KR101503694B1 - 고무시편 교체장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고무시편의 마찰특성을 측정하는 시험기에서 시험기의 시험노면에 접촉하여 이동하면서 마찰특성 측정이 완료된 고무시편을 자동으로 교체하여 새로운 다음 고무시편을 장착시키어 연속 마찰 시험측정을 수행하도록 도와주는 고무시편 교체장치에 관한 것으로, 이를 위해 고무시편 마찰특성 측정기에서 시험노면과의 마찰특성 시험이 완료된 시편 장착부(1)에 장착된 고무시편(100a)을 뽑아내서 보관케이스에 보관하고 고무시편(100b)이 보관된 카트리지 케이스(2)에서 새로운 고무시편(100b)을 뽑아내어 상기 고무시편 마찰특성 측정기의 시편 장착부(1)에 꽂아 교체하는 고무시편 교체장치에 있어서, 받침 지지대(3)와, 상기 받침 지지대(3)에 전후 선형가이드(4)로 연결되어 전후진 이동되는 수직 이동대(5), 상기 수직 이동대(5)와 수직 선형가이드(6)로 연결되어 상하방향으로 이동되는 그립 지지대(7), 상기 그립 지지대(7)의 1단 전후진 가이드(8)를 따라 이동되는 2단 전후진 가이드(9) 및, 상기 2단 전후진 가이드(9)에 설치되어 시편 장착부(1)에서 사용된 고무시편(100a)과 카트리지 케이스(2)에서 새로운 고무시편(100b)을 잡아 빼거나 장착시키는 공압실린더(10)를 구비한 고무시편 그립부(11)로 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

고무시편 교체장치{Replacement apparatus of rubber test sample}

본 발명은 고무시편의 마찰특성을 측정하는 시험기에서 시험기의 시험노면에 접촉하여 이동하면서 마찰특성 측정이 완료된 고무시편을 자동으로 교체하여 새로운 다음 고무시편을 장착시키어 연속 마찰 시험측정을 수행하도록 도와주는 고무시편 교체장치에 관한 것이다.

통상적으로 고무재료의 마찰 특성은 온도와 하중 조건뿐만 아니라 마찰 계면의 상태(표면 거칠기, 산화, 오염 등)와 마찰 방법(미끄러짐, 구름) 등에 따라서 크게 좌우된다.

이 때문에 고무의 특성이나 거동을 예측하기 위해 필요한 마찰계수를 결정하기가 어렵고 해석이 곤란하다. 또한, 고무 마찰력에 관련된 타이어 산업에서는 차량의 성능을 효과적으로 예측하기 위해서는 실제 타이어 평가와 유사한 조건하에서의 고무의 마찰과 변형에 대한 정확한 이해가 필수적이다.

이에 따라, 많은 선행연구자들에 의해 노면과 고무시편 사이에서 발생하는 마찰력을 측정할 수 있은 시험기가 개발되고 있으나, 고무시편 교체와 같은 부대장치의 개발은 아직까지 미흡하다.

지금까지 종래 개발되어진 마찰 시험기를 분석해 본 결과 시험기는 두 가지 형태로 구분된다.

첫째로, 원운동 만에서 마찰력을 측정하는 시험기의 경우에는 회전형 노면으로 이루어진 회전판을 이용하여 고정된 고무시편에 이 회전판을 회전시키고 고무시편은 고정되어 마찰특성을 측정한다. 이같은 회전형 마찰 시험기의 경우 시편 교체방식을 살펴보면, 노면의 회전이 완전히 멈춤 후, 작업자가 고정된 고무시편을 수동적으로 교체하는 상황이다.

두 번째로, 직선운동을 하는 고무시편 마찰 측정 시험기중 하나인 헤리돈형 마찰 측정기의 경우 고무시편이 한 종류의 노면 상에 일정한 속도로 접촉이동 하면서 고무시편에 가해지는 수직력과 마찰력을 측정할 수 있었다.

직선운동형 마찰 시험기의 시편 교체작업은 시험이 종료된 후 작업자가 직접 시편을 교체한다. 수동으로 고무시편 교체작업을 수행하므로 시험의 진행시간에 많은 단점을 작용한다.

이처럼, 종래 개발된 마찰 시험기의 경우, 시험 후 시편에 대한 교체는 수동적으로 이루어지고 있었다.

이에 본 발명은 종래 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 고무시편을 다양한 시험노면에 접촉시켜 이동시키면서 마찰력을 측정한 다음, 측정이 완료된 고무시편을 자동으로 빼어내고 새로운 고무시편을 다시 꽂아 넣도록 작동함에 따라 고무시편의 교체 작업시간 단축으로 고무시편의 마찰특성 측정이 효율성을 향상시킨 고무시편 교체장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고무시편 마찰 측정기의 시험노면에 접하여 이동하면서 마찰력이 측정되는 고무시편을 장착할 수 있는 시편 장착부에서 상기 시편 장착부에 장착되어 측정이 완료된 고무시편과 카트리지 케이스에 보관된 새로운 고무시편을 자동으로 교체해주는 고무시편 교체장치에 있어서, 받침지지대와, 상기 받침 지지대에 전후 선형가이드로 연결되어 전후진 이동되는 수직 이동대, 상기 수직 이동대와 수직 선형가이드로 연결되어 상하방향으로 이동되는 그립 지지대, 상기 그립 지지대의 1단 전후진 가이드를 따라 이동되는 2단 전후진 가이드 및, 상기 2단 전후진 가이드에 설치되어 시편 장착부와 카트리지 케이스에서 측정 사용된 고무시편과 새로운 고무시편을 잡아 빼거나 장착시키는 공압 실린더를 구비한 고무시편 그립부로 이루어져 있다.

이러한 본 발명은 고무시편 마찰특성 측정기에서 시험노면에 접촉하여 이동하면서 마찰특성 측정이 완료된 고무시편과 새로운 고무시편을 교체할 때 자동으로 수행됨에 따라 다음 시험측정을 위한 새로운 고무시편 교체장착에 작업시간을 단축하여 측정 데이터를 취득할 수 있어서 고무시편의 측정효율을 향상시킨 이점을 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 고무시편 교체장치의 정면도,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 도 1의 측면도,
도 4 (A) ~ (E)는 본 발명의 측면도 상태에서 작동상태의 흐름을 보여주는 도면들,
도 5 (F) ~ (H)는 본 발명의 정면도 상태에서 작동상태의 흐름을 보여주는 도면들이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 고무시편 교체장치를 보여주는 정면도, 평면도, 측면도이다.

본 발명은 앞서 설명드린 바와 같이 고무시편의 마찰 특성을 측정하는 측정기의 부대설비로서, 공지의 고무시편 마찰특성 측정기에서 시험노면과의 마찰특성 시험이 완료된 시편 장착부(1)에 장착된 고무시편(100a)을 뽑아내서 보관케이스에 보관하고 고무시편(100b)이 보관된 카트리지 케이스(2)에서 새로운 고무시편(100b)을 뽑아내어 상기 고무시편 마찰특성 측정기의 시편 장착부(1)에 꽂아 교체하는 고무시편 교체장치에 있어서, 받침 지지대(3)와,상기 받침 지지대(3)에 전후 선형가이드(4)로 연결되어 전후진 이동되는 수직 이동대(5), 상기 수직 이동대(5)와 수직 선형가이드(6)로 연결되어 상하방향으로 이동되는 그립 지지대(7), 상기 그립 지지대(7)의 1단 전후진 가이드(8)를 따라 이동되는 2단 전후진 가이드(9) 및, 상기 2단 전후진 가이드(9)에 설치되어 시편 장착부(1)에서 사용된 고무시편(100a)과 카트리지 케이스(2)에서 새로운 고무시편(100b)을 잡아 빼거나 장착시키는 공압실린더(10)를 구비한 고무시편 그립부(11)로 이루어져 있다.

그리고 상기 고무시편 그립부(11)에 연결된 공압실린더(10)에는 공압 공급용 호스(12)가 프리상태로 연결되어 있기에 고무시편 그립부(11)의 이동시 제한을 받지 않게 되어 있다.

따라서 상기 받침 지지대(3)를 기준으로 수직 이동대(5)가 전후진 이동하고, 상기 수직 이동대(5)에서 그립 지지대(5)가 상하로 이동하는 한편, 상기 그립 지지대(7)에서는 고무시편 그립부(11)가 1단 전후진 가이드(8)와 2단 전후진 가이드(9)를 따라 왕복 이동할 수 있도록 작용하게 된다.

이와 같은 본 발명이 장착되는 공지의 고무시편 마찰특성 측정기에서 고무시편은 다양한 시험노면에 접하여 직선방향으로 이동이 가능하도록 시편 장착부(1)에 장착됨에 따라 상기 시편 장착부(1)에 장착된 고무시편은 필요에 따라 다양한 시험노면에 접촉되어 힘이 가하진 상태에서 한쪽 방향으로 이동하여 마찰특성 시험을 진행하도록 되어 있다.

그리고 카트리지 케이스(2)에는 새로운 고무시편(100b)들이 다수 개 보관되어 있다.

이어 본 발명의 작동을 설명하면, 먼저 고무시편 마찰특성 측정기에서 시편 장착부(1)에 장착된 고무시편(100a)의 마찰측정이 완료되면, 그립 지지대(7)가 수직 이동대(5)에서 상승 이동하여 도 4 (E)와 같은 상태로 전진 이동하게 되고, 이어 상기 시편 장착부(1)에 장착된 고무시편(100a)을 시편 장착부(1)가 놓아주게 되는데, 이때 상기 그립 지지대(7)의 고무시편 그립부(11)가 공압실린더(10)의 작동으로 오므라지면서 고무시편(100a)을 물게 되고, 그립 지지대(7)와 함께 수직 이동대(5)는 받침 지지대(3)의 전후 선형가이드(4)를 따라 후진 이동하게 된다.

그런 다음, 측정 완료된 고무시편(100a)을 물고 있는 고무시편 그립부(11)는 2단 전후진 가이드(9)와 1단 전후진 가이드(1)를 이용하여 완전히 후진하게 되고, 상기 고무시편 그립부(11)를 구비한 그립 지지대(7)는 수직 이동대(5)에서 하강하여 측정 완료된 고무시편(100a)을 별도의 보관 케이스에 넣어 보관하도록 되어 있다.

한편, 이와 반대로 새로운 고무시편(100b)을 시편 장착부(1)에 장착하기 위해 고무시편 마찰특성 측정기에서 시험시작 전, 상기 그립 지지대(7)의 고무시편 그립부(11)는 도 4 (A)의 위치에서 (B)의 위치로 이동되어 카트리지 케이스(2)에 있는 새로운 고무시편(100b)을 뽑아낸다. 이때 상기 그립 지지대(7)는 수직 이동대(5)의 하부 쪽에 위치하면서 받침 지지대(3)의 전후 선형가이드(4)를 타고 전진 이동하게 되고, 상기 그립 지지대(7)의 고무시편 그립부(11)는 공압 공급용 호스(12)를 통해 공급되는 공압으로 작동되는 공압실린더(10)에 의해 오므라지거나 벌려지도록 작용해서 고무시편(100b)을 빼낼 수가 있도록 되어 있다.

이 같이 새로운 고무시편(100b)을 빼낸 그립 지지대(7)는 도 4 (C)와 같이 수직 이동대(5)와 함께 받침 지지대(3)에서 후진 이동하게 된 다음, 도 4 (D)와 같이 상기 수직 이동대(5)의 수직 선형가이드(6)를 타고 상승 이동하게 된다.

이 같이 위쪽으로 상승 이동된 그립 지지대(7)는 시편 장착부(1)로 전진하는데, 이때 도 5의 (F) ~ (H)와 같이 노면케이스와의 간섭을 고려하여 1단 전후진 가이드(8)와 2단 전후진 가이드(9)에 의해 전후진 이동이 가능하도록 되어 있다.

그리고 상기 1단 및 2단 전후진 가이드(8,9)들은 높이 차이가 있어서 도 5 (F) ~ (H)와 같이 작용하게 되는바, 즉 상기 그립 지지대(7)의 1단 전후진 가이드(8)가 도 5 (G)와 같이 1차적으로 전진하여 시편 장착부(1)에 새로운 고무시편(100b)을 장착시킬 위치로 이동하고, 상기 1단 전후진 가이드(8)에서 고무시편 그립부(11)가 도 5 (H)와 같이 2단 전후진 가이드(9)에 의해 이동되면, 상기 고무시편 그립부(11)는 시편 장착부(1)의 높이 위치에 도달하게 되고, 이어 상기 그립 지지대(7)를 갖춘 수직 이동대(5) 전체가 받침 지지대(3)에서 도 4 (E)와 같이 시편 장착부(1) 쪽으로 이동하여 고무시편 그립부(11)에 있는 새로운 고무시편(100b)을 시편 장착부(1)에 꽂아 장착시키게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 동작을 반복 수행하여 고무시편 마찰특성 측정기에서 시편 장착부(1)에 새로운 고무시편(100b)과 측정완료된 고무시편(100a)을 자동으로 교체하여 장착하거나 수거할 수 있기에 고무시편을 자동으로 교체 장착하여 교체시간의 단축과 이로 인한 측정작업의 효율성 향상에 도움을 줄 수 있다.

1 : 시편 장착부, 2 : 카트리지 케이스,
3 : 받침 지지대, 4 : 전후 선형가이드,
5 : 수직 이동대, 6 : 수직 선형가이드,
7 : 그립 지지대, 8 : 1단 전후진 가이드,
9 : 2단 전후진 가이드, 10 : 공압 실린더,
11 : 고무시편 그립부, 12 : 공압 공급용 호스.

Claims (4)

1. 고무시편 마찰특성 측정기에서 시험노면과의 마찰특성 시험이 완료된 시편 장착부(1)에 장착된 고무시편(100a)을 뽑아내서 보관케이스에 보관하고 고무시편(100b)이 보관된 카트리지 케이스(2)에서 새로운 고무시편(100b)을 뽑아내어 상기 고무시편 마찰특성 측정기의 시편 장착부(1)에 꽂아 교체하는 고무시편 교체장치에 있어서,
   받침 지지대(3)와, 상기 받침 지지대(3)에 전후 선형가이드(4)로 연결되어 전후진 이동되는 수직 이동대(5), 상기 수직 이동대(5)와 수직 선형가이드(6)로 연결되어 상하방향으로 이동되는 그립 지지대(7), 상기 그립 지지대(7)의 1단 전후진 가이드(8)를 따라 이동되는 2단 전후진 가이드(9) 및, 상기 2단 전후진 가이드(9)에 설치되어 시편 장착부(1)에서 사용된 고무시편(100a)과 카트리지 케이스(2)에서 새로운 고무시편(100b)을 잡아 빼거나 장착시키는 공압실린더(10)를 구비한 고무시편 그립부(11)로 이루어진 것을 특징으로 하는 고무시편 교체장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고무시편 그립부(11)는 공압 공급용 호스(12)를 통해 공급되는 공압으로 작동되는 공압실린더(10)에 의해 오므라지거나 벌려질 수 있도록 작용하는 것을 특징으로 하는 고무시편 교체장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 고무시편 그립부(11)는 1단 전후진 가이드(8)에서 선형 이동되는 2단 전후진 가이드(9)를 따라 왕복 이동되는 것을 특징으로 하는 고무시편 교체장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 그립 지지대(7)는 수직 이동대(5)와 함께 받침 지지대(3)에서 함께 이동되는 것을 특징으로 하는 고무시편 교체장치.

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