JP6001929B2 - クランプ装置用回転モジュール - Google Patents
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Description
特に、車体は自動車製造過程の最初の段階であって、プレス工程で車体パネルを生産した後、車体工場に移してきて、車体パネルに車体の各部分を組み立ててホワイトボディー(B.I.W)の車体を形成する。
このように完成された車体は、そのフロアにサイド、ループ、及びリアパネルなどを装着するメインボディー工程を経て、塗装工程に移動し塗色作業を行った後、意匠工場でエンジン、トランスミッション、及び内・外装材の組み立てによって車両が完成する。
しかし、車種別にパネルがそれぞれ異なる形状と大きさを有するため、このような従来のパネルクランプ装置は、車種別に異なる仕様を有するパネルに共用で適用するのが困難であった。そこで、車種により専用クランプ装置を製作しなければならない問題点があった。
さらに、車種に関係なく、異なる仕様を有するパネルを、従来のクランプ装置でクランプするためには、クランプ装置を前後方向と左右方向に全て回転させなければならない。この場合、各軸方向ごとにそれぞれの駆動モジュールを備えなければならないために、駆動モジュールの構成及び制御が複雑になる問題点もある。
また、一つのモータの駆動によってクランプ装置を2軸方向にそれぞれ回転できるので、構成要素が簡素化され、生産性が向上できる。
また、多車種のパネルに共用可能であるため、初期投資額を節減でき、全体システムの構成を単純化することができる。
図1は、本発明の実施例に係るクランプ装置用回転モジュールの斜視図であり、図2は、本発明の実施例に係るクランプ装置用回転モジュールの平面図であり、図3は、本発明の実施例に係るクランプ装置用回転モジュールの断面図であり、図4及び図5は、本発明の実施例に係るクランプ装置用回転モジュールに適用されるクラッチユニットの斜視図及び分解斜視図であり、図6は、本発明の実施例に係るクランプ装置用回転モジュールに適用されるクラッチユニットの断面図である。
本発明の実施例に係るクランプ装置用回転モジュール100は、図1〜図3に示すように、ベースフレーム110、ハウジング120、作動モータ130、ギヤユニット140、及びクラッチユニット150を含んで構成される。
ベースフレーム110は作業場に設置され、移動ユニット(図示せず)によって移動可能に備えることができる。
ここで、第1連結部122は、固定プレート112によってベースフレーム110に連結され、固定プレート112と第1連結部122との間にはベアリング(B)が介される。
ベースフレーム110に対して第1連結部122が回転する時、ベアリング(B)は第1連結部122の回転を安定的に支持するようになる。
ここで、第1連結部122と第2連結部124は円筒形状に形成されて、ハウジング120の一側面及びこれと隣接する他側面に互いに垂直方向に装着される。
ここで、作動モータ130はサーボモーターで形成されて、その回転数及び回転方向の制御が可能である。
本実施例で、ギヤユニット140は、ハウジング120の装着空間126で第1、第2連結部122、124と作動モータ130の回転軸に対応して設けられる。
このようなギヤユニット140は、作動モータ130の回転力が伝達されて回転する。
ここで、ギヤユニット140は、駆動ベベルギヤ142、第1従動ベベルギヤ144、及び第2従動ベベルギヤ146を含んで構成される。
第1従動ベベルギヤ144は、駆動ベベルギヤ142の上部で第1連結部122に向かって配置されて、駆動ベベルギヤ142と噛み合う。
そして、第2従動ベベルギヤ146は、駆動ベベルギヤ142の上部で第2連結部124に向かって配置されて、駆動ベベルギヤ142と噛み合う。
ここで、第1従動ベベルギヤ144は駆動ベベルギヤ142と垂直に配置される。即ち、第1従動ベベルギヤ144は、ベースフレーム110に向かうX軸方向に駆動ベベルギヤ142と噛み合うことができる。
また、第2従動ベベルギヤ146は駆動ベベルギヤ142と垂直に配置される。即ち、第2従動ベベルギヤ146は、X軸と垂直であるZ軸方向に駆動ベベルギヤ142と噛み合うことができる。
そのために、駆動ベベルギヤ142が作動モータ130によって回転すると、駆動ベベルギヤ142と噛み合った第1従動ベベルギヤ144及び第2従動ベベルギ146が、それぞれX軸とZ軸を中心に回転する。
そして、クラッチユニット150は第1連結部122と第2連結部124の内部にそれぞれ装着されて、ギヤユニット140とそれぞれ連結される。
このようなクラッチユニット150は、作動モータ130によって回転するギヤユニット140の回転力を選択的に第1連結部122または第2連結部124に伝達する。したがって、第1連結部122の回転によってベースフレーム110を中心にハウジング120が回転するか、または第2連結部124にその一端部が連結される連結プレート128が回転する。
そして、連結プレート128は、クラッチユニット150の作動によってZ軸を基準に回転する。
ここで、連結プレート128の他端には、パネルをクランプするクランプ装置200を装着することができる。
クランプ装置200は、連結プレート128の他端にその一側が連結されるロケータ210、ロケータ210の先端にその一側がヒンジ連結されるクランパ220、クランパ220の他端にヒンジ連結される作動ロッド232、及びロケータ210にその一側がヒンジ連結される作動シリンダ230を含んで構成される。
まず、電磁石アセンブリ152は第1連結部122と第2連結部124の内部にそれぞれ装着される。電磁石アセンブリ152に電流が印加されると、電磁石アセンブリ152は電磁気力を発生させる。
本実施例で、回転シャフト154は、電磁石アセンブリ152に回転可能に挿入されており、その一端に従動ベベルギヤ144、146がそれぞれ取り付けられ、その他端に第1結合部156が形成される。
ここで、回転シャフト154の他端には、電磁石アセンブリ152から回転シャフト154が離脱するのを防止するフランジ158が一体に形成される。
そして、第1結合部156は、回転シャフト154の他端から固定ロテータ162に向かって、一定の間隔で突出するように形成される。
本実施例で、固定ロテータ162は、回転シャフト154の他端から離隔して配置し、電磁石アセンブリ152に回転可能に装着される。
このような固定ロテータ162の一端には第2結合部164が形成され、固定ロテータ162の他端はベースフレーム110または連結プレート128に固定される。
即ち、固定ロテータ162は、第1連結部122または第2連結部124の内部でベースフレーム110または連結プレート128に固定される。
ここで、固定ロテータ162と電磁石アセンブリ152との間にはベアリングBが介されており、このベアリング(B)によって固定ロテータ162は電磁石アセンブリ152に対して安定的に回転する。
本実施例で、3つの固定ピン166が、固定ロテータ162の他端に、円周方向に沿って離隔するように形成することができる。
一方、第2結合部164は、固定ロテータ162の一端から回転シャフト154に向かって、一定の間隔で突出するように形成される。
このような第2結合部164の外周面には歯を形成することができる。
本実施例で、連結コネクタ168は、固定ロテータ162に回転及びスライド移動可能に挿入される。連結コネクタ168は、電磁石アセンブリ152の電磁気力の発生の有無により、固定ロテータ162上でスライド移動して、第1結合部156及び第2結合部164を選択的に連結する。
結合部156、164の外周面の複数の歯と噛み合うように、噛合部172、174は連結コネクタ168の両端部の内周面にそれぞれ形成することができ、第1結合部156及び第2結合部164の複数の歯に対応する。
ここで、第2噛合部174は、固定ロテータ162の第2結合部164と、常時噛み合った状態を維持する。
即ち、連結コネクタ168が固定ロテータ162に挿入された状態で、電磁石アセンブリ152によって電磁気力が発生すると、連結コネクタ168は回転シャフト154に向かって移動しながら、第1噛合部172が第1結合部156に噛み合う。したがって、ギヤユニット140によって回転する回転シャフト154の回転力が伝達されて、連結コネクタ168は回転する。
したがって、連結コネクタ168は、電磁石アセンブリ152の電磁気力の発生の有無により、ギヤユニット140によって回転する回転シャフト154を固定ロテータ162に選択的に連結する。
即ち、連結コネクタ168は、ベースフレーム110に対して第1連結部122を回転させて、ハウジング120をX軸を中心に回転させるか、または連結プレート128をZ軸を中心に回転させる。したがって、クランプ装置200の2軸方向の角度が調節される。
電磁石アセンブリ152から電磁気力が発生しない場合、弾性部材176は連結コネクタ168の第1噛合部172が第1結合部156と噛合わないように、連結コネクタ168を回転シャフト154の反対側にスライド移動させる。これによって、回転シャフト154と連結コネクタ168は作動的に結合しない。
ここで、弾性部材176は円形の板スプリングからなる。
図7及び図8は、本発明の実施例に係るクランプ装置用回転モジュールにおけるクラッチユニットの作動状態図であり、図9は、本発明の実施例に係るクランプ装置用回転モジュールの作動状態図である。
まず、電磁石アセンブリ152に電源が印加されないで、電磁気力が発生しない場合、図7に示すように、連結コネクタ168は弾性部材176によって回転シャフト154の反対側で移動して、回転シャフト154と連結コネクタ168は作動的に結合しない。
この場合、連結コネクタ168の第2噛合部174と固定ロテータ162の第2結合部164とは噛み合っている。
そのために、クランプ装置200は初期状態を維持する。
反対に、電磁石アセンブリ152に電源が印加されて、電磁気力が発生する場合、図8に示すように、連結コネクタ168は電磁気力によって回転シャフト154に向かってスライドする。
このことにより、連結コネクタ168の第1噛合部172及び第2噛合部174は、第1結合部156及び第2結合部164にそれぞれ噛み合う。
このことにより、回転シャフト154の回転力は、第1結合部156と第1噛合部172によって連結コネクタ168に伝達されて、連結コネクタ168を回転させるようになる。また、回転シャフト154の回転力は、第2結合部164と第2噛合部174によって固定ロテータ162を回転させる。
この時、第1連結部122に設けられるクラッチユニット150は、X軸方向を基準にベースフレーム110に固定された固定ロテータ162によって、第1連結部122を回転させる。したがって、ハウジング120がX軸方向を基準に回転する。
一方、第2連結部124に設けられるクラッチユニット150は、Z軸方向を基準に固定ロテータ162に連結された連結プレート128を回転させる。
そのために、クランプ装置200は、Z軸方向を基準に回転して、Z軸に対する角度が調節される。
本実施例に係るクランプ装置用回転モジュール100は、一つの作動モータ130の回転力を利用して、クランプ装置200をX軸方向とZ軸方向を中心に回転させることができるので、クランプ装置200が多様な形状を有するパネルをクランプすることができる。
また、一つのモータの駆動によってクランプ装置を2軸方向にそれぞれ回転させることができるので、構成要素が簡素化され、製作性を向上させることができる。
また、多車種のパネルに共用で適用することができるので、初期投資額を節減でき、全体システムの構成を単純化することができる。
112 固定プレート
120 ハウジング
122 第1連結部
124 第2連結部
126 装着空間
128 連結プレート
130 作動モータ
140 ギヤユニット
142 駆動ベベルギヤ
144 第1従動ベベルギヤ
146 第2従動ベベルギヤ
150 クラッチユニット
152 電磁石アセンブリ
154 回転シャフト
156 第1結合部
158 フランジ
162 固定ロテータ
164 第2結合部
166 固定ピン
168 連結コネクタ
172 第1噛合部
174 第2噛合部
176 弾性部材
200 クランプ装置
210 ロケータ
220 クランパ
230 作動シリンダ
232 作動ロッド
Claims (15)
- ベースフレーム、
その内部に装着空間が形成されて、前記ベースフレームの上部に一端が回転可能に連結される第1連結部と、前記第1連結部と垂直方向に形成される第2連結部とを含むハウジング、
前記第2連結部に連結される一端部が具備された連結プレート、
前記連結プレートの他端に装着されて、パネルをクランプするクランプ装置、
回転軸を有する作動モータ、
前記ハウジングの装着空間で前記第1、第2連結部と前記作動モータの回転軸に対応して設置されて、前記作動モータの回転力が伝達されて回転するギヤユニット、及び
前記第1連結部と第2連結部の内部にそれぞれ装着されて、前記ギヤユニットとそれぞれ連結され、前記ギヤユニットの回転力を選択的に前記第1連結部または第2連結部に伝達して前記ハウジングを回転させるか、または前記連結プレートを回転させるクラッチユニット、
を含むことを特徴とするクランプ装置用回転モジュール - 前記ギヤユニットは、
前記作動モータの回転軸と連結される駆動ベベルギヤ、
前記駆動ベベルギヤと噛み合って、前記クラッチユニットによって前記第1連結部に選択的に連結される第1従動ベベルギヤ、及び
前記第1従動ベベルギヤと垂直に配置され、前記駆動ベベルギヤと噛み合って、前記クラッチユニットによって前記第2連結部に選択的に連結される第2従動ベベルギヤ、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のクランプ装置用回転モジュール。 - 前記駆動ベベルギヤは第1軸を中心に回転し、前記第1従動ベベルギヤは前記第1軸に垂直である第2軸を中心に回転するように、前記駆動ベベルギヤに噛み合うことを特徴とする請求項2に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記第2従動ベベルギヤは、前記第1軸及び第2軸に垂直である第3軸を中心に回転するように、前記駆動ベベルギヤに噛み合うことを特徴とする請求項3に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記クラッチユニットは、
電流の印加を受けて電磁気力を発生させる電磁石アセンブリ、
前記電磁石アセンブリに回転可能に挿入されており、その一端に前記第1従動ベベルギヤまたは第2従動ベベルギヤが取り付けられて、その他端に第1結合部が形成される回転シャフト、
前記回転シャフトの他端から離隔して配置し、前記電磁石アセンブリに回転可能に取り付けられて、その一端に第2結合部が形成され、その他端が前記ベースフレームまたは連結プレートに固定される固定ロテータ、
前記固定ロテータで回転及びスライド移動可能に挿入されて、前記電磁石アセンブリの電磁気力の発生の有無により、前記固定ロテータ上でスライド移動して、前記第1、2結合部を選択的に連結する連結コネクタ、及び
前記固定ロテータと連結コネクタの間に介されて、前記連結コネクタに弾発力を提供する弾性部材、
を含むことを特徴とする請求項2に記載のクランプ装置用回転モジュール。 - 前記回転シャフトの他端に形成されて、前記回転シャフトが前記電磁石アセンブリから離脱するのを防止するフランジをさらに含むことを特徴とする請求項5に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記第1結合部は、前記回転シャフトの他端から前記固定ロテータに向かって、一定の間隔で突出するように形成されることを特徴とする請求項5に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記固定ロテータと前記電磁石アセンブリとの間にはベアリングが介されていることを特徴とする請求項5に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記固定ロテータの他端には円周方向に沿って少なくとも二つ以上の固定ピンが一体に形成されており、前記固定ピンは前記ベースフレームまたは前記連結プレートに固定されることを特徴とする請求項5に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記第2結合部は、前記固定ロテータの一端から前記回転シャフトに向かって、一定の間隔で突出するように形成されることを特徴とする請求項5に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記連結コネクタの前記第1結合部と第2結合部に対応する両端部には、第1、第2噛合部が一体に形成されることを特徴とする請求項5に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記第1、第2結合部の外周面には歯が形成されていることを特徴とする請求項6に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記複数の噛合部は、前記複数の結合部の外周面の複数の歯と噛み合うように、前記連結コネクタの両端部の内周面にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項12に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記弾性部材は円形の板スプリングからなることを特徴とする請求項6に記載のクランプ装置用回転モジュール。
- 前記第1連結部は固定プレートによって前記ベースフレームと連結され、前記固定プレートと第1連結部との間にはベアリングが介されることを特徴とする請求項1に記載のクランプ装置用回転モジュール。
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