KR100890107B1 - Clutch disk damper structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 클러치 디스크 댐퍼의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동계의 진동과 소음을 줄일 수 있는 클러치 디스크 댐퍼의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a clutch disk damper, and more particularly, to a structure of a clutch disk damper that can reduce vibration and noise of a drive system.

본 발명에 의하면, 제1 클러치 서브 플레이트(12)의 일 측에 제1 댐퍼 스프링(24)이 설치되고, 제2 클러치 서브 플레이트(14)의 일 측에 제2 댐퍼 스프링(22)이 설치되며, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12) 내에 프리 댐퍼가 장착되어 있는 클러치 댐퍼의 구조에 있어서, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12)와 클러치 디스크(11) 사이에 제2 클러치 서브 플레이트(14)를 장착하여 롱 트래블 댐퍼를 형성하며, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12) 내에 프리 댐퍼가 작동한 후, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12)의 제1 댐퍼 스프링(24)과 제2 클러치 서브 플레이트(14)의 제2 댐퍼 스프링(22)이 순차적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크 댐퍼의 구조를 제공한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 트래블의 증가에 의한 클러치 댐퍼 터닝으로 많은 구동계의 문제점(shock, rattle, judder 등)을 해결함으로써 구동계의 진동과 소음을 줄일 수 있다.According to the present invention, the first damper spring 24 is installed on one side of the first clutch subplate 12, and the second damper spring 22 is installed on one side of the second clutch subplate 14. In the structure of the clutch damper in which the pre-damper is mounted in the first clutch subplate 12, the second clutch subplate 14 is disposed between the first clutch subplate 12 and the clutch disc 11. And a long travel damper, and after the pre-damper operates in the first clutch subplate 12, the first damper spring 24 and the second clutch subplate of the first clutch subplate 12 ( The second damper spring 22 of 14 provides a structure of the clutch disk damper, which is operated sequentially. Therefore, according to the present invention, the vibration and noise of the drive system can be reduced by solving the problems (shock, rattle, judder, etc.) of the drive system by the clutch damper turning by the increase of the travel.

클러치, 디스크, 댐퍼, 트래블 Clutch, Disc, Damper, Travel

Description

클러치 디스크 댐퍼의 구조{Clutch disk damper structure}Clutch disk damper structure

도 1은 종래 자동변속기의 클러치 디스크 구조도 및 개념도이다.1 is a structural diagram and a conceptual diagram of a clutch disc of a conventional automatic transmission.

도 2는 자동변속기의 클러치 디스크 분해도이다.2 is an exploded view of the clutch disk of the automatic transmission.

도 3은 클러치 특성도이다.3 is a clutch characteristic diagram.

도 4는 본 발명에 따른 클러치 디스크 댐퍼의 사시도이다.4 is a perspective view of a clutch disk damper according to the present invention.

도 5는 클러치 디스크 댐퍼의 단면 구조도이다.5 is a cross-sectional structural view of the clutch disk damper.

도 6은 클러치 디스크 모델링을 나타낸 도면이다 6 is a diagram illustrating clutch disc modeling.

도 7은 클러치 선도를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing a clutch diagram.

도 8은 클러치의 각 가속도의 변동량을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the amount of change in each acceleration of the clutch.

도 9는 클러치의 이산화탄소 오더 성분을 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing the carbon dioxide order component of the clutch.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10: 입력 샤프트(input shaft) 11: 클러치 디스크(clutch disk)10: input shaft 11: clutch disk

12: 제1 클러치 서브 플레이트(clutch sub plate)12: first clutch sub plate

14: 제2 클러치 서브 플레이트(clutch sub plate)14: second clutch sub plate

16: 볼베어링 18: 스플라인(spline)16: ball bearing 18: spline

20: 프리 댐퍼 22,24: 댐퍼 스프링(damper spring)20: free damper 22, 24: damper spring

26: 토션 댐퍼(torsion damper) 28: 압력 플레이트(pressure plate)26: torsion damper 28: pressure plate

본 발명은 클러치 디스크 댐퍼의 구조에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 구동계의 진동과 소음을 줄일 수 있는 클러치 디스크 댐퍼의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a clutch disc damper. More particularly, the present invention relates to a structure of a clutch disk damper that can reduce vibration and noise of a drive system.

일반적으로, 차량에 적용되는 자동변속기는 차량의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출 조건에 따라 변속 제어장치가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써 목표 변속단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어진다.In general, an automatic transmission applied to a vehicle is automatically operated by a shift gear of a target shift stage by controlling a hydraulic pressure by controlling a plurality of solenoid valves according to a traveling speed of a vehicle, an opening ratio of a throttle valve, and various detection conditions. The shift is made.

그리고 상기 자동변속기는 오일을 매개체로 하여 터빈을 회전시켜 동력을 전달하는 토크 컨버터를 적용하고 있기 때문에 보통의 마찰 클러치처럼 100% 힘이 전달되지 않는 단점이 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 토크 컨버터 내에는 직결시켜 줄 수 있는 댐퍼 클러치가 배치되어 있다.In addition, since the automatic transmission uses a torque converter that transmits power by rotating a turbine using oil as a medium, there is a disadvantage in that 100% power is not transmitted as in a normal friction clutch. In order to compensate for this problem, a damper clutch that can be directly connected to the torque converter is disposed.

이에 따라 댐퍼 클러치는 차량의 운전 조건에 따른 트랜스미션 제어유닛(TCU)의 제어에 의하여 록(Lock: 작동), 오프 슬립(Off-Slip: 반작동), 슬립(Slip: 비작동) 상태로 제어되면서 동력을 전달하게 된다.Accordingly, the damper clutch is controlled to a lock (lock), off-slip (semi-operating), slip (non-operating) state by the control of the transmission control unit (TCU) according to the driving conditions of the vehicle. To transmit power.

상기한 바와 같은 토크 컨버터의 댐퍼 클러치는 충격 감소를 위하여 댐퍼 스 프링(damper spring)을 사용하여 왔다. 그리고 댐퍼 클러치의 기술적 추세는 2단 비틀림 특성으로 1 시그먼트(segment)에 2개 이상의 댐퍼 스프링을 장착한 롱 트래블 댐퍼(long travel damper)가 사용되고 있다. 또한 쇼크나 진동을 개선할 목적으로 원주 방향으로 비대칭 배열하는 것도 있다.The damper clutch of the torque converter as described above has used a damper spring (damper spring) to reduce the impact. The technical trend of the damper clutch is a two-stage torsional characteristic, in which a long travel damper having two or more damper springs mounted in one segment is used. There are also asymmetrical arrangements in the circumferential direction for the purpose of improving shock and vibration.

한편, 현재 수동 변속기의 클러치 디스크(clutch disk)는 동력전달 측면에서 토크 오버슈트(torque overshoot)나 토크 드롭(torque drop)을 감소시키는 등 많은 장점을 가지고 있다.Meanwhile, the clutch disk of the manual transmission currently has many advantages such as reducing torque overshoot or torque drop in terms of power transmission.

하지만 기어 래틀(gear rattle), 부밍(booming), 미트 쇼크(meet shock), 저더(judder), 셔플(shuffle) 등의 단점도 있다. 아이들(idle) 진동을 저감시키기 위한 프리 댐퍼(free damper) 구간과 엔진 최대 토크(engine max torque)까지 메인 댐퍼(main damper) 구간은 구동계 측면의 진동과 소음을 줄이는 가장 중요한 요소이다.However, there are also disadvantages such as gear rattle, booming, mete shock, judder, and shuffle. A free damper section for reducing idle vibration and a main damper section up to the engine max torque are the most important factors in reducing vibration and noise on the side of the drive system.

그러나, 도 1에서와 같이 저강성의 메인 댐퍼를 만들기 위해 스테이지(stage)를 나누어 2단 또는 멀티 스테이지(multi stage)로 제작해야 한다. 하지만, 2단이나 멀티 스테이지(multi-stage)로 제작 시 강성이 바뀌는 변곡점이 백래시(backlash) 역할을 하게 되고 이로 인해 이상진동이 야기한다.However, in order to make a low rigidity main damper, as shown in FIG. However, an inflection point that changes rigidity when produced in two-stage or multi-stage serves as a backlash, which causes abnormal vibration.

이를 보안 하기 위해 댐퍼 트래블(damper travel)을 늘려야 하고 댐퍼 트래블(damper travel)만 확보된다면 즉, 롱 댐퍼 트래블(long damper travel)의 디스크(disk)의 구현으로 구동계의 현존하는 수많은 문제점들을 보완해 해결할 수 있다.In order to secure this, it is necessary to increase damper travel, and if only damper travel is secured, that is, by implementing a disk of long damper travel, it solves and solves many existing problems of the drive system. Can be.

도 2는 클러치 디스크의 분해도로서, A점은 프리 댐퍼(free damper) 영역을, B점은 메인 댐퍼(main damper) 영역을 나타낸다. A지점은 프리 댐퍼 영역을 보안하기 위해 플레이트(plate)에 설치된 것이므로 메인 댐퍼 B점의 스프링(spring)과는 결코 같을 수 없고 작아야 한다. B점의 스프링 강성의 조율로 구동계 전체 거동을 결정하게 되기 때문에 A점 스프링의 변화는 영향력이 없다.FIG. 2 is an exploded view of the clutch disk, in which point A represents a free damper region and point B represents a main damper region. Since point A is installed on a plate to secure the free damper area, it should never be the same as the spring of the main damper point B and should be small. The change of point A spring has no influence because the overall drive system behavior is determined by the adjustment of the spring stiffness of point B.

도 3은 클러치 특성도로서, 그린 라인(green line)과 레드 라인(red line)은 실제로 ITISYM 이라는 소프트웨어(software)로 시뮬레이션(simulation)한 결과이다. 여기에서, 그린 라인은 1st 스테이지(stage), 블루 라인은 2nd 스테이지(stage), 레드 라인은 트래블(travel)을 늘려서 해석한 그래프이다. 일반적인 클러치는 메인 댐퍼 영역을 벗어나서 제작할 수 없다.3 is a clutch characteristic diagram, in which the green line and the red line are actually the results of simulation by software called ITISYM. Here, the green line is a 1st stage, the blue line is a 2nd stage, and the red line is a graph analyzed by increasing travel. Normal clutches cannot be manufactured outside the main damper area.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 트래블의 증가에 의한 클러치 댐퍼 터닝으로 많은 구동계의 문제점을 해결함으로써 구동계의 진동과 소음을 줄일 수 있는 클러치 디스크 댐퍼의 구조를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a structure of a clutch disk damper that can reduce the vibration and noise of the drive system by solving the problems of many drive systems by turning the clutch damper by the increase of the travel. There is.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서, 본 발명에 의하면, 제1 클러치 서브 플레이트(12)의 일 측에 제1 댐퍼 스프링(24)이 설치되고, 제2 클러치 서브 플레이트(14)의 일 측에 제2 댐퍼 스프링(22)이 설치되며, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12) 내에 프리 댐퍼가 장착되어 있는 클러치 댐퍼의 구조에 있어서, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12)와 클러치 디스크(11) 사이에 제2 클러치 서브 플레이트(14)를 장착하여 롱 트래블 댐퍼를 형성하며, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12) 내에 프리 댐퍼가 작동한 후, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12)의 제1 댐퍼 스프링(24)과 제2 클러치 서브 플레이트(14)의 제2 댐퍼 스프링(22)이 순차적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크 댐퍼의 구조를 제공한다.As a technical idea for achieving the above object of the present invention, according to the present invention, the first damper spring 24 is provided on one side of the first clutch subplate 12, the second clutch subplate 14 In the structure of the clutch damper is provided with a second damper spring 22 on one side of the pre-damper in the first clutch subplate 12, the first clutch subplate 12 and the clutch disk. The second clutch subplate 14 is mounted between the first and second clutch subplates 14 to form a long travel damper. After the pre-damper is operated in the first clutch subplate 12, the first clutch subplate 12 is disposed. The first damper spring 24 and the second damper spring 22 of the second clutch subplate 14 operate in sequence to provide a structure of the clutch disc damper.

이하, 본 발명의 실시 예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명에 따른 클러치 디스크 댐퍼의 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 클러치 디스크 댐퍼의 단면 구조도이다.4 is a perspective view of a clutch disk damper according to the present invention. 5 is a cross-sectional structural view of the clutch disk damper according to the present invention.

도 4를 살펴보면, 클러치 디스크(clutch disk)(11)와 제1 클러치 서브 플레이트(clutch sub plate)(12) 사이에 또 하나의 제2 클러치 서브 플레이트(clutch sub plate)(14)를 부가하여 장착함으로써 롱 트래블 댐퍼(long travel damper)를 제작할 수 있다.4, another second clutch sub plate 14 is additionally mounted between the clutch disk 11 and the first clutch sub plate 12. As shown in FIG. As a result, a long travel damper can be manufactured.

우선 공간의 확보를 위해 도 5와 같이 제1 클러치 서브 플레이트(12)와 제2 클러치 서브 플레이트(14)의 서로 댐퍼(damper) 위치를 엇갈리게 설계한다.First, in order to secure a space, damper positions of the first clutch subplate 12 and the second clutch subplate 14 are alternately designed as shown in FIG. 5.

즉, 클러치 댐퍼의 구조를 살펴보면, 입력 샤프트(input shaft)(10)는 제2 클러치 서브 플레이트(14)와 볼베어링(16)으로 체결되고, 제1 클러치 서브 플레이트(12)와는 스플라인(spline)(18)으로 체결되어 있다. 또한, 프리 댐퍼(free damper)(20)는 제1 클러치 서브 플레이트(12) 내에 장착되어 있다.That is, referring to the structure of the clutch damper, the input shaft 10 is fastened to the second clutch subplate 14 and the ball bearing 16, and the first clutch subplate 12 is splined ( 18) is fastened. In addition, a free damper 20 is mounted in the first clutch subplate 12.

이때, 부호 22,24는 댐퍼 스프링(damper spring)을 나타내고, 부호 26은 토션 댐퍼(torsion damper), 부호 28은 압력 플레이트(pressure plate)를 나타낸다.In this case, reference numerals 22 and 24 denote damper springs, reference numeral 26 denotes a torsion damper, and reference numeral 28 denotes a pressure plate.

그 동작과정을 살펴보면, 플라이 휠(fly wheel)에서 압력 플레이트(28)로 동력전달 시, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12) 내에 프리 댐퍼가 작동한 후, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12)의 제1 댐퍼 스프링(24)과 제2 클러치 서브 플레이트(14)의 제2 댐퍼 스프링(22)이 순차적으로 작동하게 된다.Looking at the operation process, when the power transmission from the fly wheel to the pressure plate 28, after the pre-damper in the first clutch sub-plate 12 operates, the first clutch sub-plate 12 The first damper spring 24 and the second damper spring 22 of the second clutch subplate 14 are sequentially operated.

따라서 입력 샤프트(10)는 제2 클러치 서브 플레이트(14)와 볼베어링(16)의 체결 되어서 각각 거동을 하고 제1 클러치 서브 플레이트(12)와는 스플라인(18)으로 체결 되어서 같이 회전하게 됨으로써 프리 댐퍼 트래블(free damper travel)의 공간도 늘릴 수 있다.Accordingly, the input shaft 10 is engaged with the second clutch subplate 14 and the ball bearing 16, respectively, and the first shaft subplate 12 is coupled with the spline 18 so as to rotate together, thereby free damper travel. You can also increase the space for (free damper travel).

이때, 기존 댐퍼 클러치의 트래블 각도 최대값은 23 ~ 25도 정도이나, 본 발명의 클러치 디스크는 2배 이상의 트래블(travel) 각도를 가질 수 있다.At this time, the maximum travel angle of the existing damper clutch is about 23 to 25 degrees, the clutch disk of the present invention may have a travel angle of more than twice.

또한, 엔진의 출력으로 인한 토크(torque)가 플라이 휠(fly wheel)을 회전시키고 플라이 휠과 압력 플레이트(28)가 스틱(stick)되면서 동력이 전달될 때 제2 클러치 서브 플레이트(14)와 제1 클러치 서브 플레이트(12)는 다르게 움직인다.In addition, when the torque due to the output of the engine rotates the fly wheel and the power is transmitted while the fly wheel and the pressure plate 28 stick, 1 The clutch subplate 12 moves differently.

즉, 제1 클러치 서브 플레이트(12)의 프리 댐퍼(20)가 작동하고, 제1 클러치 서브 플레이트(12)의 메인 댐퍼(main damper) 작동 후, 제2 클러치 서브 플레이트(14)의 메인 댐퍼가 작동하게 된다.That is, the pre-damper 20 of the first clutch subplate 12 operates, and after the main damper of the first clutch subplate 12 operates, the main damper of the second clutch subplate 14 is operated. It works.

그 원리는 도 6에 도시된 DOF를 참조하면 다음과 같다.The principle is as follows with reference to the DOF shown in FIG.

1 : 클러치 디스크 플레이트 관성에서 A 제2 메인 댐퍼까지의 관성1: Inertia from clutch disc plate inertia to A 2nd main damper

2 : A 제2 메인 댐퍼 관성으로부터 B 제1 메인 댐퍼까지의 관성2: Inertia from A second main damper inertia to B first main damper

3 : B 제1 메인 댐퍼 관성으로부터 C 프리 댐퍼까지의 관성3: Inertia from B first main damper inertia to C free damper

4 : C 프리 댐퍼 관성으로부터 입력 샤프트까지의 관성4: inertia from C free damper inertia to input shaft

이때, K1, K2, K3는 각 사이의 강성, Ke는 동등한 강성을 나타낸다.At this time, K1, K2, and K3 are stiffnesses between the angles, and Ke is equivalent stiffness.

Figure 112007036721842-pat00001
Figure 112007036721842-pat00001

Figure 112007036721842-pat00002
Figure 112007036721842-pat00002

수학식 2에서, Ke는 강성 중, 가장 작은 값이 우수하다는 것을 알 수 있다. 즉, 가장 강성이 적은 제2 클러치 서브 플레이트의 Kc 프리 댐퍼가 작동하고, 그 다음, KA 제1 메인 댐퍼가, 그 다음 KB 제2 메인 댐퍼 순으로 작동된다.In Equation 2, it can be seen that Ke has the smallest value among the stiffnesses. In other words, the Kc pre-damper of the second clutch subplate having the least rigidity is operated, and then the KA first main damper is operated in the order of the KB second main damper.

한편, 도 7 내지 도 9는 현재 PA 차량 구동계 공진에 관한 시뮬레이션(simulation)으로 클러치 선도에 따른 결과를 나타내었다. 최대 토크를 유지시키기 위해 롱 트래블 댐퍼(Long travel damper) 사용으로 각도를 2배로 늘려 프리 댐퍼 값을 제외하고 메인 댐퍼의 강성 값을 절반을 줄이면 TM의 각가속도와 C2 오 더(order) 성분이 거의 반으로 줄어드는 것을 알 수 있다. 즉, 진동이 줄면 결국 소음 또한 직접적인 영향으로 줄어들게 된다.On the other hand, Figures 7 to 9 is a simulation (simulation) of the current PA vehicle drive system resonance showing the results according to the clutch diagram. In order to maintain maximum torque, the double travel angle is used to reduce the stiffness of the main damper by half, excluding the pre-damper value, and the angular acceleration and C 2 order components of the TM are almost reduced. You can see that it is cut in half. In other words, when the vibration is reduced, the noise is also directly reduced.

이상에서와 같이 본 발명의 클러치 디스크 댐퍼 구조에 따르면, 트래블의 증가에 의한 클러치 댐퍼 터닝으로 많은 구동계의 문제점(shock, rattle, judder 등)을 해결함으로써 구동계의 진동과 소음을 줄일 수 있다.As described above, according to the clutch disk damper structure of the present invention, vibration and noise of the drive system can be reduced by solving many problems of the drive system (shock, rattle, judder, etc.) by turning the clutch damper by increasing the travel.

Claims (1)

제1 클러치 서브 플레이트(12)의 일 측에 제1 댐퍼 스프링(24)이 설치되고, 제2 클러치 서브 플레이트(14)의 일 측에 제2 댐퍼 스프링(22)이 설치되며, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12) 내에 프리 댐퍼가 장착되어 있는 클러치 댐퍼의 구조에 있어서,The first damper spring 24 is installed on one side of the first clutch subplate 12, the second damper spring 22 is installed on one side of the second clutch subplate 14, and the first clutch In the structure of the clutch damper in which the free damper is mounted in the subplate 12, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12)와 클러치 디스크(11) 사이에 제2 클러치 서브 플레이트(14)를 장착하여 롱 트래블 댐퍼를 형성하며,A second clutch subplate 14 is mounted between the first clutch subplate 12 and the clutch disc 11 to form a long travel damper, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12) 내에 프리 댐퍼가 작동한 후, 상기 제1 클러치 서브 플레이트(12)의 제1 댐퍼 스프링(24)과 제2 클러치 서브 플레이트(14)의 제2 댐퍼 스프링(22)이 순차적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크 댐퍼의 구조.After the pre-damper is operated in the first clutch subplate 12, the first damper spring 24 of the first clutch subplate 12 and the second damper spring 22 of the second clutch subplate 14. ) Structure of the clutch disc damper, characterized in that to operate sequentially.
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