KR101514296B1 - 비틀림 스프링 토크 검사장치 - Google Patents

비틀림 스프링 토크 검사장치 Download PDF

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KR101514296B1
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fixing
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지무근
박효근
유한덕
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대원강업주식회사
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/02Gearings; Transmission mechanisms

Abstract

본 발명은 비틀림 스프링 토크 검사장치에 관한 것으로, 그 목적은 비틀림 스프링을 압축시킨 상태에서 비틀림 하중을 가하여 비틀림 스프링의 실제 사용조건과 동일한 조건으로 검사작업을 실시할 수 있도록 함으로써, 보다 정확한 검사가 가능한 비틀림 스프링 토크 검사장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 메인 프레임; 상기 메인 프레임에 고정되어 비틀림 스프링의 일측단을 지지하며, 비틀림 스프링의 비틀림 변형시 비틀림 스프링의 토크를 측정하는 토크센서가 구비된 토크 측정부; 상기 토크 측정부와 마주한 채로 이격되며 토크 측정부에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하는 구조를 갖도록 메인 프레임에 설치되어 토크 측정부에 일측단이 지지된 비틀림 스프링의 타측단을 지지함과 더불어 비틀림 스프링의 타측단에 비틀림 하중을 가하되, 상기 토크 측정부에 근접하는 방향으로 이동하여 비틀림 스프링을 압축한 상태에서 비틀림 하중을 가하는 토크 발생부; 상기 메인 프레임에 설치되어 토크 발생부가 이동한 거리 또는 위치를 검출하는 변위센서; 및 상기 토크 측정부와 토크 발생부를 제어하며, 측정 결과에 따른 해당 비틀림 스프링의 불량여부를 화면 또는 소리로서 표시하여 주는 제어부;로 구성된 것을 특징으로 하는 비틀림 스프링 토크 검사장치를 제공한다.

Description

비틀림 스프링 토크 검사장치{Equipment for inspecting torque of torsion spring}
본 발명은 비틀림 스프링 토크 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 체인이나 벨트가 일정한 장력을 유지할 수 있도록 하는 텐셔너에 사용되는 비틀림 스프링이 사용조건과 동일한 조건하에서 토크를 검사할 수 있도록 하는 비틀림 스프링 토크 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 스프링은 강선재(鋼線材)의 탄성력을 이용하여 에너지를 흡수, 축척시켜서 완충의 목적을 달성하거나, 압축 후 반발하는 복귀탄성을 이용하여 여러가지 기계요소의 운동기능을 확보하는 용도로 사용되고 있다.
한편, 가장 일반적인 형태의 스프링은 강선재를 나선형으로 감아 놓은 것으로 이루어진 코일스프링으로, 이러한 코일스프링은 가해지는 하중에 따라 인장 스프링, 압축 스프링, 비틀림 스프링으로 구분될 수 있다.
상기 인장 스프링은 인장하중에 의해 늘어나면서 에너지를 축적하는 코일스프링이고, 상기 압축 스프링은 압축하중에 의해 수축되면서 에너지를 축적하는 코일스프링이며, 상기 비틀림 스프링은 양 끝단이 서로 다른 방향으로 회전하며 비틀리면서 에너지를 축적하는 코일스프링이다.
이러한 코일스프링은 가해지는 하중에 의해 변형되면서 에너지를 축적하고, 축적된 에너지를 이용하여 요구되는 기능을 수행하게 되는 바, 사용설비의 특성에 맞추어 정확한 설계가 요구되는 것은 물론이고, 설계단계에서 의도한 특성이 스프링에 제대로 반영되어 있는지를 검사하는 작업 또한 중요하다.
한편, 인장 스프링이나 압축 스프링의 경우, 축방향 하중에 의해 인장 또는 압축 변형되므로, 검사장치의 구성이 비교적 용이한 반면, 비틀림 스프링의 경우, 비틀림 하중을 가하고, 비틀림 변형량에 따른 토크를 측정해야만 하므로 검사장치의 구성이 용이하지 못하며, 이로 인하여 적절한 검사장치의 부재로 인해 정확한 검사작업이 곤란한 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0109693호 (2013.10.08)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 비틀림 스프링을 압축시킨 상태에서 비틀림 하중을 가하여 비틀림 스프링의 실제 사용조건과 동일한 조건으로 검사작업을 실시할 수 있도록 함으로써, 보다 정확한 검사가 가능한 비틀림 스프링 토크 검사장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 메인 프레임; 상기 메인 프레임에 고정되어 비틀림 스프링의 일측단을 지지하며, 비틀림 스프링의 비틀림 변형시 비틀림 스프링의 토크를 측정하는 토크센서가 구비된 토크 측정부; 상기 토크 측정부와 마주한 채로 이격되며 토크 측정부에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하는 구조를 갖도록 메인 프레임에 설치되어 토크 측정부에 일측단이 지지된 비틀림 스프링의 타측단을 지지함과 더불어 비틀림 스프링의 타측단에 비틀림 하중을 가하되, 상기 토크 측정부에 근접하는 방향으로 이동하여 비틀림 스프링을 압축한 상태에서 비틀림 하중을 가하는 토크 발생부; 상기 메인 프레임에 설치되어 토크 발생부가 이동한 거리 또는 위치를 검출하는 변위센서; 및 상기 토크 측정부와 토크 발생부를 제어하며, 측정 결과에 따른 해당 비틀림 스프링의 불량여부를 화면 또는 소리로서 표시하여 주는 제어부;로 구성된 것을 특징으로 하는 비틀림 스프링 토크 검사장치를 제공한다.
한편, 상기 토크 측정부는, 상기 메인 프레임에 설치된 센서 고정 프레임; 상기 센서 고정 프레임에 회전 가능한 구조로 설치된 제1 회전판; 상기 제1 회전판과 함께 회전하는 구조를 갖도록 제1 회전판에 장착되며, 비틀림 스프링의 일측단을 고정하는 제1 고정지그; 및 상기 센서 고정 프레임에 설치되며, 상기 제1 회전판과 연결되어 제1 회전판으로부터 전달되는 토크를 측정하는 토크센서;로 구성될 수 있다.
한편, 상기 토크 발생부는, 상기 센서 고정 프레임과 마주한 채로 센서 고정 프레임에 근접하거나 멀어지는 방향을 이동하도록 메인 프레임에 설치된 이동 프레임; 상기 센서 고정 프레임과 마주한 채로 회전 가능한 구조를 갖도록 이동 프레임에 설치된 제2 회전판; 상기 제2 회전판과 함께 회전하는 구조를 갖도록 제2 회전판에 장착되며, 비틀림 스프링의 타측단을 고정하는 제2 고정지그; 상기 이동 프레임에 설치되며, 상기 제2 회전판과 연결되어 제2 회전판을 회전시키는 모터; 상기 제2 고정지그의 회전각을 검출하는 엔코더;로 구성될 수 있다.
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또한, 상기 제1 회전판에는 제1 고정지그를 관통하여 토크 발생부 방향으로 돌출되어 토크 발생부에 장착되는 제2 고정지그에 형성된 세팅홈에 삽입되는 다수개의 세팅돌기가 형성되되, 상기 세팅돌기는 제1 고정지그와 제2 고정지그의 홈이 서로 일치하는 위치에서 세팅홈에 삽입되어 결합되는 구조를 갖도록 구성된다.
한편, 상기 이동 프레임의 이동방향과 평행한 구조를 갖도록 메인 프레임에 설치되며, 이동 프레임에 구비되는 너트블록과 결합되어 이동 프레임을 이동시키는 스크류축; 및 상기 스크류축과 연결되어 사용자의 조작에 의해 회전하며 스크류축을 회전시키는 핸들이 더 포함될 수 있다.
한편, 상기 엔코더는 모터와 제2 회전판을 연결하는 구동축이 회전하는 각도를 감지하도록 이동 프레임에 설치되어 구동축의 회전각을 감지함으로서 제2 고정지그의 회전각을 검출하도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 비틀림 스프링의 실제 사용조건과 동일한 조건으로 검사작업을 실시할 수 있으며, 이로 인하여 보다 정확한 검사가 가능한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비틀림 스프링 토크 검사장치의 정면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비틀림 스프링 토크 검사장치의 측면도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비틀림 스프링 토크 검사장치의 평면도,
도 4 는 본 발명에 따른 토크 측정부의 정면도,
도 5 는 본 발명에 따른 토크 측정부의 평면도,
도 6 은 본 발명의 제1 고정지그의 구조를 보인 사시도,
도 7 은 본 발명에 따른 토크 발생부의 정면도,
도 8 은 본 발명에 따른 토크 측정부의 평면도,
도 9 는 본 발명의 이동 프레임의 이동구조를 보인 평면도,
도 10 은 본 발명에 따른 제2 고정지그의 사시도,
도 11 은 텐셔너에 사용되는 비틀림 스프링의 평면도.
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 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비틀림 스프링 토크 검사장치의 정면도를, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비틀림 스프링 토크 검사장치의 측면도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비틀림 스프링 토크 검사장치의 평면도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 비틀림 스프링 토크 검사장치는 비틀림 스프링을 압축한 상태에서 비틀림 하중을 가하면서 비틀림 각도별 비틀림 스프링의 토크를 측정할 수 있도록 한 것으로, 메인 프레임(100)과, 토크 측정부(200)와, 토크 발생부(300)와, 제어부(400)로 구성된다.
상기 메인 프레임(100)은 토크 검사장치의 전체적인 골격을 형성하는 것으로, 이러한 메인 프레임(100)은 토크 측정부(200)와 토크 발생부(300) 및 제어부(400)를 지지하며, 비틀림 스프링의 토크 시험을 위한 충분한 공간을 제공할 수 있는 구조라면, 그 구조에 특별한 제한없이 다양한 구조로 구성될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에는 개폐 가능한 도어(111)가 구비된 캐비넷(110)의 하단부에 다수개의 바퀴(112)가 구비되고, 상기 캐비넷(110)의 상단부에 토크 측정부(200)와 토크 발생부(300)가 수용되는 공간을 형성하는 골조 프레임(120)이 설치된 구조의 메인 프레임(100)이 도시되어 있다.
도 4는 본 발명에 따른 토크 측정부의 정면도를, 도 5는 본 발명에 따른 토크 측정부의 평면도를, 도 6은 본 발명의 제1 고정지그의 구조를 보인 사시도를 도시하고 있다.
상기 토크 측정부(200)는 메인 프레임(100)에 고정되어 비틀림 스프링(10)의 일측단을 지지하며, 비틀림 스프링의 비틀림 변형시 비틀림 스프링의 토크를 측정하는 것으로, 센서 고정 프레임(210)과, 제1 회전판(220)과, 제1 고정지그(230)와, 토크센서(240)로 구성된다.
상기 센서 고정 프레임(210)은 토크센서(240)와 제1 회전판(220)을 지지하는 것으로, 메인 프레임(100)의 상면 일측에 고정된 구조로 설치된다.
한편, 도 4 및 도 5에는 서로 마주한 채 이격된 구조를 갖도록 메인 프레임(100)에 하단부가 고정된 두 지지블록(211,212)이 다수개의 연결대(213)에 의해 상호 연결된 것으로 구성된 센서 고정 프레임(210)이 도시되어 있다.
상기 제1 회전판(220)은 센서 고정 프레임(210)에 설치되어 제1 고정지그(230)를 지지하는 것으로, 센서 고정 프레임(210)에 설치된 베어링(214)에 의해 지지되어 회전 가능한 구조로 설치된다.
이러한 제1 회전판(220)에는 토크 발생부(300) 방향으로 돌출되는 다수개의 세팅돌기(221)가 형성된다. 참고로 상기 세팅돌기(221)는 후술될 제2 고정지그(330)에 형성되는 세팅홈(333)에 결합되어 제1,2 고정지그(230,330)의 초기 위치 설정을 돕는 것으로, 그 작용에 대해서는 이후 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
상기 제1 고정지그(230)는 비틀림 스프링(10)의 일측단에 결합되어 비틀림 스프링의 일측단을 토크 측정부(200)에 고정하는 것으로, 제1 회전판(220)과 함께 회전하는 구조를 갖도록 제1 회전판(220)에 장착된다.
이러한 제1 고정지그(230)는 제1 회전판(220)에 탈부착이 가능하도록 볼트에 의하여 제1 회전판(220)과 결합된다.
한편, 상기 제1 고정지그(230)는 비틀림 스프링의 몸체가 삽입되는 홀(231)이 중앙부에 형성된 환형 구조로 이루어지며, 상기 홀(231)에는 비틀림 스프링(10)의 일측에 형성된 돌출단부(11)가 삽입되는 홈(232)이 형성된 것으로 구성된다.
또한, 상기 제1 고정지그(230)에는 제1 회전판(220)에 형성된 세팅돌기(221)가 관통하는 다수개의 관통홀(233)이 형성되어 있다.
한편, 비틀림 스프링의 경우, 종류별 직경이나 돌출단부의 위치가 서로 다르므로, 각 종류별 직경 및 돌출단부에 대응하는 홀(231)과 홈(232)을 갖는 다수개의 제1 고정지그(230)를 사전에 제작하여 두고, 측정하고자 하는 비틀림 스프링의 종류에 맞는 제1 고정지그(230)를 선택하여 제1 회전판(220)에 장착하게 된다.
상기 토크센서(240)는 비틀림 스프링의 변형시 발생되는 토크를 측정하는 것으로, 상기 센서 고정 프레임(210)에 설치되며, 제1 회전판(220)과 연결되어 제1 회전판(220)으로부터 전달되는 토크를 측정하게 된다. 한편, 이미 다양한 구조의 토크센서가 사용되고 있는 바, 토크센서(240)의 세부 구조에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 토크 발생부의 정면도를, 도 8은 본 발명에 따른 토크 측정부의 평면도를, 도 9는 본 발명의 이동 프레임의 이동구조를 보인 평면도를, 도 10은 본 발명에 따른 제2 고정지그의 사시도를 도시하고 있다.
상기 토크 발생부(300)는 토크 측정부(200)와 마주한 채로 이격된 구조를 갖도록 메인 프레임(100)에 설치되어 비틀림 스프링(10)의 타측단을 지지함과 더불어 비틀림 스프링에 비틀림 하중을 가하는 것으로, 이동 프레임(310)과, 제2 회전판(320)과, 제2 고정지그(330)와, 모터(340)와, 엔코더(350)로 구성된다.
상기 이동 프레임(310)은 제2 회전판(320)과 모터(340) 및 엔코더(350)를 지지하는 것으로, 센서 고정 프레임(210)과 마주하도록 메인 프레임(100)에 설치된다.
이러한 이동 프레임(310)은 베이스 플레이트(311)와, 상기 베이스 플레이트(311)의 상부에서 서로 마주한 채 이격된 구조를 갖도록 설치된 두 지지블록(312,313)이 다수개의 연결대(314)에 의해 상호 연결된 것으로 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 이동 프레임(310)은 센서 고정 프레임(210)과 마주한 채로 센서 고정 프레임(210)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하면서 위치가 조절되는 구조를 갖는다. 보다 구체적으로, 메인 프레임(100)에는 서로 이격된 채로 평행한 구조를 갖는 한 쌍의 가이드(131,132)가 구비되고, 상기 이동 프레임(310)의 하단부에는 가이드(131,132)와 결합되어 가이드(131,132)를 따라 이동하는 다수개의 가이드블록(315)이 구비되어 있다. 따라서 이동 프레임(310)은 가이드(131,132)를 따라 이동하면서 센서 고정 프레임(210)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하게 된다.
한편, 사용자가 이동 프레임(310)을 요구되는 위치로 정확하게 이동시킬 수 있도록 하기 위하여 상기 토크 발생부(300)에는 스크류축(360)과 핸들(370)이 더 포함된다.
상기 스크류축(360)은 두 가이드(131,132)의 사이에서 가이드(131,132)와 평행한 구조를 갖도록 메인 프레임(100)에 설치되며, 이러한 스크류축(360)은 이동 프레임(310)에 구비되는 너트블록(316)과 결합되어 사용자의 핸들(370) 조작에 의한 회전시 너트블록(316)을 이동시킴으로써 이동 프레임(310)을 사용자가 원하는 위치로 이동시키게 된다.
상기 핸들(370)은 스크류축(360)과 연결되며, 사용자의 조작에 의해 회전하면서 스크류축(360)을 회전시키는 것이다. 이러한 핸들(370)은 스크류축(360)과 동축상에 위치하는 경우, 스크류축(360)과 직접 연결될 수도 있으며, 공간상의 문제로 인하여 스크류축(360)과 동축상에 위치하지 못할 경우, 웜기어 또는 베벨기어와 같은 기어유닛(371)을 매개로 하여 스크류축(360)과 연결될 수도 있다.
상기 제2 회전판(320)은 이동 프레임(310)에 설치되어 제2 고정지그(330)를 지지하는 것으로, 이동 프레임(310)에 설치된 베어링(317)에 의해 지지되어 회전 가능한 구조로 설치된다.
상기 제2 고정지그(330)는 비틀림 스프링(10)의 타측단에 결합되어 비틀림 스프링의 타측단을 토크 발생부(300)에 고정하는 것으로, 제2 회전판(320)과 함께 회전하는 구조를 갖도록 제2 회전판(320)에 장착된다.
이러한 제2 고정지그(330)는 제2 회전판(320)에 탈부착이 가능하도록 볼트에 의하여 제2 회전판(320)과 결합된다.
한편, 상기 제2 고정지그(330)는 비틀림 스프링(10)의 몸체가 삽입되는 홀(331)이 중앙부에 형성된 환형 구조로 이루어지며, 상기 홀(331)에는 비틀림 스프링(10)의 타측에 형성된 돌출단부(12)가 삽입되는 홈(332)이 형성된 것으로 구성된다.
이와 같은 제2 고정지그(330)는 제1 고정지그(230)와 마찬가지로 비틀림 스프링의 종류별 직경 및 돌출단부의 위치에 대응하는 홀(331)과 홈(332)을 갖는 다수개의 제2 고정지그(330)를 사전에 제작하여 두고, 측정하고자 하는 비틀림 스프링의 종류에 맞는 제2 고정지그(330)를 선택하여 제2 회전판(320)에 장착하게 된다.
한편, 상기 제2 고정지그(330)에는 제1 회전판(220)에 형성된 세팅돌기(221)가 삽입되는 다수개의 세팅홈(333)이 형성된다. 이때 상기 세팅홈(333)은 제1 고정지그(230)에 형성된 홈(232)과 제2 고정지그(330)에 형성된 홈(332)이 서로 일치하는 위치에서 세팅돌기(221)와 결합되도록 형성된다.
참고로, 제1 고정지그(230)와 제2 고정지그(330)를 제1 회전판(220)과 제2 회전판(320)에 각각 설치한 후, 모터(340)를 미리 설정된 초기(원점) 각도로 세팅한 경우에도, 고정지그에 따라서 초기 각도에 오차가 발생할 수 있으나, 본 발명에서와 같이 제1,2 고정지그(230,330)를 세팅돌기(221)와 세팅홈(333)의 결합을 통해 물리적으로 결합시킨 상태에서 초기 각도를 설정함으로써, 초기 각도를 보다 정확하게 설정할 수 있게 된다.
상기 모터(340)는 제2 회전판(320)을 회전시킴으로써 비틀림 스프링에 비틀림 하중을 가하는 것으로, 이동 프레임(310)에 설치되며, 구동축(341)을 매개로 제2 회전판(320)과 연결되어 제2 회전판(320)을 회전시키도록 구성된다.
상기 엔코더(350)는 제2 고정지그(330)의 회전각, 즉 비틀림 스프링의 비틀림각을 측정하는 것으로, 모터(340)와 제2 회전판(320)을 연결하는 구동축(341)이 회전하는 각도를 감지하도록 이동 프레임(310)에 설치된다.
한편, 상기 메인 프레임(100)에는 이동 프레임(310)이 이동한 거리 또는 위치를 검출하기 위한 변위센서(140:도 4에 도시됨)가 더 설치되어 이동 프레임(310)이 이동한 거리 또는 위치를 감지함으로서 비틀림 스프링이 압축되는 양을 사용자가 파악할 수 있도록 구성된다. 한편 다양한 구조의 변위센서가 이미 사용되고 있는 바, 변위센서의 세부 구조에 대한 설명은 생략하도록 한다.
상기 제어부(400)는 모터(340)를 제어하여 비틀림 스프링에 비틀림 하중을 가하고, 엔코더(350)와 토크센서(240) 및 변위센서(140)로부터 감지되는 비틀림각과 토크값 및 이동 프레임(310)의 변위값을 저장하여 매칭시키며, 저장된 회전각과 토크값 및 변위값을 디스플레이(410)를 통해 표시하여 주며, 측정된 토크값과 미리 입력된 기준 토크값을 비교하여 측정된 토크값이 기준 토크값을 벗어난 경우, 해당 비틀림 스프링을 불량으로 판정하고, 그 결과를 디스플레이(410)로 표시하여 주거나 소리로 나타내게 된다.
상기와 같이 구성된 비틀림 스프링 토크 검사장치를 이용하여 텐셔너에 사용되는 비틀림 스프링의 토크를 시험하는 과정을 설명하도록 한다.
도 11은 텐셔너에 사용되는 비틀림 스프링의 평면도를 도시하고 있다.
참고로 텐셔너는 체인이나 벨트가 적정한 장력을 유지할 수 있도록 지지하는 것으로, 이러한 텐셔너에 사용되는 비틀림 스프링(10)은 나선형의 구조로 코일링된 몸체의 양끝단부에서 몸체의 바깥쪽 방향으로 돌출된 구조를 갖되, 서로 다른 방향으로 돌출된 돌출단부(11,12)가 각각 형성된 것으로 구성된다.
상기와 같은 구조의 텐셔너용 비틀림 스프링은 그 종류에 따라 직경 및 돌출단부가 위치가 서로 다르므로, 검사하고자 하는 비틀림 스프링의 종류에 대응하는 제1,2 고정지그(230,330)를 선택하여 제1 회전판(220)과 제2 회전판(320)에 각각 장착하고, 시험하고자 하는 비틀림 스프링의 제원정보를 제어부(400)에 입력한다.
제1,2 고정지그(230,330)의 장착이 완료되면, 초기 각도의 설정을 위하여 제2 회전판(320)이 원점위치로 회전하도록 모터(340)가 구동한다. 상기 제2 회전판(320)의 원점위치는 시험기에 미리 설정된 위치로서 항상 일정하다.
한편, 제2 회전판(320)이 원점위치로 회전한 경우에도, 제1,2 회전판에 장착된 제1,2 고정지그(230,330)에 따라 초기 각도에 오차가 발생할 수 있다.
따라서, 제2 회전판(320)이 원점위치로 회전한 후, 이동 프레임(310)을 전진시켜 제2 고정지그(330)에 형성된 세팅홈(333)에 세팅돌기(221)가 삽입되도록 한다. 이처럼 세팅홈(333)에 세팅돌기(221)가 삽입되면, 제1 고정지그(230)와 제2 고정지그(330)에 형성된 홈(232,332)이 서로 완전하게 일치된 상태를 유지하게 되며, 이러한 상태에서 제어부(400)에 마련된 각도 초기화 버튼을 클릭하여 각도 정보를 초기화시키게 된다
이후, 제어부(400)는 비틀림 스프링의 제원정보로 입력된 자유각도(θ:비틀림 스프링의 부무하 상태에서 두 돌출단부의 사이에 형성되는 각도)만큼 제2 회전판(320)을 회전시키게 되며, 이러한 제2 회전판(320)의 회전에 의하여 제2 고정지그(330)가 회전함으로써, 제1 고정지그(230)와 제2 고정지그(330)에 형성됨 홈(232,332)은 비틀림 스프링(10)의 양 단에 각각 형성된 돌출단부(11,12)에 대응하는 곳에 위치하게 된다.
이후 제1 고정지그(230)와 제2 고정지그(330)의 사이에 비틀림 스프링을 장착한다. 비틀림 스프링의 장착은 이동 프레임(310)을 후방으로 이동시켜 제1,2 고정지그(230,330)의 사이에 비틀림 스프링의 삽입을 위한 공간을 확보한 상태에서 비틀림 스프링의 일측단을 제1 고정지그(230)에 삽입하고, 비틀림 스프링을 수평하게 유지시킨 상태에서 이동 프레임(310)을 전진시키는 것에 의하여 비틀림 스프링의 장착이 이루어지게 된다.
한편, 비틀림 스프링이 제1,2 고정지그(230,330)에 장착되어 고정된 상태에서 이동 프레임(310)을 더 전진시키게 되면, 비틀림 스프링이 압축되며, 이러한 상태에서 비틀림 하중을 가하게 되면, 텐셔너에 사용되는 비틀림 스프링의 실제 사용조건과 동일한 조건에서 토크 시험을 실시할 수 있게 되므로, 보다 정확한 시험이 가능한 이점이 있다.
한편, 이동 프레임(310)의 이동거리나 위치는 변위센서(140)에 의해 감지되며, 제어부(400)를 변위센서(140)에서 감지되는 이동 프레임(310)의 변위값을 디스플레이(410)를 통해 표시하게 되므로, 사용자는 이동 프레임(310)의 위치를 디스플레이(410)를 통해 확인하며 비틀림 스프링의 압축량을 조절할 수 있다.
상기와 같은 과정을 통하여 모든 준비가 완료되면, 모터(340)가 구동하여 회전력을 발생시키게 되며, 모터(340)의 구동에 의해 발생되는 회전력은 구동축(341)을 통해 제2 회전판(320)으로 전달되고, 제2 회전판(320)은 제2 고정지그(330)와 함께 회전함으로써, 비틀림 스프링의 비틀림 변형을 유도하게 된다.
위와 같은 비틀림 스프링의 변형 과정에서 엔코더(350)는 구동축(341)의 회전각 즉, 비틀림 스프링의 비틀림각을 측정하여 제어부(400)로 전달하고, 토크센서(240)는 제2 회전판(320)으로부터 전달되는 비틀림 스프링의 토크값을 측정하여 제어부(400)로 전달하게 되며, 제어부(400)는 엔코더(350)와 토크센서(240)로부터 전달되는 비틀림각과 토크값을 서로 매칭시켜 비틀림각도별 토크값을 저장하고, 디스플레이(410)를 통하여 표시하여 주게 된다.
더불어, 상기 제어부(400)는 측정된 토크값을 제원정보로 입력된 가장 이상적인 토크값과 비교하여, 그 차이가 미리 설정된 범위 이내인 경우에는 해당 비틀림 스프링을 양품으로 판정하고, 그 차이가 미리 설정된 범위를 벗어난 경우 해당 비틀림 스프링을 불량품으로 판정하게 되며, 그 결과를 디스플레이(410)를 통하여 표시하여 주게 된다.
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: 메인 프레임 140: 변위센서
200: 토크 측정부 210: 센서 고정 프레임
220: 제1 회전판 221: 세팅돌기
230: 제1 고정지그 232: 홈
240: 토크센서 300: 토크 발생부
310: 이동 프레임 316: 너트블록
320: 제2 회전판 330: 제2 고정지그
332: 홈 333: 세팅홈
340: 모터 341: 구동축
350: 엔코더 360: 스크류축
370: 핸들 400: 제어부
410: 디스플레이

Claims (8)

  1. 메인 프레임(100);
    상기 메인 프레임(100)에 고정되어 비틀림 스프링의 일측단을 지지하며, 비틀림 스프링의 비틀림 변형시 비틀림 스프링의 토크를 측정하는 토크센서(240)가 구비된 토크 측정부(200);
    상기 토크 측정부(200)와 마주한 채로 이격되며 토크 측정부(200)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동하는 구조를 갖도록 메인 프레임(100)에 설치되고, 토크 측정부(200)에 일측단이 지지된 비틀림 스프링의 타측단을 지지함과 더불어 비틀림 스프링의 타측단에 비틀림 하중을 가하되, 상기 토크 측정부(220)에 근접하는 방향으로 이동하여 비틀림 스프링을 압축한 상태에서 비틀림 하중을 가하는 토크 발생부(300);
    상기 메인 프레임(100)에 설치되어 토크 발생부(300)가 이동한 거리 또는 위치를 검출하는 변위센서(140); 및
    상기 토크 측정부(200)와 토크 발생부(300)를 제어하며, 측정 결과에 따른 해당 비틀림 스프링의 불량여부를 화면 또는 소리로서 표시하여 주는 제어부(400);로 구성된 것을 특징으로 하는 비틀림 스프링 토크 검사장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 토크 측정부(200)는,
    상기 메인 프레임(100)에 설치된 센서 고정 프레임(210);
    상기 센서 고정 프레임(210)에 회전 가능한 구조로 설치된 제1 회전판(220);
    상기 제1 회전판(220)과 함께 회전하는 구조를 갖도록 제1 회전판(220)에 장착되며, 비틀림 스프링의 일측단을 고정하는 제1 고정지그(230); 및
    상기 센서 고정 프레임(210)에 설치되며, 상기 제1 회전판(220)과 연결되어 제1 회전판(220)으로부터 전달되는 토크를 측정하는 토크센서(240);로 구성된 것을 특징으로 하는 비틀림 스프링 토크 검사장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 토크 발생부(300)는,
    상기 센서 고정 프레임(210)과 마주한 채로 센서 고정 프레임(210)에 근접하거나 멀어지는 방향을 이동하도록 메인 프레임(100)에 설치된 이동 프레임(310);
    상기 센서 고정 프레임(210)과 마주한 채로 회전 가능한 구조를 갖도록 이동 프레임(310)에 설치된 제2 회전판(320);
    상기 제2 회전판(320)과 함께 회전하는 구조를 갖도록 제2 회전판(320)에 장착되며, 비틀림 스프링의 타측단을 고정하는 제2 고정지그(330);
    상기 이동 프레임(310)에 설치되며, 상기 제2 회전판(320)과 연결되어 제2 회전판(320)을 회전시키는 모터(340); 및
    상기 제2 고정지그(330)의 회전각을 검출하는 엔코더(350);로 구성된 것을 특징으로 하는 비틀림 스프링 토크 검사장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 회전판(220)에는 제1 고정지그(230)를 관통하여 토크 발생부(300) 방향으로 돌출되어 토크 발생부(300)에 장착되는 제2 고정지그(330)에 형성된 세팅홈(333)에 삽입되는 다수개의 세팅돌기(221)가 형성되되,
    상기 세팅돌기(221)는 제1 고정지그(230)와 제2 고정지그(330)의 홈(232,332)이 서로 일치하는 위치에서 세팅홈(333)에 삽입되어 결합되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 비틀림 스프링 토크 검사장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 이동 프레임(310)의 이동방향과 평행한 구조를 갖도록 메인 프레임(100)에 설치되며, 이동 프레임(310)에 구비되는 너트블록(316)과 결합되어 이동 프레임(310)을 이동시키는 스크류축(360); 및
    상기 스크류축(360)과 연결되어 사용자의 조작에 의해 회전하며 스크류축(360)을 회전시키는 핸들(370);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비틀림 스프링 토크 검사장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 엔코더(350)는 모터(340)와 제2 회전판(320)을 연결하는 구동축(341)이 회전하는 각도를 감지하도록 이동 프레임(310)에 설치되어 구동축(341)의 회전각을 감지함으로서 제2 고정지그(330)의 회전각을 검출하는 것을 특징으로 하는 비틀림 스프링 토크 검사장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(400)에 의해 제어되며, 비틀림 스프링의 비틀림각에 대응하는 토크값을 화면으로 표시하여 주는 디스플레이(410)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비틀림 스프링 토크 검사장치.
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