KR20220157086A - 크래쉬 패드 로어 어셈블리 제조를 위한 초음파 융착 장치 - Google Patents

크래쉬 패드 로어 어셈블리 제조를 위한 초음파 융착 장치 Download PDF

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김성주
이영훈
김남규
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도림공업(주)
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Abstract

크래쉬 패드 로어 어셈블리 제조를 위한 초음파 융착 장치를 개시한다.
실시예에 따른 초음파 융착 장치는 배면 일측에 적어도 하나 이상의 융착보스가 구비되고, 배면 가장자리에 돌출편이 구비된 몸체; 상기 융착보스를 수용하는 홀을 구비하고, 상기 몸체의 배면 일측에 결합되는 보강판; 상기 돌출편에 결합되는 클립; 및 상기 몸체의 배면 타측에 결합되는 OBD 브라켓;을 포함하는 크래쉬 패드 로어 어셈블리 제조시, 상기 융착보스를 녹여 상기 몸체에 상기 보강판을 고정시키는 초음파 융착 장치로서, 하판; 상기 하판의 상면 중앙에 구비되고, 상기 몸체의 전면을 지지하는 지그; 상기 하판의 직 상방에 위치되는 상판; 및 상기 상판의 하면에 구비되고, 상기 융착보스을 가압하면서 초음파 진동을 가하는 융착유닛;을 포함한다.

Description

크래쉬 패드 로어 어셈블리 제조를 위한 초음파 융착 장치{ULTRASONIC WELDING APPARATUS FOR MANUFACTURING CRASH PAD LOWER ASSEMBLY}
본 개시(The Present Disclosure)는 초음파 융착 장치와 관련된다.
한국 공개특허공보 제10-2020-0033407호를 통하여, 복수 개의 파트가 열융착에 의하여 결합된 구조를 갖는 어셈블리를 제조하고자 할 때, 사용되는 초음파 융착 장치의 일례를 확인할 수 있다.
계속해서 크래쉬 패드 로어 어셈블리는 (i) 차량의 핸들 하부에 결합되어, (ii) 운전자의 무릎 전방에 위치되며, (iii) 차량의 퓨즈 박스를 커버하는 물품이다.
한국 등록특허공보 제10-1026985호의 [도 1]을 통하여, 크래쉬 패드 로어 어셈블리[전술한 공보에는 '크래쉬패드(10)'로 표기되어 있음]의 일반적인 형태와 구비되는 위치를 확인할 수 있다.
한편 아래에 첨부된 [도 1] 및 [도 2]를 참조하면, 몇몇 크래쉬 패드 로어 어셈블리(100)는, 좌측부에 개구(11)가 형성되고, 우측부 배면에 적어도 하나 이상의 융착보스(12)가 구비되고, 배면 가장자리에 돌출편(13)이 구비된 몸체(1); 상기 융착보스(12)를 수용하는 홀(21)을 구비하고, 상기 몸체(1)의 우측부 배면에 결합되는 보강판(2); 상기 돌출편(13)에 결합되는 클립(3); 및 상기 몸체(1)의 배면에 결합되되, 상기 개구(11)의 주위에 배치되는 OBD 브라켓(4)[ON BOARD DIAGNOSTICS BRACKET(4)];을 포함한다.
KR 10-2020-0033407 A (2020.03.30. 공개) KR 10-0529174 B1 (2005.11.17. 공고) KR 10-1673690 B1 (2016.11.07. 공고) KR 10-1026985 B1 (2011.03.29. 공고)
크래쉬 패드 로어 어셈블리 제조(조립)를 위한 초음파 융착 장치를 제공하는 것이다.
(본 개시의) 실시예에 따른 초음파 융착 장치는, 배면 일측에 적어도 하나 이상의 융착보스가 구비되고, 배면 가장자리에 돌출편이 구비된 몸체; 상기 융착보스를 수용하는 홀을 구비하고, 상기 몸체의 배면 일측에 결합되는 보강판; 상기 돌출편에 결합되는 클립; 및 상기 몸체의 배면 타측에 결합되는 OBD 브라켓;을 포함하는 크래쉬 패드 로어 어셈블리 제조시, 상기 융착보스를 녹여 상기 몸체에 상기 보강판을 고정시키는 초음파 융착 장치로서, 하판; 상기 하판의 상면 중앙에 구비되고, 상기 몸체의 전면을 지지하는 지그; 상기 하판의 직 상방에 위치되는 상판; 및 상기 상판의 하면에 구비되고, 상기 융착보스을 가압하면서 초음파 진동을 가하는 융착유닛;을 포함한다.
실시예에 따른 초음파 융착 장치는, 상기 지그에 구비되고, 상기 지그에 상기 몸체가 안착된 상태에서, 상기 OBD 브라켓의 존재를 감지하는 제1 센서; 및 상기 지그에 구비되고, 상기 지그에 상기 몸체가 안착된 상태에서, 상기 클립의 존재를 감지하는 제2 센서;를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 융착유닛은, 상기 하판의 하면에 결합되는 베이스; 상기 베이스의 하부 일측에 수직 방향으로 구비되는 실린더; 상기 베이스의 하부 타측에 수직 방향으로 구비되는 레일; 상기 유압실린더의 로드에 결합되고, 상기 레일을 따라 주행하는 블록; 상기 블록에 결합되는 융착기; 상기 레일의 하부에 결합되며, 상기 실린더와 마주하는 홀더; 상기 홀더에 수직 방향으로 결합되어, 상기 홀더의 하부로 돌출되는 누름막대; 및 상기 홀더에 수직 방향으로 결합되는 완충기;를 포함할 수 있다.
또한 상기 누름막대와 상기 완충기는, 상기 홀더를 기준으로 높이 조절 가능하도록 구성될 수 있다.
[발명의 배경이 되는 기술]에 언급된 크래쉬 패드 로어 어셈블리의 제조(조립)시, 실시예에 따른 초음파 융착 장치를 이용하면, 몸체에 보강판을 견고하게 고정할 수 있을 뿐만 아니라, 몸체에 보강판을 고정하기 전, 제1 센서와 제2 센서를 통하여, 클립과 OBD 브라켓의 누락 유무를 용이하게 인지할 수 있다.
도 1은 크래쉬 패드 로어 어셈블리의 예시적 형태를 나타내는 도면이다.
도 2은 크래쉬 패드 로어 어셈블리의 분해도이다.
도 3은 실시예에 따른 초음파 융착 장치의 사시도이다.
도 4는 실시예에 따른 초음파 융착 장치의 분해도이다.
도 5는 도 4의 융착유닛의 세부 구성을 나타낸다.
도 6은 융착유닛에 의하여, 융착보스가 가압되는 과정을 단계적으로 나타낸다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 초음파 융착 장치를 구체적으로 설명한다.
도 3은 실시예에 따른 초음파 융착 장치(200)[이하 '초음파 융착 장치(200)'라 함]의 사시도이고, 도 4는 초음파 융착 장치(200)의 분해도이다.
초음파 융착 장치(200)는 [발명의 배경이 되는 기술]에 언급된 크래쉬 패드 로어 어셈블리(1)의 제조(조립)시, 융착보스(12)를 녹여 몸체(1)에 보강판(2)을 고정시키는 기능을 한다.
전술한 크래쉬 패드 로어 어셈블리(100)에 관한 설명을 덧붙이면, ⓐ 개구(11)는 차량의 퓨즈 박스 전방에 위치되며, 개구(11)에는 차후 개폐(또는 탈착) 가능한 커버(미도시)가 부착된다. ⓑ 몸체(1)는 합성수지 재질로 구성된다. ⓒ 돌출편(13)은 개수는 2개 이상일 수 있으며, 이때 모든 돌출편(13)에 클립(3)이 부착되어야만 하는 것은 아니다. ⓓ 보강판(2)은 몸체(1)보다 작은 면적을 갖도록 구성되며, 몸체(1)의 강도를 보강하여, 차량 충돌사고시, 운전자의 무릎을 보호하는 기능을 한다. 보강판(2)은 몸체(1)에 비하여 강한 강도를 갖는 합성수지 재질일 수 있다. 홀(21)의 주변부는 융착보스(12)를 감싸는 형태로 융기될 수 있고, 융기된 부분의 길이는 융착보스(12)의 길이보다 짧게 구성된다. ⓔ 클립(3)은 탄성이 있는 재질로 구성되고, 몸체(1)가 차체 패널에 견고하게 결합되도록 한다. ⓕ OBD 브라켓(4)은 차량의 전자 장치와 퓨즈 박스를 연결하는 각종 케이블들을 고정하는 기능을 한다. OBD 브라켓(4)은 금속 재질일 수 있고, 볼트 등의 기계적 결합요소를 매개로 몸체(1)에 고정되도록 구성될 수 있다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 초음파 융착 장치(200)는 하판(210), 지그(220), 상판(230) 및 적어도 1개 이상의 융착유닛(240)을 필수 구성요소로서 포함하고, 제1 센서(250)와 제2 센서(260)를 부가적으로 더 포함할 수 있다.
초음파 융착 장치(200)는 프레스 기계(미도시)에 설치된다. 하판(210)은 프레스 기계의 테이블에 결합되고, 상판(230)은 하판(210)의 직 상방에서 수직 방향으로 운동할 수 있도록 프레스 기계의 메인 슬라이드에 결합된다.
하판(210)은 소정 면적을 갖고, 평평한 형태로 구성된다.
상판(230)은 소정 면적을 갖고, 평평한 형태로 구성된다. 상판(230)은 하판(210)과 동일한 면적을 갖도록 구성될 수 있고, 하판(210)의 직 상방에 위치된다.
하판(210)의 상면 가장자리에는 적어도 2개 이상의 하부포스트(211, 211'...)가 구비될 수 있고, 상판(230)의 하면 가장자리에는 하부포스트(211, 211'...)와 대응되는 개수의 상부포스트(231, 231'...)가 구비될 수 있다. 이때 하부포스트(211)와 상부포스트(231)는 동일 축선 상에 배치된다. 하부포스트(211)와 상부포스트(231)는 상판(230)의 이동을 제한[상판(230)이 하판(210)에 설정 거리 이하로 가까워지지 않도록 함]하는 스토퍼 기능을 한다.
지그(220)는 하판(210)의 상면 중앙에 구비된다. 지그(220)는 하판(210)에 탈부착 가능하도록 구성될 수 있다. 지그(220)는 몸체(1)의 전면을 지지하는 경사면(221)을 구비한다. 경사면(221)의 세부 형태는 몸체(1)의 전면 형상에 대응되도록 구성된다.
경사면(221)의 경사도는 융착보스(12)와 몸체(1)의 사잇각에 대응된다. 그에 따라, 지그(220)에 몸체(1)가 안착된 상태에서, 융착보스(12)는 하판(210)과 수직을 이룬다.
제1 센서(250)는 지그(220)에 구비되고, 지그(220)에 몸체(1)가 안착된 상태에서, OBD 브라켓(4)의 존재를 감지하는 기능을 한다.
제2 센서(260)는 지그(220)에 구비되고, 지그(220)에 몸체(1)가 안착된 상태에서, 클립(3)의 존재를 감지하는 기능을 한다.
제1 센서(250)와 제2 센서(260)는 적외선을 이용하여, 거리를 측정하도록 구 성된 것일 수 있다. 제1 센서(250)와 제2 센서(260)는 융착유닛(240)의 이동경로를 방해하지 않는 지점에 위치되는 것이 바람직하다.
융착유닛(240)은 상판(230)의 하면에 착탈 가능하도록 구성되며, 융착보스(12)를 가압하면서 초음파 진동을 가하는 기능을 한다.
융착유닛(240)은 1개 이상일 수 있다. 예컨대 융착유닛(240)은 몸체(1)에 구비되는 융착보스(12)의 개수와 동일한 개수일 수 있다.
도 5는 도 4의 융착유닛(240)의 세부 구성을 나타낸다.
도 5에 도시된 바와 같이, 융착유닛(240)은 베이스(241), 실린더(242), 레일(243), 블록(244) 및 융착기(245)로 구성될 수 있고, 홀더(246), 누름막대(247) 및 완충기(248)를 더 포함할 수 있다.
베이스(241)는 상판(230)의 하면에 결합된다. 베이스(241)는 볼트 등의 기계적 결합요소를 매개로 상판(230)에 용이하게 탈착 가능하도록 구성될 수 있다.
실린더(242)는 유압 또는 전동에 의하여 작동하는 것일 수 있고, 베이스(241)의 하부 일측에 수직 방향으로 구비된다. 이때, 실린더(242)의 로드 단부는 하판(210)을 향한다.
레일(242)은 소정 길이를 갖고, 베이스(241)의 하부 타측에 수직 방향으로 구비된다.
블록(244)은 실린더(242)의 로드에 결합되며, 실린더(242)의 로드에 인출될 때, 레일(242)을 따라 주행하도록 구성된다.
융착기(245)는 브라켓 등에 의하여, 블록(244)의 측면에 용이하게 착탈 가능하도록 구성된다. 융착기(245)는 초음파 진동을 발생시켜, 융착보스(12)의 단부를 녹이는 기능을 한다.
홀더(246)는 레일(246)의 하부에 결합되고, 블록(244)의 직 하방에 위치된다. 홀더(246)는 레일(246)과 일체로 구성될 수도 있다.
누름막대(247)는 홀더(246)에 수직 방향으로 결합되어, 홀더(246)의 하부로 돌출된다. 막대(247)는 프레스 기계에 설치된 상판(230)이 하판(210) 방향으로 이동할 때, 보강판(2)의 홀(21) 주변부를 가압하는 기능을 한다.
누름막대(247)는 홀더(246)를 기준으로 높이 조절 가능하도록 구성될 수 있다. 하나의 예로서, 누름막대(274)의 표면에는 나사산이 형성되고, 누름막대(274)는 나사 결합 형태로, 홀더(246)에 부착될 수 있다.
한편 하나의 홀더(246)에 복수 개의 누름막대(247)가 구비되어도 무방하다.
완충기(248)는 홀더(246)에 수직 방향으로 결합되어, 블록(244)의 하면과 마주한다. 완충기(248)는 실린더(242)에서 로드가 인출되어, 융착기(245)가 융착보스(12)의 단부를 가압할 때, 블록(244)을 지지하여, 융착기(245)가 보다 부드럽게 융착보스(12)의 단부를 가압할 수 있도록 만든다.
완충기(248)는 홀더(246)를 기준으로 높이 조절 가능하도록 구성될 수 있다. 하나의 예로서, 완충기(248)의 표면에는 나사산이 형성되고, 완충기(248)는 나사 결합 형태로, 홀더(246)에 부착될 수 있다.
초음파 융착 장치(200)는 지그(220)에 안착된 몸체(1)에 OBD 브라켓(4) 또는 클립(3)이 누락된 경우[제1 센서(250)와 제2 센서(260)를 통해, 클립(3)과 OBD 브라켓(4)이 감지되지 않은 경우], 경보 신호가 발생하고, 융착유닛(240)이 작동하지 않도록 구성될 수 있다.
도 6을 참조하여, 초음파 융착 장치(200)의 작동을 간략히 설명한다.
먼저, 프레스 기계에 초음파 융착 장치(200)가 설치되고, 상판(230)이 하판(210)으로부터 일정 거리 멀어진 상태에서, 작업자에 의하여, 지그(220)에 몸체(1)가 안착된다. 이때 몸체(1)의 배면에는 보강판(2)이 덧대어진 상태이다.
계속해서, 제1 센서(250)와 제2 센서(260)에 의하여, 클립(3)과 OBD 브라켓(4)의 누락 유무가 판별된다.
이어서, 몸체(1)에 클립(3)과 OBD 브라켓(4)이 제대로 부착되어 있는 경우, 프레스 기계가 작동하여, 상판(230)이 하판(210) 방향으로 이동하고, 융착유닛(240)에 구비된 누름막대(247)가 용착보스(12)의 주변부를 가압하게 된다.
계속해서, 실린더(241)에서 로드가 인출되어, 블록(244)이 레일(243)을 따라 하강하게 되면, 융착기(245)가 융착보스(12)의 단부에 밀착되고, 이때 융착보스(12)의 단부가 녹으면서, 보강판(2)이 몸체(1)에 고정된다.
크래쉬 패드 로어 어셈블리(100)의 제조(조립)시, 앞서 설명된 초음파 융착 장치(200)를 이용하면, 몸체(1)에 보강판(2)을 견고하게 고정할 수 있을 뿐만 아니라, 몸체(1)에 보강판(2)을 고정하기 전, 제1 센서(250)와 제2 센서(260)를 통하여, 클립(3)과 OBD 브라켓(4)의 누락 유무를 용이하게 인지할 수 있다.
본 개시의 실시예(들)를 설명할 때 사용된 각종 표현(용어, 시각화된 이미지 등)은 본 개시의 본질적 기술사상을 독자에게 이해하기 쉽게 전달하기 위한 도구적 목적으로 선택된 것에 불과하다.
또한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 개시의 실시예(들)를 바탕으로 전술한 실시예(들)와 본질적 기술사상은 동일하지만 외관상으로는 차이가 있는 변형 실시예들을 무수히 창안해 낼 수 있을 것이다.
따라서 본 개시의 권리범위는 '발명의 설명' 및 '도면'에 기재된 일부 표현들에 의해 제한되어선 안 되고, 본 개시의 본질적 기술사상에 의거하여 폭넓게 해석되어야 함이 마땅하다.
200 : 초음파 융착 장치
210 : 하판
220 : 지그
230 : 상판
240 : 융착유닛
241 : 베이스
242 : 실린더
243 : 레일
244 : 블록
245 : 융착기
246 : 홀더
247 : 누름막대
248 : 완충기
250 : 제1 센서
260 : 제2 센서

Claims (8)

  1. 배면 일측에 적어도 하나 이상의 융착보스가 구비되고, 배면 가장자리에 돌출편이 구비된 몸체; 상기 융착보스를 수용하는 홀을 구비하고, 상기 몸체의 배면 일측에 결합되는 보강판; 상기 돌출편에 결합되는 클립; 및 상기 몸체의 배면 타측에 결합되는 OBD 브라켓;을 포함하는 크래쉬 패드 로어 어셈블리 제조시, 상기 융착보스를 녹여 상기 몸체에 상기 보강판을 고정시키는 초음파 융착 장치로서,
    하판;
    상기 하판의 상면 중앙에 구비되고, 상기 몸체의 전면을 지지하는 지그;
    상기 하판의 직 상방에 위치되는 상판; 및
    상기 상판의 하면에 구비되고, 상기 융착보스을 가압하면서 초음파 진동을 가하는 융착유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파 융착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지그에 구비되고, 상기 지그에 상기 몸체가 안착된 상태에서, 상기 OBD 브라켓의 존재를 감지하는 제1 센서;를 더 포함하는, 초음파 융착 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지그에 구비되고, 상기 지그에 상기 몸체가 안착된 상태에서, 상기 클립의 존재를 감지하는 제2 센서;를 더 포함하는, 초음파 융착 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 융착유닛은,
    상기 하판의 하면에 결합되는 베이스;
    상기 베이스의 하부 일측에 수직 방향으로 구비되는 실린더;
    상기 베이스의 하부 타측에 수직 방향으로 구비되는 레일;
    상기 유압실린더의 로드에 결합되고, 상기 레일을 따라 주행하는 블록; 및
    상기 블록에 결합되는 융착기;를 구비하는 것을 특징으로 하는, 초음파 융착 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 융착유닛은, 상기 레일의 하부에 결합되며, 상기 실린더와 마주하는 홀더; 및 상기 홀더에 수직 방향으로 결합되어, 상기 홀더의 하부로 돌출되는 누름막대;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 초음파 융착 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 융착유닛은, 상기 홀더에 수직 방향으로 결합되는 완충기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 초음파 융착 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 누름막대는, 상기 홀더를 기준으로 높이 조절 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 초음파 융착 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 완충기는, 상기 홀더를 기준으로 높이 조절 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 초음파 융착 장치.
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