KR100906143B1 - 구동력 전달 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마그네틱코일에서 발생된 자기력으로 아마추어를 흡인하면, 상기 아마추어의 축방향 이동력이 어플라이실린더를 통해 파일롯클러치를 미는 힘으로 전달되는 메커니즘을 취함으로써, 파일롯클러치의 재질을 상기 마그네틱코일의 자기력선 순환 폐회로의 구성과 무관하게 자유롭게 선정할 수 있도록 하여 메인클러치와의 부품 공용화가 가능하도록 하고, 종래 코일하우징의 제작 공정상의 어려움과 가격 상승의 문제를 배제하며, 마그네틱코일과 아마추어 사이의 공극 관리를 용이하게 할 수 있도록 한다.
볼램프, 마그네틱코일, 클러치
Description
본 발명은 전자석의 작동에 의해 구동력을 전달 및 차단할 수 있도록 하는 구동력 전달 시스템에 관한 것으로서, 차량의 커플링, 트랜스퍼케이스, 차동제한장치, 토크벡터링액슬(Torque Vectoring Axle) 등에 적용할 수 있는 구동력 전달 시스템에 관한 기술이다.
종래 전자석 방식의 구동력 전달 시스템은 메인하우징에 고정된 원형의 전자석에 전류를 인가하면, 상기 전자석의 자기력에 의해 흡인되는 아마추어가 파일롯클러치를 작동시키게 되어 있고, 상기 파일롯클러치가 발생시키는 마찰토크는 볼램프를 이루는 캠과 어플라이플레이트 사이에 상대 회전속도를 발생시켜 상기 캠과 어플라이플레이트 사이에 축방향의 증폭된 힘이 발생되도록 하고, 상기 어플라이플레이트는 메인클러치를 가압하여, 상기 메인클러치를 통해 인풋샤프트 회전력을 아웃풋샤프트로 전달할 수 있도록 하는 메커니즘을 주로 사용하고 있다.
상기 전자석의 자기력에 의해 상기 파일롯클러치를 작동시키기 위해서는, 상기 파일롯클러치를 사이에 두고 전자석의 맞은편에 상기 아마추어가 위치해야 하고, 상기 아마추어에 상기 전자석의 자기력이 원활하게 공급되도록 하는 자기력선 순환 폐회로를 구성하기 위해서는, 상기 파일롯클러치는 자기력선이 잘 통과하는 스틸 재질로서 자기력선 경로를 위한 긴 슬롯이 가공되어야 하며, 상기 파일롯클러치와 전자석 사이를 이루는 코일하우징은 비자성체인 스테인레스스틸과 같은 이종 재질을 용접하는 구조를 취하여야 한다.
한편, 메인클러치는 큰 구동력을 전달하기 위해서는 스틸이 아닌 다른 재질로 이루어져야 하므로, 상기 파일롯클러치와 부품의 공용화를 이루기 어렵다.
또한, 상기와 같이 코일하우징을 스테인레스스틸과 같은 이종 재질을 용접하는 구조로 하면, 가공상의 어려움과 그에 따른 가격 상승의 문제를 피할 수 없다.
한편, 상기 전자석을 이루는 마그네틱코일로부터 아마추어 사이의 공극은 자기력선에 의한 아마추어의 작동력을 결정짓는 매우 중요하고 민감한 요소로서 정밀하게 관리되어야 하므로, 제작시 가공상의 오차 등을 심(shim)을 사용하여 조절하는 까다로운 과정을 필연적으로 수반하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 파일롯클러치의 재질을 전자석의 자기력선 순환 폐회로의 구성과 무관하게 자유롭게 선정할 수 있도록 하여 메인클러치와의 부품 공용화가 가능하도록 하고, 종래 코일하우징의 제작 공정상의 어려움과 가격 상승의 문제를 배제하며, 마그네틱코일과 아마추어 사이의 공극 관리를 위한 심의 사용을 배제시킬 수 있도록 한 구동력 전달 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 구동력 전달 시스템은
메인하우징과;
상기 메인하우징에 회전 가능하게 설치된 인풋샤프트와;
상기 인풋샤프트와 동심축을 이루어 배치되는 아웃풋샤프트와;
상기 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 사이에 구비되어 축방향 가압력에 의해 동력을 단속하도록 된 메인클러치와;
상기 메인클러치에 축방향 가압력을 제공할 수 있도록 축방향 이동이 자유롭고, 상기 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 중 어느 일측에 대하여 회전이 구속되도록 설치된 어플라이플레이트와, 상기 어플라이플레이트와의 사이에 볼을 매개로 설치된 캠을 구비한 볼램프와;
축방향 가압력에 의해, 상기 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 중 상기 어플라이플 레이트와 회전이 구속되지 않은 타측에 대하여 상기 볼램프의 캠의 회전을 제한할 수 있도록 설치된 파일롯클러치와;
축방향에 수직한 링형상으로 상기 메인하우징 내에 고정된 마그네틱코일과;
상기 마그네틱코일의 자기력에 흡인되면 상기 파일롯클러치를 향하여 축방향으로 이동 가능하게 설치된 아마추어와;
상기 아마추어의 축방향 이동력을 상기 파일롯클러치에 전달하도록 축방향으로 이동 가능하게 설치된 어플라이실린더;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 인풋샤프트와 동심축을 이루며, 상기 인풋샤프트와의 사이에 상기 메인클러치와 볼램프 및 파일롯클러치를 구비하고, 상기 아웃풋샤프트가 연결되는 아웃풋클러치하우징을 더 포함하여 구성되고;
상기 아마추어와 어플라이실린더는 상기 인풋샤프트의 외측에 삽입되도록 할 수 있다.
상기 볼램프의 어플라이플레이트는 상기 인풋샤프트에 스플라인으로 결합될 수 있다.
상기 인풋샤프트에는 상기 볼램프와 메인클러치를 사이에 두고 양쪽에 스냅링에 의해 고정되는 스러스트링을 각각 구비할 수 있다.
상기 스러스트링 중 상기 볼램프의 캠에 인접한 것은 스러스트베어링을 통하여 상기 볼램프의 캠을 지지하도록 할 수 있다.
상기 메인하우징은 상기 인풋샤프트가 삽입되는 방향의 반대방향에 위치한 상기 아웃풋클러치하우징 쪽에 메인하우징의 내부를 밀폐하는 스러스트커버를 구비하고;
상기 아웃풋클러치하우징에는 상기 스러스트커버를 관통하고 내부에 스플라인이 형성된 출력보스부를 구비한 것
상기 아웃풋클러치하우징과 상기 스러스트커버 사이에는 상기 아웃풋클러치하우징의 축방향 힘을 지지하도록 스러스트베어링이 구비되도록 할 수 있다.
상기 메인하우징의 스러스트커버 쪽에는 상기 아웃풋클러치하우징의 출력보스부를 통해 인출되는 동력을 전달받을 다른 장치의 하우징을 연결하기 위한 마운팅플랜지가 일체로 구비되도록 할 수 있다.
상기 메인하우징에는 상기 인풋샤프트에 수직한 방향으로 천공되어 오일의 출입이 가능한 상태를 전환할 수 있는 플러그홀이 구비되도록 할 수 있다.
상기 인풋샤프트는 내부에 중공부를 구비하고;
상기 인풋샤프트에는 상기 볼램프와 메인클러치가 장착되는 위치에 상기 중공부와 연통되는 반경방향오일구멍을 구비하도록 할 수 있다.
상기 인풋샤프트에는 상기 메인클러치가 장착되는 위치를 축방향으로 관통하는 축방향오일구멍을 더 구비하도록 할 수 있다.
상기 아웃풋클러치하우징은 상기 마그네틱코일을 향한 방향이 개방되고, 측면에 다수의 윤활구멍이 구비된 구조로 할 수 있다.
한편, 본 발명 구동력 전달 시스템은 상기 인풋샤프트와 동심축을 이루며 상기 아웃풋샤프트가 연결되는 매개샤프트와;
상기 매개샤프트와 동심축을 이루며, 상기 매개샤프트와의 사이에 상기 메인클러치와 볼램프 및 파일롯클러치를 구비하고, 상기 인풋샤프트가 연결되는 인풋클러치하우징을 더 포함하여 구성되고;
상기 아마추어와 어플라이실린더는 상기 매개샤프트의 외측에 삽입된 구조로 할 수 있다.
상기 매개샤프트는 회전이 자유로운 상태로 일단이 상기 인풋샤프트의 단부에 삽입되어 지지되고, 타단에 상기 아웃풋샤프트가 스플라인 결합되며, 상기 메인 클러치와는 반경방향으로 허브를 통해 연결되도록 할 수 있다.
상기 마그네틱코일의 상기 파일롯클러치를 향한 면을 감싸고 그 반대면을 개방시킨 단면 구조를 가지고 상기 메인하우징에 고정되어 설치된 코어멤버를 더 포함하고;
상기 아마추어는 상기 마그네틱코일을 중심으로 상기 파일롯클러치의 맞은편에 위치하고;
상기 어플라이실린더는 상기 코어멤버 내측 공간을 관통하여 상기 아마추어에 결합되는 실린더부와, 상기 실린더부로부터 반경방향으로 확장되어 상기 파일롯클러치에 가압력을 전달할 수 있도록 형성된 플랜지부로 이루어지도록 할 수 있다.
상기 코어멤버는 상기 마그네틱코일의 내측면와 외측면을 함께 감싸는 단면 형상을 가지고;
상기 아마추어와 상기 코어멤버는 서로 마주하는 방향에 서로 상응하는 복합면을 각각 구비하도록 할 수 있다.
상기 아마추어와 코어멤버에 형성되는 복합면은 상기 축방향에 수직한 수직면과 상기 수직면에 대하여 일정한 기울기로 경사진 단면을 이루는 경사원주면으로 이루어지도록 할 수 있다.
상기 아마추어와 코어멤버에 형성되는 경사원주면은 상기 아마추어와 코어멤버의 반경방향 내측과 외측에 대칭되게 구비되도록 할 수 있다.
상기 아마추어와 코어멤버에 형성되는 경사원주면은 상기 아마추어가 상기 코어멤버를 감싸는 형상으로 형성되어, 상기 아마추어의 내경부와 외경부가 각각 상기 코어멤버를 향해 돌출되는 단면 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
상기 코어멤버를 향하여 돌출되는 단면 형상을 가진 상기 아마추어의 내경부와 외경부의 선단은 뭉뚝하게 형성되도록 할 수 있다.
상기 어플라이실린더의 실린더부와 접촉하는 상기 코어멤버의 내경부에는 상호간의 마모를 방지하고 부드러운 상대운동이 가능하도록 하는 가이드수단을 더 구비한 구조로 할 수 있다.
상기 어플라이실린더의 실린더부와 플랜지부는 상기 마그네틱코일과 코어멤버를 감싸는 형상으로 형성되도록 할 수 있다.
상기 어플라이실린더는 전자기력의 누출을 억제하는 절연재질로 이루어지도록 할 수 있다.
상기 어플라이실린더의 플랜지부와 상기 파일롯클러치 사이에는 스러스트베어링이 설치되도록 할 수 있다.
상기 메인하우징에는 상기 코어멤버가 끼워져서 회전방향으로 구속되도록 하는 슬롯이 구비되도록 할 수 있다.
상기 마그네틱코일의 커넥터는, 상기 메인하우징과의 사이와, 상기 코어멤버를 관통한 부위에서 상기 코어멤버와의 사이에서, 각각 오일실에 의해 이중으로 실링되도록 할 수 있다.
상기 파일롯클러치와 메인클러치를 이루는 프릭션플레이트와 리액션플레이트는 동일 재질로 이루어지도록 할 수 있다.
상기 파일롯클러치와 메인클러치를 이루는 프릭션플레이트와 리액션플레이트는 동일 규격의 공용품으로 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명은 파일롯클러치의 재질을 전자석의 자기력선 순환 폐회로의 구성과 무관하게 자유롭게 선정할 수 있도록 하여 메인클러치와의 부품 공용화가 가능하도록 하고, 종래 코일하우징의 제작 공정상의 어려움과 가격 상승의 문제를 배제하며, 마그네틱코일과 아마추어 사이의 공극 관리를 위한 심의 사용을 배제시키고 마그네틱코일의 전류값 조정에 의해 아마추어의 정밀한 제어가 가능하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명 실시예는 메인하우징(1)과; 상기 메인하우징(1)에 회전 가능하게 설치된 인풋샤프트(3)와; 상기 인풋샤프트(3)와 동심축을 이루어 배치되는 아웃풋샤프트(69)와; 상기 인풋샤프트(3)와 아웃풋샤프트(69) 사이에 구비되어 축방향 가압력에 의해 동력을 단속하도록 된 메인클러치(7)와; 상기 메인클러치(7)에 축방향 가압력을 제공할 수 있도록 축방향 이동이 자유롭고, 상기 인풋샤프트(3)와 아웃풋샤프트(69) 중 어느 일측에 대하여 회전이 구속되도록 설치된 어플라이플레이트(9)와, 상기 어플라이플레이트(9)와의 사이에 볼(67)을 매개로 설치된 캠(13)을 구비한 볼램프(11)와; 축방향 가압력에 의해, 상기 인풋샤프트(3)와 아웃풋샤프트(69) 중 상기 어플라이플레이트(9)와 회전이 구속되지 않은 타측에 대하여 상기 볼램프(11)의 캠(13)의 회전을 제한할 수 있도록 설치된 파일롯클러치(15)와; 축방향에 수직한 링형상으로 상기 메인하우징(1) 내에 고정된 마그네틱코일(17)과; 상기 마그네틱코일(17)의 자기력에 흡인되면 상기 파일롯클러치(15)를 향하여 축방향으로 이동 가능하게 설치된 아마추어(19)와; 상기 아마추어(19)의 축방향 이동력을 상기 파일롯클러치(15)에 전달하도록 축방향으 로 이동 가능하게 설치된 어플라이실린더(21)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 인풋샤프트(3)와 동심축을 이루며, 상기 인풋샤프트(3)와의 사이에 상기 메인클러치(7)와 볼램프(11) 및 파일롯클러치(15)를 구비하고, 상기 아웃풋샤프트(69)가 연결되는 아웃풋클러치하우징(5)을 더 포함하여 구성되고; 상기 아마추어(19)와 어플라이실린더(21)는 상기 인풋샤프트(3)의 외측에 삽입된 구조이다.
즉, 상기 마그네틱코일(17)에서 발생된 자기력으로 상기 아마추어(19)를 흡인하면, 상기 아마추어(19)의 축방향 이동력이 상기 어플라이실린더(21)를 통해 상기 파일롯클러치(15)로 전달되는 메커니즘을 취한 것이다.
따라서, 종래와 달리 상기 파일롯클러치(15)는 상기 마그네틱코일(17)로부터 상기 아마추어(19)에 이르는 자기력선 순환 폐회로의 구성에 무관한 비자성체 재질과 구조를 가질 수 있게 된다.
상기와 같은 특성을 활용하여 본 실시예에서는 상기 파일롯클러치(15)와 메인클러치(7)를 이루는 프릭션플레이트와 리액션플레이트는 동일 규격, 동일 재질의 공용품으로 이루어지도록 하였다.
여기서, 상기 프릭션플레이트와 리액션플레이트는 서로 교번하여 배치된 상태로 원주방향 내측과 외측에 각각 스플라인 결합되어 상호간에 마찰력에 의해 동력의 전달과 차단이 이루어질 수 있도록 하는 링형상의 부품을 말한다.
참고로, 여기서 축방향이란 상기 인풋샤프트(3)의 길이 방향을 의미한다.
상기 마그네틱코일(17)의 주변에는 상기 마그네틱코일(17)의 내측면과 외측면 및 상기 파일롯클러치(15)를 향한 면을 감싸고 그 반대면을 개방시킨 단면 구조를 가지고 상기 메인하우징(1)에 고정된 코어멤버(23)가 구비되어 있다.
즉, 상기 마그네틱코일(17)은 상기 코어멤버(23)를 통해 상기 메인하우징(1)에 고정된 구조이다.
상기 코어멤버(23) 역시 종래의 코일하우징과는 달리, 상기 마그네틱코일(17)과 아마추어(19) 사이의 자기력선 순환 폐회로 구성에 관련되지 않으므로, 별도의 스테인레스스틸과 같은 이종 재질의 비자성체를 용접하여 결합하거나 하는 등의 까다로운 작업 및 구조가 불필요하여 제작 비용의 저감을 가져오게 된다.
상기 아마추어(19)는 상기 마그네틱코일(17)을 중심으로 상기 파일롯클러치(15)의 맞은편에 위치하고, 상기 어플라이실린더(21)는 상기 코어멤버(23)와 인풋샤프트(3) 사이의 공간을 관통하여 상기 아마추어(19)에 결합되는 실린더부(25)와, 상기 실린더부(25)로부터 반경방향으로 확장되어 상기 파일롯클러치(15)에 가압력을 전달할 수 있도록 형성된 플랜지부(27)로 이루어진 구조이다.
물론, 상기 어플라이실린더(21)의 실린더부(25) 및 플랜지부(27)는 일체로 형성될 수도 있고 별도의 부품으로 제작되어 하나로 결합되는 형태를 가질 수도 있다.
상기 아마추어(19)와 상기 코어멤버(23)는 서로 마주하는 방향에 서로 상응하는 복합면을 각각 구비하고 있다.
상기 복합면이란 단순한 평면이 아니라, 2개 이상의 서로 다른 면의 결합에 의해 이루어진 면을 말하는 것으로서, 본 실시예에서는 상기 축방향에 수직한 수직면과 상기 수직면에 대하여 일정한 기울기로 경사진 단면을 이루는 경사원주면(29)으로 이루어진 구조이다.
상기 아마추어(19)와 코어멤버(23)에 형성되는 경사원주면(29)은 상기 아마추어(19)와 코어멤버(23)의 반경방향 내측과 외측에 대칭되게 구비된 구조이다.
본 실시예에서, 상기 경사원주면(29)은 상기 아마추어(19)가 상기 코어멤버(23)를 감싸는 형상으로 형성되어, 상기 아마추어(19)의 내경부와 외경부가 각각 상기 코어멤버(23)를 향해 돌출되는 단면 형상으로 형성되며, 상기 아마추어(19)의 내경부와 외경부의 선단은 뭉뚝하게 형성되도록 하여, 자기장이 포화되는 것을 억제하도록 하였다.
상기 아마추어(19)와 코어멤버(23)의 경사원주면(29)은 상기 마그네틱코일(17)의 자기력선이 주로 통과하여 자기력선 순환 폐회로를 이루도록 하는 곳으로서, 이 부위는 상기 마그네틱코일(17)로부터의 자기력에 대한 상기 아마추어(19)의 작동 특성이 결정되도록 하는 공극(S)을 이룬다.
상기 공극(S)은 상기 아마추어(19)가 상기 마그네틱코일(17)로부터의 자기력에 의해 이동하는 거리에 비하여 적게 변화하여, 상기 마그네틱코일(17)의 자기력 제어에 의한 아마추어(19)의 거동을 보다 정밀하게 제어할 수 있도록 해준다.
즉, 상기 아마추어(19)와 코어멤버(23)의 경사원주면(29)이 축방향에 대하여 기울어진 각도를 a라고 할 때, 상기 아마추어(19)와 코어멤버(23)의 두 경사원주면(29) 사이의 최단거리인 상기 공극(S)은, 상기 아마추어(19)의 축방향 이동거리에 sin(a)를 곱한 결과이므로, 상기 아마추어(19)의 축방향 이동에 대해 상기 공극(S)이 상대적으로 적게 변화하여, 경사원주면(29)이 아닌 축방향에 수직한 면에 의해 공극이 형성되는 경우에 비하여, 상대적으로 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기한 바와 같이 마그네틱코일(17)과 아마추어(19) 사이에 아무런 장애물이 없고, 상기와 같은 경사원주면(29)에 의한 공극(S)이 형성된 구조에서는, 종래의 심에 의한 공극의 조정은 불필요하고 상기 아마추어(19)의 거동에 대한 제어는 전적으로 상기 마그네틱코일(17)에 가해지는 전류의 제어에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 어플라이실린더(21)의 실린더부(25)와 접촉하는 상기 코어멤버(23)의 내경부에는 상호간의 마모를 방지하고 부드러운 상대운동이 가능하도록 하는 가이드수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 가이드수단으로는 상기 코어멤버(23)의 내경부에 하는 도금이나, 상기 내경부에 설치하는 부시 또는 베어링이 될 수 있다.
상기 어플라이실린더(21)의 실린더부(25)와 플랜지부(27)는 상기 마그네틱코 일(17)과 코어멤버(23)를 감싸는 형상으로 형성되고, 전자기력의 누출을 억제하는 절연재질로 이루어지는 것이 바람직한 바, 상기 절연재질로는 스테인레스스틸 등이 사용될 수 있다.
상기 어플라이실린더(21)의 플랜지부(27)와 상기 파일롯클러치(15)사이에는 스러스트베어링(31)이 설치되고, 상기 볼램프(11)의 어플라이플레이트(9)는 상기 인풋샤프트(3)에 스플라인으로 결합되어 회전이 구속된 구조이며, 상기 파일롯클러치(15)는 상기 아웃풋클러치하우징(5)을 통해 상기 아웃풋샤프트(69)에 대하여 상기 볼램프(11)의 캠(13)의 회전을 제한할 수 있도록 설치되어 있다.
상기 메인하우징(1)에는 상기 코어멤버(23)가 끼워져서 회전방향으로 구속되도록 하는 슬롯(33)이 구비된다.
따라서, 상기 코어멤버(23)를 상기 메인하우징(1)에 상기 슬롯(33)을 통해 삽입하면 회전 방향의 구속이 이루어지고, 축방향으로는 스냅링이나 볼트 등으로 고정하는 구조를 취할 수 있다.
물론, 상기 코어멤버(23)와 메인하우징(1) 사이를 나사에 의해 결합하도록 할 수도 있을 것이다.
상기 마그네틱코일(17)의 커넥터(35)는, 상기 메인하우징(1)과의 사이와, 상기 코어멤버(23)를 관통한 부위에서 상기 코어멤버(23)와의 사이에서, 각각 오일실(37)에 의해 이중으로 실링된 구조이다.
따라서, 상기 마그네틱코일(17)과 상기 코어멤버(23)를 상기 메인하우징(1)에 장착한 상태에서, 상기 커넥터(35)를 상기 메인하우징(1)과 코어멤버(23)를 관통하여 장착하면 한꺼번에 실링이 완료되게 된다.
상기 인풋샤프트(3)에는 상기 볼램프(11)와 메인클러치(7)를 사이에 두고 양쪽에 스냅링에 의해 고정되는 스러스트링(39)을 각각 구비한다.
따라서, 상기 볼램프(11)와 메인클러치(7)에 의해 작용하는 축방향의 강한 힘을 견고하게 지지할 수 있도록 하여 내구성을 충분히 확보할 수 있게 된다.
물론, 상기 스러스트링(39) 중 상기 볼램프(11)의 캠(13)에 인접한 것은 스러스트베어링(31)을 통하여 상기 볼램프(11)의 캠(13)을 지지하여, 상기 캠(13)의 회전에 방해가 되지 않도록 한다.
상기 메인하우징(1)은 상기 인풋샤프트(3)가 삽입되는 방향의 반대방향에 위치한 상기 아웃풋클러치하우징(5) 쪽에 메인하우징(1)의 내부를 밀폐하는 스러스트커버(41)를 구비하고, 상기 아웃풋클러치하우징(5)에는 상기 스러스트커버(41)를 관통하고 내부에 스플라인이 형성된 출력보스부(43)를 구비한다.
물론, 상기 출력보스부(43)의 스플라인에는 아웃풋샤프트(69)가 끼워져서 동력을 인출할 수 있는 바, 도 7에는 상기 아웃풋샤프트(69)로서 리어액슬의 피니언샤프트(47)가 연결된 상태가 예시되어 있다.
상기 아웃풋클러치하우징(5)과 상기 스러스트커버(41) 사이에는 상기 아웃풋클러치하우징(5)의 축방향 힘을 지지하도록 스러스트베어링(31)이 구비된다.
이로써, 상기 아웃풋클러치하우징(5)은 상기한 어플라이실린더(21)의 플랜지부(27)와 파일롯클러치(15) 사이에 설치된 스러스트베어링(31)과, 상기 스러스트커버(41)와의 사이에 배치된 스러스트베어링(31)에 의해 양쪽이 모두 회전 가능한 상태를 확보하면서 축방향으로 견고하게 지지되는 상태가 구현된다.
상기 메인하우징(1)의 스러스트커버(41) 쪽에는 상기 아웃풋클러치하우징(5)의 출력보스부(43)를 통해 인출되는 동력을 전달 받을 다른 장치의 하우징을 연결하기 위한 마운팅플랜지(45)가 일체로 구비된다.
물론, 도 7에는 상기 리어액슬의 액슬하우징(49)이 상기 마운팅플랜지(45)에 연결되어 있다.
상기 메인하우징(1)과 인풋샤프트(3) 사이 및 상기 메인하우징(1)의 스러스트커버(41)와 아웃풋클러치하우징(5)의 출력보스부(43)사이에는 오일실(37)이 구비되어 상기 메인하우징(1)의 내부의 기밀을 유지할 수 있도록 하고, 내부의 모든 부품이 주입된 오일에 의해 윤활 및 냉각이 이루어질 수 있도록 함으로써, 부품들의 그리스에 의한 윤활을 배제하여 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하였다.
상기 메인하우징(1)에는 상기 인풋샤프트(3)에 수직한 방향으로 천공되어 오일의 출입이 가능한 상태를 전환할 수 있는 플러그홀(51)이 구비되어, 메인하우징(1) 내부의 오일에 문제가 발생하면, 오일을 보충하거나 교환하는 등의 필요한 조치를 용이하게 할 수 있도록 하였다.
본 실시예에서, 상기 플러그홀(51)은 상기 인풋샤프트(3)를 기준으로 90도 간격으로 2개가 형성되어 상측의 하나는 주입용, 하측의 나머지 하나는 배출용으로 사용할 수 있고, 도 5에는 상측의 플러그홀(51)에 필러플러그(53), 하측의 플러그홀(51)에 드레인플러그(55)가 체결된 상태를 도시하였다.
물론, 상기 플러그홀(51)은 하나만 구비하여 오일의 주입과 배출에 공통으로 사용할 수도 있을 것이다.
상기 인풋샤프트(3)는 내부에 중공부(57)를 구비하고, 상기 볼램프(11)와 메인클러치(7)가 장착되는 위치에 상기 중공부(57)와 연통되는 반경방향오일구멍(59)을 구비하였으며, 상기 메인클러치(7)가 장착되는 위치를 축방향으로 관통하는 축방향오일구멍(61)도 구비하였다 (도 3참조).
따라서, 상기 볼램프(11)와 메인클러치(7)의 윤활성능이 충분히 확보될 수 있으며, 상기 인풋샤프트(3)의 끝단부에 위치한 레이디얼베어링(63)의 윤활도 더욱 원활히 이루어질 수 있도록 하였다.
상기 아웃풋클러치하우징(5)은 상기 마그네틱코일(17)을 향한 방향이 개방되고, 측면에 다수의 윤활구멍(65)이 구비된 구조로 하여 원활한 윤활을 도모하도록 하였다.
상기한 바와 같이 구성된 구동력 전달 시스템의 동력 단속 작용을 살펴보면 다음과 같다.
상기 마그네틱코일(17)에 전류가 인가되지 않은 상태에서는, 상기 인풋샤프트(3)로 유입된 회전력은 상기 볼램프(11)의 어플라이플레이트(9)로 전달되고, 상기 파일롯클러치(15)와 연결된 캠(13)은 상기 파일롯클러치(15)가 해제된 상태이므로 상기 어플라이플레이트(9)로부터 볼(67)을 통해 전달되는 회전력에 의해 상기 인풋샤프트(3)와 함께 회전한다.
물론, 이때에는 상기 메인클러치(7)도 해제되어 있어서, 상기 인풋샤프트(3)는 상기 아웃풋클러치하우징(5)과 동력을 전달하지 않고 자유롭게 상대 회전하는 상태이다.
즉, 인풋샤프트(3)의 동력은 아웃풋샤프트(69)와 절연되어 있는 상태이다.
상기와 같은 상태에서 상기 마그네틱코일(17)에 전류를 인가하면, 상기 마그네틱코일(17)에서 형성된 자기력에 의해 상기 아마추어(19)가 흡인된다.
상기 아마추어(19)의 축방향 이동은 상기 어플라이실린더(21)를 통해 상기 파일롯클러치(15)에 가압력으로 작용하게 된다.
상기 파일롯클러치(15)는 상기 가압력을 받아 상기 아웃풋클러치하우징(5)과 상기 볼램프(11)의 캠(13) 사이에 동력을 전달한다.
따라서, 종전에 상기 인풋샤프트(3)와 동일한 회전속도를 갖던 상기 캠(13)이 상기 아웃풋클러치하우징(5)과 연결됨에 따라, 상기 볼램프(11)의 캠(13)과 어플라이플레이트(9) 사이에는 상대회전이 발생하여 상기 어플라이플레이트(9)에 축 방향 힘이 증폭되어 작용하게 된다.
상기 어플라이플레이트(9)의 힘은 상기 메인클러치(7)를 가압하여, 상기 인풋샤프트(3)의 회전력을 상기 아웃풋클러치하우징(5)으로 직접 전달하게 된다.
이로써, 인풋샤프트(3)의 회전력이 상기 아웃풋클러치하우징(5)을 통해 아웃풋샤프트(69)로 전달되는 상태가 구현된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서 기본적으로는 상기 실시예와 같이, 메인하우징(1)과; 상기 메인하우징(1)에 회전 가능하게 설치된 인풋샤프트(3)와; 상기 인풋샤프트(3)와 동심축을 이루어 배치되는 아웃풋샤프트(69)와; 상기 인풋샤프트(3)와 아웃풋샤프트(69) 사이에 구비되어 축방향 가압력에 의해 동력을 단속하도록 된 메인클러치(7)와; 상기 메인클러치(7)에 축방향 가압력을 제공할 수 있도록 축방향 이동이 자유롭고, 상기 인풋샤프트(3)와 아웃풋샤프트(69) 중 어느 일측에 대하여 회전이 구속되도록 설치된 어플라이플레이트(9)와, 상기 어플라이플레이트(9)와의 사이에 볼(67)을 매개로 설치된 캠(13)을 구비한 볼램프(11)와; 축방향 가압력에 의해, 상기 인풋샤프트(3)와 아웃풋샤프트(69) 중 상기 어플라이플레이트(9)와 회전이 구속되지 않은 타측에 대하여 상기 볼램프(11)의 캠(13)의 회전을 제한할 수 있도록 설치된 파일롯클러치(15)와; 축방향에 수직한 링형상으로 상기 메인하우징(1) 내에 고정된 마그네틱코일(17)과; 상기 마그네틱코일(17)의 자기력에 흡인되면 상기 파일롯클러치(15)를 향하여 축방향으로 이동 가능하게 설치된 아마추어(19)와; 상기 아마추어(19)의 축방향 이동력을 상기 파일롯클러치(15) 에 전달하도록 축방향으로 이동 가능하게 설치된 어플라이실린더(21)를 포함하여 구성된다.
여기에, 상기 인풋샤프트(3)와 동심축을 이루며 상기 아웃풋샤프트(69)가 연결되는 매개샤프트(71)와; 상기 매개샤프트(71)와 동심축을 이루며, 상기 매개샤프트(71)와의 사이에 상기 메인클러치(7)와 볼램프(11) 및 파일롯클러치(15)를 구비하고, 상기 인풋샤프트(3)가 연결되는 인풋클러치하우징(73)을 더 포함하여 구성되고; 상기 아마추어(19)와 어플라이실린더(21)는 상기 매개샤프트(71)의 외측에 삽입된 구조이다.
상기 매개샤프트(71)는 회전이 자유로운 상태로 일단이 상기 인풋샤프트(3)의 단부에 삽입되어 레이디얼베어링으로 지지되고, 타단에 상기 아웃풋샤프트(69)가 스플라인 결합되며, 상기 메인클러치(7)와는 반경방향으로 허브(75)를 통해 연결된 구조로 하였다.
상기 허브(75)는 내경부가 상기 매개샤프트(71)에 스플라인 결합되거나 용접에 의해 결합되도록 하고, 외경부에는 상기 메인클러치(7)를 이루는 프릭션플레이트 또는 리액션플레이트가 스플라인으로 결합된다.
상기 볼램프(11)의 어플라이플레이트(9)는 상기 매개샤프트(71)에 스플라인으로 결합되어 상기 아웃풋샤프트(69)에 대하여 회전이 구속되도록 되어 있고, 상기 파일롯클러치(15)는 상기 인풋클러치하우징(73)을 통해 상기 인풋샤프트(3)에 대하여 상기 볼램프(11)의 캠(13)의 회전을 제한할 수 있도록 설치되어 있다.
본 실시예는 상기 메인클러치(7), 볼램프(11), 파일롯클러치(15), 마그네틱 코일(17), 아마추어(19) 및 어플라이실린더(21)의 메커니즘이 거의 유사한 배치를 이루고, 이 메커니즘에 대하여 인풋샤프트(3)와 아웃풋샤프트(69)의 방향이 반대로 배치되어 있으며, 이외의 구성 및 그 동작은 상기 실시예와 거의 동일하므로 이외의 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 구동력 전달 시스템의 단면도,
도 2는 도 1의 입체 단면도,
도 3은 도 1의 인풋샤프트를 도시한 도면,
도 4는 도 1의 아웃풋클러치하우징을 도시한 도면,
도 5는 도 1의 메인하우징의 외관도,
도 6은 도 1의 메인하우징의 내부를 표현한 도면,
도 7은 도 1의 구동력 전달 시스템에 리어액슬이 장착된 상태를 예시한 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 설명한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1; 메인하우징 3; 인풋샤프트
5; 아웃풋클러치하우징 7; 메인클러치
9; 어플라이플레이트 11; 볼램프
13; 캠 15; 파일롯클러치
17; 마그네틱코일 19; 아마추어
21; 어플라이실린더 23; 코어멤버
25; 실린더부 27; 플랜지부
29; 경사원주면 S; 공극
31; 스러스트베어링 33; 슬롯
35; 커넥터 37; 오일실
39; 스러스트링 41; 스러스트커버
43; 출력보스부 45; 마운팅플랜지
47; 피니언샤프트 49; 액슬하우징
51; 플러그홀 53; 필러플러그
55; 드레인플러그 57; 중공부
59; 반경방향오일구멍 61; 축방향오일구멍
63; 레이디얼베어링 65; 윤활구멍
67; 볼 71; 매개샤프트
73; 인풋클러치하우징 75; 허브
Claims (28)
- 메인하우징과;상기 메인하우징에 회전 가능하게 설치된 인풋샤프트와;상기 인풋샤프트와 동심축을 이루어 배치되는 아웃풋샤프트와;상기 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 사이에 구비되어 축방향 가압력에 의해 동력을 단속하도록 된 메인클러치와;상기 메인클러치에 축방향 가압력을 제공할 수 있도록 축방향 이동이 자유롭고, 상기 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 중 어느 일측에 대하여 회전이 구속되도록 설치된 어플라이플레이트와, 상기 어플라이플레이트와의 사이에 볼을 매개로 설치된 캠을 구비한 볼램프와;축방향 가압력에 의해, 상기 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 중 상기 어플라이플레이트와 회전이 구속되지 않은 타측에 대하여 상기 볼램프의 캠의 회전을 제한할 수 있도록 설치되고, 비자성체로 이루어진 파일롯클러치와;상기 파일롯클러치를 향한 면을 감싸고 그 반대면을 개방시킨 단면 구조를 갖고 상기 메인하우징에 고정되어 설치되는 코어멤버 내에 고정되고, 축방향에 수직한 링형상을 갖는 마그네틱코일과;상기 마그네틱코일의 자기력에 흡인되면 상기 파일롯클러치를 향하여 축방향으로 이동 가능하게 설치된 아마추어와;상기 아마추어의 축방향 이동력을 상기 파일롯클러치에 전달하도록 축방향으로 이동 가능하게 설치된 어플라이실린더를 포함하여 구성되고,상기 코어멤버와 상기 아마추어는 서로 마주보는 대향면을 갖되, 일부 경사면을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 인풋샤프트와 동심축을 이루며, 상기 인풋샤프트와의 사이에 상기 메인클러치와 볼램프 및 파일롯클러치를 구비하고, 상기 아웃풋샤프트가 연결되는 아웃풋클러치하우징을 더 포함하여 구성되고;상기 아마추어와 어플라이실린더는 상기 인풋샤프트의 외측에 삽입된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 2에 있어서,상기 볼램프의 어플라이플레이트는 상기 인풋샤프트에 스플라인으로 결합된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 2에 있어서,상기 인풋샤프트에는 상기 볼램프와 메인클러치를 사이에 두고 양쪽에 스냅링에 의해 고정되는 스러스트링을 각각 구비한 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 4에 있어서,상기 스러스트링 중 상기 볼램프의 캠에 인접한 것은 스러스트베어링을 통하 여 상기 볼램프의 캠을 지지하는 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 2에 있어서,상기 메인하우징은 상기 인풋샤프트가 삽입되는 방향의 반대방향에 위치한 상기 아웃풋클러치하우징 쪽에 메인하우징의 내부를 밀폐하는 스러스트커버를 구비하고;상기 아웃풋클러치하우징에는 상기 스러스트커버를 관통하고 내부에 스플라인이 형성된 출력보스부를 구비한 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 6에 있어서,상기 아웃풋클러치하우징과 상기 스러스트커버 사이에는 상기 아웃풋클러치하우징의 축방향 힘을 지지하도록 스러스트베어링이 구비된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 6에 있어서,상기 메인하우징의 스러스트커버 쪽에는 상기 아웃풋클러치하우징의 출력보스부를 통해 인출되는 동력을 전달받을 다른 장치의 하우징을 연결하기 위한 마운팅플랜지가 일체로 구비된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 6에 있어서,상기 메인하우징에는 상기 인풋샤프트에 수직한 방향으로 천공되어 오일의 출입이 가능한 상태를 전환할 수 있는 플러그홀이 구비된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 2에 있어서,상기 인풋샤프트는 내부에 중공부를 구비하고;상기 인풋샤프트에는 상기 볼램프와 메인클러치가 장착되는 위치에 상기 중공부와 연통되는 반경방향오일구멍을 구비한 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 10에 있어서,상기 인풋샤프트에는 상기 메인클러치가 장착되는 위치를 축방향으로 관통하는 축방향오일구멍을 더 구비한 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 2에 있어서,상기 아웃풋클러치하우징은 상기 마그네틱코일을 향한 방향이 개방되고, 측 면에 다수의 윤활구멍이 구비된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 인풋샤프트와 동심축을 이루며 상기 아웃풋샤프트가 연결되는 매개샤프트와;상기 매개샤프트와 동심축을 이루며, 상기 매개샤프트와의 사이에 상기 메인클러치와 볼램프 및 파일롯클러치를 구비하고, 상기 인풋샤프트가 연결되는 인풋클러치하우징을 더 포함하여 구성되고;상기 아마추어와 어플라이실린더는 상기 매개샤프트의 외측에 삽입된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 13에 있어서,상기 매개샤프트는 회전이 자유로운 상태로 일단이 상기 인풋샤프트의 단부에 삽입되어 지지되고, 타단에 상기 아웃풋샤프트가 스플라인 결합되며, 상기 메인클러치와는 반경방향으로 허브를 통해 연결된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 2 또는 13에 있어서,상기 아마추어는 상기 마그네틱코일을 중심으로 상기 파일롯클러치의 맞은편에 위치하고;상기 어플라이실린더는 상기 코어멤버 내측 공간을 관통하여 상기 아마추어에 결합되는 실린더부와, 상기 실린더부로부터 반경방향으로 확장되어 상기 파일롯클러치에 가압력을 전달할 수 있도록 형성된 플랜지부로 이루어진 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,상기 아마추어와 상기 코어멤버는 서로 마주하는 방향에 서로 상응하는 복합면을 각각 구비한 것으로,상기 아마추어와 코어멤버에 형성되는 복합면은 상기 축방향에 수직한 수직면과 상기 수직면에 대하여 일정한 기울기로 경사진 단면을 이루는 경사원주면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 17에 있어서,상기 아마추어와 코어멤버에 형성되는 경사원주면은 상기 아마추어와 코어멤버의 반경방향 내측과 외측에 대칭되게 구비된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 18에 있어서,상기 아마추어와 코어멤버에 형성되는 경사원주면은 상기 아마추어가 상기 코어멤버를 감싸는 형상으로 형성되어, 상기 아마추어의 내경부와 외경부가 각각 상기 코어멤버를 향해 돌출되는 단면 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 19에 있어서,상기 코어멤버를 향하여 돌출되는 단면 형상을 가진 상기 아마추어의 내경부와 외경부의 선단은 뭉뚝하게 형성된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 15에 있어서,상기 어플라이실린더의 실린더부와 접촉하는 상기 코어멤버의 내경부에는 상 호간의 마모를 방지하고 부드러운 상대운동이 가능하도록 하는 가이드수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 15에 있어서,상기 어플라이실린더의 실린더부와 플랜지부는 상기 마그네틱코일과 코어멤버를 감싸는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 15에 있어서,상기 어플라이실린더는 전자기력의 누출을 억제하는 절연재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 15에 있어서,상기 어플라이실린더의 플랜지부와 상기 파일롯클러치 사이에는 스러스트베어링이 설치된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 15에 있어서,상기 메인하우징에는 상기 코어멤버가 끼워져서 회전방향으로 구속되도록 하 는 슬롯이 구비된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 15에 있어서,상기 마그네틱코일의 커넥터는, 상기 메인하우징과의 사이와, 상기 코어멤버를 관통한 부위에서 상기 코어멤버와의 사이에서, 각각 오일실에 의해 이중으로 실링된 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 파일롯클러치와 메인클러치를 이루는 프릭션플레이트와 리액션플레이트는 동일 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
- 청구항 27에 있어서,상기 파일롯클러치와 메인클러치를 이루는 프릭션플레이트와 리액션플레이트는 동일 규격의 공용품으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구동력 전달 시스템.
Priority Applications (1)
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| KR1020070099902A KR100906143B1 (ko) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | 구동력 전달 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020070099902A KR100906143B1 (ko) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | 구동력 전달 시스템 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (1)
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Citations (2)
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2007
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Patent Citations (2)
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