KR101253506B1 - 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치에 관한 것으로서, 스윙베어링의 상부에 안착되면서 중앙축이 스윙베어링의 중심과 일치되도록 위치를 설정하는 위치세팅유닛과, 상기 위치세팅유닛의 상부에 상기 중앙축을 중심으로 하여 스윙베어링의 원주방향으로 수평회전이 가능하게 설치되는 수평회전유닛과, 상기 수평회전유닛의 상부에 스윙베어링의 반경방향으로 직선이동이 가능하게 설치되는 직선이동유닛과, 상기 직선이동유닛에 설치되어 스윙베어링 중심과의 거리가 조정되며, 상기 수평회전유닛의 회전에 연동하여 스윙베어링의 원주를 따라 위치이동이 되면서 스윙베어링의 체결볼트를 설정 토크로 체결시키는 토크체결유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 중장비 스윙베어링의 체결볼트를 규정된 설정 토크로 편리하게 체결시킬 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있으며, 특히 다양한 중장비 모델에 따른 스윙베어링의 상이한 사이즈에 관계없이 다양한 사이즈의 스윙베어링에 적용하여 토크 체결작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

중장비 스윙베어링의 볼트체결장치 {Bolting machine for swing bearing of heavy equipment}

본 발명은 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 중장비 스윙베어링의 체결볼트를 규정된 설정 토크로 편리하게 체결시킬 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있으며, 특히 다양한 중장비 모델에 따른 스윙베어링의 상이한 사이즈에 관계없이 다양한 사이즈의 스윙베어링에 적용하여 토크 체결작업을 수행할 수 있는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기나 타워크레인 등과 같은 중장비는 주행장치를 포함하는 하부몸체와, 상기 하부몸체의 상부에 선회가 가능하도록 설치되면서 작업장치를 포함하는 상부선회체로 크게 나누어지게 되고, 상기 하부몸체에 대하여 상부선회체가 회전이 될 수 있도록 상기 하부몸체와 상부선회체 사이에는 스윙베어링이 장착되게 된다.

이러한 중장비의 스윙베어링은 공개특허공보 10-2007-0049000호(공개일자: 2007년05월10일), 공개특허공보 제10-2007-0066530호(공개일자: 2007년06월27일) 등의 선행문헌에 자세하게 기술구성이 개시되어 있으며, 도 1은 이러한 종래 스윙베어링(20)이 하부몸체(30)에 장착된 일 예를 도시하고 있는 바, 이를 참조하면, 상기 스윙베어링(20)은 내륜(21)과 외륜(22)으로 이루어지며, 상기 내륜(21)은 하부몸체(30)와 고정이 되고, 외륜(22)은 도시되지 않은 상부선회체와 각각 고정이 됨으로써 하부몸체(30)에 대해 상부선회체(도면 미도시)가 회전될 수 있도록 작동을 하게 된다.

또한, 도 2에는 스윙베어링(20)과 하부몸체(30)의 장착구조가 단면으로 도시되어 있는 바, 도시된 것을 참조하여 창작구조를 보다 자세하게 살펴보면, 하부몸체(30)의 상측으로 돌출된 원형의 지지프레임(31)에 상기 스윙베어링(20)이 안착된 상태에서 상기 하부몸체(30)의 지지프레임(31)과 스윙베어링(30) 내륜(21)의 원주를 따라 각각 형성된 볼트공과 볼트탭에 체결볼트(B)가 체결됨으로써 스윙베어링(20)이 하부몸체(30)에 장착되는 구조로 이루어지게 된다.

여기서, 상기 스윙베어링(20)과 하부몸체(30)의 장착을 위해 체결되는 상기 체결볼트(B)는 일반적으로 36쌍으로 구성되면서 모두 규정된 동일한 토크(Troque)로 체결이 이루어져야만 스윙베어링 장착의 안정성을 확보할 수 있게 된다.

이러한 스윙베어링 체결볼트의 토크 체결을 위하여 종래에도 너트러너(Nut runner)를 포함하는 체결장치가 사용되어 왔으나, 종래의 체결장치는 스윙베어링에 설치하는 작업이 어렵고 토크 체결이 안정적이지 않으며, 특히 모델 변경에 따라 스윙베어링의 사이즈가 변경되면 전혀 체결작업을 수행할 수 없기 때문에 중장비의 모델별로 그에 맞는 체결장치를 별도로 각각 도입해서 사용해야만 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 본 발명의 목적은 스윙베어링에 정확하게 중심을 맞추어 설치된 상태에서 스윙베어링의 원주를 따라 회전하면서 체결볼트를 규정된 설정 토크로 체결할 수 있어 설치 및 토크 체결작업이 용이하고 편리하여 작업성이 향상됨과 함께 정확한 토크 체결을 통해 스윙베어링 장착의 안전성 또한 향상시킬 수 있는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 스윙베어링의 사이즈가 변경되더라도 설치 및 토크체결작업을 동일하게 수행할 수 있도록 구성함으로써 다양한 중장비 모델에 따른 스윙베어링의 상이한 사이즈에 관계없이 다양한 사이즈의 스윙베어링에 적용하여 토크 체결작업을 수행할 수 있도록 하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제해결수단으로서,

스윙베어링의 상부에 안착되면서 중앙축이 스윙베어링의 중심과 일치되도록 위치를 설정하는 위치세팅유닛과, 상기 위치세팅유닛의 상부에 상기 중앙축을 중심으로 하여 스윙베어링의 원주방향으로 수평회전이 가능하게 설치되는 수평회전유닛과, 상기 수평회전유닛의 상부에 스윙베어링의 반경방향으로 직선이동이 가능하게 설치되는 직선이동유닛과, 상기 직선이동유닛에 설치되어 스윙베어링 중심과의 거리가 조정되며, 상기 수평회전유닛의 회전에 연동하여 스윙베어링의 원주를 따라 위치이동이 되면서 스윙베어링의 체결볼트를 설정 토크로 체결시키는 토크체결유닛을 포함하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치가 개시된다.

여기서, 상기 위치세팅유닛은, 중심부에 상기 중앙축이 구비되는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임의 하측에서 중앙축을 중심으로 하여 사방으로 전진되면서 상기 스윙베어링에 밀착되어 베이스프레임을 고정시키는 4쌍의 지지랙과, 상기 4쌍의 지지랙에 각각 전후진 이동력을 제공하는 4쌍의 랙구동기를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 위치세팅유닛은, 상기 베이스프레임의 하측에서 중앙축에 회전 가능하게 결합되며, 상기 4쌍의 지지랙의 이동과 연계 회전이 되면서 4쌍의 지지랙이 동일하게 이동되도록 구속하는 랙연동회전판을 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 랙연동회전판에는 상기 중앙축을 중심으로 하여 4쌍의 유선형 궤도홈이 방사상으로 형성되고, 상기 각 궤도홈에는 상기 4쌍의 지지랙과 결합되는 4쌍의 랙가이더가 궤도홈을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 수평회전유닛은, 상기 위치세팅유닛의 상측에서 상기 중앙축에 회전 가능하게 결합되는 수평회전프레임과, 상기 수평회전프레임의 하부에 설치되어 수평회전프레임을 지지하며, 수평회전프레임의 회전시 중앙축을 중심으로 원운동을 하는 복수의 바퀴부재를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 수평회전유닛은, 상기 중앙축이 수평회전유닛의 무게중심이 되도록 상기 직선이동유닛이 설치된 반대쪽의 수평회전프레임에 설치되는 중량부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 직선이동유닛은, 상기 수평회전유닛에 스윙베어링의 반경방향으로 설치되는 직선이동가이드와, 상기 직선이동가이드를 따라 전후진 이동되며, 일단부에 상기 토크체결유닛이 설치되는 직선이동바와, 상기 직선이동바에 전후진 이동력을 제공하는 직선이동구동기를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 직선이동바에는 일정길이의 슬릿홈이 형성되고, 상기 직선이동가이드에는 걸림돌기가 상기 슬릿홈을 통해 돌출되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 토크체결유닛은, 상기 직선이동유닛에 고정되는 고정프레임과, 상기 스윙베어링의 체결볼트에 설정 토크를 인가하여 체결시키는 토크인가툴과, 상기 고정프레임에 설치된 승강구동기에 의해 승강되면서 상기 토크인가툴의 수직위치를 조정하는 툴승강부재를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 토크인가툴은 한 쌍으로 구비되되, 한 쌍의 토크인가툴 상호 간의 간격이 조절되도록 할 수 있으며, 이를 위해 상기 토크체결유닛은, 상기 툴승강부재에 설치된 간격조절구동기에 의해 툴승강부재의 측방으로 전후진 이동되는 툴간격조절부재를 더 포함하고, 상기 한 쌍의 토크인가툴 중에서 일측의 토크인가툴은 상기 툴승강부재에 고정 지지됨과 함께 타측의 토크인가툴은 상기 툴간격조절부재에 고정 지지되도록 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치는,

동일한 움직임으로 이동하는 지지랙을 통해 회전중심을 정확하게 스윙베어링의 중심과 일치시키면서 설치함과 함께 상기 회전중심을 기준으로 회전하면서 스윙베어링의 체결볼트들을 토크 체결시킬 수 있으므로 설치 및 토크 체결작업을 정확하면서도 편리하게 수행할 수 있어 볼트체결에 따른 작업성이 대폭 향상되는 장점이 있다.

또한, 체결위치에서 정확하게 토크 체결이 이루어짐과 함께 전동식 너트러너를 채용함으로써 체결볼트를 규정된 토크로 정확하게 체결시킬 수 있어 스윙베어링 장착의 안전성을 담보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 스윙베어링의 사이즈가 상이해지더라도 설치 및 토크체결작업을 동일하게 수행할 수 있도록 구성되어 있으므로 모델별로 각각 구비될 필요없이 단일 장치만으로 다양한 중장비 모델의 스윙베어링에 적용하여 토크 체결작업을 수행할 수 있는 호환성이 우수한 장점이 있다.

또한, 한 쌍의 토크인가툴을 통해 멀티(multi) 토크 체결이 가능하여 토크체결작업에 소요되는 작업시간을 보다 단축할 수 있음과 함께 토크인가시 발생하는 반발력을 상쇄시킴으로써 장치의 안전성을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.

아울러, 상기한 바와 같이 구체적으로 명시한 효과 이외에 본 발명의 특징적인 구성으로부터 용이하게 도출되고 기대될 수 있는 특유한 효과 또한 본 발명의 효과에 포함될 수 있음을 첨언한다.

도 1은 중장비의 하부몸체 위에 결합된 스윙베어링의 통상적인 구성을 예시한 사시도이고,
도 2는 도 1에 따른 하부몸체와 스윙베어링의 장착구조를 단면으로 예시한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이고,
도 4는 도 1의 저면 사시도이며,
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치세팅유닛의 구성 및 작동을 나타내는 저면 사시도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평회전유닛과 직선이동유닛의 구성을 나타내는 사시도이며,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평회전유닛과 직선이동유닛의 분리 사시도이고,
도 9와 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크체결유닛을 양방향에서 각각 바라본 구성을 나타내는 사시도이며,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치가 스윙베어링에 설치되기 직전의 상태를 예시한 사시도이고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치가 스윙베어링에 설치 완료된 상태를 예시한 사시도이고,
도 13은 도 12에 따른 설치완료상태에서의 위치세팅유닛과 토크체결유닛 부분을 확대한 확대 사시도이며,
도 14는 스윙베어링의 체결볼트를 토크 체결시키는 토크체결유닛의 작동을 예시한 예시단면도이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 첨부된 도면에서의 요소의 형상, 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 축소되거나 과장되어 표현될 수 있음을 유의하여야 한다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”, “고정되어” “결합되어” 있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 고정, 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

아울러, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 3 내지 도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치를 나타내는 도면들로서, 상기한 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치(10, 이하, “볼트체결장치”라 함.)는 위치세팅유닛(100)과, 수평회전유닛(200)과, 직선이동유닛(300)과, 토크체결유닛(400)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

먼저, 상기 위치세팅유닛(100)은 본 발명의 볼트체결장치(10)가 스윙베어링(20)의 상부에 안착되면서 스윙베어링(20)의 중심에 정확하게 위치되도록 위치를 설정하여 고정하는 기능을 수행하는 부분이다.

이러한 위치세팅유닛(100)이 도 5와 도 6에 자세하게 도시되어 있는 바, 도시된 것을 참조하면 베이스프레임(110)와, 지지랙(120)과, 랙구동기(130)와, 랙연동회전판(140)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

상기 베이스프레임(110)의 중심부에는 후술할 수평회전유닛(200)의 회전중심이 되는 중앙축(111)이 구비된다.

이러한 베이스프레임(110)은 도시된 것처럼, 전체적인 형태는 원형으로 이루어질 수 있으며, 불필요한 무게의 경감을 위하여 외곽의 원형 테두리부(112) 및, 중앙축(111)을 중심으로 상기 테두리부(112)까지 연장되는 십자형의 연결부(113)를 제외한 나머지의 부분은 절개하여 개구된 형태를 가질 수 있다.

상기 지지랙(120)은 상기 베이스프레임(110)의 하측에 구비되어 상기 베이스프레임(110)의 중앙축(111)이 스윙베어링(20)의 중심과 일치되면서 베이스프레임(110)을 스윙베어링(20)에 안착 고정시키는 기능을 수행한다.

이러한 지지랙(120)은 전후진 이동 가능하게 구비되어, 상기 베이스프레임(110)의 중앙축(111) 쪽으로부터 전진 이동하여 스윙베어링(20)에 밀착됨으로써 상기 베이스프레임(110)을 스윙베어링(20)에 고정시킴과 함께, 중앙축(111) 쪽으로 후진 이동하여 스윙베어링(20)으로부터 이격됨으로써 스윙베어링(20)에 대한 상기 베이스프레임(110)의 고정을 해제하도록 작동된다.

여기서, 상기 지지랙(120)은 베이스프레임(110)이 스윙베어링(20)에 안정적으로 고정될 수 있도록 상기 중앙축(111)을 중심으로 하여 일정각도 방향으로 전후진 이동되는 다수 개로 이루어질 수 있는데, 특히 90°간격으로 스윙베어링(20)에 밀착되면서 보다 안정적으로 베이스프레임(110)을 고정시킬 수 있도록, 상기 도 5와 도 6에 도시된 것처럼 상기 중앙축(111)을 중심으로 하여 사방으로 각각 전후진 이동이 되는 4쌍으로 이루어짐이 바람직하다.

그리고 상기한 4쌍의 지지랙(120) 각각의 끝단에는 스윙베어링(20)의 내륜(21) 및 외륜(22)의 형상에 대응하는 형상을 가짐으로써 스윙베어링(20)에 정확하게 밀착되면서 지지랙(120)이 유동되지 않도록 하는 탄성재질의 랙밀착단(121)이 형성될 수 있다.

상기 랙구동기(130)는 상기 베이스프레임(110)의 하부에 고정 설치됨과 함께 상기 지지랙(120)과 결합되어 지지랙(120)에 전후진 이동력을 제공하게 된다.

이러한 랙구동기(130)는 상기 지지랙(120)에 이동력을 제공하는 것이므로, 상기 지지랙(120)이 4쌍으로 이루어지게 되면 이에 대응하여 상기 랙구동기(130)도 4쌍으로 이루어지게 된다.

상기 랙연동회전판(140)은 상기와 같이 4쌍의 랙구동기(130)에 의해 각각 전후진 이동하는 4쌍의 지지랙(120)이 상호 간에 이동 오차없이 동일한 움직임으로 전후진 이동을 하도록 구속하는 기능을 수행한다.

이는 4쌍의 지지랙(120)이 중앙축(111)을 중심으로 하여 사방으로 전진하면서 스윙베어링(20)에 밀착될 때, 각각의 지지랙(120)이 동일한 움직임으로 이동하여 스윙베어링(20)에 동시에 밀착되도록 함으로써 베이스프레임(110)의 중앙축(111)이 스윙베어링(20)의 중심과 정확하게 일치되도록 위치를 설정하기 위한 것이다.

이러한 랙연동회전판(140)은 상기 베이스프레임(10)의 하측에서 상기 중앙축(111)에 자유 회전이 가능하게 결합이 된다.

또한, 랙연동회전판(140)에는 4쌍의 유선형 궤도홈(141)이 상기 중앙축(111)을 중심으로 하여 방사상으로 형성이 되고, 상기 4쌍의 궤도홈(141)에는 상기 4쌍의 지지랙(120)과 결합되는 4쌍의 랙가이더(142)가 궤도홈(141)을 따라 이동 가능하도록 설치가 된다.

여기서, 상기 랙연동회전판(140)에도 불필요한 무게의 경감을 위해서 도시된 것처럼 상기 4쌍의 궤도홈(141) 사이의 부분을 제거하여 개구된 상태로 형성할 수 있다.

상기 도 5와 도 6에는 각각 지지랙(120)이 후진된 상태와 전진된 상태가 도시되어 있는 바, 도시된 것처럼, 이러한 구성에 의해, 각각의 랙구동기(130)의 작동에 의해 4쌍의 지지랙(120)이 각각 사방으로 이동될 때, 각각의 지지랙(120)과 결합된 4쌍의 랙가이더(142)가 4쌍의 궤도홈(141)을 따라 연동하여 이동되도록 랙연동회전판(140)에 움직임이 구속되어 있으므로, 랙연동회전판(140)의 단일한 회전운동에 맞추어 4쌍의 지지랙(120)도 동일한 움직임으로만 전후진 이동이 가능하게 되는 것이며, 그에 따라 4쌍의 지지랙(120)은 동시에 스윙베어링(20)에 밀착되거나 이격되는 작동이 가능해지게 된다.

상기한 구성의 위치세팅유닛(100)은 전술한 것처럼 베이스프레임(110)이 전후진 이동되는 지지랙(120)에 의해서 스윙베어링(20)에 안착 고정되는 구성이기 때문에 스윙베어링의 사이즈에 관계없이 다양한 사이즈의 스윙베어링(20)에도 동일한 위치설정 기능을 수행할 수 있음을 알 수 있다.

다음으로, 상기 수평회전유닛(200)은 상기한 위치세팅유닛(100)에 의해 본 발명의 볼트체결장치(10)가 스윙베어링(20) 위에 정위치되어 설치된 상태에서 후술할 토크체결유닛(400)이 스윙베어링(20)의 원주방향을 따라 회전을 할 수 있도록 하는 기능을 수행하는 부분이다.

이러한 수평회전유닛(200)은 도 3 내지 도 8에 도시되어 있는 것처럼, 상기 위치세팅유닛(100)의 상부에서 상기 중앙축(111)을 중심으로 하여 스윙베어링(20)의 원주방향으로(즉, 수평방향으로) 회전이 가능하게 설치되며, 수평회전프레임(210)과, 바퀴부재(220)와, 중량부(230)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 수평회전프레임(210)은 상기 위치세팅유닛(100)의 베이스프레임(110) 상측에서 상기 중앙축(111)에 회전이 가능하도록 결합이 된다.

이러한 수평회전프레임(210)은 다양한 형상을 가질 수 있는데, 무게의 경감과 구조상의 안전성을 고려하여 상기 중앙축(111)을 중심으로 하여 십자(＋) 형태로 형성이 될 수 있다.

상기 바퀴부재(220)는 상기 수평회전프레임(210)의 하부에 설치되어 상기 수평회전프레임(210)을 지지하게 되며, 상기 수평회전프레임(210)이 중앙축(111)을 중심으로 수평방향 회전을 할 때, 회전중심인 상기 중앙축(111)을 중심으로 하여 상기 베이스프레임(110)의 상면을 따라 원운동을 하게 된다.

이러한 바퀴부재(220)는 상기 수평회전프레임(210)의 원활한 회전 및 안정적인 지지를 위하여 복수 개로 이루어질 수 있는데, 도시된 것처럼 4쌍으로 이루어져 상기 십자 형태를 갖는 수평회전프레임(210)의 각 단부마다 설치되는 것이 바람직하다.

상기 중량부(230)는 수평회전유닛(200)의 무게중심이 회전중심인 상기 중앙축(111)과 일치되도록 하는 기능을 수행한다.

상기 수평회전유닛(200)에는 후술할 직선이동유닛(300)과 토크체결유닛(400)이 중앙축(111)의 일측에 설치되므로 무게중심이 상기 설치된 쪽으로 편심될 수 있는 바, 상기 중량부(230)는 그 반대쪽 부분의 수평회전프레임(210)에 설치되어 전체적인 무게의 균형을 이루어 줌으로써 회전중심인 중앙축(111)이 수평회전유닛(200)의 무게중심이 되도록 하는 것이다.

따라서, 상기 중량부(230)는 직선이동유닛(300)과 토크체결유닛(400), 기타 아직 설명되지 않은 표시패널이나 제어패널 등의 전체적인 중량분포를 고려하여 그 중량이 설계될 수 있다.

한편, 도시되지는 않았으나, 이러한 수평회전유닛(200)에는 본 발명의 볼트체결장치(10)를 이동시킬 때 중장비제조공장에 일반적으로 설치되어 있는 행거장치에 본 발명의 볼트체결장치(10)를 걸어 연결할 수 있도록 하는 행거고리가 상측에 마련될 수 있다.

다음으로, 상기 직선이동유닛(300)은 스윙베어링(20)의 중심과 후술할 토크체결유닛(400) 사이의 수평거리를 조정할 수 있도록 하는 기능을 수행하는 부분이다.

이러한 직선이동유닛(300)이 도 7과 도 8에 도시되어 있는 바, 도시된 것처럼, 상기 수평회전유닛(200)의 상부에 스윙베어링(20)의 반경 방향으로 전후진 직선이동이 가능하게 설치되며, 직선이동가이드(310)와, 직선이동바(320)와, 직선이동구동기(330)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 직선이동가이드(310)는 상기 수평회전유닛(200)의 수평회전프레임(210) 상부에 스윙베어링(20)의 반경방향으로 설치되어 상기 직선이동바(320)의 전후진 직선이동을 가이드하게 되며, 이러한 직선이동가이드(310)로는 LM가이드가 채용될 수 있다.

상기 직선이동바(320)는 상기 직선이동가이드(310)를 따라 전후진 직선이동을 하게 됨과 함께, 그 일단부에는 후술할 토크체결유닛(400)이 고정되며, 따라서 상기 직선이동바(320)의 전후진 이동에 따라 후술할 토크체결유닛(400)은 스윙베어링(20) 중심과의 수평거리가 조정된다.

상기 직선이동구동기(330)는 상기 직선이동바(320)가 전후진 이동할 수 있도록 이동력을 제공한다.

한편, 도 8에 도시된 것처럼, 상기 직선이동바(320)에는 길이방향을 따라 일정한 길이의 슬릿홈(321)이 형성될 수 있고, 상기 직선이동가이드(310)에는 상기 슬릿홈(321)을 통해 돌출되는 걸림돌기(311)가 형성될 수 있다.

이러한 슬릿홈(321)과 걸림돌기(311)는 직선이동바(320)의 이동범위를 결정하기 위한 것으로서, 상기 걸림돌기(311)는 직선이동바(320)가 이동범위 내에서 이동할 때는 슬릿홈(321) 내에 위치되면서 직선이동바(320)의 이동을 간섭하지 않지만, 전후진 직선이동의 최대범위에 도달되면 슬릿홈(321)의 양단에 선택적으로 걸리면서 직선이동바(320)가 이동범위를 초과하여 이동되지 않도록 제한하게 된다.

다음으로, 상기 토크체결유닛(400)은 규정된 설정 토크를 상기 스윙베어링(20)의 체결볼트(B)에 가하여 체결시키는 부분이다.

이러한 토크체결유닛(400)이 도 9와 도10에 도시되어 있는 바, 도시된 것처럼 토크체결유닛(400)은 고정프레임(410)과, 토크인가툴(420)과, 툴승강부재(430)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 고정프레임(410)은 상기 직선이동유닛(300)의 직선이동바(320)에 고정 되며, 토크체결유닛(400)의 나머지 구성부분을 지지하는 기능을 하게 된다.

이러한 고정프레임(410)의 상면에는 후술할 토크인가툴(420)이 간섭되지 않고 승강할 수 있도록 툴통과공(411)이 형성될 수 있다.

상기 토크인가툴(420)은 스윙베어링(20)의 체결볼트(B)를 설정 토크로 체결시키는 기능을 수행하며, 이러한 토크인가툴(420)은 설정 토크를 발생시키는 장치인 너트러너(421, Nut runner)와, 상기 너트러너(421)에 교체 가능하게 장착이 되면서 상기 스윙베어링(20)의 체결볼트(B)에 끼워져 발생된 토크를 체결볼트(B)로 인가하는 볼트소켓(422)을 포함할 수 있다.

여기서, 토크를 발생시키는 장치인 상기 너트러너(421)로는 공압식과 전동식이 있는 바, 공압식 너트러너의 경우 공압의 특성상 토크 컨트롤이 곤란하여 스윙베어링의 체결을 위한 토크를 인가하기 어렵기 때문에, 본 발명의 실시예에서는 ETC 툴(Electric Torque Control Tool) 이라고 불리는 전동식 너트러너를 채용함이 바람직하다.

상기 툴승강부재(430)는 상기 토크인가툴(420)의 수직위치가 조정될 수 있도록 상기 토크인가툴(420)을 승강시키는 기능을 수행한다.

이러한 툴승강부재(430)는 상기 고정프레임(410)의 일측면 상부에 설치된 승강구동기(431)에 의해서 고정프레임(410)의 일측면을 따라 승강이 이루어지게 된다.

또한, 툴승강부재(430)에는 툴고정브라켓(432)이 형성되고, 상기 툴고정브라켓(432)에 상기 토크인가툴(420)이 장착 고정된다.

이에 따라, 상기 승강구동기(431)의 작동에 의해 툴승강부재(430)가 승강되면, 툴승강부재(430)의 툴고정브라켓(432)에 고정된 상기 토크인가툴(420)이 함께 연동되면서 토크인가툴(420)의 수직위치가 조정되게 된다.

한편, 상기한 토크인가툴(420)은 스윙베어링(20)의 체결볼트(B) 2개를 동시에 토크 체결시킬 수 있도록 한 쌍으로 구비될 수 있으며, 이 때, 스윙베어링(20)의 사이즈가 변경되면 체결볼트(B) 상호 간의 간격 또한 상이해지므로 이에 대응하여 상기 한 쌍의 토크인가툴(420)도 상호 간의 간격, 즉 피치(pitch)를 가변적으로 조정할 수 있도록 구성함이 바람직하다.

이를 위하여, 토크체결유닛(400)은 한 쌍의 토크인가툴(420) 상호간의 간격을 조절하는 기능을 수행하는 툴간격조절부재(440)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 툴간격조절부재(440)는 상기 툴승강부재(430)의 일측면에 설치된 간격조절구동기(441)에 의해서 툴승강부재(430)의 일측면을 따라 측방으로 전후 이동을 하게 된다.

또한, 상기 툴간격조절부재(440)에도 상기 툴승강부재(430)의 툴고정브라켓(432)과 동일한 툴고정브라켓(442)이 형성되고, 상기 툴간격조절부재(440)의 툴고정브라켓(442)에 한 쌍의 토크인가툴(420) 중의 어느 하나가 고정되게 된다. 여기서, 상기 툴간격조절부재(440)의 측방 이동시에 툴간격조절부재(440)의 툴고정브라켓(442)이 툴승강부재(430)와 간섭되지 않고 이동될 수 있도록 상기 툴승강부재(430)에는 브라켓통행구(433)가 형성된다.

상기와 같이 툴간격조절부재(440)가 구성됨으로써, 한 쌍의 토크인가툴(420) 중에서 일측의 토크인가툴(420)은 툴승강부재(430)에 형성된 툴고정브라켓(432)에 고정되고, 타측의 토크인가툴(420)은 상기 툴간격조절부재(440)에 형성된 툴고정브라켓(442)에 고정되는 것이다.

이에 따라, 상기 승강구동기(431)의 작동에 의해 툴승강부재(430)가 승강되면 이에 연동하여 상기 한 쌍의 토크인가툴(420)이 함께 승강되면서 수직위치가 조정됨과 함께, 상기 간격조절구동기(441)의 작동에 의해 툴간격조절부재(440)가 측방으로 전후진 이동되면 일측의 토크인가툴(420)은 고정된 상태에서 타측의 토크인가툴(420)만이 연동하여 측방으로 전후진 이동되면서 한 쌍의 토크인가툴(420) 상호 간의 간격 조정이 이루어지게 되는 것이다.

여기서, 상기와 같이 토크인가툴(420)이 한 쌍으로 구비되는 구성은 스윙베어링(20)의 체결볼트 2개를 동시에 토크 체결시킬 수 있어 작업속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있음과 더불어서, 토크인가툴(420)에 의해 체결볼트(B)에 규정된 토크(스윙베어링의 체결규정상 규정된 토크는 대략 950Nㆍm임.)가 인가될 때 토크체결유닛(400)에는 큰 반동력(Reaction force)이 가해지게 되는데, 토크인가툴(420)이 한 쌍으로 구성됨으로써 상호 간에 이러한 반동력을 상쇄시킴으로써 장치의 안전성을 확보할 수 있는 장점까지 있게 된다.

한편, 상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 볼트체결장치(10)는 상기 설명한 랙구동기(130), 직선이동구동기(330), 승강구동기(431), 간격조절구동기(441) 각각의 작동을 제어하기 위한 다수의 구동제어패널들과, 상기 너트러너(421)의 토크값을 설정하고 그 작동을 제어하기 위한 토크제어패널을 포함할 수 있으며, 상기 도면들에는 이러한 제어패널들 중의 일부 제어패널(P)이 도시되어 있음을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 볼트체결장치(10)는 작업수행자가 쉽게 인식할 수 있도록 상기 구동제어패널들의 제어상태를 각각 디스플레이하거나 너트러너(421)의 설정 토크값이나 토크변화량 등을 디스플레이하는 다수의 표시패널들을 포함할 수도 있다.

이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 볼트체결장치(10)의 구성을 설명하였는 바, 그 설치 및 작동에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 볼트체결장치(10)의 설치 및 작동을 설명하기에 앞서 스윙베어링(20)의 설치상태를 살펴보면, 도 1과 도 2에 도시된 것처럼 하부몸체(30)의 지지프레임(31) 위에 스윙베어링(20)이 안착되어 있으며, 상기 지지프레임(31)과 스윙베어링(20)의 내륜(21) 각각의 원주 상에는 일정간격으로 다수(일반적으로 36개)의 체결볼트(B)가 결합되어 있다.

상기 하부몸체(30)의 지지프레임(31)과 스윙베어링(20)에 결합된 체결볼트(B)는 규정된 토크로 체결된 상태가 아닌 가체결 상태로 이해될 수 있으며, 본 발명에 따른 볼트체결장치(10)가 상기의 체결볼트(B)에 규정된 토크를 가해 최종적인 볼트 체결작업을 수행하게 되는 것이다.

상기와 같이 하부몸체(30)의 지지프레임(31) 위에 스윙베어링(20)이 결합된 상태에서 본 발명에 따른 볼트체결장치(10)가 상기 스윙베어링(20) 위에 설치되는데, 먼저 중장비제조공장에 설치되어 있는 행거장치에 행거고리(도면 미도시)를 걸어 본 발명의 볼트체결장치(10)를 스윙베어링(20)의 상부로 이동시킨 후에, 볼트체결장치(10)를 하강시켜 볼트체결장치(10)의 위치세팅유닛(100)이 스윙베어링(20)의 내측으로 위치되도록 해준다.

도 11에는 본 발명의 볼트체결장치(10)가 설치되기 직전에 스윙베어링(20)의 상부에 위치된 상태가 예시되어 있다.

이 상태에서 위치세팅유닛(100)에 의해 볼트체결장치(10)의 설치가 이루어지게 되는 바, 먼저 위치세팅유닛(100)의 랙구동기(130) 4쌍을 작동시켜 4쌍의 지지랙(120)을 전진 이동시킨다.

그러면, 랙연동회전판(140)의 단일 회전동작에 구속되면서 4쌍의 지지랙(120)이 사방으로 동일한 움직임으로 전진하게 되고, 최종적으로 4쌍의 지지랙(120) 각각의 랙밀착단(121)이 스윙베어링(20)의 내륜(21)과 외륜(22)의 상부측 4지점에 동시에 밀착되며, 밀착된 상태에서 각각의 랙구동기(130)에 의한 전진 이동력이 계속적으로 4쌍의 지지랙(120)에 가해지게 되면서 위치세팅유닛(100)의 베이스프레임(110)은 스윙베어링(20)에 견고하게 위치 고정이 이루어지게 된다.

또한, 상기와 같이 4쌍의 지지랙(120)이 스윙베어링(20)의 4지점에 동시에 밀착되면서 지지를 하게 되므로 베이스프레임(110)에 구비된 중앙축(111)은 정확하게 스윙베어링(20)의 중심과 일치된 상태가 된다.

상기와 같이, 회전중심이 되는 중앙축(111)이 스윙베어링(20)의 중심과 일치되도록 위치가 설정되면서 베이스프레임(110)이 스윙베어링(20)에 견고하게 위치고정이 되면, 위치세팅유닛(100)에 의한 설치작업은 완료되며, 볼트체결장치(100)의 이동을 위해 임시적으로 연결했던 상기 행거장치를 행거고리로부터 분리시켜 준다.

도 12에는 상기한 과정을 통해 볼트체결장치(10)가 스윙베어링(20) 위에 설치완료된 상태가 예시되어 있다.

이렇게 위치세팅유닛(100)에 의해 볼트체결장치(10)가 스윙베어링(20) 위에 설치가 이루어지고 나면, 다음으로 직선이동유닛(300)의 직선이동구동기(330)와 토크체결유닛(400)의 승강구동기(431)를 작동시켜 토크인가툴(420)의 수평방향 및 수직방향의 위치를 적절하게 조정해 줌으로써 스윙베어링(20)에 결합되어 있는 상기 체결볼트(B)로의 삽입이 가능한 위치로 토크인가툴(420)의 볼트소켓(422)을 위치시켜 준다.

이렇게 볼트소켓(422)이 체결위치에 정위치되면, 도 13과 도 14에 예시된 것처럼, 승강구동기(431)에 의해 툴승강부재(430)를 상승시켜 체결볼트(B)에 볼트소켓(422)이 삽입되도록 한 후에, 토크인가툴(420)의 너트러너(421)를 작동시켜 체결볼트(B)를 규정된 설정 토크로 체결시키게 된다.

그리고, 토크 체결이 완료되면, 툴승강부재(430)를 하강시켜 토크 체결이 완료된 체결볼트(B)로부터 볼트소켓(422)을 하향 이탈시킨다.

그리고, 스윙베어링(20)의 원주를 따라 이웃하는 다음 순서의 체결볼트(B)를 계속적으로 토크 체결시키기 위하여 토크체결유닛(400)을 측방으로 밀어준다.

그러면, 직선이동유닛(300)을 통해 토크체결유닛(400)과 연결된 수평회전유닛(200)이 스윙베어링(20)의 중심과 일치된 상기 중앙축(111)을 중심으로 하여 수평방향으로 회전을 하게 되면서 토크체결유닛(400)은 정확하게 스윙베어링(20)의 원주를 따라 위치 이동이 이루어지게 되며, 그에 따라 토크인가툴(420)의 볼트소켓(422)은 다음 순서의 체결볼트(B)로 삽입 가능한 위치에 이르게 된다.

이렇게 수평회전유닛(200)의 수평회전을 통해 토크인가툴(420)의 볼트소켓(422)이 다음 순서의 체결위치에 정위치 되면, 상기한 것과 같은 동일한 토크 체결작업을 진행할 수 있으며, 수평회전유닛(200)이 360° 회전될 때까지 이러한 회전 및 토크체결 과정을 반복하면서 스윙베어링(20)에 결합된 체결볼트(B) 모두를 편리하게 토크 체결시키게 되는 것이다.

그리고 상기한 과정을 통해 모든 체결볼트(B)에 대한 토크 체결작업이 완료되면, 직선이동구동기(330)와 승강구동기(431)를 작동시켜 작업을 마친 토크체결유닛(400)을 스윙베어링(20)으로부터 이격시켜 준 후, 다시 행거고리에 행거장치를 연결한 상태에서 위치세팅유닛(100)의 전진되었던 지지랙(120)을 후진 원위치시켜 줌으로써 고정 설치상태를 해제시켜 주면 된다.

한편, 상술한 것처럼 전후진 이동하는 4쌍의 지지랙(120)에 의해 볼트체결장치(10)가 위치설정이 되면서 스윙베어링(20)에 설치되므로 지지랙(120)의 전진 이동거리만이 달라질 뿐, 스윙베어링(20)의 사이즈에 관계없이 다양한 사이즈의 스윙베어링(20)에도 볼트체결장치(10)를 동일하게 설치할 수 있게 된다.

또한, 직선이동유닛(300)에 의해서 토크체결유닛(400)과 스윙베어링(20) 중심과의 수평거리가 조정 가능하기 때문에, 다양한 사이즈의 스윙베어링(20)에도 직선이동유닛(300)의 직선이동구동기(330)와 토크체결유닛(400)의 승강구동기(431)를 적절하게 작동시켜 체결볼트(B)로의 삽입이 가능한 위치로 토크인가툴(420)의 볼트소켓(422)을 동일하게 정위치시킬 수 있게 된다.

아울러, 스윙베어링(20)의 사이즈가 변화됨에 따라 체결볼트(B) 상호 간의 간격이 상이해지므로, 이에 대응하여 토크체결유닛(400)의 간격조절구동기(441)를 작동시켜 한 쌍의 토크인가툴(420) 상호간의 피치를 체결볼트(B) 간의 간격과 일치되도록 조정하여 줌으로써 동일하게 토크 체결작업을 진행할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 것처럼, 본 발명에 따른 볼트체결장치는 회전중심을 스윙베어링의 중심과 정확하게 일치시킨 상태에서 스윙베어링의 원주를 따라 회전하면서 토크 체결작업을 진행할 수 있기 때문에 작업이 매우 편리하고 규정된 설정 토크로 정확하게 모든 체결볼트를 체결할 수 있으며, 위치세팅유닛, 직선이동유닛, 툴승강부재, 툴간격조절부재 등의 구성을 통해 스윙베어링의 사이즈에 따라 토크인가툴의 위치가 적절하게 조정될 수 있으므로 다양한 중장비 모델의 스윙베어링에 설치하여 토크체결작업을 수행할 수 있음을 알 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예 및 도면들에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것이라 할 것이다.

첨부된 도면들의 주요부위에 대한 부호를 설명하면 다음과 같다.
100: 위치세팅유닛 110: 베이스프레임
111: 중앙축 120: 지지랙
121: 랙밀착단 130: 랙구동기
140: 랙연동회전판 141: 궤도홈
142: 랙가이더 200: 수평회전유닛
210: 수평회전프레임 220: 바퀴부재
230: 중량부 300: 직선이동유닛
310: 직선이동가이드 311: 걸림돌기
320: 직선이동바 321: 슬릿홈
330: 직선이동구동기 400: 토크체결유닛
410: 고정프레임 420: 토크인가툴
421: 너트러너 422: 볼트소켓
430: 툴승강부재 431: 승강구동기
440: 툴간격조절부재 441: 간격조절구동기

Claims (11)

1. 스윙베어링의 상부에 안착되면서 중앙축이 스윙베어링의 중심과 일치되도록 위치를 설정하는 위치세팅유닛;
   상기 위치세팅유닛의 상부에 상기 중앙축을 중심으로 하여 스윙베어링의 원주방향으로 수평회전이 가능하게 설치되는 수평회전유닛;
   상기 수평회전유닛의 상부에 스윙베어링의 반경방향으로 직선이동이 가능하게 설치되는 직선이동유닛; 및
   상기 직선이동유닛에 설치되어 스윙베어링 중심과의 거리가 조정되며, 상기 수평회전유닛의 회전에 연동하여 스윙베어링의 원주를 따라 위치이동이 되면서 스윙베어링의 체결볼트를 설정 토크로 체결시키는 토크체결유닛;을 포함하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 위치세팅유닛은,
   중심부에 상기 중앙축이 구비되는 베이스프레임;
   상기 베이스프레임의 하측에서 중앙축을 중심으로 하여 사방으로 전진되면서 상기 스윙베어링에 밀착되어 베이스프레임을 고정시키는 4쌍의 지지랙; 및
   상기 4쌍의 지지랙에 각각 전후진 이동력을 제공하는 4쌍의 랙구동기;를 포함하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 위치세팅유닛은,
   상기 베이스프레임의 하측에서 중앙축에 회전 가능하게 결합되며, 상기 4쌍의 지지랙의 이동과 연계 회전이 되면서 4쌍의 지지랙이 동일하게 이동되도록 구속하는 랙연동회전판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 랙연동회전판에는 상기 중앙축을 중심으로 하여 4쌍의 유선형 궤도홈이 방사상으로 형성되고, 상기 각 궤도홈에는 상기 4쌍의 지지랙과 결합되는 4쌍의 랙가이더가 궤도홈을 따라 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 수평회전유닛은,
   상기 위치세팅유닛의 상측에서 상기 중앙축에 회전 가능하게 결합되는 수평회전프레임; 및
   상기 수평회전프레임의 하부에 설치되어 수평회전프레임을 지지하며, 수평회전프레임의 회전시 중앙축을 중심으로 원운동을 하는 복수의 바퀴부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 수평회전유닛은,
   상기 중앙축이 수평회전유닛의 무게중심이 되도록 상기 직선이동유닛이 설치된 반대쪽의 수평회전프레임에 설치되는 중량부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 직선이동유닛은,
   상기 수평회전유닛에 스윙베어링의 반경방향으로 설치되는 직선이동가이드;
   상기 직선이동가이드를 따라 전후진 이동되며, 일단부에 상기 토크체결유닛이 설치되는 직선이동바;
   상기 직선이동바에 전후진 이동력을 제공하는 직선이동구동기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 직선이동바에는 일정길이의 슬릿홈이 형성되고, 상기 직선이동가이드에는 걸림돌기가 상기 슬릿홈을 통해 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 토크체결유닛은,
   상기 직선이동유닛에 고정되는 고정프레임;
   상기 스윙베어링의 체결볼트에 설정 토크를 인가하여 체결시키는 토크인가툴;
   상기 고정프레임에 설치된 승강구동기에 의해 승강되면서 상기 토크인가툴의 수직위치를 조정하는 툴승강부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 토크인가툴은 한 쌍으로 구비되되, 한 쌍의 토크인가툴 상호 간의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 토크체결유닛은,
    상기 툴승강부재에 설치된 간격조절구동기에 의해 툴승강부재의 측방으로 전후진 이동되는 툴간격조절부재;를 더 포함하며,
    상기 한 쌍의 토크인가툴 중에서 일측의 토크인가툴은 상기 툴승강부재에 고정 지지됨과 함께 타측의 토크인가툴은 상기 툴간격조절부재에 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 중장비 스윙베어링의 볼트체결장치.

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