• Tribology and Lubricants
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• 제35권1호
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• pp.52-58
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• 2019

In the case of high-voltage connectors applied to automobiles, waterproofing has become an important issue for the safety of automobiles. In this study, structural analysis is performed on silicone rubber-type waterproof seals used in the voltage connector. For the structural analysis, the tensile properties of the actual rubber seal are evaluated using a miniaturized tensile testing machine. The Mooney-Rivlin material constants of the rubber seal are determined as follows; $D_1=0$, $C_{01}=0.241$, $C_{10}=0.0142$. The analysis shows that the contact pressure at the top of the seal where the seal and male connector are in contact is approximately three times higher than that at the bottom of the seal where the seal and female connector are in contact. It is confirmed that the waterproofing performance of the rubber seal depends on the contact pressure of the seal bottom where the seal and female connector are in contact. The contact pressure for waterproofing is found to be 4.7 bar. The strain concentration of the curved part is attributed to excessive initial tension. Therefore, a redesign is recommended for uniform stress or strain distribution in the curved section of the seal in response to the stress relaxation problem due to permanent deformation.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.11-16
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• 2021

본 논문에서는 자동차 배선에 사용되는 커넥터의 조립 불량 상태를 식별하는 품질 검사 시스템을 개발하였다. 방수용 커넥터는 방수를 위하여 내부 Seal을 필수적으로 삽입하여야 하는데 생산 과정에서 누락되거나 이중 삽입되는 경우가 있다. 이를 구분하기 위하여 포토센서와 터치스위치를 사용하여 자동화 검사 지그를 설계하였다. 기존 육안검사의 경우 5인이 하루 8시간 검사하였을 때 6,400개의 커넥터를 검사하였으나 개발된 검사 지그를 사용할 때는 20,000개를 검사하므로 기존의 육안 검사와 비교하여 생산성이 크게 향상되었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제22권6호
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• pp.329-334
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• 2006

In CNG (Compressed natural gas) fuel supply line, whose main components are receptacle and check valve are used to charge high pressure gas to the tank of NGV (Natural gas vehicle). It is reported that the seal is separated occasionally form valve seat and results in blockage of gas flow. In this paper, MARC is used to investigate the reasons of seal separation and suggest design improvements. The static gas pressure distributions acting on the seal which calculated using FLUENT are considered to investigate accurate seal deformation behaviors. Deformed seal shapes are obtained for various amounts of seal interference and its location, gas pressure distributions and Young's modulus of the rubber used. The results showed that the reasons of seal separation problems are verified theoretically, and suggested examples of new design method. Therefore the present numerical methods can be applied in designing and performance analysis of rubber seals adopted in high pressure fluid machineries.

• 동력기계공학회지
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• 제21권6호
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• pp.86-93
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• 2017

Silicone rubber wire seals are widely used in automotive connector systems for waterproofing and so on. The purpose of this paper is to predict and evaluate the sealing performance of wire seals using finite element analysis. The material properties of the rubber seals were determined by the curve fitting of uniaxial tensile test and equibiaxial tensile test data. The response surface method was used to determine the optimum shape of the wire seal. In order to verify the accuracy and reliability of the simulations on the deformation prediction of wire seals, experiments were also carried out.

• 한국가스학회지
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• 제26권6호
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• pp.24-29
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• 2022

이 논문은 LPG 자동차의 캠축베어링 시일의 오일누설, 컴퓨터커넥터 핀 손상에 의한 접촉불량, 베이퍼라이저 배부불량으로 인한 고장사례에 대하여 현상을 분석, 연구한 것이다. 첫 번째 사례는 실린더 헤드를 분해하여 확인한 결과 타이밍 시스템에서 가까운 엔진의 흡기캠축의 베어링과 시일의 조립부 손상으로 인해 이 부위로 엔진오일이 누설되는 것을 확인하였다. 두 번째 사례는 엔진컴퓨터로 공급되는 자동차의 시동을 제어하는 전원선의 커넥터 핀이 손상되어, 전원이 공급되지 않아 시동이 꺼진 것을 확인하였다. 세 번째 사례는 베이퍼라이저 내부에 이물질의 퇴적으로 인해 가스의 흐름이 원활하지 못하여 엔진의 부조화현상이 발생되었다. 결국, 베이퍼라이저에서 믹서로 적은 양의 가스를 공급하게 되고, 믹서의 스로틀 열림량을 제어하는 컴퓨터는 그 열림량만큼 공기를 공급하게 됨으로써 연소실에서 혼합기는 희박한 상태가 되어 엔진의 적정출력을 내지 못하는 것을 확인하였다. 따라서, 자동차가 최적의 운전조건이 될 수 있도록 자동차관련 시스템의 관리를 철저하게 해야한다.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권6호
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• pp.224-231
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• 2021

Recently, the waterproofing performance of high-voltage connectors in automotive vehicles has attracted increased interest. In this study, an optimal cross-sectional shape was derived to obtain uniform contact pressure and strain by considering stress relaxation problems caused by initial tension when mounting a seal. A high strain of 52.1 was distributed in the round region, owing to excessive initial tension. The finite element method (FEM) analysis indicated that the strain corresponding to the optimal initial tensile was 11. We adopted six design factors to optimize the seal cross-section and three factors as the main design factors. An orthogonal arrangement table was prepared using Minitab. FEM analyses of 16 study models were conducted to determine the optimized model. The contact pressure of the optimization model is the most evenly distributed while satisfying the waterproof performance of 0.47 MPa. Compared to the initial model, the difference in strain decreases from 35.5% to 19.6%. Finally, the derived cross-sectional shape can reduce the strain of the round region by 33.8% and the differences in the contact pressure at the upper and lower surfaces by 42% and 76%, respectively.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.310-315
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• 2017

자동차용 방수커넥터는 외부로부터 방수가 필요한 전장부품인 와이어 하네스(Wire Harness)에 연결되어 있는 핵심기능부품이며 특히 와이어씰(Wire Seal) 부품은 고온, 다습, 저온, 먼지, 약품 등의 복합적 환경에서도 체결부 기밀성이 확보되어야 한다. 이러한 와이어씰은 최근 기존의 고상실리콘고무(Heat Cure Rubber)대신 친환경 소재이며 기계적 특성이 우수한 액상실리콘고무(LSR)를 적용하고 있다. 그리고 LSR용 와이어씰을 액상사출성형(Liquid Injection Molding)공정으로 제조할 경우 고상실리콘고무를 제조 하긴 위한 압축성형방식에 비해 사이클타임이 10배이상 빠르고 스크랩이 발생하지 않아 재료의 손실이 없으며 가류 및 생산을 위한 전후처리 과정이 필요 없기 때문에 원가 절감효과가 큰 이점이 있다. 하지만, 방수커넥터를 제조하기 위한 LSR 다캐비티 사출성형공정에서는 일정한 품질의 제품을 확보하기 위하여 캐비티간 균일한 경화온도를 유지하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 캐비티간 온도 편차를 최소화 하기 위하여 카트리지 히터의 용량을 위치마다 다르게 설계한 후 열전달 해석과 최적화 모듈을 연계하여 최적의 카트리지 히터 용량을 빠르고 효율적으로 도출하였다. 최적화 해석결과 일정한 히터 용량을 적용한 경우에 비하여 캐비티간 온도 편차는 $13.1^{\circ}C$에서 $8.1^{\circ}C$로 감소 시켜 균일 경화를 위한 온도 편차 $10^{\circ}C$ 이내인 설계 기준을 만족시킬 수 있었다.