KR101205311B1

KR101205311B1 - 에널러스기어 진원도 교정장치

Info

Publication number: KR101205311B1
Application number: KR1020120050703A
Authority: KR
Inventors: 정수진; 이상우
Original assignee: 동우에이치에스티 주식회사
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2012-11-27

Abstract

본 발명은 차량 변속기에 사용되는 원통형 내접기어인 에널러스기어(Annulus gear)가 열처리 과정에서 변형 일부분이 융기되었을 때, 변형된 부분을 교정하여 진원도를 만족시키기 위한 에널러스기어 진원도 교정장치에 관한 것으로, 에널러스기어 진원도 교정장치를 구성함에 있어서, 받침다리와 메인테이블로 구성되는 몸체와; 상기 몸체의 메인테이블 중앙에 모터의 구동으로 회동가능하게 설치되고 통상의 엔코더를 구비하여 회전분할 되도록 구성한 턴테이블과; 상기 턴테이블에 구성되는 에널러스기어를 클램핑하는 클램핑수단과; 상기 턴테이블의 일측의 메인테이블에 설치되는 교정수단과; 상기 턴테이블을 사이에 두고 교정수단과 마주보도록 반대 측에 구성되는 지지수단과; 에널러스기어의 변형부위 위치를 감지하는 감지수단과; 상기 몸체의 메인테이블 일측에 설치되고 상기 턴테이블과 클램핑수단, 교정수단, 지지수단, 감지수단을 제어하는 콘트롤박스와;로 구성하여, 지금까지는 상기한 에널러스기어의 열변형을 교정하기 위하는데 따른 별도의 장비가 개발되지 않아 작업자가 일일이 두드려서 진원도를 바로잡아야 함으로써 작업능률이 떨어지는 문제와 정확한 진원도를 복원하지 못하는 문제를 극복하여 작업 능률을 향상시키고 제품의 성능을 향상시키는 것은 물론, 작업공정의 단순화 및 작업기간의 단축할 수 있으며 그에 따른 비용의 절감을 가져 올 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

에널러스기어 진원도 교정장치{Annulus gear roundness calibration device}

본 발명은 차량 변속기에 사용되는 원통형 내접기어인 에널러스기어(Annulus gear)가 열처리 과정에서 변형 일부분이 융기되었을 때, 변형된 부분을 교정하여 진원도를 만족시키기 위한 에널러스기어 진원도 교정장치에 관한 것이다.

자동차에서 없어서는 안되는 차량의 속도를 조작하는 차량변속기는 엔진에서 발생되는 출력이 출력축을 통하여 전달되면 이를 변속하여 다시 운동축으로 전달하는 중요한 것이다.

이와 같은 차량변속기는 다양한 변속을 얻어내는 특성으로 인하여 원통으로된 내접기어인 에널러스기어의 내부에 다수의 기어가 기어군을 이루어 동력을 변속하도록 하는 것으로 에널러스기어의 진원도가 상당히 중요하다.

그러나 원통형으로 제작된 에널러스기어는 열처리 과정에서 열변형을 일으키면서 진원도(roundness)와 원통도(cylindricity)가 허용 공차를 벗어나 실질적으로 사용하는데 문제점을 야기하여 제품으로서의 기능을 하지못하는 불량이 발생하였다.

즉 에널러스기어로서 제역할을 하기 위해서는 통상 80미크론 이내의 공차를 요구하는데 열변형으로 허용 공차의 범위를 벗어나 다시 진원도를 잡아 주어야 하는 문제가 발생하였다.

이와 같이 열변형으로 허용 공차 이상으로 변형된 에널러스기어의 진원도를 수정하여 회복하기 위하여 별도의 진원도 교정장치를 개발하여 사용하고 있는바, 이와 같은 교정장치에 대하여 지금까지 개발되어 안출된 특허 분헌을 살펴보면 다음과 같다.

특허출원 제10-2003-0008682호(2003.02.12)는, 수도관의 원통도를 교정하기 위하여, 원심주조의 방법으로 제작되는 수도관을 회전시키면서 수도관의 원통도를 측정하고, 측정된 원통도를 이용하여 수도관의 원통도를 교정할 수 있는 수도관 원통도 교정용 유압장치에 관한 것으로, 관이 안착되며 상기 관을 원주방향으로 회전시키는 회전부; 상기 관에서 소정거리 이격되어 관의 외주면의 특정부위의 거리를 측정하는 측정부; 상기 관의 장방경 양측에서 압력을 가하여 상기 관의 원통도를 교정하는 교정부; 및 상기 회전부를 제어하여 상기 관을 회전시키고, 상기 측정부에서 측정되는 데이터를 기반으로 상기 관의 반지름을 산출하고, 상기 교정부를 제어하여 관의 원통도를 교정하는 제어부가 마련되고, 상기 회전부는, 상기 관의 원주면에 접하는 한쌍의 회전 롤러와, 상기 회전 롤러를 회전시키는 동력수단과, 상기 회전롤러의 회전을 감지하여 상기 제어부로 전송하는 회전형 엔코더가 마련되며, 상기 측정부는, 상기 관의 일측에 소정의 거리를 두고 이격되어 회전되는 상기 관의 특정부위와의 거리를 측정하여 상기제어부로 전송하는 초음파센서가 마련되고, 상기 교정부는, 상기 관의 원주면 양측을 가압하는 유압실린더와, 상기 유압실린더의 작동을 제어하는 유압서보밸브와, 상기 유압실린더에 소정압력의 유체를 공급하는 유압펌프가 마련되며, 상기 제어부는, 상기 초음파센서와 상기 관의 중심과의 거리 및 상기 초음파센서에서 측정되는 특정부위의 거리를 이용하여 측정되는 위치에 대한 상기 관의 반지름을 산출하여, 상기 회전부를 제어하여 상기 초음파센서에 의해 측정된 특정부위가 상기 유압실린더의 위치에 위치하도록 하고, 상기 교정부를 제어하여 상기 관의 원통도를 교정하도록 하되, 상기 유압실린더는, 단부에 상기 관의 외주면에 접하는 가압돌기가 마련되는 피스톤 로드가 마련되고, 상기 피스톤 로드의 이동거리를 감지하여 상기 제어부로 전송하는 변위측정센서가 마련되는 것으로, 관이 안착되며 관을 원주방향으로 회전시키는 회전부와, 관에서 소정거리 이격되어 관의 외주면의 특정부위의 거리를 측정하는 측정부와, 관의 장방경 양측에서 압력을 가하여 관의 원통도를 교정하는 교정부와, 회전부를 제어하여 관을 회전시키고, 측정부에서 측정되는 데이터를 기반으로 관의 반지름을 산출하고, 교정부를 제어하여 관의 원통도를 교정하는 제어부가 마련되어서, 원심주조에 의해 제작되는 수도관의 원통도를 손쉽게 측정 및 교정하여 수도관의 연결작업시 작업효율을 높일 수 있어, 수도관 연결에 따른 작업공정의 단순화 및 작업기간의 단축할 수 있으며 그에 따른 비용의 절감을 가져 올 수 있는 효과가 있는 것이다.

본 발명은 지금까지는 상기한 에널러스기어의 열변형을 교정하기 위하는데 따른 별도의 장비가 개발되지 않아 작업자가 일일이 두드려서 진원도를 바로잡아야 함으로써 작업능률이 떨어지는 문제와 정확한 진원도를 복원하지 못하는 문제를 극복하여 작업 능률을 향상시키고 제품의 성능을 향상시키는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에널러스기어 진원도 교정장치를 구성함에 있어서, 받침다리와 메인테이블로 구성되는 몸체와; 상기 몸체의 메인테이블 중앙에 모터의 구동으로 회동가능하게 설치되고 통상의 엔코더를 구비하여 회전분할 되도록 구성한 턴테이블과; 상기 턴테이블에 구성되는 에널러스기어를 클램핑하는 클램핑수단과; 상기 턴테이블의 일측의 메인테이블에 설치되는 교정수단과; 상기 턴테이블을 사이에 두고 교정수단과 마주보도록 반대 측에 구성되는 지지수단과; 에널러스기어의 변형부위 위치를 감지하는 감지수단과; 상기 몸체의 메인테이블 일측에 설치되고 상기 턴테이블과 클램핑수단, 교정수단, 지지수단, 감지수단을 제어하는 콘트롤박스와;로 구성하여 에널러스기어 진원도를 자동으로 교정하는 에널러스기어 진원도 교정장치를 구성한다.

본 발명은 지금까지는 상기한 에널러스기어의 열변형을 교정하기 위하는데 따른 별도의 장비가 개발되지 않아 작업자가 일일이 두드려서 진원도를 바로잡아야 함으로써 작업능률이 떨어지는 문제와 정확한 진원도를 복원하지 못하는 문제를 극복하여 작업 능률을 향상시키고 제품의 성능을 향상시키는 것은 물론, 작업공정의 단순화 및 작업기간의 단축할 수 있으며 그에 따른 비용의 절감을 가져 올 수 있는 효과가 있는 것이다.

도1은 본 발명의 전체구성상태 예시도.
도2는 본 발명의 구성을 나타낸 평면도.
도3은 본 발명의 요부인 턴테이블의 구성상태 예시도.
도4는 본 발명을 실시하는 에널러스기어의 구성상태 예시도.
도5는 본 발명에 실시하는 에널러스기어의 열변형상태 예시도.

본 발명의 구성을 첨부된 도면 도1 내지 도3에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

에널러스기어 진원도 교정장치를 구성함에 있어서, 도1과 도2에 도시한 바와 같이 받침다리(11)와 메인테이블(12)로 구성되는 몸체(10)와; 상기 몸체(10)의 메인테이블(12) 중앙에 모터(21)의 구동으로 회동가능하게 베어링(22)으로 받쳐서 설치되고 통상의 엔코더(23)를 구비하여 회전분할 되도록 구성한 턴테이블(20)과; 상기 턴테이블(20)에 구성되는 에널러스기어(100)를 클램핑하는 클램핑수단과; 상기 턴테이블(20) 일 측의 메인테이블(12)에 설치되는 교정수단과; 상기 턴테이블(20)을 사이에 두고 교정수단과 마주보도록 반대 측에 구성되는 지지수단과; 에널러스기어(100)의 변형부위(101) 위치를 감지하는 감지수단과; 상기 몸체(10)의 메인테이블(12) 일 측에 설치되고 상기 턴테이블(20)과 클램핑수단, 교정수단, 지지수단, 감지수단을 제어하는 콘트롤박스(90)와;로 구성한다.

이때 사용되는 엔코더(23)는 공작기계나 기타 회전분할 하는 구성에 통상적으로 활용하여 사용되는 것이므로 그 구체적인 구성과 동작방법에 대하여 생략한다.

여기서 상기 턴테이블(20)에 구성되는 에널러스기어(100)를 클램핑하는 클램핑수단은, 도3에 도시한 바와 같이 턴테이블(20) 중앙에 설치되어 고정힌지부(32)를 일체로 구성한 소켓(31)과; 상기를 소켓(31)에 회동가능하게 설치한 리드스크류(33)와; 상기 리드스크류(33)에 나사결합되어 이동하는 이동힌지부(34)와; 상기 고정힌지부(32)와 이동힌지부(34)의 원주방향으로 등 간격으로 분할한 3곳에, 일 단부가 연결되고 나머지 단부를 각각 클램퍼(30)에 연결하여 벌어졌다 오므라지는 동작을 하도록 한 링크(35)와; 상기 링크(35)의 타 측 단부에 각각 결합하여 리드스크류(33)의 회전으로 이동힌지부(34)가 이동하면, 벌어졌다 오므라지면서 에널러스기어(100)의 내경을 클램핑하는 클램퍼(30)와;로 구성한다.

그리고 상기 턴테이블(20) 일측의 메인테이블(12)에 설치되는 교정수단은, 메인테이블(12)에 일체로 고정설치되는 서포트(45)와; 상기 서포트(45)에 승강실린더(42)의 동작으로 상하 승강하면서 횡 방향으로 동작도록 구성한 교정실린더(41)와; 상기 교정실린더(41)의 단부에 구성한 교정팁(40)과;로 구성한다.

상기 턴테이블(20)을 사이에 두고 교정수단과 마주보도록 반대 측에 구성되는 지지수단은, 상기 메인테이블(12)에 일체로 결합구성하는 가이드블록(55)과; 상기 가이드블록(55)에 고정결합하는 지지실린더(51)와; 상기 지지실린더(51)에 결합되어 가이드블록(55)을 따라 이동하며 턴테이블(20)에 세팅한 에널러스기어(100)를 받쳐서 지지하는 지지블록(50)과;로 구성한다.

상기 에널러스기어(100)의 변형부위(101) 위치를 감지하는 감지수단은, 턴테이블(20)에 세팅된 에널러스기어(100)의 변형부위(101) 위치를 감지하는 위치감지센서(60)와; 지지블록(50)에 설치되어서 상기 에널러스기어(100)의 진원도를 인식하는 진원도감지센서(61)와; 메인테이블(12)에 일체로 고정설치되는 서포트(45)에 승강실린더(42)의 동작으로 상하 승강하면서 교정실린더(41)의 동작방향과 일치되게 동작하며 상기 위치감지센서(60)가 설치되는 위치센서실린더(64)와; 지지실린더(51)의 선단에 설치되어 지지블록(50)에 결합한 진원도센서실린더(65)와;로 구성한다.

이때, 상기 교정실린더(41)를 2단 실린더로 구성하여, 1단실린더에는 턴테이블(20)에 세팅된 에널러스기어(100)의 변형부위(101) 위치를 감지하는 위치감지센서(60)를 설치하고, 2단실린더에는 교정팁(40)을 설치하여서, 1단실린더는 위치센서실린더로 이용하고 2단실린더는 교정실린더로 이용하도록 구성하거나, 상기 지지실린더(51)를 2단 실린더로 구성하여, 1단실린더에는 턴테이블(20)에 세팅된 에널러스기어(100)의 진원도를 감지하는 진원도감지센서(61)를 설치하고, 2단실린더에는 지지블록(50)을 설치하여 1단실린더는 진원도센서실린더로 이용하고 2단실린더는 지지실린더로 이용하도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 상태를 설명하면 다음과 같다.

도4에 예시한 바와 같은 에널러스기어를 제작하여 열처리함으로써 도5에서와 같이 일정한 부위가 열변형이 발생하여 진원도가 변형되면, 먼저 변형된 에널러스 기어(100)를 본 발명의 턴테이블(20)에 안착하여 클램핑수단의 리드스크류(33)를 조작하여 리드스크류(33)에 나사결합되어 이동하는 이동힌지부(34)가 이동하면서 링크(35)가 벌어지면서 상기 링크(35)의 단부에 장착한 클램퍼(30)가 에널러스기어(100)의 내경에 말착하면서 단단히 잡아서 세팅하도록 한다.

상기한 상태로 에널러스기어(100)가 세팅되면 모터(21)를 구동시켜서 턴테이블(20)을 회전시킴과 동시에 진원도센서실린더(65)를 동작시켜서 진원도를 검사하여 변형부위(101)가 있으면 변형부위가(101) 교정팁(40)과 마주하는 위치에 정지하도록 하여 지지실린더(51)를 동작시켜서 지지블록(50)을 에널러스기어(100)에 밀착시키고 위치감지실린더(64)를 동작시켜서 에널러스기어(100)의 외주면에 맞추고 승강실린더(42)를 동작시켜서 승강하면서 변형부위(101)의 위치를 찾아 교정팁(40)으로 에널러스기어(100)의 변형부위(101)를 압압하여 진원도를 교정하는 것이다.

이때, 상기 교정실린더(41)를 2단 실린더로 구성하여, 1단실린더에는 턴테이블(20)에 세팅된 에널러스기어(100)의 변형부위(101) 위치를 감지하는 위치감지센서(60)를 설치하고, 2단실린더에는 교정팁(40)을 설치하여 1단실린더는 위치센서실린더로 이용하고 2단실린더는 교정실린더로 이용하거나, 상기 지지실린더(51)를 2단 실린더로 구성하여, 1단실린더에는 턴테이블(20)에 세팅된 에널러스기어(100)의 진원도를 감지하는 진원도감지센서(61)를 설치하고, 2단실린더에는 지지블록(50)을 설치하여 1단실린더는 진원도센서실린더로 이용하고 2단실린더는 지지실린더로 이용할 수도 있다.

상기한 본 발명은 산업현장에서 열변형으로 불량이 발생한 에널러스기어를 쉽게 교정하여 사용하도록 한 것으로, 상업상 이용가치가 대단하다 할 것이다.

10: 몸체 11: 받침다리 12: 메인테이블
20: 턴테이블 21: 모터 22: 베어링
23: 엔코더 30: 클램퍼 31: 소켓
32: 고정힌지부 33: 리드스크류 34: 이동힌지부
35: 링크 40: 교정팁 41: 교정실린더
42: 승강실린더 45: 서포트 50: 지지블록
51: 지지실린더 55: 가이드블록 60: 위치감지센서
61: 진원도감지센서 64: 위치센서실린더 65: 진원도센서실린더
90: 콘트롤박스 100: 에널너스기어 101: 변형부위

Claims

에널러스기어 진원도 교정장치를 구성함에 있어서,
받침다리(11)와 메인테이블(12)로 구성되는 몸체(10)와;
상기 몸체(10)의 메인테이블(12) 중앙에 모터(21)의 구동으로 회동가능하게 베어링(22)으로 받쳐서 설치되고 통상의 엔코더(23)를 구비하여 회전분할 되도록 구성한 턴테이블(20)과;
상기 턴테이블(20)에 구성되는 에널러스기어(100)를 클램핑하는 클램핑수단과;
상기 턴테이블(20) 일 측의 메인테이블(12)에 설치되는 교정수단과;
상기 턴테이블(20)을 사이에 두고 교정수단과 마주보도록 반대 측에 구성되는 지지수단과;
에널러스기어(100)의 변형부위(101) 위치를 감지하는 감지수단과;
상기 몸체(10)의 메인테이블(12) 일 측에 설치되고 상기 턴테이블(20)과 클램핑수단, 교정수단, 지지수단, 감지수단을 제어하는 콘트롤박스(90)와;로 구성함을 특징으로 하는 에널러스기어 진원도 교정장치.
제1항에 있어서,
상기 턴테이블(20)에 구성되는 에널러스기어(100)를 클램핑하는 클램핑수단은,
턴테이블(20) 중앙에 설치되어 고정힌지부(32)를 일체로 구성한 소켓(31)과;
상기를 소켓(31)에 회동가능하게 설치한 리드스크류(33)와;
상기 리드스크류(33)에 나사결합되어 이동하는 이동힌지부(34)와;
상기 고정힌지부(32)와 이동힌지부(34)의 원주방향으로 등 간격으로 분할한 3곳에, 일 단부가 연결되고 나머지 단부를 각각 클램퍼(30)에 연결하여 벌어졌다 오므라지는 동작을 하도록 한 링크(35)와;
상기 링크(35)의 타 측 단부에 각각 결합하여 리드스크류(33)의 회전으로 이동힌지부(34)가 이동하면, 벌어졌다 오므라지면서 에널러스기어(100)의 내경을 클램핑하는 클램퍼(30)와;로 구성함을 특징으로 하는 에널러스기어 진원도 교정장치.
제1항에 있어서,
상기 턴테이블(20)의 일측의 메인테이블(12)에 설치되는 교정수단은,
메인테이블(12)에 일체로 고정설치되는 서포트(45)와;
상기 서포트(45)에 승강실린더(42)의 동작으로 상하 승강하면서 횡방향으로 동작도록 구성한 교정실린더(41)와;
상기 교정실린더(41)의 단부에 구성한 교정팁(40)과;로 구성함을 특징으로 하는 에널러스기어 진원도 교정장치.
제1항에 있어서,
상기 턴테이블(20)을 사이에 두고 교정수단과 마주보도록 반대 측에 구성되는 지지수단은,
상기 메인테이블(12)에 일체로 결합구성하는 가이드블록(55)과;
상기 가이드블록(55)에 고정결합하는 지지실린더(51)와;
상기 지지실린더(51)에 결합되어 가이드블록(55)을 따라 이동하며 턴테이블(20)에 세팅한 에널러스기어(100)를 받쳐서 지지하는 지지블록(50)과;로 구성함을 특징으로 하는 에널러스기어 진원도 교정장치.
제1항에 있어서,
상기 에널러스기어(100)의 변형부위(101) 위치를 감지하는 감지수단은,
턴테이블(20)에 세팅된 에널러스기어(100)의 변형부위(101) 위치를 감지하는 위치감지센서(60)와;
지지블록(50)에 설치되어서 상기 에널러스기어(100)의 진원도를 인식하는 진원도감지센서(61)와;
메인테이블(12)에 일체로 고정설치되는 서포트(45)에 승강실린더(42)의 동작으로 상하 승강하면서 교정실린더(41)의 동작방향과 일치되게 동작하며 상기 위치감지센서(60)가 설치되는 위치센서실린더(64)와;
지지실린더(51)의 선단에 설치되어 지지블록(50)에 결합한 진원도센서실린더(65)와;로 구성함을 특징으로 하는 에널러스기어 진원도 교정장치.
제3항에 있어서,
상기 교정실린더(41)를 2단 실린더로 구성하여, 1단실린더에는 턴테이블(20)에 세팅된 에널러스기어(100)의 변형부위(101) 위치를 감지하는 위치감지센서(60)를 설치하고, 2단실린더에는 교정팁(40)을 설치하여 1단실린더는 위치센서실린더로 이용하고 2단실린더는 교정실린더로 이용하도록 구성함을 특징으로 하는 에널러스기어 진원도 교정장치.
제4항에 있어서,
상기 지지실린더(51)를 2단 실린더로 구성하여, 1단실린더에는 턴테이블(20)에 세팅된 에널러스기어(100)의 진원도를 감지하는 진원도감지센서(61)를 설치하고, 2단실린더에는 지지블록(50)을 설치하여 1단실린더는 진원도센서실린더로 이용하고 2단실린더는 지지실린더로 이용하도록 구성함을 특징으로 하는 에널러스기어 진원도 교정장치.