KR100774384B1 - 휠 조립 자동화를 위한 허브볼트 위치 규제장치 및 이를이용한 휠 조립 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 조립 라인에 있어 휠 조립을 자동화할 수 있도록 허브볼트의 위치를 규제할 수 있는 장치 및 이를 이용한 휠 조립 방법에 관한 것으로, 본 발명의 허브볼트 위치 규제장치는, 차량 조립 라인을 따라 차체를 이동하기 위한 메인 컨베이어(110)와, 이 메인 컨베이어(110)와 인접 설치되어 차체의 허브볼트에 휠을 자동으로 조립하기 위한 장치에 있어서, 상기 메인 컨베이어(110)의 일측 사이드에 구비되어 차체와 같이 동기(同期)되어 이동하거나 정지가 가능하며, 휠을 허브볼트에 가조립하기 위한 휠조립장치(130)가 설치된 이송프레임(120)과; 상기 이송프레임(120)에 수평 이송이 가능하도록 설치된 암(141)과; 상기 암(141)에 탄성체(142)가 개재되어 하단부가 회동 가능하게 설치되는 바(143)와; 상기 바(143)의 설정 회동 각도에서 전기적 신호를 발생시키는 스위치(144)와; 상기 스위치(144)와 연결되며, 상기 이송프레임(120) 및 암(141)의 구동을 제어하기 위한 제어장치로 구성되어, 타이어의 조립 공정의 자동화를 이룰 수 있으며 타이어 조립 공정 중에 허브볼트가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

타이어, 가조립, 자동화, 허브, 허브볼트, 휠.

Description

휠 조립 자동화를 위한 허브볼트 위치 규제장치 및 이를 이용한 휠 조립 방법{Device for regulating the configuration of hub-bolts for automation of a wheel assembling procedure and a method for assembling a wheel utilizing therewith}

도 1은 본 발명의 허브볼트 위치 규제장치가 설치된 차체 조립 라인을

도시한 도면,

도 2 및 도 3은 본 발명의 허브볼트 위치 규제장치의 작동예를 간략히

보여주는 도면,

도 4는 본 발명의 허브볼트 위치 규제장치에 있어 휠조립장치의 일례를

보여주는 도면,

도 5는 본 발명의 본 발명의 방법에 의한 자동 휠 조립예를 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 메인 컨베이어 120 : 이송프레임

130 : 휠조립장치 140 : 허브볼트 위치 규제장치

141 : 암 142 : 탄성체

143 : 바 144 : 스위치

본 발명은 휠 조립 자동화를 위한 허브볼트 위치 규제장치 및 이를 이용한 휠 조립 방법에 관한 것으로, 특히 차량 조립 라인에 있어 휠 조립을 자동화할 수 있도록 허브볼트의 위치를 규제할 수 있는 장치 및 이를 이용한 휠 조립 방법에 관한 것이다.

일반적으로 트럭 차량의 조립 라인 중에 타이어의 장착 공정은 롤러 리프터를 이용하여 타이어를 올려 작업자가 직접 허브볼트에 휠을 가조립한 후에 너트런너를 이용하여 진조립이 이루어진다.

한편, 차체는 메인 컨베이어에 의해 이동이 이루어지며, 이때 타이어 장착 공정으로 진입하게 되는 차량의 허브볼트 위치는 임의 위치이다.

따라서, 작업자는 휠의 볼트 체결공과 허브볼트의 위치가 일치하도록 적당히 타이어를 돌려서 허브볼트에 휠을 가조립하게 된다.

그러나, 작업자가 직접 타이어를 돌려가면서 허브볼트에 휠을 조립하는 과정에서 작업자는 휠에 가려서 허브볼트의 정확한 위치를 확인할 수 없어 가조립 과정에서 허브볼트의 나사산이 파손되는 경우가 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 타이어 조립을 자동화하고자 하나, 타이어 조립을 자동화하기 위해서는 우선 타이어 장착 공정으로 진입하는 차량의 허브볼트 위치가 특정 위치에서 규제가 되어야 한다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 차량 조립 라인에 있어 휠 조립을 자동화할 수 있도록 허브볼트의 위치가 특정 위치에서 규제될 수 있도록 하는 장치 및 이를 이용한 휠 조립 방법을 제공하고자 한다.

이러한 본 발명의 휠 조립 자동화를 위한 허브볼트 위치 규제장치는, 차량 조립 라인을 따라 차체를 이동하기 위한 메인 컨베이어와, 이 메인 컨베이어와 인접 설치되어 차체의 허브볼트에 휠을 자동으로 조립하기 위한 장치에 있어서, 상기 메인 컨베이어의 일측 사이드에 구비되어 차체와 같이 동기(同期)되어 이동하거나 정지가 가능하며, 휠을 허브볼트에 가조립하기 위한 휠조립장치가 설치된 이송프레임과; 상기 이송프레임에 수평 이송이 가능하도록 설치된 암과; 상기 암에 탄성체가 개재되어 회동 가능하게 설치되는 바와; 상기 바의 설정 회동 각도에서 전기적 신호를 발생시키는 스위치와; 상기 스위치와 연결되며, 상기 이송프레임 및 암의 구동을 제어하기 위한 제어장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 장치를 이용한 휠의 가조립 방법은, 상기 제어장치는, 상기 이송프레임이 정지 상태에서 상기 메인 컨베이어를 따라 이송하는 차량의 허브볼트의 진행 경로 상에 상기 바가 위치하도록 상기 암을 이동하는 제1단계와; 상기 차량의 진행에 따라 허브볼트가 상기 바를 회동하여 최소한 두 개의 허브볼트가 접촉되는 시점에서 상기 스위치가 작동하여 전달하는 신호에 따라 상기 이송프레임을 차체와 동기(同期) 주행하도록 하는 제2단계와; 상기 휠조립장치에 의해 휠을 차량의 허브볼트에 조립하면서 상기 바가 조립 간섭 회피 위치에 위치하도록 상기 암을 이동하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 허브볼트 위치 규제장치가 설치된 차체 조립 라인을 도시한 도면으로, 차체를 이동하기 위한 메인 컨베이어(110)와 인접하여 타이어를 조립하기 위한 장치가 설치된다.

이러한 타이어 조립 장치는 메인 컨베이어와 인접하여 차체와 같이 동기(同期)되어 수평 이동 및 정지가 가능한 이송프레임(120)과, 이 이송프레임(120)에 설치되어 휠을 허브볼트에 가조립하기 위한 휠조립장치(130)와, 이송프레임(120)에 설치되어 타이어 조립 공정으로 진입하는 차량의 허브볼트의 위치를 규제하기 위한 허브볼트 위치 규제장치(140)로 이루어질 수 있다.

이송프레임(120)은 제어장치(미도시)에 연결되며, 이송프레임(120)은 제어장치에 의해 차체와 동기(同期) 이동하거나 정지가 이루어진다.

이러한 이송프레임(120)의 이동은 바닥 면에 설치된 레일(121)을 따라 이동 이 이루어지며, 정지를 위한 브레이크장치가 설치된다.

허브볼트 위치 규제장치(140)는 이송프레임(120)에 수평 이동이 가능한 암(141)과, 이 암에 탄성체(142)가 개재되어 회동 가능하게 설치되는 바(143)와, 이 바의 설정 회동각도에서 전기적인 신호를 발생시키는 스위치(144)로 이루어질 수 있다.

탄성체(142)는 압축스프링이 이용될 수 있으며, 바(143)를 탄성 지지한다.

도 2는 허브볼트 위치 규제장치(140)의 작동예를 간략히 보여주는 도면이다.

도 2(a)에서 허브볼트 위치 규제장치(140)는 정지된 상태에서 차체가 화살표 방향으로 이동한다.

도 2(b) 및 도 2(c)에서와 같이 바(143)가 허브볼트(11)와 접촉이 이루어지면서 바(143)는 탄성체(142)를 압축하면서 반시계방향으로 회전함과 동시에 허브볼트(11)가 고정된 허브(10)가 회전한다.

바(143)와 허브(10)의 회전은 바(143)가 수직 상태가 될 때까지 이루어진다.

도 2(d)는 허브볼트의 규제가 완료된 상태를 도시한 도면으로, 바(143)가 수직 상태가 되면서 허브볼트(11)의 배치는 특정한 위치에서 규제가 이루어진다.

따라서, 허브볼트가 항상 일정한 배치를 가지므로, 여기에 조립되는 타이어 조립 자동화가 가능하다.

한편, 도 2에서는 6축 허브볼트의 경우를 도시하고 있으며, 5축 허브볼트의 경우에 바의 최대 회전 각도는 다르게 설정될 수 있다.

도 3은 5축 허브볼트의 경우를 도시한 도면으로, 5축 허브볼트와는 달리 6축 허브볼트의 경우에는 바(143)가 약 120°정도에서 최대 회전각도(θ)가 되도록 설정하여 허브볼트의 위치가 규제되도록 할 수 있다.

한편, 허브볼트의 규제가 완료됨과 동시에 바(143)의 회동축에 설치된 스위치(144)는 전기적인 신호를 발생시키며, 스위치(144)의 전기적인 신호를 받은 제어장치는 휠의 가조립에 필요한 다음의 작업을 수행하게 된다.

이송프레임(120)에는 휠조립장치(130)가 설치되며, 휠조립장치(130)는 허브볼트가 특정 위치에서 규제가 이루어지면 제어장치의 제어에 따라서 휠을 허브볼트에 가조립한다.

도 4는 본 발명의 허브볼트 위치 규제장치에 있어 휠조립장치의 바람직한 일례를 보여주는 도면으로, 휠조립장치(130)는 이송프레임(120)에 연직으로 설치되어 모터에 의해 회동 가능한 지지부재(131)와, 이 지지부재(131)의 상부에 고정되어 휠을 지지하기 위한 다수의 가이드바(132)와, 이 가이드바(132)에 안착된 휠을 밀어 휠(20)을 허브볼트(11)에 가조립하기 위한 푸셔(133)로 이루어질 수 있다.

가이드바(132)는 선단부가 허브볼트(11)의 상단 일부를 감싸도록 돌출된 커버부(132a)가 형성되어, 휠(20)이 가이드바(132)에서 허브볼트(11)로 이동하는 과정에서 허브볼트(11)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 5를 참고하여, 이와 같이 구성된 본 발명의 허브볼트 위치 규제장치를 이용한 휠 가조립 방법은 다음과 같다.

참고로, 도 5는 각 단계에 대하여 좌측에는 정면에서의 구성을 보여주며, 우측에는 해당 구성의 측면을 도시하고 있다.

제1단계는 이송프레임이 정지 상태에서 메인 컨베이어를 따라 이송하는 차량의 허브볼트의 진행 경로 상에 바가 위치하도록 상기 암을 이동하는 과정이다.

도 5(a) 및 도 5(b)를 참고하면, 이송프레임(120)이 정지된 상태에서 메인 컨베이어(110)를 따라서 차량이 이동하여 타이어 조립 공정으로 차량이 이동하는 과정을 보여준다.

이러한 과정 동안에 휠조립장치(130)의 가이드바(132)에는 타이어(1)의 휠이 안착되어 타이어 조립에 필요한 작업을 수행한다.

제2단계는 차량의 진행에 따라 허브볼트가 바를 회동하여 최소한 두 개의 허브볼트가 접촉되는 시점에서 스위치가 작동되며, 이 스위치의 신호를 전달받은 제어장치는 이송프레임을 차체와 동기(同期) 주행시키는 과정이다.

도 5(c) 및 도 5(d)를 참고하면, 차량이 좌측으로 이동하면서 바(143)가 차량 허브(10)의 허브볼트(11)와 접촉되며, 바(143)는 탄성체를 압축하면서 반시계 방향으로 회전한다.

한편, 허브볼트(11)와 접촉하는 바(143)는 일정 답력으로 허브볼트(11)를 지지하게 되므로, 허브(10)도 같이 회전한다.

도 5(d)에 도시된 바와 같이, 이러한 과정은 바(143)가 두 개의 허브볼트와 접촉하면서 수직을 이룰 때까지 이루어지며, 바가 수직 상태에서 스위치(144)가 작 동하여 전기적인 신호를 발생시킨다.

스위치(144)에서 신호가 발생되면, 스위치(144)의 신호를 전달받은 제어장치는 이송프레임(120)을 차체와 동기(同期) 주행시킨다. 이때, 제어장치는 이송프레임을 구동하기 위한 별도의 구동장치를 제어하여 이송프레임이 동기(同期) 주행하도록 할 수 있으며, 또는 이송프레임이 이송력을 제한하고 있던 브레이크장치를 해제함으로써 이송프레임의 동기(同期) 주행이 이루어지도록 할 수 있다.

제3단계는 메인 컨베이어와 동기(同期) 주행을 하는 동안에 휠조립장치에 의해 휠을 차량의 허브볼트에 조립하되, 이때 허브볼트의 위치를 규제하고 있던 바가 휠 조립 회피 위치로 이동하면서 휠의 조립이 이루어지는 과정이다.

도 5(e)를 참고하면, 메인 컨베이어(110)와 이송 프레임(120)은 동기(同期) 주행이 이루어진다.

한편, 휠조립장치의 가이드바(132)에 안착되어 있던 타이어(1)는 푸셔(133)가 우측으로 이동하여 타이어(1)의 휠을 우측으로 밀게 된다. 따라서, 휠은 허브볼트에 안착되어 타이어는 허브(10)에 가조립된다.

이때, 바(143)가 설치된 암(141)은 좌측으로 이동하여 바(143)가 휠 조립 시에 방해가 되지 않는 위치로 이동한다.

다음의 공정에서는 이와 같이 허브(10)에 타이어가 가조립한 상태에서 허브볼트에 너트를 체결하여 타이어의 조립이 완료된다.

이상과 같은 본 발명의 휠 조립 자동화를 위한 허브볼트 위치 규제장치 및 이를 이용한 휠 조립 방법은, 차량 조립 라인에 있어 타이어의 조립 전에 허브의 허브볼트들의 배치가 일정한 곳에 위치하도록 함으로써, 타이어의 조립 공정의 자동화를 이룰 수 있으며 타이어 조립 공정 중에 허브볼트가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 차량 조립 라인을 따라 차체를 이동하기 위한 메인 컨베이어와, 이 메인 컨베이어와 인접 설치되어 차체의 허브볼트에 휠을 자동으로 조립하기 위한 장치에 있어서,

   상기 메인 컨베이어의 일측 사이드에 구비되어 차체와 같이 동기되어 이동하거나 정지가 가능하며, 휠을 허브볼트에 가조립하기 위한 휠조립장치가 설치된 이송프레임과;

   상기 이송프레임에 수평 이송이 가능하도록 설치된 암과;

   상기 암에 탄성체가 개재되어 하단부가 회동 가능하게 설치되는 바와;

   상기 바의 설정 회동 각도에서 전기적 신호를 발생시키는 스위치와;

   상기 스위치와 연결되며, 상기 이송프레임 및 암의 구동을 제어하기 위한 제어장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 휠 조립 자동화를 위한 허브볼트 위치 규제장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 휠조립장치는 이송프레임에 연직으로 설치되어 모터에 의해 회동 가능한 지지부재와, 이 지지부재의 상부에 고정되어 휠을 지지하기 위한 다수의 가이드바와, 이 가이드바에 안착되는 휠을 밀어 휠을 허브볼트에 가조립하기 위한 푸셔로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휠 조립 자동화를 위한 허브볼트 위치 규제장치.
3. 제1항의 장치를 이용한 휠의 가조립 방법에 있어서,

   상기 제어장치는,

   상기 이송프레임이 정지 상태에서 상기 메인 컨베이어를 따라 이송하는 차량의 허브볼트의 진행 경로 상에 상기 바가 위치하도록 상기 암을 이동하는 제1단계와;

   상기 차량의 진행에 따라 허브볼트가 상기 바를 회동하여 최소한 두 개의 허브볼트가 접촉되는 시점에서 상기 스위치가 작동하여 전달하는 신호에 따라 상기 이송프레임을 차체와 동기 주행하도록 하는 제2단계와;

   상기 휠조립장치에 의해 휠을 차량의 허브볼트에 조립하면서 상기 바가 조립 간섭 회피 위치에 위치하도록 상기 암을 이동하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휠 조립 방법.

Images