KR100683240B1

KR100683240B1 - 엔진 밸브의 페이스 흔들림 자동 검사장치

Info

Publication number: KR100683240B1
Application number: KR1020050048995A
Authority: KR
Inventors: 이희승
Original assignee: 안전공업주식회사
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2007-02-20
Also published as: KR20060127671A

Abstract

본 발명은 엔진의 밸브 페이스를 공급하여 흔들림을 자동으로 검사할 수 있도록 하는 것으로,

이러한 본 발명은 밸브(1)가 공급대(12)의 상측에서 벨트(11)로 연속해서 공급되는 진입장치(10)와; 상기 진입장치(10)의 한 부분으로 설치되며 실린더(22)가 연결된 이송대(27)가 판넬(21)에서 상하로 이송되며 하측에 파지대(25, 26)가 설치되는 상하로터(20)와; 상기 판넬(21)의 한 부분으로 설치되며 실린더(22)와 실린더축(32)이 이송대(27)를 좌우로 이송시키는 좌우로터(30)와; 상기 상하로터(20)의 하측에 설치되며 메인풀리(41)의 전방 양측으로 설치된 회전로울러(47)와 그 사이에 설치된 텐션로울러(44)에 텐션벨트(42)가 설치되며 전방의 워크 포인터(49)에 밸브(1)의 스템(1c)이 공급되어 페이스(1b)의 흔들림을 검사하는 스크류(71)를 갖는 런-아웃 테스터(40)와;

상기 런-아웃 테스터(40)의 일측에서 정상 배출로(56)와 불량 배출로(57)의 어느 한쪽을 개방시키는 선택부(52)가 설치된 정상 불량 선택장치(50)로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

엔진 밸브, 페이스 흔들림, 런-아웃 테스터

Description

엔진 밸브의 페이스 흔들림 자동 검사장치{Pace flicker automatic tester of engine valve}

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 정면도

도 2 는 본 발명의 설치상태를 나타낸 평면도

도 3 은 본 발명의 설치상태를 나타낸 측면도

도 4 는 본 발명의 상하로터와 좌우로터에 대한 설치상태 정면도

도 5 는 본 발명의 엔진 밸브를 잡는 상태의 정면도

도 6 은 본 발명의 엔진 밸브를 이동시키는 상태의 정면도

도 7 은 본 발명의 엔진 밸브를 이동시킨 상태의 정면도

도 8 은 본 발명의 엔진 밸브를 장착 및 배출시킨 상태의 정면도

도 9 는 본 발명의 엔진 밸브를 배출시킨 후 복귀되는 상태의 정면도

도 10 은 본 발명의 엔진 밸브를 배출시킨 후 복귀된 상태의 정면도

도 11 은 본 발명의 엔진 밸브 페이스 흔들림을 측정하는 상태의 측면도

도 12 는 본 발명의 엔진 밸브 페이스 흔들림을 측정하는 상태의 평면도

도 13 은 본 발명의 엔진 밸브가 정상과 불량으로 선별 배출되는 상태의 평면도

도 14 는 본 발명의 엔진 밸브에 대한 정면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 밸브 1a : 헤드

1b : 페이스 1c : 스템

1d : 스템엔드 2 : 베이스

3 : 프레임 10 : 진입장치

11 : 벨트 12 : 공급대

13 : 가이드대 20 : 상하로터

21 : 판넬 22, 31, 61 : 실린더

23, 32, 53, 62 : 실린더축 24, 33 : 가이드축

25, 26 : 파지대 27 : 이송대

30 : 좌우로터 40 : 런-아웃 테스터

41 : 메인풀리 42 : 텐션벨트

43 : 모터 44 : 텐션로울러

45 : 스프링 46 : 핀

47 : 회전 로울러 48 : 베어링 블럭

49 : 워크 포인터 50 : 정상 불량 선별장치

51 : 배출가이드 52 : 선택부

54: 연결핀 55 : 힌지

56 : 정상 배출로 57 : 불량 배출로

60 : 이탈장치 63 : 스토퍼

64 : 벨 부시 70 : LM 가이드

더욱 상세하게는 성형된 엔진 밸브를 낱개로 연속해서 투입한 후 회전을 통하여 엔진 밸브의 페이스에 대한 흔들림에 대한 측정을 자동으로 수행하여 엔진의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 엔진 밸브의 페이스 흔들림 자동 검사장치에 관한 것이다.

4 사이클 엔진에서는 팽창행정에 필요한 혼합기를 연소실 내로 끌어들이고, 또한, 연소가스를 외부로 배출하기 위하여 1개의 실린더에 흡기밸브와 배기밸브를 구비하고 있다.

흡기밸브와 배기밸브는 피스톤이 1사이클 하는 극히 짧은 시간에 용이하게 흡기, 배기를 하여 체적효율을 높이고 양 밸브가 닫혀있는 압축, 팽창행정에서 충분한 기밀을 유지하며, 연소실 내의 고온에 노출되어도 정확하게 작동하고 장시간 운전에 견디어내는 등의 어려운 조건을 만족시켜야 한다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 엔진 밸브(1)는 도 14 에 도시한 바와 같이 포핏밸브(poppet valve) 구조로서, 헤드(1a)와 그 선단을 가공한 페이스(1b), 이 페이스(1b)로 부터 길게 돌출된 스템(1c) 및 그 선단을 가공한 스템엔드(1d)로 이루어져 있다.

특히 배기밸브의 밸브 헤드는 엔진작동 중 항상 고온에 노출되므로 그 재질과 형상에는 특별한 배려를 기울여, 밸브 재질로는 마르텐사이트계 내열강 또는 오스테나이트계 내열강이 사용되고 있으며 금속조직의 흐름을 절단하지 않도록 길이가 긴 강봉을 일정 길이로 절단한 후 업세트 단조에 의해 밸브 헤드 등의 성형이 이루어진다.

이어서 밸브 스템(1c)의 축경을 규격범위 내로 맞추기 위한 수동 센터레스 연마과정과 밸브 스템엔드(1d)의 경도를 높이기 위한 고주파 열처리과정이 수행된다.

이와 같이 제조된 밸브는 실린더 헤드의 흡기/배기 포트에 밸브 페이스가 밸브 시트에 정확하게 밀착하여 연소실의 기밀을 완전하게 유지하도록 밸브 가이드내에 밸브 스템이 삽입된 상태로 장착되어 밸브 스템 엔드에 결합된 누름장치와 에어실린더를 통하여 상하로 왕복 운동하게 된다.

이러한 밸브의 상하 왕복운동을 이용한 엔진의 4행정 사이클을 진행하는 동안 압축, 폭발행정시에 엔진의 시트링과 밸브 페이스 사이의 접촉상태가 불량이 경우 압축 및 점화불량과 흡배기 불량 등으로 인하여 불완전연소가 발생하여 매연가스가 증가하며 엔진의 출력의 감소현상이 발생할 수 있다.

상기와 같은 압축 및 폭발행정시에 연소실을 기밀상태로 유지하기 위하여 일반적으로 페이스(1b)는 밸브 시트(링)에 접촉되어 기밀유지 및 밸브 헤드(1a)의 열을 시트에 전달하는 기능을 하며, 약 75% 정도 밸브 헤드의 열을 냉각시킨다.

밸브 페이스와 시트와의 접촉 폭은 1.5∼2.0mm로 설정되며 접촉 폭이 넓은 경우 냉각은 양호하지만 기밀유지는 불량하게 되고, 접촉 폭이 좁은 경우 상기와 반대현상이 발생한다.

일반적으로 밸브 페이스 각은 30°, 45°, 60°를 사용하고 있으나 시트와 밀착이 좋고 열전도가 양도한 45°의 페이스 각이 많이 사용되고 있다.

따라서 종래에는 공개특허번호 1999-56423호(1999. 12. 6. 공개)에 공지된 바와 같이 다수의 피측정 밸브를 분할 공급장치에서 자동으로 공급하면서 한 개의 밸브가 공급되면 누름장치의 누름 실린더가 헤드를 하측으로 누르게 되어 플랜지에 올려지도록 한다.

플랜지에 헤드가 올려지면 페이스에 의하여 밀폐가 유지됨과 동시에 도시하지 않은 외부에서 압축공기가 공급되어 페이스의 밀폐정도를 측정하도록 하여 자동으로 검사한 후 에어실린더를 구동시켜 로드의 상단에 형성된 핀이 밸브를 상승시켜 배출장치에서 합격 밸브는 정상 배출라인으로 불합격 밸브는 불량 배출라인으로 배출되도록 함으로써 연속적으로 자동 검사가 이루어지도록 하였다.

그러나 밸브의 높이(길이)는 설정된 한도 이내의 것인지를 검사하는 경우에는 밸브의 생산이 종료된 후 엔진조립 이전에 수작업으로 한 개씩 다이얼 게이지 또는 접촉지그를 사용하여 외형상의 불량 및 높이(길이)를 측정하게 되므로 검사의 정밀도와 숙련도를 요구하게 되고 검사지그에 세팅하여 수작업을 수행하는 데 많은 시간이 소모되며 신뢰성이 낮아지는 결점이 있었다.

또한, 본 출원인이 선출원한 실용신안등록출원 제20-2005-10072호는 엔진 밸브가 공급되는 과정에서 헤드를 강제로 눌러 페이스의 진원도 검사와 동시에 높이가 측정되도록 하였다.

그러나 엔진 밸브를 높이만큼 눌러 놓고 진원도 검사를 한 후 다시 들어올려서 다음 과정을 진행시킬 때 발생하는 시간의 소모가 많아서 많은 수량을 검사하지 못하는 결점이 있으며, 엔진 밸브의 공급이 원활하지 못하여 검사의 신뢰성이 낮아지는 결점이 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 엔진 밸브의 페이스를 연속해서 공급하면서 검사하고, 검사가 종료되면서 동시에 배출될 때 런-아웃이 신속하고 정확하게 이루어지도록 하여 검사의 신뢰성을 향상시도록 함을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 밸브(1)를 제조하는 과정에서 완성품을 제조한 후 진입장치(10)를 통하여 밸브(1)를 연속해서 공급하여 페이스(1b)의 밀폐성을 검사할 수 있도록 하는 것이다.

상기 진입장치(10)는 베이스(2)의 상부 좌측에서 도시하지 않은 모터의 동력으로 회전되는 벨트(11)가 설치되며, 그 벨트(11)의 하측으로 공급대(12)가 설치되어 헤드(1a)가 공급대(12)에 올려진 상태로 공급되도록 하는 것이다.

상기 헤드(1a)가 공급대(12)에 올려지기 위해서는 밸브(1)의 헤드(1a)가 상측에 위치하고 스템(1c)이 하측으로 위치하도록 일렬로 연속해서 공급되며 선단에 가이드대(13)를 설치하여 밸브(1)가 일렬로 대기상태를 유지하도록 한다.

진입장치(10)의 일측에는 상하로터(20)와 좌우로터(30)가 교차하도록 설치되어 밸브(1)를 런-아웃 테스터(40)에 연속해서 공급하여 페이스(1b)의 밀폐성을 자동으로 검사할 수 있도록 한다.

상기 상하로터(20)는 세로방향으로 설치되고 좌우로터(30)는 가로방향으로 베이스(2)의 상측에서 프레임(3)의 전방에 설치되는 것이다.

상하로터(20)는 일체형의 판넬(21) 중앙으로 이송대(27)가 설치되어 있으며, 이송대(27)의 하측에는 실린더(22)가 설치되고 상측에는 실린더축(23)이 설치되어 있어서 실린더(22)의 구동에 따라서 가이드축(24)이 입출되면서 양측에 설치된 가이드축(24)을 상, 하측으로 이송시킨다.

상기 가이드축(24)는 실린더축(23)의 양측에 설치되어 이송대(27)를 상, 하측으로 이송시키며, 그 하측 선단에는 파지대(25, 26)가 각각 설치된다.

상기 파지대(25, 26)는 에어에 의하여 흡착할 수 있는 상태를 사용하거나, 자석을 설치하여 밸브(1)의 헤드(1a)가 접촉되면 들어올려서 필요한 장소로 이동할 수 있도록 한다.

좌우로터(30)는 판넬(21)의 후방에 가로방향으로 설치되며 전방의 실린더축(32)이 설치되어 이송대(27)를 좌, 우 방향으로 이송시키도록 한다.

상기 상하로터(20)와 좌우로터(30)는 밸브(1)를 런-아웃 테스터(40)에 하나씩 자동으로 공급하는 것으로,

도 1 또는 도 4 와 같은 상태에서 가이드대(13)에 공급된 헤드(1a)의 상측으로 파지대(25)가 접근하게 되면 파지대(25)가 헤드(1a)를 흡착하거나 자력으로 도 5 와 같이 고정하게 된다.

헤드(1a)를 고정한 후 상하로터(20)의 실린더(22)가 구동되어 실린더축(23)에 연결된 이송대(27)가 상승하면서 헤드(1a)를 가이드대(13)에서 완전히 도 6 과 같이 상승시킨다.

이때, 파지대(26)에는 런-아웃 테스터(40)에 공급된 헤드(1a)가 시험을 마치고 대기상태에 있게 되므로 동시에 도 6 과 같이 상승한다.

헤드(1a)를 상승시킨 후 좌우로터(30)의 실린더(31)가 실린더축(32)을 구동시켜 상하로터(20)를 우측으로 도 7 과 같이 이송시키게 된다.

여기서, 런-아웃 테스터(40)에서 페이스(1b)의 흔들림 시험을 검사한 데이터는 정상 불량 선택장치(50)로 보내져서 정상 또는 불량으로 선택되도록 한다.

도 7 과 같이 좌우로터(30)가 우측으로 이동된 후에는 상하로터(20)의 실린더(22)가 실린더축(23)을 구동시켜 이송대(27)가 하측으로 이동되도록 하면, 도 8 에 도시한 바와 같이 파지대(25)에 의하여 이동된 헤드(1a)는 런-아웃 테스터(40)에 공급되고, 파지대(26)에 의하여 이동된 헤드(1a)는 정상 불량 선택장치(50)에 공급된다.

런-아웃 테스터(40)는 모터(43)가 연결되어 회전되는 메인풀리(41)의 전방으로 한 쌍의 회전로울러(47)가 설치되고, 메인풀리(41)와 회전 로울러(47)의 사이에 텐션로울러(44)가 설치되어 텐션벨트(42)가 연결된다.

상기 텐션벨트(42)의 사이에는 스프링(45)이 설치되고 텐션벨트(42)는 베어링블럭(48)에 지지되며, 그 일부분에는 핀(46)이 설치되어 있다.

상기 회전로울러(47)의 전방에는 워크 포인터(49)가 설치되어 그 사이의 V형 홈에 밸브(1)가 공급되도록 하는 것이다.

파지대(26)에 의하여 밸브(1)가 회전로울러(47)의 전방에 도 11 과 같이 공급되면 모터(43)의 동력이 메인풀리(41)를 회전시키게 되므로 텐션벨트(42)가 회전되면서 회전로울러(47)와 텐션로울러(44)를 통하여 회전되며 워크포인터(49)에 공급된 밸브(1)가 회전된다.

상기 밸브(1)가 공급되면 페이스(1b)의 하측으로 스크류(71)가 경사지게 설치되어 있으므로 페이스(1b)가 적어도 한바퀴 회전될 때 스크류(71)가 페이스(1b)의 흔들림(진원도)을 검사하여 합격, 불합격 여부를 결정하게 된다.

상기 페이스(1b)를 적어도 한바퀴 회전시켜 흔들림을 검사하여 결정된 합격, 불합격 여부에 따라서 선택부(52)가 구동되어 정상 배출로(56) 또는 불량 배출로(57) 중 어느 한쪽을 개방시킨 상태를 유지한다.

도 8 과 같이 흔들림을 검사한 밸브(1)는 파지대(26)에 의하여 정상 불량 선택장치(50)에 공급되고, 파지대(25)에 의하여 진입장치(10)에서 공급된 밸브(1)는 런-아웃 테스터(40)에 공급된다.

정상 불량 선택장치(50)는 전방이 삼각형 형상으로 형성된 선택부(52)가 힌지(55)에 의하여 설치되고 후방에는 연결핀(54)을 통하여 실린더축(53)에 연결되어 있다.

선택부(52)의 양측에는 배출가이드(51)가 설치되어 있으며, 이 배출가이드(51)는 정상 배출로(56)와 불량 배출로(57)가 각각 설치되어 있다.

상기 런-아웃 테스터(40)에서 밸브(1)를 회전시켜 흔들림 여부를 검사한 후 합격되면 실린더축(53)이 연결핀(54)에서 힌지(55)를 중심으로 선택부(52)를 시계방향으로 이송시켜 정상 배출로(56)를 개방시킨 상태를 유지하게 되므로 파지대(26)에서 공급된 밸브(1)가 배출가이드(51)에 공급될 때 정상 배출로(56)를 통하여 이송되어 합격품으로 분류된다.

또한, 런-아웃 테스터(40)에서 밸브(1)를 회전시켜 흔들림 여부를 검사한 후 불합격되면 실린더축(53)이 도 13 과 같이 선택부(52)를 반 시계방향으로 이송시켜 불량 배출로(57)를 개방시키게 되므로 파지대(26)를 통하여 공급되는 불량의 밸브(1)는 불량 배출로(57)를 통하여 배출되어 재가공되거나 불량처리 되도록 하는 것이다.

상기 정상 불량 선택장치(50)의 일측에는 이탈장치(60)를 설치하였으며, 실린더(61)의 상측으로 설치된 실린더축(62)에 의하여 스토퍼(63)를 상승 또는 하강시킬 수 있으므로 정상 배출로(56)와 불량 배출로(57)를 개폐시켜 다음 공정으로 이송되거나 배출되는 밸브(1)를 잡아주도록 하는 것이다.

상기 프레임(3)의 일부분에는 컨트롤 박스(4)를 설치하여 런-아웃 테스터(40)에 대한 흔들림의 실험치가 나타나거나, 본 발명을 구동할 수 있는 각종 스위치가 설치되어 있다.

본 발명은 성형이 완료된 엔진 밸브를 자동으로 공급하며 엔진 밸브를 연속적으로 공급하면서 런-아웃 테스터를 통하여 페이스의 흔들림을 정확하고 신속하게 검사할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 엔진 밸브를 연속해서 공급할 수 있으며, 런-아웃 테스터에도 연속적으로 공급할 수 있도록 하고, 흔들림의 정상 및 불량이 검사되어 결정되는 동시에 선택장치가 신속하게 구동되어 정상과 불량을 분리하여 배출할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 엔진 밸브를 연속해서 공급하며 흔들림을 정확하게 검사할 수 있으므로 엔진 밸브의 페이스가 가공된 후 무인으로 안정된 제품을 검사하여 공급할 수 있다.

Claims

헤드(1a)의 일측으로 형성된 페이스(1b)와 스템(1c)이 형성되고 선단에 스템엔드(1d)를 갖는 밸브(1)를 성형하여 페이스(1b)의 흔들림을 검사함에 있어서,

상기 밸브(1)가 공급대(12)의 상측에서 벨트(11)로 연속해서 공급되는 진입장치(10)와;

상기 진입장치(10)의 일측으로 설치되며 실린더(22)가 연결된 이송대(27)가 판넬(21)에서 상하로 이송되며 하측에 파지대(25, 26)가 설치되는 상하로터(20)와;

상기 판넬(21)의 일측으로 설치되며 실린더(31)와 실린더축(32)이 이송대(27)를 좌우로 이송시키는 좌우로터(30)와;

상기 상하로터(20)의 하측에 설치되며 메인풀리(41)의 전방 양측으로 설치된 회전로울러(47)와 그 사이에 설치된 텐션로울러(44)에 텐션벨트(42)가 설치되며 전방의 워크 포인터(49)에 밸브(1)의 스템(1c)이 공급되어 페이스(1b)의 흔들림을 검사하는 스크류(71)를 갖는 런-아웃 테스터(40)와;

상기 런-아웃 테스터(40)의 일측에서 정상 배출로(56)와 불량 배출로(57)의 어느 한쪽을 개방시키는 선택부(52)가 설치된 정상 불량 선택장치(50)로 이루어짐을 특징으로 하는 엔진의 밸브 페이스 흔들림 자동 검사장치.
제1항에 있어서, 상하로터(20)의 파지대(25, 26)는 흡착구 또는 자석으로 이 루어져 런-아웃 테스터(40)와 정상 불량 선택장치(50)로 동시에 밸브(1)가 공급되도록 함을 특징으로 하는 엔진의 밸브 페이스 흔들림 자동 검사장치.
제1항에 있어서, 런-아웃 테스터(40)는 텐션벨트(42)가 메인풀리(41)와 통과하여 텐션로울러(44) 및 한 쌍의 회전로울러(47)를 통하여 연결되며, 회전로울러(47)의 전방에 V형 홈이 형성되도록 워크 포인터(49)가 설치됨을 특징으로 하는 엔진의 밸브 페이스 흔들림 자동 검사장치.
제1항에 있어서, 정상 불량 선택장치(50)는 정상 배출로(56)와 불량 배출로(57)가 설치되는 배출가이드(51)와;

상기 정상 배출로(56)와 불량 배출로(57)가 만나는 지점에 실린더축(53)이 연결핀(54)으로 연결되고 힌지(55)를 중심으로 정상과 불량으로 테스트 결과가 분리되도록 하는 선택부(52)를 갖도록 함을 특징으로 하는 엔진의 밸브 페이스 흔들림 자동 검사장치.
제1항에 있어서, 정상 불량 선택장치(50)의 일측으로 배출가이드(51)로 배출되는 밸브(1)를 잡아주는 스토퍼(63)가 연결되며 실린더(61)와 실린더축(62)을 통 하여 배출가이드(51)를 개폐시키도록 함을 특징으로 하는 엔진의 밸브 페이스 흔들림 자동 검사장치.