KR101316334B1

KR101316334B1 - 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치

Info

Publication number: KR101316334B1
Application number: KR1020060098299A
Authority: KR
Inventors: 김선기
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2013-10-08
Also published as: KR20080032736A

Abstract

본 발명은 한 공정내에서 볼 자동공급 및 조립, 볼 공급상태의 이상여부를 자동으로 검사하도록 하여 생산성과 조립성을 향상시킨 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 구체적인 수단은, 볼 베어링의 세퍼레이터에 볼을 조립하기 위한 장치에 있어서, 다수의 볼을 외부로부터 공급받아 일렬로 정렬시키는 볼공급통로와, 볼공급통로의 출구측에 일단이 연통되고 타단이 구동모터의 회전력에 의해 원호운동이 가능하도록 회전가능하게 장착된 볼 분배관을 갖는 볼 공급유닛과; 상기 볼공급 유닛으로부터 볼을 일정한 간격으로 공급받는 볼공급 분배뭉치와, 상기 볼공급 분배뭉치를 작동시켜 볼수량검사 유닛에 볼을 공급할 수 있는 출구를 개폐하는 볼 공급 게이트 실린더를 포함하는 볼 분배유닛과; 상기 볼 분배유닛으로부터 배출되는 볼을 상기 세퍼레이터의 볼포캣으로 안내 유도하는 볼 고랑을 갖는 지그와, 지그에 장착되어 세퍼레이터의 위치를 잡아주는 볼 가이드를 포함하는 볼검사유닛과; 상기 볼검사유닛의 상방에 배치되어 세퍼레이터의 외측에 배열된 볼을 세퍼레이터의 볼포캣에 조립하는 볼 프레스와, 상기 볼 프레스를 승강 동작시키는 볼 프레스 승강실린더가 구비된 볼 프레스유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

베어링, 볼 세퍼레이터, 볼, 볼 공급유닛, 볼 분배유닛, 볼 검사유닛

Description

프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치{Ball fitting device of ball bearing used press}

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명에 따른 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치에 적용되는 볼공급유닛 및 볼 분배유닛의 구성도.

도 2는 도 1에서 볼 분배유닛의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치에 적용되는 볼 검사유닛 및 볼 공급분배뭉치의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치에 적용되는 볼 프레스유닛 및 볼 검사유닛의 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치에서 프레스가 볼을 조립시키고 있는 상태도.

도 6은 본 발명에 따른 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치에 적용되는 요부 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치에 적용되는 볼 검사유닛의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 볼 공급유닛

102: 볼 공급통로

104: 구동모터

106: 볼 분배관

200: 볼 분배유닛

210: 볼 공급분배뭉치

212: 상부 볼 받침블록

214: 하부 볼 받침블록

220: 볼공급 게이트 실린더

300: 볼 검사유닛

312: 볼 고랑

320: 볼 가이드

322: 볼 이탈홈

400: 볼 프레스유닛

410: 볼 프레스

420: 볼 프레스 승강실린더

본 발명은 자동차용 휠 베어링 또는 볼 베어링의 세퍼레이터에 베어링 볼을 자동으로 공급 분배시킨 후 프레스를 이용하여 조립후, 볼 공급상태의 이상여부를 즉각 검사할 수 있도록 한 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치에 관한 것이다.

자동차용 휠 베어링의 경우 차축에 끼워지는 2개의 내륜과 허브축에 장착되는 외륜 그리고 내륜과 외륜의 사이에 위치하여 볼 레이스를 따라 구름운동하는 다수의 볼과 이들 볼의 간격을 유지하는 세퍼레이터(seperator)로 구성되어 있다.

종래의 경우 비자동화라인에서 1차적으로 볼을 세퍼레이터에 조립한 후 가조립 상태의 부품을 작업자 육안을 이용하여 볼 가조립 상태의 이상여부를 판별하고 난 후 작업자가 외륜에 가조립품을 공급하는 방식으로 진행되었다.

그러나 이럴 경우 작업절차가 복잡하고 수작업으로 진행되므로 생산성이 떨어지는 결과를 초래한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반적인 사정을 감안하여 창출된 것으로, 한 공정내에서 볼 자동공급 및 조립, 볼 공급상태의 이상여부를 자동으로 검사하도록 하여 생산성과 조립성을 향상시킨 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

볼 베어링의 세퍼레이터에 볼을 조립하기 위한 장치에 있어서,

다수의 볼을 외부로부터 공급받아 일렬로 정렬시키는 볼공급통로와, 볼공급통로의 출구측에 일단이 연통되고 타단이 구동모터의 회전력에 의해 원호운동이 가능하도록 회전가능하게 장착된 볼 분배관을 갖는 볼 공급유닛과;

상기 볼공급 유닛으로부터 볼을 일정한 간격으로 공급받는 볼공급 분배뭉치와, 상기 볼공급 분배뭉치를 작동시켜 볼수량검사 유닛에 볼을 공급할 수 있는 출구를 개폐하는 볼 공급 게이트 실린더를 포함하는 볼 분배유닛과;

상기 볼 분배유닛으로부터 배출되는 볼을 상기 세퍼레이터의 볼포캣으로 안내 유도하는 볼 고랑을 갖는 지그와, 지그에 장착되어 세퍼레이터의 위치를 잡아주는 볼 가이드를 포함하는 볼검사유닛과;

상기 볼검사유닛의 상방에 배치되어 세퍼레이터의 외측에 배열된 볼을 세퍼레이터의 볼포캣에 조립하는 볼 프레스와, 상기 볼 프레스를 승강 동작시키는 볼 프레스 승강실린더가 구비된 볼 프레스유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

볼 가이드에는 볼 개수에 맞추어 볼 이탈방지용 홈이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

지그에는 세퍼레이터에 조립된 볼의 수량을 측정하는 볼 센서를 더 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면,

볼공급 분배뭉치는 원주상에 볼이 투입되는 볼받침홀을 갖고 볼 공급 게이트 실린더에 연결되어 회동 동작하는 상부 볼받침블록과, 상부 볼받침블록의 하방에 위치하여 상기 볼받침홀과 연통되어 상기 지그로 볼을 투입하는 볼 투입홀을 갖는 하부 볼 받침블록으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 6에서와 같이 볼 베어링의 일부를 구성하는 세퍼레이터(10)에 볼(12)을 조립하여 그 수량을 확인하기 위한 장치는 도 1과 같이 볼 공급유닛(100)이 구비된다.

상기 볼 공급유닛(100)은 도 1에서와 같이 다수의 볼(12)을 외부로부터 공급받아 일렬로 정렬시키는 볼공급통로(102)와, 볼공급통로(102)의 출구측에 일단이 연통되고 타단이 구동모터(104)의 회전력에 의해 원호운동이 가능하도록 회전가능하게 장착된 볼 분배관(106)을 갖는다.

이때 볼 공급통로(102)의 출구는 볼공급출구 개폐실린더(103)에 의해 이루어지게 되어 있다. 즉, 볼공급출구 개폐실린더(103)에 연결된 게이트로드(103a)의 진퇴 운동에 의해 볼 공급통로(102)의 출구 개폐가 이루어지게 되어 있다.

도면부호 '200'은 '볼 분배유닛'이다.

상기 볼 분배유닛(200)은 도 1 및 도 2와 같이 상기 볼 공급유닛(100)으로부터 볼을 일정한 간격으로 공급받는 볼공급 분배뭉치(210)와, 상기 볼공급 분배뭉 치(210)를 작동시켜 볼수량검사 유닛(300)에 볼을 공급할 수 있는 출구를 개폐하는 볼 공급 게이트 실린더(220)를 구비하고 있다.

상기 볼공급 분배뭉치(210)는 도 3 및 도 6에서와 같이 원주상에 볼(12)이 투입되는 볼받침홀(212a)을 갖고 볼 공급 게이트 실린더(220)에 연결되어 회동 동작하는 상부 볼받침블록(212)과, 상부 볼받침블록(212)의 하방에 위치하여 상기 볼받침홀(212a)과 연통되어 상기 지그(310)로 볼을 투입하는 볼 투입홀(214a)을 갖는 하부 볼 받침블록(214)으로 구성되어 있다.

이때 볼 공급분배뭉치(210)의 중심축은 볼 분배유닛 전후진 실린더(211)에 의해 이루어지게 되어 있다. 즉, 볼 분배유닛 전후진 실린더(211)의 작동방향에 따라 볼 공급분배뭉치(210)의 중심축이 후술할 볼 검사유닛(300)의 중심축과 일치되게 되어 있다.

도면부호 '300'은 '볼 검사유닛'이다.

상기 볼검사유닛(300)은 도 3 및 7과 같이 상기 볼 분배유닛(200)으로부터 배출되는 볼(12)을 상기 세퍼레이터(10)의 볼포캣으로 안내 유도하도록 방사상으로기울어진 볼 고랑(312)을 갖는 지그(310)와, 지그(310)에 장착되어 세퍼레이터(10)의 위치를 잡아주는 볼 가이드(320)를 포함한다.

상기 볼 가이드(320)에는 외주면으로 세퍼레이터(10)에 배열되는 볼(12)의 개수에 맞추어 볼 이탈방지용 홈(322)이 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 지그(310)에는 세퍼레이터(10)에 조립된 볼의 수량을 측정하는 볼 센서(314)가 볼 고랑(312)에 일대일 대응하여 설치된다.

상기 볼 센서(314)는 도시안된 A/D컨버터와 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 A/D컨버터와 전기적으로 연결된 디스플레이(미도시)에는 검사된 볼의 수량을 숫자로 나타나게 될 수 있다. 또한 A/D컨버터와 연결된 경고회로에 의해 이상여부를 즉각 경보할 수 있다.

도면부호 '400'은 '볼 프레스유닛'이다.

상기 볼 프레스유닛(400)은 도 4와 같이 상기 볼검사유닛(300)의 상방에 배치되어 세퍼레이터(10)의 외측에 배열된 볼을 세퍼레이터(10)의 볼포캣에 조립하는 볼 프레스(410)와, 상기 볼 프레스(410)를 승강 동작시키는 볼 프레스 승강실린더(420)가 구비된다.

이때 볼 프레스(410)는 도 5와 같이 내경부 하단에 볼(12)을 볼 가이드(320)의 중심부로 밀어내도록 환형 경사면(410a)이 형성된다. 또한 볼 프레스(410)는 복수개의 안내봉(412)에 연결되어 있고, 안내봉(412)은 프레임(414)에 승강 가능하게 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 도 1에서와 같이 볼 공급유닛(100)의 볼공급통로(102)에 외부로부터 볼(12)을 공급받는다. 볼 공급통로(102)에 공급된 복수개의 볼은 게이트로드(103a)에 의해 볼 분배관(106)으로 유입되기 전의 대기상태를 갖게 된다.

이때 게이트 로드(103a)의 끝단은 볼공급 출구 개폐실린더(103)의 전진 작동으로 볼공급통로(102)의 출구를 막고 있는 상태가 된다.

다음, 도시안된 승강 실린더에 의해 볼 공급유닛(100)이 일정량 하강하여 볼 불배관(106)이 볼공급분배뭉치(210)에 접근하게 된다. 이 상태에서 구동모터(104)가 구동하여 벨트의 회전력으로 볼 분배관(106)이 회전하는 동시에 게이트 로드(103a)가 후퇴하여 볼 공급통로(102)가 개방된다.

따라서 볼(12)은 자중에 의해 볼공급통로(102)의 출구를 빠져나와 볼 분배관(106)으로 유입된 후 볼분배뭉치(210)의 상부 볼 받침블록(212)의 볼 받침홀(212a)로 하나씩 정렬 위치된다.

볼 공급통로(102)에 준비된 볼이 모두 배출되면 게이트로드(103a)는 볼공급 출구 개폐실린더(103)의 전진 동작에 의해 다시 원위치로 복귀하여 볼 공급통로(102)의 출구를 막고 외부로부터 볼이 볼 공급통로(102)에 재공급되도록 한다.

다음, 볼 공급분배뭉치(210)가 도 6에서 표현한 것 같이 우측으로 이동하여 작동축의 중심선이 볼검사유닛(300)의 중심선과 일직선상으로 놓이게 된다.

그 다음, 볼공급분배유닛(200) 측면의 볼공급 게이트실린더(320)가 작동하여 상부 볼받침블록(212)의 볼 받침홀(212a)과 하부 볼받침블록(214)의 볼 투입홀(214a)이 일치하여 연통된다.

이로 인해 볼(12)이 자중에 의해 볼검사 유닛(300)의 지그(310) 상면의 볼고랑(312)으로 볼이 일대일 대응으로 떨어지고, 볼은 볼고랑(312)을 따라 흘러내려가면서 세퍼레이터(10)의 볼포캣 측면에 볼이 위치한다.

이때 볼분배유닛(200)은 볼 분배유닛 전후진 실린더(211)에 의해 원상태로 복귀한 후 다음 볼을 받을 준비함과 동시에 볼검사유닛(300)의 상방에 위치한 볼 프레스(410)가 볼 프레스 승강실린더(420)에 의해 하강한다.

도 5와 같이 볼 프레스(410)가 볼에 닿으면서 볼은 볼가이드(320) 측면으로 이동하면서 세퍼레이터(10)의 볼포캣 방향으로 밀어넣어져 조립된다. 이때 볼 이탈방지용 홈(322)은 볼의 이탈을 방지한다.

또한 복수개의 볼이 볼가이드(320) 하단 측면에 위치한 복수의 볼 센서(314)와 일대일로 접촉하므로서 정확한 볼의 수량을 감지하게 된다.

볼 센서(314)에 의한 볼 수량의 감지가 완료되면 볼 프레스(410)는 도 4와 같이 볼 프레스 승강실린더(420)의 상승동작에 의해 볼검사유닛(300)의 상방으로 복귀한다.

이같이 본 발명은 볼분배관(106)으로부터 볼 분배유닛(200)으로부터 볼을 공급받고, 볼 분배유닛(200)이 볼 검사유닛(300)으로 볼을 공급한 후 볼 프레스(410)가 작동하여 볼 조립을 이룸과 동시에 볼의 수량을 볼 센서(314)로 감지하므로써 볼의 조립 자동화가 가능하고, 정확한 볼의 수량 검사와 동시에 이상여부를 즉각 검사할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 볼은 연속적으로 공급받아 세퍼레이터에 분배한 후 그 볼의 수량을 감지 확인함으로서 자동화가 가능하여 생산성을 향상 시킬 수 있고, 이상여부를 즉시 확인할 수 있어 조립 불량을 없앨 수 있다.

Claims

볼 베어링의 세퍼레이터(10)에 볼을 조립하기 위한 장치에 있어서,

다수의 볼을 외부로부터 공급받아 일렬로 정렬시키는 볼공급통로(102)와, 볼공급통로(102)의 출구측에 일단이 연통되고 타단이 구동모터(104)의 회전력에 의해 원호운동이 가능하도록 회전가능하게 장착된 볼 분배관(106)을 갖는 볼 공급유닛(100)과;

상기 볼공급 유닛(100)으로부터 볼을 일정한 간격으로 공급받는 볼공급 분배뭉치(210)와, 상기 볼공급 분배뭉치(210)를 작동시켜 볼수량검사 유닛(300)에 볼을 공급할 수 있는 출구를 개폐하는 볼 공급 게이트 실린더(220)를 포함하는 볼 분배유닛(200)과;

상기 볼 분배유닛(200)으로부터 배출되는 볼을 상기 세퍼레이터(10)의 볼포캣으로 안내 유도하는 볼 고랑(312)을 갖는 지그(310)와, 지그(310)에 장착되어 세퍼레이터(10)의 위치를 잡아주는 볼 가이드(320)를 포함하는 볼 검사유닛(300)과;

상기 볼검사유닛(300)의 상방에 배치되어 세퍼레이터(10)의 외측에 배열된 볼을 세퍼레이터의 볼포캣에 조립하는 볼 프레스(410)와, 상기 볼 프레스(410)를 승강 동작시키는 볼 프레스 승강실린더(420)가 구비된 볼 프레스유닛(400)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치.
제 1항에 있어서,

상기 볼 가이드(320)에는 볼 개수에 맞추어 볼 이탈방지용 홈(322)이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치.
제 1항에 있어서,

상기 지그(310)에는 세퍼레이터(10)에 조립된 볼의 수량을 측정하는 볼 센서(314)를 더 포함한 것을 특징으로 하는 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치.
제 1항에 있어서,

상기 볼공급 분배뭉치(210)는 원주상에 볼이 투입되는 볼받침홀(212a)을 갖고 볼 공급 게이트 실린더(220)에 연결되어 회동 동작하는 상부 볼받침블록(212)과, 상부 볼받침블록(212)의 하방에 위치하여 상기 볼받침홀(212a)과 연통되어 상기 지그(310)로 볼을 투입하는 볼 투입홀(214a)을 갖는 하부 볼 받침블록(214)으로 구성된 것을 특징으로 하는 프레스를 이용한 볼 베어링의 볼 조립 장치.