KR101008014B1 - 기어 압입 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 번에 다수의 기어를 모터 회전축에 압입하여 조립 생산성을 향상시킬 수 있으며, 일정한 압입압력과 런-아웃을 확보하여 품질을 향상시킬 수 있는 기어 압입 장치에 관한 것으로, 모터 장착용 지그가 마련되는 이송부와, 상기 지그에 모터를 안착시키는 로딩부와, 상기 모터의 회전축에 기어를 압입하는 압입부와, 상기 기어의 압입상태를 검사하는 검사부와, 상기 검사부에서 검사된 결과에 따라 불량품을 선별하여 배출하는 배출부를 포함하여 구성되되, 상기 이송부는 회전 가능하게 설치되고, 상기 로딩부, 압입부, 검사부 및 배출부는 상기 이송부를 중심으로 방사상으로 배치되어, 기어의 압입, 압입상태의 검사 및 배출의 일련과정이 연속적으로 진행할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 기어 압입 장치를 이용할 경우 조립 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

기어 압입, 압입압력, 런-아웃, 자동 공정

Description

기어 압입 장치{APPARATUS OF INSERTING GEAR}

본 발명은 기어 압입 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 한 번에 다수의 기어를 모터 회전축에 압입하여 조립 생산성을 향상시킬 수 있으며, 일정한 압입압력과 런-아웃을 확보하여 품질을 향상시킬 수 있는 기어 압입 장치에 관한 것이다.

차량에 설치되는 도어잠금장치, 공기조화장치 및 조향장치 등에는 해당 장치의 액추에이터를 구동하기 위하여 회전축에 기어가 압입된 구동모터어셈블리가 사용된다.

일례로, 차량에 설치되는 도어잠금장치는 스트라이커와 대응되어 도어를 잠금 및 해제시키는 래치유닛과, 상기 래치유닛의 잠금 레버를 잠금 또는 해제상태로 변위시키는 액추에이터로 이루어진다. 이때, 상기 도어잠금장치의 액추에이터에 마련된 출력레버는 래치유닛의 잠금 레버에 연결되어, 차량의 실내에 설치된 스위치를 조작하지 아니하고도 액추에이터의 작동만으로 잠금 레버를 잠금 또는 해제위치로 구동시킬 수 있다.

이를 위하여 상기 액추에이터는, 구동모터 및 상기 구동모터의 회전축에 압입되는 구동기어로 이루어진 구동모터어셈블리와, 래치유닛의 잠금 레버에 연동되 는 전환레버와, 모터의 회전력을 구동기어로부터 전환레버로 전달하는 전달부재를 포함하여 구성된다. 여기서 상기 구동모터어셈블리에 압입되는 구동기어는 회전축의 일정한 위치에 정확히 설치되어야만 구동모터로부터 확실한 동력을 전달받게 된다.

종래에는 상술한 바와 같은 구동모터어셈블리를 제작하기 위하여 압입지그를 이용한 수작업이 대부분이었다. 따라서 구동기어를 구동모터의 회전축에 압입하는 과정에서 압입압력의 편차가 발생할 가능성이 매우 높고, 구동기어의 런-아웃을 확보하는 것이 매우 힘들었다. 뿐만 아니라, 상술한 압입압력과 런-아웃을 작업자가 실시간으로 체크하며 제작해야하므로 생산성과 작업성이 저하되며, 특히 불량률이 높아지는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 한 번에 다수의 기어를 모터 회전축에 압입함으로써 조립 생산성을 향상시킬 수 있는 기어 압입 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 일정한 압입압력과 런-아웃을 확보하여 품질을 향상시킬 수 있는 기어 압입 장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 기어 압입 장치는, 모터 장착용 지그가 마련되는 이송부와, 상기 지그에 모터를 안착시키는 로딩부와, 상기 모터의 회전축에 기어를 압입하는 압입부와, 상기 기어의 압입상태를 검사하는 검사 부와, 상기 검사부에서 검사된 결과에 따라 불량품을 선별하여 배출하는 배출부를 포함하여 구성되되, 상기 이송부는 회전 가능하게 설치되고, 상기 로딩부, 압입부, 검사부 및 배출부는 상기 이송부를 중심으로 방사상으로 배치된다.

본 발명에 의한 기어 압입 장치를 구성하는 각 구성요소 중 상기 이송부는, 상기 지그가 상면 둘레를 따라 방사상으로 마련되는 원판형상의 턴테이블과, 상기 턴테이블을 회전시키는 구동모터와, 상기 턴테이블 및 구동모터 사이에 마련되는 전동수단을 포함한다.

상기 압입부는, 외부로부터 공급된 기어의 이송로가 내부에 형성되고 상하로 이동하는 삽입블록과, 상기 삽입블록을 관통하도록 결합되는 압입봉과, 상기 압입봉을 상하로 이동시키는 구동수단과, 상기 압입봉 및 구동수단 사이에 마련되어 압입압력을 측정하는 측정수단을 포함한다.

상기 검사부는, 상기 검사부는, 테이블과, 상기 테이블의 이송부 측 일면에서 돌출되어 모터로 전원을 공급하는 단자와, 상기 모터의 구동 시 기어의 런-아웃(run-out)을 측정하는 검사수단을 포함한다.

상기 배출부는, 검사가 완료된 모터를 언로딩하기 위한 로봇 암과, 상기 로봇 암을 이동시키는 이동수단과, 상기 검사부에서 검사된 결과에 따라 모터의 배출위치를 변경하는 제어수단을 포함한다.

본 발명에 의한 기어 압입 장치는 로딩부, 이송부, 압입부, 검사부 및 배출부를 통해 한 번에 다수의 기어를 모터의 회전축에 압입할 수 있으며 연속적인 조 립이 가능하므로 조립 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 압입부에 마련된 측정수단과 검사부에 마련된 검사수단을 이용하여 일정한 압입압력과 런-아웃을 확보할 수 있으므로 우수한 품질의 제품을 대량으로 생산할 수 있다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 기어 압입 장치의 정면과 평면을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하면 본 발명에 의한 기어 압입 장치는, 이송부(100)와, 모터(800)를 상기 이송부(100)에 안착시키는 로딩부(200)와, 상기 이송부(100)에 안착된 모터(800)의 회전축(810)에 기어(900)를 압입하는 압입부(300)와, 상기 기어(900)의 압입상태를 검사하는 검사부(400)와, 상기 검사부(400)에서 검사된 결과에 따라 불량품을 선별하여 배출하는 배출부(500)로 구성된다. 이때, 상술한 이송부(100), 로딩부(200), 압입부(300), 검사부(400) 및 배출부(500)는 본체 프레임(600)의 상면 일측에 마련되고, 그 타측에는 상기 압입부(300)로 기어(900)를 공급하는 공급부(700)가 설치된다.

상술한 각 구성요소 중 상기 본체 프레임(600)은 상면이 평탄한 프레임 구조체이며 상기 공급부(700)는 볼 피더(bowl feeder)의 일종으로, 모두 공지된 기술인바 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 본체 프레임(600)과 공급부(700) 이외에도 이미 공지된 기술이어서 그와 관련된 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명 을 생략한다.

한편, 상기 이송부(100)는 회전 가능하게 설치되고, 상기 로딩부(200), 압입부(300), 검사부(400) 및 배출부(500)가 상기 이송부(100)를 중심으로 방사상(放射狀)으로 배치된다. 즉, 상기 로딩부(200)를 통해 이송부(100)에 안착된 모터(800)는 상기 이송부(100)의 회전에 의해 압입부(300), 검사부(400) 및 배출부(500)를 거치며 기어(900)의 압입, 압입상태의 검사 및 배출의 일련과정이 연속적으로 진행된다. 따라서 본 발명에 의한 기어 압입 장치를 이용할 경우 조립 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다.

다른 한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 모터(800)와 기어(900)는 차량용 도어잠금장치에 사용되는 모터와 기어로, 상기 모터(800)는 12V 또는 24V 직류에 의해 작동하는 모터이고, 상기 기어는 두 개의 축이 서로 직교하는 경우에 동력을 전달하기 위해 사용되는 웜기어(worm gear)이다. 이때, 상기 모터(800)의 상단에는 회전축(810)이 돌출되고, 하단 일측에는 전원 공급용 접점(820)이 마련된다. 또한, 상기 기어(900)의 상단에는 가공부(910)가 마련되고, 하단 내부에는 상기 회전축(810)과의 결합을 위한 압입공(920)이 형성된다.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 의한 기어 압입 장치 중 이송부, 압입부, 검사부 및 배출부를 각각 도시하는 도면으로, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 기어 압입 장치의 각 구성요소를 살펴보면 다음과 같다. 이때, 본 실시예에서는 모터를 이송부에 안착시키는 로딩부에 대한 설명을 하지 않았는데, 이는 사용자의 요구, 제작자의 의도 등에 따라 다양한 구조의 로딩부가 적용될 수 있기 때문이 다. 일례로, 작업자가 수작업으로 직접 모터를 로딩하거나 후술할 배출부와 유사한 로봇 암 등을 이용하여 모터를 로딩할 수 있다. 후자와 같이 로봇 암 등을 이용할 경우 자동 로딩이 가능해지므로 조립 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 기어 압입 장치 중 이송부를 도시하는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 이송부(100)는 기어(도 3의 900)의 압입, 검사 및 배출작업이 연속적으로 진행될 수 있도록 모터(800)를 이송하기 위한 부분으로, 소정의 두께를 갖는 원판형상의 턴테이블(110)과, 상기 턴테이블(110)의 상면 둘레를 따라 방사상으로 마련되는 모터 장착용 지그(120, 이하 지그라 함)와, 상기 턴테이블(110)과 본체 프레임(도 1의 600) 사이에 마련되는 전동수단(130)과, 상기 전동수단(130)에 결합되는 구동모터(140)로 구성된다.

이 중에서 상기 지그(120)는 모터(800)의 장착, 기어(도 3의 900)의 압입, 검사 및 배출작업이 동시에 그리고 연속적으로 진행될 수 있도록 90도 간격으로 배치되고, 조립 생산성을 향상시키기 위하여 해당 위치마다 한 쌍씩 마련된다. 또한, 상기 지그(120)에는 모터(800)의 중단 및 하단이 모두 삽입되는 장착홈(122)이 형성되며, 후술할 런-아웃 검사 시 전원을 공급할 수 있도록 상기 모터(800)의 접점(820)과 대응되는 위치에 관통공(124)이 형성된다.

이와 같이 구성된 이송부(100)는 상기 구동모터(140)로 전원이 인가될 경우 전동수단(130)을 통하여 턴테이블(110)을 회전시키게 된다. 따라서 상기 턴테이블(110)의 상면에 마련된 지그(120) 또한 턴테이블(110)과 함께 회전하며 모터(800)를 회전 이송시키게 된다. 이때, 상기 모터(800)의 장착, 기어(도 3의 900)의 압입, 검사 및 배출작업을 진행하는 로딩부(200), 압입부(300), 검사부(400) 및 배출부(500)는 상기 턴테이블(100)을 중심으로 방사상(90도 간격)으로 배치되는바, 상기 지그(120)를 포함하는 턴테이블(110)은 90도 회전과 멈춤을 반복할 수 있도록 제어되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 의한 기어 압입 장치 중 압입부를 도시하는 도면으로, 좀 더 상세히 설명하면 압입부의 측면과 정면을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 압입부(300)는, 내부에 기어(900)의 이송로(312)가 형성되고 리니어 가이드(314)를 따라 상하로 이동하는 삽입블록(310)과, 상기 삽입블록(310)을 관통하도록 결합되어 상기 이송로(312)에 위치한 기어(900)를 모터(800)에 압입시키는 압입봉(320)과, 상기 삽입블록(310)의 하단에 마련되어 압입봉(320)에 의해 이동하는 기어(900)의 압입방향을 안내하기 위한 가이드(330)와, 상기 압입봉(320)을 상하로 이동시키는 구동수단(340)과, 상기 압입봉(320) 및 구동수단(340) 사이에 마련되어 압입압력을 측정하는 측정수단(350)으로 구성된다. 또한, 도 5를 참조하면 상기 압입부(300)의 일측에는 소정의 이송튜브(710)가 마련되는데, 상기 이송튜브(710)는 양단이 공급부(도 1의 700)와 압입부(300)에 각각 연결되어 상기 공급부(700)에서 압입부(300)로 기어(900)를 공급하기 위한 튜브이다.

이러한 구성의 압입부(300)는 상기 이송튜브(710)를 통해 기어(900)가 공급되어 삽입블록(310)으로 이송되면, 상기 가이드(330)가 모터(800)의 회전축(810)을 감쌀 때까지 하향 이동한 후, 구동수단(340)에 의해 이동하는 압입봉(320)이 기 어(900)를 가압하여 압입하게 된다. 이때, 상기 측정수단(350)은 상기 압입봉(320)에 의해 가압되는 압입압력을 측정하는 수단으로, 압입압력을 측정하는 로드셀(352) 및 상기 로드셀(352)에서 측정된 압입압력을 외부로 출력하는 인디케이터(354)로 구성된다.

한편, 상기 로드셀(352)에서 측정된 압입압력(압입봉(320)에 의한 압입압력)이 설정값을 벗어날 경우(설정값을 초과하거나 미달할 경우) NG정보를 출력한다. 이때, 작업자는 그 필요에 따라 NG정보가 출력된 상태에서 기어 압입 과정을 계속 진행하거나 중단할 수 있다.

즉, NG정보가 출력된 상태에서 기어 압입 과정을 계속 진행하게 되면 생산성은 높아지지만 불량품으로부터 기어를 제거하는 공정이 요구된다. 반면, NG정보가 출력된 상태에서 기어 압입 과정을 중단하게 되면 생산성은 다소 낮아지지만 불량률이 낮아지는 장점이 있다.

일례로, NG정보가 출력된 상태에서 기어 압입 과정을 계속 진행하는 구조를 위해 공압 및/또는 유압 실린더를 사용할 수 있고, NG정보가 출력된 상태에서 기어 압입 과정을 중단하는 구조를 위해 서보 모터 유닛를 사용할 수 있다.

따라서 작업자는 제품의 생산성 및 불량률을 고려하여 상술한 방법 및 수단 중 하나를 선택하는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 의한 기어 압입 장치 중 검사부를 도시하는 도면으로, 좀 더 상세하게는 도 6의 (a)는 검사 전 상태를 도시하는 평면도이고, 도 6의 (b)는 검사 중 상태를 도시하는 측면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 검사부(400)는, 테이블(410)과, 상기 테이블(410)의 이송부(100) 측 일면에서 돌출되어 모터(800)로 전원을 공급하는 단자(420)와, 상기 모터(800)의 구동 시 기어(900)의 런-아웃(run-out)을 측정하는 검사수단(430)으로 구성된다. 또한, 상기 검사수단(430)은 상기 테이블(410)의 이송부(100) 측 일면에서 돌출되어 모터(800) 구동 시 기어(900)와 접촉하는 다이얼 게이지(432)와, 상기 다이얼 게이지(432)에서 측정된 런-아웃 값을 외부로 출력하는 인디케이터(434)를 포함한다.

상기 검사부(400)에 의한 기어의 런-아웃 측정과정을 살펴보면, 압입부(도 5의 300)에서 기어(900)의 압입과정이 완료되면 이송부(100)는 턴테이블(110)을 회전시켜 기어(900)가 압입된 모터(800)를 검사부(400)로 회전 이송한다. 상기 모터(800)가 검사부(400)의 정면으로 이송되면 모터(800)에 전원(본 실시예에서는 12V)을 인가함과 동시에 런-아웃 값을 측정하기 위한 단자(420) 및 검사수단(430)이 설치된 테이블(410)이 모터(800) 측으로 소정 거리 이동한다. 그 후, 상기 단자(420)가 모터(800)의 접점(820)에 먼저 닿아 모터를 회전시키고, 상기 검사수단(430)의 다이얼 게이지(432)가 기어(900)의 외주면에 접촉하여 런-아웃값을 측정하게 된다. 그리고 이렇게 측정된 런-아웃 값은 인디케이터(434)를 통해 외부로 출력되어 관리자가 쉽게 인지할 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명에 의한 기어 압입 장치 중 배출부를 도시하는 도면으로, 배출부(500)는, 검사가 완료된 모터(800)를 언로딩하기 위한 로봇 암(510)과, 상기 로봇 암(510)을 이동시키는 이동수단(520)과, 검사부(400)에서 검사된 결과에 따라 모터(800)의 배출위치를 변경하는 제어수단(미도시)로 구성된다. 또한, 상기 제어수단에 의해 선별된 양품과 불량품을 개별적으로 적재하는 적재함(530)을 더 포함하여 구성된다.

여기서 상기 배출부(500)의 제어수단은 측정수단(350)에서 측정된 기어(900)의 압입압력과 검사부(400)에서 측정된 기어(900)의 런-아웃 값을 기준으로 불량품을 선별함을 특징으로 한다. 즉, 상기 제어부는 검사부(400)를 통해 기어(900)의 런-아웃 값이 측정되면, 상기 측정수단(350)에서 측정된 기어(900)의 압입압력과 런-아웃 값을 설정값과 비교하여 양품과 불량품을 선별하게 된다. 예를 들어, 본 실시예의 경우 양품으로 선별된 모터(800)는 상기 이동수단(520)을 따라 이동하는 과정에서 먼저 배출되고, 불량품은 나중에 배출되어 개별적으로 적재될 수 있도록 하였다. 또한, 상기 적재함(530)의 내부에는 격벽(532)이 마련되어 양품과 불량품이 서로 섞이지 아니하도록 하였다. 한편, 상술한 실시예는 다양한 실시예 중 하나로 반드시 이에 한정되는 것을 아니며, 사용자의 필요, 제작자의 의도에 따라 다양한 변경될 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기어 압입 장치의 구성 및 압입과정, 검사과정, 배출과정을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 기어 압입 장치의 정면과 평면을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 의한 기어 압입 장치에 사용되는 모터 및 기어를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명에 의한 기어 압입 장치 중 이송부를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명에 의한 기어 압입 장치 중 압입부를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명에 의한 기어 압입 장치 중 검사부를 도시하는 도면.

도 7은 본 발명에 의한 기어 압입 장치 중 배출부를 도시하는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 이송부 200: 로딩부

300: 압입부 400: 검사부

500: 배출부 600: 본체 프레임

700: 공급부 800: 모터

900: 기어

Claims (12)

1. 모터 장착용 지그가 마련되는 이송부;

   상기 지그에 모터를 안착시키는 로딩부;

   상기 모터의 회전축에 기어를 압입하는 압입부;

   상기 기어의 압입상태를 검사하는 검사부; 및

   상기 검사부에서 검사된 결과에 따라 불량품을 선별하여 배출하는 배출부를 포함하여 구성되되, 상기 이송부는 회전 가능하게 설치되고, 상기 로딩부, 압입부, 검사부 및 배출부는 상기 이송부를 중심으로 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이송부는, 상기 지그가 상면 둘레를 따라 방사상으로 마련되는 원판형상의 턴테이블과, 상기 턴테이블을 회전시키는 구동모터와, 상기 턴테이블 및 구동모터 사이에 마련되는 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 지그는 90도 간격으로 배치되고 해당 위치마다 한 쌍씩 마련되는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 압입부는, 외부로부터 공급된 기어의 이송로가 내부에 형성되고 상하로 이동하는 삽입블록과, 상기 삽입블록을 관통하도록 결합되는 압입봉과, 상기 압입봉을 상하로 이동시키는 구동수단과, 상기 압입봉 및 구동수단 사이에 마련되어 압입압력을 측정하는 측정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 측정수단은 로드셀과, 상기 로드셀에서 측정된 압입압력을 외부로 출력하는 인디케이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 삽입블록의 하단에는 기어의 압입방향을 안내하기 위한 가이드가 마련되는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 구동수단은 서보 모터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 구동수단은 공압 또는/및 유압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 검사부는, 테이블과, 상기 테이블의 이송부 측 일면에서 돌출되어 모터로 전원을 공급하는 단자와, 상기 모터의 구동 시 기어의 런-아웃(run-out)을 측정하는 검사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
10. 제4항에 있어서,

    상기 배출부는, 검사가 완료된 모터를 언로딩하기 위한 로봇 암과, 상기 로봇 암을 이동시키는 이동수단과, 상기 검사부에서 검사된 결과에 따라 모터의 배출위치를 변경하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 제어수단은 상기 측정수단에서 측정된 기어의 압입압력과 상기 검사부에서 측정된 기어의 런-아웃 값을 기준으로 불량품을 선별하는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.
12. 제9항에 있어서,

    상기 검사수단은, 상기 테이블의 이송부 측 일면으로 돌출되어 모터 구동 시 기어와 접촉하는 다이얼 게이지와, 상기 다이얼 게이지에서 측정된 런-아웃 값을 외부로 출력하는 인디케이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 압입 장치.

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