CN113474571B - 新结构的旋转轴总成 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于新概念的离合器系统的旋转轴总成，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。旋转轴总成通过凸起和倾斜的引导件的组合将一个部件的直线运动转变为另一个部件的旋转运动。

Description

新结构的旋转轴总成

技术领域

申请人在韩国专利申请第10-2019-0128511号(2019年10月16日申请)中提出了一种连接部，其将动力传递机构的驱动力传递至离合器机构。这样的连接部适用于申请人的又另一个韩国专利申请第10-2019-0166488号(2019年12月13日申请)中公开的包括油门及制动联动动力传递机构的离合器系统。

申请人在韩国专利申请第10-2020-0034811号(2020年3月23日申请)中提出了一种离合器总成，其包括：外凸轮，其随着踩油门踏板及制动踏板沿一个方向或另一个方向进行旋转；叉部，其支撑与外凸轮接触的旋转部件。

本发明涉及对韩国专利申请第10-2019-0128511号进行改良的新结构的旋转轴总成。尤其，其接续韩国专利申请第10-2020-0034811号，提供一种与其相适合的结构的旋转轴总成。

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旋转轴总成，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，本发明提供一种旋转轴总成，旋转轴总成是形成离合器总成的构成，将随着踩油门踏板及制动踏板进行线性移动的驱动轴的移动变换为可旋转的凸轮的旋转运动，在凸轮的旋转轴的套筒形成有至少一个凸起，在驱动轴形成有用于收容各个凸起的导向槽，导向槽包括线形的第一经路和以与第一经路形成规定的倾斜角的形式延长的第二经路，凸起借助驱动轴的一个方向线性移动，向第一方向旋转第一经路与第二经路形成的倾斜角程度，从而凸轮得以旋转。

凸起借助与旋转轴的一个方向相反的方向即另一个方向线性移动，向与第一方向相反的第二方向旋转第一经路与第二经路形成的倾斜角程度，从而凸轮可以旋转。

旋转轴总成是形成离合器总成的构成，尽管驱动轴进行线性移动，但在未旋转的叉部的旋转轴形成有至少一个凸起，在驱动轴可追加形成有用于收容凸起的线形的导向槽。

此外，本发明提供一种旋转轴总成，作为将旋转轴的移动变换为凸轮的旋转运动的旋转轴总成，在凸轮的旋转轴的套筒形成有至少一个凸起，在驱动轴形成有用于收容各个凸起的导向槽，导向槽包括线形的第一经路和以与第一经路形成规定的倾斜角的形式延长的第二经路，凸起借助驱动轴的一个方向线性移动，向第一方向旋转第一经路与第二经路形成的倾斜角程度，从而凸轮得以旋转。

此外，本发明提供一种旋转轴总成，作为旋转轴总成，其为形成离合器总成的构成，将随着踩油门踏板及制动踏板进行线性移动的驱动轴的移动变换为可旋转的凸轮的旋转运动，在凸轮的旋转轴的套筒形成有第一凸起及第二凸起，在驱动轴形成有用于收容第一凸起及第二凸起的上部导向槽及下部导向槽，上部导向槽包括线形的第一经路和以与第一经路形成规定的倾斜角的形式延长的第二经路，下部导向槽为使得上部导向槽旋转180度的形状，包括线形的第三经路和以与第三经路形成规定的倾斜角的形式延长的第四经路，第一凸起借助驱动轴的一个方向线性移动，向第一方向旋转第一经路与第二经路形成的倾斜角程度，第二凸起借助驱动轴的一个方向线性移动，向第一方向旋转第三经路与第四经路形成的倾斜角程度，从而凸轮得以旋转。

本发明的离合器系统的旋转轴总成发挥如下效果：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，本发明的旋转轴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，本发明的旋转轴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是本发明的旋转轴总成中的驱动轴的立体图。

图11是本发明的包括旋转轴的叉部的立体图。

图12是本发明的包括外凸轮的旋转轴的离合器总成的立体图。

图13是将本发明的旋转轴总成和离合器总成相结合的立体图。

图14是用于说明本发明的旋转轴总成的功能的概念图。

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。

在说明本发明的旋转轴总成之前，参照图1至图9对离合器系统及离合器总成的整体构成进行说明。

<离合器系统的整体构成图>

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。

离合器总成C借助于踩(踩踏)油门踏板E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’的线性移动变换为离合器总成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转换为中断发动机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(intermediate condition orstatus)”。

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，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，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，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。

<离合器总成的结构>

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。

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。钢圈10起到外壳的作用。

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上面并被叉28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另一部件自动旋转。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。

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。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。

<旋转轴总成>

然后，对根据本发明的一个实施例的旋转轴总成进行说明。旋转轴总成是将驱动轴100’的线性移动变换为离合器总成的C的外凸轮200的旋转运动的装置。下面说明一个例子，如果是可以将直线运动转换为另一个部件的旋转运动的结构，则可以采用任意一个。

参照图10，在驱动轴100’与离合器总成C邻接的部位，第一导向槽1002和第二导向槽1004形成于驱动轴100’的套筒。虽然未示出，但在附图的左侧设置有离合器总成C，在右侧设置有动力传递机构1。

第一导向槽1002相对并形成为一对，是沿驱动轴100’的长度方向具有规定长度的长直线的通道形状。一对第一导向槽1002可互相以180度相对，但不限定于此。

第二导向槽1004也同样地包括相对的第二上部导向槽1004A和第二下部导向槽1004B。第二上部导向槽1004A包括第一经路1006A和第二经路1008A，第一经路1006A为规定长度的直线形的通道，第二经路1008A为与第一经路1006A连接并倾斜的通道。第二下部导向槽1004B为使得第二上部导向槽1004A旋转180度的角度的形状。即，与第一经路1006A对应地，形成有沿驱动轴100’的外面相对向设置的第三经路1008B，与第二经路1008A对应地，形成有规定长度的倾斜的通道即第四经路1006B。第一经路1006A及第二经路1008A的边界和第三经路1008B及第四经路1006B的边界，从虚拟线可知，沿圆周方向相同。第一经路1006A及第三经路1008B的长度及第二经路1008A和第四经路1006B的长度分别相同。第二上部导向槽1004A和第二下部导向槽1004B可互相以180度相对，但不限定于此。

参照图11，在叉部20的旋转轴20A沿垂直于长度方向的圆周方向从套筒朝向外部形成有一对凸起2002。一对凸起2002用于分别插入第一导向槽1002。凸起2002的沿圆周的间隔距离与第一导向槽1002的间隔距离相同，凸起2002的沿套筒的长度方向位置相同。

参照图12，在外凸轮200的旋转轴3000沿垂直于长度方向的圆周方向从套筒朝向内部形成有第一凸起3002A及第二凸起3002B。第一凸起3002A用于插入第二上部导向槽1004A，第二凸起3002B用于插入第二下部导向槽1004B。第一凸起3002A及第二凸起3002B的沿圆周的间隔距离与第二上部导向槽1004A及第二下部导向槽1004B的间隔距离相同，第一凸起3002A及第二凸起3002B的沿套筒的长度方向位置相同。

图13是表示在驱动轴100’结构性地连接叉部的旋转轴20A及外凸轮200的旋转轴3000的立体图。驱动轴100’的直径比旋转轴20A的直径大，比旋转轴3000的直径小。因此，驱动轴100’的第一导向槽1002在其下面与各个凸起2002相对，在第二导向槽1004上面，如果以与第一凸起3002A及第二凸起3002B相对的状态结合3个轴，则如图所示，凸起2002从驱动轴100’的第一导向槽1002的下面朝向上面，第一凸起3002A及第二凸起3002B从第二上部导向槽1004A及第二下部导向槽1004B的上面朝向下面分别插入结合。

未示出的内凸轮100的旋转轴以比旋转轴20A小的直径制作并与旋转轴20A结合，或旋转轴20A自身可以成为内凸轮100旋转轴的一部分。因此，发动机Eg的旋转不与本发明的旋转轴总成干涉或冲突，通过驱动轴100’传递至变速机构Tr。

以上面的说明为基础，参照图14对根据驱动轴100’的线性移动的外凸轮200的旋转操作进行说明。

若驾驶员踩油门踏板且驱动轴100’向左侧，即A方向线性移动，则第一导向槽1002向相同方向移动，但后者为直线形，因此凸起2002不沿圆周方向移动。因此，叉部20不旋转且保持稳定的原位置。

另外，如果第二上部导向槽1004A线性移动，则第二经路1008A的倾斜面对第一凸起3002A加压，因此第一凸起3002A无法保持原位置，受到欲向方向Ar旋转第一经路1006A和第二经路1008A形成的倾斜角程度的力。此时，第二下部导向槽1004B也根据相同的原理，与第二上部导向槽1004A的操作原理相同地，使得第二凸起3002B也向方向Ar旋转第三经路1008B和第四经路1006B的倾斜面的倾斜角程度。因此，外凸轮200的旋转轴3000被第一凸起3002A及第二凸起3002B支撑的同时，向方向Ar旋转，最终使得外凸轮200旋转。

在驱动轴向A方向移动的状态下，相反地踩制动踏板且驱动轴100’向右侧，即B方向线性移动，则第一导向槽1002向相同方向移动，但后者为直线形，因此凸起2002不沿圆周方向移动。因此，叉部20不旋转且保持稳定的原位置。

另外，如果第二上部导向槽1004A线性移动，则第二经路1008A的倾斜面对第一凸起3002A加压，因此第一凸起3002A无法保持原位置，受到欲向方向Br旋转第一经路1006A和第二经路1008A形成的倾斜角程度的力。此时，第二下部导向槽1004B也根据相同的原理，与第二上部导向槽1004A的操作原理相同地，使得第二凸起3002B也向方向Br旋转第三经路1008B和第四经路1006B的倾斜面的倾斜角程度。因此，外凸轮200的旋转轴3000被第一凸起3002A及第二凸起3002B支撑的同时，向方向Br旋转，最终使得外凸轮200旋转。

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 (2)

1.一种旋转轴总成，其特征在于，

旋转轴总成是形成离合器总成的构成，将随着踩油门踏板及制动踏板进行线性移动的驱动轴的移动变换为可旋转的凸轮的旋转运动，

在凸轮的旋转轴的套筒形成有至少一个凸起，

在驱动轴形成有用于收容各个凸起的导向槽，

导向槽包括线形的第一经路和以与第一经路形成的倾斜角的形式延长的第二经路，凸起借助驱动轴的一个方向线性移动，向第一方向旋转第一经路与第二经路形成的倾斜角程度，从而凸轮得以旋转；

凸起借助与驱动轴的一个方向相反的方向即另一个方向线性移动，向与第一方向相反的第二方向旋转第一经路与第二经路形成的倾斜角程度，从而凸轮得以旋转；

旋转轴总成是形成离合器总成的构成，尽管驱动轴进行线性移动，但在叉部的旋转轴形成有至少一个凸起，在驱动轴追加形成有用于收容凸起的导向槽。

2.一种旋转轴总成，其特征在于，

旋转轴总成是形成离合器总成的构成，将随着踩油门踏板及制动踏板进行线性移动的驱动轴的移动变换为可旋转的凸轮的旋转运动，

在凸轮的旋转轴的套筒形成有第一凸起及第二凸起，

在驱动轴形成有用于收容第一凸起及第二凸起的上部导向槽及下部导向槽，

上部导向槽包括线形的第一经路和以与第一经路形成的倾斜角的形式延长的第二经路，

下部导向槽为使得上部导向槽旋转180度的形状，包括线形的第三经路和以与第三经路形成的倾斜角的形式延长的第四经路，

第一凸起借助驱动轴的一个方向线性移动，向第一方向旋转第一经路与第二经路形成的倾斜角程度，第二凸起借助驱动轴的一个方向线性移动，向第一方向旋转第三经路与第四经路形成的倾斜角程度，从而凸轮得以旋转。

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