KR101369604B1

KR101369604B1 - 자동차 변속장치 시험기

Info

Publication number: KR101369604B1
Application number: KR1020130143498A
Authority: KR
Inventors: 김용대; 이광일; 김진태; 유효종
Original assignee: 한화테크엠주식회사
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-03-04

Abstract

본 발명은 자동차 변속장치 시험기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동변속기에 엔진의 동력이 전달되었을 때 출력축을 통해 출력되는 토크를 측정하고 상기 자동변속기에 형성된 유로의 오일 압력을 측정하는 등 자동변속기의 조립 상태의 이상 유무 및 운전상태 등을 점검할 수 있는 자동차 변속장치 시험기로서, 엔진의 동력과 같은 역할을 하는 입력측 모터를 구비하고, 상기 입력측 모터의 동력이 자동변속기를 거쳐 출력축으로 출력되는 시험장치를 구비하되, 상기 시험장치의 일측에 실제 차량의 운행조건과 같은 조건을 부여하는 출력측 모터를 구비하여 자동변속기의 이상 유무를 실제 차량의 운행조건과 동일한 조건에서 파악할 수 있으며, 상기 출력측 모터와 출력축 사이에는 CV조인트를 사용하여 동력전달이 이루어지도록 결합함으로써, 자동변속기의 모델에 따라 달라지는 출력축의 위치에 관계없이 시험이 가능하다.

Description

자동차 변속장치 시험기{Automobile transmission inspection equipment}

본 발명은 자동차 변속장치 시험기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동변속기에 엔진의 동력이 전달되었을 때 출력축을 통해 출력되는 토크를 측정하고 상기 자동변속기에 형성된 유로의 오일 압력을 측정하는 등 자동변속기의 조립 상태의 이상 유무 및 운전상태 등을 점검할 수 있는 자동차 변속장치 시험기이다.

일반적으로 차량에 장착되는 자동변속기는 엔진으로부터 높은 회전수의 출력을 전달받아 차량의 운행상태에 맞도록 변속을 시켜주는 장치로서 근래에는 대부분의 자동차에 자동변속기가 사용되고 있다.

이러한 자동변속기는 내부에 기어의 여러 가지 조합을 위한 유성기어가 장착되는데, 이러한 유성기어는 선기어, 링기어, 유성기어 및 캐리어 등으로 이루어져 있으며, 이러한 선기어, 링기어, 유성기어 및 캐리어 중 어느 것을 입력축으로 선택하고 어느 것을 출력축으로 선택하며, 어느 것을 고정해주는 지에 따라 다양한 변속의 조합이 가능하며, 이러한 유성기어에 의한 기어 변환은 주로 유압에 의해 클러치와 브레이크를 동작시켜 실시하게 된다.

이러한 유압에 의한 자동변속기의 기어 변환은 자동변속기 내에 자동변속기용 오일(ATF, automatic teansmission fluid)을 이용하게 되는데, 상기 오일은 자동변속기에 형성된 복잡한 유로를 따라 움직이므로 각각의 유로마다 적당한 유압이 인가되어야만 자동변속기의 정확한 움직임이 이루어지게 된다.

또한, 자동변속기의 입력축 즉 엔진에 의한 동력이 전달되고, 전달된 동력이 자동변속기에 의해 변속된 후 출력될 때 출력에 대한 신뢰성이 확보되어야하는데, 자동변속기는 그 부품의 수가 많고 검사가 용이하지 않아 본 발명과 같은 자동차 변속장치 시험기가 요구되고 있다.

종래 자동차 변속장치 시험기로서는 등록특허 제10-0422530호에 개시되어 있는 자동차 변속기 성능 시험 장치가 있다.

상기 특허에는 동력을 발생하는 엔진의 출력단에 연결되어 회전수 및 토크를 변경시켜 주는 변속기의 성능을 시험하는 장치에 있어서, 상기 변속기의 출력단에 연결되어 토크를 측정하는 토크 메터와; 상기 토크 메터에 연결되어 상기 변속기에 의하여 전달되는 동력을 측정하는 동력계와; 상기 동력계에 연결됨과 더불어 시험 적용 차량에 해당하는 관성량을 설정하는 질량을 갖는 디스크와, 이 디스크와 접촉되어 엔진의 출력 회전수의 조절을 위해 마찰 제동 역할을 하는 브레이크 패드를 구비한 플라이휠/브레이크 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기 성능 시험 장치가 개시되어 있는데, 상기 특허에 제안된 자동차 변속기 시험 장치의 경우 단순히 출력단의 토크 및 동력만을 측정할 수 있어 다양한 상황에 맞는 시험이 이루어질 수 없으며, 특히 변속기에 인가되는 오일의 압력 즉, 유압에 대해서는 측정이 불가능한 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 엔진의 동력과 같은 역할을 하는 입력측 모터를 구비하고, 상기 입력측 모터의 동력이 자동변속기를 거쳐 출력축으로 출력되는 시험장치를 구비하되, 상기 시험장치의 일측에 실제 차량의 운행조건과 같은 조건을 부여하는 출력측 모터를 구비하여 자동변속기의 이상 유무를 실제 차량의 운행조건과 동일한 조건에서 파악하는 자동차 변속장치 시험기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 출력측 모터와 출력축 사이에는 CV조인트를 사용하여 동력전달이 이루어지도록 결합함으로써, 자동변속기의 모델에 따라 달라지는 출력축의 위치에 관계없이 시험이 가능한 자동차 변속장치 시험기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 자동변속기의 일측에는 오일측정부를 형성하여 자동변속기에 형성된 다수의 유로에 인가되는 오일의 압력을 측정할 수 있는 자동차 변속장치 시험기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 상기 오일측정부의 일측에는 진동측정기를 형성하여 자동변속기에서 발생하는 진동을 측정할 수 있는 자동차 변속장치 시험기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 자동변속기의 자동변속기의 성능을 검사하기 위한 시험장치에 있어서, 상기 시험장치는 자동변속기의 엔진과 같은 동력을 발생시켜 전달하는 입력측 모터와, 상기 입력측 모터에 의해 전달받은 동력을 자동변속기를 거쳐 출력하는 2개의 출력축과, 상기 출력축에 연결된 2개의 출력측 모터를 포함하여 구성된 것이 특징이다.

본 발명에 의한 자동차 변속장치 시험기는 엔진의 동력과 같은 역할을 하는 입력측 모터를 구비하고, 상기 입력측 모터의 동력이 자동변속기를 거쳐 출력축으로 출력되는 시험장치를 구비하되, 상기 시험장치의 일측에 실제 차량의 운행조건과 같은 조건을 부여하는 출력측 모터를 구비하여 자동변속기의 이상 유무를 실제 차량의 운행조건과 동일한 조건에서 파악할 수 있으며, 상기 출력측 모터와 출력축 사이에는 CV조인트를 사용하여 동력전달이 이루어지도록 결합함으로써, 자동변속기의 모델에 따라 달라지는 출력축의 위치에 관계없이 시험이 가능하다.

또한, 자동변속기의 일측에는 오일측정부를 형성하여 자동변속기에 형성된 다수의 유로에 인가되는 오일의 압력을 측정할 수 있으며, 상기 오일측정부의 일측에는 진동측정기를 형성하여 자동변속기에서 발생하는 진동을 측정할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체구성도
도 2는 본 발명의 정면구성도
도 3은 본 발명의 배면구성도
도 4는 본 발명의 일부분 구성도
도 5는 도 4의 평면구성도
도 6과 도 7은 본 발명의 일부분 확대구성도
도 8은 본 발명의 입력측 모터와 자동변속기의 구성도
도 9는 본 발명의 입, 출력측 모터와 자동변속기의 구성도
도 10은 본 발명의 오일측정부의 구성도
도 11은 본 발명의 마스킹 장치 구성도
도 12는 일반적인 자동변속기의 구성도

먼저, 일반적인 자동변속기(10)는 도 12에 나타나 있는 바와 같이, 엔진의 동력이 입력축을 통해 들어가면 내부에 형성된 유성기어에 의해 변속되어 출력축 쪽으로 전달되며, 상기 출력축은 전륜구동이나 후륜구동의 경우 각 2개씩 좌우측 바퀴로 전달되게 된다.

도시된 도면에서는 입력축과 출력축과 끼워지기 위한 바디의 구조만 나타나 있으며, 입력축과 출력축은 도시되어 있지 않고 입력축이 끼워지는 입력축 결합홈(12)과, 출력축이 끼워지는 출력축 결합홈(13) 만이 나타나 있으며, 다수의 오일포트(11)가 형성되어 있다.

또한, 자동변속기(10)에는 유성기어의 기어열을 조합하기 위한 구동력을 전달하기 위해 클러치와 브레이크 쪽으로 다수의 유로가 복잡하게 형성되어 있으며, 상기 유로에 인가된 유압이 정상적인 범위를 벗어나게 되면 자동변속기에 형성된 클러치와 브레이크의 정상적인 동작이 이루어지지 않을 수 있으며, 이는 곧 차량의 정상적인 운행에 지장을 줄 수 있다.

본 발명은 이러한 자동변속기의 성능을 검사할 수 있는 시험장치이며, 자동변속기의 조립라인 등에 사용될 수 있다.

본 발명에 의한 자동차 변속장치 시험기는 자동변속기(10)의 성능을 검사하기 위한 시험장치에 있어서, 상기 시험장치는 자동변속기의 엔진과 같은 동력을 발생시켜 전달하는 입력측 모터(20)와, 상기 입력측 모터(20)에 의해 전달받은 동력을 자동변속기를 거쳐 출력하는 2개의 출력축(31)과, 상기 2개의 출력축(31)에 연결된 2개의 출력측 모터(30)를 포함하여 구성된 것이 특징이다.

또한, 상기 출력측 모터(30)는 실제 차량의 운행상태와 같은 역할을 수행하기 위해 부하를 가하거나 회전에 대한 관성을 부여하는 것이 특징이다.

또한, 상기 2개의 출력축(31)과 2개의 출력측 모터(30) 중 적어도 하나 이상은 CV조인트(constant velocity joint, 32)로 연결되어 출력축(31)은 출력측 모터(30)의 모터축과 동일한 속도로 회전되며, 자동변속기의 사양 변화에 따라 출력축(31)의 위치가 변하여도 상기 CV조인트(32)로써 출력축(31)과 출력측 모터(30)를 연결할 수 있어 다양한 모델에 사용이 가능한 것이 특징이다.

또한, 상기 자동변속기(10)의 일측에는 오일측정부(40)가 형성되어 상기 자동변속기에 형성된 유로에 인가되는 오일의 압력을 측정할 수 있는 것이 특징이다.

또한, 상기 오일측정부(40)에 형성된 마스킹 장치(41)는 자동변속기(10)의 오일포트(11)에 인가되는 유압을 측정하고, 오일포트(11)와의 밀폐상태가 해제되면 마스킹 장치(41) 내의 오일이 외부로 새는 것을 방지하기 위해 스프링(45)에 의해 피스톤(43)이 씰(44) 쪽으로 밀려나와 피스톤(43)과 밸브(46) 사이가 밀폐되는 것이 특징이다.

또한, 상기 오일측정부(40)의 일측에는 디던트 토크 측정기(50)가 형성되어 자동변속기의 수동 조작시 조작 레버의 조작력을 측정하기 위해 수동조작레버에 고정된 회전축을 모터가 회전시키면서 회전축 사이에 토크센서를 부착하여 조작력 즉, 디던트 토크를 측정하는 것이 특징이다.

또한, 상기 오일측정부(40)의 일측에는 진동측정기(60)가 형성되어 자동변속기에서 발생하는 진동을 측정할 수 있는 것이 특징이다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체구성도이고, 도 2는 본 발명의 정면구성도이며, 도 3은 본 발명의 배면구성도이고, 도 4는 본 발명의 일부분 구성도이며, 도 5는 도 4의 평면구성도이고, 도 6과 도 7은 본 발명의 일부분 확대구성도이며, 도 8은 본 발명의 입력측 모터와 자동변속기의 구성도이고, 도 9는 본 발명의 입, 출력측 모터와 자동변속기의 구성도이며, 도 10은 본 발명의 오일측정부의 구성도이고, 도 11은 본 발명의 마스킹 장치 구성도로서, 본 발명에 의한 자동차 변속장치 시험기는 자동변속기의 성능을 검사하기 위한 시험장치에 있어서, 상기 시험장치는 자동변속기의 엔진과 같은 동력을 발생시켜 전달하는 입력측 모터(20)와, 상기 입력측 모터(20)에 의해 전달받은 동력을 출력하는 2개의 출력축(31)과, 상기 2개의 출력축(31)에 연결된 2개의 출력측 모터(30)를 포함하여 구성된 것이 특징이다.

먼저, 입력측 모터(20)는 엔진의 회전으로 발생하는 동력과 같은 회전동력을 자동변속기(10) 쪽으로 전달해주게 되는데, 상기 입력측 모터(20)의 동력전달부의 일측에는 자동변속기의 입력축과 결합되는 디스크가 형성되어 자동변속기의 입력축과 착탈이 가능하다.

즉, 상기 입력축 모터(20)와 동력전달축(21)은 베이스 상부에 형성된 새들(3)에 안착되어 있으며, 상기 새들(3)은 새들의 일측에 형성된 구동모터에 의해 레일(LM가이드)을 따라 자동변속기(10)와의 거리가 가변될 수 있으며, 상기 동력전달축에는 입력측 모터(20)의 회전수를 감지하는 인코더 등이 부착되어 있다.

상기 입력측 모터(20)를 통해 입력된 회전동력은 자동변속기(10) 내의 기어장치, 예로써 유성기어를 거쳐 출력축 쪽으로 전달되게 되는데, 경우에 따라서는 자동변속기 내에 형성된 클러치가 떨어져 있으면 입력측 모터(20)의 회전동력은 출력축 쪽으로 전달되지 않는 공회전 상태가 된다.

상기 출력축 쪽의 회전동력은 출력축 쪽의 동력전달부를 거쳐 출력측 모터(30)로 전달되는데, 상기 동력전달부는 자동변속기의 출력축과 연결된 출력축(31)과 CV조인트(32)를 통해 출력측 모터(30)와 연결될 수 있으며, 별도의 CV조인트가 없이 출력축이 직접 출력측 모터와 연결될 수도 있다.

상기 CV조인트(constant velocity joint, 32)는 등속조인트로써 회전축의 축심이 일치하지 않을 경우에도 같은 속도로 회전될 수 있으므로, 자동변속기의 모델이 달라져 출력축의 위치가 변하더라도 상기 CV조인트를 이용해 출력측 모터(30)와의 결합이 가능하며, 출력축의 회전속도와 토크 등의 측정이 이루어질 수 있다.

상기 입력측에 형성된 동력전달축과 출력측 모터(30)와 결합된 출력측은 회전축들의 회전에 대한 안정성을 높여주기 위해 중간에 헤드스톡(22)이 형성되어 있으며, 상기 헤드스톡(22)은 축의 회전을 지지해주며 회전에 대한 간섭이 최소화되어야만 정확한 회전속도와 토크를 감지할 수 있음은 당연하다.

상기 출력측 모터(30)는 실제 차량과 같은 운행상태 즉, 실차와 같은 상태를 제공하는데, 차량의 하중은 최초 출발시에는 회전에 대한 저항으로 작용하고, 출발 이후에는 주행에 따른 관성이 작용하게 된다. 따라서, 출력측 모터(30)는 최초 자동변속기의 출력축이 회전되려고 하는 것을 방해하는 부하를 주고 있다가 나중에 회전이 멈추려고 하면 차량의 주행 관성에 대응되는 힘을 출력축(31)에 가해주어 실제 차량과 같은 운행상태에서 자동변속기의 동작을 검사함으로써 보다 정확한 시험이 가능하다.

또한, 상기 출력측 모터(30)는 일정한 방향으로만 하중을 가하는 것이 아니라 출력축을 기준으로 시계방향이나 반시계방향 모두 하중을 가할 수 있다. 즉, 자동변속기는 후진에 대한 변속과 출력도 이루어지므로 이 상태에서는 정상적인 운행상태와는 반대방향의 하중이 가해져야 한다.

또한, 상기 출력측 모터(30)는 자동변속기(10)의 좌우 출력측에 각각 별도로 하나씩 한 쌍으로 구성되는데, 이는 경우에 따라 바퀴의 양쪽에 작용하는 부하가 달라질 수도 있으므로 이러한 경우를 가정하여 부하를 다르게 주어 변속기의 이상 유무를 시험할 수 있다.

상기 자동변속기(10)의 일측에는 오일측정부(40)가 형성되는데, 상기 오일측정부(40)는 자동변속기(10)에 형성된 둘 이상의 유로에 인가되는 오일의 압력을 측정할 수 있다.

즉, 자동변속기(10)에는 통상 5~6개의 유로가 형성되며, 상기 유로로 자동변속기용 오일(ATF, automatic teansmission fluid)이 이동되면서 유성기어나 클러치, 브레이크 등을 동작시킨다. 이때 유로에 인가되는 압력변화가 소망하는 범위를 벗어날 경우 정상적인 동작이 이루어질 수 없음은 당연하며, 이로써 자동변속기의 유로마다 조건에 맞는 압력이 유지되어야 된다.

따라서, 상기 오일측정부(40)에 형성됨 마스킹 장치(41)는 자동변속기 유로의 일단 즉, 오일포트(11)에 인가되는 유압을 측정하게 되며, 이로써 유압의 이상 유무를 파악하게 된다.

또한, 마스킹 장치(41)에 의해 오일포트(11)에 인가된 유압을 정확히 측정하기 위해서는 마스킹 장치(41)와 오일포트(11) 사이에 공기가 유입될 수 있는 틈이 없어야 하며, 오일포트(11)에 들어가 있는 공기 또한 빼낼 수 있어야 한다.

따라서, 상기 오일측정부(40)에 형성된 마스킹 장치(41)는 자동변속기 내에 오일을 공급함과 동시에 미압으로 에어를 공급하다가 오일이 공급레벨까지 차 오르는 순간 에어의 압력변화가 일어나게 되면 오일공급을 중단함으로써 적정량의 오일을 자동변속기 내로 공급할 수 있다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 자동변속기(10)의 오일포트(11)에 인가되는 유압을 측정하고, 오일포트(11)와의 밀폐상태가 해제되면 마스킹 장치(41) 내의 오일이 외부로 새는 것을 방지하기 위해 스프링(45)에 의해 피스톤(43)이 씰(44) 쪽으로 밀려나와 피스톤(43)과 밸브(46) 사이가 밀폐됨으로써 오일이 외부로 흐르는 것을 방지한다.

상기 오일측정부(40)의 일측에는 디던트 토크 측정기(50)가 형성되어 자동변속기의 수동 조작시 조작 레버의 조작력을 측정할 수 있다.

즉, 자동변속기는 운전자의 작동에 따라 자동변속이 아닌 수동변속의 상태에서 변속이 이루어질 수 있는데, 이러한 경우 수동변속을 위한 레버에 고정된 회전축을 사람의 힘을 대신할 수 있는 모터가 회전시키면서 회전축 사이에 토크센서를 부착하여 조작력 즉, 디던트 토크를 측정할 수 있다.

측정된 디던트 토크가 레버의 작동을 위해 설정해 놓은 범위보다 낮다면 레버가 임의로 조작되어 기어변속이 이루어질 수 있는 위험이 있고, 빈대로 높다면 레버 변속에 따른 힘이 과하게 되는 불합리가 발생할 수 있다.

상기 오일측정부(40)의 일측에는 진동측정기(60)를 더 형성할 수 있는데, 상기 진동측정기(60)는 자동변속기의 가동 중 발생하는 진동을 측정하여 이상 유무를 파악할 수 있다.

1. 베이스 2. 컨베이어 3. 새들
10. 자동변속기 11. 오일포트 12. 입력축 결합홀
13. 출력축 결합홀
20. 입력측 모터 21. 동력전달축 22. 헤드스톡
30. 출력측 모터 31. 출력축 32. CV조인트
40. 오일측정부 41. 마스킹장치 42. 쿨러
43. 피스톤 44. 씰 45. 스프링
46. 밸브 47. 유로
50. 디던트토크측정기 60. 진동측정기 70. 판넬
80. 유압장치

Claims

자동변속기의 성능을 검사하기 위한 시험장치에 있어서,
상기 시험장치는 자동변속기의 엔진과 같은 동력을 발생시켜 전달하는 입력측 모터(20)와, 상기 입력측 모터(20)에 의해 전달받은 동력을 자동변속기(10)를 거쳐 출력하는 2개의 출력축(31)과, 상기 2개의 출력축(31)에 연결된 2개의 출력측 모터(30)를 포함하여 구성된 것이 특징인 자동차 변속장치 시험기.
제1항에 있어서,
상기 출력측 모터(30)는 실제 차량의 운행상태와 같은 역할을 수행하기 위해 부하를 가하거나 회전에 대한 관성을 부여하는 것이 특징인 자동차 변속장치 시험기.
제1항에 있어서,
상기 2개의 출력축(31)과 2개의 출력측 모터(30) 중 적어도 하나 이상은 CV조인트(constant velocity joint, 32)로 연결되어 출력축(31)은 출력측 모터(30)의 모터축과 동일한 속도로 회전되며, 자동변속기의 사양 변화에 따라 출력축(31)의 위치가 변하여도 상기 CV조인트(32)로써 출력축(31)과 출력측 모터(30)를 연결할 수 있는 것이 특징인 자동차 변속장치 시험기.
제1항에 있어서,
상기 자동변속기(10)의 일측에는 오일측정부(40)가 형성되어 상기 자동변속기에 형성된 유로에 인가되는 오일의 압력을 측정할 수 있는 것이 특징인 자동차 변속장치 시험기.
제4항에 있어서,
상기 오일측정부(40)에 형성된 마스킹 장치(41)는 자동변속기(10)의 오일포트(11)에 인가되는 유압을 측정하고, 오일포트(11)와의 밀폐상태가 해제되면 마스킹 장치(41) 내의 오일이 외부로 새는 것을 방지하기 위해 스프링(45)에 의해 피스톤(43)이 씰(44) 쪽으로 밀려나와 피스톤(43)과 밸브(46) 사이가 밀폐되는 것이 특징인 자동차 변속장치 시험기.
제4항에 있어서,
상기 오일측정부(40)의 일측에는 디던트 토크 측정기(50)가 형성되어 자동변속기의 수동 조작시 조작 레버의 조작력을 측정하기 위해 수동조작레버에 고정된 회전축을 모터가 회전시키면서 회전축 사이에 토크센서를 부착하여 조작력 즉, 디던트 토크를 측정하는 것이 특징인 자동차 변속장치 시험기.
제4항에 있어서,
상기 오일측정부(40)의 일측에는 진동측정기(60)가 형성되어 자동변속기에서 발생하는 진동을 측정할 수 있는 것이 특징인 자동차 변속장치 시험기.