KR20070004181A - 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법에 관한 것으로서, 특히, 차량의 리어허브 감속기에 마련된 서포트기어에 작용하는 하중과 변위를 용이하게 계측하기 위한 방법에 관한 것으로서, 서포트기어(110)와, 리어액슬의 회전력을 상기 서포트기어(110)에 전달하는 케이스(120)와, 상기 서포트기어(110)의 분리를 방지하는 보조너트(130)를 포함한 리어허브 감속기(100)에 있어서, 소정 치수의 판형 굽힘부재(200)에 스트레인게이지(210)를 부착하여, 이 굽힘부재(200)의 일측을 고정시키고 그 타측에 하중을 가하여 하중 변화에 따른 변형률과 변위 데이터를 얻는 캘리브레이션단계(S1)와; 상기 캘리브레이션단계(S1) 이후, 상기 굽힘부재(200)의 일측을 상기 보조너트(130)에 고정시키고 그 타측에 상기 서포트기어(110)의 회전력이 전달되도록 서포트기어(110)의 면상에 스토퍼(111)를 부착하며, 실차 주행시 상기 굽힘부재(200)에 부착된 스트레인게이지(210)로부터 시간 경과에 따른 변형률 데이터를 검출하는 계측단계(S2)와; 상기 계측단계(S2) 후, 검출된 변형률 데이터로부터 상기 서포트기어(110)에 작용하는 하중 및 변위 데이터를 얻는 데이터변환단계(S3)로 구성되어, 별도의 굽힘부재를 통한 캘리브레이션을 수행한 후 차량의 리어허브 감속기에 마련된 서포트기어에 이 굽힘부재를 설치함으로써, 실차 주행시 서포트기어에 작용하는 실제 하중과 변위를 용이하면서도 신뢰성 있게 계측할 수 있도록 하는 것이다.

캘리브레이션, 계측, 데이터, 리어허브 감속기, 서포트기어, 보조너트, 굽힘부재, 스트레인게이지

Description

리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법{Method for measuring force and displacement of rear hub reduction}

도 1은 일반적인 리어허브 감속기를 도시하는 일부절결 사시도,

도 2는 본 발명의 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법에 대한 흐름도,

도 3은 본 발명의 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법에 대한

캘리브레이션단계를 도시하는 도,

도 4는 본 발명의 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법에 대한

계측단계를 도시하는 도,

도 5는 본 발명의 캘리브레이션단계에서 검출된 하중 변화에 따른 변형률 및

변위 데이터를 나타낸 선도

도 6은 본 발명의 계측단계에서 검출된 변형률 데이터를 나타낸 선도,

도 7은 본 발명의 데이터변환단계를 통하여 얻은 하중 데이터를 나타낸

선도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

S1 : 캘리브레이션단계 S2 : 계측단계

S3 : 데이터변환단계 100 : 리어허브 감속기

110 : 서포트기어 111 : 스토퍼

120 : 케이스 130 : 보조너트

200 : 굽힘부재 210 : 스트레인게이지

본 발명은 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법에 관한 것으로서 특히, 차량의 리어허브 감속기에 마련된 서포트기어에 작용하는 하중과 변위를 용이하게 계측하기 위한 방법으로써, 별도의 굽힘부재를 통한 캘리브레이션을 수행한 후 차량의 리어허브 감속기에 마련된 서포트기어에 이 굽힘부재를 설치함으로써, 실차 주행시 서포트기어에 작용하는 실제 하중과 변위를 용이하면서도 신뢰성 있게 계측할 수 있는 방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 리어허브 감속기를 도시하는 일부절결 사시도로, 일반적인 리어허브 감속기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 서포트기어(110)와, 리어액슬의 회전력을 상기 서포트기어(110)에 전달하는 케이스(120)와, 상기 서포트기어(110)의 분리를 방지하는 보조너트(130)를 포함한다.

이때, 도 1과 같이 상기 서포트기어(110)의 외주와 상기 케이스(120)의 내면은 서로 치합하여 리어액슬의 구동력이 상기 케이스(120)를 통하여 서포트기어 (110)에 전달된다.

이때, 상기 서포트기어(110)의 공차와 유격에 의한 회전 마찰에 의하여 보조너트(130)의 간섭 및 풀림량을 계측해야만 상기 서포트기어(110)에 전달되는 정확한 회전력을 확인할 수 있기 때문에, 이러한 서포트기어(110)의 회전력 계측시 종래에는 상기 서포트기어(110)에 스냅링과 변위센서를 추가로 설치하여 측정하고 있는 실정이다.

그러나, 종래의 리어허브 감속기의 회전력 검출시 스냅링이나 변위센서와 같은 고가의 장비를 필요로 하여 계측 비용이 높을 뿐 아니라, 이러한 장비의 설치 공간이 협소하기 때문에 차량의 실제 주행시 계측이 불가능하여 검출된 데이터에 대한 신뢰도가 크게 떨어진다는 기술상의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 별도의 굽힘부재를 통한 캘리브레이션을 수행한 후 차량의 리어허브 감속기에 마련된 서포트기어에 이 굽힘부재를 설치함으로써, 실차 주행시 서포트기어에 작용하는 실제 하중과 변위를 용이하면서도 신뢰성 있게 계측할 수 있도록 하는 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법을 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 서포트기어와, 리어액슬의 회전력을 상기 서포트기어에 전달하는 케이스와, 상기 서포트기어의 분리를 방지하는 보조너트를 포함한 리어허브 감속기에 있어서, 소정 치수의 판형 굽힘부재에 스트레인게이지를 부착하여, 이 굽 힘부재의 일측을 고정시키고 그 타측에 하중을 가하여 하중 변화에 따른 변형률과 변위 데이터를 얻는 캘리브레이션단계와; 상기 캘리브레이션단계 이후, 상기 굽힘부재의 일측을 상기 보조너트에 고정시키고 그 타측에 상기 서포트기어의 회전력이 전달되도록 서포트기어의 면상에 스토퍼를 부착하며, 실차 주행시 상기 굽힘부재에 부착된 스트레인게이지로부터 시간 경과에 따른 변형률 데이터를 검출하는 계측단계와; 상기 계측단계 후, 검출된 변형률 데이터로부터 상기 서포트기어에 작용하는 하중 및 변위 데이터를 얻는 데이터변환단계로 구성함으로써 달성된다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법에 대한 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법에 대한 캘리브레이션단계를 도시하는 도이고, 도 4는 본 발명의 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법에 대한 계측단계를 도시하는 도이다.

그리고, 도 5는 본 발명의 캘리브레이션단계에서 검출된 하중 변화에 따른 변형률 및 변위 데이터를 나타낸 선도이며, 도 6은 본 발명의 계측단계에서 검출된 변형률 데이터를 나타낸 선도이고, 도 7은 본 발명의 데이터변환단계를 통하여 얻은 하중 데이터를 나타낸 선도이다.

본 발명의 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 서포트기어(110)와, 리어액슬의 회전력을 상기 서포트기어(110)에 전달하는 케이스(120)와, 상기 서포트기어(110)의 분리를 방지하는 보조너트(130)를 포함한 리어허브 감속기(100)에 있어서, 도 2 내지 도 7과 같이 소정 치수의 판형 굽힘부재(200)에 스트레인게이지(210)를 부착하여, 이 굽힘부재(200)의 일측을 고정시키고 그 타측에 하중을 가하여 하중 변화에 따른 변형률과 변위 데이터를 얻는 캘리브레이션단계(S1)와; 상기 캘리브레이션단계(S1) 이후, 상기 굽힘부재(200)의 일측을 상기 보조너트(130)에 고정시키고 그 타측에 상기 서포트기어(110)의 회전력이 전달되도록 서포트기어(110)의 면상에 스토퍼(111)를 부착하며, 실차 주행시 상기 굽힘부재(200)에 부착된 스트레인게이지(210)로부터 시간 경과에 따른 변형률 데이터를 검출하는 계측단계(S2)와; 상기 계측단계(S2) 후, 검출된 변형률 데이터로부터 상기 서포트기어(110)에 작용하는 하중 및 변위 데이터를 얻는 데이터변환단계(S3)로 구성되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.

이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법은 도 1에 도시된 바와 같이 서포트기어(110)와, 리어액슬의 회전력을 상기 서포트기어(110)에 전달하는 케이스(120)와, 상기 서포트기어(110)의 분리를 방지하는 보조너트(130)를 포함한 리어허브 감속기(100)에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이 실제 차량 주행시 상기 서포트기어(110)에 작용하는 하중 및 변위를 정확하게 계측하기 위한 방법으로, 크게는 캘리브레이션단계(S1), 계측단계(S2), 그리고 데이터변환단계(S3)로 이루어진다.

이때, 본 발명에 있어서 상기 캘리브레이션단계(S1)는 이후의 계측단계(S2) 에서 도 4와 같이 리어허브 감속기(100)에 변형률 데이터를 얻기 위해 설치될 굽힘부재(200)를 이용하여 하중, 변형률, 변위 상호 간의 상관관계를 습득하기 위한 것으로, 우선, 도 3에 도시된 바와 같이 소정 길이, 폭, 두께를 갖는 판형의 굽힘부재(200)를 준비하며, 이 굽힘부재(200)는 어느 정도의 강성을 갖는 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 굽힘부재(200)의 중단 일면 또는 바람직하게는 그 양면에 스트레인게이지(210)를 부착하고, 부착된 스트레인게이지(210)로 상기 굽힘부재(200)의 변형률을 측정할 수 있도록 하프브릿지(half bridge) 혹은 풀브릿지(full bridge)로 회로를 구성한다.

이후, 상기 굽힘부재(200)의 하단을 고정시킨 후, 그 상단에 액츄에이터로 하중을 점차적으로 높이면서 가하여 변형률과 변위를 측정하고, 결과적으로는 하중 증가에 따른 변형률과 변위 데이터를 도 5와 같이 얻게 된다.

상기와 같이 소정 치수의 굽힘부재(200)에 대한 하중, 변형률, 변위에 대한 데이터를 습득하는 캘리브레이션단계(S1) 이후에는, 계측단계(S2)를 수행하게 되며, 상기 계측단계(S2)에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 캘리브레이션단계(S1)에서 사용한 굽힘부재(200)의 일측을 상기 리어허브 감속기(100)의 보조너트(130)에 고정시키고, 상기 서포트기어(110)에는 스토퍼(111)를 장착하여 상기 서포트기어(110) 회전시 상기 스토퍼(111)가 상기 보조너트(130)에 고정된 굽힘부재(200)의 자유단에 회전력을 가하도록 한다.

이후, 차량을 주행시키면 상기 서포트기어(110)의 회전력에 의하여 스토퍼 (111)가 상기 굽힘부재(200)의 자유단에 하중을 가하게 되며, 이에 따라 상기 굽힘부재(200)가 도 4의 가상선으로 나타낸 것과 같이 변형되면서 이 굽힘부재(200)에 부착된 스트레인게이지(210)로부터 변형률 데이터를 측정하게 된다.

이때, 얻어지는 변형률 데이터의 정확도를 위하여 다수의 굽힘부재(200)를 설치하여 데이터를 얻는 것이 바람직하며 도 4에는 4개의 굽힘부재(200)를 설치한 예를 보여주고 있다.

상기와 같이 상기 계측단계(S2)에서 실제 차량의 주행시 서포트기어(110)의 회전력에 의하여 굽힘부재(200)가 변형될 때의 변형률 데이터를 시간의 경과에 따라 계측한 결과, 도 6과 같은 선도를 얻을 수 있으며, 상기 계측단계(S2) 이후에는 측정된 변형률 데이터를 이용하여 캘리브레이션단계(S1)에서 습득한 하중, 변형률, 변위 상호 간의 데이터를 기반으로 상기 서포트기어(110)에 작용하는 하중 및 변위를 신뢰성 있게 계측할 수 있는 것이다.

이와 같이 변형률 데이터를 통하여 환산된 하중 데이터를 도 7에 선도로 나타내었으며, 이와 동일한 방법으로 변위 데이터 또한 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명의 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법은 캘리브레이션단계(S1)에서 굽힘부재(200)에 대한 하중, 변형률, 변위에 대한 상호 데이터를 습득한 후, 계측단계(S2)에서는 상기 굽힘부재(200)를 실제 리어허브 감속기(100)의 서포트기어(110)에 설치하여 실차 주행시의 변형률 데이터를 검출하고, 이후, 데이터변환단계(S3)에서는 검출된 변형률 데이터를 통하여 실제 주행 중인 차량 리어허브 감속기(100)의 서포트기어(110)에 작용하고 있는 하중 및 변위를 정확하게 계측할 수 있는 것이다.

이에 따라, 스냅링이나 변위센서와 같은 고가의 장비를 사용치 않고도 스트레인게이지(210)와 같은 비교적 저렴한 장비를 이용하여, 공간이 협소하여 스냅링이나 변위센서를 장착할 수 없는 공간에서도 리어허브 감속기(100)의 서포트기어(110) 회전력을 정확하게 계측할 수 있다는 큰 이점이 있는 발명인 것이다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

이상과 같은 본 발명은 별도의 굽힘부재를 통한 캘리브레이션을 수행한 후 차량의 리어허브 감속기에 마련된 서포트기어에 이 굽힘부재를 설치함으로써, 실차 주행시 서포트기어에 작용하는 실제 하중과 변위를 용이하면서도 신뢰성 있게 계측할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 서포트기어와, 리어액슬의 회전력을 상기 서포트기어에 전달하는 케이스와, 상기 서포트기어의 분리를 방지하는 보조너트를 포함한 리어허브 감속기에 있어서,

   소정 치수의 판형 굽힘부재에 스트레인게이지를 부착하여, 이 굽힘부재의 일측을 고정시키고 그 타측에 하중을 가하여 하중 변화에 따른 변형률과 변위 데이터를 얻는 캘리브레이션단계와;

   상기 캘리브레이션단계 이후, 상기 굽힘부재의 일측을 상기 보조너트에 고정시키고 그 타측에 상기 서포트기어의 회전력이 전달되도록 서포트기어의 면상에 스토퍼를 부착하며, 실차 주행시 상기 굽힘부재에 부착된 스트레인게이지로부터 시간 경과에 따른 변형률 데이터를 검출하는 계측단계와;

   상기 계측단계 후, 검출된 변형률 데이터로부터 상기 서포트기어에 작용하는 하중 및 변위 데이터를 얻는 데이터변환단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 리어허브 감속기의 하중 및 변위 계측방법.

Images