KR20170103876A - 접합 장치, 물품, 및 접합 방법 - Google Patents

접합 장치, 물품, 및 접합 방법 Download PDF

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다이시 도쿠나가
다카아키 시라이
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

테이프(T)를 분배하기 위한 분배 장치(20); 분배 장치(20)에 의해 분배되는 테이프(T)가 전방 표면(11a)과 후방 표면을 포함하는 내측 패널(10)과 접촉하는 상태로 내측 패널(10)을 지지하고, 내측 패널(10)과 분배 장치(20)가 상대 운동하게 함으로써 내측 패널(10)의 전방 표면(11a)과 후방 표면에 테이프(T)를 접합시키는 지지 장치(3); 내측 패널(10)과 접촉하는 테이프(T)에 열을 제공하는 열 제공 장치(4); 및 테이프(T)를 내측 패널(10)에 대항하여 가압하는 롤러(5f).

Description

접합 장치, 물품, 및 접합 방법
본 발명은 접합 장치, 물품, 및 접합 방법에 관한 것이다.
헤밍(hemming)은 자동차 부품 등을 형성하는 내측 및 외측 패널들을 이러한 부품들을 조립하는 과정에서 결합하는 알려진 방법이다. 내측 및 외측 패널들을 결합하는 다양한 방법이 알려져 있으며, 국제 특허 공개 WO2014/037398호는 2개의 패널들을 접합하기 위한 접합 섹션을 제조하는 방법을 개시한다.
이들 기계가공 방법에서, 고온 공기가 내측 패널의 외측 에지 부분 상에 배치된 테이프 상에 송풍되고, 고온 공기의 열이 테이프가 처지게 함으로써, 테이프를 내측 패널의 외측 에지 부분에 접합시킨다. 그러나, 이러한 방법은 단지 고온 공기를 사용하여 테이프가 처지게 하는 것을 수반하기 때문에, 테이프는 내측 패널의 외측 에지 부분에 완전히 접합되지 않고, 테이프와 내측 패널 사이에 공기가 침투한다. 이러한 방식으로 완전히 접합되지 않은 테이프는 테이프 상의 충분한 습윤 면적(wetting area)(또는 유효 접합 면적; 다시 말하면, 테이프가 실제로 물품에 접합되는 면적)을 확보할 수 없다는 문제로 이어진다. 충분한 테이프 습윤 면적이 확보되지 않을 때, 예를 들어 전착도장(electropainting) 동안에 페인트가 테이프와 내측 패널 사이에 침투할 수 있고, 이어서 페인트가 비등하여 테이프와 내측 패널 사이의 공기가 팽창되게 함으로써 공기 기포를 생성할 수 있다. 이러한 방식으로의 공기 기포의 생성은 외양에 부정적으로 영향을 미칠 뿐만 아니라 전착도장을 방해함으로써, 잠재적으로 다양한 예측하지 못한 문제를 일으킨다.
본 발명은 이들 문제 중 하나 이상 또는 모두를 해소하기 위해 안출되었고, 본 발명의 목적은 테이프 습윤 면적을 향상시킬 수 있는 접합 장치, 물품, 및 접합 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접합 장치는 테이프를 분배하기 위한 분배부; 분배부에 의해 분배되는 테이프가 2개의 반대편 표면들을 포함하는 물품과 접촉하는 상태로 물품을 지지하고, 물품과 분배부가 상대 운동하게 함으로써 물품의 2개의 표면들에 테이프를 접합시키는 지지부; 물품과 접촉하는 테이프에 열을 제공하는 열 제공부; 및 테이프를 물품에 대항하여 가압하는 가압부를 구비한다.
이 실시예에 따르면, 분배부에 의해 분배되는 테이프가 물품과 접촉하고, 이러한 상태에서 물품과 분배부가 상대 운동함으로써, 테이프를 물품의 2개의 표면들에 접합시킨다. 테이프는 가압부에 의해 물품에 대항하여 가압된다. 따라서, 테이프가 가압부에 의해 물품에 완전히 접합됨으로써, 증가된 테이프 습윤 면적을 허용할 수 있다. 게다가, 가압부에 의한 물품에 대항한 테이프의 가압은 공기가 테이프와 물품 사이에 침투하는 것을 방지함으로써, 팽창 공기에 의한 공기 기포의 생성을 억제한다. 따라서, 물품의 외양을 개선하고, 공기 기포의 생성에 의해 초래되는 다양한 문제들의 발생을 피할 수 있다.
다른 실시예에 따른 접합 장치에서, 가압부는 분배부를 향하는 측에 대향하는 열 제공부 측에서 열 제공부에 가까운 위치에 제공될 수 있다.
다른 실시예에 따른 접합 장치에서, 가압부는, 물품의 내부를 향해 테이프 상에 힘이 작용하도록, 물품이 분배부에 대해 이동하는 방향에 대해 경사질 수 있다.
다른 실시예에 따른 접합 장치에서, 가압부는 가압부가 테이프를 물품에 대항하여 가압하는 압력을 제어하는 압력 제어부를 추가로 구비할 수 있다.
다른 실시예에 따른 접합 장치에서, 가압부는 테이프를 물품에 대항하여 가압하는 롤러일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 물품은 전술된 접합 장치를 사용하여 조립된다. 이 실시예에 따르면, 테이프가 물품과 접촉하는 상태로 물품과 분배부가 상대 운동함으로써, 테이프를 물품의 2개의 표면들에 접합시킨다. 또한, 테이프가 가압부에 의해 물품에 대항하여 가압된다. 따라서, 테이프가 가압부에 의해 물품에 완전히 접합됨으로써, 테이프 습윤 면적을 향상시킨다. 게다가, 가압부에 의한 물품에 대항한 테이프의 가압은 공기가 물품과 테이프 사이에 침투하는 것을 방지한다. 따라서, 팽창 공기에 의한 공기 기포의 생성을 억제함으로써, 우수한 외양의 물품을 허용하고, 공기 기포의 생성에 의해 야기되는 다양한 문제들이 피해질 수 있게 하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 접합 방법은 분배부로부터 테이프를 분배하는 단계; 테이프가 2개의 반대편 표면들을 포함하는 물품과 접촉하는 상태로 물품과 분배부가 상대 운동하게 함으로써, 테이프를 물품의 2개의 표면들에 접합시키는 단계; 및 테이프를 물품에 대항하여 가압하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 따르면, 테이프가 분배부에 의해 분배되어 물품과 접촉하고, 이러한 상태에서 물품과 분배부가 상대 운동함으로써, 테이프를 물품의 2개의 표면들에 접합시킨다. 또한, 물품에 대항한 테이프의 가압은 테이프가 물품에 완전히 접합되게 함으로써, 테이프 습윤 면적을 증가시킨다. 게다가, 물품에 대항한 테이프의 가압은 공기가 테이프와 물품 사이에 침투하는 것을 방지함으로써, 팽창 공기에 의한 공기 기포의 생성을 억제한다. 따라서, 물품의 외양을 개선하고, 공기 기포의 생성에 의해 초래되는 다양한 문제들의 발생을 피할 수 있다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 증가된 테이프 습윤 면적을 허용하는 접합 장치, 물품, 및 접합 방법을 제공하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 장치를 예시하는 사시도.
도 2는 내측 패널, 분배 장치, 고온 공기 송풍기 장치, 및 가압 장치를 예시하는 사시도.
도 3은 분배 장치의 안내부 부근을 예시하는 확대 사시도.
도 4는 내측 패널, 분배 장치, 고온 공기 송풍기 장치, 및 가압 장치를 예시하는 확대 사시도.
도 5는 테이프가 가열되면서 테이프가 내측 패널의 외측 에지 부분에 가압되는 것을 예시하는 사시도.
도 6은 조립된 상태의 도어 부품을 예시하는 단면도.
도 7a는 본 실시예의 접합 방법에 따라 조립된 도어 부품을 예시하는 단면도이고, 도 7b는 종래의 접합 방법에 따라 조립된 도어 부품을 예시하는 단면도.
이제 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 접합 장치(1)를 예시하는 사시도이다. 접합 장치(1)는 테이프(T)를 자동차용 도어 부품의 일부를 형성하는 내측 패널(물품)(10)의 외측 에지 부분(11)에 접합하기 위한 장치이다. 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)은 내측 패널(10)의 에지(11c)와, 내측 패널(10)의 에지(11c)로부터 내측 패널(10)의 내부를 향해 고정 거리만큼 연장되는 내측 패널(10)의 전방 표면(11a) 및 후방 표면(11b)(도 6 참조)을 포함한다. 전방 표면(11a)과 후방 표면(11b)은 내측 패널(10)의 2개의 반대편 표면들에 대응한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "2개의 반대편 표면들"은 상호 평행한 2개의 평평한 표면들을 지칭할 뿐만 아니라, 서로에 대해 비스듬한 2개의 평평한 표면들, 2개의 반대편 만곡 표면들 등을 포함하는 개념이다.
테이프(T)가 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)에 접합되고, 그 후에 내측 패널(10)이 헤밍을 통해 외측 패널에 결합되며, 외측 패널에 대한 내측 패널(10)의 이러한 결합을 통해 도어 부품이 제조된다. 외측 에지 부분(11)의 전방 표면(11a)은 내측 패널(10)이 외측 패널에 결합될 때 외부에 노출되는 표면이고, 외측 에지 부분(11)의 후방 표면(11b)은 내측 패널(10)이 외측 패널에 결합될 때 외측 패널에 의해 은폐되는 표면이다.
외측 에지 부분(11)에 접합되는 테이프(T)는, 예를 들어 열경화성 수지를 함유하는 구조용 접착 필름(바람직하게는 열경화성 수지와 발포제를 함유하는 구조용 접착 필름)에 의해 구성되고, 미리 결정된 온도(예를 들어, 60℃ 내지 100℃) 이상에서 연화되는 재료에 의해 구성된다. 테이프(T)의 재료의 일례는 에폭시 화합물이다. 테이프(T)는 가열될 때 발포되고 팽창되는 팽창성 폼(foam) 테이프이고, 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)과 외측 패널 사이에 개재된다. 테이프(T)는 내측 패널(10)을 외측 패널에 접합하고, 내측 패널(10)과 외측 패널 사이의 간극을 충전하며, 녹(rust)을 방지하는 역할을 한다.
테이프(T)의 경화 온도는 전형적으로 60℃ 내지 200℃이고, 예를 들어 100℃ 내지 150℃이다. 테이프(T)의 경화 시간은 전형적으로 5분 내지 60분이고, 예를 들어 10분 내지 30분이다. 테이프(T)의 두께는 전형적으로 0.2 mm 내지 0.8 mm이고, 예를 들어 0.4 mm일 수 있다. 본 실시예에서, 테이프(T)는 롤의 형태이지만, 테이프는 롤로 된 것으로 제한되지 않고, 예를 들어 스트립의 형태일 수 있다. 테이프(T)는 사용을 위해 라이너(liner)(L)로부터 박리되며, 라이너(L)에 사용되는 재료의 예는 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 종이(30 μm 내지 200 μm 두께)를 포함한다.
접합 장치(1)는 테이프(T)를 분배하기 위한 분배 장치(분배부)(20), 내측 패널(10)을 지지하기 위한 지지 장치(지지부)(3), 분배 장치(20)로부터 분배되는 테이프(T) 상에 고온 공기를 송풍하기 위한 열 제공 장치(열 제공부)(4), 및 분배 장치(20)로부터 분배되는 테이프(T)를 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)에 가압하기 위한 가압 장치(5)를 구비한다.
분배 장치(20), 열 제공 장치(4) 및 가압 장치(5)는 스탠드(6) 위에 지지된다. 열 제공 장치(4)는 테이프(T)가 분배되는 방향(D1)으로 분배 장치(20) 옆에 배치되고, 가압 장치(5)는 분배 방향(D1)을 따라 더 멀리 열 제공 장치(4) 옆에 배치된다. 분배 방향(D1)은 분배 장치(20)의 하부 부분으로부터 대각선 방향으로 하향으로 연장되는 방향이다.
분배 방향(D1)은 분배 장치(20)에 의해 변경될 수 있으며, 예를 들어, 수평 표면에 대한 분배 방향(D1)의 각도는 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)에 대한 테이프(T)의 접합을 용이하게 하기 위해 감소될 수 있다. 분배 방향(D1)과 후술될 이송 방향(D2)에 의해 형성되는 각도는 0° 이상 20° 이하이며, 바람직하게는 10°이다.
도 2와 도 3에 예시된 바와 같이, 분배 장치(20)는 테이프(T)를 그 내부에 보유하기 위한 보유부(holding part)(21), 보유부(21)로부터 분배되는 테이프(T)를 안내하기 위한 롤러 그룹(22), 테이프(T)를 분배 방향(D1)을 따라 직접 안내하기 위한 안내부(23), 및 테이프(T) 상에 공기를 송풍하기 위한 공기 송풍기 장치(24)를 구비한다.
분배 장치(20)의 보유부(21)는, 예를 들어 상자형 형상을 갖고, 테이프(T)는 분배되기 전에 보유부(21)의 내부에 보유된다. 테이프(T)는 바람직하게는 보유부(21)의 내부에서 10℃ 이상 25℃ 이하의 온도로 유지된다.
분배 장치(20)의 롤러 그룹(22)은 테이프(T)가 접합될 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)의 형상과 길이에 따라 테이프(T)의 분배를 제어할 수 있다. 롤러 그룹(22)은 보유부(21) 아래에 제공되는 안내 롤러(22a), 안내 롤러(22a)의 분배 방향(D1) 측에 제공되는 주 롤러(22b), 더 멀리 주 롤러(22b)의 분배 방향(D1) 측에 제공되는 안내 롤러(22c), 및 안내 롤러(22c) 위에 위치되는 안내 롤러(22d)로 구성된다.
안내 롤러(22a)는 테이프(T)의 분배 방향(D1)을 제어하는 역할을 하고, 주 롤러(22b)는 분배되는 테이프(T)의 길이(즉, 테이프(T)의 분배 속도)를 제어하는 역할을 한다. 일단 안내 롤러(22a)를 통과하면, 테이프(T)는 분배 방향(D1)으로 분배되고 안내부(23)에 들어가며, 여기에서 라이너(L)가 박리된다. 제거된 라이너(L)는 안내부(23)로부터 대각선 방향으로 상향으로 권취되고, 안내 롤러(22c)와 주 롤러(22b) 사이 그리고 안내 롤러(22d)와 주 롤러(22b) 사이를 통과하며, 상향으로 더욱 권취된다. 공기 실린더 등을 사용하여, 안내 롤러(22d)는 라이너(L)를 주 롤러(22b)에 대항하여 가압하며, 이러한 상태에서 주 롤러(22b)는 라이너(L)를 더욱 상향으로 권취하도록 구동된다.
롤러 그룹(22)을 구성하는 복수의 롤러들의 위치와 배열 상태는 변경되어, 분배 방향(D1)의 변경을 허용할 수 있다. 롤러 그룹(22) 대신에 단일 롤러를 사용하는 것이 또한 용인될 수 있다.
분배 장치(20)의 안내부(23)는 롤러 그룹(22) 아래로부터 분배 방향(D1)을 따라 배치된다. 안내부(23)는 분배 방향(D1)을 따라 분배되는 테이프(T)를 분배 방향(D1)의 연장부를 따라 배치되는 내측 패널(10)의 외부 에지 부분(11)을 향해 안내한다. 안내부(23)는 예를 들어 저부 표면(23a)과 측부 표면(23b)을 포함하는 프리즘 형상(이때, 삼각 프리즘 또는 사각 프리즘이 용인가능함)을 갖고, 홈(23c)이 측부 표면(23b)들의 중심 주위에 형성된다.
분배 방향(D1)을 따라 분배되는 테이프(T)는 안내부(23)의 홈(23c)에 의해 안내되고, 라이너(L)는 홈(23c) 내에서 박리된다. 라이너(L)는 홈(23c)(내측 패널(10))의 팁 단부에서 반대 방향으로 180°만큼 접히고, 이러한 방식으로 접힌 후에, 안내 롤러(22c)와 주 롤러(22b) 사이에서 감아올려진다.
공기 송풍기 장치(24)는 테이프(T)에 공기를 제공하기 위한 공기 제공부(24a)와, 공기 제공부(24a)에 공기를 제공하기 위한 튜브(24b)를 구비한다. 공기 제공부(24a)는, 예를 들어 실질적으로 입방형 형상을 갖고, 안내부(23)의 팁 단부 위에 고정된다. 예를 들어, 5개의 공기 제공 구멍(H)들이 공기 제공부(24a)의 하부 표면 상에 홈(23c)의 폭 방향을 따라 일렬로 제공된다. 공기 제공 구멍(H)들은 안내부(23)의 홈(23c) 내로 안내되는 테이프(T)를 향하도록 제공된다. 공기가 공기 제공 구멍(H)들로부터 라이너(L)가 박리되는 위치를 향해 공급된다. 이러한 방식으로 라이너(L)가 박리되는 위치에 공기를 공급하는 것은 테이프(T)가 라이너(L)에 얽히는 것을 방지한다.
도 1과 도 2에 예시된 바와 같이, 지지 장치(3)는 예를 들어 분배 장치(20), 열 제공 장치(4) 및 가압 장치(5)로부터 미리 결정된 거리에 위치되는 위치에 배치되는 로봇 아암(robot arm)이다. 지지 장치(3)는 공장 등 내의 바닥 등 상에 놓이는(또는, 몇몇 경우에, 천장에 매달리는) 기부 섹션(3a), 기부 섹션(3b)에 대해 수평으로 회전할 수 있도록 지지되는 레그(leg) 섹션(3b), 레그 섹션(3b)에 대해 상향 및 하향으로 선회할 수 있고 연장 및 후퇴될 수 있는 아암 섹션(3c), 및 아암 섹션(3c)의 단부에 회전가능하게 장착되고 내측 패널(10)을 지지하는 부품-지지 섹션(3d)을 구비한다. 지지 장치(3)는 레그 섹션(3b)의 수평 회전, 아암 섹션(3c)의 수직 선회와 연장/후퇴, 및 부품-지지 섹션(3d)에 의한 내측 패널(10)의 회전을 제어할 수 있다. 지지 장치(3)는 내측 패널(10)을 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)의 형상과 길이에 따라 3차원으로 이동시킬 수 있다.
내측 패널(10)은 부품-지지 섹션(3d) 상에 지지된 상태에서 분배 장치(20), 열 제공 장치(4) 및 가압 장치(5) 아래의 위치로 이동된다. 이러한 공정 동안에, 지지 장치(3)는 외측 에지 부분(11)이 분배 장치(20)의 안내부(23)의 분배 방향(D1) 측에(즉, 분배 방향(D1)에 대해 안내부(23)의 하류측에) 위치되도록 내측 패널(10)을 지지한다. 지지 장치(3)는 또한 안내부(23)로부터 분배 방향(D1)으로 분배되는 테이프(T)가 외측 에지 부분(11)의 에지(11c) 상에 놓이게 한다.
지지 장치(3)는 분배 장치(20)의 안내부(23)의 분배 방향(D1) 측에서 내측 패널(10)을 수평으로 이동시키고 회전시킴으로써 테이프(T)를 내측 패널(10)의 외측 부분(11)에 접합시킨다. 구체적으로, 지지 장치(3)는 외측 에지 부분(11)의 에지(11c)에 의해 구성되는 테이프(T)에 대한 접합 위치(P)와 안내부(23)가 동일한 위치 관계를 갖도록 내측 패널(10)을 수평으로 이동시키고 회전시킨다.
분배 장치(20), 내측 패널(10), 열 제공 장치(4) 및 가압 장치(5)의 상대 위치들은 지지 장치(3)에 의해 유지된다. 지지 장치(3)는 테이프(T)가 외측 에지 부분(11) 상의 접합 위치(P) 상에 놓인 상태에서, 외부 에지 부분(11)이 놓이는 방향인 이송 방향(D2)으로 내측 패널(10)을 이동시킴으로써 테이프(T)를 외측 에지 부분(11)에 점진적으로 접합시킨다.
열 제공 장치(4)는, 예를 들어 2개의 히터 파이프(heater pipe)(4a)들에 의해 구성된다. 열 제공 장치(4)는 분배 장치(20)의 이송 방향(D2) 측에 배치되고, 열 제공 장치(4)의 상부 부분이 움직이지 않도록 고정된다. 히터 파이프(4a)들은 열 제공 장치(4)의 상부 부분으로부터 대각선 방향으로 하향으로 연장된다. 히터 파이프(4a)들은 히터 파이프(4a) 아래에서 대각선 방향으로 위치되는 개구들로부터 고온 공기를 송풍할 수 있다. 게다가, 2개의 히터 파이프(4a)들 중에서, 분배 장치(20)에 보다 가까운 히터 파이프(4a)의 위치는 고정되지만, 분배 장치(20)로부터 더 멀리 떨어진 히터 파이프(4a)의 위치는 가변적이어서, 이러한 히터 파이프(4a)가 적절하게 이동되게 한다. 이러한 방식으로 히터 파이프(4a)들 중 하나의 위치가 가변적이게 함으로써, 테이프(T)가 내측 패널(10)에 점진적으로 접합될 때 히터 파이프(4a)가 테이프(T)의 위치를 따르게 한다.
열 제공 장치(4)는 하나의 히터 파이프(4a) 또는 3개 이상의 히터 파이프(4a)들을 구비할 수 있다. 히터 파이프(4a)들의 위치들은 고정되거나 가변적일 수 있다. 또한, 전술된 히터 파이프(4a)들 이외의 특징부들을 이용하는 열 제공 장치(4)가 또한 사용될 수 있으며, 예를 들어 근적외선 램프 등이 열 제공 장치(4)로서 사용될 수 있다.
열 제공 장치(4)의 히터 파이프(4a)들의 개구들은 지지 장치(3)에 의해 지지되는 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11) 상의 테이프(T)의 접합 위치(P)를 향하거나, 이송 방향(D2)으로 약간 접합 위치(P) 옆을 향한다. 히터 파이프(4a)들로부터 송풍되는 고온 공기는 외측 에지 부분(11)의 에지(11c) 상에 바로 이어서 놓이는 테이프(T)에 충돌한다. 에지(11c) 상에 바로 이어서 놓이는 테이프(T) 상에 열 제공 장치(4)에 의해 송풍되는 고온 공기는 테이프(T)가 에지(11c) 상에 놓인 직후에 연화되고 처지게 함으로써, 테이프(T)를 외측 부분(11)에 일시적으로 접합시킨다. 이러한 방식으로, 열 제공 장치(4)는 테이프(T)를 변형시키는 역할을 하고, 테이프가 외측 에지 부분(11) 상으로 처지게 함으로써, 테이프(T)를 내측 패널(10)의 전방 표면(11a)과 후방 표면(11b)에 일시적으로 접합시킨다.
가압 장치(5)는, 예를 들어 지지 장치(3)의 로봇 아암보다 작은 로봇 아암이고, 움직이지 않도록 스탠드(6)의 상부측에 고정된다. 도 1, 도 2 및 도 4에 예시된 바와 같이, 가압 장치(5)는 스탠드(6) 위에 고정되는 기부 섹션(5a), 기부 섹션(5a)에 대해 수평으로 회전가능하도록 지지되는 제1 회전부(5b), 제1 회전부(5b) 상에 선회가능하게 장착되는 제1 아암(5c), 제1 아암(5c)에 선회가능하게 장착되는 제2 아암(5d), 제2 아암(5d)의 단부에 회전가능하게 지지되는 제2 회전부(5e), 제2 회전부(5e)의 단부 상에 장착되는 롤러(가압부)(5f), 및 롤러(5f)의 제2 회전부(5e) 단부 상에 장착되는 스프링(압력-제어부)(5g)을 구비한다. 제2 회전부(5e), 롤러(5f) 및 스프링(5g)은 도 1에 도시되어 있지 않다.
가압 장치(5)는 제1 아암(5c), 제2 아암(5d), 제2 회전부(5e), 롤러(5f) 및 스프링(5g)이 기부 섹션(5a)과 제1 회전부(5b)에 매달리도록 배치된다. 가압 장치(5)는 제1 및 제2 회전부(5b, 5e)들의 회전과 제1 및 제2 아암(5c, 5d)들의 선회를 제어할 수 있다. 가압 장치(5)에 의해 수행되는 이러한 제어는 롤러(5f)의 위치가 제어되게 함으로써, 롤러(5f)가 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)의 형상과 길이에 따라 3차원으로 이동되게 한다.
도 4와 도 5에 예시된 바와 같이, 가압 장치(5)의 롤러(5f)는 열 제공 장치(4)의 히터 파이프(4a)들보다 이송 방향(D2)을 따라 더 멀리 배치되고, 히터 파이프(4a)들로부터의 고온 공기에 의해 외측 에지 부분(11)의 전방 표면(11a)에 일시적으로 접합되어 있는 테이프(T)를 가압한다. 롤러(5f)는 열 제공 장치(4)에 가까운 위치에 제공된다. 구체적으로, 롤러(5f)는 열 제공 장치(4)에 의해 공급되는 고온 공기로부터의 열로 인해 테이프(T)가 처지는 결과로서 테이프(T)와 전방 표면(11a)이 처음으로 접촉하는 위치에 배치된다.
위에서 논의된 바와 같이, 가압 장치(5)의 롤러(5f)는 테이프(T)가 열 제공 장치(4)로부터 공급된 열에 의해 가열된 후에 테이프(T)를 외측 에지 부분(11)의 전방 표면(11a)에 가압하기 위한 작은 롤러이다. 테이프(T)를 가압하는 롤러(5f)의 표면은, 예를 들어 평평하다(또는 대안적으로 원호와 같은 만곡 표면). 롤러(5f)에 사용되는 재료의 예는 실리콘 스펀지 고무 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 또는 표면이 점착-방지 처리를 받은 금속과 같은 비-점착성 재료를 포함한다. 롤러(5f)가 회전하는 방향은 이송 방향(D2)의 상류측이 상향을 향하도록 내측 패널(10)의 이송 방향(D2)에 대해 경사진다. 이송 방향(D2)에 대한 롤러(5f)의 회전 방향의 경사각은 바람직하게는 0° 이상 5° 이하이며, 더 바람직하게는 2° 이상 4° 이하이다.
가압 장치(5)의 스프링(5g)은 테이프(T) 상에서의 롤러(5f)의 가압력을 검출하고 상기 가압력을 제어하는 역할을 한다. 롤러(5f)가 테이프(T)를 가압하는 압력은 테이프(T)에 사용되는 재료의 연성, 및 테이프(T)의 두께 및 온도와 같은 다양한 조건에 따라 설정된다. 롤러(5f)가 테이프(T)를 가압하는 압력은 바람직하게는 약간의 압력이다. 여기에서, "약간의 압력"은 테이프(T)가 외측 에지 부분(11)의 전방 표면(11a)과 접촉되고 가압될 때 물품을 손상시키지 않으면서 물품에 대한 테이프(T)의 위치가 유지되도록 하는 압력 수준이고, 바람직하게는 스크래치 또는 외양의 다른 결함이 가소화된 테이프(T)에 만들어지지 않도록 하는 압력 수준이다. 이러한 약간의 압력은 바람직하게는 50 g 이상 1 ㎏ 이하이다.
스프링(5g) 이외의 요소가 또한 가압 장치(5)의 압력-제어부에 사용될 수 있다. 공기-작동식 공기 실린더 또는 전기적 수단, 예를 들어 전기-작동식 전기 실린더와 같은 다양한 수단이 압력-제어부에 사용될 수 있다.
다음으로, 접합 장치(1)를 사용하여 테이프(T)를 접합하기 위한 방법과 내측 패널(10)로부터 도어 부품(40)을 조립하기 위한 방법이 기술될 것이다. 우선, 도 1에 예시된 바와 같이, 내측 패널(10)이 지지 장치(3)에 의해 지지되고, 외측 에지 부분(11)이 분배 장치(20)의 안내부(23)의 분배 방향(D1) 측에 위치되도록 내측 패널(10)이 이동된다. 이어서 테이프(T)가 안내부(23)로부터 분배되고, 외측 에지 부분(11) 상의 접합 위치(P) 상에 놓인다. 이러한 상태에서, 내측 패널(10)이 이송 방향(D2)으로 이동되고, 고온 공기가 열 제공 장치(4)의 히터 파이프(4a)들로부터 접합 위치(P)에 송풍된다. 이어서, 도 2에 예시된 바와 같이, 테이프(T)가 처지면서 외측 에지 부분(11)에 걸쳐 이송 방향(D2)으로 상대 운동함으로써, 외측 부분(11)의 전방 표면(11a)에 일시적으로 접합된다. 이러한 방식으로 처지게 되고 일시적으로 접합되면, 테이프(T)가 가압 장치(5)의 롤러(5f)에 의해 전방 표면(11a)에 대항하여 가압된다.
전술된 바와 같이 테이프(T)가 외측 에지 부분(11) 상의 접합 위치(P) 상에 놓인 상태에서 내측 패널(10)을 이송 방향(D2)으로 이동시키는 것은 테이프(T)가 외측 에지 부분(11)에 연속적으로 접합되게 하여 외측 에지 부분을 덮으며, 테이프(T)는 열 제공 장치(4)로부터의 고온 공기에 의해 처지게 되고 외측 에지 부분(11)의 전방 표면(11a)과 후방 표면(11b)에 일시적으로 접합된다. 이어서 테이프(T)가 가압 장치(5)의 롤러(5f)에 의해 전방 표면(11a)에 대항하여 가압됨으로써, 테이프(T)를 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)에 균일하게 접합시킨다.
도 6a에 예시된 바와 같이, 테이프(T)가 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)에 접합된 후에, 내측 패널(10)이 외측 패널(30)의 저부 표면(31)에 맞대어져 설치되는데, 외측 패널의 단부(32)들이 대략 직각으로 구부러져 있다. 이어서, 도 6b에 예시된 바와 같이, 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)을 개재시키도록 외측 패널(30)의 단부(32)들을 구부리기 위해 헤밍이 수행된다. 이때, 외측 에지 부분(11)의 전방 표면(11a)과 후방 표면(11b)에 접합된 테이프(T)는 내측 패널(10)과 외측 패널(30) 사이에 형성되는 간극의 전체에 걸쳐 연장되고, 외측 패널(30)의 구부러진 단부(32)들 밖으로 연장될 수 있다. 테이프(T)를 외측 패널(30)의 단부(32)들 밖으로 연장시키는 것은 외측 패널(30)의 단부(32)들 부근에서의 녹-방지 효과를 생성한다. 전술된 바와 같은 내측 패널(10)과 외측 패널(30)의 결합이 도어 부품(40)을 완성시킨다.
도어 부품(140)을 조립하기 위한 종래의 방법에서, 도 7b에 예시된 바와 같이, 접착제(S)가 외측 패널(130)의 저부 표면(131)에 먼저 적용되고 내측 패널(110)이 외측 패널(130)의 저부 표면(131)에 설치된 후에 헤밍이 수행된다. 이어서 접착제(S)가 열경화(베이킹)된다. 이어서, 도어 부품(140)을 차체에 장착하고, 전착도장을 수행하며, 전착도장된 코팅을 베이킹하고 건조시키며, 녹을 방지하기 위해 외측 패널(130)의 단부(132)들의 외부에 밀봉재(C)를 적용하고, 이어서 도장, 베이킹, 및 건조를 수행하며, 녹-방지 왁스(W)를 적용하는 것이 모두 이 순서대로 필요하여, 극히 복잡한 공정의 문제로 이어진다. 밀봉재(C)는 도어 부품(140)이 차체에 장착된 후에 도장 전에, 또는 도어 부품(140)을 차체에 장착하기 전에 사전-소성될(pre-fired) 수 있다.
그에 반해, 본 실시예에 따른 도어 부품(40)을 조립하기 위한 방법에서, 도 7a에 예시된 바와 같이, 테이프(T)가 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)에 먼저 접합되고, 그 후에 내측 패널(10)과 외측 패널(30)을 결합하기 위해 헤밍이 수행된다. 발포제를 함유하는 구조용 접착 필름이 테이프(T)에 사용되면, 이러한 구조용 접착 필름에 의해 녹-방지 성능이 부여될 수 있다. 따라서, 테이프(T)를 내측 패널(10)의 외측 에지 부분(11)에 접합함으로써 본 실시예의 공정을 간소화하는 것이 가능하다. 녹-방지 성능을 부분적으로 개선하기 위해, 밀봉재(C)가 그러한 부분에 적용되고 사전-소성된 다음에 녹-방지 왁스(W)가 적용될 수 있다.
전술된 바와 같은 본 실시예의 접합 장치(1)와 접합 방법에 따르면, 분배 장치(20)에 의해 분배되는 테이프(T)가 내측 패널(10)과 접촉하고, 이러한 상태에서 내측 패널(10)이 분배 장치(20)에 대해 이동되어, 테이프(T)를 내측 패널(10)의 전방 표면(11a)과 후방 표면(11b)에 접합시킨다. 또한, 테이프(T)가 롤러(5f)에 의해 내측 패널(10)에 대항하여 가압된다. 따라서, 테이프(T)가 롤러(5f)에 의해 내측 패널(10)에 접합되어, 테이프(T)의 부분 상의 증가된 습윤 면적을 허용할 수 있다. 게다가, 롤러(5f)에 의한 내측 패널(10)에 대항한 테이프(T)의 가압은 공기가 테이프(T)와 내측 패널(10) 사이에 침투하는 것을 방지함으로써, 팽창 공기에 의한 공기 기포의 생성이 억제되게 한다. 따라서, 내측 패널(10)의 외양을 개선하고 공기 기포의 생성에 의해 초래되는 다양한 문제의 발생을 피하는 것이 가능하다.
롤러(5f)는 분배 장치(20)를 향하는 측에 대향하는 열 제공 장치(4) 측에서 열 제공 장치(4)에 가까운 위치에 제공된다. 구체적으로, 롤러(5f)는 테이프(T)가 열 제공 장치(4)로부터의 열로 인해 점진적으로 처지고 처음으로 내측 패널(10)의 전방 표면(11a)을 향하는 위치에 제공된다. 롤러(5f)를 이러한 위치에 배치하는 것은 테이프가 가열된 연질 상태에 있는 동안에 내측 패널(10)에 대항하여 가압되게 하여, 테이프(T)가 내측 패널(10)에 더욱 신뢰성 있게 접합되게 한다. 이는 테이프(T)의 습윤 면적이 증가되도록 허용한다.
롤러(5f)가 회전하는 방향은 이송 방향(D2)의 상류측(즉, 분배 장치(20)를 향하는 측)이 상향을 향하도록, 내측 패널(10)이 지지 장치(3)에 의해 이동되는 방향인 이송 방향(D2)에 대해 경사진다. 구체적으로, 롤러(5f)는 내측 패널(10)의 내부를 향해(본 실시예에서, 하향으로) 테이프(T)에 힘이 작용하도록 이송 방향(D2)에 대해 경사진다. 따라서, 롤러(5f)로 인해, 테이프(T)를 내측 패널(10)의 내부를 향해 잡아당기는 힘이 이송 방향(D2)으로 하류측에서 테이프에 작용하여, 내측 패널(10)의 외측 에지와 테이프(T) 사이에서의 공기의 포획이 방지되게 한다. 이는 팽창 공기에 의한 공기 기포의 생성의 더욱 신뢰성 있는 방지를 허용한다.
장치는 또한 롤러(5f)가 테이프(T)를 내측 패널(10)에 대항하여 가압하는 압력을 제어하는 스프링(5g)을 구비한다. 따라서, 스프링(5g)을 사용하여 압력을 제어하는 것은 롤러(5f)가 테이프(T)를 원하는 수준의 압력으로 내측 패널(10)에 대항하여 가압하게 한다. 따라서, 테이프(T)가 강하게 가압됨으로 인해 변형되는 상황, 예를 들어 주름이 테이프(T)에 형성되는 상황, 또는 테이프(T)가 인열되거나 파단되는 상황을 피하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 테이프(T)는 테이프 내에서 어떠한 변형도 발생함이 없이 평평한 상태로 유지되도록 내측 패널(10)에 대항하여 가압됨으로써, 테이프(T)의 변형에 의해 야기되는 다양한 문제가 피해지게 한다.
롤러(5f)는 테이프(T)를 내측 패널(10)에 대항하여 가압하기 위해 사용되는 특징부이다. 따라서, 롤러(5f)를 테이프(T) 위에서 롤링시키는 것이 테이프(T)가 내측 패널(10)에 매끄럽고 균일하게 가압되게 하고, 테이프(T) 전체가 내측 패널(10)에 접합될 수 있게 한다. 이는 테이프(T)의 습윤 면적이 더욱 증가되게 한다. 테이프(T)를 패널(10)에 대항하여 가압하기 위해 롤러(5f)를 테이프(T) 위에서 롤링시키는 것은 또한 테이프(T)의 손상이 방지되게 한다.
본 발명은 전술된 실시예로 제한되지 않으며, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 형태 중 임의의 형태를 취할 수 있다.
예를 들어, 테이프(T)를 접합하기 위해 전술된 실시예에서 내측 패널(10)이 지지 장치(3)에 의해 이동되지만, 내측 패널의 위치를 고정시키고 내측 패널에 대해 분배 장치를 이동시킴으로써 테이프를 접합하는 것이 또한 가능하다. 다시 말하면, 내측 패널(10)과 분배 장치(20)의 상대 운동에 의해 테이프(T)가 내측 패널(10)에 접합되는 한 임의의 배열이 용인될 수 있다.
전술된 실시예에서 롤러(5f)를 구비한 가압 장치(5)가 스탠드(6) 위에 고정되지만, 가압 장치(5)의 위치는 스탠드(6) 위에 있는 것으로 제한되지 않으며, 적절하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 가압 장치(5)는 공장 바닥 등 상에 놓일 수 있다.
전술된 실시예에서, 조립 후에 테이프(T)가 보이는 전방 표면(11a)에 테이프(T)가 접합되지만, 테이프(T)는 또한 외측 에지 부분(11)의 전방 표면(11a) 및 후방 표면(11b) 둘 모두에 접합될 수 있다.
전술된 실시예에서 롤러(5f)가 테이프(T)를 내측 패널(10)에 가압하기 위한 가압부로서 사용되었지만, 롤러(5f) 이외의 요소, 예를 들어 스퀴지(squeegee) 또는 다른 판형 부재, 또는 양측으로부터 테이프(T)를 클램핑하는 부재를 가압부로서 사용하는 것이 또한 가능하다. 테이프(T)를 내측 패널(10)의 내부에 대항하여 가압하는 힘을 생성하기 위해 스퀴지와 같은 판형 부재를 사용하기 위해서, 스퀴지 등은 이송 방향(D2)에 대한 스퀴지의 상류측이 하향을 향하도록 경사져야 한다. 대안적으로, 예를 들어, 테이프(T)를 내측 패널(10)에 대항하여 가압하기 위해 공기가 송풍될 수 있다.
전술된 실시예에서 롤러(5f)가 열 제공 장치(4)에 가까운 위치에 제공되지만, 롤러(5f)의 위치와 롤러(5f)가 테이프(T)를 가압하는 힘은 적절하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 롤러(5f)는 테이프(T)가 외측 에지 부분(11)에 완전히 접합된 후에 롤러가 단일 패스(single pass)로 테이프(T)를 가압하도록 할 수 있다.
전술된 실시예에서 도어 부품(40)의 일부를 구성하는 내측 패널(10)이 테이프(T)가 접합되는 물체이지만, 테이프(T)는 다양한 물체에 접합될 수 있다. 예를 들어, 테이프(T)는 후드 또는 트렁크와 같은 도어 이외의 다양한 다른 자동차 부품에, 항공기 등을 위한 외부 부품에, 또는 산업용 제조물과 같은 완성품에 접합될 수 있다.

Claims (7)

  1. 접합 장치로서,
    테이프를 분배하기 위한 분배부;
    분배부에 의해 분배되는 테이프가 2개의 반대편 표면들을 포함하는 물품과 접촉하는 상태로 물품을 지지하고, 물품과 분배부가 상대 운동하게 함으로써 물품의 2개의 표면들에 테이프를 접합시키는 지지부;
    물품과 접촉하는 테이프에 열을 제공하는 열 제공부; 및
    테이프를 물품에 대항하여 가압하는 가압부
    를 구비하는, 접합 장치.
  2. 제1항에 있어서, 가압부는 분배부에 대향하는 열 제공부 측에서 열 제공부에 가까운 위치에 제공되는, 접합 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가압부는, 물품의 내부를 향해 테이프 상에 힘이 작용하도록, 물품이 분배부에 대해 이동하는 방향에 대하여 경사지는, 접합 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가압부는 가압부가 테이프를 물품에 대항하여 가압하는 압력을 제어하는 압력 제어부를 추가로 구비하는, 접합 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 가압부는 테이프를 물품에 대항하여 가압하는 롤러인, 접합 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 접합 장치를 사용하여 조립되는 물품.
  7. 접합 방법으로서,
    분배부로부터 테이프를 분배하는 단계;
    테이프가 2개의 반대편 표면들을 포함하는 물품과 접촉하는 상태로 물품과 분배부가 상대 운동하게 함으로써, 테이프를 물품의 2개의 표면들에 접합시키는 단계; 및
    테이프를 물품에 대항하여 가압하는 단계
    를 포함하는, 접합 방법.
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