KR20050046396A - 클러치의 클램핑력 증대 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 클러치의 클램핑력 증대 장치에 관한 것으로서, 입력축과; 상기 입력축의 선단부에 장착되어 클러치 디스크가 플라이 휠에 접촉 또는 이격되면서 동력 전달을 단속하는 클러치 어셈블리와; 상기 클러치 디스크가 플라이 휠에 밀착되도록 상기 입력축을 상기 클러치 어셈블리 방향으로 이동시키는 추력 발생 수단과; 상기 입력축의 움직임을 상기 클러치 어셈블리에 전달하는 추력 전달수단을 포함하여 구성됨으로써, 클러치 디스크에 압력을 제공하는 다이어프램 스프링의 두께 및 중량을 감소시킬 수 있고, 클램핑력 저감을 통하여 클러치 페달의 답력을 줄여 운전자의 조작 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

클러치의 클램핑력 증대 장치{ Clamping load-up apparatus for clutch}

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 클러치에 관한 것으로서, 특히 입력축에 발생하는 축추력을 이용하여 클러치 디스크와 플라이 휠 사이의 압력을 증가시킬 수 있도록 한 클러치의 클램핑력 증대 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행상태 변화에 따른 기관의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하며, 자동차를 후진시키기 위한 역전 장치도 갖추고 있다.

도 1은 종래 기술의 클러치 구조가 포함된 FF 타입 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 종단면도로서, 그 구성을 간단히 살펴보면, 입력축(1) 및 출력축(2)이 설치되어 있고, 상기 입력축(1)과 출력축(2)에는 각 변속단에 맞는 기어비로 상호 치합되어 변속 동력을 형성하는 각 변속단 기어(3)(3')들이 설치되어 있다.

상기 입력축(1)에는 엔진으로부터 전달되는 회전력을 단속하는 클러치(10)가 장치되어 있다.

상기 출력축(2)의 하측에는 양쪽 추진축(4)으로 회전 동력을 전달하는 동시에 차동 기능을 수행하는 디퍼렌셜(5)이 구비된다.

이와 같은 수동 변속기는 엔진에서 클러치(10)를 통해 입력축(1)으로 입력된 회전력이 상이한 기어비로 치합된 각 변속단 기어(3)(3')를 거치면서 회전력이 적절하게 변환되고, 이렇게 변속된 동력은 출력축(2)과 디퍼렌셜(5)을 통해 추진축(4)에 전달되면서 전륜을 회전 구동시키게 된다.

특히, 상기 클러치(10)는 동력을 서서히 전달하여 차량의 발진을 용이하게 하고, 필요에 따라서 수동 변속기로의 동력을 일시적으로 단속하여 무 부하 상태로 변속 조작을 가능하게 하는 동력 전달 장치로서, 클러치 디스크(13)에 뒤쪽에 구비된 압력판(15) 및 스프링(17) 등의 탄성력에 의해 클러치 디스크(13)가 플라이 휠(11)에 밀착되어 엔진의 회전 동력을 전달받게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 클러치 구조를 갖는 수동 변속기는, 클러치 디스크(13)가 스프링(17) 등에만 의존하여 플라이 휠에 밀착되기 때문에 엔진 고토크시에 클러치 디스크(13)와 플라이 휠(11) 간의 접촉 압력이 약해질 경우, 클러치(10)의 클램핑력 부족으로 슬립(slip)이 발생하여 클러치의 내구성이 저하되고, 동력 전달 효율도 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 문제 때문에 클러치의 클램핑력을 증대시키기 위해 스프링(17) 등의 스프링 상수를 크게 설계할 경우, 그만큼 운전자가 조작하는 클러치 페달의 조작력도 커지기 때문에 운전자의 클러치 작동이 쉽지 않을 뿐만 아니라 장시간 운전할 경우 쉽게 피곤해질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 입력축의 축추력을 이용하여 클러치 디스크와 플라이 휠의 클램핑력을 증대시킬 수 있도록 구성함으로써 클러치 페달의 답력을 줄이면서도 동력 전달 효율을 높일 수 있도록 한 클러치의 클램핑력 증대 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치는, 입력축과; 상기 입력축의 선단부에 장착되어 클러치 디스크가 플라이 휠에 접촉 또는 이격되면서 동력 전달을 단속하는 클러치 어셈블리와; 상기 클러치 디스크가 플라이 휠에 밀착되도록 상기 입력축을 상기 클러치 어셈블리 방향으로 이동시키는 추력 발생 수단과; 상기 입력축의 움직임을 상기 클러치 어셈블리에 전달하는 추력 전달수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치가 포함된 FF 타입 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 발생 기어 구조가 도시된 개략도이다.

도 4는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 작용 전의 상태도이고, 도 5는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 작용 후의 상태도이다.

본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치는, 클러치 하우징(51)에서 변속기 케이스(53) 내부로 이어지는 입력축(55)과; 상기 입력축(55)의 선단부에 장착되어 클러치 디스크(61)가 플라이 휠(50)에 접촉 또는 이격되면서 동력 전달을 단속하는 클러치 어셈블리(60)와; 상기 클러치 디스크(61)가 플라이 휠(50)에 밀착되도록 상기 입력축(55)을 상기 클러치 어셈블리(60) 방향으로 이동시키는 추력 발생 수단과; 상기 입력축(55)의 움직임을 상기 클러치 어셈블리(60)에 전달하는 추력 전달수단을 포함하여 구성된다.

상기 입력축(55)은 다수의 베어링(71)(72)들에 의해 상기 변속기 케이스(53) 내에 회전 가능하게 지지된다.

상기 입력축(55)에는 출력축(57)에 장착된 변속 기어(58)와 일정한 기어비로 치합되어 변속 동력을 형성하는 변속 기어(56)들이 장착된다.

상기 클러치 어셈블리(60)는 상기 입력축(55)의 둘레에 스플라인 결합된 클러치 허브(65)와, 상기 클러치 허브(65)와 댐퍼 수단(63)을 통해 연결되어 플라이 휠(50)에 접촉되거나 이격되는 클러치 디스크(61)가 포함된다.

물론, 상기 클러치 디스크(61)의 후방에는 통상의 클러치와 같이 압력판(66), 다이어프램 스프링(67), 릴리즈 베어링(68) 등이 구비된다.

상기 추력 발생 수단은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 클러치 어셈블리(60) 방향으로 입력축(55)의 추력이 형성되도록 나선 모양의 기어치가 형성된 변속 기어(56)(58)로 이루어진다.

즉, 상기 변속 기어(56)(58)의 기어치가 헬릭스(Helix) 구조로 형성되면 도 3과 같이 입력축(55)이 회전하면 입력축(55)의 축추력은 F 방향으로 발생하게 된다.

상기 추력 전달수단은 상기 입력축(55)에 구비되어 축추력이 발생될 때 상기 클러치 허브(65)를 플라이 휠(50) 방향으로 밀어주는 밂 수단으로 구성되는 바, 상기 밂 수단은 상기 입력축(55)에 단차지게 형성되어 상기 클러치 허브(55)를 밀어주는 걸림턱(55a)으로 이루어진다.

상기 베어링(71)에는 상기 추력 발생 수단에서 작용하는 축추력과 반대 방향으로 힘을 제공하는 스러스트 탄성부재(80)가 구비된다. 즉, 상기 스러스트 탄성부재(80)는 상기 베어링(71)과 변속기 케이스(53) 사이에 구비되어 상기 입력축(55)에 형성된 추력이 해제되면 원위치로 이동할 수 있는 힘을 제공하게 된다.

이와 같은 상기 스러스트 탄성부재(80)는 웨이브 구조를 가진 판 스프링으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 변속 기어(56)(58)에 형성된 기어치의 헬릭스 각도에 의해 입력축(55)에 발생하는 축추력(F)을 이용하여 클러치 디스크(61)에 압력을 가해 클러치 디스크(61)와 플라이 휠(50) 간의 압력을 증가시켜, 고토크 영역에서 클램핑 로드 부족으로 인한 클러치 슬립(slip)을 방지하고, 클러치 설계시 클램핑 로드 설계치를 종래 보다 줄일 수 있게 되어 클러치 다이어프램 스프링의 무게 절감 및 클러치 페달의 답력을 줄일 수 있다.

즉, 엔진 토크가 증가함에 따라 변속 기어(56)(58) 기어치의 헬릭스 각도 때문에 축추력이 엔진 토크에 비례하는 크기로 발생하게 된다. 여기서 변속 기어(56)(58)의 헬릭스 각도의 방향을 축추력이 클러치 어셈블리(60) 쪽을 향하게 되면서 입력축(55)에 축추력이 작용하게 되고, 이는 변속 1단의 경우 통상적으로 10000N이 넘는 매우 큰 힘이 발생된다.

그리고, 상기 입력축(55) 쪽 베어링(71)에 축방향으로 일정량의 수축량을 가지는 스러스트 탄성 부재(80)가 설치되고, 입력축(55)에 클러치 허브(65)를 밀어주는 걸림턱(55a)이 형성되어 있으므로, 엔진 토크가 높아짐에 따라 축추력이 크게 작용할 때 일부의 힘이 입력축(55)의 걸림턱(55a)을 통해 클러치 디스크(61)에 축방향으로 압력을 가하게 되고, 이 압력으로 인해 클러치 디스크(61)와 플라이 휠(50) 간의 접촉 압력이 커져 고토크시에 클러치 클램핑력 부족으로 발생할 수 있는 클러치 슬립을 방지 할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치는, 엔진 토크에 연동한 축추력을 이용하여 클러치 디스크와 플라이 휠의 접촉 압력을 증대시킬 수 있도록 구성되어 있기 때문에 클러치 디스크에 압력을 제공하는 다이어프램 스프링의 두께 및 중량을 감소시킬 수 있고, 클램핑력 저감을 통하여 클러치 페달의 답력을 줄여 운전자의 조작 편의성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술의 클러치 구조가 포함된 FF 타입 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 종단면도,

도 2는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치가 포함된 FF 타입 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 종단면도,

도 3은 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 발생 기어 구조가 도시된 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 작용 전의 상태도,

도 5는 본 발명에 따른 클러치의 클램핑력 증대 장치에서 축추력 작용 후의 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 플라이 휠 51 : 클러치 하우징

53 : 변속기 케이스 55 : 입력축

55a : 걸림턱 56 : 변속 기어

57 : 출력축 58 : 변속 기어

60 : 클러치 어셈블리 61 : 클러치 디스크

63 : 댐퍼 수단 65 : 클러치 허브

67 : 다이어프램 스프링 71 : 베어링

80 : 스러스트 탄성부재

Claims (8)

1. 입력축과;

   상기 입력축의 선단부에 장착되어 클러치 디스크가 플라이 휠에 접촉 또는 이격되면서 동력 전달을 단속하는 클러치 어셈블리와;

   상기 클러치 디스크가 플라이 휠에 밀착되도록 상기 입력축을 상기 클러치 어셈블리 방향으로 이동시키는 추력 발생 수단과;

   상기 입력축의 움직임을 상기 클러치 어셈블리에 전달하는 추력 전달수단을 포함한 것을 특징으로 하는 클러치의 클램핑력 증대 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력축은 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고,

   상기 베어링에는 상기 추력 발생 수단에서 작용하는 힘과 반대 방향으로 힘을 제공하는 스러스트 탄성수단이 구비된 것을 특징으로 하는 클러치의 클램핑력 증대 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스러스트 탄성수단은 상기 베어링과 변속기 케이스 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 클러치의 클램핑력 증대 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 스러스트 탄성수단은 웨이브 구조를 가진 판 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 클러치의 클램핑력 증대 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력축에는 출력축에 장착된 변속 기어와 일정한 기어비로 치합되어 변속 동력을 형성하는 변속 기어가 장착되고,

   상기 추력 발생 수단은 상기 클러치 어셈블리 방향으로 입력축의 추력이 형성되도록 기어치가 형성된 변속 기어인 것을 특징으로 하는 클러치의 클램핑력 증대 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 변속 기어는 그 기어치가 헬릭스(Helix) 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 클러치의 클램핑력 증대 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 클러치 어셈블리는 상기 입력축의 둘레에 스플라인 결합된 클러치 허브와, 상기 클러치 허브와 댐퍼 수단을 통해 연결되어 플라이 휠에 접촉되거나 이격되는 클러치 디스크가 포함되고;

   상기 추력 전달수단은 상기 입력축에 구비되어 축추력이 발생될 때 상기 클러치 허브를 밀어주는 미는 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 클러치의 클램핑력 증대 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 미는 수단은 상기 입력축에 단차지게 형성되어 상기 클러치 허브를 밀어주는 걸림턱인 것을 특징으로 하는 클러치의 클램핑력 증대 장치.