KR102533450B1 - 마찰재 마모시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마모시험장치의 회전장치에 결합되어 회전 가능한 로터리 드라이브; 상기 로터리 드라이브의 내부에 결합되어 상기 로터리 드라이브 내부의 마찰재를 누르는 것으로서, 내부에 챔버가 구비되는 챔버부재; 및 상기 챔버와 연결되어 상기 챔버에 공급되는 오일이 순환 가능하게 하는 것으로서, 양단이 상기 챔버의 양측과 연결되는 배관라인; 을 포함하는 마찰재 마모시험장치를 제공한다.

Description

마찰재 마모시험장치{ABRASION TESTING DEVICE OF FRICTION MATERIAL}

본 발명은 차량의 클러치 디스크 또는 브레이크 디스크 등과 같은 마찰재의 마모시험을 위한 마찰재 마모시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 변속기의 클러치 디스크 또는 브레이크 디스크는 선기어, 피니언기어, 애뉼러스 기어 및 캐리어로 구성되는 유성기어장치에 엔진의 회전력을 전달 또는 단절시켜 단별 변속비를 구현하게 하는 부품이다. 클러치 디스크 또는 브레이크 디스크는 스틸 플레이트(Steel plate)에 마찰재(Friction material)가 접착되는 구조이며, 습식 구조이므로 오일에 의한 마찰마모 특성에 영향을 받는다. 마찰재는 고분자 섬유와 천연펄프, 기타 무기물을 합성한 재질이며, 과다한 마모에 의해 마찰재, 플레이트 등의 마모분이 유압제어장치인 솔레노이드밸브 등에 다량 유입될 경우 주행성능에 영향을 끼칠 수 있다.

이와 같은 마찰재 디스크의 마찰마모성능은 주로 다판클러치 시험(SAE No#2)을 이용한다. 다판클러치 시험은 디스크 또는 플레이트 등과 같은 마찰재를 이용하여 시험을 진행하므로 마찰재에 맞는 전용 시험장치의 제작이 필요하다.

회전형 핀온디스크(Pin on disc) 시험방법은 다판클러치 시험과 같이 주행 조건에 가깝게 재현할 수는 없지만, 마찰계수를 보다 간단히 측정할 수 있다.

도 1은 종래의 마찰재 마모시험장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면 종래의 마찰재 마모시험장치는 클러치 디스크 또는 브레이크 디스크 등과 같은 마찰재(3)를 포함하는 회전체(5) 및 회전체(5)를 회전시키는 회전장치(1)를 포함한다. 회전장치(1)는 모터일 수 있다. 회전장치(1)의 구동에 의해 회전체(5)가 회전할 때 마찰재(3)에 마찰핀(4)을 접촉시켜 마찰재(3)의 마모시험을 진행한다.

그런데 종래의 마찰재 마모시험장치는 마찰핀과 마찰재의 마찰접촉에 의해 발생하는 마찰재의 마모분 량을 측정할 수 있는 장치가 마련되어 있지 않아 마찰재의 마모분 량을 정확히 확인할 수 없었고, 마찰재의 마모 두께를 측정하거나 표면 조도 수준을 확인할 때 샘플마다 항상 같은 부분을 측정하기 어려웠으며, 차량 주행 상태에서 오일은 고온의 상태로 변속기 내부를 순환하는데 고온 조건을 위한 별도의 장치가 마련되어 있지 않아 주행 조건과 상이한 조건에서 마찰재의 마모시험을 진행할 수밖에 없었다.

이에 대하여, 본 발명은 포집장치에 의해 오일에 포함된 마찰재의 마모분을 포집하여 마모분 량을 측정할 수 있고, 온도제어장치에 의해 오일의 온도를 실제 차량 주행 조건에 가까운 온도로 제어하여 마모시험을 진행할 수 있으며, 지그에 의해 마찰재의 샘플마다 항상 같은 부분을 측정할 수 있는 메커니즘을 제시하고자 한다.

대한민국 등록특허공보 제10-1795294호(2017.11.07. 공고)

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 포집장치에 의해 오일에 포함된 마찰재의 마모분을 포집하여 마모분 량을 측정할 수 있고, 온도제어장치에 의해 오일의 온도를 실제 차량 주행 조건에 가까운 온도로 제어하여 마모시험을 진행할 수 있으며, 지그에 의해 마찰재의 샘플마다 항상 같은 부분을 측정할 수 있도록 한 마찰재 마모시험장치를 제공하고자 한다.

전술한 목적을 이루기 위해 본 발명은, 마모시험장치의 회전장치에 결합되어 회전 가능한 로터리 드라이브; 상기 로터리 드라이브의 내부에 결합되어 상기 로터리 드라이브 내부의 마찰재를 누르는 것으로서, 내부에 챔버가 구비되는 챔버부재; 및 상기 챔버와 연결되어 상기 챔버에 공급되는 오일이 순환 가능하게 하는 것으로서, 양단이 상기 챔버의 양측과 연결되는 배관라인; 을 포함하는 마찰재 마모시험장치를 제공한다.

또한, 상기 배관라인에 포집장치가 구비되고, 상기 포집장치는 상기 배관라인을 따라 이동하는 오일에 유입된 마찰재의 마모분을 포집한다.

또한, 상기 배관라인에 온도제어장치가 구비되고, 상기 온도제어장치는 상기 배관라인을 따라 이동하는 오일의 온도를 제어한다.

또한, 상기 온도제어장치는 칠러, 히터 및 칠러와 히터를 포함하는 장치 중 선택되는 어느 하나이다.

또한, 마모시험 시 상기 마모시험장치의 마찰핀을 상기 챔버를 통해 상기 마찰재와 접촉시켜 마모시험을 진행한다.

또한, 상기 마찰재의 표면조도 측정 시 상기 로터리 드라이브에서 상기 챔버부재를 분리한 다음 상기 로터리 드라이브 상부에 지그를 결합하고 상기 지그에 구비되는 홀을 통해 표면조도측정기의 측정부를 상기 마찰재 표면의 표시부에 접촉하여 상기 마찰재의 표면조도를 측정한다.

또한, 상기 포집장치는 필터이다.

또한, 상기 마찰재는 클러치 디스크 또는 브레이크 디스크이다.

또한, 상기 회전장치는 모터이다.

본 발명은 포집장치에 의해 오일에 포함된 마찰재의 마모분을 포집하여 마모분 량을 측정할 수 있다.

또한, 본 발명은 온도제어장치에 의해 오일의 온도를 실제 차량 주행 조건에 가까운 온도로 제어하여 마모시험을 진행할 수 있다.

또한, 본 발명은 지그에 의해 마찰재의 샘플마다 항상 같은 부분을 측정할 수 있다.

도 1은 종래의 마찰재 마모시험장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로터리 드라이브를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마찰재 마모시험장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마찰재의 표면조도 측정 과정을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로터리 드라이브를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마찰재 마모시험장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마찰재의 표면조도 측정 과정을 나타내는 도면이다.

도 2 내지 4를 참조하면, 본 발명은 로터리 드라이브(10), 내부에 챔버(21)를 구비하는 챔버부재(20), 챔버(21)와 연결되는 배관라인(30), 배관라인(30)에 구비되는 포집장치(40), 배관라인(30)에 구비되는 온도제어장치(50) 및 로터리 드라이브(10)의 상부에 결합되는 지그(80) 포함한다.

마모시험 시 로터리 드라이브(10)는 마모시험장치(미도시)의 회전장치(미도시)에 결합되어 회전할 수 있다. 예컨대 회전장치는 모터일 수 있다. 로터리 드라이브(10)의 형상에는 제한이 없다. 로터리 드라이브(10)는 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.

챔버부재(20)는 로터리 드라이브(10)의 내부에 결합되어 로터리 드라이브(10) 내부의 마찰재(60)를 누른다.

챔버부재(20)는 중앙에 챔버(21)가 구비된다. 챔버(21)로 오일이 공급될 수 있다. 마찰시험 시 챔버(21)를 통해 마모시험장치의 마찰핀(70)을 마찰재(60)의 표면에 접촉시킬 수 있다. 마찰재(60)는 클러치 디스크 또는 브레이크 디스크일 수 있다.

배관라인(30)은 양단이 챔버(21)와 연결될 수 있다. 로터리 드라이브(10) 내부에서 챔버(21)의 아래에 위치하는 마찰재(60)는 챔버(21)로 공급되는 오일에 잠기게 된다. 일예로서 배관라인(30)에 오일의 강제 순환을 위한 펌프 등과 같은 순환장치를 구비할 수 있다.

챔버(21)에 공급된 오일은 로터리 드라이브(10)의 회전 시 배관라인(30)의 이동방향(31)과 같이 챔버(21)에서 배관라인(30), 배관라인(30)에서 다시 챔버(21)로 순환할 수 있다.

예컨대, 종래와 같이 마찰재(60)와 마찰핀(70)의 접촉에 의해 마찰재(60)에서 마모분이 발생할 수 있다. 마찰재(60)의 마모분은 챔버(21) 내부의 오일에 유입될 수 있다. 마모분을 포함하는 오일은 배관라인(30)을 따라 이동할 수 있다.

포집장치(40)는 필터(Filter)일 수 있다. 포집장치(40)는 오일에 포함된 마모분을 포집할 수 있다. 포집장치(40)에 포집된 마모분을 통해 마찰재(60)의 마모량(abrasion loss)을 측정할 수 있다.

온도제어장치(50)는 포집장치(40)와 일정 간격을 두고 배관라인(30)에 구비될 수 있다. 온도제어장치(50)는 배관라인(30)을 따라 이동하는 오일의 온도를 제어할 수 있다.

오일은 온도제어장치(50)를 지나는 과정에서 온도제어장치(50)에 의해 차량 주행과 유사한 고온 또는 저온으로 온도가 제어될 수 있다.

온도제어장치(50)에 의한 오일의 온도 제어를 통해 차량 주행과 유사한 환경의 오일 온도에서 마찰재(60)의 마모시험을 진행할 수 있다. 일예로서 온도제어장치(50)는 칠러(Chiller) 또는 히터일 수 있다.

일예로서 온도제어장치(50)는 칠러 및 히터를 포함하는 장치일 수 있는 것으로서, 칠러를 통해 오일의 온도를 저온으로 제어하거나, 히터를 통해 오일의 온도를 고온으로 제어할 수 있다.

마찰재(60)의 표면조도 측정 시 마찰재(60)를 누르고 있던 챔버부재(20)를 로터리 드라이브(10)에서 분리한다. 챔버부재(20)가 제거된 로터리 드라이브(10) 상부에 지그(80)를 결합한다.

로터리 드라이브(10) 상부에 지그(80)를 결합 시 마찰재(60)에 미리 표시해둔 마찰재(60)의 표시부(61)와 지그(80)에 구비된 홀(81)을 일치 시킨다. 지그(80)에는 적어도 하나 이상의 홀(81)이 구비될 수 있다. 홀(81)의 형상에는 제한이 없다. 홀(81) 원호와 같은 형태로 구성될 수 있다.

로터리 드라이브(10) 상부에 지그(80)를 결합한 상태에서 지그(80)의 홀(81)을 통해 표면조도측정기(90)의 측정부(91)를 로터리 드라이브(10) 내부로 넣어 마찰재(60)의 표시부(61)에 접촉시킨다.

이와 같이 표면조도측정기(90)의 측정부(91)를 지그(80)의 홀(81)을 통해 마찰재(60)의 표시부(61)에 정확히 접촉시킬 수 있기 때문에 항상 같은 부분의 마찰재(60)의 표면조도를 측정할 수 있고, 이로 인해 마찰재(60)의 표면조도 측정의 신뢰성을 보장할 수 있다.

한편, 도 3, 4에서 배관라인(30)을 로터리 드라이브(10)의 외측에 구성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 결코 아니며 이러한 배관라인(30)을 로터리 드라이브(10)의 내부에 장착하거나, 로터리 드라이브(10)의 외측에 콤팩트하게 설치함으로써 로터리 드라이브(10)의 회전에 지장이 없도록 하는 것이 바람직하다.

다음은 본 발명의 마찰재의 마모시험 과정에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.

도 3, 4와 같이 로터리 드라이브(10) 내부에 시험 대상인 마찰재(60)를 넣고 마찰재(60)를 누르도록 로터리 드라이브(10) 내부에 챔버부재(20)를 결합한다.

챔버부재(20)의 챔버(21)에 오일을 공급하고 챔버(21)를 통해 마모시험장치의 마찰핀(70)를 마찰재(60)에 접촉시킨다.

마모시험장치의 회전장치를 구동하여 회전장치에 결합된 로터리 드라이브(10)를 회전시킨다.

마찰핀(70)에 의해 마찰재(60)가 마모되면서 마찰재(60)의 마모분이 오일로 유입된다. 오일에 포함된 마모분은 배관라인(30)를 따라 이동하는 과정에서 포집장치(40)에 포집될 수 있다. 포집장치(40)에 포집된 마모분을 통해 마찰재(60)의 마모분 량을 측정할 수 있다.

온도제어장치(50)를 통해 차량 주행과 유사한 환경의 오일 온도를 제공할 수 있다.

마모시험 완료 후 마모시험장치의 정지 상태에서 마찰재(60)의 표면조도 측정을 위해 로터리 드라이브(10)에서 챔버부재(20)를 분리한다. 회전장치에서 로터리 드라이브(10)를 분리한 상태에서 로터리 드라이브(10)에서 챔버부재(20)를 분리할 수도 있다.

챔버부재(20)를 분리한 상태에서 로터리 드라이브(10)의 상부에 지그(80)를 결합한다. 지그(80)의 홀(81)을 통해 표면조도측정기(90)의 측정부(91)를 마찰재(60)에 미리 표시해둔 마찰재(60)의 표시부(61) 접촉시킨 상태에서 마찰재(60)의 표면조도를 측정한다.

살펴본 바와 같이 본 발명은 포집장치에 의해 오일에 포함된 마찰재의 마모분을 포집하여 마모분 량을 측정할 수 있다. 또한, 본 발명은 온도제어장치에 의해 오일의 온도를 실제 차량 주행 조건에 가까운 온도로 제어하여 마모시험을 진행할 수 있다. 또한, 본 발명은 지그에 의해 마찰재의 샘플마다 항상 같은 부분을 측정할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 로터리 드라이브 20 : 챔버부재
21 : 챔버 30 : 배관라인
31 : 이동방향 40 : 포집장치
50 : 온도제어장치 60 : 마찰재
61 : 표시부 70 : 마찰핀
80 : 지그 81 : 홀
90 : 표면조도측정기 91 : 측정부

Claims (9)

1. 마모시험장치의 회전장치에 결합되어 회전 가능한 로터리 드라이브;
   상기 로터리 드라이브의 내부에 결합되어 상기 로터리 드라이브 내부의 마찰재를 누르는 것으로서, 내부에 챔버가 구비되는 챔버부재; 및
   상기 챔버와 연결되어 상기 챔버에 공급되는 오일이 순환 가능하게 하는 것으로서, 양단이 상기 챔버의 양측과 연결되는 배관라인;
   을 포함하고,
   상기 마찰재의 표면조도 측정 시 상기 로터리 드라이브에서 상기 챔버부재를 분리한 다음 상기 로터리 드라이브 상부에 지그를 결합하고 상기 지그에 구비되는 홀을 통해 표면조도측정기의 측정부를 상기 마찰재 표면의 표시부에 접촉하여 상기 마찰재의 표면조도를 측정하는 것을 특징으로 하는 마찰재 마모시험장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배관라인에 포집장치가 구비되고, 상기 포집장치는 상기 배관라인을 따라 이동하는 오일에 유입된 마찰재의 마모분을 포집하는 것을 특징으로 하는 마찰재 마모시험장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 배관라인에 온도제어장치가 구비되고, 상기 온도제어장치는 상기 배관라인을 따라 이동하는 오일의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 마찰재 마모시험장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 온도제어장치는,
   칠러, 히터 및 칠러와 히터를 포함하는 장치 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마찰재 마모시험장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   마모시험 시 상기 마모시험장치의 마찰핀을 상기 챔버를 통해 상기 마찰재와 접촉시켜 마모시험을 진행하는 것을 특징으로 하는 마찰재 마모시험장치.
6. 삭제
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 포집장치는,
   필터인 것을 특징으로 하는 마찰재 마모시험장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 마찰재는,
   클러치 디스크 또는 브레이크 디스크인 것을 특징으로 하는 마찰재 마모시험장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전장치는,
   모터인 것을 특징으로 하는 마찰재 마모시험장치.

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