KR100364264B1 - 부가마찰 특성을 갖는 클러치 디스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 엔진과 트렌스밋션 사이에 구비되며 운전자의 클러치페달 조작에 의해 메인축에 구동력을 전달, 또는 차단하도록 하는 클러치 디스크에 관한 것으로,

클러치 플레이트(200)에 형성된 지지홀(220)에 헤드부(701)가 삽입으로 지지되고 타측의 마찰부(702)가 허브 플렌지(600)의 내측 외주연에 접촉하도록 하는 다수개의 마찰부시(700)와, 그 마찰부시(700)에 의해 엔진의 회전변동에 따른 히스테리시스 토르크를 일정하게 유지하는 마찰특성을 얻을 수 있고, 기어변속시 엔진의 속도변화에 따른 소음, 진동을 흡수하여 히스테리시스 토르크를 일정하게 유지하는 마찰특성을 얻도록 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 서로 다른 마찰 특성으로 조합된 댐핑(Damping)특성을 유지하여 주행중의 소음, 진동이 발생하지 않도록 한 효과가 있다.

Description

부가마찰 특성을 갖는 클러치 디스크 {Add Friction Property Clutch Disc}

본 발명은 차량의 엔진과 트렌스밋션 사이에 구비되며 운전자의 클러치페달 조작에 의해 메인축에 전달되는 구동력을 전달, 또는 차단하도록 하는 클러치 디스크에 관한 것으로, 더 상세하게는 클러치 플레이트와 스플라인 허브 플렌지의 각 내측으로 서로 다른 마찰특성을 갖는 마찰부시를 다수개 구비하여 불규칙한 히스테리시스 변동이 생기지 않도록 하는 안정적인 댐핑(Damping)특성으로 주행중에 엔진의 속도변화에 따른 소음과 진동을 방지한 부가마찰특성을 갖는 클러치 디스크에 관한 것이다.

일반적으로 일정한 히스테리시스 토르크를 얻도록 하는 클러치 디스크에 대해서는 여러가지가 개시되어 있다. 예를 들면, 본 출원인의 공개번호 98 - 009995로 클러치 디스크가 개시된 바가 있는데, 그 내용은 다음과 같다.

도 1의 가)에 도시된 바와 같이, 스플라인 허브(500)와 치합된 허브 플렌지(600)의 축방향측에는 클러치 플레이트(200) 및 서브 플레이트(300)가 배치되어 있고, 상기 양 플레이트(200,300)는 스토퍼 핀(미도시)에 의해 연결되어 일체적으로 회전한다. 상기 클러치 플레이트(200)와 서브 플레이트(300) 및 허브 플렌지(600)에 대응하는 개소에 천공된 구멍에는 복수개의 댐퍼 스프링(400)이 배치되어 있고, 클러치 플레이트(200) 및 서브플레이트(300)로 부터 댐퍼스프링(400)을 매개로 하여 허브 플렌지(600)에 토르크가 전달된다.

한편, 그 허브 플렌지(600)와 서브 플레이트(300) 사이에는 제 1마찰와셔 (10)가 제 1원뿔형 스프링(11)에 의하여 축방향으로 압축을 받아 그 허브 플렌지 (600)에 밀착되도록 배치되어 있다.

스플라이 허브(500)의 커플링부(501)에 인접하여 제 2원뿔스프링(11a)이 배치되어 있고, 그 제 2원뿔스프링(11a)에 인접하여 제 2마찰 와셔(10a)가 그 스플라인 허브(500)에 고정되어 일체로 회전하면서 서브 플레이트(300)와 마찰이 이루어지도록 되어 있다.

도 1의 나)에 도시한 바에 의하면, 상기, 제 2마찰 와셔(10a)를 스플라인 허브(500)와 일체로 움직이도록 하기 위해 제 2마찰 와셔(10a)의 내주면상에 상, 하로 평탄면(13)을 구비하고, 그 평탄면(13)을 상기 스플라인 허브(500)의 외주면상에 상, 하로 형성된 절단면(14)에 끼워맞춤하면 제 2마찰 와셔(10a)는 상기 스플라인 허브(500)와 함께 소정각도 움직여 서브 플레이트(300)와 마찰을 하게 된다.

그러나, 스플라인 허브(500)의 주위로만 마찰력이 발생하도록 하는 종래의 경우는 플라이 휠을 통해 전달되는 토르크를 반경이 훨씬 적은 허브를 통해서 메인샤프트에 동력을 전달하도록 하기에는 댐퍼스프링에 가해지는 하중 부담으로 인해 수명도 짧아지고, 엔진의 회전속도 증감에 따라 출력측 하중에 변동이 생겨 마찰이 자주 이루어질 때는 도 2에 도시한 바와 같은 히스테리시스의 불규칙한 변동이 생기는 문제점이 있었고, 상술한 문제로 인해 소음, 진동이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 히스테리시스 토르크를 일으키게 하는 구조 이외에 스플라인 허브와 클러치 플레이트의 각 내측으로 서로 다른 마찰 특성을 갖는 와셔에 의해 일정한 히스테리시스 토르크를 얻도록 하는데 있고, 차량 특성에 맞는 마찰을 얻을 수 있도록 하여 내측부에 구비된 프릭션 스프링의 하중 부담을 줄여줌으로써 클러치 디스크의 수명을 반영구적으로 사용하도록 하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전달되는 회전 반경, 즉 토르크가 커짐으로 인해 작은 하중으로도 큰 히스테리시스 토르크를 얻을 수 있고, 작은 프릭션 스프링을 사용함으로 서로 다른 마찰특성을 조성하여 우수한 댐핑(Damping) 특성을 유지하도록 하여 주행중의 소음, 진동이 발생하지 않도록 하는데 있다.

도 1의 가)는 종래의 클러치 디스크의 마찰수단을 도시한 단면도이고, 나)는 가)의 마찰수단이 포함된 허브를 도시한 분해사시도이고,

도 2는 종래 클러치 디스크의 비틀림 특성을 나타내는 그래프이고,

도 3은 본 발명의 마찰부시가 조립된 상태의 클러치 디스크를 도시한 상세단면도와 클러치 디스크의 정면도이고,

도 4의 가)는 본 발명에 적용된 마찰부시의 외형을 도시한 사시도이고, 나)는 가)의 마찰부시의 마찰면에 돌기를 형성한 것을 도시한 다른 실시예를 도시한 사시도이고,

도 5는 본 발명의 마찰부시를 이용하여 얻어진 비틀림특성을 나타내는 그래프를 도시한 참고도이고,

도 6은 본 발명의 마찰부시를 다양하게 변형한 다른 실시예를 도시한 것으로, 가)는 허브플렌지의 양측으로 마찰부시를 구비한 것을 도시한 단면도이고, 나)는 마찰부시의 헤드부를 없애고 그 표면에 접착제를 도포하여 고정한 것을 도시한 단면도이고, 다)는 마찰부시를 허브플렌지의 외주연과 내주연에 복렬로 다수개를 구비하여 마찰력을 극대화 시킨 것을 도시한 평면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1;클러치 디스크 10.10a;제 1, 2마찰와셔 11, 11a;제 1, 2원뿔형 스프링

12;마찰와셔 13;평탄면 14;절단면 15;스토퍼 핀 16; 커플링부

100; 프릭션 페이싱 110;쿠션 플레이트 200; 클러치 플레이트 210;체결 홀

220;지지 홀 300;서브 플레이트 400;댐퍼스프링 500; 스플라인 허브

501; 커플링부 600; 허브 플렌지 610; 치합부 700; 마찰부시 701; 헤드부 702; 마찰부

차량의 엔진과 트렌스밋션 사이에 구비되며 운전자의 클러치페달 조작에 의해 메인축에 전달되는 구동력을 전달, 또는 차단하도록 프릭션 페이싱의 사이에 구비되는 쿠션 플레이트와 리벳으로 체결된 클러치 플레이트와, 그 클러치 플레이트의 대향하는 위치에 구비되는 서브 플레이트와의 사이에 구비되어 상기의 각 플레이트와 일체로 결합되는 허브 플렌지의 중심에 형성된 치합부에 치합되도록 한 스플라인 허브로 구성되는 클러치 디스크에 관한 것으로,

상기, 클러치 플레이트에 형성된 지지홀에 헤드부가 삽입으로 지지되고 타측의 마찰부가 허브 플렌지의 내측 외주연에 접촉하도록 하는 다수개의 마찰부시와, 그 마찰부시에 의해 엔진의 회전변동에 따른 히스테리시스 토르크를 일정하게 유지하는 마찰특성을 얻을 수 있고, 기어변속시 엔진의 속도변화에 따른 소음, 진동을 흡수하는 것이다.

상기한 본 발명에 의하면, 마찰부시가 스플라인 허브 외측과 클러치 플레이트에 서로 다른 마찰 특성으로 큰 히스테리시스 토르크 및 차량 특성에 맞는 마찰특성을 얻을 수 있도록 하여 내측부에 구비된 프릭션 스프링의 부담을 줄여주고, 기어변속시 엔진의 속도변화에 따른 소음, 진동이 일어나지 않도록 한 것이다.

이하, 첨부한 예시도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 클러치 디스크의 허브에 마찰부시가 조립된 상태를 도시한 상세단면도와 클러치 디스크의 정면도이고, 도 4의 가)는 본 발명에 적용된 마찰부시의 외형을 도시한 사시도이고, 나)는 마찰부시의 마찰부에 돌기를 형성한것을 도시한 다른 실시예를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 마찰부시를 이용하여 얻어진 비틀림특성을 나타내는 그래프를 도시한 참고도이고, 도 6은 본 발명의 마찰부시를 다양하게 변형한 다른 실시예를 도시한 것으로, 가)는 허브플렌지의 양측으로 마찰부시를 구비한 것을 도시한 단면도이고, 나)는 마찰부시의 헤드부를 없애고 그 표면에 접착제를 도포하여 고정한 것을 도시한 단면도이고, 다)는 마찰부시를 허브플렌지의 외주연과 내주연에 복렬로 다수개를 구비하여 마찰력을 극대화 시킨 것을 도시한 평면도이다.

이하, 편의상 종래의 클러치 디스크의 부품과 동일한 것은 동일한 명칭 및 동일한 부호를 사용하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 클러치 디스크(1)의 허브플렌지(600)와 클러치 플레이트(200)의 사이에 구비된 본 발명의 마찰부시(700)가 구비된 상태를 도시한 것으로, 그 구성을 설명한다.

엔진의 출력에 해당하는 플라이 휠(미도시)의 외주연에 접촉되도록 하는 플릭션 페이싱(100)이 다수개 구비된 쿠션 플레이트(110)를 양측으로 감싸고 상기 쿠션 플레이트(110)를 관통으로 플릭션 리벳(120)으로 체결하여 일체화되고, 상기 쿠션 플레이트(110)는 내경에 해당하는 플렌지(111)가 클러치 플레이트(200)의 외주연에 다수개 천공된 체결 홀(210)에 역시 리벳으로 체결된다.

상기 클러치 플레이트(200)의 일측에는 허브 플렌지(600)가 구비되고, 상기 허브 플렌지(600)의 중심에 형성된 치합부(610)에는 스플라인 허브(500)의 다수개 돌출로 형성된 커플링부(501)가 클러치 디스크(1)의 비틀림(Torsion)특성을 고려하여 일정 간격을 띄고 상기 치합부(610)와 치합된다.

또한, 상기 허브 플렌지(600)의 다른 일측에는 서브 플레이트(300)가 구비되고, 상기 각 서브 플레이트(300)와 허브 플렌지(600)와 클러치 플레이트(200)는 다수개 구비된 스토퍼 핀(15)에 의해서 연결되어 일체적으로 회전된다.

또한, 상기의 클러치 플레이트(200), 서브 플레이트(300) 및 허브 플렌지 (600)에 대응하는 개소에 천공된 구멍에는 복수개의 댐퍼스프링(400)이 배치되어 있고, 클러치 플레이트(200) 및 서브 플레이트(300)로 부터 댐퍼스프링(400)을 매개로하여 허브 플렌지(600)에 토르크가 전달된다.

또한, 상기의 클러치 플레이트(200)와 허브 플렌지(600)의 사이에는 마찰부시(700)가 다수개 구비되는데, 상기 마찰부시(700)는 판상(板狀)의 마찰부(702)와, 상기 마찰부(702)의 일측으로 돌출형성되는 헤드부(701)로 이루어지며, 상기 헤드부(701)의 단면적은 상기 마찰부(702)보다 작게 형성됨과 동시에 상기 클러치 플레이트(200)에 천공되는 지지홀(220)과 부합하도록 형성된다.상기 마찰부시(700)는 헤드부(701)가 상기 클러치 플레이트(200)에 천공된 지지홀(220)에 삽입됨과 동시에 마찰부(702)가 상기 클러치 플레이트(200)와 상기 허브 플렌지(600) 사이에 배치되어 양측으로 마찰이 발생하도록 밀착됨으로서, 별도의 결합수단없이 안정적으로 상기 클러치 플레이트(200)와 상기 허브 플렌지(600) 사이에 배치된다.

상기의 마찰부시(700)는 클러치 플레이트(200)와 일측의 서브 플레이트(300) 사이에 구비된 댐퍼스프링(400)의 바로 상부에 구비되어 있는데, 그 이유로는 일정속도로 주행하는 자동차는 급가속을 위해 가속페달을 밟으면 엔진은 빠르게 회전하고 변속기는 엔진의 회전속도에 등속되지 못함으로 인해 클러치 디스크(1)는 비틀림이 일어나게 된다.

이때, 마찰재인 클러치 디스크(1)의 프릭션 페이싱(100)은 압력판의 압력으로 인해 플라이 휠에 밀착되어 플라이 휠과 동회전(同回轉)하게 되고, 상기 급가속에 대응하지 못한 클러치 축의 스플라인(SP)과 결합해 있는 스플라인 허브(500)의 사이에는 회전속도의 차이가 생기게 된다. 즉, 프릭션 페이싱(100)의 회전속도에 비해 상대적으로 스플라인 허브(500)의 속도가 낮아져 상기 클러치에는 비틀림이 발생하고, 그 비틀림을 완화하기 위해 상기 댐퍼스프링(400)은 스토퍼 핀(15)에 닿을때까지 압축된다. 또한, 상기 댐퍼스프링(400)이 압축됨으로써 비틀림을 완화시키게 되는 것이다.

이때, 엔진의 플라이 휠(미도시)로부터 회전력을 전달 받는 과정에서 본 발명의 마찰부시(700)를 댐퍼스프링(400)의 상부에 구비시켜 1차로 마찰부시(700)의 마찰력으로 허브 플렌지(600)를 회전시킴으로써 댐퍼스프링(400)에 전달되는 회전토르크를 감소시킴으로써 상기 댐퍼스프링(400)의 하중 부담을 감소시키는 것이다.

도 4에 도시한 바에 의하면, 본 발명에 적용된 마찰부시(700)를 도시한 것으로서, 본 발명의 마찰부시(700)는 통상의 순수한 나일론 - 6의 단량체에 카프로락탐(Caprolactam)을 주입한 상태로 음이온을 중합시켜 제조되는 산업용수지인 NMC로써 분자량이 훨씬 크고 결정화도가 우수하여, 금속, 목재의 대체 소재로 개발되어 여러분야에서 활용되고 있고, 자체재질에 특수 윤활제를 첨가하여 내마모성이 극히 우수한 엔지니어링 플라스틱이다.

또한, 마찰면의 마모손실은 인청동에 급유한 상태보다 적어 비철계통의 대체소재로도 적합하다.(제일수지 품목자료중에서 발췌)

상기와 같은 재질로 제작된 마찰부시(700)는 도 5에 도시한 히스테리시스 그래프에서 보는 바와 같이 다이나믹 히스테리시스 토르크가 크기때문에 엔진회전변동에 따른 유효적절한 히스테리시스 토르크를 일으키게 하고, 상기 마찰부시(700)의 역할로 서로 다른 마찰특성을 갖는 구조를 추가하여 일정한 히스테리시스 토르크와 회전속도 증감에 따른 소음 및 진동을 방지하도록 하는 것이다.

또한, 도 4의 나)에 도시한 것은 마찰부시(700)의 마찰부(702)에 도시한 바와 같이, 다수개의 돌기를 형성하여 허브 플렌지(600)의 외주연과의 마찰력을 증대시킨 실시예를 도시한 것으로, 차량의 특성과 기타 엔진의 용량에 따라 선택적으로 적용할 수 있는 것을 도시한 것이고, 상기의 돌기는 통상의 너얼링(Knurling)한 작업을 기준으로 하여 그 돌기의 모양도 일측에 별도 도시한 바와 같이, 클러치 디스크(1)의 회전방향으로 돌기를 형성하여 마찰력을 높이도록 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 다양한 형태 및 위치에 구비한 마찰부시(700)에 대해서 예시한 것으로, 가)에 도시한 것은 마찰부시(700)를 클러치 플레이트(200)뿐 아니라 서브 플레이트(300)에도 마찰부시(700)의 헤드부(701)가 안치될 수 있도록 홀(미도시)을 천공하여 허브플렌지(600)의 양측으로 본 발명의 마찰부시(700)를 구비하여 마찰력을 높이도록 한 것이다.

나)에 도시한 것은 클러치 플레이트(200)와 서브 플레이트(300)의 내측으로 마찰부시(700)를 구비시킨 것을 도시한 것으로써, 본 발명의 마찰부시(700)의 헤드부(미도시)를 없애고, 그 표면으로 접착제를 도포한 후, 상기 클러치 플레이트 (200)와 서브 플레이트(300)의 내측에 접착시키도록 한 것이다.

또한, 다)에 도시한 것은, 허브플렌지(600)의 외주연과 내주연에 다수개의 마찰부시(700)를 복렬(複列)로 구비하여 마찰력을 극대화 시키도록 한 것을 도시한것이다.

본 발명은 상술한 특정 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양하게 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형실시는 본 발명의 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

본 발명에 의하면, 종래의 히스테리시스 토르크를 일으키게 하는 구조 이외에 스플라인 허브와 클러치 플레이트의 각 내측으로 서로 다른 마찰 특성을 갖는 와셔에 의해 큰 히스테리시스 토르크를 얻은 효과가 있고, 차량 특성에 맞는 마찰을 얻을 수 있도록 하여 내측부에 구비된 프릭션 스프링의 하중 부담을 줄여줌으로 클러치 디스크의 수명을 연장하도록 한 효과가 있다.

또한, 작은 하중으로도 큰 히스테리시스 토르크를 얻을 수 있고, 작은 프릭션 스프링을 사용함으로 서로 다른 마찰 특성으로 조합된 댐핑 특성을 유지하여 주행중의 소음, 진동이 발생하지 않도록 한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 차량의 엔진과 트렌스밋션 사이에 구비되어 운전자의 클러치페달 조작에 의해 메인축에 구동력을 전달, 또는 차단하도록 프릭션 페이싱(100)사이에 구비되는 쿠션 플레이트(110)와 리벳으로 체결된 클러치 플레이트(200)와, 상기 클러치 플레이트(200)의 대향하는 위치에 구비되는 서브 플레이트(300)와, 상기 각각의 플레이트(200,300)사이에 구비되어 일체로 결합되는 허브 플렌지(600)와, 상기 허브 플렌지(600)의 중심에 형성된 치합부(610)에 치합하는 스플라인 허브(500)로 구성되는 클러치 디스크에 있어서,

   엔진의 회전변동에 따른 히스테리시스 토르크를 일정하게 유지하는 마찰특성을 얻을 수 있도록, 상기 클러치 플레이트(200)와 상기 허브 플렌지(600)사이에는 다수개의 마찰부시(700)가 마련되며,

   상기 마찰부시(700)는 상기 클러치 플레이트(200)에 관통 형성된 지지홀(220)에 삽입되는 헤드부(701)와;

   상기 헤드부(701)의 일측에 형성되어 상기 클러치 플레이트(200)와 상기 허브 플렌지(600)사이에 밀착되게 배치되는 마찰부(702);로 이루어진 것을 특징으로 하는 부가마찰특성을 가진 클러치 디스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰부시(700)의 재질은 마찰력은 높고, 내마모성의 엔지니어링 플라스틱인 것을 특징으로 하는 부가마찰특성을 가진 클러치 디스크.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 마찰부시(700)의 마찰부(702)에는 마찰특성을 높이기 위하여 상기 허브 플렌지(600)와의 접촉면에 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 부가마찰특성을 가진 클러치 디스크.
4. 제 1 항 내지 제 3항중 어느 한항에 있어서,

   상기 마찰부시(700)는 헤드부(701)를 없애고, 그 표면에 접착제를 도포하여 고정이 가능한 것을 특징으로 하는 부가마찰특성을 가진 클러치 디스크.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 마찰부시(700)는 허브플렌지(600)의 양측에 구비하여 마찰력을 극대화 시킨것을 특징으로 하는 부가마찰특성을 가진 클러치 디스크.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 마찰부시(700)는 허브플렌지(600)의 외주연과 내주연에 다수개를 구비하여 마찰력을 극대화 시킨것을 특징으로 하는 부가마찰특성을 가진 클러치 디스크.