KR101866067B1

KR101866067B1 - 차량용 클러치 냉각장치

Info

Publication number: KR101866067B1
Application number: KR1020160132107A
Authority: KR
Inventors: 노상원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2018-06-08
Also published as: KR20180040348A

Abstract

본 발명에 따른 차량용 클러치 냉각장치는 클러치 하우징(140) 내부에서 센터플레이트(100)를 중심으로 전후방에 형성되어 센터플레이트(100)로 체결/해제되도록 동작하는 제1,2압력판(103,105); 클러치 하우징(140)의 외주면을 따라 형성된 베어링(110); 베어링(110)의 외주면을 따라 형성되고, 회전여부에 따라 클러치 하우징(140) 측으로 바람을 송풍하는 냉각어셈블리(120); 각각 일단이 제1,2압력판(103,105)에 연결되고, 각각 타단이 냉각어셈블리(120)의 전방, 후방과 마주하며, 제1,2압력판(103,105)이 모두 센터플레이트(100)로부터 해제될 경우 타단이 상기 냉각어셈블리(120)와 결합되어 회전하도록 마련된 제1,2연결부재(130,135);를 포함할 수 있다.

Description

차량용 클러치 냉각장치 {COOLING APPARATUS FOR CLUTCH OF VEHICLE}

본 발명은 DCT 차량이 N단일 경우, 변속기 클러치를 냉각하는 차량용 클러치 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드 전기 자동차에 적용되는 변속기는 엔진의 속도를 변속비 범위 내에서 차량의 속도에 관계없이 제어할 수 있는 금속벨트가 적용된 무단 변속기(CVT)가 각광을 받고 있다.

그러나 금속벨트가 적용되는 무단 변속기(CVT)는 다른 자동 변속기에 비하여 상대적으로 큰 유압을 사용하기 때문에 무단 변속기(CVT)의 우수한 기능적 장점에도 불구하고, 그 효율적인 면에서 볼 때에는 많은 불리함이 있다.

이에 따라, 최근에는 엔진으로부터 입력되는 회전력을 2개의 클러치를 이용하여 2개의 입력축에 선택적으로 전달하고, 이 2개의 입력축 상에 배치되어 있는 기어들의 기어비에 따라 변속이 이루어질 수 있도록 구성된 기존의 수동 변속기에 2개의 클러치 및 변속 자동화 기구를 장착하여 수동 변속기의 우수한 효율을 거의 유지하면서 자동 변속기의 편리함을 추구할 수 있는 듀얼 클러치 변속기(DCT: Dual Clutch Transmission)를 채용하고 있다.

상기와 같은 종래의 듀얼 클러치 변속기에는 주로 건식클러치가 채용되는데, 상기 건식클러치는 토크 전달 특성을 뛰어나나 쉽게 발열된다는 단점이 있다. 클러치의 온도가 과도하게 상승하면 클러치의 성능이 저하되거나 고장이 발생하기 때문에 클러치를 냉각하는 기술의 중요성이 점차 높아지고 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2005-0048041

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, DCT가 적용된 차량이 N단일 경우에 변속기 클러치 측으로 바람을 송풍시킴으로써 클러치 냉각을 실시하는 차량용 클러치 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 클러치 냉각장치는 클러치 하우징 내부에서 센터플레이트를 중심으로 전후방에 형성되어 상기 센터플레이트로 체결/해제되도록 동작하는 제1,2압력판; 상기 클러치 하우징의 외주면을 따라 형성된 베어링; 상기 베어링의 외주면을 따라 형성되고, 회전여부에 따라 상기 클러치 하우징 측으로 바람을 송풍하는 냉각어셈블리; 각각 일단이 상기 제1,2압력판에 연결되고, 각각 타단이 상기 냉각어셈블리의 전방면, 후방면과 마주하며, 상기 제1,2압력판이 모두 센터플레이트로부터 해제될 경우 타단이 상기 냉각어셈블리와 결합되어 회전하도록 마련된 제1,2연결부재;를 포함할 수 있다.

상기 냉각어셈블리는, 전후방면이 각각 상기 제1,2연결부재의 타단과 마주하도록 마련되고, 상기 제1,2연결부재와의 결합여부에 따라 회전 또는 정지동작하는 회전부재;와, 상기 베어링의 외주면에 고정되고, 외곽부에 상기 회전부재가 삽입되어 축방향으로 이동가능하도록 가이드하는 가이드홈이 형성된 레일;과, 내주면이 상기 회전부재와 상시 연결되어 상기 회전부재가 회전할 경우, 일체로 회전하여 바람을 송풍하는 냉각팬;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1,2연결부재는 각각 타단이 제1,2돌출부로 분기되도록 형성되되, 상기 제1돌출부는 쐐기형상으로 형성되며,

상기 회전부재의 양측에는 상기 제1돌출부에 대응되는 위치에 쐐기홈이 형성되고, 상기 제1,2압력판이 모두 센터플레이트로부터 해제될 경우, 상기 제1돌출부들이 상기 쐐기홈에 결합되어 회전력을 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제2돌출부는 스프링을 매개로 연결된 볼을 포함하되, 상기 제1돌출부보다 길이가 길게 형성되고, 상기 제1,2압력판 중 하나만 인게이지될 경우, 상기 볼로 상기 회전부재를 가이드홈을 따라 이동시킴으로써 상기 제1돌출부가 쐐기홈에 결합되는 것을 막는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1연결부재는 일단이 상기 센터플레이트의 전방에 마련된 제1압력판에 연결되고, 타단이 상기 냉각어셈블리의 후방면과 마주하도록 형성되며, 상기 제2연결부재는 일단이 상기 센터플레이트의 후방에 마련된 제2압력판에 연결되고, 타단이 상기 냉각어셈블리의 전방면과 마주하도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 베어링에는 상기 제1,2연결부재가 관통하는 복수의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 클러치 냉각장치에 따르면 차량 N단시 클러치 하우징 내부의 클러치팩의 냉각을 수행할 수 있어 클러치팩의 회전속도가 낮아 대류 성능이 떨어지는 N단에서도 클러치 온도가 과열되는 것을 막아 클러치 소손 및 고장 상황을 방지할 수 있다.

또한, N단을 제외한 차량 주행상황에서는 냉각장치를 구동시키지 않음으로써 구동 저항을 최소화하여 연비 저하를 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치 냉각장치를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각어셈블리를 도시한 부품도,
도 3은 도 1의 A-A’단면을 도시한 단면도,
도 4는 도 1의 B-B’단면을 도시한 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 클러치 냉각장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치 냉각장치를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 차량용 클러치 냉각장치는 클러치 하우징(140) 내부에서 센터플레이트(100)를 중심으로 전후방에 형성되어 상기 센터플레이트(100)로 체결/해제되도록 동작하는 제1,2압력판(103,105); 상기 클러치 하우징(140)의 외주면을 따라 형성된 베어링(110); 상기 베어링(110)의 외주면을 따라 형성되고, 회전여부에 따라 상기 클러치 하우징(140) 측으로 바람을 송풍하는 냉각어셈블리(120); 각각 일단이 상기 제1,2압력판(103,105)에 연결되고, 각각 타단이 상기 냉각어셈블리(120)의 전방, 후방과 마주하며, 상기 제1,2압력판(103,105)이 모두 센터플레이트(100)로부터 해제될 경우 타단이 상기 냉각어셈블리(120)와 결합되어 회전하도록 마련된 제1,2연결부재(130,135);를 포함할 수 있다.

즉, 본 기술은 상기 제1,2압력판(103,105)이 센터플레이트(100)로부터 해제되어 클러치 디스크들이 마찰하지 않는 N단 주행 상황일 경우에, 상기 제1,2압력판(103,105)과 함께 연동하는 제1,2연결부재(130,135)를 이용하여 냉각어셈블리(120)를 회전시킴으로써 클러치 하우징(140)의 냉각을 실시하는 장치를 제공한다.

이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1연결부재(130)는 일단이 상기 센터플레이트(100)의 전방에 마련된 제1압력판(103)에 연결되고, 타단이 상기 냉각어셈블리(120)의 후방면과 마주하도록 형성되며, 상기 제2연결부재(135)는 일단이 상기 센터플레이트(100)의 후방에 마련된 제2압력판(105)에 연결되고, 타단이 상기 냉각어셈블리(100)의 전방면과 마주하도록 형성된다.

이는, 센터플레이트(100)로부터 제1,2압력판(103,105)이 해제될 경우에 제1,2연결부재(130,135)가 모두 냉각어셈블리(120)에 결합되도록 마련하기 위함이다.

즉, 제1압력판(103)이 전방 측으로 이동할 경우, 센터플레이트(100)로부터 해제되면서도 냉각어셈블리(120)에 인접하기 때문에 상기 제1압력판(103)이 센터플레이트(100)로부터 해제될 때, 상기 제1연결부재(130)가 냉각어셈블리(120)에 결합될 수 있다. 아울러, 제2압력판(105)이 후방 측으로 이동할 경우, 상기 센터플레이트(100)로부터 해제되면서도 냉각어셈블리(120)에 인접하기 때문에, 역시 상기 제2압력판(105)이 센터플레이트(100)로부터 해제될 때 상기 제2연결부재(135)가 냉각어셈블리(120)에 결합될 수 있다.

이에 따라 제1,2압력판(103,105)이 센터플레이트(100)로부터 해제되는 N단 주행 상황에서만 클러치 냉각이 수행되도록 유도할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각어셈블리를 도시한 부품도이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 상기 베어링(110)에는 상기 제1,2연결부재(130,135)가 관통하는 복수의 관통홀(113)이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 상기 제1연결부재(130)가 제1압력판(103)에 연결되면서도 냉각어셈블리(120) 후방 측에 형성되고, 상기 제2연결부재(135)가 제2압력판(105)과 연결되면서도 냉각어셈블리(120)의 전방 측에 형성되기 위해서는 상기 제1,2연결부재(130,135)가 냉각어셈블리(120)를 기준으로 교차되도록 마련되어야 한다.

여기서, 상기 제1,2연결부재(130,135)는 각각 제1,2압력판(103,105)과 연결되어 상시 회전하기 때문에, 동일하게 클러치 하우징(140)과 상시 회전하는 베어링(110)의 하부를 관통하도록 마련됨으로써, 상기 제1,2연결부재(130,135)가 상기 냉각어셈블리(120)를 기준으로 교차되도록 마련되면서도 회전으로 인한 충돌이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 기술에서 상기 냉각어셈블리(120)는, 전후방면이 각각 상기 제1,2연결부재(130,135)의 타단과 마주하도록 마련되고, 상기 제1,2연결부재(130,135)와의 결합여부에 따라 회전 또는 정지동작하는 회전부재(123);와, 상기 베어링(110)의 외주면에 고정되고, 외곽부에 상기 회전부재(123)가 삽입되어 축방향으로 이동가능하도록 가이드하는 가이드홈(126)이 형성된 레일(125);과, 내주면이 상기 회전부재(123)와 상시 연결되어 상기 회전부재(123)가 회전할 경우, 일체로 회전하여 바람을 송풍하는 냉각팬(127);을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 상기 레일(125)은 클러치 하우징(140)의 회전력이 전달되지 않는 베어링(110)의 상부에 고정형성되는데, 상기 회전부재(123)는 상기 레일(125)의 가이드홈(126)에 삽입됨으로써 상기 제1,2압력판(103,105)의 이동에 따라 회전하거나 축방향으로 이동될 수 있다. 여기서, 회전부재(123)가 축방향으로 이동할 경우에 대해서는 후술하도록 하겠다.

상기 회전부재(123)의 외주면은 냉각팬(127)과 상시 체결되도록 형성되고, 상기 냉각팬(127)의 전후방에는 회전 시 외기가 클러치 하우징(140) 측으로 송풍되도록 유도하는 블레이드(128)가 형성된다. 따라서, 제1,2연결부재(130,135)를 통해 회전부재(123)에 제1,2압력판(103,105)의 회전력이 전달될 경우, 회전부재(123)에 연결된 상기 냉각팬(127)이 회전하면서 클러치 하우징 내부의 클러치 팩 냉각을 수행하게 된다.

도 3은 도 1의 A-A’단면을 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1의 B-B’단면을 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 제1,2연결부재(130,135)는 각각 타단이 제1,2돌출부(131,134 / 136,139)로 분기되도록 형성되되, 상기 제1돌출부(131,136)는 쐐기형상으로 형성되며, 상기 회전부재(123)의 양측에는 상기 제1돌출부(131,136)에 대응되는 위치에 쐐기홈(124)이 형성되고, 상기 제1,2압력판(103,105)이 모두 센터플레이트(100)로부터 해제될 경우, 상기 제1돌출부들(131,136)이 상기 쐐기홈(124)에 결합되어 회전력을 전달할 수 있다.

아울러, 상기 제2돌출부(134,139)는 스프링(132,137)을 매개로 연결된 볼(133,138)을 포함하되, 상기 제1돌출부(131,136)보다 길이가 길게 형성되고, 상기 제1,2압력판(103,105) 중 하나만 인게이지(ENGAGE)될 경우, 상기 볼(133,138)로 상기 회전부재(123)를 가이드홈(126)을 따라 이동시킴으로써 상기 제1돌출부(131,136)가 쐐기홈(124)에 결합되는 것을 막을 수 있다.

예를 들어, 상기 제1압력판(103)이 센터플레이트(100)로부터 해제되고, 제2압력판(105)이 인게이지(ENGAGE)된 경우라면, 제1연결부재(130)가 회전부재(123) 측으로 이동하고, 이때 제1연결부재(130)의 제1돌출부(131)보다 제2돌출부(134)가 길이가 더 길기 때문에 제2돌출부(134)가 회전부재(123)를 전방 측으로 밀게 되고, 회전부재(123)의 전방 측에는 제2연결부재(135)가 연결되지 않는 바, 상기 회전부재(123)는 레일(125)에 형성된 가이드부(126)를 따라 전방 측으로 이동한다. 따라서, 제1연결부재(130)의 제1돌출부(131)는 회전부재(123)에 인접하지 못하여 제1압력판(103)의 회전력을 상기 회전부재(123)로 전달하지 못하게 된다. 즉 클러치 냉각이 수행되지 않는다.

반대로, 상기 제1압력판(103)이 센터플레이트(100)에 인게이지(ENGAGE)되고, 제2압력판(105)이 해제된 상태일 경우, 제2연결부재(135)만 회전부재(123) 측으로 이동할 것이다. 역시, 제2연결부재(135)의 제1돌출부(136)보다 제2돌출부(139)가 길이가 더 길기 때문에 제2돌출부(139)가 회전부재(123)를 후방 측으로 밀게 되고, 회전부재(123)의 후방 측에는 제1연결부재(130)가 연결되지 않는 바, 회전부재(123)는 가이드부(126)를 따라 후방 측으로 이동하게 된다. 이에 따라, 상기 제1돌출부(136)는 회전부재(123)에 인접하지 못하여 제2압력판(105)의 회전력이 상기 회전부재(123)로 전달되지 않게 된다.

본 기술은 상술한 바와 같이 제1,2압력판(103,105) 중 하나만 센터플레이트(100)에 인게이지될 경우에는, 회전부재(123)가 회전하는 것을 막아 클러치 냉각이 수행되는 것을 방지한다. 이는, 제1,2압력판(103,105)이 인게이지된 상태에서 냉각팬(127)을 구동하면 그로 인한 동력손실이 발생하는 바, 차량의 주행능력 및 연비를 저감하기 때문이며, 아울러, 제1,2압력판(103,105)이 인게이지된 상태에서 클러치 하우징(140) 냉각을 실시하는 것보다 제1,2압력판(103,105)이 모두 해제된 상태에서 즉, 클러치팩의 회전속도가 낮아 대류 성능이 떨어지는 N단에서 강제 대류 냉각을 실시하는 것이 클러치 하우징(100) 내부의 대류 측면에서 냉각효율을 높여준다.

하지만, 상기 제1,2압력판(103,105)이 모두 센터플레이트(100)로부터 해제될 경우라면 제1,2연결부재(130,135)가 모두 회전부재(123) 측으로 이동하게 된다. 이때, 회전부재(123)는 전후방면으로 각각 제1,2연결부재(130,135)의 제2돌출부(134,139)로부터 미는 힘을 전달받는 바, 축방향으로 이동하지 않는다. 오히려, 제2돌출부(134,139) 각각의 스프링(132,137)이 압축되면서 제1돌출부(131,136)이 회전부재(123)에 인접하게 되고, 제1돌출부(131,136)들이 회전부재(123)에 형성된 쐐기홈(124)에 결합되어 제1,2압력판(103,105)의 회전력을 냉각팬(127)으로 전달할 수 있게 된다.

이렇게, 제1,2압력판(103,105)이 센터플레이트(100)로부터 해제된 N단 주행 시 클러치 냉각을 실시함으로써 주행 동력손실이 발생하는 것을 방지하면서도 냉각 효율을 극대화할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100: 센터플레이트 103: 제1압력판
105: 제2압력판 110: 베어링
113: 관통홀 120: 냉각어셈블리
123: 회전부재 125: 레일
127: 냉각팬 130: 재1연결부재
135: 제2연결부재 140: 클러치 하우징

Claims

클러치 하우징 내부에서 센터플레이트를 중심으로 전후방에 형성되어 상기 센터플레이트로 체결/해제되도록 동작하는 제1,2압력판;
상기 클러치 하우징의 외주면을 따라 형성된 베어링;
상기 베어링의 외주면을 따라 형성되고, 회전여부에 따라 상기 클러치 하우징 측으로 바람을 송풍하는 냉각어셈블리;
각각 일단이 상기 제1,2압력판에 연결되고, 각각 타단이 상기 냉각어셈블리의 전방면, 후방면과 마주하며, 상기 제1,2압력판이 모두 센터플레이트로부터 해제될 경우 타단이 상기 냉각어셈블리와 결합되어 회전하도록 마련된 제1,2연결부재;를 포함하는 차량용 클러치 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각어셈블리는,
전후방면이 각각 상기 제1,2연결부재의 타단과 마주하도록 마련되고, 상기 제1,2연결부재와의 결합여부에 따라 회전 또는 정지동작하는 회전부재;와,
상기 베어링의 외주면에 고정되고, 외곽부에 상기 회전부재가 삽입되어 축방향으로 이동가능하도록 가이드하는 가이드홈이 형성된 레일;과,
내주면이 상기 회전부재와 상시 연결되어 상기 회전부재가 회전할 경우, 일체로 회전하여 바람을 송풍하는 냉각팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 냉각장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1,2연결부재는 각각 타단이 제1,2돌출부로 분기되도록 형성되되,
상기 제1돌출부는 쐐기형상으로 형성되며,
상기 회전부재의 양측에는 상기 제1돌출부에 대응되는 위치에 쐐기홈이 형성되고,
상기 제1,2압력판이 모두 센터플레이트로부터 해제될 경우, 상기 제1돌출부들이 상기 쐐기홈에 결합되어 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 냉각장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제2돌출부는 스프링을 매개로 연결된 볼을 포함하되, 상기 제1돌출부보다 길이가 길게 형성되고, 상기 제1,2압력판 중 하나만 인게이지될 경우, 상기 볼로 상기 회전부재를 가이드홈을 따라 이동시킴으로써 상기 제1돌출부가 쐐기홈에 결합되는 것을 막는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1연결부재는 일단이 상기 센터플레이트의 전방에 마련된 제1압력판에 연결되고, 타단이 상기 냉각어셈블리의 후방면과 마주하도록 형성되며,
상기 제2연결부재는 일단이 상기 센터플레이트의 후방에 마련된 제2압력판에 연결되고, 타단이 상기 냉각어셈블리의 전방면과 마주하도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 냉각장치.
청구항 5에 있어서,
상기 베어링에는 상기 제1,2연결부재가 관통하는 복수의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 냉각장치.