KR20220095273A - 전기 자동차 프레임용 지그장치 - Google Patents

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Abstract

전기 자동차 프레임용 지그장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치는 지그 테이블 상에 전기 자동차 프레임을 따라 배치되어 전기 자동차 프레임의 각 부품을 클램핑하는 복수개의 클램핑 유닛과, 상기 클램핑 유닛에 고정 설치되어 상기 전기 자동차 프레임의 각 부품의 위치를 규제하는 위치규제수단을 포함하는 전기 자동차 프레임용 지그장치에 있어서, 상기 클램핑 유닛의 로케이터의 일측면에 고정 설치되어 상기 부품 상의 규제홀에 끼워져 상기 부품의 위치를 고정하는 위치규제 핀이 모터 구동에 의해 레일을 따라 규제 위치를 가변하여 이동하도록 구성되는 가변 위치규제수단을 포함한다.

Description

전기 자동차 프레임용 지그장치{Jig device for electric vehicle Frame}
본 발명은 전기 자동차 프레임용 지그장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위치규제 핀이 모터 구동에 의해 클램핑 유닛의 일측에 구성되는 레일을 따라 부품 규격에 맞는 정확한 규제 위치로 이동 가능한 전기 자동차 프레임용 지그장치에 관한 것이다.
자동차 산업분야에서는 배기가스 규제가 심화되면서 자동차 메이커들은 환경 규제에 대응하기 위하여 친환경 전기 자동차의 개발에 총력을 기울이고 있다.
이러한 전기 자동차는 종전의 자동차 차체 기술을 적용하여서는 차량의 중량 조건을 만족하기 어렵다.
이에, 전기 자동차의 차체 골격을 이루는 프레임의 소재로 경량 소재인 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)과, 알루미늄(Aluminum) 등이 적용되며, 경량화와 강성 확보를 통해 주행거리에 가장 큰 영향을 주는 차체의 중량을 최소화하고 있다.
또한, 전기 자동차는 일반 내연기관 자동차와는 달리, 고용량의 배터리 팩이 적재되는 바, 이러한 배터리 팩의 수납을 위한 프레임의 구조 개선에 대한 연구 개발도 활발하게 진행되고 있다.
이외에도, 전기 자동차 프레임은 주행을 위한 필수적인 섀시(Chassis) 부품인 모터와 인버터 등의 동력전달장치, 조향장치, 현가장치, 제동장치 등이 조립되어야 함으로, 구조적 강성이 충분히 고려되어 설계된다.
최근에는 생산성 향상 및 원가 절감을 위해 승용, 화물, 또는 밴(van) 등의 사용 목적에 따라 구분되는 차종을 전기 자동차의 공용 플랫폼을 통하여 바디 온 프레임(body on frame) 방식으로 제작하기 위한 연구 개발이 활발하다.
이와 같이, 바디 온 프레임 방식은 동일 프레임에 가변 적용이 가능한 캐빈 프레임을 조립하여 사용 목적에 따른 차체를 제작하는 하는 방식이다.
한편, 이러한 전기 자동차 프레임은 지그장치 상에 규제된 상태로, 부품 간의 용접이나, 볼트, 리벳, 셀프 피어싱 리벳, 플로우 드릴링 스크류 등을 이용한 기계적 체결이 이루어지게 된다.
이와 같이, 전기 자동차 프레임용 지그장치는 프레임 자체를 조립하거나, 바디 온 프레임 방식으로 동일 프레임에 가변 적용이 가능한 캐빈 프레임을 조립하는 공정 등에 사용될 수 있다.
그러나 종래의 전기 자동차 프레임용 지그장치는 화물 전기 자동차 플랫폼의 제작 시, 화물 적재 공간을 고려하여 승용 전자 자동차 플랫폼에 비하여 길이가 긴 사이드 멤버 등의 부품이 적용되는 경우, 위치규제 핀과 같이, 제품의 조립 정도를 확보하기 위하여 조립 위치를 고정하는 위치규제수단을 다시 제작해야 하는 등의 단점이 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 부품의 위치를 고정하는 위치규제 핀이 모터 구동에 의해 클램핑 유닛의 일측에 구성되는 레일을 따라 부품 규격에 맞는 정확한 규제 위치로 이동 가능하게 하여 사양별 공용화가 가능한 전기 자동차 프레임용 지그장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 지그 테이블 상에 전기 자동차 프레임을 따라 배치되어 전기 자동차 프레임의 각 부품을 클램핑하는 복수개의 클램핑 유닛과, 상기 클램핑 유닛에 고정 설치되어 상기 전기 자동차 프레임의 각 부품의 위치를 규제하는 위치규제수단을 포함하는 전기 자동차 프레임용 지그장치에 있어서,
상기 클램핑 유닛은 상기 지그 테이블 상에 고정되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 상단에 장착되며, 상기 부품의 하면이 안착되는 로케이터; 상기 로케이터의 후단에 링크로 연결되며, 상기 부품의 상단을 규제하는 클램퍼; 상기 로케이터와 상기 클램퍼 사이에서, 상기 로케이터와 상기 클램퍼에 각각 끼워져 상기 로케이터와 상기 클램퍼 사이의 간격을 고정하는 상부 및 하부 고정 블록; 및 상기 클램퍼의 선단에 직각방향으로 고정되어 상기 부품의 경사면을 규제하는 보조 클램퍼를 포함하며,
상기 로케이터의 일측면에 고정 설치되어 상기 부품 상의 규제홀에 끼워져 상기 부품의 위치를 고정하는 위치규제 핀이 모터 구동에 의해 레일을 따라 규제 위치를 가변하여 이동하도록 구성되는 가변 위치규제수단을 포함하는 전기 자동차 프레임용 지그장치가 제공될 수 있다.
상기 가변 위치규제수단은 상기 로케이터의 일측면에 고정되는 레일 프레임; 상기 레일 프레임의 상면에 고정되는 레일; 상기 레일 상에 양측 슬라이더를 통하여 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 기어 하우징; 상기 기어 하우징의 외측면에 고정되어 상기 기어 하우징의 내부에 형성되는 기어구조를 통하여 상기 레일을 따라 상기 기어 하우징이 슬라이드 이동하도록 회전동력을 제공하여 모터; 및 상기 모터의 회전축으로 이루어져 상기 기어 하우징을 관통하여 상기 기어 하우징의 내측방에 배치되는 위치규제 핀을 포함할 수 있다.
상기 양측 슬라이더는 각 상면에 체결되어 상기 레일에 대하여 양측 슬라이더의 이동을 제한하는 고정 볼트를 포함할 수 있다.
상기 모터는 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스텝모터로 이루어질 수 있다.
상기 기어구조는 랙 피니언 구조로 이루어질 수 있다.
상기 랙 피니언 구조는 상기 레일의 상면에 형성되는 랙부; 및 상기 기어 하우징의 내부에서, 상기 위치규제 핀에 끼워져 고정된 상태로 상기 레일 상의 랙부에 외접 치합되는 피니언으로 이루어질 수 있다.
상기 부품은 전기 자동차 프레임의 사이드 멤버일 수 있다.
본 발명의 실시 예는 부품의 위치를 고정하는 위치규제 핀이 모터 구동에 의해 클램핑 유닛의 일측에 구성되는 레일을 따라 부품 규격에 맞는 정확한 규제 위치로 이동 가능하게 하는 가변 위치규제수단이 적용되어 규격이 동일 프레임을 사용하는 전기 자동차 프레임의 사양별 공용화가 가능한 효과가 있다.
이외에, 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치에 적용되는 클램핑 유닛과 위치규제수단의 적용 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치에 적용되는 클램핑 유닛과 위치규제수단의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치에 적용되는 위치규제수단의 투영 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치에 적용되는 위치규제수단의 작동 상태도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치에 적용되는 클램핑 유닛과 위치규제수단의 적용 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치에 적용되는 클램핑 유닛과 위치규제수단의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치에 적용되는 위치규제수단의 투영 사시도이다.
도 1 과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그 장치는
지그 테이블(1) 상에 전기 자동차 프레임(10)을 따라 배치되는 복수개의 클램핑 유닛(3)이 전기 자동차 프레임(10)의 각 부품을 클램핑하고, 클램핑 유닛(3)에는 위치규제수단(5)과 함께 가변 위치규제수단(7)이 고정 설치되어 상기 전기 자동차 프레임(10)의 각 부품의 위치를 규제하도록 구성된다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 지그장치에 적용되는 클램핑 유닛(3)과 위치규제수단(5) 및 가변 위치규제수단(7)은 전기 자동차 프레임(10)의 각 부품 중, 사이드 멤버(20)와 크로스 멤버(3), 및 이들을 경사방향으로 연결하는 보강 멤버(40)의 조립에 적용되는 예를 통하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 상기 클램핑 유닛(3)은 고정 플레이트(11), 로케이터(13), 클램퍼(15), 상부 및 하부 고정블록(17)(19), 보조 클램퍼(21)를 포함한다.
상기 고정 플레이(11)는 지그 테이블(1) 상에 고정 설치되고, 상기 로케이터(13)는 고정 플레이트(11)의 상단에 장착되며, 상기 사이드 멤버(20)의 하면이 안착된다.
상기 클램퍼(15)는 로케이터(13)의 후단에 링크(23)를 통하여 연결되며, 상기 사이드 멤버(20)의 상면을 규제한다.
상기 상부 및 하부 고정 블록(17)(19)는 로케이터(13)와 클램퍼(15) 사이에서, 상기 로케이터(13)와 클램퍼(15)에 각각 끼워져 로케이터(13)와 클램퍼(15) 사이의 간격을 유지해 준다.
상기 보조 클램퍼(12)는 클램퍼(15)의 선단에 직각방향으로 고정되며, 상기 사이드 멤버(20)와 크로스 멤버(3)를 경사방향으로 연결하는 보강 멤버(40)의 경사진 상면을 규제한다.
그리고 상기 위치규제수단(5)은 상기 로케이터(13)의 타측면에서 고정되어 상기 사이드 멤버(20)이 외측면에 형성된 리브(L)의 일측면을 규제한다.
한편, 도 3과 도 4를 참조하면, 상기 가변 위치규제수단(7)은 로케이터(13)의 일측면에 고정 설치된 상태로, 상기 사이드 멤버(20) 상의 규제홀(H)에 끼워져 위치를 고정하는 위치규제 핀(31)이 모터(M) 구동에 의해 레일(R)을 따라 이동 가능하게 구성된다.
상기 가변 위치규제수단(7)은 레일 프레임(33), 레일(R), 기어 하우징(35), 모터(M), 및 위치규제 핀(31)을 포함한다.
상기 레일 프레임(33)은 로케이터(13)의 일측면에 고정되고, 상기 레일 프레임(33)의 상면에 상기 레일(R)이 고정 설치된다.
상기 기어 하우징(35)은 레일(R) 상에 양측 슬라이더(39)를 통하여 슬라이드 이동 가능하게 설치된다.
여기서, 상기 양측 슬라이더(39)는 각 상면에 고정 볼트(B)가 체결되어 상기 레일(R)에 대하여 양측 슬라이더(39)의 이동을 제한하도록 고정 볼트(B)를 통하여 레일(R)에 체결되어 고정된다.
상기 모터(M)는 기어 하우징(35)의 외측면에 고정되어 상기 기어 하우징(35)의 내부에 형성되는 기어구조를 통하여 상기 레일(R)을 따라 기어 하우징(35)이 슬라이드 이동하도록 회전동력을 제공해 준다.
상기 위치규제 핀(31)은 모터(M)의 회전축으로 이루어지는데, 선단이 상기 기어 하우징(35)을 관통하여 기어 하우징(35)의 내측방에 배치된다.
여기서, 상기 모터(M)는 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스텝모터로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 기어구조는 랙 피니언 구조로 이루어질 수 있는데, 이러한 랙 피니언 구조는 상기 레일(R)의 상면에 랙부(37)가 길이방향을 따라 형성되고, 상기 기어 하우징(35)의 내부에는 피니언(41)이 상기 위치규제 핀(31)에 끼워져 고정된 상태로 상기 레일(R) 상의 랙부(37)에 외접 치합된다.
따라서 상기 모터(M)가 구동하면, 기어 하우징(35) 내부의 피니언(41)이 랙부(37)를 따라 기어 하우징을 이동시키게 되며, 이에 따라 기어 하우징(35)에 고정된 모터(M)와 모터(M)의 회전축으로 이루어지는 위치규제 핀(31)도 규제 위치를 가변하게 된다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 프레임용 지그장치는 기존의 위치규제수단(5)과 함께 가변 위치규제수단(7)이 적용되어 부품의 위치를 고정하는 위치규제 핀(31)이 모터(M)의 구동에 의해 레일(R)을 따라 이동하여 부품 규격에 맞는 정확한 규제 위치로 위치규제 핀(31)을 이동시킬 수 있게 된다.
이에 따라, 프레임 부품 자체를 조립하거나, 바디 온 프레임 방식으로 동일 프레임에 가변 적용이 가능한 캐빈 프레임을 조립하는 공정 등에서 승용 및 화물 전기 자동차 플랫폼의 제작 시, 플랫폼에 길이 차이가 발생해도 위치규제 핀이 규제 위치를 손쉽게 가변하여 제품의 조립 정도를 확보할 수 있도록 해준다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 지그 테이블
3: 클램핑 유닛
5: 위치규제수단
7: 가변 위치규제수단
9:
10: 전기 자동차 프레임
11: 고정 플레이트
13: 로케이터
15: 클램퍼
17,19: 상부 및 하부 고정블록
21: 보조 클램퍼
20: 사이드 멤버
30: 크로스 멤버
40: 보강 멤버
L: 리브
R: 레일
M: 모터
31: 위치규제 핀
33: 레일 프레임
35: 기어 하우징
37: 랙부
39: 슬라이더
41: 피니언

Claims (7)

  1. 지그 테이블 상에 전기 자동차 프레임을 따라 배치되어 전기 자동차 프레임의 각 부품을 클램핑하는 복수개의 클램핑 유닛과, 상기 클램핑 유닛에 고정 설치되어 상기 전기 자동차 프레임의 각 부품의 위치를 규제하는 위치규제수단을 포함하는 전기 자동차 프레임용 지그장치에 있어서,
    상기 클램핑 유닛은
    상기 지그 테이블 상에 고정되는 고정 플레이트;
    상기 고정 플레이트의 상단에 장착되며, 상기 부품의 하면이 안착되는 로케이터;
    상기 로케이터의 후단에 링크로 연결되며, 상기 부품의 상단을 규제하는 클램퍼;
    상기 로케이터와 상기 클램퍼 사이에서, 상기 로케이터와 상기 클램퍼에 각각 끼워져 상기 로케이터와 상기 클램퍼 사이의 간격을 고정하는 상부 및 하부 고정 블록; 및
    상기 클램퍼의 선단에 직각방향으로 고정되어 상기 부품의 경사면을 규제하는 보조 클램퍼를 포함하며,
    상기 로케이터의 일측면에 고정 설치되어 상기 부품 상의 규제홀에 끼워져 상기 부품의 위치를 고정하는 위치규제 핀이 모터 구동에 의해 레일을 따라 규제 위치를 가변하여 이동하도록 구성되는 가변 위치규제수단;
    을 포함하는 전기 자동차 프레임용 지그장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가변 위치규제수단은
    상기 로케이터의 일측면에 고정되는 레일 프레임;
    상기 레일 프레임의 상면에 고정되는 레일;
    상기 레일 상에 양측 슬라이더를 통하여 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 기어 하우징;
    상기 기어 하우징의 외측면에 고정되어 상기 기어 하우징의 내부에 형성되는 기어구조를 통하여 상기 레일을 따라 상기 기어 하우징이 슬라이드 이동하도록 회전동력을 제공하여 모터;
    상기 모터의 회전축으로 이루어져 상기 기어 하우징을 관통하여 상기 기어 하우징의 내측방에 배치되는 위치규제 핀;
    를 포함하는 전기 자동차 프레임용 지그장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 양측 슬라이더는
    각 상면에 체결되어 상기 레일에 대하여 양측 슬라이더의 이동을 제한하는 고정 볼트를 포함하는 전기 자동차 프레임용 지그장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 모터는
    회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 전기 자동차 프레임용 지그장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기어구조는
    랙 피니언 구조로 이루어지는 전기 자동차 프레임용 지그장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 랙 피니언 구조는
    상기 레일의 상면에 형성되는 랙부; 및
    상기 기어 하우징의 내부에서, 상기 위치규제 핀에 끼워져 고정된 상태로 상기 레일 상의 랙부에 외접 치합되는 피니언으로 이루어지는 전기 자동차 프레임용 지그장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 부품은
    전기 자동차 프레임의 사이드 멤버인 것을 특징으로 하는 전기 자동차 프레임용 지그장치.
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