KR102070339B1 - Friction clutch utilizing mr fluid - Google Patents
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Abstract
본 발명은 MR 유체(Magneto Rheological fluid)를 이용한 마찰클러치에 관한 것으로, 특히 클러치 하우징 내에 MR 유체를 투입시키고 자계를 인가하여 고형화를 진행시키면서 플라이휠과 클러치판의 마찰시에 이 두 판 사이에 점성이 강한 MR 유체가 놓이게 되어 클러치판에 전달되는 급격한 토크의 변화를 완만하게 할 수 있는, MR 유체를 이용한 마찰클러치에 관한 것이다. The present invention relates to a friction clutch using an MR fluid (Magneto Rheological fluid), and in particular, when the MR fluid is introduced into the clutch housing and the magnetic field is applied to solidify, the viscosity between the two plates during friction between the flywheel and the clutch plate is increased. It relates to a friction clutch using an MR fluid in which a strong MR fluid can be placed to smooth the sudden change in torque transmitted to the clutch plate.
Description
본 발명은 MR 유체(Magneto Rheological fluid)를 이용한 마찰클러치에 관한 것으로, 특히 클러치 하우징 내에 MR 유체를 투입시키고 자계를 인가하여 고형화를 진행시키면서 플라이휠과 클러치판의 마찰시에 이 두 판 사이에 점성이 강한 MR 유체가 놓이게 되어 클러치판에 전달되는 급격한 토크의 변화를 완만하게 할 수 있는, MR 유체를 이용한 마찰클러치에 관한 것이다. The present invention relates to a friction clutch using an MR fluid (Magneto Rheological fluid), and in particular, when the MR fluid is introduced into the clutch housing and the magnetic field is applied to solidify, the viscosity between the two plates during friction between the flywheel and the clutch plate is increased. It relates to a friction clutch using an MR fluid in which a strong MR fluid can be placed to smooth the sudden change in torque transmitted to the clutch plate.
일반적으로, 마찰 클러치는 플라이휠과 클러치판의 마찰력에 의해 엔진의 동력을 전달하는 클러치로서, 한 장의 클러치 디스크를 압력판으로 엔진의 플라이 휠에 압착시켜 동력을 전달하는 단발식 건식 클러치, 클러치 디스크가 오일에 잠겨져 있는 습식클러치(주로, 자동 변속기 내부에서 많이 사용됨) 및 원뿔면의 마찰에 의해 회전력을 단속하는 원추 클러치가 있다.In general, a friction clutch is a clutch that transmits power of an engine by friction between a flywheel and a clutch plate, and a single-type dry clutch that transmits power by compressing a single clutch disc to a flywheel of an engine with a pressure plate. There are submerged wet clutches (mostly used inside automatic transmissions) and conical clutches that intercept rotational forces by friction of the conical surfaces.
국내 실용신안등록 제210040호 공보에는 건식 클러치의 접촉부위에 오일을 살포하여 클러치판의 접촉시 발생하는 열을 오일을 통하여 방출시킴으로써 클러치 접촉판의 접촉 작동에 의하여 발생하는 열을 효과적으로 방출시키고, 클러치에서 발생하는 열량에 관계하여 클러치판의 크기와 클러치 케이스 등의 크기를 줄임으로써 제작비용을 줄이는 습식 클러치가 개시되어 있다.In Korean Utility Model Registration No. 210040, oil is sprayed on the contact portion of a dry clutch to release heat generated when the clutch plate is contacted through the oil, thereby effectively dissipating heat generated by the contact operation of the clutch contact plate. A wet clutch is disclosed which reduces the manufacturing cost by reducing the size of the clutch plate and the size of the clutch case in relation to the amount of heat generated at.
그러나 위와 같은 종래의 습식 클러치는 구조가 복잡하여 생산단가가 높아지며, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 동력전달시 클러치판 측에서의 토크의 변화가 급격하게 되어 진동 발생 및 그에 따른 소음 발생이 심해진다는 문제점이 있었다.However, the conventional wet clutch as described above has a complicated structure and increases the production cost. As shown in FIG. 2 (a), when the power is transmitted, the torque changes rapidly at the clutch plate side, thereby generating vibration and generating noise. There was a problem of getting worse.
또한 종래의 마찰클러치는 플라이휠과 클러치판의 체결시 소음 및 진동이 발생하며, 그로인한 내구성과 승차감이 상당히 악화된다는 문제점이 있었다. In addition, the conventional friction clutch has a problem that noise and vibration occurs when the flywheel and the clutch plate are fastened, and thus the durability and ride comfort are considerably deteriorated.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 구조를 간단하게 하여 생산단가를 낮출 수 있고 토크의 변화율을 완만하게 하여 진동 및 소음발생을 억제할 수 있는, MR 유체를 이용한 마찰클러치를 제공하는 데에 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to simplify the structure to lower the production cost and to moderate the rate of change of torque, which can suppress the generation of vibration and noise, MR fluid To provide a friction clutch using.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시형태에 의한 MR 유체를 이용한 마찰클러치는 크랭크축에 연결되어 회전 운동하는 플라이휠과, 상기 플라이휠과 접촉 또는 분리되어 접촉시 상기 플라이휠로부터 동력을 전달받는 클러치판을 포함하며; 상기 플라이휠 및 클러치판을 수용하며 내부에는 MR 유체가 충진되어 있는 하우징, 및 상기 하우징에 설치되고 전원 인가시 자계를 발생시켜 MR 유체에 공급함으로써 MR 유체의 점성을 강하게 하여 고형화시켜서 상기 클러치판에 대한 MR 유체의 구속력을 높이는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the friction clutch using the MR fluid according to an embodiment of the present invention is a flywheel connected to the crankshaft rotational movement, and the clutch plate is in contact with or separated from the flywheel to receive power from the flywheel It includes; The housing accommodates the flywheel and the clutch plate and is filled with MR fluid, and is installed in the housing and generates a magnetic field when the power is applied and supplies the MR fluid so that the viscosity of the MR fluid is solidified to solidify the clutch plate. It characterized in that it comprises an electromagnet for increasing the binding force of the MR fluid.
상기 실시형태에 의한 MR 유체를 이용한 마찰클러치에 있어서, 상기 플라이휠 표면에는 상기 클러치판과의 마찰력을 증대시키기 위해 원주방향으로 마찰재가 형성되어 있을 수 있다.In the friction clutch using the MR fluid according to the above embodiment, a friction material may be formed on the surface of the flywheel in the circumferential direction so as to increase the friction force with the clutch plate.
상기 실시형태에 의한 MR 유체를 이용한 마찰클러치에 있어서, 상기 전자석은 상기 하우징의 둘레에 배치되어 있을 수 있다.In the friction clutch using the MR fluid according to the embodiment, the electromagnet may be disposed around the housing.
본 발명의 실시형태에 의한 MR 유체를 이용한 마찰클러치에 의하면, 플라이휠 및 클러치판을 수용하며 내부에는 MR 유체가 충진되어 있는 하우징, 및 상기 하우징에 설치되고 전원 인가시 자계를 발생시켜 MR 유체에 공급함으로써 MR 유체의 점성을 강하게 하여 고형화시켜서 상기 클러치판에 대한 MR 유체의 구속력을 높이는 전자석을 포함하여 구성되어 있으므로, 동력전달 시에 전자석을 통해 자계를 인가하여 MR유체의 고형화가 진행되게 되고 플라이휠과 클러치판의 마찰이 이루어지게 되는데, 이때 이 두 판 사이에 고형화가 진행되어 점성이 강해진 MR 유체가 놓이게 되어 플라이휠로부터 클러치판에 전달되는 토크의 변화를 완만하게 하여서 진동 및 그에 따른 소음을 줄일 수 있으며, 구조가 간단하여 생산단가를 낮출 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.According to the friction clutch using the MR fluid according to the embodiment of the present invention, a housing that accommodates a flywheel and a clutch plate and is filled with MR fluid therein, and is installed in the housing and generates a magnetic field when power is supplied to the MR fluid. It is composed of an electromagnet to increase the solidification of the MR fluid to increase the binding force of the MR fluid to the clutch plate by applying a magnetic field through the electromagnet during power transmission, so that the solidification of the MR fluid proceeds. The friction of the clutch plate is made. At this time, the solidification progresses between the two plates, so that the viscous MR fluid is placed, thereby smoothing the change of torque transmitted from the flywheel to the clutch plate, thereby reducing vibration and its noise. As a result, the structure is simple and the production cost can be lowered.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, MR 유체를 이용한 마찰클러치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 MR 유체를 이용한 마찰클러치의 동작 상태도로서, (a)는 플라이휠과 클러치판이 분리된 상태를 나타낸 도면이고, (b)는 플라이휠과 클러치판 사이에 MR 유체의 철 입자가 놓인 상태를 나타낸 도면이며, (c)는 플라이휠과 클러치판이 접촉된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래기술에 의한 마찰클러치의 토크변화(a)와 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 마찰클러치의 토크변화(b)를 비교한 도면이다. 1 is a schematic configuration diagram of a friction clutch using an MR fluid according to an embodiment of the present invention.
2 is an operation state diagram of the friction clutch using the MR fluid of Figure 1, (a) is a view showing the flywheel and the clutch plate is separated, (b) the iron particles of the MR fluid is placed between the flywheel and the clutch plate (C) is a figure which shows the state which a flywheel and a clutch plate contacted.
Figure 3 is a comparison of the torque change (a) of the friction clutch according to the prior art and the torque change (b) of the friction clutch using the MR fluid according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, MR 유체를 이용한 마찰클러치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 MR 유체를 이용한 마찰클러치의 동작 상태도로서, (a)는 플라이휠과 클러치판이 분리된 상태를 나타낸 도면이고, (b)는 플라이휠과 클러치판 사이에 MR 유체의 철 입자가 놓인 상태를 나타낸 도면이며, (c)는 플라이휠과 클러치판이 접촉된 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 종래기술에 의한 마찰클러치의 토크변화(a)와 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 마찰클러치의 토크변화(b)를 비교한 도면이다1 is a schematic configuration diagram of a friction clutch using an MR fluid according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an operating state of the friction clutch using the MR fluid of Figure 1, (a) is a flywheel and the clutch plate is separated (B) is a view showing a state in which the iron particles of the MR fluid is placed between the flywheel and the clutch plate, (c) is a view showing a state in which the flywheel and the clutch plate contacted, Figure 3 is a conventional The torque change (a) of the friction clutch according to the technique is compared with the torque change (b) of the friction clutch using the MR fluid according to the embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 마찰클러치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 플라이휠(10), 클러치판(20), 하우징(H) 및 전자석(30)을 포함한다.Friction clutch using MR fluid according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, the
플라이휠(10)은 크랭크축(D)에 연결되어 회전 운동하는 바퀴로서 회전속도를 고르게 하는 역할을 한다. 플라이휠(10)은 클러치판(20)과의 접촉시 마찰력에 의해 동력을 전달한다. The
플라이휠(10)의 표면에는 클러치판(20)과의 마찰력을 증대시키기 위해 원주방향으로 마찰재(13)가 형성되어 있다.The
크랭크축(D)은 베어링(B)에 의해 축 지지되어 있다.The crankshaft D is axially supported by the bearing B. As shown in FIG.
클러치판(20)은 클러치축(D')에 연결되며, 플라이휠(10)에 접촉 또는 분리되면서 동력 전달을 단속하는 원판 모양의 장치이다. The
클러치판(20)은 플라이휠(10)과의 접촉시 마찰력에 의해 플라이휠(10)로부터 동력을 전달받는다.The
클러치축(D')은 베어링(B')에 의해 축 지지되어 있다.The clutch shaft D 'is axially supported by the bearing B'.
하우징(H)은 플라이휠(10) 및 클러치판(20)을 수용하며 내부에는 MR 유체(MR)가 충진되어 있으며, 둘레에는 전자석(30)이 배치되어 있다.The housing H accommodates the
MR 유체(MR)는 자계를 가하지 않았을 때는 액체 상태이다(도 2a 참조). 자계를 가하게 되면 점성이 강해져 고형화되는 유체이다. MR 유체(MR)는 동력전달시에 전자석(30)으로부터 자계가 인가되어 MR 유체(MR)의 점성이 강해지면서 고형화가 진행되고, 플라이휠(10)과 클러치판(20) 사이에 점성이 강해진 MR 유체(MR)(좀 더 상세하게는, MR 유체의 철 입자)가 놓이게 되어(도 2b 참조) 완충작용을 하게 되며, 플라이휠(10)이 클러치판(20)에 밀착될 때 MR 유체(MR)가 두 판 사이에서 빠져나게 됨으로써(도 2c 참조), 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 클러치판(20)에 전달되는 토크의 변화를 완만하게 하여 클러치의 진동 및 그에 따른 소음을 줄일 수 있게 한다.The MR fluid MR is in a liquid state when no magnetic field is applied (see FIG. 2A). When a magnetic field is applied, the fluid becomes viscous and solidifies. The MR fluid MR is applied to the magnetic field from the
전자석(30)은 하우징(H)의 둘레에 설치되어 전원 인가시 자계를 발생시켜서 MR 유체(MR)에 가함으로써 MR 유체(MR)의 점성을 강하게 하여 고형화시키는 역할을 한다. 한편, 전자석(30)에 전원이 인가되지 않을 때에는 자계가 발생되지 않아 MR 유체(MR)는 점성이 약한 액체 상태가 된다.The
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 마찰클러치의 작용에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the friction clutch using the MR fluid according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described.
먼저, 클러치의 동력전달 차단상태인 경우에는 플라이휠(10)과 클러치판(20)은 분리 상태에 있게 되고, 전자석(30)에는 전원이 인가되지 않아 MR 유체(MR)는 액체 상태로 있게 된다(도 2a 참조).First, when the clutch is in a state in which power transmission is interrupted, the
한편, 클러치의 동력전달 시에는 클러치판(D')이 전진하게 되어 플라이휠(10)과 접촉상태가 된다. On the other hand, during power transmission of the clutch, the clutch plate D 'is advanced to be in contact with the
좀 더 상세하게 설명하면, 전자석(30)에는 전원이 가해지게 되어 자계가 발생되고 MR 유체(MR)에 전달되게 된다. MR 유체(MR)는 점성이 강해지게 되고 고형화 된다.In more detail, the
고형화된 MR 유체(MR)는 플라이휠(10)과 클러치판(20) 사이에 놓이게 되어 클러치판(20)에 전달되는 토크를 완충시켜주게 된다(도 2b 참조).The solidified MR fluid MR is placed between the
이후, 플라이휠(10)이 클러치판(20)에 밀착되게 되며, 이때 MR 유체(MR)가 두 판 사이에서 빠져나게 되게 된다(도 2c 참조).Then, the
이에 따라 플라이휠(10)로부터 클러치판(20)에 전달되는 토크의 변화를 완만하게 해주게 되어 클러치에서 발생되는 진동 및 그 진동에 따른 소음을 감소시켜 줄 수 있게 된다(도 3b 참조). As a result, the change in the torque transmitted from the
본 발명의 실시예에 의한 MR 유체를 이용한 마찰클러치에 의하면, 플라이휠 및 클러치판을 수용하며 내부에는 MR 유체가 충진되어 있는 하우징, 및 상기 하우징에 설치되고 전원 인가시 자계를 발생시켜 MR 유체에 공급함으로써 MR 유체의 점성을 강하게 하여 고형화시켜서 상기 클러치판에 대한 MR 유체의 구속력을 높이는 전자석을 포함하여 구성되어 있으므로, 동력전달 시에 전자석을 통해 자계를 인가하여 MR유체의 고형화가 진행되게 되고 플라이휠과 클러치판의 마찰이 이루어지게 되는데, 이때 이 두 판 사이에 고형화가 진행되어 점성이 강해진 MR 유체가 놓이게 되어 플라이휠로부터 클러치판에 전달되는 토크의 변화를 완만하게 하여서 진동 및 그에 따른 소음을 줄일 수 있으며, 구조가 간단하여 생산단가를 낮출 수 있다.According to the friction clutch using the MR fluid according to an embodiment of the present invention, a housing that accommodates a flywheel and a clutch plate and is filled with MR fluid therein, and is installed in the housing and generates a magnetic field when power is supplied to the MR fluid. It is composed of an electromagnet to increase the solidification of the MR fluid to increase the binding force of the MR fluid to the clutch plate by applying a magnetic field through the electromagnet during power transmission, so that the solidification of the MR fluid proceeds. The friction of the clutch plate is made. At this time, the solidification progresses between the two plates, so that the viscous MR fluid is placed, thereby smoothing the change of torque transmitted from the flywheel to the clutch plate, thereby reducing vibration and its noise. As a result, the production structure can be reduced due to the simple structure.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The drawings and the specification disclose the best embodiments, and specific terminology has been used, but it is used only for the purpose of describing embodiments of the invention and is intended to limit the meaning or limit the scope of the invention described in the claims. It is not. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
10: 플라이휠
20: 클러치판
30: 전자석
D: 크랭크축
D': 클러치축
H: 하우징
MR: MR 유체
B, B': 베어링10: flywheel
20: clutch plate
30: electromagnet
D: crankshaft
D ': clutch shaft
H: housing
MR: MR fluid
B, B ': Bearing
Claims (3)
상기 플라이휠 및 클러치판을 수용하며 내부에는 MR 유체가 충진되어 있는 하우징(H), 및
상기 하우징에 설치되고, 전원 인가시 자계를 발생시켜 MR 유체에 공급함으로써, MR 유체의 점성을 강하게 하여 고형화시켜서 상기 클러치판(20)에 대한 MR 유체의 구속력을 높이는 전자석(30)을 포함하며,
MR 유체에 자계가 인가되면 MR 유체의 점성이 강해지면서 고형화가 진행되어 상기 플라이휠과 상기 클러치판 사이에 점성이 강해진 MR 유체가 놓이게 되어 완충작용을 하게 되며, 상기 플라이휠이 상기 클러치판에 밀착될 때 MR 유체가 상기 플라이휠과 상기 클러치판 사이에서 빠져 나감으로써 상기 플라이휠로부터 상기 클러치판으로 전달되는 토크의 변화를 완만하게 하여 클러치의 진동 및 소음을 줄일 수 있게 하는, MR 유체를 이용한 마찰클러치.Flywheel 10 is connected to the crankshaft (D) for rotational movement to evenly rotate the rotation speed, and a disc-shaped clutch plate 20 is contacted or separated from the flywheel to receive power from the flywheel by the friction force at the time of contact );
A housing (H) accommodating the flywheel and the clutch plate and filled with MR fluid therein; and
It is installed in the housing, by generating a magnetic field when the power is applied to the MR fluid, by increasing the viscosity of the MR fluid to solidify the electromagnet 30 to increase the binding force of the MR fluid to the clutch plate 20,
When a magnetic field is applied to the MR fluid, the viscosity of the MR fluid becomes stronger, and solidification proceeds, so that the strongly viscous MR fluid is placed between the flywheel and the clutch plate, and the buffer wheel acts as a shock absorber. A friction clutch using an MR fluid, which allows MR fluid to escape between the flywheel and the clutch plate to smooth the change in torque transmitted from the flywheel to the clutch plate, thereby reducing vibration and noise of the clutch.
상기 플라이휠 표면에는 상기 클러치판과의 마찰력을 증대시키기 위해 원주방향으로 마찰재가 형성되어 있는, MR 유체를 이용한 마찰클러치. The method of claim 1,
Friction clutch using MR fluid, the flywheel surface is formed with a friction material in the circumferential direction to increase the friction force with the clutch plate.
상기 전자석은 상기 하우징의 둘레에 배치되어 있는, MR 유체를 이용한 마찰클러치.The method of claim 1,
And said electromagnet is disposed around said housing.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |