KR20090030839A - 토크 로드 내구성 시험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상용차량의 현가장치 부품으로 사용되는 토크 로드의 내구성능을 검사하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 토셔널 포스와 래디얼 포스를 가할 수 있는 액추에이터 수단을 이용하여 토크 로드의 비틀림 성분과 인장 및 압축 성분에 대한 내구성을 동시에 시험할 수 있는 새로운 형태의 내구시험 시스템을 구현함으로써, 토크 로드의 내구성을 실차 주행 하중을 바탕으로 검사할 수 있는 등 내구성 시험을 효율적으로 수행할 수 있으며, 이에 따라 내구성 시험의 정확성을 도모할 수 있고, 토크 로드의 내구성능에 대한 정확한 시험 데이터를 얻을 수 있는 토크 로드 내구성 시험장치를 제공한다.
토크 로드, 내구성, 비틀림, 인장 및 압축

Description

토크 로드 내구성 시험장치{Testing apparatus for torque rod}
본 발명은 토크 로드의 내구성 시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상용차량의 현가장치 부품으로 사용되는 토크 로드의 내구성능을 검사하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 토크 로드는 차량 주행 중 발생되는 전후 차륜간 인장, 압축, 비틀림 운동을 잡아주어 차량 안정성을 향상시키는 상용차량의 현가장치 부품이다.
대형 트럭 등과 같은 상용차량의 경우에는 후륜의 차축이 2개인 경우가 많으며, 이런 경우에는 그 현가장치도 보통의 차축이 1개인 경우와는 달라져야 한다.
예를 들면, 트럭 등에 적용되는 현가장치는 2개의 차축 사이에 판스프링이 설치되고, 차축과 판스프링을 연결하는 원통형의 토크로드가 구성되는 형태로 이루어지고, 이때의 토크 로드는 주행 중에 노면으로부터 전달되는 충격이나 진동을 흡수하는 역할을 담당한다.
이러한 토크 로드는 차량을 지지함과 동시에 차륜의 위치결정에 중요한 역할 을 수행하는 요소이며, 만약 토크 로드가 차량 주행기간 동안에 파손되는 경우가 발생하면, 차량의 파손은 물론 인명피해까지도 유발할 수 있기 때문에 토크 로드의 철저한 내구성능 평가가 요구된다.
토크 로드의 내구성능을 시험하는 장치는 토크 로드에 수직 반복하중을 가해 토크 로드의 내구성을 검사하는 방식이 대부분이다.
이와 같은 장치들은 토크 로드에 단순 수직 반복하중만을 가하기 때문에 다양한 주행 환경에서의 실차 주행 하중을 바탕으로 토크 로드의 내구성을 검사하기가 여의치 않게 되고, 이로 인해 효율적으로 토크 로드의 내구성을 검사할 수 없을 뿐 아니라 시험 데이터에 대한 신뢰성을 확보할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 토셔널 포스와 래디얼 포스를 가할 수 있는 액추에이터 수단을 이용하여 토크 로드의 비틀림 성분과 인장 및 압축 성분에 대한 내구성을 동시에 시험할 수 있는 새로운 형태의 내구시험 시스템을 구현함으로써, 토크 로드의 내구성을 실차 주행 하중을 바탕으로 검사할 수 있는 등 내구성 시험을 효율적으로 수행할 수 있으며, 이에 따라 내구성 시험의 정확성을 도모할 수 있고, 토크 로드의 내구성능에 대한 정확한 시험 데이터를 얻을 수 있는 토크 로드 내구성 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 로드 내구성 시험장치는 실린더 어댑터에 의해 수직으로 지지되면서 시험 대상물, 예를 들면 토크 로드에 대해 비틀림 포스를 가하는 토셔널 실린더와, 리액션 브라켓에 의해 수평으로 지지되면서 시험 대상물에 대해 인장 또는 압축 포스를 가하는 래디얼 실린더와, 시험 대상물의 한쪽을 잡아주는 리액션 브라켓과, 상기 토셔널 실린더 및 래디얼 실린더의 로드측과 연결되면서 시험 대상물의 다른 한쪽을 잡아주는 더미 휠과, 상기 리액션 브라켓과 더미 휠(14) 사이에 연결 설치되는 바를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 토셔널 실린더는 수직으로 나란하게 배치되는 2개로 구성되어 더미 휠의 상단부 양측과 연결되면서 더미 휠에 가하는 비틀림 포스를 좌측 또는 우측으로 선택할 수 있도록 된 것을 적용할 수 있다.
또한, 상기 바는 리액션 브라켓과 더미 휠에 있는 각각의 스위블측과 착탈가능한 구조로 연결되면서 자체 길이가 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 토크 로드의 비틀림, 압착 및 인장 특성에 대한 내구성능을 동시에 검사할 수 있으므로, 다양한 주행 환경에서의 실차 주행 하중을 바탕으로 토크 로드의 내구성을 검사할 수 있는 등 내구성 시험을 효율적으로 수행할 수 있으며, 따라서 토크 로드의 내구성능에 대한 정확한 시험 데이터를 얻을 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 로드 내구성 시험장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 로드 내구성 시험장치를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 토크 로드 내구성 시험장치는 크게 검사 대상물을 지지하는 부분, 토셔널 포스를 가하는 부분, 래디얼 포스를 가하는 부분 등을 포함하는 형태로 구성되며, 검사 대상물의 비틀림 특성과 압축 및 인 장 특성에 대한 내구성능을 동시에 검사할 수 있는 방식으로 이루어져 있다.
한편, 본 발명에서 제공하는 토크 로드 내구성 시험장치의 경우 포스를 가하는 기계적인 메카니즘에 대해서만 설명되고 있지만, 실제 포스를 받아 변형되는 검사 대상물의 상태를 측정할 수 있는 센서류, 컨트롤러 등을 포함할 수 있고, 이때의 컨트롤러의 제어를 통해 각 액추에이터수단(실린더 등)을 적절한 작동력으로 구동시키는 방법, 센서류로부터 신호를 입력받아 이를 연산 처리하는 방법, 시험결과치를 그래프 등의 형태로 디스플레이하는 방법 등은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
시험 대상물에 포스를 가하기 위한 2개의 실린더, 즉 토셔널 실린더(11)와 레디얼 실린더(13)가 구비되고, 각 실린더는 천정부와 바닥부에 각각 설치된다.
예를 들면, 시험 대상물에 비틀림 포스를 가하기 위한 토셔널 실린더(11)는 천장부에 실린더 어댑터(10)를 통해 수직으로 설치되고, 압축 및 인장 포스를 가하기 위한 레디얼 실린더(13)는 바닥부에 리액션 브라켓(12a)을 통해 수평으로 설치된다.
이렇게 설치되는 토셔널 실린더(11)와 래디얼 실린더(13)는 서로 90°의 배치관계를 보일 수 있다.
특히, 상기 토셔널 실린더(11)의 경우 서로 나란한 2개로 구성되어 있어서 후술하는 더미 휠(14)의 양측에 각각 연결될 수 있다.
이에 따라, 2개의 실린더가 더미 휠(14)에 좌측 또는 우측으로 선택적으로 포스를 가할 수 있다.
또한, 상기 래디얼 실린더(13)의 후단 지지부위는 핸들 조작이 가능한 스크류 조작부(20)로 구성되어 있어서 필요시 래디얼 실린더(13)의 후단 지지점의 높이를 조절할 수 있다.
상기 리액션 브라켓(12a)의 맞은편에는 다른 하나의 리액션 브라켓(12b)이 마주보는 형태로 설치되며, 이때의 리액션 브라켓(12b)은 검사 대상물 등의 한쪽을 지지하면서 포스가 가해질 때 버티어주는 지지체로서의 역할을 하게 된다.
대략 토셔널 실린더(11), 래디얼 실린더(13), 리액션 브라켓(12b)의 수직 및 수평 연장선이 만나는 위치에 더미 휠(14)이 위치되고, 이 더미 휠(14)은 공중에 떠있는 상태에서 윗쪽으로는 토셔널 실린더(11)의 로드와 연결되는 동시에 뒷쪽으로는 래디얼 실린더(13)의 로드와 연결되는 형태로 지지된다.
특히, 상기 토셔널 실린더(11)의 경우에는 몸체 후단이 서로 교차되는 방향으로의 움직임을 보장하는 2단 핀 구조로 지지되는 동시에 로드 역시 핀 구조를 더미 휠(14)측과 연결되고, 상기 레디얼 실린더(13)의 경우에도 몸체 후단과 로드 모드 스위블(16)에 의해 지지되고 연결되므로서, 검사 대상물측에 포스를 가할 때 이때의 가해지는 포스로부터의 영향은 전혀 받지 않게 된다.
또한, 상기 더미 휠(14)의 앞쪽으로는 수평으로 나란한 2개의 바(15)가 연결되고, 이때의 바(15)의 다른 한쪽은 리액션 브라켓(12b)측과 연결되므로서, 더미 휠 앞쪽으로의 지지구조를 확보할 수 있다.
상기 바(15) 역시 양단부가 스위블(16)에 의해 연결되므로서, 포스로부터의 영향을 배제할 수 있다.
특히, 상기 바(15)는 스위블(16)측과 플랜지(18)로 결합되어 있어서 착탈가능한 구조가 될 수 있고, 또 양단 길이 일부는 나사 조절부(19)에 의해 결합되어 있어서 검사 대상물의 사양에 맞게 그 길이가 조절될 수 있다.
검사 대상물의 설치를 위하여 리액션 브라켓(12b)과 더미 휠(14)에는 각각 어댑터(17a),(17b)가 장착되어 있으며, 이 어댑터(17a),(17b)를 이용하여 검사 대상물을 볼트 체결 등으로 설치할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 로드 내구성 시험장치에서 비틀림 특성을 시험하는 예를 보여주는 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 로드 내구성 시험장치에서 압축 및 인장 특성을 시험하는 예를 보여주는 정면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 토셔널 실린더(11)를 이용하여 검사 대상물(100)의 비틀림 특성에 대한 내구성을 검사하는 상태를 보여준다.
2개의 토셔널 실린더(11)를 선택적으로 작동시켜 더미 휠(14)을 도면에서 볼 때 좌측 또는 우측으로 포스를 가함으로써, 검사 대상물을 어느 한쪽으로 비틀어 줄 수 있고, 결국 검사 대상물의 어댑터측 연결부위에 가해지는 회전력을 통해 검사 대상물의 비틀림 내구성을 시험할 수 있게 되는 것이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 래디얼 실린더(13)를 이용하여 검사 대상물(100)의 압축 및 인장 특성에 대한 내구성을 검사하는 상태를 보여준다.
래디얼 실린더(13)를 작동시켜 더미 휠(14)을 도면에서 볼 때 좌측 또는 우측으로 밀거나 당기면서 포스(160KN)를 가함으로써, 검사 대상물을 좌측 또는 우측 으로 압축 또는 인장시킬 수 있고, 결국 좌측 또는 우측으로 압축 또는 인장되는 검사 대상물의 압축 및 인장 내구성을 시험할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 토셔널 실린더와 래디얼 실린더를 구동원으로 하고 더미 휠을 중간 매개체로 하여 토크 로드에 비틀림 포스와 인장 및 압축 포스를 가하는 방식으로 내구성 시험을 동시에 수행할 수 있으므로, 토크 로드의 내구성 시험에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있음은 물론, 토크 로드의 내구성을 실차 주행 하중을 바탕으로 검사할 수 있어 효율적으로 토크 로드의 내구성을 검사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 로드 내구성 시험장치를 나타내는 정면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 로드 내구성 시험장치를 나타내는 평면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 로드 내구성 시험장치를 나타내는 측면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 로드 내구성 시험장치에서 비틀림 특성을 시험하는 예를 보여주는 측면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 로드 내구성 시험장치에서 압축 및 인장 특성을 시험하는 예를 보여주는 정면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 실린더 어댑터 11 : 토셔널 실린더
12a,12b : 리액션 브라켓 13 : 래디얼 실린더
14 : 더미 휠(Dummy wheel) 15 : 바
16 : 스위블 17a,17b : 어댑터
18 : 플랜지 19 : 나사 조절부
20 : 스크류 조작부

Claims (3)

  1. 토크 로드 내구성 시험장치에 있어서,
    실린더 어댑터(10)에 의해 수직으로 지지되면서 시험 대상물에 대해 비틀림 포스를 가하는 토셔널 실린더(11)와, 리액션 브라켓(12a)에 의해 수평으로 지지되면서 시험 대상물에 대해 인장 또는 압축 포스를 가하는 래디얼 실린더(13)와, 시험 대상물의 한쪽을 잡아주는 리액션 브라켓(12b)과, 상기 토셔널 실린더(11) 및 래디얼 실린더(13)의 로드측과 연결되면서 시험 대상물의 다른 한쪽을 잡아주는 더미 휠(14)과, 상기 리액션 브라켓(12b)과 더미 휠(14) 사이에 연결 설치되는 바(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 로드 내구성 시험장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 토셔널 실린더(11)는 수직으로 나란하게 배치되는 2개로 구성되어 더미 휠(14)의 상단부 양측과 연결되면서 더미 휠(14)에 가하는 비틀림 포스를 좌측 또는 우측으로 선택할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 토크 로드 내구성 시험장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 바(15)는 리액션 브라켓(12b)과 더미 휠(14)에 있는 각각의 스위블(16)측과 착탈가능한 구조로 연결되면서 자체 길이가 조절될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 토크 로드 내구성 시험장치.
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