KR20220121380A - 에어툴 성능시험 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 맴돌이 전류 브레이크를 적용하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정함으로써 에어툴의 성능을 간편하면서 정확하게 검사가능 하도록 하는 에어툴 성능시험 장치에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은 에어툴; 상기 에어툴 출력단에 연결되는 부하수단; 상기 에어툴 입력단에 연결되는 결합수단; 상기 결합수단으로 압축공기를 공급하는 공기공급수단; 상기 공기공급수단과 결합수단 사이에 위치하며, 상기 결합수단으로 압축 공기를 선택적으로 제어공급하는 밸브수단; 및 상기 밸브수단 및 부하수단을 전기적으로 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되어, 상기 부하수단에 의해 설정된 시간동안 상기 에어툴의 회전수를 측정하여 에어툴의 성능을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

에어툴 성능시험 장치{Apparatus for testing performance of airtools}
본 발명은 에어툴 성능시험 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 맴돌이 전류 브레이크를 적용하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정함으로써 에어툴의 성능을 간편하면서 정확하게 검사가능 하도록 하는 에어툴 성능시험 장치에 관한 것이다.
에어툴(Airtools)은 압축된 공기를 받아 로터를 회전시키고, 로터의 동력을 전달받은 툴(tools)이 피가공물을 가공하도록 하는 것이다.
그 한예로, 에어 그라인더의 경우, 도 1을 참조하면, 내측에 압축공기를 공급받아 회전하는 로터(10), 상기 로터에 연동되어 회전력을 전달받는 기어박스(20) 및 상기 기어박스에 의해서 회전되는 그라인더 휠(30)이 결합된 회전축(40)을 수용하고, 외측에 손잡이(50)가 결합되는 그라인더 케이스(60)로 구성되어 있다.
이와 같은 에어 그라인더의 경우, 제품 출시전 일정 시간동안 무부하시 회전수를 측정하여 검사기준을 만족여부를 확인한 다음, 일정 시간동안 부하시 회전수를 측정하여 검사기준을 만족여부를 확인하는 등 요구성능에 만족하는지를 엄격히 시험을 하여 출고되고 있으나, 이를 시험할 수 있는 장치가 거의 전무하며, 특히 에어 그라인더의 경우 피가공물에다 직접 접촉하면서 가한 힘을 토대로 부하 테스트를 하도록 하고 있는바, 마찰에 따른 문제점 등으로 정확성면에서도 매우 뒤떨어지는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1092583호 "에어 그라인더" (등록일자 2011.12.05)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 맴돌이 전류 브레이크를 적용하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정함으로써 에어툴의 성능을 간편하면서 정확하게 검사가능 하도록 하는 에어툴 성능시험 장치에 제공하는데 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 성능시험에 따른 시간을 최소화하고, 비접촉 방식을 구현함으로써 장치의 내구성 확보가 가능한 에어툴 성능시험 장치를 제공하는데도 그 목적이 있다.
이와 함께 본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 더욱 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어툴 성능시험 장치에 따르면, 에어툴; 상기 에어툴 출력단에 연결되는 부하수단; 상기 에어툴 입력단에 연결되는 결합수단; 상기 결합수단으로 압축공기를 공급하는 공기공급수단; 상기 공기공급수단과 결합수단 사이에 위치하며, 상기 결합수단으로 압축 공기를 선택적으로 제어공급하는 밸브수단; 및 상기 밸브수단 및 부하수단을 전기적으로 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되어, 상기 부하수단에 의해 설정된 시간동안 상기 에어툴의 회전수를 측정하여 에어툴의 성능을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 부하수단은, 한 쌍의 플레이트 중심부에 회전가능하게 결합되고 상기 에어툴의 회전축과 연결되는 구동축; 상기 구동축에 고정되는 전도체 재질의 디스크; 및 상기 디스크를 사이에 두고 일정간격 이격되어 양측에 대향되게 구비되는 복수 개의 맴돌이 전류 댐퍼를 포함하는 맴돌이 전류 브레이크인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 부하수단에는, 에어툴의 회전수를 측정하는 광센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 함께 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 결합수단은, 에어실린더; 상기 에어실린더의 작동로드에 결합되어 압축공기를 에어툴로 유도가능하도록 하는 부싱을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 밸브수단은, 상기 공기공급수단에서 상기 에어실린더로 압축공기를 유도하는 제1유로에 구비되는 제1 밸브; 상기 공기공급수단에서 상기 부싱으로 압축공기를 유도하는 제2유로에 구비되는 제2 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 밸브수단 및 부하수단을 전기적으로 제어하는 컨트롤러를 포함하되, 무부하 상태로 하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정하는 무부하 검사단계를 수행한 다음, 검사 기준을 만족한 경우에 한하여 일정 부하 상태로 하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정하는 부하 검사단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.
먼저, 일정 시간동안 부하시 회전수를 측정함으로써 검사기준의 만족여부 확인이 가능하는 등 요구성능에 만족하는지를 간편하면서 보다 빠르게 시험할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 비접촉방식의 부하수단을 통하여 피가공물에다 직접 접촉하지 아니하고도 부하 시험이 가능하므로 피가공물과의 마찰에 따른 문제점 등을 해결할 수 있는 이점도 있다.
그리고, 부하시뿐만 아니라, 같은 장치를 사용하여 무부하시에도 성능시험이 가능하므로 하나의 장치를 사용하여 에어툴의 성능시험이 모두 가능하게 되어 성능시험에 따른 편리성을 도모할 수 있는 등 많은 이점이 기대된다.
이와 함께 본 발명의 다른 효과는 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
도 1은 종래 에어 그라인드를 나타낸 분해도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어툴 성능시험 장치의 개념도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어툴 성능시험 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어툴 성능시험 장치의 부하수단을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 따른 에어툴 성능시험 장치를 실제로 나타낸 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어툴 성능시험 장치의 개념도를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어툴 성능시험 장치를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어툴 성능시험 장치의 부하수단을 구체적으로 도시한 도면이며, 그리고 도 5는 도 3에 따른 에어툴 성능시험 장치를 실제로 나타낸 사진이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명은 성능시험을 할 대상인 에어툴(110)이 구비되면, 상기 에어툴(110)에 대한 성능시험을 수행하게 되는데, 이를 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 에어툴 성능시험 장치는, 크게 부하수단(120), 결합수단(130), 공기공급수단(140), 밸브수단(150) 및 제어수단(160)을 포함하여 구성되게 된다.
먼저, 본 발명에서 상기 에어툴(110)은 압축공기가 공급되는 측을 입력단, 그리고 툴이 장착되는 측을 출력단으로 정의하기로 하고, 앞서 도 1에서 살펴본 바와 같이 입력단으로 공급된 압축공기에 의해 에어툴의 로터(10)가 회전하면서 이와 연동하여 예를 들면, 회전축(40)이 회전하면서 이와 결합된 그라인더 휠(30)이 회전되게 된다.
다음, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 에어툴(110)의 출력단에는 부하수단(120)이 연결되고, 그리고 상기 에어툴(110) 입력단에는 결합수단(130)이 연결되게 된다.
여기서, 상기 부하수단(120)은 예를 들면, 그라인더 휠이 피가공물과의 접촉시 실제 발생되는 부하(load)에 상당한 크기로 부하가 작용하도록 하기 위한 수단이며, 상기 결합수단(130)은 에어툴로 압축공기를 공급하기 위하여 에어툴(110)과 결합되는 수단을 의미한다.
상기 공기공급수단(140)은 상기 결합수단(130)으로 압축공기를 공급하기 위한 수단으로, 이렇게 공급된 공기는 상기 결합수단(130)을 매개로 하여 에어툴(110)로 공급되고 그 결과, 에어툴(110)이 동작을 하게된다.
한편, 상기 공기공급수단(140)과 결합수단(130)사이에는 상기 결합수단(130)으로 압축공기를 선택적으로 제어하여 공급하기 위한 밸브수단(150)이 위치하게 된다.
그리고, 마지막으로, 상기 밸브수단(150) 및 부하수단(120)을 전기적으로 제어하기 위한 것으로 제어수단(160)이 포함되어 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 에어툴 성능시험 장치는, 상기 부하수단(120)에 의해 설정된 시간동안 상기 에어툴(110)의 회전수를 측정하여 에어툴의 성능검사가 가능하게 되는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어툴 성능시험 장치를 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 상기 부하수단(120)은 구동축(124), 디스크(126) 및 맴돌이 전류 댐퍼(128)를 포함하여 구성된다.
상기 구동축(124)은 예를 들면, 도 1에서 보듯이 에어그라인더의 그라인더 휠(30)이 결합되는 에어툴의 회전축(40)과 결합되는 것으로, 상기 구동축(124)은 한 쌍의 플레이트(122)의 중심부에 회전가능하게 결합된다.
상기 구동축(124)에는 전도체 재질의 디스크(126)가 고정되어 있어 구동축(124)이 회전하게 되면 같이 회전하게 된다.
한편, 상기 디스크(126)를 사이에 두고 일정간격 이격되어 양측에 대향되게 구비되는 복수 개의 맴돌이 전류 댐퍼(128, eddy current damper), 즉 전기가 공급되면 자성을 띄는 일종의 전자석이 구비된다.
여기서, 댐퍼(damper)라고 정의한 것은, 전기가 공급될 경우 상기 맴돌이 저류 댐퍼(128)와 디스크(126) 사이에서 맴돌이 전류(eddy current)가 발생되게 되고 이때 플레밍의 왼손 법칙에 따라 자기력이 발생하는데, 상기 자기력은 자속과 디스크의 상대운동을 정지시키는 방향으로 작용, 즉 발생되는 맴돌이 전류에 의해 강한 자기장 내에서 회전하는 전도체 재질의 디스크(126)가 강한 제동력을 받게 됨을 나타내기 위한 것으로 해석되어야 한다.
따라서, 상기 맴돌이 전류 댐퍼(128, eddy current damper)는 복수 개로 이루어지고 필요시 그 숫자를 적절히 가변할 경우 제동력의 크기, 즉 부하의 크기도 적절히 가변할 수가 있게 된다.
이와 같이 하여 본 발명의 경우, 상기 구동축(124), 디스크(126) 및 맴돌이 전류 댐퍼(128)를 포함하는 것을 맴돌이 전류 브레이크(eddy current brake)로 정의하기로 하고, 특히 맴돌이 전류 댐퍼(128, eddy current damper)와 디스크(126) 사이에는 일정 간격 이격되어 있어 직접적인 접촉 없이도 에어툴의 회전축에 의해 회전하는 구동축(124)의 디스크(126)에 부하로 작용할 수가 있게 된다.
도 2 및 도 3을 참조하면 상기 에어툴(120) 입력단에는 결합수단(130)이 연결되는데, 상기 결합수단(130)은, 에어실린더(132)와 상기 에어실린더(132)의 작동로드(138)에 결합되어 압축공기를 에어툴(110)로 유도가능하도록 하는 부싱( bushing, 134)을 포함하여 구성된다.
이를 위하여, 상기 부싱(134)에는 공기공급수단(140)으로부터 압축공기를 에어툴(110)로 유도하기 위한 공기유입구(136)가 구비된다.
본 발명에 따르면, 상기 공기공급수단(140)에서 상기 에어실린더(132)로 압축공기를 유도하는 제1 유로(180)가 형성되고, 상기 공기공급수단(140)에서 상기 부싱(134)으로 압축공기를 유도하는 제2유로(190)가 형성되며, 상기 제1 유로(180) 및 제2 유로(190)에는 전기적 신호에 의해 유로를 개폐가능한 제1 밸브(152) 및 제2 밸브(154)가 구비된다.
상기 공기공급수단(140)은 에어컴프레서(142)와, 상기 에어컴프레서(142)을 통하여 생성된 압축공기가 에어툴(110)로 유도되는 제2 유로(190) 상에 구비되어 상기 에어툴(110) 회전수를 조정하기 위한 레귤레이터(regulator, 144)를 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 제어부(160)는, DAQ(Data acquisition, 166)를 매개로 상기 밸브수단(150) 및 부하수단(120)을 전기적으로 제어하는 컨트롤러(164)를 포함하여 구성된다.
그 결과, 제1 밸브(152) 및 제2 밸브(154)의 개폐가 가능하게 되고, 상기 맴돌이 전류 댐퍼(128) 통해 일정 부하 상태로 구현이 가능하게 되며, 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 부하수단(120)에는 에어툴(110)의 회전수를 측정하기 위하여, 바람직하게는 광센서(170)를 더 포함할 수 있으며, 상기 광센서(170)를 통하여 에어툴(110)의 회전수를 입력받을 수가 있게 된다.
이상으로 구성된 본 발명의 에어툴 성능시험 장치의 작동과정을 도 2 내지 도 5를 참조하여 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 에어툴(110)의 회전축을 구동축(124)에 결합되도록 한 다음, 클램프(C)로 단단히 고정한다.
컨트롤러(164)를 통하여 전기적 신호(a)에 의해 제1 밸브(152)를 열게 되면, 상기 에어컴프레서(142)을 통하여 생성된 압축공기가 제1 유로(180)를 통하여 에어실린더(132)로 공급되게 되고, 그 결과 상기 에어실린더(132)의 작동로드(138)에 결합된 부싱(134)이 전진하면서 에어툴(110)의 입력단과 결합, 즉 척킹(chucking)되게 된다.
그 다음, 제1 밸브(152)를 닫고 컨트롤러(164)를 통하여 전기적 신호(b)에 의해 제2 밸브(154)를 열게 되면, 레귤레이터(144)를 통하여 적정 압력으로 조정된 압축공기가 제2 유로(190) 및 제2-1 유로(190-1)을 통해 부싱(134)에 형성된 공기유입구(136)로 유입되고, 그 결과 압축공기가 에어툴(110)로 공급되면서 에어툴(110)의 회전축과 결합되는 구동축(124)이 회전가능하게 되면서 상기 구동축(124)에 고정된 디스크(126)가 회전하게 된다.
먼저, 부하수단(120)으로의 전기공급을 차단하여 맴돌이 전류 브레이크가 동작되지 않도록, 소위 무부하 상태로 하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정하는 무부하 검사단계를 수행하고, 이때 검사기준을 만족할 경우, 부하수단(120)으로의 전기공급을 통하여 맴돌이 전류 브레이크(eddy current brake)가 동작되도록, 소위 부하 상태로 하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정하는 부하 검사단계를 수행하게 된다.
이때, 맴돌이 전류 댐퍼(128)와 디스크(126) 사이에는 일정 간격 이격되어 있어 직접적인 접촉 없이도 에어툴의 회전축에 의해 회전하는 구동축(124)의 디스크(126)에 부하로 작용할 수가 있게 되며, 부하는 맴돌이 전류 댐퍼(128, eddy current damper)의 갯수를 적절히 가변함으로써 조정할 수 있음은 물론이다.
이와 같은 일련의 시험과정이 상기 디스플레이(168)를 통해 실시간 확인이 가능하고, 검사기준을 통과하지 못한 에어툴은 바로 상태를 확인하거나 수리를 하는 등의 조치를 취할 수 있으며, 시험과정을 통해 측정된 데이터는 즉시 PC(162)로 저장되어 DB로 활용되게 된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 무부하 상태로 하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정하는 무부하 검사단계를 수행한 다음, 검사 기준을 만족한 경우에 한하여 일정 부하 상태로 하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정하는 부하 검사단계를 수행할 수가 있어 하나의 장치를 사용하여 에어툴의 성능시험이 모두 가능하게 된다.
이상은 도 5에 도시된 바와 같이 에어툴(110)을 부하수단(120) 중심으로 일측에 설치된 경우로 하여 설명하였으나, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 에어툴(110)을 부하수단(120)을 중심으로 양측에 설치되도록 하여 구성될 수도 있다.
이를 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이 결합수단(130)을 1 세트 더 구비되도록 하여 제1 유로(180)를 통해 압축공기가 각각 공급되도록 하고, 또한 압축공기가 제2 유로(190)를 통해 제2-1유로(190-1)와 제2-2유로(190-2)로 선택적으로 공급되도록 하는 제3 밸브(156)를 더 포함하여 밸브수단(190)을 구성함으로써 달성될 수 있다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이 부하수단(120) 양측으로 결합수단(130)을 설치하도록 할 경우라면 1개의 부하수단(120)으로도 달성가능하게 된다.
즉, 컨트롤러(164)를 통하여 전기적 신호(c)에 의해 동작하는 제3 밸브(156)를 통하여 제2-1유로(190-1)와 제2-2유로(190-2)로 압축공기를 순차적으로 유도하도록 할 경우 한번에 2대의 에어툴 성능시험을 순차적으로 진행할 수가 있게 된다.
이상과 같이 이루어진 본원 발명은 맴돌이 전류 브레이크를 적용하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정함으로써 에어툴의 성능을 간편하면서 정확하게 검사가능 하도록 하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있으며, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
110......에어툴 120......부하수단
130......결합수단 140......공기공급수단
150......밸브수단 160......제어수단
170......광센서

Claims (6)

  1. 에어툴;
    상기 에어툴 출력단에 연결되는 부하수단;
    상기 에어툴 입력단에 연결되는 결합수단;
    상기 결합수단으로 압축공기를 공급하는 공기공급수단;
    상기 공기공급수단과 결합수단 사이에 위치하며, 상기 결합수단으로 압축 공기를 선택적으로 제어공급하는 밸브수단; 및
    상기 밸브수단 및 부하수단을 전기적으로 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되어,
    상기 부하수단에 의해 설정된 시간동안 상기 에어툴의 회전수를 측정하여 에어툴의 성능을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어툴 성능시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부하수단은,
    한 쌍의 플레이트 중심부에 회전가능하게 결합되고 상기 에어툴의 회전축과 연결되는 구동축;
    상기 구동축에 고정되는 전도체 재질의 디스크; 및
    상기 디스크를 사이에 두고 일정간격 이격되어 양측에 대향되게 구비되는 복수 개의 맴돌이 전류 댐퍼를 포함하는 맴돌이 전류 브레이크인 것을 특징으로 하는 에어툴 성능시험 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부하수단에는,
    에어툴의 회전수를 측정하는 광센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어툴 성능시험 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결합수단은,
    에어실린더;
    상기 에어실린더의 작동로드에 결합되어 압축공기를 에어툴로 유도가능하도록 하는 부싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어툴 성능시험 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밸브수단은,
    상기 공기공급수단에서 상기 에어실린더로 압축공기를 유도하는 제1 유로에 구비되는 제1 밸브;
    상기 공기공급수단에서 상기 부싱으로 압축공기를 유도하는 제2 유로에 구비되는 제2 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어툴 성능시험 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 밸브수단 및 부하수단을 전기적으로 제어하는 컨트롤러를 포함하되,
    무부하 상태로 하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정하는 무부하 검사단계를 수행한 다음, 검사 기준을 만족한 경우에 한하여 일정 부하 상태로 하여 설정된 시간동안 에어툴의 회전수를 측정하는 부하 검사단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 에어툴 성능시험 장치.

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