KR20170013023A

KR20170013023A - 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징

Info

Publication number: KR20170013023A
Application number: KR1020150105829A
Authority: KR
Inventors: 손상철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2017-02-06
Also published as: KR101704241B1

Abstract

본 발명은 크랭크 축의 회전에 따라 함께 회전하는 플라이 휠을 구비하는 하우징 본체와 상기 하우징 본체의 내부에서 상기 플라이 휠에 밀착되거나 이격되어 동력 전달을 단속하는 클러치 디스크 및 상기 하우징 본체에 설치되고, 상기 플라이 휠과 상기 클러치 디스크 사이의 마찰면에서 발생된 열을 상기 하우징 본체의 외부로 배출시키는 냉각 팬을 포함한다.

Description

차량의 수동 변속기용 클러치 하우징{Clutch housing for manual transmission of vehicle}

본 발명은 차량의 수동 변속기용 크러치 하우징에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라이 휠과 클러치 디스크 사이의 마찰열을 외부로 배출시켜 냉각이 이루어지도록 하는 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진의 동력 전달 과정을 간단히 살펴보면, 실린더의 폭발 행정에 의해 크랭크 샤프트의 맥동 회전력은 플라이 휠로 전달되고, 플라이 휠에 전달된 회전력은 관성에 의해서 일정한 회전력으로 변환되어 클러치로 전달된다.

여기서, 클러치에 전달된 회전력은 클러치 디스크와 연결된 클러치 샤프트의 단속을 통해 트랜스미션으로 전달되고, 트랜스미션에 전달된 회전력은 메인 샤프트와 카운트 샤프트에 의해 변환되어 프로펠러 샤프트로 전달된다.

그리고, 프로펠러 샤프트에 전달된 회전력은 종감속 기어와 차동장치 및 액슬 샤프트를 거쳐 구동 바퀴로 전달된다.

상기와 같이 크랭크 샤프트의 맥동적 회전력을 관성에 의해 일정한 회전력으로 변환시키는 플라이 휠은 주철제의 관성 원판으로서, 클러치 디스크와의 마찰에 의해 열이 많이 발생되게 된다.

이때, 차량의 저속 주행 중에 잦은 변속 시 클러치 디스크와 플라이 휠의 마찰면의 마찰 접촉횟수가 많아짐에 따라 마찰에 따른 마찰온도가 높아져 플라이 휠과 클러치 디스크의 내구성을 저하시키게 되고, 결과적으로는 클러치 디스크의 높은 열에 의한 마찰면과의 슬립이 이루어지게 되며, 그에 따라 발생된 더스트에 의해 클러치의 기능이 저하되는 문제점이 있다.

대한민국공개특허 제10-2003-0088236호(2003.11.19.)

본 발명의 목적은, 클러치 하우징 본체에 냉각 팬을 설치하여 플라이 휠에 의해 회전이 이루어지도록 함으로써, 플라이 휠과 클러치 디스크의 마찰면에 대한 마찰열을 방열하여 냉각이 이루어지도록 하는 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징은 크랭크 축의 회전에 따라 함께 회전하는 플라이 휠을 구비하는 하우징 본체와 상기 하우징 본체의 내부에서 상기 플라이 휠에 밀착되거나 이격되어 동력 전달을 단속하는 클러치 디스크 및 상기 하우징 본체에 설치되고, 상기 플라이 휠과 상기 클러치 디스크 사이의 마찰면에서 발생된 열을 상기 하우징 본체의 외부로 배출시키는 냉각 팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징은 상기 플라이 휠에 고정 형성되며, 상기 클러치 디스크를 상기 플라이 휠 측으로 밀어 선택적으로 마찰 접촉시키는 압력판을 구비하는 클러치 커버를 더 포함한다.

여기서, 상기 냉각 팬은 상기 하우징 본체의 하부 외주면에 돌출 형성된 더스트 홀에 설치된다.

이러한 상기 냉각 팬은 상기 크랭크 축과 동일한 설치방향을 따라 상기 더스트 홀의 내부에 설치되는 회전 축 및 상기 회전 축의 외주면에 복수개로 결합되며, 상기 플라이 휠의 회전에 의해 회전하여 상기 하우징 본체의 내부의 공기를 순환시키는 블레이드를 구비한다.

그리고, 상기 냉각 팬은 상기 회전 축의 길이 방향 상에 설치되고, 상기 회전 축의 길이가 가변되도록 형성되는 탄성부재를 더 구비하고, 상기 회전 축은 상기 더스트 홀에 마련된 체결 홈에 베어링이 압입되면, 상기 탄성부재에 의해 길이가 가변되어 양단부가 상기 베어링에 삽입되어 설치된다.

또한, 상기 냉각 팬은 상기 플라이 휠의 회전 시 발생되는 회전력에 의해 회전된다.

한편, 상기 냉각 팬은 상기 하우징 본체의 하부에서 상기 플라이 휠의 회전 반경에 간섭이 발생하지 않는 범위 내에서 복수개로 설치된다.

또한, 상기 냉각 팬은 상기 마찰면에서 발생된 마찰재를 회전에 의해 상기 하우징 본체의 외부로 배출시킨다.

본 발명은, 클러치 하우징 본체에 냉각 팬을 설치하여 플라이 휠의 회전에 의해 냉각 팬의 회전이 이루어지도록 함으로써, 플라이 휠과 클러치 디스크의 마찰면에 대한 마찰열을 방열하여 냉각이 이루어지도록 하는 효과를 갖는다.

그에 따라, 본 발명은 플라이 휠과 클러치 디스크 사이에서 발생하는 마찰열을 최소로 하여 클러치 디스크의 조기 마모를 방지할 수 있기 때문에, 클러치 디스크의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

그리고, 본 발명은 플라이 휠과 클러치 디스크의 마찰에 의해 발생된 마찰재가 냉각 팬의 회전에 의해 하우징 본체의 외부로 배출되도록 함으로써, 마찰재에 의한 동력손실을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징의 작동 상태를 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징의 동작을 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 종래의 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징의 냉각 팬을 보여주는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징의 설치 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징의 작동 상태를 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징은 하우징 본체(100), 클러치 디스크(200) 및 냉각 팬(300)을 포함한다.

먼저, 하우징 본체(100)는 크랭크 축(10)의 회전에 따라 함께 회전하는 플라이 휠(110)을 구비한다.

클러치 디스크(200)는 하우징 본체(100)의 내부에서 플라이 휠(110)에 밀착되거나 이격되어 동력 전달을 단속한다.

즉, 차량의 클러치는 엔진 시동 시, 또는 기어 변속 시에는 엔진과 변속기간 연결을 차단하고, 변속 완료 및 주행 시에는 엔진의 동력을 변속기 측으로 전달하는데 이용된다.

여기서, 차량의 클러치는 엔진의 크랭크축(10)에 연결되는 플라이 휠(110)과, 변속기의 구동 축과 연결되는 클러치 디스크(200)간 접촉을 조절하는 것에 의해 엔진 동력의 변속기 측 전달을 단속하는 역할을 한다.

다시 말해, 차량의 주행 시에는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 플라이 휠(110)이 크랭크축(10)의 회전과 동일하게 회전하고, 그에 따라 플라이 휠(110)와 접촉하는 클러치 디스크(200) 또한 플라이 휠(110)과 동일한 속도로 회전하게 된다.

이러한 클러치 디스크(200)는 플라이 휠(110)과 마찰 접촉된 상태를 유지하다가, 도 2의 (b)와 같이 변속을 위하여 차량의 클러치 페달을 밟으면, 후술 될 클러치 커버(400)의 판 스프링 작동으로 플라이 휠(110)과의 마찰면(A)에서 이탈하게 되고, 그에 따라 고속으로 회전하는 플라이 휠(110)과는 다르게 관성에 의한 저속 회전을 하게 된다.

이후, 차량의 변속이 완료되면, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 클러치 커버(440)의 판 스프링 복원력으로 클러치 디스크(200)가 플라이 휠(110)과 접촉하게 되고, 이때 플라이 휠(110)과 클러치 디스크(200) 간의 상대속도로 인해 슬립이 발생하여 마찰면(A)에서 마찰열이 발생한다.

더 자세히 설명하면, 플라이 휠(110)은 크랭크 축(10)에 의해 엔진의 회전 속도와 동일한 속도로 고속 회전하게 되고, 클러치 디스크(200)는 플라이 휠(110)과의 마찰면(A)에서 이탈함에 따라 저속인 관성 회전 속도로 회전하게 되기 때문에, 변속이 완료되어 다시 플라이 휠(110)과 클러치 디스크(200)가 접촉하게 되면, 회전 속도 차이로 인해 슬립이 발생하게 되는 것이다.

그에 따라, 클러치 디스크(200)는 잦은 변속으로 인한 플라이 휠(110)과의 접촉으로 인해 조기 마모가 발생할 수 있고, 심지어는 내구성이 약해져 파손이 발생할 수도 있다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징은 냉각 팬(300)을 포함한다.

냉각 팬(300)은 하우징 본체(100)에 설치되고, 별도의 구동을 위한 장치 없이 플라이 휠(110)의 회전 시 발생되는 회전력에 의해 회전한다.

냉각 팬(300)은 플라이 휠(110)과 클러치 디스크(200) 사이의 마찰면(A)에서 발생된 열을 하우징 본체(100)의 외부로 배출시킨다.

즉, 냉각 팬(300)은 회전 시 하우징 본체(100)의 외부의 공기가 하우징 본체(100)의 내부로 인입되도록 하고, 마찰면(A)에서 발생된 열을 하우징 본체(100)의 외부로 배출시켜 열이 순환되도록 함으로써, 마찰면(A)에서 발생한 마찰열을 냉각시킬 수 있다.

이러한 냉각 팬(300)은 열 전달 계수가 높고, 비중이 작아 경량화 할 수 있어 회전이 용이하며, 결과적으로는 발열 기능을 최대화 하기 위하여 알루미늄의 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 필요에 의해 다른 부재의 사용이 가능할 수 있다.

한편, 클러치 커버(400)는 플라이 휠(110)에 고정 형성되며, 클러치 디스크(200)를 플라이 휠(110) 측으로 밀어 선택적으로 마찰 접촉시키는 압력판(410)을 구비한다.

이러한 클러치 커버(400)는 전술된 바와 같이 판 스프링 복원력을 통해 주행 시 또는 변속 시에 따라 클러치 디스크(200)가 선택적으로 플라이 휠(110)과 접촉할 수 있도록 하는 역할을 한다.

이하, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징의 동작을 보여주는 도면이고, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 종래의 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징은 하우징 본체(100) 내부에 플라이 휠(110)을 구비하고, 이러한 플라이 휠(110)의 회전에 따라 냉각 팬(300)이 함께 회전하도록 함으로써, 마찰면(A)에 대한 냉각이 이루어지도록 한다.

즉, 차량의 주행에 따른 엔진 운전 중에 플라이 휠(110)은 시계방향으로 회전하고, 이때 발생하는 풍력에 의해 냉각 팬(300)은 플라이 휠(110)과 반대방향으로 회전하게 된다.

그에 따라, 냉각 팬(300) 외부에 개방되어 있기 때문에, 회전 시 외부 공기를 공급받고, 하우징 본체(100) 내부의 과열된 공기를 외부로 배출시켜 마찰면(A)에 대한 냉각 작용이 이루어지도록 한다.

여기서, 냉각 팬(300)은 하우징 본체(100)의 하부 외주면에 돌출 형성된 더스트 홀(100a)에 설치된다.

다시 말해, 냉각 팬(300)은 도 4에 도시된 바와 같이 종래의 플라이 휠(110)과 클러치 디스크(200) 사이의 슬립에 의한 마모 발생 시, 마모된 마찰재가 배출되도록 형성되는 하우징 본체(100)의 하부에 돌출 형성된 더스트 홀(100a) 상에 설치된다.

이러한 냉각 팬(300)은 회전 축(310) 및 블레이드(320)를 구비한다.

회전 축(310)은 더스트 홀(100a)의 폭 길이에 대응되는 길이로 마련되며, 크랭크 축(10)과 동일한 설치방향을 따라 더스트 홀(100a)의 내부에 설치된다.

블레이드(320)는 날개 형상으로 형성되어 회전 축(310)의 외주면에 복수개로 결합되며, 플라이 휠(110)의 회전에 의해 플라이 휠(110)과 반대방향으로 회전함으로써, 외부의 공기는 하우징 본체(100) 내부로 유입시키고, 마찰면(A)의 과열된 열은 하우징 본체(100) 외부로 배출시킬 수 있다.

냉각 팬(300)은 하우징 본체(100)의 하부에서 플라이 휠(110)의 회전 반경에 간섭이 발생하지 않는 범위 내에서 복수개로 설치될 수 있고, 그에 따라 플라이 휠(110)의 회전 시 강한 회전력을 얻을 수 있다.

이를 위해, 하우징 본체(100)의 하부에는 복수개의 돌출된 더스트 홀(100a)이 형성될 수 있으며, 이는 냉각 팬(300)이 플라이 휠(110)의 회전 반경 간섭되지 않으면서도 용이하게 하우징 본체(100)에 설치될 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 냉각 팬(300)은 전술된 바와 같이 외부의 공기를 내부로 인입시키고, 마찰면(A)의 과열된 열을 외부로 배출시킴과 동시에, 플라이 휠(110)과 클러치 디스크(200)의 슬립 시 발생된 마찰재가 하우징 본체(100)의 외부로 배출되도록 한다.

즉, 냉각 팬(300)은 마찰재가 발생함에 따라 자중에 의해 하우징 본체(100)의 하부로 낙하하게 되면, 블레이드(320)의 회전에 의해 하우징 본체(100)의 외부로 배출되도록 할 수 있다.

이하, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징의 냉각 팬을 보여주는 도면이고, 도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징의 설치 상태를 보여주는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징은 냉각 팬(300)을 포함하고, 이러한 냉각 팬(300)은 더스트 홀(100a) 상에 설치된다.

여기서, 냉각 팬(300)은 더스트 홀(100a)에 용이하게 설치될 수 있도록 탄성부재(미도시)를 구비한다.

즉, 탄성부재(미도시)는 블레이드(320)의 설치 영역을 제외한 회전 축(310)의 길이 방향을 따라 내부 양단부 상에 설치되고, 회전 축(310)의 길이가 가변되도록 형성된다.

다시 말해, 회전 축(310)은 더스트 홀(100a)에 마련된 체결 홈(H)에 베어링(330)이 압입되면, 사용자로 하여금 양단부를 압착시켜 내부에 마련된 탄성부재(미도시)에 의해 길이가 가변되도록 함으로써, 양단부가 베어링(330)에 삽입되어 용이하게 설치되도록 한다.

그에 따라, 본 실시예에서는 탄성부재(미도시)를 통해 회전 축(310)의 길이를 더스트 홀(100a)의 폭 방향의 길이에 대응되는 길이로 압착시키고, 더스트 홀(100a)의 내부에서 원래의 길이로 복귀되도록 하여 양단부가 체결 홈(H)에 압입된 베어링(330)에 끼움 결합되도록 함으로써, 회전 축(310)의 조립성 및 정비성을 향상시킬 수 있다.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

10 : 크랭크 축 100 : 하우징 본체
100a : 더스트 홀 110 : 플라이 휠
200 : 클러치 디스크 300 : 냉각 팬
310 : 회전 축 320 : 블레이드
330 : 베어링 400 : 클러치 커버
410 : 압력판 A : 마찰면
H : 체결 홈

Claims

크랭크 축의 회전에 따라 함께 회전하는 플라이 휠을 구비하는 하우징 본체;
상기 하우징 본체의 내부에서 상기 플라이 휠에 밀착되거나 이격되어 동력 전달을 단속하는 클러치 디스크; 및
상기 하우징 본체에 설치되고, 상기 플라이 휠과 상기 클러치 디스크 사이의 마찰면에서 발생된 열을 상기 하우징 본체의 외부로 배출시키는 냉각 팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징.
청구항 1에 있어서,
상기 플라이 휠에 고정 형성되며, 상기 클러치 디스크를 상기 플라이 휠 측으로 밀어 선택적으로 마찰 접촉시키는 압력판을 구비하는 클러치 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각 팬은,
상기 하우징 본체의 하부 외주면에 돌출 형성된 더스트 홀에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징.
청구항 3에 있어서,
상기 냉각 팬은,
상기 크랭크 축과 동일한 설치방향을 따라 상기 더스트 홀의 내부에 설치되는 회전 축; 및
상기 회전 축의 외주면에 복수개로 결합되며, 상기 플라이 휠의 회전에 의해 회전하여 상기 하우징 본체의 내부의 공기를 순환시키는 블레이드;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징.
청구항 4에 있어서,
상기 냉각 팬은,
상기 회전 축의 길이 방향 상에 설치되고, 상기 회전 축의 길이가 가변되도록 형성되는 탄성부재를 더 구비하고,
상기 회전 축은, 상기 더스트 홀에 마련된 체결 홈에 베어링이 압입되면, 상기 탄성부재에 의해 길이가 가변되어 양단부가 상기 베어링에 삽입되어 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각 팬은,
상기 플라이 휠의 회전 시 발생되는 회전력에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각 팬은,
상기 하우징 본체의 하부에서 상기 플라이 휠의 회전 반경에 간섭이 발생하지 않는 범위 내에서 복수개로 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각 팬은,
상기 마찰면에서 발생된 마찰재를 회전에 의해 상기 하우징 본체의 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 차량의 수동 변속기용 클러치 하우징.