KR101500228B1 - 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치와 그 코팅층의 두께 측정의 방법 - Google Patents

싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치와 그 코팅층의 두께 측정의 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 변속기 주축상에 설치되어, 주축의 슬리브 및 구동축의 구동기어가 서로 교합되도록 클러치 작용을 하면서 슬리브 및 구동축의 회전수를 동기화시키는 싱크로나이저링을 제작함에 있어서, 정확한 코팅을 위해 코팅하는 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치와 그 코팅층의 두께 측정의 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제작된 싱크로나이저링의 내부에 형성되는 테이퍼면을 가진 관통공이 동일한 지름과 동일한 테이퍼각도를 유지시키기 위해서, 대응테이퍼면을 가진 마스터게이지판을 수직 하향시켜 대응테이퍼면이 싱크로나이저링의 내주 테이퍼면과 밀착되도록 하고, 그 밀착되는 위치와 하강 거리를 정확하게 측정하여 제작된 싱크로나이저링의 코팅층의 두께를 결정하고, 안정적인 제품을 생산할 수 있도록 한 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치와 그 코팅층의 두께 측정의 방법에 관한 것이다.

Description

싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치와 그 코팅층의 두께 측정의 방법{the measuring device and method to measuring coating layer of ring}
본 발명은 차량의 변속기 주축상에 설치되어, 주축의 슬리브 및 구동축의 구동기어가 서로 교합되도록 클러치 작용을 하면서 슬리브 및 구동축의 회전수를 동기화시키는 싱크로나이저링을 제작함에 있어서, 상기 싱크로나이저링의 마모를 감소시키기 위해 싱크로나이저링의 내부를 코팅하는 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치와 그 코팅층의 두께 측정의 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제작된 싱크로나이저링의 내부에 형성되는 테이퍼면을 가진 관통공이 동일한 지름과 동일한 테이퍼각도를 유지시키기 위해서, 대응테이퍼면을 가진 마스터게이지판을 수직 하향시켜 대응테이퍼면이 싱크로나이저링의 내주 테이퍼면과 밀착되도록 하고, 그 밀착되는 위치와 하강 거리를 정확하게 측정하여 제작된 싱크로나이저링의 코팅층의 두께를 결정하고, 안정적인 제품을 생산할 수 있도록 한 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치와 그 코팅층의 두께 측정의 방법에 관한 것이다.
일반적으로 변속기의 주축상에 설치되는 싱크로나이저링은, 회전수 차이를 갖는 주축의 슬리브 및 구동축의 구동기어를 서로 교합시키는 역할을 한다.
이러한, 싱크로나이저링은 슬리브에 의하여 싱크로나이저콘상에서 이동하면서 클러치작용을 하며, 이에 따라 싱크로나이저 허브가 슬리브와 대향(싱크로나이저링과도 대향)하는 구동축의 구동기어에 교합되도록 안내하는 역할을 한다. 이때, 슬리브 및 구동기어는 서로 다른 회전수로 회전되며, 클러치작용을 하는 싱크로나이저링은 슬리브 및 구동기어가 서로 교합되도록 정렬작용(슬리브의 스플라인과 구동기어의 이빨이 서로 물리도록 하는 작용)을 하면서 회전수를 동기화시킨다. 따라서, 슬리브 및 구동기어는 회전수가 동기화됨에 따라, 기어의 마멸과 파손이 발생하지 않고 서로 교합된다.
한편, 싱크로나이저링은 슬리브 및 구동기어의 교합시, 외주면에 형성된 스플라인이 금속재 슬리브의 내주면에 형성된 스플라인과 교합하며, 이에 따라 내주면에는 마찰이 발생한다. 즉, 싱크로나이저링의 외주면에 형성된 스플라인은, 금속재의 슬리브에 형성된 스플라인과 빈번하게 접촉하는 부위이고, 스플라인의 반대편에 위치한 내주면은 마찰이 발생하는 부위이다. 이에 따라, 슬리브와 접촉하면서 정렬작용을 하는 싱크로나이저링의 교합부위(스플라인을 포함하는 주변)는 강성 및 내구성이 확보되어야 하며, 마찰이 발생하는 싱크로나이저링의 기능부위(내주면을 포함하는 주변)는 내마모성 및 내열성이 확보되어야 한다.
물론 차량의 종류에 따라서 서로 다른 형태와 다른 재질로 생산되는 싱크로나이저링은 크게 구분하여 소형차량의 경우 고력황동을 주로 사용하여 제작하고, 화물차와 같은 대형차의 경우 금속을 이용하여 제작한다. 도시된 도 1과 2에는 복합재질을 이용하여 제작하는 싱크로나이저링(등록번호 10-531445호)이 도시되고 있는데, 이들은 모두 슬리브와 구동축의 회전수를 동기화시킴에 있어서 내 마모성이 높은 싱크로나이저링의 내구성을 향상시키도록 하기 위한 것이다.
이러한 싱크로나이저링(10)의 주요한 특징은 도시된 도 1과 2의 도면에서처럼 내부에 관통되는 관통공(2)이 형성되는데, 이 관통공(2)의 내주면은 테이퍼진 단면으로 제작된다는 것이다. 이때 싱크로나이저링은 기어를 바꿀때 상당한 로드를 받음으로 인해 마모가 쉽게 되는데 이러한 마모를 감소시키기 위해 내주면에 코팅을 하게 된다. 이때 이 테이퍼진 단면은 내부의 관통공(2)이 모두 동일한 지름으로 가공되어야 동일한 코팅이 가능하나, 다량을 생산할 때 동일한 지름을 가지도록 부여하게 생산되기 힘들다. 이러한 문제로 인해 코팅두께를 결정하는 것도 가공된 지름의 크기에 따라 각각 달리 코팅두께를 정해 코팅을 해야 하나, 테이퍼진 단면의 내부를 측정하는 방법이 사람의 손을 이용하여 측정하므로 단순히 샘플링 측정에 머무르고 있는 실정이다.
도 3과 4에는 바로 이러한 수작업으로 싱크로나이저링(10)의 관통공(2)의 크기를 측정하는 방법이 도시되어 있다. 이를 간단히 설명하면,
마스터게이지판(A)편을 만들고 이를 도시된 도 3의 (b)와 같이 베이스판(5)의 상부에 제작된 싱크로나이저링(10)을 안착시킨다.
안착이 이루어지고 나서는 상기 싱크로나이저링(10)의 상부로 손잡이(7)를 가진 마스터게이지판(A)을 수평으로 안착시킨다. 그러나 사람의 시각과 손을 이용한 안착이기에 수평의 상태로 위치시키기 어렵기 때문에 싱크로나이저링(10)의 내측 관통공(2)을 형성하는 테이퍼면(1)과 마스터게이지판(A)의 외측 대응테이퍼면(8)이 밀착되어 약간의 수평이 틀어지면 도시된 도 2의 (c)에 도시된 것처럼 좌우측 서로 다른 높이차가 발생된다. 즉, 테이퍼면(1)과 대응테이퍼면(8)의 사선의 각도는 동일하기에 좌측의 싱크로나이저링(10) 최상단과 마스터게이지판(A)의 상단과의 높이인 ①과 우측의 높이인 ②는 차이가 발생되므로 이를 손이나 도구를 사용하여 이를 보정해야만 한다.
이 보정의 방식은 도시된 도 4에 상세히 도시되어 있다. 이 도면은 도 2의 (c) 상태를 상부에서 바라본 평면도인데, 작업자는 상기 높이를 정확하게 보정하기 위해서 전방향에 걸쳐 조심스러운 조절을 하게 된다. 도시된 도면을 기준으로 0, 90, 180, 270도의 간격의 타격점(3)을 향해 상부에서 하부로 납덩어리로 두두려서 동일한 높이를 가질 수 있도록 한다. 완전하게 수평된 상태를 만드는 것이다. 물론 이러한 타격이 부족하다면 도시된 도면에서처럼 45, 135, 225, 315도 방향의 타격점(4)을 더 두두려서 싱크로나이저링(10)과 마스터게이지판(A)의 수평을 조절한다. 이후 상기 마스터게이지판(A)의 최상단의 높이와 싱크로나이저링(10)의 최상단의 높이차인 ①과 ②는 서로 동일한 상태가 이루어진다. 바로 이때 이 높이를 정확하게 계측하면 제작한 싱크로나이저링(10)의 내부 관통공(2)의 지름을 알 수 있다. 위와 같이 마스터게이지판(A)의 최상단의 높이와 싱크로나이저링(10)의 최상단의 높이차를 통해 싱크로나이저링(10)의 내부 관통공(2)의 지름을 알 수 있기 때문에 이 마스터게이지판(A)에 높이에 따라 지름에 대한 값을 새겨넣을 수 있다.
이렇게 계측한 마스터게이지판(A)의 정보를 위해서 마스터게이지판(A)의 대응테이퍼면(8)에는 일정한 눈금이 새겨질 수 있다. 바로 이 눈금을 기준으로 다수의 싱크로나이저링(10)은 계측됨으로 인해 관리될 수 있지만 수동으로 작업하므로 샘플링 계측함으로 인해 이를 체계적으로 계측하고 관리할 수 있는 장치와 방법이 요구된다.
본 발명은 차량의 변속기 주축상에 설치되어, 주축의 슬리브 및 구동축의 구동기어가 서로 교합되도록 클러치 작용을 하면서 슬리브 및 구동축의 회전수를 동기화시키는 싱크로나이저링을 제작함에 있어서, 각기 차이나는 관통공의 지름에 대하여 코팅두께 결정을 위한 측정장치와 그 코팅층의 두께 측정의 방법을 제공하고자 한다.
특히, 본 발명은 제작된 싱크로나이저링의 내부에 형성되는 테이퍼면을 가진 관통공이 동일한 지름과 동일한 테이퍼각도를 유지시키기 위해서, 대응테이퍼면을 가진 마스터게이지판을 수직 하향시켜 대응테이퍼면이 싱크로나이저링의 내주 테이퍼면과 밀착되도록 하고, 그 밀착되는 위치와 하강 거리를 정확하게 측정하여 제작된 싱크로나이저링의 코팅층의 두께를 결정하고, 안정적인 제품을 생산할 수 있도록 한 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치와 그 코팅층의 두께 측정의 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른, 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치는, 테이퍼진 관통공을 갖는 싱크로나이저링에서 상기 관통공의 내주면의 코팅두께를 측정하는 측정장치에 있어서 상기 관통공의 내주면의 코팅두께를 측정하는 검사부;와
상기 검사부를 상하로 이송시키는 이송부;와 상기 검사부를 지지하는 지지부;로 이루어지되 상기 지지부는 수평의 상태를 유지하도록 최하단에 형성되는 지지판(60);으로 이루어지고, 상기 검사부는 상기 지지판(60)의 상부로 안착하되, 상단에 안착되는 싱크로나이저링(40)의 테이퍼진 관통공(41)에 비하여 지름이 넓은 관통공(51)이 형성된 베이스판(50);과 수직된 방향으로 승하강하는 연장봉(22)과 연장봉(22)의 하단에 상기 지지판과 수평의 상태로 체결되되, 수평방향의 단면은 원형이면서 측면은 상광하협의 대응테이퍼면(31)을 가진 마스터게이지판(30);과 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 측정수단으로 이루어져 상기 마스터게이지판(30)이 수직 하향하여 싱크로나이저링(40)의 관통공(42) 내주인 테이퍼면(41)에 마스터게이지판(30)의 대응테이퍼면(31)이 면접되도록 하여, 상기 마스터 게이지판의 하강길이를 측정함으로로써 코팅층(CT)의 두께를 결정하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치이다. .
또한 본 발명인 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정방법은 테이퍼진 관통공(42)이 형성된 싱크로나이저링(40)에서 상기 관통공의 테이퍼면(41)에 코팅하는 방법에 있어서, 테이퍼진 관통공(42)이 형성된 코팅 전의 싱크로나이저링(40)을 측정장치의 베이스판(50) 상부에 안착시키고, 마스터게이지판(30)을 하향시켜 상기 관통공(42)의 테이퍼면(41)과 대응테이퍼면(31)이 밀착되도록 한 후, 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 제1단계; 상기 제1단계의 하강거리를 통해 하강거리를 통해 상기 테이퍼진 관통공(42)의 크기를 분류하고 상기 분류에 따라 상기 테이퍼면(41)의 코팅두께를 결정하는 제2단계; 상기 결정된 코팅두께에 따라 상기 테이퍼면(41)의 코팅을 진행하는 제3단계; 상기 코팅을 진행한 후 상기 싱크로나이저링(40)을 측정장치의 베이스판(50) 상부에 안착시키고, 마스터게이지판(30)을 하향시켜 상기 코팅된 테이퍼면(41)과 대응테이퍼면(31)이 밀착되도록 한 후, 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 제4단계; 상기 제4단계의 하강거리를 통해 상기 테이퍼면(41)의 코팅두께를 파악하는 제5단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 측정장치와 측정방법에 따라 보다 정확하고 간단하게 싱크로나이저링에 형성되는 관통공의 크기를 측정할 수 있기에 보다 쉽게 코팅두께를 결정하여 코팅을 진행함에 따라 견고하고 안전한 싱크로나이저링을 제작할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따라 간단하게 승하강수단을 통해서 마스터게이지판이 하향하는 거리를 측정하는 방법으로 코팅될 코팅층의 두께를 정확하게 측정할 수 있도록 했기에 계측이 정확하고, 다량의 제품을 생산할 수 있도록 했다는 점에서 장점이 있다.
또한 본 발명에 따라 종래 수작업으로 싱크로나이저링의 크기를 측정하고, 이를 적용하여 표준화된 코팅층의 두께를 측정하는 번거로운 방식에서 벗어나 간단하지만 정확한 새로운 측정의 방식을 채택할 수 있도록 했다는 점에서 큰 장점이 있다.
도 1은 종래에 사용되는 일반적인 싱크로나이저링의 모습을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 싱크로나이저링의 단면을 도시한 도면,
도 3는 종래 싱크로나이저링의 코팅층 두께를 수동으로 측정하는 방식을 도시한 도면,
도 4는 종래 싱크로나이저링의 상단 타격점을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 싱크로나이저링의 코팅층 두께를 측정하는 측정장치의 일 실시에를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 싱크로나이저링의 코팅층 두께를 측정하는 측정장치의 승하강수단의 형태를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 마스터게이지판이 준비를 갖추고 하강하며, 측정된 승하강거리를 통해서 그 코팅층의 두께를 측정하는 과정을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 마스터게이지판이 싱크로나이저링의 내부에 안착된 상태를 도시한 도면.
도 9은 본 발명의 싱크로나이저링의 코팅층 두께를 측정하는 측정장치의 또다른 일 실시예를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 싱크로나이저링의 코팅층 두께를 측정하는 측정장치의 또다른 일 실시예를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 싱크로나이저링과 마스터게이지판의 하강위치를 도시한 도면이다.
본 발명은 보다 정확한 싱크로나이저링을 제작하기 위한 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치와 그 측정의 방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명의 측정장치의 구성과 그 작동의 방식을 상세히 설명한다.
테이퍼진 관통공을 갖는 싱크로나이저링에서 상기 관통공의 내주면의 코팅두께를 측정하는 측정장치에 있어서, 상기 관통공의 내주면의 코팅두께를 측정하는 검사부(Y, 도5 및 도9의 도번참조);와 상기 검사부를 상하로 이송시키는 이송부(Z, 도5 및 도9의 도번참조);와 상기 검사부를 지지하는 지지부(X, 도5 및 도9의 도번참조);로 이루어지되 상기 지지부는 수평의 상태를 유지하도록 최하단에 형성되는 지지판(60);으로 이루어지고, 상기 검사부는 상기 지지판(60)의 상부로 안착하되, 상단에 안착되는 싱크로나이저링(40)의 테이퍼진 관통공(41)에 비하여 지름이 넓은 관통공(51)이 형성된 베이스판(50);과 수직된 방향으로 승하강하는 연장봉(22)과 연장봉(22)의 하단에 상기 지지판과 수평의 상태로 체결되되, 수평방향의 단면은 원형이면서 측면은 상광하협의 대응테이퍼면(31)을 가진 마스터게이지판(30);과 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 측정수단으로 이루어져 상기 마스터게이지판(30)이 수직 하향하여 싱크로나이저링(40)의 관통공(42) 내주인 테이퍼면(41)에 마스터게이지판(30)의 대응테이퍼면(31)이 면접되도록 하여, 상기 마스터 게이지판의 하강길이를 측정함으로로써 코팅층(CT)의 두께를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 이송부는 제1실시예로 상기 지지판(60)의 상부로 일정한 거리를 두고 형성되는 측정판(20); 상기 지지판(60)과 측정판(20)을 일정한 간격을 벌리며 수평의 상태를 유지하도록 하고, 기체를 지지하는 다수의 지지바(21);으로 이루어지되 상기 다수의 지지바(21)을 타고 측정판(20)이 승하강하도록 하는 승하강수단(B)이 더 구비되고, 상기 승하강수단(B)은, 측정판(20)과 지지판(60)의 수평한 간격을 유지하도록 하기위해 측정판(20)의 하향시 수직의 곧은 연동운동이 되도록 가이드하는 다수의 지지바;와 상기 측정판(20)을 관통하고 베이스판(60)까지 내려서는 스크류바(46);와 상기 스크류바(46)의 상단에 고정되는 감속기(45)와 그 모터(44);와 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 엔코더;로 이루어져 마스터게이지판(30)의 수직 하강거리를 정확하게 측정하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 엔코더는, 모터에 설치된 후, 상기 마스터게이지판(30)이 테이퍼진 관통공(41)에 밀착될 때 까지의 상기 모터의 회전량을 측정하여 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 이송부는 제2실시예로 상기 지지판(60)의 상부로 일정한 거리를 두고 형성되는 이동바(120); 상기 이동바(120)를 상기 지지판과 수평의 상태를 유지시키면서 상하로 이동시키도록 가이드 하는 컬럼(121);으로 이루어지되, 상기 컬럼(121)을 타고 이동바(120)이 승하강하도록 하는 승하강수단(B1)이 더 구비되고, 상기 승하강수단(B1)은, 이동바(120)와 지지판(60)의 수평한 간격을 유지하도록 하기위해 상기 컬럼(121)은 상기 이동바(120)의 하향시 수직의 곧은 연동운동이 되도록 가이드하며, 상기 컬럼(121)에 설치된 랙(140)과 상기 이동바에 설치된 피니언(141)과 상기피니언을 회전시키는 핸들(142);로 이루어지고 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 측정수단은 마스터게이지판(30)의 승하강 거리를 측정하는 디지털인디케이터(133);로 이루어져 마스터게이지판(30)의 수직 하강거리를 정확하게 측정하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 디지털인디케이터(133)는 이송바(120)과 함께 이송하도록 설치되어 상기 마스터게이지판(30)이 테이퍼진 관통공(41)에 밀착될 때 싱크로나이저링 상단의 위치를 측정하여 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명인 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정방법은 테이퍼진 관통공(42)이 형성된 싱크로나이저링(40)에서 상기 관통공의 테이퍼면(41)에 코팅하는 방법에 있어서, 테이퍼진 관통공(42)이 형성된 코팅 전의 싱크로나이저링(40)을 측정장치의 베이스판(50) 상부에 안착시키고, 마스터게이지판(30)을 하향시켜 상기 관통공(42)의 테이퍼면(41)과 대응테이퍼면(31)이 밀착되도록 한 후, 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 제1단계; 상기 제1단계의 하강거리를 통해 하강거리를 통해 상기 테이퍼진 관통공(42)의 크기를 분류하고 상기 분류에 따라 상기 테이퍼면(41)의 코팅두께를 결정하는 제2단계; 상기 결정된 코팅두께에 따라 상기 테이퍼면(41)의 코팅을 진행하는 제3단계; 상기 코팅을 진행한 후 상기 싱크로나이저링(40)을 측정장치의 베이스판(50) 상부에 안착시키고, 마스터게이지판(30)을 하향시켜 상기 코팅된 테이퍼면(41)과 대응테이퍼면(31)이 밀착되도록 한 후, 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 제4단계; 상기 제4단계의 하강거리를 통해 상기 테이퍼면(41)의 코팅두께를 파악하는 제5단계;를 통해 테이퍼진 관통공(42)의 테이퍼면(41)에 코팅을 진행하는 것을 특징으로 한다.
이때 제1단계의 마스터게이지판(30)의 하향을 위한 방식중의 한 실시예는, 베이스판(50)과 수평의 상태를 유지하도록 하는 측정판(20)이 마스터게이지판(30)과 일체로하여 승하강수단을 통해서 승하강하도록 하거나 또는 측정판(20)에 결합된 연장봉(22)이 승하강하도록 하여 마스터게이지판(30)이 하단의 싱크로나이저링(40)의 테이퍼면(41)에 밀착될 수 있도록 한다.
여기서 상기 승하강수단은, 측정판(20)과 지지판(60)의 수평한 간격을 유지하도록 하기위해 측정판(20)의 하향시 수직의 곧은 연동운동이 되도록 가이드하는 지지바를 통해 수평한 간격을 유지하며, 상기 측정판(20)을 관통하고 베이스판(60)까지 내려서는 스크류바(46);와 상기 스크류바(46)의 상단에 고정되는 감속기(45)와 그 모터(44);와 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 엔코더;를 통해 마스터게이지판(30)의 수직 하강거리를 정확하게 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한 제1단계의 마스터게이지판(30)의 하향을 위한 방식중의 또다른 한 실시예는 베이스판(50)과 수평의 상태를 유지하도록 하는 이동바에 결합된 연장봉(22)을 승하강수단을 통해서 승하강하도록 하여 마스터게이지판(30)이 하단의 싱크로나이저링(40)의 테이퍼면(41)에 밀착될 수 있도록 한다.
여기서 상기 승하강수단은, 이동바(120)와 지지판(60)의 수평한 간격을 유지하도록 하기위해 상기 컬럼(121)은 상기 이동바(120)의 하향시 수직의 곧은 연동운동이 되도록 가이드하며, 상기 컬럼(121)에 설치된 랙(140)과 상기 이동바에 설치된 피니언(141)과 상기피니언을 회전시키는 핸들(142);과 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 디지털인디케이터(133);를 통해 마스터게이지판(30)의 수직 하강거리를 정확하게 측정하는 것을 특징으로 한다.
이하 도면을 통해 본 발명의 특징을 설명한다.
도시된 도 5는 본 발명의 하나의 실시예로, 이 건 발명의 측정장치는, 수평의 상태를 유지하도록 최 하단에 형성되는 지지판(60)이 있고, 상기 지지판(60)의 상부로 일정한 거리를 두고 형성되는 측정판(20)이 있으며, 상기 지지판(60)과 측정판(20)을 일정한 간격을 벌리며 수평의 상태를 유지하도록 하고, 기체를 지지하는 다수의 지지바(21)가 있다. 또한 상기 지지판(60)의 상부로 안착하되, 상단에 안착되는 싱크로나이저링(40)의 관통공(41)에 비하여 지름이 크지만 싱크로나이저링(40)의 지름에 비하여 작은 관통공(51)을 형성한 베이스판(50)이 있고, 상기 측정판(20)의 하단으로 체결하여 수직된 방향으로 내려서는 연장봉(22)과 연장봉(22)의 하단에 수평의 상태로 체결하되, 원형의 단면을 하되 측면이 상광하협의 대응테이퍼면(31)을 가진 마스터게이지판(30)이 있으며, 상기 지지바(21)를 타고 측정판(20)이 승하강하도록 하거나 또는 측정판(20)에 결합된 연장봉(22)이 승하강하도록 하여 마스터게이지판(30)이 하단의 싱크로나이저링(40)에 밀착될 수 있도록 하는 승하강수단(B)을 포함하여 구성되어, 상기 마스터게이지판(30)이 수직 하향하여 싱크로나이저링(40)의 관통공(42) 내주인 테이퍼면(41)에 마스터게이지판(30)의 대응테이퍼면(31)이 면접되도록 하여, 하강길이를 통해서 코팅층(CT)의 두께를 결정할 수 있도록 한다.
이 건 발명은 종래기술의 설명에서와 같이 마스터게이지판(30)을 수직방향으로 하향시키는데 있다. 이유는 수직방향으로 하향을 하여, 싱크로나이저링(10)의 상부에 밀착되고, 이 밀착되는 수준을 정확하게 측정하여 코팅층(CT)의 두께를 결정하기 위함이다.
이 건 발명의 측정장치(100)는 도시된 도 5에서 처럼, 최 하단에 지지판(60)이 형성되어 수평의 상태를 유지한다. 지지판(60)의 상부에 별도의 베이스판(50)이 안착되어야 하기에 상기 지지판(60)의 수평도는 정확하게 유지한다. 지지판(60)의 상부로 베이스판(50)이 올려지고, 상기 베이스판(50)과 일정한 간격을 두고 수평된 측정판(20)이 설치된다. 설치되는 방식은 다향하지만, 도시된 도 3을 기준으로 지지판(60)과 측정판(20)을 관통하는 다수의 지지바(21)를 통해서 서로 일체로 결합된다. 또한 상기 측정판(20)의 중심부에는 도시된 연장봉(22)이 체결되어 수직하강하고, 이 수직하강된 연장봉(22)의 끝단에 마스터게이지판(30)이 체결된다.
이 건 발명의 경우 결국 상기 마스터게이지판(30)을 수평된 상태를 유지하게 하고, 마스터게이지판(30)이 수직하강하는 것이 가장 바람직한 형태의 작동방식이다. 베이스판(50)의 상부에 제작된 싱크로나이저링(40)을 안착시킨 상태에서 상기 마스터게이지판(30)을 하향시킨다. 이 하향의 방식은 아주 다양한데, 이 건 발명의 경우 별도의 승하강수단(B)을 통해서 달성한다.
승하강수단(B)은 마스터게이지판(30)의 하강을 위해서 2가지 방법을 제안한다. 하나는 상기 연장봉(22)을 승하강시켜 마스터게이지판(30)을 하향시키는 방식이다. 다음의 하나는 측정판(20) 자체를 승하강시켜 마스터게이지판(30)을 하향시키는 방식이다. 측정판(20)과 연장봉(22)은 물론 마스터게이지판(30)이 일체로 형성된다면 이는 가능하다.
결국 이 건 발명은 상기 승하강수단(B)을 통해서 마스터게이지판(30)을 수직방향으로 하강시켜 베이스판(50)의 상부에 안착된 싱크로나이저링(40)의 내부에 밀착시킨다. 밀착이 이루어지면 마스터게이지판(30)의 외주를 형성하는 대응테이퍼면(31)이 싱크로나이저링(40)의 관통공(42) 내주면인 테이퍼면(41)에 밀착된다. 다소 비스듬하게 마주하여 밀착되는 상태에서 승하강수단(B)의 작동은 정지한다. 이 건 발명의 경우 이 상태에서 수직하강된 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하거나 마스터게이지판(30)의 최상단과 싱크로나이저링(40)의 최상단의 높이(K)차를 정확하게 측정하여 코팅될 코팅층(CT)의 두께를 결정한다(도 7참조).
결정된 두께만큼의 코팅층(CT)이 형성되면, 다시 이 측정장치(100)에 올린 상태에서 승하강수단(B)을 이용하여 동일한 작동을 계속한다. 이 작동으로 인하여 다시 마스터게이지판(30)은 싱크로나이저링(40)과 밀착되고, 코팅층(CT)으로 인하여 초기의 하강거리보다는 작은 거리만큼 하향하게 된다. 바로 이 하강거리가 하나의 측정데이터로서 사용되어 다른 싱크로나이저링(40)에도 적용되어 정확한 코팅층(CT) 두께를 결정하는 자료가 된다. 이때 표준화된 마스터게이지판(30)을 종류별로 제작할 수 있음은 당연하다.
그럼 이 건 발명의 보다 상세한 구성적인 설명을 한다. 도시된 도 5에서처럼, 이 건 발명은 그 기체의 일측에, 마스터게이지판(30)의 하강 길이를 정확하게 측정하는 게이지(33)가 형성된다. 이 게이지(33)는 순수하게 마스터게이지판(30)의 수평하강거리를 측정한다. 수직 하강거리를 정확하게 측정하면, 실질적인 싱크로나이저링(40)의 관통공(42) 크기가 산출될 수 있고, 코팅되어야할 코팅층(CT)의 두께가 결정된다. 따라서 이 건 발명에서는 상기 마스터게이지판(30)의 수직 하강거리를 정확하게 측정하는 수단인 별도의 게이지(33)를 갖는다.
이 게이지(33)의 경우 도시된 도 5에서처럼 측정판(20)의 상부에 결합되는 방식과 벽면에 장착되는 방식 또는 기체의 일측에 체결되는 방식이 사용될 수 있다. 연장봉(22)을 하향시키는 승하강수단(B)의 경우 측정판(20)의 상단에 체결됨이 바람직하고, 측정판(20)을 하강시키는 승하강수단(B)의 경우 기체의 일측에 체결하는 방식이 바람직하다.
도시된 도 6에는, 이 건 발명의 승하강수단(B) 중 측정판(20)과 연장봉(22) 및 마스터게이지판(30)이 일체로 체결된 상태에서 상기 측정판(20)을 하향시켜 마스터게이지판(30)을 싱크로나이저링(40)의 상부로 밀착시키는 승하강수단(B)을 도시하고 있다.
즉, 상기 지지바(21)를 타고 측정판(20)이 승하강하도록 하는 승하강수단(B)은, 측정판(20)과 지지판(60)의 수평한 간격을 유지하도록 하되, 측정판(20)의 하향시 수직의 곧은 연동운동이 되도록 가이드하는 다수의 지지바(21)가 있고, 상기 측정판(20)을 관통하고 베이스판(60)까지 내려서는 스크류바(46)가 있으며, 상기 스크류바(46)의 상단에 고정되는 감속기(45)와 그 모터(44)가 있다. 또한 모터의 회전수를 통해서 측정판(20)과 마스터게이지판(30)의 정확한 승하강 거리를 측정하는 게이지(33)로 이루어져 마스터게이지판(30)의 수직 하강거리를 정확하게 측정한다.
이때 게이지에는 작업자가 볼 수 있는 눈금이 디스플레이 되며 실제로 승하강 거리의 이동은 모터의 회전수와 각도를 특정하는 엔코더(이는 모터에 함께 장착되므로 도면에는 미도시함)에 의해 측정된다.
도시된 도 6에서처럼, 이 건 발명의 승하강수단(B)의 일실시예는, 지지판(60)과 측정판(20)이 일정한 간격을 벌리고 있다. 지지판(60)과 측정판(20)을 관통하는 지지바(60)가 가이드레일이 되어 측정판(20)을 승하강시키는데, 수직 연동운동이 될 수 있도록 한다. 그 동력은 측정판(20)과 지지판(60)을 가르는 별도의 스크류바(46)가 있고, 그 스크류바(46)를 모터(44)의 회전을 통해서 회전시킨다. 회전에 따라 측정판(20)은 승하강 운동을 한다. 이 건 발명의 경우 보다 정확한 회전수를 통해서 정확한 승하강 거리를 측정해야만 하기에 도시된 모터(44)는 스텝핑모터나 써버모터가 사용된다. 모터(44)의 축에는 감속기(45)가 체결되어 속도를 감한 상태에서 측정판(20)을 하향시켜 측정판(20)이 상기 지지바(21)를 타고 가이드되어 하향될 수 있도록 한다.
측정판(20)의 하향은 하단에 체결된 연장봉(22)과 마스터게이지판(30)을 하향시켜 베이스판(50)에 안착된 싱크로나이저링(40)에 밀착된다. 바로 이때의 하강거리를 정확하게 측정하여 코팅층(CT)의 두께를 결정하게 된다.
이 건 발명의 측정을 위해 본 측정장치에는 싱크로나이저링을 베이스판에 올려놓기 위해 스토퍼가 요구된다. 도 8에 스토퍼가 도시되어 있는데 이 스토퍼(56)은 싱크로나이저링이 베이스판위에 정위치에 세팅되는데 도움을 준다.
도 9는 이 건 측정장치의 또 다른 실시예이다.
도 9의 또 다른 실시예는 위에서 설명한 실시예에서 이송부의 형태를 수동으로 작동하는 실시예이다.
또 다른 실시예의 이송부는 상기 지지판(60)의 상부로 일정한 거리를 두고 형성되는 이동바(120); 상기 이동바(120)를 상기 지지판과 수평의 상태를 유지시키면서 상하로 이동시키도록 가이드 하는 컬럼(121);으로 이루어지되 상기 컬럼(121)을 타고 이동바(120)이 승하강하도록 하는 승하강수단(B1)이 더 구비된다.
이때 상기 승하강수단(B1)은, 이동바(120)와 지지판(60)의 수평한 간격을 유지하도록 하기위해 상기 컬럼(121)은 상기 이동바(120)의 하향시 수직의 곧은 연동운동이 되도록 가이드 한다.
또한 상기 컬럼(121)에 설치된 랙(140)과 상기 이동바에 설치된 피니언(141)과 상기피니언을 회전시키는 핸들(142)로 이우러져, 상기 핸들을 회전시킴에 따라 이동바가 상하로 이동하게 되므로, 이동바와 함께 이동하는 마스터게이비판도 함께 하강하게 된다.
여기서 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리 측정은 디지털인디케이터(133)를 사용하며, 마스터게이지판(30)의 하강시에 디지털인디케이터의 촉침은 싱크로나이링의 상단을 향하여 하강한다.
결국 하강을 통해 마스터게이지판(30)의 외주를 형성하는 대응테이퍼면(31)이 싱크로나이저링(40)의 관통공(42) 내주면인 테이퍼면(41)에 밀착하게 되면 마스터게이지판(30)은 하강을 멈추게 되고 디지털인디케이터의 촉침을 통해 싱크로나이져링의 상단의 높이를 확인하게 된다.
만약 싱크로나이져링의 관통공의 지름이 작다면,마스터게이지판(30)은 덜 하강한 상태에서 멈추게 되고 싱크로나이져링의 관통공의 지름이 크다면,마스터게이지판(30)은 좀더 많이 하강한 상태에서 멈추게 된다.
즉 이를 도 11을 통해 설명하면 싱크로나이져링의 관통공의 지름에서 센터의 지름을 Dc 라고 할때, 각 싱크로나이져링의 센터지름을 D1, D2, D3라고 하고, 이로 인해 마스터게이지판(30)의 최상단과 싱크로나이저링(40)의 최상단의 높이를 각각 H1, H2, H3라고 하면, D1 > D2 > D3 인경우 H1 < H2 < H3 가 된다.
즉 상크로니이저링 관통공의 지름이 클수록 마크터게이지판은 좀더 하강한 상태에서 관통공과 밀착되어 하강이 멈추게 되므로 결국 마스터게이지판(30)의 최상단과 싱크로나이저링(40)의 최상단의 높이는 작아지게 된다.
반대로 싱크로니이저링 관통공의 지름이 작을수록 마스터게이지판은 덜하강한 상태에서 관통공과 밀착되어 하강이 멈추게 되므로 마스터게이지판(30)의 최상단과 싱크로나이저링(40)의 최상단의 높이는 커지게 된다.
이와 같이 싱크로나이져링의 관통공의 지름 크기에 따라 마스터게이지판의 멈추는 위치가 다르게 되므로 이를 사용하여 관통공의 지름를 파악하여 지름의 크기에 따라 분류하고 그 분류한 것에 의해 코팅두께를 결정한 다음, 코팅하게 됨에 따라 코팅의 두께를 관리할 수 있어 균일한 품질관리가 가능하다.
이 건을 설명함에 있어 도면의 위치가 다르더라도 같은 구성이라면 필요에 따라 동일한 도번을 사용하였다. 이러한 도번의 사용은 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 상황이라 파악된다.
20; 측정판 21; 지지바
22; 연장봉 30; 마스터게이지판
31; 대응테이퍼면 40; 싱크로나이저링
41; 테이퍼면 42; 관통공
44; 모터 50; 베이스판
60; 지지판 120; 이동바
121; 컬럼 140; 랙
141; 피니언

Claims (10)

  1. 테이퍼진 관통공을 갖는 싱크로나이저링에서 상기 관통공의 내주면의 코팅두께를 측정하는 측정장치에 있어서
    상기 관통공의 내주면의 코팅두께를 측정하는 검사부(X);와
    상기 검사부를 상하로 이송시키는 이송부(Y);와
    상기 검사부를 지지하는 지지부(Z);로 이루어지되
    상기 지지부는 수평의 상태를 유지하도록 최하단에 형성되는 지지판(60);으로 이루어지고,
    상기 검사부는 상기 지지판(60)의 상부로 안착하되, 상단에 안착되는 싱크로나이저링(40)의 테이퍼진 관통공(41)에 비하여 지름이 넓은 관통공(51)이 형성된 베이스판(50);과
    수직된 방향으로 승하강하는 연장봉(22)과 연장봉(22)의 하단에 상기 지지판과 수평의 상태로 체결되되, 수평방향의 단면은 원형이면서 측면은 상광하협의 대응테이퍼면(31)을 가진 마스터게이지판(30);과
    상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 측정수단으로 이루어져 상기 마스터게이지판(30)이 수직 하향하여 싱크로나이저링(40)의 관통공(42) 내주인 테이퍼면(41)에 마스터게이지판(30)의 대응테이퍼면(31)이 면접되도록 하여, 상기 마스터 게이지판의 하강길이를 측정함으로써 코팅층(CT)의 두께를 결정하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치.
  2. 제1항에 있어서
    상기 이송부는 상기 지지판(60)의 상부로 일정한 거리를 두고 형성되는 측정판(20);
    상기 지지판(60)과 측정판(20)을 일정한 간격을 벌리며 수평의 상태를 유지하도록 하고, 기체를 지지하는 다수의 지지바(21);으로 이루어지되
    상기 다수의 지지바(21)을 타고 측정판(20)이 승하강하도록 하는 승하강수단(B)이 더 구비되고,
    상기 승하강수단(B)은, 측정판(20)과 지지판(60)의 수평한 간격을 유지하도록 하기위해 측정판(20)의 하향시 수직의 곧은 연동운동이 되도록 가이드하는 다수의 지지바;와
    상기 측정판(20)을 관통하고 베이스판(60)까지 내려서는 스크류바(46);와
    상기 스크류바(46)의 상단에 고정되는 감속기(45)와 그 모터(44);와 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 엔코더;로 이루어져 마스터게이지판(30)의 수직 하강거리를 정확하게 측정하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치.
  3. 제1항에 있어서
    상기 이송부는 상기 지지판(60)의 상부로 일정한 거리를 두고 형성되는 이동바(120);
    상기 이동바(120)를 상기 지지판과 수평의 상태를 유지시키면서 상하로 이동시키도록 가이드 하는 컬럼(121);으로 이루어지되
    상기 컬럼(121)을 타고 이동바(120)이 승하강하도록 하는 승하강수단(B1)이 더 구비되고,
    상기 승하강수단(B1)은,
    이동바(120)와 지지판(60)의 수평한 간격을 유지하도록 하기위해 상기 컬럼(121)은 상기 이동바(120)의 하향시 수직의 곧은 연동운동이 되도록 가이드하며,
    상기 컬럼(121)에 설치된 랙(140)과 상기 이동바에 설치된 피니언(141)과 상기피니언을 회전시키는 핸들(142);로 이루어지고
    상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 측정수단은 마스터게이지판(30)의 승하강 거리를 측정하는 디지털인디케이터(133);로 이루어져 마스터게이지판(30)의 수직 하강거리를 정확하게 측정하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 엔코더는, 모터에 설치된 후, 상기 마스터게이지판(30)이 테이퍼진 관통공(41)에 밀착될 때 까지의 상기 모터의 회전량을 측정하여 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 디지털인디케이터(133)는 이송바(120)과 함께 이송하도록 설치되어 상기 마스터게이지판(30)이 테이퍼진 관통공(41)에 밀착될 때 싱크로나이저링 상단의 위치를 측정하여 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 측정장치.
  6. 테이퍼진 관통공(42)이 형성된 싱크로나이저링(40)에서 상기 관통공의 테이퍼면(41)에 코팅하는 방법에 있어서,
    테이퍼진 관통공(42)이 형성된 코팅 전의 싱크로나이저링(40)을 측정장치의 베이스판(50) 상부에 안착시키고, 마스터게이지판(30)을 하향시켜 상기 관통공(42)의 테이퍼면(41)과 대응테이퍼면(31)이 밀착되도록 한 후, 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 제1단계;
    상기 제1단계의 하강거리를 통해 하강거리를 통해 상기 테이퍼진 관통공(42)의 크기를 분류하고 상기 분류에 따라 상기 테이퍼면(41)의 코팅두께를 결정하는 제2단계;
    상기 결정된 코팅두께에 따라 상기 테이퍼면(41)의 코팅을 진행하는 제3단계;
    상기 코팅을 진행한 후 상기 싱크로나이저링(40)을 측정장치의 베이스판(50) 상부에 안착시키고, 마스터게이지판(30)을 하향시켜 상기 코팅된 테이퍼면(41)과 대응테이퍼면(31)이 밀착되도록 한 후, 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 제4단계;
    상기 제4단계의 하강거리를 통해 상기 테이퍼면(41)의 코팅두께를 파악하는 제5단계;를 통해 테이퍼진 관통공(42)의 테이퍼면(41)에 코팅을 진행하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    제1단계의 마스터게이지판(30)의 하향을 위한 방식은,
    베이스판(50)과 수평의 상태를 유지하도록 하는 측정판(20)이 마스터게이지판(30)과 일체로하여 승하강수단을 통해서 승하강하도록 하거나 또는 측정판(20)에 결합된 연장봉(22)이 승하강하도록 하여 마스터게이지판(30)이 하단의 싱크로나이저링(40)의 테이퍼면(41)에 밀착될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    제1단계의 마스터게이지판(30)의 하향을 위한 방식은,
    베이스판(50)과 수평의 상태를 유지하도록 하는 이동바에 결합된 연장봉(22)을 승하강수단을 통해서 승하강하도록 하여 마스터게이지판(30)이 하단의 싱크로나이저링(40)의 테이퍼면(41)에 밀착될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 승하강수단은, 측정판(20)과 지지판(60)의 수평한 간격을 유지하도록 하기위해 측정판(20)의 하향시 수직의 곧은 연동운동이 되도록 가이드하는 지지바를 통해 수평한 간격을 유지하며,
    상기 측정판(20)을 관통하고 베이스판(60)까지 내려서는 스크류바(46);와
    상기 스크류바(46)의 상단에 고정되는 감속기(45)와 그 모터(44);와 상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 엔코더;를 통해 마스터게이지판(30)의 수직 하강거리를 정확하게 측정하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 방법.

  10. 제8항에 있어서,
    상기 승하강수단은, 이동바(120)와 지지판(60)의 수평한 간격을 유지하도록 하기위해 상기 컬럼(121)은 상기 이동바(120)의 하향시 수직의 곧은 연동운동이 되도록 가이드하며,
    상기 컬럼(121)에 설치된 랙(140)과 상기 이동바에 설치된 피니언(141)과 상기피니언을 회전시키는 핸들(142);과
    상기 마스터게이지판(30)의 하강거리를 측정하는 디지털인디케이터(133);를 통해 마스터게이지판(30)의 수직 하강거리를 정확하게 측정하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저링 코팅층 두께 결정을 위한 방법.










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