KR102407850B1

KR102407850B1 - 시료 다짐 장치

Info

Publication number: KR102407850B1
Application number: KR1020200099872A
Authority: KR
Inventors: 이천주
Original assignee: 이천주
Priority date: 2020-08-10
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2022-06-10
Also published as: KR20220019450A

Abstract

기어를 보다 정확하게 맞물리도록 함으로써, 램머의 낙하 높이와 다짐 하중을 균일하게 유지할 수 있도록, 프레임 하부에 전후 이동가능하게 설치되는 작업대, 상기 작업대 상에 회전가능하게 설치되고 시료용 몰드가 고정되는 고정판, 상기 고정판 상부에 배치되어 몰드 내 시료를 다져주는 램머, 상기 프레임에 설치되어 상기 램머를 상승시키고 자유낙하시키기 위한 구동부, 상기 구동부의 동력을 인가받아 상기 회전원판을 일정 각도로 회전시킴과 더불어 상기 작업대를 필요시 직선 왕복 이동시키기 위한 회전이동부를 포함하는 시료 다짐 장치를 제공한다.

Description

시료 다짐 장치{APPARATUS FOR COMPACTING TEST PIECE}

본 개시내용은 시험용 시료 제조를 위한 다짐 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 도로나 댐, 철도, 항만 등의 시설은 외부 하중 또는 환경 요인에 의해 지반이 과도하게 침하되거나 변형되지 않아야 한다. 지반의 품질관리를 위해 다양한 시험이 실시된다. 이에, 각 시험에 맞춰 시료가 제조된다.

예를 들어, 압축시험기는 조립재 및 암석재료를 다져서 만들어진 시료에 대한 응력-변형률 특성을 파악하여 댐, 도로포장 및 항만시설 등의 설계 및 안전도 평가에 이용된다. 이러한 시험기용 시료는 충격 하중 방식으로 시료를 다지는 다짐 장치를 사용하여 만들어 지게 된다. 다짐 장치는 재료인 토사에 충격을 가해 시험용 시료를 성형한다.

다짐 장치는 몰드에 담긴 토사에 충격을 가하는 램머와 램머를 들어올려 자유 낙하시키기 위한 구동부를 포함한다. 램머가 몰드에 담긴 토사에 충격을 가하게 되면 몰드 내에서 토사가 다져져 시료로 성형된다.

시료 전체를 균일하게 다져주기 위해서는 몰드 위치를 이동시켜 줘야 한다. 그러??, 종래의 경우 램머 구동부와 별도로 몰드 이동을 위한 동력원이 더 설치되어 몰드를 이동시키는 구조로, 구성이 복잡하고 제어가 어려우며 에너지 소비가 큰 문제가 있다.

또한, 종래의 다짐 장치는 램머를 들어올리기 위해 모터의 회전력을 이용한 기어 방식이나 유압실린더의 신축 구동 방식이 주로 사용된다.

그러나, 유압실린더를 이용한 구조의 경우 낙하 높이의 정확성을 보장하기 어렵다. 이에 토사에 대한 충격량의 데이터 신뢰도가 떨어지는 문제가 있다.

기어를 이용하여 램머를 들어올리는 구조의 경우, 간헐 기어가 주로 이용되는 데, 기어가 서로 맞물리는 과정에서 기어 이빨이 서로 접촉되면서 매우 큰 소음이 발생되고 기어 이빨이 파손되는 문제가 있다. 또한, 기어 이빨의 마찰을 줄이는 경우 소음은 감소하나, 유압실린더와 마찬가지로 정확한 낙하 높이와 다짐 하중을 균일하게 유지하기 어렵다.

본 과제는 시료에 대한 다짐 위치를 보다 원활하고 효과적으로 변화시키면서 전체적으로 고르게 다져진 시료를 제조할 수 있도록 된 시료 다짐 장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 하나의 동력원을 이용하여 램머를 구동함과 더불어 몰드의 위치를 순차적으로 가변할 수 있도록 된 시료 다짐 장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 기어가 보다 부드럽게 맞물리며 기어 이빨 간의 마찰과 충격을 최소화할 수 있도록 된 시료 다짐 장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 기어를 보다 정확하게 맞물리도록 함으로써, 램머의 낙하 높이와 다짐 하중을 균일하게 유지할 수 있도록 된 시료 다짐 장치를 제공하는 것이다.

본 구현예의 다짐 장치는, 프레임 하부에 전후 이동가능하게 설치되는 작업대, 상기 작업대 상에 회전가능하게 설치되고 시료용 몰드가 고정되는 고정판, 상기 고정판 상부에 배치되어 몰드 내 시료를 다져주는 램머, 상기 프레임에 설치되어 상기 램머를 상승시키고 자유낙하시키기 위한 구동부, 상기 구동부의 동력을 인가받아 상기 회전원판을 일정 각도로 회전시킴과 더불어 상기 작업대를 필요시 직선 왕복 이동시키기 위한 회전이동부를 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 램머에 설치되어 상부로 연장되는 축부재, 상기 축부재에 설치되는 랙, 상기 프레임에 회전가능하게 설치되는 회전원판, 상기 회전원판의 외주면을 따라 소정 영역에만 설치되고 상기 회전원판 회전에 따라 상기 랙에 간헐적으로 맞물려 상기 축부재를 상승 및 자유낙하시키는 피니언기어, 상기 회전원판에 연결되어 회전원판을 회전시키기 위한 구동모터를 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 피니언기어와 상기 랙 접촉시 충격을 완충하는 완충부를 더 포함할 수 있다.

상기 완충부는 상기 피니언기어가 복수개의 기어블럭으로 분할되어 상기 회전원판에 연속적으로 설치되고, 상기 회전원판의 회전방향을 따라 상기 랙과 처음 접하는 위치에 설치되는 입측 기어블럭은 상기 회전원판에 일측 선단이 축결합되어 축을 중심으로 유동가능하게 설치되고, 상기 입측기어블럭의 축 반대쪽 선단과 상기 회전원판 사이에 판스프링이 탄력 설치되어 상기 입측기어블럭이 상기 랙에 접촉시 충격을 완충하는 구조일 수 있다.

상기 구동부는 상기 피니언기어와 상기 랙 접촉시 이빨의 어긋남을 보정하는 보정부를 더 포함할 수 있다.

상기 보정부는 상기 회전원판의 중심부에 결합되고 상기 구동모터의 동력축에 연결되며 상기 회전원판이 자유롭게 회전되도록 지지하는 허브, 상기 허브와 상기 회전축 사이에 설치되어 허브와 회전축을 결합하는 복귀스프링을 포함하여, 상기 허브에 대해 회전축이 탄력적으로 유동되어 상기 피니언기어의 이빨을 랙의 이빨에 맞물리는 구조일 수 있다.

상기 회전원판 전면에서 돌출 설치되는 돌기, 상기 돌기가 끼워지도록 허브에 형성되어 상기 허브에 대한 회전원판의 유동 범위를 규제하는 장공을 더 포함할 수 있다.

상기 허브에는 상기 돌기와 이격되어 고정바가 더 설치되고, 상기 스프링은 상기 고정바와 상기 돌기 사이에 양단이 설치된 구조일 수 있다.

상기 회전이동부는 상기 작업대의 이동방향으로 배치되어 작업대에 회전가능하게 설치되고 상기 고정판의 회전축에 연결되어 고정판을 회전시키는 구동축, 상기 구동축에 설치되는 제1 래칫기어, 상기 구동축에 자유롭게 회전가능하게 설치되는 회전체, 상기 회전체 외주부 일측에서 상기 작업대의 이동방향으로 돌출되고 상기 프레임에 설치된 접부를 지나며 상기 작업대를 왕복 이동시키는 캠, 상기 작업대와 상기 프레임 사이에 탄력 설치되어 상기 작업대에 복귀력을 인가하는 탄성스프링, 상기 회전체에 설치되는 제2 래칫기어, 상기 구동축을 중심으로 회전되며, 일측에는 상기 제1 래칫기어와 제2 래칫기어에 각각 걸리도록 된 풀이 설치된 레버, 상기 회전원판의 중심에서 이격되어 회전원판에 일측 선단이 축결합되고 타측 선단은 상기 레버에 힌지결합되어 상기 레버를 왕복 운동시키기 위한 크랭크바를 포함할 수 있다.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 램머를 보다 정확하게 승강하여 안정적으로 자유 낙하시킬 수 있게 된다.

램머의 구동과 몰드의 이동이 하나의 동력원을 통해 이루어짐에 따라, 설비의 구성을 보다 단순화하고 제어가 용이하다.

시료에 대한 다짐 위치를 보다 원활하고 효과적으로 변화시키면서 전체적으로 고르게 다져진 시료를 제조할 수 있다.

간헐기어가 보다 부드럽게 맞물리며 기어 이빨 간의 마찰과 충격을 최소화함으로써, 소음을 줄여 작업 환경을 개선할 수 있다. 또한, 충격에 의해 기어가 손상되는 것을 방지하고 설비의 유지보수를 줄이고 수명을 연장할 수 있다.

램머의 낙하거리와 충격량 등을 균일하게 유지하여, 보다 정밀하고 정확하게 다져진 고품질의 시료를 제조할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 시료 다짐 장치를 도시한 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 시료 다짐 장치를 도시한 개략적인 측면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 시료 다짐 장치의 구동부를 도시한 개략적인 도면이다.
도 4와 도 5는 본 실시예에 따른 시료 다짐 장치의 회전이동부를 도시한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 시료 다짐 장치의 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 시료 다짐 장치의 구성을 개략적으로 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 다짐 장치는 뼈대를 이루는 프레임(10), 프레임(10) 하부에 전후 이동가능하게 설치되는 작업대(20), 작업대(20) 상에 회전가능하게 설치되고 시료용 몰드가 고정되는 고정판(22), 고정판(22) 상부에 배치되어 몰드 내 시료를 다져주는 램머(30), 프레임(10)에 설치되어 램머(30)를 상승시키고 자유 낙하시키기 위한 구동부(40), 구동부(40)의 동력을 인가받아 회전원판을 일정 각도로 회전시킴과 더불어 작업대(20)를 필요시 직선 왕복 이동시키기 위한 회전이동부(60)를 포함할 수 있다.

프레임(10)은 장치의 각 구성부를 지지한다. 프레임(10)의 하부에 작업대(20)와 회전이동부(60)가 배치되며, 상부에는 램머(30)를 자유 낙하시키기 위한 구동부(40)가 배치될 수 있다. 프레임(10)의 크기나 그 형태는 다양하게 변형될 수 있다.

프레임(10)의 하부에 수평으로 작업대(20)가 배치된다. 작업대(20)는 프레임(10)에 대해 전후방향으로 수평 이동가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 작업대(20)는 프레임(10)에 설치된 가이드레일을 따라 직업 왕복 이동될 수 있다. 작업대(20) 상부에 고정판(22)이 회전가능하게 설치된다. 고정판(22)은 상부에 몰드(도시되지 않음)를 고정하기 위한 클램프가 더 구비될 수 있다. 클램프는 몰드를 고정하는 구조면 다양하게 변형될 수 있다.

고정판(22)의 회전축은 작업대(20) 아래로 관통되어, 회전이동부(60)와 연결될 수 있다. 이에, 고정판(22)은 회전구동부(40)로부터 동력을 전달받아 작업대(20) 상에서 일정 각도로 회전된다. 따라서 고정판(22)에 장착되는 몰드가 램머(30)에 대해 일정한 각도로 이동되어 시료의 전 영역을 고르게 램머(30)로 다져줄 수 있게 된다.

램머(30)는 고정판(22) 상부에 배치되어 몰드의 시료에 충격을 가한다. 램머(30)가 자유 낙하하게 되면 몰드에 채워진 시료가 램머(30)에 의해 눌려져 다져지게 된다. 미설명된 도면 부호 (12)는 램머(30) 낙하 방지를 위한 안전장치이다.

램머(30) 상부에는 축부재(32)가 설치된다. 축부재(32)는 길게 연장된 바 구조물로 수직으로 세워져 상부로 연장되어 구동부(40)와 결합된다. 이에, 구동부(40)는 축부재(32)를 당겨 램머(30)를 상부로 이동시킬 수 있다.

축부재(32)를 사이에 두고 양측에는 축부재(32)를 안정적으로 지지하기 위한 복수의 지지롤(34)이 더 구비될 수 있다. 지지롤(34)은 프레임(10)에 회전가능하게 설치되며, 복수개가 상하로 이격 배치되어 축부재(32)를 지지할 수 있다. 이에, 구동부(40)에 의해 축부재(32)가 상하로 움직이는 과정에서 지지롤(34)에 의해, 축부재(32)가 유동되지 않고 수직 상태로 상하로 안정적으로 움직일 수 있다.

구동부(40)는 램머(30)를 기 설정된 높이로 상승시킨 후 자유 낙하시키는 구조로 되어 있다.

이를 위해, 구동부(40)는 축부재(32)에 설치되는 랙(41), 프레임(10)에 회전가능하게 설치되는 회전원판(42), 회전원판(42)의 외주면을 따라 소정 영역에만 설치되고 회전원판(42) 회전에 따라 랙(41)에 간헐적으로 맞물려 축부재(32)를 상승 및 자유낙하시키는 피니언기어(43), 회전원판(42)에 연결되어 회전원판(42)을 회전시키기 위한 구동모터(45)를 포함할 수 있다.

즉, 본 실시예의 구동부(40)는 피니언기어(43)와 랙(41)의 결합을 통해 구동모터(45)의 연속 회전 운동을 축부재(32)의 단속적 상하 운동으로 전환한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 축부재(32)를 따라 랙(41)이 설치된다. 랙(41)에 이웃하여 회전원판(42) 배치되며, 회전원판(42)에는 랙(41)과 맞물리는 피니언기어(43)가 설치된다.

피니언기어(43)는 회전원판(42)의 외주면을 따라 일부 영역에만 설치될 수 있다.

본 실시예에서, 피니언기어(43)는 기어 이빨이 형성된 복수개의 기어블럭으로 분할되어 회전원판(42)을 따라 연속적으로 설치될 수 있다. 전체적으로 기어블럭 개수를 조절함으로써, 피니언기어(43)의 전체 길이 등을 적절하게 설정할 수 있다.

이하 설명의 편의를 위해, 피니언기어(43)를 구성하는 복수개의 기어블럭 중 회전원판(42)이 일방향으로 회전되면서 가장 먼저 랙(41)과 접하는 기어블럭을 입측기어블럭(46)이라 한다. 또한, 피니언기어(43)라 함은 전체 기어블록 모두를 지칭할 수 있다.

구동모터(45)가 작동되면 회전원판(42)이 연속적으로 회전되고 회전원판(42)에 설치되어 있는 피니언기어(43)가 축부재(32)의 랙(41)에 간헐적으로 맞물린다. 피니언기어(43)가 랙(41)에 맞물린 상태에서, 회전원판(42)이 계속 회전되면 피니언기어(43)를 따라 랙(41)이 위쪽으로 이동된다. 이에, 랙(41)이 설치된 축부재(32)가 상부로 이동된다. 따라서, 축부재(32)에 설치된 램머(30)가 상부로 끌어올려지게 된다.

그리고, 회전원판(42)이 계속 회전되어 피니언기어(43)가 랙(41)을 지나게 되면, 랙(41)은 피니언기어(43)에서 분리된다. 이에, 축부재(32)에 대한 구속이 해제되어 램머(30)가 자유 낙하하게 된다. 램머(30)가 낙하되어 시료에 충격을 가함에 따라 시료가 다져진다.

시료가 점차 다져짐에 따라 몰드 내 시료의 높이는 달라지게 되고, 램머 위치도 변하게 된다. 즉, 피니언기어(43)에 의해 램머(30)가 들어 올려지는 위치가 계속 변하게 된다. 이에, 축부재(32)에 설치된 랙(41)의 이빨 위치가 변하게 되고 랙(41)의 이빨과 피니언기어(43)의 이빨 간에 위치가 어긋나는 경우가 발생될 수 있다. 랙(41)의 이빨과 피니언기어(43)의 이빨이 어긋난 상태에서 피니언기어(43)가 랙(41)에 맞물리는 경우, 기어 이빨이 손상되는 문제가 발생된다.

이에, 본 실시예의 구동부(40)는 피니언기어(43)와 랙(41) 접촉시 이빨의 어긋남을 보정하는 보정부를 더 포함할 수 있다.

보정부에 의해 피니언기어(43)의 이빨 위치가 보정되어 랙(41)의 이빨에 원활하게 맞물릴 수 있게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 보정부는 회전원판(42)의 중심부에 결합되고 구동모터(45)의 동력축(44)에 연결되며 회전원판(42)이 자유롭게 회전되도록 지지하는 허브(50), 허브(50)와 회전원판(42) 사이에 설치되어 허브(50)와 회전원판(42)을 결합하는 탄성스프링(52)을 포함할 수 있다.

즉, 보정부는 구동모터(45)의 동력축(44)에 설치된 허브(50)와 피니언기어(43)가 설치된 회전원판(42)을 분리하고 탄성스프링(52)을 매개로 탄성적으로 연결한 구조로 되어 있다.

따라서, 구동모터(45)의 동력축(44)에 직결되어 있는 허브(50)의 회전운동과 별개로 회전원판(42)이 탄성적으로 유동될 수 있다. 이에, 피니언기어(43)의 이빨 위치가 랙(43)의 이빨 위치에 맞춰지면서 랙(41)의 이빨에 피니언기어(43)의 이빨을 원활하게 맞물릴 수 있게 된다.

허브(50)는 회전원판(42)의 축중심을 이룬다. 회전원판(42)은 중심부에 구멍이 형성되고, 허브(50)가 회전원판(42)의 중심에 형성된 구멍에 삽입되어 서로 결합될 수 있다. 허브(50)에 대해 회전원판(42)은 자유롭게 회전될 수 있다. 허브(50)의 축방향 양단에는 원형의 플랜지(51)가 형성될 수 있다. 플랜지(51)는 회전원판(42) 전면과 접할 수 있다. 회전원판(42)은 플랜지(51) 사이에 끼워져 허브(50)에서 이탈되지 않고 결합된 상태를 유지할 수 있다.

본 실시예에서, 회전원판(42) 전면에는 돌기(54)가 돌출 형성되고, 허브(50)의 플랜지(51)에는 돌기(54)가 끼워지도록 장공(53)이 형성될 수 있다. 장공(53)은 돌기(54)보다 직경이 크게 형성되거나 원주방향으로 길게 형성될 수 있다. 장공(53)은 돌기(54)의 유동 범위 즉, 허브(50)에 대한 회전원판(42)의 유동범위를 한정한다.

이와 같이, 장공(53)에 대한 돌기(54)의 유동 범위 내에서 회전원판(42)은 허브(50)에 대해 유동될 수 있다. 이에, 허브(50)가 계속 회전되는 상태에서 회전원판(42)이 허브(50)에서 유동되면서 회전원판(42)에 설치된 피니언기어(43)의 이빨이 랙(41)의 이빨에 원활하게 맞물릴 수 있게 된다.

본 실시예에서, 돌기(54)와 이격되어 허브(50)의 플랜지(51)에 고정바(55)가 더 설치되고, 탄성스프링(52)은 고정바(55)와 돌기(54) 사이에 양단이 고정 설치될 수 있다. 탄성스프링(52)은 돌기(54)와 고정바(55) 사이에 연결되어 탄성력을 인가한다.

탄성스프링(52)은 서로 자유롭게 회전 가능하게 결합된 회전원판(42)과 허브(50) 사이에 탄성력을 가해 두 부재를 하나로 연결한다. 탄성스프링(52)에 의해 허브(50)와 회전원판(42)이 서로 결합되어 같이 움직일 수 있다. 또한, 탄성스프링(52)은 피니언기어(43)가 설치된 회전원판(42)과 허브(50) 사이에 탄성력을 인가하여 허브(50)에 대해 회전원판(42)이 탄성적으로 움직이도록 한다.

이에, 피니언기어(43)의 이빨이 랙(41)의 이빨에 맞물리는 과정에서 스프링이 회전원판(42)에 탄성력을 가해 보다 원활하게 이빨 사이가 맞물릴 수 있게 된다. 또한, 회전원판(42) 유동시 탄성스프링(52)이 신축되면서 회전원판(42)에 걸리는 하중을 완충하여 충격을 최소화할 수 있게 된다. 따라서, 피니언기어(43)의 손상을 최소화할 수 있게 된다.

이와 같이, 랙(41)의 위치 변화에 따라 랙(41)의 이빨과 피니언기어(43)의 이빨이 서로 어긋나 정확하게 맞물리지 못하는 경우 회전원판(42) 자체가 탄성적으로 유동되면서 이빨 간에 서로 원활하게 맞물릴 수 있게 된다. 따라서, 랙(41)과 피니언기어(43) 간의 원활한 맞물림을 통해 정확하게 램머(30)를 들어 올려 정확한 낙하고도와 다짐 하중을 보장할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 구동부(40)는 피니언기어(43)가 랙(41)에 접촉시 충격을 완충하는 완충부를 더 포함할 수 있다.

이에, 피니언기어(43)와 랙(41) 간의 접촉시 충격와 마찰력을 줄여 소음을 최소화할 수 있게 된다.

완충부는, 피니언기어(43) 중 입측기어블럭(46)이 회전원판(42)에 축결합되어 축(57)을 중심으로 유동가능하게 설치되고, 입측기어블럭(46)의 축 반대쪽 선단과 회전원판(42) 사이에 판스프링(58)이 탄력 설치된 구조일 수 있다. 따라서, 입측기어블럭(46)이 랙(41)에 접촉시 판스프링(58)이 충격을 흡수하여 소음 발생을 최소화할 수 있게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 판스프링(58)은 입측기어블럭(46)의 축(57) 반대쪽 선단에 설치되어 허브(50)의 플랜지(51) 외주부 선단으로 연장되어 플랜지(51) 외주부 선단에 탄성적으로 지지될 수 있다.

이에, 입측기어블럭(46)은 판스프링(58)의 탄성력에 의해 축(57)을 중심으로 외측으로 회동되어, 플랜지(51) 외주부 선단에서 이격될 수 있다. 플랜지(51) 외주부 선단과 입측기어블럭(46) 사이 간격은 대략 10mm 정도일 수 있다. 따라서, 입측기어블럭(46)은 축(57)을 중심으로 플랜지(51)와의 사이 틈새만큼 유동될 수 있다. 판스프링(58)이 입측기어블럭(46)에 탄성력을 가하여 플랜지(51)에 대해 탄력적으로 지지하고 있다.

이 상태에서 회전원판(42)이 회전되어 입측기어블럭(46)이 랙(41)에 접촉하게 되면, 접촉시 입측기어블럭(46)에 가해지는 충격에 의해 입축기어블럭(46)은 축(57)을 중심으로 유동되며 탄성스프링(52)이 눌려지면서 입측기어블럭(46)의 이빨이 보다 부드럽게 랙(41)의 이빨에 접촉하게 된다. 따라서, 접촉시 발생되는 충격과 마찰이 완화되어 소음을 줄일 수 있게 된다.

이와 같이, 스프링을 통해 피니언기어(43)에 유동성을 제공함으로써, 소음 방지는 물론, 기계적 파손을 막고 램머의 정확한 고도와 다짐 하중을 보장할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예의 회전이동부(60)는 구동부(40)의 동력을 프레임(10) 아래에 전달하여 회전이동부(60)를 구동하는 구조로 되어 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하여 본 실시예의 회전이동부(60) 구조에 대해 설명한다.

도시된 바와 같이, 회전이동부(60)는 작업대(20)의 이동방향으로 배치되어 작업대(20)에 회전가능하게 설치되고 고정판(22)의 회전축에 연결되어 고정판(22)을 회전시키는 구동축(61), 구동축(61)에 설치되는 제1 래칫기어(62), 구동축(61)에 자유롭게 회전가능하게 설치되는 회전체(63), 회전체(63) 외주부 일측에서 작업대(20)의 이동방향으로 돌출되고 프레임(10)에 설치된 접부(65)를 지나며 작업대(20)를 왕복 이동시키는 캠(64), 작업대(20)와 프레임(10) 사이에 탄력 설치되어 작업대(20)에 복귀력을 인가하는 복귀스프링(66), 회전체(63)에 설치되는 제2 래칫기어(67), 구동축(61)을 중심으로 회전되며, 일측에는 제1 래칫기어(62)와 제2 래칫기어(67)에 각각 걸리도록 된 풀(69)이 설치된 레버(68), 회전원판(42)의 중심에서 이격되어 회전원판(42)에 일측 선단이 축결합되고 타측 선단은 레버(68)에 힌지결합되어 레버(68)를 왕복 운동시키기 위한 크랭크바(70)를 포함할 수 있다.

이에, 구동모터(45)의 회전력은 허브(50)에 설치된 크랭크바(70)를 통해 레버(68)로 전달될 수 있다.

레버(68)의 왕복 운동에 따라 풀(69)이 제1 래칫기어(62)와 제2 래칫기어(67)를 이동시키는 정도 즉, 제1 래칫기어(62)와 제2 래칫기어(67)의 간헐적 회동 각도는 풀에 물리는 기어 이빨 개수 등을 통해 조건에 맞춰 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 몰드와 램머(30)의 크기 등에 따라 몰드를 8개의 영역으로 구분하여 램머(30)로 다지는 경우, 제1 래칫기어(62)의 간헐적 회동 각도가 45도가 되도록 설정할 수 있다. 제2 래칫기어(67) 역시 제1 래칫기어(62)의 회전 각도와 캠(64)의 위치에 맞춰 간헐적 회동 각도를 설정할 수 있다.

이에, 도 6에 도시된 바와 같이 구동축(61)에 연결된 고정판(22)이 설정된 각도로 회전된다. 고정판이 설정된 각도로 움직임에 따라 몰드의 외주부 영영을 순차적으로 램머(30) 아래쪽에 위치시켜 램머(30)로 시료를 다져줄 수 있게 된다.

구동축(61)은 작업대(20) 아래에 수평방향으로 회전가능하게 설치될 수 있다. 구동축(61)의 선단과 고정판(22)의 회전축 선단에는 베벨기어(24)가 설치되어 서로 맞물려 연결될 수 있다. 이에, 구동축(61)이 회전되면 베벨기어(24)를 통해 고정판(22)이 작업대(20) 상에서 회전된다.

작업대(20)는 프레임(10) 상에서 전후 방향으로 왕복 이동가능하게 설치된다. 작업대(20)가 후진하게 되면 고정판(22)에 설치된 몰드 위치가 이동되어, 몰드의 중앙부가 램머(30) 아래에 위치하게 된다.

크랭크바(70)는 구동부(40)의 허브(50)에 연결되는 제1 크랭크바(71)와 레버(68)에 연결되는 제2 크랭크바(72)로 분리될 수 있다. 제1 크랭크바(71)와 제2 크랭크바(72) 사이에는 두 부재를 연결하는 링크부재(74)가 더 구비될 수 있다.

링크부재(74)는 프레임(10)에 일측 선단이 축결합되며, 외측 선단의 상부와 하부에 각각 제1 크랭크바(71)와 제2 크랭크바(72)가 힌지 결합될 수 있다.

이에, 허브(50)의 회전에 따라 제1 크랭크바(71)가 움직이면 링크부재(74)가 프레임(10)과의 축을 중심으로 상하로 움직이면서 제2 크랭크바(72)를 움직이게 된다.

이와 같이, 링크부재(74)를 매개로 서로 멀리 이격되어 있고 회전 방향도 상이한 구동부(40)의 허브(50)와 구동축(61)의 레버(68)를 서로 원활하게 연결할 수 있게 된다.

레버(68)가 왕복 운동함에 따라 레버(68)에 설치된 풀(69)이 제1 래칫기어(62)와 제2 래칫기어(67)에 걸려 제1 래칫기어(62)와 제2 래칫기어(67)를 간헐적으로 회전시키게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 레버(68)는 제1 래칫기어(62)와 제2 래칫기어(67) 사이에서 구동축(61)에 축결합될 수있다. 레버(68)의 양 면에 각각 풀(69)이 설치되며, 각각의 풀(69)이 제1 래칫기어(62)와 제2 래칫기어(67)에 맞물릴 수 있다.

제1 래칫기어(62)는 구동축(61)을 통해 작업대(20)에 설치된 회전원판(42)을 회전시킨다. 제1 래칫기어(62)가 간헐적으로 회전되면 구동축(61)이 회전되고, 구동축(61)에 베벨기어(24)를 매개로 연결되어 있는 고정판(22)이 작업대(20)에서 회전된다.

이에, 고정판(22)에 설치된 몰드가 회전되면서 램머(30)에 대한 위치를 계속 바꿀 수 있게 된다. 따라서, 몰드의 원주방향을 따라 외주부 영역이 소정 각도씩 램머(30) 아래로 이동되어 램머(30)에 의해 다져질 수 있게 된다. 몰드가 간헐적으로 회전됨에 따라 몰드 외주부 영역 전체가 고르게 다져지게 된다.

제2 래칫기어(67)는 구동축(61)과 별도로 회전체(63)를 회전시켜 작업대(20) 자체를 직선 왕복 이동시킨다. 이에, 몰드의 외주부 영역과 더불어 중신부 영역을 램머로 다져줄 수 있게 된다.

제2 래칫기어(67)는 회전체(63)에 설치된다. 회전체(63)는 구동축(61)에 대해 자유롭게 회전가능하게 설치된다. 이에, 제2 래칫기어(67)가 간헐적으로 회전되면 회전체(63)가 회전되고 회전체(63)에 설치되어 있는 캠(64)이 소정 각도씩 이동되어 프레임(10)에 설치된 접부(65)에 도달하게 된다. 제2 래칫기어(67)가 계속 회전되면서 캠(64)이 접부(65) 위로 이동된다.

이에, 캠(64)에 의해 회전체(63)가 뒤로 밀리고 회전체(63)가 설치되어 있는 구동축(61)과 작업대(20) 전체가 뒤로 밀리면서 이동된다. 작업대(20)의 회전원판(42)에 설치된 몰드가 뒤쪽으로 이동되면서 몰드의 중심부 위치가 램머(30) 아래로 이동된다. 따라서, 램머(30)를 몰드 중심부로 낙하하여 중심부 영역도 다져줄 수 있게 된다.

여기서, 작업대(20)가 수평이동되어 몰드의 중심부가 램머 하부로 이동하는 과정에서 몰드는 회전이 정지될 수 있다. 이를 위해, 본 실시예의 회전이동부(60)는 작업대(20)에 대해 구동축(21)이 축방향을 따라 소정 간격 유동가능하게 설치되어, 구동축(21)과 고정판(22)의 회전축을 연결하는 베벨기어(24)의 이빨이 서로 분리되어 동력이 차단되는 구조일 수 있다.

작업대(20)에 대한 구동축(21)의 유동 간격은 대략 베벨기어(24)의 이빨이 맞물리지 않는 정도면 충분하다.

이에, 캠(64)에 의해 회전체(63)가 뒤로 밀리면서 회전체(63)에 설치된 구동축(61)이 먼저 이동되어 베벨기어(24)를 분리시키게 된다. 그리고 구동축(61)이 계속 이동되면서 구동축(61)과 작업대(20)가 같이 이동된다.

따라서, 작업대(20)가 이동되어 몰드의 중심부가 램머(30) 밑으로 이동하는 과정에서는 고정판(22)에 설치된 몰드는 회전되지 않는다.

제2 래칫기어(67)가 계속 간헐적으로 회전됨에 따라 회전체(63)가 회전되어 캠(64)이 접부(65)를 지나게 되면 작업대(20)와 프레임(10) 사이에 설치된 복귀스프링(66)의 탄성력에 의해 구동축(61)과 작업대(20)는 원위치로 복귀된다.

복귀스프링(66)에 의해 구동축(61)이 당겨지면서 베벨기어(24)가 맞물리게 된다. 베벨기어가 맞물린 상태에서 작업대(20)가 이동된다. 이에, 작업대(20)가 원상태로 복귀되고, 구동축(61)은 고정판(22)의 축에 연결되어 고정판을 회전시키게 된다.

이와 같이, 구동축(61)에 설치된 제1 래칫기어(62)와 구동축(61)과 별도로 회전되는 제2 래칫기어(67)가 각각 몰드를 회전시키면서 몰드가 설치된 작업대(20)를 전후진 이동시킴으로써, 몰드 외주부영역은 물론 중심부 영역 전체를 고르게 다져줄 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 프레임 20 : 작업대
22 : 고정판 30 : 램머
32 : 축부재 40 : 구동부
41 : 랙 42 : 회전원판
43 : 피니언기어 45 : 구동모터
46 : 입축기어블럭 50 : 허브
51 : 플랜지 52 : 탄성스프링
53 : 장공 54 : 돌기
55 : 고정바 57 : 축
58 : 판스프링 60 : 회전이동부
61 : 구동축 62 : 제1 래칫기어
63 : 회전체 64 : 캠
65 : 접부 66 : 복귀스프링
67 : 제2 래칫기어 68 : 레버
69 : 풀 70 : 크랭크바
71 : 제1 크랭크바 72 : 제2 크랭크바
74 : 링크부재

Claims

프레임 하부에 전후 이동가능하게 설치되는 작업대, 상기 작업대 상에 회전가능하게 설치되고 시료용 몰드가 고정되는 고정판, 상기 고정판 상부에 배치되어 몰드 내 시료를 다져주는 램머, 상기 프레임에 설치되어 상기 램머를 상승시키고 자유낙하시키기 위한 구동부, 상기 구동부의 동력을 인가받아 상기 고정판을 일정 각도로 회전시킴과 더불어 상기 작업대를 필요시 직선 왕복 이동시키기 위한 회전이동부를 포함하고,
상기 구동부는 상기 램머에 설치되어 상부로 연장되는 축부재, 상기 축부재에 설치되는 랙, 상기 프레임에 회전가능하게 설치되는 회전원판, 상기 회전원판의 외주면을 따라 소정 영역에만 설치되고 상기 회전원판 회전에 따라 상기 랙에 간헐적으로 맞물려 상기 축부재를 상승 및 자유낙하시키는 피니언기어, 상기 회전원판에 연결되어 회전원판을 회전시키기 위한 구동모터를 포함하고,
상기 회전이동부는 상기 작업대의 이동방향으로 배치되어 작업대에 회전가능하게 설치되고 상기 고정판의 회전축에 연결되어 고정판을 회전시키는 구동축, 상기 구동축에 설치되는 제1 래칫기어, 상기 구동축에 자유롭게 회전가능하게 설치되는 회전체, 상기 회전체 외주부 일측에서 상기 작업대의 이동방향으로 돌출되고 상기 프레임에 설치된 접부를 지나며 상기 작업대를 왕복 이동시키는 캠, 상기 작업대와 상기 프레임 사이에 탄력 설치되어 상기 작업대에 복귀력을 인가하는 탄성스프링, 상기 회전체에 설치되는 제2 래칫기어, 상기 구동축을 중심으로 회전되며, 일측에는 상기 제1 래칫기어와 제2 래칫기어에 각각 걸리도록 된 풀이 설치된 레버, 상기 회전원판의 중심에서 이격되어 회전원판에 일측 선단이 축결합되고 타측 선단은 상기 레버에 힌지결합되어 상기 레버를 왕복 운동시키기 위한 크랭크바를 포함하는 시료 다짐 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 구동부는 상기 피니언기어와 상기 랙 접촉시 충격을 완충하는 완충부를 더 포함하고,
상기 완충부는 상기 피니언기어가 복수개의 기어블럭으로 분할되어 상기 회전원판에 연속적으로 설치되고, 상기 회전원판의 회전방향을 따라 상기 랙과 처음 접하는 위치에 설치되는 입측 기어블럭은 상기 회전원판에 일측 선단이 축결합되어 축을 중심으로 유동가능하게 설치되고, 상기 입측기어블럭의 축 반대쪽 선단과 상기 회전원판 사이에 판스프링이 탄력 설치되어 상기 입측기어블럭이 상기 랙에 접촉시 충격을 완충하는 구조의 시료 다짐 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 구동부는 상기 피니언기어와 상기 랙 접촉시 이빨의 어긋남을 보정하는 보정부를 더 포함하고,
상기 보정부는 상기 회전원판의 중심부에 결합되고 상기 구동모터의 동력축에 연결되며 상기 회전원판이 자유롭게 회전되도록 지지하는 허브, 상기 허브와 상기 회전축 사이에 설치되어 허브와 회전축을 결합하는 복귀스프링을 포함하여, 상기 허브에 대해 회전축이 탄력적으로 유동되어 상기 피니언기어의 이빨을 랙의 이빨에 맞물리는 구조의 시료 다짐 장치.