KR101711295B1 - 클러치의 허브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치의 허브 조립체에 관한 것으로, 변속기의 입력축과 스플라인 결합되는 허브, 상기 허브가 변속기 입력축과의 미스얼라인먼트 양만큼 기울어지도록 탄성적으로 변형가능한 박판으로 형성되고 상기 허브와 일체로 회전가능하게 결합되는 허브 플레이트, 및 상기 허브 플레이트와 일체로 회전가능하게 결합되는 디스크 유닛을 포함하여, 허브 플레이트의 탄성변형을 통해 단순한 구조로 미스얼라인먼트를 간단하게 보상할 수 있게 된다.

Description

클러치의 허브 조립체{ Hub assembly of a clutch }

본 발명은 클러치의 허브 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 클러치에서 변속기의 입력축과 결합되는 허브와 디스크 유닛이 결합되는 클러치의 허브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 클러치는 엔진과 변속기를 비롯하여 2개의 동력전달기구 사이에 구비되어 동력을 차단하거나 전달하는 역할을 하는 장치이다. 엔진과 변속기의 사이에 구비되는 클러치는 엔진 크랭크축의 동력을 변속기로 선택적으로 전달하여 변속이 가능하게 한다.

클러치에는 디스크를 사용하는 마찰식이 있고, 이는 오일의 사용 여부에 따라 건식(Dry)과 습식(Wet)으로 나뉘기도 한다. 또한, 클러치는 2개의 변속기 입력축에 동력을 전달하기 위해 디스크가 이중으로 구비된 더블 클러치(Double Clutch)도 있다.

최근에는 플라이 휠이나 허브 조립체에 댐핑유닛(댐퍼 스프링)을 구비하여 엔진의 각가속도 변동 및 변속기의 기어 백래쉬에 의한 기어 래틀 노이즈(Rattle Noise)를 감소시켜 차량의 정숙성을 향상시키고 클러치 커버의 압축하중과 디스크 페이싱(Disc Facing)의 높은 마찰계수로 클러치 페달을 놓고 주행하는 경우에도 동력이 안정적으로 전달되게 하는 기술이 개발되어 있다.

플라이 휠에 댐핑유닛이 구비되는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 허브 조립체에는 댐핑유닛이 구비되지 않게 된다. 즉, 스플라인 허브(110)는 허브 플레이트(120)를 통해 디스크 유닛(140)과 결합되고, 허브 플레이트(120)와 디스크 유닛(140)이 댐핑유닛에 의해 연동되지는 않는 구조이다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 스플라인 허브(110)에 끼워져 스플라인 결합되는 변속기 입력축(1)에 축방향을 가로지르는 방향(가령, 상하방향)으로 처짐에 의한 미스얼라인먼트(misalignment)가 발생하게 된다.

종래에는 이를 보상하기 위해 스플라인 허브(110)의 결합공과 변속기 입력축(1) 사이에 소정의 공차를 허용하여 가공하였다. 그러나, 이러한 가공 허용공차는 조립공차나 다른 부품들의 공차에 의한 영향으로 인해 공차관리가 어려운 문제점이 있었다.

또한, 도 1에 도시된 허브 조립체의 구조는 강성의 재질로 된 허브 플레이트(120)와 디스크 유닛(140)이 리벳결합되는 간단한 구조로, 부품수가 적어 미스얼라인먼트양을 보상할 수 있는 구조를 구현하기가 어려웠다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 클러치의 허브 조립체가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 허브 플레이트의 탄성변형을 통해 단순한 구조로 미스얼라인먼트를 간단하게 보상할 수 있는 클러치의 허브 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 클러치의 허브 조립체는, 변속기의 입력축과 스플라인 결합되는 허브, 상기 허브가 변속기 입력축과의 미스얼라인먼트 양만큼 기울어지도록 탄성적으로 변형가능한 박판으로 형성되고 상기 허브와 일체로 회전가능하게 결합되는 허브 플레이트, 및 상기 허브 플레이트와 일체로 회전가능하게 결합되는 디스크 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 조립체에 있어서, 상기 허브 플레이트는 허브관통홀을 구비한 링 형상의 평판으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 조립체에 있어서, 상기 허브 플레이트는 1/45 < 두께/외경 < 1/43을 만족하게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 조립체에 있어서, 상기 허브 플레이트는 탄소강으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 조립체에 있어서, 상기 허브 플레이트와 리벳결합되는 복수개의 허브플랜지가 상기 허브의 외측에 원주방향을 따라 서로 일정 간격을 두고 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 조립체에 있어서, 상기 디스크 유닛은 페이싱, 및 상기 페이싱 및 상기 허브 플레이트와 일체로 회전가능하게 고정결합되는 디스크 플레이트를 포함하는 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 클러치의 허브 조립체에 있어서, 상기 디스크 플레이트는 상기 페이싱에 고정결합되는 제1디스크 플레이트, 및 상기 제1디스크 플레이트와 상기 허브 플레이트 사이에 구비되고 상기 제1디스크 플레이트 및 상기 허브 플레이트와 각각 리벳결합되는 제2디스크 플레이트를 포함하는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 클러치의 허브 조립체에 의하면, 허브 플레이트의 탄성변형을 통해 단순한 구조로 미스얼라인먼트를 간단하게 보상할 수 있고, 그로 인해 부품의 수를 감소시켜 제조비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 클러치의 허브 조립체를 나타낸 일측단면도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치의 허브 조립체를 나타낸 결합사시도,
도 4는 도 2에 도시된 클러치의 허브 조립체의 분해사시도,
도 5는 도 4에 도시된 플렉시블 플레이트를 나타낸 사시도,
도 6은 도 2의 평면도,
도 7은 도 6의 A-A선을 따라 절개한 측단면도,
도 8은 도 6의 A-B선을 따라 절개하여 허브 플레이트의 작동상태를 나타낸 개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치의 허브 조립체는, 변속기 입력축(1)과 스플라인 결합되는 허브(10), 상기 허브(10)와 일체로 회전가능하게 결합되는 허브 플레이트(20), 및 상기 허브 플레이트(20)와 일체로 회전가능하게 결합되는 디스크 유닛을 포함한다.

상기 디스크 유닛은 페이싱(50)과, 상기 페이싱(50)에 고정결합되는 제1디스크 플레이트(40), 및 상기 허브 플레이트(20)와 일체로 회전가능하게 고정결합되는 제2디스크 플레이트(30)를 포함한다.

상기 제1디스크 플레이트(40)는 1쌍의 페이싱(50)의 사이에 끼워져 리벳결합된다. 상기 제2디스크 플레이트(30)는 상기 제1디스크 플레이트(40)와 상기 허브 플레이트(20) 사이에 구비되고, 상기 제1디스크 플레이트(40) 및 상기 허브 플레이트(20)와 각각 리벳결합된다.

상기 허브(10)는 변속기 입력축(1)이 끼워져 스플라인 결합되는 축결합공(11)을 구비하고 있다. 본 발명의 허브(10)는 종래와 달리 변속기 입력축(1)과의 사이에 미스얼라인먼트를 보상하기 위한 공차가 형성되어 있지 않다. 즉, 상기 허브(10)의 축결합공(11)의 내경은 변속기 입력축(1)이 슬라이드식으로 끼워질 정도로만 변속기 입력축(1)의 외경과 오차가 있을 뿐, 미스얼라인먼트를 보상하기 위해 더 크게 가공되어 있지는 않다. 본 발명에서는 허브 플레이트(20)가 미스얼라인먼트를 보상하게 된다.

상기 허브(10)의 외주면에 허브플랜지(15)가 외측으로 돌출되게 형성되어 상기 허브 플레이트(20)와 허브(10)가 리벳결합된다. 상기 허브플랜지(15)는 상기 허브(10)의 원주방향을 따라 4개가 90도의 위상차를 두고 형성되어 있다.

상기 허브 플레이트(20)는 허브관통홀(21)을 구비한 링 형상의 평판으로 형성되어 있다. 상기 허브관통홀(21)에 상기 허브(10)가 관통되게 끼워지고, 4개의 허브플랜지(15)와 리벳결합되는 4개의 리벳결합공(22)이 형성되어 있다. 또한, 상기 허브 플레이트(20)에는 상기 제2디스크 플레이트(30)와의 리벳결합을 위한 4개의 리벳결합공(22)이 더 형성되어 있다. 8개이 리벳결합공(22)이 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 상기 허브(10) 및 제2디스크 플레이트(30)와 리벳결합된다.

이와 같이 상기 허브 플레이트(20)는 허브(10)와 제2디스크 플레이트(30)의 사이에 구비되어 변속기 입력축(1)에 의한 미스얼라인먼트양을 보상하게 된다.

이를 위해 상기 허브 플레이트(20)는 탄성적으로 변형가능한 박판으로 형성되고, 재질은 탄소강으로 형성된다.

통상적으로 탄소강으로 형성된 원판의 경우 강성의 재질로 인해 탄성적으로 변형되지 않게 되나, 소정의 두께 이하의 박판으로 형성하게 되면 클러치의 다이어프램과 같이 중심축방향으로 탄성변형이 가능하게 된다. 상기 허브 플레이트(20)는 박판의 탄소강으로 형성되어 원주방향으로는 변형되지 않고 축방향으로 탄성변형하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 허브 플레이트(20)는 1/45 < 두께/외경 < 1/43을 만족하게 형성된다. 외경(R)에 대한 두께(t)의 비율이 1:43을 초과하게 되면 축방향으로의 탄성변형에 큰 외력이 소요되고 탄성복원력도 커지게 된다. 상기 허브 플레이트(20)는 변속기 입력축(1)과 함께 회전하게 되므로 탄성변형력과 복원력이 커지게 되면 반복되는 피로가 현저히 커져 쉽게 파손된다. 따라서, 반복적인 탄성변형과 복원에도 내구성을 갖게 하기 위해 상기 허브 플레이트(20)의 두께(t)를 외경에 대하여 1/43로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 허브 플레이트(20)의 두께(t)를 외경(R)에 대하여 1/45보다 얇게 형성하게 되면 회전시 원주방향으로의 강성이 크게 저하되어 회전력에 의해 쉽게 파손될 수 있게 된다.

결국, 상기 허브 플레이트(20)는 1/45 < 두께/외경 < 1/43를 만족시키도록 형성될 때 축방향으로는 물론 원주방향으로의 파단에 대해 높은 내구성을 갖게 된다.

또한, 상기 허브 플레이트(20)는 중앙에 허브관통홀(21)을 구비한 링 형상으로 형성되므로 마주보는 부분이 서로 반대방향으로 탄성변형될 수 있다. 가령, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 허브 플레이트(20)는 허브관통홀(21)과 축결합공(11)을 중심으로 위쪽에 위치하는 부분과 아래쪽에 위치하는 부분은 서로 반대방향으로 탄성변형하게 된다.

즉, 변속기 입력축(1)은 미스얼라인먼트에 의해 회전중심축(C)을 중심으로 기울어지게 되는데, 상기 허브(10)도 변속기 입력축(1)과 함께 미스얼라인먼트의 양만큼 기울어지게 되고, 이때 상기 허브 플레이트(20) 중 축결합공(11)의 위쪽 부분과 아래쪽 부분은 회전중심축(C)을 따라 서로 반대쪽으로 각각 변형되면서 변속기 입력축(1)의 미스얼라인먼트 양을 보상하게 된다.

다시 말하면, 변속기 입력축(1)의 미스얼라인먼트의 양만큼 상기 허브(10)가 기울어질 때 상기 허브 플레이트(20)가 상기 제2디스크 플레이트(30)에 대하여 미스얼라인먼트의 양만큼 탄성변형하여 보상이 이루어지게 된다.

이와 같이 상기 허브 플레이트(20)가 미스얼라인먼트의 양만큼 변형됨에 따라 미스얼라인먼트를 용이하게 보상할 수 있고, 상기 허브(10)의 축결합공(11)과 변속기 입력축(1)의 가공공차를 설계해야 하는 어려움을 제거할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 : 허브
11 : 축결합공
15 : 허브플랜지
20 : 허브 플레이트
21 : 허브관통홀
22 : 리벳결합공
30 : 제2디스크 플레이트
40 : 제1디스크 플레이트
50 : 페이싱

Claims (7)

1. 변속기의 입력축과 스플라인 결합되는 허브;
   상기 허브가 변속기 입력축과의 미스얼라인먼트 양만큼 기울어지도록 탄성적으로 변형가능한 박판의 탄소강으로 형성되고, 상기 허브와 일체로 회전가능하게 결합되는 허브 플레이트; 및
   상기 허브 플레이트와 일체로 회전가능하게 결합되는 디스크 유닛;
   을 포함하고,
   상기 허브 플레이트와 리벳결합되는 복수개의 허브플랜지가 상기 허브의 외측에 원주방향을 따라 서로 일정 간격을 두고 형성되며,
   상기 디스크 유닛은,
   페이싱; 및 상기 페이싱 및 상기 허브 플레이트와 일체로 회전가능하게 고정결합되는 디스크 플레이트;를 포함하되,
   상기 디스크 플레이트는,
   상기 페이싱에 고정결합되는 제1디스크 플레이트; 및 상기 제1디스크 플레이트와 상기 허브 플레이트 사이에 구비되고, 상기 제1디스크 플레이트 및 상기 허브 플레이트와 각각 리벳결합되는 제2디스크 플레이트;
   를 포함하는 클러치의 허브 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 허브 플레이트는,
   허브관통홀을 구비한 링 형상의 평판으로 형성된 것을 특징으로 하는 클러치의 허브 조립체.
3. 제2항에 있어서, 상기 허브 플레이트는,
   1/45 < 두께/외경 < 1/43을 만족하게 형성된 것을 특징으로 하는 클러치의 허브 조립체.
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