KR102678459B1 - 소켓 체인저 - Google Patents

소켓 체인저 Download PDF

Info

Publication number
KR102678459B1
KR102678459B1 KR1020220089386A KR20220089386A KR102678459B1 KR 102678459 B1 KR102678459 B1 KR 102678459B1 KR 1020220089386 A KR1020220089386 A KR 1020220089386A KR 20220089386 A KR20220089386 A KR 20220089386A KR 102678459 B1 KR102678459 B1 KR 102678459B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
main body
adapter
coupled
axial direction
guide
Prior art date
Application number
KR1020220089386A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20240012013A (ko
Inventor
이동행
이원건
Original Assignee
주식회사 넥사
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 넥사 filed Critical 주식회사 넥사
Priority to KR1020220089386A priority Critical patent/KR102678459B1/ko
Publication of KR20240012013A publication Critical patent/KR20240012013A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102678459B1 publication Critical patent/KR102678459B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0019—End effectors other than grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
    • B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
    • B25J19/0041—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements having rotary connection means

Abstract

다품종 볼트 체결시 공구를 변경하지 않고 소켓을 변경 사용 가능하도록 개발된 소켓 체인저가 개시된다. 소켓 체인저는 일측에 로봇을 포함하는 구동장치가 연결되고, 축 방향으로 직선 이동됨과 아울러 축선을 중심으로 회전되게 구성된 본체부; 및 볼트를 포함하는 기계요소의 소켓에 연결되며, 상기 본체부에 탈착 가능하게 결합되는 어댑터부를 구비하고, 상기 본체부와 어댑터부는 클러치 방식으로 결합되어 본체부의 회전 동력이 어댑터부로 전달된다.

Description

소켓 체인저{DEVICE FOR CHANGING SOCKET}
본 발명은 소켓 체인저에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼트 등의 자동체결장비에 있어서 공구를 변경하지 않고 소켓을 변경 사용하여 다품종에 적용될 수 있는 소켓 체인저에 관한 것이다.
일반적으로, 볼트(Bolt)는 두 물체를 체결하기 위한 것으로서, 견고하고 작업의 편리성 등으로 인해 각종 자동차, 반도체 공정과 같은 산업 분야에서 많이 사용된다.
이러한 볼트 체결작업은 스패너, 렌치와 같은 공구를 이용하여 수동으로 수행될 경우, 작업자가 적정 조임토크를 확인하면서 반복적으로 조임 또는 풀림 작업을 수행하여 인력 및 시간 낭비가 크고 생산성을 저하시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해 볼트 조임 및 풀림 작업을 자동으로 수행하는 볼트 자동 체결장치가 사용된다.
볼트 자동 체결장치는 일측이 로봇과 같은 구동장치에 연결되고, 타측에 볼트와 연결하기 위한 소켓이 연결된다. 로봇 구동장치의 구동력에 의해 체결장치가 작업 위치로 이동하고 회전동력을 소켓으로 전달해 볼트의 조임 또는 풀림 작업을 수행하게 된다.
종래의 볼트 자동 체결장치는 다품종의 볼트에 적용될 경우 볼트의 종류 또는 직경이 달라져 공구 전체를 변경하여 사용하여야 한다. 결국, 다품종의 볼트 체결시 비용과 작업의 용이성 등에서 이점을 갖고 간단한 구조로 안정적인 볼트 체결 작업을 수행할 수 있는 수단의 개발이 요구된다.
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제10-2346003호 특허문헌 2 : 일본 공개특허 제1994-126345호 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허 제10-1454350호 특허문헌 4 : 대한민국 공개실용신안 제1999-0004820호
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 다품종 볼트 체결시 공구를 변경하지 않고 소켓을 변경 사용 가능하도록 개발된 소켓 체인저를 제공한다.
본 발명에 따른 소켓 체인저는 일측에 로봇을 포함하는 구동장치가 연결되고, 축 방향으로 직선 이동됨과 아울러 축선을 중심으로 회전되게 구성된 본체부; 및 볼트를 포함하는 기계요소의 소켓에 연결되며, 상기 본체부에 탈착 가능하게 결합되는 어댑터부를 구비하고, 상기 본체부와 어댑터부는 클러치 방식으로 결합되어 본체부의 회전 동력이 어댑터부로 전달된다.
상기 본체부와 어댑터부의 서로 마주하는 단부에 본체부의 원주 방향을 따라 요철이 형성되며, 본체부의 요철과 어댑터부의 요철이 치합될 때 본체부와 어댑터부가 원주 방향으로 서로 구속된다.
상기 본체부와 어댑터부의 서로 마주하는 단부 중 적어도 하나에 마그넷부가 구비되어, 본체부와 어댑터부가 축 방향으로 결합된다.
본체부의 축 방향 이동을 안내하는 가이드부; 상기 가이드부 내측에 결합되는 지지부; 및 상기 지지부에 삽입되어 가이드부 내에서 회전되는 회전부를 포함하고, 상기 회전부가 본체부에 연결되어 회전부의 회전 동력이 본체부로 전달된다.
상기 본체부에 축 방향으로 어댑터부를 향해 탄성력을 제공하는 탄성부재가 더 구비된다.
상기 회전부에 결합되는 스플라인기어부; 및 상기 스플라인기어부에 치합되며 상기 본체부에 결합되는 동력전달부를 포함하여, 상기 동력전달부가 스플라인기어부에 대해 회전 방향으로 구속되면서 축 방향으로 이동 가능하다.
상기 본체부에 축 방향으로 어댑터부를 향해 탄성력을 제공하는 탄성부재가 더 구비되되, 상기 탄성부재는 가이드부와 본체부 사이에 개재된다.
상기 어댑터부를 홀딩하여 본체부와 동심축으로 이동시키며 본체부를 향해 어댑터부를 축 방향으로 이동시키는 핸들러가 구비된다.
본 발명에 따른 소켓 체인저는 다품종 볼트 체결시 공구를 변경하지 않고 소켓을 변경 사용 가능하며, 비용과 작업의 용이성 등에서 이점을 가질 뿐 아니라 간단한 구조로 신속하고 안정적인 볼트 체결 작업을 수행할 수 있는 매우 유용한 발명이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소켓 체인저를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소켓 체인저를 도시한 정면도이며,
도 4는 도 1의 절단 사시도이고,
도 5는 도 2의 절단 사시도이며,
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소켓 체인저의 작동 과정을 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 소켓 체인저의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소켓 체인저는 본체부(30) 및 어댑터부(50)를 포함하여 이루어진다. 본체부(30)의 일측에 구동장치가 연결된다. 구동장치는 로봇을 포함하는 것으로, 로봇암, 너트러너, 기타 공구 등의 자동화된 장치일 수 있다. 본체부(30)는 구동연결부(10)를 통해 구동장치에 연결된다.
본체부(30)는 축 방향으로 직선 이동됨과 아울러 축선을 중심으로 회전 가능하게 구성된다. 이하의 설명에서, 축 방향은 도 3의 상하 방향이며, 축선(Axis)은 도 3의 상하 방향으로 길게 형성된다. 어댑터부(50)는 기계요소의 소켓에 연결된다. 기계요소는 대표적으로 볼트일 수 있으나, 본 발명이 반드시 볼트에 한정되어 사용되는 것이 아님을 밝혀둔다.
어댑터부(50)는 본체부(30)에 탈착 가능하게 결합된다. 즉, 본체부(30)와 어댑터부(50)는 클러치(Clutch) 방식으로 결합되어, 본체부(30)의 회전 동력이 어댑터부(50)로 전달되도록 구성된다. 이 경우, 클러치 방식은 본체부(30) 축에서 어댑터부(50) 축으로 동력을 끊었다 이었다 하는 수단으로서, 교합식, 원판식, 원추식, 전자식, 마찰식 등으로 구현될 수 있다.
본 실시 예에서는 소켓 체인저가 교합식으로 이루어지며, 이로 인해 비교적 간단한 구성으로 클러치 방식의 동럭 전달 구조를 구현할 수 있다.
본체부(30)와 어댑터부(50)의 서로 마주하는 단부에 요철이 형성된다. 본체부(30)의 단부에는 돌기(310)와 요홈(320)이 반복 형성되어, 요철이 본체부(30)의 원주 방향을 따라 형성된다. 돌기(310)와 요홈(320)은 본체부(30)의 전체가 아닌 부분적으로 형성되는 것도 가능하나, 둘레 전체에 걸쳐 형성되는 것이 바람직하다. 본체부(30)와 마주하는 어댑터부(50)의 단부에도 본체부(30)의 요철에 대응되게 돌기(510)와 요홈(520)이 원주 방향을 따라 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 소켓 체인저는 본체부(30)가 구동연결부(10)에 연결되어 하나의 모듈을 구성하게 된다. 즉, 구동연결부(10)는 가이드부(120)와, 지지부(110)와, 회전부(130)와, 탄성부재(20)와, 스플라인기어부(140)와, 동력전달부(150)를 포함한다.
가이드부(120)는 본체부(30)의 축 방향 이동을 안내하는 가이드몸체를 구비한다. 가이드부(120)는 축 방향 양측이 개구되며 원통형상으로 이루어진다. 가이드부(120)의 내측면은 원형 단면을 가져야 하지만, 외측면은 반드시 원형 단면일 필요는 없고 다각 형상으로 이루어지는 것도 가능하다.
지지부(110)는 가이드부(120) 내측에 결합된다. 지지부(110)는 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 원판 형상으로 이루어지고, 중심에 회전부(130)를 삽입 지지하기 위한 홀이 관통 형성된다. 지지부(110)는 회전부(130)가 가이드부(120) 내에서 자유로이 회전 가능하도록 지지하는 베어링 기능을 수행한다.
회전부(130)는 지지부(110)에 삽입되어 가이드부(120) 내에서 회전된다. 회전부(130)의 일측은 지지부(110)를 향해 돌출된 축 형상으로 이루어지고, 타측에는 스플라인기어부(140)가 결합된다. 회전부(130)는 스플라인기어부(140) 및 동력전달부(150)를 통해 본체부(30)에 연결되어, 회전부(130)의 회전 동력이 본체부(30)로 전달된다.
탄성부재(20)는 가이드부(120)와 본체부(30) 사이에 개재된다. 탄성부재(20)는 본체부(30)에 축 방향으로 어댑터부(50)를 향해 탄성력을 제공한다. 즉, 탄성부재(20)는 압축 코일 스프링으로 이루어져 본체부(30)가 어댑터부(50)와 가까워지는 방향(가이드부와 멀어지는 방향)으로 본체부(30)에 탄성력을 가한다. 탄성부재(20)는 압축 코일 스프링에 한정되는 것은 아니며, 그 밖의 다른 형태의 스프링으로 구현되는 것도 가능하다.
탄성부재(20)는 본체부(30)를 어댑터부(50)를 향해 가압함으로써 본체부(30)와 요철과 어댑터부(50)의 요철이 일치할 때 본체부(30)를 어댑터부(50)를 향해 밀어, 클러치가 맞물려 본체부(30)와 어댑터부(50)가 체결되도록 한다. 또한, 탄성부재(20)는 어댑터부(50)가 본체부(30)를 향해 밀착될 때 압축되어 본체부(30)를 완충시킨다.
스플라인기어부(140)는 회전부(130)의 하측에 결합된다. 이 경우, 스플라인기어부(140)는 축 방향으로 나란하게 복수의 기어이를 형성한 것으로, 회전 구동부의 높은 토크를 본체부(30)에 전달하면서 축 방향으로 본체부(30)가 자유로이 이동 가능하게 한다.
동력전달부(150)는 스플라인기어부(140)에 치합되며 본체부(30)에 결합된다. 동력전달부(150)의 내주면에 스플라인기어부(140)의 기어이에 대응되는 기어이가 형성된다. 이러한 구성을 통해, 동력전달부(150)가 스플라인기어부(140)에 대해 회전 방향으로 구속되면서 축 방향으로 이동 가능하게 된다.
더욱 상세하게는, 본체부(30)는 대략 일측이 개구되고 타측은 폐쇄된 원기둥 형상으로 이루어진다. 이 경우, 본체부(30)의 개구된 일측은 가이드부(120)의 단부에 삽입되어, 축 방향으로 슬라이딩 가능하다. 동력전달부(150)의 외주면은 본체부(30)의 개구된 일측으로 삽입되어 본체부(30) 내주면에 결합된다.
또한, 가이드부(120)와 마주하는 본체부(30)의 일측 외주면에는 단면적이 작아지도록 단차진 연장부(330)가 형성되며, 연장부(330)가 가이드부(120)의 단부에 삽입된다. 연장부(330)의 단차면과 가이드부(120) 사이에 탄성부재(20)가 설치되어, 본체부(30)는 축 방향으로 완충되면서 가이드부(120)에서 멀어지는 방향으로 탄성력을 받는다.
이러한 구성을 통해, 본체부(30) 및 동력전달부(150)는 일체로 스플라인기어부(140)에 대해 축 방향으로 미세 이동이 가능하면서 본체부(30)는 가이드부(120)에 대해 축선을 중심으로 회전 가능한 상태가 된다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소켓 체인저는 핸들러를 더 구비한다. 핸들러는 어댑터부(50)를 홀딩하여 본체부(30)와 동심축으로 이동시키며 본체부(30)를 향해 어댑터부(50)를 축 방향으로 이동시킨다. 어댑터부(50)의 외주면에는 핸들러에 홀딩되기 위한 홀딩홈(550)이 요입 형성된다. 핸들러는 어댑터부(50)를 홀딩한 상태에서 수평 이동(X-Y축 이동) 가능하고 본체부(30)를 향해 승강 이동 가능하게 구성될 수 있다.
축 방향으로 요철이 형성된 어댑터부(50)의 단부의 반대측 단부에는 기성품 소켓에 연결되기 위한 장착부(530)가 형성된다. 한편, 본체부(30)와 어댑터부(50)의 서로 마주하는 단부 중 적어도 하나에 마그넷부(40)가 구비되어, 본체부(30)와 어댑터부(50)가 축 방향으로 결합된다.
즉, 어댑터부(50)와 마주하는 본체부(30)의 단부에는 마그넷부(40)가 형성되며, 본체부(30)와 마주하는 어댑터부(50)의 단부는 철 재질로 이루어진다. 본체부(30)와 어댑터부(50)가 소정 거리로 가까워지면 자력에 의해 본체부(30)와 어댑터부(50)는 서로 당겨져 결합된다. 결국, 마그넷부(40)는 본체부(30)와 어댑터부(50)를 축 방향으로 서로 구속한다.
도 6을 더 참조하면, 본체부(30)와 어댑터부(50)가 분리되어 있는 상태에서 핸들러가 어댑터부(50)를 홀딩하여, 본체부(30)에 어댑터부(50)를 장착하기 위한 준비를 시작한다.
도 7을 더 참조하면, 핸들러가 구동되어 어댑터부(50)가 본체부(30)에 대해 동심축에 위치한 상태로 상승 이동한다. 이 경우, 어댑터부(50)가 본체부(30)에 대해 소정 거리 이하로 가까워지면 마그넷부(40)의 자력에 의해 본체부(30)와 어댑터부(50)가 결합된다.
도 8을 더 참조하면, 어댑터부(50)가 본체부(30)에 대해 더 상승하여 어댑터부(50)의 요철 돌기(510)가 본체부(30)의 요철 돌기(310)에 밀착되는 높이까지 이동하면, 탄성부재(20)는 압축되어 본체부(30)는 탄성부재(20)에 의해 완충된다. 이 경우, 본체부(30)와 결합된 동력전달부(150)는 스플라인기어부(140)의 기어이를 따라 상부로 이동한다. 도 8의 상태는 어댑터부(50)의 요철과 본체부(30)의 요철은 서로 치합되지 않은 상태로서 완전한 결합 상태가 아니다.
도 9를 더 참조하면, 회전 동력에 의해 회전부(130)가 회전되어 스플라인기어부(140)가 회전되면 동력전달부(150) 및 본체부(30)가 회전된다. 본체부(30)가 소정 각도로 회전된 위치에서 본체부(30)의 요철과 어댑터부(50)의 요철이 일치하면, 압축되어 있던 탄성부재(20)의 탄성 복원력에 의해 본체부(30)가 어댑터부(50)를 향해 하부로 이동하여 어댑터부(50)의 요철과 본체부(30)의 요철이 서로 치합됨에 따라 완전한 결합 상태가 된다.
즉, 도 9의 상태는 공구의 동력과 탄성부재(20)의 탄성에 의해 본체부(30)와 어댑터부(50) 간의 클러치가 맞물린 상태로서, 본체부(30)의 요철과 어댑터부(50)의 요철이 치합될 때 본체부(30)와 어댑터부(50)가 회전 방향으로 서로 구속되는 것이다. 도 10을 더 참조하면, 핸들러가 어댑터부(50)로부터 분리되어 일련의 어댑터부(50) 장착 작업이 완료된다.
지금까지 본 발명에 따른 소켓 체인저는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 구동연결부 20: 탄성부재
30: 본체부 40: 마그넷부
50: 어댑터부 110: 지지부
120: 가이드부 130: 회전부
140: 스플라인기어부 150: 동력전달부
310,510: 돌기 320,520: 요홈
330: 연장부 530: 장착부
550: 홀딩홈

Claims (8)

  1. 일측에 로봇을 포함하는 구동장치가 연결되고, 축 방향으로 직선 이동됨과 아울러 축선을 중심으로 회전되게 구성된 본체부; 및
    볼트를 포함하는 기계요소의 소켓에 연결되며, 상기 본체부에 탈착 가능하게 결합되는 어댑터부를 구비하고,
    상기 본체부와 어댑터부는 클러치 방식으로 결합되어 본체부의 회전 동력이 어댑터부로 전달되며,
    상기 본체부와 어댑터부의 서로 마주하는 단부에 본체부의 원주 방향을 따라 요철이 형성되며, 본체부의 요철과 어댑터부의 요철이 치합될 때 본체부와 어댑터부가 원주 방향으로 서로 구속되고,
    상기 본체부와 어댑터부의 서로 마주하는 단부 중 적어도 하나에 마그넷부가 구비되어, 본체부와 어댑터부가 축 방향으로 결합되며,
    본체부의 축 방향 이동을 안내하는 가이드부; 상기 가이드부 내측에 결합되는 지지부; 및 상기 지지부에 삽입되어 가이드부 내에서 회전되는 회전부를 포함하고, 상기 회전부가 본체부에 연결되어 회전부의 회전 동력이 본체부로 전달되며,
    상기 회전부에 결합되는 스플라인기어부; 및 상기 스플라인기어부에 치합되며 상기 본체부에 결합되는 동력전달부를 포함하여, 상기 동력전달부가 스플라인기어부에 대해 회전 방향으로 구속되면서 축 방향으로 이동 가능하며,
    상기 본체부에 축 방향으로 어댑터부를 향해 탄성력을 제공하는 탄성부재가 더 구비되되, 상기 탄성부재는 가이드부와 본체부 사이에 개재되고,
    가이드부와 마주하는 본체부의 일측 외주면에는 단면적이 작아지도록 단차진 연장부가 형성되며, 연장부가 가이드부의 단부에 삽입되고, 상기 연장부의 단차면과 가이드부 사이에 탄성부재가 설치되어, 본체부는 축 방향으로 완충되면서 가이드부에서 멀어지는 방향으로 탄성력을 받는 소켓 체인저.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 어댑터부를 홀딩하여 본체부와 동심축으로 이동시키며 본체부를 향해 어댑터부를 축 방향으로 이동시키는 핸들러가 구비되는 소켓 체인저.
KR1020220089386A 2022-07-20 소켓 체인저 KR102678459B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220089386A KR102678459B1 (ko) 2022-07-20 소켓 체인저

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220089386A KR102678459B1 (ko) 2022-07-20 소켓 체인저

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20240012013A KR20240012013A (ko) 2024-01-29
KR102678459B1 true KR102678459B1 (ko) 2024-06-26

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101454350B1 (ko) * 2013-09-04 2014-10-23 주식회사 에스엠모터스 부싱 교체 작업용 공구
KR102346003B1 (ko) * 2021-02-15 2021-12-31 (주)볼팅마스타 교체식 토크렌치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101454350B1 (ko) * 2013-09-04 2014-10-23 주식회사 에스엠모터스 부싱 교체 작업용 공구
KR102346003B1 (ko) * 2021-02-15 2021-12-31 (주)볼팅마스타 교체식 토크렌치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2271272C2 (ru) Многоскоростная трансмиссия механизированного инструмента
RU2252348C1 (ru) Механизированный инструмент (варианты)
US5052496A (en) Apparatus for attaching power tool housing extensions
CA2488390A1 (en) Apparatus for tightening threaded member
US8220366B1 (en) Self-centering drive socket assembly and method
MX2012009252A (es) Aparato para apretar sujetadores roscados.
CN107999825B (zh) 动力工具及工作部件安装方法
JPS61236476A (ja) 長手のキ−およびその使用方法
US20200376683A1 (en) Method and System for Automatically Changing Shafts
KR102678459B1 (ko) 소켓 체인저
KR20240012013A (ko) 소켓 체인저
US5924341A (en) Tube fitting ratchet tool
KR101932425B1 (ko) 체결비트 퀵 체인지 장치를 구비한 다축형 자동나사 체결기
CN215037074U (zh) 一种紧配安装压入装置
US5172612A (en) Socket holder
CN210435426U (zh) 一种钻模夹具
CN108858053B (zh) 紧固装置
WO2018082717A1 (zh) 动力工具及动力工具的操作方法
CN112894710A (zh) 一种紧配安装压入装置
CN218476285U (zh) 一种螺丝紧固装置及自动锁螺丝设备
CN218612913U (zh) Cnc数控加工用夹持机构
EP4212281A1 (en) Nut runner accessory for power tool
KR0141426B1 (ko) 브로칭 기계
JPH0115482Y2 (ko)
CN216830676U (zh) 一种拆装装置