KR100801220B1

KR100801220B1 - 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기

Info

Publication number: KR100801220B1
Application number: KR1020060054540A
Authority: KR
Inventors: 주상완
Original assignee: 주상완
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2008-02-11
Also published as: CN201262583Y; KR20070119950A; CN201262582Y; CN201145626Y

Abstract

본 발명은 상, 하부지지체와 다수의 탄성체로 구성된 탄성중심기기의 내부에 측정블럭과 상기 측정블럭의 변형율에 의해 압입력 측정이 가능한 측정센서를 구성하여, 압입하고자 하는 보스와 축 사이의 중심 오차를 보정함과 동시에 압입력 측정이 가능하고, 더불어 압입장치의 제조 단가를 낮추며, 제조공정 단축 및 설치공간의 ㅈㄹ역으로 공간효율성이 증가되어 제품경쟁력을 향상시킨 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명의 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기는 상, 하부지지체와, 상기 상, 하부지지체 사이에 다수의 탄성체가 구성되어, 탄성중심원리에 의해 순수한 병진운동으로 보스와 축 사이의 중심오차를 보정하는 탄성중심기기에 있어서, 상기 상, 하부지지체(13)(14) 사이에 구성되는 측정블럭; 상기 측정블럭의 어느 일측에 마련되는 측정센서(200)로 구성되어; 상기 상, 하부지지체(13)(14)의 어느 하나에 작용하는 압입력에 의한 반발력으로 상기 측정블럭이 휨 변형되고, 상기 측정블럭의 휨 변형을 측정센서(200)에서 측정하여, 상기 측정블럭의 변형률에 따른 반발력의 힘이 산출되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

압입력 측정, 하중 측정용 탄성중심기기, 압입 측정장치

Description

압입력 측정이 가능한 탄성중심기기{Strain Sensor Embedded Remote Center Compliance Device}

도 1은 종래의 압입장치의 개략도.

도 2는 종래의 탄성중심기기와 로드셀이 구성된 압입장치의 개략도.

도 3은 도2의 탄성중심기기와 로드셀의 결합구성의 확대도.

도 4는 제 1 실시 예에 따른 측정블럭과 측정센서가 구성된 탄성중심기기의 분해 사시도.

도 5는 도 4의 조립 단면도.

도 6은 도 5의 'VI"부 확대도.

도 7은 제 2 실시 예에 따른 측정블럭의 일부 분해 사시도.

도 8은 도 7의 조립상태를 복합 단면법에 의해 절단한 단면도.

도 9는 제 2 실시 예에 따른 측정블럭의 조립 저면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

13 : 상부지지체 14 : 하부지지체

16 : 탄성체 18 : 리미터

110, 120 : 측정블럭 112, 122 : 고정단

114, 124 : 측정단 114a, 124a : 함몰부

114b, 124b : 돌출부 114c 124c : 경사면

116, 126 : 측정단 변형간격 130 : 보조블럭

140 : 고정블럭

본 발명은 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상, 하부지지체와 다수의 탄성체로 구성된 탄성중심기기의 내부에 측정블럭과 상기 측정블럭의 변형율에 의해 압입력 측정이 가능한 측정센서를 구성하여, 압입하고자 하는 보스와 축 사이의 중심 오차를 보정함과 동시에 압입력 측정이 가능하고, 더불어 압입장치의 제조 단가를 낮추며, 제조공정 단축 및 설치공간의 ㅈㄹ역으로 공간효율성이 증가되어 제품경쟁력을 향상시킨 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 변속기, 엔진, 조향장치나 모터, 기어박스 등의 대량 생산되는 각종 기계부품은 로봇이나, 압입 전용기 등을 사용하여, 압입부품인 베어링, 오일씰, 부싱, 정밀축, 핀 등과 같은 정밀 부품을 피 압입 부품인 베어링 보어, 하우징, 축구멍, 핀구멍 등에 자동으로 압입하여 대량생산되고 있다.

도 1은 종래의 압입장치의 개략도로서, 이를 참조하면 프레임(1)과 상기 프 레임(1)의 상단에 마련되어, 보스(B)가 고정되는 보스지지부(2)와, 상기 보스지지부(2)의 상방에 마련되고 상기 보스(B)에 압입되는 축(A)이 고정되며 상기 축(A)을 보스(B)에 압입되도록 승강되는 승강부(3)와, 상기 승강부(3)의 승강을 지지하는 가이드부(4)와 상기 승강부(3)가 가이드부(4)를 따라 승강되도록 승강력을 제공하는 유압부(5)로 구성된다.

상기 압입장치는 유압부(5)의 유압펌프에서 발생된 유압이 유압실린더로 제공되고, 상기 유압을 제공받은 유압실린더는 하강 또는 상승되고, 상기 유압실린더에 고정된 승강부(3)가 상기 유압실린더의 승강 방향을 따라 하강 또는 상승되되, 상기 가이드부(4)의 안내에 의해 상기 승강부(3)는 수직 승강력을 가짐에 따라 상기 승강부(3)에 고정된 축(A)이 보스지지부(2)에 고정된 보스(B)로 압입된다.

또한, 축(A)이 압입된 보스(B)는 별도의 추출장치에 의해 보스지지부(2)에서 추출되고, 새로운 보스(B)가 위치되고, 더불어 승강부(3)도 상승하여 새로운 축(A)이 고정되어, 연속적인 압입이 진행된다.

여기에서, 상기 보스(B)는 하우징, 풀리, 축구멍, 핀구멍과 같이 공간을 가진 부품을 통칭하는 것이고, 상기 축(A)은 베어링, 오일씰, 부싱, 핀, 축과 같은 공간에 삽입되는 부품을 통칭한다.

그러나, 종래의 압입장치는 단순히 보스에 축을 유압에 의해 강제 압입시키는 압입 작용만을 수행함에 따라, 상기 보스와 축의 중심이 맞지않을 경우 강제압입에 의해 보스 또는 축이 파손되거나, 압입장치가 파손되는 문제점이 있었다.

이를 보완하기 위해 본 출원인의 국내 공개특허공보 제 2001-85013 호(명칭 : 압입용 탄성중심기기)에 따르면, 상, 하부구조체와 상기 상, 하부구조체 사이에 다수의 탄성체 및 리미터로 구성된 탄성중심기기에 관한 것으로, 상기 탄성중심기기는 탄성중심원리를 이용한 것이며, 여기에서 탄성중심원리란, 탄성중심기기에 구속되는 물체의 주변에 탄성중심점을 위치시켜, 그 점을 통과하는 힘이 작용하면, 상기 탄성중심기기에 지지되어 있는 물체는 그 힘의 방향으로 회전운동없이 순수한 병진운동만 하게 되고, 그 점에 순수한 모멘트가 작용하면 병진운동 없이 탄성중심점을 중심으로 순수한 회전운동만 하게 되는 특성을 나타내는 역학적인 원리를 말한다.

따라서, 상기 본 출원인이 제안한 압입용 탄성중심기기를 종래의 압입장치에 부착 즉, 종래의 승강부(3)에 상기 압입용 탄성중심기기를 고정하여 사용하면, 상기 압입용 탄성중심기기에 의해 보스(B)와 축(A)은 탄성체의 순수한 병진운동에 의해 중심에 맞게 상호 압입된다.

그러나, 상기의 압입용 탄성중심기기가 부착된 압입장치나 종래의 압입장치는 공통적으로 보스와 축의 압입강도 즉, 압입력을 측정할 수 있는 수단이 구성되어 있지않기 때문에 보스에 삽입된 축의 압입력을 확인할 수 없다는 문제점이 있었다.

이는 보스와 축의 상호 압입력 측정목적은 보스와 축이 얼마만큼의 힘에 의해 상호 압입된 상태인지에 따라 상기 보스와 축이 결합된 부품의 효율성 및 수명이 판별되는 것으로, 가령 보스와 축의 압입력이 허용오차에 미치지 못하는 헐거운 압입일 경우, 보스에서 축이 쉽게 이탈될 수 있는 문제점이 있고, 또는 보스와 축 이 압입력 허용오차를 초과하여 삽입될 경우 보스 또는 축 사이에서 상호 과도한 억지끼움에 의해 파손되는 문제점이 있다.

도 2는 종래의 탄성중심기기와 로드셀로 구성된 압입장치의 개략도로서, 이를 참조하면, 본 출원인의 탄성중심기기와 로드셀을 결합한 압입장치를 제공하여, 전술된 문제점인 중심 오차의 보상 및 압입력 측정이 가능한 압입장치가 제공되는바, 상기 탄성중심기기와 로드셀로 구성된 압입장치는 종래의 압입장치에서 승강되는 승강부(3)의 하방에 탄성중심기기(10)가 구성되고, 상기 승강부(3)의 상방에 로드셀(20)이 구성된다.

도 3은 도2의 탄성중심기기와 로드셀의 결합구성의 확대도로서, 이를 참조하여 좀더 상세히 살펴보면, 가이드부(4)의 가이드레일을 따라 승강되는 승강부(3)의 승강대 내부에 로드셀(20)이 구성되고, 상기 로드셀(20)에 하중을 전달하는 커버(22)와 상기 커버(22)의 하방에는 축(A)을 교체 고정하는 공구틀이 하단에 구성된 탄성중심기기(10)가 구성되고, 상기 커버(22)를 승강대에 지지하기 위한 브라켓(12)으로 구성된다.

그러나, 상기의 탄성중심기기와 로드셀이 구성된 압입장치는 부품수의 증가에 따른 제품 가격의 상승과, 제조 공정 및 구조가 복잡하여 유지보수비용의 증가 및 부품수의 증가에 의한 설치공간을 많이 차지하는 등의 제품 경쟁력을 하락시키는 문제점이 있었다.

또한, 종래에 사용되던 가이드부(4)는 통상적으로 LM가이드라고 하는 가이드부재를 주로 사용하였으며, 상기 LM가이드의 경우 그 자체가 고가여서, 상기 LM가 이드를 사용하는 장치의 설계 및 제작비용을 상승시키는 문제점이 있었다.

상기의 도 1돠 같이 구성된 종래의 압입장치의 경우에는, 상기한 로드셀(20)을 승강부(3)에 장착시키더라도 탄성중심기기(10)를 사용하지 않는다면 축(A)과 보스(B) 사이의 작용하는 순수한 압입력을 정확하게 측정할 수 없다는 문제점이 있다.

즉, 탄성중심기기(10)를 장착하지 않고, 보스(B)와 축(A) 사이에 중심오차를 가질 경우, 최초 축(A)의 하단이 보스(B)의 상단에 맞닿은 상태로 압입이 진행되면, 로드셀(20)에서 측정되는 압입력은 상기 승강부의 하강력 즉, 순수한 압입력에 중심 오차에 의한 보스(B)와 축(A)의 변형력 및 유압실린더와 가이드부의 불필요한 마찰력 등이 더하여진 값이 된다.

이에 비해, 도 2, 도 3과 같이 탄성중심기기(10)에 의해 상기 축(A)과 보스(B)의 중심오차를 보정하여 압입하게 되면, 상기 로드셀(20)에서는 상기 축(A)과 보스(B)의 실제 압입력만이 측정되어, 도 1의 종래의 압입장치 보다는 정확한 순수 압입력이 측정될 것이나, 부품수의 증가에 따른 제품 가격의 상승과, 제조 공정 및 구조가 복잡하여 유지보수비용이 증가하며, 부품수의 증가에 의한 설치공간을 많이 차지하는 등의 제품 경쟁력을 하락시키는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 상, 하부지지체와 다수의 탄성체로 구성된 탄성중심기기의 상, 하부지지체 사이에 측정블럭과 상기 측 정블럭의 일측에 측정센서를 구성하여, 상기 보스와 축의 압입에 있어서, 상기 보스와 축의 중심 오차 보정과 동시에 압입력을 측정할 수 있도록 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 중심오차 보정 및 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기를 제공하여, 이를 통해 제조 부품의 최소화로 제조 단가의 하락과 제조 공정의 단축 및 설치공간의 최소화로 공간 효율성을 증가시키고, 특히 승강부의 승강가이드를 위해 필수적으로 사용되었던 LM가이드를 선택적으로 사용 가능함에 따른 제조 단가의 대폭적인 감소 등으로 전체적인 압입장치의 제품경쟁력을 강화하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기는 상, 하부지지체와, 상기 상, 하부지지체 사이에 다수의 탄성체가 구성되어, 탄성중심원리에 의해 순수한 병진운동으로 보스와 축 사이의 중심오차를 보정하는 탄성중심기기에 있어서, 상기 상, 하부지지체 사이에 구성되는 측정블럭; 상기 측정블럭의 어느 일측에 마련되는 측정센서)로 구성되어; 상기 상, 하부지지체의 어느 하나에 작용하는 압입력에 의한 반발력으로 상기 측정블럭이 휨 변형되고, 상기 측정블럭의 휨 변형을 측정센서에서 측정하여, 상기 측정블럭의 변형률에 따른 반발력의 힘이 산출되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 측정블럭은 상부지지체에 고정되는 고정단; 및 상기 고정 단의 하방에 마련되고, 일정깊이로 형성된 측정단 변형간격만큼 일정 높이 이격된 상태로 하부지지체에 고정되며, 측정센서가 구성되는 측정단;으로 구성되고, 상기 측정단 은 측정센서의 용이한 부착을 위해 중앙에 함몰부가 형성되고; 상기 함몰부의 외주에 돌출부가 형성되며; 상기 돌출부는 하부지지체에 작용하는 압입력의 작용점의 위치가 측정단의 외주변에 유지되도록 끝단에서 중앙으로 기울어진 경사면이 형성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 측정블럭에는 다수의 탄성체와 리미터가 삽입되는 다수의 삽입공이 형성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 측정블럭은 상부지지체에 일단이 고정되는 고정단과, 상기 고정단의 하단에 일정 깊이로 형성된 측정단 변형간격만큼의 간격으로 이격되게 측정단이 형성되며; 상기 측정단은 중앙에 측정센서가 구성되는 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부에 의해 외주연으로 돌출부가 형성되고; 상기 돌출부는 일정 간격으로 절단되어, 절단에 의한 다수의 단일편으로 형성되며; 상기 고정단과 측정단에는 다수의 리미터가 삽입되는 다수의 삽입공이 형성되고, 탄성체가 위치되는 부분에 자리공간이 다수 형성되고; 상기 자리공간에는 탄성체가 삽입되는 삽입공이 형성되고, 상기 측정단의 단일편들 사이에 일단이 체결수단에 의해 고정되는 보조블럭;으로 구성된다.

본 발명에 있어서, 보조블럭의 상단은 상부지지체와 일정 간격으로 이격된 상태로 측정단에 고정되고, 돌출부는 하부지지체에 작용하는 압입력의 작용점의 위치가 측정단의 외주변에 유지되도록 끝단에서 중앙으로 기울어진 경사면이 형성됨 이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 측정단 변형간격은 측정단이 하부지지체에 작용하는 압입력에 따른 반발력으로 휘어진 후 원 상태 복원이 가능하도록 재질의 탄성한계점을 초과하지 않도록 상기 측정단의 휘어짐을 제한하는 간격으로 형성되고, 측정단 변형간격에는 가공의 용이성을 위해 일정 높이로 고정단과 측정단 사이에 가공공간을 형성하고; 상기 가공공간에 고정블럭을 고정시켜, 상기 가공공간과 고정블럭의 높이에 의한 편차에 의해 재질의 탄성한계점을 초과하지 않는 측정단 변형간격이 형성되도록 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 측정센서는 전기식 스트레인 게이지(electrical strain gage)로 형성됨이 바람직하다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

( 제 1 실시 예 )

도 4는 제 1 실시 예에 따른 측정블럭과 측정센서가 구성된 탄성중심기기의 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 조립 단면도로서, 이를 참조하고, 종래와 동일한 구성에 대해서 동일한 참조부호를 사용하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기는 상, 하부지지체(13)(14)와, 상기 상, 하부지지체(13)(14)의 사이에 마련되는 다수의 탄성체(16)와, 상기 상, 하부지지체(13)(14)의 사이에 마련되는 측정블럭(110), 및 상기 측정블럭(110)의 일측에 마련되는 측정센서(200)로 구성된다.

아울러, 상기 상, 하부지지체(13)(14)의 사이에는 상기 탄성체(16)에 작용하 는 인장하중에 의해 파손됨을 방지하기 위한 다수의 리미터(18)가 구성된다.

상기 상, 하부지지체(13)(14)와, 탄성체(16), 및 리미터(18)는 본 출원인이 제안한 국내 공개특허공보 제 2001-85013 호(명칭 : 압입용 탄성중심기기)와 동일한 구성과 작용 효과를 가지므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 측정블럭(110)은 상기 상부지지체(13)의 저면에 상단이 체결수단에 의해 고정되는 고정단(112)과 상기 고정단(112)의 하방에 마련되는 측정단(114)으로 형성되되, 상기 고정단(112)과 측정단(114) 사이에는 일정깊이를 가지는 측정단 변형간격(116)에 의해 상호 일정 거리 이격된 상태를 유지하도록 일체로 형성됨이 바람직하다.

아울러, 상기 측정단 변형간격(116)은 재질과, 상기 측정단(116)의 두께와, 측정단 변형간격(116)의 깊이에 따라 그 간격을 달리하는 것으로, 상기 측정단 변형간격(116)은 측정단(114)에 작용하는 압입력에 의한 반발력으로 휘어질 때 재질의 탄성 한계범위 이상을 초과하지 않도록 제한하여, 상기 측정단(116)이 탄성 한계점을 초과하여 소성변형되지않도록 방지한다.

이 경우 상기 측정단 변형간격(116)은 0.1 ~ 0.2 mm의 높이를 가짐이 바람직하다.

그리고, 상기와 같이 협소한 측정단 변형간격을 형성하기 위한 가공이 어려워, 상기 측정단 변형간격이 형성되는 부분에 가공이 용이한 가공공간을 형성하고, 상기 가공공간에 삽입되는 별도의 고정블럭을 형성하여, 상기 가공공간에 위치시키되, 상기 가공공간과 고정블럭 사이에 높이 편차를 형성하여, 상기한 소정의 측정 단 변형간격(116)을 형성하도록 구성할 수 있다.

더불어, 상기 측정단(114)은 중앙에 함몰부(114a)가 형성되고, 상기 함몰부(114a)의 함몰된 부분의 외주연에는 돌출부(114b)가 형성되어, 상기 함몰부(114a)에는 측정센서(200)가 구성되고, 상기 돌출부(114b)의 하부에는 하부지지체(14)가 탄성체(16)에 의해 상부지지체(13)와 탄성 결합하되, 상기 돌출부(114b)의 저면과는 0.1 ~ 0.2 mm의 간격을 유지하도록 구성한다. 또한 이 간격은 압입 작업시, 하부지지체(14)가 중심위치 오차를 수정한 뒤에, 압입력에 의해 탄성체(16)가 일차 압축되면 상기의 간격은 0이 되고, 하부지지체(14)는 상기 돌출부(114b)의 저면과 밀착하게 되며, 이후부터는 압입력이 측정단(114)에 직접 가해져서, 이때 발생하는 측정단(114)의 휨 변형량을 측정센서가(200)가 측정함으로써, 실제적인 압입력을 산출할 수 있는 것이다.

도 6은 도 5의 'VI"부 확대도로서, 이를 참조하면, 상기 돌출부(114b)는 하부지지체(14)와 상호 밀착되는 부분의 밀착범위를 최소화하기 위한 경사면(114c)이 형성되는 바, 상기 경사면(114c)은 도시된 바와 같이 돌출부(114b)의 외주 끝단에서 내측으로 일정 높이 상승되는 기울기로 형성됨이 바람직하다.

가령, 상기 돌출부(114b)가 평면으로 상기 하부지지체(14)와 밀착된 상태라면, 상기 하부지지체(14)에 작용하는 압입력에 의한 반발력으로 상기 돌출부(114b)에서는 휨력에 의해 휘어지게 되지만, 상기 중심에서 가장 가까운 접촉위치 즉, 돌출부(114b)의 내측면이 반발력의 작용점이 된다.

따라서, 상기 반발력의 작용점을 중심에서 최대한 먼 거리 즉, 돌출부(114b) 의 외주연에 위치시키기 위해 경사면(114c)이 형성되고, 이에 따라 상기 측정단(114)에 가해지는 압입력의 작용점의 중심반경이 항상 일정한 위치가 되므로 측정단(114)의 휨 변형량에 관계없이 정확한 압입력 산출이 가능하게 되는 것이다.

한편, 상기 측정블럭(110)에는 상, 하부지지체(13)(14) 사이에 구성된 다수의 탄성체(16), 및 리미터(18)가 삽입되는 다수의 삽입공(118)이 형성되며, 특히 상기 탄성체(16)가 삽입되는 삽입공(118)은 상기 탄성체(116)의 순수한 병진운동을 위한 탄성 변형에 간섭되지않는 크기로 형성됨이 바람직하다.

여기에서 상기 상부지지체(13)는 안입장치의 승강부(3)에 고정되고, 하부지지체(14)에는 축(A)을 고정 교체하는 축 고정툴이 결합됨에 따라 상기 측정블럭(110)은 상부지지체(13)에 고정단(112)이 결합되고, 하부지지체(14)에 측정단(114)이 접촉되는 것이나, 이는 압입력이 어느 위치에서 작용하느냐에 관계없이 상기 측정블럭(110)의 상하를 뒤집어서 설치하여도 상관없는 것이다.

상기 측정센서(200)는 전기식 스트레인 게이지(electrical strain gage)로 형성됨이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 휨력에 의한 변형률을 측정할 수 있는 수단이면 어느 것이든 사용 가능하고, 상기 전기식 스트레인 게이지는 도시된 바와 같이 X 및 Y축 방향으로 다수 형성됨이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 정확한 압입력을 산출하기 위해 복수로 형성할 수 있다.

또한, 상기 측정센서(200)는 변형률을 측정하고, 상기 측정된 변형률에 따라 안입력을 산출하고, 이 산출된 압입력 값을 외부 작업자에게 디스플레이해주는 주변장치를 포함하는 것이다.

상기와 같이 구성된 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기의 측정방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기는 종래의 안입장치 승강부(3)에 설치 고정하는 것으로, 승강부(3)의 하단에 상부지지체(13)를 밀착시킨 후 체결수단으로 체결 고정한다.

아울러, 압입장치의 일측에 구성된 유압부(5)의 유압펌프에서 발생된 유압은 유압실린더에 전송되고, 상기 유압실린더는 하강력의 작용으로 상기 승강부(3)를 하강시킨다.

상기 하강되는 승강부(3)의 하단에 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기이 고정되고, 상기 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기의 하단에는 보스(B)에 압입되는 축(A)을 고정하는 축 고정툴이 형성되고, 상기 축 고정툴의 하강으로 축(A)이 보스(B)에 압입된다.

이때, 상기 보스(B)와 축(A)의 중심 오차가 발생될 경우 탄성중심기기에 의해 상기 보스(B)와 축(A) 사이의 중심 오차 보정으로 원활한 압입이 진행되고, 또한, 상기 보스(B)와 축(A)의 압입에 따른 압입력이 발생된다.

그리고, 상기 압입력에 의한 반발력이 축 고정툴을 통해 이를 지지하는 하부지지체(14)에 전달되고, 상기 하부지지체(14)에 작용하는 반발력은 상기 하부지지체(14)의 상면에 밀착되는 측정블럭(110)의 측정단(114)에 작용하므로, 상기 측정단(114)은 미세한 휨력으로 휘어지게 된다.

아울러, 상기 측정단(114)의 함몰부(114a)에 구성된 측정센서(200)는 상기 측정단(114)의 미세한 휨력에 의한 변형률을 감지하고, 이를 계산하여 외부의 디스플레이로 출력함에 따라 외부 감시자는 보스(B)와 축(A)이 허용 오차범위의 압입력으로 압입되는지를 판별할 수 있다.

물론, 상기 측정센서(200)에서 측정된 압입력이 오차 범위를 초과하거나 미치지 못할 경우에는 자동 센싱에 의해 불량 여부를 판별하도록 구성된다.

상기 보스(B)에 축(A)의 압입이 완료되면 상기 승강부(3)는 유압부(5)의 상승 유압에 의해 상승되어, 압입 작업을 완료하게 된다.

따라서, 상기의 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기는 보스와 축의 중심 오차의 보정과 함께 압입력을 측정함에 따라 동심원 형상오차 뿐만 아니라 압입 오차까지 측정할 수 있다는 효과가 있다.

더불어, 상기 탄성중심기기 내에 압입력 측정장치가 구성됨에 따라 전체적인 압입장치의 최소화로 제조시간과 제조 단가 및 공간효율성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 종래의 압입장치는 승강부의 정밀한 승강을 위해 고가의 LM가이드를 필수적으로 사용되어야 했지만, 상기 고가의 LM가이드의 사용을 선택적으로 할 수 있어, 압입장치의 단가를 최소화할 수 있으므로 제품 경쟁력을 가지는 효과가 있다.

( 제 2 실시 예 )

도 7은 제 2 실시 예에 따른 측정블럭의 일부 분해 사시도이고, 도 8은 도 7 의 조립상태를 복합 단면법에 의해 절단한 단면도이며, 도 9는 제 2 실시 예에 따른 측정블럭의 조립 저면도로서, 이를 참조하면, 제 2 실시 예에 따른 측정블럭(120)은 상부지지체(13)의 하단에 상단이 고정되는 고정단(122)과, 상기 고정단(122)의 하방에 마련되는 측정단(124), 및 상기 고정단(122)과 측정단(124)의 사이 간격을 유지하기 위한 측정단 변형간격(126)으로 구성되되, 상기 고정단(122)과 측정단(124)은 탄성체(16)가 안착되는 다수의 자리공간(129)이 형성되고, 상기 자리공간(129)에 마련되고, 탄성체(16)를 지지하는 보조블럭(130)이 구성된다.

아울러, 상기 측정단(124)은 중앙에 일정 깊이의 함몰부(124a)가 형성되고, 상기 함몰부(124a)에 의해 외주에 돌출부(124b)가 형성되며, 상기 돌출부(124b)는 자리공간(129)이 형성되는 부분에 일정 간격으로 절단되어 각각의 단일편이 형성된다.

더불어, 상기 돌출부(124b)의 각각의 단일편에는 상기 보조블럭(130)이 체결고정되도록 체결수단이 삽입되는 체결공이 형성되고, 또한 중앙부에 리미터(18)가 삽입되는 삽입공(128)이 형성된다.

또한, 상기 돌출부(124b)의 하단은 하부지지체(14)와의 밀착면적을 최소화하기 위한 경사면(124c)이 형성되고, 상기 경사면(124c)은 외측에서 내측으로 일정 각도 상승된 기울기를 가짐이 바람직한 것으로, 이는 제 1 실시 예에의 경사면(114c)과 동일한 작용 효과를 가진다.

한편, 상기 함몰부(124a)에는 측정센서(200)가 구성되고, 상기 측정센서(200)는 전기식 스트레인 게이지(electrical strain gage)로 형성되고, 상기 전 기식 스트레인 게이지는 도시된 바와 같이 X 및 Y축 방향으로 다수 형성됨이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 정확한 압입력을 산출하기 위해 복수로 형성할 수 있다.

상기 측정단 변형간격(126)은 측정단(124)의 탄성 한계점을 초과하여 변형됨을 방지하기 위한 간격으로 통상적으로 0.1 ~ 0.2mm를 가지나, 상기 측정단 변형간격(126)을 가공하기가 어려운 문제점이 있는 것으로, 이를 해결하고자, 상기 측정단 변형간격(126)이 형성되는 부분에 가공이 편안한 공간만큼 가공처리하여, 공간을 형성한다.

아울러, 상기 형성된 공간에 고정블럭(140)을 위치시켜, 상기 고정블럭(140)과 가공처리된 공간과의 높이 편차에 의해 측정단 변형간격(126)이 형성되도록 구성함이 바람직하다.

상기 보조블럭(130)은 내측에 탄성체(16)가 안착 고정되도록 삽입홈이 형성되고, 하단부는 돌출부(124b)에 형성된 각각의 단일편들 사이에 체결수단에 의해 체결고정되도록 구성된다.

이때, 상기 보조블럭(130)의 상단은 고정단(122) 보다 낮은 높이로 형성됨이 바람직한 것으로, 이는 상기 고정단(122)이 고정되는 상부지지체(13)의 하단에 상기 보조블럭(130)의 상단면이 밀착되면, 돌출부(124b)의 휨 변형을 방해하게 되는 문제점이 발생하기 때문이다.

상기와 같이 구성된 제 2 실시 예에 따른 측정블럭에 의한 측정방법은 제 1 실시 예와 동일하므로 이에 대한 작동 효과는 생략한다.

이와 같이 본 발명의 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기는 상, 하부지지체와 다수의 탄성체로 구성된 탄성중심기기의 상, 하부지지체 사이에 측정블럭과 상기 측정블럭의 일측에 측정센서를 구성하여, 상기 보스와 축의 압입에 있어서, 상기 보스와 축의 중심 오차 보정과 동시에 압입력을 측정할 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 중심오차 보정 및 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기를 제공하여, 이를 통해 제조 부품의 최소화로 제조 단가의 하락과 제조 공정의 단축 및 설치공간의 협소화로 공간 효율성을 증가시키고, 특히 승강부의 승강가이드를 위해 필수적으로 사용되었던 LM가이드를 선택적으로 사용 가능함에 따른 제조 단가의 대폭적인 감소 등으로 전체적인 압입장치의 제품경쟁력을 강화하는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims

상, 하부지지체와, 상기 상, 하부지지체 사이에 다수의 탄성체가 구성되어, 탄성중심원리에 의해 순수한 병진운동으로 보스와 축 사이의 중심오차를 보정하는 탄성중심기기에 있어서,

상기 상, 하부지지체(13)(14) 사이에 구성되는 측정블럭;

상기 측정블럭의 어느 일측에 마련되는 측정센서(200)로 구성되어;

상기 상, 하부지지체(13)(14)의 어느 하나에 작용하는 압입력에 의한 반발력으로 상기 측정블럭이 휨 변형되고, 상기 측정블럭의 휨 변형을 측정센서(200)에서 측정하여, 상기 측정블럭의 변형률에 따른 반발력의 힘이 산출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기.
제 1 항에 있어서, 상기 측정블럭(110)은

상부지지체(13)에 고정되는 고정단(112); 및

상기 고정단(112)의 하방에 마련되고, 일정깊이로 형성된 측정단 변형간격(116)만큼 일정 높이 이격된 상태로 하부지지체(14)와 근접한 위치에 고정되며, 측정센서(200)가 구성되는 측정단(114);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기.
제 2 항에 있어서, 상기 측정단(114)은

측정센서(200)의 용이한 부착을 위해 중앙에 함몰부(114a)가 형성되고;

상기 함몰부(114a)의 외주에 돌출부(114b)가 형성되며;

상기 돌출부(114b)는 하부지지체(14)에 작용하는 압입력에 의한 용이한 휨이 작용하도록 끝단에서 중앙으로 기울어진 경사면(114c)이 형성되는 것을 특징으로 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 측정블럭(110)에는 다수의 탄성체(16)와 리미터(18)가 삽입되는 다수의 삽입공(118)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기.
제 1 항에 있어서,

상기 측정블럭(120)은 상부지지체(13)에 일단이 고정되는 고정단(122)과, 상기 고정단(122)의 하단에 일정 깊이로 형성된 측정단 변형간격(126) 만큼의 간격으로 이격되게 측정단(124)이 형성되며;

상기 측정단(124)은 중앙에 측정센서(200)가 구성되는 함몰부(124a)가 형성 되고, 상기 함몰부(124a)에 의해 외주연으로 돌출부(124b)가 형성되고;

상기 돌출부(124b)는 일정 간격으로 절단되어, 절단에 의한 다수의 단일편으로 형성되며;

상기 고정단(122)과 측정단(124)에는 다수의 리미터(18)가 삽입되는 다수의 삽입공(128)이 형성되고, 탄성체(16)가 위치되는 부분에 자리공간(129)이 다수 형성되고;

상기 자리공간(129)에는 탄성체(16)가 삽입되는 삽입공이 형성되고, 상기 측정단의 단일편들 사이에 일단이 체결수단에 의해 고정되는 보조블럭(130);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기.
제 5 항에 있어서,

상기 보조블럭(130)의 상단은 상부지지체(13)와 일정 간격으로 이격된 상태로 측정단(124)에 고정되는 것을 특징으로 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기.
제 5 항에 있어서,

상기 돌출부(124b)는 하부지지체(14)에 작용하는 압입력에 따른 반발력으로 용이한 휨이 작용하도록 끝단에서 중앙으로 기울어진 경사면(124c)이 형성되는 것 을 특징으로 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기.
제 2 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 측정단 변형간격(116)(126)은

측정단(114)(124)이 하부지지체(14)에 작용하는 압입력에 따른 반발력으로 휘어진 후 원 상태 복원이 가능하도록 재질의 탄성한계점을 초과하지 않도록 상기 측정단(114)(124)의 휘어짐을 제안하는 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기.
제 8 항에 있어서,

상기 측정단 변형간격(116)(126)에는 가공의 용이성을 위해 일정 높이로 고정단과 측정단 사이에 가공공간을 형성하고;

상기 가공공간에 고정블럭(140)을 고정시켜, 상기 가공공간과 고정블럭(140)의 높이에 의한 편차에 의해 재질의 탄성한계점을 초과하지 않는 측정단 변형간격이 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기.
제 1 항 내지 제 3 항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 측정센서(200)는 전기식 스트레인 게이지(electrical strain gage)로 형성되는 것을 특징으로 하는 압입력 측정이 가능한 탄성중심기기.