KR101551119B1 - 차량용 클러치 - Google Patents

Abstract

클러치 페달과 연동되어 클러치 페달의 답입시 일방향으로 이동하는 가압부재; 및 단부가 상기 가압부재와 접하며, 상기 가압부재의 일방향 이동시 가압부재에 타방향으로의 탄성력을 가하고, 가압부재가 설정된 지점을 지나는 경우 일방향으로의 탄성력이 발생되어 원복이 저지되는 탄성부재;를 포함하는 차량용 클러치가 소개된다.

Description

차량용 클러치{CLUTCH FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 클러치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클러치 페달을 떼어도 클러치가 접합 또는 분리된 상태를 유지하도록 하는 차량용 클러치 에 관한 것이다.

일반적으로 자동변속기 차량은 엔진에서 출력된 동력을 토크컨버터를 매개로 자동변속기로 전달하고, 동력을 전달받은 자동변속기는 다수개의 클러치판을 접합 또는 분리시켜 다양한 변속단을 구현한다.

상기 토크컨버터를 이용하는 것은 수동변속기와 같이 엔진과 변속기를 직결시킴에 의해 발생될 수 있는 변속 충격을 흡수하기 위함이며, 내부에 유체가 들어있어 엔진과 비직결 상태의 동력전달이 가능하게 한다.

하지만, 이러한 이유로 인해 또한 동력 전달과정에서 손실이 발생되는 바, 변속시의 변속충격을 저감하면서 동시에 수동변속기가 가지는 클러치의 이점을 모두 가질 수 있도록 최근 복수개의 클러치를 사용한 듀얼 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission, DCT)가 개발되었으며 몇몇 차종에 적용되고 있다.

상기 DCT는 복수개, 일반적으로 두 개의 클러치를 구비하여, 짝수단과 홀수단에 각각 사용되는 클러치들이 서로 번갈아 가며 접합이 이루어지게 함으로써 변속시의 충격발생을 억제함과 동시에 동력전달시의 손실을 최소한으로 한다.

하지만, 상기한 DCT의 경우, 두 개의 클러치 중 어느 하나가 접합된 상태를 유지하는 경우 다른 하나는 분리된 상태를 유지하고 있어야 하는바, 접합 또는 분리된 상태를 유지하기 위해서는 클러치에 지속적으로 유압이 인가되어야 하며, 이는 연비의 악화를 초래해 왔던 것이다.

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

KR 10-2012-0061829 A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 클러치가 접합 또는 분리된 상태가 될 시 지속적인 유압의 제공이 없더라도 접합 또는 분리된 상태를 지속할 수 있는 차량용 클러치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 클러치는 클러치 페달과 연동되어 클러치 페달의 답입시 일방향으로 이동하는 가압부재; 및 단부가 상기 가압부재와 접하며, 상기 가압부재의 일방향 이동시 가압부재에 타방향으로의 탄성력을 가하고, 가압부재가 설정된 지점을 지나는 경우 일방향으로의 탄성력이 발생되어 원복이 저지되는 탄성부재;를 포함한다.

상기 가압부재는 릴리즈 베어링일 수 있다.

상기 탄성부재는 다이아프램 스프링일 수 있다.

상기 탄성부재는 상기 가압부재의 일방향 이동에 따라 가압부재에 타방향으로의 탄성력이 증가하는 제1상승구간, 타방향으로의 탄성력이 감소하는 하강구간, 다시 타방향으로의 탄성력이 증가하는 제2상승구간을 포함할 수 있다.

상기 가압부재의 일방향 이동에 따른 상기 제1상승구간의 증가폭은 상기 하강구간의 감소폭보다 더 작을 수 있다.

상기 가압부재의 일방향 이동에 따라 상기 하강구간 중 상기 제1상승구간의 증가폭만큼 하강된 이후부터는 상기 탄성부재가 일방향으로의 탄성력을 발생시킬 수 있다.

상기 탄성부재는 가압부재와 접하는 내주부가 외주부와 설정된 초기 경사도를 형성하고, 상기 제1상승구간의 증가폭이 상기 하강구간의 감소폭보다 더 작아지도록 상기 초기 경사도를 설정할 수 있다.

상기 탄성부재의 단부를 타방향으로 가압하는 액추에이터를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 클러치에 따르면, 클러치의 접합 또는 분리 시 유압의 공급을 지속하지 않아도 접합 또는 분리된 상태를 유지할 수 있기 때문에 유압 공급 유지에 따른 연비의 악화를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치의 탄성부재 특성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치의 탄성 특성을 도시한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 클러치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치의 구성도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치는 클러치 페달과 연동되어 클러치 페달의 답입시 일방향으로 이동하는 가압부재(100); 단부가 상기 가압부재(100)와 접하며, 상기 가압부재(100)의 일방향 이동시 가압부재(100)에 타방향으로의 탄성력을 가하고, 가압부재(100)가 설정된 지점을 지나는 경우 일방향으로의 탄성력이 발생되어 원복이 저지되는 탄성부재(200);를 포함한다.

구체적으로, 상기 가압부재(100)는 릴리즈 베어링이 될 수 있고, 상기 탄성부재(200)는 다이아프램 스프링이 될 수 있다.

상기 탄성부재(200)의 내주부는 클러치 디스크(300)를 가압하는 압력판(400)에 연결되고, 상기 탄성부재(200)의 외주부는 상기 가압부재(100)의 일단부에 접하며, 상기 탄성부재(200)의 내주부 측에는 지렛대의 역할을 수행하는 지지부(210)가 마련됨으로써 탄성부재(200)의 외주부가 가압될 때 가압방향과 반대방향으로 탄성부재(200)의 내주부가 이동할 수 있다. 상기 지지부(210)는 차체와 연결되는 하우징(500)에 고정될 수 있으며, 핀 또는 돌기 형식으로 이루어질 수도 있다.

평상시 상기 탄성부재(200)의 내주부는 상기 압력판(400)을 가압하여 상기 압력판(400)이 클러치 디스크(300)를 가압함에 따라 클러치 디스크(300)가 접합상태를 유지할 수 있고, 상기 가압부재(100)가 일방향으로 이동할 때 상기 압력판(400)은 상기 클러치 디스크(300)에서 분리되어 클러치 디스크(300)의 분리를 유도할 수 있다.

하지만, 이와는 반대로 평상시 상기 탄성부재(200)의 내주부는 상기 압력판(400)에서 분리되어 상기 압력판(400)이 클러치 디스크(300)에서 분리됨에 따라 클러치 디스크(300)가 분리된 상태를 유지할 수 있고, 상기 가압부재(100)가 일방향으로 이동할 때 상기 압력판(400)은 상기 클러치 디스크(300)와 접합되어 클러치 디스크(300)의 접합을 유도하도록 설정할 수도 있다.

본 실시예에서는 평상시 클러치 디스크(300)가 접합된 상태인 경우에 대해 기술하고자 하나, 상기한 바와 같이 그 반대의 경우에도 적용이 가능하다.

또한, 본 발명은 듀얼 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission, DCT)에 사용되는 클러치가 됨이 바람직하며, 본 실시예에서는 DCT에 사용되는 복수개의 클러치 중 하나의 클러치에 대해서만 설명하고자 한다. 물론, 본 발명의 차량용 클러치는 반드시 DCT에만 사용되어야 하는 것은 아니고 수동변속기 차량에도 사용될 수 있을 것이며, 더 나아가서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명의 클러치는 다양한 실시예에서 사용될 수 있다.

한편, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치의 탄성부재(200) 특성을 도시한 도면으로서, 상기 탄성부재(200)는 전술한 바와 같이 다이아프램 스프링이 됨이 바람직하다. 따라서, 상기 탄성부재(200)는 다이아프램 스프링의 탄성 특성을 가지게 될 수 있는데, 도 2는 가압부재(100)의 일방향 이동에 따른 탄성부재(200)에 작용하는 하중의 변화를 도시한 것으로서, 상기 가압부재(100)의 일방향 이동에 따라 가압부재(100)에 타방향으로의 탄성 복원력이 증가하는 제1상승구간(A), 타방향으로의 탄성 복원력이 감소하는 하강구간(B), 다시 타방향으로의 탄성 복원력이 증가하는 제2상승구간(C)이 나타날 수 있다.

초기 탄성부재(200)는 실험에 의해 내주부가 타방향을 향하도록 설정된 경사를 가지게 됨이 바람직하며, 가압부재(100)와 함께 탄성부재(200)의 외주부가 이동하던 중 상기 설정된 지점에서 상기 하강구간(B)이 시작 되는데, 탄성부재(200)의 내주부와 외주부가 수평하게 되는 시점에서 다이아프램 스프링의 특성에 의해 하강구간(B)이 발생될 수 있다.

이후 상기 가압부재(100)가 일방향으로 계속 이동하면 탄성부재(200)는 내주부가 일방향으로 향하도록 역경사를 이루게 되며, 더 이상의 내주부의 이동이 불가능 하게 될 때 제2상승구간(C)이 나타날 수 있다.

상기 탄성부재(200)의 내주부와 외주부가 수평하게 되는 지점(X)에서의 내주부의 위치와 가압부재(100)의 가압이 이루어지기 전 상기 탄성부재(200)의 초기 위치(Y)에서의 내주부 위치가 가지는 초기 높이 편차(α)에 따라 상기 제1상승구간(A)의 크기가 달라질 수 있는데, 초기 높이 편차(α)가 클수록 가압부재(100)의 일방향 이동에 따라 상기 탄성부재(200)가 더 많은 탄성 에너지를 축적하게 되어 제1상승구간(A)이 더욱 증가하게 되며, 제1상승구간(A)이 하강구간의 감소폭보다 더 큰 경우 가압부재(100)의 가압이 해제될 때 탄성 복원력에 의해 탄성부재(200)의 내주부가 다시 초기 위치로 복귀될 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치의 탄성 특성을 도시한 것으로서, 상기 탄성부재(200)의 탄성 특성을 이용하여 상기 가압부재(100)의 일방향 이동에 따른 상기 제1상승구간(A)의 증가폭이 상기 하강구간(B)의 감소폭보다 더 작게 되도록 상기 초기 높이 편차(α)를 설정함으로써, 상기 가압부재(100)의 일방향 이동시 상기 제1상승구간(A)의 증가폭만큼 상기 하강구간(B)에서 하강된 이후부터는 상기 탄성부재(200)가 일방향으로의 탄성력을 발생시키도록 할 수 있다.

이 경우, 상기 탄성부재(200)의 타방향으로의 탄성 복원력이 부재하게 되어 상기 탄성부재(200)의 내주부는 일방향을 향해 경사를 이룬 상태를 유지하게 되며, 클러치 페달의 가압을 해제하여 상기 가압부재(100)의 일방향 이동이 중단되더라도 상기 탄성부재(200)는 상기 외주부가 압력판(400)에서 분리된 상태를 유지하도록 압력판(400)을 지지하게 되는 것이다.

상기 초기 높이 편차(α)를 설정하도록 상기 탄성부재(200)의 내주부와 외주부가 이루는 초기 경사도를 실험에 의해 설정할 수 있고, 또는 상기 탄성부재(200)의 외주부와 상기 지지부(210)가 이루는 길이(β)를 실험에 의해 설정할 수도 있다. 여기에는 다양한 실시예가 가능하다.

상기 탄성부재(200)가 일방향으로의 탄성력을 가진채로 유지되도록 상기 가압부재(100)의 이동을 제한하는 스토퍼(미도시)가 더 마련될 수 있다.

또한, 상기 탄성부재(200)가 다시 원래의 초기 위치로 복원될 수 있도록 상기 탄성부재(200)의 내주부에 타방향으로의 하중을 가하는 액추에이터(110)가 더 마련될 수 있는데, 상기 액추에이터(110)는 유압 및 공압에 의해 피스톤이 작동하는 실린더가 될 수 있고, 또는 모터의 회전에 연동되어 돌출 또는 회전되어 상기 탄성부재(200)의 내주부를 가압하는 구조로 이루어질 수도 있다. 상기 액추에이터(110)의 구성에는 다양한 실시예가 가능하다. 상기 액추에이터(110)는 별도의 작동 스위치를 구비할 수 있으며, 상기 하우징(500) 또는 상기 가압부재(100)의 일단부에 설치될 수도 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 클러치에 따르면, 클러치의 접합 또는 분리 시 유압의 공급을 지속하지 않아도 접합 또는 분리된 상태를 유지할 수 있기 때문에 유압 공급 유지에 따른 연비의 악화를 방지할 수 있다.

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 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 가압부재 110 : 액추에이터
200 : 탄성부재 210 : 지지부
300 : 클러치 디스크 400 : 압력판
500 : 하우징 A : 제1상승구간
B : 하강구간 C : 제2상승구간

Claims (8)

1. 클러치 페달과 연동되어 클러치 페달의 답입시 일방향으로 이동하는 가압부재; 및
   단부가 상기 가압부재와 접하며, 상기 가압부재의 일방향 이동시 가압부재에 타방향으로의 탄성력을 가하고, 가압부재가 설정된 지점을 지나는 경우 일방향으로의 탄성력이 발생되어 원복이 저지되는 탄성부재;를 포함하는 차량용 클러치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가압부재는 릴리즈 베어링인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성부재는 다이아프램 스프링인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 탄성부재는 상기 가압부재의 일방향 이동에 따라 가압부재에 타방향으로의 탄성력이 증가하는 제1상승구간, 타방향으로의 탄성력이 감소하는 하강구간, 다시 타방향으로의 탄성력이 증가하는 제2상승구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 가압부재의 일방향 이동에 따른 상기 제1상승구간의 증가폭은 상기 하강구간의 감소폭보다 더 작은 것을 특징으로 하는 차량용 클러치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 가압부재의 일방향 이동에 따라 상기 하강구간 중 상기 제1상승구간의 증가폭만큼 하강된 이후부터는 상기 탄성부재가 일방향으로의 탄성력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 탄성부재는 가압부재와 접하는 내주부가 외주부와 설정된 초기 경사도를 형성하고, 상기 제1상승구간의 증가폭이 상기 하강구간의 감소폭보다 더 작아지도록 상기 초기 경사도를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성부재의 단부를 타방향으로 가압하는 액추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치.

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