KR102562674B1 - Motion simulator for ball-type constant velocity joints - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 볼타입 등속조인트 시뮬레이터는, 외부 레이스, 볼 및 내부 레이스를 포함하는 볼타입 등속조인트를 대상으로 하여, 상기 볼과 상기 내부 레이스 사이에 발생하는 마모 또는 스폴링을 모사할 수 있다.The ball-type constant velocity joint simulator according to an embodiment of the present invention targets a ball-type constant velocity joint including an outer race, a ball, and an inner race, and simulates wear or spalling occurring between the ball and the inner race can do.
Description
본 발명은 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼타입 등속조인트의 모션 및 구동 부하를 실제와 동일하게 재현함으로써 볼타입 등속조인트 구동시 발생하는 문제점 및 운전 상황을 구현할 수 있는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터를 제공한다.The present invention relates to a ball-type constant-velocity joint motion simulator, and more particularly, by reproducing the motion and driving load of the ball-type constant-velocity joint in the same way as the actual ball-type constant-velocity joint, which can realize problems and driving conditions that occur when the ball-type constant velocity joint is driven. Type constant velocity joint motion simulator is provided.
볼타입(ball-type) 등속조인트(constant velocity joint; CVJ)는 구동축과 구동휠을 연결하는 자동차의 주요 부품이며, 구동 전달 및 조향시 휠의 회전을 가능하게 하는 부품이다. 볼타입 등속조인트는 절각 변화에도 일정한 회전 및 토크를 구동휠에 전달할 수 있도록 구동휠 측에 연결되어 사용된다.A ball-type constant velocity joint (CVJ) is a major part of an automobile that connects a drive shaft and a drive wheel, and is a part that enables rotation of a wheel during drive transmission and steering. The ball-type constant velocity joint is connected to the drive wheel side so that constant rotation and torque can be transmitted to the drive wheel even when the angle changes.
볼타입 등속조인트는 접점(contact points) 사이에서 항상 마모가 발생하기 때문에 마찰 상태에서 항상 구동할 수밖에 없다. 기준을 초과하여 마모가 발생하게 되면 진동 및 소음이 발생하고 진동 및 소음은 운전자에게 불편함을 줄 뿐만 아니라 자동차의 수명에도 영향을 주게 된다. 따라서, 볼타입 등속조인트의 마모 깊이 또는 표면 벗겨짐(스폴링, spalling)을 측정하는 것이 중요하다.Ball-type constant velocity joints always have to be driven in a friction state because wear always occurs between contact points. If abrasion exceeds the standard, vibration and noise are generated, which not only cause inconvenience to the driver but also affect the life of the vehicle. Therefore, it is important to measure the wear depth or surface peeling (spooling) of a ball-type constant velocity joint.
그런데, 종래의 경우에는 볼타입 등속조인트의 실제 모션 구현이 불가능해서 볼타입 등속조인트를 어셈블리 형태로 마모 테스트 등을 진행하였는데, 이 경우 볼타입 등속조인트 뿐만 아니라 다른 부품들이 어셈블리 형태로 결합되어 있기 때문에 볼타입 등속조인트만의 정확한 마모 및 스폴링 테스트에 한계가 있다.However, in the conventional case, it was impossible to implement actual motion of the ball-type constant-velocity joint, so a wear test was performed on the ball-type constant-velocity joint in the form of an assembly. There is a limit to the accurate wear and spalling test of the ball type constant velocity joint.
따라서, 등속조인트 전체 어셈블리가 아니라, 볼타입 등속조인트만 분리하여 실제 구동 모션을 재현하고 마모 및 스폴링 테스트를 할 수 있는 시험 장치에 대한 필요성이 커지고 있다.Therefore, there is a growing need for a test device capable of reproducing an actual driving motion and performing wear and spalling tests by separating only the ball-type constant velocity joint, not the entire assembly of the constant velocity joint.
본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명을 제안하게 되었다.The present applicant has proposed the present invention in order to solve the above problems.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 볼타입 등속조인트가 자동차에 장착된 상태에서 볼타입 등속조인트에 가해지는 구동 부하 조건 및 그 조건 하에서 볼타입 등속조인트의 모션을 동일하게 재현할 수 있는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터를 제공한다.The present invention has been made to solve the above problems, and the drive load condition applied to the ball-type constant-velocity joint in a state where the ball-type constant-velocity joint is mounted on a vehicle and the motion of the ball-type constant-velocity joint under that condition can be reproduced identically. It provides a ball-type constant velocity joint motion simulator that can
본 발명은 볼타입 등속조인트만을 대상으로 모션을 동일하게 재현하고 마모 및 스폴링 시험을 진행할 수 있는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터를 제공한다.The present invention provides a ball-type constant-velocity joint motion simulator capable of identically reproducing motion only for the ball-type constant-velocity joint and performing wear and spalling tests.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 볼타입 등속조인트 시뮬레이터는, 외부 레이스, 볼 및 내부 레이스를 포함하는 볼타입 등속조인트를 대상으로 하여, 상기 볼과 상기 내부 레이스 사이에 발생하는 마모 또는 스폴링(spalling)을 모사할 수 있다.Ball-type constant velocity joint simulator according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, targeting a ball-type constant velocity joint including an outer race, a ball and an inner race, between the ball and the inner race Abrasion or spalling that occurs on the surface can be simulated.
상기 볼과 상기 내부 레이스의 접점(contact point)에 힘을 가하는 제1 파트; 상기 내부 레이스의 요 모션(yaw motion)을 모사하는 제2 파트; 및 상기 볼 또는 상기 내부 레이스의 스폴링을 측정하는 제3 파트;를 포함할 수 있다.a first part applying force to a contact point between the ball and the inner race; a second part that simulates the yaw motion of the inner race; and a third part measuring spalling of the ball or the inner race.
상기 제1 파트는, 제1 구동부; 상기 제1 구동부의 구동축에 연결되어 회전하는 구동 평기어; 상기 구동 평기어의 양측에 마련되어 상기 구동 평기어와 맞물리는 한 쌍의 피동 평기어; 상기 피동 평기어와 일체로 회전하는 한 쌍의 볼 스크류; 상기 볼 스크류에 의해 상하 방향으로 움직이는 가압부; 및 상기 가압부의 하단 하부에 위치하는 지그부;를 포함하며, 상기 한 쌍의 볼 스크류는 상기 가압부를 상기 지그부 쪽으로 가압할 수 있다.The first part may include a first driving unit; a driving spur gear that is connected to the driving shaft of the first driving unit and rotates; a pair of driven spur gears provided on both sides of the drive spur gear and engaged with the drive spur gear; a pair of ball screws integrally rotating with the driven spur gear; a pressing unit that moves up and down by the ball screw; and a jig part located below the lower end of the pressing part, wherein the pair of ball screws may press the pressing part toward the jig part.
상기 지그부에는 상기 볼타입 등속조인트가 장착되되, 상기 외부 레이스는 상기 지그부에 고정되고 상기 내부 레이스는 상기 가압부에 연결되어 상하로 움직이는 픽스쳐에 장착되며, 상기 한 쌍의 볼 스크류는 상하 방향으로 작용하는 수직력을 상기 픽스쳐를 통해 상기 내부 레이스에 직접 전달할 수 있다.The ball-type constant velocity joint is mounted to the jig part, the outer race is fixed to the jig part, and the inner race is connected to the pressing part and mounted to a fixture that moves vertically, and the pair of ball screws are mounted in a vertical direction. The vertical force acting as can be directly transmitted to the inner race through the fixture.
상기 한 쌍의 볼 스크류는, 상기 구동 평기어와 상기 한 쌍의 피동 평기어를 통과하는 토크를 수직력으로 변환하고, 상기 구동 평기어와 상기 한 쌍의 피동 평기어 사이의 기어비만큼 상기 수직력을 증폭하도록 형성될 수 있다.The pair of ball screws convert torque passing through the driving spur gear and the pair of driven spur gears into a vertical force, and amplifies the vertical force by a gear ratio between the driving spur gear and the pair of driven spur gears. can be formed to
상기 제2 파트는 스카치 요크 링크 구조를 이용하여 회전 운동을 왕복 요 운동(reciprocating yaw motion)으로 변환함으로써 상기 볼타입 등속조인트의 실제 구동 모션을 동일하게 재현할 수 있다.The second part can equally reproduce the actual driving motion of the ball-type constant velocity joint by converting rotational motion into reciprocating yaw motion using a Scotch yoke link structure.
상기 제2 파트는, 제2 구동부; 상기 제2 구동부의 구동축에 연결되어 회전하는 회전부재; 및 상기 회전부재에 연결되어 일단이 왕복 요 운동하는 크랭크 부재;를 포함하며, 상기 크랭크 부재의 타단은 상기 가압부 또는 상기 픽스쳐에 연결될 수 있다.The second part may include a second driving unit; a rotating member that is connected to the driving shaft of the second driving unit and rotates; and a crank member connected to the rotating member so that one end of the crank member performs reciprocating yaw motion, and the other end of the crank member may be connected to the pressing unit or the fixture.
상기 회전부재의 하부에는 상기 제2 구동부의 구동축이 연결되는 회전축이 형성되고 상기 회전부재의 상부에는 연결핀이 형성되며, 상기 크랭크 부재의 일단에는 상기 연결핀이 삽입되는 슬롯이 형성되고, 상기 연결핀은 상기 회전축에 대해 편심된 위치에 형성되며, 상기 회전부재는 상기 회전축을 기준으로 상기 연결핀과 마주 보고 편심된 위치에 형성될 수 있다.A rotation shaft to which the drive shaft of the second driving unit is connected is formed at the lower portion of the rotation member, a connection pin is formed at an upper portion of the rotation member, and a slot into which the connection pin is inserted is formed at one end of the crank member, and the connection pin is formed at one end of the crank member. The pin may be formed at an eccentric position with respect to the rotation axis, and the rotation member may be formed at an eccentric position facing the connection pin with respect to the rotation axis.
상기 회전축에 대해 상기 연결핀이 편심된 상태로 회전할 때 발생하는 진동 또는 소음을 저감시키도록 상기 회전부재는 부채꼴 모양으로 형성될 수 있다.The rotation member may be formed in a fan shape to reduce vibration or noise generated when the connection pin rotates with respect to the rotation shaft in an eccentric state.
상기 제3 파트는 로드셀 및 로터리 엔코더를 포함하고, 상기 로드셀은 상기 가압부에 연결되거나 형성되어 상기 가압부 또는 상기 픽스쳐가 상기 내부 레이스에 가하는 수직력을 측정하며, 상기 로터리 엔코더는 상기 제1 구동부와 상기 구동 평기어 사이에 형성되어 상기 내부 레이스와 상기 볼 사이의 접착 마모 또는 상기 내부 레이스의 표면 벗겨짐 여부를 측정할 수 있다.The third part includes a load cell and a rotary encoder, the load cell is connected to or formed in the pressing part to measure a vertical force applied to the inner race by the pressing part or the fixture, and the rotary encoder is connected to the first driving part and the rotary encoder. It is formed between the driving spur gears, and it is possible to measure whether or not the adhesive wear between the inner race and the ball or the surface of the inner race is peeled off.
본 발명에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터는 볼타입 등속조인트의 실제 모션을 동일하게 재현할 수 있기 때문에 보다 정확한 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있다.Since the ball-type constant velocity joint motion simulator according to the present invention can equally reproduce the actual motion of the ball-type constant velocity joint, more accurate simulation results can be obtained.
본 발명에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터는 볼타입 등속조인트의 실제 구동시 발생할 수 있는 부하를 실시간으로 줄 수 있기 때문에 볼타입 등속조인트가 실제 구동시 어떻게 마모 등이 진행되는지 정확히 측정할 수 있다.Since the ball-type constant-velocity joint motion simulator according to the present invention can give in real time the load that can occur during actual driving of the ball-type constant-velocity joint, how the ball-type constant velocity joint is actually driven can be accurately measured.
본 발명에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터는 등속조인트의 내부 레이스에 수직력을 가하고 토크센서 또는 로터리 엔코더를 이용하여 수직력의 변화를 측정함으로써 볼과 접촉하는 내부 레이스의 표면에 발생한 마모의 깊이 또는 내부 레이스의 표면 벗겨짐(스폴링)을 정확하게 측정할 수 있다.The ball-type constant velocity joint motion simulator according to the present invention applies a vertical force to the inner race of the constant velocity joint and measures the change in the vertical force using a torque sensor or a rotary encoder to determine the depth of wear occurring on the surface of the inner race in contact with the ball or the inner race surface peeling (spalling) can be accurately measured.
본 발명에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터는 평기어 세트와 볼 스크류를 이용하여 내부 레이스에 가해지는 수직력의 불균형 또는 수직 오정렬을 방지할 수 있다.The ball-type constant velocity joint motion simulator according to the present invention can prevent imbalance or vertical misalignment of vertical force applied to the inner race by using a spur gear set and a ball screw.
본 발명에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터는 볼타입 등속조인트의 모션 재현에 필요한 서보 모터의 개수를 줄일 수 있고 마모 테스트 시간을 줄일 수 있으며 측정 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.The ball-type constant velocity joint motion simulator according to the present invention can reduce the number of servo motors required to reproduce the motion of the ball-type constant velocity joint, reduce the wear test time, and increase the reliability of the measurement results.
도 1은 본 발명에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터에 적용되는 볼타입 등속조인트의 요부를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 따른 시뮬레이터의 주요 부분을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 시뮬레이터의 정면도이다.
도 5는 도 2에 따른 시뮬레이터 중 볼타입 등속조인트가 장착되고 연결되는 부분을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 2에 따른 시뮬레이터의 제2 파트를 설명하기 위한 측면도이다.
도 7은 도 2에 따른 시뮬레이터의 제2 파트를 설명하기 위한 평면도이다.1 is an exploded perspective view showing the main part of a ball-type constant velocity joint applied to a ball-type constant velocity joint motion simulator according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a ball-type constant velocity joint motion simulator according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a perspective view showing main parts of the simulator according to Fig. 2;
Figure 4 is a front view of the simulator shown in Figure 3;
5 is a perspective view showing a portion of the simulator of FIG. 2 to which a ball-type constant velocity joint is mounted and connected.
FIG. 6 is a side view illustrating a second part of the simulator according to FIG. 2 .
FIG. 7 is a plan view for explaining a second part of the simulator according to FIG. 2 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar reference numerals are given to the same or similar components, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffix "part" for components used in the following description is given or used interchangeably in consideration of ease of writing the specification, and does not itself have a meaning or role distinct from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiment disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, the technical idea disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention , it should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It should be understood that when an element is referred to as being “connected” to another element, it may be directly connected to the other element, but other elements may exist in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. It is advised that the drawings are schematic and not drawn to scale. Relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and not limiting. And like structures, elements or parts appearing in two or more drawings, like reference numerals are used to indicate like features.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically represent ideal embodiments of the present invention. As a result, various modifications of the drawings are expected. Therefore, the embodiment is not limited to the specific shape of the illustrated area, and includes, for example, modification of the shape by manufacturing.
도 1은 본 발명에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터에 적용되는 볼타입 등속조인트의 요부를 도시한 분해 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터를 도시한 사시도, 도 3은 도 2에 따른 시뮬레이터의 주요 부분을 도시한 사시도, 도 4는 도 3에 도시된 시뮬레이터의 정면도, 도 5는 도 2에 따른 시뮬레이터 중 볼타입 등속조인트가 장착되고 연결되는 부분을 도시한 사시도, 도 6은 도 2에 따른 시뮬레이터의 제2 파트를 설명하기 위한 측면도, 도 7은 도 2에 따른 시뮬레이터의 제2 파트를 설명하기 위한 평면도이다.1 is an exploded perspective view showing the main part of a ball-type constant velocity joint applied to a ball-type constant velocity joint motion simulator according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a ball-type constant velocity joint motion simulator according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view showing a main part of the simulator according to Figure 2, Figure 4 is a front view of the simulator shown in Figure 3, Figure 5 is a ball-type constant velocity joint of the simulator according to Figure 2 is mounted and shows a portion connected A perspective view, FIG. 6 is a side view for explaining the second part of the simulator according to FIG. 2 , and FIG. 7 is a plan view for explaining the second part of the simulator according to FIG. 2 .
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터(100)를 사용하여 모션 시뮬레이션이 되는 볼타입 등속조인트(200)가 도 1에 도시되어 있다.First, a ball-type constant-
볼타입 등속조인트(200)는 외부 레이스(210), 내부 레이스(220), 케이지(230) 및 볼(240)을 포함할 수 있다.The ball-type
내부 레이스(22)와 볼 (240) 사이의 상대적인 움직임은 왕복 요 운동(reciprocal yaw motion)으로 설명될 수 있다. 마찬가지로 외부 레이스(210)와 볼(240) 사이의 움직임도 왕복 요 운동이다. 이는 복수개의 볼(240)이 일정 각도 내에서 내부 레이스(220)와 외부 레이스(210)의 홈을 따라 반복적으로 움직이는 것을 의미한다.The relative motion between inner race 22 and
상기한 바와 같은 움직임을 가지는 볼타입 등속조인트(200)는 사용시간이 경과함에 따라 접착 마모(adhesive wear) 및 스폴링(spalling)이 발생하게 된다. 접착 마모는 접점(contact points)에서 매우 작은 소성 변형 조각을 지속적으로 제거됨으로써 발생하고, 스폴링은 마모된 재료의 국부적 균열로 인해 발생한다. 마찰이 지속되면 국부적 균열은 성장하게 되고 해당 부분에서 재료가 떨어져 나가는 일종의 표면 벗겨짐 현상에 이르게 된다.The ball-type
볼타입 등속조인트(200)에 있어서 스폴링이 손상에 큰 영향을 주게 된다. 대부분의 스폴링 현상은 볼타입 등속조인트(200)의 내부 레이스(220)에서 발생한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터(100, 이하 '시뮬레이터'라 약칭함)에 적용되는 볼타입 등속조인트(200)는 실제 사용되는 볼타입 등속조인트와 달리 6개의 볼이 아니라 2개의 볼(240)이 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 내부 레이스(220)와 볼(240)의 움직임에 포커스를 두기 위해 외부 레이스(210)의 일부분을 제거한 상태로 시뮬레이터(100)에 장착되는 것이 바람직하다.In the ball-type constant velocity joint 200, spalling has a great influence on damage. Most spalling occurs in the
본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)는, 도 1에 도시된 외부 레이스(210), 볼(240) 및 내부 레이스(220)를 포함하는 볼타입 등속조인트(200)를 대상으로 하여, 상기 볼과 상기 내부 레이스 사이에 발생하는 마모 또는 스폴링(spalling)을 모사할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)는 볼타입 등속조인트(200)도 회전할 때 토크를 가할 수 있고, 볼타입 등속조인트(200)에 발생하는 마모 깊이를 측정하고 동시에 스폴링을 감지할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)는 볼타입 등속조인트(200)의 실제 모션을 구현하기 위해서 제1 구동부(111) 및 제2 구동부(116)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 구동부(111,116)로는 서보 모터(servo motor)가 이용될 수 있다. The
또한, 시뮬레이터(100)는 마모량을 측정하고 스폴링을 감지하기 위해 로터리 엔코더(155)를 구비할 수 있다. 또한, 시뮬레이터(100)는 토크센서 또는 로드셀(150)을 구비하여 스폴링을 감지할 수 있는데, 토크센서 또는 로드셀(150)은 제1 구동부(111)가 볼타입 등속조인트(200)에 가하는 힘(수직력)에 대한 피드백 센서로도 기능할 수도 있다. In addition, the
본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)는 평기어 세트(121,126)와 볼 스크류(133)를 구비하며, 평기어 세트(121,126)와 볼 스크류(133)는 기어비와 리드 사이즈만큼 마모 깊이에 대한 각도 감도를 증폭시킬 수 있다. 또한, 로터리 엔코더(155)는 증폭된 값을 측정할 수 있다. 볼 스크류(133)와 평기어(121,126)로 인한 증폭은 마모 깊이 비율에 대해 매우 민감한 각도를 제공한다.The
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)에 대해서 보다 자세하게 설명한다.Hereinafter, the
도 2 내지 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)는, 볼타입 등속조인트(200)의 볼(240)과 내부 레이스(220)의 접점(contact point)에 힘을 가하는 제1 파트; 내부 레이스(220)의 요 모션(yaw motion)을 모사하는 제2 파트; 및 볼(240) 또는 내부 레이스(220)의 스폴링을 측정하는 제3 파트;를 포함할 수 있다.The
우선, 상기 제1 파트는, 제1 구동부(111); 제1 구동부(111)의 구동축에 연결되어 회전하는 구동 평기어(121); 구동 평기어(121)의 양측에 마련되어 구동 평기어(121)와 맞물리는 한 쌍의 피동 평기어(126); 한 쌍의 피동 평기어(126)와 일체로 회전하는 한 쌍의 볼 스크류(133); 한 쌍의 볼 스크류(133)에 의해 상하 방향으로 움직이는 가압부(135); 및 가압부(135)의 하단 하부에 위치하는 지그부(109);를 포함할 수 있다. 여기서, 한 쌍의 볼 스크류(133)는 가압부(135)를 지그부(109) 쪽으로 가압할 수 있다. 이와 같은 구성을 가지는 제1 파트는 볼타입 등속조인트(200)의 내부 레이스(220)와 볼(240) 사이의 접점(contact points)에 힘(수직력)을 가하는 부분이다.First, the first part includes a
도 2에 도시된 바와 같이, 서보 모터로 마련될 수 있는 제1 구동부(111)는 시뮬레이터(100)의 프레임(101,102,103)에 장착될 수 있는데, 프레임(101,102,103) 중에서도 상부 프레임(102)의 상부에 위치하도록 마련되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the
제1 구동부(111)는 수직 방향(상하 방향)을 힘을 전달하여 최종적으로 내부 레이스(220)와 볼(240)의 접점에 힘이 가해지게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)의 제1 파트는 제1 구동부(111)의 구동축 방향을 따라 상하 방향으로 마련(배치)되고 맨 아래에 볼타입 등속조인트(200)가 위치하게 된다.The
도 3에는 상기 제1 파트의 주요 부분이 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 제1 구동부(111)의 구동축(112)은 구동 평기어(121)에 연결되고, 구동 평기어(121)의 양측에 피동 평기어(126)가 맞물리도록 마련될 수 있다. 따라서, 제1 구동부(111)의 회전 구동력은 구동축(112)에 연결된 구동 평기어(121)를 회전시키고 구동 평기어(121)의 양측에 맞물려 있는 피동 평기어(126)까지 회전하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)의 제1 파트는 구동 평기어(121)와 한 쌍의 피동 평기어(126)를 포함하는 평기어 세트를 포함할 수 있다.Figure 3 shows the main part of the first part. Referring to FIG. 3 , the driving shaft 112 of the
여기서, 구동 평기어(121)와 피동 평기어(126)의 기어비(gear ratio)는 2이기 때문에 제1 구동부(111)에서 출력된 토크는 평기어 세트(121,126)를 통해서 2배로 커지게 된다.Here, since the gear ratio of the driving
한편, 볼타입 등속조인트(200)의 내부 접점 사이의 상호 작용은 토크가 아니라 힘이므로 한 쌍의 볼 스크류(133, ball screws)가 평기어 세트(121,126)를 통과하는 토크를 수직력(법선력, normal force)으로 변환하게 된다.On the other hand, since the interaction between the internal contacts of the ball-type constant velocity joint 200 is not a torque but a force, a pair of ball screws 133 convert the torque passing through the spur gear sets 121 and 126 to a normal force (normal force, normal force).
도 3 및 도 4를 참조하면, 한 쌍의 볼 스크류(133)는 한 쌍의 피동 평기어(126)에 각각 위치하게 된다. 즉, 한 쌍의 볼 스크류(133)는 각각 피동 평기어(126)에 연결되어 피동 평기어(126)와 동일하게 회전 구동하도록 마련될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , a pair of ball screws 133 are respectively positioned on a pair of driven spur gears 126 . That is, the pair of ball screws 133 may be connected to the driven
또한, 한 쌍의 볼 스크류(133)는 제1 구동부(111)에서 출력된 토크를 힘(수직력/법선력)으로 전환할 뿐만 아니라 힘을 증폭시킬 수 있다.In addition, the pair of ball screws 133 may amplify the force as well as convert the torque output from the
따라서, 한 쌍의 볼 스크류(133)는, 구동 평기어(121)와 한 쌍의 피동 평기어(126)를 통과하는 토크를 수직력으로 변환하고, 구동 평기어(121)와 한 쌍의 피동 평기어(126) 사이의 기어비만큼 수직력을 증폭시킬 수 있다.Therefore, the pair of ball screws 133 convert the torque passing through the
도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 볼 스크류(133)는 한 쌍의 피동 평기어(126)에 각각 연결되어 있기 때문에 균형을 이루는 힘을 가압부(135)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 볼 스크류(133) 각각의 표면에는 리드 5mm의 나사가 형성될 수 있고 2개의 볼 스크류(133)는 구동 평기어(121)의 중심을 기준으로 양측에 대칭적으로 마련된 한 쌍의 피동 평기어(126)에 각각 연결되어 균형을 이루는 힘을 가압부(135)에 전달할 수 있다. As shown in FIG. 4 , since the pair of ball screws 133 are respectively connected to the pair of driven spur gears 126 , balanced forces may be transmitted to the
한 쌍의 볼 스크류(133)는 한 쌍의 피동 평기어(126)에 각각 연결되어 피동 평기어(126)와 함께 회전할 수 있다. 볼 스크류(133)의 표면에는 나사가 형성되어 있고 양단에는 각각 베어링(미도시)이 설치되어 있다.The pair of ball screws 133 may be connected to the pair of driven spur gears 126 and rotate together with the driven spur gears 126 . Screws are formed on the surface of the
볼 스크류(133)의 하단은 지그부(109)의 상면을 고정하는 수평 프레임(137)에 위치하도록 마련될 수 있다.A lower end of the
각각의 볼 스크류(133)는 가동부(131) 및 가압부(135)를 통과하도록 마련될 수 있다. 가동부(131)와 가압부(135)에는 볼 스크류(133)의 나사와 맞물리는 나사가 형성될 수 있다. 여기서, 가동부(131)는 한 쌍으로 마련되어 각각이 하나의 볼 스크류(133)와 연동하는 반면에 가압부(135)는 하나로 형성되는 점에서 차이가 있다. 따라서, 상하 양단이 고정된 볼 스크류(133)가 피동 평기어(126)와 함께 회전하게 되면, 볼 스크류(133)의 회전 방향에 따라 가동부(131) 및 가압부(135)가 수직방향으로 상승 또는 하강하게 된다.Each
상기 제3 파트는 로드셀(150) 및 로터리 엔코더(155)를 포함하고, 로드셀(150)은 가압부(135)에 연결되거나 형성되어 가압부(135) 또는 픽스쳐(140)가 내부 레이스(220)에 가하는 수직력을 측정하며, 로터리 엔코더(155)는 제1 구동부(111)와 구동 평기어(121) 사이에 형성되어 내부 레이스(220)와 볼(240) 사이의 접착 마모 또는 내부 레이스(220)의 표면 벗겨짐(spalling) 여부를 측정할 수 있다.The third part includes a
가압부(135)의 하면에는 로드셀 내지 토크센서(150)가 장착될 수 있다. 로드셀 내지 토크센서(150)는 제1 구동부(111)에서 출력된 토크가 변환된 힘(수직력)이 볼타입 등속조인트(200)에 작용하는 상태를 센싱할 수 있다.A load cell or a
로드셀 내지 토크센서(150)의 하면에는 볼타입 등속조인트(200)의 내부 레이스(220)에 연결되는 픽스쳐(140)가 위치할 수 있다. 따라서, 볼 스크류(133)가 회전하면 가동부(131)를 통해서 가압부(135)가 하방향으로 움직여서 픽스쳐(140)를 하방향으로 가압하게 되고 이때 하방향으로 가압하는 수직력은 토크센서 내지 로드셀(150)을 픽스쳐(140)에 전달될 수 있다. 최종적으로는 픽스쳐(140)에 연결된 내부 레이스(220)에 수직력이 전달되고 내부 레이스(220)에 가해지는 수직력의 변화를 로드셀 내지 토크센서(150)가 측정하게 된다.A
도 5에는 픽스쳐(140)의 구성 및 볼타입 등속조인트(200)와의 연결 구조가 도시되어 있다.Figure 5 shows the configuration of the
우선 도 5(b)를 참조하면, 가압부(135)의 하면에 위치하는 로드셀 내지 토크센서(150)와 접촉하는 픽스쳐(140)는 가압부(135)이 관통홀(미도시)을 통과하는 연결로드(141), 연결로드(141)의 하단에 형성된 몸체부(142), 몸체부(142)의 하단에서 연장 형성된 한 쌍의 체결부(143)를 포함할 수 있다. 체결부(143)에는 볼타입 등속조인트(200)의 내부 레이스(220)를 연결하는 회전핀(149)이 삽입되는 핀홀(144)이 형성될 수 있다.First, referring to FIG. 5 (b), the
로드셀 내지 토크센서(150)와 몸체부(142)의 상면 사이에는 버퍼부재(159)가 마련될 수 있다.A
볼타입 등속조인트(200)는 내부 레이스(220)가 체결부(143)에 연결되는데, 체결부(143)와 외부 레이스(210)의 간섭을 방지하기 위해 외부 레이스(210)의 상부 일부를 제거한 상태로 체결부(143)와 내부 레이스(220)를 연결하게 된다. In the ball-type constant velocity joint 200, the
볼타입 등속조인트(200)의 외부 레이스(210)의 타단은 지그부(109)에 삽입 고정된다.The other end of the
도 5(a)를 참조하면, 픽스쳐(fixture, 140)는 한 쌍의 볼 스크류(133) 사이에 위치하여 볼 스크류(133)와 내부 레이스(220)를 연결할 수 있다. 즉, 픽스쳐(140)를 통해서 볼 스크류(133)의 운동 내지 힘(수직력)이 볼타입 등속조인트(200)의 내부 레이스(220)에 전달될 수 있다. 또한, 볼 스크류(133)의 수직력(normal force)을 내부 레이스(220)에 직접 전달하는 픽스쳐(140)는 두 개의 볼 베어링(미도시)으로 지지되기 때문에 픽스쳐(140)의 수직 오정렬을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 5 (a), a
한편, 연결로드(141)의 상단에는 후술하는 크랭크 부재(161)의 일단(163)이 연결될 수 있다. 따라서, 크랭크 부재(161)의 왕복 요 운동(reciprocal yaw motion)이 픽스쳐(140)를 통해서 내부 레이스(220)에 전달될 수 있다. 도 5(a)에서 원호형 화살표는 크랭크 부재(161) 및 픽스쳐(140)를 통해서 내부 레이스(220)에 전달되는 왕복 요 운동의 방향을 의미한다.Meanwhile, one
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)는, 지그부(109)에 볼타입 등속조인트(200)가 장착되되, 외부 레이스(210)는 지그부(109)에 고정되고 내부 레이스(220)는 가압부(135)에 연결되어 상하로 움직이는 픽스쳐(140)에 장착되며, 한 쌍의 볼 스크류(133)는 상하 방향으로 작용하는 수직력을 픽스쳐(140)를 통해 내부 레이스(220)에 직접 전달할 수 있다.As described above, in the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)의 상기 제2 파트는 스카치 요크 링크(scotch yoke link) 구조를 이용하여 회전 운동을 왕복 요 운동(reciprocating yaw motion)으로 변환함으로써 볼타입 등속조인트(200)의 실제 구동 모션을 동일하게 재현할 수 있다. 여기서, 왕복 요 운동은 특정 제한된 각도 범위 내에서 왕복 회전(왕복 운동)하는 것을 의미한다.On the other hand, the second part of the
도 2, 도 3, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제2 파트는, 제2 구동부(116); 제2 구동부(116)의 구동축(미도시)에 연결되어 회전하는 회전부재(164); 및 회전부재(164)에 연결되어 일단이 왕복 요 운동하는 크랭크 부재(161);를 포함할 수 있다. 여기서, 크랭크 부재(161)의 타단(163)은 가압부(135) 또는 픽스쳐(140)에 연결될 수 있다.Referring to Figures 2, 3, 6 and 7, the second part, the
제2 구동부(116)는 제1 구동부(111)와 마찬가지로 서보 모터로 마련될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 구동부(116)는 제1 파트의 일측에 위치하며 프레임(104,105)에 의해서 둘러 싸이는 형태로 마련될 수 있다. 도 2에서 도면부호 106은 크랭크 부재(161)가 지지되는 상부 프레임이다.Like the
제2 구동부(116)의 구동축에는 회전부재(164)가 연결될 수 있다. 회전부재(164)는 제2 구동부(116)에 의해서 일정한 속도로 회전하게 된다. A
회전부재(164)의 하부에는 제2 구동부(116)의 구동축이 연결되는 회전축(165)이 형성되고 회전부재(164)의 상부에는 연결핀(166)이 형성될 수 있다. 이때, 회전부재(164), 회전축(165) 및 연결핀(166)은 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 회전부재(164), 회전축(165) 및 연결핀(166)이 일체로 형성된 것을 불휠(bull wheel)이라 칭할 수 있다.A
제2 구동부(116)의 회전 구동력은 회전부재(164) 및 크랭크 부재(161)를 통해서 픽스쳐(140)에 연결됨으로써 최종적으로 볼타입 등속조인트(200)의 내부 레이스(220)에 전달될 수 있다. 이때, 크랭크 부재(161)에 의해서 내부 레이스(220)에 전달되는 힘 또는 모션(motion)은 완전한 회전 운동이 아니라 일정한 각도 범위 내에서 왕복하는 왕복 요 운동이다. 이러한 왕복 요 운동은 회전부재(164)와 연결되는 크랭크 부재(161)의 형상으로부터 기인하게 된다.The rotational driving force of the
도 3 및 도 7을 참조하면, 크랭크 부재(161)는 기본적으로 긴 막대 모양으로 형성되는 부재이다. 이러한 크랭크 부재(161)의 일단에는 회전부재(164)의 연결핀(166)이 삽입되는 슬롯(162)이 형성될 수 있다. 슬롯(162)은 트랙(track) 모양으로 길게 형성되는 것이 바람직하다. 연결핀(166)을 슬롯(162)을 따라서 슬라이딩하게 되는데 연결핀(166)이 구름 운동을 하면서 슬롯(162)을 따라 슬라이딩 하게 된다. 연결핀(166)에는 베어링(167)이 끼워지고 베어링(167)이 슬롯(162)의 내측면과 접촉하게 된다.Referring to FIGS. 3 and 7 , the
한편, 회전부재(164)의 연결핀(166)은 회전축(165)에 대해 편심된 위치에 형성되며, 회전부재(164)는 회전축(165)을 기준으로 연결핀(166)과 마주 보고 편심된 위치에 형성될 수 있다. 측면에서 보았을 때, 회전부재(164)의 상부에 위치하는 연결핀(166)과 회전축(165)은 동일한 수직선 상에 위치하지 않고 서로 이격된 위치 즉 편심된 위치에 있게 된다.On the other hand, the connecting pin 166 of the rotating
또한, 회전부재(164)는 회전축(165)에 대해 연결핀(166)이 편심된 상태로 회전할 때 발생하는 진동 또는 소음을 저감시키도록 부채꼴 모양(fan shape)으로 형성될 수 있다.In addition, the
도 7에 도시된 바와 같이, 제2 구동부(116)에 의해서 회전부재(164), 회전축(165) 및 연결핀(166)은 완전한 회전운동을 하는 반면에, 회전부재(164)의 연결핀(166)이 슬롯(162) 내에서 슬롯(162)을 따라 왕복 슬라이딩 운동을 하기 때문에 크랭크 부재(161)는 일정한 각도 범위를 왔다갔다하는 왕복 요 운동을 하게 된다. 도 7에서 양방향 화살표는 크랭크 부재(161)의 왕복 요 운동을 의미하고 일방향 화살표는 회전부재(164)의 회전 운동을 의미한다.As shown in FIG. 7, the
크랭크 부재(161)의 타단(163)은 픽스쳐(140) 또는 가압부(135)에 연결되기 때문에 크랭크 부재(161)의 왕복 요 운동은 볼타입 등속조인트(200)의 내부 레이스(220)에 전달될 수 있다.Since the
본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)의 경우, 볼타입 등속조인트(200)의 외부 레이스(210)는 지그부(109)에 고정되고 내부 레이스(220)는 픽스쳐(140)에 연결된다. 볼타입 등속조인트(200)는 외부 레이스(210)와 내부 레이스(220) 사이의 특정 위치에 두 개의 볼(240)과 케이지(230)가 위치한다. 이 상태에서 제1 구동부(111)에서 생성되는 수직력은 픽스쳐(140)에 작용하고, 픽스쳐(140)에 연결된 내부 레이스(220)는 수직력을 받아 볼(240)과 외부 레이스(210)를 아래로 밀어내고 결과적으로 내부 레이스(220)와 두 개의 볼(240) 사이에 수직력이 작용하게 된다. 이와 같이 접촉 상태에서 제2 구동부(116)가 작동하기 시작하면 회전부재(164)가 함께 회전하게 된다. 일단에 슬롯(162)이 있는 크랭크 부재(161)가 회전부재(164)의 연결핀(166)과 연결될 수 있다. 크랭크 부재(161)의 타단은 픽스쳐(140)에 연결되어 있기 때문에 회전부재(164)가 회전하면 크랭크 부재(161)는 일정 범위 내에서 왕복하는 요 운동을 생성하게 된다. 연결핀(166)으로 인해 회전부재(164)가 편심 회전하면 전체 시뮬레이터(100)에 진동이 발생할 수 있고 이를 제거하기 위해 회전부재(164)를 부채꼴 모양으로 형성하며 크랭크 슬롯(162)과 회전부재(164) 사이에 볼 베어링(167)을 연결핀(166)으로 고정하게 된다. 이러한 구성을 이용하여 볼타입 등속조인트(200)의 해당 부품 사이의 접점에서 마찰로 인해 발생하는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.In the case of the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)는, 가압부(135)에는 토크센서 또는 로드셀(150)이 형성되어 가압부(135) 또는 픽스쳐(140)가 내부 레이스(220)에 가하는 수직력을 측정할 수 있고, 제1 구동부(111)와 구동 평기어(121) 사이에는 로터리 엔코더(155)가 형성되어 내부 레이스(220)와 볼(240) 사이의 접착 마모를 측정하거나 내부 레이스(220)의 스폴링 여부를 측정할 수 있다.On the other hand, in the
로드셀 내지 토크센서(150)는 지정된 수직력 값을 유지하기 위해 제1 구동부(111)에서 출력되는 실시간 데이터에 대한 피드백을 제공할 수 있다. 또한, 로드셀 내지 토크센서(150)는 내부 레이스(220)에서 발생하는 스폴링을 감지할 수 있다. 볼타입 등속조인트(200)의 고장 또는 손상은 주로 스폴링에 의해 발생한다. 볼타입 등속조인트(200)의 내부에서 스폴링이 발생하면 마모된 표면의 비정상적인 접촉으로 인해 시뮬레이터(100)의 진동이 급격히 증가하게 되어 로드셀 내지 토크센서(150)가 수직력을 측정할 수 있으므로 이러한 진동은 스폴링을 측정하는 매개변수 중 하나가 될 수 있다.The load cell or
한편, 로터리 엔코더(155)와 로드셀 내지 토크센서(150)를 사용함으로써 로터리 엔코더(155)의 회전량을 통해 스폴링을 감지할 수 있다. 로터리 엔코더(155)는 스폴링을 감지할 수 있을 뿐만 아니라 접착 마모 정도를 지속적으로 모니터링하고 측정할 수 있다. On the other hand, by using the
본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터(100)는 로터리 엔코더(155)를 사용하여 스폴링을 감지하고 접착 마모를 측정하기 위해 여러 단계를 포함하는 간접 측정 방법을 채택할 수 있다. 볼타입 등속조인트(200)에서 접점 사이에 롤링 및 슬라이딩에 의한 마모가 발생하면 제1 구동부(111)가 회전하여 볼 스크류(133)를 통해 가압부(135)를 아래로 밀어 접점 사이의 수직력을 유지한다. 그러면 로터리 엔코더(155)는 제1 구동부(111)의 각도 변화를 측정하고, 접점 간의 마모량이 증가하고 마모 깊이가 증가함에 따라 로터리 엔코더(155)에서 측정한 회전 각도를 통해 간접적으로 마모 깊이를 측정할 수 있다. 반면에, 접착 마모 과정에서 스폴링이 발생하면 제1 구동부(111)는 상대적으로 넓고 빠르게 회전하며 볼 스크류(133)는 짧은 시간에 떨어지는 얇은 두께에 해당하는 깊이까지 내려가게 된다. 따라서 로터리 엔코더(155)의 회전량을 측정하여 스폴링을 감지할 수도 있다. The
또한, 구동 평기어(121)와 피동 평기어(126) 사이의 기어비(2:1)와 볼 스크류(133)의 리드(5mm)로 인해 제1 구동부(111)에서 내부 레이스(2220)에 전달되는 수직력이 증폭되는 만큼 마모 깊이에 대한 해당 각도 감도가 정확하게 된다.In addition, transmission is transmitted from the
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, in one embodiment of the present invention, specific details such as specific components and limited embodiments and drawings have been described, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is based on the above embodiments. It is not limited, and those skilled in the art can make various modifications and variations from these descriptions. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be determined, and all things equivalent or equivalent to the claims as well as the following claims belong to the scope of the present invention.
100: 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터
111: 제1 구동부 116: 제2 구동부
121: 구동 평기어 126: 피동 평기어
131: 가동부 133: 볼 스크류
135: 가압부 140: 픽스쳐
150: 로드셀 155: 로터리 엔코더
161: 크랭크 부재 162: 슬롯
164: 회전부재 165: 회전축
166: 연결핀 200: 볼타입 등속조인트
210: 외부 레이스 220: 내부 레이스
230: 케이지 240: 볼100: ball type constant velocity joint motion simulator
111: first driving unit 116: second driving unit
121: drive spur gear 126: driven spur gear
131: moving part 133: ball screw
135: pressing part 140: fixture
150: load cell 155: rotary encoder
161: crank member 162: slot
164: rotating member 165: rotating shaft
166: connecting pin 200: ball type constant velocity joint
210: outer race 220: inner race
230: cage 240: ball
Claims (10)
상기 볼과 상기 내부 레이스의 접점에 힘을 가하는 제1 파트; 상기 내부 레이스의 요 모션을 모사하는 제2 파트; 및 상기 볼 또는 상기 내부 레이스의 스폴링을 측정하는 제3 파트;를 포함하며,
상기 제2 파트는 스카치 요크 링크 구조를 이용하여 회전 운동을 제한된 각도 범위 내에서 왕복 회전하는 왕복 요 운동으로 변환함으로써 상기 볼타입 등속조인트의 실제 구동 모션을 동일하게 재현하는 것을 특징으로 하는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터.
Targeting a ball-type constant velocity joint including an outer race, a ball, and an inner race, simulating wear or spalling occurring between the ball and the inner race In the ball-type constant velocity joint motion simulator,
a first part applying force to the contact point between the ball and the inner race; a second part that simulates the yaw motion of the inner race; And a third part for measuring the spalling of the ball or the inner race; includes,
The second part uses a scotch yoke link structure to convert rotational motion into reciprocating yaw motion that reciprocates within a limited angular range, thereby identically reproducing the actual driving motion of the ball-type constant velocity joint Ball-type constant velocity, characterized in that Joint motion simulator.
상기 제1 파트는,
제1 구동부;
상기 제1 구동부의 구동축에 연결되어 회전하는 구동 평기어;
상기 구동 평기어의 양측에 마련되어 상기 구동 평기어와 맞물리는 한 쌍의 피동 평기어;
상기 피동 평기어와 일체로 회전하는 한 쌍의 볼 스크류;
상기 볼 스크류에 의해 상하 방향으로 움직이는 가압부; 및
상기 가압부의 하단 하부에 위치하는 지그부;를 포함하며,
상기 한 쌍의 볼 스크류는 상기 가압부를 상기 지그부 쪽으로 가압하는 것을 특징으로 하는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터.
According to claim 1,
The first part,
a first driving unit;
a driving spur gear that is connected to the driving shaft of the first driving unit and rotates;
a pair of driven spur gears provided on both sides of the drive spur gear and engaged with the drive spur gear;
a pair of ball screws integrally rotating with the driven spur gear;
a pressing unit that moves up and down by the ball screw; and
Including; jig part located at the bottom of the lower end of the pressing part,
The ball-type constant velocity joint motion simulator, characterized in that the pair of ball screws press the pressing part toward the jig part.
상기 지그부에는 상기 볼타입 등속조인트가 장착되되, 상기 외부 레이스는 상기 지그부에 고정되고 상기 내부 레이스는 상기 가압부에 연결되어 상하로 움직이는 픽스쳐에 장착되며,
상기 한 쌍의 볼 스크류는 상하 방향으로 작용하는 수직력을 상기 픽스쳐를 통해 상기 내부 레이스에 직접 전달하는 것을 특징으로 하는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터.
According to claim 3,
The ball-type constant velocity joint is mounted on the jig part, the outer race is fixed to the jig part, and the inner race is connected to the pressing part and mounted on a fixture that moves up and down,
The ball-type constant velocity joint motion simulator, characterized in that the pair of ball screws directly transfer the vertical force acting in the vertical direction to the inner race through the fixture.
상기 한 쌍의 볼 스크류는,
상기 구동 평기어와 상기 한 쌍의 피동 평기어를 통과하는 토크를 수직력으로 변환하고, 상기 구동 평기어와 상기 한 쌍의 피동 평기어 사이의 기어비만큼 상기 수직력을 증폭하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터.
According to claim 4,
The pair of ball screws,
Conversion of torque passing through the driving spur gear and the pair of driven spur gears into vertical force, and amplifying the vertical force by a gear ratio between the driving spur gear and the pair of driven spur gears Type constant velocity joint motion simulator.
상기 제2 파트는,
제2 구동부;
상기 제2 구동부의 구동축에 연결되어 회전하는 회전부재; 및
상기 회전부재에 연결되어 일단이 왕복 요 운동하는 크랭크 부재;를 포함하며,
상기 크랭크 부재의 타단은 상기 가압부 또는 상기 픽스쳐에 연결되는 것을 특징으로 하는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터.
According to claim 4,
The second part,
a second driving unit;
a rotating member that is connected to the driving shaft of the second driving unit and rotates; and
It includes; a crank member connected to the rotating member and having one end reciprocating yaw motion;
Ball-type constant velocity joint motion simulator, characterized in that the other end of the crank member is connected to the pressing portion or the fixture.
상기 회전부재의 하부에는 상기 제2 구동부의 구동축이 연결되는 회전축이 형성되고 상기 회전부재의 상부에는 연결핀이 형성되며,
상기 크랭크 부재의 일단에는 상기 연결핀이 삽입되는 슬롯이 형성되고,
상기 연결핀은 상기 회전축에 대해 편심된 위치에 형성되며, 상기 회전부재는 상기 회전축을 기준으로 상기 연결핀과 마주 보고 편심된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터.
According to claim 7,
A rotation shaft to which the driving shaft of the second drive unit is connected is formed at the lower portion of the rotation member, and a connection pin is formed at the upper portion of the rotation member.
One end of the crank member is formed with a slot into which the connecting pin is inserted,
The connection pin is formed at an eccentric position with respect to the rotation axis, and the rotation member is a ball-type constant velocity joint motion simulator, characterized in that formed at an eccentric position facing the connection pin with respect to the rotation axis.
상기 회전축에 대해 상기 연결핀이 편심된 상태로 회전할 때 발생하는 진동 또는 소음을 저감시키도록 상기 회전부재는 부채꼴 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터.
According to claim 8,
Ball-type constant velocity joint motion simulator, characterized in that the rotation member is formed in a fan shape to reduce vibration or noise generated when the connecting pin rotates in an eccentric state with respect to the rotation shaft.
상기 제3 파트는 로드셀 및 로터리 엔코더를 포함하고,
상기 로드셀은 상기 가압부에 연결되거나 형성되어 상기 가압부 또는 상기 픽스쳐가 상기 내부 레이스에 가하는 수직력을 측정하며,
상기 로터리 엔코더는 상기 제1 구동부와 상기 구동 평기어 사이에 형성되어 상기 내부 레이스와 상기 볼 사이의 접착 마모 또는 상기 내부 레이스의 표면 벗겨짐 여부를 측정하는 것을 특징으로 하는 볼타입 등속조인트 모션 시뮬레이터.According to claim 8,
The third part includes a load cell and a rotary encoder,
The load cell is connected to or formed from the pressing part to measure the vertical force applied to the inner race by the pressing part or the fixture,
The rotary encoder is formed between the first driving unit and the driving spur gear to measure whether the adhesive wear between the inner race and the ball or the surface of the inner race is peeled off Ball-type constant velocity joint motion simulator.
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KR1020210156335A KR102562674B1 (en) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | Motion simulator for ball-type constant velocity joints |
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