KR20100058020A - 자동나사체결기 - Google Patents

Abstract

나사지지장치를 통해 나사장전공이 하부 쪽은 물론 상부 쪽이나 측방을 향하도록 자세가 전환된 상태에서도 나사장전공에 장전된 나사의 유동이 방지되도록 마련된 자동나사체결기가 개시된다.

따라서 본 발명에 따른 자동나사체결기는 보다 다양한 자세에서 나사체결작업을 수행할 수 있게 되어 나사가 체결되는 체결대상물의 위치를 변화시키지 않고서도 체결대상물에 연속적으로 나사를 체결할 수 있게 된다.

Description

자동나사체결기{Motor-driven Driver}

본 발명은 자동나사체결기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 다양한 자세에서 나사체결작업을 수행할 수 있도록 마련된 자동나사체결기에 관한 것이다.

가전제품 등 대부분의 공산품을 보면, 제품의 고장시나 청소시에 사용자가 제품을 쉽게 분해할 수 있도록 나사를 이용하여 부품들을 체결시키고 있으며, 이에 따라 공산품을 대량 제조하는 생산라인에서는 나사체결작업의 편의성을 위해 자동나사체결기를 이용하여 나사 체결작업을 수행하고 있는 실정이다.

자동나사체결기는 통상 나사체결유닛과 나사피딩유닛을 구비한다. 이중 나사체결유닛은 드라이버비트와, 드라이버비트를 회전시키기 위한 구동수단과, 드라이버비트의 진퇴동작을 가이드하는 가이드봉을 구비하며, 나사피딩유닛은 나사의 공급동작을 가이드하는 피딩라인과, 피딩라인으로 에어를 공급하여 나사의 피딩 동작이 수행되도록 하는 에어공급장치를 구비한다. 상기 구동수단은 모터나 공압장치 등이 이용될 수 있다.

또 상기 가이드봉과 피딩라인은 나사머리가 걸리도록 끝단에 나사장전공이 형성된 체결헤드에 함께 연결된다. 나사장전공에 장전된 나사는 그 자중에 의해 나사장전공에 장전된 상태를 유지하게 되는데, 이에 따라 나사장전공에 장전된 나사의 이탈방지를 위해 나사체결작업시 자동나사체결기는 항시 나사장전공이 하부 쪽을 향한 상태를 유지하여야 하며, 체결헤드의 나사장전공 쪽은 나사체결작업시 나사의 슈팅이 가능하도록 양측으로 벌어질 수 있도록 마련된다.

따라서 이러한 자동나사체결기를 통해 나사를 체결할 때는 먼저 피딩라인을 따라 공급되어 나사장전공에 걸려진 상태로 장전된 나사를 체결대상물에 댄 상태에서 가이드봉을 따라 드라이버비트를 전진시켜 나사머리에 물려지도록 한 상태에서 구동수단을 구동시키게 된다. 그러면 나사는 드라이버비트와 함께 자동적으로 회전되면서 체결대상물에 체결되며, 이후 나사장전공이 나사가 없는 빈 상태가 되면, 상기 에어공급장치가 다시 구동되어 나사장전공에 다시 나사를 정전시키게 되며, 자동나사체결기에 의한 나사체결작업은 이러한 과정이 반복적으로 수행되면서 이루어지게 된다.

그러나 이러한 종래 자동나사체결기는 나사장전공에 장전된 나사의 이탈방지를 위해 나사체결작업시 자동나사체결기의 자세가 항시 나사장전공이 하부 쪽을 향한 상태를 유지하여야 하기 때문에, 상부 쪽에서 하부 쪽으로 나사체결작업을 수행할 때는 별 무리가 없지만, 하부 쪽에서 상부 쪽으로 나사를 체결하거나 측방향으로 나사를 체결하기 위해 나사장전공이 상부나 측방을 향하도록 자세가 전환되면, 나사장전공에 장전된 나사가 정위치를 이탈하게 되면서 나사체결작업을 효과적으로 수행할 수 없게 되는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 보다 다양한 자세에서 나사체결작업을 수행할 수 있도록 마련된 자동나사체결기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동나사체결기는 진퇴 및 회전 가능하도록 설치되는 드라이버비트와, 상기 드라이버비트의 진퇴동작을 가이드하는 비트안내통로와, 나사가 헤드가 걸린 상태로 장전될 수 있도록 상기 비트안내통로의 끝단에 형성되며 상기 드라이버비트에 의해 상기 나사의 머리부가 가압될 경우 벌어지도록 마련된 나사장전공과, 상기 나사장전공으로 피딩되는 나사의 피동동작을 가이드하도록 상기 비트안내통로와 교차되도록 마련된 나사안내통로와, 상기 나사장전공에 장전된 나사의 헤드를 지지하도록 마련된 나사지지장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 나사지지장치는 상기 나사의 헤드를 지지하도록 마련된 나사지지부를 구비하는 나사지지부재와, 상기 나사지지부를 상기 나사의 헤드 쪽으로 탄성지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 나사지지부재는 상기 나사지지부가 상기 나사장전공에 인접한 비트안내 통로 내부로 출입될 수 있도록 상기 나사안내통로 외측에 힌지결합된 것을 특징으로 한다.

상기 나사지지부는 상기 나사지지부재의 일단 쪽에 마련되고, 상기 나사지지부재의 중도에는 상기 나사안내통로에 힌지결하되도록 힌지축이 마련되며, 상기 탄성부재는 상기 나사지지부 반대 쪽 나사지지부재의 타단과 나사안내통로 외면 사이를 탄성지지하도록 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 나사지지부는 상기 나사의 헤드 측방을 지지하도록 마련된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 자동나사체결기는 나사지지장치를 통해 나사장전공이 하부 쪽은 물론 상부 쪽이나 측방을 향하도록 자세가 전환된 상태에서도 나사장전공에 장전된 나사의 유동이 방지된다. 따라서 본 발명에 따른 자동나사체결기는 보다 다양한 자세에서 나사체결작업을 수행할 수 있게 되어 체결대상물의 위치를 변화시키지 않고서도 체결대상물에 연속적으로 나사를 체결할 수 있게 된다.

다음은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1과 도 2에 에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 다른 자동나사체결기는 나사체결동작을 수행하는 나사체결유닛(10)과, 나사(S)의 자동공급이 기능을 담당하는 나사피딩유닛(20), 그리고 체결헤드(30)를 포함하여 구성된다.

나사체결유닛(10)은 구동모터(11)가 내장된 하우징(12)과, 일단이 구동모터(11)에 회전 가능하게 결합된 드라이버비트(13)를 구비한다. 하우징(12)은 손잡이 역할을 수행할 수 있도록 소정길이의 봉 형상으로 마련되며, 하우징(12)의 끝단에는 구동모터(11)로 전원을 공급하기 위한 전선(14)이 연결된다. 하우징(12) 외부 쪽 드라이버비트(13)의 끝단은 일자 또는 십자형상과 같이 나사(S)의 헤드(Sc)에 형성되는 비트홈(Sa)에 물리도록 비트홈(Sa)과 동일한 형상을 취한다. 참고로 상기 구동모터(11)는 에어압을 통해 드라이버비트(13)를 회전시키는 공압장치 등 드라이버비트(13)를 회전시킬 수 있는 범위 내에서 다양한 다른 것으로의 대체가 가능하다.

또 나사피딩유닛(20)은 나사(S)의 공급을 위해 투명하고 플랙시블한 재질의 우레탄소재로 마련된 피딩라인(21)과, 피딩라인(21)으로 고압의 에어를 공급할 수 있도록 피딩라인(21) 일단 쪽에 연결되는 에어공급장치(미도시)를 포함하여 구성된다. 따라서 나사(S)는 에어공급장치(미도시)를 통해 피딩라인(21)으로 고압의 에어가 공급 될 때 피딩라인(21) 일단 쪽에서 타단 쪽으로 피딩라인(21)을 따라 피딩된다. 피딩라인(21)과 상기 전선(14)은 자동나사체결기의 이동거리 확보를 위해 다소 길게 형성되는 것이 바람직하며, 도면에서 미설명 부호 22는 피딩라인(21)과 체결헤드(30) 사이를 연결하는 연결부재이다.

그리고 체결헤드(30)는 나사체결유닛(10)과 나사피딩유닛(20)의 결합을 위해 마련되며. 이러한 체결헤드(30)는 드라이버비트(13)의 진퇴동작을 가이드하는 비트안내통로(31)와, 나사(S)의 피딩동작을 가이드하는 나사안내통로(32)와, 나사(S)의 다리(Sb)는 통과가 가능하고 나사(S)의 헤드(Sc)는 걸리도록 마련된 나사장전공(33)을 구비하도록 마련된다.

비트안내통로(31)는 전진동작되는 드라이버비트(13)를 수용할 수 있도록 드라이버비트(13)의 축심을 따라 연장되고, 상기 나사장전공(33)은 나사(S)의 머리(Sc)가 걸릴 수 있도록 드라이버비트(13)의 전진방향 쪽 비트안내통로(31)의 끝단에 형성된다. 이 나사장전공(33)은 드라이버비트(13)에 의해 나사(S)의 머리부(Sc)가 가압될 경우 벌어질 수 있도록 마련된다. 그리고 상기 나사안내통로(32)는 나사장전공(33)으로 피딩되는 나사(S)의 피동동작을 가이드하도록 나사장전공(33)에 인접한 비트안내통로(31)의 측방에 비트안내통로(31)와 교차되도록 마련되며, 이러한 나사안내통로(32)는 비트안내통로(31)와 예각을 이룬다. 따라서 체결헤드(30)의 구조는 전체적으로 "Y"자 형태를 이루게 되며, 비트안내통로(31)와 나사안내통로(32)는 금속을 통해 상호 일체형으로 마련될 수 있다.

나사장전공(33)이 벌어질 수 있도록 비트안내통로(31)는 몸통(31a)과, 몸통(31a) 끝단 양측에 힌지결합된 한 쌍의 집게부재(31b)를 포함하여 구성된다. 상기 나사장전공(33)은 한 쌍의 집게부재(31b)의 끝단 사이에 형성되며, 각 집게부재(31b)와 몸통(31a) 사이에는 각 집게부재(31b) 사이를 오므려지는 방향으로 탄성지지하는 제1탄성부재(31c)가 설치된다(도 5참조). 따라서 나사장전공(33)은 장전 된 나사(S)의 헤드(Sc)를 드라이버비트(13)가 가압하기 전까지는 벌어짐이 방지되어 나사(S)의 장전이 가능하게 된다. 참고로 나사장전공(33)에 인접한 부위의 집게부재(31b) 사이에는 후술하게 될 나사지지부재(51)의 나사지지부(51a)가 비트안내통로(31) 내부로 출입될 수 있도록 출입공(31d)이 형성된다.

또한 상기 나사피딩유닛(20)의 피딩라인(21)은 상기 나사안내통로(32)의 단부에 연결부재(22)를 통해 연결 고정되고, 나사체결유닛(20)의 하우징과(12)의 체결헤드(30)의 결합을 위해 드라이버비트(13)의 후진방향 쪽 비트안내통로(31)의 단부에는 하우징(12) 외부로 노출되는 드라이버비트(13)를 감싸기 위한 가이드봉(41)이 설치된다. 가이드봉(41)은 하우징(12) 내부에 설치되는 제2탄성부재(42)에 탄성지지된 상태에서 하우징(12) 내부로 소정구간 슬라이딩 가능하게 설치되어 하우징(12) 및 구동모터(11)에 고정된 드라이버비트(13)의 진퇴 동작을 가이드하게 된다.

따라서 본 실시예에 따른 자동나사체결기를 통해 나사(S)를 체결할 때는 먼저 도 3과 같이, 피딩라인(21)과 나사안내통로(32)를 따라 공급되어 나사장전공(33)에 걸려진 상태로 장전된 나사(S)를 체결대상물에 댄 상태에서 도 4와 같이 하우징(12)을 나사장전공(33) 쪽으로 전진시켜 드라이버비트(13)의 끝단이 나사(S)의 헤드(Sc)에 형성된 비트홈(Sa)에 물려지도록 한 상태에서 구동모터(11)를 구동시키게 된다. 여기서 구동모터(11)는 드라이버비트(13)의 전진동작시 자동적으로 구동되도록 하여도 무방하다. 그리고 이와 같이 구동모터(11)가 구동되면, 나사(S)는 드라이버비트(13)와 함께 자동적으로 회전되면서 체결대상물에 체결되며, 나사 체결 완료 후 하우징(12)을 밀도록 하우징(12)에 가해졌던 외력을 제거하게 되면, 드라이버비트(13)와 하우징(12)은 제2탄성부재(42)의 탄성복원력에 의해 원 상태로 복원된다. 그리고 이후 나사장전공(33)이 나사(S)가 없는 빈 상태가 되면, 상기 에어공급장치(미도시)가 다시 구동되어 나사장전공(33)에 새로운 나사(S)를 정전시키게 되고, 자동나사체결기에 의한 나사체결작업은 이러한 과정이 반복적으로 수행되면서 이루어지게 된다.

참고로 본 실시예에 따른 자동나사체결기는 구동모터(11)와 에어공급장치(미도시)의 구동을 제어하기 위한 것으로 도시되지 않은 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 나사체결유닛(10)의 하우징(12)에는 드라이버비트(13)의 위치를 감지하기 위한 감지장치(미도시)가 설치되어 드라이버비트(13)가 후진 되었을 경우에만 나사(S) 장전을 위해 에어공급장치(미도시)가 구동되도록 할 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 자동나사체결기는 자동나사체결기가 보다 다양한 자세에서 나사체결작업을 수행할 수 있도록 마련되는 것으로, 상기 나사장전공(33)에 장전된 나사(S)의 헤드(Sc)를 지지하도록 마련된 나사지지장치(50)를 더 포함하여 구성된다.

도 3에 명확히 도시된 바와 같이, 나사지지장치(50)는 나사장전공(33)에 장전된 나사(S)의 헤드(Sc)를 지지하도록 마련된 나사지지부(51a)를 구비하는 나사지지부재(51)와, 나사지지부(51a)를 나사(S)의 헤드(Sc) 쪽으로 탄성지지하는 제3탄성부재(52)를 포함하여 구성된다.

나사지지부재(51)는 나사안내통로(32)의 길이방향으로 설치되고, 일단에 위 치되는 나사지지부(51a)가 나사장전공(33)에 인접한 비트안내통로(31) 내부로 출입될 수 있도록 상기 나사안내통로(32) 외측에 힌지결합된다. 나사지지부재(51)의 힌지결합을 위해 나사안내통로(32a)의 일측 외면에는 나사안내통로(32)의 길이방향을 따라 나사지지부(51a) 쪽을 제외한 나사지지부재(51)의 삽입을 위한 삽입홈(32a)이 형성되고(도 1참조), 나사지지부재(51)의 중도에는 상기 삽입홈(32a) 내측벽에 힌지결합되도록 힌지축(51b)이 형성된다.

그리고 상기 제3탄성부재(52)는 나사지지부(51a) 반대 쪽 나사지지부재(51)의 타단과 삽입홈(32a) 쪽 나사안내통로(52)의 외면 사이를 탄성지지하도록 마련되는데, 제3탄성부재(52)의 고정을 위해 나사지지부(51a) 반대 쪽 나사지지부재(51)에는 제3탄성부재(52)의 일단이 체결되도록 체결홈(51c)이 형성된다.

또한 상기 나사지지부(51a)는 드라이버비트(13)의 전진동작에 간섭을 일으키지 않도록 상기 나사(S)의 헤드(Sc) 측방을 지지하도록 마련되는 것이 바람직하다.

상기 나사지지장치(50)에 의한 장전 나사(S)의 구속동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 나사장전공(33)에 나사(S)가 장전되어 있지 않은 상태에서 상기 나사지지부(51a)는 상기 출입공(31d)을 통해 나사장전공(33) 일측 비트안내통로(31) 내부로 진입된 상태가 된다. 이 상태에서 상기 에어공급장치(미도시)가 구동되면, 나사(S)는 나사장전공(33)에 장전되기 직전에 나사지지부(51a)를 통과하게 되면서 나사지지부(51a)를 치게 된다. 이때 나사지지부재(51)는 도 3에 도시된 바와 같이 순간적으로 제3탄성부재(52)를 가압하도록 회전 동작 되었다가 나사(S)의 헤드(Sc)가 나사장전공(33)에 걸리도록 장전됨과 동시에 제3탄성부재(52)의 복원력을 통해 다시 원상태로 복귀되면서 나사장전공(33)에 장전된 나사(S)의 헤드(Sc)를 지지하게 되는 것이다.

따라서 이와 같이 구성되는 나사지지장치(50)를 구비하는 자동나사체결기는 상기 나사지지장치(50)를 통해 나사장전공(33)이 하부 쪽은 물론 상부 쪽이나 측방을 향하도록 자세가 전환된 상태에서도 나사장전공(33)에 장전된 나사(S)의 유동이 방지되며, 이에 따라 본 실시예에 따른 자동나사체결기는 보다 다양한 자세에서 나사체결작업을 수행할 수 있게 되어 체결대상물의 위치를 변화시키지 않고서도 체결대상물에 연속적으로 나사(S)를 체결할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동나사체결기의 체결헤드 쪽 구조를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동나사체결기의 구조를 도시한 측단면도로 나사장전공에 나사가 장전되기 전의 상태를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동나사체결기의 체결헤드 쪽 구조를 도시한 측단면도로 나사장전공에 나사가 장전된 상태를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동나사체결기의 구조를 도시한 측단면도로 드라이버비트가 나사장전공에 장전된 나사 쪽으로 전진된 상태를 나 타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동나사체결기의 체결헤드 쪽 구조를 도시한 측단면도로 도 2 내지 4와 다른 방향에서 본 상태를 나타낸 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 나사체결유닛 13: 드라이버비트

20: 나사피딩유닛 21: 피딩라인

30: 체결헤드 31: 비트안내통로

32: 나사안내통로 33: 나사장전공

50: 나사지지장치 51: 나사지지부재

51a: 나사지지부 52: 제3탄성부재

Claims (5)

1. 진퇴 및 회전 가능하도록 설치되는 드라이버비트와, 상기 드라이버비트의 진퇴동작을 가이드하는 비트안내통로와, 나사가 헤드가 걸린 상태로 장전될 수 있도록 상기 비트안내통로의 끝단에 형성되며 상기 드라이버비트에 의해 상기 나사의 머리부가 가압될 경우 벌어지도록 마련된 나사장전공과, 상기 나사장전공으로 피딩되는 나사의 피동동작을 가이드하도록 상기 비트안내통로와 교차되도록 마련된 나사안내통로와, 상기 나사장전공에 장전된 나사의 헤드를 지지하도록 마련된 나사지지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동나사체결기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 나사지지장치는 상기 나사의 헤드를 지지하도록 마련된 나사지지부를 구비하는 나사지지부재와, 상기 나사지지부를 상기 나사의 헤드 쪽으로 탄성지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동나사체결기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 나사지지부재는 상기 나사지지부가 상기 나사장전공에 인접한 비트안내통로 내부로 출입될 수 있도록 상기 나사안내통로 외측에 힌지결합된 것을 특징으로 하는 자동나사체결기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 나사지지부는 상기 나사지지부재의 일단 쪽에 마련되고, 상기 나사지지부재의 중도에는 상기 나사안내통로에 힌지결하되도록 힌지축이 마련되며, 상기 탄성부재는 상기 나사지지부 반대 쪽 나사지지부재의 타단과 나사안내통로 외면 사이를 탄성지지하도록 마련된 것을 특징으로 하는 자동나사체결기.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 나사지지부는 상기 나사의 헤드 측방을 지지하도록 마련된 것을 특징으로 하는 자동나사체결기.

Images