KR100568805B1

KR100568805B1 - Clamping load-up apparatus for clutch

Info

Publication number: KR100568805B1
Application number: KR1020030080654A
Authority: KR
Inventors: 왕신일
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2006-04-07
Also published as: KR20050046396A

Abstract

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 클러치의 클램핑력 증대 장치에 관한 것으로서, 입력축과; 상기 입력축의 둘레에 결합된 클러치 허브와; 상기 클러치 허브와 댐퍼 수단을 통해 연결되어 플라이 휠에 접촉되거나 이격되는 클러츠 디스크와; 상기 클러치 디스크가 플라이 휠에 밀착되도록 상기 입력축을 상기 클러치 디스크 방향으로 이동시키고, 상기 클러치 디스크 방향으로 입력축의 추력이 형성되도록 기어치가 형성된 변속 기어와; 상기 입력축에 단차지게 형성되어 축추력이 발생될 때 상기 클러치 허브를 밀어주는 걸림턱을 포함하여 구성됨으로써, 클러치 디스크에 압력을 제공하는 다이어프램 스프링의 두께 및 중량을 감소시킬 수 있고, 클램핑력 저감을 통하여 클러치 페달의 답력을 줄여 운전자의 조작 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a clamping force increasing device for a clutch provided in a manual transmission, comprising: an input shaft; A clutch hub coupled around the input shaft; A clutch disk connected to the clutch hub and a damper means to be in contact with or spaced apart from the fly wheel; A shift gear configured to move the input shaft in the direction of the clutch disk so that the clutch disk is in close contact with the fly wheel, and gear teeth formed so that thrust of the input shaft is formed in the clutch disk direction; It is configured to include a stepped step formed on the input shaft to push the clutch hub when the axial thrust is generated, thereby reducing the thickness and weight of the diaphragm spring for providing pressure to the clutch disk, reducing the clamping force By reducing the pedal effort of the clutch pedal there is an effect that can improve the operator's convenience.

수동 변속기, 클러치 디스크, 플라이 휠, 축추력, 입력축Manual Transmission, Clutch Disc, Fly Wheel, Shaft Thrust, Input Shaft

Description

Clamping load-up apparatus for clutch

도 1은 종래 기술의 클러치 구조가 포함된 FF 타입 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 종단면도,1 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of a FF type manual transmission including a clutch structure of the prior art;

도 2는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치가 포함된 FF 타입 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 종단면도,Figure 2 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the FF type manual transmission including the clamping force increasing device of the clutch according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 발생 기어 구조가 도시된 개략도,Figure 3 is a schematic diagram showing the axial thrust generating gear structure in the clamping force increasing device of the clutch according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 작용 전의 상태도,Figure 4 is a state diagram before the axial thrust action in the clamping force increasing device of the clutch according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 작용 후의 상태도이다.Figure 5 is a state diagram after the axial thrust action in the clamping force increasing device of the clutch according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

50 : 플라이 휠 51 : 클러치 하우징 50: flywheel 51: clutch housing

53 : 변속기 케이스 55 : 입력축 53 transmission case 55 input shaft

55a : 걸림턱 56 : 변속 기어 55a: locking jaw 56: shifting gear

57 : 출력축 58 : 변속 기어 57: output shaft 58: gear shift

60 : 클러치 어셈블리 61 : 클러치 디스크 60: clutch assembly 61: clutch disc

63 : 댐퍼 수단 65 : 클러치 허브 63: damper means 65: clutch hub

67 : 다이어프램 스프링 71 : 베어링 67: diaphragm spring 71: bearing

80 : 스러스트 탄성부재80: thrust elastic member

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 클러치에 관한 것으로서, 특히 입력축에 발생하는 축추력을 이용하여 클러치 디스크와 플라이 휠 사이의 압력을 증가시킬 수 있도록 한 클러치의 클램핑력 증대 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clutch provided in a manual transmission, and more particularly, to an apparatus for increasing a clamping force of a clutch so as to increase pressure between a clutch disk and a flywheel by using axial thrust generated on an input shaft.

일반적으로 수동 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행상태 변화에 따른 기관의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하며, 자동차를 후진시키기 위한 역전 장치도 갖추고 있다.In general, the manual transmission is installed between the clutch and the propulsion shaft to increase or decrease the rotational force of the engine according to the change in the driving state of the vehicle, and also has a reversing device for reversing the vehicle.

도 1은 종래 기술의 클러치 구조가 포함된 FF 타입 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 종단면도로서, 그 구성을 간단히 살펴보면, 입력축(1) 및 출력축(2)이 설치되어 있고, 상기 입력축(1)과 출력축(2)에는 각 변속단에 맞는 기어비로 상호 치합되어 변속 동력을 형성하는 각 변속단 기어(3)(3')들이 설치되어 있다. 1 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of a FF type manual transmission including a clutch structure according to the prior art. Briefly, the configuration thereof is provided with an input shaft 1 and an output shaft 2, and the input shaft 1 And gear shafts 3 and 3 'which are engaged with each other with gear ratios corresponding to the gear stages to form shift power.

상기 입력축(1)에는 엔진으로부터 전달되는 회전력을 단속하는 클러치(10)가 장치되어 있다.The input shaft 1 is equipped with a clutch 10 for regulating the rotational force transmitted from the engine.

상기 출력축(2)의 하측에는 양쪽 추진축(4)으로 회전 동력을 전달하는 동시에 차동 기능을 수행하는 디퍼렌셜(5)이 구비된다.The lower side of the output shaft (2) is provided with a differential (5) which transmits rotational power to both propulsion shaft (4) and performs a differential function.

이와 같은 수동 변속기는 엔진에서 클러치(10)를 통해 입력축(1)으로 입력된 회전력이 상이한 기어비로 치합된 각 변속단 기어(3)(3')를 거치면서 회전력이 적절하게 변환되고, 이렇게 변속된 동력은 출력축(2)과 디퍼렌셜(5)을 통해 추진축(4)에 전달되면서 전륜을 회전 구동시키게 된다. Such a manual transmission has a rotational force input through the clutch 10 through the clutch 10 from the engine and passes through the respective gears 3 and 3 'where the rotational forces are engaged at different gear ratios. The supplied power is transmitted to the propulsion shaft 4 through the output shaft 2 and the differential 5 to drive the front wheel to rotate.

특히, 상기 클러치(10)는 동력을 서서히 전달하여 차량의 발진을 용이하게 하고, 필요에 따라서 수동 변속기로의 동력을 일시적으로 단속하여 무 부하 상태로 변속 조작을 가능하게 하는 동력 전달 장치로서, 클러치 디스크(13)에 뒤쪽에 구비된 압력판(15) 및 스프링(17) 등의 탄성력에 의해 클러치 디스크(13)가 플라이 휠(11)에 밀착되어 엔진의 회전 동력을 전달받게 된다.In particular, the clutch 10 is a power transmission device that transmits power gradually to facilitate starting of the vehicle, and temporarily shifts power to a manual transmission as necessary to allow a shift operation to a no-load state. The clutch disk 13 is in close contact with the flywheel 11 by elastic force such as the pressure plate 15 and the spring 17 provided at the rear of the disk 13 to receive the rotational power of the engine.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 클러치 구조를 갖는 수동 변속기는, 클러치 디스크(13)가 스프링(17) 등에만 의존하여 플라이 휠에 밀착되기 때문에 엔진 고토크시에 클러치 디스크(13)와 플라이 휠(11) 간의 접촉 압력이 약해질 경우, 클러치(10)의 클램핑력 부족으로 슬립(slip)이 발생하여 클러치의 내구성이 저하되고, 동력 전달 효율도 떨어질 수 있는 문제점이 있다.However, in the manual transmission having the clutch structure of the prior art as described above, the clutch disc 13 and the fly wheel at the time of engine high torque because the clutch disc 13 is in close contact with the fly wheel depending only on the spring 17 and the like. If the contact pressure between the (11) is weak, there is a problem that slip occurs due to the lack of clamping force of the clutch 10, the durability of the clutch is lowered, the power transmission efficiency may also be lowered.

또한, 상기와 같은 문제 때문에 클러치의 클램핑력을 증대시키기 위해 스프링(17) 등의 스프링 상수를 크게 설계할 경우, 그만큼 운전자가 조작하는 클러치 페달의 조작력도 커지기 때문에 운전자의 클러치 작동이 쉽지 않을 뿐만 아니라 장시간 운전할 경우 쉽게 피곤해질 수 있는 문제점이 있다.In addition, when the spring constant such as the spring 17 is designed to increase the clamping force of the clutch due to the above problems, the driver's clutch operation is not easy because the operating force of the clutch pedal operated by the driver is also increased. There is a problem that can be easily tired when driving for a long time.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 입력축의 축추력을 이용하여 클러치 디스크와 플라이 휠의 클램핑력을 증대시킬 수 있도록 구성함으로써 클러치 페달의 답력을 줄이면서도 동력 전달 효율을 높일 수 있도록 한 클러치의 클램핑력 증대 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, by using the axial thrust force of the input shaft is configured to increase the clamping force of the clutch disk and the flywheel to reduce the pedal effort of the clutch pedal while increasing the power transmission efficiency. It is an object to provide a clamping force increasing device of a clutch.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치는, 입력축과; 상기 입력축의 둘레에 결합된 클러치 허브와; 상기 클러치 허브와 댐퍼 수단을 통해 연결되어 플라이 휠에 접촉되거나 이격되는 클러츠 디스크와; 상기 클러치 디스크가 플라이 휠에 밀착되도록 상기 입력축을 상기 클러치 디스크 방향으로 이동시키고, 상기 클러치 디스크 방향으로 입력축의 추력이 형성되도록 기어치가 형성된 변속 기어와; 상기 입력축에 단차지게 형성되어 축추력이 발생될 때 상기 클러치 허브를 밀어주는 걸림턱을 포함하여 구성된다.Clutching force increasing device of the clutch according to the present invention for achieving the above object, the input shaft; A clutch hub coupled around the input shaft; A clutch disk connected to the clutch hub and a damper means to be in contact with or spaced apart from the fly wheel; A shift gear configured to move the input shaft in the direction of the clutch disk so that the clutch disk is in close contact with the fly wheel, and gear teeth formed so that thrust of the input shaft is formed in the clutch disk direction; It is formed to be stepped on the input shaft is configured to include a locking step for pushing the clutch hub when the axial thrust is generated.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치가 포함된 FF 타입 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 발생 기어 구조가 도시된 개략도이다.Figure 2 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the FF type manual transmission including the clamping force increasing device of the clutch according to the present invention, Figure 3 is an axial thrust generating gear structure in the clamping force increasing device of the clutch according to the present invention Schematic diagram shown.

도 4는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 작용 전의 상태도이고, 도 5는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 작용 후의 상태도이다.Figure 4 is a state diagram before the axial thrust action in the clamping force increasing device of the clutch according to the present invention, Figure 5 is a state diagram after the axial thrust action in the clamping force increasing device of the clutch according to the present invention.

본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치는, 클러치 하우징(51)에서 변속기 케이스(53) 내부로 이어지는 입력축(55)과; 상기 입력축(55)의 선단부에 장착되어 클러치 디스크(61)가 플라이 휠(50)에 접촉 또는 이격되면서 동력 전달을 단속하는 클러치 어셈블리(60)와; 상기 클러치 디스크(61)가 플라이 휠(50)에 밀착되도록 상기 입력축(55)을 상기 클러치 어셈블리(60) 방향으로 이동시키는 추력 발생 수단과; 상기 입력축(55)의 움직임을 상기 클러치 어셈블리(60)에 전달하는 추력 전달수단을 포함하여 구성된다.An apparatus for increasing a clamping force of a clutch according to the present invention includes: an input shaft 55 extending from a clutch housing 51 to a transmission case 53; A clutch assembly (60) mounted to the front end of the input shaft (55) to control power transmission while the clutch disk (61) contacts or is spaced apart from the flywheel (50); Thrust generating means for moving said input shaft (55) in the direction of said clutch assembly (60) such that said clutch disk (61) is in close contact with the fly wheel (50); Thrust transmission means for transmitting the movement of the input shaft 55 to the clutch assembly 60 is configured.

상기 입력축(55)은 다수의 베어링(71)(72)들에 의해 상기 변속기 케이스(53) 내에 회전 가능하게 지지된다.The input shaft 55 is rotatably supported in the transmission case 53 by a plurality of bearings 71 and 72.

상기 입력축(55)에는 출력축(57)에 장착된 변속 기어(58)와 일정한 기어비로 치합되어 변속 동력을 형성하는 변속 기어(56)들이 장착된다.The input shaft 55 is equipped with transmission gears 56 that are engaged with the transmission gear 58 mounted on the output shaft 57 at a constant gear ratio to form shift power.

상기 클러치 어셈블리(60)는 상기 입력축(55)의 둘레에 스플라인 결합된 클러치 허브(65)와, 상기 클러치 허브(65)와 댐퍼 수단(63)을 통해 연결되어 플라이 휠(50)에 접촉되거나 이격되는 클러치 디스크(61)가 포함된다.The clutch assembly 60 is connected to the clutch hub 65 splined around the input shaft 55 through the clutch hub 65 and the damper means 63 to be in contact with or spaced apart from the flywheel 50. Clutch disc 61 is included.

물론, 상기 클러치 디스크(61)의 후방에는 통상의 클러치와 같이 압력판(66), 다이어프램 스프링(67), 릴리즈 베어링(68) 등이 구비된다.Of course, the rear of the clutch disk 61 is provided with a pressure plate 66, a diaphragm spring 67, a release bearing 68 and the like as a normal clutch.

상기 추력 발생 수단은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 클러치 어셈블리(60) 방향으로 입력축(55)의 추력이 형성되도록 나선 모양의 기어치가 형성된 변속 기어(56)(58)로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the thrust generating means includes shift gears 56 and 58 having a spiral gear tooth formed such that thrust of the input shaft 55 is formed in the direction of the clutch assembly 60.

즉, 상기 변속 기어(56)(58)의 기어치가 헬릭스(Helix) 구조로 형성되면 도 3과 같이 입력축(55)이 회전하면 입력축(55)의 축추력은 F 방향으로 발생하게 된다.That is, when the gear teeth of the transmission gears 56 and 58 are formed in a helix structure, as shown in FIG. 3, when the input shaft 55 rotates, the axial thrust of the input shaft 55 is generated in the F direction.

상기 추력 전달수단은 상기 입력축(55)에 구비되어 축추력이 발생될 때 상기 클러치 허브(65)를 플라이 휠(50) 방향으로 밀어주는 밂 수단으로 구성되는 바, 상기 밂 수단은 상기 입력축(55)에 단차지게 형성되어 상기 클러치 허브(55)를 밀어주는 걸림턱(55a)으로 이루어진다.The thrust transmission means is provided in the input shaft 55 is composed of a pin means for pushing the clutch hub 65 in the direction of the flywheel 50 when the axial thrust is generated, the pin means is the input shaft 55 It is formed in step) is made of a locking step (55a) for pushing the clutch hub (55).

상기 베어링(71)에는 상기 추력 발생 수단에서 작용하는 축추력과 반대 방향으로 힘을 제공하는 스러스트 탄성부재(80)가 구비된다. 즉, 상기 스러스트 탄성부재(80)는 상기 베어링(71)과 변속기 케이스(53) 사이에 구비되어 상기 입력축(55)에 형성된 추력이 해제되면 원위치로 이동할 수 있는 힘을 제공하게 된다.The bearing 71 is provided with a thrust elastic member 80 for providing a force in a direction opposite to the axial thrust acting on the thrust generating means. That is, the thrust elastic member 80 is provided between the bearing 71 and the transmission case 53 to provide a force to move to the original position when the thrust formed on the input shaft 55 is released.

이와 같은 상기 스러스트 탄성부재(80)는 웨이브 구조를 가진 판 스프링으로 형성되는 것이 바람직하다.The thrust elastic member 80 is preferably formed of a leaf spring having a wave structure.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the action of the clamping force increasing device of the clutch according to the present invention configured as described above are as follows.

본 발명은 변속 기어(56)(58)에 형성된 기어치의 헬릭스 각도에 의해 입력축(55)에 발생하는 축추력(F)을 이용하여 클러치 디스크(61)에 압력을 가해 클러치 디스크(61)와 플라이 휠(50) 간의 압력을 증가시켜, 고토크 영역에서 클램핑 로드 부족으로 인한 클러치 슬립(slip)을 방지하고, 클러치 설계시 클램핑 로 드 설계치를 종래 보다 줄일 수 있게 되어 클러치 다이어프램 스프링의 무게 절감 및 클러치 페달의 답력을 줄일 수 있다. The present invention applies the pressure to the clutch disk 61 by using the axial thrust force (F) generated in the input shaft 55 by the helix angle of the gear teeth formed on the shift gears 56, 58, the clutch disk 61 and the ply. By increasing the pressure between the wheels 50, it is possible to prevent the clutch slip due to the lack of clamping rod in the high torque area, and to reduce the weight of the clutch diaphragm spring and clutch by reducing the clamping rod design value in the clutch design Reduce pedal effort.

즉, 엔진 토크가 증가함에 따라 변속 기어(56)(58) 기어치의 헬릭스 각도 때문에 축추력이 엔진 토크에 비례하는 크기로 발생하게 된다. 여기서 변속 기어(56)(58)의 헬릭스 각도의 방향을 축추력이 클러치 어셈블리(60) 쪽을 향하게 되면서 입력축(55)에 축추력이 작용하게 되고, 이는 변속 1단의 경우 통상적으로 10000N이 넘는 매우 큰 힘이 발생된다.That is, as the engine torque increases, the axial thrust is generated in proportion to the engine torque due to the helix angle of the gear values of the shift gears 56 and 58. Here, the axial thrust acts on the input shaft 55 as the axial thrust is directed toward the clutch assembly 60 in the direction of the helix angle of the shift gears 56 and 58, which is typically 10000 N in the case of the first gear. Very large force is generated.

그리고, 상기 입력축(55) 쪽 베어링(71)에 축방향으로 일정량의 수축량을 가지는 스러스트 탄성 부재(80)가 설치되고, 입력축(55)에 클러치 허브(65)를 밀어주는 걸림턱(55a)이 형성되어 있으므로, 엔진 토크가 높아짐에 따라 축추력이 크게 작용할 때 일부의 힘이 입력축(55)의 걸림턱(55a)을 통해 클러치 디스크(61)에 축방향으로 압력을 가하게 되고, 이 압력으로 인해 클러치 디스크(61)와 플라이 휠(50) 간의 접촉 압력이 커져 고토크시에 클러치 클램핑력 부족으로 발생할 수 있는 클러치 슬립을 방지 할 수 있게 된다.In addition, a thrust elastic member 80 having a predetermined amount of shrinkage in the axial direction is installed in the bearing 71 on the input shaft 55 side, and a locking step 55a for pushing the clutch hub 65 on the input shaft 55 is provided. Since it is formed, when the axial thrust acts as the engine torque increases, a part of the force is applied to the clutch disc 61 in the axial direction through the engaging jaw 55a of the input shaft 55. The contact pressure between the clutch disk 61 and the flywheel 50 is increased to prevent the clutch slip which may occur due to the lack of the clutch clamping force at high torque.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치는, 엔진 토크에 연동한 축추력을 이용하여 클러치 디스크와 플라이 휠의 접촉 압력을 증대시킬 수 있도록 구성되어 있기 때문에 클러치 디스크에 압력을 제공하는 다이어프램 스프링의 두께 및 중량을 감소시킬 수 있고, 클램핑력 저감을 통하 여 클러치 페달의 답력을 줄여 운전자의 조작 편의성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The clamping force increasing device of the clutch according to the present invention configured and operated as described above is configured to increase the contact pressure between the clutch disk and the flywheel by using the axial thrust force interlocked with the engine torque. It is possible to reduce the thickness and weight of the diaphragm spring to provide, and through the reduction of the clamping force has the advantage of improving the operator's operation convenience by reducing the pedal pedal effort.

Claims

An input shaft;

A clutch hub coupled around the input shaft;

A clutch disk connected to the clutch hub and a damper means to be in contact with or spaced apart from the fly wheel;

A shift gear configured to move the input shaft in the direction of the clutch disk so that the clutch disk is in close contact with the fly wheel, and gear teeth formed so that thrust of the input shaft is formed in the clutch disk direction;

The clamping force increasing device of the clutch, characterized in that it comprises a locking step is formed stepped on the input shaft to push the clutch hub when the axial thrust is generated.

The method of claim 1,

The input shaft is rotatably supported by a bearing,

The bearing has a clamping force increasing device of the clutch, characterized in that the leaf spring is provided between the bearing and the transmission case to provide a force in a direction opposite to the force acting on the transmission gear.

The method according to claim 1 or 2,

The gear shifting device of claim 1, wherein the gear teeth are formed in a helix structure.

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