KR20040092033A

KR20040092033A - 마찰력 측정장치

Info

Publication number: KR20040092033A
Application number: KR1020030025845A
Authority: KR
Inventors: 황금별; 백승훈
Original assignee: 황금별; 백승훈
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-11-03
Also published as: KR100586389B1

Abstract

본 발명은 마찰력 측정장치에 관한 것으로서, 시험편 및 시험편을 압박하는 누름추를 상향지지하는 밸트형 마찰판을 가지며, 마찰판을 회전시키기 위한 구동부를 구비한 작동본체 및 마찰력 측정시 시험편과 마찰판 사이에 발생되는 저항력을 검지하여 그 측정치를 수치로 표시함은 물론 구동부의 작동을 제어가능한 조작본체를 구비함으로써 간편하고 정확하게 마찰력을 측정할 수 있으며, 측정된 마찰력을 이용하여 시험편의 마찰계수를 간편하게 알아볼 수 있는 마찰력 측정장치에 관한 것이다.

Description

마찰력 측정장치{Measuring apparatus of frictional force}

본 발명은 마찰력 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정된 시험편과 회전하는 마찰판 사이에 발생되는 마찰력을 간단한 기구조작에 의해 측정할 수 있음은 물론 측정된 마찰력을 이용하여 시험편의 마찰계수를 간편하게 알아볼 수 있도록 한 마찰력 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 마찰력 측정장치는 고무, 유리, 나무 또는 금속판등 다양한 시험편을 마찰판상에서 이동시킬 때 시험편과 마찰판 사이에 발생되는 저항력을 측정함과 동시에 측정된 마찰력을 이용하여 시험편의 마찰계수를 알아보기 위해 주로 학교의 실험실 또는 일반 연구실등에서 많이 사용되고 있다. 이러한 시험편들을 이용하여 마찰력을 측정하기 위해 종래에는 도 1에 도시한 바와 같은 일정한 각도로 상향경사진 경사판(10)의 경사면에 시험편(T)을 올려놓거나, 또는 평평한 바닥에 시험편(T)을 올려놓고, 시험편(T)의 상부에 누름추(W)를 올려놓는다. 그런 다음 용수철 저울(20)과 시험편(T)을 연결하고, 용수철저울(20)을 당김과 동시에 시험편(T)의 움직임을 육안으로 판단하여 마찰력을 측정한다.

그러나, 종래의 경사판(10) 또는 평평한 바닥에서 행해지는 시험편(T)의 마찰력 측정작업은 작업자의 힘에 의한 시험편(T)의 움직임을 육안으로 포착하여 측정해야하기 때문에 마찰력를 측정하는 것이 불편하고, 마찰력 측정값 또는 마찰계수의 계산값이 정확하지 못한 문제점이 있다.

또한, 마찰력 측정작업에 다수의 작업자가 참여해야하므로 많은 시간과 인력이 소요되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서,

본 발명의 목적은 고정된 시험편과 회전하는 밸트형 마찰판 사이에 발생되는 마찰력을 간단한 기구조작에 의해 간편하고 정확하게 측정함은 물론 측정된 마찰력을 이용하여 시험편의 마찰계수를 간편하게 알아볼 수 있는 마찰력 측정장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 마찰력 측정장치를 도시한 도면,

도 2는 및 도 3은 본 발명에 의한 마찰력 측정장치를 도시한 사시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호설명〉

100 ; 조작본체 110 ; 저울

200 ; 작동본체 210 ; 지지플레이트

211 ; 시험편이탈방지판 212 ; 베이스플레이트

213 ; 중심플레이트 214 ; 연결부재

220 ; 구동부 221 ; 마찰판

222a,222b ; 롤러 223 ; 구동모터

224 ; 체인 225 ; 구동스프로킷

230 ; 지지바 231 ; 지지바조정수단

240 ; 마찰력전달바 250 ; 경사조절블럭

T ; 시험편 W ; 누름추

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 마찰력 측정장치는 시험편의 마찰력 측정시 시험편과 마찰판 사이에 발생되는 저항력을 검지하는 조작본체; 상기 조작본체의 상부에 구비되어 상기 시험편 및 상기 시험편을 압박하는 누름추를 상향지지하며 상기 시험편과 마찰판 사이에 발생되는 저항력을 상기 조작본체에 전달하는 작동본체; 및 상기 작동본체의 일측에 구비되며 상기 작동본체를 구동시켜 시험편과 마찰판 사이에 저항력을 발생시키는 구동부를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 조작본체는 상기 시험편과 상기 마찰판 사이에 발생된 저항력을 수치로 표시가능한 저울을 구비하며, 상기 작동본체는 상기 조작본체의 상부면에 상호 평행하게 이격거리를 두고 기립설치되는 한 쌍의 중심플레이트; 상기 조작본체의 상부면에 상호 평행하게 이격거리를 두고 구비되는 한쌍으로 그 사이에 상기 마찰판을 구비하고, 일단이 상기 중심플레이트에 회동가능하게 결합되며, 타단에는 지지바 및 상기 지지바의 양단에 나사결합되는 롤러이송바를 구비한 지지플레이트; 및 일단이 상기 시험편 및 상기 누름추에 연결부재로 연결되고 타단이 상기저울의 상부면의 검지부에 접촉되며 중심부가 상기 중심플레이트의 하단에 회동가능하게 고정되는 마찰력전달바를 구비하고 있다.

또한, 상기 구동부는 상기 지지플레이트의 내측에 길이방향을 따라 상호이격거리를 두고 회전가능하게 구비되며 상기 마찰판이 밸트형으로 연결되는 한 쌍의 롤러; 상기 지지플레이트의 일측 외면에 구비되어 일측 롤러에 구동력을 제공하는 구동모터; 및 일측 롤러의 회전축과 상기 구동모터의 회전축에 각각 구비되어 체인연결되는 구동스프로킷을 구비하고 있다.

한편, 상기 조작본체의 상부에는 상기 지지바를 상향지지하며 상기 마찰판의 경사를 조절가능한 복수의 단차부가 형성된 경사조절블럭이 더 구비되며, 상기 지지바는 양단에 상기 마찰판의 장력을 조절가능한 복수의 장력조절나사를 구비하고; 상기 롤러이송바는 상기 지지바의 양단에 나사결합되고 지지플레이트의 타단 양측에 형성된 장공을 관통하는 타측 롤러의 회전축 양단에 결합되어 상기 장력조절나사의 조작에 의해 타측 롤러를 전진 또는 후진시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 마찰력 측정장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 및 도 3은 본 발명에 의한 마찰력 측정장치를 도시한 사시도이다. 이들 도면에서 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 마찰력 측정장치는 크게 마찰력 측정시 시험편(T)과 마찰판(221) 사이의 저항력을 검지하는 조작본체(100); 시험편 (T) 및 시험편(T)을 압박하는 누름추(W)를 상향지지하는 마찰판(221)을 구비하며, 저항력을 조작본체(100)로 전달하는 작동본체(200); 작동본체(200)의 일측에 구비되어 조작본체(100)로 제어되며, 작동본체(200)를 구동시켜 시험편(T)과 마찰판 (221) 사이의 저항력을 발생시키는 구동부(220)를 구비한다.

조작본체(100)는 시험편(T)과 마찰판(221) 사이에 발생되는 저항력을 검지하여 수치로 표시가능한 저울(110)을 구비하며, 후술하는 구동부(220)를 제어한다. 한편, 조작본체(100) 상부에는 작동본체(200)가 구비되어 있다.

작동본체(200)는 시험편(T) 및 시험편(T)을 압박하는 누름추(W)를 상향지지하는 연질의 합성수지 또는 밸트구동가능한 연질의 재료로 되어 있는 밸트형 마찰판(221)을 구비하며, 마찰력 측정시 마찰판(221)의 경사각도를 다양하게 설정할 수 있도록 구성되어 있다. 한편, 작동본체(200)에는 시험편(T) 및 시험편(T)을 압박하는 누름추(W)를 상향지지하는 밸트형 마찰판(221)이 구비된 한 쌍의 지지플레이트 (210)와, 조작본체(100)에 기립설치되며, 지지플레이트(210)의 일단이 회동가능하게 고정된 한 쌍의 중심플레이트(213)와, 지지플레이트(210)에 구비되어 시험편(T)과 마찰판(221) 사이에 저항력을 발생시키는 구동부(220)로 구성되어 있다.

지지플레이트(210)는 조작본체(100)의 저울(110) 상부에 상호 평행하게 이격거리를 가지고 구비되는 한 쌍이며, 각 지지플레이트(210)의 상단에는 시험편(T)을 이용한 마찰력 측정시 시험편(T)이 외부로 이탈되는 것을 방지하는 시험편이탈방지판(211)이 상호 이격거리를 가지며 고정되어 있다. 한편, 지지플레이트(210)의 타단에는 후술하는 경사조절블럭의 단차부에 올려지는 지지바(230) 및 타측 롤러 (222b)와 연동하는 롤러이송바(231)가 구비되어 있다.

지지바(230)는 한 쌍의 지지플레이트(210)의 타단에 복수의 장력조절나사(232)(233)로 고정 또는 후술하는 타측 롤러(222b)를 지지플레이트(210)의 길이방향으로 조절가능하게 구비되어 있다. 한편, 지지바(230)와 지지플레이트(210) 사이에는 롤러이송바(231)가 구비되어 있다.

롤러이송바(231)는 후술하는 타측 롤러(222b)의 회전축 양단에 나사로 결합되며, 지지플레이트(210)의 타단 양측 판면에 형성되는 장공을 따라 타측 롤러(222b)를 전진 또는 후진 가능하게 구비되어 있다. 그리고, 롤러이송바(231)와 지지바(230)는 장력조절나사(233)에 의해 결합되어 있다. 한편, 지지플레이트 (210)의 일단은 중심플레이트(213)에 회동가능하게 결합된다.

중심플레이트(213)는 조작본체(100)의 저울(110)의 상부면 고정되는 베이스 플레이트(212)의 상부면에 상호 평행하게 이격거리를 가지며 기립설치되는 한 쌍이며, 그 판면의 중심부에는 지지플레이트(210)의 일단이 회동가능하게 핀결합된다.

한편, 지지플레이트(210)에는 시험편(T)을 이용한 마찰력 측정시 밸트형 마찰판(221)을 회전시키는 구동부(220)가 구비되어 있다. 구동부(220)에는 마찰판 (221)을 회전시키는 구동모터(223)와, 구동모터(223)의 구동력을 전달받아 마찰판 (221)을 회전시키는 한 쌍의 롤러(222a)(222b)가 구비되어 있다.

구동모터(223)는 회전축이 지지플레이트(210)의 판면을 향하도록 일측 지지플레이트의 외측 판면에 고정되며, 조작본체(100)로 제어된다. 한편, 지지플레이트 (210)의 내측에는 한 쌍의 롤러(222a)(222b)가 구비되어 있다.

롤러(222a)(222b)는 지지플레이트(210)의 내부에 길이방향으로 상호 이격거리를 두고 회전가능하게 구비되며, 밸트형 마찰판(221)에 의해 한 쌍이 동시에 포위되어 연결된다.

여기서, 구동모터(223)의 회전축과 일측 롤러(222a)의 회전축에는 구동스프로킷(225)이 결합되며, 이들 구동스크로킷(225)은 서로 체인(224)연결되어 있다. 한편, 중심플레이트(213)의 하단에는 마찰력전달바(240)가 회동가능하게 구비되어 있다.

마찰력전달바(240)는 조작본체(100)의 상부면에 접촉될 수 있게 크랭크형으로 이중절곡되어 형성되며, 일단이 마찰판(221)에 구비되는 시험편(T) 및 시험편 (T)을 압박하는 누름추(W)와 연결부재(214)로 연결되며, 타단은 조작본체(100)의 저울(110) 상부면에 접촉되어 있다. 그리고, 마찰력전달바(240)의 중심부는 중심플레이트 (213)의 하단에 회동가능하게 연결되어 있다. 한편, 조작본체(100) 상부면에는 경사조절블럭(250)이 이동자재하게 구비되어 있다.

경사조절블럭(250)에는 복수의 단차부가 형성되어 있고, 마찰력 측정시 지지플레이트(210)의 지지바(230)가 각 단차부에 올려져 마찰판(221)이 다양한 경사각도를 가질 수 있도록 지지플레이트(210)를 상향지지한다.

이하, 본 발명에 의한 마찰력 측정장치의 사용상태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 조작본체(100)에 구비된 저울(110)을 ON시키고, 필요한 경우 영점을 조정한다. 그리고, 작동본체(200)의 마찰판(221) 상부면에 시험편(T)을 올려 놓고, 시험편(T)의 상부에는 누름추(W)를 올려 놓은 다음, 마찰력전달바(240)의 일단과 시험편(T) 및 누름추(W)를 연결부재(214)로 상호 연결한다.

이렇게, 마찰력 측정을 위한 모든 준비가 완료되면 구동모터(223)를 작동시켜 일방향으로 회전되도록 한다. 이에, 구동모터와 체인연결된 일측 롤러(222a)가 회전되면서 마찰판(221)이 회전하기 시작한다. 여기서, 시험편(T)은 연결부재(214)에 의해 마찰력전달바(240)의 일단에 연결되어 있기 때문에 시험편(T)과 마찰판 (221) 사이에 저항력이 발생되도록 구동모터(223)의 회전방향을 설정하는 것이 바람직하다. 계속해서, 마찰판(221)이 회전되면 시험편(T)과 마찰판(221) 사이에는 저항력이 발생되어 시험편(T)이 마찰판(221)을 따라 지지플레이트(210)의 타단으로 이동하려고 한다. 이에, 연결부재(214)에는 인장력이 발생되어 마찰력전달바(240)의 일단을 지지플레이트(210)의 타단을 향하여 당기게 되며, 이에, 마찰력전달바 (240)는 그 중심을 기준으로 회동되어 그 타단이 저울(110)의 상부면의 검지부를 압박하게 된다. 따라서, 저울(110)은 시험편(T)과 마찰판(221) 사이에 발생된 저항력을 검지하여 수치로 표시하며, 작업자는 그 수치를 확인함으로써 간편하게 마찰력을 측정할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 마찰판(221)의 장력을 조절하고자 할 경우에는 지지바(230)에 구비된 장력조절나사(232)(233)를 돌려 롤러이송바(231)를 지지플레이트(210)에 형성된 장공을 따라 전진 또는 후진시킨다. 이 때, 장력조절나사(232)는 지지플레이트 (210)의 타단면에 그 단부가 밀착 또는 나사결합되어 있기 때문에 장력조절나사 (232)(233)를 일방향으로 돌릴 경우 롤러이송바(231)만이 전진 또는 후진하게 된다.

한편, 지지플레이트(210)의 지지바(230)를 경사조절블럭(250)에 형성된 각단차부에 올려 놓음으로써 마찰판(221)의 경사각도를 변경시키거나, 또는 시험편 (T)의 상부에 다양한 무게를 가지는 누름추(W)를 올려놓거나 조작본체(100)에 구비된 구동모터(223)의 회전속도를 고속 또는 저속으로 변경시킴으로써 시험편의 마찰력을 보다 정확하게 측정할 수도 있고, 이에 따른 시험편(T)의 마찰계수도 보다 정확하게 계산할 수 있다.

이상과 같이 설명한 본 발명에 의한 마찰력 측정장치는 시험편 및 시험편을 압박하는 누름추를 상향지지하는 밸트형 마찰판을 가지며, 마찰판을 회전시키기 위한 구동부를 구비한 작동본체 및 마찰력 측정시 시험편과 마찰판 사이에 발생되는 저항력을 검지하여 그 측정치를 수치로 표시함은 물론 구동부의 작동을 제어가능한 조작본체를 구비함으로써 마찰력를 간편하고 정확하게 측정할 수 있음은 물론 측정된 마찰력을 이용해 시험편의 마찰계수를 간편하게 계산할 수 있으며, 마찰력 측정시 소요되는 시간과 인력을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 마찰력의 측정시 마찰판의 경사각을 다양하게 설정할 수 있음은 물론 구동모터의 회전속도도 조절할 수 있기 때문에 보다 정확한 마찰력 및 마찰계수의 결과값을 얻을 수 있다.

Claims

시험편(T)의 마찰력 측정시 시험편(T)과 마찰판(221) 사이에 발생되는 저항력을 검지하는 조작본체(100);

상기 조작본체(100)의 상부에 구비되어 상기 시험편(T) 및 상기 시험편(T)을 압박하는 누름추(W)를 상향지지하며 상기 시험편(T)과 마찰판(221) 사이에 발생되는 저항력을 상기 조작본체(100)에 전달하는 작동본체(200); 및

상기 작동본체(200)의 일측에 구비되며 상기 작동본체(200)를 구동시켜 시험편(T)과 마찰판(221) 사이에 저항력을 발생시키는 구동부(220)를 포함하여 구성되는 마찰력 측정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 조작본체(100)는

상기 시험편(T)과 상기 마찰판(221) 사이에 발생된 저항력을 수치로 표시가능한 저울(110)을 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰력 측정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 작동본체(200)는

상기 조작본체(100)의 상부면에 상호 평행하게 이격거리를 두고 기립설치되는 한 쌍의 중심플레이트(213);

상기 조작본체(100)의 상부면에 상호 평행하게 이격거리를 두고 구비되는 한쌍으로 그 사이에 상기 마찰판(221)을 구비하고, 일단이 상기 중심플레이트(213)에 회동가능하게 결합되며, 타단에는 지지바(230) 및 상기 지지바(230)의 양단에 나사결합되는 롤러이송바(231)를 구비한 지지플레이트(210); 및

일단이 상기 시험편(T) 및 상기 누름추(W)에 연결부재 (214)로 연결되고 타단이 상기 저울(110)의 상부면의 검지부에 접촉되며 중심부가 상기 중심플레이트 (213)의 하단에 회동가능하게 고정되는 마찰력전달바(240)를 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰력 측정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동부(220)는

상기 지지플레이트(210)의 내측에 길이방향을 따라 상호이격거리를 두고 회전가능하게 구비되며 상기 마찰판(221)이 밸트형으로 연결되는 한 쌍의 롤러 (222a)(222b);

상기 지지플레이트(210)의 일측 외면에 구비되어 일측 롤러(222a)에 구동력을 제공하는 구동모터(223); 및

일측 롤러(222a)의 회전축과 상기 구동모터(223)의 회전축에 각각 구비되어 체인(224)연결되는 구동스프로킷(225)을 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰력 측정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 조작본체(100)의 상부에는

상기 지지바(230)를 상향지지하며 상기 마찰판(221)의 경사를 조절가능한 복수의 단차부가 형성된 경사조절블럭(250)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 마찰력 측정장치.
제 3 항에 있어서,

상기 지지바(230)는 양단에 상기 마찰판(221)의 장력을 조절가능한 복수의 장력조절나사(232)(233)를 구비하고;

상기 롤러이송바(231)는 상기 지지바(230)의 양단에 나사결합되고 지지플레이트(210)의 타단 양측에 형성된 장공을 관통하는 타측 롤러(222b)의 회전축 양단에 결합되어 상기 장력조절나사(232)(233)의 조작에 의해 타측 롤러를 전진 또는 후진시키는 것을 특징으로 하는 마찰력 측정장치.