KR102223183B1 - 로터 조립체 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 로터 조립체 검사장치는 로딩부와, 진공부와, 가스주입부와, 샤워부 및 측정부를 포함하며, 이를 통해 로터 조립체의 각 부위에 크랙이나 미세한 틈새가 있을 경우 해당 로터 조립체 내로 검사용 가스가 강제 주입되도록 한 후 이 로터 조립체가 위치된 공간을 진공시키는 과정에서 상기 검사용 가스가 검출됨을 확인함에 따라 해당 로터 조립체의 누수 여부를 정확히 측정할 수 있도록 한 것이다.

Description

로터 조립체 검사장치{test apparatus for rotor assembly}

본 발명은 검사장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 로터 조립체를 이루는 로터캔과 로터캡 간의 용접 작업 후 누수 여부의 검사를 정확히 수행할 수 있도록 하면서도 로터 조립체의 손상 없이 진행될 수 있도록 한 새로운 방식의 로터 어셈블리 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 사용되는 워터펌프는 냉각수를 순환시켜 엔진을 냉각시키는 작용을 수행하는 기기이다.

이와 같은 워터펌프에 사용되는 로터 조립체는 임펠러에 결합되면서 상기 임펠러를 회전시켜 냉각수를 흡입 및 토출하도록 구동되는 기능을 수행하도록 제공되는 부위이다.

이와 같은 로터 조립체(10)는 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 샤프트를 가지는 로터모듈(11)과, 외관으로 제공되는 로터캔(12) 및 상기 로터캔(12)의 내부를 덮는 로터캡(13)을 포함하여 이루어지며, 서로는 순차적인 조립 후 상기 로터캡(13)을 로터캔(12)에 용접함으로써 제조된다.

이러한 차량용 워터펌프에 사용되는 로터 조립체에 관련하여는 공개특허 제10-2010-0052772호, 등록특허 제10-1366920호, 공개특허 제10-2016-0050539호, 공개특허 제10-2017-0056070호 등에 제공되고 있는 바와 같다.

그러나, 전술된 워터펌프용 로터 조립체는 그의 제조 후 용접 불량에 따른 누수 여부를 정확히 측정하여야만 함에도 불구하고, 이러한 누수 검사가 정확히 이루어지지 않고 있다.

즉, 종래에는 제조된 로터 조립체를 물 속에 담궈 기포의 발생 여부를 육안으로 확인하면서 누수 검사를 수행하였기 때문에 정확한 파악이 어려웠을 뿐 아니라 그 검사가 완료된 이후에는 물기를 건조시키는 등의 후속 조치가 추가로 필요하였으며, 불량으로 확인된 로터 조립체(10)는 그 내부로 유입된 물을 완전히 배출한 후 다시금 용접 작업을 수행하여야만 하는 등의 불편함이 있었던 것이다.

물론, 최근에는 등록특허 제10-1919233호에서와 같이 초음파를 이용하여 로터 조립체의 균열이나 손상 여부를 파악하는 검사장치 및 방법이 제시되고 있다.

하지만, 이러한 방법은 정확한 측정을 위해 로터 조립체를 정확히 장착하여야만 한다는 불편함 및 이러한 작업이 수작업으로 진행되어야만 한다는 불편함이 있었으며, 특히 누수 검사에 따른 검사 시간이 오래 소요될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

공개특허 제10-2010-0052772호 등록특허 제10-1366920호 공개특허 제10-2016-0050539호 공개특허 제10-2017-0056070호 등록특허 제10-1919233호

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 로터 조립체를 이루는 로터캔과 로터캡 간의 용접 작업 후 누수 여부의 검사를 정확히 수행할 수 있도록 하면서도 로터 조립체의 손상 없이 진행될 수 있도록 한 새로운 방식의 로터 어셈블리 검사장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로터 어셈블리 검사장치에 따르면 반송용 챔버 내로 로터 조립체를 반입하는 로딩부; 상기 반송용 챔버 내를 진공시키는 진공부; 상기 진공화된 반송용 챔버 내에 검사용 가스를 주입하는 가스주입부; 상기 반송용 챔버 내의 검사용 가스를 배기함과 더불어 상기 반송용 챔버 내로 에어를 공급하여 로터 조립체를 에어 샤워하는 샤워부; 상기 샤워부를 거친 반송용 챔버로부터 취출된 로터 조립체를 제공받아 잔류 검사용가스를 측정하는 측정부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 반송용 챔버는 상기 로딩부로부터 설정된 경로를 따라 반복적으로 선회하면서 이동되도록 이루어지고, 상기 진공부, 가스주입부 및 샤워부는 상기 로딩부의 위치를 기준으로 반송용 챔버의 이동 경로를 따라 순차적으로 배치되면서 각각의 기능을 수행하도록 이루어짐을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 로딩부와 상기 측정부 사이에는 상기 로딩부에 반입된 상태에서 상기 진공부와 가스주입부 및 샤워부를 순차적으로 경유한 후 상기 로딩부로 원위치된 로터 조립체를 상기 측정부로 반송하는 반송부가 더 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정부는 상기 반송용 챔버와는 별개로 이루어진 검사용 챔버와, 상기 검사용 챔버 내의 에어를 흡입하여 진공함과 더불어 이렇게 흡입된 에어에 포함된 검사용 가스를 측정하는 측정기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로터 조립체 검사방법에 따르면 챔버 내로 검사하고자 하는 로터 조립체를 반입하는 로딩단계; 상기 챔버 내부를 진공시키는 진공단계; 상기 진공 상태의 챔버 내에 검사용 가스를 주입하는 가스 주입단계; 상기 챔버 내부를 배기시킴과 더불어 상기 챔버 내의 로터 조립체로 에어를 분사하여 샤워하는 가스 배기단계; 상기 가스 배기단계가 완료된 로터 조립체가 위치된 챔버 내부로부터 에어를 흡입함과 더불어 이렇게 흡입되는 에어에 검사용 가스가 포함되어 있는지를 측정하는 가스 측정단계;를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같이, 본 발명의 로터 조립체 검사장치는 로터 조립체를 이루는 로터캔과 로터캡 간의 용접 작업 후 누수 여부의 검사가 정확히 수행될 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 본 발명의 로터 조립체 검사장치는 누수 검사를 위해 사용되는 물질이 물과 같은 액체가 아니라 헬륨 가스 및 에어 등의 기체를 이용하기 때문에 로터 조립체의 검사 후 물기를 제거하는 등과 같은 별도의 후속 작업이 필요치 않는다는 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 로터 조립체 검사장치는 로터 조립체를 정위치에 놓인 상태로 유지하는 방식이 아닌 반송용 챔버 혹은, 검사용 챔버 내에 단순히 보관시키기만 하면 되기 때문에 연속적이면서도 빠른 검사 진행이 가능하다는 효과를 가진다.

도 1은 일반적인 로터 조립체의 구조를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립체 검사장치를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 블럭도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립체 검사방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도
도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립체 검사장치를 이용한 검사방법을 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 각 단계별 상태도

이하, 본 발명의 로터 조립체 검사장치 및 검사방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.

실시예의 설명에 앞서, 본 발명의 검사장치에 의해 검사되는 로터 조립체는 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 샤프트를 가지는 로터모듈(11)과, 외관으로 제공되는 로터캔(12) 및 상기 로터캔(12)의 내부를 덮는 로터캡(13)을 포함하여 이루어짐을 그 예로 한다.

첨부된 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립체 검사장치를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 블럭도이다.

이에 따르면 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립체 검사장치는 크게 로딩부(110)와, 진공부(120)와, 가스주입부(130)와, 샤워부(140) 및 측정부(200)를 포함하며, 이를 통해 로터 조립체(10)의 각 부위에 크랙이나 미세한 틈새가 있을 경우 해당 로터 조립체(10) 내로 검사용 가스가 강제 주입되도록 한 후 이 로터 조립체(10)가 위치된 공간을 진공시키는 과정에서 상기 검사용 가스가 검출됨을 확인함에 따라 해당 로터 조립체(10)의 누수 여부를 정확히 측정할 수 있도록 한 것이다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 로딩부(110)는 로터 조립체(10)가 반입되는 부위이다.

이러한 로딩부(110)는 반송용 챔버(20)가 위치되도록 이루어지면서 상기 로터 조립체(10)를 반입받도록 구성된다.

상기 로터 조립체(10)는 작업자에 의한 수작업으로 상기 로딩부(110)에 위치된 반송용 챔버(20) 내로 반입되도록 구성될 수도 있고, 별도의 자동화 기기(예컨대, 컨베이어나 로봇암 등)을 통해 자동으로 반입되도록 구성될 수도 있다.

한편, 상기 반송용 챔버(20)는 내부가 외부 환경으로부터 폐쇄되면서 로터 조립체(10)가 안착될 수 있는 공간을 제공하도록 이루어진 챔버이며, 상기 반송용 챔버(20)의 적어도 어느 한 벽면에는 공기의 배기 혹은, 검사용 가스의 주입을 위한 주입공(도시는 생략됨)이 형성되어 이루어진다.

다음으로, 상기 진공부(120)는 상기 반송용 챔버(20) 내를 진공시키도록 제공되는 부위이다.

이러한 진공부(120)는 진공펌프(121)를 포함하여 구성되며, 해당 작업 위치로 이송된 반송용 챔버(20)의 주입공을 통해 상기 반송용 챔버(20) 내에 존재하는 공기를 강제 배출하여 반송용 챔버(20) 내부가 진공되도록 이루어진다.

다음으로, 상기 가스주입부(130)는 상기 반송용 챔버(20) 내로 검사용 가스를 주입하도록 제공되는 부위이다.

이러한 가스주입부(130)는 가스주입펌프(131)를 포함하여 구성되며, 해당 작업 위치로 이송된 반송용 챔버(20)의 주입공을 통해 상기 반송용 챔버(20) 내로 검사용 가스를 강제 주입하도록 이루어진다. 이때, 상기 검사용 가스는 헬륨 가스임을 그 예로 한다.

또한, 상기 가스주입부(130)에 의해 상기 반송용 챔버(20) 내로 주입되는 검사용 가스는 상기 반송용 챔버(20) 내에 존재하는 로터 조립체(10)를 가압하는 작용을 하며, 이의 과정에서 상기 로터 조립체(10)를 이루는 로터캔(12)이나 로터캡(13) 혹은, 로터캔(12)과 로터캡(13) 간의 용접 부위에 크랙이 존재할 경우 해당 크랙을 통해 로터캔(12) 내부로 해당 검사용 가스가 유입될 수 있도록 한 것이다.

다음으로, 상기 샤워부(140)는 반송용 챔버(20) 내의 로터 조립체(10)를 에어로 샤워하도록 제공되는 부위이다.

이러한 샤워부(140)는 공기주입펌프(141)를 포함하여 구성되며, 해당 작업 위치로 이송된 반송용 챔버(20)의 주입공을 개방하여 해당 반송용 챔버(20) 내에 존재하는 검사용 가스를 배기함과 더불어 상기 주입공을 통해 상기 반송용 챔버(20) 내로 에어를 공급하여 상기 반송용 챔버(20) 내의 로터 조립체(10)를 에어 샤워하도록 이루어진다.

다음으로, 상기 측정부(200)는 로터 조립체(10)의 누수 여부를 검사하도록 제공되는 부위이다.

이와 같은 측정부(200)는 상기 샤워부(140)를 거친 반송용 챔버(20)로부터 취출된 로터 조립체(10)를 제공받아 잔류 검사용가스를 측정하도록 이루어지며, 검사용 챔버(210) 및 측정기(220)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 검사용 챔버(210)는 상기 반송용 챔버(20)와는 별개로 이루어진 내부가 빈 공간으로 이루어진 챔버이며, 적어도 어느 한 벽면에는 공기의 배기를 위한 배기공(도시는 생략됨)이 형성되어 이루어진다.

또한, 상기 측정기(220)는 상기 배기공을 통해 검사용 챔버(20) 내의 에어를 흡입하면서 해당 에어에 포함된 검사용 가스를 측정하는 기기이다.

한편, 상기 반송용 챔버(20)는 로딩부(110)를 기준으로 설정된 경로를 따라 순차적으로 이동되면서 선회하도록 이루어지고, 상기 진공부(120), 가스주입부(130) 및 샤워부(140)는 상기 로딩부(110)의 위치를 기준으로 반송용 챔버(20)의 이동 경로를 따라 순차적으로 배치되면서 각각의 기능을 수행하도록 이루어진다.

물론, 상기 측정부(200) 역시 상기 상기 반송용 챔버(20)의 이송 경로 중 샤워부(140)의 후공정에 위치되도록 배치함과 더불어 별도의 검사용 챔버(210)를 사용하지 않고 반송용 챔버(20) 내에 로터 조립체(10)가 위치된 상태로 연속적인 공정이 진행될 수 있도록 구성될 수도 있다.

그러나, 상기 측정부(200)에서 로터 조립체(10)의 누수 검사가 수행된 후 해당 로터 조립체(10)의 양불 여부에 따라 손쉽게 분리 취출될 수 있도록 하기 위해서는 상기 측정부(200)가 상기 반송용 챔버(20)의 이송 경로와는 별도의 위치에 존재할 수 있도록 함이 바람직하며, 이를 위해 별도의 검사용 챔버(210)도 추가로 제공됨이 더욱 바람직하다.

또한, 이와 같이 측정부(200)가 반송용 챔버(20)의 이송 경로와는 별도의 위치에 존재하도록 구성될 경우 상기 로딩부(110)와 상기 측정부(200) 사이에는 상기 진공부(120)와 가스주입부(130) 및 샤워부(140)를 순차적으로 경유한 후 상기 로딩부(110)로 원위치된 반송용 챔버(20) 내의 로터 조립체(10)를 상기 측정부(200)로 반송하기 위한 반송부(300)가 더 구비된다.

하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립체 검사장치를 이용한 로터 조립체 검사방법에 대하여 첨부된 도 3의 순서도와 도 4 내지 도 8의 상태도를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 로딩부(110)에 위치된 반송용 챔버(20) 내로 검사하고자 하는 로터 조립체(10)를 반입하는 로딩단계(S100)가 수행된다.

이와 같은 로딩단계(S100)는 작업자에 의한 수작업으로 수행될 수도 있고, 컨베이어나 로봇암과 같은 자동화 기기를 통해 자동으로 수행될 수도 있다.

그리고, 상기 로터 조립체(10)의 반입이 이루어지면 반송용 챔버(20) 내를 외부 환경으로부터 폐쇄한 후 진공부(120)로 이동시켜 상기 반송용 챔버(20) 내부를 진공시키는 진공단계(S200)를 수행한다.

이때, 상기 진공부(120)에서는 진공펌프(121)를 동작시켜 해당 작업 위치로 이송된 반송용 챔버(20)의 주입공을 통해 상기 반송용 챔버(20) 내에 존재하는 공기를 강제 배출함으로써 상기 반송용 챔버(20) 내를 진공시키게 된다.

그리고, 상기 진공부(120)에서 진공단계(S200)가 수행된 반송용 챔버(20)는 가스주입부(130)로 제공되어 상기 반송용 챔버(20) 내로 검사용 가스를 주입하는 가스 주입단계(S300)가 수행된다.

이때, 상기 가스주입부(130)에서는 가스주입펌프(131)를 동작시켜 해당 작업 위치로 이송된 반송용 챔버(20)의 주입공을 통해 상기 반송용 챔버(20) 내로 검사용 가스(헬륨 가스)를 강제 주입하게 된다.

만일, 상기와 같은 검사용 가스가 진공 상태의 반송용 챔버(20) 내로 주입되는 도중 상기 반송용 챔버(20) 내의 로터 조립체(10)가 미세한 크랙이나 구멍 등이 존재할 경우에는 상기 로터 조립체(10) 내로 상기 검사용 가스가 유입된다.

즉, 상기 로터 조립체(10)를 이루는 로터캔(12)이나 로터캡(13) 혹은, 로터캔(12)과 로터캡(13) 간의 용접 부위에 크랙이 존재한다면 이전 공정인 진공단계(S200)의 수행시 상기한 크랙을 통해 로터 조립체(10) 내의 공기 역시 배출되면서 로터 조립체(10) 내부가 진공 상태를 이루게 되며, 이로써 가스 주입단계(S300)에서 주입되는 검사용 가스는 상기 로터 조립체(10) 내로 유입되는 것이다.

그리고, 상기 가스주입부(130)에서의 가스 주입단계(S300)가 완료되면 해당 반송용 챔버(20)는 샤워부(140)로 제공된 후 가스 배기단계(S400)가 수행된다.

이러한 가스 배기단계(S400)에서는 상기 반송용 챔버(20)의 주입공을 개방시킴으로써 상기 반송용 챔버(20) 내부에 존재하는 검사용 가스를 외부로 배기시킨 다음 상기 주입공을 통해 공기주입펌프(141)의 구동으로 펌핑된 에어가 공급되며, 이로써 상기 반송용 챔버(20) 내의 로터 조립체(10)에 대한 에어 샤워가 이루어지게 된다.

그리고, 상기 가스 배기단계(S400)가 완료된 반송용 챔버(20)는 로딩부(11)로 원위치되며, 계속해서 반송부(300)에 의해 상기 반송용 챔버(20) 내의 로터 조립체(10)는 측정부(200)를 이루는 검사용 챔버(210) 내로 반송된다.

이후, 상기 검사용 챔버(210)의 배기공을 통해 검사용 챔버(210) 내의 에어가 배출되면서 상기 검사용 챔버(210) 내부에 대한 진공이 이루어지며, 이의 과정에서 측정부(200)를 이루는 측정기(220)는 상기 배기공을 통해 배출되는 검사용 챔버(210) 내의 에어를 흡입하면서 해당 에어에 포함된 검사용 가스를 측정하는 가스 측정단계(S500)가 진행된다.

만일, 상기한 가스 측정단계(S500)의 측정 결과 검사용 가스의 검출량이 설정치를 초과할 경우라면 해당 로터 조립체(10)에 크랙이 존재하는 불량으로 판단함과 더불어 정해진 불량 위치로 배출하고, 상기 검사용 가스의 검출량이 설정치에 미달될 경우라면 양품으로 판단함과 더불어 정해진 양품 위치로 배출한다.

이때, 상기 검사용 가스의 검출량을 설정치를 기준으로 양품과 불량품으로 구분하는 이유는 그 이전 단계에서 에어 샤워를 통해 검사용 가스를 로터 조립체(10)로부터 제거함에도 불구하고 로터 조립체(10)의 각종 모서리나 표면에 미세하게나마 잔존할 수 있다는 것을 고려한 것이다.

전술된 각 과정은 연속적으로 반복해서 수행되며, 이로 인해 각 로터 조립체(10)에 대한 누수 검사가 연속적으로 수행될 수 있게 된다.

결국, 본 발명의 로터 조립체 검사장치 및 이를 이용한 검사방법은 로터 조립체(10)를 이루는 로터캔(12)과 로터캡(13) 간의 용접 작업 후 누수 여부의 검사가 정확히 수행될 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 로터 조립체 검사장치 및 이를 이용한 검사방법은 누수 검사를 위해 사용되는 물질이 물과 같은 액체가 아니라 헬륨 가스 및 에어 등의 기체를 이용하기 때문에 로터 조립체(10)의 검사 후 물기를 제거하는 등과 같은 별도의 후속 작업이 필요치 않는다.

또한, 본 발명의 로터 조립체 검사장치는 로터 조립체(10)를 정위치에 놓인 상태로 유지하는 방식이 아닌 반송용 챔버(20) 혹은, 검사용 챔버(210) 내에 단순히 보관시키기만 하면 되기 때문에 연속적이면서도 빠른 검사 진행이 가능하다.

한편, 본 발명의 로터 조립체 검사장치 및 이를 이용한 검사방법은 전술된 실시예로 실시되는 것으로만 한정되지 않는다.

예컨대, 도시되지는 않았지만 반송용 챔버(20)가 로딩부(110)와 진공부(120)와 가스주입부(130) 및 샤워부(140)를 순차적으로 이동하는 것이 아니라 각 부위에 각각의 챔버가 모두 존재하면서 로터 조립체(10)만 순차적으로 각각의 챔버에 제공되면서 각각의 작업을 수행하도록 구성할 수도 있는 것이다.

이렇듯, 본 발명의 로터 조립체 검사장치 및 이를 이용한 검사방법은 다양하게 실시될 수 있는 유용한 발명이다.

10. 로터 조립체 11. 로터모듈
12. 로터캔 13. 로터캡
20. 반송용 챔버 110. 로딩부
120. 진공부 121. 진공펌프
130. 가스주입부 131. 가스주입펌프
140. 샤워부 141. 공기주입펌프
200. 측정부 210. 검사용 챔버
220. 측정기 300. 반송부

Claims (5)

1. 반송용 챔버 내로 로터 조립체를 반입하는 로딩부; 상기 반송용 챔버 내를 진공시키는 진공부; 상기 진공화된 반송용 챔버 내에 검사용 가스를 주입하는 가스주입부; 상기 반송용 챔버 내의 검사용 가스를 배기함과 더불어 상기 반송용 챔버 내로 에어를 공급하여 로터 조립체를 에어 샤워하는 샤워부; 상기 반송용 챔버와는 별개로 이루어진 검사용 챔버와, 상기 검사용 챔버 내의 에어를 흡입함과 더불어 이렇게 흡입된 에어에 포함된 검사용 가스를 측정하는 측정기를 포함하여, 상기 샤워부를 거친 반송용 챔버로부터 취출된 로터 조립체를 제공받아 잔류 검사용가스를 측정하는 측정부;를 포함하며,
   상기 반송용 챔버는 상기 로딩부로부터 설정된 경로를 따라 반복적으로 선회하면서 이동되도록 이루어지고,
   상기 진공부, 가스주입부 및 샤워부는 상기 로딩부의 위치를 기준으로 반송용 챔버의 이동 경로를 따라 순차적으로 배치되면서 각각의 기능을 수행하도록 이루어지되,
   상기 로딩부와 상기 측정부 사이에는 상기 로딩부에 반입된 상태에서 상기 진공부와 가스주입부 및 샤워부를 순차적으로 경유한 후 상기 로딩부로 원위치된 로터 조립체를 상기 측정부로 반송하는 반송부가 더 구비되고,
   상기 측정부는, 검사용 가스의 검출량이 설정치를 초과하면 불량으로 판단하여 정해진 불량 위치로 로터 조립체를 배출하고, 검사용 가스의 검출량이 설정치에 미달되면 양품으로 판단하여 정해진 양품 위치로 로터 조립체를 배출함을 특징으로 하는 로터 조립체 검사장치.
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