KR20190082059A - 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 개폐수단에 의해 필터가 설치된 하부하우징에서 상부하우징을 개폐하도록 하우징을 구성하여, 엔진이나 변속기 등에 조립되게 될 부품을 세척한 세척액을 하우징에 통과시키는 동안 필터에 수집된 이물질을 검사하여 부품 정정도를 관리함으로써 부품 청정도를 높여 완제품의 성능 향상과 고품질화에 기여할 수 있는, 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치를 제공하기 위한 것이다.

Description

부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치{Contamination particle extraction apparatus for checking component cleanliness}

본 발명은 이물질 추출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 엔진이나 변속기 등 완제품에 조립되는 부품을 세척해서 세척액에 포함된 이물질을 추출하여 검사함으로써 부품 청정도를 높여 완제품의 성능 향상과 고품질화에 기여할 수 있는, 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량, 항공기, 선박, 농기계 등의 엔진이나 변속기는 많은 부품들이 조립되어 구성되는데, 조립된 완제품의 성능 향상과 고품질화를 위해서는 엔진이나 변속기에 조립되는 많은 개별 부품의 이물질 제거와 관리가 매우 중요하다. 만일 일부 부품이라도 치명적인 금속성 이물질이 규정 수치 이상으로 남아 있는 경우에는 조립된 완제품의 마모 및 오작동 등을 유발함은 물론 고장과 사고의 원인이 되기 때문에 엔진이나 변속기 등과 같은 정밀한 장치일수록 조립되는 부품은 통상적으로 청정도 검사장치를 통해 부품 청정도 검사를 하여 청정도 테스트에 합격되는 부품만이 완제품에 조립되게 된다.

부품 청정도 검사와 관련하여, 특허등록 제331618호 "자동변속기 청정도 검사방법"에 기재된 기술은 분사통에서 분사되는 세척액으로 부품을 세척하면서 그 하부에서 비이커에 세척액을 수집한 다음, 수집된 세척액을 이중으로 설치된 필터를 통해 여과시킨 후에, 필터에 묻은 오일을 제거한 다음, 필터에 걸러진 이물질의 중량을 측정하고 영상장치를 통해 이물질의 크기와 형태 등을 분석하는 방법으로 청정도 검사를 하는 기술이다. 하지만, 상기 특허는 모든 과정이 수동으로 이루어지기 때문에 검사과정에서 외부 이물질이 유입될 수도 있고, 천공 사이즈가 서로 다른 필터를 일정 간격을 두고 클램프를 조작하여 설치하는 등 장치의 구조와 검사방법 자체가 복잡하고 부정확하여 검사 결과에 대한 신뢰도에 문제가 있으며, 검사작업도 어렵고 힘들 뿐만 아니라 검사에 필요한 인력과 시간이 많이 소요되는 등 여러가지 문제가 있다.

또, 특허등록 제1427916호 "차량 부품 린싱용 필터유닛 및 이를 포함하는 차량 부품 린싱시스템"은 실린더 헤드나 블록 등과 같은 차량 부품의 청정도 측정시 세정한 세척수를 필터링하여 이물질을 걸러내는 장치에 관한 것으로, 부품을 세정하여 드레인되는 세척수를 포집하여 배출하도록 중앙에 배출홀이 형성된 깔대기 형상의 드레인 팬과, 배출홀에 장착한 필터유닛과, 필터유닛을 통과한 세척수가 저장되는 드레인 탱크와 필터유닛 사이를 연결하는 파이프를 구비하여 구성된 세척시스템이다. 하지만, 상기 세척시스템에서 필터유닛의 기능은 세척액이 통과하는 파이프 배관으로 이물질이 혼입되는 것을 방지하고 파이프를 연결하는 커플링이나 밸브에 이물질이 끼거나 퇴적되는 것을 방지하기 위한 것이므로, 상방이 개방된 드레인 팬으로 이물질이 유입될 수도 있고, 미세 이물질을 검사하기가 곤란하여 부품의 청정도를 검사하는 데는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 필터가 설치된 하부하우징에서 상부하우징을 회동수단에 의해 개폐하도록 하우징을 구성하여, 엔진이나 변속기 등에 조립되게 될 부품을 세척한 세척액을 하우징에 통과시키는 동안 필터에 수집된 이물질을 검사하여 부품 정정도를 관리함으로써 부품 청정도를 높여 완제품의 성능 향상과 고품질화에 기여할 수 있는, 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치는, 부품을 세척한 세척액이 유입되는 유입관과 연통하도록 중앙부분을 관통하는 제1통공이 형성되어 있고, 판상(板狀)의 하면에는 제1통공의 외측으로 링장착홈이 형성되어, 링장착홈에 오링(O-ring)이 삽입된 상부케이싱; 하부에 상기 상부케이싱이 고정 설치되고, 중앙부분에 상부케이싱의 제1통공과 연통되는 구멍이 형성된 회동판; 상기 회동판의 일측단이 힌지 결합되어 설치되게 되는 거치대; 상면이 판상(板狀)으로 형성되고, 중앙부분에 제1통공과 연통되면서 세척액이 유출되는 유출관과 연통하도록 중앙부분을 관통하는 제2통공이 형성되어 있으며, 제2통공의 상면 부분에는 깔대기 형상의 유입부가 형성되어 있고, 유입부의 상단 원주방향을 따라 일정 깊이의 안착홈이 형성된 하부케이싱; 상기 하부케이싱에 형성된 안착홈에 장착되어 세척액에 포함된 이물질을 수집하여 추출하게 되는 필터유닛; 로드(rod)의 일단(一端)이 상기 회동판의 상부에 힌지 결합되고, 거치대와 회동판을 힌지 결합시키고 있는 힌지축을 중심으로 상부케이싱과 회동판을 회동시켜 상부케이싱과 하부케이싱을 밀착시키거나 분리시키는 회동실린더;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 필터유닛은 하부케이싱에 형성된 안착홈에 삽입 장착되는 필터 서포트 스크린과, 필터 서포트 스크린 상부에 장착되는 멤브레인필터이며, 필터 서포트 스크린은 판상으로 형성된 스크린본체를 관통하는 관통공이 균일하게 분포되도록 형성되어 구성된다.

바람직하게는, 힌지축의 대향(對向)하는 위치에 있는 하부케이싱의 측면 외측 부분에는 완충수단이 더 설치되어 있어서, 상부케이싱이 회동하면서 상부케이싱과 하부케이싱이 밀착될 때 완충시키는 역할을 한다.

바람직하게는, 하부케이싱에 연결된 유출관에는 진공펌프가 설치되어, 진공펌프의 작동에 의해 유입관으로 유입된 세척액이 필터유닛을 통과하면서 필터링된 상태로 유출관을 통해 신속하게 배출되도록 한다.

본 발명에 따른 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치는 엔진이나 변속기 등에 조립되게 될 부품의 청정도를 검사하기 위해 완제품에 조립되기 전에 각 부품을 세척한 세척액에 포함된 이물질을 수집하여 추출하기 위한 것으로, 하우징이 상부와 하부로 분리되고 내부에 미세한 이물질을 걸러주는 필터가 장착되며, 회동실린더에 의해 상부하우징을 회동시킨 다음 이물질이 수집된 필터를 하부하우징에서 분리하여, 고성능 현미경 등의 장비를 이용하여 수집된 이물질을 검사(이물질의 크기, 재질, 개수, 분포 등)하여 부품의 청정도를 세밀하고 정확하게 판별하여 부품의 청정도 검사를 간편하고 편리하며 신속하게 할 수 있다.

또한, 모든 필터에 이물질을 수집하고 추출하는 일련의 작업을 작업자가 수동으로 진행하는 것이 아니라 자동으로 진행되기 때문에 검사의 신뢰도를 현저히 높일 수 있어서, 부품 청정도를 높여 완제품의 성능 향상과 고품질화에 크게 기여할 수 있다. 또, 상부하우징을 승강시키는 것이 아니라 힌지축을 중심으로 회동시키기 때문에 이물질 추출장치가 차지하는 공간도 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치의 상부하우징이 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 상부하우징이 닫힌 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 측면도이다.
도 4는 상부하우징과 하부하우징의 단면도를 도시한 도면이다.
도 5는 필터 서포트 스크린을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치의 가장 큰 기술적 특징은, 엔진이나 변속기 등에 조립되게 될 부품을 세척한 세척액에 포함된 이물질을 수집하여 부품의 청정도 검사를 함에 있어서, 이물질이 수집되는 필터를 내장한 하우징에서 회동실린더에 의해 상부하우징을 회동시켜 하부하우징에서 분리하고 필터를 회수하여 분석함으로써 청정도 검사작업을 간편하고 편리하며 신속하면서도 신뢰도를 현저히 상승시킬 수 있도록 했다는 점이다.

본 발명에 따른 이물질 추출장치는 엔진이나 변속기 등에 조립되는 부품을 조립하기 전에 청정도를 검사하기 위하여 부품을 세척한 세척액에 포함되어 있는 이물질을 수집하여 부품의 청정도를 검사하기 위한 장치인데, 상부케이싱(11)을 구비하는 상부하우징(10)과, 하부케이싱(21)과 필터유닛을 구비하는 하부하우징(20)과, 회동판(12)이 힌지 결합된 거치대(15), 회동판(12) 및 상부케이싱(11)을 회동시키는 회동실린더(14)를 기본적인 구성으로 포함하고, 부품을 세척한 세척액이 유입관(13)을 통해 상부하우징(10)으로 유입되었다가 하부하우징(20)에 설치된 필터유닛에서 필터링되어 이물질이 걸러진 후에 유출관(23)을 통해 유출된 세척액이 저장되는 탱크로 유동하게 된다.

상부케이싱(11)은 부품을 세척한 세척액이 유입되는 유입관(13)과 연통하도록 중앙부분을 관통하는 제1통공(111)이 형성되어 있고, 판상(板狀)의 하면에는 제1통공(111)의 외측으로 링장착홈(112)이 형성되어 있다. 유입관(13)은 회동판(12) 및 상부케이싱(11)과 함께 움직여야 하기 때문에 플렉시블한 재질로 만들어진 호스를 사용하는 것이 바람직하다. 오링(O-ring)(113)은 링장착홈(112)에 삽입 장착되어, 상부하우징(10)과 하부하우징(20)이 밀착되어 하우징을 형성했을 때 상부케이싱(11)의 하면과 하부케이싱(21)의 상면 사이가 기밀을 유지하여 하우징이 밀폐될 수 있게 해준다.

회동판(12)은 중앙부분에 상부케이싱의 제1통공(111)과 연통되는 구멍이 형성되어 있고, 하부에는 상부케이싱(11)이 고정 설치되며, 회동판(12)의 일측단은 거치대(15)와 힌지 결합되어 설치되어, 힌지축(16)을 중심으로 회동판(12)이 회동하면서 상부케이싱(11)의 하면과 하부케이싱(21)의 상면을 밀착시키거나 분리시키게 된다.

상부케이싱(11)과 회동판(12)을 회동시키기 위한 수단으로 회동실린더(14)를 사용하는데, 회동실린더(14)는 공압실린더 또는 유압실린더를 사용하는 것이 바람직하지만, 상부케이싱(11)과 회동판(12)을 회동시켜 줄 수 있는 수단이면 어떤 것을 사용하더라도 문제는 없으며, 통상의 기술자라면 아무런 기술적 어려움없이 단순 변경할 수 있을 것이다. 실린더를 사용할 경우 로드(rod)의 일단(一端)이 회동판(12)의 상부에 결합되고, 타단은 거치대(15) 또는 장착함(30)에 힌지 결합되게 되며, 거치대(15)와 회동판(12)을 힌지 결합시키고 있는 힌지축(16)을 중심으로 상부케이싱(11)과 회동판(12)을 회동시켜 상부케이싱(11)과 하부케이싱(21)을 밀착시키거나 분리시키게 된다. 또, 회동실린더(14)를 작동시키기 위한 버튼(또는 스위치, 미도시) 또는 레버는 이물질 추출장치가 설치되는 장착함의 적절한 개소에 설치된다.

하부케이싱(21)은 상면이 판상(板狀)으로 형성되어 상부케이싱(11)의 하면과 대향(對向)하도록 설치되고, 중앙부분에는 상부케이싱(11)에 형성된 제1통공(111)과 연통되게 되면서 세척액이 유출되는 유출관(23)과 연통하도록 중앙부분을 관통하는 제2통공(211)이 형성되어 있으며, 제2통공(211)의 상면 부분에는 깔대기 형상의 유입부(212)가 형성되어 있고, 유입부(212)의 상단 원주방향을 따라 일정 깊이의 안착홈(213)이 형성되어 있다. 제2통공(211)의 상부에 형성된 유입부(212)가 깔대기 형상이므로 유입부(212)의 단면적이 제2통공(211)의 단면적보다 크기 때문에 세척액이 오링(113) 쪽으로 흘러가지 않게 되어 하우징 외부로 누출될 우려도 없고, 제2통공(211)으로 유입되기도 쉬울 뿐만 아니라 세척액의 유동속도가 더 빨라지게 된다.

오링(113)을 장착하기 위한 링장착홈(112)은 상부케이싱(11)의 하면에 형성되지만, 하부케이싱(21)의 상면에 형성할 수도 있다. 오링(113)이 필터유닛의 외측에 위치하고 있어야 하므로, 링장착홈(112)의 직경은 하부케이싱(21)의 상면에 형성되어 필터유닛이 장착되게 되는 안착홈(213)의 직경보다 커야 한다.

필터유닛은 하부케이싱에 형성된 안착홈(213)에 장착되어 세척액에 포함된 이물질을 수집하여 추출하게 되는 구성인데, 필터유닛을 통해 부품을 세척한 세척액에 포함된 이물질이 걸러지게 되므로, 이물질 수집이 완료되면 필터를 핀셋 등으로 회수하여 수집된 이물질을 현미경 등의 장비에서 검사(이물질의 크기, 재질, 개수, 분포 등)하여 부품의 청정도를 판별하게 된다. 필터유닛은 하나의 필터만을 사용할 수도 있고, 도면에 도시한 바와 같이, 필터 서포트 스크린(24)과 멤브레인필터(25)를 사용할 수도 있다.

필터 서포트 스크린(24)은 판상(板狀)의 금속재로 제작되어 하부케이싱(21)에 형성된 안착홈(213)에 삽입 장착되게 되고, 필터 서포트 스크린(24) 상부에는 미세하게 천공된 멤브레인필터(25)가 얹혀져서 장착되게 된다. 필터 서포트 스크린(24)은 일정 두께를 갖는 판상으로 형성된 스크린본체(241)를 관통하는 관통공(242)이 균일하게 분포되도록 형성되어 있는데, 관통공(242)은 상부와 하부의 직경이 동일한 원통 형상으로 형성해도 되지만, 측면이 테이퍼져서 상광하협(上廣下狹) 형상으로 형성하는 것이 바람직하다(도 5 참조). 멤브레인필터(25)는 나일론이나 합성수지 등과 같은 재질로 제작되고, 두께도 매우 얇고 매우 작은 구멍이 일정 간격으로 천공되어 제작된 것으로, 멤브레인필터(25)의 상부에 이물질이 수집되면 멤브레인필터(25)만 회수하여 고성능 현미경 등의 장비를 이용하여 이물질을 분석한다.

하부케이싱(21)에 연결된 유출관(23)에는 진공펌프(미도시)를 설치해 두는 것이 바람직한데, 멤브레인필터(25)에 매우 미세한 구멍이 형성되어 있기 때문에 세척액이 멤브레인필터(25)를 통과하는데 많은 시간이 소요되므로 진공펌프를 작동시켜 진공 흡입시킴으로써 세척액이 멤브레인필터(25)를 통과하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있게 된다. 또한, 필터 서포트 스크린(24)에 형성된 관통공(242)이 하부는 직경이 작고 상부는 직경이 큰 상광하협(上廣下狹) 형상으로 형성되어 있기 때문에 진공펌프의 작동으로 인해 발생하는 흡인력이 더 커지게 되어 세척액의 유통 속도를 현저하게 향상시킬 수 있게 된다. 따라서 진공펌프의 작동에 의해 유입관(13)으로 유입된 세척액이 필터유닛(멤브레인필터와 필터 서포트 스크린)을 통과하면서 필터링된 상태로 유출관(23)을 통해 신속하게 배출되게 된다.

작업자가 작동버튼(미도시)을 조작하면 회동실린더(14)가 작동하면서 회동판(12)과 함께 상부케이싱(11)이 힌지축(16)을 중심으로 회동하여, 상부케이싱(11)이 하부케이싱(21)에 밀착되면서 상부케이싱(11)과 하부케이싱(21)에 의해 형성된 하우징 내부의 기밀이 유지되어 유입관(13)을 통해 유통되는 세척액이 외부 누설 없이 하우징과 유출관(23)를 순차적으로 유통하게 되고, 필터유닛에서 이물질이 필터링된 상태의 세척액은 탱크로 모아지게 된다.

상부케이싱(11)이 회동하여 하부케이싱(21)에 밀착되면서 부딪혀서 장치에 충격이 가해지지 않게 하기 위하여 완충수단을 설치해 둘 수도 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 완충수단은 코일스프링과 코일스프링의 상단부분에 탄성재를 결합시킨 완충스프링(22)을 사용하는 것이 바람직하다. 완충스프링(22)은 힌지축(16)의 대향(對向)하는 위치에 있는 하부케이싱(21)의 측면 외측 부분에 설치되어, 상부케이싱(11)과 하부케이싱(21)이 밀착될 때 완충 기능을 수행하게 된다.

필터링이 완료되면, 다시 작동버튼을 작동시켜 회동실린더(14)가 작동하면서 회동판(12)과 함께 상부케이싱(11)이 회동하여, 상부케이싱(11)이 하부케이싱(21)에서 분리되면 이물질이 수집된 멤브레인필터(25)만 하부케이싱(21)에서 회수하여 이물질을 분석하면 된다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 상부하우징 11 : 상부케이싱
111 : 제1통공 112 : 링장착홈
113 : 오링(O-ring) 12 : 회동판
13 : 유입관 14 : 회동실린더
15 : 거치대 16 : 힌지축
20 : 하부하우징 21 : 하부케이싱
211 : 제2통공 212 : 유입부
213 : 안착홈 22 : 완충스프링
23 : 유출관 24 : 필터 서포트 스크린
241 : 스크린본체 242 : 관통공
25 : 멤브레인필터

Claims (4)

1. 부품의 청정도를 검사하기 위하여 부품을 세척한 세척액에 포함된 이물질을 수집하는 이물질 추출장치에 있어서,
   상기 이물질 추출장치는,
   부품을 세척한 세척액이 유입되는 유입관과 연통하도록 중앙부분을 관통하는 제1통공이 형성되어 있고, 판상(板狀)의 하면에는 제1통공의 외측으로 링장착홈이 형성되어, 링장착홈에 오링(O-ring)이 삽입된 상부케이싱;
   하부에 상기 상부케이싱이 고정 설치되고, 중앙부분에 상부케이싱의 제1통공과 연통되는 구멍이 형성된 회동판;
   상기 회동판의 일측단이 힌지 결합되어 설치되게 되는 거치대;
   상면이 판상(板狀)으로 형성되고, 중앙부분에 제1통공과 연통되면서 세척액이 유출되는 유출관과 연통하도록 중앙부분을 관통하는 제2통공이 형성되어 있으며, 제2통공의 상면 부분에는 깔대기 형상의 유입부가 형성되어 있고, 유입부의 상단 원주방향을 따라 일정 깊이의 안착홈이 형성된 하부케이싱;
   상기 하부케이싱에 형성된 안착홈에 장착되어 세척액에 포함된 이물질을 수집하여 추출하게 되는 필터유닛;
   로드(rod)의 일단(一端)이 상기 회동판의 상부에 힌지 결합되고, 거치대와 회동판을 힌지 결합시키고 있는 힌지축을 중심으로 상부케이싱과 회동판을 회동시켜 상부케이싱과 하부케이싱을 밀착시키거나 분리시키는 회동실린더;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 필터유닛은, 하부케이싱에 형성된 안착홈에 삽입 장착되는 필터 서포트 스크린과, 필터 서포트 스크린 상부에 장착되는 멤브레인필터이며,
   상기 필터 서포트 스크린은, 판상으로 형성된 스크린본체를 관통하는 관통공이 균일하게 분포되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 힌지축의 대향(對向)하는 위치에 있는 하부케이싱의 측면 외측 부분에는 완충수단이 더 설치되어 있어서, 상부케이싱과 하부케이싱이 밀착될 때 완충되도록 하는 것을 특징으로 하는 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 하부케이싱에 연결된 유출관에는 진공펌프가 더 설치되어, 진공펌프의 작동에 의해 유입관으로 유입된 세척액이 필터유닛을 통과하면서 필터링된 상태로 유출관을 통해 신속하게 배출되게 되는 것을 특징으로 하는 부품 청정도 검사를 위한 이물질 추출장치.

Images