KR20170092924A - 변속기의 기어단품 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변속기의 기어단품 시험장치에 관한 것으로서, 동력을 발생시키는 모터; 상기 모터에 연결되는 제1 구동축 상기 제1 구동축과 평행하게 설치되는 제2 구동축; 상기 제1 구동축의 일측에 설치되는 제1 기어; 상기 제2 구동축의 일측에 설치되며, 상기 제1 기어와 이물림되는 제2 기어; 상기 제2 구동축을 제동하는 브레이크장치; 및 상기 제2 구동축에 설치되는 로드셀을 포함하여 구성되고, 피시험용으로 제1 및 제2 기어단품 각각을 상기 제1 및 제2 구동축 각각에 장착하되 상호 이물림되도록 하여, 상기 제1 및 제2 기어와 함께 폐루프 구조의 기어 트레인을 이루며, 상기 모터의 동력이 상기 폐루프 구조를 순환할 때, 상기 제1 및 제2 기어단품에 부여되는 토오크량을 상기 로드셀이 측정하는 것을 특징으로 한다.

Description

변속기의 기어단품 시험장치{Test Apparatus for Gear-piece in Transmission}

본 발명은 변속기의 기어단품 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 지게차, 굴삭기 등과 같은 작업기계를 비롯하여 각종 차량은, 성능이나 내구성 및 주행성 등을 정확하게 판단하여 발생할 수 있는 문제점이나 위험성을 예방하기 위하여, 개발 단계에서뿐만 아니라 개발 후에도 각 해당장치의 여러 가지 테스트를 실시하게 된다.

이러한 차량은 안정적인 주행 성능 및 제동 성능을 확보하기 위하여 어떠한 조건에서도 충분한 동력전달 기능을 갖는 동력전달장치를 필요로 한다.

이에 따라 차량의 개발 단계 또는 개발 단계 후에도 동력전달장치의 신뢰성 및 내구성을 평가하는 시스템의 요구가 절실하게 되었다.

동력전달장치로 변속기가 널리 사용되고 있다. 이러한 변속기는 모터로부터 구동력을 전달받아 바퀴로 전달하여 차량이 주행할 수 있도록 하며, 복수 개의 기어로 이루어져 있어 기어의 품질이 변속기의 신뢰성을 좌우하게 된다.

이에 따라, 현재 변속기에 대한 일반 성능, 내구성, 스퀼소음, 마찰재의 마모, 고속 이상 진동 및 효력 특성(즉, 고속, 저속, 온도별, 액압별 특성)을 측정하고 있으며, 이는 실차량을 다이나모를 이용하여 시뮬레이션 함으로써, 차량의 서비스 성능을 파악하고 있다.

이와 같은 다이나모를 이용한 변속기의 내구성 시험장치는 변속기의 내구성을 시험하기 위해 2개의 다이나모를 이용하여 시험하였다. 따라서 시험을 위해 넒은 공간이 필요하다는 문제점과 고가의 다이나모를 2개를 사용함으로써 설비비용이 과다하게 지출된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 다이나모를 이용한 변속기의 내구성 시험장치는 변속기의 구성 요소인 기어단품을 시험하기에는 상기한 문제로 인하여 적합하지 않다.

국내 공개특허공보 제10-2012-0055341호 (공개일: 2012년05월31일)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 변속기의 기어단품에 대한 내구성 및 성능을 시험하기에 적합하도록 하는 변속기의 기어단품 시험장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 실질적으로 간단한 구조를 가지면서도, 필요로 하는 기어단품의 내구성 시험, 토오크 측정 등과 같은 성능 시험을 충분히 수행할 수 있도록 하는 변속기의 기어단품 시험장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 시간적, 비용적, 공간 활용적 성능이 뛰어난 변속기의 기어단품 시험장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 변속기의 기어단품 시험장치는, 동력을 발생시키는 모터; 상기 모터에 연결되는 제1 구동축 상기 제1 구동축과 평행하게 설치되는 제2 구동축; 상기 제1 구동축의 일측에 설치되는 제1 기어; 상기 제2 구동축의 일측에 설치되며, 상기 제1 기어와 이물림되는 제2 기어; 상기 제2 구동축을 제동하는 브레이크장치; 및 상기 제2 구동축에 설치되는 로드셀을 포함하여 구성되고, 피시험용으로 제1 및 제2 기어단품 각각을 상기 제1 및 제2 구동축 각각에 장착하되 상호 이물림되도록 하여, 상기 제1 및 제2 기어와 함께 폐루프 구조의 기어 트레인을 이루며, 상기 모터의 동력이 상기 폐루프 구조를 순환할 때, 상기 제1 및 제2 기어단품에 부여되는 토오크량을 상기 로드셀이 측정하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 모터, 상기 브레이크장치가 설치되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 일측 상면에 설치되며, 상기 제1 및 제2 구동축의 일측을 지지하는 제1 지지 프레임; 및 상기 제1 지지 프레임으로부터 일정 거리 이격된 위치에서 상기 베이스 프레임의 타측 상면에 설치되며, 상기 제1 및 제2 구동축의 타측을 지지하는 제2 지지 프레임을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 브레이크장치는, 상기 제2 구동축을 제동시켜 토오크를 생성하며, 상기 생성된 토오크는 상기 폐루프 구조를 이루는 상기 제1 및 제2 기어로 전달되어 증대될 수 있다.

구체적으로, 상기 로드셀은, 상기 측정된 값을 토대로 상기 브레이크장치의 제동을 다양하게 제어하면서 상기 제1 및 제2 기어단품에 전달되는 상기 토오크량을 조절 및 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 변속기의 기어단품 시험장치는, 모터, 폐루프 구조의 기어 트레인, 브레이크장치를 이용하여 최대한 간단하게 구성함으로써, 고가의 다이나모 장비를 사용하지 않아도 되어 설비비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공간 활용도를 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 변속기의 기어단품 시험장치는, 간단한 구성임에도 불구하고 필요로 하는 변속기의 기어단품에 대한 내구성 시험, 토오크 측정 등과 같은 성능 시험을 충분히 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 기어단품 시험장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 기어단품 시험장치의 정면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 기어단품 시험장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 기어단품 시험장치의 정면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 기어단품 시험장치(100)는, 피시험용인 기어단품(10)에 대한 내구성 시험, 토오크 측정 등과 같은 성능을 시험하는 장치로서, 프레임부(110), 모터(120), 구동축계(130), 기어부(140), 브레이크장치(150), 로드셀(160)을 포함하여 구성할 수 있다.

여기서, 피시험용인 기어단품(10)은, 지게차, 굴삭기 등과 같은 작업기계를 비롯하여 각종 차량에 장착되는 변속기에 사용되는 기어일 수 있으나, 본 실시예는 이에 한정하지 않고 내구성 시험, 토오크 측정 등과 같은 성능 시험을 필요로 하는 모든 기어를 포함할 수 있음은 물론이다. 또한, 피시험용인 기어단품(10)은 한 쌍의 제1 및 제2 기어단품(11, 12)일 수 있다.

프레임부(110)는, 피시험용인 기어단품(10)을 시험하기 위한 장치의 각 구성 요소를 지지 고정할 수 있으며, 베이스 프레임(111), 제1 지지 프레임(112), 제2 지지 프레임(113)으로 구성될 수 있다.

베이스 프레임(111)은, 기어단품 시험장치(100)가 바닥 또는 제공되는 공간에 안정되게 설치될 수 있도록 구성될 수 있으며, 상부에 후술할 제1 지지 프레임(112) 및 제2 지지 프레임(113)을 비롯하여, 후술할 모터(120), 후술할 브레이크장치(150)가 설치될 수 있다.

제1 지지 프레임(112)은, 베이스 프레임(111)의 일측 상면에 설치될 수 있으며, 후술할 구동축계(130)를 지지할 수 있다.

제2 지지 프레임(113)은, 제1 지지 프레임(112)으로부터 일정 거리 이격된 위치에서 베이스 프레임(111)의 타측 상면에 설치될 수 있으며, 제1 지지 프레임(112)과 함께 후술할 구동축계(130)를 지지할 수 있다.

모터(120)는, 제1 지지 프레임(112)으로부터 외측으로 일정 거리 이격된 위치에서 베이스 프레임(111)의 일측 상면에 설치될 수 있으며, 전기 또는 유압에 의해 구동되어 소정의 동력을 발생시켜 후술할 구동축계(130)를 통해 시험을 위한 동력을 피시험용인 기어단품(10)에 제공하여 토오크를 부여할 수 있도록 한다.

이때, 모터(120)는 소용량의 모터를 사용할 수 있는데, 이는 변속기가 아닌 기어단품의 성능을 시험하기 때문에 가능하다.

구동축계(130)는, 모터(120)에 연결되어 모터(120)의 구동력을 피시험용인 기어단품(10)에 전달할 수 있으며, 제1 구동축(131), 제2 구동축(132)으로 구성될 수 있다.

제1 구동축(131)은, 일단부가 모터(120)에 연결되어 모터(120)로부터 구동력에 의해 회전될 수 있으며, 일측이 제1 지지 프레임(112)에 지지되고 타측이 제2 지지 프레임(113)에 지지될 수 있다.

이러한 제1 구동축(131)에는, 제1 지지 프레임(112)과 제2 지지 프레임(113) 사이에서, 일측에 후술할 기어부(140)의 제1 기어(141)가 설치될 수 있고, 타측에 제1 기어단품(11)이 장착될 수 있다. 제1 기어(141)와 제1 기어단품(11)은 제1 구동축(131)에 의해 회전될 수 있다.

제2 구동축(132)은, 제1 구동축(131)과 일정 거리 이격된 위치에서 제1 구동축(131)과 평행하게 설치될 수 있으며, 일측이 제1 지지 프레임(112)에 지지되고 타측이 제2 지지 프레임(113)에 지지될 수 있다.

이러한 제2 구동축(132)에는, 제1 지지 프레임(112)과 제2 지지 프레임(113) 사이에서, 일측에 후술할 기어부(140)의 제2 기어(142)가 설치될 수 있고, 타측에 제2 기어단품(12)이 장착될 수 있다.

이때, 제1 구동축(131)에 설치되는 후술할 제1 기어(141)와 제2 구동축(132)에 설치되는 제2 기어(142)는 상호 이물림되는 치합 구조를 이루게 된다. 또한, 제1 구동축(131)에 장착되는 제1 기어단품(11)과 제2 구동축(132)에 장착되는 제2 기어단품(12)은 상호 이물림되는 치합 구조를 이루게 된다.

이로써, 제2 구동축(132)은, 치합 구조를 이루는 후술할 기어부(140)의 제1 및 제2 기어(141, 142)와 피시험용인 기어단품(10)의 제1 및 제2 기어단품(11, 12)에 의해 제1 구동축(131)의 회전력을 전달 받을 수 있으며, 이에 따라 제2 기어(142)와 제2 기어단품(12)은 제2 구동축(132)에 의해 회전될 수 있다.

상기에서, 제1 구동축(131)에 설치되는 후술할 제1 기어(141), 제1 구동축(131)에 장착되는 제1 기어단품(11), 제2 구동축(132)에 장착되는 제2 기어단품(12), 제2 구동축(132)에 설치되는 후술할 제2 기어(142)는 폐루프 구조 즉, 두 쌍의 기어(11, 12, 141, 142)는 폐루프 구조의 기어 트레인을 구성하게 된다.

기어부(140)는, 후술할 브레이크장치(150)에서 제2 구동축(132)을 제동할 때 발생되는 부하가 전달될 때 토오크를 증대시킬 수 있는 역할을 수행할 수 있으며, 제1 기어(141), 제2 기어(142)로 구성될 수 있다.

제1 기어(141)는, 제1 구동축(131)의 일측에 설치될 수 있다.

제2 기어(142)는, 제1 기어(141)와 치합될 수 있도록 제2 구동축(132)의 일측에 설치될 수 있다.

이러한 제1 기어(141)와 제2 기어(142)는, 상호 이물림되는 치합 구조를 이루게 되고, 전술한 바와 같이 피시험용인 기어단품(10)의 제1 및 제2 기어단품(11, 12)과 함께 폐루프 구조의 기어 트레인을 구성하게 됨으로써, 후술할 브레이크장치(150) 제동 시 토오크를 증대시킬 수 있게 된다.

즉, 본 실시예에 따른 변속기의 기어단품 시험장치(100)는 모터(120)에서 입력되는 동력이 두 쌍의 기어(11, 12, 141, 142)로 구성되는 폐루프를 순환하는 구조로 이루어져 후술할 브레이크장치(150)의 제동 시 토오크를 증대시킬 수 있게 한다.

브레이크장치(150)는, 제2 구동축(132)을 제동할 수 있도록, 기어부(140)의 제2 기어(142)와 피시험용인 기어단품(10)의 제2 기어단품(12) 사이에서 베이스 프레임(111)의 상면에 설치될 수 있다.

이러한 브레이크장치(150)는, 공지된 것으로 이용하여 구성할 수 있는데, 예를 들면 디스크 또는 캘리퍼 타입의 브레이크장치를 이용할 수 있으며, 제2 구동축(132)을 제동시킬 수 있는 기능을 수행하게 된다.

브레이크장치(150)를 통하여 제2 구동축(132)을 제동시키면 부하가 발생되는데, 이러한 부하는 두 쌍의 기어(11, 12, 141, 142)에 전달되어 토오크를 증대시키게 된다.

로드셀(160)은, 제2 구동축(132)에 설치되어 제1 및 제2 기어단품(11, 12)에 전달되는 토오크량을 측정할 수 있으며, 또한 측정된 값을 토대로 브레이크장치(150)의 제동을 다양하게 제어하면서 제1 및 제2 기어단품(12)에 전달되는 토오크량을 조절 및 측정할 수 있다.

상술할 바와 같이, 본 발명에 따른 변속기의 기어단품 시험장치(100), 모터(120)에서 입력되는 동력이 두 쌍의 기어(11, 12, 141, 142)로 구성된 폐루프를 순환하는 구조이며, 폐루프 중간에 설치되는 브레이크장치(150)를 통해 제2 구동축(132)을 제동시켜 토오크를 생성할 수 있으며, 로드셀(160)을 통해 토오크량을 조절할 수 있고, 폐루프를 통해 토오크를 증대시킬 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 모터, 폐루프 구조의 기어 트레인(11, 12, 131, 132, 141, 142) 브레이크장치(150)를 이용하여 최대한 간단하게 구성함으로써, 고가의 다이나모 장비를 사용하지 않아도 되어 설비비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공간 활용도를 증대시킬 수 있다.

또한, 본 실시예는, 간단한 구성임에도 불구하고 필요로 하는 변속기의 기어단품(11, 12)에 대한 내구성 시험, 토오크 측정 등과 같은 성능 시험을 충분히 수행할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 피시험용 기어단품 11: 제1 기어단품
12: 제2 기어단품
100: 기어단품 시험장치 110: 프레임부
111: 베이스 프레임 112: 제1 지지 프레임
113: 제2 지지 프레임 120: 모터
130: 구동축계 131: 제1 구동축
132: 제2 구동축 140: 기어부
141: 제1 기어 142: 제2 기어
150: 브레이크장치 160: 로드셀

Claims (4)

1. 동력을 발생시키는 모터;
   상기 모터에 연결되는 제1 구동축
   상기 제1 구동축과 평행하게 설치되는 제2 구동축;
   상기 제1 구동축의 일측에 설치되는 제1 기어;
   상기 제2 구동축의 일측에 설치되며, 상기 제1 기어와 이물림되는 제2 기어;
   상기 제2 구동축을 제동하는 브레이크장치; 및
   상기 제2 구동축에 설치되는 로드셀을 포함하여 구성되고,
   피시험용으로 제1 및 제2 기어단품 각각을 상기 제1 및 제2 구동축 각각에 장착하되 상호 이물림되도록 하여, 상기 제1 및 제2 기어와 함께 폐루프 구조의 기어 트레인을 이루며, 상기 모터의 동력이 상기 폐루프 구조를 순환할 때, 상기 제1 및 제2 기어단품에 부여되는 토오크량을 상기 로드셀이 측정하는 것을 특징으로 하는 기어단품 시험장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 모터, 상기 브레이크장치가 설치되는 베이스 프레임;
   상기 베이스 프레임의 일측 상면에 설치되며, 상기 제1 및 제2 구동축의 일측을 지지하는 제1 지지 프레임; 및
   상기 제1 지지 프레임으로부터 일정 거리 이격된 위치에서 상기 베이스 프레임의 타측 상면에 설치되며, 상기 제1 및 제2 구동축의 타측을 지지하는 제2 지지 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어단품 시험장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 브레이크장치는,
   상기 제2 구동축을 제동시켜 토오크를 생성하며,
   상기 생성된 토오크는 상기 폐루프 구조를 이루는 상기 제1 및 제2 기어로 전달되어 증대되는 것을 특징으로 하는 기어단품 시험장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 로드셀은,
   상기 측정된 값을 토대로 상기 브레이크장치의 제동을 다양하게 제어하면서 상기 제1 및 제2 기어단품에 전달되는 상기 토오크량을 조절 및 측정하는 것을 특징으로 하는 기어단품 시험장치.

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