KR20120077677A - 자동차용 브레이크 마찰재 물성검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 브레이크 마찰재 물성검사장치에 관한 것으로, 양산된 브레이크 마찰재의 물성을 검사하여 불랑유무를 판별토록 함에 있어, 양산된 브레이크 마찰재(10)가 프레임(20) 상의 이송수단이 갖는 안내레일(22)을 따라 이송되어 오면 승강틀(28)에 의해 상승된 상태에서 타격기(32)에 의한 타격이 이루어지도록 하게 되면 타격시 발생되는 진동을 그 인근에 위치하는 주파수측정유닛(34)의 마이크로폰(52)이 받아들여서 미리 주어진 기준주파수와의 비교를 통하여 물성에 대한 불량유무를 판별할 수 있도록 한 것으로서, 양산라인에 설치하여 전수검사가 이루어지도록 할 수가 있는만큼 품질관리가 용이하게 이루어질 수 있고 또 검사결과에 대한 신뢰성을 높여줄 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차용 브레이크 마찰재 물성검사장치{HARDNESS INSPECTING APPARATUS OF AUTOMOBILE BRAKE FRICTION MATERIALS}

본 발명은 자동차용 브레이크 마찰재의 성형후 불량유무확인을 위한 물성을 검사하는 물성검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 브레이크 마찰재는 림(Rim) 일면에 부착고정되어 브레이크슈를 구성하게 되는데, 이때 브레이크 마찰재는 분말화된 여러종류의 수지류 및 비수지류로 이루어져 열가압성형에 의해 형태 및 요구되는 물성(경도 등)을 지니도록 하게 된다.

또한 자동차용 브레이크 마찰재의 성형시에는 생산성 향상을 위하여 원재료공급단계와 성형단계등 요구되는 모든 공정이 자동연속적으로 이루어지도록 하고 있다.

그리고 자동차용 브레이크 마찰재는 그 물성(경도 등)이 제동성능을 좌우하게 되므로 성형제조후에는 물성검사를 하여 불량유무를 확인해 주어야 하며, 이를 위하여 특허 제909869호에서는 양산라인 중에 압축율 시험기를 갖는 검사단계를 포함하도록 하여 성형된 브레이크 마찰재의 물성검사까지도 일련의 공정에 의해 이루어지도록 하고 있다.

그러나 압축율 시험기는 거의 대부분 압축율 게이지를 통하여 대상물에 압력을 가할시 주어지는 압축율을 측정하여 미리 주어진 기준값과의 비교로 불량유무를 확인할 수 있도록 구성되므로 매 압축율 측정시 그 대상물을 압축율 게이지 하방으로 옮겨와 수초간 가압력이 주어지도록 해 주어야 함을 감안할때 양산라인과 연계한 전수검사는 불가능하여 품질관리에 많은 어려움이 따르게 되고 또 면적이 비교적 넓은 브레이크 마찰재의 경우 압축율 측정이 국부적으로 이루어질 수 밖에 없어 측정값에 대한 신뢰성을 위하여는 여러차례의 반복된 측정을 필요로 하므로 측정시간이 많이 소요됨은 물론 여러차례 반복된 측정에도 불구하고 측정결과에 대한 신뢰성은 크게 기대할 수가 없게 되는 등의 많은 문제점들이 있는 것이다.

본 발명의 목적은 브레이크 마찰재의 양산라인과 연계한 전수검사가 이루어질 수가 있고 또 검사결과에 대한 신뢰성을 높여줄 수가 있는 자동차용 브레이크 마찰재 물성검사장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적달성을 위한 본 발명 자동차용 브레이크 마찰재 물성검사장치는 브레이크 마찰재가 양산라인을 잇는 안내레일을 따라 이송되어 오면 타격기가 타격토록 하여 타격시 발생된 진동을 통하여 주파수 측정유닛이 해당 브레이크 마찰재가 갖는 고유진동수를 측정하여 미리 주어진 기준주파수와의 비교로 물성의 불량유무에 대한 확인이 이루어질 수 있도록 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 브레이크 마찰재(10)가 양산라인을 잇는 안내레일(22)을 따라 이송되는 과정에서 타격기(32)가 브레이크 마찰재(10)를 타격하게 되면 주파수측정유닛(34)이 갖는 마이크로폰(52)을 통하여 해당 브레이크 마찰재(10)가 갖는 고유주파수를 측정하여 미리 주어진 기준주파수와의 비교로 물성에 대한 불량유무를 검사해 주도록 함으로서 브레이크 마찰재(10)의 양산라인 중에 설치하여 물성에 대한 전수검사가 이루어지도록 할 수가 있게 되므로 품질관리가 용이하게 이루어질 수가 있고 또 매 브레이크 마찰재의 검사시 소요되는 시간을 현저히 단축시켜 주면서 검사결과에 대한 신뢰성을 높여줄 수가 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 : 본 발명의 검사전 측면구성도
도 2 : 본 발명의 검사시 측면구성도
도 3 : 본 발명의 검사후 측면구성도
도 4 : 본 발명의 타격시를 나타낸 요부측면구성도
도 5 : 본 발명의 사용상태 정면구성도

본 발명은 물성검사를 하고자 하는 해당 브레이크 마찰재(10)의 고유주파수를 측정하여 미리 주어진 기준주파수와의 비교로 물성검사가 이루어질 수 있도록 구성되는 것으로서, 구체적인 기술구성에 대한 설명에 앞서 주파수 측정(고유진동수)과 경도의 상관성 및 주파수검사를 통하여도 해당 브레이크 마찰재(10)의 물성검사가 이루어질 수 있는지 여부 등을 살펴보기로 한다.

아래 표 1은 주파수와 경도의 상관성을 표로서 나타낸 것으로서, 좀더 신뢰성있는 값을 얻기 위하여 물성편차가 비교적 크게 발생하는 여러 장의 브레이크 마찰재(10)에 대하여 내,외면 각각 20개지점의 경도를 측정하여 그 평균치와 고유진동수를 비교하여 본 결과 주파수와 경도는 94%의 상관성(경도가 증가할수록 주파수가 증가하는 경향)을 나타내었으며, 경도가 1만큼 증가할때 주파수는 6Hz증가하는 것을 확인하였다.

아래 표 2는 주파수와 기공율의 상관성 및 주파수와 압축량의 상관성을 나타낸 것으로서, 측정결과 기공율과는 74%의 음의 상관성(기공율이 증가할때 주파수는 감소하는 경향)을 나타내었고, 압축량과는 64%의 음의 상관성(압축량이 증가할때 주파수는 감소하는 경향)을 나타내었다.

이러한 결과로 볼 때 브레이크 마찰재(10)의 강성이 증가함에 따라 주파수와 경도는 상승하고 또 기공율과 압축량은 하락하는 현상을 확인할 수 있으며, 이러한 상관성(64~94%)은 통계학적인 관점에서 볼 때 강한 상관성을 나타내고 있는 것으로서, 주파수를 브레이크 마찰재(10)의 물성을 대별하는 특성으로 사용할 수 있음을 확인할 수가 있게 된다.

다만 아래 표 3에서와 같이 주파수 특성은 브레이크 마찰재(10)가 갖는 온도에 따라 값이 일정하게 변하는 특성이 있으므로 동일제품에 온도를 변화시키면서 여러번의 측정을 실시하여 온도보정계수를 설정하였고, 이 값은 특정제품의 경우 온도가 1℃증가할시 주파수는 약2.3Hz 감소하므로 보정계수는 제품의 형상에 따라 다르게 설정해 주는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하기로 하며, 다만 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 동일부호로 기재하고, 관련된 공지기술이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 측면구성도로서, 본 발명은 프레임(20) 상부에 안내레일(22) 및 트랜스포터(24)로 이루어져 브레이크 마찰재(10)를 이송시켜 주는 이송수단이 설치되고 또 이송수단의 안내레일(22) 사이에는 승강틀(28)이 설치되며, 승강틀(28)의 상부 후방에는 프레임(20)에 고정형성되는 지지대(30)를 통하여 타격기 (32) 및 주파수측정유닛(34)이 설치구성된다.

또한 본 발명에서 이송수단이 갖는 안내레일(22)은 브레이크 마찰재(10)와 같은 폭을 유지하는 2개의 긴 레일로 이루어지고 또 트랜스포터(24)는 안내레일(22) 전방에 나란히 설치되어 이송편(36)이 에어실린더(38)(39)에 의해 x,y축으로 작동하도록 구성되는 일반적인 것으로서 이송편(38)이 안내레일(22) 상에 공급된 브레이크 마찰재(10)를 이송시켜 주게 되는데, 다만 안내레일(22)은 일부구간을 제거하여 승강틀(2)의 간섭을 피해 주기 위한 공간을 확보해 주어야 한다.

또한 승강틀(28)은 승강용 수직에어실린더(40) 및 방진패드(42)를 갖는 승강판(44)으로 이루어져 전방 안내레일(22)을 따라 이송되어 온 브레이크 마찰재(10)를 상승시켜서 해머(32)에 의한 타격 및 주파수측정유닛(34)에 의한 고유주파수 검사가 이루어지게 되며, 고유 주파수검사후에는 승강판(44)이 전후 안내레일(22)을 연결하여 승간판(44) 상의 브레이크 마찰재(10)가 후방 안내레일(22)을 따라 이송될 수 있도록 하게 된다.

또한 타격기(32)는 지지대(30)로부터 회전하는 연결봉(46) 일단에 해머(48)가 연결고정되고 또 연결봉(46) 타단에는 에어실린더(50)가 연결설치되어 에어실린더(50)의 작동으로 해머(48)가 소정각도 회전하여 승강틀(28)을 따라 상승한 브레이크 마찰재(10)를 타격하여 진동을 발생시켜 주게 된다.

그리고 주파수측정유닛(34)은 마이크로폰(52)을 통하여 진동체, 즉 브레이크 마찰재(10)의 진동시 발생되는 고유주파수를 측정하여 미리 주어진 기준주파수와의 비교를 통하여 해당 브레이크 마찰재의 물성(경도 등)검사가 이루어져 불량유무를 판별할 수 있도록 한 것이면 모두 만족하고 또 이러한 기능의 주파수측정유닛(34)은 물체의 고유주파수 측정을 위하여 이미 오래전부터 흔히 이용되어 오고 있는 공지기술로서 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

다만 본 발명은 도 5 및 도 6에서와 같이 주파수측정유닛(34)의 경우 장치제어를 위한 계기판 및 측정값을 기록하고 판별하는 PC부로 이루어진 컨트롤유닛(54) 및 측정된 값을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 디스플레이유닛(56)을 별도로 구성할 수도 있고 또 검사완료된 브레이크 마찰재(10)를 불량유무에 따라 구분배출되게 하는 반출유닛(58)과 연관작동이 이루어지도록 구성할 수도 있음을 유의하여야 한다.

더 나아가 검사에 대한 신뢰성을 더욱 높여주기 위하여 주파수 측정유닛(34) 인근에 주파수 측정유닛(34)과 접속되는 온도센서(60)를 갖도록 하여 브레이크 마찰재(10)의 온도변화에 따라 보정계수가 주어지도록 하여 측정값에 대한 신뢰도를 더욱 높여주도록 할 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 도 1에서와 같이 전방 안내레일(22)을 따라 이송되어 온 브레이크 마찰재(10)가 승강틀(28) 상부에 이르게 되면, 도 2에서와 같이 승강틀(28)에 의해 상승되게 한 상태에서 타격기(32)가 갖는 에어실린더(50)의 에어압을 제거하여 해머(48)가 자중에 의해 브레이크 마찰재(10)를 타격토록 하게 되면 주파수 측정유닛(34)은 타격기(32) 인근의 마이크로폰(52)을 통하여 타격기(32)의 타격시 발생된 진동을 받아들여서 해당 브레이크 마찰재(10)가 갖는 고유주파수를 측정하여 미리 주어진 기준주파수와의 비교로 물성에 대한 불량유무를 검사해 주도록 하게 된다.

그리고 주파수 측정유닛(34)이 해당 브레이크 마찰재(10)의 고유주파수를 측정하여 불량유무에 대한 검사가 이루어지도록 한 후에는 도 3에서와 같이 브레이크 마찰재(10)가 승강판(44)에 의해 안내레일(22)과 같은 선상에 이르게 되면 트랜스포터(24)에 후방 안내레일(22)에 진입하여 이송이 이루어지게 된다.

따라서 본 발명은 양산된 브레이크 마찰재(10)의 물성을 검사하는데 큰 시간을 필요치 않게 되므로 안내레일(22)을 통하여 브레이크 마찰재(10)의 성형을 위한 양산라인 중에 연결설치하여 양산되는 브레이크 마찰재(10)의 물성에 대한 전수검사가 이루어지도록 할 수가 있게 된다.

더 나아가 주파수측정유닛(34)을 통하여 브레이크 마찰재(10)의 고유주파수를 측정하여 미리 주어진 기준주파수와의 비교로 물성에 대한 불량유무를 검사할 경우 앞선 표 1을 통하여 살펴본 바와 같이 1회검사만으로도 검사결과에 대한 신뢰성을 높여줄 수가 있게 되는 것이다.

(10)--브레이크 마찰재 (20)--프레임
(22)--안내레일 (24)--트랜스포터
(28)--승강틀 (30)--지지대
(32)--타격기 (34)--주파수측정유닛
(36)--이송편 (38)(39)--에어실린더
(40)--수직에어실린더 (42)--방진패드
(44)--승강판 (46)--연결봉
(48)--해머 (50)--에어실린더
(52)--마이크로폰 (54)--컨트롤유닛
(56)--디스플레이유닛 (58)--반출유닛
(60)--온도센서

Claims (4)

1. 프레임(20) 상부에 형성되어 브레이크 마찰재(10)를 이송시켜 주는 이송수단(26)과;
   이송수단에 의한 이송구간 중에 설치되어 이송수단에 의해 이송되는 브레이크 마찰재(10)를 승강시켜 주는 승강틀(28)과;
   승강틀(28)의 상부 후방에 설치되어 승강틀(28)을 따라 상승한 브레이크 마찰재(10)를 타격하는 타격기(2) 및;
   타격기(32) 인근에 갖는 마이크로폰(52)을 통하여 타격기(32)에 의한 브레이크 마찰재(10)의 타격시 발생되는 진동을 받아들여서 고유주파수를 검사하여 미리 주어진 기준주파수와의 비교로 물성에 대한 불량유무를 검사하는 주파수측정유닛(34)으로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 마찰재 물성검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이송수단은 프레임(20) 상에 좌우로 길게 형성되는 안내레일(22) 및 안내레일(22) 전방에 나란히 설치되어 이송편(36)이 에어실린더(38)(39)에 의해 x,y축으로 작동하여 브레이크 마찰재(10)를 이송시켜 주는 트랜스포터(24)로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 마찰재 물성검사장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 승강틀(28)은 수직에어실린더(40) 및 수직에어실린더에 의해 승강하고 또 표면에 방진패드(42)를 갖는 승강판(44)으로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 마찰재 물성검사장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 타격기(32)는 프레임(20)의 지지대(30)측에 회전가능케 연결설치되는 연결봉(46)과 연결봉 일단에 연결고정되는 해머(48) 및 연결봉 타단에 연결설치되어 연결봉을 회전작동시켜 주는 에어실린더(50)로 구성함을 특징으로 하는 자동차용 브레이크 마찰재 물성검사장치.

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