KR101619547B1 - 차량용 전자식 클러치장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 전자식 클러치장치에 관한 것으로, 비교적 구성이 간단하여 부품수를 크게 감축시킬 수 있게 되고, 이를 통해 원가 절감과 중량 감소 및 연비 향상을 이룩할 수 있게 되며, 특히 동력전달 손실을 최소화하여 효율을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 진동과 소음이 거의 발생하지 않아서 상품성을 크게 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 전자식 클러치장치{Electronic clutch device for vehicle}

본 발명은 차량용 전자식 클러치장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계식 작동요소를 전자식으로 대체한 차량용 전자식 클러치장치에 관한 기술이다.

일반적으로, 수동 변속기가 장착된 차량에는 운전자의 의지에 따라 엔진에서 변속기로 전달되는 동력을 단속하는 클러치장치가 구비되어 있다.

도 1에는 종래의 유압식 클러치장치가 도시되어 있는 바, 운전자가 클러치페달(1)을 밟아주게 되면 오일리저버(2)로부터 전달받은 오일에 의해 클러치마스터실린더(3)에서 유압이 발생되고, 상기 유압은 유압라인(4)을 통하여 릴리스실린더로 전달되며, 상기 릴리스실린더에 전달된 유압에 의해 릴리스포크가 압력판이 부착된 릴리스레버를 작동시키게 된다.

그러면, 상기 압력판이 엔진의 플라이휘일과 결합된 클러치커버(5)쪽으로 이동되면서 클러치디스크(6)로부터 떨어져 상기 플라이휘일과 클러치디스크(6)와 압력판사이에 틈새가 생기게 되며, 이로 인해 상기 플라이휘일과 클러치디스크(6)사이에 존재하던 마찰력이 소멸됨에 따라 엔진에서 변속기 입력축으로의 동력전달은 차단된다.

반대로, 밟고 있던 클러치페달(1)을 놓아주면 압력판이 클러치디스크(6)를 플라이휘일에 밀착시키게 되는 바, 이로 인해 플라이휘일과 클러치디스크(6)사이에 강한 마찰력이 다시 생성됨에 따라 엔진에서 변속기 입력축으로 동력전달이 이루어지게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 클러치장치는 대부분의 모든 구성요소가 기계식 작동으로 이루어지는 구성이기에, 부품수가 많고 구성이 복잡하며 원가가 비싼 단점이 있다.

특히, 내구가 진행됨에 따라 부품간 동력전달의 손실이 커서 효율이 크게 감소하는 단점이 있으며, 마모에 따른 클러치페달의 답력 증가 및 진동과 소음이 커지는 단점도 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점들을 모두 해소하기 위해 안출된 것으로서, 운전자의 간편한 조작으로 동작하는 전자식 클러치장치를 이용하여 엔진에서 변속기 입력축으로 전달되는 동력을 필요에 따라 선택적으로 단속시킬 수 있도록 함으로써, 부품수 감축을 통해 구성의 단순화와 원가 절감 및 중량 감소를 이룩할 수 있도록 하고, 더 나아가 동력전달 손실을 최소화하여 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 특히 진동과 소음이 거의 발생하지 않는 차량용 전자식 클러치장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 전자식 클러치장치는, 클러치조작용 스위치버튼과; 엔진의 플라이휘일과 변속기 입력축사이에서 상기 플라이휘일 및 상기 변속기 입력축을 향하여 직선 왕복 이동할 수 있도록 설치됨과 더불어 직선 이동시 상기 플라이휘일과 상기 변속기 입력축을 동력전달이 가능하도록 연결하거나 또는 연결 해제되도록 동작하는 클러치샤프트와; 상기 클러치샤프트를 감싸는 형태로 설치되어서 상기 스위치버튼의 조작에 따라 전류의 흐름 방향이 바뀌어 상기 클러치샤프트를 상기 플라이휘일쪽으로 이동시키거나 또는 상기 변속기 입력축쪽으로 이동시키도록 하는 클러치전자석을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 스위치버튼은 변속레버에 구비된 것이 바람직하다.

상기 플라이휘일의 일면과 상기 변속기 입력축의 일단에는 상기 클러치샤프트의 단부가 동력전달이 가능하도록 삽입되는 록킹홈이 각각 일체로 구비되고; 상기 록킹홈의 내측에는 상기 클러치샤프트 단부와의 접촉시 충격을 흡수할 수 있는 완충부재가 각각 고정 설치된다.

여기서, 상기 완충부재는 상기 록킹홈에서 상기 클러치샤프트의 단부와 대면하는 안쪽면에 양단이 고정되고 상기 양단사이의 중간부가 상기 클러치샤프트의 단부를 향해 볼록한 모양으로 돌출된 원호형상 판스프링인 것이 바람직하다.

상기 클러치샤프트와 상기 록킹홈의 동력전달을 가능하게 하는 것은 상기 클러치샤프트의 바깥 둘레면과 상기 록킹홈의 안쪽 둘레면에 각각 형성된 스플라인이거나 또는 동력전달돌기인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 차량용 전자식 클러치장치는, 비교적 구성이 간단하여 부품수를 크게 감축시킬 수 있게 되고, 이를 통해 원가 절감과 중량 감소 및 연비 향상을 이룩할 수 있게 되며, 특히 동력전달 손실을 최소화하여 효율을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 진동과 소음이 거의 발생하지 않아서 상품성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 차량용 클러치장치의 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 전자식 클러치장치의 개략적인 구성으로 동력전달이 이루어지는 상태의 도면,
도 3은 동력전달이 이루어지지 않는 단속상태의 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 전자식 클러치장치에서 클러치샤프트와 록킹홈에 형성된 동력전달돌기를 보여주기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 차량용 전자식 클러치장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 클러치조작용 스위치버튼(10)과, 엔진의 플라이휘일(20)과 변속기 입력축(30)사이에서 상기 플라이휘일(20) 및 상기 변속기 입력축(30)을 향하여 직선 왕복 이동할 수 있도록 설치됨과 더불어 직선 이동시 상기 플라이휘일(20)과 상기 변속기 입력축(30)을 동력전달이 가능하도록 연결하거나 또는 연결 해제되도록 동작하는 클러치샤프트(40)와, 상기 클러치샤프트(40)를 감싸는 형태로 설치되어서 상기 스위치버튼(10)의 조작에 따라 전류의 흐름 방향이 바뀌어 상기 클러치샤프트(40)를 상기 플라이휘일(20)쪽으로 이동시키거나 또는 상기 변속기 입력축(30)쪽으로 이동시키도록 하는 클러치전자석(50)을 포함하여 이루어진 구성이다.

상기 스위치버튼(10)은 운전자의 편의성을 위해 변속레버(TGS 레버)에 구비된 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 플라이휘일(20)의 일면과 상기 변속기 입력축(30)의 일단에는 상기 클러치샤프트(40)의 단부가 동력전달이 가능하도록 삽입되는 록킹홈(21,31)이 각각 일체로 구비된다.

여기서, 상기 클러치샤프트(40)와 상기 록킹홈(21,31)의 동력전달을 가능하게 하는 것은 도 2의 일 실시예와 같이 상기 클러치샤프트(40)의 바깥 둘레면과 상기 록킹홈(21,31)의 안쪽 둘레면에 각각 일체로 형성된 스플라인(41,22,32)이 될 수도 있고, 도 4에 도시된 다른 실시예와 같이 상기 클러치샤프트(40)의 바깥 둘레면과 상기 록킹홈(21,31)의 안쪽 둘레면에 각각 일체로 형성된 동력전달돌기(42,23,33)가 될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 플라이휘일(20) 및 상기 변속기 입력축(30)에 형성된 상기 록킹홈(21,31)의 내측에는 상기 클러치샤프트(40) 단부와의 접촉시 충격을 흡수할 수 있는 완충부재가 각각 고정 설치되는데, 상기 완충부재는 상기 록킹홈(21,31)에서 상기 클러치샤프트(40)의 단부와 대면하는 안쪽면에 양단이 고정되고 상기 양단사이의 중간부가 상기 클러치샤프트(40)의 단부를 향해 볼록한 모양으로 돌출된 원호형상 판스프링(60,70)인 것을 특징으로 한다.

상기 판스프링(60,70) 대신에 고무를 완충부재로 사용할 수도 있으며, 또한 충격흡수가 가능한 것이라면 종류에 상관없이 어떠한 것을 사용하여도 무방할 것이다.

그리고, 상기 플라이휘일(20)에는 볼트(81)와 같은 결합부재를 매개로 전자석하우징(80)이 고정 결합되어 설치되고, 상기 클러치전자석(50)은 상기 전자석하우징(80)에 감싸여진 상태로 설치된 구조가 된다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

먼저 도 2의 상태는 클러치샤프트(40)의 양단이 플라이휘일(20)과 변속기 입력축(30)에 형성된 록킹홈(21,31)에 모두 삽입되어 동력전달이 가능하도록 연결된 상태로서, 즉 엔진의 동력으로 상기 플라이휘일(20)이 회전하면, 상기 플라이휘일(20)의 회전력은 클러치샤프트(40)를 통해 변속기 입력축(30)으로 전달되어 상기 변속기 입력축(30)도 함께 회전을 하는 동력전달 가능 상태이다.

도 3의 상태에서 운전자가 변속레버에 구비된 스위치버튼(10)을 누르게 되면, 클러치전자석(50)이 자화됨에 따라 클러치샤프트(40)는 플라이휘일(20)의 록킹홈(21)속으로 직선 이동하게 된다.

그러면, 클러치샤프트(40)의 좌측단부는 도 3과 같이 플라이휘일(20)의 록킹홈(21)과 계속 동력전달이 가능한 결합상태를 유지하지만, 반대로 상기 클러치샤프트(40)의 우측단부는 변속기 입력축(20)의 록킹홈(31)으로부터 빠져나오게 됨에 따라 상기 클러치샤프트(40)와 상기 변속기 입력축(20)은 동력전달이 이루어지지 않는 단속상태가 된다.

따라서, 엔진의 동력으로 플라이휘일(20)이 회전하더라도 상기 플라이휘일(20)의 회전력에 의해 클러치샤프트(40)만이 회전할 뿐, 상기 변속기 입력축(30)은 회전을 하지 않는 단속상태가 됨에 따라 운전자는 변속레버를 조작하여 원하는 변속단으로 변속을 행할 수 있게 된다.

그리고, 도 3의 상태에서 운전자가 스위치버튼(10)을 다시 한번 조작하게 되면, 이때 클러치샤프트(40)는 도 3의 도시 상태에서 우측으로 이동하여 다시 도 2의 상태와 같이 플라이휘일(20)과 변속기 입력축(30)을 동력전달이 가능하도록 연결한 상태로 전환됨에 따라, 엔진의 동력을 변속기 입력축(30)으로 전달할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예는 비교적 간단한 구성을 갖는 전자식 클러치장치로, 일반적으로 널리 사용하고 있는 기구적 클러치장치에 비해 부품수 감축을 통해 원가 절감과 중량 감소 및 연비 향상을 이룩할 수 있게 되고, 특히 동력전달 손실을 최소화하여 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 아울러 진동과 소음이 거의 발생하지 않아서 상품성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

10 - 스위치버튼 20 - 플라이휘일
30 - 변속기 입력축 40 - 클러치샤프트
50 - 클러치전자석 60,70 - 판스프링
80 - 전자석하우징

Claims (8)

1. 클러치조작용 스위치버튼과;
   엔진의 플라이휘일과 변속기 입력축사이에서 상기 플라이휘일 및 상기 변속기 입력축을 향하여 직선 왕복 이동할 수 있도록 설치됨과 더불어 직선 이동시 상기 플라이휘일과 상기 변속기 입력축을 동력전달이 가능하도록 연결하거나 또는 연결 해제되도록 동작하는 클러치샤프트와;
   상기 클러치샤프트를 감싸는 형태로 설치되어서 상기 스위치버튼의 조작에 따라 전류의 흐름 방향이 바뀌어 상기 클러치샤프트를 상기 플라이휘일쪽으로 이동시키거나 또는 상기 변속기 입력축쪽으로 이동시키도록 하는 클러치전자석을 포함하고,
   상기 플라이휘일의 일면과 상기 변속기 입력축의 일단에는 상기 클러치샤프트의 단부가 동력전달이 가능하도록 삽입되는 록킹홈이 각각 일체로 구비되며,
   상기 플라이휘일 및 상기 변속기 입력축에 형성된 상기 록킹홈의 내측에는 상기 클러치샤프트 단부와의 접촉시 충격을 흡수할 수 있는 완충부재가 각각 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 전자식 클러치장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 스위치버튼은 변속레버에 구비된 것
   을 특징으로 하는 차량용 전자식 클러치장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서, 상기 완충부재는 상기 록킹홈에서 상기 클러치샤프트의 단부와 대면하는 안쪽면에 양단이 고정되고 상기 양단사이의 중간부가 상기 클러치샤프트의 단부를 향해 볼록한 모양으로 돌출된 원호형상 판스프링인 것
   을 특징으로 하는 차량용 전자식 클러치장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 클러치샤프트의 바깥 둘레면과 상기 록킹홈의 안쪽 둘레면에는 상기 클러치샤프트와 상기 록킹홈의 동력전달을 가능하게 하는 스플라인이 각각 일체로 형성된 것
   을 특징으로 하는 차량용 전자식 클러치장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 클러치샤프트의 바깥 둘레면과 상기 록킹홈의 안쪽 둘레면에는 상기 클러치샤프트와 상기 록킹홈의 동력전달을 가능하게 하는 동력전달돌기가 각각 일체로 돌출되게 형성된 것
   을 특징으로 하는 차량용 전자식 클러치장치.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 클러치전자석은 상기 플라이휘일에 결합된 전자석하우징에 감싸여진 상태로 설치된 것
   을 특징으로 하는 차량용 전자식 클러치장치.

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