KR100217198B1 - 댐퍼 기구 및 클러치 디스크 조립체 - Google Patents

Abstract

탄성부재의 직경방향 외측으로의 이동을 억제하면서 바람직한 비틀림 특성을 얻는데 목적이 있다.

그러한 목적을 해결하기 위한 수단은, 보조 플레이트(5)에는 제1창(51)과 제1창공(51)의 회전방향 R1에 위치하는 제2창공(52)이 형성되어 있다. 플레이트(3, 4)는 보조 플레이트(5)에 상대 회전이 가능하게 배치되어 있다. 플레이트(3, 4)에는 제1창(51)에 대응하고 제1창(51)으로부터 회전방향 R1측으로 각도가 어긋난 제3창(31, 41)과, 제2창(52)으로부터 회전방향 R2측으로 각도가 어긋난 제4창(32, 42)이 형성되어 있다. 제1 코일 스프링(71)은, 제1창(51)과 제3창(31, 41)내에 배치되고, 제1창(51)의 회전방향 R1측단과 제3창공(31, 41)의 회전방향 R2측단과의 사이에서 원주방향으로 압축되어 있다. 제2 코일 스프링(72)은 제2창(52)과 제4창(32, 42)내에 배치되고, 제2창(52)의 회전방향 R2측단과 제4창(32, 42)의 회전방향 R1 측단과의 사이에서 원주방향으로 압축되어 있다.

Description

댐퍼기구 및 클러치 디스크 조립체

본 발명은, 댐퍼기구 및 클러치 디스크 조립체, 특히, 원주방향으로 배치된 복수의 탄성부재를 갖는 댐퍼기구 및 클러치 디스크 조립체에 관한 것이다.

차량의 클러치에 이용되는 클러치 디스크 조립체는, 1쌍의 원판상 입력측 플레이트와, 외주에 플랜지를 갖는 출력측 허브와, 1쌍의 원판상 입력측 플레이트와 플랜지와의 사이에서 양자의 상대 회전을 제한하도록 배치된 탄성부재를 갖추고 있다.

탄성부재로서는, 복수의 코일 스프링이 이용된다. 코일 스프링은, 플랜지 및 1쌍의 입력측 플레이트에 각각 형성된 창내에 압축되어 있고, 탄성부재의 원주방향 양단은 각 창의 원주방향 양단에 접하여 있다.

이와 같이하여 1쌍의 원판상 입력측 플레이트로부터 코일 스프링을 통하여 출력측 허브로 토오크가 전달된다. 예를 들면 비틀림 진동이 입력되어 입력측 플레이트와 출력측 허브가 상대 회전할 때에는, 코일 스프링이 원주방향으로 압축되어 비틀림 진동을 흡수한다.

전기 종래의 클러치 디스크 조립체에서는, 코일 스프링에는 달라붙은 상태로 원주방향으로 약간 압축되어 있다. 이와 같이 코일 스프링에 이니셜 하중을 부여하는 것에 의해, 클러치 디스크 조립체의 회전에 의한 원심력이 작용하여도 코일 스프링이 외주측으로 이동하기 어렵다. 그 결과, 1쌍의 입력측 플레이트 및 플랜지의 창 마모가 적게 된다. 그러나, 코일 스프링에 이니셜 하중을 주면, 비틀림 특성이 제8도와 같이 된다. 즉, 비틀림 각도 0의 점에서 토오크가 급격히 오르거나 하강한다. 이러한 특성은, 이음 발생의 원인이 되며, 바람직하지 않다.

본 발명의 목적은, 탄성부재의 직경방향 외측으로 이동을 억제하면서 바람직한 비틀림 특성을 얻는 것에 있다.

청구항 1에 기재한 댐퍼기구는, 제1 원판부재와 제2 원판부재와 제1 탄성부재와 제2 탄성부재를 갖추고 있다. 제1 원판부재에는 제1창과 제2창이 형성되어 있다. 제2창은 제1창의 제1 회전방향으로 위치한다. 마찰 연결부는 입력측 원판부재에 고정되어 있다. 제2 원판부재는 제1 원판부재에 상대 회전이 가능하게 배치되어 있다.

제2 원판부재에는, 제1창에 대응하고 제1 회전방향으로 각도가 어긋난 제3창과, 제2창에 대응하고 제2창으로부터 제2 회전방향으로 각도가 어긋난 제4창이 형성되어 있다. 제1 탄성부재는 제1창 및 제3창내에 배치되고, 제1창의 제1 회전방향단과 제2창의 제2 회전방향단의 사이에서 원주방향으로 압축되어 있다.

제2 탄성부재는 제2 및 제4창내에 배치되며, 제2창의 제2 회전방향단과 제4창의 제1 회전방향단과의 사이에서 원주방향으로 압축되어 있다. 초기 상태에 있어서, 제1 원판부재와 마주하고, 제1 탄성부재는 제1 회전방향으로 하중을 주며, 제2 탄성부재는 제2 회전방향으로 하중을 주고 있다.

그 결과, 댐퍼기구 전체의 비틀림 특성은, 이니셜 하중이 부가되어 있지 않은 탄성부재의 비틀림 특성과 같아진다. 즉, 리니어한 특성이 얻어진다. 그러고도 제1 탄성부재와 제2 탄성부재는 초기 상태에서 원주방향으로 압축되며, 직경방향 외측으로의 이동이 규제되어 있다.

청구항 2에 기재한 클러치 디스크 조립체는, 1쌍의 입력측 원판부재와 마찰 연결부와 출력측 허브와 제1 탄성부재와 제2 탄성부재를 갖추고 있다. 1쌍의 입력측 원판부재는, 제1창과 제2창이 각각 형성되고, 서로 고정되어 있다. 제2창은 제1창의 제1 회전방향으로 위치한다. 출력측 허브는 플랜지를 갖고 있다. 플랜지는 1쌍의 원판부재 사이에 상대 회전이 가능하게 배치되고, 제1창에 대응하며 제1창으로부터 제1 회전방향으로 각도가 어긋난 제3창과, 제2창에 대응하며 제2창으로부터 제2 회전방향으로 각도가 어긋난 제4창이 형성되어 있다.

제1 탄성부재는, 제1창 및 제3창내에 배치되고, 제1창의 제1 회전방향단과 제2창의 제2 회전방향 단 사이에서 원주방향으로 압축되어 있다. 제2 탄성부재는, 제2 및 제4창내에 배치되고, 제2창의 제2 회전방향 단과 제4창의 제1 회전방향 단 사이에서 원주방향으로 압축되어 있다.

제1도는 본 발명의 1실시예로서의 클러치 디스크 조립체의 종단면 개략도.

제2도는 클러치 디스크 조립체의 일부를 떼어 낸 평면도.

제3도는 상대 회전시에 있어서 코일 스프링의 압축 동작을 나타내는 도면.

제4도는 상대 회전시에 있어서 코일 스프링의 압축 동작을 나타내는 도면.

제5도는 상대 회전시에 있어서 코일 스프링의 압축 동작을 나타내는 도면.

제6도는 상대회전시에 있어서 코일 스프링의 압축 동작을 나타내는 도면.

제7도는 클러치 디스크 조립체의 비틀림 특성선도.

제8도는 종래의 클러치 디스크 조립체의 비틀림 특성선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 클러치 디스크 조립체 3 : 클러치 플레이트(제2 원판부재)

4 : 리테이닝 플레이트(제2 원판부재) 5 : 보조 플레이트(제1 원판부재)

31 : 제3창 32 : 제4창

41 : 제3창 42 : 제4창

51 : 제1창 52 : 제2창

71 : 제1 코일 스프링(제1 탄성부재) 72 : 제2 코일 스프링(제2 탄성부재)

제1도 및 제2도에 나타내는 본 발명의 1실시예로서의 클러치 디스크 조립체(1)은, 제1도의 좌측에 배치된 엔진(미도시)으로부터의 토오크를 제1도의 우측에 배치된 트랜스밋션(미도시)으로 전달 및 차단하기 위한 장치이다.

제1도에 있어서는, 0-0가 클러치 디스크 조립체(1)의 회전축선이다.

이 클러치 디스크 조립체(1)는, 주로, 출력측 부재로서의 허브(2)와, 입력측 부재로서의 클러치 디스크(3) 및 리테이닝 플레이트(4)(제2 원판부재)와, 중간부재로서의 보조 플레이트(5)(제1 원판부재)와, 보조 플레이트(5)와 허브(2)와의 사이에 양자 상대 회전을 제한하도록 배치된 작은 코일 스프링(6)과, 플레이트(3, 4)와 보조 플레이트(5)의 사이에 양자의 상대 회전을 제한하도록 배치된 큰 코일 스프링(71, 72)과, 플레이트(3, 4)와 허브(2)와의 사이에서 상대 회전이 발생할 때에 소정의 히스테리시스 토오크를 발생시키는 마찰 발생기구(8)로 구성되어 있다.

허브(2)는, 클러치 디스크 조립체(1)의 중심에 배치되고, 트랜스밋션의 축(미도시)에 연결된다. 허브(2)는, 축방향으로 연장되는 원판상의 보스(2a)와, 보스(2a)의 외주에 일체로 형성된 플랜지(2b)로 구성되어 있다. 플랜지(2b)의 외주에는 복수의 돌기(2c)가 원주방향에 등간격으로 형성되어 있다.

플랜지(2b)의 직경방향에 대향하는 2개소에는, 후술하는 작은 코일 스프링(6)의 원주방향 단을 지지하기 위한 노치(2d)가 형성되어 있다. 또, 보스(2a)의 내주측에는, 트랜스밋션의 축(미도시)에 스플라인 결합하는 스플라인 구멍(2e)이 형성되어 있다.

허브(2)의 플랜지(2b)의 외주에는 보조 플레이트(5)가 배치되어 있다. 보조 플레이트(5)는 원판상의 플레이트이다. 보조 플레이트(5)는, 제2도로부터 이해될 수 있듯이, 직경방향으로 연장되는 4개의 돌출부(5a)를 갖고 있다. 각 돌출부(5a)에는, 원주방향으로 연장되는 4개의 창이 형성되어 있다. 여기에서는, 제2도에 있어서, 상하방향으로 존재하는 창을 제1창(51)으로 하고, 좌우방향으로 존재하는 창을 창(52)으로 한다.

각 돌출부(5a)의 사이는, 외측노치(5c)로 되어 있다. 보조 플레이트(5)의 내주측에는, 허브(2)의 돌기(2c)의 사이에 대응하는 부분에 내측돌기(50)가 형성되어 있다. 돌기(2c)와 내측돌기(56)의 사이에는, 원주방향으로 소정의 간격이 확보되어 있다. 보조 플레이트(5)의 내주측에 있어서, 허브(2)의 노치(26)에 대응하는 2개소에는 내측노치(5e)가 형성되어 있다. 이들 노치(26)와 내측노치(5e) 내에는 작은 코일 스프링(6)이 배치되어 있다.

보조 플레이트(5)의 양측방에는, 클러치 플레이트(3) 및 리테이닝 플레이트(4)가 배치되어 있다. 플레이트(3, 4)는, 대략 원판상의 1쌍의 부재이며, 허브(2)의 보스(2a)의 외주측에 회전이 자유롭게 배치되어 있다. 클러치 플레이트(3)와 리테이닝 플레이트(4)는 외주부가 4개소에서 당접핀(11)에 의해 서로 고정되어 있다. 이 당접핀(11)은, 보조 플레이트(5)에 형성된 외측노치(5c)내를 연장하고 있다. 당접핀(11)과 외측노치(5c)에는 원주방향에 소정의 간격이 확보되어 있기 때문에, 플레이트(34)와 보조 플레이트(5)는 소정의 각도내에서 상대 회전이 가능하다.

클러치 플레이트(3)의 외주에는, 마찰 연결부(10)가 배치되어 있다. 마찰 연결부(10)는, 주로, 원판상의 완충 플레이트(12)와, 마찰 페이싱(13)으로 구성되어 있다. 완충 플레이트(12)는, 환상부(12a)와 환상부(12a)의 외주에 일체로 형성된 복수의 완충부(12b)로 구성되어 있다. 환상부(12a)는 당접핀(11)에 의해 클러치 플레이트(3)에 고정되어 있다. 완충부(12b)의 양면에는 마찰 페이싱(13)이 고정되어 있다. 또, 마찰 페이싱(13)의 좌측에는 엔진측의 플라이 휘일(미도시)이 배치되어 있으며, 도시하지 않은 압력 플레이트에 의해 마찰 페이싱(13)이 플라이 휘일에 압압되면, 클러치 디스크 조립체(1)로 엔진측의 토오크가 입력된다.

클러치 플레이트(3) 및 리테이닝 플레이트(4)에는, 보조 플레이트(5)의 제1창(51)에 대응한 위치에 제3창(31, 41)이 각각 형성되어 있고, 제2창(52)에 대응한 위치에 제4창(32, 42)이 각각 형성되어 있다. 플레이트(3, 4)의 제3창(31, 41)은 보조 플레이트(5)의 제1창(51)과 거의 동일한 원주방향 길이를 갖지만, 회전방향 R1(제1 회전방향)에 각도 θ만큼 변위되어 있다. 플레이트(3, 4)의 제4창(32, 42)은, 보조 플레이트(5)의 제2창(52)과 거의 동일한 원주방향 길이를 갖지만, 각도 θ1만큼 회전방향 R2(제2 회전방향)으로 변위되어 있다.

또, 플레이트(3, 4)의 각 창의 직경방향 양측에는, 축방향 외측으로 잘려 세워진 누름부가 형성되어 있고, 이것에 의해 각 코일 스프링의 직경방향 외측 및 축방향으로의 이동을 규제하고 있다.

큰 코일 스프링은 합계 4개이며, 각 창내에 수납되어 있다. 제1창(51) 및 제3창(31, 41)내에 수납된 2개의 큰 코일 스프링을 제1 코일 스프링(71)(제1 탄성부재)로 하고, 제2창(52) 및 제4창(32, 42)내에 수납된 2개의 큰 코일 스프링을 제2 코일 스프링(72)(제2 탄성부재)로 한다. 또, 제1 및 제2 코일 스프링(71, 72)의 원래의 길이는, 각 창의 원주방향 길이와 거의 같다.

그 때문에, 제1 및 제2 코일 스프링(71, 72)은, 창내에서 창과 어긋나게 일치하는 각도 θ1만큼 압축되어 있다. 이와 같이 제1 및 제2 코일 스프링(71, 72)에는 이니셜 하중이 부여되어 있기 때문에, 클러치 디스크 조립체의 원심력에 의한 직경 방향 외측으로의 이동이 규제되어 있다.

마찰 발생기구(8)는, 클러치 플레이트(3)의 내주부와 리테이닝 플레이트(4)의 내주부와의 축방향 사이에서 보스(2a)의 외주측에 배치된 각각 환상의 부재로 구성되어 있다.

다음에, 클러치 디스크 조립체(1)의 동작에 대하여 설명한다.

마찰 페이싱(13)이 엔진측의 플라이 휘일(미도시)에 억눌려져 있으면, 엔진측의 플라이 휘일의 토오크가 클러치 플레이트(3) 및 리테이닝 플레이트(4)로 입력된다. 이 토오크는, 큰 코일 스프링(71, 72), 보조 플레이트(5), 작은 코일 스프링(6)을 통하여 허브(2)로 전달되고, 더욱이 도시하지 않은 트랜스밋션 측의 축으로 전달된다.

엔진측의 플라이 휘일(미도시)로부터 클러치 디스크 조립체(1)로 비틀림 진동이 전달되면, 플레이트(3, 4)와, 보조 플레이트(5)와 허브(2)와의 사이에서 주기적인 상대 회전이 일어난다. 이때 작은 코일 스프링(6)과 큰 코일 스프링(71, 72)이 압축되고, 마찰 발생기구(8)에 의해 히스테리시스 토오크가 발생한다.

여기에서는, 제3도 - 제6도의 스프링 동작 도면과 제7도의 비틀림 특성 선도를 이용하여 제1 및 제2 코일 스프링(71, 72)의 비틀림 특성에 대하여 설명한다. 이 설명에서는, 서로 근접하는 측으로 어긋난 배치된 제3창(31, 41)과 제4창(32, 42)내에 배치된 제1 및 제2 코일 스프링(71, 72)을 1조하여 취급한다. 제3도에 나타내는 자유 상태에서는, 제1 코일 스프링(71)은, 제1창(51)의 회전방향 R1 측단과 제3창공(31, 41)의 회전방향 R2 측단과의 사이에서 원주방향으로 압축되어 있다.

제2 코일 스프링(72)은, 제2창(52)의 회전방향 R2 측단과 제4창(32, 42)의 회전방향 R1 측단과의 사이에서 원주방향으로 압축되어 있다. 이와 같이 하여, 보조 플레이트(5)는, 제1 코일 스즈프링(71)으로부터 회전방향 R1로 하중을 받고, 제2 코일 스프링(72)으로부터 회전방향 R2로 하중을 받고 있다.

클러치 플레이트(3)와 리테이닝 플레이트(4)를 도시하지 않은 다른 위치에 고정하고, 그것에 대하여 보조 플레이트(5)를 회전방향 R1측으로 비틀어 간다. 그러면, 제4도에 나타내는 바와 같이, 제1 코일 스프링(71)은 제1창(51)과 제1창(31, 42)과의 사이에서 원래의 길이에 가까워져 간다. 이것에 의해, 제1 코일 스프링(71)으로부터 보조 플레이트(5)에 작용하는 하중은 감소되어 간다. 또, 제2 코일 스프링(72)은 제2창(52)과 제4창(32, 42)와의 사이에서 압축되어 간다 더욱이 비틀림 동작이 진행되고 보조 플레이트(5)가 각도 θ1 회전하면, 제5도에 나타내는 바와 같이, 제1 코일 스프링(71)은 제1창(51)과 제3창(31, 41)내에서 자연 상태의 길이가 된다.

더욱이 비틀림 각도가 크게 되면, 보조 플레이프(5)의 제1창(51)의 R2측단부가 제1창(31, 41)의 R1측단부와의 사이에서 제1 코일 스프링(71)을 압축하여 간다. 이것에 의해 보조 플레이트(5)는 제1 코일 스프링(71)으로부터 회전방향 R2로 하중을 받는다.

제7도에 나타내는 비틀림 특성 선도에 있어서, A가 제2 코일 스프링(72)의 특성이며, B가 제1 코일 스프링(71)의 특성이다. 이 2개의 비틀림 특성을 합성한 전체의 특성은 C이다. 이와 같이 전체로서는 리니어한 특성이 얻어지며, 이음이 발생하기 어렵다.

또, 전술한 동작에서 분명하게 되는 바와 같이, R1측으로 비틀려진 경우는 제2 코일 스프링(72)은 항시 원주방향으로 압축되어 있다. 이것이 R2측으로 비틀린 경우는 제1 코일 스프링(71)이 항시 압축되어 있다. 이와 같이 항상 반분의 코일 스프링이 압축되어 있기 때문에, 가령 코일 스프링이 탄성력을 잃거나 마모가 생겨도, 코일 스프링의 창 내에서의 흔들림이 발생하기 어렵다.

전기 실시예에서는 4개의 창내에 각각 큰 코일 스프링을 배치하였지만, 창 및 코일 스프링의 수는 한정되지 않는다. 또, 창 및 코일 스프링의 수는 짝수일 필요는 없으며, 전술한 1쌍의 창 및 코일 스프링의 구성이면 된다. 더욱이, 전기 실시예에서는, 보조 플레이트에 형성된 창공에 원주방향으로 일정한 간격으로 클러치 플레이트 및 리테이닝 플레이트에 형성된 창공을 비키어 놓았지만, 그 역으로도 된다.

또, 이 실시예에서는 클러치 디스크 조립체에 한정되지 않고, 다른 댐퍼기구에 사용하여도 된다.

본 발명에 관련하는 댐퍼기구에서는, 초기 상태에서, 제1 원판부재에 대하여, 제1 탄성부재는 제1 회전방향으로 하중을 받고, 제2 탄성부재는 제2 회전방향으로 하중을 받고 있다. 그 결과, 댐퍼기구 전체의 비틀림 특성은, 이니셜 하중이 부가되어 있지 않는 탄성부재의 비틀림 특성과 같게 된다. 즉, 리니어한 특성이 얻어진다. 더구나, 제1 탄성부재와 제2 탄성부재는 초기 상태에서 원주방향으로 압축되어 있으며, 직경방향 외측으로의 이동이 규제되어 있다.

Claims (2)

1. 제1창과, 전기 제1창의 제1 회전방향에 위치하는 제2창이 형성된 제1 원판부재와, 전기 제1 원판부재에 상대 회전이 가능하게 배치되고, 전기 제1창에 대응하며 전기 제1창으로부터 제1 회전방향으로 각도가 어긋난 제3창과, 전기 제2창에 대응하며 전기 제2창으로부터 제2 회전방향으로 각도가 어긋난 제4창이 형성된 제2 원판부재와, 전기 제1창 및 제3창내에 배치되고, 전기 제1창의 전기 제1 회전방향단과 전기 제2창의 전기 제2 회전방향단 사이에서 원주방향으로 압축되어 있는 제1 탄성부재와, 전기 제2창 및 제4창내에 배치되고, 전기 제2창의 전기 제2 회전방향단과 전기 제4창의 전기 제1 회전방향단의 사이에서 원주방향으로 압축되어 있는 제2 탄성부재를 갖춘 댐퍼기구.
2. 제1창과, 전기 제1창의 제1 회전방향에 위치하는 제2창이 각각 형성되고, 서로 고정된 1쌍의 입력측 원판부재와, 전기 입력측 원판부재에 고정된 마찰 연결부와, 전기 1쌍의 입력측 원판부재 사이에 상대 회전이 가능하게 배치되고, 전기 제1창에 대응하며 전기 제1창으로부터 제1 회전방향으로 각도가 어긋난 제3창과, 전기 제2창에 대응하고 전기 제2창으로부터 제2 회전방향으로 각도가 어긋난 제4창이 형성된 플랜지를 갖는 출력측 허브와, 전기 제1창 및 제3창내에 배치되고, 전기 제1창의 전기 제1 회전방향단과 전기 제2창의 전기 제2 회전방향 사이에서 원주방향으로 압축되고 있는 제1 탄성부재와, 전기 제2창 및 제4창내에 배치되고, 전기 제2창의 전기 제2 회전방향단과 전기 제4창의 전기 제1 회전방향단 사이에서 원주방향으로 압축되어 있는 제2 탄성부재를 갖춘 클러치 디스크 조립체.