CN113454357A - 新结构的离合器总成 - Google Patents

Abstract

根据本发明的离合器系统的离合器总成随着油门及制动踏板的踩踏和踩踏解除，正确地传递或阻断发动机和变速器间的动力。

Description

新结构的离合器总成

技术领域

申请人在韩国专利申请第10-2019-0124043号(2019年10月7日申请)中提出了一种离合器总成，其包括：旋转盘，其与发动机的旋转轴连接并进行旋转；多个引导，其在旋转盘边缘以半圆形状凸出；旋转部件，其位于凸轮盘及凸轮盘的外周。这样的离合器总成适用于申请人的又另一个韩国专利第10-2019-0166488号(2019年12月13日申请)中公开的包括和油门及制动联动的动力传递机构的离合器系统。

本发明涉及对韩国专利申请第10-2019-0124043号进行改良的离合器总成。

背景技术

发动机的旋转通过飞轮和离合器盘在变速器得到变速然后传递至主轴而使得汽车车轮旋转。

手动变速车辆的情况，飞轮和圆盘的连接或中断连接由设置于驾驶座左侧的上面底板的离合器踏板执行。若踩离合器踏板则切断两部件的连接，若解除踩踏则两部件连接。驾驶员为了齿轮变速而踩离合器踏板，在踩踏踏板的状态下使得齿轮变速后，如果从踏板慢慢抬起脚，则飞轮和圆盘成为刚开始接触的半离合器状态。

自动变速车辆的情况没有离合器踏板，通过对发动机旋转、车辆速度等进行感知并根据车辆负荷自动变速的方式，由扭矩转换器、油泵、液压离合器、行星齿轮组、旋转传感器、减速齿轮及阀体构成，并且通过行星齿轮组、湿式多板离合器及制动的组合构成变速级。

手动及自动变速器相互模仿各自的优点而发展。例如，手动变速器适用的是自动变速器使用的自动控制算法，自动变速器为了提高燃料消耗率而部分适用手动变速器使用的机械摩擦离合器方式。但是，手动及自动变速器的设计结构保持最初开发的平台形态。

手动变速车辆的情况，需要和离合器踏板同时联动并变速，因为在斜坡再出发时发生滑动现象，所以在国内及北美地区的喜好度下降。由此需要开发一种无需另外的离合器踏板通过和制动及加速踏板联动便可以变速并且可以防止在斜坡上的滑动现象的系统。

自动变速车辆的情况问题在于，因为根据流体的扭矩传递使得燃料消耗率下降，当发生像急启动一样的异常现象时，从发动机向变速箱流入的扭矩容易短路。因此，需要开发一种借助于制动踏板及加速踏板机械地启动加速、半离合器、停止(制动)状态从而去除在自动变速器发生的急启动现象的系统。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种适用于新概念的离合器系统的离合器总成，其保障车辆系统内发动机及变速箱之间100％的扭矩传递率，可以普遍适用于现有的手动及自动变速器车辆。

为了达到上述目的，本发明提供一种离合器总成，其包括：外凸轮，其和车辆的油门踏板及制动踏板联动并向一个方向或另一个方向进行旋转；内凸轮，其通过车辆发动机的旋转而旋转；旋转部件，其和外凸轮相连并接触，借助于外凸轮的一个方向或另一个方向旋转沿高度方向移动，由此可选择性地和内凸轮相连；叉部，其支撑旋转部件并和旋转部件一起旋转，发动机的旋转力通过内凸轮、旋转部件及叉部依次传递。

叉部包括前后对向的一对叉盘，且在叉盘之间的规定空间以隔开一定间隔支撑旋转部件的形式设置，内凸轮为比叉盘的直径小的圆盘，外凸轮为比叉盘的直径大的圆盘，外凸轮及内凸轮安装于叉盘之间的空白空间。

在外凸轮的外周部形成有边缘，在边缘的内面形成有可收容旋转部件的曲线型的收容面。

在内凸轮的外周以和旋转部件相对应的形式形成有向外部凸出的曲线型的凸出面。

在叉盘的外面以一定间隔形成有凹陷的曲面部，连接部连接曲面部之间，在连接部的两侧面设置有叉，旋转部件与叉的两侧面相连并得到支撑。

随着外凸轮的一个方向或另一个方向旋转，旋转部件位于收容面或脱离收容面位于边缘的平坦面并变化垂直高度，随着垂直高度的变化成为接触内凸轮的凸出面或与凸出面隔开的状态。

本发明的离合器系统的离合器总成发挥如下效果：通过变速的简化可以扩大手动变速器车辆的底边层，通过和油门及制动踏板联动驱动可以准确且永久的使用。

此外，本发明的离合器总成因为动力传递和短路通过机械式启动，所以可以免于急启动并保护驾驶员和步行人员。

此外，本发明的离合器总成可以适用于所有小汽车，运行混合动力汽车时，在内燃机要干预的时候可以用传递从内燃机发生的动力的主要部件代替，并且可以扩大适用于电动汽车和其他动力设备等使用内燃机的大型系统内要求动力传递及短路的部分。

附图说明

图1是本发明的新概念的离合器系统的整体构成图。

图2是驾驶员踩油门踏板的情况的离合器系统的整体构成图。

图3是在图2的状态下驾驶员解除对油门踏板的踩踏的情况的离合器系统的整体构成图。

图4是在图3的状态，即驾驶员解除对油门踏板的踩踏的状态下踩制动踏板的情况的离合器系统的整体构成图。

图5是在图4的状态，即驾驶员踩制动踏板的状态下解除踩踏的情况的离合器系统的整体构成图。

图6是本发明的离合器总成中形成外廓的钢圈和介入在钢圈之间的叉部件的立体图。

图7是图6的一部分的放大图。

图8是在叉盘之间的空间截断并看到的本发明的离合器总成的截面图。

图9是图8的一部分的放大图。

图10是驾驶员踩踏图8中的油门踏板的情况的图。

图11是驾驶员解除图10中的油门踏板的踩踏的情况的图。

图12是驾驶员完全踩踏图11中的制动踏板的情况的图。

图13是在图12的状态下驾驶员解除制动踏板的踩踏的情况的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明进行详细说明。在此之前，本说明书及权利要求书中使用的术语或词语不应限定解释为通常的或词典中的意思，而应解释为符合本发明的技术思想的意思和概念。本说明书中记载的实施例和附图中示出的构成不过是本发明的实施例，并非全部代表本发明的技术思想。

图1是本发明的新概念的离合器系统的整体构成图。

离合器系统包括发动机Eg、和发动机Eg连接或中断连接的离合器总成C。输入轴200’至少从离合器总成C连接至变速机构Tr。虽然发动机Eg、变速机构Tr和输入轴200’的构成及功能是公知的，但也可以利用现在或将来的任意一个。

本发明的离合器总成C借助于踩油门踏板E(踩踏)和解除踩踏以及制动踏板B的踩踏和解除踩踏来变化位置和状态。为了将油门踏板E及制动踏板B的踩踏和解除踩踏传递至离合器总成C提供有动力传递机构1及驱动轴100’。动力传递机构1及驱动轴100’借助于和连杆一样的连接部件S得到连接。动力传递机构1的操作传递至驱动轴100’，驱动轴100’的操作传递至离合器总成C。驱动轴100’不和变速器Tr连接。动力传递机构1的一侧和油门踏板E，例如通过线缆联动，另一侧和制动踏板B联动。

图2是驾驶员踩油门踏板E的情况的离合器系统的整体构成图。

若驾驶员踩油门踏板E，则连接部件S借助动力传递机构1的驱动向附图的第一方向，例如向左侧进行线性移动。那么驱动轴100’向左侧线性移动，驱动轴100’的线性移动变化为离合器总成C的旋转运动，离合器总成C转换为将发动机Eg的旋转力通过输入轴200’传递至变速机构Tr的状态，即转换为第一状态。若驾驶员持续踩油门踏板E，则发动机Eg的增加的旋转力传递至变速器Tr，离合器总成C继续保持第一状态。

图3是在图2的状态下驾驶员解除对油门踏板E的踩踏的情况的离合器系统的整体构成图。

若驾驶员解除对油门踏板E的踩踏，则借助于动力传递机构1的驱动使得连接部件S向附图的第二方向，例如向右侧稍微线性移动。那么驱动轴100’向右侧稍稍线性移动，驱动轴100’的线性移动变换为离合器总成C向和图2相反的方向的旋转运动。离合器总成C的位置虽然和第一状态稍微不同，但仍然保持通过输入轴200’将发动机Eg的旋转力传递至变速器Tr的状态(“第二状态”)。

通常，离合器机构无论是在踩踏油门踏板E的情况还是解除踩踏的情况都不变地执行对发动机和变速器进行连接的功能。从这一点可以说图2和图3的离合器总成C的功能根本上相同。

图4是例如在图3的状态，即驾驶员解除对油门踏板E的踩踏的状态下踩制动踏板B的情况的离合器系统的整体构成图。

若驾驶员踩制动踏板B，则借助于动力传递机构1的驱动使得连接部件S向附图的第二方向，即向右侧线性移动。那么驱动轴100’向右侧线性移动，驱动轴100’的线性移动变换为离合器总成C向和图2相反的方向的旋转运动。离合器总成C中断发动机Eg和输入轴200’的连接的步骤，即转换为不向变速器Tr传递动力的状态(“第三状态”)。和图3的区别在于，动力传递机构1的连接部件进一步向右侧移动，离合器总成C向和图3相同的方向进一步旋转，从而转换为不向输入轴200’传递发动机Eg的旋转力的确实的切断状态。

图5是例如在图4的状态，即驾驶员踩制动踏板B的状态下解除踩踏的情况的离合器系统的整体构成图。

若驾驶员解除对制动踏板B的踩踏，则借助于动力传递机构1的驱动使得连接部件S向附图的第一方向，即向左侧稍微线性移动。那么驱动轴100’向左侧稍稍线性移动，驱动轴100’的线性移动变换为离合器总成C向和图2相同的方向的旋转运动。此时本发明的离合器总成C转换为发动机的飞轮和圆盘刚开始接触的所谓半离合器状态(“第四状态”)。本发明中的“半离合器状态”虽然从将发动机的旋转力传递至变速器的初始的不稳定状态这一点来说使用和从前手动车辆中解除离合器踏板的踩踏的“半离合器状态”相同的术语，但在解除制动踏板的踩踏的状态这一点上根本不同。因此，以下根据说明将“半离合器状态”称呼为“转移状态(transition condition or status)”或“中间状态(intermediatecondition or status)”。

驾驶员为了驱动车辆踩制动踏板B的同时发动车辆，解除制动踏板B的踩踏之后踩油门踏板E。这种情况，本发明的离合器系统依次转换为图4、图5及图2的状态，即发动机Eg和变速器Tr之间的动力中断、初始动力传递(半离合器状态或转移状态)及发动机Eg和变速器Tr之间的动力连接状态。驾驶员在行驶中反复踩踏油门踏板E和解除踩踏以及踩踏制动踏板B和解除踩踏的情况，本发明的离合器系统转换为图2至图5的任意一个状态或保持现有状态。如此，本发明的离合器系统去除手动车辆的离合器踏板的同时可以适用于包括手动及自动的所有车辆。

以下记述的本发明的离合器总成C如果是可以和油门踏板E及制动踏板B联动并传递或管制动力的结构，则可采用任意一个。因此，图6以下的实施例仅仅是为了帮助理解的例示，不应解释为限制本发明的权利范围。

图6是本发明的离合器总成C中形成外廓的钢圈10和介入在钢圈10之间的叉部20的立体图。

钢圈10由相互对向的一对圆形的圆盘构成，圆盘通过未示出的紧固连接工具相结合，在功能上构成一体。

如图7所示，叉部20包括相互对向的一对大致圆形的圆盘形状的叉盘22。在叉盘22的外面以一定间隔形成有例如5个凹陷的曲面部24，连接部26连接曲面部24之间。连接部26的两侧面设置有叉28。在连接部26之间，面对面的叉28之间设置有例如滚针轴承一样的旋转部件30。

旋转部件30和叉28的两侧面相接。即，叉28和旋转部件30相接触并发挥对旋转部件30进行支撑的功能。旋转部件30是和叉部20独立的构成。旋转部件30安装于曲面部24上面并通过叉28得到夹持，因此若旋转部件30旋转，则叉部20也旋转。在叉部20的中央形成有旋转轴20A，旋转轴20A的旋转向变速机构Tr传递。

本发明特征在于，在一对叉盘22之间的空白空间，以和旋转部件30的下面相邻的形式设置有内凸轮100，以和上面相邻的形式设置有外凸轮200。

图8是在叉盘22之间的空间截断并看到的本发明的离合器总成C的截面图。

内凸轮100具有比叉盘22的直径小的整体呈五角圆形的形状。外凸轮200是比叉盘22的直径大的圆形的圆盘形状。内凸轮100和外凸轮200只是以旋转部件30为媒介相连接，在动力上相互中断连接，并非某一部件旋转而其他部件自动旋转。内凸轮100和外凸轮200配置于叉盘22之间的空白空间，因此借助各自的旋转不会产生和叉盘22的冲突或干涉。内凸轮100和外凸轮200不像钢圈10或叉部20那样构成为对向的双重盘，而是制作为具有规定厚度的单一盘，外凸轮200起到包括内凸轮、叉盘及钢圈的壳的作用。

内凸轮100和未示出的发动机Eg的旋转轴连接。因此，内凸轮100是随着发动机Eg的旋转而自动旋转的从属部件。在内凸轮100的外周以和旋转部件30的数量相匹配的形式间隔均等的间距形成有5个向外部凸出的曲线型的凸出面102。

在外凸轮200的外周部形成有边缘204，在边缘204的内面以与旋转部件30的数量相比配的形式间隔均等的距离形成有5个朝向边缘204的外面凹陷进去的曲线型的收容面202。因为这样的结构，针对各个旋转部件30分别配置凸出面102和收容面202，可以称作“对齐”。在示出的例子中，虽然示出了一个旋转部件30，但均安装有5个旋转部件30。

外凸轮200借助于踩踏油门踏板E或制动踏板B或解除踩踏而沿顺时针或逆时针方向旋转。驱动轴100’和未示出的外凸轮200的轴连接，驱动轴100’的线性移动通过外凸轮200的轴转换为外凸轮200的旋转运动。因此，收容于收容面202的旋转部件30的位置不同。

图8中，旋转部件30和收容面202的顶点接触并被完全收容，和凸出面102间隔微小的间距而隔开。因此，即使使得发动机Eg和内凸轮100旋转，旋转部件30和对其进行支撑的叉部20也不会旋转，且不向变速机构Tr传递旋转力。从这一点上可以说图8示出了车辆通过完全踩制动踏板B而中断动力的状态。

参照放大示出图8的一部分的图9，对本发明的离合器总成C的操作原理进行说明。

在图9的状态下，若外凸轮200沿逆时针方向旋转R1，则收容面202向相同方向旋转，此时非收容面202的顶点的其他部分强行将旋转部件30向下部推，因此旋转部件30沿方向H1向下部移动。旋转部件30的侧面和前述一样被叉28的侧面28A支撑，即使外凸轮200旋转，叉部20也不会旋转，所以旋转部件30不向侧方向移动。即，方向H1是旋转部件30沿侧面28A向下移动的几乎接近垂直线的线性路径。另，方向H2是旋转部件30沿侧面28A向上移动的几乎接近垂直线的线性路径。

若旋转部件30向下部移动，则旋转部件30和内凸轮100的凸出面102相接触。因此，若发动机Eg驱动而使得内凸轮100旋转，则伴随凸出面102的旋转，旋转部件30旋转，夹持旋转部件30的叉部20也旋转，经由叉部20的旋转轴20A向变速机构Tr传递旋转力。外凸轮200的边缘204总是和旋转部件30相接，因此，伴随旋转部件30的旋转一起旋转。

在图9的状态下，若外凸轮200沿顺时针方向旋转R2，则可以理解为适用和上面相同的原理。

然后，以上面的说明为基础，参照图10至图13对驾驶员踩踏油门踏板E的情况、解除油门踏板E的踩踏的情况、踩踏制动踏板B的情况及解除制动踏板B的踩踏的情况的本发明的离合器总成C的操作进行说明。

图10是驾驶员在图8中踩踏油门踏板E的情况的图。假设通过油门踏板E的踩踏使得外凸轮200向逆时针方向旋转R1，则和图9中说明的结果一致。即，如图所示，收容面202将旋转部件30向下推的同时从旋转部件30脱离，此时边缘204的内周的平坦面按压旋转部件30。旋转部件30向下移动H1收容面202的深度程度，从而和内凸轮100的凸出面102接触。借助发动机Eg的加速进行旋转的内凸轮100的旋转力通过旋转部件30向叉部20传递，叉部20的旋转向变速机构Tr传递。和旋转部件30相接的外凸轮200也同时旋转。若最大限度进一步踩踏油门踏板E，则虽然外凸轮200沿逆时针方向进一步旋转R1，但旋转部件30和内凸轮100基本上和图10一样保持继续接触的状态，因此在动力传递方面没有任何问题。

图11是驾驶员解除在图10中对油门踏板E的踩踏的情况的图。外凸轮200沿顺时针方向稍微旋转R2并就位，旋转部件30仍然位于边缘204的平坦的内周面，因此和踩踏油门E时一样，仍然传递发动机Eg扭矩。此外，旋转部件30仍然维持和内凸轮100的凸出面102相接触的状态。因此，相比于图10，因为是解除油门E的踩踏的状态，所以若将发动机Eg的加速和内凸轮100的旋转力减少这一点排除在外，则发动机Eg的旋转力通过旋转部件30持续向叉部20传递。和旋转部件30相接的外凸轮200也同时继续旋转。

图12是驾驶员在图11中完全踩踏制动踏板B的情况的图。外凸轮200沿顺时针方向进一步旋转R2，如图8所示，旋转部件30以与收容面202的顶点相接触的形式向上移动并被完全收容，和凸出面102间隔微小的间距并隔开。因此，发动机Eg的动力不向变速机构Tr传递。

在图11的状态下，若慢慢踩踏制动B，则可以理解为朝向图12阶段性地变化。即，旋转部件30虽然起初和内凸轮100维持接触，但是借助自身的离心力又开始重新进入外凸轮200的收容面202，同时垂直向上移动H2，相对地，和内凸轮100的接触面积渐渐缩小。并且，被完全收容至达到收容面202的顶点附近的瞬间收容面202，从而成为与内凸轮100隔开的状态(图12)。

图13是在图12的状态下驾驶员解除制动踏板B的踩踏的情况的图。在图12的状态下，外凸轮200沿逆时针方向R1稍微旋转R1，但不是踩踏油门踏板E的情况，因此旋转距离与图10相比更小。此时，如图所示，外凸轮200旋转至旋转部件30位于收容面202和边缘204内周的平坦面之间的边界附近时为止。如此，旋转部件30渐渐向下部方向H1移动，如图所示，到达开始和内凸轮100的凸出面102相接的位置。该状态是前述的所谓半离合器状态(“第四状态”)，并成为将发动机的旋转力向变速器传递的初期的不稳定状态。如此，本发明删除离合器踏板也可以像手动变速器车辆一样实现“转移状态”或“中间状态(intermediatecondition or status)”。这构成本发明的离合器总成C的特征。

综合以上图10至图13可知，驾驶员为了驱动车辆而踩制动踏板B的同时发动车辆，解除制动踏板B的踩踏后踩油门踏板E的情况，本发明的离合器总成C依次成为图12、图13及图10的状态。在车辆行驶中，根据驾驶员踩油门踏板E和制动踏板B的程度，离合器总成C位于以图10及图11为基础说明的某一阶段，发动机Eg和变速机构Tr总是形成动力连接状态的事实很重要。车辆的实际行驶速度变化由发动机的旋转数变化决定，和离合器总成C本身无关。

可以对以上叙述的离合器总成C进行多种变形。只要叉部20能够夹持并支撑旋转部件30，可以省略叉28。旋转部件30的个数和形状可以多样地变更，只要在内凸轮100和外凸轮200之间可以沿高度方向移动，除了滚针轴承之外，可以选择其他部件。另外，即使叉28高速旋转，为了牢固地支撑旋转部件30，也可以利用紧固连接部件将叉28固定于钢圈。

以上公开了本发明的优选实施例，这只是进行例示，并非是对本发明的权利范围进行限定或限制的宗旨。

Claims (6)

1.一种离合器总成，其特征在于，包括：

外凸轮，其和车辆的油门踏板及制动踏板联动并向一个方向或另一个方向进行旋转；内凸轮，其通过车辆发动机的旋转而旋转；旋转部件，其和外凸轮相连并接触，借助于外凸轮的一个方向或另一个方向旋转沿高度方向移动，由此可选择性地和内凸轮相连；叉部，其支撑旋转部件并和旋转部件一起旋转，发动机的旋转力通过内凸轮、旋转部件及叉部依次传递。

2.根据权利要求1所述的离合器总成，其特征在于，

叉部包括前后对向的一对叉盘，且在叉盘之间的规定空间以隔开一定间隔支撑旋转部件的形式设置，内凸轮为比叉盘的直径小的圆盘，外凸轮为比叉盘的直径大的圆盘，外凸轮及内凸轮安装于叉盘之间的空白空间。

3.根据权利要求1所述的离合器总成，其特征在于，

在外凸轮的外周部形成有边缘，在边缘的内面形成有可收容旋转部件的曲线型的收容面。

4.根据权利要求3所述的离合器总成，其特征在于，

在内凸轮的外周以和旋转部件相对应的形式形成有向外部凸出的曲线型的凸出面。

5.根据权利要求2所述的离合器总成，其特征在于，

在叉盘的外面以一定间隔形成有凹陷的曲面部，连接部连接曲面部之间，在连接部的两侧面设置有叉，旋转部件与叉的两侧面相连并得到支撑。

6.根据权利要求4所述的离合器总成，其特征在于，

随着外凸轮的一个方向或另一个方向旋转，旋转部件位于收容面或脱离收容面位于边缘的平坦面并变化垂直高度，随着垂直高度的变化成为接触内凸轮的凸出面或与凸出面隔开的状态。

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