KR101048135B1 - 자동차 클러치의 토셔널 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 댐퍼 스프링 강성을 순차적으로 증가시켜 비틀림 진동을 다단의 강성으로 흡수함으로써, 아이들시의 이상 진동과 래틀(Rattle)을 저감시켜 저토크 영역에서 진동을 개선할 수 있도록 한 자동차 클러치의 토셔널 댐퍼를 제공한다.

본 발명의 구성은 각각 대직경의 프리 댐퍼 스프링과, 상기 프리 댐퍼 스프링의 내측에 배치되는 소직경의 메인 댐퍼 스프링을 포함하여 이루어지는 댐퍼 스프링이 클러치 플레이트와 클러치 허브 사이에서 원주방향 등간격으로 개재되어 상대 회전 변위에 대한 비틀림 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼에 있어서,

댐퍼 강성을 단계적으로 변화시켜 전체적으로 다단의 댐퍼 강성으로 비틀림 진동을 흡수할 수 있도록 상기 메인 댐퍼 스프링의 자유 길이를 각각 다르게 형성한 자동차 클러치의 토셔널 댐퍼를 제공한다.

프리 댐퍼. 메인 댐퍼. 다단 강성

Description

자동차 클러치의 토셔널 댐퍼{Torsional damper of clutch for vehicles}

본 발명은 자동차 클러치의 토셔널 댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토션 스프링 강성을 순차적으로 증가시켜 아이들시의 이상 진동과 래틀(Rattle)을 저감시켜 저토크 영역에서 진동을 개선할 수 있도록 한 자동차 클러치의 토셔널 댐퍼에 관한 것이다.

예컨대, 수동 변속기 탑재 차량에 있어서는 시동과 변속을 위하여 변속기로 전달되는 엔진의 동력을 단속할 수 있는 클러치가 적용된다.

상기와 같은 클러치는 엔진의 플라이 휠에 장착되어 실질적으로 엔진 동력의 단속 작동을 실시하는 클러치 어셈블리와, 상기 클러치 어셈블리를 작동시키기 위한 클러치 조작기구를 포함하여 이루어진다.

상기에서 클러치 조작기구는 공지에서와 같이, 운전자가 조작하는 클러치 페달과, 상기 클러치 페달의 조작에 의하여 유압을 발생시키는 클러치 마스터 실린더와, 관로를 매개로 상기 클러치 마스터 실린더로부터 유압을 전달받아 작동되는 릴리스 실린더와, 상기 릴리스 실린더에 의하여 작동되는 릴리스 포크를 포함하여 이루어진다.

그리고 실질전인 동력 단속을 실시하는 클러치 어셈블리는 도 1에서와 같이 구성되는데, 그 구성을 살펴보면, 상기 릴리스 포크(2)에 의하여 전,후진 동작되는 릴리스 베어링(4)과, 상기 릴리스 베어링(4)에 의하여 중앙 부분이 가압되는 다이어프렘(6)과, 상기 다이어프렘(6)의 가압 정도에 따라 전,후진 작동하는 프레셔 플레이트(8)와, 상기 프레셔 플레이트(8)의 전,후진 동작에 따라 플라이 휠(10)에 압착되거나 이격되면서 플라이 휠(10)의 회전 동력을 선택적으로 변속기 입력축(12)에 전달하는 클러치 디스크(14)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 클러치 어셈블리에 있어서, 상기 다이어프렘(6)과 프레셔 플레이트(8)는 플라이 휠(10)에 고정되어 있는 클러치 커버(16)에 고정 배치되어 엔진이 시동되면 항시 회전하게 된다.

상기 릴리이스 베어링(4)은 상기 변속기 입력축(12)을 회전 가능하게 지지하여 주는 클러치 하우징(18)의 보스부(20)의 외주부에 전,후 이동가능하게 배치된다.

상기 릴리이스 포크(2)는 그 중간부가 클러치 하우징(18)에 힌지 고정되어 전단부는 상기 릴리스 베어링(4)에 연결되고, 후단부는 도시하지 않은 릴리스 실린더와 연결된다.

상기 클러치 디스크(14)는 변속기 입력축(12)에 스플라인 결합된다.

이에 따라 클러치 페달이 밟히지 않은 상태에서는 릴리스 베어링(4)이 상기 다이어프렘(6)을 가압하지 않음으로써, 다이어프렘(6)의 탄성력에 의하여 프레셔 플레이트(8)가 클러치 디스크(14)를 플라이 휠(10)에 밀착시켜 엔진 동력이 변속기 입력축(12)을 통해 변속기로 입력된다.

상기와는 반대로 운전자에 의하여 클러치 페달이 밟혀지면 릴리이스 베어링(4)이 상기 다이어프렘(6)의 중앙 부분을 가압하여 플레셔 플레이트(8)를 후퇴시킴으로써, 클러치 디스크(14)를 플라이 휠(10)로부터 분리시켜 동력 전달을 차단하게 되는 것이다.

상기와 같은 클러치 시스템에 적용되는 클러치 디스크(14)에는 클러치 플레이트(22)와 클러치 허브(24) 사이에 토셔널 댐퍼(26)가 개재되어 상기 클러치 플레이트(22)와 클러치 허브(24) 사이의 회전 변위를 일정 범위 허용하면서 비틀림 진동을 흡수하게 된다.

그리고 상기와 같은 토셔널 댐퍼를 형성함에 있어서, 종래에는 아이들 진동을 낮추기 위하여 매우 낮은 강성을 갖는 프리 댐퍼 스프링과, 고토크의 주행 상태에서의 엔진 가진(加振)을 낮추기 위한 고강성의 메인 댐퍼 스프링을 적용하여 2단 강성의 특성을 갖도록 형성하고 있다.

그러나 상기에서와 같이 종래 토셔널 댐퍼에 있어서는 2단 강성을 갖는 2 중 댐퍼 스프링을 적용하고 있는 바, 도 5에서와 같이 프리 댐퍼 스프링 영역의 강성을 작게 하는 데에 한계가 있으며, 급격한 강성의 변화로 인한 진동 반사 효과에 의하여 공진성 이상 진동이 발생된다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 댐퍼 스프링 강성을 순차적으로 증가시켜 비틀림 진동을 다단의 강성으로 흡수함으로써, 아이들시의 이상 진동과 래틀(Rattle)을 저감시켜 저토크 영역에서 진동을 개선할 수 있도록 한 자동차 클러치의 토셔널 댐퍼를 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 각각 대직경의 프리 댐퍼 스프링과, 상기 프리 댐퍼 스프링의 내측에 배치되는 소직경의 메인 댐퍼 스프링을 포함하여 이루어지는 댐퍼 스프링이 클러치 플레이트와 클러치 허브 사이에서 원주방향 등간격으로 개재되어 상대 회전 변위에 대한 비틀림 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼에 있어서,

댐퍼 강성을 단계적으로 변화시켜 전체적으로 다단의 댐퍼 강성으로 비틀림 진동을 흡수할 수 있도록 상기 메인 댐퍼 스프링의 자유 길이를 각각 다르게 형성한 자동차 클러치의 토셔널 댐퍼를 제공한다.

상기 댐퍼 스프링은 회전방향으로 제1,2,3,4 댐퍼 스프링이라고 할 때, 상기 제1,2,3,4 댐퍼 스프링에 적용되는 제1,2,3,4 메인 댐퍼 스프링의 길이를 순차적으로 작게 형성함을 특징으로 한다.

상기에서와 같은 구성에 의하여 본 발명은, 클러치 디스크의 마찰이 시작되어 제1 메인 댐퍼 스프링과의 접촉 개시 이전에는 프리 댐퍼 저강성 영역에서 상대 회전을 흡수하고, 제1 메인 댐퍼 스프링과 접촉이 개시되면 1단 강성(K1 영역)으로 상대 회전을 흡수하며, 제2 메인 댐퍼 스프링과 접촉이 개시되면 2단 강성(K2 영역)으로 상대 회전을 흡수하고, 제3 메인 댐퍼 스프링과 접촉이 개시되면 3단 강성(K3 영역)으로 상대 회전을 흡수하며, 제4 메인 댐퍼 스프링과 접촉이 개시되면 4단 강성(K4 영역)으로 상대 회전을 흡수하게 되고, 상기 4단 강성(K4 영역) 이후는 메인 댐퍼 고강성 영역에서 상대 회전을 흡수하게 되는 것이다.

상기에서와 같이 강성이 순차적으로 증가하면서 클러치 플레이트와 클러치 허브 사이의 상대 회전에 대한 비틀림 진동을 흡수함으로써, 아이들시의 이상 진동과 래틀을 저감시켜 저토크 영역에서 진동을 개선할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 토셔널 댐퍼의 요부 확대도로서, 도 1에 개시된 동일 부품에 대하여는 동일 부호를 부여한다.

본 발명에서는 4개의 댐퍼 스프링(30)(32)(34)(36)를 적용한 예를 도시하고 있으며, 이들 댐퍼 스프링(30 ~ 36)들은 클러치 허브(24)의 외주측에 방사상 등간격으로 돌출 형성되는 4개의 스프링 지지구(38)(40)(42)(44) 사이에 배치된다.

보다 구체적으로 제1,2,3,4 댐퍼 스프링(30 ~ 36)은 각각 대직경의 제1,2,3,4 프리 댐퍼 스프링(48)(50)(52)(54)와, 상기 제1,2,3,4 프리 댐퍼 스프링(48 ~ 54)의 내경부에 삽입되는 소직경의 제1,2,3,4 메인 댐퍼 스프링(56)(58)(60)(62)을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 제1 댐퍼 스프링(30)은 제1 프리 및 메인 댐퍼 스프링(48)(56)가 1개조로서 제4 스프링 지지구(44)와 제1 스프링 지지구(38) 사이에 배치되고, 제2 댐퍼 스프링(32)은 제2 프리 및 메인 댐퍼 스프링(50)(58)가 1개조로서 제1 스프링 지지구(38)와 제2 스프링 지지구(40) 사이에 배치되며, 제3 댐퍼 스프링(34)은 제3 프리 및 메인 댐퍼 스프링(52)(60)가 1개조로서 제2 스프링 지지구(40)와 제3 스프링 지지구(42) 사이에 배치되고, 제4 댐퍼 스프링(36)은 제4 프리 및 메인 댐퍼 스프링(54)(62)가 1개조로서 제3 스프링 지지구(42)와 제4 스프링 지지구(44) 사이에 배치된다.

도 2에서는 클러치 허브(24)와 제1,2,3,4 댐퍼 스프링(30 ~ 36)만이 구체적으로 개시되어 있으나, 클러치 플레이트(22)의 회전 동력은 상기 제1,2,3,4 댐퍼 스프링(30 ~ 36)을 통해 클러치 허브(24)로 전달되는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.

이에 따라 엔진의 회전동력이 도 2에 미도시된 마찰재를 통해 클러치 플레이 트(22)로 전달되면, 상기 토셔널 댐퍼(26)를 통해 일정의 상대 회전 범위내에서 미틀림 진동이 흡수되면서 클러치 허브(24)로 전달되어 변속기 입력축(20)를 통해 변속기로의 입력이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 토셔널 댐퍼(26)를 구성함에 있어서, 본 발명은 상기 제1,2,3,4 프리 댐퍼 스프링(48 ~ 54)의 강성은 동일하게 하고, 제1,2,3,4 메인 댐퍼 스프링(56 ~ 62)의 강성은 동일하게 하되, 그 자유 길이를 일정 길이를 가지고 순차적으로 작게 형성하였다.

이에 따라 도 3 및 도 4에서와 같이 클러치 디스크(14)의 마찰이 시작되어 제1 메인 댐퍼 스프링(56)과의 접촉 개시 이전에는 프리 댐퍼 저강성 영역에서 상대 회전을 흡수하고, 제1 메인 댐퍼 스프링(56)과 접촉이 개시되면 1단 강성(K1 영역)으로 상대 회전을 흡수하며, 제2 메인 댐퍼 스프링(58)과 접촉이 개시되면 2단 강성(K2 영역)으로 상대 회전을 흡수하고, 제3 메인 댐퍼 스프링(60)과 접촉이 개시되면 3단 강성(K3 영역)으로 상대 회전을 흡수하며, 제4 메인 댐퍼 스프링(62)과 접촉이 개시되면 4단 강성(K4 영역)으로 상대 회전을 흡수하게 되고, 상기 4단 강성(K4 영역) 이후는 메인 댐퍼 고강성 영역에서 상대 회전을 흡수하게 되는 것이다.

즉,

- θ 〈 θ → 1차 스프링 저강성 영역

- θ저강성 〈 θ 〈 θ저강성 + α → K1 강성영역

- θ저강성 + α 〈 θ 〈 θ저강성 + 2 α → K2 강성영역

- θ저강성 + 2 α 〈 θ 〈 θ저강성 + 3 α → K3 강성영역

- θ저강성 + 3 α 〈 θ 〈 θ저강성 + 4 α → K4 강성영역

- θ저강성 + 4 α 〈 θ → 메인댐퍼 고강성 영역

으로 이루어지게 되는 것이다.

상기에서와 같이 강성이 순차적으로 증가함으로써, 아이들시의 이상 진동과 래틀(Rattle)을 저감시켜 저토크 영역에서 진동을 개선할 수 있는 것이다.

그리고 상기와 같은 제1,2,3,4 댐퍼 스프링(30 ~ 36)은 어느 한 방향으로 가면서 순차적으로 배치하는 것이 바람직할 수 있으나, 필요에 대하서는 제1,2 댐퍼 스프링(30)(32)에 서로 방대방향으로 배치되고, 이들 사이에 제3, 4 댐퍼 스프링(34)(36)이 각각 배치될 수 도 있다.

즉, 어느 한 방향으로 가면서 순차적으로 비틀림 충격을 흡수할 수 있으나, 균형적인 충격 흡수를 위해서는 댐퍼 스프링을 배치 순서를 변경할 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명이 적용된 클러치 어셈블리의 단면도.

도 2는 본 발명의 요부 확대도.

도 3은 본 발명의 작동을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 작용효과를 설명하기 위한 그래프선도.

도 5는 종래 문제점을 설명하기 위한 그래프선도이다.

Claims (3)

1. 각각 대직경의 프리 댐퍼 스프링과, 상기 프리 댐퍼 스프링의 내측에 배치되는 소직경의 메인 댐퍼 스프링을 포함하여 이루어지는 댐퍼 스프링이 클러치 플레이트와 클러치 허브 사이에서 원주방향 등간격으로 개재되어 상대 회전 변위에 대한 비틀림 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼에 있어서,

   댐퍼 강성을 단계적으로 변화시켜 전체적으로 다단의 댐퍼 강성으로 비틀림 진동을 흡수할 수 있도록 상기 메인 댐퍼 스프링의 자유 길이를 각각 다르게 형성함을 특징으로 하는 자동차 클러치의 토셔널 댐퍼.
2. 제1항에 있어서, 댐퍼 스프링은 원주방향 등간격으로 4개소에 배치됨을 특징으로 하는 자동차 클러치의 토셔널 댐퍼.
3. 제2에 있어서, 댐퍼 스프링은 회전방향으로 제1,2,3,4 댐퍼 스프링이라고 할 때, 상기 제1,2,3,4 댐퍼 스프링에 적용되는 제1,2,3,4 메인 댐퍼 스프링의 길이를 순차적으로 작게 형성함을 특징으로 하는 자동차의 토셔널 댐퍼.

Images