KR101345869B1

KR101345869B1 - 3차원 진동 시험기

Info

Publication number: KR101345869B1
Application number: KR1020120148592A
Authority: KR
Inventors: 전성복
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2013-12-30

Abstract

3축 방향으로 진동을 가할 수 있으면서 rpm의 변화에 따라 진동을 조절할 수 있도록 구성됨으로써, 시험 대상 부품에 실제 차량과 유사한 진동을 가하여 시험 신뢰성을 높일 수 있고, 기계식으로 구동되도록 구성하여 진동 시험기의 도입에 필요한 비용을 낮춤으로써, 진동 시험을 위한 비용을 절감할 수 있는 3차원 진동 시험기가 소개된다. 이러한 3차원 진동 시험기는 내부에 일정 공간을 갖도록 형성된 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 상부에 설치되는 다수의 지지 수단(200)과, 상기 하우징(100)의 상측에 위치되고, 상기 다수의 지지 수단(200) 사이에 위치되도록 설치되며, 캠 형상의 가진 부재(310)가 설치된 회전축(300)과, 상기 지지 수단(200)에 의해 지지되며, 그 하면에 상기 가진 부재(310)와 적어도 두 지점에서 접촉되는 요철 홈(410)이 형성된 진동 플레이트(400)와, 상기 하우징(100)에 설치되어 상기 회전축(300)을 구동하는 구동 수단(500)을 포함하는 구성을 갖는다.

Description

3차원 진동 시험기{THREE DIMENSIONAL VIBRATION TESTER}

본 발명은 3차원 진동 시험기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 부품의 성능 및 내구성을 시험하기 위한 3차원 진동 시험기에 관한 것이다.

차량용 부품의 성능 및 내구성을 시험하기 위한 종래의 진동 시험기는 시험 대상 부품에 대해 1축 방향으로만 진동을 가하였고, 전자식으로 구동되었기에 주파수와 가속도의 조절을 통해 진동의 정도가 조절되었다.

이러한 종래의 전자식 진동 시험기를 통해 합격 판정을 받은 차량용 부품일 지라도 실제 차량에 장착되는 경우에는 내구성이 단축되거나 오작동을 일으키는 경우가 종종 발생하고 있으며, 이러한 문제는 실제 차량이 해당 부품에 대해 가하는 진동과 유사한 진동을 가하는 시험을 행하지 못하였기 때문인 것으로 파악되고 있다.

진동 시험 중 시험 대상 부품에 가해지는 진동이 실제 차량에 설치된 상태에서 받게 되는 진동과 유사해지기 위해서는 rpm의 변화에 따라 진동이 조절되어야 하고, 3축 방향으로 진동이 가해져야 한다. 하지만 종래의 전자식 진동 시험기는 주파수와 가속도의 조절을 통해 진동이 조절되고, 1축 방향으로만 진동을 가하였기에 위와 같은 요건을 충족시키지 못하였다. 따라서 종래의 진동 시험기를 이용하여 차량용 부품에 대한 진동 시험을 실시하는 경우 진동 시험의 신뢰성이 확보될 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 전자식 진동 시험기는 고가의 전자 부품 등을 포함하였기에 구입 비용이 상당히 고가였고, 이로 인하여 진동 시험을 위한 비용이 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 3축 방향으로 진동을 가할 수 있으면서 rpm의 변화에 따라 진동을 조절할 수 있도록 구성됨으로써, 시험 대상 부품에 실제 차량과 유사한 진동을 가하여 시험 신뢰성을 높일 수 있고, 기계식으로 구동되도록 구성하여 진동 시험기의 도입에 필요한 비용을 낮춤으로써, 진동 시험을 위한 비용을 절감할 수 있는 3차원 진동 시험기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 진동 시험기는 내부에 일정 공간을 갖도록 형성된 하우징과, 상기 하우징의 상부에 설치되는 다수의 지지 수단과, 상기 하우징의 상측에 위치되고, 상기 다수의 지지 수단 사이에 위치되도록 설치되며, 캠 형상의 가진 부재가 설치된 회전축과, 상기 지지 수단에 의해 지지되며, 그 하면에 상기 가진 부재와 적어도 두 지점에서 접촉되는 요철 홈이 형성된 진동 플레이트와, 상기 하우징에 설치되어 상기 회전축을 구동하는 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 요철 홈은 상기 가진 부재와 접촉될 때 상기 진동 플레이트가 상하 방향으로 진동할 수 있도록 하는 제1 접촉부와, 상기 가진 부재와 접촉될 때 상기 진동 플레이트가 상기 회전축과 직교하는 수평 방향으로 진동할 수 있도록 하는 제2 접촉부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 지지 수단은 상기 진동 플레이트가 상하 방향으로 유동될 수 있게 지지하는 댐퍼 부재와, 상기 진동 플레이트가 상기 회전축과 직교하는 수평 방향 및 평행하는 수평 방향으로 유동될 수 있게 지지하는 볼 하우징을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 진동 플레이트의 양 측에는 상기 진동 플레이트가 상기 회전축과 직교하는 수평 방향으로의 이동을 구속하는 이동 규제 수단이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 이동 규제 수단은 상기 진동 플레이트를 사이에 두고 상기 하우징의 양측에 위치하는 지지대와, 이 지지대와 상기 진동 플레이트의 양 측면에 연결 설치되는 다수의 탄성 부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 3차원 진동 시험기에 따르면, 진동 시험기가 3축 방향으로 진동을 가할 수 있으면서 rpm의 변화에 따라 진동을 조절할 수 있도록 구성됨으로써, 시험 대상 부품에 실제 차량과 유사한 진동을 가하게 되어 시험 신뢰성이 높아질 수 있게 된다. 또한, 진동 시험기가 기계식으로 구동되도록 구성하여 진동 시험기의 도입에 필요한 비용을 낮춤으로써, 진동 시험을 위한 비용이 절감될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 진동 시험기를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 적용된 진동 플레이트와 지지 수단을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 적용된 진동 플레이트가 가진 부재에 의해 진동되기 전 상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 적용된 진동 플레이트가 가진 부재에 의해 상하 방향으로 진동되는 모습을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 적용된 진동 플레이트가 가진 부재에 의해 회전축과 직교하는 수평 방향으로 진동되는 모습을 나타낸 도면.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 진동 시험기를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 적용된 진동 플레이트와 지지 수단을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 적용된 진동 플레이트가 가진 부재에 의해 진동되기 전 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 적용된 진동 플레이트가 가진 부재에 의해 상하 방향으로 진동되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 적용된 진동 플레이트가 가진 부재에 의해 회전축과 직교하는 수평 방향으로 진동되는 모습을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 진동 시험기는 하우징(100)과, 지지 수단(200)과, 회전축(300)과, 진동 플레이트(400)와, 구동 수단(500)을 포함한다.

상기 하우징(100)은 내부에 일정 공간을 갖도록 형성되며, 대략의 직방체 형상으로 형성된다.

상기 지지 수단(200)은 상기 진동 플레이트(400)를 균형있게 지지하기 위해 상기 하우징(100) 상에 다수개 설치되는데, 도시된 것처럼 상기 하우징(100)의 상부 네 곳에 설치되는 것이 바람직하며, 도 2에 도시된 것처럼 하우징(100)의 상부에 설치되는 댐퍼 부재(210)와, 이 댐퍼 부재(210)의 상측에 고정되는 볼 하우징(220)으로 구성된다.

상기 댐퍼 부재(210)는 상기 진동 플레이트(400)가 상하 방향(Z)으로 유동될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 상기 하우징(100)의 상면에 설치되는 원반 형상의 베이스 부재(211)와, 이 베이스 부재(211)에 고정되는 제1 로드(212)와, 이 제1 로드(212)에 연결되어 상기 제1 로드(212)에 대해 상대 이동하는 제2 로드(213)와, 상기 제1 로드(212)와 제2 로드(213)를 감싸도록 설치되는 스프링(214)으로 구성된다.

상기 볼 하우징(220)은 상기 진동 플레이트(400)가 상기 회전축(300)과 직교하는 수평 방향(X) 및 상기 회전축(300)과 평행하는 수평 방향(Y)으로 유동될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 상기 댐퍼 부재(210)의 제2 로드(213)의 단부에 설치되고 상기 스프링(214)에 의해 탄력 지지되어 수직 방향(X)으로 유동될 수 있게 된다.

또한 상기 볼 하우징(220)은 다양한 방향으로 회전할 수 있는 볼(221)을 구비하고 있으며, 상기 진동 플레이트(400)는 이러한 볼 하우징(220)의 볼(221)에 접촉된 상태로 놓여지게 되어 상기 볼(221)을 따라 다양한 방향으로 유동될 수 있게 된다.

상기 회전축(300)은 상기 하우징(100)의 상측에 위치되고, 상기 다수의 지지 수단(200) 사이에 위치되도록 설치된다. 이러한 상기 회전축(300)에는 상기 진동 플레이트(400)에 진동을 가하기 위한 캠 형상의 가진 부재(310)가 설치되며, 상기 가진 부재(310)는 상기 회전축(300)의 길이와, 진동 전달의 효율성을 고려할 때 적어도 두 개 이상 설치되는 것이 바람직하다.

상기 진동 플레이트(400)는 상기 지지 수단(200)에 의해 지지되며, 구체적으로는 그 하면이 상기 지지 수단(200)의 볼 하우징(220)에 구비된 볼(221)에 접촉된다.

한편, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 진동 플레이트(400)의 하면에는 상기 가진 부재(310)와 적어도 두 지점에서 접촉되는 요철 홈(410)이 형성된다. 이러한 요철 홈(410)은 상기 가진 부재(310)와 접촉될 때 상기 진동 플레이트(400)가 상하 방향(Z)으로 진동할 수 있도록 하는 제1 접촉부(411)와, 상기 가진 부재(310)와 접촉될 때 상기 진동 플레이트(400)가 상기 회전축(300)과 직교하는 수평 방향(X)으로 진동할 수 있도록 하는 제2 접촉부(412)를 포함한다.

한편, 상기 진동 플레이트(400)는 상기 볼 하우징(220)에 구비된 볼(221)에 접촉되기에 상기 볼(221)을 따라 다양한 방향으로 유동될 수 있으며, 특별히 상기 가진 부재(310)에 의해 상기 회전축(300)과 직교하는 수평 방향(X)의 가진력이 가해지는 경우 상기 회전축(300)과 직교하는 수평 방향(X)으로 진동한다. 또한, 상기 지지 수단(200)으로 인한 수직 방향(Z) 진동과 상기 가진 부재(310)에 의한 수평 방향(X) 진동시 나타날 수 있는 분력인 회전축(300)과 평행하는 수평 방향(Y)의 가진력에 의해 상기 회전축(300)과 평행하는 수평 방향(Y)으로도 진동한다.

상기 구동 수단(500)은 상기 하우징(100)에 설치되어 상기 회전축(300)을 구동하기 위한 것으로서, 상기 하우징(100)의 내부 공간에 설치되는 모터(510)와, 이 모터(510)에 설치되는 구동 풀리(520)와, 상기 회전축(300)의 일측에 설치되는 종동 풀리(530)와, 상기 구동 풀리(520)와 종동 풀리(530)를 연결하여 모터(510)에 의해 회전하는 구동 풀리(520)의 회전력을 상기 종동 풀리(530)로 전달하는 벨트(540)와, 상기 회전축(300)을 양측에서 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 지지 프레임(550,560)을 포함한다.

한편, 상기 진동 플레이트(400)의 양 측면에는 상기 진동 플레이트(400)가 상기 가진 부재(310)에 의해 상기 회전축(300)과 직교하는 수평 방향(X) 중 어느 일 방향으로만 이동하는 것을 구속하는 이동 규제 수단(600)이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 이동 규제 수단(600)은 상기 진동 플레이트(400)를 사이에 두고 상기 하우징의 양측에 위치하는 지지대(610)와, 이 지지대와 상기 진동 플레이트(400)의 양 측면에 연결 설치되는 다수의 탄성 부재(620)를 포함한다. 여기서, 상기 탄성 부재(620)는 상기 진동 플레이트(400)가 상기 회전축(300)과 직교하는 수평 방향(X) 중 어느 일 방향으로 이동하는 것을 규제하기 위한 것이기에, 상기 탄성 부재(620)가 상기 진동 플레이트(400)에 가하는 탄성력은 약해도 무방하다. 따라서 상기 탄성 부재(620)로는 스프링이 사용되는 것이 바람직하다.

한편, 도시된 실시예의 경우 회전축(300)이 일정한 높이로 고정된 실시예를 보인 것이다. 만일, 상기 회전축(300)이 수직 방향(Z)으로 승하강할 수 있도록 구성할 경우 상기 가진 부재(310)와 진동 플레이트(400) 사이의 거리 조절을 통해 진동의 정도를 변화시킬 수 있다. 이처럼 회전축(300)을 승하강시킬 수 있는 구조는 다양한 형태로 구현될 수 있는 것이기에 이에 대한 구체적인 구조 및 설명은 생략한다.

위와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 3차원 진동 시험기를 이용하여 차량용 부품에 대한 진동 시험을 실시할 경우, 회전축(300)의 rpm을 변화시켜 진동 플레이트(400)에 가해지는 진동을 조절할 수 있고, 진동 플레이트(400)에 3축 방향으로의 진동을 가할 수 있기 때문에 실제 차량과 유사한 환경에서 진동 시험이 이루어질 수 있게 되며, 이는 진동 시험의 신뢰성이 높아짐을 의미한다.

또한, 진동 시험기가 기계식으로 구동되도록 구성되기에 진동 시험기의 도입에 필요한 비용을 낮아질 수 있으며, 이는 진동 시험을 위한 비용이 절감됨을 의미한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.

100 : 하우징 200 : 지지 수단
210 : 댐퍼 부재 220 : 볼 하우징
300 : 회전축 310 : 가진 부재
400 : 진동 플레이트 410 : 요철 홈
411 : 제1 접촉부 412 : 제2 접촉부
500 : 구동 수단 510 : 모터
520 : 구동 풀리 530 : 종동 풀리
540 : 밸트 550,560 : 지지 프레임
600 : 이동 규제 수단 610 : 지지대
620 : 탄성 부재

Claims

내부에 일정 공간을 갖도록 형성된 하우징(100);
상기 하우징(100)의 상부에 설치되는 다수의 지지 수단(200);
상기 하우징(100)의 상측에 위치되고, 상기 다수의 지지 수단(200) 사이에 위치되도록 설치되며, 캠 형상의 가진 부재(310)가 설치된 회전축(300);
상기 지지 수단(200)에 의해 지지되며, 그 하면에 상기 가진 부재(310)와 적어도 두 지점에서 접촉되는 요철 홈(410)이 형성된 진동 플레이트(400); 및
상기 하우징(100)에 설치되어 상기 회전축(300)을 구동하는 구동 수단(500);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 진동 시험기.
청구항 1에 있어서,
상기 요철 홈(410)은 상기 가진 부재(310)와 접촉될 때 상기 진동 플레이트(400)가 상하 방향(Z)으로 진동할 수 있도록 하는 제1 접촉부(411)와, 상기 가진 부재(310)와 접촉될 때 상기 진동 플레이트(400)가 상기 회전축(300)과 직교하는 수평 방향(X)으로 진동할 수 있도록 하는 제2 접촉부(412)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 진동 시험기.
청구항 2에 있어서,
상기 지지 수단(200)은 상기 진동 플레이트(400)가 상하 방향(Z)으로 유동될 수 있게 지지하는 댐퍼 부재(210)와, 상기 진동 플레이트(400)가 상기 회전축(300)과 직교하는 수평 방향(X) 및 평행하는 수평 방향(Y)으로 유동될 수 있게 지지하는 볼 하우징(220)을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 진동 시험기.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 청구항에 있어서,
상기 진동 플레이트(400)의 양 측면에는 상기 진동 플레이트(400)가 상기 회전축(300)과 직교하는 수평 방향(X)으로의 이동을 구속하는 이동 규제 수단(600)이 설치되는 것을 특징으로 하는 3차원 진동 시험기.
청구항 4에 있어서,
상기 이동 규제 수단(600)은 상기 진동 플레이트(400)를 사이에 두고 상기 하우징의 양측에 위치하는 지지대(610)와, 이 지지대와 상기 진동 플레이트(400)의 양 측면에 연결 설치되는 다수의 탄성 부재(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 진동 시험기.