KR102107375B1 - 듀얼 클러치 - Google Patents

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KR102107375B1
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Abstract

본 발명은 듀얼 클러치에 관한 것으로, 내부에 공간이 형성된 변속기하우징부와, 변속기하우징부 내부에 동력을 공급하는 입력부와, 변속기하우징부의 내부에서 경방향 외측에 배치되고 입력부의 회전 동력을 선택적으로 제1출력부에 전달하는 제1클러치부와, 변속기하우징부의 내부에서 제1클러치부의 경방향 내측에 배치되며 입력부의 회전 동력을 선택적으로 제2출력부에 전달하는 제2클러치부와, 입력부의 동력을 공급받아 오일펌프부를 구동시키는 펌프구동부를 포함하여, 제품 크기와 부품수를 줄일 수 있다.

Description

듀얼 클러치{DUAL CLUTCH}
본 발명은 듀얼 클러치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오일펌프가 엔진과 연동되어 구동되므로 부품수를 줄이고 제품 사이즈 축소가 가능한 듀얼 클러치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 있어서의 친환경 기술은 미래 자동차 산업의 생존이 달린 핵심 기술로서, 자동차 메이커들은 환경 및 연비 규제를 달성하기 위한 친환경 자동차 개발에 총력을 기울이고 있다. 또한, 상기 친환경 자동차에 적용될 수 있는 변속기로서 이중 클러치 변속기(Double Clutch Transmission 혹은 Dual Clutch Transmission; DCT)에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. DCT는 수동 변속기 구조에 2개의 클러치를 적용하여 효율을 높이고, 편의성을 향상시키도록 되어 있다.
즉, 상기 DCT는 2개의 클러치를 사용하여 홀수단 및 짝수단을 번갈아 작동시키면서 변속이 이루어지는 변속기로서, 홀수단 및 짝수단을 번갈아 작동시키는 매커니즘은 기존 수동변속기(Manual Transmission; MT)가 갖고 있는 변속 시 토크 단절감을 개선할 수 있고, 변속 조작이 용이하다는 장점이 있다.
이러한 DCT에는 입력축의 회전 동력을 제1, 제2출력축에 선택적으로 전달하기 위한 2개의 클러치가 구비된다. 2개의 클러치가 서로 작동에 간섭을 일으키지 않도록 하고 구조적인 고려 사항으로 인하여, 종래에는 입력축의 회전 동력을 하나의 클러치가 전달 받고, 상기 하나의 클러치와 다른 하나의 클러치를 동력 전달 부재로 연결하여 입력축의 회전 동력이 상기 2개의 클러치에 함께 전달되도록 하였다. 또한, 각각의 클러치를 작동시키기 위한 피스톤 또는 다이아프램 스프링을 상기 동력 전달 부재와는 별개로 구비하였다.
한편, 종래에는 2개의 클러치에 동력 전달이 선택적으로 이루어지도록 액추에이터가 구비되고, 이러한 액추에이터를 작동시키기 위해 오일펌프가 장착된다. 그러나, 이러한 오일펌프를 구동시키기 위해 별도의 구동수단을 필요로 하므로, 부품수가 증가하고 구조가 복잡해지는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1181746호(2012.09.05. 등록, 발명의 명칭 : 더블 클러치 변속기)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 오일펌프가 엔진과 연동되어 구동되므로 부품수를 줄이고 제품 사이즈 축소가 가능한 듀얼 클러치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 듀얼 클러치는: 내부에 공간이 형성된 변속기하우징부; 상기 변속기하우징부 내부에 동력을 공급하는 입력부; 상기 변속기하우징부의 내부에서 경방향 외측에 배치되고, 상기 입력부의 회전 동력을 선택적으로 제1출력부에 전달하는 제1클러치부; 상기 변속기하우징부의 내부에서 상기 제1클러치부의 경방향 내측에 배치되며, 상기 입력부의 회전 동력을 선택적으로 제2출력부에 전달하는 제2클러치부; 및 상기 입력부의 동력을 공급받아 오일펌프부를 구동시키는 펌프구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 입력부는 입력축부; 상기 입력축부에서 상기 변속기하우징부의 내측 방향으로 연장되는 입력하우징부; 및 상기 입력하우징부에서 축방향으로 연장되고, 상기 제1클러치부와 상기 펌프구동부가 연동되어 회전되는 입력작동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1클러치부는 상기 제1출력부와 연동되는 제1허브부; 상기 입력작동부의 동력을 상기 제1허브부에 선택적으로 전달하는 제1디스크부; 상기 제1디스크부를 압박하고, 상기 제2클러치부와 연계되는 제1압박부; 및 상기 제1디스크부를 작동시키는 제1피스톤부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1압박부는 상기 입력작동부와 스플라인 결합되고, 상기 제1피스톤부에 의해 이동되어 상기 제1디스크부를 압박하는 제1압박플레이트부; 및 상기 제1압박플레이트부에서 연장되고, 상기 제2클러치부가 스플라인 결합되는 제1압박연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2클러치부는 상기 제2출력부와 연동되는 제2허브부; 상기 제1압박부의 동력을 상기 제2허브부에 선택적으로 전달하는 제2디스크부; 상기 제2디스크부를 압박하는 제2압박부; 및 상기 제2디스크부를 작동시키는 제2피스톤부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 펌프구동부는 상기 입력부와 결합되어 회전되는 펌프회전부; 및 상기 펌프회전부에 형성되고, 상기 오일펌프부와 맞물려 회전력을 전달하는 펌프기어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 듀얼 클러치는: 상기 변속기하우징부와 상기 입력부 사이에 배치되어 공급된 오일의 누출을 차단하는 프론트커버부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 듀얼 클러치는 입력부에 연결된 펌프구동부가 입력부와 함께 회전되면서 오일펌프부에 구동력을 제공함으로써, 제품 크기와 부품수를 줄이고, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1클러치부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2클러치부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼 클러치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치(1)는 변속기하우징부(10)와, 입력부(20)와, 제1클러치부(30)와, 제2클러치부(40)와, 펌프구동부(50)를 포함한다.
변속기하우징부(10)는 내부에 공간이 형성된다. 이러한 변속기하우징부(10)의 내부에 제1클러치부(30)와, 제2클러치부(40)와, 펌프구동부(50)가 배치된다. 일 예로, 변속기하우징부(10)는 다른 부속품이 내장 가능하도록 대략적인 원통 형상을 할 수 있다.
입력부(20)는 변속기하우징부(10) 내부에 동력을 공급한다. 일 예로, 입력부(20)는 엔진 또는 모터와 같은 동력원의 회전 동력을 입력하기 위한 수단이 될 수 있다.
이러한 입력부(20)는 제1출력부(70) 및 제2출력부(80)와 함께 변속기하우징부(10)의 중앙부에 배치될 수 있다, 입력부(20)의 회전 동력은 제1클러치부(30)와 제2클러치부(40)에 의해 제1출력부(70) 또는 제2출력부(80)에 선택적으로 전달함으로써, 홀수단 및 짝수단을 번갈아 구현하며 변속이 이루어질 수 있다.
이때, 제1출력부(70)와 제2출력부(80)는 각각 듀얼 클러치용 변속기에 구비된 2개의 입력축이 될 수 있다. 즉, 제2출력부(80)는 중공축으로 형성되고, 제1출력부(70)는 제2출력부(80)의 내부에서 제2출력부(80)와 회전 간섭 없이 배치될 수 있다. 한편, 이러한 구성요소들의 안정적인 회전 구동을 위해 복수개의 베어링이 적절하게 배치될 수 있다.
제1클러치부(30)는 변속기하우징부(10)의 내부에서 경방향 외측에 배치되고, 입력부(20)의 회전 동력을 선택적으로 제1출력부(70)에 전달한다.
제2클러치부(40)는 변속기하우징부(10)의 내부에서 제1클러치부(30)의 경방향 내측에 배치되며, 입력부(10)의 회전 동력을 선택적으로 제2출력부(80)에 전달한다.
펌프구동부(50)는 입력부(10)의 동력을 공급받아 오일펌프부(60)를 구동시킨다. 일 예로, 오일펌프부(60)는 변속기하우징부(10) 내부에 오일을 공급할 수 있으며, 오일펌프부(60)는 펌프구동부(50)의 회전력에 의해 구동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입력부(20)는 입력축부(21)와, 입력하우징부(22)와, 입력작동부(23)를 포함한다.
입력축부(21)는 크랭크축 또는 모터축 또는 이들에 연결된 별도의 축일 수 있으며, 변속기에 동력을 공급할 수 있다. 일 예로, 입력축부(21)는 변속기하우징부(10)의 중앙부에 축방향으로 배치될 수 있으며, 제2출력부(80)는 입력축부(21)와 동축상에 배치될 수 있다.
입력하우징부(22)는 입력축부(21)에서 변속기하우징부(22)의 내측 방향으로 연장되고, 입력작동부(23)는 입력하우징부(22)의 단부에서 축방향으로 연장된다.
입력작동부(23)의 중심축상에는 제2출력부(80)가 배치되고, 입력작동부(23)에는 제1클러치부(30)와 펌프구동부(50)가 연동되어 회전된다. 일 예로, 제1클러치부(30)는 입력작동부(23)에 스플라인 결합되어 축상으로 이동될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1클러치부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1클러치부(30)는 제1허브부(31)와, 제1디스크부(32)와, 제1압박부(33)와, 제1피스톤부(34)를 포함한다.
제1허브부(31)는 제1출력부(70)와 연동된다. 일 예로, 제1허브부(31)는 제1출력부(70)의 외측면과 결합되는 제1허브결합부(311)와, 제1허브결합부(311)에서 연장되어 입력하우징부(22)의 내측에 배치되는 제1허브연장부(312)와, 제1허브연장부(312)의 단부에서 축방향으로 연장되어 입력작동부(23)의 내측에 배치되는 제1허브작동부(313)를 포함할 수 있다.
제1디스크부(32)는 입력작동부(23)의 동력을 제1허브부(31)에 선택적으로 전달한다. 일 예로, 제1디스크부(32)는 제1디스크플레이트부(321)와, 제1디스크마찰부(322)와, 제1디스크복원부(323)를 포함할 수 있다.
복수개의 제1디스크플레이트부(321)는 입력작동부(23)의 내주면에 스플라인 결합될 수 있다. 복수개의 제1디스크마찰부(322)는 제1허브작동부(313)의 외주면에 스플라인 결합될 수 있다. 이때, 제1디스크플레이트부(321)와 제1디스크마찰부(322)는 교대로 배치될 수 있다. 적어도 하나 이상의 제1디스크복원부(323)는 제1디스크마찰부(322)의 반경 외측에서 이웃하는 제1디스크플레이트부(321) 사이에 배치되어 제1디스크플레이트부(321)에 축방향 탄성복원력을 제공할 수 있다. 제1디스크복원부(323)는 제1클러치부(30)의 비계합 시 제1디스크플레이트부(321) 사이의 간격을 유지시켜 드래그 토크를 줄임과 동시에 제1클러치부(30)의 해제를 원활하게 할 수 있다.
제1압박부(33)는 제1디스크부(32)를 압박하고, 제2클러치부(40)와 연계된다. 제1피스톤부(34)는 제1디스크부(32)를 작동시킨다. 일 예로, 제1피스톤부(34)에 오일이 공급되면 제1피스톤부(34)에 의해 제1압박부(33)가 제1디스크부(32)를 압박하여 제1디스크부(32)에 의한 동력 전달이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1압박부(33)는 제1압박플레이트부(331)와 제1압박연결부(332)를 포함한다.
제1압박플레이트부(331)는 입력작동부(23)와 스플라인 결합되고, 제1피스톤부(34)에 의해 이동되어 제1디스크부(32)를 압박한다. 일 예로, 제1압박플레이트부(331)는 외측이 입력작동부(23)의 내측과 스플라인 결합되고, 내측이 제1피스톤부(34)에 지지될 수 있다.
제1압박연결부(332)는 제1압박플레이트부(331)에서 연장되고, 제2클러치부(40)가 스플라인 결합된다. 즉, 제1압박연결부(332)에 의해 입력부(10)의 회전 동력이 제2클러치부(40)에 전달될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2클러치부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2클러치부(40)는 제2허브부(41)와, 제2디스크부(42)와, 제2압박부(43)와, 제2피스톤부(44)를 포함한다.
제2허브부(41)는 제2출력부(80)와 연동된다. 일 예로, 제2허브부(41)는 제2출력부(80)의 외측면과 결합되는 제2허브결합부(411)와, 제2허브결합부(411)에서 연장되어 제1허브연장부(312)의 내측에 배치되는 제2허브연장부(412)와, 제2허브연장부(412)의 단부에서 축방향으로 연장되어 제1허브작동부(313)의 내측에 배치되는 제2허브작동부(413)를 포함할 수 있다. 이때, 제1허브작동부(313)와 제2허브작동부(413) 사이에 제1압박연결부(332)가 배치될 수 있다.
제2디스크부(42)는 제1압박부(33)의 동력을 제2허브부(41)에 선택적으로 전달한다. 일 예로, 제2디스크부(42)는 제2디스크플레이트부(421)와, 제2디스크마찰부(422)와, 제2디스크복원부(423)를 포함할 수 있다.
복수개의 제2디스크플레이트부(421)는 제1압박연결부(332)의 내주면에 스플라인 결합될 수 있다. 복수개의 제2디스크마찰부(422)는 제2허브작동부(413)의 외주면에 스플라인 결합될 수 있다. 이때, 제2디스크플레이트부(421)와 제2디스크마찰부(422)는 교대로 배치될 수 있으며, 제2디스크플레이트부(421)가 제2허브작동부(413)에 연결되고, 제2디스크마찰부(422)가 제1압박연결부(332)에 연결되어도 무방하다.
적어도 하나 이상의 제2디스크복원부(423)는 제2디스크마찰부(422)의 반경 외측에서 이웃하는 제2디스크플레이트부(421) 사이에 배치되어 제2디스크플레이트부(421)에 축방향 탄성복원력을 제공할 수 있다. 제2디스크복원부(423)는 제2클러치부(40)의 비계합 시 제2디스크플레이트부(421) 사이의 간격을 유지시켜 드래그 토크를 줄임과 동시에 제2클러치부(40)의 해제를 원활하게 할 수 있다.
제2압박부(43)는 제2디스크부(42)를 압박하고, 제2피스톤부(44)는 제2디스크부(42)를 작동시킨다. 일 예로, 제2피스톤부(44)에 오일이 공급되면 제2피스톤부(44)에 의해 제2압박부(43)가 제2디스크부(42)를 압박하여 제2디스크부(42)에 의한 동력 전달이 가능할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프구동부(50)는 펌프회전부(51)와 펌프기어부(52)를 포함한다.
펌프회전부(51)는 입력부(20)와 결합되어 회전된다. 일 예로, 펌프회전부(51)는 입력작동부(23)의 단부에 결합되어 제1압박부(33)를 일부 감싸도록 형성될 수 있다.
펌프기어부(52)는 펌프회전부(51)에 형성되고, 오일펌프부(60)와 맞물려 회전력을 전달한다. 일 예로, 펌프기어부(52)는 펌프회전부(51)에서 오일펌프부(60) 방향으로 돌출되고, 오일펌프부(60)의 오일기어부(61)와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치(1)는 프론트커버부(90)를 더 포함할 수 있다. 프론트커버부(90)는 변속기하우징부(10)와 입력부(20) 사이에 배치되어 공급된 오일의 누출을 차단할 수 있다. 일 예로, 프론트커버부(90)는 일단부가 변속기하우징부(10)에 장착되고 타단부가 입력하우징부(22)에 장착되어, 입력축부(21)를 안정적으로 지지할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치에 대한 작동을 설명하면 다음과 같다.
크랭크축 또는 모터축의 동력이 입력부(20)에 입력되면, 입력작동부(23)에 연결된 제1압박부(33)와, 펌프구동부(50)가 회전된다. 이때, 입력작동부(23)에는 제1디스크부(32) 일부가 회전 가능하도록 장착되고, 제1압박부(33)에는 제2디스크부(42)의 일부가 회전 가능하도록 장착된다. 그리고, 펌프구동부(50)가 회전됨에 따라, 펌프구동부(50)와 맞물리는 오일펌프부(60)에 동력이 전달되어 듀얼 클러치(1) 내부에 오일을 공급한다.
상기한 상태에서 제1피스톤부(34)가 제1압박부(33)를 가압하면, 제1디스크부(32)의 마찰에 의해 제1허브부(31)로 회전 동력이 전달되어 제1출력부(70)가 회전된다. 제1출력부(70)가 회전되면 홀수 변속단이 선택적으로 구현될 수 있다.
그리고, 제2피스톤부(44)가 제2압박부(43)를 가압하면, 제2디스크부(42)의 마찰에 의해 제2허브부(41)로 회전 동력이 전달되어 제2출력부(80)가 회전된다. 제2출력부(80)가 회전되면 짝수 변속단이 선택적으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치(1)는 입력부(20)에 연결된 펌프구동부(50)가 입력부(20)와 함께 회전되면서 오일펌프부(60)에 구동력을 제공함으로써, 제품 크기와 부품수를 줄이고, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 변속기하우징부 20 : 입력부
21 : 입력축부 22 : 입력하우징부
23 : 입력작동부 30 : 제1클러치부
31 : 제1허브부 32 : 제1디스크부
33 : 제1압박부 34 : 제1피스톤부
40 : 제2클러치부 41 : 제2허브부
42 : 제2디스크부 43 : 제2압박부
44 : 제2피스톤부 50 : 펌프구동부
51 : 펌프회전부 52 : 펌프기어부
60 : 오일펌프부 70 : 제1출력부
80 : 제2출력부 90 : 프론트커버부

Claims (7)

  1. 내부에 공간이 형성된 변속기하우징부;
    상기 변속기하우징부 내부에 동력을 공급하는 입력부;
    상기 변속기하우징부의 내부에서 경방향 외측에 배치되고, 상기 입력부의 회전 동력을 선택적으로 제1출력부에 전달하는 제1클러치부;
    상기 변속기하우징부의 내부에서 상기 제1클러치부의 경방향 내측에 배치되며, 상기 입력부의 회전 동력을 선택적으로 제2출력부에 전달하는 제2클러치부; 및
    상기 입력부의 동력을 공급받아 오일펌프부를 구동시키는 펌프구동부;를 포함하고,
    상기 입력부는
    입력축부;
    상기 입력축부에서 상기 변속기하우징부의 내측 방향으로 연장되는 입력하우징부; 및
    상기 입력하우징부에서 축방향으로 연장되고, 상기 제1클러치부와 상기 펌프구동부가 연동되어 회전되는 입력작동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제1클러치부는
    상기 제1출력부와 연동되는 제1허브부;
    상기 입력작동부의 동력을 상기 제1허브부에 선택적으로 전달하는 제1디스크부;
    상기 제1디스크부를 압박하고, 상기 제2클러치부와 연계되는 제1압박부; 및
    상기 제1디스크부를 작동시키는 제1피스톤부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제1압박부는
    상기 입력작동부와 스플라인 결합되고, 상기 제1피스톤부에 의해 이동되어 상기 제1디스크부를 압박하는 제1압박플레이트부; 및
    상기 제1압박플레이트부에서 연장되고, 상기 제2클러치부가 스플라인 결합되는 제1압박연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 제2클러치부는
    상기 제2출력부와 연동되는 제2허브부;
    상기 제1압박부의 동력을 상기 제2허브부에 선택적으로 전달하는 제2디스크부;
    상기 제2디스크부를 압박하는 제2압박부; 및
    상기 제2디스크부를 작동시키는 제2피스톤부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 펌프구동부는
    상기 입력부와 결합되어 회전되는 펌프회전부; 및
    상기 펌프회전부에 형성되고, 상기 오일펌프부와 맞물려 회전력을 전달하는 펌프기어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 변속기하우징부와 상기 입력부 사이에 배치되어 공급된 오일의 누출을 차단하는 프론트커버부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치.
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