KR19990011091A - 자동차용 도어트림 고정용 핀 자동체결장치 - Google Patents

자동차용 도어트림 고정용 핀 자동체결장치 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.
본 발명은 자동차용 도어트림 고정용 핀 자동체결장치에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제.
고정용 핀의 체결작업을 자동화하여 능률이 향상되고 생산성이 배가될 수 있도록 함을 목적으로 하며, X, Y축으로 직선운동하는 헤더어셈블리가 고정용 핀을 공급받아 체결하도록 한 것이다.
3. 발명의 해결방법의 요지.
핀(11)을 삽입할 체결공(12)이 형성된 도어트림(13)을 위치결정하고 고정시켜주기 위한 수단으로 위치결정블럭(57, 57', 58, 58') 및 클램프(59, 59', 60, 60')로 이루어지는 고정지그(55, 55', 56, 56')로 구성되는 지그부(50)와, 프레임(20)상면에 설치되어 서브모터(108)에 의하여 작동하는 LM가이드(106, 107)와 볼스크류(109, 110, 111, 112)를 설치한 X, Y축(102, 103, 104, 105)로 이루어지는 헤더가이드부(100); 상기 헤더가이드부(100)의 LM가이드(106, 107)와 볼스크류(109, 110, 111, 112)에 연결되어 도어트림(13)의 X, Y축으로 이동하면서 프레임(20)의 측방에 마련되는 공급슈트(30)로부터 공급받은 핀(11)을 도어트림(13)상에 체결하는 헤더어셈블리(200)로 이루어진 것이 특징이다.
4. 발명의 중요한 용도.
도어트림 고정용 핀의 체결작업을 자동화하여 작업능률의 향상은 물론, 생산성 항상에 기여할 수 있다.

Description

자동차용 도어트림 고정용 핀 자동체결장치
본 발명은 자동차용 도어트림 고정용 핀 자동체결장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 도어트림을 도어프레임에 체결하기 위하여 도어트림에 고정되는 고정용 핀을 자동으로 체결할 수 있도록한 장치에 관한 것이다.
자동차의 도어 내측에는 도어트림이 체결되어 도어내부를 커버함과 아울러 장식을 겸하게 되는데, 상기 도어트림에는 다수개의 고정용 핀이 결합되어 도어프레임에 형성된 결합공과 일치시켜 압입시킴으로서 도어트림이 도어와 결합되도록 하고 있다.
종래에는 고정용 핀을 도어트림에 체결하고자 할 경우에는 작업자가 일일이 수작업으로 체결하여 왔었다,
도어트림에 체결되는 고정용 핀의 수는 개략 10여개 이상이 되므로 보통 2인1조가 되어 많은 인원을 투입하여 작업함에도 불구하고 핀의 조립에 상당한 시간이 필요하고, 핀이 균일한 힘으로 조립되지 않는 관계로 불량발생의 우려가 매우 높은 실정이다.
뿐만 아니라, 고정용 핀을 도어트림상에 체결하는데 작업공수가 많아져 조립성이 저하되고, 장시간 작업하였을 경우에는 작업자의 신체 특히 손에 이상현상을 유발하는 등의 문제점들이 있었다.
이를 해결하기 위하여 근자에 들면서는 도 10에 도시된 바와같이 후측에 손잡이(1)를 가지고, 선측에는 하향 절곡되고 하단면에는 고정용 핀(2)이 수용될 수 있도록 수용홈(3)을 가지는 체결용 치구(5)를 이용하여 고정용 핀(2)을 체결하고 있다.
그러나, 별도의 체결용 치구(5)를 이용하여 고정용 핀(2)을 도어트림상에 체결한다 하여도 많은 수의 고정용 핀(2)을 하나하나 체결하여야 하는 깃을 종래와 다를바 없어 역시 조립성이 저하되고 작업의 효율성이 저하되는 등 근본적인 문제해결에는 도움을 주지 못하였다.
이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 고정용 핀의 체결작업을 자동화하여 능률이 향상되고 생산성이 배가될수 있도록 함을 목적으로 한다.
이를 위하여 베이스상에서 고정지그에 의하여 유동이 방지되도록 고정된 도어트림에 서보모터와 스크류에 의하여 X, Y축으로 직선운동하는 헤더어셈블리가 고정용 핀을 공급받아 체결하도록 한 것이 특징이다.
도 1은 본 발명인 자동차용 도어트림 고정용 핀 자동체결장치의 전체 평면도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 본 발명의 요부인 헤더어셈블리를 발췌한 사시도.
도 4는 도 3의 발췌 단면도.
도 5는 도 4의 A-A선을 따른 발췌 단면도.
도 6은 도 4의 B부를 발췌한 단면도
도 7은 도어트림을 고정하여주는 고정지그부위를 발췌한 일부생략 사시도.
도 8은 도 7의 C부를 발췌한 단면도.
도 9는 도 7의 D부를 발췌한 단면도
도 10은 종래기술의 고정용 핀 체결용 치구를 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 핀자동체결장치 11 : 핀
13 : 도어트림 50 : 지그부
51 : 베이스 55, 55', 56, 56' : 고정지그
57, 57', 58, 58' : 위치결정블럭 59, 59', 60, 60' : 클램프
63 : 회전축 65 : 이동공
100 : 헤더가이드부 102, 103 : X축
104, 105 : Y축 200 : 헤더어셈블리
210 : 핀공급파트 212 : 노즐
210 : 핑거 250 : 체결파트
251 : 체결팁 300 : 체결작동파트
이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시예와 더불어 구성 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명인 자동차용 도어트림 고정용 핀 자동체결장치의 전체 평면도, 도 2는 도 1의 정면도, 도 3은 본 발명의 요부인 헤더어셈블리를 발췌한 사시도, 도 4는 도 3의 발췌 단면도, 도 5는 도 4의 A-A선을 따른 발췌 단면도, 도 6은 도 4의 B부를 발췌한 단면도, 도 7은 도어트림을 고정하여주는 고정지그부위를 발췌한 일부 생략 사시도, 도 8은 도 7의 D부를 발췌한 단면도, 도 9는 도 7의 D부를 발췌한 단면도로서 함께 설명한다.
본 발명의 자동차용 도어트림 고정용 핀 자동체결장치(10)는 핀(11)을 삽입할 체결공(12)을 가지는 도어트림(13)을 위치결정하여 고정시켜주는 지그부(50)와 지그부(50)에 고정된 도어트림(13)상에 핀(11)을 체결시켜주는 헤더어셈블리(200)를 LM가이드와 볼스크류와 같은 통상적인 이송수단으로 X, Y축으로 이동시켜 주는 헤더가이드부(100) 및 지그부(50)에 의하여, 공급된 도어트림(13)상에 핀(10)을 체결하는 헤더어셈블리(200)로 크게 이루어진다.
상기 지그부(50)는 베이스(51)의 저면을 프레임(20)의 상방에 설치되는 레일(52)상에 결합시킨 후 베이스(51)의 중앙을 실린더(53)과 연결하여 실린더(53)의 신축작동에 의하여 핀(11)을 체결할 도어트림(13)을 헤더어셈블리(100)방향으로 공급하고 핀(10)의 체결이 완료된 도어트림(13)을, 원래의 위치로 원복시키도록 하였다.
상기 베이스(51)상에는 도어트림(13)을 고정하기 위한 다수개의 고정지그(55, 55', 56, 56')이 마련되는데, 베이스(51)의 전방에 마련되는 고정지그(55, 55')는 고정되는 도어트림(13)의 위치(기준점)를 결정하여주는 역할을 수행하도록 한다
그외의 베이스(51)의 좌, 우측 및 후방에 마련되는 고정지그(56, 56')는 핀(10)체결을 위한 도어트림(13)의 종류에 맞게 고정위치를 변화시킬 수 있는 가변형으로 마련된다.
베이스(51)의 전방과 좌,우측 및 후방에 마련되는 고정지그(55, 55', 56, 56')는 도어트림(13)이 이탈하지 못하도록 하여주는 위치결정블럭(57, 57', 58, 58')과 위치결정블록(57, 57', 58, 58')에 걸림이 된 도어트림(13)을 유동하지 못하도록 잡아주는 클램프(59, 59', 60, 60')로 이루어진다.
상기 클램프(59, 59', 60, 60')는 공압에 의하여 작동하는 실린더(61, 62)에 의하여 90° 각회동하여 도어트림(13)의 고정과 해제를 선택하도록 한다.
베이스(51)의 전방에 마련되는 고정지그(55, 55')의 클램프(59, 59')는 위치결정블록(57, 57')의 횡으로, 관통하도록 한 회전축(63)에 고정하여 베이스(51)의 일측방에 고정되어 회전축(63)을 레버(64)로 연결한 실린더(61)의 신축작동에 의하여 전방에 위치한 고정지그(55, 55')의 클램프(59, 59')가 동시에 작동되도록 하였다.
상기 베이스(51)의 좌,우측 및 후방에 마련되는 고정지그(56, 56')는 베이스(51)상에 X, Y축 방향으로 형성한 이동공(65)에 볼트와 너트로 이루어진 손잡이(66)를 가지는 고정핀(67)상에 위치결정블록(58, 58')을 고정시키고, 상기 위치결정블록(58, 58')에 실린더(62)와 클램프(60, 60')를 함께 장착하여 실린더(62) 작동을 위한 에어의 공급을 조절하여 동시작동이 이루어지도록 하였다.
상기 헤더가이드부(100)는 프레임(20)의 상면 사방 모서리부위에 마련된 브라켓(101)에 의하여 장방형태로 X축(102, 103)과 Y축(104, 105)을 마련하되, 상기 X, Y축(102, 103, 104, 105)의 내측(도어트림방향)에는 LM가이드(106, 107)를 설치하였다.
상기 X, Y축(102, 103, 104, 105)의 중앙에는 서보모터(108)와 타이밍밸트 및 풀리에 의하여 구동하는 볼스크류(109, 110, 111, 112)를 설치하여 LM가이드(106, 107)와 볼스크류(109, 110, 111, 112)는 헤더어셈블리(200)와 연결하여 헤더어셈블리(200)가 도어트림(13)의 X, Y축으로 이동하면서 핀(11)을 체결할 수 있도록 하였다,
프레임(20)의 측방에 마련되는 공급슈트(30)로부터 핀(11)을 공급받아 고정지그(55, 55', 56, 56')에 의하고 고정되어 이송된 도어트림(13)상에 핀(11)을 체결하는 헤더어셈블리(200)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
헤더어셈블리(200)는 헤더가이드부(100)의 X축(102, 103)의 내측에 설치된 LM가이드(106, 107)와 볼스크류(109, 110)을 기초프레임(201)의 배변과 연결하여 헤더가이드부(100)에 의하여 헤더어셈블리(200)가 X, Y축(102, 103, 104, 105)방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 하였다.
상기 기초프레임(201)에는 핀공급파트(210)과 체결파트(250) 및 체결작동파트(300)으로 구분된다.
상기 핀공급마트(210)는 공급슈트(30)로부터 통상적인 에어공급수단에 의하여 한 개씩의 핀(11)을 공급받아 체결파트(250)로 공급하고, 체결파트(250)는 핀(11)을 공급받아 체결작동파트(300)에 의하여 상,하승강과 180°회전에 의하여 도어트림(13)상에 핀(11)을 체결할 수 있도록 구성된다.
상기 핀공급파트(210)는 기초프레임(201)의 전방으로 돌출된 횡브라켓(211)의 상방에 고정된 노즐(212)과 호스등으로 공급슈트(30)와 연결되어 핀(11)을 공급받도록 하고, 상기 노즐(212)의 하방에는 공급된 핀(11)이 낙하하지 않도록 잡아주는 핑거(213)를 마련하였다.
상기 핑거(213)는 횡브라켓(211)의 하방에 실린더(214)의 신축작동으로 전,후측으로 슬라이딩 이동하는 가이드(215)상에 방사형으로 분할하여 상단부는 힌지고정하여 하단부가 벌어짐과 오므려듬이 자유롭도록 한 후, 핑거(213)의 하단부 외측에는 스프링(216)을 권취하여 핑거(213)내에 수납된 핀(11)이 낙하하는 것이 방지되도록 구성된다
상기 노즐(212)의 측방에는 배출실린더(220)을 더 마련하여 실린더(214)에 의하여 핀(11)을 수납하여 이송되어온 핑거(213)의 상방에서 핀(11)을 하방에 위치하고있는 체결파트(250)의 체결팁(251)상이 압입시켜주도록 하였다.
상기 체결파트(250)는 횡브라켓(211)의 상방에 설치된 회전실린더(252)와 연결된 랙(253)가 종브라켓(254)에 고정된 피니언(255)을 맞물리도록 하고, 상기 피니언(255)에는 일방향동력전달클리치(256)를 가지도록 하여 랙(253)의 승강운동시에도 피니언(255)은 일방향으로만 회전하도록 하였다.
상기 피니언(255)의 후방에는 종브라켓(254)의 하단부에서 전방으로 돌출시킨 팁샤프트(260)의 후방에 고정된 기어(261)와 맞물리도록 기어(262)를 고정하여 회전실린더(252)의 동력을 전달받을 수 있도록 하였다.
상기 팁샤프트(260)의 선단부에는 180°방향으로 체결팁(251)을 고정한 턴테이블(265)을 고정히여 일측의 체결팁(251)이 핀(11)을 공급받으면 일측의 체결팁(251)은 도어트립(13)상에 공급받은 핀(11)을 체결할 수 있도록 하였다.
상기 체결팁(251)의 단부에는 핀(11)의 하단부 직경보다 약간작은 직경의 압입홈(270)을 형성하여 공급받은 핀(11)이 이탈되는 것이 방지되도록 하였다.
상기 핀공급파트(210)과 체결파트(250)을 작동시키기 위한 체결작동파트(300)는 기초프리임(201)과 종브라켓(254) 상간을 스프링(301)을 가지는 가이드(302)로 연결하고, 상기 가이드(302)는 기초프레임(201)의 상방에 설치된 승강실린더(303)와 연걸하여 상기 승강실린더(302)의 신축작동에 의하여 핀공급파트(210)와 체결파트(250)가 도어트림(13)방향으로 승강할 수 있도록 구성한 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용관계를 살펴보면, 작업자가 체결공이 형성된 도어트림(13)을 프레임(20)에 설치된 레일(52)과 결합된 베이스(51)상에 아치시킨 후 고정지그(55, 55', 56, 56')로 유동하지 않도록 고정한다.
상기 도어트림(13)의 고정은 베이스(51)의 전방에 마련되는 고정지그(55, 55')로 1차 위치결정을 한 후 베이스(51)의 좌,우측 및 후방상에 마련되는 고정지그(56, 56')로 완전하게 유동하지 않도록 한다.
상기 고정지그(55, 55')는 베이스(51)의 전방에 고정된 위치결정블럭(57, 57')에 의하여 도어트림(13)의 위치가 결정되며, 위치결정블럭(57, 57')를 횡으로 관통하고 베이스(51)의 일측에서 실린더(61)와 레버(64)로 연결된 회전축(63)에 고정된 클램프(59, 59')가 실린더(61)의 작동에 의하여 회전하여 위치결정블럭(57, 57')상에 위치한 도어트림(13)을 잡아서 고정하게 된다.
연이어 베이스(51)의 좌,우측과 후방에 마련된 각 고정지그(56, 56')역시 각각의 실린더(62)의 작동으로 클램프(60, 60')가 회동하여 위치결정블럭(58, 58')상에 위치한 도어트림(13)을 잡아 유동하지 못하게 하는 것이다.
그리고, 도어트림(13)의 기종이 변경될 경우에는 베이스(51)의 전방에 위치한 고정지그(55, 55')는 그대로 두어 기준점 역할을 계속하여 수행하도록 하고, 베이스(51)의 좌,우측 및 후방에 위치한 고정지그(56, 56')의 위치를 변경하여 변경된 도어트림(13)의 규격에 맞게 대응하면 된다.
이때에는 베이스(51)상에서 X, Y방향으로 형성된 이동공(65)을 이용하여 고정지그(56, 56')의 위치를 변경하면되는데, 이동공(65)에 볼트와 너트로 이루어져 위치결정블럭(58, 58')을 고정하고 있는 고정핀(67)을 조으고 있는 손잡이(66)를 고정핀(67)이 움직일 수 있도록 풀어서 고정핀(67)의 위치를 이동시킨 후 다시 손잡이(66)를 조여 고정핀(67)을 고정시키면 고정지그(56, 56')의 위치변경이 가능하여 진다.
상기와 같이 고정지그(55, 55', 56, 56')에 의하여 도어트림(13)의 고정이 완료되면 베이스(51)의 지면에서 중앙을 연결하고 있는 실린더(53)를 작동시켜 도어트림(13)을 고정한 베이스(51)가 헤더어셈블리(200)가 위치한 방향으로 이동된다.
도어트림(13)이 헤더어셈블리(20)방향으로 이동되면 헤더어셈블리(200)는 측방의 공급슈트(30)로부터 핀(11)을 공급받아 헤더가이드부(100)에 의하여 프레임(20)의 X, Y축으로 이동하면서 핀(11)을 도어트림(13)상에 체결하게 되는 것이다.
이러한 과정을 보다 상세하게 살펴보면, 도어트림(13)이 공급되면 공급슈트(30)에서 한 개씩의 핀(11)이 노즐(212)로 공급되어 핑거(213)에 수납되어지고, 핀(11)을 수납받은 핑거(213)는 실린더(214)에 의하여 슬라이딩 이동되어 노즐(212)의 측방상측 횡브라켓(211)에 고정된 배출실린더(220)하방에 위치하게 된다.
그러면 배출실린더(220)가 신장하여 핑거(213)내에 수납된 핀(11)을 눌러주게되므로 스프링(216)에 의하여 오므려져 핀(11)이 이탈되지 않도록 하고 있는 핑거(213)의 하단부가 벌어져 핀(11)은 하방으로 배출되어 핑거(213)의 하방에 위치하고있는 체결팁(251)에 형성된 압입홈(270)에 압입되어진다
상기 체결팁(251)상에 핀(11)이 압입됨과 동시에 핑거(213)는 다시 핀(11)을 공급받기 위하여 후퇴하고, 체결팁(251)도 회전실린더(252)의 작동에 의하여 랙(253)과 피니언(255) 및 기어(261, 262)의 연계동작에 의하여 턴테이블(265)이 180°회전하게 되므로 핀(11)을 공급받은 체결팁(251)은 도어트림(13)방향으로 회전하고 도어트림(13)방향에 위치하고 있던 체결팁(251)은 핑거(213) 방향으로 위치를 변경한다.
핀(11)을 공급받은 체결팁(251)이 도어트림(13)방향에 위치하게되면 헤더어셈블리(200)는 헤더가이드부(100)의 서보모터(108)등의 작동으로 LM가이드(106, 107) 및 볼스크류(109, 110, 111, 112)에 의하여 X, Y축(102, 103, 104, 105)를 따라 이동하여 도어트림(13)에 형성된 핀공에 공급받은 핀(11)을 체결하게 되는 것이다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 헤더가이드부(100)가 작동하여 헤더어셈블리(200)를 X, Y축(102, 103, 104, 105)으로 미폭 이동시켜 도어트림(13)에 형성된 핀공과 체결팁(251)이 동일한 위치에 있도록 한다.
이러한 상태에서 도어트림(13)에 체결팁(251)이 핀(11)을 체결되도록 하기 위하여 체결작동파트(300)의 승강실린더(303)가 신장하여 핀공급파트(210)과 체결파트(250)를 하강시켜 체결팁(251)의 압입공(270)에 압입된 핀(11)이 도어트림(13)에 형성된 핀공에 삽입될 수 있도록 더욱더 하강하게 된다
승강실린더(303)의 작동으로 체결팁(251)이 하강하여 체결팁(251)에 압입된핀(11)이 핀공에 삽입되면 다시 헤더가이드부(100)가 작동하여 헤더어셈블리(200)를 X, Y축(102, 103, 104, 105)으로 이동시켜 핀(11)을 슬라이딩 시켜 핀공보다 작게 형성한 체결공으로 압입되도록 함으로써 체결이 완료되는 것이다.
상기와 같이 하나의 핀이 체결되고나면 다시 초기상태의 반복작동으로 두개의 헤더어셈블리(200)가 도어트림(13)을 양분하여 핀(11)을 자동으로 체결하게 되는 것이다
이상과 같은 본 발명은 도어트림 고정용 핀의 체결작업을 자동화하여 작업능률의 향상은 물론, 생산성 항상에 기여할 수 있는 등의 효과를 가진다

Claims (2)

  1. 핀(11)을 삽입할 체결공(12)이 형성된 도어트림(13)을 위치결정하고 고정시켜주기위한 수단으로 실린더(53)에 의하여 전,후 이동하는 베이스(51)의 전방에 기준점을 결정하여 주고, 도어트림(13)의 종류에 맞게 고정위치를 변경하는 가변형으로 이루어지는 위치결정블럭(57, 57', 58, 58') 및 클램프(59, 59', 60, 60')로 이루어지는 고정지그(55, 55', 56, 56')로 구성되는 지그부(50)와, 프레임(20)상면에 설치되어 서브모터(108)에 의하여 작동하는 LM가이드(106, 107)와 볼스크류(109, 110, 111, 112)를 설치한 X, Y축(102, 103, 104, 105)로 이루어지는 헤더가이드부(1 00), 상기 헤더가이드부(100)의 LM가이드(106, 107)와 볼스크류(109, 110, 111, 112)에 연결되어 도어트림(13)의 X, Y축으로 이동하면서 프레임(20)의 측방에 마련되는 공급슈트(30)로부터 공급받은 핀(11)을 도어트림(13)상에 체결하는 헤더어셈블리(200)로 이루어진 것을 특징으로하는 자동차용 도어트림 고정용 핀 자동체결장치,
  2. 제 1항에 있어서, 상기 헤더어셈블리(200)는 헤더가이드부(100)와 연결되는 기초프레임(201)에 핀공급파트(210)와 체결파트(250) 및 체결작동파트(300)로 대분구성하고, 상기 핀공급파트(210)는 공급슈트(30)로부터 핀(11)을 공급받을 수 있도록 기초프레임(201)의 전방으로 돌출시킨 횡브라켓(211)에 고정되는 노즐(212), 상기 노즐(212)의 하방에 공급된 핀(11)이 낙하하지 않도록 잡아주고, 측방에 마련되는 배출실린더(220)의 하방까지 실린더(214)에 의하여 왕복운동하는 핑거(213), 상기 노즐(212)의 측방에 마련되어 핀(11)을 수납하여 이송되어온 핑거(213)의 상방에서 핀(11)을 하방에 위치하고 있는 체결파트(250)의 체결팁(251)의 압입홈(270)상에 압입시켜주는 배출실린더(220)로 구성되고, 상기 체결파트(250)는 팁샤프트(260)의 선단부에 고정된 턴테이블(265)에 마련되는 체결팁(251)을 회전시키는 수단으로 횡브라켓(211)의 상방에 설치되는 회전실린더(252)와 연결되는 랙(253)과 이와 맞물리는 피니언(255) 및 피니언(255)과 팁샤프트(260) 후방에 고정되어 상호 맞물리는 기어(261, 262)로 구성되며, 상기 핀공급파트(210)과 체결파트(250)을 작동시켜주는 체결작동파트(300)는 기초프레임(201)과 종브라켓(254) 상간을 스프링(301)을 가지는 가이드(302)와 기초프레임(201)의 상방에서 가이드(302)를 작동시키는 승강실린더(303)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어트림 고정용 핀 자동체결장치.
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