KR101428336B1

KR101428336B1 - 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈

Info

Publication number: KR101428336B1
Application number: KR1020120156298A
Authority: KR
Inventors: 오완수; 황재웅
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-08-07
Also published as: KR20140086156A

Abstract

본 발명은 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈에 관한 것으로, 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)시 클러치디스크(11)의 관성력은 증가시키고 동시에 변속기 입력축(2)의 회전관성은 증가시키지 않도록 해서 변속감을 좋게 할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 클러치의 관성 질량체 모듈{CENTRIFUGAL PENDULUM ABSORBER OF CLUTCH FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)시 크랭크샤프트를 통해 전달되는 충격과 진동을 흡수하는 역할은 그대로 수행하면서, 변속기 입력축의 회전관성을 증가시키지 않음에 따라 변속감을 좋게 할 수 있는 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈에 관한 기술이다.

일반적으로, 수동변속기 차량에는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진의 플라이휠(1)과 변속기 입력축(2)사이에 설치되어서 변속기로 전달되는 엔진의 동력을 필요에 따라 단속하는 클러치가 설치되어 있다.

상기 클러치는 변속기 입력축(2)에 스플라인 결합되는 중앙의 허브(11a)를 구비한 클러치디스크(11), 상기 클러치디스크(11)의 양면에 구비된 마찰재인 페이싱(12), 클러치커버에 피벗링(13)을 매개로 회전 가능하게 설치된 다이아프램스프링(14), 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태, 클러치페달을 밟지 않은 상태)시 다이아프램스프링(14)의 장력에 의해 페이싱(12)을 가압해서 클러치디스크(11)를 플라이휠(1)에 압착시키는 압력판(15), 변속기 입력축(2)을 따라 이동 가능하게 설치되어서 다이아프램스프링(14)을 작동시키는 릴리즈베어링(16)을 포함한 구성으로 되어 있다.

여기서, 상기 다이아프램스프링(14) 대신에 코일스프링이나 또는 전자석 등을 사용해서 압력판(15)을 가압할 수도 있다.

따라서, 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태, 클러치페달을 밟지 않은 상태)시에는 도 1의 (A)상태와 같이 플라이휠(1)과 클러치디스크(11)가 마찰 결합됨에 따라 엔진의 동력은 변속기 입력축(2)으로 전달되며, 반대로 클러치페달 온(ON) 상태(동력차단 상태, 클러치페달을 밟은 상태)시에는 도 1의 (B)상태와 같이 플라이휠(1)과 클러치디스크(11)가 서로 떨어짐에 따라 엔진의 동력은 변속기 입력축(2)으로 전달되지 않게 된다.

그런데, 상기와 같은 일반적인 클러치는 플라이휠(1)과 클러치디스크(11)가 압력판(15)의 작용에 의해 서로 동기화가 될 때 크랭크샤프트(3)를 통해서 전달되어 오는 엔진의 충격과 진동을 흡수할 수 없는 구성으로, 이로 인해 클러치의 내구성이 감소되는 단점이 있다.

이를 예방하기 위해 플라이휠(1)과 클러치디스크(11)가 서로 동기화가 될 때 클러치디스크(11)의 관성을 증가시켜서 크랭크샤프트(3)를 통해서 전달되어 오는 엔진의 충격과 진동을 흡수하는 기술이 개발되었다.

즉, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 클러치디스크(11)의 관성을 증가시키기 위해 클러치디스크(11)의 허브(11a)에 관성 질량체 모듈(20, CENTRIFUGAL PENDULUM ABSORBER MODULE, CPA 모듈)을 결합시켜서 클러치디스크(11)와 관성 질량체 모듈(20)을 일체화시킨 구성으로, 상기 관성 질량체 모듈(20)은 클러치디스크(11)의 허브(11a)에 끼워져 결합되는 원판형 플레이트(21), 상기 플레이트(21)의 테두리부에 회전축(22)을 매개로 진자(추)운동을 할 수 있도록 결합된 다수개의 펜듈럼(23)을 포함한 구성이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 관성 질량체 모듈(20)은 클러치디스크(11)와 일체화된 구성으로, 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)시 즉 플라이휠(1)과 클러치디스크(11)가 서로 밀착되어서 동기화된 상태시 변속기 입력축(2)의 회전관성이 관성 질량체 모듈(20)에 의해 크게 증가하는 단점이 있으며, 변속기 입력축(2)의 회전관성이 증가함에 따라 변속기 입력축(2)과 변속기 출력축사이의 동기작용이 원활하게 진행되지 못함으로써 변속감이 악화되는 단점이 발생하게 된다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2006-0056665호

이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)시에 클러치디스크의 회전관성을 증가시켜서 크랭크샤프트를 통해 전달되는 충격과 진동을 흡수하는 역할은 그대로 수행하고, 변속기 입력축의 회전관성은 증가시키지 않음에 따라 변속감을 좋게 할 수 있는 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈은, 일단은 변속기 입력축의 길이방향을 따라 이동이 가능하면서 변속기 입력축에 대해 회전이 가능하도록 변속기 입력축에 결합되어 설치되고, 타단은 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)시 압력판의 가압에 의해 클러치디스크와 함께 플라이휠과 마찰 결합으로 일체화되는 플레이트; 및 상기 플레이트에 회전축을 매개로 진자(추)운동을 할 수 있도록 결합된 다수개의 펜듈럼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플레이트의 일단은 베어링을 매개로 변속기 입력축에 끼워져서 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 베어링은 상기 플레이트의 일단과 일체로 결합되는 외륜; 상기 변속기 입력축의 길이방향을 따라 이동이 가능하면서 변속기 입력축과 함께 회전이 가능하도록 변속기 입력축에 끼워져서 스플라인 결합되는 내륜; 및 상기 외륜과 내륜의 상대회전이 가능하도록 외륜과 내륜사이에 개재된 다수개의 볼베어링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플레이트에는 마찰 결합력을 높이기 위한 마찰재가 일체로 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 마찰재는 압력판과 마주 대하는 플레이트의 일면에만 구비되거나 또는 플레이트의 양면에 모두 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈에 의하면, 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)시 클러치디스크의 관성력을 증가시킬 수 있게 됨으로써 엔진에서 전달되어 오는 충격과 진동을 충분히 흡수할 수 있게 되고, 변속기 입력축의 회전관성은 증가시키지 않게 됨으로서 변속기 입력축과 변속기 출력축사이의 원활한 동기작용을 유도할 수 있게 되고 이를 통해 변속감을 좋게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1과 도 2는 클러치에 구비된 종래의 관성 질량체 모듈을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 베어링을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈에 대해 살펴보기로 한다.

다이아프램스프링식 차량용 클러치는 도 3에 도시된 바와 같이 변속기 입력축(2)에 스플라인 결합되는 중앙의 허브(11a)를 구비한 클러치디스크(11), 상기 클러치디스크(11)의 양면에 구비된 마찰재인 페이싱(12), 클러치커버에 피벗링(13)을 매개로 회전 가능하게 설치된 다이아프램스프링(14), 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태, 클러치페달을 밟지 않은 상태)시 다이아프램스프링(14)의 장력에 의해 페이싱(12)을 가압해서 클러치디스크(11)를 플라이휠(1)에 압착시키는 압력판(15), 변속기 입력축(2)을 따라 이동 가능하게 설치되어서 다이아프램스프링(14)을 작동시키는 릴리즈베어링(16)을 포함한 구성이다.

그리고, 본 발명에 따른 클러치의 관성 질량체 모듈(30, CPA 모듈)은 일단은 변속기 입력축(2)의 길이방향을 따라 이동이 가능하면서 변속기 입력축(2)에 대해 회전이 가능하도록 변속기 입력축(2)에 결합되어 설치되고, 타단은 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)시 압력판(15)의 가압에 의해 클러치디스크(11)와 함께 플라이휠(1)과 마찰 결합으로 일체화되는 플레이트(31); 및 상기 플레이트(31)에 회전축(32)을 매개로 진자(추)운동을 할 수 있도록 결합된 다수개의 펜듈럼(33);을 포함한다.

여기서, 상기 플레이트(31)는 원판형으로 형성된 것이 바람직하고, 클러치페달 오프(ON) 상태(동력차단 상태, 클러치페달을 밟은 상태)시 클러치디스크(11)나 또는 압력판(15)등과 간섭되지 않도록 필요부위가 적절하게 절곡된 형상이 될 수도 있다.

상기 플레이트(31)의 일단이 변속기 입력축(2)에 결합되어 설치될 때 베어링(34)을 매개로 변속기 입력축(2)에 끼워져서 설치되는 것이 바람직하다.

상기 베어링(34)은 도 4와 같이 상기 플레이트(31)의 일단과 일체로 결합되는 외륜(34a); 상기 변속기 입력축(2)의 길이방향을 따라 이동이 가능하면서 변속기 입력축(2)과 함께 회전이 가능하도록 변속기 입력축(2)에 끼워져서 스플라인 결합되는 내륜(34b); 및 상기 외륜(34a)과 내륜(34b)의 상대회전이 가능하도록 외륜(34a)과 내륜(34b)사이에 개재된 다수개의 볼베어링(34c);을 포함한다.

상기 플레이트(31)에는 마찰 결합력을 높이기 위한 마찰재(35)가 일체로 구비되는데, 상기 마찰재(35)는 플레이트(31)에 구비된 페이싱(12)과 동일한 재질로서 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 마찰재(35)는 압력판(15)과 마주 대하는 플레이트(31)의 일면에만 구비되거나 또는 플레이트(31)의 양면에 모두 구비될 수 있지만, 중량이나 원가 등을 고려해 볼 때 압력판(15)과 마주 대하는 플레이트(31)의 일면에만 구비되는 것이 바람직하다.

상기 회전축(32)은 베어링(34)과 마찰재(35)사이의 위치에서 플레이트(31)를 관통해서 설치되고, 상기 펜듈럼(33)은 회전축(32)의 양단에 각각 결합되어서 플레이트(31)의 양쪽에 위치하도록 설치되며, 또한 상기 펜듈럼(33)은 베어링(34)으로부터 동일 반경을 따라 다수개가 일정간격을 유지하도록 설치된 구조가 된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 3의(A)는 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태, 클러치페달을 밟지 않은 상태)로서, 이때 엔진의 동력은 크랭크샤프트(3)와 플라이휠(1) 및 클러치디스크(11)를 통해 변속기 입력축(2)으로 전달된다.

상기와 같은 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)일 때 본 발명에 따른 관성 질량체 모듈(30, CPA 모듈)은 압력판(15)의 가압에 의해 클러치디스크(11)와 일체로 마찰 결합되어서 동기화된 상태가 된다.

따라서, 클러치디스크(11)는 관성 질량체 모듈(30)에 의해 관성력이 증가한 상태가 되므로 크랭크샤프트(3)를 통해 엔진에서 전달되어 오는 충격과 진동을 충분히 흡수할 수 있게 되고, 이를 통해 클러치의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)가 되더라도 본 발명에 따른 관성 질량체 모듈(30, CPA 모듈)은 베어링(34)에 의해 변속기 입력축(2)과 상관없이 회전하는 구성이므로, 변속기 입력축(2)의 회전관성을 증가시키는 일이 발생하지 않게 되고, 이로 인해 변속기 입력축(2)과 변속기 출력축사이의 동기작용이 원활하게 진행됨에 따라 변속감을 좋게 할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 도 3의(B)는 클러치페달 온(ON) 상태(동력차단 상태, 클러치페달을 밟은 상태)로서, 이때 플라이휠(1)과 클러치디스크(11)는 서로 떨어진 상태가 되기 때문에 엔진의 동력은 변속기 입력축(2)으로 전달되지 않게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 관성 질량체 모듈(30, CPA 모듈)은 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)시 클러치디스크(11)의 관성력을 증가시킬 수 있게 됨으로써 엔진에서 전달되어 오는 충격과 진동을 충분히 흡수할 수 있게 되고, 동시에 변속기 입력축(2)의 회전관성은 증가시키지 않게 됨으로서 변속기 입력축(2)과 변속기 출력축사이의 원활한 동기작용을 유도할 수 있게 되고 이를 통해 변속감을 좋게 할 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1 - 플라이휠 2 - 변속기 입력축
11 - 클러치디스크 15 - 압력판
30 - 관성 질량체 모듈 31 - 플레이트
32 - 회전축 33 - 펜듈럼
34 - 베어링 35 - 마찰재

Claims

일단은 변속기 입력축(2)의 길이방향을 따라 이동이 가능하면서 변속기 입력축(2)에 대해 회전이 가능하도록 변속기 입력축(2)에 결합되어 설치되고, 타단은 클러치페달 오프(OFF) 상태(동력전달 상태)시 압력판(15)의 가압에 의해 클러치디스크(11)와 함께 플라이휠(1)과 마찰 결합으로 일체화되는 플레이트(31); 및
상기 플레이트(31)에 회전축(32)을 매개로 진자(추)운동을 할 수 있도록 결합된 다수개의 펜듈럼(33);을 포함하고,
상기 플레이트(31)의 일단은 베어링(34)을 매개로 변속기 입력축(2)에 끼워져서 설치되며,
상기 베어링(34)은 상기 플레이트(31)의 일단과 일체로 결합되는 외륜(34a);
상기 변속기 입력축(2)의 길이방향을 따라 이동이 가능하면서 변속기 입력축(2)과 함께 회전이 가능하도록 변속기 입력축(2)에 끼워져서 스플라인 결합되는 내륜(34b); 및
상기 외륜(34a)과 내륜(34b)의 상대회전이 가능하도록 외륜(34a)과 내륜(34b)사이에 개재된 다수개의 볼베어링(34c);을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈.
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청구항 1에 있어서,
상기 플레이트(31)에는 마찰 결합력을 높이기 위한 마찰재(35)가 일체로 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈.
청구항 4에 있어서,
상기 마찰재(35)는 압력판(15)과 마주 대하는 플레이트(31)의 일면에만 구비되거나 또는 플레이트(31)의 양면에 모두 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치의 관성 질량체 모듈.