KR20040052205A - 클러치구동판 - Google Patents

Abstract

클러치구동판(10)이 마찰라이닝수단(15a, 15b)을 재가하는 외부환상 디스크부재(12)의 협동하는 구동부(23)에 결합되는 방사상 연장형의 구동부(19)를 갖는 중앙의 후브부재(11)를 갖는다. 디스크부재는 디스크부재의 나머지부분에 대하여 축방향으로 이동되고 디스크부재의 축방향 만곡부(22)에 의하여 디스크부재에 연결된 방사상 내주연부(21)를 가지고, 만곡부에는 방사상 연장형의 구동부(19)에 의하여 결합되는 통공(23)이 구비되어 있다. 방사상 연장형 구동부(19)의 일측면에 방사상 내측플랜지부분(21)이 접촉유지될 수 있도록 작용하는 한편 구동판의 사용중에 후브부재(11)에 대하여 디스크부재(12)와 마찰라이닝수단(15a, 15b)의 제한된 경사운동을 허용하는 스프링수단(24, 25)이 디스크부재에 재가된다.

Description

클러치구동판 {CLUTCH DRIVEN PLATE}

종래의 마찰클러치용 구동판은 축에 연결하기 위한 중앙후브와 마찰라이닝수단을 재가하는 외부환상 디스크부재로 구성되며, 디스크부재는 후브에 동심원상으로 착설되고 구동적으로 결합된다. 이후부터 이러한 종래의 구동판을 상기 언급된 형태의 구동판이라 한다.

상기 언급된 형태의 구동판은 엔진의 크랭크샤프트에 착설된 플라이휠로부터 구동력을 차량 트랜스미션의 구동축에 선택적으로 전달하기 위하여 차량의 마찰클러지에 사용된다. 이러한 종래의 마찰클러치는 전형적으로 플라이휠에 취부되는 클러치커버조립체로 구성되고 구동판이 클러치커버조립체와 플라이휠 사이에 배치된다. 클러치커버조립체는 플라이휠을 향하여 축방향으로 탄지되는 압력판으로 구성되며 클러치가 결합될 때 압력판과 플라이휠 사이에서 구동판의 마찰라이닝수단을 파지하여 구동력이 플라이휠로부터 구동판으로 전달되고 후브를 통하여 트랜스미션 구동축에 전달된다.

상기 언급된 형태의 구동판에서는 외부환상 디스크부재가 제한된 범위에서후브에 대하여 방사상 방향과 주연방향으로 이동될 수 있도록 제한된 방사상 및 주연방향 간극을 갖는 내부결합구동부에 의하여 디스크부재가 후브에 구동적으로 연결되도록 하는 것이 알려져 있다. 이러한 구동판은 엔진에서 발생되는 진동으로부터 구동라인을 격리시키기 위한 토션 댐퍼를 포함한다. 또한 이러한 구동판에 있어서는 엔진이 아이들링 상태이거나 비교적 낮은 속도로 작동될 때 일어나는 낮은 레벨의 진동으로부터 구동라인을 격리시키도록 외부 디스크부재와 중앙후브사이에 프레-댐퍼 또는 아이들 센터를 갖는 것이 알려져 있다.

또한 상기 언급된 형태의 구동판은 토션 댐퍼가 제공되어 있지 않고 외부 디스크부재가 중앙후브에 회전가능하게 고정되거나 일체로 구성된 경직형일 수 있다. 이러한 경직형의 구동판은 종종 엔진에서 발생되는 진동으로부터 구동라인을 격리시키기 위하여 토션 댐퍼로 구성되는 트위 매스 플라이휠과 함께 사용된다.

제조허용공차 등에 의하여, 차량의 엔진과 구동라인이 조립될 때 크랭크샤프트와 트랜스미션 구동축의 축선이 사전에 결정된 일정한 각도로 정렬되도록 하는 것이 항상 가능한 것은 아니다. 이들 축선사이에 오정렬이 있는 경우 플라이휠에 고정된 구동판의 마찰라이닝수단이 크랭크샤프트 또는 플라이휠의 축선을 중심으로 하여 회전하려는 경향을 보이는 반면에 구동판의 후브는 트랜스미션 구동축의 축선을 중심으로 하여 회전하는 것이 억지된다. 이와 같이 마찰라이닝과 후브가 정렬되지 않은 각각의 축선을 중심으로 하여 회전하므로 구동판에는 주기적인 스트레스가 가하여진다.

아울러, 플라이휠이 엔진에 취부되었을 때 엔진의 크랭크샤프트에 작용하는힘은 플라이휠이 크랭크샤프트의 축선을 중심으로 하여 진동회전하거나 소용돌이 회전하도록 한다. 클러치가 결합작동될 때 구동판의 마찰라이닝수단은 플라이휠의 운동을 따라 운동하는 경향을 보일 것이며 이로써 트랜스미션 구동축을 중심으로 회전하는 것이 억지된 후브를 중심으로 하여 진동회전하거나 소용돌이 회전하게 된다. 이는 다시 구동판에 주기적인 스트레스를 가한다.

주기적인 스트레스가 구동판에 가하여질 때, 이는 구동판의 구성하고 있는 물질의 피로를 유도한다. 이는 마찰라이닝이 비교적 얇은 스프링 세그먼트에 착설되는 경직형의 구동판에서는 특히 문제가 된다. 이러한 경우에 있어서, 마찰라이닝과 중앙후브 사이의 대부분 상대운동이 구동판의 다른 부분에 비하여 유연성을 갖는 스프링 세그먼트에 의하여 흡수된다. 따라서 세그먼트가 주기적인 스트레스를 받으며 심한 경우 세그먼트를 구성하고 있는 물질이 피로로 고장을 일으킬 수 있다.

또한 프리-댐퍼 또는 아이들 센터를 갖는 상기 언급된 형태의 구동판에서 문제가 일어날 수 있다. 이러한 형태의 구동판에 있어서 마찰라이닝수단과 후브 사이의 상대운동은 프리-댐퍼에 흡수되어 더 이상 정확히 작동할 수 없도록 한다.

본 발명은 마찰클러치용 구동판에 관한 것으로, 특히 차량의 마찰클러치용 구동판에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 구동판의 정면도.

도 2는 도 1의 X-X선 확대단면도.

도 3은 도 1에서 보인 구동판의 사시도.

도 4는 도 1의 구동판에 사용된 스프링 세그먼트 마찰라이닝취부구조의 일부를 보인 사시도.

도 5는 도 1의 구동판에 사용된 디스크형 스프링부재의 정면도.

도 6은 도 1의 구동판에 사용된 외부 환상 디스크부재의 내측부 일부를 보인정면도.

도 7은 도 1의 구동판에 사용된 후브부재의 정면도.

도 8은 도 2에서 원형부분 Y의 확대도.

도 9는 도 8에서 보인 부분의 다른 구성을 보인 단면도.

도 10과 도 11은 주연방향으로 작용하는 압축스프링을 포함하는 본 발명에 따른 구동판의 다른 형태를 보인 사시도.

도 12는 도 1의 구동판에 사용하기 위한 다른 마찰라이닝 취부구성을 보인 단면도.

본 발명의 목적은 종래 구동판의 문제점을 극복하거나 적어도 해소할 수 있는 상기 언급된 형태의 개선된 구동판을 제공하는데 있다.

본 발명에 따라서 클러치구동판을 제공하는 바, 이 클러치구동판이 중앙후브부재와, 마찰라이닝수단을 재가하는 외부환상 디스크부재로 구성되고, 후브부재는외부디스크부재의 협동구동부에 결합되는 방사상 연장형의 구동부를 가지며, 디스크부재가 디스크부재의 나머지부분에 대하여 축방향으로 이동되고 디스크부재의 축방향 만곡부에 의하여 디스크부재에 연결된 방사상 내주연부를 가지고, 만곡부에는 방사상 연장형의 구동부에 의하여 결합되는 통공이 구비되어 있으며, 방사상 연장형 구동부의 일측면에 방사상 내측플랜지부분이 접촉유지될 수 있도록 작용하는 한편 구동판의 사용중에 후브부재에 대하여 디스크부재와 마찰라이닝수단의 제한된 경사운동을 허용하는 스프링수단이 디스크부재에 재가됨을 특징으로 한다.

스프링수단은 상기 경사운동이 허용되는 동안에 상기 접촉이 유지될 수 있도록 후브부재의 측부에 지지되는 방사상 내측으로 연장된 스프링편을 갖는 디스크형 스프링부재로 구성될 수 있다.

스프링편의 부분과 후브부재의 인접한 부분 사이에 갭이 제공되고 이 갭은 디스크부재가 경사운동할 때 후브에 대하여 근접하게 되어 후브가 실질적으로 스프링편에서 이들의 단부로부터 원격한 부분에 접촉하여 디스크부재가 더욱 경사지려하는 것을 강력하게 방지한다.

방사상 연장형의 구동부는 후브에 형성되어 디스크부재의 만곡부에 형성된 통공/개방부에 결합하는 톱니로 구성된다.

본 발명의 한 실시형태에서, 방사상 연장형의 구동부와 통공/개방부 사이의 간극은 통상적인 활동이 이루어질 수 있는 허용공차(즉, 전형적으로 양측으로 0.05mm 또는 전체 0.1mm) 정도의 크기를 가지므로 후브부재에 대한 플랜지부재의 경사운동이 제한될 수 있다.

다른 실시형태에서, 구동부와 통공/개방부 사이의 방사상 및 주연방향 간극은 전형적으로 ±5°정도의 회전운동이 이루어질 수 있도록 증가되고, 후브부재에 대하여 플랜지부재의 중심이 맞추어질 수 있도록 하는 다른 스프링수단이 제공된다.

이러한 다른 스프링수단은 후브와 디스크부재 사이에서 작용하는 다수의 주연방향(주연방향으로 작용하는)으로 간격을 둔 압축스프링으로 구성될 수 있다.

마찰라이닝수단은 축방향 쿠션을 포함할 수 있다. 이러한 축방향 쿠션은 디스크부재와 마찰라이닝수단 사이에서 축방향으로 작용하는 금속스프링수단(예를 들어 스프링 세그먼트)에 의하여 제공된다. 또한 축방향 쿠션을 개선하기 위하여 디스크부재와 라이닝수단 사이에 탄성수단이 배치될 수 있다. 이러한 탄성수단에 대하여서는 이후 언급되는 특허문헌에 기술된 것을 참조바란다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1-도 7에서, 구동판(10)은 중앙후브(11)와, 방사상 내측부(13)와 주연방향으로 간격을 둔 스프링금속 세그먼트(14a)(도 4 참조)의 형태인 방사상 외측부(14)로 구성된 외부 환상 디스크부재(12)로 구성된다. 세그먼트(14a)의 양측에는 환상 마찰라이닝(15a)(15b)이 부착되어 있다. 이들 라이닝은 일련의 두 리벳트(16)(17)에 의하여 세그먼트(14a)의 양측에 체결고정된다. 디스크부재(12)의 스프링 세그먼트(12)는 다른 일련의 리벳트(18)에 의하여 내측부(13)에 고정되고 공지된 방법으로 라이닝의 축방향 완충작용이 이루어질 수 있도록 한다.

본 발명에 따라서, 후브(11)는 트랜스미션 구동축(도시하지 않았음)에 결합될 수 있도록 톱니(19)(도 7 참조)와 내부스플라인(20)의 형태로서 일련의 방사상 방향으로 연장된 구동부를 갖는다.

디스크부재(12)의 내측부(13)(도 6 참조)는 축방향 만곡부(22)에 의하여 내측부(13)에 대하여 축방향으로 이동되는 내측주연부(21)를 갖는다. 만곡부(22)에는 통공(23)에 형성되어 있고 이에 방사상으로 연장된 톱니(19)가 연장된다. 톱니(19)와 통공(23) 사이의 간극은 통상적인 기계공학적인 활동 허용공차(즉, 전형적으로 양측 0.05mm 또는 전체 0.1mm)이다.

디스크부재(12)의 내주연부(21)는 도 5에서 상세히 보인 디스크형 스프링부재(24)에 의하여 후브부재의 우측면(19a)에 접촉고정된다. 이 스프링부재는 디스크의 방사상 외측부(14)의 경우와 동일한 리벳트(18)에 의하여 디스크부재(12)의 내측부(13)에 고정되며 후브의 우측면(19a)에 디스크 내측부(13)의 내주연부(21)가 접촉유지될 수 있도록 후브부재(11)의 층형 좌측면(19b)에 지지되는 방사상 내향 돌출형의 스프링편(25)을 갖는다. 이는 도 8에서 확대되어 도시되어 있는 바, 단턱(19b)에 의하여 스프링편(25)과 톱니(19)의 외측부 사이에 갭(19c)이 형성됨을 알 수 있다.

이와 같이, 환상 디스크부재(12)는 이 디스크부재(12)를 도 2에서 보인 중앙위치로 복귀시키려 하는 디스크형 부재(14)의 굽힘성 때문에 후브(11)에 대하여 도 2의 화살표 Z로 보인 바와 같이 경사질 수 있다. 디스크형 부재(14)의 경사범위가 사전에 결정된 각도를 초과할 때 갭(19c)이 폐쇄되고 톱니(19)가 스프링편(25)의 영역(25x)(도 8 참조)에서 접촉하여 경사운동이 저지된다.

따라서, 구동판은 클러치가 결합될 때 마찰라이닝(15a)(15b)이 고정되는 플라이휠(도시하지 않았음)의 회전축과 스플라인(20)에 결합되는 트랜스미션 구동축(도시하지 않았음) 사이의 오정렬을 수용할 수 있다.

도 9는 톱니(19)의 좌측부(19b)에 턱을 형성함이 없이 도 9에서 보인 바와 같이 스프링편(25)의 방사상 내측부(25a)를 만곡시켜 갭(19c)이 형성되는 다른 형태의 스프링편(25)을 보이고 있다.

이는 후브(11)의 제조가 단순화될 수 있도록 하여 후브의 내측 슬리이브 부분으로부터 별도 구성요소상에서 방사상으로 연장되는 연장편(10)의 제조와 같은 다른 방법에 의하여 더욱 단순화하고 보다 경제적인 제조가 이루어질 수 있도록 한다.

도 10과 도 11은 구동판의 내측부(13)의 다른 형태를 보인 것으로, 이 구성에서는 소수의 방사상 연장형의 톱니(19)와 이에 결합되는 통공(23)이 형성되어 있고 톱니(19)의 측면(19c)과 통공(23)의 측부(23c) 사이의 주연방향 간극과 톱니(19)의 선단부(19d)와 통공(23)의 외측변부(23d) 사이의 방사상 간극이 상당히 크다. 이들 간극이 증가됨으로서 후브(11)는 전형적으로 양방향 5°까지 주연방향으로 이동될 수 있도록 한다. 이러한 자유로운 운동은 후브(11)가 디스크부재의 내측부분에 대하여 방사상으로 이동될 수 있도록 한다. 이러한 방사상 운동은 내측부(13)의 통공(13a)과 후브(11)에 형성되고 전형적으로 0.5~1mm 크기의 직경을 갖는 단턱(11a) 사이의 간극에 의하여 제한될 것이다. 톱니(19)와 통공(23) 사이의 이러한 운동은 후브(11)의 포켓(27)과 디스크부재(12)의 내측부(13)에 형성된 통공(28)에서 작용하는 주연방향으로 연장된 압축스프링(26)에 의하여 저지된다. 전형적으로 스프링(26)은 적용여하에 따라서 최대엔진토크의 비교적 낮은 부분(전형적으로 10~30%, 즉 20%)에서 이러하 ±5°이동이 이루어질 수 있도록 하여 구동판이 낮은 엔진토크시에 효과적으로 견고하게 되도록 한다. 스프링(26)의 탄력과 사전에 이에 가하여지는 부하는 디스크부분(13)이 정상적인 운전속도에서 중심을 벗어나지 않도록 설계되어야 한다.

도 11에서 보인 바와 같이, 디스크형 스프링부재(24)의 일부 스프링편(25)에는 절결부(29)가 형성되어 후브(11)가 스프링(26)과 접촉없이 디스크부재(13)에 대하여 주연방향으로 이동할 수 있도록 한다. 톱니(19)와 통공(23) 사이의 큰 간극은 디스크부재(12)가 플라이휠과 트랜스미션 입력축의 각도상 오정렬의 조건을 충족시켜줄 뿐만 아니라 방사상 오정렬의 조건을 충족시켜 주므로서 구동판이 압축스프링(26)의 작용하에 자기정렬되고 또한 중심이 스스로 맞추어질 수 있도록 한다.

비록상기 언급된 구성에서 마찰라이닝(15a)(15b)가 리벳트(16)(17)에 의하여 디스크부재(12)의 스프링 세그먼트(14a)의 양측에 고정되었으나, 마찰라이닝(15a)(15b)은 도 12에서 보인 바와 같이 그리고 예를 들어 특허문헌 EP0252583, EP0390797, EP0323036, EP0455694, EP0510014, EP0442539, EP0638149, GB2247725, GB2243419 및 GB2272494에 기술된 바와 같이 접착제의 탄성큐션 비드(15c)를 이용하여 디스크부재(12)의 환상 외측부(14)에 접착될 수 있을 것이다. 또 다른 구성에서, 마찰라이닝(15a)(15b)은 축방향 쿠션 라이닝이 없는 구동판을 제공하기 위하여 디스크부재(12)의 견고한 외측부(14)에 견고하게 고정될 수 있다.

Claims (11)

1. 중앙후브부재와, 마찰라이닝수단을 재가하는 외부환상 디스크부재로 구성되고, 후브부재는 외부디스크부재의 협동하는 구동부에 결합되는 방사상 연장형의 구동부를 가지며, 디스크부재가 디스크부재의 나머지부분에 대하여 축방향으로 이동되고 디스크부재의 축방향 만곡부에 의하여 디스크부재에 연결된 방사상 내주연부를 가지고, 만곡부에는 방사상 연장형의 구동부에 의하여 결합되는 통공이 구비되어 있으며, 방사상 연장형 구동부의 일측면에 방사상 내측플랜지부분이 접촉유지될 수 있도록 작용하는 한편 구동판의 사용중에 후브부재에 대하여 디스크부재와 마찰라이닝수단의 제한된 경사운동을 허용하는 스프링수단이 디스크부재에 재가됨을 특징으로 하는 클러치구동판.
2. 제1항에 있어서, 스프링수단이 상기 경사운동이 허용되는 동안에 상기 접촉이 유지될 수 있도록 후브부재의 측부에 지지되는 방사상 내측으로 연장된 스프링편을 갖는 디스크형 스프링부재로 구성됨을 특징으로 하는 클러치구동판.
3. 제2항에 있어서, 스프링편의 부분과 후브부재의 인접한 부분 사이에 갭이 제공되고 이 갭이 디스크부재가 경사운동할 때 후브에 대하여 근접하게 되어 후브가 실질적으로 스프링편에서 이들의 단부로부터 원격한 부분에 접촉하여 디스크부재가 더욱 경사지려하는 것을 강력하게 방지함을 특징으로 하는 클러치구동판.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 방사상 연장형의 구동부가 후브에 형성되어 디스크부재의 만곡부에 형성된 통공에 결합하는 톱니로 구성됨을 특징으로 하는 클러치구동판.
5. 제1항-제4항의 어느 한 항에 있어서, 방사상 연장형의 구동부와 통공 사이의 간극이 통상적인 활동이 이루어질 수 있는 허용공차 정도의 크기를 가지므로서 후브부재에 대한 플랜지부재의 경사운동이 제한됨을 특징으로 하는 클러치구동판.
6. 제1항-제4항의 어느 한 항에 있어서, 구동부와 통공 사이의 방사상 및 주연방향 간극이 수 도 정도의 회전운동이 이루어질 수 있도록 증가되고, 후브부재에 대하여 플랜지부재의 중심이 맞추어질 수 있도록 하는 다른 스프링수단이 제공됨을 특징으로 하는 클러치구동판.
7. 제6항에 있어서, 다른 스프링수단이 후브와 디스크부재 사이에서 작용하는 다수의 주연방향으로 간격을 둔 압축스프링으로 구성됨을 특징으로 하는 클러치구동판.
8. 제1항-제7항의 어느 한 항에 있어서, 마찰라이닝수단이 축방향 쿠션을 포함함을 특징으로 하는 클러치구동판.
9. 제8항에 있어서, 축방향 쿠션이 디스크부재와 마찰라이닝수단 사이에서 축방향으로 작용하는 금속스프링수단에 의하여 제공됨을 특징으로 하는 클러치구동판.
10. 제9항에 있어서, 축방향 쿠션이 디스크부재와 라이닝수단 사이에서 작용하는 탄성쿠션수단에 의하여 제공됨을 특징으로 하는 클러치구동판.
11. 본문에 상세히 설명되고 첨부도면 도 1-도 7 또는 도 8 또는 도 9 또는 도 10과 도 11 또는 도 12에 도시된 바와 같이 구성된 클러지구동판.