KR101066190B1 - 유도가열을 이용한 금속너트 인서트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열을 이용한 금속너트 인서트 장치에 관한 것으로, 피스톤로드의 내부 중심에 진공통로가 형성되어 있되, 상기 진공통로의 상단에 형성된 연결통로는 진공펌프에 연결된 연결구에 연결되어 있고 하단에 형성된 흡착통로는 피스톤로드의 단부에 개구된 상태로 형성되어 있는 진공흡착용 실린더로 구성된 진공흡착장치와 상기 진공흡착용 실린더의 피스톤로드 단부에 진공흡착되어 있는 금속너트를 가열하기 위한 유도가열장치를 구비하고 있는 금속너트 인서트장치에 있어서,
상기 금속너트 인서트장치는,
주파수 발진에 의한 진동관성으로 복수의 금속너트들을 내부의 나선경로를 따라 일렬로 줄지어서 출구로 이동시키는 볼피더와, 상기 볼피더의 출구에 직선상으로 연결되어 금속너트를 일렬로 밀어내는 라인피더를 포함하여 구성되어 있는 너트이송장치와;
상기 너트이송장치의 라인피더를 통해 하나씩 배출되는 금속너트를 수용하는 너트수용홈이 원호방향을 향해 일정간격으로 다수 형성되어 있으며, 상기 너트수용홈 각각에는 그에 수용된 금속너트를 압축공기로 불어낼 때 상기 금속너트를 너트공급장치로 안전하게 이송시키기 위한 너트이송호스의 일단이 연결되어 있는 너트슛팅장치와;
성기 너트슛팅장치에 형성된 너트수용홈 각각에 일단이 연결된 너트이송호스의 타단이 연결된 너트안착안내관과, 상기 너트안착안내관이 고정 연결되는 승강판과, 상기 승강판을 상,하로 승강이동시켜주기 위한 승강용 실린더와, 상기 너트안착안내관을 통해 이송되는 금속너트를 받아주는 너트안착관과, 상기 너트안착관이 탄력적으로 승강작동하도록 안내 지지하는 고정안내관이 고정 장착되어 있는 좌우 슬라이드판과, 상기 좌우 슬라이드판을 좌,우 방향으로 전,후진시키는 좌우이동용 실린더를 포함하고 있는 너트리시브장치와;
상기 너트리시브장치의 너트안착관에 안착되어 있는 금속너트를 진공으로 흡착하기 위한 진공흡착용 실린더의 피스톤로드에 고정 부착되어 있는 홀더와;
상단은 상기 홀더에 고정 연결된 채 하단은 진공흡착용 실린더의 피스톤로드 단부에 진공흡착되어 있는 가열된 금속너트가 합성수지 제품에 형성되어 있는 인서트홈에 삽입시킬 때 상기 피스톤로드와 함께 하강작동하여 가열된 금속너트가 삽입되는 인서트홈의 상부를 향해 냉각용 공기를 송풍시켜서 상기 인서트홈과 가열된 금속너트를 냉각시키는 냉각공기 송풍관;을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

유도가열을 이용한 금속너트 인서트 장치{Insert apparatus of metal nut using induction heater}

본 발명은 유도가열을 이용한 금속너트 인서트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지 제품에 매입시키고자 하는 금속너트들을 일렬로 정렬하여 하나씩 연속해서 이송 공급하는 이송장치와, 상기 이송장치에서 공급된 금속너트를 압축공기로 이송 공급하는 슛팅장치와, 상기 슛팅장치에서 이송 공급되는 금속너트를 받아주는 리시브장치와, 상기 리시브장치에 공급된 금속너트를 진공으로 흡착하는 진공흡착장치와, 상기 진공흡착장치에 진공 흡착된 금속너트를 짧은 시간에 급속 가열시키는 유도가열장치 및 상기 유도가열장치에서 가열된 금속너트를 합성수지 제품의 인서트홈에 삽입시킴과 동시 상기 인서트홈 주위로 공기를 송풍하여 가열된 금속너트의 열에 의해 인서트홈에서 합성수지 용융액이 넘처나오지 않도록 냉각시키는 공기냉각장치를 포함하여 구성된 금속너트 인서트장치에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지를 원료로 하여 사출 성형되는 자동차 부품이나 가전제품 등은 다른 부품과의 결합을 위해 요소 요소에 금속너트를 매립시켜 놓은 상태로 제조되고 있다.

종래에도 유도가열을 이용한 금속너트를 인서트하는 기술이 소개된 바 있는데, 그 일례로서, 본 발명의 출원인에 의해 제안된 공개특허 10-2009-80621호의 선행기술은 유도가열장치의 가열코일로 진공 흡착된 금속너트를 짧은 시간에 가열한 다음, 그 가열된 금속너트를 플라스틱 제품에 형성되어 있는 인서트홈에 삽입시키는 방법으로 금속너트가 인서트홈의 내면에 용융시키면서 융착되게 하는 구성으로 되어 있었다.

그러나 상기와 같은 종래 기술은 유도가열장치에 의해 가열된 금속너트를 플라스틱 제품에 형성되어 있는 인서트홈에 삽입시켰을 때 가열된 금속너트의 고열에 의해 용융되는 플라스틱 용융액이 인서트홈의 상부로 누출되는 현상이 나타날 수 있으며, 이로 인해 사출 성형이 완성된 플라스틱 제품이 불량처리될 수 있다는 것이 문제점으로 지적되고 있으며, 또한 종래 기술은 플라스틱 제품에 매립시키고자 하는 금속너트를 유도가열장치쪽으로 이송시키는 작동이 자동으로 이루어지지 아니하였기 때문에 금속너트의 인서트 작업에 많은 시간과 인력이 소요될 수밖에 없었다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 합성수지 제품에 매립시키고자 하는 금속너트들을 일렬로 정돈시켜서 공급하며, 공급된 금속너트를 하나씩 이송시키서 진공흡착하고 이어서 짧은 시간에 급속 가열시키면서 인서트시킴과 동시 가열된 금속너트를 공기로 냉각시키는 일련의 작동이 자동으로 이루어지도록 하였으며, 특히 가열된 금속너트를 상기 합성수지 제품에 형성되어 있는 인서트홈에 매립시킬 때 합성수지 용융액이 누출되지 아니하도록 금속너트를 인서트할 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 구현하기 위한 수단으로서,

피스톤로드의 내부 중심에 진공통로가 형성되어 있되, 상기 진공통로의 상단에 형성된 연결통로는 진공펌프에 연결된 연결구에 연결되어 있고 하단에 형성된 흡착통로는 피스톤로드의 단부에 개구된 상태로 형성되어 있는 진공흡착용 실린더로 구성된 진공흡착장치와 상기 진공흡착용 실린더의 피스톤로드 단부에 진공흡착되어 있는 금속너트를 가열하기 위한 유도가열장치를 구비하고 있는 금속너트 인서트장치에 있어서,

상기 금속너트 인서트장치는,

주파수 발진에 의한 진동관성으로 복수의 금속너트들을 내부의 나선경로를 따라 일렬로 줄지어서 출구로 이동시키는 볼피더와, 상기 볼피더의 출구에 직선상으로 연결되어 금속너트를 일렬로 밀어내는 라인피더를 포함하여 구성되어 있는 너트이송장치와;

상기 너트이송장치의 라인피더를 통해 하나씩 배출되는 금속너트를 수용하는 너트수용홈이 원호방향을 향해 일정간격으로 다수 형성되어 있으며, 상기 너트수용홈 각각에는 그에 수용된 금속너트를 압축공기로 불어낼 때 상기 금속너트를 너트공급장치로 안전하게 이송시키기 위한 너트이송호스의 일단이 연결되어 있는 너트슛팅장치와;

성기 너트슛팅장치에 형성된 너트수용홈 각각에 일단이 연결된 너트이송호스의 타단이 연결된 너트안착안내관과, 상기 너트안착안내관이 고정 연결되는 승강판과, 상기 승강판을 상,하로 승강이동시켜주기 위한 승강용 실린더와, 상기 너트안착안내관을 통해 이송되는 금속너트를 받아주는 너트안착관과, 상기 너트안착관이 탄력적으로 승강작동하도록 안내 지지하는 고정안내관이 고정 장착되어 있는 좌우 슬라이드판과, 상기 좌우 슬라이드판을 좌,우 방향으로 전,후진시키는 좌우이동용 실린더를 포함하고 있는 너트리시브장치와;

상기 너트리시브장치의 너트안착관에 안착되어 있는 금속너트를 진공으로 흡착하기 위한 진공흡착용 실린더의 피스톤로드에 고정 부착되어 있는 홀더와;

상단은 상기 홀더에 고정 연결된 채 하단은 진공흡착용 실린더의 피스톤로드 단부에 진공흡착되어 있는 가열된 금속너트가 합성수지 제품에 형성되어 있는 인서트홈에 삽입시킬 때 상기 피스톤로드와 함께 하강작동하여 가열된 금속너트가 삽입되는 인서트홈의 상부를 향해 냉각용 공기를 송풍시켜서 상기 인서트홈과 가열된 금속너트를 냉각시키는 냉각공기 송풍관;

을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진공흡착용 실린더의 피스톤로드에 형성된 진공통로의 상단 연결통로에는 전자밸브장치에 의하여 진공펌프 및 콤푸레샤에 교대적으로 연결되어 상기 피스톤로드 단부에 개방된 상태로 형성되어 있는 진공펌프의 하단 흡착통로를 통해서 금속너트를 진공흡착할 수 있도록 하거나 상기한 하단 흡착통로를 통해서 배출되는 공기로 인서트홈 및 가열된 금속너트를 냉각시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진공흡착용 실린더의 피스톤로드과 함께 승각작동하도록 설치된 냉각공기 송풍관은 콤푸레샤로부터 압축공기에 공급받을 수 있도록 상기 콤푸레샤에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 너트이송장치에서는 볼피더에 다량으로 수용된 금속너트를 일렬로 정렬시켜서 너트슛팅장치로 이송시키는 작동에서부터 상기 너트슛팅장치에서 너트리시브장치에 형성된 복수의 너트안착관 각각에 금속너트를 하나씩 공급하는 작동 및 상기 복수의 너트안착관 각각에 하나씩 공급된 금속너트를 진공흡착용 실린더의 피스톤로드로 진공흡착하여 유도가열장치에서 급속 가열한 다음 합성수지 제품에 형성되어 있는 복수의 인서트홈 각각에 가열된 금속너트를 하나씩 삽입시켜서 매립 고정시키기까지의 작업공정을 자동화 시스템으로 구축할 수 있도록 하는 효과를 제공할 수 있으며, 또한 합성수지 제품에 형성된 복수의 인서트홈 각각에 가열된 금속너트를 삽입시킴과 동시에 공기를 송풍하여 인서트홈 주위를 냉각시키므로써 가열된 금속너트의 고열로 인해 용융되는 합성수지 용융액이 인서트홈 주위로 누출되는 현상이 나타나지 않도록 하면서 금속너트를 매립시킬 수 있도록 하므로써 사출 성형이 완성된 합성수지 제품에 금속너트를 매립시킬 때 불량품이 발생되지 않도록 하는 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 너트이송장치와 너트리시브장치의 연결상태를 나타낸 측면도이며,
도 2는 본 발명의 너트이송장치로부터 금속너트를 공급받는 너트리시브장치의 인덱스테이블에 회전가능하게 설치된 턴테이블의 평면도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 너트리시브장치의 작동상태도이며,
도 5는 도 1의 A-A선 단면도이고,
도 6은 본 발명의 진공흡착용 실린더 및 유도가열장치의 설치상태도이며,
도 7은 본 발명의 진공흡착용 실린더가 너트리스브장치의 너트안착관에 수용되어 있는 금속너트를 진공 흡착하여 유도가열장치로 상승시키는 작동상태도이고,
도 8은 본 발명의 진공흡착용 실린더가 진공흡착한 금속너트를 유도가열장치에서 가열시킨 후 합성수지 제품의 인서트홈에 삽입시킴과 동시 냉각공기를 송풍시키는 작동상태도이다.

본 발명에 의한 유도가열을 이용한 금속너트 인서트장치에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1은 너트이송장치를 나타내는 것으로, 상기 너트이송장치는(1)는 내부에 나선통로(미도시)가 형성되어 있고 상기한 나선통로의 상단에 형성된 출구(11)는 외부로 노출되도록 설치되어 있는 볼피더(12)와 상기 볼피더(12)의 출구(11)에 직선상으로 연결되도록 형성되어 있는 라인피더(13)로 구성되어 있다.

상기 볼피더(12)의 내부에는 다량의 금속너트(N)가 수용되어 있으며, 상기한 다량의 금속너트(N)들은 주파수 발진에 의한 볼피더(12)의 진동관성에 의하여 내부의 나선통로를 통해 나선상으로 이동하면서 상기 출구(11)를 통해 일렬로 정렬된 상태로 이송되어 라인피더(13)를 통해 하나씩 너트슛팅장치(2)로 공급된다.

상기 너트슛팅장치(2)는 라인피더(13)의 배출단이 연결되는 인덱스 테이블(21)이 형성되어 있으며, 상기 인덱스 테이블(21)의 중심에는 원판상으로 형성된 턴테이블(22)이 회전가능하게 설치되어 있으며, 또한 상기 턴테이블(22)의 주연부에는 라인피더(13)에서 일렬로 공급되는 금속너트(N)를 하나씩 수용하기 위하여 복수의 너트수용홈(23)이 형성되어 있은데, 상기 복수의 너트수용홈(23) 각각은 상기 라인피더(13)에서 일렬로 이송되는 금속너트(N)를 하나씩 수용할 수 있도록 외측을 향해 개구되어 있다.

또한 상기 너트슛팅장치(2)에는 턴테이블(22)을 일정각도씩 단속적으로 회전시키기 위한 스텝모터(미도시)가 장착되어 있으며, 상기 턴테이블(22)에 형성되는 복수의 너트수용홈(23)들은 일정간격으로 형성되어 있다. 예를 들어, 상기 턴테이블(22)에 복수의 너트수용홈(23)이 도 2의 도시와 같이 12개 형성되어 있다고 가정할 경우에는 상기 복수의 너트수용홈(23)들 각각은 30°각도를 기준하여 하나씩 형성되는 것이며, 또한 상기 턴테이블(22)이 한차례 회전(1회전)하는 동안 복수의 너트수용홈(23) 각각에 금속너트(N)들이 하나씩 수용되도록 구성되어 있다.

또한 상기 너트슛팅장치(2)에는 턴테이블(22)에 형성된 복수의 너트수용홈(23) 각각의 하부에 압축공기 분사장치(미도시)가 하나씩 장착되어 있으며, 상기한 복수의 압축공기 분사장치 각각은 복수의 너트수용홈(23)에 금속너트(N)가 하나씩 수용되었는지를 감지하는 센서의 신호를 받아서 압축공기를 분사하도록 구성된다. 따라서 상기 복수의 너트수용홈(23) 전체에 금속너트(N)가 하나씩 수용되었을 때에는 압축공기 분사장치가 분사되는데, 이때에는 상기한 압축공기 분사장치에서 분사되는 압축공기의 분사량 또는 분사압은 복수의 너트수용홈(23) 각각에 일단이 연결된 채 타단은 너트슛팅장치(2)와 이웃하는 위치에 설치되어 있는 너트리스브장치(3)에 연결되는 복수의 너트이송호스(4)를 통해서 상기 턴테이블(22)에 형성된 복수의 너트수용홈(23) 각각에 수용되어 있는 금속너트(N)들을 너트리시브장치(3)로 이송시킬 수 있을 정도로 조절할 수 있도록 구성되어 있다.(도 1 참조)

상기 너트리시브장치(3)는 너트슛팅장치(2)의 턴테이블(22)에 형성된 복수의 너트수용홈(23) 각각에 일단이 연결되어 있는 복수의 너트이송호스(4)들의 타단이 연결되는 복수의 너트안착안내관(31)과, 상기 복수의 너트안착안내관(31)이 고정 설치되는 승강판(32)과,상기 승강판(32)을 상,하로 승강작동시키기 위한 승강용 실린더(33)와, 상기 승강판(32)의 저부로 돌출하는 복수의 너트안착안내관(31)들의 하단에 탄력적으로 지지하도록 설치되는 복수의 너트안착관(34)과, 상기 복수의 너트안착관(34)을 지지하는 복수의 고정안내관(35)과, 상기 복수의 너트안착관(34) 및 고정안내관(35) 사이 각각에 탄력설치되어 복수의 너트안착관(34)을 탄력적으로 지지하는 복수의 스프링(36)과, 상기 복수의 고정안내관(35)이 고정 설치되어 있는 좌우 슬라이드판(37)과, 상기 좌우 슬라이드판(37)을 좌,우 수평방향으로 왕복이동시키는 좌우이동용 실린더(38)로 구성되어 있다.(도 1 및 도 3,4 참조)

또한 상기 너트리시브장치(3)의 너트안착관(34)은 그 하부로 연장되는 하부관(341)이 고정안내관(35)에 상,하 이동이 가능하게 삽입 설치되어 있으며, 상기 너트안착관(34)의 내부에는 너트이송호스(4)로 이송되는 금속너트(N)가 안착 수용되는 너트안착홈(342)이 형성되어 있고, 상기 너트안착홈(342)과 하부관(341)에는 공기배출통로(343)가 형성되어 있다. 따라서 상기 너트이송호스(4)를 통해 금속너트(N)를 이송시키기 위해 너트슛팅장치(2)에서 압축공기 분사장치에서 분사된 압축공기는 상기 너트안착관(34)에 형성된 공기배출통로(343)을 통해 외부로 배출되므로 상기 너트슛팅장치(2)의 너트수용홈(23)에 수용되어 있는 금속너트(N)를 너트리시브장치(3)로 보내기 위해 압축공기 분사장치에서 분사된 압축공기는 너트이송호스(4)에 남아있지 않고 상기 공기배출통로(343)를 통해 전부 외부로 배출되므로써 너트슛팅장치(3)에서 너트리시브장치(3)로 금속너트(N)를 이송시키는 순차적인 작동이 원활하게 진행되는 것이다.

상기 너트리시브장치(3)의 일측에는 복수의 너트안착관(34) 각각의 너트안착홈(342)에 안착되어 있는 금속너트(N)들을 진공흡착하기 위한 진공흡착장치(5)와 금속너트(N)를 가열하기 위한 유도가열장치(6)가 각각 복수개씩 설치되어 있다.

상기 진공흡착장치(5)와 유도가열장치(6) 각각은 너트리시브장치(3)에서 좌우이동용 실린더(38)의 피스톤로드(39)가 출현작동하여 좌우 슬라이드판(37)을 수평방향으로 이동시켰을 때 복수의 너트안착관(34)보다 높은 위치에 설치되어 있는데, 상기 유도가열장치(6)는 너트안착관(24) 바로 위에 설치되어 있고 상기 진공흡착장치(5)는 유도가열장치(6)보다 더 높은 위치에 설치되어 있으며, 상기 진공흡착장치(5)는 유도가열장치(6)보다 높은 위치에 고정 설치된 진공흡착용 실린더(51)의 피스톤로드(52) 선단(도면상 하단을 말함)이 상기 유도가열장치(6)에 형성되어 있는 관통공(61)에 삽입되어 있는 상태에서 상기 관통공(61)을 통해 너트안착관(34)을 향해 하강작동을 하여 너트안착홈(342)에 들어있는 금속너트(N)를 진공 흡착하며, 이어서 상승작동으로 진공흡착한 금속너트(N)를 유도가열장치(6)에서 가열시켜서 합성수지 제품(7)에 형성된 인서트홈(71)에 삽입시키게 된다.

상기 진공흡착장치(5) 및 유도가열장치(6)를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 유도가열장치(6)에 대하여 설명한다.

상기 유도가열장치(6)는 기대(8)에 고정 설치되어 있으며, 상기 진공흡착장치(5)의 피스톤로드(51) 선단이 삽입 설치되는 관통구멍(61)의 내부에는 가열코일(62)이 장착되어 있는데, 상기 가열코일(62)은 피스톤로드(51) 외경보다 큰 직경을 갖는 나선코일상으로 형성되어 상기한 피스톤로드(51)의 선단에 진공흡착되는 금속너트(N)를 급속 가열하는 것이며, 상기 유도가열장치(6)의 후단에는 가열코일(62)에 전원을 공급하기 위한 전력공급선(63)이 연결되어 있으며, 또한 상기 가열코일(62)의 내부로는 냉각수탱크(미도시)로부터 공급되는 냉각수를 공급하여 순환시키는 작동으로 가열코일이 과열되는 것을 방지하도록 구성되어 있다.

상기 유도가열장치(6)에서 금속너트(N)를 급속 가열하는데 소요되는 시간 및 온도는 1∼3초 정도로 매우 짧고 250∼380℃ 정도의 고온이다.

다음, 상기 진공흡착장치(5)에 대하여 설명한다.

상기 진공흡착장치(5)는 유도가열장치(6)보다 높은 위치에 고정 설치되는 진공흡착용 실린더(51)와, 상기 실린더(51)에 출몰가능하게 장착되어 유도가열장치(6)의 관통공(61)을 통해 하향으로 출현(전진) 및 상향으로 몰입(후진) 작동을 하는 피스톤로드(52)와, 상기 피스톤로드의 내부 중심에 축방향으로 형성되어 상단의 연결통로(531)는 피스톤로드(52) 상단에서 외부로 돌출 형성된 연결구(54)와 연결되어 있고 하단의 흡착통로(532)는 피스톤로드(52)의 선단에 노출된 상태로 형성되어 있는 진공통로(53)와, 상기 진공통로(53)의 연결통로(531)가 연결된 연결구(54)를 통해 진공통로(53)의 내부를 진공상태가 되게 하는 진공펌프(8a)와, 상기 진공통로(53)로 압축공기를 공급하기 위한 콤푸레샤(8b) 및 상기 진공펌프(8a)와 콤푸레샤(8b)를 진공통로(53)에 교대적으로 연결시켜주기 위한 전자밸브장치(8)로 구성되어 있다.

또한 상기 피스톤로드(52)의 선단에는 너트안착관(34)의 너트안착홈(342) 속에 안착되어 있는 금속너트(N)의 암나사공에 끼이는 돌부(521)가 돌출 형성되어 있으며, 상기 피스톤로드(52)의 선단 외주에는 유도가열장치(6)의 가열코일(62)에서 발열하는 고열로부터 피스톤로드(52)를 보호하기 위한 세라믹팁(522)이 형성되어 있다.

그리고 상기 전자밸브장치(8)는 진공밸브(81)와 송풍밸브(82)로 구분 형성되어 있으며, 또한 상기 전자밸브장치(8)는 진공흡착장치(5)의 작동상태에 따라 자동으로 상기 진공밸브(81)를 연결구(54)에 연결되어 있는 연결라인(55)에 연결시키거나 또는 상기 송풍밸브(82)를 연결라인(55)에 연결시키도록 구성되어 있다.

한편, 상기 진공흡착장치(5)에는 유도가열장치(6)에서 고온으로 가열된 금속너트(N)를 합성수지 제품(7)에 형성되어 있는 인서트홈(71)에 삽입시킬 때에는 이와 동시에 가열된 금속너트(N)가 삽입되는 인서트홈(71) 주위로 공기를 송풍하는 냉각공기 송풍관(9)이 구비되어 있으며, 상기 냉각공기 송풍관(9)은 연결구(54)보다 낮은 위치의 피스톤로드(62)에 고정 설치된 홀더(91)에 부착되어 상기 피스톤로드(52)의 출몰작동에 따라 함께 승강이동하도록 설치되어 있으며, 또한 상기 냉각공기 송풍관(9)은 콤푸레샤(8b)로부터 압축공기를 공급받을 수 있도록 구성되어 있다.

상기 콤푸레샤(8b)에는 압축공기를 냉각공기 송풍관(9)으로 공급하기 위한 송풍라인(83)과 송풍밸브(82)로 공급하기 위한 바이패스파인(84)이 형성되어 있으므로 상기 전자밸브장치(8)가 송풍밸브(82)를 연결라인(55)과 연결되도록 작동되었을 때에는 상기 콤푸레샤(8b)에서 공급되는 압축공기는 송풍라인(83)을 통해 냉각공기 송풍관(9)으로 압축공기를 공급함과 동시에 바이패스라인(84)을 통해서 압축공기를 연결라인(55)으로 압축공기를 공급하게 되는데, 이때 상기 연결라인(55)으로 공급되는 압축공기는 연결구(54), 연결통로(531), 진공통로(53), 흡착통로(532)를 순차적으로 통과하면서 피스톤로드(53)의 선단 하방으로 배출되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명으로 금속너트(N)를 자동으로 이송 공급하여 합성수지 제품(7)에 형성되어 있는 인서트홈(17)에 매립시키는데 따른 작용을 설명한다.

상기 너트이송장치(1)의 볼피더(12)에 다량의 금속너트(N)를 투입하고, 상기 볼피더(12)를 진동작동시키게 되면 다량으로 수용되어 있는 금속너트(N)들은 진동관성에 의해 볼피더(12)의 내부에 형성된 나선통로를 통해 상향으로 이동하게 되는데, 상기 볼피더(12)의 상단에 노출되어 있는 출구(11)로 이송 배출되는 금속너트(N)들은 라인피더(13)에서 일렬로 정돈된 상태로 이송되며, 상기 라인피더(13)를 따라 이송되는 금속너트(N)들은 배출단에 위치한 것부터 너트슛팅장치(2)의 인덱스 테이블(21)에서 일정각도씩 간헐적으로 회전하는 턴테이블(22)에 일정간격으로 형성되어 있는 너트수용홈(23)에 하나씩 수용되는 것입니다.(도 2 참조)

상기 너트슈팅장치(2)의 턴테이블(22)에 형성되어 있는 복수의 너트수용홈(23) 각각에 금속너트(N)가 하나씩 수용된 상태가 되었을 때에는 상기 각 너트수용홈(23) 하부에 설치되어 있는 압축공기 분사장치들이 동시에 작동하여 압축공기를 분사하게 되며, 이에 따라 각 너트수용홈(23)에 수용되어 있는 금속너트(N)들은 압축공기의 분사작동에 의해 너트이송호스(4)를 통해 날아가는 것처럼 너트리시브장치(3)로 이송되는 것이다.

상기와 같이 너트이송호스(4)를 따라 너트리시브장치(3)로 이송되는 각 금속너트(N)들은 상기 너트이송호스(4)의 타단이 연결된 너트안착안내관(31)에 의하여 너트안착관(34)의 상면으로 안내되어 도 5의 도시와 같이 너트안착홈(342)에 안착되는 것인데, 이때 상기 너트안착홈(342)에는 금속너트(N)들이 너트슛팅장치(2)에서 분사되는 압축공기 분사압에 의해 빠르게 이송되는 속도로 안착되므로 이로 인해 상기 너트안착관(34)에 충격이 전달되지만, 그 충격은 상기 너트안착관(34)을 탄력지지하고 있는 스프링(36)에 의해 흡수 완화되므로써 금속너트(N)들은 너트안착관(34)의 너트수용홈(342)에 안전하게 안착되는 것이며, 또한 금속너트(N)들을 이송시켰던 압축공기는 공기배출통로(343)를 통해 외부로 배출되므로 상기 너트이송호스(4) 내부에는 압축공기가 남아있지 않게 된다.

따라서 상기 너트슛팅장치(2)에서 일정시간을 주기로 하여 너트를 이송시키기 위한 너트슛팅작동시 금속너트(N)들은 공기의 저항 없이 너트이송호스(4)를 통해 순조롭게 이송되는 것이다.

상기와 같이 너트슛팅장치(2)의 너트슛팅작동에 의해 너트리시브장치(3)에 형성된 복수의 너트안착관(34) 각각의 너트안착홈(342)에 금속너트(N)가 하나씩 수용 안착되어 있게 되면 도 1의 도시와 같이 승강판(32)의 양측을 지지하고 있는 승강용 실린더(33)가 작동하여 피스톤로드를 상향으로 출현(전진)작동시켜서 상기 승강판(32)을 상향으로 들어올리게 되며, 이에 따라 상기 승강판(32)에 형성되어 있는 복수의 너트안착안내관(31)들은 도 3의 도시와 같이 금속너트(N)가 들어있는 너트안착관(34)들보다 높은 위치로 상향 이동하게 되는 것이며, 이와 같이 너트안착안내관(31)들이 너트안착관(34)보다 높은 위치로 상승 이동하게 되면, 곧바로 좌우이동용 실린더(38)가 작동하여 피스톤로드(39)를 출현(전진)작동시켜서 좌우 슬라이드판(37)을 수평이동시키게 되므로 상기 좌우 슬라이드판(37)에 형성된 복수의 너트안착관(34)들은 도 4의 도시와 같이 유도가열장치(6) 밑으로 이동하게 되는 것이다.

즉, 상기 좌우 슬라이드판(37)에 형성된 복수의 너트안착관(34)들 각각은 유도가열장치(6) 밑에 하나씩 위치하는 상태가 되는 것이다.

상기와 같이 너트리시브장치(3)의 좌우이동용 실린더(38)의 피스톤로드(39) 출현작동에 의해 수평이동된 좌우 슬라이드판(37)에 형성되어 있는 복수의 너트안착관(34)들이 유도가열장치(6)의 직하방에 하나씩 위치하게 되는 작동이 완료되면, 이어서 진공흡착장치(5)의 진공흡착용 실린더(51)가 작동하여 피스톤로드(52)를 하향으로 출현(전진)작동시킴과 동시에 진공펌프(8a)가 진공작동을 하게 된다.

상기 피스톤로드(52)의 출현작동시에는 유도가열장치(6)의 관통공(61)을 통해 하향으로 전진하여 그 선단이 너트안착관(34)의 너트안착홈(342)에 안착되어 있는 금속너트(N)의 상면에 면접촉하는 위치까지만 하강(도 7의 가상선부분 참조)하게 되는데, 이때 피스톤로드(52) 선단에 돌출된 돌부(521)는 너트안착관(34)의 너트안착홈(342)에 안착되어 있는 금속너트(N)의 암나사공 속으로 삽입되고 흡착통로(532)의 개구단은 금속너트(N)의 상면에 면접촉하여 폐구된 상태가 되며, 이와 동시에 진공펌프(8a)가 진공작동을 개시하게 되는데, 이때에는 전자밸브장치(8)의 진공밸브(81)가 연결라인(55)에 연결된 상태이므로 상기 진공펌프(8a)의 진공작동에 의해 흡착통로(532)에는 진공력이 작용하게 되며, 이에 따라 상기 너트안착홈(342)에 안착되어 있는 금속너트(N)는 피스톤로드(52) 선단에 진공 흡착되는 상태가 되는 것이다.

상기와 같이 진공펌프(8a)의 진공작동에 의해 하강작동된 피스톤로드(52) 선단에 금속너트(N)가 진공 흡착되는 작동이 완료된 상태가 되면, 곧바로 진공흡착용 실린더(51)가 작동하여 피스튼로드(52)를 상향으로 몰입(후퇴)작동시키게 되는데, 이때 피스톤로드(52)의 몰입작동은 진공 흡착된 금속너트(N)가 유도가열장치(6)의 가열코일(62)에서 발열되는 고열에 의해 가열되는 위치 즉, 도 7의 도시와 같이 금속너트(N)가 가열코일(62)에 설치되어 있는 관통공(61) 내부에 위치하는 높이까지만 상승이동한 상태로 정지되는 것이다.

이어서, 상기 유도가열장치(6)가 온(0n) 작동되어 가열코일(62)이 고온으로 발열되어 짧은 시간 동안에 금속너트(N)를 소망하는 온도(250∼380℃)으로 가열시키게 되는데, 이와 같이 상기 유도가열장치(6)에서 금속너트(N)를 원하는 고온의 온도로 가열하는 짧은 시간 동안에는 유도가열장치(6) 밑으로 수평이동했던 좌우 슬라이드판(37)이 좌우이동용 실린더(38)의 피스톤로드 몰입작동에 의해 원위치로 복귀하는 작동(도 3 참조)과 상기 유도가열장치(6)의 일측(도 7 참조)에 위치하고 있던 합성수지 제품(7)이 유도가열장치(6) 밑으로 수평이동하게 된다.(도 8 참조)

상기와 같이 유도가열장치(6)의 밑으로 수평이동하는 합성수지 제품(7)은 그에 형성되어 있는 복수의 인서트홈(71)들은 유도가열장치(6)들 각각의 관통공(61) 직하방에 위치하는 상태가 되며, 이와 같이 상기 유도가열장치(6) 밑으로 합성수지 제품(7)이 수평이동이 완료되며, 곧바로 상기 진공흡착용 실린더(51)가 작동하여 피스톤로드(52)를 하향으로 출현작동시켜서 상기 피스톤로드(52) 선단에 진공 흡착된 상태에서 가열된 금속너트(N)를 합성수지 제품(7)에 형성된 인서트홈(71) 속으로 삽입시키게 되는데, 이때 상기한 금속너트(N)가 합성수지 제품(7)의 인서트홈(71)에 삽입됨과 동시에 전자밸브장치(8)가 작동하여 송풍밸브(82)를 연결라인(55)에 연결시키게 되며, 이에 따라 진공밸브(81)는 연결라인(55)에서 단락되므로 흡착통로(532)에 작용하던 진공흡착력은 제거되는 한편, 콤푸레샤(8b)에서 공급되는 압축공기는 송풍라인(83)을 통해 냉각공기 송풍관(9)으로 공급됨과 동시 송풍밸브(82)를 통해 연결라인(55)으로 공급되는 것이다.

상기에서 콤푸레샤(8b)로부터 압축공기를 공급받는 냉각동기 송풍관(9)은 피스톤로드(52)와 같이 승강작동하도록 구성되어 있으므로 상기 피스톤로드(52)가 하강작동하여 가열된 금속너트(N)를 합성수지 제품(7)의 인서트홈(71) 속으로 삽입시키게 될 때에는 도 8의 도시와 같이 냉각공기 송풍관(9)도 함께 하강작동하여 금속너트(N)가 삽입된 인서트홈(71) 상부를 향해 압축공기를 송풍시키게 되며, 이와 동시에 송풍밸브(82)를 통해 연결라인(55)으로 공급되는 압축공기는 연결구(54)와 진공통로(53)의 상단 연결통로(531) 및 진공통로(53)의 하단 흡착통로(532)를 통해 배출되는 압축공기는 인서트홈(71)에 삽입된 금속너트(N) 상면을 냉각시키게 되므로 상기한 가열된 금속너트(N)가 삽입되는 인서트홈(71)의 내면에서 용융되는 합성수지는 냉각공기 송풍관(9) 및 흡착통로(532)에서 송풍되는 압축공기에 의해 용융되는 즉시로 응고되므로써 인서트홈(71)의 상측으로는 합성수지 용융액이 누출되지 않고 금속너트(N)는 견고하게 매립시키게 되는 것이다.

따라서 합성수지 제품(7)에 형성된 인서트홈(71) 속에 가열된 금속너트(N)를 삽입시킬 때 합성수지 용융액이 외부로 누출되지 않게 되므로 합성수지 제품(7)에 금속너트(N)를 매립시키는 작업공정시 불량품을 발생시키지 않고 항시 정상제품만을 가공생산할 수 있게 되는 것이다.

1 : 너트이송장치 11 : 출구
12 : 볼피더 13 : 라인피더
2 : 너트슛팅장치 21 : 인덱스 테이블
22 : 턴테이블 23 : 너트수용홈
3 : 너트리시브장치 31 : 너트안착안내관
32 : 승강판 33 : 승강용 실린더
34 : 너트안착관 35 : 고정안내관
36 : 스프링 37 : 좌우 슬리이드판
38 : 좌우이동용 실린더 341 : 하부관
342 : 너트안착홈 343 : 공기배출통로
4 : 너트이송호스 5 : 진공흡착장치
51 : 진공흡착용 실린더 52 : 피스톤로드
53 : 진공통로 54 : 연결구
55 : 연결라인 6 : 유도가열장치
61 : 관통공 62 : 가열코일
63 : 전력공급선 7 : 합성수지 제품
71 : 인서트홈 8 : 전자밸브장치
8a : 진공펌프 8b : 콤푸레샤
81 : 진공밸브 82 : 송풍밸브
83 : 송풍라인 84 : 배이패스라인
9 : 냉각공기 송풍관 91 : 홀더
N : 금속너트

Claims (4)

1. 피스톤로드의 내부 중심에 진공통로가 형성되어 있되, 상기 진공통로의 상단에 형성된 연결통로는 진공펌프에 연결된 연결구에 연결되어 있고 하단에 형성된 흡착통로는 피스톤로드의 단부에 개구된 상태로 형성되어 있는 진공흡착용 실린더로 구성된 진공흡착장치와 상기 진공흡착용 실린더의 피스톤로드 단부에 진공흡착되어 있는 금속너트를 가열하기 위한 유도가열장치를 구비하고 있는 금속너트 인서트장치에 있어서,
   상기 금속너트 인서트장치는,
   주파수 발진에 의한 진동관성으로 복수의 금속너트들을 내부의 나선경로를 따라 일렬로 줄지어서 출구로 이동시키는 볼피더와, 상기 볼피더의 출구에 직선상으로 연결되어 금속너트를 일렬로 밀어내는 라인피더를 포함하여 구성되어 있는 너트이송장치와;
   상기 너트이송장치의 라인피더를 통해 하나씩 배출되는 금속너트를 수용하는 너트수용홈이 원호방향을 향해 일정간격으로 다수 형성되어 있으며, 상기 너트수용홈 각각에는 그에 수용된 금속너트를 압축공기로 불어낼 때 상기 금속너트를 너트공급장치로 안전하게 이송시키기 위한 너트이송호스의 일단이 연결되어 있는 너트슛팅장치와;
   성기 너트슛팅장치에 형성된 너트수용홈 각각에 일단이 연결된 너트이송호스의 타단이 연결된 너트안착안내관과, 상기 너트안착안내관이 고정 연결되는 승강판과, 상기 승강판을 상,하로 승강이동시켜주기 위한 승강용 실린더와, 상기 너트안착안내관을 통해 이송되는 금속너트를 받아주는 너트안착관과, 상기 너트안착관이 탄력적으로 승강작동하도록 안내 지지하는 고정안내관이 고정 장착되어 있는 좌우 슬라이드판과, 상기 좌우 슬라이드판을 좌,우 방향으로 전,후진시키는 좌우이동용 실린더를 포함하고 있는 너트리시브장치와;
   상기 너트리시브장치의 너트안착관에 안착되어 있는 금속너트를 진공으로 흡착하기 위한 진공흡착용 실린더의 피스톤로드에 고정 부착되어 있는 홀더와;
   상단은 상기 홀더에 고정 연결된 채 하단은 진공흡착용 실린더의 피스톤로드 단부에 진공흡착되어 있는 가열된 금속너트가 합성수지 제품에 형성되어 있는 인서트홈에 삽입시킬 때 상기 피스톤로드와 함께 하강작동하여 가열된 금속너트가 삽입되는 인서트홈의 상부를 향해 냉각용 공기를 송풍시켜서 상기 인서트홈과 가열된 금속너트를 냉각시키는 냉각공기 송풍관;
   을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 금속너트 인서트 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 진공흡착용 실린더의 피스톤로드에 형성된 진공통로의 상단 연결통로에는 전자밸브장치에 의하여 진공펌프 및 콤푸레샤에 교대적으로 연결되어 상기 피스톤로드 단부에 개방된 상태로 형성되어 있는 진공펌프의 하단 흡착통로를 통해서 금속너트를 진공흡착할 수 있도록 하거나 상기한 하단 흡착통로를 통해서 배출되는 공기로 인서트홈 및 가열된 금속너트를 냉각시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 금속너트 인서트 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 진공흡착용 실린더의 피스톤로드과 함께 승각작동하도록 설치된 냉각공기 송풍관은 콤푸레샤로부터 압축공기에 공급받을 수 있도록 상기 콤푸레샤에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 금속너트 인서트 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 진공흡착용 실린더의 피스톤로드 선단에는 금속너트의 암나사공 속으로 끼워지는 돌부가 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 금속너트 인서트 장치.
   

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