KR100620824B1 - 커플링 - Google Patents

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KR100620824B1
KR100620824B1 KR1020040063574A KR20040063574A KR100620824B1 KR 100620824 B1 KR100620824 B1 KR 100620824B1 KR 1020040063574 A KR1020040063574 A KR 1020040063574A KR 20040063574 A KR20040063574 A KR 20040063574A KR 100620824 B1 KR100620824 B1 KR 100620824B1
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이성규
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현대자동차주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D13/22—Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F16D13/38—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • F16D13/52—Clutches with multiple lamellae ; Clutches in which three or more axially moveable members are fixed alternately to the shafts to be coupled and are pressed from one side towards an axially-located member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D25/06—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/062—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces
    • F16D25/063—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
    • F16D25/0635—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs
    • F16D25/0638—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs with more than two discs, e.g. multiple lamellae

Abstract

본 발명에 따른 커플링은, 전륜과 후륜을 직결시킬 수 있는 메인 다판 클러치가, 아마추어가 컨트롤 다판 클러치에 클러치 작용력을 부여할 때 상기 아마추어와 연동되는 메인 피스톤에 의해 클러치 작용력을 부여받고, 상기 컨트롤 다판 클러치가 클러치 작용에 의해 전륜과 후륜의 회전차가 생김에 따라 메인 캠으로부터 클러치 작용력을 부여받기 때문에 상기 메인 다판 클러치가 양방향에서 함께 클러치 작용력을 부여받음으로써 신속하게 작동될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 메인 다판 클러치의 각 플레이트에 비교적 균일하게 클러치 작용력이 전달됨으로써 내구력이 향상될 수 있다.
커플링, 전륜, 후륜, 메인 다판 클러치, 컨트롤 다판 클러치, 아마추어, 메인 캠, 컨트롤 캠, 인서트 캠

Description

커플링{Coupling}
도 1은 종래 기술에 따른 커플링을 나타낸 반단면도,
도 2는 도 1에 따른 요부 구성의 작동 상태를 나타낸 개략도,
도 3은 종래 기술에 따른 커플링의 작동상태를 나타낸 반단면도,
도 4는 도 3에 따른 요부 구성의 작동 상태를 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 커플링을 나타낸 반단면도,
도 6은 본 발명에 따른 커플링의 작동 상태를 나타낸 반단면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
50 : 프론트 하우징 52 : 후륜 측 샤프트
60 : 메인 다판 클러치 70 : 메인 캠
72 : 컨트롤 캠 74 : 인서트 캠
80 : 컨트롤 다판 클러치 90 : 컨트롤 구동부
92 : 아마추어 94 : 계자코일
100 : 메인 피스톤
본 발명은 커플링에 관한 것으로서, 특히 메인 다판 클러치가 양방향에서 클러치 작용력을 부여받을 수 있는 커플링에 관한 것이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 커플링은, 전륜과 연결된 프론트 하우징(2)과, 상기 프론트 하우징(2)의 내부에 회전 가능토록 결합된 후륜 측 샤프트(4)와, 상기 후륜 측 샤프트(4)와 프론트 하우징(2) 사이에 구비된 메인 다판 클러치(10)와, 전륜과 후륜 측 간 회전차가 생기면 상기 프론트 하우징(2)과 후륜 측 샤프트(4)가 직결될 수 있도록 상기 메인 다판 클러치(10)에 클러치 작용력을 부여하는 클러치 작용력 부여수단을 포함하여 구성된다.
상기 클러치 작용력 부여수단은, 상기 후륜 측 샤프트(4)에 슬라이딩 가능토록 결합되어 상기 메인 다판 클러치(10)를 가압할 수 있는 메인 캠(20)과, 상기 메인 캠(20)과 이격되고 상기 프론트 하우징(2)과 컨트롤 다판 클러치(15)를 통해 선택적으로 연결되는 컨트롤 캠(22)과, 상기 컨트롤 캠(22)과 메인 캠(20) 사이에 구비되어 상기 컨트롤 캠(22)과 메인 캠(20) 간 회전차가 생기면 상기 메인 캠(20)을 메인 다판 클러치(10)를 향해 슬라이딩시키는 인서트 캠(24)으로 이루어진다.
상기 메인 캠(20)과 컨트롤 캠(22)에는 각각 상기 인서트 캠(24)이 일부 삽입될 수 있는 메인 캠 홈(20a), 컨트롤 캠 홈(22a)이 형성되고, 상기 인서트 캠(24)은 볼 형상으로 형성된다. 따라서, 상기 메인 캠(20)과 컨트롤 캠(22) 간 회전차가 생기지 않으면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 메인 캠 홈(20a)과 컨트롤 캠 홈(22a)이 서로 합치되기 때문에 상기 메인 캠(20)이 컨트롤 캠(22)에 밀착된다, 반면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 메인 캠(20)과 컨트롤 캠(22) 간 회전차가 생기면, 상기 메인 캠 홈(20a)과 컨트롤 캠 홈(22a)이 서로 합치되지 않기 때문에 상기 인서트 캠(24)에 의해 상기 메인 캠(20)과 컨트롤 캠(22)이 서로 벌어지는데, 이 때 상기 컨트롤 캠(22)은 상기 컨트롤 다판 클러치(15)에 의해 고정되어 있으므로 상기 메인 캠(20)이 상대적으로 상기 메인 다판 클러치(10)를 향해 이동되는 것이다.
상기와 같이 구성된 종래 기술의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 컨트롤 캠(22)이 프론트 하우징(2)과 연결되어 있지 않으면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 메인 캠(20)이 후륜 측 샤프트(4)와 일체로 회전되고, 상기 컨트롤 캠(22)이 어디에도 구속되어 있지 않고 상기 인서트 캠(24)을 통해 상기 메인 캠(20)과 연결되어 있기 때문에 상기 메인 캠(20)과 함께 회전된다. 이 때, 전술한 바와 같이 상기 메인 캠(20)과 컨트롤 캠(22)이 일체로 회전되기 때문에 상기 메인 다판 클러치(10)에 클러치 작용력이 부여되지 않아 상기 프론트 하우징(2)과 후륜 측 샤프트(4) 또한 연결되지 않는다.
이와 같은 상태에서, 상기 컨트롤 캠(22)이 상기 컨트롤 다판 클러치(15)를 통해 상기 프론트 하우징(2)과 연결되면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 메인 캠(20)은 그대로 후륜 측 샤프트(4)와 일체로 회전되지만 상기 컨트롤 캠(22)은 상기 프론트 하우징(2)과 일체로 회전되는데, 이 때 전륜과 후륜 간 회전차가 생기면 상기 메인 캠(20)과 컨트롤 캠(22) 사이에도 회전차가 생겨 상기 메인 캠(20)이 상기 메인 다판 클러치(10)를 향해 이동된다. 그러면, 상기 메인 다판 클러치(10)에 클러치 작용력이 부여되어 상기 프론트 하우징(2)과 후륜 측 샤프트(4)가 연결됨으로써 전륜과 후륜이 직결된다.
그러나, 종래 기술에 따른 커플링은, 상기 메인 다판 클러치(10)가 상기 메인 캠(20)에 의해 한쪽방향에서만 클러치 작용력을 부여받기 때문에 상기 메인 다판 클러치(10)가 100%로 작동되는데 일정 시간이 소요됨으로써 응답성이 낮고, 상기 메인 캠(20)으로부터 멀수록 상기 메인 다판 클러치(10)에 전달되는 클러치 작용력이 점차 약해져서 상기 메인 다판 클러치(10)의 각 요소의 내구력 차이가 생김으로써 내구성이 낮은 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 메인 다판 클러치가 양방향에서 고르게 클러치 작용력을 부여받을 수 있는 커플링을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 커플링은, 제1회전부재와 제2회전부재 사이에 구비된 메인 다판 클러치와; 상기 제1회전부재와 컨트롤 다판 클러치를 통해 연결되는 컨트롤 캠과; 상기 제2회전부재에 슬라이딩 가능토록 결합되고, 상기 컨트롤 캠과 이격된 메인 캠과; 상기 메인 캠과 컨트롤 캠 사이에 구비되어 상기 메인 캠과 컨트롤 캠 간 회전차가 생기면, 상기 메인 캠이 상기 메인 다판 클러치에 클러치 작용력을 부여토록 상기 메인 캠을 컨트롤 캠으로부터 이격시키는 인서트 캠과; 상기 컨트롤 다판 클러치에 클러치 작용력을 부여하는 컨트롤 구동부와; 상기 컨트롤 구동부와 연동되어 상기 메인 캠과 반대편에서 상기 메인 다판 클러치에 클러치 작용력을 부여하는 메인 클러치 작동수단을 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 커플링을 나타낸 반단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 커플링의 작동 상태를 나타낸 반단면도이다.
본 발명에 따른 커플링은, 제1회전부재인 전륜과 연결된 프론트 하우징(50)과, 상기 프론트 하우징(50)에 회전 가능토록 삽입된 제2회전부재인 후륜 측 샤프트(52)와, 상기 후륜 측 샤프트(52)와 프론트 하우징(50) 사이에 설치되어 단속작용을 행하는 메인 다판 클러치(60)와, 상기 메인 다판 클러치(60)에 클러치 작용력을 부여하는 클러치 작용력 부여수단을 포함한다.
상기 프론트 하우징(50)에는 내벽에 상기 프론트 하우징(50)과 일체로 회전되되, 좌우로 슬라이딩될 수 있는 슬라이더(51)가 결합되고, 상기 슬라이더(51)에 상기 메인 다판 클러치(60)가 연결된다.
상기 메인 다판 클러치(60)는, 상기 슬라이더(51)에 일렬로 배열된 다수개의 아우터 플레이트(62)와, 상기 다수개의 아우터 플레이트(62)와 교차되게 배열되고 상기 후륜 측 샤프트(52)에 결합된 다수개의 인너 플레이트(64)로 이루어진다.
상기 클러치 작용력 부여수단은, 상기 메인 다판 클러치(60)의 우측에서 상기 후륜 측 샤프트(52)에 슬라이딩 가능토록 결합된 메인 캠(70)과, 상기 메인 캠(70)과 우측으로 이격되어 상기 후륜 측 샤프트(52)에 회전 가능토록 끼워진 컨트롤 캠(72)과, 상기 컨트롤 캠(72)과 메인 캠(70) 사이에 구비되어 상기 컨트롤 캠(72)과 메인 캠(70)의 회전차에 따라 상기 메인 캠(70)이 상기 메인 다판 클러치(60)를 향해 이동되게 하는 인서트 캠(74)과, 상기 컨트롤 캠(72)과 프론트 하우징(50)을 선택적으로 직결시키는 컨트롤 다판 클러치(80)로 이루어진다. 따라서, 상기 메인 캠(70)이 상기 메인 다판 클러치(60)를 향해 이동되면 상기 메인 다판 클러치(60)를 가압하게 되어 상기 메인 다판 클러치(60)에 클러치 작용력이 부여된다.
여기서, 상기 메인 캠(70)은 상기 후륜 측 샤프트(52)를 따라 슬라이딩되되, 상기 후륜 측 샤프트(52)와 일체로 회전될 수 있도록 스플라인 결합된다.
그리고, 상기 메인 캠(70)에는 상기 컨트롤 캠(72)과 대향되는 면에 상기 인서트 캠(74)이 일부 삽입될 수 있는 메인 캠 홈(70a)이 있고, 상기 컨트롤 캠(72)에도 상기 메인 캠(70)과 대향되는 면에 상기 인서트 캠(74)이 일부 삽입될 수 있는 컨트롤 캠 홈(72a)이 있는데, 상기 메인 캠 홈(70a)과 컨트롤 캠 홈(72a)은 각 각 벽이 소정 곡률로 경사지게 형성됨으로써, 측단면이 각각 아크형상을 갖게 된다. 상기 인서트 캠(74)은 볼 형상으로 형성된다.
상기 컨트롤 다판 클러치(80)는, 상기 메인 다판 클러치(60)로부터 우측으로 일정 거리 떨어져서 상기 프론트 하우징(50)의 내벽에 일렬로 배열된 다수개의 아우터 플레이트(82)와, 상기 다수개의 아우터 플레이트(82)와 교차되게 배열되고 상기 컨트롤 캠(72)에 결합된 다수개의 인너 플레이트(84)로 구성되고, 운전자의 조작에 따라 전자력을 발생시키는 컨트롤 구동부(90)로부터 클러치 작용력을 받는다.
상기 컨트롤 구동부(90)는, 상기 메인 다판 클러치(60)와 컨트롤 다판 클러치(80) 사이에서 상기 슬라이더(51)에 고정된 아마추어(92)와, 상기 컨트롤 다판 클러치(80)의 우측에 설치되어 전원이 인가되면 전자기력에 의해 상기 아마추어(92)를 끌어당기는 계자코일(94)로 이루어진다. 다시 말하자면, 상기 아마추어(92)가 전자기력에 의해 상기 컨트롤 다판 클러치(80)를 향해 이동되어 상기 컨트롤 다판 클러치(80)에 클러치 작용력을 부여한다.
특히, 상기 컨트롤 다판 클러치(80)에 의해 상기 컨트롤 캠(72)과 프론트 하우징(50)이 직결되면, 바로 상기 메인 캠(70)과 컨트롤 캠(72) 간 회전차가 생겨 상기 메인 캠(70)이 메인 다판 클러치(60)에 클러치 작용력을 부여하는데, 이 때 상기 컨트롤 구동부(90)와 연동되어 상기 메인 캠(70)과 반대편에서 상기 메인 다판 클러치(60)에 클러치 작용력이 부여될 수 있도록 메인 클러치 작동수단이 작동된다.
상기 메인 클러치 작동수단은, 상기 컨트롤 구동부(90) 중 아마추어(92)가 직접적으로 상기 컨트롤 다판 클러치(80)에 클러치 작용력을 부여하므로, 상기 아마추어(92)와 연동될 수 있도록 상기 메인 다판 클러치(60)의 좌측에서 상기 슬라이더(51)에 고정된 메인 피스톤(100)으로 이루어진다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 계자코일(94)에 전원이 인가되어 전자기력이 형성되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 아마추어(92)가 상기 컨트롤 다판 클러치(80)를 향해 이동되어 상기 컨트롤 다판 클러치(80)가 클러치 작용력을 부여받게 된다. 그러면, 상기 컨트롤 다판 클러치(80)의 아우터 플레이트(82)와 인너 플레이터(84)가 서로 마찰되어 상기 프론트 하우징(50)과 컨트롤 캠(72)이 직결됨으로써, 상기 컨트롤 캠(72)이 프론트 하우징(50)과 일체로 회전된다.
이 때, 상기 메인 캠(70)이 후륜 측 샤프트(52)와 일체로 회전되기 때문에 전륜과 후륜의 회전차로 인해 상기 메인 캠(70)과 컨트롤 캠(72) 간 회전차가 생겨서 상기 메인 캠(70)이 상기 후륜 측 샤프트(52)와 일체로 회전되면서 상기 메인 다판 클러치(60)를 향해 이동된다. 그러면, 상기 메인 캠(70)에 의해 상기 메인 다판 클러치(60)의 아우터 플레이트(82)와 인너 플레이트(84)가 서로 마찰됨으로써 상기 프론트 하우징(50)과 후륜 측 샤프트(52)가 직결된다.
더불어, 상기 아마추어(92)가 상기 컨트롤 다판 클러치(80)를 향해 이동되면, 상기 슬라이더(51)와 메인 피스톤(100)도 함께 좌측으로 이동되기 때문에 상기 메인 피스톤(100)이 상기 메인 캠(70)과 반대편에서 상기 메인 다판 클러치(60)에 클러치 작용력을 부여하게 된다.
따라서, 상기 컨트롤 다판 클러치(80)에 클러치 작용력이 부여된 후 곧바로 상기 메인 캠(70)이 상기 메인 다판 클러치(60)에 클러치 작용력을 부여하기 때문에 상기 메인 다판 클러치(60)는 상기 메인 캠(70)과 메인 피스톤(100)으로부터 동시에 클러치 작용력을 부여받아 신속하게 작동될 수 있다.
한편, 이와 같은 상태에서 상기 계자코일(94)에 더 이상 전원이 연결되지 않으면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 아마추어(92)가 상기 컨트롤 다판 클러치(80)로부터 이격되어 상기 컨트롤 다판 클러치(80)의 클러치 작용력이 해제되고, 상기 아마추어(92)와 함께 상기 슬라이더(51)와 메인 피스톤(100)도 좌측으로 이동되어 상기 메인 피스톤(100)에 의한 상기 메인 다판 클러치(60)의 클러치 작용력도 해제된다.
그리고, 상기 컨트롤 다판 클러치(80)의 클러치 작용이 해제됨과 동시에 상기 컨트롤 캠(72)이 프론트 하우징(50)과 분리됨으로써 상기 인서트 캠(74)을 통해 메인 캠(70)의 회전력을 전달받아 회전되기 때문에 상기 컨트롤 캠(72)과 메인 캠(70)이 일체로 회전된다. 그러면, 상기 컨트롤 캠 홈(72a)과 메인 캠 홈(70a)이 서로 합치되어 상기 인서트 캠(74)이 상기 컨트롤 캠 홈(72a)과 메인 캠 홈(70a) 사이로 복귀됨으로써, 상기 메인 캠(70)이 상기 컨트롤 캠(72)을 향해 이동되어 상기 메인 캠(70)에 의한 상기 메인 다판 클러치(60)의 클러치 작용력 또한 함께 해제된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 커플링은, 전륜과 후륜을 직결시킬 수 있는 메인 다판 클러치가, 아마추어가 컨트롤 다판 클러치에 클러치 작용력을 부여할 때 상기 아마추어와 연동되는 메인 피스톤에 의해 클러치 작용력을 부여받고, 상기 컨트롤 다판 클러치가 클러치 작용에 의해 전륜과 후륜의 회전차가 생김에 따라 메인 캠으로부터 클러치 작용력을 부여받기 때문에 상기 메인 다판 클러치가 양방향에서 함께 클러치 작용력을 부여받음으로써 신속하게 작동될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 메인 다판 클러치의 각 플레이트에 비교적 균일하게 클러치 작용력이 전달됨으로써 내구력이 향상될 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 제1회전부재와 제2회전부재 사이에 구비된 메인 다판 클러치와;
    상기 제1회전부재와 컨트롤 다판 클러치를 통해 연결되는 컨트롤 캠과;
    상기 제2회전부재에 슬라이딩 가능토록 결합되고, 상기 컨트롤 캠과 이격된 메인 캠과;
    상기 메인 캠과 컨트롤 캠 사이에 구비되어 상기 메인 캠과 컨트롤 캠 간 회전차가 생기면, 상기 메인 캠이 상기 메인 다판 클러치에 클러치 작용력을 부여토록 상기 메인 캠을 컨트롤 캠으로부터 이격시키는 인서트 캠과;
    상기 컨트롤 다판 클러치에 클러치 작용력을 부여하는 컨트롤 구동부와;
    상기 컨트롤 구동부와 연동되어 상기 메인 캠과 반대편에서 상기 메인 다판 클러치에 클러치 작용력을 부여하는 메인 클러치 작동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 커플링.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1회전부재는 프론트하우징과 연결되고, 상기 프론트 하우징에는 상기 다판 클러치와 연결된 슬라이더가 슬라이딩 가능토록 결합되는 것을 특징으로 하는 커플링.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 컨트롤 구동부는, 상기 슬라이더에 고정되고 상기 메인 클러치 작동수단과 연결된 아마추어와;
    상기 아마추어와 전기적으로 연결되어 전원이 인가되면 상기 아마추어가 슬라이더와 함께 상기 컨트롤 다판 클러치에 클러치 작용력을 부여하는 방향으로 이동되게 하는 계자코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 커플링.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 메인 클러치 작동수단은, 상기 아마추어와 연동될 수 있도록 상기 슬라이더에 고정된 메인 피스톤으로 이루어진 것을 특징으로 하는 커플링.
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KR19980081481A (ko) * 1997-04-30 1998-11-25 그렉지에기엘레브스키 반발력 회로를 갖는 클러치 조립체
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