KR20070084666A - 다판 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다판 클러치에 관한 것으로서, 특히 클러치 플레이트와 클러치 디스크의 일단을 절곡 형성함으로써, 클러치 플레이트와 클러치 디스크가 각각 결합되는 클러치 리테이너와 클러치 허브의 스플라인부의 접촉 면적을 증대시켜 스플라인부의 눌림 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 클러치 플레이트 상호간에 소정 간격이 형성됨으로써, 클러치나 브레이크에 유압이 작용할 때 쿠션효과로 인한 변속감이 향상되고, 유압이 해제될 때에는 클러치 플레이트와 클러치 디스크 간의 간격을 효율적으로 확보할 수 있어 드래그 손실을 줄이고 냉각효과가 증대되는 이점이 있다.

클러치, 클러치 리테이너, 클러치 플레이트, 클러치 디스크, 클러치 허브, 스플라인, 클러치 피스톤

Description

다판 클러치{Multiple plate clutch}

도 1은 종래 기술에 따른 자동변속기에 사용되는 다판 클러치를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 클러치 플레이트와 클러치 디스크를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 클러치 플레이트와 클러치 디스크에 오일의 압력이 해제될 때를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 클러치 디스크의 스플라인 물림부에 오일의 압력이 작용될 때와, 해제될 때를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 클러치 플레이트 51: 클러치 플레이트의 스플라인 물림부

60: 클러치 디스크 61: 클러치 디스크의 스플라인 물림부

62: 복수회 절곡부

본 발명은 자동 변속기 등에 사용되는 다판 클러치에 관한 것으로서, 특히 클러치 플레이트와 클러치 디스크의 일단을 절곡 형성함으로써, 클러치 플레이트와 클러치 디스크가 각각 결합되는 클러치 리테이너와 클러치 허브의 스플라인부의 접촉 면적을 증대시킬 수 있는 다판 클러치에 관한 것이다.

일반적으로 클러치는 구동축의 동력을 피동축에 전달하거나 차단하기 위해 사용되는 장치로서 단판 클러치와 다판 클러치로 구분되고, 다판 클러치는 건식 및 습식으로 나누어진다. 상기 다판 클러치는 복수개의 클러치 플레이트와 클러치 디스크 등을 구비하고서 주로 자동차의 자동변속기 등에 사용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 자동변속기에 사용되는 다판 클러치를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 클러치(10)는 입력축이 체결되는 보스부(11d)와, 상기 보스부(11d)에 용접으로 장착되는 드럼부(11c)를 갖춘 클러치 리테이너(11)와, 상기 클러치 리테이너(11) 내부에 설치되는 클러치 플레이트(12)와, 상기 클러치 플레이트(12) 사이에 각각 끼워지는 클러치 디스크(14)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 클러치 플레이트(12)는 상기 클러치 리테이너(11)의 드럼부(11c)의 외측부 안쪽 내주면에 형성된 스플라인부(11a)에 스플라인으로 결합되면서 소정 간격을 두고 배열된다.

그리고 상기 클러치 디스크(14)는 상기 클러치 플레이트(12)들 사이에 각각 끼워지면서 클러치 허브(13)와 스플라인으로 결합된다.

여기서 상기 클러치 허브(13)에는 스플라인부(13a)가 형성되고, 상기 스플라인부(13a)에 상기 클러치 디스크(14)가 스플라인으로 결합된다.

한편, 상기 클러치 플레이트(12)가 결합되는 스플라인부(11a)와 대향하는 내측부에는 압유의 유출입을 위한 오일구멍(11b)이 형성되고, 상기 스플라인부(11a)의 제일 외측에 장착된 스냅링(15)을 갖추고 있다.

한편, 상기 드럼부(11c)와 상기 보스부(11d) 사이에 클러치 피스톤(16)이 일체로 회전되게 끼워지고, 상기 클러치 피스톤(16)을 탄력적으로 지지하는 스프링(17)을 구비한 스프링 리테이너(18)는 상기 클러치 피스톤(16)과 대향되게 배열되어 상기 보스부(11d)에 상기 스냅링(15)으로 체결된다.

상기와 같이 구성된 종래의 다판 클러치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 클러치 피스톤(16)에 오일의 압력이 가해지면, 상기 클러치 피스톤(16)이 외측으로 밀려지면서 상기 클러치 플레이트(12)들을 가압하게 되고, 상기 클러치 플레이트(12)는 상기 클러치 피스톤(16)의 가압력으로 상기 클러치 디스크(14)와 밀착되어, 입력축의 회전동력이 상기 클러치 리테이너(11)를 통해 상기 클러치 플레이트(12)를 매개로 상기 클러치 디스크(14)에 전달되게 됨으로써 동력전달이 이루어지게 되는 반면에, 상기 오일의 압력이 해제되면 상기 클러치 피스톤(16)이 상기 스프링(17)의 탄성복원력으로 원위치됨에 따라 상기 클러치 플레이트(12)를 가압하고 있던 상기 클러치 피스톤(16)의 가압력이 해방되면서 상기 클러치 플레이트(12)와 상기 클러치 디스크(14)가 서로 이격되어 동력전달이 차단되게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 다판 클러치는 동력을 전달하는 과정에서 클러치 플레이트(12)와 클러치 디스크(14)의 두께가 얇기 때문에, 클러치 플레이트(12)와 클러치 디스크(14)가 각각 결합되는 클러치 리테이너(11)와 클러치 허브(13)의 스플라인부(11a,13a)에 작용하는 응력이 크게 되어 상기 스플라인부(11a,13a)에 눌림 현상이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 클러치 플레이트와 클러치 디스크의 일단을 절곡 형성함으로써, 클러치 플레이트와 클러치 디스크가 각각 결합되는 클러치 리테이너와 클러치 허브의 스플라인부의 접촉 면적을 증대시킬 수 있는 다판 클러치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 다판 클러치는 클러치 리테이너의 스플라인부에 결합되면서 소정 간격을 두고 배열된 복수개의 클러치 플레이트와, 상기 클러치 플레이트 사이에 각각 끼워지면서, 클러치 허브의 스플라인부에 결합되는 복수개의 클러치 디스크를 포함하여 구성되고, 상기 클러치 리테이너의 스플라인부에 결합되는 상기 클러치 플레이트의 일단이 절곡 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 클러치 플레이트의 절곡 형성된 일단간에는 소정의 간격이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 클러치 허브의 스플라인부에 결합되는 상기 클러치 디스크의 일단이 절곡 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 클러치 디스크의 일단은 복수회 절곡 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 클러치 디스크의 재질은 스프링강인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 클러치 플레이트와 클러치 디스크를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 클러치 플레이트와 클러치 디스크에 오일의 압력이 해제될 때를 도시한 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 클러치 디스크의 스플라인 물림부에 오일의 압력이 작용될 때와, 해제될 때를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 다판 클러치는 도 2에 도시된 바와 같이, 클러치 리테이너(미도시)의 스플라인부에 결합되면서 소정 간격을 두고 배열된 복수개의 클러치 플레이트(50)와, 상기 클러치 플레이트(50) 사이에 각각 끼워지면서, 클러치 허브(미도시)의 스플라인부에 결합되는 복수개의 클러치 디스크(60)를 포함하여 구성된다.

상기 클러치 플레이트(50)는 클러치 리테이너(미도시)의 드럼부의 외측부 안 쪽 내주면에 형성된 스플라인부에 스플라인으로 결합되면서 소정 간격을 두고 배열된다.

여기서 상기 클러치 리테이너(미도시)의 드럼부의 스플라인부에 결합되는 상기 클러치 플레이트(50)의 일단은 절곡 형성된다.

즉, 상기 클러치 플레이트(50)의 일단을 절곡 형성함으로써, 상기 절곡 형성된 일단은 상기 스플라인부와 결합하는 스플라인 물림부(51)가 되고, 오일의 압력이 작용될 때에는 도 2에 도시된 바와 같이, 인접하고 있는 클러치 플레이트(50)와 클러치 플레이트(50) 간에는 소정의 간격(D)이 있어 간섭이 발생하지 않는 형상이다.

상기 클러치 플레이트(50)의 일단을 절곡시키게 되면, 상기 클러치 플레이트(50)의 스플라인 물림부(51)의 두께는 커지고, 상기 스플라인부와의 접촉 면적도 커지게 된다.

종래 기술에 따른 클러치 플레이트와 본 발명에 따른 클러치 플레이트의 굴곡된 일단의 두께를 비교하여 두께에 따른 작용응력의 비를 살펴보면, 우선 종래의 클러치 플레이트의 두께가 3mm인 경우의 스플라인부에 작용하는 응력을 100% 라고 두면, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 클러치 플레이트의 두께(A)는 일단을 절곡하였으므로 4.5mm 가 되고, 스플라인부에 작용하는 응력은 67% 가 된다.

따라서, 상기 리테이너(미도시)의 드럼부에 형성된 상기 스플라인부에 작용하는 응력이 크게 감소되는 바, 상기 스플라인부의 눌림 현상이 감소되므로 상기 리테이너의 요구 강도가 그만큼 낮아지게 된다.

한편, 상기 클러치 디스크(60)는 상기 클러치 플레이트(50)들 사이에 각각 끼워지면서 클러치 허브(미도시)와 스플라인으로 결합된다.

여기서 상기 클러치 허브(미도시)에는 스플라인부가 형성되고, 상기 스플라인부에 상기 클러치 디스크(60)가 스플라인으로 결합된다.

여기서 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 클러치 허브의 스플라인부에 결합되는 상기 클러치 디스크(60)의 일단은 절곡 형성되어 스플라인 물림부(61)가 된다.

즉, 상기 클러치 디스크(60)의 일단을 절곡 형성하고, 오일의 압력이 작용될 때 인접하고 있는 클러치 디스크(60)와 클러치 디스크(60) 간에 간섭이 발생하지 않는 형상이다.

여기서, 상기 클러치 디스크(60)의 두께는 얇기 때문에 상기 클러치 플레이트(50)의 스플라인 물림부(51)에 비해 상기 스플라인부의 눌림 현상이 심하므로, 상황에 따라 클러치 플레이트는 기존 제품을 사용하고 상기 클러치 디스크(60)만 끝단을 접은 형상을 적용하는 것도 한 방법이다.

상기 클러치 디스크(60)의 일단을 절곡시키게 되면, 상기 클러치 디스크(60)의 스플라인 물림부(61)의 두께는 커지고, 상기 스플라인부와의 접촉 면적도 커지게 된다.

뿐만 아니라, 상기 클러치 디스크(60)의 두께는 얇아서 서로 인접하는 클러치 디스크(60) 간에 간격 여유가 많기 때문에 필요에 따라서는 상기 클러치 디스크(60)의 일단은 복수회 절곡하여 형성될 수도 있다.

이는 도 2에 도시된 바와 같은 복수회 절곡부(62)를 형성하게 되므로 현재 양산에 적용하고 있는 클러치 플레이트에 재질 변경 없이 적용 가능하다.

종래 기술에 따른 클러치 디스크와 본 발명에 따른 클러치 디스크(60)의 일단의 두께를 비교하여 두께에 따른 작용응력의 비를 살펴보면, 우선 종래의 클러치 디스크의 두께가 1mm인 경우의 스플라인부에 작용하는 응력을 100% 라고 두면, 본 발명에 따른 클러치 디스크의 두께(B)는 일단을 절곡하였으므로 2mm 가 되고, 스플라인부에 작용하는 응력은 50% 가 된다.

따라서, 상기 클러치 허브의 스플라인부에 작용하는 응력이 크게 감소되는 바, 상기 스플라인부의 눌림 현상이 감소되므로 상기 클러치 허브의 요구 강도가 그만큼 낮아지게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 클러치 디스크(60)의 두께는 얇고 절곡되는 반경이 크며, 상기 클러치 디스크(60)의 스플라인 물림부(61)의 총폭(E)이 큰 반면, 상기 스플라인 물림부(61)의 간섭량(F), 즉 복원 전후의 두께의 차이는 작기 때문에, 상기 스플라인 물림부(61)에 작용하는 작용력은 탄성항복강도에 미치지 못한다.

그러나 현재 적용 재질로는 피로에 의한 파손이 예상되는 바, 상기 클러치 디스크(60)의 재질은 피로에 강한 재질인 스프링강으로 함이 바람직하다.

상기 스프링강은 탄소의 함유량이 비교적 많은 탄소강(탄소 0.4~1.0 %)과 합금강으로 대별되는데, 합금강의 대표적인 것은 규소-망간강, 크롬-바나듐강, 크롬-몰리브덴-바나듐강, 크롬-망간-붕소강, 텅스텐-크롬-바나듐강이 사용될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 상기 클러치 피스톤에 오일의 압력이 가해지면, 상기 클러치 피스톤이 외측으로 밀려지면서 상기 클러치 플레이트(50)들을 가압하게 되고, 상기 가압력은 상기 클러치 플레이트(50)의 스플라인 물림부(51)에 작용된다.

상기 클러치 플레이트(50)의 스플라인 물림부(51)에 가압력이 작용되면, 상기 클러치 플레이트(50)는 상기 클러치 디스크(60)와 밀착되어, 입력축의 회전동력이 상기 클러치 리테이너를 통해 상기 클러치 플레이트(50)를 매개로 상기 클러치 디스크(60)에 전달된다.

이 과정에서 상기 클러치 디스크(60)의 스플라인 물림부(61)에도 가압력이 작용되면서 동력전달이 이루어지게 된다.

한편, 상기 오일의 압력이 해제되면 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 클러치 피스톤이 상기 스프링의 탄성복원력으로 원위치됨에 따라 상기 클러치 플레이트(50)를 가압하고 있던 상기 클러치 피스톤의 가압력이 해방되면서 상기 클러치 플레이트(50)와 상기 클러치 디스크(60)가 서로 이격되어 동력전달이 차단되게 된다.

이 과정에서 상기 클러치 플레이트(50)와 클러치 디스크(60)의 스플라인 물림부(51,61)에서는 절곡된 각도를 유지하려는 탄성이 이용되어, 클러치나 브레이크에 유압 작용시 쿠션효과로 변속감을 향상시킬 수 있고, 상기 클러치 플레이트(50)와 클러치 디스크(60) 간의 간격을 보다 효율적으로 확보함으로써, 드래그 손실을 줄이고 냉각효과를 증대시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다판 클러치는 클러치 플레이트와 클러치 디스크의 일단을 절곡 형성함으로써, 클러치 플레이트와 클러치 디스크가 각각 결합되는 클러치 리테이너와 클러치 허브의 스플라인부의 접촉 면적을 증대시켜 스플라인부의 눌림 현상을 방지하는 이점이 있다.

또한, 클러치 플레이트 상호간에 소정 간격이 형성됨으로써, 클러치나 브레이크에 유압이 작용할 때 쿠션효과로 인한 변속감이 향상되고, 유압이 해제될 때에는 클러치 플레이트와 클러치 디스크 간의 간격을 효율적으로 확보할 수 있어 드래그 손실을 줄이고 냉각효과가 증대되는 이점이 있다.

또한, 클러치 디스크의 재질을 스프링강으로 함으로써, 클러치 디스크의 피로에 의한 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 클러치 리테이너의 스플라인부에 결합되면서 소정 간격을 두고 배열된 복수개의 클러치 플레이트와;

   상기 클러치 플레이트 사이에 각각 끼워지면서, 클러치 허브의 스플라인부에 결합되는 복수개의 클러치 디스크를 포함하여 구성되고,

   상기 클러치 리테이너의 스플라인부에 결합되는 상기 클러치 플레이트의 일단이 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 다판 클러치.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 클러치 플레이트의 절곡 형성된 일단간에는 소정의 간격이 형성된 것을 특징으로 하는 다판 클러치.
3. 청구항 1 에 있어서,

   상기 클러치 허브의 스플라인부에 결합되는 상기 클러치 디스크의 일단이 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 다판 클러치.
4. 청구항 3 에 있어서,

   상기 클러치 디스크의 일단은 복수회 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 다판 클러치.
5. 청구항 1 에 있어서,

   상기 클러치 디스크의 재질은 스프링강인 것을 특징으로 하는 다판 클러치.

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