KR102046835B1

KR102046835B1 - 차동기어의 백래시 측정 장치

Info

Publication number: KR102046835B1
Application number: KR1020170162273A
Authority: KR
Inventors: 김호진
Original assignee: 김호진
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-11-21
Also published as: KR20190063300A

Abstract

본 발명은 차동기어의 백래시 측정 장치에 관한 것으로, 본체부; 상기 본체부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되며, 차량의 액슬 일측에 연결되어 회전을 통해 차량의 링 기어를 일측방향으로 이동시켜 백래시를 조정하는 제1 조정부 및 제1 조정부와 대향하도록 상기 액슬의 타측에 연결되어 회전을 통해 차량의 링 기어를 타측방향으로 이동시켜 백래시를 조정하는 제2 조정부를 포함하는 조정유닛; 조정부의 하부에 배치되어, 모터를 통해 상기 차량의 추진축을 회전시키는 엔코더부 및 상기 추진축의 회전을 통해 토크값을 측정하는 센서부가 포함하는 측정유닛; 및 상기 센서부에서 측정된 토크값이 디스플레이되도록 디스플레이부로 백래시값을 전송하며, 차동기어의 백래시 오차범위를 벗어날 경우 외부에서 조정값을 입력받아 상기 조정유닛이 조정값의 위치로 이동하도록 상기 조정유닛을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차동기어의 백래시 측정 장치를 제공한다.
또한, 제어부를 통해 자동제어함으로 차동기어의 백래시를 정확하면서도 용이하게 조정할 수 있는 차동기어의 백래시 측정 장치에 관한 것이다.

Description

차동기어의 백래시 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING BACK OF FINAL REDUCTION GEAR}

본 발명은 차동기어의 백래시 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제어부를 통해 자동제어함으로 차동기어의 백래시를 정확하면서도 용이하게 조정할 수 있는 차동기어의 백래시 측정 장치에 관한 것이다.

백래시(back lash)란, 한 쌍의 기어가 맞물렸을 때 치면 사이에 생기는 틈새를 가리킨다. 한 쌍의 기어가 상호 매끄럽게 회전되기 위해서는 적절한 백래시가 요구된다.

백래시가 너무 작은 경우, 즉 한 쌍의 기어의 틈새가 매우 적게 형성되는 경우 윤활이 불충분하게 되기 쉬워서 치면끼리의 마찰이 커지게 되고, 반대로 백래시가 너무 큰 경우 기어의 맞물림이 나빠져 기어가 파손되기 쉬운 문제점이 있다.

따라서, 후술할 차동기어는, 적절한 백래시를 갖도록 설계 및 조정되어야 하며, 이를 위해 차동기어를 제작한 후 차동기어의 백래시 측정이 이루어져야 한다.

여기서, 차동기어란, 자동차 등의 좌, 우 바퀴의 회전속도에 차이를 주어 슬립이 일어나지 않고 원활한 바퀴 회전을 가능하게 하는 기어를 가리킨다.

일반적으로 차량은, 추진축과 실질적으로 동시에 회전하는 구동 피니언의 회전에 의해 링 기어가 회전하게 되고, 링 기어의 회전에 의해 차동기어가 작동함으로써 직진 또는 선회할 수 있다.

차동기어는, 전술한 바와 같이, 차량의 좌우 바퀴 회전수 변화를 가능케 하며 도로 상에서 선회할 때 무리 없이 회전하도록 하기 위하여, 케이스와 케이스 내에서 상호 직각으로 맞물림 결합되는 네 개의 피니언 기어와, 상호 맞물림 결합된 피니언 기어들의 양측에 배치되며 피니언 기어들과 맞물림 결합되는 상부 기어 및 하부 기어를 구비한다.

여기서, 차량의 휠이 결합되는 액슬은 상부 기어 및 하부 기어에 각각 마련된 스플라인에 결합되어 차동기어의 작동에 따라 휠 또한 작동하게 된다.

한편, 전술한 바와 같이, 이러한 구성을 갖는 차동기어는 제작 후에 상부 기어 및 피니언 기어들 간의 백래시 및 하부 기어 및 피니언 기어들 간의 백래시를 측정하며, 백래시 측정 결과 합격하는 경우에 한해 차동기어를 차체 내에 설치한다.

이러한 백래시를 측정하는 방법 중 일반적으로 사용되는 방법은, 백래시 측정용 지그를, 액슬이 결합되는 차동기어의 스플라인에 결합시킨 후 백래시 측정용 지그를 정방향 또는 역방향으로 회전시키면서 차동기어의 백래시를 측정하는 방법이다. 따라서 백래시 측정용 지그의 외면에는 스플라인의 형상에 대응되는 치형이 돌출 형성되어 있으며, 백래시 측정용 지그의 치형과 스플라인이 상호 정확히 맞물림 결합되는 경우에 백래시 측정이 가능하게 된다.

그런데, 이러한 백래시 측정용 지그를 이용하여 차동기어의 백래시를 측정하는 경우, 전술한 바와 같이, 백래시 측정용 지그의 치형을 차동기어의 스플라인에 정확히 맞물림 결합시키는 과정이 결코 용이하지 않으며, 따라서 작업자가 무리한 힘을 가하여 백래시 측정용 지그를 차동기어의 스플라인에 결합시키거나 또는 정확한 결합이 이루어지지 않은 상태에서 작업자가 정방향 또는 역방향으로 무리하게 백래시 측저용 지그를 회전시킴으로써, 차동기어의 스플라인을 손상시키거나 백래시 측정용 지그의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0774398호(2007.11.01)

이에 본 발명은 전술한 배경에서 감안하여 안출된 것으로, 제어부를 통해 자동제어를 하여 차동기어의 백래시를 정확하면서도 용이하게 조정할 수 있는 차동기어의 백래시 측정 장치를 제공하는데 있다.

또한, 다양한 차량의 백래시를 설정한 제어부를 통해 다양한 차량의 백래시 조정이 가능한 차동기어의 백래시 측정 장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는, 본체부; 상기 본체부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되며, 차동기어의 액슬 일측에 연결되어 회전을 통해 차동기어의 링 기어를 일측방향으로 이동시켜 백래시를 조정하는 제1 조정부 및 제1 조정부와 대향하도록 상기 액슬의 타측에 연결되어 회전을 통해 상기 링 기어를 타측방향으로 이동시켜 백래시를 조정하는 제2 조정부를 포함하는 조정유닛; 상기 조정유닛의 하부에 배치되어, 모터를 통해 상기 차동기어의 추진축을 회전시키는 엔코더부 및 상기 추진축의 회전을 통해 토크값을 측정하는 센서부가 포함하는 측정유닛; 및 상기 센서부에서 측정된 토크값이 디스플레이되도록 디스플레이부로 백래시값을 전송하며, 차동기어의 백래시가 오차범위를 벗어날 경우 외부에서 조정값을 입력받아 상기 조정유닛이 조정값의 위치로 이동되도록 상기 조정유닛을 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차동기어의 백래시 측정 장치를 제공하는데 있다.

발명의 일실시에 의하면, 제어부를 통해 자동 제어함으로 차동기어의 백래시를 정확하면서도 용이하게 조정하며, 인력 및 인건비를 감소시키는 효과가 있다.

또한, 다양한 차량의 차동기어 백래시를 조정 가능하도록 자동 제어함으로써, 사용자의 불편함을 감소시키며, 이에 따른 인건비 및 작업시간을 단축 시키는 효과가 있다.

도 1은 차동기어의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차동기어의 백래시 측정 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 따른 차동기어의 백래시 측정 장치의 측면을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 따른 차동기어의 백래시 측정 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 차동기어의 백래시 측정 장치에 대하여 상세히 설명한다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

먼저, 차동기어(10)의 구성 개략적으로 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차동기어(10)는 추진축(20)과 동시에 회전하는 구동 피니언(11) 및 구동 피니언(11)의 회전에 의해 회전하는 링 기어(13)를 포함하며, 케이스(15)와 케이스(15) 내에서 상호 직각으로 맞물림 결합되는 네 개의 피니언 기어와, 피니언 기어들 중 양측에 배치되는 제1 기어(17) 및 제2 기어(18)의 회전에 따라 휠을 작동시키는 액슬(30)를 포함한다.

이하, 본 발명의 차동기어의 백래시 측정 장치(1)에 대해서 자세히 설명한다.

차동기어의 백래시 측정 장치(1)는 본체부(100); 본체부(100)에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되며, 차동기어(10)의 액슬(30) 일측에 연결되어 회전을 통해 차동기어(10)의 링 기어(13)를 일측방향으로 이동시켜 백래시를 조정하는 제1 조정부(210) 및 제1 조정부(210)와 대향하도록 액슬(30)의 타측에 연결되어 회전을 통해 링 기어(13)를 타측방향으로 이동시켜 백래시를 조정하는 제2 조정부(230)를 포함하는 조정유닛(200); 조정유닛(200)의 하부에 배치되어, 모터(M)를 통해 차동기어(10)의 추진축(20)을 회전시키는 엔코더부(310) 및 추진축(20)의 회전을 통해 토크값을 측정하는 센서부(330)를 포함하는 측정유닛(300); 및 센서부(330)에서 측정된 토크값이 디스플레이되도록 디스플레이부(500)로 백래시값을 전송하며, 차동기어(10)의 백래시 오차범위를 벗어날 경우 외부에서 조정값을 입력받아 조정유닛(200)이 조정값의 위치로 이동되도록 조정유닛(200)을 제어하는 제어부(400);를 포함한다.

먼저, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본체부(100)는 후술한 구성들이 결합되어, 이들을 지지하는 역할을 한다.

조정유닛(200)은 본체부(100)에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되며, 차동기어(10)의 액슬(30) 일측에 연결되어 회전을 통해 차동기어(10)의 링 기어(13)를 일측방향으로 이동시켜 백래시를 조정하는 제1 조정부(210) 및 제1 조정부와 대향하도록 액슬(30)의 타측에 연결되어 회전을 통해 링 기어(13)를 타측방향으로 이동시켜 백래시를 조정하는 제2 조정부(230)를 포함한다.

또한, 조정유닛(200)은 차동기어(10)를 고정시키는 고정부 및 고정부를 수평방향으로 이송시키는 이송부를 포함한다.

제1 조정부(210)는 본체부(100)의 상부에 위치하여 모터(M)를 통해 상하방향으로 이동 가능하게 설치되며, 차동기어(10)의 액슬(30) 일측에 착탈 가능하게 연결되어 회전을 통해 링 기어(13)를 일측방향으로 이동시켜 차동기어(10)의 백래시를 조정하는 역할을 한다.

제2 조정부(230)는, 본체부(100)의 상부에 위치하여 모터(M)를 통해 상하방향으로 이동 가능하게 설치되며, 제1 조정부(210)와 대향하도록 차동기어(10)의 액슬(30) 타측에 착탈 가능하게 연결되어 회전을 통해 링 기어(13)를 타측방향으로 이동시켜 차동기어(10)의 백래시를 조정하는 역할을 한다.

고정부는 차동기어(10)를 고정시키는 역할을 하며, 이송부는 고정부와 결합되어 고정부에 결합된 차동기어(10)의 백래시 측정을 위해 고정부를 수평방향으로 이송시키는 역할을 한다.

이어서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 측정유닛(300)은 본체부(100)의 하부, 즉 조정유닛(200)의 하부에 배치되어 모터(M)를 통해 차동기어(10)의 추진축(20)을 회전시키는 엔코더부(310) 및 추진축(20)의 회전을 통해 토크값을 측정하는 센서부(330)를 포함한다.

엔코더부(310)는, 본체부(100)의 하부 일측에 구비된 모터(M)를 통해 차동기어(10)의 추진축(20)을 회전시키는 역할을 한다.

상세하게, 엔코더부(310)는 측정유닛(300)의 상부에 위치하여 차동기어(10)의 추진축(20)과 연결되며, 모터(M)의 구동을 통해 추진축(20)을 회전시켜 추진축(20)의 축 중심으로 회전하는 회전각도값, 즉 추진축(20)과 링 기어(13)의 회전각도값을 측정할 수 있게 추진축(20)을 회전시키는 역할을 하는 것이다.

센서부(330)는, 추진축(20)의 회전을 통해 링 기어(13)와의 회전각도값을 측정하며, 회전각도값을 밀리미터 단위의 토크값으로 변환하는 역할을 한다.

즉, 링 기어(13)에서 회전되는 추진축(20)의 회전각도값을 후술할 제어부(400)에 전송하기 위해 회전각도값을 측정하여 토크값으로 변환하는 역할을 한다.

한편, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 센서부(330)에서 측정된 토크값이 디스플레이되도록 디스플레이부(500)로 백래시값을 전송하며, 차동기어(10)의 백래시 오차범위를 벗어날 경우 외부에서 조정값을 입력받아 조정유닛(200)이 조정값의 위치로 이동되도록 조정유닛(200)을 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편, 디스플레이부(500)는 백래시값을 사용자가 인지하거나 조정값을 입력할 수 있도록 하는 역할을 한다.

제어부(400)는, 센서부(330)에서 측정된 토크값을 백래시값으로 변환하여 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이부(500)에 전송하며, 차동기어(10)의 백래시가 오차범위를 벗어날 경우, 사용자의 디스플레이부(500) 조작을 통해 조정값을 입력받아 조정유닛(200)이 입력된 조정값의 위치로 이동되도록 조정유닛(200)을 제어하는 역할을 한다.

상세하게, 제어부(400)는 센서부(330)에서 측정된 토크값을 디스플레이부(500)에 표시되도록 백래시값을 전송하며, 디스플레이부(500)에 표시된 백래시값이 오차범위를 벗어날 경우 사용자에게 백래시값을 디스플레이부(500)를 통해 입력받아 조정유닛(200)를 제어하게 되는 것이다.

더욱 상세하게는 일예로, 디스플레이부(500)에 표시된 백래시값이 0.0012 내지 0.0018 밀리미터의 오차범위에 들어오는 경우, 외부에서 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이부(500)에 표시하며, 디스플레이부(500)에 표시된 백래시값이 0.0012 내지 0.0018 밀리미터의 오차범위를 벗어나는 경우, 외부에서 사용자가 오차범위를 인지 후 디스플레이부(500)를 통해 백래시값을 수정받아 조정유닛(200)을 수정된 오차범위 위치에 이송되도록 제어하게 되는 것이다.

한편, 제어부(400)는 센서부(330)에서 측정된 토크값에 따라 변환된 백래시값을 기설정된 백래시값과 비교하여, 변환된 백래시값이 오차범위를 벗어날 경우 기설정된 백래시값의 오차범위에 들어오도록 조정유닛(200)을 자동제어하는 것을 특징으로 한다.

이러한 제어부(400)는, 제어부(400)에 기설정된 차동기어(10)의 백래시값과 센서부(330)에서 측정된 토크값에 따라 변환된 백래시값을 비교하여, 변환된 백래시값이 기설정된 백래시값의 오차범위를 벗어날 경우 조정유닛(200)이 기설정된 백래시값의 조정위치에 들어오도록 조정유닛(200)을 자동 제어하는 역할을 한다.

상세하게, 제어부(400)는 센서부(330)에서 전송된 토크값에 따라 변환된 백래시값이 일예로, 0.0012 내지 0.0018 밀리미터의 오차범위에 들어오는 경우, 차동기어(10)가 적절한 백래시를 갖도록 제작된 것으로 판단하여 이를 외부에서 사용자가 인지하도록 하며, 전송된 토크값에 따라 변환된 백래시값이 0.0012 내지 0.0018 밀리미터의 오차범위를 벗어날 경우, 오차범위에 들어오는 기설정된 백래시값과 비교 후 조정유닛(200)이 기설정된 백래시의 조정위치에 위치되도록 조정유닛(200)을 자동 제어하는 역할을 하는 것이다.

이때, 제어부(400)는 다양한 차량의 차동기어(10) 백래시를 설정하게 되며, 조정유닛(200)를 통해 측정되는 차량의 백래시와 동일한 차량의 백래시을 비교분석 하여 조정유닛(200)를 자동 제어하게 된다.

이와 같이, 본 실시예의 차동기어의 백래시 측정 장치(1)는 다양한 차동기어(10)의 백래시값을 제어부(400)에 설정 후 자동으로 조정유닛(200)를 제어하여 차동기어(10)의 백래시를 조정할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의하면, 발명의 일실시에 의하면, 제어부를 통해 자동제어함으로 차동기어의 백래시를 정확하면서도 용이하게 조정할 수 있어, 인력 및 인건비를 감소시키는 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 차동기어의 백래시 측정 장치 10 : 차동기어
11 : 구동 피니언 13 : 링 기어
15 : 케이스 17 : 제1 기어
18 : 제2 기어 20 : 추진축
30 : 액슬 100 : 본체부
200 : 조정유닛 210 : 제1 조정부
230 : 제2 조정부 300 : 측정유닛
310 : 엔코더부 330 : 센서부
400 : 제어부 500 : 디스플레이부
M : 모터

Claims

본체부;
상기 본체부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되며, 차동기어의 액슬 일측에 연결되어 회전을 통해 차동기어의 링 기어를 일측방향으로 이동시켜 백래시를 조정하는 제1 조정부 및 제1 조정부와 대향하도록 상기 액슬의 타측에 연결되어 회전을 통해 상기 링 기어를 타측방향으로 이동시켜 백래시를 조정하는 제2 조정부를 포함하는 조정유닛;
상기 조정유닛의 하부에 배치되어, 추진축과 상기 링 기어의 회전각도값을 측정할 수 있도록, 모터를 통해 상기 차동기어의 추진축을 회전시키는 엔코더부 및 상기 추진축의 회전을 통해 토크값을 측정하는 센서부를 포함하는 측정유닛; 및
상기 센서부에서 측정된 토크값이 디스플레이되도록 디스플레이부로 백래시값을 전송하며, 차동기어의 백래시가 0.0012 내지 0.0018 밀리미터의 오차범위를 벗어날 경우 외부에서 조정값을 입력받아 상기 조정유닛이 조정값의 위치로 이동되도록 상기 조정유닛을 제어하거나,
상기 센서부에서 측정된 토크값에 따라 변환된 백래시값을, 기설정된 백래시값과 비교하여, 상기 변환된 백래시값이 0.0012 내지 0.0018 밀리미터의 오차범위를 벗어날 경우, 상기 기설정된 백래시값의 오차범위에 들어오도록 상기 조정유닛을 자동제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 조정유닛은,
차동기어를 고정시키는 고정부; 및 상기 고정부와 결합되어 상기 고정부에 결합된 상기 차동기어의 백래시 측정을 위해 상기 고정부를 수평방향으로 이송시키는 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차동기어의 백래시 측정 장치.
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