KR20170024973A - 강제 압입 제품의 품질 검사 방법 - Google Patents
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Abstract
강제 압입 방식으로 부품이 결합되는 제품의 품질을 제품을 분해하지 않고 검사하는 강제 압입 제품의 품질 검사 방법이 개시된다. 개시된 강제 압입 제품의 품질 검사 방법은, 양품(良品)인 강제 압입 제품들의 강제 압입 결합을 진행하면서 실시간으로 강제 압입 진행에 따른 압입력(fitting force)을 측정한 데이터를 축적하여 양품 판정 기준을 설정하는 기준 설정 단계, 강제 압입 제품과 동종(同種)인 강제 압입 제품의 강제 압입 결합을 진행하면서 실시간으로 강제 압입 진행에 따른 압입력을 측정하는 강제 압입 단계, 및 강제 압입 제품의 압입력 측정 결과가 양품 판정 기준에 속하면 강제 압입 제품을 양품으로, 양품 판정 기준에서 벗어나면 강제 압입 제품을 불량품으로 판정하는 판정 단계를 구비한다.
Description
본 발명은 강제 압입 방식으로 부품이 결합되는 제품의 품질을 그 제품을 분해하지 않고 검사하는 방법에 관한 것이다.
많은 종류의 제품에서 부품 간 결합을 위해 강제 압입(press-fit) 방법이 적용되고 있다. 도 1은 워터 펌프(water pump)의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 워터 펌프(1)는, 하우징(2)과, 하우징(2)의 내부 공간에 안착되는 임펠러(impeller)(17), 임펠러(17)에 회전 동력을 전달하는 베어링 샤프트(bearing shaft)(10), 베어링 샤프트(10)를 회전 가능하게 지지하는 허브(hub)(20), 임펠러(17)에 의해 승압되는 액체가 베어링 샤프트(10) 측으로 누출되지 않도록 하는 메인 씰(main seal)(24) 등을 구비한다.
워터 펌프(1)의 조립 과정을 보면, 예컨대, 베어링 샤프트(10)의 베어링(11)이 하우징(2)의 중앙 통공(3)에 강제 압입 체결되고, 베어링 샤프트(10)의 샤프트 후단부(15)가 임펠러(17)의 중앙 통공(18)에 압입 체결되며, 베어링 샤프트(10)의 샤프트 전단부(14)가 허브(20)의 중앙 통공(21)에 압입 체결된다.
이와 같이 압입 체결된 부분의 결합 품질이 양호한지 불량인지 검사하기 위하여, 강제 압입 체결된 부분을 체결할 때와 반대 방향으로 힘을 가하여 분리하며, 분리 도중에 이탈력을 측정하여 요구되는 이탈력 기준을 만족하면 양품으로, 요구되는 이탈력에 미치지 못하면 불량으로 판정하는 방법이 적용된다. 이 방법은 조립된 제품을 파괴하는 검사 방법이 적용되므로 조립된 모든 제품을 검사할 수 없고, 랜덤 샘플링(random sampling)을 통해 추출된 일부 제품만을 검사하여 생산된 전 제품의 검사 결과를 유추할 수 밖에 없어 품질 검사의 신뢰성이 떨어진다.
또한, 강제 압입 체결된 부품의 어느 부분에 문제가 있는지 구체적으로 알 수 없어, 강제 압입 제품의 불량율이 높은 경우에도 적절한 기술적 개선 대책을 마련하기 쉽지 않다.
본 발명은, 조립된 제품들 중에서 선출된 일부의 제품만 파괴하는 검사가 아니라, 조립된 제품들을 전수(全數) 검사하여 강제 압입 결합의 양호 또는 불량을 파악할 수 있는 강제 압입 제품의 품질 검사 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 강제 압입 제품의 품질 검사를 위한 별도의 과정을 필요로 하지 않고, 부재를 강제 압입 결합하는 과정을 통해 강제 압입 품질을 판별할 수 있는 강제 압입 제품의 품질 검사 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 강제 압입 제품의 품질 불량이 있는 경우, 그 원인 파악과 원인에 따른 대책 수립을 용이하게 해주는 강제 압입 제품의 품질 검사 방법을 제공한다.
본 발명은, 양품(良品)인 강제 압입 제품들의 강제 압입 결합을 진행하면서 실시간으로 강제 압입 진행에 따른 압입력(fitting force)을 측정한 데이터를 축적하여 양품 판정 기준을 설정하는 기준 설정 단계, 상기 강제 압입 제품과 동종(同種)인 강제 압입 제품의 강제 압입 결합을 진행하면서 실시간으로 강제 압입 진행에 따른 압입력을 측정하는 강제 압입 단계, 및 상기 강제 압입 제품의 압입력 측정 결과가 상기 양품 판정 기준에 속하면 상기 강제 압입 제품을 양품으로, 상기 양품 판정 기준에서 벗어나면 상기 강제 압입 제품을 불량품으로 판정하는 판정 단계를 구비한 강제 압입 제품의 품질 검사 방법을 제공한다.
상기 강제 압입 제품은 암형 부재와, 상기 암형 부재에 강제 압입되는 수형 부재를 포함하고, 상기 양품인 강제 압입 제품은 상기 수형 부재를 상기 암형 부재에서 분리하기 위한 이탈력(pull-out force)이 미리 정한 기준 범위에 있는 강제 압입 제품일 수 있다.
상기 수형 부재의 말단 모서리에 챔퍼(chamfer)가 형성되고, 상기 양품인 강제 압입 제품의 강제 압입 진행 과정 및 상기 강제 압입 제품의 강제 압입 진행 과정에서, 상기 챔퍼가 상기 암형 부재의 입구를 통과할 때 압입력은 증가하다가 잠시 감소한 후 다시 증가할 수 있다.
상기 강제 압입 단계에서 상기 암형 부재에 대한 상기 수형 부재의 압입이 더 이상 진행하지 않고 압입력이 급증하면, 상기 압입력이 급증하기 전까지 구간에서 압입력의 최대값을 상기 강제 압입 제품의 최대 압입력으로 지정할 수 있다.
본 발명에 따른 강제 압입 제품의 품질 검사 방법은, 상기 판정 단계에서 불량으로 판정된 강제 압입 제품의 형상과 물성(物性)을 상세 검사하여 불량의 원인을 파악하는 불량 원인 파악 단계, 및 상기 불량의 원인을 제거하기 위해 강제 압입 제품 자체 또는 공정의 설계를 변경하는 설계 변경 단계를 더 구비할 수 있다.
상기 강제 압입 제품은 서보 프레스(servo press)를 이용하여 강제 압입하고, 상기 강제 압입 진행에 따른 압입력은 상기 서보 프레스에 탑재된 로드셀(load cell)에 의해 측정될 수 있다.
상기 기준 설정 단계는, 상기 압입력을 측정한 데이터를 축적하여 그래프(graph)로 표현하는 단계를 구비하고, 상기 판정 단계는, 상기 강제 압입 제품의 압입력 측정 결과를 그래프로 표현하는 단계와, 상기 강제 압입 제품의 압입력 측정 결과의 그래프가 상기 양품 판정 기준의 그래프의 상한 및 하한 이내의 영역에 존재하면 상기 강제 압입 제품을 양품으로, 그 이외의 영역에 존재하면 상기 강제 압입 제품을 불량품으로 판정하는 단계를 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 강제 압입 조립된 제품들을 전수(全數) 검사하여 압입 결합의 양호 또는 불량을 파악할 수 있어 양품과 불량품의 판정 오류를 줄일 수 있다.
본 발명에 의하면, 품질 불량인 강제 압입 제품을 개별적으로 파악할 수 있고, 압입 거리별 압입력에 대한 상한과 하한을 설정하고 있으므로 강제 압입 제품간 정렬이 맞지 않는 상태에서 조립되거나, 통공의 내경이 규정된 치수를 벗어나거나, 중공 또는 중실의 샤프트의 외경이 규졍된 치수를 벗어나는 등과 같이 조립시 발생될 수 있는 이상 부분까지도 파악할 수 있어, 압입 불량의 원인 파악과 대책 수립을 용이하게 해준다.
본 발명에 의하면, 강제 압입 제품의 품질 검사를 위한 별도의 과정 없이 서보 프레스 또는 압입 거리별 압입력을 측정할 수 있도록 별도 장치가 부착된 유압 프레스를 이용하여 부재들을 압입 체결하는 도중에 압입력을 실시간 측정하여 압입 품질를 판별할 수 있다. 따라서, 품질 검사에 소요되는 시간과 비용이 절감된다.
도 1은 워터 펌프의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강제 압입 제품의 품질 검사 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3은 워터 펌프의 베어링 샤프트를 하우징에 강제 압입 결합하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 4는 그 과정에서 압입력(fitting force)의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 워터 펌프의 베어링 샤프트를 임펠러에 강제 압입 결합하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 6은 그 과정에서 압입력의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 워터 펌프의 베어링 샤프트를 허브에 강제 압입 결합하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 8은 그 과정에서 압입력의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강제 압입 제품의 품질 검사 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3은 워터 펌프의 베어링 샤프트를 하우징에 강제 압입 결합하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 4는 그 과정에서 압입력(fitting force)의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 워터 펌프의 베어링 샤프트를 임펠러에 강제 압입 결합하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 6은 그 과정에서 압입력의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 워터 펌프의 베어링 샤프트를 허브에 강제 압입 결합하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 8은 그 과정에서 압입력의 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 강제 압입 제품의 품질 검사 방법을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강제 압입 제품의 품질 검사 방법을 나타낸 플로우 차트이고, 도 3은 워터 펌프의 베어링 샤프트를 하우징에 강제 압입 결합하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 4는 그 과정에서 압입력(fitting force)의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 5는 워터 펌프의 베어링 샤프트를 임펠러에 강제 압입 결합하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 6은 그 과정에서 압입력의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 7은 워터 펌프의 베어링 샤프트를 허브에 강제 압입 결합하는 모습을 도시한 단면도이고, 도 8은 그 과정에서 압입력의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 강제 압입 제품의 품질 검사 방법은, 기준 설정 단계(S10)와, 강제 압입 단계(S20)와, 판정 단계(S30)를 구비한다. 기준 설정 단계(S10)는 양품(良品)인 강제 압입 제품들의 강제 압입 진행에 따른 압입력(fitting force)을 측정한 데이터를 축적하여 양품 판정 기준을 설정하는 단계이다. S10 단계는, 상기 압입력을 측정한 데이터를 축적하여 그래프(graph)로 표현하는 단계를 구비한다.
도 1에 도시된 워터 펌프(1)는 강제 압입 제품의 일 예이다. 강제 압입 제품은 암형 부재와, 상기 암형 부재에 압입되는 수형 부재를 포함한다. 도 1의 워터 펌프(1)에서, 하우징(2)이 암형 부재에, 베어링 샤프트(10)가 수형 부재에 해당되고, 구체적으로, 하우징 중앙 통공(3)에 베어링(11)이 강제 압입된다. 다른 예로, 임펠러(17)가 암형 부재에, 베어링 샤프트(10)가 수형 부재에 해당되고, 구체적으로, 임펠러(17) 중앙 통공(18)에 샤프트(13)의 후단부(15)가 강제 압입된다. 또 다른 예로, 허브(20)가 암형 부재에, 베어링 샤프트(10)가 수형 부재에 해당되고, 구체적으로, 허브(20)의 중앙 통공(21)에 샤프트(13)의 전단부(14)가 강제 압입된다.
강제 압입 제품이 양품인지 여부를 판정하기 위한 기준의 예로서, 이탈력(pull-out force)이 제시되고 있다. 이탈력은 압입 제품의 수형 부재를, 상기 수형 부재가 끼워진 암형 부재에서 빼내기 위해 가해지는 힘으로서, 워터 펌프(1)의 양품 판정 기준으로도 주로 사용된다. 즉, 이탈력이 미리 정한 기준 범위 내에 있으면 양품으로 판정된다.
압입력(fitting force)은 이탈력과 반대로, 압입 제품의 수형 부재를, 암형 부재에 강제로 끼워 넣기 위해 가해지는 힘이다. 수형 부재를 암형 부재에 끼워 넣을 때나 반대로 빼낼 때 이탈력은 정마찰력에 대응되고, 압입력은 동마찰력에 대응된다. Mechanical Engineers Handbook, Academic Press, Dan B. Marghitu, 2001 등에 동마찰계수(μk)는 정마찰계수(μs)의 대략 0.75배로 제시된 바 있는데, 이와 마찬가지로 압입력은 이탈력의 대략 0.75배로 추론할 수 있다. 실제로 발명자에 의한 실험 결과, 압입력은 이탈력의 0.70 내지 0.76배인 관계를 확인할 수 있었다. 결론적으로, 압입력을 통해 압입 제품의 양품 판정 기준인 이탈력을 추론할 수 있으므로, 압입력을 측정한 데이터를 축적하여 압입 제품의 양품 판정 기준을 설정할 수 있다.
강제 압입 제품은 서보 프레스(servo press)를 이용하여 강제 압입한다. 그리고, 강제 압입 진행 과정 중에 압입력은 상기 서보 프레스에 탑재된 로드셀(load cell)에 의해 측정된다. 도 4에는 베어링 샤프트(10)의 베어링(11)을 하우징(2)의 중앙 통공(3)에 압입하는 과정에서 측정된 압입력의 데이터가 그래프(graph) 형태로 나타나 있다. 도 4에서 실선으로 도시된 그래프가 양품의 데이터를 그래프로 나타낸 것이고, 실선 그래프 중에서 가장 위의 그래프와 가장 아래의 그래프가 양품 판정 기준의 상한과 하한이 된다.
도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 하우징 중앙 통공(3)에 베어링(11)이 강제 압입 고정되도록 상기 베어링(11) 외륜의 직경은 상기 중앙 통공(3) 내주면(4)의 내경보다 약간 크게 된다. 일례로 베어링(11) 외륜의 직경이 하우징 중앙 통공(3)의 내주면 보다 37㎛ ~ 65㎛ 클 수 있다. 베어링(11)이 중앙 통공(3) 내부로 삽입 진행될수록, 베어링(11) 외륜과 중앙 통공 내주면(4) 간의 접촉 면적이 넓어지므로 이에 비례하여 압입력은 대체적으로 선형으로 증가한다. 베어링(11)은 중앙 통공(3) 내부의 스토퍼(5)에 닿을 때까지 삽입 진행되며, 그 때까지 진행한 거리가 L1 이다. 베어링(11)이 중앙 통공(3)에 닿으면 도 4에 도시된 바와 같이 압입력이 점프(jump)하여 급증하고 베어링(11)이 더 이상 진행하지 않게 된다. 따라서, 압입력이 급증하기 전까지 구간에서 압입력의 최대값을 최대 압입력으로 지정하게 된다.
강제 압입 과정에서 베어링(11)이 중앙 통공(3)에 용이하게 진입할 수 있도록, 베어링(11) 외륜의 말단에는 경사지게 연마된 모서리, 즉 챔퍼(chamfer)(11a)가 형성된다. 강제 압입 진행 과정에서 베어링(11)의 챔퍼(11a)가 가장 먼저 중앙 통공(3)의 입구를 통과하게 되며, 챔퍼(11a)가 통과하는 도중에 압입력은 증가하다가 잠시 감소한 후 다시 증가하게 된다. 도 4에서 C1이 챔퍼(11a)가 중앙 통공(3)의 입구를 진입하여 통과한 때까지 진행한 거리이다.
도 6에는 베어링 샤프트(10)의 샤프트(13)를 임펠러(17)의 중앙 통공(18)에 강제 압입하는 과정에서 측정된 압입력의 데이터가 그래프(graph) 형태로 나타나 있다. 도 6에서 실선으로 도시된 그래프가 양품의 데이터를 그래프로 나타낸 것이고, 실선 그래프 중에서 가장 위의 그래프와 가장 아래의 그래프가 양품 판정 기준의 상한과 하한이 된다.
도 5 및 도 6을 함께 참조하면, 임펠러 중앙 통공(18)에 샤프트 후단부(15)가 강제 압입 고정되도록 상기 샤프트 후단부(15)의 직경은 상기 중앙 통공(18) 내주면(19)의 내경보다 약간 크게 된다. 일례로 샤프트 후단부(15)의 직경이 임펠러 중앙 통공(18)의 내주면 보다 31㎛ ~ 80㎛ 클 수 있다. 샤프트 후단부(15)가 중앙 통공(18) 내부로 삽입 진행될수록, 샤프트 후단부(15)와 중앙 통공 내주면(19) 간의 접촉 면적이 넓어지므로 이에 비례하여 압입력은 대체적으로 선형으로 증가한다. 샤프트 후단부(15)가 미리 지정된 거리(L2)만큼 삽입 진행될 때까지 서보 프레스에 의해 가압된다.
강제 압입 과정에서 샤프트 후단부(15)가 중앙 통공(18)에 용이하게 진입할 수 있도록, 샤프트 후단부(15) 말단에는 경사지게 연마된 모서리, 즉 챔퍼(15a)가 형성된다. 강제 압입 진행 과정에서 샤프트 후단부(15)의 챔퍼(15a)가 가장 먼저 중앙 통공(15)의 입구를 통과하게 되며, 챔퍼(15a)가 통과하는 도중에 압입력은 증가하다가 잠시 감소한 후 다시 증가하게 된다. 도 6에서 C2이 챔퍼(15a)가 중앙 통공(18)의 입구를 진입하여 통과한 때까지 진행한 거리이다.
도 8에는 베어링 샤프트(10)의 샤프트(13)를 허브(20)의 중앙 통공(21)에 강제 압입하는 과정에서 측정된 압입력의 데이터가 그래프(graph) 형태로 나타나 있다. 도 8에서 실선으로 도시된 그래프가 양품의 데이터를 그래프로 나타낸 것이고, 실선 그래프 중에서 가장 위의 그래프와 가장 아래의 그래프가 양품 판정 기준의 상한과 하한이 된다.
도 7 및 도 8을 함께 참조하면, 허브 중앙 통공(21)에 샤프트 전단부(14)가 강제 압입 고정되도록 상기 샤프트 전단부(14)의 직경은 상기 중앙 통공(21) 내주면(22)의 내경보다 약간 크게 된다. 일례로 샤프트 전단부(14)의 직경이 허브 중앙 통공(21)의 내주면 보다 58㎛ ~ 89㎛ 클 수 있다. 샤프트 전단부(14)가 중앙 통공(21) 내부로 삽입 진행될수록, 샤프트 전단부(14)와 중앙 통공 내주면(22) 간의 접촉 면적이 넓어지므로 이에 비례하여 압입력은 대체적으로 선형으로 증가한다. 샤프트 전단부(14)가 미리 지정된 거리(L3)만큼 삽입 진행될 때까지 서보 프레스에 의해 가압된다.
강제 압입 과정에서 샤프트 전단부(14)가 중앙 통공(21)에 용이하게 진입할 수 있도록, 샤프트 전단부(14) 말단에는 경사지게 연마된 모서리, 즉 챔퍼(14a)가 형성된다. 강제 압입 진행 과정에서 샤프트 전단부(14)의 챔퍼(14a)가 가장 먼저 중앙 통공(21)의 입구를 통과하게 되며, 챔퍼(14a)가 통과하는 도중에 압입력은 증가하다가 잠시 감소한 후 다시 증가하게 된다. 도 8에서 C3이 챔퍼(14a)가 중앙 통공(21)의 입구를 진입하여 통과한 때까지 진행한 거리이다.
기준 설정 단계(S10)에서는 복수의 수형 부재와 복수의 암형 부재를 서보 프레스를 이용하여 하나씩 강제 압입하면서 압입력을 측정하여 데이터를 모으고, 압입 결합된 수형 부재와 암형 부재를 반대로 분리하면서 이탈력을 측정한다. 그리고, 이탈력이 양품 판정 기준을 만족하지 않는 강제 압입 제품의 압입력 측정 데이터는 제외하고, 이탈력이 양품 판정 기준을 만족하는 압입 제품의 압입력 측정 데이터만을 사용하여, 압입력에 의한 양품 판정 기준을 설정할 수 있다.
강제 압입 단계(S20)는 기준 설정 단계(S10)에서 이용된 강제 압입 제품과 동종(同種)인 강제 압입 제품의 강제 압입 진행에 따른 압입력을 측정하는 단계이다. 강제 압입 제품의 예 및 이의 강제 압입을 통한 압입력 측정 과정은 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 양품인 강제 압입 제품의 예 및 압입력 측정 과정과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
판정 단계(S30)는 강제 압입 제품의 압입력 측정 결과가 압입력에 의한 양품 판정 기준에 속하면 강제 압입 제품을 양품(良品)으로, 상기 압입력에 의한 양품 판정 기준에서 벗어나면 강제 압입 제품을 불량품(不良品)으로 판정하는 단계이다.
판정 단계(S30)는, 강제 압입 제품의 압입력 측정 결과를 그래프로 표현하는 단계와, 강제 압입 제품의 압입력 측정 결과의 그래프가 양품 판정 기준의 그래프의 상한 및 하한 이내의 영역에 존재하면 강제 압입 제품을 양품으로, 그 이외의 영역에 존재하면 강제 압입 제품을 불량품으로 판정하는 단계를 구비한다.
판정 단계(S30)에서 양품으로 판정되면, 강제 압입 제품을 포장하고(S40), 출고에 대비한다. 도 4의 AG1 일점 쇄선, 도 6의 BG1 일점 쇄선, 및 도 8의 CG1 일점 쇄선으로 나타낸 그래프가 양품 판정을 받게 되는 압입력 측정 결과 그래프의 예가 된다.
한편, 판정 단계(S30)에서 불량품으로 판정되면, 추가적으로 불량 원인 파악 단계(S50)와 설계 변경 단계(S60)가 진행될 수 있다. 불량 원인 파악 단계(S50)는 판정 단계(S30)에서 불량으로 판정된 강제 압입 제품의 형상과 물성(物性)을 상세 검사하여 불량의 원인을 파악하는 단계이다. 설계 변경 단계(S60)는 S50 단계에서 파악된 불량의 원인을 제거하기 위해 압입 제품 자체 또는 공정의 설계를 변경하는 단계이다.
도 4에서, ANG1, ANG2, ANG3, ANG4, 및 ANG5의 일점 쇄선으로 나타낸 그래프가 불량품 판정을 받게 되는 압입력 측정 결과 그래프의 예이다. ANG1 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 대부분의 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한과 하한 사이의 적합한 압입력이 나타나고, 단지 C1 구간에서만 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 높은 압입력이 나타나지만, 불량으로 판정된다. C1 구간에서만 높은 압입력이 나타나는 것은 베어링(11) 외륜의 챔퍼(11a) 형상에 문제가 있음을 추정하게 하며, 이러한 추정을 토대로 상기 챔퍼(11a) 부분을 확대하여 자세하게 관찰하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, ANG1 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 챔퍼(11a) 부분의 설계를 변경하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
ANG2 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 모든 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 높은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 과도한 압입력으로 인해 베어링(11) 또는 중앙 통공(3)의 내주면(4) 측에 과도한 영구적인 변형을 발생시킬 수 있기 때문이다. 이러한 결과는 베어링(11) 외륜의 직경이 너무 크거나, 중앙 통공(3) 내주면의 내경이 너무 작다는 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 만약 형상에 문제가 없다면 베어링(11) 외륜의 물성(物性)이나 하우징(2)의 물성에 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 베어링(11)과 하우징(2)을 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, ANG2 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 베어링(11)과 하우징 중앙 통공(3) 부분의 형상 설계를 변경하거나 소재를 변경하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
ANG3 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 모든 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 하한보다 낮은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 워터 펌프(1)(도 1 참조)의 작동 중에 하중을 견디지 못하고 베어링(11)이 하우징(2)에서 분리될 수 있기 때문이다. 이러한 결과는 베어링(11) 외륜의 직경이 너무 작거나, 중앙 통공(3) 내주면의 내경이 너무 크다는 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 만약 형상에 문제가 없다면 베어링(11) 외륜의 물성(物性)이나 하우징(2)의 물성에 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 베어링(11)과 하우징(2)을 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, ANG3 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 베어링(11)과 하우징 중앙 통공(3) 부분의 형상 설계를 변경하거나 소재를 변경하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
ANG4 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 일부 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 높은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 베어링(11) 외륜의 축과 중앙 통공 내주면(4)의 축의 정렬이 되지 않거나, 치수적으로 베어링(11) 외륜의 외경은 압입 구간에서 일정한데 중앙 통공(3) 내주면의 내경 일부가 너무 작은 경우, 중앙 통공(3) 내주면의 내경은 압입 구간에서 일정한데 베어링(11) 외륜의 외경 일부가 너무 작은 경우, 베어링(11) 외륜의 외경 일부와 중앙 통공(3) 내주면의 내경 일부 모두가 너무 작은 경우의 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 베어링(11)과 하우징(2)을 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, ANG4 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 강제 압입 작업용 지그(jig)의 축 정렬을 재설정하거나 베어링(11)과 하우징 중앙 통공(3) 부분의 가공을 개선하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
ANG5 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 일부 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 낮은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 치수적으로 베어링(11) 외륜의 외경은 압입 구간에서 일정한데 중앙 통공(3) 내주면의 내경 일부가 너무 큰 경우, 중앙 통공(3) 내주면의 내경은 압입 구간에서 일정한데 베어링(11) 외륜의 외경 일부가 너무 큰 경우, 베어링(11) 외륜의 외경 일부와 중앙 통공(3) 내주면의 내경 일부 모두가 너무 큰 경우의 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 베어링(11)과 하우징(2)을 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, ANG5 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 베어링(11)과 하우징 중앙 통공(3) 부분의 가공을 개선하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
도 6에서, BNG1, BNG2, BNG3, BNG4, 및 BNG5의 일점 쇄선으로 나타낸 그래프가 불량품 판정을 받게 되는 압입력 측정 결과 그래프의 예이다. BNG1 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 대부분의 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한과 하한 사이의 적합한 압입력이 나타나고, 단지 C2 구간에서만 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 높은 압입력이 나타나지만, 불량으로 판정된다. C2 구간에서만 높은 압입력이 나타나는 것은 샤프트 후단부(15)의 챔퍼(15a) 형상에 문제가 있음을 추정하게 하며, 이러한 추정을 토대로 상기 챔퍼(15a) 부분을 확대하여 자세하게 관찰하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, BNG1 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 챔퍼(15a) 부분의 설계를 변경하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
BNG2 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 모든 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 높은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 과도한 압입력으로 인해 샤프트 후단부(15) 또는 임펠러 중앙 통공(18)의 내주면(19) 측에 과도한 영구적인 변형을 발생시킬 수 있기 때문에다. 이러한 결과는 샤프트 후단부(15)의 직경이 너무 크거나, 임펠러 중앙 통공(18) 내주면의 내경이 너무 작다는 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 만약 형상에 문제가 없다면 샤프트 후단부(15)의 물성(物性)이나 임펠러(17)의 물성에 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 샤프트 후단부(15)와 임펠러(17)의 중앙 통공(18) 주변부를 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, BNG2 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 샤프트 후단부(15)와 임펠러 중앙 통공(18) 부분의 형상 설계를 변경하거나 소재를 변경하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
BNG3 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 모든 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 하한보다 낮은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 워터 펌프(1)(도 1 참조)의 작동 중에 하중을 견디지 못하고 샤프트 후단부(15)가 임펠러(17)에서 분리될 수 있기 때문이다. 이러한 결과는 샤프트 후단부(15)의 직경이 너무 작거나, 임펠러 중앙 통공 내주면(19)의 내경이 너무 크다는 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 만약 형상에 문제가 없다면 샤프트 후단부(15)의 물성(物性)이나 임펠러 중앙 통공(18) 주변부의 물성에 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 샤프트 후단부(15)와 임펠러 중앙 통공(18) 주변부를 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, BNG3 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 샤프트 후단부(15)와 임펠러 중앙 통공(18) 부분의 형상 설계를 변경하거나 소재를 변경하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
BNG4 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 일부 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 높은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 샤프트 후단부(15)의 축과 임펠러 중앙 통공 내주면(19)의 축의 정렬이 되지 않거나, 치수적으로 샤프트 후단부(15)의 외경은 압입 구간에서 일정한데 중앙 통공 내주면(19)의 내경 일부가 너무 작은 경우, 중앙 통공 내주면(19)의 내경은 압입 구간에서 일정한데 샤프트 후단부(15)의 외경 일부가 너무 작은 경우, 샤프트 후단부(15)의 외경 일부와 중앙 통공 내주면(19)의 내경 일부 모두가 너무 작은 경우의 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 샤프트 후단부(15)와 임펠러(17)를 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, BNG4 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 강제 압입 작업용 지그(jig)의 축 정렬을 재설정하거나 샤프트 후단부(15)와 임펠러 중앙 통공(18) 부분의 가공을 개선하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
BNG5 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 일부 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 낮은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 치수적으로 샤프트 후단부(15)의 외경은 압입 구간에서 일정한데 임펠러 중앙 통공 내주면(19)의 내경 일부가 너무 큰 경우, 중앙 통공 내주면(19)의 내경은 압입 구간에서 일정한데 샤프트 후단부(15)의 외경 일부가 너무 큰 경우, 샤프트 후단부(15)의 외경 일부와 중앙 통공 내주면(19)의 내경 일부 모두가 너무 큰 경우의 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 샤프트 후단부(15)와 임펠러(17)를 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, BNG5 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 샤프트 후단부(15)과 임펠러 중앙 통공(18) 부분의 가공을 개선하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
도 8에서, CNG1, CNG2, CNG3, CNG4, 및 CNG5의 일점 쇄선으로 나타낸 그래프가 불량품 판정을 받게 되는 압입력 측정 결과 그래프의 예이다. CNG1 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 대부분의 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한과 하한 사이의 적합한 압입력이 나타나고, 단지 C3 구간에서만 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 높은 압입력이 나타나지만, 불량으로 판정된다. C3 구간에서만 높은 압입력이 나타나는 것은 샤프트 전단부(14)의 챔퍼(14a) 형상에 문제가 있음을 추정하게 하며, 이러한 추정을 토대로 상기 챔퍼(14a) 부분을 확대하여 자세하게 관찰하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, CNG1 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 챔퍼(14a) 부분의 설계를 변경하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
CNG2 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 모든 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 높은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 과도한 압입력으로 인해 샤프트 전단부(14) 또는 허브 중앙 통공(21)의 내주면(22) 측에 과도한 영구적인 변형을 발생시킬 수 있기 때문에다. 이러한 결과는 샤프트 전단부(14)의 직경이 너무 크거나, 허브 중앙 통공 내주면(22)의 내경이 너무 작다는 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 만약 형상에 문제가 없다면 샤프트 전단부(14)의 물성(物性)이나 허브(20)의 물성에 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 샤프트 전단부(14)와 허브(20)의 중앙 통공(21) 주변부를 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, CNG2 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 샤프트 전단부(14)와 허브 중앙 통공(21) 부분의 형상 설계를 변경하거나 소재를 변경하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
CNG3 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 모든 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 하한보다 낮은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 워터 펌프(1)(도 1 참조)의 작동 중에 하중을 견디지 못하고 샤프트 전단부(14)가 허브(20)에서 분리될 수 있기 때문이다. 이러한 결과는 샤프트 전단부(14)의 직경이 너무 작거나, 허브 중앙 통공 내주면(22)의 내경이 너무 크다는 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 만약 형상에 문제가 없다면 샤프트 전단부(14)의 물성(物性)이나 허브 중앙 통공(21) 주변부의 물성에 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 샤프트 전단부(14)와 허브 중앙 통공(21) 주변부를 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, CNG3 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 샤프트 전단부(14)와 허브 중앙 통공(21) 부분의 형상 설계를 변경하거나 소재를 변경하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
CNG4 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 일부 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 높은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 샤프트 전단부(14)의 축과 허브 중앙 통공 내주면(22)의 축의 정렬이 되지 않거나, 치수적으로 샤프트 전단부(14)의 외경은 압입 구간에서 일정한데 중앙 통공 내주면(22)의 내경 일부가 너무 작은 경우, 중앙 통공 내주면(22)의 내경은 압입 구간에서 일정한데 샤프트 전단부(14)의 외경 일부가 너무 작은 경우, 샤프트 전단부(14)의 외경 일부와 중앙 통공 내주면(22)의 내경 일부 모두가 너무 작은 경우의 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 샤프트 전단부(14)와 허브(20)를 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, CNG4 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 강제 압입 작업용 지그(jig)의 축 정렬을 재설정하거나 샤프트 전단부(14)와 허브 중앙 통공(21) 부분의 가공을 개선하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
CNG5 그래프의 경우, 강제 압입 진행 과정의 일부 구간에서 압입력 양품 판정 기준의 상한보다 낮은 압입력이 나타나 불량으로 판정되는데, 치수적으로 샤프트 전단부(14)의 외경은 압입 구간에서 일정한데 허브 중앙 통공 내주면(22)의 내경 일부가 너무 큰 경우, 중앙 통공 내주면(22)의 내경은 압입 구간에서 일정한데 샤프트 전단부(14)의 외경 일부가 너무 큰 경우, 샤프트 전단부(14)의 외경 일부와 중앙 통공 내주면(22)의 내경 일부 모두가 너무 큰 경우의 형상 문제가 있음을 추정하게 한다. 이러한 추정을 토대로 샤프트 전단부(14)와 허브(20)를 상세하게 검사하면 문제점을 용이하게 확인할 수 있다. 그리고, CNG5 그래프와 같은 압입력 측정 결과가 반복된다면 샤프트 전단부(14)과 허브 중앙 통공(21) 부분의 가공을 개선하여 이로 인한 불량을 제거할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1: 워터 펌프 2: 하우징
10: 베어링 샤프트 11: 베어링
13: 샤프트 17: 임펠러
21: 허브 24: 메인 씰
10: 베어링 샤프트 11: 베어링
13: 샤프트 17: 임펠러
21: 허브 24: 메인 씰
Claims (7)
- 양품(良品)인 강제 압입 제품들의 강제 압입 결합을 진행하면서 실시간으로 강제 압입 진행에 따른 압입력(fitting force)을 측정한 데이터를 축적하여 양품 판정 기준을 설정하는 기준 설정 단계;
상기 강제 압입 제품과 동종(同種)인 강제 압입 제품의 강제 압입 결합을 진행하면서 실시간으로 강제 압입 진행에 따른 압입력을 측정하는 강제 압입 단계; 및,
상기 강제 압입 제품의 압입력 측정 결과가 상기 양품 판정 기준에 속하면 상기 강제 압입 제품을 양품으로, 상기 양품 판정 기준에서 벗어나면 상기 강제 압입 제품을 불량품으로 판정하는 판정 단계;를 구비한 것을 특징으로 하는 강제 압입 제품의 품질 검사 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 강제 압입 제품은 암형 부재와, 상기 암형 부재에 강제 압입되는 수형 부재를 포함하고,
상기 양품인 강제 압입 제품은 상기 수형 부재를 상기 암형 부재에서 분리하기 위한 이탈력(pull-out force)이 미리 정한 기준 범위에 있는 강제 압입 제품인 것을 특징으로 하는 강제 압입 제품의 품질 검사 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 수형 부재의 말단 모서리에 챔퍼(chamfer)가 형성되고,
상기 양품인 강제 압입 제품의 강제 압입 진행 과정 및 상기 강제 압입 제품의 강제 압입 진행 과정에서, 상기 챔퍼가 상기 암형 부재의 입구를 통과할 때 압입력은 증가하다가 잠시 감소한 후 다시 증가하는 것을 특징으로 하는 강제 압입 제품의 품질 검사 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 강제 압입 단계에서 상기 암형 부재에 대한 상기 수형 부재의 압입이 더 이상 진행하지 않고 압입력이 급증하면, 상기 압입력이 급증하기 전까지 구간에서 압입력의 최대값을 상기 강제 압입 제품의 최대 압입력으로 지정하는 것을 특징을 하는 강제 압입 제품의 품질 검사 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 판정 단계에서 불량으로 판정된 강제 압입 제품의 형상과 물성(物性)을 상세 검사하여 불량의 원인을 파악하는 불량 원인 파악 단계; 및, 상기 불량의 원인을 제거하기 위해 강제 압입 제품 자체 또는 공정의 설계를 변경하는 설계 변경 단계;를 더 구비한 것을 특징으로 하는 강제 압입 제품의 품질 검사 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 강제 압입 제품은 서보 프레스(servo press)를 이용하여 강제 압입하고, 상기 강제 압입 진행에 따른 압입력은 상기 서보 프레스에 탑재된 로드셀(load cell)에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 압입 제품의 품질 검사 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 기준 설정 단계는, 상기 압입력을 측정한 데이터를 축적하여 그래프(graph)로 표현하는 단계를 구비하고,
상기 판정 단계는, 상기 강제 압입 제품의 압입력 측정 결과를 그래프로 표현하는 단계와, 상기 강제 압입 제품의 압입력 측정 결과의 그래프가 상기 양품 판정 기준의 그래프의 상한 및 하한 이내의 영역에 존재하면 상기 강제 압입 제품을 양품으로, 그 이외의 영역에 존재하면 상기 강제 압입 제품을 불량품으로 판정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 강제 압입 제품의 품질 검사 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150120692A KR20170024973A (ko) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | 강제 압입 제품의 품질 검사 방법 |
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| KR20170024973A true KR20170024973A (ko) | 2017-03-08 |
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ID=58404336
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| KR (1) | KR20170024973A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10945066B2 (en) | 2018-05-21 | 2021-03-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Vibration-proof fixing structure for vibration-generating component and electronic device including the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101471938B1 (ko) | 2013-01-31 | 2014-12-11 | (주)프론틱스 | 계장화 압입 시험을 이용한 잔류응력 평가 방법 및 주응력 평가 방법 |
-
2015
- 2015-08-27 KR KR1020150120692A patent/KR20170024973A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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