KR100862067B1 - 진동 시뮬레이션 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 진동 시뮬레이션 장치는 지지대(10)에 상향설치된 실린더기구(20)의 상단에 테스트베드(30)를 연결하고, 상기 실린더기구(20)의 피스톤로드(23)에 걸림턱(23a)을 형성함과 더불어, 피스톤로드(23)의 외부에 탄성부재(50)를 결합하므로써, 피스톤(22)이 실린더(21)의 내벽에 충돌하여 의도하지 않은 불규칙한 진동이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 제품의 탈착이 간편한 장점이 있다.

Description

진동 시뮬레이션 장치{Vibration simulation apparatus}
도 1은 종래의 진동 시뮬레이션 장치를 도시한 구성도,
도 2는 종래의 진동 시뮬레이션 장치에 구비된 실린더기구를 도시한 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 진동 시뮬레이션 장치를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 진동 시뮬레이션 장치를 도시한 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 진동 시뮬레이션 장치를 도시한 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 진동 시뮬레이션 장치의 실린더기구의 작동상태를 도시한 측단면도,
도 7은 본 발명에 따른 진동 시뮬레이션 장치의 다른 실시예를 도시한 측면도,
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예의 작동상태를 도시한 참고도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10; 지지대, 20; 실린더기구,
21; 실린더, 22; 피스톤,
23; 피스톤로드, 23a; 걸림턱
30; 테스트베드, 33; 거치대,
40; 실린더구동부, 50; 탄성부재,
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명은 차량 등에 탑재되는 장비의 진동 내구성 등을 테스트하는 진동 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 오디오시스템 등을 비롯한 차량에 탑재되는 장비는 차량의 주행시 지속적인 진동이 가해진다. 따라서, 차량에 탑재를 목적으로 장비를 개발 및 제작할 때는, 진동 시뮬레이션 장치를 이용하여 차량 운행시 발생되는 진동을 제품에 가함으로써, 장비의 내구성을 테스트하게 된다.
도 1과 도 2는 이와같이 제품의 진동 내구성 등을 테스트하는데 사용되는 진동 시뮬레이션 장치의 일예를 도시한 것으로, 이 진동 시뮬레이션 장치는, 중앙에 개구부(11)가 형성된 지지대(10)와, 상단이 이 지지대(10)의 개구부(11) 둘레부에 연결되어 하측으로 연장된 복수개의 실린더기구(20)와, 이 실린더기구(20)의 하단에 연결된 테스트베드(30)와, 상기 실린더기구(20)에 연결되어 실린더기구(20)를 신축구동하는 실린더구동부(40)로 구성된다.
상기 실린더기구(20)는 압축공기에 의해 신축되는 에어실린더로서, 상하측에 제1 및 제2 에어포트(21a,21b)가 형성된 실린더(21)와; 이 실린더(21)에 장착되어 실린더(21)의 내부공간을 상기 제1 에어포트(21a)와 연통되는 제1 챔버(21c)와 상기 제2 에어포트(21b)와 연통되는 제2 챔버(21d)로 구획하는 피스톤(22)과; 이 피스톤(22)에 연결되어 실린더(21)의 외측으로 연장된 피스톤로드(23)로 구성되어, 상기 실린더구동부(40)에 의해 상기 제1 및 제2 챔버(21c,21d)에 압축공기가 공급되면 실린더(21)와 피스톤로드(23)가 승강되며 신축된다. 이때, 이 실린더기구(20)는 상기 피스톤로드(23)가 하측을 향하도록 배치되어, 상기 실린더(21)의 상단부가 상기 지지대(10)의 힌지브라켓(12)에 힌지결합되어 하향연장되며, 하향연장된 피스톤로드(23)의 단부는 상기 테스트베드(30)의 힌지브라켓(31)에 힌지결합된다.
상기 테스트베드(30)는 판형상으로 구성되며 그 중앙부에는 상측으로 연장되어 그 상면에 테스트할 장비를 고정할 수 있도록 된 거치대(33)가 구비된다.
상기 실린더구동부(40)는 압력공급유닛(41)과, 이 압력공급유닛(41)에 연결된 압력제어유닛(42)과, 이 압력제어유닛(42)에 연결된 제어부(43)로 구성되어, 상기 제어부(43)에 의해 제어되는 압력제어유닛(42)을 이용하여, 상기 압력공급유닛(41)에 의해 공급되는 압축공기의 압력 및 공급시점을 제어하여, 상기 제1 및 제2 챔버(21c,21d)에 교대로 공급하므로써, 실린더기구(20)가 미리 입력된 신축속도 및 진동수로 신축되도록 제어한다.
따라서, 실린더구동부(40)를 이용하여, 미리 설정된 진동수로 실린더기구(20)를 신축시켜 테스트베드(30)를 진동시키므로써, 테스트베드(30)에 고정된 장비에 진동을 가하여 진동테스트를 할 수 있다.
한편, 제품에 진동을 가하는 진동테스트에는 제품에 불규칙한 진동을 가하는 랜덤모드(random mode) 테스트와, 규칙적인 진동을 가하는 스윕모드(sweep mode) 테스트로 크게 나뉘어진다.
그런데, 이러한 진동 시뮬레이션 장치는 상기 실린더기구(20)의 하단에 테스트베드(30)가 연결되므로, 상기 피스톤(22)과 피스톤로드(23)가 하강되어 실린더기구(20)가 신장되는 방향으로 테스트베드(30)와 테스트베드(30)에 고정된 제품의 하중이 작용된다. 따라서, 피스톤(22)과 피스톤로드(23)가 하강되어 실린더기구(20)가 신장된 후, 피스톤(22)과 피스톤로드(23)가 방향전환되어 상승되는 단계에서, 피스톤(22) 및 피스톤로드(23)의 방향전환이 신속하게 이루어지지 못하고, 실린더기구(20)의 피스톤(22)이 실린더(21)에 충돌하여 의도하지 않은 불규칙적인 진동이 발생되었다.
따라서, 피스톤(22)의 충돌에 의해 발생되는 진동이 테스트베드(30)에 전달되어 제품에 가해지므로, 제품에 불규칙한 진동을 가하는 랜덤모드 테스트 밖에 실시할 수 없었으며, 스윕모드의 테스트를 하기 위해서는 다른 시뮬레이션 장비를 이용하여야 하는 문제점이 있었다.
이때, 실린더기구(20)의 신축작동시, 하측의 제2 챔버(21d)에 높은 압력의 압축공기를 공급하여, 피스톤(22)과 피스톤로드(23)의 방향전환속도를 높이므로써, 피스톤(22)이 실린더(21)에 충돌하는 것을 막는 방안이 강구될 수 있으나, 이러한 경우, 제2 챔버(21d)에 고압의 압축공기를 공급함에 따른 부가적인 충격이 발생될 뿐 아니라, 압축공기의 압력이 높아짐에 따라 상기 실린더구동부(40)를 통해 압력을 제어하는 기술의 난이도가 상승되며, 이에따라 진동 시뮬레이션 장치의 코스트 가 상승될 뿐 아니라, 테스트베드(30)에 규칙적인 진동을 가하는 것이 어려워지는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 진동 시뮬레이션 장치는 상기 테스트베드(30)가 실린더기구(20)의 하단에 연결되어, 테스트베드(30)에 테스트할 제품을 고정하거나 고정된 제품을 분리하기 위해서는 상기 지지대(10)의 개구부(11)를 통해 테스트베드(30)에 제품을 삽입하거나 꺼내야 하므로, 매우 번거로운 문제점이 있었다. 특히, 상기 지지대(10)의 사이즈가 클 경우, 작업자가 테스트베드(30)에 접근하는 것이 매우 번거로우므로, 제품의 탈착이 더욱 불편한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피스톤이 실린더의 내벽에 충돌하여 의도하지 않은 불규칙한 진동이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 제품의 고정이 간편한 진동 시뮬레이션 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지지대(10)와; 일단이 상기 지지대(10)에 연결된 실린더기구(20)와; 이 실린더기구(20)의 타단에 연결되며 테스트할 제품을 고정할 수 있도록 된 테스트베드(30)와; 상기 실린더기구(20)에 연결되어 실린더기구(20)를 신축 구동하는 실린더구동부(40)를 포함하며, 상기 실린더기구(20)는 실린더(21)와, 이 실린더(21)의의 내부에 장착된 피스톤(22)과, 이 피스 톤(22)에 연결되며 실린더(21)의 외부로 연장된 피스톤로드(23)로 구성된 진동 시뮬레이션 장치에 있어서,
상기 실린더기구(20)는 실린더(21)의 하단이 상기 지지대(10)에 힌지결합되어 상기 피스톤로드(23)가 상측을 향하도록 배치되고, 상기 테스트베드(30)는 상향된 피스톤로드(23)의 상단에 힌지결합되어 지지되며, 상기 피스톤로드(23)에는 상기 실린더(21)의 외부에 위치되도록 걸림턱(23a)이 구비되고, 상기 피스톤로드(23)의 외부에는 실린더(21)의 상면과 상기 걸림턱(23a)사이에 위치되도록 탄성부재(50)가 결합된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 테스트베드(30)의 상면에는 테스트베드(30)의 상측으로 연장되어 그 상면에 테스트할 제품을 고정할 수 있도록 된 거치대(33)가 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3내지 도 6의하면, 본 발명에 따른 진동 시뮬레이션 장치는 지지대(10)와; 일단이 상기 지지대(10)에 연결된 실린더기구(20)와; 이 실린더기구(20)의 타단에 연결되며 상면에 테스트할 제품을 고정할 수 있도록 된 테스트베드(30)와; 상기 실린더기구(20)에 연결되어 실린더기구(20)를 신축 구동하는 실린더구동부(40)로 구성된 것은 종래와 동일하다.
이때, 이 실린더기구(20)는 압축공기에 의해 신축되는 공압실린더로서, 상, 하측에 제1 및 제2 에어포트(21a,21b)가 구비된 실린더(21)와; 이 실린더(21)에 장착되어 실린더(21)의 내부공간을 상기 제1 에어포트(21a)와 연통되는 제1 챔버(21c)와 상기 제2 에어포트(21a)와 연통되는 제2 챔버(21d)로 구획하는 피스톤(22)과; 이 피스톤(22)에 연결되어 상기 실린더(21)의 외측으로 연장된 피스톤로드(23)로 구성된다.
그리고, 상기 실린더구동부(40)는 압축공기를 제공하는 압력공급유닛(41)과, 이 압력공급유닛(41)에 연결된 압력제어유닛(42)과, 이 압력제어유닛(42)에 연결된 제어부(43)로 구성된다. 상기 압력공급유닛(41)은 에어컴프레서(41a)와, 이 에어컴프레서(41a)에 연결된 에어챔버(41b)와, 이 에어챔버(41b)에 연결된 레귤레이터(41c)로 구성되며, 분기관(44)을 통해 상기 제1 및 제2 에어포트(21a,21b)에 연결되어, 일정한 압력의 압축공기를 실린더(21)의 제1 및 제2 챔버(21c,21d)에 공급할 수 있다. 상기 압력제어유닛(42)은 전자식 레귤레이터(42a)와, 압력센서(42b) 및 솔레노이드밸브(42c)가 구비되며, 상기 분기관(44)의 분기점 후단에 각각 구비된다. 상기 제어부(43)는 압력제어유닛(42)의 전자식 레귤레이터(42a)와 압력센서(42b) 및 솔레노이드밸브(42c)에 연결되어, 상기 전자식 레귤레이터(42a)와 압력센서(42b)를 이용하여 제1 및 제2 에어포트(21a,21b)로 공급되는 압축공기의 압력을 피드백 제어하여 2차 감압한 후, 솔레노이드밸브(42c)를 교대로 작동시켜 제1 및 제2 챔버(21c,21d)에 교대로 압축공기를 공급하므로써, 실린더기구(20)를 정해진 진동수로 신축시킬 수 있다.
그리고, 발명에 따른 진동 시뮬레이션 장치의 실린더기구(20)는 실린더(21) 의 하단이 상기 지지대(10)에 힌지결합되어 상기 피스톤로드(23)가 상측을 향하도록 배치되고, 상기 테스트베드(30)는 상향된 피스톤로드(23)의 상단에 힌지결합되어 지지되며, 상기 피스톤로드(23)에는 상기 실린더(21)의 외부에 위치되도록 걸림턱(23a)이 구비되고, 상기 피스톤로드(23)의 외부에는 실린더(21)의 상면과 상기 걸림턱(23a)사이에 위치되도록 탄성부재(50)가 결합된다.
즉, 상기 지지대(10)는 금속패널로 구성되어 지면에 고정 장착되며 그 상면에 상기 실린더기구(20)의 하단이 연결되는 힌지브라켓(12)이 구비된다.
또한, 상기 테스트베드(30)는 테스트할 제품이나 제품을 고정하는 클램프를 설치할 수 있도록 다수개의 통공(34)이 형성된 원판형성으로 구성되며, 그 저면에 구비된 힌지브라켓(31)이 실린더기구(20)의 피스톤로드(23) 상단에 힌지결합되어, 상기 지지대(10)의 상측에 위치되도록 지지된다.
그리고, 상기 실린더기구(20)는 실린더(21)의 하단이 상기 지지대(10)의 힌지브라켓(12)에 힌지결합되고, 피스톤로드(23)의 상단이 상기 테스트베드(30)의 힌지브라켓(31)에 힌지결합되어, 피스톤로드(23)가 상측을 향하도록 입설되며, 상기 피스톤로드(23)에 구비된 걸림턱(23a)은 피스톤로드(23)에 플랜지가 구비된 별도의 링부재를 끼우고, 그 상단에 연결부재(25)를 나사결합하여 고정하여 구성된 것으로, 피스톤로드(23)의 하강시 그 하단이 상기 탄성부재(50)의 상면에 걸린다.
상기 탄성부재(50)는 압축코일스프링을 이용하는 것으로, 상기 피스톤로드(23)의 외부에 끼워져, 피스톤로드(23)가 하강될 때, 피스톤로드(23)의 걸림턱(23a)을 지지하여 피스톤로드(23)의 하강속도를 늦추는 완충작용을 하므로써, 피 스톤로드(23)나, 이 피스톤로드(23)에 연결된 피스톤(22)이 실린더(21)에 충돌하는 것을 막는 기능을 한다.
이와같이 구성된 진동 시뮬레이션 장치는 상기 피스톤로드(23)의 하강시, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 피스톤로드(23)에 구비된 걸림턱(23a)이 상기 탄성부재(50)의 상면에 밀착되어 탄성부재(50)를 압축가압하면서 급속도로 속도가 줄어들게 되며, 압축된 탄성부재(50)는 상기 제2 챔버(21d)로 공급되는 압축공기의 압력과 함께 피스톤로드(23)를 상측으로 밀어올려, 피스톤로드(23)나 피스톤(22)이 실린더(21)에 충돌하지 않고 방향전환을 하게 된다.
따라서, 피스톤로드(23)나 피스톤(22)이 실린더(21)에 충돌함에 따라 의도하지 않은 진동이 발생되는 것을 방지할 수 있으므로, 테스트베드(30)에 항상 일정한 진동을 가하는 스윕모드 테스트가 가능한 장점이 있다.
그리고, 상기 실린더구동부(40)에 의해 제2 챔버(21d)에 공급되는 압축공기의 압력을 상승시키면, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 피스톤(22)이 상승되어 실린더(21)의 내부 상측벽면에 충돌하여 충격이 발생되므로, 종래의 진동 시뮬레이션 장치와 동일하게 랜덤모드 테스트를 실행할 수 있다.
따라서, 랜덤모드 또는 스윕모드 테스트중에서 한 종류의 테스트만 가능한 종래의 진동 시뮬레이션 장치와 달리, 스윕모드와 랜덤모드 테스트가 모두 가능한 장점이 있다. 그리고, 이와같이, 하나의 진동 시뮬레이션 장치를 이용하여 스윕모드와 랜덤모드 테스트를 실시할 수 있으므로, 테스트 시간과 장비를 대폭 절감하 여, 제품개발에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 테스트베드(30)는 실린더기구(20)의 상단에 구비되므로, 작업자가 테스트베드(30)에 접근하는 것이 매우 용이하며, 테스트할 장비를 고정하거나 분리하는 것이 매우 용이한 장점이 있다.
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 테스트베드(30)의 상면에는 테스트베드(30)의 상측으로 연장되어 그 상면에 테스트할 제품을 고정할 수 있도록 된 거치대(33)가 구비된다.
따라서, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 테스트베드(30)를 양쪽으로 기울이는 것만으로, 상기 거치대(33)의 단부가 좌우로 진동되어, 이 거치대(33)에 고정한 제품을 좌우로 진동시킬 수 있으므로, 테스트베드(30)의 제어가 매우 용이하며, 테스트신뢰도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 실시예의 경우, 상기 실린더기구(20)는 압축공기에 의해 신축되는 에어실린더를 이용하는 것을 예시하였으나, 압축공기 이외에 유압이나 수압 또는 기타 작동유체를 이용하는 실린더를 이용하는 것도 가능하다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 진동 시뮬레이션 장치는 지지대(10)에 상향설치된 실린더기구(20)의 상단에 테스트베드(30)를 연결하고, 상기 실린더기 구(20)의 피스톤로드(23)에 걸림턱(23a)을 형성함과 더불어, 피스톤로드(23)의 외부에 탄성부재(50)를 결합하므로써, 피스톤(22)이 실린더(21)의 내벽에 충돌하여 의도하지 않은 불규칙한 진동이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 제품의 탈착이 간편한 장점이 있다.

Claims (2)

  1. 지지대(10)와; 일단이 상기 지지대(10)에 연결된 실린더기구(20)와; 이 실린더기구(20)의 타단에 연결되며 테스트할 제품을 고정할 수 있도록 된 테스트베드(30)와; 상기 실린더기구(20)에 연결되어 실린더기구(20)를 신축 구동하는 실린더구동부(40)를 포함하며, 상기 실린더기구(20)는 실린더(21)와, 이 실린더(21)의의 내부에 장착된 피스톤(22)과, 이 피스톤(22)에 연결되며 실린더(21)의 외부로 연장된 피스톤로드(23)로 구성된 진동 시뮬레이션 장치에 있어서,
    상기 실린더기구(20)는 실린더(21)의 하단이 상기 지지대(10)에 힌지결합되어 상기 피스톤로드(23)가 상측을 향하도록 배치되고, 상기 테스트베드(30)는 저면에 구비된 힌지브라켓(31)이 상향된 피스톤로드(23)의 상단에 힌지결합되어 지지되며, 상기 피스톤로드(23)에는 상기 실린더(21)의 외부에 위치되도록 걸림턱(23a)이 구비되고, 상기 피스톤로드(23)의 외부에는 실린더(21)의 상면과 상기 걸림턱(23a)사이에 위치되도록 탄성부재(50)가 결합되며, 상기 테스트베드(30)의 상면에는 테스트베드(30)의 상측으로 연장되어 그 상면에 테스트할 제품을 고정할 수 있도록 된 거치대(33)가 구비된 것을 특징으로 하는 진동 시뮬레이션 장치.
  2. 삭제
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