KR100527774B1 - 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조에 관한 것으로, 클러치 릴리스 베어링의 하우징 내에 릴리프-홈이 형성되고, 상기 릴리프-홈 내에는 탄성부재가 설치되는 한편, 압축 오일이 채워지고, 상기 릴리프-홈 내에서 삽입 또는 인출되도록 피스톤을 외부링의 상부에 설치함으로써, 압축 오일의 압축성과, 상기 압축 오일의 압축성에 의한 피스톤의 왕복운동과, 그리고 탄성부재의 인장력을 이용하여 상기 클러치 릴리스 베어링의 축방향으로 가해지는 진동을 안정적으로 감쇠시킬 수 있다.

Description

자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조{STRUCTURE OF CLUTCH RELEASE BEARING IN AUTOMOBILE}

본 발명은 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조에 관한 것으로, 특히 클러치 릴리스 베어링의 축방향으로 가해지는 진동을 안정적으로 감쇠시킬 수 있는 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 원동기로서 사용되고 있는 내연기관은 부하를 건 상태에서 시동할 수 없다. 또한, 변속기의 기어 변환도 무부하 상태로 할 필요가 있으며, 발진시에는 엔진의 동력을 서서히 구동바퀴에 전달해야 하는 등의 이유 때문에 엔진의 동력을 구동바퀴에 대해 임으로 단속할 수 있는 장치, 즉 클러치(clutch)를 필요로 하게 된다.

클러치는 엔진의 플라이휠(flywheel)과 변속기의 입력축 사이에 설치되며, 엔진의 동력을 변속기에 전달하거나 끊는 일을 한다. 즉, 엔진을 시동할 때나 기어를 변속할때는 동력을 끊고, 발진할 때에는 엔진의 동력을 서서히 연결하는 일을 하며, 그 조작은 운전석에서 자유로이 할 수 있도록 되어 있다. 이러한 클러치로는 마찰 클러치, 유체 클러치 및 전기 클러치 등이 있다.

일례로, 도 4에는 일반적인 유압식 클러치 조작기구의 분리 사시도가 도시되었다.

도 4에 도시된 바와 같이, 일반적인 유압식 클러치 조작기구는 클러치 페달(clutch pedal; 10), 클러치 마스터 실린더(clutch master cylinder; 20), 클러치 릴리스 실린더(clutch release cylinder; 30), 클러치 릴리스 포크(clutch release fork; 40), 클러치 릴리스 베어링(clutch release bearing; 50), 클러치 커버 어셈블리(clutch cover assembly; 60) 및 클러치 디스크 어셈블리(clutch disc assembly; 70)로 구성된다.

그 동작특성은, 우선 운전자가 발을 이용하여 클러치 페달(10)을 밟으면 클러치 마스터 실린더(20)에서 유압이 발생하여 연결 파이프를 통해 클러치 릴리스 실린더(30)로 압송되고, 클러치 릴리스 실린더(30)는 압송된 유압에 의해 클러치 릴리스 포크(40)를 밀게 되며, 지렛대의 원리에 의해 클러치 릴리스 베어링(clutch release bearing; 50)이 클러치 커버 어셈블리(60)를 구성하는 다이어프램 스프링(diaphram spring; 미도시)을 압착하게 된다. 이 다이어프램 스프링은 압력판(pressure plate; 미도시)을 들어올려 압착되어 있는 클러치 디스크 어셈블리(70)를 플라이휠(미도시)과 압력판 사이에서 떨어뜨려 동력차단이 이루어진다.

상기에서 기술된 클러치 릴리스 베어링(50)은 클러치 릴리스 포크(40)에 의해 변속기의 프런트 커버를 가이드로 하여 전/후로 움직이며, 회전중에 다이어프램 스프링을 밀어 클러치를 끊는 작용을 한다. 이러한 클러치 릴리스 베어링(50)은 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(51)과, 이 하우징(51)의 일측에 설치된 외부링(53) 및 내부링(54)과, 외부링(53)과 내부링(54) 사이에 삽입 설치된 스트러트 볼(52)과, 이 스트러트 볼(52)을 실링하기 위한 실링부(55)로 구성된다. 이렇게 구성된 클러치 릴리스 베어링(50)은 축방향으로 왕복운동 가능하도록 설치된다.

상기에서 설명한 구조를 갖는 종래기술에 따른 유압식 클러치 조작기구에서는 플라이휠과 클러치 커버 어셈블리(60)가 서로 체결되어 엔진의 회전속도(RPM)로 계속 회전한다. 이 때문에 엔진의 각속도 변동량은 그대로 변속기로 전달되게 된다. 이처럼 변속기로 전달되는 진동은 클러치 디스크 어셈블리(70)에서 일부 감쇠되기 때문에 그 진동이나 소음에 있어서 다소 낮은 값을 갖는다.

그러나, 클러치 릴리스 베어링(50)을 통해 클러치 페달(10)로 전달되는 진동은 경로상 클러치 마스터 실린더(20)와, 클러치 릴리스 실린더(30) 사이의 유압 시스템에 의해 감쇠가 이루어지고 있으나, 그 정도가 미비하고, 불확실하여서 때때로 클러치 페달(10)의 잔진동 문제가 발생한다.

특히, 유압식 클러치 조작기구에서 클러치 릴리스 베어링(50)은 클러치 디스크 어셈블리(70)가 인게이지먼트(engagement) 상태인 경우 다이어프램 스프링을 작은 하중으로 밀고 있으나, 클러치가 동작되는 상태인 경우에는 상대적으로 30 내지 40배 더 큰 하중으로 밀고 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 클러치 릴리스 베어링(50)은 클러치 동작상태에 따라 변화하는 하중을 받으면서 클러치 커버 어셈블리(60)의 다이어프램 스프링을 밀어야 하기 때문에 현재 축방향 진동을 감쇠할 수 있는 부재는 사용하지 않고 있다. 가령, 진동흡수를 위해 코일 스프링(coil spring)을 사용할 경우 큰 하중이 부과되면 완전히 압축되어 제대로 역활을 수행하지 못한다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예는 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 큰 차이로 변화하는 하중 부과시에도 클러치 릴리스 베어링의 축방향으로 가해지는 진동을 안정적으로 감쇠시킬 수 있는 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예의 일측면에 따르면, 하우징과, 상기 하우징의 일측에 분리되어 설치된 외부링 및 내부링과, 상기 외부링과 상기 내부링 사이에 삽입 설치된 스트러트 볼과, 상기 스트러트 볼을 실링하기 위한 실링부와, 상기 하우징의 외주면을 따라 외측 내부에 형성되어 내부에 압축 오일이 채워지는 한편, 일정한 탄성력으로 신축되는 탄성부재가 설치된 릴리프-홈(relief groove)과, 상기 릴리프-홈으로부터 연장되어 형성되며 상기 릴리프-홈으로부터 상기 압축 오일이 유입된 후 다시 릴리프-홈으로 피드백(feed back)되는 구조를 갖도록 형성된 릴리프 라인(relief line)과, 상기 외부링의 상부에 체결 고정되어 클러치의 동작에 따라 상기 릴리프-홈 내부에 설치된 상기 탄성부재를 신축시켜 삽입 또는 인출되는 피스톤을 포함하는 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조가 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조를 설명하기 위하여 도시된 단면도이다. 여기서는 설명의 편의를 위해 본원발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 필요한 구성요소에 대해서만 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 클러치 릴리스 베어링(150) 구조에서는 외주면을 따라 외측 내부에 릴리프-홈(relief groove; 158)이 형성된 하우징(151)과, 하우징(151)과 독립적으로 분리되도록 설치된 외부링(153)의 상부에 체결 고정된 피스톤(156)과, 릴리프-홈(158)으로부터 연장되어 하우징(151) 내부에 설치되며 오일이 흐르는 릴리프 라인(relief-line; 159)과, 릴리프-홈(158)의 내부에 설치되어 피스톤(156)의 삽입에 따라 신축(伸縮)되는 탄성부재(157)를 포함한다.

릴리프-홈(158)에는 앞서 설명한 바와 같이 탄성부재(157)가 설치되는 한편, 압축 오일(도 2의 '170' 참조)이 채워진다. 이러한 릴리프-홈(158)의 내부로는 축방향의 하중에 의해 피스톤(156)이 삽입되며, 삽입되는 피스톤(156)에 의해 탄성부재(157)는 수축하게 된다.

릴리프-라인(159)은 릴리프-홈(158)과 연결된다. 즉, 릴리프-라인(159)은 릴리프-홈(158)의 내부에 피스톤(156)이 삽입되는 경우 그 삽입되는 정도에 따라 릴리프-홈(158)에 채워진 오일이 그 내부 통로를 따라 흐르도록 유로 형태로 구성된다. 피스톤(156)의 삽입에 의해 릴리프-홈(158)으로부터 릴리프-라인(159)으로 유출된 오일은 릴리프-라인(159)을 통해 릴리프-홈(158)으로 피드백(feed-back)되어 유입된다.

피스톤(156)은 앞서 설명한 바와 같이 고정체(비회전체)인 외부링(153)의 상부에 체결 고정된다. 또한, 피스톤(156)은 릴리프-홈(158)과 마찬가지로 하우징(151)의 외주면을 감싸도록 형성된다. 또한, 피스톤(156)의 외측벽에는 릴리프-홈(158)의 내벽에 대향하는 방향으로 일정 간격으로 이격된 두개의 오일링(또는, 압축링)(156a, 156b)이 설치된다. 이 오일링(156a, 156b)은 도 2에 도시된 바와 같이 릴리프-라인(159)으로 압축 오일(170)이 유입되어 피스톤(156)의 측벽에 의해 밀봉되는 경우 이 압축 오일(170)이 외부로 누설되는 것을 방지하는 기능을 한다. 즉, 피스톤(156)의 외측벽에 오일링(156a, 156b)을 이용하여 이중 패킹(packing) 구조를 형성함으로써 압축 오일(170)이 외부로 누설되는 현상이 방지된다.

외부링(153)은 내부링(154)의 외측에 설치되며, 외부링(153)의 내측면과 내부링(154)의 외측면 사이에는 다수의 스트러트 볼(152)이 삽입 설치된다. 이러한 외부링(153), 내부링(154) 및 스트러트 볼(152)은 일반적인 구성과 동일하나, 축방향으로 가해지는 하중에 따라 축방향 운동을 할 수 있도록 하우징(151)과 독립적으로 분리되어 설치된다.

한편, 클러치 릴리즈 베어링(150) 제작시 릴리프-홈(158)안에 오일을 채우고, 이를 피스톤(156)이 부착된 외부링(153), 스트러트 볼(152), 내부링(154)이 하나의 어셈블리, 즉 조립체로 하우징(151)에 결합된 후 그 조립체가 하우징(151)과 분리되어 오일이 누유되는 것을 방지하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 안전핀(160)이 설치된다.

탄성부재(157)는 일정한 탄성력을 갖는 스프링으로 형성될 수 있으며, 릴리프-홈(158)의 내부에 압축 오일(170)과 함께 설치된다. 탄성부재(157)는 릴리프-홈(158)과 피스톤(156)에 의해 외부로 이탈되지 않도록 설치되나, 더욱 안정적으로 릴리프-홈(158) 내부에 설치되도록 상단부가 릴리프-홈(158)의 내부 천정과 체결 고정될 수도 있다.

한편, 상기에서 미설명된 참조부호 '155'는 실링부로서, 일반적인 실링부와 동일한 기능을 한다.

상기에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 클러치 릴리스 베어링(150)의 동작특성을 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 구체적으로 설명하기로 하다.

도 3a는 클러치가 동작하지 않는 상태에서 릴리스 베어링(150)을 도시한 도면으로서, 앞서 설명한 바와 같이 클러치가 동작하지 않는 상태에서는 축방향(화살표 방향)으로 작은 하중(이하, '초기하중'이라 함)이 가해지고 있기 때문에 릴리프-홈(158) 내에 채워진 압축 오일에 가해지는 초기하중과 탄성부재(157)의 인장력이 서로 균형을 이루면서 피스톤(156)이 축방향 운동을 하면서 진동을 감쇠한다.

도 3b는 축방향으로 반 클러치등과 같이 초기하중에서 최대하중 사이의 하중(이하, '중간하중'이라 함)이 가해지는 경우의 릴리스 베어링(150)을 도시한 도면으로서, 초기하중, 즉 최소화중에 비해 더 큰 중간하중을 받게 되므로 피스톤(156)이 릴리프-홈(158)의 내부로 밀려 들어가고, 이에 따라, 탄성부재(157)가 수축되어 릴리프-홈(158)에 저장되어 있던 압축 오일(170)의 일부가 릴리프-라인(159)으로 유입된다.

도 3c는 축방향으로 최대하중이 가해지는 경우의 릴리스 베어링(150)을 도시한 도면으로서, 중간하중에 비해 더 큰 하중(이하, '최대하중'이라 함)을 받게 되므로 피스톤(156)이 릴리프-홈(158)의 내부로 허용한도까지 완전히 밀려 들어가고, 이에 따라, 탄성부재(157)가 최대로 수축되어 릴리프-라인(159)으로 유입된 압축 오일(170)이 완전히 릴리프-라인(159)을 채우게 된다. 이로써, 도 4b에서 릴리프-라인(159)으로 유입된 압축오일(170)은 피스톤(156)의 측면에 의해 릴리프-라인(159)에 밀봉되게 된다. 따라서, 이 시점부터는 피스톤(156)이 받고 있는 최대하중에 비례해서 압축오일(170)의 압축성이 발생하게 되어, 상기 최대하중은 압축 오일(170)의 압축성에 의해 상쇄된다.

이와 반대로, 클러치가 동작하는 상태에서 동작하지 않은 상태로 복귀하는 경우에는 릴리프-홈(158)의 내부로 밀려 들어가 삽입된 피스톤(156)은 외부로 인출되게 된다. 이때, 릴리프-라인(159)으로 유입된 압축 오일(170)은 릴리프-홈(158)으로 복귀하게 된다. 이러한 현상은 클러치 릴리스 베어링(150)에 부과되는 하중이 감소하고, 탄성부재(157)의 인장력이 형성되면서 피스톤(156)이 주사기와 같은 역할을 하여 릴리프-라인(159)으로 유입된 압축 오일(170)을 흡입하기 때문에 발생하게 된다. 피스톤(156)은 클러치가 동작하는 상태에서 압축 오일(170)을 밀어내고 더 이상 밀어낼 공간이 없으면 자체 압축성에 따라 댐퍼역활을 하지만, 반대로 클러치가 동작하지 않은 상태로 복귀할 때는 탄성부재(157)에 의해 밀려나고, 이에 따라, 밀어낸 오일을 전부 릴리프-홈(158)으로 흡입하여 복귀시키게 된다.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 클러치 릴리스 베어링의 하우징 내에 릴리프-홈이 형성되고, 상기 릴리프-홈 내에는 탄성부재가 설치되는 한편, 압축 오일이 채워지고, 상기 릴리프-홈 내에서 삽입 또는 인출되도록 피스톤을 외부링의 상부에 설치함으로써, 압축 오일의 압축성과, 상기 압축 오일의 압축성에 의한 피스톤의 왕복운동과, 그리고 탄성부재의 인장력을 이용하여 상기 클러치 릴리스 베어링의 축방향으로 가해지는 진동을 안정적으로 감쇠시킬 수 있다.

도 1는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조를 설명하기 위하여 도시된 단면도이다.

도 2은 도 1에 도시된 피스톤을 적용한 자동차의 클러치 릴리스 베어링을 도시한 단면도이다.

도 3a 내지 도 3c는 도 1에 도시된 자동차의 클러치 릴리스 베어링의 동작특성을 설명하기 위하여 도시된 단면도들이다.

도 4는 일반적인 유압식 클러치 조작기구를 설명하기 위하여 도시된 분리 사시도이다.

도 5은 도 4에 도시된 클러치 릴리스 베어링의 구조를 설명하기 위하여 도시된 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

150 : 클러치 릴리스 베어링 151 : 하우징

152 : 스트러트 볼 153 : 외부링

154 : 내부링 155 : 실링부

156 : 피스톤 157 : 탄성부재

158 : 릴리프-홈 159 : 릴리프-라인

160 : 안전핀 170 : 압축 오일

Claims (3)

1. 하우징;

   상기 하우징의 일측에 분리되어 설치된 외부링 및 내부링;

   상기 외부링과 상기 내부링 사이에 삽입 설치된 스트러트 볼;

   상기 스트러트 볼을 실링하기 위한 실링부;

   상기 하우징의 외주면을 따라 외측 내부에 형성되어 내부에 압축 오일이 채워지는 한편, 일정한 탄성력으로 신축되는 탄성부재가 설치된 릴리프-홈(relief groove);

   상기 릴리프-홈으로부터 연장되어 형성되며 상기 릴리프-홈으로부터 상기 압축 오일이 유입된 후 다시 릴리프-홈으로 피드백(feed back)되는 구조를 갖도록 형성된 릴리프 라인(relief line); 및

   상기 외부링의 상부에 체결 고정되어 클러치의 동작에 따라 상기 릴리프-홈 내부에 설치된 상기 탄성부재를 신축시켜 삽입 또는 인출되는 피스톤을 포함하는 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 클러치가 동작하지 않는 경우에는, 상기 피스톤에 의해 상기 압축 오일에 가해지는 하중과 상기 탄성부재의 인장력이 균형을 이루면서 댐핑동작이 이루어지고,

   상기 클러치가 반클러치 상태인 경우에는, 상기 피스톤이 상기 릴리프-홈 내부로 일부 밀려 들어가 상기 탄성부재가 수축되고, 이로 인하여 상기 릴리프-홈에 저장되어 있던 상기 압축 오일의 일부가 상기 릴리프 라인으로 유입되어 상기 탄성부재 및 상기 릴리프 라인으로 유동하는 상기 압축 오일의 점성에 의한 댐핑동작이 이루어지며,

   상기 클러치가 동작하는 경우에는, 상기 피스톤이 상기 릴리프-홈 내부로 밀려 들어가 상기 탄성부재가 수축되고, 이로 인하여 상기 릴리프-라인으로 유입된 압축 오일이 상기 릴리프-라인을 완전히 채워 상기 압축 오일에 의한 댐핑동작이 이루어지는 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 피스톤은 상기 압축 오일이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위하여 상기 릴리프-홈의 내벽에 대향하는 방향으로 일정 간격을 두고 오일링이 형성된 자동차의 클러치 릴리스 베어링 구조.