KR20090124647A - 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치 - Google Patents

커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토크와 출력을 측정하기 위한 것으로, 더욱 자세하게는 차량의 커먼레일에 연료공급관을 연결할 때 요구되는 정확한 토크와 축력을 측정하기 위한 발명이다.
본 발명은, 샘플로 제작된 커먼레일의 상부에 형성된 보스에, 연료공급관이 관통하는 고정마개를 통해 상기 연료공급관을 나사결합시키며, 나사결합시에 발생하는 토크를 측정하기 위한 토크렌치; 상기 커먼레일 내부로 인입된 상기 연료공급관 하부에 구비되어, 상기 연료공급관이 나사결합됨에 따라 상기 연료공급관으로부터 발생하는 압력을 통해 하부로 슬라이딩되는 누름막대; 및 상기 누름막대의 하단에 구비되어, 상기 누름막대를 통해 전달되는 축력을 측정하기 위한 로드셀;을 포함한다.
커먼레일, 토크, 축력, 연료공급관, 체결

Description

커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치{Measuring device for Toque and axial force}
본 발명은 토크와 출력을 측정하기 위한 것으로, 더욱 자세하게는 차량의 커먼레일에 연료공급관을 연결할 때 요구되는 정확한 토크와 축력을 측정하기 위한 발명이다.
커먼레일은 축압배관이라고도 불리우며, 배출가스 감소, 연비향상, 운전성 향상 등의 이유로 근래의 차량 엔진에서 널리 쓰이고 있다.
이러한 커먼레일은 기존의 단구형 디젤엔진의 연료분사압력인 120기압 정도를 훨씬 웃돌아 1350~1600기압 수준으로 연료가 분사된다.
이렇게 고압으로 연료가 분사되기 때문에 커먼레일은 연료공급관과 확고히 결합되어야 하는데, 이를 위해 종래에는 각 차종별, 즉 엔진별로 결합시 요구되는 적정토크값을 규정하고 있다.
즉, 나사체결되는 연료공급관을 연결하기 위해 고정마개를 조이는데 요구되는 토크를 규정해 놓음으로써, 고정마개가 미약하게 체결되어 연료가 누출되거나 과도한 압력으로 손상되는 것을 방지하도록 하는 것이다.
그러나, 종래에는 실험에 의해 나사체결에 요구되는 토크를 측정하고 이를 규정하고 있을 뿐 너트의 회전에 의해 발생하는 축력을 알 수 없어, 이러한 지표만을 이용하여 커먼레일의 연료공급관을 정밀하게 체결하는 데는 어려움이 있었다.
본 발명은 위와 같은 요구에 부응하기 위한 것으로, 커먼레일에 연료공급관을 체결하는 데 필요한 토크와 축력을 정확히 측정할 수 있는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 샘플로 제작된 커먼레일의 상부에 형성된 보스에, 연료공급관이 관통하는 고정마개를 통해 상기 연료공급관을 나사결합시키며, 나사결합시에 발생하는 토크를 측정하기 위한 토크렌치; 상기 커먼레일 내부로 인입된 상기 연료공급관 하부에 구비되어, 상기 연료공급관이 나사결합됨에 따라 상기 연료공급관으로부터 발생하는 압력을 통해 하부로 슬라이딩되는 누름막대; 및 상기 누름막대의 하단에 구비되어, 상기 누름막대를 통해 전달되는 축력을 측정하기 위한 로드셀;을 포함한다.
본 발명에 따르면, 커먼레일에 연료공급관을 체결하는 데 요구되는 토크와 축력을 동시에 정확하게 측정할 수 있으므로, 보다 정밀하고 신속한 커먼레일과 연료공급관의 체결이 가능해지며, 체결의 안정성이 상승하는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사 전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치의 구성과 원리를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치(100)의 개략적인 단면도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치의 블럭도이다.
도 1에 도시된 것과 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치는 토크렌치(110)와 누름막대(120) 및 로드셀(130)을 포함한다.
토크렌치(110)는 샘플로 제작된 커먼레일(A)의 상부에 형성된 보스에, 연료공급관(C)이 관통하는 고정마개(B)를 통해 연료공급관(C)을 나사결합시킨다.
이때, 상기 샘플로 제작된 커먼레일(A)은 실제의 커먼레일과 달리 하부가 개 방되어 누름막대(120)가 원활히 움직일 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 도 3 또는 도 4b에 도시된 것과 같이 와셔(D)가 고정마개(B)와 연료공급관(C) 사이에 개재될 수도 있다.
고정마개(B)는 렌치를 이용하여 상기 보스에 결합시킬 수 있도록 외주의 일측이 육각 또는 팔각의 단면을 갖도록 형성되는 것이 바람직하며, 토크렌치(110)는 이러한 고정마개(B)를 회전시켜 나사결합시킴과 동시에 나사결합시에 발생하는 토크를 측정하게 된다.
여기서, 토크렌치(110)는 프리세트형이 이용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 러닝토크의 측정이 가능한 다이얼형이 이용될 수 있다.
또한, 이러한 토크렌치(110)는 보다 신속하고 정확한 측정을 위해 장치(100)의 사용자가 수동으로 조작하는 것이 아니라 모터제어부(20)에 의해 구동되는 것일 수 있으며, 나아가 이러한 모터제어부(20)는 제어부(10)의 제어에 의해 동작하는 것이 바람직하다.
누름막대(120)는 커먼레일(A) 내부로 인입된 연료공급관(C) 하부에 구비되어, 연료공급관(C)이 나사결합됨에 따라 연료공급관(C)으로부터 발생하는 압력을 통해 하부로 슬라이딩되면서, 하부측에 구비된 로드셀(130)로 연료공급관(C)으로부터 발생하는 압력, 즉 축력을 전달한다.
이때, 누름막대(120)의 상부에는 도 3 내지 도 4b에 도시된 것과 같이 정합돌기(122)가 형성될 수 있는데, 이러한 정합돌기(122)는 연료공급관(C)의 내부홈과 같은 크기나 또는 작은 크기로 형성되어, 연료공급관(C) 체결시에 상기 내부홈에 인입되도록 함으로써 연료공급관(C)이 정확한 위치에서 누금막대(120)에 압력을 가할 수 있도록 한다.
로드셀(130)은 누름막대(120)의 하단에 구비되어, 누름막대(120)를 통해 전달되는 축력을 측정한다.
본 발명은 이와 같은 구성을 통해 연료공급관(C)이 커먼레일(A)에 체결되기 위한 토크와 나사결합을 통해 체결되면서 발생하는 고정마개(B)로부터의 축력을 동시에 측정할 수 있다.
따라서 보스나 고정마개 또는 커먼레일의 다른 부분에서 체결에 의한 변형 또는 파손이 발생하는 순간의 토크와 축력을 동시에 정확히 측정할 수 있으며, 바꾸어 말해서 커먼레일에 변형 또는 파손을 야기하지 않는 적정한 토크와 축력을 정확히 알 수 있다.
나아가 토크렌치(110)와 로드셀(130)을 통해 측정된 토크 및 축력에 대한 정보는 제어부(10)를 통해 수집될 수 있다.
이렇게 수집된 상기 토크 및 축력에 대한 정보는 화면표시수단(30)을 통해 사용자가 인식 가능하도록 출력될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 샘플로 제작된 커먼레일(A)에 부여되는 고유식별정보와, 이러한 커먼레일(A)로부터 측정된 상기 토크 및 축력에 대한 정보가 연계되어 데이터베이스(50)에 저장될 수 있다.
이렇게 샘플로 제작된 커먼레일(A)에 부여되는 고유식별정보와 이에 대한 토크 및 축력에 대한 정보를 연계하여 데이터베이스 화(化)함으로써 한번 측정이 완료된 각기 다른 다수의 커먼레일 샘플에 관한 적정 토크와 축력에 관한 정보를 언 제든지 조회할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 측정장치(100)는 커먼레일(A)과 로드셀(130)을 고정하기 위한 지그(135)와 로드셀(130)의 하부에서 지그(135)를 지지하기 위한 베이스(140) 및 지그(135)를 베이스(140)에 고정시키기 위한 지그고정부(150)를 더 포함할 수 있다.
이러한 구성을 통해 본 발명은 누름막대(120)가 흔들림 없이 한층더 정확히 로드셀(130)에 출력을 전달할 수 있도록 한다.
나아가, 본 발명에서는 토크렌치(110)의 일단에, 충격을 감지하기 위한 충격감지수단(40)을 구비할 수 있는데, 이와 같은 충격감지수단(40)은 커먼레일(A) 측으로부터 발생할 수 있는 충격을 감지하여 이에 대한 정보를 제어부(10)로 전달하며, 제어부(10)는 이에 따라 충격이 감지되는 순간의 토크와 축력에 대한 정보를 저장한다.
본 발명은 이렇게 커먼레일(A) 측으로부터 발생되는 충격을 감지하여 제어부(10)가 이를 인식할 수 있도록 함으로써 커먼레일(A)에서 발생되는 변형이나 파손을 좀 더 정확히 파악할 수 있으며, 또한 충격감지를 통해 변형이나 파손 여부를 파악할 수 있어 사용자의 별다른 조작없이도 자동적인 측정이 가능하도록 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
예를 들어 상기의 설명은 도 1과 도 2 또는 도 3을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 도 4a나 도 4b에 도시된 것과 같은 형태의 연료공급관(C)과 커먼레일(A)에 얼마든지 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치의 개략적인 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치의 블럭도,
도 3은 도 1의 요부 확대도,
도 4a 및 도 4b는 도 1에 따른 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치가 다른 형태의 커먼레일에 적용된 예를 도시한 예시도이다.

Claims (7)

  1. 샘플로 제작된 커먼레일의 상부에 형성된 보스에, 연료공급관이 관통하는 고정마개를 통해 상기 연료공급관을 나사결합시키며, 나사결합시에 발생하는 토크를 측정하기 위한 토크렌치;
    상기 커먼레일 내부로 인입된 상기 연료공급관 하부에 구비되어, 상기 연료공급관이 나사결합됨에 따라 상기 연료공급관으로부터 발생하는 압력을 통해 하부로 슬라이딩되는 누름막대; 및
    상기 누름막대의 하단에 구비되어, 상기 누름막대를 통해 전달되는 축력을 측정하기 위한 로드셀;을 포함하는
    커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 토크렌치를 구동하기 위한 모터제어부; 및
    상기 모터제어부를 제어하여 상기 토크렌치를 구동시키며, 상기 토크렌치와 상기 로드셀로부터 각각 측정된 토크 및 축력에 대한 정보를 수집하는 제어부를 더 포함하는 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 커먼레일과 상기 로드셀을 고정하기 위한 지그;
    상기 로드셀의 하부에서 상기 지그를 지지하기 위한 베이스; 및
    상기 지그를 상기 베이스에 고정시키기 위한 지그고정부를 더 포함하는
    커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 누름막대의 상단에,
    상기 연료공급관의 내측으로 인입되는 정합돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 토크렌치의 일단에,
    충격을 감지하기 위한 충격감지수단이 구비되며,
    상기 제어부는 충격이 감지되는 순간의 토크와 축력을 저장하는 것을 특징으로 하는 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 샘플로 제작된 커먼레일에 부여되는 고유식별정보와, 상기 샘플로 제작된 커먼레일로부터 측정된 상기 토크 및 축력에 대한 정보를 연계하여 저장하기 위한 데이터베이스
    를 더 포함하는 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 토크렌치와 상기 로드셀로부터 각각 측정된 토크 및 축력에 대한 정보를 사용자가 인식 가능하도록 출력하기 위한 화면표시수단
    을 더 포함하는 커먼레일의 연료공급관 체결 토크 및 축력 측정장치.
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