KR20170109956A - 변속기 시험용 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

변속기 시험용 동력전달장치에 관한 것으로, 시험대상물인 변속기의 제1 결합홀과 이격되게 설치되는 제1 구동모터; 상기 제1 구동모터의 회전력이 전달되도록 상기 제1 결합홀에 결합 가능하게 설치되는 스핀들; 상기 제1 구동모터와 상기 스핀들 사이에 회전력을 상기 변속기에 전달하는 제1 동력전달부재가 설치된 박스형 모듈;를 마련하여 제1 구동모터를 박스형 모듈에 간편하게 교체할 수 있고, 제1 구동모터와 제1 동력전달부재 및 스핀들이 일체로 설치된 상태에서 박스형 모듈을 간편하게 교체하여 설치할 수 있으며, 제1 동력전달부재가 박스형 모듈에 설치되어 동력전달부재의 얼라인먼트를 사용 중에 재조정하지 않아도 되고, 제1 구동모터 및 스핀들이 일체로 설치된 박스형 모듈을 일시에 교체할 할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

변속기 시험용 동력전달장치{Powertrain for Transmission Test}

본 발명은 변속기 시험용 동력전달장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변속기를 회전시키는 변속기용 구동모터 또는 변속기용 구동모터의 동력을 전달하는 동력전달부재를 간편하게 교체할 수 있는 변속기 시험용 동력전달장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 엔진으로부터 발생되는 토크(torque)는 회전속도의 변화에 상관없이 거의 일정하며, 출력은 회전속도에 따라 크게 변화하는 특성을 가지고 있다.

자동차가 주행하는 경우에 필요로 하는 구동력은 승객과 화물을 실은 상태에서 도로상황 및 주행속도 등에 의해 크게 변화하므로, 이에 대응하기 위해 엔진과 구동바퀴 사이에서 토크를 변화시키는 장치를 필요하게 되며, 이와 같은 장치를 변속장치라고 한다.

상기 변속장치는 수동 변속장치, 자동 변속장치, 자동화 수동 변속장치로 크게 나뉘어진다.

상기 수동 변속장치는 운전자가 수동으로 기어를 바꾸는 변속기이다. 변속시에는 클러치(clutch)로 변속 액츄에이터(actuator)와 엔진을 분리시킨 다음 기어를 바꾼 후 다시 클러치로 동력을 전하는 동작이 필요하기 때문에 숙달되지 않은 운전자의 경우 변속하기가 힘들다.

그러나 자동변속기가 구비된 차에 비해 엔진의 능력을 잘 활용할 수 있기 때문에 빠른 응답성을 원하거나 높은 연비를 추구하는 사람들은 수동 변속장치를 선호한다.

상기 자동 변속장치는 말 그대로 자동으로 변속을 시켜주는 변속기이다. 그 중에서 중요한 역할을 담당하고 있는 토크 컨버터(torque converter)는 유체의 흐름에 의해 동력의 단속과 토크의 증대를 하는 장치이다.

자동변속장치는 가속 페달을 밟은 정도와 차속에 따라 미리 정해진 변속 패턴에 의해 자동적으로 변속단을 바꾸어 주는 것으로 유압 장치에 의해 이러한 과정이 이루어진다.

한편 최근에는 수동 변속장치와 자동 변속장치의 장점을 취합한 더블클러치 변속기(DCT; Double Clutch Transmission)가 제공되고 있다.

더블클러치 변속기는 종래 단판클러치 변속기 시스템과 달리 2개의 클러치로 구성되어, 제1클러치는 홀수단 기어를 단속하며, 제2클러치는 짝수단 기어를 단속할 수 있도록 고안된 변속 시스템으로서 자동변속기처럼 운전이 편할 뿐만 아니라 자동변속기 차량보다도 더 높은 연비 개선 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한 더블클러치 변속기는 단판클러치 변속기에서 발생되는 가속정지감 현상이 없기 때문에 변속감 또한 매우 우수한 장점이 있다.

따라서 유수의 자동차 업체에서 더블 클러치 변속기의 개발과 더불어 양산을 시작하고 있고, 자동이나 수동 변속기 생산라인에서와 같이 최종 조립 후 성능시험장치의 소요가 증대되고 있다.

이러한 성능 시험장치에서 변속기를 구동시키기 위해서는 변속기와 맞물려 회전되는 입력측 구동장치와 상기 변속기에 차량의 주행 상태와 같은 부하를 가해 주기 위한 동력흡수용 모터가 각각 설치되고 있다.

하기 특허문헌 1에 따른 '자동차 변속장치 시험기'는 자동변속기의 성능을 검사하기 위한 시험장치에 있어서, 상기 시험장치는 자동변속기의 엔진과 유사한 동력을 발생시켜 전달하는 입력측 모터, 상기 입력측 모터에 의해 전달받은 동력을 자동변속기를 거쳐 출력하는 2개의 출력축, 상기 2개의 출력축에 연결된 2개의 출력측 동력흡수용 모터를 포함하고 있다.

도 1은 종래의 자동차 변속장치 시험기의 입체도이고, 도 2는 종래의 자동차 변속장치 시험기의 입력측 모터와 동력전달부재를 도시한 입체도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 베드(1)와 교차되게 컨베이어(2)가 설치되고, 변속기(10)는 컨베이어(2)를 따라 이송되며, 컨베이어(2) 일측에는 입력측 구동모터(20)가 설치됨과 함께 출력측 동력흡수용 모터(30) 및 출력축(31)과 CV 조인트(32)가 설치되고 있다. 이와 함께 컨베이어(2) 타측에는 출력측 동력흡수용 모터(30) 및 출력축(31)과 CV 조인트(32)가 설치되고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 입력측 모터(20)에는 변속기(10)에 회전력을 전달하기 위한 입력측 동력전달축(21)이 설치되며, 이러한 동력전달축(21)은 입력측 모터(20)에 의해 흔들리거나 움직이지 않도록 견고하게 고정된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 동력전달축(21)은 새들(3)에 견고하게 고정되도록 다수의 지지부재(22)가 설치됨은 물론 상기 받침부재가(22)를 새들(3)에 볼트 등의 고정수단으로 체결하여 고정된다.

또한 입력측 모터(20)는 다수의 볼트가 새들(3)에 체결되어 고정되어 있다.

한편 입력측 모터(20)는 고속 회전에 의한 회전력을 변속기(10)에 전달하게 되는데, 입력측 모터(20)가 4,000rpm 이상으로 고속 회전됨에 따라 동력전달축(21)을 지지하고 있는 구조물의 불충분한 강성에 의해 동력전달축(21)의 얼라인먼트가 틀어지게 되는 문제점이 있으며, 동력전달축(21)에 설치되어 있는 베어링의 마모 또는 파손 시 이를 교체하지 못하고 동력전달축(21) 전체를 교체해야 되는 문제점이 있었다.

또한 동력전달축(21)의 비틀어짐 또는 베어링의 파손에 따라 동력전달축(21)의 회전에 따른 소음과 진동이 발생되는 문제점이 있으며, 입력측 모터(20) 및 동력전달축(21) 전체를 교체해야 되므로 교체 작업시간이 오래 걸리게 됨은 물론 동력전달축(21) 및 구동모터(20)의 교체에 따른 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1369604호(2014년 2월 25일 등록)

종래기술에 따른 자동차 변속장치 시험기는 입력측 모터의 고속 회전으로 동력전달축 얼라인먼트가 틀어지게 되고, 동력전달축에 설치되어 있는 베어링의 마모 또는 파손 시 동력전달축 및 입력측 모터를 모두 교체해야 되는 문제점이 있었다.

또한 동력전달축 전체를 교체해야 되므로 교체 작업시간이 오래 걸리게 됨은 물론 동력전달축 및 입력측 모터의 교체에 따른 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제1 구동모터 또는 동력전달부재를 각각의 모듈 단위로 교체하는 변속기 시험용 동력전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 변속기를 구동시키는 제1 구동모터 또는 제1 구동모터에 결합된 동력전달부재를 각각 교체할 수 있는 변속기 시험용 동력전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 동력전달부재의 얼라인먼트가 미리 설정된 상태로 동력전달부재를 교체할 수 있는 변속기 시험용 동력전달장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 변속기 시험용 동력전달장치는 시험대상물인 변속기의 제1 결합홀과 이격되게 설치되는 제1 구동모터; 상기 제1 구동모터의 회전력이 전달되도록 상기 제1 결합홀에 결합 가능하게 설치되는 스핀들; 상기 제1 구동모터와 상기 스핀들 사이에 회전력을 상기 변속기에 전달하는 제1 동력전달부재가 설치된 박스형 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 박스형 모듈은 베이스; 상기 베이스의 상면 일측에 수직으로 설치되고, 일면에 상기 제1 구동모터가 설치되는 제1 수직프레임; 상기 베이스의 상면 타측에 수직으로 설치되고, 상기 제1 구동모터와 상기 스핀들이 설치되는 제2 수직프레임; 상기 제1 수직프레임과 상기 제2 수직프레임 사이에 설치되는 동력전달부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 동력전달부재는 상기 제1 구동모터의 회전축에 설치되는 파워록; 상기 변속기에서 발생되는 토크를 측정하도록 상기 파워록에 설치되는 토크센서; 상기 토크센서와 상기 스핀들 사이에 설치되어 상기 변속기에서 과부하가 가해지는 경우, 상기 토크센서에 의해 감지된 부하값에 따라 상기 스핀들의 동력전달을 단속하는 토크 리미트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 변속기 시험용 동력전달장치에 의하면, 제1 구동모터를 박스형 모듈에 간편하게 교체할 수 있고, 제1 구동모터와 제1 동력전달부재 및 스핀들이 일체로 설치된 상태에서 박스형 모듈을 간편하게 교체하여 설치할 수 있으며, 제1 동력전달부재가 박스형 모듈에 설치되어 동력전달부재의 얼라인먼트를 사용 중에 재조정하지 않아도 되고, 제1 구동모터 및 스핀들이 일체로 설치된 박스형 모듈을 일시에 교체할 할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 종래의 자동차 변속장치 시험기의 입체도,
도 2는 종래의 자동차 변속장치 시험기의 입력측 모터와 동력전달부재를 도시한 입체도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 시험용 동력전달장치를 도시한 분해 입체도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 시험용 동력전달장치를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 시험용 동력전달장치가 분리된 상태를 도시한 분해 입체도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 변속기 시험용 동력전달장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 시험용 동력전달장치를 도시한 분해 입체도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 시험용 동력전달장치를 도시한 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 변속기 시험용 동력전달장치(200)는 시험대상물인 변속기(10)의 제1 결합홀(11)과 이격되게 설치되는 제1 구동모터(110), 상기 제1 구동모터(110)의 회전력이 전달되도록 상기 제1 결합홀(11)에 결합 가능하게 설치되는 스핀들(140), 상기 제1 구동모터(110)와 상기 스핀들(140) 사이에 회전력을 상기 변속기(10)에 전달하는 제1 동력전달부재(112)가 설치된 박스형 모듈(120)을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 변속기 시험용 동력전달장치(200)는 시험대상물인 변속기(10)를 구동시키는 것으로, 변속기(10)와 일직선상으로 이격되게 설치되는 제1 구동모터(110) 또는 제1 구동모터(110)의 회전력을 전달하는 제1 동력전달부재(112)를 간편하게 교체하여 설치할 수 있도록 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변속기 시험용 동력전달장치는 베드(1)의 상면에 박스형 모듈(120)이 설치되고, 박스형 모듈(120)의 일면에는 제1 구동모터(110)가 설치되며, 박스형 모듈(120)에는 제1 동력전달부재(112)가 설치된다.

상기 베드(1)에는 시험대상물인 변속기(10)가 컨베이어(미도시)를 따라 순차적으로 하나씩 이동되며, 상기 변속기(10)를 구동시키기 위하여 베드(1) 상면에 박스형 모듈(120)이 설치된다.

상기 박스형 모듈(120)에는 일면에 제1 구동모터(110)가 설치됨은 물론 제1 구동모터(110)의 회전력을 전달하는 제1 동력전달부재(112) 및 스핀들(140)이 설치된다.

상기 박스형 모듈(120)은 베드(1) 상면에 설치되는 베이스(121), 상기 베이스(121)의 상면 일측에 수직으로 설치되고, 일면에 상기 제1 구동모터(110)가 설치되는 제1 수직프레임(122), 상기 베이스(121)의 상면 타측에 수직으로 설치되고, 상기 제1 구동모터(110)와 상기 스핀들(130)이 설치되는 제2 수직프레임(123), 상기 제1 수직프레임(122)과 상기 제2 수직프레임(123) 사이에 설치되는 제1 동력전달부재(112)를 포함한다.

상기 베이스(121)는 제1 구동모터(110)가 변속기(10)의 제1 결합홀(11)과 동일한 높이를 갖도록 소정 높이로 설치되고, 베이스(121)의 상면 일측에는 수직으로 제1 수직프레임(122)이 고정된다.

또한 베이스(121)의 상면 타측에는 스핀들(130)을 안정적으로 설치할 수 있도록 제2 수직프레임(123)이 수직으로 고정된다. 이러한 제1 수직프레임(122) 및 제2 수직프레임(123)은 베이스(121)의 상면에 용접으로 고정될 수 있다.

아울러 제1 구동모터(110)에는 제1 수직프레임(122)에 고정되도록 일면에 소정의 크기 및 형상으로 이루어진 플랜지(111)가 고정된다. 이러한 플랜지(111)에는 볼트가 체결되는 구멍(111a)이 형성되고, 제1 수직프레임(122)에는 플랜지(111)의 구멍(111a)과 대응되는 구멍(미도시)이 형성된다.

상기 제1 구동모터(110)는 제1 수직프레임(122)에 볼트(미도시)로 고정된다. 상기 제1 구동모터(110) 일측에는 제1 동력전달부재(112)가 설치되며, 제1 동력전달부재(112)에는 변속기(10)에 결합되는 스핀들(140)이 설치된다.

이러한 박스형 모듈(120)의 제1 수직프레임(122)과 제2 수직프레임(123) 사이에는 제1 동력전달부재(112)가 설치된다. 상기 제1 동력전달부재(112)는 제1 구동모터(110)의 회전축(미도시)에 결합되는 파워록(113), 상기 변속기(10)에서 발생되는 토크(torque)를 측정하도록 설치되는 토크센서(114), 상기 토크센서(114)와 스핀들(140) 사이에 설치되어 상기 변속기(10)에서 과부하가 가해지는 경우, 미리 설정된 허용 토크를 벗어날 때 동력전달을 끊어주는 토크 리미트(115)를 포함한다.

상기 파워록(113)은 제1 구동모터(110)의 회전력을 전달하도록 제1 구동모터(110)의 회전축(미도시)에 연결되고, 파워록(113)에는 제1 구동모터(110)의 회전력을 전달하면서 변속기(10)에서 발생되는 토크를 측정하는 토크센서(114)가 연결 설치된다.

또한 토크 리미트(115)는 변속기(10)에 과하부가 발생되는 경우, 변속기(10)에 결합되어 있는 스핀들(140)과 제1 구동모터(110)를 단속시켜 제1 구동모터(110) 또는 토크센서(114)의 고장 또는 파손을 방지하게 된다.

상기 박스형 모듈(120)의 제2 수직프레임(123)에는 제1 동력전달부재(112)의 회전력을 전달하는 스핀들(140)이 회전 가능하게 설치된다.

또한 제1 수직프레임(122)과 제2 수직프레임(123) 사이에는 수직프레임(122, 123)이 견고하게 고정되도록 수평프레임(125)이 고정되며, 상기 수평프레임(125)은 수직프레임(122, 123)의 하부 및 상부에 고정된다.

아울러 제1 수직프레임(122)과 제2 수직프레임(123)의 일면에는 소정 각도로 경사부(124)가 형성된다.

다음 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 변속기 시험용 동력전달장치의 설치방법을 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 시험용 동력전달장치가 분리된 상태를 도시한 분해 입체도이다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변속기 시험용 동력전달장치(200)는 변속기(10)의 불량 여부를 판별하기 위하여 베드(1)의 상면에 설치된다. 이러한 변속기 시험용 동력전달장치(200)는 박스형 모듈(120)의 일측에 변속기(10)를 회전시키기 위한 제1 구동모터(110)를 설치하며, 박스형 모듈(120)의 타측에 변속기(10)에 결합되는 스핀들(140)을 설치한다.

상기 베드(1)의 상면에는 변속기(10)의 제1 결합홀(11)과 동일한 높이를 갖도록 소정 높이로 베이스(121)를 설치하며, 베이스(121)의 상면 일측에 제1 구동모터(110)가 설치되도록 제1 수직프레임(122)을 고정한다.

또 베이스(121)의 상면 타측에는 스핀들(140)이 설치되도록 제2 수직프레임(123)을 고정한다. 이러한 제1 수직프레임(122) 및 제2 수직프레임(123)은 베이스(121)의 상면에 용접 등에 의해 일체로 고정된다.

아울러 이들 제1 수직프레임(122)과 제2 수직프레임(123)이 견고하게 고정된 상태를 유지하도록 수평프레임(125)이 용접 등에 의해 일체로 고정된다.

상기 제1 수직프레임(122)의 일면에는 인가된 전원에 의해 회전력을 발생시키는 제1 구동모터(110)가 설치된다. 상기 제1 구동모터(110)는 제1 수직프레임(122)에 고정되도록 플랜지(111)를 고정하며, 플랜지(111)에는 제1 수직프레임(122)에 고정되도록 다수의 구멍(111a)이 형성된다.

즉, 제1 구동모터(110)는 제1 수직프레임(122)에 볼트(미도시)에 의해 설치되며, 제1 구동모터(110)는 볼트의 해제 및 체결에 의해 안정되게 설치된다. 이러한 제1 구동모터(110)는 모터의 고장 등이 발생하는 경우, 박스형 모듈(120)에 설치되어 있는 제1 구동모터(110)의 볼트를 해제하여 분리시킨 다음 새로운 모터로 간편하게 교체할 수 있게 된다.

이때 박스형 모듈(120)에 설치되어 있는 제1 동력전달부재(112)는 얼라인먼트가 조정된 상태로 설치되어 있으므로, 제1 구동모터(110)의 교체 작업이 간편하게 완료된다.

즉, 제1 구동모터(110)는 박스형 모듈(120)의 제1 수직프레임(122)에 수평으로 설치되므로 제1 구동모터(110)의 수평(또는 설치 높이)을 재조정할 필요가 없게 된다.

상기 제1 동력전달부재(112)는 비교적 길이가 짧은 제1 수직프레임(122)과 제2 수직프레임(123) 사이에 설치되므로, 얼라인먼트를 안정적으로 유지할 수 있게 된다. 즉, 파워록(113), 토크센서(114) 및 토크 리미터(115)가 초기 설치된 상태로 유지된 상태에서 제1 구동모터(110)를 교체하여 설치할 수 있게 된다.

또한 박스형 모듈(120)은 제1 구동모터(110) 및 스핀들(140)을 전체적으로 교체할 수 있게 된다. 즉, 제1 구동모터(110) 및 제1 동력전달부재(112)를 교체하고자 하는 경우, 박스형 모듈(120)에 제1 구동모터(110), 제1 동력전달부재(112) 및 스핀들(140)을 일체로 교체할 수 있다.

상기 제1 동력전달부재(112)의 얼라인먼트가 틀어지거나 제1 구동모터(110)를 교체하고자 하는 경우, 박스형 모듈(120)에 제1 구동모터(110), 동력전달부재(112) 및 스핀들(140)을 미리 결합시킨 상태에서 베드(1)에 설치되어 있는 박스형 모듈(120)을 분리시킨다.

이렇게 박스형 모듈(120)에 분리된 상태에서 교체하고자 하는 박스형 모듈(120)을 베드(1)에 설치함으로써, 동력전달장치(200)를 베드(1)에 설치하여 교체할 수 있게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

200: 동력전달장치 110: 제1 구동모터
111: 플랜지 111a: 구멍
112: 제1 동력전달부재 113: 파워록
114: 토크센서 115: 토크 리미트
120: 박스형 모듈 121: 베이스
122: 제1 수직프레임 123: 제2 수직프레임
124: 경사부 125: 수평프레임
140: 스핀들

Claims (3)

1. 시험대상물인 변속기의 제1 결합홀과 이격되게 설치되는 제1 구동모터;
   상기 제1 구동모터의 회전력이 전달되도록 상기 제1 결합홀에 결합 가능하게 설치되는 스핀들;
   상기 제1 구동모터와 상기 스핀들 사이에 회전력을 상기 변속기에 전달하는 제1 동력전달부재가 설치된 박스형 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 시험용 동력전달장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 박스형 모듈은 베이스;
   상기 베이스의 상면 일측에 수직으로 설치되고, 일면에 상기 제1 구동모터가 설치되는 제1 수직프레임;
   상기 베이스의 상면 타측에 수직으로 설치되고, 상기 제1 구동모터와 상기 스핀들이 설치되는 제2 수직프레임;
   상기 제1 수직프레임과 상기 제2 수직프레임 사이에 설치되는 동력전달부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 시험용 동력전달장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 동력전달부재는 상기 제1 구동모터의 회전축에 설치되는 파워록;
   상기 변속기에서 발생되는 토크를 측정하도록 상기 파워록에 설치되는 토크센서;
   상기 토크센서와 상기 스핀들 사이에 설치되어 상기 변속기에서 과부하가 가해지는 경우, 상기 토크센서에 의해 감지된 부하값에 따라 상기 스핀들의 동력전달을 단속하는 토크 리미트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 시험용 동력전달장치.
   

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