KR100298313B1 - 유압렌치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 볼트·너트를 조일때 처음에는 적은힘으로 빨리 조여주고 마지막 조일때에는 그 시점을 스스로 감지하여 느리지만 큰힘으로 조여줌은 물론, 조임이 완료된 상태를 즉시 알려주거나 또는 스스로 작동을 중단시켜주므로 렌치는 물론 볼트·너트의 손상및 파손등을 방지하여 주게한 유압렌치에 관한 것이다.

그 구성은, 내부가 공동으로된 본체(10)와, 이 본체의 양측에 각각 서로 대칭되게 부설되는 내용적이 적은 고압펌프(20)와, 이 고압펌프보다 내용적이 큰 저압펌프(30)와, 이 저압펌프의 피스턴(32)을 전후로 관통하게 형성되며 볼밸브(322)로 개폐되는 유통로(321)와, 상기 고·저압펌프로부터 토출되어 공급되는 오일과 내부에 장착된 탄발스프링(63)에 의해 동작되어 렌치소켓(64)을 회동시켜주므로 볼트·너트를 조여주는 렌치실린더(60)와, 상기 본체(10)의 일측부에 부설되어 볼트·너트의 조임이 완료되면 경보기나 경보등을 작동시켜 주거나 또는 상기 고·저압펌프들의 작동을 중단시켜주는 안전장치(80)를 구비하여 된다.

Description

유압렌치{Pressure oil wrench}

본 발명은 유압렌치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 볼트·너트를 조일때 처음에는 적은힘으로 빨리조여주고, 마지막 조일때에는 그 시점을 스스로 감지하여 느리지만 큰힘으로 조여줌은 물론, 조임이 완료된 상태를 즉시 알수 있게하여 주는 유압렌치에 관한 것이다.

일반적으로 렌치로 볼트·너트를 조일때에는, 처음부터 마지막까지 큰힘과 빠른 속도로 조여주면 렌치의 파손이나 볼트·너트의 손상이 초래되기때문에, 처음 조일때에는 적은힘으로 빠르게 조이다가 마지막 1∼2회전 정도가 남은상태, 즉 조임과정에서 토오크를 받게되는 시점 부터는 느리고 큰힘으로 조여주는것이 필요하였다.

그런데, 종래의 유압렌치는 조임상태에따른 조임력의 조절이 자동적으로 이루어지지 않고, 작업자의 조작으로 조임력이 조절되게 하였기 때문에, 사용이 매우 번거롭고 불편한 단점이 있었다.

또한, 부주의로 조임력이 적시에 조절되게 하지 못하는 경우 렌치자체는 물론, 볼트나 너트가 손상 또는 파손되는등의 폐단도 있었다.

그리고, 소음이 심한 현장에서 작업시 주의를 기울이지 않으면 조임작업이 완료된 상태를 즉시 감지하기가 매우 어렵기 때문에, 조임완료시 그 작동을 즉시 정지시켜주지 못하게되어, 유압렌치내의 각종 밸브등과 같은 부품들의 수명단축이 초래되는등 사용상 많은 문제점들이 있었다.

본 발명은 종래 유압렌치의 상기와 같은 문제점들을 해결하기위해 발명된 것으로서, 사용이 매우 편리하고 수명단축이 방지되며 손상및 파손현상이 제거되는 유압렌치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적으로는 조임이 완료된 상태를 작업자가 즉시 알수 있게하여주는 유압렌치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적들은, 자동적으로 조임력이 조절됨은 물론 조임이 완료되면 유압펌프를 정지시켜주거나, 또는 경보등의 점멸이나 경보음을 발성하게되는 유압렌치를 제공함으로써 달성된다.

즉, 초기의 조임시에는 볼트·너트가 결합된 소켓을 적은힘으로 빠르게 회전시켜주며, 조이는 도중 토오크를 받게되면 이후부터는 느리고 큰힘으로 조여주게되고, 또 조임이 완료되면 유압펌프의 작동을 정지시켜주거나, 또는 완료상태를 즉시 알려줌으로써 작업자가 신속하게 조치를 할 수 있게하여 렌치는 물론, 볼트 ·너트의 손상및 파손등이 방지되게 하는것을 특징으로한 것이다.

도1은 본발명 유압렌치의 구성을 보인 단면도

도2a-b는 동 유압렌치중 렌치소켓의 동작상태를보인 확대단면도.

도3a-c는 동 유압렌치중 안전장치의 동작상태를보인 확대단면도.

도면의 주요부분에대한 부호의 설명

(10) 본체 (12) 혼합유로

(16) 유출로 (17) 연통로

(20) 고압펌프 (21) 고압실린더

(22) 고압피스턴 (23) 고압리턴스프링

(24) 고압흡입구 (25) 고압토출구

(26)(26' ) 제1.2고압체크밸브

(30) 저압펌프 (31) 저압실린더

(32) 저압피스턴 (33) 저압리턴스프링

(34) 저압흡입구 (35) 저압토출구

(36)(36' ) 제1.2저압체크밸브

(40) 캠 (60) 렌치실린더

(80) 안전장치 (81) 밸브실

(82) 안전밸브 (83) 누름스프링

(84) 실린더 (85) 피스턴

(86) 탄발스프링 (87) 안전스의치

(321) 유통로 (322) 볼밸브

(323) 스프링

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면부호중 (10)은 내부가 공동으로된 유압펌프의 본체이며, 이 본체에는 고압펌프(20)와 저압펌프(30)가 동일선상에 대칭되게 좌우로 격리 설치되어 있다.

상기 고압펌프는, 내용적이 적어 고압이 발생되는 고압실린더(21)와, 이 실린더의 개방된 내단부를 통해 결합되는 고압피스턴(22)과, 이 피스턴을 탄발·후진시켜주는 고압리턴스프링(23)과, 상기 실린더의 고압흡입구(24)와 고압토출구(25)를 각각 개폐시켜주게 장착되는 제1.2고압체크밸브(26)(26′)들로 구성된다.

또한, 상기 저압펌프는, 내용적이 상기 고압실린더보다 크고 저압이 발생되는 저압실린더(31)와, 이 실린더의 개방된 내단부를 통해 결합되는 저압피스턴(32)과, 이 피스턴을 탄발·후진시켜주는 저압리턴스프링(33)과, 상기 실린더의 저압흡입구(34)와 저압토출구(35)를 각각 개폐시켜주게 장착되는 제1.2저압체크밸브(36)(36' )들로 구성된다.

그리고, 상기 피스턴(22)(32)들의 내단면 사이에는 모터에의해 회전되는 캠(40)이 설치되며, 이 캠의 외주면 양쪽은 상기 고·저압피스턴들의 내단면과 각각 맞닿게 된다.

따라서, 상기 캠의 회전과 상기 리턴스프링(23)(33)들의 탄발력에의해 피스턴(22)(32)들은 교대로 왕복운동을 하게된다.

한편, 상기 고·저압펌프들의 각 흡입구(24)(34)들은 각각의 고저압흡입관(11)(11' )들로 오일탱크(50)에 연결된다.

또, 상기 고·저압펌프들의 각 토출구(25)(35)들은 본체(10)내에 형성된 혼합유로(12)와 연결되고, 이 혼합유로의 중간과 렌치실린더(60)의 유입구(61)는 공급관(13)으로 연결되며, 상기 렌치실린더의 배출구(61' )는 배출관(14)으로 오일탱크(40)에 연결된다.

따라서, 캠(40)이 회전되면 고·저압피스턴(22)(32)들은 상기 캠과 각각의 리턴스프링(23)(33)들의 작용에 의해 교대로 전·후진되기 때문에 고·저압펌프(20)(30)들은 교대로 오일의 흡입·토출 작동을 하게 된다.

즉, 캠(40)의 회전에 따라 이 캠이 고압피스턴(22)을 밀어주게되면, 이 피스턴이 전진하게되므로 리턴스프링(23)은 압축되며, 또 실린더(21)내에 압축력이 발생되어 제1고압체크밸브(26)는 흡입구(24)를 달아주고, 제2고압체크밸브(26' )는 토출구(25)를 열어준다.

이렇게되면, 압축력에의해 실린더(21)내에있는 오일은 토출구(25)를 통해 혼합유로(12)측으로 토출된다.

이와같이 고압펌프(20)가 토출작동을 할때, 캠(40)은 저압피스턴(32)을 밀어주지못하기 때문에, 이 저압피스턴은 리턴스프링(33)의 탄발력에의해 후진되며, 이에따라 저압실린더(31)내에는 흡입력이 발생된다.

이렇게 되면, 제1저압체크밸브(36)는 흡입구(34)를 열어주고, 제2저압체크밸브(36′)는 토출구(35)를 닫아주게 되므로, 오일탱크(50)내의 오일이저압실린더(31)내의 흡입력에의해 흡입관(11' )과 열려있는 흡입구(34)를 통해 상기 저압실린더 내로 흡입된다.

이후, 계속회전되고있는 캠(40)이 저압피스턴(32)을 밀어서 전전시켜주고, 고압피스턴(22)은 밀어주지 않게되면, 이 고압피스턴은 압축되어있던 리턴스프링(23)의 탄발력에 의해 후진되기 때문에 이번에는 고압실린더(21)내에는 흡입력이 발생되고, 저압실린더(31)내에는 압축력이 발생된다.

따라서, 고압실린더(21)의 흡입력에의해 체크밸브(26)가 이동되어 흡입구(24)를 열어주고, 체크밸브(26' )는 토촐구(25)를 닫아주므로 상기 흡입력에의해 오일탱크(50)내의 오일이 흡입관(11)과 열려있는 흡입구(24)를 통해 상기 고압실린더 내로 흡입된다.

그러나, 반대로 저압실린더(31)의 체크밸브(36)는 압축력에의해 이동되어 흡입구(34)를 닫아주고, 체크밸브(36' )는 토출구(35)를 열어주므로 상기 저압실린더 내의 오일은 토출구(35)를 통해 혼합유로(12)측으로 토출된다.

이와같이, 고·저압펌프(20)(30)가 캠(40)의 1회전에따라 흡입·토출작동을 교대로 각각 1회씩 수행하게되기 때문에, 상기 캠의 회전이 계속되면 흡입·토출 작동이 반복되어 상기 고·저압펌프들에 의해 오일탱크(50)내의 오일이 펌핑되어 간헐적으로 혼합통로(12)내로 유임된다.

이렇게되어, 혼합유로(12)내로 오일이 유입되면, 이 오일은 상기 혼합통로에 연결된 공급관(13)과 유입구(61)를 거쳐 렌치실린더(60)내로 공급된다.

이렇게 공급되는 오일은, 상기 렌치실린더내에 탄발스프링(63)에 의해 후진탄발되게 장착된 렌치피스턴(62)을 밀어 전진시켜 준다.

이때, 상기 렌치실린더내로 공급되는 오일의 공급상태는 간헐적으로 이루어지기 때문에, 공급될때에는 렌치피스턴(62)을 밀어 전진시켜주고, 반대로 공급이 되지 않을 때에는 상기 렌치피스턴이 전진될때 압축되었던 탄발스프링(63)의 탄발력에의해 후진되므로, 후진시에는 상기 렌치실린더내로 공급되었던 오일은 배출구(61' )를 통해 배출되어 배출관(14)을 거쳐 오일탱크(50)로 보내진다.

그런데, 오일이 유입구(61)로는 유입만되고 배출구(61' )로는 배출만 될 수 있게되는것은 공급관(13)과 배출관(14)의 관로상에 솔레노이드밸브(70)가 설치되어있기 때문에, 이 밸브의 제어에의해 가능하게 된다.

한편, 유입되는 오일에의해 렌치피스턴(62)이 전진되면, 그 피스턴로드(62' )의 선단에는 렌치소켓(64)의 아암상단이 연동핀(65)에 의해 연동·회전되게 직교상태로 축 결합되어 있기 때문에, 상기 로드가 전진되는 정도에 비례하여 정회전된다.

이렇게 렌치소켓(64)이 회전되면, 그 회전되는 만큼 소켓홈부(64' )에 결합되어있는 볼트나 너트가 회전되어 조여지게 된다.

그러나, 오일이 유입되지 않을 때에는 탄발스프링(63)의 작용으로 피스턴로드(62' )가 후진되기 때문에, 렌치소켓(64)이 역회전되지만, 이때는 이 렌치소켓의 소켓홈부(64' )는 래치트(65')의 작동에의해 역회전되지 않게 되므로, 조여진 상태의 볼트나 너트는 풀어지지않게됨은 물론, 오일의 유입에 따른 피스턴로드(62' )의 전진시마다 계속 조여지게 된다.

이와같이 고·저압펌프(20(30)들의 작동에의해, 볼트나 너트는 초기에 적은 힘과 빠른속도로 조여지게 되는데, 거의 다 조여진 경우에도 계속빠른속도로 조여주게되면, 렌치는 물론 볼트·너트가 손상 또 파손되는 현상이 발생되기 때문에, 이때는 속도는 느리지만 큰힘이 조임력이 필요하다.

따라서, 본 발명에서는 이를위해 저압피스턴(32)을 전후로 관통하게 유통로(321)를 형성하고, 이 유통로내에 밸브자리를 만들어 스프링(323)에 의해 탄발되게 볼밸브(322)를 장착하여 개폐토록 하였다.

즉, 볼트·너트가 거의 다 조여지게되면 조임력이 토오크를 받게되는데, 그 토오크가 저압피스턴(32)의 전진시 실린더(31)내에 발생되는 압축력보다 크게되면, 체크밸브(36' )가 열리지 않게되기 때문에 압축되는 오일은 토출구(35)를 통해 토출되지 못하고, 볼밸브(322)를 밀고 유통로(321)를 통해 저압피스턴(32)을 관통하여 본체(10)내로 유출되어, 이 본체의 내부공동과 오일탱크(50)을 연결하는 배관(15)을 통해 오일탱크내로 보내진다.

이렇게되면, 캠(40)의 회전으로 고·저압펌프(20)(30)는 계속 작동되지만, 저압펌프(30)의 펌핑작동은 오일이 유통로(321)를 통해 본체(10)내로 유출되기 때문에 헛동작하게 된다.

이에따라, 볼트·너트를 조여주는 조임력은 고압펌프(20)에 의해서 발생되는데, 이 펌프의 실린더(21)내용적이 저압펌프(30)의 실린더(31)내용적보다 적기 때문에, 결국 상기 저압펌프에의해 펌핑되는 오일의 압력은 크지만 그 량이 적어 렌치소켓(64)을 느리고 큰힘으로 회전시켜주게 되므로, 볼트·너트는 최종적으로천천히 강한힘으로 조여지게 된다.

이러한 작용에의해 볼트·너트가 완전히 조여지면, 렌치의 손상등을 방지하기위해 렌치가 더이상 작동되지 않게하여야 되는데, 본 발명에서는 이를 위해 본체(10)에 안전장치(80)를 부설하여, 조임완료를 경보음이나 경보등으로 알려주게 하거나, 또는 고·저압펌프(20)(30)들을 작동시켜주는 모터의 동작을 정지시켜주게 하였다.

즉, 상기 안전장치는 혼합유로(12)의 일측부와 유출로(16)로 연결되게 본체(10)의 일측부에 형성되는 밸브실(81)과, 이 밸브실내에 누름스프링(83)으로 전진되게 장착되어 상기 유출로를 개폐시켜주는 안전밸브(82)와, 상기 밸브실의 일측부와 연통로(17)로 연결되게 본체(10)의 타측부에 형성되는 실린더(84)와, 이 실린더내에 탄발스프링(86)에의해 상기 연통로 측으로 탄발되게 장착되는 피스턴(85)과, 상기 실린더의 외단측에 위치하게 본체(10)의 외면에 착설되는 안전스위치(87)와, 상기 연통로와 배출관(14)을 연결하게 본체(10)에 형성되는 직경이 작은 오리피스유로(18)와, 실린더(84)의 내단일측부와 배출관(14)을 연결하게되고 오리피스유로(18)보다 직경이 크게 본체(10)에 형성되며 피스턴(85)이 후진되면 이 피스턴에의해 닫히게되는 유출로(19)로 구성된다.

그리고, 밸브실(81)의 외단부에는 압력조절나사(88)를 체결하여 누름스프링(83)의 탄발력의 조정으로 안전밸브(82)의 압력을 조절할 수 있게한다.

또한, 안전스위치(87)는 일반적인 경보기나 경보등(본체(10)의 적정부위 부설할수도 있음)과 연결하거나, 캠(40)을 회전시켜주는 모터에 연결하여도 된다.

이렇게 구성되는 안전장치(80)의 작동은 다음과 같다.

먼저, 소켓홈부(64' )에 결합되어있는 볼트·너트가 완전히 조여져서 더이상 회전되지 않게되면, 고압펌프(20)에 의해 펌핑되는 오일의 압력이 혼합유로(12)내에 충만하게 되는데, 이때 그 압력이 스프링(83)의 탄발력보다 크게되면 안전밸브(82)를 열고 유출로(16)를 통해 밸브실(81)내로 유입된다.

이렇게되어, 밸브실(81)내로 유입되는 오일은 연통로(17)측으로 이동하여 오리피스유로(18)를 거쳐 배출관(14)으로 배출되는데, 이때 배출되는 량은 상기 오리피스유로의 직경이 작기 때문에 극히 미미하므로 연통로(17)측으로 이동되는 오일은 큰 압력의 차이가 없이 실린더(84)내로 유입되어 피스턴(85)을 밀어주게 된다.

따라서, 피스턴(85)이 전진되면 탄발스프링(86)은 압축되고 피스턴로드가 안전스위치(87)를 눌러 동작시켜 줌으로써, 이 스위치의 동작으로 경보기에서는 경보음이 발생되어 조임작업완료를 알려주게되며, 또 경보등이 연결된 경우에는 빛이 점멸되므로 소음이 심한현장이나 멀리 떨어져 있어도 완료상태를 알 수 있게하여 주기때문에 작업자가 즉시 조치를 취하게 하여준다.

그리고, 상기 안전스위치가 캠(40)을 회전시켜주는 모터에 연결되어있는 경우에는 이 모터의 동작을 정지시켜주므로 렌치의 작동이 자동으로 정지되게 하여 준다.

이러한 과정에서 실린더(84)내로 유입되는 오일은, 피스턴(85)이 유출로(19)의 위치를 지나는 상태, 다시말해 피스턴로드가 안전스위치(87)를 동작시켜주는상태가되면 유출로(19)는 열리게되기 때문에 이 유출로를 거쳐 배출관(14)으로 배출된다.

이렇게 되면, 안전스위치(87)의 동작에의해 모터의 작동이 정지되어 오일의 펌핑작동이 중단되기 때문에 실린더(84)내로 더이상 오일이 유입되지 않게되고, 이에따라 압축되었던 탄발스프링(86)의 탄발로 피스턴(85)이 후진되어 상기 안전 스위치의 동작도 중단된다.

이와같이, 피스턴(85)을 전진시켜준 오일이 유출로(19)측으로 유출되게 하는것은, 상기 피스턴이 과도하게 전진되어 안전스위치(87)가 손상되는것을 방지하기 위한 것이며, 또 오리피스유로(18)를 설치한 것은 피스턴(85)이 후진될때, 실린더(84)내에 유입된 오일의 대부분은 유출로(19)를 통해 유출되지만, 상기 피스턴이 유출로위치까지 후진되면 이 유출로를 통해 오일이 더이상 유출되지 않게되므로, 이후부터는 오리피스유로(18)를 통해 오일이 유출되게 함으로써, 피스턴(85)이 완전히 원위치로 후진될 수 있게하여 안전스위치(87)를 정확하게 '온·오프' 시켜 주기위한 것이다.

이와같이 작동되는 본발명 유압렌치는 볼트·너트를 초기에는 빠르고 적은 힘으로 조여주게 되지만, 조임과정에서 토오크를 받게되는 시점부터는 스스로 느리지만 큰힘으로 조여주게 되는 특징이 있으며, 이에따라 볼트·너트의 체결작업이 매우 편리하게되는 장점이 있다.

또한, 조임력이 자등조절되기 때문에 렌치자체는 물론, 볼트·너트의 손상이나 파손등이 방지되는 효과도 얻게된다.

그리고, 안전장치가 볼트·너트의 완전조임 상태를 신속하게 알려주기 때문에 작업자가 다음조치를 즉시 취할 수 있게 함은 물론, 자체적으로 작동이 정지되게 할 수도 있기 때문에 안심하고 사용할 수 있게되는 장점도 있다.

Claims (2)

1. 렌치실린더(60)에 장착된 렌치소켓(64)을 유압펌프에의해 공급되는 오일과 탄발스프링(63)에의해 전·후진동작되는 렌치피스턴(62)으로 회동시켜 볼트·너트를 조여주도록한 유압렌치에 있어서, 상기 유압펌프는 내부가 공동으로 된 본체(10)와; 이 본체의 일측부에 부설되며 오일탱크에 연결되는 고압흡입구(24)와 상기 렌치실린더(60)에 연결되게 본체(10)내에 형성된 혼합유로(12)에 연결되는 고압토출구(25)가 형성되고 내용적이 적은 고압실린더(21)와, 이 실린더의 개방된 내단부를 통해 결합되는 고압피스턴(22)과, 이 피스턴을 탄발·후진시켜주게 장착되는 고압리턴스프링(23)과, 상기 고압흡입구(24)와 고압토출구(25)를 개폐시켜주게 장착되는 제1.2고압체크밸브(26)(26' )를 구비하는 고압펌프(20)와: 상기 본체(10)의 타측부에 상기 고압펌프(20)와 대칭되게 격리부설되며 오일탱크에 연결되는 저압흡입구(34)와 상기 혼합유로(12)에 연결되는 저압토출구(35)가 형성되고 내용적이 상기 고압실린더(21)보다 큰 저압실린더(31)와, 이 실린더의 개방된 내단부를 통해 결합되는 저압피스턴(32)과, 이 피스턴을 탄발·후진시켜주게 장착되는 저압리턴스프링(33)과, 상기 저압흡입구(34)와 저압토출구(35)를 개폐시켜주게 장착되는 제1.2저압체크밸브(36)(36' )와, 상기 저압피스턴(32)을 전후로 관통하게 형성되는 유통로(321)와, 이 유통로내에 만들어진 밸브자리에 스프링(323)으로 탄발되게 장착되어 유통로(321)를 개폐하는 볼밸브(322)를 구비하는 저압펌프(30)와: 상기 고·저압펌프(20(30)들 사이에 위치하게 본체(10)내에 설치되어 모터에의해 회전되며 외주면 한쪽은 고압피스턴(22)의 내단면과, 다른쪽은 저압피스턴(32)의 내단면과 각각 맞닿게되는 캠(40)으로 구성되는것을 특징으로하는 유압렌치.
2. 제1항에 있어서, 본체(10)에는 혼합유로(12)의 일측부와 유출로(16)로 연결되게 상기 본체(10)에 부설되는 밸브실(81)과, 이밸브실내에 누름스프링(83)으로 전진되게 장착되어 상기 유출로(16)를 개폐시켜주는 안전밸브(82)와, 연통로(17)로 연결되게 본체(10)에 부설되는 실린더(84)와, 이 실린더내에 탄발스프링(86)에 의해 후진되게 장착되는 피스턴(85)과, 상기 실린더(84)의 외단측에 위치하게 착설되며 피스턴(85)이 전진되면 그 로드에의해 동작되어 경보기나 경보등을 작동시켜주거나 캠(40)을 회전시켜주는 모터의 작동을 중단시켜주는 안전스위치(87)로 구성되는 안전장치(80)를 설치하여 되는것을 특징으로하는 유압렌치.