KR100986723B1 - 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치 - Google Patents

Abstract

오일펌프용 스퀘어실의 조립장치가 개시된다. 본 발명의 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치는, 스퀘어실의 조립을 위한 작업 라인을 형성하는 로봇프레임; 및 로봇프레임의 일측에 마련되며, 스퀘어실을 척킹하여 오일펌프의 스퀘어실 장착부에 자동으로 조립하는 스퀘어실 조립유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 스퀘어실을 오일펌프에 조립하는 조립 작업이 자동으로 수행될 수 있어 종래의 수작업에 따른 제반적인 문제점을 해소할 수 있으며, 특히 종래와 같이 스퀘어실이 제 기능을 담당하지 못하고 오일펌프로부터 쉽게 이탈되거나 스퀘어실이 뒤틀린 상태로 조립되는 등의 다양한 문제점을 해소할 수 있다.

Description

오일펌프용 스퀘어실의 조립장치{Assembling apparatus of square seal for oil pump}

본 발명은, 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스퀘어실을 오일펌프에 조립하는 조립 작업이 자동으로 수행될 수 있어 종래의 수작업에 따른 제반적인 문제점을 해소할 수 있으며, 특히 종래와 같이 스퀘어실이 제 기능을 담당하지 못하고 오일펌프로부터 쉽게 이탈되거나 스퀘어실이 뒤틀린 상태로 조립되는 등의 다양한 문제점을 해소할 수 있는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치에 관한 것이다.

오일펌프가 적용될 수 있는 통상의 차량용 엔진 기관에는 실린더 및 피스톤, 그리고 크랭크 샤프트 및 캠 샤프트와 같이 인접된 한 쌍의 부품들이 상대적으로 접동하여 운동을 하는 부분이 상당수 존재한다.

전술한 부품들은 대부분 금속재질로 제작되고 있는데, 만약 이들 부품들이 직접 접촉하여 운동을 하게 되면 마찰면에서 마찰열이 발생되고, 이로 인해 마찰면이 거칠어져 해당 부품들이 쉽게 마모되거나 눌러 붙는 등의 고장이 유발된다.

이러한 현상을 미연에 방지하기 위해 통상적으로 마찰면에는 오일(oil)이 공 급되는데, 이처럼 마찰면에 오일이 공급되면 그 사이에 유막이 형성되면서 마찰저항이 감소함에 따라 두 부품들 간의 마찰열에 의한 온도 상승을 방지할 수 있게 되고, 이에 따라 마모 현상이 감소되어 부품들의 내구성을 증가시킬 수 있게 된다.

이러한 역할을 수행하는 오일은 주로 차량의 엔진 저부에 구비된 오일팬에 저장되어 있으며, 엔진 구동 시 엔진의 각 기관으로 압송된다. 이 때, 오일을 엔진의 각 기관으로 압송시키는 역할을 담당하는 것이 오일펌프이다. 다시 말해, 오일펌프는 엔진의 구동 시 오일팬에 저장되어 있는 오일을 흡입, 가압하여 윤활부에 송출하는 작용을 하는데, 보통은 엔진의 일측에 결합되어 있으며, 그 방식에 따라 기어식, 로터식, 시클식 등으로 나뉜다.

오일펌프의 구조에 대해 간략하게 살펴보면, 오일펌프는, 내부에 오일이 유동하는 공간이 형성된 펌프본체와, 펌프본체의 일측에 마련되어 엔진의 요부에 결합되는 스플라인 샤프트를 구비한다. 그리고 오일펌프에는 오일펌프의 서로 다른 위치에 스퀘어실, 스냅링 및 오일실이 마련된다.

스퀘어실, 스냅링 및 오일실은 해당 위치에서 오일펌프와 엔진과의 결합 부위를 기밀 유지시키는 역할을 하기 때문에 오일펌프의 해당 위치에 정확하게 조립되어야 할 뿐만 아니라 조립 여부 역시 엄격하게 관리될 필요가 있다.

특히, 스퀘어실의 경우에는 오일실과는 달리 단면이 사각 형상을 갖는 고무링(rubber ring)이므로 스퀘어실을 오일펌프의 스퀘어실 장착부에 조립할 때는 스퀘어실이 뒤틀리지 않도록 정확하게 조립해야 한다.

그런데, 종래기술의 경우, 스퀘어실을 오일펌프에 조립하는 조립 작업을 오 로지 수작업에 의존하여 왔기 때문에 작업이 불편할 수밖에 없을 뿐만 아니라 비효율적인 작업으로 인해 수율이 떨어지는 문제점이 있다.

뿐만 아니라 종래기술의 경우에는 작업자들이 스퀘어실을 편리하게 조립하기 위해 스퀘어실을 과도하게 벌려 스퀘어실을 조립하고 있기 때문에 과도하게 벌어진 스퀘어실의 탄성력이 소실되어 스퀘어실이 제 기능을 담당하지 못하고 오일펌프로부터 쉽게 이탈되거나 스퀘어실이 뒤틀린 상태로 조립되는 등의 다양한 문제점이 야기된다.

본 발명의 목적은, 스퀘어실을 오일펌프에 조립하는 조립 작업이 자동으로 수행될 수 있어 종래의 수작업에 따른 제반적인 문제점을 해소할 수 있으며, 특히 종래와 같이 스퀘어실이 제 기능을 담당하지 못하고 오일펌프로부터 쉽게 이탈되거나 스퀘어실이 뒤틀린 상태로 조립되는 등의 다양한 문제점을 해소할 수 있는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 스퀘어실의 조립을 위한 작업 라인을 형성하는 로봇프레임; 및 상기 로봇프레임의 일측에 마련되며, 상기 스퀘어실을 척킹하여 오일펌프의 스퀘어실 장착부에 자동으로 조립하는 스퀘어실 조립유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 스퀘어실 조립유닛은, 조립유닛 바디; 상기 조립유닛 바디에 승하강 이동 가능하게 연결되며, 상기 스퀘어실을 척킹하여 상기 오일펌프의 스퀘어실 장착부에 배치시키는 척킹배치부; 및 상기 척킹배치부와 인접되게 상기 조립유닛 바디에 승하강 이동 가능하게 연결되며, 상기 스퀘어실 장착부에 배치된 상기 스퀘어실을 상기 스퀘어실 장착부로 가압하여 조립하는 가압조립부를 포함할 수 있다.

상기 스퀘어실 조립유닛은, 상기 조립유닛 바디의 일측에 상하 방향을 따라 기립 배치되는 제1 컬럼; 상기 제1 컬럼에 결합되어 상기 제1 컬럼에 대해 승하강 이동하며, 일측에 상기 척킹배치부가 연결되어 있는 제1 슬라이더; 및 상기 제1 컬럼에 대해 상기 제1 슬라이더를 승하강 구동시키는 제1 승하강 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 승하강 구동부는, 상기 제1 컬럼과 상기 제1 슬라이더 사이에 마련되는 제1 승하강 레일; 및 상기 제1 컬럼 측에 고정되어 상기 제1 승하강 레일을 통해 상기 제1 슬라이더를 승하강 이동시키는 제1 승하강 실린더를 포함할 수 있다.

상기 제1 컬럼의 하부 영역에는 상기 제1 슬라이더의 하강 위치를 제한하는 제1 스토퍼가 더 마련될 수 있다.

상기 척킹배치부는, 상기 스퀘어실의 내부 영역에서 반경 방향 외측으로 팽창되면서 상기 스퀘어실을 척킹하되 반경 방향 내측 및 외측으로 이동 가능한 다수의 척킹블록; 및 상기 다수의 척킹블록이 반경 방향 내측 및 외측으로 이동하도록 상기 다수의 척킹블록을 구동시키는 블록구동부를 포함할 수 있다.

상기 다수의 척킹블록은 원주 방향을 따라 상호간 등각도 간격으로 배열되는 4개의 척킹블록일 수 있다.

상기 4개의 척킹블록 각각의 외면은 아크(arc) 형상을 가질 수 있다.

상기 가압조립부는, 실질적으로 상기 스퀘어실의 상면에 접촉되어 상기 스퀘어실을 가압하는 가압판부; 상기 가압판부에 연결되어 상기 가압판부를 승하강 이동시키는 다수의 가압축; 및 상기 다수의 가압축을 승하강 구동시키는 제2 승하강 구동부를 포함할 수 있다.

상기 제2 승하강 구동부는, 상기 다수의 가압축을 상부에서 상호 연결하는 축연결부; 및 상기 제1 슬라이더에 결합되고 로드의 단부가 상기 축연결부에 연결되는 제2 승하강 실린더를 포함할 수 있다.

상기 다수의 가압축은 원주 방향을 따라 상호간 등각도 간격을 가지고 배열되는 3개의 가압축일 수 있으며, 상기 3개의 가압축의 중앙 영역에는 상기 3개의 가압축을 삼각형의 형태로 지지하는 삼각지지부가 더 마련될 수 있다.

상기 가압조립부를 소정 각도 회전시키는 회전유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 회전유닛은, 상기 로봇프레임에 인접하게 마련되며, 회전 실린더본체와, 상기 회전 실린더본체로부터 길이 연장 및 축소 가능하게 마련되는 회전 실린더로드를 갖는 회전 실린더; 상기 로봇프레임의 일측에 대하여 상기 회전 실린더본체를 상대 회전 가능하게 연결하는 제1 힌지부; 및 상기 삼각지지부에 대하여 상기 회전 실린더로드를 상대 회전 가능하게 연결하는 제2 힌지부를 포함할 수 있다.

상기 로봇프레임의 일측에는 다단으로 적층된 상기 스퀘어실을 지지하는 다 수의 카세트가 마련되는 인덱스 테이블이 더 마련될 수 있다.

상기 로봇프레임은 인라인(IN-LINE)화된 작업 라인을 형성할 수 있으며, 상기 로봇프레임에는 상기 스퀘어실 조립유닛을 상기 로봇프레임 상에서 상기 로봇프레임의 길이 방향을 따라 이동시키는 유닛이동부가 더 마련될 수 있다.

상기 로봇프레임의 타측에 마련되어 상기 오일펌프를 지지하는 베이스; 및 상기 베이스로 상기 작업 대상의 오일펌프를 로딩시키는 로딩로봇을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 스퀘어실을 오일펌프에 조립하는 조립 작업이 자동으로 수행될 수 있어 종래의 수작업에 따른 제반적인 문제점을 해소할 수 있으며, 특히 종래와 같이 스퀘어실이 제 기능을 담당하지 못하고 오일펌프로부터 쉽게 이탈되거나 스퀘어실이 뒤틀린 상태로 조립되는 등의 다양한 문제점을 해소할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 차량용 오일펌프의 부분 확대 사시도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 차량용 오일펌프(1)는, 내부에 오일이 유동하는 공간이 형성된 펌프본체(미도시)와, 펌프본체의 일측에 마련되어 엔진(미도시)의 요부에 결합되는 스플라인 샤프트(2)와, 스플라인 샤프트(2)의 하방으로 단차지게 형성되는 스퀘어실 장착부(3)를 구비한다.

참고로, 도 1에 도시된 오일펌프(1)는 차량용이지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 차량용 오일펌프(1)를 제외한 다른 내연기관이나 중장비 등의 오일펌프(미도시)에도 본 발명이 적용될 수 있다.

스플라인 샤프트(2)의 외면에는 그 둘레 방향을 따라 같은 간격으로 수 내지 수십 줄의 키(key) 모양의 요철, 혹은 세레이션(serration)이라 불리는 수나사산(2a)이 형성되어 있다. 이처럼 외면에 수나사산(2a)이 형성된 스플라인 샤프트(2)는 전술한 바와 같이 엔진과 같이 토크(torque)가 큰 회전을 전달하는 데 널리 사용되는 결합 부위이므로 정상적인 오일의 압송을 위해서는 스플라인 샤프트(2)와 엔진과의 견고한 결합이 중요하기 때문에 결과적으로 수나사산(2a)의 유무, 가공 치수 및 정밀도 등의 엄격한 품질 검사가 요구된다.

스퀘어실 장착부(3)에는 스퀘어실(4)이 착탈 가능하게 결합된다. 스퀘어실(4)은 단면이 사각 형상을 갖는 고무링(rubber ring)을 가리킨다. 이러한 스퀘어실(4)은 스퀘어실 장착부(3)에 장착되어 오일펌프(1)와 엔진과의 결합 부위를 기밀 유지시키는 역할을 한다.

이처럼 스퀘어실(4)은 오일펌프(1)와 엔진과의 결합 부위를 기밀 유지시키는 역할을 수행하는데, 스퀘어실(4) 외에도 스플라인 샤프트(2)의 주변에는 오일실(6) 과 스냅링(5)이 더 구비되어 해당 부위를 기밀 유지시키게 된다.

이처럼 스퀘어실(4), 스냅링(5) 및 오일실(6)은 해당 위치에서 오일펌프(1)와 엔진과의 결합 부위를 기밀 유지시키는 역할을 하기 때문에 오일펌프(1)의 해당 위치에 정확하게 조립되어야 한다.

특히, 스퀘어실(4)의 경우에는 오일실(6)과는 달리 단면이 사각 형상을 갖는 고무링이므로 스퀘어실(4)을 오일펌프(1)의 스퀘어실 장착부(3)에 조립할 때는 스퀘어실(4)이 뒤틀리지 않도록 정확하게 조립해야 하는데, 이를 위해 본 발명에서는 아래와 같은 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치를 제안하고 있는 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치에 개략적인 평면도이고, 도 3은 인덱스 테이블의 측면 구조도이며, 도 4는 스퀘어실을 척킹하는 동작에 대해 도시한 스퀘어실 조립유닛의 부분 측면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 척킹부의 개략적인 평면도이며, 도 6 및 도 7은 각각 스퀘어실을 오일펌프에 조립하는 동작에 대해 단계적으로 도시한 스퀘어실 조립유닛의 부분 측면도이고, 도 8은 도 2의 요부 확대도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치는, 스퀘어실(4)의 조립을 위한 작업 라인을 형성하는 로봇프레임(100)과, 로봇프레임(100)의 일측에 마련되며, 스퀘어실(4)을 척킹하여 오일펌프(1)의 스퀘어실 장착부(3)에 조립하는 스퀘어실 조립유닛(200)을 포함한다.

로봇프레임(100)은, 스퀘어실(4)의 조립을 위한 작업 라인을 형성하는 부분이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 로봇프레임(100)에 스퀘어실 조립유닛(200)이 결 합되어 있기 때문에 로봇프레임(100)은 스퀘어실(4)의 조립과 관련한 인라인(IN-LINE)화된 작업 라인을 형성한다.

로봇프레임(100)이 조립과 관련한 인라인(IN-LINE)화된 작업 라인을 형성하기 위해, 로봇프레임(100)에는 스퀘어실 조립유닛(200)을 로봇프레임(100) 상에서 로봇프레임(100)의 길이 방향을 따라 이동시키는 유닛이동부(110)가 더 마련되어 있다. 유닛이동부(110)는 예컨대 리니어 모터 등으로 구현될 수 있으며, 스퀘어실 조립유닛(200)을 로봇프레임(100) 상에서 이동시키는 역할을 한다. 로봇프레임(100)에는 로봇프레임(100)을 지면에 대해 수직되게 지지하는 다리부(120)가 더 연결되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 로봇프레임(100)의 일측에는 인덱스 테이블(130)이 마련되어 있다. 인덱스 테이블(130)은 원반 형상의 턴테이블로서, 도시 않은 회전수단에 의해 중심축을 기준으로 하여 일방향으로 회전된다.

이러한 인덱스 테이블(130)에는 예를 들어 4개의 제1 내지 제4 스테이션(#1~#4)이 구비될 수 있다. 제1 내지 제4 스테이션(#1~#4) 각각에는 다단으로 적층된 스퀘어실(4)을 지지하는 카세트(140)들이 마련된다.

제1 내지 제4 스테이션(#1~#4) 중에서 제1 스테이션(#1)은 스퀘어실 조립유닛(200)이 이동되어 작업 대상의 스퀘어실(4)을 척킹하는 스테이션일 수 있고, 나머지 제2 내지 제3 스테이션(#1~#3)은 스퀘어실(4)의 연속적인 공급을 이루기 위해 마련되는 공급, 취출 및 버퍼 스테이션일 수 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 인덱스 테이블(130)에 반드시 4개의 제1 내지 제4 스 테이션(#1~#4)이 구비될 필요는 없다. 뿐만 아니라 경우에 따라서는 인덱스 테이블(130)이 갖춰지지 않을 수도 있는데, 이러한 경우에는 별도의 로봇이 작업 대상의 스퀘어실(4)을 별도로 제공하면 된다.

전술한 바와 같이, 제1 스테이션(#1)이 스퀘어실 조립유닛(200)이 이동되어 작업 대상의 스퀘어실(4)을 척킹하는 스테이션일 경우, 다단으로 증상 적층된 스퀘어실(4)들은 해당 카세트(140) 내에서 차례차례 위치가 상승될 필요가 있다. 즉, 스퀘어실 조립유닛(200)이 하강되는 거리는 일정하게 정해져 있는 것이 일반적이기 때문에 카세트(140)로부터 최상단의 스퀘어실(4)을 척킹하여 이동시키고 나면 그 바로 밑의 스퀘어실(4)이 다시 최상단의 위치로 이동되는 것이 바람직할 수 있다.

이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 스테이션(#1) 영역에는 스퀘어실(4)을 차례로 위치 상승시키기 위한 스퀘어실 상승 구동부(145)가 더 구비될 수 있다. 도시된 바와 같이, 스퀘어실 상승 구동부(145)는 모터(145a)에 의해 볼스크루(145b)가 동작되면서 상승판(145c)을 통해 최하단의 스퀘어실(4)을 상승시키는 구조로 적용될 수 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

도 2에는 도시되어 있지 않지만, 로봇프레임(100)의 타측에는 스퀘어실(4)이 조립될 오일펌프(1)가 로딩되어 지지되는 베이스(150, 도 6 및 도 7 참조)가 마련된다.

베이스(150)는 해당 위치에 고정된 타입이어도 좋고, 아니면 별도의 작업 라인을 따라 이동되는 타입이어도 좋다. 베이스(150)의 주변에는 작업 대상의 오일펌 프(1)를 베이스(150)로 로딩시키는 로딩로봇(미도시)이 더 마련될 수 있다. 로딩로봇은 오일펌프(1)가 적재되어 있는 장소에서 오일펌프(1)를 하나씩 파지하여 회동시켜 베이스(150)로 로딩시키는 회동형 로봇일 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다.

스퀘어실 조립유닛(200)은, 로봇프레임(100)의 일측에 마련되며, 제1 스테이션(#1)의 카세트(140)에 수납된 최상단의 스퀘어실(4)을 척킹하여 오일펌프(1)의 스퀘어실 장착부(3)에 조립하는 역할을 한다. 즉, 스퀘어실 조립유닛(200)은 로봇프레임(100)을 따라 이동하여 스퀘어실(4)을 척킹한 후에 다시 베이스(150) 측으로 이동되어 베이스(150)에 로딩된 오일펌프(1)의 스퀘어실 장착부(3)로 스퀘어실(4)을 조립하는 역할을 한다.

이러한 스퀘어실 조립유닛(200)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 조립유닛 바디(210)와, 조립유닛 바디(210)에 승하강 이동 가능하게 연결되며, 스퀘어실(4)을 척킹하여 오일펌프(1)의 스퀘어실 장착부(3)에 배치시키는 척킹배치부(230)와, 척킹배치부(230)와 인접되게 조립유닛 바디(210)에 승하강 이동 가능하게 연결되며, 스퀘어실 장착부(3)에 배치된 스퀘어실(4)을 스퀘어실 장착부(3)로 가압하여 조립하는 가압조립부(250)를 구비한다.

이 외에도, 스퀘어실 조립유닛(200)은, 조립유닛 바디(210)의 일측에 상하 방향을 따라 기립 배치되는 제1 컬럼(260)과, 제1 컬럼(260)에 결합되어 제1 컬럼(260)에 대해 승하강 이동하며, 일측에 척킹배치부(230)가 연결되어 있는 제1 슬라이더(270)와, 제1 컬럼(260)에 대해 제1 슬라이더(270)를 승하강 구동시키는 제1 승하강 구동부(280)를 더 구비한다.

제1 승하강 구동부(280)는 제1 컬럼(260)과 제1 슬라이더(270) 사이에 마련되는 제1 승하강 레일(281)과, 제1 컬럼(260) 측에 고정되어 제1 승하강 레일(281)을 통해 제1 슬라이더(270)를 승하강 이동시키는 제1 승하강 실린더(282)를 구비한다.

이에, 제1 승하강 실린더(282)가 동작되어 로드가 하방으로 이동하면서 제1 승하강 레일(281)을 통해 제1 슬라이더(270)를 하강시키면 이에 연동하여 척킹배치부(230)는 하강되고, 반대로 로드가 상방으로 이동하면서 제1 승하강 레일(281)을 통해 제1 슬라이더(270)를 상승시키면 이에 연동하여 척킹배치부(230) 역시 상승될 수 있다.

이 때, 카세트(140)의 최상단에 존재하는 스퀘어실(4)을 척킹하기 위해서는 제1 슬라이더(270)의 하강 위치가 미리 설정되면 유리하기 때문에, 스퀘어실 조립유닛(200)에는 제1 컬럼(260)의 하부 영역에 제1 슬라이더(270)의 하강 위치를 제한하는 제1 스토퍼(290)가 더 마련된다.

여기서, 제1 스토퍼(290)는 제1 슬라이더(270)의 하강 위치를 기계식으로 제한하는 기계식 타입일 수도 있고, 혹은 제1 슬라이더(270)가 접촉될 때 전기적인 신호를 발생시켜 제1 승하강 실린더(282)의 동작을 정지시키는 전자식 타입일 수도 있다.

척킹배치부(230)는, 제1 슬라이더(270)와 함께 하강된 상태에서 오일펌프(1)의 스퀘어실 장착부(3)에 조립될 카세트(140) 내의 스퀘어실(4)을 척킹하는 부분이 다.

이러한 척킹배치부(230)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 스퀘어실(4)의 내부 영역에서 반경 방향 외측으로 팽창되면서 스퀘어실(4)을 척킹하되 반경 방향 내측 및 외측으로 이동 가능한 다수의 척킹블록(231)과, 다수의 척킹블록(231)이 반경 방향 내측 및 외측으로 이동하도록 다수의 척킹블록(231)을 구동시키는 블록구동부(232)를 구비한다.

본 실시예에서 다수의 척킹블록(231)은 원주 방향을 따라 상호간 등각도 간격으로 배열되는 4개로 마련되며, 4개의 척킹블록(231) 각각의 외면은 아크(arc) 형상을 갖는다. 이는 스퀘어실(4)이 고리 형상을 갖는 것에 기인한 것이다. 만약에, 4개의 척킹블록(231)의 외면을 잇는 가상의 외곽틀이 사각 형상을 이루게 되면, 스퀘어실(4)이 과도하게 벌려져서 스퀘어실(4)의 탄성이 소실될 우려가 있기 때문에 4개의 척킹블록(231)의 외면을 잇는 가상의 외곽틀이 실질적인 원형이 될 수 있도록 4개의 척킹블록(231) 각각의 외면은 아크 형상으로 제조되는 것이다.

블록구동부(232)는 공압을 제공하거나 제공된 공압을 제거함으로써 4개의 척킹블록(231)이 반경 방향 외측 및 내측으로 이동되도록 하는 역할을 한다. 즉, 도 5에 도시된 바디(230a) 영역으로 공압을 제공하거나 제공된 공압을 제거함으로써 바디(230a) 내에서 4개의 척킹블록(231)이 반경 방향 외측 및 내측으로 이동될 수 있도록 한다. 물론, 이와 같은 동작이 유기적으로 진행되려면, 바디(230a) 내에서 4개의 척킹블록(231)은 그 이동 경로가 미리 갖춰져야 할 것이다.

이에 따라, 4개의 척킹블록(231)이 스퀘어실(4)의 내부 영역에 배치된 상태 에서 블록구동부(232)를 통해 공압이 제공되면 4개의 척킹블록(231)이 반경 방향 외측으로 팽창되면서 스퀘어실(4)을 척킹하는 동시에 스퀘어실 장착부(3)로 스퀘어실(4)이 용이하게 조립될 수 있도록 스퀘어실(4)을 원상태보다 조금 더 팽창시키게 된다. 이처럼 스퀘어실(4)이 반경 방향 외측으로 팽창된 상태에서 스퀘어실(4)이 스퀘어실 장착부(3)에 배치된다.

이 때, 4개의 척킹블록(231) 각각의 외면이 아크(arc) 형상을 가지기 때문에 종래와 같이 수작업으로 스퀘어실(4)을 벌림에 따라 과도하게 벌어진 스퀘어실(4)의 탄성력이 소실되어 스퀘어실(4)이 제 기능을 담당하지 못하고 오일펌프(1)로부터 쉽게 이탈되거나 스퀘어실(4)이 뒤틀린 상태로 벌어진 후 그대로 조립되는 문제점을 해소할 수 있게 된다.

가압조립부(250)는, 척킹배치부(230)에 의해 스퀘어실 장착부(3)에 배치된 스퀘어실(4)을 스퀘어실 장착부(3)로 가압하여 조립하는 역할을 한다. 이러한 가압조립부(250)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 실질적으로 스퀘어실(4)의 상면에 접촉되어 스퀘어실(4)을 가압하는 가압판부(251)와, 가압판부(251)에 연결되어 가압판부(251)를 승하강 이동시키는 다수의 가압축(252)과, 다수의 가압축(252)을 승하강 구동시키는 제2 승하강 구동부(253)를 구비한다.

제2 승하강 구동부(253)는, 다수의 가압축(252)을 상부에서 상호 연결하는 축연결부(253a)와, 제1 슬라이더(270)에 결합되고 로드의 단부가 축연결부(253a)에 연결되는 제2 승하강 실린더(253b)를 포함한다.

이에, 제2 승하강 실린더(253b)가 동작되어 로드가 하방으로 이동하면서 다 수의 가압축(252)과 축연결부(253a)를 하강시키면 이에 연동하여 가압판부(251)가 하강되면서 스퀘어실(4)을 가압할 수 있게 되고, 반대로 로드가 상방으로 이동하면서 다수의 가압축(252)과 축연결부(253a)를 상승시키면 이에 연동하여 가압판부(251)가 상승되면서 스퀘어실(4)의 가압이 해제된다.

본 실시예에서 가압조립부(250)에 적용되고 있는 다수의 가압축(252)은 3개 마련되며, 원주 방향을 따라 상호간 등각도 간격을 가지고 배열된다. 따라서 3개의 가압축(252)은 상호간 120 도의 간격을 갖는다. 이러한 가압축(252)들의 중앙 영역에는 가압축(252)들을 삼각형의 형태로 지지하는 삼각지지부(254, 도 2, 도 4 및 도 8 참조)가 더 마련되어 있다.

한편, 3개의 가압축(252)의 동작에 의해 스퀘어실(4)을 가압하는 경우, 3개의 가압축(252)은 상호간 120 도의 간격을 가지므로 스퀘어실(4)에 실질적으로 가압력이 작용되는 부분은 제한적일 수밖에 없다. 이러한 경우, 스퀘어실(4)은 스퀘어실 장착부(3)에 완전히 균일하게 밀착되지 못하고 가압력이 제공되지 못한 나머지 부분이 스퀘어실 장착부(3)로부터 다소 들뜬 상태가 될 수도 있다. 이를 저지하기 위해 가압조립부(250)를 소정 각도 회전시키는 회전유닛(240)이 더 구비된다. 결과적으로, 3개의 가압축(252)은 초기에 1차로 스퀘어실(4)을 가압하고, 회전유닛(240)에 의해 회전되면서 다시 2차로 스퀘어실(4)을 가압함으로써 스퀘어실(4)은 스퀘어실 장착부(3)에 완전히 균일하게 밀착될 수 있게 된다.

회전유닛(240)은, 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이, 로봇프레임(100)에 인접하게 마련되며, 회전 실린더본체(241a)와, 회전 실린더본체(241a)로부터 길이 연 장 및 축소 가능하게 마련되는 회전 실린더로드(241b)를 갖는 회전 실린더(241)와, 로봇프레임(100)의 일측에 대하여 회전 실린더본체(241a)를 상대 회전 가능하게 연결하는 제1 힌지부(242)와, 삼각지지부(254)에 대하여 회전 실린더로드(241b)를 상대 회전 가능하게 연결하는 제2 힌지부(243)를 구비한다.

이에 의해, 회전 실린더(241)가 동작되면 제1 및 제2 힌지부(242,243)와의 상호작용에 의해 3개의 가압축(252)은 도 2 및 도 8의 점선과 같이 대략 45도 정도 회전될 수 있으며, 이 상태에서 다시 스퀘어실(4)을 가압함에 따라 초기에 가압력이 제공되지 못한 나머지 부분에도 다시 가압력이 제공될 수 있어 스퀘어실(4)은 스퀘어실 장착부(3)에 완전히 균일하게 밀착되면서 조립될 수 있게 되는 것이다. 여기서, 가압축(252)의 회전 각도는 반드시 45도가 되어야 할 필요는 없다.

이러한 구성을 갖는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 스퀘어실 조립유닛(200)에 의한 스퀘어실(4)에 대한 조립 공정이 진행된다. 즉, 스퀘어실 조립유닛(200)은 로봇프레임(100)을 따라 인덱스 테이블(130)로 이동하여 카세트(140) 내의 스퀘어실(4)을 척킹한 후(척킹의 방법은 아래와 같음), 작업 대상의 오일펌프(1)가 로딩되어 지지되어 있는 베이스(150) 측으로 이동된다.

스퀘어실(4)의 조립을 위해, 척킹배치부(230)의 4개의 척킹블록(231)이 스퀘어실(4)의 내부 영역에 배치된 상태에서 블록구동부(232)를 통해 공압이 제공되고, 이에 따라 4개의 척킹블록(231)이 반경 방향 외측으로 팽창되면서 스퀘어실(4)은 원상태보다 조금 더 팽창된다.

이와 같은 상태에서 제1 승하강 실린더(282)가 동작되어 로드가 하방으로 이동되면서 제1 승하강 레일(281)을 통해 제1 슬라이더(270)를 하강시키면, 이에 연동하여 척킹배치부(230)는 하강되면서 스퀘어실(4)은 스퀘어실 장착부(3)에 배치될 수 있게 된다.

그런 다음, 이 상태에서 가압조립부(250)가 동작된다. 즉, 제2 승하강 실린더(253b)가 동작되어 로드가 하방으로 이동하면서 다수의 가압축(252)과 축연결부(253a)를 하강시키면 이에 연동하여 가압판부(251)가 하강되면서 스퀘어실(4)을 1차로 가압한다.

1차 가압이 완료되면, 회전유닛(240)의 회전 실린더(241)가 동작되어 제1 및 제2 힌지부(242,243)와의 상호작용에 의해 3개의 가압축(252)을 대략 45도 정도 회전시키게 되고, 이 상태에서 전술한 제2 승하강 실린더(253b)의 동작에 기인하여 다시 스퀘어실(4)을 가압함에 따라 1차 때 가압력이 제공되지 못한 나머지 부분에도 다시 2차의 가압력이 제공될 수 있어 스퀘어실(4)은 스퀘어실 장착부(3)에 완전히 균일하게 밀착되면서 조립될 수 있게 된다. 조립이 완료되면 스퀘어실 조립유닛(200)은 원위치로 복귀된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 스퀘어실(4)을 오일펌프(1)에 조립하는 조립 작업이 자동으로 수행될 수 있어 종래의 수작업에 따른 제반적인 문제점을 해소할 수 있으며, 특히 종래와 같이 스퀘어실(4)이 제 기능을 담당하지 못하고 오일펌프(1)로부터 쉽게 이탈되거나 스퀘어실(4)이 뒤틀린 상태로 조립되는 등의 다양한 문제점을 해소할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 차량용 오일펌프의 부분 확대 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치에 개략적인 평면도이다.

도 3은 인덱스 테이블의 측면 구조도이다.

도 4는 스퀘어실을 척킹하는 동작에 대해 도시한 스퀘어실 조립유닛의 부분 측면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 척킹부의 개략적인 평면도이다.

도 6 및 도 7은 각각 스퀘어실을 오일펌프에 조립하는 동작에 대해 단계적으로 도시한 스퀘어실 조립유닛의 부분 측면도이다.

도 8은 도 2의 요부 확대도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 오일펌프 2 : 스플라인 샤프트

2a : 수나사산 2b : 내부홀

3 : 스퀘어실 장착부 4 : 스퀘어실

5 : 스냅링 6 : 오일실

100 : 로봇프레임 110 : 유닛이동부

130 : 인덱스 테이블 140 : 카세트

150 : 베이스 200 : 스퀘어실 조립유닛

210 : 조립유닛 바디 230 : 척킹배치부

240 : 회전유닛 250 : 가압조립부

260 : 제1 컬럼 270 : 제1 슬라이더

280 : 제1 승하강 구동부

Claims (16)

1. 스퀘어실의 조립을 위한 인라인(IN-LINE)화된 작업 라인을 형성하는 로봇프레임; 및

   상기 로봇프레임의 일측에 마련되며, 상기 스퀘어실을 척킹하여 오일펌프의 스퀘어실 장착부에 자동으로 조립하는 스퀘어실 조립유닛을 포함하며,

   상기 로봇프레임에는 상기 스퀘어실 조립유닛을 상기 로봇프레임 상에서 상기 로봇프레임의 길이 방향을 따라 이동시키는 유닛이동부가 마련되는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스퀘어실 조립유닛은,

   조립유닛 바디;

   상기 조립유닛 바디에 승하강 이동 가능하게 연결되며, 상기 스퀘어실을 척킹하여 상기 오일펌프의 스퀘어실 장착부에 배치시키는 척킹배치부; 및

   상기 척킹배치부와 인접되게 상기 조립유닛 바디에 승하강 이동 가능하게 연결되며, 상기 스퀘어실 장착부에 배치된 상기 스퀘어실을 상기 스퀘어실 장착부로 가압하여 조립하는 가압조립부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 스퀘어실 조립유닛은,

   상기 조립유닛 바디의 일측에 상하 방향을 따라 기립 배치되는 제1 컬럼;

   상기 제1 컬럼에 결합되어 상기 제1 컬럼에 대해 승하강 이동하며, 일측에 상기 척킹배치부가 연결되어 있는 제1 슬라이더; 및

   상기 제1 컬럼에 대해 상기 제1 슬라이더를 승하강 구동시키는 제1 승하강 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1 승하강 구동부는,

   상기 제1 컬럼과 상기 제1 슬라이더 사이에 마련되는 제1 승하강 레일; 및

   상기 제1 컬럼 측에 고정되어 상기 제1 승하강 레일을 통해 상기 제1 슬라이더를 승하강 이동시키는 제1 승하강 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 제1 컬럼의 하부 영역에는 상기 제1 슬라이더의 하강 위치를 제한하는 제1 스토퍼가 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
6. 제2항에 있어서,

   상기 척킹배치부는,

   상기 스퀘어실의 내부 영역에서 반경 방향 외측으로 팽창되면서 상기 스퀘어 실을 척킹하되 반경 방향 내측 및 외측으로 이동 가능한 다수의 척킹블록; 및

   상기 다수의 척킹블록이 반경 방향 내측 및 외측으로 이동하도록 상기 다수의 척킹블록을 구동시키는 블록구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 다수의 척킹블록은 원주 방향을 따라 상호간 등각도 간격으로 배열되는 4개의 척킹블록인 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 4개의 척킹블록 각각의 외면은 아크(arc) 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
9. 제3항에 있어서,

   상기 가압조립부는,

   실질적으로 상기 스퀘어실의 상면에 접촉되어 상기 스퀘어실을 가압하는 가압판부;

   상기 가압판부에 연결되어 상기 가압판부를 승하강 이동시키는 다수의 가압축; 및

   상기 다수의 가압축을 승하강 구동시키는 제2 승하강 구동부를 포함하는 것 을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 제2 승하강 구동부는,

    상기 다수의 가압축을 상부에서 상호 연결하는 축연결부; 및

    상기 제1 슬라이더에 결합되고 로드의 단부가 상기 축연결부에 연결되는 제2 승하강 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기 다수의 가압축은 원주 방향을 따라 상호간 등각도 간격을 가지고 배열되는 3개의 가압축이며,

    상기 3개의 가압축의 중앙 영역에는 상기 3개의 가압축을 삼각형의 형태로 지지하는 삼각지지부가 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 가압조립부를 소정 각도 회전시키는 회전유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 회전유닛은,

    상기 로봇프레임에 인접하게 마련되며, 회전 실린더본체와, 상기 회전 실린더본체로부터 길이 연장 및 축소 가능하게 마련되는 회전 실린더로드를 갖는 회전 실린더;

    상기 로봇프레임의 일측에 대하여 상기 회전 실린더본체를 상대 회전 가능하게 연결하는 제1 힌지부; 및

    상기 삼각지지부에 대하여 상기 회전 실린더로드를 상대 회전 가능하게 연결하는 제2 힌지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
14. 제1항에 있어서,

    상기 로봇프레임의 일측에는 다단으로 적층된 상기 스퀘어실을 지지하는 다수의 카세트가 마련되는 인덱스 테이블이 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.
15. 삭제
16. 제1항에 있어서,

    상기 로봇프레임의 타측에 마련되어 상기 오일펌프를 지지하는 베이스; 및

    상기 베이스로 상기 작업 대상의 오일펌프를 로딩시키는 로딩로봇을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 스퀘어실의 조립장치.

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