KR101043089B1 - 시편 장착 및 인출장치 - Google Patents

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Abstract

시편을 충격 시험기의 시험위치에 장착하고 시험 완료된 시편을 인출하는 작업을 기계적으로 수행하여 안전하고 효율적인 충격 시험을 할 수 있으며, 작업자의 안전사고 위험을 감소시킬 수 있는 시편 장착 및 인출장치를 제공한다. 시편 장착 및 인출장치는 시편 장입위치와 충격 시험위치 사이에 구비되는 회동축, 회동축의 일측에 축 결합되어 외부로부터 전달되는 동력에 따라 구동되며, 회동축에 회전 동력을 전달하는 구동부, 회동축에 축 결합되어 회동축의 구동에 연동되며, 시편 장입위치와 충격 시험위치 사이를 회동하는 회동부재, 및 회동부재의 일측 선단에 결합되어 시편의 보관상태를 유지하는 가이드부재를 포함한다.
시편, 충격, 시험, 장착, 인출

Description

시편 장착 및 인출장치{APPARATUS FOR LOADING AND EXTRACTING OF TEST PIECE}
본 발명은 시편 충격 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시편 장착 및 인출장치에 관한 것이다.
일반적으로 재료의 내충격성(인성)을 측정하기 위해 시편(또는 시험편, test piece)에 실제의 충격을 가하는 충격 시험(DWTT ; Drop Weight Tear Test)을 한다. 충격 시험은 시편에 설정된 충격량을 가하여 파괴되는 시편의 한계값을 측정하기 위한 것이다.
충격 시험에 사용되는 충격 시험기는 정해진 충격 시험위치에 시편을 장착하고 해머(hammer) 등으로 시편에 충격을 가하는 구조로 되어 있다. 충격 시험기에 의한 시편의 충격 시험 과정은 도 1에 도시한 바와 같다. 여기서, 충격 시험의 경우 800kg의 해머를 2.5m의 높이에서 자유 낙하시켜 시편에 충격을 가하게 된다.
도 1을 참조하면, 충격 시험을 위해 일정 길이로 절단된 시편은 충격 시험위치에 장착하고, 충격 시험기의 해머를 시편에 낙하하여 파괴시험을 한다. 충격 시험 후 파괴된 시편은 충격 시험위치로부터 제거하고 다음 순서의 시편을 충격 시험 위치에 장착한다.
그런데 종래에는 충격 시험위치에서 앤빌에 시편을 장착하고 인출하는 과정을 작업자가 직접 수작업으로 진행함으로써 안전사고의 위험이 높았다. 또한, 2.5m 높이로 들어올려진 800kg의 해머 밑에서 작업이 이루어짐으로써 작업자의 심리적 불안감과 안전사고에 대한 문제점이 있었다.
시편을 충격 시험위치에 장착하고 시험 완료된 시편을 인출하는 작업을 기계적으로 수행하여 안전하고 효율적인 충격 시험을 할 수 있으며, 작업자의 안전사고 위험을 감소시킬 수 있는 시편 장착 및 인출장치를 제공한다.
시편 장착 및 인출장치는 시편 장입위치와 충격 시험위치 사이에 구비되는 회동축, 회동축의 일측에 축 결합되어 외부로부터 전달되는 동력에 따라 구동되며, 회동축에 회전 동력을 전달하는 구동부, 회동축에 축 결합되어 회동축의 구동에 연동되며, 시편 장입위치와 충격 시험위치 사이를 회동하는 회동부재, 및 회동부재의 일측 선단에 결합되어 시편의 보관상태를 유지하는 가이드부재를 포함한다.
구동부는 모터(motor)로 이루어지며, 사이클로 모터(cyclo motor)로 이루어질 수 있다.
회동부재의 타측 선단에 구비되는 회동 균형추를 더 포함할 수 있다.
가이드부재는 회동부재의 일측 선단에서 자유 회전상태로 결합될 수 있다.
가이드부재는 회동부재에 자유 회전상태로 결합되는 장착부, 상측이 개방되고 하측 및 좌우측이 닫힌 상태를 갖도록 장착부로부터 절곡 형성되어 시편을 보관하는 공간을 갖는하는 보관부, 및 보관부의 전후측이 일부 개구되도록 보관부로부터 내측 방향으로 절곡 형성되어 시편의 이탈을 방지하는 지지부를 포함할 수 있다.
구동부의 일측에 구비되어 회동축의 회전상태를 검출하여 해당되는 위치 검출신호를 발생하는 복수개의 위치 검출부, 및 위치 검출부로부터 입력되는 위치 검출신호에 따라 구동부로 구동 제어신호를 공급하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
구동부의 일측에 구비되며, 복수개의 위치 검출부가 결합되는 복수개의 장착홀을 갖는 브래킷을 더 포함할 수 있다.
시편 장착 및 인출장치는 시편을 충격 시험위치에 장착하고 인출하는 과정을 기계적으로 수행함으로써 작업자의 수작업에 따른 안전사고 발생 위험을 감소할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시편 장착 및 인출장치를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시편 장착 및 인출장치는 회동축(20), 구동부(30), 회동부재(40), 가이드부재(50)를 포함한다.
회동축(20)은 시편(10, 또는 시험편) 장입위치와 충격 시험위치 사이에 구비된다.
구동부(30)는 회동축(20)의 일측에 축 결합되어 외부로부터 전달되는 동력에 따라 구동되며, 회동축(20)에 회전 동력을 전달한다. 구동부(30)는 모터(motor)로 이루어지며, 사이클로 모터(cyclo motor)로 이루어질 수 있다. 구동부(30)는 다양한 설계변경을 통해 다르게 이루어질 수 있는데, 회동축(20)에 회전 동력을 제공하는 구조이면 모두 가능하다.
회동부재(40)는 회동축(20)에 축 결합되어 회동축(20)의 구동에 연동되며, 시편 장입위치와 충격 시험위치 사이를 회동한다. 회동부재(40)의 타측 선단에 구비되는 회동 균형추(60, balancer weight)를 더 포함할 수 있다. 회동 균형추(60)는 회동부재(40)의 회동시 또는 회동된 상태에서 균형을 유지하는 기능을 한다.
가이드부재(50)는 회동부재(40)의 일측 선단에 결합되어 시편(10)의 장입 및 인출시 시편(10)을 임시 보관하며, 회동부재(40)의 회동시 시편(10)의 보관상태를 유지한다. 가이드부재(50)는 회동부재(40)의 일측 선단에서 자유 회전상태로 축 결합될 수 있다. 가이드부재(50)는 시편(10)을 임시 보관하는 측면에서 일종의 바스켓(basket) 기능을 하며, 회동부재(40) 선단에서 자유롭게 회동가능하게 축 결합됨에 따라 회동부재(40)의 회동에 대해 항상 수평상태를 유지하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가이드부재를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 가이드부재(50)는 장착부(52), 보관부(54), 지지부(56)를 포함한다.
장착부(52)는 회동부재(40)에 자유 회전상태로 결합되는 부재이다. 장착부(52)는 양측으로 구분되며, 각각 회동부재(40)에 장착된다. 장착부(52)에는 장착 구멍이 가공된다. 장착부(52)와 회동부재(40)는 자유 회전상태를 더욱 확실하게 지지하기 위한 축 결합으로 서로 연결될 수 있다. 이를 위해 장착부(52)와 회동부재(40)의 사이에는 별도의 부재가 개재될 수 있다.
보관부(54)는 상측이 개방되고 하측 및 좌우측이 닫힌 상태를 갖도록 장착부(52)로부터 절곡 형성된다. 보관부(54)는 시편(10)을 보관하는 공간을 갖는다.
지지부(56)는 보관부(54)의 전후측이 일부 개구되도록 보관부(54)로부터 내측 방향으로 절곡 형성되어 시편(10)의 이탈을 방지한다.
가이드부재(50)를 형성하는 장착부(52), 보관부(54), 지지부(56)는 판재로 형성할 수 있으며, 일체로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구동부 주변 구성을 도시한 도면이다.
구동부(30)의 일측에는 위치 검출부(70), 브래킷(80), 제어부(90)를 더 포함한다.
위치 검출부(70)는 구동축의 일측에 구비되어 회동축(20)의 회전상태를 검출하며, 해당되는 위치 검출신호를 발생한다. 위치 검출부(70)는 복수개로 구비될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 위치 검출부(70)는 4개로 이루어질 수 있다. 위치 검출부(70)는 광센서로 구비할 수 있으며, 필요에 따라 리미트 스위치로도 구성할 수 있다.
브래킷(80)은 구동부(30)의 일측에 구비되며, 복수개의 위치 검출부(70)가 결합되는 복수개의 장착홀(82)을 갖는다. 위치 검출부(70)와 브래킷(80)의 결합구조에 따라 시편 장입위치에서 충격 시험위치로 이동시 회동축(20)의 회전량을 조절 할 수 있다. 따라서, 시편 장입위치와 충격 시험위치가 변경되더라도 위치 검출부(70)와 브래킷(80)의 결합위치를 조절하여 변경된 시편 장입위치와 충격 시험위치에 대응되도록 회동축(20)의 회전량을 조절할 수 있다.
제어부(90)는 위치 검출부(70)로부터 입력되는 위치 검출신호에 따라 구동부(30)로 구동 제어신호를 공급한다. 제어부(90)는 일종의 마이크로 프로세서로 이루어질 수 있다. 제어부(90)는 위치 검출부(70)로부터 입력되는 신호를 분석하여 회동부재(40)가 시편 장입위치 또는 충격 시험위치로 이동된 상태이면 구동부(30)의 공급되는 구동 제어신호를 차단한다. 그러면, 구동부(30)의 회전이 정지되며, 회동축(20)도 정지된 상태를 유지하게 된다. 따라서, 회동부재(40)는 시편 장입위치 또는 충격 시험위치로 이동된 상태에서 정지된 상태를 유지하게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시편 장착 및 인출과정을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 충격 시험위치에 시편(10)을 장착하고 파괴된 시편(10)을 인출하는 과정을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 시편 장착 및 인출장치는 시편 장입위치와 충격 시험위치 사이에 구비된다.
먼저, 구동부(30)의 구동으로 회동축(20)이 회전하여 회동부재(40)가 시편 장입위치에 위치된 상태를 가정한다.
시편 장입위치에 회동부재(40)가 위치되면, 가이드부재(50)는 회동부재(40)의 선단에서 수평한 상태를 유지하게 된다. 이때, 가이드부재(50)의 보관부(54)에 시편(10)을 장입한다. 시편(10)은 보관부(54)의 길이방향으로 장입된다. 시편(10) 의 길이는 보관부(54)의 길이보다 더 길게 형성된다. 여기서, 시편(10)의 장입방향 및 길이는 충격 시험위치에 구비되는 앤빌(100)의 배치구조에 대응한 것이다.
한편, 시편(10)이 가이드부재(50)에 장착된 상태이면 구동부(30)를 구동하여 회동축(20)의 회전방향을 충격 시험위치로 전환되도록 한다. 회동축(20)이 회전됨에 따라 회동부재(40)는 충격 시험위치로 회동한다. 이때, 가이드부재(50)는 회동부재(40)의 선단에서 자유 회전상태로 결합됨으로써 수평한 상태를 계속 유지하며 충격 시험위치로 이동하게 된다. 따라서, 가이드부재(50)에 보관된 시편(10)은 가이드부재(50)로부터 이탈되지 않고 안전하게 충격 시험위치로 이동할 수 있다.
가이드부재(50)가 충격 시험위치로 이동된 상태이면 시편(10)의 양측은 앤빌(100)에 걸리게 된다. 이러한 상태에서 가이드부재(50)는 계속해서 하강되어 앤빌(100)의 하측에 위치된다. 이때, 가이드부재(50)의 상측이 개방된 구조여서 시편(10)은 앤빌(100)에 걸린 상태를 유지하게 되며, 가이드부재(50)는 시편(10)과 분리되어 앤빌(100)의 하측에 위치된다.
상기한 바와 같이 회동축(20)의 회전에 따라 연동되는 회동부재(40)와 회동부재(40) 선단에 설치되어 시편(10)을 보관하는 가이드부재(50)가 시편 장입위치에서 충격 시험위치로 이동된다. 이러한 상태에서 앤빌(100)의 상측에 놓여진 시편(10)은 충격 시험기를 통해 해당되는 충격 시험을 받는다.
여기서, 충격 시험(DWTT ; Drop Weight Tear Test)은 800kg의 해머를 2.5m의 높이에서 자유 낙하시켜 시편(10)에 충격을 가하게 된다. 충격 시험에 의해 파손된 시편(10)은 앤빌(100)의 하측에 위치된 가이드부재(50)에 담겨진다.
충격 시험이 완료되면, 구동부(30)의 구동으로 회동축(20)이 회전하여 회동부재(40)가 시편 장입위치로 회동된다. 가이드부재(50)는 회동부재(40)의 이동에 따라 충격 시험위치에서 보다 안전한 시편 장입위치로 이동된다. 따라서, 작업자는 가이드부재(50)에 보관된 시편(10)을 안전하게 제거할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 시편(10)을 충격 시험위치에 장착하고 인출하는 과정을 기계적으로 수행함으로써 작업자의 수작업에 따른 안전사고 발생 위험을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 충격 시험기에 시편을 장착하고 인출하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시편 장착 및 인출장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가이드부재를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구동부 주변 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시편 장착 및 인출과정을 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20 ; 회동축 30 ; 구동부
40 ; 회동부재 50 ; 가이드부재
52 ; 장착부 54 ; 보관부
56 ; 지지부 60 ; 회동 균형추
70 ; 위치 검출부 80 ; 브래킷
90 ; 제어부

Claims (7)

  1. 시편 장입위치와 충격 시험위치 사이에 구비되는 회동축;
    상기 회동축의 일측에 축 결합되어 외부로부터 전달되는 동력에 따라 구동되며, 상기 회동축에 회전 동력을 전달하는 구동부;
    상기 회동축에 축 결합되어 상기 회동축의 구동에 연동되며, 시편 장입위치와 충격 시험위치 사이를 회동하는 회동부재, 및
    상기 회동부재의 일측 선단에 결합되어 시편의 보관상태를 유지하는 가이드부재
    를 포함하며,
    상기 가이드부재는
    상기 회동부재에 자유 회전상태로 결합되는 장착부;
    상측이 개방되고 하측 및 좌우측이 닫힌 상태를 갖도록 상기 장착부로부터 절곡 형성되어 상기 시편을 보관하는 공간을 갖는 보관부, 및
    상기 보관부의 전후측이 일부 개구되도록 상기 보관부로부터 내측 방향으로 절곡 형성되어 상기 시편의 이탈을 방지하는 지지부
    를 포함하는 시편 장착 및 인출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 모터(motor)로 이루어지는 시편 장착 및 인출장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회동부재의 타측 선단에 구비되는 회동 균형추를 더 포함하는 시편 장착 및 인출장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드부재는 상기 회동부재의 일측 선단에서 자유 회전상태로 결합되 는 시편 장착 및 인출장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제4항 가운데 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동부의 일측에 구비되어 상기 회동축의 회전상태를 검출하여 해당되는 위치 검출신호를 발생하는 복수개의 위치 검출부, 및
    상기 위치 검출부로부터 입력되는 위치 검출신호에 따라 상기 구동부로 구동 제어신호를 공급하는 제어부
    를 더 포함하는 시편 장착 및 인출장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동부의 일측에 구비되며, 상기 복수개의 위치 검출부가 결합되는 복 수개의 장착홀을 갖는 브래킷을 더 포함하는 시편 장착 및 인출장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000065678A (ja) * 1998-08-25 2000-03-03 Sanyo Electric Co Ltd 落下試験装置
KR20060058810A (ko) * 2004-11-26 2006-06-01 대한민국(기술표준원) 유기탄성체의 충격흡수량 측정장치

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