KR101489499B1

KR101489499B1 - 차량용 클러치 디스크

Info

Publication number: KR101489499B1
Application number: KR20130090937A
Authority: KR
Inventors: 정인식; 남상진
Original assignee: 주식회사평화발레오
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2015-02-05

Abstract

본 발명은 차량용 클러치 디스크에 관한 것으로, 변속기 입력축에 스플라인 결합되는 허브와, 허브의 외주면에서 반경방향으로 돌출 형성되는 허브플레이트와, 허브플레이트의 양측면에서 상호 결합되는 서브 플레이트 및 디스크 플레이트와, 일단부가 디스크 플레이트에 결합되고, 강성이 서로 다른 적어도 2개 이상의 플레이트가 일부 겹쳐져서 겹침부를 형성하고, 겹침부에서 원주 방향의 양측에 구비되는 각 플레이트의 측부가 변속기를 향해 돌출되도록 절곡 형성되는 쿠션 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 쿠션 플레이트가 서로 다른 강도를 가지는 2개 이상의 플레이트가 겹쳐져서 구성됨으로써, 엔진의 동력 전달 작용을 위해 요구되는 특성에 대한 설계가 자유로운 효과가 있다.

Description

차량용 클러치 디스크 {CLUTCH DISC FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 클러치 디스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 동력을 증대시켜서 변속기 입력축으로 전달할 수 있는 차량용 클러치 디스크에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 클러치는 자동차의 엔진과 변속기 사이에 장착되어 엔진의 회전력을 구동바퀴에 전달하거나 차단하는 역할을 하는 장치이다.

이러한 클러치는 엔진의 플라이휠에 장착되는 클러치 커버와, 클러치커버 내측에 클러치디스크, 압력판, 클러치 스프링, 릴리스 레버 등으로 구성되는 클러치 본체와, 클러치 포크와, 릴리스 실린더 및 운전석의 클러치 페달과 연결되는 마스터 실린더를 포함한다.

상기와 같은 클러치는 동력 전달시에는 압력판이 클러치 스프링에 의해 클러치 디스크를 밀고 있으나, 동력 절환시에는 클러치페달을 밟음으로 릴리스 베어링이 릴리스 레버의 선단을 눌러 릴리스 레버의 지렛대 작동에 의해 압력판이 클러치 디스크로부터 이격되고, 이로 인하여 플라이휠, 클러치 디스크 및 압력판의 마찰면에 틈새가 발생하므로 동력 전달이 이루어지지 않게 되는 것이다.

이 클러치 디스크는 변속기 입력축에 스플라인으로 연결되고 플라이휠과 압력판 사이에 결합되어 그 마찰력에 의하여 플라이휠의 회전을 변속기 입력축을 통해서 변속기로 전달하는 역할을 하게 된다. 이러한 종래의 클러치 디스크가 한국특허 공개특허공보 10-2010-0002812호(특허문헌1), 한국특허 공개특허공보 10-2010 -0109280호(특허문헌2)에 개시되어 있으며, 도 1과 도 2에는 종래의 클러치 디스크의 일예가 도시되어 있다.

이러한 종래의 클러치 디스크(10)는, 허브(11), 허브 플레이트(12), 서브 플레이트(13), 디스크 플레이트(14), 탄성부재(15), 쿠션 플레이트(16), 마찰 페이싱(17)을 포함한다.

허브(11)는 클러치 디스크(10)의 중앙에 구비되며, 변속기 입력축에 스플라인 결합되도록 구성된다. 그리고, 허브(11)의 외측에는 허브 플레이트(12)가 반경 방향으로 돌출되게 일체로 형성된다.

서브 플레이트(13)와 디스크 플레이트(14)는 도넛 형상으로 중앙부가 허브(11)의 일측과 타측에서 각각 끼워지고, 허브 플레이트(12)의 일측면과 타측면에 각각 밀착되어 다수의 스톱퍼 핀(1)에 의해 결합된다.

그리고, 허브 플레이트(12)와 서브 플레이트(13) 및 디스크 플레이트(14)에는 이들을 일체로 관통하는 끼움홀(12a,13a,14a)이 원주 방향을 따라 다수개가 형성되며, 이 끼움홀(12a,13a,14a) 마다 각각 한 개씩의 탄성부재(15)가 설치된다.

또한, 쿠션 플레이트(16)는 디스크 플레이트(14)의 외측단부에 다수개의 리벳(2)을 매개로 결합된다. 그리고, 쿠션 플레이트(16)의 외측단부의 양측면에는 다수의 마찰 페이싱(17)이 고정부재에 의해 일체로 결합된다.

쿠션 플레이트(16)는 굴곡된 형상 즉, 파도 형상으로 형성되되, 얇은 박판의 탄성을 갖는 재질로 형성되는 것으로, 클러치를 급격히 접촉시켰을 때 탄성 변형되어 동력을 원활하게 전달하는 기능을 가질 뿐 아니라, 클러치 디스크(10)의 변형, 파손 등을 방지하는 기능을 하게 된다.

이러한 종래의 클러치 디스크(10)에서 쿠션 플레이트(16)는 차량의 주행 전에는 냉간 상태 즉, 클러치 디스크(10)에 열이 발생되지 않고, 높은 완충 작용을 위하여 강성이 낮은 것이 유리하고, 차량의 주행시 즉, 클램프되는 지점에서는 마찰에 의해 열이 발생하게 되므로, 마모에 유리한 강성이 높은 것이 요구된다.

그러나, 종래 클러치 디스크(10)의 쿠션 프레이트(16)는 일정 두께를 가진 한 종류의 박판 부재로 형성되기 때문에 한 종류의 박판부재로 강성이 낮음과 동시에 높은 특성을 만족할 수 없다는 문제점이 있었다.

한국특허 공개특허공보 10-2010-0002812호(2010.01.07) 한국특허 공개특허공보 10-2010-0109280호(2010.10.08)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 쿠션 플레이트를 적어도 2개 이상의 박판으로 구성하되, 서로 다른 두께와 밴딩 높이를 가지도록 구성하여 쿠션 특성을 만족시킬 수 있도록 한 차량용 클러치 디스크를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변속기 입력축에 스플라인 결합되는 허브와, 허브의 외주면에서 반경방향으로 돌출 형성되는 허브플레이트와, 허브플레이트의 양측면에서 상호 결합되는 서브 플레이트 및 디스크 플레이트와, 일단부가 디스크 플레이트에 결합되고, 강성이 서로 다른 적어도 2개 이상의 플레이트가 일부 겹쳐져서 겹침부를 형성하고, 겹침부에서 원주 방향의 양측에 구비되는 각 플레이트의 측부가 변속기를 향해 돌출되도록 절곡 형성되는 쿠션 플레이트를 포함하고, 강성이 약한 플레이트의 측부가 강성이 강한 플레이트의 측부보다 변속기 쪽으로 더 돌출되어 형성되되, 강성이 약한 플레이트의 두께를 t1이라 하고, 강성이 강한 플레이트의 두께를 t2라 할 때, t1 < t2 인 것이 바람직하다.

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또한, 강성이 약한 플레이트의 겹침부 일면에서 돌출된 측부의 일면까지의 높이를 H1이라 하고, 강성이 강한 플레이트의 겹침부 일면에서 돌출된 측부의 일면까지의 높이를 H2라고 할 때, H1 > H2 인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 쿠션 플레이트가 서로 다른 강도를 가지는 2개 이상의 플레이트가 겹쳐져서 구성됨으로써, 엔진의 동력 전달 작용을 위해 요구되는 특성에 대한 설계가 자유로운 효과가 있다.

또한, 일정한 두께를 가지는 종래의 쿠션플레이트는 전체적으로 강성이 소재를 사용하기 때문에, 강성이 서로 다른 플레이트를 겹쳐서 구성하는 것이 투입되는 소재의 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 클러치 디스크를 보인 평면도.
도 2는 도 1의 요부 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 디스크를 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 디스크의 쿠션 플레이트를 도시한 분해 사시도.
도 5는 도 4의 결합사시도
도 6은 도 5의 A-A단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 디스크의 쿠션 플레이트의 작용에 따라 요구되는 강성에 대한 특성을 보인 그래프이다.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 디스크를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 디스크의 쿠션 플레이트를 도시한 분해 사시도이다. 도 5는 도 4의 결합사시도이고, 도 6은 도 5의 A-A단면도이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 디스크의 쿠션 플레이트의 작용에 따라 요구되는 강성에 대한 특성을 보인 그래프이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 디스크(100)는, 허브 조립체(110), 서브 플레이트(130), 디스크 플레이트(140), 탄성부재(150), 마찰페이싱(170), 쿠션 플레이트(160)를 포함하되, 쿠션 플레이트(160)는 강성이 다른 적어도 2개 이상의 플레이트가 서로 겹쳐서 구성되되, 강성이 약한 플레이트(161)의 일부가 절곡 형성되되, 절곡된 강성이 약한 플레이트(161)의 일부가 겹쳐진 부분의 강성이 강한 플레이트(162)의 윗면보다 위쪽에 위치되는 구조로 구성된다.

먼저, 허브 조립체(110)는 클러치 디스크(100)의 중앙에 구비되며, 중앙에 변속기 입력축이 끼워져 결합되는 허브(111), 이 허브(111)의 외주면에 반경 방향으로 돌출 형성되는 허브 플레이트(112)를 포함한다.

허브(111)는 중앙에 관통홀이 형성되되, 이 관통홀은 변속기 입력축이 스플라인 결합되어 허브와 함께 변속기 입력축도 회전될 수 있도록 내주면에 기어가 형성된다.

이 허브 조립체(110)의 허브 플레이트(112) 양측면에는 서브 플레이트(130)와 디스크 플레이트(140)가 각각 구비된다.

서브 플레이트(130)와 디스크 플레이트(140)는 각각 중앙에 관통홀이 형성되며, 허브(111)의 일측과 타측에서 허브(111)의 외주면에 각각 끼워진 후에, 허브 플레이트(112)의 일측면과 타측면에 다수의 스톱퍼 핀(101)에 의해 결합된다. 즉, 서브 플레이트(130)와 디스크 플레이트(140)는 다수의 스톱퍼 핀(101)으로 상호 결합되므로 후술하는 쿠션 플레이트(160)로부터 회전력을 전달받아 회전되도록 구성된다.

허브 플레이트(112)와 서브 플레이트(130) 및 디스크 플레이트(140)에는 이들을 일체로 관통하는 끼움홀(113,131,141)이 원주 방향을 따라 다수개가 형성된다. 즉, 일체로 관통하는 끼움홀(113,131,141)은 탄성부재(150)를 수용하기 위한 수용부를 구성하게 되며, 이 수용부가 원주 방향으로 다수개가 형성되는 것이다. 이 다수의 수용부에는 각각 탄성부재(150)가 끼워져 설치된다.

탄성부재(150)는 끼움홀(121,131,141)에 끼워져 설치되되, 일단이 허브 플레이트(112)에 지지되고, 타단이 서브 플레이트(130) 및 디스크 플레이트(140)에 동시에 지지되도록 구성된다. 여기서, 탄성부재(150)는 서브 플레이트(130) 및 디스크 플레이트(140)와 허브 플레이트(112) 사이에서 압축되면서 탄성 에너지를 발생하는 코일 스프링으로 구성된다.

즉, 엔진으로부터 동력이 플라이 휠을 후술하는 마찰페이싱(170)으로 전달되면, 후술하는 쿠션 플레이트(160)가 회전됨에 따라 쿠션 플레이트(160)에 고정되는 디스크 플레이트(140)가 회전됨과 동시에, 이 디스크 플레이트(140)에 스톱퍼 핀(101)으로 상호 결합되는 서브 플레이트(130)도 함께 회전된다. 이때, 탄성부재(150)는 압축되면서 탄성에너지를 발생시키고, 이 압축된 탄성부재(150)의 탄성에너지에 의해 허브 플레이트(112)가 일체로 구성되는 허브(111)가 회전하게 된다. 이후에 허브(111)에 스플라인 결합되는 변속기 입력축으로 엔진의 동력이 전달되는 것이다.

쿠션 플레이트(160)는 다수로 구성되되, 디스크 플레이트(140)의 가장자리에 리벳(102)으로 결합된다. 그리고, 이 쿠션 플레이트(160)의 양측면에는 복수의 마찰페이싱(170)이 리벳(102)에 의해 고정된다. 이 마찰페이싱(170)은 플라이 휠이나 압력판에 밀착되어 마찰력을 높여서, 엔진의 동력이 변속기 쪽으로 전달하는 역할을 하게 된다.

한편, 쿠션 플레이트(160)는 탄성을 가지는 플레이트로 구성되되, 서로 다른 강성을 갖는 적어도 2개 이상의 플레이트(161)(162)로 구성되는 것으로, 본 발명의 실시예에서는 2개의 플레이트(161)(162)가 구성되는 것을 예를 들어 설명하기로 한다.

쿠션 플레이트(160)는 강성이 다른 적어도 2개 플레이트(161)(162)가 일부 겹쳐져서 겹침부(161a)(162a)를 형성하고, 이 겹침부(161a)(162a)를 중심으로 원주 방향으로 구비되는 각 플레이트(161)(162)의 측부(161b)(162b)가 변속기를 향해 돌출되도록 절곡 형성되도록 구성된다.

여기서, 절곡 형성되는 각 플레이트(161)(162)의 측부(161b)(162b)는 겹침부(161a)(162a) 양끝에서 도 6과 같이, 위쪽(클러치)으로 향해 상향 경사로 절곡되는 경사부(161c)(162c), 경사부(161c)(161c) 끝에서 다시 절곡되되 겹침부(161a)(162a)에 대하여 평행을 이루도록 평행하게 절곡되는 평면부(161d)(162d)로 구성된다.

본 발명의 실시예에서의 2개의 플레이트(161)(162)는 겹쳐질 때, 도 5와 같이, 강성이 약한 플레이트(161)가 위쪽에 구비되고, 강성이 강한 플레이트(162)가 하측에 구비되어 있는 것을 예를 들어 상세하게 설명하기로 하며, 위쪽에 변속기가 위치되어 강성이 약한 플레이트(161)의 윗면과 강성이 강한 플레이트(162)의 윗면이 모두 변속기 쪽을 향하고 있는 것을 기준으로 한다. 그리고, 쿠션 플레이트(160)에서 2개의 플레이트(161)(162)의 윗면을 일면이라고 하고, 밑면을 타면이라고 한다.

따라서, 하측에 구비되는 강성이 강한 플레이트(162)는 일측부의 일면이 강성이 약한 플레이트(161)의 일측단부보다 일측 원주 방향으로 돌출되고, 상측에 구비되는 강성이 약한 플레이트(161)의 겹침부(161a) 일면 보다 더 돌출되도록 구성된다. 그리고, 강성이 강한 플레이트(162)의 일측부 일면은 강성이 약한 플레이트(161)의 타측부 일면보다는 돌출되지 않도록 즉, 도 6과 같이 낮게 형성된다.

즉, 도 6에서와 같이, 강성이 약한 플레이트(161)의 겹침부(161a) 일면에서 돌출된 측부(161b) 일면까지의 높이를 H1이라 하고, 강성이 강한 플레이트(162)의 겹침부(162a) 일면에서 돌출된 측부(162b)의 일면까지의 높이를 H2라고 할 때, H1 > H2 를 만족하도록 구성된다.

또한, 도 6에서, 강성이 약한 플레이트(161)의 겹침부(161a)의 타측부로 돌출된 부분의 두께를 t1이라 하고, 강성이 강한 플레이트(162)의 겹침부(162a)의 일측부로 돌출된 부분의 두께를 t2라 할 때, t1 < t2을 만족하도록 구성된다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 디스크의 작용을 간략하게 설명하기로 한다.

먼저, 운전자가 클러치 페달를 밟아 엔진으로부터 동력을 전달하는 플라이휠이 클러치 디스크(100)의 마찰 페이싱(170)에서 이격되어 엔진의 동력이 변속기 입력축으로 전달되지 않은 차량의 정지상태에서 차량을 주행하고자 운전자는 클러치 페달에서 발을 떼게 된다.

그러면, 클러치 디스크(100)의 마찰 페이싱(170)이 플라이 휠에 밀착되어, 엔진의 동력을 전달받게 된다. 즉, 클러치 디스크(100)의 마찰페이싱(170)이 플라이 휠에 밀착되는 초기에는 변속기 쪽으로 돌출된 강성이 약한 플레이트(161)의 측부(161b)가 먼저 접촉되어 압축된 후에, 강성이 강한 플레이트(162)의 측부(162a)가 접촉되면서 압축되어 작동되는 것이다.

이때, 마찰 페이싱(170)이 일체로 고정되는 쿠션 플레이트(160)가 회전하게 되고, 이 쿠션 플레이트(160)가 고정되는 서브 플레이트(130)와 디스크 플레이트(140)가 회전하게 된다.

이렇게 서브 플레이트(130)와 디스크 플레이트(140)가 회전되면서 탄성부재(150)를 압축시키게 되고, 압축된 탄성부재(150)가 복원될 때 허브 플레이트(112)가 회전하게 되며, 이 허브 플레이트(112)가 일체로 형성되는 허브(111)가 회전하게 됨으로써, 허브(111)에 스플라인 결합되는 변속기 입력축으로 엔진의 동력이 전달되는 것이다.

따라서, 본 발명에 일실시예에 따른 클러치 디스크(100)는 클러치 디스크(100)의 마찰 페이싱(170)이 클러치의 압력판에 밀착되는 작동시 초기에는 도 7과 같이, 낮은 강성을 요구하게 되지만, 작동이 이루어진 후에는 높은 강성을 요구하게 되므로 쿠션 플레이트(160)를 강성이 서로 다른 두 개 이상의 플레이트를 겹쳐서 구성함으로써, 쿠션 플레이트(160)가 요구하는 특성에 맞는 설계를 할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 클러치 디스크 101 : 스톱퍼 핀
102 : 리벳
110 : 허브 조립체 111 : 허브
112 : 허브 플레이트
130 : 서브 플레이트 140 : 디스크 플레이트
150 : 탄성부재 160 : 쿠션 플레이트
161 : 강성이 약한 플레이트
162 : 강성이 강한 플레이트
170 : 마찰 페이싱

Claims

변속기 입력축에 스플라인 결합되는 허브;
허브의 외주면에서 반경방향으로 돌출 형성되는 허브플레이트;
허브플레이트의 양측면에서 상호 결합되는 서브 플레이트 및 디스크 플레이트;
일단부가 디스크 플레이트에 결합되고, 강성이 서로 다른 적어도 2개 이상의 플레이트가 일부 겹쳐져서 겹침부를 형성하고, 겹침부에서 원주 방향의 양측에 구비되는 각 플레이트의 측부가 변속기를 향해 돌출되도록 절곡 형성되는 쿠션 플레이트;를 포함하고,
강성이 약한 플레이트의 측부가 강성이 강한 플레이트의 측부보다 변속기 쪽으로 더 돌출되어 형성되되,
강성이 약한 플레이트의 두께를 t1이라 하고, 강성이 강한 플레이트의 두께를 t2라 할 때, t1 < t2 인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 디스크.
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제1항에 있어서,
강성이 약한 플레이트의 겹침부 일면에서 돌출된 측부의 일면까지의 높이를 H1이라 하고, 강성이 강한 플레이트의 겹침부 일면에서 돌출된 측부의 일면까지의 높이를 H2라고 할 때, H1 > H2 인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 디스크.