KR101381173B1 - 변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외주면에 하나 이상의 기어 및 하나 이상의 베어링면이 형성된 변속기용 입력 및 출력 샤프트의 측정장치에 관한 것으로서, 검사대상인 샤프트의 축방향 양단부를 회전 가능하게 지지하기 위한 센터링 유닛과; 상기 센터링 유닛에 지지된 샤프트의 하부에 배치되어 상기 샤프트의 검사 전,후 단계에서 상기 샤프트를 지지하기 위해 승강 구동되는 홀더 유닛; 및 상기 센터링 유닛에 지지된 샤프트에 평행하게 그리고 직각으로 슬라이드 이송되어 상기 샤프트에 형성된 기어에 맞물리는 마스터 기어, 상기 마스터 기어를 회전 구동하기 위한 회전구동수단 및 상기 샤프트의 기어와 맞물려 회전하는 상기 마스터 기어로부터 측정데이터를 산출하기 위한 기어측정센서를 구비하는 기어측정유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 하나 이상의 기어와 하나 이상의 베어링면이 모두 형성된 변속기용 샤프트를 검사하는데 가장 적합한 측정장치를 제공할 수 있다.

Description

변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치{MEASURING DEVICE FOR INPUT AND OUTPUT SHAFT OF TRANSMISSION}

본 발명은 자동차의 변속기에 속하는 구성요소인 입력샤프트 및 출력샤프트를 검사하는데 이용되는 변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치에 관한 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 종래 사용되어 오던 기어측정장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 측정하고자 하는 대상 기어(1)의 편심량, 타흔(Nick) 등의 불량요소를 측정하기 위해 정밀도가 높은 마스터 기어(2)를 맞물려 회전시킴으로써 대상 기어(1)의 불량요소로 인한 마스터 기어(2)의 미세 움직임을 센서(3)로 감지하여 이를 데이터화 함으로써 기어(2)의 양품 내지 불량품 여부를 판별하여 왔다.

그러나, 이러한 종래의 기어측정장치로는 도 2에 도시된 바와 같은 변속기의 입력 또는 출력 샤프트(10)의 측정에 사용하기에는 부적당하였다.

변속기용 샤프트(10)는 동력의 전달을 위한 하나 이상의 기어(11)가 외주면에 형성되고, 나아가 샤프트 본체를 지지하기 위한 하나 이상의 베어링면(12)이 형성되어 있으므로, 이러한 변속기용 샤프트(10)의 측정을 위해서는 이에 형성된 모든 기어(11)는 물론 모든 베어링면(12)에 대하여도 측정이 이루어져야 한다.

이러한 필요성에 반해, 상기한 종래의 기어측정장치(도 1 참조)로는 샤프트(10)에 형성된 기어(11)마다 각각 개별적인 측정이 이루어져야 함은 물론 베어링면(12)에 대하여는 측정이 불가능하므로 이를 위한 별도의 측정장비가 필요하다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 하나 이상의 기어와 하나 이상의 베어링면이 모두 형성된 변속기용 입력 및 출력 샤프트를 검사하는데 가장 적합한 변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외주면에 하나 이상의 기어 및 하나 이상의 베어링면이 형성된 변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치에 있어서, 검사대상인 변속기용 샤프트의 축방향 양단부를 회전 가능하게 지지하기 위한 센터링 유닛과; 상기 센터링 유닛에 지지된 샤프트의 하부에 배치되어 상기 샤프트의 검사 전,후 단계에서 상기 샤프트를 지지하기 위해 승강 구동되는 홀더 유닛; 및 상기 센터링 유닛에 지지된 샤프트에 평행하게 그리고 직각으로 슬라이드 이송되어 상기 샤프트에 형성된 기어에 맞물리는 마스터 기어, 상기 마스터 기어를 회전 구동하기 위한 회전구동수단 및 상기 샤프트의 기어와 맞물려 회전하는 상기 마스터 기어로부터 측정데이터를 산출하기 위한 기어측정센서를 구비하는 기어측정유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치를 제공한다.

여기서, 상기 변속기의 입력 및 출력 샤프트 측정장치는 상기 센터링 유닛에 지지되어 회전하는 샤프트의 각 베어링면 외측에 각기 좌우 한 쌍으로 이격 배치되어 회전하는 베어링면으로부터 측정데이터를 산출하기 위한 외경측정센서를 구비하는 하나 이상의 베어링면 측정유닛을 더 포함할 수도 있다.

이때, 상기 기어측정센서와 상기 외경측정센서는 모두 LVDT 센서일 수도 있다.

상기과 같은 본 발명에 따른 변속기용 입력 및 출력 샤프트의 측정장치에 의하면, 기어측정유닛과 베어링면 측정유닛을 포함하는 하나의 측정장치를 이용하여 변속기용 샤프트에 형성된 하나 이상의 기어와 하나 이상의 베어링면을 모두 신속하게 측정할 수 있다.

도 1은 종래의 기어측정장치를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 적용대상인 변속기용 샤프트의 일례를 도시한 사시도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 변속기용 입력 및 출력 샤프트의 측정장치의 정면도 및 평면도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변속기용 입력 및 출력 샤프트의 측정장치의 변형례를 도시한 정면도 및 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 변속기용 입력 및 출력 샤프트의 측정장치(100)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 검사대상인 변속기용 샤프트(10)를 회전 가능하게 지지하기 위한 센터링 유닛(110), 샤프트(10)를 검사하기 전,후 단계에서 지지하는 역할을 수행하는 홀더 유닛(120), 샤프트(10)에 마스터 기어(131)를 맞물려 양품 또는 불량품 여부의 확인을 위한 데이터를 측정하기 위한 기어측정유닛(130)을 포함하여 구성된다.

센터링 유닛(110)은 샤프트(10)의 축방향 양단부를 지지하기 위한 회전센터(live center, 111, 112)를 구비하며, 이들 회전센터(111, 112)는 이를 지지하는 몸체부(113, 114)가 LM 가이드 등을 통하여 바닥의 베이스(115, 116)에 대하여 전후 슬라이드 가능하게 지지되어 있으며, 각기 축방향 말단부가 아암(117, 118)을 통해 실린더구동부(119, 119-1)에 연결되어 있어 상기 실린더구동부(119, 119-1)의 구동에 따라 샤프트(10)에 대하여 전후 슬라이드 구동된다.

홀더 유닛(120)은 위치상으로 상기 센터링 유닛(110)에 의해 지지되는 샤프트(10)의 하부에 고정 배치되어 상단에 형성된 V블록(121, 122)이 샤프트(10)를 수용 지지하는 구조이며, 이들 V블록(121, 122)은 하부의 실린더구동부(123)에 의해 승강 제어가 이루어진다.

이와 같은 구성의 홀더 유닛(120)은 샤프트(10)의 검사 전, 측정장치(100)의 상부를 가로질러 설치되는 픽업이송부(도면 미도시)에 의해 외부에서 제조된 샤프트(10)가 이송되어 오면 이를 받은 후 센터링 유닛(110)의 회전센터(111, 112) 간을 연결하는 선상으로 상승시킨다.

상승된 샤프트(10)는 전진 구동되는 회전센터(111, 112)에 의해 양측단부가 지지되며, 회전센터(111, 112)에 의한 샤프트(10)의 지지가 완전히 이루어진 후 V블록(121, 122)은 실린더구동부(123)의 구동에 의해 하강하여 원위치로 복귀한다.

마찬가지로, 측정을 마친 샤프트(10)에 대하여는, 상기와 반대순서로 V블록(121, 122)이 다시 상승하여 샤프트(10)에 접촉하고 이어서 회전센터(111, 112)가 후퇴한 상태에서 상기한 픽업이송부 등이 샤프트(10)를 픽업하여 외부로 이송하게 된다.

기어측정유닛(130)은 마스터 기어(131)를 상기한 샤프트(10)에 평행하게 이송 구동하는 실린더구동부(132)와, 이와는 반대로 상기 마스터 기어(131)를 샤프트(10)에 접근 및 이탈하도록 직각방향으로 이송 구동하는 실린더구동부(133)를 구비한다.

이들 실린더구동부(132, 133)의 구동에 의해 마스터 기어(131)는 샤프트(10) 측 기어(11)에 맞물리게 된다.

마스터 기어(131)는 샤프트(10) 측 기어(11)에 맞물린 상태에서 소정의 RPM으로 회전 구동된다. 마스터 기어(131)를 회전시키는 회전구동수단은 모터 및 벨트전동요소 등에 의해 구현될 수 있다.

샤프트(10) 측 기어(11)에 맞물린 마스터 기어(131)에 대하여는 기어측정센서, 본 실시예에서는 LVDT 센서(134)가 상기 마스터 기어(131)에 근접하도록 배치됨으로써 마스터 기어(131)를 통해 감지되는 상기 샤프트(10) 측 기어(11)의 측정데이터를 산출할 수 있도록 한다.

마스터 기어(131) 및 LVDT 센서(134)는 샤프트(10) 측에 형성되는 기어(11)의 갯수에 따라 하나 또는 2 이상으로 나란히 구비될 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 변속기의 입력 및 출력 샤프트의 측정장치(100)는 샤프트(10) 측에 형성된 하나 이상의 베어링면(도 2의 12)을 측정하여 이들에 대한 양품/불량품/타흔 등의 유무를 판정할 수 있도록 한다.

베어링면(12)의 측정을 위해서는 상기한 기어측정유닛(130)과 교체하여 설치되거나 또는 상기한 측정장치(100)의 다른 구성요소들을 거의 그대로 이용하는 별도의 베어링면 측정유닛(도 6의 140)이 사용된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 베어링면 측정유닛(140)은 각기, 센터링 유닛(110, 110')에 의해 양단부가 지지된 샤프트(10)의 횡방향으로 좌우측에 베어링면(12)마다 한 쌍으로 서로 대칭되게 설치된다.

도 6은 총 4쌍의 베어링면 측정유닛(140)이 설치되어 있으므로 측정하고자 하는 샤프트(10) 측 베어링면(12) 또한 4개소에 형성되어 있음을 알 수 있다.

베어링면 측정유닛(140)은 베어링면(12)을 측정하기 위한 외경측정센서, 본 실시예에서는 LVDT 센서(141)를 구비하고, 이 센서(141)를 고정 지지하기 위한 베이스(142)를 구비한다.

LVDT 센서(141)는 실린더구동부(143)에 의해 샤프트(10)에 직각 방향으로 전후 슬라이드 구동된다.

한편, 이상에서 설명된 변속기의 입력 및 출력 샤프트의 측정장치(100)는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과한 것이므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기 설명된 바에 한정되는 것으로 이해되어서는 곤란하다.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

10: 변속기용 샤프트 11: 기어
12: 베어링면 100: 변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치
110: 센터링 유닛 111, 112: 회전센터
120: 홀더 유닛 121, 122: V블록
123: 실린더구동부 130: 기어측정유닛
131: 마스터 기어 132, 133: 실린더구동부
134: LVDT 센서 140: 베어링면 측정유닛
141: LVDT 센서 143: 실린더구동부

Claims (3)

1. 외주면에 하나 이상의 기어 및 하나 이상의 베어링면이 형성된 변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치에 있어서,
   검사대상인 변속기용 샤프트의 축방향 양단부를 회전 가능하게 지지하기 위한 센터링 유닛과;
   상기 센터링 유닛에 지지된 샤프트의 하부에 배치되어 상기 샤프트의 검사 전,후 단계에서 상기 샤프트를 지지하기 위해 승강 구동되는 홀더 유닛; 및
   상기 센터링 유닛에 지지된 샤프트에 슬라이드 이송되어 상기 샤프트에 형성된 기어에 맞물리는 마스터 기어, 상기 마스터 기어를 회전 구동하기 위한 회전구동수단 및 상기 샤프트의 기어와 맞물려 회전하는 상기 마스터 기어로부터 측정데이터를 산출하기 위한 기어측정센서를 구비하는 기어측정유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 센터링 유닛에 지지되어 회전하는 샤프트의 각 베어링면 외측에 각기 좌우 한 쌍으로 이격 배치되어 회전하는 베어링면으로부터 측정데이터를 산출하기 위한 외경측정센서를 구비하는 하나 이상의 베어링면 측정유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 기어측정센서와 상기 외경측정센서는 모두 LVDT 센서인 것을 특징으로 하는 변속기용 입력 및 출력 샤프트 측정장치.

Images