KR101074589B1 - 마찰 라이닝 플레이트 - Google Patents

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브루노 캄파네르
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은, 냉매가 흐를 수 있는 그루브(5, 6)를 가지며, 마찰 체결의 기능을 하는 적어도 하나의 원판형 마찰면(4)을 포함하는 습식 마찰 부재를 위한 마찰 라이닝 플레이트(1)에 관한 것으로서, 마찰 라이닝 플레이트는 장착된 상태에서 선호 방향없이 회전한다. 그루브(5, 6)는 서로 중첩되는 두 개의 그루브 세트를 형성한다. 마찰면(4)은 회전 방향에 대해 수직으로 향하는 그루브 모서리를 갖지 않는다. 제1 그루브 세트의 각 그루브(5)가 제1 회전 방향(n_1)을 기준으로 방사상으로 비스듬하게 후방으로 경사진 제1 각도에서 관통 그루브로서 마찰면 내경(d_i)에서부터 마찰면 외경(d_a)으로 진행한다. 제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 제1 회전 방향(n_1)을 기준으로 방사상으로 비스듬하게 전방으로 경사진 제2 각도에서 관통 그루브로서 마찰면 내경(d_i)에서부터 마찰면 외경(d_a)으로 진행한다. 그루브 교차점(8)이 마찰면 내경(d_i)에 놓이도록 또는 그루브 교차점(7)이 마찰면 외경(d_a)에 놓이도록 제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 제1 그루브 세트의 하나의 그루브(5)와 교차된다. 마찰면 내경(d_i) 또는 마찰면 외경(d_a)에서의 총 그루브 횡단면적이 마찰면 내경(d_i)과 마찰면 외경(d_a) 사이의 마찰면 직경에서의 총 그루브 횡단면적보다 작다.

Description

마찰 라이닝 플레이트{FRICTION LINING PLATES}
본 발명은 그루브가 서로 중첩되는 두 개의 그루브 세트를 형성하고, 냉매가 흐를 수 있는 그루브를 가지며, 마찰 체결의 기능을 하는 적어도 하나의 원판형 마찰면을 포함하는 습식 마찰 부재를 위한 마찰 라이닝 플레이트에 관한 것이다.
일반적으로 멀티 디스크 클러치 또는 멀티 디스크 브레이크는 복수의 환형 디스크를 포함한다. 여기에서 외측에서 맞물리는 디스크를 포함하는 제1 그룹은 회전되지 않도록 디스크 캐리어에 배치되며, 내측에서 맞물리는 디스크를 포함하는 제2 그룹은 회전되지 않도록 허브 상에 배치된다. 마찰 부재의 축방향에서 볼 때, 양측 그룹의 디스크가 끼워맞춤식으로 서로 맞물린다. 양측 그룹은 축방향에서 서로 상대적으로 이동 가능하며 이때 쌍단위로 마찰 결합이 가능하다.
일반적으로 마찰 라이닝 플레이트는 샌드위치식으로 구성되며, 예를 들어 강철로 이루어진 지지판 및 적어도 하나의 마찰 라이닝을 포함하는데, 이 마찰 라이닝은 지지판의 환형면에 배치되며 일반적으로 지지판과 비분리식으로 결합된다. 일반적으로 마찰 라이닝은 섬유재료로 이루어지는데, 이 섬유재료는 종이 함유성 물질로 제조되거나 또는 탄소로 제조된다.
일측면 뿐 아니라 양측면에도 마찰 라이닝이 부착된 디스크가 실제 사용된 다. 일측면에 마찰 라이닝이 부착된 디스크는 각각 두 개의 인접한 디스크와 함께 작동하며, 하나의 디스크의 마찰 라이닝은 마찰 부재의 눌린 상태에서 다른 디스크의 지지판과 접촉하게 된다. 양측에 마찰 라이닝이 부착된 디스크에서는 양측에 마찰 라이닝이 부착된 각각 하나의 디스크가 두 개의 인접한 비부착된 디스크 사이에 배치된다. 이 부착되지 않은 매끄러운 디스크는 일반적으로 강철로 제작된다.
알려진 바와 같이 전환 과정 및 특히 이런 유형의 멀티 디스크 클러치 또는 멀티 디스크 브레이크의 마찰면 접촉면에서의 연속 슬립 모드에서는 발생하는 마찰 작동 및 마찰력으로 인해 높은 열이 발생한다. 상응하게 큰 열량을 외부로 방출하기 위해 일반적으로 적합한 냉매 및 윤활제, 특히 오일을 디스크에 흐르게 한다. 대개 냉각 오일 흐름은 디스크의 내경에서부터 방사상으로 유입되며 일반적으로 내측에서 외측으로 마찰 라이닝에 각인된 또는 스탬핑된 그루브를 통해 멀티 디스크를 통과한다.
열방출을 개선하기 위한 마찰 라이닝 그루브에 대한 복수의 형상적 구조가 알려져 있다. 그루브 형태의 기본적 패턴으로서 평행한 그룹형 그루브, 소위 와플형 그루브, 방사상 그루브 및 접선 그루브가 알려져 있다. 대개 서로 다른 그루브 형태의 기본적 패턴이 서로 조합된다.
미국 특허 US 5,335,765에서는 자동변속기 클러치용 습식 마찰 라이닝 플레이트가 공개되어 있는데, 이 마찰 라이닝 플레이트에서는 마찰면에 스탬핑된 두 개의 그루브 세트가 제공된다. 양측 그루브 세트의 그루브는 마찰면에 대칭적으로 분포된다. 양측 그루브 세트의 각 그루브는 회전 방향을 기준으로 방사상으로 비스듬 하게 후방으로 경사진 각도로 마찰면의 내측 가장자리에서부터 마찰면의 외측 가장자리로 진행한다. 열을 방출시키기 위한 냉각 오일은 마찰면의 내경에서부터 그루브로 유입된다. 내측에서 외측으로의 신속한 냉각 오일 흐름을 달성하기 위해 제2 그루브 세트의 그루브 경사각이 제1 그루브 세트의 그루브 경사각보다 크고, 각각의 제2 그루브가 제1 그루브에 만나며 이 위치에서부터 마찰면의 외경으로 진행한다. 제1 및 제2 그루브가 마찰면의 내경 인접부에서 “만나며”, 냉각 오일이 방사상 방향에서 마찰 라이닝 플레이트로 유입되는 냉각 오일 흐름에 제공될 수 있는 유입 횡단면적은 마찰면 내경에 있는 제1 그루브의 자유 횡단면적에 해당한다. 냉각 오일을 위한 방출 횡단면적은 마찰면 외경에 있는 제1 및 제2 그루브의 자유 횡단면적의 합에 해당하며 오일 유입 횡단면적의 거의 두 배에 해당한다. 마찰 라이밍 면적을 기준으로 그루브 부분이 전체적으로 약간 작다. 양측 그루브 세트의 정렬 상태에 상응하게 이 마찰 라이닝 플레이트는 선호 회전방향을 가지며 기능적 침해 없이 이 하나의 방향으로만 작동이 가능하다.
독일 특허 DE 44 32 624 C1에서는 토크 컨버터의 컨버터 록업 클러치를 위한 축방향으로 이동 가능한 피스톤에 부착된 마찰 라이닝을 제안하는데, 이 마찰 라이닝은 냉각 오일 흐름을 위한 복수의 그루브 또는 요홈을 가지며, 이 그루브는 마찰 라이닝의 회전축에 대해 변화하는 방사상 간격을 가지면서 둘레 방향에서 특정한 각도로 마찰 라이닝의 방사상 외측 및 방사상 내측 가장자리로 진행한다. 이때 각 그루브 또는 요홈이 냉각 오일을 위한 각 유입부와 각 배출부 사이에서 적어도 한번에 거쳐 그 진행 방향을 변경하여, 그 방사상 부품에 대항하게 변경 전의 부품을 향하게 된다. 둘레부에서 마찰 라이닝의 외경에 단지 소수의 유입부 및 마찰 라이닝의 내경에 단지 소수의 배출부만 존재한다. 그루브의 유입부 및 배출부는 회전 방향에 대해 수직으로 진행한다. 마찰 라이닝의 방사상 외측 가장자리에서 방사상 내측 가장자리로의 각 그루브의 그루브 진행에서 그루브 횡단면에 냉각 오일의 중간 저장을 위한 포켓이 배치된다. 이에 상응하게 그루브 진행에서 그루브 횡단면이 구간별로 확장되고 그 다음 그루브 진행에서 다시 좁아진다. 각 그루브의 유입 및 배출 횡단면적은 동일하다. 이런 그루브 형성으로 인해 마찰 라이닝면의 가능한 한 균일한 냉각이 달성되어야 하며, 이를 위해 비교적 큰 냉각오일 흐름이 필요치 않아야 한다.
변속 과정 및 연속 슬립 모드에서의 마찰 부재의 멀티 디스크를 통과하는 냉각 오일 유량 뿐 아니라 마찰 라이닝 그루브의 구조적 형상도 변속 과정에서의 토크 전달 시 마찰 부재의 회전 진동 거동에 영향을 미친다. 마찰 부재의 입력 토크의 회전 균질성을 감안하지 않더라도 디스크 접촉면 사이에 작용하는 마찰값의 불리한 진행이 자체적으로 형성된 장애성 회전 진동을 발생시킬 수 있다. 예를 들어 이런 불리한 마찰값 진행은, 매끄러운 디스크면과 마찰 라이닝면 사이에서, 양측면에 마찰 라이닝이 부착된 디스크를 사용할 경우에는 강철 디스크와 라이닝 디스크 사이에서 회전 속도 편차에 따라 형성되는 “수막 현상”이 나타남에 발생할 수 있다. 실제 이런 현상은 특히 큰 토크용량 및 마찰력에 기인한 큰 냉각오일 수요를 갖는 멀티 디스크 클러치 또는 멀티 디스크 브레이크에서 잘 알려져 있다.
이런 유형의 “수막 현상”을 보상하기 위해 독일 특허 DE 199 57 511 A1에 서는 클러치를 위한 마찰 라이닝 디스크를 제안하는데, 이 클러치에서는 두 가지의 서로 다른 그루브 형태 기본 패턴이 서로 조합적으로 사용된다. 한편으로 환형의 지지판에 부착된 마찰 라이닝이 둘레에 대칭적으로 분포된 복수의 그루브를 갖는데, 이 그루브는 마찰 라이닝의 내경에서부터 시작하여 방사상 라인 또는 교차선을 따라 진행하며 비교적 깊게 (필요 시 지지판에까지) 마찰 라이닝에 형성된다. 이 그루브는 마찰 라이닝의 내경에서부터 공급된 냉각 오일을 위한 “펌프 그루브”로서 기능하며 비교적 큰 냉각오일 유량을 이송하며 따라서 슬립 모드에서 발생하는 마찰열의 상당 부분을 외부로 방출시킨다. 추가적으로 마찰 라이닝은 제2 그루브 그룹을 갖는데, 이 그루브는 마찰 라이닝 표면에서 격자의 형태로 배치되며 더 얕게 마찰 라이닝에 각인되어 있다. 이 “와플형 그루빙”는 “펌프 그루브”의 그루브 패턴에 중첩되며 우선적으로 과잉의 냉각 오일 및 이로서 동수압 효과를 제거하는데, 이런 동수압 효과는 오일막 상에서의 마찰 라이닝의 “수막 현상”을 초래할 수 있다. 이에 상응하게 “와플형 그루빙”의 그루브는 “펌프 그루브”보다 현저하게 많은 수를 가지고 서로 조밀하게 나란히 배치되며, “와플형 그루빙”의 각 그루브는 두 개의 하위 그룹 중 하나에 각각 할당된다. 이 양측 하위 그룹의 그루브는 서로 평행하게 진행하며 양측 하위 그룹의 그루브는 특정한 각도로 교차된다(바람직하게는 90도). "와플형 그루빙“의 비원형 대칭적 배치에 상응하게 내경에서부터 공급된 냉각 오일이 직접 유입될 수 있는 마찰 라이닝의 내경에서 각 ”와플형 그루브“의 자유 그루브 횡단면은 우연에 의해 형성된다. 제조 기술적 측면에서 ”와플형 그루빙“은 ”펌프 그루브“에 비해 복잡하며 이에 상응하게 이런 유형의 마찰 라이닝 플레이트의 제조 비용이 고가이다.
본 발명의 목적은, 한편으로 슬립에 의해 발생하는 큰 열량을 공급된 냉매를 통해 외부로 방출하는 것을 가능하게 하며, 다른 한편으로는 토크 전달 시 마찰 부재가 닫힐 때 회전 진동에 민감하지 않은, 습식 마찰 부재를 위한 마찰 라이닝 플레이트를 개발하는 것이다. 또한 마찰 라이닝 플레이트는 기능적 침해 없이 회전방향에 무관하게 투입이 가능해야 하며 비교적 저렴하게 제조가 가능해야 한다.
이 목적은 본 발명에 따라 청구항 1 및 청구항 4의 특징을 포함하는 마찰 라이닝 플레이트를 통해 달성된다. 본 발명의 다른 바람직한 형태는 종속항에 명시된다.
종래 기술을 근거로 하여 본 발명에 따른 마찰 라이닝 플레이트는 습식 마찰 부재에 장착하기 위해 제공되며 마찰 체결을 위해 사용되는 적어도 하나의 원판형 습식 마찰면을 갖는다. 이 마찰면은 둘레에 분포된 복수의 그루브를 갖는데, 이 그루브는 열방출을 위해 냉매에 접촉되거나 또는 관통된다. 그루브는 두 개의 중첩되는 그루브 세트를 형성한다.
장착된 상태에서 마찰 라이닝 플레이트는 선호 방향없이 회전한다. 상응하는 마찰 부재는 멀티 디스크 클러치 뿐 아니라 멀티 디스크 브레이크로도 형성될 수 있다.
제1 그루브 세트의 각 그루브는 제1 회전 방향을 기준으로 방사상으로 비스듬하게 후방으로 경사진 제1 각도에서 관통 그루브로서 마찰면 내경에서부터 마찰면 외경으로 진행한다. 제2 그루브 세트의 각 그루브는 제1 회전 방향을 기준으로 방사상으로 비스듬하게 전방으로 경사진 제2 각도에서 관통 그루브로서 마찰면 내경에서부터 마찰면 외경으로 진행한다.
이 목적의 본 발명에 따른 해결 방법에서는, 그루브 교차점이 마찰면 내경에 놓이도록 제2 그루브 세트의 각 그루브가 제1 그루브 세트의 하나의 그루브와 교차되는 것이 제안된다. 여기에서 마찰면 내경에서의 총 그루브 횡단면적이 마찰면 내경과 마찰면 외경 사이의 마찰면 직경에서의 총 그루브 횡단면적보다 작다. 본 발명에 따른 이런 그루브 가공은 바람직하게도 마찰면 내경으로부터의 냉매 공급과 조합적으로 적용된다.
이 목적의 본 발명에 따른 제2 해결 방법에서는, 그루브 교차점이 마찰면 외경에 놓이도록 제2 그루브 세트의 각 그루브가 제1 그루브 세트의 하나의 그루브와 교차되는 것이 제안된다. 여기에서 마찰면 외경에서의 총 그루브 횡단면적이 마찰면 내경과 마찰면 외경 사이의 마찰면 직경에서의 총 그루브 횡단면적보다 작다. 본 발명에 따른 이런 그루브 가공은 바람직하게도 마찰면 외경으로부터의 냉매 공급과 조합적으로 적용된다.
이 목적의 양측 해결 방법에서는, 양측 그루브 세트의 모든 그루브가 관통 그루브로서 마찰면의 내경에서부터 외경에까지 형성됨에도 불구하고, 본 발명에 따른 그루브 패턴은 마찰 라이닝 플레이트의 회전 방향에 대해 수직으로 (즉 방사상 방향으로) 향하는 그루브 모서리를 갖지 않는다. 이로서 특히 회전에 의한 냉매 흐름의 영향이 마찰 라이닝 플레이트 내에서 조화를 이루게 된다.
본 발명의 바람직한 형태에서는, 추가적으로 그루브 교차점이 마찰면 평균 직경의 구역 내에 놓이도록, 제2 그루브 세트의 각 그루브가 제1 그루브 세트의 하나의 그루브와 교차하는 것이 제안된다. 각 그루브 세트의 그루브는 마찰면의 둘레에 대칭적으로 분포될 수 있다. 그 결과로서 X자 형태의 그루브 패턴이 나타나며 기능과 관련하여 그대로 유지되는 (토크 전달을 위해 실제 제공될 수 있는) 순수 마찰면, 마찰값 진행 및 회전 진동 둔감성의 특히 바람직한 조합이 나타난다.
본 발명에 따른 그루브 형성은 그루브에 그대로 남아 있는 마찰 라이닝 플레이트의 마찰면 구역 외에도 “제설활강(snow plough)” 현상을 발생시키는데, 이 현상은 (일반적으로 오일인) 냉매가 마찰면과 매끄러운 대응면 사이의 접촉면 사이에서 쉽게 배출되는 것을 의미한다. 마찰 라이닝 플레이트의 그루브로의 냉매 유입부에서의 그루브 횡단면적이 마찰 라이닝 플레이트의 마찰면과 매끄러운 대응면 사이의 접촉면 구역에서의 그루브 횡단면적보다 작으므로, 한편으로는 (내측 또는 외측에서부터) 방사상 방향으로 흐르는 새로운 냉매에 대해 어느 정도의 흡입 효과가 발생하며, 다른 한편으로는 마찰면에서부터 오는 냉매를 수용하기 위한 충분히 큰 자유 그루브 체적이 제공된다. 알려진 “수막 현상”은 적어도 효과적으로 감소되며, 이때 토크 전달을 위해 실제 제공될 수 있는 마찰 라이닝 플레이트의 순수 마찰면이 마찰면의 큰 백분율의 그루브 부분에 의해 의도치 않게 감소되지 않아야 한다. 본 발명에 따른 마찰 라이닝 플레이트의 그루브 백분율은 예를 들어 내경 및 외경에 의해 형상적으로 정의되는 전체 마찰면의 약 20 내지 30%에 달할 수 있다.
다른 이점은 특히 마찰 부재가 닫힐 때의 유리한 마찰값 변화 및 마찰 부재의 슬립 모드에서의 현저히 감소된 회전 진동 경향이다.
본 발명의 다른 형태에서는, 제1 그루브 교차점이 마찰면 내경에 놓이고 제2 그루브 교차점이 마찰면 외경에 놓이도록 제2 그루브 세트의 각 그루브가 제1 그루브 세트의 하나의 그루브와 교차되는 것이 제안된다. 이때 마찰면 내경에서 뿐 아니라 마찰면 외경에서의 총 그루브 횡단면적이 마찰면 내경과 마찰면 외경 사이의 마찰면 직경에서의 그루브 횡단면적보다 작다. 관통 그루브의 이런 구조적 형상으로 인해 마찰 라이닝 플레이트가 양측 냉매 공급 방향에 모두 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 형태에서는, 양측 그루브 세트의 그루브가 그 각각의 방사상 그루브 진행에서 일정한 그루브 폭 또는 일정한 그루브 횡단면을 갖는 것이 제안된다. 바람직하게도 제1 그루브 세트의 그루브의 그루브 폭 또는 그루브 횡단면이 제2 그루브 세트의 그루브의 그루브 폭 또는 그루브 횡단면과 동일하지만, 또한 다를 수도 있다. 이와 달리 각각의 방사상 그루브 진행에서 일정한 횡단면이 제공되지 않는 경우에는, 냉매가 그루브로 유입되는 마찰면 직경에서 항상 총 그루브 횡단면적이 모든 직경을 기준으로 한 총 그루브 횡단면적의 최소 총 그루브 횡단면적이다.
원칙적으로 본 발명에 다른 그루브 형태는 특수한 마찰면 유형으로 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 마찰 라이닝 플레이트는 (구동 프로파일을 갖는) 지지판 및 지지판에 고정적으로 부착된 (예를 들어 접착된) 마찰 라이닝을 구비한 샌드위치 구조로서 실시될 수 있을 뿐 아니라, 지지판 및 마찰 라이닝의 동일한 재료를 갖는 원피스형 플레이트로서도 실시될 수 있다. 마찰 라이닝 플레이트는 일측면에 마찰 라이닝이 부착된 플레이트로서 형성될 수 있을 뿐 아니라, 양측에 마찰 라이닝이 부착된 플레이트로도 형성될 수 있다. 마찰 라이닝 또는 마찰면은 예로서 종이 함유성 섬유 재료, 탄소 섬유 재료 또는 카본 또는 세라믹 재료로 제작될 수 있다.
아래에서 본 발명은, 예시적으로 멀티 디스크 클러치 또는 멀티 디스크 브레이크용인 장착된 상태에서 회전하는 습식 마찰 라이닝 플레이트가 도시된 도면을 통해 상세히 설명된다.
도 1 은 예시로서 샌드위치 구조로 실시된 마찰 라이닝 플레이트를 도시한다.
도 1에는 예시로서 샌드위치 구조로 실시된 마찰 라이닝 플레이트가 도시되어 있는데, 이 마찰 라이닝 플레이트는 원판형 지지판(support plate)(2) 및 마찬가지로 원판형인 마찰 라이닝을 갖는데, 이 마찰 라이닝은 지지판(2)의 평평한 정면에서 예를 들어 접착을 통해 지지판과 견고하게 결합된다. 지지판(2)은 예를 들어 강철로 제작되며 예시적으로 지지판(2)의 내경에서 (도면에 도시하지 않은) 디스크 캐리어(disc carrier)의 마찰 결합부로서 기능하는 구동 프로파일(3)을 갖는다. 물론 마찰 라이닝 플레이트의 다른 형태에서는 상응하는 구동 프로파일이 지지판의 외경에도 제공될 수 있다.
마찰 라이닝의 평평한 원판형 상단면은 마찰부로서 기능하는 마찰 라이닝 플 레이트(1)의 마찰면(4)을 형성하며 외경(d_a) 및 내경(d_i)에 의해 형상적으로 정의된다. 외경 및 내경에서 계산되는 마찰면(4)의 평균 직경 부호(d_m)로 표시된다. 마찰 라이닝 재료로서 예를 들어 종이 함유성 섬유 재료, 탄소 섬유 재료, 탄소 또는 세라믹도 제공될 수 있다. 토크 전달에 사용할 수 있는 마찰 라이닝 플레이트(1)의 “순수 마찰면”은, 마찰 라이닝의 마찰면(4)에 각인 또는 스탬핑된 그루브에 의해 감소된다. 중첩되는 두 개의 상이한 그루브 세트가 제공된다. 제1 그루브 세트의 그루브는 부호(5)로 표시되며, 제2 그루브 세트의 그루브는 부호(6)로 표시된다.
모든 그루브(5, 6)는 관통 그루브로서 실시되며 마찰면(4)의 내경(d_i)에서부터 마찰면(4)의 외경(d_a)에까지 진행한다. 이로서 마찰 라이닝 플레이트(1)의 내경에서부터 그 외경으로의 냉매 운반이 보장되며 또는 마찰 라이닝 플레이트가 마찰 체결상태인 경우, 즉 상응하는 마찰 부재가 슬립 모드에 있거나 또는 완전히 닫힌 경우에는 그 반대 방향으로의 냉매 운반이 보장된다.
제1 그루브 세트의 각각의 그루브(5)는 마찰 라이닝 플레이트(1)의 제1 회전 방향(n_1)을 기준으로 방사상으로 비스듬하게 후방으로 경사진 제1 각도로 마찰면 내경(d_i)에서 마찰면 외경(d_a)으로 진행하며, 제2 그루브 세트의 각각의 그루브(6)는 제1 회전 방향(n_1)을 기준으로 방사상으로 비스듬하게 전방으로 경사진 제2 각도로 마찰면 내경(d_i)에서 마찰면 외경(d_a)으로 진행한다. 여기에서 그루브(5, 6)는 마찰 라이닝 플레이트의 회전 방향에 대해 수직으로 (즉 방사상 방향으로) 정렬된 그루브 모서리를 갖지 않는다.
도시한 실시예에서는 그루브(5, 6)에 대해 대칭적 둘레 분할이 제공되는데, 상응하는 분할 각도는 부호(t_w)로 표시된다. 마찬가지로 방사상으로 후방 또는 전방으로의 회전 방향(n_1)과 관련하여 도면에 도시한 약 45도의 각도는 예시로서 간주해야 한다. 물론 다른 실시에서는 더 좁은 각도 또는 더 넓은 각도가 제공될 수 있다.
도시한 실시예에서 제1 그루브 세트의 그루브(5) 뿐 아니라 제2 그루브 세트의 그루브(6)도 방사상으로의 그루브 진행에 있어 동일하고 일정한 그루브 폭 또는 방사상으로의 그루브 진행에 있어 동일하고 일정한 그루브 횡단면을 갖는다. 예를 들어 다른 실시에서는, 양측 그루브 세트의 그루브(5, 6)가 그 각각의 방사상 방향으로의 그루브 진행에 있어 일정한 그루브 폭 또는 그 각각의 방사상으로의 그루브 진행에 있어 일정한 그루브 횡단면을 갖지만, 그루브(5, 6)의 그루브 횡단면 또는 그루브 폭은 상이하다.
본 발명에서는 제2 그루브 세트가 제1 그루브 세트에 중첩되어, 제2 그루브 세트의 그루브(6)와 제1 그루브 세트의 그루브(5)와의 특수한 교차점이 나타난다. 도면에 도시한 바와 같이, 제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 제1 그루브 세트의 그루브(5)와 교차하여, 제1 그루브 교차점(8)이 마찰면 내경(d_i)에 존재하고, 제2 그루브 교차점(7)이 마찰면 외경(d_a)에 존재한다. 본 발명의 핵심은, 마찰면 내경(d_i) 또는 마찰면 외경(d_a)에서의 총 그루브 횡단면적인 마찰면 내경(d_i)과 마찰면 외경(d_a) 사이의 마찰면 직경에서의 총 그루브 면적보다 적다는 것이다.
둘레 방향에서의 제1 및 제2 그루브 세트의 대칭적 분할로 인해 제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 마찰면(4)의 평균 직경(d_m) 구역에서 제1 그루브 세트의 그루브(5)와도 교차하며, 상응하는 교차점은 부호(9)로 표시된다. 따라서 도시한 실시예에서는 마찰면(4)의 원주에서 대칭적 분할을 갖는 X자 형태의 그루브 패턴이 나타난다. 이 대칭성은, 본 발명에 따른 마찰 라이닝 플레이트(1)가 선호 방향없이 양측 회전 방향으로 가동될 수 있도록 하는데 결정적인 역할을 한다.
또한 본 발명의 핵심은, 양측 그루브 세트의 중첩에도 불구하고 전체적 그루브 패턴에서 마찰 라이닝 플레이트의 회전 방향에 대해 수직으로 (즉 방사상 방향으로) 정렬된 그루브 모서리가 존재하지 않는다는 것이다.
마찰면(4)의 내경(d_i) 또는 외경(d_a)에서의 모든 그루브(5, 6)의 실제 총 그루브 횡단면적이 내경(d_i)과 외경(d_a) 사이에 존재하는 마찰면 직경에서의 총 그루브 횡단면적보다 항상 작다. 이로서 도면에 도시한 실시예에서도, 마찰면(4)의 내경(d_i) 또는 외경(d_a)에서부터 냉매가 공급되는 지의 여부가 중요하지 않다.
전체적으로 전술한 마찰 라이닝 플레이트(1)의 그루브 형성이 알려진 “수막 현상”을 효과적으로 감소시키는 작용을 하며 특히 마찰 부재의 슬립 모드이거나 닫힌 상태에서 매우 약한 회전 진동을 갖는 매우 유리한 마찰값 진행을 발생시키는데, 이때 토크 전달을 위해 실제 제공될 수 있는 순수 마찰면이 큰 백분율의 그루브 부분으로 인해 의도치 않게 감소되지 않는다. 이로서 본 발명에 따른 마찰 라이닝 플레이트(1)는 특히 양측 회전방향으로 가동 가능한 변속기 기동 마찰 부재로서 적합하다.
본 발명은 마찰 라이닝 플레이트에 이용될 수 있다.
1 마찰 라이닝 플레이트
2 지지판
3 지지판의 구동 프로파일
4 마찰 라이닝의 마찰면
5 제1 그루브 세트의 그루브
6 제2 그루브 세트의 그루브
7 마찰 라이닝 또는 마찰면 외경에서의 그루브의 교차점
8 마찰 라이닝 또는 마찰면 내경에서의 그루브의 교차점
9 마찰 라이닝 또는 마찰면 평균 직경에서의 그루브의 교차점
d_a 마찰면의 외경
d_i 마찰면의 내경
d_m 마찰면의 평균 직경
n_1 제1 회전 방향
t_w 분할 각도

Claims (15)

  1. 마찰면 내경(d_i)에서부터 냉매가 흐를 수 있는 그루브(5, 6)를 가지며, 마찰 체결의 기능을 하는 적어도 하나의 원판형 마찰면(4)을 포함하는 습식 마찰 부재를 위한 마찰 라이닝 플레이트로서, 여기서
    - 그루브(5, 6)가 서로 중첩되는 두 개의 그루브 세트를 형성하고,
    - 장착된 상태에서 마찰 라이닝 플레이트(1)가 선호 방향없이 회전하며,
    - 마찰면(4)은 회전 방향에 대해 수직으로 향하는 그루브 모서리를 갖지 않고,
    - 제1 그루브 세트의 각 그루브(5)가 제1 회전 방향(n_1)을 기준으로 방사상으로 비스듬하게 후방으로 경사진 제1 각도에서 관통 그루브로서 마찰면 내경(d_i)에서부터 마찰면 외경(d_a)으로 진행하며 그리고
    - 제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 제1 회전 방향(n_1)을 기준으로 방사상으로 비스듬하게 전방으로 경사진 제2 각도에서 관통 그루브로서 마찰면 내경(d_i)에서부터 마찰면 외경(d_a)으로 진행하는, 마찰 라이닝 플레이트에 있어서,
    제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 제1 그루브 세트의 그루브(5)와 최대 3 개의 교차점(7, 8, 9)에서 교차되며, 여기서
    - 제 1 그루브 교차점(8)이 마찰면 내경(d_i)에 놓이며,
    - 제 2 그루브 교차점(7)이 마찰면 외경(d_a)에 놓이며 그리고
    - 마찰면 내경(d_i)에서의 총 그루브 횡단면적이 마찰면 내경(d_i)과 마찰면 외경(d_a) 사이의 마찰면 직경에서의 총 그루브 횡단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  2. 제1항의 전제부에 따르는 마찰 라이닝 플레이트에 있어서,
    제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 제1 그루브 세트의 최대 3 개의 그루브(5)와 각 경우 하나의 교차점(7, 8, 9)에서 교차되며, 여기서
    - 제 1 그루브 교차점(8)이 마찰면 내경(d_i)에 놓이며,
    - 제 2 그루브 교차점(7)이 마찰면 외경(d_a)에 놓이며 그리고
    - 마찰면 내경(d_i)에서의 총 그루브 횡단면적이 마찰면 내경(d_i)과 마찰면 외경(d_a) 사이의 마찰면 직경에서의 총 그루브 횡단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  3. 마찰면 외경(d_a)에서부터 냉매가 흐를 수 있는 그루브(5, 6)를 가지며, 마찰 체결의 기능을 하는 적어도 하나의 원판형 마찰면(4)을 포함하는 습식 마찰 부재를 위한 마찰 라이닝 플레이트로서, 여기서
    - 그루브(5, 6)가 서로 중첩되는 두 개의 그루브 세트를 형성하고,
    - 장착된 상태에서 마찰 라이닝 플레이트(1)가 선호 방향없이 회전하며,
    - 마찰면(4)은 회전 방향에 대해 수직으로 향하는 그루브 모서리를 갖지 않고,
    - 제1 그루브 세트의 각 그루브(5)가 제1 회전 방향(n_1)을 기준으로 방사상으로 비스듬하게 후방으로 경사진 제1 각도에서 관통 그루브로서 마찰면 내경(d_i)에서부터 마찰면 외경(d_a)으로 진행하며 그리고
    - 제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 제1 회전 방향(n_1)을 기준으로 방사상으로 비스듬하게 전방으로 경사진 제2 각도에서 관통 그루브로서 마찰면 내경(d_i)에서부터 마찰면 외경(d_a)으로 진행하는, 마찰 라이닝 플레이트에 있어서,
    제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 제1 그루브 세트의 그루브(5)와 최대 3 개의 교차점(7, 8, 9)에서 교차되며, 여기서
    - 제 1 그루브 교차점(7)이 마찰면 외경(d_a)에 놓이며,
    - 제 2 그루브 교차점(9)이 평균 마찰면 직경(d_m)의 구역에 놓이며 그리고
    - 마찰면 외경(d_a)에서의 총 그루브 횡단면적이 마찰면 내경(d_i)과 마찰면 외경(d_a) 사이의 마찰면 직경에서의 총 그루브 횡단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  4. 제3항의 전제부에 따르는 마찰 라이닝 플레이트에 있어서,
    제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 제1 그루브 세트의 최대 3 개의 그루브(5)와 각 경우 하나의 교차점(7, 8, 9)에서 교차되며, 여기서
    - 제 1 그루브 교차점(7)이 마찰면 외경(d_a)에 놓이며,
    - 제 2 그루브 교차점(9)이 평균 마찰면 직경(d_m)의 구역에 놓이며 그리고
    - 마찰면 외경(d_a)에서의 총 그루브 횡단면적이 마찰면 내경(d_i)과 마찰면 외경(d_a) 사이의 마찰면 직경에서의 총 그루브 횡단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 추가적으로 제 3 그루브 교차점(8)이 마찰면 내경(d_i)에 놓이도록 제2 그루브 세트의 각 그루브(6)가 제1 그루브 세트의 하나의 그루브(5)와 교차하는 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 그루브 세트의 그루브(5) 및 제2 그루브 세트의 그루브(6) 중 최소한 하나는 그 각각의 방사상 그루브 진행에서 일정한 그루브 폭 또는 그 각각의 방사상 그루브 진행에서 일정한 그루브 횡단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 그루브 세트의 그루브(5) 및 제2 그루브 세트의 그루브(6) 중 최소한 하나는 그 각각의 방사상 그루브 진행에서 일정하지 않은 그루브 폭 또는 그 각각의 방사상 그루브 진행에서 일정하지 않은 그루브 횡단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 양측 그루브 세트의 그루브(5, 6)가 동일한 그루브 폭 또는 동일한 그루브 횡단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 그루브 세트의 그루브(5)가 제2 그루브 세트의 그루브(6)와 다른 그루브 폭 또는 다른 그루브 횡단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 총 그루브 부분이 마찰면(4)의 20 내지 30%인 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 그루브 세트의 그루브(5, 6)가 마찰면(4)의 둘레에서 대칭적으로 분포되는 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 마찰 라이닝 플레이트(1)가 종이 함유성 섬유 재료 또는 탄소 섬유 재료 또는 세라믹 재료로 이루어진 마찰 라이닝 또는 마찰면(4)을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 마찰 라이닝 플레이트(1)가 일측면에 라이닝이 부착된 플레이트로서 또는 양측면에 부착된 플레이트로서 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰 라이닝 플레이트.
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