KR100667443B1 - 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치 - Google Patents

엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실린더 블럭의 유동통로 입구에 대한 마감 작업시 테이퍼 플러그의 압입량을 일정하게 규제함과 더불어, 압입후 유동통로에 대한 기밀성을 검증할 수 있도록 하는 누설검출 장비를 일체화시켜 압입 공정을 단순화시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 바의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 엔진에 형성된 냉각수 유동통로 입구에 테이퍼 플러그를 압입시키는 가압체를 갖춘 액츄에이터와; 상기 액츄에이터의 작동시 동작 스트로크를 검출하는 스트로크 검출부; 상기 액츄에이터에 의한 테이퍼 플러그의 압입후 상기 유동통로의 입구와 상기 테이퍼 플러그 사이의 결합부위에 대한 누설을 검출하는 압입상태 검출부 및; 상기 액츄에이터의 구동을 제어하여 상기 유동통로의 입구에 테이퍼 플러그를 압입하고, 상기 테이퍼 플러그의 압입시 상기 스트로크 검출부를 통해 상기 액츄에이터의 동작 스트로크를 조절하며, 상기 테이퍼 플러그의 압입후 상기 압입상태 검출부를 통해 유동통로의 입구와 이에 압입된 테이퍼 플러그 사이의 기밀성을 검사하여 이를 외부로 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치{apparatus for closing fluid passage and detecting leakage of passage in engine}
도 1은 본 발명에 따른 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치의 구성을 도시한 도면으로, 동작 전 상태를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 유동통로 마감장치의 동작 후 상태를 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 유동통로 마감장치에 대한 누설검사 과정을 설명하는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10-유동통로 12-테이퍼 플러그
14-가압체 16-제어부
18-전원 인가부 20-유압 실린더
22-피스톤 로드 24-하우징
26-연통관로 28-송풍장비
30-유동량 계측기 32-제1 전자밸브
34-유동경로 36-연통관로
38-압축공기 공급원 40-유동차압 비교 계측기
42-제2 전자밸브 44-씰링패드
본 발명은 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 실린더 블럭에 형성된 유동통로의 입구를 보다 효율적으로 폐쇄시킴과 더불어 밀폐후 기밀 상태를 체크할 수 있도록 하는 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치에 관한 것이다.
일반적으로 엔진을 구성하는 실린더 블럭에는 냉각을 위한 냉각수의 유동통로가 가공되는 바, 이러한 냉각수 유동통로는 실린더 블럭의 주조후 별도의 천공 작업을 통해 가공된다.
따라서, 실린더 블럭에 형성된 냉각수 유동통로는 천공 작업후 기밀 유지를 위해 반드시 마감 작업을 실시해야 하는 바, 이러한 마감 작업은 실린더 블럭에 형성된 유동통로의 입구에 해당하는 보어를 테이퍼 플러그와 같은 마감재를 체결시킴으로써 구현되는 것이다.
즉, 종래 테이퍼 플러그의 압입 작업은 유압식 액츄에이터의 피스톤 로드 선단에 테이퍼 플러그를 공급한 다음, 액츄에이터를 작동시켜 실린더 블럭에 형성된 유동통로의 입구에 압입방식으로 결합시키는 것이다.
그런데, 종래 실린더 블럭의 냉각수 유동통로의 입구에 대한 마감 작업에서는 테이퍼 플러그의 압입시 액츄에이터의 피스톤 로드에 대한 스트로크량에 따라 테이퍼 플러그의 압입 정도에 변화가 수반되고, 테이퍼 플러그의 압입시 경우에 따라 압입 불량이 발생될 수도 있었다.
또한, 테이퍼 플러그의 압입후 냉각수 유동통로의 입구에 대한 기밀성을 확인할 수 없는 별도의 설비를 갖추고 있지 못한 관계로 인해, 테이퍼 플러그의 압입 공정후 기밀 상태를 확인할 수 있도록 하는 별도의 검사 장비를 구비해야 하므로, 공정이 추가로 소요되는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 실린더 블럭의 유동통로 입구에 대한 마감 작업시 테이퍼 플러그의 압입량을 일정하게 규제함과 더불어, 압입후 유동통로에 대한 기밀성을 검증할 수 있도록 하는 누설검출 장비를 일체화시켜 압입 공정을 단순화시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진에 형성된 냉각수 유동통로 입구에 테이퍼 플러그를 압입시키는 가압체를 갖춘 액츄에이터와;
상기 액츄에이터의 작동시 동작 스트로크를 검출하는 스트로크 검출부;
상기 액츄에이터에 의한 테이퍼 플러그의 압입후 상기 유동통로의 입구와 상기 테이퍼 플러그 사이의 결합부위에 대한 누설을 검출하는 압입상태 검출부 및;
상기 액츄에이터의 구동을 제어하여 상기 유동통로의 입구에 테이퍼 플러그 를 압입하고, 상기 테이퍼 플러그의 압입시 상기 스트로크 검출부를 통해 상기 액츄에이터의 동작 스트로크를 조절하며, 상기 테이퍼 플러그의 압입후 상기 압입상태 검출부를 통해 유동통로의 입구와 이에 압입된 테이퍼 플러그 사이의 기밀성을 검사하여 이를 외부로 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가압체에는 자화코일이 내장되고, 상기 자화코일에는 상기 제어부의 제어에 따라 전원을 제공하여 상기 가압체를 자화시키는 전원 인가부가 구비된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이, 액츄에이터는 엔진의 실린더 블럭(C/B)에 냉각수 유동통로의 형성을 위해 천공된 유동통로(10)의 입구에 테이퍼 플러그(12)를 압입시키는 가압체(14)를 갖추고, 스트로크 검출부는 상기 액츄에이터의 작동시 액츄에이터의 동작 스트로크를 검출하며, 압입상태 검출부는 상기 액츄에이터의 작동에 의한 테이퍼 플러그(12)의 압입후, 상기 유동통로(10)의 입구와 상기 테이퍼 플러그(12) 사이의 결합부위에 대한 누설의 여부를 검출한다.
그리고, 제어부(16)는 상기 액츄에이터의 구동을 제어하여 상기 유동통로(10)의 입구에 상기 테이퍼 플러그(12)를 압입하고, 상기 테이퍼 플러그(12)의 압입시 상기 스트로크 검출부를 통해 상기 액츄에이터의 동작 스트로크를 조절하며, 상기 테이퍼 플러그(12)의 압입후 상기 압입상태 검출부를 통해 유동통로(10)의 입구와 이에 압입된 테이퍼 플러그(12) 사이의 기밀성을 검사하여 이를 외부로 출력 한다.
여기서, 상기 가압체(14)에는 내부에 통전시 자화되어 자성을 띄게 되는 자화코일(15)이 설치되어 있는 바, 상기 자화코일(15)은 상기 제어부(16)에 의해 작동이 조절되는 전원 인가부(18)를 통해 제공되는 전원을 공급받도록 구성된다. 이 경우, 상기 자화코일(15)은 상기 가압체(14)의 가압단부에 대한 상기 테이퍼 플러그(12)의 부착력을 증진시키는 기능을 수행하게 된다.
그리고, 상기 액츄에이터는 상기 제어부(16)의 제어에 따라 구동이 조절되는 유압 실린더(20)와, 상기 유압 실린더(20)내에서 이동 가능하게 설치되고 자유단부에 상기 가압체(14)를 장착한 피스톤 로드(22)를 갖추고 있다.
또한, 상기 가압체(14)의 가압단부에는 상기 테이퍼 플러그(12)의 장착을 위해 중앙부위가 단차지게 외측으로 돌출된 형태의 파지부(14a)가 일체로 형성된다.
그리고, 상기 스트로크 검출부는 상기 피스톤 로드(22)의 둘레에 상호 이격된 복수의 유동경로(24a)를 갖추고서 설치된 하우징(24)과, 상기 하우징(24)에 형성된 복수의 유동경로(24a)와 기밀있게 접속되도록 상기 피스톤 로드(22)에 형성된 단일의 교통통로(22a), 상기 하우징(24)의 유동경로(24a)에 연통관로(26)를 매개로 연결된 송풍장비(28), 상기 연통관로(26)상에 설치되어 유체의 유동량을 계측하는 유동량 계측기(30) 및, 상기 연통관로(26)상에 설치되어 상기 제어부(16)의 제어에 따라 유동경로에 대한 개폐를 조절하는 제1 전자밸브(32)를 갖추고 있다. 또한, 상기 하우징(24)의 양단 내주면에는 상기 피스톤 로드(22)와의 기밀 유지를 위해 씰링부재(24')가 구비된다.
이 경우, 상기 하우징(24)에 형성된 복수의 유동경로(24a)중 하나는 상기 유압 실린더(20)의 피스톤 로드(22)가 작동 전 상태에서 상기 연통관로(26)와 상호 교통하는 위치에 형성되고, 상기 유동경로(24a)중 다른 하나는 상기 유압 실린더(20)의 피스톤 로드(22)가 작동 후 상태에서 상기 연통관로(26)와 상호 교통하는 위치에 형성된다.
이에 따라, 상기 유동량 계측기(30)는 상기 송풍장비(28)로부터 상기 연통관로(26)와 유동경로(24a)를 거쳐 상기 피스톤 로드(22)의 교통통로(22a)로 유동되는 공기의 유동량을 실시간을 검출함으로써, 상기 하우징(24)에 대한 상기 피스톤 로드(22)의 이동 스트로크를 검출하게 된다.
즉, 상기 하우징(24)의 유동경로(24a)와 상기 연통관로(26) 사이가 상호 교통관계에 있으며, 상기 유동량 계측기(30)로부터 검출되는 공기의 유동량은 최대가 되고, 이때 상기 유압 실린더(20)의 피스톤 로드(22)의 스트로크는 작동 전 내지 작동 후의 단계가 되는 것이며, 상기 유동량 계측기(30)로부터 검출되는 공기의 유동량이 최소가 되면 상기 피스톤 로드(22)의 스트로크는 작동 전과 작동 후 사이의 단계에 해당되는 것임을 알 수 있게 된다.
이 결과, 상기 제어부(16)는 상기 유압 실린더(20)의 작동을 제어하여 테이퍼 플러그(12)를 유동통로(10)의 입구에 압입할 때, 상기 피스톤 로드(22)의 스트로크 변화를 상기 유동량 계측기(30)를 통해 검출할 수 있어, 상기 유압 실린더(20)로부터 상기 테이퍼 플러그(12)에 전달되는 압입력을 항상 일정한 수준으로 조절할 수 있게 된다.
또한, 상기 압입상태 검출부는 상기 가압체(14)의 가압단부에 소정의 공기압을 제공하는 압축공기 공급부와, 상기 가압체(14)의 가압단부에 구비되어 상기 압축공기 공급부로부터 제공되는 압축공기가 상기 유동통로(10)의 입구와 상기 테이퍼 플러그(12) 사이의 누설부위 이외로 누설되지 않도록 하는 기밀 유지부로 이루어진다.
이 경우, 상기 압축공기 공급부는 상기 가압체(14)의 내부에서 가압단부측 파지부(14a)를 향해 방사상으로 분지되게 형성된 다수의 분지경로(34a)를 갖춘 유동경로(34)와, 상기 유동경로(34)와 연결되는 연통관로(36), 상기 연통관로(36)에 소정 압력(대략 4 bar 정도임)의 압축공기를 제공하는 압축공기 공급원(38), 상기 연통관로(36)중에 설치되어 내부로 유동하는 유체의 압력 변화를 계측하는 유동차압 비교 계측기(40) 및, 상기 연통관로(38)상에 설치되어 상기 제어부(16)의 제어에 따라 유동경로(34)의 개폐를 조절하는 제2 전자밸브(42)를 갖추고 있다.
한편, 상기 기밀 유지부는 상기 가압체(14)의 파지부(14a)의 전 둘레를 따라 고정 설치되어, 상기 분지경로(34a)를 통해 배출되는 압축공기의 외부 누설을 제한하는 씰링패드(44)로 이루어진다.
따라서, 엔진의 실린더 블럭(C/B)에 형성된 유동통로(10)의 입구에 테이퍼 플러그(12)를 압입할 때, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(16)는 스트로크 검출부를 매개로 상기 유압 실린더(20)의 피스톤 로드(22)에 대한 스트로크의 변화를 검출하여 조절할 수 있게 된다.
이 결과, 상기 유압 실린더(20)의 피스톤 로드(22) 선단에 설치된 가압체 (14)로부터 상기 테이퍼 플러그(12)에 전달되는 가압력은 항상 일정한 수준으로 조절될 수 있게 된다.
이어, 상기 유동통로(10)의 입구에 대한 테이퍼 플러그(12)의 압입이 완료되면, 상기 제어부(16)는 압입상태 검출부를 매개로 상기 유동통로(10)의 입구와 상기 테이퍼 플러그(12) 사이의 결합부위에 대한 누설을 검출하게 된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 압축공기 공급원(38)으로부터 상기 연통관로(36)를 통해 상기 가압체(14)내 유동경로(34)와 분지경로(34a)를 통해 제공되는 압축공기는 상기 가압체(14)의 선단부에서 씰링패드(44)에 의해 외부로의 누설이 억제되므로, 만약 상기 유동통로(10)의 입구와 상기 테이퍼 플러그(12) 사이의 결합부위에 누설이 있다면, 상기 유동차압 비교 계측기(40)를 통해 검출되는 압축공기의 압력에는 변화가 발생될 것이고, 이를 통해 상기 제어부(16)는 테이퍼 플러그(12)의 압입 상태가 불량함을 판단하게 되는 것이다.
이에 반해, 상기 유동통로(10)의 입구와 상기 테이퍼 플러그(12) 사이의 결합부위에 누설이 없게 되면, 상기 분지경로(34a)를 통해 제공되는 압축공기는 상기 씰링패드(44)에 의해 외부로 누출이 억제된 상태이므로, 상기 유동차압 비교 계측기(40)를 통해 검출되는 압축공기의 압력에는 변화가 발생되지 않게 되고, 이를 통해 상기 제어부(16)는 테이퍼 플러그(12)의 압입 상태가 양호함을 판단하게 되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치에 의하면, 엔진의 실린더 블럭(C/B)에 냉각수 유동통로의 형성을 위해 천공되는 유동통로(10)의 입구를 테이퍼 플러그(12)로 마감함에 있어, 상기 테이퍼 플러그(12)에 제공되는 가압력의 정도는 상기 스트로크 검출부를 통해 일정한 수준으로 조절할 수 있게 되므로, 테이퍼 플러그(12)의 압입 작업시 불량을 줄일 수 있게 된다.
또한, 상기 테이퍼 플러그(12)의 압입후 냉각수 유동통로(10)의 입구에 대한 기밀성을 상기 압입상태 검출부를 통해 바로 검출할 수 있으므로, 작업의 신뢰성을 확보할 수 있게 되고, 불량 발생시 즉각적인 후속조치를 취할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 엔진에 형성된 냉각수 유동통로 입구에 테이퍼 플러그를 압입시키는 가압체를 갖춘 액츄에이터와;
    상기 액츄에이터의 작동시 동작 스트로크를 검출하는 스트로크 검출부;
    상기 액츄에이터에 의한 테이퍼 플러그의 압입후 상기 유동통로의 입구와 상기 테이퍼 플러그 사이의 결합부위에 대한 누설을 검출하는 압입상태 검출부 및;
    상기 액츄에이터의 구동을 제어하여 상기 유동통로의 입구에 테이퍼 플러그를 압입하고, 상기 테이퍼 플러그의 압입시 상기 스트로크 검출부를 통해 상기 액츄에이터의 동작 스트로크를 조절하며, 상기 테이퍼 플러그의 압입후 상기 압입상태 검출부를 통해 유동통로의 입구와 이에 압입된 테이퍼 플러그 사이의 기밀성을 검사하여 이를 외부로 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압체에는 자화코일이 내장되고, 상기 자화코일에는 상기 제어부의 제어에 따라 전원을 제공하여 상기 가압체를 자화시키는 전원 인가부가 구비된 것을 특징으로 하는 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 상기 제어부의 제어에 따라 구동이 조절되는 유압 실린더와, 상기 유압 실린더내에서 이동 가능하게 설치되고 자유단부에 상기 가압체를 장착한 피스톤 로드를 갖춘 것을 특징으로 하는 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압체의 가압단부에는 상기 테이퍼 플러그의 장착을 위해 중앙 부위가 단차지게 외측으로 돌출된 형태의 파지부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트로크 검출부는 상기 피스톤 로드의 둘레에 상호 이격된 복수의 유동경로를 갖추고서 설치된 하우징과, 상기 하우징에 형성된 복수의 유동경로와 기밀있게 접속되도록 상기 피스톤 로드에 형성된 단일의 교통통로, 상기 하우징의 유동경로에 연통관로를 매개로 연결된 송풍장비, 상기 연통관로상에 설치되어 유체의 유동량을 계측하는 유동량 계측기 및, 상기 연통관로상에 설치되어 상기 제어부의 제어에 따라 유동경로의 개폐를 조절하는 제1 전자밸브를 갖춘 것을 특징으로 하는 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압입상태 검출부는 상기 가압체의 가압단부에 소정의 공기압을 제공하는 압축공기 공급부와, 상기 가압체의 가압단부에 구비되어 상기 압축공기 공급부로부터 제공되는 압축공기가 상기 유동통로의 입구와 상기 테이퍼 플러그 사이의 누설부위 이외로 누설되지 않도록 하는 기밀 유지부로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 압축공기 공급부는 상기 가압체의 내부에서 가압단부측 파지부를 향해 분지되게 형성된 다수의 분지경로를 갖춘 유동경로와, 상기 유동경로와 연결되는 연통관로, 상기 연통관로에 소정 압력의 압축공기를 제공하는 압축공기 공급원, 상기 연통관로중에 설치되어 유동하는 유체의 압력 변화를 계측하는 유동차압 비교 계측기 및, 상기 연통관로상에 설치되어 상기 제어부의 제어에 따라 유동경로의 개폐를 조절하는 제2 전자밸브를 갖춘 것을 특징으로 하는 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 기밀 유지부는 상기 가압단부의 전 둘레를 따라 고정 설치되어, 상기 분지경로를 통해 배출되는 압축공기의 외부 누설을 제한하는 씰링패드로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진의 유동통로 마감 및 누설검출 장치.
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