KR20120105190A - 자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트에 관한 것으로, 형상이 개선된 오일 그루브(33)에 의해 오일을 이용한 윤활성능 및 칩의 배출성능을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 이를 통해 클러치 플레이트(30)의 내구성을 크게 향상시킬 수 있도록 된 것이다.
이를 달성하기 위한 본 발명 클러치 플레이트(30)의 오일 그루브(33)는, 상기 클러치 플레이트(30)가 회전을 할 때에 상기 클러치 플레이트(30)의 내경쪽인 입구(33a)쪽 압력이 상기 클러치 플레이트(30)의 외경쪽인 출구(33b)쪽 압력보다 크게 형성될 수 있도록 상기 입구(33a)쪽의 단면적보다 상기 출구(33b)쪽의 단면적이 더 크게 형성되면서, 상기 입구(33a)쪽의 깊이(D1)보다 상기 출구(33b)쪽의 깊이(D2)가 더 깊게 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트{CLUTCH PLATE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION CLUTCH}

본 발명은 자동 변속기의 클러치 구성품으로서 사용되는 자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트에 관한 기술이다.

일반적으로, 자동차의 자동 변속기는 주행 중 스로틀의 개도와 차속이 변화되는 상태에 따라 변속비를 설정된 변속패턴에 의거 추종할 수 있도록 전환시켜 주는 장치로서, 주행 중 변속에 대한 부담감을 줄여 운전의 편의성을 도모할 뿐만 아니라 발진과 가속 및 감속을 원활하게 하여 승차감을 향상시키도록 된 것이다.

상기 자동 변속기의 구성중에는 다수개의 기어류를 매개로 소정의 기어열을 형성하는 유성기어장치가 있는 바, 상기 유성기어장치에는 변속시 다수의 변속단의 형성을 위해 해당 기어열과 변속기의 입력축 내지 변속기의 케이스 사이를 연결하여 동력의 전달 및 작동의 제한을 선택적으로 실시하는 다수의 마찰요소가 있다.

상기 마찰요소는 클러치와 브레이크로 구분되는데, 그 중 상기 클러치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 변속기 입력축(1)과 슬립이음방식으로 결합되어서 일체로 회전할 수 있게 설치된 클러치 리테이너(2)와, 상기 클러치 리테이너(2)와의 사이에 작동유압실(3)을 형성하도록 설치된 클러치 피스톤(4)과, 상기 클러치 피스톤(4)과의 사이에 밸런스유압실(5)을 형성하도록 설치된 피스톤 리테이너(6)와, 상기 클러치 피스톤(4)의 동작에 탄력적인 복귀력을 제공할 수 있도록 양단이 상기 클러치 피스톤(4)과 상기 피스톤 리테이너(6)에 지지되어 설치된 접시 리턴스프링(7)과, 상기 클러치 리테이너(2)의 회전 동력을 클러치 허브(8)로 전달할 수 있도록 상기 클러치 리테이너(2)와 상기 클러치 허브(8)사이에서 상기 클러치 리테이너(2)와 상기 클러치 허브(8)를 연결하도록 설치된 다수개의 클러치 플레이트(10)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 클러치 리테이너(2)에는 상기 작동유압실(3)측으로 작동오일을 공급하기 위한 작동유압 공급홀(2a) 및 상기 밸런스유압실(5)측으로 밸런스 오일을 공급하기 위한 밸런스압 공급홀(2b)이 형성된다.

상기 클러치 플레이트(10)는 다수개의 돌기(11a)가 외주면을 따라 형성된 외접형 플레이트(11)와, 다수개의 돌기(13a)가 내주면을 따라 형성된 내접형 플레이트(13)로 구성되는 바, 상기 외접형 플레이트(11)와 상기 내접형 플레이트(13)는 클러치 리테이너(2)와 클러치 허브(8) 사이의 공간에 한 개씩 교대로 포개어진 상태가 되도록 설치된다.

상기와 같이 구성된 클러치는 작동유압 공급홀(2a)을 통해 작동유압실(3)로 유압이 공급되어 클러치 피스톤(4)이 리턴스프링(7)의 힘을 이기고 피스톤 리테이너(6)쪽으로 이동하게 되면, 상기 클러치 피스톤(4)이 클러치 플레이트(10)를 가압하게 되는 바, 이때 상기 클러치 플레이트(10)의 외접형 플레이트(11)와 내접형 플레이트(13)가 클러치 피스톤(4)의 가압에 의해 서로 마찰 결합을 하게 되며, 이에 따라 변속기 입력축(1)의 동력(회전동력)은 클러치 리테이너(2)와 클러치 플레이트(8)를 통해 클러치 허브(8)로 전달이 이루어지게 된다.

그리고, 밸런스압 공급홀(2b)을 통해 밸런스유압실(3)로 유압이 공급되고 작동유압실(3)로부터 유압이 배출되면 클러치 피스톤(4)은 리턴스프링(7)의 복원력에 의해 원위치로 복귀하게 되고, 동시에 클러치 플레이트(10)의 외접형 플레이트(11)와 내접형 플레이트(13)들은 서로 떨어져서 비 접촉상태가 됨에 따라 변속기 입력축(1)이 회전하더라도 이때의 회전력은 클러치 허브(8)로 전달되지 않게 된다.

한편, 클러치 플레이트(10)의 일면에는 다수개의 오일 그루브(15; oil groove)가 일정간격을 유지하면서 원주방향을 따라 형성되어 있는데, 상기 오일 그루브(15)는 외접형 플레이트(11)와 내접형 플레이트(13)가 서로 마찰 결합되어 회전할 때에 원심력의 원리에 의해 오일이 통과하는 홈에 해당한다.

상기 오일 그루브(15)는 외접형 플레이트(11)와 내접형 플레이트(13)가 서로 마찰 결합되어 회전할 때에 윤활작용을 하여 마찰열에 의한 플레이트의 소착현상을 방지함으로써 클러치 플레이트(10)의 내구성 향상을 도모하고, 또한 외접형 플레이트(11)와 내접형 플레이트(13)가 서로 마찰 결합되어 회전할 때에 마모에 의해 발생하는 칩(chip)을 외부로 배출할 수 있도록 상기 칩의 이동통로 역할을 수행하게 된다.

그런데, 종래의 오일 그루브(15)는 클러치 플레이트(10)의 중심에서 방사상 방향을 따라 단순히 일자 형태이면서 직사각형 단면모양을 갖도록 형성된 것이기 때문에, 상기 오일 그루브(15)를 통한 칩의 배출이 용이하게 진행되지 않는 단점이 있었다.

즉, 외접형 플레이트(11)와 내접형 플레이트(13)가 서로 마찰 결합되어 회전할 때에 발생하는 칩은 오일 그루브(15)를 따라 클러치 플레이트(10)의 내경쪽에서 외경쪽으로 이동하면서 배출된다.

그런데, 종래의 오일 그루브(15)는 클러치 플레이트(10)의 내경쪽 단면적과 외경쪽 단면적이 동일한 직사각형 모양으로 형성된 것이기 때문에 내경쪽 압력과 외경쪽 압력이 거의 동일한 바, 이에 따라 칩이 오일 그루브(15)를 통해 클러치 플레이트(10)의 외측으로 용이하게 배출되지 못하는 단점이 있었던 것이다.

상기와 같이 칩이 원활하게 배출되지 못하면 칩에 의한 외접형 플레이트(11)와 내접형 플레이트(13)의 소착현상이 발생하게 되고, 이로 인해 클러치의 동력 단속이 제대로 진행되지 않게 됨으로써 클러치의 고장을 유발시키는 문제로 발전하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 외접형 플레이트와 내접형 플레이트가 서로 마찰 결합되어 회전할 때에 마모로 인해 발생하는 칩이 오일 그루브를 따라 클러치 플레이트의 내경쪽에서 외경쪽으로 원활히 이동하면서 배출될 수 있도록 상기 오일 그루브가 상기 클러치 플레이트의 내경쪽 단면적보다 외경쪽 단면적이 더 크게 형성된 자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수개의 오일 그루브가 원주방향을 따라 일정간격으로 형성된 자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트에 있어서, 상기 오일 그루브는 상기 클러치 플레이트가 회전을 할 때에 상기 클러치 플레이트의 내경쪽인 입구쪽 압력이 상기 클러치 플레이트의 외경쪽인 출구쪽 압력보다 크게 형성될 수 있도록 상기 입구쪽의 단면적보다 상기 출구쪽의 단면적이 더 크게 형성되면서, 상기 입구쪽의 깊이보다 상기 출구쪽의 깊이가 더 깊게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일 그루브는 상기 클러치 플레이트의 회전방향을 따라 원호모양으로 형성되면서, 인접한 상기 오일 그루브사이의 간격은 상기 출구쪽 간격보다 상기 입구쪽 간격이 더 큰 치수를 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 오일 그루브의 전체 면적은 상기 클러치 플레이트의 한쪽 면 전체 면적에 대해 78％?82％가 되도록 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트는, 형상이 개선된 오일 그루브에 의해 오일을 이용한 윤활성능 및 칩의 배출성능을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 이를 통해 클러치 플레이트의 내구성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 자동 변속기용 클러치의 구성을 보여주기 위한 도면,
도 2는 종래의 클러치 플레이트를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 클러치 플레이트의 도면,
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트는 도 1 및 도 2를 참조로 전술하였던 바와 같이 변속기 입력축의 동력을 클러치 허브로 전달하거나 또는 동력전달을 단속하기 위한 것으로, 돌기가 형성된 위치에 따라 외접형 플레이트와 내접형 플레이트로 분류된다.

도 3에 도시된 본 발명에 따른 클러치 플레이트(30)는 다수개의 돌기(31)가 외주면을 따라 형성된 외접형 플레이트로서, 클러치 리테이너와 클러치 허브 사이의 공간에 외접형 플레이트와 내접형 플레이트가 한 개씩 교대로 포개어진 상태가 되도록 설치된다.

따라서, 자동 변속기의 클러치는 작동유압 공급홀을 통해 작동유압실로 유압이 공급될 때 클러치 피스톤의 이동에 의해 외접형 플레이트와 내접형 플레이트가 서로 마찰 결합을 하게 되며, 이에 따라 변속기 입력축의 동력(회전동력)은 클러치 리테이너와 클러치 플레이트를 통해 클러치 허브로 전달이 이루어지게 된다.

그리고, 밸런스압 공급홀을 통해 밸런스유압실로 유압이 공급되고 작동유압실로부터 유압이 배출될 때에는 마찰 접촉상태의 외접형 플레이트와 내접형 플레이트가 서로 떨어져서 비 접촉상태가 됨에 따라 변속기 입력축이 회전하더라도 이때의 회전력은 클러치 허브로 전달되지 않게 된다.

한편, 클러치 플레이트는 외접형 플레이트와 내접형 플레이트가 서로 마찰 결합되어 회전할 때에 열에 의한 소착현상이 발생하지 않아야 하며 이의 역할을 담당하는 것이 윤활작용을 하는 오일인 바, 이를 위해 상기 클러치 플레이트에는 오일이 통과할 수 있는 오일 그루브(oil groove)가 형성된다.

외접형 플레이트와 내접형 플레이트가 서로 마찰 결합되어 회전할 때에 오일은 원심력의 원리에 의해 상기 오일 그루브를 따라 클러치 플레이트의 내경쪽에서 외경쪽으로 이동하면서 배출된다.

또한, 상기 클러치 플레이트는 외접형 플레이트와 내접형 플레이트가 서로 마찰 결합되어 회전할 때에 마모에 의한 칩(chip)이 발생하게 되는데, 상기 칩은 외접형 플레이트와 내접형 플레이트의 소착현상을 유발하기 때문에 상기 오일 그루브를 통해 원활히 배출될 수 있어야 한다.

상기 칩도 오일 그루브를 따라 클러치 플레이트의 내경쪽에서 외경쪽으로 이동하면서 배출된다.

도 3 및 도 4에 도시된 본 발명에 따른 클러치 플레이트(30)는 윤활작용 향상과 보다 원활한 칩의 배출을 위해 제안된 것이며, 이를 위해 클러치 플레이트(30)의 일면에 형성된 오일 그루브(33)는 상기 클러치 플레이트(30)가 회전을 할 때에 상기 클러치 플레이트(30)의 내경쪽인 입구(33a)쪽 압력이 상기 클러치 플레이트(30)의 외경쪽인 출구(33b)쪽 압력보다 크게 형성될 수 있도록 상기 입구(33a)쪽의 단면적보다 상기 출구(33b)쪽의 단면적이 더 크게 형성된다.

상기와 같이 클러치 플레이트(30)의 내경쪽인 입구(33a)쪽 압력이 상기 클러치 플레이트(30)의 외경쪽인 출구(33b)쪽 압력보다 크게 형성되면, 오일은 원심력의 원리에 의해 상기 오일 그루브(33)를 따라 클러치 플레이트(30)의 내경쪽에서 외경쪽으로 이동하면서 배출될 때에 보다 빠르고 원활하게 배출될 수 있게 되므로, 오일에 의한 윤활성능을 더욱 향상시킬 수 있게 되고, 이를 통해 소착현상 방지 및 클러치 플레이트(30)의 내구성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 클러치 플레이트(30)는 오일 그루브(33)의 입구(33a)쪽 압력이 출구(33b)쪽의 압력보다 크게 형성될 수 있도록 하기 위해, 상기 입구(33a)쪽의 깊이(D1)보다 상기 출구(33b)쪽의 깊이(D2)가 더 깊게 형성된 구조를 갖는다.

그리고, 본 발명에 따른 클러치 플레이트(30)는 상기 오일 그루브(33)가 상기 클러치 플레이트(30)의 회전방향(R1)을 따라 원호모양으로 형성되면서 양단이 상기 클러치 플레이트(30)의 내경쪽과 외경쪽으로 각각 개방되게 형성된 구조를 갖는다.

상기와 같이 오일 그루브(33)가 클러치 플레이트(30)의 회전방향(R1)을 따라 원호모양으로 형성되면 회전하는 클러치 플레이트(30)의 특성상 오일 그루브(33)를 따라 이동하는 오일의 통과 성능 및 칩의 배출성능을 향상시킬 수 있게 되며, 이는 클러치 플레이트의 중심에서 방사상 방향을 따라 단순히 일자 형태이면서 직사각형 단면모양을 갖도록 형성된 종래의 오일 그루브(도 1 및 도 2 참조)보다 오일 통과 성능 및 칩의 배출성능을 크게 개선할 수 있게 된다.

또한, 오일 그루브(33)의 양단이 클러치 플레이트(30)의 내경쪽과 외경쪽으로 각각 개방되게 형성된 구조가 되면, 상기 오일 그루브(33)를 통한 오일 통과 및 칩의 배출에 있어 저항을 없앨 수 있게 됨에 따라 보다 오일에 의한 윤활성능 향상 및 칩의 배출성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 클러치 플레이트(30)는 인접한 상기 오일 그루브(33)사이의 간격이 상기 출구(33b)쪽 간격(L2)보다 상기 입구(33a)쪽 간격(L1)이 더 큰 치수를 갖도록 형성된다.

클러치 플레이트(30)를 구성하는 외접형 플레이트와 내접형 플레이트가 서로 마찰 접촉하여 결합될 때에 내경쪽 부위는 외경쪽 부위보다 더 많은 면적으로 접촉을 하는 것이 일반적이다.

이러한 상황에서 상기 입구(33a)쪽 간격(L1)과 상기 출구(33b)쪽 간격(L2)이 동일하거나 또는 상기 입구(33a)쪽 간격(L1)이 상기 출구(33b)쪽 간격(L2)보다 더 작은 치수를 갖는 구성이 되면, 상기 입구(33a)쪽 간격(L1)에서 받는 스트레스(stress)가 크게 증가하게 됨에 따라 상기 입구(33a)쪽 간격(L1)부위는 쉽게 파손된다.

따라서, 본 발명은 상기 입구(33a)쪽 간격(L1)이 상기 출구(33b)쪽 간격(L2)보다 더 큰 치수를 갖도록 형성하여, 상기 입구(33a)쪽 간격(L1)의 접촉면적을 확대하고, 이를 통해 상기 입구(33a)쪽 간격(L1)부에서 받는 스트레스를 분산시킬 수 있도록 함으로써 상기 입구(33a)쪽 간격(L1)부의 파손을 방지하고, 더 나아가 클러치 플레이트(30)의 전체적인 내구성 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 클러치 플레이트(30)는 상기 오일 그루브(33)의 전체 면적이 상기 클러치 플레이트(30)의 한쪽 면 전체 면적에 대해 78％?82％가 되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

만약, 오일 그루브(33)의 전체 면적이 클러치 플레이트(30)의 한쪽 면 전체 면적에 대해 78％ 이하가 되면 상기 오일 그루브(33)를 이용한 오일 윤활 성능 및 칩의 배출 성능이 급격히 떨어지게 되고, 반대로 82％ 이상이 되면 클러치 플레이트(30)를 이용한 동력 전달시 외접형 플레이트와 내접형 플레이트의 마찰 접촉력이 급격히 떨어지게 됨으로써 클러치 허브로의 동력전달이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 동력전달과 오일 그루브(33)를 이용한 오일 윤활 성능 및 칩의 배출 성능을 모두 고려하여 볼 때 오일 그루브(33)의 전체 면적이 클러치 플레이트(30)의 한쪽 면 전체 면적에 대해 78％?82％가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 클러치 플레이트(30)는 오일 그루브(33)의 형상을 개선하여 오일을 이용한 윤활성능과 칩의 배출성능을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

30 - 클러치 플레이트 33 - 오일 그루브
33a - 입구 33b - 출구

Claims (3)

1. 다수개의 오일 그루브가 원주방향을 따라 일정간격으로 형성된 자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트에 있어서,
   상기 오일 그루브(33)는
   상기 클러치 플레이트(30)가 회전을 할 때에 상기 클러치 플레이트(30)의 내경쪽인 입구(33a)쪽 압력이 상기 클러치 플레이트(30)의 외경쪽인 출구(33b)쪽 압력보다 크게 형성될 수 있도록 상기 입구(33a)쪽의 단면적보다 상기 출구(33b)쪽의 단면적이 더 크게 형성되면서
   상기 입구(33a)쪽의 깊이(D1)보다 상기 출구(33b)쪽의 깊이(D2)가 더 깊게 형성된 것
   을 특징으로 하는 자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 오일 그루브(33)는 상기 클러치 플레이트(30)의 회전방향(R1)을 따라 원호모양으로 형성되면서 양단이 상기 클러치 플레이트(30)의 내경쪽과 외경쪽으로 각각 개방되게 형성되고;
   인접한 상기 오일 그루브(33)사이의 간격은 상기 출구(33b)쪽 간격(L2)보다 상기 입구(33a)쪽 간격(L1)이 더 큰 치수를 갖도록 형성된 것
   을 특징으로 하는 자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 오일 그루브(33)의 전체 면적은 상기 클러치 플레이트(30)의 한쪽 면 전체 면적에 대해 78％?82％가 되도록 형성된 것
   을 특징으로 하는 자동 변속기 클러치용 클러치 플레이트.

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