KR20070089351A - 기계식 에너지 순환방식의 동력계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에너지 순환 방식의 동력계에 관한 것으로서 특히 유압 모터를 사용하여 비틀림 모멘트를 발생하는 한편 시험체 양측에 변속기를 설치한 후 상기 양 변속기사이에 배치되는 전달축과 시험체를 모듈화하여 일체로 탈부착되게 하는 구성에 의해 유압 모터를 포함하는 스트레싱 어셈블리에 의해 높은 토크를 발생시킬 수 있는 효과가 있는 한편, 시험체 양측에 변속기를 설치한 후 상기 양 변속기사이에 배치되는 전달축과 시험체를 모듈화하여 일체로 탈부착되게 하여 시험체의 교체가 용이하게 되는 효과도 있는 기계식 에너지 순환방식의 동력계에 관한 것이다.

동력계, 기계식, 에너지 순환 방식

Description

기계식 에너지 순환방식의 동력계{Mechanical Feedback Dynamometer}

도 1 및 도 2는 종래의 동력계에 대한 개념도,

도 3은 본 발명에 의한 동력게에 대한 개념도

도 4는 본 발명의 동력 순환부에 대한 단면도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 스트레싱 어셈블리에 대한 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 동력 순환부 110 : 스트레싱 어셈블리

120 : 로테이션 어셈블리 130 : 피드백 기어

200 : 제1전달축 300 : 순환 기어 박스

400 : 제2전달축 500 : 시험체

600 : 제3전달축 700 : 변속기

본 발명은 큰 동력을 받는 시험체의 내구성과 전달동력을 측정하기 위한 에너지 순환 방식의 동력계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토크의 크기 변화가 가능한 유압 모터로 발생되는 비틀림 모멘트와 전기 모터에 의한 회전력을 시험체 가 장착되는 전달축에 각각 전달하여 상기 시험체의 내구성과 전달토크를 측정하는 한편 상기 비틀림 모멘트와 회전력을 피드백 시키는 기계식 에너지 순환방식의 동력계에 관한 것이다.

일반적으로 회전에 의해 동력을 전달하는 기계요소로서 샤프트를 들 수 있는데, 상기 샤프트는 비틀림 모멘트를 받으면서 회전하는 형태로서 동력을 전달하게 된다.

예를 들어 동력의 한 단위인 마력(HP)의 경우 널리 알려진 바와 같이 토크와 회전수(rpm)의 곱으로 정의되는데, 상기 샤프트가 어느정도의 토크와 회전수를 견딜 수 있는지를 테스트하는 시험 장치가 필요하다.

종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 전기모터(M)와 발전기(D)사이에 시험체(T)를 설치하였다. 즉, 상기 전기 모터(M)에 의해 시험체가 회전되는데, 이때 상기 발전기(D)가 부하역할을 하여 상기 시험체가 비틀림 모멘트를 받으며 회전하게 된다.

이와 같은 시험 장치에 의해 상기 시험체의 내구성을 측정하게 되며, 상기 시험체상에 장착된 토크 메터(torque meter)에 의해 토크를 측정한다. 한편 상술한 바와 같이 발전기(D)가 부하역할을 하게 되는데 이때 상기 시험체의 회전에 의해 발전기(D)에서 전력을 생산하여 컨버터(C)를 통하여 상기 전기 모터에 다시 투입되는 에너지 순환 구조를 채택하였다. 이는 상기 모터(M)를 구동하는데 상당한 전력이 소모되어 이를 보충하기 위함이다.

상술한 바와 같이 발전기(D)가 부하의 역할을 하는 종래의 동력계의 경우 큰 동력을 측정하기 위해서는 그에 상응하는 부하가 필요하며 따라서 상기 발전기(D)가 대형화되어 시험 장치가 대형화되는 한편 비용 또한 고가가 되는 문제점이 있다.

근래에는 이를 보완하기 위해 기계식 에너지 순환 방식의 동력계가 제안되고 있는데, 이하 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

즉, 상기 기계식 에너지 순환 방식의 동력계는 비틀림 모멘트와 회전력을 시험체가 장착되는 전달축에 각각 전달하여 상기 시험체의 내구성과 전달토크를 측정하게 되며, 또한 상기 비틀림 모멘트와 회전력을 피드백 시키게 된다.

이러한 기계식 에너지 순환 방식의 동력계를 도 2를 참조하여 설명하면, 비틀림 모멘트를 발생하기 위한 제1 전기 모터(M1)와 회전력을 발생하기 위한 제2 전기 모터(M2)를 따로 설치한 후 동력 순환부(10)측으로 비틀림 모멘트와 회전력을 공급하게 된다.

한편 상기 동력 순환부(10)에 장착되는 것으로서 상기 제1 전기 모터(M1)에 장착되는 감속기(11)를 통해 비틀림 모멘트를 증대시킨 후 제1전달축(31)으로 비틀림 모멘트가 먼저 공급된다. 상기 공급된 비틀림 모멘트는 순환 기어 박스(20)를 통해 제2전달축(32)으로 전달된다. 이때 상기 순환 기어 박스(20)는 아이들링 기어(22)을 매개로 하여 상기 제1전달축(31) 및 제2전달축(32)에 각각 결합되는 기어(21,23)으로 구성된다.

상기 제2전달축(32)으로 전달된 비틀림 모멘트는 결국 시험체(40)로 전달되며, 상기 시험체(40)는 양측에 배치되는 고정구(50)에 의해 고정된다.

한편 상기 시험체(40)로 전달된 비틀림 모멘트는 고정구(50)와 제3전달축(33)으로 통해 상기 동력 순환부(10)의 피드백 기어(13)로 전달된다.

이와 같은 작용에 의해 상기 시험체(40)에 비틀림 모멘트가 작용되고 이 때 상기 제2 전기 모터(M2)에 의해 회전력이 공급된다. 즉, 상기 제2전기 모터(M2)가 구동되면 제2전기 모터(M2)에 결합되는 기어(12)가 구동되고, 이에 의해 상기 제1 전기 모터(M1)에 결합되는 기어(감속기)(11)가 회전되게 되고 결국 그 회전력이 제1전달축(31), 순환 기어 박스(20)를 통해 시험체(40)를 회전시킨 후 피드백 기어(13)으로 전달되어 결국 상기 제2 전기 모터(M2)에 결합되는 기어(12)로 순환되게 된다.

이러한 구성에 의해 상기 시험체(40)에 비틀림 모멘트와 회전력을 따로 따로 부가하여 전달 토크와 내구성을 측정하게 되며 상술한 바와 같이 에너지 즉 비틀림 모멘트와 회전력을 다시 순환시키는 피드백 구조를 형성하는 것이다.

그러나, 상술한 구성을 가지는 동력계의 경우 비틀림 모멘트를 발생시키기 위해 전기 모터(M1)를 사용하는데, 널리 알려진 바와 같이 전기 모터는 높은 회전수를 내는데는 유리하나 높은 토크를 내는데는 불리한 구조이다. 따라서 상술한 바와 같은 감속기(11)를 따로 구비해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 시험체(40)의 시험 스펙이 변경되는 경우 다시말해 작용되는 토크가 변경되는 경우 그 환경에 맞는 시험체로 교체하기 위해서는 상기 고정구를 탈거한 후 시험체를 고정하고 다시 상기 고정구를 설치해야 해서 작업에 시간과 노력이 많이 투입되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 상기 비틀림 모멘트를 발생시키기 위해 토크의 크기 변화가 가능한 유압 모터를 사용하여 높은 동력이 필요한 경우에도 적용할 수 있는 기계식 에너지 순환방식의 동력계를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 전달축과 시험체를 모듈화하여 시험체의 교체를 용이하게 할 수 있는 기계식 에너지 순환방식의 동력계를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상술한 목적은 상기 비틀림 모멘트를 발생시키기 위한 유압 모터와, 상기 유압 모터의 하우징에 장착되는 한편 내외측에 치형이 각각 형성되는 링 기어와, 상기 유압 모터의 회전축에 장착되는 한편 단부에 치형이 형성되는 스트레싱 모터 샤프트와, 상기 스트레싱 모터 샤프트의 치형과 상기 링 기어의 내측 치형에 결합되는 피니언과, 일측은 상기 피니언에 핀 결합되고, 타측은 상기 전달축과 플랜지 이음되어 비틀림 모멘트를 상기 전달축에 전달하는 링 기어 가이드 샤프트를 더 포함하는 한편, 상기 시험체 양측에 각각 변속기를 설치한 후 상기 양 변속기사이에 배치되는 전달축과 시험체를 모듈화하여 일체로 탈부착되게 하는 기계식 에너지 순환방식의 동력계에 의해 달성될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 상술한 바와 같이 토크의 크기 변화가 가능한 유압 모터를 사용하여 비틀림 모멘트를 발생하는 한편 시험체 양측에 변속기를 설치한 후 상기 양 변 속기사이에 배치되는 전달축과 시험체를 모듈화하여 일체로 탈부착되게 하는 기계식 에너지 순환방식의 동력계에 관한 것으로서, 이하 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

상기 도 3은 본 발명의 동력계에 대한 개념도로서, 본 발명은 크게 동력을 발생시키기 위한 동력 순환부(100)와 상기 동력 순환부(100)에서 발생된 동력을 전달하는 제1전달축(200), 상기 제1전달축(200)을 통해 전달된 동력을 순환시키기 위한 순환 기어 박스(300), 상기 순환 기어 박스(300)를 통한 동력을 전달하기 위한 제2전달축(400), 상기 제2전달축(400)에 고정되는 시험체(500) 그리고 상기 시험체(500)에 고정되어 동력을 상기 동력 순환부(100)측으로 순환시키는 제3전달축(600)으로 구성된다.

상기 동력 순환부(100)는 비틀림 모멘트를 발생하기 위한 스트레싱 어셈블리(stressing assembly)(110), 회전력을 발생하기 위한 로테이션 어셈블리(rotation assembly), 그리고 상기 제3전달축(600)을 통해 전달되는 동력을 피드백 하는 피드백 기어(130)로 구성된다.

이와 같은 구성에 의해 시험체(500)에 비틀림 모멘트와 회전력을 작용시키게 되는데 이하 상기 비틀림 모멘트와 회전력이 순환되는 작용에 대해 설명하기로 한다.

우선 비틀림 모멘트는 상술한 바와 같이 동력 순환부(100)의 스트레싱 어셈블리(110)에서 발생된다. 이때 상기 발생된 비틀림 모멘트는 제1전달축(200)을 통해 전달되고 순환 기어 박스(300)에 의해 제2전달축(400)측으로 전달된다.

상기 순환 기어 박스(300)는 그 내부에 다수개의 기어가 배치되는데, 본 발명의 경우 상기 제1전달축(200)에 결합되는 제1기어(320)와 상기 제2전달축(400)에 결합되는 제2기어(330)가 배치되고, 상기 제1기어(320)와 제2기어(330)사이에 아이들링 기어(310)가 배치되어 에너지 즉 비틀림 모멘트와 회전력을 전달하는 한편 상기 제1전달축(200)과 제2전달축(400)의 회전방향을 일치시키게 된다.

한편 상기 제2전달축(400)으로 전달된 비틀림 모멘트와 회전력은 시험체(500)를 통해 제3전달축(600)으로 전달된다.

또한, 상기 제3전달축(600)이 결합되어 있는 동력 순환부(100)의 피드백 기어(130)로 전달되어 결국 비틀림 모멘트가 순환되게 된다. 이때 상기 피드백 기어(130)는 상기 제3전달축(600)과 플랜지 이음(131)에 의해 고정될 수 있다.(도 4참조)

한편 상술한 바와 같이 비틀림 모멘트가 작용된 후 상기 로테이션 어셈블리(120)에 의해 회전력이 작용된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 로테이션 어셈블리(120)는 전기 모터(121)와 상기 전기 모터(121)상에 형성되는 치형(122)으로 구성되는데, 상기 전기 모터(121)에 의해 회전력을 발생시키고 상기 치형(122)에 의해 상기 스트레싱 어셈블리(110)와 피드백 기어(130)와 기어 결합된다.

이와 같은 구성에 의해 본 발명의 동력계에 회전력이 작용되는데, 그 작용을 살펴보면, 상기 전기 모터(121)에 의해 발생된 회전력은 치형(122)에 의해 상기 스트레싱 어셈블리(110)를 구동하게 되는데, 이는 상기 치형(122)과 상기 스트레싱 어셈블리(110)의 치형이 상호 결합됨에 의하게 된다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

한편, 이렇게 전달된 회전력은 비틀림 모멘트의 전달 경로와 같이 순환되어 상기 피드백 기어(130)로 전달되고 결국 상기 전기 모터(121)에 작용되게 된다.

따라서 상술한 구성에 의해 시험체(500)에 비틀림 모멘트가 작용되는 상태에서 특정의 회전속도를 가지는 회전력이 부가되어 전달되는 토크를 측정하는 한편 장시간 구동함에 의해 내구성을 테스트하게 되는 것이다.

이때 상기 토크를 측정하기 위해 특정의 전달축상에 토크 메터(800)를 설치하여 측정할 수 있으며, 상기 토크 메터(800)는 공지의 구성으로서 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편 상기 각 전달축(200,400,600)은 다수개의 플랜지 이음으로 연결되는 한편 상기 플랜지 이음부는 각 서포트에 의해 지지되는 구성도 바람직하다. 즉, 상기 시험체(500)의 크기가 달라지는 경우 상기 플랜지를 탈부착하여 그 길이를 조절하게 하는 것이 작업 능률을 향상시키는데 유리하며, 또한 상기 전달축이 길어지는 경우 처짐을 방지하기 위해 서포트를 설치하게 된다.

그리고 상기 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에서 시험체(500)는 제2고정축(400) 및 제3고정축(600)사이에 장착되는데, 이때 상기 시험체(500) 양측에 변속기(700)를 각각 설치한 한 후 상기 변속기와 상기 변속기(700)사이에 있는 제2고정축(400)과 제3고정축(600) 그리고 시험체(500)를 모듈화하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 모듈화를 하는 경우 상기 시험체(500)를 변경하는 경우 상 기 모듈화한 부분을 일체로 탈부착함에 의해 그 변경하는 작업을 용이하게 할 수 있다.

이에 대해 좀더 설명하면, 만일 자동차에 사용되는 샤프트를 시험하다가 선박에 사용되는 샤프트를 시험하고자 하는 경우 자동차와 선박 환경에서 작용되는 토크와 회전수가 상이한 관계로 샤프트의 규격이 달라져서 상기 시험체를 교체해야 한다.

이러한 경우 상기 시험체를 교체할 뿐만 아니라 상기 변속기(700) 또한 교체해야 하며 그 이유는 상술한 바와 같이 토크와 회전수가 상이한 관계로 상기 동력 순환부(100)에서 공급할 수 있는 토크와 회전수에 한계가 있어 동일한 변속기(700)로는 요구되는 토크나 회전력을 제공할 수 없는 경우가 많기 때문이다.

즉 시험체를 교체하는 경우 변속기(700)까지 교체해야 하고, 이때 요구되는 토크나 회전력을 제공하기 위해 여러 변속기를 각각 테스트하면서 시험환경을 셋팅해야 해서 작업이 곤란하게 된다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 상술한 바와 같이 본 발명의 경우 변속기(700)와 각 전달축 그리고 시험체를 모듈화함에 의해 탈부착을 용이하게 하는 것이다.

이때 상술한 바와 같은 모듈화를 위해서는 상기 전달축과 시험체 그리고 변속기를 모두 플랜지 이음에 의하는 방법도 생각할 수 있다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명은 비틀림 모멘트와 회전력을 시험체가 장착되는 전달축에 각각 전달하여 상기 시험체의 내구성과 전달토크를 측정하는 한편 상기 비틀림 모멘트와 회전력을 피드백 시키는 에너지 순환방식의 동력계로서, 이하 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상기 비틀림 모멘트와 회전력을 전달축에 전달하는 스트레싱 어셈블리(110)에 대해 설명하기로 한다.

상기 도 5a는 본 발명의 스트레싱 어셈블리(110)의 주요 구성부분의 단면을 분리하여 도시한 개념도이고 도 5b는 상기 구성부분이 결합된 것을 도시하는 결합 단면도이다.

상기 스트레싱 어셈블리(110)는 상술한 바와 같이 비틀림 모멘트를 발생시키는 한편 상기 로테이션 어셈블리(120)에서 발생한 회전력을 상기 제1전달축(200)으로 전달하게 된다.

상기 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 스트레싱 어셈블리(110)는 우선 비틀림 모멘트를 발생시키는 유압 모터(111)의 회전축(도면부호 없슴)에 스트레싱 모터 샤프트(112)가 장착되며, 상기 스트레싱 모터 샤프트(112)의 단부에는 치형(112a)이 형성된다. 상기 유압 모터(111)는 높은 토크를 낼 수 있어 종래의 전기 모터와 달리 별도의 감속기를 필요로 하지 않으며, 상기 유압 모터(111)의 특성상 투입되는 유체 압력을 변화시켜 시험체에 걸리는 토크의 크기를 변화시킬 수 있는 효고가 있다.

한편, 상기 유압 모터(111)의 하우징(111a)에 링 기어(113)이 장착되는데, 이때 상기 하우징(111a)에 지그 플레이트(111b)를 설치한 후 상기 지그 플레이트(111b)에 상기 링 기어(113)를 장착하는 것도 가능하다.

또한, 상기 링 기어(113)는 내외측에 각각 외측 치형(113b)와 내측 치형 (113a)이 형성된다. 이때 상기 외측 치형(113b)가 도 4에 도시된 스트레싱 어셈블리(110)상에 도시된 치형인 것이다.

한편 상기 내측 치형(113a)은 상하부측으로 분리하여 형성하여 후술하는 각 피니언이 결합되게 하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같은 링 기어(113)에 상기 스트레싱 모터 샤프트(112)가 삽입되는 것이다.

한편 상기 내측 치형(113a)중 상부측 치형에 제1캐리어(114)가 장착된다. 상기 제1캐리어(114)는 하부측에는 치형(114b)이 형성되는 한편 상부측에 형성되는 핀(114a)에 의해 제1피니언(115)이 결합되어 있다. 이때 상기 제1피니언(115)의 일측이 상기 스트레싱 모터 샤프트(112)의 치형(112a)과 결합하는 한편 타측은 상기 링기어(113)의 내측 치형(113a)중 상부측 치형에 결합되게 된다.

이와 같은 구성에 의해 상기 스트레싱 모터 샤프트(112)가 회전함에 의해 상기 제1피니언(115)이 회전하게 되고 이에 의해 상기 제1캐리어(114)가 회전하게 된다.

한편 상기 제1캐리어(114)의 하부측에 형성되는 치형(114b)에 제2캐리어(116)에 설치되는 제2피니언(117)이 결합된다. 상기 제2캐리어(116)는 상기 제1캐리어(114)와 유사한 구성으로서, 하부측은 치형(116b)이 형성되는 한편 상부측에 형성되는 핀(116a)에 의해 제2피니언(117)이 결합되어 있다. 이때 상기 제2피니언(117)중 일측은 상기 제1피니언(114)의 하부측에 형성되는 치형(114b)와 결합하는 한편, 타측은 상기 링 기어(113)의 내측 치형(113a)중 상부측 치형에 결합하게 된 다.

이러한 구성에 의해 상기 제1캐리어(114)가 회전하는 경우 상기 제2피니언(117)이 회전하게 되고 상기 제2피니언(117)의 회전에 의해 상기 제2캐리어(116)가 회전하게 된다.

한편 상기 제2캐리어(116)의 하부측에는 링 기어 가이드 샤프트(118)가 배치된다. 상기 링 기어 가이드 샤프트(118)의 상부에는 핀(118a)에 의해 결합되는 피니언(119)가 장착되고 하부는 상기 제1전달축(200)과 상호 고정된다.

상기 피니언(119)의 일측은 상기 제2캐리어(116)의 하부에 형성되는 치형(116b)과 결합하는 한편 타측은 상기 링 기어(113)의 내측 기어(113a)기어중 하부측 기어에 결합된다. 이와 같은 구성에 의해 상기 제2캐리어(116)가 회전하면 상기 피니언(119)이 회전하게 되고 이에 의해 상기 링 기어 가이드 샤프트(118)가 회전하게 되어 상기 제1전달축(200)에 비틀림 모멘트를 제공하는 것이다.

이에 대해 다시 설명하면 상기 유압 모터(111)에 의해 상기 스트레싱 어셈블리(110)의 각 구성요소가 회전을 하지만, 상기 제1전달축(200)은 약간의 백 래쉬에 해당하는 양밖에 회전할 수 없는 상태여서 결국 상기 제1전달축(200)은 비틀림 모멘트를 받게 되고 상기 비틀림 모멘트가 전달되는 것이다.

한편 상기 링 기어(113)와 링 기어 가이드 샤프트(118)의 결합으로도 비틀림 모멘트를 발생시키는 것도 가능하다. 즉 상기 스트레싱 모터 샤프트(112)의 치형(112a)가 상기 피니언(119)의 일측에 결합하는 한편 상기 피니언(119)의 타측은 상기 링 기어(113)의 내측 치형(113a)에 결합하게 하면 상기 스트레싱 모터 샤프트 (112)의 회전에 의해 상기 피니언(119)이 회전하게 되고 상기 피니언(119)에 핀 결합되는 링 기어 가이드 샤프트(118) 역시 회전하게 되는 것이다.

이러한 구성에 상술한 제1캐리어(114), 제1피니언(115) 및 제2캐리어(116), 제2피니언(117)을 결합시켜 전달 토크를 증대시키게 된다.

이상 상술한 바에 의해 상기 전달축 및 시험체에 비틀림 모멘트가 작용되는데 이때 상기 동력 순환부(100)의 로테이션 어셈블리(120)에 의해 특정 회전속도(RPM)으로 회전할 수 있는 회전력이 공급되게 된다.

즉, 상기 로테이션 어셈블리(120)의 전기 모터(121)에 의해 회전력이 발생하게 되고 상기 회전력은 상기 전기 모터(121)상에 형성되는 치형(122)에 의해 상기 스트레싱 모터 어셈블리(110)중 링 기어(113)의 외측 치형(113b)을 통해 전달된다.

따라서 상기 회전력에 의해 상기 외측 치형(113b)이 회전하게 되면 상기 링 기어(113)의 회전에 의해 상기 유압 모터(111)를 비롯한 모든 스트레싱 어셈블리(110) 구성요소 전부가 회전하게 된다. 이는 상기 링 기어(113)가 상기 유압 모터(111)의 하우징(111a)에 직접 결합되어 있기 때문이다.

한편 상기 회전력에 의해 링 기어 가이드 샤프트(118)도 회전하게 되어 이에 고정되는 제1전달축(200) 또한 특정 회전속도로 회전하게 된다.

또한 상기 제1전달축(200)이 회전함에 따라 순환 기어 박스(300)를 통해 제2전달축(400), 시험체(500) 및 제3전달축(600) 역시 비틀림 모멘트를 받으면서 회전하게 되고 이에 의해 상기 회전력은 상기 피드백 기어(130)로 전달되어 결국 상기 로테이션 어셈블리(120)로 순환되게 되는 것이다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명은 토크의 크기 변화가 가능한 유압 모터(111)를 사용하여 비틀림 모멘트를 시험체에 작용하는 기계식 에너지 순환방식의 동력계로서 이를 다음과 같이 정리할 수 있다.

즉, 본 발명은 상기 비틀림 모멘트를 발생시키기 위한 유압 모터와, 상기 유압 모터의 하우징에 장착되는 한편 내외측에 치형이 각각 형성되는 링 기어와, 상기 유압 모터의 회전축에 장착되는 한편 단부에 치형이 형성되는 스트레싱 모터 샤프트와, 상기 스트레싱 모터 샤프트의 치형과 상기 링 기어의 내측 치형에 결합되는 피니언과, 일측은 상기 피니언에 핀 결합되고, 타측은 상기 전달축과 플랜지 이음되어 비틀림 모멘트를 상기 전달축에 전달하는 링 기어 가이드 샤프트를 더 포함하여 상술한 바와 같이 비틀림 모멘트와 회전력을 시험체에 작용시키는 동력계이다.

이러한 본 발명의 동력계는 상술한 바와 같은 유압 모터, 링 기어, 스트레싱 모터 샤프트, 피니언, 링 기어 가이드 샤프트로 구성되는 스트레싱 어셈블리와

전기 모터에 의해 회전력을 발생하는 한편 상기 스트레싱 어셈블리와 기어 결합되는 로테이션 어셈블리; 그리고 상기 회전력을 피드백하는 피드백 기어를 포함하는 동력 순환부와, 상기 스트레싱 어셈블리와 로테이션 어셈블리에 의해 발생되는 비틀림 모멘트와 회전력을 전달하기 위해 상기 스트레싱 어셈블리의 링 기어 가이드 샤프트에 장착되는 제1전달축과, 상기 제1전달축을 통해 전달되는 비틀림 모멘트 및 회전력을 상기 동력 순환부측으로 순환시키기 위해 다수개의 기어를 포 함하는 순환 기어 박스와, 상기 순환 기어 박스로부터 전달된 비틀림 모멘트 및 회전력을 상기 동력 순환부측으로 전달하기 위해 상기 순환 기어 박스에 장착되는 제2전달축과, 상기 제2전달축으로부터 전달된 비틀림 모멘트 및 회전력을 상기 동력 순환부의 피드백 기어로 전달하는 제3전달축 및 상기 제2전달축과 제3전달축사이에 배치되는 시험체를 포함하는 구성으로 할 수 있다.

한편 상기 스트레싱 모터 샤프트와 피니언 사이에 장착되는 것으로서, 상기 스트레싱 모터 샤프트의 치형과 상기 링 기어의 내측 치형에 결합되는 제1피니언과, 상기 제1피니언에 핀 결합되는 한편 하부에는 치형이 형성되는 제1캐리어와, 상기 제1캐리어의 치형에 결합되는 한편 상기 링 기어의 내측 치형에 결합되는 제2피니언과, 상기 제2피니언에 핀 결합되는 한편 하부에 형성되는 치형이 상기 피니언과 결합되는 제2캐리어를 더 포함하여 전달 토크를 증대시키는 것도 가능하다.

한편, 상기 제2전달축과 제3전달축에 각각 변속기를 설치한 후 상기 양 변속기사이에 배치되는 제2전달축과 제3전달축 그리고 시험체를 모듈화하여 일체로 탈부착되게 하여 시험체의 교체를 용이하게 할 수 있으며,

상기 전달축은 탈부착 가능한 다수개의 플랜지 이음에 의해 연결되어 상기 플랜지의 탈부착에 의해 상기 전달축의 길이를 증감시키는 것도 가능하다.

이상 살펴본 바와 같이 종래에는 비틀림 모멘트를 발생시키기 위해 전기 모터를 사용하는데, 전기 모터는 높은 회전수를 내는데는 유리하나 높은 토크를 내는데는 불리한 구조이어서 감속기를 따로 구비해야 하는 문제점이 있었고,

또한, 상기 시험체를 교체하기 위해서는 고정구를 탈거한 후 시험체를 고정하고 다시 상기 고정구를 설치해야 해서 작업에 시간과 노력이 많이 투입되는 문제점이 있었으나,

본 발명에 따른 동력계의 경우 비틀림 모멘트를 발생하기 위해 유압 모터를 포함하는 스트레싱 어셈블리에 의해 높은 토크를 발생시킬 수 있고 상기 유압 모터가 유체 압력의 변화에 의해 토크의 크기를 변화시켜 시험체에 작용되는 토크의 크기변화가 가능한 효과가 있는 한편,

시험체 양측에 변속기를 설치한 후 상기 양 변속기사이에 배치되는 전달축과 시험체를 모듈화하여 일체로 탈부착되게 하여 시험체의 교체가 용이하게 되는 효과도 있다.

Claims (5)

1. 비틀림 모멘트와 회전력을 시험체가 장착되는 전달축에 각각 전달하여 상기 시험체의 내구성과 전달토크를 측정하는 한편 상기 비틀림 모멘트와 회전력을 피드백 시키는 에너지 순환방식의 동력계에 있어서,

   상기 비틀림 모멘트를 발생시키기 위한 유압 모터와,

   상기 유압 모터의 회전축에 장착되는 한편 단부에 치형이 형성되는 스트레싱 모터 샤프트와,

   상기 유압 모터의 하우징에 장착되는 한편 내외측에 치형이 각각 형성되며, 상기 스트레싱 모터 샤프트를 수용하는 링 기어와,

   상기 스트레싱 모터 샤프트의 치형과 상기 링 기어의 내측 치형에 결합되는 피니언과,

   상부측은 상기 피니언에 핀 결합되고, 하부측은 상기 전달축과 플랜지 이음되어 비틀림 모멘트를 상기 전달축에 전달하는 링 기어 가이드 샤프트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 에너지 순환방식의 동력계.
2. 비틀림 모멘트와 회전력을 각각 부가하여 시험체의 내구성과 전달동력을 측정하는 에너지 순환방식의 동력계로서,

   상기 유압 모터의 회전축에 장착되는 한편 단부에 치형이 형성되는 스트레싱 모터 샤프트와,

   상기 유압 모터의 하우징에 장착되는 한편 내외측에 치형이 각각 형성되며, 상기 스트레싱 모터 샤프트를 수용하는 링 기어와,

   상기 스트레싱 모터 샤프트의 치형과 상기 링 기어의 내측 치형에 결합되는 피니언과,

   상부측은 상기 피니언에 핀 결합되고, 하부측은 상기 전달축과 플랜지 이음되어 비틀림 모멘트를 상기 전달축에 전달하는 링 기어 가이드 샤프트로 구성되는 스트레싱 어셈블리;와

   전기 모터에 의해 회전력을 발생하는 한편 상기 스트레싱 어셈블리와 기어 결합되는 로테이션 어셈블리; 그리고 상기 회전력을 피드백하는 피드백 기어;를 포함하는 동력 순환부;와

   상기 스트레싱 어셈블리와 로테이션 어셈블리에 의해 발생되는 비틀림 모멘트와 회전력을 전달하기 위해 상기 스트레싱 어셈블리의 링 기어 가이드 샤프트에 장착되는 제1전달축;과,

   상기 제1전달축을 통해 전달되는 비틀림 모멘트 및 회전력을 상기 동력 순환부측으로 순환시키기 위해 다수개의 기어를 포함하는 순환 기어 박스;와,

   상기 순환 기어 박스로부터 전달된 비틀림 모멘트 및 회전력을 상기 동력 순환부측으로 전달하기 위해 상기 순환 기어 박스에 장착되는 제2전달축;과,

   상기 제2전달축으로부터 전달된 비틀림 모멘트 및 회전력을 상기 동력 순환부의 피드백 기어로 전달하는 제3전달축;및

   상기 제2전달축과 제3전달축사이에 배치되는 시험체를 포함하는 것을 특징으 로 하는 기계식 에너지 순환방식의 동력계.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 스트레싱 모터 샤프트와 피니언 사이에 장착되는 것으로서,

   상기 스트레싱 모터 샤프트의 치형과 상기 링 기어의 내측 치형에 결합되는 제1피니언;과,

   상기 제1피니언에 핀 결합되는 한편 하부에는 치형이 형성되는 제1캐리어;와,

   상기 제1캐리어의 치형에 결합되는 한편 상기 링 기어의 내측 치형에 결합되는 제2피니언;과,

   상기 제2피니언에 핀 결합되는 한편 하부에 형성되는 치형이 상기 피니언과 결합되는 제2캐리어;를 더 포함하여 전달 토크를 증대시키는 것을 특징으로 하는 기계식 에너지 순환방식의 동력계.
4. 제2항에 있어서,

   상기 제2전달축과 제3전달축에 각각 변속기를 설치한 후 상기 양 변속기사이에 배치되는 제2전달축과 제3전달축 그리고 시험체를 모듈화하여 일체로 탈부착되는 것을 특징으로 하는 기계식 에너지 순환방식의 동력계.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 전달축은 탈부착 가능한 다수개의 플랜지 이음에 의해 연결되어 상기 플랜지의 탈부착에 의해 상기 전달축의 길이를 증감시키는 것을 특징으로 하는 기계식 에너지 순환방식의 동력계.

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