KR20160003603U - 항공기 기체용 리벳팅장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 항공기 기체 부품을 리벳팅하는 장치에 관한 것이다. 본 고안의 장치는, 상부프레임과 하부프레임을 구비하는 프레임(F)과; 공압에 의하여 증폭되는 유압부스터(12)를 구비하고, 수평방향으로 직선 왕복운동하는 실린더로드(16)를 구비하며 상기 프레임에 지지되는 유압실린더(14); 상기 유압실린더에 의하여 그와 동일한 방향으로 직선 왕복운동을 수행하고, 저면에는 캠곡면이 성형되고 상부프레임에 의하여 지지되는 캠로드(20); 상단부에 구비되는 니들베어링이 상기 캠곡면과 구름접촉하는 것에 의하여 하방으로 이동할 수 있고, 상부프레임에 의하여 상하 방향으로 이동 가능하게 지지되며, 하단부에는 리벳의 상단을 가압하는 상부죠오(52)가 설치된 상하 이동로드(30); 하부프레임에 대하여 나사 결합되어 상하 방향으로 위치 조절이 가능하고, 상단부에 리벳의 하단을 지지하는 하부죠오(54)가 설치되는 나사축(40); 그리고 하향 이동한 상하 이동로드를 상방으로 이동시키기 위하여, 상하 이동로드와 상부프레임 사이에 개재되는 스프링(34)을 포함한다.

Description

항공기 기체용 리벳팅장치{Rivetting device for aircraft body}

본 고안은 항공기용 리벳팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 좌우 방향의 운동을 상하 방향의 운동으로 전환하면서 컴팩트한 크기를 가지면서 충분한 압력을 제공할 수 있음과 같이 리벳팅되는 부분의 정확한 위치 조절이 가능한 항공기 기체용 리벳팅 장치에 관한 것이다.

항공기의 기체는 여러 장의 플레이트를 리벳으로 연결하는 것에 의하여 이루어지는 부분이 많이 있다. 이와 같은 항공기 기체를 형성하기 위한 리벳팅은 실질적을 숙련공에 의하여 수행되고 있다고 할 수 있다. 그러나 실질적으로는 가장 바람직한 힘과 리벳팅을 위한 스트로크 등의 조건을 가지는 장치가 있으면 더욱 바람직한 것은 사실이라고 할 수 있다.

대한민국 특허 제10-0915372호는, 항곡기의 스킨용 리벳팅 장치를 개시하고 있으나, 이는 리벳의 공급 및 공압기를 구비하는 슈팅장치 등에 대하여 자세하게 언급하고 있을 뿐이다. 즉 리벳을 가압하는 기구적 구성에 대해서는 어떠한 기술적 제안도 없다.

항공기의 기체를 성형하는 판상의 부재를 리벳팅하는 경우, 일정한 힘으로 그리고 일정한 스트로크를 가지면서 리벳팅이 수행되는 것이 가장 바람직하다고 할 수 있다. 그리고 이러한 리벳팅 장치는 실질적으로 소형화될 수 있으면 더욱 바람직할 것으로 기대된다.

본 고안의 목적은 일정한 힘을 가지고 리벳팅 하는 것이 가능함과 같이 상부죠오(Jaw)와 하부죠오(Jaw) 사이의 거리를 가장 바람직하게 조절하여 항공기 기체에 대한 리벳팅 작업을 수행할 수 있는 장치를 제공하는 것에 있다.

본 고안의 다른 목적은 컴팩트한 항공기 기체용 리벳팅 장치를 제공하는데 있다고 할 수 있다.

본 고안의 항공기 기체 리벳팅장치는, 상부프레임과 하부프레임을 구비하는 프레임과; 공압에 의하여 증폭되는 유압부스터를 구비하고, 수평방향으로 직선 왕복운동하는 실린더로드를 구비하며 상기 프레임에 지지되는 유압실린더; 상기 유압실린더에 의하여 그와 동일한 방향으로 직선 왕복운동을 수행하고, 저면에는 캠곡면이 성형되고 상부프레임에 의하여 지지되는 캠로드; 상단부에 구비되는 니들베어링이 상기 캠곡면과 구름접촉하는 것에 의하여 하방으로 이동할 수 있고, 상부프레임에 의하여 상하 방향으로 이동 가능하게 지지되며, 하단부에는 리벳의 상단을 가압하는 상부죠오가 설치된 상하 이동로드; 하부프레임에 대하여 나사 결합되어 상하 방향으로 위치 조절이 가능하고, 상단부에 리벳의 하단을 지지하는 하부죠오가 설치되는 나사축; 그리고 하향 이동한 상하 이동로드를 상방으로 이동시키기 위하여, 상하 이동로드와 상부프레임 사이에 개재되는 스프링으로 구성된다.

그리고 상기 캠로드는, 상부프레임에 회전 가능하게 지지되는 다수의 니들베어링에 의하여, 그 상면 및 하면이 구름접촉하도록 지지되는 것이 바람직하다.

또한 상기 하부프레임에 나사결합된 나사축을 정해진 위치에서 멈춘 상태를 유지할 수 있는 클램핑수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 고안에 의하면, 유압실린더를 동력원으로 하여 하향 이동하는 상하 이동로드에 의하여 항상 정해진 힘과 스트로크를 가지고 리벳팅이 수행됨을 알 수 있다. 따라서 제품의 신뢰도가 높은 리벳팅이 가능하게 되는 장점이 있음은 기본적이라고 할 수 있을 것이다.

그리고 유압실린더를 수평방향으로 설치하는 것에 의하여, 전체적인 장치의 높이를 낮출 수 있어서, 컴팩트한 장치를 제공하는 것이 가능한 장점도 기대된다. 또한 나사축의 상하 높이를 쉽게 조절할 수 있기 때문에, 실질적으로 리벳팅이 이루어지는 리벳팅 공간의 높이 조절도 용이함을 알 수 있다.

본 고안에서는 좌우의 수평방향으로 왕복 이동하는 부품을 니들베어링에 의하여 구름 접촉으로 유지하기 때문에, 전체적으로 마모 및 이에 기초하는 손상이 일어나지 않음과 동시에 소음이 최소화되는 리벳팅장치를 구현하고 있다.

도 1은 본 고안 장치의 측면도.
도 2는 본 고안 장치의 정면도.
도 3은 본 고안 장치의 상부의 확대도.
도 4는 본 고안 장치의 하부의 확대도.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 고안에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 먼저 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안의 리벳팅장치는, 일정한 높이를 가지는 테이블(T) 상에 고정된 프레임(F)에 여러 가지 구성 요소가 설치되어, 상부죠오(52)가 하부죠오(54)를 향하여 수직 방향으로 이동하면서 리벳을 가압하도록 구성되고 있다.

상기 프레임(F)은 테이블(T) 상에 설치되어 있으며, 상기 테이블(T)에는 예를 들면 다수의 풋스위치(FS)가 설치되어 있고, 이러한 풋스위치(FS)와 연동하는 솔레노이드밸브(S)도 설치되어 있다. 상기 풋스위치(FS)는 예를 들면 공압원(컴프레서)(AC) 에서 공급되는 공압이 솔레노이드밸브(S)에 의하여 분배될 수 있도록 하기 위한 것다. 예를 들어 제1풋스위치(FSa)가 온되면 상기 솔레노이드밸브(S)는 공압원(AC)에서 공급되는 공압(압축된 공기)을 제1경로(La)를 통하여 흐르도록 하고, 제3풋스위치(FSc)가 온되면 상기 솔레노이드밸브(S)는 공압원(AC)에서 공급되는 공압을 제2경로(Lb)를 통하여 공급되도록 하며, 제2풋스위치(FSb)가 온되면 상기 솔레노이드밸브(S)는 공압의 공급을 정지하도록 동작한다.

상기 제1경로(La)는 유압부스터(12)와 연결되고, 제2경로(Lb)는 유압실린더(14)와 연결되어 있다. 그리고 상기 유압실린더(14)는 유압부스터(12)와 연결되는 연결경로(Lc)를 구비하고 있다. 여기서 상기 유압실린더(14)는 유압을 이용하여 실린더로드(16)가 직선 왕복운동 하는 것임은 당연하다. 그리고 상기 유압부스터(12)는 비교적 약한 압력인 공압을 이용하여 상기 유압실린더(14)의 힘을 증폭시키는 기능을 하는 것으로, 이는 현재 여러 종류의 것이 시판되고 있는 정도로 그 자체는 공지된 것이다. 이러한 유압부스터(12)를 이용하는 것에 의하여, 상기 유압실린더(14)는 후술하는 바와 같은 상하 방향의 운동을 제공하기에 충분한 힘을 가지게 된다.

다음에는 도 2의 요부 확대도인 도 3을 같이 참조하면서 살펴보기로 한다. 상기 유압실린더(14)에 의하여 수평방향으로 직선 왕복운동을 수행하는 실린더로드(16)는, 직접 또는 간접적으로 캠로드(20)를 좌우의 수평 방향으로 직선 왕복운동 시킨다. 도시한 실시예에서, 상기 실린더로드(16)는 연결핀(17)을 통하여 캠로드(20)와 연결되어 있다. 상기 연결핀(17)을 통하여 실린더로드(16)와 캠로드(20)를 연결하는 것에 의하여, 일정 범위의 편심량을 둘 수 있고, 이로 인하여 수평 방향의 공차를 충분히 흡수할 수 있게 될 것이다. 즉 상기 연결핀(17)과, 연결핀이 삽입되는 구멍(실린더로드 및 캠로드에 성형된) 사이에는 일정한 유격을 가지고 있음을 알 수 있다.

본 발명에서의 캠로드(20)는 그 저면에 캠곡면(22)이 형성되어 있고, 이러한 캠곡면(22)은 후술하는 상하 이동로드(30)를 상하 방향으로 변환시키기 위한 것이다. 즉 상기 캠로드(20)의 좌우방향 직선 왕복운동은, 상하 이동로드(30)의 상하 방향의 직선 운동으로 변환시키는 것이라고 할 수 있다.

상기 상하 이동로드(30)의 상단부에는 니들베어링(32)이 회전 가능하게 지지되어 있고, 상기 니들베어링(32)은 캠로드(20)의 캠곡면(22)과 접촉하게 된다. 따라서 상기 캠로드(20)가 도면에서 좌측으로 이동하게 되면 캠곡면(22)과 접촉하고 있는 니들베어링(32)은 자체적으로 회전하면서[즉 캠곡면(22)과는 구름 운동을 하면서], 상하 이동로드(30)를 하방으로 직선 운동시키게 된다.

상기 상하 이동로드(30)는, 프레임(F)의 일부를 형성하는 상부프레임(Fu)의 중간 부분에서 상하 이동 가능하도록 지지되어 있음을 알 수 있을 것이다. 그리고 상기 상부프레임(Fu)의 중간에서 상하 이동하는 상하 이동로드(30)의 하단부는, 리벳의 상단부에 힘을 가하는 상부죠오(52)가 설치되어 있음을 알 수 있다.

그리고 상기 상하 이동로드(30)와 상부프레임(Fu) 사이에는 스프링(34)이 개재되어 있다. 상기 스프링(34)은, 캠로드(20)의 캠곡면(22)에 의하여 하방으로 이동한 상하 이동로드(30)를 다시 상부의 원위치로 탄성적으로 복귀시키기 위한 것이다. 즉, 본 고안에서는, 상하 이동로드(30)가 리벳의 상단부를 가압하는 힘을 발생시킬 수 있도록 상하 방향으로 운동하는데, 상하 이동로드(30)의 하향 운동은 상술한 바와 같은 캠로드(20)에 의하여 이루어지고, 상하 이동로드(30)의 상향 운동은 상기 스프링(34)에 의하여 이루어지는 것이다.

여기서 상기 실린더로드(16)에 의하여 좌우 방향으로 직선 왕복운동을 수행하는 캠로드(20)는, 상부프레임(Fu)에 의하여 좌우 방향의 운동이 안정적으로 지지되고 있다. 즉, 상기 상부프레임(Fu)에는, 캠로드(20)가 좌우 방향으로 직선 운동하는 통로가 형성되어 있고, 이러한 통로의 상부에는 캠로드(20)의 상면에 접촉하는 다수의 니들베어링(24b)가 설치되어 있고, 통로의 하부에는 캠로드(20)의 저면과 접촉하는 니들베어링(24a)이 설치되어 있다.

따라서 상기 캠로드(20)가 좌우 방향으로 직선 운동할 때, 상기 상부의 니들베어링(24b) 및 하부의 니들베어링(24a)에 의하여 안내되고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 캠로드(20)가 상면 및 하면에서 다수의 니들베어링(24a,24b)에 의하여 안내된다는 것은, 실질적으로 구름 접촉에 의하여 마찰이 발생하는 것을 방지함과 같이 보다 안정적으로 좌우 방향의 직선 왕복 운동이 가능하게 됨을 알 수 있다.

이상의 운동 방향 및 구조를 정리하면, 캠로드(20)의 좌우 방향 직선 운동은, 유압실린더(14)의 실린더로드(16)에 의하여 이루어짐을 알 수 있다. 그리고 상기 캠로드(20)는, 캠곡면(22) 및 니들베어링(32)를 이용하여, 상하 이동로드(30)를 하방으로 이동시키게 된다. 상기 상하 이동로드(30)의 상방 운동은 스프링(34)의 탄성 복원력에 의하여 이루어진다.

여기서 좌우 방향의 이동을 제공하는 구동원인 유압실린더(14)를 수평 방향으로 설치하는 것은, 실질적으로 필요 이상으로 높이가 높아지는 것을 방지함과 동시에, 장치를 보다 컴팩트하게 구성하기 위한 것이라고 할 수 있다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(F)의 일부를 형성하는 하부프레임(Fd)에는, 외주연에 나사 가공된 나사축(40)이 나사 결합되어 있다. 따라서 상기 나사축(40)의 하단부인 핸들(42)을 잡고 나사축을 회전시키면, 상기 나사축(40)은 상승하거나 하강하게 된다. 본 고안의 장치에서는 이와 같이 나사축(40)을 이용하여 하부죠오(54)가 지지되는 부분의 높이를 조절할 수 있도록 구성하고 있음을 알 수 있고, 이와 같은 구성에 의하여 리벳팅되는 플레이트의 두께 등에 충분히 탄력적으로 대응할 수 있게 될 것이다.

그리고 상기 나사축(40)의 중앙부분(하부프레임의 직하부)에는 고정클램프(44)가 설치되어 있다. 이러한 고정클램프(44)는 상기 나사축(40)의 정해진 위치를 더욱 견고하게 유지하기 위하여 설치되는 것이라고 할 수 있다.

상기 고정클램프(44)는, 예를 들면 내주연이 나사 가공된(탭핑된) 너트로 구성할 수 있을 것이고, 더욱이 나사산의 방향이 상이한 한 쌍의 너트로 구성하고, 이러한 한 쌍의 너트(또는 너트)가 하부프레임(Fd)의 저면에 밀착되도록 조작하는 것에 의하여, 나사축(40)을 정해진 위치에서 충분히 고정시킬 수 있을 것이다.

그리고 상기 나사축(40)의 상단부에는, 리벳의 하단부를 지지하는 하부죠오(54)가 설치되어 있다. 즉, 리벳하고자 하는 두 개의 판재에 대하여 미리 드릴링 가공을 수행한 후, 상기 상부죠오(52)와 하부죠오(54) 사이에 넣어서, 본 고안의 장치에 의하여 리벳팅 가공을 수행할 수 있게 되는 것이다.

다음에는 이와 같은 본 고안의 장치를 이용하여 리벳팅을 수행하는 과정에 대하여 간단하게 살펴보기로 한다. 먼저 리벳팅을 수행하고자 하는 두 개의 판재는, 실질적으로 드릴링 가공된 상태이고, 이들을 상기 상부죠오(52)와 하부죠오(54) 사이에 투입하고 수작업으로 리벳을 결합한다. 이렇게 준비된 상태에서 사용자가 제1풋스위치(FSa)를 밟게 되면 솔레노이드밸브(S)는 제1경로(La)를 통하여 압축된 공기를 공급하게 된다.

따라서 유압부스터(12)에 의하여 증폭된 힘을 가지는 유압실린더(14)의 실린더로드(16)가 도면 상 좌측으로 이동하게 된다. 따라서 캠로드(20)도 동일한 좌측 방향으로 직선 왕복운동을 수행하게 되는데, 여기서 캠로드(20)의 캠곡면(22)과 접촉하는 니들베어링(32)을 구비하고 있는 상하 이동로드(30)는 하방으로 이동하게 된다. 따라서 상하 이동로드(30)의 하단부에 설치된 상부죠오(52)는 리벳의 상단부를 가압하게 되고, 이 때 리벳의 하단부는 하부죠오(54)에 의하여 지지되고 있다.

이러한 과정에 의하여 항공기의 기체를 형성하는 두 장의 플레이트가 리벳팅될 수 있을 것이고, 이러한 과정이 완료되면 제3풋스위치(FSc)를 눌러서 공압원(AC)에서의 압축 공기가 제2경로(La)를 통하여 유입되도록 한다. 이러한 방향의 공기 유입에 의하여 유압실린더(14)는 역 방향으로 동작하는데, 실린더로드(16)가 도면 상 우측으로 이동하게 된다. 따라서 상하 이동로드(30)의 상단부와 접촉하고 있는 캠로드(20)도 같이 좌측으로 이동한다.

이 때 상하 이동로드(30)를 하방으로 가압하고 있던 힘이 제거됨에 따라서, 스프링(34)의 탄성복원력이 작용하여, 상하이동로드(30)는 상방으로 이동하게 되고, 리벳팅이 완료된 두 개의 플레이트는 외부로 빼낼 수 있게 될 것이다.

이상에서와 같은 구성을 가지는 본 고안의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능할 것임은 당연하고, 본 고안의 보호범위는 첨부한 실용신안 등록 청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

12 ..... 유압부스터
14 ..... 유압실린더
16 ..... 실린더로드
17 ..... 연결핀
20 ..... 캠로드
22 ..... 캠곡면
24a, 24b ..... 니들베어링
30 ..... 상하 이동로드
32 ...... 니들베어링
34 ..... 스프링
52 ..... 상부죠오
54 ..... 하부죠오
F ..... 프레임
Fd ..... 하부프레임
Fu ..... 상부프레임
FS ..... 풋스위치
T ..... 테이블

Claims (3)

1. 상부프레임과 하부프레임을 구비하는 프레임과;
   공압에 의하여 증폭되는 유압부스터를 구비하고, 수평방향으로 직선 왕복운동하는 실린더로드를 구비하며 상기 프레임에 지지되는 유압실린더;
   상기 유압실린더에 의하여 그와 동일한 방향으로 직선 왕복운동을 수행하고, 저면에는 캠곡면이 성형되고 상부프레임에 의하여 지지되는 캠로드;
   상단부에 구비되는 니들베어링이 상기 캠곡면과 구름접촉하는 것에 의하여 하방으로 이동할 수 있고, 상부프레임에 의하여 상하 방향으로 이동 가능하게 지지되며, 하단부에는 리벳의 상단을 가압하는 상부죠오가 설치된 상하 이동로드;
   하부프레임에 대하여 나사 결합되어 상하 방향으로 위치 조절이 가능하고, 상단부에 리벳의 하단을 지지하는 하부죠오가 설치되는 나사축; 그리고
   하향 이동한 상하 이동로드를 상방으로 이동시키기 위하여, 상하 이동로드와 상부프레임 사이에 개재되는 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 항공기 기체용 리벳팅장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 캠로드는, 상부프레임에 회전 가능하게 지지되는 다수의 니들베어링에 의하여, 그 상면 및 하면이 구름접촉하도록 지지되는 항공기 기체용 리벳팅장치.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하부프레임에 나사결합된 나사축을 정해진 위치에서 멈춘 상태를 유지할 수 있는 클램핑수단을 더 포함하는 항공기 기체용 리벳팅장치.
   
   

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