KR100981746B1 - 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터에 관한 것으로 상세하게는 양단의 외주연을 따라 곡면 형상의 외접기어부가 형성되어지는 회전부와, 상기 회전부의 양측단 외주연에 결합되어지며, 상기 회전부의 외접기어부와 맞물리도록 내측면에 내접기어부가 형성되어 시험대상물과 결합되어지는 커플링 플랜지부와, 상기 회전부의 양측 외주연에 결합되어지며, 상기 커플링 플랜지부와 결합되어 회전부와 커플링 플랜지부가 이탈되지 않도록 하는 플랜지와, 상기 회전부의 중앙측 외주연에 결합되어지는 회전수 측정기어와 슬립링 코어와 근접하여 설치되는 센서부 및 스트레인 게이지로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터에 관한 것이다.

Description

유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터{Mass torque-meter for all-in-one coupling is flexibility}
본 발명은 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터에 관한 것으로 상세하게는 양단의 외주연을 따라 곡면 형상의 외접기어부가 형성되어지는 회전부와, 상기 회전부의 양측단 외주연에 결합되어지며, 상기 회전부의 외접기어부와 맞물리도록 내측면에 내접기어부가 형성되어 시험대상물과 결합되어지는 커플링 플랜지부와, 상기 회전부의 양측 외주연에 결합되어지며, 상기 커플링 플랜지부와 결합되어 회전부와 커플링 플랜지부가 이탈되지 않도록 하는 플랜지와, 상기 회전부의 중앙측 외주연에 결합되어지는 회전수 측정기어와 슬립링 코어와 근접하여 설치되는 센서부 및 스트레인 게이지로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터에 관한 것이다.
일반적으로 대용량의 기어 감속기, 증속기, 엔진 및 모터와 유성기어박스 또는 굴삭기 등의 차체에 장착되는 주행 구동 유닛(TDU, Track Drive Unit)의 기계 효율 시험에서는 큰 출력 토크의 측정이 요구되는데, 상기와 같이 큰 토크를 측정하기 위해서는 고가이며 대형 용량인 토크미터가 필요하다.
이러한 대용량의 회전체의 토크를 측정하는 토크미터의 한 예로 다음과 같이 구성된다.
토크측정대상과 부하 체의 중간에 상기의 토크미터를 두고 토크미터 양단에 플렉시블 커플링을 설치하여 측정대상과 부하 체를 연결하며, 토크측정대상과 부하 체의 편심은 플렉시블 커플링의 유연성으로 보정을 해주는 것으로 구성되어진다.
그러나 이러한 유연성이 없는 토크미터는 양단에 결합되는 토크측정대상과 부하 체의 위치가 동일 선상에 위치하지 않으면 결합과 측정이 이루어질 수 없으며, 토크측정대상과 부하 체의 교환 등을 위한 교체가 매우 어렵게 된다. 또한 기존의 대용량 토크미터는 기어커플링을 토크미터 축에 삽입하는 방식을 사용하였으나, 길이가 길어지고 무게가 너무커서 장착과 탈착 작업이 매우 어려운 문제가 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 시험대상물과 결합되어지는 커플링 플랜지부의 내측에 기어부를 형성하고, 회전부의 양단 외주연에 곡면으로 형성되어지는 기어부에 맞물리는 기어부가 형성되는 커플링 플랜지부와, 곡면기어가 형성되어지는 회전부를 통해 시험대상물의 위치가 동일 하지 않더라도(편심) 결합 및 측정이 가능하며, 상기 회전부의 외주연에 결합되어지는 회전수 측정기어와 슬립링 코어 및 슬립링의 중단이 분리 형성되어 회전부와 결합 및 분리가 쉬운 것을 특징으로 하는 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본발명은 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터에 관한것으로서 양단의 외주연을 따라 곡면 형상의 외접기어부가 형성되어지는 회전부와, 상기 회전부의 양측단 외주연에 결합되어지며, 상기 회전부의 외접기어부와 맞물리도록 내측면에 내접기어부가 형성되어 시험대상물과 결합되어지는 커플링 플랜지부와, 상기 회전부의 양측 외주연에 결합되어지며, 상기 커플링 플랜지부와 결합되어 회전부와 커플링 플랜지부가 이탈되지 않도록 하는 플랜지와, 상기 회전부의 중앙측 외주연에 결합되어지는 회전수 측정기어와 슬립링 코어와 근접하여 설치되는 센서부 및 스트레인 게이지로 구성되어진다.
본 발명은 회전부의 양단에 형성되는 외접기어부가 곡면으로 형성되어 회전부가 플랜지부의 내접기어부에 결합될 때 시험대상물의 높이가 다르더라도 결합각도가 변화되어 결합될 수 있는 효과가 있고, 슬립링코어와 회전수 측정기어, 슬립링 및 플랜지가 중단이 분리되는 형태로 구성되어 회전부에 결합되어지므로 시험장비의 길이를 축소함은 물론 시험대상물을 교체할 때 장착과 탈착이 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터의 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터의 회전부와 커플링 플랜지부를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터의 회전부를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터의 커플링 플랜지부를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터의 회전부와 결합되는 커플링 플랜지부의 기어부가 곡면과 직면으로 형성되는 것을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터의 회전부 기어부가 곡면으로 형성된 것을 나타낸 부분 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터의 커플링 플랜지부 기어부가 곡면으로 형성된 것을 나타낸 부분 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터의 회전수 측정기어와 슬립링, 슬립링 코어 및 플랜지의 구성을 나타낸 도면.
도 1내지 도 8에 도시된 바와같이 본 발명은 대용량의 회전장치의 토크를 특정하는 토크미터에 있어서, 일측에 시험대상물(1)이 결합되어지며, 양측에 결합되는 시험대상물(1)의 결합위치가 다르더라도 결합각도가 변화되어 시험대상물(1)과 결합되어질 수 있도록 양단 외주연에 치가 곡면형상으로 형성되는 외접기어부(11)가 형성되고, 외주연에 회전수 측정기어(12)와 슬립링 코어(13)가 결합되어지는 회전부(10)와; 상기 곡면으로 형성된 외접기어부(11)와 맞물리도록 내측면에 평면의 형상으로 내접기어부(21)가 형성되고, 회전부(10)의 양측단 외주연에 결합되어 시험대상물(1)과 결합되어지는 커플링 플랜지부(20)와; 상기 회전부(10)의 외주연에 결합되어진 회전수 측정기어(12)에 근접되어 설치되어 기어의 회전수를 측정하는 센서부(40)와; 상기 회전부(10)의 외주연에 결합되어진 슬립링 코어(13)와 접촉되어 슬립링 코어(13)의 변형률을 측정하는 스트레인 게이지(50)와; 상기 회전부(10)의 양측 외주연에 결합되어 커플링 플랜지부(20)와 회전부(10)가 분리되지 않도록 커플링 플랜지부(20)에 고정되어지는 플랜지(14)와; 상기 센서부(40)와 스트레인 게이지(50)가 고정되며, 바닥에 고정되어지는 지지부(30);를 포함하여 구성되어진다.
도 2 내지 도 3과 도 5 내지 도 6에 도시된 바와같이 상기 커플링 플랜지부(20)의 내접기어부(21)는 치가 곡면으로 형성되어 회전부(10)의 치가 곡면형상으로 형성된 외접기어부(11)와 맞물려 회전부(10)가 시험대상물(1)의 위치에 따라 결합 각도가 변화되어 질 수 있다.
도 8에 도시된 바와같이 상기 회전수 측정기어(12)와 슬립링 코어(13) 및 플랜지(14)는 중단이 분리되어지는 형태로 형성되어 회전부(10)의 상하 또는 좌우방향에서 회전수 측정기어(12)와 슬립링 코어(13)가 결합되어지고, 플랜지(14)는 회전부(10)와 접촉되어 커플링 플랜지부(20)와 결합되어 분리 결합이 쉽도록 한다.
도 8에 도시된 바와같이 상기 슬립링 코어(13)의 상측면에는 슬립링(15)이 중단이 분리되어진 형태로 구성되어 결합되며, 상기 슬립링(15)은 금, 은, 동 또는 카본 중 어느 한가지를 사용하게 된다.
즉, 본 발명을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와같이 회전을 하는 대용량의 시험대상물(1)이 일측에 결합되어지며, 양단의 외주연을 따라 치가 곡면 형상으로 형성되는 외접기어부(11)가 형성되어지는 회전부(10)와, 상기 회전부(10)의 양측단 외주연에 결합되어지며, 상기 회전부(10)의 외접기어부(11)와 맞물리도록 내측면에 내접기어부(21)가 형성되어 시험대상물(1)과 결합되어지는 커플링 플랜지부(20)와, 상기 회전부(10)의 양측 외주연에 결합되어지며, 상기 커플링 플랜지부(20)와 결합되어 회전부(10)와 커플링 플랜지부(20)가 이탈되지 않도록 하는 플랜지(14)와, 상기 회전부(10)의 중앙측 외주연에 결합되어지는 회전수 측정기어(12)와 슬립링 코어(13)와 근접하여 설치되는 센서부(40) 및 스트레인 게이지(50)로 구성되어진다.
도 2 내지 도 3 및 도 5내지 도 6에 도시된 바와같이 상기 회전부(10)는 원통형의 형상으로 형성되어 양측단에 외주연을 따라 외접기어부(11)가 형성되어지고, 외접기어부(11)의 치가 측면상 곡면의 형상으로 형성되어지며, 중앙측 외주연에 간격이 이격되어 회전수 측정기어(12)와 슬립링 코어(13)가 결합되어진다.
도 2 내지 도 7에 도시된 바와같이 상기 커플링 플랜지부(20)는 회전부(10)의 양측단 외주연에 결합되어지며, 내주연에 회전부(10)의 외접기어부(11)와 맞물리도록 내접기어부(21)가 형성되어지며, 시험대상물(1)과 고정되어 시험대상물(1)이 회전하면 연동되어 커플링 플랜지부(20)의 내접기어부(21)를 통해 회전부(10)를 회전시키게되어진다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와같이 그리고, 상기 커플링 플랜지부(20)의 내접기어부(21)는 회전부(10)의 외접기어부(11)와 동일하도록 곡면으로 형성되어 회전부(10)의 외접기어부(11)와 결합되어질 수 있다.
이로인해 회전부(10)의 양측단에 결합되어지는 시험대상물(1)의 위치가 달라도 곡면으로 형성된 회전부(10)의 외접기어부(11)로 인해 회전부(10)의 길이방향 각도가 변화되어지므로 시험대상물(1)의 위치가 달라도 사용이 가능하게 된다.
도 8에 도시된 바와같이 상기 플랜지(14)는 중단이 분리되어지는 형태로 형성되어 회전부(10)의 양측 외주연에 결합되어지며, 커플링 플랜지부(20)에 결합 고정되어 회전부(10)가 커플링 플랜지부(20)와 분리되지 않도록 한다.
상기 회전부(10)의 외주연에 결합되어 회전수를 측정하는 회전수 측정기어(12)는 중단이 분리되어지는 형태로 구성되어 회전부(10)의 외주연에 결합되어지며, 외주연에 기어가 형성되어 센서부(40)에서 기어를 통해 회전수를 측정하게된다.
상기 회전부(10)의 외주연에 회전수 측정기어(12)와 이격되어 슬립링 코어(13)가 결합되어지며, 중단이 분리되어지는 형태로 구성되고, 스트레인 게이지(50)를 통해 회전부(10)의 변형률을 측정하게된다.
그리고, 상기 슬립링 코어(13)의 외주연에는 슬립링 코어(13)에 접촉되어지는 스트레인 게이지(50)에서 잡음이 측정되지 않도록 전도율이 높은 슬립링(15)이 중단이 분리되는 형태로 형성되어 밀착 결합되어진다.
이러한 슬립링(15)의 재질은 금, 은, 동 또는 카본 중 어느 한가지를 사용하게된다.
상기 센서부(40)는 회전수 측정기어(12)와 근접 이격되어 회전수 측정기어(12)의 기어를 통해 회전부(10)의 회전수를 측정하게된다.
도 2에 도시된 바와같이 상기 스트레인 게이지(50)는 상기 슬립링 코어(13) 외주연에 결합되어지는 슬립링(15)에 접촉되어 슬립링(15)의 표면을 측정하게 된다.
상기의 커플링 플랜지부(20)와 결합되어지는 시험대상물(1)의 위치가 동일 선상에 위치하지 않고 차이가 나더라도 회전부(10)의 곡면기어로 인해 회전부(10)의 길이방향 각도가 변경되어 시험대상물(1)과 연동되어 회전될 수 있도록 한다.
1 : 시험대상물
10 : 회전부 20 : 커플링 플랜지부
30 : 지지부 40 : 센서부
50 : 스트레인 게이지

Claims (4)

  1. 대용량의 회전장치의 토크를 특정하는 토크미터에 있어서,
    일측에 시험대상물(1)이 결합되어지며, 양단 외주연에 치가 곡면형상으로 형성되는 외접기어부(11)가 형성되고, 외주연에 회전수 측정기어(12)와 슬립링 코어(13)가 결합되어지는 회전부(10)와;
    상기 곡면으로 형성된 외접기어부(11)와 맞물리도록 내측면에 평면의 형상으로 내접기어부(21)가 형성되고, 회전부(10)의 양측단 외주연에 결합되어 시험대상물(1)과 결합되어지는 커플링 플랜지부(20)와;
    상기 회전부(10)의 외주연에 결합되어진 회전수 측정기어(12)에 근접되어 설치되어 기어의 회전수를 측정하는 센서부(40)와;
    상기 회전부(10)의 외주연에 결합되어진 슬립링 코어(13)와 접촉되어 슬립링 코어(13)의 변형률을 측정하는 스트레인 게이지(50)와;
    상기 회전부(10)의 양측 외주연에 결합되어 커플링 플랜지부(20)와 회전부(10)가 분리되지 않도록 커플링 플랜지부(20)에 고정되어지는 플랜지(14)와;
    상기 센서부(40)와 스트레인 게이지(50)가 고정되며, 바닥에 고정되어지는 지지부(30);를 포함하여 구성되어지는 것을 특징으로 하는 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 커플링 플랜지부(20)의 내접기어부(21)는 치가 곡면으로 형성되어 회전부(10)의 치가 곡면형상으로 형성된 외접기어부(11)와 맞물려 회전부(10)가 시험대상물(1)의 위치에 따라 결합 각도가 변화되어 질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전수 측정기어(12)와 슬립링 코어(13) 및 플랜지(14)는 중단이 분리되어지는 형태로 형성되어 회전부(10)의 상하 또는 좌우방향에서 회전수 측정기어(12)와 슬립링 코어(13)가 결합되어지고, 플랜지(14)는 회전부(10)와 접촉되어 커플링 플랜지부(20)와 결합되도록 하여 분리 결합이 쉽도록 하는 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 슬립링 코어(13)의 상측면에는 슬립링(15)이 중단이 분리되어진 형태로 구성되어 결합되며, 상기 슬립링(15)은 금, 은, 동 또는 카본 중 어느 한가지를 사용하는 것을 특징으로 하는 유연성 커플링 일체형 대용량 토크미터.
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