KR200349914Y1 - 유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신 - Google Patents

Abstract

본 고안은 에어 컴프레셔로 부터 압축공기를 공급받아 그 압력을 증압된 유압으로 토출하는 유압 부스트를 구성하여 리벳팅 머신에 장착하는데 고안의 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 유압 부스트가 장착된 리벳팅 머신은, 압축공기가 공급되는 제1실린더(50)와 제2실린더(60)를 다단으로 조합하되, 상기 제2실린더(60)는 유압유가 채워진 제3실린더(44)를 일체로 형성한 제3플랜지(40)로써 밀폐함과 아울러 제2피스톤(62)이 형성된 원통형의 제2피스톤 로드(64) 및 제2피스톤 로드(64)의 내주면에 삽입되어 유압유가 채워진 제4실린더(70)를 형성하고, 제4실린더(70)의 내부에는 제1실린더(50)에 형성되어 압축공기에 의하여 작동하는 제1피스톤(52)의 제1피스톤 로드(54)를 삽입한 유압 부스트를 리벳팅 머신에 장착함을 특징적인 구성으로 한다.

상기한 바와 같이 구성한 본 고안에 따른 유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신에 의하면, 고가의 유압발생장치를 구비하지 않고 저가의 에어 컴프레셔로써 큰 압력의 유압을 출력하여 보다 효율적으로 리벳팅 머신을 구동할 수 있고, 그 설비 및 유지보수가 간편·저렴한 효과가 있는 한편, 유압 부스터의 가압행정과 복귀행정을 위한 구성이 상호 보완적인 관계를 유지하여 단일체로 구성됨으로써 제조원가가 절감되며, 좁은 공간에서도 그 설치가 가능한 효과가 있다.

Description

유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신{A riveting machine with a hydraulic booster}

본 고안은 유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공급되는 압축공기를 증압된 유압으로 토출하는 유압 부스터를 리벳팅 머신에 장착하되, 상기 유압 부스터의 가압행정과 복귀행정을 위한 구성을 직렬로 조합하여 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신에 관한 것이다.

일반적으로 리벳(rivet)은 판재나 형강 등을 영구적으로 체결하기 위한 체결용 부품의 일종으로써, 리벳 홀이 형성된 철판이나 강재 등에 머리가 일측에 형성된 리벳을 삽입한 후, 그 타측 선단을 압착하여 리벳팅하며, 상기 리벳팅 작업을 자동화한 리벳팅 머신이 공지된바, 종래 리벳팅 머신의 구성을 하기에서 도 1a 및 도 1b를 참고하여 살펴본다.

종래 리벳팅 머신은 리벳팅 머신의 몸체에 설치된 리벳팅 헤드에 의하여 그 주된 작업이 이루어지는바, 상기 리벳팅 헤드(1)의 구성을 하기에서 보다 상세히 살펴보면, 리벳팅 머신의 몸체(미도시)에 설치 고정되어 외부의 공압 또는 유압발생장치(미도시)로 부터 압축된 유공압을 포트(port; 2a, 2b)를 통하여 공급받는 실린더 하우징(2)과, 실린더 하우징(2)의 내주면에 기밀을 유지하도록 삽입되어 왕복운동을 하는 피스톤 로드(3)와, 상단에 동력원인 모터(4)가 구비되고 상기 피스톤 로드(3)의 내주면에 형성된 다수의 베어링에 삽입 설치되는 스핀들(5)과, 스핀들(5)의 하측 선단에 부착되는 리벳팅 툴(6)과, 상기 실린더 하우징(2)의 상단에 형성되어 피스톤 로드(3)의 왕복운동구간 즉, 프레싱 구간을 제어하는 높이조절장치(7)로 리벳팅 머신의 리벳팅 헤드(1)가 구성된다.

도면 중 미설명 부호인 8, 9는 리벳(8) 및 피체결물인 강판(9)이며, 'A'는 리벳접합부(A)를 나타낸다.

상기한 바와 같이 구성된 종래 리벳팅 머신의 작용상태를 살펴보면, 최초 모터(4)에 의하여 스핀들(5)이 회전함에 따라 상기 스핀들(5)의 하부에 형성된 리벳팅 툴(6)이 회전하고, 리벳팅 머신의 이송수단(미도시)에 의하여 리벳팅 툴(6)의 하측으로 리벳접합부(A)가 이송되면 외부의 공압 또는 유압발생장치(미도시)로 부터 포트(2a)를 통하여 실린더 하우징(2)의 내부로 유공압이 공급되어 피스톤 로드(3)가 하강하며, 상기 하강에 의한 가압력을 전달받는 리벳팅 툴(6)의 펀칭작업에 의하여 리벳(8)의 일측에 리벳머리가 성형되고, 상기 펀칭작업 후 공압 또는 유압발생장치(미도시)로 부터 공급되는 유공압의 공급방향이 전환되어 실린더 하우징(2)의 다른 포트(2b)로 유공압이 공급되므로서 상기 리벳팅 툴(6)과 함께 피스톤 로드(3)가 상승하여 최초의 작업준비 상태로 복원되며, 상술한 바와 같은 가압행정과 복귀행정을 반복하여 리벳팅 작업이 연속적으로 이루어진다.

한편, 상기한 바와 같은 리벳팅 헤드에 공압 또는 유압을 공급하는 수단은 공지된 공압발생장치 또는 유압발생장치를 선택적으로 사용할 수 있으며 이를 하기에서 보다 상세히 살펴보되 우선 공압발생장치를 설치할 경우를 살펴보면, 공압발생장치는 일반적으로 널리 사용되고 있는 에어 컴프레셔를 사용하는바, 통상적으로 산업현장에 널리 보급되어 있음에 따라 설비 및 시설관리가 간편하고 저렴한 장점이 있으나 고압기기에 적합하지 않을 뿐만 아니라 충분한 가압력을 얻을 수 없어 소형의 리벳팅 머신에 한정하여 적용할 수 밖에 없는 문제점이 있다.

반면, 유압발생장치를 설치할 경우를 살펴보면 일반적으로 유압발생장치는 충분한 가압력을 얻을 수 있어 소형을 비롯한 대형 리벳팅 머신에 적용할 수 있는 장점은 있지만 그 설비가 고가이며 설치 및 시설유지가 까다로운 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 리벳팅 머신을 구동함에 있어 유압발생장치를 구비하지 않고 제조업체가 보편적으로 보유하고 있는 공압발생장치 즉, 에어 컴프레셔 만으로도 충분한 가압력을 얻을 수 있도록 하는 유압 부스터를 구성하여 리벳팅 머신에 장착하는 것으로, 작은 압력의 압축공기를 공급받아 큰 압력의 증압된 유압을 토출하는 유압 부스터를 구성하되 가압행정을 비롯한 복귀행정시에도 증압된 유압을 토출할 수 있도록 가압행정과 복귀행정을 위한 구성을 다단으로 직렬 조합하여 일체로 형성한 유압 부스터를 구성하여 리벳팅 머신에 장착한다.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 리벳팅 머신의 리벳팅 헤드를 나타내는 단면도

도 2는 본 고안에 따른 유압 부스터를 나타내는 사시도

도 3은 본 고안에 따른 유압 부스터의 부분 단면 사시도

도 4는 도 2의 A-A선 단면도

도 5a 및 도 5b는 본 고안에 따른 유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신의 사용상태도

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 유압 부스터 20 : 제1플랜지

30 : 제2플랜지 40 : 제3플랜지

44 : 제3실린더 50 : 제1실린더

52 : 제1피스톤 54 : 제1피스톤 로드

60 : 제2실린더 62 : 제2피스톤

64 : 제2피스톤 로드 70 : 제4실린더

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신의 구성을 하기에서 도 2 내지 도 5b를 참조하여 살펴보되, 도 1a 및 도 1b와 동일한 부분은 설명의 중복을 피하고자 동일부호로 나타낸다.

본 고안에 따른 유압 부스터의 구성을 우선 도 2 내지 도 4를 참조하여 살펴보면, 원통형 제1실린더(50)의 상하단에는 각각 제1플랜지(20)와 제2플랜지(30)를 밀폐되도록 체결하고, 상기 제2플랜지(30)의 하단에는 제3플랜지(40)로써 하단을 밀폐한 원통형의 제2실린더(60)를 체결하되 기밀을 유지하도록 하며, 상기 제1플랜지(20), 제2플랜지(30), 제3플랜지(40)의 체결은 각 플랜지의 모서리부에 타이로드(13)를 관통하여 너트(14)로써 체결한다.

상기 각 플랜지(20)(30)(40)의 구성을 하기에서 보다 상세히 살펴보면, 상기 제1플랜지(20)에는 제1실린더(50)의 내부 상측으로 압축공기를 공급하는 압축공기 통기공(22)을 일측면에 형성하고, 제2플랜지(30)에는 제1실린더(50)의 내부 하측 및 제2실린더(60)의 내부 상측으로 압축공기를 공급하는 다른 압축공기 통기공(32)을 일측면에 형성함과 아울러 중앙부를 관통하는 중공부(34) 형성하며, 제3플랜지(40)에는 제2실린더(60)의 내부 하측에서 외부로 연통하는 에어벤트(42)를 형성함과 아울러 제3실린더(44)를 중앙부에 가공하여 일체로 형성하고 상기 제3실린더(44)의 하측단에서 연장되어 외부로 관통하는 삽입공(48) 및 제3실린더(44)의 하측단 일측에서 외부로 연통하는 통공(45)을 형성한다.

그리고, 상기 제2플랜지(30)의 일측면에는 중공부(34)에서 외부로 연통하는 통공(36)을 형성하고, 제3플랜지(40)의 일측면에는 제3실린더(44)의 내주 일측면에서 외부로 연통하는 다른 통공(46)을 형성하되 상기 제2플랜지(30)의 통공(36)과 평행선상에 형성한다.

상기 제1실린더(50) 및 제2실린더(60)의 내부 구성을 보다 상세히 살펴보면, 제1실린더(50)의 내부에는 제1실린더(50)의 내경과 근사한 외경을 갖으며 하단에 제1피스톤 로드(54)가 형성된 제1피스톤(52)을 기밀을 유지하도록 삽입하되 상기 제1피스톤 로드(54)의 외주면이 제2플랜지(30)의 중공부(34)에 기밀을 유지하도록 삽입하고, 제2플랜지(30)의 중공부(34) 하단측 즉, 제2실린더(60)의 내부에는 상기 제1피스톤 로드(54)가 기밀을 유지하여 삽입될 수 있도록 제1피스톤 로드(54)의 외경과 근사한 내경을 갖는 원통형의 제4실린더(70)를 제2플랜지(30)와 기밀을 유지하여 체결나사(72)로써 일측을 체결하되 타측종단의 외주면이 제3플랜지(40)의 삽입공(48)에 밀폐되도록 삽입 고정한다.

그리고, 제3실린더(44)의 내경과 근사한 외경을 갖고 제4실린더(70)의 외경과 근사한 내경을 갖으며 상호 기밀을 유지할 수 있도록 형성한 원통형의 제2피스톤 로드(64)를 제4실린더(70)의 외주면에 삽입하되, 제2피스톤 로드(64)의 상측단에는 제2실린더(60)의 내주면과 기밀을 유지할 수 있는 제2피스톤(62)을 형성한다.

한편, 제2플랜지(30)와 제3플랜지(40)의 일측에는 통상의 오일 댐퍼(82)를 구비한 오일탱크(80)를 형성하는바, 오일탱크(80)의 중간부분은 제2플랜지(30)에 형성한 통공(36)과 연결되어 제4실린더(70)의 내부와 연통하고, 하단부분은 제3플랜지(40)에 형성한 다른 통공(46)과 연결되어 제3실린더(44)와 연통한다.

본 고안의 구성에 있어서 기밀 또는 밀폐를 요구하는 구성요소들은 통상의 "O"링(15)을 그 수단으로 구비하며, 오일탱크(80)의 내부, 제2플랜지(30)의 중공부(34), 제4실린더(70)의 내주 공간부, 제3실린더(44)의 내주 공간부에는 유압유(12)가 충진된다.

상기한 바와 같은 본 고안에 따른 유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신의 작용효과를 도 5a 및 도 5b를 참고하여 하기에서 상세히 살펴보되 우선 도 5a를 참조하여 가압행정을 살펴보면, 최초 에어 컴프레셔(미도시)의 압축공기가 제1플랜지(20)에 형성된 압축공기 통기공(22)을 통하여 제1실린더(50)의 내부로 공급되어 상기 제1실린더(50)의 내부에 삽입된 제1피스톤(52)의 상부를 가압하면, 상기 제1피스톤(52) 하측의 공기는 제2플랜지(30)에 형성된 압축공기 통기공(32)을 통하여 외부로 유출되고 제1피스톤(52)의 하단에 형성된 제1피스톤 로드(54)는 제4실린더(70)의 내부에 충진된 유압유(12)를 가압하여 상기 유압유(12)가 토출되는 바, 상기 유압유(12)가 충진된 제4실린더(70)의 단면적이 압축공기가 공급되는 제1실린더(50)의 단면적에 비하여 상대적으로 작음으로써 상기 유압유(12)의 가압력은 공급되는 압축공기의 가압력에 비하여 증압되며, 상기 증압된 유압유(12)는 리벳팅 헤드(1)의 실린더 하우징(2) 일측에 형성된 포트(2a)로 공급됨으로써 피스톤 로드(3)가 하강하여 가압행정(리벳팅)이 이루어진다.

한편, 증압된 유압유(12)가 공급되는 실린더 하우징(2) 내부의 반대편에 충진되어 있는 유압유(12)는 실린더 하우징(2)의 다른 포트(2b)로 부터 토출되는바, 토출된 유압유(12)는 유압 부스터(10)의 제3플랜지(40)에 형성된 통공(45)을 통하여 제3실린더(44)로 공급되어 상기 제3실린더(44)에 삽입된 제2피스톤 로드(64)를 상부로 가압하여 제2피스톤(62)을 제2실린더(60)의 상측으로 밀어 올리며, 이때 상기 제2실린더(60) 내측 상부의 공기는 제2플랜지(30)에 형성된 압축공기 통기공(32)을 통하여 배기되고, 팽창되는 제2실린더(60) 내측 하부에는 제3플랜지(40)에 형성된 에어벤트(42)를 통하여 외기가 공급된다.

상기한 바와 같은 가압행정 후 실행되는 복귀행정의 작용효과를 도 5b를 참고하여 살펴보면, 제2플랜지(30)에 형성된 압축공기 통기공(32)을 통하여 공지된 에어 컴프레셔로 부터 압축공기가 제2실린더(60)의 내부로 공급되어 상기 제2실린더(60)의 내부에 삽입된 제2피스톤(62)을 가압하면, 상기 제2피스톤(62) 하측의 공기는 제3플랜지(40)에 형성된 에어벤트(42) 통하여 외부로 유출되고 제2피스톤(62)의 하단에 형성된 제2피스톤 로드(64)는 제3실린더(44)의 내부에 충진된 유압유(12)를 가압하여 상기 유압유(12)가 토출되는바, 상기 유압유(12)가 충진된제3실린더(44)의 단면적이 압축공기가 공급되는 제2실린더(60)의 단면적에 비하여 상대적으로 작음으로써 상기 유압유(12)의 가압력은 공급되는 압축공기의 가압력에 비하여 증압되며, 상기 증압된 유압유(12)는 통공(45)을 통하여 리벳팅 헤드(1)의 실린더 하우징(2) 일측에 형성된 포트(2b)로 공급됨으로써 피스톤 로드(3)가 상승하여 복귀행정이 이루어진다.

한편, 증압된 유압유(12)가 공급되는 실린더 하우징(2) 내부의 반대편에 충진되어 있는 유압유(12)는 실린더 하우징(2)의 다른 포트(2a)로 부터 토출되는바, 토출된 유압유(12)는 유압 부스터(10)의 제3플랜지(40)의 저면에 노출된 제4실린더(70)의 내부로 공급되어 상기 제4실린더(70)에 삽입된 제1피스톤 로드(54)를 상부로 가압하여 제1피스톤(52)을 제1실린더(50)의 상측으로 밀어 올리며, 이때 상기 제1실린더(50) 내측 상부의 공기는 제1플랜지(20)에 형성된 압축공기 통기공(22)을 통하여 배기되고, 팽창되는 제1실린더(50) 내측 하부에는 제2플랜지(30)에 형성된 압축공기 통기공(32)을 통하여 외기(압축공기)가 공급된다.

따라서, 상기한 바와 같은 본 고안에 따른 유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신에 의하면, 유압발생장치에 비하여 상대적으로 작은 압력을 출력하는 에어 컴프레셔로써 큰 압력의 유압을 토출할 수 있는바, 압력은 단위면적당 부가되는 힘으로 압축공기가 가압하는 각 피스톤(52)(62)의 면적보다 유압유(12)가 충진된 각 실린더(70)(44)의 면적이 작음으로 동일한 압축공기의 가압력이 부가될 때 토출되는 유압유(12)의 압력은 증압되기 때문이다.

아울러, 가압행정과 복귀행정을 위한 구성이 상호 보완적인 관계를 유지함으로써, 제1피스톤(52)의 가압행정은 제2피스톤(62)의 복귀행정을 위한 가압력으로 작용하고, 제2피스톤(62)의 가압행정은 제1피스톤(52)의 복귀행정을 위한 가압력으로 작용하여 가압행정과 복귀행정을 위하여 복수개의 유압 부스터를 필요치 않는다.

상기한 바와 같이 구성한 본 고안에 따른 유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신에 의하면, 유압발생장치에 비하여 상대적으로 작은 압력을 출력하는 공압발생장치로써 큰 압력의 유압을 토출할 수 있는바, 유압발생장치를 필요로 하는 리벳팅 머신을 구동을 구동함에 있어 제조업체가 보편적으로 보유하고 있는 공압발생장치 즉, 에어 컴프레셔로서 리벳팅 머신을 구동할 수 있어 설비 및 시설유지가 간편하고 저렴한 효과가 있다.

아울러, 가압행정과 복귀행정을 위한 구성을 다단으로 직렬 조합하여 단일 유압 부스터에 일체로 구성함으로써, 그 구성요소의 활용면에서 효율적이고 제조원가가 절감되며 좁은 공간에서도 설치가 가능한 효과 또한 있다.

Claims (1)

1. 포트(2a)(2b)로 부터 유압유를 공급받거나 배출하는 통상의 리벳팅 헤드(1)가 구비된 리벳팅 머신에 있어서;

   압축공기 통기공(22)이 일측면에 형성된 제1플랜지(20)와; 상하 양측으로 연통하는 다른 압축공기 통기공(32)이 일측면에 형성되고, 중공부(34)가 형성되며, 중공부(34)에서 외부로 연통하는 통공(36)이 형성된 제2플랜지(30)와; 일측면에 외부와 연통하는 통공(46) 및 하단 일측에 리벳팅 헤드(1)의 포트(2b)와 연통하는 다른 통공(45)이 형성된 제3실린더(44)가 중앙부에 형성되고, 상기 제3실린더(44)에서 연장되어 외부로 관통하는 삽입공(48)이 형성되며, 에어벤트(42)가 구비된 제3플랜지(40)와; 제1플랜지(20)와 제2플랜지(30) 사이에 형성된 제1실린더(50)와; 제2플랜지(30)와 제3플랜지(40) 사이에 형성된 제2실린더(60)와; 제2플랜지(30)의 중공부(34)에 삽입되는 제1피스톤 로드(54)가 하단에 형성되며, 제1실린더(50)의 내부에 삽입되는 제1피스톤(52)과; 일측단은 제2플랜지(30)의 하단에 체결되고 타측단은 제3플랜지(40)의 삽입공(48)에 삽입되며 상기 제1피스톤 로드(54)가 내주로 삽입되는 원통형으로 리벳팅 헤드(1)의 포트(2a)와 연결되는 제4실린더(70)와; 제3실린더(44)의 내주면과 제4실린더(70)의 외주면 사이에 삽입되는 원통형의 제2피스톤 로드(64)가 하부에 일체로 형성되어 제2실린더(60)의 내주에 삽입되는 제2피스톤(62)과; 제2플랜지(30)의 통공(36) 및 제3플랜지(40)의 통공(46)과 연통되도록 제2플랜지(30) 및 제3플랜지(40)에 체결되는 오일탱크(80)와; 오일탱크(80), 제2플랜지(30)의 중공부(34), 제3실린더(44) 및 제4실린더(70)에 유압유(12)가 충진된 것을 특징으로 하는 유압 부스터를 장착한 리벳팅 머신.