KR20030078419A - 요크간격 조절 및 포지션장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유니버샬조인트의 베어링 압입 및 코킹장치의 지그 지지장치에 관한 것으로서, 제1스테이션의 유니버샬조인트의 베어링 압입 및 코킹장치에서는 십자형 연결축의 정위치로 정렬되도록 지그(10)상에 마그네틱(13)을 장착하여 자력에 의해 위치가 항상 바르게 위치되도록 하고, 제2스테이션의 지그(10a)는 요크(1a)를 지지하는 지그(10a)가 좌우로 움직이지 않도록 견고히 고정시킬 수 있는 유니버샬조인트 제작머신의 요크간격 조절 및 포지션장치이다.

Description

요크간격 조절 및 포지션장치{Yoke Clearance and Position Control Device for Universal Joint}

본 발명은 유니버샬조인트 조립장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유니버샬조인트의 요크의 간격조절 및 포지션장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유니버샬조인트는 서로 다른 두 축선을 조인트를 통해 서로 연결하여 동력을 전달하는 관절부로, 축선이 다른 두 축을 연결하여 동력을 전달하는 목적으로 주로 많이 사용된다.

이러한 유니버샬조인트의 일 예로는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 자동차의 핸들을 회전시킬 때 그 회전력이 조향장치 즉, 랙과 피니언으로 이루어진 조향장치로 전달되도록 하기 위한 관절부에도 적용된다. 유니버샬조인트(100)는 각각의 요크(1, 1a)의 축공(2)에 십자형 연결축(3)의 각 단부를 위치시킨 뒤 축공(2)의 외측에서 그 내부로 니들 베어링(4)을 압입하여 십자형 연결축(3)에 결합된 베어링(4)에 의해 두 요크(1, 1a)가 함께 회전할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 요크의 축공(2)에 압입된 베어링(4)이 주행중에 빠지지 않도록 축공(2)의 입구측 주연부를 오므리거나 찍어주는 작업 즉, 코킹(Coulking)작업을 해주게 된다.

이와 같은 유니버샬조인트(100)는 두 요크(1, 1a)의 축공(2)에 십자형 연결축(3)을 삽입하고 그 단부에 베어링(4)을 압입하고 및 베어링이 빠지지 않도록 코킹작업을 해주게 된다. 이해를 돕기 위하여 유니버샬조인트 자동 제작과정을 개략적으로 살펴본다.

먼저, 한쌍의 요크(1, 1a)는 유니버샬조인트의 베어링 압입 및 코킹장치(제1스테이션 제2스테이션)에서 조립되게 된다. 다시 말해서 한 쌍의 요크(1, 1a)중 어느 하나 즉, 제1요크(1)의 축공(2)에 십자형 연결축(3)을 끼우고 그 십자형연결축(3)에 베어링(4)을 압입한 뒤 그 축공(2)의 주연부를 코킹하는 제1스테이션과 나머지 요크와 연결축을 상기의 압입과정과 코킹과정과 같이 제2스테이션에서 조립하게 된다.

이와 같이 제1스테이션과 제2스테이션에서 조립을 하는 이유는 각각의 요크의 조립에 따른 구조적 특성이 다르기 때문이다.

따라서, 우선적으로 제1스테이션에서 요크(1)과 십자형 연결축(3)을 지그상에 재치시켜 십자형 연결축(3)과 요크의 축공(2) 중심축선과 나란하게 일치되도록 정렬시켜야 축공(2)속으로 베어링(4)이 용이하게 삽입되어지고 양호한 유니버샬조인트를 제작할 수 있는 것이다.

그러나, 종래의 지그의 경우는 연결축(3)의 중심축선과 축공(2)의 중심축선이 나란하게 일치되지 않는 경우가 많다. 따라서, 베어링(4)이 축공(2)속으로 삽입될 때 베어링(4)이 삽입되지 않거나 베어링(4)을 후방에서 가압하는 압입로드가 부러지는 문제가 발생되기도 한다.

물론 이와 같은 주된 이유는 십자형 연결축(3)이 요크의 축공(2)의 축선과 나란하게 위치되지 않는데서 비롯되지만 보다 근본적인 문제는 지그에 위치된 연결축(3)과 요크(1)가 지그에 정위치로 바르게 재치되지 않기 때문이다.

특히 제1스테이션에 작업된 요크(1)가 상기한 바와 같은 불량요인 즉 제1 요크의 축공간의 거리가 넓거나 좁은 경우 혹은 어느 한 쪽으로 쏠린 경우에는 제2스테이션의 지그에 요크(1a)가 위치되었을 때 요크(1a)의 센터가 어긋나는 문제가 발생된다.

이러한 문제는 특히 베어링(4)을 압입한 뒤 코킹작업을 할 때 좌우측에서 동시에 작동하는 코킹툴이 요크의 표면에 접촉하는 시차를 유발시켜 요크(1a)가 어느 한쪽으로 쏠리면서 코킹이 이루어져 요크가 변형되면서 코킹되는 문제를 야기한다.

아울러, 요크(1a)는 이것을 제작하는 과정에 기본적으로 축공(2)간의 거리가 일정하지 않는 불량 요크가 투입되는 경우 요크의 축공(2)간의 거리를 보완해 주는 것이 바람직하다.

그리고, 지그상에 재치된 요크(1a)는 좌우측에서 동시에 베어링 압입과 코킹작업이 이루어지게 됨으로 견고하게 지지되지 않아 그 압입력과 코킹툴의 충격에 의해 축공(2)간의 거리가 이격되거나 어느 한 쪽으로 쏠려 불량 유니버샬조인트를 생산하게 되는 것이다.

본 발명은 유니버샬조인트의 요크간격조절 및 포지션장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제1스테이션의 유니버샬조인트의 베어링 압입 및 코킹장치에서는 십자형 연결축의 바른 위치로 정렬되도록 지그상에 마그네틱을 장착하여 자력에 의해 위치가 항상 바르게 위치되도록 하고, 제2스테이션의 지그는 요크를 지지하는 지그가 좌우로 움직이지 않도록 견고히 고정시킬 수 있는 유니버샬조인트제작용 머신의 요크간격조절 및 포지션장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적을 구현하기 위한 구현수단으로는

제 1스테이션에 해당하는 지그에 있어서, 지그의 중앙부위에 십자형 연결축이 위치되는 지그의 상면에 마그네틱을 고정시켜 연결축의 축이 축받이부에 바르게 위치되도록 함으로서 연결축을 바르게 정렬되도록 하고 베어링 압입 및 코킹작업시 요크 양 축공이 근접되는 방향으로 밀려나지 않도록 밀림방지턱을 구비하는 것을 특징이 있다.

제2스테이션의 경우에는 기대상에 부착된 제1 요크지지용 지그와 일정거리 이격되게 상기 기대상에 고정된 한 쌍의 하우징과;

상기 하우징속에 각각 슬라이드 가능하게 고정되어지고, 스프링의 탄성력에 의해 서로 근접되는 방향으로 탄성력이 내재되고 소정의 높이로 위치되는 경사면을 구비하는 제2 요크 밀림방지턱을 구비하는 한 쌍으로 이루어진 지그와;

상기 기대상에 부착된 실린더에 의해 전후진 되며, 상기한 한쌍의 지그사이로 진입하여 상기 지그들이 서로 멀어지는 방향으로 벌려주는 인서트 테이퍼 블럭과;

상기 한 쌍의 지그가 일정거리 이상 벌어지지 않도록 고정시키는 고정수단으로 구성함으로서 달성되어진다.

본 발명의 고정수단의 일예로서는 공압 혹은 유압실인더에 의해 작동되는 피스톤 로드상에 부착된 블럭을 상기한 지그의 후방에 위치시켜 후퇴하는 지그의 후면과 지그를 슬라이드가능하게 지지하는 하우징의 선단면사이에 개입시켜 지그의 후퇴를 방지하도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명은 인서트 테이퍼 블럭을 전진시키면 그 경사면에 의해 지그가 후방으로 밀려 나가면서 제2 요크의 자유단측의 테두리부와 그와 이웃한 내면에 밀림방지턱이 걸려진 상태로 유지되게 되고 지그의 후퇴시 그 후방에 위치한 블럭에 의해 지그가 더 이상 후퇴되지 않을 때 인서트 테이퍼 블럭을 전진시키는 실린더의 작동을 정지(유압이 유지된 상태)시키면 인서트 테이퍼 블럭 역시 유격없이 견고히 고정되게 된다.

상기의 인서트 테이퍼 블럭은 유압 혹은 공압 실린더를 통해 작동되어질 수 있으나 본 발명의 바람직한 실시예로서는 유압실린더를 채용하여 전후진되도록 하였다.

이와 같이 고정된 상태에서 지그의 좌·우측에서 동시에 베어링이 요크의 축공에 대한 축선상으로 위치되고, 베어링 압입로드와 코킹툴에 의해 베어링의 압입과 코킹작업을 수행하게 됨으로 지그의 위치가 변형됨이 없이 견고히 고정되게 된다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 유니버샬조인트의 조립과정을 예시한 분해사시도,

도 2는 본 발명의 요크간격 조절 및 포지션장치가 설치된 제1스테이션에 해당하는 유니버샬조인트의 베어링 압입 및 코킹장치를 예시하는 사시도,

도 3은 도 2의 A부분을 확대하여 도시한 지그의 요부 사시도,

도 4는 본 발명의 요크간격조절 및 포지션장치가 설치된 제2스테이션에 해당하는 유니버샬조인트의 베어링 압입 및 코킹장치를 예시하는 사시도,

도 5는 도 4의 B부분을 확대하여 도시한 도시한 요부 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 요크간격조절 및 포지션장치가 설치된 유니버샬조인트의 베어링 압입 및 코킹장치의 지그부분을 평면에서 바라 본 평 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 요크간격조절 및 포지션장치을 갖는 유니버샬조인트의 베어링 압입 및 코킹장치의 지그부분을 정면에서 바라 본 요부 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 요크간격조절 및 포지션장치를 갖는 유니버샬조인트의 베어링 압입 및 코킹장치의 지그부분을 측면에서 바라 본 측단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 1a:요크2:축공

3: 십자형 연결축4:베어링

5:샤프트 체결구멍10, 지그

10a:백업 지그10c:받침부

11:밀림방지턱12:축받이홈

13:마그네틱14:후크

15:지지편16:지그 하우징

16a:경사면17:슬라이딩 하우징

17a:스프링18:인서트 블럭

18a:사이드록 실린더19:스페이서

19a:스페이서 실린더 20:공압실린더

30:축받이 하우징40:구동모터

50:가이드 실린더60:호퍼

100:유니버샬조인트

이하, 본 발명에 따른 유니버샬조인트 제작머신의 요크간격조절 및 포지션장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2은 본 발명의 요크간격조절 및 포지션장치가 적용된 유니버샬조인트 제작머신을 개략적으로 보여주는 사시도로서, 제 1스테이션에 해당하는 베어링 압입 및 코킹장치에 관한 사시도이다. 아울러, 도 4에 도시된 제2스테이션의 구성요소는 도 2의 구성요소와 동일하나 지그와 관련된 구성요소가 서로 상이하다. 따라서, 양 스테이션에서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였다.

도 2와 도 4에서 참조번호 10은 요크(1)를 바르게 정렬시키고 지지하는 요크 지지용 지그이고, 10a는 요크의 간격을 조절 및 위치를 조절가능한 요크 각격조절 및 포지션 조절용 백업 지그이며, 20은 지그(10)와 백업 지그(10a)의 좌우측에 대칭되도록 고정된 공압실린더이고, 30은 상기 공압실린더와 연계되는 실린더로드의 축받이 하우징이며, 40은 전원에 의해 작동되는 구동모터로서 베어링(3)을 요크(1, 1a)의 축공(2)속으로 밀어넣는 압입로드를 전후진시키게 된다. 참조번호 50은 지그상에 재치되는 요크에 베어링의 압입작업과 코킹작업을 위해 요크를 잡아주는 가이드 실린더이다. 미설명 부호 60은 베어링을 담아 두는 호퍼이다.

도 3은 본 발명에 따른 제1스테이션용 요크간격조절 및 포지션장치(지그)을 도시하는 사시도로서, 지그(10)는 기대상에 견고히 고정되어 있으며, 그 상면에 요크(1)의 축공(2) 주위 즉, 엣지부와 그 내측면이 걸쳐지는 밀림방지턱(11)이 서로 대칭되도록 배치되어 있으며, 이 밀림방지턱(11)과 교차되는 부위에 연결축(3)의 축이 삽입되는 축받이홈(12)이 마련되어 있다.

따라서, 축받이 홈(12)은 연결축의 축에 대응하는 형상 즉, 반원형 홈으로 구성되어 있다. 그리고, 축받이 홈(12)과 밀림방지턱(11)이 교차하는 지점에 마그네틱(13)이 위치되어 있어 연결축(3)이 위치되었을 때 자력으로 잡아당겨 축받이 홈(12)에 연결축(3)이 바르게 위치되도록 하여 사소한 충격에 의해 그 위치가 변하지 않도록 해준다.

밀림방지턱(11)은 상기한 요크(1)의 축공측 자유단의 엣지가 위치되어 그 내측으로 밀려나지 않도록 밀림방지턱(11)이 지지해주게 된다. 그리고, 상기한 가이드 실린더(50)의 피스톤 로드가 상기 요크(1)의 샤프트 체결구멍(5)속으로 삽입되어 수직하게 고정시키게 된다.

이와 같이 고정된 요크(1)는 축공(2)의 축선상으로 베어링(4)이 정렬되며 측방에서 압입툴과 코킹툴이 전진하여 베어링(4)을 축공(2)속으로 압입하고 코킹작업을 수행하게 된다.

이와 같이 베어링 압입과정과 코킹과정시 베어링(4)이 지그상에 움직임이 없이 바르게 지지되어짐으로 요크(1)의 축공(2)의 축선과 나란하게 정렬되게 됨으로 베어링의 삽입이 원할하게 이루어지게 된다.

이처럼 요크(1)는 도 1(b)와 같이 조립된 상태에서 다른 요크(1a)을 조립하기 위하여 제2스테이션으로 로봇에 의해 이송되어져 제2스테이션의 백업 지그(10a)에 재치되어지는데 이때 요크(1)은 뒤집힌 상태 즉, 요크(1)의 샤프트 체결구멍(5)이 하방으로 위치되도록 하여 제2스테이션의 백업 지그(10a)에 재치되어진다.

도 5는 본 발명에 따른 제2스테이션의 요크간격조절 및 포지션장치(지그)를 도시한 요부 확대 사시도로서 도 4의 B부분을 발취한 것이고, 도 6내지 8은 제2스테이션의 지그와 관련된 구성요소만을 발취하여 도시한 평단면도, 정면에서 본 단면도, 측면에서 바라 본 측 단면도이다.

도면에서 볼 수 있는 바와 같이 백업 지그(10a)는 한 쌍으로 구성되어 있으며, 소정의 거리를 두고 이격되도록 배치되어 있다. 백업 지그(10a)는 그 자유단에 요크(1a)의 축공(2)측 자유단 엣지부분과 그 내면에 걸려지는 후크(14)가 구비되어 있고, 그와 이웃하게 요크(1a)의 엣지부분의 곡률반경에 대응되는 호형 지지편(15)이 마련되어 있다.

백업 지그(10a)는 지그 하우징(16)과 결합되어 있으며 그 지그 하우징(16)은 기대상에 견고히 고정된 슬라이딩 하우징(17)속에 슬라이드가능하게 결합되어 있다. 그리고 상기 슬라이딩 하우징(17)의 내부에는 양 지그 하우징(16)을 서로 근접되는 방향으로 탄성력이 작용하는 스프링(17a)이 개입되어 있다. 또한 양 지그 하우징(16)은 서로 마주하는 면이 경사진 경사면(16a)을 구비하고 있어 후술하는 인서트 테이퍼 블럭(18)이 개입되면서 그 간격이 확장될 수 있다.

아울러, 백업 지그(10a)의 후단부와 슬라이딩 하우징(17)간에는 소정의 이격거리를 두고 있는데 이 공간사이로 스페이서(19)가 삽입되어진다.

상기 스페이서(19)는 스페이서 실린더(19a)의 로드와 결합되어 있어 실린더의 작동에 따라 전후진 되어진다. 참고로 스페이서 실린더(19a)는 기대상에 소정의 높이로 설치되어 있으며, 스페이서(19)를 전후진 시키는 작용을 한다.

상기한 인서트 테이퍼 블럭(18)은 상기한 지그 하우징의 경사면에 슬라이딩 가능하게 조립되어 있으며 대략 사다리꼴 형상으로 구성되어 있다. 그리고 이 인서트 테이퍼 블럭(18)은 그 후방에 위치되고 기대상에 견고히 고정된 사이드록 실린더(18a)의 로드와 결합되어 있다. 따라서, 인서트 테이퍼 블럭(18)의 피스톤 로드가 전후진시 인서트 테이퍼 블럭(18)이 전후진 되어지는데, 그 중앙부는 지그의 하방에 위치한 요크(1) 받침대(10c)와 간섭없이 왕복운동 할 수 있도록 절개되어 있다.

이와 같이 구성된 제2스테이션의 작용을 설명한다.

먼저 요크가 로봇에 의해 뒤집힌 상태로 요크(1) 받침부(10c)에 위치되면 요크(1a)가 로봇에 의해 백업 지그(10a) 상부로 위치된다.

이때 요크(1a)는 백업 지그(10a)의 후크의 외측과 사이에 위치되어지게 된다. 이와 같이 위치된 상태에서 스페이서 실린더(19a)가 작동되면서 스페이서(19)가 백업 지그(10a)의 후방과 슬라이딩 하우징(17)사이로 진입하여 정지된다.

이후 사이드록 실린더(18a)가 작동하여 인서트 테이퍼 블럭(18)을 전진시키면 인서트 테이퍼 블럭(18)의 경사면에 의해 지그 하우징이 후방으로 후퇴하기 시작하면서 후크(14)가 요크(1a)의 축공(2)측 엣지부의 내면에 걸려지면서 축공(2)이 멀어지는 방향으로 약간의 잡아당기면서 고정시킨다.

이때 후크(14)는 받침부의 센터를 중심으로 동시에 이동함으로 요크(1a)의 양 축공(2)간의 거리에 따른 오차를 보정해주는 기능을 함과 동시에 요크(1a)를 견고히 고정시켜 줄 수 있는 것이다. 아울러, 상기한 사이드록 실린더(18a)는 피스톤 로드를 전진시킨 상태로 유지시켜 지그의 후면과 스페이서(19) 및 슬라이딩 하우징이 서로 견고히 유격없이 매우 긴밀하게 밀착된 상태로 유지됨으로 후속적으로 베어링을 압입하고 코킹작업시 요크가 어느 한 쪽으로 몰리거나 치우침이 없이 고정됨으로 양측에서 한 쌍의 압입툴 및 한 쌍의 코킹툴이 시차없이 동시에 순차적으로 압입 및 코킹작업을 할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 요크간격조절 및 포지션장치는요크를 안정적으로 지지할 수 있기 때문에 유니버샬 조인트의 품질을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 제 1스테이션에 해당하는 지그에 있어서, 지그의 중앙부위에 십자형 연결축이 위치되는 지그의 상면에 마그네틱을 고정시켜 연결축의 축이 축받이부에 바르게 위치되도록 함으로서 연결축을 바르게 정렬되도록 하고 베어링 압입 및 코킹작업시 요크 양 축공이 근접되는 방향으로 밀려나지 않도록 밀림방지턱을 구비하는 것을 특징으로 하는 요크간격 조절 및 포지션장치.
2. 제 2 스테이션에 해당하는 지그에 있어서,

   기대상에 부착된 제1 요크 지지용 지그와 일정거리 이격되게 상기 기대상에 고정된 한 쌍의 하우징과;

   상기 하우징속에 각각 슬라이드 가능하게 고정되어지고, 스프링의 탄성력에 의해 서로 근접되는 방향으로 탄성력이 내재되고 소정의 높이로 위치되는 경사면을 구비하는 제2 요크 밀림방지턱을 구비하는 한 쌍으로 이루어진 백업 지그와;

   상기 기대상에 부착된 사이드록 실린더에 의해 전후진 되며, 상기한 한 쌍의 지그사이로 진입하여 상기 지그들이 서로 멀어지는 방향으로 벌려주는 인서트 테이퍼 블럭과;

   상기 한 쌍의 지그가 일정거리 이상 벌어지지 않도록 고정시키는 고정수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 요크간격 조절 및 포지션장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 고정수단은 상기 지그의 후방과 상기 슬라이딩 하우징 사이로 실린더에 의해 작동되는 스페이서가 삽입되어져 이루어지는 것을 특징으로 하는 요크간격 조절 및 포지션장치.