KR20220134176A - 시트 프레임 용접용 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치수 정밀도가 높은 시트 프레임을 용접할 수 있는 시트 프레임 용접용 지그 관한 것으로, 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 구비되며 상부에 용접 대상물이 안착되는 로케이터와, 상기 베이스 프레임에 결합되어 상하이동하며 상기 용접 대상물을 가압하여 고정시키는 클램프를 포함하는 시트 프레임 용접용 지그를 제공한다.

Description

시트 프레임 용접용 지그{JIG APPARATUS FOR SEAT FRAME}

본 발명은 치수 정밀도가 높은 시트 프레임을 용접할 수 있는 시트 프레임 용접용 지그에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 사용되는 시트 프레임은 다수개의 금속부품을 상호 용접결합하여 구성된다.

시트 프레임을 제작할 때는 용접용 지그에 각각의 구성품을 고정한 상태에서, 작업자가 용접기를 이용하여, 각각의 구성품을 상호 용접결합한다.

이러한 용접용 지그는 지지대의 상면에 다수개의 클램프가 구비되어, 클램프를 이용하여 지지바와 브라켓 및 지지관을 정해진 위치에 고정할 수 있도록 구성된다.

클램프는 대상물을 고정하기 위한 고정유닛과, 상기 고정유닛에 연결되어 고정유닛을 작동시키는 에어실린더로 구성된다.

이때, 상기 에어실린더는 고정유닛의 형태에 따라, 상하방향이나 측방향 으로 연장되도록 설치된다.

그런데, 상기 에어실린더는 고정유닛의 작동범위를 충분히 확보할 수 있도록 길게 구성된다.

따라서, 상기 에어실린더가 상하방향으로 배치되는 클램프의 경우, 에어실린더의 설치공간을 확보할 수 있도록 상기 고정유닛의 상하방향길이가 길어지게 되며, 이에 따라, 다른 종류의 클램프 역시 상기 고정유닛과 에어실린더를 상기 지지대의 상면으로부터 상측으로 이격되도록 높게 설치하여야 함으로, 클램프 전체의 구조가 복잡해지는 문제점이 발생되었다.

또한, 이러한 용접용 ㅍ지그에 대상물을 고정한 상태에서, 대상물을 상호 용접작업할 경우, 대상물이 고온으로 가열된 후 상온에서 천천히 냉각되면서 열변형되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 치수 정밀도가 높은 시트 프레임을 용접할 수 있는 시트 프레임 용접용 지그에 관한 것이다. 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일측면은, 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 구비되며 상부에 용접 대상물이 안착되는 로케이터와, 상기 베이스 프레임에 결합되어 상하이동하며 상기 용접 대상물을 가압하여 고정시키는 클램프를 포함하는 시트 프레임 용접용 지그를 제공한다.

상기 로케이터는 상부가 개방된 상태로 내부에 빈 공간을 가지며, 개방된 상부의 양측면이 마주보도록 형성되는 일자 형상의 제1 로케이터를 포함할 수 있다.

상기 제1 로케이터의 상부에는 길이 방향을 따라 천공된 복수의 홀에 해당하는 제1 배기부가 형성될 수 있다.

상부가 개방된 상태로 내부에 빈 공간을 가지며 형성되는 원통 형상의 제2 로케이터를 포함할 수 있다.

상기 클램프는, 상기 베이스 프레임의 상부에 결합되는 지지 프레임고,

상기 지지 프레임에 장착되고, 하측이 개방된 상태로 내부에 빈 공간을 가지며 형성되는 제1 메인 클램퍼를 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 시트 프레임 용접용 지그는 치수 정밀도가 높은 시트 프레임을 생산할 수 있다.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 프레임 용접용 지그를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 프레임 용접용 지그의 사용 상태를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 개시의 다양한 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시의 다양한 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 다양한 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.

본 개시의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 개시의 다양한 실시예에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.

본 개시의 다양한 실시예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 실시예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 개시의 다양한 실시예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 프레임 용접용 지그에 있어서, 용접 수행 전의 모습을 설명하기 위해 도시한 사시도이고, 도 3은 용접 수행 중의 모습을 설명하기 위해 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 프레임 용접용 지그는 베이스 프레임(100), 로케이터(300), 클램프(200)를 포함한다.

베이스 프레임(100)은 용접이 이루어지는 작업장의 바닥에 설치될 수 있다. 이때, 베이스 프레임(100)은 바닥면에 직접적으로 구비되거나, 별도의 지지대 상에 결합되어 바닥으로부터 이격되게 위치할 수 있다.

로케이터(300)는 베이스 프레임(100)의 상부에 구비될 수 있다. 예컨대, 로케이터(300)는 베이스 프레임(100)의 중심부를 기준으로 좌우 양측에 대칭되게 구비될 수 있다.

로케이터(300)는 상부에 용접 대상물이 안착되는 받침부재로서 베이스 프레임(100)의 양측 길이 방향을 따라 다수로 구비될 수 있다. 예를 들어, 로케이터(200)는 용접 대상물의 크기, 모양, 용접형태 등에 따라 다양한 형태로 구비될 수 있다.

일 실시예로, 로케이터(300)는 상부가 개방된 상태로 내부에 빈 공간을 가지며 형성되는 일자 형상의 제1 로케이터를 포함할 수 있다.

제1 로케이터는 개방된 상부의 양측면이 길이 방향을 따라 마주보도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 로케이터의 내부 공간을 기준으로 양측면 사이에서 용접이 이루어질 수 있으며, 용접 대상물은 일자 형태로 용접될 수 있다.

제1 로케이터의 상부에는 길이 방향을 따라 천공된 복수의 홀에 해당하는 제1 배기부가 형성될 수 있다. 제1 로케이터는 제1 배기부를 통해 용접이 이루어짐에 따라 발생되는 유해한 용접가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 즉, 제1 로케이터에 안착된 용접 대상물(T)의 용접부를 용접하면 발생되는 용접가스가 제1 로케이터의 양측면 사이 내부 공간으로 유입되고, 유입된 용접가스는 내부 공간에 잠시 머물러 있다가 제1 배기부에 의해 외부로 배출될 수 있는 것이다.

참고로, 제1 로케이터는 도면에서와 같이 베이스 프레임(100)의 상부에 두 개의 로케이터가 서로 대향되게 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 하나 또는 다수의 로케이터가 형성될 수도 있다.

다른 실시예로, 로케이터(300)는 상부가 개방된 상태로 내부에 빈 공간을 가지며 형성되는 원통 형상의 제2 로케이터를 포함할 수 있다.

이때, 제2 로케이터의 원 모양으로 된 내부 공간을 따라 용접이 이루어질 수 있으며, 용접 대상물(T)은 원 형태로 용접될 수 있다.

제2 로케이터는 내부 공간의 외주면 또는 하측에 천공된 복수의 홀에 해당하는 배기부(미도시)가 형성될 수 있다.

클램프(200)은 베이스 프레임(100)에 결합되어 상하이동하며, 용접 대상물(T)을 가압하여 고정시킬 수 있다.

클램프(200)은 베이스 프레임(100)에 마련된 실린더 형태의 구동부와 결합되어 상하이동할 수 있다. 본 실시예에서는 베이스 프레임(100)의 중심에 다수의 구동부가 마련될 수 있다.

클램프(200)은 지지 프레임(400) 및 클램퍼를 포함하여 구성될 수 있다.

지지 프레임(400)은 베이스 프레임(100)의 상부에 결합될 수 있으며, 본 실시예에서는 베이스 프레임(100)에 마련된 구동부에 클램프(200)이 결합됨에 따라 구동부의 상부에 지지 프레임(400)이 결합될 수 있다.

클램퍼는 지지 프레임(400)에 장착되어 용접 대상물(T)의 용접부를 직접적으로 가압하여 고정시키는 메인 클램퍼에 해당한다. 본 실시예에서의 클램퍼는 용접부의 형태에 따라 제1 메인 클램퍼 및 제2 메인 클램퍼 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 메인 클램퍼는 하측이 개방된 상태로 내부에 빈 공간을 가지며 형성되되, 박스 형태로 구현될 수 있다. 제1 메인 클램퍼의 내부에 형성된 빈 공간은 보호가스가 분사되기 위한 공간일 수 있다.

제1 메인 클램퍼는 일자 형태의 제1 로케이터에 안착된 용접부의 상부를 가압하여 고정시키기 위한 것으로, 제1 로케이터의 위치와 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 메인 클램퍼) 및 제1 로케이터는 용접 대상물(T)의 용접부를 사이에 두고 서로 마주볼 수 있다.

제2 메인 클램퍼는 하측이 개방된 상태로 내부에 빈 공간을 가지며 형성되되, 원통 형태로 구현될 수 있다. 제2 메인 클램퍼의 내부에 형성된 빈 공간은 보호가스가 분사되기 위한 공간일 수 있다.

제2 메인 클램퍼는 원통 형태의 제2 로케이터에 안착된 용접부의 상부를 가압하여 고정시키기 위한 것으로, 제2 로케이터의 위치와 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 메인 클램퍼 및 제2 로케이터는 용접 대상물(T)의 용접부를 사이에 두고 서로 마주볼 수 있다.

한편, 클램퍼는 용접 대상물(T)을 추가로 가압하여 고정시키기 위한 서브 클램퍼를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이를 위해, 베이스 프레임(100)의 외측에는 작동로드가 고정되어 설치될 수 있으며, 작동로드의 상단에 서브 클램퍼가 힌지 결합될 수 있다.

클램프(200)은 지지 프레임(400)과 클램퍼를 결합시키기 위한 연결 부재로서 연결 브라켓을 더 포함할 수 있다. 연결 브라켓은 지지 프레임(400)의 끝단 혹은 일측에 구비될 수 있다.

클램프(200)은 도면에서와 같이 하나의 지지 프레임(400)을 기준으로 두 개의 클램퍼가 좌우 양측에 서로 대향되게 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 하나 또는 다수의 클램퍼가 형성될 수도 있다.

보호가스 분사부는 클램프(200)과 일체로 결합되며 용접 대상물(T)의 용접부를 향해 보호가스를 분사할 수 있다.

본 실시예에서의 보호가스 분사부는 종래의 플렉서블한 형태의 가스관을 지그 장치에 별도로 설치함에 따라 발생되는 문제점을 방지하기 위해, 클램프(200)과 직접 결합될 수 있다.

보호가스 분사부는 제1 메인 클램퍼와 일체로 형성될 수 있으며, 가스 이동관, 가스 분사블록 및 제1 가스 분사부재를 포함하여 구성될 수 있다.

가스 이동관은 지지 프레임에 설치되며 일단이 가스 공급원과 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 가스 이동관이 지지 프레임의 상부를 따라 구비될 수 있다.

가스 분사블록은 가스 이동관의 타단에 결합되어 지지 프레임을 상하 방향으로 관통할 수 있다. 본 실시예에서는 가스 분사블록이 지지 프레임에 결합된 연결 브라켓을 관통할 수 있다.

제1 가스 분사부재는 관통된 가스 분사블록(320)의 하부에 결합되며 제1 메인 클램퍼(220a)의 빈 공간으로 보호가스를 분사시킬 수 있다. 즉, 제1 가스 분사부재(330a)는 소정의 길이를 가지는 노즐 형태로서 제1 메인 클램퍼(220a)의 개방된 하측에 구비되는 빈 공간에 위치함에 따라 빈 공간을 향해 보호가스를 분사시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 제1 가스 분사부재를 통해 제1 메인 클램퍼의 내부에서 보호가스를 분사시킴으로써, 레이저 용접에 따라 발생되는 용접 스패터가 용접부에 튀지 못하도록 바깥으로 비산시키는 역할을 수행할 수 있다.

한편, 제1 메인 클램퍼는 개방된 하부의 양측면이 서로 마주보도록 대향되게 구현되며, 양측면 하부에는 길이 방향을 따라 천공된 복수의 홀에 해당하는 제2 배기부가 형성될 수 있다.

제1 메인 클램퍼는 제2 배기부를 통해 용접이 이루어짐에 따라 발생되는 유해한 용접가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 제1 메인 클램퍼가 용접부를 가압 고정시킨 상태에서 용접이 수행되면 클램퍼 내부에 머물러 있던 용접가스가 제2 배기부에 의해 외부로 배출될 수 있는 것이다.

뿐만 아니라, 제2 배기부를 통해 보호가스 또한 함께 배출됨으로써 용접가스와 보호가스의 혼합에 따른 새로운 불순가스의 생성을 방지할 수 있다.

제1 메인 클램퍼의 전방 및 후방 중 적어도 하나는 개방될 수 있으며, 이에 따라, 용접이 수행되는 중에 용접가스를 보다 수월하게 외부로 배출시킬 수 있다.

이때, 제1 가스 분사부재는 제1 메인 클램퍼의 개방된 공간을 향해 절곡될 수 있다. 다시 말해, 제1 가스 분사부재는 제1 메인 클램퍼의 개방된 방향과 반대되는 방향을 향해 절곡되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 용접부의 정확한 위치로 보호가스가 분사되도록 할 수 있다.

보호가스 분사부는 제2 메인 클램퍼와 일체로 형성될 수 있으며, 가스 이동관, 가스 분사블록 및 제2 가스 분사부재를 포함하여 구성될 수 있다.

가스 이동관은 지지 프레임에 설치되며 일단이 가스 공급원과 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 가스 이동관이 지지 프레임(400)의 상부를 따라 구비될 수 있다.

가스 분사블록은 가스 이동관의 타단에 결합되어 지지 프레임(400)을 상하 방향으로 관통할 수 있다. 본 실시예에서는 가스 분사블록이 지지 프레임(400)에 결합된 연결 브라켓을 관통할 수 있다.

제2 가스 분사부재는 관통된 가스 분사블록의 하부에 결합되며 제2 메인 클램퍼의 빈 공간으로 보호가스를 분사시킬 수 있다. 즉, 제2 가스 분사부재는 제2 메인 클램퍼의 개방된 하측에 구비되는 빈 공간에 위치함에 따라 빈 공간을 향해 보호가스를 분사시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 제2 가스 분사부재를 통해 제2 메인 클램퍼의 내부에서 보호가스를 분사시킴으로써, 레이저 용접에 따라 발생되는 용접 스패터가 용접부에 튀지 못하도록 바깥으로 비산시키는 역할을 수행할 수 있다.

한편, 제2 메인 클램퍼는 개방된 하측의 외주면 일부가 뚫리도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 메인 클램퍼가 용접부를 가압 고정시킨 상태에서 용접이 수행되면 클램퍼 내부에 머물러 있던 용접가스가 제2 메인 클램퍼의 뚫린 외주면 부분으로 배출될 수 있는 것이다.

뿐만 아니라, 개방된 외주면 부분을 통해 보호가스 또한 함께 배출됨으로써 용접가스와 보호가스의 혼합에 따른 새로운 불순가스의 생성을 방지할 수 있다.

보호가스 분사부는 제2 가스 분사부재를 둘러싸며 형성되는 원통 형상의 가스 관통부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

가스 관통부는 외주면을 따라 보호가스를 관통시키기 위한 복수의 홀이 구비될 수 있다. 이에 따라, 제2 가스 분사부재에 의해 분사되는 보호가스가 가스 관통부에 구비된 홀을 통과함으로써 원형의 용접부에 유입되는 산소를 차단하도록 할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예들에 따르면, 용접 부위의 산소를 차단하기 위한 보호가스 분사 수단을 용접용 지그의 클램퍼에 일체로 결합함으로써 보호가스 분사 수단이 별도로 마련됨에 따라 발생되는 레이저의 주사 경로 방해 또는 지그의 이동 경로 방해와 같은 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 지그의 클램퍼와 로케이터에 보호가스를 배출하기 위한 배기 수단을 형성함으로써 용접 시 발생하는 불순가스 또는 스패터를 외부로 비산시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

베이스 프레임 : 100
클램프 : 200
로케이터 : 300

Claims (5)

1. 베이스 프레임;
   상기 베이스 프레임의 상부에 구비되며 상부에 용접 대상물이 안착되는 로케이터; 및
   상기 베이스 프레임에 결합되어 상하이동하며 상기 용접 대상물을 가압하여 고정시키는 클램프;
   를 포함하는 시트 프레임 용접용 지그.
2. 제1항에 있어서,
   상기 로케이터는
   상부가 개방된 상태로 내부에 빈 공간을 가지며, 개방된 상부의 양측면이 마주보도록 형성되는 일자 형상의 제1 로케이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 프레임 용접용 지그.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 로케이터의 상부에는 길이 방향을 따라 천공된 복수의 홀에 해당하는 제1 배기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 시트 프레임 용접용 지그.
4. 제2항에 있어서,
   상기 로케이터는
   상부가 개방된 상태로 내부에 빈 공간을 가지며 형성되는 원통 형상의 제2 로케이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 프레임 용접용 지그.
5. 제1항에 있어서,
   상기 클램프는,
   상기 베이스 프레임의 상부에 결합되는 지지 프레임; 및
   상기 지지 프레임에 장착되고, 하측이 개방된 상태로 내부에 빈 공간을 가지며 형성되는 제1 메인 클램퍼
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 프레임 용접용 지그.

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