KR101026193B1 - 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치 - Google Patents

와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사방면에 눈금부를 형성하는 측정 공간체 내에 상호간 소정간격 이격되어 설치되는 세로 지지대와, 상기 세로 지지대에 지면과 수평으로 설치되어 상, 하로 유동하며 위치 변동이 가능한 가로 지지대와, 와이어 번들을 고정한 채 자유자재로 방향이 변동 가능한 지그부와, 상기 와이어 번들의 변동 경로를 촬영하는 다수개의 3차원 스캐너로 구성되도록 하여, 상기 3차원 스캐너를 통해 촬영된 와이어 번들의 경로 데이터를 기존 와이어 번들의 설계 데이터와 비교함으로써, 상기 와이어 번들의 차량 적용시 주위 부품들과 간섭이 일어나지 않는 와이어 번들의 최적 경로를 예측하여 이를 구현 할 수 있도록 한 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치에 관한 것이다.
와이어링 하네스, 와이어 번들, 3차원, 경로, 간섭, 측정시험장치

Description

와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치{MEASURING AND TESTING APPARATUS OF THREE-DIMENSIONAL PASSAGE FOR WIRING HARNESS}
본 발명은 주위 부품들과 간섭이 최소화될 수 있는 와이어링 하네스의 경로 예측이 가능한 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치에 관한 것이다.
하네스(HARNESS)란 말과 마차를 연결시켜 주는 마구를 뜻하며, 자동차에서는 차체의 각 전기장치에 동력을 전달하는 와이어(WIRE) 배선을 세트(SET)화 한 것을 와이어링 하네스(배선, WIRING HARNESS)라 한다.
자동차 내의 전기회로에 사용되는 WIRING HARNESS(배선)는 자동차의 중추신경 역할 및 전장품을 원활히 작동시켜주는 전기 통로의 역할을 한다.
이것은 전압원에서 부하로 전류가 흐를 수 있는 도선(도체)으로써 수백 미터의 선과 케이블(CABLE), 접속자(CONNECTOR) 또는 단자(TERMINAL)로 이루어져 있으며 자동차 내에 300개 이상의 회로가 수백개의 전장품(부하)에 연결되어 있다.
하지만, 와이어링 하네스의 처짐으로 인해 장치와 접촉하며 마찰되기 때문에, 사용이 계속됨에 따라 와이어 번들이 손상되는 문제점이 발생되었다.
즉, 와이어링 하네스를 내부에 형성된 통로로 구속하여 배선방향을 설정하 고, 차체에 고정하여 차량의 운행으로 인한 와이어링 하네스의 진동이나 유동을 방지하도록 하여야 하는데, 상기 와이어링 하네스가 방향성을 유지하기 위해 급격하게 꺾이는 구간이나 유동부위에서 사용되어질 경우, 와이어링 하네스에 가해지는 인장 및 진동에 의해 다른 부품들과 와이어링 하네스가 간섭을 일으키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 3D 스캐너를 통한 와이어링 하네스의 경로 데이터와 설계 데이터의 비교 검증으로, 상기 와이어링 하네스의 경로 형성 및 주위 부품과의 간섭을 예측하여 시뮬레이션과 정합성 평가로 신뢰도 향상과 최적화 실현을 할 수 있는 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 측정 공간체와; 상기 측정 공간체 내에서, 상호간 소정간격 이격되며 지면과 수직으로 설치되는 복수개의 세로 지지대와; 상기 복수개의 세로 지지대에 상호간 소정간격 이격되며 지면과 수평을 이루며 결합되는 복수개의 가로 지지대와; 상기 가로 지지대의 일단에 결합되는 지그부와; 상기 지그부에 소정부위가 고정되는 와이어 번들과; 상기 와이어 번들이 유동되는 경로를 스캔하기 위해 상기 측정공간체 외부에 설치되는 3차원 스캐너; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 차량에 적용되는 와이어링 하네스의 최적 경로를 3차원으로 예측가능하며, 이를 적용시, 주위 부품과의 간섭이 최소화되는 최적화 실현이 가능한 효과가 있다.
이로 인해, 차량 운행 중 진동에 의해 와이어링 하네스가 주위 부품과 접촉되어 손상됨을 방지하는 효과가 있다.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)" 등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)" 또는 "제 3(third)" 등과 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사 전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치를 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치는 와이어링 하네스가 주위 부품들과 접촉되지 않는 최적의 경로 예측이 가능한 측정시험장치로, 측정 공간체(10), 세로 지지대(Vertical Support, 20), 가로 지지대(Horizontal Support, 30), 지그부(Articulation JIG, 40), 와이어 번들(Wire Bundle, 시료, 50), 3차원 스캐너(Three Dimensional Scanner ,60)를 포함한다.
상기 측정 공간체(10)는 내부가 비어 있는 사각관체 형상을 가지며, 상기 측정 공간체(10) 내부에 하기에서 설명될 다수의 구성요소들이 설치되도록 한다.
더불어, 상기 측정 공간체(10)는 사방면에 걸쳐 격자형상으로 일정한 간격을 가지는 눈금부(11)가 형성되도록 한다.
상기 세로 지지대(20)는 측정 공간체(10) 내부에 설치되는 것으로, 복수개가 한 쌍으로 이루어지도록 한다. 또한, 상기 세로 지지대(20)는 지면과 수직을 이루도록 하되, 복수개가 상호간 소정간격 이격되어 설치되도록 하고, 상기 세로 지지대(20)의 일단은 측정 공간체(10) 내부에 고정되어 유동되지 않도록 한다.
더불어, 상기 세로 지지대(20)는 길이방향으로 향해 세로 이동장홀(21)을 형성하도록 하는데, 상기 세로 이동장홀(21)은 세로 지지대(20)의 4면 중 상호 대응되는 정, 후면 또는 좌, 우측면에 각각 형성되도록 하고, 형성된 정, 후면 또는 좌, 우측면이 연통되는 형태를 가지도록 한다.
상기 가로 지지대(30)는 선술된 상기 세로 지지대(20)와 마찬가지로 길이방향으로 향하는 가로 이동장홀(31)을 형성하도록 하되, 상기 가로 이동장홀(31) 또한, 가로 지지대(30)의 4면 중 상호 대응되는 정, 후면 또는 좌, 우측면에 각각 형성되도록 하고, 형성된 정, 후면 또는 좌, 우측면이 상호간 연통되는 형태를 가지도록 한다.
상기 가로 지지대(30)의 가로 이동장홀(31) 및 세로 지지대(20)의 세로 이동장홀(21)의 형성은 상기 가로 이동장홀(31)이 상, 하로 유동가능토록 하기 위함으로써, 상기 복수개가 한 쌍으로 이루어지는 가로 지지대(30)는 상기 복수개의 세로 지지대(20)에 지면과 수평으로 결합이 되도록 한다.
이때, 상기 가로 지지대(30)와 세로 지지대(20) 상호간을 고정하기 위해 접촉부위를 제 1고정수단(32)으로 고정하게 되는데, 상기 제 1고정수단(32)은 가로 지지대(30)의 가로 이동장홀(31)과 세로 지지대(20)의 세로 이동장홀(21)을 연속으로 관통하여 고정되는 형태를 취하도록 한다. 즉, 상기 가로 지지대(30)와 세로 지지대(20)를 가로 이동장홀(31)과 세로 이동장홀(21)이 상호간 연통되는 형태로 맞닿아 있어야 한다.
(상기 제 1고정수단(32)이란 볼트와 너트를 말하며, 복수개의 구성요소 상호간을 고정결합시키는 역할이라면 사용자의 선택에 의해 다른 것으로도 적용 가능할 것이다.)
이로써, 상기 가로 지지대(30)는 세로 지지대(20)의 길이방향으로 향해 상, 하로 유동되는데, 상기 복수개의 가로 지지대(30)는 각각 별도로 유동이 가능하여, 상호간의 이격거리(α)가 조절 가능토록 한다.
상기에서 설명했듯이, 상기 가로 지지대(30)와 세로 지지대(20)는 각 한 쌍씩 결합되는 것으로, 이와 같이 한 쌍씩 결합되는 가로 지지대(30)와 세로 지지대(20) 군이 다수개가 상기 측정 공간체(10) 내에서 상호간 소정간격 이격되며 설치되는 것이다.
상기 지그부(40)는 가로 지지대(30)의 일단에 결합되는 것으로, 상기 지그부(40)는 가로 지지대(30)에 결합고정되는 제 1관절지그(41)와, 상기 제 1관절지 그(41)에 결합되는 제 2관절지그(43)와, 상기 제 2관절지그(43)에 결합되는 시료 고정 장착대(46)로 이루어진다.
상호간의 결합관계를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 제 1관절지그(41)는 반원형의 판 형상을 가지며, 평판 부분이 상기 지그부(40)의 일단 상부면에 고정되도록 하고 반대편인 라운딩 부분에는 제 1연결홈(42)을 내측으로 파여진 형태로 형성한다.
이후, 상기 제 1관절지그(41)의 라운딩 부분에 제 2관절지그(43)가 결합되는데, 상기 제 2관절지그(43)는 일정두께를 가지는 원판형 형상이되, 상기 제 1관절지그(41)의 제 1연결홈(42)과 대응되는 결합공(44)을 중앙에 관통형성하고, 외주연에는 내측으로 파여지는 제 2연결홈(45)이 형성되도록 한다. 즉, 상기 제 1관절지그(41)의 제 1연결홈(42) 상부에 상기 결합공(44)이 대응되도록 제 2관절지그(43)를 접합시킨 후, 제 2고정수단(B)으로 고정하는 것이다.
(사용자의 실시예에 따라, 상기 제 1관절지그(41) 대신, 제 2관절지그(43)가 다수개가 사용되어 제 2관절지그(43)가 가로 지지대(30)의 일단에 결합되어 제 1관절지그(41)의 역할을 담당할 수도 있다. 이는 사용자의 선택에 의해 다양하게 변경이 가능함을 나타내는 것이며 도 1에서 도시되어 있다.)
상기 제 2고정수단(B)이란 볼트 등, 복수개의 구성요소 상호간을 고정결합시킬 수 있는 수단으로서, 사용자의 선택에 의해 동일한 작용을 한다면 볼트 외에 다른 것으로 적용 또한 가능할 것이며, 이는 후술 될 제 3고정수단(B')에도 동일하게 적용된다. 즉, 상기에서처럼 결합공(44)을 관통 후, 제 1연결홈(42)에 일단이 끼워 져 상기 제 1관절지그(41)와 제 2관절지그(43)가 고정되기 위해서는, 상기 제 1연결홈(42)에 끼워지는 제 2고정수단(B)의 일단 외주연에 수나사산(a)이 형성되어 있어야 할 것이며, 더불어 이와 대응되는 암나사산(b)이 제 1연결홈(42) 내주연에 형성되어 있어야 할 것이다.
물론, 상기 제 2관절지그(43)에 형성된 제 2연결홈(45) 내주면에도 암나사산(b)이 형성되어 있어야 함은 당연할 것이다.)
상기와 같이 제 1관절지그(41)와 제 2관절지그(43)를 연결한 후에는, 상기 제 2관절지그(43)에 시료 고정 장착대(46)를 결합하게 되는데, 상기 시료 고정 장착대(46)에는 내부를 관통하는 연결홀(47)을 천공형성하도록 하고, 상부면에는 사각판 형상의 장착편(48)이 결합되도록 한다. 즉, 상기 제 2관절지그(43)의 제 2연결홈(45)에 시료 고정 장착대(46)의 연결홀(47)이 대응되도록 맞닿도록 한 후 제 3고정수단(B')을 이용하여 상호간을 고정시키는 것이다. (상기에서는 단일개의 제 2관절지그(43)에 시료 고정 장착대(46)를 연결고정하였지만, 이는 사용자의 실시예에 따라 다수개의 제 2관절지그(43)가 연결되어 사용될 수도 있을 것이다.)
상기 장착편(48)에는 와이어 번들(50)의 소정부분(사용자가 고정을 원하는 부분)이 고정되도록 한다.
즉, 상기 제 1, 2관절지그(41, 43) 및 시료 고정 장착대(46) 상호간의 결합위치, 결합되는 방향에 의해 와이어 번들(50)의 고정위치가 변동가능한 것으로, 이와 같은 상기 지그부(40)에 의해 와이어 번들(50)의 고정하고자 하는 소정부위를 사용자가 원하는 소정지점에서 고정이 가능한 것이다. 더불어, 상기에서 설명된 세 로 지지대(20)에 결합되어 있으며, 상기 지그부(40)를 일단에 결합하고 있는 가로 지지대(30)의 상, 하 유동 또한 이를 가능하게 해주는 요소 중 하나이다.
더불어, 상기 와이어 번들(50)이 고정되는 시료 고정 장착대(46)의 상면에는 와이어 번들(50) 대신, 원구 형태의 제 3관절지그(49)를 결합할 수도 있다.
상기 제 3관절지그(49)는 지그부(40)에 결합되는 와이어 번들(50)의 방향전환이 필요하거나, 소정부위가 굴곡진 형태를 가져야 할 경우 사용되는 것으로, 굴곡진 형태를 가져야 하는 와이어 번들(50)의 소정부위 부분을 제 3관절지그(49)의 외주연에 맞닿도록 한 후, 상기 제 3관절지그(49)가 결합된 지그부(40)를 조절하여 와이어 번들(50)의 소정부위를 완만하게 굴곡진 형태로 변형 시키는 것이다. (즉, 상기 제 3관절지그(49)가 원구 형태이기에, 상기 제 3관절지그(49)를 와이어 번들(50)에 맞닿도록 한 후 밀게 되면, 상기 제 3관절지그(49)의 원주연 형태와 동일하게 상기 와이어 번들(50)이 휘어지게 되어 절곡부위(A)가 형성되는 것이다.)
상기 와이어 번들(50)은 선술된 바와 같이, 길이방향의 다수개 소정부위가 가로 지지대(30)에 결합되어 있는 다수개의 지그부(40)에 고정되는 것이다.
상기 3차원 스캐너(60)는 다수개의 가로 지지대(30) 및 지그부(40)에 의해 위치가 지정되어 고정된 상기 와이어 번들(50)의 위치를 촬영하기 위한 것으로, 상 기 와이어 번들(50)이 차량 내 다른 부품들과 간섭이 발생되지 않도록 가로 지지대(30)와 지그부(40)에 의해 최적으로 조절된 경로를 촬영하는 것이다.
이를 위해, 상기 3차원 스캐너(60)는 단일개 또는 다수개가 사용되며, 상기 측정 공간체(10) 외부에서 내부를 촬영하도록 하는데, 이때 X축, Y축, Z축의 3차원 좌표가 형성되도록 상기 측정 공간체(10)의 사방면을 촬영한다.
즉, 상기 측정 공간체(10)의 사방에서 눈금부(11)와 함께, 측정 공간체(10) 내의 와이어 번들(50)을 촬영하게 되면, 상기 눈금부(11)의 위치로 인해 와이어 번들(50)의 좌표를 얻을 수 있는 것이다.(다시말해, 상기 와이어 번들(50)의 최초 세팅시 좌표부터 곡률이 발생될때까지 좌표를 모두 촬영하는 것이다.)
(물론, 상기와 같이 촬영되어 좌표화 된 와이어 번들(50)의 경로 데이터는 실제 차량에 적용된 와이어링 하네스의 설계 데이터와 비교 검증에 의해 주위 부품과의 간섭이 발생되지 않는 최적의 경로 예측이 가능할 것이다.)
더불어, 상기 3차원 스캐너(60)는 사용자의 선택에 의해 카메라 등 다양한 촬영기기로도 대체가 가능함은 당연할 것이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 측정시험장치를 나타낸 일실시예에 따른 사시도.
도 2 내지 4는 본 발명에 따른 지그부를 다양한 실시예를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 지그부를 나타낸 일실시예에 따른 분해 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 측정시험장치가 사용되는 모습을 나타낸 일실시예에 따른 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 표시>
10: 측정 공간체 11: 눈금부
20: 세로 지지대 21: 세로 이동장홀
30: 가로 지지대 31: 가로 이동장홀
32: 제 1고정수단 40: 지그부
41: 제 1관절지그 42: 제 1연결홈
43: 제 2관절지그 44: 결합공
45: 제 2연결홈 46: 시료 고정 장착부
47: 연결홀 48: 장착편
49: 제 3관절지그 50: 와이어 번들
60: 3차원 스캐너

Claims (6)

  1. 측정 공간체(10)와;
    상기 측정 공간체(10) 내에서, 상호간 소정간격 이격되며 지면과 수직으로 설치되는 복수개의 세로 지지대(20)와;
    상기 복수개의 세로 지지대(20)에 상호간 소정간격 이격되며 지면과 수평을 이루며 결합되는 복수개의 가로 지지대(30)와;
    상기 가로 지지대(30)의 일단에 결합되는 지그부(40)와;
    상기 지그부(40)에 소정부위가 고정되는 와이어 번들(50)과;
    상기 와이어 번들(50)이 유동되는 경로를 스캔하기 위해 상기 측정 공간체(10) 외부에 설치되는 3차원 스캐너(60);를 포함하여 구성되며,
    상기 지그부(40)는 가로 지지대(30)에 결합고정되는 제 1관절지그(41)와, 중앙에 결합공(44)이 천공형성하여 제 2관절지그(43)와 제 2고정수단(B)에 의해 고정되되, 외주연에 제 2연결홈(45)을 형성하는 원판형상의 제 2관절지그(43)와, 상기 제 2연결홈(45)에 제 3고정수단(B')에 의해 고정되되 최상면에 와이어 번들(50)의 소정부위가 고정되는 시료 고정 장착대(46)로 구성되도록 하여, 상기 제 1, 2관절지그(41, 43) 및 시료 고정 장착대(46) 상호간의 결합위치에 따라 와이어 번들(50)의 고정위치가 변동되도록 하는 것을 특징으로 하는 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 세로 지지대(20)와 가로 지지대(30)는 길이방향으로 향해 천공된 가로 이동장홀(31)과 세로 이동장홀(21)을 상호 대향되는 복수개의 면에 각각 형성하고, 상기 가로 이동장홀(31)과 세로 이동장홀(21)이 상호간 대응되도록 상기 세로 지지대(20)와 가로 지지대(30)가 일면에서 맞닿도록 한 후, 사용자가 원하는 위치에서 맞닿는 접촉부위를 제 1고정수단(32)으로 고정하되, 상기 복수개의 가로 지지대(30)는 각각 별도로 상, 하 이동되어 상호간의 이격거리(α)가 변경가능한 것을 특징으로 하는 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지그부(40)는 시료 고정 장착대(46) 최상면에 구 형상의 제 3관절지그(49)를 더 결합하여, 상기 지그부(40)를 지나는 와이어 번들(50)이 제 3관절지그(49)의 외주연에 맞닿으며 완만하게 굴곡져 와이어 번들(50)의 절곡부위(A) 형성이 가능토록 하는 것을 특징으로 하는 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 3차원 스캐너(60)는 카메라로 대체가 가능하며, 상기 측정 공간체(10)의 사방면에 일정한 간격으로 형성되어 있는 눈금부(11)를 단일개 또는 다수개의 3차원 스캐너(60)로 상기 측정 공간체(10)의 사방면을 각각 촬영하되, 상기 와이어 번들(50)의 곡률이 발생되는 지점을 최초 세팅시부터 곡률이 발생시까지 모두 촬영하여, 상기 와이어 번들(50)의 곡률이 발생되는 소정부위를 X축, Y축, Z축으로 이루어지는 3차원 좌표로 구현가능토록 하는 것을 특징으로 하는 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치는
    상기 3차원 스캐너(60)로 촬영하여 좌표화 한 와이어 번들(50)의 경로 데이터와, 기존 와이어 번들(50)의 설계 데이터를 비교 검증하여, 상기 와이어 번들(50)이 주위 부품들과 간섭이 최소화될 수 있는 최적 경로를 예측할 수 있는 것을 특징으로 하는 와이어링 하네스용 3차원 경로성립성 측정시험장치.
  6. 삭제
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