KR101834327B1

KR101834327B1 - 인젝터의 에어갭심 두께 측정장치 및 이를 이용한 측정방법

Info

Publication number: KR101834327B1
Application number: KR1020150159451A
Authority: KR
Inventors: 서해수
Original assignee: 카디브(주)
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2018-03-05
Also published as: KR20170056170A

Abstract

본 발명은 본체프레임(2)과, 상기 본체프레임(2)의 상부에 고정설치되는 몸체(4)와, 상기 몸체(4)를 관통하여 상하 구동력을 발생시키는 유압실린더(10)와, 상기 유압실린더(10)에 의해 상하로 승강작동하는 작동축(12)과, 상기 작동축(12)의 단부에 설치되는 측정판(14)과, 상기 몸체(4)의 상부에 위치하여 측정판(14)이 상승함에 따라 서로 맞닿아 내측으로 수용될 수 있는 측정핀(18)이 설치된 측정게이지(16)를 포함하여 구성하며, 상기 측정판(14)의 상부에 에어갭심(A)을 위치시킨 상태에서 측정판(14)이 상승작동하여 측정핀(18)이 측정게이지(16) 내측으로 밀려 들어간 정도를 계산함에 따라 에어갭심(A)의 전체를 한번에 측정하여 평균두께를 측정함으로써 유압실린더(10)와 측정게이지(16)를 이용하여 자동으로 두께를 측정할 수 있어 에어갭심(A)의 두께 측정이 간편하고, 에어갭심(A)의 특정 위치만을 측정하는 것이 아니라 한번에 전체 두께의 평균치를 측정함에 따라 측정결과의 정밀도가 높아지는 효과가 있다.

Description

인젝터의 에어갭심 두께 측정장치 및 이를 이용한 측정방법{AIR GAP RING THICKNESS MEASUREMENT APPARATUS OF INJECTOR AND MEASUREMENT METHOD USING THAT}

본 발명은 자동차 엔진에 연료를 분사하는 인젝터의 필수 구성품인 에어갭심의 두께를 간편하면서도 정밀하게 측정할 수 있는 인젝터의 에어갭심 두께 측정장치 및 이의 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량 엔진에는 연료의 분사량을 조절하는 다수의 인젝터가 장착되어 사용된다.

인젝터는 실린더 헤드 측에 밀착되어 높은 연료압력으로 연료를 분사하고, 이러한 연료의 분사량은 정밀하게 제어되어 정확한 양이 실린더 내측에 분사될 수 있어야 차량의 연비도 개선될 수 있다.

이러한 인젝터는 연료분사 노즐로서 연료를 뿜어 줄 뿐만 아니라 연료가 공기와 잘 섞이도록 안개 형태로 분사하게 되며, 그 내부에는 전구간의 인젝터 분사량을 좌우하는 원형의 에어갭심이 끼워져 설치된다.

상기 에어갭심은 인젝터의 구성품 중 작은 부품이지만 에어갭심의 두께는 연료의 분사량과 밀접한 관계가 있으며, 미세한 두께의 오차에 의해서도 실린더에 분사되는 연료의 양이 달라짐에 따라 연소효율과 관계되는 매우 중요한 부품이다.

따라서 인젝터의 수리시 에어갭심을 교체하기 위해 먼저 두께를 측정하여 적합한 두께인지를 확인한 후 교체하게 되며, 종래에는 이러한 에어갭심의 두께를 버니어 캘리퍼스(vernier calipers)나 마이크로미터(micrometer) 등의 측정장치를 이용하여 사용하고 있다.

하지만, 이러한 종래의 측정장치들은 에어갭심의 일측만 측정하여 전체 두께를 가늠하거나 두께 측정시 작업자가 정확한 두께를 측정하기 어려워 작업의 어려움이 있으며, 작업자의 잘못된 측정으로 인해 인젝터의 수리가 정확하게 이루어질 수 없는 문제가 있는 것이다.

국내실용신안등록 제0227221호 "디지털 버어니어캘리퍼스" 국내등록특허 제1172581호 "길이 조절이 가능한 앤빌을 갖는 마이크로미터"

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 인젝터의 에이갭심 두께를 보다 간편하면서도 정밀하게 측정할 수 있는 측정장치 및 이의 측정방법을 제공하는데에 있다.

따라서 본 발명은 본체프레임(2)과, 상기 본체프레임(2)의 상부에 고정설치되는 몸체(4)와, 상기 본체프레임(2)에 설치되어 상하로 승강되는 측정판(14)과 상기 몸체(4)의 상부에 설치되되, 상승하는 측정판(14)에 맞닿아 내측으로 수용되는 측정핀(18)이 구비된 측정게이지(16)를 포함하여 구성되되, 상기 측정판(14)은 상기 본체프레임(2)에 설치된 유압실린더(10)에 연결된 작동축(12) 단부에 결합됨으로써 유압실린더(10)에 연동되어 승강되며, 상기 몸체(4)는 측정게이지(16)가 설치되는 상부판(6)과 본체프레임(2)에 고정설치되되 작동축(12)이 관통하여 승강될 수 있는 하부판(8)으로 이루어지고 상기 상부판(6)과 하부판(8)은 작동축(12)의 단부에 설치된 측정판(14)이 이동할 수 있는 작동공간을 두고 이격되게 형성되고, 상기 측정게이지(16)는 측정판(14)에 에어갭심(A)을 올려놓지 않은 상태에서 측정판(14)을 상승시켜 영점을 조정하는 버튼부(22)와 측정된 에어갭심(A)의 두께를 알려주는 화면표시부(20)로 이루어지며, 상기 측정판(14)의 상부에 에어갭심(A)을 위치시킨 상태에서 유압실린더(10)의 구동에 의한 측정판(14)의 상승에 의해 측정핀(18)이 측정게이지(16) 내측으로 밀려들어간 정도를 계산하여 측정판(14)의 상부에 위치한 에어갭심(A)의 평균두께를 측정하기 위해 상기 유압실린더(10)의 압력은, 상기 하부판(8)과 상기 작동축(12) 사이의 유격에 의해 작동축(12)이 미세하게 기울어지면서 상부판(6)과 에어갭심(A)의 최하 두께층(T2) 부분이 2차 접촉이 이루어 지게되는 35~45kgf/㎠인 것을 특징으로 하는 인젝터의 에어갭심 두께 측정장치이다.
또한 에어갭심(A) 전체의 평균두께를 한번에 측정하기 위해 상기 측정판(14)은 에어갭심(A)의 직경보다 크게 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 인잭터의 에어갭심 두께 측정장치를 이용한 인젝터의 에어갭심 두께 측정방법으로서는 에어갭심(A)을 측정판(14)의 상부에 올려놓지 않은 상태에서 유압실린더(10)의 구동에 의해 유압실린더(10)에 연결된 측정판(14)이 상부판(6)과 맞닿은 상태에서 측정게이지(16)의 영점을 조정하는 과정과, 측정게이지(16)의 영점을 조정한 후 유압실린더(10)에 의해 측정판(14)을 하부로 내린 상태에서 측정판(14)의 상부에 에어갭심(A)을 놓고 유압실린더(10)에 의해 측정판(14)을 상승작동시키는 과정과, 측정판(14)이 상승하여 측정판(14) 상부에 위치한 에어갭심(A)의 테두리가 상부판(6)과 완전히 밀착된 상태에서 측정게이지(16)의 화면표시부(20)를 통해 에어갭심(A) 전체의 평균두께를 측정하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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본 발명은 인젝터의 수리시 에어갭심 교체를 위해 두께를 측정함에 있어서 유압실린더와 측정게이지를 이용하여 자동으로 두께를 측정할 수 있어 에어갭심의 두께 측정이 간편하고, 에어갭심의 특정 위치만을 측정하는 것이 아니라 한번에 전체 두께의 평균치를 측정함에 따라 측정결과의 정밀도가 높아지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인젝터의 에어갭심 두께 측정장치의 사시구성도,
도 2는 도 1의 단면구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인젝터의 에어갭심 두께 측정장치의 작동도,
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 인젝터의 에어갭심의 평균두께를 측정하는 방법을 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 인젝터의 에어갭심 두께 측정방법을 설명하는 흐름도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인젝터의 에어갭심 두께 측정장치의 사시구성도이고, 도 2는 이의 단면구성도이다.

본 발명의 에어갭심(A) 두께 측정장치(100)는 본체프레임(2)과, 상기 본체프레임(2)의 상부에 고정설치되는 몸체(4)와, 상하 구동력을 발생시키는 유압실린더(10)와, 상기 유압실린더(10)에 의해 상하로 승강작동하는 작동축(12)과, 상기 작동축(12)의 단부에 설치되는 측정판(14)과, 상기 몸체(4)의 상부에 위치하여 측정판(14)의 상승작동에 따라 서로 맞닿아 몸체(4) 내측으로 수용될 수 있도록 설치된 측정핀(18)에 의해 에어갭심(A)의 두께를 측정하는 측정게이지(16)를 포함하여 구성한다.

상기 몸체(4)는 본체프레임(2)과 설치되는 하부판(8)과, 측정게이지(16)가 설치되는 상부판(6)으로 구성되며, 본체프레임(2)과 함께 유압실린더(10)의 작동을 지지함과 함께 본 발명의 에어갭심 두께 측정장치(100)가 수평을 유지할 수 있도록 설치하는 것이 바람직하다.

상기 하부판(8)의 하부에는 본체프레임(2)을 관통하여 유압실린더(10)가 설치되며, 상부판(6)과 하부판(8)은 유압실린더(10)의 작동축(12)이 이동할 수 있는 작동공간을 두고 이격되게 설치된다.

본 발명은 유압실린더(10)에 의해 발생한 상하 직선 구동력에 의해 작동축(12)과 일체로 측정판(14)이 상하로 승강작동하게 되며, 작동축(12)의 상승작동시 측정판(14)이 몸체(4)의 상부판(6)까지 이동하여 맞닿게 된다.

몸체(4)의 상부판(6) 일측에는 측정게이지(16)의 측정핀(18)이 관통하여 설치되며, 상기 측정핀(18)은 측정판(14)과의 접촉에 의해 밀려 들어갔다가 측정판(14)이 하강하면 다시 원래의 위치에 놓일 수 있도록 탄성력을 갖게 설치된다.

본 발명에서는 측정핀(18)이 상부판(6)의 하부로 돌출된 상태에서 측정판(14)이 접촉함에 따라 측정핀(18)이 상부판(6)을 통과하여 측정게이지(16)의 상부로 밀려 들어가는 정도를 측정하여 에어갭심(A)의 두께를 측정한다.

먼저, 도 3a와 같이 측정판(14)의 상부에 아무것도 올려지지 않은 상태로 상승하여 측정핀(18)을 완전히 밀어넣어 상부판(6)에 밀착된 상태에서 버튼부(22)를 눌러 측정게이지(16)의 영점을 조정한다. 즉, 측정판(14)에 의해 측정핀(18)이 상부판(6) 내측으로 완전히 밀려들어간 상태가 영점 조정이 되는 것이다.

측정게이지(16)의 영점을 조정한 상태에서 도 3b와 같이 측정판(14)의 상부에 측정하고자 하는 에어갭심(A)을 위치시킨 후 유압실린더(10)에 의해 측정판(14)이 상승작동하면 도 3c와 같이 에어갭심(A)의 두께만큼 상부판(6)과 측정판(14) 사이가 이격된다.

이때, 에어갭심(A) 전체의 평균두께를 한번에 측정하기 위해 측정판(14)의 크기를 에어갭심(A) 보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 에어갭심(A)은 테두리를 두고 가운데는 비어 있는 링형임에 따라 테두리 전체는 상부판(6)과 측정판(14)의 사이에 놓이게 되고, 비어 있는 중심부를 통해서는 돌출된 측정핀(18)이 측정판(14)과 맞닿아 밀려 들어가게 된다.

즉, 에어갭심(A)의 두께에 의한 상부판(6)과 측정판(14)의 이격거리만큼 측정핀(18)이 영점 조정시보다 적게 밀려 들어가게 되며, 측정핀(18)이 완전히 밀려들어가 영점이 조정된 상태에서 측정핀(18)의 일부만 밀려 들어가 있는 거리차이를 계산함으로써 에어갭심(A)의 두께를 측정하게 된다.

계산된 에어갭심(A)의 두께는 측정게이지(16)의 전면에 위치한 화면표시부(20)을 통해 작업자에게 보여지게 된다.

본 발명에서는 유압실린더(10)에 의한 에어갭심(A)의 두께 측정의 정밀도를 높이기 위해 35~45kgf/㎠의 압력을 갖는 유압실린더(10)를 사용할 수 있다.

링형의 에어갭심(A)은 미세한 차이로 테두리의 특정부위가 더 두껍거나 얇을 경우 일측의 두꺼운 두께만을 측정하거나 단순히 적은 힘으로 측정하게 되면 오차가 발생할 수 있으며, 에어갭심(A) 두께 측정의 오차는 1/100~1/1000 정도의 오차일 수 있으나 이러한 미세한 오차도 인젝터의 연료 분사량 차이로 이어져 제품의 불량이 발생할 수 있다.

또한, 에어갭심(A)이 미세하게 휘어져 있는 경우 적은 힘을 가하여 측정하게 되면 두께의 오차는 더 커지게 된다.

본 발명에서는 유압실린더(10)의 압력을 35~45kgf/㎠이 되게 함으로써 특정 위치의 두께가 다르더라도 전체를 일정한 압력에 의해 눌러 가압함에 따라 에어갭심(A)의 평균두께를 측정할 수 있는 것이다.

도 4a 내지 도 4b를 참조하여 에어갭심(A)의 평균두께를 측정하는 것을 설명하면, 측정판(14)의 상부에 애어갭심(A)을 올려 놓은 상태에서 유압실린더(10)에 의해 측정판(14)을 상승시키면 도 4a와 같이 에어갭심(A)의 최고 두께층(T1) 부분이 상부판(6)의 하부면과 1차로 접촉이 되어 측정게이지(16)를 통해 두께가 표시된다.

이 상태에서 유압실린더(10)의 압력에 의해 측정판(14)이 상부로 더 이동하면 도 4b와 같이 하부판(8)과 작동축(12) 사이의 유격에 의해 작동축(12)이 미세하게 기울어지면서 상부판(6)과 에어갭심(A)의 최하 두께층(T2) 부분이 2차 접촉이 이루어짐으로 인해 측정판(14)은 더이상 상부로 이동하지 않게 된다.

작동축(12)이 기울어짐에 따라 측정판(14)도 함께 미세하게 기울어지면서 측정판(14)의 상부와 맞닿은 접촉핀(18)도 상부로 밀려들어가게 되며, 이때 측정게이지(16)에 표시되는 두께가 에어갭심(A)의 평균치가 된다.

상기 유압실린더(10)의 압력이 하한치에 미치지 못하면 상기에서 설명하였듯이 에어갭심(A)의 두께 측정의 오차가 발생하게 되며, 상한치를 넘어서면 유압실린더(10)의 압력이 너무 높아 에어갭심 두께 측정장치(100)에 무리한 힘이 가해져 고장의 우려가 있으며, 에어갭심(A)의 형태 변형도 일어날 수 있는 것이다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 인젝터의 에어갭심 두께 측정방법을 설명한다.

본 발명에서는 에어갭심(A)의 두께 측정 전에 측정게이지(16)의 영점을 조정하게 된다.

유압실린더(10)에 의해 승강작동하는 작동축(12)의 단부에 설치된 측정판(14)에 아무것도 올려놓지 않은 상태에서 상승시켜 상부의 상부판(6)과 맞닿도록 한다.

상부판(6)에는 측정게이지(16)의 일측으로 돌출되어 상부판(6)을 관통하도록 측정핀(18)을 설치하고, 측정판(14)이 상부판(6)에 완전히 맞닿은 상태, 즉 측정핀(18)이 상부판(6)의 상부로 완전히 밀려 들어간 상태에서 버튼부(22)를 눌러 측정게이지(16)의 영점을 조정한다. 이러한 측정게이지(16)의 영점조정은 최초 측정 전에 설정하게 되며, 측정판(14)의 상부에 이물질이 묻은 경우에는 측정의 정밀도를 위해 이물질을 제거하고 다시 설정하는 것이 좋다.

측정게이지(16)의 영점을 조정한 후 사용하는 것은 미세한 오차에 의한 불량률을 줄이기 위함이며 이를 위해 측정장치의 오차를 방지할 수 있다.

측정게이지(16)의 영점을 조정한 후 유압실린더(10)에 의해 측정판(14)을 내리게 되면 측정핀(18)은 탄성력에 의해 다시 상부판(6) 아래로 돌출되어 내려오게 되며, 측정핀(18)의 돌출거리는 측정게이지(16)의 화면표시부(20)에 표시된다.

하강작동한 측정판(14)의 상부에 두께를 측정하고자 하는 에어갭심(A)을 올려둔 상태에서 유압실린더(10)에 의해 측정판(14)을 상승시키면 에어갭심(A)의 두께만큼 상부판(6)과 측정판(14) 사이에 이격거리가 생기게 되면서 에어갭심(A)의 중심부를 통해 측정판(14)과 맞닿은 측정핀(18)의 일부는 밀려 들어가게 된다.

측정게이지(16)는 측정핀(18)이 완전히 밀려 들어간 상태가 영점 조정임에 따라 측정핀(18)의 일부가 밀려 들어가 외부로 돌출된 거리가 에어갭심(A)의 두께가 되며, 이렇게 측정된 두께 측정값을 화면표시부(20)에 표시하여 작업자가 이를 확인하게 된다.

미설명부호 24은 작동부이다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(2)-- 본체프레임 (4)-- 몸체
(6)-- 상부판 (8)-- 하부판
(10)-- 유압실린더 (12)-- 작동축
(14)-- 측정판 (16)-- 측정게이지
(18)-- 측정핀 (20)-- 화면표시부
(22)-- 버튼부 (24)-- 작동부
(100)-- 에어갬심 두께 측정장치
(A)-- 에어갭심

Claims

본체프레임(2)과,
상기 본체프레임(2)의 상부에 고정설치되는 몸체(4)와,
상기 본체프레임(2)에 설치되어 상하로 승강되는 측정판(14)과
상기 몸체(4)의 상부에 설치되되, 상승하는 측정판(14)에 맞닿아 내측으로 수용되는 측정핀(18)이 구비된 측정게이지(16)를 포함하여 구성되되,
상기 측정판(14)은 상기 본체프레임(2)에 설치된 유압실린더(10)에 연결된 작동축(12) 단부에 결합됨으로써 유압실린더(10)에 연동되어 승강되며,
상기 몸체(4)는 측정게이지(16)가 설치되는 상부판(6)과 본체프레임(2)에 고정설치되되 작동축(12)이 관통하여 승강될 수 있는 하부판(8)으로 이루어지고 상기 상부판(6)과 하부판(8)은 작동축(12)의 단부에 설치된 측정판(14)이 이동할 수 있는 작동공간을 두고 이격되게 형성되고,
상기 측정게이지(16)는 측정판(14)에 에어갭심(A)을 올려놓지 않은 상태에서 측정판(14)을 상승시켜 영점을 조정하는 버튼부(22)와 측정된 에어갭심(A)의 두께를 알려주는 화면표시부(20)로 이루어지며,
상기 측정판(14)의 상부에 에어갭심(A)을 위치시킨 상태에서 유압실린더(10)의 구동에 의한 측정판(14)의 상승에 의해 측정핀(18)이 측정게이지(16) 내측으로 밀려들어간 정도를 계산하여 측정판(14)의 상부에 위치한 에어갭심(A)의 평균두께를 측정하기 위해 상기 유압실린더(10)의 압력은,
상기 하부판(8)과 상기 작동축(12) 사이의 유격에 의해 작동축(12)이 미세하게 기울어지면서 상부판(6)과 에어갭심(A)의 최하 두께층(T2) 부분이 2차 접촉이 이루어 지게되는 35~45kgf/㎠인 것을 특징으로 하는 인젝터의 에어갭심 두께 측정장치.
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제1항에 있어서,
에어갭심(A) 전체의 평균두께를 한번에 측정하기 위해 상기 측정판(14)은 에어갭심(A)의 직경보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 에어갭심 두께 측정장치.
제6항의 인잭터의 에어갭심 두께 측정장치를 이용한 인젝터의 에어갭심 두께 측정방법에 있어서,
에어갭심(A)을 측정판(14)의 상부에 올려놓지 않은 상태에서 유압실린더(10)의 구동에 의해 유압실린더(10)에 연결된 측정판(14)이 상부판(6)과 맞닿은 상태에서 측정게이지(16)의 영점을 조정하는 과정과,
측정게이지(16)의 영점을 조정한 후 유압실린더(10)에 의해 측정판(14)을 하부로 내린 상태에서 측정판(14)의 상부에 에어갭심(A)을 놓고 유압실린더(10)에 의해 측정판(14)을 상승작동시키는 과정과,
측정판(14)이 상승하여 측정판(14) 상부에 위치한 에어갭심(A)의 테두리가 상부판(6)과 완전히 밀착된 상태에서 측정게이지(16)의 화면표시부(20)를 통해 에어갭심(A) 전체의 평균두께를 측정하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인젝터의 에어갭심 두께 측정방법.