KR102099956B1 - 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템에 관한 것이다. 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템은 가공 소재가 공급되는 공급 유닛(111); 공급 유닛(111)으로부터 이송된 가공 소재가 적재되는 로터리 테이블(12); 로터리 테이블(12)로 가공 소재에 적합한 스플라인 금형을 공급하는 자동 툴 교환 모듈(13); 스플라인 금형에 고정된 가공 소재를 압입 공정에 의하여 샤프트 스플라인을 가공하는 압입 가공 모듈(14); 압입 가공 모듈(14)에서 가공된 스플라인의 마무리 공정을 진행하는 마무리 공정 모듈(16); 마무리 공정 모듈(16)에서 마무리가 된 샤프트 스플라인을 검사하는 검사 모듈(17); 및 검사가 완료된 샤프트 스플라인을 저장하는 저장 유닛(112)을 포함한다.
Description
본 발명은 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 전기 자동차의 파킹 샤프트에 형성되는 스플라인을 효율적으로 제조할 수 있는 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템에 관한 것이다.
전기 자동차의 파킹 방식은 원터치 버턴 방식, 버튼 레버 방식 및 버튼 레버 혼용 방식으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 방식 중 버튼 레버 또는 버튼 레버 혼용 방식은 직접 레버를 작동시키는 것에 의하여 예를 들어 급발진을 방지할 수 있다는 이점을 가진다. 다양한 방식의 전기 자동차의 파킹 시스템에서 캠 샤프트 또는 폴(pawl) 샤프트가 사용되고, 샤프트에 스플라인이 형성되어야 한다. 그리고 샤프트의 스플라인은 호빙(hobbing) 공정 또는 전조 공정(form rolling)에 의하여 만들어질 수 있다. 그러나 이와 같은 공정에 의한 스플라인의 형성은 실시간 치수 측정에 의한 실시간 검사가 어려우면서 자동화가 어렵다는 단점을 가진다. 자동차 샤프트의 스플라인과 관련된 다양한 선행기술이 이 분야에 공지되어 있고, 특허공개번호 10-2013-0027696은 자동차 조향 장치용 스플라인 샤프트의 가공 장치에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2010-0053278은 전기 자동차용 감속기 파킹 장치에 대하여 개시한다. 이와 같은 선행기술에서 스플라인은 호빙 또는 전조 공정에 의하여 가공되고, 자동화가 가능한 압입 가공에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 자동화가 된 일련의 가공 공정에 의하여 샤프트의 스플라인을 압입 가공에 의하여 형성할 수 있는 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템은 가공 소재가 공급되는 공급 유닛; 공급 유닛으로부터 이송된 가공 소재가 적재되는 로터리 테이블; 로터리 테이블로 가공 소재에 적합한 스플라인 금형을 공급하는 자동 툴 교환 모듈; 스플라인 금형에 고정된 가공 소재를 압입 공정에 의하여 샤프트 스플라인을 가공하는 압입 가공 모듈; 압입 가공 모듈에서 가공된 스플라인의 마무리 공정을 진행하는 마무리 공정 모듈; 마무리 공정 모듈에서 마무리가 된 샤프트 스플라인을 검사하는 검사 모듈; 및 검사가 완료된 샤프트 스플라인을 저장하는 저장 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 자동 툴 교환 모듈은 양쪽 끝에 그립이 형성된 툴 교환 유닛을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 마무리 공정 모듈은 한쪽 부분이 회전축에 고정되면서 다른 부분에 그립 핸드 형성된 회전 암을 포함한다.
본 발명에 따른 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템은 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인을 압입 가공에 의하여 형성하는 것에 의하여 가공 시간을 감소시키면서 정밀도를 유지할 수 있고, 이와 동시에 리드 타임을 감소시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템은 자동화 공정에 따라 실시간으로 검사가 가능하면서 다양한 자동화 공정과 연동되어 작동되는 것에 의하여 파킹 장치의 전체 제조 공정의 효율성이 향상되도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템에 적용되는 마무리 가공 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템에 적용되는 스플라인 금형 및 금형 툴의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템에 적용되는 스플라인 금형 및 스플라인 샤프트의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템에 적용되는 마무리 가공 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템에 적용되는 스플라인 금형 및 금형 툴의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템에 적용되는 스플라인 금형 및 스플라인 샤프트의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템은 가공 소재가 공급되는 공급 유닛(111); 공급 유닛(111)으로부터 이송된 가공 소재가 적재되는 로터리 테이블(12); 로터리 테이블(12)로 가공 소재에 적합한 스플라인 금형을 공급하는 자동 툴 교환 모듈(13); 스플라인 금형에 고정된 가공 소재를 압입 공정에 의하여 샤프트 스플라인을 가공하는 압입 가공 모듈(14); 압입 가공 모듈(14)에서 가공된 스플라인의 마무리 공정을 진행하는 마무리 공정 모듈(16); 마무리 공정 모듈(16)에서 마무리가 된 샤프트 스플라인을 검사하는 검사 모듈(17); 및 검사가 완료된 샤프트 스플라인을 저장하는 저장 유닛(112)을 포함한다.
공급 유닛(111)에 다수 개의 가공 소재가 준비될 수 있고, 가공 소재는 스플라인의 가공을 위한 준비가 완료된 상태가 될 수 있다. 각각의 가공 소재는 전체적으로 선형 파이프 형상이 될 수 있고, 정렬된 상태로 공급 유닛(111)에 준비될 수 있다. 이후 가공을 위하여 각각의 소재가 공급 경로(113)로 투입되어 로터리 테이블(12)로 이송될 수 있다. 로터리 테이블(12)은 전체적으로 원판 형상이 되면서 중심에 위치하는 회전 유닛(121)을 기준으로 회전 가능한 구조가 될 수 있다. 그리고 둘레 면을 따라 균일 간격으로 배치된 가공 지그(123)에 고정될 수 있다. 각각의 가공 소재는 클램프 유닛(114)에 고정되어 공급 경로(113)를 따라 이송될 수 있고, 클램프 유닛(114)은 가공 지그(123)에 분리 가능하도록 결합되면서 가공 소재를 고정할 수 있다. 가공 지그(123)에 클램프 유닛(114)이 고정되면, 로터리 테이블(12)이 회전되어 가공 소재가 툴 교환 모듈(13)의 앞쪽에 위치할 수 있다. 툴 교환 모듈(13)은 다수 개의 가공 툴이 저장된 툴 매거진(131); 및 양쪽 끝에 그립이 형성된 툴 교환 유닛(132)을 포함한다. 툴 매거진(131)에 서로 다른 규격을 가진 스플라인 형성을 위한 다수 개의 금형이 준비될 수 있다. 툴 교환 유닛(132)은 양쪽 끝에 툴이 고정될 수 있는 그립을 포함할 수 있다. 툴 교환 유닛(132)은 가공 지그(123)와 툴 매거진(132)의 중간 지점을 중심으로 회전 가능한 구조가 될 수 있다. 양쪽 끝이 배치된 그립은 가공 툴 또는 스플라인 금형을 고정할 수 있는 구조를 가지면서 회전이 되면서 가공 지그 및 툴 매거진에 위치할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 로터리 테이블(12)에 배치된 다수 개의 가공 지그(123)에 각각 클램프 유닛(114)에 고정된 가공 소재가 고정되고, 이에 따라 각각의 가공 지그(123)에 동일하거나 또는 서로 다른 가공 툴이 툴 교환 모듈(13)에 의하여 가공 지그(123)에 결합될 수 있다. 그리고 로터리 테이블(12)이 회전이 되면서 각각의 가공 소재 및 가공 소재에 결합된 가공 지그(123)가 압입 가공 모듈(14)로 이동될 수 있다. 압입 가공 모듈(14)은 슬라이더(141) 및 가공 툴을 정해진 위치에 고정하는 고정 유닛(142)을 포함할 수 있다. 고정 유닛(142)은 중심 부분을 기준으로 회전할 수 있는 한 쌍의 고정 날개로 이루어질 수 있다. 고정 수단(142)에 의하여 가공 툴이 정해진 위치에 고정되면 가공 소재에 압력이 가해져 스플라인 형성 부분이 가공 툴에 압입이 되면서 스플라인이 형성될 수 있다. 고정 수단(142)은 슬라이더(141)에 의하여 이동되어 가공 툴을 고정하거나, 가공 툴을 해제할 수 있다. 가공 소재의 압입은 예를 들어 압력 실린더 모듈(18)에 의하여 이루어질 수 있고, 압력 실린더 모듈(18)은 프레스 유닛을 포함할 수 있다. 압입 가공에 의하여 가공 소재에 스플라인이 형성되면 로터리 테이블(12)이 회전되고 이에 따라 스플라인이 형성된 가공 소재가 마무리 공정 모듈(16)로 이동될 수 있다. 가공 소재가 예를 들어 버(burr)를 제거하는 머시닝 기기를 포함하는 마무리 공정 모듈(16)의 앞쪽에 위치하면, 한쪽 부분이 회전축에 고정되면서 다른 부분에 그립 핸드 형성된 회전 암(15)에 의하여 가공 소재가 마무리 공정 모듈(16)로 이동될 수 있다. 마무리 고정 모듈(16)에 의하여 스플라인이 형성된 가공 소재에 대한 마무리 공정이 완료되면 클램프 유닛(114)에 고정된 가공 소재가 로터리 테이블(12)의 회전에 의하여 검사 모듈(17)로 이동될 수 있다. 검사 모듈(17)의 형성된 스플라인에 대한 치수 검사가 이루어질 수 있다. 검사 모듈(17)은 예를 들어 스플라인 부분의 삽입에 의한 치수 검사 유닛, 외관 검사를 위한 비전 유닛 또는 내구성 검사를 위한 초음파 유닛과 같은 검사 수단을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 그리고 검사 모듈(17)에 의하여 검사가 완료되면 배출 경로로 검사가 완료된 가공 소재가 이동될 수 있고, 배출 경로는 공급 경로(113)와 나란하게 형성될 수 있고, 공급 경로(113)와 유사하게 클램프 유닛(114)의 이동이 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 스플라인이 형성되어 검사가 완료된 가공 소재는 클램프 유닛(114)에 고정되어 배출 경로를 따라 이송되어 저장 유닛(112)으로 이동될 수 있다. 저장 유닛(112)에서 클램프에 의한 가공 소재의 고정이 해제되고, 이에 따라 가공 소재가 저장 유닛(112)으로 이동되어 정렬될 수 있다. 저장 유닛(112)에 레이저 마커(115)가 배치될 수 있고, 레이저 마커(115)에 의하여 스플라인 가공과 관련된 정보가 마킹이 될 수 있다. 이후 가공이 완료된 파킹 샤프트는 파킹 제조 공정에 투입될 수 있다.
압입 시스템은 스플라인의 형성과 관련된 다양한 부가 수단을 포함할 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템에 적용되는 마무리 가공 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 마무리 공정 모듈(16)은 예를 들어 버 제거 수단, 밀링 수단 또는 절삭 수단과 같은 머시닝 수단을 포함할 수 있고, 압입 모듈에서 형성된 스플라인에 대한 마무리 공정을 진행할 수 있다. 클램프 유닛(114)에 고정된 가공 소재(W)는 회전 암(15)에 형성된 그립 핸드(153)에 고정될 수 있다. 회전 암(15)의 한쪽 끝은 회전축(151)에 고정되고, 경사진 연장 부분과 수평 연장 부분으로 이루어진 연장 부분(152) 및 연장 부분(152)의 끝 부분에 형성된 그립 핸드(153)로 이루어질 수 있다. 회전 암(15)의 그립 핸드(153)가 로터리 테이블(12)의 가공 지그(123)로 회전되어 클램프(114)를 고정할 수 있다. 이후 그립 핸드(153)가 회전되어 마무리 가공 모듈(16)에 형성된 가공 위치로 이동될 수 있고, 가공 위치에서 가공 소재(W)가 고정 지그(161)에 의하여 고정될 수 있다. 이후 스플라인에 대한 마무리 공정이 마무리 수단에 의하여 진행되고, 마무리 공정이 완료되면, 가공 소재(W)가 고정된 클램프 유닛(114)이 그립 핸드(153)의 회전에 따라 가공 지그(123)로 이송될 수 있다. 그리고 마무리 공정이 완료된 가공 소재(W)가 검사 모듈로 이송되어 검사 공정이 진행될 수 있다.
마무리 공정 모듈(16)은 다양한 마무리 수단을 포함할 수 있고, 회전 암(15)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템에 적용되는 스플라인 금형 및 금형 툴의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 가공 툴의 형성을 위한 가공 툴(31)에 가공 소재가 삽입되는 압입 가공 부위(311)가 형성될 수 있고, 압입 가공 부위(311)는 전체적으로 실린더 형상의 홈 구조가 될 수 있고, 내부 둘레 면을 따라 스플라인의 홈에 해당하는 다수 개의 형성 날개(312)가 형성될 수 있다. 형상 날개(312)는 형성되는 스플라인 형상에 대응되는 구조로 만들어질 수 있고, 위쪽 부분에 바깥쪽으로 경사진 유입 부분이 형성될 수 있다. 가공 툴(31)은 또한 가공 금형(33)으로 만들어질 수 있고, 가공 금형(33)은 위쪽 부분이 볼록한 곡면 형상이 되면서 중앙 부분에 스플라인의 형상에 대응되는 압입 홀(331)의 형성될 수 있다. 가공 툴(31) 또는 가공 금형(33)은 초경합금 또는 금속도강(SKH) 소재로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 가공 툴(31) 또는 가공 금형(33)은 가공 지그(123)에 고정될 수 있고, 가공 지그(123)의 아래쪽에 분리 부재(125)가 결합될 수 있다. 위에서 설명된 가공 소재는 프레스와 같은 압입 수단에 의하여 압입 가공 부위(311) 또는 압입 홀(331)로 압입이 되면서 스플라인이 형성될 수 있다. 또한 분리 부재(125)의 상하 이동에 의하여 가공 툴(31) 또는 가공 금형(33)이 가공 지그(123)에 고정되거나, 분리될 수 있다. 가공 툴(31) 또는 가공 금형(33)은 형성되어야 하는 스플라인의 형상에 적합한 구조를 가질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템에 적용되는 스플라인 금형 및 스플라인 샤프트의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 가공 금형(33, 41)은 샤프트에 형성되는 스플라인 형상(431, 441)에 적합한 형상을 가질 수 있다. 제1 가공 금형(33)은 전체적으로 반-구형이 되면서 중앙 부분에 제1 스플라인 형성 부분이 압입 방식으로 삽입될 수 있는 가공 홀(331)이 형성될 수 있다. 그리고 제1 샤프트(43)의 제1 스플라인 형성 부분이 가공 홀(331)에 삽입되면서 제1 스플라인 형상(431)이 만들어질 수 있다. 이에 비하여 제2 가공 금형(41)의 둘레 면을 따라 가공 돌기(411)가 형성될 수 있고, 가공 돌기(411)에 의하여 제2 샤프트(44)의 제2 스플라인 형상(42)이 만들어질 수 있다.
가공 금형(33, 41)은 형성되어야 하는 스플라인 형상(431, 441)에 적합한 구조를 가질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템은 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인을 압입 가공에 의하여 형성하는 것에 의하여 가공 시간을 감소시키면서 정밀도를 유지할 수 있고, 이와 동시에 리드 타임을 감소시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 스플라인 압입 시스템은 자동화 공정에 따라 실시간으로 검사가 가능하면서 다양한 자동화 공정과 연동되어 작동되는 것에 의하여 파킹 장치의 전체 제조 공정의 효율성이 향상되도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
111: 공급 유닛 112: 저장 유닛
113: 공급 경로 114: 클램프 유닛
12: 로터리 테이블 121: 회전 유닛
123: 가공 지그 13: 자동 툴 교환 모듈
131: 툴 매거진 132: 틀 교환 유닛
14: 압입 가공 모듈 141: 슬라이더
142: 고정 유닛 15: 회전 암
151: 회전축 152: 연장 부분
153: 그립 핸드 16: 마무리 공정 모듈
161:고정 지그 17: 검사 모듈
18: 압력 실리더 모듈 31: 가공 툴
33, 41: 가공 금형
113: 공급 경로 114: 클램프 유닛
12: 로터리 테이블 121: 회전 유닛
123: 가공 지그 13: 자동 툴 교환 모듈
131: 툴 매거진 132: 틀 교환 유닛
14: 압입 가공 모듈 141: 슬라이더
142: 고정 유닛 15: 회전 암
151: 회전축 152: 연장 부분
153: 그립 핸드 16: 마무리 공정 모듈
161:고정 지그 17: 검사 모듈
18: 압력 실리더 모듈 31: 가공 툴
33, 41: 가공 금형
Claims (3)
- 가공 소재가 공급되는 공급 유닛(111);
공급 유닛(111)으로부터 이송된 가공 소재가 적재되는 로터리 테이블(12);
로터리 테이블(12)로 가공 소재에 적합한 스플라인 금형을 공급하는 자동 툴 교환 모듈(13);
로터리 테이블(12)의 가공 지그(123)에 결합된 클램프 유닛(114)에 고정된 가공 소재에 압입 공정에 의하여 샤프트 스플라인을 가공하는 압입 가공 모듈(14);
압입 가공 모듈(14)에서 가공된 스플라인의 마무리 공정을 진행하는 마무리 공정 모듈(16);
마무리 공정 모듈(16)에서 마무리가 된 샤프트 스플라인을 검사하는 검사 모듈(17); 및
검사가 완료된 샤프트 스플라인을 저장하는 저장 유닛(112)을 포함하고,
마무리 공정 모듈(16)은 한쪽 부분이 회전축에 고정되면서 다른 부분에 그립 핸드 형성된 회전 암(15)을 포함하는 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템. - 청구항 1에 있어서, 자동 툴 교환 모듈(13)은 양쪽 끝에 그립이 형성된 툴 교환 유닛(132)을 포함하는 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템.
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
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KR1020190032095A KR102099956B1 (ko) | 2019-03-21 | 2019-03-21 | 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템 |
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2019
- 2019-03-21 KR KR1020190032095A patent/KR102099956B1/ko active IP Right Grant
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