KR20040101944A - 펀치의 다이에 대한 축 정렬 또는 오정렬을 판정하는 장치및 방법 - Google Patents

Abstract

작업편들이 자가천공형 리벳에 의해 체결되는 장치에 있어서, 예컨대, 지그는 펀치와 다이의 축방향 정렬이 허용가능한 범위 내에 있는지를 판정하는 데 사용된다. 지그는 다이를 대신하고 자루와 헤드를 구비하며, 자루는 장치의 다이 수납 보어 내에 끼워맞춤되고, 헤드는 정렬이 허용가능한 범위 내에 있을 때 펀치를 수납하는 축방향 개구를 갖는다. 헤드는 펀치와 개구의 관계를 볼 수 있도록 구성된다.

Description

펀치의 다이에 대한 축 정렬 또는 오정렬을 판정하는 장치 및 방법 {Device and Method for Determining Axial Alignment or Misalignment of a Punch with Respect to a Die}

본 출원은 2003년 5월 27일 출원된 일본 특허 출원 제2003-148921호를 우선권 주장하며, 본 명세서에서 참고로 합체된다.

본 발명은 예컨대, 작업편이 자가천공형 리벳에 의해 체결되는 장치에서, 펀치의 다이에 대한 정렬 또는 오정렬 판정에 관한 것이다. 이러한 장치는 1994년 1월 11일 허여된 미국 특허 제5,277,049호에서 개시되어 있다.

도1은 본 발명이 채용될 수 있는 또 다른 자가천공형 리벳 세팅 장치의 일예를 도시한다. 통상적으로, 장치(1)는 강성의 C-형 지지 프레임(2)과, 상기 C-형 지지 프레임의 제1 단부(도1의 상단)에 고정된 스핀들 유닛(3)을 포함한다. 스핀들 유닛(3)은 길쭉한 관형 노우즈피스(5)를 스핀들 유닛(도1의 하단)의 단부를 통해 축방향으로 활주 가능하게 지지한다. 리시버(7)는 급송 튜브(6)로부터 공급된 자가천공형 리벳을 수납하도록 노우즈피스(5)에 고정된다. 막대형 펀치(9)는 노우즈피스(5)에서 축방향으로 활주가능하다. 교환 가능한 다이(10)는 펀치(9)를 향하는 프레임(2) 상의 위치에 놓인다. 다이는 보어(11)에 중심 끼워맞춤되는 부분을 갖는다.

체결될 작업편은 펀치와 다이 사이에 위치된다. 스핀들 유닛(3)에서 축방향으로 이동 가능한 (도시되지 않은) 주축은 노우즈피스(5) 및 펀치(9)를 다이(10)쪽으로 이동시키도록 서보모터(13) 및 감속 기어 기구(14)에 의해 구동된다. 노우즈피스(5)가 작업편과 접촉하게 될 때, 노우즈피스의 다이로의 이동은 중단되지만, 펀치(9)는 작업편의 단부에 축방향으로 지지된 자가천공형 리벳을 체결될 작업편쪽으로 가압하도록 다이쪽으로 계속 이동한다.

도2는 패널과 같은 2개의 작업편(17, 18)이 자가천공형 리벳(15)에 의해 체결된 후의 상태를 도시한다. 도시된 바와 같이, 리벳은 헤드(19)와, 헤드로부터 다이(10)로 연장하는 (통상적으로 원통형의) 중공의 작은 직경의 레그(21)를 포함한다. 리벳(15)은 레그(21)가 작업편을 천공하면서 다이에 의해 확장 변형되는 방식으로 작업편으로 주입된다. 자가천공형 리벳(15)은 펀치(9)의 측부에 위치된 작업편(17)을 관통하지만, 다이(10)에 인접하는 작업편(18)은 관통하지 않고 그 속에서 멈춘다. 따라서, 작업편(18)의 노출된 표면에는 개구가 형성되지 않아서, 예컨대, 외관이 손상되지 않으며 소음 및 빗물을 차단한다. 통상적으로 이러한 방식으로 체결된 패널은 손쉽게 용접되지 않는 (예컨대, 감량을 위해) 자동차에서 체결되는 알루미늄 본체 패널이다.

만일, 전술한 바와 같이, 자가천공형 리벳의 세팅 중에, 펀치 및 리벳의축(23)과 다이의 축(25)은 도2에 도시된 바와 같이 정렬되어서, 다이(10)의 중심 돌기(26)는 중공 레그(21)의 중심에 위치되고, 레그의 확장부는 다이의 축(25)에 대해 대칭으로 배치되어, 작업편(17, 18)은 강하게 연결될 것이다. 한편, 도3에서 도면 번호 27로 지시된 바와 같이, 다이의 축(25)이 펀치 및 리벳의 축(23)에 대해 오정렬되고, 그 오정렬이 허용치를 초과한다면, 레그(21)의 확장 변형부(22)는 작업편(17, 18)과 안정적으로 체결되지 않을 것이다. 보다 구체적으로, 작업편의 인장 전단 강도 및 박리 강도가 불안정하게 된다. 또한, 레그(21)는 작업편(18) 외부로 돌출하여, 부식 문제를 야기할 수 있는, 예컨대 빗물이 통과하는 개구를 형성할 수 있다.

각각의 자가천공형 리벳(15)이 노우즈피스(5)에 유지되는 방식 때문에, 펀치(9)와 리벳 사이의 오정렬의 가능성은 없다. 그러나, 노우즈피스(5)로부터 먼 위치에 있는 다이(10)는 펀치 및 리벳에 대해 축방향으로 오정렬될 수 있다. 리벳 장치의 제작자는 이러한 오정렬을 피하기 위해 적절한 조치를 취해야 한다. 그러나, 사용자의 일터에서 발생은 제작자의 통제를 넘어서는 오정렬을 야기할 수 있다. 결과적으로 결함있는 리벳 체결은 리벳 장치의 사용자에 의해 쉽게 검출되지 않을 수 있다. 또한, 제작자에게 리벳 장치의 정렬을 점검하도록 반환하는 것은 부담스러운 일이며, 바람직하지 못하게 예비 장치의 사용을 요할 수 있다.

본 발명은 다이의 펀치에 대한 오정렬이 만일 있다면 그것이 허용 범위 내에 있는지를 판정하는 간단한 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 교환 가능한 다이를 대신하는 지그를 사용하고, 그 지그는 지그 내의 펀치 수납용 축방향 구멍에 대한 펀치의 관계를 볼 수 있도록 한다. 펀치가 구멍에 들어갈 수 있다면, 임의의 축방향 오정렬은 허용치 내에 있다. 펀치가 구멍에 들어갈 수 없다면, 축방향 오정렬은 허용치를 초과한다. 축방향 오정렬은 리벳 세팅 장치를 분해하지 않고 쉽게 판정될 수 있다.

본 발명은 양호한 (최상 형태의) 실시예를 도시하는 첨부 도면과 함께 설명될 것이다.

도1은 본 발명이 사용될 수 있는 자가천공형 리벳 세팅 기계의 사시도.

도2는 복수개의 작업편이 자가천공형 리벳을 사용하여 적절히 체결된 후의 상태를 도시하는 단면도.

도3은 복수개의 작업편이 펀치 및 자가천공형 리벳에 대한 다이의 축방향 오정렬로 인해 부적절하게 체결된 후의 상태를 도시하는 단면도.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 축방향 오정렬 판정 지그의 사시도.

도5는 도4의 지그의 수직 단면도.

도6은 노우즈피스 및 펀치가 본 발명의 일실시예에 따른 축방향 오정렬 판정 지그쪽으로 이동되기 전의 상태를 도시하는 단면도.

도7은 노우즈피스가 도6의 위치로부터 이동되어 지그의 헤드와 접촉하게된 후의 상태를 도시하는 단면도.

도8은 펀치가 도7의 위치로부터 이동되어 지그의 헤드 내의 축방향 구멍으로 삽입된 상태를 도시하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : C-형 지지 프레임

3 : 스핀들

5 : 노우즈피스

9 : 펀치

10 : 다이

11 : 보어

도4 및 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축방향 오정렬 판정 지그(30)를 도시한다. 상기 지그(30)는 예컨대 도1의 리벳 세팅 장치(1)에서 사용될 수 있지만, 그러한 장치에 한정되지는 않는다. 도시된 형태에서, 지그(30)는 자루(31)와 헤드(33)를 포함한다. 양호한 형태로서, 지그의 자루(31)와 헤드(33)는 도4에서 도시된 바와 같이 원통형이다. 지그(30)는 양호하게는 금속 또는 강성 플라스틱으로 주조되고, 저비용으로 쉽게 재생산될 수 있다.

자루는 헤드가 프레임에 인접하고 펀치(9)를 향하면서 장치(1)의 C-형 지지 프레임(2)의 다이 수납 보어(11)에 삽입되도록 구성된다. 헤드는 펀치(9)를 수납하기 위한 축방향 구멍(35)과 함께 형성된다. 구멍은 다이 수납 보어(11)의 축과 정렬되는 축을 갖는다. 프레임(2) 이상의 헤드 높이(H)는 다이가 보어(11)에 삽입될 때 다이(10)가 프레임으로부터 돌출하는 부분의 높이와 대략 같다.

헤드(33)의 상부 부분은 펀치(9)와 축방향 구멍(35) 사이의 관계를 볼 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 목적을 위해, 큰 노치(37)가 헤드의 한 위치에 제공되지만, 펀치(9)와 구멍(35) 사이의 관계를 볼 수 있는 한, 노치의 형상 및 개수는 변경될 수 있다. 양호하게는, 축방향 구멍은 다음과 같은 식을 만족하는 직경(D)을 갖도록 설계된다.

D = 펀치의 직경 + [다이와 펀치 (및 리벳)의 축 사이의 오정렬(27)의 허용치(또는 허용 범위)] ×2

예컨대, 8 ㎜의 펀치 직경과 0.5 ㎜의 축방향 오정렬(27) 허용치가 주어진다면, 축방향 구멍의 직경은 9 ㎜로 설정된다.

도6 내지 도8은 지그(30)가 축방향 오정렬을 판정하기 위해 사용될 수 있는 방식을 도시한다. 도6에 도시된 바와 같이, 지그의 자루(31)는 헤드(33)를 노우즈피스(5)와 펀치(9)에 대향하여 위치시키도록 (다이 없는) 지지 프레임(2)의 다이 수납 보어(11)에 삽입된다. 리벳 세팅 장치(1)는 도7에 도시된 바와 같이 노즈피스가 지그로 이동을 멈추게 되는 위치, 즉 노즈피스가 헤드(33)의 표면(34)에 인접할 때까지 노우즈피스(5)와 펀치(9)를 지그(30) 쪽으로 이동시키도록 작용한다. 그러나, 펀치(9)가 지그쪽으로 계속 이동하고, 펀치(9) 및 구멍(35)의 축방향 정렬이 허용 범위 내에 있다면, 펀치는 도8에 도시된 바와 같이 개구로 들어간다. 펀치(9)의 단부가 축방향 구멍(35)에 수납되지 않는 것이 노치를 통해 관찰된다면, 다이의 축(25)과 펀치 (및 리벳)의 축(23) 사이의 오정렬이 허용치를 벗어난 것이 명백하다. 그러면, 그러한 오정렬을 보정하기 위해 적절한 조절이 이뤄져야 한다.

본 발명의 양호한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 첨부된 청구항에 의해그 범위가 한정되는 본 발명의 원리 및 사상을 벗어나지 않고 변경이 이루어질 수 있다는 것이 명백해질 것이다. 예컨대, 본 발명은 크린칭 장치에서 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면 자가천공형 리벳 세팅 기계에서, 펀치와 다이의 축방향 정렬이 허용가능한 범위 내에 있는 지를 판정하는 지그를 제공한다.

Claims (7)

1. 펀치가 체결을 형성하기 위해 다이에 대해 축방향으로 이동되고, 다이가 보어에서 제거 가능하게 지지되는 동시에, 상기 펀치와 다이는 프레임 상에 장착되는 장치에 사용되는, 다이에 대한 펀치의 축 정렬 또는 오정렬을 판정하기 위한 지그이며,

   상기 지그는 자루와 헤드를 가지고,

   상기 지그는 헤드가 프레임에 인접하고 자루가 보어에 끼워맞춤되면서, 다이를 대신하도록 구성되며,

   상기 헤드는 펀치의 축이 보어의 축과 정렬될 때나 오정렬이 소정의 범위 내에 있을 때, 펀치가 삽입될 수 있는 축방향 홀을 가지고,

   홀에 인접한 헤드의 일부는 펀치와 홀의 관계를 볼 수 있도록 구성된 지그.
2. 제1항에 있어서, 헤드는 펀치가 지그의 헤드 내의 홀을 향해 이동하는 개구를 갖는 장치의 노우즈피스와 결합하도록 구성된 인접면을 갖는 지그.
3. 제1항에 있어서, 헤드는 헤드 내의 홀과 펀치의 관계를 볼 수 있도록 적어도 하나의 노치를 갖는 지그.
4. 제1항에 있어서, 자루와 헤드는 원통형인 지그.
5. 제1항에 있어서, 지그가 프레임 상에 놓일 때 프레임으로부터 연장하는 헤드의 높이는 다이가 프레임 상에 놓일 때 프레임으로부터 연장하는 다이의 일부의 높이와 사실상 동일한 지그.
6. 다이에 대한 펀치의 축 정렬 또는 오정렬 판정에 사용되는 방법이며, 상기 펀치는 프레임 상에서 지지되고 상기 프레임은 다이가 제거 가능하게 삽입될 수 있는 보어를 가지며, 상기 방법은,

   펀치와 홀의 관계를 볼 수 있도록 구성되고 펀치를 수납하기 위한 축방향 구멍을 갖는 헤드와 자루를 구비한 지그를 제공하는 단계와,

   지그의 자루가 보어에 있고, 지그의 헤드가 프레임에 인접하고, 헤드의 홀이 펀치를 향하면서, 프레임에 지그를 놓는 단계와,

   펀치를 홀 안쪽으로 삽입하기 위해 펀치를 홀을 향해 이동시키는 단계와,

   펀치가 홀에 들어갈 수 있도록 홀과 충분히 정렬되었는지를 판정하는 단계를 포함하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 펀치는 노즈피스를 통해 구멍으로 이동되고, 헤드는 프레임 상에 놓인 다이의 일부의 높이에 해당하는 프레임으로부터의 높이를 갖는 노우즈피스 결합면을 갖는 방법.