KR101745082B1 - 클러치의 허브 댐핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 플레이트 및 서브 플레이트로 전달되는 엔진의 동력을 변속기의 입력축과 연동하는 허브 플레이트에 메인 댐퍼스프링을 통해 전달하는 클러치의 댐핑장치에 관한 것으로, 댐퍼스프링은 외부 스프링 및 내부 스프링을 포함하고, 허브 플레이트는 외부 스프링의 선단을 지지하는 제1지지벽이 형성되며, 내부 스프링의 선단을 지지하는 제2지지벽이 형성되어 있다. 따라서, 프리 댐핑영역과 메인 댐핑영역으로의 구간 변환시 급격한 강성 변화를 줄임으로써 클락 소음을 최소화하고 부품의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

클러치의 허브 댐핑장치{ A DEVICE FOR DEMPING A HUB OF A CLUTCH }

본 발명은 클러치의 허브 댐핑장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마찰식 클러치에서 변속기의 입력축이 결합되는 허브와 허브 플레이트를 탄성지지되게 결합되는 클러치의 허브 댐핑장치에 관한 것이다.

일반적으로, 클러치는 엔진과 변속기를 비롯하여 2개의 동력전달기구 사이에 구비되어 동력을 차단하거나 전달하는 역할을 하는 장치이다. 엔진과 변속기의 사이에 구비되는 클러치는 엔진 크랭크축의 동력을 변속기로 선택적으로 전달하여 변속이 가능하게 한다.

디스크를 사용하는 마찰식 클러치는 디스크유닛이 변속기 입력축에 스플라인결합되고 플라이 휠과 압력판 사이에 결합되어 디스크의 마찰력에 의하여 플라이 휠의 회전을 변속기의 입력축을 통해서 변속기로 전달하는 역할을 한다.

한국공개특허공보 제1998-0010041호 및 한국공개특허공보 제2013-0134883호에는 디스크유닛에 댐핑유닛(댐퍼스프링)을 구비하여 차량의 정숙성을 향상시키고 동력이 안정적으로 전달되게 하는 댐퍼 디스크 어셈블리가 개시되어 있다.

클러치 디스크 조립체는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 허브(35), 허브 플레이트(30), 서브 플레이트(20), 디스크 플레이트(10), 페이싱(15), 메인 댐퍼스프링(40), 및 프리 댐퍼스프링(50)을 포함한다.

엔진으로부터의 동력이 플라이 휠을 통해 페이싱(15)으로 전달되면, 디스크 플레이트(10) 및 서브 플레이트(20)가 동시에 회전하면서 메인 댐퍼스프링(40)을 압축시키게 된다. 메인 댐퍼스프링(40)이 압축되면서 허브 플레이트(30)를 회전시키게 되고, 허브 플레이트(30)가 프리 댐퍼스프링(50)을 압축시켜 허브(35)를 회전시킴으로써 변속기 입력축으로 동력이 전달된다.

상기 메인 댐퍼스프링(40)과 프리 댐퍼스프링(50)은 엔진의 동력을 변속기의 입력축으로 전달함에 있어서, 엔진의 플라이 휠과 클러치축의 회전수 차이에 의해 발생하는 비틀림에 의한 충격 및 소음을 흡수하기 위한 것으로, 상기 메인 댐퍼스프링(40)은 높은 강성을 갖도록 이루어져 높은 토크 영역에서의 충격 및 소음 흡수에 효과적으로 작용하고, 상기 프리 댐퍼스프링(50)은 낮은 강성을 갖도록 이루어져 낮은 토크 영역(아이들 구간)에서의 충격 및 소음 흡수에 효과적으로 작용한다. 따라서 상기 메인 댐퍼스프링(40)은 엔진의 기동이나 가속시의 높은 토크에 대응하고, 상기 프리 댐퍼스프링(50)은 주로 엔진의 아이들 회전시의 낮은 토크에 대응한다.

그러나, 프리 댐퍼스프링(50)에 의한 프리 댐핑영역과 메인 댐퍼스프링(40)에 의한 메인 댐핑영역으로의 구간 변환시 급격한 강성 변화가 발생하여 클락 소음이 커지고 부품의 내구성도 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 클러치의 허브 댐핑장치가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 프리 댐핑영역과 메인 댐핑영역으로의 구간 변환시 급격한 강성 변화를 줄임으로써 클락 소음을 최소화하고 부품의 내구성을 향상시킬 수 있는 클러치의 허브 댐핑장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 클러치의 허브 댐핑장치는, 디스크 플레이트 및 서브 플레이트로 전달되는 엔진의 동력을 변속기의 입력축과 연동하는 허브 플레이트에 메인 댐퍼스프링을 통해 전달하는 클러치의 댐핑장치로서, 상기 메인 댐퍼스프링은 양단이 상기 디스크 플레이트 및 서브 플레이트에 지지되는 외부 스프링, 및 상기 외부 스프링의 내측에 구비된 내부 스프링을 포함하고, 상기 허브 플레이트는 상기 메인 댐퍼스프링을 수용하는 메인 댐핑홀을 구비하고, 상기 메인 댐핑홀에 상기 외부 스프링의 선단을 지지하는 제1지지벽이 형성되며, 상기 메인 댐핑홀에 상기 내부 스프링의 선단을 수용하는 도피홈이 형성되고, 상기 도피홈의 내측에 상기 내부 스프링의 선단을 지지하는 제2지지벽이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 댐핑장치에 있어서, 상기 제1지지벽과 제2지지벽은 상기 허브 플레이트의 반경방향을 따라 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 댐핑장치에 있어서, 상기 제1지지벽과 제2지지벽은 상기 허브 플레이트의 원주방향을 따라 단차를 두고 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 댐핑장치에 있어서, 상기 제1지지벽은 상기 외부 스프링과 접촉되어 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 댐핑장치에 있어서, 상기 제2지지벽은 상기 허브 플레이트의 원주방향을 따라 상기 제1지지벽과 제1간극만큼 위상차를 두고 이격되어 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 댐핑장치에 있어서, 상기 제1간극은 2도~5도인 것도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 클러치의 허브 댐핑장치에 의하면, 프리 댐핑영역과 메인 댐핑영역으로의 구간 변환시 급격한 강성 변화를 줄임으로써 강성을 부드럽게 연결할 수 있게 되고, 그로 인해 클락 소음을 최소화하고 부품의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치의 허브 댐핑장치를 나타낸 일측면도,
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절개한 개략적 측단면도,
도 3은 도 1에 도시된 클러치의 허브 댐핑장치의 부분 확대도,
도 4는 도 3에 도시된 메인 댐퍼스프링의 작동상태를 나타낸 부분 확대도,
도 5는 도 1에 도시된 클러치의 허브 댐핑장치의 작동원리를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치의 허브 댐핑장치는, 디스크 플레이트(10) 및 서브 플레이트(20)로 전달되는 엔진의 동력을 변속기의 입력축과 연동하는 허브 플레이트(30)에 메인 댐퍼스프링(40)을 통해 전달한다.

상기 허브 플레이트(30)는 메인 댐퍼스프링(40)을 통해 디스크 플레이트(10)와 연동됨으로써 엔진의 동력을 전달받아 허브(35)로 전달한다. 상기 허브(35)의 중앙에는 변속기 입력축이 스플라인결합된다.

상기 메인 댐퍼스프링(40)은 양단이 상기 디스크 플레이트(10) 및 서브 플레이트(20)에 지지되는 외부 스프링(41), 및 상기 외부 스프링(41)의 내측에 구비된 내부 스프링(42)으로 구성된다.

상기 외부 스프링(41)과 상기 내부 스프링(42)은 서로 독립적으로 거동하게 된다. 즉, 상기 내부 스프링(42)은 외부 스프링(41)의 내부에 그 길이방향으로 이동가능하게 삽입되어 있다. 상기 외부 스프링(41)이 압축되더라도 내부 스프링(42)에 외력이 가해지지 않는 한 내부 스프링(42)은 외부 스프링(41)에 의해 압축되거나 이동하지 않게 된다.

상기 외부 스프링(41)과 내부 스프링(42)은 디스크 플레이트(10)와 서브 플레이트(20)의 메인 댐퍼수용홀(11,21)에 삽입되어 구비되고, 각각의 양단이 메인 댐퍼수용홀(11,21)의 양단 내측벽에 접촉되어 지지된다. 상기 허브 플레이트(30)에도 상기 메인 댐퍼스프링(40)을 수용하는 메인 댐핑홀(31)이 형성되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외부 스프링(41)과 내부 스프링(42)은 디스크 플레이트(10) 및 서브 플레이트(20)의 메인 댐퍼수용홀(11,21)과 상기 허브 플레이트(30)의 메인 댐핑홀(31)에 동시에 삽입되어 있다.

상기 메인 댐핑홀(31)에 상기 외부 스프링(41)의 선단을 지지하는 제1지지벽(32)과, 상기 내부 스프링(42)의 선단을 수용하는 도피홈(33)이 형성되어 있다. 상기 도피홈(33)의 내측에는 상기 내부 스프링(42)의 선단을 지지하는 제2지지벽(34)이 형성되어 있다.

상기 제1지지벽(32)은 상기 허브 플레이트(30)의 원주방향을 따라 상기 메인 댐핑홀(31)의 양단에 형성되어 상기 외부 스프링(41)의 양단을 지지하게 된다. 여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 스프링(41)의 양단은 전체가 제1지지벽(32)에 접촉되는 것이 아니라 허브 플레이트(30)의 중심에 가까운 쪽 하단부만 접촉되어 지지된다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 외부 스프링(41)에 대한 허브 플레이트(30)의 상대적인 회전시에는 외부 스프링(41)의 양단 전체가 제1지지벽(32)에 접촉되어 지지된다. 이는 압축방향이 허브 플레이트(30)의 원주방향을 따라 이루어지기 때문이다.

상기 제1지지벽(32)과 제2지지벽(34)은 상기 허브 플레이트(30)의 반경방향을 따라 평면으로 형성되되, 상기 허브 플레이트(30)의 원주방향을 따라 서로 단차를 두고 형성되어 있다. 즉, 상기 제2지지벽(34)은 상기 허브 플레이트(30)의 원주방향을 따라 상기 제1지지벽(32)과 제1간극(α)만큼 위상차를 두고 이격되어 형성된다. 본 실시예에서 상기 제1간극(α)은 제1지지벽(32)과 2도의 위상차를 가지고 형성되어 있다.

여기서, 상기 제1간극(α)의 크기에 따라 도 5에 도시된 그래프와 같이, 프리 댐핑구간(a)에서 메인 댐핑구간(c)으로 넘어가는 변곡구간(b)이 달라지게 된다. 상기 제1간극(α)이 2도보다 작은 경우에는 변곡구간(b)이 지나치게 짧아져 토크의 기울기는 보다 더 완만해지나 강성변화를 부드럽게 연결하기 어렵게 된다.

반면, 상기 제1간극(α)이 5도보다 큰 경우에는 변곡구간(b)이 길어져 강성변화를 부드럽게 연결시키는 데에는 효과적이나 변곡구간(b) 이후의 토크의 기울기가 커져 외부 스프링(41)의 내구성을 저하시킬 수 있게 된다. 이는 변곡구간(b)에서는 외부 스프링(41)의 압축력만으로 동력을 전달하고 내부 스프링(42)은 작용하지 않기 때문이다.

상기 도피홈(33)은 외부 스프링(41)의 내경보다 작은 직경으로 형성되어 외부 스프링(41)은 출입할 수 없고 내부 스프링(42)만 출입할 수 있게 된다. 상기 제2지지벽(34)은 도피홈(33)의 내측벽에 형성됨으로써 내부 스프링(42)의 양단을 지지하게 된다.

결국, 상기 외부 스프링(41)은 제1지지벽(32)에 접촉되어 지지되고, 상기 내부 스프링(42)은 상기 도피홈(33)에 삽입된 후 제2지지벽(34)에 접촉되어 지지된다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 메인 댐퍼스프링(40)의 작동상태를 설명하면,

도 3은 디스크의 페이싱(15)이 접속되지 않아 엔진의 동력이 디스크 플레이트(10)로 전달되지 않은 상태를 나타낸다. 이 경우 상기 외부 스프링(41)은 상기 디스크 플레이트(10) 및 서브 플레이트(20)의 메인 댐퍼수용홀(11,21) 내측벽과 상기 제1지지벽(32)에 동시에 지지되고, 상기 내부 스프링(42)은 상기 디스크 플레이트(10) 및 서브 플레이트(20)의 메인 댐퍼수용홀(11,21) 내측벽에만 지지되고 있다.

이후, 디스크의 페이싱(15)이 접속되어 엔진의 동력이 디스크 플레이트(10)로 전달되면, 상기 디스크 플레이트(10) 및 서브 플레이트(20)가 회전하면서 도 4에 도시된 바와 같이 메인 댐퍼수용홀(11,21)의 내측벽이 외부 스프링(41)을 압축시키게 된다. 이때, 상기 내부 스프링(42)은 아직 압축되지 않은 상태이다.

상기 외부 스프링(41)이 상기 허브 플레이트(30)의 제1지지벽(32)을 가압하면서 압축되기 시작하고 설정된 제1간극(α), 즉 2도의 위상각만큼 압축되면, 상기 내부 스프링(42)이 상기 도피홈(33)으로 삽입되어 제2지지벽(34)에 접촉되면서 외부 스프링(41)과 합력하여 허브 플레이트(30)를 회전시키게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 프리 댐핑구간(a)이 종료되는 5도 지점에서 외부 스프링(41)이 2도만큼 압축되면 7도 구간까지 외부 스프링(41)의 압축력만이 작용하게 되고, 7도 지점 이후에서는 내부 스프링(42)의 압축력도 함께 작용하게 된다.

이와 같이 프리 댐핑구간(a)에서 메인 댐핑구간(c)으로 변곡되는 지점에 제1간극(α)만큼의 변곡구간(b)을 분할함으로써 변곡구간(b)에서 급격한 강성변화를 줄이고 강성을 부드럽게 연결할 수 있게 되고, 그로 인해 클락 소음을 최소화하고 부품의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 : 디스크 플레이트
11 : 메인 댐퍼수용홀
15 : 페이싱
20 : 서브 플레이트
21 : 메인 댐퍼수용홀
30 : 허브 플레이트
31 : 메인 댐핑홀
32 : 제1지지벽
33 : 도피홈
34 : 제2지지벽
35 : 허브
40 : 메인 댐퍼스프링
41 : 외부 스프링
42 : 내부 스프링
50 : 프리 댐퍼스프링

Claims (6)

1. 디스크 플레이트 및 서브 플레이트로 전달되는 엔진의 동력을 변속기의 입력축과 연동하는 허브 플레이트에 메인 댐퍼스프링을 통해 전달하는 클러치의 댐핑장치에 있어서,
   상기 메인 댐퍼스프링은,
   양단이 상기 디스크 플레이트 및 서브 플레이트에 지지되는 외부 스프링, 및 상기 외부 스프링의 내측에 구비된 내부 스프링을 포함하고,
   상기 허브 플레이트는,
   상기 메인 댐퍼스프링을 수용하는 메인 댐핑홀을 구비하고, 상기 메인 댐핑홀에 상기 외부 스프링의 선단을 지지하는 제1지지벽이 형성되며, 상기 메인 댐핑홀에 상기 내부 스프링의 선단을 수용하는 도피홈이 형성되고, 상기 도피홈의 내측에 상기 내부 스프링의 선단을 지지하는 제2지지벽이 형성되며,
   상기 제1지지벽과 제2지지벽은,
   상기 허브 플레이트의 반경방향을 따라 형성되되 상기 허브 플레이트의 원주방향을 따라 단차를 두고 형성되고,
   상기 제1지지벽은,
   상기 외부 스프링과 접촉되어 구비되며,
   상기 제2지지벽은,
   상기 허브 플레이트의 원주방향을 따라 상기 제1지지벽과 제1간극만큼 위상차를 두고 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 클러치의 허브 댐핑장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 제1간극은,
   2도 ~ 5도인 것을 특징으로 하는 클러치의 허브 댐핑장치.

Images