KR101912663B1 - 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치 - Google Patents

작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부품 조립장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨베이어를 따라 이송되는 부품에 조립하고자 하는 밸브가 안착된 상태로 이송되면 밸브의 상부에서 밸브를 가압하여 부품에 밸브를 압입하고, 압입된 밸브가 분리되지 않도록 압입 부위를 압착 변형시켜 견고하게 고정함에 있어서, 탠덤 실린더를 이용하여 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 밸브를 압입할 수 있게 됨과 아울러 필요한 압력에 맞도록 탠덤 실린더의 피스톤 수를 변경하여 필요 압력에 대응하며 사용할 수 있는 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치는, 장치 전체를 지지하는 프레과, 상기 프레임의 상부에 설치되어 밸브를 가압하여 조립하는 서보 프레스와, 상기 서보 프레스의 하부에 구비되어 상기 서보 프레스에 의해 상하 동작되면서 상기 서보 프레스와 함께 밸브가 압입되는 압력을 증강시키는 에어 프레스 및 상기 에어 프레스의 하부에서 밸브가 조립되는 부품과 밸브를 함께 연속적으로 정위치로 이송시키는 부품 이송 레일을 포함한다.

Description

작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치{Valve assembling device capable of press-fitting with high pressure while minimizing working space}
본 발명은 부품 조립장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨베이어를 따라 이송되는 부품에 조립하고자 하는 밸브가 안착된 상태로 이송되면 밸브의 상부에서 밸브를 가압하여 부품에 밸브를 압입하고, 압입된 밸브가 분리되지 않도록 압입 부위를 압착 변형시켜 견고하게 고정함에 있어서, 탠덤 실린더를 이용하여 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 밸브를 압입할 수 있게 됨과 아울러 필요한 압력에 맞도록 탠덤 실린더의 피스톤 수를 변경하여 필요 압력에 대응하며 사용할 수 있는 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치에 관한 것이다.
일반적으로 부품을 조립함에 있어서 조립 부위에 압입을 통해 끼워 조립할 때 견고한 조립을 위해 높은 압력으로 가압하여 조립한다.
이러한 조립 과정은 작업자가 직접 별도의 도구를 이용하여 가격하거나 가압하여 조립하고자 하는 부위에 끼워 조립하게 된다.
상기와 같이 작업자가 조립할 경우 밸브가 기울어진 상태로 가격되거나 가압되면 조립 불량이 발생하게 되고, 조립 과정에서 밸브가 파손되는 문제가 발생하게 된다.
또한, 큰 힘을 요하는 작업이기 때문에 작업자의 피로도가 증가하게 되고, 작업 중 작업자는 부상의 위험이 따르는 문제가 있다.
그리고 작업자가 조립할 경우 가할 수 있는 압력에 한계가 따르게 되기 때문에 충분한 압력을 가하여 조립할 수 없는 문제가 발생하게 된다.
한편, 작업자가 직접 작업하게 되는 경우 작업 시간이 지연되어 결과적으로 생산 수율이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 선행문헌 1(등록특허 10-0599869 피씨브이 밸브 자동 조립장치)에서는 실린더를 이용하여 실린더의 압력에 의해 밸브를 자동으로 결합할 수 있는 구성이 개시되어 있다.
하지만 선행문헌 1은 단순히 하나의 실린더를 이용해 실린더의 힘만으로 밸브를 삽입하기 때문에 밸브를 조립할 수 있는 압력을 충분히 가하기에는 한계가 따르게 되고, 보다 고압의 압력을 가하여 밸브를 조립해야할 경우 실린더의 크기를 키워 압력을 가해야 하기 때문에 고압으로 갈수록 작업 공간을 많이 사용하게 되고, 이는 결과적으로 설비 비용의 증가를 야기하게 된다.
또한, 밸브를 삽입한 후 실린더가 다시 원위치로 복귀할 때 코킹블럭에 밸브가 끼워진 상태로 복귀하게 되면 밸브가 다시 분리되거나 분리 과정에서 손상될 수 있는 문제가 발생하게 된다.
그리고 다양한 규격의 밸브에 대응하기 위해서는 코킹블럭을 교체하여 사용해야 하기 때문에 교체에 따른 시간이 지연되고, 하나의 장치로 하나의 규격만을 조립할 수 있는 문제가 있다.
선행문헌 1(등록특허 10-0599869 피씨브이 밸브 자동 조립장치)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 밸브가 결합되어 사용되는 부품에 밸브를 조립할 때 연속적으로 이송되는 부품의 상부에서 부품의 밸브 조립 위치에 밸브가 위치된 상태에서 밸브를 압입하여 부품에 조립함에 있어서, 탠덤 실린더를 적용하여 작은 크기의 실린더로 높은 압력을 가할 수 있게 되어 공간 활용도가 높고, 탠덤 실린더의 압력은 피스톤 수의 증감에 따라 자유롭게 조절할 수 있으며, 조립 과정에서 밸브가 조립되는 위치를 가압하여 압착시킴에 따라 밸브가 다시 분리되지 않고 견고하게 결합할 수 있게 됨과 아울러, 다수의 실린더를 자동으로 이송시키면서 조립하고자 하는 부품과 밸브의 규격에 따라 자동으로 교체하며 사용할 수 있는 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치는, 장치 전체를 지지하는 프레임(100);, 상기 프레임(100)의 상부에 설치되어 밸브(20)를 가압하여 조립하는 서보 프레스(200);, 상기 서보 프레스(200)의 하부에 구비되어 상기 서보 프레스(200)에 의해 상하 동작되면서 상기 서보 프레스(200)와 함께 밸브(20)가 압입되는 압력을 증강시키는 에어 프레스(300); 및 상기 에어 프레스(300)의 하부에서 밸브(20)가 조립되는 부품(10)과 밸브(20)를 함께 연속적으로 정위치로 이송시키는 부품 이송 레일(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에어 프레스(300)는, 공간을 최소한으로 사용하면서 밸브(20)가 압입되는 압력을 증감 시킬 수 있는 탠덤 실린더(310)와, 상기 탠덤 실린더(310)의 상부에 구비되어, 상기 탠덤 실린더(310)를 이송시키는 프레스 교체 실린더(320) 및 상기 탠덤 실린더(310)의 로드(312) 끝부분에 구비되어, 밸브(20)의 상부를 가압 지지하면서 압입시키는 프레스 툴(370)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 탠덤 실린더(310)는, 다수로 일정간격 이격되게 적층되면서 각각 개별적으로 동작되는 피스톤(311)과, 상기 피스톤(311) 중앙에 구비되어 피스톤(311)이 동작됨에 따라 발생되는 압력을 전달하는 로드(312)와, 상기 피스톤(311)의 외측에서 피스톤(311)을 감싸면서 피스톤(311)과 함께 다수로 적층되어 피스톤(311)이 동작될 때 기밀을 유지하는 하우징(313)과, 상기 적층된 하우징(313)의 최상부에 구비되어 하우징(313)의 상부를 밀폐하면서 하우징 내부로 에어를 선택적으로 공급하는 에어 공급캡(314)과, 상기 하우징(313)의 최하부에 구비되어 하우징(313)의 하부를 밀폐하면서 하우징 내부의 에어를 필요에 따라 선택적으로 배출하거나 밀폐하는 에어 배출캡(315)과, 상기 다수의 하우징(313)을 적층 결합함에 있어서 하우징(313)이 서로 밀착되도록 가압하면서 체결하여 다수로 적층된 하우징(313) 내부의 기밀을 유지할 수 있도록 다수의 하우징(313)을 결합하는 체결 샤프트(316) 및 상기 다수의 피스톤(311)들 중앙으로 관통되게 구비되고, 내부에는 각 피스톤(311) 측으로 에어를 분산 공급하는 유로(317a)가 형성되어 상기 에어 공급캡(314)에서 에어가 공급되면 이를 적층된 다수의 피스톤(311) 측으로 분산 공급하는 에어 유도 샤프트(317)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하우징(313)은 하우징(313) 내부와 외부로 연통되게 구비되어 각 하우징(313) 내측으로 별도의 솔레노이드 밸브를 통해 개별적으로 에어를 유입시키는 에어 유입구(313a)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프레스 툴(370)은 상기 탠덤 실린더(310)의 피스톤(311)중 최 하부에 위치된 피스톤(311)의 로드(312)와 결합되어 상기 탠덤 실린더(310)의 압력에 의해 밸브(20)를 압입하는 밸브 압입 부재(371)와, 상기 밸브 압입 부재(371)의 외측을 감싸면서 상기 밸브 압입 부재(371)와 개별적으로 상하 승강되게 구비되어 밸브(20)가 압입된 상태에서 부품(10)의 밸브 압입 부위를 압착시키는 압착 부재(372) 및 상기 밸브 압입 부재(371)와 압착 부재(372) 사이에 구비되어 상기 밸브 압입 부재(371)가 밸브(20)를 압입한 상태에서 압착 부재(372)가 부품(10)의 밸브(20) 결합부위를 압착할 때에는 수축되었다가 압착이 완료되고 압착 부재(372)가 다시 상승될 때 밸브(20)가 결합된 위치에서 빠지지 않도록 탄성에 의해 밸브 압입 부재(371)가 밸브(20) 측으로 밀착되도록 지지하는 스프링(373)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 공간 활용도를 극대화하면서 고압으로 밸브를 압입 조립할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 필요에 따라 선택적으로 실린더의 압력을 간편하게 증강하면서 밸브를 압입 조립할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 밸브를 조립한 상태에서 밸브가 분리되지 않도록 밸브가 조립된 부위를 가압하여 압착함에 따라 밸브가 분리되지 않도록 견고하게 고정할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 밸브가 조립되는 부품을 정확한 위치로 연속적으로 이송시키면서 즉각적으로 밸브의 조립이 가능하여, 생산 수율을 높일 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 다수의 규격에 맞는 실린더와 프레스툴을 자동으로 교체하며 사용할 수 있어서, 하나의 장치에서 다양한 규격에 대응하며 교체에 따른 시간 낭비를 최소화 하면서 조립을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치의 전체 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치의 에어 프레스를 상세히 나타낸 분해 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치의 탠덤 실린더를 상세히 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치의 프레스 툴을 상세히 나타낸 단면도
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치의 프레스 툴이 동작되는 상태를 나타낸 동작상태도
본 발명은 부품에 밸브를 삽입하는 자동 조립 장치에 관한 것으로, 특히 탠덤 실린더를 이용하여 최소한의 공간에서 높은 압력으로 밸브를 압입하여 조립할 수 있고, 필요에 따라 피스톤의 수를 증감하면서 압력을 조절할 수 있으며, 밸브가 압입된 상태에서 밸브가 분리되지 않도록 부품의 밸브 조립 부위를 압착하여 변형시킴에 따라 밸브가 부품에서 분리되지 않도록 견고하게 고정 설치할 수 있게 됨과 아울러 다수의 탠덤 실린더와 프레스 툴을 구비하여 자동으로 교체하면서 밸브를 압입하여 조립할 수 있어서 하나의 장치로 다양한 규격의 밸브를 압입할 수 있는 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치에 관한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치의 전체 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 크게 장치 전체를 지지하는 프레임(100)과, 상기 프레임(100)의 상부에 구비되어 밸브(20)를 압입하는 서보 프레스(200)와, 상기 서보 프레스(200)의 로드에 결합되어 상기 서보 프레스(200)에 의해 상하 승강되면서 밸브(20)가 압입되는 압력을 증강시키는 에어 프레스(300) 및 상기 에어 프레스(300)의 하부에서 밸브(20)가 압입되는 부품(10)과 밸브(20)를 함께 정위치로 이송시키는 부품 이송 레일(400)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 프레임(100)은 프레임(100)의 최상부에서 서보 프레스(200)를 지지하는 서보 프레임 지지 프레임(100)과, 상기 서보 프레스 지지 프레임(110)의 하부에서 상기 서보 프레스(200)에 의해 상하 승강되면서 밸브(20)를 부품(10)에 압입하는 프레스 프레임(120)과, 상기 프레스 프레임(120)의 하부에 구비되어 상기 서보 프레스 지지 프레임(110)을 지지하는 베이스 프레임(130) 및 상기 서보 프레스 지지 프레임(110)과 베이스 프레임(130) 사이에 상기 프레스 프레임(120)의 양측으로 구비되어 상기 프레스 프레임(120)이 상하 승강되는 경로를 안내하는 가이드 샤프트(140)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 서보 프레스(200)는 서보 프레스(200)가 동작되는 동력을 제공하는 서보 모터(210)와 상기 서보 모터(210)와 연결되어 상기 에어 프레스(300)를 상하 동작시키는 서보 액추에이터(220) 및 상기 서보 액추에이터(220)의 하부 끝부분에 구비되어 상기 서보 액추에이터(220)가 동작될 때 밸브(20)가 압입되는 압력을 측정하는 로드셀(230)을 포함하여 구성된다.
여기서 상기 프레스 프레임(120)의 양측에는 상기 가이드 샤프트(140)를 따라 상하 이송되는 프레스 프레임(120)을 상기 가이드 샤프트(140)를 따라 이송되도록 지지하는 프레스 프레임 가이드(121)가 더 구비된다.
이로 인해 프레임(100) 상에서 부품(10)과 밸브(20)를 지지한 상태로 밸브(20)를 가압하여 부품(10)에 압입하여 조립할 수 있고, 압입 시 발생되는 하중을 측정하여 밸브(20) 압입에 필요한 적정 압력을 파악 및 설정할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치의 에어 프레스를 상세히 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치의 에어 프레스를 상세히 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 에어 프레스(300)는 상기 서보 프레스(200) 하부에 구비되어 서보 프레스(200)가 밸브(20)를 압입할 때 압력을 증강시키는 것으로, 다수의 피스톤(311)에 의해 공간을 최소한으로 활용하면서 높은 압력으로 밸브(20)를 압입할 수 있도록 압입 압력을 증강시키는 탠덤 실린더(310)와, 상기 탠덤 실린더(310)의 상부에 구비되어 상기 탠덤 실린더(310)를 이송시키는 프레스 교체 실린더(320)와, 상기 프레스 교체 실린더(320)와 탠덤 실린더(310) 사이에 구비되어 탠덤 실린더(310)를 지지한 상태로 이송시키는 탠덤 실린더 지지 플레이트(330)와, 상기 탠덤 실린더 지지 플레이트(330)의 하부에 구비되어 상기 탠덤 실린더 지지 플레이트(330)의 이송 경로를 안내하는 에어 프레스 가이드 레일(340)과 상기 탠덤 실린더 지지플레이트(330)와 에어 프레스 가이드 레일(340) 사이에 구비되어 상기 탠덤 실린더 지지플레이트(330)를 지지한 상태로 이송시키는 에어 프레스 가이드 블록(350)과, 상기 탠덤 실린더(310)의 중심축과 상기 서보 액추에이터(220)의 중심축에 일치되도록 구비되어 상기 서보 액추에이터(220)의 압력을 탠덤 실린더(310)로 정확하게 전달하면서 지지하는 압력 전달부(360) 및 상기 탠덤 실린더(310)의 로드 끝부분에 구비되어 밸브(20)를 정위치로 지지한 상태에서 가압하여 압입하는 프레스 툴(370)을 포함하여 구성된다.
이때, 탠덤 실린더(310)는 상기 탠덤 실린더 지지플레이트(330)에 두 개 이상의 다수로 설치되어 각기 다른 규격과 압력으로 밸브(20)를 압입할 수 있게 된다.
이러한 탠덤 실린더(310)는 각각 압력 전달부(360)에 의해 서보 프레스(200)의 압력을 전달받아 밸브(20)를 가압하게 되는데 상기 압력 전달부(360)는 상기 서보 프레스(200) 측에 구비되어 서보 프레스(200)의 압력을 전달하는 서보 프레스 측 전달부재(361)와, 상기 탠덤 실린더(310)의 상부에 구비되고 상부가 볼록한 경사면을 이루고 중앙은 평면을 이루게 구비되어 상기 서보 프레스(200)의 압력을 탠덤 실린더(310) 측으로 전달하는 탠덤 실린더 측 전달부재(362) 및 상기 서보 프레스 측 전달부재(361)의 하부에 끼워지며 결합되고, 하부는 볼록한 곡면을 이루면서 중앙은 평면을 이루게 구비되어 상기 탠덤 실린더 측 전달부재(362)의 하부면과 접촉되면서 선택적으로 탠덤 실린더(310) 측으로 압력을 전달하는 압력 전달부재(363)를 포함하여 구성된다.
상기 압력 전달부(360)는 프레스 교체 실린더(320)에 의해 이동되는 탠덤 실린더 지지 플레이트(330)에 의해 사용하고자 하는 탠덤 실린더(310)를 선택적으로 위치시킬 때 경사면에 의해 걸림 없이 부드럽게 위치되며, 서보 프레스(200)의 축과 탠덤 실린더(310)의 중앙이 일치된 상태에서는 탠덤 실린더 측 전달부재(362)와 압력 전달부재(363)의 중앙 평면부가 서로 일치된 상태로 이동시켜 서보 프레스(200)의 압력을 정확하게 탠덤 실린더(310) 측으로 전달하여 밸브를 가압함에 따라 정확하고 견고한 압입이 이루어지게 된다.
이로 인해 부품(10)에 밸브(20)를 압입하여 조립함에 있어서 정확한 위치에 최소 공간을 차지하면서 압입하여 조립할 수 있게 되고, 하나의 장치에서 다수의 탠덤 실린더(310)에 의해 다양한 규격의 밸브(20)와 부품(10)에 대응하며 사용할 수 있게 된다.
상기 탠덤 실린더(310)는 일정간격으로 이격되어 다수 적층 구비되는 피스톤(311)과, 상기 피스톤(311)의 중앙에서 하부로 연장되어 피스톤(311)의 압력을 집중적으로 전달하는 로드(312)와, 상기 다수의 피스톤(311)마다 피스톤(311)의 외측을 감싸면서 구비되어 피스톤(311)이 동작됨에 피스톤(311)의 동작 경로를 기밀하게 밀폐하는 하우징(313)과, 상기 하우징(313)의 최상부에 구비되어 하우징(313) 내부를 기밀하게 밀폐하면서 동작에 필요한 에어를 공급하는 에어 공급캡(314)과, 상기 하우징(313)의 최하부에 구비되어 하우징(313) 내부를 기밀하게 밀폐하면서 피스톤(311)에 가해진 공압을 해제하기 위해 선택적으로 에어를 배출시키거나 밀폐하는 에어 배출캡(315)과, 상기 다수의 하우징(313)과 에어 공급캡(314) 및 에어 배출캡(315)을 한번에 체결하여 하우징(313) 내부의 기밀을 유지하는 체결 샤프트(316) 및 상기 피스톤(311)들의 중앙을 관통하면서 상기 에어 공급캡(314)과 연통되게 구비되어 상기 에어 공급캡(314)에서 공급되는 에어를 적층 구비된 다수의 피스톤(311)마다 분산시켜 유입시키는 에어 유도 샤프트(317)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 에어 유도 샤프트(317)는 내부에 각 피스톤(311) 측으로 에어를 분산하는 유로가 형성되어 에어 공급캡(314)에서 공급되는 에어를 균일하게 분산시켜 피스톤 측으로 유도할 수 있게 된다.
이러한 에어 유도 샤프트(317)는 적용되는 피스톤의 수에 맞게 다양한 길이로 제작하여 필요에 따라 개수에 맞는 길이로 적용하여 사용할 수 있게 된다.
한편, 상기 하우징(313)에는 각 피스톤(311)마다 개별적인 에어의 공급이 가능하도록 각각 별도의 솔레노이드 밸브에 의해 에어가 유입되는 에어 유입구(313a)가 더 구비될 수 있다.
이러한 에어 유입구(313a)는 높은 압력을 요구할 때에는 각 하우징(313)마다 구비된 에어 유입구(313a) 측으로 개별적으로 에어를 공급하고, 비교적 높은 압력이 필요하지 않을 때에는 밀폐캡(313b)을 이용해 에어 유입구(313a)를 밀폐한 상태로 에어 유도 샤프트(317)를 통해 에어를 공급한다.
여기서 상기 에어 유도 샤프트(317)는 유로(317a)를 통해 공압을 분산하다가 비교적 높은 압력이 필요하여 상기 에어 유입구(313a)를 통해 각 피스톤(311) 측으로 개별적으로 공급할 때에는 유로를 차단할 수 있는 유로 차단부재(317b)를 유로(317a)에 설치하여 각 피스톤(311) 마다 기밀을 유지하면서 개별적으로 공압에 의해 동작될 수 있게 된다.
이로 인해 요구되는 압력에 따라 피스톤(311)과 하우징(313)의 수를 변경하여 공압을 증감할 수 있게 되고, 좁은 공간에서 높은 공압이 요구될 때에는 각 피스톤(311)과 하우징(313)에 개별적으로 공압을 공급하면서 높은 압력으로 밸브(20)를 압착하여 조립할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치의 프레스 툴을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 프레스 툴(370)은 상기 프레스 툴(370)은 상기 탠덤 실린더(310)의 피스톤(311)중 최 하부에 위치된 피스톤(311)의 로드(312)와 결합되어 상기 탠덤 실린더(310)의 압력에 의해 밸브(20)를 높은 압력으로 압입하는 밸브 압입 부재(371)와, 상기 밸브 압입 부재(371)의 외측을 감싸면서 상기 밸브 압입 부재(371)와 개별적으로 상하 승강되게 구비되어 밸브(20)가 압입된 상태에서 부품(10)의 밸브 압입부위 외측을 가압하여 압착시킴에 따라 밸브(20)가 부품(10)에서 분리되지 않도록 견고하게 고정하는 압착 부재(372) 및 상기 밸브 압입 부재(371)와 압착 부재(372) 사이에 구비되어 상기 밸브 압입 부재(371)가 밸브(20)를 압입한 상태에서 압착 부재(372)가 부품(10)의 밸브(20) 결합부위를 압착할 때에는 밸브 압입 부재(371)가 밸브(20)를 가압한 상태에서 수축되었다가 압착이 완료되고 압착 부재(372)가 다시 상승될 때 밸브(20)가 결합된 위치에서 빠지지 않도록 탄성에 의해 밸브 압입 부재(371)가 밸브(20) 측으로 밀착되어 밸브를 지지하도록 밀어주는 스프링(373)을 포함하여 구성된다.
이로 인해 밸브(20)를 보다 견고하게 결합할 수 있게 됨과 아울러, 밸브가 결함된 상태에서 프레스 툴(370)이 복귀할 때 프레스 툴(370)에 밸브(20)가 걸리거나 끼워져 부품(10)에서 다시 분리되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치의 프레스 툴이 동작되는 상태를 나타낸 동작상태도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 부품(10)의 밸브(20) 조립 위치에 밸브(20)가 안착된 상태에서 부품 이송 레일(400)을 따라 부품 이송 테이블(410)의 상부에 안착된 부품(10)이 작업 위치로 이송되면, 프레스 툴(370)이 하강하면, 서보 프레스(200)와 에어 프레스(300)에 의해 밸브 압입 부재(371)가 밸브를 밀어주며 가압하여 밸브(20)가 부위에 압입된다.
도 6을 참조하면, 밸브(20)가 일정 깊이까지 압입 완료되면 탠덤 실린더(310)의 압력이 서서히 해제되면서 탠덤 실린더(310)와 직접 연결된 밸브 압입 부재(371)는 밸브(20)를 지지한 상태에서 스프링(373)에 의해 탠덤 실린더(310) 측으로 밀착되어져 일정 구간 상승되고, 연속적으로 압력을 가하고 있는 서보 프레스(200)에 의해 밸브 압입 부재(371)의 외측을 감싸면서 구비된 압착 부재(372)가 하강되면서, 밸브(20)가 압입되어 조립된 외측을 가압하여 압착시켜 압착 부위를 변형시킨다.
도 7을 참조하면, 압착 부재(372)에 의해 압착이 완료되면, 다시 탠덤 실린더(310)에 압력이 가해지게 되고, 서보 프레스(200)의 압력은 서서히 해제되면서 상승하게 된다.
이때, 압착 부재(372)는 상승하지만, 밸브 압입 부재(371)는 탠덤 실린더(310)에 의해 밸브(20) 측으로 다시 이동하며 밸브를 지지하게 된다.
이로 인해, 압착 부재(372)가 상승하는 과정에서 압착 부재(372)의 내측에 밸브(20)의 일부가 걸려 함께 상승되며 분리되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기와 같이 이루어진 본 발명은 부품에 밸브를 압입하여 조립함에 있어서 서보 프레스와 에어 프레스를 함께 사용하면서 높은 압력으로 빠르고 견고하게 조립할 수 있고, 탠덤 실린더를 적용하여 필요한 압력에 따라 피스톤의 수를 자유롭게 적용하여 압력을 증감시킬 수 있고, 각 피스톤에는 별도의 솔레노이드밸브에 의해 에어가 공급될 수 있어서 공간을 최소화 하면서 높은 압력을 발생시킬 수 있게 됨과 아울러, 조립 과정에서 조립 부위를 변형시켜줌에 따라 밸브가 부품에서 이탈되지 않도록 견고하게 조립할 수 있게 된다.
10 : 부품 20 : 밸브
100 : 프레임 110 : 서보 프레스 지지 프레임
120 : 프레스 프레임 121 : 프레스 프레임 가이드
130 : 베이스 프레임 140 : 가이드 샤프트
200 : 서보 프레스 210 : 서보 모터
220 : 서보 액추에이터 230 : 로드셀
300 : 에어 프레스 310 : 탠덤 실린더
311 : 피스톤 312 : 로드
313 : 하우징 313a : 에어 유입구
313b : 밀폐캡 314 : 에어 공급캡
315 : 에어 배출캡 316 : 체결 샤프트
317 : 에어 유도 샤프트 317a : 유로
317b : 유로 차단부재 320 : 프레스 교체 실린더
330 : 탠덤 실린더 지지 플레이트 340 : 에어 프레스 가이드 레일
350 : 에어 프레스 가이드 블록 360 : 압력 전달부
361 : 서보 프레스 측 전달부재 362 : 탠덤 실린더 측 전달부재
363 : 압력 전달부재 370 : 프레스 툴
371 : 밸브 압입부재 372 : 압착부재
373 : 스프링 400 : 부품 이송 레일
410 : 부품 이송 테이블

Claims (5)

  1. 장치 전체를 지지하는 프레임(100);,
    상기 프레임(100)의 상부에 설치되어 밸브(20)를 가압하여 조립하는 서보 프레스(200);,
    상기 서보 프레스(200)의 하부에 구비되어 상기 서보 프레스(200)에 의해 상하 동작되면서 상기 서보 프레스(200)와 함께 밸브(20)가 압입되는 압력을 증강시키는 에어 프레스(300); 및
    상기 에어 프레스(300)의 하부에서 밸브(20)가 조립되는 부품(10)과 밸브(20)를 함께 연속적으로 정위치로 이송시키는 부품 이송 레일(400);를 포함함에 있어서,
    상기 에어 프레스(300)는, 공간을 최소한으로 사용하면서 밸브(20)가 압입되는 압력을 증감 시킬 수 있는 탠덤 실린더(310)와, 상기 탠덤 실린더(310)의 상부에 구비되어, 상기 탠덤 실린더(310)를 이송시키는 프레스 교체 실린더(320) 및 상기 탠덤 실린더(310)의 로드(312) 끝부분에 구비되어, 밸브(20)의 상부를 가압 지지하면서 압입시키는 프레스 툴(370)을 포함하되,
    상기 탠덤 실린더(310)는, 다수로 일정간격 이격되게 적층되면서 각각 개별적으로 동작되는 피스톤(311)과, 상기 피스톤(311) 중앙에 구비되어 피스톤(311)이 동작됨에 따라 발생되는 압력을 전달하는 로드(312)와, 상기 피스톤(311)의 외측에서 피스톤(311)을 감싸면서 피스톤(311)과 함께 다수로 적층되어 피스톤(311)이 동작될 때 기밀을 유지하는 하우징(313)과, 상기 적층된 하우징(313)의 최상부에 구비되어 하우징(313)의 상부를 밀폐하면서 하우징 내부로 에어를 선택적으로 공급하는 에어 공급캡(314)과, 상기 하우징(313)의 최하부에 구비되어 하우징(313)의 하부를 밀폐하면서 하우징 내부의 에어를 필요에 따라 선택적으로 배출하거나 밀폐하는 에어 배출캡(315)과, 상기 다수의 하우징(313)을 적층 결합함에 있어서 하우징(313)이 서로 밀착되도록 가압하면서 체결하여 다수로 적층된 하우징(313) 내부의 기밀을 유지할 수 있도록 다수의 하우징(313)을 결합하는 체결 샤프트(316) 및 상기 다수의 피스톤(311)들 중앙으로 관통되게 구비되고, 내부에는 각 피스톤(311) 측으로 에어를 분산 공급하는 유로(317a)가 형성되어 상기 에어 공급캡(314)에서 에어가 공급되면 이를 적층된 다수의 피스톤(311) 측으로 분산 공급하는 에어 유도 샤프트(317)를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징(313)은 하우징(313) 내부와 외부로 연통되게 구비되어 각 하우징(313) 내측으로 별도의 솔레노이드 밸브를 통해 개별적으로 에어를 유입시키는 에어 유입구(313a)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레스 툴(370)은 상기 탠덤 실린더(310)의 피스톤(311)중 최 하부에 위치된 피스톤(311)의 로드(312)와 결합되어 상기 탠덤 실린더(310)의 압력에 의해 밸브(20)를 압입하는 밸브 압입 부재(371)와, 상기 밸브 압입 부재(371)의 외측을 감싸면서 상기 밸브 압입 부재(371)와 개별적으로 상하 승강되게 구비되어 밸브(20)가 압입된 상태에서 부품(10)의 밸브 압입 부위를 압착시키는 압착 부재(372) 및 상기 밸브 압입 부재(371)와 압착 부재(372) 사이에 구비되어 상기 밸브 압입 부재(371)가 밸브(20)를 압입한 상태에서 압착 부재(372)가 부품(10)의 밸브(20) 결합부위를 압착할 때에는 수축되었다가 압착이 완료되고 압착 부재(372)가 다시 상승될 때 밸브(20)가 결합된 위치에서 빠지지 않도록 탄성에 의해 밸브 압입 부재(371)가 밸브(20) 측으로 밀착되도록 지지하는 스프링(373)을 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 공간을 최소화 하면서 고압으로 압입할 수 있는 밸브 조립 장치.
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