KR100624181B1 - 필요에 따라 작동되는 윤활수단을 구비한 다중 디스크 마찰장치 - Google Patents

필요에 따라 작동되는 윤활수단을 구비한 다중 디스크 마찰장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 마찰 장치는 구동부(12)와 피동부(14)를 연결 및 분리시켜 토크를 전달 및 차단하는 클러치 팩(20)을 포함하여 구성된다. 피스톤 조립체(42)가 클러치 하우징 내에 수용되어 제 1 팽창실(44)을 형성한다. 상기 피스톤은 왕복운동으로 상기 클러치 팩을 작동시킬 수 있도록 상기 팽창실의 압축 유체에 반응한다. 외부링(60)이 제 2 팽창실(65)을 형성할 수 있도록 상기 하우징 내부에 슬라이딩 운동할 수 있도록 수용된다. 상기 피스톤은 구동부와 피동부가 분리될 때 외부링의 오리피스를 클로즈하고, 오리피스가 오픈될 때 제 2 위치를 가진다. 윤활 압축유의 제 2 공급원(67)은 피스톤 작동유와 구별되는데, 제 2 팽창실을 거쳐 오리피스를 통하여 유입되어, 팩의 냉각을 위하여 클러치 팩의 외경으로부터 인접한 플레이트와 디스크를 거쳐 클러치 팩의 내경으로 흐른다.

Description

필요에 따라 작동되는 윤활수단을 구비한 다중 디스크 마찰장치 {Multi-Disk Friction Device Having Forced Lubrication on Demand}
도 1은 오픈 팩 모드에 있는 본 발명에 따른 마찰 장치의 부분 측단면도,
도 2는 도 1의 마찰 장치에서 클러치 또는 브레이크가 작동할 때의 마찰 장치의 부분 측단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10: 마찰 장치 12: 구동부
14: 피동부 16: 클러치 하우징
18: 쓰러스트 베어링(thrust bearing)
20: 클러치 팩 22: 플레이트
24, 30: 스플라인(spline)
26: 구동 허브 28: 마찰 디스크
32: 피동 허브 38: 압력 플레이트
34, 36: 고정 링
40: O-링 42: 피스톤 조립체
44: 제1 팽창실 46: 압력 포트
48: 바이어싱 멤버 50: 루브 댐(lube dam)
52: 스프링 54: 고정구(retainer)
56: 스프링의 단부 42b: 피스톤 본체
60: 외부링 62: 오리피스(orifice)
본 발명은 변속기, 차동기, 브레이크 등에 사용되는 클러치 기관 또는 브레이크 기관에 관한 것으로 더욱 상세하게는 냉각이 필요할때 선택적으로 작동하는 윤활수단을 구비한 다중 디스크 마찰 클러치 또는 브레이크 기관에 관한 것이다.
다중 디스크 마찰 장치는 육상 차량 등의 클러치나 브레이크 조립체에 널리 사용되는 장치이다. 일반적으로 차량은 세 부분 즉, 내연 엔진과 같은 동력생성부와, 동력전달부 및 회전하는 바퀴로 나눌 수 있는데, 이 중 동력전달부는 전형적으로 변속기를 일컫는 것이다. 엔진에서 생성된 토크(torque)와 스피드(speed)는 상기 변속기에서 차량의 움직임에 필요한 동력으로 변환되는데, 이러한 변속기는 캐리어(carrier) 및 외부 링 기어(ring gear)에 의하여 지지되는 중간 평판 기어나 내부 선 기어(sun gear) 등을 구비하는 하나 이상의 기어 세트와 이 기어 세트의 기어 레이쇼(gear ratio)를 변환하기 위한 여러 요소들로 구성된다. 다중 디스크 클러치는 이러한 변속기나 차동기에서 홀딩 장치로서 설치되는 마찰 장치인데, 웨트 브레이크(wet break) 등 여러 육상 차량의 제동 기관으로도 널리 사용될 수 있다.
다중 디스크 클러치 또는 브레이크 기관은 서로 교차하여 배치되는 플레이트 세트와 마찰 디스크 세트를 구비하는데, 이러한 플레이트와 디스크는 지속적으로 공급되는 윤활제가 도포된 상태에서 서로 접촉하지 않고 오픈 모드로 작동한다. 상기 클러치 또는 브레이크 기관은 또한 일반적으로 피스톤 조립체를 포함한다. 예컨대 특정 기어 레인지에서 기어 세트의 작동요소가 연결되면 피스톤은 플레이트와 마찰 디스크가 서로 접촉할 수 있도록 작동된다. 또한, 어떤 경우에는 변속기나 차동기에 서로 다른 구동 커넥션을 형성하도록 하거나 작동시 서로 다른 기어 레이쇼를 동시에 제공할 수 있도록 하기 위하여 또는 구성요소를 브레이크 하기 위하여 다수의 다중 마찰 장치가 구비될 수도 있다.
서로 교차하도록 설치되는 플레이트와 마찰 디스크의 접촉면이 마찰면이 되는데, 마찰 장치가 작동하면 운동에너지가 열 에너지로 변환되어 마찰면에 상당량의 열이 발생하게 된다. 이와 같은 과정에서 마찰면이 너무 뜨거워지면, 마찰면이 손상되어 클러치나 브레이크의 작동 효율이 저하된다. 따라서, 마찰 장치가 작동하면 발생되는 열을 즉시 식혀주어야 하는 것이다.
다중 디스크 마찰 클러치 또는 브레이크 시스템은 작동시 발생하는 열을 냉각하기 위하여 자동 변속액(ATF-automatic transmission fluid)과 같은 냉각제를 지속적으로 공급해 주게 되는데, 이러한 냉각제는 디스크 내경 또는 그 주위에서 공급되고, 원심력을 받아 마찰면을 따라 외경으로 전달된다. 이때 원심력은 플레이트의 둘레가 내부보다 외부에서 더 크기 때문에 연결된 마찰 장치 사이에 냉각제를 용이하게 전달할 수 있게 하는 반면, 냉각제의 입자를 분쇄하여 마찰면에 대한 냉각제의 냉각 효율 감소시키는 문제점이 있었다.
한편, 디스크가 접촉되지 않았을 때에는 냉각이 거의 또는 전혀 필요 없지만, 종래의 냉각 시스템에서는 이러한 불필요한 냉각제를 클러치나 브레이크에 지속적으로 공급하였다. 이러한 과정에서 냉각제는 클러치 또는 브레이크에 의하여 연결되는 구동부와 피동부의 회전 속도의 차이 때문에 교차 연결된 플레이트와 마찰 디스크에 의하여 전단력을 받게 되고, 따라서 냉각제의 전단 점성이 저하되어 변속 효율이 감소되고 궁극적으로 연료 효율이 저하되는 결과를 가져오게 되는 것이다.
또한, 오픈 팩 모드에서 즉, 냉각제가 불필요할 때 냉각제가 마찰 장치로 지속적으로 유입되면, 정작 접촉 작동하여 냉각이 필요한 마찰 장치에서는 냉각제가 공급되지 못하는 상황이 발생한다. 이러한 이유로 변속기와 차동기 또는 브레이크 시스템에 필요한 오일량이 증가되고, 따라서 불필요하게 펌프 용량도 증가되어야 하는 것이다.
이러한 문제들을 해결하기 위하여 마찰 장치가 작동되면 클러치 팩에 선택적으로 냉각제를 공급하고, 마찰 장치가 분리되면 선택적으로 냉각제의 공급을 중단하는 방법이 사용되었으나, 이러한 방법은 대체로 작동이 복잡하고, 제작비가 많이 드는 문제점이 있는 것이다. 이러한 방법의 예로 미국특허 제 5,755,314 호, 제 5,791,447 호, 제 5,810,412 호 및 제 5,813,508 호가 있다.
따라서, 클러치나 브레이크가 작동되는 등 필요할 때에는 선택적으로 냉각될 수 있고, 클러치나 브레이크가 분리되는 등 불필요할 때에는 선택적으로 냉각제 공급을 중단할 수 있으며, 더불어 냉각이 필요할 때에는 마찰 디스크가 충분히 냉각제와 접촉할 수 있도록 하는 냉각 시스템을 가지는 마찰 장치의 제공이 시급한 상황이다.
출원심사중에 있는 미국 특허 출원 제 09/153,582 호에서는 구동부와 피동부 사이에 클러치 팩이 설치되어 구동부와 피동부를 연결 및 분리시켜 토크의 전달 및 차단을 제어하도록 되어 있다. 또한, 피스톤 조립체가 클러치 하우징 내부에 구비되고 하우징과의 사이에는 팽창실을 형성하며, 압축 유체 공급원이 상기 팽창실과 연통된다. 피스톤 조립체는 구동부와 피동부가 접촉 또는 분리하도록 클러치 팩을 작동시키기 위하여 작동 또는 해제 위치로 이동할 수 있도록 팽창실 유체의 압력에 반응하도록 되어 있다.
피스톤 조립체는 둘레에 고리형으로 배치된 외부링을 가지는 피스톤 본체를 포함하며, 상기 외부링은 내부를 관통하는 적어도 하나의 오리피스를 구비하는데,상기 외부링은 오리피스가 클로즈 되고 구동부와 피동부가 분리되는 제 1 위치와, 상기 오리피스를 통하여 압축 유체가 클러치 팩으로 공급되어 구동부와 피동부가 클러치 팩을 통하여 접촉될 때 이 클러치 팩을 냉각하는 제 2 위치 사이를 움직일 수 있게 되어 있다.
따라서, 피스톤 조립체는 구동부와 피동부가 접촉되었을 때는 인접한 플레이트와 디스크 사이의 클러치 팩의 외경에서부터 내경까지 균질하게 냉각할 수 있도록 압축 냉각제의 흐름을 제어하게 되며, 구동부와 피동부가 분리되었을 때는 클러치 팩에 대한 냉각제의 공급을 중단할 수 있도록 작동된다.
이러한 구성에 의한 마찰 장치는, 클러치 또는 브레이크가 작동될 때와 같이 클러치 팩에서 냉각제가 필요할 때에는 공급해 주고, 클러치 또는 브레이크가 작동되지 않을 때와 같이 클러치 팩에서 냉각제가 필요하지 않을 때에는 공급을 중단할 수 있다. 그러나 이러한 구성은 피스톤 작동 유체를 냉각 유체로 사용한다. 따라서, 냉각 유체 공급에 의하여 피스톤 작동 압력이 감소하는 문제점이 있다.
피스톤 작동 기능과 냉각 기능을 분리하기 위해서는, 압축 유체가 제 2 공급라인을 통하여 분리되어 공급되어야 하고, 클러치 팩에 대한 분리된 냉각제 공급은 유압 피스톤에 의하여 제어되어야 한다.
본 발명의 구성에 따른 잇점은 클러치 팩의 작용 압력이 클러치나 브레이크 조립체와 같은 마찰 장치의 냉각제 흐름에서 분리될 수 있어 클러치의 작용 제어를 최적화 할 수 있다는 점이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 클러치 또는 브레이크 기관의 마찰 장치(10)에 관한 것으로 주로 변속기, 차동기 또는 브레이크 구조와 연결되어 사용된다.
첨부된 도면에는 도시되지 않았지만 일반적으로 변속기관은 내연 엔진과 같은 기본 동력기관와 연동 작동하는 인풋 샤프트(input shaft)를 포함하고, 특히 자동차에 사용되는 변속기관은 구동 샤프트(drive shaft)와 차동축과 같은 동력전달요소를 통하여 휠과 연동 작동되는 아웃풋 샤프트(output shaft)를 포함하며, 상기 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트 사이에는 적어도 하나 또는 복수의 기어세트가 설치된다. 즉, 변속기관은 케이스 내에 상기 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트 및 기어세트를 포함한다.
상기 기어세트에는 변속기 기어율 변화를 위하여 여러 부가적인 요소들이 구비되는데, 여기에는 적어도 하나의 마찰 장치가 포함된다. 또한, 변속기의 기어율을 변환할 때 기어세트의 동력 차단 및 공급을 위하여 수개의 마찰 장치가 구비될 수 있음은 본 발명의 관련 분야에서는 관용의 기술로 인정되는 것이다.
이상에서는 자동차와 관련하여 기술하였으나 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 자동차 이외의 산업기기의 변속기, 차동기 및 브레이크 구조에 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 이하에서 사용되는 "클러치"라는 용어는 모든 유형의 변속기, 차동기 및 브레이크 시스템에 사용되는 클러치나 브레이크를 포함하는 개념으로 사용한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 하나의 실시예를 나타낸 것으로 동일 장치를 다른 작동 상태에서 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 마찰 장치(10)는 구동부(12)와 피동부(14)를 포함하여 구성되는데, 이 구동부(12)와 피동부(14)는 공통축(도시되지 않음) 둘레를 회전하며, 함께 클러치 하우징(16)을 형성한다. 상기 구동부(12)와 피동부(14) 사이에는 변속기의 여러 부분에서 발생되는 축방향 부하를 전달하기 위한 쓰러스트 베어링(thrust bearing)(18)이 끼워진다.
또한, 상기 구동부(12)와 피동부(14) 사이에는, 일부분이 브래킷에 의하여 지지되는 고리형 클러치 팩(20)이 배치되어 토크를 전달 또는 차단할 수 있도록 구동부(12)와 피동부(14)을 접촉 또는 분리시키는 역할을 한다. 상기 클러치 팩(20)은 구동 허브(26)에 스플라인(spline)(24)으로 연결되는 복수의 고리형 플레이트(22)과 피동 허브(32)에 역시 스플라인(30)으로 연결되는 복수의 원형 마찰 디스크(28)가 서로 교차하여 끼워지는 구조로 되어 있는데, 상기 고리형 클러치 팩(20)의 플레이트(22)과 디스크(28)는 모두 구동 허브(26)의 스플라인(24)에서 대강의 외경을 형성하고 피동 허브(32)의 스플라인(30)에서 대강의 내경을 가진다.
도 1의 위치에서 클러치 팩의 고리형 플레이트(22)과 마찰 디스크(28)는 접촉하지 않은 채로 회전한다. 그러나, 상기 고리형 플레이트(22)와 마찰 디스크(28)는 또한 마찰 접촉 위치로 이동할 수 있도록 구동 또는 피동 허브(26,32)에 대하여 축방향 이동할 수 있으며, 이에 따라 플레이트(22)와 디스크(28) 사이에는 상대적인 회전이 감소하거나 제거된다. 또한, 클러치 팩(20)의 양단에 위치하도록 구동 허브(26)에 설치되는 한 쌍의 고정링(34,36)과 O-링 패킹(40)을 구비한 압력 플레이트(38)가 플레이트(22)와 디스크(28)의 축방향 이동을 제한하며, 디스크와 플레이트가 맞물릴 때, 클러치 팩(20)은 그 외경에서 구동 허브(26)의 O-링 패킹(40)과 O-링 시일(Seal, 41)에 의하여 실링 된다.
이러한 플레이트들(22)과 디스크들(28)의 축방향 운동은 클러치 하우징(16)의 내부 중공부(43)에 구비되는 피스톤 조립체(42)의 작동에 의해 실행된다. 상기 중공부(43)는 하우징(16)에 구비된 시일(45)에 의하여 피스톤의 내경에 대하여 실링되고, 중공부(43) 내의 피스톤에 구비된 시일(47)에 의하여 피스톤 외경에 대하여 실링된다.
상기 피스톤 조립체(42)는 클러치 하우징(16)과의 사이에 제1 팽창실(44)를 형성하며, 상기 제1 팽창실은 압력 포트(46)를 통하여 제1 압축 유체 공급원(도시되지 않음)과 연통된다. 상기 피스톤 조립체(42)는 제1 팽창실(44) 내의 유체의 압력에 따라 결합 위치와 해제 위치로 이동하며, 이에 따라 구동부(12)와 피동부(14)가 접촉 또는 분리되도록 클러치 팩(20)이 작동된다.
상기 피스톤 조립체(42)를 해제 위치로 이동시키기 위하여 바이어싱 멤버(biasing member)(48)가 구비될 수 있다. 상기 바이어싱 멤버(48)는 클러치 하우징(16) 내에서 피동 허브(32) 아래에 위치하는 루브 댐(lube dam)(50) 바로 아래에 설치된다. 상기 루브 댐(lube dam)(50)은 종래의 확산류 패턴을 가지는 허브에 형성된 구멍(51)을 통한 유체 흐름을 차단하기 위하여 제공되는 것이다. 이 댐은 허브가 본 발명의 수렴 냉각류 구조에만 사용되도록 형성되는 경우에는 생략될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 바이어싱 멤버(biasing member)(48)는 하나 이상의 코일 스프링을 가지는 리턴 스프링 조립체로 형성될 수 있다. 도면에는 하나의 코일 스프링(52)이 도시되어 있으며, 스프링(52)의 일단(56)이 고정구 벽(58)에 지지된 채, 고정구(54) 내에 수용되어 있다. 상기 고정구 벽(58)은 스프링(52)에 의하여 피스톤 조립체(42)에 대항하여 지지된다.
여기서, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자는 제1 팽창실(44)과 바이어싱 멤버(48)의 기능을 서로 바꾸어 바이어싱 멤버(48)가 클러치 팩(20)을 접촉시키는 기능을 하도록 설치될 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 또한, 상기 바이어싱 멤버(48)는 코일 스프링에 국한되지 않고 종래에 일반적으로 알려진 임의의 바이어싱 구조를 포함할 수 있음을 인식할 수 있을 것이다.
상기에서 시사된 바와 같이, 클러치 팩(20)이 왼쪽 끝단 플레이트(22a,도면방향 기준)의 단면에 대한 피스톤 플랜지(42a)의 이동에 의하여 결합되기 직전에, 플레이트(22)와 디스크(28)는 상대적인 회전속도가 영이 될 때까지 서로 마찰 접촉을 하게 된다. 이러한 배열에서, 플레이트(22)와 디스크(28)는 변속기, 차동기, 브레이크 시스템 등의 특정한 용도에 따라 한 속도로 함께 회전하거나 회전을 멈추게 된다. 어떤 경우라도, 플레이트(22)와 디스크(28)가 접촉하는 동안 운동 에너지가 열 에너지로 변환되어 상당량의 열이 발생하게 되므로, 이러한 열을 냉각해 주어야만 하는 것이다.
그러기 위하여, 클러치 하우징(16)의 연장부(16a)에 있는 원형 중공부(61) 내에 외부링(60)이 구비된다. 상기 외부링(60)에는 적어도 하나의 오리피스(62)가 내부를 관통하여 형성되며, 바람직하게는 다수의 오리피스(62)가 공통축 둘레에 서로 아치형으로 이격되어 배치된다. 상기 외부링(60)은 피스톤 조립체(42)의 본체(42b)와는 따로 작동할 수 있어, 도 1에 도시된 바와 같이 오리피스(62)가 닫히고 구동부(12)와 피동부(14)가 분리되는 제 1 위치와, 도 2에 도시된 바와 같이 압축 냉각 유체가 흐를 수 있도록 오리피스(62)가 오픈되는 제 2 위치 사이를 이동하게 된다. 외부링(60)은 각각 내경과 외경(64,66)을 갖는다. 하우징 연장부의 내부 중공부(61)로 삽입되었다가 빠져나오는 동작을 하는 외부링(60)을 실링하기 위하여, 하우징(16) 내부에 지지되는 탄성 시일(68,70)이 상기 내경과 외경(64,66) 둘레에 설치되며, 상기 중공부(61)와 외부링(60)은 하우징 연장부(16a) 내에 제2 팽창실(65)을 형성한다. 상기 외부링(60)은, 외경(66)에서 방사상 방향으로 연장된 턱(71)을 구비하며, 이 턱(71)은 클러치 하우징(16)과 맞닿아 외부링(60)의 제 1 위치를 결정한다. 또한, 클러치 하우징(16)에는 정지 부재(72)가 구비되는데, 이 정지 부재(72)는 상기 턱(71)과 함께, 오리피스(62)가 오픈되고 하우징(16)의 배출구(80)가 클로즈된 상태의 제 2 위치를 결정한다. 즉, 외부링(60)이 도 2의 위치에 있을 때 상기 원형턱(71)과 원형의 정지 부재(72)가 배출되는 통로를 막아 클러치 팩(20) 내의 유체가 배출구(80)로 흐르지 않게 된다.
상기 정지 부재(72)는, O-링 시일(41)을 덮는 방사상 내부로 연장된 플랜지 또는 링 형태로 형성된다. 즉 외부링(60)에 형성되는 원형 턱(71)은 제 2 위치에서 정지 부재(72)와 접촉한다.
피스톤 조립체(42)의 피스톤 본체(42b)에는 리턴 부재(42c)가 구비되며, 이 리턴 부재(42c)는 외부링(60)의 원형턱(71)과 함께 작용하여 외부링(60)을 제 2 위치로부터 제 1 위치, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 오리피스(62)가 클로즈되고 배출구(80)가 오픈되는 위치로 이동시킨다. 상기 리턴 부재(42c)는 피스톤 조립체(42) 본체(42b)의 단부에서 방사상 외부로 배치되고, 외부링(60)을 향하여 축방향으로 연장되어 있다. 이 리턴 부재(42c)는 피스톤 조립체(42)의 본체(42b)가 바이어싱 멤버(48)에 의하여 해제 위치로 편향될 때 외부링(60)과 접촉한다.
상기 시일(68,70)은, 하우징(16)의 통로(69)를 통하여 제2 압축 유체 공급원(67)으로부터 압축된 클러치 냉각유를 공급하기 위하여 오리피스(62)가 오픈될 때, 제2 팽창실(65)을 실링하기 위하여 외부링(60)에 접촉한다. 도 2에 도시된 위치에서, 클러치 하우징(16)은 시일(68,70)에 의하여 외부링(60)과의 사이가 실링되고, 외부링(60)은 클러치 팩(20) 외주면의 O-링 시일(41)에 의하여 실링되는 링형상의 정지 부재(72)에 접촉한다. 피스톤 작동 압축유는 시일들(45,47) 사이에서 클러치 하우징(16) 내의 공간, 즉 제1 팽창실(44)을 채운다. 제 2 압력원은 시일들(40,41) 사이의 클러치 팩(20)의 외경에서 내경까지 채우며, 피스톤 작동유와는 완전히 분리되어 있다. 결과적으로, 냉각제가 필요할 때, 냉각제는 작동 압력에는 아무런 영향을 미치지 않고 흐를 수 있다. 따라서, 종전보다 더 정확하게 클러치를 제어할 수 있다. 더 상세하게는, 제2 압축 유체 공급원(67)으로부터 제공되는 압축유는, 클러치 팩(20)을 통하여 작용하는 원심력에 거슬러 구동 허브(26)로부터 플레이트(22)와 마찰 디스크(28)를 가로질러 피동 허브(32)로 이동된다. 각각의 플레이트(22)와 마찰 디스크(28)는 마찰면의 냉각을 위한 홈을 포함할 수 있다. 클러치 팩의 외경에서 내경으로의 압축 냉각제의 흐름은 마찰면에 충분히 공급되어 클러치의 냉각 효율을 향상시키게 된다. 일반 원심력 방향에 반하는 냉각제의 흐름 역시 냉각제가 클러치 팩(20)에서 비말(飛沫)화 되거나 원자화되는 것을 방지한다. 따라서, 전형적으로 ATF와 같은 압축 유체는 구동부와 피동부가 접촉할 때 클러치 팩(20)을 냉각시킨다. 남는 유체는 압축 플레이트(38)에 인접한 개구를 통하여 클러치 하우징(16)에서 배출되어 ATF 저장구(도시되지 않음)로 통하는 유출구(78)를 통해 유출된다.
마찰 장치(10)는 또한 클러치 하우징(16)에, 특히 본 실시예에서는 구동 허브(26)에 적어도 하나 그러나 바람직하게는 복수의 배출구(80)를 구비한다. 외부링(60)은 구동부(12)와 피동부(14)가 분리되었을 때 압축유가 원심력에 의하여 클러치 팩(20)에서 유출될 수 있도록 상기 배출구(80)를 오픈하도록 이동할 수 있고(도 1), 구동부(12)와 피동부(14)가 연결되었을 때에는 배출구(80)를 클로즈하도록 이동할 수 있다(도 2). 따라서, 클러치 팩(20)이 오픈되고 비교적 적은 열이 발생할 때에는, 배출구(80)가 오픈되고 외부링(60)의 오리피스(62)를 통하여 유체가 흐르지 않게 되며, 디스크와 플레이트 사이의 점성항력을 제거하거나 크게 낮추기 위하여 하우징(16) 내의 유체는 배출구(80)를 통하여 배출된다. 그러나, 클러치 팩(20)이 결합되면, 배출구(80)는 외부링(60)에 의하여 폐쇄된다.
이상에서는 본 발명을 실시예를 중심으로 상세하게 설명하였다. 위에서 사용된 용어들은 한정을 위한 것이라기보다는 단지 설명을 위하여 사용된 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 상기한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기본 원리에 벗어나지 않는 범위 내에서 변형이 가능하다 할 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 청구항의 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 마찰 장치는 피스톤 작용유의 기능을 냉각제로서의 기능과 분리하기 위하여 제 2 공급라인을 통하여 압축 유체가 분리되어 공급되고, 유압 피스톤에 의하여 클러치 팩으로 공급되는 냉각제와 따로 제어된다. 따라서, 클러치 팩의 작용 압력이 클러치나 브레이크 조립체와 같은 마찰 장치에서 냉각제의 흐름에서 분리될 수 있어 클러치의 작용 제어를 최적화할 수 있다.

Claims (10)

  1. 공통축 둘레를 회전하며 클러치 하우징을 형성하는 구동부(12)와 피동부(14);
    상기 구동부와 피동부 사이에 설치되어, 토크의 전달 및 차단을 위하여 상기 구동부와 피동부를 연결 및 분리하도록 작동하는 클러치 팩(20)과;
    상기 클러치 하우징 내부에 구비되어, 상기 클러치 하우징과의 사이에 제1 팽창실(44)을 형성하는 피스톤 조립체(42)와;
    상기 제1 팽창실과 소통가능한 제1 압축 유체 공급원;을 포함하고,
    상기 피스톤 조립체는 상기 제1 팽창실로 유입되는 유체의 압력에 반응하여 결합위치와 해제 위치 사이를 이동함으로써, 상기 구동부와 피동부가 연결 또는 분리되도록 클러치 팩을 작동시키며,
    상기 피스톤 조립체는 본체(42b)를 포함하고,
    내부에 슬라이딩할 수 있는 외부링(60)을 갖는 하우징 연장부(16a)을 더 포함하며,
    상기 하우징 연장부와 상기 외부링은 제2 팽창실(65)을 형성하고,
    상기 하우징 연장부와 상기 본체 사이에는 실링을 위한 시일이 구비되며,
    상기 외부링은 내부를 관통하는 적어도 하나의 오리피스(62)를 포함하고,
    상기 외부링에 유체를 공급하기 위하여 제 2 팽창실과 연통하는 제 2 압축 유체 공급원(67)을 구비하며,
    상기 외부링은, 상기 오리피스가 클로즈되고 상기 구동부와 피동부가 분리되는 제 1 위치(도 1)와, 상기 제 2 압축 유체 공급원의 유체가 상기 클러치 팩으로 유입되어 상기 구동부와 피동부가 접촉할 때 이들을 냉각시키기 위하여 상기 클러치 팩을 통하여 흐를 수 있도록 상기 피스톤의 작동에 의하여 상기 오리피스가 오픈되는 제 2 위치(도 2) 사이를 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 마찰 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 외부링(60)은 내부를 관통하는 복수의 오리피스를 포함하고, 상기 복수의 오리피스는 상기 공통축 둘레에 서로 아치형으로 이격되어 배치되는 특징으로 하는 마찰 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 하우징 연장부는 내부 중공부(61)를 가지고, 상기 제2 압축 유체 공급원에서 제공되는 압축 유체는 상기 중공부에서 상기 적어도 하나의 오리피스를 통하여 상기 클러치 팩으로 유입되는 것을 특징으로 하는 마찰 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 본체(42b)는 가장자리 지지면을 포함하며, 상기 외부링(60)은 상기 가장자리 지지면 둘레에 배치되어 상기 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축방향으로 지지되며, 상기 가장자리 지지면은 상기 외부링이 제 2 위치에 도달한 후 제 1 위치로 돌아가기 전에 외부링에 대하여 슬라이딩 운동하는 것을 특징으로 하는 마찰 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 마찰 장치는 적어도 하나의 배출구(80) 포함하고, 상기 외부링(60)은 구동부와 피동부가 분리되었을 때는 압축 유체가 상기 클러치 팩에서 유출될 수 있도록 상기 배출구를 오픈하도록 이동하고, 구동부와 피동부가 연결되었을 때는 배출구를 클로즈하도록 이동하는 것을 특징으로 하는 마찰 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 클러치 하우징은 정지 부재(72)를 구비하며, 상기 정지 부재(72)는 상기 외부링(60)과 상호 작용하여 상기 오리피스가 오픈되고 상기 배출구가 클로즈되는 제2 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 마찰 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 피스톤 조립체의 본체(42b)는 리턴 부재(42c)를 구비하며, 상기 리턴 부재(42c)는 상기 외부링(60)에 작용하여 상기 외부링(60)을 제 2 위치에서 상기 오리피스(62)가 클로즈되고 상기 배출구가 오픈되는 제 1 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 마찰 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 정지 부재(72)는 직경 내부 방향으로 연장된 플랜지형태로 형성되고, 상기 외부링은 상기 제 2 위치에서 상기 플랜지에 접촉하는 것을 특징으로 하는 마찰 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 리턴 부재(42c)는 상기 피스톤 조립체(42)의 본체(42b)의 상기 가장자리 지지면에서 직경 외부로 연장된 플랜지 형태로 형성되며, 상기 플랜지는 상기 오리피스를 클로즈하고 상기 외부링을 제 2 위치에서 제 1 위치로 이동시키기 위하여 상기 외부링에 접촉하는 것을 특징으로 하는 마찰 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 외부링은 방사상 외부 방향으로 연장된 턱(71)을 구비하며, 상기 턱(71)은 상기 클러치 하우징과 접촉하여 상기 외부링의 제1 위치를 한정하는 것을 특징으로 하는 마찰 장치.
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