KR20220088101A - 부품별 범용이 가능한 조립용 지그 - Google Patents

부품별 범용이 가능한 조립용 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차를 비롯한 각종 기계장치를 조립하는 라인에 적용되어 다양한 종류의 부품 또는 하위 조립체 등을 그 형상이나 크기에 따라 구속하는 상태로 탑재하는 부품별 범용이 가능한 조립용 지그에 관한 것이다. 본 발명은, 상판을 구비한 컨테이너와, 상하방향으로 관통공이 형성된 상태로 컨테이너의 상판에 설치되는 복수 개의 튜브와, 이 튜브보다 상하방향으로 길게 형성되어 튜브에 일부분이 삽입된 상태에서 컨테이너의 내부를 상대로 승강 작동할 수 있게 되며 상단부에 조립용 부품이 안착되는 플로팅 핀과, 컨테이너의 내부에 마련되어 플로팅 핀을 항시 상승시키려는 텐션을 부여하는 텐션유지수단을 포함하여 이루어진다.

Description

부품별 범용이 가능한 조립용 지그{Jig for assembling available in general by parts}
본 발명은 조립용 지그에 관한 것으로, 특히 자동차를 비롯한 각종 기계장치를 조립하는 라인에 적용되어 다양한 종류의 부품 또는 하위 조립체 등을 그 형상이나 크기에 따라 구속하는 상태로 탑재하는 부품별 범용이 가능한 조립용 지그에 관한 것이다.
예컨대 자동차를 구성하는 부품에는 단일체로 이루어진 것을 비롯하여 몇 개의 단일 부품들이 조립된 하위 조립체(sub-assembly), 그리고 일정한 기능을 수행하도록 여러 가지 부품들의 규격화된 조립체로 구성된 모듈 등이 있다. 이러한 부품 또는 하위 조립체나 모듈 등(이하, '부품'으로 통칭한다)은 각 공정을 경유하면서 작업자의 수작업이나 로봇을 이용한 자동화 작업에 의해 추가적인 용접이나 실러 또는 하드웨어 접착 등의 작업이 이루어지게 된다.
이처럼 각 조립 공정에 투입되는 부품이나 하위 조립체들은 지그에 순서대로 배치되어 작업자나 로봇에 의해 정확하고 신속하게 조립이 이루어진다. 그런데, 종래의 지그는 배치되는 해당 부품이나 하위 조립체의 형상이나 크기에 대응하는 구조로 제작이 되기 때문에, 형상이나 크기가 상이한 다른 부품이나 하위 조립체에는 사용할 수 없고, 부품이나 하위 조립체별로 여러 가지 지그를 구비하여야 하는 문제가 있다.
대한민국 특허공개번호 제10-1997-0020318호(1997.05.28. 공개) 대한민국 특허공개번호 제10-2005-0121553호(2005.12.27. 공개)
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로, 다양한 종류의 부품을 그 형상이나 크기에 맞추어 안정적으로 구속하는 상태로 탑재할 수 있는 부품별 범용이 가능한 조립용 지그를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상판을 구비한 컨테이너와, 상하방향으로 관통공이 형성된 상태로 컨테이너의 상판에 설치되는 복수 개의 튜브와, 이 튜브보다 상하방향으로 길게 형성되어 튜브에 일부분이 삽입된 상태에서 컨테이너의 내부를 상대로 승강 작동할 수 있게 되며 상단부에 조립용 부품이 안착되는 플로팅 핀과, 컨테이너의 내부에 마련되어 플로팅 핀을 항시 상승시키려는 텐션을 부여하는 텐션유지수단을 포함하여 이루어진 부품별 범용이 가능한 조립용 지그를 제공한다.
본 발명은 상기 플로팅 핀의 승강 작동을 구속할 수 있는 구속수단을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 구속수단은, 플로팅 핀에서 튜브에 삽입되는 일부분 이외의 부분에 형성되는 나선부와, 플로팅 핀이 끼워지도록 천공되면서 상기 나선부와 치합될 수 있는 나선이 형성된 작동 구멍을 구비하되 플로팅 핀의 나선부가 형성된 높이에 배치되어 수평 이동시 작동 구멍의 나선이 플로팅 핀의 나선부에 치합되면서 플로팅 핀의 승강 작동을 구속하게 되는 플레이트와, 이 플레이트를 수평 이동시키는 구동부를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 플로팅 핀에는 플로팅 핀의 높이를 연장시키는 높이연장부재가 선택적으로 결합될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 텐션유지수단은, 컨테이너의 내부에 충만되어 플로팅 핀에 부력에 의한 텐션을 부여하게 되는 액상물질일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 텐션유지수단은, 플로팅 핀과 연결되어 플로팅 핀에 신장력에 의한 텐션을 부여하게 되는 탄성지지체일 수 있다.
위와 같이 구성된 본 발명은 부품의 형상이나 크기와 상관 없이 해당 부품을 플로팅 핀에 배치한 상태에서 안정적으로 구속하여 탑재할 수 있으므로, 다양한 종류의 부품에 범용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 종래와 같이 부품들의 형상 및 크기에 대응하는 여러 가지의 지그를 구비할 필요가 없으므로, 비용면에서 경제적인 효과가 매우 크다.
도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명의 지그에 부품이 배치된 모습을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 플로팅 핀과 플레이트의 구조를 예시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 상태로부터 플레이트가 구동되어 플로팅 핀을 구속한 모습을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 3에 예시된 플로팅 핀에 높이연장부재가 결합된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 높이연장부재가 결합된 본 발명의 다른 실시예와 부품의 안착 모습을 나타낸 측면도이다.
도 7은 도 6의 상태로부터 플로팅 핀이 하강 작동 후 텐션이 유지되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 적용되는 텐션유지수단의 다른 예를 보여주는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 대한 설명에서 사용되는 '부품'이라는 용어는 단일체로 이루어진 단일 부품, 몇 개의 단일 부품들이 조립된 하위 조립체(sub-assembly), 그리고 일정한 기능을 수행하도록 여러 가지 부품들의 규격화된 조립체로 구성된 모듈(module)을 모두 포괄하는 개념이다.
도 1에 예시된 본 발명의 실시예는 하부의 컨테이너(10)와, 이 컨테이너(10) 상에 설치된 튜브(20)들과, 각각의 튜브(20)들에 설치된 플로팅 핀(30)들, 그리고 도 1에는 보이지 않지만 플로팅 핀(30)들에 대해 텐션을 부여하는 텐션유지수단을 구비하고 있다. 플로팅 핀(30)들의 중간 높이에 플레이트(40)가 배치되어 있는데, 이 플레이트(40)는 도 6 또는 도 7에 보이는 구동부(150)와 같은 요소와 연결되어 지지되지만 도 1의 실시예에서는 제외되어도 무방하다.
컨테이너(10)는 내부에 텐션유지수단을 수용하게 되며, 상측에 상판(11)을 구비하고 있다.
컨테이너(10)의 상판(11)에는 복수 개의 튜브(20)들이 설치된다. 각각의 튜브(20)들은 도 3에 보이는 것처럼 상하방향으로 관통공(21)이 형성된 구조의 관으로서, 관통공(21)이 상하방향을 향하는 상태로 컨테이너(10)의 상판(11)에 실링부재(11a)의 매개 하에 설치된다. 이 실링부재(11a)는, 후술하는 본 발명의 다른 실시예에서 텐션유지수단이 컨테이너(10)의 내부에 충만되는 액상물질일 경우에, 액상물질이 컨테이너(10)의 상판(11)과 튜브(20)의 외주연 사이를 통해 누설되는 것을 방지하기 위해 구비되는 것이므로, 도 1의 실시예에서 배제될 수도 있다.
플로팅 핀(30)들은 튜브(20)보다 상하방향으로 길게 형성되어 튜브(20)에 아랫쪽 일부분이 삽입된다. 이 상태에서 도 6과 도 7의 예에 보이는 것처럼 플로팅 핀(30)들이 튜브(20)에 의해 지지를 받으면서 컨테이너(10)의 내부를 상대로 승강 작동할 수 있게 된다. 특히, 플로팅 핀(30)의 상단부에는 도 2에 그려진 것처럼 조립용 부품(P)이 안착이 될 수 있게 된다.
텐션유지수단은 컨테이너(10)의 내부에 마련되어 플로팅 핀(30)들을 항시 상승시키려는 텐션을 부여하는데, 도 1의 실시예에 나타나 있지 않으므로 후술하는 다른 실시예에서 설명하기로 한다.
플로팅 핀(30)들 위에 도 2와 같이 부품(P)이 놓여지면, 플로팅 핀(30)들 중 부품(P)과 직접 접촉하고 있는 플로팅 핀(30)들이 부품(P)의 하중에 의해 튜브(20)에 삽입된 상태로 지지되면서 하강하게 된다. 이때, 텐션유지수단에 의해 플로팅 핀(30)을 위쪽으로 상승시키려는 텐션이 작용하므로, 플로팅 핀(30)이 컨테이너(10)의 내부 바닥으로 완전히 하강하지 않고, 도 7에 보이는 것처럼 높낮이 차이가 있는 부품(P)의 형상과 크기에 대응하는 높이만큼만 하강함으로써 부품(P)을 그 형태대로 탑재할 수 있게 된다.
부품(P)과 직접 접촉하지 않고 있는 주변의 플로팅 핀(30)들은, 부품(P)이 놓여져 직접 접촉하고 있는 플로팅 핀(30)들보다 높이 돌출된 본래의 상태를 유지하므로 부품(P)의 주변을 감싸게 된다. 따라서, 본 발명의 지그는 어떠한 종류의 부품이더라도 그 형상이나 크기에 맞추어 해당 부품을 안정적으로 구속하는 상태로 탑재할 수가 있다.
한편, 위의 실시예에서는 플로팅 핀(30) 위에 부품(P)이 놓여진 상태에서 외부로부터 물리적인 힘이 가해질 경우 플로팅 핀(30)이 상하로 유동될 우려가 있다. 따라서, 이러한 점을 보완하면서 부품(P)을 더욱 안정적으로 탑재할 수 있도록 하기 위해, 플로팅 핀(30)의 승강 작동을 구속(拘束)할 수 있는 구속수단이 더 구비될 수 있다.
구속수단을 구성하는 첫 번째 요소는, 도 3에 보이는 바와 같이, 플로팅 핀(130)에 형성되는 나선부(131)이다. 즉, 도 1에 도시된 플로팅 핀(30)은 외주면이 평탄면으로 이루어진 데 비해, 구속수단을 구성하기 위한 플로팅 핀(130)의 외주면은 튜브(20)에 삽입되는 일부분을 제외하고는 나사선이 형성된 나선부(131)로 이루어진다. 플로팅 핀(130)은 일부분이 튜브(20)에 삽입된 상태에서 튜브(20)에 의해 지지를 받으면서 승강 작동되어야 하므로, 승강 작동에 지장이 없도록 튜브(20)에 삽입되는 일부분은 평탄면(132)으로 이루어지되, 이 평탄면(132)의 위쪽으로는 나선부(131)로 이루어지는 것이다.
두 번째 요소는, 도 1에 보였던 플레이트(40)를 대신하여 도 3에 보이는 플레이트(140)이다. 이 플레이트(140)는 플로팅 핀(130)이 끼워지도록 천공된 작동 구멍(141)을 구비하고 있는데, 이 작동 구멍(141)의 둘레에는 플로팅 핀(130)의 나선부(131)와 치합될 수 있는 나선(142)이 형성되어 있다. 플레이트(140)는 플로팅 핀(130)의 나선부(131)가 형성된 높이에 배치되는데, 도 4의 그림과 같이 플레이트(140)를 수평 이동시키면 작동 구멍(141)의 나선(142)이 플로팅 핀(130)의 나선부(131)에 치합된다. 이에 따라, 플로팅 핀(130)이 임의로 승강 작동할 수 없게 구속된다.
세 번째 요소는, 도 6과 도 7의 실시예에 보이는 바와 같이 플레이트(130)의 일측단에 연결되는 구동부(150)이다. 이 구동부(150)는 예컨대 플레이트(130)에 구동축(151)으로 연결되어 위의 설명에서처럼 플레이트(130)를 수평 이동시키는 구동력을 제공하게 된다.
다음으로, 도 5∼도 7에 보이는 것처럼, 플로팅 핀(130)들 중에는 플로팅 핀(130)의 높이를 연장시키는 높이연장부재(160)가 선택적으로 결합될 수 있다. 높이연장부재(160)는 플로팅 핀(130)의 둘레에 끼워지는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 플로팅 핀의 외주면이 전체적으로 평탄면일 경우, 높이연장부재는 플로팅 핀(130)의 외주면에 억지끼움식으로 결합될 수 있는 평탄면의 내경부를 가진 파이프로 이루어질 수 있다. 다른 예로는 도 5에 도시된 예와 같이, 플로팅 핀(130)의 외주면이 나선부(131)로 이루어지고, 높이연장부재(160)는 이 나선부(131)와 체결되는 나사산(161)이 형성된 파이프일 수 있다. 이러한 높이연장부재(160)는 치수 별로 여러 종류가 구비되어 플로팅 핀(130)에 결합시켜 사용할 수 있다.
도 6과 도 7은 위에서 설명한 구속수단과 높이연장부재(160)가 적용된 실시예를 나타낸 것이다. 이 실시예에서는, 상기한 바 있는 텐션유지수단으로 액상물질(170)이 적용되고 있다. 즉, 액상물질(170)은 컨테이너(10)의 내부에 충만된 상태에서 플로팅 핀(130)에 부력에 의한 텐션을 부여하게 된다. 액상물질(170)로는 일반적인 물이나 오일 등이 사용될 수 있다. 텐션유지수단의 다른 예로는 도 8에 제시한 것과 같은 탄성지지체(180)를 들 수 있다. 탄성지지체(180)는 인장코일스프링으로 구체화될 수 있는데, 탄성지지체(180)의 일측은 컨테이너(10)의 내부 바닥에 고정되고, 타측은 플로팅 핀(130)의 저면부 측에 연결됨으로써, 탄성지지체(180) 자체가 갖는 신장력에 의해 플로팅 핀(130)을 항시 상승시키려는 텐션을 부여하게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 지그의 사용 상태는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같다. 여기서, 부품(P)은 전체적인 두께 또는 높낮이가 불일정한 구조를 갖는 것으로 예시하고 있다. 도 6의 모습처럼 부품(P)의 전체적인 두께 또는 높낮이를 고려하여 일부 플로팅 핀(130)의 상부에 높이연장부재(160)를 결합하였고, 컨테이너(10)의 내부에는 텐션유지수단으로서 액상물질(170)이 충만되어 있다. 이 상태에서 도 7과 같이 부품(P)이 플로팅 핀(130) 위에 올려지면, 플로팅 핀(130)이 튜브(20)에 삽입된 채로 컨테이너(10)의 내부로 하강을 하게 된다. 이때, 부품(P)의 전체적인 두께 또는 높낮이 차이에 따라 하강하는 높이가 플로팅 핀(130)마다 서로 다르게 된다. 그리고, 하강하는 플로팅 핀(130)의 저면부에는 텐션유지수단인 액상물질(170)에 의해 부력이 작용하여 플로팅 핀(130)은 더 이상 하강하지 않고 일정한 하강 높이를 유지하게 된다. 따라서, 도 7의 모습처럼 부품(P)이 플로팅 핀(130) 상에 안착된 상태 그대로 존치된다. 그리고, 도면에는 보이지 않지만 부품(P)이 올려지지 아니한 플로팅 핀(130)들은 부품(P)의 주변을 감싸게 되어 부품(P)이 전후좌우로 유동되는 것을 방지하게 된다. 한편, 부품(P)을 더욱 안정적으로 구속하기 위해서는 플레이트(140)와 연결되어 있는 구동부(150)를 작동시킨다. 그러면 도 4에 도시된 것처럼 플레이트(140)가 화살표 방향으로 수평 이동하게 된다. 이에 따라 플레이트(140)의 작동 구멍(141) 내에 있던 플로팅 핀(130)의 나선부(131)가 작동 구멍(141)의 나선(142)과 맞물리게 됨으로써, 플로팅 핀(130)이 임의로 승강 작동할 수 없도록 안정적으로 구속된다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10 : 컨테이너 11 : 상판
11a : 실링부재 20 : 튜브
30,130 : 플로팅 핀 40,140 : 플레이트
131 : 나선부 132 : 평탄면
141 : 작동 구멍 142 : 나선
150 : 구동부 151 : 구동축
160 : 높이연장부재 161 : 나사산
170 : 액상물질 180 : 탄성지지체
P : 부품

Claims (6)

  1. 상판을 구비한 컨테이너;
    상하방향으로 관통공이 형성된 상태로 상기 컨테이너의 상판에 설치되는 복수 개의 튜브;
    상기 튜브보다 상하방향으로 길게 형성되어 상기 튜브에 일부분이 삽입된 상태에서 상기 컨테이너의 내부를 상대로 승강 작동할 수 있게 되며, 상단부에 조립용 부품이 안착되는 플로팅 핀;
    상기 컨테이너의 내부에 마련되어 상기 플로팅 핀을 항시 상승시키려는 텐션을 부여하는 텐션유지수단을 포함하여 이루어진 부품별 범용이 가능한 조립용 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플로팅 핀의 승강 작동을 구속할 수 있는 구속수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 부품별 범용이 가능한 조립용 지그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구속수단은,
    상기 플로팅 핀에서 상기 튜브에 삽입되는 일부분 이외의 부분에 형성되는 나선부;
    상기 플로팅 핀이 끼워지도록 천공되면서 상기 나선부와 치합될 수 있는 나선이 형성된 작동 구멍을 구비하고, 상기 플로팅 핀의 나선부가 형성된 높이에 배치되어 수평 이동시 상기 작동 구멍의 나선이 상기 플로팅 핀의 나선부에 치합되면서 상기 플로팅 핀의 승강 작동을 구속하게 되는 플레이트;
    상기 플레이트를 수평 이동시키는 구동부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 부품별 범용이 가능한 조립용 지그.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 플로팅 핀에는 상기 플로팅 핀의 높이를 연장시키는 높이연장부재가 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 부품별 범용이 가능한 조립용 지그.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 텐션유지수단은, 상기 컨테이너의 내부에 충만되어 상기 플로팅 핀에 부력에 의한 텐션을 부여하게 되는 액상물질인 것을 특징으로 하는 부품별 범용이 가능한 조립용 지그.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 텐션유지수단은, 상기 플로팅 핀과 연결되어 상기 플로팅 핀에 신장력에 의한 텐션을 부여하게 되는 탄성지지체인 것을 특징으로 하는 부품별 범용이 가능한 조립용 지그.
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