KR101942050B1 - 파이프 일체형 EGR Flap 하우징 및 그 제조장치와 제조방법 - Google Patents

파이프 일체형 EGR Flap 하우징 및 그 제조장치와 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파이프 일체형 EGR Flap 하우징 및 그 제조장치와 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 파이프를 분리할 필요없이 일체형 파이프에 회전축 및 게이트를 조립할 수 제조공정을 개발함으로써, 공정을 간소화함에 따른 제조단가를 절감하고 파이프에 용접이 불필요하게 되어 제품의 품질은 극대화할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 파이프 일체형 EGR Flap 하우징 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

파이프 일체형 EGR Flap 하우징 및 그 제조장치와 제조방법{Pipe all-in-one type EGR Flap housing and manufacturing apparatus and manufacturing method thereof}
본 발명은 EGR Flap 하우징의 제조시 파이프를 분리함이 없이 일체형 그대로 사용하여 게이트와 회전축의 조립이 가능하도록 하여 제작공정을 간소화함과 아울러 제품 품질을 극대화할 수 있는 파이프 일체형 EGR Flap 하우징 및 그 제조장치와 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, EGR(Exhaust Gas Recirculation/배기가스 재순환)은 자동차의 배기가스 중 NOx(질소산화물), PM(Particulate Matter 입자상물질) 저감을 위해 배기가스를 완전히 방출시키지 않고 일부를 엔진 연소실 내부로 재순환하는 시스템이다.
이러한 EGR 시스템은 외주면에 브파켓이 형성된 파이프의 내측에 회동하며 개폐하도록 게이트가 일체 결합된 회전축이 조립된 EGR 플립 하우징과, 상기 EGR 플립 하우징의 상부에 샤프트를 회동시키기 위한 액츄에이터로 구성되어 파이프 내부를 자동개폐하게 된다.
그러나 종래의 EGR 플립 하우징은 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축이 일체로 용접된 게이트를 구비하는 공정(S1)과, 상하로 분리된 파이프를 구비하고 파이프 사이로 게이트가 용접된 회전축을 조립하는 공정(S2)과, 상하 파이프의 양측을 일체 용접하는 공정(S3)으로 제조하였다. 그에 따른 상하 파이프를 용접하는 과정에서 고열에 의한 파이프의 특성이 변형되어 품질이 저하되는 문제로 인하여 일관된 제품 성능 관리가 난해한 문제점이 있었으며, 그에 따른 공정 관리 비용 및 제조 원가가 상승되는 비효율적인 문제점이 있었다.
KR (A) 10-2006-0049654 KR (A) 10-2011-0041265
이에 본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, EGR 플립 하우징을 구성하는 파이프에 대해 파이프를 분리된 채로 구비할 필요없이 일체형 파이프에 회전축 및 게이트를 조립할 수 제조공정을 개발함으로써, 공정을 간소화함에 따른 제조단가를 절감하고 파이프에 용접이 불필요하게 되어 제품의 품질은 극대화할 수 있는 파이프 일체형 EGR Flap 하우징 및 그 제조방법를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 일체형의 파이프에 회전축 및 게이트를 조립하는 EGR Flap 하우징의 제조방법이 가능하도록 특화한 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로, 회전축이 축설되도록 상하를 관통하는 제1,2축공이 관통된 일체형의 파이프를 구비하는 1단계 공정; 상기 일체형 파이프를 수직 관통하도록 회전축을 설치한 후, 상기 회전축으로 게이트를 장착하여 일체형 파이프의 내측에서 일체 접합하는 2단계 공정;을 포함하며, 상기 2단계 공정은 게이트의 신속한 개폐작동을 위해 90도보다 적은 각도로 작용하게 게이트의 회전각도를 45~67도가 부여되도록 회전축에 장착하여 레이저 용접으로 일체 접합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일체형 파이프가 안착되는 베이스판과, 상기 베이스판의 양측으로 일체형 파이프의 회전축을 고정시키도록 설치되는 한 쌍의 고정블럭과, 상기 베이스판의 전후방으로 회전축에 장착되는 게이트의 회전각도를 45~67도가 부여되도록 가변조절하며 고정시키는 각도조절형 고정지그부를 포함하도록 구성되어 일체형 파이프와 회전축을 고정시킨 상태로 회전축으로 장착된 게이트의 상부측에서 레이저 용접에 의해 접합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 고정블럭은 베이스판에 슬라이드식 조립하도록 고정블럭의 하단부에 슬라이드구가 형성되고, 상기 베이스판으로 슬라이드홈이 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 각도조절형 고정지그부는 베이스판의 전방에 회전각도를 갖도록 설치된 게이트의 전단부를 고정 지지하는 전방고정부와, 상기 베이스판의 후방에 게이트의 후단부를 고정 지지하는 후방고정부를 포함하며, 상기 전방고정부는 게이트의 전단부 하면에 접하여 지지하도록 상단에 경사면을 갖는 전방지지체가 형성되고, 상기 전방지지체의 전면에 게이트의 전단부 상면을 고정시키는 전방클램프가 설치되며, 상기 전방클램프와 게이트 전단부 상면 사이로 게이트를 가압하도록 개재되는 쐐기형 가압조절구로 구성되고, 후방고정부는 게이트의 후단부 하면에 접하여 지지하도록 상단 경사면이 형성되고 후단에 클램프걸림홈이 형성된 후방지지체가 기립 설치되고, 상기 후방지지체의 클램프걸림홈에 걸림되도록 체결하여 게이트의 후단부를 삽입하여 가압 고정하는 후방클램프로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법과 상기 전용 제조장치에 의해 제조된 파이프 일체형 EGR Flap 하우징을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조방법 및 그에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징에 의하면,
첫째, 일체형 파이프에 회전축과 게이트를 설치하는 공정이 가능함에 따라 용접 변형을 최소화하여 제품의 품질을 향상시키고 공정의 간소화로 원가절감에 따른 경제적인 효과를 제공하게 된다.
둘째, 일체형 파이프에 회전축을 설치한 상태에서 게이트를 레이져 용접으로 접합하도록 하고, 이와 같은 공정을 일괄적으로 가능토록 하는 전용 제조장치를 제공하여 생산성 및 작업성이 극대화되며, 국내외 동종의 개발사 보다 가격 경쟁력과 아울러 기술력인 경쟁력을 확보하게 되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조단계를 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조방법을 단계별로 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 개폐작용을 도시한 측단면도
도 4는 본 발명에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조방법을 위한 전용 제조장치를 도시한 분리사시도
도 5는 본 발명에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조방법을 위한 전용 제조장치의 사용상태를 도시한 사시도
도 6는 본 발명에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조방법을 위한 전용 제조장치의 구성중 고정블럭의 다른실시예를 도시한 사시도
도 7은 도 5의 단면도
도 8은 본 발명에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징을 도시한 사시도
이하 첨부된 도면의 구체적인 실시예에 따라 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 구성 실시예에 따른 하기 도면은 구성과 작용효과를 구체적으로 설명하기 위한 실시예로서, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 좁게 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 따라서 이러한 실시예에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형실시가 가능함은 통상의 기술자에게는 당연하다할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 기술용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 구체적인 실시예에 따라 달라질 수 있다. 따라서 후술하는 실시예에서 사용된 용어들은, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 통상의 기술자들이 일반적으로 인식하는 기술용어의 의미로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 기존에 EGR Flap 하우징을 제조시 GMAW(Gas metal arc welding)의 용접기 헤드가 파이프 내부 샤프트까지 진입이 불가함에 따라 부득이 파이프를 상하 분할된 구조로 구비하여 먼저 회전축과 게이트를 용접하여 일체 결합한 후, 분할된 상하 파이프 내부에 회전 가능하도록 게이트가 축설되도록 하여 파이프 양측을 용접함으로써 EGR Flap 하우징을 제조하던 것을 적극 개선한 것으로, 파이프를 분리한 형태로 하여 용접할 필요없이 일체형의 파이프를 바로 사용하여 회전축을 축설시킨 후, 파이프 내측에서 회전축으로 게이트를 일체 결합하여 완성된 파이프 일체형 EGR Flap 하우징을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조를 위한 제조방법과 제조장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조방법을 단계별로 도시한 도면을 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조방법은 회전축이 축설되도록 상하를 관통하는 축공이 관통된 일체형의 파이프를 구비하는 1단계 공정(S10); 상기 일체형의 파이프를 수직 관통하도록 회전축을 설치한 후, 상기 회전축으로 게이트를 장착하여 파이프내에서 일체 접합하는 2단계 공정(S20);로 제조하는 것을 특징으로 한다.
1단계 공정(S10)은 파이프를 길이방향으로 일정길이만큼 절단하여 상하부에 회전축이 수직 관통 설치되도록 제1축공(2)과 제2축공(3)이 형성된 일체형의 파이프(1)를 구비하게 된다.
상기 일체형 파이프(1)의 제1축공(2)과 제2축공(3)이 형성되는 부위는 내측방향으로 내입된 구조의 평탄면이 형성되도록 내입홈(4)을 형성된다.
상기 제1축공(2)과 제2축공(3)은 그 직경이 베어링(5,5')에 의해 회전축(6)이 축설되도록 베어링(5,5')에 비례한 직경으로 형성됨이 바람직하다.
2단계 공정(S20)은 일체형의 파이프(1)를 수직 관통하도록 회전축(6)을 축설하되, 제1축공(2) 및 제2축공(3)으로 베어링(5,5') 및 베어링커버(7,7')가 내재되도록 회전축(6)한 후, 상기 회전축(6)으로 게이트(8)를 장착하여 레이저 용접(L)에 의해 일체 접합하게 된다.
이러한 2단계 공정(S20)에서 회전축(6)으로 게이트(8)를 레이저 용접(L)에 의한 접합시 게이트(8)가 일체형의 파이프(1)와 동일한 수직방향이 되도록 설치하여 개폐작동이 90도로 작용하도록 설치하지 않고, 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트(8)를 45~67도에서 개폐작동하도록 회전각도(A)를 부여한 상태로 접합하게 되며, 그에 따른 90도보다 적은 회전각도(A)로 개폐작용이 신속히 이루어지는 작용효과를 발휘하게 된다.
상기 게이트(8)는 원형 판상에 양단이 절개된 수평면(8a)이 형성되고, 수평면(8a)과 직교되는 중앙으로 회전축(6)이 내입되는 절곡홈(8b)이 형성되고, 상기 절곡홈(8b)의 중앙에 개구된 결합공(8c)이 형성되어 회전축(6)과 결합시 상기 결합공(8c)에 회전축(6)의 중간 돌출부(6a)가 삽입된 구조로 결합하게 된다.
이와 같은 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조시 일체형 파이프(1)를 안착시킨 후, 회전축(6) 및 게이트(8)를 설치하여 레이저 용접(L)으로 접합하는 작업이 용이하도록 하는 전용 제조장치(10)를 구성하였다.
도 4는 본 발명에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조방법을 위한 전용 제조장치를 도시한 분리사시도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명에 따른 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조방법을 위한 전용 제조장치의 사용상태를 도시한 사시도를 나타낸 것이다.
파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조를 위한 제조장치(10)는 일체형 파이프(1) 내부에서 회전축(6)에 장착된 게이트(8)를 레이저 용접(L)으로 접합이 용이하도록 하되, 회전각도(A)를 부여한 상태로 게이트(8)가 접합함에 따른 회전축(6)과 게이트(8) 사이에 틈이 생기지 않도록 고정시키게 된다.
이러한 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조를 위한 제조장치(10)는 베이스판(11)이 구비되고, 상기 베이스판(11)의 양측으로 일체형 파이프(1)의 회전축(6)을 고정시키기 위한 한 쌍의 고정블럭(12,12')이 설치되고, 상기 베이스판(11)의 전후방으로 회전축(6)에 장착되는 게이트(8)의 회전각도(A)가 45~67도 부여되도록 가변조절하며 고정시키는 각도조절형 고정지그부(13)가 형성된다.
상기 고정블럭(12,12')은 내측방으로 일체형 파이프(1)의 제1,2축공(2,3)에 설치된 베어링(5,5')이 내설되는 삽입공(21)이 형성되고, 외측방으로 회전축(6)을 고정시키도록 볼트 체결을 위한 볼트체결공(22)이 삽입공(21)을 연통하도록 형성되며, 하단부 양측으로 베이스판(11)에 볼트에 의한 고정 설치를 위한 체결공(23)이 형성된다.
한편, 상기 고정블럭(12,12')은 도 6에 도시된 바와 같이, 슬라이드식으로 조립하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 고정블럭(12,12')의 하단부에 슬라이드구(24)가 형성되고, 베이스판(11)으로 슬라이드홈(14)이 형성된다.
상기와 같이 고정블럭(12,12')을 베이스판(11)에 고정하는 체결수단은 볼트를 대체하여 고정핀(15)으로 간단히 고정하도록 구성함으로써 조립 및 해체가 더 간편하도록 구성할 수 있다.
상기 각도조절형 고정지그부(13)는 베이스판(11)의 전방에 회전각도(A)를 갖는 게이트(8)의 전단부를 고정 지지하는 전방고정부(30)와, 상기 베이스판(11)의 후방 게이트(8)의 후단부를 고정 지지하는 후방고정부(40)로 이루어진다.
상기 전방고정부(30)는 게이트(8)의 전단부 하면에 접하여 지지하도록 상단에 경사면(31a)을 갖는 전방지지체(31)가 형성되고, 상기 전방지지체(31)의 전면에 게이트(8)의 전단부 상면을 고정시키는 전방클램프(32)가 설치되며, 상기 전방클램프(32)와 게이트(8) 전단부 상면 사이로 게이트(8)를 가압하도록 개재되는 쐐기형 가압조절구(33)로 구성된다.
상기 전방클램프(32)는 수직지지편(34)의 상단에 직교되도록 절곡편(35)이 형성되며, 상기 절곡편(35)에 수개의 전방조절볼트(36)가 체결되어 있다.
이러한 전방고정부(30)는 게이트(8)의 전단부 하면이 전방지지체(31)가 지지토록 하고, 전방클램프(32)와 게이트(8)의 전단부 상면 사이에 쐐기형 가압조절구(33)가 개재된 상태로 하여 전방조절볼트(36)를 조이게 되면 쐐기형 가압조절구(33)가 게이트(8)의 전단부를 가압하면서 견고한 고정이 이루어지게 된다.
상기 후방고정부(40)는 게이트(8)의 후단부 하면에 접하여 지지하도록 상단 경사면(41a)이 형성되고 후단에 클램프걸림홈(41b)이 형성된 후방지지체(41)가 기립 설치되고, 상기 후방지지체(41)의 클램프걸림홈(41b)에 걸림되도록 체결하여 게이트(8)의 후단부를 삽입하여 가압 고정하는 후방클램프(42)로 구성된다.
상기 후방클램프(42)는 연결부(43)를 중심으로 상부측으로 가압편(44)이 절곡되고, 하부측으로 걸림편(45)이 절곡되어 상기 가압편(44)과 걸림편(45) 사이로 개구된 삽입부(46)가 형성되며, 상기 가압편(44)으로 각도를 조절하며 가압 고정시키기 위한 다수의 후방조절볼트(47)가 체결되어 있다.
상기와 같이 구성된 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조를 위한 제조장치(10)에 따르면,
도 7을 참조하면, 베이스판(11)에 일체형 파이프(1)를 안착시키고, 일체형 파이프(1)의 양측 제1,2축공(2,3)에 축설된 베어링(5,5')을 고정블럭(12,12')으로 고정하여 회전축(6)을 고정시키게 되며, 상기 고정된 회전축(6)으로 게이트(8)를 장착하되 회전축(6)에 게이트(8)가 긴밀히 밀착되도록 하여 일체형 파이프(1)의 상부측에서 레이저 용접(L)에 의해 아주 간편하게 접합하여 제품을 완성할 수 있게 된다.
이때 게이트(8)의 개폐동작이 90도보다 적은 각도범위에서 신속한 개폐가 이루어지도록 하기 위해 45~67도의 회전각도(A)를 부여하여 용접하게 되며, 레이저 용접(L)과정에서 회전축(6)으로부터 게이트(8)가 이격되어 틈이 발생하는 것을 방지하기 위해 게이트(8)의 전후단부에 체결되는 전방고정부(20) 및 후방고정부(40)으로 형성된 각도조절형 고정지그부(13)에 의해 회전축(6)으로 게이트(8)를 가압 밀착시키게 된다.
즉, 게이트(8)의 전후단부 하면은 전방지지체(31) 및 후방지지체(41)가 각각 지지하게 되며, 상기 전방지지체(31)와 체결된 전방클램프(32)와 가압조절구(33)에 의해 게이트(8)의 전단부 상면을 가압 고정하고, 상기 후방지지체(41)와 체결되는 후방클램프(42)에 의해 게이트(8)의 후단부 상면을 가압하게 되며, 이때 전방조절볼트(36)와 후방조절볼트(47)를 조이는 정도에 따라 회전각도(A)의 미세조정이 가능하게 된다.
상기와 같은 본 발명의 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조방법 및 제조장치에 의해 제조된 파이프 일체형 EGR Flap 하우징은 일체형 파이프로 구성됨에 따른 제조가 간편함은 물론 파이프 자체에 용접이 불필요함에 따른 제품의 품질을 향상시킴은 물론 품질의 균일화를 이루어 경제적 효과가 다대한 것이다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.
1:일체형 파이프 2:제1축공 3:제2축공 4:내입홈
5,5':베어링 6:회전축 7,7':베어링커버 8:게이트
10:제조장치 11:베이스판 12,12':고정블럭
13:각도조절형 고정지그부 14:슬라이드홈 15:고정핀
21:삽입공 22:볼트체결공 23:체결공 24:슬라이드구
30:전방고정부 31:전방지지체 31a:경사면 32:전방클램프
33:가압조절구 34:수직지지편 35:절곡편 36:전방조절볼트
40:후방고정부 41:후방지지체 41a:경사면 41b:클램프걸림홈
42:후방클램프 43:연결부 44:가압편 45:걸림편
46:삽입부 47:후방조절볼트
A:회전된 각도 L:레이저 용접

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 일체형 파이프(1)가 안착되는 베이스판(11)과,
    상기 베이스판(11)의 양측으로 일체형 파이프(1)의 회전축(6)을 고정시키도록 설치되는 한 쌍의 고정블럭(12,12')과,
    상기 베이스판(11)의 전후방으로 회전축(6)에 장착되는 게이트(8)의 회전각도(A)를 45~67도가 부여되도록 가변조절하며 고정시키는 각도조절형 고정지그부(13)를 포함하도록 구성되어 일체형 파이프(1)와 회전축(6)을 고정시킨 상태로 회전축(6)으로 장착된 게이트(8)의 상부측에서 레이저 용접(L)에 의해 접합하는 것을 특징으로 하는 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조를 위한 전용 제조장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    고정블럭(12,12')은 베이스판(11)에 슬라이드식 조립하도록 고정블럭(12,12')의 하단부에 슬라이드구(24)가 형성되고,
    상기 베이스판(11)으로 슬라이드홈(14)이 구성됨을 특징으로 하는 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조를 위한 전용 제조장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    각도조절형 고정지그부(13)는 베이스판(11)의 전방에 회전각도(A)를 갖도록 설치된 게이트(8)의 전단부를 고정 지지하는 전방고정부(30)와,
    상기 베이스판(11)의 후방에 게이트(8)의 후단부를 고정 지지하는 후방고정부(40)를 포함하며,
    상기 전방고정부(30)는 게이트(8)의 전단부 하면에 접하여 지지하도록 상단에 경사면(31a)을 갖는 전방지지체(31)가 형성되고, 상기 전방지지체(31)의 전면에 게이트(8)의 전단부 상면을 고정시키는 전방클램프(32)가 설치되며, 상기 전방클램프(32)와 게이트(8) 전단부 상면 사이로 게이트(8)를 가압하도록 개재되는 쐐기형 가압조절구(33)로 구성되고,
    후방고정부(40)는 게이트(8)의 후단부 하면에 접하여 지지하도록 상단 경사면(41a)이 형성되고 후단에 클램프걸림홈(41b)이 형성된 후방지지체(41)가 기립 설치되고, 상기 후방지지체(41)의 클램프걸림홈(41b)에 걸림되도록 체결하여 게이트(8)의 후단부를 삽입하여 가압 고정하는 후방클램프(42)로 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 일체형 EGR Flap 하우징의 제조를 위한 전용 제조장치.
  5. 청구항 2의 전용 제조장치를 이용하여 일체형 파이프(1)에 축설된 회전축(6)으로 일체형 파이프(1)를 개폐하는 게이트(8)가 레이저 용접(L)으로 접합하여 일체 구성하며,
    상기 게이트(8)가 일체형 파이프(1)를 개폐 시 90도보다 적은 45~67도의 회전각도에서 동작하게 이루어진 것을 특징으로 하는 파이프 일체형 EGR Flap 하우징.
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