KR101126567B1

KR101126567B1 - 실험수로의 미동식 대차

Info

Publication number: KR101126567B1
Application number: KR1020100037200A
Authority: KR
Inventors: 조용식
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2012-03-27
Also published as: KR20110117783A

Abstract

본 발명은 수리모형실험용 실험수로의 대차(臺車)에 관한 것으로, 대차를 구성하는 프레임 내부에 웜(worm) 및 웜휠(worm wheel)에 의하여 미세하게 이동하는 활판을 설치하고 이 활판에 수리모형실험시 사용되는 각종 측정기기를 장착함으로써, 대차의 이동 없이도 활판에 장착된 측정기기의 위치를 미세하게 조정할 수 있을 뿐 아니라, 조정이 완료된 상태에서는 해당 위치에 견고하게 고정될 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여, 수리모형실험시 각종 측정기기의 정밀한 조정 및 견고한 고정을 간편하게 수행할 수 있으므로, 실험정도(實驗精度)는 물론 실험 편의성 또한 확보하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

실험수로의 미동식 대차{FINE MOVING CART FOR MODEL CHANNEL}

본 발명은 수리모형실험용 실험수로의 대차(臺車)에 관한 것으로, 대차를 구성하는 프레임 내부에 웜(worm) 및 웜휠(worm wheel)에 의하여 미세하게 이동하는 활판을 설치하고 이 활판에 수리모형실험시 사용되는 각종 측정기기를 장착함으로써, 대차의 이동 없이도 활판에 장착된 측정기기의 위치를 미세하게 조정할 수 있을 뿐 아니라, 조정이 완료된 상태에서는 해당 위치에 견고하게 고정될 수 있도록 한 것이다.

도 1에서와 같이, 통상 수리모형실험용 실험수로(90) 상단에는 실험수로(90)와 평행하게 왕복가능한 대차(10)가 설치되며, 이 대차(10)에 각종 측정기기를 장착하여 실험조건 변경 또는 반복실험에 따른 장치 교정시 측정기기의 위치를 조정하게 된다.

이러한 종래의 실험수로(90)용 대차(10)는 장방형의 본체 하부에 캐스터(caster)(11) 및 바이스(vise)(12)가 설치되어 실험수로(90) 상단에 설치된 레일(91)을 따라 주행하게 되며, 내부에는 다수의 체결공(39)이 천공되어 각종 측정기기가 장착된다.

대차(10)에 장착된 유속계, 수위계 및 수압계 등 수리실험용 측정기기는 실험조건의 변경 또는 반복실험에 따른 장치 교정에 따라 수시로 이동과 고정을 반복하게 되는데, 실험수로(90) 상단의 레일(91)을 따라 대차(10)를 주행시킨 후 소기위 위치에 도달하면 도 2에서와 같이 바이스(12)를 조임으로써 대차(10)를 실험수로(90)에 고정하는 방식으로 운용된다.

이렇듯 종래의 실험수로(90)용 대차(10)는 실험수로(90) 상단의 레일(91)을 궤도로 대차(10) 자체를 주행시킴으로써 위치를 설정하고, 바이스(12)를 조작함으로써 고정하는 방식으로서, 미세한 위치 조정이 매우 어려울 뿐 아니라, 바이스(12)의 조작과정에서 의도하지 않은 대차(10)의 이동이 발생될 가능성이 높으므로, 측정기기의 정확한 조정이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 수리실험용 실험수로(90) 상단에 설치되어 실험수로(90)와 평행하게 주행하는 대차(臺車)(10)에 있어서, 장방형의 프레임(20) 양 측단부에는 실험수로(90)와 평행한 주행홈(21)이 각각 형성되고, 프레임(20) 내부에는 외주면에 나선이 형성되고 중앙부에 웜휠(24)이 결합된 종축(25)이 실험수로(90)와 평행하게 설치되되 종축(25)의 양단이 프레임(20) 전단부(前端部) 및 후단부(後端部)에 자유롭게 회전 가능하도록 결합되며, 중앙부 외주면에 웜(23)이 형성된 횡축(22)이 프레임(20)을 횡단하여 설치되되 횡축(22)의 양단이 프레임(20) 양 측단부에 자유롭게 회전가능하도록 결합되고 횡축(22)의 웜(23)과 종축(25)의 웜휠(24)이 치합되며, 프레임(20)의 상부에는 양 측면에 다수의 로울러(31)가 설치된 활판(30)이 탑재되되 활판(30) 양 측면의 로울러(31)가 프레임(20) 양 측단부의 주행홈(21)에 각각 결합되고, 활판(30) 중심부에는 이송너트(32)가 설치되되 이송너트(32)는 종축(25)에 체결되어 횡축(22) 및 웜(23)이 회전함에 따라 웜휠(24) 및 종축(25)이 회전하고, 종축(25)이 회전함에 따라 이송너트(32)가 종축(25)의 축방향으로 왕복함으로써 활판(30)이 실험수로(90)와 평행한 방향으로 왕복함을 특징으로 하는 실험수로의 미동식 대차이다.

본 발명을 통하여, 수리모형실험시 각종 측정기기의 정밀한 조정 및 견고한 고정을 간편하게 수행할 수 있으므로, 실험정도(實驗精度)는 물론 실험 편의성 또한 확보하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 실험수로용 대차 설치상태 사시도
도 2는 종래의 실험수로용 대차 이동 및 고정방식 설명도
도 3은 본 발명의 설치상태 사시도
도 4는 본 발명의 대차 이동 및 고정방식 설명도
도 5는 본 발명의 분해사시도
도 6은 본 발명의 부분절단 사시도
도 7은 본 발명의 활판 이동방식 설명도
도 8은 본 발명의 사용상태 대표 종단면도

본 발명의 상세한 구성 및 작동원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 3은 본 발명의 설치상태를 도시한 것으로 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 대차(10)는 본체 외곽을 구성하는 프레임(20)과 프레임(20) 내부에 종방향 즉, 실험수로(90)와 평행한 방향으로 왕복가능하도록 탑재되는 활판(30)으로 구성된다.

프레임(20) 하부에는 캐스터(11) 및 바이스(12)가 설치되어 실험수로(90) 상단의 레일(91)에 결합되며, 도 4에서와 같이 캐스터(11)가 레일(91)을 궤도로 주행함에 따라 대차(10)가 이동하고 바이스(12)가 레일(91)을 압박함에 따라 대차(10)가 실험수로(90)에 고정된다.

또한 활판(30)에는 다수의 체결공(39)이 형성되어 수리실험에 소요되는 각종 측정기기를 장착하게 되며, 판체인 활판(30)의 기하학적 강성을 확보하기 위하여 도시된 바와 같이 활판(30) 내부에 다수의 리브(rib)(38)를 형성할 수도 있다.

도 5 및 도 6에서와 같이, 장방형의 프레임(20) 내부에는 외주면에 나선이 형성되고 중앙부에 웜휠(24)이 결합된 종축(25)이 프레임(20)의 종방향 즉, 실험수로(90)와 평행하게 설치되는데, 이때 종축(25)의 양단은 각각 프레임(20) 전단부(前端部) 및 후단부(後端部)에 자유롭게 회전 가능하도록 결합된다.

또한, 중앙부 외주면에 웜(23)이 형성된 횡축(22)이 프레임(20)을 횡단하여 즉, 실험수로(90)와 직각방향으로 설치되는데, 횡축(22)의 양단은 각각 프레임(20) 양 측단부에 자유롭게 회전가능하도록 결합되며, 여기서 횡축(22)의 웜(23)과 종축(25)의 웜휠(24)은 서로 치합되도록 설치되어 횡축(22)이 회전함에 따라 종축(25)이 회전하게 된다.

한편, 도시된 바와 같이 횡축(22)의 일단부가 프레임(20) 외부로 노출되고 핸들(26)이 결합되어 사용자가 핸들(26)을 수동으로 조작하도록 구성할 수 있으며, 필요에 따라 횡축(22)에 모터 등을 연결하여 가동할 수도 있으나, 이러한 구동 방식은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 선택 실시할 수 있는 사항이므로 청구범위의 구체적인 한정은 하지 않는다.

프레임(20)의 상부에는 양 측면에 다수의 로울러(31)가 설치된 활판(30)이 탑재되는데, 프레임(20)의 양 측단부에 실험수로(90)와 평행한 주행홈(21)을 각각 형성하고, 이들 주행홈(21)에 활판(30)의 로울러(31)가 결합되도록 함으로써 로울러(31)의 이탈을 방지하고 정확한 주행이 가능하도록 한다.

또한, 도 5에서와 같이, 주행홈(21) 및 로울러(31) 상부에 구속판(27)을 설치함으로써 로울러(31)의 일층 안정적인 주행이 가능하도록 할 수도 있다.

이렇듯 활판(30)은 양 측면에 다수 설치된 로울러(31)가 프레임(20)의 주행홈(21)을 따라 주행함에 따라 대차(10)의 종방향 즉, 실험수로(90)와 평행한 방향으로 로울러(31)가 프레임(20)을 이탈하지 않는 범위 내에서 자유로운 왕복운동이 가능한데, 종축(25)에 체결되는 이송너트(32)를 활판(30)의 중심부에 설치함으로써 미세한 위치조정이 가능하게 된다.

도 6 및 도 7에서와 같이, 핸들(26)을 조작하여 횡축(22)을 회전하게 되면 횡축(22) 중앙부의 웜(23)이 회전하고, 그에 따라 웜(23)과 치합된 웜휠(24) 및 종축(25)이 회전하게 된다.

내주면에 나선이 형성되고 활판(30)에 고정된 이송너트(32)는 회전이 구속되므로, 외주면에 나선이 형성된 종축(25)이 회전하면 종축(25)에 체결된 이송너트(32)는 종축(25)의 축방향으로 왕복운동을 하게 되며, 웜휠(24) 또는 종축(25) 나선의 피치(pitch)에 따라 다소 차이가 있을 수 있으나 캐스터(11)의 주행에 따른 대차(10) 자체의 이동방식에 비하여 일층 정밀한 위치 조정이 가능하게 된다.

이러한 이송너트(32), 나선 종축(25), 웜휠(24) 및 웜(23)에 의한 활판(30)의 이동은 단순한 미동(微動)에 그 효과가 국한되는 것이 아니라, 웜(23)이 설치된 횡축(22)의 조작에 의한 활판(30)의 이동은 자유롭지만 반대로 활판(30)에 외력이 가해졌을 경우에는 견고한 고정상태를 유지할 수 있는 기계적 구조를 제공하는 것이다.

즉, 웜(23) 및 웜휠(24)의 특성상 웜(23)의 회전에 의한 웜휠(24)의 회전은 가능하지만 웜휠(24)의 회전에 의한 웜(23)의 회전은 불가능할 뿐 아니라, 웜휠(24)자체의 주동(主動) 회전은 웜(23)에 의하여 강력하게 구속되므로, 설령 실험과정에서 활판(30)에 외력이 작용하여도 활판(30)의 고정상태가 유지될 수 있는 것이다.

대차(10) 내부 활판(30)의 미세한 조정이 가능한 본 발명은 일단 캐스터(11)를 이용하여 소기의 목표지점 부근으로 대차(10)를 이동한 후 바이스(vise)(12)로 프레임(20)을 실험수로(90)에 고정한 상태에서, 핸들(26)을 조작하여 활판(30)을 미세하게 이동시킴으로써 활판(30)에 장착된 각종 측정기기를 정확한 위치에 고정하는 방식으로 사용된다.

이러듯 본 발명을 통하여 도 8에서와 같이, 측정기기의 미세한 위치 조정을 간편하게 수행함으로써 실험정도 및 실험 편의성을 확보할 수 있다.

10 : 대차
11 : 캐스터(caster)
12 : 바이스(vise)
20 : 프레임
21 : 주행홈
22 : 횡축
23 : 웜(worm)
24 : 웜휠(worm wheel)
25 : 종축
26 : 핸들
27 : 구속판
30 : 활판
31 : 로울러
32 : 이송너트
38 : 리브(rib)
39 : 체결공
90 : 실험수로
91 : 레일

Claims

수리실험용 실험수로(90) 상단에 설치되어 실험수로(90)와 평행하게 주행하는 대차(臺車)(10)에 있어서,
장방형의 프레임(20) 양 측단부에는 실험수로(90)와 평행한 주행홈(21)이 각각 형성되고;
프레임(20) 내부에는 외주면에 나선이 형성되고 중앙부에 웜휠(24)이 결합된 종축(25)이 실험수로(90)와 평행하게 설치되되 종축(25)의 양단이 프레임(20) 전단부(前端部) 및 후단부(後端部)에 자유롭게 회전 가능하도록 결합되며;
중앙부 외주면에 웜(23)이 형성된 횡축(22)이 프레임(20)을 횡단하여 설치되되 횡축(22)의 양단이 프레임(20) 양 측단부에 자유롭게 회전가능하도록 결합되고 횡축(22)의 웜(23)과 종축(25)의 웜휠(24)이 치합되며;
프레임(20)의 상부에는 양 측면에 다수의 로울러(31)가 설치된 활판(30)이 탑재되되 활판(30) 양 측면의 로울러(31)가 프레임(20) 양 측단부의 주행홈(21)에 각각 결합되고;
활판(30) 중심부에는 이송너트(32)가 설치되되 이송너트(32)는 종축(25)에 체결되어 횡축(22) 및 웜(23)이 회전함에 따라 웜휠(24) 및 종축(25)이 회전하고, 종축(25)이 회전함에 따라 이송너트(32)가 종축(25)의 축방향으로 왕복함으로써 활판(30)이 실험수로(90)와 평행한 방향으로 왕복함을 특징으로 하는 실험수로의 미동식 대차.