KR100499321B1 - 귀고리핀 전기저항 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 귀고리핀과 보석받침구를 숙련된 작업자가 아니더라도 쉽게 용접할 수 있도록 하기위해 귀고리핀의 외주면을 틈새 없이 정확하게 잡고 전류가 귀고리핀의 상단으로만 흐르도록 하여 귀고리핀의 상단에 놓인 보석받침구와의 사이에서 전기저항에 의한 열이 발생되어 정확한 용접이 이뤄지도록 함으로써, 용접불량이 감소되고 생산속도가 향상되며 작업 숙련도에 관계없이 기계적인 용접이 이뤄져 생산단가를 낮출 수 있는 귀고리핀 전기저항 용접장치에 관한 것으로서, 특히 서로 양분되어 있으며 각 대향면 중앙에는 귀고리핀의 외주면을 감싸는 반원호형 핀구멍이 수직으로 형성된 한쌍의 핀홀더가 구비되고, 각 핀홀더가 끼워지면 서로 밀착되면서 각 핀구멍이 귀고리핀의 외주면과 완전 밀착되어 틈새가 발생되지 않도록 내주면이 경사면으로 형성된 홀더안내통이 구비되며, 홀더안내통의 상부에는 절연재질로 구성되고 핀홀더의 각 핀구멍과 통하는 보석받침구자리가 형성된 절연받침대가 구비되고, 핀홀더와 나란하게 이동되는 전기공급대에는 보석받침구자리에 놓인 보석받침구를 가압함과 동시에 전기를 인가하여 보석받침구와 귀고리핀의 접촉부가 전기 저항 열에 의해 접합되도록 해주는 전극봉이 구비되도록 구성되어 있다.

Description

귀고리핀 전기저항 용접장치{Spot welding apparatus for ear ring pin}

본 발명은 귀고리핀 전기저항 용접장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작은 직경의 귀고리핀과 얇은 박판 형태의 보석받침구를 전기저항용접 하기위해 귀고리핀의 외주면 전체를 틈새 없이 잡아주는 홀더와 보석받침구를 정확한 압력으로 눌러주는 전극봉을 개발함으로써, 저항용접 할 때 전기가 귀고리핀의 상단으로만 정확하게 흘러 보석받침구와의 사이에서 저항용접 되도록 하여 전기 스파크의 누설로 인한 용접불량이 발생되지 않는 귀고리핀 전기저항 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 귀고리핀과 보석이 끼워지는 보석받침구는 직경이 작고 얇은 박판의 형태로 되어 있기 때문에 이들을 접합하는데 어려움이 있었다.

종래에는 납땜 또는 브레이징 같은 방법이 사용되었다. 납땜은 귀고리핀의 상단과 보석받침구의 저면 사이에 용융된 납을 묻혀 이들을 용접하는 것이다. 그리고 브레이징은 귀고리핀과 보석받침구를 고온으로 가열시켜 직접 융착시키는 것이다.

그러나 이들 방법은 작업자의 숙련도에 따라 용접상태가 변하기 때문에 용접불량이 많아 생산성이 떨어지는 단점이 있었다. 그리고 숙련된 작업자일수록 임금이 높기 때문에 제품 생산단가가 높아지는 등의 단점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 귀고리핀과 보석받침구를 숙련된 작업자가 아니더라도 쉽게 용접할 수 있도록 하기위해 귀고리핀의 외주면을 틈새 없이 정확하게 잡고 전류가 귀고리핀의 상단으로만 흐르도록 하여 귀고리핀의 상단에 놓인 보석받침구와의 사이에서 전기저항에 의한 열이 발생되어 정확한 용접이 이뤄지도록 함으로써, 용접불량이 감소되고 생산속도가 향상되며 작업 숙련도에 관계없이 기계적인 용접이 이뤄져 생산단가를 낮출 수 있는 귀고리핀 전기저항 용접장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 서로 양분되어 있으며 각 대향면 중앙에는 귀고리핀의 외주면을 감싸는 반원호형 핀구멍이 수직으로 형성된 한쌍의 핀홀더가 구비되고, 각 핀홀더가 끼워지면 서로 밀착되면서 각 핀구멍이 귀고리핀의 외주면과 완전 밀착되어 틈새가 발생되지 않도록 내주면이 경사면으로 형성된 홀더안내통이 구비되며, 홀더안내통의 상부에는 절연재질로 구성되고 핀홀더의 각 핀구멍과 통하는 보석받침구자리가 형성된 절연받침대가 구비되고, 핀홀더와 나란하게 이동되는 전기공급대에는 보석받침구자리에 놓인 보석받침구를 가압함과 동시에 전기를 인가하여 보석받침구와 귀고리핀의 접촉부가 전기 저항 열에 의해 접합되도록 해주는 전극봉이 구비되도록 구성되어 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 귀고리핀 용접장치의 전체 조립도 이고, 도 2는 본 발명 귀고리핀 용접장치용 핀홀딩부를 나타낸 사시도 이다. 본 발명 용접장치는 기판(20)의 상부 일측에 입설된 프레임(19)이 구비되고 프레임(19)의 상단에는 전극봉(7)을 승강시키는 전극봉실린더(13)가 구비된다.

전극봉실린더(13)는 기판(20) 쪽으로 승강되는 실리더로드(14)가 구비되고 실린더로드(14)의 하단에는 프레임(19)에 수직으로 결합된 승강레일(17)의 승강대(15)와 연결된 실린더로드(14)가 구비된다. 그리고 승강대(15)의 전면에는 절연판(16)을 통하여 연결된 전기공급대(6)가 구비되고 전기공급대(6)에는 보석받침구(B)의 상단을 귀고리핀(A) 쪽으로 눌러주는 전극봉(7)이 구비된다.

기판(20)에는 프레임(19)과 나란하게 턴테이블(21)이 구비된다. 턴테이블(21)은 기판(20)에 입설된 축하우징(26)에 내장된 턴테이블축(25)의 상단과 연결되며 턴테이블축(25)의 하단은 기판(20)의 저면으로 돌출된다. 그리고 기판(20) 저면으로 돌출된 턴테이블축(25)에는 기판(20) 저면의 모터(27)로 회전되는 구동풀리(28)와 벨트(29)로 연결된 종동풀리(30)가 구비되어 턴테이블(21)이 간헐적으로 회전되도록 해준다.

턴테이블(21)에는 적어도 5방향 이상으로 분할 배치된 핀홀더(1)가 구비된다. 핀홀더(1)는 귀고리핀(A)의 외주면을 틈새 없이 완전 밀착된 상태로 잡아주기 위한 것으로서 턴테이블(21)에는 해당 핀홀더(1)가 끼워져 놓이는 홀더안내통(3)이 구비된다. 이들 홀더안내통(3)은 그 내경이 안쪽으로 갈수록 작아지는 경사면으로 이뤄져 있으며 핀홀더(1) 역시 외경이 저면으로 갈수록 작아지는 경사면으로 구성된다.

도 3은 도 2의 분리 사시도 로서, 핀홀더(1) 중앙에 귀고리핀(A)이 끼워져 관통되는 핀구멍(2)이 형성되고 이 핀구멍(2)이 반 원호형으로 양분되도록 핀홀더(1)는 반원형으로 양분된다. 그리고 양분된 핀홀더(1)의 대향면에는 이들 양분된 핀홀더(1)가 서로 벌어지도록 다단으로 스프링(1a)이 구비되며 홀더안내통(3)의 개방된 상부에는 고정볼트(4b)와 고정구(4a)를 통하여 절연받침대(4)가 구비된다. 절연받침대(4)는 중앙에 보석받침구(B)가 놓이도록 보석받침구자리(5)가 경사진 상태로 구비되며 이 보석받침구자리(5)는 핀구멍(2)과 통하도록 절연받침대(4)를 관통하여 형성된다.

절연받침대(4)와 핀홀더(1)의 사이에는 수직으로 다수개의 스프링(1b)이 구비되어 핀홀더(1)가 홀더안내통(3)으로 끼워져 양분된 핀홀더(1)가 밀착되도록 해주는 역할을 한다. 그리고 양분된 핀홀더(1)의 각 저면에는 연결볼트(9)를 통하여 승강대(8)가 구비된다. 각 승강대(8)에는 바퀴(10)가 구비되며 이들 바퀴(10)는 기판(20)의 상면에 형성된 볼록레일(22)과 접하도록 구비된다. 볼록레일(22)은 축하우징(26)의 외주연에 동심원을 이루며 일부 원호 구간만 형성된 것으로서 이 볼록레일(22)을 바퀴(10)가 지나가는 동안 승강대(8)와 연결볼트(9) 및 핀홀더(1)가 상승되어 핀홀더(1)가 서로 벌어지게 된다.

턴테이블(21)의 저면에는 승강대(8)를 눌러주는 스프링(8a)이 구비되어 바퀴(10)가 볼록레일(22)에 놓이지 않는 동안 승강대(8)를 하강시켜 핀홀더(1)가 서로 접하도록 해준다. 각 핀홀더(1)가 있는 기판(20)의 저면에는 핀구멍(2)과 동일 중심으로 이젝트핀안내관(12)과 이젝트핀(11)이 구비되며 이젝트핀(11)은 스프링(11a)을 통하여 내려간 상태로 구비된다. 이젝트핀(11)은 귀고리핀(A)의 하단을 받쳐주는 역할을 하며 용접이 완료되면 기판(20)에 구비된 이젝트실린더(23)의 이젝트로드(24)에 의해 위로 밀려 귀고리핀(A)을 핀홀더(1)에서 빼주는 역할을 한다. 이젝트실린더(23)는 볼록레일(22)과 한조를 이루도록 기판(20)의 같은 위치에 구비된다. 미설명부호 18은 전극봉(7)의 가압력을 측정하여 전기공급대(6)로 전원을 인가시키는 압력센서를 나타낸다.

이처럼 구성된 본 발명은 도 4a, 4b, 4c에서와 같이 작동된다. 턴테이블(21)이 간헐적으로 계속 회전되는 동안 각 핀홀더(1)는 기판(20)의 어느 한 구간에 구비된 볼록레일(22)을 통과하게 된다. 도 4a는 핀홀더(1)가 볼록레일(22)에 놓인 상태를 나타낸 것으로서 턴테이블(21) 저면의 바퀴(10)가 볼록레일(22)의 상사점에 도달되면 스프링(8a)이 압축되면서 승강대(8)와 연결볼트(9) 및 핀홀더(1)가 상승된다.

핀홀더(1)는 양분된 상태임으로 이들 사이의 스프링(1a)에 의해 서로 벌어져 틈이 발생되며 이때 핀구멍(2)이 반원호형으로 벌어진다. 용접하고자하는 귀고리핀(A)을 보석받침구자리(5)와 핀구멍(2)에 끼워 이젝트핀(11)에 놓이도록 해준다. 그 뒤 턴테이블(21)을 간헐 회전시키면 바퀴(10)가 볼록레일(22)에서 벗어나고 압축된 스프링(1b)(8a)의 복원으로 양분된 핀홀더(1)가 하강되며 이때 홀더안내통(3)의 경사면을 타고 서로 밀착된다.

핀홀더(1)가 완전 하강되면 귀고리핀(A)이 핀구멍(2)의 내주면과 완전 밀착되어 틈새가 없게되고 전기저항 용접할 때 틈새로 인한 스파크가 방지된다. 귀고리핀(A)이 핀홀더(1)에 밀착되면 절연받침대(4)의 보석받침구자리(5)에 보석받침구(B)를 올려 놓고 다시 턴테이블(21)을 간헐 회전 시켜 전극봉(7)과 보석받침구(B) 및 귀고리핀(A)이 동일선상에 놓이도록 해준다.

턴테이블(21)이 정지되면 전극봉실린더(13)를 작동시켜 승강대(15)가 승강레일(17)을 타고 하강되어 전극봉(7)의 하단이 보석받침구(B)의 내면과 접하도록 해준다. 그 뒤 승강대(15)를 서서히 하강시켜 전극봉(7)의 누르는 압력이 증가되도록 해주고 일정 압력에 도달되면 이를 압력센서(18)가 감지하여 전원이 전기공급대(6)로 순간 통전 되도록 해준다.

전기저항 용접장치는 용접할 물체에 전류를 통하여 접촉부에 발생되는 전기 저항 열로써 모재를 용융 상태로 만들고 외력을 가하여 접합하는 것이다. 전기저항 용접은 아크 용접에 비하여 많은 전류를 단시간에 흐르게 하는 것이 필요하고 정밀한 제어장치가 요구되며 용접 온도는 아크용접 온도보다 저온이고 작업속도가 빠르고 용접 부분의 안정성이 큰 장점이 있다.

본 발명은 전극봉(7)의 가압력이 설정치에 도달되면 순간적으로 전기를 통하게 하여 보석받침구(B)와 귀고리핀(A)의 접합면이 융착되도록 해주는 것이다. 보석받침구(B)와 귀고리핀(A)은 박판이고 직경이 가늘기 때문에 전극봉(7)의 가압력과 통전량이 용접상태에 중요한 변수가 된다.

본 발명은 전극봉(7)의 가압력과 통전량을 최적으로 조정할 수 있는 것이며 특히 귀고리핀(A)의 외주면을 균일한 힘으로 잡아 틈새가 없도록 해주기 때문에 용접하는 과정에서 전기 누설로 인한 스파크가 발생되지 않아 용접불량이 발생되지 않는다. 용접완료 후 턴테이블(21)을 다시 간헐 회전시키면 용접된 귀고리핀(A)과 보석받침구(B)가 있는 핀홀더(1)가 볼록레일(22) 쪽으로 이동된다. 이때 바퀴(10)가 볼록레일(22)의 상사점에 도달되면 승강대(8)를 통하여 핀홀더(1)가 상승되고 잡고있던 귀고리핀(A)이 풀어진다. 승강대(8)가 상승되고 나면 이젝트실린더(23)의 작동으로 이젝트로드(24)와 이젝트핀(11)이 상승되고 이때 이젝트핀(11)에 놓인 귀고리핀(A)이 핀홀더(1)에서 벗어나고 보석받침구(B)가 절연받침대(4)의 상측으로 돌출됨으로 작업자가 용접된 귀고리핀(A)과 보석받침구(B)를 들어내면 한 공정이 완료된다.

한 공정이 끝나고 이젝트실린더(23)가 하강되면 작업자는 다른 귀고리핀(A)을 핀홀더(1)에 끼우고 다른 보석받침구(B)를 절연받침대(4)에 올려놓은 뒤 위의 과정을 반복하면 용접작업을 연속으로 진행하면서 단시간에 많은 량의 귀고리핀(A)과 보석받침구(B)를 용접할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 귀고리핀과 보석받침구를 전기저항 용접하기 위해 귀고리핀의 외주면을 균일한 힘으로 잡아 틈새가 없도록 함으로써, 귀고리핀의 상단으로만 전기가 집중되도록 한 것이다.

그리고 보석받침구의 상단을 눌러주는 전극봉은 일정가압력에 도달되면 전기가 통하도록 하였기 때문에 직경이 가늘고 얇은 귀고리핀과 보석받침구를 정확하게 전기저항 용접할 수 있다. 따라서 용접하는데 숙련도가 필요치 않음으로 생산단가를 낮출 수 있으며 용접시간이 단축됨으로 생산성이 향상되는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명 귀고리핀 용접장치의 전체 조립도

도 2는 본 발명 귀고리핀 용접장치용 핀홀딩부를 나타낸 사시도

도 3은 도 2의 분리 사시도

도 4a, 4b, 4c는 본 발명 핀홀딩부의 작동상태를 나타낸 단면도

도 5는 본 발명 귀고리핀의 용접된 완제품을 나타낸 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1 : 핀홀더 1a,b : 스프링

2 : 핀구멍 3 : 홀더안내통

4 : 절연받침대 4a : 고정구

4b : 고정볼트 5 : 보석받침구자리

6 : 전기공급대 7 : 전극봉

8 : 승강대 8a : 스프링

9 : 연결볼트 10 : 바퀴

11 : 이젝트핀 11a : 스프링

12 : 이젝트핀안내관 13 : 전극봉실린더

14 : 실린더로드 15 : 승강대

16 : 절연판 17 : 승강레일

18 : 압력센서 19 : 프레임

20 : 기판 21 : 턴테이블

22 : 볼록레일 23 : 이젝트실린더

24 : 이젝트로드 25 : 턴테이블축

26 : 축하우징 27 : 모터

28 : 구동풀리 29 : 벨트

30 : 종동풀리 A : 귀고리핀

B : 보석받침구

Claims (2)

1. 서로 양분되어 있으며 각 대향면 중앙에는 귀고리핀(A)의 외주면을 감싸는 반원호형 핀구멍(2)이 수직으로 형성된 한쌍의 핀홀더(1)가 구비되고,

   각 핀홀더(1)가 끼워지면 서로 밀착되면서 각 핀구멍(2)이 귀고리핀(A)의 외주면과 완전 밀착되어 틈새가 발생되지 않도록 내주면이 경사면으로 형성된 홀더안내통(3)이 구비되며,

   홀더안내통(3)의 상부에는 절연재질로 구성되고 핀홀더(1)의 각 핀구멍(2)과 통하는 보석받침구자리(5)가 형성된 절연받침대(4)가 구비되고,

   핀홀더(1)와 나란하게 이동되는 전기공급대(6)에는 보석받침구자리(5)에 놓인 보석받침구(B)를 가압함과 동시에 전기를 인가하여 보석받침구(B)와 귀고리핀(A)의 접촉부가 전기 저항 열에 의해 접합되도록 해주는 전극봉(7)이 구비된 것을 특징으로 하는 귀고리핀 전기저항 용접장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   전기공급대(6)는 전극봉실린더(13)로 승강되는 승강대(15)와 절연판(16)으로 결합되고 승강대(15)는 프레임(19)에 고정된 승강레일(17)을 따라 이동되도록 구비되며,

   홀더안내통(3)과 핀홀더(1)는 간헐 회전되는 턴테이블(21)에 방사상으로 다수개 구비되고,

   각 핀홀더(1)의 저면에는 턴테이블(21)의 저면으로 돌출된 연결볼트(9)가 구비되고 이 연결볼트(9)의 하단에 바퀴(10)를 갖는 승강대(8)가 구비되며,

   턴테이블(21)의 저면에서 떨어진 곳에는 바퀴(10)가 타고 넘어가는 볼록레일(22)이 턴테이블(21)과 동심원을 이루며 일정 원호구간만 형성되어 바퀴(10)가 볼록레일(22)의 상사점에 도달되면 승강대(8)를 통하여 핀홀더(1)가 상승되고 양분된 부분이 벌어지면서 잡고있던 귀고리핀(A)이 풀어지도록 한 것을 특징으로 하는 귀고리핀 전기저항 용접장치.