KR100946183B1 - 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치 - Google Patents

캠 샤프트의 자동 길이 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일정한 길이로 절단된 캠 샤프트의 길이를 측정하여 일정범위 이내의 길이를 갖는 캠 샤프트는 통과시키고 길이가 짧거나 너무 길게 절단된 캠 샤프트는 배출시키도록 한 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치에 관한 것인바, 본 발명의 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치는 캠 샤프트의 길이를 입력할 수 있는 스위치와 측정된 캠 샤프트의 길이가 표시되는 화면이 구비된 콘트롤수단(50)과; 일정한 높이를 갖도록 하면서 캠 샤프트를 이동시키는 받침대(40)와: 상기 받침대(40)의 하부에 설치되며 통공(41)을 관통하여 출몰하는 스토퍼부재(11a)(11b)가 실린더부재(11)에 의해 상하 이동되어 공급되는 캠 샤프트의 공급시간을 조절하는 공급조절수단(10)과; 상기 공급조절수단(10)으로부터 공급받은 캠 샤프트의 길이를 측정 후 기설정된 길이 범위에 맞으면 캠 샤프트를 통과시키고 설정된 길이 범위를 벗어나면 하부로 배출시키는 선별수단(20)과; 상기 받침대(40)의 상부에 설치되는 브라켓(31)에는 실린더부재(32)가 수평으로 설치되고, 상기 실린더부재(32)를 중심으로 상하로 가이드바(33)가 설치되며 고정브라켓(31)의 하단 일측부에는 스토퍼부재(34)가 구비되며, 상기 실린더부재(32)의 피스톤로드에는 이동플레이트(35)가 연결되어 가이드바(33)를 따라 이동할 수 있도록 가이드홀더(36)가 부착 설치되되 상기 이동플레이트(35)의 하단에는 콘트롤수단(50)에 연결되는 측정바(37)로 구성된 측정수단(30)을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

캠 샤프트의 자동 길이 측정장치{Automatic apparatus for measuring the length of Cam shaft}
본 발명은 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 일정한 길이로 절단된 캠 샤프트의 길이를 측정하여 일정범위 이내의 길이를 갖는 캠 샤프트는 통과시키고 길이가 짧거나 너무 길게 절단된 캠 샤프트는 배출시키도록 한 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치에 관한 것이다.
자동차의 샤프트는 엔진의 구성요소인 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 설치되며 상기 샤프트에는 밸브를 개폐시키기 위하여 밸브수와 같은 수의 캠이 배열되어 있으며, 엔진크랭크축의 회전운동을 로커암의 상하운동으로 변환시켜 흡기밸브와 배기밸브의 개폐를 조절하는 기능을 가지고 있는 엔진 핵심부품의 하나이다.
이러한 캠 샤프트는 주물 주조방식과 중공소결방식으로 생산되는 두 가지 종류의 캠 샤프트가 공급되고 있다. 상기 주물 주조방식은 용량(쇳물)을 형틀에 부어 캠과 캠 샤프트를 일체로 형성시키고 캠을 후가공하여 제조하였다. 그러나 상기한 주조방식의 캠 샤프트는 무게가 무겁고 대량생산이 어려운 문제점이 있다.
한편, 중공소결방식으로 생산되는 캠 샤프트는 파이프 가운데가 비어있어 파이프의 가운데가 채워진 상태로 제작되는 주철방식의 파이프에 비해 30~50% 이상 경량제작이 가능하고, 엔진 연비향상에 있어 엔진경량화의 중요성이 강조되고 있는 만큼 자동차 메이커들도 중공소결 방식의 캠 샤프트를 선호하고 있는 추세에 있으며, 활용도가 지속적으로 증가되고 있다.
상기와 같은 중공소결방식의 캠 샤프트는 고경도의 복합탄화물 재질의 활용에 따라 캠 샤프트의 내구성과 내마모성 및 강도가 크게 향상되며, 기존 주물 주조방식에 있어 필수적인 열처리공정과 표면 처리공정이 불필요해 제조공정 단순화에 따른 불량률 감소와 비용절감에도 큰 효과가 있다.
상기한 캠 샤프트의 절단 후 측정방법으로는 일반적으로 버니어갤리퍼스를 이용하여 작업자가 일일이 측정하여야 하는 번거러움이 있으며, 상기 캠 샤프트를 작업자가 일일이 측정함으로 인해 캠 샤프트의 측정 작업의 효율성이 및 작업 속도가 낮고 불량률이 높아 신뢰성 확보에 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 감안하여 안출한 것으로서 본 발명의 목적은 캠 샤프트의 길이를 정확하고 신속하게 측정할 수 있도록 하여 짧은 시간 동안에도 캠 샤프트의 대량 측정이 가능하고 불량품을 토출시켜 생산성 및 신뢰성을 향 상시킬 수 있도록 한 캠 샤프트의 길이 측정장치를 제공하는데 있다.
이러한 본 발명의 목적은 캠 샤프트의 길이를 입력할 수 있는 스위치와 측정된 캠 샤프트의 길이가 표시되는 화면이 구비된 콘트롤수단과; 일정한 높이를 갖도록 하는 받침대와; 상기 받침대의 하부에 설치되며 통공을 관통하여 출몰하는 스토퍼부재가 실린더에 의해 상하 이동되어 공급되는 캠 샤프트의 공급시간을 조절하는 공급조절수단과; 상기 공급조절수단으로부터 공급받은 캠 샤프트의 길이를 측정 후 기설정된 길이 범위에 맞으면 캠 샤프트를 통과시키고 설정된 길이 범위를 벗어나면 하부로 배출시키는 토출구를 구비한 선별수단과; 상기 선별수단에 안착된 캠 샤프트의 길이를 측정하는 측정수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치에 의하여 달성된다.
이와 같은 본 발명인 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치는 캠 샤프트의 길이를 정확하고 신속하게 측정할 수 있도록 하여 짧은 시간 동안에도 캠 샤프트의 대량 측정이 가능하고 불량품을 외부로 배출시켜 생산성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 유용한 발명이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부도면 도 1a는 본 발명의 기술이 적용된 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치의 구조를 보여주는 정단면도이고 도 1b는 본 발명의 기술이 적용된 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치의 구조를 보여주는 평면도로써 이에 따르면 본 발명의 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치(1)는 캠 샤프트의 길이를 입력할 수 있는 스위치와 측정된 캠 샤프트의 길이가 표시되는 화면이 구비된 콘트롤수단(50)과, 일정한 높이를 갖도록 하면서 캠 샤프트를 이동시키는 받침대(40)와, 상기 받침대(40)의 하부에 설치되며 통공(41)을 관통하여 출몰하는 스토퍼부재(11a)(11b)가 실린더부재(11)에 의해 상하 이동되어 공급되는 캠 샤프트의 공급시간을 조절하는 공급조절수단(10)과, 상기 공급조절수단(10)으로부터 공급받은 캠 샤프트의 길이를 측정 후 기설정된 길이 범위에 맞으면 캠 샤프트를 통과시키고 설정된 길이 범위를 벗어나면 하부로 배출시키는 토출구를 구비한 선별수단(20)과, 상기 선별수단(20)에 안착된 캠 샤프트의 자동 길이를 측정하는 측정수단(30)을 포함하여 이루어진 구조이다.
상기 공급조절수단(10)은 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 받침대(40) 하부에 고정된 실린더부재(11)의 피스톤로드에는 링크부재(13)가 설치되고 상기 링크부재(13)에는 스토퍼부재(11a)(11b) 2개가 한 조를 이루되 상기 스토퍼부재(11a)(11b)는 일정한 간격으로 이격되어 부착되며 상기 스토퍼부재(11a)(11b) 중 하나는 높이가 높게 설치되고 다른 하나의 스토퍼부재는 끝단의 높이가 낮게 설치되되 상기 스토퍼부재(11a)(11b)는 받침대(40)의 통공(41)을 관통하게 설치된다.
상기 선별수단(20)은 첨부도면 도 1 및 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 고 정브라켓(21)에 설치된 실린더부재(22)의 피스톤로드에는 이동플레이트(23)가 연결 설치되고 상기한 이동플레이트(23)에는 경사각을 갖는 정상방향토출편(24)이 구비되어 이루어진 정품토출수단(20a)과 고정브라켓(21)에 설치된 실린더부재(26)의 피스톤로드에는 이동플레이트(27)가 연결 설치되고 상기한 이동플레이트(27)에는 경사각을 갖는 비정상샤프트토출편(28)이 구비되어 이루어진 비정상샤프트토출수단(20b)으로 구성된다.
한편 상기 이동플레이트(23)에 일정간격으로 이격되어 다수로 설치된 정상방향토출편(24)의 사이에는 비정상샤프트토출편(28)이 대칭이면서 교대로 설치되며 정상방향토출편(24)의 길이가 비정상샤프트토출편(28)보다 길게 형성된 구조이다.
상기 측정수단(10)은 첨부도면 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 받침대(40)의 상부에 설치되는 고정브라켓(31)에는 실린더부재(32)가 수평으로 설치되고, 상기 실린더부재(32)를 중심으로 상하로 가이드바(33)가 설치되며 고정브라켓(31)의 하단 일측부에는 스토퍼부재(34)가 구비된다.
상기 실린더부재(32)의 피스톤로드에는 이동플레이트(35)가 연결되어 가이드바(33)를 따라 이동할 수 있도록 가이드홀더(36)가 부착 설치되며 상기 이동플레이트(35)의 하단에는 미도시된 센서와 연결 설치된 측정바(37)가 설치되되 상기한 측정바(37)는 콘트롤수단(50)과 연결 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 상태를 설명하면 첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이 표면정리가 이루어진 깨끗한 캠 샤프트가 일정한 높이를 갖으며 상부가 경사지게 형성된 받침대(40)로 이송되어 공급되면 상기 받침대(40)의 하부에 설 치되며 통공(41)을 관통하여 출몰하는 공급조절수단(10)의 스토퍼부재(11a)(11b)가 작동하여 공급된 캠 샤프트를 일시 정지시키게 된다.
상기 공급조절수단(10)의 작동을 구체적으로 살펴보면 받침대(40) 하부에 고정된 실린더부재(11)가 작동하여 피스톤로드가 신장되면 링크부재(13)가 회전되면서 측정수단(30) 쪽에 설치된 스토퍼부재(11a)가 돌출된 통공(41)에서 하강되고 반대로 뒷쪽에 위치하는 스토퍼부재(11b)가 상승하면서 공급되는 캠 샤프트를 정지시킨다.
상기 공급된 캠 샤프트가 정지되면 일정시간 경과 후 실린더부재(11)가 하강하게 된다. 상기 실린더부재(11)가 하강하게 되면 링크부재(13)가 회전되면서 측정수단(30)으로부터 바깥 쪽에 설치된 스토퍼부재(11b)가 돌출된 통공(41)에서 하강되고 반대로 앞쪽에 위치하는 스토퍼부재(11a)가 상승하면서 공급되는 캠 샤프트가 일정 간격이동된다. 상기와 같은 작동을 반복하게 되면 캠 샤프트가 일정한 시간 간격을 가지며 선별수단(20)으로 캠 샤프트를 이송시킨다.
상기 공급조절수단(10)으로부터 선별수단(20)으로 이송되어 위치하는 캠 샤프트는 측정수단(30)에 의하여 길이가 측정된다.
상기 측정수단(30)의 작동을 살펴보면 첨부도면 도 9에 도시된 바와 같이 고정브라켓(30)에 고정 설치된 실린더부재(32)가 작동하여 피스톤로드가 신장된 상태에서 캠 샤프트가 선별수단(20)에 안착되면 신장되어 있던 실린더부재(32)의 피스톤로드가 절첩되면서 이동플레이트(35)를 이동시킨다.
상기 이동플레이트(35)는 고정브라켓(31)에 설치된 가이드바(33)가 가이드홀 더(36)에 결합되어 있어 상기한 가이드바(33)를 타고 수평이송하게 된다.
상기 이동플레이트(36)가 실린더부재(32)의 작동으로 일측 방향으로 위치가 이동되면 이동플레이트(36)의 하단에 설치된 측정바(37)가 캠 샤프트를 밀어 일측방향으로 이동시킨다. 이때 상기 캠 샤프트가 일측으로 밀려 이동되다가 고정브라켓(31)의 하단 일측부에 설치된 스토퍼부재(34)에 걸려 이동이 제한된다. 이때 상기 스토퍼부재(34)의 위치가 영점이 되면서 스토퍼부재(34)와 측정바(37)의 위치를 센서가 측정하여 측정된 값이 캠 샤프트의 길이로 환산된다.
상기 측정된 캠 샤프트의 길이는 화면이 구비된 콘트롤수단(50)으로 전달되어 측정된 캠 샤프트의 길이가 화면에 표시됨과 동시에 기 입력된 캠 샤프트의 길이와 측정된 캠 샤프트의 길이가 서로 비교되어 상기 비교 값에 따라 선별수단(20)을 작동시킨다.
상기 선별수단(20)의 작동은 두 가지 작동으로 나누어 설명할 수 있으며 측정된 캠 샤프트의 길이가 일정 범위 내에 들어오면 정품토출수단(20a)의 작동과 기 설정된 길이 범위를 측정된 캠 샤프트의 길이가 벗어나면 비정상샤프트토출수단(20b)이 작동하여 비정상 캠 샤프트를 하부로 배출시키는 작동으로 나누어 볼 수 있다.
상기 선별수단(20)의 작동중 정품토출수단(20a)의 작동은 첨부도면 도 6a 내지 도 6b에 도시된 바와 같이 고정브라켓(31)에 설치된 실린더부재(22)가 작동되어 피스톤로드가 신장되면 정품토출수단(20a)도 상승 이동되게 된다. 상기 정품토출수단(20a)이 상승 이동하게 되면 정품토출수단(20a)을 구성하는 이동플레이트(23)와 상기 이동플레이트(23)에 경사각을 갖으며 설치된 정상방향토출편(24)도 함께 상부로 이동하게 된다.
상기 정상방향토출편(24)이 상부로 이동과 동시에 캠 샤프트가 들리면서 일측 방향으로 밀려 받침대(40) 상부를 굴러 정상적인 캠 샤프트를 보관하는 별도의 통에 저장되어진다. 상기 정상적인 캠 샤프트의 토출이 완료되면 실린더부재(22)가 절첩됨과 동시에 이동플레이트(23)와 상기 이동플레이트(23)에 경사각을 갖으며 설치된 정상방향토출편(24)도 함께 하부로 이동되어 초기 상태로 복귀한다.
그러나 상기 비정상샤프트토출수단(20b)의 작동은 첨부도면 도 6a 및 도 6c에 도시된 바와 같이 고정브라켓(31)에 설치된 실린더부재(26)가 작동되어 피스톤로드가 절첩되면 비정상샤프트토출수단(20b)도 하강 이동되게 된다.
상기 비정상샤프트토출수단(20b)이 하강 이동하게 되면 비정상샤프트토출수단(20b)을 구성하는 이동플레이트(27)와 상기 이동플레이트(27)에 경사각을 갖으며 설치된 비정상샤프트토출편(28)도 함께 하부로 이동하게 된다. 상기 비정상샤프트토출편(28)이 하부로 이동과 동시에 캠 샤프트가 자중에 의하여 정상방향토출편(24)의 경사각을 따라 하부로 토출되어진다.
상기 비정상적(길이가 길거나 짧은 것)인 캠 샤프트의 토출이 완료되면 실린더부재(26)가 신장됨과 동시에 이동플레이트(27)와 상기 이동플레이트(27)에 경사각을 갖으며 설치된 비정상방향토출편(28)도 함께 상부로 이동되어 초기 상태로 복귀한다.
따라서 본 발명인 캠 샤프트의 길이 측정장치(1)는 캠 샤프트의 길이를 신속 정확하게 측정할 수 있으며 짧은 시간 동안에도 캠 샤프트의 대량 측정이 가능하고 불량품을 외부로 배출시켜 생산성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1a는 본 발명의 기술이 적용된 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치의 구조를 보여주는 정단면도.
도 1b는 본 발명의 기술이 적용된 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치의 구조를 보여주는 평면도.
도 2는 본 발명의 요부인 공급조절수단의 구조를 보여주는 정단면도.
도 3a는 이동하여 온 캠 샤프트를 일시 정지시키는 공급조절수단의 작동 상태를 보여주는 캠 샤프트 작동상태도.
도 3b는 본 발명의 요부인 공급조절수단이 작동하여 캠 샤프트를 선별수단 쪽으로 이동시키는 상태를 보여주는 캠 샤프트 작동상태도.
도 4는 본 발명의 요부인 선별수단의 구조를 보여주는 정면도.
도 5은 본 발명의 요부인 선별수단의 구조를 보여주는 평면도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 요부인 선별수단의 작동을 보여주는 작동상태도.
도 7은 본 발명의 요부인 측정수단의 구조를 보여주는 사시도.
도 8은 본 발명의 요부인 측정수단의 구조를 보여주는 측면도.
도 9는 본 발명의 요부인 측정수단의 작동을 보여주는 작동상태도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
10 : 공급조절수단 11a,11b : 스토퍼부재
11 : 실린더부재 13 : 링크부재
20 : 선별수단 20b : 비정상샤프트토출수단
20a : 정품토출수단 21 : 고정브라켓
22,26 : 실린더부재 23,27 : 이동플레이트
24 : 정상방향토출편 28 : 비정상샤프트토출편
30 : 측정수단 31 : 고정브라켓
32 : 실린더부재 33 : 가이드바
34 : 스토퍼부재 35 : 이동플레이트
36 : 가이드홀더 37 : 측정바
40 : 받침대 50 : 콘트롤수단

Claims (4)

  1. 캠 샤프트의 길이를 입력할 수 있는 스위치와 측정된 캠 샤프트의 길이가 표시되는 화면이 구비된 콘트롤수단(50)과;
    일정한 높이를 갖도록 하면서 캠 샤프트를 이동시키는 받침대(40)와:
    상기 받침대(40)의 하부에 설치되며 통공(41)을 관통하여 출몰하는 스토퍼부재(11a)(11b)가 실린더부재(11)에 의해 상하 이동되어 공급되는 캠 샤프트의 공급시간을 조절하는 공급조절수단(10)과;
    상기 공급조절수단(10)으로부터 공급받은 캠 샤프트의 길이를 측정 후 기설정된 길이 범위에 맞으면 캠 샤프트를 통과시키고 설정된 길이 범위를 벗어나면 하부로 배출시키는 선별수단(20)과;
    상기 받침대(40)의 상부에 설치되는 브라켓(31)에는 실린더부재(32)가 수평으로 설치되고, 상기 실린더부재(32)를 중심으로 상하로 가이드바(33)가 설치되며 고정브라켓(31)의 하단 일측부에는 스토퍼부재(34)가 구비되며, 상기 실린더부재(32)의 피스톤로드에는 이동플레이트(35)가 연결되어 가이드바(33)를 따라 이동할 수 있도록 가이드홀더(36)가 부착 설치되되 상기 이동플레이트(35)의 하단에는 콘트롤수단(50)에 연결되는 측정바(37)로 구성된 측정수단(30);
    을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공급조절수단(10)은 받침대(40) 하부에 고정된 실린더부재(11)의 피스톤로드에는 링크부재(13)가 설치되고 상기 링크부재(13)에는 스토퍼부재(11a)(11b) 2개가 한 조를 이루되 상기 스토퍼부재(11a)(11b)는 일정한 간격으로 이격되어 부착되며 상기 스토퍼부재(11a)는 높이가 높게 설치되고 다른 하나의 스토퍼부재(11b)는 끝단의 높이가 낮게 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 선별수단(20)은 고정브라켓(21)에 설치된 실린더부재(22)의 피스톤로드에는 이동플레이트(23)가 연결 설치되고 상기한 이동플레이트(23)에는 경사각을 갖는 정상방향토출편(24)이 구비되어 이루어진 정품토출수단(20a)과 고정브라켓(21)에 설치된 실린더부재(26)의 피스톤로드에는 이동플레이트(27)가 연결 설치되고 상기한 이동플레이트(27)에는 경사각을 갖는 비정상샤프트토출편(28)이 구비되어 이루어진 비정상샤프트토출수단(20b)으로 구성되며, 상기 이동플레이트(23)에 일정간격으로 이격되어 다수로 설치된 정상방향토출편(24)의 사이에는 비정상샤프트토출편(28)이 대칭이면서 교대로 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 캠 샤프트의 자동 길이 측정장치.
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