KR101017257B1 - Module cylinder in self-piercing rivet system - Google Patents

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KR101017257B1 KR1020080137070A KR20080137070A KR101017257B1 KR 101017257 B1 KR101017257 B1 KR 101017257B1 KR 1020080137070 A KR1020080137070 A KR 1020080137070A KR 20080137070 A KR20080137070 A KR 20080137070A KR 101017257 B1 KR101017257 B1 KR 101017257B1
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이문용
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Abstract

본 발명은 리벳이 작동 유압력에 의해 상부 모재를 관통한 후, 하부 모재에 압입되는 과정에, 상기 하부 모재에 압입되는 시점의 높은 응력(변형력)에 대응하여 상기 작동 유압력과 함께 레귤레이팅 밸브를 통하여 정밀하게 제어되어 추가적으로 제공되는 제어압에 의해 상기 하부 모재에 대하여 리벳이 압입되도록 함으로써 안정적인 셀프 피어싱 작동을 유도하는 셀프 피어싱 장치용 모듈 실린더를 제공한다.According to the present invention, a riveting valve penetrates the upper base material by the operating hydraulic pressure, and in the process of being pressed into the lower base material, in response to the high stress (strain) at the time of being pressed into the lower base material, regulating valve together with the operating hydraulic force. It provides a module cylinder for a self piercing device to induce a stable self piercing operation by allowing the rivet is pressed against the lower base material by a control pressure additionally provided through precise control.

셀프 피어싱 장치, 모듈 실린더, 앤빌, 레귤레이팅 밸브 Self Piercing Device, Modular Cylinder, Anvil, Regulating Valve

Description

셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더{MODULE CYLINDER IN SELF-PIERCING RIVET SYSTEM}Module cylinder for self-piercing rivet device {MODULE CYLINDER IN SELF-PIERCING RIVET SYSTEM}

본 발명은 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작동 유압력에 의해 리벳을 상부 모재과 하부 모재에 관통 압입하여 접합하기 위한 가압력을 제공하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더에 관한 것이다. The present invention relates to a module cylinder for a self-piercing rivet device, and more particularly, to a module cylinder for a self-piercing rivet device for providing a pressing force for press-fitting the rivet through the upper base material and the lower base material by the operating hydraulic pressure. .

최근 자동차 산업에서는 환경문제에 따른 연비의 향상을 위해 알루미늄 합금과 플라스틱 재료의 사용을 통하여 경량화를 추진중이며, 작업환경과 제품검사의 개선을 위해 점용접을 교체할 수 있는 접합방법에 대한 고찰이 이루어지고 있으며, 이와 같은 기대에 맞는 접합방식으로서 셀프 피어싱 리벳장치(self-piercing rivet systemr)가 한 예이다.Recently, the automotive industry is promoting the reduction of weight through the use of aluminum alloy and plastic materials to improve fuel efficiency due to environmental problems, and the consideration of joining method that can replace spot welding for improvement of working environment and product inspection was made. A self-piercing rivet system is an example of a joining method that meets these expectations.

상기 셀프 피어싱 리벳장치는 종래의 리벳팅이 강판 등의 모재에 리벳 접합용 구멍을 가공하여 모재 들을 접합하는데 반해, 유압력으로 리벳을 압입하여 모재와 리벳을 소성변형에 의해 접합되도록 하는 리벳팅이며, 최근의 자동차업계에서 많이 채택을 하고 있는 접합방식이다.The self-piercing riveting device is a riveting that conventional riveting processes the rivet joining holes in the base material such as steel sheet to join the base materials, while pressing the rivets by hydraulic force to join the base material and rivets by plastic deformation. This is a joining method that has been widely adopted in the recent automobile industry.

이러한 셀프 피어싱 리벳 접합은 점용접과 다른 리벳팅에 비해 다음과 같은 특징을 갖는다.This self-pierce rivet joint has the following characteristics compared to spot welding and other riveting.

첫째, 리벳 자체가 상판을 관통하여 그 선단이 하판과 함께 확장되면서 상판과 하판의 접합이 이루어짐으로 종전의 리벳팅 작업 시, 상판에 설치하는 구멍이 셀프 피어싱 리벳 접합에서는 불필요하다.First, as the rivet itself penetrates through the top plate and its tip extends along with the bottom plate, the top plate and the bottom plate are joined together, so that the hole installed in the top plate is unnecessary in the self-piercing rivet bonding during the conventional riveting work.

둘째, 이종재료와의 접합이 가능하다. 즉, 플라스틱, 고무, 알루미늄과 강판을 접합할 수 있으며, 알루미늄과 고장력 강판과의 접합도 가능하다.Second, bonding with dissimilar materials is possible. In other words, plastic, rubber, aluminum and steel sheets can be joined, and aluminum and high tensile steel sheets can also be joined.

셋째, 작업환경이 깨끗하다. 즉, 점용접 시, 발생하는 소음과 불꽃, 연기 등이 발생하지 않아 쾌적한 작업환경을 만들 수 있다.Third, the working environment is clean. That is, when spot welding, no noise, flame, smoke, etc. are generated, it is possible to create a pleasant working environment.

넷째, 접합 사이클이 단시간 내에 진행된다. 즉, 상판의 리벳팅용 구멍에 리벳을 정위치시키는 작업이 생략되고, 리벳의 체결시간이 1초 정도로 매우 짧아서 단시간 내에 리벳팅 접합 사이클을 끝낼 수 있다.Fourth, the bonding cycle proceeds in a short time. That is, the operation of positioning the rivet in the riveting hole of the top plate is omitted, and the riveting fastening time is very short, about 1 second, so that the riveting joining cycle can be completed within a short time.

이러한 셀프 피어싱 리벳장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, C형 프레임(1)이 구비되고, 리벳(L)에 가압력을 제공하는 모듈 실린더(3)가 상기 프레임(1)의 상측에 설치되며, 상기 모듈 실린더(3)에 대응하여 프레임(1)의 하측에는 앤빌 하우징(11) 내에 탄성 지지되는 앤빌 다이(13)로 구성된 앤빌유닛(5)이 설치된다.As shown in FIG. 1, the self-piercing rivet device is provided with a C-shaped frame 1, and a module cylinder 3 for providing a pressing force to the rivet L is installed on the upper side of the frame 1. In response to the module cylinder 3, an anvil unit 5 composed of an anvil die 13 elastically supported in the anvil housing 11 is installed below the frame 1.

상기 모듈 실린더(3)는 내부에 유압실(21)을 형성하여 피스톤 로드(23)가 하향 설치되는 실린더 하우징(25)이 구비되고, 상기 실린더 하우징(25)의 하단에는 상기 피스톤 로드(23)를 안내하기 위한 로드 하우징(27)이 설치된다.The module cylinder 3 has a cylinder housing 25 in which a piston rod 23 is installed downward by forming a hydraulic chamber 21 therein, and at the lower end of the cylinder housing 25, the piston rod 23. A rod housing 27 for guiding the same is installed.

즉, 상기 모듈 실린더(3)는 상기 프레임(1)의 상측에 상기 로드 하우징(27)이 끼워져 고정 설치된다. That is, the module cylinder 3 is fixed to the rod housing 27 is fitted to the upper side of the frame (1).

그리고 상기 로드 하우징(27)의 내부에는 로드 가이더(29)가 슬라이드 가능하게 설치되는데, 상기 로드 가이더(29)의 중심에는 상기 피스톤 로드(23)의 선단부가 끼워져 피스톤 로드(23)의 스트로크 작동을 안내하게 된다. In addition, a rod guider 29 is slidably installed in the rod housing 27, and a tip of the piston rod 23 is fitted in the center of the rod guider 29 to perform stroke operation of the piston rod 23. You will be guided.

또한, 상기 로드 하우징(27)의 내부에는 상기 피스톤 로드(23) 상의 리테이너(31)와 상기 로드 가이더(29)의 상단 사이에 리턴 스프링(33)이 개재된다. In addition, a return spring 33 is interposed between the retainer 31 on the piston rod 23 and the upper end of the rod guider 29 in the rod housing 27.

즉, 상기 리턴 스프링(33)은 상기 피스톤 로드(23)의 선단부 상에 끼워진 상태로, 그 상단이 피스톤 로드(23) 상에 설치된 리테이너(31)에 지지되고, 그 하단은 상기 로드 가이더(29)의 상단면에 지지되어 피스톤 로드(23)에 대하여 상기 로드 가이더(29)에 복원력을 제공하게 된다.That is, the return spring 33 is fitted on the front end of the piston rod 23, the upper end of which is supported by the retainer 31 provided on the piston rod 23, the lower end of the rod guider 29 It is supported on the top surface of the) to provide a restoring force to the rod guider 29 with respect to the piston rod (23).

그리고 상기 피스톤 로드(23)의 하단에는 앤빌 푸셔(35)가 장착되고, 상기 로드 가이더(29)의 하단에는 리벳(L)을 걸도록 죠(37; Jaw)가 설치되며, 상기 죠(37)의 하단에는 상기 리벳(L)을 안내하는 리셉태클(39; Receptacle)이 장착된다.And an anvil pusher 35 is mounted on the lower end of the piston rod 23, a jaw (37; Jaw) is installed on the lower end of the rod guider 29 to hang the rivet (L), the jaw (37) At the bottom of the receptacle 39 (Receptacle) for guiding the rivet (L) is mounted.

따라서 이러한 구성을 갖는 셀프 피어싱 리벳장치는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 최초 상기 죠(37)의 내부로 리벳(L)이 공급되고, 접합할 2장의 강판(10)이 상기 모듈 실린더(3)와 앤빌 다이(13) 사이로 위치되면, 상기 모듈 실린더(3)의 상부 유압 공급구(P1)를 통하여 유압이 공급되어 피스톤 로드(23)를 전진 구동시키게 된다. Therefore, in the self-piercing riveting device having such a configuration, as shown in FIG. 2, the rivet L is first supplied into the jaw 37, and the two steel sheets 10 to be bonded are the module cylinder 3. ) And the anvil die 13, the hydraulic pressure is supplied through the upper hydraulic supply port P1 of the module cylinder 3 to drive the piston rod 23 forward.

그러면, 상기 피스톤 로드(23)는 리턴 스프링(33)에 의해 지지되는 로드 가이더(29)와 함께 하강하게 되며, 이에 따라 로드 가이더(29) 선단의 리셉태클(39) 이 앤빌 다이(13)와 함께, 2장의 강판(10)을 먼저 클램핑한다.Then, the piston rod 23 is lowered together with the rod guider 29 supported by the return spring 33, so that the receptacle 39 at the tip of the rod guider 29 is moved with the anvil die 13. Together, the two steel sheets 10 are clamped first.

이러한 상태로, 상기 모듈 실린더(3)의 피스톤 로드(23)가 유압에 의해 계속해서 전진 구동하면, 상기 앤빌 푸셔(35)가 리벳(L)을 접합할 강판(10)에 대하여 가압하여 압입시키게 된다. In this state, when the piston rod 23 of the module cylinder 3 continues to be driven forward by hydraulic pressure, the anvil pusher 35 presses and presses against the steel plate 10 to which the rivet L is to be joined. do.

즉, 상기 리벳(L)은 상부 모재인 상판(7)을 관통하여 하부 모재인 하판(9)에 대해서 압입되면서 앤빌 다이(13)의 성형골(41)을 따라 침투되며, 이로써 상기 2장의 강판(10)은 앤빌 다이(13)의 성형골(41)의 형상을 따라 리벳(L)의 선단이 반지름 방향으로 확장 변형되어 접합을 이루게 된다. That is, the rivet L penetrates through the shaping bone 41 of the anvil die 13 while penetrating through the upper plate 7 as the upper base material and pressed against the lower plate 9 as the lower base material. 10, the tip of the rivet L extends in the radial direction along the shape of the shaping bone 41 of the anvil die 13 to form a joint.

이후, 상기 모듈 실린더(3)는 하부 유압 공급구(P2)를 통하여 유압이 공급되어 피스톤 로드(23)를 다시 후진 구동하여 원위치로 복원시키게 된다. Thereafter, the module cylinder 3 is supplied with hydraulic pressure through the lower hydraulic pressure supply port P2, and the piston rod 23 is driven backward to restore the original position.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 셀프 피어싱 리벳장치는 리벳(L)이 작동 유압력에 의해 상부 모재인 상판(7)을 관통한 후, 하부 모재인 하판(9)에 압입되는 과정 중에, 상기 하판(9)에 압입되는 시점의 높은 응력(변형력)에 대응하도록 필요이상으로 높은 유압을 사용하여야 하며, 이에 따라 리벳(L)이 하판(9)에 압입되는 중에 불균일하고 높은 가압력에 의해 하판(9) 상에 크랙을 발생시키는 등, 접합부 강도를 저하시키는 문제점을 내포하고 있다. However, in the conventional self-piercing riveting device as described above, after the rivet L penetrates the upper plate 7 which is the upper base material by the operating hydraulic force, and is pressed into the lower plate 9 which is the lower base material, the lower plate ( 9) High hydraulic pressure should be used more than necessary to cope with high stress (strain) at the time of press-fitting into 9). Accordingly, the rivet L is pressurized by the lower plate 9 by the nonuniform and high pressing force. There is a problem of lowering the strength of the joint, such as generating cracks in the phase.

따라서 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 리벳이 작동 유압력에 의해 상부 모재를 관통한 후, 하부 모재에 압입되는 과정에, 상기 하부 모재에 압입되는 시점의 높은 응력(변형력)에 대응하여 상기 작동 유압력과 함께 레귤레이팅 밸브를 통하여 정밀하게 제어되어 추가적으로 제공되는 제어압에 의해 상기 하부 모재에 대하여 리벳이 압입되도록 함으로써 안정적인 셀프 피어싱 작동을 유도하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더를 제공하는 것이다. Therefore, the present invention has been invented to solve the above disadvantages, the problem to be solved by the present invention is that the rivet penetrates into the lower base material after penetrating the upper base material by the operating hydraulic force, the lower base material In response to the high stress (deformation force) at the time of indentation, it is precisely controlled through the regulating valve together with the operating hydraulic pressure to induce a stable self piercing operation by injecting the rivet into the lower base material by the additionally provided control pressure. It is to provide a module cylinder for a self-piercing rivet device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더는 내부에 유압실을 형성하여 피스톤 로드가 하향 설치되는 실린더 하우징과, 상기 실린더 하우징의 하단에 설치되어 상기 피스톤 로드를 안내하는 로드 하우징과, 상기 피스톤 로드의 선단부가 끼워진 상태로 상기 로드 하우징의 내부에 슬라이드 가능하게 설치되는 로드 가이더와, 상기 피스톤 로드 상의 리테이너와 상기 로드 가이더의 상단 사이에 개재되는 리턴 스프링과, 상기 피스톤 로드 하단에 장착되는 앤빌 푸셔와, 상기 로드 가이더의 하단에 설치되는 죠와, 상기 죠의 하단에 장착되는 리셉태클을 포함하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더에 있어서, Module cylinder for a self-piercing rivet device of the present invention for achieving the above object is to form a hydraulic chamber therein the cylinder housing is installed piston rod downward, and installed in the lower end of the cylinder housing to guide the piston rod A rod guide, a rod guider slidably installed inside the rod housing with the tip end of the piston rod fitted, a return spring interposed between a retainer on the piston rod and an upper end of the rod guider, and the piston rod In the module cylinder for a self-piercing rivet device comprising an anvil pusher mounted on the bottom, a jaw installed on the bottom of the rod guider, and a receptacle mounted on the bottom of the jaw,

상기 피스톤 로드의 내부 중심을 따라 그 상단으로부터 일정구간 관통 형성되어 제어 유압실을 형성하는 로드 가이드 홀; 상기 로드 가이드 홀에 슬라이드 가 능하게 삽입된 상태로, 상기 실린더 하우징의 내측 상면에 상단이 고정 설치되며, 내부에는 관통된 제어압 유로를 형성하는 레귤레이팅 로드; 상기 실린더 하우징의 상부에 내측에 구성되어 상부 유압 공급구와 연결되는 제어압 입력통로와, 상기 레귤레이팅 로드의 제어압 유로와 연결되는 제어압 출력통로에 각각 연결되어 설정압 이상의 작동 유압이 제어압 입력통로로 공급되면, 이를 제어압 출력통로와 연결된 상기 레귤레이팅 로드 상의 제어압 유로를 통하여 상기 제어 유압실에 제어압으로 공급하는 레귤레이팅 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A rod guide hole penetrating a predetermined section from an upper end along an inner center of the piston rod to form a control hydraulic chamber; A regulating rod configured to be slidably inserted into the rod guide hole, the upper end of which is fixed to an inner upper surface of the cylinder housing, and having a penetrating control pressure passage therein; The control oil pressure input passage is formed inside the upper part of the cylinder housing and connected to the control pressure input passage connected to the upper hydraulic supply port, and to the control pressure output passage connected to the control pressure flow path of the regulating rod. When supplied to the passage, it is characterized in that consisting of a regulating valve for supplying the control pressure to the control hydraulic chamber through a control pressure passage on the regulating rod connected to the control pressure output passage.

상기 제어압 출력통로는 상기 상부 유압 공급구와 제어압 리턴통로로 연결되고, 상기 제어압 리턴통로 상에는 상기 상부 유압 공급구로부터 제어압 출력통로로 유압흐름을 차단하는 체크밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.The control pressure output passage is connected to the upper hydraulic supply port and the control pressure return passage, characterized in that a check valve is provided on the control pressure return passage to block the hydraulic flow from the upper hydraulic supply port to the control pressure output passage. .

상기 레귤레이팅 밸브는 밸브 하우징과; 상기 밸브 하우징의 내부에 2개의 랜드를 가지며 설치되는 밸브 스풀; 상기 밸브 스풀을 일방향으로 지지하는 밸브 스프링;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The regulating valve includes a valve housing; A valve spool having two lands inside the valve housing; And a valve spring that supports the valve spool in one direction.

상기 밸브 하우징의 외측에는 상기 밸브 스프링의 탄성력을 조절하기 위한 조절캡이 장착하는 것을 특징으로 한다.An outer side of the valve housing is characterized in that the adjustment cap for adjusting the elastic force of the valve spring is mounted.

상기 밸브 스풀은 초기에 제어압 입력통로와 제어압 출력통로 사이에 제1랜드가 위치되고, 상기 제어압 출력통로의 외측으로 제2랜드가 위치되는 것을 특징으로 한다.The valve spool is initially characterized in that the first land is located between the control pressure input passage and the control pressure output passage, the second land is located outside the control pressure output passage.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더에 의 하면, 리벳이 작동 유압력에 의해 상부 모재를 관통한 후, 하부 모재에 압입되는 과정에, 상기 하부 모재에 압입되는 시점의 높은 응력(변형력)에 대응하여 상기 작동 유압력과 함께 레귤레이팅 밸브를 통하여 정밀하게 제어되어 추가적으로 제공되는 제어압에 의해 상기 하부 모재에 대하여 리벳이 압입되도록 함으로써 안정적인 셀프 피어싱 작동을 유도한다.As described above, when the module cylinder for the self-piercing riveting device according to the present invention, the rivet penetrates the upper base material by the operating hydraulic pressure, and then is pressed at the lower base material in the process of being pressed into the lower base material, In response to the stress (strain), the rivet is pressed against the lower base material by a control pressure additionally provided through the regulating valve together with the operating hydraulic pressure to induce a stable self piercing operation.

즉, 상기 리벳이 작동 유압력에 의해 상부 모재인 상판을 관통한 후, 하부 모재인 하판에 압입되는 과정 중에, 상기 하판에 압입되는 시점의 높은 응력(변형력)에 대응하여 상기 레귤레이팅 밸브를 통하여 정밀하게 제어된 제어압을 사용함으로써, 불필요하게 높은 유압을 작동 유압으로 설정할 필요가 없으며, 이로 인해 리벳이 하판에 압입되는 중에 균일하고 안정적인 가압력을 제공받도록 하여 하판 상에 크랙을 발생시키는 등의 문제점을 해소할 수 있는 효과가 있다. That is, after the rivet penetrates the upper plate as the upper base material by the operating hydraulic force, and is pressed into the lower plate as the lower base material, the riveting valve responds to the high stress (strain) at the time of being pressed into the lower plate through the regulating valve. By using a precisely controlled control pressure, it is not necessary to set an unnecessarily high hydraulic pressure as the working hydraulic pressure, which causes problems such as cracking on the bottom plate such that the rivet is provided with a uniform and stable pressing force while being pressed into the bottom plate. There is an effect that can be eliminated.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모듈 실린더의 단면 구성도이다. 3 is a cross-sectional view of a module cylinder according to an embodiment of the present invention.

단, 본 발명의 구성을 설명함에 있어, 종래 기술의 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다. However, in describing the configuration of the present invention, the same components as those in the prior art will be described with the same reference numerals.

먼저, 본 실시예에 따른 모듈 실린더가 적용되는 셀프 피어싱 리벳장치는, 도 3에서 도시한 바와 같이, C형 프레임(1)이 구비되고, 리벳(L)에 가압력을 제공하는 모듈 실린더(3)가 상기 프레임(1)의 상측에 설치되며, 상기 모듈 실린더(3)에 대응하여 프레임(1)의 하측에는 앤빌 하우징(11) 내에 탄성 지지되는 앤빌 다이(13)로 구성된 앤빌유닛(5)이 설치된다.First, in the self-piercing riveting device to which the module cylinder according to the present embodiment is applied, as shown in FIG. 3, the C-shaped frame 1 is provided, and the module cylinder 3 providing the pressing force to the rivet L. Is installed on the upper side of the frame (1), the anvil unit (5) composed of an anvil die (13) elastically supported in the anvil housing (11) below the frame (1) corresponding to the module cylinder (3) Is installed.

본 실시예에 따른 상기 모듈 실린더(3)는 내부에 유압실(21)을 형성하여 피스톤 로드(23)가 하향 설치되는 실린더 하우징(25)이 구비되고, 상기 실린더 하우징(25)의 하단에는 상기 피스톤 로드(23)를 안내하기 위한 로드 하우징(27)이 설치된다.The module cylinder 3 according to the present embodiment is provided with a cylinder housing 25 in which a piston rod 23 is installed downward by forming a hydraulic chamber 21 therein, and at the lower end of the cylinder housing 25 A rod housing 27 is installed to guide the piston rod 23.

즉, 상기 모듈 실린더(3)는 상기 프레임(1)의 상측에 상기 로드 하우징(27)이 끼워져 고정 설치된다. That is, the module cylinder 3 is fixed to the rod housing 27 is fitted to the upper side of the frame (1).

그리고 상기 로드 하우징(27)의 내부에는 로드 가이더(29)가 슬라이드 가능하게 설치되는데, 상기 로드 가이더(29)의 중심에는 상기 피스톤 로드(23)의 선단부가 끼워져 피스톤 로드(23)의 스트로크 작동을 안내하게 된다. In addition, a rod guider 29 is slidably installed in the rod housing 27, and a tip of the piston rod 23 is fitted in the center of the rod guider 29 to perform stroke operation of the piston rod 23. You will be guided.

또한, 상기 로드 하우징(27)의 내부에는 상기 피스톤 로드(23) 상의 리테이너(31)와 상기 로드 가이더(29)의 상단 사이에 리턴 스프링(33)이 개재된다. In addition, a return spring 33 is interposed between the retainer 31 on the piston rod 23 and the upper end of the rod guider 29 in the rod housing 27.

즉, 상기 리턴 스프링(33)은 상기 피스톤 로드(23)의 선단부 상에 끼워진 상태로, 그 상단이 피스톤 로드(23) 상에 설치된 리테이너(31)에 지지되고, 그 하단은 상기 로드 가이더(29)의 상단면에 지지되어 피스톤 로드(23)에 대하여 상기 로드 가이더(29)에 복원력을 제공하게 된다.That is, the return spring 33 is fitted on the front end of the piston rod 23, the upper end of which is supported by the retainer 31 provided on the piston rod 23, the lower end of the rod guider 29 It is supported on the top surface of the) to provide a restoring force to the rod guider 29 with respect to the piston rod (23).

여기서, 상기 피스톤 로드(23)에는 그 내부 중심을 따라 그 상단으로부터 일정구간 관통되어 로드 가이드 홀(51)이 형성된다. Here, the piston rod 23 penetrates a predetermined section from the upper end along the inner center thereof to form a rod guide hole 51.

상기 로드 가이드 홀(51)에는 레귤레이팅 로드(53)가 슬라이드 가능하게 삽 입되어 설치되는데, 상기 레귤레이팅 로드(53)는 그 상단이 상기 실린더 하우징(25)의 내측 상면에 고정 설치되고, 그 내부에는 관통된 제어압 유로(55)를 형성하여 구성된다. A regulating rod 53 is slidably inserted into the rod guide hole 51. The regulating rod 53 has an upper end fixed to an inner upper surface of the cylinder housing 25. It is comprised by forming the penetrating control pressure flow path 55 inside.

또한, 상기 레귤레이팅 로드(53)는 상기 로드 가이드 홀(51)에 삽입된 상태로, 이 로드 가이드 홀(51) 내부에 제어 유압실(57)을 형성하게 된다. In addition, the regulating rod 53 is inserted into the rod guide hole 51 to form a control hydraulic chamber 57 in the rod guide hole 51.

그리고 상기 실린더 하우징(25)의 상부에는 레귤레이팅 밸브(60)가 구성된다. And the upper part of the cylinder housing 25 is a regulating valve 60 is configured.

상기 레귤레이팅 밸브(60)는 그 일측이 제어압 입력통로(L1)를 통하여 상부 유압 공급구(P1)와 연결되고, 상기 레귤레이팅 밸브(60)의 타측이 제어압 출력통로(L2)를 통하여 상기 레귤레이팅 로드(53)의 제어압 유로(55)와 연결된다. 또한, 상기 제어압 출력통로(L2)는 상기 상부 유압 공급구(P1)와 제어압 리턴통로(L3)로 연결된다. One side of the regulating valve 60 is connected to the upper hydraulic supply port P1 through the control pressure input passage L1, and the other side of the regulating valve 60 is through the control pressure output passage L2. It is connected to the control pressure passage 55 of the regulating rod 53. In addition, the control pressure output passage (L2) is connected to the upper hydraulic pressure supply port (P1) and the control pressure return passage (L3).

여기서, 상기한 제어압 입력통로(L1)와 제어압 출력통로(L2) 및 제어압 리턴통로(L3)는 모두 상기 실린더 하우징(5)의 상부 내측에 통로로 형성된다. Here, the control pressure input passage (L1), the control pressure output passage (L2) and the control pressure return passage (L3) are all formed as a passage inside the upper portion of the cylinder housing (5).

또한, 상기 제어압 리턴통로(L3) 상에는 상기 상부 유압 공급구(P1)로부터 제어압 출력통로(L2)로 유압흐름을 차단하는 체크밸브(CV)가 설치된다. In addition, a check valve CV is provided on the control pressure return passage L3 to block the hydraulic flow from the upper hydraulic pressure supply port P1 to the control pressure output passage L2.

그리고 상기한 레귤레이팅 밸브(60)의 구체적인 구성은 상기 실린더 하우징(25) 상부에 일체로 밸브 하우징(61)이 형성되고, 상기 밸브 하우징(61)의 내부에는 2개의 랜드(63,65)를 갖는 밸브 스풀(67)이 설치되며, 상기 밸브 스풀(67)을 일방향으로 지지하는 밸브 스프링(69)이 구성된다. In addition, in the specific configuration of the regulating valve 60, a valve housing 61 is integrally formed on the cylinder housing 25, and two lands 63 and 65 are formed inside the valve housing 61. The valve spool 67 which has is provided, and the valve spring 69 which supports the said valve spool 67 in one direction is comprised.

여기서, 상기 밸브 스풀(67)은 초기에 상기한 제어압 입력통로(L1)와 제어압 출력통로(L2) 사이에 제1랜드(63)가 위치되고, 상기 제어압 출력통로(L2)의 외측으로 제2랜드(65)가 위치되어 설치된다.Here, the valve spool (67) is initially located between the control pressure input passage (L1) and the control pressure output passage (L2), the first land 63 is located, the outside of the control pressure output passage (L2) The second land 65 is located and installed.

또한, 상기 레귤레이팅 밸브(60)는 상기 밸브 하우징(61)의 외측에 상기 밸브 스프링(69)의 탄성력을 조절하기 위한 조절캡(71)이 장착된다. In addition, the regulating valve 60 is equipped with an adjustment cap 71 for adjusting the elastic force of the valve spring 69 on the outside of the valve housing 61.

이러한 레귤레이팅 밸브(60)는 설정압 이상의 작동 유압이 제어압 입력통로(L1)로 공급되면, 상기 밸브 스풀(67)을 작동시킴으로써 상기 제어압 출력통로(L2)와 연결된 상기 레귤레이팅 로드(53) 상의 제어압 유로(55)를 통하여 상기 제어 유압실(57)에 제어압으로 공급하도록 구성된다. The regulating valve 60 is provided with the regulating rod 53 connected to the control pressure output passage L2 by operating the valve spool 67 when the operating pressure greater than the set pressure is supplied to the control pressure input passage L1. The control pressure passage 55 is configured to supply the control pressure to the control hydraulic chamber 57 at a control pressure.

한편, 그리고 상기 피스톤 로드(23)의 하단에는 앤빌 푸셔(35)가 장착되고, 상기 로드 가이더(29)의 하단에는 리벳(L)을 걸도록 죠(37; Jaw)가 설치된다. Meanwhile, an anvil pusher 35 is mounted at the lower end of the piston rod 23, and a jaw 37 is mounted at the lower end of the rod guider 29 to hook the rivet L.

또한, 상기 죠(37)의 하단에는 상기 리벳(L)을 안내하는 리셉태클(39; Receptacle)이 장착된다.In addition, a receptacle 39 for guiding the rivet L is mounted at the lower end of the jaw 37.

따라서 이러한 구성을 갖는 셀프 피어싱 리벳장치의 모듈 실린더(3)는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 최초 상기 죠(37)의 내부로 리벳(L)이 공급되고, 접합할 2장의 강판(10)이 상기 모듈 실린더(3)와 앤빌 다이(13) 사이로 위치되면, 상기 모듈 실린더(3)의 상부 유압 공급구(P1)를 통하여 유압이 공급되어 피스톤 로드(23)를 전진 구동시키게 된다. Therefore, in the module cylinder 3 of the self-piercing rivet device having such a configuration, as shown in FIG. 4, the rivet L is first supplied into the jaw 37 and two steel sheets 10 to be joined are joined. When located between the module cylinder 3 and the anvil die 13, the hydraulic pressure is supplied through the upper hydraulic supply port P1 of the module cylinder 3 to drive the piston rod 23 forward.

그러면, 상기 피스톤 로드(23)는 리턴 스프링(33)에 의해 지지되는 로드 가이더(29)와 함께 하강하게 되며, 이에 따라 로드 가이더(29) 선단의 리셉태클(39) 이 앤빌 다이(13)와 함께, 2장의 강판(10)을 먼저 클램핑한다.Then, the piston rod 23 is lowered together with the rod guider 29 supported by the return spring 33, so that the receptacle 39 at the tip of the rod guider 29 is moved with the anvil die 13. Together, the two steel sheets 10 are clamped first.

이러한 상태로, 상기 모듈 실린더(3)의 피스톤 로드(23)가 유압에 의해 계속해서 전진 구동하면, 상기 앤빌 푸셔(35)가 리벳(L)을 접합할 강판(10)에 대하여 가압하게 된다.In this state, when the piston rod 23 of the module cylinder 3 continues to be driven forward by hydraulic pressure, the anvil pusher 35 presses against the steel plate 10 to which the rivet L is to be joined.

이때, 상기 리벳(L)이 작동 유압력에 의해 상부 모재인 상판(7)을 관통한 후에는, 하부 모재인 하판(9)에 압입되는 과정 중에, 상기 하판(9)에 압입되는 시점의 높은 응력(변형력)을 받게 된다. At this time, after the rivet L penetrates the upper plate 7 which is the upper base material by the operating hydraulic force, it is high at the time of being pressed into the lower plate 9 during the process of being pressed into the lower plate 9 which is the lower base material. Under stress (strain).

즉, 상기 리벳(L)이 상부 모재인 상판(7)을 관통한 후, 하부 모재인 하판(9)에 압입되는 과정에서 받는 응력으로 인해 상기 유압실(21) 내부에는 더욱 높은 유압이 형성되며, 이러한 유압은 상기 레귤레이팅 밸브(60)에 작용하여 상기 밸브 스프링(69)을 압축시키면서 밸브 스풀(67)을 밀도록 작동시키게 된다. That is, after the rivet L penetrates the upper plate 7 as the upper base material, a higher hydraulic pressure is formed inside the hydraulic chamber 21 due to the stress received in the process of being pressed into the lower plate 9 as the lower base material. This hydraulic pressure acts on the regulating valve 60 to actuate the valve spool 67 while compressing the valve spring 69.

이에 따라, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 레귤레이팅 밸브(60)는 상기 제어압 출력통로(L2)를 열게 되어 상기 상부 유압 공급구(P1), 제어압 입력통로(L1), 제어압 출력통로(L2) 및 제어압 유로(55)를 통하여 상기 제어 유압실(57)에 설정압 이상의 제어압을 공급하게 된다. Accordingly, as shown in FIG. 5, the regulating valve 60 opens the control pressure output passage L2 so that the upper hydraulic pressure supply port P1, the control pressure input passage L1, and the control pressure output are performed. The control pressure of the set pressure or more is supplied to the control hydraulic chamber 57 through the passage L2 and the control pressure passage 55.

그러면, 상기 피스톤 로드(23)는 상기 작동 유압력과 함께 레귤레이팅 밸브(60)를 통하여 정밀하게 제어되어 추가적으로 제공되는 제어압에 의해 상기 리벳(L)을 하판(9)에 대하여 압입함으로써, 상기 하판(9)과 리벳(L)이 앤빌 다이(13)의 성형골(41)을 따라 침투되며, 이로써 상기 2장의 강판(10)은 앤빌 다이(13)의 성형골(41)의 형상을 따라 리벳(L)의 선단이 반지름 방향으로 확장 변형되어 접합 을 이루게 된다. Then, the piston rod 23 is precisely controlled through the regulating valve 60 together with the operating hydraulic pressure to press-in the rivet L against the lower plate 9 by a control pressure additionally provided, The lower plate 9 and the rivet L penetrate along the shaping bone 41 of the anvil die 13, whereby the two steel sheets 10 follow the shape of the shaping bone 41 of the anvil die 13. The tip of the rivet (L) is extended and deformed in the radial direction to form a joint.

이후, 상기 모듈 실린더(3)는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 하부 유압 공급구(P2)를 통하여 유압이 공급되어 피스톤 로드(23)를 다시 후진 구동하여 원위치로 복원시키게 된다.Then, the module cylinder 3, as shown in Figure 6, the hydraulic pressure is supplied through the lower hydraulic supply port (P2) to drive the piston rod 23 back to restore the original position.

이때, 상기 제어 유압실(57)에 공급된 유압은 제어압 유로(55)와 제어압 출력통로(L2)와 상기 제어압 리턴통로(L3) 상의 체크밸브(CV)를 통과하여 상부 유압 공급구(P1)로 배출된다. In this case, the hydraulic pressure supplied to the control hydraulic chamber 57 passes through the control pressure passage 55, the control pressure output passage L2, and the check valve CV on the control pressure return passage L3 to supply the upper hydraulic pressure supply port. Discharged to (P1).

도 1은 종래 기술에 따른 모듈 실린더가 적용된 셀프 피어싱 리벳장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a self-piercing rivet device to which the module cylinder according to the prior art is applied.

도 2는 종래 기술에 따른 모듈 실린더의 작동 상태도이다.2 is an operating state diagram of a module cylinder according to the prior art.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모듈 실린더의 단면 구성도이다. 3 is a cross-sectional view of a module cylinder according to an embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 모듈 실린더의 단계별 작동 상태도이다. 4 to 6 is a step-by-step operational state diagram of the module cylinder according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

내부에 유압실을 형성하여 피스톤 로드가 하향 설치되는 실린더 하우징과, 상기 실린더 하우징의 하단에 설치되어 상기 피스톤 로드를 안내하는 로드 하우징과, 상기 피스톤 로드의 선단부가 끼워진 상태로 상기 로드 하우징의 내부에 슬라이드 가능하게 설치되는 로드 가이더와, 상기 피스톤 로드 상의 리테이너와 상기 로드 가이더의 상단 사이에 개재되는 리턴 스프링과, 상기 피스톤 로드 하단에 장착되는 앤빌 푸셔와, 상기 로드 가이더의 하단에 설치되는 죠와, 상기 죠의 하단에 장착되는 리셉태클을 포함하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더에 있어서, A cylinder housing in which a piston rod is installed downward by forming a hydraulic chamber therein, a rod housing installed at a lower end of the cylinder housing to guide the piston rod, and a tip end portion of the piston rod fitted inside the rod housing. A rod guider slidably installed, a return spring interposed between a retainer on the piston rod and an upper end of the rod guider, an anvil pusher mounted to the lower end of the piston rod, and a jaw installed at the lower end of the rod guider; In the module cylinder for a self-piercing rivet device comprising a receptacle mounted on the bottom of the jaw, 상기 피스톤 로드의 내부 중심을 따라 그 상단으로부터 일정구간 관통 형성되어 제어 유압실을 형성하는 로드 가이드 홀;A rod guide hole penetrating a predetermined section from an upper end along an inner center of the piston rod to form a control hydraulic chamber; 상기 로드 가이드 홀에 슬라이드 가능하게 삽입된 상태로, 상기 실린더 하우징의 내측 상면에 상단이 고정 설치되며, 내부에는 관통된 제어압 유로를 형성하는 레귤레이팅 로드;A regulating rod configured to be slidably inserted into the rod guide hole and having an upper end fixed to an inner upper surface of the cylinder housing, and to form a penetrating control pressure passage therein; 상기 실린더 하우징의 상부에 내측에 구성되어 상부 유압 공급구와 연결되는 제어압 입력통로와, 상기 레귤레이팅 로드의 제어압 유로와 연결되는 제어압 출력통로에 각각 연결되어 설정압 이상의 작동 유압이 제어압 입력통로로 공급되면, 이를 제어압 출력통로와 연결된 상기 레귤레이팅 로드 상의 제어압 유로를 통하여 상기 제어 유압실에 제어압으로 공급하는 레귤레이팅 밸브;The control oil pressure input passage is formed inside the upper part of the cylinder housing and connected to the control pressure input passage connected to the upper hydraulic supply port, and to the control pressure output passage connected to the control pressure flow path of the regulating rod. A regulating valve which, when supplied to the passage, supplies the control pressure to the control hydraulic chamber through a control pressure passage on the regulating rod connected to the control pressure output passage; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더.Module cylinder for self-piercing rivet device, characterized in that consisting of. 제1항에서,In claim 1, 상기 제어압 출력통로는 The control pressure output passage 상기 상부 유압 공급구와 제어압 리턴통로로 연결되고, 상기 제어압 리턴통로 상에는 상기 상부 유압 공급구로부터 제어압 출력통로로 유압흐름을 차단하는 체크밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더.The check valve is connected to the upper hydraulic supply port and the control pressure return passage, the check valve for blocking the hydraulic flow from the upper hydraulic supply port to the control pressure output passage is installed on the control pressure return passage. cylinder. 제1항에서, In claim 1, 상기 레귤레이팅 밸브는 The regulating valve 밸브 하우징;Valve housings; 상기 밸브 하우징의 내부에 2개의 랜드를 가지며 설치되는 밸브 스풀;A valve spool having two lands inside the valve housing; 상기 밸브 스풀을 일방향으로 지지하는 밸브 스프링;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더.A module cylinder for a self-piercing rivet device, characterized in that consisting of; a valve spring for supporting the valve spool in one direction. 제3항에서, 4. The method of claim 3, 상기 밸브 하우징의 외측에는 The outer side of the valve housing 상기 밸브 스프링의 탄성력을 조절하기 위한 조절캡이 장착되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더.Self-piercing rivet device module cylinder, characterized in that the control cap is mounted to adjust the elastic force of the valve spring. 제3항에서, 4. The method of claim 3, 상기 밸브 스풀은 The valve spool 초기에 제어압 입력통로와 제어압 출력통로 사이에 제1랜드가 위치되고, 상기 제어압 출력통로의 외측으로 제2랜드가 위치되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더.A module cylinder for a self-piercing rivet device, wherein a first land is initially positioned between a control pressure input passage and a control pressure output passage, and a second land is positioned outside the control pressure output passage. 내부에 유압실을 형성하여 피스톤 로드가 하향 설치되는 실린더 하우징과, 상기 실린더 하우징의 하단에 설치되어 상기 피스톤 로드를 안내하는 로드 하우징과, 상기 피스톤 로드의 선단부가 끼워진 상태로 상기 로드 하우징의 내부에 슬라이드 가능하게 설치되는 로드 가이더와, 상기 피스톤 로드 상의 리테이너와 상기 로드 가이더의 상단 사이에 개재되는 리턴 스프링과, 상기 피스톤 로드 하단에 장착되는 앤빌 푸셔와, 상기 로드 가이더의 하단에 설치되는 죠와, 상기 죠의 하단에 장착되는 리셉태클을 포함하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더에 있어서, A cylinder housing in which a piston rod is installed downward by forming a hydraulic chamber therein, a rod housing installed at a lower end of the cylinder housing to guide the piston rod, and a tip end portion of the piston rod fitted inside the rod housing. A rod guider slidably installed, a return spring interposed between a retainer on the piston rod and an upper end of the rod guider, an anvil pusher mounted to the lower end of the piston rod, and a jaw installed at the lower end of the rod guider; In the module cylinder for a self-piercing rivet device comprising a receptacle mounted on the bottom of the jaw, 상기 피스톤 로드의 내부 중심을 따라 그 상단으로부터 일정구간 관통 형성되어 제어 유압실을 형성하는 로드 가이드 홀;A rod guide hole penetrating a predetermined section from an upper end along an inner center of the piston rod to form a control hydraulic chamber; 상기 로드 가이드 홀에 슬라이드 가능하게 삽입된 상태로, 상기 실린더 하우징의 내측 상면에 상단이 고정 설치되며, 내부에는 관통된 제어압 유로를 형성하는 레귤레이팅 로드;A regulating rod configured to be slidably inserted into the rod guide hole and having an upper end fixed to an inner upper surface of the cylinder housing, and to form a penetrating control pressure passage therein; 상기 실린더 하우징의 상부에 내측에 구성되어 설정압 이상의 작동 유압이 공급되면, 밸브 스프링에 의해 지지되는 밸브 스풀이 작동하여 상기 레귤레이팅 로드 상의 제어압 유로를 통하여 상기 제어 유압실에 제어압으로 공급하는 레귤레이 팅 밸브;When the hydraulic pressure is set inside the cylinder housing and supplied above the set pressure, the valve spool supported by the valve spring is operated to supply the control hydraulic pressure to the control hydraulic chamber through the control pressure flow path on the regulating rod. Regulating valve; 상기 실린더 하우징의 상부 내측에서 상기 상부 유압 공급구와 상기 레귤레이팅 밸브의 일측을 연결하는 제어압 입력통로;A control pressure input passage connecting the upper hydraulic supply port and one side of the regulating valve in an upper inner side of the cylinder housing; 상기 실린더 하우징의 상부 내측에서 상기 레귤레이팅 로드의 제어압 유로와 상기 레귤레이팅 밸브의 타측을 연결하는 제어압 출력통로;A control pressure output passage connecting a control pressure passage of the regulating rod and the other side of the regulating valve in an upper inner side of the cylinder housing; 상기 제어압 출력통로와 상기 상부 유압 공급구를 연결하는 제어압 리턴통로; A control pressure return passage connecting the control pressure output passage and the upper hydraulic supply port; 상기 제어압 리턴통로 상의 일측에 구성되어 상기 상부 유압 공급구로부터 제어압 출력통로로 유압흐름을 차단하는 체크밸브;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더.And a check valve configured on one side of the control pressure return passage to block hydraulic flow from the upper hydraulic supply port to the control pressure output passage. 제6항에서, In claim 6, 상기 레귤레이팅 밸브는 The regulating valve 밸브 하우징;Valve housings; 상기 밸브 하우징의 내부에 2개의 랜드를 가지며 설치되는 밸브 스풀;A valve spool having two lands inside the valve housing; 상기 밸브 스풀을 일방향으로 지지하는 밸브 스프링;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더.A module cylinder for a self-piercing rivet device, characterized in that consisting of; a valve spring for supporting the valve spool in one direction. 제7항에서, In claim 7, 상기 밸브 하우징의 외측에는 The outer side of the valve housing 상기 밸브 스프링의 탄성력을 조절하기 위한 조절캡이 장착되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더.Self-piercing rivet device module cylinder, characterized in that the control cap is mounted to adjust the elastic force of the valve spring. 제7항에서, In claim 7, 상기 밸브 스풀은 The valve spool 초기에 제어압 입력통로와 제어압 출력통로 사이에 제1랜드가 위치되고, 상기 제어압 출력통로의 외측으로 제2랜드가 위치되는 것을 특징으로 하는 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더.A module cylinder for a self-piercing rivet device, wherein a first land is initially positioned between a control pressure input passage and a control pressure output passage, and a second land is positioned outside the control pressure output passage.
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