KR101293264B1

KR101293264B1 - 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치

Info

Publication number: KR101293264B1
Application number: KR1020120142650A
Authority: KR
Inventors: 정민식
Original assignee: 대산티엠씨 주식회사
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2013-08-09

Abstract

본 발명은 커넥팅 로드의 파단 분할시 파단면에 발생하는 칩을 효과적으로 제거할 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 커넥팅 로드 분할 후 칩 제거시 맨드릴에 충격을 가할 수 있는 임팩트 지그를 구비하고, 맨드릴과 분리된 제품을 서로 부딪히게 하는 간접 타격 방식으로 파단면에 발생된 칩을 제거하는 새로운 칩 제거 방식을 구현함으로써, 커넥팅 로드의 파단면에 손상을 주는 문제를 완전히 배제할 수 있는 등 커넥팅 로드 분할 후 재결합시 면밀착율을 높여 제품의 품질을 확보할 수 있는 한편, 커넥팅 로드의 파단면에 에어를 분사하여 칩을 제거할 때 파단면에 대해 일정각도로 경사를 주어 에어를 분사하는 새로운 에어 분사 방식을 구현함으로써, 에어 블로워 효과를 극대화할 수 있는 등 칩 제거 효율을 높일 수 있는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치를 제공한다.

Description

커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치{Chip removal equipment for connecting rod fraction}

본 발명은 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 커넥팅 로드의 파단 분할시 파단면에 발생하는 칩을 효과적으로 제거할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 커넥팅 로드(Connecting rod)는 자동차의 엔진에서 피스톤과 크랭크 축을 연결하여 피스톤의 움직임에 의해 발생된 동력을 크랭크 축에 전달하는 기능을 담당하는 구동 부품이다.

보통 커넥팅 로드는 피스톤에 연결되는 소단부, 크랭크 축에 연결되는 대단부 및 컬럼으로 구성되며, 이때의 대단부는 컬럼과 연결되는 부분과 대단부 캡이 되는 부분으로 분할되어 사용된다.

이러한 커넥팅 로드에서 소단부 로드 부분과 대단부 캡 부분의 분할 방법은 대단부에 노치를 형성한 후에 쐐기를 박아 분할하는 파단 분할 방법과, 로드 부분과 캡 부분의 접합면을 기계 가공하여 볼트와 너트로 체결하는 좌면 가공 방법이 있다.

상기 좌면 가공 방법의 경우 접촉면을 밀링 가공해야 하기 때문에 공정수가 많을 뿐만 아니라 시간도 많이 걸리는 단점이 있고, 접촉면의 밀착도 저하로 인해 커넥팅 로드의 강성이 떨어지고 전반적으로 내구 강도가 저하되는 문제가 있다.

이러한 점을 감안하여 최근에는 공정수가 적고 제조 비용을 절감할 수 있으며 내구성을 높일 수 있는 파단 분할 방법을 많이 사용하는 추세이다.

상기 파단 분할 방법은, 도 1에 도시한 바와 같이, 커넥팅 로드(100)의 대단부에 노치(110)를 형성한 후, 쐐기를 사용하여 소단부 로드(140)와 대단부 캡(130)으로 분할하는 방법이며, 이렇게 분할된 로드(140)과 캡(130)은 볼트와 너트에 의해 서로 결합되어 사용된다.

여기서, 미설명 부호 120은 컬럼을 나타낸다.

이와 같은 커넥팅 로드 파단 분할 방법은 유압 맨드릴을 이용하여 로드와 캡을 강제 분리하는 방법인 관계로 분리되는 면에 부스러기 칩들이 발생하게 되고, 이러한 칩을 완전히 제거하지 않은 상태에서 엔진 조립이 이루어지게 되면, 커넥팅 로드에 남아 있는 칩이 엔진 내부로 들어가 엔진에 치명적인 결함으로 작용하게 되므로, 커넥팅 로드 파단 분할시에 발생하는 칩을 제거하는 것은 무엇보다 중요하다 할 수 있다.

기존에는 분할된 커넥팅 로드의 파단면에 발생된 칩을 제거함에 있어서, 분할 장비로 커넥팅 로드를 분할 한 후에 분할된 컨넥팅 로드를 별도의 칩 제거 장치로 옮겨 고정시킨 다음, 분할된 커넥팅 로드의 파단면 간을 서로 직접 부딪히면서 칩을 제거하는 방식이 대부분이었다.

그러나, 이러한 방식은 커넥팅 로드를 직접 부딪힘에 따라 파단면 간에 손상이 발생되어 조립시에 면 밀착율에 악영향을 주게 되는 등 제품의 품질 및 기능 저하를 초래하는 문제가 있다.

한편, 국내 공개특허 10-2008-0103209호에서는 커넥팅 로드의 분리된 파단 부위에 에어를 분사하여 칩을 제거하는 방식을 제시하고 있으나, 이러한 방식은 파단 부위의 중간에서 수평(측면 분사) 및 수직(상부 분사) 방향으로 에어를 분사하는 방식으로서, 이 경우에 양 방향으로 에어가 상쇄되어 분사 효율이 떨어지는 등 칩을 완전히 제거할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 커넥팅 로드 분할 후 칩 제거시 맨드릴에 충격을 가할 수 있는 임팩트 지그를 구비하고, 맨드릴과 분리된 제품을 서로 부딪히게 하는 간접 타격 방식으로 파단면에 발생된 칩을 제거하는 새로운 칩 제거 방식을 구현함으로써, 커넥팅 로드의 파단면에 손상을 주는 문제를 완전히 배제할 수 있는 등 커넥팅 로드 분할 후 재결합시 면밀착율을 높여 제품의 품질을 확보할 수 있는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 커넥팅 로드의 파단면에 에어를 분사하여 칩을 제거할 때 파단면에 대해 일정각도로 경사를 주어 에어를 분사하는 새로운 에어 분사 방식을 구현함으로써, 에어 블로워 효과를 극대화할 수 있는 등 칩 제거 효율을 높일 수 있는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 칩 제거 장치는 커넥팅 로드의 파단면에 발생된 칩을 제거하는 장치로서, 실린더에 의해 상하 동작하는 쐐기 및 상기 쐐기와 접촉하면서 좌우로 이동가능하고 커넥팅 로드의 대단부 내에 삽입되어 캡측과 로드측을 양쪽으로 벌려주는 맨드릴을 포함하는 상부 지그와, 커넥팅 로드의 로드측을 잡아주는 지그 고정부 및 캡측을 잡아주는 지그 고정블럭을 포함하는 하부 지그와, 상기 상부 지그에 설치되어 커넥팅 로드의 로드측과 캡측의 바깥쪽에 위치되면서 좌우로 동작가능하고 맨드릴이 삽입되어 있는 상태에서 로드측과 캡측을 각각 타격하는 제1임팩트 지그 및 제2임팩트 지그와, 상기 제1임팩트 지그 및 제2임팩트 지그를 좌우로 움직여주는 제1임팩트 실린더 및 제2임팩트 실린더를 포함하는 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 칩 제거 장치는 제1임팩트 지그 및 제2임팩트 지그를 이용하여 맨드릴이 속해 있는 커넥팅 로드를 타격하는 방식, 즉 맨드릴과 분리된 커넥팅 로드를 서로 부딪히게 하여 충격을 주면서 간접 타격하는 방식으로 파단면의 칩을 효율적으로 제거할 수 있는 특징이 있다.

이러한 커넥팅 로드 타격시 커넥팅 로드의 대단부 내에 삽입되어 있는 맨드릴에 의해 캡측과 로드측이 벌어지면서 파단면 간 거리가 6∼20mm 정도 떨어진 상태에서 타격이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 커넥팅 로드의 로드측을 타격하는 부분으로서, 상기 제1임팩트 실린더의 경우 상부 지그에 있는 어퍼 플레이트의 상면에 설치되고, 상기 제1임팩트 지그의 경우 어퍼 플레이트의 저면에 설치되어 있는 LM 가이드에 지지됨과 더불어 제1임팩트 실린더의 로드측과 어댑터 플레이트에 의해 연결되도록 하여, 실린더 작동시 움직이면서 커넥팅 로드의 로드측을 타격할 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.

그리고, 커넥팅 로드의 캡측을 타격하는 부분으로서, 상기 제2임팩트 실린더는 상부 지그에 있는 어퍼 플레이트의 저면에 설치되고, 상기 제2임팩트 지그는 어퍼 플레이트의 저면에 설치되어 있는 LM 가이드에 지지됨과 더불어 제2임팩트 실린더의 로드측과 어댑터 블럭에 의해 연결되도록 하여, 실린더 작동시 움직이면서 커넥팅 로드의 캡측을 타격할 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 칩 제거 장치는 커넥팅 로드의 파단면에 수직 및 수평 방향에서 에어를 분사하는 수단으로 에어 블로어 유니트를 더 포함할 수 있으며, 이때의 에어 블로어 유니트는 상부 지그의 어퍼 플레이트에 설치되는 블로어 바디와, 상기 블로어 바디의 내부에 형성되는 유로와, 상기 유로의 단부에 연통 형성되어 에어를 파단면측으로 분사하는 노즐로 구성되고, 특히 이때의 노즐은 커넥팅 로드의 파단면 방향으로 일정각도 경사진 형태, 예를 들면 한 쌍의 노즐이 구비되는 동시에 서로는 10°∼90°의 각도를 유지하면서 파단면 방향을 향해 경사지게 배치되는 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 지그 고정부의 경우 길이와 크기가 다른 여러 커넥팅 로드에 적용할 수 있는 구조로 이루어지며, 센터의 피딩핀 및 그 둘레를 따라 일정간격으로 배치되는 복수의 로딩핀을 가지면서 회전가능한 로터리 플레이트와, 상기 로터리 플레이트의 저면을 지지함과 더불어 하부 지그의 로워 플레이트에 설치되어 있는 LM 가이드의 안내를 받으면서 이동가능한 샤프트 플레이트와, 상기 로터리 플레이트의 저면 중심에 결합되어 회전 중심축 역할을 하는 샤프트 및 이 샤프트 및 로터리 플레이트에 복원력을 제공하는 리턴 스프링을 포함하는 구조로 구성하는 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 양쪽의 임팩트 지그를 이용한 간접 타격 방식으로 커넥팅 로드의 파단면에 발생된 칩을 제거함으로써, 커넥팅 로드 파단면의 손상을 방지할 수 있으며, 따라서 커넥팅 로드 조립시 면 밀착율을 높여 품질을 확보할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 커넥팅 로드의 파단면에 발생된 칩 제거시 커넥팅 로드의 대단부에 맨드릴이 위치되면서 파단면 간의 거리를 일정 거리(약 6∼20mm) 유지시켜 줌으로써, 파단면 사이의 자력을 약화시킬 수 있고, 결국 칩 제거 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

셋째, 파단면 칩 제거를 위해 측면부 및 상부 방향으로 에어 분사시 파단면 방향으로 일정 각도로 경사를 주어 분사함으로써, 에어 블로어 효과를 극대화할 수 있는 장점이 있다.

넷째, 복수의 로딩 워크 핀을 가지는 회전식 지그 고정판을 적용함으로써, 길이와 크기가 다른 여러 제품을 사용할 수 있는 등 다기종에 적극 대응할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 커넥팅 로드의 파단 분할 방법을 나타내는 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치를 나타내는 정면도
도 3은 도 2의 "A" 부 확대도
도 4는 도 2의 "B" 부 확대도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치를 나타내는 측면도
도 6은 도 5의 "C" 부 확대도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치에서 에어 블로어 노즐을 나타내는 평면도
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치에서 지그 고정판을 나타내는 측면도와 평면도
도 10a 내지 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치의 작동상태를 나타내는 정면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치를 나타내는 정면도와 확대도이고, 도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치를 나타내는 측면도와 확대도이다.

도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 칩 제거장치는 분리된 커넥팅 로드를 서로 직접 부딪히는 방식 대신에 맨드릴과 분리된 커넥팅 로드 내부경(대단부경)을 서로 부딪혀 충격을 주는 방식으로 파단면의 칩이나 이물질을 제거하는 구조로 이루어지며, 특히 분리된 커넥팅 로드를 서로 일정간격, 예를 들면 파단면 간 거리를 6∼20mm 정도 떨어지게 하여 자력을 약화시킨 상태에서 칩 등을 원활히 제거할 수 있는 특징이 있다.

이를 위하여, 수직의 컬럼(38)에 의해 지지되는 어퍼 플레이트(21)를 포함하는 상부 지그(13)와 커넥팅 로드의 세팅을 위한 하부 지그(16)가 마련되고, 상기 어퍼 플레이트(21)에는 쐐기(11)의 작동을 위한 동력을 제공하는 실린더(10) 등이 설치되며, 상기 하부 지그(16)에는 커넥팅 로드의 취부를 위한 자리를 제공하는 지그 고정부(14), 지그 고정블럭(15) 등이 설치된다.

상기 상부 지그(13)의 어퍼 플레이트(21)에 구비되는 실린더(10)는 일종의 유압실린더로서, 어퍼 플레이트(21)에 설치되어 있는 실린더 지지대(39)상에 수직 설치되면서 쐐기(11)를 상승 및 하강시켜주는 역할을 하게 되고, 이러한 실린더(10)의 로드에는 동축으로 쐐기(11)가 장착된다.

이에 따라, 상기 쐐기(11)는 실린더(10)의 작동에 의해 아래로 하강하면서 후술하는 두 개의 맨드릴(12a,12b)을 동작시켜주게 됨과 더불어 작업 후에는 위로 상승하여 초기 위치로 복귀될 수 있게 된다.

그리고, 상기 쐐기(11)는 커넥팅 로드의 캡측 및 로드측을 향하는 양쪽면이 테이퍼면으로 이루어져 있으며, 이때의 테이퍼면을 이용하여 맨드릴(12a,12b)에 있는 테이퍼면과 서로 접촉관계를 이루면서 테이퍼면 간의 슬라이드 접촉을 통해 두 개의 맨드릴(12a,12b)을 양쪽으로 동시에 밀어낼 수 있게 된다.

또한, 분할된 커넥팅 로드를 양쪽으로 벌려주는 수단으로 두 개의 맨드릴(12a,12b)이 마련되고, 이때의 두 개의 맨드릴(12a,12b)은 내측으로 쐐기(11)를 함께 수용하면서 서로 마주보는 상태로 배치되며, 커넥팅 로드의 대단부 내에 삽입되면서 그 외주면을 통해 대단부 내면과 접촉될 수 있게 된다.

즉, 두 개의 맨드릴(12a,12b) 중에서 하나의 맨드릴(12a)은 로드측으로, 다른 하나의 맨드릴(12b)은 캡측으로 각각 배치되면서 대단부 내면에 접촉될 수 있게 된다.

이러한 맨드릴(12a,12b)은 어퍼 플레이트(21)에 있는 LM 가이드(22e,22f)에 의해 이동가능한 구조로 설치되어 쐐기측과의 접촉시 양쪽으로 벌려질 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 어퍼 플레이트(21)의 상면에는 양편으로 LM 가이드(22e,22f)가 각각 설치되고, 이렇게 설치되는 LM 가이드(22e,22f)의 슬라이더측에는 슬라이드 블럭(40a,40b)이 각각 설치되며, 이때의 각 슬라이더 블럭(40a,40b)의 선단부 저면에는 맨드릴(12a,12b)의 상단 플랜지 부분이 체결구조로 각각 결합된다.

이에 따라, 쐐기(11)에 의해 밀려나는 맨드릴(12a,12b)은 슬라이드 블럭(40a,40b)과 함께 LM 가이드(22e,22f)에 의한 안내를 받으면서 양쪽으로 움직일 수 있게 된다.

여기서, 상기 맨드릴(12a,12b)의 내측면, 즉 쐐기(11)의 테이퍼면과 접촉하는 면 역시 테이퍼면으로 이루어져 있으며, 이때의 테이퍼면을 통해 쐐기측 테이퍼면과 서로 형합되는 형태를 이룰 수 있게 된다.

이렇게 맨드릴(12a,12b)이 테이퍼면을 통해 쐐기(11)의 테이퍼면과 접촉관계를 가지게 됨으로써, 쐐기(11)가 수직으로 하강하게 되면 양쪽의 맨드릴(12a,12b)은 테이퍼면 간의 슬라이드 접촉에 의해 양쪽 방향, 즉 캡측 방향과 로드측 방향으로 동시에 이동할 수 있게 된다.

한편, 상기 맨드릴의 작동과 관련한 다른 예로서, 본 발명에서는 실린더에 의해 동작하는 링크장치를 이용하여 양쪽의 맨드릴을 벌려주는 방식, 예를 들면 실린더 로드에 벌림 동작 및 좁힘 동작이 가능한 한 쌍의 링크를 설치하고, 이렇게 설치한 각 링크의 하단에 맨드릴이 각각 결합되어 있는 양쪽의 슬라이드 블럭을 연결하여, 링크의 벌림 및 좁힘 동작을 통해 맨드릴을 움직여주는 방식을 채택할 수도 있다.

실질적으로 커넥팅 로드 파단면에 붙어 있는 칩을 제거하기 위하여 타격을 가하는 수단으로서, 두 개의 임팩트 지그 및 실린더, 즉 커넥팅 로드의 로드측 바깥쪽에 위치되면서 로드측을 타격하는 제1임팩트 지그(17) 및 이 제1임팩트 지그(17)를 동작시켜주는 제1임팩트 실린더(19)와, 커넥팅 로드의 캡측 바깥쪽에 위치되면서 캡측을 타격하는 제2임팩트 지그(18) 및 이 제2임팩트 지그(18)를 동작시켜주는 제2임팩트 실린더(20)가 마련된다.

이러한 제1임팩트 지그(17)와 제2임팩트 지그(18)는 커넥팅 로드의 대단부, 즉 캡측 내에 맨드릴(12a,12b)이 삽입되어 있는 상태에서 타격을 가해서, 맨드릴(12a,12b)과 로드측 및 캡측 간을 서로 부딪히게 하여 이때의 충격으로 파단면의 칩을 제거하는 방식으로 동작하게 된다.

이를 위하여, 상기 상부 지그(16)에 있는 어퍼 플레이트(21)의 상면에는 좌우 방향으로 나란하게 제1임팩트 실린더(19)가 설치되고, 상기 어퍼 플레이트(21)의 저면에는 역시 좌우 방향으로 나란하게 LM 가이드(22a)가 설치된다.

그리고, 상기 LM 가이드(22a)의 슬라이더측에는 제1임팩트 지그(17)가 슬라이드 안내를 받는 구조로 설치되고, 이렇게 설치되는 제1임팩트 지그(17)의 선단부에는 커넥팅 로드의 소단부가 놓여져 있는 하부 지그(16)상의 로터리 플레이트(31)에 있는 피딩핀(29)을 타격하는(실질적으로는 잡아서 흔들어주는) 제1임팩트 블럭(49)이 장착된다.

특히, 상기 제1임팩트 블럭(49)에는 수직의 홀(51)이 형성되어 있으며, 이때의 홀(51)을 이용하여 로터리 플레이트(31)에 있는 피딩핀(29)에 끼워질 수 있게 된다.

또한, 상기 제1임팩트 실린더(19)의 로드와 상기 제1임팩트 지그(17)의 후단부 사이에는 수직의 어댑터 플레이트(23)가 연결 설치된다.

이에 따라, 상기 제1임팩트 실린더(19)가 반복 작동하게 되면, 제1임팩트 지그(17)는 LM 가이드(22a)의 안내를 받으면서 좌우로 움직이게 되고, 계속해서 제1임팩트 지그(17)의 선단부에 있는 제1임팩트 블럭(49)을 이용하여 로터리 플레이트(31)를 여러 차례 흔들어주면서 타격하게 되므로서, 결국 로터리 블럭측에 고정되어 있는 커넥팅 로드의 로드측이 맨드릴(12a)과 부딪히면서 그 파단면에 있는 칩이 효과적으로 제거될 수 있게 된다.

또한, 상기 상부 지그(16)에 있는 어퍼 플레이트(21)의 저면에는 좌우 방향으로 나란하게 제2임팩트 실린더(20)가 설치되고, 그 앞쪽으로는 어퍼 플레이트(21)의 저면 설치되면서 좌우 방향으로 나란한 LM 가이드(22b)가 배치된다.

그리고, 상기 LM 가이드(22b)의 슬라이더측에는 제2임팩트 지그(18)가 슬라이드 안내를 받는 구조로 설치되고, 이렇게 설치되는 제2임팩트 지그(18)의 선단부에는 커넥팅 로드의 대단부 바깥쪽을 직접 타격하는(실질적으로는 걸어서 흔들어주는) 제2임팩트 블럭(52)이 장착된다.

특히, 상기 제2임팩트 블럭(52)의 선단부에는 훅(50)이 형성되어 있으며, 이때의 훅(50)은 커넥팅 로드의 대단부 캡측을 걸어서 잡아줄 수 있게 된다.

이때의 상기 제2임팩트 실린더(20)의 로드와 상기 제2임팩트 지그(18)의 후단부는 어댑터 블럭(24)에 의해 서로 연결된다.

이에 따라, 상기 제2임팩트 실린더(20)가 반복 작동하게 되면, 제2임팩트 지그(18)는 LM 가이드(22b)의 안내를 받으면서 좌우로 움직이게 되고, 계속해서 제2임팩트 지그(18)의 선단부에 있는 제2임팩트 블럭(52)은 훅(50)을 이용하여 커넥팅 로드의 대단부측을 잡고서 여러 차례 흔들면서 타격하게 되므로서, 결국 커넥팅 로드의 대단부 캡이 맨드릴(12b)과 부딪히면서 그 파단면에 있는 칩이 쉽게 제거될 수 있게 된다.

이와 같이, 분리된 커넥팅 로드의 로드측 및 캡측을 맨드릴측과 부딪히는 방식으로 파단면의 칩을 제거할 때, 맨드릴을 이용하여 로드측과 캡측을 일정거리 떨어뜨려 놓은 상태에서 타격을 가해줌으로써, 파단면에 붙어 있는 칩이 좀더 효과적으로 제거될 수 있게 된다.

즉, 커넥팅 로드의 파단 분할시에는 그 파단 충격에 의해 분할면에 자력이 발생하게 되고, 이러한 자력 때문에 파단 분할시 생성된 칩이 파단면에서 떨어지지 않고 붙어 있게 된다.

따라서, 상기 커넥팅 로드에 대한 타격시 커넥팅 로드의 대단부 내에 삽입되어 있는 맨드릴(12a,12b)을 이용하여 캡측과 로드측을 좌우측으로 벌려줌에 따라 이때의 파단면 간의 거리가 일정거리 떨어진 상태, 예를 들면 6∼20mm 정도 떨어진 상태가 되면서 자력이 약해지게 되므로서, 이 상태에서 타격을 가하게 되면 칩이나 이물질이 원활히 제거될 수 있게 된다.

한편, 커넥팅 로드의 파단면에 있는 칩 제거시 원활한 칩 제거를 위해 윗쪽과 옆쪽에서 에어 블로어를 실시하게 되는데, 본 발명에서는 에어 블로어 효과를 극대화하기 위하여 파단면 방향으로 에어를 직접 분사하는 방식을 제공한다.

이를 위하여, 상기 커넥팅 로드의 파단면에 수직 및 수평 방향에서 에어를 분사하는 수단으로 에어 블로어 유니트(28)가 마련되고, 상기 에어 블로어 유니트(28)는 내부에 유로(16)를 가지는 블로어 바디(25), 에어를 파단면에 직접 분사하는 노즐(27) 등을 포함하는 구조로 이루어진다.

예를 들면, 상기 상부 지그(16)에 있는 어퍼 플레이트(21)의 저면에는 블로어 바디(25)가 설치되고, 상기 블로어 바디(25)의 내부에는 외부의 압축에어 공급원(미도시)으로부터 에어를 공급받는 2개의 유로(26)가 형성된다.

이때, 상기 2개의 유로(26) 중에서 1개는 바디 내부를 가로질러 파단면의 상부로 향하게 되고, 나머지 1개는 바디 내부를 가로질러 파단면의 측부를 향하게 된다.

그리고, 상기 각 유로(26)의 단부에는 에어를 파단면측으로 분사하는 노즐(27)이 형성되며, 이때의 노즐(27)은 커넥팅 로드의 파단면 방향으로 일정각도 경사지게 형성된다.

특히, 도 7의 평면도와 도 3의 확대도에서 볼 수 있듯이 상기 노즐(27)은 한 쌍의 노즐(27a,27b)으로 이루어지게 되고, 각각의 노즐(27a,27b)은 파단면이 있는 쪽을 바라보며 경사지게 배치되면서 서로는 10°∼90°의 각도를 유지할 수 있게 된다.

즉, 커넥팅 로드의 파단면 윗쪽으로는 서로 10°∼90°의 각도를 유지하면서 파단면이 있는 쪽을 향해 경사지게 배치되는 한 쌍의 노즐(27a,27b)이 형성되고, 마찬가지로 커넥팅 로드의 파단면 옆쪽으로도 서로 10°∼90°의 각도를 유지하면서 파단면이 있는 쪽을 향해 경사지게 배치되는 한 쌍의 노즐(27a,27b)이 형성된다.

이에 따라, 파단면에 있는 칩 제거시 측면부와 상부에서 각 노즐(27a,27b)이 파단면 방향을 향해 직접 에어를 분사하게 되므로서, 분사되는 에어가 서로 상쇄되는 일없이 파단면측으로 분사될 수 있게 되고, 이렇게 분사 효율이 좋아지면서 파단면에 있는 칩이 보다 효과적으로 제거될 수 있게 된다.

또한, 컨넥팅 로드의 세팅을 위한 수단으로 하부 지그(16)가 마련되고, 이때의 하부 지그(16)는 지그 프레임(41), 업다운 실린더(42) 및 LM 가이드(22d), 상기 업다운 실린더(42)에 의해 위아래로 움직이는 업다운 플레이트(43), 그리고 상기 업다운 플레이트(43)의 상단부에 연결되는 로워 플레이트(32) 등을 포함한다.

상기 업다운 실린더(42)는 지그 프레임(41)의 바닥판에 수직자세로 설치되면서 그 실린더 로드를 통해 업다운 플레이트(43)와 연결되고, 상기 업다운 플레이트(43)는 지그 프레임(41)에 설치되는 LM 가이드(22d)의 슬라이더에 지지되어 안내를 받으면서 실린더 작동시 상승 및 하강 가능하게 되며, 이에 따라 상기 업다운 플레이트(43)에 연결되어 있는 로워 플레이트(32), 즉 커넥팅 로드가 세팅되어 있는 로워 플레이트(32)도 함께 상승 및 하강 가능하게 된다.

그리고, 상기 로워 플레이트(32)의 상면 한쪽에는 커넥팅 로드의 소단부를 잡아줄 수 있는 지그 고정부(14)가 설치되는 동시에 맞은편에는 커넥팅 로드의 대단부를 받쳐줄 수 있는 지그 고정블럭(15)이 설치된다.

따라서, 분리된 커넥팅 로드의 소단부와 대단부는 지그 고정부(14)와 지그 고정블럭(15)에 의해 안정적으로 세팅될 수 있게 된다.

특히, 상기 커넥팅 로드의 소단부를 잡아주는 지그 고정부(14)는 로타리 플레이트(31)에 있는 다수의 로딩핀(30)을 이용하여 로드측 소단부를 잡아주는 수단으로서, 길이와 크기가 다른 여러 커넥팅 로드에 적용할 수 있는 구조, 즉 직경 등이 다른 다수의 로딩핀(30)을 교체해가면서 다양한 규격의 커넥팅 로드를 세팅할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위하여, 도 8과 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 로워 플레이트(32)의 상면에는 좌우 방향으로 나란하게 LM 가이드(22c)가 설치되고, 이렇게 설치되는 LM 가이드(22c)에는 샤프트 플레이트(33)가 설치되어 좌우로 이동가능하게 된다.

그리고, 상기 샤프트 플레이트(33)의 상면에는 로터리 플레이트(31)가 회전가능한 구조로 밀착 배치되며, 이때의 로터리 플레이트(32)의 상면에는 센터에 위치되는 피딩핀(29)과 이 피딩핀(29)을 가운데 두고 그 둘레를 따라가면서 일정간격으로 배치되는 다수의 로딩핀(30)이 설치된다.

또한, 상기 로터리 플레이트(31)의 저면 중심부에는 회전 중심축 역할을 하는 샤프트(34)가 연결되고, 이때의 샤프트(34)는 샤프트 플레이트(33)를 관통하여 로워 플레이트(32)의 저면부근까지 연장 위치된다.

그리고, 상기 샤프트(34)의 하단부에는 도그 커버(44)가 결합되고, 이때의 도그 커버(44)와 샤프트 플레이트(33)의 저면에 장착되어 있는 하우징(45)의 저면 사이에는 리턴 스프링(46)이 개재된다.

이때, 상기 리턴 스프링(46)은 로터리 플레이트(31)를 포함하는 샤프트(34) 전체를 항상 아래쪽으로 당겨주는 역할을 하게 되며, 이에 따라 로터리 플레이트(31)는 스프링에 의해 당겨지는 힘을 받으면서 샤프트 플레이트(33)의 상면에 밀착된 상태를 유지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 로터리 플레이트(31)의 저면에는 소정의 위치, 예를 들면 로터리 플레이트(31)에 있는 로딩핀(30)에 상응하는 위치에 다수의 위치고정용 홈(48)이 장착되고, 이와 접하는 샤프트 플레이트(33)의 상면에는 위치고정용 홈(48)에 대응하는 위치고정용 핀(47)이 형성되어, 로터리 플레이트(31)의 설정 위치가 유지될 수 있게 된다.

따라서, 크기나 길이가 다른 커넥팅 로드를 세팅하기 위해서 지그 고정부(14)의 로딩핀(30)을 교체해야 하는 경우, 피딩핀(29)을 잡아서 위로 당기게 되면, 샤프트(34) 및 로터리 플레이트(31) 전체가 리턴 스프링(46)을 압축하면서 위로 올라오게 되고, 이때에는 위치고정용 핀(47)도 함께 위로 빠지게 된다.

이 상태에서 로터리 플레이트(31)를 회전시켜 해당 로딩핀(30)을 커넥팅 로드의 소단부 자리에 위치시킴과 동시에 피딩핀(29)을 놓게 되면, 스프링 복원력에 의해 로터리 플레이트(31)가 아래로 내려감과 동시에 위치고정용 핀(47)이 해당 위치고정용 홈(48) 내에 재차 끼워지게 되므로서, 로터리 플레이트(31)의 조절된 상태가 유지될 수 있게 된다.

또한, 상기 지그 고정부(14)에는 로터리 플레이트(31) 및 샤프트 플레이트(33)의 이동을 제한하는 수단으로 스톱퍼(35)가 구비된다.

상기 스톱퍼(35)는 샤프트 플레이트(33)의 좌우 이동방향 앞쪽으로 위치되면서 로워 플레이트(32)상에 설치되어, 체결구조로 지지되는 핀 부재를 이용하여 샤프트 플레이트(33)를 앞쪽에서 막아주는 역할을 하게 된다.

이렇게 스톱퍼(35)가 샤프트 플레이트(33)를 막아주면서 위치를 고정시켜줌에 따라 커넥팅 로드의 소단부 세팅을 위한 로터리 플레이트(31)에 있는 로딩핀(30)의 위치가 자연스럽게 정위치에 놓일 수 있게 된다.

그리고, 상기 지그 고정부(14)에는 로터리 플레이트(31) 및 샤프트 플레이트(33)를 탄력 지지하는 수단으로 스프링(36) 및 스프링 홀더(37)가 구비된다.

상기 스프링 홀더(37)는 샤프트 플레이트(33)의 좌우 이동방향 뒷쪽으로 위치되면서 로워 플레이트(33)상에 설치되고, 이렇게 설치되는 스프링 홀더(37)와 샤프트 플레이트(33) 사이에 상기 스프링(36)이 개재된다.

이에 따라, 상기 스프링(36)의 미는 힘에 의해 로터리 플레이트(31) 및 샤프트 플레이트(33)는 항상 스톱퍼(35)가 위치되어 있는 쪽으로 밀려나려는 힘을 받을 수 있게 된다.

한편, 커넥팅 로드의 대단부가 놓여지게 되는 지그 고정블럭(15)은 지그 고정부(14)의 맞은편에 위치되면서 로워 플레이트(32)상에 설치된다.

이때의 지그 고정블럭(15)은 대단부 캡측의 양옆을 막아주면서 아래쪽을 받쳐주게 역할을 하게 된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거장치의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 10a 내지 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치의 작동상태를 나타내는 정면도이다.

도 10a 내지 10c에 도시한 바와 같이, 먼저 하부 지그(16)의 로워 플레이트(32)에 설치되어 있는 좌측 지그 고정부(14)의 로딩핀(30)에 분리되어 있는 커넥팅 로드의 소단부를 끼워서 세팅하고, 이와 동시에 우측 지그 고정블럭(15)에 커넥팅 로드의 대단부를 얹혀서 세팅한다.

이 상태에서 업다운 실린더(42)를 작동시켜서 세팅되어 있는 커넥팅 로드(100)를 포함하는 로워 플레이트(32) 전체를 작업위치까지 상승시킨다.

이렇게 작업위치까지 상승된 커넥팅 로드(100)의 대단부의 내측으로 쐐기(11)를 포함하는 맨드릴(12a,12b) 및 제2임팩트 지그(18)의 제2임팩트 블럭(52)에 있는 훅(50)이 삽입 위치되고, 이와 더불어 로터리 플레이트(31)의 피딩핀(29)에 제1임팩트 지그(17)의 제1임팩트 블럭(49)에 있는 홀(51)이 삽입되면, 칩 제거 작업을 위한 준비가 완료된다.

다음, 실린더(10)의 작동에 의해 쐐기(11)가 아래로 하강하게 되면, 이때의 쐐기(11)에 있는 테이퍼면과 맨드릴(12a,12b)에 있는 테이퍼면 간의 접촉에 의해 양쪽의 맨드릴(12a,12b)은 캡측 및 로드측 방향으로 밀려나게 되고, 결국 분리되어 있는 커넥팅 로드의 파단면은 서로 일정거리 떨어지게 됨과 더불어 이때의 맨드릴(12a,12b) 또한 분리된 상태에서 대단부 내경면에 밀착 위치된 상태가 된다.

물론, 상기 실린더(10)의 작동시 제1임팩트 실린더(19)와 제2임팩트 실린더(20)도 함께 연계 작동하게 되므로 커넥팅 로드의 캡측 및 로드측 이동에는 전혀 문제가 없게 된다.

이 상태에서 제1임팩트 실린더(19)와 제2임팩트 실린더(20)가 작동하게 되면, 이와 함께 제1임팩트 지그(17) 및 제2임팩트 지그(18)가 좌우로 움직이면서 그 선단에 있는 임팩트 블럭으로 커넥팅 로드의 로드측(로타리 플레이트)과 캡측을 타격하게 되므로서, 맨드릴과 대단부 내경이 서로 부딪히면서 충격을 받게 되고, 결국 파단면에 붙어 있는 칩이 충격에 의해 떨어져 나가면서 제거될 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 커넥팅 로드의 파단면에 발생된 칩을 맨드릴을 통한 파단면의 간접 타격 방식으로 제거하고, 또 이때의 칩 제거시 파단면 간에 일정거리를 유지한 상태에서 칩 제거를 위해 타격을 가하는 방식을 구현함으로써, 파단면에 손상을 주지 않게 되고, 따라서 커넥팅 로드 재결합시에 면 밀착율을 높여 품질을 확보할 수 있다.

10 : 실린더 11 : 쐐기
12a,12b : 맨드릴 13 : 상부 지그
14 : 지그 고정부 15 : 지그 고정블럭
16 : 하부 지그 17 : 제1임팩트 지그
18 : 제2임팩트 지그 19 : 제1임팩트 실린더
20 : 제2임팩트 실린더 21 : 어퍼 플레이트
22a,22b,22c,22d,22e,22f : LM 가이드
23 : 어댑터 플레이트 24 : 어댑터 블럭
25 : 블로어 바디 26 : 유로
27 : 노즐 28 : 에어 블로어 유니트
29 : 피딩핀 30 : 로딩핀
31 : 로터리 플레이트 32 : 로워 플레이트
33 : 샤프트 플레이트 34 : 샤프트
35 : 스톱퍼 36 : 스프링
37 : 스프링 홀더 38 : 컬럼
39 : 실린더 지지대 40a,40b : 슬라이드 블럭
41 : 지그 프레임 42 : 업다운 실린더
43 : 업다운 플레이트 44 : 도그 커버
45 : 하우징 46 : 리턴 스프링
47 : 위치고정용 핀 48 : 위치 고정용 홈
49 : 제1임팩트 블럭 50 : 훅
51 : 홀 52 : 제2임팩트 블럭

Claims

커넥팅 로드의 파단면에 발생된 칩을 제거하는 장치로서,
실린더(10)에 의해 상하 동작하는 쐐기(11) 및 상기 쐐기(11)와 접촉하면서 좌우로 이동가능하고 커넥팅 로드의 대단부 내에 삽입되어 캡측과 로드측을 양쪽으로 벌려주는 맨드릴(12a,12b)을 포함하는 상부 지그(13);
커넥팅 로드의 로드측을 잡아주는 지그 고정부(14) 및 캡측을 잡아주는 지그 고정블럭(15)을 포함하는 하부 지그(16);
상기 상부 지그(16)에 설치되어 커넥팅 로드의 로드측과 캡측의 바깥쪽에 위치되면서 좌우로 동작가능하고 맨드릴(12a,12b)이 삽입되어 있는 상태에서 로드측과 캡측을 각각 타격하는 제1임팩트 지그(17) 및 제2임팩트 지그(18);
상기 제1임팩트 지그(17) 및 제2임팩트 지그(18)를 좌우로 움직여주는 제1임팩트 실린더(19) 및 제2임팩트 실린더(20);
를 포함하며, 상기 제1임팩트 지그 및 제2임팩트 지그를 이용하여 맨드릴이 속해 있는 커넥팅 로드를 타격하는 방식으로 파단면의 칩을 제거할 수 있되,
상기 제1임팩트 실린더(19)는 상부 지그(16)에 있는 어퍼 플레이트(21)의 상면에 설치되고, 상기 제1임팩트 지그(17)는 어퍼 플레이트(21)의 저면에 설치되어 있는 LM 가이드(22a)에 지지됨과 더불어 제1임팩트 실린더(19)의 로드측과 어댑터 플레이트(23)에 의해 연결되어, 실린더 작동시 움직이면서 커넥팅 로드의 로드측을 타격할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제2임팩트 실린더(20)는 상부 지그(16)에 있는 어퍼 플레이트(21)의 저면에 설치되고, 상기 제2임팩트 지그(18)는 어퍼 플레이트(21)의 저면에 설치되어 있는 LM 가이드(22b)에 지지됨과 더불어 제2임팩트 실린더(20)의 로드측과 어댑터 블럭(24)에 의해 연결되어, 실린더 작동시 움직이면서 커넥팅 로드의 캡측을 타격할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 커넥팅 로드 타격시 커넥팅 로드의 대단부 내에 삽입되어 있는 맨드릴(12a,12b)에 의해 캡측과 로드측이 벌어지면서 파단면 간 거리가 6∼20mm 떨어진 상태에서 타격이 이루어질 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 커넥팅 로드의 파단면에 수직 및 수평 방향에서 에어를 분사하는 수단으로서, 상부 지그(16)의 어퍼 플레이트(21)에 설치되는 블로어 바디(25)와, 상기 블로어 바디(25)의 내부에 형성되는 유로(26)와, 상기 유로(26)의 단부에 연통 형성되어 에어를 파단면측으로 분사하는 노즐(27)로 구성되는 에어 블로어 유니트(28)를 더 포함하며, 상기 에어 블로어 유니트(28)의 노즐(27)은 커넥팅 로드의 파단면 방향으로 일정각도 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 에어 블로어 유니트(28)의 노즐(27)은 한 쌍이 구비되는 동시에 서로는 10°∼90°의 각도를 유지하면서 파단면 방향을 향해 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지그 고정부(14)는 길이와 크기가 다른 여러 커넥팅 로드에 적용할 수 있는 구조로 이루어지며, 센터의 피딩핀(29) 및 그 둘레를 따라 일정간격으로 배치되는 복수의 로딩핀(30)을 가지면서 회전가능한 로터리 플레이트(31)와, 상기 로터리 플레이트(31)의 저면을 지지함과 더불어 하부 지그(16)의 로워 플레이트(32)에 설치되어 있는 LM 가이드(22c)의 안내를 받으면서 이동가능한 샤프트 플레이트(33)와, 상기 로터리 플레이트(31)의 저면 중심에 결합되어 회전 중심축 역할을 하는 샤프트(34) 및 이 샤프트(34) 및 로터리 플레이트(31)에 복원력을 제공하는 리턴 스프링(46)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치.
청구항 1 또는 청구항 7에 있어서,
상기 지그 고정부(14)는 샤프트 플레이트(33)의 앞쪽에 설치되어 샤프트 플레이트(33)의 이동을 제한하는 스톱퍼(35) 및 뒷쪽에 설치되어 샤프트 플레이트(33)를 탄력적으로 지지하는 스프링(36) 및 스프링 홀더(37)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단면 칩 제거 장치.