KR102135161B1 - 토크 조절 자동 전극 체결 장치 - Google Patents

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전동재
김달연
심종호
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주식회사 메인텍
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Abstract

본 발명은 홀더에 배치된 전극을 고정하는 복수의 체결수단을 동시에 같은 토크로 체결하는 토크 조절 자동 전극 체결 장치에 관한 것으로, 체결 베이스; 상기 체결 베이스에 배치되어 있고 상기 복수의 체결수단에 각각 결합될 수 있는 복수의 체결유닛; 및 상기 체결 베이스에 배치되어 있고 상기 복수의 체결유닛을 동시에 동작시키는 구동부; 를 포함한다. 상기 복수의 체결유닛은 같은 토크로 상기 체결수단을 체결한다.

Description

토크 조절 자동 전극 체결 장치{Torque adjustment automatic electrode fastening apparatus}
본 발명은 토크 조절 자동 전극 체결 장치에 관한 것이다.
방전가공은 초경합금, 고속도강, 내열강과 같이 경도가 높은 피가공물을 정밀 가공하는 특수가공방법이다. 방전가공은, 전극을 방전가공장치에 선택적으로 고정시키기 위한 클램핑 장치 또는 홀더를 필요로 한다.
도 10은 전극과 홀더의 형태를 설명하기 위한 결합 사시도이다. 전극(2)은 가공하고자 하는 형태의 패턴면(4)을 가진다. 전극(2)은 패턴면과 반대되는 면에 돌출 형성된 철부(6)가 홀더(8)의 요부(18)에 끼워진 상태에서 홀더(8)에 체결되는 복수의 체결수단(12)에 의해 홀더(8)에 고정 된다.
그러나 작업자가 복수의 체결수단(12)을 서로 다른 힘으로 체결하게 되고, 필요 이상으로 과 체결하게 되면서 전극에 크랙이 발생하게 되었다(도 11 참조). 전극에 발생한 크랙으로 인해 방전가공의 정밀 가공이 저하되었고, 도면 [도 12]에 도시한 바와 같이 방전 가공물의 가공 불량을 유발하였다.
대한민국 공개특허 제10-2006-0055649호 (2006.05.24.) 대한민국 공개특허 제10-2016-0031749호 (2016.03.23.)
본 발명은 방전가공을 위해 홀더에 배치된 전극을 복수의 체결수단으로 고정함에 있어 체결수단들의 체결을 자동화하고, 설정된 토크로 체결수단들을 체결하여 체결 시 체결수단들에 의해 전극이 손상되지 않도록 하는 토크 조절 자동 전극 체결 장치를 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 토크 조절 자동 전극 체결 장치는, 홀더에 배치된 전극을 고정하는 복수의 체결수단을 동시에 같은 토크로 체결하는 것으로, 체결 베이스; 상기 체결 베이스에 배치되어 있고 상기 복수의 체결수단에 각각 결합될 수 있는 복수의 체결유닛; 및 상기 체결 베이스에 배치되어 있고 상기 복수의 체결유닛을 동시에 동작시키는 구동부; 를 포함한다.
상기 복수의 체결유닛은 같은 토크로 상기 체결수단을 체결할 수 있다.
상기 복수의 체결유닛은, 각각 상기 구동부와 동력 연결되어 회전할 수 있는 동력 연결부; 상기 베이스에 배치되어 상기 동력 연결부와 직선 운동할 수 있게 연결되어 있으며 상기 체결수단과 연결되는 체결부; 및 상기 동력 연결부와 연결되어 있고 상기 구동부의 동력이 상기 동력 연결부를 통해 상기 체결부에 전달되지 않도록 차단하는 동력 전달 조절부; 를 포함할 수 있다.
상기 동력 연결부는, 상기 구동부와 치합되어 회전할 수 있고 상기 동력 전달 조절부와 연결된 제1 치차몸체; 그리고 상기 제1 치차몸체와 치합되어 있고 상기 체결부가 직선 운동 가능하게 연결된 제2 치차몸체; 를 포함할 수 있다.
상기 제1 치차몸체의 외부 둘레에는 상기 구동부와 치합되는 둘레치차가 형성되어 있고 상기 제2 치차몸체와 접하는 일면에는 측면치차가 형성될 수 있다.
상기 제2 치차몸체의 내부는 관통되어 있으며 일측면에는 상기 체결부의 일측이 관통하는 공구 결합홀이 형성되어 있으며, 상기 체결부는 상기 공구 결합홀에서 직선 운동할 수 있다.
상기 체결부는, 상기 체결 베이스에 배치되어 직선 운동할 수 있게 배치되어 있고 일측이 상기 제2 치차몸체의 내부로 삽입될 수 있으며 타측이 상기 체결수단과 접할 수 있는 체결공구; 상기 체결공구와 연결되어 있고 상기 체결공구가 상기 체결수단에 결합되도록 압력을 가하는 체결 탄성부재; 및 상기 체결공구와 결합되어 있고 상기 체결 탄성부재에 의해 압력을 받는 탄성와셔를 포함할 수 있다.
상기 체결공구의 둘레는 다각형을 이루며, 상기 체결공구의 둘레와 상기 체결수단의 체결 삽입홈의 둘레가 일치하지 않으면 상기 체결공구는 상기 제2 치차몸체의 내부로 이동하고, 상기 체결 탄성부재는 상기 탄성와셔에 의해 압축되며, 상기 체결공구의 둘레와 상기 체결 삽입홈의 둘레가 일치하면 상기 체결 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 체결공구의 타측이 상기 체결 삽입홈으로 삽입될 수 있다.
상기 동력 전달 조절부는, 상기 체결 베이스에 직선 이동 가능하게 배치되어 있고 상기 제1 치차몸체와 접하고 있는 가이드핀; 상기 체결 베이스에 배치되어 있고 상기 가이드핀이 상기 제1 치차몸체의 방향으로 이동하도록 상기 가이드핀을 가압하는 가이드 탄성부재; 및 상기 체결 베이스에 체결되어 상기 가이드 탄성부재의 텐션을 조절하는 조절부재; 를 포함할 수 있다.
상기 구동부는, 상기 체결 베이스에 회전 가능하게 배치되어 있고 상기 둘레치차와 치합된 구동 치차가 형성된 구동휠; 그리고 상기 구동휠을 회전시키는 모터; 를 포함할 수 있다.
상기 토크 조절 자동 전극 체결 장치는, 상기 체결 베이스와 연결되어 있고 상기 모터를 지지하는 구동 베이스를 더 포함할 수 있다.
상기 체결 베이스에는, 상기 구동휠과 상기 동력 연결부가 위치하는 동력 연결홈; 상기 체결부의 일측이 위치하는 텐션 조절홀; 및 상기 체결부의 타측이 관통하는 관통홀; 이 형성되어 있으며, 상기 관통홀은 상기 체결부의 타측을 회전 가능하게 지지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 체결유닛들의 가이드 탄성부재는 같은 탄성력을 유지한 상태로 가이드핀을 가압하고 있다. 이때 체결수단을 회전시키기 위한 토크가 가이드 탄성부재의 탄성력 보다 크면 제1 치차몸체와 제2 치차몸체는 서로 떨어져 구동부의 회전력이 체결공구에 전달되지 않는다. 이에 복수의 체결수단은 복수의 체결유닛에 의해 같은 토크로 홀더에 체결되며, 체결수단들은 동일한 압력으로 전극을 가압하여 홀더에 고정한다. 이에 서로 다른 압력으로 전극을 가압하면서 발생한 전극 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 체결공구가 체결수단의 공구 결합홀에 삽입되지 못하면 체결공구는 상기 제2 치차몸체의 방향으로 이동한다. 그리고 체결 탄성부재는 탄성와셔에 의해 가압된 상태를 유지한다. 그러나 구동부의 구동으로 체결공구가 회전하면서 체결공구와 공구 결합홀의 둘레면이 일치하면 체결공구는 공구 결합홀에 삽입되어 체결수단을 홀더에 체결할 수 있다. 이에 체결공구를 체결수단에 자동으로 결합할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 토크 조절 자동 전극 체결 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1을 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도.
도 3은 도 2의 체결유닛을 나타낸 사시도.
도 4는 도 3의 분해도.
도 5는 도 2의 체결유닛의 체결공구가 체결수단에 결합되는 상태를 나타낸 사용 상태도.
도 6 및 도 7은 도 5의 체결유닛의 체결공구가 체결수단에 결합되는 상태를 나타낸 사시도.
도 8은 도 5를 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라 자른 단면도.
도 9는 도 8의 체결수단에 체결되어 제1 치차몸체가 후퇴한 상태를 나타낸 개략도.
도 10은 전극을 장착되는 홀더를 나타낸 사시도.
도 11은 홀더에 장착된 전극의 손상된 부분을 나타낸 사진.
도 12는 손상된 전극에 의해 성형 제품의 불량 부위를 나타낸 사진.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 토크 조절 자동 전극 체결 장치에 대하여 도 1 내지 도 9를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 토크 조절 자동 전극 체결 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1을 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이며, 도 3은 도 2의 체결유닛을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 분해도이며, 도 5는 도 2의 체결유닛의 체결공구가 체결수단에 결합되는 상태를 나타낸 사용 상태도이고, 도 6 및 도 7은 도 5의 체결유닛의 체결공구가 체결수단에 결합되는 상태를 나타낸 사시도이며, 도 8은 도 5를 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라 자른 단면도이고, 도 9는 도 8의 체결수단에 체결되어 제1 치차몸체가 후퇴한 상태를 나타낸 개략도이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 토크 조절 자동 전극 체결 장치(100)는, 체결 베이스(10), 구동부(20) 및 체결유닛(30)을 포함하며, 방전가공을 위해 홀더(8)에 배치된 전극(2)을 복수의 체결수단(12)으로 고정할 때 설정된 동일한 토크로 체결수단들을 체결한다. 본 실시예에 따른 토크 조절 자동 전극 체결 장치(100)는 구동 베이스(40)를 더 포함할 수 있다.
구동 베이스(40)는 블록 형태로 형성되어 있으며 기설정된 넓이로 형성되어 있다. 구동 베이스(40)의 일측에는 체결 베이스(10)가 배치되어 있으며, 타측에는 구동부(20)의 모터(21)가 배치되어 있다. 구동 베이스(40)의 타측에는 모터(21)가 안착되는 안착홈(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 그러나 구동 베이스(40)는 생략될 수 있다.
체결 베이스(10)의 상면 중앙에는 구동 베이스(40)의 길이 방향으로 동력 연결홈(11)이 형성되어 있다. 동력 연결홈(11)은 체결 베이스(10)의 측면으로 개방되어 있다.
체결 베이스(10)는 동력 연결홈(11)을 기준으로 일측에 체결유닛(30)의 일측이 위치하는 텐션 조절홀(11b)이 형성되어 있고 타측에는 체결유닛(30)의 타측이 지지되고 관통하는 관통홀(11a)이 형성되어 있다. 텐션 조절홀(11b)과 관통홀(11a)의 중심은 동력 연결홈(11)의 길이 방향 중심(11c)과 수직을 이루고 있다. 텐션 조절홀(11b)과 관통홀(11a)은 동일 선상에 위치하며, 동력 연결홈(11)의 형성 방향을 따라 간격을 두고 복수 형성되어 있다.
한편, 체결 베이스(10)의 타측에는 체결유닛(30)의 타측을 지지하는 지지블록(50)이 배치되어 있다. 지지블록(50)에도 체결유닛(30)이 관통하는 관통홀(51)이 형성되어 있다. 지지블록(50)과 체결 베이스(10)의 상부측은 간격을 두고 마주하며 그 사이에 완충공간(52)이 형성된다. 그러나, 지지블록(50)은 체결 베이스(10)와 일체로 형성될 수 있다.
지지블록(50)의 외측으로 전극(2)이 고정되는 홀더(8)가 위치한다. 홀더(8)는 지지블록(50)과 떨어져 있다. 그러나 지지블록(50)과 홀더(8)는 서로 접한 상태를 유지할 수 있다. 전극(2)을 홀더(8)에 고정하기 위해 홀더(8)에 체결되는 체결수단(12)은 홀더(8)의 길이 방향을 따라 배열되어 있으며, 이웃한 체결수단(12)의 간격은 이웃한 관통홀(11a, 51)의 간격과 같다.
구동부(20)는 모터(21), 감속부(22) 및 구동휠(23)을 포함한다.
모터(21)의 구동축은 체결 베이스(10)의 방향으로 돌출되어 있다. 모터(21)는 제어부(도시하지 않음)와 연결되어 있다. 제어부에 의해 모터(21)의 회전속도는 제어된다.
감속부(22)는 스플라인기어(221)와 내치기어(222)를 포함한다. 동력 연결홈(11)에는 샤프트(231)가 회전할 수 있게 배치되어 있다. 샤프트(231)의 회전 중심은 동력 연결홈(11)의 길이 방향 중심(11c)과 같다.
스플라인기어(221)는 모터(21)의 구동축과 결합되어 있으며, 내치기어(222)는 샤프트(231)의 일측과 결합되어 있다. 스플라인기어(221)와 내치기어(222)는 서로 치합되어 있다. 이에 모터(21)의 회전력이 스플라인기어(221)를 통해 내치기어(222)에 전달되어 샤프트(231)가 회전할 수 있다. 내치기어(222)의 비는 스플라인기어(221)의 비보다 크다. 이에 모터(21)의 회전속도가 감속부(22)를 통해 감속되어 샤프트(231)에 전달된다.
구동휠(23)은 기설정된 길이를 가지며 동력 연결홈(11)을 따라 배치되어 샤프트(231)와 키(도시하지 않음) 결합되어 있다. 이에 샤프트(231)의 회전으로 구동휠(23)은 동력 연결홈(11)에서 회전할 수 있다. 구동휠(23)은 웜(worm)을 포함한다.
체결유닛(30)은 동력 연결부(31), 체결부(32) 및 동력 전달 조절부(33)를 포함하며, 구동휠(23)과 수직한 상태로 체결 베이스(10)에 배치되어 구동휠(23)의 길이 방향을 따라 배열되어 있다.
동력 연결부(31)는 제1 치차몸체(311), 그리고 제2 치차몸체(312)를 포함한다. 제1 치차몸체(311)와 제2 치차몸체(312)는 동력 연결홈(11)에서 체결부(32)와 동력 전달 조절부(33)의 지지로 회전할 수 있다. 이때 동력 연결부(31)의 회전력은 체결부(32)에 전달되지만, 동력 전달 조절부(33)에는 전달되지 않는다. 이에 체결부(32) 만이 동력 연결부(31)를 따라 회전할 수 있다.
제1 치차몸체(311)와 제2 치차몸체(312)는 서로 접하고 있다. 제1 치차몸체(311)와 제2 치차몸체(312)가 접하고 있는 부분에는 측면치차(311b, 312b)가 형성되어 있다. 측면치차(311b, 312b)는 서로 맞물려 있다. 그러나 측면치차(311b, 312b)는 서로 떨어질 수 있다.
제1 치차몸체(311)와 제2 치차몸체(312)의 내부는 서로 연결되어 있다. 제2 치차몸체(312)의 측면치차(311b, 312b)가 형성된 반대 면에는 내부와 연결된 공구 결합홀(312c)이 형성되어 있다. 공구 결합홀(312c)은 삼각형 이상의 각형을 포함한다. 본 실시예에 따른 공구 결합홀(312c)은 육각형으로 형성되어 있다.
제1 치차몸체(311)의 외부 둘레는 구동휠(23)과 접하고 있으며 그 부분에는 구동휠(23)의 치차와 맞물리는 둘레치차(311a)가 형성되어 있다. 둘레치차(311a)는 제1 치차몸체(311)의 외부 둘레를 따라 형성되어 있다.
구동휠(23)의 회전 시 구동휠(23)의 치차와 둘레치차(311a)가 서로 맞물리면서 제1 치차몸체(311)는 회전하고 이때 측면치차(311b, 312b)의 맞물림으로 제2 치차몸체(312) 또한 회전하게 된다. 이에 동력 연결부(31)는 동력 연결홈(11)에서 회전할 수 있다.
도 3 및 도 4를 더 참고하면, 체결부(32)는 체결공구(321), 체결 탄성부재(322) 및 탄성와셔(323)를 포함한다.
체결공구(321)는 다각형으로 형성되어 있다. 체결공구(321)는 삼각형 이상의 각형으로 형성되어 있다. 체결공구(321)의 일측은 공구 결합홀(312c)을 관통하여 제2 치차몸체(312)의 내부에 위치한다. 공구 결합홀(312c)과 체결공구(321)가 다각형으로 형성되어 서로 면 접촉하고 있으므로 제2 치차몸체(312) 회전 시 체결공구(321)는 따라 회전한다.
체결공구(321)의 타측은 관통홀(11a, 51)을 관통하여 지지블록(50)의 외부로 노출되어 있다. 이때 체결공구(321)의 단부의 외부 둘레면과 체결수단(12)의 체결 삽입홈(12a)의 내부 둘레면이 일치하면 체결공구(321)의 단부는 체결 삽입홈(12a)으로 삽입된다.
하지만, 체결공구(321)의 외부 둘레면과 체결 삽입홈(12a)의 내부 둘레면이 일치하지 않고 어긋난 경우 체결공구(321)는 체결 삽입홈(12a)으로 삽입되지 못하고 체결수단(12)의 표면(12b)에 접한 상태가 된다.
체결공구(321)가 체결 삽입홈(12a)에 삽입되면 체결공구(321)의 둘레면과 체결 삽입홈(12a)의 둘레면이 면 접촉하게 되며, 체결공구(321)는 체결 삽입홈(12a)의 둘레와 면 접촉하면서 체결 삽입홈(12a)으로 삽입될 수 있다.
완충공간(52)에는 탄성와셔(323)가 위치하고 있으며 체결공구(321)와 결합되어 있다.
체결 탄성부재(322)는 체결공구(321)의 둘레를 따라 배치되어 완충공간(52)에 위치하고 있다. 체결 탄성부재(322)의 일측은 체결 베이스(10)의 측면과 접하고 있으며 타측은 탄성와셔(323)와 접하고 있다. 이에 탄성와셔(323)는 체결 탄성부재(322)의 탄성력에 의해 지지블록(50)에 밀착된 상태를 유지한다. 탄성와셔(323)가 지지블록(50)과 접하게 되면서 체결공구(321)는 체결수단(12)의 방향으로 더 이상 이동하지 않는다.
한편, 도 5 내지 도 7을 더 참고하면, 홀더(8)가 지지블록(50)의 방향으로 이동하거나 또는 토크 조절 자동 전극 체결 장치(100)가 홀더(8)의 방향으로 이동할 때 체결공구(321)의 단부가 체결수단(12)의 체결 삽입홈(12a)에 삽입되어 있으면 체결공구(321)의 단부는 체결 삽입홈(12a)의 내부로 삽입된다.
그러나 단부가 체결수단(12)의 표면(12b)과 접하고 있는 체결공구(321)는 체결수단(12)의 표면(12b)에 의해 가압 되면서 제2 치차몸체(312)의 내부로 이동한다. 체결공구(321)의 직선 이동으로 체결 탄성부재(322)는 탄성와셔(323)에 의해 가압 된다. 체결 탄성부재(322)는 탄성와셔(323)와 체결 베이스(10)의 측면 사이에서 압축되며 탄성력이 발생한다. 체결 탄성부재(322)의 탄성력에 의해 체결공구(321)는 체결수단(12)의 방향으로 이동하려 한다.
구동휠(23)에 의해 동력 연결부(31)가 회전하면 체결공구(321)는 제2 치차몸체(312)를 따라 회전한다. 이때 체결공구(321)가 체결 삽입홈(12a)으로 삽입되어 있는 체결수단(12)은 체결공구(321)를 따라 회전할 수 있다. 체결수단(12)은 회전 방향에 따라 홀더(8)에서 전극(2)의 방향으로 이동하여 전극을 고정하거나, 전극(2)에서 멀어지는 방향으로 이동하여 전극(2)의 고정력을 해제할 수 있다.
하지만, 체결수단(12)의 표면(12b)과 접하고 있는 체결공구(321)는 표면(12b)과 접하고 있는 상태에서 동력 연결부(31)의 제2 치차몸체(312)를 따라 회전한다. 그리고 표면(12b)과 접하고 있는 체결공구(321)는 압축된 체결 탄성부재(322)의 탄성력에 의해 홀더(8)의 방향으로 지속적으로 이동하려 한다.
제2 치차몸체(312)를 따라 회전하던 체결공구(321)의 단부 둘레면이 체결수단(12)의 체결 삽입홈(12a)의 둘레면과 일치하면 체결공구(321)는 체결 탄성부재(322)의 탄성력에 홀더(8)의 방향으로 이동하여 체결 삽입홈(12a)으로 삽입된다. 이에 체결수단(12)들은 체결유닛(30)의 결합으로 회전하며, 그 회전 방향에 따라 홀더(8)에 체결되거나 풀리면서 전극(2)을 홀더(8)에 고정하게 된다.
도 8을 더 참고하면, 동력 전달 조절부(33)는 가이드핀(331), 조절부재(332) 및 가이드 탄성부재(333)를 포함한다. 동력 전달 조절부(33)는 텐션 조절홀(11b)에 배치되어 있으며 제1 치차몸체(311)와 제2 치차몸체(312)의 측면치차(311b, 312b)가 서로 맞물려 있는 상태를 유지하도록 제1 치차몸체(311)에 탄성력을 가한다.
가이드핀(331)은 기설정된 길이를 가지며 일측은 텐션 조절홀(11b)에 위치하고 타측은 동력 연결홈(11)에 위치하여 제1 치차몸체(311)와 접하고 있다. 가이드핀(331)의 타측 일부분은 제1 치차몸체(311)의 내부로 삽입되어 있다. 가이드핀(331)에는 제1 치차몸체(311)의 측면과 면 접촉하는 플랜지(331a)가 형성되어 있다.
조절부재(332)는 무두볼트를 포함하며 외부 둘레에 나사가 형성되어 텐션 조절홀(11b)에 체결되어 있다. 조절부재(332)의 단부는 가이드핀(331)의 일측과 간격을 두고 마주하며 조절부재(332)는 그 체결 방향에 따라 가이드핀(331)의 일측과의 간격이 조절된다.
가이드 탄성부재(333)는 코일 스프링을 포함한다. 가이드 탄성부재(333)는 텐션 조절홀(11b)에 위치하여 가이드핀(331)의 일측과 조절부재(332)의 사이에 배치되어 있다. 조절부재(332)가 가이드핀(331)의 일측 방향으로 이동하여 조절부재(332)와 가이드핀(331)의 사이가 좁혀지면 가이드 탄성부재(333)는 압축되면서 탄성력이 증대된다. 그러나 조절부재(332)가 가이드핀(331)의 일측과 멀어지면 조절부재(332)와 가이드핀(331)의 사이 간격이 넓어지면서 가이드 탄성부재(333)의 탄성력은 저하된다.
가이드 탄성부재(333)의 탄성력에 의해 제1 치차몸체(311)가 제2 치차몸체(312)의 방향으로 이동하게 되며, 제1 치차몸체(311)와 제2 치차몸체(312)의 측면치차(311b, 312b)는 서로 맞물려 있는 상태를 유지한다. 그러나 가이드 탄성부재(333)의 탄성력이 체결수단(12)을 체결하기 위한 토크보다 작은 시점이 되면 측면치차(311b, 312b)가 서로 어긋나면서 치차들이 치합되지 못하고 제1 치차몸체(311)는 체결 베이스(10)의 일측 방향으로 밀리게 된다. 이때 가이드핀(331) 또한 밀리게 되며 가이드 탄성부재(333)는 압축되면서 탄성력이 높아진다. 이후, 압축된 가이드 탄성부재(333)의 탄성력에 의해 가이드핀(331)은 체결공구(321)의 방향으로 이동하게 되면 제1 치차몸체(311)와 제2 치차몸체(312)의 측면치차(311b, 312b)는 서로 맞물리게 된다.
다음은 도 1 내지 도 9를 다시 참고하여 위에서 설명한 토크 조절 자동 전극 체결 장치의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2을 다시 참고하면, 조절부재(332)들은 텐션 조절홀(11b)에 체결되어 있으며 가이드 탄성부재(333)들은 동일한 탄성력으로 압축된 상태를 유지한다.
체결유닛(30)이 체결 베이스(10)에 배치되어 동력 연결부(31)와 구동휠(23)이 서로 연결되어 있다. 그리고 전극(2)이 배치된 홀더(8)는 지지블록(50)과 이웃하게 위치한다. 이때 체결공구(321)와 체결수단(12)은 동일 선상에 위치하여 서로 마주한 상태가 된다.
도 5 내지 도 7을 참고하면, 홀더(8) 또는 토크 조절 자동 전극 체결 장치(100)가 움직여 체결공구(321)의 단부와 체결수단(12)의 표면이 서로 접한다. 이때 체결공구(321)의 둘레면과 체결수단(12)의 체결 삽입홈(12a)의 둘레면이 일치하면 체결공구(321)는 체결 삽입홈(12a)으로 삽입되어 체결공구(321)와 체결수단(12)이 서로 연결된다. 하지만, 체결공구(321)의 둘레면과 체결수단(12)의 체결 삽입홈(12a)의 둘레면이 불 일치하면 체결공구(321)는 체결 삽입홈(12a)으로 삽입되지 못한다. 이때 홀더(8) 또는 토크 조절 자동 전극 체결 장치(100)의 이동으로 체결공구(321)는 제2 치차몸체(312)의 내부로 이동하게 된다. 그리고 체결 탄성부재(322)는 탄성와셔(323)에 의해 가압 되어 완충공간(52)에서 압축될 수 있다.
이와 같은 상태에서 구동부(20)의 구동휠(23) 회전으로 이와 맞물려 있는 제1 치차몸체(311)가 회전하며, 제1 치차몸체(311)의 회전력은 서로 맞물려 있는 측면치차(311b, 312b)에 의해 제2 치차몸체(312) 또한 회전할 수 있다. 체결공구(321)가 제2 치차몸체(312)와 연결되어 있으므로 체결공구(321)는 회전한다.
체결 삽입홈(12a)에 삽입된 체결공구(321)는 체결수단(12)을 회전시켜 홀더(8)에 체결하게 된다. 하지만, 체결 삽입홈(12a)에 삽입되지 못한 체결공구(321)는 체결수단(12)의 표면과 면 접촉하게 되며 체결수단(12)은 홀더(8)에 체결되지 못한다. 체결공구(321)의 둘레면과 체결수단(12)의 체결 삽입홈(12a)의 둘레면이 일치하면 탄성와셔(323)를 가압하고 있던 체결 탄성부재(322)의 탄성력에 의해 체결공구(321)가 체결수단(12)의 방향으로 직선 이동하게 되며 체결공구(321)의 단부는 체결 삽입홈(12a)으로 삽입된다.
체결공구(321)가 체결 삽입홈(12a)에 삽입되면 체결수단(12)은 회전되면서 홀더(8)에 체결되어 전극(2)을 홀더(8)에 고정하게 된다. 체결수단(12)의 단부가 홀더(8)에 밀착되면 체결수단(12)은 더 이상 체결되지 않는다. 이때 가이드 탄성부재(333)의 탄성력이 체결수단(12)을 회전시키기 위한 토크보다 작은 경우 서로 치합된 측면치차(311b, 312b)들이 서로 어긋나게 되면 제1 치차몸체(311)는 조절부재(332)의 방향으로 직선 이동할 수 있다. 이때 가이드 탄성부재(333)는 압축될 수 있다. 그러나 어긋나던 측면치차(311b, 312b)들이 일치하면 압축된 가이드 탄성부재(333)가 원상태로 복귀하면서 가이드핀(331)을 체결공구(321)의 방향으로 가압하게 된다. 이때 제1 치차몸체(311)의 측면치차(311b)가 제2 치차몸체(312)의 측면치차(312b)와 접하게 되면서 측면치차(311b, 312b)들이 서로 치합된다.
따라서, 본 실시예에 따른 체결유닛(30)들의 가이드 탄성부재(333)는 같은 탄성력을 유지한 상태로 가이드핀(331)을 가압하고 있다. 이때 체결수단(12)을 회전시키기 위한 토크가 가이드 탄성부재(333)의 탄성력 보다 크면 제1 치차몸체(311)와 제2 치차몸체(312)는 서로 떨어져 구동부(20)의 회전력이 체결공구(321)에 전달되지 않는다. 이에 복수의 체결수단(12)은 복수의 체결유닛(30)에 의해 같은 토크로 홀더(8)에 체결되며, 체결수단(12)들은 동일한 압력으로 전극을 가압하여 홀더(8)에 고정한다. 이에 서로 다른 압력으로 전극(2)을 가압하면서 발생한 전극 손상을 방지할 수 있다.
그리고 체결공구(321)가 체결수단(12)의 체결 삽입홈(12a)에 삽입되지 못하면 체결공구(321)는 제2 치차몸체(312)의 방향으로 이동한다. 그리고 체결 탄성부재(322)는 탄성와셔(323)에 의해 가압된 상태를 유지한다. 그러나 구동부(20)의 구동으로 체결공구(321)가 회전하면서 체결공구(321)와 체결 삽입홈(12a)의 둘레면이 일치하면 체결공구(321)는 체결 삽입홈(12a)에 삽입되어 체결수단(12)을 홀더(8)에 체결할 수 있다. 이에 체결공구(321)와 체결수단(12)을 자동으로 결합할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
2: 전극 8: 홀더
12: 체결수단 12a: 체결 삽입홈
100: 토크 조절 자동 전극 체결 장치
10: 체결 베이스 11: 동력 연결홈
11a, 51: 관통홀 11b: 텐션 조절홀
11c: 길이 방향 중심 20: 구동부
21: 모터 22: 감속부
221: 스플라인기어 222: 내치기어
23: 구동휠 231: 샤프트
30: 체결유닛 31: 동력 연결부
311: 제1 치차몸체 311a: 둘레치차
312: 제2 치차몸체 311b, 312b: 측면치차
312c: 공구 결합홀 32: 체결부
321: 체결공구 322: 체결 탄성부재
323: 탄성와셔 33: 동력 전달 조절부
331: 가이드핀 331a: 플랜지
332: 조절부재 333: 가이드 탄성부재
40: 구동 베이스 50: 지지블록
52: 완충공간

Claims (10)

  1. 홀더에 배치된 전극을 고정하는 복수의 체결수단을 동시에 같은 토크로 체결하는 것으로,
    체결 베이스;
    상기 체결 베이스에 배치되어 있고 상기 복수의 체결수단에 각각 결합될 수 있는 복수의 체결유닛; 및
    상기 체결 베이스에 배치되어 있고 상기 복수의 체결유닛을 동시에 동작시키는 구동부;
    를 포함하며
    상기 복수의 체결유닛은 같은 토크로 상기 체결수단을 체결하고
    상기 복수의 체결유닛은, 각각
    상기 구동부와 동력 연결되어 회전할 수 있는 동력 연결부;
    상기 베이스에 배치되어 상기 동력 연결부와 직선 운동할 수 있게 연결되어 있으며 상기 체결수단과 연결되는 체결부; 및
    상기 동력 연결부와 연결되어 있고 상기 구동부의 동력이 상기 동력 연결부를 통해 상기 체결부에 전달되지 않도록 차단하는 동력 전달 조절부;
    를 더 포함하는
    토크 조절 자동 전극 체결 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 동력 연결부는,
    상기 구동부와 치합되어 회전할 수 있고 상기 동력 전달 조절부와 연결된 제1 치차몸체; 그리고
    상기 제1 치차몸체와 치합되어 있고 상기 체결부가 직선 운동 가능하게 연결된 제2 치차몸체;
    를 포함하며,
    상기 제1 치차몸체의 외부 둘레에는 상기 구동부와 치합되는 둘레치차가 형성되어 있고 상기 제2 치차몸체와 접하는 일면에는 측면치차가 형성되어 있는
    토크 조절 자동 전극 체결 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제2 치차몸체의 내부는 관통되어 있으며 일측면에는 상기 체결부의 일측이 관통하는 공구 결합홀이 형성되어 있으며, 상기 체결부는 상기 공구 결합홀에서 직선 운동하는 토크 조절 자동 전극 체결 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 체결부는,
    상기 체결 베이스에 배치되어 직선 운동할 수 있게 배치되어 있고 일측이 상기 제2 치차몸체의 내부로 삽입될 수 있으며 타측이 상기 체결수단과 접할 수 있는 체결공구;
    상기 체결공구와 연결되어 있고 상기 체결공구가 상기 체결수단에 결합되도록 압력을 가하는 체결 탄성부재; 및
    상기 체결공구와 결합되어 있고 상기 체결 탄성부재에 의해 압력을 받는 탄성와셔
    를 포함하는
    토크 조절 자동 전극 체결 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 체결공구의 둘레는 다각형을 이루며, 상기 체결공구의 둘레와 상기 체결수단의 체결 삽입홈 둘레가 일치하지 않으면 상기 체결공구는 상기 제2 치차몸체의 내부로 이동하고, 상기 체결 탄성부재는 상기 탄성와셔에 의해 압축되며, 상기 체결공구의 둘레와 상기 체결수단의 체결 삽입홈 둘레가 일치하면 상기 체결 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 체결공구의 타측이 상기 체결 삽입홈으로 삽입되는
    토크 조절 자동 전극 체결 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 동력 전달 조절부는,
    상기 체결 베이스에 직선 이동 가능하게 배치되어 있고 상기 제1 치차몸체와 접하고 있는 가이드핀;
    상기 체결 베이스에 배치되어 있고 상기 가이드핀이 상기 제1 치차몸체의 방향으로 이동하도록 상기 가이드핀을 가압하는 가이드 탄성부재; 및
    상기 체결 베이스에 체결되어 상기 가이드 탄성부재의 텐션을 조절하는 조절부재;
    를 포함하는
    토크 조절 자동 전극 체결 장치.
  8. 제3항에서,
    상기 구동부는,
    상기 체결 베이스에 회전 가능하게 배치되어 있고 상기 둘레치차와 치합된 구동 치차가 형성된 구동휠; 그리고
    상기 구동휠을 회전시키는 모터;
    를 포함하는
    토크 조절 자동 전극 체결 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 체결 베이스와 연결되어 있고 상기 모터를 지지하는 구동 베이스를 더 포함하는 토크 조절 자동 전극 체결 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 체결 베이스에는,
    상기 구동휠과 상기 동력 연결부가 위치하는 동력 연결홈; 상기 체결부의 일측이 위치하는 텐션 조절홀; 및 상기 체결부의 타측이 관통하는 관통홀; 이 형성되어 있으며, 상기 관통홀은 상기 체결부의 타측을 회전 가능하게 지지하는 토크 조절 자동 전극 체결 장치.
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