KR20090074065A - 클러치 마찰 디스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨브(2), 적어도 하나의 마찰 라이닝(3) 및 개재부(6)를 포함하는 건식-클러치 마찰 디스크에 관한 것으로, 상기 개재부(6)는 크라운(61)을 포함하고, 탭(62, 63)이 상기 크라운으로부터 반경방향 외측으로 연장되며, 상기 웨브(2)는 프로그레시브 영역을 포함하고, 개재부(6)의 반경방향 연장 탭(62, 63)은 상기 프로그레시브 영역에 대향하여 축방향으로 배치되며, 탭(62, 63)은 웨브(2)와 라이닝(들)(3) 사이에 규칙적으로 개재된다. 또한, 본 발명은 이러한 마찰 디스크를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

클러치 마찰 디스크{CLUTCH FRICTION DISK}

본 발명은 특히, 차량용 건식-클러치 마찰 디스크에 관한 것이다. 클러치 마찰 디스크가, 구동축으로 불리는 축에 회전 가능하게 고정된 클러치의 압력판(pressure plate)과 반응판(reaction plate) 사이에 삽입됨으로써, 상기 구동축 상에 고정되도록 설계되는 것이 통상적이다. 클러치가 작동될 때, 상기 압력판은 상기 반응판에 대해 마찰 디스크를 가압한다.

비록, 소정 유형의 마찰 디스크에 적용될 수 있지만, 본 발명은 프로그레시브(progressive)로 알려진 클러치 마찰 디스크에 특히 주목한다.

예를 들어 프랑스 특허 제 1 304 067 호의 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 프로그레시브 클러치 마찰 디스크는 통상 "웨브(web)"로 알려진 대체로 평면 크라운(crown) 형태의 금속성 지지체를 포함하며, 상기 지지체의 외주부는 상기 크라운과 일체형이거나 상기 크라운에 연결된 베인을 제공하는 방식으로 단편화되어 있다.

이들 베인은 오프셋 부분을 포함하며, 중앙-평면의 어느 하나의 측면이 클램핑력(clamping force)의 효과하에서 탄성적으로 변형될 수 있는 방식으로 교대로 접혀 있다.

크라운 형태의 마찰 라이닝은 소정의 적합한 수단에 의해 소정의 상기 오프셋 부분에 고정됨으로써, 상기 지지체의 각 측면 상에 연결된다.

클램핑 과정에서, 베인은 탄성적으로 변형하고, 오프셋 부분은 서로에 대해 더 근접하게 이동한다.

이러한 결과는 마찰 디스크의 클램핑 및 이에 따른 클러치 조작 과정에서의 회전 토크의 전달에 있어서의 프로그레시브성(progressiveness)의 효과이며, 이는 흔들림(jerking)을 현저하게 감소시킬 수 있다.

탄성을 증가시키기 위해, 상기 베인은 절개부 및 개구를 구비한다.

작동 시, 마찰 라이닝은 상당한 열에 종속되며, 이러한 열은 라이닝의 표면 경도를 감소시키는 경향이 있다.

라이닝이 종속되는 클램핑력의 효과하에서, 이들 라이닝은 라이닝 내의 상기 베인의 가피 현상(phenomenon of incrustation)에 자주 종속되는데, 이는 탄성의 손실 및 이에 따른 프로그레시브성의 손실을 야기한다.

이러한 결점을 방지하기 위해, 라이닝과 상기 베인 사이에, 각각의 라이닝에 결합되는 환형 개재부, 특히 강철 스트립 또는 박(leaf)을 개재하는 것이 이미 제안되어 있다. 이미 언급된 프랑스 특허 제 1 304 067 호의 도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같은 이러한 배열이 만족스러운 결과를 보여준다.

이러한 유형의 배열은, 비록 내가피성(resistance to incrustation)에 대해서는 유리하지만, 마찰 디스크의 관성에 있어서의 증가를 유발한다. 이는 보다 덜 가요적인 트랜스미션 체인을 유발하는데, 이러한 현상은 클러치의 결합 상태 및 결 합 해제 상태 동안 특히 현저하게 나타난다.

본 출원인의 특허 출원 FR 2 817 002 호에 개시된 바와 같은 다른 제안은 웨브와 라이닝 사이의 교차 구성으로 이루어지며, 라이닝 중 적어도 하나는 감소된 두께 영역을 포함하고,

- 크라운을 포함하는 개재부의 탭의 삽입으로서, 크라운으로부터 탭이 외부를 향해 반경방향으로 연장되며, 이들 탭은 웨브와 라이닝(들) 사이에 위치되는 영역 내에서 축방향으로 삽입되는 탭의 삽입, 및

- 감소된 두께의 라이닝을 구비한 영역 및 웨브의 병치.

후자의 해결책의 단점은 두께 감소 영역을 포함하는 적어도 하나의 라이닝의 산업적 제조에 관한 어려움이다.

본 발명의 목적은 전술한 단점을 개선하고, 적은 추가 관성 및 가피 현상을 방지하는 마찰 디스크를 제공하는 것이다. 이러한 목적은 웨브, 적어도 하나의 마찰 라이닝 및 개재부를 포함하는 건식 클러치 마찰 디스크에 의해 달성되는데, 상기 개재부가 크라운을 포함하고, 상기 크라운으로부터 탭이 외부를 향해 반경방향으로 연장되고, 웨브는 프로그레시브 영역을 포함하며, 개재부의 반경방향으로 연장하는 탭은 상기 프로그레시브 영역에 대향하여 축방향으로 배치되며, 탭은 웨브와 라이닝(들) 사이에 대칭적으로 삽입된다.

따라서, 본 발명에 따라, 라이닝과 접촉하게 되는 웨브의 모든 영역은 탭에 의해, 즉 간접적인 웨브-탭-라이닝 접촉에 의해 그렇게 되며, 웨브와 라이닝(들) 사이에서는 어떠한 직접적인 접촉도 불가능하다.

이러한 결과는 공지된 유형, 즉 통상적인 산업 기술을 사용하여 제조될 수 있는 대략적으로 일정한 두께의 라이닝을 사용하면서, 환형 개재부를 포함하는 마찰 디스크의 관성에 비해 마찰 디스크의 관성에 있어서의 현저한 감소, 및 라이닝의 가피성의 현저한 감소를 가져온다.

본 발명자들은 대부분의 웨브, 특히 프로그레시브 영역을 포함하는 웨브의 경우에, 가피성의 위험이 라이닝의 표면에 걸쳐 일정하게 분포되지 않는다는 점을 발견하였다. 본 발명에 따른 개재부는 유리하게는, 반경방향 연장 탭이 가피성의 위험성이 가장 큰 마찰 라이닝의 전체 영역과 접촉하게 배열되는 방식으로 클러치 디스크 내에 배치된다. 이들 영역은 특히, 반응판에 대한 마찰 디스크의 결합 상태 동안, 라이닝 상의 웨브에 의해 가해지는 압력이 가장 높은 영역에 대응한다.

본 발명자들은 또한, 개재부의 탭 사이에 자유 공간이 존재하는 것이 특히 유리하다는 점을 발견하였다. 그들은 사실상, 압력이 가장 큰 영역에 가해지는 압력의 효과하에서, 마찰 라이닝의 재료가 휘어질 수 있다는 것을 주목하였다.

가장 큰 압력 영역에서의 이러한 휘어짐은 최신의 환형 개재부가 사용되는 경우, 개재부의 변형을 유발할 수 있다. 탭 사이에 자유 공간을 제공하여 얻어지는 본 발명에 따른 개재부의 특정 형상에 의해, 재료는 이들 자유 공간 내로 휘어질 수 있으며, 이에 따라 개재부에 대한 어떠한 변형도 방지될 수 있다.

일 실시예에 따라, 개재부는 금속의 시트로 형성된다. 이러한 금속의 시트는 대체로 얇다.

전술한 마찰 라이닝(들) 및 개재부는 일반적으로 접착 가공(bonding)에 의해 조립된다.

일 실시예에 따라, 마찰 라이닝(들) 및 개재부는 동일 직경의 내부 원과 외부 원으로 실질적으로 반경방향으로 연장된다.

본 발명에 따른 마찰 디스크의 일부 실시예에 따라, 이하의 특징을 별개로 또는 조합하여 취하게 된다.

- 프로그레시브 영역은 축방향 탄성 변형을 받기 쉬운 베인을 포함함;

- 베인을 포함하는 웨브는 금속의 시트로부터 절개되어 형성됨;

- 베인은, 미리 절개 및 형성되어 웨브를 구성하고 있는 금속의 시트에 부착됨.

본 발명은 또한, 전술된 것으로 프로그레시브 영역을 갖는 웨브, 적어도 하나의 마찰 라이닝 및 개재부를 포함하는 본 발명에 따른 건식-클러치 마찰 디스크를 제조하는 방법에 관한 것으로,

- 이하의 구성요소, 즉 웨브, 마찰 라이닝(들), 개재부(들)가 제공되고,

- 상기 구성요소는 개재부의 탭이 웨브의 프로그레시브 영역 전체에 대향하여 축방향으로 배열되도록 리벳을 사용하여 조립된다.

상기 방법의 일 실시예에 따라, 마찰 라이닝 및 개재부는 마찰 부재의 형태로 미리 조립된다. 따라서, 마찰 디스크의 고정(fitting)이 용이하게 된다.

상기 방법의 다른 실시예에 따라, 구성요소는 리벳에 의해서만 조립되고, 그 일단부는 마찰 라이닝(들)의 카운터보어 표면 상에 안착된다. 따라서, 조립시 접착제의 사용을 회피하는 것 및 가격면에서 유리한 디스크를 얻는 것이 가능하다.

"리벳에 의해서만 조립된"이란 표현은 리벳만이 조립체의 구성요소 사이에서 힘을 전달하게 되어, 구성요소의 서로 간의 고착을 방지하는 조립을 의미한다.

"마찰 라이닝의 카운터보어 표면"이란 표현은 리벳 헤드를 수용하도록 구성된 표면, 특히 대체로 편평하거나 원뿔형인 표면으로서, 특히 각각 편평하거나 원뿔형인 리벳 헤드와 접촉하여 배열할 수 있는 표면을 의미한다. 이들 카운터보어 표면은 라이닝 내에 천공부를 생성하기 위해 라이닝을 밀링 가공함으로써 얻어지게 되며, 상기 천공부는 리벳의 본체가 이동할 수 있는 소직경의 일 부분과, 일단부가 리벳의 헤드를 수용하기 위한 카운터보어 표면을 포함하는 대직경의 일 부분을 구비한다. 대직경부는 리벳 헤드가 새로운 상태로 라이닝에 묻히도록 밀링 가공된다. 리벳을 크림핑(crimping)한 후, 카운터보어 표면의 주요부는 리벳 헤드의 지지체의 영역의 주요부와 접촉하게 된다.

이러한 마찰 디스크가, 플레이트 상의 부하가 높아 결국에는 라이닝 상의 부하가 높게 되는 디젤 엔진에 결합되는 클러치에의 적용에 특히 적합하다는 것을 실증하는 것이 가능하였다.

이러한 마찰 디스크가 이러한 적용예의 원심력에 성공적으로 반응하였으며, 이로써 이들 디스크의 낮은 관성으로 인해, 기어 변속이 매끄럽게 된다는 것이 알려졌다.

본 발명은 이하의 도면에 예시된 비-제한적 예와 함께 이하 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 마찰 디스크의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 마찰 디스크의 개재부에 대한 개략도,

도 3a는 본 발명에 따른 마찰 디스크 장착 이전의 구성요소의 A-A를 따른 단면도,

도 3b는 본 발명에 따른 마찰 디스크의 조립된 구성요소의 A-A를 따른 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 마찰 디스크의 조립된 구성요소의 B-B를 따른 단면도.

명료화를 위해, 이들 도면에 도시된 다른 요소의 치수는 이들 요소의 실제 치수와 비례하지는 않는다. 모든 도면에 있어서, 동일한 도면 부호는 동일한 요소에 대응한다.

본 발명의 문맥에 있어서, "축방향", "축방향으로" 및 "반경방향", "반경방향으로"라는 용어는 마찰 디스크의 회전 축선에 대해 규정된다. "축방향"은 이러한 회전 축선에 대해 평행한 방향을 의미하며, "반경방향"은 이 축선에 직교하여 이 축선을 가로지르는 방향을 가리킨다.

"내부"는 이러한 회전 축선에 인접한 영역을 의미하며, "외부"는 이러한 회전 축선으로부터 반경방향으로 멀리 떨어진 영역을 의미한다.

도 1은 구동축과 일체화될 수 있는 허브(5), 마찰 라이닝(3), 및 점선으로 도시된 웨브(2)를 포함하는 마찰 디스크(1)에 대한 개략적인 정면도를 나타낸다. 탄성 수단, 특히 스프링(4)이 상기 주축으로부터 출력축으로의 진동에 대한 감폭 및/또는 여과가 가능하도록 배열된다.

도 2는 개재부(6)에 대한 도면이다. 이러한 개재부는 마찰 라이닝(3)의 내경에 가까운 내경을 갖는 크라운(61)을 포함한다. 탭(62, 63)이 상기 크라운(61)으로부터 반경방향 외측으로 연장된다. 이들 탭(62, 63)은 바람직하게는, 마찰 라이닝(3)의 외경에 의해 형성되는 한계점까지 연장된다. 일 실시예에 따라, 크라운(61)의 반경방향 폭은 상기 개재부의 내경과 탭의 최외경 방향 연장부 사이로 간주되는 개재부(6)의 전체 반경방향 폭의 20% 이하이다. 일 실시예에 따라, 크라운(61)에 연결되는 탭(62, 63)의 영역은 원주 방향으로 상기 크라운(61)의 외주의 50% 미만을 차지한다.

도시된 탭(62, 63)은 대체로 직사각형 형상이다. 이들은 또한 예를 들어, 내측을 향하는 것보다 외측을 향하여 보다 넓은 플레어(flare) 형상을 갖는다.

탭(62)은 리벳 본체가 관통할 수 있지만, 리벳의 헤드는 관통할 수 없는 개구(64)를 포함한다. 탭(63)은 중실형이다.

도 3은 본 발명에 따른 마찰 디스크의, 도 1의 A-A에 따른 단면을 도시하며, 도 3a에서는 구성요소가 고정되기 이전을 나타내고, 도 3b에서는 구성요소가 고정된 이후를 나타낸다. 개재부(6)는 웨브(2)와 라이닝(3) 사이에서, 웨브(2)의 각 측면 상에 배열된다. 라이닝은 리벳 헤드(7)를 수용하기에 충분히 넓은 하나의 부분(32) 및 리벳 헤드가 관통하는 것을 허용하지 않으면서 리벳 본체의 이동이 가능 하도록 하는 보다 좁은 부분(33)을 갖는 밀링 가공된 구멍을 포함한다. 보다 넓은 부분(32)의 베이스에는 리벳 헤드가 안착될 수 있는 카운터보어 표면(31)이 있다. 라이닝의 구멍(33)의 영역과 접촉하게 되는 개재부(6)의 부분은 또한, 구멍(21)을 포함하는 웨브(2)와 동일한 직경의 구멍(64)을 포함한다. 웨브(2)의 다른 측면 상에 위치되는 라이닝(3)은 리벳 헤드가 관통할 수 있는 구멍(34)을 포함한다. 리벳(7)은 카운터보어 표면(31)과 접촉하는 일측면 상에 리벳의 헤드 하나를 배열하고, 웨브 상에 상기 리벳의 다른 헤드를 배열함으로써, 라이닝(3), 개재부(6) 및 웨브(2)를 함께 유지하도록 크림핑되며, 상기 리벳의 본체는 구멍(33, 64, 21)을 관통한다. 개재부(6)는 미리 마찰 라이닝(3)에 접착 결합될 수 있다.

조립 이후에, 2개의 개재부 사이의 거리(e)는 웨브 내의 프로그레시브 영역의 존재, 특히 축방향으로 탄성 변형 가능한 베인의 형태로부터 기인한다. 이러한 베인은 도 1에 점선으로 도시되며, 도 3 및 도 4에 단면으로 도시된다.

이러한 경우에, 베인은, 미리 절삭되어 웨브(2)를 구성하도록 형성되는 금속 시트에 연결된다.

도 4는 도 3에 도시된 것과 동일한 마찰 디스크의, 도 1의 B-B를 따른 단면도를 나타낸다. 웨브(2)가 베인을 포함하고, 베인의 제 1 부분은 제 1 개재부(6)의 탭(63)과 미끄럼 접촉하며, 제 2 부분은 제 2 개재부(6)의 천공된 탭(62)에 고정되며, 제 3 부분은 제 1 개재부(6)의 천공된 탭(62)에 고정되고, 제 4 부분은 제 2 개재부(6)의 탭(63)과 미끄럼 접촉된다는 것을 용이하게 알 수 있다. 본 도면에 따라, 이 결과는 마찰 디스크의 프로그레시브성를 보장하는 웨브의 영역의 물결 형 상으로 나타난다. 또한, 본 발명에 따라, 라이닝과 접촉하게 되는 웨브(2)의 모든 영역은 탭(62, 63)에 의해 접촉하게 된다.

본 발명은 이들 실시예의 유형에 한정되지 않으며, 비제한적인 유형으로 소정의 등가물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

1. 건식-클러치 마찰 디스크에 있어서,

   웨브(2), 적어도 하나의 마찰 라이닝(3) 및 개재부(6)를 포함하며, 상기 개재부(6)는 크라운(61)을 포함하고, 탭(62, 63)이 상기 크라운(61)으로부터 외측을 향해 반경방향으로 연장되며, 상기 웨브(2)는 프로그레시브 영역(progressive zone)을 포함하고, 반경방향으로 연장되는 상기 개재부(6)의 탭(62, 63)은 상기 프로그레시브 영역에 대향하여 축방향으로 배치되며, 상기 탭(62, 63)은 상기 웨브(2)와 상기 라이닝(들)(3) 사이에 규칙적으로 개재되는

   건식-클러치 마찰 디스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 개재부(6)는 금속 시트(metal sheet)로 형성되는

   건식-클러치 마찰 디스크.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 마찰 라이닝(들)(3) 및 개재부(6)는 접착 결합(bonding)에 의해 조립되는

   건식-클러치 마찰 디스크.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 마찰 라이닝(들)(3) 및 개재부(6)는 동일한 직경의 내측 원 및 외측 원으로 실질적으로 반경방향으로 연장되는

   건식-클러치 마찰 디스크.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프로그레시브 영역은 축방향 탄성 변형이 가능한 베인을 포함하는

   건식-클러치 마찰 디스크.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 베인을 포함하는 웨브(2)는 금속 시트로 절개 형성되는

   건식-클러치 마찰 디스크.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 베인은 미리 절개 형성되어 웨브(2)를 구성하는 금속 시트에 연결되는

   건식-클러치 마찰 디스크.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 건식-클러치 마찰 디스크를 제조하는 방법에 있어서,

   웨브(2), 마찰 라이닝(들)(3) 및 개재부(들)(6)로 이루어지는 구성요소를 제 공하는 단계, 및

   상기 개재부(6)의 탭(62, 63)이 상기 웨브(2)의 전체 프로그레시브 영역에 축방향으로 대향하여 배치되도록, 상기 구성요소가 리벳(7)에 의해 조립되는 단계를 포함하는

   건식-클러치 마찰 디스크 제조 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 마찰 라이닝(3) 및 개재부(6)는 마찰 부재의 형태로 미리 조립되는

   건식-클러치 마찰 디스크 제조 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 구성요소는 리벳(7)에 의해서만 조립되고, 상기 리벳의 일 단부는 상기 마찰 라이닝(들)(3)의 카운터보어 면(31) 상에 안착되는

    건식-클러치 마찰 디스크 제조 방법.

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