KR20020050662A - 스토퍼 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스토퍼 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전운동하는 회전부재의 회전이 360°이상의 범위에서 이루어지게 하는 스토퍼 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 스토퍼 장치는, 상대운동하는 두 부재가 회전에 따라 서로 충돌하도록 스토퍼가 각각 구비되되, 일측의 스토퍼는 부재에 이동가능하게 설치되는 걸림판을 구비함으로써, 두 스토퍼가 서로 충돌했을 때 걸림판이 이동함으로써, 회전부재가 360°이상의 회전할 수 있도록 하는 작용효과가 있다.

또한 걸림판이 탄성부재에 의하여 탄성지지되도록 함으로써 탄성력에 의해 스토퍼에 발생되는 충격을 감소시켜 스토퍼가 파손되는 것을 방지할 수 있는 작용효과가 있다.

또한, 걸림판에는 양측에 걸림판의 움직임을 안내하는 안내봉이 구비되는데, 안내봉의 양 끝단이 안내 브라켓 외측으로 튀어나오면서, 안내 브라켓 외측에 설치된 센서에 감지되는 센싱 돌기의 역할을 수행함으로써, 별도의 센싱 돌기 없이 센싱작용을 수행할 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Description

스토퍼 장치{Stopper apparatus}

본 발명은 스토퍼 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전운동하는 회전 부재의 회전이 360°이상의 회전범위를 갖도록 하는 스토퍼 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스토퍼 장치는 회전운동하는 회전부재의 회전이 일정한 범위내에서 이루어지도록 기구적으로 제어하는 장치이다.

이러한 스토퍼 장치가 산업용 로봇의 회전관절 등에 적용되면 회전 운동이 일정 회전범위 내에서 이루어지도록 제어하게 되는데, 회전운동을 제어하기 위한 스토퍼 장치는 회전부재와 고정부재, 두 부재에 있어서 회전부재가 미리 정해진 일정범위를 초과하여 회전할 때, 두 부재에 각각 형성된 스토퍼가 서로 충돌하면서 이를 방지하도록 되어 있다.

종래의 스토퍼 장치가 적용된 산업용 로봇은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 회전부재(10)와 회전부재(10)의 일단이 관통 삽입되는 고정부재(20)로 구비되어 있다.

회전부재(10)는 상부에 결합리브(11a)를 갖는 회전축(11)과, 결합리브(11a)에 볼트 체결되는 풀리(13)를 구비하며, 고정부재(20)에는 회전부재(10)의 회전축(11) 끝단이 관통 삽입되도록 관통공(21)이 구비된다.

풀리(13)의 하부는 제 1 스토퍼(12)가 설치되어 있으며 고정부재(20)의 상면에는 제 2 스토퍼(22)가 돌출 형성되는데, 이때 제 2 스토퍼(22)는 제 1 스토퍼(12)의 회전반경 상에 설치되어, 제 1 스토퍼(12)가 회전부재(10)와 함께 일정각 이상 회전하게 되면 제 2 스토퍼(22)와 충돌하게 되어 더 이상의 회전이 방지하게 되는 것이다.

또한, 고정부재의 상면에는 회전부재(10)가 고정부재(20)에 대하여 일정 범위의 각도 이상으로 회전하는 것을 감지하여 회전부재(10)의 회전을 멈추게 하는 "ㄷ"자형 단면을 갖는 센서(24)가 설치되며, 센서 내를 지나도록 회전부재(10)에서하측으로 돌출 형성된 센싱 돌기(14)가 구비된다.

따라서 센싱 돌기(14)가 센서(24)를 내를 지나면 센서(24)는 이를 감지하여 전원을 차단, 회전력이 더 이상 발생되지 않도록 제어한다.

그러나, 이와 같은 종래의 스토퍼는 제 1 스토퍼(12)와 제 2 스토퍼(22)가 회전부재와 고정부재에 각각 고정설치되어 있으므로, 두 스토퍼의 두께로 인해 회전부재가 360°이상의 회전범위로 회전하는 것은 불가능하다는 문제점이 있다.

또한, 제 1 스토퍼(12)와 제 2 스토퍼(22)가 서로 충돌하면서 회전이 멈춰지게 되어있으므로, 그 충격으로 인해 스토퍼에 응력이 발생하여 스토퍼의 수명이 짧아진다는 문제점이 있다.

또한, 전자적인 제어를 하기 위해, 센서(24)를 지나는 센싱 돌기(14)를 별도로 가공하여야 하므로 장치가 복잡해지는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 회전운동하는 회전부재가 360°이상으로 회전할 수 있도록 하는 스토퍼 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 두 개의 스토퍼가 서로 충돌할 때 발생되는 충격을 감소시킬 수 있는 스토퍼를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 별도의 센싱 돌기없이 센싱 돌기의 역할을 수행할 수 있는 스토퍼 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 스토퍼 장치를 갖춘 산업용 로봇이 도시된 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 스토퍼 장치를 갖춘 산업용 로봇의 사시도이다.

도 3은 도 2의 부분 확대 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 스토퍼 장치의 평단면도이다.

도 5는 도 4의 스토퍼 동작상태가 도시된 평단면도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

100: 회전부재,110: 회전축,

120: 제 1 스토퍼, 130: 풀리,

200: 고정부재, 210: 관통공,

220: 제 2 스토퍼,240: 센서.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

고정부재와 상기 고정부재와 회전가능하게 결합된 회전부재 사이에 설치되는 스토퍼 장치에 있어서,

상기 스토퍼 장치는 상기 회전부재에 고정 설치된 제 1 스토퍼와, 상기 고정부재에 설치되어 상기 제 1 스토퍼와 상호작용하는 제 2 스토퍼를 구비하며,

상기 제 2 스토퍼는 상기 고정부재에 이동가능하게 설치되는 걸림판을 구비하여 상기 제 1 스토퍼와 함께 상기 회전부재의 회전범위를 한정한다.

이하에서는 본 발명에 따른 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 스토퍼가 구비된 산업용 로봇은, 도 2, 3에 도시되어 있는 바와 같이 회전부재(100)와 회전부재(100)의 일단이 관통삽입되는 고정부재(200)로 구비되어 있다.

회전부재(100)는 상단에 결합리브(110a)를 갖는 회전축(210)과 회전축(210)에 볼트 체결되는 풀리(130)를 구비하며, 고정부재(200)는 중앙에 관통공(210)을 구비하여 회전부재(100)의 회전축(210) 하단이 관통되게 설치된다.

도면에 도시되지는 않았으나 풀리(130)에는 모터(미도시) 등의 회전력 발생장치와 연결된 밸트(미도시)가 설치되어, 풀리(130)에 회전력을 전달하여 풀리(130)를 회전시킴으로써 회전부재(10)가 회전하게 한다.

회전부재(100)에는 제 1 스토퍼(120)가 구비되는데, 본 발명에서는 풀리(130)의 하단에서 하측으로 돌출되게 형성되어 있다.

고정부재(200)에는 회전부재(100)의 회전축(210) 끝단이 관통삽입되는 관통공(210)과 제 2 스토퍼(220)가 구비되는데, 제 2 스토퍼(220)는 제 1 부재(10)의 회전에 따라 제 1 스토퍼(120)와 당접하도록 제 1 스토퍼(120)의 회전반경상에 배치된다.

이러한 스토퍼 장치에 있어서, 제 2 스토퍼(220)는 제 1 스토퍼(120)와 당접하였을 때, 제 1 스토퍼(120)의 진행방향으로 소정거리 이동하면서 제 1 스토퍼(120)의 회전력을 감소시키도록 되어있다.

제 2 스토퍼(220)는 제 1 스토퍼와 당접하며 이동하도록 형성된 걸림판(221)과, 걸림판(221) 양측에 대칭되게 형성된 안내봉(222a, 222b)을 구비한다.

또한, 제 2 스토퍼(220)는 고정부재(200)에 형성된 안내 브라켓(223) 내에 슬라이딩 가능하게 삽입되는데, 안내 브라켓(223)에는 걸림판(221)이 이동가능하게 수용되는 슬라이딩 슬롯(224)이 마련되고, 슬라이딩 슬롯(224)의 양 끝단에는 안내봉(222a, 222b)이 관통 삽입되도록 형성된 안내홀(225a, 225b)이 구비된다.

각 안내봉(222a, 222b)에는 코일 스프링(226a, 226b)이 설치되는데, 안내봉(222a, 222b)이 코일 스프링(226a, 226b)의 중앙에 삽입 설치된다.

코일 스프링(226a, 226b)의 일측 끝단은 걸림판(221)에 지지되고 타측 끝단은 안내 브라켓(223)의 안내홀(225a, 225b) 연접부에 지지됨으로써 걸림판(221)이 안내 브라켓(223)의 슬라이딩 슬롯(224) 내에 슬라이딩 가능하게 탄성지지된다.

한편 각 안내홀(225a, 225b) 외측에는 센서(240a, 240b)가 구비되는데, 센서는 "ㄷ"자형 단면을 갖도록 형성되어 그 사이에 물체가 진입하면 이를 감지할 수있도록 되어있다.

본 발명에서 제 2 스토퍼를 고정부재에 설치하였으나, 제 2 스토퍼를 회전부재에 설치하는 것도 가능하다.

다음은 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 스토퍼 장치를 갖춘 산업용 로봇의 동작을 도 4, 5을 참조하여 상세히 설명한다.

모터(미도시)에서 발생된 회전력이 밸트(미도시)에 의해 풀리(130, 도 2 참조)에 전해지게 되면, 풀리(130)와 풀리(130)의 하측에 형성되어 있는 제 1 스토퍼(120)도 함께 회전한다.

제 1 스토퍼(120)의 회전 반경 내에는 제 2 스토퍼(220)의 걸림판(221)이 마련되어 있으므로 회전이 최대 360°가량 이루어졌을 때 서로 당접하게 되며, 이에 따라 제 1 스토퍼(120)의 회전력이 제 2 스토퍼(220)에 전해지게 된다.

제 2 스토퍼는 코일 스프링(226a, 226b)에 의해 탄성지지되어 있으므로 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 제 1 스토퍼(120)의 회전방향으로 슬라이딩 슬롯(224)을 따라 일정거리 이동하면서 회전부재(100, 도 2 참조)의 회전력을 감소시킨다.

일정거리 이동한 후에는 코일 스프링(226b)이 압축한계에 도달하게 되고 그에 따라 회전은 중지된다.

상기와 같이 제 2 스토퍼(220)가 이동하면서 스토퍼 역할을 수행하므로 회전부재의 회전은 최대 (360+ θ)°(θ는 걸림판의 이동거리에 따라 결정되는 임의의 각)만큼 이루어질 수 있으므로 360°이상으로 회전될 수 있게 되며, 동시에 제 2 스토퍼(220)에 설치된 코일 스프링(226a, 226b)의 탄성력에 의하여 두 스토퍼(120,220)가 서로 당접할 때 발생하는 충격은 감소된다.

한편, 상기와 같이 걸림판(221)이 제 1 스토퍼(120)에 의해 밀려 일측으로 이동하게 되면 안내봉(222b)의 끝단은 안내홀(225b)을 관통하여 안내 브라켓(223) 외측으로 튀어나오게 된다.

이때, 안내홀(225b)의 외측에는 "ㄷ"자형 단면을 갖는 센서(240b)가 구비되어 있으므로 센서(240b)에 의하여 안내봉(222b)의 끝단이 감지되고, 센서(240b)에 안내봉(222b)의 끝단이 감지되면, 회전력을 발생시키는 모터(미도시)의 전원이 차단되도록 전자적인 제어가 이루어지므로, 안내봉(222b)의 끝단이 센싱 돌기의 역할을 수행하게 되며, 이에 따라 별도로 센싱 돌기를 설치할 필요가 없다.

한편, 이러한 스토퍼 장치는 특히 구동축이 풀리로 구성된 로봇에 유용하게 적용할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스토퍼 장치는 회전력이 전해졌을 때 회전력의 진행방향으로 일정거리 이동하며 스토퍼 역할을 수행하는 걸림판을 구비함으로써, 회전하는 회전부재가 360°이상의 범위에서 회전할 수 있게 되는 작용효과가 있다.

또한, 걸림판에 스프링을 설치하여 두 스토퍼가 당접할 때 발생되는 충격을 스프링에 의해 감소시킴으로써 충격에 의하여 스토퍼의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 작용효과가 있다.

또한, 별도로 센싱 돌기를 가공할 필요 없이 걸림판에 형성된 안내봉 끝단이센싱 돌기의 역할을 수행하게 됨으로써, 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 고정부재와 상기 고정부재와 회전가능하게 결합된 회전부재 사이에 설치되는 스토퍼 장치에 있어서,

   상기 스토퍼 장치는 상기 회전부재에 마련된 제 1 스토퍼와, 상기 고정부재에 마련되어 상기 제 1 스토퍼와 상호작용하는 제 2 스토퍼를 구비하며,

   상기 제 2 스토퍼는 상기 고정부재에 이동가능하게 설치되는 걸림판을 구비하여 상기 회전부재의 회전범위를 확대하는 것을 특징으로 하는 스토퍼 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 스토퍼는 상기 걸림판의 양측에 배치되는 탄성부재를 더 구비하여 상기 걸림판이 상기 고정부재에 탄성지지 되도록 하는 것을 특징으로 하는 스토퍼 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 걸림판에는 상기 걸림판의 움직임을 안내하는 안내봉이 양측으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스토퍼 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제 2 스토퍼는 상기 고정부재에 설치되어 상기 걸림판을 수용하며 상기안내봉이 관통 삽입되는 안내홀이 마련된 안내 브라켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 스토퍼 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 탄성부재는 코일 스프링으로 이루어지며, 상기 코일 스프링은 상기 안내봉의 상기 안내봉의 외주면을 감싸도록 설치되고, 그 일측은 상기 걸림판에 지지되며, 그 타측은 상기 안내 브라켓에 지지되는 것을 특징으로 하는 스토퍼 장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 안내 브라켓 외측에는 상기 안내봉의 양 단부가 설정된 범위까지 이동된 것을 감지하는 센서가 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스토퍼 장치.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 안내 브라켓은 내부에 상기 걸림홈이 수용되는 슬라이딩 슬롯이 마련되고, 슬라이딩 슬롯의 양측에는 상기 안내홀이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스토퍼 장치.