 피가공물이 승강되면 볼트가 피가공물에 체결될 수 있도록 볼트를 회전시키는 두 개의 볼팅부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 승강부는, 피가공물이 상측에 안착되는 선반; 상기 선반의 하측에 설치되며, 상하 길이 방향으로 신장 또는 수축되어 상기 선반을 승강 또는 하강시켜 주는 다수 개의 승강 피스톤; 및 상기 선반의 일측에 설치되며, 상기 선반에 피가공물의 안착 여부를 감지하는 감지 센서를 포함하며, 상기 파지 장치는, 내부가 빈 "ㅁ"형태로 형성되는 하우징; "ㅗ" 형태로 형성되고, 상부가 상기 하우징의 상부를 관통하고 연결 설치되며, 상기 하우징의 내부 공간에서 상하 방향으로 구동되는 구동부; 상기 하우징의 내부 공간에서 좌우 수평 방향으로 형성되며, 각각의 일측이 상기 구동부의 하부 일측 또는 다른 일측에 회동 가능하도록 연결 설치되는 두 개의 연결 링크; 및 "

" 또는 "

" 형태로 형성되고, 각각의 상부가 상기 두 개의 연결 링크 각각의 다른 일측에 회동 가능하도록 연결 설치되고, 하부가 상기 하우징에 회동 가능하도록 연결 설치되며, 상기 구동부가 하측 방향으로 구동되면 서로 대향하고 있는 각각의 하부가 서로 가까워지는 방향으로 이동하여 피가공물을 파지하고, 상기 구동부가 상측 방향으로 구동되면 서로 대향하고 있는 각각의 하부가 서로 멀어지는 방향으로 이동하여 피가공물의 파지를 푸는 두 개의 파지 링크를 포함하며, 상기 연결 링크는, 상기 구동부에 연결 설치된 일측으로부터 다른 일측으로 가면서 하측 방향으로 경사지도록 설치되며, 상기 파지 링크는, "

" 또는 "

" 형태로 형성되는 바디 프레임; 상기 볼팅부의 전단에 형성되는 돌기가 삽입될 수 있도록 다른 파지 링크의 바디 프레임과 대향하는 상기 바디 프레임의 하부 일측에 형성되는 삽입홈; 및 상기 삽입홈의 하부에 형성되어 피가공물을 체결하는 체결 패드를 포함하며, 상기 볼팅부는, 상기 승강부의 상측에 이격되어 설치되는 지지 선반; 상기 지지 선반의 하측에 연결 설치되며, 상기 승강부에 의해 피가공물이 승강되면 피가공물 방향으로 슬라이딩 이동하는 슬라이딩 프레임; 및 상기 슬라이딩 프레임의 전단에 설치되며, 볼트가 피가공물에 체결될 수 있도록 볼트를 회전시키는 볼팅 뭉치를 포함하며, 하면에 이동 수단이 구비되고, 상면에 길이가 가변되는 적어도 하나의 기둥이 배치된 하부 프레임; 상기 적어도 하나의 기둥에 의해 지지되어 상기 하부 프레임과 평행하게 배치되는 상부 프레임; 및 상기 하부 프레임 및 상기 상부 프레임 사이에 설치되며, 상기 상부 프레임에 안착된 물체를 승강시키기 위해, 사용자로부터 제공된 외력을 이용하여 상기 상부 프레임을 승강시키는 유압잭을 포함하며, 승강된 상태의 상기 선반으로 피가공물을 옮길 수 있도록 상기 선반의 승강된 높이에 대응하여 피가공물을 승강시켜 주는 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치를 더 포함하며, 상기 유압잭은, 작동유체가 저장되며, 내부 실린더 및 승강 피스톤이 배치된 본체; 상기 본체의 외부에 설치되어 상기 본체와 연통되어 밀폐 상태를 유지하고, 내부에 가압 피스톤이 형성되며, 상기 가압 피스톤이 상승함에 따라 상기 작동유체가 흡입된 후 상기 가압 피스톤이 하강함에 따라 흡입된 상기 작동유체를 상기 내부 실린더로 제공하는 외부 실린더; 상기 외부 실린더 내부에 배치된 가압 피스톤과 연결되어 상기 가압 피스톤에 사용자로부터 제공된 외력을 전달하는 가압 레버; 및 사용자의 조작에 따라 상기 내부 실린더의 압력을 해제하여 상기 내부 실린더로 유입된 작동유체가 상기 본체로 회수되도록 하는 해제 밸브를 포함하고, 상기 외부 실린더는 복수 개로 마련되되, 상기 복수의 외부 실런더는 상기 가압 레버와 동축인 중심축을 따라 형성된 제1 외부 실린더 및 상기 제1 외부 실린더의 지름 둘레를 따라 배치된 적어도 하나의 제2 외부 실린더를 포함하고, 상기 제1 실린더 및 적어도 하나의 상기 제2 외부 실린더의 지름의 합은 상기 내부 실린더의 지름의 1/3이하이고, 상기 제1 외부 실린더 및 적어도 하나의 상기 제2 외부 실린더는 상기 본체에 저장된 작동유체를 내부로 유입시키는 유입관을 통해 상기 본체와 연결되고, 상기 유압잭은, 상기 제1 외부 실린더 및 적어도 하나의 상기 제2 외부 실린더 각각에 형성된 복수의 유입관을 선택적으로 개폐시켜 상기 가압 피스톤의 승강력을 가변시키는 제어 수단을 더 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 체결대상물의 파손을 방지하면서 볼트의 체결 정확성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 그로 인해 제품의 신뢰도 증가에 도움을 줄 뿐 아니라 구조가 간단하고 가격 경쟁력이 우수하여 사용의 범용성을 확보할 수 있는 효과가 있다

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 볼트 체결 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면들이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 파지 장치를 보여주는 도면들이다.
도 5는 도 1의 볼팅부를 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면 파지 장치와 볼팅부에 의한 피가공물의 가공 공정을 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 볼트 체결 장치를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치가 도시된 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 유압잭의 구체적인 구성이 도시된 사시도이다.
도 10은 도 8 및 도 9에 도시된 유압잭의 내부 구성 및 작동 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 외부 실린더 및 연결부가 도시된 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치가 도시된 사시도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭이 도시된 사시도이다.
도 16는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치가 도시된 사시도이다.
도 17은 도 16의 탄성 지지부를 보여주는 도면이다.
도 18은 도 17의 제1플레이트를 보여주는 도면이다.
도 19는 본 발명의 플라스틱 시트를 제조하기 위한 플라스틱 시트 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 20는 도 16의 하중 분산부를 보여주는 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 볼트 체결 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 볼트 체결 장치(10)는, 승강부(100)를 포함한다.

승강부(100)는, 체결을 필요로 하는 볼트(2)가 일측 또는 양측에 형성된 피가공물(1)이 상측에 안착되며, 안착된 피가공물(1)을 후술하는 파지 장치(200) 및 볼팅부(300)가 설치된 상측으로 승강시켜 주거나, 볼트(2)의 체결이 완료된 피가공물(1)을 하강시켜 준다.

일 실시예에서, 승강부(100)는, 선반(110), 다수 개의 승강 피스톤(120) 및 감지 센서(130)를 포함할 수 있다.

선반(110)는, 피가공물(1)이 상측에 안착되고, 하측에 설치된 승강 피스톤(120)에 의하여 상측 방향으로 승강되거나, 하측 방향으로 다시 하강된다.

도 2를 참조하면, 승강 피스톤(120)은, 선반(110)의 하측에 설치되며, 상하 길이 방향으로 신장 또는 수축되어 선반(110)을 승강 또는 하강시켜 준다.

감지 센서(130)는, 선반(110)의 일측에 설치되며, 선반(110)에 피가공물(1)의 안착 여부를 감지한다.

이때, 감지 센서(130)는, 접촉식 감지 또는 비접촉식 감지를 불문하며, 선반(110)에 피가공물(1)의 존재 여부를 감지할 수 있는 장치이면 그 명칭에 구애됨이 없이 적용이 가능할 것이다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 자동 볼트 체결 장치(10)는, 두 개의 파지 장치(200-1, 200-2) 및 두 개의 볼팅부(300-1, 3002)를 더 포함한다.

파지 장치(200)는, 승강부(100)의 상측에 이격되어 설치되며, 도 2에 도시된 바와 같이 승강부(100)에 의해 피가공물(1)이 승강되면 볼트(2)의 체결 시 피가공물(1)이 흔들리는 것을 방지할 수 있도록 피가공물(1)의 양측을 파지한다.

볼팅부(300)는, 승강부(100)의 상측에 이격되어 설치되며, 승강부(100)에 의해 피가공물(1)이 승강되면 볼트(2)가 피가공물(1)에 체결될 수 있도록 볼트(2)를 회전시킨다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 자동 볼트 체결 장치(10)는, 피가공물(1)의 파손을 방지하면서 볼트의 체결 정확성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 그로 인해 제품의 신뢰도 증가에 도움을 줄 뿐 아니라 구조가 간단하고 가격 경쟁력이 우수하여 사용의 범용성을 확보할 수 있다.

도 3은 도 1의 파지 장치를 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 파지 장치(200)는, 하우징(210), 구동부(220), 두 개의 연결 링크(230) 및 두 개의 파지 링크(240)를 포함한다.

하우징(210)은, 내부가 빈 "ㅁ"형태로 형성되고, 상부에 구동부(220)의 상부가 삽입 설치되어 상하 방향으로 구동되며, 파지 링크(240)의 하부가 회동 가능하도록 연결 설치(244)된다.

구동부(220)는, "ㅗ" 형태로 형성되고, 상부가 하우징(210)의 상부를 관통하고 연결 설치되며, 연결 링크(230)의 일측이 회동 가능하도록 연결 설치되고, 하우징(210)의 내부 공간에서 상하 방향으로 구동되며 연결 링크(230)의 일측을 상하 방향으로 구동시켜 준다.

연결 링크(230)는, 하우징(210)의 내부 공간에서 좌우 수평 방향으로 형성되며, 일측이 구동부(220)의 하부 일측 또는 다른 일측에 회동 가능하도록 연결 설치되고, 다른 일측에 파지 링크(240)의 상부가 회동 가능하도록 연결 설치된다.

일 실시예에서, 연결 링크(230)는, 구동부(220)에 연결 설치된 일측으로부터 다른 일측(즉, 파지 링크(240)가 연결 설치된 부분)으로 가면서 하측 방향으로 경사지도록 설치될 수 있다.

이때, 연결 링크(230)는, 구동부(220)에 의하여 일측이 상측 방향으로 잡아당겨지면 다른 일측으로 일 파지 링크(240)의 상부를 다른 파지 링크(240)의 상부와 가까워지는 방향으로 잡아당겨 일 파지 링크(240)의 하부가 다른 파지 링크(240)의 하부과 멀어지는 방향으로 이동되도록 하고,구동부(220)에 의하여 일측이 하측 방향으로 눌리면 다른 일측으로 일 파지 링크(240)의 상부를 다른 파지 링크(240)의 상부와 멀어지는 방향으로 눌러 일 파지 링크(240)의 하부가 다른 파지 링크(240)의 하부과 가까워지는 방향으로 이동되도록 할 수 있다.

파지 링크(240)는, "

" 또는 "

" 형태로 형성되고, 각각의 상부가 두 개의 연결 링크(230) 각각의 다른 일측에 회동 가능하도록 연결 설치되고, 하부가 하우징(210)에 회동 가능하도록 연결 설치되며, 구동부(220)가 하측 방향으로 구동되면 서로 대향하고 있는 각각의 하부가 서로 가까워지는 방향으로 이동하여 피가공물(1)을 파지하고, 구동부(220)가 상측 방향으로 구동되면 서로 대향하고 있는 각각의 하부가 서로 멀어지는 방향으로 이동하여 피가공물(1)의 파지를 푼다.

일 실시예에서, 파지 링크(240)는, 바디 프레임(241), 삽입홈(242) 및 체결 패드(243)를 포함한다.

바디 프레임(241)은, "

" 또는 "

" 형태로 형성되고, 하부 일측에 삽입홈(242)이 형성된다.

삽입홈(242)은, 볼팅부(300)의 전단에 형성되는 돌기(331)(도 5 참조)가 삽입될 수 있도록 다른 파지 링크(240)의 바디 프레임(241)과 대향하는 바디 프레임(241)의 하부 일측에 형성된다.

즉, 삽입홈(242)은, 피가공물(1)이 선반(110)에 안착되지 아니한 경우 볼팅부(300)가 볼트(2)을 체결하지 못하고 파지 장치(200) 방향으로 이동되다가 돌기(331)가 삽입되는 공간으로서, 돌기(331)가 이에 체결되어 볼팅 뭉치(330)의 회전을 방지함으로써 불필요한 볼팅 뭉치(330)의 공회전을 방지할 수 있다.

체결 패드(243)는, 삽입홈(242)의 하부에 형성되어 피가공물(1)을 체결한다.

도 5는 도 1의 볼팅부를 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 볼팅부(300)는, 지지 선반(310), 슬라이딩 프레임(320) 및 볼팅 뭉치(330)를 포함한다.

지지 선반(310)은, 승강부(100)의 상측에 이격되어 설치되고, 하측에 슬라이딩 프레임(320)이 설치되어 슬라이딩 이동할 수 있도록 지지한다.

슬라이딩 프레임(320)은, 지지 선반(310)의 하측에 연결 설치되며, 승강부(100)에 의해 피가공물(1)이 승강되면 피가공물(1) 방향으로 슬라이딩 이동하여 볼팅 뭉치(330)가 볼트(2)에 체결되도록 한다.

볼팅 뭉치(330)는, 슬라이딩 프레임(320)의 전단에 설치되며, 슬라이딩 프레임(320)의 슬라이딩 이동에 따라 함께 이동한 뒤 볼트(2)가 피가공물(1)에 체결될 수 있도록 스스로 회전하여 볼트(2)를 회전시킨다.

다만, 승강부(100)에 피가공물(1)이 안착되어 있지 아니한 경우에는 상술한 바와 같이 삽입홈(242)에 돌기(331)이 삽입되어 불필요한 공회전이 방지될 수 있다.

도 6을 참조하여 파지 장치(200)와 볼팅부(300)에 의한 피가공물(1)의 가공 공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 볼팅부(300)에 의한 볼트(2)의 체결이 완료되면(도 6의 (a)), 볼팅부(300)가 피가공물(1)로부터 멀어지는 방향으로 이동하며(도 6의 (b)), 파지 장치(200)가 피가공물(1)의 파지를 풀어 피가공물(1)이 승강부(100)에 의하여 하강되도록 한다(도 6의 (c)).

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 볼트 체결 장치를 보여주는 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 볼트 체결 장치(10)는, 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(20) 및 이송장치(50)를 더 포함한다.

유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(20)는, 승강된 상태의 승강부(100)의 선반(110)으로 피가공물(1)을 옮길 수 있도록 선반(110)의 승강된 높이에 대응하여 피가공물(1)을 승강시켜 준다.

이송장치(50)는, 호이스트 등의 이송 수단으로 구성되며, 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(20)에 의하여 승강된 피가공물(1)을 집게 등을 이용하여 파지한 후 들어올린 후 상태의 승강부(100)의 선반(110)으로 피가공물(1)을 옮겨준다.

상술한 바와 같은 다른 실시예에 따른 자동 볼트 체결 장치(10)는, 파지 장치(200)와 볼팅부(300)는 정상적으로 구동되나, 승강부(100)의 정상적인 작동이 불가능한 경우, 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(20)를 이용하여 필요한 높이로 피가공물(1)을 승강시킨 후 이송장치(50)를 이용하여 피가공물(1)을 승강부(100)의 상측에 안착시킨 후 볼트(2)를 체결시킴으로써, 비상시에서도 볼팅 공정의 연속성을 유지되도록 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치가 도시된 사시도이다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(20)는 하부 프레임(810), 상부 프레임(820) 및 유압잭(400)을 포함할 수 있다.

하부 프레임(810)은 이동형 리프팅 장치(20)의 하부면을 구성하는 부재이다. 하부 프레임(810)의 하부면에는 이동 수단(830)이 구비되어, 본 발명에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(20)는 이동성이 보장될 수 있다.

하부 프레임(810)의 상부면에서는 적어도 하나의 기둥(840)이 배치될 수 있다.

도시된 바와 같이, 기둥(840)은 하부 프레임(810)의 모서리 부분에 네 개로 구비될 수 있으나, 설치 개수에 제한을 두지는 않는다.

기둥(840)은 길이가 가변될 수 있는 형태로 마련될 수 있다. 일 예로, 기둥(840)은 제1 지름을 갖는 외부 기둥 및 제1 지름보다 작은 지름을 가지며, 외부 기둥에 삽입되어 외부 기둥의 길이 방향을 따라 슬라이딩하는 내부 기둥으로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 내부 기둥이 외부 기둥으로 삽입되는 방향으로 슬라이딩되면 기둥(840)의 전체적인 길이가 단축되며, 내부 기둥이 외부 기둥으로부터 돌출되는 방향으로 슬라이딩되면 기둥(840)의 전체적인 길이가 늘어날 수 있다. 하지만, 기둥(840)이 상술한 구성에 한정될 필요는 없으며, 외력에 의해 길이가 가변될 수만 있으면 종래의 다른 구성들로도 대체될 수 있음은 물론이다.

상부 프레임(820)은 적어도 하나의 기둥(840)에 의해 하부 프레임(810)으로부터 지지되어 하부 프레임(810)과 평행하게 배치될 수 있다. 상부 프레임(820)의 상부면에는 들어 올리고자 할 물체, 즉 피가공물(1)이 안착될 수 있으며, 기둥(840)의 길이가 늘어나게 되면 상부 프레임(820)이 지면으로부터 승강하면서 상부 프레임(820)에 안착된 피가공물(1)이 들어 올려지게 된다.

유압잭(400)은 이러한 기둥(840)에 승강력을 제공하는 장치이다. 유압잭(400)은 하부 프레임(810) 및 상부 프레임(820) 사이에 설치되며, 상부 프레임(820)에 안착된 물체를 승강시키기 위해, 사용자로부터 제공된 외력을 이용하여 기둥(840)의 길이를 가변시킴으로써 상부 프레임(820)을 승강시킬 수 있다. 이와 관련하여, 도 9 내지 도 11을 함께 참조하여 설명하기로 한다.

도 9는 도 8에 도시된 유압잭(400)의 구체적인 구성이 도시된 사시도이고, 도 10은 도 8 및 도 9에 도시된 유압잭(400)의 내부 구성 및 작동 원리를 설명하기 위한 개념도이다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압잭(400)은, 본체(410), 외부 실린더(420), 가압 레버(430) 및 해제 밸브(440)를 포함한다.

본체(410)는 원통 형상의 부재로, 작동유체가 저장될 수 있는 공간이 형성되어 있으며, 내부에는 내부 실린더(411) 및 승강 피스톤(412)이 배치될 수 있다.

내부 실린더(411)는 본체(410)의 내부에 형성되는 원통 형상의 부재로, 본체(410)와 내부 실린더(411) 사이에는 작동유체가 저장될 수 있다.

승강 피스톤(412)은 내부 실린더(411)에 설치되어 내부 실린더(411)의 길이 방향을 따라 왕복 운동을 하는 부재이다. 즉, 내부 실린더(411)에 작동유체가 공급되면, 작동유체의 압력에 의해 승강 피스톤(412)이 상승하면서 기둥(840)의 길이가 늘어나게 되며, 이에 따라 승강 피스톤(412)의 상부에 접촉된 상부 프레임(820)은 지면으로부터 상승할 수 있다.

외부 실린더(420)는 내부 실린더(411)에 유체를 공급하기 위한 부재로, 본체(410)와 밀폐 상태가 유지되도록 체결 브라켓(415)을 통해 본체(410)와 연결될 수 있다. 가압 피스톤(421) 내부에는 가압 피스톤(421)이 형성되어 있으며, 가압 피스톤(421)은 가압 레버(430)에 의해 상승 또는 하강할 수 있다.

가압 레버(430)는 가압 피스톤(421)과 연결되어 사용자로부터 제공받은 외력을 가압 피스톤(421)에 전달하는 부재이다.

도 11은 유압잭(400)을 구성하는 외부 실린더(420) 및 외부 실린더(420)의 가압 피스톤(421)과 가압 레버(430)가 결합되기 위한 연결부(422)가 도시된 도면으로, 외부 실린더(420) 내부에 형성된 가압 피스톤(421)은 연결부(422)를 통해 가압 레버(430)와 물리적으로 결합되며, 이러한 구조적 특징으로 인하여 가압 피스톤(421)은 가압 레버(430)를 통해 제공받은 사용자의 외력을 전달받을 수 있다.

가압 레버(430)는 사용자가 파지할 수 있는 파이프 등과 같은 부재가 결합되기 위한 통공이 형성되어 있으며, 이에 따라 파이프가 가압 레버(430)에 결합된 상태에서 사용자가 파이프를 위/아래로 이동시킴에 따라 가압 레버(430)에 외력이 작용될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 가압 레버(430)는 상술한 파이프를 포함하거나 파이프와 일체형으로 마련될 수도 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 유압잭(400)의 구체적인 동작 원리를 살펴보면, 유압잭(400)이 상승시키고자 하는 물체가 상부 프레임(820)에 안착된 상태에서 사용자가 가압 레버(430)를 들어올리게 되면, 가압 피스톤(421)이 상승하면서 외부 실린더(420)에 부압(負壓)이 형성되게 된다. 이에 따라, 본체(410)와 내부 실린더(411) 사이에 저장되어 있던 작동유체는 흡입관(451)을 따라 외부 실린더(420)에 유입될 수 있다.

이후, 사용자가 가압 레버(430)를 누르게 되면, 가압 피스톤(421)이 하강하면서 외부 실린더(420)로 흡입된 작동유체에 압력을 가하게 된다. 이에, 외부 실린더(420)로 흡입된 작동유체는 공급관(452)을 따라 내부 실린더(411)로 이동할 수 있다. 이때, 외부 실린더(420)측과 연결된 흡입관(451)의 일단에는 역류 방지 밸브가 설치되어 있어 작동유체가 공급관(452)을 따라서만 압송될 수 있도록 할 수 있다. 내부 실린더(411)로 유입된 작동유체의 압력에 의해 승강 피스톤(412)이 상승하게 된다. 이와 같은 과정은 사용자가 가압 레버(430)를 승하강시킴에 따라 반복적으로 이루어지게 되고, 결과적으로 내부 실린더(411)의 압력이 점진적으로 높아지면서 승강 피스톤(412)이 점차적으로 상승하여 승강 피스톤(412) 상단에 얹어진 물체를 들어올리게 된다.

해제 밸브(440)는 이러한 공급관(452)의 일단에 형성되어 있으며, 사용자의 조작에 따라 내부 실린더(411)의 압력을 해제하는 밸브 형태의 부재이다. 즉, 사용자가 물체를 원래 위치로 하강시키고자 할 때, 해제 밸브(440)를 개방시키게 되면 내부 실린더(411)로 유입된 고압 충전된 작동유체가 회수관(530)을 통해 물체의 중력을 받는 승강 피스톤(412)의 압력에 의해 본체(410)로 회수되어, 내부 실린더(411)의 압력이 낮아지면서 승강 피스톤(412)이 물체의 중력에 의해 하강하여 물체는 원래의 위치로 하강할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압잭(400)은 사용자로부터 가압 레버(430)에 반복적으로 가해지는 작은 힘을 이용하여 중량이 무거운 물체를 들어올리거나 내릴 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 물체의 종류 및 수행하고자 하는 작업의 종류에 따라 승강 피스톤(412)에 제공되는 압력의 크기를 사용자가 조절할 수 있다. 이와 관련하여, 도 12 내지 도 15를 함께 참조하여 설명하기로 한다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치가 도시된 사시도이다.

구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(30)는 하부 프레임(810), 상부 프레임(820) 및 유압잭(400a)을 포함한다.

이때, 도 12에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(30)를 구성하는 하부 프레임(810) 및 상부 프레임(820)은 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(420)를 구성하는 하부 프레임(810) 및 상부 프레임(820)과 동일하므로, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(30)는 도 8에 도시된 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(30)을 구성하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압잭(400)이 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)으로 대체된 것을 특징으로 할 수 있다. 이와 관련하여, 도 13 내지 도 15를 함께 참조하여 설명하기로 한다.

도 13 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)이 도시된 사시도이다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)의 사시도이고, 도 14는 도 13의 유압잭(400a)을 구성하는 외부 실린더를 비교한 도면이고, 도 15는 도 13에 도시된 유압잭(400a)의 내부 구성 및 작동 원리를 설명하기 위한 개념도이다.

구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)은, 본체(410), 외부 실린더(420a, 420b, 420c, 620d, 620e, 620f), 가압 레버(430) 및 해제 밸브(440)를 포함한다.

이때, 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)을 구성하는 본체(410), 가압 레버(430) 및 해제 밸브(440)는, 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유압잭(400)을 구성하는 본체(410), 가압 레버(430) 및 해제 밸브(440)와 동일하므로, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)은 도 8에 도시된 외부 실린더(420)가 복수 개로 구비된 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)은 가압 레버(430)에 복수의 외부 실린더(420a, 620b, 420c, 420d, 420e, 420f, 420g)가 연결될 수 있다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)은 가압 레버(430)과 동축인 중심축을 따라 형성된 제1 외부 실린더(420a)를 중심으로 여섯 개의 외부 실린더(420b, 420c, 420d, 420e, 420f, 420g)가 제1 외부 실린더(420a)의 둘레를 따라 배치된 것으로 표현되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 외부 실린더가 두 개 이상이기만 하면 그 개수에는 제한을 두지 않는다.

각각의 외부 실린더(420a, 420b, 420c, 420d, 420e, 420f, 420g)는 원통 형상으로 마련되며, 내부에는 가압 피스톤이 각각 형성되어 있다. 즉, 사용자가 가압 레버(430)를 조작하여 유압잭(400a)에 외력을 가하게 되면, 가압 레버(430)는 제공받은 외력을 각각의 외부 실린더(420a, 420b, 420c, 420d, 420e, 420f, 420g)로 분산시켜 전달할 수 있다.

이때, 외부 실린더(420a, 420b, 420c, 420d, 420e, 420f, 420g)가 모두 동일한 지름을 갖도록 설계되는 경우, 각각의 외부 실린더(420a, 420b, 420c, 420d, 420e, 420f, 420g)로 전달되는 외력은 균일하게 분산될 수 있다. 다른 예로, 외부 실린더(420a, 420b, 420c, 420d, 420e, 420f, 420g)가 서로 다른 지름을 갖도록 설계되는 경우, 외력은 지름의 크기에 비례하여 분산 전달될 수 있다.

또한, 유압잭(400a)을 구성하는 모든 외부 실린더(420a, 420b, 420c, 420d, 420e, 420f, 420g)의 지름의 총합은 내부 실린더(411)의 지름보다 작도록 설계될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 외부 실린더(420a, 420b, 420c, 420d, 420e, 420f, 420g)의 지름의 총합은 내부 실린더(411)의 지름보다 1/3이하가 되도록 설계되는 것이 바람직하다. 외부 실린더의 지름이 내부 실린더(411)의 지름보다 커지게 되면, 외부 실린더로 가해지는 외력의 크기보다 작은 힘이 내부 실린더(411)로 전달될 수 있기 때문이다.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)의 구체적인 동작 원리를 도 15를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 15에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)이 세 개의 외부 실린더(420a, 420b, 420c)가 구비된 것으로 도시되어 있으나, 상술한 바와 같이 도 13은 도 11의 유압잭(400a)의 동작 원리를 설명하기 위한 개념도로, 두 개의 외부 실린더 또는 네 개 이상의 외부 실린더가 구비되는 경우도 후술하는 동작 원리와 동일하거나 유사할 수 있다.

유압잭(400a)이 상승시키고자 하는 물체 하부에서 물체와 접촉된 상태로 사용자가 가압 레버(430)를 들어올리게 되면, 각각의 외부 실린더(420a, 420b, 420c)의 가압 피스톤(421a, 421b, 421c)이 상승하면서 외부 실린더(420)에 부압(負壓)이 형성되게 된다. 이에 따라, 본체(410)와 내부 실린더(411) 사이에 저장되어 있던 작동유체는 흡입관(451a, 451b, 451c)을 따라 외부 실린더(420a, 420b, 420c)에 유입될 수 있다.

이후, 사용자가 가압 레버(430)를 누르게 되면, 가압 피스톤(421a, 421b, 421c)이 하강하면서 외부 실린더(420a, 420b, 420c)로 흡입된 작동유체에 압력을 가하게 된다. 이에, 외부 실린더(420a, 420b, 420c)로 흡입된 작동유체는 공급관(452a, 452b, 452c)을 따라 내부 실린더(411)로 이동할 수 있다. 내부 실린더(411)로 유입된 작동유체의 압력에 의해 승강 피스톤(412)이 상승하게 된다. 이와 같은 과정은 사용자가 가압 레버(430)를 승하강시킴에 따라 반복적으로 이루어지게 되고, 결과적으로 내부 실린더(411)의 압력이 점진적으로 높아지면서 승강 피스톤(412)이 점차적으로 상승하여 승강 피스톤(412) 상단에 얹어진 물체를 들어올리게 된다.

이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)은 흡입관(451a, 451b, 451c) 일단에 설치된 차단 밸브(4511a, 4511b, 4511c) 및 차단 밸브(4511a, 4511b, 4511c)의 개폐를 제어하는 제어 수단(미도시)를 더 포함할 수 있다.

제어 수단(미도시)은 체결 브라켓(415) 내부에 배치되는 제어 회로 형태로 마련되어 차단 밸브(4511a, 4511b, 4511c)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제어 수단(미도시)는 사용자의 조작에 따라 각각의 차단 밸브(4511a, 4511b, 4511c)를 개폐시킬 수 있다.

상술한 수학식 1은 승강 피스톤(412)에 작용되는 힘(W)을 나타내는 수학식으로, 승강 피스톤(412)에 작용되는 상승력(W)은 승강 피스톤(412)의 지름(D)에 대한 가압 피스톤(421a, 421b, 421c)의 지름의 합(d)의 비율 및 가압 피스톤(421a, 421b, 421c)에 가해지는 외력(w)에 의해 결정될 수 있다.

즉, 사용자가 가압 레버(430)를 통해 일정한 크기의 외력(w)을 유압잭(400)에 전달하게 되면 승강 피스톤(412)의 상승력은 승강 피스톤(412)의 지름(D)에 대한 가압 피스톤(421a, 421b, 421c)의 지름(d)의 비율에 따라 가변될 수 있다. 여기서, 승강 피스톤(412)의 지름(D)은 내부 실린더(411)의 지름에 따라 결정되고, 가압 피스톤(421a, 421b, 421c)의 지름의 합(d)은 외부 실린더(420a, 420b, 420c)의 지름의 합에 따라 결정되기 때문에, 결과적으로 승강 피스톤(412)에 작용되는 상승력(W)은 내부 실린더(411)의 지름에 대한 외부 실린더(420a, 420b, 420c)의 지름 합의 비율에 따라 가변될 수 있다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)은 제어 수단(미도시)에 의해 차단 밸브(4511a, 4511b, 4511c)의 개폐를 선택적으로 제어함으로써, 외부 실린더(420a, 420b, 420c)로 유입되는 작동유체의 양을 조절할 수 있으며, 차단 밸브(4511a, 4511b, 4511c)가 개방된 가압 피스톤(421a, 421b, 421c)을 통해서만 작동유체에 압력을 가함으로써 승강 피스톤(412)의 승강력을 조절할 수 있게 된다.

예를 들어, 사용자의 제어 수단(미도시) 조작에 따라 제1 차단 밸브(4511a)만 폐쇄된 경우, 작동유체에 가해지는 외력은 모든 차단 밸브 밸브(4511a, 4511b, 4511c)가 개방되었을 때 작동유체에 가해지는 외력(w)의 2/3만 전달될 수 있다. 다시 말해, 제어 수단(미도시)의 제어에 따라 외부 실린더(420a, 420b, 420c)의 지름이 가변되어 승강 피스톤(412)의 승강력(W)를 조절할 수 있는 효과를 가지게 되며, 사용자는 들어 올리고자 할 물체의 종류 또는 물체를 들어올린 후 수행할 작업의 종류 등에 따라 가압 레버(430)의 1회 조작에 따른 유압잭(400)의 승강 높이를 조절할 수 있게 된다.

몇몇 또 다른 실시예에서, 제어 수단(미도시)은 개폐할 차단 밸브 밸브(4511a, 4511b, 4511c)를 자동으로 결정할 수 있다.

일 예로, 제어 수단(미도시)은 유압잭(400a)의 최초 작동 시점으로부터 가압 레버(430)가 미리 정해진 횟수만큼 작동될 때 까지는 하나의 차단 밸브 밸브(4511a, 4511b, 4511c)만 개방시킨 후, 가압 레버(430)가 미리 정해진 횟수 이상으로 작동되는 시점부터는 복수의 차단 밸브 밸브(4511a, 4511b, 4511c)가 개방되도록 제어할 수 있다. 더욱 구체적인 예로, 제어 수단(미도시)은 가압 레버(430)가 최초 5회 작동될 때까지는 제1 차단 밸브(4511a)만 개방되도록 하고, 가압 레버(430)가 6~10회 작동될 때까지는 제1 차단 밸브(4511a) 및 제2 차단 밸브(4511b)가 개방되도록 하며, 11회 이상부터는 모든 차단 밸브(4511a, 4511b, 4511c)가 개방되도록 제어할 수 있다. 일반적으로, 유압잭(400a)을 이용하여 물체를 들어올리고자 하는 경우 낮은 높이에서 이루어질 수 없는 작업의 종류는 많지 않기 때문에, 초반에는 빠른 속도로 물체를 상승시킨 후 적당한 높이까지 상승하게 되면 물체의 상승 높이를 미세하게 조절해야될 필요가 있다. 이때, 본 발명의 상술한 특징에 따르면, 하나의 차단 밸브만 개방된 상태에서는 물체는 비교적 빠른 시간 내에 빠른 속도로 상승된 후, 시간이 경과할수록 개방되는 차단 밸브의 개수가 증가하게 됨에 따라 점차적으로 상승 속도가 감소할 수 있다. 따라서, 사용자는 유압잭(400a)을 항상 일정한 크기의 힘으로 조작하더라도 물체의 상승 높이를 가변시킬 수 있는 효과를 가지게 된다.

다른 예로, 제어 수단(미도시)는 유압잭(400a)의 상부에 배치된 물체의 무게에 따라 개폐할 차단 밸브 밸브(4511a, 4511b, 4511c)를 자동으로 결정할 수 있다.

이를 위해, 몇몇 또 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)은 중량 감지 수단(미도시)이 더 구비될 수 있다.

중량 감지 수단(미도시)는 유압잭(400a)의 상부에 배치된 물체의 무게를 감지하여 제어 수단(미도시)로 전달하고, 제어 수단(미도시)은 감지된 무게의 크기를 미리 정해진 임계 구간과 비교한 결과에 따라 각각의 차단 밸브 밸브(4511a, 4511b, 4511c)의 개폐여부를 결정할 수 있다.

예를 들어, 제어 수단(미도시)은 물체의 무게가 비교적 가벼운 제1 임계구간에 포함된 것으로 확인되면, 모든 차단 밸브(4511a, 4511b, 4511c)를 개방시켜 사용자의 가압 레버(430)의 1회 조작에 따른 유압잭(400)의 승강 높이가 비교적 낮아지도록 제어할 수 있다. 반면, 제어 수단(미도시)은 물체가 비교적 무거운 제2 임계구간에 포함된 것으로 확인되면, 적어도 하나의 차단 밸브(4511a, 4511b, 4511c)를 개방시켜 사용자의 가압 레버(430)의 1회 조작에 따른 유압잭(400)의 승강 높이가 비교적 낮아지도록 제어할 수 있다. 이는, 물체의 무게가 비교적 가벼운 경우, 상승 과정에서 물체가 유압잭(400a)을 이탈할 수 있기 때문이며, 물체의 무게가 비교적 무거운 경우 상승 과정에서 유압잭(400a)을 이탈할 가능성이 비교적 낮을 뿐만 아니라 더욱 많은 상승력이 필요하기 때문이다.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압잭(400a)은 물체의 종류 또는 작업의 종류 등에 따라 승강 피스톤(412)의 상승력을 가변시킴으로써 유압잭(400a)을 이용한 효율적인 작업이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치가 도시된 사시도이다.

구체적으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(40)는 하부 프레임(810), 상부 프레임(820), 유압잭(400) 및 낙하 방지부(700)를 포함한다.

이때, 도 16에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(40)를 구성하는 하부 프레임(810), 상부 프레임(820) 및 유압잭(400)은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치(20)를 구성하는 하부 프레임(810) 및 상부 프레임(820)과 동일하므로, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

낙하 방지부(700)는, 유압잭(400)의 양측에 각각 설치되어 상부 프레임(820)이 낙하할 경우 상부 프레임(820)를 지지하여 유압잭(400)이 파손되는 것을 방지한다.

일 실시예에서, 낙하 방지부(700)는, 탄성 지지부(500) 및 하중 분산부(600)를 포함할 수 있다.

도 17을 참조하면, 탄성 지지부(500)는, 낙하물이 유압잭(400)과 충돌하여 유압잭(400)이 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하중 분산부(600)의 상측에 설치되어 상부 프레임(820)이 낙하할 경우 탄성력을 이용하여 상부 프레임(820)를 지지하기 위한 것으로, 지탱부(510), 다수 개의 진동 흡수부(520), 다수 개의 연결 플레이트(530), 다수 개의 연장 플레이트(540), 4 개의 회동부(550) 및 두 개의 지지 바아(560)를 포함할 수 있다.

지탱부(510)는, “ㄴ”형태의 플레이트로 형성되는 제1플레이트(511), 제2플레이트(512), 제3플레이트(513) 및 제4플레이트(514)를 포함한다.

이때, 제1플레이트(511), 제2플레이트(512), 제3플레이트(513) 및 제4플레이트(514)는, 각각의 후단을 서로 대향하도록 이격 배치되어 전체로서 “+” 형태의 외형을 형성하며, 이격된 각각의 공간에 진동 흡수부(520)가 설치됨으로써 각 플레이트로 전달되는 진동을 흡수할 수 있다.

진동 흡수부(520)는, 지탱부(510)의 각 플레이트와 다른 플레이트 사이에 각각 설치되어 진동을 흡수한다.

일 실시예에서, 진동 흡수부(520)는, 충격을 흡수할 수 있는 스프링 또는 고무 등과 같은 탄성 재질의 수단으로 형성될 수 있으며, 다만, 충격을 흡수하는 재질이면 그 명칭에 구애됨이 없이 적용이 가능할 것이다.

연결 플레이트(530)는, 제1플레이트(511)의 상부와 제2플레이트(512)의 상부 사이, 제2플레이트(512)의 전단과 제3플레이트(513)의 전단 사이, 제3플레이트(513)의 하부와 제4플레이트(514)의 하부 사이, 및 제4플레이트(514)의 전단과와 제1플레이트(511)의 전단 사이에 각각 두 개씩 회동 가능하도록 설치되어 제1플레이트(511), 제2플레이트(512), 제3플레이트(513) 및 제4플레이트(514)를 “+”형태로 연결 설치한다.

즉, 연결 플레이트(530)는, 각 플레이트의 상부, 하부 또는 전단을 상호 연결하여 전체적인 외관을 형성하도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 연결 부위가 회동함으로써 외부의 진동 또는 충격에 대응하여 각 플레이트들의 연결 각도를 조절함으로써 보다 효율적으로 진동 또는 충격을 흡수하도록 할 수 있다.

즉, 연결 플레이트(530)에 의하여 제1플레이트(511), 제2플레이트(512), 제3플레이트(513)와 제4플레이트(514)가 상호 고정 설치된 경우에는 어느 정도의 외부의 진동 또는 충격에는 버틸 수 있을 것이나, 임계 진동 또는 임계 충격이 가해지는 경우에는 이를 버티지 못하고 각 플레이트에 연결 설치된 연결 플레이트(530)가 파손되어 본래의 기능을 수행할 수 없게 될 것이다.

이에 따라, 본원 발명에 따른 연결 플레이트(530)는, 제1플레이트(511), 제2플레이트(512), 제3플레이트(513)와 제4플레이트(514)를 어느 정도 움직임이 가능하도록 연결함으로써, 상술한 경우보다 진동 또는 충격에 효율적으로 체결을 유지할 수 있다.

연장 플레이트(540)는, 제1플레이트(511)의 상부(즉, 상부 날개)와 전단(즉, 전단 날개), 제2플레이트(512)의 상부와 전단, 제3플레이트(513)의 전단과 하부, 및 제4플레이트(514)의 하부와 전단으로부터 상측 또는 하측 방향으로 각 플레이트 마다 회동부(550)로 두 개씩 연장 형성된다.

일 실시예에서, 연장 플레이트(540)는, 회동부(550)의 일측에 형성된 회동축에 상부 또는 하부가 연결 설치됨으로써 회동할 수 있다.

일 실시예에서, 연장 플레이트(540)는, 제2 상부 체결홈(5113) 또는 제2 전단 체결홈(5115)에서 상하 방향으로 슬라이딩 이동을 할 수 있도록 제2 상부 체결홈(5113) 또는 제2 전단 체결홈(5115)과 연결 설치되는 하부에 상하 방향의 슬라이딩 홈(541)(도 18 참조)을 형성할 수 있다.

회동부(550)는, 각 플레이트로부터 연장 형성되는 두 개의 연장 플레이트(540)의 상부 또는 하부가 서로 대향하고 회동 가능하도록 연결 설치하며, 서로 대향하는 지지 바아(560)의 각 내측면에 설치(예를 들어, 스크류 볼트, 용접 또는 리벳 등과 같은 체결 수단을 이용)된다.

지지 바아(560)은, 회동부(550)의 상측면 또는 하측면이 설치되며, 상측에 위치하는 지지 바아(560)는 상부 프레임(820)의 하측에 이격되어 위치하여 상부 프레임(820)이 낙하할 경우 지지하게 되며, 회동부(550)에 의하여 지지되어 상하 방향으로 이격 배치되는 공간을 형성하여 탄성 지지부(500)의 각각의 구성이 설치되도록 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 탄성 지지부(500)는, 상부 프레임(820)이 낙하할 경우 탄성력을 이용하여 상부 프레임(820)를 지지함으로써, 낙하물이 유압잭(400)과 충돌하여 유압잭(400)이 파손되는 것을 방지한다.

도 18은 도 17의 제1플레이트를 보여주는 도면이다.

도 18을 참조하면, 제1플레이트(511)는, 플레이트 본체(5111), 두 개의 제1 상부 체결홈(5112), 제2 상부 체결홈(5113), 두 개의 제1 전단 체결홈(5114) 및 제2 전단 체결홈(5115)을 포함한다.

플레이트 본체(5111)는, “ㄴ”형태의 플레이트로 형성하며, 상부 날개에 두 개의 제1 상부 체결홈(5112) 및 제2 상부 체결홈(5113)을 형성하고, 전단 날개에 두 개의 제1 전단 체결홈(5114) 및 제2 전단 체결홈(5115)을 형성한다.

제1 상부 체결홈(5112)은, 상측 방향으로 형성되는 플레이트 본체(5111)의 상부 날개에 형성되어 연결 플레이트(530)의 전단을 회동 가능하도록 연결 설치한다.

제2 상부 체결홈(5113)은, 제1 상부 체결홈(5112)의 사이에 형성되어 연장 플레이트(540)의 하부를 회동 가능하도록 연결 설치한다.

제1 전단 체결홈(5114)은, 전단 방향으로 형성되는 플레이트 본체(5111)의 전단 날개에 형성되어 연결 플레이트(530)의 상부를 회동 가능하도록 각각 연결 설치한다.

제2 전단 체결홈(5115)은, 제1 전단 체결홈(5114)의 사이에 형성되어 연장 플레이트(540)의 하부를 회동 가능하도록 연결 설치한다.

일 실시예에서, 연장 플레이트(540)는, 제2 상부 체결홈(5113) 또는 제2 전단 체결홈(5115)에서 상하 방향으로 슬라이딩 이동을 할 수 있도록 제2 상부 체결홈(5113) 또는 제2 전단 체결홈(5115)과 연결 설치되는 하부에 상하 방향의 슬라이딩 홈(541)을 형성할 수 있다.

그리고, 연결 플레이트(530) 역시, 상술한 연장 플레이트(540)의 슬라이딩 홈(541)과 동일한 구조의 슬라이딩 홈을 형성할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 제1플레이트(511)는, 그 설치 위치만을 달리하는 제2플레이트(512), 제3플레이트(513) 또는 제4플레이트(514)에 동일하게 적용될 수 있는 바, 제2플레이트(512), 제3플레이트(513) 또는 제4플레이트(514)에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 도 17의 지지 바아(560)는, PET 수지 단독으로 사용하여 제조된 플라스틱 시트보다 성형성이 우수하면서도 내구성이 강한 플라스틱 시트로 외형이 제작될 수 있다.

본 발명에 따른 플라스틱 시트는, 다음의 플라스틱 시트 제조 방법에 의하여 제조된다.

도 19를 참조하면, 본 발명의 플라스틱 시트를 제조하기 위한 플라스틱 시트 제조방법은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene telephthalate, PET) 수지 100 중량부, 폴리우레탄(polyurethane) 분산제 2~4 중량부, 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate) 0.1~0.2 중량부, 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 3~5 중량부, 트리에틸 아민(triethyl amine) 0.1~0.3 중량부, 이소프로필알콜(isopropyl alcohol) 42~45 중량부 및 물 50~52 중량부를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하는 제1단계(S110); 혼합 조성물을 예열하는 제2단계(S120); 예열된 혼합 조성물의 습기를 제거하는 제3단계(S130); 습기가 제거된 혼합 조성물을 가열하는 제4단계(S140); 가열된 혼합 조성물의 이물질을 제거하는 제5단계(S150); 이물질이 제거된 혼합 조성물을 냉각하면서 연신하여 플라스틱 시트를 제조하는 제6단계(S160); 및 플라스틱 시트에 실리콘을 도포한 후, 건조하는 제7단계(S170);를 포함한다.

본 발명은 종래의 PET 수지에 여러가지 첨가물을 혼합하고, 예열, 제습, 가열 및 냉각을 통해 성형성 및 내구성이 우수한 플라스틱 시트를 제조할 수 있습니다.

제1단계(S110)는, 원료의 혼합단계로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene telephthalate, PET) 수지를 기초 수지로 하고, 폴리우레탄(polyurethane) 분산제, 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate), 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone), 트리에틸 아민(triethyl amine), 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol) 및 물을 혼합하는 단계이다.

PET 수지는 기초 수지로서, 우수한 열안정성과 높은 결정화도를 가지고 있고, 리사이클이 가능하며, 마스터배치 형태로 제조된 것을 사용할 수 있다. 폴리우레탄 분산제는 다른 성분들과의 혼합성을 향상시키는 기능을 한다. 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate), 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 및 트리에틸 아민(triethyl amine)은 대전방지제로서 기능한다. 플라스틱 용기를 제조하기 위한 플라스틱 시트는 일반적으로 전기 절연체이기 때문에 마찰대전에 의한 정전기가 발생하며, 방전 혹은 전기전도 등에 의해 심할 경우 폭발, 화재 등의 사고로 이어질 수 있으므로, 대전제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol)은 방담제로 기능한다. 방담제는 플라스틱 시트를 이용하여 플라스틱 용기 제조시, 과일 등을 보관할 때 발생할 수 있는 수증기에 의한 물방울 맺힘 현상을 억제할 수 있다.

일 실시예에서, 상술한 원료들은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene telephthalate, PET) 수지 100 중량부에 대해서, 폴리우레탄(polyurethane) 분산제 2~4 중량부, 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate) 0.1~0.2 중량부, 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid) 0.4~0.6 중량부, N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 3~5 중량부, 트리에틸 아민(triethyl amine) 0.1~0.3 중량부, 이소프로필알콜(isopropyl alcohol) 42~45 중량부 및 물 50~52 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. 상술한 범위를 벗어나서 첨가되는 경우 여러가지 문제점이 발생될 수 있다. 특히, 대전방지제의 경우, 각 범위를 넘어서서 혼합되는 경우, 제조되는 플라스틱 표면이 끈적일 수 있고, 실링성 및 인쇄성이 저하될 수 있으며, 백색 플라스틱의 경우, 황변 현상이 발생할 수 있다.

또한, 제1단계(S110)는, 플라스틱 시트의 기능성을 강화하기 위해 상기 원료들에 여러가지 추가적인 성분을 더 혼합할 수 있다.

일 실시예에서, 보론계 바인더를 더 혼합할 수 있다. 보론(B)계 바인더는 각 구성요소를 결합하기 위해 사용하는 것으로, 보론계 바인더는 PET 수지 100 중량부에 대해서 2~10 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 보론계 바인더의 함량이 2 중량부 미만인 경우, 원료 등을 효과적으로 결합시킬 수 없고, 보론계 바인더의 함량이 70 중량부를 초과하는 경우, 비경제적이다.

일 실시예에서, 마늘 추출액을 더 혼합할 수 있다. 마늘 추출액은 천연 접착 성분으로, 보론계 바인더와 함께 다른 구성 성분과의 혼합성을 향상시키는 바인더로 기능한다. 마늘 추출액은 마늘의 껍질을 벗기고 분쇄한 후, 마늘 1 중량부 당 2~3 중량부의 물을 첨가하고, 80~100℃에서 5시간 이상 가열한 후, 액체성분을 추출하여 여과하며, 이어서 여과된 액체성분을 55~60℃에서 농축하여 제조할 수 있다. 마늘 추출액은 PET 수지 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 마늘 추출액의 함량이 5 중량부 미만인 경우, 원료 성분들을 적절하게 엉겨 붙게 하지 못해 플라스틱 시트 제조시 표면이 고르게 형성되지 않을 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우, 각 성분의 분산성 및 혼합성이 오히려 저하될 우려가 있다.

일 실시예에서, 아파타이트 분말을 더 혼합할 수 있다. 아파타이트 분말은 충진제로 기능하는 것으로서, 플라스틱 시트의 형상을 유지하여 작업성을 향상시키고 강도 유지 및 내부식성을 향상시킬 수 있다. 아파타이트는 뼈 안에 존재하는 무기물질로서, 충진제로 사용하기 위해서는 입자의 크기가 작고 탄산기의 잔존량이 높으며 결정도를 낮게 하는 것이 중요하다. 바람직하게 아파타이트 과립의 크기는 200~400㎛이다. 이를 위해 500~700℃에서 소결 과정을 거치는 것이 중요하다. 500℃ 미만에서 소결할 경우, 원하는 과립의 크기와 결정도를 얻을 수 없는 단점이 있고, 700℃ 초과하여 소결할 경우에는 탄산기의 잔존량이 낮고, 결정도가 너무 높아진다는 단점이 있다. 아파타이트 분말은 PET 수지 100 중량부에 대해서 20~30 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 아파타이트 분말의 함량이 20 중량부 미만인 경우, 접착 강도가 낮아지는 단점이 있고, 30 중량부 초과하는 경우, 내충격성이 약화되는 단점이 있다.

일 실시예에서, 코르크 분말을 더 혼합할 수 있다. 코르크 분말은 아파타이트 분말과 함께 플라스틱 시트의 내구성을 향상시킬 수 있다. 코르크 분말은 굴참나무의 껍데기를 제거한 후, 분쇄하여 준비할 수 있다. 코르크 분말은 PET 수지 등과의 혼합성을 위하여 400 메쉬(mesh) 이상의 망으로 거른 미분쇄 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 코르크 분말은 PET 수지 100 중량부에 대해서 15~25 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 코르크 분말이 15 중량부 미만인 경우, 내구성의 향상 정도가 미미하고, 25 중량부를 초과하는 경우, 플라스틱 제조시 내부에 공극이 형성될 수 있어 내구성이 오히려 떨어질 수 있다.

일 실시예에서, 소라쟁이 추출물을 더 혼합할 수 있다. 소라쟁이 추출물은 항균제로 작용할 뿐만 아니라 백색 플라스틱 시트에서 나타날 수 있는 황변 현상을 억제할 수 있다. 소라쟁이(Rumex crispus)는 국내에서 자생하고 있는 마디풀과의 Rumex속 식물이다. 소라쟁이는 각지의 습한 곳에서 잘 자라는 여러해살이풀로 민간에서 어린순을 식용으로 이용하며, 한의학에서는 양제(羊蹄)라고 하여 방광염, 담낭질병, 담즙 분비장애, 비장 질환, 피부병, 임파절 질환을 비롯하여 여러 종양이나 암의 보조치료제로 사용하고 있다. 소라쟁이로부터 추출한 소라쟁이 추출물은 다양한 미생물에 대한 항균효과 및 항산화효과를 가지고, 소량의 유황과 혼합하여 사용하면 피부 가려움증에 우수한 효과가 있다. 알려진 소리쟁이의 유용성분으로는 사포닌, 탄닌, 플라보노이드, 정유와 chrysophanol, emodin 등의 안트라퀴논(anthraquinone) 유도체 등이 존재한다고 보고되고 있다. 소라쟁이 추출물은 채취한 소라쟁이를 잘 씻은 후, 음지에서 건조하여 지상부(뿌리를 제외한 부분)와 지하부(뿌리 부분)로 나누어 쇄절하고, 추출용매로 80%(v/v) 메탄올에 3일 동안 침지한 후, 추출액을 막 필터(공극도 0.5㎛)로 여과하여 고형물을 분리하고, 메탄올 추출액을 회전식 증발기를 이용하여 50℃에서 농축하여 제조할 수 있다. 소라쟁이 추출물은 PET 수지 100 중량부에 대해서 3~8 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 소라쟁이 추출물의 함량이 3 중량부 미만인 경우, 항균력이 황변 방지 효과가 미미하고, 8 중량부를 초과하는 경우 비경제적이다.

제2단계(S120)는, 혼합 조성물을 예열하는 단계로, 혼합된 원료에 열을 가하여 1차적으로 원료들을 안정적으로 혼합되게 한다.

제3단계(S130)는 예열된 혼합 조성물에 존재하는 습기를 제거하는 제습단계로, 제습은 150~180℃의 온도 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만 또는 초과하는 경우, 제습이 충분히 이루어지지 않거나, 플라스틱의 내구성에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.

제4단계(S140)는, 습기가 제거된 혼합 조성물을 가열하는 단계로, 혼합 조성물을 용융시킨 후, 유지하기 위하여 가열 온도는 260~270℃로 제어되는 것이 바람직하다.

제5단계(S150)는, 가열된 혼합 조성물의 이물질을 제거하는 단계로, 메쉬(mesh) 형태의 스크린(screen)을 통과시킴으로써 혼합 조성물의 내부에 문제되는 이물질을 제거할 수 있다.

제6단계(S160)는, 이물질이 제거된 혼합 조성물을 냉각하면서 연신하여 플라스틱 시트를 제조하는 단계로, 냉각롤을 이용하여 2단 연신한다. 1차 연신은 16~17℃로 유지되는 냉각롤을 통해 길이 방향으로 이루어지고, 2차 연신은 20~23℃로 유지되는 냉각롤을 통해 폭 방향(길이 방향의 수직 방향)으로 이루어진다. 2차 연신의 온도를 1차 연신 온도보다 높이는 이유는 고체화되는 플라스틱 시트가 말려서 성형성이 불량해지는 것을 방지하기 위함이며, 길이 방향 및 폭 방향을 교대로 연신함으로써 플라스틱 시트의 내구성 및 성형성을 향상시킬 수 있다.

제7단계(S170)는, 플라스틱 시트에 실리콘을 도포한 후, 건조하는 단계로, 실리콘을 도포하여 마감처리함과 동시에 대전방지 효과를 얻을 수 있다. 실리콘은 5~25%의 농도 범위로 희석된 도포액을 사용하여 도포하고, 실리콘을 도포한 후, 160~215℃에서 건조하는 것이 바람직하다. 또한, 실리콘을 포함하는 도포액에는 제조된 플라스틱 용기 내부에 맺히는 수분 현상을 억제하기 위하여 전술한 방담제 성분을 혼합하는 것이 바람직하다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 및 비교예]

하기 표 1의 조성에 따라 혼합 조성물을 제조한 후, 예열, 제습, 가열, 이물질 제거, 냉각 및 연신, 건조단계를 거쳐 플라스틱 시트를 제조하여 실시예 및 비교예를 준비하였다. 각 재료는 시중에서 구할 수 있는 재료를 사용하였고, 마늘 추출액 및 소라쟁이 추출물의 경우, 발명의 상세한 설명에 기재한 대로 제조하였다.

[표 1]

[실험예 1]

실시예 1~3 및 비교예의 조성물을 2차 연신하여 10mm 두께의 플라스틱 시트를 제조하였고, 시트 표면의 균일도를 측정하여 하기 표 2에 기재하였다. 이때, 1차 연신은 16℃, 2차 연신은 21℃로 하였다. 균일도는 레이저 센서(N2 레이저, 발진파장 337.1nm, UDHO Laser. LTD., Japan)를 사용하여 측정하였으며, 30개의 지점을 임의로 선택하여 이들의 표면 거칠기(surface roughness)를 측정(표준편차를 사용하였고, ±0.3 이하는 균일한 것으로, ±0.3 초과는 불균일한 것으로 평가)하였다. 이때, 실시예 1 내지 3은 길이 방향 연신 후, 폭 방향 연신하였고, 비교예는 길이 방향으로만 연신하였다.

[표 2]

상기 표 2와 같이, 실시예 1~3의 경우, 비교예에 비해 균일도가 모두 우수하였다.

[실험예 2 : 비틀림 테스트]

실시예 1~3 및 비교예의 조성물을 2차 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 완성도를 평가하였으며, 이를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 실시예 1 내지 3은 길이 방향 연신 후, 폭 방향 연신하였고, 비교예는 길이 방향으로만 연신하였다.

[표 3]

상기 표 3과 같이, 실시예 1~3의 경우, 90% 이상 정상 제품을 만들 수 있었으나, 비교예는 상대적으로 불량율이 높았다.

[실험예 3 : 황변 테스트]

실시예 1 및 3의 조성물을 2차 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 백색 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 10개월 후 변색 여부를 육안으로 관찰하였으며, 이를 하기 표 4에 나타내었다. 이때, 황색으로 일부 변한 것을 불량으로 평가하였다.

[표 4]

상기 표 4와 같이, 실시예 3의 경우, 거의 모든 제품이 변색되지 않았음을 확인할 수 있었다. 반면, 실시예 1은 양호한 결과를 얻었으나, 실시예 3에 비해 상대적으로 변색율이 높았다.

[실험예 4 : 방담성 테스트]

비교예 및 실시예 3의 조성물을 2차 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 백색 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 내부에 시금치를 보관한 후, 1일 후 육안으로 내부를 관찰하였으며, 이를 하기 표 5에 나타내었다.

[표 5]

상기 표 5와 같이, 실시예 3의 경우, 거의 물방울이 맺히지 않았으나, 비교예는 육안으로 식별될 정도의 물방울들이 맺혀 있음을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같은 제질의 플라스틱 시트로 제작된 지지 바아(560)는, PET 수지 단독으로 사용하여 제조된 경우보다 성형성이 우수하면서도 내구성을 향상시킬 수 있다.

이에 따라, 지속적인 진동으로 인해 지지 바아(560)가 마모되거나 손상된 경우, 상술한 플라스틱 시트를 이용하여 손쉽게 다시 제작하여 교체함으로써 장치의 연속적인 사용을 보장할 수 있다.

도 20을 참조하면, 하중 분산부(600)는, 탄성 지지부(500)의 하측을 지지하는 지지부(630)의 하측에 설치되며 내부에 중공부(615)가 마련되는 볼 하우징(610), 중공부(615)에 안치된 복수의 지지용 소형볼(620), 및 상부에 접지평면(645)과 접지평면(645)의 중심으로부터 상측 방향으로 연장 형성되는 고정볼트(646)를 갖는 접지볼(640)을 포함한다.

하중 분산부(600)는, 외부에서 가해지는 하중을 분산시키고 일부 흡수하여, 외부에서 가해지는 하중(P) 보다 작은 하중(q)을 전달할 수 있다.

하중 분산부(600)는 볼 하우징(610)의 외부에서 가해지는 하중을 볼 하우징(610)의 내부에서 분산시키고, 최종적으로 볼 하우징(610)이 외부에서 가해지는 하중 보다 작은 하중을 전달하도록 한다. 볼 하우징(610)의 외부에서 가해지는 하중은 중공부(615)에 위치하는 복수의 지지용 소형볼(620) 및 접지볼(640)에 의해 분산되는데, 하중의 일부는 볼 하우징(610)의 내벽을 가압하면서 분산되고, 나머지 하중이 볼 하우징(610)의 외부로 전달될 수 있다.

볼 하우징(610)은 콘크리트 등을 이용하여 표면에 고정 설치될 수 있으며, 그 내부에 복수의 지지용 소형볼(620) 및 접지볼(640)이 수용되는 중공부(615)가 구비될 수 있다.

볼 하우징(610)은 내부에 배치되는 복수의 지지용 소형볼(620) 및 접지볼(640) 간의 작용에 의해 분산된 하중을 지지하기 위해 철, 콘크리트, 목재, 플라스틱 등이 일정 강도를 갖는 재질로 이루어질 수 있다.

볼 하우징(610)의 형태는 다면체, 구 형태 등과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 다만, 중공부(615)는 접지볼(640)의 형상과 대응되는 구 형상으로 형성될 수 있다.

복수의 지지용 소형볼(620) 및 접지볼(640)은 중공부(615) 내에 수용될 수 있으며, 구체 형태로 형성될 수 있다.

복수의 지지용 소형볼(620)은 중공부(615)의 외주면을 따라 서로 접하도록 규칙적으로 배열되어 수용될 수 있다. 접지볼(640)은 복수의 지지용 소형볼(620)에 올려진 상태로 중공부(615) 내에 수용되어 복수의 지지용 소형볼(620)에 점접촉 상태로 지지될 수 있다.

이처럼 복수의 지지용 소형볼(620) 및 접지볼(640)은 외주가 서로 접하도록 규칙적으로 배열되는데, 복수의 지지용 소형볼(620) 및 접지볼(640) 간의 접촉점에 의해 외부의 하중이 전달되고 최종적으로 최외측에 위치하는 중공부(615) 즉, 볼 하우징(610)의 내벽을 가압하면서 외부 하중의 분산이 일어날 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 복수의 지지용 소형볼(620)을 규칙적으로 배열하고, 접지볼(640)을 복수의 지지용 소형볼(620)에 올려진 상태로 배열함으로써, 복수의 지지용 소형볼(620) 및 접지볼(640) 간의 접촉점 개수를 높이고 하중 전달을 규칙화 하여 서로 간의 하중 전달 효과를 높일 수 있다. 아울러, 접지볼(640)은 복수의 지지용 소형볼(620)에 의해 점접촉 상태로 지지되는 것으로, 마모를 최소화할 수 있다.

복수의 지지용 소형볼(620) 및 접지볼(640)은 서로 간의 접촉점에 의한 하중을 견딜 수 있는 강도를 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 철, 콘크리트, 목재, 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 접지볼(640)은 상부에 접지평면(645)을 구비할 수 있다. 접지평면(645)의 중심 부분에는 고정볼트(646)가 설치되어 지지부(630)의 하측에 삽입되어 접지볼(640)에 지지부(630)가 고정되도록 할 수 있다.

이때, 고정볼트(646)는, 외측에 별도의 돌기를 형성하지 아니하고 민무늬로 형성되어도 무방하나, 외측면을 따라 나사산을 형성(즉, 피스못과 같은 형태 등)함으로써, 지지부(630)의 하측을 보다 강하게 체결하도록 함이 바람직할 것이다.

이처럼, 하중 분산부(600)는, 탄성 지지부(500)의 하측에 설치되어 탄성 지지부(500)를 지지함으로써, 탄성 지지부(500)에 의한 상술한 바와 같은 상부 프레임(820)의 지지 안정성을 보장할 수 있다.

본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 피가공물 2: 볼트 10: 자동 볼트 체결 장치
20, 30, 40: 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치
50: 이송장치 100: 승강부
110: 선반 120: 승강 피스톤
130: 감지 센서 200: 파지 장치
210: 하우징 220: 구동부
230: 연결 링크 240: 파지 링크
241: 바디 프레임 242: 삽입홈
243: 체결 패드 300: 볼팅부
310: 지지 선방 320: 슬라이딩 프레임
330: 볼팅 뭉치

Claims (1)

1. 자동 볼트 체결 장치에 있어서,
   체결을 필요로 하는 볼트가 일측 또는 양측에 형성된 피가공물이 상측에 안착되며, 안착된 볼트 체결이 요구되는 피가공물을 상측으로 승강시키거나, 볼트 체결이 완료된 피가공물을 하강시키는 이송 장치;
   승강부의 상측에 이격되어 설치되며, 상기 승강부에 의해 피가공물이 승강되면 볼트의 체결 시 피가공물이 흔들리는 것을 방지할 수 있도록 피가공물의 양측을 파지하는 파지 장치; 및
   상기 승강부의 상측에 이격되어 설치되며, 상기 승강부에 의해 피가공물이 승강되면 볼트가 피가공물에 체결될 수 있도록 볼트를 회전시키는 볼팅장치를 포함하되,
   상기 파지 장치는, 하우징, 구동부, 두 개의 연결 링크 및 두 개의 파지 링크를 포함하고,
   상기 하우징은, 내부가 빈 "ㅁ"형태로 형성되고, 상부에 상기 구동부의 상부가 삽입 설치되어 상하 방향으로 구동되며, 상기 파지 링크의 하부가 회동 가능하도록 연결 설치되고,
   상기 구동부는, "ㅗ" 형태로 형성되고, 상부가 상기 하우징의 상부를 관통하고 연결 설치되며, 상기 연결 링크의 일측이 회동 가능하도록 연결 설치되고, 상기 하우징의 내부 공간에서 상하 방향으로 구동되며 상기 연결 링크의 일측을 상하 방향으로 구동시키고,
   상기 연결 링크는, 상기 하우징의 내부 공간에서 좌우 수평 방향으로 형성되며, 일측이 상기 구동부의 하부 일측 또는 다른 일측에 회동 가능하도록 연결 설치되고, 다른 일측에 상기 파지 링크의 상부가 회동 가능하도록 연결 설치되되, 상기 구동부에 연결 설치된 일측으로부터 상기 파지 링크가 연결 설치된 다른 일측으로 향할수록 하측 방향으로 경사지도록 설치되고,
   파지 링크(240)는, 각각의 상부가 두 개의 상기 연결 링크 각각의 다른 일측에 회동 가능하도록 연결 설치되고, 하부가 상기 하우징에 회동 가능하도록 연결 설치되며, 상기 구동부가 하측 방향으로 구동되면 서로 대향하고 있는 각각의 하부가 서로 가까워지는 방향으로 이동하여 피가공물을 파지하고, 상기 구동부가 상측 방향으로 구동되면 서로 대향하고 있는 각각의 하부가 서로 멀어지는 방향으로 이동하여 피가공물의 파지를 풀게 되며,
   상기 파지 링크는 바디 프레임, 삽입홈 및 체결 패드를 포함하고,
   상기 바디 프레임은 '

   

   ' 또는 '

   

   '형태로 형성되고, 하부 일측에 상기 삽입홈이 형성되고,
   상기 삽입홈은, 상기 볼팅 장치의 전단에 형성되는 돌기가 삽입될 수 있도록 다른 파지 링크의 바디 프레임과 대향하는 바디 프레임의 하부 일측에 형성되고,
   상기 체결 패드(243)는, 상기 삽입홈의 하부에 형성되어 피가공물을 체결하며,
   상기 자동 볼트 체결 장치는, 승강된 상태의 상기 승강부의 선반으로 피가공물을 옮길 수 있도록 선반의 승강된 높이 대응하여 피가공물을 승강시키는 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치; 및 상기 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치에 의하여 승강된 피가공물을 파지하여 들어올린 상태로 상기 승강부의 선반으로 피가공물을 옮기는 이송 장치를 더 포함하고,
   상기 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치는, 하면에 이동 수단이 구비되고, 상면에 길이가 가변되는 적어도 하나의 기둥이 배치된 하부 프레임; 상기 적어도 하나의 기둥에 의해 지지되어 상기 하부 프레임과 평행하게 배치되는 상부 프레임; 및 상기 하부 프레임 및 상기 상부 프레임 사이에 설치되며, 상기 상부 프레임에 안착된 물체를 승강시키기 위해, 사용자로부터 제공된 외력을 이용하여 상기 상부 프레임을 승강시키는 유압잭을 포함하며, 상기 상부 프레임의 상측에 서로 다른 형태의 패턴을 형성하는 다수 개의 성형틀을 적재해 두면, 사용자의 필요에 따라 적재된 성형틀을 상하 방향으로 승강 또는 하강시켜 주거나 다른 장소로 이송시키기 위한 유압잭을 포함하고,
   상기 유압잭은, 작동유체가 저장되며, 내부 실린더 및 승강 피스톤이 배치된 본체; 상기 본체의 외부에 설치되어 상기 본체와 연통되어 밀폐 상태를 유지하고, 내부에 가압 피스톤이 형성되며, 상기 가압 피스톤이 상승함에 따라 상기 작동유체가 흡입된 후 상기 가압 피스톤이 하강함에 따라 흡입된 상기 작동유체를 상기 내부 실린더로 제공하는 외부 실린더; 상기 외부 실린더 내부에 배치된 가압 피스톤과 연결되어 상기 가압 피스톤에 사용자로부터 제공된 외력을 전달하는 가압 레버; 및 사용자의 조작에 따라 상기 내부 실린더의 압력을 해제하여 상기 내부 실린더로 유입된 작동유체가 상기 본체로 회수되도록 하는 해제 밸브를 포함하고,
   상기 외부 실린더는 복수 개로 마련되되, 상기 복수의 외부 실런더는 상기 가압 레버와 동축인 중심축을 따라 형성된 제1 외부 실린더 및 상기 제1 외부 실린더의 지름 둘레를 따라 배치된 적어도 하나의 제2 외부 실린더를 포함하고, 상기 제1 외부 실린더 및 적어도 하나의 상기 제2 외부 실린더의 지름의 합은 상기 내부 실린더의 지름의 1/3이하이고,
   상기 제1 외부 실린더 및 적어도 하나의 상기 제2 외부 실린더는 상기 본체에 저장된 작동유체를 내부로 유입시키는 유입관을 통해 상기 본체와 연결되고,
   상기 유압잭은, 상기 제1 외부 실린더 및 적어도 하나의 상기 제2 외부 실린더 각각에 형성된 복수의 유입관을 선택적으로 개폐시켜 상기 가압 피스톤의 승강력을 가변시키는 제어 수단을 더 포함하고,
   상기 제어 수단은, 상기 유압잭의 최초 작동 시점으로부터 상기 가압 레버가 미리 정해진 횟수만큼 작동될 때까지는 어느 하나의 유입관만 개방시킨 후, 상기 가압 레버가 미리 정해된 횟수 이상 작동되는 시점부터는 복수의 유입관이 개방되도록 제어하며,
   상기 유압잭이 구비된 이동형 리프팅 장치는, 상기 유압잭의 양측에 각각 설치되어 상기 상부 프레임이 낙하할 경우 상기 상부 프레임을 지지하여 상기 유압잭이 파손되는 것을 방지하는 낙하 방지부를 더 포함하고,
   상기 낙하 방지부는, 탄성 지지부 및 하중 분산부를 포함하고,
   상기 탄성 지지부는 낙하물이 상기 유압잭과 충돌하여 상기 유압잭이 파손되는 것을 방지할 수 있도록 상기 하중 분산부의 상측에 설치되어 상기 상부 프레임이 낙하할 경우 탄성력을 이용하여 상기 상부 프레임을 지지하고,
   상기 하중 분산부는 상기 탄성 지지부의 하측을 지지하기 위해 상기 탄성 지지부의 하측에 설치되며, 내부에 중공부가 마련되는 볼 하우징, 상기 중공부에 안치된 복수의 지지용 소형볼 및 상부에 접지평면과 상기 접지평면의 중심으로부터 상측 방향으로 연장 형성되는 고정볼트를 갖는 접지볼을 포함하는, 자동 볼트 체결 장치.
   

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