KR20190135258A - 차량 액슬 제작용 지그 장치 - Google Patents

차량 액슬 제작용 지그 장치 Download PDF

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KR20190135258A
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Abstract

본 발명은 차량 액슬 제작용 지그 장치에 관한 것으로서, 경량화를 위하여 금속 판재를 용접하여 차량 액슬을 제작할 수 있고, 특히 액슬 길이 등의 사양에 상관없이 다양한 사양의 액슬을 제작할 수 있는 지그 장치를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 금속 판재를 용접하여 액슬 본체를 제작하고 상기 제작된 액슬 본체의 양단부에 깅핀이 체결되는 보스부를 용접하여 액슬을 제작하기 위한 차량 액슬 제작용 지그 장치로서, 상기 금속 판재를 용접하여 액슬 본체를 제작할 때 용접되는 금속 판재들 중 적어도 하나를 지지시키는 판재 용접용 지그와; 상기 판재 용접용 지그에서 금속 판재를 용접하여 제작한 액슬 본체가 올려지는 지지대와, 상기 지지대 위에 올려진 액슬 본체의 양단에 용접되는 보스부가 정해진 경사각을 유지하도록 결합되는 지지핀을 포함하는 보스부 용접용 지그;를 포함하는 차량 액슬 제작용 지그 장치가 개시된다.

Description

차량 액슬 제작용 지그 장치{Jig apparatus for manufacturing axle of vehicle}
본 발명은 차량 액슬 제작용 지그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 판재를 용접하여 차량용 액슬을 제작하는데 이용할 수 있는 차량 액슬 제작용 지그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 대형 트럭이나 버스 등의 상용 차량에서 차륜에 장착된 너클(knuckle)은 액슬(axle)과 결합되어 차륜을 차체에 지지시키는 역할을 한다.
상기 너클은 드래그 링크와 피트먼 암을 통해 조향 기어에 연결되고, 이때 조향 기어는 조향 축을 통해 조향 휠에 연결되므로, 운전자가 조향 휠을 조작함에 따라 조향 기어가 작동하면, 조향 휠의 조작력이 피트먼 암과 드래그 링크를 통해 너클에 전달되어 차량의 조향이 이루어지게 된다.
도 1은 통상의 차량용 액슬과 너클의 결합 상태를 예시한 사시도이고, 도 2는 통상의 차량용 액슬과 너클의 결합 상태를 나타내는 단면도로서, 도시된 바와 같이, 차량의 중량을 지지하는 리지드(rigid)한 액슬(1)에 너클(2)이 킹핀(3)을 매개로 결합된다.
상기 너클(2)에는 허브와 드럼을 구비한 차륜(미도시), 즉 좌륜과 우륜이 결합되고, 또한 상기 너클(2)에 조향을 담당하는 타이로드 암의 단부가 연결된다.
이와 같이 액슬(1)과 너클(2)이 킹핀(3)을 매개로 조립된 구조에서, 킹핀(3)은 차량의 방향 전환시(즉 조향시)에 차륜의 회전중심이 되며, 도 2에 나타낸 바와 같이 액슬(1)의 단부에 중공을 가지는 원통형의 보스부(1a)가 형성되고, 너클(2)에 관통공(2b)을 가지는 너클 암(2a)이 형성된다.
이러한 구조에서 액슬(1)의 보스부(1a)가 너클 암(2a) 사이에 삽입된 상태로 보스부(1a)의 중공 내측과 너클 암(2a)의 관통공(2b)을 관통하도록 킹핀(3)이 조립됨으로써 너클(2)이 킹핀(3)을 매개로 액슬(1)에 결합되는 것이며, 특히 너클(2)이 액슬(1)에서 킹핀(3)을 중심으로 회전 가능한 구조가 된다.
그러나, 종래의 차량용 액슬은 주철을 소재로 사용하여 원하는 형상으로 단조 가공한 단조품으로 제작된다.
따라서, 주철로 제작되는 종래의 액슬의 경우, 소재 자체의 중량이 무거울 뿐만 아니라 무거운 주철을 사용하여 단조 방식으로 제작되므로 경량화가 어렵고, 결국 완성된 액슬의 큰 중량으로 인해 차량 중량 또한 증가하므로 차량 연비를 저하시키는 원인으로 작용하고 있다.
또한, 최근의 상용 차량에서는 후륜 조향 시스템의 적용이 증가 추세에 있고, 후륜 조향 시스템에서는 실린더에 의해 발생하는 힘을 전달하여 후륜의 조향이 이루어지도록 되어 있는바, 후륜 조향 시스템의 경우 리어 액슬 주변으로 배치되는 부속품을 리어 액슬에 용접해야 할 필요가 있다.
따라서, 리어 액슬의 경우에도 중량을 줄일 필요가 있는 것은 물론, 부속품과의 용접성 및 용접강도 측면도 고려해야 하는데, 종래와 같이 주철을 사용하여 제작한 단조품의 경우 충분한 용접강도를 얻기가 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 경량화를 위하여 금속 판재를 용접하여 차량 액슬을 제작하는데 이용할 수 있는 차량 액슬 제작용 지그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 액슬 길이 등의 사양에 상관없이 다양한 사양의 액슬을 제작할 수 있는 지그 장치를 제종하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 금속 판재를 용접하여 액슬 본체를 제작하고 상기 제작된 액슬 본체의 양단부에 깅핀이 체결되는 보스부를 용접하여 액슬을 제작하기 위한 차량 액슬 제작용 지그 장치로서, 상기 금속 판재를 용접하여 액슬 본체를 제작할 때 용접되는 금속 판재들 중 적어도 하나를 지지시키는 판재 용접용 지그와; 상기 판재 용접용 지그에서 금속 판재를 용접하여 제작한 액슬 본체가 올려지는 지지대와, 상기 지지대 위에 올려진 액슬 본체의 양단에 용접되는 보스부가 정해진 경사각을 유지하도록 결합되는 지지핀을 포함하는 보스부 용접용 지그;를 포함하고, 상기 판재 용접용 지그는, 고정형 구조물인 본체 프레임에 설치되어 금속 판재가 올려지는 2개의 지지대와, 본체 프레임에서 상기 2개의 지지대를 선형 이동시키기 위한 이동기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 액슬 제작용 지그 장치를 제공한다.
이로써, 본 발명에 따른 차량 액슬 제작용 지그 장치에 의하면, 금속 판재를 용접하여 사각 단면의 중공 관 형상을 가지는 액슬을 쉽고 편리하게 제작할 수 있고, 특히 지지대의 위치를 조정하여 다양한 길이의 금속 판재를 지지시킬 수 있으므로 다양한 사양의 액슬을 제작하는데 범용적으로 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 지그 장치를 이용하면, 지지대의 위치를 조정하여 좌우 대칭된 형상의 금속 판재 및 액슬 본체를 용접 동안 정확한 위치에서 지지시킬 수 있으므로 작업이 쉽고 편리해지는 것은 물론, 불량이 없는 우수한 제품을 제작할 수 있게 된다.
또한, 지그에서 보스부의 경사각을 규정 각도로 미리 조정해놓은 상태에서 액슬 본체에 용접할 수 있으므로 액슬 본체에 보스부를 정확한 경사각으로 용접하는 것이 가능해진다.
도 1은 통상의 차량용 액슬과 너클의 결합 상태를 예시한 사시도이다.
도 2는 통상의 차량용 액슬과 너클의 결합 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지그 장치를 이용하여 제작할 수 있는 액슬의 예를 도시한 사시도이다.
도 4는 액슬 본체의 단부에 보스부가 정해진 경사각을 가지도록 설치된 상태를 보이기 위한 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치에서 판재 용접용 지그의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 판재 용접용 지그의 가이드부를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치에서 보스부 용접용 지그의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명자는 액슬의 경량화를 위해, 주철 소재를 단조 가공하여 단조품으로 제작하던 종래의 방법을 배제하고 그 대신, 금속 판재들을 사각 단면의 중공 관 형상이 되도록 사각으로 배치하여 용접함으로써 차량용 액슬을 제작하는 방법을 제시한 바 있다.
본 발명은 상기와 같이 금속 판재들을 용접하여 중공 관 형상의 차량용 액슬을 제작하는데 이용할 수 있는 차량 액슬 제작용 지그 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 차종별로 액슬의 길이와 킹핀이 체결되는 보스부의 각도 등 액슬의 사양이 달라질 수 있음을 고려하여 다양한 사양의 액슬을 제작하는데 범용적으로 이용할 수 있는 차량 액슬 제작용 지그 장치에 관한 것이다.
먼저, 도 3은 본 발명에 따른 지그 장치를 이용하여 제작할 수 있는 액슬의 예를 도시한 사시도로서, 도시된 액슬은 프론트 액슬일 수 있고, 또는 후륜 조향 시스템이 장착된 차량에서 리어 액슬일 수 있다.
도시된 바와 같이, 액슬(10)은 액슬 본체(11)와 보스부(13), 부속구조물(14,15)을 포함하여 구성되며, 이 중에서 액슬 본체(11)는 금속 판재(12)를 사각 단면의 중공 관 형상이 되도록 배치하여 서로 용접함으로써 제작될 수 있다.
여기서, 금속 판재(12)는 액슬(10)이 요구하는 강도를 충족하는 강판이 될 수 있고, 그 밖에 규정된 액슬 강도를 충족하는 용접 가능한 차량 구조용 합금 강판 등이 될 수 있다.
도 3의 예에서, 도면부호 14는 액슬 본체(11)에서 현가장치(즉 서스펜션)용 에어 스프링이 설치되는 부위인 스프링 장착부를 나타내고, 도면부호 15는 액슬 마운팅 킷 결합부를 나타내며, l1, l2, l3는 액슬 각 부위의 길이를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 액슬 본체(11)의 양단부에는 너클과의 결합을 위한 킹핀이 삽입되는 킹핀 체결부, 즉 킹핀을 매개로 너클과 결합되는 액슬의 원통형 보스부(13)가 설치된다.
상기 보스부(13)는 액슬 본체(11)에서 소정 각도로 기울어진 상태로 결합되는데, 액슬(10)에 대하여 보스부(13)가 기울어진 각도는 차종별로 또는 차량에서 사용되는 액슬의 사양별로 달라질 수 있으며, 다양한 경사각으로 보스부(13)가 설치될 수 있다.
또한, 액슬은 좌우 대칭인 형상을 가지도록 제작되며, 액슬 본체(11)와 보스부(13), 부속구조물(14,15)들이 액슬 본체(11)의 길이방향 중심을 기준으로 좌우 대칭된 형상을 가지도록 제작될 수 있다.
액슬 제작 과정에서는 금속 판재(12)를 용접하여 도시된 바와 같은 사각 단면의 중공 관 형상을 가지는 액슬 본체(11)를 제작한 후, 액슬 본체(11)의 양단부에 보스부(13)를 규정된 경사각으로 용접하여 고정하고, 이어 부속구조물인 스프링 장착부(14)와 액슬 마운팅 킷 결합부(15) 등을 액슬 본체(11)의 정해진 각 위치에 고정 설치한다.
이러한 액슬 제작 과정에서 본 발명에 따른 지그 장치가 이용될 수 있으며, 본 발명에 따른 지그 장치(100)는 후술하는 바와 같이 금속 판재(12)를 용접하여 액슬 본체(11)를 제작하기 위한 판재 용접용 지그(도 5에서 도면부호 110임)와, 액슬 본체(11)에 보스부(13)를 정해진 경사각으로 정확히 용접하기 위한 보스부 용접용 지그(도 7에서 도면부호 120임)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같은 액슬 구조에서, 액슬(10)의 보스부(13)가 너클 암(미도시) 사이에 삽입되고 난 상태에서, 상기 보스부(13)의 중공 내측과 너클 암의 관통공을 관통하도록 킹핀(미도시)이 조립됨으로써 너클이 킹핀을 매개로 액슬에 결합되고, 이때 너클이 액슬에서 킹핀을 중심으로 회전 가능한 구조가 되도록 결합된다.
이로써 너클과 액슬이 결합된 상태에서 킹핀은 차량의 방향 전환시(즉 조향시)에 차륜의 회전중심이 된다.
한편, 도 4는 액슬 본체의 단부에 보스부가 정해진 경사각을 가지도록 설치된 상태를 보이기 위한 확대 사시도로서, 액슬(10)의 좌우 대칭인 형상 중 액슬의 한쪽 단부를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 액슬 본체(11)는 차종별, 사양별 규정된 길이(l)를 가지며, 액슬 본체(11)의 단부에 용접되는 보스부(13)는 원통의 중심선이 상하 수직선을 기준으로 정해진 각도(θ)로 기울어진 구조로 되어 있다.
상기 보스부(13)에 중공 내측으로 킹핀이 삽입되어 체결되므로 상기 보스부(13)의 경사각이 바로 차량의 킹핀각이 된다.
상기 액슬 본체(11)의 길이(l)와 보스부(13)의 경사각(킹핀각)(θ)은 차종별로, 그리고 액슬의 사양별로 달라질 수 있다.
이와 같이 액슬(10)이 좌우 대칭인 단순한 형상을 가지지만 차종에 따라, 그리고 차량에서 요구되는 사양에 따라 액슬(10)의 길이(l)와 보스부(13)의 경사각(θ)이 달라질 수 있다.
만약, 본 발명의 지그 장치와 같이 범용적으로 이용될 수 있는 장치가 없다면, 제작하고자 하는 액슬의 사양마다 해당 사양의 액슬을 용접하여 제작할 수 있는 지그를 각각 별도로 제작해야 하고, 액슬의 사양이 달라질 때마다 새로이 지그를 제작하여야 하는바, 지그 장치의 제작에 많은 비용이 소요될 수 있고, 그로 인해 원가 상승의 문제점이 있는 것은 물론, 새로운 지그 장치의 제작에 많은 노력과 시간이 소요되는 문제점이 있게 된다.
따라서, 액슬 길이와 보스부 경사각이 다양하더라도 다양한 길이의 금속 판재들을 용접할 수 있도록 하여 원하는 사양의 액슬을 제작할 수 있는 범용의 지그 장치가 필요하다.
이에 따라 본 발명에서는 액슬(10)을 구성하게 되는 좌우 대칭의 금속 판재(12)들을 길이에 상관없이 용접 동안 안정적으로 지지시킬 수 있는 용접용 지그 장치가 개시된다.
이러한 본 발명의 지그 장치는 용접 동안 길이에 상관없이 필요한 길이의 금속 판재(12)들을 안정적으로 지지시켜 액슬 본체(11)를 제작할 수 있으므로 다양한 길이의 액슬(10)을 제작하는데 범용적으로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 지그 장치는 액슬 본체(11)가 제작되고 나면, 보스부(13)를 규정된 경사각으로 정확히 배치하여 고정할 수 있도록 구성됨으로써 보스부(13)를 액슬 본체(11)의 단부에 용접함에 있어서도 정확한 경사각으로 용접할 수 있게 해준다.
이를 위해 본 발명의 지그 장치는 금속 판재(12)를 용접하여 액슬 본체(11)를 제작하기 위한 판재 용접용 지그(도 5에서 도면부호 110임)와, 액슬 본체(11)에 보스부(13)를 정해진 경사각으로 정확히 용접하기 위한 보스부 용접용 지그(도 7에서 도면부호 120임)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치에서 판재 용접용 지그의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치(100)의 판재 용접용 지그(110)는 금속 판재가 올려져 지지되는 2개의 지지대(115a,115b)와, 이 지지대(115a,115b)를 사용자 조작에 따라 위치 조정될 수 있게 선형 이동시키는 이동기구를 포함한다.
상기 이동기구는 이하의 설명에서 핸들(114) 또는 모터(114a), 제1 구동축(112), 기어기구, 제1 및 제2 종동축(115a,115b)을 포함하는 구성이다.
좀더 구체적으로 설명하면, 판재 용접용 지그(110)는, 고정형 구조물인 본체 프레임(111)과, 본체 프레임(111)에 상하로 길게 배치된 상태로 회전 가능하게 설치되는 제1 구동축(112)과, 제1 구동축(112)의 상단부에 일체로 회전되도록 장착되는 제1 기어(113a)를 포함한다.
여기서, 제1 구동축(112)은 사용자가 회전 조작할 수 있게 구비되는 것으로, 사용자가 수동으로 회전시킬 수 있도록 핸들(114)이 결합된 구성이 될 수 있고, 또는 전동으로 회전시킬 수 있도록 모터(114a)가 결합된 구성이 될 수 있다.
모터(114a)를 구동원으로 사용하는 실시예에서는 사용자가 스위치 등의 조작수단(미도시)을 조작할 경우 모터의 구동이 제어되도록 구성되고, 모터를 정방향 또는 역방향으로 회전시킴에 따라 후술하는 좌측과 우측의 두 지지대(117)가 동시에 이동될 수 있게 구성된다.
그리고, 본 발명의 실시예에서 판재 용접용 지그(110)는, 본체 프레임(111)에 회전 가능하게 설치되고 제1 구동축(112)을 중심으로 그 좌측과 우측에 수평으로 길게 배치됨과 동시에 좌우 대칭되게 배치되는 제1 종동축(115a) 및 제2 종동축(115b)과, 상기 제1 종동축(115a)의 단부 및 제2 종동축(115b)의 단부에 일체로 회전되도록 장착되고 제1 기어(113a)에 베벨 기어 형태로 치합되는 제2 기어(113b) 및 제3 기어(113c)를 더 포함한다.
상기 제1 종동축(115a)과 제2 종동축(115b)은 본체 프레임(111)의 상면에 베어링 수단(116a,116b)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 제1 구동축(112)이 수직축이라면, 제1 종동축(115a)과 제2 종동축(115b)은 본체 프레임(111)의 상면에 수평으로 길게 배치되는 수평축이 될 수 있다.
즉, 제1 종동축(115a)과 제2 종동축(115b)은 수직축인 제1 구동축(112)과 직각으로 배치되는 수평축으로서, 베벨 기어를 구성하고 있는 제1 기어(113a), 제2 기어(113b), 제3 기어(113c)를 통해 제1 구동축(112)의 회전력을 전달받게 된다.
구동축(112)과 두 종동축(115a115b)이 직각으로 배치되는 축들이므로, 이렇게 직각으로 배치되는 축들 사이에 회전력을 전달하기 위해서는 베벨 기어 형태의 기어 기구가 이용되어야 하고, 따라서 제1 구동축(112)과 제1 및 제2 종동축(115a,115b) 사이의 회전력 전달을 위한 제1 기어(113a)와 제2 기어(113b), 그리고 제3 기어(113c)는 베벨 기어 형태의 기어 기구를 구성하도록 조합된다.
사용자가 조작하여 제1 구동축(112)이 회전되면, 제1 기어(113a), 제2 기어(113b), 제3 기어(113c)로 구성된 기어 기구를 통해 제1 구동축(112)의 회전력을 전달받는 제1 종동축(115a)과 제2 종동축(115b)이 동시에 회전된다.
그리고, 본 발명의 실시예에서 판재 용접용 지그(110)는, 제1 종동축(115a)과 제2 종동축(115b) 상에 나사 결합되어 각 종동축을 따라 직선으로 선형 이동하는 지지대(117)와, 상기 지지대(117)를 본체 프레임(111)에서 회전되지 않도록 회전방향으로는 구속하면서 해당 종동축(115a,115b)을 따르는 축방향으로는 선형 이동될 수 있게 안내하는 가이드부(도 6에서 도면부호 119임)를 더 포함한다.
도 5에 예시된 실시예에서는 상기 각 지지대(117)의 하부에 체결부(118)가 일체로 설치되고, 상기 체결부(118)가 해당 종동축(115a,115b)에 나사 결합되고 있으며, 이러한 나사 결합 구조에 의해 제1 및 제2 종동축(115a,115b)이 회전될 때 체결부(118) 및 지지대(117)가 각각의 종동축을 따라서 축방향으로 선형 이동하게 된다.
결국, 제1 구동축(112)으로 인가되는 수동 또는 전동의 회전력은 베벨 기어 형태의 기어 기구, 제1 종동축(115a)과 제2 종동축(115b)으로 전달된 뒤, 각 종동축에 나사 체결된 체결부(118)를 통해 직진력, 즉 지지대(117)의 직선 이동력으로 변환된다.
이때, 지지대(117)는 기어(113a,113b,113c)와 종동축(115a,115b), 체결부(118) 등의 대칭된 구성에 의해 지지 및 이동되므로 서로 반대방향으로 동시에 선형 이동하게 된다.
또한, 지지대(117)는 사각 단면의 중공 관 형상을 가지도록 액슬 본체(11)를 제작함에 있어서, 액슬 본체(11)를 구성하게 되는 금속 판재(12)들을 용접 동안 지지시키는 부분으로서, 액슬 본체(11) 및 금속 판재(12)들이 좌우 대칭된 형상을 가지므로, 지그(110)에서 지지대(117) 또한 좌우 대칭된 배치 형상 및 구성을 가지도록 설치된다.
상기와 같은 구성의 판재 용접용 지그(110)에서는 제1 구동축(112)을 회전시킴으로써 좌우 대칭으로 배치된 두 지지대(117)가 동시에 중심(제1 구동축 및 기어 기구가 위치된 중심 위치)을 향해 이동하거나 그 반대 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 본체 프레임(111)과 지지대(117) 사이에는 가이드부(119)가 개재되며, 여기서 가이드부(119)는 지지대(117)의 축방향 선형 이동을 안내하는 구성요소로서, 도 6는 가이드부(119)의 예로서 레일 기구 형태의 가이드부를 예시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본체 프레임(111)의 상면에 제1 종동축(115a) 및 제2 종동축(115b)과 나란한 방향을 따라 길게 배치되도록 레일(119a)이 구비되고, 지지대(117)의 하면에는 상기 레일(119a)에 결합되는 레일결합부(119b)가 설치된다.
이때, 레일결합부(119b)는 레일(119a)이 삽입되는 레일홈(119c)을 구비할 수 있고, 상기 레일홈(119c)에 레일(119a)이 삽입됨으로써 레일(119a)과 레일결합부(119b)가 상호 슬라이드 가능하게 결합된다.
상기와 같은 가이드부(119)의 구성에 따르면, 레일(119a)이 레일홈(119c)에 삽입된 상태에서 지지대(117)는 회전되지 못하고 본체 프레임(111)상의 레일을 따라서만 직선 이동될 수 있고, 지지대(117)가 해당 종동축(115a,115b)을 따라 축방향 선형 이동될 때 본체 프레임(111)의 레일(119a)을 따라 편차 없이 안정적으로 이동 및 안내될 수 있다.
이로써, 상기한 구성에 따르면, 제1 구동축(112)을 회전시키는 것에 의해 지지대(117)가 해당 종동축(115a,115b)을 따라 축방향으로 선형 이동되므로, 사용자가 제1 구동축(112)을 원하는 양만큼 회전시키는 것에 의해 지지대(117)의 위치가 조정될 수 있게 된다.
결국, 지지대(117)의 위치가 조정됨에 따라 액슬 본체 제작시 용접되는 금속 판재에 대한 지지점의 위치가 조정될 수 있고, 결국 액슬 본체 및 금속 판재의 길이에 상관없이 안정적으로 액슬 본체 및 금속 판재를 지지시킬 수 있게 된다.
즉, 필요한 금속 판재의 길이에 맞게 지지대(117)의 위치를 조정한 뒤 용접되는 금속 판재를 지지시킬 수 있으므로 다양한 길이의 액슬 본체를 제작할 수 있게 되는 것이다.
실제 금속 판재를 사각으로 배치하여 용접함에 있어서 하나의 금속 판재가 지지대(117) 위에 얹어진 뒤, 이 얹어진 금속 판재에 용접되는 또 다른 금속 판재의 경우 별도의 클램프 등을 통해 고정 및 지지시킬 수 있다.
이와 같이 금속 판재를 특정 위치에 놓이도록 고정 및 지지하는 별도의 고정 및 지지 구조에 대해서는 통상의 기술자에게 이미 알려져 있는 공지의 기술 사항이면서 본 발명의 요지를 벗어나는 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 가늘고 긴 금속 판재를 고정 및 지지할 수 있는 것이라면 채택 가능하고, 지지대(117) 위에 클램프 등의 고정 및 지지 구조를 지지시켜 설치하거나, 또는 지지대(117)와는 별도로 구비되는 구조물에 고정 및 지지 구조를 지지시켜 설치하는 것이 가능하다.
다음으로, 도 7는 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치에서 보스부 용접용 지그의 구성을 개략적으로 도시한 도면으로서, 보스부 용접용 지그(120)에 액슬 본체(11)와 보스부(13)가 장착된 상태로 도시하였다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치(100)의 보스부 용접용 지그(120)는, 고정형 구조물인 본체 프레임(121)과, 본체 프레임(121)에 상하로 길게 배치된 상태로 회전 가능하게 설치되는 제2 구동축(122)과, 제2 구동축(122)의 상단부에 일체로 회전되도록 장착되는 제4 기어(123a)를 포함한다.
상기 보스부 용접용 지그(120)의 본체 프레임(121)은 판재 용접용 지그(110)의 본체 프레임(111)과는 별도로 구비되는 고정형 구조물이다.
그리고, 본 발명의 실시예에서 보스부 용접용 지그(120)는, 본체 프레임(121)에 회전 가능하게 설치되고 제2 구동축(122)을 중심으로 그 좌측과 우측에 수평으로 길게 배치됨과 동시에 좌우 대칭되게 배치되는 제3 종동축(125a) 및 제4 종동축(125b)과, 상기 제3 종동축(125a)의 단부 및 제4 종동축(125b)의 단부에 일체로 회전되도록 장착되고 제4 기어(123a)에 베벨 기어 형태로 치합되는 제5 기어(123b) 및 제6 기어(123c)를 더 포함한다.
이에 더하여, 본 발명의 실시예에서 판재 용접용 지그(110)는, 제3 종동축(125a)과 제4 종동축(125b) 상에 나사 결합되어 각 종동축을 따라 직선으로 선형 이동하는 지지대(127)와, 상기 지지대(127)를 본체 프레임(121)에서 회전되지 않도록 회전방향으로는 구속하면서 해당 종동축(125a,125b)을 따르는 축방향으로는 선형 이동될 수 있게 안내하는 가이드부(미도시)를 더 포함한다.
이러한 보스부 용접용 지그(120)에서 제2 구동축(122), 제4 기어(123a), 제3 종동축(125a) 및 제4 종동축(125b), 제5 기어(123b) 및 제6 기어(123c), 지지대(127) 및 가이드부에 대해서는, 전술한 판재 용접용 지그(110)의 제1 구동축(112), 제1 기어(113a), 제1 종동축(115a) 및 제2 종동축(115b), 제2 기어(113b) 및 제3 기어(113c), 지지대(117) 및 가이드부(119)와 비교하여 형상의 차이는 있을 수 있지만 구성상의 차이는 없으므로, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 보스부 용접용 지그(120)의 가이드부에 대해 도면으로 예시하지는 않았으나, 도 6에 도시된 판재 용접용 지그(110)의 가이드부(119)와 비교하여 구성상의 차이가 없으며, 따라서 도면은 생략하였다.
다만, 보스부 용접용 지그(120)는, 지지대(127)에 얹어진 액슬 본체(11)의 단부에 용접되는 보스부(13)가 결합될 수 있고 결합된 상태의 보스부(13)를 규정된 경사각 및 높이에 위치하도록 고정 및 지지시키는 지지핀(130)을 더 포함한다.
상기 지지핀(130)은 실제 킹핀과 유사하게 보스부(13)의 중공 내측으로 삽입될 수 있도록 구비되는 것으로, 이 지지핀(130)의 하단부 일측에 돌출 형성된 링크 브라켓(131)이 보스부 용접용 지그(120)의 본체 프레임(121)에서 측면으로 위치되는 고정 구조물(140)의 지지 브라켓(141)과 힌지 결합된다.
또한, 상기 지지핀(130)의 하단부 타측이 지지대(127)에서 지지핀(130)의 경사각이 조절될 수 있게 힌지 결합되는데, 이때 지지핀(130)의 하단부 타측에는 지지핀 길이방향을 따라 길게 슬롯(131)이 형성될 수 있고, 지지대(127)에 설치된 결합핀(127a)이 상기 슬롯(131)에 삽입되어 결합될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 결합핀(130)의 하단부에 상측에 비해 상대적으로 큰 직경을 가지는 안착부(132)가 형성되는바, 이 안착부(132)에 링크 브라켓(133)이 측방으로 돌출되도록 형성된다.
또한, 상기 결합핀(130)에는 안착부(132)의 하측으로 지지대(127)와 결합되는 부위에 지지대(127)의 결합핀(127a)이 삽입되는 상기 슬롯(131)이 형성된다.
결국, 수평으로 선형 이동하는 지지대(127)에 대하여 상기 결합핀(127a)과 지지핀(130), 링크 브라켓(133) 및 지지 브라켓(141)이 고정 구조물(140)과의 사이에 개재되는 링크 기구를 구성하게 되는바, 이 중에서도 보스부(13)의 증공 내측으로 삽입되는 지지핀(130)은 지지대(127)의 이동시에 경사각이 조절될 수 있게 된다.
그리고, 상기 지지핀(130)에는 소정의 두께를 가지는 지지링(134)이 설치될 수 있고, 이 지지링(134)은 중공 내측으로 지지핀(130)이 삽입될 수 있도록 되어 있는바, 지지링(134)이 안착부(132)에 의해 지지되도록 지지핀(130)에 결합되고 난 상태에서 지지링(134) 위의 지지핀(130)에 실제 액슬 본체(11)에 용접될 보스부(13)가 끼워져 결합된다.
결국, 지지링(134)의 두께에 따라 지지핀(130)에서 보스부(13)의 위치 및 그 높이가 결정되는데, 보스부(13)를 원하는 높이에 위치시켜 고정하기 위해서 필요한 두께를 가지는 지지링(134)을 선택하여 사용하게 된다.
즉, 다양한 길이를 가지는 지지링(134) 중 필요한 길이를 가지는 지지링을 선택하여 사용하는 것이며, 선택된 지지링(134)을 먼저 지지핀(130)에 결합한 상태에서 그 위로 보스부(13)를 지지핀(130)에 동일한 방법으로 끼워 결합하면, 지지링(134)의 길이에 따라 원하는 높이로 보스부(13)를 위치시킬 수 있게 된다.
또한, 지지대(127)의 위치를 조정해주면, 즉 제2 구동축(122)을 회전시켜 제4 기어(123a), 제5 기어(123b), 제6 기어(123c)를 회전시키고, 이로써 제3 종동축(125a) 및 제4 종동축(125b)을 회전시켜 나사 결합된 체결부(128)를 통해 지지대(127)가 해당 종동축(125a,125b)을 따라 축방향으로 선형 이동되도록 하면, 지지대(127)에 결합된 지지핀(130)의 경사각이 조정된다.
따라서, 지지핀(130)에 결합되어 있는 보스부(13)의 경사각이 액슬 본체(11)에 용접될 수 있는 규정된 각도로 조정될 수 있게 된다.
또한, 보스부 용접용 지그(120)는 좌우 대칭된 구성을 가지므로, 좌우 양단부에 지지핀(130)이 위치되고, 좌우 양측 지지핀(130)에 각각 액슬 본체(11)의 양단부에 용접될 보스부(13)가 결합되어 배치될 수 있다.
결국, 용접 과정을 살펴보면, 판재 용접용 지그(110)에서 금속 판재들을 용접하여 사각 단면의 중공 관 형상을 가지는 액슬 본체(도 3의 형상 참조)를 제작한 후, 제작된 액슬 본체(11)를 보스부 용접용 지그(120)의 지지대(127) 위에 얹어서 지지시킨다.
이때, 지지대(127)의 위치를 미리 조정함과 동시에, 지지핀(130) 및 이에 결합된 보스부(13)의 경사각이 지지대(127) 위에 올려진 액슬 본체(11)에 대해 규정된 각도가 되도록 미리 조정해 놓는다.
이렇게 조정이 끝난 상태에서 지지대(127) 위에 액슬 본체(11)가 올려지면, 지지핀(130)에 결합되어 있는 보스부(13)가 액슬 본체의 양단부 조립 정 위치에 규정된 경사각으로 정확히 위치될 수 있으며, 이 상태로 보스부(13)를 액슬 본체(11)의 양단부에 용접해주면 액슬을 제작할 수 있게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치에 대하여 상세히 설명하였는바, 지그 장치를 이용할 경우 금속 판재를 용접하여 사각 단면의 중공 관 형상을 가지는 액슬을 쉽고 편리하게 제작할 수 있고, 특히 지지대의 위치를 조정하여 다양한 길이의 금속 판재를 지지시킬 수 있으므로 다양한 사양의 액슬을 제작하는데 범용적으로 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 지그 장치를 이용하면, 지지대의 위치를 조정하여 좌우 대칭된 형상의 금속 판재 및 액슬 본체를 용접 동안 정확한 위치에서 지지시킬 수 있으므로 작업이 쉽고 편리해지는 것은 물론, 불량이 없는 우수한 제품을 제작할 수 있게 된다.
또한, 지그에서 보스부의 경사각을 규정 각도로 미리 조정해놓은 상태에서 액슬 본체에 용접할 수 있으므로 액슬 본체에 보스부를 정확한 경사각으로 용접하는 것이 가능해진다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 액슬 11 : 액슬 본체
12 : 금속 판재 13 : 보스부
14 : 스프링 장착부 15 : 액슬 마운팅 킷 결합부
100 : 액슬 제작용 지그 장치 110 : 판재 용접용 지그
111 : 본체 프레임 112 : 제1 구동축
113a : 제1 기어 113b : 제2 기어
113c : 제3 기어 114 : 핸들
114a : 모터 115a : 제1 종동축
115b : 제2 종동축 116a, 116b : 베어링 수단
117 : 지지대 118 : 체결부
119 : 가이드부 119a : 레일
119b : 레일결합부 119c : 레일홈
120 : 보스부 용접용 지그 121 : 본체 프레임
122 : 제2 구동축 123a : 제4 기어
123b : 제5 기어 123c : 제6 기어
124 : 핸들 124a : 모터
125a : 제3 종동축 125b : 제4 종동축
126a, 126b : 베어링 수단 127 : 지지대
127a : 결합핀 128 : 체결부
130 : 지지핀 131 : 슬롯
132 : 안착부 133 : 링크 브라켓
134 : 지지링 140 : 고정 구조물
141 : 지지 브라켓

Claims (6)

  1. 금속 판재를 용접하여 액슬 본체를 제작하고 상기 제작된 액슬 본체의 양단부에 깅핀이 체결되는 보스부를 용접하여 액슬을 제작하기 위한 차량 액슬 제작용 지그 장치로서,
    상기 금속 판재를 용접하여 액슬 본체를 제작할 때 용접되는 금속 판재들 중 적어도 하나를 지지시키는 판재 용접용 지그와;
    상기 판재 용접용 지그에서 금속 판재를 용접하여 제작한 액슬 본체가 올려지는 지지대와, 상기 지지대 위에 올려진 액슬 본체의 양단에 용접되는 보스부가 정해진 경사각을 유지하도록 결합되는 지지핀을 포함하는 보스부 용접용 지그;를 포함하고,
    상기 판재 용접용 지그는,
    고정형 구조물인 본체 프레임에 설치되어 금속 판재가 올려지는 2개의 지지대와, 본체 프레임에서 상기 2개의 지지대를 선형 이동시키기 위한 이동기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 액슬 제작용 지그 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 판재 용접용 지그의 이동기구는,
    사용자 조작이 가능한 핸들 또는 모터와;
    상기 핸들 또는 모터에 결합되고 본체 프레임에 회전 가능하게 설치되어 핸들 또는 모터의 회전력을 전달받아 회전되는 제1 구동축과;
    상기 제1 구동축의 회전력을 전달하는 기어기구와;
    상기 본체 프레임에 상기 기어기구를 중심으로 좌우 대칭되게 수평 배치되고 기어기구를 통해 제1 구동축의 회전력을 전달받아 회전되는 제1 종동축 및 제2 종동축;을 포함하며,
    상기 제1 종동축과 제2 종동축에 하나씩 상기 지지대가 나사 결합되고,
    상기 각 지지대와 본체 프레임 사이에 지지대의 회전은 구속하면서 지지대가 종동축을 따라 축방향 선형 이동되도록 지지대의 선형 이동을 안내하는 가이드부가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 액슬 제작용 지그 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 구동축이 본체 프레임에서 상하로 길게 수직으로 설치되고,
    상기 기어기구는,
    상기 제1 구동축의 상단부에 설치되는 제1 기어와;
    상기 제1 종동축 및 제2 종동축의 단부에 설치되어 각각 상기 제1 기어에 치합되어 베벨 기어를 구성하는 제2 기어 및 제3 기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 액슬 제작용 지그 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보스부 용접용 지그는,
    상기 판재 용접용 지그의 본체 프레임과는 별도로 구비되는 본체 프레임에 설치되어 상기 액슬 본체가 올려지는 2개의 지지대를 가지며,
    상기 본체 프레임에서 상기 2개의 지지대를 선형 이동시키기 위한 이동기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 액슬 제작용 지그 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 보스부 용접용 지그의 이동기구는,
    사용자 조작이 가능한 핸들 또는 모터와;
    상기 핸들 또는 모터에 결합되고 보스부 용접용 지그의 본체 프레임에 회전 가능하게 설치되어 핸들 또는 모터의 회전력을 전달받아 회전되는 제2 구동축과;
    상기 제2 구동축의 회전력을 전달하는 기어기구와;
    보스부 용접용 지그의 본체 프레임에 상기 기어기구를 중심으로 좌우 대칭되게 수평 배치되고 기어기구를 통해 제2 구동축의 회전력을 전달받아 회전되는 제3 종동축 및 제4 종동축;을 포함하며,
    상기 제3 종동축과 제4 종동축에 하나씩 상기 지지대가 나사 결합되고,
    상기 각 지지대와 본체 프레임 사이에 지지대의 회전은 구속하면서 지지대가 종동축을 따라 축방향 선형 이동되도록 지지대의 선형 이동을 안내하는 가이드부가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 액슬 제작용 지그 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 보스부 용접용 지그에서 지지핀은,
    보스부의 중공 내측으로 삽입됨으로써 보스부가 결합되도록 구비되고,
    상기 보스부가 결합된 상태에서 보스부 용접용 지그의 지지대가 이동함에 따라 보스부와 함께 지지대에서 경사각이 조정될 수 있도록, 상기 보스부 용접용 지그의 측면으로 위치되는 고정 구조물과 보스부 용접용 지그의 각 지지대 사이에 회전 가능하게 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 차량 액슬 제작용 지그 장치.



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