KR102252965B1 - 차량용 습식 클러치 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트가 구동하지 않는 경우에도 블리딩 밸브를 통한 오일의 순환이 가능하므로 안정적인 블리딩(bleeding) 수행이 가능한 차량용 습식 클러치 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예는, 입력 샤프트;와, 출력 샤프트;와, 유압을 발생시키는 액추에이터;와, 상기 액추에이터에서 발생되는 유압에 의해 이동하는 피스톤;과, 상기 피스톤에 의해 가압되면 마찰력에 의해 상기 입력 샤프트의 구동력을 상기 출력 샤프트에 전달하는 클러치;와, 상기 액추에이터에서 발생되는 유압에 의해 개폐되는 블리딩 밸브; 및 상기 블리딩 밸브에서 배출되는 오일을 상기 액추에이터로 공급되는 오일이 저장되는 오일 챔버로 회수하기 위한 오일 회수유로;를 포함하는, 차량용 습식 클러치 장치를 제공한다.

Description

차량용 습식 클러치 장치{WET CLUTCH DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 습식 클러치 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 샤프트가 구동되지 않는 경우에도 블리딩 밸브를 통한 오일의 순환이 가능하므로 안정적인 블리딩(bleeding) 수행이 가능한 차량용 습식 클러치 장치에 관한 것이다.

자동차에서 변속을 하기 위해 동력을 차단 및 연결하는데 클러치가 사용된다. 상기한 클러치는 건식 클러치와 습식 클러치가 있으며, 습식 클러치의 경우 펌프의 오일과 다른 클러치 윤활유를 사용한다.

대한민국 등록특허공보 제10-1452648호에는 종래의 차량용 습식 클러치의 구동장치가 개시되고 있다.

종래의 차량용 습식 클러치의 구동장치는, 오일탱크에 저장되어 있던 오일을 토출함으로써 유압을 발생시키는 액추에이터와, 상기한 액추에이터로부터 인가되는 유압에 의해 동력을 전달하거나 차단하며 내부에는 윤활유가 충진되어 있는 습식 클러치와, 습식클러치로 유압이 과도하게 공급되는 경우에 이를 배출시키기 위한 블리딩 밸브를 포함한다.

여기서, 블리딩 밸브는 습식클러치로 유압이 과도하게 공급되는 경우 이를 배출시키기 위한 것임과 동시에, 제품 내부의 기포를 제거하기 위한 것이다. 이와 같이 기포 제거를 위한 블리딩 작업은 짧은 시간 내에 고압을 고의적으로 발생시켜 이루어지게 되므로, 차량 주행 중에 이루어질 경우 차량 거동에 위험성을 야기시킬 수도 있다.

하지만, 종래에는 블리딩 밸브를 통해 배출되는 오일이 제품 내부로 다시 배출되되, 배출된 오일은 샤프트의 구동에 의해 다시 액추에이터로 보내지는 구조를 이루고 있다.

이와 같이, 종래에는 샤프트 처닝(churning)을 통해 블리딩 작업을 위한 오일의 순환이 이루어지므로 차량의 정지 시에는 샤프트 구동이 이루어지지 않아 블리딩 작업이 이루어질 수 없으며, 차량의 주행 중에 불안정하게 블리딩 작업이 이루어져야 한다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1452648호(2014.10.13.등록)

본 발명은 샤프트가 구동되지 않는 경우에도 블리딩 밸브를 통한 오일의 순환이 가능하므로 안정적인 블리딩(bleeding) 수행이 가능한 차량용 습식 클러치 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 차량의 정지 시에도, 즉 샤프트가 구동되지 않는 경우에도 블리딩(bleeding) 수행이 가능한 차량용 습식 클러치 장치를 구현한다. 이를 위해, 본 발명은 블리딩 밸브에서 배출되는 오일을 액추에이터용 오일 챔버로 직접적으로 회수하기 위한 오일 회수유로를 포함한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 입력 샤프트;와, 출력 샤프트;와, 유압을 발생시키는 액추에이터;와, 상기 액추에이터에서 발생되는 유압에 의해 이동하는 피스톤;과, 상기 피스톤에 의해 가압되면 마찰력에 의해 상기 입력 샤프트의 구동력을 상기 출력 샤프트에 전달하는 클러치;와, 상기 액추에이터에서 발생되는 유압에 의해 개폐되는 블리딩 밸브; 및 상기 블리딩 밸브에서 배출되는 오일을 상기 액추에이터로 공급되는 오일이 저장되는 오일 챔버로 회수하기 위한 오일 회수유로;를 포함하는, 차량용 습식 클러치 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 블리딩 밸브는, 밸브케이스;와, 상기 밸브케이스의 일측에 형성되며 상기 액추에이터에서 발생되는 유압이 작용하는 유입홀;과, 상기 밸브케이스의 타측에 형성되는 배출홀;과, 상기 유입홀과 배출홀을 선택적으로 연통 가능하도록 상기 밸브케이스 내에 이동 가능하게 설치되는 이동부재; 및 상기 유입홀과 배출홀이 연통되지 않도록 상기 이동부재에 탄성력을 가하는 탄성부재;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 오일 회수유로는, 상기 배출홀과 상기 오일 챔버를 연결할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 액추에이터는 상기 입력 샤프트가 구동하지 않을 때 상기 이동부재가 상기 유입홀과 배출홀을 연통시키는 방향으로 이동하도록 상기 탄성력보다 큰 유압을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 액추에이터를 제어하기 위한 제어부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 차량의 정지 시 상기 액추에이터가 상기 탄성력보다 큰 유압을 발생시키도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 액추에이터가 상기 탄성력보다 큰 유압을 발생시키면, 오일은 상기 액추에이터와, 상기 블리딩 밸브와, 상기 오일 회수유로를 통해 상기 오일 챔버로 회수되어 다시 상기 액추에이터로 공급될 수 있다.

본 발명에 따르면, 샤프트가 구동되지 않는 상태에서도 블리딩(bleeding) 수행을 위한 오일의 순환이 가능하다. 즉, 샤프트 처닝(churning) 없이 블리딩 밸브에서 배출되는 오일이 액추에이터용 오일 챔버로 회수되어 다시 액추에이터로 공급될 수 있다. 이에 따라, 차량의 저속주행 또는 정지 시에도 안정적인 블리딩 수행이 가능하다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 습식 클러치 장치를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 일부 확대도.
도 3은 도 1의 습식 클러치 장치의 측면도.
도 4는 도 1의 습식 클러치 장치의 타단면도.

이하, 본 발명의 차량용 습식 클러치 장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

우선, 도 1을 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 습식 클러치 장치에 관하여 살펴보도록 한다. 본 발명의 차량용 습식 클러치 장치는 차동제한장치(LSD; limited slip differential), 트랜스퍼 케이스(transfer case) 등에 적용될 수 있다.

본 발명의 차량용 습식 클러치 장치는 크게 입력 샤프트(100), 출력 샤프트(200), 클러치(300), 피스톤(400), 액추에이터(500), 블리딩 밸브(600) 및 오일 회수유로(700)를 포함한다.

입력 샤프트(100)는 케이싱(10) 내부에 베어링으로 회전 가능하게 설치되며, 허브(120)는 입력 샤프트(100)에 일체로 구비되어 입력 샤프트와 함께 회전한다. 허브(120)는 입력 샤프트(100)의 반경방향 외측에서 주축과 나란한 방향으로 연장될 수 있다.

허브(120)의 반경방향 외측에는 드럼(220)이 배치되며, 드럼(220)은 내부에 습식 클러치(300)가 배치될 수 있도록 일정한 공간부를 형성한다. 드럼(220)은 출력 샤프트(200)에 연결되며, 드라이브기어 등을 통해 연결될 수 있다.

습식 클러치(300)는 허브(120)의 외측에 결합되는 내측 클러치(320)와, 드럼(220)의 내측에 결합되는 외측 클러치(340)를 포함하며, 내측 클러치(320)와 외측 클러치(340)는 서로 교차 배치된다. 내측 클러치(320)는 허브(120)의 외측에 결합되므로 허브(120)와 일체로 회전하며, 외측 클러치(340)는 내측 클러치(320)와 맞물리는 상태에 따라 회전하거나 회전하지 않는다.

피스톤(400)은 액추에이터(500)에서 발생되는 유압에 의해 이동할 수 있도록 케이싱(10) 내에 설치된다. 이에 따라, 액추에이터(500)에 의해 유압이 발생되면 피스톤(400)은 클러치(300)를 향해 이동하여 클러치(300)를 가압하게 되고, 내측 클러치(320)와 외측 클러치(340) 간의 마찰력이 발생함에 따라 입력 샤프트(100)의 구동력이 출력 샤프트(200)로 전달되는 것이다. 피스톤(400)과 클러치(300) 사이에는 피스톤 플레이트가 배치될 수 있으며, 피스톤 플레이트와 피스톤(400) 사이에는 상대회전을 위한 스러스트 베어링(thrust bearing)이 설치될 수 있다.

케이싱(10)에는 액추에이터(500)에서 발생되는 유압에 의해 개폐되는 블리딩 밸브(600)가 설치된다.

도 2에 도시된 바와 같이 블리딩 밸브(600)는, 밸브케이스(610)와, 밸브케이스(610)의 일측에 형성되며 액추에이터(500)에서 발생되는 유압이 작용하는 유입홀(620)과, 밸브케이스(610)의 타측에 형성되는 배출홀(630)과, 유입홀(620)과 배출홀(630)을 선택적으로 연통 가능하도록 밸브케이스(610) 내에 이동 가능하게 설치되는 이동부재(640) 및 유입홀(620)과 배출홀(630)이 연통되지 않도록 이동부재(640)에 탄성력을 가하는 탄성부재(650)를 포함할 수 있다.

본 실시 예에서 탄성부재(650)는 스프링으로 이루어지며, 스프링은 일정 압력 도달 시 압축되어 블리딩 밸브(600)가 오픈될 수 있도록 스프링 상수 값이 설정되어 있다.

액추에이터(500)에 의해 일정 압력 이상의 유압, 특히 탄성부재(650)의 탄성력보다 큰 유압이 발생하게 되면, 유입홀(620)에 작용하는 유압에 의해 탄성부재(650)가 압축되며 이동부재(640)가 이동하게 된다. 이에 따라, 유입홀(620)과 배출홀(630)이 연통됨으로써 피스톤(400)으로부터 공기와 오일의 배출이 이루어질 수 있다.

이러한 블리딩 밸브(600)는 크게 두 가지의 기능을 가질 수 있다. 첫 번째 기능으로는, 액추에이터(500)의 이상 현상으로 인해 과다 유압 발생 시, 피스톤(400)과 클러치(300)를 비롯한 부품들을 보호하는 역할을 한다. 즉, 액추에이터(500)에서 발생되는 유압이 일정 압력을 도달하게 되면 블리딩 밸브(600)가 열리면서 유압을 낮춰줄 수 있다. 두 번째 기능으로는, 최적의 유압을 발생시키기 위해 유압이 형성되어 있는 피스톤(400)의 공기를 제거하는 역할을 한다. 이와 같은 블리딩 작업은 짧은 시간 내에 제품 내부의 기포를 제거하기 위해 고압을 고의적으로 발생시키는 과정에 해당하므로, 차량이 안정적으로 운행되는 상태에서, 예를 들어 차량의 저속주행 또는 정지 시에 수행되는 것이 바람직하다.

이를 위해, 액추에이터(500)는 특히 입력 샤프트(100)가 구동하지 않을 때 일정 압력 이상의 유압, 특히 탄성부재(650)의 탄성력보다 큰 유압을 발생시킬 수 있다.

더욱이, 본 발명은 실시 예에 따라 액추에이터(500)를 제어하기 위한 제어부(800)를 더 포함할 수 있다. 제어부(800)는, 차량의 정지 시 액추에이터(500)가 탄성부재(650)의 탄성력보다 큰 유압을 발생시키도록 제어할 수 있다.

이에 따라, 차량의 정지 시 이동부재(640)가 유입홀(620)과 배출홀(630)을 연통시키는 방향으로 이동하여 블리딩 밸브가 열리면서 기포가 섞인 오일이 피스톤(400)으로부터 블리딩 밸브(600)를 통해 배출될 수 있다.

이때, 블리딩 밸브(600)에서 배출되는 기포가 섞인 오일은 액추에이터(500)로 공급되는 오일이 저장되는 액추에이터용 오일 챔버(520)로 회수된다. 이를 위해, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 블리딩 밸브(600)에서 배출되는 오일을 액추에이터용 오일 챔버(520)로 회수하기 위한 오일 회수유로(700)가 구비된다. 오일 회수유로(700)는 케이싱(10)을 관통하여 형성될 수 있으며, 블리딩 밸브의 배출홀(630)과 액추에이터용 오일 챔버(520)를 연결한다.

이와 같이, 블리딩 밸브(600)에서 배출되는 오일이 오일 회수유로(700)를 통해 액추에이터용 오일 챔버(520)로 직접적으로 회수됨에 따라 샤프트가 구동하지 않는 경우에도 블리딩 수행이 가능하다.

즉, 샤프트가 구동하지 않는 경우에도 피스톤(400)으로부터 블리딩 밸브(600)를 통해 배출되는 오일이 오일 회수유로(700)를 통해 액추에이터용 오일 챔버(520)로 회수되어 다시 액추에이터(500)로 공급될 수 있는 것이다. 이에 따라, 차량의 저속주행 또는 정지 시에도 안정적인 블리딩 수행이 가능하다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

10: 케이싱 100: 입력 샤프트
120: 허브 200: 출력 샤프트
220: 드럼 300: 클러치
320: 내측 클러치 340: 외측 클러치
400: 피스톤 500: 액추에이터
520: 액추에이터용 오일 챔버
600: 블리딩 밸브 610: 밸브케이스
620: 유입홀 630: 배출홀
640: 이동부재 650: 탄성부재
700: 오일 회수유로 800: 제어부

Claims (7)

1. 입력 샤프트;
   출력 샤프트;
   유압을 발생시키는 액추에이터;
   상기 액추에이터에서 발생되는 유압에 의해 이동하는 피스톤;
   상기 피스톤에 의해 가압되면 마찰력에 의해 상기 입력 샤프트의 구동력을 상기 출력 샤프트에 전달하는 클러치;
   상기 액추에이터에서 발생되는 유압에 의해 개폐되는 블리딩 밸브; 및
   상기 블리딩 밸브에서 배출되는 오일을 상기 액추에이터로 공급되는 오일이 저장되는 오일 챔버로 회수하기 위한 오일 회수유로;를 포함하며,
   상기 블리딩 밸브는,
   밸브케이스;
   상기 밸브케이스의 일측에 형성되며 상기 액추에이터에서 발생되는 유압이 작용하는 유입홀;
   상기 밸브케이스의 타측에 형성되는 배출홀;
   상기 유입홀과 배출홀을 선택적으로 연통 가능하도록 상기 밸브케이스 내에 이동 가능하게 설치되는 이동부재; 및
   상기 유입홀과 배출홀이 연통되지 않도록 상기 이동부재에 탄성력을 가하는 탄성부재;를 포함하고,
   상기 액추에이터는 상기 입력 샤프트가 구동하지 않을 때 상기 이동부재가 상기 유입홀과 배출홀을 연통시키는 방향으로 이동하도록 상기 탄성력보다 큰 유압을 발생시키는 것을 특징으로 하는, 차량용 습식 클러치 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 오일 회수유로는, 상기 배출홀과 상기 오일 챔버를 연결하는 것을 특징으로 하는, 차량용 습식 클러치 장치.
   
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,
   상기 액추에이터를 제어하기 위한 제어부;를 더 포함하는, 차량용 습식 클러치 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는,
   차량의 정지 시 상기 액추에이터가 상기 탄성력보다 큰 유압을 발생시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 차량용 습식 클러치 장치.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 액추에이터가 상기 탄성력보다 큰 유압을 발생시키면, 오일은 상기 액추에이터와, 상기 블리딩 밸브와, 상기 오일 회수유로를 통해 상기 오일 챔버로 회수되어 다시 상기 액추에이터로 공급되는 것을 특징으로 하는, 차량용 습식 클러치 장치.
   

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