KR102614133B1 - 차량의 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 회전축에 회전이 구속된 제1회전체와; 상기 회전축에 회전 가능하게 설치된 제2회전체와; 상기 제1회전체와 제2회전체 사이에 상호 마찰면을 형성하는 클러치부, 인너링, 콘 및 아웃터링을 구비하여, 상기 제1회전체와 제2회전체 사이에는 아무런 기어 치합 없이 상기 마찰면들에 형성되는 마찰력만으로 동력이 전달되도록 구성되면서도, 상기 클러치부와 인너링 및 콘에 형성되는 오일통로로 마찰면의 냉각이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

Description

차량의 클러치{CLUTCH FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 클러치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 변속기 등에 사용되어 동력을 단속할 수 있도록 구성된 클러치의 윤활 구조에 관한 기술이다.

차량의 변속기 등에 사용되는 클러치는 상대적으로 부피가 작아서 컴팩트한 구성을 갖추면서도, 신속하고 정밀한 변속제어를 위해 상대적으로 높은 토크용량을 갖추는 것이 변속기의 부피 및 중량을 저감시킬 수 있어서 바람직하고, 또한 이를 제어하기 위한 액츄에이터의 용량을 줄일 수 있어서 바람직하다.

그러나, 상기와 같이 상대적으로 부피가 작으면서 높은 토크용량을 가지는 클러치는 부피가 작으므로 비교적 적은 열용량을 가지만, 상대적으로 큰 토크를 감당해야 하므로 마찰열에 의한 열해가 발생할 염려가 매우 커서, 이에 대한 적절한 윤활 및 냉각 대책이 요구된다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 1020170018220 A

본 발명은 비교적 부피가 작고 컴팩트하게 구성되어 변속기 등에 사용되기 용이하면서도, 상대적으로 높은 토크용량을 가지며 원활한 냉각 성능을 구비하여 내구성이 크게 향상된 차량의 클러치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 클러치는

회전축에 회전이 구속된 제1회전체와;

상기 회전축에 회전 가능하게 설치된 제2회전체와;

상기 제2회전체에서 상기 제1회전체를 향해 경사지게 돌출되어 외주면이 원추면을 이루는 클러치부와;

상기 제1회전체와 함께 회전되고 상기 클러치부의 외주면과 마찰면을 형성하도록 설치된 인너링과;

상기 제2회전체와 함께 회전되고 상기 인너링의 외주면과 마찰면을 형성하도록 설치된 콘과;

상기 제1회전체와 함께 회전되고 상기 콘의 외주면과 마찰면을 형성하도록 설치된 아웃터링과;

상기 제1회전체의 외측에서 상기 회전축 방향을 따라 직선 슬라이딩하여 상기 아웃터링을 상기 제2회전체쪽으로 가압함에 의해, 상기 아웃터링과 콘 사이, 상기 콘과 인너링 사이 및 상기 인너링과 클러치부 사이에 마찰면이 형성되도록 하는 슬리브를 포함하여, 상기 제1회전체와 제2회전체 사이에는 아무런 기어 치합 없이 상기 마찰면들에 형성되는 마찰력만으로 동력이 전달되도록 구성되고;

상기 클러치부에는 상기 클러치부 내측으로부터의 오일을 상기 인너링과의 마찰면을 향해 이동시킬 수 있도록 반경방향으로 관통된 다수의 클러치홀이 구비되고;

상기 인너링과 콘에는 상기 클러치홀을 통해 공급된 오일이 통과하도록 반경방향으로 다수의 인너링홀 및 콘홀이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 인너링의 내주면과 외주면에는 상기 인너링홀과 연통되도록 원주방향을 따라 각각 인너링내주홈 및 인너링외주홈이 형성되도록 할 수 있다.

상기 인너링의 인너링내주홈을 중심으로 한 양쪽 내주면과, 인너링외주홈을 중심으로 한 양쪽 외주면에는 각각 마찰재가 부착되도록 할 수 있다.

상기 콘의 외주면에는 상기 콘홀과 연통되도록 원주방향을 따라 콘외주홈이 형성되도록 할 수 있다.

상기 콘의 외주면에는 상기 콘외주홈으로부터 상기 제2회전체를 향한 방향으로 오일이 흘러나가도록 오일배출홈이 형성되도록 할 수 있다.

상기 콘의 내주면에는 상기 콘홀과 연통되도록 원주방향을 따라 콘내주홈이 형성되도록 할 수 있다.

본 발명은 비교적 부피가 작고 컴팩트하게 구성되어 변속기 등에 사용되기 용이하면서도, 상대적으로 높은 토크용량을 가지며 원활한 냉각 성능을 구비하여 내구성이 크게 향상된 클러치를 제공한다.

특히, 클러치의 마찰면 냉각효율을 향상시키기 위해 오일의 흐름을 최적화하면서도, 오일의 유동공간 확보를 위해 클러치의 축방향 길이를 확대하지 않도록 하여, 이 클러치가 사용되는 변속기의 전장을 축소시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 클러치 구성을 설명한 단면도,
도 2는 도 1의 주요 부품을 도시한 분해사시도,
도 3은 도 2의 인너링 상세도,
도 4는 도 2의 콘 상세도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 차량의 클러치(1)의 실시예는, 회전축(3)에 회전이 구속된 제1회전체(5)와; 상기 회전축(3)에 회전 가능하게 설치된 제2회전체(7)와; 상기 제2회전체(7)에서 상기 제1회전체(5)를 향해 경사지게 돌출되어 외주면이 원추면을 이루는 클러치부(9)와; 상기 제1회전체(5)와 함께 회전되고 상기 클러치부(9)의 외주면과 마찰면을 형성하도록 설치된 인너링(11)과; 상기 제2회전체(7)와 함께 회전되고 상기 인너링(11)의 외주면과 마찰면을 형성하도록 설치된 콘(13)과; 상기 제1회전체(5)와 함께 회전되고 상기 콘(13)의 외주면과 마찰면을 형성하도록 설치된 아웃터링(15)과; 상기 제1회전체(5)의 외측에서 상기 회전축(3) 방향을 따라 직선 슬라이딩하여 상기 아웃터링(15)을 상기 제2회전체(7)쪽으로 가압함에 의해, 상기 아웃터링(15)과 콘(13) 사이, 상기 콘(13)과 인너링(11) 사이 및 상기 인너링(11)과 클러치부(9) 사이에 마찰면이 형성되도록 하는 슬리브(17)를 포함하여, 상기 제1회전체(5)와 제2회전체(7) 사이에는 아무런 기어 치합 없이 상기 마찰면들에 형성되는 마찰력만으로 동력이 전달되도록 구성된다.

상기 제1회전체(5)는 상기 회전축(3)에 스플라인으로 결합되거나 압입되어 회전축(3)과 일체로 회전되도록 구성되고, 상기 제1회전체(5)에 인접하도록 설치되는 상기 제2회전체(7)는 상기 회전축(3)에 축방향 이동은 구속된 상태에서 베어링을 통해 결합됨으로써, 기본적으로는 상기 회전축(3)에 대해 상대적인 회전이 가능한 구성이며, 상기 슬리브(17)의 작동에 의해 상기 아웃터링(15)과 인너링(11), 콘(13) 및 클러치부(9) 사이의 마찰면에 형성되는 마찰력에 의해서만 상기 제1회전체(5)와 제2회전체(7) 사이에 토크가 전달되도록 구성되는 것이다.

상기 슬리브(17)는 상기 제1회전체(5)의 외주면에 스플라인 등으로 결합되어 상기 제2회전체(7)를 향해 직선 슬라이딩함에 의해, 상기한 바와 같은 마찰력으로 상기 제1회전체(5)와 제2회전체(7) 사이의 토크 전달이 가능하도록 하고 반대방향으로 이동하면, 토크 전달을 차단하도록 구성되며, 상기 슬리브(17)와 제2회전체(7) 사이에는 토크 전달을 위한 일체의 기어 치합이 없다.

상기 클러치부(9)는 상술한 바와 같이 상기 제2회전체(7)에 일체로 형성되고, 상기 인너링(11)과 아웃터링(15)에는 상기 제1회전체(5)를 향한 인너링돌기(19) 및 아웃터링돌기(21)가 각각 구비되어 상기 제1회전체(5)와 함께 회전되도록 구성되며, 상기 콘(13)에는 상기 제2회전체(7)를 향한 콘돌기(23)가 구비되어 상기 제2회전체(7)와 함께 회전되도록 구성된다.

상기 클러치부(9)의 외주면은 상기 제1회전체(5)를 향하여 반경이 좁아지는 원추면을 이루고, 상기 클러치부(9)와 인너링(11), 인너링(11)과 콘(13), 콘(13)과 아웃터링(15) 사이의 마찰면은 상기 클러치부(9)의 외주면과 동일한 방향으로 경사진 원추면을 이루도록 구성된다.

따라서, 상기 슬리브(17)가 상기 제2회전체(7)를 향하여 직선 슬라이딩하면, 상기 아웃터링(15)을 제2회전체(7) 쪽으로 가압하는데, 이 가압력에 의해 상기 아웃터링(15)과 콘(13) 사이, 콘(13)과 인너링(11) 사이 및 인너링(11)과 클러치부(9) 사이에 각각 원추형 마찰면이 형성되어 동력을 전달하게 된다.

상기 아웃터링(15)과 콘(13) 사이, 콘(13)과 인너링(11) 사이 및 인너링(11)과 클러치부(9) 사이의 마찰면들에는 동력 전달 시, 마찰에 의해 열이 발생하게 되는 바, 이를 효과적으로 냉각시킬 수 있어야, 본 발명 클러치의 내구성이 확보되고, 이와 같은 냉각성능 확보를 위해, 상기 클러치부(9)에는 상기 클러치부(9) 내측으로부터의 오일을 상기 인너링(11)과의 마찰면을 향해 이동시킬 수 있도록 반경방향으로 관통된 다수의 클러치홀(25)이 구비되고, 상기 인너링(11)과 콘(13)에는 상기 클러치홀(25)을 통해 공급된 오일이 통과하도록 반경방향으로 다수의 인너링홀(27) 및 콘홀(29)이 각각 형성되도록 하였다.

또한, 상기 인너링(11)의 내주면과 외주면에는 상기 인너링홀(27)과 연통되도록 원주방향을 따라 각각 인너링내주홈(31) 및 인너링외주홈(33)이 형성되도록 하였고, 상기 콘(13)의 외주면에는 상기 콘홀(29)과 연통되도록 원주방향을 따라 콘외주홈(35)이 형성되도록 하였다.

또한, 상기 콘의 외주면에는 상기 콘외주홈(35)으로부터 상기 제2회전체(7)를 향한 방향으로 오일이 흘러나가도록 오일배출홈(37)을 형성하였다.

따라서, 상기 회전축(3)을 통해 상기 클러치부(9)의 내측으로 공급된 오일은 원심력에 의해 상기 클러치홀(25)을 통해 반경방향으로 이동하여, 상기 클러치부(9)와 인너링(11) 사이의 마찰면을 냉각시키고, 상기 인너링(11)의 인너링홀(27)을 통해 유동하면서 인너링(11) 자체를 냉각시킴은 물론, 상기 인너링(11)과 콘(13) 사이의 마찰면에서 발생되는 열을 냉각시키고, 다시 상기 콘홀(29)을 통해 이동하여 상기 콘(13)을 냉각함과 아울러 상기 콘(13)과 아웃터링(15) 사이의 마찰면에서 발생되는 열을 순차적으로 냉각시킨 후 상기 오일배출홈(37)을 통해 빠져 나가게 된다.

물론, 상기 인너링내주홈(31)은 상기 클러치홀(25)을 통과한 오일이 인너링(11)과 클러치부(9) 사이의 마찰면을 원주방향을 따라 고르게 냉각시키도록 함과 아울러 상기 인너링홀(27)까지 원활하게 유동할 수 있도록 하고, 상기 인너링외주홈(33)은 상기 인너링(11)홈을 통과한 오일이 인너링(11)과 콘(13) 사이의 마찰면을 원주방향을 따라 고르게 냉각시키도록 함과 아울러 상기 콘홀(29)까지 원활하게 유동할 수 있도록 하며, 상기 콘외주홈(35)은 상기 콘홀(29)을 통과한 오일이 콘과 아웃터링(15) 사이의 마찰면을 원주방향을 따라 고르게 냉각시키도록 함과 아울러 상기 오일배출홈(37)을 통해 원활히 빠져나갈 수 있도록 하는 통로 역할을 수행한다.

또한, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 콘(13)의 내주면에 상기 콘홀(29)과 연통되도록 원주방향을 따라 콘내주홈(39)이 형성되도록 하여, 상기 콘내주홈(39)이 상기 인너링외주홈(33)과 마주하여 상기 콘(13)과 인너링(11) 사이에 원주방향을 따라 보다 큰 용적의 오일 통로를 형성하도록 구성하여, 상기 콘(13)과 인너링(11)의 냉각에 보다 집중하도록 하고 있다.

상기한 바와 같이 오일이 클러치홀(25)과 인너링홀(27) 및 콘홀(29)을 통과하면서 클러치부(9)와 인너링(11), 인너링(11)과 콘(13), 콘(13)과 아웃터링(15) 사이에 형성되는 마찰면들을 직접 오일이 관통하면서 냉각이 이루어지도록 함으로써, 상기 클러치부(9)와 인너링(11) 및 콘(13)의 냉각이 더욱 원활하게 이루어짐은 물론, 상기 클러치부(9) 내측의 오일을 인너링(11)과 제2회전체(7) 사이의 공간으로 보내거나 인너링(11)과 제1회전체(5) 사이로 보내기 위한 유로를 형성하기 위해, 상기 제1회전체(5)와 제2회전체(7) 사이의 거리를 증대시킬 필요가 없어서, 결과적으로 클러치의 축방향 길이가 더욱 컴팩트하게 축소될 수 있고, 이는 이러한 클러치를 사용하는 변속기의 전체 길이를 축소시킬 수 있어서, 궁극적으로는 변속기의 부피 및 중량 저감으로 인한 차량의 연비 향상에도 기여할 수 있다.

한편, 상기 인너링(11)의 인너링내주홈(31)을 중심으로 한 양쪽 내주면과, 인너링외주홈(33)을 중심으로 한 양쪽 외주면에는 각각 마찰재(41)가 부착되고, 상기 아웃터링(15)의 내주면에도 마찰재(41)를 부착하여, 상기 아웃터링(15)과 콘(13) 사이의 마찰면과, 상기 콘(13)과 인너링(11) 사이의 마찰면 및 상기 인너링(11)과 클러치부(9) 사이의 마찰면 모두 마찰재(41)에 의해 충분한 마찰력이 형성될 수 있도록 하여 비교적 작고 좁은 공간 내에서 충분한 토크 용량을 제공할 수 있도록 하고 있다.

따라서, 본 발명은 상대적으로 컴팩트한 공간을 차지하면서도, 토크전달 용량이 상대적으로 크고, 그에 따른 발열문제를 효율적인 냉각 방법으로 냉각시킬 수 있도록 하여, 차량에 사용되는 변속기의 부피와 중량을 축소시키고 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 클러치
3; 회전축
5; 제1회전체
7; 제2회전체
9; 클러치부
11; 인너링
13; 콘
15; 아웃터링
17; 슬리브
19; 인너링돌기
21; 아웃터링돌기
23; 콘돌기
25; 클러치홀
27; 인너링홀
29; 콘홀
31; 인너링내주홈
33; 인너링외주홈
35; 콘외주홈
37; 오일배출홈
39; 콘내주홈
41; 마찰재

Claims (6)

1. 회전축에 회전이 구속된 제1회전체와;
   상기 회전축에 회전 가능하게 설치된 제2회전체와;
   상기 제2회전체에서 상기 제1회전체를 향해 경사지게 돌출되어 외주면이 원추면을 이루는 클러치부와;
   상기 제1회전체와 함께 회전되고 상기 클러치부의 외주면과 접촉하여 마찰하도록 설치된 인너링과;
   상기 제2회전체와 함께 회전되고 상기 인너링의 외주면과 접촉하여 마찰하도록 설치된 콘과;
   상기 제1회전체와 함께 회전되고 상기 콘의 외주면과 접촉하여 마찰하도록 설치된 아웃터링과;
   상기 제1회전체의 외측에서 상기 회전축 방향을 따라 직선 슬라이딩하여 상기 아웃터링을 상기 제2회전체쪽으로 가압함에 의해, 상기 아웃터링과 콘 사이, 상기 콘과 인너링 사이 및 상기 인너링과 클러치부 사이에 각각 마찰이 발생되도록 하는 슬리브를 포함하여, 상기 제1회전체와 제2회전체 사이에는 아무런 기어 치합 없이 마찰력만으로 동력이 전달되도록 구성되고;
   상기 클러치부에는 상기 클러치부 내측으로부터의 오일을 상기 인너링과 접촉하는 부분을 향해 이동시킬 수 있도록 반경방향으로 관통된 다수의 클러치홀이 구비되고;
   상기 인너링과 콘에는 상기 클러치홀을 통해 공급된 오일이 통과하도록 반경방향으로 다수의 인너링홀 및 콘홀이 각각 형성되며,
   상기 인너링의 내주면과 외주면에는 상기 인너링홀과 연통되도록 원주방향을 따라 각각 인너링내주홈 및 인너링외주홈이 형성된 것
   을 특징으로 하는 차량의 클러치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 인너링의 인너링내주홈을 중심으로 한 양쪽 내주면과, 인너링외주홈을 중심으로 한 양쪽 외주면에는 각각 마찰재가 부착된 것
   을 특징으로 하는 차량의 클러치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 콘의 외주면에는 상기 콘홀과 연통되도록 원주방향을 따라 콘외주홈이 형성된 것
   을 특징으로 하는 차량의 클러치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 콘의 외주면에는 상기 콘외주홈으로부터 상기 제2회전체를 향한 방향으로 오일이 흘러나가도록 오일배출홈이 형성된 것
   을 특징으로 하는 차량의 클러치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 콘의 내주면에는 상기 콘홀과 연통되도록 원주방향을 따라 콘내주홈이 형성된 것
   을 특징으로 하는 차량의 클러치.
   
   

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