KR102590946B1 - 동력순환형 시험장치의 토크 고정용 디스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 볼 조인트나, 샤프트, 감속기, 변속기 또는 토오크를 받는 각종 기계류의 부품 등(이하 "피시험물"이라 함)의 성능과 내구성 테스트를 수행하기 위한 동력순환형 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시험장치의 켈리브레이션을 용이하게 할 수 있고, 또한 피시험물에 스트레스가 내재된 상태로 고정함으로써 동력순환계통에 스트레스를 부여할 수 있는 동력순환형 시험장치의 토크 고정용 디스크에 관한 것이다.

Description

동력순환형 시험장치의 토크 고정용 디스크{Torque Fixing Ddisk of Power Circulation Ttype Test Equipment}
본 발명은 차량용 볼 조인트나, 샤프트, 감속기, 변속기 또는 토오크를 받는 각종 기계류의 부품 등(이하 "피시험물"이라 함)의 성능과 내구성 테스트를 수행하기 위한 동력순환형 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시험장치의 켈리브레이션을 용이하게 할 수 있고, 또한 피시험물에 스트레스가 내재된 상태로 고정함으로써 동력순환계통에 스트레스를 부여할 수 있는 동력순환형 시험장치의 토크 고정용 디스크에 관한 것이다.
본 발명과 관련된 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1534632(2015.07.01)와, 대한민국 공개특허 10-2010-0032050(2010.03.25)와, 및 대한민국 공개특허 10-2018-0029493에 상세히 개시되어 있으므로 이를 참조할 수 있다.
전술한 등록특허 10-1534632는 차량의 주행 구동축(피시험물)을 변속기에 연결하고, 주행 피시험물에 비틀림과 같은 스트레스를 부여하여 변속기의 성능 및 내구성을 시험하는 주행 및 조향 겸용 변속기 시험장비에 관한 것이고,
전술한 공개특허 10-2010-0032050는 차량용 볼 조인트의 성능 및 내구성 시험을 위한 차량용 볼 조인트의 시험장치에 관한 것이며,
전술한 공개특허 10-2018-0029493는 인버터를 통해 제 1 전동기를 구동시켜 제 1 전동기와 공통 축으로 연결된 제 2 전동기를 발전기로 동작하도록 하여 발전된 전력을 인버터로 회생시키는 전동기의 다이나모 시험장치에 관한 것이다.
전술한 특허문헌들은 피시험물의 종류에 따라 시험장치에서 차이점이 있으나 피시험물에 스트레스를 부여하여 피시험물의 성능과 내구성을 계측하는 공통점이 있다.
일 예로, 전술한 공개특허 10-2010-0032050의 문단번호 [0014] 내지 [0016]에 기술되어 있는 바와 같이 제 1 구동모터(이를 "부하측 모터"라고도 함)와 제 2 구동모터(이를 "흡수측 모터"라고도 함)가 사용되고, 부하측 모터로 피시험물에 수직 또는 수평으로 스트레스를 가하여 피시험물의 성능과 내구성을 시험한다.
이때 부하측 모터에 의해 피시험물에 가해지는 스트레스는 해당 모터에 내재되고, 또 시험이 종료될 때까지 양 모터를 계속 구동되어야 하므로 모터의 수명이 단축되는 문제가 있다.
또한 전술한 시험장치들은 토크센서는 변동이 생기므로 매번 토크센서를 켈리브레이션 작업을 하는 웨이트 밸런싱 켈리브레이션 매소드로 정확히 셋팅이 된 채로 시험해야 하는 번거로운 단점이 있어 왔다.
본 발명자는 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 창안하기에 이르렀고, 괄목할 만한 성과가 있어 이를 본 발명을 통해 제안하고자 한다.
본 발명의 목적은 동력 순환형 시험장치에서 피시험물의 성능과 내구성을 시험할 때, 켈리브레이션을 용이하게 할 수 있고, 또한 피시험물에 스트레스가 내재된 상태로 고정시킬 있는 토크 고정용 디스크를 제공하려는 것이다.
본 발명의 주된 목적을 구현하기 위한 해결수단은,
도 1에 도시된 바와 같이 동력순환형 시험장치(1000)의 동력순환계통에 장착되는 제 1 및 제 2 디스크(100,200)로서,
도 3a에 도시된 바와 같이 전술한 제 1 및 제 2 디스크(100)과 축선(P)에 대해 직교하는 반경방향 외측에 배치되고 서로 동축(P1)선에 정렬되는 제 1 및 제 2 장공(101,201)을 포함하되,
도 3b에 도시된 바와 같이 제 1 장공(101)은 축선(P)에 대해 직교하는 방사방향 외측으로 연장되는 길이(L1)를 지니고, 제 2 장공(201)는 상기 길이(L1)의 축선에 대해 소정각도(A) 경사지게 위치되는 길이(L2)를 지니며,
웨이트 레버(도면에는 미도시)가 장착되는 키 홈(11,21)을 갖추고 제 1 및 제 2 디스크(100)를 포함하여 서로 연동되는 동력순환계통과;
상기 양 장공(201)(201)결합되어 양 디스트를 체결시키기 위한 체결수단을 포함하는 동력순환형 시험장치(1000)의 토크 고정용 디스크에 특징이 있다.
전술한 동력순환계통은 지지대(1)에 양 단부가 저널되고 서로 연동되는 제 1 및 제 2 샤프트 또는 그 중 어느 하나의 샤프트로 구성되고, 또한 제 1 및 제 2 샤프트 중 어느 하나의 샤프트에 피시험물이 장착될 수 있다.
전술한 동력순환계통은 전술한 양 샤프트가 기어를 통해 맞물려 동시에 연동된되는 폐쇄형 동력순환체계를 구성하므로 제 1 및 제 2 디스크(100)(200)간의 비틀림 응력은 동력순환계통 전체에 내재된다.
전술한 양 디스크의 외경에는 눈금이 더 마련될 수 있다.
본 발명에 의하면, 양 디스크를 통해 동력순환계통에 스트레스를 제공할 수 있으므로 종래의 부하측 모터와 흡수측 모터가 요구되지 않는다.
또한, 본 발명은 양 디스크의 눈금을 맞추는 방식으로 쉽고 용이하게 켈리브레이션할 수 있다.
또한, 본 발명은 양 디스크에 의해 동력순환계통 전체에 스트레스가 내재된 채로 피시험물을 시험할 수 있기 때문에 동력순환계통 밖으로 스트레스가 전달되지 않는 폐쇄형 동력전달체계이므로 동력순환계통 내에 내재된 스트레스가 피시험물을 구동시키기 위한 모터에 전달되지 않기 때문에 모터 구동에 따른 부하가 생기지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 동력 순환형 시험장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 동력 순환형 시험장치 중 토크 고정용 디스크를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 3a과 도 3b은 도 2에 도시된 토크 고정용 디스크의 제 1 및 제 2 디스크의 정면을 도시한 정면도이다.
도 4는 도 3a와 도 3b에 도시된 양 디스크를 체결수단을 통해 상호 고정된 제 1 디스크의 정면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나, 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 않된다.
예컨대, 실시 예들은 다양한 변경이 가능하고 여러가지 형태를 가질 수 있기 때문에 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니기 때문에 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
여기서, 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
일반적으로, 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석하는 것을 배제한다.
본 발명의 배경기술에 대한 문제를 해결하기 위해 본 발명자는 동력순환형 시험장치를 창안하였다.
동력순환형 시험장치(1000)는, 도 1에 도시된 바와 같이 지지대(1)에, 양 단부가 저널된 제 1 및 제2 샤프트(10,20)(30) 중 제 1 샤프트(30)는 구간 내에 피시험물(40)이 장착되고, 제 2 샤프트(10,20)는 구간 내에 제 1 및 제 2 디스크(100, 200)가 상호 접해지게 장착되어 있으며, 양 샤프트(10,20)는 동일한 기어비로 이루어진 기어(11,21)(31,32)에 의해 맞물려 동력이 동력순환계통을 구성을 하는 것에 특징이 있다.
전술한 동력순환계통은 도 1 에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 샤프트(10,20)(30) 또는 그 중 어느 하나의 샤프트를 포함하여 구성될 수 있고, 전술한 제 1 및 제 2 샤프트 중 어느 하나에 피시험물(40)과 전술한 양 디스크(100,200)가 결합될 수 있다.
전술한 동력순환형 시험장치(1000)의 운전방법은 도 2에 도시된 바와 같이 무게 추가 적재된 웨이트 레버(도면에는 미도시)를 키 홈(11, 21)에 서로 반대방향으로 스트레스가 작용하도록 링크시킨 뒤, 제 1 및 제 2 디스크(100, 200)가 서로 중첩된 상태가 계속 유지되도록 체결수단을 사용하여 결합시킨다.
이렇게 하면, 전술한 동력순환계통 전체에 스트레스가 균일하게 내재되므로 이 상태에서 동력순환계통에 외부로부터 회전력이 인가되면 동력순환계통 전체는 스트레스가 내재된 상태로 동력이 순환되고 피시험물(40)는 구동되게 된다. 이러한 운전에 의해 피시험물의 성능과 내구성을 시험하게 된다.
전술한 설명에서 예측할 수 있듯이 동력순환계통에 내재된 스트레스는 동력순환계통 밖으로는 절대 전달되지 않으므로 피시험물(40)는 구동시키는 모터의 수명을 단축시키는 문제가 생길 일은 절대 없다.
또한, 피시험물(40)에 스트레스를 제공함에 있어 본 발명은 양 디스크를 통해 피시험물에 스트레스를 부여하므로 배경기술에서 언급한 양 모터(부하측 모터와 흡수측 모터)를 생략하는 것이 가능하다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 동력 순환형 시험장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 토크 고정용 디스크를 발췌하여 도시한 사시도이며, 도 3에서, 도 3a과 도 3b은 도 2에 도시된 토크 고정용 디스크의 제 1 및 제 2 디스크의 각 정면을 도시한 정면도이고, 도 4는 도 3a와 도 3b에 도시된 양 디스크를 체결수단을 통해 상호 고정된 제 1 디스크의 정면도이다.
전술한 토크 고정용 디스크는 제 2 샤프트(10,20) 구간에 서로 면접촉되는 제 1 및 제 2 디스크(100,200)를 포함한다. 여기서 도면부호 10은 제 1 디스크(100)에 결합되는 제 2 샤프트이고, 20은 제 2 디스크(200)에 결합되는 제 2 샤프트이다.
제 1 및 제 2 디스크(100,200)는 그 외경에는 도 2에 도시된 바와 같이 눈금(도면부호 미표기)이 새겨져 있고, 서로 접하는 표면은 제 2 샤프트의 축선에 대해 직교하는 평탄한 표면으로 이루어져 있다.
전술한 제 1 및 제 2 디스크(100,200)는 도 2에 도시된 바와 같이 축선(P)에 대해 직교하는 양 디스크의 반경방향 외측에 배치되고 서로 동축(P1)선에 정렬되는 제 1 및 제 2 장공(101,201)을 포함한다.
전술한 제 1 장공(101)은 도 3a에 도시된 바와 같이 축선(P, 도 2 및 도 3a)에 대해 방사방향 외측으로 연장되는 길이(L1)를 지니고, 제 2 장공(201)는 도 3b에 도시된 바와 같이 전술한 길이(L1)의 축선에 대해 소정각도(A) 경사지게 위치되는 길이(L2)를 지닌다.
따라서, 도 1 과 도 4에 도시된 것처럼 양 디스크(100,200)를 서로 맞대면, 양 장공(101,201)의 축선(P1)은 동일한 위치에 정확히 정렬되고, 제 2 장공(201)의 길이(L2)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 길이(L1)의 축선에 대하여 소정각도로 기울어지게 정렬된다.
전술한 바와 같이, 서로 중첩된 양 디스크(100,200)는 제 2 샤프트(10,20)의 각 키 홈(11,21)에 앞서 설명한 것처럼 서로 반대방향으로 작용하는 비틀림 응력을 부여하면, 양 장공(201)(201)의 축선(P1)이 일치되는 부위에 도 2에 도시된 바와 같이 볼트와 너트로 이루어진 체결수단을 사용하여 양 디스크의 접촉면이 상호 견고히 밀착되도록 고정시킨다.
이 때, 양 디스크를 서로 체결하기 전에 앞서 설명했듯이 웨이트 레버(도면에는 미도시)를 키 홈(11,21)에 장착한 후 양 디스크를 체결한다. 전술한 웨이트 레버는 무게추를 갖춘 레버를 말한다.
이 경우 웨이트 레버에 내재된 중량은 피 시험물의 성능과 내구성 시험에 적합한 예측된 중량일 수 있다.
이렇게 하면, 동력순환계통 전체에 스트레스가 내재되고, 이 상태에서 동력순환계통속으로 동력이 인입되면 즉, 제 1 샤프트(30)에 모터(도면에는 미도시)의 회전동력이 인입되면 피시험물(40), 예를 들어 변속기가 구동되게 되고, 변속기의 구동 소음이나 진동 등을 진동센서나 소음센서와 같은 센싱수단(도면에는 미도시)을 통해 계측하여 성능을 학인하거나 목표로 하는 횟수나 회전속도 또는 설정된 시간동안 변속기를 구동시켜 그 성능과 내구성을 시험할 수도 있다.
전술한 양 디스크(100, 200)는 동력순환계통의 어느 곳이든 설치하더라도 유사한 효과를 기대할 수 있다.
전술한 제 1 및 제 2 장공(101,201)은 본 발명의 채용 예로서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 4개의 장공이 서로 대칭되는 위치에 채용된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐 요구되는 스트레스 크기에 대응하여 적절한 수로 전술한 방식으로 양 디스크를 고정시키면 된다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 양 디스크에 의해 동력순환계통 전체에 스트레스가 내재되어 있는 상태로 피시험물을 시험할 수 있기 때문에 동력순환계통 밖으로 스트레스가 전달되는 일이 없다.
또한 양 디스크를 통해 동력순환계통에 스트레스를 제공할 수 있으므로 토크센서를 켈리브레이션하는 작업을 양 디스크간의 정렬 눈금을 통해 간편하고 용이하게 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 대한 바람직한 실시 예는 본 발명이 속한 기술분야에 통상의 지식을 가진 사람이면, 본 발명이 해결과제를 구현하기 위한 특유하게 채용한 해결원리와 특허청구범위에 정의된 특허청구범위는 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 사람이 응용 및 변경할 수 있는 것이나, 이러한 응용 예나 변경 예는 본 발명자가 의도하는 진정한 의미의 기술적 사상과 이하에서 정의하는 특허청구범위에 포함된다는 것을 미리 밝혀두는 바이다.
100: 제 1 토크 고정용 디스크
101: 제 1 장공
200: 제 2 토크 고정용 디스크
201: 제 2 장공
L1: 제 1 장공의 길이 축선
L2: 제 2 장공의 길이 축선
P: 디스크의 축선
P1: 제 1 및 제 2 장공의 축선

Claims (4)

  1. 동력순환형 시험장치의 동력순환계통에 장착되는 제 1 및 제 2 디스크(100,200)로서,
    상기 제 1 및 제 2 디스크(100)과 축선(P)에 대해 직교하는 반경방향 외측에 배치되고, 서로 동축(P1)선에 정렬되는 제 1 및 제 2 장공(101,201)을 포함하되,
    제 1 장공(101)은 축선(P)에 대해 직교하는 방사방향 외측으로 연장되는 길이(L1)를 지니고, 제 2 장공(201)는 상기 길이(L1)의 축선에 대해 소정각도(A) 경사지게 위치되는 길이(L2)를 포함하고,
    웨이트 레버가 독립적으로 장착되는 키 홈(11,21)을 각각 갖추고, 제 1 및 제 2 디스크(100)에 결합되어 동력순환계통을 구성하는 샤프트와;
    상기 양 장공(101,201)에 체결되는 체결수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 동력순환형 시험장치의 토크 고정용 디스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력순환계통은, 지지대에 양 단부가 저널되고 상호 기어로 연결되는 제 1 및 제 2 샤프트로 구성된 것을 특징으로 하는 동력순환형 시험장치의 토크 고정용 디스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력순환계통은,
    지지대에 양 단부가 저널되고 샤프트로 구성된 것을 특징으로 하는 동력순환형 시험장치의 토크 고정용 디스크.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동력순환계통은, 피시험물이 장착되는 것을 특징으로 하는 동력순환형 시험장치의 토크 고정용 디스크.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101581141B1 (ko) * 2011-08-09 2015-12-29 모토로라 모빌리티 엘엘씨 3ｇｐｐ2 준수 트랜시버를 위해 ｃｄｍａ 아키텍처를 이용하는 장치 및 방법
KR101844454B1 (ko) * 2016-07-25 2018-05-14 주식회사 엘코스 웨어러블 디바이스와 이를 이용한 사용자 편의 서비스 제공 방법

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