KR100991556B1 - 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 에프엠에이치 부착장치 - Google Patents

자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 에프엠에이치 부착장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 동일한 1대의 설비로 사양이 다른 이종의 FMH를 부착할 수 있도록 하기 위한 것으로, 부착장치의 상부에는 연직방향으로 균일하게 상하 이동 및 탄성가압을 하는 가압승강수단과, 가압승강수단 하부에 수평으로 장착되어, 부착하는 헤드 라이너 종류와 크기에 따라서 회전선택이 가능한 FMH 회전 안착대와, FMH 회전 안착대를 구동하기 위해 상기 승강수단 상면에 장착된 감속모터와, 부착장치 하부에는 FMH 부착면이 형성된 하부형상지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치이다.
본 발명에 의한 자동차 헤드 라이너 내장재 FMH 부착장치는 간단한 조작을 통하여 FMH 안착판을 사양에 회전/선택할 수 있어 1대의 설비로 사양이 다른 이종의 FMH 부착작업을 할 수 있다. 또한, 추가적인 설비증설이 요구되지 않아, 설비투자비 절감을 할 수 있고, 설치공간 확보의 부담이 필요없으며, 사양이 다른 FMH 부착작업을 1대의 설비로 한 장소에서 처리하므로 작업공정이 단순화되고, FMH의 부착위치 불량과 이종부착 등의 품질불량이 방지되어 생산성이 높아지는 효과가 있다.

Description

자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 에프엠에이치 부착장치{ROTARY APPARATUS FOR ATTACHMENT TO HEADLINER OF DIFFERENT RIB TYPE FREE MOTION HEADFORM}
본 발명은 자동차의 천장 내장재인 헤드 라이너(Head Liner)에 FMH(Free Motion Head Form)를 부착하는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 1대의 설비를 이용하여 사양이 다른 자동차의 헤드 라이너에 이종(異種)의 리브(Rib)형 FMH를 부착하는 장치에 관한 것이다.
자동차의 헤드 라이너의 내장재인 FMH는 자동차 지붕과 천장재 사이의 간격을 유지하는 보강재인 동시에 단열성, 흡차음성(吸遮音性) 및 자동차 충돌사고시에 탑승자의 머리를 충격으로부터 보호할 수 있는 충격흡수기능이 요구된다.
이러한 FMH에는 폴리우레탄 폼, 폴리프로필렌 폼 또는 폴리에틸렌 폼, 스치로 폼 등을 발포성형한 발포형과, 합성수지재로 허니컴, 격자형, 다각형 등의 형상으로 사출성형한 리브(Rib)형이 있다.
자동차 헤드 라이너에 FMH를 부착하는 작업은 차종에 따라 또는 동일 차종인 경우에도 다양한 사양의 FMH를 부착하게 된다. 종래의 부착작업은 설비 1대에 1가지 사양만 적용이 가능하기 때문에 헤드 라이너에 2~4가지의 다양한 이종 사양이 적용되는 FMH를 부착하기 위해서는 여러 대의 부착설비를 설치해야 했고, 또한 요구되는 사양의 지그를 작업공정마다 탈부착해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 다양한 이종 사양의 FMH에 부착하기 위해서는 다단계의 공정을 거쳐야 했고, 공정마다 부착설비를 설치해야 했기 때문에 넓은 설치공간의 확보와 고비용의 설비투자를 해야하는 문제점과, 다단계의 작업공정과 이종부착 또는 부착위치 착오로 인해 상당한 품질불량이 발생하여 생산성이 낮다는 문제점도 있었다.
한국 등록특허 10-0666038호에는 FMH 부착 지그(jig)를 이용하여 FMH 조립성을 향상시키고, FMH의 부착위치 산포를 줄일 수 있고, FMH의 이종조립되는 것을 방지할 수 있는 FMH 취부장치를 개시하고 있으나, 설비 1대에 1가지 사양만 적용이 가능하기 때문에 다양한 이종 사양이 적용되는 FMH를 부착하기 위해서는 요구되는 사양의 지그를 작업공정마다 탈부착해야 하는 문제점이 있다.
한국 등록특허 10-0772162호에는, FMH 부착시, FMH가 사양별로 고정되는 수개의 부착지그가 착탈가능하게 장착되는 공급장치를 설정된 각도로 회전시키고, 로봇 아암이 회전하여 공급장치로부터 부착지그를 탈거하며, 부착지그에 고정된 FMH를 조립라인에 대기중인 대차에 탑재된 헤드라이너에 부착하는 작업공정을 무인 자동화할 수 있도록 한 로봇을 이용한 자동차용 내장재 공급장치를 개시하고 있으나, 장치구성과 제어가 복잡하고, 장치비가 고가라는 문제점이 있다.
한국 등록특허 10-0666038호 한국 등록특허 10-0772162호
본 발명은, 동일한 설비에서 사양이 다른 이종의 FMH를 부착할 수 있도록 하여, 공정의 단순화 및 작업성을 향상시켜 인건비를 절감하고, 또한 설비 투자비를 절감하고 설치공간을 줄일 수 있는 자동차 헤드 라이너용 리브형 FMH의 이종사양을 동시에 부착하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 헤드 라이너에 대한 FMH의 부착위치 불량과 이종부착되는 것을 방지하여 품질결함을 줄여 생산성을 높일 수 있는 자동차 헤드 라이너용 리브형 FMH의 이종사양을 부착하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 동일한 1대의 설비로 사양이 다른 이종의 FMH를 부착할 수 있도록 하기 위하여, 부착장치의 상부에는 연직방향으로 균일하게 상하 이동 및 탄성가압을 하는 가압승강수단과, 가압승강수단 하부에 수평으로 장착되어, 부착하는 FMH 종류와 크기에 따라서 회전선택이 가능한 회전 안착대와, 회전 안착대를 구동하기 위해 가압승강수단 상면에 장착된 감속모터와, FMH 부착면이 형성된 하부형상지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치의 제공에 의하여 달성된다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 자동차 헤드 라이너 내장재 FMH 부착장치는 간단한 조작을 통하여 FMH 안착판을 사양에 회전/선택할 수 있어 1대의 설비로 사양이 다른 이종의 FMH 부착작업을 할 수 있다.
따라서, 추가적인 설비증설이 요구되지 않아, 설비투자비 절감을 할 수 있고, 설치공간 확보의 부담이 필요없게 된다. 또한, 사양이 다른 FMH 부착작업을 1대의 설비로 한 장소에서 처리하므로 작업공정이 단순화되고, FMH의 부착위치 불량과 이종부착 등의 품질불량이 방지되어 생산성이 높아진다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치 사시도.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치의 정면도.
도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치의 측면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로터리 FMH 안착대와 가압 승강수단과 결합된 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 FMH 안착대의 분해 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가압 승강수단과 로터리 FMH 안착대 및 위치고정수단을 지지고정하는 측판의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 위치고정수단의 사시도.
도 6은 헤드 라이너 받침대에 헤드 라이너가 안착된 평면도.
도 7a 표준형 자동차의 성형된 헤드 라이너에 FMH가 부착된 사진.
도 7b 선 루프형 자동차의 성형된 헤드 라이너에 FMH가 부착된 사진.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 나사결합이나 용접고정 등과 같이 도시하지 않거나 설명하지 않아도 당업분야의 전문가가 통상적으로 이해할 수 있는 것은 도면과 설명에서 생략한다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치(10)는, 상부에 압력용기(13d)에 저장된 공기압과 에어실린더/로드(13a) 및 랙/피니언 기어(13c)의 작동에 의해 연직방향으로 일정하게 상하 이동하여 헤드 라이너(11)에 탄성가압을 하여 FMH 형상지그(12)를 부착하는 적어도 2개 이상의 가압 승강수단(13)과, 가압 승강수단(13) 하부에 수평으로 장착되어, 부착되는 FMH 형상지그(12) 종류와 크기에 따라서 회전선택이 가능한 로터리 FMH 형상지그 안착대와, 로터리 FMH 형상지그 안착대를 구동하기 위해 가압 승강수단 상면 베이스(13d) 일단에 장착된 감속모터(15)와, 가압 승강수단(13) 및 로터리 FMH 형상지그 안착대를 지지고정하고 구동력을 전달하는 좌/우 양 측판(16)과, 좌/우 양 측판(16)에 부착되어 로터리 FMH 형상지그 안착대를 정확한 위치에 고정하는 위치고정수단(17)과, FMH 부착장치(10) 하부에 FMH 부착면이 형성된 헤드 라이너의 받침대(18)와, 상기의 구성품들을 전기적 또는 기계적으로 작동제어하는 제어수단(미도시)과, 이들을 지지 및 고정시키는 철제 4각주 및 형강, 철판으로 된 본체 프레임으로 구성된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가압 승강수단(13)과 로터리 FMH 형상지그 안착대가 결합된 사시도이며, 가압 승강수단(13)은 압력용기(13d)에 저장된 공기압으로 작동되는 에어 실린더 로드(13a)와, 에어 실린더 로드(13a)는 하단이 가압 승강수단 상면 베이스(13b) 중심부에 플랜지로 나사고정되고, 에어 실린더 로드(13a) 양쪽 단부의 상부면(13d)에 랙(13c)과 피니언기어(미도시), 그리고 감속모터(15)가 설치되어 구성된다. 또한, 로터리 FMH 형상지그 안착대는 수평방향으로 장축을 가진 회전이 자유로운 로터 샤프트(14a)와, 로터 샤프트(14a)의 일단에는 구동력을 받는 타이밍 풀리14e)와, 상기 로터 샤프트(14a)와 축방향으로 평행하게 부착 고정된 2면 내지 4면의 FMH 안착대(14b, 도 1b의 14b-I, 14b-II, 14b-III, 14b-IV)와, 상기 로터 샤프트(14a)의 양단을 지지하는 4각 지지판(14c)과, 상기 4각 지지판(14c)의 끝단 중심에 형성되어 로터리 FMH 형상지그 안착대 위치를 일정한 위치에 고정하게 하는 결합공(14d)으로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상부 압력용기(13d)에 저장된 압축공기를 에어 실린더(13a) 배관 피팅재의 Up 또는 Down쪽에 선택적으로 공급하여 승강수단(13)을 승하강시키게 되는데, 이때, 에어 실린더 로드(13a) 양쪽 단부의 상부면(13d)에 설치된 랙(13c)과 피니언기어(미도시)와 상호동조하여 승강수단(13)이 균일한 높이를 유지하면서 승하강하게 되고 흔들림이 방지된다. 또한 에어 실린더(13a)에 부착된 공기 조절밸브(미도시)에 의해 승하강 속도와 압착력이 조절되며 에어 실린더 로드(13a)에 가해진 공기압의 완충작용으로 탄성압착을 하게 되므로 FMH 형상지그(12)와 헤드 라이너(11)가 손상되지 않고 안전하게 압착 및 부착된다.
또한, 도 2 및 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, FMH 형상지그(12) 부착작업이 예상되는 차종과 FMH 형상지그(12)의 사양에 따라서, FMH 형상지그(12)를 안착할 수 있는 FMH 안착대(14b, 도 1b의 14b-I, 14b-II, 14b-III, 14b-IV)를 사전에 준비하여 로터리 FMH 형상지그 안착대에 조립하여 두고, 부착작업을 할 차종과 FMH 형상지그(12)의 사양이 정해지면, 감속 모터(15)를 동작시켜서 벨트(미도시)로 연결된 타이밍 풀리14e)를 구동하여 해당되는 FMH 안착대(14b, 도 1b의 14b-I, 14b-II, 14b-III, 14b-IV) 중 하나를 하방으로 향하도록 선택하고, 상기 위치고정수단(17)의 에어 실린더(17b)에 압력을 가하여 고정핀(17a)을 전진 돌출시켜 고정한다. 따라서, 본 발명에 의한 자동차 헤드 라이너 내장재 FMH 부착장치는 간단한 조작을 통하여 FMH 형상지그(14b)를 사양에 따라 회전/선택할 수 있으므로 1대의 설비로 사양이 다른 이종의 FMH 부착작업을 할 수 있다. 또한, 사양이 다른 FMH 부착작업을 1대의 설비로 한 장소에서 처리하므로 작업공정이 단순화되고, FMH의 부착위치 불량과 이종부착 등의 품질불량이 방지되어 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 FMH 형상지그 안착대의 분해 사시도로서, 수평방향으로 장축을 가진 회전이 자유로운 로터 샤프트(14a)와, 상기 로터 샤프트(14a)와 축방향으로 평행하게 부착 고정된 2 내지 4면의 안착대 지지판(14f)과 FMH 형상지그(14b)와, 상기 로터 샤프트(14a)의 양단을 지지하는 4각 지지판(14c)과, 상기 4각 지지판(14c)의 끝단 중심에 형성되어 로터리 FMH 형상지그 안착대 위치를 일정한 위치에 고정하게 하는 결합공(14d)으로 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로터리 FMH 형상지그 안착대는 가압 승강수단(13) 하부의 좌우 양 측판(16)에 의해 상호결합되어 승하강 동작을 가압 승강수단(13)과 연동하여 작동한다. 또한, 로터 샤프트(14a)에 결합된 타이밍 풀리14e)에 구동력이 전달되면 양단의 4각 지지판(14c)의 4면에 조립된 FMH 형상지그(14b)가 회전하게 되어 해당하는 FMH 형상지그(14b)를 선택할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가압 승강수단(13)과 로터리 FMH 형상지그 안착대 및 위치고정수단(17)을 지지고정하는 측판(16)의 사시도로서, 상기 측판(16)은 상부에 좁은 평판(16a)과 측판(16)에 직교하는 복수개의 보강판재(16b)를 용접고정하고, 상기 측판 상부평판(16a)은 다수의 관통공(16c)을 형성하여 상기 가압 승강수단 상면부(13d)의 양단 하부에 나사고정하고, 상기 양 측판(16) 하부에는 베어링 및 베어링 하우징(16e)과 위치고정수단(17)을 부착하여 상기 로터리 FMH 형상지그 안착대의 로터 샤프트(14a)의 양단을 삽입고정한다.
도 5는 본 발명에 따른 위치고정수단(17)의 사시도이며, 끝 부분이 테이퍼(Taper)진 고정핀(17a)과, 상기 고정핀(17a)을 삽입 또는 탈착하게 하는 에어 실린더(17b) 및 고정부착용 브라켓(17c)으로 구성된다. 위치 고정수단(17)은 브라켓(17c)과 브라켓(17c)에 형성된 관통공(17d)을 이용하여 상기 측판(16)의 베어링 하우징(16d)에 근접하여 나란하게 나사고정되고, 에어 실린더 로드(17b)의 고정핀(17a)을 전진시켜서, 도 3에 나타낸 로터리 FMH 형상지그 안착대의 4각 지지판(14c)에 형성된 결합공(14d)에 삽입시킨다.
도 5에 도시되 바와 같이, 고정핀(17a)의 끝단은 테이퍼져 있기 때문에, 로터리 FMH 형상지그 안착대가 약간 어긋난 위치에 있더라도 4각 지지판(14c)에 형성된 결합공(14d)에 쉽게 삽입되어 로터리 FMH 형상지그 안착대 위치를 바로잡아 정확한 위치에 고정하게 된다.
도 6은 헤드 라이너 받침대(18)에 헤드 라이너(11)가 안착된 평면도로서, 미리 다른 공정에서 차종별로 성형된 자동차 헤드 라이너(11)가 FMH 부착작업을 하기 위해 본 발명의 FMH 부착장치(10)에 얹혀진 것을 보이고 있다. 헤드 라이너(11)가 이송장치(미도시)에 의해 차종별로 MC 나일론 등으로 제작되어 준비된 헤드 라이너 받침대(18)에 얹혀지면, 작업자는 헤드 라이너(11)의 FMH 형상지그(12)가 부착될 위치에 접착제(HOT MELT)를 도포한 다음, 가압승강 수단(13)과 차종과 사양에 따라 사전에 다양한 크기와 종류의 FMH 형상지그(12)가 동시에 안착된 로터리 FMH 형상지그 안착대를 에어 실린더(13a)를 작동시켜 하강시킨다. 로터리 FMH 형상지그 안착대에 안착되어 하강된 FMH 형상지그(12)는 헤드 라이너(11)에 동시에 탄성가압되어 부착된다. 따라서 1대의 동일한 설비로 다양한 이종사양의 FMH를 한꺼번에 동시에 한 공정으로 부착할 수 있다.
종래의 여러대의 부착설비를 사용해서 시간당 60 내지 70개 정도의 헤드 라이너 FMH 부착작업을 할 수 있었으나, 본 발명은 1대의 설비로 시간당 300 내지 800개의 헤드 라이너 FMH 부착작업을 할 수 있게 되어 작업효율이 5 내지 10배 정도 향상되었다.
도 7a는 표준형 자동차의 성형된 헤드 라이너(11)에 FMH 형상지그(12)가 부착된 사시도이며, 도 7b는 선 루프(Sun Roof)형 성형된 헤드 라이너(11)에 FMH 형상지그(12)가 부착된 사시도이다,
도 7a, 7b에서와 같이, 자동차의 헤드 라이너(11)에 부착되는 FMH 형상지그(12)는 차종에 따라서 크기, 형상, 부착위치 등이 다양하다, 따라서, 본 발명에서는 다양한 종류의 FMH를 차종, 크기, 형상, 부착위치에 구애됨이 없이 회전식 FMH 부착장치로 핵심적 장치를 제공하는 것이다.
10 : FMH 부착장치 11 : 헤드 라이너
12 : FMH 형상지그 13 : 가압 승강수단
13a :에어 실린더 로드 13b : 상면 베이스
13c : 랙/피니언 기어 13d : 압력용기
14 : 로터리 FMH 형상지그 안착대 14a : 로터 샤프트 14b : FMH 형상지그(14b-I~IV) 14c : 4각 지지판 14d :결합공 14e : 타이밍 풀리
14f : 안착대 지지판
15 : 감속모터 15a : 모터 풀리
16 : 측판 16a : 평판
16b : 보강판재 16c : 관통공
16d : 베어링/베어링 하우징 17 : 위치고정수단
17a : 고정핀 17b : 에어 실린더
17c : 브라켓 18 : 헤드 라이너 받침대

Claims (6)

  1. 자동차 헤드 라이너에 리브형 FMH를 부착하는 장치에 있어서,
    상기 부착장치의 상부에는 연직방향으로 균일하게 상하 이동 및 탄성가압을 하는 적어도 2개 이상의 가압 승강수단과,
    상기 가압 승강수단 하부에 수평으로 장착되어, 부착되는 FMH 종류와 크기에 따라서 회전선택이 가능한 로터리 FMH 형상지그 안착대와,
    상기 로터리 FMH 형상지그 안착대를 구동하기 위해 상기 가압 승강수단 상면 베이스 일단에 장착된 감속모터와,
    상기 가압 승강수단 및 상기 로터리 FMH 형상지그 안착대를 지지고정하고 구동력을 전달하는 좌/우 양 측판과,
    상기 좌/우 양 측판에 부착되어 로터리 FMH 형상지그 안착대를 정확한 위치에 고정하는 위치고정수단과,
    상기 부착장치 하부에는 FMH 부착면이 형성된 하부형상지그와,
    에어 실린더에 의해 상하 이동하는 차종별 헤드 라이너의 형상 받침지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 가압 승강수단은,
    공기압으로 작동되는 에어 실린더 로드와 상기 에어 실린더 로드의 일단이 상기 가압 승강수단 상면 베이스 중심부에 플랜지로 고정되고, 상기 플랜지 양쪽에 랙과 피니언기어를 장착한 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 로터리 FMH 형상지그 안착대는,
    수평방향으로 장축을 가진 회전이 자유로운 로터 샤프트와, 상기 로터 샤프트와 평행하게 부착 고정된 2 내지 4면의 안착대 지지판(14f)과 FMH 형상지그(14b)와, 상기 로터 샤프트의 양단을 지지하는 4각 지지판과, 상기 4각 지지판의 끝단 중심에 형성되어 로터리 FMH 안착대 위치를 일정한 위치에 고정하게 하는 결합공을 포함하여 이루진 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 감속 모터는 기어로 된 감속 모터축에 타이밍 풀리를 장착하고, 타이밍 벨트걸이에 의해 상기 로터리 FMH 형상지그 안착대를 회전시키는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 측판은 상부에 좁은 평판과 측판에 직교하는 복수개의 보강판재를 용접고정하고, 상기 측판 상부평판은 다수의 관통공(16c)을 형성하여 상기 가압 승강수단 상면부의 양단과 나사고정하고, 상기 양 측판 하부에는 베어링 및 베어링 하우징과 위치고정수단을 부착하여 상기 로터리 FMH 형상지그 안착대의 로터 샤프트의 양단을 삽입고정하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 위치고정수단은,
    상기 로터리 FMH 형상지그 안착대의 4각 지지판에 형성된 결합공에 삽입되는 끝 부분이 테이퍼(Taper)진 고정핀과, 상기 고정핀을 삽입 또는 탈착하게 하는 에어 실린더로 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 라이너 내장재 회전식 FMH 부착장치.
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