이하 본 발명에 의한 게이지 어셈블리의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 4에는 본 발명에 의한 게이지 어셈블리의 바람직한 실시예의 구성이 도시되어 있다. 즉, 도 1에는 본 발명에 의한 게이지 어셈블리의 구성이 부분 절개된 상태로 도시되어 있으며, 도 2a와 도 2b에는 본 발명을 구성하는 내경게이지의 부분 절개 정면도와 우측면도가 도시되어 있고, 도 3a와 도 3b에는 본 발명을 구성하는 볼커버의 정면도와 좌측면도가 각각 도시되어 있다. 그리고, 도 4에는 본 발명을 구성하는 삽입게이지의 정면도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 게이지 어셈블리는, 측정제품의 홈 내경을 측정하기 위한 내경게이지(100)와, 상기 내경게이지(100)의 일단에 구비되며 측정제품의 홈 내부 내경을 측정하기 위한 볼(200)과, 상기 내경게이지(100)의 일단에 착탈 가능하게 장착되어 상기 볼(200)이 내경게이지(100)의 일단 에 안착되도록 지지하는 볼커버(300)와, 상기 내경게이지(100)의 내부에 삽입되어 상기 볼(200)을 외측으로 밀어내는 삽입게이지(400) 등으로 구성된다.
상기 내경게이지(100)는, 실린더 등과 같은 측정제품의 피스톤 홈 내경 크기 및 단차 위치의 깊이 등을 측정하기 위한 것으로, 도시된 바와 같이, 소정 길이를 가지는 원기둥 형상의 게이지(gauge)로 이루어진다.
상기 내경게이지(100)는, 제품의 홈에 삽입되는 삽입부(110)와, 상기 삽입부(110)의 일단에 구비되어 측정자가 잡을 수 있도록 구성되는 손잡이부(120) 등으로 이루어진다.
상기 삽입부(110)는, 측정시 제품의 홈 속에 삽입되는 부분으로, 소정 길이를 가지는 원기둥(환봉) 형상으로 이루어진다. 예를 들어, 상기 내경게이지(100)는 전체적으로 약 87.2mm의 길이를 가지며, 이 중 상기 삽입부(110)는 약 67.2mm 정도의 길이를 가지도록 구성된다.
상기 손잡이부(120)는, 상기 삽입부(110)의 좌측(도 2a에서)에 형성되며, 상기 삽입부(110)의 외경보다 더 큰 외경을 가지도록 형성된다. 그리고, 이러한 손잡이부(120)의 외면에는 측정자(사람)가 손으로 잡기 용이하고 미끄럼이 방지되도록 격자무늬의 엠보싱(embossing) 등이 형성되기도 한다.
상기 삽입부(110)는 단차지게 형성된다. 즉, 상기 삽입부(110)는 중앙 부분의 몸체부(112)와, 끝단 부분의 선단부(114) 등으로 나누어져 단차가 형성된다.
보다 구체적으로 살펴보면, 상기 손잡이부(120)의 우측단(도 2a에서)에는 외경 크기가 약 24mm(Ø24)가 되는 몸체부(112)가 원기둥 형상으로 형성되고, 이러한 몸체부(112)의 우측단(도 2a에서)에는 외경 크기가 약 23.5mm(Ø23.5)가 되는 선단부(114)가 원기둥 형상으로 형성된다.
또한, 상기 삽입부(110)에는, 상기 볼(200)이 안착되는 볼안착홈(116)과, 제품의 홈 내부에 형성된 단차의 깊이를 측정하기 위한 단차홈(118)이 구비된다.
상기 볼안착홈(116)은, 상기 삽입부(110)의 선단부(114) 우측단(도 2a에서) 형성되며, 이러한 볼안착홈(116)의 반지름 크기는 약 3.5mm(R 3.50)이다.
상기 볼안착홈(116)은, 도시된 바와 같이 우측방(도 2a에서)이 개구되도록 형성되어 있으며, 이러한 볼안착홈(116)의 우측은 상기 볼커버(300)에 의해 감싸여진다.
상기 내경게이지(100)에는, 상기 삽입게이지(400)가 선택적으로 삽입되는 내측홀(130)이 길이방향으로 관통 형성된다. 즉, 도시(도 2a에서)된 바와 같이, 상기 내경게이지(100)의 내부 중앙에는 좌우로 관통되는 내측홀(130)이 형성되며, 이러한 내측홀(130)의 크기는 약 12.5mm로 상기 삽입부(110) 외경 크기의 약 1/2 크기를 가진다.
그리고, 상기 볼안착홈(116)은, 상기 내측홀(130) 외측으로 다수개가 등(等)간격으로 형성된다. 즉, 도 2b에서 보는 바와 같이, 상기 내측홀(130)의 상하좌우에 4개의 볼안착홈(116)이 각각 형성된다.
상기 단차홈(118)은, 제품의 홈 내부에 형성된 단차의 깊이를 측정하기 위한 것으로, 상기 삽입부(110)의 외주면을 따라 형성된다. 즉, 상기 삽입부(110)의 우측단으로부터 소정 거리 이격된 위치에 형성되며, 보다 구체적으로는 상기 삽입 부(110)의 선단부(114) 우측(도 2a에서)으로부터 약 66.70mm 거리에 약 0.6±0.01의 폭을 가지도록 형성되며, 약 0.25mm의 깊이를 가지도록 형성된다. 즉, 상기 단차홈(118)은, 상기 삽입부(110)의 우측단으로부터 약 66.70mm에서 67.30mm 사이에 형성되며, 소정 깊이를 가지는 홈으로 이루어진다.
상기 내경게이지(100)의 우측면(도 2a에서)에는 다수의 체결홈(140)이 더 형성된다. 상기 체결홈(140)은, 상기 볼트(접시머리 볼트)가 나사 체결되는 부분으로, 이러한 체결홈(140)에 볼트가 체결됨에 따라 상기 볼커버(300)가 내경게이지(100)의 우측단(도 2a에서)에 결합된다.
상기 볼커버(300)는, 상기 내경게이지(100)에 볼트(접시머리 볼트) 등으로 체결되어 아래에서 설명할 볼(200)을 지지하는 것으로, 상기 내경게이지(100)의 선단부(114) 우측(도 2a에서)에 착탈 가능하게 설치된다.
상기 볼커버(300)의 중앙부에는 커버홀(310)이 관통 형성된다. 상기 커버홀(310)은 상기 삽입게이지(400)의 선단부분이 관통되는 부분이다. 따라서, 상기 커버홀(310)의 내경 크기는 상기 내측홀(130)의 내경 크기와 대응되는 크기를 가진다. 즉, 약 12.55mm(Ø12.55)의 내경 크기를 가진다.
상기 볼커버(300)에는 볼홈(320)도 더 형성된다. 도시된 바와 같이 상기 볼홈(320)은 상기 볼안착홈(116)과 대칭되는 형상을 가진다. 따라서, 상기 볼안착홈(116)과 볼홈(320)에 의해 볼(200)의 좌,우측이 감싸여진다.
상기 볼커버(300)에는 도시된 바와 같이, 다수의 체결홀(330)이 더 관통 형성된다. 상기 체결홀(330)은, 상기 볼커버(300)가 내경게이지(100)에 체결되도록 하기 위한 것이다. 따라서, 이러한 체결홀(330)에는 볼트(접시머리 볼트) 등과 같은 체결부재가 관통하여 삽입된다.
상기 볼안착홈(116)과 볼홈(320) 사이에는 구(球) 형상의 볼(200)이 구비된다. 상기 볼(200)은, 강구(剛球)로 이루어지며 Ø6.00±0.005의 크기를 가지도록 형성된다. 그리고 이러한 상기 볼(200)은, 상기 볼안착홈(116)에 수용된 상태로 내,외측으로 유동 가능하도록 설치된다. 즉, 상기 볼(200)은 상기 볼안착홈(116)과 볼홈(320) 사이에 안착되며, 상하로는 어느 정도 유동 가능하도록 설치된다.
따라서, 상기 삽입게이지(400)가 상기 내경게이지(100)의 내측홀(130)로 삽입되는 경우에, 상기 볼(200)이 삽입게이지(400)에 의해 외측으로 밀려나게 된다.
상기 삽입게이지(400)는, 상기 내경게이지(100)의 내측에 삽입되는 것으로, 상기 내측홀(130)에 삽입되는 환봉 형상의 내부삽입부(410)와, 상기 내부삽입부(410)의 외경 및 내측홀(130)의 내경보다 더 큰 외경을 가지며 일면이 상기 내경게이지(100)의 일면과 선택적으로 접하는 목부(420)와, 상기 목부(420)의 일측에 구비되어 측정자의 파지가 용이하도록 하는 삽입손잡이부(430) 등으로 이루어진다.
상기 삽입게이지(400)는, 도시된 바와 같이 우측(도 4에서)으로 갈수록 점차 직경이 작아지도록 단차지게 형성된다. 즉, 상기 삽입손잡이부(430)는 약 Ø25 정도의 외경 크기를 가지며, 상기 목부(420)는 약 Ø17.5 정도의 외경을 가지며 약 8mm의 길이를 가지도록 형성된다. 상기 목부(420)의 우측면(도 4에서)은 밀착면(422)을 형성하며, 이러한 밀착면(422)이 상기 내경게이지(100)의 좌측면(도 1 및 도 2a에서)과 선택적으로 밀착된다.
상기 내부삽입부(410)는, 상기 내측홀(130)에 삽입되는 것으로, 단차지게 형성되어 3부분으로 나누어진다. 즉, 상기 내부삽입부(410)는, 상기 목부(420)로부터 우측(도 4에서)으로 연장된 입구부(412)와, 상기 입구부(412)로부터 우측으로 연장 형성된 중앙부(414) 그리고 상기 중앙부(414)로부터 우측으로 연장 형성된 끝단부(416) 등으로 이루어진다.
상기 입구부(412)와 끝단부(416)는 약 Ø12.5의 크기를 가지며, 상기 중앙부(414)는 약 Ø12.25의 크기를 가진다. 그리고, 상기 입구부(412)는 약 31mm의 길이를 가지며, 상기 중앙부(414)는 40mm, 상기 끝단부(416)는 20mm의 길이를 가진다.
이하 상기와 같은 게이지 어셈블리의 작용을 도 1 내지 도 5를 참조하여 살펴본다. 상기에서 설명한 본 발명의 게이지 어셈블리는 통과측 게이지를 예로 들어 설명한 것이며, 이하에서도 이러한 통과측 게이지로 측정하는 경우를 예로 들어 설명한다.
먼저 상기 내경게이지(100)의 볼안착홈(116)과 볼커버(300)의 볼홈(320) 사이에 볼(200)을 넣은 다음, 상기 볼커버(300) 내경게이지(100)에 체결한다. 즉, 볼트(bolt)를 상기 볼커버(300)의 체결홀(330)에 삽입한 상태에서 내경게이지(100)의 체결홈(140)에 볼트(bolt)를 체결하면, 볼커버(300)가 내경게이지(100)에 장착된다.
이러한 상태에서 상기 내경게이지(100)를 제품의 피스톤 홈에 삽입하여 홈 크기를 측정한다.
본 발명에 의한 게이지 어셈블리에 의한 측정방법은, 입구측 내경측정단계와, 단차 위치 측정단계 및 내측 내경측정단계 등으로 이루어진다.
상기 입구측 내경측정단계는, 측정 제품(500)의 홈(510) 입구 부분의 크기가 설계치와 일치하는지 여부를 검사하는 과정으로, 도 5의 (a)와 같이 진행된다. 즉, 도 5의 (a)와 같이, 상기 내경게이지(100)가 제품(500)의 홈(510)에 삽입되면, 내경(Ø24)의 크기가 적어도 설계치보다 작은 크기로 가공되지 않았음이 확인된다.
다음으로, 도 5의 (b)와 같이 단차부의 위치 측정을 확인하는 단차 위치 측정단계가 진행된다. 이때에는 상기 내경게이지(100)에 볼커버(300)가 장착된 상태에서 내경게이지(100)를 완전히 밀어넣는다. 즉, 내경게이지(100)를 우측(도 5에서)으로 완전히 밀어넣는다.
이때 상기 내경게이지(100)가 우측으로 완전히 들어가서, 제품(500)의 홈(510) 입구가 상기 내경게이지(100)의 단차홈(118) 위치와 일치하게 되면, 홈(510) 내부의 단차 위치는 정확하게 가공된 것임을 의미한다. 즉, 제품(500)의 홈(510) 내부 깊은 곳에는 단차가 형성되는데, 이러한 단차의 형성 위치가 정확한지의 여부를 검사하는 과정이 상기 단차 위치 측정단계이다.
상기와 같은 측정단계가 완료된 다음에는, 연이어 상기 삽입게이지(400)를 내측홀(130)에 삽입하여 상기 제품(500)의 홈(510) 내부 깊숙한 곳의 내경크기를 측정하게 되는데, 이러한 과정이 상기 내측 내경측정단계이며, 도 5의 (c)와 같은 상태이다. 즉, 상기 삽입게이지(400)를 상기 내경게이지(100)의 좌측(도 5에서)으로부터 우측으로 삽입하면, 상기 삽입게이지(400)가 내측홀(130)을 통과하게 되고, 이러한 삽입게이지(400)의 목부(420) 우측단의 밀착면(422)이 내경게이지(100)의 좌측면과 밀착되면 내측 내경의 크기는 적어도 작은 크기로 가공되지는 않았다는 것이 확인된다.
상기와 같이, 삽입게이지(400)가 삽입되는 과정을 살펴보면, 상기 삽입게이지(400)가 삽입되는 경우에 상기 볼(200)이 삽입게이지(400)에 밀려 외측(도 5의 (c)에서는 상측)으로 밀려나게 된다. 따라서, 이러한 볼(200)의 외측으로 밀려나게 되어, 상기 삽입게이지(400)가 완전히 삽입되면, 상기 홈(510)의 내측 깊은 곳의 내경 크기가 적어도 설계치 이상의 크기로 가공된 것임이 확인되는 것이다.
상기와 같은 과정에 의해 본 발명에 의한 홈 내경의 통과측 게이지 측정이 완료된다. 정지측 게이지는 상기에서 설명한 통과측게이지와 그 구성은 동일하며, 다만 치수가 달라질 뿐이다. 그리고, 정지측 게이지의 경우에는 통과측 게이지의 경우와 달리 게이지가 홈에 삽입되지 않아야 하며, 이러한 통과측과 정지측 게이지의 특성 및 작용은 널리 알려진 것이므로, 여기서는 정지측 게이지의 수치 구성과 사용방법에 대한 구체적 설명은 생략한다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.