KR20080032460A - 나사체결 작업용 지그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오버헤드 행거를 통해 이송되는 차체의 하부에서 현가계통의 각종 아암류에 대한 체결작업을 수행함에 있어, 체결공구인 너트런너를 이용함과 더불어 너트런너를 체결위치에 보다 간편하게 이동시킬 수 있도록 함으로써, 작업의 편의를 도모할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 작업라인의 바닥부로부터 오버헤드 행거를 통해 이송되는 차체의 저면부를 향해 직립하여 설치된 지지부와; 상기 지지부에 대해 차체의 횡방향과 종방향 및 높이방향으로 각각 이동가능하게 설치된 가동부; 상기 가동부에 설치되어 차체의 저면부에 대한 샤시부품류의 체결작업을 수행하는 체결부; 상기 체결부를 차체의 저면부를 향해 승/하강시 상기 체결부의 하중을 보상하는 하중보상부; 상기 체결부의 위치 이동시 미세 위치를 조정해 주는 틸팅부 및; 상기 체결부의 작동시 발생되는 반력을 지탱해 주는 반력규제부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

나사체결 작업용 지그 장치{jig for tightening a bolt}

도 1은 본 발명에 따른 나사체결 작업용 지그 장치의 전체 구성을 도시한 사시도.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 작동 상태를 각각 도시한 도면.

도 5는 반력규제부의 구성을 도시한 도면.

도 6은 툴 하우징 링크의 구성을 도시한 도면.

도 7은 틸팅부의 구성을 도시한 도면.

도 8은 툴 하우징 링크와 너트런너 사이의 결합부위에 대한 구성을 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 지그 장치의 미사용시 유동을 억제시켜 주는 고정 지그를 도시한 도면.

본 발명은 나사체결 작업용 지그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 현가계통에 구비되는 각종 아암류의 부품에 대한 조립공정에서 체결공구인 너 트런너를 체결위치에 보다 간편하게 이동시킬 수 있도록 하는 나사체결 작업용 지그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 제조에 있어서 샤시부품중 현가계통의 아암류들은 작업의 특성상 차체의 하부에서 조립이 이루어진다.

이에 따라 조립 대상의 차체는 작업라인의 천정부에 설치된 오버헤드 행거를 매개로 각 공정라인으로 이송되고, 이때 작업자는 차체의 하부에서 해당 부품에 대한 체결작업을 실시하게 된다.

즉, 자동차의 현가계통에 있어 각종 아암류에 대한 체결작업은 작업자가 수공구인 토오크 렌치를 파지한 다음, 차체의 하부에서 작업자의 상부에 위치한 아암류의 체결부위를 올려다 보면서 작업을 하게 된다.

특히, 후륜 현가장치에 있어 토우와 캠버를 각각 조절하는 너트의 체결토오크는 대략 11~12kgfm 정도로 크기 때문에 장기간에 걸친 수작업시에는 작업자의 근골격 계통에 질환이 발생된 우려가 높게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 오버헤드 행거를 통해 이송되는 차체의 하부에서 현가계통의 각종 아암류에 대한 체결작업을 수행함에 있어, 체결공구인 너트런너를 이용함과 더불어 너트런너를 체결위치에 보다 간편하게 이동시킬 수 있도록 함으로써, 작업의 편의를 도모할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 작업라인의 바닥부로부터 오버헤드 행거를 통해 이송되는 차체의 저면부를 향해 직립하여 설치된 지지부와;

상기 지지부에 대해 차체의 횡방향과 종방향 및 높이방향으로 각각 이동가능하게 설치된 가동부;

상기 가동부에 설치되어 차체의 저면부에 대한 샤시부품류의 체결작업을 수행하는 체결부;

상기 체결부를 차체의 저면부를 향해 승/하강시 상기 체결부의 하중을 보상하는 하중보상부;

상기 체결부의 위치 이동시 미세 위치를 조정해 주는 틸팅부 및;

상기 체결부의 작동시 발생되는 반력을 지탱해 주는 반력규제부를 포함하고;

상기 가동부는 상기 지지부에 대해 상기 체결부를 차체의 길이방향을 따라 이동가능하게 하는 종방향 이동부와, 상기 지지부에 대해 상기 체결부를 차체의 높이방향을 따라 이동가능하게 하는 상하방향 이동부 및, 상기 지지부에 대해 상기 체결부를 차체의 폭방향을 따라 이동가능하게 하는 횡방향 이동부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차체의 저면부에 각종 샤시부품류의 체결작업이 이루어지는 작업공정에서 차체는 작업장의 천정부에 설치된 오버헤드 행거(도시안 됨)를 통해 이송되고, 작업공정의 바닥부에는 차체의 저면부를 향해 지지부가 직립하게 설치되며, 가동부는 상기 지지부에 대해 차체의 횡방향(T)과 종방향(L) 및 높이방향(H)으로 각각 이동가능하게 설치된다.

상기 가동부에는 차체의 저면부에 대한 샤시부품류의 체결작업을 수행하는 체결부가 설치되고, 상기 가동부에는 상기 체결부를 차체의 저면부를 향해 높이방향(H)으로 승/하강시 상기 체결부의 하중을 보상하여 작업자에 대한 상기 체결부의 하중부담을 경감시켜 주는 하중보상부가 구비된다.

이 경우, 상기 가동부에는 상기 체결부의 위치 이동시 차체의 종축에 대해 미세 위치를 조정해 주는 틸팅부와, 상기 체결부의 작동시 발생되는 반력을 지탱해 주는 반력규제부가 구비된다.

이를 위해, 상기 가동부는 상기 지지부에 대해 상기 체결부를 차체의 길이방향을 따라 이동가능하게 하는 종방향 이동부와, 상기 지지부에 대해 상기 체결부를 차체의 높이방향을 따라 이동가능하게 하는 상하방향 이동부 및, 상기 지지부에 대해 상기 체결부를 차체의 폭방향을 따라 이동가능하게 하는 횡방향 이동부로 이루어진다.

즉, 상기 지지부는 작업공정의 바닥부에 직립하게 설치된 적어도 한 쌍의 포스트(10)로 이루어지고, 상기 종방향 이동부는 상기 포스트(10)의 상단부에서 차체의 길이방향을 따라 수평하게 설치된 한 쌍의 리니어 모션 가이드 레일(12)과 상기 한 쌍의 리니어 모션 가이드 레일(12)에 각각 결합되어 차체의 길이방향을 따라 이동가능하게 설치된 리니어 모션 블럭(14)으로 이루어진다.

이 경우, 상기 리니어 모션 가이드 레일(12)의 양측 선단부에는 상기 리니어 모션 블럭(14)의 이탈을 저지하기 위한 걸림턱(12a)이 구비된다.

그리고, 상기 상하방향 이동부는 상기 리니어 모션 블럭(14)의 치합부측 배면에 결합된 마운팅 브라켓(16)과, 상기 마운팅 브라켓(16)의 선단부에서 상하방향으로 선회이동이 가능하게 결합된 4절 링크부재로 이루어지는 데, 상기 4절 링크부재는 상기 마운팅 브라켓(16)의 상/하측 일단부에 수직축을 기준으로 회전가능하게 상/하측 양단부가 핀결합된 제1 샤프트(18)와, 상기 제1 샤프트(18)의 상/하측 양단부에 종축을 기준으로 선회가능하게 일단부가 각각 핀결합된 상/하측 한 쌍의 링크아암(20,20') 및, 상기 한 쌍의 링크아암(20,20')의 타단부를 종축을 기준으로 선회가능하게 핀결합하는 제2 샤프트(22)로 이루어진다.

이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 포스트(10)에 설치된 리니어 모션 가이드 레일(12)에 대해 상기 마운팅 브라켓(16)과 결합된 상기 리니어 모션 블럭(14)은 차체의 길이방향을 따라 이동이 자유롭게 된다.

또한, 상기 하중보상부는 밸런싱 기구에 일종으로, 상기 한 쌍의 링크아암(20,20')중 어느 하나에 핀결합된 실린더(24)와, 상기 실린더(24)로부터 출몰가능하게 설치되어 상기 한 쌍의 링크아암(20,20')중 다른 하나에 핀결합된 피스톤 로드(24a)로 이루어진다.

이 경우, 상기 실린더(24)에 제공되는 유압 또는 공압의 작동압은 상기 지지부로부터 상기 가동부를 차체의 저면부측 작업위치에 이르기까지 상승시키는 데 필요한 수준으로 적절하게 제공됨은 물론이다.

이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 샤프트(18)의 상/하측 양단부에 핀결합된 한 쌍의 링크아암(20,20')을 매개로 상기 제2 샤프트(22)는 차체의 높이방향을 따라 승/하강이 자유롭게 된다.

아울러, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 샤프트(18)의 상/하측 양단부에 종축을 기준으로 선회가능하게 일단부가 각각 핀결합된 상/하측 한 쌍의 링크아암(20,20')을 매개로 상기 제2 샤프트(22)는 차체의 횡방향을 따라 선회가 자유롭게 된다.

한편, 상기 횡방향 이동부는 상기 제2 샤프트(22)의 상단부에 수직축을 기준으로 선회가능하게 일단부가 핀결합된 아암(26)과, 상기 아암(26)의 타단부에 수직축을 기준으로 회전가능하게 일단부가 핀결합된 롤 링크 샤프트(28) 및, 상기 롤 링크 샤프트(28)의 타단부에 횡축을 기준으로 회전가능하게 일단부가 핀결합된 툴 하우징 링크(30)로 이루어진다.

그리고, 상기 반력규제부는 상기 롤 링크 샤프트(28)와 상기 툴 하우징 링크(30) 사이의 결합부위에서 구비되는 것으로 이의 구성은 도 5에 도시된 바와 같다.

즉, 상기 반력규제부는 상기 롤 링크 샤프트(28)의 선단측 결합부위 중심부를 지나는 수평면을 기준으로 중심부의 좌/우로 각각 하향되게 경사진 안착면(28a)과, 상기 툴 하우징 링크(30)의 선단측 결합부위에서 상기 안착면(28a)에 대응되도록 결합부위의 중심부에 대해 수평한 방향으로 돌출된 좌/우측 걸림면(30a)으로 이루어진다.

이 경우, 상기 안착면(28a)과 상기 걸림면(30a) 사이의 각도 차이는 상기 체 결부의 작동시 후술되는 툴 하우징 링크(30)를 통해 전달되는 역방향으로의 반력을 억제하는 기능을 수행하기 위함이다.

도면중 미설명 부호 28b는 상기 롤 링크 샤프트(28)의 선단측 결합부위의 중심부에 형성된 조립구멍이고, 30b는 상기 툴 하우징 링크(30)의 선단측 결합부위의 중심부에 형성된 회전축이다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 툴 하우징 링크(30)는 상기 롤 링크 샤프트(28)와 결합되는 제1 툴 하우징 링크부재(30-1)와, 상기 제1 툴 하우징 링크부재(30-1)에 종축방향으로 핀결합된 제2 툴 하우징 링크부재(30-2)로 이루어진다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 틸팅부는 상기 제1 툴 하우징 링크부재(30-1)의 저면부에서 내주면에 치합부를 갖추고서 일체로 결합된 보스부(32)와, 상기 보스부(32)내에 체결된 조정볼트(34), 상기 조정볼트(34)에 의해 일단부가 가압되는 스프링(36) 및, 상기 제2 툴 하우징 링크부재(30-2)의 저면부에서 상기 스프링(36)의 타단부와 면착되도록 일체로 결합된 돌출편(38)으로 이루어진다.

이 경우, 상기 보스부(32)에 대한 상기 조정볼트(34)의 체결 정도에 따라 상기 스프링(36)의 압축 정도가 달라지게 되고, 상기 스프링(36)의 예압축의 정도에 따라 상기 제1 툴 하우징 링크부재(30-1)와 상기 제2 툴 하우징 링크부재(30-2) 사이의 틸팅 정도가 조정되는 것이다.

그리고, 상기 체결부는 상기 제2 툴 하우징 링크부재(30-2)의 타단부에 결합되는 너트런너(40)로 이루어지는 데, 상기 너트런너(40)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2 툴 하우징 링크부재(30-2)의 타단부에 일체로 결합된 실린더형 아우 터 케이스(30c)와, 상기 아우터 케이스(30c)의 내주에 상대 회전이 가능하도록 억지 끼움으로 결합되는 이너 케이스(30d)에 의해 지지된다.

이 경우, 상기 아우터 케이스(30c)에는 상기 이너 케이스(30d)의 상대 회전을 규제하는 스토퍼 볼트(30e)가 구비된다.

도면중 미설명 부호 40a는 상기 너트런너(40)에 구비되어 너트의 체결을 도모하는 소켓이다.

또한, 상기 마운팅 브라켓(16)과 제1 샤프트(18) 사이의 핀결합 부위를 비롯하여 상기 제1 샤프트(18)에 대한 상기 링크아암(20,20')의 핀결합 부위, 상기 링크아암(20,20')과 상기 제2 샤프트(22) 사이의 핀결합 부위, 상기 제2 샤프트(22)와 상기 아암(26) 사이의 핀결합 부위, 상기 아암(26)과 상기 롤 링크 샤프트(28) 사이의 핀결합 부위 및, 상기 툴 하우징 링크(30)와 상기 너트런너(40) 사이의 결합부위에 해당하는 아우터 케이스(30c)와 이너 케이스(30d) 사이에는 각각 베어링 부재가 설치되어 있어, 각각의 부재 사이의 상대 회전을 자유롭게 해 주고 있다.

따라서, 오버헤드 행거를 통해 차체가 작업라인으로 이송되어 오면, 작업자는 차체의 하부에서 상기 포스트(10)로부터 상기 너트런너(40)를 차체의 저면부측 작업위치에 이르기까지 승강시키게 되는 데, 이때 상기 실린더(24)와 피스톤 로드(24a)는 상기 4절 링크부재에 해당하는 상기 링크아암(20,20')의 선회를 돕게 될 뿐만 아니라, 상승 위치에서 상기 너트런너(40)를 포함한 아암(26)과 롤 링크 샤프트(28) 및 툴 하우징 링크(30)의 하강을 억제하게 된다.

이어, 작업자는 상기 너트런너(40)를 조작하여 현가계통의 각종 아암류에 대 한 너트 체결작업을 시행하게 된다.

이 경우, 상기 리니어 모션 가이드 레일(12)과 리니어 모션 블럭(14)은 차체의 길이방향을 따라 상기 너트런너(40)의 이동을 가능하게 해 주므로, 작업자는 차체의 전/후방측에 위치한 각종 아암류에 대한 체결작업을 보다 용이하게 시행할 수 있게 된다.

또한, 상기 마운팅 브라켓(16)에 핀결합된 상기 제1 샤프트(18)와, 상기 제2 샤프트(22)에 핀결합된 아암(26) 및, 상기 아암(26)에 핀결합된 롤 링크 샤프트(28)를 각각 적절하게 회전시키면, 상기 너트런너(40)를 차체의 횡방향으로 자유롭게 선회시킬 수 있게 되므로, 체결작업시 너트런너(40)의 이동을 보다 자유롭게 해 준다.

그리고, 상기 반력규제부는 너트런너(40)의 체결작업시 역방향으로 입력되는 반력 토오크를 규제하여 작업이 원활하게 수행될 수 있게 해 주고, 상기 틸팅부는 너트런너(40)와 체결부위 사이의 미세한 변위 차이를 조정함으로써 체결작업시 정위치를 조정하는 데 도움을 줄 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 나사체결 작업용 지그 장치는 미사용시 상기 아암(26) 내지 상기 롤 링크 샤프트(28) 등에 집게식으로 결합되는 도 9에 도시된 바와 같은 고정 지그(42)를 이용하여 휠 얼라인먼트 장비에 고정시킬 수 있어, 작업자의 이동시 나사체결 작업용 지그 장치의 원치 않는 유동을 억제할 수 있게 된다. 상기 고정 지그(42)에는 휠 얼라인먼트 장비에 고정할 수 있는 걸림 바아(44)가 일체로 결합되어 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 나사체결 작업용 지그 장치에 의하면, 오버헤드 행거를 통해 작업라인으로 이송되는 차체의 하부에서 현가계통의 부품에 해당하는 각종 아암류에 대한 체결작업을 수행함에 있어, 체결공구인 너트런너를 체결위치에 이르도록 보다 간편하게 이동시킬 수 있게 됨과 더불어 작업위치별 너트런너의 위치를 보다 용이하게 조정할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 차체의 하부에서 이루어지는 각종 아암류의 체결작업시 너트런너에 대한 지지가 작업자에 의해 이루어지지 않게 되므로, 작업자의 근골격 계통에서 발생될 수 있는 상해의 부담을 덜 수 있게 된다.

Claims (12)

1. 작업라인의 바닥부로부터 오버헤드 행거를 통해 이송되는 차체의 저면부를 향해 직립하여 설치된 지지부와;

   상기 지지부에 대해 차체의 횡방향과 종방향 및 높이방향으로 각각 이동가능하게 설치된 가동부;

   상기 가동부에 설치되어 차체의 저면부에 대한 샤시부품류의 체결작업을 수행하는 체결부;

   상기 체결부를 차체의 저면부를 향해 승/하강시 상기 체결부의 하중을 보상하는 하중보상부;

   상기 체결부의 위치 이동시 미세 위치를 조정해 주는 틸팅부 및;

   상기 체결부의 작동시 발생되는 반력을 지탱해 주는 반력규제부를 포함하고;

   상기 가동부는 상기 지지부에 대해 상기 체결부를 차체의 길이방향을 따라 이동가능하게 하는 종방향 이동부와, 상기 지지부에 대해 상기 체결부를 차체의 높이방향을 따라 이동가능하게 하는 상하방향 이동부 및, 상기 지지부에 대해 상기 체결부를 차체의 폭방향을 따라 이동가능하게 하는 횡방향 이동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 지지부는 작업공정의 바닥부에 직립하게 설치된 적어도 한 쌍의 포스트 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 종방향 이동부는 상기 포스트의 상단부에서 차체의 길이방향으로 설치된 리니어 모션 가이드 레일과, 상기 리니어 모션 가이드 레일에 결합되어 차체의 길이방향을 따라 이동가능하게 설치된 리니어 모션 블럭으로 이루어진 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 상하방향 이동부는 상기 리니어 모션 블럭에 결합된 마운팅 브라켓과, 상기 마운팅 브라켓의 선단부에서 상하방향으로 선회이동이 가능하게 결합된 4절 링크부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 4절 링크부재는 상기 마운팅 브라켓의 상/하측 일단부에 수직축을 기준으로 회전가능하게 상/하측 양단부가 핀결합된 제1 샤프트와, 상기 제1 샤프트의 상/하측 양단부에 종축을 기준으로 선회가능하게 일단부가 각각 핀결합된 상/하측 한 쌍의 링크아암 및, 상기 한 쌍의 링크아암의 타단부를 종축을 기준으로 선회가능하게 핀결합하는 제2 샤프트로 이루어진 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 하중보상부는 상기 한 쌍의 링크아암중 어느 하나에 핀결합된 실린더와, 상기 실린더로부터 출몰가능하게 설치되어 상기 한 쌍의 링크아암중 다른 하나에 핀결합된 피스톤 로드로 이루어진 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 횡방향 이동부는 상기 제2 샤프트의 상단부에 수직축을 기준으로 선회가능하게 일단부가 핀결합된 아암과, 상기 아암의 타단부에 수직축을 기준으로 회전가능하게 일단부가 핀결합된 롤 링크 샤프트, 상기 롤 링크 샤프트의 타단부에 횡축을 기준으로 회전가능하게 일단부가 핀결합된 툴 하우징 링크로 이루어진 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 반력규제부는 상기 롤 링크 샤프트의 선단측 결합부위에서 수평면을 기준으로 좌/우로 각각 하향되게 경사진 안착면과, 상기 툴 하우징 링크의 선단측 결합부위에서 상기 안착면에 대응되도록 수평한 방향으로 돌출된 걸림면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
9. 청구항 7에 있어서,

   상기 툴 하우징 링크는 상기 롤 링크 샤프트와 결합되는 제1 툴 하우징 링크부재와, 상기 제1 툴 하우징 링크에 종축방향으로 핀결합된 제2 툴 하우징 링크부재로 이루어지며, 상기 틸팅부는 상기 제1 툴 하우징 링크부재의 저면부에서 내주면에 치합부를 갖추고서 일체로 결합된 보스부와, 상기 보스부내에 체결된 조정볼트, 상기 조정볼트에 의해 일단부가 가압되는 스프링 및, 상기 제2 툴 하우징 링크부재의 저면부에서 상기 스프링의 타단부와 면착되도록 일체로 결합된 돌출편으로 이루어진 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 체결부는 상기 제2 툴 하우징 링크부재의 타단부에 결합되는 너트런너로 이루어진 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 너트런너는 상기 제2 툴 하우징 링크부재의 타단부에 일체로 결합된 실린더형 아우터 케이스와, 상기 아우터 케이스의 내주에 상대 회전이 가능하도록 결합된 이너 케이스에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 아우터 케이스에는 상기 이너 케이스의 상대 회전을 규제하는 스토퍼 볼트가 구비된 것을 특징으로 하는 나사체결 작업용 지그 장치.

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