KR20090011079A - 기어 전달오차 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기어 전달오차 시험장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 스테핑 모터와 볼 스크류를 이용하여 구동축과 피동축의 축간 거리를 조절할 수 있고 플렉시블 커플링을 이용하여 외부의 고정식 모터에 연결할 수 있는 기어 전달오차 시험장치에 관한 것이다.

이를 위해,

구동모터와 연결되어 회전하는 구동기어; 상기 구동기어의 회전속도 및 위상을 측정하는 제1 엔코더를 포함하여 구성되는 구동수단;

상기 구동기어에 의해 회전하며 흡수모터에 구동력을 전달하는 피동기어; 상기 피동기어의 회전속도 및 위상을 측정하는 제2 엔코더를 포함하여 구성되는 피동수단;

상기 제1 엔코더 및 제2 엔코더에 연결되어 발생된 신호를 처리하는 데이터 처리수단;

상기 구동수단과 피동수단의 거리를 조절하는 거리조절수단;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기어 전달오차 시험장치를 제공한다.

기어, 전달오차, 구동모터, 흡수모터, 지그, 구동축, 피동축, 축간 거리, 플렉시블 커플링, Flexible Coupling.

Description

기어 전달오차 시험장치 {Apparatus For Testing Gear Transmission Error}

본 발명은 기어 전달오차 시험장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 스테핑 모터와 볼 스크류를 이용하여 구동축과 피동축의 축간 거리를 조절할 수 있고, 플렉시블 커플링을 이용하여 외부의 고정식 모터에 연결할 수 있는 기어 전달오차 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 전달오차(Transmission Error)란, 동력전달장치에 있어서 출력기어의 실제 포지션(Position)과 구동기어가 완전하게 일치하여 회전한다는 가정하에서의 출력기어와 입력기어 사이의 포지션 차이를 말하며, 이는 피치 포인트(Pitch Point)에서 선형적 변위로서 또는 각도단위로 표현될 수 있다.

이러한 전달오차는 치형오차, 스페이싱 에러(Spacing error) 및 런 아웃(Run out)과 같은 부정확한 가공의 결과로 주로 발생되며, 축의 회전속도에 잇수를 곱한 기어 맞물림 주기와 일치하는 주기를 갖는다.

상기와 같은 전달오차는 구동 기어가 고정된 구동축의 회전속도와 피동 기어 가 고정된 피동축의 회전속도를 측정하여, 상기 두 속도를 비교하여 측정될 수 있는데, 이하 종래 기술에 따른 구동기어와 피동기어 사이의 전달오차를 측정하기 위한 장치의 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.

종래의 전달오차 측정장치는 구동기어 및 피동기어를 지지하기 위한 구동축(21) 및 피동축(27), 구동축(21) 및 피동축(27)을 지지하기 위한 베어링(24) 및 축 고정 지그(JIG)(22), 구동력을 발생시키는 구동모터(10), 구동력을 흡수하기 위한 흡수모터(34), 피동축에서 발생하는 토크를 측정하기 위한 토크미터(32), 구동모터를 이송하는 이동베이스(12)와 이동레일(14), 구동축(21)과 피동축(27)의 회전속도 및 위상을 측정하기 위한 엔코더(25), 엔코더(25)로부터 수신된 신호를 디지털 신호로 변환하여 데이터 처리장치로 송신하는 신호 입력장치(42), 신호입력장치(42)로부터 수신받은 데이터를 처리하는 데이터 처리장치(44)로 구성된다.

구동모터(10)에서 구동력을 발생시켜 구동축(21), 구동기어(23), 피동기어(26), 피동축(27)을 통해 흡수모터(34)로 동력이 전달되면 흡수모터(34)에서 동력을 흡수하여 부하를 발생시킨다. 이때 구동축(21)과 피동축(27)의 회전속도를 측정하는 엔코더(25)에서 신호 입력장치(42)로 신호를 전달하면 신호 입력장치(42)에서 신호를 변환하여 데이터 처리장치로 송신하고 데이터 처리장치(44)에서 이를 연산하여 전달오차를 계산한다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 따른 전달오차 측정 장치는,

첫째 축 고정 지그(JIG)에 의해 구동축, 피동축, 베어링, 엔코더가 고정되어 축간 거리를 조정할 수 없어서 구동축과 피동축 사이의 축간거리가 다른 기어를 시 험할 수 없었고,

둘째 이 경우 축 고정 지그(JIG)를 축간 거리에 맞게 신규 제작하여 설계해야하므로 상당한 제작비용과 제작기간이 불필요하게 소모되며, 여러 제원의 기어쌍을 시험해야 할 경우 비용과 시간이 과다하게 소요되며,

셋째 전달오차 시험기가 구비되어 있지 않은 경우 구동모터, 흡수모터, 토크미터 등 고가의 장치를 함께 설치해야 하므로 고가의 비용이 소요된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 구동축과 피동축의 축간 거리를 조절할 수 있게 제작하여 다양한 기어를 시험할 수 있도록 하고, 구동모터, 흡수모터, 토크미터 등의 장치를 함께 설치할 필요가 없는 기어 전달오차 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명 기어 전달오차 시험 장치는,

구동모터와 연결되어 회전하는 구동기어; 상기 구동기어의 회전속도 및 위상을 측정하는 제1 엔코더를 포함하여 구성되는 구동수단;

상기 구동기어에 의해 회전하며 흡수모터에 구동력을 전달하는 피동기어; 상기 피동기어의 회전속도 및 위상을 측정하는 제2 엔코더를 포함하여 구성되는 피동수단;

상기 제1 엔코더 및 제2 엔코더에 연결되어 발생된 신호를 처리하는 데이터 처리수단;

상기 구동수단과 피동수단의 거리를 조절하는 거리조절수단;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 거리조절 수단은,

구동수단에 고정된 스테핑모터;

상기 피동수단에 고정된 스크류너트;

상기 스테핑 모터 및 스크류 너트에 연결된 볼 스크류;

상기 피동수단을 움직일 수 있도록 장치된 이동레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거리조절수단은,

피동수단에 고정된 스테핑모터;

상기 구동수단에 고정된 스크류너트;

상기 스테핑 모터 및 스크류 너트에 연결된 볼 스크류;

상기 구동수단을 움직일 수 있도록 장치된 이동레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동수단은 상기 구동모터와 구동기어 사이에 연결되는 플렉시블 커플링을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피동수단은 상기 흡수모터와 피동기어 사이에 연결되는 플렉시블 커플링을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 데이터 처리수단은 상기 제1 엔코더 및 제2 엔코더로부터 수신된 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 입력장치와 상기 변환된 신호를 이용하여 전달오차를 계산하는 데이터 처리 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명 기어 전달오차 시험장치에 의하면,

첫째 구동축과 피동축의 축간 거리가 스테핑 모터와 볼 스크류를 이용하여 조정가능하므로 다양한 종류의 기어를 손쉽게 시험할 수 있고,

둘째 구동모터, 흡수모터, 토크미터 등의 장치를 함께 설치할 필요가 없으며,

셋째 플렉시블 커플링(flexible coupling)을 이용하여 고정식 외부 모터에 연결함으로써 모터 중심과 구동축 또는 피동축 중심이 어긋날 경우에도 시험이 가능하고 축의 어긋남에 따른 진동을 감쇄시킬 수 있으며,

넷째 다양한 종류의 기어에 대한 시험이 가능하므로 각각에 대한 지그를 제조할 필요가 사라져 지그 제작 비용을 절감할 수 있으며,

다섯째 내구시험용, 변속감 시험용, 단체 소음시험용 등의 모터 다이나모(motor dynamo)를 모두 이용할 수 있어 전달오차 시험 전용 모터를 구매하는데 필요한 비용을 절감할 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 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.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 기어 전달오차 시험장치에 대한 것으로서, 특히 스테핑 모터와 볼 스크류를 이용하여 구동축과 피동축의 축간 거리를 조절하고, 플렉시블 커플링을 이용하여 외부의 고정식 모터에 연결할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시 구성 예에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 전달오차 측정 장치는 크게 구동수단(5), 피동수단(7), 거리조절수단(6), 데이터 처리수단(8)의 네 부분으로 구성된다.

상기 구동수단(5)은 구동모터와 연결되어 회전하는 구동모터 연결축(51), 상기 구동모터 연결축에 연결되어 회전하는 구동축(52), 상기 구동축에 고정되어 상기 구동축에 의해 회전하는 구동기어(53), 상기 구동축의 회전속도 및 위상을 측정하는 구동축 엔코더(54), 상기 구동축(52)을 고정하는 베어링(58)을 포함하여 구성된다.

특히 상기 구동모터 연결축(51)과 구동축(52)은 플렉시블 커플링(57)을 통해 연결된다.

상기 피동수단(7)은 구동기어에 의해 회전하는 피동기어(73), 상기 피동기어가 고정된 피동축(72), 상기 피동축(72)에 연결되어 흡수모터에 구동력을 전달하는 흡수모터 연결축(71), 상기 피동축의 회전속도 및 위상을 측정하는 피동축 엔코 더(74), 상기 피동축(72)을 고정하는 베어링(78)을 포함하여 구성된다.

특히 상기 흡수모터 연결축(71)과 피동축(72)은 플렉시블 커플링(77)을 통해 연결된다.

한편, 상기 데이터 처리수단(8)은 신호 입력장치(81) 및 데이터 처리장치(82)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 거리조절수단(6)은 상기 구동수단에 고정된 스테핑 모터(61), 상기 피동수단에 고정된 스크류 너트(62), 상기 스테핑 모터(61) 및 스크류 너트(62)에 연결된 볼 스크류(63)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 피동수단이 이동하여 축간 거리가 조절될 수 있도록 이동레일(76)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에서는 도시되지 않았으나, 상기 스테핑 모터(61)는 당업자에 의해 일반적으로 사용가능한 제어장치를 통해 제어됨을 밝힌다.

이하, 본 발명의 구성에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

구동기어(53) 및 피동기어(73)를 지지하기 위한 구동축(52) 및 피동축(72), 구동축(52) 및 피동축(72)을 지지하기 위한 베어링(58, 78), 구동축(52) 및 베어링(58)을 고정하기 위한 구동축 고정 베이스(55), 피동축(72) 및 베어링(78)을 고정하기 위한 피동축 이동 베이스(75), 피동축 이동 베이스(75)의 병진운동을 보조하기 위한 이동레일(76), 이동레일(76)과 구동축 고정 베이스(55)를 고정하기 위한 베이스(100), 피동축 이동 베이스(75)를 이송시키기 위해 회전운동을 하는 볼 스크류(63)와 스크류 너트(62), 볼 스크류(63)의 회전운동을 발생시키는 스테핑 모 터(61), 구동모터 연결 축(51)과 구동축(52)을 연결하는 플렉시블 커플링(flexible coupling)(57) 및 흡수모터 연결축(71)과 피동축(72)을 연결하는 플렉시블 커플링(flexible coupling)(77), 구동축(52)과 피동축(72)의 회전속도 및 위상을 측정하기 위한 엔코더(54, 74), 상기 엔코더(54, 74)로부터 수신된 신호를 디지털 신호로 변환하여 데이터 처리 장치로 송신하는 신호 입력장치(81), 상기 신호 입력장치(81)로부터 수신받은 데이터를 처리하는 데이터 처리장치(82)로 구성된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 작동원리에 대하여 상세하게 설명한다.

외부의 구동모터에서 발생된 구동력은 구동모터 연결축(51), 플렉시블 커플링(flexible coupling)(57), 구동축(52), 구동기어(53), 피동기어(73), 피동축(72), 플렉시블 커플링(flexible coupling)(77), 흡수모터 연결축(71)을 통해 외부의 흡수 모터로 동력이 전달되면 외부의 흡수모터에서 동력을 흡수하여 부하를 발생시킨다.

이때 구동축(52)과 피동축(72)의 회전속도를 측정하는 엔코더(54, 74)에서 측정된 신호를 신호 입력장치(81)로 신호를 전달하며, 상기 신호 입력장치(81)에서는 수신된 신호를 디지털 신호로 변환하여 데이터 처리장치(82)로 송신하고 데이터 처리장치(82)에서 이를 연산하여 기어의 전달오차를 계산한다.

이때, 플렉시블 커플링(flexible coupling)(57, 77)과 모터 연결 축(52, 72)은 모터 중심과 구동축(52) 또는 피동축(72) 중심이 어긋날 경우에도 시험이 가능하고, 이와 같은 축의 어긋남에 의해 발생하는 진동을 감쇄시킨다.

또한, 상기 스테핑모터(61)는 볼 스크류(63)를 회전시켜 피동축 이동 베이스(75)에 고정된 스크류 너트(62)를 직선운동시키며, 이로 인해 피동축 이동 베이스(75)는 고정 지그에 설치된 이동 레일(76) 위를 직선운동하게 되어 구동축(52)과 피동축(72)의 축간 거리가 조정된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 종래기술에 따른 기어 전달오차 시험장치의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 기어 전달오차 시험장치의 구성을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1 : 구동모터부 2 : 기어 연결부

3 : 흡수모터부 4 : 데이터 처리부

10 : 구동모터 12 : 이동 베이스

14 : 이동 레일 21 : 구동축

22 : 축 고정 지그 23 : 구동기어

24 : 베어링 25 : 엔코더

26 : 피동기어 27 : 피동축

32 : 토크미터 24 : 흡수모터

42 : 신호 입력장치 44 : 데이터 처리 장치

5 : 구동수단 6 : 거리조절수단

7 : 피동수단 8 : 데이터 처리부

51 : 구동모터 연결축 52 : 구동축

53 : 구동 기어 54 : 엔코더

55 : 구동축고정베이스 57 : 플렉시블 커플링

58 : 베어링 61 : 스테핑 모터

62 : 스크류 너트 63 : 볼 스크류

71 : 흡수모터 연결 축 72 : 피동축

73 : 피동기어 74 : 엔코더

75 : 피동축이동베이스 76 : 이동 레일

77 : 플렉시블 커플링 78 : 베어링

81 : 신호 입력장치 82 : 데이터 처리장치

100 : 베이스

Claims (6)

1. 구동모터와 연결되어 회전하는 구동기어; 상기 구동기어의 회전속도 및 위상을 측정하는 제1 엔코더를 포함하여 구성되는 구동수단;

   상기 구동기어에 의해 회전하며 흡수모터에 구동력을 전달하는 피동기어; 상기 피동기어의 회전속도 및 위상을 측정하는 제2 엔코더를 포함하여 구성되는 피동수단;

   상기 제1 엔코더 및 제2 엔코더에 연결되어 발생된 신호를 처리하는 데이터 처리수단;

   상기 구동수단과 피동수단의 거리를 조절하는 거리조절수단;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기어 전달오차 시험장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 거리조절 수단은,

   구동수단에 고정된 스테핑모터;

   상기 피동수단에 고정된 스크류너트;

   상기 스테핑 모터 및 스크류 너트에 연결된 볼 스크류;

   상기 피동수단이 움직일 수 있도록 장치된 이동레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기어 전달오차 시험장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 거리조절수단은,

   피동수단에 고정된 스테핑모터;

   상기 구동수단에 고정된 스크류너트;

   상기 스테핑 모터 및 스크류 너트에 연결된 볼 스크류;

   상기 구동수단이 움직일 수 있도록 장치된 이동레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기어 전달오차 시험장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동수단은 상기 구동모터와 구동기어 사이에 연결되는 플렉시블 커플링을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기어 전달오차 시험장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 피동수단은 상기 흡수모터와 피동기어 사이에 연결되는 플렉시블 커플링을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기어 전달오차 시험장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 데이터 처리수단은 상기 제1 엔코더 및 제2 엔코더로부터 수신된 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 입력장치와 상기 변환된 신호를 이용하여 전달오차를 계산하는 데이터 처리 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기어 전달오차 시험장치.

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