KR100676571B1 - 클러치 해제 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환상 플랜지(52)를 구비한 플라스틱재 실린더형 슬리브(54)를 포함하며, 상기 환상 플랜지(52)에 기대어 와셔(50)가 제어 포크의 핑거용 접촉면을 형성하는 클러치 해제 베어링에 관한 것이다. 상기 와셔(50)는 얇으며 고 경도 및 부식 저항성을 갖는 재료로 제조되며, 상기 제어 포크의 치형부를 축방향으로 보유하기 위한 수단(64, 66)을 가진다. 바람직하게는, 상기 슬리브(54)는 상기 와셔(50)상에 주조된다.

본 발명은 특히 자동차용 클러치에 관한 것이다.

Description

클러치 해제 베어링{CLUTCH RELEASE BEARING}

도 1은 본 발명에 따른 클러치 해제 베어링을 포함하는 클러치의 축방향 단면 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 클러치 해제 베어링의 확대된 축방향 단면 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 클러치 해제 베어링의 사시도,

도 4는 도 2 및 도 3의 클러치 해제 베어링의 와셔의 정면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

34 : 다이아프램 36 : 핑거

50 : 제어포크 52 : 환상 플랜지

54 : 슬리브 64 : 러그

66 : 텅 68 : 오리피스 또는 구멍

본 발명은 클러치 해제 베어링, 특히 자동차 마찰 클러치용 클러치 해제 베 어링에 관한 것이다.

당업자에게 공지된 바와 같이, 클러치 해제 베어링은, 제어 부재에 의해 결합 위치와 해제 위치 사이에서 각각 병진운동할 수 있는 실린더형 슬리브와, 상기 제어 부재에 대향하는 측에서 상기 슬리브의 일단 상에 장착되는 베어링을 구비하며, 상기 베어링 상에서 외부 또는 내부 케이지(cage)가 상황에 따라 클러치 해제 수단을 구동하는 수단을 형성한다. 많은 실시예에 있어서, 제어 부재는 디클러칭 포크(declutching fork)로 구성되고, 디클러칭 포크는 고정된 지점을 중심으로 피벗 운동하도록 장착되고, 결합 위치로부터 해제 위치로 이동시키도록 환상 플랜지를 누르기 위해 슬리브의 각 측면상에서 연장하는 두 개의 포크를 포함한다. 슬리브는 일반적으로 플라스틱 재료로 제조되고, 상대적으로 높은 베어링력으로 와셔를 마찰하는 포크의 핑거를 위한 베어링 면을 형성하기 위해 금속 와셔가 상기 환상 플랜지에 고정된다. 긴 유효 수명을 갖기 위해, 이 와셔는 표면 경화 열처리 및 부식 방지 처리를 받아야 하고, 이는 와셔에 충분히 높은 표면 경도 및 부식 저항성을 제공한다.
하지만, 변형되지 않기 위해 그리고 우수한 기하형상 특히 열처리 후에 우수한 표면 평평도를 유지하기 위해, 와셔는 적어도 대략 2.5 mm ~ 3 mm의 상대적으로 큰 두께를 가져야 한다.
이 "두꺼운" 와셔는, 예를 들어 환상 플랜지상에 형성되고 와셔의 두 개의 구멍에 결합한 후 초음파 용접되는 두 개의 반경방향으로 대향하는 스터드(stud)에 의해, 슬리브의 환상 플랜지에 고정된다.
제어 포크의 핑거용 축방향 리테이너(retainer)를 형성하기 위해, 다른 수단들은 예를 들어 클립핑(clipping) 또는 탄성 스냅핑(elastic snapping) 등에 의해 와셔에 근접하게 슬리브상에 장착되어야 한다.
비용 및 부품수를 절감하고 조립을 단순화하기 위해, 예를 들어 크로핑(cropping) 또는 벤딩에 의해 제어 포크용 축방향 보유수단을 갖도록 하나의 피이스(piece)로 형성된 와셔를 사용하는 것이 유리하다. 하지만, 이 와셔는 형상 가공을 허용하도록 충분히 얇은 두께를 가져야 하고, 표면 경화 및 부식 방지 열처리후에 변형될 것이어서, 일단 슬리브의 환상 플랜지에 고정되어 포크의 핑거에 의해 인가된 힘을 받으면, 반복된 굽힘을 받아 다소 급격하게 파괴될 것이다.

본 발명의 목적은 간단하고, 만족스러우며, 효과적이면서 저렴하게 이 문제점에 대한 해결책을 제공하는 것이다.

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본 목적은 적은 수의 부품과, 보다 단순한 구조 및 매우 긴 유효 수명을 갖으며 조립시 문제가 없는, 특히 자동차용 클러치 해제 베어링에 있어서 현저하다.

이 목적을 위하여, 제어 포크의 핑거용 접촉면을 형성하는 와셔에 의해 덮힌 반경방향 면을 갖는 환상 플랜지를 구비하도록 형성된 플라스틱 재료로 만들어진 실린더형 슬리브를 포함하는 클러치 해제 베어링에 있어서, 상기 와셔는 얇고 열처리 없이 얻어진 높은 경도와 부식 저항성을 갖는 재료로부터 우수한 표면 평평도를 갖도록 제조되며, 와셔와 하나의 피이스로 형성된 포크의 핑거의 축방향 보유를 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 해제 베어링을 제안한다.

본래 열처리 없이 얻어지고 포크의 핑거의 반복된 마찰에 저항하도록 충분하게 높은 경도 및 부식 저항성을 갖는 재료로부터 와셔를 제조하는 것은, 우수한 표면 평평도를 유지하면서도 와셔의 두께를 감소시키는 것을 가능하게 하여, 이 와셔가 슬리브의 환상 플랜지에 대해 실질적으로 전체의 반경방향 표면상에 적용되어 해제 베어링이 포크에 의해 이동될 때 구부러져 작동하지 않는다. 이 와셔는 따라서 매우 긴 유효 수명을 가질 수 있다. 이 와셔의 얇은 두께는 또한 와셔가 포크의 핑거를 위한 축방향 보유 수단과 함께 형성될 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 이들 축방향 보유 수단은 환상 플랜지에 대향하여 와셔의 축선에 평행하게 연장하고 반경방향 에지에서 종료하는 두 개의 직경방향으로 대향하는 러그를 포함하며, 러그는 크로핑 또는 벤딩에 의해 와셔에 형성된다.

바람직하게 와셔는 스테인레스강으로 제조되며 1.5㎜ 이하의 두께를 가지며, 이 두께는 바람직하게는 대략 0.7㎜ 내지 1.2㎜이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 플라스틱 슬리브는 와셔 상에 주조된다.

와셔에 대향하여 슬리브의 단부상에 베어링을 충분히 장착할 수 있기 때문에, 와셔를 슬리브에 고정하는 문제를 해결하고 클러치 해제 베어링의 조립을 상당히 단순하게 하는 단일 조립체를 직접 얻을 수 있다.

결과적으로 해제 베어링의 제조 비용이 상당히 감소된다.

변형 실시예에 있어서, 와셔는 예를 들어 PEEK(폴리에테르에테르케톤) 등에 기초한 고성능 복합재료로 제조된다.

변형 실시예에 있어서, 와셔는 탄성 스냅핑에 의해(예를 들어 재생을 위해 수반되는 제거를 가능하게 함) 또는 접착식 접합에 의해 슬리브에 고정된다.

또 다른 변형 실시예에 있어서, 슬리브의 환상 플랜지는 와셔의 오리피스에 결합된 후 초음파 용접되는 고정 스터드를 갖도록 형성된다.

일반적으로, 본 발명에 따른 클러치 해제 베어링은 종래 기술보다 더 단순한 디자인 및 조립체를 가지며, 제어 포크의 레벨에 있어서 축방향 크기가 감소된다.

첨부 도면을 참조하여 예시적인 방법으로 다음의 설명을 통해 본 발명이 보다 더 잘 이해될 것이며, 다른 특징, 상세한 내용 및 장점이 보다 분명하게 나타날 것이다.

자동차 내연 기관용 클러치의 축방향 단면을 개략적으로 나타내는 도 1의 바람직한 실시예에 있어서, 참조번호(10)는 크랭크 축과 같은 구동축을 나타내고, 구동축의 단부에는 클러치 기구(14)의 반동판(reacation plate)을 형성하는 관성 플라이 휠(12)이 고정되며, 상기 클러치 기구(14)는 스크류(18)에 의해 플라이 휠(12)에 고정된 커버(16), 회전 가능하게 플라이 휠(12) 및 커버(14)에 고정되고 커버(14)에 대해 축방향 병진운동을 할 수 있는 압력판(20), 및 구동축(10)으로부터 마찰 디스크(22)로의 회전 토크의 전달을 위해 플라이 휠(12)과 압력판(20) 사이에 클램프(clamp)되는 마찰 라이닝(24)을 외주에 구비한 마찰 디스크(22)를 포함한다.

디스크(22)는 기어 박스의 압력축과 같은 구동축(30)에 회전 가능하게 고정된 허브(28)에 토션 댐퍼(torsion damper)(26)에 의해 연결된다.

가압판(20)은 결합 위치 또는 가압판(20)과 커버(16) 사이에 배치된 결합 수단에 의해 관성 플라이 휠(12)상에 라이닝(24)이 클램프되는 위치에서 작동되고, 이 실시예에 있어서, 결합 수단은 반경방향 외부 부분에 의해 환상 다이아프램(34)의 접시형 와셔(32)의 형태로 형성되며, 환상 다이아프램(34)의 반경방향 내부 부분은 클러치 해제 베어링(38)과 상호 작동하고 클러치 해제 수단을 형성하는 반경방향 핑거(36)를 포함한다.

클러치 해제 베어링(38)은 기어박스의 케이싱과 같은 고정 지지부상에 장착되고 상기 구동축(30)이 관통하는 가이드 튜브(40) 상에서 축방향 병진운동을 할 수 있다.

클러치 해제 베어링(38)은 이 실시예에 있어서 해제 포크(42)에 의해서 형성된 제어 부재에 의해서 가이드 튜브(40) 상에서 축방향으로 병진운동을 할 수 있다.

도 1의 절반 하부에 있어서, 클러치 해제 베어링(38)과 포크(42)는 "결합" 위치에 있으며, 이 위치에서 가압판(20)은, 관성 플라이 휠(12) 상으로의 마찰 라이닝(24)의 클램핑을 위해 그리고 구동축(30)으로의 회전 토크의 전달을 위해, 관성 플라이 휠(12)의 방향으로 다이아프램(34)의 반경방향 외부 부분(32)에 의해 축방향으로 작동한다. 도 1의 절반 상부에 있어서, 클러치 해제 베어링(38)과 포크(42)는 "해제" 위치로 도시되는데, 이 위치에서, 클러치 해제 베어링(38)은 구동축(10)을 향하여 해제 수단(36)을 이동시키고 다이아프램(34)이 커버(16) 상의 접촉부를 중심으로 흔들리도록 하며, 압력판(20)은 그 후 해제되어 압력판(20) 및 커버(16) 사이에 고정된 접선방향 텅(tongue)과 같은 탄성 복귀 수단에 의해 관성 플라이 휠(12)로부터 축방향으로 멀어지게 움직이며, 이는 디스크(22)에 의한 구동축(30)으로의 회전 토크의 전달을 방해하는 효과를 가진다.

종래 기술에 있어서, 포크(42)는 기어박스의 케이싱과 같은 지지부에 고정된 구형의 스위블(swivel)(44) 상에 피벗운동 가능하게 장착되고 두 개의 평행한 핑거(finger)(46)를 포함하며, 핑거는 클러치의 축선에 대해 횡단하는 평면에서 클러치 해제 베어링(38)의 각 측면상으로 연장하고, 해제 베어링(38)을 결합 위치에서 해제 위치로 이동시키기 위해 해제 베어링(38)의 반경방향 면에 적용하기 위한 볼록하게 만곡된 표면(48)을 포함한다.

도 2 및 도 3에 더 잘 도시된 바와 같이, 해제 베어링(38)상의 포크(42)의 핑거의 접촉을 위한 반경방향 면은 플라스틱 재료, 바람직하게는 유리 섬유 충전재를 갖는 폴리아미드 6.6으로부터 제조된 실린더형 슬리브(54)의 환상 플랜지(52)의 반경방향 면에 적용되는 와셔(50)에 의해 형성된다. 원통형 슬리브 상에는 환상 플랜지(52)에 대해 와셔(50)에 대향측에 베어링(56)이 장착되는데, 베어링은 도 1 및 도 2에 윤곽만이 도시되어 있고 해제 수단, 즉 환상 다이아프램(34)의 반경방향 핑거(36)의 단부를 구동하는 부재를 형성한다.

바람직하게, 베어링(56)은 슬리브(54)상에 부동(浮動)하게 장착되어 클러치 해제 베어링은 해제 수단(36)에 대해서 자체 중심조정된다.

본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 와셔(50)는 비교적 두께가 얇은 스테인레스강으로 제조되며 이 두께는 약 1㎜ 이하이다.

이 와셔는 실질적으로 원형 형상의 중앙 개구(60)를 갖도록 절단된 원형 디스크를 본질적으로 포함하고(도 4 참조), 나머지 환형 디스크(58)는 러그(64)의 각 측면을 따라 동일한 평행 스캘럽(scallop)(62)을 형성하기 위해 두개의 반경방향으로 대향하는 부분으로 한번 더 절단된다. 러그(64)는 와셔의 축선방향으로 개구(60)의 내주로부터 연장하고, 그 후 와셔의 축선에 평행하게 놓이도록 90°로 접어진다. 러그(64)는 반경방향 바깥쪽으로 연장하여 포크(42)의 핑거의 축방향 보유 수단을 형성하기 위해 90°로 접어진 중심 텅(66)에서 종료한다.

원형 오리피스(68)가 또한 스캘럽(62)과 러그(64)를 포함하는 영역 외측에 환상 디스크(58)로 형성된다. 도 3과 도 4에 예시적으로 6개가 도시된 이들 구멍(68)은 슬리브(54)에 와셔(50)를 고정하는 역할을 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 슬리브(54)는 와셔(50)상에 주조된다. 이 목적을 위하여, 와셔(50)는 슬리브(54)를 제조하기 위한 두 부품의 주형안에 위치되고, 주조 캐비티 내측으로 연장하고 러그(64)와 정렬하여 슬리브(54) 내의 그루브(70)를 형성하는 슬라이드(slide) 또는 핀에 의해 정위치에 유지된다. 이들 그루브는 슬리브(54)의 축방향 단부로부터 연장하고, 슬리브(54) 상에 와셔(50)가 러그(64)의 길이의 적어도 일부 위로 장착된다. 이들 슬라이드 또는 핀은 주형 내로 고압으로 플라스틱 재료를 주입하는 동안 와셔의 러그(64)를 정위치에 유지한다.

축선에 평행한 다른 핀이 와셔를 주형내의 정위치에 위치설정하고 유지하기 위해 사용될 수 있고, 슬리브(54)의 환상 플랜지(52)에 도 2에 도시된 것과 같은 구멍을 형성한다.

주입된 플라스틱 재료는 와셔의 구멍(68)을 채우고, 자유 표면상에 스크류 헤드와 유사하고 와셔(50)를 슬리브(54) 상에 고정시키는 것을 가능하게 하는 노브(72)를 형성한다.

도 2에 명백히 도시된 바와 같이, 슬리브(54)의 플라스틱 재료는 와셔(50)의 외부 실린더형 표면을 덮을 수 있어, 와셔(50)는 슬리브(54)의 환상 플랜지(52)내의 환상 캐비티안에 수용된다.

가이드 튜브(40)상에서의 슬리브(54)의 운동을 용이하게 하기 위해서, 도 3에 분명하게 도시된 바와 같이, 길이방향 플루트 홈(flute)이 슬리브(54)의 내부 실린더형 표면에 형성된다.

변형 실시예에 있어서, 슬리브(54)는 와셔(50)와 독립적으로 사출성형에 의해 제조되고, 와셔(50)를 수용하는 환상 플랜지(52)의 반경방향 면은, 스터드를 구멍(68)에 삽입함으로써 와셔가 슬리브(54) 상에 용이하게 위치 설정될 수 있도록 와셔의 구멍(68)에 대응하는 위치에, 축선에 평행하게 연장하는 스터드를 갖도록 형성된다. 다음, 스터드의 단부에 초음파 용접이 가해져 그것을 넓히고 약간 뭉개어, 결과적으로 도 3에 도시된 구성과 동일한 구성을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 슬리브(54)의 환상 플랜지(52) 상으로의 와셔(50)의 클램핑이 달성된다.

변형 실시예로서, 핀이 슬리브의 플랜지(52)에 부착될 수 있다. 핀은 그 후 와셔의 구멍(68)에 위치되어 초음파 용접에 의해 슬리브에 고정된다.

또 다른 변형 실시예에 있어서, 와셔(50)는 접착식 접합에 의해서 환상 플랜지(52)의 반경방향 면에 고정되며, 바람직하게는 오버몰딩(overmoulding)의 경우에 도 2에 도시된 바와 같이 그 내부의 환상 캐비티안에 고정된다.

또 다른 변형 실시예에 있어서, 와셔(50)는 클립핑 또는 탄성 스냅핑에 의해 슬리브(54)의 환상 플랜지(52)에 고정되고, 이는 재생의 목적을 위해 와셔와 슬리브(54)의 용이한 분리를 제공하는 장점을 제공한다.

스테인레스강으로 설계하는 것에 의해, 와셔(50)는 포크(52)의 핑거의 반복된 마찰에도 불구하고 긴 유효수명을 보장하는 경도 및 부식 저항성을 가지며, 만약 그러하지 않다면 와셔를 표면 경도 및 부식 방지 열처리할 필요가 있다. 추가하여, 스테인레스강으로 제조된 와셔(50)는 아주 우수한 표면 상태를 가지며, 이는 포크의 핑거의 활주를 용이하게 한다. 와셔(50)의 기하학 형상 및 현저하게 우수한 표면 평평도는 또한 깨끗하고 버(burr)가 없어 정밀한 슬리브(54)의 오버몰딩을 달성하는 것을 가능하게 한다. 일 실시예에 있어서, 와셔(50)의 두께는 실질적으로 균일하게 약 0.7mm이다. 다른 실시예에 있어서, 이 두께는 약 0.7mm 두께의 텅(66)의 레벨을 제외하고 약 1.2mm이다. 와셔의 나머지 부분의 약간 큰 두께는 본래 이 와셔의 기계적 강도를 향상시킨다.

본 발명의 주요 장점은, 와셔(50)에 슬리브(54)를 오버몰딩하는 것은 매우 경제적인 해결책이며, 이는 어떠한 재작업이나 표면 준비작업을 요구하지 않으면서 조작이 용이한 단일 피이스를 얻는 것을 가능하게 하는 것이고, 또한 상대적으로 얇은 와셔의 사용은 중량, 축방향 부피 및 비용을 절감하고 해제 베어링의 조립을 용이하게 한다.

이러한 본 발명의 주요 장점은 당업자에게 자명할 것이다

또 다른 실시예에 있어서, 와셔는 PEEK(폴리에테르에테르케톤) 등으로 제조된 것과 같은 고성능 복합재료로 제조된다.

본 발명에 따라 와셔(50)에 슬리브(54)를 오버몰딩하는 것은 매우 경제적인 해결책이며, 이는 어떠한 재작업이나 표면 준비작업을 요구하지 않으면서 조작이 용이한 단일 피이스를 얻는 것을 가능하게 하고, 또한 상대적으로 얇은 와셔의 사용은 중량, 축방향 부피 및 비용을 절감하고 해제 베어링의 조립을 용이하게 한다.

Claims (13)

1. 제어 포크(42)의 핑거용 접촉면을 형성하는 적어도 하나의 피이스(50)를 갖는 반경방향 면을 구비한 환상 플랜지(52)를 갖도록 형성된 플라스틱재 실린더형 슬리브(54)를 포함하는 클러치 해제 베어링에 있어서,

   접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)는 얇으며 열처리없이 고 경도 및 부식 저항성을 갖는 재료로 우수한 표면 평평도를 갖도록 제조되는 것을 특징으로 하는

   클러치 해제 베어링.
2. 제 1 항에 있어서,

   접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)는 접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)와 일체로 형성되고 상기 포크의 핑거를 축방향으로 보유하기 위한 수단(66)을 포함하는 것을 특징으로 하는

   클러치 해제 베어링.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)는 스테인레스강으로 제조되는 것을 특징으로 하는

   클러치 해제 베어링.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)는 대략 1.5㎜ 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는

   클러치 해제 베어링.
5. 제 4 항에 있어서,

   접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)는 대략 0.7mm ~ 1.2㎜의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 클러치 해제 베어링.
6. 제 1 항에 있어서,

   접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)는 폴리에테르에테르케톤 등 고성능 복합재료로 제조되는 것을 특징으로 하는

   클러치 해제 베어링.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   접촉부를 형성하는 상기 피이스는 와셔이고, 상기 축방향 보유 수단은 직경방향으로 대향하는 두개의 러그(64)를 포함하며, 상기 러그(64)는 상기 환상 플랜지(52)에 대향하는 상기 와셔의 축선에 평행하게 연장하고 외측을 향하여 배열된 림 또는 반경방향 텅(66)에서 종료하는 것을 특징으로 하는

   클러치 해제 베어링.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)는 상기 환상 플랜지(52)에 형성되거나 또는 부착된 고정 스터드와 결합되는 오리피스(68)를 포함하는 것을 특징으로 하는

   클러치 해제 베어링.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)는 상기 환상 플랜지(52)의 환상 캐비티안에 수용되는 것을 특징으로 하는

   클러치 해제 베어링.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 슬리브(54)는 접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)로 성형되는 것을 특징으로 하는

    클러치 해제 베어링.
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 슬리브(54)는, 접촉부를 형성하는 상기 피이스 상의 상기 러그(64)와 정렬하여, 상기 슬리브의 단부에서 개방되고 접촉부를 형성하는 상기 피이스상의 상기 러그(64)의 길이의 적어도 일부 위로 연장하는 축방향 그루브(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는

    클러치 해제 베어링.
12. 제 8 항에 있어서,

    접촉부를 형성하는 상기 피이스(50)는 크림핑(crimping)에 의해 상기 슬리브(54) 상의 상기 환상 플랜지(52)에 고정되고, 초음파 용접에 의해 상기 스터드가 상기 와셔의 상기 오리피스(68)에 결합되는 것을 특징으로 하는

    클러치 해제 베어링.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    접촉부를 형성하는 상기 피이스는 접착식 접합 또는 탄성 스냅핑에 의해 상기 슬리브(54)에 고정되는 것을 특징으로 하는

    클러치 해제 베어링.

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