KR101133468B1 - 스터드 볼트 용접용 스터드 척 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 탄성보강용 너트와 스터드척의 플랜지 사이에 풀림방지용 와셔를 개재시켜 스터드 볼트 탄성그립용 스터드척의 수명을 연장하고 기계작동에 따른 나사풀림현상을 방지하여 스터드 용접기 항상 안정된 작업조건이 유지되게 함으로써 제품 생산성을 개선할 수 있는 스터드 볼트 용접용 스터드 척을 제공하는 데 있다.
척어댑터(4)와 스터드척(1)을 고정 결합시키기 위한 결합너트(9)에 절개홈(91)에 의해 구획되는 일정길이의 탄성보강용날개(92)를 마련하여 이 탄성보강용 날개가 절개홈(101)에 의해 구획된 스터드척의 탄성편(111)을 감싼 상태로 이 스터트척의 탄성편에 일정한 세기의 압력을 부과하게 구성하는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트 용접용 스터드 척.

Description

스터드 볼트 용접용 스터드 척{Stud chuck using grip stud bolt}

본 발명은 스터드 볼트 용접시 스터드 볼트를 정확히 그립하여 스터드 용접품질을 일정하게 유지시켜주기 스터드척에 관한 것으로 특히, 반복적인 스터드 볼트 용접실행에 따라 스터드 척의 볼트 그립부 탄력이 떨어지는 것을 방지하여 용접설비의 수명을 연장시키기 위한 스터드볼트의 그립력 보다 구체적으로는 스터드 용접시에 스터드척의 내부를 통하여 용접부로 이동하는 스터드 볼트에 의해 스터드척의 신축부가 확장되어 수명이 저하되는 것을 방지하기 위한 스터드 볼트 용접용 스터드 척에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 스터드 용접은 환봉이나 볼트 등을 모재에 수직방향 또는 설정된 방향으로 용접결합하는 것으로 스터드척에 스터드를 고정하여 모재와 접촉시키고 전기를 순간적으로 인가하여 스터드와 모재 사이에 강한 아크를 발생시켜 스터드의 단부와 모재의 접촉면을 용융시키는 것으로 모재 상에 스터드 볼트를 용접시키게 된다.

스터드 용접은 로봇암의 프로그램된 위치제어 동작에 따르는 자동화 제어에 따라, 예를 들면, 자동차 조립용 패널의 특정개소마다 신속하고 정확하게 스터드 볼트를 용융 고정시켜 고정한 다음, 이들 스터드 볼트에 다른 부속품이나 연결 패널 등을 접합시킨 후 너트 등으로 단단히 고정할 수 있게 한다.

이러한 스터드 볼트 로봇 용접기술은 널리 보급되어 있다.

도 1은 본원 발명 출원인이 앞서 특허출원한 스터드 척의 동작상태를 설명하기 위한 로봇암의 선단부 단면도이고, 도 2는 로봇암의 선단부에 결합되어 로봇측에서 공급되는 스터드 볼트를 용접에 적합한 조건 및 세기로 그립하게 될 스터드척의 확대사시도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이 로봇암의 척어댑터(4)는 그 내측으로 실린더(5)와 실린더로드(501)가 마련되고 선단쪽에는 원통형의 스터드척(1)이 나사결합되게 구성하며, 상기 로봇암에 장착된 스터드볼트공급장치(6)에서 공급되는 볼트(7)는 볼트공급구(601)를 통하여 상기 실린더(5)내부의 실린더로드(501)앞쪽에 연속적으로 공급 배치되게 구성한다.

스터드척(1)이 결합 장착될 로봇암의 척어댑터(4)의 선단부는 안쪽과 바깥쪽 모두 나사산을 형성하여 그의 내측 나사에는 상기 스터드척(1)의 나사부(202)가 결합되게 하고 그의 바깥쪽 나사에는 상기 스터드척(1)의 몸체중간에 마련된 플랜지(203)를 개입시켜 결속너트(205)로 스터드척(1)과 척어댑터(4)를 단단히 고정할 수 있게 구성한다.

상기 척어댑터(4)에 나사결합되는 스터드척(1)의 원통형의 몸통부에는 수개의 길이방향 절개홈을 마련하여 다수의 길이방향 탄성편을 구획 형성하고 이들 절개홈이 시작되는 지점에는 그 절개홈의 폭 사이즈보다 큰 직경의 탄력보강홀을 형성하여 다수의 탄성편에 의한 스터드볼트의 그립력이 오랜 시간동안 강력한 탄성그립 상태로 유지될 수 있게 구성한다.

이와 같이 구성된 선행 특허출원기술에서의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 스터드볼트공급장치(6)에서 스터드볼트가 공급되어 공급구(601)를 따라 척어댑터(4)의 내부 신린더로드(501)의 전단에 위치되면 실린더(5)의 작동으로 그의 실린더로드(501)가 스터드볼트(7)를 밀어내 스터드척(1)의 탄성편에 의한 탄성력을 이기고 스터드 볼트의 헤드부가 스터드척의 외부로 일정 길이만큼 노출되게 된다.

다음, 로봇암의 접지선을 모재에 접촉시킨 후 스터드볼트(7)를 모재상의 정해진 위치에 접촉시키고 전력을 투입하면 아크에 의한 모재와 스터드볼트의 용융지점이 서로 융착된 후 냉각되어 모재의 원하는 부위에 신속하고 정확한 스터드 용접을 가능하게 한다.

게다가 장시간의 스터드볼트용접 실행될 경우 스터드척(1)의 탄성편의 탄성이 쉽게 상실되는 점을 감안하여 스터드척(1)의 탄성편 둘레에 조임구(3)를 장착하기도 하는데 구조적으로 불안정하여 원하는 만큼의 스터드척의 수명연장효과를 기대할 수 없었고 스터드척(1)의 탄성편의 탄성 또한 오래 유지시킬 수 없어 스터드척의 교체가 빈번하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 로봇암의 척어댑터에 결합되는 스터드척의 몸통둘레를 일부감싸는 탄성보강용 날개가 마련된 결합너트를 체결하고 이 탄성보강용 너트와 스터드척의 플랜지 사이에는 풀림방지용 와셔를 개재시켜 스터드 볼트 탄성그립용 스터드척의 수명을 연장하고 기계작동에 따른 나사풀림현상을 방지하여 스터드 용접기 항상 안정된 작업조건이 유지되게 함으로써 제품 생산성을 개선할 수 있는 스터드 볼트 용접용 스터드 척을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스터드 볼트 용접용 스터드 척은 스터드 볼트 용접용 스터드 척은 척어댑터와 스터드척을 고정 결합시키기 위한 결합너트에 절개홈에 의해 구획되는 일정길이의 탄성보강용날개를 마련하여 이 탄성보강용 날개가 절개홈에 의해 구획된 스터드척의 탄성편을 감싼 상태로 이 스터트척의 탄성편에 일정한 세기의 압력을 부과하게 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스터드 볼트 용접용 스터드 척은 스터드척을 척어댑터에 결합 고정시키는 결합너트에 상기 탄성편의 몸통둘레를 감싸는 탄성보강용 날개를 마련하함으로써 스터드 용접 장치의 수명을 연장할 수 있고 스터드척의 그립력 강화를 통한 제품수명의 연장효과를 가져온다.

도 1은 종래의 스터드 척의 동작상태를 설명하기 위한 로봇암의 척어댑터와 스터드척의 결합상태의 단면도.
도 2는 도1에 적용된 스터드 볼트 그립용 스터드척의 확대사시도.
도 3은 본 발명에 따른 스터드척과 그 척의 탄성력을 보강하기 위한 탄성보강용 결합너트와 스터드척 및 척어댑터의 분해사시.
도 4는 본 발명에 따른 스터드척과 그 척의 탄성력을 보강하기 위한 탄성보강용 결합너트와 스터드척 및 척어댑터의 결합상태 단면도.
도 5는 본 발명에 적용된 풀림방지용 와셔의 확대도.

첨부한 도면을 참고로하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 스터드척과 그 척의 탄성력을 보강하기 위한 탄성보강용 결합너트와 스터드척 및 척어댑터의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스터드척과 그 척의 탄성력을 보강하기 위한 탄성보강용 결합너트와 스터드척 및 척어댑터의 결합상태 단면도이고, 도 5는 본 발명에 적용된 풀림방지용 와셔의 확대도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이 본 발명의 스터드 볼트 용접용 스터드 척은 크게 로봇암에 결합된 척어댑터(4)와 상기 척어댑터에 결합되는 스터드척(1)과 상기 스터드척을 상기 척어댑터에 결합시키기 위한 결합너트(9)로 구성된다. 이 척어댑터(4)의 측부에는 스터드볼트공급장치에서 공급되는 스터드볼트를 실린더 내측으로 가이드하기 위한 볼트가이드구(601)가 마련된다.

여기서 척어댑터(4)와 스터드척(1)을 고정 결합시키기 위한 결합너트(9)에는 너트 몸체의 수직 길이방향을 따라 형성시킨 수개의 절개홈(91)을 만들어 이 절개홈에 의해 구획되는 일정길이의 탄성보강용날개(92)를 마련하고, 이 탄성보강용 날개가 절개홈(101)에 의해 구획된 스터드척의 탄성편(111)을 감싸는 형태로 상기 스터트척(1)의 탄성편(111)에 일정한 세기의 압력을 부과하게 구성한다.

이렇게 결합너트(9)에 의해 만들어지는 탄성보강용날개(92)는 스터드척(1)의 탄성편(111)에 복원탄성력을 제공하게 되므로 상기 탄성편(111)이 반복적인 스터드볼트(7)의 그립에 따른 탄성손실을 보존하기 때문에 탄성편이 쉽게 탄성을 잃게 되는 것을 억제하는 기능을 발휘한다.

특히, 상기 결합너트(9)상의 탄성보강용날개(92)를 구획하는 절개홈(91)이 시작되는 지점에는 오랜 시간동안 강력한 탄성그립 상태가 유지되도록 상기 절개홈의 폭 사이즈보다 큰 직경의 탄성홈(93)을 형성하고 있다. 이 탄성홈은 결합너트(9)의 탄성보강용날개(92)들 사이에 배치되어 개별 탄성보강용날개의 호의 길이를 줄여 유연성을 배가시켜주므로 탄성보강용날개의 탄성을 개선시키게 된다.

한편 상기 척어댑터(4)의 나사(202)에 결합되어 상기 스터드척(1)을 척어댑터(4)에 긴밀히 고정하게 되는 상기 결합너트(9)의 풀림방지를 위해 결합너트(9)와 스터드척(1) 사이에 와셔(8)를 삽입할 수 있다.

결합너트(9)와 스터드척(1) 사이에 배치되는 상기 와셔(8)는 원판상으로 제작하되, 그 원판상의 양면에 일정간격으로 3각 톱니를 절삭가공하여 결합너트의 풀림이 방지되게 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명 스터드 볼트 용접용 스터드 척 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 로봇암에 결합된 척어댑터(4)의 측면부에 마련된 볼트가이드구(601)를 통해서 스터드볼트공급장치로부터 스터드볼트가 공급되게 되면 이들 스터드볼트는 볼트가이드구(601)를 통해 실린더 내측으로 볼트의 헤드부분이 가이드된다.

이렇게 공급된 스터드볼트(7)는 척어댑터(4)내부의 피스톤실린더의 작동에 의해 스터드척(1)의 탄성편(8)의 탄성을 이기고 그의 헤드부분 일부가 외부로 노출되게 된다.

노출된 스터드볼트의 헤드부분은 전기용접에 접합하게 된다.

이때, 결합너트(9)에 마련된 탄성보강용 날개(92)는 상기 스터드척(1)의 탄성편(8)이 반복적으로 스터드용접을 실행함으로서 그의 탄성력이 저하되어 충분한 힘으로 스터드볼트를 그립하고 있지 못한다면 스터드볼트의 용접불량이 발생할 가능성이 높다. 이러한 용접불량은 탄성편(111)의 탄력상실에 기인하게 되는데 이러한 경우 탄성보강용날개가 탄성편(111)의 둘레에서 또 다른 탄성력을 제공하게 되므로 탄성편의 탄력저하를 획기적으로 방지할 수 있게 된다.

한편, 스터드척(1)의 플랜지(203)에 걸려지는 상태로 결합너트(9)와 스터드척 사이에 배치되어 결합너트의 나사풀림을 방지하는 원판재의 와셔(8)는 한 방향으로 치우치도록 삼각나사홈을 앞뒷면에 형성하고 있어 외력이나 진동에 의해서 결합너트가 쉽게 풀려지는 것을 방지한다.

1 : 스터드척 4 : 척어댑터
7 : 스터드볼트 8 : 와셔
9 : 결합너트 81 : 삼각홈
91,101 : 절개홈 92 : 탄성보강용날개
93,112 : 탄성홈 111 : 탄성편
202 : 나사 203 : 플랜지
501 : 피스톤로드 601 : 볼트가이드구

Claims (4)

1. 외주면이 길이방향을 따라 절결되면서 탄성편(111)이 형성된 스터드볼트 용접용 스터드척(1)에 있어서,
   척어댑터(4)와 스터드척(1)을 고정 결합시키기 위한 결합너트(9)에 절개홈(91)에 의해 구획되는 일정길이의 탄성보강용날개(92)를 마련하여 이 탄성보강용 날개가 절개홈(101)에 의해 구획된 스터드척의 탄성편(111)을 감싼 상태로 이 스터트척의 탄성편에 일정한 세기의 압력을 부과하게 구성하되, 척어댑터(4)의 나사(202)에 결합되어 상기 스터드척(1)을 척어댑터(4)에 긴밀히 고정하기 위한 상기 결합너트(9)의 풀림방지를 위해 결합너트(9)와 스터드척(1) 사이에 와셔(8)를 마련하고, 상기 결합너트(9)와 스터드척(1) 사이에 배치되는 와셔(8)는 원판상으로 제작하되, 그 원판상의 양면에 일정간격으로 3각톱니를 절삭가공하여 결합너트의 풀림을 방지하는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트 용접용 스터드 척.
2. 제1항에 있어서, 상기 결합너트(9)상의 탄성보강용날개(92)를 구획하는 절개홈(91)이 시작되는 지점에는 오랜 시간동안 강력한 탄성그립 상태가 유지되도록 상기 절개홈의 폭 사이즈보다 큰 직경의 탄성홈(93)을 형성한 것을 특징으로 하는 스터드 볼트 용접용 스터드 척.
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