KR102125744B1

KR102125744B1 - 차량용 머플러의 파이프 고정장치

Info

Publication number: KR102125744B1
Application number: KR1020200028052A
Authority: KR
Inventors: 김진
Original assignee: 김진
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2020-06-23

Abstract

본 발명은 머플러의 내관 양측 단부를 좌,우측 고정몸체가 회전 가능하게 고정하고 내관에 결합되는 외관을 위치 정렬부의 정렬편이 실린더에 의해 이동하여 미리 설정된 위치에 정렬시키므로 내관과 외관의 결합부위를 정확하게 용접할 수 있으며, 구동모터의 축 상에 동시 회전부를 설치하여 구동모터가 회전하면 구동풀리와 피동풀리에 연결된 동력전달 밸트가 구동축에 회전력을 전달하여 좌,우측 고정몸체를 동시에 동일한 회전수로 회전시키므로 용접 작업을 안정적으로 수행하는 차량용 머플러의 파이프 고정장치에 관한 것이다.

Description

차량용 머플러의 파이프 고정장치{Pipe fixing device of muffler for a car}

본 발명은 차량용 머플러의 파이프 고정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 머플러의 내관 양측 단부를 좌,우측 고정몸체가 회전 가능하게 고정하고 내관에 결합되는 외관을 위치 정렬부의 정렬편이 실린더에 의해 이동하여 미리 설정된 위치에 정렬시키므로 내관과 외관의 결합부위를 정확하게 용접할 수 있으며, 구동모터의 축 상에 동시 회전부를 설치하여 구동모터가 회전하면 구동풀리와 피동풀리에 연결된 동력전달 밸트가 구동축에 회전력을 전달하여 좌,우측 고정몸체를 동시에 동일한 회전수로 회전시키므로 용접 작업을 안정적으로 수행하는 차량용 머플러의 파이프 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 머플러는 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 감소시키고 오염물질을 감소시킨 후 외부로 배출시켜주는 역할을 한다.

다시 말해, 이러한 머플러는 생성된 배기가스를 대기중으로 배출시키는 역할을 하면서 엔진 출력 상승을 도와 출력이 증대된 엔진의 성능 구현을 원활하게 할 수 있도록 형성된다.

상기와 같은 소음기에는 로드가 용접으로 고정되는데, 이 로드를 용접하기 위해서는 소음기를 고정대에 안착시킨 다음, 용접작업을 수행하여 로드를 소음기에 고정하게 되었다.

이와 같이 종래에는 로드의 용접을 위해 고정대에 고정하므로 정확한 용접작업을 수행하기 힘들었다.

최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 대한민국 공개특허공보 제10-1998-039413호로 자동차 소음기의 로드용접용 고정장치가 공개된 바 있다.

상기 선 공개된 발명은 정반에서 전자석에 의해 착탈 가능한 고정대, 상기 고정대에서 수직이동이 가능한 나사축, 상기 나사축에 고정되고 로드를 고정시키는 클램프를 구비함으로써, 정반의 훼손을 하는 문제를 해소하고, 사용이 간편한 이점이 있었으나, 로드의 용접부위를 정확하게 맞추지 못해 작업성이 현저하게 떨어질 뿐 아니라 로드가 회전하지 않아 원활한 용접작업을 수행하기에는 한계가 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-1998-039413호(1998.08.17. 공개)

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 머플러의 내관 양측 단부를 좌,우측 고정몸체가 회전 가능하게 고정하고 내관에 결합되는 외관을 위치 정렬부의 정렬편이 실린더에 의해 이동하여 미리 설정된 위치에 정렬시키므로 내관과 외관의 결합부위를 정확하게 용접할 수 있는 차량용 머플러의 파이프 고정장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 구동모터의 축 상에 동시 회전부를 설치하여 구동모터가 회전하면 구동풀리와 피동풀리에 연결된 동력전달 밸트가 구동축에 회전력을 전달하여 좌,우측 고정몸체를 동시에 동일한 회전수로 회전시키는 차량용 머플러의 파이프 고정장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치는, 엔진에서 연료를 연소시키고 발생하는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 머플러(10)의 내관(11)에 외관(12)을 결합하여 고정하는 고정장치에 있어서, 상기 머플러(10)의 내관(11) 양측 단부가 고정되도록 좌,우측 고정몸체(111, 111')의 내측에 고정돌기(112)가 각각 형성되며 상기 우측 고정몸체(111')의 하부에는 고정실린더(113)가 구비되는 고정부(110); 상기 좌측 고정몸체(111)의 외향으로 축설되어 고정부(110)를 회전시키는 구동모터(120); 상기 머플러(10)의 외관(12)을 파지하며 상기 외관(12)의 외주면에 로울러(134)가 밀착되도록 하여 머플러(10)가 회전하도록 안내하는 회전 안내부(130); 상기 좌,우측 고정몸체(111, 111')에 설치되어 외관(12)이 내관(11)의 중앙부에 위치하도록 하는 위치 정렬부(140); 상기 내관(11)과 외관(12)의 결합부위를 용접하는 용접기(150)가 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치는, 엔진에서 연료를 연소시키고 발생하는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 머플러(10)의 내관(11)에 외관(12)을 결합하여 고정하는 고정장치에 있어서, 상기 내관(11)의 일단부와 마주보게 배치되고 상기 내관(11)의 일단부가 삽입고정되는 고정돌기(1111)를 구비하는 고정몸체(1110)와, 상기 내관(11)에 대하여 상기 고정몸체(1110)를 밀거나 당기는 고정실린더(1120)를 구비하는 고정부(1100); 상기 내관(11)의 회전축을 기준으로 상기 고정부(1100)를 회전시키는 구동모터(1200); 상기 머플러(10)의 외관(12)을 파지하며 상기 외관(12)의 외주면에 로울러(1310)가 밀착되도록 하여 머플러(10)가 회전하도록 안내하는 회전 안내부(1300); 상기 내관(11)의 타단부와 마주보게 배치되는 기준몸체(1400); 상기 내관(11)의 타단부가 삽입·밀착되는 밀착플랜지(1510)와, 상기 밀착플랜지(1510)에서 상기 기준몸체(1400)의 내부를 향해 연장되어 슬라이딩 가능하게 결합되고 외측면 상하에 제1 랙기어가 각각 형성되는 슬라이딩로드(1520)를 구비하는 내관지지블록(1500); 상기 슬라이딩로드(1520)의 단부와 소정간격으로 마주보도록 상기 기준몸체(1400)의 내부에 결합되는 시트블록(1600); 일단부가 상기 슬라이딩로드(1520)의 단부에 결합되고 타단부는 상기 시트블록(1600)에 결합되어 상기 내관지지블록(1500)에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재(1700); 상기 슬라이딩로드(1520)의 제1 랙기어와 각각 맞물리도록 상기 기준몸체(1400) 내에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 스퍼기어(1800); 상기 외관(12)의 타단부와 마주보는 ㄱ자 형상의 가압정렬구(1910)와, 상기 가압정렬구(1910)에서 상기 슬라이딩로드(1520)와 나란하게 연장되고 상기 스퍼기어(1800)와 맞물리도록 일측면에 제2 랙기어가 형성되는 피동로드(1920)를 구비하며, 상기 스퍼기어(1800)를 매개로 상기 내관지지블록(1500)와 반대로 움직이면서 상기 외관(12)을 미는 외관가압정렬부(1900); 상기 고정돌기(1111)의 양 방면에서 상기 내관(11)의 일단부을 잡거나 놓는 핑거 동작을 하도록 상기 고정몸체(1110)에 결합되는 한 쌍의 그리퍼(2000); 및 상기 내관(11)과 상기 외관(12)의 결합부위를 용접하는 용접기(2100);를 포함하고, 상기 외관가압정렬부(1900)에 의해 이동·정렬되는 외관(12)의 일측 이동범위가 제한되도록 상기 외관(12)의 타단부와 마주보게 배치되는 ㄱ자 형상의 스토퍼를 구비하고, 상기 고정몸체(1110)에 결합되어 상기 스토퍼를 미리 설정된 스톱지점으로 이동시키는 구동실린더부(2200); 상기 구동실린더부(2200)의 피스톤에 결합되어 상기 스토퍼에 걸리는 압력 측정 및 상기 스토퍼가 받는 충격 흡수를 동시에 수행하는 로드셀(2300); 상기 로드셀(2300)에서 출력되는 압력측정값을 입력받아 상기 압력측정값이 기준치 이상이면, 상기 외관(12)의 위치정렬이 불량하다고 판단하여 알람신호를 출력하는 제어부(2400);를 더 포함하며, 상기 기준몸체(1400)는 2개로 분할되어, 지면에 일정높이로 고정되고 중공이 형성되는 육면체 형상의 제1 기준몸체(1410)와, 상기 제1 기준몸체(1410)의 중공에 베어링을 매개로 회전가능하게 결합되고 상기 외관가압정렬부(1900)가 내장되는 원통 형상의 제2 기준몸체(1420)로 구분되고, 상기 내관지지블록(1500)은, 상기 밀착플랜지(1510)와 상기 슬라이딩로드(1520)가 분할되어, 상기 슬라이딩로드(1520)가 상기 밀착플랜지(1510)를 기준으로 회전 가능하게 구성되며, 상기 제1 기준몸체(1410)에 회전 가능하게 결합되는 구동기어(2500); 상기 제어부(2400)의 신호에 따라 상기 구동기어(2500)를 회전시키는 구동모터(2600); 상기 내관(11)의 회전축과 일치되도록 상기 제2 기준몸체(1420)에 회전 가능하게 결합되어, 상기 구동기어(2500)와 맞물리는 피동기어(2700); 및 상기 외관가압정렬부(1900)에 결합되어 상기 가압정렬구(1910)가 받는 압력을 감지하여 상기 제어부(2400)로 감지신호를 출력하는 감지센서(2800);를 더 포함하며, 상기 제어부(2400)는, 상기 감지센서(2800)에서 감지신호가 입력되면, 상기 외관가압정렬부(1900)가 상기 외관(12)을 밀기 시작한다고 판단하고, 상기 구동모터(2600)가 일정시간 회전되도록 제어하여, 상기 외관가압정렬부(1900)가 결합된 제2 기준몸체(1420)가 회전되면서 상기 외관(12)이 상기 내관(11)에 나선 형태로 돌아가며 끼워지는 것을 특징으로 한다.

본 발명 차량용 머플러의 파이프 고정장치에 의하면, 머플러의 내관 양측 단부를 좌,우측 고정몸체가 회전 가능하게 고정하고 내관에 결합되는 외관을 위치 정렬부의 정렬편이 실린더에 의해 이동하여 미리 설정된 위치에 정렬시키므로 내관과 외관의 결합부위를 정확하게 용접할 수 있어 작업성이 한층 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명 차량용 머플러의 파이프 고정장치에 의하면, 구동모터의 축 상에 동시 회전부를 설치하므로 제어부의 제어로 구동모터가 회전하면 구동풀리와 피동풀리에 연결된 동력전달 밸트가 구동축에 회전력을 전달하여 좌,우측 고정몸체를 동시에 동일한 회전수로 회전시켜 머플러의 회전시 발생하는 소음을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 머플러를 외관가압정렬부 측으로 밀면 내관이 밀리는 만큼 외관이 반대로 밀리는 방식을 채택함으로써, 내관에 대한 외관의 위치정렬이 자동으로 정확하게 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 1개의 대형 회전모터와 1개의 유압실린더만 이용하여 머플러의 위치 정렬이 이루어짐으로써, 부품수 및 동력이 절감되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 내관을 기준으로 외관이 밀려가는 과정에서, 구동실린더부에 의해 외관의 일측 이동범위가 제한됨으로써, 외관의 위치정렬이 보다 정확하고 안정적으로 이루어질 수 있고, 로드셀을 통해 외관의 위치정렬 불량 여부를 자동으로 파악할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 내관에 억지끼움 상태로 있는 외관이 직선 형태로 바로 삽입되지 않고 돌려 끼워지는 방식으로 삽입됨으로써, 외관이 내관에 부드럽고 원활하게 삽입되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치의 정면 구성도.
도 2는 본 발명 회전 안내부의 상부파지부재가 회전하여 머플러가 안착된 상태도.
도 3은 본 발명 고정부의 좌,우측 고정몸체에 머플러가 고정된 상태도.
도 4는 본 발명 위치 정렬부의 정렬편이 외관의 단부에 밀착된 상태도.
도 5는 본 발명 회전안내부의 상부파지부재가 회전하여 외관의 외주면에 밀착되어 고정된 상태에서 머플러를 회전시키면서 용접하는 상태도.
도 6은 본 발명 파이프 고정장치에 의해 내관과 외관의 결합부위가 용접 고정된 상태도.
도 7은 본 발명 파이프 고정장치에 동시 회전부가 구비된 상태의 정면구성도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치의 정면 구성도.
도 9a 내지 도 9d는 도 8의 차량용 머플러의 파이프 고정장치의 동작과정을 순서대로 나타낸 과정도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치의 정면 구성도.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치의 요부 구성도.
도 12는 도 11의 차량용 머플러의 파이프 고정장치를 우측에서 바라본 도면.
도 13은 도 11의 차량용 머플러의 파이프 고정장치에 의해 외관이 내관에 삽입되는 과정을 모식적으로 나타낸 도면.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치(100)는 크게 고정부(110), 구동모터(120), 회전 안내부(130), 위치 정렬부(140), 용접기(150)로 이루어진다.

상기 고정부(110)는 베이스의 상부에 일정 간격 이격되도록 좌,우측 고정몸체(111)(111')가 각각 형성되며, 상기 좌,우측 고정몸체(111)(111')의 내측으로는 고정돌기(112)가 돌출형성되어 내관(11)의 양측 단부에 삽입되어 내관(11)을 고정하게 된다.

여기서, 차량용 머플러(10)는 내관(11)과 외관(12)으로 이루어진다.

상기 구동모터(120)는 좌,우측 고정몸체(111)(111')를 회전시키는 역할을 하게 되며, 좌,우측 고정몸체(111)(111')의 외향으로 축(121)에 의해 설치된다.

상기 구동모터(120)는 좌,우측 고정몸체(111)(111') 중 어느 하나에 설치될 수도 있으나, 이런 경우에는 구동모터(120)가 설치되지 않은 쪽에서 머플러(10)의 내관(11)과 마찰을 일으켜 소음이 발생할 수도 있고 불규칙하게 회전될 수도 있으므로 좌,우측 고정몸체(111)(111')에 각각 설치하는 것이 바람직하다.

상기 우측 고정몸체(111')의 하부에는 고정실린더(113)가 장착되어 우측 고정몸체(111')를 일정 거리 슬라이드시켜 머플러(10)를 고정하는 역할을 하게 된다.

상기 회전 안내부(130)는 머플러(10)의 외관(12)을 파지하면서 외관이 회전할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.

상기 회전 안내부(130)는 하부파지부재(131), 상부파지부재(132), 회전모터(133), 로울러(134)로 이루어진다.

상기 하부 및 상부파지부재(131)(132)는 외관(12)을 파지하기 위한 것으로, 상기 하부파지부재(131)는 베이스와 일체로 고정되어 외관(12)의 하부를 지지하게 되며 내측이 원호상으로 형성된다.

상기 상부파지부재(132)의 선단부 내측은 원호상으로 형성되어 머플러의 외관(12) 상부를 지지하게 되며, 후단부는 하부파지부재(131)의 후단부에 회전가능하게 설치된다.

상기 하부파지부재(131)의 후단부 일측에는 회전모터(133)가 고정되며, 상부파지부재(132)를 회전시켜 머플러(10)를 하부파지부재(131)에 안착 및 분리되게 함과 동시에 상부파지부재(132)를 하부파지부재(131) 상부에 대응하도록 회전시켜 머플러(10)를 파지할 수 도 있다.

상기 하부파지부재(131)와 상부파지부재(132)의 내측 단부에는 적어도 하나 이상의 로울러(134)가 각각 장착되어 외관(12)의 외주면에 밀착되어 상기 외관(12)의 회전이 원활하도록 안내하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 위치 정렬부(140)는 머플러(10)의 내관(11)에 외관(12)을 삽입하여 고정할 때, 미리 설정된 위치에 고정되도록 정렬시키는 역할을 하게 된다.

상기 위치 정렬부(140)는 실린더(141)와 정렬편(142)으로 이루어지며, 상기 실린더(141)는 좌,우측 고정몸체(111)(111')의 내부에 고정되며,유압 또는 공압에 의해 작동하게 된다.

상기 실린더(141)의 로드(141a)는 좌,우측 고정몸체(111)(111')의 외부로 노출된 상태이며, 상기 로드(141a)의 단부에는 'ㄱ'자 형상의 정렬편(142)이 고정되어 있으며 상기 정렬편(142)은 머플러(10)의 외관(12)이 용접되지 않을 때는 외관(12)의 단부에 밀착되어 정렬하게 되며, 외관(12)의 용접시에는 실린더(141)의 작동으로 좌,우측 고정몸체(111)(111') 방향으로 삽입된 상태가 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 좌,우측 고정몸체(111)(111') 상부에는 내관(11)과 외관(12)의 결합부에 근접하도록 용접기(150)가 설치된다.

또한, 상기 고정부(110)에는 좌,우측 고정몸체(111)(111')를 동시에 회전시키도록 동시 회전부(160)를 더 포함할 수도 있다.

상기 동시 회전부(160)는 구동풀리(161), 구동축(162), 피동플리(163), 동력전달 밸트(164)로 이루어진다.

상기 구동풀리(161)는 구동모터(120)의 축(121) 상에 각각 형성되며, 구동축(162)은 좌,우측 고정몸체(111)(111') 하부의 베이스 상에 수평으로 형성된다.

상기 구동축(162)의 양측 단부에는 구동풀리(161)와 동일선상으로 위치하도록 피동풀리(163)가 형성되며, 상기 구동풀리(161)와 피동풀리(163)는 동력전달 밸트(164)에 의해 연결된다.

여기서, 상기 구동모터(120) 중 어느 하나의 구동모터(120)를 구동시 좌,우측 고정몸체(111)(111')를 동시에 회전시키게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 차량용 머플러의 파이프 고정장치의 작동상태를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부의 제어로 회전 안내부(130)의 회전모터(133)를 구동하여 상부파지부재(132)를 상부로 회전시킨다.

이 상태에서 내관(11)과 외관(12)이 결합된 머플러(10)를 하부파지부재(131)에 안착시키게 되면, 상기 하부파지부재(131)에 장착된 로울러(134)에 머플러(10)의 외관(12)이 구름접촉하게 된다.

이때, 상기 머플러(10)의 일측 단부를 좌측 고정몸체(111)의 고정돌기(112)측으로 밀어 결합한 후, 고정실린더(113)의 이동에 의해 머플러(10)의 타측 단부를 우측 고정몸체(111')의 고정돌기(112)에 결합한다.

상기 머플러(10)가 좌,우측 고정몸체(111)(111')에 고정되면, 제어부의 제어로 위치 정렬부(140)의 실린더(141)를 작동시킨다. 상기 실린더(141)의 작동으로 로드(141a)가 인출되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 로드(141a)에 고정된 'ㄱ'자 형상의 정렬편(142)이 외관(12)의 양측 단부에 밀착되면서 상기 외관(12)이 미리 설정된 위치에 정렬된다.

상기 외관(12)이 내관(11)의 미리 설정된 위치에 정렬되면 상기 정렬편(142)은 실린더(141) 측으로 삽입되면서 최초상태로 위치하게 된다.

또한, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전모터(133)의 구동으로 상부파지부재(132)를 회전시켜 내측에 장착된 로울러(134)가 외관(12)의 상부 외주면에 밀착되도록 한다.

이 상태에서 구동모터(120)를 구동하여 좌,우측 고정몸체(111)(111')로 이루어진 고정부(110)를 회전시키게 되고, 머플러(10)의 외관(12)은 회전안내부(130)의 로울러(134)와 구름접촉하면서 회전하게 된다.

상기 내관(11)과 외관(12)의 결합부위는 용접기(150)를 통해 용접되어 내관(11)과 외관(12)이 견고하게 고정된다.

여기서, 상기 용접기(150)는 내관(11)과 외관(12)의 결합부위 전체에 용접을 실시할 수도 있고, 적어도 2점 이상 용접을 실시하여 고정할 수도 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 고정부(110)는 동시 회전부(160)에 의해 좌,우측 고정몸체(111)(111')가 동시에 동일한 회전수로 회전할 수도 있다.

먼저, 좌,우측 고정몸체(111)(111')에 각각 설치된 구동모터(120)중 어느 하나를 구동하게 되면, 축(121) 상에 각각 형성된 구동풀리(161)가 동시에 회전하게 되고, 피동풀리(163)와 연결된 동력전달 밸트(164)는 구동모터(120)에 의해 생성되는 회전력을 구동축(162)으로 전달하게 되면서 상기 좌,우측 고정몸체(111)(111')는 동일한 회전수로 회전하게 된다.

따라서, 상기 동시 회전부(160)에 의해 좌,우측 고정몸체(111)(111')가 동시에 회전하므로 머플러(10)가 원활하게 회전하면서 소음을 방지할 수 있는 것이다.

지금부터는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치에 대해 설명한다. 앞 실시예와 중복되는 구성은 동일한 도면부호를 부여하고 그 설명은 생략한다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치의 정면 구성도이고, 도 9a 내지 도 9d는 도 8의 차량용 머플러의 파이프 고정장치의 동작과정을 순서대로 나타낸 과정도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치는 고정부(1100), 구동모터(1200), 회전 안내부(1300), 기준몸체(1400), 내관지지블록(1500), 시트블록(1600), 탄성부재(1700), 한 쌍의 스퍼기어(1800), 외관가압정렬부(1900), 한 쌍의 그리퍼(2000) 및 용접기(2100)를 포함하여 구성된다.

고정부(1100)는 내관(11)의 일단부와 마주보게 배치되고 내관(11)의 일단부가 삽입고정되는 고정돌기(1111)를 구비하는 고정몸체(1110)와, 내관(11)에 대하여 고정몸체(1110)를 밀거나 당기는 고정실린더(1120)를 구비한다.

구동모터(1200)는 내관(11)의 회전축을 기준으로 고정부(1100)를 회전시키는 모터이다.

회전 안내부(1300)는 머플러(10)의 외관(12)을 파지하며 외관(12)의 외주면에 로울러가 밀착되도록 하여 머플러(10)가 회전하도록 안내하는 구성으로서, 하부파지부재(1310), 하부파지부재(1310)에 힌지결합되어 회전모터에 의해 개폐되는 상부파지부재(1320)로 구성된다.

기준몸체(1400)는 내관(11)의 타단부와 마주보게 배치되는 구성이다.

내관지지블록(1500)은 내관(11)의 타단부가 삽입·밀착되는 모자(hat) 형상의 밀착플랜지(1510)와, 밀착플랜지(1510)에서 기준몸체(1400)의 내부를 향해 연장되어 슬라이딩 가능하게 결합되고 외측면 상하에 제1 랙기어가 각각 형성되는 슬라이딩로드(1520)를 구비한다.

시트블록(1600)은 슬라이딩로드(1520)의 단부와 소정간격으로 마주보도록 기준몸체(1400)의 내부에 결합되는 블록이다.

탄성부재(1700)는 일단부가 슬라이딩로드(1520)의 단부에 결합되고 타단부는 시트블록(1600)에 결합되어 내관지지블록(1500)에 탄성복원력을 제공하는 탄성체이다.

한 쌍의 스퍼기어(1800)는 슬라이딩로드(1520)의 제1 랙기어와 각각 맞물리도록 기준몸체(1400) 내에 회전 가능하게 결합되는 기어이다.

외관가압정렬부(1900)는 외관(12)의 타단부와 마주보는 ㄱ자 형상의 가압정렬구(1910)와, 가압정렬구(1910)에서 슬라이딩로드(1520)와 나란하게 연장되고 스퍼기어(1800)와 맞물리도록 일측면에 제2 랙기어가 형성되는 피동로드(1920)를 구비하며, 스퍼기어(1800)를 매개로 내관지지블록(1500)와 반대로 움직이면서 외관(12)을 미는 구성이다.

한 쌍의 그리퍼(2000)는 고정돌기(1111)의 상하 양 방면에서 내관(11)의 일단부을 잡거나 놓는 핑거 동작을 하도록 고정몸체(1110)에 결합되는 액츄에이터이다.

용접기(2100)는 내관(11)과 외관(12)의 결합부위를 용접하는 장치이다.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치는 다음과 같은 순서로 정렬 및 용접 작업을 실시하게 된다.

먼저, 도 9a의 (a)에 도시된 바와 같이, 열려 있는 회전 안내부(1300) 상에 머플러(10)를 안치시킨다. 이때, 머플러(10)의 외관(12)은 기준몸체(1400)와 인접한 내관(11)의 우반부 측에 삽입된다.

이 상태에서, 도 9a의 (b)에 도시된 바와 같이, 고정부(1100)의 고정실린더(1120)가 신장되면서 고정몸체(1110)가 내관(11)에 밀착된다. 그러면서 고정돌기(1111)가 내관(11)의 일단부에 삽입된다.

고정실린더(1120)가 계속 신장되면, 도 9b의 (c)에 도시된 바와 같이, 내관(11) 및 외관(12)이 고정몸체(1110)에 의해 기준몸체(1400) 측으로 밀려가면서, 내관(11)의 타단부가 내관지지블록(1500)의 밀착플랜지(1510)에 밀착된다.

이후, 고정실린더(1120)가 더 신장되면, 도 9b의 (d)에 도시된 바와 같이, 내관지지블록(1500)이 기준몸체(1400)의 내부로 삽입되고, 탄성부재(1700)는 압축되며, 스퍼기어(1800)를 매개로 외관가압정렬부(1900)가 내관지지블록(1500)이 삽입된 길이만큼 돌출되면서 고정부(1100)를 향해 외관(12)을 밀게 된다. 따라서, 내관(11)은 상대적으로 들어가고 외관(12)은 상대적으로 나오면서, 한쪽으로 치우쳐 있던 외관(12)의 위치가 내관(11)의 중앙에 정렬된다.

외관가압정렬부(1900)에 의해 외관(12)의 위치가 정렬되면, 도 9c의 (e)에 도시된 바와 같이, 고정실린더(1120)가 반대로 압축구동됨과 동시에, 탄성부재(1700)가 신장되면서, 고정부(1100)와 내관지지블록(1500)이 동일하게 반대방향(도면상 좌측방향)으로 이동된다. 내관(11) 및 외관(12)의 위치가 고정부(1100) 측으로 약간 이동되는 것이다.

그 다음, 도 9c의 (f)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 그리퍼(2000)가 내관(11)의 일단부을 잡도록 구동된 후, 고정실린더(1120)가 더 압축구동되면서 외관가압정렬부(1900)로부터 내관(11) 및 외관(12)이 이격된다. 그러면서, 내관(11) 및 외관(12)이 회전 안내부(1300)의 중앙(목표 정렬지점)에 위치하게 된다.

내관(11) 및 외관(12)의 위치 정렬이 완료되면, 도 9d의 (g)에 도시된 바와 같이, 회전 안내부(1300)가 닫히면서 내관(11) 및 외관(12)은 길이방향 이동은 불가능하고 회전만 가능한 상태가 된다. 이후, 내관(11)과 외관(12)의 양측 결합부위에 근접하도록 용접기(2100)가 하강되고, 구동모터(1200)에 의해 고정부(1100)가 회전되면서 내관(11) 및 외관(12)의 용접이 진행된다.

마지막으로, 도 9d의 (h)에 도시된 바와 같이, 내관(11) 및 외관(12)의 용접이 완료되면, 용접기(2100)가 다시 상승하고, 그리퍼(2000)가 역구동되면서 잡고 있던 내관(11)의 일단부를 놓게 되며, 회전 안내부(1300)가 열리면서 용접이 완료된 내관(11) 및 외관(12)을 꺼낼 수 있는 상태가 된다.

이처럼, 본 발명은 머플러를 외관가압정렬부 측으로 밀면 내관이 밀리는 만큼 외관이 반대로 밀리는 방식을 채택함으로써, 내관에 대한 외관의 위치정렬이 자동으로 정확하게 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.

지금부터는 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치에 대해 설명한다. 앞 실시예와 중복되는 구성은 동일한 도면부호를 부여하고 그 설명은 생략한다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치의 정면 구성도이다.

도 9b의 (d)를 보면, 내관지지블록(1500)이 삽입된 길이만큼 외관가압정렬부(1900)가 돌출되면서 외관(12)을 밀게 되는데, 이 과정에서 외관(12)이 밀리는 방면으로의 이동범위를 제한하는 스토퍼가 요구된다.

이를 위해, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 구동실린더부(2200), 로드셀(2300) 및 제어부(2400)가 더 포함되어 구성된다.

구동실린더부(2200)는 외관가압정렬부(1900)에 의해 이동·정렬되는 외관(12)의 일측 이동범위가 제한되도록 외관(12)의 타단부와 마주보게 배치되는 ㄱ자 형상의 스토퍼를 구비하고, 고정몸체(1110)에 결합되어 스토퍼를 미리 설정된 스톱지점으로 이동시키는 구성이다.

미리 설정된 스톱지점이란, 외관(12)이 내관(11)의 중심에 위치하는 가상의 정지선이다.

로드셀(2300)은 구동실린더부(2200)의 피스톤에 결합되어 스토퍼에 걸리는 압력 측정 및 스토퍼가 받는 충격 흡수를 동시에 수행하는 구성이다.

제어부(2400)는 로드셀(2300)에서 출력되는 압력측정값을 입력받아 압력측정값이 기준치 이상이면, 외관(12)의 위치정렬이 불량하다고 판단하여 알람신호를 출력하는 제어모듈이다.

이처럼, 본 발명은 내관을 기준으로 외관이 밀려가는 과정에서, 구동실린더부에 의해 외관의 일측 이동범위가 제한됨으로써, 외관의 위치정렬이 보다 정확하고 안정적으로 이루어질 수 있고, 로드셀을 통해 외관의 위치정렬 불량 여부를 자동으로 파악할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

지금부터는 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치에 대해 설명한다. 앞 실시예와 중복되는 구성은 동일한 도면부호를 부여하고 그 설명은 생략한다.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 머플러의 파이프 고정장치의 요부 구성도이고, 도 12는 도 11의 차량용 머플러의 파이프 고정장치를 우측에서 바라본 도면이며, 도 13은 도 11의 차량용 머플러의 파이프 고정장치에 의해 외관이 내관에 삽입되는 과정을 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에서 기준몸체(1400)는 2개로 분할되어, 지면에 일정높이로 고정되고 중공이 형성되는 육면체 형상의 제1 기준몸체(1410)와, 제1 기준몸체(1410)의 중공에 베어링을 매개로 회전가능하게 결합되고 외관가압정렬부(1900)가 내장되는 원통 형상의 제2 기준몸체(1420)로 구분된다.

내관지지블록(1500)은 밀착플랜지(1510)와 슬라이딩로드(1520)가 분할되어, 슬라이딩로드(1520)가 밀착플랜지(1510)를 기준으로 자유롭게 회전 가능하게 구성된다.

여기에 구동기어(2500), 구동모터(2600), 피동기어(2700) 및 감지센서(2800)가 더 포함된다.

구동기어(2500)는 도 11과 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 기준몸체(1410)에 회전 가능하게 결합되는 링기어이다.

구동모터(2600)는 제어부(2400)의 신호에 따라 구동기어(2500)를 회전시키는 모터이다.

피동기어(2700)는 내관(11)의 회전축과 일치되도록 제2 기준몸체(1420)에 회전 가능하게 결합되어, 구동기어(2500)와 맞물리는 링기어이다.

감지센서(2800)는 외관가압정렬부(1900)에 결합되어 가압정렬구(1910)가 받는 압력을 감지하여 제어부(2400)로 감지신호를 출력하는 센서이다.

도 9b의 (d)에 도시된 바와 같이, 외관가압정렬부(1900)가 돌출되면서 외관(12)을 미는 단계에서, 제어부(2400)는 도 11에 도시된 바와 같이, 감지센서(2800)에서 감지신호가 입력되면, 외관가압정렬부(1900)가 외관(12)을 밀기 시작한다고 판단하고, 구동모터(2600)가 일정시간 회전되도록 제어한다.

그러면, 외관가압정렬부(1900)가 결합된 제2 기준몸체(1420)가 회전됨에 따라, 외관가압정렬부(1900)는 외관(12)의 중심축을 기준으로 회전되고, 내관지지블록(1500) 중, 슬라이딩로드(1520)는 외관가압정렬부(1900)와 함께 회전되며, 밀착플랜지(1510)는 내관(11)에 밀착되어 미회전됨으로써, 외관(12)이 내관(11)에 나선 형태로 돌아가며 끼워지게 된다.

이처럼, 본 발명은 도 13에 도시된 바와 같이, 내관(11)에 억지끼움 상태로 있는 외관(12)이 직선 형태로 바로 삽입되지 않고 돌려 끼워지는 방식으로 삽입됨으로써, 외관(12)이 내관(11)에 부드럽고 원활하게 삽입되는 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 파이프 고정장치
110: 고정부
111,111': 좌,우측 고정몸체
112: 고정돌기
113: 고정실린더
120: 구동모터
130: 회전 안내부
131: 하부파지부재
132: 상부파지부재
133: 회전모터
134: 로울러
140: 위치 정렬부
141: 실린더
142: 정렬편
143: 안내면
150: 용접기
160: 동시 회전부
161: 구동풀리
162: 구동축
163: 피동풀리
164: 동력전달 밸트

Claims

엔진에서 연료를 연소시키고 발생하는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 머플러(10)의 내관(11)에 외관(12)을 결합하여 고정하는 고정장치에 있어서,
상기 내관(11)의 일단부와 마주보게 배치되고 상기 내관(11)의 일단부가 삽입고정되는 고정돌기(1111)를 구비하는 고정몸체(1110)와, 상기 내관(11)에 대하여 상기 고정몸체(1110)를 밀거나 당기는 고정실린더(1120)를 구비하는 고정부(1100);
상기 내관(11)의 회전축을 기준으로 상기 고정부(1100)를 회전시키는 구동모터(1200);
상기 머플러(10)의 외관(12)을 파지하며 상기 외관(12)의 외주면에 로울러(1310)가 밀착되도록 하여 머플러(10)가 회전하도록 안내하는 회전 안내부(1300);
상기 내관(11)의 타단부와 마주보게 배치되는 기준몸체(1400);
상기 내관(11)의 타단부가 삽입·밀착되는 밀착플랜지(1510)와, 상기 밀착플랜지(1510)에서 상기 기준몸체(1400)의 내부를 향해 연장되어 슬라이딩 가능하게 결합되고 외측면 상하에 제1 랙기어가 각각 형성되는 슬라이딩로드(1520)를 구비하는 내관지지블록(1500);
상기 슬라이딩로드(1520)의 단부와 소정간격으로 마주보도록 상기 기준몸체(1400)의 내부에 결합되는 시트블록(1600);
일단부가 상기 슬라이딩로드(1520)의 단부에 결합되고 타단부는 상기 시트블록(1600)에 결합되어 상기 내관지지블록(1500)에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재(1700);
상기 슬라이딩로드(1520)의 제1 랙기어와 각각 맞물리도록 상기 기준몸체(1400) 내에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 스퍼기어(1800);
상기 외관(12)의 타단부와 마주보는 ㄱ자 형상의 가압정렬구(1910)와, 상기 가압정렬구(1910)에서 상기 슬라이딩로드(1520)와 나란하게 연장되고 상기 스퍼기어(1800)와 맞물리도록 일측면에 제2 랙기어가 형성되는 피동로드(1920)를 구비하며, 상기 스퍼기어(1800)를 매개로 상기 내관지지블록(1500)와 반대로 움직이면서 상기 외관(12)을 미는 외관가압정렬부(1900);
상기 고정돌기(1111)의 양 방면에서 상기 내관(11)의 일단부을 잡거나 놓는 핑거 동작을 하도록 상기 고정몸체(1110)에 결합되는 한 쌍의 그리퍼(2000); 및
상기 내관(11)과 상기 외관(12)의 결합부위를 용접하는 용접기(2100);를 포함하고,
상기 외관가압정렬부(1900)에 의해 이동·정렬되는 외관(12)의 일측 이동범위가 제한되도록 상기 외관(12)의 타단부와 마주보게 배치되는 ㄱ자 형상의 스토퍼를 구비하고, 상기 고정몸체(1110)에 결합되어 상기 스토퍼를 미리 설정된 스톱지점으로 이동시키는 구동실린더부(2200);
상기 구동실린더부(2200)의 피스톤에 결합되어 상기 스토퍼에 걸리는 압력 측정 및 상기 스토퍼가 받는 충격 흡수를 동시에 수행하는 로드셀(2300);
상기 로드셀(2300)에서 출력되는 압력측정값을 입력받아 상기 압력측정값이 기준치 이상이면, 상기 외관(12)의 위치정렬이 불량하다고 판단하여 알람신호를 출력하는 제어부(2400);를 더 포함하며,
상기 기준몸체(1400)는 2개로 분할되어, 지면에 일정높이로 고정되고 중공이 형성되는 육면체 형상의 제1 기준몸체(1410)와, 상기 제1 기준몸체(1410)의 중공에 베어링을 매개로 회전가능하게 결합되고 상기 외관가압정렬부(1900)가 내장되는 원통 형상의 제2 기준몸체(1420)로 구분되고,
상기 내관지지블록(1500)은, 상기 밀착플랜지(1510)와 상기 슬라이딩로드(1520)가 분할되어, 상기 슬라이딩로드(1520)가 상기 밀착플랜지(1510)를 기준으로 회전 가능하게 구성되며,
상기 제1 기준몸체(1410)에 회전 가능하게 결합되는 구동기어(2500);
상기 제어부(2400)의 신호에 따라 상기 구동기어(2500)를 회전시키는 구동모터(2600);
상기 내관(11)의 회전축과 일치되도록 상기 제2 기준몸체(1420)에 회전 가능하게 결합되어, 상기 구동기어(2500)와 맞물리는 피동기어(2700); 및
상기 외관가압정렬부(1900)에 결합되어 상기 가압정렬구(1910)가 받는 압력을 감지하여 상기 제어부(2400)로 감지신호를 출력하는 감지센서(2800);를 더 포함하며,
상기 제어부(2400)는, 상기 감지센서(2800)에서 감지신호가 입력되면, 상기 외관가압정렬부(1900)가 상기 외관(12)을 밀기 시작한다고 판단하고, 상기 구동모터(2600)가 일정시간 회전되도록 제어하여, 상기 외관가압정렬부(1900)가 결합된 제2 기준몸체(1420)가 회전되면서 상기 외관(12)이 상기 내관(11)에 나선 형태로 돌아가며 끼워지는 것을 특징으로 하는 차량용 머플러의 파이프 고정장치.
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