KR19980079919A - 작동유로 작동하는 마찰 장치용으로서 제어된 다공률을 가진 마찰 라이너 - Google Patents

작동유로 작동하는 마찰 장치용으로서 제어된 다공률을 가진 마찰 라이너 Download PDF

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Abstract

본 발명의 마찰 라이너(10)는 작동유로 작동하는, 특히 클러치 마찰 휠 또는 브레이크 마찰 디스크로 구성된 마찰 장치, 특히 자동차 기어박스 또는 이 기어박스와 관련된 부품, 또는 수동 기어박스용 동기 링 또는 원뿔용의 대체로 편평한 환형 형태이다. 이러한 마찰 장치는 특히 자동차용으로 유용하다. 라이너는 열경화성 수지가 주입된 섬유 매트로 구성된 마찰재로 제조된다. 라이너가 가압하에서 성형되는 동안의 최종 경화 단계후에, 이 재료는 상호연통 셀을 가진 다공성 구조체이다. 라이너는 상이한 제어된 다공률을 가진 영역(12, 22)을 포함한다.

Description

작동유로 작동하는 마찰 장치용으로서 제어된 다공률을 가진 마찰 라이너
본 발명은 작동유로 작동하는 마찰 장치용의 편평한 환형 형태의 마찰 라이너에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 편평한 링 또는 절두원추형 형태인 마찰 라이너에 관한 것이며, 이 마찰 라이너를 구비한 장치는 클러치 마찰 휠(또는 클러치 디스크) 또는 브레이크 디스크이다. 이러한 장치는 특히 자동차 기어박스에 적용할 수 있거나, 오일로 작동하는 종류의 자동차 기어박스와 관련이 있으며, 또 오일로 작동하는 수동 기어박스의 동기 링 또는 원뿔에 적용할 수 있다. 모든 경우에 있어서, 전형적으로 이러한 장치는 자동차에 설치된다.
특히, 본 발명이 관련된 종류의 마찰 라이너는 열경화성 수지가 주입된 섬유 매트로 구성된 마찰재로 제조된다. 이러한 라이너를 제조하는 방법은 성형 조작(라이너 자체를 성형하거나 기재상에 직접 성형할 수 있음)과 관련된 최종 경화 단계를 포함한다. 이러한 최종 단계중에, 주입된 섬유 매트로 이전에 제조된 미완성 마찰 라이너인 환형 공작물은 압력이 가해진다.
열경화성 종류의 수지가 주입된 섬유 매트로 구성된 마찰재의 조성 및 구조는 국제특허출원 공개 제 WO95/26473 호에 상세하게 기술되어 있다. 특히, 상술한 국제특허출원 공개 제 WO95/26473 호에는 종래 기술의 재료, 특히 기본적으로 셀롤로스 섬유로 구성되고 그리고 종이 제조시에 사용된 통상의 방법에 의한 습윤 공정, 즉 짧은 섬유, 특히 셀롤로스 섬유를 필러를 함유한 수용액내로 분산시키는 공정에 의해 제조된 종이(paper) 종류의 공지된 재료와 비교할 때 이러한 종류의 재료의 구조적 이점 및 작동 장점을 언급하고 있다.
또, 본 발명에 따른 마찰 라이너를 제조하기 위한 이러한 재료의 작동 사양은 상술한 국제특허출원 공개 제 WO95/26473 호에 상세하게 기술되어 있다.
종이 종류의 재료에 사용하는 습윤 공정이 아닌 건조 공정에 적용할 수 있는 종류의 비직물 재료는 다공성이고 50㎛와 500㎛사이의 범위의 큰 다공률을 가지며, 셀 또는 기공이 서로 연통하기 때문에 구조적으로 유리하다. 반대로, 종이의 다공률은 5㎛와 50㎛사이의 범위로 많이 작으며, 그 기공은 서로 연통하지 않는다.
다공성 재료내의 상호연통하는 셀의 개념은 상대적이다. 즉 마찰 라이너에 스며든 액체, 즉 자동차 전동장치내의 오일을 고려해야 한다. 이와 관련해서, 오일은 종이 종류의 재료를 통해 통과하지 않는 반면에, 오일은 국제특허출원 공개 제 WO95/26473 호에 따라 제조된 다공성 마찰재를 통해 통과한다.
이러한 종류의 재료의 다공률은 오일이 마찰 라이너의 실제 내부내에서 순환할 수 있게 하며, 특히 마찰 라이너의 내주연부로부터 외주연부까지 또는 그 반대로 순환할 수 있어서, 작동 동안에 라이너의 마찰에 의해 발생된 열이 매우 효율적으로 배출할 수 있다. 결과적으로, 마찰재 또는 오일이나, 라이너를 구비한 클러치가 설치된 시스템을 열화시키는 바람직하지 못한 가열을 방지한다.
이러한 유리한 특징은 제어된 또는 연속적으로 활주하는 시스템과 특히 관련이 있다.
반대로, 라이너내의 오일의 이러한 내부 순환은, 마찰 라이너가 시일로서 작동하여 장치와 관련된 토크 전달 성능을 감소시키는 로크업 챔버내의 역압 발생을 방지해야 하는 로크업(lock-up) 종류의 장치와 같은 시스템에서 유해하다.
본 발명의 목적은 상술한 형태의 재료와 관련해서 마찰 라이너를 개선하여, 이러한 형태의 재료가 다른 형태의 시스템에 사용할 수 있게 하여 액체의 유동을 효율적으로 제어하는 것이다.
본 발명에 따르면, 작동유로 작동하는, 특히 클러치 또는 브레이크 마찰 디스크와 같은 마찰 장치, 특히 자동차 기어박스 또는 이와 관련된 부품, 또는 수동 기어박스용 동기 링 또는 원뿔용의 대체로 편평한 환형 형태이며, 열경화성 수지가 주입된 섬유 매트로 이루어지고 상호 연통하는 셀을 가진 다공성 구조인 마찰재로부터 제조된 형태이며, 마찰 라이너를 제조하는 방법이 가압하에서 몰드를 성형 및 경화시키는 단계를 포함하는 형태인 마찰 라이너로서, 상기 라이너는 상이라고 제어된 다공률을 가진 영역을 포함하는 마찰 라이너를 제공한다.
본 발명에 따른 라이너에 있어서, 마찰재의 다공률은 라이너의 모든 지점에서 또는 라이너의 소정의 영역에서 제어될 수 있어서, 라이너 내측의 오일의 유동이 제어될 수 있거나 일정하게 억제될 수 있으며, 마찰 라이너의 마찰 특성을 유지한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 라이너를 구성하는 마찰재의 본체의 평균 다공률보다 낮은 제어된 다공률을 가진 적어도 하나의 환형 영역을 포함한다.
바람직하게, 이 경우에, 보다 낮게 제어된 다공률을 가진 상기 환형 영역은 라이너의 내주연 에지 또는 외주연 에지중 하나에 형성된 주변 모따기부를 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 따르면, 특히 불침투성 구조인 동심 환형 인서트를 포함하며, 인서트의 두께는 편평한 환형 라이너의 평균 두께보다 작으며, 상기 인서트와 접해 있으며 마찰 라이너의 본체를 구성하는 재질로 된 환형 부분은 상기 마찰재의 평균 다공률보다 낮은 제어된 다공률을 갖는다.
바람직하게, 이러한 경우에 상기 환형 인서트는 라이너가 그 위에 직접 성형되는 클러치 마찰 휠 또는 브레이크 디스크의 일부인 금속성 지지체와 같은 지지체의 일부이다.
바람직하게, 상기 상호연통 셀의 사이즈가 50㎛와 500㎛사이이다.
바람직하게, 상기 마찰재의 다공률은 20%와 60%사이이다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 본 발명을 제한하지 않으며 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예의 하기 설명으로부터 명료해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 마찰 라이너의 개략적인 직경단면도,
도 2는 본 발명에 따른 다른 실시예의 마찰 라이너의 개략적인 정면도,
도 3은 도 2의 3-3선의 직경단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 마찰 라이너 12 : 라이너의 본체
14 : 주변 모따기부 16 : 내부 표면
18 : 외부 표면 20 : 환형 인서트
22 : 환형 영역
우선 도 1을 참조하면, 축(X-X)울 가진 편평한 환형 링의 일반적인 형태의 마찰 라이너(10)가 도시되어 있다.
상술한 공지된 설계에 있어서, 라이너(10)의 본체(12)는 대체로 환형 형태이며, 열경화성 수지가 주입된 섬유 매트로 구성되는 마찰재로 제조된다. 이러한 라이너를 제조하는 방법은 마찰 라이너(10) 자체를 경화 및 성형하거나, 또는 라이너를 경화시키는 동시에 지지체(도면에는 도시하지 않음)상에서 마찰 라이너를 성형하여, 클러치 마찰 휠 또는 브레이크 디스크와 같은 마찰 디스크를 직접적으로 형성하는 최종 단계를 포함한다.
본 기술 분야의 현재 상황에 따른 설계에 있어서, 마찰 라이너(10)는 균일한 구조, 즉 평균 다공률(porosity)이 라이너의 영역을 고려하지 않고 실질적으로 일정하다는 것이다.
반대로, 본 발명에 따르면, 라이너의 다공률이 정밀하게 제어되며, 특히 본체(12)가 제조되는 물질의 평균 다공률보다 낮은 다공률을 갖는 적어도 하나의 환형 영역을 포함하게 할 수 있다는 것이다. 이러한 보다 낮은 다공률의 환형 영역의 밀도는 본체(12)의 평균 밀도보다 크다.
따라서 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 라이너(10)는 매우 높은 밀도와, 실제로 제로인 감소된 다공률을 갖는 외주연 영역을 포함한다. 이러한 외주연 영역은 주변 모따기부(14)의 형태이다. 모따기부는 라이너 자체를 성형하거나, 또는 경화와 함께 가압하에서 라이너를 직접 디스크상에 성형하는 최종 조작, 즉 환형 라이너로 구성된 공작물을 상보적인 형태의 몰드내로 밀어넣고, 그 후에 경화시키기 위해서 축방향 압력 및 열을 가함으로써 그 자체의 성형 조작이 실행됨으로써 제조된다. 이것은 밀도를 증가시키며, 그에 따라 모따기한 외주연 환형 영역(14)에서 실질적인 국부적 다공률이 감소된다.
특히, 이러한 라이너는 라이너가 시일로서 작동하는 로크업 시스템의 경우에 사용될 수 있다.
물론 동일한 환형 라이너에서 다른 다공률을 가진 다양한 동심 환형 영역을 제공할 수 있다. 이를 위해서, 각 환형 영역은 도 2 및 도 3에 도시된 예에 따라 제조될 수 있다.
따라서 도 2 및 도 3을 참조하면, 환형 라이너(10)는 편평한 환형 형태이며, 두개의 원통형 표면, 즉 내부 표면(16) 및 외부 표면(18)으로 한정되어 있다. 라이너(10)는 환형 링의 형태인 환형 인서트(20)를 포함하며, 상기 인서트(20)는 성형 단계 동안에 제조중인 라이너인 공작물의 본체(12)내로 도입된다.
인서트(20)의 재질의 구조는 예컨대 오일에 불침투성이며, 인서트가 존재함으로써 성형 및 경화 조작 동안에 영역(22)이 라이너의 본체(12)내에 형성될 수 있게 한다. 이러한 영역(22)의 반경은 대체로 인서트(20)의 반경과 동일하며, 영역(22)의 밀도는 몰드에 가해진 축방향 압력의 영향으로 인해서 증가된다. 따라서, 고밀도 영역(22)의 다공률은 본체(12)의 기본 재질의 다공률보다 대체로 작으며, 밀봉을 위한 라이너로서 사용하는 경우에는 거의 제로일 수 있다.
도 2 및 도 3에서, 인서트(20)는 독립적인 요소 형태로 제조된다. 그러나, 디스크 형태의 금속성 지지체의 면상에 부조(relief)로 형성된 환형 리브로 대체되고 라이너(10)가 환형 리브상에 직접 성형되어, 한번의 단계로 클러치 마찰 휠을 제조하는 것이 어느 정도 이로울 수도 있다.
유리하게, 다공률이 제어된 다공성 마찰재의 라이너는 마찰재의 다공률이 작동시 라이너에 가해진 축방향 압력의 기능으로서 변화할 수 있게 한다. 즉 라이너의 다공률이 라이너에 가해진 축방향력의 수치에 역비례하게 변화한다.
이러한 특징은 종이 종류의 재질의 경우에는 불가능한데, 그 이유는 오일이 이러한 재질내에서 유동할 수 없기 때문이다.
본 발명은 다른 형태의 시스템에 사용할 수 있게 하여 액체의 유동을 효율적으로 제어하며, 마찰재의 다공률이 라이너의 모든 지점에서 또는 라이너의 소정의 영역에서 제어될 수 있어서, 라이너 내측의 오일의 유동이 제어될 수 있거나 일정하게 억제될 수 있으며, 마찰 라이너의 마찰 특성을 유지하며, 라이너를 구성하는 마찰재의 본체의 평균 다공률보다 낮은 제어된 다공률을 가진 적어도 하나의 환형 영역을 포함하며, 불침투성 구조인 동심 환형 인서트를 포함하며, 인서트의 두께는 편평한 환형 라이너의 평균 두께보다 작으며, 상기 인서트와 접해 있으며 마찰 라이너의 본체를 구성하는 재질로 된 환형 부분은 상기 마찰재의 평균 다공률보다 낮은 제어된 다공률을 갖는다.

Claims (7)

  1. 작동유로 작동하는, 특히 클러치 또는 브레이크 마찰 디스크와 같은 마찰 장치, 특히 자동차 기어박스 또는 이와 관련된 부품, 또는 수동 기어박스용 동기 링 또는 원뿔용의 대체로 편평한 환형 형태이며, 열경화성 수지가 주입된 섬유 매트로 이루어지고 상호 연통하는 셀을 가진 다공성 구조인 마찰재로부터 제조된 형태이며, 마찰 라이너를 제조하는 방법이 가압하에서 몰드를 성형 및 경화시키는 단계를 포함하는 형태인 마찰 라이너(10)에 있어서,
    상기 라이너(10)는 상이라고 제어된 다공률을 가진 영역(12, 22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 라이너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라이너를 구성하는 마찰재의 본체(12)의 평균 다공률보다 낮은 제어된 다공률을 가진 적어도 하나의 환형 영역(14, 22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 라이너.
  3. 제 2 항에 있어서,
    보다 낮게 제어된 다공률을 가진 상기 환형 영역은 라이너(10)의 내주연 에지 또는 외주연 에지중 하나에 형성된 주변 모따기부(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 라이너.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    특히 불침투성 구조인 동심 환형 인서트(20)를 포함하며, 인서트의 두께는 편평한 환형 라이너(10)의 평균 두께보다 작으며, 상기 인서트(20)와 접해 있으며 마찰 라이너의 본체를 구성하는 재질로 된 환형 부분(22)은 상기 마찰재의 평균 다공률보다 낮은 제어된 다공률을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰 라이너.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 환형 인서트는 라이너가 그 위에 직접 성형되는 클러치 마찰 휠 또는 브레이크 디스크의 일부인 금속성 지지체와 같은 지지체의 일부인 것을 특징으로 하는 마찰 라이너.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상호연통 셀의 사이즈가 50㎛와 500㎛사이인 것을 특징으로 하는 마찰 라이너.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마찰재의 다공률이 20%와 60%사이인 것을 특징으로 하는 마찰 라이너.
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