KR101116255B1 - 이동형 철근 전조기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건설현장 등에서 철근에 직접 나사를 형성하기 위한 이동형 철근 전조기에 관한 것으로서, 나사 형성시에는 전조 롤러가 철근과 가깝게 위치되어 나사 형성이 가능하며, 나사 형성이 완료된 경우 전조 롤러가 철근으로부터 자동으로 이격되어 나사 형성이 완료된 철근을 신속히 배출할 수 있는 새로운 구조의 이동형 철근 전조기를 제공하게 된다.
Description
본 발명은 건설현장 등에서 철근의 단부에 나사를 형성하기 위한 이동형 철근 전조기에 관한 것으로서, 특히 나사가 형성된 철근의 배출이 매우 용이하여 전조 작업이 매우 간편 신속하게 수행될 수 있는 이동형 철근 전조기에 관한 것이다.
건설현장 등에서는 건축물의 기둥, 슬래브 등의 내구성을 위하여 콘크리트를 타설하기 전에 거푸집 내측에 철근 구조물을 설치한 상태에서 콘크리트를 타설하게 된다.
철근 구조물은 다수개의 철근을 수평 및 수직 방향으로 연결하여 사용하게 되는데, 이와 같이 철근과 철근을 서로 연결하기 위하여 종래에는 가는 철사를 이용하여 서로 결속하는 방식이 사용되었지만, 최근에는 각각의 철근의 단부에 나사를 형성하고, 이 나사에 너트형 연결금구를 결합하여 다른 철근과 결합하는 방식이 선호되고 있다.
이와 같이 철근을 서로 연결하기 위하여 철근에 나사를 형성하고자 할 경우 매우 큰 대형 현장의 경우 나사가 형성된 철근을 주문 공급받는 것이 바람직할 것이다.
그러나 비교적 많은 철근을 사용하지만 주문 제작하기에는 양이 그렇게 많지 않을 경우 철근을 공급받아 직접 현장에서 나사를 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 건설현장 등에서 직접 철근에 나사를 형성하기 위한 이동형 철근 전조기에 관한 기술로 특허문헌 1의 종래 기술이 제안된 바 있다.
상기 종래 기술은 현장에서 직접 철근에 나사를 형성할 수 있다는 점에서는 진일보하였지만, 다음과 같은 점에서 문제가 발생한다.
전조기에서 철근의 단부에 나사를 형성한 후 철근을 전조기로부터 배출시켜야 하나, 나사가 형성된 철근의 단부는 전조기의 전조 툴에 나사결합되어 있는 상태이므로 이 상태에서는 철근을 전조기로부터 제거하지 못한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여는 전조 툴을 역방향으로 회전시켜 철근이 역방향으로 배출되도록 설계할 수 있지만, 이 경우 역방향으로 회전되는 전조 툴에 의하여 이미 성형된 나사산이 파손될 위험이 있으며, 또한 철근 배출 속도를 빠르게 할 경우 철근 강제 배출로 인한 안전사고의 위험이 있으며, 철근 배출 속도를 느리게 할 경우 작업 속도가 현저히 지연된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 나사 형성시에는 전조 롤러가 철근과 가깝게 위치되어 나사 성형이 가능하며, 나사 형성이 완료된 경우 전조 롤러가 철근으로부터 자동으로 이격되어 나사 형성이 완료된 철근을 신속히 배출할 수 있는 새로운 구조의 이동형 철근 전조기를 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 본체, 상기 본체의 전방에 마련되어 철근을 클램핑/언클램핑하게 되는 클램핑부, 상기 본체의 후방에 마련되어 상기 클램핑부에 클램핑된 철근의 단부에 나사를 형성하는 전조부를 포함하여 이루어지는 이동형 철근 전조기에 있어서 ; 상기 전조부는 : 상기 본체의 상면을 따라 전후방으로 이동가능하게 마련된 작업다이 ; 상기 작업다이를 상기 본체에 대하여 이동하기 위한 작업다이 이동수단 ; 상기 작업다이의 상부에 고정마련되는 구동모터 ; 상기 구동모터의 모터축에 연결되어 상기 모터축과 연동하여 회전되는 전조 헤드 몸체 ; 상기 전조 헤드 몸체의 전방에 고정마련되되 중심에 제1철근 삽입공이 형성되며 중심으로부터 방사상 방향으로 동일한 거리에 복수의 제1전조툴 장착공이 형성되는 제1전조툴 고정판 ; 상기 제1전조툴 고정판의 전방으로 이격되어 상기 제1전조툴 고정판에 고정마련되되, 중심에 제2철근 삽입공이 형성되며 상기 제1전조툴 장착공과 대응하여 제2전조툴 장착공이 형성되는 제2전조툴 고정판 ; 후방 단부에 상기 제1전조툴 장착공에 회전가능하게 장착되는 제1회전지지단이 형성되며, 전방 단부에 상기 제2전조툴 장착공에 회전가능하게 장착되는 제2회전지지단이 형성되며, 중앙부에 그 중심이 상기 제1회전지지단 및 상기 제2회전지지단을 지나는 가상의 중심선으로부터 편심되게 형성된 원기둥 형태의 편심몸체로 이루어지는 복수의 편심회전축 ; 상기 각각의 편심회전축의 편심몸체에 회전가능하게 장착되는 복수의 전조 롤러 ; 상기 제1전조툴 고정판의 후방에 위치하면서 상기 각각의 제1회전지지단에 고정되되, 부채꼴형 호면에 외륜 기어부가 형성된 복수의 부채꼴 기어체 ; 상기 전조 헤드 몸체의 외주면에 마련되어 상기 전조 헤드 몸체와 함께 회전되되, 상기 전조 헤드 몸체의 외주면을 따라 전후방으로 슬라이딩 가능하게 상기 전조 헤드 몸체에 결합되며, 전방에 제1결합홈이 형성되며, 상기 제1결합홈의 일부에 제2결합홈이 형성되는 도그 커플링 ; 상기 도그 커플링을 전방으로 탄성지지하는 탄성수단 ; 상기 제1전조툴 고정판과 상기 도그 커플링 사이의 상기 전조 헤드 몸체의 외측에 마련되며, 후방에 상기 제1결합홈과 상기 제2결합홈 중 어느 하나에 결합되는 결합편이 마련되며, 후방에 제1클러치 부재가 마련되는 스프링 하우징 ; 일단이 상기 전조 헤드 몸체에 고정되며 타단이 상기 스프링 하우징에 고정되어 상기 스프링 하우징을 상기 전조 헤드 몸체의 회전방향으로 탄성지지하는 스프링 ; 상기 스프링 하우징의 전방에 결합되되, 내주면에 상기 부채꼴 기어체들의 외륜 기어부와 치합되는 내륜 기어부가 형성되는 기어 링 ; 상기 작업다이에 고정 마련되는 클러치 지지부 ; 상기 클러치 지지부에 장착되어 상기 제1클러치 부재와 체결되거나 체결 해제되며, 상기 도그 커플링을 후방으로 이동 가능하도록 위치되는 제2클러치 부재 ; 상기 도그 커플링이 상기 제2클러치 부재와 만나는 부위에 마련되어 상기 도그 커플링의 상기 제2클러치 부재에 대한 상대 회전을 가능하게 하는 베어링 부재 ; 를 포함하여 이루어지며 : 상기 본체의 전방에 상기 작업다이의 전방 이동시 상기 제2클러치 부재와 만나 상기 제2클러치 부재를 후방으로 이동시켜 상기 도그 커플링을 후방으로 이동시키기 위한 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼가 마련되며 ; 상기 본체의 후방에 상기 작업다이의 후방 이동시 상기 제2클러치 부재와 만나 상기 제2클러치 부재를 상기 제1클러치 부재에 체결하는 클러치 체결용 스토퍼가 마련되는 것 ; 을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 작업다이 이동수단은 작업자로부터 회전력을 인가받는 핸들을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 상기 기어 링은 상기 스프링 하우징과의 체결 각도가 조정될 수 있도록 상기 스프링 하우징에 결합되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명은, 나사 형성시에는 전조 롤러가 철근과 가깝게 위치되어 나사 성형이 가능하며, 나사 형성이 완료된 경우 전조 롤러가 철근으로부터 자동으로 이격되어 나사 형성이 완료된 철근을 신속히 배출할 수 있는 새로운 구조의 이동형 철근 전조기를 제공하게 된다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 의한 일 실시예인 이동형 철근 전조기의 정면도, 평면도, 측면도,
도 2a 내지 도 2c는 도 1a의 전조부의 정면도, 평면도, 측면도,
도 3은 도 1a의 클램핑부의 주요부 개념도,
도 4는 도 2a의 전조부의 주요부 개념 단면도,
도 5a는 제2전조툴 고정판을 후방에서 바라본 사시도,
도 5b는 제2전조툴 고정판의 단면도,
도 6a는 제1전조툴 고정판을 전방에서 바라본 도면,
도 6b는 제1전조툴 고정판을 후방에서 바라본 도면,
도 6c는 제1전조툴 고정판의 단면도,
도 7은 기어 링의 사시도,
도 8a는 스프링 하우징을 전방에서 바라본 사시도,
도 8b는 스프링 하우징의 단면도,
도 9a는 제1클러치 부재를 후방에서 바라본 사시도,
도 9b는 제1클러치 부재의 단면도,
도 10a는 제2클러치 부재를 전방에서 바라본 사시도,
도 10b는 제2클러치 부재의 단면도,
도 11은 도그 커플링을 전방에서 바라본 사시도,
도 12는 스프링의 사시도,
도 13a는 편심회전축, 부시, 전조 롤러, 부채꼴 기어체가 서로 조립되는 상태를 표현한 분리 사시도,
도 13b는 도 13a의 조립 사시도,
도 14a는 기어 링, 스프링 하우징, 결합편, 제1클러치 부재가 서로 조립되는 상태를 표현한 분리 사시도,
도 14b는 도 14a의 조립 사시도,
도 15a 및 도 15b는 도 4의 작동 상태를 설명하기 위한 도면.
도 2a 내지 도 2c는 도 1a의 전조부의 정면도, 평면도, 측면도,
도 3은 도 1a의 클램핑부의 주요부 개념도,
도 4는 도 2a의 전조부의 주요부 개념 단면도,
도 5a는 제2전조툴 고정판을 후방에서 바라본 사시도,
도 5b는 제2전조툴 고정판의 단면도,
도 6a는 제1전조툴 고정판을 전방에서 바라본 도면,
도 6b는 제1전조툴 고정판을 후방에서 바라본 도면,
도 6c는 제1전조툴 고정판의 단면도,
도 7은 기어 링의 사시도,
도 8a는 스프링 하우징을 전방에서 바라본 사시도,
도 8b는 스프링 하우징의 단면도,
도 9a는 제1클러치 부재를 후방에서 바라본 사시도,
도 9b는 제1클러치 부재의 단면도,
도 10a는 제2클러치 부재를 전방에서 바라본 사시도,
도 10b는 제2클러치 부재의 단면도,
도 11은 도그 커플링을 전방에서 바라본 사시도,
도 12는 스프링의 사시도,
도 13a는 편심회전축, 부시, 전조 롤러, 부채꼴 기어체가 서로 조립되는 상태를 표현한 분리 사시도,
도 13b는 도 13a의 조립 사시도,
도 14a는 기어 링, 스프링 하우징, 결합편, 제1클러치 부재가 서로 조립되는 상태를 표현한 분리 사시도,
도 14b는 도 14a의 조립 사시도,
도 15a 및 도 15b는 도 4의 작동 상태를 설명하기 위한 도면.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 의한 일 실시예인 이동형 철근 전조기의 정면도, 평면도, 측면도이며, 도 2a 내지 도 2c는 도 1a의 전조부의 정면도, 평면도, 측면도이며, 도 3은 도 1a의 클램핑부의 주요부 개념도, 도 4는 도 2a의 전조부의 주요부 개념 단면도, 도 5a는 제2전조툴 고정판을 후방에서 바라본 사시도, 도 5b는 제2전조툴 고정판의 단면도, 도 6a는 제1전조툴 고정판을 전방에서 바라본 도면, 도 6b는 제1전조툴 고정판을 후방에서 바라본 도면, 도 6c는 제1전조툴 고정판의 단면도, 도 7은 기어 링의 사시도, 도 8a는 스프링 하우징을 전방에서 바라본 사시도, 도 8b는 스프링 하우징의 단면도, 도 9a는 제1클러치 부재를 후방에서 바라본 사시도, 도 9b는 제1클러치 부재의 단면도, 도 10a는 제2클러치 부재를 전방에서 바라본 사시도, 도 10b는 제2클러치 부재의 단면도, 도 11은 도그 커플링을 전방에서 바라본 사시도, 도 12는 스프링의 사시도, 도 13a는 편심회전축, 부시, 전조 롤러, 부채꼴 기어체가 서로 조립되는 상태를 표현한 분리 사시도, 도 13b는 도 13a의 조립 사시도, 도 14a는 기어 링, 스프링 하우징, 결합편, 제1클러치 부재가 서로 조립되는 상태를 표현한 분리 사시도, 도 14b는 도 14a의 조립 사시도, 도 15a 및 도 15b는 도 4의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 철근 전조기는 크게 본체(100), 클램핑부(200), 전조부(300)로 구성된다.
본체(100)는 그 이동성을 확보하기 위하여 하부에 바퀴(110)들이 마련된다.(도 1a 참조)
본체(100)의 상부 전방에 클램핑부(200)가 마련되며, 아울러 본체(100)의 상부 후방에 전조부(300)가 마련된다.(도 1a 참조)
먼저 클램핑부(200)를 설명한다. 클램핑부(200)는, 클램프 구동수단과, 상기 클램프 구동수단에 의하여 왕복이동되는 한 쌍의 클램프(210)로 구성된다.(도 1a 내지 도 3 참조)
클램핑부(200)는 한 쌍의 클램프(210) 사이로 철근이 삽입된 후 철근을 클램핑/언클램핑할 수 있다.
클램프 구동수단은 클램프용 모터(221)와, 클램프용 모터(221)에 벨트로 연결되어 감속 회전하는 클램프 구동축(222)과, 클램프 구동축(222)에 나사 결합되어 클램프 구동축(222)을 따라 서로 반대방향으로 이동하는 한 쌍의 클램프 탑재대(223)로 이루어진다.
도 3에서 부호 10은 철근이다.
한 쌍의 클램프 탑재대(223)는 서로 반대방향으로 클램프 구동축(222)에 나사결합되므로, 클램프용 모터(221)의 정회전에 의하여 한 쌍의 클램프 탑재대(223)는 서로 접근하여 클램프(210)가 철근을 클램핑하게 되고, 클램프용 모터(221)의 역회전에 의하여 한 쌍의 클램프 탑재대(223)가 서로 이격되면서 클램프(210)가 철근에 대한 클램핑을 해제하게 된다.
이와 같은 클램핑부(200)의 기술적 구성은 매우 다양한 기술이 적용될 수 있으며, 종래 특허문헌 1.에 언급된 기술이 본 실시예에 그대로 적용되어도 아무런 무리가 없다.
본 실시예에서는 클램프용 모터(221)의 정회전과 역회전을 작업자가 쉽게 제어할 수 있도록 본체(100)의 하부에 발바닥으로 밟음으로써 신호를 인가하는 한 쌍의 스위치(224)를 마련하였다.
한편 본체(100)의 상부, 구체적으로는 클램핑부(200)의 상부에는 철근 삽입 길이 가이드 부재(120)가 마련되어 있다.(도 1a에만 표현)
철근 삽입 길이 가이드 부재(120)는 본체(100)의 상부에 힌지 형태로 결합되어 철근이 한 쌍의 클램프(210)를 통과한 후 일정 길이 이상 삽입되는 것을 방지하여, 항상 동일한 길이로 철근이 삽입될 수 있도록 한다.
아울러 철근이 클램핑부(200)에 의하여 클램핑된 후 철근 삽입 길이 가이드 부재(120)는 위로 제껴짐으로써 전조부(300)와의 간섭을 피할 수 있다.
다음으로 전조부(300)를 설명한다.
전조부(300)는 클램핑부(200)에 철근이 클램핑된 상태에서 철근의 단부에 나사를 형성하게 된다.
전조부(300)는 본체(100)의 상면을 따라 전후방으로 이동가능하게 마련되는 작업다이(310)와, 작업다이(310)의 상부에 마련되는 각종 구성으로 이루어진다.
작업다이(310)가 본체(100)의 상면을 따라 전후방으로 이동할 수 있도록 본체(100)에는 본체(100)의 전후방 방향으로 한 쌍의 작업다이 가이드 봉(130)이 마련되며, 상기 작업다이 가이드 봉(130)을 따라 작업다이(310)가 전후방으로 이동되는 것이 안내된다.
작업다이(310)를 본체(100)에 대하여 이동하기 위하여 각종 작업다이 이동수단이 제안될 수 있다.
실시예에 따라서 작업다이 이동수단은, 유압, 전기, 공압 등을 이용하여 자동적으로 제어되도록 하는 구성이 제안될 수도 있지만, 본 실시예에서는 작업자의 수작업에 의하여 회전력을 인가받는 핸들(311)을 포함하도록 하여, 핸들(311)이 회전함에 따라 작업다이(310)가 전방 또는 후방으로 이동할 수 있게 된다.
핸들(311)의 회전력을 작업다이(310)의 직선 이동력으로 변환시키기 위한 구성은 매우 다양한 수단이 제안될 수 있으며, 이러한 기술은 주지의 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에서는 핸들(311)에 의하여 작업다이(310)에 마련된 평기어가 회전되도록 하고, 아울러 상기 평기어가 본체(100)에 마련된 랙에 치합되어, 작업다이(310)의 전후진이 가능하도록 하였다.
작업다이(310)의 상부에 구동모터(320)가 고정마련된다.
구동모터(320)는 회전력을 발생하여 그 회전력으로 전조 작업이 가능하게 된다.
구동모터(320)의 모터축으로부터 발생한 회전력은 이에 연결된 전조 헤드 몸체(330)를 회전시키게 된다. 구동모터(320)의 모터축과 전조 헤드 몸체(330) 사이에는 감속기 등 다양한 구성이 마련될 수 있지만 이는 본 발명의 요지가 아니며 당업자가 적절히 설계할 수 있다.
전조 헤드 몸체(330)는 구동모터(320)의 모터축에 연결되어 모터축과 연동하여 회전된다. 물론 전조 헤드 몸체(330)의 회전중심은 클램핑부(200)에 삽입된 철근의 중심선의 연장선상에 위치한다.
전조 헤드 몸체(330)에 결합된 각종 구성들 중 전조 헤드 몸체(330)에 완전히 고정되어 전조 헤드 몸체(330)와 함께 회전되는 작용 외에는 별도의 작용이 없는 구성들로서, 전조 헤드 몸체(330)의 전방에 제1전조툴 고정판(410) 및 제2전조툴 고정판(420)이 고정 결합된다.
제1전조툴 고정판(410)은 전조 헤드 몸체(330)의 전방에 직접 결합된다.
아울러 제1전조툴 고정판(410)에는, 그 중심에 제1철근 삽입공(411)이 형성되며, 또한 제1전조툴 고정판(410)의 중심으로부터 방사상 방향으로 동일한 거리에 복수(본 실시예에서는 3개)의 제1전조툴 장착공(412)이 형성되어 있다.
제2전조툴 고정판(420)은 스페이서(413)을 사이에 두고 제1전조툴 고정판(410)의 전방에 이격되어 고정 마련된다.
아울러 제2전조툴 고정판(420)에는, 그 중심에 제2철근 삽입공(421)이 형성되며, 또한 제2전조툴 고정판(420)의 중심으로부터 방사상 방향으로 동일한 거리에 복수(본 실시예에서는 3개)의 제2전조툴 장착공(422)이 형성되어 있다.
또한 제2전조툴 장착공(422)은 제1전조툴 장착공(412)과 대응하도록 형성된다.
상기와 같이 제1전조툴 고정판(410) 및 제2전조툴 고정판(420)은 전조 헤드 몸체(330)와 동일하게 회전될 뿐이다.
제1전조툴 고정판(410)과 제2전조툴 고정판(420) 사이에 편심회전축(430)이 마련된다.
편심회전축(430)은, 후방 단부에 제1전조툴 장착공(412)에 회전가능하게 장착되는 제1회전지지단(431)이 형성되며, 전방 단부에 제2전조툴 장착공(422)에 회전가능하게 장착되는 제2회전지지단(432)이 형성되어 있다.
물론 제1회전지지단(431)과 제2회전지지단(432)은 동일한 회전중심을 가진다.
편심회전축(430)의 중앙부에 그 중심이 제1회전지지단(431) 및 제2회전지지단(432)을 지나는 가상의 중심선으로부터 편심되게 형성된 원기둥 형태의 편심몸체(433)가 형성되어 있다.
따라서 편심회전축(430)이 회전된다면 제1전조툴 고정판(410)에 대한 편심몸체(433)의 위치는 변화된다.
편심몸체(433)에는 부시(441)를 사이에 두고 전조 롤러(440)가 회전가능하게 장착된다. 전조 롤러(440)의 외주면에는 나사형성용 돌기들이 형성되어 있다.
전조 롤러(440)는 편심몸체(433)를 중심으로 회전할 수 있으므로, 편심회전축(430)이 회전한다면 제1전조툴 고정판(410)에 대한 전조 롤러(440)의 위치는 변화된다.
따라서 3개의 전조 롤러(440)는 경우에 따라 3개의 전조 롤러(440)의 중앙을 지나는 철근에 나사를 형성할 수 있는 위치에 위치될 수도 있으며, 경우에 따라서는 3개의 전조 롤러(440)의 중앙을 지나는 철근과 완전히 이격되는 위치에 위치될 수도 있다.
한편, 각각의 편심회전축(430)에는 부채꼴 기어체(490)가 마련된다.
부채꼴 기어체(490)는 제1전조툴 고정판(410)의 후방에 위치하면서 편심회전축(430)의 제1회전지지단(431)에 고정된다.
아울러 부채꼴 기어체(490)는 부채꼴형 판 형태로서 그 부채꼴형 호면에 외륜 기어부가 형성되어 있다.
한편, 전조 헤드 몸체(330)의 외주면에 도그 커플링(450)이 마련된다.
도그 커플링(450)은 전조 헤드 몸체(330)와 함께 회전되며, 아울러 전조 헤드 몸체(330)의 외주면을 따라 전후방으로 슬라이딩 가능하게 전조 헤드 몸체(330)에 결합된다.
이를 위하여 전조 헤드 몸체(330)의 내주면에 슬리브(460)가 마련되며, 슬리브(460)에 고정된 가이드 핀(461)의 방사상 외측단은 도그 커플링(450)에 형성된 핀 삽입공(451)에 삽입되어 있다.
또한 전조 헤드 몸체(330)에는 가이드 핀(461)의 관통을 허용하며 아울러 가이드 핀(461)의 전후방 이동을 허용하기 위하여 전후방으로 길게 형성된 슬롯(331)이 형성되어 있다.
그러나 이와 같이 연동 회전과 전후방 슬라이딩 가능한 구조는 다양한 기술이 제안될 수 있다.
도그 커플링(450)의 후방에는 방사상으로 돌출된 클러치 지지턱(452)이 형성되어 있으며, 클러치 지지턱(452)의 전면에는 베어링 부재(453)가 마련되어 있다.
베어링 부재(453)는, 전조 헤드 몸체(330)와 함께 회전되는 도그 커플링(450)과, 후술하는 회전되지 않는 제2클러치 부재(350)가 서로 만날 때 도그 커플링(450)의 제2클러치 부재(350)에 대한 상대 회전을 가능하게 한다.
도그 커플링(450)의 전방에는 비교적 큰 크기를 가진 제1결합홈(454)이 형성되며, 제1결합홈(454)의 일부에 제2결합홈(455)이 더 형성되어 있다.
아울러 도그 커플링(450)을 전방으로 탄성지지하기 위하여 탄성수단이 마련된다.
본 실시예에서 탄성수단은, 도그 커플링(450)의 후면에 동일 간격으로 형성된 4개의 스프링 삽입홈(456)과, 각각의 스프링 삽입홈(456)에 삽입된 코일 스프링(457)과, 일측이 코일 스프링(457)을 가압하며 타측이 스프링 삽입홈(456) 외부로 노출되어 전조 헤드 몸체(330)와 접하게 되는 스프링 패드(458)로 이루어진다. 그러나 이러한 탄성수단은 다양한 수단이 제시될 수 있다.
제1전조툴 고정판(410)과 도그 커플링(450) 사이의 전조 헤드 몸체(330)의 외측에 스프링 하우징(470)이 마련된다.
스프링 하우징(470)과 전조 헤드 몸체(330) 사이에 스프링(472)이 마련된다.
스프링(472)은 테엽 형태를 가지며, 일단이 전조 헤드 몸체(330)에 고정되며, 타단이 스프링 하우징(470)에 고정되어, 스프링 하우징(470)을 전조 헤드 몸체(330)의 회전방향으로 탄성지지하게 된다.
스프링 하우징(470)의 후방에는 도그 커플링(450)의 제1결합홈(454)과 제2결합홈(455) 중 어느 하나에 결합되는 결합편(471)이 고정 마련된다.
또한 스프링 하우징(470)의 후방에는 제1클러치 부재(475)가 고정 마련된다.
제1클러치 부재(475)는 링 형태로서 후방을 향하여 돌출된 링 형태의 쐐기를 가진다.
스프링 하우징(470)의 전방에는 기어 링(480)이 결합된다.
기어 링(480)은 그 내주면에 부채꼴 기어체(490)의 외륜 기어부와 치합되는 내륜 기어부(481)가 형성되어 있다.
아울러 기어 링(480)의 전방측에는 다수의 볼(483)들이 마련되어 기어 링(480)이 필요에 따라서 제1전조툴 고정판(410)에 대하여 원활한 회전이 가능하도록 하였다.
기어 링(480)은 스프링 하우징(470)에 고정 결합되어 스프링 하우징(470)과 함게 회전하게 된다.
그러나 기어 링(480)과 스프링 하우징(470)의 체결 각도는 조정될 수 있다. 이를 위하여 스프링 하우징(470)에는 볼트용 호형 슬롯(474)이 형성되어 있으며, 볼트, 너트, 와셔 등으로 이루어진 기어 링 결합 볼트 부재(473)가 볼트용 호형 슬롯(474)을 관통한 후 기어 링(480)에 고정 결합된다.
따라서 기어 링 결합용 볼트 부재(473)를 푼 후 기어 링(480)을 기어 링용 손잡이(482)를 이용하여 스프링 하우징(470)에 대하여 일정 각도 회전시킨 후 다시 기어 링 결합용 볼트 부재(473)를 조이면, 기어 링(480)과 스프링 하우징(470)의 체결 각도가 조정될 수 있다.
이와 같은 기어 링(480)과 스프링 하우징(470)의 체결 각도가 조정될 수 있다는 것은 전조 롤러(440)의 이동 범위를 조정한다는 것을 의미하여, 결과적으로 직경이 상이한 여러 종류의 철근을 본 전조기를 이용하여 나사를 형성할 수 있음을 의미한다.
한편 작업다이(310)에 클러치 지지부(340)가 고정 마련된다.(도 2a 내지 도 2c, 도 4 참조)
따라서 클러치 지지부(340)는 작업다이(310)와 함게 전후방으로 이동된다.
클러치 지지부(340)에 제2클러치 부재(350)가 마련된다. 따라서 제2클러치 부재(350)는 회전하지 않는 부재이다. 본 실시예에서 제2클러치 부재(350)는 직접 제1클러치 부재(475)와 접촉되는 부위 뿐만 아니라, 클러치 지지부(340)에 장착되기 위한 요크 부재(352)를 포함하여 이루어진다.
그러나 제2클러치 부재(350)의 일부는 전조 헤드 몸체(330)의 방사상 외측에 링 형태로 마련된다.
또한 제2클러치 부재(350)는 전방에 제1클러치 부재(475)의 쐐기가 삽입 접촉될 수 있도록 링 형태의 홈부(351)가 형성되어 있다.
또한 제2클러치 부재(350)는 클러치 지지부(340)에 지지되어 전후방으로 조금씩 이동할 수 있어(본 실시예에서는 링 형태의 제2클러치 부재(350)의 양측이 링 형태의 요크 부재(352)의 내측에 결합되도록 하고, 요크 부재(352)의 상단이 클러치 지지부(340)에 힌지 결합되도록 함.) 제1클러치 부재(475)와 체결되거나 체결해제될 수 있다.
또한 제2클러치 부재(350)가 후방으로 이동할 때 베어링 부재(453)를 매개하여 도그 커플링(450)의 클러치 지지턱(452)과 간섭되어 도그 커플링(450)을 후방으로 이동시키게 된다.
한편, 본체(100)에는 작업다이(310)를 따라 전후방으로 이동하는 제2클러치 부재(350)(실제로는 요크 부재(352)의 하단부)의 이동경로상에 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼(140)와 클러치 체결용 스토퍼(150)가 각각 마련된다.
즉 본체(100)의 전방에 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼(140)가 마련되며, 본체(100)의 후방에 클러치 체결용 스토퍼(150)가 마련된다.
클러치 지지부(340)에 지지되는 제2클러치 부재(350)는 요크 부재(352)로 인하여, 작업다이(310)의 전방 이동시 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼(140)를 만나 후방으로 이동하여 도그 커플링(450)을 후방으로 이동시키며, 작업다이(310)의 후방 이동시 클러치 체결용 스토퍼(150)를 만나 전방으로 이동하여 제1클러치 부재(475)와 클러치 체결된다.
이하 본 실시예의 작동을 설명한다.
먼저 나사를 형성할 철근을 준비한다.
이때 철근의 표면은 각종 요철이 형성되어 있으므로, 나사를 형성할 철근의 단부는 미리 압축기 등을 통하여 압축하여 철근 표면의 요철이 전조 작업에 방해가 되지 않을 정도로 한다.
이와 같이 준비된 철근을 한 쌍의 클램프(210) 사이에 집어 넣는다.
이때 철근의 단부가 철근 삽입 길이 가이드 부재(120)에 접할 때까지 집어 넣어면 항상 철근을 일정한 길이로 삽입하는 것이 가능하다.
다음으로 스위치(224)를 발로 밟아 클램핑부(200)가 구동되도록 한다.
이에 의하여 클램프용 모터(221)가 구동하고, 벨트 연결 등을 통하여 클램프 구동축(222)이 정회전하면, 한 쌍의 클램프 탑재대(223)에 탑재된 클램프(210)가 서로 가까워짐으로써 철근을 클램핑하게 된다.
클램핑이 완료되면 철근 삽입 길이 가이드 부재(120)를 상부로 회전시키면 전조부(300)와 철근 삽입 길이 가이드 부재(120)와의 간섭을 피할 수 있어, 전조 준비 작업이 완료된다.
구동모터(320)가 회전(이하에서는 반시계 방향으로 가정함.)되면서 전조 작업이 시작된다.
작업자가 핸들(311)을 정회전시키면 작업다이(310)가 본체(100)의 작업다이 가이드봉(130)을 따라 전방으로 이동한다.
작업다이(310)가 전방으로 이동하면서 전조 롤러(440)가 철근의 단부와 만나게 되면 나사 형성이 시작된다.
나사 형성시의 전조 헤드 몸체(330) 주변 구성들의 작용을 도 15a를 참조하여 설명한다.
전조 헤드 몸체(330)가 구동모터(320)에 의하여 회전되면, 제1전조툴 고정판(410) 및 제2전조툴 고정판(420)이 회전되며, 각각의 전조 롤러(440)는 철근과 접하면서 편심회전축(430)의 편심몸체(433)를 회전중심으로 하여 회전하면서 철근에 나사를 형성하게 된다.
이 과정에서 도그 커플링(450), 스프링 하우징(470), 기어 링(480), 부채꼴 기어체(490) 모두가 철근을 중심으로 회전하며, 편심회전축(430)은 철근을 중심으로 공전하는 한편, 전조 롤러(440)는 공전과 동시에 자전하게 된다.
또한 제2클러치 부재(350)는 제1클러치 부재(475)와 체결 해제된 상태이며, 결합편(471)은 도그 커플링(450)의 제2결합홈(455)에 결합된 상태이다.
작업다이(310)가 전방으로 계속 이동하여 일정 길이의 나사를 형성하게 되며, 나사 성형 작업은 제2클러치 부재(350)(구체적으로는 요크 부재(352))가 본체(100)에 마련된 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼(140)와 만날 때까지 지속된다.
제2클러치 부재(350)가 본체(100)에 마련된 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼(140)와 만나게 되면, 전조 롤러(440)가 철근으로부터 이격되는 방향으로 이동하면서 나사 형성 작업이 자동적으로 종료된다.(도 15b 참조)
제2클러치 부재(350)가 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼(140)와 만나 후방으로 이동하게 되면 이와 연동하여 도그 커플링(450)이 후방으로 이동한다.
도그 커플링(450)의 후방 이동으로 인하여 스프링 하우징(470)의 결합편(471)이 제2결합홈(455)으로부터 이탈되며, 결합편(471)이 제2결합홈(455)으로부터 이탈되는 순간 반시계 방향으로 스프링 하우징(470)을 탄성지지하는 스프링(472)의 탄성력에 의하여 스프링 하우징(470)이 반시계 방향으로 회전하며 그 결과 결합편(471)이 제1결합홈(455)에 결합되는 상태가 된다.
이와 같은 스프링 하우징(470)의 반시계 방향 회전과 함께 이에 결합된 기어 링(480)이 함께 회전하며, 기어 링(480)에 치합된 부채꼴 기어체(490)가 회전하며, 부채꼴 기어체(490)의 회전과 함께 편심 회전축(430)이 회전하여 각각의 전조 롤러(440)는 그 회전 중심이 철근으로부터 이격되는 방향으로 이동하게 된다.
한편, 도그 커플링(450)은 비록 코일 스프링(457)에 의하여 전방으로 탄성지지되지만, 제1결합홈(455)이 결합편(471)에 맞닿은 상태이므로 후방으로 이동한 상태를 그대로 유지하게 된다.
이와 같이 전조 롤러(440)가 철근으로부터 이격되면 클램핑부(200)를 언클램핑하여 철근을 본 전조기로부터 배출할 수 있다.
클램핑부(200)의 언클램핑은 스위치(224)를 발로 밟음으로써 이루어진다.
따라서 나사 형성이 완료된 철근의 배출 작업이 매우 신속하고 빠르게 수행될 수 있다.
한편, 나사 형성 위치로부터 이탈된 전조 롤러(440)는, 작업다이(310)가 핸들(311)의 회전 구동에 의하여 후방으로 이동하여 제2클러치 부재(350)가 본체(100)에 고정 마련된 클러치 체결용 스토퍼(150)를 만나게 되면, 나사 형성 위치로 복귀하게 된다.
제2클러치 부재(350)가 클러치 체결용 스토퍼(150)를 만나 순간적으로 전방으로 이동하게 되면, 즉 제2클러치 부재(350)가 제1클러치 부재(475)와 순간적으로 체결되면, 제2클러치 부재(350)는 전조 헤드 몸체(330)와 함께 반시계 방향으로 회전하고 있는 스프링 하우징(470)에 시계 방향으로의 제동력을 인가하게 된다(제2클러치 부재(350)는 회전하지 않는 부재이므로).
따라서 스프링 하우징(470)은, 기어 링(480) 등과 함께 시계 방향으로 회전하며, 아울러 기어 링(480)에 치합된 부채꼴 기어체(490)가 회전하며, 부채꼴 기어체(490)의 회전과 함께 편심 회전축(430)이 회전하여 각각의 전조 롤러(440)는 그 회전 중심이 철근으로 접근하는 방향으로 이동하게 된다.
즉 전조 롤러(440)는 나사 형성 위치로 변환되게 된다.
아울러 스프링 하우징(470)의 회전으로 인하여 스프링 하우징(470)에 마련된 결합편(471)이 시계 방향으로 함께 회전하게 되면 도그 커플링(450)의 제2결합홈(455)에 해당되는 위치까지 회전하게 되며, 이때 도그 커플링(450)은 코일 스프링(457)의 탄성력으로 인하여 전방으로 이동하게 되며, 따라서 결합편(471)은 제2결합홈(455)에 결합되는 상태가 된다.
제2클러치 부재(350)와 제1클러치 부재(475)의 체결은, 제2클러치 부재(350)가 클러치 체결용 스토퍼(150)로부터 이격되는 순간 해제된다.
이와 같이 전조 롤러(440)가 나사 형성 위치로 복귀하게 되면 새로운 철근을 다시 클램핑한 후 다음 나사 형성 작업을 반복하게 된다.
한편, 본 실시예의 설명에서 볼트 등의 체결부재에 대한 설명은 가급적 생략하였지만 도면의 기재 내지 본 실시예의 설명을 기초로 당업자가 충분히 이해할 수 있으며 아울러 적절히 응용할 수 있으리라 이해된다.
또한 본 실시예에서는 작업다이의 후방에 리미트 스위치를 마련하여 작업다이의 리미트 스위치가 후방 한계선까지 이동하여 신호가 입력되면 자동으로 구동모터(320)가 정지되는 것으로 설계할 수 있다.
아울러 본 실시예에서는 전조 롤러 등에 절삭유를 공급하기 위한 별도의 절삭유 공급 시스템이 구비되어 있으나 별도로 설명하지 않았으며, 이러한 기술은 당업자가 적절히 설계할 수 있으리라 이해된다.
또한 본 실시예에서 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼(140)의 위치를 조정할 수 있도록 마련한다면 나사 형성 길이를 조정할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 각종 건설현장에서 직접 철근에 나사를 형성하기 위하여 이용될 수 있다.
100 : 본체 120 : 철근 삽입 길이 가이드 부재
130 : 작업다이 가이드 봉 140 : 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼
150 : 클러치 체결용 스토퍼
200 : 클램핑부 210 : 클램프
221 : 클램프용 모터 222 : 클램프 구동축
300 : 전조부 310 : 작업다이
320 : 구동모터 330 : 전조 헤드 몸체
340 : 클러치 지지부 350 : 제2클러치 부재
410 : 제1전조툴 고정판 413 : 스페이서
420 : 제2전조툴 고정판 430 : 편심회전축
433 : 편심몸체 440 : 전조 롤러
450 : 도그 커플링 452 : 클러치 지지턱
460 : 슬리브 470 : 스프링 하우징
471 : 결합편 472 : 스프링
475 : 제1클러치 부재 480 : 기어 링
490 : 부채꼴 기어체
130 : 작업다이 가이드 봉 140 : 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼
150 : 클러치 체결용 스토퍼
200 : 클램핑부 210 : 클램프
221 : 클램프용 모터 222 : 클램프 구동축
300 : 전조부 310 : 작업다이
320 : 구동모터 330 : 전조 헤드 몸체
340 : 클러치 지지부 350 : 제2클러치 부재
410 : 제1전조툴 고정판 413 : 스페이서
420 : 제2전조툴 고정판 430 : 편심회전축
433 : 편심몸체 440 : 전조 롤러
450 : 도그 커플링 452 : 클러치 지지턱
460 : 슬리브 470 : 스프링 하우징
471 : 결합편 472 : 스프링
475 : 제1클러치 부재 480 : 기어 링
490 : 부채꼴 기어체
Claims (3)
- 본체, 상기 본체의 전방에 마련되어 철근을 클램핑/언클램핑하게 되는 클램핑부, 상기 본체의 후방에 마련되어 상기 클램핑부에 클램핑된 철근의 단부에 나사를 형성하는 전조부를 포함하여 이루어지는 이동형 철근 전조기에 있어서 ;
상기 전조부는 : 상기 본체의 상면을 따라 전후방으로 이동가능하게 마련된 작업다이 ; 상기 작업다이를 상기 본체에 대하여 이동하기 위한 작업다이 이동수단 ; 상기 작업다이의 상부에 고정마련되는 구동모터 ; 상기 구동모터의 모터축에 연결되어 상기 모터축과 연동하여 회전되는 전조 헤드 몸체 ; 상기 전조 헤드 몸체의 전방에 고정마련되되 중심에 제1철근 삽입공이 형성되며 중심으로부터 방사상 방향으로 동일한 거리에 복수의 제1전조툴 장착공이 형성되는 제1전조툴 고정판 ; 상기 제1전조툴 고정판의 전방으로 이격되어 상기 제1전조툴 고정판에 고정마련되되, 중심에 제2철근 삽입공이 형성되며 상기 제1전조툴 장착공과 대응하여 제2전조툴 장착공이 형성되는 제2전조툴 고정판 ; 후방 단부에 상기 제1전조툴 장착공에 회전가능하게 장착되는 제1회전지지단이 형성되며, 전방 단부에 상기 제2전조툴 장착공에 회전가능하게 장착되는 제2회전지지단이 형성되며, 중앙부에 그 중심이 상기 제1회전지지단 및 상기 제2회전지지단을 지나는 가상의 중심선으로부터 편심되게 형성된 원기둥 형태의 편심몸체로 이루어지는 복수의 편심회전축 ; 상기 각각의 편심회전축의 편심몸체에 회전가능하게 장착되는 복수의 전조 롤러 ; 상기 제1전조툴 고정판의 후방에 위치하면서 상기 각각의 제1회전지지단에 고정되되, 부채꼴형 호면에 외륜 기어부가 형성된 복수의 부채꼴 기어체 ; 상기 전조 헤드 몸체의 외주면에 마련되어 상기 전조 헤드 몸체와 함께 회전되되, 상기 전조 헤드 몸체의 외주면을 따라 전후방으로 슬라이딩 가능하게 상기 전조 헤드 몸체에 결합되며, 전방에 제1결합홈이 형성되며, 상기 제1결합홈의 일부에 제2결합홈이 형성되는 도그 커플링 ; 상기 도그 커플링을 전방으로 탄성지지하는 탄성수단 ; 상기 제1전조툴 고정판과 상기 도그 커플링 사이의 상기 전조 헤드 몸체의 외측에 마련되며, 후방에 상기 제1결합홈과 상기 제2결합홈 중 어느 하나에 결합되는 결합편이 마련되며, 후방에 제1클러치 부재가 마련되는 스프링 하우징 ; 일단이 상기 전조 헤드 몸체에 고정되며 타단이 상기 스프링 하우징에 고정되어 상기 스프링 하우징을 상기 전조 헤드 몸체의 회전방향으로 탄성지지하는 스프링 ; 상기 스프링 하우징의 전방에 결합되되, 내주면에 상기 부채꼴 기어체들의 외륜 기어부와 치합되는 내륜 기어부가 형성되는 기어 링 ; 상기 작업다이에 고정 마련되는 클러치 지지부 ; 상기 클러치 지지부에 장착되어 상기 제1클러치 부재와 체결되거나 체결 해제되며, 상기 도그 커플링을 후방으로 이동 가능하도록 위치되는 제2클러치 부재 ; 상기 도그 커플링이 상기 제2클러치 부재와 만나는 부위에 마련되어 상기 도그 커플링의 상기 제2클러치 부재에 대한 상대 회전을 가능하게 하는 베어링 부재 ; 를 포함하여 이루어지며 :
상기 본체의 전방에 상기 작업다이의 전방 이동시 상기 제2클러치 부재와 만나 상기 제2클러치 부재를 후방으로 이동시켜 상기 도그 커플링을 후방으로 이동시키기 위한 도그 커플링 후방 이동용 스토퍼가 마련되며 ;
상기 본체의 후방에 상기 작업다이의 후방 이동시 상기 제2클러치 부재와 만나 상기 제2클러치 부재를 상기 제1클러치 부재에 체결하는 클러치 체결용 스토퍼가 마련되는 것 ;
을 특징으로 하는 이동형 철근 전조기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 작업다이 이동수단은 작업자로부터 수동으로 회전력을 인가받는 핸들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동형 철근 전조기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기어 링은 상기 스프링 하우징과의 체결 각도가 조정될 수 있도록 상기 스프링 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 이동형 철근 전조기.
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