KR100410977B1

KR100410977B1 - 가진기

Info

Publication number: KR100410977B1
Application number: KR10-2001-0040945A
Authority: KR
Inventors: 재 광 엄; 영 괄 권
Original assignee: 삼성중공업 주식회사; 주식회사 펜타텍
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-12-12
Also published as: KR20030005587A

Abstract

본 발명의 가진기는 가진력의 크기를 자동변환 할 수 있는 원심력 가진기로서, 동력을 전달받는 회전축(110,210)에 결합된 반원형상의 고정원심력발생판(150,250)과, 상기 고정원심력발생판(150,250)과 연접되게 회전축(110,210)에 결합하되 고정 원심력발생판(150,250)과의 합체되는 부분의 크기를 조절하여 주기적인 원심력으로 진동을 발생시키는 가진력의 크기를 조절하도록 하는 반원형상의 조정원심력발생판(170,270)으로 구성하여 가진력의 크기 조절을 공압을 이용하여 자동으로 손쉽게 할 수 있도록 함으로서 가진력의 크기에 따른 진동 세기조절을 위한 준비작업을 간편화하여 작업공정을 간소화시키고 작업자의 안전사고의 발생을 억제하며, 또한 작은 동력으로도 큰 진동을 일으키는 힘을 얻을 수 있고, 진동을 발생시키는 힘을 변화 시킬 수 있으므로 진동시험을 다양하게 수행할 수 있으며, 가진기에 의한 실험의 자동화 및 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

가진기{Vibration exciter}

본 발명은 가진기에 관한 것으로 상세하게는 구조물이나 지반을 강제로 진동시키는 가진기에 있어 공압을 이용하여 진동을 발생시키는 힘의 크기를 조절 가능하게 하고 같은 회전수에서도 다양한 힘을 얻을 수 있도록 하는 가진기에 관한 것이다.

일반적으로 진동이란, 가진력에 의해 어떤 양의 크기가 시간이 경과함에 따라 어떤 기준값보다 커지든가 작아져서 주기적으로 변동하는 현상을 말한다. 따라서 정 위치에서 구조물 및 지반 또는 기계 등이 상.하 또는 전.후로 반복하여 움직이는 진동이 발생하면 기계의 고장 및 파괴로 이어지게 된다.

특히, 기계, 차량, 선박, 구조물 등의 자유 진동을 하고 있는 모든 구성체는 그 계에 대한 고유한 진동수를 가지고 있다. 이러한 구성체에 가해지는 외력의 주기와 그 고유진동수가 동일하게 되면 공진현상이 일어나면서 큰 진폭의 진동이 발생하여 결국 구성체에 기계적 고장이나 파괴를 유발시키게 된다.

이러한 이유에서 여러 구성체에는 고유진동수를 정확히 확인하고 주된 기진원의 진동수와 일치하는 공진현상을 피하게 설계하기 위하여 가진기의 기진진동수를 변화시키면서 구성체의 진동을 측정하는 진동시험을 실시하고 있다.

여기서 진동시험은 신뢰성 가진기시험 혹은 내구성 시험 목적으로 수행하며 보통 가진기를 이용하여 인위적으로 실험 대상물에 진동을 발생시켜 진동에 대한실험대상물의 진동 측정치의 데이터 값을 기준으로 실험 대상물인 구성체에 대한 새로운 방진대책 세우거나 필요에 따라 실험 대상물의 구조를 설계 변경하여 진동의 발생을 최소화함으로서 실험 대상물을 낮은 진동상태로 유지시키고 구조 및 기계의 신뢰도를 향상시키는 목적으로 실시하고 있다.

이와 같은 목적으로 사용되는 가진기는 통상 동력을 전달받는 회전축의 단부에 편심되게 중량의 추를 결합시킨 뒤 회전축을 회전시키면 편심추는 주기적인 원심력을 발생시키면서 실험 대상물에 강제로 진동을 발생시킨다.

이렇듯 다양한 구성체의 각기 다른 고유진동수를 알아내기 위하여 가진기의 주파수를 변화시키면서 구성체에 진동을 강제로 발생시키게 되는데, 이때 진동을 발생시키는 힘을 변화시키는 방법으로는, 회전축의 단부에 편심되게 고정된 회전추에 다른 중량의 회전추를 통상의 결합수단을 이용하여 고정하는 등의 방법으로서 회전추의 중량의 중심을 변화시켜 진동을 발생시키는 가진력을 조절 가능하도록 하였다.

그러나 진동의 가진실험 시 각기 다른 실험 대상물인 구성체의 종류나 크기에 따라 진동의 크기를 조절하기 위하여 무거운 중량의 회전추를 작업자가 수동으로 가진기 내부의 구성품의 일부에 조립해야 하므로 작업시간이 많이 소요되며, 이로 인하여 작업자의 안전사고를 유발시키는 문제점을 내포하고 있었다. 이러한 진동의 크기를 변화시키기 위한 회전추의 중량을 가감하는 방법으로는 미세한 진동의 세기까지 오차없이 조절하지 못하여 측정대상물의 고유진동에 대한 정확한 측정치을 얻어내지 못하는 문제점이 있었다. 또한 정확하지 않은 근사치의 오류된 측정값으로 실험대상물의 방진대책이나 구조설계를 변경할 경우 실험대상물의 진동 및 안전성에 대한 신뢰도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 주 목적은 가진기의 회전축에 편심 결합되는 고정원심력발생판을 기준으로 대응되어 합체되는 부분의 크기 조절이 가능한 조정원심력발생판을 설치하여 손쉽게 진동의 세기를 조절할 수 있도록 하는 가진기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 원심력 원리를 이용하여 회전축에 의해 회전하는 진동판과 이와 역방향으로 다른 진동판을 공압에 의하여 회전시킴으로서, 가진기의 동일한 회전에서도 크기가 다른 원심력을 발생시킬 수 있는 장치인 가진기를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 가진기의 원리를 나타낸 계략도.

도 2는 본 발명의 가진기를 평면에서 개략적으로 나타낸 구성도.

도 3 (a), (b), (c)는 본 발명에서 가진기의 제 1 원심력발생부의 작동상태를 단계별로 나타낸 작동 진행도.

도 4는 본 발명에서 가진기의 제 2 원심력발생판을 나타낸 부분 확대 단면도.

도 5는 본 발명에서 가진기의 고정원심력발생판의 고정장치를 나타낸 정면도.

도 6 (a), (b), (c), (d)는 본 발명의 가진기의 원심력발생판이 각도별로 결합되어 있는 상태를 나타낸 참고도.

도 7은 본 발명의 가진기의 각도별로 다르게 결합된 원심력발생판에 의해 나타나는 가진기의 회전수에 따른 가진력의 크기를 선택 가능한 단계별로 나타낸 표.

* 도면에 대한 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 가진기 100 : 제 1 원심력발생부

110 : 회전축 111 : 공기입력통로

112 : 피동클러치 113 : 메인 솔레노이드밸브

120 : 지지플레이트 121 : 개재홈

122 : 연통공 125 : 탄성부재

130 : 서브블럭 131 : 피스톤

132 : 고정홈 133 : 가이드구멍

140 : 메인블럭 141 : 실린더

142 : 공기출력통로 143 : 가이드핀

150 : 고정원심력발생판 150a : 걸림홈

151 : 고정핀 152 : 회전차단모터

153 : 걸림쇠 154 : 감지센서

155 : 감지막대 160 : 각도조절판

161 : 고정공 170 : 조정원심력발생판

180 : 원동기어 190 : 메인모터

195 : 전동수단 200 : 제 2원심력발생부

210 : 회전축 211 : 공기입력통로

212 : 피동클러치 220 : 지지플레이트

225 : 탄성부재 230 : 서브블럭

231 : 피스톤 232 : 고정홈

233 : 가이드구멍 240 : 메인블럭

241 : 실린더 242 : 공기출력통로

243 : 가이드핀 250 : 고정원심력발생판

250a : 걸림홈 251 : 고정핀

252 : 회전차단모터 253 : 걸림쇠

254 : 감지센서 255 : 감지막대

260 : 각도조절판 261 : 고정공

270 : 회전원심력발생판 280 : 종동기어

300 : 조절부 310 : 서브모터

320 : 샤프트 330 : 구동 클러치

340 : 힌지 브래킷 350 : 복동형 실린더

360 : 클러치암 400 : 공기 공급원

410 : 메인 솔레노이드밸브 420 : 서브 솔레노이드밸브

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가진기는 동력을 전달받는 회전축에 결합된 반원형상의 고정원심력발생판과, 상기 고정원심력발생판과 연접되게 회전축에 결합하되 고정원심력발생판과의 합체되는 부분의 크기를 조절하여 주기적으로 발생하는 원심력의 크기를 조절하도록 하는 반원형상의 조정원심력발생판으로 구성되고 원심력의 크기를 공압기구에 의하여 조절을 용이하게 할 수 있는 기술적 구성을 기본 특징으로 한다.

위와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 가진기의 원리를 나타낸 계략도이고, 도 2는 본 발명의 가진기를 평면에서 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 3 (a), (b), (c)는 본 발명에서 가진기의 제 1 원심력발생부의 작동상태를 단계별로 나타낸 작동 진행도이고, 도 4는 본 발명에서 가진기의 제 2 원심력발생판을 나타낸 부분 확대 단면도이며, 도 5는 본 발명에서 가진기의 고정원심력발생판의 고정장치를 나타낸 정면도이고, 도 6 (a), (b), (c), (d)는 본 발명의 가진기의 원심력발생판이 각도별로 결합되어 있는 상태를 나타낸 참고도이며, 도 7은 본 발명의 가진기의 각도별로 다르게 결합된 원심력발생판에 의해 나타나는 가진기의 회전수에 따른 가진력의 크기를 선택 가능한 단계별로 나타낸 표이다.

도 2 내지 도 7 에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 가진기는 동력을 전달받는 회전축(110,210)에 결합된 반원형상의 고정원심력발생판(150,250)과, 상기 고정 원심력발생판(150,250)과 연접되게 회전축(110,210)에 결합하되 고정원심력발생판(150,250)과의 합체되는 부분의 무게 중심점을 조절하여 주기적인 원심력으로 발생하는 가진력의 크기를 조절하도록 하는 반원형상의 조정원심력발생판(170,270)으로 구성한다.

상기 고정원심력발생판(150,250)의 외주연 상부에는 감지막대(155,255)를 수직으로 접합하고 하부에는 걸림홈(150a,250a)을 형성시키되 상기 걸림홈(150a,250a)은 고정원심력발생판(150,250)의 폭방향으로 완전 개구시켜 걸림홈(150a,250a)과 대응되는 하부에 걸림쇠(153,253)를 상단에 결합한 회전차단모터(152,252)를 설치하고 상기 감지막대(155,255)의 대응되는 상부에는 감지센서(154,254)를 위치시킨다.

상기 고정원심력발생판(150,250)은 회전축(110,210)에 결합된 서브블럭(130,230)의 일측면에 편심되게 고정하되, 고정원심력발생판(150,250) 단부의 내측으로 서브블럭(130,230)의 일측면에 다수개의 고정홈(132,232)을 형성하며 그 바깥측으로는 가이드구멍(133,233)을 형성한다.

이때 서브블럭(130,230)의 일측면에는 회전축(110,210)에 결합된 지지플레이트(120,220)를 밀착시키되 서브블럭(130,230)과 밀착되는 지지플레이트(120,220)의 밀착면에 서브블럭(130,230)의 고정홈(132,232)과 대응되도록 개재홈(121,221)을 형성하여 고정홈(132,232)과 합치시키고 그 내부로 탄성부재(125,225)를 내재하여 지지플레이트(120,220)를 기준으로 서브블럭(130,230)을 압박하도록 하고 지지플레이트(120,220)의 개재홈(121,221)의 바깥측으로는 서브블럭(130,230)의 가이드구멍(133,233)과 상호 일치되도록 연통공(122,222)을 형성시킨다.

또한, 서브블럭(130,230)은 회전축(110,210)에 고정되어 내부에 공기출력통로(142,242)를 형성시킨 메인블럭(140,240)과 실린더 방식으로 결합하되, 메인블럭(140,240)의 일측으로 가이드핀(143,243)을 부착시켜 상기 가이드구멍(133,233)을 통하여 연통공(122,222)까지 가이드핀(143,243)을 삽입시켜 결합함으로서, 서브블럭(130,230)이 회전축(110,210)에 고정되어 회전하는 메인블럭(140,240)과 연동될 수 있도록 한다.

여기서 서브블럭(130,230)은 메인블럭(140,240)과 상호 실린더 방식으로 결합될 수 있도록 서브블럭(130,230)의 일측은 피스톤(131,231)을 형성시키고 이와 결합되는 메인블럭(140,240)의 일측면에는 실린더(141,241)를 형성시켜 상호 결합시킨다.

특히, 회전축(110,210)에 결합되어 고정되는 메인블럭(140,240)은 회전축(110,210)의 일측 단부에서 내부를 통하여 외주연 방향으로 형성된 공기입력통로(111,211)와 연통되도록 공기출력통로(142,242)를 메인블럭(140,240) 내부의 형성시키되, 메인블럭(140,240)의 실린더(141,241)의 내측으로 공기출력통로(142,242)의 출구가 유도 될 수 있도록 형성시킨다.

또한, 조정원심력발생판(170,270)은 고정원심력발생판(150,250)과 근접되게 위치되어 회전축(110,210)에 결합한 각도조절판(160,260)의 바깥면에 편심되게 고정시킨다.

여기서, 고정원심력발생판(150,250)은 일측면으로 고정핀(151,251)을 부착하고 각도조절판(160,260)의 일측면에는 각도별로 형성된 다수개의 고정공(161,261)을 천공시켜 서브블럭(130,230)과 연동하는 고정원심력발생판(150,250)의 횡방향 이동으로 고정핀(151,251)과 고정공(161,261)이 결합되면서 상호 연동될 수 있도록 한다.

상기 회전축(110)은 전동수단(195)으로 메인모터(190)와 연결하되 상기 전동수단(195)은 풀리와 밸트를 사용한다.

또한 회전축(110)의 타측에는 피동클러치(112)를 형성시켜 이와 선택적으로맞물려 동력을 전달하여 조정원심력발생판(170,270)을 셋팅된 각도만큼 회전시키는 조절부(300)를 설치한다.

이때, 조절부(300)는 회전축(110)과 일직선상으로 대향되는 위치에 샤프트(320)를 구비하되 상기 샤프트(320)의 일측으로는 피동클러치(112)와 상호 맞물릴 수 있도록 길이 연장이 가능한 구동클러치(330)를 설치하여 상기 구동클러치(330)를 좌, 우 왕복운동 시킬 수 있도록 힌지브래킷(340)을 중심으로 회전하는 클러치암(360)의 중심을 구동클러치(330)와 힌지 연결시키고 상기 클러치암(360)의 끝측은 복동형실린더(350)의 로드와 힌지 연결한다.

상기 조절부(330)는 구동클러치를 통하여 조정원심력발생판을 일정각도 만큼 회전시킬 수 있도록 샤프트(320)의 일측으로 전동수단(195)으로 상호 연결된 서브모터(310)를 구비한다.

여기서 조절부(300)의 전동수단(195)은 기어와 체인을 사용한다.

나아가, 제 1원심력발생부(100)는 조절부(330)에서 전달되는 회전력을 제 2원심력진동부측으로 전달하기 위하여 회전축(110)의 일측으로 원동기어(180)를 결합하되, 이와 치차 결합되어 원동기어(180)의 회전력을 전달받을 수 있도록 제 2원심력발생부(200)의 회전축(210)으로 종동기어(280)을 설치하여 상기 치차결합으로 상호 반대방향으로 회전하는 종동기어(280)와 원동기어(180)로 인하여 제 2원심력발생부(200)와 제 1원심력발생부(100)의 원심력의 합력이 가진기의 가진력으로 작용하도록 한다.

여기서 제 2원심력발생부(200)는 제 1원심력발생부(100)와 동일한 구성으로형성시키되 제 2원심력발생부에는 메인모터(190)와 그에 따른 전동수단(195)의 구성은 삭제하도록 한다.

특히, 원동기어(180)와 종동기어(280)는 헬리컬 기어로 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 제 1원심력발생부(100)와 제 2원심력발생부(200)의 메인블럭(140,240))과 서브블럭(130,230)이 결합 및 분리할 수 있도록 회전축(110,210)의 공기입력통로(111,211)측으로 공기를 공급하는 공기공급원(400)을 구비하되, 공기입력통로(111,211)로 공기가 입력되기 전에 공기의 공급을 선택적으로 차단하는 메인 솔레노이드밸브(410)를 구비한다.

나아가, 조절부(400)의 복동형 실린더(350)는 공기공급원(400)에서 공급되는 공기를 선택적으로 차단시키는 서브 솔레노이드밸브(420)에 의해 구동되도록 한다.

이러한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5에서 보는 바와 같이, 회전축(110,210)에 편심되어 결합된 중량의 반원형상의 고정원심력발생판(150,250)과 조정원심력발생판(170,270)이 합체되는 면적 즉, 합체각에 따라 달라지는 가진력의 세기를 고려하여 고정원심력발생판(150,250)과 조정원심력발생판(170,270)의 합체각을 결정한다.

이는 곧, 고정원심력발생판(150,250)과 조정원심력발생판(170,270)의 합체되는 면이 많아질수록 회전하는 회전축(110,210)에 의해 발생하는 원심력의 크기를 배가시켜 진동의 진폭을 크게 하는 것이다.

다시말해, 회전축(110,210)을 중심으로 고정원심력발생판(150,250)과 조정원심력발생판(170,270)이 상호 합체되는 합체각에 따라 진동의 세기가 결정되는데, 이는 회전축(110,210)을 중심으로 회전하는 고정원심력발생판(150,250)과 조정원심력발생판(170,270)의 합체부분의 면적의 크기가 커지면서 합체각의 각도가 작아질 수록 회전축(110,210)을 통하여 발생하는 원심력은 편심이 최대치가 되면서 가진력의 커지고 가진력에 의한 진동도 높아진다. 이와 반대로 고정원심력발생판(150,250)과 조정원심력발생판(170,270)의 합체 크기를 적게 하여 합체각의 각도를 높일수록 회전축(110,210)을 중심으로 발생하는 원심력은 최소치가 되면서 진동을 일으키는 가진력을 작게 할 수 있게 되는 것이다.

이렇듯, 가진기(100)는 고정원심력발생판(150,250)과 조정원심력발생판(170,270)의 합체각도에 따라 원하는 가진력을 발생시킬 수 있게 되는데, 여기서 가진기(10)를 이용하여 가진력을 발생시키는 단계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4에서 보는 바와 같이, 제 1원심력발생부(100)와 제 2원심력발생부(200)의 고정원심력발생판(150,250)의 회전을 방지하기 위하여 고정원심력발생판(150,250)의 상부에 수직으로 접합된 감지막대(155,255)가 움직임이 없이 고정되어 있는 감지센서(154,254)에 감지되면 상기 고정원심력발생판(150,250)의 하부에 설치된 회전차단모터(152,252)는 감지센서(154,155)에서의 감지막대(155,255)의 위치를 확인한 후 걸림쇠(153,253)를 상측으로 밀어올린다.

이에, 걸림쇠(153,253)는 고정원심력발생판(150,250)의 걸림홈(150a,250a)에 안착되면서 고정원심력발생판(150,250)이 회전되지 못하도록 고정시킨다. 이때 걸림홈(150a,250a)은 고정원심력발생판(150,250)의 폭방향으로 양측방이 개구되어 있어 고정원심력발생판(150,250)이 회전축(110,210)을 중심으로 회전은 되지 않으나 좌, 우로의 슬라이딩은 가능하도록 하였다.

이후, 고정원심력발생판(150,250)을 걸림쇠(153,253)로 고정시킨 다음 상기 고정원심력발생판(150,250)과 회전축(110,210)이 일체로 회전되지 않도록 하기 위하여 공기압을 공기출력통로(142,242)를 통하여 입력시키면 고정원심력발생판(150,250)은 회전축(110,210)과 결합되어 일체로 회전하는 메인블럭에서 이탈되면서 회전축(110,210)으로부터 전달되는 회전력이 고정원심력발생판(150,250)에 더 이상 전달되지 않도록 한다.

이렇듯, 회전축(110,210)에 결합된 조정원심력발생판(170,270)을 원하는 가진력의 크기에 해당하는 소정의 각도로 회전시킨 후 메인 솔레노이드밸브(410)를 통하여 공기압을 제거하면 서브블럭(130,230)은 지지플레이트(120,220)에 압박되는 탄성부재(225)에 의해 메인블럭(140,240)측으로 결합된다.

이후, 고정원심력발생판(150,250)의 회전을 구속하고 있는 걸림쇠(153,253)를 회전차단모터(152,252)를 통하여 고정 해제시키면 가진기에 있어서 가진력의 크기를 선택하는 작업이 완료된다.

여기서 상기와 같은 상세한 동작을 도면과 비교하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3의 (a)에서 보는 바와 같이, 가진력의 세기를 셋팅하는 첫 번째단계로는 공기 공급원(400)을 통하여 압축공기를 지속적으로 공급될 수 있도록 한 후, 메인 솔레노이드밸브(410)을 온(ON)시키면 압축공기는 메인 솔레노이드밸브(410)를 통하여 제 1원심력발생부(100)와 제 2원심력발생부(200)의 회전축(110,210)의 공기입력통로(211)로 유도된다.

상기 제 1원심력발생부(100)와 제 2 원심력발생부(200)의 공기입력통로(111,211)를 통하여 공기가 메인블럭(140,240)의 공기출력통로(142,242)측으로 전달되어 메인블럭(140,240)의 실린더(141,241)내부로 충만되면 서브블럭(130,230)은 메인블럭(140,240)에서 부분적으로 이탈되면서 회전축(110,210)과 결합된 지지플레이트(120,220) 측으로 서브블럭(130,230)을 밀착시키게 되며, 동시에 지지플레이트(120,220)와 서브블럭(130,230)의 고정홈(132,232)에 내재되어 있는 탄성부재(125,225)는 압착된다.

이와 같이 메인블럭(140,240)에서 서브블럭(130,230)이 이탈되면 서브블럭(130,230)에 고정되어 있는 고정원심력발생판(150,250)은 연동하면서 전면에 부착된 고정핀(151,251)을 조정원심력발생판(170,270)의 고정공(161,261)에서 이탈시켜 고정원심력발생판(150, 250)과 조정원심력발생판(170,270)을 분리시킨다.

이후, 도 3의 (b)에서 보는 바와 같이, 가진력의 크기를 셋팅하는 두 번째 단계로는 서브 솔레이노이드밸브(420)를 온(on)시켜 복동형 실린더(350)의 후진측으로 압축공기를 공급하면 복동형 실린더(350)의 로드는 복동형 실린더(350) 내부로 잡아 당겨지면서 이와 링크 연결된 클러치암(360)을 힌지브래킷(340)을 중심으로 회전시킨다.

상기 회전하는 클러치암(360)에 의해 구동클러치(330)는 횡 방향으로 이동되면서 제 1원심력발생부(100)의 회전축(110)에 설치된 피동클러치(112)와 맞물리게 된다.

상기와 같이, 조절부(300)와 제 1원심력발생부(100)의 동력전달 이음이 완료되고 나면 고정원심력발생판(150, 250)과 조정원심력발생판(170,270)의 상호 합체 면적에 대한 셋팅된 합체각 만큼 서브모터(310)는 기어와 체인으로 구성된 전동수단(195)을 통하여 샤프트(320)를 일정량 회전시키게 된다.

상기 회전하는 샤프트(320)에 의해 구동클러치(330)는 제 1원심력발생부(100)의 피동클러치(212)를 통하여 제 1원심력발생부(100)의 회전축(110)을 회전시키게 되는데, 이때 제 1원심력발생부(100)의 원동기어(180)와 치차결합된 종동기어(280)측으로 회전력을 전달하여 제 2원심력발생부(200)의 회전축(210)을 회전시킨다.

상기 제 1원심력발생부(100)와 제 2원심력발생부(200)의 회전축(110,210)에 결합 고정된 메인블럭(140,240)은 회전축(110,210)과 연동하여 회전하게 되는데, 이때 서브블럭(130,230)은 메인블럭(140,240)의 가이드핀(143,243)에 의해 고정원심력발생판(150,250)을 입력된 각도만큼 회전시킨다.

이후, 도 3의 (c)에서 보는 바와 같이, 가진기의 세기를 셋팅하는 세 번째 단계로는 메인 솔레노이드 밸브(410)를 오프(off)시켜 공기공급원(400)에서 제 1원심력발생부(100)와 제 2원심력발생부(200)의 공기입력통로(111,211)측으로 공급되는 압축공기를 차단하면 지지플레이트(120,220)와 밀착되어 있는서브블럭(130,230)은 탄성부재(125,225)의 탄력에 의해 회전축(110,210)을 중심으로 슬라이딩 되면서 가이드핀(143,243)의 안내에 의해 메인블럭(140,240)과 결합된다.

이때, 서브블럭(130,230)과 연동하는 고정원심력발생판(150.250)은 고정공(161,261)이 각도별로 다수개 천공되어 있는 각도조절판(160,260)측으로 밀착되어지면서 고정원심력발생판(150,250)의 고정핀(151,251)이 조정원심력발생판(170,270)의 합체각에 맞추어 각도별로 다수개 형성된 고정공(161,261) 중에서 원하는 각도에 맞추어진 고정공(161,261)에 삽입된다.

이때, 조절부(300)는 서브 솔레노이드밸브(420)를 오프(off)시켜 공기공급원(400)에서 공급되는 압축공기를 복동형실린더(350)의 전진측으로 유도시켜 복동형실린더(350)의 로드를 복동형실린더(350)의 외부로 밀어내면서 클러치암(360)을 힌지브래킷(340)을 중심으로 회전시켜 제 1원심력발생부(100)의 피동클러치(112)에 맞물려 있는 구동클러치(330)를 분리시킨다.

상기와 같이 제 1원심력발생부(100)와 제 2원심력발생부(200)의 고정원심력발생판(150, 250)과 조정원심력발생판(170,270)이 결합되면서 상호 합체각의 셋팅 작업이 완료되고 나면 제 1원심력발생부(100)의 회전축(110)과 전동수단(195)으로 연결된 메인모터(190)를 구동시킨다.

여기서 메인모터(190)의 회전력은 전동수단(195)을 통하여 제 1원심력발생부(100)의 회전축(110)으로 전달되어 고정원심력발생판(150)과 조정원심력발생판(170)을 회전시키게 되며, 이때 제 2원심력발생부(200)의 고정원심력발생판(150)과 조정원심력발생판(170) 또한 동일하게 연동하게 된다.

이러한 제 1원심력발생부(100)와 제 2원심력발생부(200)의 고정원심력발생판(150,250)과 조정원심력발생판(170,270)은 회전축(110,210)을 중심으로 상호 반대방향으로 회전하면서 주기적인 원심력을 일으켜 진동을 발생시킨다.

이렇듯, 제 1원심력발생부(100)와 제 2원심력발생부(200)의 고정원심력발생판(150,250)과 조정원심력발생판(170,270)은 서로 반대방향으로 회전하면서 진동을 발생시키게 되며, 이러한 제 1원심력발생부(100)와 제 2원심력발생부(200)의 상호 역방향으로 회전함으로 가진력의 크기는 배가가 된다. 이는 보통 동일 편심의 추를 역방향으로 돌려서 일정한 방향의 주기력을 일으키는 가진기의 원리와 동일한 것으로서, 제 1 도에서 보는 같이 가진기의 원리를 보면서 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제 1원심력발생부(100)의 원심력발생판(150,170)이 시계방향으로 회전하면서 원을 중심으로 상사점에 도달하였을 때 제 2원심력발생부(200)의 원심력발생판(250,270)은 시계반대방향으로 회전하면서 원을 중심으로 하사점에 위치하게 된다. 이러한 제 1원심력발생부(100)의 원심력발생판(150,170)과 제 2원심력발생부(200)의 진동판(250,270)의 위치가 서로 상극이 되면서 회전을 하면 원을 중심으로 외주연을 따라 발생하는 원심력이 제 1원심력발생부(100)의 원심력발생판(150,170)과 제 2원심력발생부(200)의 원심력발생판(250,270)의 위치가 서로 상극이 되었을 때 원의 외주연을 따라 발생되는 원심력은 상쇄되면서 힘의 분산을최소화시켜 원을 중심으로 상사점 및 하사점으로의 원심력의 집중은 극대화됨으로서 작은 동력으로도 진동의 세기를 배가시킬 수 있도록 하는데 있다.

또한 고정원심력발생판(150,250)과 조정원심력발생판(170,270)의 합체되는 각도에 따라 메인모터(190)의 회전력(RPM)이 달라지는 가진력의 크기를 나타낸 도면 제 5도와 제 6도를 보면 본 가진기(10)의 효과를 명확하게 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 가진기(10)는 동력을 전달받는 회전축(110,210)에 결합된 반원형상의 고정원심력발생판(150,250)과, 상기 고정원심력발생판(150,250)과 연접되게 회전축(110,210)에 결합하되 고정원심력발생판(150,250)과의 합체되는 부분의 크기를 조절하여 주기적인 원심력으로 발생하는 진동의 크기를 조절하도록 하는 반원형상의 조정원심력발생판(170,270)으로 구성하여 진동을 발생시키는 가진력의 크기의 조절을 자동으로 손쉽게 바꿀 수 있도록 함으로서 진동 세기조절에 따른 준비작업을 간편화하여 작업공정을 간소화시키고 작업자의 안전사고의 발생을 억제하며 또한 작은 동력으로도 큰 진동을 얻을 수 있어 진동시험의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

동력을 전달받는 회전축(110)에 결합된 반원형상의 고정원심력발생판(150)과,

상기 고정원심력발생판(150)과 연접되게 회전축(110)에 결합하되 고정원심력발생판(150)과의 합체되는 부분의 위치를 공기압력에 의하여 상대적으로 분리 및 결합을 자동으로 조절하여 진동을 발생시키는 가진력의 크기를 조절하도록 하는 반원형상의 조정원심력발생판(170)으로 구성한 것을 특징으로 하는 가진기.
제 1 항에 있어서,

상기 고정원심력발생판(150)은 회전축(110)에 고정되는 메인블럭(140)에 회전축(110)의 길이방향으로 슬라이딩되면서 결합 및 분리되는 서브블럭(230)의 일측에 부착되어 회전축(110)을 중심으로 편심으로 회전되도록 구성한 것을 특징으로 하는 가진기.
제 1항에 있어서,

상기 조정원심력발생판(170)은 회전축(110)에 설치되어 고정원심력발생판(150)과 결합 및 분리되는 각도조절판(160)의 일측에 다단계로 편심되게 부착되어 회전축(110)을 중심으로 편심으로 회전되도록 구성한 것을 특징으로 하는 가진기.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 회전축(110)의 일측에는 피동클러치(112)를 형성하고 타측 단부에는 내부를 통하여 외주연 방향으로 공기입력통로(111)를 형성시켜 이와 연통 되도록 메인블럭(140)의 내부를 통하여 일측면에 형성된 실린더(141)측으로 공기출력통로(142)를 천공하며 상기 고정원심력발생판(150)의 일측에는 고정핀(151)을 부착하여 각도조절판(160)에 각도별로 다 수개로 형성시킨 고정공(161)과 결합될 수 있도록 하되 회전축(110)의 피동클러치와 대응되는 위치에 조절부(300)를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 가진기.
제 4 항에 있어서,

상기 조절부(300)는 회전축(110)의 피동클러치(212)와 대응되도록 일측에 구동클러치(330)를 결합한 샤프트(320)를 설치하여 이를 서브모터(310)와 전동수단(195)으로 연결하되 사프트(320)의 직각방향으로 끝측을 힌지브래킷(340)과 힌지 결합되는 클러치암(360)을 설치하여 상기 클러치암(360)의 중심측은 구동클러치(330)와 연결하고 선측은 복동형 실린더(350)의 로드와 결합시켜 구성한 것을 특징으로 하는 가진기.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1원심력발생부(100)의 회전축(110) 일측 외주연에는 원동기어(180)를 결합 고정시켜 이와 치차 결합하는 종동기어(280)을 결합한 제 2원심력발생부를 설치하되 제 1원심력발생부(100)와 반대로 회전하면서 진동을 상쇄시키는 제 2원심력발생부(200)를 제 1원심력발생부(100)와 동일한 구성으로 포함한 것을 특징으로 하는 가진기.