KR100483265B1 - 브레이크 드럼의 고유진동수 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크 드럼의 고유진동수 측정장치에 관한 것으로서, 드럼 브레이크에서 발생되는 진동소음을 저감하기 위해 소음을 발생시키지 않는 진동특성을 갖는 브레이크 드럼을 선별하기 위해 브레이크 드럼의 고유진동수를 측정하여 드럼의 물리적인 성질을 관리함으로써 소음이 발생되지 않는 브레이크를 제작할 수 있는 이점이 있다.

Description

브레이크 드럼의 고유진동수 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING NATURAL FREQUENCY OF BRAKE DRUM}

본 발명은 브레이크 드럼의 고유진동수 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 드럼 브레이크에서 발생되는 진동소음을 저감하기 위해 소음을 발생시키지 않는 진동특성을 갖는 브레이크 드럼을 선별하기 위해 브레이크 드럼의 고유진동수를 측정하여 드럼의 물리적인 성질을 관리함으로써 소음이 발생되지 않는 브레이크를 제작할 수 있도록 한 브레이크 드럼의 고유진동수 측정장치에 관한 것이다.

요즈음은 차량의 증가로 인해 자동차사고의 증가 및 각종 환경문제를 야기시키고 있으며 자동차에 의한 환경문제로는 대기오염, 진동, 소음, 전파장해 등이 있다.

상기 소음의 주요한 음원으로는 엔진, 냉각계, 배기계, 흡기계, 타이어, 구동계 등이 있으며 배기계에 의한 소음은 연료가 실린더 안에서 연소되어 배출될 때 발생되는 배기가스로서 약 600∼900℃의 고온가스로 그 속도가 거의 음속에 달하기 때문에 대기중으로 방출되면서 급격히 팽창하기 때문에 격렬한 폭음을 내게 된다. 따라서 이러한 폭음을 방지하기 위해 소음기가 설치된다.

또한, 진동현상에 의한 소음으로 스프링의 진동과 같은 수 Hz의 저주파의 것으로부터 기어 소음과 같이 수 kHz의 고주파까지 광범위하게 걸쳐 있고, 그 진동 형태도 여러 갈래에 걸쳐 있다. 이런 것들의 진동이 차체에 전달되어 탑승자가 진동으로서 감지하는 것과 소음으로서 감지하는 경우가 있다.

따라서 요즈음은 환경문제와 소비자 성향의 고급화 및 승차감, 안락감 등으로 인해 자동차 소음을 낮추고 있기 때문에 자동차의 생산시부터 운행과정 까지 자동차 소음을 측정하여 규정치를 만족시키려고 하고 있다.

한편, 주행중인 자동차의 주행 속도를 감속시키거나 주행상태를 정지시키기 위한 제동장치는, 바퀴의 내측에 장착되어 있는 브레이크 드럼 또는 브레이크 디스크 등에 마찰재를 밀착시켜 제동력을 발생시키는 것으로서, 주행 중에 주로 사용되는 주 브레이크와, 자동차를 주차상태로 유지시키기 위한 주차 브레이크로 대별되어지며, 상기 주 브레이크는 운전자가 발로 조작함으로써 풋브레이크로, 주차 브레이크는 일반적으로 손으로 조작되므로 핸드 브레이크라고도 불리고 있다.

이와 같은 제동장치 중에서 드럼 브레이크의 경우 브레이크 드럼과 마찰재를 밀착시켜 제동력을 발생시킬 때 브레이크 드럼의 진동에 의한 소음이 발생하게 된다.

이때 소음을 일으키는 중요한 인자로써 브레이크 드럼의 고유진동수 특성인 진동모드와 진동주파수가 있는데 이와 같은 특성을 결정짓는 것은 드럼의 재질이 가지는 물리적인 성질과 드럼의 형상이다.

따라서, 소음을 줄이기 위해서는 드럼의 물리적인 성질과 드럼의 형상을 관리하는 것인데 형상은 손쉽게 측정할 수 있어서 그 관리가 용이하다고 할 수 있으나, 탄성계수와 감쇠계수 등의 물리적 성질은 측정하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 드럼 브레이크에서 발생되는 진동소음을 저감하기 위해 소음을 발생시키지 않는 진동특성을 갖는 브레이크 드럼을 선별하기 위해 브레이크 드럼의 고유진동수를 측정하여 드럼의 물리적인 성질을 관리함으로써 소음이 발생되지 않는 브레이크를 제작할 수 있도록 한 브레이크 드럼의 고유진동수 측정장치에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 브레이크 드럼을 고정시키기 위한 고정대와, 고정대에 고정된 브레이크 드럼을 반경방향에서 가격할 수 있도록 설치된 임팩트 해머와, 임팩트 해머의 반대측에 반경방향으로 브레이크 드럼에 설치되어 고유진동수를 측정하는 가속도계와, 임팩트 해머와 가속도계로부터 각각 가격된 힘에 의한 전기적 신호와 브레이크 드럼의 진동에 의한 전기적 신호를 입력받아 브레이크 드럼의 고유진동수에 해당하는 주파수 응답함수를 출력하는 주파수분석기와, 주파수분석기에서 출력되는 주파수 응답함수를 통해 브레이크 드럼의 측정 고유진동수와 설정된 고유진동수와 비교하여 불량을 판정하는 불량판정부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

위에서 임팩트 해머에는 가격하는 힘을 측정하기 위한 힘측정센서가 내장된 것을 특징으로 한다.

또한, 브레이크 드럼을 고정대로 이송하고 측정된 브레이크 드럼을 적재함으로 이송하는 이송수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 주파수분석기는 2채널 이상의 주파수분석기인 것을 특징으로 한다.

위와 같이 이루어진 본 발명은 브레이크 드럼을 고정대에 고정시킨 후 임팩트 해머를 통해 브레이크 드럼을 가격한 후 이때 진동상태를 가속도계를 통해 입력받아 주파수분석기에서 고유진동수를 측정하여 소음이 발생되지 않는 설정된 고유진동수와 비교하여 불량을 판정함으로써 브레이크 드럼의 물리적인 성질을 관리하여 소음이 없는 브레이크를 제작할 수 있도록 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 브레이크 드럼의 고유진동수 측정장치를 간략하게 나타낸 구성도이다.

여기에 도시된 바와 같이 브레이크 드럼(20)을 고정시키기 위한 고정대(50)와, 고정대(50)에 고정된 브레이크 드럼(20)을 반경방향에서 가격할 수 있도록 설치된 임팩트 해머(10)와, 임팩트 해머(10)의 반대측에 반경방향으로 브레이크 드럼(20)에 가속도계(30)가 설치된다.

이때, 임팩트 해머에는 가격하는 힘을 측정하기 위한 힘측정센서가 내장된다.

이때 가속도계(30)는 자석을 이용하여 브레이크 드럼(20)에 용이하게 탈부착이 될 수 있도록 하여 브레이크 드럼(20)의 고유진동수를 측정한다.

그리고, 임팩트 해머(10)와 가속도계(30)로부터 각각 가격된 힘에 의한 전기적 신호와 브레이크 드럼(20)의 진동에 의한 전기적 신호를 입력받아 브레이크 드럼(20)의 고유진동수에 해당하는 주파수 응답함수를 출력하는 주파수분석기(40)와, 주파수분석기(40)에서 출력되는 주파수 응답함수를 통해 브레이크 드럼(20)의 측정 고유진동수와 설정된 고유진동수와 비교하여 불량을 판정하는 불량판정부(60)로 이루어진다.

그리고, 불량판정부(60)는 주파수분석기(40)에서 2개 이상의 고유진동수가 출력되면 각각의 기준값으로 설정된 고유진동수와 비교하여 불량을 판정하게 된다.

또한, 브레이크 드럼(20)을 고정대로 이송하고 측정된 브레이크 드럼(20)을 불량의 판정에 따라 각각의 적재함(미도시)으로 이송하는 이송수단(미도시)을 더 포함되어 이루어진다.

위와 같이 이루어진 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

이송수단을 통해 브레이크 드럼(20)을 고정대(50)에 고정시킨 다음 임팩트 해머(10)를 통해 브레이크 드럼(20)을 가격하여 이때 진동하는 브레이크 드럼(20)의 고유진동수를 가속도계(30)를 통해 측정한다.

그러면, 주파수분석기(40)는 임팩트 해머(10)와 가속도계(30)로부터 각각 가격된 힘에 의한 전기적 신호와 브레이크 드럼(20)의 진동에 의한 전기적 신호를 입력받아 브레이크 드럼(20)의 고유진동수에 해당하는 주파수 응답함수를 출력한다.

이렇게 출력된 주파수 응답함수를 입력받은 불량판정부(60)에서 소음이 발생하지 않는 설정된 고유진동수의 범위내에 측정된 고유진동수가 포함되는지 판정하여 범위를 벗어날 경우 불량으로 판정하여 이송수단을 통해 불량품 적재함으로 이송한다.

한편, 측정된 고유진동수가 소음이 발생하지 않는 범위내에 있을 경우에는 양품으로 판정하여 양품 적재함으로 이송한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 드럼 브레이크에서 발생되는 진동소음을 저감하기 위해 소음을 발생시키지 않는 진동특성을 갖는 브레이크 드럼을 선별하기 위해 브레이크 드럼의 고유진동수를 측정하여 드럼의 물리적인 성질을 관리함으로써 소음이 발생되지 않는 브레이크를 제작할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 브레이크 드럼의 고유진동수 측정장치를 간략하게 나타낸 구성도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 임팩트 해머 20 : 브레이크 드럼

30 : 가속도계 40 : 주파수분석기

50 : 고정대 60 : 불량판정부

Claims (4)

1. 브레이크 드럼을 고정시키기 위한 고정대와, 상기 고정대에 고정된 상기 브레이크 드럼을 반경방향에서 가격할 수 있도록 설치되고 가격하는 힘을 측정하는 힘측정센서를 구비한 임팩트 해머와, 상기 임팩트 해머의 반대측에 반경방향으로 상기 브레이크 드럼에 설치되어 고유진동수를 측정하는 가속도계와, 상기 임팩트 햄머와 가속도계로부터 가격된 힘에 의한 전기적 신호와 브레이크 드럼의 진동에 의한 전기적 신호를 입력받아 브레이크 드럼의 고유진동수에 해당하는 주파수 응답함수를 출력하고, 상기 가속도계로부터 상기 브레이크 드럼의 고유진동수에 해당하는 주파수 응답함수를 출력하는 주파수분석기와, 상기 주파수분석기에서 출력되는 주파수 응답함수를 통해 상기 브레이크 드럼의 측정 고유진동수와 설정된 고유진동수와 비교하여 불량을 판정하는 불량판정부를 구비하는 브레이크 드럼의 고유진동수 측정장치에 있어서,

   상기 주파수분석기는 2채널 이상의 주파수분석기인 것을 특징으로 하는 브레이크 드럼의 고유진동수 측정장치.
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