KR101981399B1 - 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치에 관한 것이다. 구성은 드럼을 수용하며 드럼의 회전시 발생하는 원심력에 의해 처닝(churning)되는 오일을 오일통로로 유도하는 오일가이더가 내부에 구비되는 리시빙홈과 상기 리시빙홈에 유입한 오일을 리시빙홈 외부로 배출하는 배출구멍을 구비한 하우징과, 상기 하우징에 결합하는 것으로서 상기 배출구멍을 통해 넘어온 오일을 그 내부에 받아 임시 수용하는 오일챔버와 상기 오일챔버 내에 수용된 오일을 클러치부로 유도하는 오일유로를 제공하는 커버를 포함하는 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치에 있어서, 상기 오일 가이더는 드럼의 원주방향에 직교하는 방향으로 연장된 판상부재로서, 상기 오일을 배출구멍으로 유도하는 가이드홈을 구비하는 것을 특징으로이는, 드럼을 수용하며, 드럼의 회전시 발생하는 원심력에 의해 처닝(churning)되는 오일을 그 내부로 받아들이는 리시빙홈과, 상기 리시빙홈에 유입한 오일을 리시빙홈 외부로 배출하는 배출구멍을 구비한 하우징과; 상기 하우징에 결합하는 것으로서, 상기 배출구멍을 통해 넘어온 오일을 그 내부에 받아 임시 수용하는 오일챔버와, 상기 오일챔버내에 수용된 오일을 클러치부로 유도하는 오일유로를 제공하는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치는, 오일가이더 및 오일챔버를 구비하여, 처닝된 오일의 대부분이 클러치부로 공급될 수 있어, 클러치의 토크 전달 성능과 내구성을 크게 향상시킨다.

Description

처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치{Wet multi plate clutch having churning oil circulation system}

본 발명은 습식다판 클러치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징내에서 처닝(churning)되는 오일을 효율적으로 순환시켜, 필요한 충분한 양의 오일을 클러치로 공급할 수 있는 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치에 관한 것이다.

차량용 자동변속기는, 토크 컨버터(torque converter)와, 토크 컨버터에 연결되는 다단변속기와, 클러치와, 차량의 주행 상태에 따라 변속 기어의 기어 중 어느 하나의 기어를 선택하기 위한 유압 작동 마찰요소 등을 포함한다.

상기한 유압 작동 마찰요소는, 습식 다판 클러치와 밴드 브레이크가 각각 사용되면서, 구동측과 피동측을 연결하거나, 구동측의 회전을 구속하는 일을 한다. 또한, 상기 습식 다판 클러치는, 다수개의 클러치 디스크가 클러치 플레이트 사이에 위치한 구조를 가지며, 상기 디스크와 플레이트 상호간의 마찰력으로 동력을 전달하는 역할을 담당한다.

상기 습식 다판 클러치 시스템을 기반으로 하는 제품으로는, Transfer Case, 전자식 차동제한장치(e-LSD), 커플링 등이 있다. 이들의 공통된 역할은 입력축과 출력축의 토크를 배분하는 것이며, 이는 클러치 간의 마찰력을 제어함으로써 이루어진다.

한편, 종전의 습식 다판 클러치의 윤활 방식은, 오일이 효율적으로 사용되지 못한다는 단점을 갖는다.

이를테면, 하우징에서 오일을 포집 시 드럼의 RPM이 올라갈 때 오일이 비산되는 속도가 증가하여 오일 포집량 자체가 줄어들게 된다거나, 드럼에 의하여 처닝(churning)된 오일이 모아지지 않고 조금씩 클러치로 흘러가는 구조이기 때문에, 클러치에 충분한 유량의 오일이 공급되지 않는 것이다. 이러한 문제는, 엔진의 고속회전이나, 차량의 가혹 주행, 또는 극저온 환경에서 더욱 심해진다.

습식 다판 클러치에 공급되는 윤활용 오일이 설계 기준치를 만족하지 못하는 경우, 클러치의 마모가 빠르게 진행됨은 물론 마찰계수가 변하여 제품의 토크 성능이 크게 저하되고, 결국, 토크 분배를 기본 목적으로 하는 클러치로서의 기본 성능을 만족하지 못하게 된다. 또한, 경우에 따라, 클러치 팩의 온도가 제품의 한계치 이상으로 올라가 손상을 야기하고 주변의 다른 부품에도 영향을 끼치게 된다.

국내 등록특허공보 제10-0409169호 (자동 변속기의 시동 클러치용 윤활 제어 장치) 국내 등록특허공보 특0180430호 (자동 변속기용 클러치 디스크)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 차량의 주행 조건이나 주변 환경에 상관없이, 클러치에 충분한 양의 오일을 공급할 수 있어 최상의 클러칭 퍼포먼스를 출력할 수 있게 하는 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 드럼을 수용하며 드럼의 회전시 발생하는 원심력에 의해 처닝(churning)되는 오일을 오일통로로 유도하는 오일가이더가 내부에 구비되는 리시빙홈과 상기 리시빙홈에 유입한 오일을 리시빙홈 외부로 배출하는 배출구멍을 구비한 하우징과, 상기 하우징에 결합하는 것으로서 상기 배출구멍을 통해 넘어온 오일을 그 내부에 받아 임시 수용하는 오일챔버와 상기 오일챔버 내에 수용된 오일을 클러치부로 유도하는 오일유로를 제공하는 커버를 포함하는 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치에 있어서, 상기 오일 가이더는 드럼의 원주방향에 직교하는 방향으로 연장된 판상부재로서, 상기 오일을 배출구멍으로 유도하는 가이드홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 오일가이더에는, 리시빙홀의 내부로 유입한 오일의 비산을 방지하는 비산방지월이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징의 내부에는, 드럼 외주면의 접선방향과 평행하며 드럼으로부터 이탈하는 오일을 상기 리시빙홈으로 유도하는 도입유도부가 형성되고, 상기 리시빙홈의 내부에는, 리시빙홈의 내부로 유입한 오일과 부딪히며 오일의 방향을 전환하여 상기 오일가이더측으로 유도하는 방향전환부가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치는, 오일가이더 및 오일챔버를 구비하여, 처닝된 오일의 대부분이 클러치부로 공급될 수 있어, 클러치의 토크 전달 성능과 내구성을 크게 향상시킨다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치의 오일가이더의 장착구조를 나타내 보인 도면이다.
도 2는 상기 도 1에 도시한 오일가이더의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 상기 도 2에 도시한 오일가이더의 사시도이다.
도 4는 상기 도 1에 도시한 드럼하우징에 결합하는 커버의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 클러치부로 이동하는 오일유로를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로, 본 실시예에 따른 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치는, 드럼을 수용하는 드럼하우징(11)과 드럼하우징에 결합하는 커버(31)를 기본 구성으로 한다. 즉, 상기 드럼하우징(11)과 커버(31)에, 처닝오일 순환시스템을 구성하는 오일가이더(21)와 오일챔버(31a)와 오일유로(31d) 등이 적용되는 것이다.

상기 처닝오일 순환시스템은, 하우징의 내부에서 처닝된 오일을 수집하여, 윤활 대상 부위인 클러치부(도 5의 15)로 공급하는 목적을 갖는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치에서의 오일가이더(21)의 장착구조를 나타내 보인 도면이고, 도 2는 상기 오일가이더의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치는, 드럼(13)과 오일가이더(21)를 수용하는 드럼하우징(11)과, 상기 드럼하우징(11)에 결합하고 오일챔버(31a)와 오일유로(31d)를 제공하는 커버(31)를 구비한다.

먼저, 상기 드럼하우징(11)은 상기 드럼(13)을 수용할 수 있는 내부공간(11a)을 갖는다. 일반적인 습식다판 클러치에서와 마찬가지로, 상기 내부공간(11a)에는 윤활용 오일이 공급되어 있다. 상기 오일은 오일로서의 점성을 가져, 드럼(13)의 고속 회전시 드럼에 의해 상부로 퍼 올려진다.

특히 상기 내부공간(11a)의 내주면 일측에는 리시빙홈(11b)이 형성되어 있다. 상기 리시빙홈(11b)은, 화살표 a방향으로 회전하는 드럼(13)에 의해 처닝(churning)된 오일이 진입하는 공간이다. 상기 처닝은 점성에 의해 회전체의 외주면에 붙어 있다가 회전체의 회전시 원심력에 의해 회전체로부터 일탈하는 현상을 의미한다.

(참고 : http://www.youtube.com/watch?v=Fo2Fpvfc-MA)

또한, 상기 리시빙홈(11b)의 내부에는 오일 배출구멍(11k)이 형성되어 있다. 상기 배출구멍(11k)은 도 4에 도시한 오일통로(31b)와 연결된 것으로서, 리시빙홈(11b) 내부의 오일을 상기 오일통로(31b)로 내보내는 구멍이다.

상기 리시빙홈(11b)의 상류측, 즉 오일이 마주오는 방향에는 도입유도부(11c)가 형성되어 있다. 상기 도입유도부(11c)는, 드럼(13) 외주면의 접선방향과 평행하며 드럼으로부터 이탈하는 오일을, 마치 비행기가 활주로에 착륙하는 것과 같이, 받아 상기 리시빙홈(11b)으로 유도하는 오일 주행면이다. 이탈된 오일이 상기 도입유도부(11c)에 접한 상태로 리시빙홈(11b)으로 진입하는 것이다. 이와 같이 도입유도부(11c)를 적용함으로써, 리시빙홈(11b) 내부로의 오일의 진입이 원활히 이루어진다.

아울러, 상기 리시빙홈(11b)의 내측부에는 방향전환부(11d)가 마련되어 있다. 상기 방향전환부(11d)는 리시빙홈(11b)의 내부로 유입한 오일의 방향을 전환하여, 오일을 오일가이더(21)의 가이드홈(21c)으로 유도한다. 상기 방향전환부(11d)는 오일의 스트림라인을 유연하게 변경할 수 있도록 유선형의 곡면형태를 취한다.

상기 오일가이더(21)에 가이드된 오일은 배출구멍(11k)을 통해 드럼하우징(11) 외부로 배출되어 커버(도 4의 31)로 이동한다. 상기 배출구멍(11k)의 형식은 경우에 따라 달라질 수 있으며, 도 2에 도시한 바와 같이, 슬릿의 형태를 취할 수 있다.

한편, 상기 오일가이더(21)는, 상기 드럼(13)의 원주방향에 직교하는 방향으로 연장된 판상부재로서, 드럼 처닝에 의해 리시빙홈(11b)으로 유입한 오일이 배출구멍(11k)을 통해 커버(도 4의 31)로 원활하게 유동할 수 있게 작용한다. 이러한 오일가이더(21)는 합성수지로 성형 제작되며 리시빙홈(11b)에 대해 착탈 가능하다.

도 3은 상기 도 2에 도시한 오일가이더의 사시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 오일가이더(21)는, 일정폭을 가지며 배출구멍(11k) 측으로 연장된 유도판(21b)와, 상기 유도판(21b)의 일단부에 일체로 형성된 비산방지월(21a)과, 상기 유도판(21b)에 형성되며 배출구멍(11k)을 향하여 하향 경사진 가이드홈(21c)을 포함한다. 상기 유도판(21b)과 하우징 내벽면, 즉 배출구멍(11k)과의 간격은 0.1mm 이하로 유지할 수 있다.

상기 비산방지월(21a)은, 리시빙홈(11b)의 내부로 유입한 오일의 비산을 방지함은 물론 오일이 리시빙홈(11b)의 외부로 흩어지는 것을 최대한 억제하는 역할을 한다. 이러한 기능을 할 수 있는 한 비산방지월(21a)의 형상은 얼마든지 변경 가능하다.

도 4는 상기 도 1에 도시한 드럼하우징에 결합하는 커버의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 클러치부로 이동하는 오일유로(31d)를 도시한 단면도이다.

도 4에 도시한 커버(31)는, 상기 드럼하우징(11)에 결합하는 것으로서, 오일통로(31b), 오일챔버(31a), 유출구멍(31c)을 갖는다.

상기 오일통로(31b)는 드럼하우징(11)의 배출구멍(11k)에 연결되는 통로로서, 상기 리시빙홈(11b) 내부의 오일을 받아들여 오일챔버(31a)로 유도한다.

또한 오일챔버(31a)는 상기 오일통로(31b)를 통해 넘어온 오일을 그 내부에 받아 임시 수용하는 밀폐공간이다. 상기 오일챔버(31a)의 용적은 필요에 따라 달리 설계될 수 있다. 이와 같이 오일챔버(31a)를 적용함으로써, 클러치부(15)에 공급되는 오일의 공급량 변화를 최소화 할 수 있다.

보통, 차량의 주행 조건에 따라서 드럼이 처닝하는 오일량이 달라지기 때문에, 클러치부에 공급되는 오일량의 편차가 심하기 마련인데, 상기 오일챔버를 통해, 윤활에 필요한 충분한 양의 오일을 확보하므로, 주행 상태나 외기 조건에 상관없이, 클러치부에 충분한 양의 오일을 공급할 수 있다.

상기 오일챔버(31a)에 수용되는 오일은 유출구멍(31c)을 통과해 오일유로(31d)를 경유하여 클러치부(15)로 공급되어 오일의 역할을 수행한다.

오일챔버(31a) 내부의 오일이 유출구멍(31c)을 통해 빠져나가더라도, 리시빙홈(11b) 내부의 오일은 오일챔버(31a)로 계속적으로 유입하므로, 오일챔버(31a) 내부에서 오일이 고갈될 염려는 없다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:드럼하우징 11a:내부공간
11b:리시빙홈 11c:도입유도부
11d:방향전환부 11k:배출구멍
13:드럼 15:클러치부
21:오일가이더 21a:비산방지월
21b:유도판 21c:가이드홈
31:커버 31a:오일챔버
31b:오일통로 31c:유출구멍
31d:오일유로 31e:허브

Claims (6)

1. 삭제
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4. 드럼을 수용하며 드럼의 회전시 발생하는 원심력에 의해 처닝(churning)되는 오일을 오일통로로 유도하는 오일가이더가 내부에 구비되는 리시빙홈과 상기 리시빙홈에 유입한 오일을 리시빙홈 외부로 배출하는 배출구멍을 구비한 하우징과, 상기 하우징에 결합하는 것으로서 상기 배출구멍을 통해 넘어온 오일을 그 내부에 받아 임시 수용하는 오일챔버와 상기 오일챔버 내에 수용된 오일을 클러치부로 유도하는 오일유로를 제공하는 커버를 포함하는 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치에 있어서,
   상기 오일 가이더는 드럼의 원주방향에 직교하는 방향으로 연장된 판상부재로서, 상기 오일을 배출구멍으로 유도하는 가이드홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 처닝오일 순환 시스템을 갖는 습식다판 클러치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 오일가이더에는,
   리시빙홀의 내부로 유입한 오일의 비산을 방지하는 비산방지월이 더 구비된 것을 특징으로 하는 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 하우징의 내부에는,
   드럼 외주면의 접선방향과 평행하며 드럼으로부터 이탈하는 오일을 상기 리시빙홈으로 유도하는 도입유도부가 형성되고,
   상기 리시빙홈의 내부에는, 리시빙홈의 내부로 유입한 오일과 부딪히며 오일의 방향을 전환하여 상기 오일가이더측으로 유도하는 방향전환부가 구비된 것을 특징으로 하는 처닝오일 순환시스템을 갖는 습식다판 클러치.

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