KR102581275B1

KR102581275B1 - 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치

Info

Publication number: KR102581275B1
Application number: KR1020220002598A
Authority: KR
Inventors: 손성만; 최동형
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2022-01-07
Filing date: 2022-01-07
Publication date: 2023-09-21
Also published as: DE102022134528A1; US20230223577A1; KR20230106894A; CN116408559A

Abstract

배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치는, 사각 단면 형상의 폐 구간이 형성된 크로스 멤버에 조립 대상 부품을 레이저 용접하도록 되어 있는 것으로서, i)크로스 멤버를 클램핑 하도록 되어 있는 용접 지그와, ii)용접 지그에 클램핑 된 크로스 멤버의 폐 구간으로 삽입 가능하게 구비되는 코어와, iii)코어를 크로스 멤버의 폐 구간으로 삽입하도록 되어 있는 코어 공급 지그를 포함할 수 있다.

Description

배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치{CROSS MEMBER ASSEMBY SYSTEM}

본 발명의 실시 예는 전기자동차용 배터리 케이스의 조립 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 케이스에 장착되는 크로스 멤버를 조립하도록 되어 있는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 관한 것이다.

최근 환경오염 문제 및 대체 에너지 개발에 대한 노력으로 전기 자동차의 개발이 꾸준히 이루어지고 있다.

전기 자동차에는 차량을 구동시키기 위한 전기모터(구동모터)와, 그 전기모터에 전력을 공급하는 고전압 배터리 팩이 탑재되어 있다. 고전압 배터리 팩은 전기모터를 구동시키는 에너지원으로 인버터를 통해 고전압의 전력을 전기모터에 공급한다.

배터리 팩은 통상적으로 차체의 하부에 탑재된다. 배터리 팩은 내부 공간을 지닌 배터리 케이스, 배터리 케이스의 내부 공간에 설치되는 복수의 배터리 모듈들, 그리고 배터리 케이스를 커버링 하는 커버를 구비하고 있다.

여기서, 배터리 케이스의 바닥 면에는 복수의 배터리 모듈들의 장착 영역을 구획하도록 되어 있는 복수의 크로스 멤버들이 장착된다. 예를 들면, 복수의 크로스 멤버들의 각각은 사각 단면 형상의 폐 단면으로 형성될 수 있다. 이러한 복수의 크로스 멤버들의 각각에는 케이스 지지 브라켓, 배터리 모듈 장착 브라켓 및 보강 브라켓 등과 같은 조립 대상 부품들이 조립된다. 이와 같은 조립 대상 부품들은 레이저 용접에 의하여 복수의 크로스 멤버들의 각각에 접합될 수 있다.

종래 기술에 따르면, 조립 대상 부품들은 크로스 멤버와 함께 용접 지그에 클램핑 된 상태에서, 용접 로봇의 레이저 용접 건에서 조사되는 레이저 빔에 의하여 크로스 멤버의 외측 면에 접합될 수 있다.

그런데, 종래 기술에 따르면, 복수의 크로스 멤버들의 각각은 사각 단면 형상의 폐 단면으로 형성되어 있기 때문에, 외측 면에 조립 대상 부품들이 레이저 용접되는 경우, 레이저 빔에 의하여 열 변형될 수 있다.

이와 같은 열 변형은 크로스 멤버와 조립 대상 부품 간의 갭 발생을 유발하며, 결과적으로는 크로스 멤버에 대한 조립 대상 부품의 레이저 용접 품질을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 크로스 멤버의 조립 대상 부품을 레이저 용접으로 접합할 때, 크로스 멤버가 레이저 빔에 의하여 열 변형되는 것을 최소화할 수 있도록 한 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치는, 사각 단면 형상의 폐 구간이 형성된 크로스 멤버에 조립 대상 부품을 레이저 용접하도록 되어 있는 것으로서, i)상기 크로스 멤버를 클램핑 하도록 되어 있는 용접 지그와, ii)상기 용접 지그에 클램핑 된 상기 크로스 멤버의 상기 폐 구간으로 삽입 가능하게 구비되는 코어와, iii)상기 코어를 상기 크로스 멤버의 상기 폐 구간으로 삽입하도록 되어 있는 코어 공급 지그를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 코어는 길이 방향에 따른 일측에 다른 일측 방향으로 경사지게 형성된 제1 슬립 면을 포함하는 스틸 소재의 제1 코어 블록과, 대응하는 상기 제1 슬립 면에 상하 방향으로 슬립 가능하도록 길이 방향에 따른 일측에 경사지게 형성된 제2 슬립 면을 포함하는 스틸 소재의 제2 코어 블록과, 상기 제1 코어 블록의 일측 면에 설치되는 복수의 제1 자석 부재들과, 상기 제1 코어 블록의 일측 면과 마주하는 상기 제2 코어 블록의 일측 면에 설치되는 복수의 제2 자석 부재들을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 제1 코어 블록은 일측 면에 결합되며, 상기 제1 슬립 면이 형성된 슬립 부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 제2 코어 블록의 일측 면에는 상기 슬립 부재와 결합 가능한 결합 홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 결합 홈에는 상기 제2 슬립 면이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 제1 코어 블록의 다른 일측 면에는 상기 크로스 멤버의 폐 구간의 일측 면을 가압하는 제1 가압 면이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 제2 코어 블록의 다른 일측 면에는 상기 크로스 멤버의 폐 구간의 다른 일측 면을 가압하는 제2 가압 면이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 복수의 제1 자석 부재들의 각각은 상기 제1 코어 블록의 일측 면에 끼워지며, 제1 자석 볼트를 통해 체결될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 복수의 제2 자석 부재들의 각각은 상기 복수의 제1 자석 부재들과 서로 다른 극성을 지니며, 상기 제2 코어 블록의 일측 면에 끼워지며, 제2 자석 볼트를 통해 체결될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 코어는, 복수의 자석 부재들에 의해 결합되며, 경사지게 형성된 슬립 면을 통해 상하 방향으로 슬립되면서 서로 멀어지거나 가까워지는 제1 코어 블록 및 제2 코어 블록을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 코어 공급 지그는, 상기 제1 코어 블록이 상기 제2 코어 블록의 상단보다 위에 위치하고, 상기 복수의 자석 부재들에 의해 상기 제1 코어 블록 및 상기 제2 코어 블록이 결합된 상기 코어를 상기 크로스 멤버의 폐 구간으로 삽입할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 용접 지그는, 상기 코어가 상기 크로스 멤버의 폐 구간에 삽입된 상태에서, 상기 제1 코어 블록 및 상기 제2 코어 블록이 경사진 슬립 면을 통해 상하 방향을 따라 슬립되면서 서로 멀어지도록 상기 제1 코어 블록을 하측 방향으로 가압할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치는, 상술한 바와 같은 코어를 포함하며, 사각 단면 형상의 폐 구간이 형성된 크로스 멤버에 상기 코어를 삽입하고, 상기 크로스 멤버의 외측 면에 조립 대상 부품을 레이저 용접하도록 되어 있는 것으로서, i)제1 지그 프레임에 설치되는 장착 프레임과, ii)상기 크로스 멤버에 가 결합된 상기 조립 대상 부품을 상기 크로스 멤버의 양측에서 클램핑 하도록 상기 장착 프레임에 설치되는 복수의 제1 클램퍼들과, iii)상기 크로스 멤버의 상부를 클램핑 하도록 상기 장착 프레임에 설치되는 적어도 하나의 제2 클램퍼와, iv)상기 크로스 멤버의 폐 구간으로 삽입된 상기 코어의 양측 단부를 각각 지지하며, 상기 코어를 하측 방향으로 가압하도록 상기 장착 프레임에 설치되는 코어 가이드 유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 장착 프레임은 상기 제1 지그 프레임에 설치된 모터와 연결되며, 상기 모터의 구동에 의하여 상기 제1 지그 프레임에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 각각의 코어 가이드 유닛은 상기 장착 프레임에 상하 방향을 따라 설치되는 가이드 실린더와, 상기 코어가 통과하도록 상기 가이드 실린더의 작동 로드의 상단에 결합되는 코어 가이드 블록과, 상기 코어 가이드 블록에 상기 코어의 이동 방향을 따라 회전 가능하게 설치되는 적어도 하나의 코어 가이드 롤러와, 상기 코어 가이드 블록의 상단부에 구비되며, 상기 코어를 하측 방향으로 가압하는 코어 가압부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 코어 가압부는 상기 코어 가이드 블록의 상단부에 회전 가능하게 설치되며, 스프링을 통해 상기 코어 가이드 블록과 연결되는 가압 롤러를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 코어 가압부는 상기 코어 가이드 블록의 상단부에 고정되는 가압 플레이트를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치는, 상기 각각의 코어 가이드 유닛에 의하여 가압된 상기 코어를 클램핑 하도록 상기 장착 프레임에 설치되는 제3 클램퍼를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치는, 상기 크로스 멤버의 폐 구간에 삽입된 상기 코어를 정 위치시키도록 상기 장착 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치는, 제2 지그 프레임에 설치되어 상기 코어를 상기 크로스 멤버의 폐 구간으로 삽입하도록 되어 있는 코어 공급 지그를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 코어 공급 지그는 상기 코어를 길이 방향을 따라 가이드 하도록 상기 제2 지그 프레임에 설치되는 코어 가이드 부재와, 상기 제2 지그 프레임에 상기 코어 가이드 부재의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 이동 부재와, 상기 이동 부재에 설치되어 상기 코어 가이드 부재에 놓인 상기 코어를 클램핑 하는 코어 클램퍼를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 코어 공급 지그는 상기 제2 지그 프레임에 설치되어 상기 코어 가이드 부재에 놓인 상기 코어를 정렬하는 적어도 하나의 코어 정렬 부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 있어서, 상기 적어도 하나의 코어 정렬 부재는 상기 제2 지그 프레임에 설치되는 코어 정렬 실린더와, 상기 코어 정렬 실린더의 작동 로드의 단부에 고정되며, 상기 코어에 상하 방향을 따라 장공 형태로 형성된 위치 정렬 홀을 관통하는 코어 정렬 로드를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 크로스 멤버들에 조립 대상 부품을 레이저 용접으로 접합할 때, 크로스 멤버가 레이저 빔에 의하여 열 변형되는 것을 코어를 통해 최소화할 수 있으므로, 크로스 멤버와 조립 대상 부품 간의 갭 발생을 방지할 수 있고, 크로스 멤버에 대한 조립 대상 부품의 레이저 용접 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 크로스 멤버의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 코어를 도시한 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 코어를 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 코어를 도시한 결합 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 용접 지그를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 용접 지그의 제1 클램퍼를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 용접 지그의 제2 클램퍼를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 용접 지그의 스토퍼를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 용접 지그의 코어 가이드 유닛을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 용접 지그의 제3 클램퍼를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 코어 공급 지그를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 코어 공급 지그의 코어 클램퍼를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 코어 공급 지그의 코어 정렬 부재를 도시한 도면이다.
위에서 참조된 도면들은 반드시 축적에 맞추어 도시된 것은 아니고, 본 발명의 기본 원리를 예시하는 다양한 선호되는 특징들의 다소 간략한 표현을 제시하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 특정 치수, 방향, 위치, 및 형상을 포함하는 본 발명의 특정 설계 특징들이 특정 의도된 응용과 사용 환경에 의해 일부 결정될 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

여기에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적이고, 본 개시를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥상 명시적으로 달리 표시되지 않는 한, 복수 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다.

본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 '포함하는' 이라는 용어는 명시된 특징들, 정수, 단계들, 작동, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 나타내지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계들, 작동, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것은 아니라는 것이 또한 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, '및/또는' 이라는 용어는 연관되어 나열된 하나 이상의 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다. 본 명세서에서 '결합된' 이라는 용어는 컴포넌트들이 용접, SPR(Self Piercing Rivet), FDS(Flow Drill Screw), 구조용 접착제 등에 의하여 상호 간에 직접 연결되거나 또는 하나 이상의 매개 컴포넌트들을 통해 간접적으로 연결되는 두 개의 컴포넌트들 간의 물리적 관계를 표시한다.

여기에서 사용되는 바와 같은 차량', '차량의', '자동차' 또는 본 명세서에서 사용되는 다른 유사 용어는 일반적으로, 승용 차량, 스포츠 유틸리티 차량(SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용 차량을 포함하는 자동차(passenger automobiles)를 포함하고, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 전기차 기반의 PBV 차량(Purpose Built Vehicle), 수소 동력 차량 및 다른 대체 연료 차량(예를 들어, 석유가 아닌 다른 리소스로부터 유도된 연료)을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치를 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치(100)는 전기 자동차에 탑재되는 배터리 팩(도시하지 않음)의 배터리 케이스(도시하지 않음)를 조립하는 공정에 적용될 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치(100)는 배터리 케이스(도시하지 않음)에 장착되는 복수의 크로스 멤버들(1)을 조립하는 공정에 적용될 수 있다.

상기 복수의 크로스 멤버들(1)은 배터리 케이스에 수납되는 복수의 배터리 모듈들(도시하지 않음)을 지지 및 고정하도록 되어 있다. 하나의 예에서, 상기 복수의 크로스 멤버들(1)의 각각은 도 2에 도시된 바와 같이, 사각 단면 형상의 폐 구간(3)을 포함하고 있다.

여기서, 상기 복수의 크로스 멤버들(1)의 각각에는 배터리 모듈 장착 브라켓 및 보강 브라켓을 포함하는 적어도 하나의 조립 대상 부품(5)이 조립(예, 접합 또는 용접)될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치(100)는 복수의 크로스 멤버들(1)의 각각과 적어도 하나의 조립 대상 부품(5)의 접합 부위로 레이저 빔을 조사하여 적어도 하나의 조립 대상 부품(5)을 복수의 크로스 멤버들(1)의 각각에 레이저 용접하는 용접 조립 공정에 적용될 수 있다.

하나의 예에서, 상기 적어도 하나의 조립 대상 부품(5)은 "U"단면 형상을 지닌 브라켓일 수 있다. 상기 적어도 하나의 조립 대상 부품(5)은 복수의 크로스 멤버들(1)의 각각의 하부에 가 결합(예, 끼워짐)된 상태에서, 복수의 크로스 멤버들(1)의 각각에 레이저 용접으로 접합될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 배터리 케이스에 장착되는 크로스 멤버(1)에 조립 대상 부품(5)을 레이저 용접하는 것으로 설명하고 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되지 않고, 설정된 형상의 폐 단면을 가진 모재에 브라켓과 같은 조립 대상 부품을 레이저 용접하는 것이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

본 명세서에서는 전후 방향을 기준으로, 하기에서의 구성 요소들이 장착되는 예를 설명하기로 한다.

나아가, 본 명세서에서, 구성요소의 '상단부', '상부', '상단' 또는 '상부 면'은 도면에서 상대적으로 상측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타내고, 구성요소의 '하단부', '하부', '하단' 또는 '하부 면'은 도면에서 상대적으로 하측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타낸다.

더 나아가, 본 명세서에서 구성요소의 단(예를 들어, 일측 단 또는 다른 일측 단 등)은 임의의 한 방향으로 구성요소의 끝을 나타내며, 구성요소의 단부(예를 들어, 일측 단부 또는 다른 일측 단부 등)는 그 끝을 포함하는 구성요소의 일정 부분을 나타낸다.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치(100)는 복수의 크로스 멤버들(1)의 각각에 적어도 하나의 조립 대상 부품(5)을 레이저 용접으로 접합할 때, 복수의 크로스 멤버들(1)이 레이저 빔에 의하여 열 변형되는 것을 최소화할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치(100)는 용접 지그(110), 코어(210), 그리고 코어 공급 지그(310)를 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 용접 지그(110)는 크로스 멤버(1)의 적어도 일측 면(더 나아가서는 양측 면)에 조립 대상 부품(5)을 레이저 용접하도록 되어 있다.

더 나아가, 상기 용접 지그(110)는 크로스 멤버(1)를 클램핑 하도록 되어 있다. 이러한 용접 지그(110)의 구성은 뒤에서 더욱 자세하게 설명될 것이다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 코어(210)는 용접 지그(110)에 클램핑 된 크로스 멤버(1)의 길이 방향을 따라 그 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)으로 삽입 가능하도록 되어 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 코어를 도시한 결합 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 코어를 도시한 일부 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 코어를 도시한 결합 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 코어(210)는 기본적으로, 제1 코어 블록(10), 제2 코어 블록(20), 복수의 제1 자석 부재들(30), 그리고 복수의 제2 자석 부재들(40)을 포함하고 있다.

상기 제1 코어 블록(10)은 스틸 소재로 이루어진다. 상기 제1 코어 블록(10)은 길이 방향에 따른 일측에 다른 일측 방향으로 경사지게 형성된 제1 슬립 면(11)을 포함하고 있다.

상기한 제1 코어 블록(10)의 다른 일측 면에는 복수의 크로스 멤버들(1)의 각각의 내부(예, 폐 구간(3))의 일측 면을 가압하는 제1 가압 면(13)이 형성되어 있다.

더 나아가, 상기 제1 코어 블록(10)은 일측 면에 결합되는 슬립 부재(15)를 더 포함하고 있다. 상기 슬립 부재(15)는 위에서 언급한 바 있는 제1 슬립 면(11)을 상하 방향을 따라 형성하고 있다.

여기서, 상기 슬립 부재(15)는 복수의 볼트들(B)을 통해 제1 코어 블록(10)의 일측 면에 체결된다.

상기 제2 코어 블록(20)은 스틸 소재로 이루어진다. 상기 제2 코어 블록(20)은 대응하는 제1 코어 블록(10)의 제1 슬립 면(11)에 상하 방향으로 슬립 가능하도록 길이 방향에 따른 일측에 경사지게 형성된 제2 슬립 면(21)을 포함하고 있다.

상기한 제2 코어 블록(20)의 다른 일측 면에는 복수의 크로스 멤버들(1)의 각각의 내부(예, 폐 구간(3))의 다른 일측 면을 가압하는 제2 가압 면(23)이 형성되어 있다.

상기 제2 코어 블록(20)의 일측 면에는, 제1 코어 블록(10)의 제1 슬립 면(11)에 상하 방향으로 슬립 가능하도록, 슬립 부재(15)와 결합 가능한 결합 홈(25)을 형성하고 있다.

여기서, 상기 결합 홈(25)에는 슬립 부재(15)의 제1 슬립 면(11)이 상하 방향으로 슬립 가능한 제2 슬립 면(21)이 형성되어 있다.

상기 복수의 제1 자석 부재들(30) 및 복수의 제2 자석 부재들(40)은 제1 코어 블록(10) 및 제2 코어 블록(20)의 서로 마주하는 일측 면을 결합하도록 되어 있다.

상기 복수의 제1 자석 부재들(30)의 각각은 제1 코어 블록(10)의 일측 면에 설치된다. 상기 복수의 제1 자석 부재들(30)의 각각은 제1 코어 블록(10)의 일측 면에 끼워지며, 제1 자석 볼트(31)를 통해 제1 코어 블록(10)의 일측 면에 체결될 수 있다.

그리고, 상기 복수의 제2 자석 부재들(40)의 각각은 제1 코어 블록(10)의 일측 면과 마주하는 제2 코어 블록(20)의 일측 면에 설치된다. 상기 복수의 제2 자석 부재들(40)의 각각은 복수의 제1 자석 부재들(30)과 서로 다른 극성을 띨 수 있다. 이러한 복수의 제2 자석 부재들(40)의 각각은 제2 코어 블록(20)의 일측 면에 끼워지며, 제2 자석 볼트(41)를 통해 제2 코어 블록(20)의 일측 면에 체결될 수 있다.

여기서, 상기 제1 코어 블록(10)의 일측 면에 설치된 복수의 제1 자석 부재들(30)의 각각과, 제2 코어 블록(20)의 일측 면에 설치된 복수의 제2 자석 부재들(40)의 각각은 상하 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다.

더 나아가, 상기 제1 코어 블록(10) 및 제2 코어 블록(20)은 서로 마주하며 접촉된 각각의 제1 슬립 면(11) 및 제2 슬립 면(21)을 통해 상하 방향으로 슬립되면서 서로 멀어지거나 가까워질 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 용접 지그를 도시한 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 용접 지그(110)는 제1 지그 프레임(111), 장착 프레임(113), 복수의 제1 클램퍼들(115), 적어도 하나의 제2 클램퍼(117), 스토퍼(119), 코어 가이드 유닛(121), 그리고 제3 클램퍼(123)를 포함하고 있다.

상기 제1 지그 프레임(111)은 공정 작업장의 바닥 면에 설치된다. 상기 제1 지그 프레임(111)은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 장착하도록 되어 있다. 상기 제1 지그 프레임(111)은 하나의 프레임 또는 둘 이상으로 구획된 프레임으로 구성될 수 있다.

이러한 제1 지그 프레임(111)은 각각의 구성 요소들을 지지하도록 되어 있는 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 하우징, 케이스, 블록, 격벽, 그리고 리브 등과 같은 각종 부속요소들을 포함할 수 있다.

그러나, 상기한 각종 부속요소들은 이하에서 설명될 각각의 구성 요소들을 제1 지그 프레임(111)에 장착하도록 되어 있는 것이므로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 각종 부속요소들을 제1 지그 프레임(111)으로 통칭한다.

상기 장착 프레임(113)은 제1 지그 프레임(111)에 설치된다. 더 나아가, 상기 장착 프레임(113)은 레이저 용접을 원활하게 수행할 수 있도록 제1 지그 프레임(111)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

이에, 상기 장착 프레임(113)은 제1 지그 프레임(111)에 설치된 모터(125)와 작동적으로 연결된다. 상기 장착 프레임(113)은 모터(125)의 구동에 의하여 회전될 수 있다.

상기 복수의 제1 클램퍼들(115)은 크로스 멤버(1)에 가 결합된 조립 대상 부품(5)을 크로스 멤버(1)의 양측에서 클램핑 하도록 되어 있다. 상기 복수의 제1 클램퍼들(115)은 장착 프레임(113)에 설치된다.

여기서, 상기 복수의 제1 클램퍼들(115)의 각각은 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 클램프 실린더(127)에 작동적으로 연결된다. 상기 복수의 제1 클램퍼들(115)의 각각은 제1 클램프 실린더(127)의 작동에 의하여 전후진 이동되며, 크로스 멤버(1)의 양측에서 조립 대상 부품(5)을 클램핑 할 수 있다.

상기 적어도 하나의 제2 클램퍼(117)는 크로스 멤버(1)의 양측에서 그 크로스 멤버(1)의 상부를 클램핑 하도록 되어 있다. 상기 적어도 하나의 제2 클램퍼(117)는 장착 프레임(113)에 설치된다.

상기 적어도 하나의 제2 클램퍼(117)는 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 클램프 실린더(129)에 작동적으로 연결된다. 상기 적어도 하나의 제2 클램퍼(117)는 제2 클램프 실린더(129)의 작동에 의하여 전후진 이동되며, 크로스 멤버(1)의 상부를 클램핑 할 수 있다.

상기 스토퍼(119)는 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)에 삽입되는 코어(210)를 정 위치시키도록 되어 있다. 상기 스토퍼(119)는 장착 프레임(113)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 스토퍼(119)는 도 9에 도시된 바와 같이, 장착 프레임(113)에 상하 방향을 따라 설치된 스토퍼 실린더(131)와 작동적으로 연결되다. 상기 스토퍼(119)는 스토퍼 실리더(131)의 작동에 의하여 상하 방향으로 이동되며, 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)에 삽입되는 코어(210)의 단부를 스토핑시킬 수 있다.

상기 코어 가이드 유닛(121)은 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)으로 삽입된 코어(210)의 양측 단부를 각각 지지하며, 그 코어(210)를 하측 방향으로 가압하도록 되어 있다.

여기서, 상기 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)으로 삽입된 코어(210)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 코어 블록(10)이 제2 코어 블록(20)의 상단보다 위에 위치하고, 복수의 제1 자석 부재들(30) 및 복수의 제2 자석 부재들(40)에 의해 제1 코어 블록(10) 및 제2 코어 블록(20)이 결합된 상태에 있다. 즉, 상기 제1 코어 블록(10)의 제1 슬립 면(11)이 제2 코어 블록(20)의 제2 슬립 면(21)의 상부에 위치하고 있다.

상기 코어 가이드 유닛(121)은 복수의 제1 클램퍼들(115) 및 적어도 하나의 제2 클램퍼(117)에 클램핑 된 크로스 멤버(1)의 양측 단부에 각각 대응하여 장착 프레임(113)에 설치된다.

상기 각각의 코어 가이드 유닛(121)은 도 10에 도시된 바와 같이, 가이드 실린더(133), 코어 가이드 블록(135), 적어도 하나의 코어 가이드 롤러(137), 그리고 코어 가압부(139)를 포함하고 있다.

상기 가이드 실린더(133)는 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)으로 삽입된 코어(210)의 양측 단부에 대응하여 장착 프레임(113)에 상하 방향을 따라 설치된다.

상기 코어 가이드 블록(135)은 코어(210)가 통과하도록 가이드 실린더(133)의 작동 로드(134)의 상단에 작동적으로 연결된다.

상기 적어도 하나의 코어 가이드 롤러(137)는 코어(210)의 양측 단부를 지지하도록 코어 가이드 블록(135)에 코어(210)의 이동 방향을 따라 회전 가능하게 설치된다.

그리고, 상기 코어 가압부(139)는 가이드 실린더(133)의 후진 작동에 의하여 코어 가이드 블록(135)을 통해 코어(210)를 하측 방향으로 가압하도록 되어 있다. 상기 코어 가압부(139)는 코어 가이드 블록(135)의 상단부에 구비된다.

이러한 코어 가압부(139)는 하나의 예에서, 코어 가이드 블록(135)의 상단부에 회전 가능하게 설치되며, 스프링(141)을 통해 코어 가이드 블록(135)과 연결되는 가압 롤러(143)를 포함할 수 있다. 다른 하나의 예에서, 상기 코어 가압부(139)는 코어 가이드 블록(135)의 상단부에 고정되는 가압 플레이트(145)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)에 삽입된 코어(210)를 가이드 실린더(133)의 후진 작동에 의하여 코어 가압부(139)를 통해 하측 방향으로 가압하게 되면, 코어(210)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 코어 블록(10) 및 제2 코어 블록(20)의 제1 슬립 면(11) 및 제2 슬립 면(21)을 통해 상하 방향으로 슬립되면서 서로 멀어질 수 있다.

그리고, 상기 제3 클램퍼(123)는 각각의 코어 가이드 유닛(121)의 코어 가압부(139)에 의하여 가압된 코어(210)를 클램핑 하도록 되어 있다. 상기 제3 클램퍼(123)는 장착 프레임(113)에 설치된다.

상기 제3 클램퍼(123)는 도 11에 도시된 바와 같이, 장착 프레임(113)에 설치된 제3 클램프 실린더(147)에 작동적으로 연결되다. 상기 제3 클램퍼(123)는 제3 클램프 실린더(147)의 작동에 의하여 이동되며, 코어(210)의 단부를 클램핑 할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치에 적용되는 코어 공급 지그를 도시한 사시도이다.

도 6 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 코어 공급 지그(310)는 용접 지그(110)에서 클램핑 된 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)으로 코어(210)를 삽입하도록 되어 있다.

여기서, 상기 코어 공급 지그(310)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 코어 블록(10)이 제2 코어 블록(20)의 상단보다 위에 위치하고, 복수의 제1 자석 부재들(30) 및 복수의 제2 자석 부재들(40)에 의해 제1 코어 블록(10) 및 제2 코어 블록(20)이 결합된 코어(210)를 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)으로 삽입할 수 있다.

상기 코어 공급 지그(310)는 제2 지그 프레임(311), 코어 가이드 부재(313), 이동 부재(315), 코어 클램퍼(317), 그리고 적어도 하나의 코어 정렬 부재(319)를 포함하고 있다.

상기 제2 지그 프레임(311)은 공정 작업장의 바닥 면에 설치되며, 용접 지그(110)의 제1 지그 프레임(111)에 근접하게 배치된다. 상기 제2 지그 프레임(311)은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 장착하도록 되어 있다. 상기 제2 지그 프레임(311)은 하나의 프레임 또는 둘 이상으로 구획된 프레임으로 구성될 수 있다.

이러한 제2 지그 프레임(311)은 각각의 구성 요소들을 지지하도록 되어 있는 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 하우징, 케이스, 블록, 격벽, 그리고 리브 등과 같은 각종 부속요소들을 포함할 수 있다.

그러나, 상기한 각종 부속요소들은 이하에서 설명될 각각의 구성 요소들을 제2 지그 프레임(311)에 장착하도록 되어 있는 것이므로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 각종 부속요소들을 제2 지그 프레임(311)으로 통칭한다.

상기 코어 가이드 부재(313)는 코어(210)를 길이 방향을 따라 가이드 하도록 제2 지그 프레임(311)에 설치된다. 상기 코어 가이드 부재(313)는 용접 지그(110)에 클램핑 된 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)과 동일 선상으로 배치된다.

상기 이동 부재(315)는 제2 지그 프레임(311)에 코어 가이드 부재(313)의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치된다. 상기 이동 부재(315)는 당 업자에게 잘 알려진 구동 장치(예, 서보 모터, 리드 스크류 또는 볼 스크류, 그리고 가이드 레일 구조체를 포함할 수 있다.)에 의하여 코어 가이드 부재(313)의 길이 방향을 따라 왕복 이동될 수 있다. 이러한 이동 부재(315)는 제2 지그 프레임(311)에 코어 가이드 부재(313)의 길이 방향을 따라 배치된 레일(321)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.

상기 코어 클램퍼(317)는 코어 가이드 부재(313)에 놓인 코어(210)의 단부를 클램핑 하도록 되어 있다. 상기 코어 클램퍼(317)는 이동 부재(315)에 설치된다. 상기 코어 클램퍼(317)는 도 13에 도시된 바와 같이, 이동 부재(315)에 설치된 그리퍼 실린더(323)와 작동적으로 연결된다. 상기 코어 클램퍼(317)는 그리퍼 실린더(323)의 작동에 의하여 코어(210)의 단부를 클램핑(예, 그리핑) 할 수 있다.

그리고, 상기 적어도 하나의 코어 정렬 부재(319)는 코어 가이드 부재(313)에 놓인 코어(210)를 정렬(예, 정 위치)하도록 되어 있다. 상기 적어도 하나의 코어 정렬 부재(319)는 제2 지그 프레임(311)에 설치된다. 이러한 적어도 하나의 코어 정렬 부재(319)는 도 14에 도시된 바와 같이, 코어 정렬 실린더(325) 및 코어 정렬 로드(327)를 포함하고 있다.

상기 코어 정렬 실린더(325)는 제2 지그 프레임(311)에 설치된다. 상기 코어 정렬 로드(327)는 코어 정렬 실린더(325)의 작동 로드(326)의 단부에 고정된다. 상기 코어 정렬 로드(327)는 코어(210)에 형성된 위치 정렬 홀(211)을 관통할 수 있다. 여기서, 상기 위치 정렬 홀(211)은 코어(210)에 상하 방향을 따라 장공 형태로 형성될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치(100)의 작용을 도 1 내지 도 14를 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 실시 예에서는 용접 지그(110)의 장착 프레임(113)에 크로스 멤버(1)를 셋팅 하는데, 크로스 멤버(1)에 가 결합된 조립 대상 부품(5)을 크로스 멤버(1)의 양측에서 복수의 제1 클램퍼들(115)을 통해 클램핑 한다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 크로스 멤버(1)의 양측에서 적어도 하나의 제2 클램퍼(117)를 통해 크로스 멤버(1)의 상부를 클램핑 한다.

여기서, 코어 가이드 유닛(121)의 코어 가이드 블록(135)은 가이드 실린더(133)의 작동에 의하여 코어 가압부(139)와 함께 상측 방향으로 이동된 상태에 있다. 그리고, 적어도 하나의 코어 정렬 부재(319)의 코어 정렬 로드(327)는 코어 정렬 실린더(325)의 후진 작동에 의하여 후진 이동된 상태에 있다. 더 나아가, 이동 부재(315)는 구동 장치(도시하지 않음)의 구동에 의하여 코어 클램퍼(317)와 함께 후진 이동된 상태에 있다.

그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 코어 공급 지그(310)에서 코어 가이드 부재(313)에 코어(210)를 올려 놓고, 코어 정렬 실린더(325)의 전진 작동에 의하여 코어 정렬 로드(327)를 전진 이동시킨다. 이에, 상기 코어 정렬 로드(327)는 코어(210)의 위치 정렬 홀(211)에 끼워지면서 코어(210)를 코어 가이드 부재(313)에 정 위치시킨다.

이때, 상기 코어(210)는 제1 코어 블록(10)이 제2 코어 블록(20)의 상단보다 위에 위치하고, 복수의 제1 자석 부재들(30) 및 복수의 제2 자석 부재들(40)에 의해 제1 코어 블록(10) 및 제2 코어 블록(20)이 결합된 상태에 있다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 코어 클램퍼(317)를 통해 코어(210)의 단부를 클램핑 하고, 코어 정렬 실린더(325)의 후진 작동에 의하여 코어 정렬 로드(327)를 후진 이동시킨다. 이에, 상기 코어 정렬 로드(327)는 코어(210)의 위치 정렬 홀(211)로부터 빠지게 된다. 이때, 스토퍼(119)는 스토퍼 실리더(131)의 작동에 의하여 상측 방향으로 이동된 상태에 있다.

이어서, 본 발명의 실시 예에서는 구동 장치(도시하지 않음)의 구동에 의하여 이동 부재(315)를 전진 이동시킨다. 그러면, 상기 코어(210)는 코어 클램퍼(317)에 클램핑 된 상태로, 이동 부재(315)에 의하여 코어 가이드 부재(313)를 따라 이송되며, 용접 지그(110) 상의 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)으로 삽입된다.

여기서, 상기 코어(210)의 양측 단부는 코어 가이드 유닛(121)의 코어 가이드 블록(135)을 관통하며, 적어도 하나의 코어 가이드 롤러(137)를 통해 이동되면서 코어 가이드 블록(135)의 내측에 위치하게 된다. 이때, 상기 코어(210)의 단부는 스토퍼(119)에 스토핑 되면서 더 이상 전진 이동하지 않게 된다.

그런 다음, 본 발명의 실시 예에서는 코어 클램퍼(317)의 언 클램핑 동작으로 코어(210)의 단부에 대한 클램핑을 해제하고, 가이드 실린더(133)의 후진 작동에 의하여 코어 가이드 블록(135)을 하측 방향으로 이동시킨다.

이에 따라, 상기 코어 가이드 유닛(121)의 코어 가압부(139)가 코어 가이드 블록(135)을 통해 코어(210)를 하측 방향으로 가압한다. 그러면, 상기 코어(210)는 제1 코어 블록(10) 및 제2 코어 블록(20)의 제1 슬립 면(11) 및 제2 슬립 면(21)을 통해 상하 방향으로 슬립되면서 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)에서 서로 멀어지게 된다.

상기와 같이 제1 코어 블록(10)과 제2 코어 블록(20)이 서로 멀어지게 됨에 따라, 제1 코어 블록(10)의 제1 가압 면(13)은 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)에서 일측 면을 가압하고, 제2 코어 블록(20)의 제2 가압 면(23)은 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)에서 다른 일측 면을 가압한다.

이 후, 본 발명의 실시 예에서는 코어 가압부(139)에 의하여 가압된 코어(210)를 제3 클램퍼(123)를 통해 클램핑 한다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 용접 로봇(도시하지 않음)의 레이저 용접 건(도시하지 않음)을 통해 레이저 빔을 조립 대상 부품(5)의 접합 부위로 조사하게 되면, 그 조립 대상 부품(5)을 크로스 멤버(1)의 양측 면에 레이저 용접할 수 있게 된다.

여기서, 본 발명의 실시 예에서는 레이저 용접 건이 용접 지그(110)의 부품들과 간섭되지 않도록 모터(125)의 구동에 의하여 장착 프레임(113)을 회전시킨 상태에서, 레이저 용접 건을 통해 레이저 빔을 조사하며 조립 대상 부품(5)을 크로스 멤버(1)의 양측 면에 레이저 용접할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치(100)에 의하면, 코어(210)를 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3)에 자동으로 삽입하고, 그 코어(210)를 통해 크로스 멤버(1)의 폐 구간(3) 내부의 양측 면을 가압할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 크로스 멤버들(1)에 조립 대상 부품(5)을 레이저 용접으로 접합할 때, 크로스 멤버(1)가 레이저 빔에 의하여 열 변형되는 것을 코어(210)를 통해 최소화할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 크로스 멤버(1)와 조립 대상 부품(5) 간의 갭 발생을 방지할 수 있고, 크로스 멤버(1)에 대한 조립 대상 부품(5)의 레이저 용접 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 크로스 멤버 3: 폐 구간
7: 조립 대상 부품 5: 조립 대상 부품
B: 볼트 10: 제1 코어 블록
11: 제1 슬립 면 13: 제1 가압 면
15: 슬립 부재 20: 제2 코어 블록
21: 제2 슬립 면 23: 제2 가압 면
25: 결합 홈 30: 제1 자석 부재
31: 제1 자석 볼트 40: 제2 자석 부재
41: 제2 자석 볼트 100: 크로스 멤버 조립 장치
110: 용접 지그 111: 제1 지그 프레임
113: 장착 프레임 115: 제1 클램퍼
117: 제2 클램퍼 119: 스토퍼
121: 코어 가이드 유닛 123: 제3 클램퍼
125: 모터 127: 제1 클램프 실린더
129: 제2 클램프 실린더 131: 스토퍼 실린더
133: 가이드 실린더 134, 326: 작동 로드
135: 코어 가이드 블록 137: 코어 가이드 롤러
139: 코어 가압부 141: 스프링
143: 가압 롤러 145: 가압 플레이트
147: 제3 클램프 실린더 210: 코어
211: 위치 정렬 홀 310: 코어 공급 지그
311: 제2 지그 프레임 313: 코어 가이드 부재
315: 이동 부재 317: 코어 클램퍼
319: 코어 정렬 부재 321: 레일
323: 그리퍼 실린더 325: 코어 정렬 실린더
327: 코어 정렬 로드

Claims

사각 단면 형상의 폐 구간이 형성된 크로스 멤버에 조립 대상 부품을 레이저 용접하도록 되어 있는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치로서,
상기 크로스 멤버를 클램핑 하도록 되어 있는 용접 지그;
상기 용접 지그에 클램핑 된 상기 크로스 멤버의 상기 폐 구간으로 삽입 가능하게 구비되는 코어; 및
상기 코어를 상기 크로스 멤버의 상기 폐 구간으로 삽입하도록 되어 있는 코어 공급 지그;를 포함하고,
상기 코어는, 길이 방향에 따른 일측에 다른 일측 방향으로 경사지게 형성된 제1 슬립 면을 포함하는 스틸 소재의 제1 코어 블록과, 대응하는 상기 제1 슬립 면에 상하 방향으로 슬립 가능하도록 길이 방향에 따른 일측에 경사지게 형성된 제2 슬립 면을 포함하는 스틸 소재의 제2 코어 블록과, 상기 제1 코어 블록의 일측 면에 설치되는 복수의 제1 자석 부재들과, 상기 제1 코어 블록의 일측 면과 마주하는 상기 제2 코어 블록의 일측 면에 설치되는 복수의 제2 자석 부재들을 포함하며,
상기 제1 코어 블록은, 일측 면에 결합되며, 상기 제1 슬립 면이 형성된 슬립 부재를 포함하고,
상기 제2 코어 블록의 일측 면에는 상기 슬립 부재와 결합 가능한 결합 홈이 형성되며, 상기 결합 홈에는 상기 제2 슬립 면이 형성되는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
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제1 항에 있어서,
상기 제1 코어 블록의 다른 일측 면에는 상기 크로스 멤버의 폐 구간의 일측 면을 가압하는 제1 가압 면이 형성되고,
상기 제2 코어 블록의 다른 일측 면에는 상기 크로스 멤버의 폐 구간의 다른 일측 면을 가압하는 제2 가압 면이 형성되는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 제1 자석 부재들의 각각은 상기 제1 코어 블록의 일측 면에 끼워지며, 제1 자석 볼트를 통해 체결되고,
상기 복수의 제2 자석 부재들의 각각은 상기 복수의 제1 자석 부재들과 서로 다른 극성을 지니며, 상기 제2 코어 블록의 일측 면에 끼워지며, 제2 자석 볼트를 통해 체결되는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
사각 단면 형상의 폐 구간이 형성된 크로스 멤버에 조립 대상 부품을 레이저 용접하도록 되어 있는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치로서,
상기 크로스 멤버를 클램핑 하도록 되어 있는 용접 지그;
상기 용접 지그에 클램핑 된 상기 크로스 멤버의 상기 폐 구간으로 삽입 가능하게 구비되는 코어; 및
상기 코어를 상기 크로스 멤버의 상기 폐 구간으로 삽입하도록 되어 있는 코어 공급 지그;
를 포함하며,
상기 코어는, 복수의 자석 부재들에 의해 결합되며, 경사지게 형성된 슬립 면을 통해 상하 방향으로 슬립되면서 서로 멀어지거나 가까워지는 제1 코어 블록 및 제2 코어 블록을 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제7 항에 있어서,
상기 코어 공급 지그는,
상기 제1 코어 블록이 상기 제2 코어 블록의 상단보다 위에 위치하고, 상기 복수의 자석 부재들에 의해 상기 제1 코어 블록 및 상기 제2 코어 블록이 결합된 상기 코어를 상기 크로스 멤버의 폐 구간으로 삽입하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제8 항에 있어서,
상기 용접 지그는,
상기 코어가 상기 크로스 멤버의 폐 구간에 삽입된 상태에서, 상기 제1 코어 블록 및 상기 제2 코어 블록이 경사진 슬립 면을 통해 상하 방향을 따라 슬립되면서 서로 멀어지도록 상기 제1 코어 블록을 하측 방향으로 가압하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제1 항 및 제7 항의 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치 중 어느 한 항에 따른 코어를 포함하며, 사각 단면 형상의 폐 구간이 형성된 크로스 멤버에 상기 코어를 삽입하고, 상기 크로스 멤버의 외측 면에 조립 대상 부품을 레이저 용접하도록 되어 있는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치로서,
제1 지그 프레임에 설치되는 장착 프레임;
상기 크로스 멤버에 가 결합된 상기 조립 대상 부품을 상기 크로스 멤버의 양측에서 클램핑 하도록 상기 장착 프레임에 설치되는 복수의 제1 클램퍼들;
상기 크로스 멤버의 상부를 클램핑 하도록 상기 장착 프레임에 설치되는 적어도 하나의 제2 클램퍼; 및
상기 크로스 멤버의 폐 구간으로 삽입된 상기 코어의 양측 단부를 각각 지지하며, 상기 코어를 하측 방향으로 가압하도록 상기 장착 프레임에 설치되는 코어 가이드 유닛;
를 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제10 항에 있어서,
상기 장착 프레임은,
상기 제1 지그 프레임에 설치된 모터와 연결되며, 상기 모터의 구동에 의하여 상기 제1 지그 프레임에 회전 가능하게 설치되는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제10 항에 있어서,
상기 각각의 코어 가이드 유닛은,
상기 장착 프레임에 상하 방향을 따라 설치되는 가이드 실린더와,
상기 코어가 통과하도록 상기 가이드 실린더의 작동 로드의 상단에 결합되는 코어 가이드 블록과,
상기 코어 가이드 블록에 상기 코어의 이동 방향을 따라 회전 가능하게 설치되는 적어도 하나의 코어 가이드 롤러와,
상기 코어 가이드 블록의 상단부에 구비되며, 상기 코어를 하측 방향으로 가압하는 코어 가압부
를 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제12 항에 있어서,
상기 코어 가압부는,
상기 코어 가이드 블록의 상단부에 회전 가능하게 설치되며, 스프링을 통해 상기 코어 가이드 블록과 연결되는 가압 롤러
를 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제12 항에 있어서,
상기 코어 가압부는,
상기 코어 가이드 블록의 상단부에 고정되는 가압 플레이트를 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제10 항에 있어서,
상기 각각의 코어 가이드 유닛에 의하여 가압된 상기 코어를 클램핑 하도록 상기 장착 프레임에 설치되는 제3 클램퍼
를 더 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제10 항에 있어서,
상기 크로스 멤버의 폐 구간에 삽입된 상기 코어를 정 위치시키도록 상기 장착 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 스토퍼
를 더 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제10 항에 있어서,
제2 지그 프레임에 설치되어 상기 코어를 상기 크로스 멤버의 폐 구간으로 삽입하도록 되어 있는 코어 공급 지그
를 더 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제17 항에 있어서,
상기 코어 공급 지그는,
상기 코어를 길이 방향을 따라 가이드 하도록 상기 제2 지그 프레임에 설치되는 코어 가이드 부재와,
상기 제2 지그 프레임에 상기 코어 가이드 부재의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 이동 부재와,
상기 이동 부재에 설치되어 상기 코어 가이드 부재에 놓인 상기 코어를 클램핑 하는 코어 클램퍼
를 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제18 항에 있어서,
상기 코어 공급 지그는,
상기 제2 지그 프레임에 설치되어 상기 코어 가이드 부재에 놓인 상기 코어를 정렬하는 적어도 하나의 코어 정렬 부재
를 더 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.
제19 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 코어 정렬 부재는,
상기 제2 지그 프레임에 설치되는 코어 정렬 실린더와,
상기 코어 정렬 실린더의 작동 로드의 단부에 고정되며, 상기 코어에 상하 방향을 따라 장공 형태로 형성된 위치 정렬 홀을 관통하는 코어 정렬 로드
를 포함하는 배터리 케이스용 크로스 멤버의 조립 장치.