KR900001736B1 - 스플라인형(spline-type) 연결체 조립방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스플라인형(spline-type)연결체 조립방법

제1도는 본 발명에 부합되는 조립방법의 한 실시예를 나타낸 개략적인 부분 사시도.

제2도는 본 발명에 부합되는 조립방법의 다른 실시예를 나타낸 개략적인 부분사시도.

제3도는 본 발명에 부합되는 조립방법을 이용한 자동차 자동변속기의 부분 종단면도.

제4도는 제1도의 구성부품을 확대한 부분 배열입면도.

제5도는 제4도의 라인 5-5을 따르는 확대부분사시도.

제6도는 제4도의 라인 6-6을 따르는 확대부분사시도.

제7도는 제4도의 라인 7-7을 따르는 확대부분사시도.

본 설명은 스플라인 연결체(Spline connection)의 조립방법, 특히 자동차 자동 변속기의 고정클러치와 회전클러치의 조립에 유용하게 적용될 수 있는 방법에 관한 것이다. 자동차 자동변속기(Automatic transmission)는 비교적 회전 가능하고 동심인 실린더벽사이의 마찰 클러치팩(Friction clutch pack)의 링 클러치판(Annular clutch plate)들의 바깥지름부가 방사 외부 실린더벽(radially outer cylindrical wall)에, 안지름부가 방사내부 실린더벽에 교대로 스플라인 연결되어 클러치팩이 클러치피스톤에 의해 압축될 경우 내부 및 외부 실린더벽이 강하게 상호 연결되는 회전 및 고정클러치를 통상적으로 포함한다.

상기 클러치조립에 있어서, 클러치팩의 모든 판이 내부 및 외부 동심벽(inner and outer concentric wall)중의 어느 한쪽벽을 한정하는 클러치부재(clutch member )위에 개별적으로 조립된 다음 다른 한쪽벽을 한정하는 또다른 클러치부재가 클러치팩위에 조립된다.

클러치판이 내부 및 외부벽중의 어느 한쪽벽에 개별적으로 조립되는 초기단계에 있어서, 스플라인 연결된 클러치판은 벽의 세로축에 수직하게 스플라인 홈과 회전 맞물림되는 위치에 놓여야만 홈을 따라 끼워질 수 있다.

그러나, 클러치판은 내부 또는 외부벽중의 적절한 벽의 축에 수직한 상태로 위치되고 유지되는 것이 쉽지 않기 때문에 대량 생산에 적합하게 조립되는 것은 어렵다.

내부 및 외부벽중의 나머지 한쪽벽을 한정하는 클러치부재를 조립하는 다음단계는 맞물림하는 스플라인 톱니(Spline tooth)가 서로에 대해 축배열 또는 회전맞물림상태에 놓여있지 않고, 장치된 클러치부재에 의해서 일반적으로 감싸지게 되므로 더욱 어렵다.

따라서 조립자들은 동심벽중의 나머지 한쪽벽을 한정하는 클러치 부재를 클러치팩 내부 또는 주위에 진보적으로 조립하는 경우에 있어서 부품들을 흔들거나 진동시키는데 이러한 절차도 효율적인 대량생산에 적합하지 못하다. 두 번째 단계를 간단하게 하기 위한 방법은 조립고정물(assembly fixture)을 사용해서 판들을 일렬로 배열시켜 함께 고정시킴과 동시에 고정물이 제거되고 적절한 클러치부품에 의해서 대체되는 것으로써 미국특허 번호 4,231,147에 밝혀져 있다. 그러나 상기 방법은 부가적인 단계 및 숙련된 기술이 요구되므로 적절하지 못하다. 본 발명은 스플라인 톱니(Spline tooth)와 스플라인 홈(Spline groove)이 자동적으로 승합위치(Staged position)에 놓여 오직 각 회전에 의해 서로 맞물려 조립절차를 완성하는 스플라인 연결체 조립방법에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 새롭고 향상된 방법을 이용해서 클러치판과 같은 비교적 평평한 스플라인 톱니부재(Spline tooth member)를 클러치드럼, 클러치허브 및 변속기 하우징등의 비교적 긴 스플라인 홈부재(Spline groove member)에 조립하는 것이다.

본 발명은 또한 새롭고 향상된 방법을 이용해서 등심내부 및 외부실린더벽에 스플라인 연결되는 다수의 링판을 갖는 클러치등의 장치가 복잡하고 값비싼 기계투시 기술없이 로봇에 의해 자동조립되는 것에 관한 것이다.

본 발명의 중요한 특징은 센터링 가이드(Centring guide) 또는 동심챔퍼 (Concentricity chamfer)를 긴부재에 새롭고 향상된 방법으로 설치하는 것으로써, 긴부재의 세로축에 수직하고 그것들의 스플라인 홈벽에 동심인 긴부재상부의 스테이지링 (Staging annulus)위의 승합위치(staged position)로 평평한 부재가 안내되어 순수한 각 회전에 의해 평평한 부재의 스플라인 톱니와 스플라인 홈이 맞물린 다음 평평한 부재가 긴부재에 끼워지는 것이다.

본 발명에 부합되는 새롭고 향상된 다른 실시예에 있어서는 내부 및 외부 센터링 가이드가 제공되어 평평한 부재를 그것들의 승합위치(Staged position)로 안내한다.

본 발명에 부합되는 새롭고 향상된 또 다른 실시예에 있어서는 외부 센터링 가이드(outer contring guide)를 외부스플라인 홈을 갖는 축(shaft)의 선단에 제공함으로써 내부 스플라인 홈을 갖는 허부가 측상부의 스테이지링위의 승합위치로 안내되어 내부 및 외부 스플라인 홈이 완전히 맞물리도록 축에 대해 순수 각 회전된 다음 축을 따라 끼워진다.

다음의 도면을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도면 1에서, 10은 비교적 평평한 부재(이하 : 판으로 칭함)이고, 12는 비교적 긴 부재(이하 : 허브라 칭함)인데, 판 10은 허브 12의 상부에 조립된다. 판 10은 저면 (lower surface) 14, 임의의 외부주변모서리(outer peripheral edge) 16 및 주연부(circular edge) 20에 의해서 제한된 원형개구(Circular opening) 18를 포함한다. 주연부 20는 판의 평면내의 가상중심(imaginary centre) 22를 중심으로 하고 직경 D₁을 갖는다.

한쌍의 내부스플라인 톱니(internal spline tooth) 24 및 26은 주연부 20둘레에 일정한 간격을 갖고 안쪽을 향해 방사형으로 돌출하는데, 이것은 모서리둘레에 배열될 수 있는 다수의 스플라이 톱니를 대표하는 것이다.

상기 톱니 24 및 26은 주연부 20에 동심이고 직경 D₂을 갖는 가상원 (imaginary circle) 28까지 방사형으로 돌출되므로 가상링(imaginary annulus) 30내에 위치되고 크기는 직경 D₁과 D₂의 차이의 1/2이다. 도면 1의 하부에 도시된 허브 12는 판 10내의 개구 18의 직경 D₁과 근본적으로 동일한 직경 D₃를 갖는 외부 실린더 벽 34의 중심인 세로축 32를 갖는다.

스테이지링(staging annulus) 36을 형성하는 견각(shoulder)은 축 32에 수직한 면으로 허브 12의 선단 위에 형성된 견각(shoulder) 37 및 외부 실린더 벽 34의 모서리에 일치하는 직경 D₀및 가상원 28의 직경 D₂와 근본적으로 동일한 내부직경 D₁에 의해서 한정된다.

따라서 스테이지링 36은 가상링 30과 동일한 크기를 갖는다. 허브의 외부실린더벽 34내의 한쌍의 대표적인 스플라인 홈 38 및 40은 스플라인 톱니 24 및 26의 모양과 동일한 절단면구조(cross-sectional configuration)를 갖고 한쌍의 노치 42 및 44에서 스테이지링 36을 절단한다.

노치 42 및 44는 스플라인 24 및 26에 맞물리도록 스테이지링 36둘레에 일정한 간격으로 배열된다.

허브 12는 또한 축 32에 중심이 있고 스테이지링(staging annulus) 36의 내부직경 D₁과 동일한 외부주연부(outer circular edge) 50 및 스테이지링의 내부 주연부(inner circular edge) 52에 의해서 한정되는 절두 원추형 부재(frusto-conical shoulder) 48의 형태로 외부센터링 가이드(outside centring guide) 46를 상부에 형성한다. 내부 주연부 52의 직경은 가상링 28의 직경 D₂보다 작다. 본 발명에 부합되는 조립방법은 판 10을 허브 12위에 또는 역으로의 조립을 매우 간단하게 한다.

상기 조립은 판의 두께에 무관하고 주연부 20와 외부벽 34의 사이 및 스플라인 톱니 24 및 26과 스플라인 홈 38 및 40의 사이를 강하게 밀착시킨다. 보다 바람직한 조립과정에 있어서 허브 12는 도시되지 않은 고정물에 의해 정적인 상태로 유지되고 판 10은 개구 18의 중심이 공칭적으로 축 32에 오도록 허브위에 놓인 다음 센터링 가이드 46가 개구 18를 관통해서 돌출해 있고 스플라인 톱니 24 및 26이 스테이지링 30에 놓여있거나 접해있는 승합위치(나타나 있지 않음)로 허브 12에 대해 이동된다. 판이 승합위치(staged position)로 이동하는 동안에 센터링 가이드 46는 반응부재(reaction member) 역활을 해서 판 10을 축 32에 수직한 면으로 축 이동과 동일하게 이동시켜 승합위치에서 판의 주연부가 허브위의 외부실린더벽과 근본적으로 정확하게 동심상태에 놓이도록 한다.

게다가, 스테이지링(staging annulus) 36의 면이 축 32에 수직하고 스플라인 톱니 24 및 26이 주연부 20둘레에 대칭적으로 배열되기 때문에 판 10은 축에 수직한 스테이지링위의 안정한 위치를 자동적으로 취한다.

스플라인 톱니 24 및 26이 노치 42 및 44에 맞물리도록 판 10이 축 32에 대해 단순히 회전된 다음 스플라인 톱니가 스플라인 홈 38 및 40을 가로지를 때 허브위로 끼워지므로써 조립이 완성된다. 상기 실시예에 있어서는 두개의 스플라인 조립이 완성된다. 상기 실시예에 있어서는 두개의 스플라인 톱니 및 두개의 스플라인 홈만이 도시되어 있지만, 많은 스플라인 톱니 및 스플라인 홈이 응용될 수 있다

동시에, 상기 조립과정에서는 판 10을 가져와서, 이동시켜 허브에 대해 회전시켰지만 이러한 과정은 완전히 또는 부분적으로 바꾸어질 수 있다.

도면 2에 나타난 바와 같이, 판 10'은 판위의 중심점(centre point) 22'에 중심을 갖고 직경이 D₁인 외부주연부(outside circular edge) 20'을 포함한다. 판 10'의 평면내의 한쌍의 외부스플라인 톱니(external spline tooth) 24' 및 26' 은 주연부 20'둘레에 일정한 간격으로 배열되고 주연부 20'로부터 직경 D'₂를 갖는 동심가상원 28'까지 외부를 향해 방사형으로 돌출한다. 즉, 톱니(tooth) 24' 및 26'은 가상링 30'내에 위치하고, 그 크기는 직경 D'₁과 D'₂의 차이의 1/2이다.

도면 2의 하부에 도시된 하우징(housing) 12'은 도면 1의 허브와 일치하고, 세로축 32'을 중심으로 하는 내부 실린더벽 34'을 갖는다. 축 32'에 수직한 횡절단면에 있어서, 실린더 벽 34'은 근본적으로 직경 D'₁과 동일한 직경 D'₃의 원을 한정한다.

스테이지링 36'은 축 32'에 수직한 면내의 견무 37'에 의해 하우징 12'위에 한정되고, 내부실린더 벽 34'의 주연부와 일치하는 내부직경 D'₁및 직경 D'₂와 일반적으로 같은 외부 직경 D'₀에 의해서 한정된다.

따라서, 스테이지링 36'은 가상링 30'과 동일한 크기를 갖는다.

내부실린더 벽 34'내의 한쌍의 스플라인 홈 38' 및 40'은 횡절단면에서 스플라인 톱니 24' 및 26'과 동일하고, 톱니 24' 및 26'에 맞물리도록 한쌍의 노치 42' 및 44'에서 일정한 간격으로 스테이지링 36'을 절단한다.

허브 12의 센터링 가이드 46와 동일한 하우징 12'의 내부 센터링 가이드(동심챔퍼) 46'는 축 32'을 중심으로 하는 내부 절두원추형 부재(inside frusto-conical shoulder) 48에 의해서 한정된다.

내부센터링 가이드는 스테이지링 36'의 외부직경 D'₀과 일치하는 내부 주연부 50' 및 스테이지링의 세로경사 돌출부의 외부 주연부 52'를 포함한다. 외부주연부 52'의 직경은 가상링 28'의 직경 D'₂보다 크다.

다른 실시예의 바람직한 조립과정에 있어서, 하우징 12'은 도시되지 않은 고정물에 의해서 정적인 상태로 유지되고, 판 10'은 하우징 위에서 중심이 공칭적으로 축 32'에 오도록 위치된 다음, 스플라인 톱니 24' 및 26'이 스테이지링 36'에 놓여있거나 접해있는 승합위치(나타나 있지 않음)로 이동된다.

판을 승합위치(staged position)로 보내는 과정에 있어서, 센터링 가이드 46'는 반응부재(reaction member)기능을 해서 판 10'을 축 32'에 수직하게 이동시켜 그것의 승합위치에서 판위의 주연부 20'가 하우징의 내부실린더 벽 34'에 근본적으로 정확하게 동심이 되도록 한다.

게다가, 스테이지링의 평면이 축 32'에 수직하고 스플라인 톱니가 주연부 20'둘레에 대칭적으로 배열되어 있으므로, 판 10'은 자동적으로 축 32'에 수직한 스테이지링의 안정한 위치를 취한다.

축 32'에 대한 판 10'의 단순한 회전에 의해 스플라인 톱니 24' 및 26'이 노치 42' 및 44'에 맞물린 다음 스플라인 톱니가 스플라인 홈 38' 및 40'을 가로지를 때 판을 하우징 내부로 끼움으로써 조립이 완료된다.

또한, 추가적인 스플라인 톱니 및 스플라인 홈이 응용될 수 있고, 조립과정에 있어서 하우징 및 판의 기능적인 역활을 부분적 또는 완전히 바꿀 수 있다.

도면3에서 54는 자동차 자동변속기의 일부분인데 세로축 58을 갖는 일반적으로 실린더형인 케이스 58을 갖는다.

변속기(transmission)는 케이스 56의 좌측 선단부에 볼트로 고정된 일반적으로 실린더형인 토오크 변환기 하우징(torque converter housing) 60 및 케이스 56내에 볼트로 고정된 전방지지 및 밸브 조립부(front support and valve assembly) 62를 추가 포함한다. 고정축(stator shaft) 64은 축 58에 일렬로 배열되고 전방지지 및 밸브 조립부 62로부터 토오크 변환기 하우징내의 토오크 변환기(나타나 있지 않음)로 돌출한다.

토오크 변환기 터어빈(torque converter turbine)에 구동 연결된 터어빈 축(turbine shaft) 66은 축 58에 일렬로 배열되고 고정축의 선단을 지나서 안쪽으로 돌출한 다수의 스플라인 홈 72을 갖는 내측선단(inboardend)

70과 더불어 고정축내에서 베어링 68에 의해서 회전가능하게 고정된다.

일반적으로 판형인 변속기의 중앙 지지부 74는 케이스 56에 단단하게 연결되고 그속에 격벽을 한정한다. 중앙지지부의 보스(boss) 76는 축 58에 일렬로 배열되고, 보스(boss) 76을 지나서까지 돌출되고 외부실린더 벽 81내에서 다수의 스플라인 홈 80 및 전방선단부(forward end) 79를 갖는 슬리브축 78을 축 58에 대해 회전 가능하도록 지지한다. 견고한 주축(solid main shaft) 82은 축 58에 대해 회전가능하도록 슬리브축 78내에서 베어링 84에 의해 지지된다. 주축은 슬리브 축(sleeve shaft)의 선단을 넘어서까지 돌출되고 외부실린더 벽내에서 다수의 스플라인 홈 86 및 전방 선단부85을 갖는다. 축 78 및 82는 중앙지지부의 후부(aft)가 통상적인 유성기어세트에 구동연결되므로 다양한 구동비(ratio dirve)가 얻어진다. 도면 3 및 4에서 알 수 있는 바와 같이, 한쌍의 회전클러치 88 및 90과 비회전 클러치 92는 터어빈축 66으로부터 슬리브축(sleeve shaft) 78 및 주축(main shaft) 82으로의 동력전달을 제어한다. 회전클러치 88는 유니트(unit)로 회전하는 터어빈축(turbine shaft) 66의 선단부위의 스플라인 홈 72에서 압축 고정된 드럼 94를 포함한다. 동력제거기어(power take-off gear) 96는 드럼 94에 구동연결되고, 링피스톤(annular piston) 98은 그 내부에서 활주할 수 있도록 유지된다. 클러치 88는 주축위의 스플라인 홈 104과 활주할 수 있도록 맞물려 있는 다수의 스플라인 홈 104이 형성되는 내부실린더 벽 102를 한정하는 중심재(centre bore)를 갖는 허브 100를 포함한다.

허브 100는 드럼 94의 내부실린더벽 108과 동심이고 내부 실린더벽내에 위치하는 외부실린더벽 106을 갖는다.

마찰재가 라이닝된 다수의 내부링판(inner annular plate) 112과 마찰재가 라이닝되지 않은 다수의 외부링판(outer annular plate) 114을 교대로 포함하는 클러치 팩 110은 내부벽 108 및 외부벽 106 사이에 위치되고 피스톤 98에 의해서 압축되므로 터어번 축 66이 주축 82에 선택적으로 구동 연결된다. 동일하게, 회전 클러치 90는 슬리브축 78내의 스플라인 홈 80에 활주가능하게 맞물려 있는 다수의 스플라인 홈 120이 형성되는 내부 실린더 벽을 한정하는 중심재(centre bore)를 갖는 드럼 116을 포함한다.

드럼 116의 내부실린더벽 122은 클러치 90의 허브 126의 외부 실린더 벽 124을 동심으로 에워싸므로 허브는 클러치 88의 드럼 94에 구동연결된다.

마찰재가 라이닝된 다수의 내부링판 130과 마찰재가 라이닝되지 않은 다수의 외부링판 132을 교대로 포함하는 클러치 팩 128은 내부 및 외부 실린더 벽 122 및 124 사이에 위치되고 드럼위에 활주할 수 있도록 유지된 링피스톤 134에 의해서 압축되므로 터어빈 축 66은 슬리브축 78에 선택적으로 구동연결된다.

비회전 클러치 92는 회전 클러치 90의 드럼 116과 변속기 케이스 56사이에 위치되고 드럼 116의 동심외부실린더 벽 138 및 변속 케이스 56위에 형성된 내부 실린더벽 136을 포함한다.

마찰재를 라이닝한 다수의 내부링판과 마찰재를 라이닝하지 않은 다수의 외부링이 서로 교대로 배열된 클러치팩(clutch pack) 140은 내부 및 외부실린더 벽 136 및 138 사이에 위치하고 중앙 지지부 74위의 링 피스톤 146에 의해 압축되므로써 드럼 116과 슬리브 축(sleeve shaft) 78은 선택적으로 제동된다. 종합적인 조립순서에 있어서, 중앙지지부(centre support) 74 및 유성기인 그것의 후부는 클러치 88, 90 및 92에 앞서 변속기 케이스 56에 장치된다.

케이스 56가 그것의 축 58에 수직으로 지향되어 고정된 상태에서, 비회전 클러치(stationary clutch) 92의 클러치 팩 140, 상부에 클러치 팩을 갖는 드럼 116과 클러치 팩 110 및 허브 100 및 126을 갖는 드럼 94 및 터어빈 축 66으로 구성된 부조립부(sub-assembly)가 상기 순서대로 장치된다. 마지막으로, 전방지지 및 밸브 조립부 62와 토오크 변환기 하우징(torque converter housing) 60이 케이스 56의 상부선단에 접해서 고정된다.

드럼 94 위의 클러치팩 110, 드럼 116위의 클러치팩 128 및 케이스 56위의 클러치팩 140의 조립은 도면 2에 제시한 본 발명의 실시예와 부합되는 조립방법과 근본적으로 동일하다.

도면 4 및 5에서 알 수 있는 바와 같이, 외부클러치판 144의 각각은 외부주연부 (outer circular edge) 147를 갖는데 주연부 147 둘레에 대칭적으로 배열된 많은 스플라인 톱니 148 외부 주연부로부터 가상의 원 150까지 외부를 향해 방사형으로 돌출된다. 따라서, 상기 스플라인 톱니 148는 가상링 151내에 위치되고, 크기는 주연부 147와 원 150의 직경의 차이의 1/2이다.

축 58에 수직한 평면인 케이스 56의 견각(shoulder) 152은 케이스의 내부실린더벽 136에 일치하는 내부직경 154 및 외부직경 155에 의해서 한정된다.

스테이지 링의 내부와 외부직경사이의 차이는 판 144의 원 150과 주연부 147의 직경과의 차이와 동일하므로 스테이지링 153은 가상링 151과 동일한 크기를 갖는다.

케이스 56는 판 144위의 스플라인 톱니 148의 모양에 일치한 절단면 구조를 갖고 다수의 노치 157에서 스테이지링 153을 절단하는 내부벽 136내의 다수의 스플라인 홈을 포함한다.

케이스 56 위의 절두원추형 부재(frusto conical shoulder) 158는 내부 센터링 가이드(동심챔퍼) 159를 갖는데, 이 가이드는 견각(shoulder)이 케이스의 내부벽 160과 접하는 외부 주연부 및 스테이지링 153의 외부직경과 동일한 내부주연부를 갖는다. 동심챔퍼의 외부주연부의 직경은 외부 클러치판 144의 가상원 150의 직경보다 크다.

중앙지지부 74와 축(shaft) 78 및 82가 케이스 56위에 장치되고, 케이스는 전방선단부가 위를 향하고 축에 수직하게 고정된 상태에서, 클러치팩(clutch pack)의 조립은 다음과 같다. 외부클러치판 144중에서 세로로 가장 내부에 있는 판은 공칭적으로 축 58에 중심이 놓여 케이스의 내부벽으로 하강되어 스테이지링 153위의 승합위치 (staged position)에 놓인다.

이때 판은 순간적으로 스플라인 톱니 148과 노치 157사이의 비 맞물림(non-registry)에 의해서 자신의 중량하에 놓인다.

승합위치에서, 판 144은 축 58에 수직하고 그것의 주연부 147은 케이스의 내부실린더벽 136과 근본적으로 동심이다.

판은 스플라인 톱니 148과 노치 157에 맞물릴 때까지 스테이지링 153위에서 축 58에 대해 회전된 다음 스플라인 톱니가 스플라인 흠을 가로지를 때 중앙지지부위의 피스톤 146에 접할 때까지 내부벽 136을 따라 하강된다. 내부판(inner plate) 142중의 인접판은 외부판 144의 정부에 위치되므로, 축 58에 수직한 면으로 내부벽내의 선운동 및 회전운동이 가능하다. 클러치팩의 내부판 142 및 외부판 144의 전체와 외부벽 144와 유사한 베이킹판(backing plate)의 162이 케이스 위에 조립되고 리데이닝링 (retaining ring) 164에 의해서 유지될 때까지 상기 과정이 되풀이된다.

클러치팩 110 및 128을 조립함에 있어서, 한쌍의 내부센터링 가이드(동심챔퍼) 166 및 168은 상기 센터링 가이드 159와 유사한 기능을 하고, 드럼 94위의 스테이지링 170 및 드럼 116위의 스테이지링 172은 케이스 56위의 스테이지링 153과 유사한 역할을 한다. 변속기 조립에 있어서의 다음단계 즉 드럼 116을 클러치팩 140 및 슬리브축 78위에 조립하는 단계는 본 발명에 부합되는 2가지 이상의 조립방법을 응용한것이다.

특히, 드럼 116을 클리치팩 140 위에 조립하는 것은 허브 100 및 126을 클러치팩 110 및 128위에 각각 조립하는 것과 근본적으로 동일하고 도면 1에 예시한 실시예와 일치된다.

드럼 116을 슬리브축 78위에 조립하는 것은 허브 100을 주축(main shaft) 82위에 조립하는 것과 동일하고, 도면 1에 제시한 실시예의 또다른 변화를 나타낸다.

도면 4 및 6에서 알 수 있는 바와 같이, 클러치팩 140의 내부링 판들의 각각은 판의 내부주연부 176로부터 가상원 177까지 안쪽을 향해 방사형으로 돌출하고 내부주연부 176둘레에 대칭적으로 배열된 다수의 스플라인 톱니 174를 포함한다.

스플라인 톱니 174는 가상링 178내에 위치되고, 크기는 내부주연부 176와 원 177의 직경의 차이의 1/2이다.

내부파 144의 각각은 케이스의 내부실린더벽내에서 이동되고 그들의 각각의 축을 중심으로 회전가능하기 때문에, 일반적으로 클러치 팩의 판 142의 스플라인 톱니 174는 드럼에 조립되기전에는 축배열도 아니고 각 배열도 아니다.

도면 4 및 6에서 알 수 있는 바와 같이, 드럼 116은 변속기의 축 58에 일치하는 드럼의 축에 수직한 면의 링 견각 180의 형태로 스테이지링 179을 형성하는데, 이 스테이지링 179은 외부 실린더 벽 138과 일치하는 외부직경 181 및 내부판 142의 가상원 177의 직경dl 일반적으로 같은 내부 직경 182에 의해서 한정된다. 따라서, 스테이지링 179은 가상링 178과 크기가 같다.

드럼 116의 외부실린더 벽 138 내의다수의 스플라인 홈 184은 스플라인 톱니 174와 일치하는 절단면 구조를 갖고 다수의 노치 126에서 스테이지링 179를 자른다.

노치 186는 스플라인 톱니 174와 맞물리도록 스테이지링 179둘레에 일정한 간격을 배열한다.

또한 드럼 116은 스테이지링의 내부직경 182와 일치하는 외부주연부와 내부주연부 189에 의해 한정되는 절두원추형 부재 184 형태로 상부에 외부 센터링 가이드(동심 챔퍼)를 형성한다. 내부주연부 189의 직경은 가상링 177의 직경보다 작다.

드럼 116은 공칭적으로 축 18에 일직선 배열된 상태로 클러치팩 140위에 위치된 다음 드럼위의 센터링 가이드 187와 클러치팩의 내부클러치판 142중의 가장상부의 판 사이의 접촉이 일어나도록 하강한다. 최상부 클러치판에 대한 드럼의 실질적인 중량 때문에, 드럼은 반응부재(reaction member) 기능을 함으로, 계속적인 하강에 의해서 최상부클러치판 142이 드럼에 대해 측면적으로 이동해서 스플라인 톱니 174가 스테이지링 179에 접하는 승합위치(staged position)에 놓인다.

승합위치에서, 드럼 116은 스플라인 톱니 174와 노치 186가 맞물릴 때까지 회전된 다음 내부클러치판(inner clutch palte) 142의 연속되는 다음 판위의 또다른 승합위치를 향해 하강된다. 드럼(drum)116은 클러치팩 140위에 완전히 장치될 때까지 승합위치에 놓여 연속되는 내부클러치판의 각각에 대해 회전된다. 원하면, 로봇등의 기계수단에 의해서 드럼 116이 클러치팩(clutch pack) 140내로 하강되어 축 58에 대해 쉽게 일직선 배열되고 유지됨과 동시에 각각의 승합위치에서 회전되어 스플라인 톱니 174와 노치(notch) 186가 맞물리도록 할 수 있다.

도면 4 및 7에서 도시된 바와 같이, 슬리브 축(sleeve shaft) 78의 전방선단부 79는 드럼이 클러치팩 140내로 하강될 경우 드럼에 의해서 감싸지게 되므로 조립자는 슬리브축을 볼 수가 없다. 드럼의 내부실린더벽 118내의 스플라인 홈 120은 클러치판의 두께보다 큰 홈 120의 크기를 제외하면 클러치판 142의 스플라인 톱니와 일치한다.

그러나 드럼 116은 허브의 내부실린더 벽 118과 축(shaft)의 외부실린더 벽 사이의 동심을 갖는 슬리브축 및 변속기의 축 58에 수직하게 되어야 한다는 점에서 클러치판과 유사하다. 따라서, 절두원추형 부재의 형태인 외부센터링가이드(동심 챔퍼)190는 슬리브축(sleeve shaft)의 선단부 79에 형성되고 드럼 116위의 센터링가이드와 일치한다.

한편, 스테이지링 192은 슬리브축(sleeve ahaft)의 측(axis) 및 축(axis) 58에 수직한 면인 견각에 의해 슬리브축(sleeve shaft)위에서 한정되고 드럼 116위의 스테이지링 179과 일치한다. 슬리브축내의 스플라인 홈 80은 드럼 116의 노치 186와 일치하는 다수의 노치 194에서 스테이지링 192을 자른다.

드럼 116이 클러치팩 140내로 이동되어 슬리브축 78이 드럼에 의해 감싸질 경우, 슬리브축 78위의 외부센터링가이드 190는 드럼과 맞물리고 반응부재(reaction member)기능을 해서 드럼이 스테이지링 194위에 놓이는 축(shaft)위의 승합위치로 드럼을 안내한다.

드럼 116이 클러치팩 140의 내부클러치판 142위의 승합위치에 놓이기전에 슬리브축(sleeve shaft) 78위의 승합위치에 놓인다면, 슬리브축은 고정물 역할을 함으로 드럼은 축 58에 대해 일직선으로 배열된다.

슬리브축 위의 승합위치에서, 드럼은 스플라인 홈 120과 슬리브축위의 노치 194가 맞물릴 때까지 회전된 다음 스플라인 홈 120이 스플라인 홈 80과 완전히 겹칠때까지 슬리브축에 대해 세로로 이동된다.

주축(main shaft) 82위의 스테이지링 198 및 외부센터링가이드(동심 챔퍼) 196는 허브 100을 주측위에 조립하는 경우에 있어서 슬리브축 78위의 스테이지링 192 및 센터링가이드 190에 대해 기술한 바와 같은 기능을 한다.

본 발명에 부합되는 조립방법은 특히 클러치 및 클러치팩을 로보트(robot)에 의해 적절하게 조립하는 것이다.

예를 들면, 드럼 116과 같은 허브류 및 드럼류를 클러치팩 140과 같은 클러치팩류에 조립하기 위하여 로봇을 경제적으로 이용하는 것은 지금까지 불가능했는데, 그 이유는 내부판의 방위가 무질서하기 때문이었다.

즉, 로보트가이 케이스의 축 58에 대해 드럼을 정확하게 일직선으로 배열시켜 클러치팩을 향해 이동시킨 다음 회전시켜 스플라인 톱니와 스플라인 홈을 맞물리게 할 수 있을지라도 내부 클러치판의 내부주연부와 드럼의 외부실린더벽과의 동심성의 부족으로 인해 쉽게 맞추어질 수 없다. 그러나, 센터링가이드(동심챔퍼) 및 스테이지링을 드럼에 부착한 상태에서, 연속되는 내부클러치판들의 각각은 드럼의 단순한 회전에 의해 스플라인 톱니와 스플라인 홈이 맞물릴 정도의 동심을 갖는 승합위치에 자동적으로 놓인다.

따라서, 본 발명의 중요한 특징은 기계투기(machine vision)없이 로보트에 의해 수행되는 다판클러치 조립방법을 제공하는 것이다.

과거에는 조립의 마지막단계에 있어서, 스플라인 허브 또는 드럼을 스플라인 내부직경을 갖고 축배열 또는 각 배열도 아닌 다수의 판내로 보이지 않는 상태로 끼워 넣어야 했기 때문에, 상기 로보트 조립방법은 불가능했다.

로보트는 축상으로 허브 또는 드럼을 끼워넣고 회전시킬 수는 있지만 축상으로 배열되지 않는 판을 발견하여 교정할 수는 없다.

예를 들면, 도면 1의 실시예에 있어서, 평평한 판 10이 실린더 부재 12위에 놓일 경우 스플라인 톱니 24 및 26이 절두원추형 부재에 접촉되기 때문에 톱니 24 및 26이 스테이지링 26위에 접하는 승합위치에 놓일 경우 주연부 18는 자동적으로 부재 12의 외부면과 동심을 취함에 의해 상기 목적이 달성된다.

따라서, 판 및 실린더 부재(cylindrical member)가 서로에 대해 회전되어 톱니가 실린더 부재내의 스플라인 홈 38 및 40과 맞물리 다음 판이 실린더 부재의 상부에서 하부로 끼워 질 수 있다.

Claims (14)

1. 제1부재(first member)(10)에 제1의 직경(first diameter)(D₁)을 갖는 주연부(cicular edge)(20) 및 각각이 제1의 직경 D1과 제2의 직경 D₂사이의 가상링 (imaginary annulus)(30)내에 위치되도록 주연부(20)로부터 동심가상링(concentric imaginary circle)(28)까지 일정한 간격으로 돌출된 둘 이상의 스플라인 톱니(24, 26)를 형성하고, 제2부재(second member)(12)에 제1의 직경(D₁)과 일반적으로 같은 직경(D₃)를 갖고 제2부재(12)의 축(32)에 평형 및 일직선 배열된 실린더벽(34) 및 실린더벽(34)의 선단에서 축(32)에 수직한 면으로 가상링(30)과 크기가 같고 실린더벽(34)의 주연부와 동일한 주연부를 갖는 스테이지링(staging annulus)(36) 및 스테이지링(36)의 평면으로부터 세로로 경사돌출되고 스테이지링(36)의 제2의 주연부와 일치하는 하나의 주연부(50)를 갖는 센터링가이드견각(48)을 형성하고, 일정한 간격으로 배열된 동일수의 노치(42,44)에서 스테이지링(36)을 절단해서 스플라인 톱니 (24,26)에 맞물리도록 실린더벽내에 둘이상의 홈을 형성하고, 제1의 부재(10)를 스플라인 톱니(24,26)가 스테이지링(36)에 접하는 제2부재(12)위의 승합위치로 이동하고, 상기 이동중에 제1 및 제2부재(10,12)중의 한 부재가 반응부재(reaction member)를 형성하므로 센터링가이드견각(centring guide shoulder)(48)이 제1과 제2부재(10, 12)사이의 축에 수직한 상대이동을 초래하여 승합위치에서 제1부재위의 주연부(20)와 제2부재(12)위의 실린더벽(34)사이의 동심이 유지되고, 스플라인 톱니의 각각이 대응하는 노치(42,44)와 맞물리도록 제1부재가 회전하고, 그리고 축(32)에 따라 제1부재(10)가 제2부재(12)에 대해 끼워지는 것을 특징으로 하는 제1부재(10)와 제2부재(12)간의 스플라인 연결체 조립방법.
2. 제1항에 있어서, 제1부재(10')가 평평한 링판이고 그것의 주연부(20')가 외부주연부이고, 실린더벽(34)이 제2부재(12')의 내부실린더벽이고, 그리고 센터링가이드견각(48')이 내부 절두원추형부재(frustoconical shoulder)인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 제2부재(12')가 클러치하우징이고 제1부재(10')가 외부링클러치판(outer annular clutch plate)인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 제1의 부재가 평평한 링판이고 그것의 주연부가 내부주연부이고, 실린더벽(34)이 제2부재(12)의 외부실린더벽이고, 센터링가이드견각(centring guide shoulder)이 외부절두원추형 견각(outer frusto-conical shoulder)인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 제2부재(12)가 클러치허브이고, 제1부재가 내부링 클러치판인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 클러치의 축(58)을 중심으로 서로에 대해 회전가능한 동심의 내부 및 외부실린더벽(138,136), 내부 및 외부실린더벽중에서 어느 한 부분에 연결되고 축(58)에 수직한 면으로 위치되는 다수의 제1의 링클러치판(144) 및 축(58)에 수직한 면으로 제1의 클러치판(144)의 각각의 사이에 위치된 다수의 제2의 링클러치판(142)을 한정하는 제1부재(140) 및 제2부재(116)을 갖는 클러치(92)를 조립하는 제1항에 있어서, 주연부(176)에 동심인 가상링내에 위치되고 주연부(176) 둘레에 일정한 간격을 갖는 다수의 스플라인 톱니(174)를 제2의 클러치판(142)의 각각의 위에 형성하고, 제1 및 제2부재중에서 어느 한쪽부재(116)위에 내부 및 외부실린더벽중에서 어느 한쪽 실린더벽(138)의 선단부에서 그것에 수직한 면으로 상기 한쪽 실린더벽(138)에 일치하는 제1의 주연부를 갖는 가상링과 크기가 동일한 스테이지링(179)을 형성하고 스테이지링(179)의 제2의 주연부와 일치하는 하나의 모서리를 갖고 스테이지링(179)의 평면으로부터 세로로 경사돌출된 센터링가이드견각(188)을 상기 한쪽부재(166)에 형성하고, 스플라인 톱니(174)와 맞물리도록 일정하게 배열된 동일수의 노치에서 스테이지링(staging annulus)을 절단하고 스플라인 톱니(174)의 수와 일치하는 다수의 스플라인 홈을 상기 한쪽의 실린더벽(138)에 형성하고, 상기 한쪽부재(116)를 축(58)을 따라 스테이지링(179)이 스플라인 톱니(174)에 접하는 제2클러치(142)의 가장외부판위의 승합위치로 이동하고, 상기 이동중에 상기 한쪽부재(116)가 반응부재(reaction member)를 형성하므로 센터링가이드견각이 가장 외부의 제2클러치판(142)의 상대적인 이동을 초래해서 승합위치에서 주연부(176)와 상기 한쪽 실린더벽(138)이 동심이 되고, 승합위치에서 상기 한쪽부재(116)를 노치(186)의 각각이 스플라인 톱니(174)와 맞물리도록 회전하고, 상기 한쪽부재(116)를 축(58)에 따라 제2클러치판(142)의 다음의 각각의 판위의 다음 승합위치로 이동하고 다음 승합위치의 각각에서 상기 한쪽부재(116)를 노치(186)에 스플라인 톱니(174)가 맞물리도록 회전함으로써 제1부재 및 제2부재중에서 한쪽의 부재(116)를 내부 및 외부실린더벽중에서 한쪽의 실린더벽(138)에 일치해서 조립하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 한쪽 실린더벽(138)이 외부실린더벽이고, 제2클러치판 (144)의 각각의 위의 주연부(176)가 내부주연부이고, 센터링가이드견각(188)이 제1 및 제2부재(140,110)중에서 상기 한쪽부재위의 외부절두원추형인 견각인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제6항에 있어서, 다른쪽의 실린더벽(136)이 내부실린더벽이고, 제2클러치판 (144)의 각각의 상부의 주연부가 외부주연부이고, 센터링가이드견각(158)이 제1 및 제2부재(140,56)중에서 상기 한쪽벽(56)위의 내부절두원추형인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 클러치(92)를 조립하는 제1항에 있어서, 클러치(29)가 외부 실린더벽(136)과 내부실린더벽(160)중의 한쪽(160), 상기 한쪽 실린더벽(160)에 연결되고 축에 수직한 면으로 위치되는 다수의 제1링 클러치판(142) 및 축(58)에 수직한 면으로 제1클러치판의 각각의 사이에 위치되는 다수의 제2링 클러치판(144)을 한정하는 제1부재 (140), 내부 및 외부실린더벽(160,136)중의 어느 한쪽(136)을 한정하는 제2부재(56), 내부 및 외부실린더벽(160,136)이 축 58을 중심으로 서로에 대해 회전가능하고 동심이 되도록 제2부재(56)를 제1부재 (140)에 대해 유지시키는 방법, 제2클러치판 144의 각각의 위에 제2클러치판(144)의 주연부(176)로부터 돌출하고 주연부(176)과 동심인 가상링내에 위치되는 다수의 방사형 스플라인 톱니를 한정하는 방법, 상기 한쪽 실린더벽(136)의 선단부에서 그리고 그것에 수직한 면으로 상기 한쪽 실린더벽(136)에 일치하는 제1주연부(154)을 갖고 가상링과 크기가 동일한 스테이지링을 제2부재(50)위에 한정하는 방법, 스테이지링 (153)의 평면으로부터 세로로 경사돌출되고 스테이지링(153)의 제2주연부에 일치하는 하나의 모서리를 갖는 센터링 가이드견각(158)을 제2부재위에 한정하는 방법, 상기 한쪽 실린더벽(136)내의 방사배열된 다수의 노치(157)에서 스테이지링(153)을 절단해서 스플라인톱니(148)에 맞물리도록 하는 상기 한쪽 실린더벽내의 다수의 스플라인 홈을 제2부재(56)을 한정하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 한쪽 실린더벽(138)이 외부실린더벽이고, 제2클러치판 144의 각각이 상부의 주연부(176)가 내부주연부이고, 센터링가이드견각(188)이 제2부재(116)위의 외부절두원추형 부재인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 한쪽 실린더벽(136)이 내부실린더벽이고, 제2클러치판 144의 각각의 상부의 주연부(147)가 외부주연부이고, 센터링가이드견각(158)이 제2부재(56)위의 내부절두원추형 부재인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 외부 실린더벽(136)과 내부실린더벽(160)중 한쪽벽(160)에 연결되고 축(58)에 수직한 면상에 위치하는 다수의 제1링클러치판들(142)와 동일면상으로 상기 제1링 클러치판들 사이에 각각 위치하는 다수의 제2링클러치판들(144)로 구성된 제1부재 (140) 및 내부 및 외부실린더벽(160,136)중 다른쪽(136)으로 한정되는 제2부재 (56)으로 구성되며, 내부 및 외부실린더벽(160,136)이 축 58에 대하여 동심원적이고 상호 교대될 수 있도록 제2부재(56)이 제1부재(140)에 관하여 유지되도록 구성하고, 제2링 클러치판(144)상에 그 주연부(176)으로부터 돌출되고 상기 주연부(176)와 동심인 가상링내에 위치하는 다수의 방사형배열의 스플라인 톱니(148)을 형성하고, 상기 다른쪽 실린더벽(136)의 선단부에서 그 수직면상으로 상기 실린더벽에 일치하는 제1주연부(154)를 가지며 상기 가상링과 크기가 동일한 스테이지링(153)을 제2부재(56)상에 설정하고, 상기 스테이지링(153)의 제2주연부(155)에 부합하는 주연부를 가지며 상기 스테이지링 평면상으로부터 세로로 경사 돌출된 센터링가이드견각(158)을 제2부재(56)상에 형성하며, 상기 다른쪽 실린더벽(136)내에 제2클러치판(144)의 스플라인 톱니들(148)과 맞물리는 방사상 배열의 노치들(157)을 갖춘 스플라인 홈들(156)을 형성하여 구성함을 특징으로 하는 클러치.
13. 제12항에 있어서, 상기 한쪽 실린더벽(138)이 외부실린더벽이고, 제2클러치판 (144)의 각각의 상부의 주연부(176)가 내부주연이고, 센터링가이드견각(188)이 제2부재(116)위의 외부절두원추형 부재인 것을 특징으로 하는 클러치.
14. 제12항에 있어서, 상기 한쪽 실린더벽(136)이 내부 실린더벽이고, 제2클러치판 (144)의 각각의 상부의 주연부(147)가 외부주연부이고, 센터링가이드견각(158)이 제2부재(56)위의 내부절두원추형부재인 것을 특징으로 하는 클러치.

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