KR100489732B1 - 에어 밸런스 리프터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어 밸런스 리프터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무부하시 리프터의 밸런스를 유지하는 에어 밸런스 실린더와, 부하가 걸리는 경우에는 변동되는 부하에 따라 자동으로 배기량을 조절하는 리프팅 실린더를 서로 연동되게 구성하고, 상기 부하의 변화를 스트로크 감지방식으로 감지하도록 공압제어회로를 단순하게 하여 고장의 발생을 감소시키고 감응속도를 빠르게 하여 사용을 편리하고 간편하게 할 수 있는 에어 밸런스 리프터에 관한 것이다.
본 발명은 구동부(60)는 무부하 상태에서 밸런싱하기 위한 에어밸런스 실린더(70)와, 상기 에어밸런스 실린더(70)와 연동되고 부하(15)가 작용되는 경우에 밸런싱하기 위한 리프팅 실린더(80)와, 상기 에어밸런스 실린더(70)와 리프팅 실린더(80)를 제어하기 위한 공압회로와, 상기 부하(15)에 따른 작동로드(30)의 변위를 검출하고 검출된 변위값에 따라 상기 공압회로에 부하신호를 출력하는 부하자동감지센서부(90)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

에어 밸런스 리프터{AIR BALANCED LIFTER}
본 발명은 에어 밸런스 리프터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무부하시 리프터의 밸런스를 유지하는 에어 밸런스 실린더와, 부하가 걸리는 경우에는 변동되는 부하에 따라 자동으로 배기량을 조절하는 리프팅 실린더를 서로 연동되게 구성하고, 상기 부하의 변화를 스트로크 감지방식으로 감지하도록 공압제어회로를 단순하게 하여 고장의 발생을 감소시키고 감응속도를 빠르게 하여 사용을 편리하고 간편하게 할 수 있는 에어 밸런스 리프터에 관한 것이다.
일반적으로 대형 또는 큰 하중의 제품을 이송하기 위한 장치로는 공장 또는 하역장의 천장에 가로 또는 세로의 가이드 레일을 구비하여 이송 가이드 블록에 상하 이동이 가능한 체인을 설치하여 후크, 죠오, 클램프 또는 이와 유사한 수단에 의하여 제품을 끌어올린 후 동력에 의하여 이송하는 방식이 사용되었지만, 이는 장비의 대형화, 설치비용의 과중, 조작의 번거로움등으로 소형장치가 요구되어 왔다.
이에 공압의 흡착력에 의하여 물품을 흡착하고, 부하의 무게에 따른 밸런싱 압력을 미리 설정해 주거나, 공압제어에 의해 부하를 상승시킨 후 밸런스가 되도록 다시 조작하여 밸런스를 유지한 상태에서 작업자가 부하를 이동시키는 에어 밸런스 리프터가 사용되고 있다.
상기와 같은 에어 밸런스 리프터는 국내 등록특허 제0452269호(공개일: 2003년 09월 19일, 발명의 명칭: 에어밸런스 시스템)에 개시된 바와 같이, 일정한 공압을 제공하는 에어공급부와, 무부하시 리프터의 밸런싱을 조절하는 1차 압력조절용 레귤레이터와, 제품을 흡착할 경우에 제품 흡착용 밸브스위치의 ON/OFF 작동을 제어하여 제품을 흡착 또는 해제하는 제품 흡착용 회로부와, 제품이 흡착되는 경우에 흡착된 무게를 감지하는 무게 자동감지용 리프팅밸브와, 상기 무게 자동감지용 리프팅밸브가 OFF되면 메모리 회로에 저장된 압력값이 리프팅 실린더 내로 일정하게 유입되도록 이루어지는 무게 자동감지용 리프팅 회로부와, 부하시 상기 메모리 회로 내부의 압력을 조절하여 밸런싱하는 2차 압력조절용 레귤레이터와, 상기 2차 압력조절용 레귤레이터의 압력값을 상기 메모리 회로에 저장되도록 하는 압력세팅용 작동밸브로 이루어지는 셋팅용 리프팅 회로부를 포함하여 구성되어, 이송하고자 하는 제품의 하중에 관계없이 자유롭게 사용이 가능하고, 물품의 중량이 수시로 변경되는 경우에는 물론 이송하고자 하는 물품의 중량이 일정한 경우에도 사용할 수 있도록 하고 있다.
그러나, 상기와 같은 에어밸런스 시스템은 공압제어회로가 매우 복잡하여, 제품의 가격이 상승하고 또한 제품의 하자 및 고장이 빈번하게 발생되는 문제점이 있다. 또한 상기와 같이 공압제어회로가 복잡하여 제품에 하자가 발생되는 경우에는 제작사의 담당자 이외에는 유지보수가 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 공압제어회로를 단순화하기 위해 가변되는 부하량을 기계적으로 측정하여 밸런스를 유지할 수 있도록 하여 제품의 가격을 절감시키며, 또한 조작과 사용을 편리하게 하여 작업능률을 크게 향상시킬 수 있는 에어 밸런스 리프터를 제공하는 것이다.
본 발명은 일정 중량을 갖는 부하를 파지하기 위한 파지수단이 장착되는 연결로드와, 상기 부하를 좌측 또는 우측으로 위치를 변동시키기 위한 회동아암과, 상기 회동아암과 힌지 연결되어 상측 또는 하측으로 상기 부하를 이동시키기 위한 작동로드와, 상기 작동로드와 수직으로 연결되고 작동로드를 이동시키기 위한 에어실린더와 공압회로가 장착된 구동부와, 상기 구동부를 지지하기 위한 기대와, 상기 기대의 저면에 장착되어 자유롭게 이동하기 위한 복수개의 바퀴가 장착된 받침판을 포함하는 에어 밸런스 리프터에 있어서, 상기 구동부(60)는 무부하 상태에서 밸런싱하기 위한 에어밸런스 실린더(70)와, 상기 에어밸런스 실린더(70)와 연동되고 부하(15)가 작용되는 경우에 밸런싱하기 위한 리프팅 실린더(80)와, 상기 에어밸런스 실린더(70)와 리프팅 실린더(80)를 제어하기 위한 공압회로와, 상기 부하(15)에 따른 작동로드(30)의 변위를 검출하고 검출된 변위값에 따라 상기 공압회로에 부하신호를 출력하는 부하자동감지센서부(90)를 포함하여 구성되고, 상기 부하자동감지센서부(90)는 일측이 상기 에어밸런스 실린더(70)에 장착되어 부하를 감지하는 터치봉(91)과, 상기 작동로드(30)의 변위에 따른 제어량을 출력하는 가변밸브(92, 93)로 구성되며, 상기 터치봉(91)은 상기 가변밸브(92, 93)가 작동되도록 접촉되는 사각판형상으로, 상기 가변밸브(92, 93)와 대응되는 가압면(95)의 양단에 일정 각도로 경사진 경사면(94)으로 형성되고, 상기 가변밸브(92, 93)는 상기 경사면(94) 또는 가압면(95)에 접촉되어 내부로 삽입되고, 삽입되는 정도에 따라 밸브리프트(98)를 개폐시켜 유입밸브(96)와 배출밸브(97)를 연결시켜 상기 공압회로를 통해 선택적으로 공압을 배기 또는 유입시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 에어 밸런스 리프터를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 의한 에어 밸런스 리프터의 개략적인 구성도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 의한 에어 밸런스 리프터의 개략적인 공압회로도이며, 도3은 본 발명의 일실시예에 의한 에어 밸런스 리프터의 부하감지센서부의 개략적인 구성도이고, 도4는 도3의 상세구조도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의한 에어 밸런스 리프터는 상기 도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 일정 중량을 갖는 부하(15)를 파지하기 위한 파지수단이 장착되는 연결로드(10)와, 상기 부하(15)를 좌측 또는 우측으로 위치를 변동시키기 위한 회동아암(20)과, 상기 회동아암(20)과 힌지 연결되어 상측 또는 하측으로 부하(15)를 이동시키기 위한 작동로드(30)와, 상기 작동로드(30)와 수직으로 연결되고 작동로드(30)를 이동시키기 위한 에어실린더와 공압회로가 장착된 구동부(60)와, 상기 구동부(60)와 연결되어 상기 구동부(60)를 지지하기 위한 기대(50)와, 상기 기대(50)의 저면에 장착되어 자유롭게 이동하기 위한 복수개의 바퀴가 장착된 받침판(40)을 포함하여 구성된다.
본 발명의 특징은 상기 구동부(60)에 장착되는 에어실린더와 공압회로로써, 무부하 상태에서 밸런싱하기 위한 에어밸런스 실린더(70)와, 상기 에어밸런스 실린더(70)와 연동되고 부하(15)가 작용되는 경우에 밸런싱하기 위한 리프팅 실린더(80)와, 상기 에어밸런스 실린더(70)와 리프팅 실린더(80)를 제어하기 위한 공압회로를 포함하여 구성된다.
상기 공압회로는 상기 도2에 도시된 바와 같이, 일정한 공압을 제공하는 공기압레귤레이터①와, 상기 공기압레귤레이터①와 직렬로 연결되어 공압을 제어하기 위한 1차 레귤레이터②와, 상기 1차 레귤레이터②와 에어밸런스 실린더(70)에 직렬로 연결되는 파일럿 체크밸브④와, 상기 1차 레귤레이터②와 상기 파일럿 체크밸브④에 병렬로 연결되는 토글스위치③ 및 솔레노이드밸브⑤와, 상기 토글스위치③ 및 솔레노이드밸브⑤에 병렬로 연결되는 2차 레귤레이터⑥로 구성된다. 한편 상기 에어밸런스 실린더(70)의 일측에는 작동로드(30)의 변위를 감지하여 부하를 자동으로 감지하는 부하자동감지센서부(90)가 장착되며, 상기 부하자동감지센서부(90)와 상기 2차 레귤레이터⑥의 입력단 사이의 공압관로⑫에는 체크밸브⑦가 연결되며, 상기 공기압레귤레이터①의 출력단과 상기 부하자동감지센서부(90) 사이의 공압관로⑪에는 소음기⑨가 장착된 연결로드⑩가 형성되며, 상기 부하자동감지센서부(90)는 상기 리프팅 실린더(80)와 공압관로⑬, ⑭가 각각 연결되고, 상기 공압관로⑬에는 공압관로⑭와의 연결을 차단하는 체크밸브⑧가 연결되어 구성된다.
상기 부하자동감지센서부(90)는 상기 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 일측이 상기 에어밸런스 실린더(70)에 장착되어 부하를 감지하는 터치봉(91)과, 상기 작동로드(30)의 변위에 따른 제어량을 출력하는 가변밸브(92, 93)로 구성된다. 상기 터치봉(91)은 상기 가변밸브(92, 93)가 작동되도록 접촉되는 사각판형상으로 양측면이 일정 각도로 경사진 경사면(94)과, 상기 경사면(94)에 연결되는 가압면(95)이 첨두에 형성된다. 한편 상기 가변밸브(92, 93)는 상기 경사면(94) 또는 가압면(95)에 접촉되어 내부로 삽입되도록 형성된다. 이 때 상기 경사면(94) 또는 가압면(95)과 슬라이딩되도록 롤러가 장착되어 구성된다. 또한 상기 가변밸브(92, 93)가 내부로 삽입됨에 따라 밸브리프트(98)를 개폐시켜 유입밸브(96)와 배출밸브(97)를 연결시켜 공압관로⑪, ⑬, ⑭에 선택적으로 공압을 배기 또는 유입시키게 된다. 다시 말해 상기 경사면(94)에 의해 가변밸브(92, 93)가 가압되는 경우에는 경사면(94)의 기울기에 따라 상기 밸브리프트(98)의 열리는 정도를 제어하게 되고, 상기 가압면(95)과 접촉되는 경우에는 일정하게 상기 밸브리프트(98)의 열림을 제어하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 에어 밸런스 리프터의 동작을 설명하면, 먼저 무부하상태의 초기값을 셋팅하게 된다.
즉 토글스위치③를 턴오프(TURN OFF)시키고, 1차 레귤레이터②의 압력을 조절하여 고정시킨다. 다시 말해 공기압레귤레이터①를 통해 공급되는 공압을 파이럿 체크밸브④를 통해 에어밸런스 실린더(70)에 공급하여 터치봉(91)의 위치가 2개의 가변밸브(92, 93)의 정중앙에 위치되도록 제어하게 된다.
그 후 부하(15)를 연결로드(10)에 장착시킨 후에 부하상태의 밸런스를 셋팅하게 된다. 즉 토글스위치③를 턴온(TURN ON)시키고, 2차 레귤레이터⑥를 통해 리프팅 실린더(80)의 압력을 조절하게 된다. 다시 말해 토글스위치③를 턴온시키게 되면, 솔레노이드밸⑤가 개방되어 공기압레귤레이터①를 통한 공압이 2차 레귤레이터⑥를 통해 에어밸런스 실린더(70)의 압력을 제어하게 된다. 이 때 2차 레귤레이터⑥의 압력제어는 부하(15)의 중량에 따라 가변되어 셋팅된다.
그리고 상기 부하(15)를 리프팅하기 위해서는 사용자가 움직이고자 하는 방향으로 물리적힘을 가하게 되면, 에어밸런스 실린더(70)가 압축 또는 팽창하게 되어 스트로크 변화가 발생되어 에어밸런스 실린더(70) 위에 장착된 터치봉(91)의 위치가 변하게 되고, 터치봉(91)의 변위에 따라 경사면(94) 또는 가압면(95)이 가변밸브(92) 또는 가변밸브(93)를 작동시키게 된다. 이 때 상기 가변밸브(92, 93)는 상기 터치봉(91)의 변위에 따라 상기 경사면(94)의 기울기에 따라 증가되도록 공압의 토출량을 증가시키다가, 상기 가압면(95)에 이르러서는 일정한 공압의 토출량을 유지하게 된다. 다시 말해 터치봉(91)의 작동속도는 감지반응시간분에 터치봉(91)의 변위값이 되고, 상기 터치봉(91)의 작동속도는 에어토출량이 된다. 따라서 감지반응시간이 일정하다고 가정하면 터치봉(91)의 속도가 커지고 터치봉(91)의 변위가 커지게 된다. 즉 경사면(94)에 접촉이 가압면(95)으로 갈수록 밸브리프트(98)가 많이 열리게 되어 많은 유량이 토출된다.
부하(15)를 상부쪽으로 이동시키게 되는 경우를 살펴보면, 작동로드(30)의 힌지를 중심으로 위쪽으로 상승되게 되고, 상기 힌지의 반대편에 연결된 가변밸브(92)가 터치봉(91)과 접촉하게 된다. 따라서 터치봉(91)의 접촉되는 변위만큼 밸브리프트(98)가 개방되게 되고, 공기압레귤레이터①를 통한 공압이 안전밸브⑩와 공압관로⑪를 통해 유입되고 공압관로⑭와 체크밸브⑧를 통해 리프팅 실린더(80)로 유입되어 리프팅 실린더(80)를 배기시키게 된다.
한편 상기와 반대로 부하(15)를 하부쪽으로 이동시키게 되는 경우를 살펴보면, 작동로드(30)의 힌지를 중심으로 아래쪽으로 하강되게 되고, 상기 힌지의 반대편에 연결된 가변밸브(93)가 터치봉(91)과 접촉하게 된다. 따라서 터치봉(91)의 접촉되는 변위만큼 밸브리프트(98)가 개방되게 되고, 체크밸브⑧와 리프팅 실린더(80) 사이에 연결된 공압관로⑬를 통해 유입되어 공압관로⑪로 배기시키게 되어 상기 리프팅 실린더(80)를 팽창시키게 된다.
이 때 상기 부하(15)의 상승 또는 하강에 따라서 리프팅 실린더(80)는 가변밸브(92, 93)의 제어에 의해 유입 또는 배기의 보상을 하게 되고, 리프팅 실린더(80)의 보상을 실행한 후에 물리적인 힘이 가해지지 않는 에어밸런스 실린더(70)는 항상 중립 위치를 유지하게 된다.
그리고 리프팅 작업을 종료한 경우의 무부하시에는 상기 토글스위치⑤를 턴오프시켜 작업을 종료하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 가변되는 부하량에 따라 물리적인 힘을 가변밸브를 통해 계측하여 보상할 수 있도록 공압제어회로를 단순화시켜, 리프터의 가격을 절감시키고, 또한 조작과 사용을 편리하게 하여 작업능률을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
앞에서 설명된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예에 의한 에어 밸런스 리프터의 개략적인 구성도,
도2는 본 발명의 일실시예에 의한 에어 밸런스 리프터의 개략적인 공압회로도,
도3은 본 발명의 일실시예에 의한 에어 밸런스 리프터의 부하감지센서부의 개략적인 구성도,
도4는 도3의 상세구조도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
① 공기압레귤레이터 ② 1차 레귤레이터(무부하 밸런스)
③ 토글스위치 ④ 파일럿 체크밸브
⑤ 솔레노이드밸브 ⑥ 2차 레귤레이터(부하 밸런스)
⑦, ⑧ 체크밸브 ⑨ 소음기
⑩ 안전밸브 ⑪, ⑫, ⑬, ⑭ 공압관로
10: 연결로드 15: 부하
20: 회동아암 30: 작동로드
40: 받침판 50: 기대
60: 구동부 70: 에어밸런스 실린더
80: 리프팅 실린더 90: 부하자동감지센서부
91: 터치봉 92, 93: 가변밸브
94: 경사면 95: 가압면
96: 유입밸브 97: 배출밸브
98: 밸브리프트

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 일정 중량을 갖는 부하를 파지하기 위한 파지수단이 장착되는 연결로드와, 상기 부하를 좌측 또는 우측으로 위치를 변동시키기 위한 회동아암과, 상기 회동아암과 힌지 연결되어 상측 또는 하측으로 상기 부하를 이동시키기 위한 작동로드와, 상기 작동로드와 수직으로 연결되고 작동로드를 이동시키기 위한 에어실린더와 공압회로가 장착된 구동부와, 상기 구동부를 지지하기 위한 기대와, 상기 기대의 저면에 장착되어 자유롭게 이동하기 위한 복수개의 바퀴가 장착된 받침판을 포함하는 에어 밸런스 리프터에 있어서,
    상기 구동부(60)는 무부하 상태에서 밸런싱하기 위한 에어밸런스 실린더(70)와, 상기 에어밸런스 실린더(70)와 연동되고 부하(15)가 작용되는 경우에 밸런싱하기 위한 리프팅 실린더(80)와, 상기 에어밸런스 실린더(70)와 리프팅 실린더(80)를 제어하기 위한 공압회로와, 상기 부하(15)에 따른 작동로드(30)의 변위를 검출하고 검출된 변위값에 따라 상기 공압회로에 부하신호를 출력하는 부하자동감지센서부(90)를 포함하여 구성되고,
    상기 부하자동감지센서부(90)는 일측이 상기 에어밸런스 실린더(70)에 장착되어 부하를 감지하는 터치봉(91)과, 상기 작동로드(30)의 변위에 따른 제어량을 출력하는 가변밸브(92, 93)로 구성되며,
    상기 터치봉(91)은 상기 가변밸브(92, 93)가 작동되도록 접촉되는 사각판형상으로, 상기 가변밸브(92, 93)와 대응되는 가압면(95)의 양단에 일정 각도로 경사진 경사면(94)으로 형성되고, 상기 가변밸브(92, 93)는 상기 경사면(94) 또는 가압면(95)에 접촉되어 내부로 삽입되고, 삽입되는 정도에 따라 밸브리프트(98)를 개폐시켜 유입밸브(96)와 배출밸브(97)를 연결시켜 상기 공압회로를 통해 선택적으로 공압을 배기 또는 유입시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어 밸런스 리프터.
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