KR20240030373A - 에어 공급을 이용한 스냅링 조립부의 틈새 측정 방법 및 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스냅링 조립부에서, 스냅링 조립부에서, 스냅링이 스냅링홈에 장착된 후 스냅링홈의 상면과 스냅링의 상면 사이의 틈새를 측정하기 위한 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치로서, 상기 장치는 스냅링홈에 장착되는 스냅링의 상면을 가압하여 지지하는 고정치구를 포함하고, 상기 고정치구는 스냅링의 상면을 가압하기 위한 복수의 클램핑을 포함하는 고정어셈블리와, 상기 클램핑의 적어도 일부에 에어를 공급하는 에어공급장치로 이루어지며, 상기 클램핑을 통하여 도입된 에어는 틈새 공간을 충전하도록 공급되며, 상기 틈새 측정 장치는 에어공급장치에서 공급되는 에어의 유량을 토대로 틈새를 계산하는 틈새 계측부를 포함하는, 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치를 제공한다.

Description

에어 공급을 이용한 스냅링 조립부의 틈새 측정 방법 및 측정 장치{Measuring method of gap height of snap ring mounting portion using air supply and apparatus therefor}

본 발명은 에어 공급을 이용한 스냅링 조립부의 틈새 측정 방법 및 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기자동차(EV)에는 변속기 대신 감속기가 사용된다. 감속기는 EV의 구동원인 모터의 회전 속도를 조절한다. 내연기관의 경우, 엔진의 효율적 사용을 위해 변속기가 들어가나, EV는 시작부터 최대 토크 출력이 가능하므로 변속기가 필요 없다. EV의 감속기는 모터의 토크를 더 끌어올려 효율적인 운행을 가능하게 한다.

도 5는 EV감속기에서 출력축(output shaft) 부위의 어셈블리(1') 구조의 일례를 도시한다. 출력축 어셈블리(1')는 출력축(2')과, 출력축(2')의 입구부에 장착된 제1볼베어링(10')과, 출구부에 장착된 제2볼베어링(20')을 포함한다. 제2볼베어링(20')에 인접하여 대직경의 감속기어(22')가 설치된다.

도 6은 도 5의 출력축 어셈블리(1')를 길이 방향을 따라 절단한 단면도이다. 출력축(2')에서 제1볼베어링(10')의 상면 부위에 오목한 스냅링홈(30')을 형성하고, 스냅링(S)을 스냅링홈(30')안에 결합한다. 스냅링(S)은 제1볼베어링(10')이 축방향으로 이탈하는 것을 방지한다. 스냅링홈(30')의 홈폭, 즉 전체 높이는 보통 1.96mm 내지 2.16mm 범위이다. 스냅링(S)은 도 8에 도시한 것과 같이 링 형상으로, 대부분 환형의 고리(Sa)이지만, 약 45° 각도의 개방부(Sb)를 가지도록 일부가 절제되는 것이 일반적이다.

스냅링(S)을 조립하기 위해서는 홈폭의 높이를 정확히 측정하여 이에 맞는 두께의 스냅링을 선택한다. 그런데, 스냅링(S) 조립 후 스냅링(S)의 상면과 스냅링홈(30')의 하면과의 틈새(d; gap height 또는 gap width) 허용 사양이 0 ~ 0.04mm인데, 틈새 측정 오류로 스냅링(S)을 잘못 선정하거나 조립하면 틈새 허용 범위를 벗어나 감속기 회전 시 이상 소음이 발생하는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는 출력축의 스냅링홈의 틈새(d)의 정밀 측정이 필요하다.

관련 특허 문헌으로 특허 제10-1104933호는 길이 방향으로 직선운동 하여 깊이를 측정하는 마이크로미터부를 이용하여 자동차의 전동식 파워 스티어링의 웜샤프트 베어링의 유격을 측정하는 장치를 개시하고 있다.

또 다른 특허 제10-1610633호는 드라이브 샤프트 스냅링 홈 가공시스템에 있어서, 도 7에 도시한 것과 같은 스냅링 홈 깊이 측정 센서(60')에서, 센서 몸체(61')에 대해 이동하는 이동센싱부(62')의 이동을 유도하는 센서이동가이드(64')를 따라 드라이브샤프트가 위치된 방향으로 이동센싱부(62')가 이동하는 중에, 이동방향 선두에 있는 탐침부(63')가 드라이브샤프트와 접하게 되면, 탐침부(63')의 로드가 이동센싱부(62') 내부로 들어가면서, 그 유입을 이동센싱부(62')가 감지하는 기술을 개시하고 있다.

본 발명은 이들 특허와는 다른 관점에서 더욱 개선된 방법으로 스냅링 조립부의 틈새를 측정하기 위하여 안출된 것이다.

그러므로 본 발명은 스냅링 조립부의 스냅링홈의 틈새를 오차 없이 정확하고 신속하게 측정할 수 있는 에어 공급을 이용한 스냅링 조립부의 틈새 측정 방법 및 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 스냅링 조립부에서, 스냅링이 스냅링홈에 장착된 후 스냅링홈의 상면과 스냅링의 상면 사이의 틈새를 측정하기 위한 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치로서, 상기 장치는 스냅링홈에 장착되는 스냅링의 상면을 가압하여 지지하는 고정치구를 포함하고, 상기 고정치구는 스냅링의 상면을 가압하기 위한 복수의 클램핑을 포함하는 고정어셈블리와, 상기 클램핑의 적어도 일부에 에어를 공급하는 에어공급장치로 이루어지며, 상기 클램핑을 통하여 도입된 에어는 틈새 공간을 충전하도록 공급되며, 상기 틈새 측정 장치는 에어공급장치에서 공급되는 에어의 유량을 토대로 틈새를 계산하는 틈새 계측부를 포함하는, 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치를 제공한다.

고정치구의 고정어셈블리의 하부는, 원형 고리 형상의 에어도입부를 포함하며, 복수의 클램핑은 에어도입부의 내면에서 서로 동일한 간격을 두고 스냅링홈을 향하여 연장되도록 형성될 수 있다.

상기 클램핑의 전방부는, 고정치구가 하강할 때 스냅링홈의 외부와 부딪치지 않으면서 스냅링홈 내부로 진입하여 스냅링의 상면을 가압하도록, 선단이 아래로 갈수록 점점 스냅링홈을 향하여 경사진 형상으로 제작될 수 있다.

상기 복수의 클램핑은 스냅링의 상면을 가압하며 에어를 공급하지 않는 고정클램핑과, 스냅링의 상면을 가압하면서 에어를 공급하는 에어공급클램핑으로 이루어질 수 있다.

상기 틈새 계측부는, 에어공급장치와 연결되어 공급 유량값을 전달받는 유량수신부와, 유량수신부가 수신한 유량값을 토대로 유량-틈새테이블을 참조하여 틈새를 결정하는 틈새 계산부를 포함하며, 상기 유량-틈새테이블에는 제품마스터로서 스냅링을 이용한 유량과 틈새간의 실측 데이터가 저장될 수 있다.

스냅링이 스냅링홈에 장착된 후 스냅링을 일정한 방향으로 정렬시키는 위상정렬치구를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 이상의 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치를 이용하여 틈새를 측정하는 방법으로서, 상기 방법은: 스냅링홈에 스냅링을 장착한 출력축 부위의 어셈블리를 베이스 위에 안착시키는 단계; 위상정렬치구가 샤프트 어셈블리와 대향하는 중앙의 위치로 이동하여 하강하여 스냅링의 개방부가 미리 정해진 방향으로 위치하도록 회전하는 단계; 고정치구를 샤프트 어셈블리와 대향하는 중앙의 위치로 이동하여 하강시켜 고정치구의 클램핑으로 스냅링의 상면을 가압하여 고정하는 단계; 및 고정치구의 일부 또는 전부의 클램핑을 통하여 에어공급장치로부터 에어를 공급하여 틈새의 공간을 충전하는 단계; 및 에어공급장치의 공급 유량을 토대로 틈새를 계산하는 단계를 포함하는, 스냅링 조립부의 틈새 측정 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면 에어 공급을 이용한 원리를 적용하여 스냅링 조립부의 스냅링홈의 틈새를 오차 없이 정확하고 신속하게 측정할 수 있으며 따라서 EV감속기의 출력축의 소음과 진동 발생 문제를 해결할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 스냅링 조립부의 스냅링 홈 틈새 측정 장치가 EV감속기의 출력축 부위의 어셈블리의 스냅링홈의 틈새를 측정하기 위해 설치된 초기 상태를 도시한 도면이다.
도 2a의 확대도는 고정치구가 스냅링의 상면을 누른 구조를 스냅링홈의 상면에서 내려다본 평면도이다.
도 2b의 확대도는 스랩링홈안에 장착된 스냅링에 클램핑이 맞닿아 접촉하여 스냅링홈에 에어를 공급되는 것을 보인, 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 틈새 계측부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 에어 공급을 이용한 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치를 이용한 틈새 측정 방법을 설명하기 위한 것으로, 틈새 측정 방법의 각 단계와 각 단계에 관련된 틈새 측정 장치의 구성을 같이 도시한 도면이다.
도 5는 EV감속기에서 출력축(output shaft) 부위의 어셈블리 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 출력축 어셈블리를 길이 방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 선행특허의 스냅링 홈 깊이 측정 센서를 도시한 도면이다.
도 8은 일반적인 스냅링을 도시한 평면도이다.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 뒤에 설명되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 한편, 본 발명의 실시예에 있어서, 각 구성요소들, 기능 블록들 또는 수단들은 하나 또는 그 이상의 하부 구성 요소로 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 스냅링 조립부의 스냅링 홈 틈새 측정 장치(1)가 EV감속기의 출력축 부위의 어셈블리(10)의 스냅링홈(30)의 틈새(d)를 측정하기 위해 설치된 초기 상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 스냅링 조립부의 스냅링홈 틈새 측정 장치(1; 이하, “틈새 측정 장치”)는 출력축 어셈블리(10)를 지지하기 위한 베이스(200)와, 베이스(200)에 수직 방향으로 대향하여 위치한 고정치구(3)를 포함한다. 틈새 측정 장치(1)의 한쪽에는 스냅링(S)의 개방부를 정렬시키기 위한 위상정렬치구(2)가 설치된다. 위상정렬치구(2)는 중앙의 관통공에 장착된 중앙로드(20)와, 중앙로드(20)를 주위에서 감싸는 회전가압장치(22)를 포함한다.

베이스(200)의 상면에는 스냅링(S)이 조립되기 위한 스냅링홈(30)이 외면에 오목하게 형성된, 도 6에 도시한 것과 동일한, EV감속기의 출력축 어셈블리(10)가 수직 방향으로 기립 안착된다.

고정치구(3)는, 스냅링(S)을 가압하여 누르면서 정위치를 유지하고 스냅링(S)과 틈새(d) 사이에 에어를 공급하는 클램핑(310a, 310b, 310c)을 구비한 고정어셈블리(300)와, 고정어셈블리(300)의 클램핑에 에어를 공급하는 에어 공급 장치(302)를 포함한다.

틈새 측정 장치(1)는 에어 공급 장치(302)의 전체 공급 에어량을 토대로 틈새(d)를 계산하는 틈새 계측부(4)를 포함한다.

도 1에서 틈새측정장치(1)가 구동을 개시하면, 위상정렬치구(2)가 샤프트 어셈블리(10)와 대향하는 중앙의 위치로 이동하여 스냅링(S)을 일정한 방향으로 정렬시킨다. 이후 위상정렬치구(2)가 중앙의 위치에서 선회하여 제 자리로 회귀하면, 고정치구(3)가 스냅링(S)의 상면을 누르도록 중앙부로 선회하여 하강한다. 고정치구(3)는 각각의 클램핑(310a, 310b, 310c)들이 스냅링(S)의 상면을 누르는 위치까지 오도록 하강한다.

이 상태를 기준으로, 도 2a의 확대도는 고정치구(3)가 스냅링(S)의 상면을 누른 구조를 스냅링홈(30)의 상면(30a)에서 내려다본 평면도이다.

고정치구(3)의 고정어셈블리(300)의 하부는, 츨력축 어셈블리(10)의 외경보다 큰 직경을 가지는 원형 고리 형상의 에어도입부(304)와, 에어도입부(304)의 내면에서 동일한 간격, 즉 120° 간격을 두고 내부로 연장되는 3개의 클램핑(310a, 310b 310c)을 포함한다. 에어도입부(304)는 그 외부에 위치한 에어 공급 장치(302)와 연통되며 에어 공급 장치(302)에서 공급된 에어는 에어도입부(302)의 도입로(미도시)를 통하여 클램핑(310b, 310c)으로 공급된다.

각각의 클램핑(310a, 310b, 310c)은 스냅링(S)의 상면과 접촉하여 스냅링을 가압하여 스냅링(S)을 안정적으로 지지한다. 이 중 두 개의 클램핑(310b, 310c)의 내부 길이 방향을 따라서는 에어도입로(312b, 312c)가 형성된다. 에어도입부(302)를 통하여 공급된 에어는 에어도입로(312b, 312c)를 통하여 흘러 스냅링홈(30) 안으로 공급되어 스냅링홈(30) 내부의 체적을 채우게 된다. 클램핑(310b, 310c)은 스냅링(S)의 상면을 누르므로, 공급된 에어는 스냅링(S)의 방해를 받지 않고 틈새(d)를 메울 수 있다.

도 2b의 확대도는 스랩링홈(30)안에 장착된 스냅링(S)에 클램핑(310b)이 맞닿아 접촉하여 스냅링홈(30)에 에어를 공급되는 것을 보인, 측단면도이다. 클램핑(310b)의 전방부는, 고정치구(3)가 하강할 때 스냅링홈(30)의 외부와 부딪치지 않으면서 스냅링홈(30) 내부로 원활히 진입하여 스냅링(S)의 상면을 가압하도록, 선단이 아래로 갈수록 점점 바깥으로 경사진 형상으로 제작된다.

본 발명의 틈새 계측부(4)는 도 2a의 상태에서 클램핑(310b, 310c)를 통해 공급되는 에어의 유량을 토대로 틈새(d)를 결정한다.

도 3은 본 발명의 틈새 계측부(4)의 구성도이다.

틈새 계측부(4)는, 에어공급장치(302)와 연결되어 공급 유량값을 전달받는 유량수신부(402)와, 유량수신부(402)가 수신한 유량값을 토대로 유량-틈새테이블(408)을 참조하여 틈새(d)를 결정하는 틈새 계산부(404)와, 틈새 계산부(404)가 결정한 틈새값을 표시장치에 표시하는 표시부(406)를 포함한다.

유량값은 “부피/시간”의 단위로 검출된다. 유량-틈새테이블(404)에는 제품 마스터를 제작하여 측정한 유량값(A)과 해당 유량값에 대응하는 틈새데이터(B)가 저장되어 있다.

예를 들어 제품 마스터를 이용하여 측정한 유량값(A)과 틈새값(B)이 표 1과 같다고 가정한다.

A(L/min)	20	2	8
B(mm)	완전개방	0(완전폐쇄)	0.04

틈새가 완전개방 상태에서는 클램핑을 통하여 20L/min 유량의 에어가 공급되지만, 제로상태, 즉 스냅링(S)이 스냅링홈(30)의 상면(30a)과 하면(30b)에 완전히 밀착한 상태에서는 에어 주입 가능 공간이 매우 협소하므로 2m/L의 에어만이 공급된다. 틈새값(B)이 0.04mm인 경우 에어 유량은 8m/L이다. 이러한 방법으로 제품 마스터를 이용한 데이터를 저장해 두면 틈새 계산부(404)는 “A”와 “B”의 관계를 토대로 두 변수 사이의 적절한 함수나 연산식을 도출할 수 있다. 즉, 실측 대상이 되는 스냅링(S)을 스냅링홈(30)에 장착한 후 에어공급장치(302)에서 수신한 에어 유량값(A)을 수신하면, 이 함수나 연산식을 토대로 틈새(d)의 틈새값(B)을 결정할 수 있다. 예를 들어 현재 장착된 스냅링(S)의 경우 측정된 에어 유량이 5m/L라면, 이 유량은 완전폐쇄시의 유량인 2m/L와 틈새값(B)이 0.04mm시의 유량인 8m/L의 절반이므로, 틈새값(B)을 0.02mm로 결정한다. 마찬가지 방법으로 5m/L가 아닌 다른 에어 유량값에 대해서도 틈새값(B)을 결정할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.이상 설명한 본 발명의 틈새 측정 장치(1)에 대해서는 다양한 변경이 가능하다. 클랭핑의 수는 3개가 아닌, 두 개 또는 네 개 이상으로 설치할 수 있다. 또, 3개의 클램핑 중에서 두 개가 아닌, 하나의 클램핑 또는 3개의 클램핑 모두에서 공기가 도입되도록 할 수 있다.

이상의 설명을 토대로 도 4를 참조로 본 발명의 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치(1)를 이용한 틈새 측정 방법을 설명한다. 도 4에서는 틈새 측정 방법의 각 단계와 각 단계에 관련된 틈새 측정 장치의 구성을 같이 도시하였다.

먼저, EV감속기의 출력축 부위의 어셈블리(10)를 베이스(200)위에 안착시킨다(S10).

다음, 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치(1)의 위상정렬치구(2)가 샤프트 어셈블리(10)와 대향하는 중앙의 위치로 이동하여 하강하여 중앙로드(20)가 샤프트 어셈블리(10)의 상부 빈 공간에 삽입된 상태에서 회전가압장치(22)를 회전시켜 스냅링(S)의 개방부가 미리 정해진 방향으로 위치하도록 한다(S12).

다음, 고정치구(3)를 샤프트 어셈블리(10)와 대향하는 중앙의 위치로 이동하여 하강시켜(S14) 클램핑(310a, 310b, 310c)으로 스냅링(S)의 상면을 3포인트에서 가압하여 고정한다(S16).

다음, 2포인트에서 에어공급장치(302)에서 클램핑(310b, 310c)으로 에어를 공급한다(S18).

다음, 틈새 계측부(4)가 에어공급장치(302)에서 공급되는 유량값을 토대로 스냅링홈(30)의 틈새(d)를 결정한다(S20).

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 실시예에 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 핵심은 제품마스터를 이용하여 저장된 틈새와 에어 유량을 토대로, 현재 스냅링홈의 틈새로 도입되는 유량을 측정하여 틈새를 결정하며, 이때 공기유입구조로 이용되는 클램핑이 스냅링(S)을 안정적으로 지지하는 기능도 겸유하도록 하는 것에 있으며, 이를 제외한 틈새 측정 장치(1)의 다른 구성은 그 위치, 형상 및 크기를 자유로이 변경할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 이하 기술하는 청구범위와 동일 또는 균등한 사항까지 미침은 자명하다.

Claims (7)

1. 스냅링 조립부에서, 스냅링이 스냅링홈에 장착된 후 스냅링홈의 상면과 스냅링의 상면 사이의 틈새를 측정하기 위한 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치로서, 상기 장치는 스냅링홈에 장착되는 스냅링의 상면을 가압하여 지지하는 고정치구를 포함하고,
   상기 고정치구는 스냅링의 상면을 가압하기 위한 복수의 클램핑을 포함하는 고정어셈블리와, 상기 클램핑의 적어도 일부에 에어를 공급하는 에어공급장치로 이루어지며,
   상기 클램핑을 통하여 도입된 에어는 틈새 공간을 충전하도록 공급되며,
   상기 틈새 측정 장치는 에어공급장치에서 공급되는 에어의 유량을 토대로 틈새를 계산하는 틈새 계측부를 포함하는, 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   고정치구의 고정어셈블리의 하부는, 원형 고리 형상의 에어도입부를 포함하며, 복수의 클램핑은 에어도입부의 내면에서 서로 동일한 간격을 두고 스냅링홈을 향하여 연장되도록 형성된, 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 클램핑의 전방부는, 고정치구가 하강할 때 스냅링홈의 외부와 부딪치지 않으면서 스냅링홈 내부로 진입하여 스냅링의 상면을 가압하도록, 선단이 아래로 갈수록 점점 스냅링홈을 향하여 경사진 형상으로 제작되는, 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 클램핑은 스냅링의 상면을 가압하며 에어를 공급하지 않는 고정클램핑과, 스냅링의 상면을 가압하면서 에어를 공급하는 에어공급클램핑으로 이루어지는, 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 틈새 계측부는, 에어공급장치와 연결되어 공급 유량값을 전달받는 유량수신부와, 유량수신부가 수신한 유량값을 토대로 유량-틈새테이블을 참조하여 틈새를 결정하는 틈새 계산부를 포함하며,
   상기 유량-틈새테이블에는 제품마스터로서 스냅링을 이용한 유량과 틈새간의 실측 데이터가 저장된, 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치.
6. 제 3항에 있어서,
   스냅링이 스냅링홈에 장착된 후 스냅링을 일정한 방향으로 정렬시키는 위상정렬치구를 더 포함하는, 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치.
7. 제 6항의 스냅링 조립부의 틈새 측정 장치를 이용하여 틈새를 측정하는 방법으로서, 상기 방법은:
   스냅링홈에 스냅링을 장착한 출력축 부위의 어셈블리를 베이스 위에 안착시키는 단계;
   위상정렬치구가 샤프트 어셈블리와 대향하는 중앙의 위치로 이동하여 하강하여 스냅링의 개방부가 미리 정해진 방향으로 위치하도록 회전하는 단계;
   고정치구를 샤프트 어셈블리와 대향하는 중앙의 위치로 이동하여 하강시켜 고정치구의 클램핑으로 스냅링의 상면을 가압하여 고정하는 단계;
   고정치구의 일부 또는 전부의 클램핑을 통하여 에어공급장치로부터 에어를 공급하여 틈새의 공간을 충전하는 단계; 및
   에어공급장치의 공급 유량을 토대로 틈새를 계산하는 단계를 포함하는, 스냅링 조립부의 틈새 측정 방법.