KR101467106B1 - 궤도차량용 조향장치의 시험 장치 - Google Patents

궤도차량용 조향장치의 시험 장치 Download PDF

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박세동
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현대다이모스(주)
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Abstract

본 발명은 궤도차량용 조향장치의 시험 장치에 관한 것으로, 동력을 발생하는 모터와, 상기 모터에 연결되어 상기 동력을 전달하는 모터 입력부와, 상기 모터 입력부를 통해 상기 동력을 제공받아 회전하는 회전축을 포함하는 조향 모듈 및 상기 조향 모듈의 끝단에 연결되어 상기 조향 모듈로부터 출력되는 동력을 전달받고, 유성기어를 통해 회전토크를 증가시켜 상기 모터 입력부로 전달하도록 연결되는 동력전환모듈을 포함함으로써, 조향 모듈에서 출력되는 동력을 회생하여 모터 입력부로 제공함으로써, 모터 입력부에서 모터의 출력보다 높은 동력을 조향 모듈에 제공할 수 있는 것이다.

Description

궤도차량용 조향장치의 시험 장치 {TESTING APPARATUS FOR TRACKED VEHICLE STEERING SYSTEM}
본 발명은 궤도차량용 조향장치의 시험 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조향 모듈의 출력측에 동력전환모듈을 장착하고, 조향 모듈에서 방출되는 동력을 동력전환모듈로 회생하여 조향 모듈의 입력측으로 전달하여 조향 모듈로 입력되는 동력을 증대시킬 수 있는 궤도차량용 조향장치의 성능 시험 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 궤도차량은 최종감속기(final drive)로부터 동력을 전달받아 스프라겟(sprocket)에 무한궤도(caterpillar)를 이송시켜 차량이 주행과 조향을 할수 있도록 만들어진 전차나, 장갑차, 건설장비의 불도저, 굴삭기등이 대표적이다
이와 같은 궤도차량은 엔진으로부터 출력되는 동력의 일부가 변속시스템으로 입력되고, 일부는 조향시스템으로 입력되는 구조를 가지고 있으며, 두 부분으로입력된 동력은 파워 서머라이징 기어에 의해 합하여져 좌,우 캐터필러를 구동하게된다. 이러한 파워팩 시스템은 구동과 조향특성이 동시에 나타나는 시스템으로, 파워팩 내부의 동적거동이 매우 복잡하게 나타난다 조향장치는 변속기 양 출력축의
서머라이징 기어(유성기어조립체)의 선기어의 구동방향을 좌,우측 회전방향을 달리하여 최종 변속기 출력축 캐리어의 속도차이로 인해 좌, 우 캐터필러의 이송 속도가 달라져 조향이 이루어지게 된다. 이러한 조향동력 흐름은 조향시 내측에서는 차체로부터 에너지를 입력받고, 조향 외측에서는 조향 내측으로부터 입력받은 동력과 엔진 구동원의 동력이 합해져 차체로 출력된다
이러한 조향장치의 시험 장치는 한국공개특허 공개번호 제10-2003-0013820호, 한국공개특허 공개번호 제10-2002-0055042호 및 일본공개특허 공개번호 제1996-334441호에 개시되어 있다.
도 1은 종래의 궤도차량용 조향장치의 시험 장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 궤도차량용 조향장치의 시험 장치(100)는 동력을 발생하는 모터(110), 모터(110)의 출력측에 연결되어 동력을 전달하는 모터 입력부(120) 및 모터 입력부(120)에 연결되어 모터(110)에서 발생하는 동력을 전달받는 조향 모듈(130)을 포함한다.
궤도차량용 조향장치의 실제 주행 상황에서, 조향장치는 노면의 마찰력에 의해 일정 조향 반경이상에서 차체 관성부하로 인해 입력되는 동력보다 훨씬 더 큰 동력이 좌, 우 캐터필러에 작용하게 된다.
종래의 궤도차량용 조향장치의 시험 장치(100)는 모터(110)가 조향 모듈(130)에 연결되어 동력을 제공하므로, 실제 차량과 같이 일정반경 이상에서 차체 관성부하를 받는 환경에 대한 시험을 할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 종래의 궤도차량용 조향장치의 시험 장치(100)는 실제 차량과 같이 일정반경 이상에서 차체 관성부하를 받는 환경을 조성하기 위해서는, 주행 시 필요한 출력보다 큰 출력을 낼 수 있는 모터(110)를 사용해야 하는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 모터(110)는 높은 출력을 내기 위해서는 부피가 커지고, 가격이 비싸지는 문제점이 있을 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조향 모듈의 출력측과 모터 입력부의 입력측 사이에 동력전환모듈을 설치하여 조향 모듈에서 출력되는 동력을 회생하여 모터 입력부로 제공함으로써, 모터 입력부에서 모터의 출력보다 높은 동력을 조향 모듈에 제공할 수 있는 궤도차량용 조향장치의 시험 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 조향 모듈에 모터의 출력보다 높은 동력을 제공하여 실제 궤도차량의 주행조건과 유사한 시험 조건을 조성할 수 있는 궤도차량용 조향장치의 시험 장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 동력을 발생하는 모터와, 상기 모터에 연결되어 상기 동력을 전달하는 모터 입력부와, 상기 모터 입력부를 통해 상기 동력을 제공받아 회전하는 회전축을 포함하는 조향 모듈 및 상기 조향 모듈의 끝단에 연결되어 상기 조향 모듈로부터 출력되는 동력을 전달받고, 유성기어를 통해 회전토크를 증가시켜 상기 모터 입력부로 전달하도록 연결되는 동력전환모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터 입력부는 일측면에 상기 모터가 연결되고, 다른 일측면에 상기 동력전환모듈이 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 모터 입력부는 상기 동력전환모듈이 상기 모터의 회전방향과 동일한 방향으로 회전할 수 있도록 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 동력전환모듈은 상기 조향 모듈에서 출력되는 동력을 전달받는 입력측 기어와, 상기 입력측 기어에 연결되어 동력을 전달하는 중간 기어와, 상기 중간 기어에 연결되어 동력을 전달받는 출력측 기어를 포함하고, 상기 유성기어의 일측면에 상기 출력측 기어가 연결되고, 다른 일측면에 원웨이 클러치가 연결되며, 상기 원웨이 클러치와 상기 모터 입력부를 연결하는 출력축을 포함하는 동력전환모듈을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 입력측 기어와 출력측 기어는 상기 중간기어에 각각의 기어치가 맞물려서 결합하고, 상기 조향장치에서 전달되는 동력에 의해 함께 회전하도록 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유성기어는 상기 출력측 기어에 연결되는 캐리어 및 복수의 유성기어와, 상기 복수의 유성기어의 외측에 결합하는 링기어와, 상기 복수의 유성기어의 내측에 결합하는 선기어를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 동력전환모듈은 상기 링기어의 외측에 연결되는 브레이크를 더 포함하고, 상기 브레이크로 상기 링기어를 고정 또는 감속할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 조향 모듈의 출력측과 모터 입력부의 입력측 사이에 동력전환모듈을 설치하여 조향 모듈에서 출력되는 동력을 회생하여 모터 입력부로 제공함으로써, 모터 입력부에서 모터의 출력보다 높은 동력을 조향 모듈에 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 조향 모듈에 모터의 출력보다 높은 동력을 제공하여 실제 궤도차량의 주행조건과 유사한 시험 조건을 조성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 궤도차량용 조향장치의 시험 장치를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도차량용 조향장치의 시험 장치를 설명하는 도면.
도 3은 도 2의 동력전환모듈을 설명하는 확대도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도차량용 조향장치의 시험 장치를 설명하는 도면.
도 5는 도 4의 동력전환모듈 및 모터 입력부를 설명하는 확대도.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도차량용 조향장치의 시험 장치를 설명하는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도차량용 조향장치의 시험 장치를 설명하는 도면이다.
도 2 또는 도 4를 참조하면, 궤도차량용 조향장치의 시험 장치(200)는 동력을 발생하는 모터(210), 모터(210)에 연결되어 동력을 전달하는 모터 입력부(220), 모터 입력부를 통해 동력을 제공받아 회전하는 회전축을 포함하는 조향 모듈(230) 및 조향 모듈(230)의 끝단에 연결되고 모터 입력부(220)에서 모터(210)와 반대쪽에 연결되어 조향 모듈(230)에서 출력되는 동력을 모터 입력부(220)로 전달하는 동력전환모듈(240)을 포함한다.
이러한 궤도차량용 조향장치의 시험 장치(200)는 조향 모듈(230)에서 출력되는 동력을 동력전환모듈(240)에서 회전토크를 증가시켜 모터 입력부(220)로 전달하여 모터(210)의 출력보다 큰 동력을 조향 모듈(230)로 제공할 수 있다.
모터(210)는 궤도차량용 조향장치의 시험 장치(200)를 구동하는 동력을 발생한다. 모터(210)는 전류가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 기계적인 일로 바꾸는 장치이다. 이러한 모터(210)는 높은 출력을 내기 위해서는 부피가 커지게 된다.
모터 입력부(220)는 모터(210)에 연결되어 모터(210)에서 발생하는 동력을 조향 모듈(230)로 전달한다. 모터 입력부(220)는 모터(210)의 출력축에 연결되어 함께 회전하는 기어를 통해 동력을 전달한다. 이러한 모터 입력부(220)는 모터(210)의 반대쪽에 동력전환모듈(240)이 연결된다.
모터 입력부(220)는 동력전환모듈(240)이 모터(210)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전할 수 있도록 연결되어 모터(210)에서 전달되는 동력과 동력전환모듈(240)에서 전달되는 동력을 함께 조향 모듈(230)로 전달 할 수 있다. 따라서, 모터 입력부(220)는 모터(210)의 출력보다 높은 동력을 조향 모듈(230)에 전달하게 된다.
조향 모듈(230)은 궤도차량의 조향장치를 구성하는 장치로써, 모터(210) 또는 엔진(미도시됨)의 동력발생장치에 의해 회전하는 회전축과 양 출력축 캐터필라 에 회전력을 전달하여 주행하는 바퀴(미도시됨)를 포함할 수 있다.
조향 모듈(230)은 실제 궤도차량의 조향 반경과 동일한 반경으로 구동될 수 있도록 형성될 수 있다. 또한, 조향 모듈(230)은 동력전환모듈(240)을 통해 일정 회전 반경으로 회전하는 상태와 유사한 부하 조건으로 구동될 수 있다. 여기에서 조향 반경은 궤도차량의 곡선 주행을 할 때 회전 반경을 얘기한다.
동력전환모듈(240)은 조향 모듈(230)에 연결되어 조향 모듈(230)에서 출력되는 동력을 전달받는 입력측 기어(241), 입력측 기어(241)에 연결되어 동력을 전달하는 중간 기어(242), 중간 기어(242)에 연결되어 동력을 전달받는 출력측 기어(243), 출력측 기어(243)의 측면에 순착적으로 유성기어(244)와 원웨이 클러치(245)가 연결되고, 원웨이 클러치(245)와 모터 입력부(220)를 연결하는 출력축(246)을 포함한다. 또한, 동력전환모듈(240)은 유성기어(244)의 외측에 연결되는 브레이크(247)를 더 포함한다.
동력전환모듈(240)은 브레이크(247)를 통해 유성기어(244)를 제어하고, 조향 모듈(230)에서 출력되는 동력을 유성기어(244)를 통해 회전토크를 증가시켜 모터 입력부(220)로 전달한다. 이하 도 3 또는 도 5를 통해 동력전환모듈(240)을 더 자세히 설명한다.
도 3은 도 2의 동력전환모듈을 설명하는 확대도이고, 도 5는 도 4의 동력전환모듈 및 모터 입력부를 설명하는 확대도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 동력전환모듈(240)은 조향 모듈(230)에서 전달되는 동력을 유성기어(244)를 통해 회전토크를 증가시켜 모터 입력부(220)로 제공할 수 있다.
이러한 동력전환모듈(240)은 조향 모듈(230)에 연결되는 입력측 기어(241)를 통해 동력을 전달받고, 입력측 기어에 연결되는 중간 기어(242)와 중간 기어(242)에 연결되는 출력측 기어(243)를 통해 유성기어(244)로 동력을 전달한다. 입력측 기어(241)와 출력측 기어(243)는 각각의 기어치가 중간 기어(242)의 기어치에 맞물려서 결합하고, 조향 모듈(230)에서 전달되는 동력으로 입력측 기어(241)부터 중간 기어(242)를 거쳐 출력측 기어(243)가 함께 회전한다.
유성기어(244)는 출력측 기어(243)의 측면에 연결되어 출력측 기어(243)의 회전과 함께 회전하게 된다. 일반적으로, 유성기어(244)는 캐리어 및 복수의 유성기어(244a), 링기어(244b)와 선기어(244c)로 형성된다.
캐리어 및 복수의 유성기어(244a)는 링기어(244b)와 선기어(244c) 사이에 형성되고, 복수의 유성기어는 캐리어로 연결되어 링기어(244b)와 선기어(244c) 사이에서 공전할 수 있다. 또한, 링기어(244b)는 내주면에 기어치를 형성하고, 선기어(244c)는 외주면에 기어치를 형성하여 복수의 유성기어의 외주면의 기어치가 맞물리게 결합할 수 있다.
여기에서 유성기어(244)는 출력측 기어(243)에 캐리어 및 복수의 유성기어(244a)가 연결되어 출력측 기어(243)에서 전달되는 동력으로 캐리어 및 복수의 유성기어(244a)가 공전하며 회전할 수 있다.
원웨이 클러치(245)는 일측면이 유성기어(244)의 측면에 연결되고 다른 일측면이 출력축(246)에 연결되어 유성기어(244)에서 전달되는 동력을 출력축(246)을 통해 모터 입력부(220)로 전달한다.
일반적으로, 원웨이 클러치(245)는 한쪽 방향으로만 동력을 전달하는 구조로 된 축 이음을 말한다. 원웨이 클러치(245)는 왕복 회전 운동(예를 들어, 랙과 피니언, 크랭크와 레버)을 일정 방향의 간헐 회전 운동으로 바꿀 수 있다, 또한, 원웨이 클러치(245)는 역회전을 방지할 수 있다.
출력축(246)은 일단이 동력전환모듈(240)의 원웨이 클러치(245)에 연결되고, 다른 일단이 모터 입력부(220)에 연결된다. 출력축(246)은 동력전환모듈(240)에서 회전토크가 증가된 동력을 모터 입력부(220)로 전달한다. 출력축(246)은 모터(210)의 회전과 같은 방향으로 회전한다.
브레이크(247)는 링기어(244b)의 외측에 연결되어 링기어(244b)의 속도를 조정하여 고정 또는 감속할 수 있다. 브레이크(247)는 링기어(244b)의 속도를 조정하여 선기어(244c)의 회전토크를 발생시킨다.
이러한 궤도차량용 조향장치의 시험 장치(200)는 조향 모듈(230)에서 출력되는 동력을 동력전환모듈(240)에서 유성기어(244)를 통해 회전토크를 증가시켜 모터 입력부(220)로 전달하고, 모터 입력부(220)에서 동력전환모듈(240)에서 전달되는 동력과 모터(210)의 동력이 합쳐져서 조향 모듈(230)에 제공된다. 따라서, 궤도차량용 조향장치의 시험 장치(200)는 조향 모듈(230)에 모터(210)의 출력보다 높은 동력을 제공할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도차량용 조향장치의 시험 장치(200)의 작용을 간략하게 설명하기로 한다.
궤도차량용 조향장치의 시험 장치(200)는 조향 모듈(230)의 출력측과 모터 입력부(220)의 입력측 사이에 동력전환모듈(240)을 설치하여 조향 모듈(230)에서 출력되는 동력을 회생하여 모터 입력부(220)로 제공할 수 있다.
동력전환모듈(240)은 유성기어(244)를 통해 조향 모듈(230)에서 전달되는 동력을 선기어(244c)의 회전토크를 발생시켜서 모터 입력부(220)로 전달한다. 모터 입력부(220)는 모터에서 전달되는 동력과, 동력전환모듈(240)에서 전달되는 동력을 합쳐서 조향 모듈(230)에 제공할 수 있어, 모터(210)의 출력보다 높은 동력을 제공하여 모터(210)의 출력을 증대하지 않고 모터의 출력보다 높은 부하 조건의 시험을 가능하게 한다.
이러한 궤도차량용 조향장치의 시험 장치(200)는 실제 궤도차량이 일정 반경으로 회전하는 곡선 주행 중 발생하는 차체 관성부하를 받는 상태와 같은 고부하 시험 조건을 모터(210)의 출력 증대 없이 시험할 수 있게 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 종래의 궤도차량용 조향장치의 시험 장치
110 : 모터 120 : 모터 입력부
130 : 조향 모듈
200 : 궤도차량용 조향장치의 시험 장치
210 : 모터 220 : 모터 입력부
230 : 조향 모듈 240 : 동력전환모듈
241 : 입력측 기어 242 : 중간 기어
243 : 출력측 기어 244 : 유성기어
244a : 캐리어 및 복수의 유성기어 244b : 링기어
244c : 선기어 245 : 원웨이 클러치
246 : 출력축 247 : 브레이크

Claims (7)

  1. 동력을 발생하는 모터와;
    상기 모터에 연결되어 상기 동력을 전달하는 모터 입력부와;
    상기 모터 입력부를 통해 상기 동력을 제공받아 회전하는 회전축을 포함하는 조향 모듈; 및
    상기 조향 모듈의 끝단에 연결되어 상기 조향 모듈로부터 출력되는 동력을 전달받고, 유성기어를 통해 회전토크를 증가시켜 상기 모터 입력부로 전달하도록 연결되는 동력전환모듈;
    을 포함하는 궤도차량용 조향장치의 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터 입력부는
    일측면에 상기 모터가 연결되고, 다른 일측면에 상기 동력전환모듈이 연결되는 것을 특징으로 하는 궤도차량용 조향장치의 시험 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모터 입력부는
    상기 동력전환모듈이 상기 모터의 회전방향과 동일한 방향으로 회전할 수 있도록 연결되는 것을 특징으로 하는 궤도차량용 조향장치의 시험 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동력전환모듈은
    상기 조향 모듈에서 출력되는 동력을 전달받는 입력측 기어와,
    상기 입력측 기어에 연결되어 동력을 전달하는 중간 기어와,
    상기 중간 기어에 연결되어 동력을 전달받는 출력측 기어를 포함하고,
    상기 유성기어의 일측면에 상기 출력측 기어가 연결되고, 다른 일측면에 원웨이 클러치가 연결되며, 상기 원웨이 클러치와 상기 모터 입력부를 연결하는 출력축을 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량용 조향장치의 시험 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입력측 기어와 출력측 기어는
    상기 중간기어에 각각의 기어치가 맞물려서 결합하고, 상기 조향장치에서 전달되는 동력에 의해 함께 회전하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 궤도차량용 조향장치의 시험 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 유성기어는
    상기 출력측 기어에 연결되는 캐리어 및 복수의 유성기어와,
    상기 복수의 유성기어의 외측에 결합하는 링기어와,
    상기 복수의 유성기어의 내측에 결합하는 선기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도차량용 조향장치의 시험 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 동력전환모듈은
    상기 링기어의 외측에 연결되는 브레이크를 더 포함하고, 상기 브레이크로 상기 링기어를 고정 또는 감속할 수 있는 것을 특징으로 하는 궤도차량용 시험 장치.
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