KR100757107B1 - 분할된 마찰 부재 - Google Patents

Abstract

분할 마찰 부재는 클러치 조립체에 사용된다. 마찰 부재는 원형이고, 폐이퍼-유사 마찰 층으로 구성된다. 오일 그루브는 각각의 마찰부재 분할체를 따라 연장되어 각각 유체 주입구와 배출구에 인접한 제 1 및 제 2 브릿지에 의해 연결되는 내부 및 외부 섹션을 형성한다.

Description

분할된 마찰 부재{SEGMENTED FRICTION MEMBER}

도 1 은 본 발명에 따른 분할된 마찰 부재의 평면도;

도 2 는 도 1의 2-2 라인을 따른 확대 단면도;

도 3 은 도 1의 3-3 라인을 따른 확대 단면도;

도 4 는 도 1의 4-4 라인을 따른 확대 단면도;

도 5 는 도 1의 5-5 라인을 따른 확대 단면도;

도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할 마찰 부재의 평면도;

도 7 은 본 발명에 따른 도 6의 실시예의 분할 마찰 부재를 포함한 디스크 조립체의 사시도이다.

원형 마찰 부재는 당해 기술분야에서 잘 알려져 있고, 주로 클러치 조립체에 사용된다. 본 명세서와 청구항에 사용된 클러치 조립체라는 용어는 일반적인 용어로서 토크 컨버터(torque converter)와 같은 기관과 많은 다른 "클러치"를 포함하 는 개념이다.

미국 특허 제 5,669,474 호는 토크 컨버터 조립체에 사용되는 원형의 마찰 라이닝을 개시하고 있다. 이 특허는 또한 마찰 라이닝에 오일 그루브를 형성하는 것을 개시하고 있다.

마찰 부재는 주로 마찰성이 있는 페이퍼 기초 마찰 재질로 구성된다.

일반적으로 원형의 마찰 부재는 보통 금속 디스크인 원형 서포트 디스크의 일면 또는 양면에 위치한다. 이러한 전체 디스크 조립체는 클러치 조립체에 위치된다.

분할된 마찰 부재 또한 종래의 기술분야에서 알려져 있다. 분할 마찰 부재는 예컨대, 미국 특허 5,332,075 에 기술되어 있다. 마찰 라이닝에 오일 같은 냉각 유체의 경로로 사용되는 그루브를 제공하는 것도 종래 기술에서 알려져 있다. 오일은 디스크 조립체를 냉각하기 위하여 사용된다. 냉각 효과를 위해, 오일 용량은 충분해야 한다. 이전의 선행기술에서, 종래의 마찰부재에 형성되는 그루브의 깊이는 마찰 부재 두께의 대략 25%~ 50%였다. 그러나, 냉각용량을 향상시키기 위하여 오일 그루브를 마찰 부재 전체를 통하여 충분히 연장하는 것은 예외적인 것이 아니다. 이는 서포트 플레이트와 직접 접촉하여 들어오는 오일로부터 열전달을 최대화한다. 그러나 이러한 종래 기술의 오일 그루브는 종래의 마찰 부재를 약하게 하고, 지지 플레이트에 연결시키기 전의 조절을 어렵게 하는 것이 발견되었다.

종래의 마찰 부재를 통해 연장된 오일 그루브를 형성하기 위하여, 종래의 마찰 부재를 지지 플레이트에 부착한 후 오일 그루브를 성형하거나, 또는 그 반대로 할 필요성이 있으며, 지지 디스크나 지지 플레이트에 부착하기 전에 종래의 마찰 부재 분할체의 각각을 제 위치에 지지하기 위하여 지지링과 같은 분리된 지지부재를 사용할 필요성이 있었다.

본 발명의 목적은 습식 구동 마찰 클러치의 디스크 조립체를 위한 향상된 분할 마찰 부재를 제공하는 것이다. 하나의 바람직한 실시예는 토크 컨버터에서의 사용이다.

이 향상된 분할 마찰 부재는 개략적으로 원형이다. 상기 분할된 마찰 부재는 서로 반대 형상의 단부를 가지는 복수의 아치형 분할체를 포함한다. 상기 단부는 인접한 아치형 분할체의 대응하는 단부와 맞물려진다. 상기 각각의 분할체에는 외부 섹션과 내부 섹션으로 분리하는 연장된 오일 그루브가 형성된다. 오일 주입구는 상기 연장된 오일 그루브의 제 1 단부와 연통하고, 오일 배출구는 연장된 오일 그루브의 제 2 단부과 연통한다. 제 1 및 제 2 브릿지가 상기 내부 섹션을 외부 섹션과 연결한다.

도 1에서 본 발명의 분할된 마찰 부재는 참조 번호 (10)으로 지시되어 있다. 마찰 부재(10)는 원형이고, 보통 페이퍼-유사 재질로 구성된다. 그러나, 마찰 부재(10)는 다른 재질, 예컨대, 프라스틱, 금속, 나일론, 비결정 탄소를 포함한 탄 소등으로 형성될 수도 있다. 분할된 마찰 부재(10)는 상부면(11)과 하부면(12)을 가진다. 분할된 마찰 부재(10)는 복수의 아치형 분할체(14a,14b,14c,14d,14e)를 포함한다. 각각의 분할체는(14a-14e)는 서로 대응되는 단부(15,16)를 가진다. 본 실시예에서 하나의 단부(15)에는 돌출부(17)가 형성되고, 다른 단부(16)에는 이에 대응하는 오목부(18)가 형성된다. 분할체(14a-14e)의 서로 대응하는 단부(15,16)에는 도1에 도시된 바와 같이 전체로서 원형의 분할된 마찰 부재(10)를 형성할 수 있도록 다른 분할체와 서로 대응결합하게 된다.

각각의 분할체(14a-14e)에는 연장된 오일 그루브(20)가 형성된다. 도 1에 도시된 본 실시예에서, 상기 오일 그루브(20)는 분할체(14)의 아치형 길이방향으로 연장되는 구불구불한 통로를 가지고, 한 쌍의 브릿지(22,23)를 제외한 분할체(14)전체를 따라 연장된다. 주로 두개의 브릿지가 사용된다. 그러나, 더 많은 브릿지가사용될 수 있고, 이는 본 발명의 범위내에 포함된다. 각각의 분할체(14a-14e)에는 마찰 부재(10)의 외주면(26)에 인접한 오일 주입구(25)와 마찰 부재(10)의 내주면(28)에 인접한 오일 배출구(27)가 형성된다. 바람직하게는 상기 브릿지(22)는 오일 주입구(25)에 인접하게 배치되고, 브릿지(23)는 오일 배출구(27)에 인접하게 배치된다. 추가 오일 주입구와 배출구가 그루브(20)과 연통하도록 제공될 수 있다. 오일 그루브(20)의 나머지 부분은 분할된 마찰 부재(10)를 따라 상부면(11)에서 하부면(12)까지 연장된다. 본 구조는, 예컨대 마찰 부재(10)을 전체 디스크 조립체의 지지 플래이트에 고정하거나 위치시킨 후에 오일 그루브를 가공하는 등의 문제 없이, 제조 중 분할된 마찰 부재(10)를 다이 컷(die cut)되도록 할 수 있다.

오일 그루브(20)가 분할된 마찰 부재(10)를 따라 충분히 연장됨으로써, 최대로 필요한 유체 냉각을 행할 수 있다.

브릿지(22,23)는 주로 필요한 두께로 압축하는 성형 다이로 제작된다. 바람직한 실시예에서, 브릿지(22,23)는 내부 섹션(24)과 외부 섹션(25)으로 나눈다. 오일 그루브(20)의 나머지 부분이 상부면(11)에서 하부면(12)까지 연장되는 반면, 상기 브릿지(22,23)는 내부 섹션(24)과 외부 섹션(29)을 하나의 집합체로서 함께 연결한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 주입구 브릿지(22)는 마찰 부재(10)의 상부면(11)과 하부면(12)에 의해 결정된 깊이보다 50% 덜 압축된다. 브릿지(22,23)의 높이 또는 두께는 라이닝 또는 마찰 부재(10)의 두께의 50% 내지 75% 사이에 있다. 바람직하게는, 주입구(22)는 마찰 부재(10) 두께의 70%의 두께를 가진다. 배출구 브릿지(23)는 마찰 부재 두께의 대략 50%의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 브릿지(22)를 흐르는 오일 흐름의 이러한 제한은 그루브(20) 내의 오일 압력을 조절하게 된다.

도 2는 브릿지(22)의 위치에서 오일 그루브(20)의 단면도를 도시한 것이다. 영역이 감소된 유관(30)이 도시되어 있으며, 도 3에서는 브릿지(22) 바로 아래의 오일 그루브(20)의 단면도를 보여준다. 완전히 개방된 유관 섹션(31)에 도시되어 있다.

분할체(14)의 다른단부에서 배출구 브릿지(23,도 5 참조)은 두께가 감소되고 더 많이 개방된 유관(33)이 형성된다. 오일 그루브(20)는 도 5의 브릿지 위치의 유관(33)보다 폭이 더 좁은 유관(34)을 가진다. 유관(33)은 도 4에 도시된 유관(34) 에서와 같은 흐름 영역을 제공하도록 확장된다. 따라서, 유관(33,34)의 영역이 동일하기 때문에, 흐름 제한이나 브릿지(23) 위치에서의 압력 변화는 없다.

보통, 브릿지(22,23)의 두께는 상부면(11)과 하부면(12)에 의해 결정되는 분할체(14a-14e) 전체 두께의 75% 내지 50% 정도이다. 상기된 바와 같이, 제 1 브릿지(22)가 유량을 제한 또는 조절할 수 있도록 본딩(bonding)하는 동안 압축되는 반면, 제 2 브릿지(23)는 오일 흐름을 제한하지 않도록 오일 그루브 단면 공간을 유지기 위하여 확장된 유관(33)을 형성하도록 압축된다. 브릿지들은 주입구나 배출구의 제한을 조절하도록 또는 무제한 브릿지를 제공하도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 분할된 마찰 부재(10)는 큰 마찰 재질 링보다 아주적은 마찰 재질을 사용하고, 부착된 후 또는 부착할 때 분리된 분할체를 지지하기 위한 지지링을 사용하고 제거한 후 오일 그루브를 깍아내는 것에 비해 더 경제적이다.

본 발명에 따른 분할된 마찰 부재의 다른 실시예가 도 6과 도 7에 도시되어 있고, 참조 번호 40으로 지시되어있다. 분할된 마찰 부재(40)는 바람직하게는 마찰 페이퍼으로 재구성되고, 커버, 피스톤 또는 플래이트(41)에 설치된다. 토크 컨버터에 사용될때, 플래이트(41)는 주로 외주면 또는 내주면에 구동 톱니(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 본 실시예에서, 제 2 분할된 마찰 부재(40)가 전체 디스크 조립체(42)를 형성하기 위하여 플레이트 또는 디스크(41)의 반대면에 설치된다. 분할된 마찰 부재(40)는 복수의 교차연결된 분할체(44a-44e)를 포함한다.

도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 각각의 분할체(44a-44e)는 오목부(47)가 형성된 제 1 단부(46)와 돌출부(49)가 형성된 제 2 단부(48)를 포함한다. 분할체(44a-44e)의 돌출부와 오목부(47-49)는 도 7에 도시된 바와 같이, 완전한 원형의 분할된 마찰 부재(40)을 형성할 수 있도록 인접한 분할체와 맞물려지게 된다. 그루브(51)은 완전히 각각의 분할체(44a-44e)를 따라 연장되고, 일반적으로 마찰 부재(40)의 외주면(52)과 동심을 갖는 경로를 따른다. 주입구(54)는 외주면(52)으로 부터 연장되고, 배출구(56)는 분할된 마찰 부재(40)의 내주면(57), 그루브(51)의 반대면으로 부터 연장된다. 제 1 브릿지 (59)는 그루브(51)에 인접한 유체 주입구(54)에 제공되고, 제 2 브릿지(60)는 그루브(60)에 인접한 유체 배출구(56)에 제공된다.

본 실시예에서, 브릿지(59)의 두께는 분리된 마찰 부재(40) 두께의 50% 이상인 반면, 제 2 브릿지(60)는 분리된 마찰 부재(40)의 약 50% 정도이다. 보통 브릿지들은 마찰 두께의 50% 내지 75% 두께로 압축된다. 따라서, 오일과 같은 유체가 주입구(54)에 들어가면, 주입구의 공간은 제 1 브릿지(59)에서 감소하고, 따라서 압력을 필요한 만큼 높이게 되는 반면, 두번째 브릿지(60)의 단면 영역은 인접한 오일 그루브(60)와 거의 유사하다. 이는 압력 형성 없이 제 2 브릿지(60)를 흐르는 오일과 같이, 냉각 유체의 흐름을 가능하게 한다.

상기 기술된 실시예에는 본 발명 또는 이하의 청구항 내에서 다양한 변형이 가해질 수 있다.

본 발명에 따른 분할된 마찰 부재는 큰 마찰 재질 링보다 아주적은 마찰 재질을 사용하고, 부착된 후 또는 부착할 때 분리된 분할체를 지지하기 위한 지지링을 사용하고 제거한 후 오일 그루브를 깍아내는 것에 비해 더 경제적이다.

Claims (5)

1. 클러치 조립체에 사용되는 분할된 마찰 부재로서, 상기 마찰 부재는 원형이며 상부면과 하부면을 구비하고 또한 원형의 외주면과 원형의 내주면을 구비하고,

   상기 분할된 마찰 부재는 서로 반대 형상의 단부를 갖는 복수의 아치형 분할체를 포함하고, 상기 단부는 인접하는 아치형 분할체의 대응하는 단부와 맞물리고,

   각각의 상기 분할체에는 아치형 통로 내에서 뻗어나가는 오일 그루브가 형성되며, 상기 오일 그루브는 아치형 분할체를 상기 마찰 부재의 외주면에 인접하는 외부 섹션과 상기 마찰 부재의 내주면에 인접하는 내부 섹션으로 분리하고,

   오일 주입구가 상기 오일 그루브의 제 1 단부와 연통하도록 형성되고, 오일 배출구가 오일 그루브의 제 2 단부와 연통하도록 형성되고,

   제 1 브릿지와 제 2 브릿지가 상기 외부 섹션과 내부 섹션 사이에서 뻗어나가고, 상기 제 1 브릿지는 상기 마찰 부재의 외주면에 인접하여 위치되고 상기 제 2 브릿지는 상기 마찰 부재의 내주면에 인접하여 위치되고, 상기 제 1 브릿지와 제 2 브릿지는 상기 아치형 분할체의 내부 섹션과 외부 섹션을 연결하고,

   상기 오일 그루브는 상기 제 1 브릿지와 제 2 브릿지가 있는 부분을 제외하고 상기 분할된 마찰 부재를 완전히 통과하면서 뻗어나가는 것을 특징으로 하는 클러치 조립체에 사용되는 분할된 마찰 부재.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분할된 마찰 부재는 페이퍼 기초 마찰 층으로 구성되고, 상기 각각의 브릿지는 상기 페이퍼 기초 마찰 층의 압축 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 분할된 마찰 부재.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 브릿지는 상기 오일 주입구에 인접하고, 상기 오일 그루브는 상기 제 1 브릿지에 인접한 유관 공간을 가지며, 상기 오일 그루브는 상기 제 1 브릿지에 감소된 유관 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 분할된 마찰 부재.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 브릿지는 상기 오일 배출구에 인접하고, 상기 오일 그루브는 상기 제 2 브릿지에 인접한 유관 공간을 가지며, 상기 오일 그루브는 상기 제 2 브릿지에서 너비가 확장되고 동일한 넓이의 유관 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 분할된 마찰 부재.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 브릿지는 상기 마찰 부재 두께의 50% 내지 75% 사이의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 분할된 마찰 부재.

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