KR20060001522A

KR20060001522A - 웰드 너트 감지 장치

Info

Publication number: KR20060001522A
Application number: KR1020040050656A
Authority: KR
Inventors: 이영학
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-06
Also published as: KR100623772B1

Abstract

공압에 의해 작동하는 샤프트 핀을 이용하여 웰드 너트를 직접 감지하는 방식으로 구성하여 설치의 용이함과 이물질로 인한 고장과 훼손을 최소화 할 수 있도록;

내부에 공압 작동실을 구성하며, 하부 중앙에는 제1공압유로를 형성하고, 상부 외측에는 제2공압유로를 형성하는 실린더 하우징; 상기 실린더 하우징의 공압 작동실 내 중심부에서 그 상부를 관통하여 배치되며, 상단에는 감지 핀을 구성하고, 그 하부 일측에는 스톱퍼를 일체로 구성하는 감지 샤프트; 상기 감지 샤프트의 하단에 일체로 체결되며, 그 단면상에는 다수개의 오리피스 홀을 형성하는 오리피스 디스크; 상기 오리피스 디스크의 외주면에 일체로 장착되며, 상기 실린더 하우징의 공압 작동실 내에서 감지 샤프트와 일체로 승하강하는 밸브시트; 상기 밸브시트에 대응하여 작동하도록, 밸브시트와 상기 스톱퍼 사이에서, 상기 감지 샤프트 상에 슬라이드 가능하게 장착되는 체크밸브; 상기 밸브시트의 외주면을 따라 설치되는 마그네틱 도그; 상기 실린더 하우징의 외부 일측에 장착되어 상기 마그네틱 도그의 자기장의 크기 를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 자기센서; 상기 실린더 하우징의 제1공압유로와 연결되는 공압관로 상에 장착되는 제1제어밸브; 상기 실린더 하우징의 제2공압유로와 연결되는 공압관로 상에 장착되는 제2제어밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웰드 너트 감지 장치를 제공한다.

웰드 너트, 감지 장치

Description

웰드 너트 감지 장치{AN WELD NUT SENSING DEVICE}

도 1은 일반적인 너트 용접기의 개략적인 사시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웰드 너트 감지 장치의 구성 단면도,

도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웰드 너트 감지 장치의 제1작동 상태도, 및

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 웰드 너트 감지 장치의 제2작동 상태도이다.

본 발명은 웰드 너트 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 너트 용접기를 통하여 차체 패널 등에 용접되는 웰드 너트를 의장 조립공정에서 그 누락여부를 확인할 수 있도록 하는 웰드 너트 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 각종 차체 패널에는 웰드 너트(weld nut)를 용접하여 의장부품과 연결을 정확하고 견고하게 하여 고정할 수 있도록 한다. 이러한 웰드 너트의 용접은, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정접점(101)과 가동접점(103)을 포함하는 너트 용접기(100)와, 이 너트 용접기(100)에 웰드 너트를 공급하는 너트 피더(200;nut feeder)로 이루어진다.

상기 너트 용접기(10)에 의해 차체 패널의 일측에 용접되어 지는 웰드 너트는 종종 너트 용접기의 작동오류, 혹은 웰드 너트의 불량 등으로 차체 패널에 용접되지 않고, 누락되는 경우가 있는데, 이를 감지하기 위하여 웰드 너트 감지 장치를 이용한다.

종래의 웰드 너트 감지 장치는 대부분이 간접방식으로 되어있어 설치 시, 용접간섭이나 유닛간 간섭에 의해 설치가 어려우며, 이물질로 인하여 센서의 훼손 및 고장이 자주 발생된다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 공압에 의해 작동하는 감지 샤프트를 이용하여 웰드 너트를 직접 감지하는 방식으로 구성하여 설치의 용이함과 이물질로 인한 고장과 훼손을 최소화 할 수 있도록 하는 웰드 너트 감지 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웰드 너트 감지 장치는, 내부에 공압 작동실을 구성하며, 하부 중앙에는 제1공압유로를 형성하고, 상부 외측에는 제2공압유로를 형성하는 실린더 하우징; 상기 실린더 하우징의 공압 작동실 내 중심부에서 그 상부를 관통하여 배치되며, 상단에는 감지 핀을 구성하고, 그 하부 일측에는 스톱퍼를 일체로 구성하는 감지 샤프트; 상기 감지 샤프트의 하단에 일체로 체결되며, 그 단면상에는 다수개의 오리피스 홀을 형성하는 오리피스 디스크; 상기 오리피스 디스크의 외주면에 일체로 장착되며, 상기 실린더 하우징의 공압 작동실 내에서 감지 샤프트와 일체로 승하강하는 밸브시트; 상기 밸브시트에 대응하여 작동하도록, 밸브시트와 상기 스톱퍼 사이에서, 상기 감지 샤프트 상에 슬라이드 가능하게 장착되는 체크밸브; 상기 밸브시트의 외주면을 따라 설치되는 마그네틱 도그; 상기 실린더 하우징의 외부 일측에 장착되어 상기 마그네틱 도그의 자기장의 크기 를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 자기센서; 상기 실린더 하우징의 제1공압유로와 연결되는 공압관로 상에 장착되는 제1제어밸브; 상기 실린더 하우징의 제2공압유로와 연결되는 공압관로 상에 장착되는 제2제어밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웰드 너트 감지 장치의 구성 단면도로써, 본 발명의 실시예에 따른 웰드 너트 감지 장치의 구성은, 먼저, 내부에 공압 작동실(1)을 구성하며, 하부 중앙에는 제1공압유로(3)를 형성하고, 상부 외측에는 제2공압유로(5)를 형성하는 실린더 하우징(7)을 구비한다.

상기 실린더 하우징(7)의 공압 작동실(1) 내에서, 그 중심부에는 감지 샤프트(9)가 배치되는데, 이 감지 샤프트(9)는 상기 실린더 하우징(7)의 상부를 관통하여 배치된다.

또한, 상기 감지 샤프트(9)의 상단에는 감지 핀(11)이 구성되고, 그 하부 일측에는 스톱퍼(13)를 일체로 구성한다.

여기서, 상기 감지 핀(11)과 감지 샤프트(9)는 상호 볼팅에 의해 연결되어 분리가 가능하게 구성된다.

또한, 상기 스톱퍼(13)는 원형의 디스크로 이루어져 상기 감지 샤프트(9) 상에 일체로 고정된다.

상기 감지 샤프트(9)의 하단에는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 오리피스 디스크(15)가 일체로 체결되는데, 상기 오리피스 디스크(15)의 단면상에는 4개의 오리피스 홀(17)이 일정간격으로 형성된다.

그리고 상기 오리피스 디스크(15)의 외주면에는 밸브시트(19)가 일체로 장착된다.

상기 밸브시트(19)는 실린더 하우징(7)의 공압 작동실(1) 내에서 감지 샤프트(9)와 일체로 승하강하게 된다.

상기 밸브시트(19)와 상기 스톱퍼(13) 사이에는 밸브시트(19)에 대응하여 작동하도록 감지 샤프트(9) 상에 슬라이드 가능하게 체크밸브(21)가 장착된다.

이 때, 상기 체크밸브(21)의 재질은 수지를 소재로 하여 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 밸브시트(19)와 체크밸브(21)의 접촉면은 상호 대응하는 경사면으로 이루어져 접촉면적을 최대화하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밸브시트(19)의 외주면을 따라 그 내측에는 자기장을 형성하는 마그네틱 도그(23)가 구성되고, 상기 실린더 하우징(7)의 외부 일측에는 상기 마그네틱 도그(23)의 자기장의 크기를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력할 수 있도록 자기센서(25)가 장착된다.

그리고 상기 실린더 하우징(7)의 제1공압유로(3)와 연결되는 공압관로(L) 상에는 작동공압의 공급 및 배출을 제어하기 위한 제1제어밸브(Sol1)가 구성된다.

또한, 상기 실린더 하우징(7)의 제2공압유로(5)와 연결되는 공압관로(L) 상에는 작동공압의 배출 및 공급을 제어하기 위한 제2제어밸브(Sol2)가 구성된다.

한편, 상기 실린더 하우징(7)의 상부에는 상기 감지 샤프트(9)와의 사이에 마찰력을 저감시키도록 슬라이딩 부시(27)가 끼워져 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실린더 하우징(7)의 상부에는 상기 슬라이딩 부시(27)와 함께, 상기 감지 샤프트(9)와의 사이에 마찰력 저감 및 기밀을 유지하기 위한 베어링(29)이 개재된다.

이 때, 상기 베어링(29)은 감지 샤프트(9)와 실린더 하우징(7)간의 기밀유지를 위하여 접촉에 의한 메탈 베어링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 웰드 너트 감지 장치의 작동을 첨부한 도 4와 도 5를 통하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 4에서와 같이, 차체 패널(31)에 대하여 웰드 너트(33)가 정상적으로 용접된 경우의 감지작동은 밸브시트(19)가 하강한 상태로 체크밸브(21)와 접촉된 초기상태(S1)에서, 상기 제1제어밸브(Sol1)를 오픈 제어하여 제1공압유로(3)를 통하여 작동공압을 공급하면, 상기 체크밸브(21)가 밸브시트(19)로부터 먼저 떨어져 감지 샤프트(9)를 따라 상승하여 스톱퍼(13)에 의해 지지된다.

이러한 상태에서, 상기 제2제어밸브(Sol2)도 오픈 제어하면, 상기 제1공압유로(3)를 통하여 공급되던 작동공압은 밸브시트(19)와 체크밸브(21)의 사이를 지나, 공압 작동실(1)과 제2공압유로(5)를 배출된다.(S2)

이 때, 상기 제1공압유로(3)를 통하여 공급되는 작동공압의 압력을 높이면, 상기 밸브시트(19)와 오리피스 디스크(15), 체크밸브(21) 및 감지 샤프트(9)는 일체로 작동공압의 면압력에 의해 상승하게 된다.

이에 따라, 상기 감지 샤프트(9) 상의 감지 핀(11)은 차체 패널(31)에 용접된 웰드 너트(33)의 하부에 접촉되어 상승작동을 정지하게 되며, 이 위치에서, 상기 마그네틱 도그(23)는 실린더 하우징(7)의 외측에 구성되는 자기센서(25)에 대응하여 위치된다.(S3)

그러면, 상기 자기센서(25)는 상기 실린더 하우징(7) 내부의 마그네틱 도그(23)의 자기장을 감지하여 그 신호를 제어기(35)로 출력하여, 제어기(35)가 차체 패널(31)에 웰드 너트(33)가 정상적으로 용접된 상태임을 판단할 수 있도록 한다.

그리고 상기와 같이, 차체 패널(31) 상의 웰드 너트(33)의 누락여부를 감지한 후에는, 상기 제2제어밸브(Sol2)를 통하여 작동공압을 제2공압유로(5)로 공급하면, 상기 감지 샤프트(9)와 밸브시트(19), 오리피스 디스크(15) 및 체크밸브(21)는 최초상태로 복귀하게 된다.(S4)

한편, 이와는 반대로, 도 5에서와 같이, 차체 패널(31)에 대하여 웰드 너트(33)가 용접되지 않은 경우의 감지작동은 밸브시트(19)가 하강한 상태로 체크밸브(21)와 접촉된 초기상태(S10)에서, 상기 제1제어밸브(Sol1)를 오픈 제어하여 제1공압유로(3)를 통하여 작동공압을 공급하면, 상기 체크밸브(21)가 밸브시트(19) 로부터 먼저 떨어져 감지 샤프트(9)를 따라 상승하여 스톱퍼(13)에 의해 지지된다.

이러한 상태에서, 상기 제2제어밸브(Sol2)도 오픈 제어하면, 상기 제1공압유로(3)를 통하여 공급되던 작동공압은 밸브시트(19)와 체크밸브(21)의 사이를 지나, 공압 작동실(1)과 제2공압유로(5)를 배출된다.(S20)

이에 따라, 상기 감지 샤프트(9) 상의 감지 핀(11)은 웰드 너트(33)가 용접되어 있어야 할 차체 패널(31)의 너트홀(39)을 통하여 정지되지 않고, 상기 감지 샤프트(9) 상의 스톱퍼(13)가 실린더 하우징(7)의 내측 상부면에 접촉될 때까지 계속 상승작동을 하게 되며, 이 위치에서, 상기 마그네틱 도그(23)는 실린더 하우징(7)의 외측에 구성되는 자기센서(25)에 대응하지 않고, 상부의 일측까지 벗어나서 위치된다.(S30)

그러면, 상기 자기센서(25)는 상기 실린더 하우징(7) 내부의 마그네틱 도그(23)의 자기장을 감지하지 못하게 되며, 제어기(35)는 차체 패널(31)에 웰드 너트(33)가 용접되지 않아 누락된 상태임을 판단할 수 있도록 한다.

그리고 상기와 같이, 차체 패널(31) 상의 웰드 너트(33)의 누락여부를 감지한 후에는, 상기 제2제어밸브(Sol2)를 통하여 작동공압을 제2공압유로(5)로 공급하면, 상기 감지 샤프트(9)와 밸브시트(19), 오리피스 디스크(15) 및 체크밸브(21)는 최초상태로 복귀하게 된다.(S40)

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 웰드 너트 감지 장치에 의하면, 공압에 의해 작동하는 감지 샤프트 상의 감지 핀을 이용하여 웰드 너트와 접촉 시, 마그네틱 도그를 자기센서로 감지하도록 하여 직접 감지하는 방식으로 구성하여 설치의 용이함과 이물질로 인한 고장과 훼손을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

웰드 너트 감지 장치에 있어서,

내부에 공압 작동실을 구성하며, 하부 중앙에는 제1공압유로를 형성하고, 상부 외측에는 제2공압유로를 형성하는 실린더 하우징;

상기 실린더 하우징의 공압 작동실 내 중심부에서 그 상부를 관통하여 배치되며, 상단에는 감지 핀을 구성하고, 그 하부 일측에는 스톱퍼를 일체로 구성하는 감지 샤프트;

상기 감지 샤프트의 하단에 일체로 체결되며, 그 단면상에는 다수개의 오리피스 홀을 형성하는 오리피스 디스크;

상기 오리피스 디스크의 외주면에 일체로 장착되며, 상기 실린더 하우징의 공압 작동실 내에서 감지 샤프트와 일체로 승하강하는 밸브시트;

상기 밸브시트에 대응하여 작동하도록, 밸브시트와 상기 스톱퍼 사이에서, 상기 감지 샤프트 상에 슬라이드 가능하게 장착되는 체크밸브;

상기 밸브시트의 외주면을 따라 설치되는 마그네틱 도그;

상기 실린더 하우징의 외부 일측에 장착되어 상기 마그네틱 도그의 자기장의 크기를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 자기센서;

상기 실린더 하우징의 제1공압유로와 연결되는 공압관로 상에 장착되는 제1제어밸브;

상기 실린더 하우징의 제2공압유로와 연결되는 공압관로 상에 장착되는 제2 제어밸브;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웰드 너트 감지 장치.
제1항에 있어서, 상기 실린더 하우징의 상부에는

상기 감지 샤프트와의 사이에 마찰력을 저감시키도록 슬라이딩 부시가 끼워져 설치되는 것을 특징으로 하는 웰드 너트 감지 장치.
제1항에 있어서, 상기 실린더 하우징의 상부에는

상기 감지 샤프트와의 사이에 기밀을 유지하기 위한 베어링이 개재되는 것을 특징으로 하는 웰드 너트 감지 장치.
제3항에 있어서, 상기 베어링은

감지 샤프트와 실린더 하우징 간의 기밀을 유지할 수 있도록 하는 메탈 베어링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웰드 너트 감지 장치.
제1항에 있어서, 상기 감지 핀과 감지 샤프트는

상호 볼팅에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 웰드 너트 감지 장치.
제1항에 있어서, 상기 체크밸브의 재질은

수지를 소재로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웰드 너트 감지 장치.
제1항에 있어서, 상기 오리피스 디스크 상에는

4개의 오리피스 홀이 일정간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 웰드 너트 감지 장치.
제1항에 있어서, 상기 밸브시트와 체크밸브의 접촉면은

경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웰드 너트 감지 장치.
제1항에 있어서, 상기 스톱퍼는

원형의 디스크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웰드 너트 감지 장치.