KR101740506B1 - 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트폰, 태블릿 피씨 등의 전/후면 케이스 등으로 제작된 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치에 관한 것으로, 금속 하우징의 평탄도를 정밀하게 측정 및 검사하고, 측정할 금속 하우징의 크기나 형태 등에 상관없이 범용적으로 평탄도 측정을 실시할 수 있도록, 지그에 고정된 금속 하우징의 측정 포인트별 내측면 높이값들을 기저장된 내측면 높이값들과 비교하여, 측정된 내측면 높이값이 오차 범위 내에 속하는지를 분석함으로써, 금속 하우징의 평탄도 적합 여부를 측정할 수 있는 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치에 관한 것이다.

Description

전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치{FLATNESS TESTER FOR MOBILE CASE}

본 발명은 스마트폰, 태블릿 피씨 등의 전/후면 케이스 등으로 제작된 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 하우징의 평탄도를 정밀하게 측정 및 검사하고, 측정할 금속 하우징의 크기나 형태 등에 상관없이 범용적으로 평탄도 측정을 실시할 수 있도록, 지그에 고정된 금속 하우징의 측정 포인트별 내측면 높이값들을 기저장된 내측면 높이값들과 비교하여, 측정된 내측면 높이값이 오차 범위 내에 속하는지를 분석함으로써, 금속 하우징의 평탄도 적합 여부를 측정할 수 있는 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치에 관한 것이다.

스마트폰, 태블릿 피씨 등과 같은 전자기기의 경우, 일반적으로 전/후면 케이스와 같은 부품을, 플라스틱 소재로 사출 성형하여 제작하는 것이 대부분이었으나,

최근에는 전자기기의 자체 강도 보강 및 방수 기능 등의 확보와 더불어, 독창적인 디자인 연출 등을 위해 알루미늄, 마그네슘과 같은 금속 소재를 주조 성형한 금속 하우징으로 제작하는 것이 늘고 있다.

이러한 금속 하우징은, 케이스의 일부로써, 내측면이 플랫하게 형성되는 것이 아니라, 다른 부품의 고정을 위해 내측면이 소정의 높이 단차를 갖도록 형성되거나, 다른 부품의 삽입을 위해 다양한 크기의 관통홀이 천공되어 있다.

따라서 금속 하우징 전체의 평탄도가, 정밀하게 유지 및 관리되어야만 전자기기 본체 내지 다른 부품과 정확하게 조립될 수 있다.

즉 종래의 플라스틱 하우징은, 소재 특성 상 평탄도 오차가 상대적으로 크더라도 조립을 위한 형합성에 큰 문제가 없었으나,

금속 하우징은, 소재 특성 상 평탄도 오차가 최초 설계의 정밀 오차 범위를 조금만 벗어나더라도 형합성에 문제가 생겨 조립이 불가능해질 수 있다.

특히 플라스틱 하우징에 비해, 금속 하우징의 제작비용이 고가이므로, 생산 라인에서 금속 하우징의 평탄도를 정확하게 측정 및 관리할 필요가 있다.

하우징의 평탄도 측정을 위한 전통적인 방식은, 하우징의 최조 설계에 부합하도록 정밀 제작된 지그에 하우징을 조립하여 육안으로 형합성을 판별하는 방법이 있으나,

금속 하우징의 경우, 상기한 바와 같이 평탄도 오차 범위가 매우 작기 때문에 이를 육안으로 확인하는 것이 불가능하다.

이에 현미경 및 3차원 측정이나 레이저 측정을 통한 금속 하우징의 평탄도 측정을 실시하는 장치가 개발되어 사용 중에 있으나, 현재 개발되거나 사용 중인 측정 장치는 매우 고가이여서 현실적으로 사용이 불가능하거나, 반대로 저가 모델의 경우 정밀도가 설계 요구 수준에 미흡하거나 측정 속도가 매우 느려 생산성이 떨어지는 등의 문제점이 있다.

즉, 상기한 바와 같이, 금속 하우징의 경우, 정밀 조립을 위해 내측면이 매우 복잡한 구조를 갖게 되는 바, 평탄도 측정을 위한 주요 측정 포인트가 부위별로 다수 존재하게 되는데,

현미경 및 3차원 측정기를 이용한 측정 장치는 정밀 측정을 위한 전자 현미경이 매우 고가여서 금속 하우징의 평탄도 측정에 사용하기에는 비용 대비 효율이 매우 떨어지고,

레이저 측정 장치는 모든 측정 포인트를 종합적으로 정밀하게 측정하여 평탄도 적합 여부를 측정할 수 없고, 측정 시간 또한 매우 오래 걸리는 단점이 있다.

상기와 같이 금속 하우징의 평탄도 측정에 사용될 수 있는 종래 기술로써, 등록특허 제10-1429590호 "평면의 평탄도 측정장치"(이하 종래 기술이라 함.)는, 측정대상물이 장착되는 테이블과, 측정대상물에 레이저를 조사하는 광원과, 상기 광원으로부터 조사된 레이저가 측정대상물의 상부면에 반사된 후 투사되는 스크린을 포함하여 이루어져, 스크린에 투사된 반사광의 변곡되는 부분의 존재 유무로 측정대상물의 평탄도를 측정한다.

상기 종래기술은, 상대적으로 저가인 레이저 측정기를 이용한 장치로써, 평면에서 찍힘 등으로 인한 오목한 부분의 깊이 또는 그 반대로 볼록한 부분의 높이가 미세하게 다른 평면의 평탄도 측정에는 유리할지 모르나, 부품 형합을 위한 다양한 구조의 내측면을 갖는 금속 하우징의 전체적인 평탄도 측정이 불가능하다.

다시 말해, 상기 종래 기술은 완전하게 플랫한 평면에서, 국소적인 부위의 평탄도 측정을 부분적으로 정밀하게 실시하는 데에는 유리하나,

전자기기의 케이스 등으로 사용되는 금속 하우징과 같이, 내측면에 다수개의 홈이나 돌출부 또는 홀이 형성되어, 내측면의 구조와 높이 단차가 복잡하게 형성된 경우, 측정 포인트별 오차를 종합적으로 측정할 수가 없어, 전자기기의 케이스로 사용되는 금속 하우징의 평탄도 측정에 사용기에 부적합하다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전자기기의 케이스로 사용되는 금속 하우징의 내측면에 대한 측정 포인트별 개별 높이 측정 내지 금속 하우징의 전체적인 평탄도 측정 및 검사를, 정밀하고 신속하게 실시할 수 있도록, 전자기기용 금속 하우징의 내측면이 상측을 향하도록, 금속 하우징이 고정되는 고정수단을 구비한 지그, 상기 지그의 상부에서 전후 및 좌우 수평 이동하도록 구비되고, 하측으로 높이 측정용 레이저를 조사하는 레이저 측정기를 포함하는 측정부 및 상기 레이저 측정기를 통해 측정된, 상기 금속 하우징의 측정 포인트별 내측면 높이값들을 비교, 분석하여, 금속 하우징의 평탄도 적합 여부를 판정하는 제어부를 포함하는 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은, 측정대상물인 금속 하우징의 전체 크기나 형태에 맞게 금속 하우징을 안정적으로 고정할 수 있고, 금속 하우징의 장착 내지 분리 작업 시 표면 긁힘 등의 파손을 방지함과 아울러, 금속 하우징의 전체 크기나 형태에 상관없이 다양한 종류의 금속 하우징을 측정할 수 있도록, 상기 지그의 내측면에 천공된 복수개의 나사공과, 상기 금속 하우징이 안착되는 장착부를 형성하도록, 상기 금속 하우징의 크기나 형상에 맞게 상기 나사공에 조립되는 복수개의 고정블록으로 이루어진 지그의 고정수단을 포함하는 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은, 금속 하우징의 평탄도 측정 작업을 쉽고 빠르게 실시할 수 있도록, 지그가, 본체의 외부에서 상기 측정부가 설치된 본체 내부로 수평 이동 가능하도록 설치되어 있는 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 레이저 측정기를, 금속 하우징의 측정 포인트로 신속, 정확하게 이동시켜 측정 포인트별 높이값들의 측정이 이루어지도록, 본체의 내부에서, 전후 또는 좌우 수평방향으로 설치되는 제1 프레임과, 상기 제1 프레임과 직교되는 수평방향으로 설치되며, 상기 제1 프레임을 따라 수평 이동하도록 결합된 제2 프레임과, 상기 제2 프레임을 따라 수평 이동하하도록 결합된 상기 레이저 측정기로 구성된 측정부를 포함하는 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치는,

전자기기용 금속 하우징의 내측면 또는 외측면이 상측을 향하도록, 금속 하우징이 고정되는 고정수단을 구비한 지그;

상기 지그의 상부에서 전후 및 좌우 수평 이동하도록 구비되고, 하측으로 높이 측정용 레이저를 조사하는 레이저 측정기를 포함하는 측정부; 및

상기 레이저 측정기를 통해 측정된, 상기 금속 하우징의 측정 포인트별 내측면 높이값들을 비교, 분석하여, 금속 하우징의 평탄도 적합 여부를 판정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치에서,

상기 지그의 고정수단은,

상기 지그의 상면에 천공된 복수개의 나사공과,

상기 금속 하우징이 안착되는 장착부를 형성하도록, 상기 금속 하우징의 크기나 형상에 맞게 상기 나사공에 조립되는 복수개의 고정블록을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치에서,

상기 지그는, 본체의 외부에서 상기 측정부가 설치된 본체 내부로 수평 이동 가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명에 따른 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치에서,

상기 측정부는,

본체의 내부에서, 전후 또는 좌우 수평방향으로 설치되는 제1 프레임과,

상기 제1 프레임과 직교되는 수평방향으로 설치되며, 상기 제1 프레임을 따라 수평 이동하도록 결합된 제2 프레임과,

상기 제2 프레임을 따라 수평 이동하하도록 결합된 상기 레이저 측정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자기기용 평탄도 측정 장치는, 레이저 측정기를 이용해 금속 하우징의 측정 포인트별 높이값들을 측정하고, 측정된 높이값들을 기저장된 내측면 높이값들과 비교하고, 측정된 내측면 높이값이 오차 범위 내에 속하는지를 분석하여, 금속 하우징의 평탄도 적합 여부를 측정함으로써, 금속 하우징의 부분적인 높이 오차뿐만 아니라 전체적인 평탄도를 정밀하고 신속하게 측정할 수 있고,

금속 하우징의 전체 크기나 형태에 맞게 지그의 나사공에 조립하여 금속 하우징을 고정하는 고정블록을 통해, 다양한 종류의 금속 하우징을 범용적으로 측정할 수 있고,

본체의 내, 외부로 수평 이동하도록 설치된 지그를 통해, 측정 작업 중 다른 금속 하우징의 교체가 쉽고 편리하며,

레이저 측정기의 전후 및 좌우 수평 이동이 매우 정확하고 신속하게 이루어져 평탄도 측정 작업의 생산성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치의 전체 외관 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치의 요부 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치의 요부 평면도.
도 4는 본 발명을 이용해 평탄도 측정을 실시할 수 있는 금속 하우징의 샘플 사진도.
도 5는 본 발명을 이용해 평탄도 측정을 실시할 수 있는 포인트를 설명하기 위한 금속 하우징의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 고정 블록 조립을 위한 너트 일체형 볼트부재를 도시한 단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2를 참고하여 특정하면, 디스플레이부(130)가 배치된 방향을 정면으로 하여, 정면에서 바라보는 방향을 기준으로 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

설명에 앞서, 본 발명을 이용해 평탄도 측정을 실시할 수 있는 전자기기용 금속 하우징(10)의 내측면 구조를 살펴보면,

대표적인 금속 하우징(10)으로써, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 스마트폰의 전/후면 금속 케이스는, 본체의 다른 부품 높이 내지 형상에 상응하여 금속 케이스가 정확하게 형합되어 조립될 수 있도록, 금속 케이스의 내측면에, 본체의 배면 구조에 상응하는 형태로 형성된 복수개의 각종 홈(11)이나 돌출부(12) 또는 홀(13)이 형성되어 있고,

금속 케이스의 외측면에 카메라나 스피커, 각종 버튼을 위한 홀이나 돌출부(미도시)가 형성되어 있다.

이렇게 금속 하우징(10)의 내측면 또는 외측면이 다양한 구조로 높이 단차를 갖도록 형성한 이유는, 전자기기가 슬림하도록 전후 두께를 최소화함과 동시에, 본체의 모든 부품들이 금속 하우징(10)의 내측면에 정확하게 밀착되면서 조립될 수 있도록 하기 위함으로,

금속 하우징(10)이 플라스틱 하우징보다 경질이기 때문에, 소재 특성 상 평탄도 오차가 최초 설계의 정밀 오차 범위를 조금만 벗어나더라도 형합성에 문제가 생겨 조립이 불가능하므로, 금속 하우징(10)의 평탄도 측정이 매우 중요하다.

본 발명은, 상기와 같은 구조를 갖는 전자기기용 금속 하우징(10)의 평탄도 측정 장치에 관한 것으로,

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 크게 금속 하우징(10)이 장착되는 지그(110), 금속 하우징(10)의 내측면 또는 외측면을 향해 하측으로 높이 측정용 레이저를 조사하는 레이저 측정기(121)와 상기 레이저 측정기(121)가 전후 및 좌우 수평 이동되도록 하는 프레임(122, 123)들로 이루어진 측정부(120), 금속 하우징(10)의 평탄도 적합 여부를 판정하는 제어부(미도시)를 포함한다.

이하에서는 설명의 편의를 위해 금속 하우징(10)의 내측면 측정을 대표하여 설명한다.

상기 지그(110), 측정부(120), 제어부는, 본체(100)의 베드(101) 상부에 설치되는 것으로, 특히 측정부(120)는 본체(100)의 내부에 설치되고, 지그(110)는 본체(100)의 외부에서 본체(100) 내부로 수평 이동 가능하도록 설치되며, 제어부는 본체(100)의 일측에 구비되거나 본체(100)에 내장된 내장형 피씨, 또는 본체(100)와 데이터 송수신 가능하도록 연결된 외장형 피씨 등으로 이루어질 수 있다.

도면에서는, 제어부로써, 본체(100)의 측정부(120) 일측에 설치된 터치 스크린으로 이루어진 디스플레이부(130)를 구비하고, 상기 디스플레이부(130)가 본체(100)에 내장된 내장형 피씨에 연결되어 있는 구성이 대표적으로 도시되어 있다.

먼저 상기 지그(110)는, 금속 하우징(10)의 내측면 또는 외측면이 상측을 향하도록, 금속 하우징(10)이 수평하게 장착되는 것으로,

본체(100)의 베드(101) 상면에 설치된 가이드 프레임(102)에 슬라이딩 결합되어, 하부에 내장된 모터나 실린더 등의 구동수단에 의해 가이드 프레임(102)을 따라, 본체(100)의 외부에서 측정부(120)가 설치된 본체(100)의 내부로 수평 이동 하도록 설치된다.

특히 본 발명은, 도면과 같이 측정부(120)로 수평 이동하는 2개 이상의 지그(110)가 구비되어, 하나의 지그(110)가 본체(100) 내부로 이동하여 평탄도 측정 및 검사가 실시될 때, 다른 하나의 지그(110)에서는 금속 하우징(10)을 교체할 수 있도록 함으로써, 작업의 편의성 및 생산성 향상을 도모한다.

이러한 지그(110)에는, 금속 하우징(10)을 고정하기 위한 고정수단이 구비된다.

고정수단은, 지그(110)의 수평 이동 시 금속 하우징(10)의 안착이 틀어지지 않도록 클램핑할 수 있는 다양한 방식이 사용될 수 있는데,

측정 작업 중 금속 하우징(10)의 표면 긁힘 등과 같은 파손을 방지하고, 금속 하우징(10)의 고정이 견고하게 이루어짐과 동시에, 금속 하우징(10)의 전체 크기나 형태에 상관없이 다양한 종류의 금속 하우징(10)을 범용적으로 측정할 수 있도록,

본 발명의 고정수단은,

상기 지그(110)의 상면에 천공된 복수개의 나사공(111)과,

상기 금속 하우징(10)이 안착되는 장착부를 형성하도록, 상기 금속 하우징(10)의 크기나 형상에 맞게 상기 나사공(111)에 조립되는 복수개의 고정블록(112)을 포함한다.

상기 복수개의 나사공(111)은 상기 지그(110)의 상면을 따라 전후좌우로 소정 간격 이격하여 천공되어 있는 것으로, 각 나사공(111)의 내주면에 나사부가 마련되어 있으며, 나사공(111)들 사이의 간격이 모두 동일하거나 일부 상이하도록 형성될 수 있다.

상기 복수개의 고정블록(112)은, 상기 나사공(111)에 결합되어 금속 하우징(10)이 수평하게 끼워질 수 있는 장착부를 형성하는 것으로, 각 고정블록(112)들의 내측면이 금속 하우징(10)의 외측면에 접촉하면서, 금속 하우징(10)이 장착부에 억지 끼움되면서 장착된다.

이때 상기 고정블록(112)은 긁힘 방지를 위한 경질의 고무나 플라스틱 소재로 제작되는 것이 바람직하며, 상하로 관통 형성된 볼트 결합공을 구비하여, 볼트가 볼트 결합공을 통과하여 지그(110)의 나사공(111)에 체결되어 고정된다.

상기 고정블록(112)의 볼트 결합공은 특히, 일방향으로 길게 형성된 장홈으로 형태로 형성되어 체결되는 볼트의 위치 조정이 가능하도록 한다.

따라서 본 발명은 고정블록(112)들의 배치 위치나 개수 등을 조절하여, 지그(110)의 각 나사공(111)에 조립함으로써 장착부의 크기나 형태를 변경할 수 있어, 다양한 종류의 금속 하우징(10)에 대한 평탄도 측정을 실시할 수 있다.

즉, 측정할 금속 하우징(10)의 크기나 형태 등에 맞게, 고정블록(112)들을 분리 후 재조립하여 사용함으로써, 제품별 개별 지그나 별도의 클램핑 수단을 설치할 필요 없이 다양한 종류의 금속 하우징(10)을 범용적으로 측정할 수 있다.

또한 본 발명의 고정수단은, 상기 장착부 영역 내의 나사공(111)에 결합되어 장착부에 안착되는 금속 하우징(10)의 외측면을 지지하는 경질의 고무나 플라스틱 소재로 이루어진 지지부재(미도시)를 더 포함한다.

상기 지지부재는 금속 하우징(10)의 전체 크기나 형상에 맞게, 지그(110)의 상면에 결합되어, 안착되는 금속 하우징(10)을 지지하는 것으로,

금속 하우징(10)의 외측면이 지그(110)의 상면에 직접 접촉하여 표면 긁힘과 같은 파손이 발생하는 것을 방지한다.

이러한 지그(110)는, 본체(100)의 전면에 마련된 스타팅 버튼(103)에 의해 본체(100) 내부로 이동한 다음, 금속 하우징(10)의 평탄도 측정이 완료되면 다시 본체(100) 외부로 이동한다.

그리고 도면에 도시되지 않았으나, 상기 지그(110)는, 상기 금속 하우징(10)의 안착 여부를 감지할 수 있는 센싱수단을 더 포함할 수 있다.

상기 센싱수단은 위치 감지 레이저를 주고받는 발광부와 수광부로 이루어져, 금속 하우징(10)이 장착부에 안착되면서, 금속 하우징(10)의 외측면에 의해 위치 감지 레이저가 차단되는 경우 금속 하우징(10)이 정확하게 안착된 것으로 인식하여, 상기 지그(110)의 작동이 가능하도록 한다.

상기 센싱수단의 배치 위치나 개수는 다양하게 형성될 수 있으나, 특히 센싱수단이 상기 지지부재의 상측 끝단부와 동일 높이에 형성되도록 함으로써, 모든 지지부재에 금속 하우징(10)의 외측면이 모두 접촉하여 지지되는 경우에만, 금속 하우징(10)이 정확하게 안착된 것으로 인식한다.

이러한 센싱수단의 발광부 및 수광부는, 각각 상기 고정블록(112)에 내장되는 형태, 또는 상기 고정블록(112)을 대신하여 상기 나사공(111)에 결합되는 센싱블록의 형태가 될 수 있다.

다음으로 상기 측정부(120)는, 본체(100)의 내부로 이동한 상기 지그(110)의 상부에서 전후 및 좌우 수평 이동하도록 구비되고, 하측으로 높이 측정용 레이저를 조사하는 레이저 측정기(121)를 포함하는 것으로, 레이저 측정기(121)가 금속 하우징(10)의 내측면에 마련된 측정 포인트별 높이값들을 측정하여, 측정된 높이값들을 제어부로 전달한다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 측정부(120)는,

본체(100)의 내부에서, 전후 또는 좌우 수평방향으로 설치되는 제1 프레임(122)과,

상기 제1 프레임(122)과 직교되는 수평방향으로 설치되며, 상기 제1 프레임(122)을 따라 수평 이동하도록 결합된 제2 프레임(123)과,

상기 제2 프레임(123)을 따라 수평 이동하도록 결합된 상기 레이저 측정기(121)를 포함한다.

도면을 참조하면, 제1 프레임(122)은 제2 프레임(123)의 좌우 수평 이동을 가이드하는 것으로, 베드(101)에서 좌우 수평방향으로 고정 설치되며,

제2 프레임(123)의 안정적인 가이드를 위해 1-1 프레임(122a)과 1-2 프레임(121b)이 베드(101)의 전후단에 각각 구비되는 것이 바람직하다.

제2 프레임(123)은 전단과 후단이 각각 상기 제1-1 프레임(122a)과 제1-2 프레임(122b)에 슬라이딩 결합되어 전후 수평방향으로 설치되며, 모터나 실린더 등의 구동수단(123N)에 의해, 제1 프레임(122)의 길이방향을 따라 좌우 수평 이동한다.

그리고 레이저 측정기(121)는 상기 제2 프레임(123)에 슬라이딩 결합되어, 모터나 실린더 등의 구동수단(121M)에 의해 제2 프레임(123)의 길이방향을 따라 전후 수평 이동한다.

따라서 제2 프레임(123)의 좌우 수평 이동과 레이저 측정기(121)의 전후 수평 이동이 동시에 이루어져, 레이저 측정기(121)는 전후 및 좌우 수평 이동을 하고,

이때 레이저 측정기(121)가 수평 이동하는 좌표는, 도 5와 같이 금속 하우징(10)의 내측면 구조에 따라 다수개의 포인트(F1~F11)(H1~H10)로 설정될 수 있다.

그리고 해당 측정 포인트로 좌표 이동한 레이저 측정기(121)는, 내부에 장착된 광원에서 높이 측정용 레이저를 조사하여 측정 포인트의 내측면 높이값을 측정한다.

측정 포인트의 높이값 측정은, 조사된 레이저가 측정 포인트에서 반사되어 돌아오는 시간을 계산하여, 측정 포인트와 광원 사이의 높이값을 측정해, 측정 포인트의 높이값을 계산하여 측정하는 등 공지된 다양한 방식의 레이저 측정기가 사용될 수 있다.

이어서 상기 제어부는, 상기 레이저 측정기(121)를 통해 측정된, 상기 금속 하우징(10)의 측정 포인트별 내측면 높이값들을 비교, 분석하여, 금속 하우징(10)의 평탄도 적합 여부를 판정한다.

상기 제어부의 평탄도 적합 여부의 판정은, 먼저 각 측정 포인트별로 측정된 높이값을, 금속 하우징(10)의 설계 기준 높이값 및 평탄도 기준값과 비교하여, 측정된 높이값이 오차 범위 내에 들어오는지를 비교, 분석함으로써, 금속 하우징(10)의 부분적인 높이 및 전체적인 평탄도를 종합적으로 측정하여 판정한다.

예를 들어, 도 5와 같이 측정 포인트가 설정되어 있는 경우,

금속 하우징(10)의 내측면에서 높이가 서로 다르게 설계된 측정 포인트(H1~H10)별 높이값이, 설계 기준값의 오차 범위 이내인지를 비교, 분석함과 동시에,

금속 하우징(10)의 내측면에서 높이가 동일하게 설계된 측정 포인트(F1~F11)별 높이값들의 차이가, 평탄도 기준값의 오차 범위 이내인지를 비교, 분석함으로써,

금속 하우징(10)의 평탄도 적합 여부를 측정하여 판정한다.

즉, 측정 포인트(H1~H10)(F1~12)별 측정 높이값이, 기준 높이값의 오차 범위 이내인지를 먼저 판단하고,

오차 범위 내에서 평탄도 측정 포인트(F1~F11)별 높이값이 서로 다르게 측정된 경우, 각 높이값들의 차이를 계산하여 측정 포인트들 사이의 기울기, 즉 평탄도를 계산하고, 이렇게 측정된 평탄도가 평탄도 기준값의 오차 범위 이내인지를 판단하여, 금속 하우징(10)의 평탄도 적합 여부를 최종 판정한다.

이렇게 제어부에서 판정한 평탄도 적합 여부는, 디스플레이부(130)를 통해 측정 포인트별 개별 높이값이 바로 출력되거나, 별도의 측정 시트에 저장 내지 출력되도록 할 수 있고,

후가공이 불가능한 부적합 제품의 경우 경보 알람을 통해 바로 폐기하고, 후가공이 가능한 부적합 제품의 경우 측정된 높이값을 기초로 금속 하우징(10)을 후가공하여 재사용할 수 있다.

따라서 본 발명은, 금속 하우징(10)의 내측면 구조에 따른 부분적인 높이값 및 전체적인 평탄도를 정밀하고 신속하게 실시할 수 있다.

한편 상기 고정블록(112)은, 지그(110)의 나사공(111)에 체결되는 볼트에 의해 조립이 유지되는데, 이 경우 지그(110)가 가이드 프레임(102) 상부에 구비되는 구조이기 때문에, 너트의 사용이 불가능하여, 진동 등에 의해 볼트가 풀어지게 되면 고정블록(112)이 고정되지 않아 평탄도 측정 오류가 발생할 수 있다.

이에 본 발명은, 너트 일체형 볼트부재(113)를 도입하여 상기와 같은 문제점을 해결하였다.

본 발명의 볼트부재(113)는, 헤드부에서 나사부를 따라 길이방향으로 관통 형성된 중공부(113a)를 갖고,

상기 중공부(113a)를 관통하여 중공부(113a)에서 인출입 가능하도록 결합되며, 상측 끝단부에 형성된 누름부(114a)와, 하측 끝단부에서 힌지 결합되어 나사부 방향으로 접히도록 탄성 지지되는 복수개의 날개부(114b)를 구비한 심부재(114)와,

상기 중공부(113a)에 구비되어, 상기 심부재(114)를, 상측 방향으로 가압하여, 펼쳐진 상태의 날개부(114b)가, 상기 지그(110)의 하면에 걸림 지지되도록 강제하는 코일스프링(115)을 포함한다.

상기 날개부(114b)는, 일방향으로만 회동 가능한 일종의 래치형 부재로써, 날개부(114b)와 심부재(114)를 연결하는 힌지부(114c)에는, 날개부(114b)가 외측 방향, 즉 나사부의 외주면 방향으로 상향 접히도록 압력을 가하는 탄성체(미도시)가 구비된다.

따라서 누름부(114a)를 이용해 심부재(114)가 중공부(113a) 하측으로 인입되도록 가압하면 날개부(114b)가 접혀져, 볼트부재(113)를 고정블록(112)의 볼트 결합공(112a)에 끼운 상태에서 지그(110)의 나사공(111)에 나사 결합할 수 있고,

나사 결합을 완료 한 후에, 누름부(114a)의 가압을 해제하면, 코일스프링(115)에 의해 심부재(114)가 중공부(113a) 상측으로 인출되면서 접혀진 날개부(114b)가 볼트부재(113)의 나사부 끝단부 및 지그(110)의 하면에 접촉하면서 다시 펼쳐져, 날개부(114b)가 지그(110)의 하면에 접촉되어 가압이 이루어진다.

이때 도면에서는 심부재(114)의 내측 직경이 동일한 일자 형태로 도시되어 있으나, 하측 끝단부로 갈수록 직경이 좁아지는 원추형으로 형성할 경우, 힌지부(114c)를 상측 꼭지점으로 하여 날개부(114b)가 삼각형 형태로 접히게 되므로, 누름부(114a)의 가압이 해제되는 경우 날개부(114b)의 경사 접힘 구조로 인해 날개부(114b)의 펼침이 보다 쉽게 강제될 수 있다.

이렇게 볼트부재(113)의 결합을 완료한 상태에서는, 날개부(114b)가 지그(110)의 하면에 접촉됨에 따라 심부재(114)의 인출입(보다 엄밀하게는 심부재(114)를 하측으로 밀수 있으나, 상측으로 당겨지지 않음.)이 제한되므로, 진동 등에 의해 볼트부재(113)가 풀림 방향으로 회전 압력을 받더라도, 고정된 심부재(114)로 인해 볼트부재(113)의 풀림이 방지된다.

즉, 상기 날개부(114b)가 너트와 유사한 기능을 하게 된다.

그리고 고정블록(112)을 지그(110)에서 분해할 경우, 누름부(114a)를 눌러 심부재(114)가 인입되면서 날개부(114b)가 다시 접히도록 한 상태에서, 볼트부재(113)를 풀게 되면, 지그(110)의 나사공(111)에서 볼트부재(113)가 분리된다.

이 경우, 볼트부재(113)와 심부재(114)가 서로 공회전하면 안되므로, 중공부(113a)의 내주면과 심부재(114)의 외주면 사이에, 단턱과 걸림홈(미도시) 또는 다각 형상을 이용한 걸림 구조(미도시)가 마련되어, 볼트부재(113)와 심부재(114)가 동반하여 회전하도록 할 수 있다.

이때 심부재(114)의 누름부(114a) 상측면에 드라이버 등의 공구를 끼울 수 있는 공구 삽입홈(미도시)을 형성하여, 심부재(114)를 이용해 볼트부재(113)의 나사 결합 및 분리가 가능하도록 할 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 금속 하우징 11 : 홈
12 : 돌출부 13 : 홀
100 : 본체 101 : 베드
102 : 가이드 프레임 103 : 스타팅 버튼
110 : 지그 111 : 나사공
112 : 고정블록 112a : 볼트 결합공
113 : 볼트부재 113a : 중공부
114 : 심부재 114a : 누름부
114b : 날개부 114c : 힌지부
115 : 코일스프링 120 : 측정부
121 : 레이저 측정기 122 : 제1 프레임
123 : 제2 프레임 121M, 123M : 구동수단
130 : 디스플레이부

Claims (4)

1. 내측면 또는 외측면의 측정 포인트별 높이가 서로 다르게 설계된 전자기기용 금속 하우징(10)의 평탄도 적합 여부를 측정하는 금속 하우징 평탄도 측정 장치에 있어서,
   
   전자기기용 금속 하우징(10)의 내측면 또는 외측면이 상측을 향하도록, 금속 하우징(10)이 고정되는 고정수단을 구비한 지그(110);
   상기 지그(110)의 상부에서 전후 및 좌우 수평 이동하도록 구비되고, 하측으로 높이 측정용 레이저를 조사하는 레이저 측정기(121)를 포함하는 측정부(120); 및
   상기 레이저 측정기(121)를 통해 측정된, 상기 금속 하우징(10)의 측정 포인트별 높이값들을 비교, 분석하여, 금속 하우징(10)의 평탄도 적합 여부를 판정하는 제어부;를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 제어부는, 상기 금속 하우징(10)의 모든 측정 포인트별 측정 높이값이, 설계 기준 높이값의 오차 범위 이내인지를 먼저 판단하고,
   오차 범위 내에서 평탄도 측정 포인트별 높이값이 서로 다르게 측정된 경우, 각 높이값들의 차이를 계산하여 측정 포인트들 사이의 기울기인 평탄도를 계산하고, 계산된 평탄도가 평탄도 기준값의 오차 범위 이내인지를 판단하여, 금속 하우징(10)의 평탄도 적합 여부를 최종 판정하고,
   
   상기 지그(110)는, 본체(100)의 외부에서 상기 측정부(120)가 설치된 본체(100) 내부로 수평 이동 가능하도록 설치되어 있으며,
   
   상기 지그(110)의 고정수단은,
   상기 지그(110)의 상면에 천공된 복수개의 나사공(111)과,
   상기 금속 하우징(10)이 수평하게 안착되는 장착부를 형성하도록, 상기 나사공(111)에 조립되는 복수개의 고정블록(112)을 포함하여 이루어져,
   나사공(111)에 조립된 고정블록(112)들이 금속 하우징(10)의 외측면에 접촉하면서, 금속 하우징(10)이 장착부에 억지 끼움되면서 장착됨으로써,
   상기 금속 하우징(10)의 크기나 형상에 맞게 고정블록(112)들을 분리 후 재조립하여 사용할 수 있고,
   
   상기 고정블록(112)은, 상하로 관통 형성된 볼트 결합공(112a)을 구비하여, 볼트가 볼트 결합공(112a)을 통과하여 지그(110)의 나사공(111)에 체결되어 고정되며,
   상기 볼트는, 너트 일체형 볼트부재(113)로 이루어지되,
   상기 볼트부재(113)는, 헤드부에서 나사부를 따라 길이방향으로 관통 형성된 중공부(113a)를 갖고,
   상기 중공부(113a)를 관통하여 중공부(113a)에서 인출입 가능하도록 결합되며, 상측 끝단부에 형성된 누름부(114a)와, 하측 끝단부에서 힌지 결합되어 나사부 방향으로 접히도록 탄성 지지되는 복수개의 날개부(114b)를 구비한 심부재(114)와,
   상기 중공부(113a)에 구비되어, 상기 심부재(114)를, 상측 방향으로 가압하여, 펼쳐진 상태의 날개부(114b)가, 상기 지그(110)의 하면에 걸림 지지되도록 강제하는 코일스프링(115)을 포함하여 이루어져,
   누름부(114a)를 이용해 심부재(114)가 인입되도록 가압하면 날개부(114b)가 접혀져, 볼트부재(113)를 고정블록(112)의 볼트 결합공(112a)에 끼운 상태에서 지그(110)의 나사공(111)에 나사 결합할 수 있고,
   나사 결합 완료 후, 누름부(114a)의 가압을 해제하면, 코일스프링(115)에 의해 심부재(114)가 인출되면서 접혀진 날개부(114b)가 볼트부재(113)의 나사부 끝단부 및 지그(110)의 하면에 접촉하면서 다시 펼쳐져, 날개부(114b)가 지그(110)의 하면에 접촉되어 가압이 이루어져 볼트부재(113)의 풀림이 방지되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 측정부(120)는,
   본체(100)의 내부에서, 전후 또는 좌우 수평방향으로 설치되는 제1 프레임(122)과,
   상기 제1 프레임(122)과 직교되는 수평방향으로 설치되며, 상기 제1 프레임(122)을 따라 수평 이동하도록 결합된 제2 프레임(123)과,
   상기 제2 프레임(123)을 따라 수평 이동하하도록 결합된 상기 레이저 측정기(121)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 금속 하우징 평탄도 측정 장치.

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