KR200397765Y1 - 연료리턴호스 조립기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량 엔진의 연료계통에 적용되는 연료리턴호스를 조립하는 장비에 관한 것이다.

본 고안은 연료리턴호스의 조립시 기존의 수작업 개념을 배제하고 자동화 개념을 도입하여 작업성 측면이나 생산성 측면의 획기적인 향상을 도모할 수 있으며, 제품의 불량율을 줄여 우수한 품질의 제품을 얻을 수 있고, 또한 제품에 대한 성능시험을 함께 병행할 수 있도록 하여 연료리턴호스의 조립과 관련한 전체적인 공정의 효율화를 도모할 수 있는 연료리턴호스 조립기를 제공한다.

Description

연료리턴호스 조립기{Fuel return hose assembly machine}

본 고안은 차량 엔진의 연료계통에 적용되는 연료리턴호스를 조립하는 장비에 관한 것이다.

특히, 자동화 개념을 도입하여 다수의 컨넥터 및 호스를 어셈블리 형태로 조립할 수 있으며, 어셈블리당 작업 소요시간을 줄일 수 있어 작업성 및 생산성 측면에서 효율화를 도모하고, 일체 자동화에 따른 불량을 줄일 수 있어 제품의 품질을 높일 수 있도록 하며, 또한 완성된 제품에 대한 각종 시험장비를 구비함에 따라 장비 내에서 제품의 품질검사도 함께 수행할 수 있도록 한 연료리턴호스 조립기에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 연료계통에서 연료탱크로부터 압송된 연료는 필터에서 여과된 후 압력조정기에서 압력이 조정된 다음 인젝터로 보내어져 분사되고, 여분의 연료는 연료리턴호스를 통해 연료탱크로 되돌아온다.

연료리턴을 위한 수단으로는 크게 호스 형태의 것과 파이프 형태의 것으로 구분할 수 있으며, 각 인젝터에 개별적으로 연결되는 사양의 경우에는 호스류를 많이 적용하고, 딜리버리 파이프를 적용하는 사양의 경우에는 파이프류를 대부분 적용한다.

최근에는 응답성 측면에서 효과가 우수한 호스류의 연료리턴수단을 많이 적용하고 있는 추세이다.

기존의 연료리턴호스는 각각의 인젝터에 일대일로 배속 연결된 다음 하나로 합류된 후 연료탱크측으로 연장되는 구조로 장착된다.

이러한 연료리턴호스는 인젝터측에 체결되는 다수의 컨넥터, 각각의 컨넥터를 연결하는 호스, 연료의 역류방지를 위한 첵밸브 등으로 구성된다.

기존 연료리턴호스의 조립작업은 컨넥터의 연결부에 호스를 삽입한 후 별도의 연결부재로 삽입부위를 압착 연결시키는 수작업으로 수행되어 왔는데, 보통 4개 정도의 각 컨넥터와 호스를 일일이 연결해야 하기 때문에 작업이 불편하고 시간도 많이 소요되는 등 작업성 및 생산성 측면에서 비효율적이 면이 있었다.

또한, 연결부재의 채용과 수작업 등으로 인해 컨넥터와 호스의 연결부위에 기밀성 확보가 어려워 제품에 대한 불량율이 높은 문제가 있었다.

따라서, 본 고안은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 연료리턴호스의 조립시 기존의 수작업 개념을 배제하고 자동화 개념을 도입하여 작업성 측면이나 생산성 측면의 획기적인 향상을 도모할 수 있으며, 제품의 불량율을 줄여 우수한 품질의 제품을 얻을 수 있고, 또한 제품에 대한 성능시험을 함께 병행할 수 있도록 하여 연료리턴호스의 조립과 관련한 전체적인 공정의 효율화를 도모할 수 있는 연료리턴호스 조립기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 프레임의 테이블상에서 일정한 피치를 유지하면서 일렬로 나란하게 순차 배치되며 컨넥터와 호스의 세팅을 위한 적어도 4개씩의 컨넥터 지그 및 호스 지그와, 상기 각각의 지그를 받쳐주기 위해 지그에 일대일 배속되며 지그상의 컨넥터 및 호스의 결합을 위하여 축선방향으로 이동가능한 각각의 지그 플레이트와, 상기 지그 플레이트의 이동시 안내를 위한 적어도 4열의 나란한 가이드축 및 테이블의 저부에 축선방향으로 길게 배치되면서 최초 플레이트에 연결되어 동력을 제공하는 인서트 실린더와, 상기 각 지그의 상부에 배치되면서 컨넥터 및 호스 조립시 지그상의 컨넥터와 호스를 잡아주는 각 클램핑용 컨넥터 지그 및 클램핑용 호스 지그와 각각의 클램핑용 실린더와, 상기 인서트 실린더 및 클램핑용 실린더의 제어 및 공기압 제공을 위한 컨트롤 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 테이블상의 한쪽 끝에 축선방향에 대해 90°방향으로 배치되는 스톱퍼 실린더 및 이 스톱퍼 실린더의 축에 직결되는 랙과 각 지그의 한쪽 옆에서 축선방향으로 따라 나란하게 배치되고 플레이트의 위치 구속을 위한 다수의 스톱퍼를 갖고 있으며 일측 피니언을 통해 상기 랙과 전동가능한 샤프트로 구성되어서, 샤프트의 회전에 의한 스톱퍼의 젖힘에 의해 각 플레이트가 부품 로딩을 위해 벌어져 있는 상태로 세팅될 수 있도록 해주는 정위치 세팅수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 에어주입과 함께 압력 등을 체크하여 제품의 누설검사를 수행하기 위하여 테이블의 한쪽 끝에서 지그와 일렬로 나란하게 배치되면서 끝에 위치되는 호스에 연결되어 에어를 주입하는 테스트 유니트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 테이블의 한쪽 끝에는 지그에 대해 90°방향으로 배치되면서 호스에 마킹하는 마킹 유니트가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각각의 지그 플레이트는 각각의 플레이트상에 고정되며 서로는 슬라이드 가능한 핀에 의해 연결되어 서로 이웃하는 플레이트 간의 견인력을 전달해주는 각각의 간격유지용 블럭을 갖추고 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 프레임(100)의 상부에는 모든 실린더 등과 같은 동작요소들을 제어하기 위한 컨트롤 패널(120)이 배치되고, 중간에는 실제 호스연결작업이 수행되는 작업공간으로 조성되며, 하부에는 실린더 등에 제공하는 공기압의 발생을 위해 공압 유니트(140)측과 배관되어 있는 에어탱크/밸브(130)가 배치된다.

이러한 프레임(100)은 적어도 4개의 오토 캐스터에 의해 이동이 자유로운 구조이기 때문에 작업공간상의 제약을 받지않게 된다.

또한, 컨트롤 패널(120)의 윗쪽으로는 램프가 설치되어 있고, 정면도에서 볼 때 좌측에는 소정의 제어에 따른 공기압의 분배 등을 위해 각 실린더측과 연결되어 있는 공압 유니트(140)가 설치되어 있으며, 우측에는 작업 중 안전을 위한 세이프티 센서(150)와 경고등이 설치되어 있다.

또한, 상기 프레임(100)에는 에어주입 등의 작업을 통해 호스 내의 압력과 첵밸브의 상태 등을 체크하여 제품의 누설검사를 수행하기 위한 테스트 유니트(23)가 설치되어 있으며, 이때의 에어주입을 수행하는 테스트 실린더(32)는 지그가 배열되어 있는 선상에 나란하게 배치되면서 공기주입구가 최종 지그 플레이트(12) 내에 안착되는 호스의 바로 뒷쪽에 위치될 수 있도록 설치된다.

이러한 상기 테스트 유니트(23)는 조립완료된 제품에 에어를 공급하여 디지털 압력계와 압력 센서 등으로 각종 검사를 수행하는 부분이며, 위의 테스트 실린더(32) 이외에 디지털 압력계, 압력 센서, 증압밸브 등을 포함하며, 누설 검사, 첵밸브 역방향 검사, 첵밸브 열림 검사 등을 수행한다.

또한, 상기 프레임(100)에는 테스트 완료된 제품에 대한 마킹을 수행하는 마킹 유니트(24)가 설치된다.

이러한 마킹 유니트(24)는 테이블의 한쪽 끝에서 지그에 대해 90°방향으로 배치되는 마킹 실린더(30)를 포함한다.

연료리턴호스의 실질적인 조립작업을 위하여 프레임(100)의 테이블(110) 위에는 축선방향(정면도 및 평면도에서 볼 때 좌우 수평방향)을 따라 일정한 피치간격을 유지하는 적어도 4개씩의 컨넥터 지그(10)와 호스 지그(11)가 1개씩 교대로 일렬 나란하게 배치된다.

본 고안의 일 실시예에서는 첵밸브 지그(160)를 일체 조립하는 방식을 채용함에 따라 컨넥터와 호스를 위한 지그는 모두 5개씩 구성된다.

이러한 지그들은 각각의 지그 플레이트(12)에 의해 지지되고, 플레이트의 움직임에 따라 함께 이동될 수 있게 된다.

상기 컨넥터 지그(10)와 호스 지그(11)에는 컨넥터 및 호스의 일부를 수용할 수 있는 안착홈부가 구비되어 있으며, 이곳에 놓여지는 컨넥터(첵밸브 포함)와 호스는 상부에서 눌러주는 클램핑용 컨넥터 지그(15) 및 클램핑용 호스 지그(16)에 의해 고정될 수 있게 된다.

상기 각각의 지그 플레이트(12)는 저면부에 양쪽 2개의 리니어 블럭(28)을 구비하고, 테이블(110) 위에서 축선방향을 따라 나란하게 설치되는 4열의 가이드축(13)상에 끼워져 축선방향으로 이동시 안내를 받을 수 있게 된다.

지그 및 플레이트를 움직여주는 수단으로는 인서트 실린더(14)가 제공된다.

상기 인서트 실린더(14)는 테이블(110)의 저부에서 축선방향으로 길게 설치되면서 로드에서 연장되는 바 및 조립용 연결블럭(29)을 이용하여 최초(정면도와 평면도에서 볼 때 가장 좌측에 있는 것) 지그 플레이트(12)와 연결되어 있어서, 실린더의 전후진 작동에 의해 최초 지그 플레이트(12)가 당겨지거나 밀려나면서 모든 지그 플레이트(12)가 연계적으로 움직일 수 있게 된다.

이를 위하여, 각 지그 플레이트(12)에는 지그 한쪽으로 "ㄷ"자형의 간격유지용 블럭(26)이 설치되고, 각각의 간격유지용 블럭(26)은 블럭 사이에서 슬라이드 가능한 동시에 블럭 서로 간의 걸림작용을 수행할 수 있는 핀(25)에 의해 연결된다.

이에 따라, 컨넥터와 호스의 조립 후 인서트 실린더(14)의 전진 작동에 의해 붙어있던 각 지그 플레이트(12)가 떨어질 때 최초 지그 플레이트(12)에 의해 연쇄적으로 각 지그 플레이트(12)들도 따라서 움직일 수 있게 되며, 최종적으로 핀(25)의 걸림작용에 의해 각 간격유지용 블럭(26)들은 일정한 피치간격을 유지할 수 있게 된다.

위와 같은 피치간격의 정확한 세팅상태는 각 플레이트의 유동을 선택적으로 구속하는 정위치 세팅수단, 즉 각 플레이트를 부품 로딩을 위해 벌려놓은 상태로 세팅시켜주는 수단에 의해 달성될 수 있다.

이를 위하여, 테이블(110)의 한쪽 끝(정면도 및 평면도에서 볼 때 좌측)에는 축선방향에 대해 90°방향으로 스톱퍼 실린더(18)가 설치되고, 각 지그들의 한쪽 옆에는 축선방향으로 따라 나란하게 샤프트(22)가 설치된다.

이때의 샤프트(22)는 테이블(110)상의 샤프트 지지용 브라켓(31)에 의해 회전가능한 구조로 양단 지지된다.

상기 스톱퍼 실린더(18)의 로드에는 랙(19)이 결합되고, 상기 샤프트(22)의 한쪽 끝에는 랙(19)과 치합되는 피니언(21)이 장착되어서, 스톱퍼 실린더(18)가 작동되면 랙과 피니언 전동에 의해 샤프트(22)가 회전될 수 있게 된다.

상기 샤프트(22)에는 다수의 스톱퍼(20)가 일체 장착되어 있어서 샤프트의 회전과 함께 젖혀지거나 복원되면서 지그 플레이트(12)의 한쪽면을 제지하거나 해제시켜줄 수 있게 된다.

본 고안의 일 실시예에서는 컨넥터 지그(10)와 첵밸브용 지그(160)가 배치되어 있는 지그 플레이트(12)를 구속하는 5개의 스톱퍼(20)가 제공된다.

이렇게 각각의 지그 플레이트(12)는 스톱퍼(20)에 의해 그 움직임이 제한되므로 플레이트 간의 정확한 세팅위치를 유지할 수 있게 되는 것이다.

컨넥터와 호스의 조립시 컨넥터와 호스를 잡아주기 위한 수단으로 클램핑용 컨넥터 지그(15) 및 클램핑용 호스 지그(16)와 각각의 클램핑용 실린더(17a),(17b)가 제공된다.

상기 클램핑용 실린더(17a),(17b)는 지그 플레이트(12)상에서 일정한 높이로 세워지는 실린더 지지용 브라켓(27)에 로드를 아래쪽으로 하여 설치되고, 로드에는 컨넥터와 호스의 윗쪽을 눌러주기 위한 각각의 클램핑용 컨넥터 지그(15)와 클램핑용 호스 지그(16)가 장착된다.

이에 따라, 클램핑용 실린더(17a),(17b)가 작동되면 로드 끝의 지그는 하강하여 아래쪽 지그와 합체되면서 컨넥터와 호스를 고정시켜줄 수 있게 된다.

위의 지그 중에서 호스의 클램핑을 위한 지그는 호스의 단면 1/2 정도를 수용할 수 있는 안착홈부를 이용하여 호스를 견고하게 잡아줄 수 있게 되고, 컨넥터의 클램핑을 위한 지그는 컨넥터 몸체의 일부를 수용하면서 그 윗쪽으로 돌출되어 있는 연결구(인젝터와 연결되는 부위)를 수용할 수 있는 별도의 홈부를 갖게 된다.

위의 클램핑용 실린더(17a),(17b) 중에서 길이가 긴 호스의 클램핑을 위한 클램핑용 호스 지그(16)를 갖는 실린더의 경우에는 적어도 1개 이상의 가이드바를 구비하여 그 승하강 작동이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 연료리턴호스 조립기의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 6에 도시한 바와 같이, 연료리턴호스 조립기의 초기상태에서 클램핑 실린더(17a),(17b), 스톱퍼 실린더(18), 마킹 실린더(30) 및 테스트 실린더(32)는 후진상태를 유지하고, 인서트 실린더(14)는 전진상태를 유지한다.

아래에서 작업자에 의한 수작업 이외의 모든 작동은 스위치 조작에 따른 컨트롤 패널의 제어에 의해 수행된다.

먼저, 스톱퍼 실린더(18)가 전진하면 랙과 피니언 전동으로 샤프트(22)가 회전하여 스톱퍼(20)가 각 지그 플레이트(12)를 잡아주므로, 클램핑용 컨넥터 지그(15) 및 클램핑용 호스 지그(16)는 일정한 피치간격으로 세팅상태를 유지할 수 있다.

다음, 각 지그 위에 호스, 컨넥터, 첵밸브를 로딩한다.

이 작업은 작업자가 수동으로 한다.

호스, 컨넥터, 첵밸브의 로딩이 완료되면(도 5a), 장비의 앞쪽에 있는 스위치를 "ON" 조작하여 장비의 가동을 시작한다.

먼저, 스톱퍼 실린더(18)가 전진하여 스톱퍼(20)를 젖혀줌으로써, 각 지그 및 지그 플레이트(12)의 구속상태를 해제할 수 있고, 계속해서 클램핑용 실린더(17b)가 전진(하강)하여 호스 지그(11)와 클램핑용 호스 지그(16) 사이에서 호스를 클램핑시킨다(도 5b).

다음, 인서트 실린더(14)가 후진하여 최초 지그 플레이트(12)를 시작으로 모든 지그 플레이트(12)를 차례로 당겨줌으로써, 각 지그 플레이트(12)상의 컨넥터 지그(10)와 호스 지그(11)에 있는 컨넥터, 호스, 첵밸브가 결합될 수 있다(도 5c).

위와 같이 컨넥터, 호스, 첵밸브를 결합시킨 후, 클램핑용 실린더(17a)가 하강하여 클램핑용 컨넥터 지그(15)로 컨넥터를 클램핑시키면서 윗쪽 인젝터와의 연결부위를 마감한다(도 5d).

수 초가 경과한 후, 테스트 유니트(23)의 테스트 실린더(32)를 전진시켜 소정의 압력을 가하면서 호스 연결부위에 대한 기밀검사, 첵밸브 역방향 기밀검사, 컨넥터/첵밸브 열림검사 등을 차례로 수행한다.

모든 검사를 완료한 후에는 마킹 유니트(24)의 마킹 실린더(30)를 전진시켜 해당 제품에 대한 마킹작업을 수행하고, 테스트 실린더(32) 및 클램핑 실린더(17a),(17b)를 후진시킨 후, 제품을 언로딩한다.

계속해서, 인서트 실린더(14)의 전진과 스톱퍼 실린더(18)가 후진하는 것으로 연료리턴호스 조립을 위한 1사이클을 완료한다.

위와 같은 1사이클을 완료한 후 조립된 연료리턴호스는 도 7에서 보여주고 있다.

도면부호 170은 컨넥터, 180은 호스, 190은 첵밸브, 200은 인젝터를 나타낸다.

여기서, 상기 컨넥터의 자세는 실제 차량에 사용하는 상태의 자세를 보여주고 있으며, 조립시에는 인젝터와의 연결부위가 위로 향한 자세를 취하게 된다.

이상에서와 같이 본 고안은 연료리턴호스의 조립을 자동으로 수행할 수 있는 자동화 장비를 제공함으로써, 첫째 작업성과 생산성을 높일 수 있는 장점이 있고, 둘째 제품의 불량율을 낮춰 제품의 품질을 높일 수 있는 장점이 있으며, 셋째 제품의 조립과 성능시험을 동시에 수행할 수 있어 연료리턴호스의 전체적인 조립공정을 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 연료리턴호스 조립기의 정면도

도 2는 본 고안에 따른 연료리턴호스 조립기의 측면도

도 3은 본 고안에 따른 연료리턴호스 조립기의 평면도

도 4는 본 고안에 따른 연료리턴호스 조립기의 일부 사시도

도 5a,5b,5c,5d는 본 고안에 따른 연료리턴호스 조립기의 작동과정을 보여주는 일부 정면도

도 6은 본 고안에 따른 연료리턴호스 조립기의 작동과정을 보여주는 플로차트

도 7은 본 고안에 따른 연료리턴호스 조립기를 통해 조립된 연료리턴호스를 보여주는 사시도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 컨넥터 지그 11 : 호스 지그

12 : 지그 플레이트 13 : 가이드축

14 : 인서트 실린더 15 : 클램핑용 컨넥터 지그

16 : 클램핑용 호스 지그 17a,17b : 클램핑용 실린더

18 : 스톱퍼 실린더 19 : 랙

20 : 스톱퍼 21 : 피니언

22 : 샤프트 23 : 테스트 유니트

24 : 마킹 유니트 25 : 핀

26 : 간격유지용 블럭 27 : 실린더 지지용 브라켓

28 : 리니어 블럭 29 : 조립용 연결 블럭

30 : 마킹 실린더 31 : 샤프트 지지용 브라켓

32 : 테스트 실린더

100 : 프레임 110 : 테이블

120 : 컨트롤 패널 130 : 에어탱크/밸브

140 : 공압 유니트 150 : 세이프티 센서

160 : 첵밸브용 지그 170 : 컨넥터

180 : 호스 190 : 첵밸브

200 : 인젝터

Claims (5)

1. 프레임(100)의 테이블(110)상에서 일정한 피치를 유지하면서 일렬로 나란하게 순차 배치되며 컨넥터와 호스의 세팅을 위한 적어도 4개씩의 컨넥터 지그(10) 및 호스 지그(11);

   상기 각각의 지그를 받쳐주기 위해 지그에 일대일 배속되며 지그상의 컨넥터 및 호스의 결합을 위하여 축선방향으로 이동가능한 각각의 지그 플레이트(12);

   상기 지그 플레이트(12)의 이동시 안내를 위한 적어도 4열의 나란한 가이드축(13) 및 테이블의 저부에 축선방향으로 길게 배치되면서 최초 플레이트에 연결되어 동력을 제공하는 인서트 실린더(14);

   상기 각 지그의 상부에 배치되면서 컨넥터 및 호스 조립시 지그상의 컨넥터와 호스를 잡아주는 각 클램핑용 컨넥터 지그(15) 및 클램핑용 호스 지그(16)와 각각의 클램핑용 실린더(17a),(17b);

   상기 인서트 실린더(14) 및 클램핑용 실린더(17a),(17b)의 제어 및 공기압 제공을 위한 컨트롤 패널(120);

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료리턴호스 조립기.
2. 청구항 1에 있어서, 테이블상의 한쪽 끝에 축선방향에 대해 90°방향으로 배치되는 스톱퍼 실린더(18) 및 이 스톱퍼 실린더(18)의 축에 직결되는 랙(19)과 각 지그의 한쪽 옆에서 축선방향으로 따라 나란하게 배치되고 플레이트의 위치 구속을 위한 다수의 스톱퍼(20)를 갖고 있으며 일측 피니언(21)을 통해 상기 랙(19)과 전동가능한 샤프트(22)로 구성되어서, 샤프트(22)의 회전에 의한 스톱퍼(20)의 젖힘에 의해 각 플레이트가 부품 로딩을 위해 벌어져 있는 상태로 세팅될 수 있도록 해주는 정위치 세팅수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료리턴호스 조립기.
3. 청구항 1에 있어서, 에어주입과 함께 압력 등을 체크하여 제품의 누설검사를 수행하기 위하여 테이블의 한쪽 끝에서 지그와 일렬로 나란하게 배치되면서 끝에 위치되는 호스에 연결되어 에어를 주입하는 테스트 유니트(23)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료리턴호스 조립기.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 테이블(110)의 한쪽 끝에는 지그에 대해 90°방향으로 배치되면서 호스에 마킹하는 마킹 유니트(24)가 구비되는 것을 특징으로 하는 연료리턴호스 조립기.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 각각의 지그 플레이트(12)는 각각의 플레이트상에 고정되며 서로는 슬라이드 가능한 핀(25)에 의해 연결되어 서로 이웃하는 플레이트 간의 견인력을 전달해주는 각각의 간격유지용 블럭(26)을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 연료리턴호스 조립기.