KR101236152B1

KR101236152B1 - 듀얼 클러치 조립체

Info

Publication number: KR101236152B1
Application number: KR1020100126895A
Authority: KR
Inventors: 슈산 바이; 클린턴 이. 캐리; 비제이 에이. 니라칸탄; 제임스 엠. 하트; 레오니드 베이신
Original assignee: 지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2013-02-22
Also published as: DE102011009478A1; US20110186399A1; KR20110089054A; CN102141097A; CN102141097B; US8376109B2

Abstract

듀얼 클러치 조립체는 하우징, 상기 하우징과 회전식으로 결합되는 작동 부재, 상기 하우징과 동축인 제 1 부재, 및 상기 제 1 부재와 동축인 제 2 부재를 구비한다. 제 1 클러치는 상기 작동 부재와 연결된 제 1 플레이트와, 상기 부재와의 공통 회전을 위해 연결된 제 2 플레이트를 구비한다. 제 2 클러치는 상기 하우징고 연결된 제 1 플레이트와, 상기 제 2 부재와의 공통 회전을 위해 연결된 제 2 플레이트를 구비한다. 상기 하우징에는 하나 이상의 제 1 레버가 선회가능하게 결합된다. 상기 제 1 레버는 상기 작동 부재와 접촉하도록 선회가능하므로, 상기 제 1 클러치와 결합하기 위해 상기 작동 부재와 상기 제 1 플레이트를 상기 제 2 플레이트 쪽으로 평행이동시킨다. 상기 제 2 레버는 상기 제 1 클러치의 제 1 플레이트와 접촉하며 상기 제 2 클러치와 결합하기 위해 상기 제 1 플레이트를 상기 제 2 플레이트 쪽으로 평행이동시킨다.

Description

듀얼 클러치 조립체{LEVER APPLIED DRY CLUTCH}

본 발명은 일반적으로 레버 인가된 건식 클러치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 트랜스미션 내의 강성의 레버 인가된 건식 듀얼 클러치에 관한 것이다.

배경기술에서의 기술내용은 본원에 관한 배경 정보를 단지 제공하는 것으로서, 종래기술을 구성하거나 구성하지 않을 수 있다.

일반적인 다단 자동 트랜스미션은 토크 전달 장치(예컨대, 클러치 또는 브레이크)의 조합을 이용함으로써, 중립 및 파킹 뿐만 아니라 복수의 전진 및 후진 기어 또는 변속비를 성취한다. 일반적으로, 변속비의 선택은, 적절한 변속비를 선택하기 위해, 각종 차량 변수, 예컨대, 차량 속도, 각종 운전자 입력 신호(예컨대, 가속 페달 위치)를 이용하는 마이크로프로세서 트랜스미션 제어 모듈에 의해 성취된다. 그 다음, 트랜스미션은 소정의 변속비를 제공하도록 토크 전달 장치의 조합체와 결합한다.

자동 트랜스미션의 일 타입은 듀얼 클러치 트랜스미션이다. 듀얼 클러치 트랜스미션은 짝수 기어비와 홀수 기어비 사이에서 선택하는 듀얼 클러치를 구비한다. 듀얼 클러치는 습식 또는 건식일 수 있다. 건식 듀얼 클러치는 다이아프램 스프링, 즉 컴플라이언트 레버(compliant lever)를 이용하여 작동된다. 레버가 컴플라이언트이면, 클러치에 요구되는 스트로크는 컴플라이언트 레버에 의해 크게 증가되고, 그 증가계수(multiplication factor)는 레버 비와 레버의 컴플라이언스의 함수이다. 이에 따라, 레버 작동점에서 발생되는 결과적인 스트로크는 높다. 이러한 작동이 유압 시스템에 의해 제어되면, 작동 스트로크가 높기 때문에 요구되는 유체의 필수 용적도 높다. 유체 흐름이 매우 높은 경우에는, 유체압을 동시에 정확하게 제어하는 것이 어려울 있다고 알려져 있다. 더욱이, 클러치에서의 힘 및 클러치를 통해 전달되는 토크는 레버 작동점의 위치에 관련될 수 있다. 따라서, 컴플라리언트 레버 시스템에서는, 작동점에 있는 위치 센서 및 흐름 제어 솔레노이드를 이용하는 폐쇄 루프 위치 제어 시스템에 의해 유압 작동이 제어된다. 이러한 부품은 시스템의 비용을 증가시키고 복잡하게 한다. 따라서, 작동점에서 압력 제어를 제공하고, 클러치에 실제로 인가된 힘과 추천된 압력 사이의 변동을 감소시켜 보다 정확한 제어를 제공하고, 시스템에 동적 지체를 추가하는 가요성 스프링 또는 다이아프램을 제거함으로써 시스템의 응답 시간을 증가시키며, 폐쇄 루프 압력 제어에 대한 필요성을 없애는, 듀얼 클러치 작동 시스템에 대한 여지가 당해기술에 남아 있다.

본 발명의 원리에 따른 강성 레버를 갖는 듀얼 클러치 조립체가 제공된다. 일례에서, 듀얼 클러치는 축을 형성하는 하우징, 상기 하우징과 회전식으로 결합되는 작동 레버, 상기 하우징과 동축인 제 1 부재, 및 상기 제 1 부재와 동축인 제 2 부재를 갖는다. 제 1 클러치는 상기 작동 부재와의 공통 회전을 위해 연결된 제 1 플레이트와, 상기 제 1 부재와의 공통 회전을 위해 연결된 제 2 플레이트를 구비한다. 제 2 클러치는 상기 하우징과의 공통 회전을 위해 연결된 제 1 플레이트와, 상기 제 2 부재와의 공통 회전을 위해 연결된 제 2 플레이트를 구비한다. 하나 이상의 제 1 레버는 상기 하우징에 선회식으로 결합된다. 상기 제 1 레버는 상기 클러치의 제 1 플레이트 및 상기 작동 부재를 상기 제 1 클러치의 제 2 플레이트와 접촉하는 위치로 이동시키도록 상기 작동 부재와 선회가능하게 접촉한다. 하나 이상의 제 2 레버는 상기 하우징에 선회식으로 결합된다. 상기 제 2 레버는 상기 제 2 클러치의 제 1 플레이트를 상기 제 2 클러치의 제 2 플레이트와 접촉하는 위치로 이동시키도록 선회가능하게 접촉한다.

듀얼 클러치 조립체의 일례에서, 상기 하우징은 하나 이상의 제 1 선회 지점과, 하나 이상의 제 2 선회 지점을 구비하며, 상기 제 1 레버는 상기 제 1 선회 지점에 선회식으로 결합되고, 상기 제 2 레버는 상기 제 2 선회 지점에 선회식으로 결합된다.

듀얼 클러치 조립체의 다른 예에서, 상기 제 1 선회 지점은 상기 하우징의 반경방향 내부면 상에 배치되고, 상기 제 2 선회 지점은 상기 하우징의 축방향 내부면 상에 배치된다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 제 1 선회 지점은 상기 하우징의 반경방향 외부면 상에 배치되고, 상기 제 2 선회 지점은 상기 하우징의 반경방향 내부면 상에 배치된다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 제 1 레버를 비결합 위치로 이동시키는 제 1 리턴 스프링과, 상기 제 2 레버를 비결합 위치로 이동시키는 제 2 리턴 스프링이 구비된다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 제 1 리턴 스프링은 상기 하우징의 반경방향 외부면과 상기 제 1 레버 사이에 배치되고, 상기 제 2 리턴 스프링은 상기 하우징의 축방향 내부면으로부터 연장되는 돌출부와 상기 제 2 레버 사이에 배치된다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 제 1 리턴 스프링은 상기 하우징의 반경방향 외부면과 상기 제 1 레버 사이에 배치되고, 상기 제 2 리턴 스프링은 상기 하우징의 반경방향 내부면과 상기 제 2 레버 사이에 배치된다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 제 1 리턴 스프링은 링부와, 하나 이상의 축방향 및 반경방향 내측으로 연장되는 스프링 아암을 구비하며, 상기 스프링 아암은 상기 제 1 레버에 결합되고; 상기 제 2 리턴 스프링은 링부와, 하나 이상의 축방향 및 반경방향 내측으로 연장되는 스프링 아암을 구비하며, 상기 스프링 아암은 상기 제 2 레버에 결합된다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 제 1 리턴 스프링은 핀 연결부 또는 클립 연결부에 의해 상기 제 1 레버에 결합된다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 작동 부재는 상기 하우징 둘레에 배치되고, 상기 작동 부재는 상기 하우징에 대해 축방향으로 평행이동가능하며 상기 하우징에 회전식으로 결합된다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 제 1 레버는 상기 하우징에 선회식으로 연결되는 선회부, 상기 선회부의 반경방향 내측에 위치된 제 1 단부, 및 상기 선회부의 반경방향 외측에 위치된 제 2 단부를 구비하며, 상기 제 2 단부는 상기 제 1 레버가 결합 위치로 선회되면 상기 작동 부재와 접촉한다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 제 2 레버는 상기 하우징에 선회식으로 연결되는 선회부, 상기 선회부의 반경방향 내측에 위치된 제 1 단부, 및 상기 선회부와 상기 제 1 단부 사이에 배치된 접촉면을 구비하며, 상기 접촉면은 상기 제 2 레버가 결합 위치로 선회되면 상기 제 2 클러치의 제 1 플레이트와 접촉한다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 제 1 레버는, 상기 제 1 레버의 제 1 단부와 정렬하는 작동 장치에 의해 상기 결합 위치로 선회되고, 상기 제 2 레버는, 상기 제 2 레버의 제 1 단부와 정렬하는 작동 장치에 의해 상기 결합 위치로 선회된다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 하우징은 환형이고, 축방향으로 연장되는 축방향 내부면과, 반경방향 내측으로 연장되는 반경방향 내부면을 구비하며, 상기 반경방향 내부면은 상기 제 1 레버의 제 2 단부와 정렬하는 하나 이상의 개루를 구비한다.

듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에서, 상기 작동 부재는 상기 하우징 둘레에 배치된 슬리브이고, 상기 작동 부재는 반경방향 내측으로 연장되는 하나 이상의 반경방향 부재를 구비하며 상기 하우징 내의 상기 개구에 인접하게 배치되고, 상기 제 1 레버의 제 2 단부는 상기 제 1 레버가 상기 결합 위치로 선회되면 상기 작동 부재의 반경방향 부재와 접촉하므로, 상기 작동 부재를 축방향으로 미끄럼가능하게 평행이동하며 상기 제 1 클러치의 제 1 마찰 플레이트와 함께 상기 제 1 클러치의 제 2 마찰 플레이트를 압축한다.

본 발명의 상기한 특징 및 이점 그리고 다른 특징 및 이점은, 첨부한 도면(동일한 참조부호는 동일한 구성요소, 요소 또는 특징부를 지칭함)과 함께 취한 본 발명의 최선책에 대한 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본원에 첨부된 도면은 단지 예를 위한 것으로서, 본 발명의 범위를 제한하는 의도의 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 원리에 따른 듀얼 클러치 조립체의 단면도,
도 2는 도 1에 도시한 듀얼 클러치 조립체의 부분 단면도,
도 3은 도 1에 도시한 듀얼 클러치 조립체의 또 다른 부분 단면도,
도 4는 본 발명의 원리에 따른 듀얼 클러치 조립체의 입면도,
도 5a는 본 발명의 원리에 따른 듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예에 대한 측면도,
도 5b는 도 5a에 도시한 듀얼 클러치 조립체의 개략도,
도 6a는 본 발명의 원리에 따른 듀얼 클러치 조립체의 또 다른 예의 측면도,
도 6b는 도 6a에 도시한 듀얼 클러치 조립체의 개략도,
도 7a는 본 발명의 원리에 따른 리테이너 스프링의 정면도,
도 7b는 본 발명의 원리에 따른 듀얼 클러치 조립체의 일부와 결합된, 도 7a에 도시한 리테이너 스프링의 일부에 대한 측면도,
도 8a는 본 발명의 원리에 따른 또 다른 리테이너 스프링의 정면도,
도 8b는 본 발명의 원리에 따른 듀얼 클러치 조립체의 일부와 결합된, 도 8a에 도시한 리테이너 스프링의 일부에 대한 측면도,
도 9는 본 발명의 원리에 따른 리테이너 스프링 및 레버 아암의 또 다른 실시예에 대한 부분 측면도.

하기의 설명은 단지 예로서, 본 개시내용, 적용 또는 용도를 제한할 의도의 것이 아니다.

도 1을 참조하면, 듀얼 입력 트랜스미션(도시하지 않음)용 토크 전달 장치를 참조번호 10으로 나타낸다. 토크 전달 장치(10)는, 예컨대 차량 파워트레인 내에 배치된 듀얼 클러치이다. 일반적으로, 차량 파워트레인은 엔진과, 트랜스미션을 구비한다. 일 실시예에서, 트랜스미션은 크랭크샤프트(12)를 거쳐 엔진으로부터 트랜스미션 내의 2개의 입력 샤프트[즉 제 1 입력 샤프트(14) 및 제 2 입력 샤프트(16)]로 토크 전달 장치(10)의 선택적인 작동을 통해 토크를 전달하는 듀얼 입력 트랜스미션이다. 제 2 입력 샤프트(16)는 제 1 입력 샤프트(14)와 동심으로 형성되며 그와 중첩하는 슬리브(또는 중공형) 샤프트이다. 토크 전달 장치(10)는 트랜스미션 하우징 또는 벨 하우징(18) 내에 배치된다.

토크 전달 장치(10)는 클러치 하우징 또는 외측 허브(24) 내에 배치된 2개의 별개의 독립적인 마찰 클러치(20, 22)를 갖는다. 클러치 하우징 또는 외측 허브(24)는 연결 부재(27)를 통해 플라이휠(25)에 회전식으로 고정된다. 플라이휠(25)은 크랭크샤프트(12)에 회전식으로 고정되며 크랭크샤프트(12) 내의 진동을 감쇠 및 감소시키도록 구성된 듀얼 매스 플라이휠이 바람직하다.

토크 전달 장치(10)는 외측 허브(24)와 회전식으로 연결되는 중앙 허브(30)를 구비한다. 중앙 허브(30)는 복수의 베어링(32)을 거쳐 슬리브 샤프트(16)에 대한 회전을 위해 지지된다. 중앙 허브(30)는 고정된 마찰 플레이트(34)를 구비한다. 마찰 플레이트(34)는 축방향으로의 운동으로부터 고정된다.

마찰 클러치(20, 22) 각각은 마찰 부재(26, 28)를 각각 구비한다. 마찰 부재(26)는 댐퍼(36)를 통해 입력 샤프트(14)와 연결된다. 마찰 부재(28)는 스플라인(38)과 홈부(40)의 연결을 거쳐 슬리브 샤프트(16)에 연결된다. 마찰 부재(26, 28)는 축방향으로 고정된 마찰 플레이트(34)의 양측부 상에 배치된다.

또한, 마찰 클러치(20, 22)는 축방향으로 이동가능한 인가 부재(42, 44)를 각각 구비한다. 인가 부재(42, 44) 각각은 크랭크샤프트(12)를 입력 샤프트(14, 16) 중 하나와 결합하기 위해 마찰 부재(22, 24) 중 하나와 결합하도록 축방향으로 선택적으로 평행이동가능하다. 인가 부재(42, 44) 각각은 레버 작동 조립체(50)에 의해 선택적으로 작동된다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 레버 작동 조립체(50)는 내측 레버 하우징(52)과, 외측 레버 하우징(54)을 구비한다. 레버 하우징(52)은 환형이고 입력 샤프트(14, 16)와 동축이다. 레버 하우징(52)은 축방향으로 연장되는 내부면(56)과, 입력 샤프트(14, 16)에 대한 반경방향 내측으로 연장되는 반경방향 내부면(58)을 구비한다. 레버 하우징(52)으로부터 반경방향 외측으로 복수의 탭 부재(59)가 연장된다. 탭 부재(59)는 파스너(61)를 거쳐 중앙 허브(30)에 결합된다. 레버 하우징(52)은 중앙 허브(30)와 함께 회전가능하지만, 축방향 평행이동으로부터 고정된다. 인가 플레이트(44)는 파스너(61) 상에 미끄럼가능하게 장착된다. 따라서, 인가 플레이트(44)는 중앙 허브(30)와 레버 하우징(52)과 함께 회전가능하지만, 보다 상세하게 후술되는 바와 같이 양측의 축방향으로 평행이동가능하다.

레버 하우징(52)의 내부면(56) 상에는 복수의 제 1 선회 지점(60)이 배치된다. 제공된 예에서는, 내부면(56) 둘레에 등간격으로 배치된 3개의 제 1 선회 지점(60)이 있지만, 임의의 방식으로 이격된 임의 개수의 제 1 선회 지점(60)이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 이용될 수 있다. 제공된 예에서, 제 1 선회 지점(60) 각각은 서로 평행한 2개의 반경방향으로 연장되는 플랜지(62)를 구비한다. 각각의 플랜지(62)는 핀 또는 볼트 등의 파스너(도시하지 않음)를 수용하는 구멍(64)을 구비한다. 선회 지점(60) 내에는 제 1 세트의 강성 레버(66)가 배치된다. 각각의 강성 레버(66)는 파스너를 거쳐 제 1 선회 지점(60) 중 하나에서 레버 하우징(52)에 선회식으로 결합된다. 제 1 강성 레버(66)를 선회 지점(60)에 선회식으로 결합 또는 접촉하는 다른 수단이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 이용될 수 있다.

도 2 및 도 4에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 제 1 강성 레버(66)는 선회 지점(60)에 선회식으로 연결된 바디부(68)를 구비한다. 바디부(68)의 반경방향 내측에는 제 1 단부(70)가 배치되고, 바디부(68)의 반경방향 외측에는 제 2 단부(72)가 배치된다. 제 1 강성 레버(66)는 제 1 단부(70)와 바디부(68) 사이에 배치된 접촉면(74)을 구비한다. 제공된 예에서, 접촉면(74)은 융기된 돌출부이다. 제 2 단부(72)는 레버 하우징(52) 내의 윈도우(76)로부터 작동 슬리브(54) 내에 배치된 윈도우(78)를 통해 반경방향 외부로 연장된다. 보다 상세하게 후술하는 바와 같이, 제 1 강성 레버(66)는 인가 부재(44)와 결합하도록 선회 지점(60) 둘레에서 선회가능하다.

레버 하우징(52)의 반경방향 내부면(58) 상에는 복수의 제 2 선회 지점(80)이 배치된다. 제공된 예에서, 내부면(58) 둘레에 등간격으로 배치된 3개의 제 2 선회 지점(80)이 있지만, 임의의 방식으로 이격된 임의 개수의 제 2 선회 지점(80)이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 이용될 수 있다. 제공된 예에서, 제 2 선회 지점(80) 각각은 서로 평행한 2개의 반경방향으로 연장되는 플랜지(82)를 구비한다. 각각의 플랜지(82)는 핀 또는 볼트 등의 파스너(도시하지 않음)를 수용하는 구멍(84)을 구비한다. 선회 지점(80) 내에는 제 2 세트의 강성 레버(86)가 배치된다. 각각의 강성 레버(86)는 파스너를 거쳐 제 2 선회 지점(80) 중 하나에서 레버 하우징(52)에 선회식으로 결합된다. 제 2 강성 레버(86)를 선회 지점(80)에 선회식으로 결합 또는 접촉하는 다른 수단이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 이용될 수 있다.

도 3 및 도 4에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 제 2 강성 레버(86)는 선회 지점(60)에 선회식으로 연결된 바디부(88)를 구비한다. 바디부(88)의 반경방향 내측에는 제 1 단부(90)가 배치되고, 바디부(88)의 반경방향 외측에는 제 2 단부(92)가 배치된다. 제 2 강성 레버(86)는 제 2 단부(92) 상에 배치된 접촉면(94)을 구비한다. 제공된 예에서, 접촉면(94)은 평면이다. 제 2 단부(92)는 레버 하우징(52)의 반경방향 내부면(56) 내에 배치된 개구(96)와 정렬된다. 제 2 강성 레버(86)가 선회 지점(88) 둘레에서 선회되면, 제 2 단부(92)는 보다 상세하게 후술하는 바와 같이 작동 슬리브(54) 및 인가 부재(46)와 결합하기 위해 개구(96)를 통해 외부로 연장된다.

작동 슬리브(54)는 레버 하우징(52) 둘레에 미끄럼가능하게 배치된다. 작동 슬리브(54)는 레버 하우징(52)의 외부면(102)보다 높은 위치에서 접촉하는 축방향으로 연장되는 슬리브부(100)를 구비한다. 작동 슬리브(54)는 레버 하우징(52)에 회전식으로 결합되지만, 작동 슬리브(54)는 레버 하우징(52)에 대해 축방향 양측으로 평행이동가능하다. 작동 슬리브(54)의 일단부 상에는 복수의 제 1 탭 부재(104)가 배치된다. 탭 부재(104)는 반경방향 내측으로 연장되며 레버 하우징(56) 내의 개구(96)와 정렬하므로 제 2 강성 레버(86)와 정렬한다. 제 1 탭 부재(104)로부터 작동 슬리브(54)의 대향 단부 상에는 복수의 제 2 탭 부재(106)가 배치된다. 탭 부재(106)는 반경방향 외측으로 연장되며 연결부(108)를 거쳐 인가 부재(42)에 연결된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 레버 작동 조립체(50)는 작동 장치(110)에 의해 작동된다. 작동 장치(110)는 한 쌍의 환형 피스톤(112, 114)과, 상기 환형 피스톤(112, 114)과 각각 연결되는 한 쌍의 환형의 베어링 조립체(116, 118)를 구비한다. 작동 조립체(50)는 하우징(18)에 대해 회전식으로 고정된다. 환형 피스톤(112, 114)은 유압 유체에 의해 작동될 때 그들의 하우징 내에서 축방향으로 미끄러지도록 구성된다. 환형 피스톤(112, 114) 및 환형 베어링(116, 118)은 반경방향으로 정렬됨으로써, 환형 피스톤(112) 및 환형 베어링(116)이 강성 레버(66)와 결합가능하며 환형 피스톤(114) 및 환형 베어링(118)이 강성 레버(86)와 결합가능하다. 베어링 조립체(116, 118)는 듀얼 클러치(10)의 회전 요소[즉, 제 1 및 제 2 강성 레버(66, 86)]를 작동 장치(50)의 비회전 부재[즉, 피스톤(112, 114)]로부터 비틀림식으로 분리하는 작동 베어링이다.

도 1 내지 도 4는 토크 전달 장치(10)의 작동을 기술한다. 인가 부재(42)의 축방향 압축을 통해 마찰 부재(26) 및 마찰 플레이트(34)와의 선택적인 결합은, 제 1 입력 샤프트(18)와의 공통 회전을 위해 크랭크샤프트(12)와 연결한다. 인가 부재(44)의 마찰 부재(28) 및 마찰 플레이트(34)와의 선택적인 결합은, 제 2 입력 샤프트(16)와의 공통 회전을 위해 크랭크샤프트(12)와 연결한다. 마찰 부재와 인가 부재의 개수 및 사이즈는 적절한 토크 전달 요건에 근거하여 변경할 것이다. 물론, 토크 전달 장치(10)의 토크 전달 성능은 마찰 부재의 개수 및 각각의 마찰 요소 표면적의 양을 변경함으로써 바꿀 수 있다.

제 1 마찰 클러치(20)와 결합하기 위해, 유압 유체가 가압되고, 환형 피스톤(114)을 토크 전달 장치(10) 쪽으로 밀도록 환형 피스톤(114) 내의 피드 보어(도시하지 않음)를 통해 강제된다. 보다 상세하게, 환형 피스톤(114)이 축방향으로 이동함에 따라, 베어링 조립체(118)는 강성 레버(86)의 제 1 단부(90)와 접촉한다. 베어링 조립체(118)는 강성 레버(86)의 제 1 단부(90)에 힘을 인가한다. 따라서, 피스톤(114)이 클러치(20)를 향해 축방향으로 평행이동함에 따라, 강성 레버(86)는 선회 지점(60)에서 선회한다. 강성 레버(86)가 선회함에 따라, 제 2 단부(92)는 레버 하우징(52)의 개구(96)를 통해 마찰 클러치(20)로부터 멀어지게 이동하며, 작동 슬리브(54)의 탭 부재(104)와 접촉한다. 강성 레버(86)의 제 2 단부(92)는 작동 슬리브(54)에 힘을 인가하고, 작동 슬리브(54)는 마찰 클러치(20)로부터 멀어지게 교대로 평행이동한다. 작동 슬리브(54)가 마찰 부재(26)로부터 멀어지게 이동함에 따라, 작동 슬리브(54)는 인가 부재(42)를 결합 위치(도 3에서 점선으로 도시함)로 이동시킴으로써, 인가 부재(42)는 마찰 부재(26)(도 3에서 점선으로 도시함)와 접촉한다. 인가 부재(42)와 마찰 플레이트(34) 사이에서 마찰 부재(26)를 압축하면, 마찰 부재(26)를 마찰 요소(34)와 실질적으로 동일한 속도로 회전하게 한다. 이에 따라, 크랭크샤프트(12)는 외측 허브(24)를 통해 중앙 허브(30)에, 중앙 허브(30)를 통해 작동 조립체(50)에, 작동 조립체(50)를 통해 클러치(20)에, 그리고 클러치(20)를 통해 제 1 입력 샤프트(14)에 선택적으로 회전식으로 결합된다. 환형 피스톤(114)이 가압 해제되거나 배기되면, 리턴 스프링(120)에 의해 인가 부재(42)에 인가된 힘은 인가 부재(42)와 강성 레버(86)를 비결합 위치로 다시 강제한다.

제 2 마찰 클러치(22)와 결합하기 위해, 유압 유체가 가압되고, 환형 피스톤(112)을 토크 전달 장치(10) 쪽으로 밀도록 환형 피스톤(112) 내의 피드 보어(도시하지 않음)를 통해 강제된다. 보다 상세하게, 환형 피스톤(112)이 축방향으로 이동함에 따라, 베어링 조립체(116)는 강성 레버(66)의 제 1 단부(70)와 접촉한다. 베어링 조립체(116)는 강성 레버(66)의 제 1 단부(70)에 힘을 인가한다. 따라서, 피스톤(112)이 클러치(20)를 향해 축방향으로 평행이동함에 따라, 강성 레버(66)는 선회 지점(60)에서 선회한다. 강성 레버(66)가 선회함에 따라, 제 2 단부(72)는 마찰 클러치(20) 쪽으로 이동하고 그 결과 접촉면(74)에서 인가 부재(44)와 접촉한다. 강성 레버(66)의 접촉면(74)은 인가 부재(44)에 힘을 인가하며, 인가 부재(44)를 결합 위치로 이동시킴으로써 인가 부재(44)가 마찰 부재(28)와 접촉한다. 인가 부재(44)와 마찰 플레이트(34) 사이에서 마찰 부재(28)를 압축하면, 마찰 부재(28)를 마찰 요소(34)와 실질적으로 동일한 속도로 회전하게 한다. 이에 따라, 크랭크샤프트(12)는 외측 허브(24)를 통해 중앙 허브(30)에, 중앙 허브(30)를 통해 작동 조립체(50)에, 작동 조립체(50)를 통해 클러치(20)에, 그리고 클러치(22)를 통해 제 2 입력 샤프트(16)에 선택적으로 회전식으로 결합된다. 환형 피스톤(112)이 가압 해제되거나 배기되면, 리턴 스프링(122)에 의해 인가 부재(44)에 인가된 힘은 인가 부재(44)와 강성 레버(66)를 비결합 위치(도 2에서 점선으로 도시함)로 다시 강제한다.

클러치(20, 22)에서의 결과적인 클러치 토크 및 힘은 강성 레버(66, 86)의 작동점에서의 힘의 함수이다. 레버(66, 86)가 강성이기 때문에, 이러한 작동력은 클러치력을 성취하도록 각각의 강성 레버(66, 86)에 내재하는 레버 비율에 의해 크게 증가된다. 작동력은 작동 유체압에 차례차례 정비례한다. 따라서, 압력 제어가 클러치(20, 22)의 작동을 성취하는데 충분하다. 압력 제어는 현재 제조되는 트랜스미션에 사용되는 압력 제어 솔레노이드(도시하지 않음)를 이용하여 성취되며, 직동 가변력 솔레노이드(direct acting variable force solenoids)(VFS), 또는 압력 조절 밸브(Pressure Regulating Valves)와 함께 가변 블리드 솔레노이드(Variable Bleed Solenoids)(VBS) 또는 저수류 VFS의 조합체일 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 토크 전달 장치(10)의 변형 구성(200)에 대한 개략도로서, 동일 부품은 동일 참조부호로 나타낸다. 그러나, 토크 전달 장치(200)는 복수의 제 1 강성 레버(202)와, 복수의 제 2 강성 레버(204)를 구비한다. 강성 레버(202, 204)는 상술한 강성 레버(66, 86)과 실질적으로 동일하게 작동하지만, 강성 레버(202, 204)는 선회 지점(60, 80)에 직접 고정 또는 연결되지는 않는다. 그 대신에, 강성 레버(202)는 레버 하우징(52)과 작동 슬리브(54) 사이에 배치된다. 강성 레버(202)는 레버 하우징(52)의 반경방향 외측면(208) 상에 위치된 선회 지점(206)을 중심으로 하여 선회한다. 강성 레버(204)는 레버 하우징(52)의 반경방향 내부면(58) 상에 위치된 선회 지점(210)을 중심으로 하여 선회한다. 양자 세트의 강성 레버(202, 204)는 레버 아암(214, 216) 각각을 구비한다. 레버 아암(214, 216)은 선회 지점(206, 210)과 각각 접촉하는 연장부 또는 돌출부이다.

더욱이, 토크 전달 장치(200)는 제 1 리턴 스프링(220)과, 제 2 리턴 스프링(222)을 구비한다. 제 1 리턴 스프링(220)은 레버 하우징(52)의 반경방향 외부면(208)과 강성 레버(202) 사이에 배치된다. 제 1 리턴 스프링(220)은 피스톤(114)이 가압 해제되면 강성 레버(202)를 비결합 위치로 가압하도록 작동가능하다. 제 2 리턴 스프링(222)은 레버 하우징(52)의 내부면(56) 상의 형상부(224)와 강성 레버(204) 사이에 배치된다. 제 2 리턴 스프링(222)은 피스톤(112)이 가압 해제되면 강성 레버(204)를 비결합 위치로 가압하도록 작동가능하다.

도 6a 및 도 6b는 토크 전달 장치(200)의 변형 구성(200')에 대한 개략도로서, 동일 부품은 동일 참조부호로 나타낸다. 그러나, 토크 전달 장치(200')에서, 리턴 스프링(222)은 레버 하우징(52)의 반경방향 내부면(58)과 강성 레버(204) 사이에 배치된다. 반경방향 내부면(58)은 강성 레버(204)와 반경방향 내부면(58) 사이의 리턴 스프링(222)을 위한 공간을 제공하는 형상부(224)를 구비한다. 토크 전달 장치(200')는 토크 전달 장치(10, 200)와 실질적으로 동일하게 작동한다.

도 7a 및 도 7b는 리턴 스프링(220, 222)을 기술한다. 리턴 스프링(220, 222)은 실질적으로 동일하므로, 리턴 스프링(220)만이 기술되며, 리턴 스프링(222)은 유사한 특징을 구비하는 것으로 이해된다. 리턴 스프링(220)은 레버 하우징(52)과 동심으로 형성된 환형부(226)를 구비한다(도 5b 및 도 6b 참조). 축방향 및 반경방향 내측으로 연장되는 환형부(226)에는 복수의 스프링 아암(228)이 연결된다. 스프링 아암(228)은, 각각의 스프링 아암(228)이 강성 레버(202)와 접촉하도록 배치된다. 각각의 스프링 아암(228)은, 스프링 아암(228)의 자유 단부를 강성 레버(202)에 결합하는 파스너(230)를 구비한다. 제공된 예에서, 파스너(230)는 강성 레버(202) 내에 형성된 구멍(도시하지 않음)을 통해 연결하는 핀 또는 볼트이다. 도 8a 및 도 8b에 도시한 변형 실시예에서, 리턴 스프링(220)은 파스너(230')를 구비한다. 파스너(230')는 강성 레버(202) 둘레에 강제 끼워 맞춰지는 C자형 클립이므로, 강성 레버(202)를 통해 구멍을 기계가공할 필요성을 제거한다.

마지막으로, 도 9를 참조하면, 하이브리드 리턴 스프링와 강성 레버는 참조부호 300으로 나타낸다. 하이브리드 레버(300)는 레버 하우징(52)과 동심으로 형성된 환형부(302)를 구비한다. 환형부(302)에는 복수의 스프링 아암(304)(그 중 하나만이 도시됨)이 연결되며, 이는 축방향 및 반경방향 내측으로 연장된다. 스프링 아암(304) 각각의 단부(308)에는 레버부(306)가 연결된다. 레버부(308)는 스프링 아암(304)의 두께보다 큰 두께를 갖는다. 레버부(306) 각각은 스프링 아암(304)에 근접한 레버부(306)의 일단부에 배치된 접촉면(310)을 구비한다. 레버부(306)는 작동 장치(110)를 향해 축방향으로 그리고 반경방향 내측으로 연장되어, 제 2 접촉면(312) 내에서 종결한다. 피스톤(112)이 가압 해제되면, 스프링 아암(304)은 접촉면(310)이 인가 부재(44)와 접촉하여 결합하는 것을 방지한다. 피스톤(112)이 가압되면, 베어링(116)은 제 1 인가면(312)과 접촉하며 스프링 아암(304)을 만곡시킨다. 접촉면(310)이 인가 부재(44)와 접촉하기만 하면, 레버부(306)는 접촉면(310, 312) 사이에서 강성 레버로서 작용하고, 베어링(116)에 의해 전달되는 힘은 레버부(306)를 통해 인가 부재(44)에 인가되어, 인가 부재(44)를 결합 위치로 이동시키고 클러치(22)를 작동시킨다.

토크 전달 장치의 강성 레버 작동은 작동점[즉, 작동 장치(110)]에서의 압력 제어가 클러치(20, 22)의 결합을 제어하게 한다. 강성 레버는 작동 장치(110)에서 명령된 압력과 클러치(20, 22)에 실제로 인가된 힘 간의 변동을 감소시켜서, 보다 정확한 제어를 제공한다. 강성 레버 제어는 시스템에 동적 지체를 추가하는 가요성 스프링 또는 다이아프램을 제거함으로써 시스템의 응답 시간을 증대시킨다. 더욱이, 폐쇄 루프 압력 제어에 대한 필요성이 제거되므로, 클러치(20, 22)를 보다 견고하게 제어하게 한다.

본 발명의 설명은 단지 예시이며, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 변경이 본 발명의 범위 내에 있도록 의도된다. 이러한 변경은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims

크랭크샤프트, 제 1 입력 샤프트 및 상기 제 1 입력 샤프트와 동심으로 형성된 제 2 입력 샤프트 사이에서 토크를 전달하는 듀얼 클러치 조립체에 있어서,
상기 크랭크샤프트와 회전식으로 연결된 외측 허브;
상기 외측 허브와 회전식으로 연결되며 마찰 플레이트를 갖는 중앙 허브;
상기 크랭크샤프트와 동축으로 배치되며, 상기 중앙 허브에 회전식으로 연결된 제 1 단부와, 제 2 단부를 갖는 레버 하우징(lever housing);
상기 레버 하우징 둘레에 배치되고, 제 1 단부와 제 2 단부를 갖는 작동 부재(actuation member)로서, 상기 레버 하우징에 회전식으로 결합되며 축방향으로 팽행이동가능한, 상기 작동 부재;
상기 중앙 허브에 인접하게 배치되며, 상기 작동 부재의 제 1 단부와의 공통 회전을 위해 연결된 축방향으로 평행이동가능한 인가 부재와, 상기 제 1 입력 샤프트와의 공통 회전을 위해 연결된 마찰 부재를 갖는 제 1 클러치;
상기 중앙 허브에 인접하게 배치되며, 상기 레버 하우징의 제 1 단부와의 공통 회전을 위해 연결된 축방향으로 평행이동가능한 인가 부재와, 상기 제 2 입력 샤프트와의 공통 회전을 위해 연결된 마찰 부재를 갖는 제 2 클러치;
상기 레버 하우징에 선회식으로 결합되며, 결합 위치로 선회가능한 하나 이상의 제 1 강성 레버(first rigid lever)로서, 상기 제 1 강성 레버는 상기 작동 부재와, 상기 제 1 클러치의 인가 부재를 이동하도록 상기 작동 부재와 접촉함으로써, 상기 제 1 클러치와 결합하기 위해 상기 제 1 클러치의 인가 부재와 상기 중앙 허브의 마찰 플레이트 사이에서 상기 제 1 클러치의 마찰 플레이트를 압축하는, 상기 하나 이상의 제 1 강성 레버;
상기 레버 하우징에 선회식으로 결합되며, 결합 위치로 선회가능한 하나 이상의 제 2 강성 레버(second rigid lever)로서, 상기 제 2 강성 레버는 상기 제 2 클러치의 인가 부재와 접촉함으로써, 상기 제 2 클러치와 결합하기 위해 상기 제 2 클러치의 인가 부재와 상기 중앙 허브의 마찰 플레이트 사이에서 상기 제 2 클러치의 마찰 플레이트를 압축하는, 상기 하나 이상의 제 2 강성 레버; 및
상기 제 1 및 제 2 강성 레버에 인접하게 배치되는 작동 장치(actuation device)로서, 상기 작동 장치가 작동되면 상기 제 1 및 제 2 강성 레버를 상기 결합 위치들로 선택적으로 선회하도록 작동가능한, 상기 작동 장치;를 포함하는 듀얼 클러치 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제 1 강성 레버는 링부, 상기 링부로부터 반경방향 내측 및 축방향으로 연장되는 스프링 아암, 및 상기 스프링 아암의 단부와 연결되는 레버부를 구비하며,
상기 레버부는 반경방향 내측 및 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 조립체.
제2항에 있어서,
상기 레버부는 상기 제 1 강성 레버가 상기 작동 장치에 의해 선회되면 상기 제 1 클러치의 인가 부재와 접촉하고, 상기 스프링 아암은 상기 작동 장치가 작동되지 않으면 상기 제 1 클러치와 분리하도록 상기 레버부를 가압하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제 1 강성 레버는 상기 레버 하우징에 선회식으로 연결된 선회부, 상기 선회부의 반경방향 내측에 위치된 제 1 단부, 및 상기 선회부의 반경방향 외측에 위치된 제 2 단부를 구비하며,
상기 작동 장치는 작동 시에 상기 제 1 강성 레버의 제 1 단부와 접촉하고, 상기 제 2 단부는 상기 제 1 강성 레버가 상기 작동 장치에 의해 상기 결합 위치로 선회되면 상기 작동 부재와 접촉하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 조립체.
제4항에 있어서,
상기 작동 부재는 상기 레버 하우징의 제 2 단부에 있는 반경방향 표면에 실질적으로 평행한 상기 제 2 단부에 있는 반경방향 표면을 구비하고,
상기 레버 하우징은, 상기 레버 하우징의 반경방향 표면 내에 개구를 구비하며,
상기 제 1 강성 레버의 제 2 단부는 상기 제 1 강성 레버가 상기 결합 위치로 이동되면 상기 개구를 통해 상기 작동 부재의 반경방향 표면과 결합하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 조립체.
제4항에 있어서,
상기 제 2 강성 레버는 상기 하우징에 선회식으로 연결된 선회부, 상기 선회부의 반경방향 내측에 위치된 제 1 단부, 및 상기 선회부와 상기 제 1 단부 사이에 배치된 접촉면을 구비하며,
상기 작동 장치는 작동 시에 상기 제 2 강성 레버의 제 1 단부와 접촉하고, 상기 접촉면은 상기 제 2 강성 레버가 상기 작동 장치에 의해 결합 위치로 선회되면 상기 제 2 클러치의 인가 부재와 접촉하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 조립체.
제6항에 있어서,
상기 레버 하우징은 환형이고, 축방향으로 연장되는 축방향 내부면과, 반경방향 내측으로 연장되는 반경방향 내부면을 구비하며,
상기 반경방향 내부면은 상기 제 1 강성 레버의 제 2 단부와 정렬하는 하나 이상의 개구를 구비하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 조립체.
제1항에 있어서,
상기 레버 하우징은 하나 이상의 제 1 선회 지점과, 하나 이상의 제 2 선회 지점을 구비하며,
상기 제 1 강성 레버는 상기 제 1 선회 지점에 선회식으로 결합되고, 상기 제 2 강성 레버는 상기 제 2 선회 지점에 선회식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 조립체.
제8항에 있어서,
상기 제 1 선회 지점은 반경방향 내부면 상에 배치되고, 상기 제 2 선회 지점은 상기 레버 하우징의 축방향 내부면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 조립체.