KR102586047B1

KR102586047B1 - 캠 팔로워 수명 평가 장치

Info

Publication number: KR102586047B1
Application number: KR1020160010080A
Authority: KR
Inventors: 김도선; 김규범
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2023-10-10
Also published as: KR20170090005A

Abstract

본 발명의 일 실시예는 스터드와 롤러 및 외륜을 포함하는 캠 팔로워(cam follower)의 수명을 평가하는 캠 팔로워 수명 평가 장치에 있어서, 캠 팔로워의 스터드를 수용하는 제1 관통공을 포함하고, 스터드를 수용하여 캠 팔로워를 고정하는 브라켓과, 브라켓을 승강시키는 승강축과, 브라켓과 승강축 사이에 배치되어 승강축의 상승 시 브라켓에 가해지는 힘을 측정하는 로드셀(load cell)과, 캠 팔로워의 외륜과 맞물려 함께 회전하는 회전축과, 회전축을 수용하는 제2 관통공을 포함하고, 회전축을 수용하여 회전축을 고정하는 홀더와, 홀더를 지지하는 가이드축과, 회전축을 회전시키는 회전구동부를 포함하는 캠 팔로워 수명 평가 장치를 개시한다.

Description

캠 팔로워 수명 평가 장치{Evaluation apparatus of the expected service life of cam followers}

본 발명의 실시예들은 장치에 관한 것으로써, 캠 팔로워 수명 평가 장치에 관한 것이다.

캠 팔로워는 일종의 바퀴와 같은 장치로, 지속적인 평면 운동이나 승강 운동을 반복하는 설비에 설치되어 기구의 운동을 가이드하는 장치이다. 이러한 캠 팔로워는 다양한 설비에 설치되며, 설치되는 설비의 종류에 따라 다양한 조건과 방식으로 사용되고 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
따라서, 이러한 캠 팔로워의 수명을 평가하기 위한 장치가 요구되는 실정이다. 예를 들면, 공개특허공보 제10-2004-0032388호는 회전체(롤러)의 내구성 몇 수명을 평가하는 장치를 개시한다.

그러나 종래에는 이러한 캠 팔로워의 수명을 평가하기 위한 적절한 장치나 방법이 부재하는 문제점이 있었다.

본 발명의 실시예들은 이러한 문제점을 해결할 수 있는 캠 팔로워 수명 평가 장치를 제공한다.

본 실시예에 있어서, 승강축을 승강시키는 승강구동부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 승강축은 승강구동부의 구동에 의해 자동으로 승강할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 승강구동부는 회전축의 길이 방향을 따라 복수개가 설치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 승강축은 수동으로 승강할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 브라켓과 로드셀의 사이에 배치되어 브라켓을 지지하는 상측 지지판과, 승강축과 로드셀의 사이에 배치되어 로드셀을 지지하는 하측 지지판을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상측 지지판과 하측 지지판은 승강축의 승강에 따라 함께 승강할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상측 지지판 및 하측 지지판은 회전축의 길이 방향을 따라 복수개가 설치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 캠 팔로워의 외륜의 회전량을 측정하는 회전량측정센서를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 홀더는 회전축의 외측면을 감싸며, 회전축은 홀더의 내주면을 따라 회전 가능하도록 제2 관통공에 수용될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 홀더는 회전하는 회전축을 일정한 위치에 고정하는 제2 베어링을 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 회전구동부와 회전축을 연결하여 회전구동부의 토크를 회전축에 전달하는 커플링을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 브라켓, 승강축, 로드셀, 홀더, 가이드축은 회전축의 길이 방향을 따라 복수개가 설치될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 캠 팔로워가 설치되는 설비 각각의 다양한 조건에 따라 캠 팔로워의 수명을 효율적으로 평가할 수 있는 캠 팔로워 수명 평가 장치를 구현할 수 있다.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 팔로워 수명 평가 장치에 설치되는 캠 팔로워를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 팔로워 수명 평가 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 캠 팔로워 수명 평가 장치의 일부를 일 측면에서 바라본 모습을 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 1의 캠 팔로워 수명 평가 장치의 일부를 다른 측면에서 바라본 모습을 나타내는 측면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 팔로워 수명 평가 장치에 설치되는 캠 팔로워를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 팔로워 수명 평가 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 1의 캠 팔로워 수명 평가 장치의 일부를 일 측면에서 바라본 모습을 나타내는 측면도이고, 도 4는 도 1의 캠 팔로워 수명 평가 장치의 일부를 다른 측면에서 바라본 모습을 나타내는 측면도이다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 팔로워 수명 평가 장치(100)를 설명하기 이전에, 캠 팔로워 수명 평가 장치(100)에 착탈 가능하도록 설치되는 캠 팔로워(CF)에 대해 도 1을 참조하여 간략하게 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 캠 팔로워(CF)는 스터드(S)와 롤러(R) 및 외륜(T)을 포함할 수 있다. 스터드(S)의 일측은 후술할 브라켓(110)에 나사 결합되어 캠 팔로워(CF)를 고정시킨다. 한편, 스터드(S)의 타측은 브라켓(110)에 결합되는 일측보다 큰 지름을 갖도록 형성되며, 스터드(S)의 타측의 외주면에는 외주면을 감싸는 롤러(R)가 설치된다. 도면에 나타난 바와 같이, 롤러(R)는 스스로 회전 가능한 니들 롤러로 구성될 수 있으며, 롤러(R)의 외주면에는 외륜(T)이 설치된다. 외륜(T)은 롤러(R)를 회전에 의해 스터드(S)의 타측의 외주면을 따라 회전할 수 있으며, 후술할 회전축(140)과 맞물려 함께 회전 구동할 수 있다. 이러한 캠 팔로워(CF)의 구조는 공지된 기술로, 이하에서는 더 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 팔로워 수명 평가 장치(100)의 구성요소들에 대한 설명과, 작동 원리에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 팔로워 수명 평가 장치(100)는 브라켓(110)과, 승강축(120)과, 로드셀(load cell)(130)과, 회전축(140)과, 홀더(150)와, 가이드축(160)과, 회전구동부(170)를 포함할 수 있다.

브라켓(110)은 중앙에 캠 팔로워(CF)의 스터드(S)를 수용하는 제1 관통공(111)을 포함하며, 스터드(S)를 수용하여 캠 팔로워(CF)를 고정시킬 수 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 스터드(S)에는 나사산이 형성될 수 있으며, 제1 관통공(111)의 내측면은 스터드(S)의 나사산에 대응하는 형상으로 제조되어 스터드(S)를 제1 관통공(111)에 돌려서 끼워넣는 방법으로 서로 체결될 수 있다.

한편, 브라켓(110)의 제1 관통공(111)에 고정된 캠 팔로워(CF)와 인접한 위치에는 캠 팔로워(CF)의 회전량을 측정할 수 있는 회전측정센서(112)가 더 구비될 수 있다. 상세하게는, 회전측정센서(112)는 브라켓(110)이나, 후술할 홀더(150)에 설치될 수 있으며, 캠 팔로워(CF)에 설치될 수도 있다.

승강축(120)은 스스로의 승강 구동에 의해 브라켓(110)을 승강시키는 부재로써, 승강구동부(180)의 승강 구동에 의해 자동으로 승강될 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 사용자가 직접 스패너(spanner)와 같은 도구를 사용하여 수동으로 승강축(120)을 회전시킴으로써 승강축(120)을 승강 구동시킬 수도 있다.

로드셀(load cell)(130)은 브라켓(110)과 승강축(120) 사이에 배치되며, 승강축(120)의 상승에 의해 브라켓(110)에 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 이러한 로드셀(130)은 일반적인 하중감지센서로써, 이미 공지된 기술에 의한 구성요소이므로 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

회전축(140)은 캠 팔로워(CF)의 외륜(T)과 맞물려 함께 회전할 수 있다.

홀더(150)는 회전축(140)을 수용하는 제2 관통공(151)을 포함하고, 회전축(140)을 수용함으로써 회전축(140)을 고정할 수 있다. 상세히, 홀더(150)는 제2 베어링(151)을 포함하여, 회전축(140)이 제2 관통공(151)의 내주면을 따라 회전 구동될 때 회전축(140)을 일정한 위치에 고정시킬 수 있다.

가이드축(160)은 홀더(150)를 지지하는 부재로써, 승강축(120)과 같이 승강하지 않으며, 홀더(150)를 일정한 높이에 고정함으로써 홀더(150)에 고정된 회전축(140)의 위치를 고정할 수 있다.

회전구동부(170)는 회전축(140)을 회전시키는 구동력을 제공할 수 있으며, 회전축(140)과 회전구동부(170)는 커플링(C)에 의해 연결되어, 회전구동부(170)의 토크가 회전축(140)으로 전달될 수 있다.

또한, 캠 팔로워 수명 평가 장치(100)는 전술한 구성요소들에 더해, 브라켓(110)과 로드셀(130)의 사이에 배치되어 브라켓(110)을 지지하는 상측 지지판(190a)과, 승강축(120)과 로드셀(130)의 사이에 배치되어 로드셀(130)을 지지하는 하측 지지판(190a)을 더 포함할 수도 있다.

전술한 브라켓(110), 승강축(120), 로드셀(130), 홀더(150), 가이드축(160), 승강구동부(180), 상측 지지판(190a) 및 하측 지지판(190b)은 회전축(140)의 길이 방향을 따라 복수개가 설치될 수 있다. 즉, 도 2에는 회전축(140)의 길이 방향을 따라 다섯개의 브라켓(110)이 설치되는 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 복수개가 설치될 수 있다. 브라켓(110)의 개수에 따라, 승강축(120), 로드셀(130), 승강구동부(180), 상측 지지판(190a) 및 하측 지지판(190b)의 개수가 정해질 수 있으며, 홀더(150) 및 가이드축(160) 또한 하나의 브라켓(110)을 양측에서 지지할 수 있도록 하나의 브라켓(110) 당 두개가 설치될 수 있다. 한편, 전술한 모든 구성요소들은 베이스(B) 상에 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 캠 팔로워 수명 평가 장치(100)의 작동 원리는 다음과 같다.

먼저, 사용자는 캠 팔로워(CF)의 스터드(S)를 브라켓(110)의 제1 관통공(111)에 설치하여 캠 팔로워(CF)를 브라켓(110)에 고정시킨다.

다음으로, 사용자는 승강구동부(180)를 구동시켜 자동으로 승강축(120)을 상승시키거나, 스패너와 같은 도구를 이용하여 수동으로 승강축(120)을 상승시킬 수 있다.

승강축(120)이 상승하여 하측 지지판(190b)을 가압하게 되면, 하측 지지판(190b) 상에 설치된 로드셀(130)과, 로드셀(130) 상측에 배치되는 상측 지지판(190a)을 동시에 가압하게 된다.

승강축(120)의 상승에 의해 상측 지지판(190a)이 상승하면, 상측 지지판(190a) 상에 설치된 브라켓(110) 또한 상승한다. 브라켓(110)에는 캠 팔로워(CF)가 고정되어 있으므로, 브라켓(110)이 상승하면 캠 팔로워(CF) 또한 함께 상승하여 캠 팔로워(CF)의 외륜(T)이 회전축(140)과 접촉하게 된다.

캠 팔로워(CF)의 외륜(T)이 회전축(140)과 접촉한 상태에서, 회전구동부(170)를 구동하여 회전축(140)을 회전시킨다. 회전축(140)이 회전하면, 회전축(140)과 맞물리는 캠 팔로워(CF)의 외륜(T) 또한 함께 회전하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 캠 팔로워 수명 평가 장치(100)의 작동 원리는 상술한 바와 같으며, 캠 팔로워 수명 평가 장치(100)의 작동으로 캠 팔로워(CF)의 수명을 평가하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 캠 팔로워(CF)의 회전량은 상술한 바와 같이 회전량측정센서(112)에 의해 측정될 수 있다. 한편, 캠 팔로워(CF)와 회전축(140)이 함께 맞물려 회전하는 경우 캠 팔로워(CF)에 가해지는 힘은 승강축(120)의 상승으로 로드셀(130)에 가해지는 힘에 대응하므로, 캠 팔로워(CF)의 외륜(T)에 가해지는 힘은 로드셀(130)에서 측정될 수 있다.

따라서, 캠 팔로워(CF)의 외륜(T)의 회전량과, 캠 팔로워(CF)의 외륜(T)에 가해지는 힘과, 캠 팔로워(CF)의 외륜(T)의 마모량을 상호간 비교 분석함으로써, 캠 팔로워(CF)의 외륜(T)이 어떠한 특정 조건에서 기준치 이상으로 마모되는지 예측할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 캠 팔로워 수명 평가 장치(100)를 사용하여, 캠 팔로워(CF)가 설치되는 설비의 다양한 설치 조건에 따라, 캠 팔로워(CF)의 회전량이나, 외륜(T)에 가해지는 힘을 변형하여, 캠 팔로워(CF)의 외륜(T)의 마모량을 측정함으로써, 소정의 설치 및 작동 환경을 갖는 설비에 캠 팔로워(CF)가 설치될 경우 예상되는 수명을 예측할 수 있으며, 이를 통해 적절한 캠 팔로워(CF)의 교체 주기를 산정할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 캠 팔로워 수명 평가 장치 151: 제2 관통공
110: 브라켓 160: 가이드축
111: 제1 관통공 170: 회전구동부
120: 승강축 180: 승강구동부
130: 로드셀 190a: 상측 지지판
140: 회전축 190b: 하측 지지판
150: 홀더

Claims

스터드와 롤러 및 외륜을 포함하는 캠 팔로워(cam follower)가 착탈 가능하도록 설치되어, 상기 캠 팔로워의 수명을 평가하는 캠 팔로워 수명 평가 장치에 있어서,
상기 캠 팔로워의 상기 스터드를 수용하는 제1 관통공을 포함하고, 상기 스터드를 수용하여 상기 캠 팔로워를 고정하는 브라켓;
상기 브라켓을 승강시키는 승강축;
상기 브라켓과 상기 승강축 사이에 배치되어 상기 승강축의 상승 시 상기 브라켓에 가해지는 힘을 측정하는 로드셀(load cell);
상기 캠 팔로워의 상기 외륜과 맞물려 함께 회전하는 회전축;
상기 회전축을 수용하는 제2 관통공을 포함하고, 상기 회전축을 수용하여 상기 회전축을 고정하는 홀더;
상기 홀더를 지지하는 가이드축;
상기 회전축을 회전시키는 회전구동부; 및
상기 승강축을 승강시키는 승강구동부;를 포함하고,
상기 승강구동부, 상기 브라켓, 상기 승강축, 상기 로드셀, 상기 홀더 및 상기 가이드축은 상기 회전축의 길이 방향을 따라 복수개가 설치되는, 캠 팔로워 수명 평가 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 승강축은 상기 승강구동부의 구동에 의해 자동으로 승강하는, 캠 팔로워 수명 평가 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 승강축은 수동으로 승강하는, 캠 팔로워 수명 평가 장치.
제1 항에 있어서,
상기 브라켓과 상기 로드셀의 사이에 배치되어 상기 브라켓을 지지하는 상측 지지판과,
상기 승강축과 상기 로드셀의 사이에 배치되어 상기 로드셀을 지지하는 하측 지지판을 더 포함하는, 캠 팔로워 수명 평가 장치.
제6 항에 있어서,
상기 상측 지지판과 상기 하측 지지판은 상기 승강축의 승강에 따라 함께 승강하는, 캠 팔로워 수명 평가 장치.
제6 항에 있어서,
상기 상측 지지판 및 상기 하측 지지판은 상기 회전축의 길이 방향을 따라 복수개가 설치되는, 캠 팔로워 수명 평가 장치.
제1 항에 있어서,
상기 캠 팔로워의 상기 외륜의 회전량을 측정하는 회전량측정센서를 더 포함하는, 캠 팔로워 수명 평가 장치.
제1 항에 있어서,
상기 홀더는 상기 회전축의 외측면을 감싸며,
상기 회전축은 상기 홀더의 내주면을 따라 회전 가능하도록 상기 제2 관통공에 수용되는, 캠 팔로워 수명 평가 장치.
제10 항에 있어서,
상기 홀더는 회전하는 상기 회전축을 일정한 위치에 고정하는 제2 베어링을 포함하는, 캠 팔로워 수명 평가 장치.
제1 항에 있어서,
상기 회전구동부와 상기 회전축을 연결하여 상기 회전구동부의 토크를 상기 회전축에 전달하는 커플링을 더 포함하는, 캠 팔로워 수명 평가 장치.
삭제