KR101232632B1 - 토크 전달 장치 - Google Patents

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클린턴 이. 캐리
데릴 에이. 윌튼
제임스 엠. 하트
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지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
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Abstract

크랭크샤프트로부터 듀얼 입력 트랜스미션으로 토크를 전달하기 위한 장치는, 일단부에서 크랭크샤프트에 연결되고 대향 단부에서 토크 전달 장치 또는 듀얼 클러치에 연결되는 플라이휠을 구비한다. 상기 플라이휠은 듀얼 클러치의 중앙 플레이트에 부착된 제 2 커플링 부재를 결합하도록 구성된 제 1 커플링 부재를 갖는다. 상기 제 1 커플링 부재는 고정 수단에 의해 제 2 커플링 부재에 고정식으로 보유된다. 듀얼 클러치 작동 장치는 듀얼 클러치의 제 1 및 제 2 세트의 마찰 요소를 압축하는데 필요한 축방향 압축력을 발생시킨다.

Description

토크 전달 장치{A SYSTEM AND METHOD FOR ATTACHING A DUAL CLUTCH TO A FLYWHEEL}
본 발명은 트랜스미션에 관한 것으로서, 특히 콤팩트한 듀얼 클러치 다단 트랜스미션을 성취하도록 듀얼 클러치를 플라이휠에 부착하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
배경기술란에서의 기재는 단지 본 발명에 관한 배경 정보를 제공하며, 종래기술을 구성하거나 구성하지 않을 수 있다.
일반적인 듀얼 입력 다단 트랜스미션은 제 1 입력 샤프트와, 상기 제 1 입력 샤프트와 동심으로 형성된 중공형 슬리브인 제 2 입력 샤프트를 갖는다. 제 1 및 제 2 입력 샤프트는 듀얼 클러치를 통해 엔진 크랭크샤프트에 선택적으로 결합된다. 듀얼 또는 트윈 클러치 각각은 입력 샤프트들 중 하나에 별개로 회전식으로 고정된다. 클러치 유닛은 크랭크샤프트에 근본적으로 회전식으로 고정되는 마찰 요소에 대해 축방향으로 압축되는 마찰 요소를 구비한다. 듀얼 클러치 작동 장치는 마찰 요소를 축방향으로 압축하여 입력 샤프트들을 크랭크샤프트와 회전식으로 결합하는데 필요한 인가력을 발생시킨다.
현재의 듀얼 클러치가 의도된 목적을 성취하지만, 개선된 성능을 나타내는 신규하고 개선된 구성이 끊임없이 요구되고 있다. 예를 들면, 종래기술에 의해 해결되지 않은 하나의 문제점은 플라이휠과 듀얼 클러치 모듈 사이의 상대운동이다. 따라서, 개선된 토크 전달 성능을 가지며, 소음 또는 진동을 저감 또는 제거하는 기구를 제공하는 한편 패키징 및 조립의 용이성을 갖는 듀얼 클러치가 당해기술에 요구되고 있다.
본 발명은 듀얼 클러치 트랜스미션용의 듀얼 클러치 및 플라이휠 조립체를 제공한다. 트랜스미션은 2개의 입력 샤프트, 즉 제 1 샤프트와, 중공형 슬리브 샤프트인 제 2 샤프트를 갖는다. 제 2 샤프트는 제 1 샤프트와 동심으로 형성된다. 듀얼 클러치는 2개의 입력 샤프트 중 하나에 엔진의 크랭크샤프트를 선택적으로 결합하는 2개의 클러치 유닛을 갖는다. 보다 상세하게, 듀얼 클러치는 플라이휠을 통해 크랭크샤프트에 회전식으로 고정되는 제 1 세트의 마찰 요소를 갖는 클러치 하우징 등의 부재와, 입력 샤프트에 회전식으로 고정되는 제 2 세트의 마찰 요소를 갖는 허브 등의 다른 부재를 구비한다. 제 1 및 제 2 마찰 요소는 듀얼 클러치 하우징에 허브들 중 하나를 결합하도록 서로에 대해 축방향으로 압축되어, 크랭크샤프트로부터 입력 샤프트들 중 하나에 토크를 전달한다.
듀얼 클러치 작동 장치는 제 1 및 제 2 세트의 마찰 요소를 압축하는데 요구되는 축방향 압축력을 발생시키도록 제공된다. 듀얼 클러치 작동 장치는 제 1 및 제 2 환형 피스톤을 구비한다. 환형 피스톤은 환형의 베어링 조립체와 접촉하는 제 1 단부를 구비한다. 환형의 베어링 조립체는 제 1 세트의 마찰 요소와 접촉하는 작동 레버와 접촉한다. 환형 피스톤은 동심으로 형성된 환형의 피스톤 슬롯 내에 배치된다. 피스톤 및 환형의 슬롯과 함께 환형의 피스톤 챔버를 형성한다. 피스톤 챔버는 유압 유체로 충진된다. 유압 유체가 가압되면, 피스톤이 환형 슬롯 외부로 슬라이드하여, 마찰 요소에 축방향 압축력을 교대로 인가하는 작동 레버에 힘을 인가한다.
본 발명의 일 실시예에서, 듀얼 클러치는, 듀얼 클러치의 중앙 플레이트 내에 형성된 제 1 커플링 부재를 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 듀얼 클러치의 제 1 커플링 부재는 플라이휠에 고정된 플랜지 또는 탭에 대향하는 개방 단부를 가지며, 나사산 형성된 반경방향 보어를 구비한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 플라이휠은, 플라이휠의 외주에 고정식으로 부착된 제 2 커플링 부재를 구비하며, 제 2 커플링 부재는 듀얼 클러치의 제 1 커플링 부재에 대향하게 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 커플링 부재를 결합하도록 핀 또는 볼트가 구성된다.
첨부한 도면과 관련하여 취해지는 경우에 본 발명의 최선책에 관한 하기의 상세한 설명으로부터 본 발명의 상기한 특징 및 이점 그리고 다른 특징 및 이점이 명백해진다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 입력 트랜스미션용 토크 전달 장치, 작동 장치 및 플라이휠에 대한 부분 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이휠에 부착된 토크 전달 장치의 사시도.
도 1은 듀얼 입력 트랜스미션(도시하지 않음)용의 토크 전달 장치(10)에 대한 부분 단면도이다. 토크 전달 장치(10)는, 예컨대 차량 파워트레인 내에 배치된 듀얼 클러치이다. 일반적으로, 차량 파워트레인은 엔진(도시하지 않음) 및 트랜스미션(도시하지 않음)을 구비한다. 본 실시예에서, 트랜스미션은, 크랭크샤프트(12)를 거쳐 엔진으로부터 트랜스미션 내의 2개의 입력 샤프트, 즉 제 1 입력 샤프트(14)와 제 2 입력 샤프트(16)로 토크 전달 장치(10)의 선택적인 작동을 통해 토크가 전달되는 듀얼 입력 트랜스미션이다. 제 2 입력 샤프트(16)는 제 1 입력 샤프트(14)와 동심으로 형성되며 그와 가로놓이는 슬리브(또는 중공형) 샤프트이다. 토크 전달 장치(10)는 트랜스미션 하우징 또는 벨 하우징(18) 내에 배치된다.
토크 전달 장치(10)는 클러치 하우징(24) 내에 배치되는 2개의 별개, 독립적인 마찰 클러치(20, 22)를 갖는다. 마찰 클러치(20)는 마찰 부재(28)를 구비하고, 마찰 클러치(22)는 마찰 부재(30)를 구비한다. 마찰 부재(28)는 허브 부재(34)에 고정된다. 마찰 부재(30)는 허브 부재(32)에 고정된다. 허브 부재(32, 34) 각각은, 제 1 및 제 2 입력 샤프트(14, 16) 각각에 별개로 회전식으로 고정된다. 또한, 클러치 하우징(24)은 하우징(24)에 부착되어 회전식으로 고정되는 마찰 요소(36, 38) 및 클러치 중앙 플레이트(40)를 구비한다. 마찰 부재(28, 30), 클러치 중앙 플레이트(40) 및 마찰 요소(36, 38)는 듀얼 클러치로서 당해기술에 공지된 바와 같이 마찰 클러치를 형성하도록 구성된다. 이에 따라, 마찰 부재(28)의 축방향 압축을 통해 마찰 요소(36) 및 클러치 중앙 플레이트(40)와의 선택적인 결합은, 제 2 입력 샤프트(16)와의 공통 회전을 위해 크랭크샤프트(12)와 연결한다. 마찰 요소(38) 및 클러치 중앙 플레이트(40)와의 마찰 요소(30)의 선택적인 결합은, 제 1 입력 샤프트(14)와의 공통 회전을 위해 크랭크샤프트(12)와 연결한다. 마찰 클러치(20, 22)는 하우징(24)에 연결되는 다수의 마찰 요소(36, 38) 각각과 상호작용하는 다수의 마찰 부재(28, 30)를 구비할 수 있다. 마찰 부재의 개수 및 사이즈는 적절한 토크 전달 요구조건에 근거하여 변경될 것이다. 물론, 장치(10)의 토크 전달 성능은 마찰 요소의 개수 및 각각의 마찰 요소의 많은 표면적을 변경함으로써 바뀔 수 있다.
클러치 하우징(24)은 보다 상세하게 후술하는 바와 같이 플라이휠(26)에 회전식으로 고정된다. 플라이휠(26)은 볼트 또는 스크류(27) 혹은 그와 유사한 고정 수단에 의해 크랭크샤프트(12)에 연결된다. 바람직하게, 플라이휠(26)은 크랭크샤프트(12) 내의 진동을 감쇄 및 저감하도록 구성되는 듀얼 매스 플라이휠이다.
크랭크샤프트(12)를 입력 샤프트(14, 16)에 결합하는 것은, 작동 레버 또는 디스크(42, 44)에 의해 마찰 요소 및 클러치 중앙 플레이트(40)의 축방향 압력을 통해 성취된다. 작동 레버 또는 디스크(42, 44)는 하우징(24)과 접촉하여 그 상에서 선회하도록 구성되는 제 1 단부(46, 48)를 갖는다. 작동 레버(42, 44)의 제 2 단부(49, 51)는 작동 장치(50)와 접촉하여 그에 의해 발생되는 인가력을 수용하도록 구성된다.
작동 장치(50)는 환형 하우징(52), 한 쌍의 환형 피스톤(54, 56) 및 한 쌍의 베어링 조립체(58, 60)를 구비한다. 하우징(52)이 장착되어, 벨 하우징(18)에 회전식으로 고정되며 중앙 보어(61)를 형성한다. 중앙 보어(61)는 제 1 입력 샤프트(14)와 제 2 입력 샤프트(16)가 보어(61)를 통과하게 하도록 크기설정된다. 베어링 조립체(58, 60)는 클러치(10)의 회전 요소[즉, 하우징(24) 및 작동 레버 또는 디스크(42, 44)]를 작동 장치(50)의 비회전 부재[즉, 피스톤(54, 56)]로부터 비틀림식으로 분리하는 작동 베어링이다.
환형 피스톤(56)은 축방향으로 평행이동되어, 작동 레버 또는 디스크(44)의 제 2 단부(51)를 향해 베어링 조립체(60)를 가압한다. 작동 레버(44)는 하우징(24) 상에서 선회하며, 마찰 요소(30) 및 중앙 플레이트(40)에 대해 마찰 요소(38)를 축방향으로 압축함으로써 허브(32)가 마찰 부재(38)와 실질적으로 동일한 속도로 회전하게 한다. 이에 따라, 크랭크샤프트(12)는 제 1 입력 샤프트(14)와 선택적으로 회전 결합된다. 환형 피스톤(54)은 축방향으로 평행이동되어, 작동 레버 또는 디스크(42)의 제 2 단부(49)를 향해 베어링 조립체(58)를 가압한다. 작동 레버(42)는 하우징(24) 상에서 선회하며, 마찰 요소(28) 및 중앙 플레이트(40)에 대해 마찰 요소(36)를 축방향으로 압축함으로써 허브(34)가 마찰 부재(36)와 실질적으로 동일한 속도로 회전하게 한다. 이에 따라, 크랭크샤프트(12)는 제 2 입력 샤프트(16)와 선택적으로 회전 결합된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이휠(26) 및 토크 전달 장치(10)에 대한 사시도가 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 클러치 중앙 플레이트(40)는, 플레이트(40) 내에 형성되거나 그 외주에 고정되는 탭 또는 제 1 커플링 부재(80)를 구비한다. 제공된 예에서, 제 1 커플링 부재(80)(이하, "탭"으로도 부름)는 플레이트(40)용 플라이휠이다. 탭(80)은 개방 단부(84)를 갖는 나사형 보어(82)(이하, "제 1 보어"로도 부름)를 구비한다. 개방 단부(84)는 플라이휠(26)에 부착된 커넥터 디스크 또는 제 2 커플링 부재 혹은 탭/플랜지(86)와 대향하거나 또는 그들에 개방되어 있다. 제 2 커플링 부재 또는 탭/플랜지(86)는 나사형 보어(82)와 정렬된 관통 보어 또는 개구(88)(이하, "제 2 보어"로도 부름)를 구비한다. 제 2 커플링 부재 또는 탭/플랜지(86)는 반경방향 연장부(87) 및 축방향 연장부(89)를 갖는다. 축방향 연장부(89)는 서로 대향하게 배치된 제 1 및 제 2 측부(89A, 89B)를 구비한다. 보어(88)는 축방향 연장부(89)를 통해 연장하므로, 제 1 및 제 2 측부(89A, 89B) 상에 개구를 각각 갖는다. 본 실시예에서, 플레이트(40)의 외주 둘레에서 동일한 거리로 3개 이상의 제 1 커플링 부재(80)(2개만이 도시되어 있음)가 배치된다. 그러나, 본 발명은, 변형 실시예에서, 플레이트(40)의 외주 둘레에서 동일한 거리로 추가적인 제 1 커플링 부재가 배치되는 것이 고려된다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 토크 전달 장치(10)는 제 1 커플링 부재(80)를 제 2 커플링 부재(86)와의 맞물림 결합을 통해 플라이휠(26)과 공통 회전을 위해 결합된다. 보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에서, 제 1 커플링 부재(80)는 나사형 볼트 또는 핀 등의 결합 부재(90)에 의해 제 2 커플링 부재(86)에 기계식으로 고정된다. 나사형 볼트 또는 핀(90)은 보어 또는 개구(88)를 통해 위치설정되어, 플라이휠(26)을 토크 전달 장치 또는 듀얼 클러치(10)에 회전식으로 강하게 결합하도록 나사형 보어(82) 내로 나사산 형성된다.
본 발명은 종래기술에 비해 많은 이점 및 장점을 갖는다. 예를 들면, 본 발명의 신규한 실시예는 열 싱크(heat sinking)를 위해 필요한 반경방향 나사선을 형성하도록 요구된 중앙 플레이트(40)의 두께를 이용한다. 더욱이, 본 실시예는 유사한 설계에 비해 낮은 상대 질량, 감소된 반경방향 및 원주방향 사이즈를 제공한다.
본 발명의 최선책을 상세하게 기술하였지만, 본 발명과 관련된 당업자는 첨부된 특허청구범위 내에서 본 발명을 실시하기 위해 각종 변형된 설계 및 실시예를 인식할 것이다.

Claims (10)

  1. 엔진에 회전식으로 연결된 플라이휠과 듀얼 클러치 트랜스미션 사이에서 토크를 전달하기 위한 장치에 있어서,
    상기 듀얼 클러치 트랜스미션의 듀얼 클러치의 외주에 고정되며, 반경방향 중앙선을 갖고 개방 단부를 갖는 제 1 보어를 형성하는 제 1 커플링 부재(first coupling member);
    상기 플라이휠의 외주에 부착되는 제 2 커플링 부재(second coupling member)로서, 반경방향 중앙선을 가지며, 상기 제 2 커플링 부재를 통해 상기 제 2 커플링 부재의 제 1 측부로부터 상기 제 2 커플링 부재의 제 2 측부로 연장되도록 구성되는 제 2 보어를 구비한 제 2 커플링 부재; 및
    상기 제 2 보어 및 상기 제 1 보어 내에 배치되어, 상기 제 1 및 제 2 보어의 중앙선을 정렬하며 상기 플라이휠과 상기 듀얼 클러치 트랜스미션 사이에서 토크의 전달을 허용하도록 상기 제 1 커플링 부재를 상기 제 2 커플링 부재에 회전식으로 결합하는 결합 부재(engagement member);를 포함하는 토크 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 커플링 부재는 플라이휠인 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 커플링 부재는 반경방향 연장부 및 축방향 연장부를 갖는 지지 디스크(support disc)인 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 축방향 연장부는 상기 제 1 커플링 부재의 반경방향 외측에 위치되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 2 보어는 상기 축방향 연장부를 통해 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 보어는 나사형인 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 결합 부재는 상기 제 1 및 제 2 보어 내에 끼워맞추도록 크기설정된 핀인 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 결합 부재는 나사형 볼트인 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 듀얼 클러치의 외주 둘레에서 동일한 거리로 3개의 제 1 커플링 부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플라이휠의 외주 둘레에서 동일한 거리로 3개의 제 2 커플링 부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
KR1020100096028A 2009-10-05 2010-10-01 토크 전달 장치 KR101232632B1 (ko)

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