KR20150094426A - 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치 - Google Patents

엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치 Download PDF

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KR20150094426A
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전병석
위세남
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주식회사 패커드코리아
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Abstract

엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 일실시예는 베이스 플레이트; 와이어링 하네스의 일단이 고정되도록 상기 베이스 플레이트상에 부착되는 지지프레임; 상기 베이스 플레이트상에 일단이 축결합되어 소정의 각도로 롤링되는 힌지부재; 상기 와이어링 하네스의 타단이 고정되도록 상기 지지프레임과 힌지부재사이에 부착되는 이동프레임; 상기 힌지부재를 경사지지하도록 상기 힌지부재에 결합되는 링크부재; 상기 링크부재에 결합되어 회전되는 회전부재; 및 상기 회전부재를 회전하는 구동모터를 포함하는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치를 제공할 수 있다.

Description

엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치{APPARATUS FOR TESTING A WIRING HARNESS BENDING DURABILITY IN AN ENGINE ROOM}
본 발명은 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 와이어링 하네스(wiring harness)는 자동차에서 차체의 전기장치에 전력을 공급해주는 전기 배선을 세트(set)화 한 것이다.
이와 같은 와이어링 하네스는 차량 실내 부하관련 와이어링(main wiring)과, 엔진룸 부하관련 와이어링(engine wiring)으로 구분된다.
이 중, 엔진룸 부하관련 와이어링 하네스의 내구수명은 엔진 자체에서의 진동과 외력에 의해 영향이 있지만, 엔진 자체에서의 진동은 극히 미미한 것이고, 외력에 의해 내구수명이 줄어드는 것이 크다고 할 수 있다.
즉 급발진, 급제동, 급커브 등에 의해 작용되는 관성에 의한 외력은 엔진 자체에서 발생하는 진동의 힘보다 엔진에 가해지는 힘이 크기 때문에 엔진룸 부하 관련 와이어링 하네스의 수명을 저하시키는 요인으로 작용한다.
따라서, 이러한 외력이 오랜 시간에 걸쳐 자주 발생하게 되면, 와이어링 하네스의 단선을 야기하여 이를 교체해야만 하는 상황이 발생하고 결국 운전자의 안전운행을 저해하는 요소로까지 이어지게 된다.
이에 따라, 와이어링 하네스의 내구수명을 미리 예측하고 교체시기를 구체화하여 와이어링 하네스의 신뢰성을 확보하도록 외력의 조건과 유사하게 실시하는 장치들이 하기의 특허문헌에 개시되어 있다.
하지만, 특허문헌에 개시된 특허들은 수평 운동을 통한 와이어링 하네스에 대한 외관 및 파손을 확인하는 것이므로, 진동계가 다른 환경의 엔진룸의 엔진 롤링이 발생하게 되면, 이러한 엔진 롤링에 따라 와이어링 하네스가 인장과 수축을 반복적으로 받게 되어 와이어링 하네스의 피로에 따른 단선이 발생하게 된다. 그 결과, 엔진 부조, 엔진 정지 등의 다양한 고장 모드가 발생할 수 있으므로, 엔진 롤링 시험에 부적합하여 현재는 사용하고 있지 않은 문제점이 있다.
이에 설계 초기 단계의 물리적인 거동 시험을 통하여 진동계가 상이한 환경을 연결하는 와이어링 하네스에 대한 설계 적합성을 사전에 점검할 수 있는 시험장치의 개발이 필요한 실정이다.
한국등록특허 제10-1026194호(2011.03.24. 등록) 한국등록특허 제10-1278192호(2013.06.18. 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 그 목적은 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 플레이트; 와이어링 하네스의 일단이 고정되도록 상기 베이스 플레이트상에 부착되는 지지프레임; 상기 베이스 플레이트상에 일단이 축결합되어 소정의 각도로 롤링되는 힌지부재; 상기 와이어링 하네스의 타단이 고정되도록 상기 지지프레임과 힌지부재사이에 부착되는 이동프레임; 상기 힌지부재를 경사지지하도록 상기 힌지부재에 결합되는 링크부재; 상기 링크부재에 결합되어 회전되는 회전부재; 및 상기 회전부재를 회전하는 구동모터를 포함하는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 베이스 플레이트는 환경챔버(Environmental Chamber) 내에 위치되는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 힌지부재는, 상기 베이스 플레이트에 축결합되는 힌지축과, 상기 링크부재의 축이 슬라이딩가능하도록 축결합되는 슬라이딩공과, 상기 이동프레임이 부착되는 결합공을 포함하는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 힌지부재는 상기 슬라이딩공에 축결합되는 상기 링크부재에 의해 소정 각도 경사진 상태에서, 상기 링크부재의 승하강에 따라, 소정 각도 롤링되는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 지지프레임 및 상기 이동프레임이 복수개 설치되어 복수개의 상기 와이어링 하네스에 대한 굴곡 내구성 시험을 수행하는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 이동프레임은 상기 힌지부재의 결합공에 나사 체결되어 고정되며, 상기 지지프레임과 이동프레임의 사이에 고정된 상태에서, 상기 힌지부재의 하강과 상승에 따라, 상기 이동프레임측에 연결된 와이어링 하네스가 구부러져서 굴곡지게 되거나, 구부려져서 굴곡진 상태가 펴져서 신장되어 반복적인 굴곡을 행하는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 링크부재는 링크축을 중심으로 상부 링크 및 하부 링크를 포함하는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 상부 링크의 상단에는 상기 힌지부재의 슬라이딩공에 슬라이딩가능하게 관통하여 축결합되는 슬라이딩축을 포함하며, 상기 하부 링크의 하단에는 상기 힌지부재에 편심되게 부착된 고정축을 포함하는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 링크부재가 수직 상방 또는 하방으로 이동하면, 상기 상부 링크의 슬라이딩축이 상기 힌지부재의 슬라이딩공의 일측 또는 타측으로 이동하여 상기 힌지부재를 ±3~4° 상부 또는 하부로 롤링하게 되는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
상기 힌지부재의 슬라이딩공의 길이 또는 상기 링크부재의 승하강 높이를 조정함으로써 롤링 각도를 조정하는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
전압 강하 제어(Voltage Drop Control)를 통해 상기 구동모터의 구동을 정지하는 모드(mode)를 실행할 수 있는 제어 유닛을 더 포함하는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 엔진 롤링에 따른 와이어링 하네스의 단선 및 외장재, 프로텍터의 파손을 디자인 단계에서 확인할 수 있어, 와이어링 하네스에 대한 설계 적합성을 사전에 점검할 수 있어 신뢰성을 확보할 수 있는 효과를 가진다.
또한 여러개의 와이어링 하네스에 대한 굴곡 내구성 시험을 동시에 진행함으로써 시험 기간을 단축할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1 내구성 시험 장치의 작동을 나타내는 상세도이다.
도 4는 링크부재의 승하강에 따른 힌지부재의 롤링을 나타내는 개략도이다.
이하에서는 본 발명의 사항을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치의 구성을 나타내고 있고, 도 3은 도 1 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치의 작동을 나타내고 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치는 베이스 플레이트(10)와, 와이어링 하네스의 일단이 고정되도록 베이스 플레이트(10)상에 부착되는 지지프레임(20)과, 베이스 플레이트(10)상에 일단이 축결합되어 소정의 각도로 롤링되는 힌지부재(30)와, 와이어링 하네스의 타단이 고정되도록 지지프레임(20)과 힌지부재(30)사이에 부착되는 이동프레임(40)과, 힌지부재(30)를 경사지지하도록 힌지부재(30)에 결합되는 링크부재(50)와, 링크부재(50)에 결합되어 회전되는 회전부재(60)와, 회전부재(60)를 회전하는 구동모터(70)를 포함한다.
베이스 플레이트(10)는 시험하고자 하는 와이어링 하네스를 위해 환경챔버(Environmental Chamber)(100)내에 위치되도록 지지부재(110)에 의해 지지될 수 있고, 링크부재(50)의 승하강을 위해 구멍(12)이 형성될 수 있다.
지지프레임(20)과 이동프레임(40)에는 각각 와이어링 하네스의 단부를 결합하여 고정하는 커넥터(22)(42)를 포함할 수 있다.
힌지부재(30)는 베이스 플레이트(10)의 브라켓(14)에 축결합되는 일단의 힌지축(32)과, 중간에 형성된 장방형의 슬라이딩공(34)과, 시험하고자 하는 와이어링 하네스가 장착되는 이동프레임(40)이 부착되는 결합공(36)을 포함할 수 있다.
또한 힌지부재(30)는 링크부재(50)에 의해 25° 경사지도록 힌지부재(30)의 슬라이딩공(34)에 링크부재(50)의 상단이 축결합될 수 있고, 이 상태에서 링크부재(50)가 승하강하게 되면, 힌지부재(30)는 대략 25° 경사진 상태에서 ±3~4° 롤링될 수 있다.
이와 같이 힌지부재(30)가 수평 이동이 아닌 ±3~4° 롤링을 구현함으로써 실차량 엔진의 롤링 조건과 유사한 조건에서 굴곡 내구성 시험을 실행하게 되며, 롤링 각도는 롤링 조건에 따라 선택될 수 있다.
또한 굴곡 내구성 시험에 있어서, 실차량 엔진에 유사하도록 환경챔버(100)의 온도범위(Temperature Range)는 -40~150℃이며, RPM을 최대 240으로 제어하여, 대략 1000만번의 롤링을 수행하였다.
한편, 엔진룸 부하관련 와이어링 하네스의 내구수명을 저하시키는 요인으로 급발진, 급제동, 급커브 등과 같은 관성에 의한 외력이 크게 작용하는 바, 통상 엔진룸 부하관련 와이어링 하네스에는 엔진제어 하네스(Engine Control Harness), 밧데리 하네스(Battery Harness), 엔진접지 하네스(Enging Ground Harness) 및 트랜스미션 접지 하네스(TM Ground Harness) 시험이 행해진다.
예를 들면, 도 3의 실시예에서는 제 1 및 제 2 와이어링 하네스(2,4)에 대한 굴곡 내구성 시험을 수행하는 경우이며, 이에 따라 힌지부재(30)를 중심으로 베이스 플레이트(10) 상부에 두 개의 지지프레임(20)(20a)이 설치되고, 힌지부재(30)에 두 개의 이동프레임(40)(40a)이 설치되어 있다.
제 1 와이어링 하네스(2)는 제 1 지지프레임(20)의 커넥터(22)에 일단이 연결되고, 제 1 이동프레임(40)의 커넥터(42)에 타단이 연결되어 대략 수평으로 부착되어 있다.
또한 제 2 와이어링 하네스(4)는 제 2 지지프레임(20a)의 커넥터(22)에 일단이 연결되고, 제 2 이동프레임(40a)의 커넥터(42)에 타단이 연결되어 수직으로 부착되어 있다.
이와 같은 방식으로, 지지프레임(20)과 이동프레임(40)은 각각 4개가 설치될 수 있으므로, 실차량 엔진의 조건으로 부착된 제 1 내지 제 4 와이어링 하네스의 굴곡 내구성 시험을 수행할 수 있음은 물론이다.
이동프레임(40)는 그 하부가 힌지부재(30)의 결합공(36)에 나사 체결되어 고정되어 있으므로, 힌지부재(30)가 하강하게 되면, 양단이 지지프레임(20)과 이동프레임(40)의 사이에 고정된 상태에서, 이동프레임(40)측에 연결된 와이어링 하네스가 구부러져서 굴곡지게 되고, 이와 반대로 힌지부재(30)가 상승하게 되면, 구부려져서 굴곡진 상태의 와이어링 하네스는 펴져서 신장되어 반복적인 굴곡을 행하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치는 복수개, 즉 제 1 내지 제 4의 와이어링 하네스의 굴곡 내구성 시험을 수행할 수 있어 시험 시간을 절감할 수 있고, 필요에 따라 적절히 선택하여 시험을 수행할 수 있음은 물론이다.
링크부재(50)은 링크축(52)을 중심으로 상부 링크(54) 및 하부 링크(56)를 포함할 수 있다.
상부 링크(54)의 상단에 부착된 슬라이딩축(58)은 힌지부재(30)의 슬라이딩공(34)에 슬라이딩가능하게 슬라이딩공(34)을 관통하여 축결합되어 있고, 환경챔버(100)의 하부에 위치하는 원판 형상의 회전부재(60)에는 하부 링크(56)의 하단에 부착된 고정축(59)이 편심되게 고정되어 있다.
도 4를 참조하면, 링크부재(50)의 슬라이딩축(58)이 힌지부재(30)의 슬라이딩공(34)의 중앙에 축결합되어 힌지부재(30)를 경사지게 지지하는 상태에서 구동모터(70)의 작동에 따라 회전부재(60)가 회전하게 되어, 링크부재(50)가 수직 상방으로 이동하게 되면, 상부 링크(54)의 슬라이딩축(58)이 힌지부재(30)의 슬라이딩공(34)의 우측으로 이동하게 되어 힌지부재(30)를 +4° 상부로 롤링하게 되고, 이와 반대로 링크부재(50)가 수직 하방으로 이동하게 되면, 상부 링크(54)의 슬라이딩축(58)이 슬라이딩공(34)의 좌측으로 이동하게 되어 힌지부재(30)를 -4° 하부로 롤링하게 된다.
이와 같이 힌지부재(30)가 소정 각도 상하로 롤링하게 됨에 따라, 지지프레임(20)과 이동프레임(40)에 양단이 결합된 와이어링 하네스(1,2)가 동시에 굴곡되는 상태와 신장되는 상태를 반복하면서 내구성 시험을 수행하게 된다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치는 힌지부재(30)의 슬라이딩공(34)의 길이 또는 링크부재(50)의 승하강 높이를 조정함으로써 롤링 각도를 조정할 수 있고, 소정 회수의 롤링을 반복 수행함에 따라 반복적인 굴곡으로 인한 와이어링의 단선 시점을 확인할 수 있다.
또한 본 발명의 굴곡 내구성 시험장치는 전압 강하 제어(Voltage Drop Control)를 통해 구동모터(70)의 구동을 정지하는 모드(mode)를 실행할 수 있는 제어 유닛(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.
즉, 제어 유닛은 디지털 레코더(Digital Recorder)의 아웃 모듈(out module)을 이용하여 와이어링의 단선으로 인한 전압 강하량이 커지게 되면, 모터 정지 신호(motor stop signal)가 스위칭 릴레이(Switching Relay)에 보내짐에 따라 구동모터(70)의 작동을 정지하도록 제어할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치는 진동계가 다른 환경을 통과하는 엔진의 롤링에 따른 와이어링 하네스의 단선 및 외장재, 프로텍터의 파손을 디자인 단계에서 확인할 수 있어, 와이어링 하네스에 대한 설계 적합성을 사전에 점검할 수 있어 신뢰성을 확보할 수 있고, 또한 여러개의 와이어링 하네스에 대한 굴곡 내구성 시험을 동시에 진행함으로써 시험 기간을 단축할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치의 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는 것이므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. 그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
1,2 : 와이어링 하네스 10 : 베이스 플레이트
12 : 구멍 14 : 브라켓
20,20a : 지지프레임 22,42 : 커넥터
30 : 힌지부재 32 : 힌지축
34 : 슬라이딩공 36 : 결합공
40,40a : 이동프레임 50 : 링크부재
52 : 링크축 54 : 상부 링크
56 : 하부 링크 58 : 슬라이딩축
59 : 고정축 60 : 회전부재
70 : 구동모터 100 : 환경챔버
110 : 지지부재

Claims (11)

  1. 베이스 플레이트;
    와이어링 하네스의 일단이 고정되도록 상기 베이스 플레이트상에 부착되는 지지프레임;
    상기 베이스 플레이트상에 일단이 축결합되어 소정의 각도로 롤링되는 힌지부재;
    상기 와이어링 하네스의 타단이 고정되도록 상기 지지프레임과 힌지부재사이에 부착되는 이동프레임;
    상기 힌지부재를 경사지지하도록 상기 힌지부재에 결합되는 링크부재;
    상기 링크부재에 결합되어 회전되는 회전부재; 및
    상기 회전부재를 회전하는 구동모터를 포함하는
    엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는 환경챔버(Environmental Chamber) 내에 위치되는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 힌지부재는,
    상기 베이스 플레이트에 축결합되는 힌지축과, 상기 링크부재의 축이 슬라이딩 가능하도록 축결합되는 슬라이딩공과, 상기 이동프레임이 부착되는 결합공을 포함하는
    엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 힌지부재는 상기 슬라이딩공에 축결합되는 상기 링크부재에 의해 소정 각도 경사진 상태에서, 상기 링크부재의 승하강에 따라, 소정 각도 롤링되는
    엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지프레임 및 상기 이동프레임이 복수개 설치되어 복수개의 상기 와이어링 하네스에 대한 굴곡 내구성 시험을 수행하는
    엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동프레임은 상기 힌지부재의 결합공에 나사 체결되어 고정되며, 상기 지지프레임과 이동프레임의 사이에 고정된 상태에서,
    상기 힌지부재의 하강과 상승에 따라, 상기 이동프레임측에 연결된 와이어링 하네스가 구부러져서 굴곡지게 되거나, 구부려져서 굴곡진 상태가 펴져서 신장되어 반복적인 굴곡을 행하는
    엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 링크부재는 링크축을 중심으로 상부 링크 및 하부 링크를 포함하는 엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 링크의 상단에는 상기 힌지부재의 슬라이딩공에 슬라이딩가능하게 관통하여 축결합되는 슬라이딩축을 포함하며,
    상기 하부 링크의 하단에는 상기 힌지부재에 편심되게 부착된 고정축을 포함하는
    엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 링크부재가 수직 상방 또는 하방으로 이동하면, 상기 상부 링크의 슬라이딩축이 상기 힌지부재의 슬라이딩공의 일측 또는 타측으로 이동하여 상기 힌지부재를 ± 3~4° 상부 또는 하부로 롤링하게 되는
    엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
  10. 제 3 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 힌지부재의 슬라이딩공의 길이 또는 상기 링크부재의 승하강 높이를 조정함으로써 롤링 각도를 조정하는
    엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    전압 강하 제어(Voltage Drop Control)를 통해 상기 구동모터의 구동을 정지하는 모드(mode)를 실행할 수 있는 제어 유닛을 더 포함하는
    엔진룸에 구비되는 와이어링 하네스 굴곡 내구성 시험장치.
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