KR950004759B1 - 볼트등의 원주체의 크리닝장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

볼트등의 원주체의 크리닝장치

일반적인 산업기계로서 특수한 용도에 사용하는 기계구조물에는 부재의 접합수단으로서 각종의 볼트 및 너트가 사용되고 있다. 이들 볼트와 넛트는 접합되어 있는 부재의 점검 및 교환등을 위해 볼트를 분리하고 그 나사부분을 청소하는 것이 일반적으로 행해진다.

이와 같은 볼트의 청소는 금속 브러쉬등을 볼트 외주면에 마찰하여서 오물 및 이물을 제거하는 방법이 가장 간단하지만 이의 작업은 수작업에 의해서 이루어진다.

한편 특정의 볼트등에 대해서 전용의 크리닝장치를 개발하여 효율적인 작업을 목표로 하고 있다.

그런데 화력발전 및 원자력 발전소에 사용되는 보일러, 원자로, 중기터빈 및 그 주변기기등은 법적인 규제에 의해 또는 자율적으로 정기점검이 행해진다. 이의 점검작업에는 기계부품을 분해하는 것은 물론이고 동시에 볼트 및 너트류도 엄중하게 첵크를 받는다. 예를 들어 볼트를 검사하는 경우에는 그 나사부분에의 부착물을 제거하고 닦아서 청정화할 필요가 있다.

그러나 이 볼트의 크리닝을 브러쉬 또는 회전부러쉬등을 이용하여 수작업으로 행하면 작업효율에 한계가 있다. 또한 전용의 크리닝장치로서 작업을 하는 경우에도 작업시에 발생하는 먼지가 비산하는 것을 방지할 수 없다. 특히, 원자력 발전의 경우에는 작업시에 먼지가 발생하여 방사능의 오염의 문제가 커지므로 이것을 가능한한 피할 필요가 있다.

이를 위해 종래에는 작업현장에 텐트를 치고 작업에 의해 발생하는 먼지를 블로우어등에 의해 처리시설로 회수하는 등의 대책을 강구했다. 그런데 작업할 때마다 텐트를 설치할 필요가 있으므로 작업성이 나쁘다는 난점이 있다. 또한 텐트를 쳐서 작업하는 경우에는 기계 자체로부터 분리된 볼트의 크리닝작업 밖에는 행할 수 없다.

예를 들면 터어빈 케이싱에 박힌 볼트등과 같이 작업위치까지 반송할 수 없는 것은 새로이 볼트를 포위(包圍)하는 부분에 텐트를 설치하여 작업할 필요가 있다. 더욱이 전용의 크리닝장치를 이용하여도 이 자체에 실(seal) 기구를 갖지 않고 있으므로 마찬가지로 텐트내에서 작업할 필요가 있어서 작업성의 향상을 기대할 수 없다.

이와 같은 문제에 대해서 본 출원인은 볼트등을 효율적으로 크리닝할 수 있는 장치를 일본 특허출원 소 62-238011호로서 이미 출원하였다. 이 장치는 볼트를 밀봉하는 슬리이브 내에 회전 가능한 로터를 배치하고 이 로터를 볼트에 끼우는 동시에 그 내주면에 설치된 브러쉬로서 연마하도록 하여 크리닝 가능하게 한 것이다.

그러나 로터둘레에 아암을 회전가능하게 설치하고 이 아암에 작용하는 원심력을 이용하여 브러쉬를 볼트의 외주면에 접촉시키는 구조이다. 그렇기 때문에 로터가 고속회전하는 경우 아암을 실질적인 자유단이 되어 버리므로 진동의 발생이 매우 크다.

즉, 아암의 질점(質點)으로부터의 회전속도 및 아암의 길이등에 따라서는 공진할 우려가 있어서 장치전체가 크게 진동하게 된다. 따라서 손으로 장치의 핸들을 잡고 작업하는 경우에는 작업자의 부담이 커질 뿐만 아니라 소음의 발생과 장치자체의 파괴도 초래되는 문제가 있다.

또한 크리닝장치의 회전방향이 한쪽 방향 뿐이면, 나사의 리드방향과 역의 방향으로 브러쉬가 진행하는 경우에는 큰 항력을 발생할 뿐만 아니라 진동이 증가한다.

따라서 나수부에 브러쉬를 접촉시켜서 작업을 계속하는 경우에는 나사의 리드레 브러쉬의 회전방향이 일치하지 않으면, 작업부담이 커져서 피로가 가중됨과 동시에진동이 손에 전달되어 노동위생의 면에서도 바람직하지 않다. 더욱 크리닝의 대상인 볼트가 크고 크리닝장치 자체도 크게 되면 작업부담이 가중된다.

예컨대 수직으로 박힌 볼트의 경우에는 장치를 상하 이동시킬 필요가 있으므로 장치의 중량을 지지한체 작업하게 되어 수작업으로서는 효율화를 기대할 수 없다. 또한 브러쉬가 한방향으로 회전하기 때문에 나사산 및 골에 접속된 브러쉬의 자세가 변화하지 않아 산의 일측면은 크리닝되어도 다른 측면은 오물이 잔존하게 된다.

발명의 개시

본 발명은 볼트등 원주체의 크리닝이 효율적으로 수행되고 동시에 장치의 진동을 억제하여 쾌적한 작업을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 볼트의 나사 이송을 이용하여 장치를 가볍게 손으로 파지할 수 있어서 쾌적하게 작업을 할 수 있고 크리닝이 양호하게 행해지도록 된 것을 목적으로 한다.

본 발명 크리닝장치는 상기의 목적을 달성하기 위하여 일단은 개방한 슬리이브의 내부에 대략 동축상으로 로터를 회전 자재에 설치하고 이 로터를 구동하는 장치를 상기 슬리이브에 설치하며 브러쉬부를 갖는 아암의 기단(基端)을 상기 로터에 설치함과 동시에 아암이 상기 로터의 반경방향으로 요동가능하게 상기 아암의 위치를 구속하는 유지링을 상기 로터의 외주면에 설치하는 것을 특징으로 한다.

또한 제2의 발명은 일단은 개방한 슬리이브의 내부에 대략 동축상에 로터를 회전가능하게 설치하고 이 로터를 정회전 또는 역회전으로 구동하는 구동장치를 상기 슬리이브에 설치하며, 볼트 크리닝용 브러쉬부를 갖는 아암을 상기 로터에 설치한 것을 특징으로 한다.

볼트를 삽입한 로터를 회전시킴에 따라 아암에 설치된 브러쉬부를 볼트의 외주면에 접촉시켜 크리닝하는데, 이 작업은 외부에 대하여 밀폐된 공간을 형성한 슬리이브 내부에서 행하여 진다. 또한, 아암은 그 일단이 유지링에 의해 구속되어 로터가 고속회전 할 때에 아암이 심하게 요동하지 않아 진동 및 소음의 발생이 억제된다. 또한 제2의 발명에 있어서는 구동장치를 정역회전 시키면 브러쉬가 볼트의 나사 이송에 의해 이동하며 볼트와의 결합 및 분리가 나사 리드의 진행을 이용하여 기계적으로 이루어진다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하 도면에 보인 실시예에 의해 본 발명의 특징을 구체적으로 설명한다.

제1도는 본 발명의 한 실시예를 보인 크리닝장치에 의한 작업상황을 보인 종단면도, 제2도는 제1도의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 횡단면도이다. 그리고 본 실시예에 있어서는 볼트(A)가 터어빈 케이싱에 고정되어 박힌 볼트인 것을 대상으로 하여 설명한다. 볼트(A)는 터어빈 케이싱에 일정한 피치로 고정되어 있다. 그리고 크리닝장치는 이 볼트(A)의 전체를 감싸 내장하는 크리닝기구에 의해 볼트(A)의 외주면을 청정화하는 동시에 닦음작업을 행한다.

크리닝장치는 원통체형의 슬리브(1)을 외곽부재로 하여 그 내부에 로터(2)를 슬리이브(1)와 동축상에 배치한다. 이 로터(2)를 회전 가능하게 지지하기 위하여 슬라이브(1)의 상단에는 베이스 블럭(3)을 일체화하고 이에 내장된 축받이(Bearing ; 3a)에 로터(2)가 연접(連接)되어 있다. 또한 베이스블럭(3)의 상부에는 로터(2)를 회전 구동하기 위한 공기압을 이용한 모터(4)가 배치된다.

모터(4)는 압축공기를 공급함에 따라 그 출력축을 고속으로 정역회전 가능하도록 한 구조이다.

그리고 그 핸들부(4a)에는 압축공기의 공급호스(4b)을 접속함과 동시에 작동 및 정지를 위한 스위치(4c)를 구비하여 이 스위치(4c)로서 출력축의 정지, 정회전 및 역회전의 동작을 전환하면서 작업한다. 또 베이스블럭(3)의 외주면에는 작업에 있어서 손으로 잡아 장치의 운반 및 볼트(A)에 대한 자세를 조정하기 위한 바(bar ; 3b)를 설치한다.

모터(4)에 의해 회전 구동되는 로터(2)는 하단을 개방한 내부 단면이 원통체형이다. 그리고 그 외주의 4개소에는 볼트(A)의 외주면을 크리닝하기 위한 크리닝기구가 설치되어 있다.

이 크리닝기구는 핀(5)에 의해 로터의 외주면에 회전 가능하게 설치된 4개의 아암(6)을 주체로 하고(제2도 참조) 그 아암의 하부에는 직경이 적은 강선이 다수 설치된 브러쉬부(7)가 설치되어 있다.

핀(5)는 그 축선과 수평으로 함과 동시에 로터(2)에 반경방향과 직교하는 자세로 배치되고 이에 따라 암(6)이 연직면 내에 있어서 로터(2)의 중심방향을 향한 요동운동이 가능하도록 한 것이다.

또 아암(6)의 선단부에는 다른 몸체로 된 보조아암(6a)을 핀(6b)에 의해 회전 가능하게 설치하여 볼트(A)의 외경에 따라 브러쉬부(7)의 위치를 변경 가능하게 한 구성을 가지고 있다.

이에 따라 특히 외경이 적은 볼트를 크리닝할 수 있고 브러쉬(7)의 선단부 부분이 편심접촉 하지 않도록 한 작업이 가능해진다.

또 핀(6b)에 의해 회전 가능하게 결합하는 대신 보조 아암(6a)을 아암(6)에 일체로 고정하여도 좋은 바, 볼트(A)의 외주면을 강하게 눌러 주면 크리닝할 수 있다.

또 로터(2)의 외주면에는 아암(6) 상단부를 구속하는 유지링(8)이 설치되어진다. 이의 유지링(8)은 로터(2)에 회전 가능하게 나사 결합되어 그의 회전에 의한 로터(2)의 축선방향으로 이동한다.

또 아암(6)측을 향하는 면이 작은 직경이 되는 테이퍼면(8b)을 형성하여 이 테이퍼면(8b)에 아암(6)의 상단내벽을 접촉하는 것에 의해 아암(6)의 위치를 변경시킬 수 있다.

그리고 유지링(8)의 상부측의 주벽에는 록볼트(8c)을 설치하여 이에 의해 링(8)을 로터(2)의 소정 위치에 고정한다.

또 슬리이브(1)의 하단 내주에는 볼트(A)가 중심을 맞추는 동시에 슬리이브(1)의 폐쇠공간으로 하는 링(9)이 설치된다.

이 링(9)은 작업하는 볼트(A)에 의해 외경에 대응하는 내경을 가지고 있다.

그리고 볼트(A)의 나사가 손상하는 것을 방지하기 위하여 볼트(A)가 끼워 맞춰지는 면을 경질의 합성수지 소재로 된 끼워 맞춤부(9a)와 상기 끼워맞춤부(9a)을 지지하는 금속제 또는 바람직하기로는 합성수지제인 환상체(9b)을 갖춰 2층 구조로 한다.

이와 같은 링(9)을 설치함으로써 볼트(A)에 대하여 슬리이브(1)을 동심적으로 배치할 수 있고 내장된 로터(2)내로의 삽입이 간단하게 행해진다.

또 로터(2)가 고속 회전하여도 로터의 내벽과 볼트(A)의 주면과의 간섭이 일어나지 않는 원활한 작동이 가능해 진다.

또 링(9)의 끼워맞춤부(9a)의 내경은 볼트(A)와의 사이에 약간의 간격이 생길 수 있도록 되어 있다.

그리고 슬리이브(1)에는 크리닝 작업시에 발생하는 먼지등을 외부에 폐기하기 위해 호스(10)를 접속한다. 이 호스(10)는 가요성의 것을 사용하여 크리닝장치와는 별개의 흡입용 블로우어(blower ; 11)에 배관 접속한다.

이상의 구성에 있어서 볼트(A)의 크리닝을 행할 때에는 슬리이브(1) 하단의 링(9)으로부터 볼트를 삽입하도록 장치를 셋팅한다. 이 경우 링(9)에 의해 볼트(A)에 대한 슬리이브(1)에 조심(調心)이 가능하므로 내부에 위치한 로터(2)로의 볼트(A)의 삽입 신속하게 이루어진다.

제1도에 있어서는 큰 직경의 볼트(A) 및 작은 직경의 볼트(a)를 삽입하는 경우를 보인 것으로서 좌측의 아암(6)은 큰 직경을 갖는 볼트(A)의 크리닝, 우측은 작은 직경의 크리닝을 위한 자세를 갖는 것으로 되어 있다.

그리고 크리닝하는 볼트(A)(a)의 직경에 따라 미리 유지링(8)의 위치를 셋팅함으로써 아암의 자세를 적당하게 설정한다. 다시 말하면 직경이 큰 볼트의 경우에는 유지링(8)을 높이 위치되도록 셋팅하여 아암(6)의 상단이 테이퍼면(8b)의 작은 직경부분에 접촉하도록 한다.

즉, 큰 직경의 볼트(A)의 경우에는 유지링(8)을 높은 위치로 셋팅하여 아암(6)의 상단이 테이퍼면(8b)의 작은 직경부분에 접촉하도록 한다. 또 작은 직경의 볼트(a)의 경우에는 유지링(8)을 하측으로 이동시켜 아암(6)의 상단이 테이퍼면(8b) 상단의 큰 직경부분에 접촉되도록 한다.

이와 같은 조작에 의해 큰 직경의 볼트(A)인 경우에는 아암(6)이 연직 방향에 기립된 상태가 되어 브러쉬부(7)를 볼트(A)의 외주면에 접촉시킬 수 있게 된다.

또 작은 직경의 볼트(a)인 경우에는 아암(6)의 하단이 중심방향으로 이동하도록 경사되어 브러쉬부(7)을 볼트(a)에 접촉시킬 수 있다.

다음 모터(4)에 압축공기를 공급하여 그 출력축을 회전시키면 로터(2)의 회전에 의해 브러쉬부(7)가 볼트(A)(a)의 외주면에 접촉하면서 회전한다.

그리고 브러쉬부(7) 볼트(A)(a)에 부착해 있는 이물을 제거하는 동시에 닦음으로써 청정화한다.

그리고 바(3b) 및 핸들부(4a)을 손으로 잡은채 장치전체를 상부로 이동시키면서 볼트의 전체를 크리닝시킬 수 있다.

여기서 로터(2)의 회전수는 예컨대 600∼1300rpm 정도이다.

이와 같이 크리닝과정에서 발생하는 먼지등은 블로우어(11)의 흡입력에 의해 호스(11)로부터 외부로 배출되어 적절한 회수시설(미도시)에 폐기된다.

또 슬라이브(1)의 하단에 설치된 링(9)의 끼워맞춤부(9a)는 상술한 바와 같이 볼트(A)(a)의 외주면에 밀착되지 않을 정도의 내경을 갖는다. 이에 의해 볼트(A)(a)와 링(9)과의 사이의 간격으로 공기가 유입될 수 있어 블로우어(11)에의 흡입이 지장이 없이 행해진다.

또 이 간격은 작고 슬리이브(1)내의 공기는 호스(10) 방향으로 흡인되도록 흐르므로 볼트(A)(a)와 링과의 사이는 먼지가 외부로 누출되지 않는다. 따라서 크리닝의 작업에서 발생하는 먼지는 외부에 누출이 없으므로 작업환경이 개선도 가능해지고 원자력 이용기기의 보수점검 작업시 방사능의 문제도 해소된다.

또한 아암(6)은 크리닝되는 볼트(A)(a)의 외경에 따라 유지링(8)에 고정된 자세로 유지된다.

즉, 로터(2)가 회전할 때 아암(6)은 그 상측부분을 핀(5)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있으므로 질량이 큰 하단측이 하단부의 원심력에 의해 외측으로 열리도록 자세가 변한다.

이 자세의 변화에 대해서 아암(6)의 상단은 역으로 내측으로 그 자세가 변화되어 상단부가 유지링(8)의 테이퍼면(8b)에 접촉하여 아암(6) 전체의 자세가 구속된다.

따라서 유지링(8)의 위치를 크리닝하는 볼트(A)(a)의 외경에 맞추어 적절히 설정하면 브러쉬부(7)가 적절한 접촉암으로 볼트(A)(a)의 외주면을 연마하여 크리닝하도록 할 수 있다.

제3도는 볼트(A)(a)를 외관으로 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 볼트(A)(a) 외주면에는 나사산이 연장되고 그 골부는 브러쉬부(7)의 선단이 끼우어져 크리닝하게 된다.

그렇기 때문에 브러쉬부(7)의 소재를 상기한 강선등의 비교적 강한 것으로 하면 로터(2)가 회전하는 경우에 브러쉬부(7)의 선단을 나사의 골 및 산에 따라서 이동시킬 수 있게 된다.

다시 말하면 브러쉬부(7)는 흡모(恰毛)가 볼트(A)(a)에 대한 너트와 같이 동작하고 로터(2)의 회전 방향에 따라 볼트(A)(a)에 접촉하면서 상하이동 가능하다.

따라서 스위치(4c)에 의해 모터(4)의 출력축을 정회전 및 역회전시키면 정지되어 있는 볼트(A)(a)에 대해 크리닝장치 전체를 상하 이동시킬 수 있다.

이와 같이 볼트(A)(a)의 나사의 골 또는 산을 이용함으로써 크리닝장치는 자동적으로 볼트(A)(a)의 둘레를 회전하면서 승하강 할 수 있게 된다. 따라서 핸들(3b)을 작업자가 가볍게 쥔 자세를 적절하게 하는 것만으로 일단 스위치(4c)을 온(on)시키면 볼트(A)(a)의 상단에서 하단까지 브러쉬(7)가 스스로 크리닝하고 로터(2)의 회전 방향을 역으로 하면 하단에서 상단까지 마찬가지로 크리닝할 수 있게 된다. 이때문에 크리닝장치를 손으로 강하게 쥐는 작업이 필요가 없어 작업자의 부담이 대폭 줄어든다. 또한 크리닝작업은 장치를 손으로 가볍게 쥔 자세를 적절하게 하는 것으로 족하므로 장치로부터 발생된 진동이 심하여도 작업자에게는 어떠한 영향도 주지 않게 되어 노동재해의 발생도 방지된다.

이상과 같은 아암(6)의 구속지지에 의해 종래 기술항에서 설명된 바와 같이 원심력을 이용하여 크리닝하는 경우에 비하여 로터(2)의 고속회전에 따라 진동의 발생이 억제된다. 다시 말하면 아암(6)은 핀(5)에 의해서 로터(2)에 회전 가능하게 지지되는 요동부재이지만, 운동할 경우에는 유지링(8)이 아암(6)의 상단을 지지하여 로터(2)에 일체화된 상태가 되므로 진동 및 소음의 발생이 효과적으로 억제된다.

또 실시예에 있어서는 볼트(A)(a)가 구조체가 고정된 형의 것이지만 볼트 단독 크리닝하는 경우에도 본 발명의 장치가 적용 가능하다. 다시 말하면 볼트를 고정하는 치구등에 이 볼트를 세우거나 또는 횡으로 높인 자세로 하면 상술한 요령과 동일하게 크리닝작업이 가능하다. 또한, 적용 대상으로는 볼트 이외에 핀과 축등의 기계요소가 가능하다.

그리고 브러쉬부(7)은 강선을 이용하는 이외에 스텐레스 및 황동등의 선재 및 나이론 선재를 사용할 수 있는 바, 크리닝하는 부재에 적절한 것을 선정하면 된다.

또 브러쉬부(7)은 강선을 이용한 이외에 볼트(A)(a) 나사에 따라 장지전체를 움직이는 정도로 경조를 유지할 수 있는 것이면 된다.

또 크리닝하는 복수의 볼트(A)(a)을 미리 배열하여 이 배열방향에 크리닝장치가 주행하는 레일등을 부설한 레이아웃으로 하여 기계화를 더욱 충실하게 할 수 있다.

이 경우 크리닝장치를 볼트(A)(a)의 각각의 대응하도록 정지시켜도 크리닝 작업을 순차적으로 행하게 되는 제어계를 구비하면 일층 효율적인 볼트 크리닝 작업이 가능해 진다.

본 발명은 볼트 및 축 또는 핀등의 원주체를 청정화하는 크리닝장치에 관한 것이다.

제1도는 본 발명의 한 실시예를 보인 크리닝장치에 의한 작업상태를 보인 종단면도.

제2도는 제1도의 Ⅰ-Ⅰ선에 다른 횡단면도.

제3도는 볼트의 외형을 나타낸 도면이다.

본 발명의 크리닝장치는 원주체 위에 공간을 포함하여 둘러싸는 슬리이브 내부에 이 원주체를 외부로부터 삽입하는 로터를 설치함과 동시에 이 로터의 회전과 동시에 아암에 설치된 브러쉬부를 원주체의 내주면에 접촉하도록 하고 있다.

그렇기 때문에 종래의 수작업에 의존하는 경우에 비하여 작업이 간단하고 효율적인 처리가 가능해 진다.

특히 크리닝에 의한 청정도의 균일성이 요구되는 기계적 구조에 대해서는 각 볼트등을 균일한 청정도로 처리할 수 있으며 검사 및 관리에 따른 규정의 조건을 만족시키는 작업이 확실하게 행하여 진다.

또 슬리이브에 크리닝되는 원주체의 주위를 둘러싸므로 발생하는 분진등이 확산하지 않아서 작업환경의 개선도 가능하다. 더욱이 링에 의해 아암의 위치를 고정적으로 구속하므로 고속 회전으로 아암이 선회되어도 원심력에 의한 흔들림 및 진동이 없어서 취급이 간단함과 동시에 양호하게 설치되어 공진등에 의한 기기의 파손을 방지할 수 있게 된다. 또한 브러쉬부를 볼트의 나사를 따라서 너트 같이 회전시키면서 축방향으로 이동되도록 할 수 있다.

때문에 구동장치에 의해 로터를 정회전 및 역회전시키면 브러쉬부를 통해 크리닝장치를 볼트의 축선방향으로 전진 및 후진시킬 수 있게 된다. 따라서 크리닝장치를 손으로 가볍게 쥐고 볼트에 대한 자세를 적절하게 취하는 것만으로 볼트의 나사의 진행을 잘 이용한 크리닝이 자동적으로 행해져 작업자의 부담을 주리게 된다.

또한 크리닝장치를 손으로 가볍게 쥐고 지지하는 것만으로 작업할 수 있으므로 진동에 의한 노동재해의 우려도 전혀 없어서 광범위한 분야에서 사용이 가능해 진다.

Claims (3)

1. 일단을 개방한 슬라이브의 내부에 대략 동축상으로 로터를 회전자재로 설치하고, 상기 로터를 구동하는 구동장치를 상기 슬리이브에 설치하며 브러쉬부를 갖는 아암의 기단을 상기로 로터에 설치함과 동시에 상기 아암을 상기 로터의 반경방향으로 요동 가능하게 하고, 상기 아암의 자세를 구속하는 유지링을 상기 로터의 외주면에 설치한 것을 특징으로 하는 볼트 등의 원주체의 크리닝장치.
2. 일단을 개방한 슬리이브 내부에 대략 동축상으로 로터를 회전 자재로 설치하고 상기 로터를 정회전 및 역회전으로 구동하는 구동장치를 상기 슬리이브에 설치하고 볼트 크리닝용 브러쉬부를 갖는 아암을 상기 로터에 설치한 것을 특징으로 하는 볼트등의 원주체의 크리닝장치.
3. 제1항 또는 제2항의 어느 한항에 있어서, 상기 슬리이브에 외부의 부압원과 접속하여 상기 슬리이브 내의 분진을 포함한 공기를 배기 회수가능한 것을 특징으로 하는 볼트 원주체의 크리닝장치.

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