KR20230171686A - 유압 토크 렌치 안전 체결장치 - Google Patents

유압 토크 렌치 안전 체결장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유압 토크 렌치 안전 체결장치에 있어서 렌치 드라이버를 구동하는 구동부와 구동부를 지지하는 몸체부의 내부에 형성된 암돌기와 수돌기의 일측부에 돌기가 형성되지 않은 체결 보조부를 형성하여 유압 토크 렌치의 체결과 분리를 용이하도록 하여 유압 토코 렌치의 사용상 안정성과 작업 효율을 높일 수 있도록 한다.

Description

유압 토크 렌치 안전 체결장치{HYDRAULIC TORQUE WRENCH SAFETY FASTENER}
본 발명은 유압 토크 렌치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유압 토크 렌치에 있어서 렌치 드라이버를 구동하는 구동부와 구동부를 지지하는 몸체부의 내부에 형성된 암돌기와 수돌기의 일측부에 돌기가 형성되지 않은 체결 보조부를 형성하여 유압 토크 렌치의 체결과 분리를 용이하도록 하여 유압 토코 렌치의 사용상 안정성과 작업 효율을 높일 수 있도록 하는 유압 토크 렌치 안전 체결장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유압 토크 렌치(Hydraulic Torque Wrench)는 유압 펌프에서 보내지는 유압의 힘에 의해 목표로 하는 토크 값으 로 볼트를 체결하는 장비(Tool)로서, 발전소, 석유화학, 건설, 자동차, 조선, 철도 등의 다양한 구조물에서 체 결되는 볼트에 필수적으로 널리 사용되고 있다.
유압 토크 렌치의 볼트의 조임 방법은 토크법, 회전각법, 토크기울기법이 있으나 통상 토크법이 가장 많이 쓰이 며, 이러한 토크법은 조임의 영역을 볼트의 탄성역 범위로서 항복 조임 축력이 넘지 않도록 요구하고 있다.
산업현장에서는 표준 및 이론적 계산을 바탕으로 오랜 시간의 시행착오에 의해 정하여진 설비별 토크 값을 볼트 조임 시 목표 토크 값으로 설정하여 철저한 관리하에 볼트체결 작업을 시행하고 있다.
그러나, 유압 토크 렌치는 마찰을 기반으로 한 변수와 현장의 작업조건 변화 등으로 인해서 출력 토크 값의 변 화에 항상 노출되어 있지만, 출력 토크 값을 실시간으로 확인하여 대응할 수 없기 때문에 이를 극복하기 위한 정기적 또는 비정기적인 검교정 실시가 매우 중요하며, 일반적으로 작업 내용 및 사용 빈도에 따라 3개월, 6개 월, 12개월의 주기 또는 특별 일정으로 검교정을 받고 있다.
또한, 이러한 유압 토크 렌치 출력 토크 값의 정확성 및 신뢰성 유지를 위한 검교정은 많은 예산과 불용시간이 요구되지만, 작업 설비의 수명과 사고 예방을 위해서는 시행하지 않을 수 없는 것이 현실이다.
이와 같이, 일정시간 사용된 유압 토크 렌치의 정확하지 않은 출력 토크 값으로 인해 발생하는 볼트의 풀림 또 는 파괴는 산업현장에서의 재정적 및 환경적 측면에서 재앙으로 다가올 수 있기 때문에, 출력 토크 값을 실시간 으로 확인하여 토크 값의 오류를 즉각적으로 대응 조치하게 함으로써, 작업이 수행된 설비 및 제품의 안전성과 내구성이 유지될 수 있도록 할 수 있는 기술개발이 절실히 요구되고 있다.
또한, 유압펌프 교체, 작업자 변경 등의 작업환경이 변화됨에 따라서도 출력 토크 값의 변화가 발생될 수 있는 데, 이러한 경우에도 유압 토크 렌치에서 출력되는 토크 값을 실시간 확인하여 대응할 수 있도록 해야 하며, IoT 활용의 제품 서비스화를 대비해 출력 토크 값을 실시간의 디지털 데이터로 획득할 수 있는 기술 개발도 필 요한 실정이다.
대한민국 공개특허 10-2003-0035718
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유압 토크 렌치에 있어서 렌치 드라이버를 구동하는 구동부와 구동부를 지지하는 몸체부의 내부에 형성된 암돌기와 수돌기의 일측부에 돌기가 형성되지 않은 체결 보조부를 형성하여 유압 토크 렌치의 체결과 분리를 용이하도록 하여 유압 토코 렌치의 사용상 안정성과 작업 효율을 높일 수 있도록 하는 유압 토크 렌치 안전 체결장치를 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유압 토크 렌치 안전 체결장치는, 외부로부터 인가된 유압이 입력되는 유압부; 상기 유압부를 통해 인가되는 유압에 의해 구동력을 제공하는 구동부; 및 상기 구동력에 의해 회전하는 렌치 드라이버와, 상기 렌치 드라이버에 결합되는 렌치용 소켓을 포함하는 래칫부;를 포함하고, 상기 래칫부는, 상기 렌치 드라이버에 설치되어 측정된 토크의 데이터를 제공하는 토크 측정부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 토크 측정부는, 상기 렌치 드라이버에 설치되어 토크를 측정하는 토크 센서; 및 상기 토크 센서에서 측정된 토크의 데이터를 전송하는 통신 모듈을 포함하는 회로부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 렌치 드라이버는, 상기 렌치용 소켓이 결합되는 사각 드라이버부; 상기 구동부의 구동력이 인가되는 기어가 표면에 형성되는 몸체부; 및 상기 몸체부의 내부에 형성되어 상기 회로부가 삽입되는 수납부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유압 토크 렌치 안전 체결장치에 있어서 렌치 드라이버를 구동하는 구동부와 구동부를 지지하는 몸체부의 내부에 형성된 암돌기와 수돌기의 일측부에 돌기가 형성되지 않은 체결 보조부를 형성하여 유압 토크 렌치의 체결과 분리를 용이하도록 하여 유압 토코 렌치의 사용상 안정성과 작업 효율을 높일 수 있도록 한다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치의 렌치 드라이버를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 유압 토크 렌치 안전 체결장치의 실물을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치의 렌치 드라이버를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 유압 토크 렌치 안전 체결장치의 실물을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치의 구성도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치의 렌 치 드라이버를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치의 토크 측정부의 구성도이
다. 또한, 도 6은 본 발명의 유압 토크 렌치에 관한 일 예시의 실물을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 유압 토크 렌치에 관한 다른 예시의 실물을 도시한 도면이며, 도 8 내지 도 11은 본 발명의 유압 토크 렌치의 렌치 드라이버에 관한 일 예시의 실물들을 도시한 도면이다.
도 1 ~ 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치(100)는 유압부(110), 구동부(120) 및 래 칫부(130)를 포함하여 구성된다.
유압부(110)는 유압을 인가하기 위한 입력포트 및 출력포트를 갖는 유압포트 유닛(Hydraulic Pot Unit)을 포함 할 수 있다. 즉, 외부의 유압발생장치(예를 들어, 유압펌프 등)의 호스가 유압포트 유닛에 결착됨에 따라, 외부 의 유압발생장치로부터 발생된 유압이 유압부(110)를 통해 인가될 수 있다.
구동부(120)는 상기 유압부(110)를 통해 인가되는 유압에 의해 구동력을 제공하기 위한 구성으로서, 구동모터와 구동 드라이버를 포함할 수 있다.
래칫부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 렌치 드라이버(131), 렌치용 소켓(139), 토크 측정부(140)를 포함한다. 여기서, 상기 렌치 드라이버(131)는 상기 구동부(120)를 통해 인가되는 구동력에 의해 회전한다. 렌치용 소켓 (139)은 일면은 상기 렌치 드라이버(131)의 사각 드라이버부(132)에 결합되고, 타면은 체결 대상인 볼트를 조이 는데 쓰이는 너트의 둘레면의 형상 및 사이즈에 상응하는 형상 및 사이즈로 제작됨으로써, 상기 렌치 드라이버 (131)의 회전에 따라 조임 대상인 볼트에 너트를 체결하는데 활용된다. 토크 측정부(140)는, 볼트 및 너트 간 체결 구동시의 출력 토크 값(실제 토크값)을 측정할 수 있도록 하는 구성으로서, 래칫부(130) 중 상기 렌치 드 라이버(131)에 설치된다.
보다 구체적으로, 렌치 드라이버(131)는 사각 드라이버부(132), 몸체부(133) 및 수납부(135)를 포함하여 제작될 수 있다. 몸체부(133)에는 구동부(120)의 구동력이 인가되도록 하기 위하여 표면에 기어(134)가 형성된다. 또한, 상기 몸체부(133)의 내부에는 토크 측정부(140) 중 회로부(도 9 및 도 11의 도면부호 (A) 참조)를 수납하 기 위한 수납부(135)가 형성될 수 있다.
토크 측정부(140)는, 토크 센서(141) 및 소정의 회로부(증폭기(142), A/D 컨버터(143) 및 통신 모듈(144), 배터 리(미도시) 등)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 토크 센서(141)로는 토크 값을 측정할 수 있는 스트레 인 게이지(Strain Gauge) 등이 이용될 수 있다.
상술한 구성에 의할 때, 토크 센서(141)는 상기 렌치 드라이버(131)에 설치되어 볼트 및 너트 간 체결 구동 시 의 출력 토크를 측정하고, 증폭기(142)는 상기 측정된 토크 신호를 증폭하며, A/D 컨버터(143)는 상기 증폭된 토크 신호를 디지털 신호로 변환하고, 통신 모듈(144)은 상기 디지털 신호를 외부 단말(200)로 전송할 수 있다. 이에 따라, 스마트 폰, 태블릿, 노트북, PC 등의 외부 단말(200)은 상기 토크 센서(141)에서 측정된 토크 데이 터를 실시간으로 제공받을 수 있다(도 2 참조). 이외에도, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바 와 같이, 유압 토크 렌치(100)에 디스플레이(150)가 설치되도록 제작될 수도 있으며, 이러한 경우 측정된 토크 값이 유압 토크 렌치(100) 자체에서 직접 표시될 수도 있다.
상술한 바에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 토크 렌치(100)를 이용하는 경우, 볼트 및 너트 간 조임 시에 실시간으로 출력 토크 값을 확인하여 작업 설비에 따라 각각 다르게 설정된 목표 토크 값과 동일하게 유지 되도록 즉각적인 현장 대응이 가능하다.
또한, 도 3, 도 4, 도 8 ~ 도 11을 참조하여 토크 센서(141) 및 회로부(A)의 배치 위치에 대하여 보다 구체적으 로 설명하면 다음과 같다.
토크 센서(141)는 상기 렌치 드라이버(131)에서 상기 사각 드라이어부(132)가 형성되는 부위와 상기 기어(134) 가 형성되는 부위 사이의 중간 공간(즉, 몸체부(133) 중 기어(134)가 형성되어 있지 않은 부위(이하, 센서 장착 부(136)라 명명함))의 표면에 설치될 수 있다. 여기서, 센서 장착부(136)는, 토크 센서(141)의 두께를 고려할 때 토크 센서(141)가 설치되었을 때의 높이가 기어(134)의 나사산 높이보다 낮아질 수 있도록, 상기 기어(134) 가 형성되는 부위보다 둘레 내측으로 함입되게 마련된다.
또한 도 3, 도 4, 도 8에서는 토크 센서(141)가 상기 센서 장착부(136)에 1개 설치되는 경우를 예시하였지만, 토크 센서(141)는 2개 이상 설치될 수도 있음은 물론이다. 이 경우, 상기 토크 센서(141)는 렌치 드라이버(13 1)의 원통형의 몸체부(133)의 둘레를 따라 일정 간격으로 배치(예를 들어, 원통형 몸체부(133) 중 상기 센서 장 착부(136)에 일정 간격으로 4개의 토크 센서가 배치)될 수 있다. 도 9의 경우, 토크 센서(141)를 설치한 후, 토 크 센서(141)의 고정 및 밀봉을 위해 센서 장착부(136) 전체를 테이핑 처리한 케이스를 보여주고 있다.
또한 토크 측정부(140) 중 토크 센서(141)를 제외한 회로부(A)는 렌치 드라이버(131)의 몸체부(133) 내부의 수 납부(135)에 설치되게 되는데, 이때, 회로부(A)와 토크 센서(141) 간의 전선 연결을 위해 몸체부(133)의 소정 위치에 관통공(137)이 마련된다.
이때, 관통공(137)은, 상기 몸체부(133)의 표면을 관통하여 수납부(135)까지 연장 형성되게 되는데, 이를 위해, 관통공(137) 중 일단은 몸체부(133) 외주면 중 기어(134)와 센서 장착부(136) 간의 경계의 소정 위치에 형성되 며, 타단(138)은 수납부(135)의 내주면의 소정 위치에 형성될 수 있다. 이러한 관통공(137)을 통해서 몸체부 (133)의 외주면 표면에 설치되는 토크 센서(141)와 수납부(135) 내부에 장착되는 회로부(A) 간은 전선을 통해 전기적으로 연결되게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유압 토크 렌치 안전 체결장치에 있어서 렌치 드라이버를 구동하는 구동부와 구동부를 지지하는 몸체부의 내부에 형성된 암돌기와 수돌기의 일측부에 돌기가 형성되지 않은 체결 보조부를 형성하여 유압 토크 렌치의 체결과 분리를 용이하도록 하여 유압 토코 렌치의 사용상 안정성과 작업 효율을 높일 수 있도록 한다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 유압 토크 렌치 110: 유압부
120: 구동부
130: 래칫부
131: 렌치 드라이버 132: 사각 드라이버부 133: 몸체부
134: 기어 135: 수납부
136 : 센서 장착부
137 : 관통공 139: 렌치용 소켓 140: 토크 측정부
141 : 토크 센서

Claims (3)

  1. 유압 토크 렌치 안전 체결장치로서,
    외부로부터 인가된 유압이 입력되는 유압부;
    상기 유압부를 통해 인가되는 유압에 의해 구동력을 제공하는 구동부; 및
    상기 구동력에 의해 회전하는 렌치 드라이버와, 상기 렌치 드라이버에 결합되는 렌치용 소켓을 포함하는 래칫부;를 포함하고,
    상기 래칫부는,
    상기 렌치 드라이버에 설치되어 측정된 토크의 데이터를 제공하는 토크 측정부;를 포함하는 유압 토크 렌치 안전 체결 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 토크 측정부는,
    상기 렌치 드라이버에 설치되어 토크를 측정하는 토크 센서; 및
    상기 토크 센서에서 측정된 토크의 데이터를 전송하는 통신 모듈을 포함하는 회로부; 를 포함하는 유압 토크 렌치 안전 체결 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌치 드라이버는,
    상기 렌치용 소켓이 결합되는 사각 드라이버부;
    상기 구동부의 구동력이 인가되는 기어가 표면에 형성되는 몸체부; 및 상기 몸체부의 내부에 형성되어 상기 회로부가 삽입되는 수납부; 를 포함하는 유압 토크 렌치 안전 체결 장치.
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