KR100916335B1 - 엔진 밸브의 통합 측정장치 - Google Patents

엔진 밸브의 통합 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진 밸브의 통합측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 밸브를 공급하여 세척과 건조, 런-아웃(페이스 흔들림) 그리고 리크(진원도, 길이)를 연속해서 자동으로 측정할 수 있도록 하는 엔진 밸브의 통합 측정장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 공급된 엔진 밸브(70)가 제1대기부(12)에 정지하고 있도록 구성된 밸브 공급장치(10)와; 상기 제1대기부(12)에 있는 정지상태의 엔진 밸브(70)를 공급받아 세척하는 것으로, 제2대기부(21)와 세척부(22) 및 건조부(24)가 등간격으로 설치된 회전판(23)을 포함하여 이루어진 세척장치(20)와; 상기 회전판(23)의 일측에 형성되며 세척 후 건조된 엔진 밸브(70)가 임시 대기하는 제3대기부(25)와; 상기 제3대기부(25)에 있는 엔진 밸브(70)를 런-아웃 테스터(34)에 공급하여 엔진 밸브(70)의 헤드면에 대한 흔들림을 검사하며 상기 런-아웃 테스터(34)의 우측으로 제4대기부(35)를 설치한 런-아웃 검사장치(30)와; 상기 엔진 밸브(70)를 연속해서 공급하는 것으로, 다수의 흡입수단(46a, 46b, 46c, 46d)을 설치한 작동대(45)가 세척장치(20)와, 제3대기부(25)와, 런-아웃 검사장치(30)와, 제4대기부(35)에 엔진 밸브(70)를 연속해서 공급 전달하는 공급 안내장치(40)와; 상기 제4대기부(35)에 있는 엔진 밸브(70)를 공급하여 엔진 밸브(70)의 전장과, 엔진 밸브(70)의 페이스에 대한 진원도를 동시에 측정하여 불량 여부를 판단하는 리크 측정장치(50)와; 상기 리크 측정장치(50)의 측정값에 따라 엔진 밸브(70)를 정상 배출라인(61) 또는 불량 배출라인(62)으로 분리 배출하는 선택 배출장치(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
엔진 밸브, 측정장치, 런-아웃, 리크, 흔들림

Description

엔진 밸브의 통합 측정장치{Integrated measuring device of engine valve}
본 발명은 엔진 밸브의 통합측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 밸브를 공급하여 세척과 건조, 런-아웃(페이스 흔들림) 그리고 리크(진원도, 길이)를 연속해서 자동으로 측정할 수 있도록 하는 엔진 밸브의 통합 측정장치에 관한 것이다.
4사이클 엔진에서는 팽창행정에 필요한 혼합기를 연소실 내로 끌어들이고, 연소가스를 외부로 배출하기 위하여 1개의 실린더에 흡기밸브와 배기밸브를 구비하고 있다.
흡기밸브와 배기밸브는 피스톤이 1 사이클 운동하는 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 사용되는 엔진 밸브는 포핏 밸브(Poppet valve) 구조로서, 헤드와 그 선단을 가공한 페이스, 이 페이스로부터 길게 돌출된 스템 및 그 선단을 가공한 스템엔드로 이루어져 있다.
이러한 엔진 밸브를 제조과정도 중요하지만 제조한 후 검사하는 과정에 의해 불량을 방지하는 것이 더욱 중요한 요소로 작용하고 있으며, 이러한 종래의 검사장치로는 공개특허번호 1999-56423(1999. 12. 6. 공개)으로 공지된 것과, 본 출원인이 선출원한 실용신안등록출원 제20-2005-10072호는 엔진 밸브가 공급되는 과정에서 헤드를 강제로 눌러 페이스의 진원도 검사와 동시에 높이가 측정되도록 하였다.
또한, 본 출원인이 선출원한 특허등록 제683240호(2007. 2. 8. 등록)는 엔진 밸브의 페이스를 공급하여 흔들림을 자동으로 검사할 수 있도록 하였다.
이와 같이 종래의 엔진 밸브를 측정 및 검사하는 장비는 흔들림을 검사하는 런-아웃 검사장치와 압력 누설이나 길이를 측정하는 리크 측정장치로 나누어지게 되므로 종래에 엔진 밸브를 검사하기 위해서는 먼저 물을 이용하여 세척한 후 에어를 이용하여 건조하는 건조장치가 있었으며, 이러한 건조장치는 하나의 엔진 밸브를 검사하는데 약 7초의 시간이 소모되는 것이었다.
그리고 런-아웃 검사장치는 엔진 밸브를 공급하여 자동으로 밸브의 면이 어느 정도 흔들리는 지를 검사하는 흔들림을 측정하는 것이며, 이러한 검사장치는 하나의 엔진 밸브를 검사하는데 약 7초의 시간이 소모되는 것이었다.
또한, 리크 측정장치를 엔진 밸브를 공급하여 자동으로 밸브의 진원도(압력 누설)나 길이를 자동으로 측정하는 것이며, 이러한 검사장치는 하나의 엔진 밸브를 검사하는데 약 7초의 시간이 소모되는 것이었다.
상기에서 설명한 바와 같이 종래 하나의 엔진 밸브를 공급하여 세척 - 런-아웃 검사 - 리크 측정에 소요되는 시간은 약 21초가 소요되는 것이었으므로 많은 시간이 소모되어서 검사에 많은 인력과 장비 및 비용이 소모되고, 생산성이 저하되는 원인이 되었다.
아울러, 런-아웃 검사에서 정상제품으로 나온 경우, 리크 측정에서 불량제품으로 판명되면 런-아웃 검사를 불필요하게 더 한 결과가 되므로 불필요한 검사를 통하여 시간과 인력을 낭비하는 것이었다.
본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 엔진 밸브의 세척과 건조 및 런-아웃과 리크의 검사 및 측정을 하나의 장비에서 연속적으로 수행할 수 있도록 함을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 엔진밸브를 연속해서 공급하는 과정에서 세척과 건조를 한 후 대기하고 있고, 런-아웃을 검사한 후 대기하고 있으며, 리크 측정 후 정상제품과 불량제품으로 구별되어 배출되는 동작이 연속동작에 의해 이루어지도록 하여 통합측정이 가능하도록 하는 것이다.
본 발명은 세척과 건조과정, 런-아웃 검사과정, 리크 측정과정을 연속해서 하나의 장비로 검사 및 측정이 이루어지도록 하여 하나의 엔진 밸브를 검사하는데 약 7초만 소요되도록 하는 것이다.
본 발명은 엔진밸브를 연속해서 공급하는 과정에서 세척과 건조를 한 후 대기하고 있고, 런-아웃을 검사한 후 대기하고 있으며, 리크 측정 후 정상제품과 불량제품으로 구별되어 배출되는 동작이 연속동작에 의해 이루어지도록 하여 통합측정이 가능하므로 하나의 장비에서 엔진 밸브에서 검사할 항목을 모두 검사할 수 있 도록 하는 것이다.
본 발명은 세척과 건조과정, 런-아웃 검사과정, 리크 측정과정을 연속해서 하나의 장비로 검사 및 측정이 이루어지도록 하여 하나의 엔진 밸브를 검사하는데 약 7초만 소요되도록 하여 검사시간을 대폭 줄이고, 생산성을 향상시켜 제품의 경쟁력을 크게 높일 수 있도록 하는 것이다.
이러한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.
엔진 밸브(70)를 공급하는 밸브 공급장치(10)의 선단에 설치되어 엔진 밸브(70)를 한 개 삽입하여 세팅시키는 제1대기부(12)와;
상기 제1대기부(12)의 한 부분으로 설치되며 등 간격으로 3개의 구멍이 형성되어 엔진 밸브(70)가 삽입되어 대기 - 세척 - 건조의 과정을 통하여 세척하는 세척장치(20)와;
상기 세척장치(20)에서 배출한 엔진 밸브(70)를 삽입하여 대기중인 대기부(24)의 한 부분으로 설치하며 엔진 밸브(70)의 헤드면에 대한 흔들림을 측정하는 런-아웃 검사장치(30)와;
상기 런-아웃 검사장치(30)의 상측에 설치하며 하측으로 흡착판을 설치하여 엔진 밸브(70)를 고정 이동시키는 다수의 흡입수단(46a, 46b, 46c, 46d)이 등 간격으로 설치되는 작동대(45)를 상, 하, 좌, 우로 이동시키는 공급 안내장치(40)와;
상기 런-아웃 검사장치(30)에서 불량은 전방으로 배출하고 정상은 대기상태를 유지하는 제4대기부(35)에 위치하며, 상기 제4대기부(35)의 일측으로 설치되고 엔진 밸브(70)의 압력 누설과 길이를 측정하는 리크 측정장치(50)와;
상기 리크 측정장치(50)에서 측정한 엔진 밸브(70)를 불량과 정상으로 분리하여 배출하는 선택 배출장치(60)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 밸브 공급장치(10)는 경사지게 설치되어 있는 공급대(11)를 따라 엔진 밸브(70)가 "T"형으로 공급되어 제1대기부(12)에 정지하고 있도록 구성하는 것이다.
상기 세척장치(20)는 원통형으로 설치되어 있는 회전판(23)의 내부에 등 간격으로 3개의 제2대기부(21)와 세척부(22) 및 건조부(24)가 형성되어 있어서 회전하면서 각각의 위치에서 대기중이거나, 물을 이용한 세척 및 에어를 이용한 건조 과정을 거치도록 하는 것이며, 회전판(23)의 일측에는 제3대기부(25)가 형성되어 있어서 건조한 엔진 밸브(70)가 공급되어 대기하고 있도록 하는 것이다.
상기 런-아웃 검사장치(30)는 제3대기부(25)에 대기하고 있던 엔진 밸브(70)를 이동시켜 세팅하면 전방에 로울러(33)를 설치한 가이드대(32)를 양쪽에 설치하여 지지하며, 상기 가이드대(32)는 후방의 흔들림 검사 실린더(31)와 연결되어 구동되도록 하였고, 로울러(33)의 전방에는 런-아웃 테스터(34)가 설치되어 엔진 밸브(70)의 헤드 면에 대한 흔들림을 검사하는 것이다.
상기 런-아웃 검사장치(30)의 일측에는 제4대기부(35)를 형성하는 것이며, 제4대기부(35)에 공급한 엔진 밸브(70)는 정상인 경우 그대로 있게 되고, 불량인 경우에는 전방으로 배출시키는 배출구(36)를 설치하는 것이다.
상기 공급 안내장치(40)는 하측으로 흡착구를 갖는 흡입수단(46a, 46b, 46c, 46d)을 일정한 간격에 설치하여 밸브(70)를 흡입에 의해 원하는 위치로 이동시킬 수 있도록 작동대(45)에 설치한 것이며, 상기 작동대(45)는 후방의 세로방향 가이드대(43)에 고정되어 세로 실린더(44)를 통하여 세로방향에서 이동되도록 하였고, 상기 세로 실린더(44)는 구동대(47)의 상측에 고정되어 가로방향 가이드대(41)에 이동된 후 가로방향 실린더(42)를 통하여 가로방향으로 이동하도록 하였다.
상기 리크 측정장치(50)는 기밀검사 실린더(51)의 전방에 전후 이송대(A)가 설치되고 전후 이동대(A)는 이송 실린더(52)에 연결되어 있고, 전후 이송대(A)에는 집게(53)가 설치되어 엔진 밸브(70)를 하우징(55)에 공급하여 진원도(압력과 누설)를 측정하는 것이다.
상기 하우징(55)의 상측에는 누름 실린더(54)가 설치되어 엔진 밸브(70)를 누르도록 하고, 하우징(55)의 하측으로 로드(56)가 연결되는 동시에 하측의 실린더(59)와 연결한 측정바(57)와 센서 유니트(58)가 엔진 밸브(70)의 길이를 측정하 는 것이다.
상기 선택 배출장치(60)는 리크 측정장치(50)에서 정상으로 측정한 것을 배출하는 정상배출 라인(61)과 불량으로 측정한 것을 배출하는 불량배출 라인(62)을 설치하여 선택적인 배출을 가능하게 하는 것이다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다양한 과정을 통하여 제조한 엔진 밸브(70)를 밸브 공급장치(10)에서 공급대(11)에 일렬로 공급하면 제일 먼저 공급한 엔진 밸브(70)가 제1대기부(12)에 정지하게 된다.
그러면 공급 안내장치(40)의 가로 실린더(42)를 구동하여 도 4에 도시한 바와 같이 가로방향 가이드대(41)에서 구동대(47)를 가로방향으로 구동시키는 한편 세로 실린더(44)를 구동시켜 세로방향 가이드대(43)에서 작동대(45)를 하강시켜 흡입수단(46a)의 선단에 있는 흡착구가 제1대기부(12)에 공급한 엔진 밸브(70)를 흡입하여 고정한다.
이때 도 5에 도시한 바와 같이 세로 실린더(44)를 구동시켜 작동대(45)를 상승시키고, 도 6에 도시한 바와 같이 가로 실린더(42)를 구동시켜 구동대(47)를 좌측으로 이동시킨 후 도 7에 도시한 바와 같이 세로 실린더(44)를 구동시켜 작동대(45)를 하강시킨 후 엔진 밸브(70)를 세척장치(20)에 공급하게 된다.
세척장치(20)의 제2대기부(21)에 공급한 엔진 밸브(70)는 회전판(23)이 회전하여 세척부(22)에 이르게 되면 도시하지 않은 내부에서 세척수가 공급되어 엔진 밸브(70)를 세척하게 되고, 회전판(23)이 회전하여 건조부(24)에 이르게 되면 도시하지 않은 내부에서 에어가 분사되어 엔진 밸브(70)를 건조하게 된다.
엔진 밸브(70)를 건조한 후 회전판(23)이 회전하여 제2대기부(21)에 이르면 엔진 밸브(70)를 한 바퀴 회전시키면서 세척장치(20)에서 세척 및 건조과정을 종료하게 된다.
엔진 밸브(70)는 이 과정에서 연속해서 공급되며 각각의 세척부(22)와 건조부(24)에 공급되어 각각의 과정을 수행하게 되고, 제2대기부(21)에 공급된 세척을 완료한 엔진 밸브(70)는 공급 안내장치(40)를 통하여 제3대기부(25)에 공급한다.
제3대기부(25)에 공급한 엔진 밸브(70)는 공급 안내장치(40)에 의해 런-아웃 검사장치(30)로 공급하며, 흔들림 검사 실린더(31)가 구동되어 가이드대(32)를 전방으로 이동시켜 로울러(33)가 엔진 밸브(70)를 지지하여 런-아웃 테스터(34)에서 회전되는 과정에서 엔진 밸브(70)의 흔들림을 측정하게 된다.
런-아웃 검사장치(30)에서 엔진 밸브(70)의 흔들림을 측정한 후 공급 안내장치(40)를 통하여 제4대기부(35)에 공급되면 런-아웃 검사장치(30)에서 검사한 엔진 밸브(70)가 정상인 경우 제4대기부(35)에 그대로 있게 되고, 불량인 경우에는 집게(38)가 엔진 밸브(70)를 잡아 배출 실린더(37)의 구동으로 배출구(36)에 이동시키게 되므로 불량인 엔진 밸브(70)는 배출구(36)를 통하여 배출되는 것이다.
상기와 같은 엔진 밸브(70)의 공급과정을 단계별로 설명하였으나, 이러한 과정은 공급 안내장치(40)에 의하여 연속적으로 수행되는 것으로, 제1대기부(12) - 세척장치(20) - 제3대기부(25) - 런-아웃 검사장치(30) - 제4대기부(35)의 과정이 연속해서 수행되면서 각 과정을 진행하게 되어 검사시간을 절약할 수 있는 것이다.
한편, 정상인 엔진 밸브(70)가 제4대기부(35)에 있게 되므로 이송 실린더(52)가 구동되어 누름 실린더(54)의 집게(53)가 엔진 밸브(70)에 위치시킨 후 기밀 검사 실린더(51)를 구동시켜 집게(53)가 엔진 밸브(70)를 잡도록 하고 이송 실린더(52)와 기밀 검사 실린더(51)의 구동으로 리크 측정장치(50)에 공급되도록 한다.
리크 측정장치(50)에 엔진 밸브(70)가 공급되면 누름 실린더(54)에 의하여 엔진 밸브(70)를 눌러 하향 이동되도록 하며, 실린더(59)에 의하여 로드(56)를 상승시킬 때 측정바(57)가 상승하면서 센서 유니트(58)를 통하여 엔진 밸브(70)의 전장을 측정할 수 있는 동시에 엔진 밸브(70)의 페이스에 대한 진원도(압력 누설)의 측정 검사를 동시에 수행하여 불량 유무를 측정하는 것이다.
엔진 밸브(70)의 리크 측정을 완료한 후에는 집게(53)가 엔진 밸브(70)를 잡아 선택 배출장치(60)로 공급하여 정상인 경우 정상 배출라인(61)으로 배출하고, 불량인 경우 불량 배출라인(62)으로 배출하는 것이다.
상기 리크 측정장치(50)는 본 출원인이 선출원한 실용신안등록 제0387765호와 동일한 구조를 제공하는 것이다.
본 발명은 엔진 밸브의 생산 과정에서 엔진 밸브를 공급하여 자동으로 세척과 런-아웃 검사 및 리크를 검사하는 과정을 연속해서 수행할 수 있는 것이다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 정면도
도 2 는 본 발명의 실시예를 나타낸 설치상태 평면도
도 3 은 본 발명의 주요 부분에 대한 설치상태 평면도
도 4 는 본 발명의 공급 안내장치가 엔진 밸브를 잡은 상태의 정면도
도 5 는 본 발명의 공급 안내장치가 엔진 밸브를 상승시킨 상태의 정면도
도 6 은 본 발명의 공급 안내장치가 엔진 밸브를 이송시킨 상태의 정면도
도 7 은 본 발명의 공급 안내장치가 엔진 밸브를 다음 과정에 공급한 상태의 정면도
도 8 은 본 발명의 리크 검사장치와 선택 배출장치에 대한 평면도
도 9 는 본 발명의 리크 검사장치에 대한 설치상태 정면도
도 10 은 본 발명의 런-아웃 검사장치에 대한 측면도
도 11 은 본 발명의 리크 검사장치에 대한 측면도
도 12 는 본 발명의 리크 검사장치와 선택 배출장치에 대한 정면도
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
10 : 밸브 공급장치 11 : 공급대
12 : 제1대기부 21 : 제2대기부
25 : 제3대기부 35 : 제4대기부
20 : 세척장치
22 : 세척부 23 : 회전판
24 : 건조부 30 : 런-아웃 검사장치
31 : 흔들림 검사 실린더 32 : 가이드대
33 : 로울러 34 : 런-아웃 테스터
40 : 공급 안내장치 41 : 가로방향 가이드대
42 : 가로 실린더 43 : 세로방향 가이드대
44 : 세로 실린더 45 : 작동대
46a, 46b, 46c, 46d : 흡입수단 47 : 구동대
50 : 리크 측정장치 51 : 기밀 검사 실린더
52 : 이송 실린더 53 : 집게
54 : 누름 실린더 60 : 선택 배출장치
70 : 밸브 A : 전후 이송대

Claims (4)

  1. 공급된 엔진 밸브(70)가 제1대기부(12)에 정지하고 있도록 구성된 밸브 공급장치(10)와;
    상기 제1대기부(12)에 있는 정지상태의 엔진 밸브(70)를 공급받아 세척하는 것으로, 제2대기부(21)와 세척부(22) 및 건조부(24)가 등간격으로 설치된 회전판(23)을 포함하여 이루어진 세척장치(20)와;
    상기 회전판(23)의 일측에 형성되며 세척 후 건조된 엔진 밸브(70)가 임시 대기하는 제3대기부(25)와;
    상기 제3대기부(25)에 있는 엔진 밸브(70)를 런-아웃 테스터(34)에 공급하여 엔진 밸브(70)의 헤드면에 대한 흔들림을 검사하며 상기 런-아웃 테스터(34)의 우측으로 제4대기부(35)를 설치한 런-아웃 검사장치(30)와;
    상기 엔진 밸브(70)를 연속해서 공급하는 것으로, 다수의 흡입수단(46a, 46b, 46c, 46d)을 설치한 작동대(45)가 세척장치(20)와, 제3대기부(25)와, 런-아웃 검사장치(30)와, 제4대기부(35)에 엔진 밸브(70)를 연속해서 공급 전달하는 공급 안내장치(40)와;
    상기 제4대기부(35)에 있는 엔진 밸브(70)를 공급하여 엔진 밸브(70)의 전장과, 엔진 밸브(70)의 페이스에 대한 진원도를 동시에 측정하여 불량 여부를 판단하는 리크 측정장치(50)와;
    상기 리크 측정장치(50)의 측정값에 따라 엔진 밸브(70)를 정상 배출라인(61) 또는 불량 배출라인(62)으로 분리 배출하는 선택 배출장치(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브의 통합 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    세척장치(20)는 회전판(23)에 제2대기부(21)와 세척부(22) 및 건조부(24)를 등 간격으로 설치하며, 제2대기부(21)는 엔진 밸브(70)가 공급되고, 세척부(22)는 엔진 밸브(70)에 물을 분사하여 세척하고, 건조부(24)는 공기를 분사하여 건조하도록 구성함을 특징으로 하는 엔진 밸브의 통합 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    런-아웃 검사장치(30)는 흔들림 검사 실린더(31)와 연결한 2개의 가이드대(32) 전방에 로울러(33)를 설치하여 엔진 밸브(70)를 런-아웃 테스터(34)에 지지하여 흔들림을 검사함을 특징으로 하는 엔진 밸브의 통합 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    리크 측정장치(50)는 기밀 검사 실린더(51)의 전방에 설치한 전후 이송대(A)를 좌우로 이송시키는 이송 실린더(52)를 설치하고, 상기 전후 이송대(A)의 한 부분에 집게(53)를 설치하여 밸브(70)를 제4대기부(35)에서 이송시키도록 함을 특징으로 하는 엔진 밸브의 통합 측정장치.
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