KR101446590B1 - 스프링 횡강성 측정용 지그 - Google Patents

스프링 횡강성 측정용 지그 Download PDF

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KR101446590B1
KR101446590B1 KR1020130075154A KR20130075154A KR101446590B1 KR 101446590 B1 KR101446590 B1 KR 101446590B1 KR 1020130075154 A KR1020130075154 A KR 1020130075154A KR 20130075154 A KR20130075154 A KR 20130075154A KR 101446590 B1 KR101446590 B1 KR 101446590B1
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Abstract

본 발명은 스프링 횡강성 측정용 지그에 관한 것으로, 그 목적은 스프링의 양끝단을 파지한 채 스프링에 가해지는 하중에 따라 스프링이 자연스럽게 변형되도록 유도하여 스프링의 횡강성 측정 시험을 정확하게 실시할 수 있도록 하는 스프링 횡강성 측정용 지그를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 서로 이격된 채로 평행한 구조를 갖는 2개의 레일이 구비된 프레임; 상기 레일을 따라 이동하도록 두 레일에 결합된 2개의 이동블록; 및 측정 대상 스프링의 끝단을 파지하도록 각각의 이동블록에 설치되되, 이동블록과의 결합을 위한 회전축이 구비된 호형의 고정부 양끝단에 플랜지부가 형성된 것으로 이루어진 클램핑 부재 2개가 서로 마주하도록 이동블록에 설치된 것으로 구성되며, 두 클램핑 부재에 형성된 플랜지부가 볼트에 의해 결속되면서 스프링의 끝단부를 파지하되, 상기 고정부의 내주면에는 스프링의 안정된 파지를 위하여 고정부의 원주를 따라 연장되는 반원형의 홈이 형성된 것으로 이루어진 클램프;로 구성되며, 상기 이동블록은 외력에 의해 레일을 따라 자유롭게 이동하도록 레일에 결합되고, 상기 클램프는 이동블록과 회전축을 매개로 결합되어 클램프에 의해 양끝단이 파지된 스프링의 횡강성 측정을 위하여 스프링의 중앙부에 하중을 가해질 때, 스프링의 변형에 대응하여 클램프가 서로 근접하는 방향으로 이동하고, 클램프가 회전축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 스프링 횡강성 측정용 지그를 제공한다.

Description

스프링 횡강성 측정용 지그{Jig for measuring lateral stiffness of spring}
본 발명은 스프링 횡강성 측정용 지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스프링의 횡강성 측정시 스프링의 양끝단을 파지한 채 스프링에 가해지는 하중에 따라 스프링이 자연스럽게 변형되도록 유도함으로써 보다 정확한 횡강성 측정이 이루어질 수 있도록 하는 스프링 횡강성 측정용 지그에 관한 것이다.
일반적으로 토크 컨버터(torque converter)라 함은, 엔진 출력축과 변속기의 입력축 사이에 장착되는 것으로서, 유체의 회전력과 와류를 이용하여 엔진의 동력을 자동 변속기(auto transmission)로 전달하거나 끊는 작용을 수행함은 물론 엔진의 동력을 전달함에 있어서 출력토크를 변환시켜 자동 변속기로 전달하는 작용을 수행하는 것이다.
이러한 토크 컨버터의 구조가 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0088097호에 개시되어 있다.
상기 토크 컨버터는 프론트 커버를 통해 엔진의 출력축과 연결되어 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러와 대향되는 위치에 배치되고 자동 변속기의 입력축과 연결된 터빈과, 상기 임펠러와 터빈 사이에 배치된 스테이터로 구성되어 있다.
한편, 상기 프론트 커버와 터빈 사이에는 변속단이 일정단 이상되면 프론트 커버와 터빈을 기계적으로 직결시켜 동력 전달 효율을 향상시키기 위한 록 업 클러치가 설치된다.
상기 록 업 클러치는 스플라인 허브에 직선 이동 가능하게 배치되고 터빈과 연결되는 클러치 플레이트와, 상기 클러치 플레이트의 외측면 둘레방향으로 부착되어 프론트 커버와 접촉시 마찰력을 발생시키는 클러치 페이싱과, 상기 클러치 플레이트와 터빈 사이에 연결되어 클러치 작동시 발생되는 충격력을 흡수하는 댐퍼 스프링으로 구성되어 있다.
한편, 상기 댐퍼 스프링은 다수개의 스프링을 포함하며, 상기 다수개의 스프링은 터빈과 클러치 플레이트의 사이에서 원형의 모양을 이루도록 설치되어 있다. 참고로 상기 스프링은 직선형의 스프링을 아크 형상으로 임의로 구부려 설치하고 있다.
이처럼 아크 형상으로 설치되는 스프링은 토크 컨버터의 작동(회전)시 외측으로 완전히 붙게 되며, 이러한 과정에서 스프링에 횡측 하중 및 응력이 작용하게 되며, 스프링의 설치구조적인 특성상 직선 상태의 스프링에 비하여 응력이 높게 형성된다.
따라서 토크 컨버터의 설계시 위와 같은 스프링의 특성을 감안하여 적절한 횡강성을 갖는 스프링을 선정하여 사용하는 것이 바람직하다.
그러나, 종래에는 직선형의 스프링의 횡강성을 시험하기 위한 적절한 장비가 마련되어 있지 않아 스프링의 횡강성을 정확하게 인식하지 못한 채, 직선형 스프링의 강성이나 탄성계수만을 고려하여 선택할 수밖에 없으므로, 최적 설계가 곤란한 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2002-0088097호 (2002.11.27)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 스프링의 양끝단을 파지한 채 스프링에 가해지는 하중에 따라 스프링이 자연스럽게 변형되도록 유도하여 스프링의 횡강성 측정 시험을 정확하게 실시할 수 있도록 하는 스프링 횡강성 측정용 지그를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 서로 이격된 채로 평행한 구조를 갖는 2개의 레일이 구비된 프레임; 상기 레일을 따라 이동하도록 두 레일에 결합된 2개의 이동블록; 및 측정 대상 스프링의 끝단을 파지하도록 각각의 이동블록에 설치되되, 이동블록과의 결합을 위한 회전축이 구비된 호형의 고정부 양끝단에 플랜지부가 형성된 것으로 이루어진 클램핑 부재 2개가 서로 마주하도록 이동블록에 설치된 것으로 구성되며, 두 클램핑 부재에 형성된 플랜지부가 볼트에 의해 결속되면서 스프링의 끝단부를 파지하되, 상기 고정부의 내주면에는 스프링의 안정된 파지를 위하여 고정부의 원주를 따라 연장되는 반원형의 홈이 형성된 것으로 이루어진 클램프;로 구성되며, 상기 이동블록은 외력에 의해 레일을 따라 자유롭게 이동하도록 레일에 결합되고, 상기 클램프는 이동블록과 회전축을 매개로 결합되어 클램프에 의해 양끝단이 파지된 스프링의 횡강성 측정을 위하여 스프링의 중앙부에 하중을 가해질 때, 스프링의 변형에 대응하여 클램프가 서로 근접하는 방향으로 이동하고, 클램프가 회전축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 스프링 횡강성 측정용 지그를 제공한다.
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또한 본 발명은, 상기 이동블록에는 클램프에 형성된 회전축이 안착되는 반원형 단면의 안착홈이 더 형성되고, 상기 안착홈에 놓여진 회전축의 나머지 부분을 감싸 안착홈으로부터 회전축이 이탈하는 것을 방지하도록 이동블록에 조립되는 고정블록을 더 포함하여 클램프의 교체가 가능하게 한 스프링 횡강성 측정용 지그를 제공한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 스프링의 횡강성 측정시 스프링의 자연스러운 변형을 유도하여 보다 정확한 횡강성의 측정이 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 클램프를 교체 가능하게 구성함으로써, 다양한 규격의 스프링에 대한 횡강성 측정에 사용될 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 직선형 스프링이 호(arc)형으로 변형된 상태를 보인 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스프링 횡강성 측정용 지그의 구조를 보인 사시도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스프링 횡강성 측정용 지그의 구조를 보인 평면도,
도 4 는 본 발명에 따른 프레임의 구조를 보인 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 이동블록의 구조를 보인 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 클램프의 구조를 보인 사시도,
도 7 은 본 발명에 따른 클램핑 부재의 구조를 보인 사시도,
도 8 은 본 발명에 따른 스프링 횡강성 측정용 지그를 이용하여 스프링의 횡강성을 측정하는 상태를 보인 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 직선형 스프링이 호(arc)형으로 변형된 상태를 보인 도면을 도시하고 있다.
본 발명에 따른 스프링 횡강성 측정용 지그는 스프링의 횡강성을 측정하기 위하여 스프링의 중앙부에 하중을 가할 때, 스프링에 가해지는 하중에 따라 스프링이 자연스럽게 변형될 수 있도록 스프링을 고정하는 것이다.
참고로, 도 1에 도시된 바와 같이, 직선형의 스프링이 호형으로 변형되면, 스프링의 양끝단 사이의 직선거리(D)가 짧아지고, 스프링 양끝단의 중심을 지나는 중심선(L)은 스프링의 변형량에 비례하여 기울어지게 된다.
결국, 위와 같은 스프링의 변형특성을 감안하지 않고, 스프링의 양끝단부를 특정 위치 및 자세로 완전히 고정시킨 상태에서 스프링의 횡강성을 측정할 경우, 측정결과에는 상당한 오차가 발생된다.
이에 본 발명은 스프링의 횡강성 측정을 위하여 스프링을 고정함에 있어서, 스프링에 가해지는 하중에 따라 스프링이 자연스럽게 변형될 수 있도록 스프링을 지지하는 특징을 갖는다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스프링 횡강성 측정용 지그의 구조를 보인 사시도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스프링 횡강성 측정용 지그의 구조를 보인 평면도를, 도 4는 본 발명에 따른 프레임의 구조를 보인 사시도를, 도 5는 본 발명에 따른 이동블록의 구조를 보인 사시도를, 도 6은 본 발명에 따른 클램프의 구조를 보인 사시도를, 도 7은 본 발명에 따른 클램핑 부재의 구조를 보인 사시도를 도시하고 있다.
상기와 같은 특징을 구현하기 위한 본 발명에 따른 스프링 횡강성 측정용 지그는 프레임(100)과 이동블록(200) 및 클램프(300)로 구성된다.
상기 프레임(100)은 횡강성 측정용 지그의 기본적인 골격구조를 형성하는 것으로, 베이스 판재(110)와, 상기 베이스 판재(110)의 상면에서 서로 이격된 채로 평행한 구조를 갖도록 설치된 2개의 레일(120)을 기본 구조로 하여 구성되며, 상기 베이스 판재(110)의 하부에 다수개의 기둥(130)과 바닥판(140)이 추가적으로 설치되어 입체적인 구조를 형성하도록 구성될 수 있다.
한편 상기 레일(120)은 공지의 LM 가이드로 구성될 수 있다.
상기 이동블록(200)은 클램프(300)를 지지하는 것으로, 프레임(100)에 설치된 레일(120)을 따라 이동하도록 레일(120)에 결합된다.
이러한 이동블록(200)은 2개로 구성되며, 2개의 이동블록(200)은 서로 마주한 채로 독립적으로 레일(120)을 따라 이동하도록 레일(120)에 설치된다.
한편, 이동블록(200)의 일측에는 클램프(300)가 스프링의 변형에 대응하여 회전할 수 있도록 허용하는 공간을 제공하기 위하여 측면이 개방된 구조로 형성된 회전수용부(201)가 형성되며, 상기 회전수용부(201)의 양측에는 클램프(300)의 회전축(301)이 안착되는 반원형 단면의 안착홈(202)이 형성되어 있다.
또한, 상기 안착홈(202)에 안착된 클램프(300)의 회전축(301)이 안착홈(202)으로부터 이탈하는 것을 방지하도록 안착홈(202)에 놓여진 회전축(301)의 나머지 부분을 감싸는 고정블록(210)이 이동블록(200)에 설치된다.
이때 상기 고정블록(210)은 조립과 분해가 가능하도록 볼트(B1)에 의해 이동블록(200)에 고정된다. 이러한 구조에 따르면, 규격이 다른 스프링의 횡강성을 측정하고자 할 때, 고정블록(210)을 이동블록(200)으로부터 분해하여 측정하고자 하는 스프링의 규격에 맞는 크기의 클램프(300)를 교체하여 사용할 수 있는 이점이 있다. 물론 상기 고정블록(210)의 저면에는 이동블록(200)에 형성된 안착홈(202)에 대응하는 구조를 갖는 반원형 단면의 홈(211)이 형성된다.
상기 클램프(300)는 이동블록(200)에 설치되는 스프링의 끝단을 파지하는 것으로, 2개로 구성되며, 스프링의 양끝단을 파지하여 고정할 수 있도록 두 이동블록(200)에 각각 설치된다.
한편, 각각의 클램프(300)는 회전축(301)을 매개로 이동블록(200)과 결합되어 스프링의 횡강성 측정시 스프링의 변형에 대응하여 회전축(301)을 중심으로 회전하면서 스프링의 자연스러운 변형을 유도하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 각각의 클램프(300)는 한 쌍의 클램핑 부재(310)로 구성되며, 두 클램핑 부재(310)는 상호 마주하도록 이동블록(200)에 설치되어 클램프(300)를 구성하게 된다.
한편, 각각의 클램핑 부재(310)는 이동블록(200)과의 결합을 위한 회전축(301)이 구비된 호(arc)형의 고정부(311)와, 상기 고정부(311)의 양끝단에 형성된 플랜지부(312)로 구성된다.
상기 고정부(311)는 스프링과 접촉하며 스프링을 파지하는 부분으로, 내주면에는 스프링을 보다 안정적으로 파지하여 횡강성 측정과정에서 스프링이 클램프(300)로부터 이탈하는 것을 방지할 있도록 하는 반원형 단면의 홈(313)이 원주를 따라 연장된 구조로 형성되어 있다.
또한 상기 플랜지부(312)에는 상호 마주하도록 배치되는 두 클램핑 부재(310)를 상호 결속시키기 위한 볼트(B2)가 설치되는 체결공(314)이 형성된다. 이때 마주하도록 배치된 두 클램핑 부재(310) 중, 어느 한 클램핑 부재(310)의 플랜지부(312)에 형성되는 체결공(314)은 볼트(B2)의 두부를 제외한 나머지 부분이 그대로 관통하도록 형성되고, 나머지 한 클램핑 부재(310)의 플랜지부(312)에 형성되는 체결공(314)은 볼트(B2)와 나사 결합되도록 암나사로 형성된다.
이러한 클램핑 부재(310)에 형성된 회전축(301)이 이동블록(200)에 결합됨에 있어서, 스프링의 변형에 의한 클램프(300)의 회전시 회전축(301)과 이동블록(200)의 사이에 마찰저항이 발생되는 것을 최소화할 수 있도록 이동블록(200)과 고정블록(210)의 결합에 의해 형성되는 구멍과 회전축(301)의 사이에 적절한 유격이 형성되게 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 스프링 횡강성 측정용 지그를 이용하여 스프링의 횡강성을 측정하는 과정을 설명하도록 하며, 이를 통하여 본 발명에 따른 스프링 횡강성 측정용 지그가 갖는 작용효과를 명확히 하도록 한다.
도 8은 본 발명에 따른 스프링 횡강성 측정용 지그를 이용하여 스프링의 횡강성을 측정하는 상태를 보인 도면이다.
이동블록(200)에 설치된 클램프(300)를 구성하는 두 클램핑 부재(310)의 사이로 스프링의 끝단부를 삽입하여 배치할 수 있도록 두 클램핑 부재(310)를 이격시킨다. 이러한 클램핑 부재(310)의 이격은 두 클램핑 부재(310)를 체결하는 볼트(B2)를 풀어줌으로써 가능하다.
두 클램핑 부재(310)의 사이에 스프링의 끝단부가 배치되면, 두 클램핑 부재(310)를 결속하는 볼트(B2)를 조여 두 클램핑 부재(310)가 스프링을 파지하도록 한다.
이와 같이 클램프(300)를 이용하여 스프링을 파지하는 공정은 두 이동블록(200)에 설치된 각각의 클램프(300)에 대하여 동일한 방식으로 이루어지게 되며, 이에 따라 스프링의 양끝단은 두 클램프(300)에 고정된다.
이처럼 두 클램프(300)에 의해 양끝단이 고정되어 수평한 상태를 유지하는 스프링의 중앙부에 하중을 가해 변형시키기 위하여 가압블록(P)을 하강시킨다.
참고로, 상기 가압블록은 프레스와 같은 별도의 가압장치에 설치되며, 가압블록을 통하여 스프링에 가해지는 하중과 변위를 로드셀이나 변위센서와 같은 공지의 센서를 이용하여 측정하게 된다.
한편, 가압블록(P)의 하강에 의하여 스프링이 변형될 때, 두 이동블록(200)은 스프링의 변형시 발생되는 인력(引力)으로 인하여 레일(120)을 따라 서로 근접하는 방향으로 이동하게 되므로, 결국 두 클램프(300)의 사이 간격이 좁혀지게 된다.
이와 더불어 각각의 클램프(300)는 회전축(301)을 중심으로 회전하면서 스프링의 양끝단부가 적절한 각도로 기울어지도록 지지하게 된다.
이와 같이 이동블록(200)이 서로 근접하는 방향으로 이동하면서 클램프(300)의 위치를 스프링의 변형에 대응하는 위치로 이동시키고, 이와 더불어 클램프(300)가 회전축(301)을 중심으로 회전하면서 변형되는 스프링의 끝단부에 대응하는 자세를 갖게 된다.
결국, 본 발명에 따른 스프링 횡강성 측정용 지그는 스프링의 횡강성 측정이 가능하도록 스프링의 양끝단을 고정하되, 스프링이 지그에 상관없이 가압블록으로부터 가해지는 하중에 따라 자연스럽게 변형되도록 함으로써, 스프링의 횡강성을 정확하게 측정할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 프레임 120: 레일
200: 이동블록 202: 안착홈
210: 고정블록 300: 클램프
301: 회전축 310: 클램핑 부재
311: 고정부 312: 플랜지부
313: 홈

Claims (4)

  1. 서로 이격된 채로 평행한 구조를 갖는 2개의 레일(120)이 구비된 프레임(100);
    상기 레일(120)을 따라 이동하도록 두 레일(120)에 결합된 2개의 이동블록(200); 및
    측정 대상 스프링의 끝단을 파지하도록 각각의 이동블록(200)에 설치되되, 이동블록(200)과의 결합을 위한 회전축(301)이 구비된 호(arc)형의 고정부(311) 양끝단에 플랜지부(312)가 형성된 것으로 이루어진 클램핑 부재(310) 2개가 서로 마주하도록 이동블록(200)에 설치된 것으로 구성되며, 두 클램핑 부재(310)에 형성된 플랜지부(312)가 볼트(B2)에 의해 결속되면서 스프링의 끝단부를 파지하되, 상기 고정부(311)의 내주면에는 스프링의 안정된 파지를 위하여 고정부(311)의 원주를 따라 연장되는 반원형의 홈(313)이 형성된 것으로 이루어진 클램프(300);로 구성되며,
    상기 이동블록(200)은 외력에 의해 레일(120)을 따라 자유롭게 이동하도록 레일(120)에 결합되고, 상기 클램프(300)는 이동블록(200)과 회전축(301)을 매개로 결합되어 클램프(300)에 의해 양끝단이 파지된 스프링의 횡강성 측정을 위하여 스프링의 중앙부에 하중을 가해질 때, 스프링의 변형에 대응하여 클램프(300)가 서로 근접하는 방향으로 이동하고, 클램프(300)가 회전축(301)을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 스프링 횡강성 측정용 지그.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동블록(200)에는 클램프(300)에 형성된 회전축(301)이 안착되는 반원형 단면의 안착홈(202)이 더 형성되고,
    상기 안착홈(202)에 놓여진 회전축(301)의 나머지 부분을 감싸 안착홈(202)으로부터 회전축(301)이 이탈하는 것을 방지하도록 이동블록(200)에 조립되는 고정블록(210)을 더 포함하여 클램프(300)의 교체가 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 스프링 횡강성 측정용 지그.
KR1020130075154A 2013-06-28 2013-06-28 스프링 횡강성 측정용 지그 KR101446590B1 (ko)

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