KR20160024982A - 기어식 전동장치의 유격을 조정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중심선(39, 67)을 갖는 적어도 한 개의 기어휠(16, 66) 및 기어휠(16, 66)에 형성되고 중심선(39, 67)과 실질적으로 평행하게 이어지는 구멍(36)을 포함하는 기어휠 전동장치(12)용 간극 조정기구에 관한 것이다. 구멍(36)에 삽입될 수 있는 스피곳(46)이, 나사부(48)와 원추부(50)를 구비하고, 스피곳이 구멍(36)에서 회전될 때 중심선(39, 67)이 동시에 이동하도록 구멍(36)에 끼워진다. 또한 본 발명은 이러한 간극 조정기구(14)를 구비한 기어휠 전동장치(12), 이러한 기어휠 전동장치(12)를 구비한 연소 엔진(4), 이러한 연소 엔진(4)을 구비한 차량(1) 및 이러한 기어휠 전동장치(12)에서 플랭크 간극을 조정하는 방법에 관한 것이기도 하다.

Description

기어식 전동장치의 유격을 조정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR ADJUSTING THE PLAY OF A GEAR TRANSMISSION}

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 기어휠 전동장치용 간극 조정기구에 관한 것이다. 또한 본 발명은 특허청구범위 제11항의 전제부에 따른 간극 조정기구를 구비한 기어휠 전동장치, 제13항의 전제부에 따른 기어휠 전동장치를 구비한 연소 엔진, 제14항의 전제부에 따른 연소 엔진을 구비한 차량, 및 제15항의 전제부에 따른 기어휠 전동장치의 플랭크 간극을 조정하기 위한 방법에 관한 것이기도 하다.

간극 없이 꼭 맞는 기어휠들의 상호 치합은 기어휠들 각각의 기준원 또는 피치원에서 일어난다. 그러면 간극 없이 꼭 맞는 두 기어휠들 간의 중심간 거리(중심 거리)는 기어휠들 각각의 기준원들 또는 피치원들의 반경들의 합일 것이다. 열팽창을 수용하도록, 기어휠들 사이의 중심 거리는 일반적으로 기어휠들 사이에 플랭크 간극이 형성되도록 다소 증가되어 있는데, 그렇지 않으면 이러한 열팽창으로 인해 기어휠들 사이에 큰 반경 방향 힘들이 발생될 것이다. 두 기어휠들 사이의 반경 방향 힘들이 과도하면 각 기어휠 베어링에 가해지는 부하가 증가되어 그 내구 수명이 단축될 것이다. 또한 반경 방향 힘들이 크면 기어휠들의 치형들의 플랭크들의 마모가 증가되고, 이는 치형들의 손상으로 이어질 가능성이 있다. 또한 플랭크 간극의 크기는 기어휠들 사이의 전동비에 영향을 미친다. 일정한 비를 얻기 위해, 계합된 기어쌍의 직교하는 접촉점이 항상 그 축선들 사이의 직선 상에 있는 고정점을 통과하여 이어져야 한다. 기어휠 전동장치에 의해 발생되는 소음 역시 플랭크 간극에 의해 영향을 받을 것이다.

기어휠 전동장치는 다수의 각기 다른 기계적 구성들에서 각기 다른 용도로 사용된다. 이러한 구성들에 있어서, 협동하는 기어휠들 간의 플랭크 간극은 제대로 작동하고 신뢰성 있는 구성을 달성하기 위해 상당히 중요하다.

연소 엔진의 캠샤프트를 구동하는 데 사용되는 기어휠 전동장치는 다수의 인자들을 충족시켜야 한다. 엔진 밸브들의 정확한 개방 및 폐쇄 시간을 달성하기 위하여, 협동하는 기어휠들 사이의 플랭크 간극은 정밀하게 조정될 필요가 있다. 동시에, 주변에 악영향을 미칠 수 있는 소음을 방지하기 위해서는 전동장치를 가능한 한 조용하게 하는 것이 바람직하다. 엔진이 차량을 구동하기 위한 것이라면, 특정 국가들에서는 엔진이 발생시키는 소음의 허용 수준에 대한 법정 요건이 있다.

캠샤프트를 구동하는 데 사용되는 기어휠 전동장치는 보통 서로 계합되는 다수의 기어휠들을 포함한다. 엔진이 한 개 이상의 오버헤드 캠샤프트를 구비하면, 엔진의 크랭크샤프트와 캠샤프트들 간의 거리는 상당할 것이다. 따라서 이들 사이의 전동장치는 다수의 기어휠을 포함해야 한다. 크랭크샤프트는 엔진 블록에 끼워지고, 오버헤드 캠샤프트들은 실린더 헤드에 끼워진다. 엔진 블록들과 실린더 헤드들 및 장착 상태에서 이들 사이에 배치되는 각각의 씰들과 개스킷들의 제작 공차들로 인해 크랭크샤프트와 캠샤프트들 사이의 거리는 종류와 제작사가 동일한 엔진들 사이에서도 변할 것이다. 이는 엔진의 부품들이 소정의 공차를 가지고 제작되기 때문에 기어휠들의 중심 거리들도 변할 것이라는 의미이다.

실린더 헤드 개스킷의 압축이 예를 들어 엔진의 정상적인 작동 중에 일어날 수 있다. 엔진의 정비와 수리는 실린더 헤드의 교체, 또는 연마(grinding)에 의한, 재조정(reconditioning)을 포함할 수 있다. 따라서 기어휠들의 중심 거리들은 작동 중에 그리고 엔진의 정비와 수리로 인해 변할 수 있다.

공지의 해결책은 정상적인 작동, 마모, 정비 및 수리에 의해 플랭크 간극이 받는 영향에 대응하기 위해 협동하는 기어휠들 사이의 플랭크 간극 설정들이 변경될 수 있도록 간극 조정기구를 구비한 기어휠 시스템을 제공하는 것이다.

다른 공지의 해결책은 협동하는 기어휠들 사이의 플랭크 간극을 조정하기 위한 조정 가능한 브래킷 상에 중간 피니언이 제공되는 간극 조정 방법을 채택하는 것이다.

WO9300530은 연소 엔진의 크랭크샤프트와 캠샤프트 사이에 있는 기어휠 전동장치의 기어휠들 사이의 중심 거리를 조정하기 위한 기구를 언급하고 있다. 중간 기어휠을 고정하는 스크류들이 느슨해지면 중간 기어휠이 회전축선을 중심으로 회전될 수 있다. 중심 거리가 올바르게 조정되면, 기어휠의 위치가 엔진 블록에 대해 고정되도록 고정 스크류들이 죄어진다.

US-A-3 502 059는 연소 엔진의 크랭크샤프트와 캠샤프트 사이에 있는 기어휠 전동장치의 기어휠들에 대한 조정기구를 언급한다. 선회 가능한 브래킷 상에 중간 기어휠이 제공된다. 중간 기어휠을 체결하는 다수의 볼트들이 풀리면, 브래킷이 선회 핀을 중심으로 회전될 수 있다. 중간 기어휠이 올바르게 조정되면, 브래킷과 중간 기어휠의 위치들이 엔진의 실린더 헤드에 대해 고정되도록 체결 볼트들이 죄어진다.

본 기술 분야에서 공지된 해결책에도 불구하고, 구성이 간단하고 사용하기가 용이한 간극 조정기구를 더 개발할 필요가 있다.

또한, 제작 시 소재 소요량(material requirement)이 적고 제작 비용이 저렴한 간극 조정기구를 더 개발할 필요도 있다.

본 발명의 목적은 구조가 간단한 간극 조정기구를 제안하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 사용하기가 용이한 간극 조정기구를 제안하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제작 시 소재 소요량이 적은 간극 조정기구를 제안하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제작 비용이 저렴한 간극 조정기구를 제안하는 데 있다.

이 목적들은 특허청구범위 제1항에 기재된 사항들을 특징으로 하는 서두에 언급된 종류의 간극 조정기구에 의해 달성된다. 또한, 이 목적들은 특허청구범위 제11항의 전제부에 따른 간극 조정기구를 구비한 기어휠 전동장치, 제13항의 전제부에 따른 기어휠 전동장치를 구비한 연소 엔진, 제14항의 전제부에 따른 연소 엔진을 구비한 차량, 및 제15항의 전제부에 따른 기어휠 전동장치의 플랭크 간극을 조정하기 위한 방법에 의해서도 달성된다.

나사부와 원추부를 포함하고 기어휠의 구멍에 삽입될 수 있는 스피곳은, 기어휠의 중심선이 동시에 이동하도록 스피곳을 구멍에서 회전시키는 것에 의해 플랭크 간극이 용이하게 설정될 수 있게 한다. 스피곳은 구조가 간단하고 플랭크 간극을 조정하는 데 사용하기가 용이하다. 스피곳을 제작하는 데 소요되는 소재량은 적고, 이는 제작 비용이 저렴하다는 것을 의미한다.

일 실시예에서, 원추부는 5° 내지 170° 범위, 바람직하게는 135° 내지 45° 범위의 팁 각도를 갖는다. 이러한 팁 각도에 의해 플랭크 간극 설정 중에 기어휠의 이동이 일어나고, 기어휠의 동시 이동이 보장된다. 기어휠이 경사지게 설정되면 조정 후에 플랭크 간극이 부정확해지는 결과가 초래된다.

다른 실시예에서, 나사부는 0.2 내지 2mm 범위, 바람직하게는 0.5 내지 1.5mm 범위의 피치를 갖는다. 이러한 나사산 피치에 의해 매우 정확한 플랭크 간극 조정이 이루어지는데, 이는 피치의 크기가 회전하는 스피곳의 축선 방향 이동에 영향을 미치기 때문이다. 스피곳 자체의 축선 방향 이동은 기어휠의 동시 이동에 영향을 미친다.

다른 실시예에서, 스피곳이 구멍 내에서 360° 회전할 때 제1 중심선은 1μm 내지 2mm 범위, 바람직하게는 5μm 내지 1mm 범위에서 동시에 이동하도록 팁 각도와 나사산 피치가 구성될 것이다. 이러한 팁 각도와 나사산 피치에 의해 플랭크 간극 조정이 매우 정확하게 이루어지는데, 이는 피치의 크기가 회전하는 스피곳의 축선 방향 이동에 영향을 미치기 때문이다. 스피곳 자체의 축선 방향 이동은 기어휠의 동시 이동에 영향을 미친다.

다른 실시예에서, 선회 핀은 기어휠을 관통하며 중심선과 평행하게 연장하도록 배치되고, 이에 따라 스피곳이 구멍에서 회전될 때 중심선이 선회 핀을 중심으로 원 운동으로 동시에 이동한다. 이러한 선회 핀에 의해, 플랭크 간극 조정 중에, 기어휠이 제어된 방향으로 이동되게 하고, 플랭크 간극 조정의 정확성에 영향을 미치고, 두 개 이상의 기어휠들에 대해 각기 다른 플랭크 간극 조정을 동시에 행하는 것이 가능하다.

다른 실시예에서, 중심선의 동시 이동 중에 스피곳의 원추부와 협동하도록 구성된 원추형 스텝이 구멍 내에 있다. 구멍 내에 있는 이러한 원추형 스텝은 플랭크 간극 조정의 정확성에 영향을 미치는데, 이는 플랭크 간극 조정 중에 스피곳이 구멍 내에서 회전될 때 스피곳의 원추부의 표면들과 구멍 내의 원추형 스텝이 서로 협동할 것이기 때문이다.

다른 실시예에서, 구멍의 원추형 스텝은 스피곳의 원추부의 팁 각도와 실질적으로 일치하는 팁 각도를 갖는다. 이는 플랭크 간극 조정의 정확성을 증가시키는데, 이는 플랭크 간극 조정 중에 스피곳이 구멍 내에서 회전될 때 스피곳의 원추부의 표면들과 구멍 내의 원추형 스텝이 서로 협동할 것이기 때문이다.

다른 실시예에서, 기어휠이 프레임 요소 위에 부착되고, 스피곳의 나사부는 프레임 요소의 나사공에 끼워진다. 스피곳이 회전될 때, 그 나사부가 프레임 요소의 나사공에서 회전될 것이다. 이에 따라 스피곳이 축선 방향으로 이동함으로써, 스피곳의 원추부는 기어휠이 프레임 요소에 대해 축선 방향으로 가압되는 동시에 반경 방향으로 이동하게 할 것이다. 따라서 기어휠의 중심선은 동시 이동할 것이고, 그 결과 플랭크 간극 조정은 매우 정확하게 이루어질 것이다.

다른 실시예에서, 구멍은 스피곳의 나사부와 협동하도록 배치된 내부 나사산을 구비한다. 이는 간극 조정기구의 제작을 단순화시킨다.

다른 실시예에서, 기어휠이 프레임 요소 위에 부착되고, 스피곳의 원추부는 중심선의 동시 이동 중에 프레임 요소의 원추형 오목부와 협동하도록 구성된다. 프레임 요소의 원추형 오목부와 구멍의 나사산은 간극 조정기구의 제작을 단순화시킨다.

다른 실시예에서, 기어휠 전동장치가 토크와 회전을 크랭크샤프트로부터 연소 엔진의 적어도 한 개의 캠샤프트로 전달하도록 구성된다. 엔진의 크랭크샤프트와 캠샤프트 사이에 배치되는 이러한 전동장치에 의해 기어휠들 사이의 플랭크 간극 조정이 용이해진다. 스피곳의 구조가 간단해진다는 것은 플랭크 간극이 매우 용이하고 정확하게 조정될 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 플랭크 간극 조정 방법은, 나사부와 원추부를 구비하는 스피곳을 구멍에 삽입하는 단계, 및 중심선이 동시에 이동하도록 스피곳을 회전시키는 단계를 포함한다. 이러한 방법에 의해 일반적인 표준 공구를 사용하여 플랭크 간극을 매우 용이하고 정하게 조정할 수 있게 된다.

본 발명의 방법의 일 실시예에서, 미리 정해진 토크가 스피곳에 가해지면 그 결과 기어휠의 중심선이 동시에 이동된다. 그러면 스피곳이 가해진 토크와 반대 방향으로 미리 정해진 각도로 회전되고, 이에 따라 중심선이 이전의 동시 이동과 반대 방향으로 동시에 이동된다. 이에 따라, 간단한 표준 공구들, 예컨대 토크 소켓 렌치를 이용하여 플랭크 간극 조정을 용이하고 정확하게 행할 수 있게 된다. 제1 중심선의 반대 방향으로의 동시 이동은 제1 기어휠에 작용하는 중력에 의해 이루어질 수 있다. 대안적으로, 스프링 장치로부터의 스프링 힘이 중심선을 반대 방향으로 동시에 이동시킬 수 있다.

본 발명의 방법의 다른 실시예에서, 기어휠이 프레임 요소에 고정되고, 스피곳은 구멍으로부터 제거된다. 스피곳이 플랭크 간극 조정 중에만 사용되므로, 조정이 완료된 후에 스피곳은 제거될 수 있고, 이에 따라 기어휠과 프레임 요소, 예컨대 기어휠이 부착되는 연소 엔진의 중량이 감소될 수 있다.

본 발명의 다른 장점들은 하기에 기재된 상세한 설명에 나타나 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 예시적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 간극 조정 기구를 구비한 기어휠 전동장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 간극 조정 기구를 도시한 단면도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 간극 조정 기구를 도시한 단면도이다.
도 6의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 간극 조정 기구를 미조정 상태로 도시한 단면도이다.
도 6의 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 간극 조정 기구를 미조정 상태로 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 간극 조정 기구를 구비한 기어휠 전동장치를 도시한 단면도이다.

도 1은 기어박스(6)에 연결되어 있는 연소 엔진(4)을 구비한 파워트레인(2)을 포함하는 차량(1)을 개략적으로 도시한 측면도이다. 기어박스는 또한 유니버설 샤프트(10)를 통해 차량의 견인휠(8)들에 연결되어 있다. 엔진은 기어휠 전동장치(12)와 간극 조정 기구(14)를 구비하고 있다.

도 2는 본 발명에 따른 간극 조정 기구(14)를 구비한 기어휠 전동장치(12)를 도시한 평면도이다. 도 2의 전동장치(12)는 제1 기어휠(16)과 제2 기어휠(18)을 포함하는데, 이들은 각각의 기준원들 또는 피치원(20)들에서 서로 계합된다. 플랭크(flank) 간극 없이 끼워 맞춰진 두 기어휠들(16, 18) 간의 중심 거리는 이들 각각의 기준원 또는 피치원(20)들의 반경들의 합일 것이다. 따라서 도 2의 기어휠들(16, 18)은 플랭크 간극 없이 끼워 맞춰진 것으로 도시되어 있다. 도 2는 기어휠(16, 18) 당 한 쌍의 치형(22)들만을 도시하고 있다. 일점쇄선으로 도시된 원(24)들이 두 기어휠들의 전체 원주를 따르는 치형들을 개략적으로 나타내고 있다.

열팽창을 수용하도록, 기어휠들 사이의 중심 거리는 일반적으로 기어휠들 사이에 플랭크 간극이 형성되도록 다소 증가되어 있는데, 그렇지 않으면 이러한 열팽창에 의해 기어휠들 사이에 큰 반경 방향 힘들이 발생될 것이다. 두 기어휠들 사이의 반경 방향 힘들이 과도하면 각 기어휠 베어링에 가해지는 부하가 증가되어 그 내구 수명이 단축될 것이다. 또한 반경 방향 힘들이 크면 치형(22)들의 플랭크(26)들의 마모가 증가되고, 이는 치형들의 손상으로 이어질 가능성이 있다.

두 기어휠들(16, 18)은 각각, 이들이 프레임 요소(30), 예컨대 연소 엔진(4)의 엔진 블록(32) 또는 실린더 헤드(34)에 장착될 수 있도록 끼움공(28)들을 구비한다. 도 2의 제1 기어휠(16)은 간극 조정 기구(14)의 일부로서의 역할을 하는 다른 구멍(36)을 구비한다.

도 3은 도 2의 I-I선을 따라 취한 단면도이다. 제1 기어휠(16)과 제2 기어휠(18)은 각각 허브(38)를 구비한다. 제1 기어휠(16)은 제1 중신선(39)을 갖고, 제2 기어휠(18)은 제2 중심선(41)을 갖는다. 두 기어휠들은 평 베어링(plain bearing)(40)들을 통해 각각의 허브(38)들 위에서 회전할 수 있고 스크류(42)들에 의해 프레임 요소(30) 위에 장착되어 있다. 기어휠들(16, 18)은 각각 기어휠이 축선방향으로 확실하게 고정되게 하는 조립판(44)을 구비한다. 제1 기어휠(16)은 제1 중심선(39)의 위치가 프레임 요소에 대해 반경 방향으로 조정될 수 있도록 프레임 요소(30) 위에 장착된다. 제1 기어휠의 구멍(36)은 제1 중심선(39)과 실질적으로 평행하게 연장된다. 간극 조정 기구(14)의 일부를 형성하는 스피곳(46)이 구멍(36)에 삽입될 수 있고, 나사부와 원추부(50)를 구비한다. 도 3과 도 4는 본 발명의 제1 실시예의 스피곳(46)과 구멍(36)을 도시하고 있다.

스피곳이 구멍에서 회전될 때 제1 기어휠(16)의 제1 중심선(39)이 동시에 이동하도록 스피곳이 구멍(36)에 삽입될 수 있다. 제1 기어휠이 반경 방향으로 이동할 수 있게 하도록, 그 끼움공(28)의 직경은 기어휠을 프레임 요소(38)에 체결하는 스크류(42)들의 직경보다 크다.

스피곳(46)은 제1 기어휠(16)의 제1 중심선(39)이 동시에 이동하도록 스피곳을 구멍(36)에서 회전시키는 것에 의해 기어휠들(16, 18)의 중심 거리 및 이에 따른 플랭크 간극이 설정되는 것을 가능하게 한다.

제1 기어휠(16)은 스프링 장치(51)를 구비할 수 있으며, 이 스프링 장치의 힘은 플랭크 간극 조정 중에 스피곳(46)에 의해 극복된다.

도 4는 제1 실시예에 따른 간극 조정 기구를 도시한 단면도이다. 구멍(36)은 제1 중심선의 동시 이동 중에 스피곳(46)의 원추부(46)와 협동하도록 구성된 원추형 스텝(52)을 구비한다. 바람직하게는 구멍(36)의 원추형 스텝의 팁 각도(α)는 플랭크 간극 조정 중에 스피곳이 구멍(36)에서 회전될 때 스피곳의 원추부와 구멍의 원추형 스텝이 서로 접하여 협동하도록 스피곳의 원추부(50)의 팁 각도(β)와 일치한다. 그 결과 정확한 플랭크 간극 조정이 이루어진다.

제1 실시예에서, 스피곳의 나사부(48)는 프레임 요소(30)의 나사공(54)에 끼워진다. 스피곳이 회전되면, 그 나사부가 프레임 요소의 나사공(54)에서 회전될 것이다. 이에 따라 스피곳은 축선방향으로 이동할 것이고, 그 결과 그 원추부(50)가 제1 기어휠(16)을 프레임 요소에 대해 축선방향으로 가압하는 동시에 반경 방향으로 이동할 것이다. 이에 따라 제1 기어휠의 제1 중심선이 동시 이동하여 매우 정확한 플랭크 간극 조정이 이루어질 것이다. 간극 조정 중의 제1 기어휠(16)이 제2 기어휠에 대해 경사지게 설정되면 플랭크 간극이 부정확해지게 될 것이다.

스피곳의 원추부는 팁 각도(β)가 5° 내지 170° 범위, 바람직하게는 135° 내지 45° 범위이다. 이러한 팁 각도는 플랭크 간극 설정 중에 제1 기어휠(16)이 반경 방향으로 이동하게 할 것이고, 제1 기어휠의 동시 이동을 보장한다. 나사부(48)의 피치는 0.2 내지 2mm 범위, 바람직하게는 02 내지 1.5mm 범위이다. 이러한 나사산 피치에 의해서 매우 정확한 간극 조정이 이루어지는데, 이는 피치의 크기가 회전하는 스피곳의 축선방향 이동에 영향을 미치기 때문이다. 스피곳의 축선방향 이동 자체는 제1 기어휠의 제1 중심선(39)의 동시 이동에 영향을 미친다.

바람직하게는 스피곳이 구멍(36) 내에서 360° 회전할 때 제1 기어휠의 제1 중심선(39)이 1μm 내지 2mm 범위, 바람직하게는 5μm 내지 1mm 범위에서 동시에 이동하도록 스피곳의 팁 각도(β)와 나사산 피치가 설정된다. 이러한 팁 각도와 나사산 피치에 의해 매우 정확한 플랭크 간극 조정이 이루어지는데, 이는 피치의 크기가 회전하는 스피곳의 축선방향 이동에 영향을 미치기 때문이다. 스피곳의 축선방향 이동 자체는 제1 기어휠의 제1 중심선(39)의 동시 이동에 영향을 미친다.

도 5는 제2 실시예에 따른 간극 조정 기구(14)를 도시한 단면도이다. 구멍(36)은 스피곳의 나사부(48)와 협동하도록 배치된 내부 나사산(56)을 구비한다. 구멍의 이 내부 나사산은 간극 조정 기구의 제작을 단순화시킨다. 스피곳(50)의 원추부(50)는 제1 중심선(39)의 동시 이동 중에 프레임 요소(30)의 원추형 오목부(58)와 협동하도록 구성된다. 프레임 요소의 원추형 오목부와 구멍의 내부 나사산은 간극 조정 기구의 제작을 단순화시킨다. 스피곳의 팁 각도(β)와 오목부의 각도(α)의 크기는 위에서 설명한 제1 실시예에서 정해진 범위에 상응한다. 스피곳과 구멍의 각각의 나사산 피치들의 크기 역시 위에서 설명한 제1 실시예에서 정해진 범위에 상응한다. 바람직하게는 스피곳이 구멍(36) 내에서 360° 회전할 때 제1 기어휠의 제1 중심선(39)이 1μm 내지 2mm 범위, 바람직하게는 5μm 내지 1mm 범위에서 동시에 이동하도록 스피곳의 팁 각도와 나사산 피치가 설정된다.

도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 간극 조정 기구를 미조정 상태 및 조정 상태로 도시한 단면도들이다.

도 6의 (a)는 본 발명의 다른 실시예의 간극 조정 기구(14)를 구성 부품들이 미조정 기어휠(16)에 상응하는 위치들에 있는 상태로 도시한 단면도이다. 기어휠의 구멍(36)은 희망하는 방향들로 조정할 수 있는 범위가 존재하도록 프레임 요소(30)의 나사공(54)에 위치된다. 이 단계에서, 스피곳의 원추부(50)는 구멍의 원추형 스텝(52)과 접촉하지 않는다.

도 6의 (b)는 도 6의 (a)와 동일한 본 발명의 다른 실시예의 간극 조정 기구(14)를 구성 부품들이 플랭크 간극의 조정이 완료된 것에 상응하는 위치들에 있는 상태로 도시한 단면도이다. 스피곳(46)을 구멍(36)에서 회전시키면 스피곳의 나사부(48)와 프레임 요소(30)의 나사공(54) 간의 상호 작용에 따라 스피곳이 축선방향으로 이동하게 된다. 이러한 축선방향 이동은 스피곳의 원추부(50)를 구멍(36)의 원추형 스텝(52)에 가압하고, 이에 따라 발생하는 이들 간의 상호 작용에 의해 기어휠(16)과 그 중심선(39)의 동시 이동이 일어난다. 그 결과 정확한 플랭크 간극 조정이 이루어진다.

도 7은 본 발명에 따른 간극 조정 기구(14)를 구비한 기어휠 전동장치(12)를 도시한 평면도이다. 도 7의 전동장치(12)는 연소 엔진(4)의 캠샤프트 드라이브용으로 구성되어 있다. 이 전동장치는 서로 계합되어 있는 다수의 기어휠들을 포함한다. 엔진은 두 개의 오버헤드 캠샤프트(60)들을 구비하며, 이들과 크랭크샤프트(62) 간의 거리는 상당하다. 따라서 크랭크샤프트와 캠샤프트들 간의 전동장치(12)는 다수의 기어휠들을 포함한다. 크랭크샤프트는 엔진 블록(32)에 끼워지고, 캠샤프트들은 실린더 헤드(34)에 끼워진다. 엔진 블록과 실린더 헤드 및 이들 사이에 배치되는 개스킷의 제작 공차 때문에 크랭크샤프트(62)와 캠샤프트(60)들 간의 거리는 종류와 제작사가 동일한 엔진들 사이에서도 변할 것이다. 이는 엔진의 부품들이 소정의 공차를 가지고 제작되기 때문에 기어휠들의 중심 거리들도 변할 것이라는 의미이다. 엔진의 작동 중에 개스킷(63)의 압축이 일어날 수 있다. 엔진의 정비와 수리는 실린더 헤드의 교체 또는, 예컨대 연마에 의한, 재조정을 포함할 수 있다. 따라서 기어휠들의 중심 거리들은 작동 중에 그리고 엔진의 정비와 수리로 인해 변할 수 있다.

도 7에서, 제1 기어휠(16)은 각각의 캠샤프트(60)들의 기어휠(64)들 사이에 조정 가능하게 배치된다. 제3 기어힐(66)이 제1 기어휠(16)과 크랭크샤프트(62)의 기어휠 사이에 조정 가능하게 배치된다. 이 제3 기어휠은 바람직하게는 본 발명에 따른 간극 조정 기구(14)를 구비한다. 선회 핀(70)이 제3 기어휠(66)을 관통하여 그리고 제3 기어휠의 제3 중심선(67)과 평행하게 연장되고, 이에 따라 간극 조정 기구(14)가 제3 기어휠을 이동시킬 때 제3 중심선이 선회 핀을 중심으로 원 운동은 동시에 이동된다. 플랭크 간극 조정 중에는, 이러한 선회 핀이 제3 기어휠을 제어된 방향으로 이동하게 하고, 조정의 정확성에 영향을 주고, 제1 기어휠(16)과 크랭크샤프트 기어휠(68)에 대해 서로 다른 플랭크 간극 조정이 이루어지게 한다.

제1 기어휠의 간극 조정기구(14)에 의한 제1 기어휠(16)과 캠샤프트 기어휠(64)들 간의 플랭크 간극이 조정된 후에, 제3 기어휠(66)과 제1 기어휠(16) 및 크랭크샤프트 기어휠(68) 간의 각각의 간극들이 제3 기어휠의 간극 조정기구(14)에 의해 조정된다. 이 조정기구(14)가 제3 기어휠의 제3 중심선(67)을 선회 핀(70)을 중심으로 원 방향으로 이동시키면, 선회 핀의 제3 기어휠의 제3 중심선과 크랭크샤프트의 제4 중심선(65)에 대한 위치 때문에, 세 기어휠들 간의 치합에 있어서의 이동량이 서로 다를 것이다. 이는 설명한 플랭크 조정 작업 시에 유리할 수 있는데, 이는 제1 기어휠(16)과 제3 기어휠(66) 사이에서 제3 기어휠(66)과 크랭크샤프트 기어휠(68) 사이에서보다 간극 조정이 더 크게 이루어져야할 필요가 있을 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 플랭크 간극 조정 방법이 도 8에 블록도로 도시되어 있으며, 이 방법은 a) 스피곳(46)을 구멍(36)에 삽입하는 단계 및 b) 제1 중심선(39)이 동시에 이동하도록 스피곳을 회전시키는 단계를 포함한다. 이와 같은 방법에 의해 일반적인 표준 공구를 가지고서 플랭크 간극을 매우 쉽고 정확하게 조정할 수 있게 된다. 단계 c)에서, 미리 정해진 양의 토크가 스피곳에 가해지고, 이어서 단계 d)에서 가해지는 토크와 반대 방향으로 스피곳이 미리 정해진 각도로 회전됨으로써, 중심선(39)이 앞서의 동시 이동과 반대 방향으로 동시 이동한다. 이에 따라, 플랭크 간극 조정이 간단한 표준 공구들, 예를 들어 토크 소켓 렌치를 이용하여 쉽고 정확하게 이루어질 수 있다. 제1 중심선(39)의 반대 방향으로의 동시 이동은 중력이 제1 기어휠(16)에 작용하는 것에 의해 또는 스프링 장치(51)(도 3)의 스프링 힘에 의해 이루어질 수 있다.

마지막으로, 단계 e)에서, 제1 기어휠(16)이 프레임 요소(30)에 고정되고, 단계 f)에서 스피곳(46)이 구멍(36)으로부터 제거된다. 스피곳이 플랭크 간극 조정 중에만 사용되므로, 조정이 완료된 후에 스피곳은 제거될 수 있고, 이에 따라 전동장치(12)와 프레임 요소(30), 예컨대 전동장치가 부착되는 연소 엔진(4)의 중량이 감소될 수 있다.

위에서 언급된 구성들과 특징들은, 본 발명의 범위 내에서, 언급된 다른 실시예들 사이에서 결합될 수 있다.

Claims (17)

1. 중심선(39, 67)을 갖는 적어도 한 개의 기어휠(16, 66) 및 기어휠(16, 66)에 형성되고 중심선(39, 67)과 실질적으로 평행하게 이어지는 구멍(36)을 포함하는 기어휠 전동장치(12)용 간극 조정기구로,
   구멍(36)에 삽입될 수 있는 스피곳(46)이, 나사부(48)와 원추부(50)를 구비하고, 스피곳이 구멍(36)에서 회전될 때 중심선(39, 67)이 동시에 이동하도록 구멍(36)에 끼워지는 것을 특징으로 하는 간극 조정기구.
2. 제1항에 있어서,
   원추부(50)가 5° 내지 170° 범위, 바람직하게는 135° 내지 45° 범위의 팁 각도(β)를 갖는 것을 특징으로 하는 간극 조정기구.
3. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   나사부(48)가 0.2 내지 2mm 범위, 바람직하게는 0.5 내지 1.5mm 범위의 피치를 갖는 것을 특징으로 하는 간극 조정기구.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   스피곳이 구멍(36) 내에서 360° 회전할 때 중심선(39, 67)이 1μm 내지 2mm 범위, 바람직하게는 5μm 내지 1mm 범위에서 동시에 이동하도록 팁 각도(β)와 나사산 피치가 구성된 것을 특징으로 하는 간극 조정기구.
5. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   선회 핀(70)이 기어휠(66)을 관통하며 중심선(67)과 평행하게 연장하도록 배치되고, 이에 따라 스피곳(46)이 구멍(36)에서 회전될 때 중심선(67)이 선회 핀(7)을 중심으로 원운동으로 동시에 이동하도록 된 것을 특징으로 하는 간극 조정기구.
6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   중심선(39, 67)의 동시 이동 중에 스피곳(46)의 원추부(50)와 협동하도록 구성된 원추형 스텝(52)이 구멍(36) 내에 있는 것을 특징으로 하는 간극 조정기구.
7. 제6항에 있어서,
   구멍(36)의 원추형 스텝(52)이 스피곳(46)의 원추부(50)의 팁 각도(β)와 실질적으로 일치하는 팁 각도(α)를 갖는 것을 특징으로 하는 간극 조정기구.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   기어휠(16, 66)이 프레임 요소(30) 위에 부착되고, 스피곳(46)의 나사부는 프레임 요소(30)의 나사공(54)에 끼워지는 것을 특징으로 하는 간극 조정기구.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   구멍(36)이 스피곳(46)의 나사부(48)와 협동하도록 배치된 내부 나사산(56)을 구비하는 것을 특징으로 하는 간극 조정기구.
10. 제9항에 있어서,
    기어휠(16, 66)이 프레임 요소(30)에 위에 부착되고, 스피곳(46)의 원추부(50)가 중심선(39, 67)의 동시 이동 중에 프레임 요소(30)의 원추형 오목부(58)와 협동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 간극 조정기구.
11. 기어휠 전동장치(12)로서, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 간극 조정기구(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기어휠 전동장치.
12. 제11항에 있어서,
    연소 엔진(4)의 크랭크샤프트(62)로부터 적어도 하나의 캠샤프트(60)로 토크와 회전을 전달하도록 배치된 것을 특징으로 하는 기어휠 전동장치.
13. 연소 엔진(4)으로, 제11항 또는 제12항에 따른 기어휠 전동장치(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 연소 엔진.
14. 차량(1)으로, 제13항에 따른 연소 엔진(4)을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량.
15. 중심선(39, 67)을 갖는 적어도 한 개의 기어휠(16, 66) 및 기어휠(16, 66)에 형성되고 중심선(39, 67)과 실질적으로 평행하게 이어지는 구멍(36)을 포함하는 기어휠 전동장치(12)의 간극을 조정하는 방법으로,
    a) 나사부(48)와 원추부(50)를 구비하는 스피곳(46)을 구멍에 삽입하는 단계, 및
    b) 중심선(39, 67)이 동시에 이동하도록 스피곳(46)을 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제15항에 있어서,
    c) 미리 정해진 양의 토크를 스피곳(46)에 가하는 단계, 및
    d) 미리 정해진 토크가 가해지고 한 후에, 스피곳을 반대 방향으로 미리 정해진 각도로 회전시켜서 중심선이 반대 방향으로 동시에 이동하게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제16항에 있어서,
    e) 기어휠(16, 66)을 프레임 요소(30)에 고정하는 단계, 및
    f) 구멍(36)으로부터 스피곳(46)을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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