KR100491872B1 - 소음기용 하우징의 롤 시임장치 - Google Patents

소음기용 하우징의 롤 시임장치 Download PDF

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KR100491872B1
KR100491872B1 KR10-2004-0090681A KR20040090681A KR100491872B1 KR 100491872 B1 KR100491872 B1 KR 100491872B1 KR 20040090681 A KR20040090681 A KR 20040090681A KR 100491872 B1 KR100491872 B1 KR 100491872B1
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박정길
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Abstract

본 발명은 소음기용 하우징의 상ㆍ하부 셀의 가장자리 부분을 이음연결하는 소음기용 하우징의 롤 시임장치(roll seaming)에 관한 것이다.
본 발명은, 베이스면 및 컬럼을 구비한 프레임과; 하우징의 상ㆍ하부 셀이 개별적으로 안착되는 상ㆍ하부 틀과; 하부 틀의 하부에 연결되어 하부 틀을 회전구동시키는 구동모터와; 상부 틀의 상부 측에 구비된 회전지지축과; 프레임의 컬럼 일측에 회전이 자유롭게 설치되고, 하단부가 회전지지축에 끼움결합되는 스핀들과; 상ㆍ하부 셀의 상호 포개진 가장자리 부분을 측면방향으로 가압하여 벤딩처리하는 시임 롤러와; 상ㆍ하부 셀의 가장자리 부분을 수직방향에서 가압하여 상ㆍ하부 셀의 곡면부분에서 발생하는 주름을 제거하는 주름제거용 롤러를 포함한다.

Description

소음기용 하우징의 롤 시임장치{Apparatus for roll seaming the housing of muffler}
본 발명은 차량용 소음기를 제조하는 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소음기의 상ㆍ하부 셀의 가장자리 부분을 이음연결하는 소음기용 하우징의 롤 시임장치(roll seaming)에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 장착되는 배기시스템은 차량의 플로어 하부면에 배치되어 기관에서 발생하는 각종 배기가스의 소음 및 불순물 등을 제거하여 외부로 배출하는 장치로서, 기관의 실린더헤드 등에 연결된 배기다기관과, 기관으로부터 토출되는 배기가스에 유동저항을 부여하여 소음을 감소시키는 하나 이상의 소음기와, 배기가스 중의 유해물질인 탄화수소, 일산화탄소 및 질소산화물을 산화 및 환원작용에 의해 인체에 해가 없는 이산화탄소, 물, 질소 및 산소 등으로 전환시키는 촉매변환기로 이루어지고, 상술한 배기다기관, 소음기 및 촉매변환기는 배기파이프에 의해 연통되고, 소음기의 최종단에는 외부로 연통되는 테일파이프가 결합된다.
이 중에서, 소음기는 하우징과 이 하우징 내에 구비되어 각종 소음을 저감시킬 수 있는 소음저감구조로 이루어진다.
이러한 소음기의 하우징은 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 셀(11)과 하부 셀(12)로 이루어지고, 상ㆍ하부 셀(11, 12)은 그 각각의 상호 포개지는 외측 가장자리부분(16, 17)이 용접 또는 클린칭 공정 등을 통해 시임되어(seamed, 즉 이음연결된다) 하우징을 형성하게 된다.
한편, 최근에는 이러한 소음기용 하우징의 조립에 있어서, 제조단가 등과 같은 경제적인 측면 및 소음 저감성능 등을 고려하여 롤 시임방식(roll seaming)이 널리 이용되고 있다.
이러한 롤 시임방식은 상ㆍ하부 셀(11, 12)을 회전시킴과 동시에 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 상호 포개지는 각 외측 가장자리부분(16, 17)을 롤러로 가압함으로써 상ㆍ하부 셀(11, 12)을 시임하게 된다.
이 때, 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 상호 포개지는 각 외측 가장자리(16, 17)가 단계적으로 벤딩처리되어 견고하게 이음연결된다.
하지만, 이러한 종래의 소음기용 하우징의 롤 시임방식은 도 2에 도시된 바와 같이 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 곡면부분(13)에서 주름이 필연적으로 발생할 수 밖에 없으며, 특히 소음 저감기능 및 강도를 향상시키기 위해 각 셀(11, 12)을 두겹으로 하여 조립할 경우에는 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 곡면부분(13)에서 주름이 과대하게 발생하게 된다.
이와 같이 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 곡면부분(13)에서 발생하는 주름에 의해 소음기용 하우징은 그 이음매 부분에서 확실한 밀봉성이 보장되지 못하여 소음기의 소음저감성능이 매우 저하되는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 단점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 상ㆍ하부 셀의 이음연결 작업을 보다 밀봉적으로 수행할 뿐만 아니라 상ㆍ하부 셀의 가장자리 부분을 시임하는 도중에 발생할 수 있는 주름을 효과적으로 제거할 수 있는 소음기용 하우징의 롤 시임장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스면 및 컬럼을 구비한 프레임과; 하우징의 상ㆍ하부 셀이 개별적으로 안착되는 상ㆍ하부 틀과; 하부 틀의 하부에 연결되어 하부 틀을 회전구동시키는 구동모터와; 상부 틀의 상부 측에 구비된 회전지지축과; 프레임의 컬럼 일측에 회전이 자유롭게 설치되고, 하단부가 회전지지축에 끼움결합되는 스핀들과; 상ㆍ하부 셀의 상호 포개진 가장자리 부분을 측면방향으로 가압하여 벤딩처리하는 시임 롤러와; 상ㆍ하부 셀의 가장자리 부분을 수직방향에서 가압하여 상ㆍ하부 셀의 곡면부분에서 발생하는 주름을 제거하는 주름제거용 롤러를 포함한다.
바람직하게는, 시임 롤러는 하부 셀의 외측 가장자리부분의 직립된 부분을 상부 셀의 외측 가장자리부분 상부면으로 눌러붙이기 용이한 홈 형태로 이루어진 제1 벤딩부와, 상ㆍ하부 셀의 눌려붙여진 외측 가장자리부분을 일부 절곡시키기 용이한 홈 형태로 이루어진 제2 벤딩부와, 상ㆍ하부 셀의 일부 절곡된 외측 가장자리부분을 상ㆍ하부 셀의 측면 방향으로 완전히 눌러 붙이도록 평평한 면으로 이루어진 제3 벤딩부로 이루어진다.
바람직하게는, 주름제거용 롤러는 다수개가 배치될 수도 있다.
바람직하게는, 시임 롤러는 회전용 실린더ㆍ전후진용 실린더 및 승하강용 실린더에 의해 그 반전, 전후진 및 승하강가능하게 설치된다.
바람직하게는, 주름제거용 롤러는 승하강용 실린더에 의해 승하강가능하게 설치된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음기용 하우징의 롤 시임장치를 도시한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 롤 시임장치는 베이스면(21) 및 컬럼(22)을 구비한 프레임(20)과, 하우징의 상ㆍ하부 셀(11, 12)이 개별적으로 안착되는 상ㆍ하부 틀(24, 25)과, 하부 틀(25)의 하부에 구비되어 하부 틀(25)을 회전구동시키는 구동모터(미도시)와, 상부 틀(24)의 상부 측에 구비되어 상부 틀(24)을 회전지지하는 회전지지축(27)과, 프레임(20)의 컬럼(22) 일측에 회전이 자유롭게 설치된 스핀들(32)과, 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 상호 포개진 외측 가장자리부분(16, 17)을 측면방향으로 가압하여 벤딩처리하는 시임 롤러(41)와, 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 벤딩되는 외측 가장자리부분(16, 17)의 곡면부분(13)을 수직방향으로 가압하는 주름제거용 롤러(45)를 포함한다.
프레임(20)은 평평한 베이스면(21)과 이 베이스면(21)에 대해 수직으로 직립된 컬럼(22)으로 이루어지고, 이 컬럼(22)의 일측에는 후술하는 스핀들(32)이 회전자재하게 설치된다.
상ㆍ하부 틀(24, 25)은 각 내면이 소음기용 하우징(10)의 상하부 셀(11, 12)이 개별적으로 안착될 수 있도록 각 셀(11, 12)의 외면에 대응하는 형태로 이루어지고, 이러한 상ㆍ하부 틀(24, 25) 내에 안착되는 각 셀(11, 12)의 내측 가장자리부분(14, 15)은 상ㆍ하부 틀(24, 25)의 테두리부(24a, 25a)에 안착되는 각 셀(11, 12)의 내측 가장자리부분(14, 15)이 견고하게 물려진다.
구동모터(미도시)는 베이스면(21)의 내에 설치되고, 다양한 전동기구(미도시)를 통해 상술한 하부 틀(25)의 하부 중앙부에 연결됨으로써 하부 틀(25)을 회전구동시킨다.
회전지지축(27)은 상부 틀(24)의 중심부에 체결구 등을 통해 분리가능하게 고정되고, 그 상단부에 후술하는 스핀들(32)의 하단부가 끼움결합된다.
스핀들(32)은 프레임(10)의 컬럼(22) 상에 그 회전이 자유롭게 설치되고, 이스핀들(32)은 그 상부 측에 구비된 승하강용 실린더(33)에 의해 승하강작동되도록 구성된다.
시임 롤러(41)는 상ㆍ하부 틀(24, 25)의 주변부에 배치되어 상ㆍ하부 틀(24, 25) 내에 안착된 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 외측 가장자리부분(16, 17)을 가압하여 벤딩처리하도록 구성된다.
이러한 시임 롤러(41)는 브라켓(42a) 상에 회전이 자유롭게 설치되고, 이 브라켓(42a)은 회전축(42b)을 매개로 그 후방 측에 배치된 블럭(42) 상에 회전가능하게 설치된다.
이 블럭(42)의 후방 측에는 전후진용 실린더(42c)가 설치되고, 블럭(42)의 하부 일면에는 승하강용 실린더(42e)가 설치된다. 이러한 구성에 의해, 블럭(42)은 전후진용 실린더(42c)에 의해 그 전후진 작동이 이루어지고, 승하강용 실린더(42e)에 의해 승하강 작동이 이루어진다.
반전용 실린더(42d)의 피스톤 로드단부는 블럭(42) 내로 연장되어 랙 앤 피니언 등과 같이 직선운동을 회전운동으로 변환하는 변환기구(미도시)에 연결되고, 이 변환기구(미도시)는 블럭(42) 내에 회전지지되는 회전축(42b)의 단부에 연결된다. 이러한 반전용 실린더(42d)의 구동에 의해, 시임 롤러(41)는 그 회전축(42b)을 기준으로 180°로 반전된다.
바람직하게는, 시임 롤러(41)는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 하부 셀(12)의 직립한 외측 가장자리부분(17)을 가압하여 상부 셀(11)의 외측 가장자리부분(16)에 눌려붙여 1차로 벤딩처리하는 제1 벤딩부(41a)와, 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 눌려붙여진 외측 가장자리부분(16, 17)을 절곡시켜 2차로 벤딩처리하는 제2 벤딩부(41b)와, 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 절곡된 외측 가장자리부분(16, 17)을 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 측면 방향으로 완전히 눌려붙여 3차로 벤딩처리하는 제3 벤딩부(41c)를 구비한다.
제1 벤딩부(41a)는 하부 셀(12)의 외측 가장자리부분(17)의 직립된 부분을 상부 셀(11)의 외측 가장자리부분(16) 상부면으로 눌러붙이기 용이한 홈 형태로 이루어진다.
제2 벤딩부(41b)는 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 눌려붙여진 외측 가장자리부분(16,17)을 일부 절곡시키기 용이한 홈 형태로 이루어진다.
제3 벤딩부(41c)는 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 일부 절곡된 외측 가장자리부분(16, 17)을 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 측면 방향으로 완전히 눌러 붙여 압착하기 용이한 평평한 면으로 이루어진다.
한편, 제1 및 제2 벤딩부(41a, 41b)는 상술한 반전용 실린더(42d) 및 변환기구(미도시)가 연동됨에 따라 브라켓(42a)의 후방에 설치된 회전축(42b)을 기준으로 회전하여 반전되도록 구성된다.
주름제거용 롤러(45)는 시임 롤러(41)로부터 소정각도로 이격되어 배치되고, 프레임(20)의 일측면에 배치된 보조 컬럼(51) 상에 설치되며, 그 상부 측에 설치된 승강용 실린더(52)에 의해 승하강 작동하게 된다.
또한, 주름제거용 롤러(45)는 승강용 실린더(52)의 하단부에 부착된 브라켓(45a) 상에 회전이 자유롭게 설치된다.
이러한 주름제거용 롤러(45)는 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 곡면부(13) 측의 외측 가장자리부분(16, 17)을 가압함으로써, 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 외측 가장자리부분(16, 17)이 벤딩되는 도중에 이 곡면부(13)의 외측 가장자리부분(16, 17)에서 발생하는 주름을 제거하게 된다.
한편, 이러한 주름제거용 롤러(45)는 상ㆍ하부 틀(24, 25)의 주변부에 다수개가 배치될 수도 있을 것이다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 아래와 같이 상세히 설명한다.
먼저, 하부 셀(12)을 하부 틀(24) 내에 안착시킨 후에, 상부 셀(11)을 하부 셀(12) 위에 각 가장자리부분(14, 15, 16, 17)이 상호 대응되도록 올려 놓는다.
그런 다음에, 상부 틀(25)을 상부 셀(11) 위에 안착시킨 후에, 승하강용 실린더(33)를 구동시켜 스핀들(32)의 하단부가 회전지지축(27)의 상단부에 결합되도록 한다.
이런 상태에서 하부 틀(24)의 하부 중앙부에 연결된 구동모터(미도시)를 구동시키게 되면, 상ㆍ하부 틀(24, 25)이 회전구동되고, 이 상ㆍ하부 틀(24, 25) 내에 안착된 상ㆍ하부 셀(11, 12) 또한 회전구동하게 된다.
이렇게 상ㆍ하부 셀(11, 12)이 회전구동하는 도중에, 시임 롤러(41)를 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 외측 가장자리(16, 17)의 측면방향으로 가압하게 되면 이 시임 롤러(41)와 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 외측 가장자리부분(16, 17)이 상호 회전접촉하게 되고, 이로 인해 외측 가장자리부분(16, 17)은 벤딩처리되어 상ㆍ하부 셀(11, 12)은 상호 포개지는 가장자리부분(14, 15, 16, 17)이 시임된다.
이때, 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 가장자리부분(14, 15, 16, 17)의 벤딩 및 주름제거 공정을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 구동모터(미도시)에 의해 상ㆍ하부 틀(24, 25) 및 상ㆍ하부 셀(11, 12)이 회전구동하는 상태에서, 이 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 외측 가장자리부분(16, 17)을 시임 롤러(41)의 제1 벤딩부(41a)가 측면에서 가압함에 따라 하부 셀(12)의 외측 가장자리부분(17)의 직립한 부분이 상부 셀(11)의 외측 가장자리부분(16) 상부면에 눌려 붙여지는 1차 벤딩과정이 이루어진다.
그런 다음에, 반전용 실린더(42d)를 구동시키면 이에 연동하여 변환기구(미도시)를 통해 반전용 실린더(42d)의 직선운동이 회전운동으로 변환되고, 이 변환기구(미도시)에 연결된 회전축(42b)이 회전하여 시임 롤러(41)의 제1 및 제2 벤딩부(41a, 41b)는 도 5b와 같이, 그 상하 위치가 반전된다. 다음, 시임 롤러(41)의 제2 벤딩부(41b)를 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 외측 가장자리부분(16, 17)에 근접시키고, 그 후에 구동모터(미도시)를 구동시켜 상ㆍ하부 셀(11, 12)을 회전구동시킨다.
이렇게 상ㆍ하부 셀(11, 12)이 회전구동하는 상태에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 시임 롤러(41)의 제2 벤딩부(41b)가 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 외측 가장자리부분(16, 17)을 측면에서 가압함으로써 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 외측 가장자리부분(16, 17)의 일부가 절곡되는 2차 벤딩과정이 진행된다.
이렇게 2차 벤딩과정이 이루어진 후에, 승하강용 실린더(42e)를 구동시켜 시임 롤러(41)의 제3 벤딩부(41c)를 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 일부 절곡된 외측 가장자리부분(16, 17)에 근접시킨 다음에, 구동모터(미도시)를 구동시켜 상ㆍ하부 셀(11, 12)을 회전구동시킨다.
이렇게 상ㆍ하부 셀(11, 12)이 회전구동하는 상태에서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 시임 롤러(41)의 제3 벤딩부(41c)가 측면에서 가압함에 따라 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 일부 절곡된 외측 가장자리부분(16, 17)은 완전히 눌려붙여지게 된다.
한편, 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 외측 가장자리부분(16, 17)이 2차 벤딩처리되면서 상하부 셀(11, 12)의 곡면부분(13)에서 주름이 발생하게 되므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 승하강용 실린더(52)의 승하강 작동에 의해 주름제거용 롤러(45)가 하강하여 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 외측 가장자리부분(16, 17)을 수직방향으로 가압함으로써 상ㆍ하부 셀(11, 12)의 곡면부분(13)에 발생된 주름을 펼쳐주어 제거하게 된다.
상기와 같은 본 발명은, 상ㆍ하부 셀의 이음연결 작업을 보다 밀봉적으로 수행할 뿐만 아니라 상ㆍ하부 셀의 가장자리 부분을 시임하는 도중에 발생할 수 있는 주름을 제거할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 차량용 소음기를 도시한 정면도.
도 2는 일반적인 차량용 소음기를 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음기의 롤 시임장치를 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음기의 롤 시임장치를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 롤 시임장치의 시임 롤러에 의해 소음기용 하우징이 벤딩되는 공정을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 롤 시임장치의 주름제거용 롤러에 의해 주름이 제거되는 공정을 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *
20 : 프레임 21 : 베이스면
22 : 컬럼 24 : 상부 틀
25 : 하부 틀 27 : 회전지지축
32 : 스핀들 41 : 시임 롤러
45 : 주름제거용 롤러

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 베이스면 및 컬럼을 구비한 프레임과;
    소음기용 하우징의 상ㆍ하부 셀이 개별적으로 안착되는 상ㆍ하부 틀과;
    상기 하부 틀의 하부에 연결되어 하부 틀을 회전구동시키는 구동모터와;
    상기 상부 틀의 상부 측에 구비된 회전지지축과;
    상기 프레임의 컬럼 일측에 회전이 자유롭게 설치되고, 하단부가 회전지지축에 끼움결합되는 스핀들과;
    상기 상ㆍ하부 셀의 상호 포개진 가장자리 부분을 측면방향으로 가압하여 벤딩처리하는 것으로서, 상기 하부 셀의 외측 가장자리부분의 직립된 부분을 상부 셀의 외측 가장자리부분 상부면으로 눌러붙이기 용이한 홈 형태로 이루어진 제1 벤딩부와,
    상기 상ㆍ하부 셀의 눌려붙여진 외측 가장자리부분을 일부 절곡시키기 용이한 홈 형태로 이루어진 제2 벤딩부와,
    상기 상ㆍ하부 셀의 일부 절곡된 외측 가장자리부분을 상ㆍ하부 셀의 측면 방향으로 완전히 눌러 붙이도록 평평한 면으로 이루어진 제3 벤딩부로 이루어진 시임 롤러와;
    상기 상ㆍ하부 셀의 가장자리 부분을 수직방향에서 가압하여 상ㆍ하부 셀의 곡면부분에서 발생하는 주름을 제거하는 주름제거용 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음기용 하우징의 롤 시임장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주름제거용 롤러는 상기 상ㆍ하부 틀의 주변부에 다수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 소음기용 하우징의 롤 시임장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시임 롤러는 반전용 실린더ㆍ전후진용 실린더 및 승하강용 실린더에 의해 그 반전, 전후진 및 승하강가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 소음기용 하우징의 롤 시임장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주름제거용 롤러는 승하강용 실린더에 의해 승하강가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 소음기용 하우징의 롤 시임장치.
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