KR101625006B1 - 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치에 관한 것으로서, 요크의 축공에 니들 베어링을 압입 및 코킹할 때 요크의 양날개에 가해지는 가압 속도 및 외력이 좌,우 양측에 동일하게 분배되도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 니들 베어링이 적재되는 적재부와, 니들 베어링을 요크의 양측에 공급하는 니들 베어링 공급부와, 니들 베어링을 요크의 축공에 압입하는 압입시스템과, 요크를 정위치에 안착시키는 지그부재와, 니들 베어링을 코킹하는 코킹장치를 포함하는 니들 베어링 압입시스템 및 코킹장치에 있어서, 상기 니들 베어링 압입시스템은, 제1요크(1a)를 중심으로 좌,우측에 대칭으로 배치되어 서보모터(20a)를 동기제어함으로써, 2개의 니들 베어링(4)을 제1요크(1a)의 축공(2)에 동시에 압입하는 동시에, 십자형 스파이더(3)의 샤프트 양 축단면(3a, 3b)과 니들 베어링(4)의 캡 내부 단면 사이에 간격이 발생하지 않도록 밀착시키는 서보압입시스템(20)으로 구성되고; 상기 니들 베어링 코킹장치는, 좌,우 코킹압입부(21a)에 LM 슬라이드 블록(21l)을 부착하여 유공압실린더(21h)의 로드와 하나로 연결함으로써, 랙(21e)과 피니언(21f)을 통해 코킹압입부(21a)가 좌,우에서 동시에 진입하도록 하는 유공압 동기제어 코킹장치(21)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여 본 발명은, 니들 베어링이 적재되는 적재부와, 니들 베어링을 요크의 양측에 공급하는 니들 베어링 공급부와, 니들 베어링을 요크의 축공에 압입하는 압입시스템과, 요크를 정위치에 안착시키는 지그부재와, 니들 베어링을 코킹하는 코킹장치를 포함하는 니들 베어링 압입시스템 및 코킹장치에 있어서, 상기 니들 베어링 압입시스템은, 제1요크(1a)를 중심으로 좌,우측에 대칭으로 배치되어 서보모터(20a)를 동기제어함으로써, 2개의 니들 베어링(4)을 제1요크(1a)의 축공(2)에 동시에 압입하는 동시에, 십자형 스파이더(3)의 샤프트 양 축단면(3a, 3b)과 니들 베어링(4)의 캡 내부 단면 사이에 간격이 발생하지 않도록 밀착시키는 서보압입시스템(20)으로 구성되고; 상기 니들 베어링 코킹장치는, 좌,우 코킹압입부(21a)에 LM 슬라이드 블록(21l)을 부착하여 유공압실린더(21h)의 로드와 하나로 연결함으로써, 랙(21e)과 피니언(21f)을 통해 코킹압입부(21a)가 좌,우에서 동시에 진입하도록 하는 유공압 동기제어 코킹장치(21)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 십자형 스파이더의 샤프트 양 축단면에 니들 베어링을 삽입하여 결합한 후, 요크의 날개부 축공 주위에 코킹 작업을 할 때, 로드셀이 십자형 스파이더의 샤프트 양 축단면에 니들 베어링 캡 내부 단면이 닿았을 때의 가압력을 감지하여 요크의 축공 불량 유무를 확인할 수 있도록 하고, 좌,우 유공압 실린더를 랙과 피니언으로 구속하여 좌,우 양측의 코킹압입부가 동시에 진입하도록 하며, 십자형 스파이더의 샤프트 양 축단면과 니들 베어링의 캡 내부 단면을 완전히 밀착시켜 유격이 발생하지 않도록 함으로써, 유니버설 조인트를 차량에 장착시 핸들의 조향 능력을 향상시키고, 차량 운행시 최상의 핸들링 느낌을 받을 수 있도록 한 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치에 관한 것이다.
유니버설 조인트(Universal Joint)는, 회전 관절 구조를 이용하여 서로 다른 두 축선을 일정한 각도로 연결한 동력전달부품으로서, 프로펠러 샤프트나 드라이브 샤프트의 연결부, 자동차의 조향장치 등에 널리 사용되고 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따라 제조된 유니버설 조인트를 도시한 것으로서, 상기 유니버설 조인트는, 서로 다른 두 축선을 갖는 한 쌍의 제1요크(1a) 및 제2요크(1b)를 구비하고 있다.
상기 제1요크(1a)와 제2요크(1b)를 조립할 때에는, 십자형 스파이더(3)를 제1요크(1a)와 제2요크(1b)의 양 날개부(1')에 형성된 축공(2)의 중심에 위치시킨 후, 상기 축공(2)의 외측으로부터 니들 베어링(4)을 압입하여 조립한다.
이때, 제1요크(1a) 및 제2요크(1b)를 지그부재(40)로 고정한 후, 도 3에 도시된 서보압입시스템(20)을 사용하여 니들 베어링(4)을 상기 축공(2)에 조립한다.
상기 니들 베어링(4)을 압입하여 조립한 후에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 요크 양 날개부((1') 외면에 다수의 코킹부(C)를 형성하여 압입된 니들 베어링(4)이 축공(2)으로부터 이탈되지 않도록 한다.
이때, 도 3에 도시된 유공압 동기제어 코킹장치(21)를 사용하여 요크의 주위에 코킹(Caulking) 작업을 수행한다.
그런데 한 쌍의 제1요크(1a) 및 제2요크(1b)에 각각 형성된 축공은 서로 직각 방향에 위치하고 있기 때문에, 한 번에 4개의 니들 베어링(4)을 동시에 압입 및 코킹하여 고품질의 유니버설 조인트를 생산하기가 매우 어렵다.
이에 따라, 서로 다른 클램핑 지그를 구비한 두 대의 장비를 사용하여, 1차와 2차로 나누어 유니버설 조인트의 조립 작업을 하게 된다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 1차 조립장비에서 제1요크(1a)의 축공(2)에 십자형 스파이더(3)를 끼운 후, 한 쌍의 니들 베어링(4)을 제1요크(1a)의 양측에서 압입 및 코킹작업을 한다.
이어서 2차 조립장비에서, 상기 십자형 스파이더의 샤프트 양 축단면(3a, 3b)이 제2요크(1b)의 축공(2)에 끼워지도록 하고, 또 다른 한 쌍의 니들 베어링(4)을 제2요크(1b)에 압입 및 코킹 작업을 한다.
그런데, 종래의 유니버설 조인트용 니들 베어링 압입 및 코킹장치는, 요크를 중심으로 좌,우측에서 각각 개별적으로 동작하는 구조이다.
이에 따라, 각 기구부의 진입하는 속도와 힘이 동시에 정확히 배분되지 못하게 되어, 니들 베어링(4)의 압입 및 코킹 작업시, 요크 날개부(1') 및 지그부재(40)에 편하중이 가해지게 되는 현상을 피할 수가 없다.
이로써 십자형 스파이더(3)의 중심이 요크의 세레이션 축선 중심으로부터 이탈되고, 서로 다른 압입 및 코킹 충격량이 요크 날개부(1')에 전해지게 되어 이른바 스프링 백(Spring Back) 현상이 발생하게 된다.
즉, 종래의 니들 베어링 압입 및 코킹장치에 의하면, 요크 날개부(1')가 편하중을 받아 수축했다가 다시 벌어지게 됨에 따라, 십자형 스파이더(3)의 샤프트 양 축단(3a, 3b)과 니들 베어링(4) 캡 내부 단면 사이의 간극이 커지게 되어 품질이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 니들 베어링 압입 및 코킹장치는, 각 기구부의 상이한 진입속도 및 가압력에 의해, 코킹펀치(21c) 및 요크 날개 내측(1'')을 지지하는 지그부재(40)가 자주 파손된다는 문제점이 있다.
이에 따라 유지보수 비용이 증가하게 되고, 생산성이 저하된다는 문제점이 지적되고 있다.
한편, 니들 베어링을 요크의 축공에 압입하고 코킹하여 조립하는 니들 베어링 압입 및 코킹장치의 일례가 대한민국 공개특허 10-2000-0056090호에 개시되어 있다.
상기한 종래기술은, 유니버설 조인트의 요크를 지지 고정하는 요크지지수단과; 제1 실린더에 의해 작동되는 제1 피스톤의 단부에 베어링을 압입하여 요크의 축공에 삽입시키는 압입로드가 결합된 압입수단과; 제2 실린더에 의해 작동되는 제2 피스톤의 단부에 베어링이 삽입된 요크의 축공 주변 하측을 가압하여 코킹하는 제1 코킹조가 결합된 제1 코킹수단과; 제3 실린더에 의해 작동되는 제3 피스톤의 단부에 베어링이 삽입된 요크의 축공 주위 상측을 가압하여 코킹하는 제2 코킹조가 결합된 제2 코킹수단을 포함하여 구성되어, 임의 각도로 교차하고 있는 두 개의 축이 서로 연동되도록 연결하는 유니버설 조인트에 베어링을 압입하여 조립하고 압입된 베어링의 이탈을 방지하기 위해 코킹작업을 하고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 니들 베어링을 압입하는 서보압입시스템 및 유공압 코킹장치를 동기제어함으로써, 요크의 축공에 니들 베어링을 압입 및 코킹작업을 할 때, 요크의 양날개에 가해지는 가압 속도 및 외력이 좌,우 양측에 동일하게 배분되도록 하여 편하중이 발생하지 않도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 요크 날개부에 스프링 백 현상이 발생하는 것을 방지하고, 여기에 조립되는 십자형 스파이더의 회전중심과 각 요크의 세레이션 축선 중심이 서로 일치되도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 완제품 완성시 일정한 회전 토크값을 확보하도록 하고, 십자형 스파이더의 샤프트 양 축단면과 니들 베어링 캡 내부 단면 사이에 유격이 발생하지 않도록 하여, 고품질의 유니버설 조인트를 생산할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 생산과정 중 고품질을 유지하기 위한 정밀 셋팅 이 용이하도록 하고, 부품의 내구성을 증대시켜 유지보수 비용을 절감할 수 있으며, 유지보수로 인한 제조 라인의 중단을 최소화하여 생산성을 향상시키는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다수의 니들 베어링이 적재되는 적재부와, 상기 니들 베어링을 요크의 양측에 공급하는 니들 베어링 공급부와, 요크의 양측에 구비되어 니들 베어링을 요크의 축공에 압입하는 압입시스템과, 요크에 니들 베어링을 압입하는 동안 요크를 정위치에 안착시키는 지그부재와, 축공에 압입된 니들 베어링을 코킹하는 코킹장치를 포함하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 압입 및 코킹장치에 있어서, 제1요크를 중심으로 좌, 우에 대칭으로 배치되어 서보모터를 동기제어함으로써, 2개의 니들 베어링을 제1요크의 양 축공에 동시에 압입하는 동시에, 십자형 스파이더의 샤프트 양 축단면과 니들 베어링의 캡 내부 단면 사이에 간격이 발생하지 않도록 밀착시키는 서보압입시스템과; 좌,우 코킹압입부에 LM 슬라이드 블록을 부착하여 유공압실린더의 로드와 하나로 연결함으로써, 랙과 피니언을 통해 코킹압입부가 좌,우에서 동시에 진입하도록 하는 유공압 동기제어 코킹장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서보압입시스템은, 니들 베어링 압입 로드가 요크 좌, 우측의 니들 베어링을 요크 날개부의 축공에 압입할 때 발생하는 압입력을 인식하는 로드셀을 구비하고, 롯트별 생산에 따른 요크 축공의 크기 변화를 감지하여 제품의 불량 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서보압입시스템은, 로드셀이 니들 베어링의 캡 내부 단면이 십자형 스파이더의 샤프트 양 축단면에 밀착되는 순간의 가압력을 니들 베어링 압입 로드를 통해 전달받아, 원하는 압력에서 정지 및 후퇴 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서보압입시스템은, 구동용 타이밍벨트를 서보압입시스템의 바깥쪽에 배치하여 타이밍 벨트의 손상 및 파손시 용이하게 교체할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서보압입시스템은, 볼스크류 샤프트를 중공축으로 형성하여, 니들 베어링 압입 로드의 교체시 상기 중공축을 통해 빠져나올 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서보압입시스템은, 볼스크류 너트 하우징의 외측면에 돌출되게 부착되는 2단 센싱 도그와, 수리 이후 변화된 좌표 위치의 추가적인 점검이 필요 없도록 하는 원점 위치 확인용 센서를 구비하는 멀티센싱 유니트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서보압입시스템은, 볼스크류가 부착되는 볼스크류 너트 하우징의 측면에 간섭 확인용 점검창을 구비하여, 설비의 초기 셋팅 및 정기 점검시, 볼스크류 샤프트가 동작버튼의 오조작에 의해 연결 기구물과 충돌하는지의 여부를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유공압 동기제어 코킹장치는, 랙과 피니언 연결시, 피니언을 상,하 2개로 형성하여 랙의 가공 편차에 맞추어 엇각으로 조립하고, 랙을 지지해 주는 가이드 하우징을 미세 조정할 수 있도록 함으로써, 맞물려 있는 랙과 백래쉬 제거용 2단 피니언의 접촉 기어 사이에 유격이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유공압 동기제어 코킹장치는, 유공압실린더의 전진 스트로크를 규제하는 1차 스토퍼를 실린더 로드에 설치하여 기본 코킹거리를 유지하게 하고, 캠팔로워와 가이드 블록을 외부로 돌출되게 부착하여, 유공압실린더의 전,후진 반복 동작시 실린더 로드가 회전하지 못하도록 구속함으로써, 수평으로 배치된 랙과 백래쉬 제거용 2단 피니언의 기어 접촉부에 회전 편하중이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유공압 동기제어 코킹장치는, 1차 스토퍼에 의해 결정된 기본 코킹거리에 더하여 좌,우 코킹 깊이를 미세하게 조절할 수 있도록 좌, 우 코킹펀치 홀더의 코킹깊이 미세조절용 클램핑 너트에 눈금을 형성하고, 원하는 위치에 코킹펀치를 클램핑하여 정밀 셋팅함으로써, 좌,우측 코킹압입부의 거리편차를 상쇄시키고, 롯트별로 코킹펀치의 위치를 변화시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 서보 모터 및 볼스크류에 의해 동기제어된 니들 베어링 압입 로드가 요크 좌, 우측의 니들 베어링을 요크 날개부의 축공에 압입하면서 발생하는 압입력을 로드셀이 인식하도록 할 수 있다.
이에 따라, 요크의 롯트별 생산에 따른 요크 축공의 크기 변화를 감지하여 제품의 불량 여부를 판단하게 할 수 있고, 이전 공정에서 발생한 요크 축공의 가공불량품이 자동으로 선별되어 다음 공정으로 넘어가지 않도록 하는 효과가 있다.
또한, 니들 베어링의 캡 내부 단면이 십자형 스파이더의 샤프트 양축단면에 밀착되는 순간의 가압력을 로드셀이 니들 베어링 압입로드를 통해 전달받아, 원하는 압력에서 정지하고 후퇴하도록 할 수 있다.
이에 따라, 니들 베어링 캡 내부 단면이 십자형 스파이더의 샤프트 양축단면과 완전히 밀착되어 유니버설 조인트 연결부의 반경방향 유격이 발생하지 않으므로, 고품질의 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 랙과 피니언을 이용하여 연계 동작하도록 연결한 유공압 동기제어 코킹장치에 의해, 코킹압입부가 요크 양 날개부의 축공 주위를 동일한 진입 속도와 가압력으로 동시에 코킹할 수 있도록 할 수 있다.
이에 따라, 요크 양 날개부에 발생하는 편하중을 방지할 수 있고, 요크 날개가 수축했다 다시 벌어지는 스프링백 현상의 발생을 방지하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 코킹깊이 미세조절 클램핑 너트의 나사를 이용하여 코킹펀치를 원하는 위치에 클램핑할 수 있으므로, 롯트별 생산에 따른 요크의 세레이션 축 중심기준으로부터 좌,우 날개부에 발생하는 가공 편차에 부합할 수 있도록 코킹펀치의 위치를 변화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 요크 양 날개부의 어느 한쪽 코킹 깊이가 다르거나 편부하가 발생됨 없이 코킹 작업을 수행할 수 있으므로, 편하중으로 인한 코킹펀치 및 주변 구조물의 파손을 방지할 수 있다.
이에 따라, 설비 유지보수 비용 및 제품 제조원가를 절감할 수 있는 동시에 고품질의 유니버설 조인트를 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 서보모터의 구동풀리에 연결된 타이밍벨트의 절단 및 파손시 주변 기구부의 분해 없이 손쉽게 교체할 수 있는 효과가 있다.
또한, 볼스크류를 별도의 주변 구속 장치 없이 자체 기능만으로 동력전달을 할 수 있도록 구조를 단순화시킴으로써, 니들 베어링 압입 로드 교체시 주변 부속 장치를 분해하고 재조립 및 재셋팅하는 과정 없이 신속하게 유지보수할 수 있는 효과가 있다.
또한, 별도의 멀티센싱유니트를 구비하여 볼스크류 너트 하우징의 외측면에 부착된 센싱 도그를 감지하게 함으로써, 수리 이후에 변화된 기구부의 좌표 위치에 대해 추가적인 점검을 하지 않아도 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 유니버설 조인트의 조립 사시도.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 유니버설 조인트의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 서보압입시스템의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 유공압 동기제어 코킹장치에 부착된 랙과 백래쉬 제거용 2단 피니언의 확대도 및 코킹압입부의 단면 상세도.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 유니버설 조인트의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 서보압입시스템의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 유공압 동기제어 코킹장치에 부착된 랙과 백래쉬 제거용 2단 피니언의 확대도 및 코킹압입부의 단면 상세도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 니들 베어링이 적재되는 적재부와, 상기 니들 베어링을 요크의 양측에 공급하는 니들 베어링 공급부와, 요크의 양측에 구비되어 니들 베어링을 요크의 축공에 압입하는 압입시스템과, 요크에 니들 베어링을 압입하는 동안 요크를 정위치에 안착시키는 지그부재와, 축공에 압입된 니들 베어링을 코킹하는 코킹장치를 포함하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 압입시스템 및 코킹장치에 있어서, 상기 니들 베어링 압입시스템은, 제1요크(1a)를 중심으로 좌,우측에 대칭으로 배치되어 서보모터(20a)를 동기제어함으로써, 2개의 니들 베어링(4)을 제1요크(1a)의 축공(2)에 동시에 압입하는 동시에, 십자형 스파이더(3)의 샤프트 양 축단면(3a, 3b)과 니들 베어링(4)의 캡 내부 단면 사이에 간격이 발생하지 않도록 밀착시키는 서보압입시스템(20)으로 구성된다.
또한, 상기 니들 베어링 코킹장치는, 좌,우 코킹압입부(21a)에 LM 슬라이드 블록(21l)을 부착하여 유공압실린더(21h)의 로드와 하나로 연결함으로써, 랙(21e)과 피니언(21f)을 통해 코킹압입부(21a)가 좌,우에서 동시에 진입하도록 하는 유공압 동기제어 코킹장치(21)로 구성된다.
즉, 본 발명은, 제1요크(1a) 및 제2요크(1b)에 십자형 스파이더(3) 및 니들 베어링(4)을 조립하기 위한 것으로서, 서보모터(20a) 및 볼스크류의 구동풀리(20b)에 연결된 타이밍벨트(20c)에 의해 니들 베어링 압입 로드(20')를 전진시켜 니들 베어링(4)을 압입하는 서보압입시스템과(20)과; 니들 베어링(4)을 요크 축공(2)에 압입 후 코킹압입부(21a)를 전진시켜 이에 부착된 코킹펀치(21c)를 이용하여 요크의 양 날개부(1') 축공(2) 주위에 좌,우 동시에 코킹하도록 하고, 상기 요크(1a)에 압입된 니들 베어링(4)이 이탈되지 않도록 하는 랙(21f)과 백레쉬 제거용 2단 피니언(21e)이 서로 연결되어 연계 동작을 하도록 구성된 유공압 동기제어 코킹장치(21);를 포함한다.
먼저 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 서보압입시스템(20)의 구성에 대해 설명한다.
제1요크(1a) 및 제2요크(1b)(이하 통칭하여 '요크'라 한다)에 니들 베어링(4)을 압입하는 서보압입시스템(20)은, 요크를 중심으로 좌,우 대칭으로 배치되어 좌,우 서보모터(20a)를 동기제어하여, 니들 베어링(4)을 요크의 축공(2)에 동시에 압입한다.
이에 따라, 십자형 스파이더(3)의 샤프트 양축단면(3a)(3b)에 니들 베어링(4)의 내부 단면이 간극 없이 밀착되도록 조립할 수 있다.
이때, 상기 서보모터(20a) 및 볼스크류에 의해 동기제어된 니들 베어링 압입 로드(20')가 요크 좌, 우측의 니들 베어링(4)을 요크 날개부(1')의 축공(2)에 압입하면서 발생되는 압입력을 로드셀(30)이 인식하게 하여, 각 롯트별 생산에 따른 요크 축공(2)의 크기 변화를 감지하여 제품의 불량 여부를 판별하도록 한다.
또한, 니들 베어링(4)의 캡 내부 단면이 십자형 스파이더의 샤프트 양 축단면(3a)(3b)에 밀착되는 순간의 가압력을 로드셀(30)이 니들 베어링 압입로드(20')를 통해 전달받아, 니들 베어링 압입로드(20')가 원하는 압력에서 정지 및 후퇴 동작을 하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 서보모터(20a)에 연결된 타이밍벨트(20c)의 위치를 서보압입시스템(20)의 바깥쪽에 배치함으로써, 타이밍벨트(20c) 손상 및 파손시 손쉽게 교체할 수가 있다.
또한, 볼스크류 샤프트(20e)의 중실축을 중공축으로 변경함으로써, 마모 및 피로한계에 의한 좌굴(Buckling)로 인해 수명 연한이 된 니들 베어링 압입 로드(20') 교체시, 볼스크류 샤프트(20e)의 중공축을 통해 빼낼 수가 있다.
이에 따라, 주변 부속 장치를 분해하고 재조립 및 재셋팅하는 과정 없이 신속하게 수리할 수 있다.
또한, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 서보모터(20a) 좌표에 관련된 원점 위치 확인용 센서를 별도의 멀티센싱유니트(20i)로 구성하고, 볼스크류 너트 하우징(20g)의 외측면에 2단 센싱 도그(20h)를 부착하여 이를 감지하게 한다.
상기한 구성에 의해, 수리 이후에 변화된 좌표 위치와 관련하여 추가적인 점검을 하지 않아도 된다.
또한, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 볼스크류가 부착되는 볼스크류 너트 하우징(20g)의 외측면에 간섭 확인용 점검창(20j)을 구비한다.
이에 따라. 설비 초기 셋팅 및 정기 점검시, 볼스크류 샤프트(20e)가 동작버튼의 오조작에 의해 다른 연결 부품와 충돌되는지의 여부를 육안으로 쉽게 확인할 수 있으므로, 시험 작동중에 부품이 파손되는 것을 방지할 수가 있다.
이어서, 본 발명에 따른 유공압 동기제어 코킹장치(21)의 구성을 도 5를 참조하여 설명한다.
요크의 양 날개부(1') 축공(2)에 상기 니들 베어링(4)의 압입이 완료되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 공압 유니트 또는 공압부스터에 의해 동력원을 전달받은 유공압실린더(21h)에 의해 코킹압입부(21a)를 작동시켜 코킹작업을 한다.
이때, 좌,우 양쪽 두 개의 유공압 실린더(21h)를 하나로 연결한 랙(21e)과 백래쉬 제거용 2단 피니언(21f)의 기계적 연계 동작에 의해, 코킹압입부(21a)를 좌,우에서 동시에 진입시킨다.
이에 따라, 관로 손실 및 연결호스의 길이에 의해 유압이나 공압에 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 좌,우측 코킹압입부(20a)가 균일한 속도 및 압력으로 동시에 진입하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 랙(21e)과 피니언 연결시, 피니언을 상, 하 2개로 형성하여 랙의 가공 편차에 맞추어 엇각으로 조립하고, 랙(21e)이 동작하는 가이드 하우징(21g)을 미세 조정할 수 있도록 구성한다.
상기한 구성에 의해, 서로 맞물려 있는 랙(21e)과 피니언의 접촉 기어 사이에 유격이 발생하지 않도록 하여, 좌,우측 코킹압입부(21a)의 진입 및 후퇴시 발생하는 기어 접촉부의 백래쉬에 의한 속도 편차 요인을 제거할 수 있다.
이에 따라, 편하중으로 인한 코킹펀치(21c) 및 지그부재(40)의 파손을 방지하여, 설비 유지보수 비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있음과 동시에, 고정밀도의 유니버설 조인트를 제조할 수가 있다.
또한, 본 발명은, 유공압실린더(21h)의 전진 스트로크를 규제하는 1차 스토퍼(21i)를 실린더 로드에 설치하여 기본 코킹거리를 셋팅하고, 여기에 캠팔로워(21j)와 가이드 블록(21k)을 외부로 돌출되게 부착하여 유공압실린더(21h)의 전, 후진 동작시 실린더 로드가 회전하지 못하도록 구속한다.
이에 따라, 코킹 작업 후 요크 양 날개 외측에 형성되는 코킹부(C)의 형상이 일정해지고, 수평으로 배치된 랙(21e)과 피니언의 기어 접촉부에 실린더 로드가 회전되면서 발생하는 회전 편하중을 방지할 수 있다.
이로써, 랙(21e)과 피니언의 편마모로 인한 기어 접촉부의 내구성 저하를 방지하여 장비의 수명을 연장할 수가 있다.
또한, 본 발명은, 1차 스토퍼(21i)에 의해 결정된 기본 코킹거리와 더불어 좌,우 코킹 깊이를 미세하게 조절할 수 있도록 좌,우 코킹펀치 홀더(21b)의 코킹깊이 미세조절용 클램핑 너트(21d)에 눈금을 형성함으로써, 원하는 위치에 코킹펀치(21c)를 정확하게 고정시킬 수가 있다.
또한, 유공압 동기제어 코킹장치(21)의 부품 가공시 발생된 누적공차에 의한 좌,우측 코킹압입부(21a)의 거리 편차를 상쇄시킬 수가 있고, 요크의 롯트별 생산에 따른 좌,우 날개부(1')의 거리 편차에 부합하여 코킹펀치(21c)의 고정 위치를 정밀하게 조절할 수가 있다.
이로써, 요크 양 날개부(1')의 어느 한쪽 코킹 깊이가 달라지거나 기구부 동작 중에 진동 및 편하중이 발생되지 않도록 함으로써, 동일한 코킹 압력 및 일정 거리를 유지하면서 코킹작업을 수행하여 고품질의 유니버설 조인트를 제조할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 니들 베어링(4)의 캡 내부 단면이 십자형 스파이더의 샤프트 양 축단면(3a)(3b)과 완전히 밀착되므로, 유격의 발생 없이 요크 날개부(1')의 축공(2) 주위에 코킹작업을 수행할 수가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
1...유니버설 조인트(Universal Joint)
1a...제1요크
1b...제2요크
1'...날개부
1"...내측
2...축공
3...십자형 스파이더(Spider)
3a, 3b...샤프트 양 축단면
4...니들 베어링(Needle Bearing)
C...코킹부
20...서보압입시스템
20'...니들 베어링 압입 로드(Rod)
20a...서보모터(Servo Motor)
20b...구동풀리(Drive Pulley)
20c...타이밍벨트(Timing Belt)
20d...볼스크류 서포트유니트(Ball Screw Support Unit)
20e...볼스크류 샤프트(Ball Screw Shaft)
20f...볼스크류 너트(Ball Screw Nut)
20g...볼스크류 너트 하우징(Ball Screw Nut Housing)
20h...센싱 도그(Sensing Dog)
20i...멀티센싱유니트(Multi Sensing Unit)
20j...간섭 확인용 점검창
21...유공압 동기제어 코킹장치
21a...코킹압입부
21b...코킹펀치 홀더(Caulking Punch Holder)
21c...코킹펀치(Caulking Punch)
21d...코킹깊이 미세조절 클램핑 너트
21e...랙(Rack)
21f...백래쉬 제거용 2단 피니언(Pinion)
21g...가이드 하우징(Guide Housing)
21h..유공압실린더
21i..1차 스토퍼(Stopper)
21j...캠팔로워(Cam Follower)
21k...가이드 블록(Guide Block)
21l...LM 슬라이드 블록(LM Slide Block)
30...로드셀(Load Cell)
40...지그(Jig)부재
1a...제1요크
1b...제2요크
1'...날개부
1"...내측
2...축공
3...십자형 스파이더(Spider)
3a, 3b...샤프트 양 축단면
4...니들 베어링(Needle Bearing)
C...코킹부
20...서보압입시스템
20'...니들 베어링 압입 로드(Rod)
20a...서보모터(Servo Motor)
20b...구동풀리(Drive Pulley)
20c...타이밍벨트(Timing Belt)
20d...볼스크류 서포트유니트(Ball Screw Support Unit)
20e...볼스크류 샤프트(Ball Screw Shaft)
20f...볼스크류 너트(Ball Screw Nut)
20g...볼스크류 너트 하우징(Ball Screw Nut Housing)
20h...센싱 도그(Sensing Dog)
20i...멀티센싱유니트(Multi Sensing Unit)
20j...간섭 확인용 점검창
21...유공압 동기제어 코킹장치
21a...코킹압입부
21b...코킹펀치 홀더(Caulking Punch Holder)
21c...코킹펀치(Caulking Punch)
21d...코킹깊이 미세조절 클램핑 너트
21e...랙(Rack)
21f...백래쉬 제거용 2단 피니언(Pinion)
21g...가이드 하우징(Guide Housing)
21h..유공압실린더
21i..1차 스토퍼(Stopper)
21j...캠팔로워(Cam Follower)
21k...가이드 블록(Guide Block)
21l...LM 슬라이드 블록(LM Slide Block)
30...로드셀(Load Cell)
40...지그(Jig)부재
Claims (10)
- 다수의 니들 베어링이 적재되는 적재부와, 상기 니들 베어링을 요크의 양측에 공급하는 니들 베어링 공급부와, 요크의 양측에 구비되어 니들 베어링을 요크의 축공에 압입하는 압입시스템과, 요크에 니들 베어링을 압입하는 동안 요크를 정위치에 안착시키는 지그부재와, 축공에 압입된 니들 베어링을 코킹하는 코킹장치를 포함하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 압입시스템 및 코킹장치에 있어서,
상기 니들 베어링 압입시스템은,
제1요크(1a)를 중심으로 좌,우측에 대칭으로 배치되어 서보모터(20a)를 동기제어함으로써, 2개의 니들 베어링(4)을 제1요크(1a)의 축공(2)에 동시에 압입하는 동시에, 십자형 스파이더(3)의 샤프트 양 축단면(3a, 3b)과 니들 베어링(4)의 캡 내부 단면 사이에 간격이 발생하지 않도록 밀착시키는 서보압입시스템(20)으로 구성되고,
상기 니들 베어링 코킹장치는,
좌,우 코킹압입부(21a)에 LM 슬라이드 블록(21l)을 부착하여 유공압실린더(21h)의 로드와 하나로 연결함으로써, 랙(21e)과 피니언(21f)을 통해 코킹압입부(21a)가 좌,우에서 동시에 진입하도록 하는 유공압 동기제어 코킹장치(21)로 구성되며,
상기 서보압입시스템(20)은,
볼스크류 너트 하우징(20g)의 외측면에 돌출되게 부착되는 2단 센싱 도그(20h)와,
수리 이후 변화된 좌표 위치의 추가적인 점검이 필요 없도록 하는 원점 위치 확인용 센서를 구비하는 멀티센싱 유니트(20i)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 서보압입시스템(20)은,
니들 베어링 압입 로드(20')가 요크 좌, 우측의 니들 베어링(4)을 요크 날개부(1')의 축공(2)에 압입할 때 발생하는 압입력을 인식하는 로드셀(30)을 구비하여,
롯트별 생산에 따른 요크 축공(2)의 크기 변화를 감지하여 제품의 불량 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 서보압입시스템(20)은,
로드셀(30)이, 니들 베어링(4)의 캡 내부 단면이 십자형 스파이더의 샤프트 양 축단면(3a, 3b)에 밀착되는 순간의 가압력을 니들 베어링 압입 로드(20')를 통해 전달받아,
원하는 압력에서 정지 및 후퇴 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 서보압입시스템(20)은,
구동용 타이밍벨트(20c)를 서보압입시스템(20)의 바깥쪽에 배치하여, 상기 타이밍벨트(20c)의 손상 및 파손시 용이하게 교체할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 서보압입시스템(20)은,
볼스크류 샤프트(20e)를 중공축으로 형성하여, 니들 베어링 압입 로드(20')의 교체시 상기 중공축을 통해 빠져나올 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 서보압입시스템(20)은,
볼스크류가 부착되는 볼스크류 너트 하우징(20g)의 측면에 간섭 확인용 점검창(20j)을 구비하여,
설비의 초기 셋팅 및 정기 점검시, 볼스크류 샤프트(20e)가 동작버튼의 오조작에 의해 연결 기구물과 충돌하는지의 여부를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 유공압 동기제어 코킹장치(21)는,
랙(21e)과 피니언 연결시, 피니언을 상,하 2개로 형성하여 랙(21e)의 가공 편차에 맞추어 엇각으로 조립하고, 랙(21e)을 지지해 주는 가이드 하우징(21g)을 미세 조정할 수 있도록 함으로써,
맞물려 있는 랙(21e)과 백래쉬 제거용 2단 피니언(21f)의 접촉 기어 사이에 유격이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 유공압 동기제어 코킹장치(21)는,
유공압실린더(21h)의 전진 스트로크를 규제하는 1차 스토퍼(21i)를 실린더 로드에 설치하여 기본 코킹거리를 유지하게 하고, 캠팔로워(21j)와 가이드 블록(21k)을 외부로 돌출되게 부착하여, 유공압실린더(21h)의 전,후진 반복 동작시 실린더 로드가 회전하지 못하도록 구속함으로써,
수평으로 배치된 랙(21e)과 백래쉬 제거용 2단 피니언(21f)의 기어 접촉부에 회전 편하중이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 유공압 동기제어 코킹장치(21)는,
1차 스토퍼에 의해 결정된 기본 코킹거리에 더하여 좌,우 코킹 깊이를 미세하게 조절할 수 있도록 좌, 우 코킹펀치 홀더(21b)의 코킹깊이 미세조절용 클램핑 너트(21d)에 눈금을 형성하고, 원하는 위치에 코킹펀치(21c)를 클램핑하여 정밀 셋팅함으로써,
좌,우측 코킹압입부(21a)의 거리편차를 상쇄시키고, 가공 롯트에 따라 코킹펀치의 위치를 변화시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150178185A KR101625006B1 (ko) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150178185A KR101625006B1 (ko) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치 |
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|---|---|
| KR101625006B1 true KR101625006B1 (ko) | 2016-05-27 |
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| KR1020150178185A KR101625006B1 (ko) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | 유니버설 조인트용 니들 베어링 서보압입시스템 및 유공압 동기제어 코킹장치 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101625006B1 (ko) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110814736A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-21 | 万向钱潮股份有限公司 | 一种外圈双挡边滚针轴承的全自动装配设备 |
| KR102144970B1 (ko) * | 2019-10-21 | 2020-08-14 | (주)엠아이티코리아 | 유니버셜 조인트 코킹장치 |
| CN113042633A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 上海欧博自控技术装备有限公司 | 一种中间轴节叉的铆压机构 |
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| KR20240017497A (ko) | 2022-08-01 | 2024-02-08 | 지운수 | 유니버설 조인트의 니들베어링 공급, 압입 및 코킹장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3703236B2 (ja) * | 1996-12-27 | 2005-10-05 | 光洋精工株式会社 | 十字軸継ぎ手の組立方法及び組立装置 |
-
2015
- 2015-12-14 KR KR1020150178185A patent/KR101625006B1/ko active IP Right Grant
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