KR20030096059A - 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트 - Google Patents

플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트 Download PDF

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KR20030096059A
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dog plate
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프랑크 귄터
요하네스 하인리히
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Abstract

기본적으로 서로 같은 간격(x)으로 도그 플레이트(1, 31, 41)의 외부둘레(21)에 배치되어 있는 다수의 기어 이들(7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14)을 포함하며 이때, 적어도 하나의 기어 이(7)가 원주방향으로 이동되어(xxy) 배치되거나, 상기 기어 이들 중에서 적어도 하나의 기어 이 대신에 원주방향으로 작용하는 스프링 장치가 마련되는 클러치 하우징(4)의 내기어(6)에 삽입하기 위해 마련된 외기어(5)를 갖춘 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트(1, 31, 41).

Description

플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트 {DOG PLATE FOR PLATE CLUTCH SYSTEM}
본 발명은 서로 같은 간격(x)으로 도그 플레이트의 외부둘레에 배치되어 있는 다수의 기아 이들을 포함하며, 클러치 하우징의 내기어에 삽입하기 위해 마련된 외기어를 갖춘 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트에 관한 것이다.
공지기술에 의하면, 플레이트 클러치 시스템에서 특히 더블 클러치 시스템의 구동연결은 소위 말하는 도그 플레이트에 의해 실현된다. 상기 방식의 도그 플레이트는 외기어(external gear)를 갖는다. 전문용어로 삽입기어라 불리우는 상기 외기어는 클러치 하우징의 내기어(internal gear)에 삽입된다. 기어의 백래시 (backlash) 때문에 내연기관에 의한 진동자극으로 덜거덕거리는 소음이 발생한다. 상기 소음은 특히 기어의 백래시 내부에서 기어의 플랭크(flank) 변환에 의해 엔진이 공회전할때 생긴다. 이때, 진동에 대한 자극은 내연기관의 회전이 한결같지 않기 때문에 생긴다. 특히 디젤 엔진에서는 진동자극에 대한 경향이 높아 상기의 소음이 발생한다.
따라서 본 발명의 과제는 공지 기술에 따른 도그 플레이트를 상기의 소음이 더 이상 생기지 않도록 형성하거나 또는 적어도 소음의 강도가 현저히 감소되도록 형성하는 데에 있다.
상기 과제는 기본적으로 서로 같은 간격(x)으로 도그 플레이트의 외부둘레에 배치되어 있는 다수의 기아 이들을 포함하며, 클러치 하우징의 내기어에 삽입하기 위해 마련된 외기어를 갖춘 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트에 있어서, 적어도 하나의 기어 이가 원주방향으로 이동되어 배치되된 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트 또는 기어 이들 중 적어도 하나의 기어 이 대신에 원주방향으로 작용하는 스프링 장치가 마련된 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트에 의해 해결된다.
도 1은 본 발명에 따른 외기어를 갖는 도그 플레이트의 제 1 실시예를 도시한 도면,
도 2a, 도 2b는 도 1의 본 발명에 따른 외기어를 갖는 도그 플레이트가 클러치 하우징의 내기어와 맞물려 있는 것을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 외기어를 갖는 도그 플레이트의 제 2 실시예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 외기어를 갖는 도그 플레이트의 제 3 실시예를 도시한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1, 31, 41 도그 플레이트2, 3 맞물림 구멍
4 클러치 하우징5 외기어
6 내기어
7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 37, 38, 39, 47,
48, 49 기아 이
21 외부둘레22, 23 절개부분
32 나선 스프링 (부하가 없는 상태)
33 나선 스프링 (부하가 걸린 상태)
42 판 스프링 (부하가 없는 상태)
43 판 스프링 (부하가 걸린 상태)
Δy1, Δy2, x, y 간격Δy1+ Δy2백래시
본 발명은 클러치 하우징의 내기어에 삽입하기 위해 마련된 외기어를 가지며, 기본적으로 서로 같은 간격으로 도그 플레이트의 외부둘레에 배치된 다수의 기어 이(gear tooth)를 갖는 공지의 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트를 기초로 하고 있다. 본 발명의 주요 목적은 클러치 하우징에서 도그 플레이트의 백래시를 현저히 감소시키는 데에 있다. 상기 목적을 위해, 본 발명에는 적어도 하나의 기어 이가 원주방향으로 이동 배치된다. 이로써, 소음과 마모현상이 방지되며 기어가 맞물린다.
바람직하게는 상기 적어도 하나의 기어 이가 도그 플레이트에 작용하는 추력(推力) 방향으로 이동 배치된다. 상기 방법을 통해, 외기어와 내기어의 상호작용연결이 되어 있는 모든 기어 이들에 부하가 종결되어도 서로 눌러져 있게 된다. 이로써, 부하변환시에 서로 떨어지는 것이 저지된다.
본 발명의 특징에 따라, 상기 적어도 하나의 기어 이는 최소한 「최대 비틈 백래시」만큼 이동되어 배치된다. 이것은 덜거덕거리는 소음을 완전히 제거하기 위해 최소한으로 해야만 하는 방법이다.
또한, 본 발명에 따라, 상기 적어도 하나의 기어 이는 원주방향으로 탄력을 갖도록 배치된다. 탄력을 갖는 배치는 간단한 방식으로 클러치 하우징의 내기어와 도그 플레이트의 외기어가 지탱되는 것을 가능케 한다.
상기 탄력을 갖는 배치는, 기본적으로 방사상으로 연장하며 상기 적어도 하나의 기어 이를 인접한 기어 이들로부터 분리시키는 도그 플레이트의 절개부분들에 의해 실현된다. 이와 같은 실시예는 금속 시트의 형태로 제조가 간단하다는 장점을 갖고 있다. 상기 방식으로 이동되어 배치된 기어 이가 갖는 탄력효과의 강도는 분리하는 절개부분들의 깊이에 의해 간단히 정해질 수 있다.
본 발명에 따라, 탄력을 갖는 배치는 외기어와 내기어사이의 초기응력(prestress)을 야기시킬수 있도록 형성된다. 따라서, 상기 적어도 하나의 기어 이의 이동은 「최대 비틈 백래시」의 값을 초과한다.
바람직하게는 초기응력은 초기응력이 공회전 변환 모멘트를 지지할 수 있도록 정해진다. 이로써 공회전시 모든 소음이 완전히 저지될 수 있다.
본 발명에 따라, 탄력있는 배치는 추력 모멘트가 공회전시의 추력 모멘트 부분보다 클 경우, 외기어 기어 이들의 각각의 추력 플랭크들이 내기어 기어 이들의 해당 플랭크들에 인접할 수 있도록 한다. 이로써 손실과 마모가 적은 정상적인 작동이 가능하다.
상기에서 언급한 실시예 중에서 특히 바람직한 실시예는, 클러치 하우징의 내기어에 도그 플레이트의 외기어를 삽입하는 것을 쉽게 하는 장착수단이 마련된다. 특히 이 방법은 높아진 초기응력에서 도그 플레이트를 클러치 하우징으로 삽입해야만 할 때 유용하다.
상기 장착수단은 상기 적어도 하나의 기아 이 내부에서 기본적으로 방사상의 방향으로 배치된 맞물림(mesh) 구멍과 상기 적어도 하나의 기아 이에 인접한 기아 이 내부에서 기본적으로 방사상의 방향으로 배치된 맞물림 구멍에 의해 매우 간단하게 실현된다. 상기 맞물림 구멍에 플라이어(pliers)의 끝이나 이와 유사한 것을 삽입할 수 있다. 또한 상기 맞물림 구멍으로 인하여 상기 적어도 하나의 기아 이가, 보다 큰 간격으로 배치되어 인접하고 있는 기아를 향해 눌려질 수 있다.
도그 플레이트는 보통의 경우 금속 시트(sheet) 변형부품의 형태이기 때문에 상기 언급한 방식으로 이동되어 배치된 기아 이의 탄력효과는 제한된다. 초기응력 기능을 향상시키기 위해, 원주방향으로 이동되어 배치되어 있는 한 개 또는 여러 개의 기아 이 대신에 스프링 장치가 마련될 수 있다. 스프링 장치는 예를 들면 나선 스프링, 판 스프링 또는 이와 유사한 것들로 실행될 수 있다.
또한, 각각의 기아 이들을 분리해 삽입하여 원주방향으로 움직이게 하거나또는 매우 낮은 지속성으로 연결시키는 가능성도 있다. 이와 같이 분리되어 삽입된 기아 이들은 상기 방식의 스프링 장치와 함께 초기응력을 가질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예는 도면과 함께 상세히 설명한다.
도 1, 도 2a 그리고 도 2b는 본 발명에 따라 소음이 감소되도록 형성된 공지기술의 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트를 나타낸다.
기본적으로 회전시 좌우대칭적인 도그 플레이트(1)는 금속 시트 변형부품으로 형성되어 있다. 상기 도그 플레이트는 기본적으로 서로 같은 간격(x)으로 외부둘레(21)에 배치되어 있는 다수의 기아 이들을 포함하는 외기어(5)를 갖는다. 상기 기아 이들의 예는 도 1 과 도 2에 참조부호(7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), (14)로 표시되어 있다.
도그 플레이트(1)의 외기어(또는 삽입기어)는 플레이트 클러치 시스템의 구동연결을 위해 플레이트 클러치 시스템의 클러치 하우징(4)의 내기어(6)의 안에 자리한다. 이때, 기아 이들(7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), (14)은 방사상의 백래시(Δy1+ Δy2)와 함께, 플레이트 클러치 시스템의 클러치 하우징(4)의 내기어(6)의 인접해 있는 기아 이들(15), (16), (17), (18), (19), (20)의 틈새와 맞물린다. 상기 맞물림의 단면은 도 2a에 자세히 나타나 있다.
본 발명에 따라, 적어도 하나의 기아 이가 원주방향으로 이동 배치된다. 상기 기아 이는 도 1과 도 2b에 자세히 나타나 있다. 상기 기아 이는 도면에 참조부호(7)로 표시되어 있다. 인접해 있는 기아 이(8)와 기아 이(11)에 대한 이동은 (y)값을 갖는다. 따라서, 인접한 기아 이(8)와 기아 이(11)에 대한 기아 이(7)의 이동간격은 (x + y) 또는 (x - y) 이다.
이동된 기어 이(7)가 도그 플레이트(1)에 작용하는 추력 방향으로 이동배치되도록 도그 플레이트(1)를 클러치 하우징(4)에 삽입한다. 이때, 기어 이(7)의 이동(y)은 「최대 비틈 백래시(Δy1+ Δy2)」를 초과하게끔 정해진다.
도 1과 도 2b에서, 이동된 기아 이(7)는 원주방향으로 탄력을 갖도록 배치된다. 탄력을 갖는 배치는, 방사상으로 연장하며 기아 이(7)를 인접한 기아 이(8)와 기아 이(11)로부터 분리시키는 절개부분(22)과 절개부분(23)에 의해 실현된다. 「최대 비틈 백래시(Δy1+ Δy2)」를 초과하는 이동(y)와 함께 도그 플레이트(1)의 외기어(5)와 클러치 하우징(4)의 내기어(6) 사이에 초기응력이 생긴다. 초기응력은 바람직하게는 초기응력이 공회전 변환 모멘트를 지지하게끔 크게 정해진다. 도그 플레이트(1)에 작용하는 추력 방향으로의 기어 이(7)의 이동(y)은, 공회전 작동시 모든 나머지 기아 이들이 초기응력을 갖고 견인 플랭크에 인접하게끔 한다. 주행작동시(추력)에는 이동되어 배치된 기아 이들이, 만약 추력 모멘트가 공회전시의 추력 모멘트 부분보다 크다면, 탄력을 갖는 형태를 통해 추력 플랭크에의 인접을 가능케한다.
외기어(5)를 갖춘 도그 플레이트(1)를 클러치 하우징의 내기어(6)에 쉽게 삽입하기 위해 본 발명에 따라 설치도움이 마련되어 있다. 상기 설치도움은 도 1과 도 2b의 실시예에 도시된 대로, 기아 이(7) 내부에서 방사상의 방향으로 배치된 맞물림 구멍(2)과, 인접한 기아 이(8)에서 방사상의 방향으로 배치된 맞물림 구멍(3)으로 구성된다. 상기 맞물림 구멍(2)과 맞물림 구멍(3)에 플라이어나 이와 유사한 것의 양 끝이 들어갈 수 있다. 플라이어를 조임으로써 이동(y)이 감소될 수 있다. 그 결과, 클러치 하우징(4)의 내기어로 도그 플레이트의 외기어(5)가 삽입될 수 있다.
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 도그 플레이트(31)와 도그 플레이트(41)의 실시형태를 나타낸다.
도 3에 도시된 실시형태도, 기본적으로 서로 같은 간격으로 외부둘레에 배치된 다수의 기아 이들을 갖는 외기어가 마련된 공지의 도그 플레이트(31)를 기초로 하고 있다. 상기 기아 이들 중에서 예시로 기아 이 세 개가 참조부호(37), (38), (39)로 표시되어있다. 상기 실시예에 따라, 기아 이 하나 대신에 나선 스프링(32), (33)이 삽입된다. 나선 스프링(32), (33)의 탄성은 외부둘레쪽으로 원주방향으로 작용한다. 상기 나선 스프링의 외부둘레면은 클러치 하우징의 내기어의 인접한 기아 이들의 틈새와 맞물려 클러치 하우징에 대해 원주방향으로 도그 플레이트(31)를 지탱시킬 수 있다. 탄성 효과를 분명히 보이기 위해 도 3은 부하가 없는 상태 (32)또는 지지된 상태에 있는 나선 스프링(33)을 도시하고 있다.
도 4에서 볼 수 있듯이 나선 스프링대신에 판 스프링이 삽입될 수도 있다. 이 방식에 따른 도그 플레이트(41)의 기아 이들의 예는 참조부호(47), (48), (49)로 표시되어 있으며, 느슨한 상태 (42) 또는 지지된 상태의 판 스프링(43)로 표시되어 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 기어의 백래시로 인하여 내연기관에 의한 진동자극으로 발생하는 덜거덕거리는 소음을 더 이상 생기지 않도록 형성하거나 또는 적어도 소음의 강도가 현저히 감소시키게 된다.

Claims (13)

  1. 기본적으로 서로 같은 간격(x)으로 도그 플레이트(1)의 외부둘레(21)에 배치되어 있는 다수의 기아 이들(7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14)을 포함하며, 클러치 하우징(4)의 내기어(6)에 삽입하기 위해 마련된 외기어(5)를 갖춘 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트(1)에 있어서,
    적어도 하나의 기어 이(7)가 원주방향으로 이동되어(xxy) 배치되는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기어 이(7)가 도그 플레이트(1)에 작용하는 추력 방향으로 이동되어(y) 배치되는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기어 이(7)가 최소한 「최대 비틈 백래시(Δy1+Δy2)」만큼 이동되어(y) 배치되는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  4. 상기 언급한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기어 이(7)가 원주방향으로 탄성을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탄성을 갖는 배치가, 기본적으로 방사상으로 연장하며 상기 적어도 하나의 기아 이(7)를 인접한 기아 이들(8, 11)로부터 분리시키는 도그 플레이트(1) 내의 절개 부분들(22, 23)에 의해 실현되는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 탄성을 갖는 배치가 외기어(5)와 내기어(6)사이의 초기응력을 발생시킬 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 초기응력이 공회전 변환 모멘트를 지지할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추력 모멘트가 공회전 작동시의 추력 모멘트 부분보다 클 경우, 상기 탄력있는 배치가 정상적인 작동에서, 외기어(5)의 기어 이들(7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14)의 각각의 추력 플랭트들이 내기어(6)의 기어 이들(15, 16, 17, 18, 19, 20)의 해당 추력 플랭트들(24)에 인접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  9. 상기 언급한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도그 플레이트(1)의 외기어(5)를 상기 클러치 하우징(4)의 내기어(6)에 쉽게 삽입하기 위해 설치도움(2, 3)이 마련된 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 설치도움이 상기 적어도 하나의 기어 이(7)의 내부에서 기본적으로 방사상의 방향으로 배치된 맞물림 구멍(2)과, 상기 적어도 하나의 기어 이(7)에 인접한 기어 이(8)의 내부에서 기본적으로 방사상의 방향으로 배치된 맞물림 구멍(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  11. 기본적으로 서로 같은 간격으로 도그 플레이트(31, 41)의 외부둘레에 배치되어 있는 다수의 기아 이들(37, 38, 39, 47, 48, 49)을 포함하며, 클러치 하우징의 내기어에 삽입하기 위해 마련된 외기어를 갖춘 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트(31, 41)에 있어서,
    상기 기어 이들 중 적어도 하나의 기어 이 대신에 원주방향으로 작용하는 탄성 수단(32, 42; 33, 43)이 마련되는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 탄성 수단은 나선 스프링(32, 33) 또는 판 스프링(42, 43) 으로 된 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 탄성 수단이 외부둘레쪽으로 하나의 기어 이를 지탱하고 있는 것을 특징으로 하는 플레이트 클러치 시스템용 도그 플레이트.
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