KR200387765Y1 - 엔진의 밸브 게이지전장 자동 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엔진의 밸브 페이스를 검사하면서 동시에 높이를 자동으로 검사할 수 있도록 하는 것으로, 더욱 상세하게는 제조된 엔진 밸브가 연속적으로 검사장치에 투입될 때 실제 엔진과 동일한 구조를 갖는 씨트 마스터(seat master)에 설치하고 검사장치로 인가된 에어압을 통하여 밸브의 페이스에 대한 진원도 검사를 함과 동시에 밸브의 게이지전장 측정을 자동으로 수행하여 엔진의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 엔진 밸브의 게이지전장 자동 검사장치에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 분할 공급장치(10)에서 공급되는 밸브(1)를 이송 운반장치(20)로 누름장치(30)의 하측에 운반하여 헤드(2)를 눌러 페이스(3)가 씨트 마스터(52)의 상측에 올려져서 페이스(3)의 진원도를 검사할 수 있도록 하며 하측의 에어 실린더(41)에 연결된 실린더축(51)과 로드(45)의 상측에서 핀(49)이 밸브(1)를 분리하는 것에 있어서,

상기 로드(45)에 연결되는 측정바(46)의 일측으로 게이지전장 측정 유니트(47)에 센서(48)를 설치하여 밸브(1)의 공급시에 게이지전장을 검사하도록 하는 게이지전장 검사장치(40)가 설치됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

엔진의 밸브 게이지전장 자동 검사장치{Device that examine height of engine valve automatically}

본 고안은 엔진의 밸브 페이스를 검사하면서 동시에 높이를 자동으로 검사할 수 있도록 하는 것으로, 더욱 상세하게는 가공된 엔진 밸브가 연속적으로 검사장치에 투입될 때 실제 엔진과 동일한 구조를 갖는 씨트 마스터(seat master)에 설치하고 검사장치로 인가된 에어압을 통하여 밸브의 페이스에 대한 진원도 검사를 함과 동시에 밸브의 게이지전장에 대한 측정을 자동으로 수행하여 엔진의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 엔진 밸브의 게이지전장 자동 검사장치에 관한 것이다.

4사이클 엔진에서는 팽창행정에 필요한 혼합기를 연소실 내로 끌어들이고, 또한 연소가스를 외부로 배출하기 위하여 1개의 실린더에 흡기밸브와 배기밸브를 구비하고 있다.

흡기밸브와 배기밸브는 피스톤이 1사이클 움직이는 극히 짧은 시간에 용이하게 흡기, 배기를 하여 체적효율을 높이고 양밸브가 닫혀있는 압축, 팽창행정에서 충분한 기밀을 유지하며, 연소실 내의 고온에 노출되어도 정확하게 작동하고 장시간 운전에 견디어 내는 등의 어려운 조건을 만족시켜야 한다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 밸브(1)는 도 6 에 도시한 바와 같이 포핏밸브(poppet valve) 구조로서, 헤드(2)와 그 선단을 가공한 페이스(3), 이 페이스(3)로 부터 길게 돌출된 스템(4) 및 그 선단을 가공한 스템엔드(5)로 이루어져 있다.

특히 배기밸브의 밸브 헤드는 엔진작동 중 항상 고온에 노출되므로 그 재질과 형상에는 특별한 배려를 기울여, 밸브 재질로는 마르텐사이트계 내열강 또는 오스테나이트계 내열강이 사용되고 있으며 금속조직의 흐름을 절단하지 않도록 길이가 긴 강봉을 일정 길이로 절단한 후 업세트 단조에 의해 밸브 헤드(2) 등의 성형이 이루어진다.

이어서 밸브 스템(4)의 축경을 규격범위 내로 맞추기 위한 센터레스 연마과정과 밸브 스템엔드(5)의 경도를 높이기 위한 고주파 열처리과정이 수행된다.

이와 같이 제조된 밸브는 실린더 헤드의 흡기/배기 포트에 밸브 페이스가 밸브 시트에 정확하게 밀착하여 연소실의 기밀을 완전하게 유지하도록 밸브 가이드내에 밸브 스템이 삽입된 상태로 장착되어 밸브 스템 엔드에 결합된 누름장치(30)와 에어실린더(41)를 통하여 상하로 왕복 운동하게 된다.

이러한 밸브의 상하 왕복운동을 이용한 엔진의 4행정 사이클을 진행하는 동안 압축, 폭발행정시에 엔진의 시트링과 밸브 페이스 사이의 접촉상태가 불량이 경우 압축 및 점화불량과 흡배기 불량 등으로 인하여 불완전연소가 발생하여 매연가스가 증가하며 엔진의 출력의 감소현상이 발생할 수 있다.

상기와 같은 압축 및 폭발행정시에 연소실을 기밀상태로 유지하기 위하여 일반적으로 페이스(3)는 밸브 시트(링)에 접촉되어 기밀유지 및 밸브 헤드(2)의 열을 시트에 절단하는 기능을 하며, 약 75% 정도 밸브 헤드의 열을 냉각시킨다.

밸브 페이스와 시트와의 접촉 폭은 1.5∼2.0mm로 설정되며 접촉 폭이 넓은 경우 냉각은 양호하지만 기밀유지는 불량하게 되고, 접촉 폭이 좁은 경우 상기와 반대현상이 발생한다.

일반적으로 밸브 페이스 각은 30°, 45°, 60°를 사용하고 있으나 시트와 밀착이 좋고 열전도가 양도한 45°의 페이스 각이 많이 사용되고 있다.

따라서 종래에는 공개특허번호 1999-56423호(1999. 12. 6. 공개)에 공지된 바와 같이 다수의 피측정 밸브를 분할 공급장치(10)에서 자동으로 공급하면서 한 개의 밸브가 공급되면 누름장치(30)의 누름 실린더(31)가 헤드(2)를 하측으로 누르게 되어 씨트 마스터(52)에 올려지도록 한다.

씨트 마스터(52)에 헤드(2)가 올려지면 페이스(3)에 의하여 밀폐가 유지됨과 동시에 도시하지 않은 외부에서 압축공기가 공급되어 페이스의 밀폐정도를 측정하도록 하여 자동으로 검사한 후 에어실린더(41)를 구동시켜 로드(45)의 상단에 형성된 핀(49)이 밸브(1)를 상승시켜 배출장치(60)에서 합격 밸브는 정상 배출라인(61)으로 불합격 밸브는 불량 배출라인(62)으로 배출되도록 함으로써 연속적으로 자동 검사가 이루어지도록 하였다.

그러나 밸브의 게이지전장(길이)은 설정된 한도 이내의 것인지를 검사하는 경우에는 밸브의 생산이 종료된 후 엔진조립 이전에 수작업으로 한 개씩 다이얼 게이지 또는 접촉지그를 사용하여 외형상의 불량 및 게이지전장(길이)을 측정하게 되므로 검사의 정밀도와 숙련도를 요구하게 되고 검사지그에 세팅하여 수작업을 수행하는 데 많은 시간이 소모되며 신뢰성이 낮아지는 결점이 있었다.

따라서 본 고안은 이러한 종래의 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 엔진 밸브의 페이스를 검사하는 과정에서 동시에 밸브의 게이지전장을 검사할 수 있도록 하는 것이다.

본 고안은 밸브의 제조과정에서 게이지전장 검사장치를 설치하여 밸브의 게이지전장을 자동으로 검사할 수 있도록 하는 것이다.

본 고안은 밸브를 상승시켜 배출하는 에어 실린더와 하우징의 사이에 가이드대를 설치하고 이동 안내대에 측정바를 연결하며, 이 측정바가 게이지전장 측정 유니트의 센서를 통하여 밸브의 게이지전장을 자동으로 검사할 수 있도록 함을 특징으로 하는 것이다.

본 고안은 밸브(1)를 제조하는 과정에서 분할 공급장치(10)에서 밸브(1)를 한 개씩 다음공정으로 공급하여 페이스(3)의 밀폐성을 검사할 때, 게이지전장 검사장치(40)를 통하여 게이지전장도 함께 측정할 수 있도록 하는 것이다.

상기 게이지전장 검사장치(40)는 페이스(3)의 밀폐성을 검사할 때 동시에 게이지전장을 측정하지 않고, 별도의 독립된 장치로 밸브(1)의 게이지전장을 측정할 수 있도록 하는 것이다.

상기 분할 공급장치(10)는 안내라인(12)에 일렬로 밸브(1)의 스템(4)이 하측을 향하고 헤드(2)가 상측에 위치하여 안내되며, 이송 운반장치(20)에서는 밸브(1)를 잡아 이동시키면 베드(21)를 통하여 누름장치(30)의 하측에 위치되도록 하여 하우징(50)에 공급될 수 있도록 준비한다.

상기 누름장치(30)는 누름 실린더(31)가 직립되게 설치되어 있어서 밸브(1)가 공급되면 헤드(2)를 하측으로 눌러 페이스(3)가 하우징(50)의 씨트 마스터(52)에 올려져 밀폐성을 시험할 수 있도록 하는 것이다.

누름장치(30)의 하측에 설치된 게이지전장 검사장치(40)는 내부로 밸브(1)가 공급되는 하우징(50)이 설치되며, 이 하우징(50)은 하측에서 플랜지 캡(44)을 통하여 지지되고 플랜지 캡(44)에서 가이드대(43)를 통하여 하측의 에어 실린더(41)와 연결되어 있도록 하는 것이다.

또한 가이드대(43)에는 이동 안내대(42)가 연결되어 있으며, 에어 실린더(41)에서 돌출된 실린더축(51)에는 이동 안내대(42)가 연결되고 그 상측으로 로드(45)가 돌출되어 하우징(50)의 내부에 위치하고 그 상측으로 핀(49)이 돌출되어 스템엔드(5)에 의하여 눌려지도록 하거나 상승시키도록 하는 것이다.

게이지전장 검사장치(40)는 본체(11)의 전방에 설치되며 로드(45) 또는 이동 안내대(42)에는 측정바(46)가 연결되어 외측으로 돌출되어 있으며, 측정바(46)는 게이지전장 센서 유니트(47)의 센서(48)를 하사점에서 터치할 수 있도록 세팅되는 것이다.

누름장치(30)의 일측에는 검사된 밸브(1)의 정상 및 불량을 구분하기 위하여 정상 배출라인(61)과 불량 배출라인(62)으로 구분되어지도록 하는 선별장치(60)를 설치하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안은 단조 - 연마 - 고주파 열처리과정을 거치면서 밸브(1)로 제조된 후 분할 공급장치(10)에 스템(4)이 하측으로 향하도록 일렬로 공급된다.

분할 공급장치(10)의 안내라인(12)에 공급된 밸브(1)는 이송 운반장치(20)에 의하여 통상적인 방법으로 하나의 밸브(1)를 잡아 누름장치(30)의 하측으로 이동시켜 공급한다.

밸브(1)가 누름장치(30)의 하측으로 공급되면 누름 실린더(31)가 구동되어 하측으로 돌출되면서 밸브(1)의 헤드(2)를 눌러 밸브(1)가 하향 이동되도록 한다.

이때 게이지전장 검사장치(40)는 에어 실린더(41)에 의하여 실린더축(51)이 상측으로 돌출된 상태로 도 5 와 같이 작동된 상태를 유지하게 되므로 핀(49)이 하우징(50)의 내부에서 상측으로 이동된 상태에서 정지되어 있다.

밸브(1)가 눌려져 하향 이동되면서 하우징(50)의 씨트 마스터(52) 상에 페이스(3)가 이동되고, 스템엔드(5)는 핀(49)을 눌러 로드(45)와 실린더축(51)이 하측으로 이동되도록 하므로 밸브(1)가 완전히 공급된 상태에서 측정바(46)가 도 4 에 도시한 바와 같이 센서(48)를 터치하게 되므로 게이지전장 센서 유니트(47)를 통하여 밸브(1)의 게이지전장을 측정할 수 있는 것이다.

그러나 밸브(1)가 공급되면서 높이센서 유니트(47)의 센서(48)를 측정바(46)가 터치하지 못하면 길이가 짧은 것이며, 터치된 깊이가 깊어지면 길이가 긴 것이므로 밸브(1)의 길이에 대한 불량 유, 무를 자동으로 검사할 수 있는 것이다.

상기 로드(45)가 하강되는 경우에는 하측에서 이동 안내대(42)를 통하여 양측에서 가이드대(43)에 연결되어 있으므로 로드(45)가 안정되게 축방향으로 직진 이동성을 제공할 수 있도록 하는 것이다.

이때 센서(48)의 위치는 게이지전장 측정 유니트(47)에서 조절이 가능하므로 밸브(1)의 높이를 측정하기 위한 정확한 위치를 세팅할 수 있는 것이다.

상기 측정바(46)는 로드(45)에 연결되어 있어서 상, 하로 이송되면서 밸브(1)의 게이지전장을 측정할 수 있는 것이며, 로드(45)에 연결되지 않고 이동 안내대(42)에 연결하는 것도 가능하다.

상기와 같이 밸브(1)가 씨트 마스터(52)의 상측에 공급되면 도시하지 않은 외부에서 압축공기가 공급되어 통상적인 방법으로 페이스(3)의 밀폐성 또는 진원도 검사를 수행할 수 있는 것이다.

페이스(3)의 검사를 종료한 후에는 에어 실린더(41)가 구동되어 실린더축(51)이 이동 안내대(42)를 상승시키게 되므로 이와 연결된 로드(45)가 상승하면서 핀(49)을 통하여 스템엔드(5)를 상측으로 밀어 올려 하우징(50)으로부터 밸브(1)를 분리시키게 된다.

밸브(1)가 분리되면 배출장치(60)에서는 게이지전장 검사장치(40)와 페이스(3)의 검사를 통하여 합격품은 정상 배출라인(61)으로 배출되고 불합격품은 불량 배출라인(62)을 통하여 외부로 배출되도록 하는 페이스(3)의 진원도와 밸브(1)의 게이지전장을 검사하는 자동 검사장치를 제공하는 것이다.

한편, 게이지전장 검사장치(40)는 페이스(3)의 진원도를 검사할 때 밸브(1)를 공급하는 과정에서 게이지전장을 동시에 검사할 수 있도록 하였으나, 페이스(3)의 진원도를 검사하는 과정과 관계없이 게이지전장 검사장치(40)를 독립되게 설치하여 밸브(1)의 공급과 분리의 과정을 통하여 높이를 자동으로 검사할 수 있도록 할 수 있는 것이다.

본 고안은 이와 같이 밸브(1)의 페이스(3)를 검사하는 과정에서 밸브(1)의 게이지전장을 동시에 검사하거나, 밸브(1)의 게이지전장 만을 검사하는 게이지전장 검사장치(40)를 독립되게 설치하는 것에 국한되지 않고 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 정도의 적용은 모두 본 고안의 권리범위에서 벗어날 수 없을 것이다.

본 고안은 엔진 밸브를 하강 이동시켜 페이스의 진원도를 검사하는 과정에서 밸브를 하강시킬 때 측정바와 센서를 통하여 동시에 밸브의 게이지전장을 자동으로 검사할 수 있도록 하여 검사의 공정수를 줄이고 정확하고 안정된 검사기능을 제공할 수 있도록 하는 것이다.

본 고안은 밸브의 제조과정에서 게이지전장 검사장치를 독립되게 설치하여 밸브의 게이지전장을 자동으로 검사할 수 있도록 하는 것이다.

도 1 은 본 고안의 바람직한 실시예를 나타낸 정면도

도 2 는 본 고안의 설치상태를 나타낸 측면도

도 3 은 본 고안의 설치상태를 나타낸 평면도

도 4 는 본 고안의 게이지전장 검사장치에 대한 작동상태 단면도

도 5 는 본 고안의 게이지전장 검사장치에 대한 설치상태 일부 단면도

도 6 은 본 고안의 밸브에 대한 정면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 밸브 2 : 헤드

3 : 페이스 4 : 스템

5 : 스템엔드 10 : 분할 공급장치

11 : 본체 12 : 안내라인

20 : 이송 운반장치 30 : 누름장치

40 : 게이지전장 검사장치 41 : 에어실린더

42 : 이동안내대 43 : 가이드대

44 : 플랜지 캡 45 : 로드

46 : 측정바 47 : 게이지전장 센서 유니트

48 : 센서 49 : 핀

50 : 하우징 51 : 실린더축

52 : 씨트 마스터 60 : 선별장치

61 : 정상 배출라인 62 : 불량 배출라인

Claims (3)

1. 분할 공급장치(10)에서 공급되는 밸브(1)를 이송 운반장치(20)로 누름장치(30)의 하측에 운반하여 헤드(2)를 눌러 페이스(3)가 씨트 마스터(52)의 상측에 올려져서 페이스(3)의 진원도를 검사할 수 있도록 하며 하측의 에어 실린더(41)에 연결된 실린더축(51)과 로드(45)의 상측에서 핀(49)이 밸브(1)를 분리하는 것에 있어서,

   상기 로드(45)에 연결되는 측정바(46)의 일측으로 게이지전장센서 유니트(47)에 센서(48)를 설치하여 밸브(1)의 공급시에 게이지전장을 검사하도록 하는 게이지전장 검사장치(40)가 설치됨을 특징으로 하는 엔진의 밸브 게이지전장 자동 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 측정바(46)가 연결되는 로드(45)는 하측에서 이동 안내대(42)와 연결되고, 이동 안내대(42)는 플랜지 캡(44)에 연결된 가이드대(43)에 안내되록 함을 특징으로 하는 엔진의 밸브 게이지전장 자동 검사장치.
3. 제1항에 있어서, 측정바(46)는 이동 안내대(42)에 연결되도록 함을 특징으로 하는 엔진의 밸브 게이지전장 자동 검사장치.