KR100986082B1 - 가변형 클램프 장치 - Google Patents

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Abstract

패널의 종류에 관계없이 다양한 형태의 패널을 클램핑할 수 있도록, 내부로 에어가 유통되는 에어관과, 상기 에어관과 연통되어 에어를 선택적으로 공급하기 위한 에어공급부, 상기 에어관에 연통가능하게 연결되어 외측으로 팽창하는 튜브를 포함하는 가변형 클램프 장치를 제공한다.
에어관, 튜브, 구형부재, 가이드플레이트, 실린더하우징

Description

가변형 클램프 장치{VARIABLE TYPE CLAMP DEVICE}
본 발명은 패널을 고정하기 위한 클램프 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 조립 패널의 형태에 관계없이 적용할 수 있도록 된 가변형 클램프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 생산 라인에서는 프레스 성형된 각종 패널을 조립하는 과정에서 패널을 취출하여 이동시키기 위해 클램프 장치가 사용된다.
상기 패널은 그 형태와 구조가 각기 상이하므로 차체 조립을 위한 각 라인에는 각 패널의 형태 및 구조에 맞는 전용 클램프가 구비된다.
특히, 차체라인 중 도어패널 등의 경우에는 이너패널과 아웃터패널 사이로 클램프가 진입하여 패널을 클램핑하여야 한다. 그러나 이 공간은 매우 협소하므로 상기한 구조의 패널 취출을 위해서는 보다 정밀하고 정확한 제어가 가능한 클램프가 요구된다.
이와같이 전용 클램프에 의해 작업이 이루어짐에 따라 조립 차종이 변경되는 경우 대처가 용이하지 않고 심한 경우 생산이 불가능하게 될 수 있다.
또한, 도어패널 등과 같이 공간이 협소한 패널의 클램핑시에는 복잡한 제어 구조가 요구되고, 저속의 움직임으로 인해 생산성이 저하된다. 또한, 작은 오차에 의해서도 클램프와 패널이 충돌되어 패널 손상이 발생하게 된다.
이에 패널의 종류에 관계없이 다양한 형태의 패널에 적용할 수 있도록 된 가변형 클램프 장치를 제공한다.
이를 위해 본 장치는 내부로 에어가 유통되는 에어관과, 상기 에어관과 연통되어 에어를 선택적으로 공급하기 위한 에어공급부, 상기 에어관에 연통가능하게 연결되어 외측으로 팽창하는 튜브를 포함하며, 상기 에어관의 끝단에 연결설치되고 내면이 곡면을 이루는 구형부재를 포함하며, 상기 튜브는 상기 에어관의 측면과 상기 구형부재의 선단에 각각 양단이 설치된 구조일 수 있다.
이에 패널 내부에서 튜브를 팽창시켜 패널 내측면에 밀착시킴으로써 어떠한 형태의 패널도 클램핑이 가능하게 되는 것이다.
상기 에어공급부는 에어관 일측 선단에 연결되는 에어호스와, 이 에어호스에 연결되고 내부에는 에어가 충진된 실린더하우징, 이 실린더하우징 내주면에 밀착되어 이동되는 피스톤, 이 피스톤을 왕복이동시켜 실린더하우징 내의 공기를 배출시키는 구동부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 구동부는 상기 피스톤에 연결되는 구동실린더를 포함할 수 있다.
상기 튜브는 플렉시블한 탄성재질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 장치는 상기 에어관 측면에 설치되어 튜브의 팽창을 제한하는 가이드플레이트를 더욱 포함할 수 있다. 이에 상기 튜브는 에어관을 따라 구형부재와 가이드플레이트에 의해 팽창이 제한되어 튜브의 측방향으로 팽창하게 되는 것이다. 상기 가이드플레이트에는 튜브 팽창에 따른 충격을 완충하기 위한 완충부재가 더욱 설치될 수 있다.
삭제
상기 구형부재의 외측면에는 상기 튜브 선단을 구형부재에 고정시키고 외부 충격을 흡수하는 커버가 더욱 설치될 수 있다.
본 장치는 상기 에어관 끝단과 상기 구형부재 사이에 설치되는 충격완충용 압쇼버를 더욱 포함할 수 있다.
본 장치는 상기 구형부재의 내측 중앙에 설치되어 에어관 끝단을 통해 분출되는 에어의 흐름을 구형부재의 내측면을 따라 유도시키기 위한 원뿔형상의 유도부재가 더욱 설치될 수 있다.
이와 같이 본 장치는 패널의 형태에 관계없이 클램핑이 가능하다.
이에 생산 차종 변경시에도 신속하게 대처할 수 있게 되어 다차종 생산에 보다 유리한 잇점이 있다.
또한, 구조가 단순하고 크기가 작아 복잡한 제어조건이 요구되지 않으며, 패널과의 충둘을 최소화할 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/ 또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.
도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 클램프 장치를 도시하고 있다.
상기한 도면에 의하면, 본 장치(1)는 에어압에 의해 튜브(12)를 외측으로 팽창시켜 패널을 클램핑하는 구조로 되어 있다.
이를 위해 본 장치(1)는 내부로 에어가 유통되는 에어관(10)과, 상기 에어관(10)과 연통되어 에어를 선택적으로 공급하기 위한 에어공급부, 상기 에어관(10) 에 연통가능하게 연결되어 외측으로 팽창하는 튜브(12)를 포함한다.
상기 에어관(10)은 튜브(12)를 지지하는 관 구조물이다. 상기 에어관(10)은 끝단이 개방된 구조로, 개방된 끝단을 통해 에어를 분출하게 된다.
상기 에어공급부는 에어호스(20)와 실린더하우징(22) 및 실린더하우징(22) 내의 피스톤(24)을 왕복이동시키는 구동부를 포함한다.
상기 에어호스(20)는 에어관(10)의 선단에 연결구(14)를 매개로 기밀을 유지한 상태로 연결된다. 상기 에어호스(20)의 타측 선단은 실린더하우징(22)과 연통 설치된다. 상기 실린더하우징(22)은 내부에 피스톤(24)이 설치되며 피스톤(24)에 의해 구분되는 챔버 내부에는 에어가 충진되어 있다. 이에 상기 실린더하우징(22)과 튜브(12)는 에어호스(20)와 에어관(10)으로 연결되어 외부와 단절된 하나의 폐쇄 공간을 이룬다.
따라서 도 3에 도시된 바와 같이 피스톤(24)이 이동되어 실린더하우징(22) 내의 에어를 배출하면 에어는 튜브(12)로 이동되어 튜브(12)를 팽창시키게 된다. 피스톤(24)이 원위치로 이동되면 튜브(12)내의 에어는 다시 실린더하우징(22) 내부로 유입되어 튜브(12)는 원래대로 수축된다.
이와같이 패널 내부에서 튜브(12)를 팽창시킴으로써 튜브(12)가 패널 형태에 맞춰 내측면에 밀착되어 어떠한 형태의 패널도 클램핑이 가능하게 되는 것이다.
본 실시에서 상기 구동부는 피스톤(24)에 연결되는 구동실린더(26)를 포함한다. 상기 구동실린더(26)의 피스톤(24)로드는 실린더하우징(22) 내부로 연장되어 피스톤(24)에 연결설치된다. 이에 피스톤(24)로드의 직선 왕복이동에 따라 피스 톤(24)이 실린더하우징(22) 내에서 왕복이동하게 된다. 미설명된 도면부호 (28)는 상기 구동실린더(26)를 제어하기 위한 솔레노이드밸브이다. 또한, 도면부호 (16)는 에어관(10) 일측에 설치되어 내부 압력을 검출하는 압력게이지이다.
여기서 본 장치(1)는 상기 튜브(12)를 에어관(10)의 측방향으로 팽창시키기 위한 구조를 더욱 포함한다.
이를 위해 상기 에어관(10)의 끝단에는 내면이 곡면을 이루는 구형부재(30)가 더욱 설치된다. 이에 상기 구형부재(30)는 튜브(12)가 에어관(10)의 길이방향으로 팽창하는 것을 제한하면서 더불어 에어관(10)의 끝단으로부터 분출되는 에어를 튜브(12)쪽으로 유도하게 된다.
또한, 상기 에어관(10)의 측면에는 상기 구형부재(30)와 소정 거리 이격되어 가이드플레이트(32)가 설치된다. 상기 가이드플레이트(32)는 원판형태의 구조물로 에어관(10) 외주면을 따라 돌출 설치되어 튜브(12)의 팽창을 제한하게 된다. 이에 상기 튜브(12)는 구형부재(30)와 가이드플레이트(32)에 의해 에어관(10)의 길이방향으로의 팽창이 제한되어 튜브(12)의 측방향으로 주로 팽창하게 된다. 상기 가이드플레이트(32)는 튜브(12) 팽창시 튜브(12)와 접하는 하면에 튜브(12)의 고속 팽창에 따른 충격을 완충시키기 위한 완충부재(34)가 더욱 설치된다.
상기 구형부재(30)는 내면이 구형태로 곡면을 이루는 반구형태의 구조물이다. 본 실시예에서 상기 구형부재(30)의 외측면에는 커버(36)가 부착 설치된다. 상기 커버(36)는 구형부재(30)에 밀착설치되며 볼트(38) 등을 매개로 고정된다. 상기 커버(36)는 구형부재(30)에 가해지는 외부 충격을 흡수하고 튜브(12)를 고정시키는 역할을 하게 된다. 튜브(12)의 고정 구조에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.
도 4와 도 5은 상기 구형부재(30)의 내부를 예시하고 있다.
상기한 도면에 의하면, 상기 구형부재(30)와 에어관(10) 사이에는 완충용 압소버(40)가 더욱 설치된다. 본 실시예에서 상기 압소버(40)는 두 개가 간격을 두고 배치되어 에어관(10)과 구형부재(30)에 설치된다. 상기 압소버(40)의 설치 개수에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 이에 구형부재(30)가 에어관(10) 끝단에 이격된 상태로 결합되고 에어관(10)으로부터 에어가 분출되어 나올 수 있게 되는 것이다. 상기 완충용 압소버(40)는 에어 또는 유압을 이용한 통상의 완충기구로써 이하 설명을 생략하도록 한다.
도 3에서 상기 상기 구형부재(30)의 내측 중앙에는 원뿔형상의 유도부재(42)가 더욱 설치된다.
상기 유도부재(42)는 에어의 흐름을 튜브(12)쪽으로 유도하기 위한 것이다. 이에 에어관(10) 끝단을 통해 분출되는 에어는 유도부재(42)에 의해 구형부재(30)의 내측면으로 유도되어 구형부재(30)의 곡면을 따라 튜브(12)쪽으로 원활하게 흘러가게 된다.
한편, 상기 튜브(12)는 실질적으로 패널의 내부를 클램핑하는 것으로, 팽창과 수축이 자유로운 플렉시블한 탄성재질로 이루어진다.
상기 튜브(12)는 일측 선단이 상기 가이드플레이트(32)에 근접하여 에어관(10) 측면에 기밀을 유지한 상태로 설치된다. 튜브(12) 선단은 에어관(10)에 밀 착된 상태에서 조임기구(44)를 조여줌으로써 고정된다. 상기 튜브(12)의 타측 선단은 구형부재(30)까지 연장되어 구형부재(30)와 커버(36) 사이에 고정 설치된다. 즉, 구형부재(30)와 커버(36) 사이에 튜브(12)의 타측 선단이 끼워지고 커버(36)를 볼트(38)로 조여줌으로써 고정된다. 이와같이 상기 튜브(12)는 에어관(10) 외측면과 구형부재(30) 사이에 기밀을 유지한 상태로 설치된다.
여기서 에어관(10)이나 구형부재(30)를 포함하여 상기 튜브(12)와 접하는 부분은 별도의 보호부재를 부착하여 튜브(12)에 손상이 가해지는 것을 방지한다.
이하 도 6을 참조하여 본 장치의 작용에 대해 설명한다.
예컨대, 프론트 도어패널(100)을 취출하고자 하는 경우 본 장치(1)는 미리 입력되어 있는 이너패널과 아우터패널 사이로 진입하여 도어패널(100) 내부로 삽입된다. 이 과정에서 종래의 클램프와 달리 패널의 모양이나 구조에 의한 제약적인 위치 선정없이 바로 본 장치(1)를 패널 내부로 삽입가능하게 된다.
여기서 본 장치(1)의 튜브(12)는 에어가 실린더하우징(22)로 모두 빠져나가 수축된 상태로 에어관(10)과 구형부재(30)에 최대한 밀착된 상태이다.
도어 패널(100) 내부로 본 장치(1)가 삽입되면 솔레노이드밸브(28)가 작동되어 구동실린더(26)를 신장작동시키게 된다. 구동실린더(26)가 신장작동되면 피스톤(24)로드에 연결된 피스톤(24)이 실린더하우징(22) 내부에서 이동하게 되고, 실린더하우징(22)의 챔버 내에 충진되어 있는 에어를 밀어 배출시키게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이 실린더하우징(22)으로부터 배출되는 에어는 에어호스(20)를 통해 에어관(10)으로 유입된다. 에어관(10)으로 유입된 에어는 에어 관(10) 끝단을 통해 분출된다. 분출되는 에어는 구형부재(30) 중앙에 설치된 유도부재(42)에 의해 유도되어 외측으로 퍼져나가게 되고 구형부재(30) 내면을 따라 상승하면서 튜브(12)를 팽창시키게 된다.
이에 튜브(12)는 내부로 에어가 충진되면서 외측으로 팽창된다. 여기서 상기 튜브(12)는 가이드플레이트(32)와 구형부재(30)에 의해 상하가 제한되어 있어 가이드플레이트(32)와 구형부재(30) 사이를 통해 에어관(10) 측방향으로 팽창되어 진다. 이때 구형부재(30)의 내면을 따라 상승하는 에어에 의해 튜브(12)가 고속으로 팽창하면서 가이드플레이트(32)에 부딪히게 되나 가이드플레이트(32)에 설치된 완충부재(34)가 그 충격을 완화시키게 된다.
튜브(12)가 에어관(10)의 측방향으로 팽창함에 따라 도어 패널(100)의 내측면에 튜브(12)가 밀착된다. 즉, 도어 패널의 형태에 관계없이 패널 내측면의 형태대로 팽창하여 패널을 클램핑하게 되는 것이다.
상기한 클램핑 작업을 통해 도어 패널의 취출이 완료되면 구동실린더(26)의 수축작동을 통해 클램핑을 해제시킨다. 구동실린더(26)가 수축작동되면 피스톤(24)이 원위치로 복귀되면서 실린더하우징(22) 내에 진공압이 발생된다. 이에 튜브(12) 내부의 에어가 에어관(10)과 에어호스(20)를 통해 실린더하우징(22) 내부로 다시 유입되고, 튜브(12)는 수축되어 원상태로 복귀된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범 위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 실시예에 따른 가변형 클램프 장치를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 가변형 클램프 장치의 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 가변형 클램프 장치가 작동된 상태를 도시한 단면도이다.
도 4와 도 5는 본 실시예에 따른 가변형 클램프 장치의 일부 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 가변형 클램프 장치의 사용 상태를 도시한 개략적인 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 에어관 12 : 튜브
20 : 에어호스 22 : 실린더하우징
24 : 피스톤 26 : 구동실린더
30 : 구형부재 32 : 가이드플레이트
34 : 완충부재 36 : 커버
40 : 압소버 42 : 유도부재

Claims (8)

  1. 내부로 에어가 유통되는 에어관과,
    상기 에어관과 연통되어 에어를 선택적으로 공급하기 위한 에어공급부,
    상기 에어관에 연통가능하게 연결되어 외측으로 팽창하는 튜브를 포함하며,
    상기 에어관의 끝단에 연결설치되고 내면이 곡면을 이루는 구형부재를 더욱 포함하고, 상기 튜브는 상기 에어관의 측면과 상기 구형부재의 선단에 각각 양단이 설치된 구조의 가변형 클램프 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어공급부는 에어관 일측 선단에 연결되는 에어호스와, 이 에어호스에 연결되고 내부에는 에어가 충진된 실린더하우징, 이 실린더하우징 내주면에 밀착되어 이동되는 피스톤, 이 피스톤을 왕복이동시켜 실린더하우징 내의 공기를 배출시키는 구동부를 포함하는 가변형 클램프 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어관 측면에 설치되어 튜브의 팽창을 제한하는 가이드플레이트를 더욱 포함하는 가변형 클램프 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가이드플레이트에는 튜브 팽창에 따른 충격을 완충하기 위한 완충부재가 더욱 설치되는 가변형 클램프 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 에어관 끝단과 상기 구형부재 사이에 설치되는 충격완충용 압쇼버를 더욱 포함하는 가변형 클램프 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 구형부재의 내측 중앙에 설치되어 에어관 끝단을 통해 분출되는 에어의 흐름을 구형부재의 내측면을 따라 유도시키기 위한 원뿔형상의 유도부재를 더욱 포함하는 가변형 클램프 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 구형부재는 외측면에 충격을 흡수하는 커버가 더욱 설치된 가변형 클램프 장치.
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