KR101103969B1

KR101103969B1 - Ｄｃｔ 클러치 작동기구

Info

Publication number: KR101103969B1
Application number: KR1020090065817A
Authority: KR
Inventors: 정의희
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2009-07-20
Filing date: 2009-07-20
Publication date: 2012-01-06
Also published as: KR20110008458A

Abstract

본 발명은 종래보다 간단하고 컴팩트한 구성으로 DCT의 두 클러치의 결합 및 해제상태를 한꺼번에 전환시켜 줄 수 있도록 함으로써, 클러치하우징의 차량 탑재성을 향상시키고, 그 제조 원가를 저감시킬 수 있도록 하며, 변속시 결합되는 클러치는 부드럽게 결합되도록 하고 해제되는 클러치는 상대적으로 신속히 동력을 차단시킬 수 있도록 하여 변속 충격을 최소화시킬 수 있도록 한 DCT 클러치 작동기구를 제공한다.

클러치, DCT, 원웨이클러치

Description

ＤＣＴ 클러치 작동기구{Clutch Actuating Apparatus for Double Clutch Transmission}

본 발명은 DCT 클러치 작동기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단하고 컴팩트한 구성으로 DCT에 사용되는 두 클러치를 작동시킬 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

더블클러치변속기(DCT: Double Clutch Transmission)는 종래 단판클러치 변속기 시스템과 달리 2조의 클러치를 구비하여, 하나의 클러치는 홀수단 기어를, 나머지 다른 하나의 클러치는 짝수단 기어를 단속할 수 있도록 하는 별도의 변속계통을 형성하도록 고안된 변속 시스템으로서 자동변속기처럼 운전이 편할 뿐만 아니라, 수동변속기 차량보다도 더 높은 연비 개선 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 더블클러치변속기는 단판클러치를 탑재한 변속기에서 발생되는 가속 정지감 현상이 없기 때문에 변속감 또한 매우 우수한 장점이 있다.

상기와 같은 더블클러치변속기에서는, 현재 주행하고 있는 변속단 이외에 다음 순간에 변속할 가능성이 높은 다른 변속계통의 변속단을 형성하는 변속기어를 미리 추가로 치합해 두는 프리셀렉트 기능을 갖추고, 상기 두 클러치의 작동상태 전환만으로 바로 변속이 이루어질 수 있게 되어 있다.

즉, 두 개의 서로 다른 변속계통의 변속단이 각각 치합된 상태에서, 두 클러치 중 어느 클러치가 결합되는가에 따라 변속기에서 출력되는 변속비가 변화되도록 된 것이다.

따라서, 두 클러치의 결합 및 해제상태를 한꺼번에 그 반대 상태로 전환하는 조작이 필요한데, 종래에는 이를 위해 각각의 클러치를 작동시키는 별도의 액츄에이터를 구비하여, 각 클러치의 결합 및 해제상태를 전환하도록 하므로, 클러치하우징의 내부 및 외부의 많은 공간을 상기 두 액츄에이터를 장착하는 데에 배정해야 하므로, 클러치하우징의 차량 탑재성이 떨어지고, 장치가 복잡해지며, 원가가 상승되는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래보다 간단하고 컴팩트한 구성으로 DCT의 두 클러치의 결합 및 해제상태를 한꺼번에 전환시켜 줄 수 있도록 함으로써, 클러치하우징의 차량 탑재성을 향상시키고, 그 제조 원가를 저감시킬 수 있도록 하며, 변속시 결합되는 클러치는 부드럽게 결 합되도록 하고 해제되는 클러치는 상대적으로 신속히 동력을 차단시킬 수 있도록 하여 변속 충격을 최소화시킬 수 있도록 한 DCT 클러치 작동기구를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 DCT 클러치 작동기구는

서로 다른 직경의 제1구동기어 및 제2구동기어를 동심축상에 구비한 구동샤프트와;

상기 제1구동기어에 치합되는 제1원웨이클러치와 상기 제2구동기어에 치합되는 제2원웨이클러치를 동심축상에 각각 구비하고 반경방향으로 포크부가 각각 돌출되어 형성된 제1포크유닛 및 제2포크유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1구동기어와 제2구동기어는 상기 구동샤프트와 항상 일체로 회전되도록 구비되고;

상기 제1원웨이클러치와 제2원웨이클러치는 서로 반대방향으로의 동력전달만 허용하도록 구비되며;

상기 제1포크유닛의 제1원웨이클러치와 상기 제2포크유닛의 제1원웨이클러치는 서로 반대방향으로의 동력전달만 허용하도록 구비되도록 구성할 수 있다.

상기 제1구동기어는 상기 제2구동기어보다 작은 직경으로 형성되고;

상기 제1포크유닛 및 제2포크유닛의 제1원웨이클러치는 각각 상기 제1구동기어에 치합되며;

상기 제1포크유닛 및 제2포크유닛의 제2원웨이클러치는 각각 상기 제2구동기어에 치합되고;

상기 제1포크유닛 및 제2포크유닛의 제1원웨이클러치는 제2원웨이클러치보다 상대적으로 큰 직경으로 형성될 수 있다.

상기 구동샤프트에는 반경방향으로 작동레버가 돌출되어 외부로부터 제공되는 변위에 의해 상기 구동샤프트를 회동시키도록 구성될 수 있다.

상기 구동샤프트에는 모터의 회전축이 직접 연결되어 상기 구동샤프트를 회동시키도록 구성될 수 있다.

본 발명은 종래보다 간단하고 컴팩트한 구성으로 DCT의 두 클러치의 결합 및 해제상태를 한꺼번에 전환시켜 줄 수 있도록 함으로써, 클러치하우징의 차량 탑재성을 향상시키고, 그 제조 원가를 저감시킬 수 있도록 하며, 변속시 결합되는 클러치는 부드럽게 결합되도록 하고 해제되는 클러치는 상대적으로 신속히 동력을 차단 시킬 수 있도록 하여 변속 충격을 최소화시킬 수 있도록 한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명 실시예는 서로 다른 직경의 제1구동기어(1) 및 제2구동기어(3)를 동심축상에 구비한 구동샤프트(5)와; 상기 제1구동기어(1)에 치합되는 제1원웨이클러치(7)와 상기 제2구동기어(3)에 치합되는 제2원웨이클러치(9)를 동심축상에 각각 구비하고 반경방향으로 포크부(11)가 각각 돌출되어 형성된 제1포크유닛(13) 및 제2포크유닛(15)을 포함하여 구성된다.

상기 제1포크유닛(13)의 회전축과 상기 제2포크유닛(15)의 회전축은 상기 구동샤프트(5)를 중심으로 양쪽에 대칭되게 위치된 구조이며, 상기 제1포크유닛(13)의 포크부(11)는 상기 제2포크유닛(15)의 포크부(11)보다 폭이 넓게 형성되어, 회동되면서 작동될 때, 상기 제2포크유닛(15)의 포크부(11)와 간섭되지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.

물론, 상기 제1구동기어(1)와 제2구동기어(3)가 제1포크유닛(13) 및 제2포크유닛(15)의 제1원웨이클러치(7) 및 제2원웨이클러치(9)와 치합된 부위는 도 1에 도시된 바와 같은 하우징(17)으로 감싸서, 상기 제1포크유닛(13)과 제2포크유닛(15) 및 구동샤프트(5)를 지지함은 물론, 소음을 차단하고 외부로부터의 이물질 침투를 방지하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 제1원웨이클러치(7)와 제2원웨이클러치(9)는 외주면에 기어가 형성되어 상기 제1구동기어와 제2구동기어에 각각 치합되도록 구성됨은 물론이다.

상기 제1구동기어(1)와 제2구동기어(3)는 상기 구동샤프트(5)와 항상 일체로 회전되도록 구비되고,

상기 제1원웨이클러치(7)와 제2원웨이클러치(9)는 서로 반대방향으로의 동력전달만 허용하도록 구비되며, 상기 제1포크유닛(13)의 제1원웨이클러치(7)와 상기 제2포크유닛(15)의 제1원웨이클러치(7)는 서로 반대방향으로의 동력전달만 허용하도록 구비된다.

즉, 상기 제1구동기어(1)와 제2구동기어(3)는 상기 구동샤프트(5)에 원웨이클러치 등을 사용하지 않고 고정적으로 장착된 구조이며, 상기 제1원웨이클러치(7)와 제2원웨이클러치(9)는 상기 제1포크유닛(13)에도 구비되고 제2포크유닛(15)에도 구비되되, 그 방향을 서로 반대로 하여, 어느 하나의 제1원웨이클러치(7)가 동력을 전달하는 경우에는 다른 하나의 제1원웨이클러치(7)는 동력을 전달하지 못하고 자유회전하며, 동일한 포크유닛에서는 제1원웨이클러치(7)가 동력을 전달하는 경우에는 제2원웨이클러치(9)는 동력을 전달하지 않도록 한 것이다.

상기 제1구동기어(1)는 상기 제2구동기어(3)보다 작은 직경으로 형성되고, 상기 제1포크유닛(13) 및 제2포크유닛(15)의 제1원웨이클러치(7)는 각각 상기 제1구동기어(1)에 치합되며, 상기 제1포크유닛(13) 및 제2포크유닛(15)의 제2원웨이클러치(9)는 각각 상기 제2구동기어(3)에 치합되고, 상기 제1포크유닛(13) 및 제2포크유닛(15)의 제1원웨이클러치(7)는 제2원웨이클러치(9)보다 상대적으로 큰 직경으로 형성된다.

도 6을 참조하면, A로 표시된 쪽의 기어비와 B로 표시된 쪽의 기어비에 차이가 생기게 되는데, A쪽의 동력전달에 의해 클러치를 작동시키도록 하고, B쪽의 동력전달에 의해 클러치를 해제시키도록 하면, A에 비해 B쪽의 기어비가 더 크므로, 동력이 전달되는 클러치는 상대적으로 천천히 결합되어 부드러운 접속이 가능하고, 동력이 차단되는 클러치는 상대적으로 빠르게 해제되어 변속충격을 최소화시킬 수 있도록 하는 것이다.

즉, 도 6의 a:b, c:d의 기어비를 최적화함에 의해 변속충격을 최소화시키는 것이 가능하며, 작동레버의 길이인 e와 포크유닛의 회전반경인 a+b=c+d의 최적화된 조절에 의해, 작동레버를 회동시키는 액츄에이터의 작동력을 최소화시키도록 구성할 수 있다.

도 7을 참조하면, 좌측에 도시된 바와 같이, 상기 구동샤프트(5)를 반시계방향으로 회동시키면 제1포크유닛(13)의 제1원웨이클러치(7)는 동력을 전달하여 시계 방향으로 회전되어 제1포크유닛(13)의 포크부(11)가 릴리즈베어링을 작동시켜 해당 클러치가 결합되어 동력을 전달할 수 있는 상태로 하며, 제2포크유닛(15)의 제2원웨이클러치(9)가 동력을 전달하여 시계방향으로 회전됨으로써, 제2포크유닛(15)의 포크부(11)가 릴리즈베어링을 작동시켜 해당 클러치가 해제되어 동력을 차단할 수 있는 상태로 하고, 이때, 상기 제1포크유닛(13)의 제2원웨이클러치(9)와 제2포크유닛(15)의 제1원웨이클러치(7)는 공회전하게 되는 것이다.

상기와 같은 경우를 DCT의 홀수단에 동력을 전달하는 상태로 하면, 우측에는 짝수단에 동력을 전달하고 홀수단의 동력을 차단하도록 하는 상태로서, 상기 구동샤프트(5)를 상기와 반대인 시계방향으로 회동시킴에 따라, 상기 제1포크유닛(13)의 제1원웨이클러치(7)는 공회전하고 제2원웨이클러치(9) 동력을 전달하여 클러치를 해제시키며, 제2포크유닛(15)의 제1원웨이클러치(7)는 동력을 전달하여 해당 클러치를 체결시켜 동력을 전달할 수 있도록 하며, 제2원웨이클러치(9)는 공회전하는 상태가 되는 것이다.

한편, 상기 구동샤프트(5)에는 반경방향으로 작동레버(19)가 돌출되어 외부로부터 제공되는 변위에 의해 상기 구동샤프트(5)를 회동시키도록 구성됨으로써, 상기 작동레버(19)를 도 5에 도시된 바와 같은 작동로드(21)를 하나의 액츄에이터로 직선운동시킴에 의해 DCT의 두 클러치를 상호 교차되게 결합 및 해제시키는 동작이 가능하도록 함으로써, 사용되는 액츄에이터가 줄어들어 간단한 구성으로 컴팩트한 구성이 가능하며, 제작 단가를 저감시킬 수 있고, 차량의 중량 저감에 기여할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예로서, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 구동샤프트(5)에는 모터(23)의 회전축이 직접 연결되어, 상기 모터(23)에 의해 상기 제1구동기어(1)와 제2구동기어(3)를 직접 구동하도록 할 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 DCT 클러치 작동기구의 구성을 도시한 도면,

도 2는 도 1의 제1포크유닛을 도시한 도면,

도 3은 도 1의 제2포크유닛을 도시한 도면,

도 4는 도 1의 구동샤프트를 도시한 도면,

도 5는 도 1의 작동로드를 도시한 도면,

도 6은 도 1의 평면도,

도 7의 도 1의 실시예의 작용을 설명한 도면,

도 8은 구동샤프트 구동 메커니즘의 다른 실시예를 예시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 제1구동기어 3; 제2구동기어

5; 구동샤프트 7; 제1원웨이클러치

9; 제2원웨이클러치 11; 포크부

13; 제1포크유닛 15; 제2포크유닛

17; 하우징 19; 작동레버

21; 작동로드 23; 모터

Claims

서로 다른 직경의 제1구동기어 및 제2구동기어를 동심축상에 구비한 구동샤프트와;

상기 제1구동기어에 치합되는 제1원웨이클러치와 상기 제2구동기어에 치합되는 제2원웨이클러치를 동심축상에 각각 구비하고, 서로 마주보도록 반경방향으로 각각 돌출되어 형성되며, 조작에 의해 릴리즈베어링을 작동시켜 클러치를 결합시키거나 해제시키는 포크부를 구비한 제1포크유닛 및 제2포크유닛;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 클러치 작동기구.
청구항 1에 있어서,

상기 제1구동기어와 제2구동기어는 상기 구동샤프트와 항상 일체로 회전되도록 구비되고;

상기 제1포크유닛에 구비된 제1원웨이클러치와 제2포크유닛에 구비된 제1원웨이클러치는 서로 반대방향으로의 동력전달만 허용하고, 상기 제1포크유닛에 구비된 제2원웨이클러치와 제2포크유닛에 구비된 제2원웨이클러치는 서로 반대방향으로의 동력전달만 허용하도록 구비되며;

상기 제1포크유닛의 제1원웨이클러치와 상기 제2포크유닛의 제1원웨이클러치는 서로 반대방향으로의 동력전달만 허용하도록 구비된 것

을 특징으로 하는 DCT 클러치 작동기구.
청구항 2에 있어서,

상기 제1구동기어는 상기 제2구동기어보다 작은 직경으로 형성되고;

상기 제1포크유닛 및 제2포크유닛의 제1원웨이클러치는 각각 상기 제1구동기어에 치합되며;

상기 제1포크유닛 및 제2포크유닛의 제2원웨이클러치는 각각 상기 제2구동기어에 치합되고;

상기 제1포크유닛 및 제2포크유닛의 제1원웨이클러치는 제2원웨이클러치보다 상대적으로 큰 직경으로 형성된 것

을 특징으로 하는 DCT 클러치 작동기구.
청구항 1 내지 청구항 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동샤프트에는 반경방향으로 작동레버가 돌출되어 외부로부터 제공되는 변위에 의해 상기 구동샤프트를 회동시키도록 구성된 것

을 특징으로 하는 DCT 클러치 작동기구.
청구항 1 내지 청구항 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동샤프트에는 모터의 회전축이 직접 연결된 것

을 특징으로 하는 DCT 클러치 작동기구.
청구항 1 내지 청구항 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1포크유닛의 회전축과 상기 제2포크유닛의 회전축은 상기 구동샤프트를 중심으로 양쪽에 대칭되게 위치된 것

을 특징으로 하는 DCT 클러치 작동기구.