WO2022108400A1 - 볼팅 장치 - Google Patents

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WO2022108400A1
WO2022108400A1 PCT/KR2021/017120 KR2021017120W WO2022108400A1 WO 2022108400 A1 WO2022108400 A1 WO 2022108400A1 KR 2021017120 W KR2021017120 W KR 2021017120W WO 2022108400 A1 WO2022108400 A1 WO 2022108400A1
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WO
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bolt
hole
bolting
elastic
bolting device
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/017120
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English (en)
French (fr)
Inventor
조준범
박흥근
강춘권
손민수
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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Publication date
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Priority to US17/928,109 priority patent/US20230213049A1/en
Priority to EP21895167.1A priority patent/EP4129573A4/en
Priority to JP2022548775A priority patent/JP7459270B2/ja
Publication of WO2022108400A1 publication Critical patent/WO2022108400A1/ko

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • F16B5/0266—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread using springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/005—Screw guiding means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B15/00—Screwdrivers
    • B25B15/02—Screwdrivers operated by rotating the handle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/02—Arrangements for handling screws or nuts
    • B25B23/08—Arrangements for handling screws or nuts for holding or positioning screw or nut prior to or during its rotation
    • B25B23/10—Arrangements for handling screws or nuts for holding or positioning screw or nut prior to or during its rotation using mechanical gripping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B3/00—Hand vices, i.e. vices intended to be held by hand; Pin vices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders

Definitions

  • the present invention relates to a bolting device, and more particularly, to a bolting device capable of ensuring verticality of a bolt with respect to a bolting object.
  • a medium-to-large device such as an electric vehicle, requires a high-output and large-capacity power source. Accordingly, the medium or large device mainly uses a medium or large battery pack in which a plurality of battery cells are electrically connected as a power source.
  • a plurality of battery cells In order for a medium or large battery pack to satisfy the high output and large capacity required by medium or large devices, a plurality of battery cells must be connected in series, parallel, or a mixture of series and parallel, and maintain a stable structure against external shock while connected. should be able
  • various parts including, for example, an outer housing, an inner case, a fixing frame, a bus bar, a printed circuit board, and a heat pump are fastened with bolts.
  • the fastening part may be mechanically damaged during fastening, and even if not, there may be a gap or unnecessary load may be applied to the fastening part after fastening. Accordingly, the bolted portion may be easily fatigued during use of the medium or large-sized battery pack, and the fastening portion may be rapidly damaged if shocks are accumulated during operation of the medium or large-sized device.
  • Patent Document 1 KR10-2020-0075445 A
  • Patent Document 2 KR10-2020-0092783 A
  • the present invention provides a bolting device that can ensure the verticality of the bolt with respect to the bolting object.
  • a bolting device is disposed on a table, the operation unit having a driver bit; a jig unit disposed on the table so as to be in contact with a bolting object having a bolt hole formed therein, and having a through hole for guiding the bolt to the bolt hole; It is inserted into the through hole and disposed in a hollow shape to accommodate the bolt therein, and has an inclined inner surface in a shape whose inner diameter becomes narrower toward the bottom to maintain the verticality of the bolt, a guide part in which a part is cut in the direction of movement of the bolt so that the inner surface can be elastically opened when moving the ; and an elastic part disposed in contact with the outer circumferential surface of the guide part to elastically support the peripheral part of the cut-out part of the guide part.
  • the elastic part may include an installation groove concavely formed in an inner wall of the through hole; and an elastic spring extending in a direction crossing the movement direction of the bolt, embedded in the installation groove to protrude into the through hole, and supporting the lower end of the guide part.
  • a plurality of the installation grooves are formed, and are radially arranged around the through hole, and the elastic springs are provided in plurality, are radially arranged around the through hole and embedded in each installation groove, and each end is installed It is supported on the inner wall of the groove, and each other end may be in contact with a lower end of the guide part.
  • the elastic part may include; an elastic ring disposed to surround the outer peripheral surface of the lower end of the guide part.
  • the guide portion may include: an upper body having an inner diameter equal to the size of the head of the bolt so as to be in contact with the end of the head of the bolt; and a lower body whose inner diameter is the same as the screw size of the bolt when contracted so as to be in contact with the screw bottom of the bolt when contracted.
  • the lower body may be divided into a plurality of powders by being partially cut in the direction of movement of the bolt, and the plurality of powders of the lower body may be arranged along the circumference of the upper body and spaced apart from each other.
  • the plurality of powders of the lower body are elastically supported by the elastic part, and the lower ends of each may be spread apart in a direction away from each other as the head of the bolt moves downward.
  • Each of the plurality of powders of the lower body may be elastically bent between the upper end and the lower end.
  • It may be configured to further include an alignment part formed in the bolting object and the jig part so as to diagnose the vertical alignment of the through hole and the bolting hole.
  • It may be configured to further include; a diagnostic unit installed in the jig unit to diagnose the verticality of the bolt using the length change of the plurality of elastic springs of the elastic unit.
  • a guide part having an inclined inner surface in a shape that becomes narrower toward the bottom to maintain the verticality of the bolt is disposed inside the through hole of the jig part, and the bolting target is formed using the guide part.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a bolting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded view of the bolting device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a partially enlarged view of the bolting device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 to 6 are schematic diagrams of a bolting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of a bolting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 to 9 are schematic diagrams of a bolting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a bolting device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of a bolting device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of a bolting device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a bolting device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a bolting device according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is an exploded view of the bolting device according to the first embodiment of the present invention.
  • 3 is a partially enlarged view of the bolting device according to the first embodiment of the present invention.
  • the bolting device is disposed on the table 10, the operation unit 100 having the driver bit 110, the bolt hole H1 is formed so as to contact the bolting object. It is disposed on the table 10, the jig portion 200 having a through hole H2 for guiding the bolt 30 to the bolt hole H1, is inserted into the through hole H2, and the inside thereof It is formed in a hollow shape to accommodate the bolt 30, and has an inclined inner surface in a shape where the inner diameter becomes narrower toward the bottom to maintain the verticality of the bolt 30, and the bolt 30 is lowered
  • the guide part 300 a part of which is cut in the moving direction of the bolt 30, elastically supports the peripheral part of the cut-out part S of the guide part 300 so that the inner surface can be elastically opened when moving to It is configured to include an elastic part 400 disposed in contact with the outer circumferential surface of the guide part 300 to do so.
  • the table 10 may have an upper surface having a predetermined area to seat a bolting object.
  • the bolting object may be seated on the upper surface of the table 10 .
  • the bolting object may be the battery pack 20 .
  • the battery pack 20 may include a battery pack housing 21 and a battery pack cover 22 .
  • One or more holes may be formed through the upper surface of the battery pack cover 22 .
  • One or more holes may be formed through the upper end of the battery pack housing 21 to be connected to the hole of the battery pack cover 22 .
  • the hole of the battery pack cover 22 and the hole of the battery pack housing 21 may be interconnected to form a bolt hole H1 .
  • a thread may be provided on the inner circumferential surface of the bolt hole H1.
  • the bolt 30 may be screwed into the bolt hole H1 , whereby the battery pack housing 21 and the battery pack cover 22 may be coupled to each other to form the battery pack 20 .
  • One or more unit battery cells may be provided inside the battery pack 20 .
  • the bolting object may be various in addition to the battery pack 20 .
  • the bolt 30 includes a head 31 and a screw 32 .
  • the head 31 may have any one of a straight groove and a cross groove formed on the upper surface.
  • the screwdriver bit 110 may be inserted into the straight groove or the cross groove of the head 31 , and the head 31 may be rotated by the rotation of the driver bit 110 and the screw 32 may be rotated.
  • the screw 32 may include a round bar and a helical thread.
  • the round bar may be formed to extend downwardly from the lower surface of the head 31 .
  • the screw thread may be formed in a spiral structure on the outer circumferential surface of the round bar.
  • the screw 32 may also rotate in the same manner and may advance to the inside of the bolt hole H1 by the screw thread.
  • the structure of the bolt 30 may vary.
  • the operation unit 100 may be a manual driver.
  • the operation unit 100 may include a driver bit 110 and an operation unit body 120 .
  • the driver bit 110 may comprise, for example, a shank and a driver tip.
  • a driver tip may be formed at the lower end of the shank.
  • the driver tip may be inserted into a straight groove or a cross groove provided in the head 31 of the bolt 30 to be coupled.
  • the shape of the driver tip may be various, such as a cross shape, a straight shape, a square shape, and a hexagon shape.
  • the shape of the groove provided in the head 31 of the bolt 30 according to the shape of the driver tip may also vary, such as a cross groove shape, a straight groove shape, a square groove shape, a hexagonal groove shape, and the like.
  • the upper end of the shank may be detachably coupled to the operation unit body 120 .
  • the operation unit 100 may be an electric screwdriver.
  • a rotation motor may be provided inside the operation unit body 120 , and the rotation motor may be connected to the upper end of the shank.
  • the rotary motor may be connected to the power supply through a predetermined electric wire.
  • a button is provided on the outer circumferential surface of the operating unit body 120 , and by pressing the button, current flows through the electric wire to rotate the rotary motor.
  • the operation unit 100 is spaced apart from the upper side of the table 10 by a predetermined height, and may be operated by a robot arm (not shown) or an operator (not shown).
  • the jig unit 200 may be seated on the upper surface of the battery pack cover 22 .
  • the jig unit 200 may include a block 210 and a support 220 .
  • Block 210 may be supported on support 220 .
  • the support 220 may be moved and fixed by a predetermined robot arm, or may be moved and fixed by an operator.
  • the block 210 may have a predetermined area in the horizontal direction and may have a predetermined thickness in the vertical direction.
  • a through hole H2 may be formed to penetrate the center of the block 210 in the vertical direction.
  • the inner diameter of the through hole H2 may be larger than the inner diameter of the bolt hole H1.
  • the block 210 accommodates the guide part 300 through the through hole H2, and the position of the guide part 300 can be vertically aligned with the central axis L of the bolt hole H1, and the bolt The guide part 300 may be supported while the 30 is screwed into the bolt hole H1.
  • the guide part 300 supports the bolt 30 inside the through hole H2 and serves to guide the bolt 30 to the bolt hole H1.
  • the guide part 300 may be formed in a hollow shape to accommodate the bolt 30 therein.
  • the guide part 300 may be formed in a shape in which an inner diameter gradually becomes narrower from top to bottom. Accordingly, the inner surface of the guide part 300 may be inclined. Accordingly, the bolt 30 is supported on the inner surface of the guide part 300 to maintain verticality.
  • the end of the head of the bolt 30 may be supported in contact with the upper portion of the inner surface of the guide unit 300 , and the screw lower end of the bolt 30 is in contact with the lower portion of the inner surface of the guide unit 300 . can be supported. Accordingly, the verticality of the bolt 30 can be maintained.
  • a part of the guide part 300 may be cut along the movement direction of the bolt 30 so that the inner surface thereof can be elastically opened when the bolt 30 is moved downward.
  • the guide part 300 may be formed of a predetermined material having elasticity, and thus, depending on the position of the head 31 of the bolt 30 , the inner surfaces thereof are tightened in a direction closer to each other or in a direction away from each other. It can prevent breakage while unfolding.
  • the predetermined material having elasticity may be various including, for example, a silicone material, a resin material, and a plastic material.
  • the guide part 300 has an upper body 310 whose inner diameter is the same as the head size (D 31 ) of the bolt so as to be in contact with the end of the head 31 of the bolt 30, and the bolt 30 when contracted.
  • the size of the inner diameter during contraction to be in contact with the lower end of the screw 32 of the bolt may be configured to include the lower body 320 equal to the screw size (D 32 ) of the bolt.
  • the upper body 310 may be formed in a hollow shape, and the inner and outer diameters may gradually narrow from the upper part to the lower part.
  • the upper body 310 may have a ring shape in a horizontal cross section.
  • the inner diameter of the lower end of the upper body 310 may be the same as the head size (D 31 ) of the bolt, and the inner diameter of the upper end may be larger than the inner diameter of the lower end.
  • the lower body 320 may extend downwardly from the lower end of the upper body 310 .
  • a part of the lower body 320 may be divided into a plurality of powders by being cut in the moving direction of the bolt 30 .
  • the plurality of powders of the lower body 320 may be arranged along the circumference of the upper body 310 to be spaced apart from each other.
  • the inner diameter of the lower end of the lower body 320 may be the same as the screw size D 32 of the bolt.
  • the inner diameter of the lower end of the lower body 320 for example, when the head 31 of the bolt 30 is located on the upper body 310, the lower ends of the plurality of powders of the lower body 320 face each other and are spaced apart It can also be expressed as a spaced interval.
  • the cut portion S of the lower body 320 may be spaced apart along the circumference of the upper body 310 and may be formed to extend from the upper end to the lower end of the lower body 320 . Due to the cut portion S of the lower body 320 , the motions of the lower ends of the plurality of powders of the lower body 320 may not be constrained from each other.
  • the plurality of powders of the lower body 320 may be elastically supported by the elastic part 400 .
  • the lower end of each of the plurality of powders of the lower body 320 is, after the head 310 of the bolt 30 enters the lower body 320 from the upper body 310, the head of the bolt 30 ( 310) may spread in a direction away from each other by moving downward.
  • the expansion of the lower ends of each of the plurality of powders of the lower body 320 in a direction away from each other is referred to as expansion.
  • the lower ends of the plurality of powders of the lower body 320 face each other and are spaced apart
  • the spacing is referred to as the size of the inner diameter when the lower body 320 is expanded, and the size may be the same as the head size (D 31 ) of the bolt.
  • each of the plurality of powders of the lower body 320 is elastically supported by the elastic part 400 when the head 310 of the bolt 30 is located on the upper body 310 and is directed toward each other. can be tightened
  • the lower body 320 is spaced apart from each other facing each other at the lower ends of the plurality of powders of the lower body 320 .
  • the size of the inner diameter during contraction is referred to as the size of the inner diameter during contraction, and the size may be the same as the screw size of the bolt (D 32 ).
  • each of the plurality of powders of the lower body 320 are tightened in a direction closer to each other or spread apart in a direction away from each other depending on the position of the head 31 of the bolt 30, so that the vertical state of the bolt 30 is always maintained.
  • the elastic part 400 serves to elastically support the lower body 320 during expansion and contraction of the lower body 320 of the guide part 300 .
  • the elastic part 400 is formed to extend in a direction crossing the movement direction of the installation groove 410 concavely formed in the inner wall of the through hole H2 and the bolt 30 , and protrude into the inside of the through hole H2 . It is built into the installation groove 420 so that it can be, and may be configured to include an elastic spring 420 for supporting the lower end of the guide part 300 .
  • a plurality of installation grooves 410 may be formed inside the block 210 and may be radially disposed around the through hole H2 .
  • a plurality of elastic springs 420 are provided, are radially arranged around the through hole (H2), and may be embedded in each installation groove (410). At this time, each end of the elastic spring 420 may be supported on the inner wall of the installation groove 410 , and the other end may be in contact with the lower end of the lower body 320 of the guide unit 300 . Accordingly, the plurality of elastic springs 420 may elastically support the plurality of powders of the lower body 320 of the guide part 300 uniformly.
  • FIGS 4 to 6 are schematic diagrams for explaining the operation of the bolting device according to the first embodiment of the present invention.
  • the jig part 200 is moved so that the through hole H2 is vertically aligned on the bolt hole H1 to which the bolt 30 is to be bolted, and the jig part is placed on the upper surface of the battery pack cover 22 . (200) is placed.
  • the inner diameter of the lower end of the upper body 310 of the guide part 300 may be the same as the outer diameter of the head 31 of the bolt 30 , that is, the head size D 31 .
  • the lower inner diameter of the lower body 320 of the guide part 300 may be the same as the outer diameter of the screw 32 of the bolt 30 , that is, the screw size D 32 .
  • the lower end of the lower body 320 of the guide part 300 may be in a state of being elastically supported by the elastic spring 420 of the elastic part 400 .
  • the bolt 30 is disposed inside the guide part 300 .
  • the tip of the head 31 of the bolt 30 may be in contact with and supported on the upper portion of the inclined inner surface of the guide portion 300 , and the bolt 30 may be placed on the lower portion of the inclined inner surface of the guide portion 300 .
  • the bolt 30 may be vertically supported in the guide part 300 .
  • a predetermined torque T is applied to the head 31 of the bolt 30 to advance the bolt 30 into the bolt hole H1 (P).
  • the head 31 of the bolt 30 may enter the lower body 320 of the guide part 300 and gradually descend downward.
  • the lower body 320 of the guide part 300 expands elastically, it is possible to maintain contact with the head 31 of the bolt 30 and to continuously support the bolt 30 vertically.
  • the bolt 30 continues to advance (P), and the screw 32 of the bolt 30 enters the battery pack housing 21, and the battery pack cover 22 and the battery pack housing with the bolt 30 ( 21) can be combined.
  • the bolting device according to the first embodiment of the present invention has been described in detail with reference to FIGS. 1 to 6 above.
  • the bolting device according to the first embodiment of the present invention may be variously modified, including the second to sixth embodiments below.
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of a bolting device according to a second embodiment of the present invention.
  • 8 to 9 are schematic diagrams of a bolting device according to a second embodiment of the present invention.
  • a bolting device according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 9 .
  • the second embodiment of the present invention will be described with a focus on the difference between the bolting device according to the first embodiment of the present invention and the bolting device according to the second embodiment of the present invention.
  • the bolting device according to the second embodiment of the present invention is different from the bolting device according to the first embodiment of the present invention in the structure of the elastic part 400 .
  • the elastic part 400 according to the second embodiment of the present invention may include an elastic ring 430 disposed to surround the outer peripheral surface of the lower end of the guide part 300 .
  • the elastic ring 430 may be disposed to surround the outer circumferential surface of the lower body 320 of the guide unit 300 . Accordingly, in the second embodiment of the present invention, the internal structure of the through hole H1 can be simplified.
  • a predetermined protrusion (not shown) may be formed on the outer circumferential surface of the lower body 320 of the guide part 300 to prevent separation of the elastic ring 430 , and the elastic ring 430 is formed on the protrusion. can be supported
  • the elastic ring 430 expands while the guide part 300 . It can elastically support the lower body 320 of the opening. Accordingly, the verticality of the bolt 30 can be maintained.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a bolting device according to a third embodiment of the present invention.
  • the elastic modulus of the elastic spring 420 is different from that of the bolting device according to the first embodiment of the present invention.
  • the elastic spring 420 of the bolting device according to the third embodiment of the present invention may have a greater elastic modulus than the elastic spring 420 of the bolting device according to the first embodiment of the present invention. Accordingly, the elastic spring 420 according to the third embodiment of the present invention can more strongly support the lower body 320 of the guide part 300 . Accordingly, while the head 31 of the bolt 30 enters the lower body 320 of the guide part 300 and then descends, each of the plurality of powders of the lower body 320 is between the upper end and the lower end. It can be flexibly bent.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of a bolting device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the bolting device according to the fourth embodiment of the present invention is different from the bolting device according to the second embodiment of the present invention in the installation position and elastic modulus of the elastic ring 430 .
  • the elastic ring 430 of the bolting device according to the fourth embodiment of the present invention may have a greater elastic modulus than the elastic ring 430 of the bolting device according to the second embodiment of the present invention.
  • the elastic ring 430 of the bolting device according to the fourth embodiment may be installed on the outer peripheral surface of the lower end of the lower body 320 of the guide unit 300 . Accordingly, the elastic ring 430 according to the fourth embodiment of the present invention can more strongly support the lower body 320 of the guide part 300 . Accordingly, while the head 31 of the bolt 30 enters the lower body 320 of the guide part 300 and then descends, each of the plurality of powders of the lower body 320 is between the upper end and the lower end. It can be flexibly bent.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of a bolting device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the bolting device according to the fifth embodiment of the present invention in addition to the constituent part of the bolting device according to the first embodiment of the present invention or the constituent part of the bolting device according to the second embodiment of the present invention , and may be configured to further include alignment units 510 , 520 , and 530 .
  • the alignment part is formed on the bolting object and the jig part 200 to diagnose the vertical alignment of the through hole H2 and the bolting hole H1.
  • the alignment part is formed at a plurality of positions on the lower surface of the block 210 of the jig part 200, and the first sensor 510 and the first sensor are spaced apart from the central axis of the through hole H2 by a predetermined distance in the horizontal direction.
  • the indicator 520 connected to the 520 and indicating the detection result of the first sensor 520 in at least one of light and sound, a bolting object, for example, formed at a plurality of positions on the upper surface of the battery pack cover 22 and a mark 530 spaced apart from the central axis of the bolt hole H1 by a predetermined distance.
  • the separation distance between the central axis of the through hole H2 and the first sensor 510 may be the same as the separation distance between the central axis of the bolt hole H1 and the mark 530 .
  • the number of first sensors 510 may be three or more, and the number of marks 530 may be the same as the number of first sensors 510 .
  • the plurality of first sensors 510 may be spaced apart from each other at the same angle on the lower surface of the block 210 with respect to the central axis of the through hole H2 .
  • a plurality of marks 530 on the upper surface of the battery pack cover 22 may be spaced apart from each other at the same angle with respect to the central axis of the bolt hole H1. Accordingly, when the plurality of first sensors 510 and the plurality of marks 530 are vertically aligned, the central axis of the bolt hole H1 and the central axis of the through hole H2 may also be vertically aligned.
  • the plurality of first sensors 510 When all of the plurality of first sensors 510 come into contact with the plurality of marks 530 , they output a detection signal to the indicator 520 , and the indicator 520 outputs the detection signal in at least one of light and sound. to inform workers. Accordingly, it can be easily confirmed that the first sensor 510 and the mark 530 are vertically aligned, and it can be confirmed that the central axis of the through hole H2 and the central axis of the bolt hole H1 are vertically aligned. .
  • a method for the first sensor 510 to detect the mark 530 may be various.
  • the first sensor 510 may be a pressure sensor, and the mark 530 may protrude a predetermined height from the upper surface of the battery pack cover 22 .
  • the first sensor 510 may retreat into the block 210 while being pressed upward, and the mark 530 may be detected.
  • the first sensor 520 may be a sensor that senses a current.
  • Each of the plurality of first sensors 520 may include a first lead and a second lead on a lower surface thereof.
  • the mark 530 may include an electrically conductive material. When the first sensor 520 is in contact with the mark 530 , and the first lead and the second lead are both located on the upper surface of the mark 530 , the first lead and the second lead are energized through the mark 530 . In this case, the first sensor 520 may detect the current.
  • the first sensor 520 may be a sensor that detects an optical signal.
  • Each of the plurality of first sensors 520 may include a light receiving unit and a light emitting unit on a lower surface thereof.
  • the mark 530 may be a predetermined material capable of passing and scattering light in and out. When the first sensor 520 is in contact with the mark 530 , and both the light receiving unit and the light emitting unit are located on the upper surface of the mark 530 , the light oscillated from the light emitting unit is scattered inside the mark 530 , and a part of the light receiving unit is may be incident on, and the first sensor 520 may detect the incident light signal.
  • the first sensor 520 may detect the contact with the mark 530 .
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a bolting device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the vaulting apparatus according to the sixth embodiment of the present invention may further include diagnostic units 520 and 540 in addition to the components of the vaulting apparatus according to the first embodiment of the present invention. have.
  • Diagnosis unit according to a sixth embodiment of the present invention
  • the diagnosis unit may be installed in the jig unit 200 to diagnose the verticality of the bolt 30 using a change in length of each of the plurality of elastic springs 420 provided in the elastic unit 400 .
  • the diagnostic unit is an alarm signal when the plurality of second sensors 540 respectively connected to the plurality of elastic springs 420 and the plurality of elastic springs 420 output from the plurality of second sensors 540 have the same strain values. It may be configured to include an indicator 520 that outputs.
  • the second sensor 540 may measure a change in the length of each of the plurality of elastic springs 420 , and may calculate the deformation rate of each of the plurality of elastic springs 420 therefrom and output it to the indicator 520 .
  • a method for the second sensor 540 to measure a change in length for example, a method for measuring a strain gauge may be applied.
  • the method of measuring the length change of the second sensor 540 may vary.
  • the second sensor 540 may apply a measuring method of a distance sensor using laser light, ultrasonic waves, or the like.
  • the plurality of second sensors 540 may detect a change in the length of each of the plurality of elastic springs 420 , calculate the strain, and output it to the indicator 520 .
  • the indicator 520 may output an alarm when the received strain values are the same within a predetermined error range.
  • the indicator 520 may output an alarm.
  • the operator can confirm that the length change of each of the plurality of elastic springs 420 is the same, and can accurately confirm in real time that the bolt 30 is maintained vertical therefrom.
  • the length of the plurality of elastic springs 420 is changed as the elastic spring 420 on the one side of the bolt 30 is contracted relatively much or less. have a difference
  • the indicator 520 may detect the difference in length change to turn off the alarm. Accordingly, the operator can quickly confirm that the bolt 30 is tilted from the alarm being turned off.
  • the above-described error range may be determined as a predetermined range by reflecting an installation error of each of the plurality of second sensors 540 and a measurement error inherent in the sensor itself.
  • operating unit body 200 jig unit 210: block
  • H1 Bolt hole H2: Through hole S: Incision area

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Abstract

본 발명은, 테이블상에 배치되고, 드라이버 비트를 구비하는 작동부와, 볼트홀이 형성된 볼팅대상물과 접촉할 수 있도록 테이블상에 배치되고, 볼트홀로 볼트를 안내하기 위한 관통구를 구비하는 지그부와, 관통구에 삽입되어 배치되고, 그 내부에 볼트를 수용할 수 있도록 중공형으로 형성되며, 볼트의 수직을 유지시킬 수 있도록 아래로 갈수록 내경이 좁아지는 형상으로 경사진 내부면을 구비하고, 볼트를 아래로 이동시킬 때 내부면이 탄력적으로 벌어질 수 있도록 일부가 볼트의 이동방향으로 절개되는 가이드부, 및 가이드부의 절개된 부위의 주변 부위를 탄력적으로 지지하도록 가이드부의 외주면과 접촉되어 배치되는 탄성부를 포함하여 구성되는 볼팅 장치로서, 볼팅대상물에 대한 볼트의 수직도를 확보할 수 있는 볼팅 장치가 제시된다. (대표도) 도 2

Description

볼팅 장치
본 발명은 볼팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 볼팅대상물에 대한 볼트의 수직도를 확보할 수 있는 볼팅 장치에 관한 것이다.
전기자동차와 같은 중대형 디바이스는 고출력 및 대용량의 동력원을 필요로 한다. 따라서, 중대형 디바이스는 복수개의 배터리 셀을 전기적으로 연결한 중대형 배터리 팩을 동력원으로 주로 사용한다.
중대형 배터리 팩이 중대형 디바이스가 요구하는 고출력 및 대용량을 만족하기 위해서는, 복수개의 배터리 셀이 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬이 혼합된 방식으로 연결되어야 하고, 연결된 상태에서 외부의 충격에 대하여 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다.
한편, 중대형 배터리 팩은 예컨대 외부 하우징, 내부 케이스, 고정용프레임, 버스바, 인쇄회로기판 및 히트펌프 등을 비롯한 각종 부품들이 볼트로 체결되어 있다.
이러한 중대형 배터리 팩이 외부 충격으로부터 안정적인 구조를 유지하기 위해서는 중대형 배터리 팩의 제조 시에 볼트 체결이 정확하게 이루어져야 한다.
예컨대 볼트 체결 시 볼트가 기울어진 상태에서 오체결되는 경우, 체결 중에 체결 부위가 기구적으로 파손될 수 있고, 그렇지 않더라도 체결 후 체결 부위에 유격이 생기거나 불필요한 하중이 가해질 수 있다. 따라서, 중대형 배터리 팩의 사용 중에 볼트 체결 부위가 쉽게 피로해질 수 있고, 중대형 디바이스의 운행 시 충격이 누적되면 체결 부위가 빠르게 파손될 수 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
(특허문헌 1) KR10-2020-0075445 A
(특허문헌 2) KR10-2020-0092783 A
본 발명은 볼팅대상물에 대한 볼트의 수직도를 확보할 수 있는 볼팅 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 볼팅 장치는, 테이블상에 배치되고, 드라이버 비트를 구비하는 작동부; 볼트홀이 형성된 볼팅대상물과 접촉할 수 있도록 상기 테이블상에 배치되고, 상기 볼트홀로 볼트를 안내하기 위한 관통구를 구비하는 지그부; 상기 관통구에 삽입되어 배치되고, 그 내부에 볼트를 수용할 수 있도록 중공형으로 형성되며, 볼트의 수직을 유지시킬 수 있도록 아래로 갈수록 내경이 좁아지는 형상으로 경사진 내부면을 구비하고, 볼트를 아래로 이동시킬 때 내부면이 탄력적으로 벌어질 수 있도록 일부가 볼트의 이동방향으로 절개되는 가이드부; 상기 가이드부의 절개된 부위의 주변 부위를 탄력적으로 지지하도록 상기 가이드부의 외주면과 접촉되어 배치되는 탄성부;를 포함하여 구성된다.
상기 탄성부는, 상기 관통구의 내벽에 오목하게 형성되는 설치홈; 및 상기 볼트의 이동방향과 교차하는 방향으로 연장형성되고, 상기 관통구의 내부로 돌출될 수 있도록 상기 설치홈에 내장되며, 상기 가이드부의 하단을 지지하는 탄성스프링;을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 설치홈은 복수개 형성되고, 상기 관통구를 중심으로 방사상으로 배치되며, 상기 탄성스프링은 복수개 구비되고, 상기 관통구를 중심으로 방사상으로 배치되어 각각의 설치홈에 내장되며, 각각의 일단이 설치홈 내벽에 지지되고, 각각의 타단이 상기 가이드부의 하단과 접촉될 수 있다.
상기 탄성부는, 상기 가이드부의 하단의 외주면을 감싸도록 배치되는 탄성링;을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가이드부는, 볼트의 헤드 끝단과 접촉할 수 있도록 내경의 크기가 볼트의 헤드 크기와 동일한 상부 몸체; 및 수축 시에 볼트의 나사 하단과 접촉할 수 있도록 수축 시 내경의 크기가 볼트의 나사 크기와 동일한 하부 몸체;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 하부 몸체는 일부가 볼트의 이동방향으로 절개됨에 의해 복수개의 분체로 나누어지고, 상기 하부 몸체의 복수개의 분체는 상기 상부 몸체의 둘레를 따라 나열되어 상호 이격될 수 있다.
상기 하부 몸체의 복수개의 분체는 상기 탄성부에 의해 탄성지지되며, 각각의 하단이 볼트의 헤드가 아래로 이동함에 의해 서로 멀어지는 방향으로 벌어질 수 있다.
상기 하부 몸체의 복수개의 분체 각각은 상단과 하단 사이가 탄력적으로 벤딩될 수 있다.
상기 관통구와 상기 볼팅홀의 상하정렬을 진단할 수 있도록 상기 볼팅대상물 및 상기 지그부에 형성되는 얼라인부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 탄성부의 복수개의 탄성스프링의 길이 변화를 이용하여 볼트의 수직을 진단할 수 있도록 지그부에 설치되는 진단부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 볼트의 수직을 유지시킬 수 있도록 아래로 갈수록 내경이 좁아지는 형상으로 경사진 내부면을 구비하는 가이드부를 지그부의 관통구 내부에 배치하고, 가이드부를 이용하여 볼팅대상물의 볼트홀로 볼트를 안내함으로써 볼트를 볼트홀에 체결시키는 동안 볼팅대상물에 대한 볼트의 수직도를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 부분 확대도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치의 부분 확대도이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
도 12는 본 발명의 제5실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
도 13은 본 발명의 제6실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하도록 한다.
<제1실시 예>
1. 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 개략도이다. 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 분해도이다. 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 부분 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치를 상세하게 설명한다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치는, 테이블(10)상에 배치되고, 드라이버 비트(110)를 구비하는 작동부(100), 볼트홀(H1)이 형성된 볼팅대상물과 접촉할 수 있도록 테이블(10)상에 배치되고, 볼트홀(H1)로 볼트(30)를 안내하기 위한 관통구(H2)를 구비하는 지그부(200), 관통구(H2)에 삽입되어 배치되고, 그 내부에 볼트(30)를 수용할 수 있도록 중공형으로 형성되며, 볼트(30)의 수직을 유지시킬 수 있도록 아래로 갈수록 내경이 좁아지는 형상으로 경사진 내부면을 구비하고, 볼트(30)를 아래로 이동시킬 때 내부면이 탄력적으로 벌어질 수 있도록 일부가 볼트(30)의 이동방향으로 절개되는 가이드부(300), 가이드부(300)의 절개된 부위(S)의 주변 부위를 탄력적으로 지지하도록 가이드부(300)의 외주면과 접촉되어 배치되는 탄성부(400)를 포함하여 구성된다.
여기서, 테이블(10)은 볼팅대상물을 안착시킬 수 있도록 소정의 면적을 가지는 상면을 구비할 수 있다. 볼팅대상물은 테이블(10)의 상면에 안착될 수 있다. 볼팅대상물은 배터리팩(20)일 수 있다. 배터리팩(20)은 배터리팩 하우징(21)과 배터리팩 커버(22)를 포함하여 구성될 수 있다. 배터리팩 커버(22)의 상면에는 하나 이상의 홀이 관통형성될 수 있다. 배터리팩 커버(22)의 홀과 연결되도록 배터리팩 하우징(21)의 상단에도 하나 이상의 홀이 관통형성될 수 있다. 배터리팩 커버(22)의 홀과 배터리팩 하우징(21)의 홀이 상호 연결되어 볼트홀(H1)을 형성할 수 있다. 볼트홀(H1)의 내주면에는 나사산이 구비될 수 있다. 볼트(30)는 볼트홀(H1)에 나사결합될 수 있고, 이에 의하여 배터리팩 하우징(21)과 배터리팩 커버(22)가 상호 결합되어 배터리팩(20)을 형성할 수 있다. 배터리팩(20)의 내부에는 하나 이상의 단위 배터리 셀이 구비되어 있을 수 있다.
한편, 볼팅대상물은 배터리팩(20) 외에도 다양할 수 있다.
볼트(30)는 헤드(31) 및 나사(32)를 포함하여 구성된다. 헤드(31)는 상면에 일자홈 및 십자홈 중 어느 하나가 형성될 수 있다. 헤드(31)의 일자홈 또는 십자홈에 드라이버 비트(110)가 삽입될 수 있고, 드라이버 비트(110)의 회전에 의하여 헤드(31)가 회전되며 나사(32)를 회전시킬 수 있다. 나사(32)는 환봉 및 나선형의 나사산을 포함하여 구성될 수 있다. 환봉은 헤드(31)의 하면으로부터 하방으로 연장형성될 수 있다. 나사산은 환봉의 외주면에 나선형의 구조로 형성될 수 있다. 드라이브 비트(110)에 의해 헤드(31)가 회전하면 나사(32)도 동일하게 회전하면서 나사산에 의해 볼트홀(H1)의 내부로 전진할 수 있다. 물론, 볼트(30)는 그 구조가 다양할 수 있다.
1.1. 본 발명의 제1실시 예에 따른 작동부(100)
작동부(100)는 수동 드라이버일 수 있다. 작동부(100)는 드라이버 비트(110) 및 작동부 몸체(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 드라이버 비트(110)는 예컨대 생크(shank) 및 드라이버 팁을 포함하여 구성될 수 있다. 생크의 하단에 드라이버 팁이 형성될 수 있다. 드라이버 팁은 볼트(30)의 헤드(31)에 구비된 일자홈 또는 십자홈에 삽입되어 결합될 수 있다. 물론, 드라이버 팁의 형상은 십자 형상, 일자 형상, 사각 형상 및 육각 형상 등 다양할 수 있다. 또한, 드라이버 팁의 형상에 따라서 볼트(30)의 헤드(31)에 구비된 홈의 형상도 십자홈 형상, 일자홈 형상, 사각홈 형상 및 육각홈 형상 등 다양할 수 있다. 생크의 상단은 작동부 몸체(120)에 탈착가능하게 결합될 수 있다.
한편, 작동부(100)는 전동 드라이버일 수도 있다. 작동부(100)가 전동 드라이버인 경우, 작동부 몸체(120)의 내부에는 회전 모터가 구비되고, 회전 모터가 생크의 상단과 연결될 수 있다. 회전 모터는 소정의 전선을 통해 전원 공급기와 연결될 수 있다. 작동부 몸체(120)의 외주면에는 버튼이 구비되고, 버튼을 눌러서 전선으로 전류를 흐르게 하여 회전 모터를 회전시킬 수 있다.
이러한 작동부(100)는 테이블(10)의 상측으로 소정 높이 이격배치되며, 로봇암(미도시) 혹은 작업자(미도시)에 의하여 작동될 수 있다.
1.2. 본 발명의 제1실시 예에 따른 지그부(200)
지그부(200)는 배터리팩 커버(22)의 상면에 안착될 수 있다. 지그부(200)는 블록(210) 및 서포트(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 블록(210)는 서포트(220)에 지지될 수 있다. 서포트(220)를 배터리팩 커버(22)에 대하여 상대 이동시키는 방식으로, 블록(210)의 위치를 수평방향으로 조절할 수 있다. 서포트(220)는 소정의 로봇암에 의하여 이동 및 고정되거나, 작업자에 의해 이동 및 고정될 수 있다.
블록(210)은 수평방향으로 소정 면적을 가질 수 있고, 상하방향으로 소정 두께를 가질 수 있다. 블록(210)의 중심을 상하방향으로 관통하도록 관통구(H2)가 형성될 수 있다. 관통구(H2)의 내경은 볼트홀(H1)의 내경보다 클 수 있다.
블록(210)은 관통구(H2)를 통하여 가이드부(300)를 수용하고, 가이드부(300)의 위치를 볼트홀(H1)의 중심축(L)에 상하방향으로 정렬시킬 수 있고, 볼트(30)가 볼트홀(H1)에 나사결합되는 동안 가이드부(300)를 지지할 수 있다.
1.3. 본 발명의 제1실시 예에 따른 가이드부(300)
가이드부(300)는 관통구(H2)의 내부에서 볼트(30)를 지지하며, 볼트홀(H1)까지 볼트(30)를 안내하는 역할을 한다. 가이드부(300)는 그 내부에 볼트(30)를 수용할 수 있도록 중공형으로 형성될 수 있다. 가이드부(300)는 위에서 아래로 갈수록 점차 내경이 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 가이드부(300)는 내부면이 경사질 수 있다. 이에, 볼트(30)가 가이드부(300)의 내부에서 내부면에 지지되어 수직을 유지할 수 있다. 상세하게는 볼트(30)의 헤드의 끝단이 가이드부(300)의 내부면의 상부에 접촉하여 지지될 수 있고, 볼트(30)의 나사 하단이 가이드부(300)의 내부면의 하부와 접촉하여 지지될 수 있다. 이에, 볼트(30)의 수직이 유지될 수 있다. 이러한 가이드부(300)는 볼트(30)를 아래로 이동시킬 때 그 내부면이 탄력적으로 벌어질 수 있도록 일부가 볼트(30)의 이동방향을 따라 절개될 수 있다.
또한, 가이드부(300)는 탄력을 가지는 소정의 재질로 형성될 수 있고, 이에, 볼트(30)의 헤드(31)의 위치에 따라 그 내부면이 서로 가까워지는 방향으로 조여지거나 서로 멀어지는 방향으로 벌어지는 동안, 파손을 방지할 수 있다. 여기서 탄력을 가지는 소정의 재질은 예컨대 실리콘 재질, 수지 재질 및 플라스틱 재질을 포함하여 다양할 수 있다.
가이드부(300)는, 볼트(30)의 헤드(31) 끝단과 접촉할 수 있도록 내경의 크기가 볼트의 헤드 크기(D31)와 동일한 상부 몸체(310), 및 수축 시에 볼트(30)의 나사(32) 하단과 접촉할 수 있도록 수축 시 내경의 크기가 볼트의 나사 크기(D32)와 동일한 하부 몸체(320)를 포함하여 구성될 수 있다.
상부 몸체(310)는 중공형으로 형성될 수 있고, 상부에서 하부로 갈수록 내경 및 외경이 점진적으로 좁아질 수 있다. 상부 몸체(310)는 수평단면이 링 형상일 수 있다. 상부 몸체(310)의 하단의 내경은 볼트의 헤드 크기(D31)와 동일할 수 있고, 상단의 내경은 하단의 내경보다 클 수 있다.
하부 몸체(320)는 상부 몸체(310)의 하단으로부터 하방으로 연장형성될 수 있다. 하부 몸체(320)는 일부가 볼트(30)의 이동방향으로 절개됨에 의해 복수개의 분체로 나누어질 수 있다. 하부 몸체(320)의 복수개의 분체는 상부 몸체(310)의 둘레를 따라 나열되어 상호 이격될 수 있다.
볼트(30)의 헤드(31)가 상부 몸체(310)에 위치할 때, 하부 몸체(320)의 하단의 내경은 볼트의 나사 크기(D32)와 동일할 수 있다. 여기서, 하부 몸체(320)의 하단의 내경을 예컨대 볼트(30)의 헤드(31)가 상부 몸체(310)에 위치할 때의 하부 몸체(320)의 복수개의 분체의 하단이 서로 마주보며 이격되어 있는 이격 간격이라고 표현할 수도 있다.
하부 몸체(320)의 절개된 부위(S)는 상부 몸체(310)의 둘레를 따라 이격되어 위치할 수 있고, 하부 몸체(320)의 상단부터 하단까지 연장되어 형성될 수 있다. 하부 몸체(320)의 절개된 부위(S)에 의해, 하부 몸체(320)의 복수개의 분체의 하단의 움직임이 서로 구속되지 않을 수 있다.
하부 몸체(320)의 복수개의 분체는 탄성부(400)에 의해 탄성지지될 수 있다. 이때, 하부 몸체(320)의 복수개의 분체 각각의 하단은, 볼트(30)의 헤드(310)가 상부 몸체(310)로부터 하부 몸체(320)로 진입한 이후에, 볼트(30)의 헤드(310)가 아래로 이동함에 의해 서로 멀어지는 방향으로 벌어질 수 있다. 하부 몸체(320)의 복수개의 분체 각각의 하단이 서로 멀어지는 방향으로 벌어지는 것을 팽창이라 한다.
이때, 하부 몸체(320)의 복수개의 분체가 볼트(30)의 헤드(310)에 의해 서로 멀어지는 방향으로 벌어질 때, 하부 몸체(320)의 복수개의 분체 각각의 하단의 서로 마주보며 이격되어 있는 이격 간격을 하부 몸체(320)의 팽창 시 내경의 크기라고 하고, 그 크기는 볼트의 헤드 크기(D31)와 동일할 수 있다.
한편, 하부 몸체(320)의 복수개의 분체 각각의 하단은 볼트(30)의 헤드(310)가 상부 몸체(310)에 위치하고 있을 때에, 탄성부(400)에 의해 탄성지지되며 서로 가까워지는 방향으로 조여질 수 있다.
이때, 하부 몸체(320)의 복수개의 분체 각각의 하단이 서로 가까워지는방향으로 조여질 때, 하부 몸체(320)의 복수개의 분체 각각의 하단의 서로 마주보며 이격되어 있는 이격 간격을 하부 몸체(320)의 수축 시 내경의 크기라 하고, 그 크기는 볼트의 나사 크기(D32)와 동일할 수 있다.
이처럼 하부 몸체(320)의 복수개의 분체 각각의 하단은 볼트(30)의 헤드(31)의 위치에 따라 서로 가까워지는 방향으로 조여지거나 서로 멀어지는 방향으로 벌어지면서, 볼트(30)의 수직 상태를 항상 유지시킬 수 있다.
1.4. 본 발명의 제1실시 예에 따른 탄성부(400)
탄성부(400)는 가이드부(300)의 하부 몸체(320)의 팽창 시 및 수축 시 하부 몸체(320)를 탄력적으로 지지해주는 역할을 한다. 탄성부(400)는 관통구(H2)의 내벽에 오목하게 형성되는 설치홈(410), 및 볼트(30)의 이동방향과 교차하는 방향으로 연장형성되고, 관통구(H2)의 내부로 돌출될 수 있도록 설치홈(420)에 내장되며, 가이드부(300)의 하단을 지지하는 탄성스프링(420)을 포함하여 구성될 수 있다.
설치홈(410)은 블록(210)의 내부에 복수개 형성되고, 관통구(H2)를 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다. 탄성스프링(420)은 복수개 구비되고, 관통구(H2)를 중심으로 방사상으로 배치되며, 각각의 설치홈(410)에 내장될 수 있다. 이때, 탄성스프링(420)은 각각의 일단이 설치홈(410) 내벽에 지지될 수 있고, 각각의 타단이 가이드부(300)의 하부 몸체(320)의 하단과 접촉될 수 있다. 이에, 복수개의 탄성스프링(420)은 가이드부(300)의 하부 몸체(320)의 복수개의 분체를 균일하게 탄성 지지해줄 수 있다.
1.5. 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 작동 방식
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4를 참조하면, 볼트(30)를 볼팅하고자 하는 볼트홀(H1)상에 관통구(H2)가 상하정렬되도록 지그부(200)을 이동시켜, 배터리팩 커버(22)의 상면에 지그부(200)를 위치시킨다. 이때, 가이드부(300)의 상부 몸체(310)의 하단 내경은 볼트(30)의 헤드(31)의 외경 즉, 헤드 크기(D31)와 동일할 수 있다. 또한, 가이드부(300)의 하부 몸체(320)의 하단 내경은 볼트(30)의 나사(32)의 외경 즉, 나사 크기(D32)와 동일할 수 있다. 이때, 가이드부(300)의 하부 몸체(320)의 하단은 탄성부(400)의 탄성스프링(420)에 의해 탄력적으로 지지된 상태일 수 있다.
도 5를 참조하면, 볼트(30)를 가이드부(300)의 내부에 배치한다. 이때, 가이드부(300)의 경사진 내부면의 상부에 볼트(30)의 헤드(31) 끝단이 접촉되어 지지될 수 있고, 가이드부(300)의 경사진 내부면의 하부에 볼트(30)의 나사(32) 하단이 접촉하여 지지됨으로써, 볼트(30)가 가이드부(300) 내에서 수직으로 지지될 수 있다.
도 6을 참조하면, 볼트(30)의 헤드(31)에 소정의 토크(T)를 가하여 볼트(30)를 볼트홀(H1) 내로 전진(P)시킨다. 이때, 볼트(30)의 헤드(31)가 가이드부(300)의 하부 몸체(320)로 진입하여 하방으로 점차 하강될 수 있다. 여기서, 가이드부(300)의 하부 몸체(320)가 탄력적으로 팽창되면서 볼트(30)의 헤드(31)와의 접촉을 유지할 수 있고, 볼트(30)을 계속해서 수직하게 지지해줄 수 있다.
이후, 볼트(30)의 전진(P)을 계속하여 볼트(30)의 나사(32)를 배터리팩 하우징(21)까지 진입시켜, 볼트(30)로 배터리팩 커버(22)와 배터리팩 하우징(21)을 결합시킬 수 있다.
상기에서 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치를 상세하게 설명하였다. 하지만 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치는 아래의 제2실시 예 내지 제6실시 예를 포함하여 다양하게 변형될 수 있다.
<제2실시 예>
2. 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치의 부분 확대도이다. 도 8 내지 도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치를 상세하게 설명한다.
이때, 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치와 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치의 차이점을 중심으로, 본 발명의 제2 실시 예를 설명한다.
또한, 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치와 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치의 공통되는 부분은 설명을 생략한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치는 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치와 탄성부(400)의 구조가 다르다.
2.1. 본 발명의 제2실시 예에 따른 탄성부(400)
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 탄성부(400)는 가이드부(300)의 하단의 외주면을 감싸도록 배치되는 탄성링(430)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 탄성링(430)은 가이드부(300)의 하부 몸체(320)의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시 예에서는 관통구(H1)의 내부의 구조를 단순화시킬 수 있다.
한편, 탄성링(430)의 이탈을 방지할 수 있도록, 가이드부(300)의 하부 몸체(320)의 외주면에 소정의 돌기(미도시)가 형성될 수 있고, 돌기에 탄성링(430)이 지지될 수 있다.
2.2. 본 발명의 제2실시 예에 따른 탄성부(400)의 작동 방식
도 8을 참조하면, 볼트(30)의 헤드(31)가 가이드부(300)의 상부 몸체(310)에 위치할 때는, 탄성링(430)이 수축하여 가이드부(300)의 하부 몸체(320)를 조여줄 수 있다.
도 9를 참조하면, 볼트(30)의 헤드(31)가 가이드부(300)의 하부 몸체(320)로 진입한 후 아래로 하강하는 동안에는, 탄성링(430)이 팽창하면서 가이드부(300)의 하부 몸체(320)가 벌어지는 것을 탄력적으로 지지해줄 수 있다. 이에, 볼트(30)의 수직이 유지될 수 있다.
<제3실시 예>
3. 본 발명의 제3실시 예에 따른 볼팅 장치
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 볼팅 장치는 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치와 탄성스프링(420)의 탄성 계수가 다르다. 예컨대 본 발명의 제3실시 예에 따른 볼팅 장치의 탄성스프링(420)은 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 탄성스프링(420)보다 탄성 계수가 클 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3실시 예에 따른 탄성스프링(420)은 가이드부(300)의 하부 몸체(320)를 더욱 강하게 지지해줄 수 있다. 이에 의하여, 볼트(30)의 헤드(31)가 가이드부(300)의 하부 몸체(320)로 진입한 후 아래로 하강하는 동안에, 하부 몸체(320)의 복수개의 분체 각각은 상단과 하단 사이가 탄력적으로 벤딩될 수 있다.
<제4실시 예>
4. 본 발명의 제4실시 예에 따른 볼팅 장치
도 11은 본 발명의 제4실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제4실시 예에 따른 볼팅 장치는 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치와 탄성링(430)의 설치 위치 및 탄성 계수가 다르다. 예컨대 본 발명의 제4실시 예에 따른 볼팅 장치의 탄성링(430)은 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치의 탄성링(430)보다 탄성 계수가 클 수 있다. 또한, 제4실시 예에 따른 볼팅 장치의 탄성링(430)은 가이드부(300)의 하부 몸체(320)의 하단의 외주면에 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시 예에 따른 탄성링(430)은 가이드부(300)의 하부 몸체(320)를 더욱 강하게 지지해줄 수 있다. 이에 의하여, 볼트(30)의 헤드(31)가 가이드부(300)의 하부 몸체(320)로 진입한 후 아래로 하강하는 동안에, 하부 몸체(320)의 복수개의 분체 각각은 상단과 하단 사이가 탄력적으로 벤딩될 수 있다.
<제5실시 예>
5. 본 발명의 제5실시 예에 따른 볼팅 장치
도 12는 본 발명의 제5실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제5실시 예에 따른 볼팅 장치는, 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 구성부 또는 본 발명의 제2실시 예에 따른 볼팅 장치의 구성부에 더하여, 얼라인부(510, 520, 530)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
5.1. 본 발명의 제5실시 예에 따른 얼라인부
얼라인부는 관통구(H2)와 볼팅홀(H1)의 상하정렬을 진단할 수 있도록 볼팅대상물 및 지그부(200)에 형성된다. 구체적으로 얼라인부는 지그부(200)의 블록(210)의 하부면 복수 위치에 형성되고, 관통구(H2)의 중심축으로부터 수평방향으로 소정 거리 이격되는 제1센서(510) 및 제1센서(520)와 연결되고, 제1센서(520)의 감지결과를 빛 및 소리 중 적어도 어느 하나의 방식으로 알려주는 표시기(520), 볼팅대상물 예컨대 배터리팩 커버(22)의 상면의 복수 위치에 형성되고, 볼트홀(H1)의 중심축으로부터 소정 거리 이격되는 마크(530)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 관통구(H2)의 중심축과 제1센서(510) 간의 이격거리는 볼트홀(H1)의 중심축과 마크(530) 간의 이격거리와 동일할 수 있다. 또한, 제1센서(510)의 개수는 세 개 이상일 수 있고, 마크(530)의 개수는 제1센서(510)의 개수와 같을 수 있다. 또한, 관통구(H2)의 중심축을 중심으로, 블록(210)의 하부면 상에서 복수개의 제1센서(510)가 동일 각도로 상호 이격될 수 있다. 마찬가지로, 볼트홀(H1)의 중심축을 중심으로, 배터리팩 커버(22)의 상면 상에서 복수개의 마크(530)가 동일 각도로 상호 이격될 수 있다. 따라서, 복수개의 제1센서(510)와 복수개의 마크(530)가 상하로 정렬되면, 볼트홀(H1)의 중심축과 관통구(H2)의 중심축도 상하로 정렬될 수 있다.
복수개의 제1센서(510)는 복수개의 마크(530)와 모두 접촉되면, 표시기(520)로 감지신호를 출력하고, 표시기(520)는 감지신호를 빛 및 소리 중 적어도 어느 하나의 방식으로 출력하여 작업자에게 알려줄 수 있다. 이에, 제1센서(510)와 마크(530)가 상하로 정렬된 것을 쉽게 확인할 수 있고, 관통구(H2)의 중심축과 볼트홀(H1)의 중심축이 상하로 정렬된 것을 확인할 수 있다.
한편, 제1센서(510)가 마크(530)를 감지하는 방식은 다양할 수 있다. 제1센서(510)는 압력을 감지하는 센서일 수 있고, 마크(530)는 배터리팩 커버(22)의 상면으로부터 소정 높이 돌출될 수 있다. 제1센서(510)가 마크(530)의 상측에 위치하면 제1센서(510)가 상방으로 가압되면서 블록(210) 내로 후퇴할 수 있고, 마크(530)를 감지할 수 있다.
제1센서(520)는 전류를 감지하는 센서일 수 있다. 복수개의 제1센서(520) 각각은 그 하면에 제1리드와 제2리드를 구비할 수 있다. 마크(530)는 전기 전도성 재질을 포함할 수 있다. 제1센서(520)가 마크(530)와 접촉하고, 제1리드와 제2리드가 마크(530)의 상면에 모두 위치하면, 제1리드와 제2리드가 마크(530)를 통해 통전될 수 있고, 이 때의 전류를 제1센서(520)가 감지할 수 있다.
제1센서(520)는 광 신호를 감지하는 센서일 수 있다. 복수개의 제1센서(520) 각각은 그 하면에 수광부와 발광부를 구비할 수 있다. 마크(530)는 그 내외부로 빛을 통과 및 산란시킬 수 있는 소정의 재질일 수 있다. 제1센서(520)가 마크(530)와 접촉하고, 수광부와 발광부가 마크(530)의 상면에 모두 위치하면, 발광부에서 발진된 광이 마크(530)의 내부에서 산란되며 그 일부가 수광부로 입사될 수 있고, 입사되는 광 신호를 제1센서(520)가 감지할 수 있다.
이 외에도, 제1센서(520)가 마크(530)와의 접촉을 감지할 수 있는 방식은 다양할 수 있다.
<제6실시 예>
6. 본 발명의 제6실시 예에 따른 볼팅 장치
도 13은 본 발명의 제6실시 예에 따른 볼팅 장치의 모식도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제6실시 예에 따른 볼팅 장치는, 본 발명의 제1실시 예에 따른 볼팅 장치의 구성부에 더하여, 진단부(520, 540)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
6.1. 본 발명의 제6실시 예에 따른 진단부
진단부는 탄성부(400)에 구비된 복수개의 탄성스프링(420) 각각의 길이 변화를 이용하여 볼트(30)의 수직을 진단할 수 있도록 지그부(200)에 설치될 수 있다.
진단부는 복수개의 탄성스프링(420)에 각각 연결되는 복수개의 제2센서(540)와, 복수개의 제2센서(540)에서 출력되는 복수개의 탄성스프링(420)의 변형률 값이 동일할 때 알람 신호를 출력하는 표시기(520)를 포함하여 구성될 수 있다.
제2센서(540)는 복수개의 탄성스프링(420) 각각의 길이 변화를 측정할 수 있고, 이로부터 복수개의 탄성스프링(420) 각각의 변형률을 계산하여 표시기(520)로 출력할 수 있다.
여기서, 제2센서(540)가 길이 변화를 측정하는 방식에는 예컨대 스트레인 게이지의 측정 방식이 적용될 수 있다. 물론, 제2센서(540)는 길이 변화를 측정하는 방식은 다양할 수 있다. 예컨대 제2센서(540)는 레이저 광, 초음파 등을 이용한 거리 센서의 측정 방식을 적용할 수도 있다.
복수개의 제2센서(540)는 복수개의 탄성스프링(420) 각각의 길이 변화를 감지하고, 그 변형률을 계산하여 표시기(520)로 출력할 수 있다. 표시기(520)는 입력받은 변형률의 값들이 소정의 오차 범위 내에서 동일하면 알람을 출력할 수 있다.
즉, 복수개의 탄성스프링(420) 각각의 길이 변화가 동일할 때 표시기(520)가 알람을 출력할 수 있다. 알람이 출력되면 작업자는 복수개의 탄성스프링(420) 각각의 길이 변화가 동일한 것을 확인할 수 있고, 이로부터 볼트(30)가 수직을 유지하고 있음을 실시간으로 정확하게 확인할 수 있다.
예컨대 볼트(30)가 수직을 유지하지 않고, 일측으로 기울어지면, 볼트(30)가 기울어진 일측의 탄성스프링(420)이 상대적으로 많이 혹은 적게 수축되면서 복수개의 탄성스프링(420)의 길이 변화가 차이를 가진다. 이러한 길이 변화의 차이를 표시기(520)가 감지하여 알람을 끌 수 있다. 따라서, 작업자는 알람이 꺼지는 것으로부터 볼트(30)가 기울어져 있음을 신속하게 확인할 수 있다.
한편, 상술한 오차 범위는 복수개의 제2센서(540) 각각의 설치 오차 및 센서 자체가 내재하고 있는 측정 오차 등을 반영하여 소정의 범위로 정해질 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
(부호의 설명)
10: 테이블 20: 배터리팩 21: 배터리팩 하우징
22: 배터리팩 커버 30: 볼트 31: 헤드
32: 나사 100: 작동부 110: 드라이버 비트
120: 작동부 몸체 200: 지그부 210: 블록
220: 서포트 300: 가이드부 310: 상부 몸체
320: 하부 몸체 400: 탄성부 410: 설치홈
420: 탄성스프링 430: 탄성링 510: 제1센서
520: 표시기 530: 마크 540: 제2센서
H1: 볼트홀 H2: 관통구 S: 절개된 부위
D31: 헤드 크기 D32: 나사 크기 L: 중심축

Claims (10)

  1. 테이블상에 배치되고, 드라이버 비트를 구비하는 작동부;
    볼트홀이 형성된 볼팅대상물과 접촉할 수 있도록 상기 테이블상에 배치되고, 상기 볼트홀로 볼트를 안내하기 위한 관통구를 구비하는 지그부;
    상기 관통구에 삽입되어 배치되고, 그 내부에 볼트를 수용할 수 있도록 중공형으로 형성되며, 볼트의 수직을 유지시킬 수 있도록 아래로 갈수록 내경이 좁아지는 형상으로 경사진 내부면을 구비하고, 볼트를 아래로 이동시킬 때 내부면이 탄력적으로 벌어질 수 있도록 일부가 볼트의 이동방향으로 절개되는 가이드부;
    상기 가이드부의 절개된 부위의 주변 부위를 탄력적으로 지지하도록 상기 가이드부의 외주면과 접촉되어 배치되는 탄성부;를 포함하여 구성되는 볼팅 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성부는,
    상기 관통구의 내벽에 오목하게 형성되는 설치홈; 및
    상기 볼트의 이동방향과 교차하는 방향으로 연장형성되고, 상기 관통구의 내부로 돌출될 수 있도록 상기 설치홈에 내장되며, 상기 가이드부의 하단을 지지하는 탄성스프링;을 포함하여 구성되는 볼팅 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 설치홈은 복수개 형성되고, 상기 관통구를 중심으로 방사상으로 배치되며,
    상기 탄성스프링은 복수개 구비되고, 상기 관통구를 중심으로 방사상으로 배치되어 각각의 설치홈에 내장되며, 각각의 일단이 설치홈 내벽에 지지되고, 각각의 타단이 상기 가이드부의 하단과 접촉되는 것을 특징으로 하는 볼팅 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성부는,
    상기 가이드부의 하단의 외주면을 감싸도록 배치되는 탄성링;을 포함하여 구성되는 볼팅 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 가이드부는,
    볼트의 헤드 끝단과 접촉할 수 있도록 내경의 크기가 볼트의 헤드 크기와 동일한 상부 몸체; 및
    수축 시에 볼트의 나사 하단과 접촉할 수 있도록 수축 시 내경의 크기가 볼트의 나사 크기와 동일한 하부 몸체;를 포함하여 구성되는 볼팅 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하부 몸체는 일부가 볼트의 이동방향으로 절개됨에 의해 복수개의 분체로 나누어지고,
    상기 하부 몸체의 복수개의 분체는 상기 상부 몸체의 둘레를 따라 나열되어 상호 이격되는 것을 특징으로 하는 볼팅 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 하부 몸체의 복수개의 분체는 상기 탄성부에 의해 탄성지지되며, 각각의 하단이 볼트의 헤드가 아래로 이동함에 의해 서로 멀어지는 방향으로 벌어질 수 있는 것을 특징으로 하는 볼팅 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 하부 몸체의 복수개의 분체 각각은 상단과 하단 사이가 탄력적으로 벤딩될 수 있는 것을 특징으로 하는 볼팅 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통구와 상기 볼팅홀의 상하정렬을 진단할 수 있도록 상기 볼팅대상물 및 상기 지그부에 형성되는 얼라인부;를 더 포함하여 구성되는 볼팅 장치.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 탄성부의 복수개의 탄성스프링의 길이 변화를 이용하여 볼트의 수직을 진단할 수 있도록 지그부에 설치되는 진단부;를 더 포함하여 구성되는 볼팅 장치.
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