KR102567886B1 - 스프링 압축 공급 및 디스크 자동 조립장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일 스프링을 디스크의 스프링 삽입홈에 자동으로 삽입하는 디스크 자동 조립장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따르면, 외부로부터 공급되는 복수개의 스프링을 소정 방향으로 배출구로 하나씩 배출하는 공급유닛; 상기 공급유닛의 배출구에 인접하게 설치되어 상기 배출구에서 배출되는 스프링을 안착시키는 안착블록; 및 상기 안착블록에 안착된 스프링의 측면을 밀어서 디스크의 상기 스프링 삽입홈에 삽입하는 제1 푸쉬바;를 포함하는 디스크 자동 조립장치를 개시한다.

Description

스프링 압축 공급 및 디스크 자동 조립장치 {Automated assembly apparatus for supplying compressed spring and assembling disk}

본 발명은 디스크 자동 조립장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스크 형상의 부재의 표면에 스프링을 하나씩 공급하여 삽입하는 동작을 자동으로 수행할 수 있는 스프링 공급 및 디스크 자동 조립 장치에 관한 것이다.

오늘날 전자/전기 장치는 많은 종류의 부품들이 조립되어 제작되는데 그 중 스프링도 주요 부품으로서 수많은 종류의 전기/전자 장치에 사용된다. 스프링을 전기/전자장치 제조 공정에 공급하여 전자/전기 장치를 자동으로 조립하게 위해서는 스프링을 일정한 위치와 방향으로 공급해야 하는데, 스프링이 이웃하는 스프링과 서로 뭉치지고 하고 스프링 이송방향이 항상 일정하지 않을 수도 있어서 이 경우 자동 조립이 불가능하게 된다. 따라서 스프링을 스프링의 일정한 방향으로 정렬하여 하나씩 순차적으로 공급할 수 있는 공급장치의 필요성이 제기된다.

또한 종래에는 하나씩 순차적으로 공급되는 스프링을 전기/전자 장치의 부품의 소정 위치에 위치시키거나 삽입하는 동작을 수작업으로 진행하였지만 작업 속도가 느리고 제조 비용의 증가로 인해 제조 효율이 높지 않았다.

특허문헌 1: 한국 등록특허 제10-0758313호 (2007년 9월 14일 공고)

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 자동으로 스프링을 하나씩 순차적으로 공급하여 전기/전자 장치의 부품에 스프링을 자동으로 삽입함으로써 스프링 공급과 전기/전자 부품의 제조를 자동으로 수행할 수 있는 장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 코일 스프링을 디스크의 스프링 삽입홈에 자동으로 삽입하는 디스크 자동 조립장치로서, 외부로부터 공급되는 복수개의 스프링을 소정 방향으로 배출구로 하나씩 배출하는 공급유닛; 상기 공급유닛의 배출구에 인접하게 설치되어 상기 배출구에서 배출되는 스프링을 안착시키는 안착블록; 및 상기 안착블록에 안착된 스프링의 측면을 밀어서 디스크의 상기 스프링 삽입홈에 삽입하는 제1 푸쉬바;를 포함하는 디스크 자동 조립장치를 개시한다.

일 실시예에서, 상기 안착블록에 안착된 스프링을 길이방향으로 가압하여 스프링의 길이를 상기 디스크의 스프링 삽입홈의 길이 이하로 압축하는 제2 푸쉬바를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 안착블록이, 상기 공급유닛으로부터 공급된 스프링을 수용하는 안착홈; 및 상기 제2 푸쉬바를 마주보는 방향으로 상기 안착홈의 일 측면에 형성된 지지벽;을 포함하고, 상기 제2 푸쉬바가 스프링의 제1 단부측에서 스프링을 가압할 때 스프링의 제2 단부측이 상기 지지벽에 의해 지지되도록 구성할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 안착블록이, 상기 안착홈에서 상기 제1 푸쉬바를 마주보는 방향으로 연장 형성되어, 상기 제1 푸쉬바 및 이에 의해 푸쉬되는 스프링의 이동 경로를 제공하는 제1 푸쉬바 안내홈을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 디스크 자동 조립장치가 상기 디스크를 고정시키는 지그를 지지하며 상기 지그를 상방향과 수평방향 사이에서 회전시킬 수 있는 회전판을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 지그가 상기 회전판에 의해 수평방향으로 회전했을 때 상기 지그에 고정된 디스크의 스프링 삽입홈이 상기 제1 푸쉬바 안내홈과 정렬되는 위치가 되고, 이 상태에서 상기 제1 푸쉬바가 스프링을 푸쉬하여 상기 스프링을 스프링 삽입홈에 삽입하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공급기 유닛에서 스프링을 순차적으로 분리기 유닛으로 제공하고 분리기 유닛에서 임펠러와의 충돌에 의해 스프링을 하나씩 분리하여 정렬 유닛으로 공급할 수 있으며, 정렬 유닛은 뭉쳐 있거나 정렬 방향이 다른 스프링들을 제외하고 소정 방향으로 정렬된 스프링들만 이송레일로 공급하도록 구성함으로써 한 방향으로 정렬된 스프링을 다음 공정으로 자동으로 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스프링 공급 장치에서 공급되는 스프링을 길이방향으로 압축하고 압축된 스프링의 측면을 밀어서 전기/전자 장치의 부품에 삽입하는 동작을 자동으로 수행하는 장치를 제공함으로써 전기/전자 장치의 자동 조립을 가능하게 하여 생산능률을 향상시킬 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 분리 공급장치의 사시도,
도2는 일 실시예에 따른 스프링 분리 공급장치의 평면도,
도3 및 도4는 일 실시예에 따른 공급기 유닛을 설명하기 위한 도면,
도5 및 도6은 일 실시예에 따른 분리기 유닛을 설명하기 위한 도면,
도7 및 도8은 일 실시예에 따른 정렬 유닛을 설명하기 위한 도면,
도9는 일 실시예에 따른 디스크 조립장치의 사시도,
도10 및 도11은 지그 회전동작을 설명하는 도면,
도12 및 도13은 스프링을 압축하여 디스크에 삽입하는 동작을 설명하는 도면이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "위'(또는 "아래", "오른쪽", 또는 "왼쪽")에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소의 위(또는 아래, 오른쪽, 또는 왼쪽)에 직접 위치될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 길이, 폭, 두께 등의 수치는 기술 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한 본 명세서에서 구성요소간의 위치 관계를 설명하기 위해 사용되는 '위', '아래', '좌측', '우측', '전면', '후면' 등의 표현은 절대적 기준으로서의 방향이나 위치를 의미하지 않으며 각 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 때 해당 도면을 기준으로 설명의 편의를 위해 사용되는 상대적 표현이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 분리 공급장치(100)의 사시도이고 도2는 스프링 분리 공급장치(100)의 평면도를 개략적으로 나타내었다. 도시한 실시예에서 본 발명의 스프링 분리 공급장치는 비선형 스프링을 하나씩 순차적으로 공급하는 장치인 것으로 전제하고 설명한다. 이 때 "비선형 스프링"은 스프링 부재가 나선형으로 감겨서 형성된 코일 스프링이되 스프링의 길이방향에서 볼 때 스프링 단면이 원형이 아니고 타원형이나 모서리가 둥근 사각형 등의 형상을 갖는 스프링을 의미한다. 그러나 본 발명의 스프링 분리 공급장치가 단면이 원형인 일반 스프링의 공급에도 사용될 수 있음은 물론이다.

도1과 도2를 참조하면, 일 실시예에 따른 스프링 분리 공급장치(100)는 공급기 유닛(110), 분리기 유닛(120), 정렬 유닛(130), 이송레일(140), 제1 구동부(150), 및 제2 구동부(160)를 포함할 수 있다.

공급기 유닛(110)은 대략 통형상으로 구성된 장치이며 외부로부터 다량의 스프링을 공급받고 이를 정렬지어 분리기 유닛(120)으로 이송시킨다. 도시한 실시예에서 공급기 유닛(110)과 분리기 유닛(120) 사이에 연결관(170)이 설치되고, 공급기 유닛(110)에서 배출되는 스프링이 연결관(170)을 거쳐 분리기 유닛(120)으로 공급될 수 있다.

분리기 유닛(120)은 공급기 유닛(110)으로부터 스프링을 공급받으면 스프링들을 개별적으로 분리하고 차례로 정렬 유닛(130)으로 전달하는 역할을 한다. 일 실시예에서 분리기 유닛(120)은 통 형상의 부재이며 내부에 회전하는 임펠러를 구비한다.

정렬 유닛(130)은 분리기 유닛(120)으로부터 공급받은 스프링들 중에서 정렬 방향이 다르거나 둘 이상으로 뭉쳐 있는 스프링들을 걸러내고 소정 방향으로 정렬한 스프링들만 순차적으로 이송레일(140)을 통해 외부로 배출할 수 있다. 도시한 실시예에서, 정렬 유닛(130)은 통 형상의 공급기 유닛(110)의 외주면을 감싸는 형상으로 소정 길이를 갖는 부재이며 스프링 이송 경로의 상류에서 하류로 갈수록 높이가 낮아지도록 배치되어 있다.

도3 및 도4는 실시예에 따른 공급기 유닛(110)을 설명하기 위한 도면으로, 도3과 도4는 덮개(도1의 111)를 제거한 상태에서 공급기 유닛(110)의 내부 구조를 서로 다른 각도에서 바라본 모습을 간략히 도시하였다.

도1 내지 도4를 참조하면, 공급기 유닛(110)은 내부에 바닥면(112)을 갖는 통형상의 부재이다. 일 실시예에서 공급기 유닛(110)의 아래쪽에 제1 구동부(150)가 설치된다. 제1 구동부(150)는 예컨대 구동모터일 수 있고, 이 구동모터의 구동축이 바닥면(112)의 중심축(113)에 연결되어 있어 바닥면(112)이 회전할 수 있도록 구성된다. 원통 형상의 공급기 유닛(110)의 내부에는 내측면을 따라 바닥면(112)에서부터 점차적으로 상승하는 경사로(115)가 형성되어 있다.

따라서 이러한 구성에 의하면, 공급기 유닛(110)의 내부 공간에 다량의 스프링을 투하하고 바닥면(112)을 천천히 회전시키면 스프링들이 회전에 의해 서로 밀려서 경사면(115)을 따라 점차 상부로 이송될 수 있다. 이 때 경사면(115)을 따라 밀려서 올라가는 스프링들이 경사면(115)에서 바닥면(112)으로 떨어지는 것을 방지하기 위해, 예컨대 공급기 유닛(110)의 중심축에서 방사상 내측 방향으로 경사면(115)의 측면에 난간 구조를 추가할 수 있다. 또는 대안적 실시예로서, 경사로(115)의 바닥면이 공급기 유닛(110)의 중심축(113)에서 방사상 외측을 향하는 방향으로 소정 각도 아래로 기울어지도록 설치할 수 있고, 따라서 경사면(115)을 따라 밀려 올라가는 스프링들이 공급기 유닛(110)의 내측면쪽으로 밀착하여 올라가게 되므로 바닥면(112)으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 도4에 도시한 것처럼, 경사로(115)를 따라 올라온 스프링들은 배출구(117)를 통해 연결관(170)측으로 공급되고 그 후 분리기 유닛(120)으로 이송될 수 있다.

도5 및 도6은 일 실시예에 따른 분리기 유닛(120)을 설명하기 위한 도면으로, 도5와 도6은 각각 분리기 유닛(120)의 외형과 내부를 각각 개략적으로 도시하였다.

도5와 도6을 참조하면 일 실시예에 따른 분리기 유닛(120)은 통 형상을 갖는 부재로서 내부에 스프링을 수용할 수 있는 수용공간을 가진다. 분리기 유닛(120)의 상부에는 덮개(121)가 설치될 수 있다. 분리기 유닛(120)의 하부에는 제2 구동부(160)가 설치되고, 제2 구동부(160)는 예컨대 구동모터일 수 있다.

통 형상의 분리기 유닛(120)의 측면에는 유입구(122)와 배출구(123)가 형성되어 있다. 유입구(122)는 연결관(170)과 연통하고 있으며, 공급기 유닛(110)에서 배출되는 스프링이 연결관(170)을 지나 유입구(122)를 통해 분리기 유닛(120) 내부로 떨어지게 된다.

배출구(123)는 유입구(122)보다 낮은 위치에 설치된다. 즉 분리기 유닛(120)의 본체 내부의 바닥면(124)에서부터 제1 높이의 내측면에 유입구(122)가 형성되고, 이 제1 높이보다 낮은 제2 높이의 내측면에 배출구(123)가 형성되어 있다. 배출구(123)는 정렬 유닛(130)과 연통하며, 따라서 배출구(123)를 통해 배출된 스프링은 정렬 유닛(130)으로 공급된다.

분리기 유닛(120)의 바닥에는 중심축(125)을 중심으로 회전하는 임펠러(126)가 설치된다. 임펠러(126)는 제2 구동부(160)에 의해 회전한다. 도시한 실시예에서 임펠러(126)가 바닥면(124)에 부착되어 있고 제2 구동부(160)의 구동축이 바닥면(124)의 중심축(125)에 결합되어 있으며, 따라서 제2 구동부(160)에 의해 바닥면(124)이 회전함에 따라 임펠러(126)가 회전하게 된다. 그러나 대안적 실시예에서, 바닥면(124)은 고정되고 임펠러(126)가 제2 구동부(160)에 결합되어 회전하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.

임펠러(126)는 빠른 속도로 회전할 수 있고, 이에 따라, 분리기 유닛(120)의 바닥에 쌓여 있는 스프링이 회전하는 임펠러(126)에 충돌한 후 위로 상승하여 배출구(123)로 배출될 수 있다. 이 때 스프링들이 둘 이상 뭉쳐 있는 경우 임펠러(126)와의 충돌 충격에 의해 낱개로 분리될 수도 있다.

일 실시예에서 임펠러(126)는 임펠러 회전 방향의 전방을 바라보는 측면이 경사면(126a)으로 형성될 수 있다. 즉 도6에 도시한 것처럼, 임펠러(126)의 전방 측면의 적어도 일부분이 수평에 대해 소정 각도 상방향을 향하는 경사면으로 형성된다. 이 때, 이 경사면(126a)의 법선 방향이 배출구(123)를 향하도록 구성할 수 있다. 즉, 상기 법선과 수평이 이루는 각도가 임펠러의 중심축(125)에서부터 배출구(123)를 잇는 직선이 수평과 이루는 각도와 동일하도록 구성할 수 있고, 따라서 임펠러(126)의 경사면(126a)에 부딪힌 스프링이 배출구(123) 내로 들어가는 확률을 높일 수 있다. 배출구(123) 구멍의 폭과 높이는 임펠러(126)의 형상과 경사면(126a)의 각도, 임펠러(126)의 회전속도, 스프링 형상이나 무게 등 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

도7 및 도8은 일 실시예에 따른 정렬 유닛(130)을 서로 다른 각도에서 바라본 모습을 도시한 것이며, 발명의 설명을 위해, 정렬 유닛(130)의 상부면을 제거한 상태에서 내부 구조를 개략적으로 도시하였다.

도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 정렬 유닛(130)은 스프링이 이송되는 경로인 제1 이송부(131), 제2 이송부(132), 상기 제1 이송부(131) 또는 제2 이송부(132)에서 낙하한 스프링이 이송되는 경사 바닥부(135), 및 제2 이송부(132)에서 연장되어 정렬 유닛(140) 외부까지 뻗어 있는 이송레일(140)을 포함할 수 있다.

제1 이송부(131)는 분리기 유닛(120)의 배출구(123)와 연통하고 있으며 배출구(123)를 통해 분리기 유닛(120)에서 배출된 스프링이 제1 이송부(131)로 이송된다. 제1 이송부(131)는 통 형상의 공급기 유닛(110)의 외주면을 따라 소정 길이의 제1 이송 경로(A)를 구성한다.

제2 이송부(132)는 제1 이송부(131)의 (스프링의 이송방향을 기준으로) 하류측에서 일체로 형성되되 제1 이송부(131)의 폭보다 좁은 폭을 갖도록 구성되고, 공급기 유닛(110)의 외주면을 따라 소정 길이의 제2 이송 경로(B)를 구성하게 된다.

제1 이송부(131)와 제2 이송부(132)는 상류에서 하류로 갈수록 높이가 점차 낮아지도록 구성하여 스프링이 자중에 의해 미끄러지며 상류에서 하류측으로 이송될 수 있도록 구성한다. 또한 바람직하게는, 정렬 유닛(130)을 진동시키는 진동수단을 더 포함할 수 있고, 이에 따라 제1 및 제2 이송부(131,132)가 진동함으로써 이송부(131,132)에 놓여있는 스프링들이 제자리에 멈추지 않고 계속하여 이송부(131,132)를 따라 하류측으로 미끄러지면 이송하도록 구성할 수 있다.

제2 이송부(132)의 적어도 일부 구간에서 제2 이송부(132)의 폭이 스프링 하나가 통과할 수 있을 정도의 폭을 가지며 이 경로 구간에서는 측면에 난간 구조를 갖지 않도록 구성한다. 이 때 스프링 하나가 통과하는 폭은, 스프링의 길이방향과 스프링의 이송 방향이 동일한 상태로 스프링이 이 구간을 통과할 때 스프링이 제2 이송부(132)에서 떨어지지 않고 통과할 수 있는 정도의 폭을 의미한다. 따라서 예컨대 스프링의 길이방향이 이송방향과 일치하지 않은 상태로 이송되거나 둘 이상의 스프링이 뭉쳐서 이송되는 경우 이 경로 구간에서 경사 바닥부(135)로 떨어지게 된다. 그러므로 제2 이송부(132)를 통과하는 스프링은 모두 스프링의 길이방향이 이송방향과 일치된 상태로 이송되는 스프링이라는 것을 보장할 수 있다.

도8에 도시한 것처럼 경사 바닥부(135)도 상류에서 하류방향으로 경사지도록 배치되고 진동수단에 의해 진동할 수 있도록 구성한다. 따라서 경사 바닥부(135)에 모인 스프링들이 진동에 의해 움직이며 하류측으로 미끄러지며 이송될 수 있다. 일 실시예에서 경사 바닥부(135)의 하류측 영역에 인접하여 공급기 유닛(110)의 측면에 재공급 투입구(136)가 형성되어 있다. 재공급 투입구(136)는 경사 바닥부(135)의 하류측 영역과 공급기 유닛(110)의 내부 공간을 연통시키는 관통구이며, 따라서 경사 바닥부(135)의 하류측에 모인 스프링들이 공급기 유닛(110)의 바닥면(112)으로 투입되어 재공급될 수 있다.

한편 스프링의 길이방향이 이송방향과 일치된 상태로 이송되는 스프링들은 제2 이송부(132)를 통과하여 이송레일(140)로 공급된다. 이송레일(140)은 제2 이송부(132)에서 연장되어 스프링을 소정 기구에 주입하는 다음 공정의 장치까지 연결되어 있을 수 있다. 일 실시예에서 이송레일(140)은 스프링을 지지하는 바닥면 및 스프링이 이송레일(140)의 좌우로 떨어지지 않도록 바닥면의 좌우에 연장 형성된 난간 구조를 가질 수 있다. 또한 추가적으로 이송레일(140)은 이송레일(140)의 이송 경로를 따라 상부에 길이방향으로 배치된 가이드 스틱(145)이 더 포함할 수 있다. 가이드 스틱(145)은 예컨대 소정 폭의 철사 등의 금속 와이어로 구성될 수 있고, 이송레일(140)을 따라 미끄러져 이송되는 스프링이 상방향으로 튀어서 이송레일(140)을 벗어나지 않도록 가이드하는 역할을 할 수 있다.

이제 도9 내지 도13을 참조하여 일 실시예에 따른 디스크 조립장치(200)를 설명하기로 한다. 도9는 일 실시예에 따른 디스크 조립장치(200)를 개략적으로 도시하였다. 일 실시예에서 디스크 조립장치(200)는 도1 내지 도8을 참조하여 설명한 스프링 분리 공급장치(100)의 후단에 연결되어 설치되어 스프링 분리 공급장치(100)에서 정렬되어 하나씩 배출되는 스프링을 전달받고 디스크(300)에 스프링을 자동으로 삽입하여 디스크(300)를 조립하는 동작을 수행할 수 있다. 그러나 이러한 디스크 조립장치(200)는 스프링 분리 공급장치(100)의 후단에 설치될 수 있는 예시적인 장치이며, 스프링을 이용하여 임의의 전기/전자 장치를 조립하는 다양한 종류의 조립장치가 스프링 분리 공급장치(100)의 후단에 설치될 수 있음은 물론이다.

도9를 참조하면, 일 실시예에 따른 디스크 조립장치(200)는 스프링 공급유닛(210), 안착블록(220), 제1 푸쉬바(230), 제2 푸쉬바(240), 회전판(250), 지그(260), 클램프(270), 및 이송부(280)를 포함할 수 있다.

스프링 공급유닛(210)(이하 간단히 '공급유닛'이라고도 함)은 도1 내지 도8에서 설명한 스프링 분리 공급장치(100)의 이송레일(140)과 연결되어 있고, 이송레일(140)에서 공급되는 스프링을 수용하여 대기시킨 후 하나씩 차례로 안착블록(220)으로 공급하는 유닛이다. 일 실시예에서 공급유닛(210)은 내부에 관통구가 형성된 배관 형상의 부재이며 내부 관통구에 스프링이 순차적으로 공급되어 대기열을 이루도록 구성된다. 배관 형상의 공급유닛(210)의 일단부가 이송레일(140)에 연결되고 타단부가 안착블록(220)에 밀착하여 배치될 수 있다.

안착블록(220)은 공급유닛(210)에 인접하게 배치되어 공급유닛(210)의 배출구(210a)에서 배출되는 스프링이 안착되는 블록이다. 안착블록(220)에 인접하여 압축용 푸쉬바(230)와 삽입용 푸쉬바(240)가 설치되고 안착블록(220)의 상부에는 압축용 푸쉬바(230)와 삽입용 푸쉬바(240)가 움직이는 안내홈이 형성되어 있다.

압축용 푸쉬바(230)는 안착블록(220)을 중심으로 공급유닛(210)에 대향하는 위치에 배치된다. 즉 공급유닛(210), 안착블록(220), 및 압축용 푸쉬바(230)가 스프링의 이동경로를 따라 일직선상으로 배치된다. 압축용 푸쉬바(230)가 안착블록(220)을 향해 움직이거나 그 반대 방향으로 움직이도록 구성되고 안착블록(220)에 안착된 코일 스프링을 길이방향에서 가압하여 스프링을 압축시키는 역할을 한다.

삽입용 푸쉬바(240)는 안착블록(220)에 인접하게 배치되되 스프링의 이동경로에 직각인 방향으로 푸쉬바(240)가 움직이도록 구성된다. 즉 푸쉬바(240)가 안착블록(220)에 안착된 스프링의 측면을 밀 수 있도록 구성된다.

압축용 푸쉬바(230)와 삽입용 푸쉬바(240)는 각각 푸쉬바 구동부(235,245)에 의해 구동할 수 있고 각 푸쉬바 구동부(235,245)는 구동모터나 액추에이터 등 공지의 구동수단으로 구현될 수 있다.

회전판(250)은 안착블록(220)을 중심으로 삽입용 푸쉬바(240)를 마주보는 위치에 배치된다. 회전판(250)은 디스크(300)를 고정시키는 지그(260)를 지지하며 지그(260)를 상방향과 수평방향 사이에서 회전시킬 수 있다. 회전판(250)은 상부면이 상방향을 향하는 제1 회전위치 및 제1 회전위치에서 90도 회전하여 안착블록(220)을 향하는 제2 회전위치 사이에서 회전할 수 있다. 도시하지 않았지만 회전판(250)의 회전을 위해 구동모터 등의 구동수단이 설치됨을 이해할 것이다. 회전판(250)의 상부면에는 디스크(300)를 지지하여 고정시키는 지그(260)가 설치된다.

이와 관련하여 도10 및 도11은 지그 회전동작을 설명하는 도면으로, 도10은 회전판(250)이 제1 회전위치에 있는 상태이고 도11은 제2 회전위치에 있는 상태를 각각 개략적으로 나타내었다.

도10에서 회전판(250)은 상부 표면이 상방향을 향하는 제1 회전위치에 있고 이에 따라 회전판(250) 위에 설치된 지그(260) 및 그에 부착되어 지지되는 디스크(300)도 상방향을 향하고 있다. 한편, 도10에 도시한 것처럼 지그(260)는 지그 회전 구동부(265) 위에 설치될 수 있다. 즉 회전판(250) 위에 지그 회전 구동부(265)가 설치되고 그 위에 지그(260)가 중심축을 중심으로 회전가능하게 설치된다.

회전판(250)이 90도 회전하면 도11과 같이 회전판(250)이 제2 회전위치에 있게 되고, 이 상태에서 지그(260) 및 그에 장착된 디스크(300)가 안착블록(220)을 향해 이동하여 도11에 도시한 것처럼 디스크(300)의 표면이 안착블록(220)의 측면에 밀착하게 된다.

다시 도9를 참조하면, 일 실시예에 따른 디스크 자동 조립장치(200)는 회전판(250)의 상부측에 배치되는 클램프(270)와 클램프 구동부(275), 및 회전판(250)의 수평 방향으로 인접하여 배치되는 이송부(280)를 더 포함할 수 있다.

이송부(280)는 각각 디스크(300)를 수용할 수 있는 복수개의 수용홈(285)를 구비하여 복수개의 디스크(300)를 이송할 수 있는 장비이다. 클램프(270)는 디스크(300)를 클램핑하여 지그(260)와 이송부(280)의 수용홈(285) 사이에서 이동시킬 수 있다. 예를 들어 클램프(270)는 스프링이 삽입되지 않은 디스크(300)를 수용홈(285)에서 클램핑하여 지그(260)로 이송하거나 또는 스프링이 삽입된 디스크(300)를 지그(260)에서 클램핑하여 수용홈(285)으로 이송할 수 있다.

도12 및 도13은 스프링을 압축하여 디스크에 삽입하는 동작을 설명하는 도면이다.

우선 도12를 참조하면, 안착블록(220)은 공급유닛(210)의 스프링(S)이 배출되는 배출구(210a)에 인접하여 배치된다. 안착블록(220)의 상부 표면은 요철 형상으로 형성되어 안착홈(221), 단턱부(222), 지지벽(223), 푸쉬바 안내홈(225,226) 등을 구성한다.

안착홈(221)은 스프링(S)을 수용하기 위한 영역으로 안착블록(220)의 표면의 대략 중심에 형성된다. 단턱부(222)는 공급유닛(210)의 배출구(210a)와 안착홈(221) 사이의 영역이며, 배출구(210a)와 동일 높이이거나 그보다 낮은 높이의 평면 또는 경사면으로 형성될 수 있다. 안착홈(221)은 단턱부(222) 보다 낮은 높이로 형성되며 따라서 안착홈(221)과 단턱부(222) 사이에 단차가 형성되고 이 단차가 지지벽(223)으로서 역할을 한다.

압축용 푸쉬바 안내홈(225)은 안착홈(221)을 중심으로 단턱부(222)를 마주보는 위치에 형성되며 압축용 푸쉬바(230)의 움직임을 가이드하는 역할을 한다. 삽입용 푸쉬바 안내홈(226)은 배출구(210a)와 압축용 푸쉬바 안내홈(225)의 연장선에 대해 직각인 방향으로 안착홈(221)에서 연장되어 형성되며 삽입용 푸쉬바(240)의 움직임을 가이드하는 역할을 한다. 일 실시예에서 안착홈(221), 압축용 푸쉬바 안내홈(225), 및 삽입용 푸쉬바 안내홈(226)은 모두 동일한 높이의 표면으로 형성될 수 있다.

이러한 구성에 따라, 공급 유닛(210)에서 공급되는 스프링(S)을 디스크(300)에 삽입하는 동작을 설명하기로 한다. 일 예로서 디스크(300)의 표면에 스프링(S)을 삽입하기 위한 삽입홈(310)이 원호 방향을 따라 5개 형성되어 있으며 이 5개의 삽입홈(310) 각각에 스프링(S)을 삽입하는 동작을 수행해야 한다고 가정한다.

우선 도9 및 도10에서와 같이 회전판(250)이 제1 회전위치에 있을 때 클램프(270)가 이송부(280)의 수용홈(285)에 수용되어 있는 디스크(300)를 클램핑하고 이송하여 회전판(250) 위의 지그(260)에 디스크(300)를 위치시키고 디스크(300)가 지그(260)에 의해 고정되고 지지된다. 그 후 회전판(250)이 90도 회전하여 도11과 같이 제2 회전위치로 회전하고, 디스크(300)의 하나의 삽입홈(310)이 삽입용 푸쉬바 안내홈(226)과 정렬하게 된다. 이 때, 삽입용 푸쉬바 안내홈(226)의 폭은 디스크(300)의 스프링 삽입홈(310)의 길이 이하가 되도록 형성되어 있다.

그 후 공급유닛(210)의 배출구(210a)에서 스프링(S)이 하나 배출되어 안착블록(220)의 단턱부(222)를 지나 안착홈(221)에 안착되고, 압축용 푸쉬바(230)가 안착홈(221)의 스프링(S)을 길이방향으로 가압하여 스프링(S)의 길이가 삽입용 푸쉬바 안내홈(226)의 폭 이하가 되도록 압축한다. 이 때 스프링(S)의 일단부가 지지벽(223)에 의해 지지되고 있으므로 압축용 푸쉬바(230)의 가압시 스프링(S)이 배출구(210a)측으로 밀리지 않고 압축하게 된다.

다음으로, 삽입용 푸쉬바(240)가 압축된 스프링(S)의 측면을 밀어서 디스크(300)측으로 이송시키고, 이에 따라 스프링(S)이 삽입용 푸쉬바 안내홈(226)을 따라 밀려서 디스크(300)의 스프링 삽입홈(310)에 삽입된다. 그 후 지그 회전 구동부(265)가 지그(260)를 1/5 회전만큼 회전시켜서 스프링(S)이 아직 삽입되지 않은 스프링 삽입홈(310)이 삽입용 푸쉬바 안내홈(226)에 정렬되도록 하고, 상술한 바와 같이 또 하나의 스프링(S)을 배출구(210a)에서 배출하여 가압하고 디스크 삽입홈(310)에 삽입하는 동작을 다시 반복함으로써 디스크(300)의 전체 스프링 삽입홈(310)에 스프링(S)을 삽입할 수 있다.

이렇게 스프링 삽입 동작이 완료되면 회전판(250)이 90도 회전하여 도9 및 도10과 같이 제1 회전위치로 다시 회전하고 클램프(270)가 디스크(300)를 클램핑하고 이송하여 이송부(280)의 수용홈(285)에 디스크(300)를 안착시키며, 그 후 이송부(280)가 디스크(300)를 다음 공정으로 이송하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상술한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 스프링 분리 공급장치 110: 공급기 유닛
120: 분리기 유닛 130: 정렬 유닛
140: 이송레일 150, 160: 구동부
170: 연결관 200: 디스크 조립장치
210: 공급유닛 220: 안착블록
230, 240: 푸쉬바 250: 회전판
260: 지그 270: 클램프
280: 이송부

Claims (5)

1. 코일 스프링을 디스크의 스프링 삽입홈에 자동으로 삽입하는 디스크 자동 조립장치로서,
   외부로부터 공급되는 복수개의 스프링을 소정 방향으로 배출구(210a)로 하나씩 배출하는 공급유닛(210);
   상기 공급유닛의 배출구(210a)에 인접하게 설치되어 상기 배출구에서 배출되는 스프링을 안착시키는 안착블록(220);
   상기 안착블록에 안착된 스프링의 측면을 밀어서 디스크(300)의 스프링 삽입홈(310)에 삽입하는 제1 푸쉬바(240); 및
   상기 디스크를 고정시키는 지그(260)를 지지하며 상기 지그(260)를 상방향과 수평방향 사이에서 회전시킬 수 있는 회전판(250);을 포함하고,
   상기 안착블록(220)은,
   상기 공급유닛으로부터 공급된 스프링을 수용하는 안착홈(221); 및
   상기 안착홈(221)에서 상기 제1 푸쉬바를 마주보는 방향으로 연장 형성되어, 상기 제1 푸쉬바 및 이에 의해 푸쉬되는 스프링의 이동 경로를 제공하는 제1 푸쉬바 안내홈(226);을 포함하고,
   상기 지그가 상기 회전판에 의해 수평방향으로 회전했을 때 상기 지그에 고정된 디스크의 스프링 삽입홈(310)이 상기 제1 푸쉬바 안내홈(226)과 정렬되는 위치가 되고, 이 상태에서 상기 제1 푸쉬바(240)가 스프링을 푸쉬하여 상기 스프링을 스프링 삽입홈(310)에 삽입하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 디스크 자동 조립장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 안착블록에 안착된 스프링을 길이방향으로 가압하여 스프링의 길이를 상기 디스크의 스프링 삽입홈(310)의 길이 이하로 압축하는 제2 푸쉬바(230)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스크 자동 조립장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 안착블록(220)이, 상기 제2 푸쉬바(230)를 마주보는 방향으로 상기 안착홈의 일 측면에 형성된 지지벽(223);을 포함하고,
   상기 제2 푸쉬바(230)가 스프링의 제1 단부측에서 스프링을 가압할 때 스프링의 제2 단부측이 상기 지지벽에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는, 디스크 자동 조립장치.
   
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