KR20080113508A

KR20080113508A - 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치

Info

Publication number: KR20080113508A
Application number: KR1020070062062A
Authority: KR
Inventors: 김학수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2008-12-31

Abstract

본 발명은 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치에 관한 것으로서, 시편의 모양과 장착되는 위치에 따라 마찰범포가 시편에 가하는 영향이 다른 문제점을 가지고 있어 이를 해결하고자 하중측정기를 이용하여 시편이 일정한 하중 하에서 마모 평가를 받을 수 있도록 시험장비를 구성함으로써, 시편의 형상 및 장착 위치와 무관하게 재현성 있는 곡면 마모 시험결과를 얻는 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치에 관한 것이다.

이에 의해 시험장비에서 요구되는 하중을 준 상태에서 마찰범포가 좌우로 왕복운동하여 일정한 하중으로 마모시험이 진행됨으로써, 시험 조건의 신뢰성을 확보하고, 재현성 높은 결과를 얻는 효과가 있다.

플라스틱, 마모시험, 곡면, 시편, 마찰범포, 하중측정기, 상하조절기, 시험지그

Description

차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치{Wearness test apparatus of plastic surface for vehicle interior}

도 1은 종래 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치의 개시도,

도 2는 종래 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치 마찰범포 개시도,

도 3은 본 발명에 따른 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치의 개시도,

도 4는 본 발명에 따른 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치 거치부의 작동도,

도 5는 본 발명에 따른 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치 고정기의 작동도,

도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예의 개시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

300 : 지지부 310 : 레일

320 : 시험지그 330 : 구동부

350 : 거치부 400 : 마찰범포

410 : 고정기 520 : 하중측정기

일반적으로 차량 내장용 플라스틱은 외관향상이나 소재의 고급감을 통한 상품성 향상 및 스크래치 방지를 위해 플라스틱 기재 위에 표면처리가 이루어지게 된다.

이러한 표면처리는 페이트 도장, 우드그레인, 인서트 필름 및 진공 증착 등 다양한 방법이 있으며, 여러 공정을 통해 기재위에 도포되고 있다.

하지만, 이러한 표면처리층의 물성은 소재의 표면처리 공정조건에 따라 큰 영향을 많이 받기 때문에 소재 자체 물성뿐 아니라 공정관리에도 세심한 관리가 요구된다.

최근 내장재 도장의 벗겨짐과 같은 감성품질과 관련된 품질문제가 이슈화됨에 따라 표면처리 소재, 공정 개발 및 품질확인 평가시 내마모 시험이 중요한 항목 으로 요구되고 있고, 대부분의 자동차 회사에서는 상기와 같은 표면물성을 확인하기 위해 표면처리 부품에 대한 내마모성 평가를 진행하고 있다.

이러한 내마모 시험의 경우 표면 상태 및 형상에 영향을 많이 받기 때문에 평판형의 시편상태로 시험 되어지는 여타의 항목과는 달리 부품상태에서 직접 시험되어지고 있다.

특히, 플라스틱 부품의 곡면 마모시험은 표면처리된 내장 플라스틱 표면을 마찰범포를 사용하여, 일정 하중하에 지정된 왕복속도 및 왕복길이에서 마찰범포와 부품 표면을 마찰시킴으로써, 표면 처리재에 대한 기본물성을 평가하는 시험이다.

첨부한 도 1은 종래 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치의 개시도이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 플라스틱 부품(100)은 거치대(110)에 고정되고, 마찰범포(120) 한쪽은 하중을 주기 위해 무게추(130)와 연결된다.

이는 마찰범포(120)와 부품(100)이 맞닿게 되고, 설정된 속도, 마찰거리 및 횟수로 마찰되어 부품표면의 소지 노출 여부가 확인되는 시험법이다.

플라스틱 부품의 곡면 마모시험에서 가장 중요한 시험조건은 규정된 하중하에서 평가를 진행하는 것이다.

이는 시편(100)에 가해지는 하중에 따라 마모의 가혹도가 결정되는바 시험결과에 커다란 영향을 미치기 때문이다.

이러한 곡면 마모시험에서 마모속도와 길이는 마모장치내 구동모터(140)의 회전수와 반지름을 조정함으로써 일정하게 유지 및 조절 될 수 있으나, 매 시험마 다 일정 하중을 가하는 것은 종래 장치로서 구현되기 어려운 문제점이 있다.

이는 차량 내장재 곡면 마모시험은 단품에서 시편이 바로 채취되어 각부품의 크기 및 형상이 다르고, 같은 부품을 시험한다고 하더라도 채취하는 부위 및 방법에 따라 시편의 크기 및 형상이 조금씩 달라지게 되기 때문이다.

이러한 크기 및 형상의 차이는 마모 시험시 마찰 범포와 시편이 닿는 위치 및 시편에 가해지는 하중(압력)에 영향을 주어 시험의 재현성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 시험부품이 소형(두께가 얇은) 부품일 경우 시편거치를 하더라도 제품의 두께가 얇아 마찰범포에 의한 하중을 가하기 어렵기 때문에 다른 보조 장비를 이용하지 않으면 마모시험이 어려워지는 문제점이 있다.

첨부한 도 2는 종래 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치 마찰범포 개시도이다.

그리고, 긴 마찰범포(120)는 한쪽 부분에만 하중이 가해지고 다른 한쪽에서는 왕복운동을 하기 때문에 시험부품이 곡면일 경우 도 2에서 도시한 바와 같이 마찰범포(120)가 왕복운동시 한쪽으로 쏠리면서 가이드 레일과 맞닿아 접히는 현상(150)이 빈번히 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 긴 길이의 마찰범포(120)가 빠른 속도로 움직이기 때문에 왕복하는 동안 마찰범포(120)가 좌우로 움직이면서 마모되는 구간이 일정치 않게 되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점 때문에 시험결과의 신뢰성을 얻기 위해서 평가가 진행되 는 동안 시험자는 마모시험 과정을 계속 확인해야 하고, 이로 인해 표면처리재 종류에 따라 500회~10,000회의 마모시험을 실시하는 시험자의 업무 효율성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 시편이 장착되는 장착기 하부에 상하조절기 및 하중측정기가 형성되어 시험에서 원하는 하중이 확인 및 조절되고, 시험지그가 구동부 회전축의 회전에 의해 왕복운동하여 시편에 일정한 내마모 하중이 가해짐으로써, 시험결과의 신뢰성을 확보하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치에 있어서, 하부에 길이방향의 받침대가 형성되고, 상부 양측에 레일이 형성되는 지지부와; 상기 지지부의 레일에 슬라이딩 방식으로 결합하도록 하부에 바퀴가 형성되는 시험지그와; 상기 시험지그의 왕복방향으로 고정되는 마찰범포와; 상기 시험지그의 왕복운동이 이루어지도록 이 시험지그의 일측에 형성되는 구동부와; 상기 마찰범포의 하부에 시편이 장착되는 거치부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 일 구현예로서, 상기 구동부는 상기 시험지그의 일측 중앙에 결합 하는 이동축과; 상기 이동축의 일단에 결합하는 회전축과; 상기 회전축이 구동되도록 이 회전축에 연결되는 모터와; 상기 모터의 회전속도가 콘트롤되는 제어기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 거치부는 시편이 장착되는 장착기와;상기 장착기에 장착된 시편에 가해지는 하중이 측정되도록 이 거치대 하부에 형성되는 하중측정기와; 상기 장착기의 높이가 조절되도록 상기 하중측정기의 하부에 형성되는 상하조절기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 하중측정기는 로드셀로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 시험지그는 양측에 스위치 회전에 의해 마찰범포가 고정되는 고정기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치의 개시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치 거치부의 작동도이고, 도 5는 본 발명에 따른 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치 고정기의 작동도이다.

도 3에서 도시한 바와 같이, 지지부(300)의 레일(310)위에 장착되는 시험지그(320)는 구동부(330) 회전축(340)의 회전에 의해 왕복운동하여, 거치부(350)에 장착된 시편(360)의 마모시험이 진행되고, 시험시 시편(360)의 가압하중에 따라 상 하조절기(370)에 의해 시편(360)의 높이가 조절되어 시험에서 요구되는 균일한 하중의 마모시험이 이루어진다.

상기 지지부(300)는 중앙에 공간이 형성되도록 하부 양측에 받침대(380)가 형성되고, 상기 시험지그(320)가 바퀴(390)에 의해 왕복운동하도록 상부 양측에 레일(310)이 형성된다.

여기서, 상기 받침대(380)는 지지부(300)에 의해 장착되는 시험지그(320)의 하중을 고려하여 설계되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 레일(310)의 길이는 상기 시험지그(320)의 왕복운동시 양끝단 지점 사이의 거리보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 시험지그(320)는 4개의 축으로 이루어진 직사각 형상으로 형성되고, 구동부(330)의 작동에 의해 상기 지지부(300)의 레일(310)에서 왕복운동하도록 레일(310)에 장착되는 축 하부에 복수의 바퀴(390)가 형성된다.

또한, 상기 레일(310)에 장착되지 않는 시험지그(320)의 양축은 마찰범포(400)가 고정되도록 고정기(410)가 형성된다.

여기서, 상기 고정기(410)는 도 5에서 도시한 바와 같이 스위치(420)의 회전에 의해 압축부(430)가 하강하여 마찰범포(400)의 양측이 압축부(430)와 평판부(440) 사이에 고정됨으로써, 마찰범포(400)의 교체과정이 간소화된다.

상기 마찰범포(400)는 상기 시험지그(320)의 양측에 형성된 고정기(410)에 고정되는바, 시험시 주름에 의해 시편(360)의 마모시험이 비효율적으로 이루어지는 것이 방지되도록 팽팽하게 고정되는 것이 바람직하고, 그 폭은 시편(360)과 맞닿는 접촉면에 따라 달라지는 것이 바람직하다.

상기 구동부(330)는 시험지그(320)의 구동부축(460)과 수직으로 연결되는 이동축(470)과, 이 이동축(470)의 일단에 연결되어 회전에 의해 시험지그(320)를 왕복운동시키는 회전축(340)과, 이 회전축(340)이 회전하도록 작동하는 모터(500)와, 모터(500)의 회전속도를 제어하는 제어기(480)로 이루어진다.

여기서, 상기 이동축(470)의 길이는 일정하게 유지되어 회전축(340)이 회전에 의해 시험지그(320)와 가까워지는 경우 시험지그(320)는 구동부(330)에서 멀어지는 방향으로 이동하고, 회전축(340)이 시험지그(320)와 멀어지는 경우 시험지그(320)는 구동부(330)에 근접하는 방향으로 이동함으로써, 시험지그(320)는 왕복운동한다.

또한, 상기 제어기(480)는 모터(500)의 회전속도를 조절하여, 시편(360)에 가해지는 마모속도가 시험하고자 하는 목적에 맞게 제어되도록 한다.

상기 거치부(350)는 시편(360)이 고정되는 장착기(510)와, 이 장착기(510)에 고정되는 시편(360)에 가해지는 하중이 측정되는 하중측정기(520)와, 장착기(510)의 높이를 조절하는 상하조절기(370)로 이루어진다.

여기서, 상기 장착기(510)의 하부에 형성되는 하중측정기(520)는 아날로그 방식의 토그게이지를 사용하는 것도 가능하지만, 디지털 방식의 로드셀을 사용하는 것이 정확도 측면에서 더욱 효율적이다.

이러한 로드셀을 이용한 하중측정기(520)를 통해 시편(360)에 가해지는 하중이 실시간으로 확인될 수 있다.

또한, 상기 상하조절기(370)는 도 4에서 도시한 바와 같이 시편(360)이 장착된 장착기(510)를 상승시켜 시편(360)에 가해지는 하중을 발생시키고, 상기 하중측정기(520)에 감지된 하중이 시험하중과 오차가 발생하는 경우 장착기(510)의 높이를 조절함으로써, 마찰범포(400)가 시편(360)에 가하는 하중이 조절된다.

따라서, 시편(360)의 형상이나 크기가 다르더라도 하중측정기(520) 및 상하조절기(370)로 시편(360)에 가해지는 하중을 확인 및 조절 할 수 있기 때문에 시험에서 요구되는 하중 하에서 평가를 할 수 있게 되는 것이다.

첨부한 도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예의 개시도이다.

도 6에서 도시한 바와 같이, 복수의 마찰범포(400)가 시험지그(320)의 양측 고정기(410)에 의해 장착되고, 각 마찰범포(400)의 하부에 시편(360)이 장착된 복수의 거치부(350)가 형성된다.

이에 따라, 여러 시편(360)에 대한 마모시험이 동시에 진행할 수가 있게 되어 시험에 소요되는 시간이 감소될 수 있다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명에 따른 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 시편이 장착되는 장착기 하부에 하중측정기가 형성되어 시편에 가해지는 하중이 실시간으로 확인됨으로써, 원하는 마모하중으로 마모시험이 이루어지고,

둘째, 상하조절기에 의해 시편의 높이가 조절되어 각기 다른 시편에 대해 하 중의 제어가 용이하게 이루어지고,

세째, 시험장비에서 요구되는 하중을 준 상태에서 마찰범포가 좌우로 왕복운동하여 일정한 하중으로 마모시험이 진행됨으로써, 시험 조건의 신뢰성을 확보하고, 재현성 높은 결과를 얻게 되고,

네째, 마찰범포를 여유있는 폭으로 잘라 시험지그의 고정기에 팽팽하게 고정함으로써, 마찰범포의 교체과정이 간소화되는 효과가 있다.

Claims

차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치에 있어서,

하부에 길이방향의 받침대가 형성되고, 상부 양측에 레일이 형성되는 지지부와;

상기 지지부의 레일에 슬라이딩 방식으로 결합하도록 하부에 바퀴가 형성되는 시험지그와;

상기 시험지그의 왕복방향으로 고정되는 마찰범포와;

상기 시험지그의 왕복운동이 이루어지도록 이 시험지그의 일측에 형성되는 구동부와;

상기 마찰범포의 하부에 시편이 장착되는 거치부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 구동부는 상기 시험지그의 일측 중앙에 결합하는 이동축과;

상기 이동축의 일단에 결합하는 회전축과;

상기 회전축이 구동되도록 이 회전축에 연결되는 모터와;

상기 모터의 회전속도가 콘트롤되는 제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 거치부는 시편이 장착되는 장착기와;

상기 장착기에 장착된 시편에 가해지는 하중이 측정되도록 이 거치대 하부에 형성되는 하중측정기와;

상기 장착기의 높이가 조절되도록 상기 하중측정기의 하부에 형성되는 상하조절기로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치.
청구한 3에 있어서, 상기 하중측정기는 로드셀로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 시험지그는 양측에 스위치 회전에 의해 마찰범포가 고정되는 고정기가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 내장용 플라스틱 표면의 마모시험 장치.