KR102417335B1 - 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치 - Google Patents

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Abstract

하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치는 모터와 엔진으로부터 전달되는 회전동력을 제1, 제2 클러치를 통하여 제1, 제2 입력축에 선택적으로 연결하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치에 있어서, 상기 모터의 로터 허브가 프론트 커버의 반경방향 내측의 지지단에 베어링을 통하여 회전 지지된 엔진 출력축에 연결되고, 상기 제1, 제2 클러치가 상기 로터 허브의 반경방향 내측에 조립되는 하나의 클러치 리테이너에 축방향 양측으로 병렬로 구성되어 상기 제1, 제2 입력축에 각각 동력 연결되고, 변속기 케이스에 구성되어 상기 제1, 제2 클러치를 각각 축방향으로 작동 제어하는 제1, 제2 슬레이브 실린더를 포함한다.

Description

하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치{DOUBLE CLUTCH SYSTEM FOR HYBRID ELECTRIC VEHICLES}
본 발명은 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 클러치를 포함하면서 더블 클러치를 모터와 함께 모듈화하여 변속기의 전장을 축소하고, 변속성능을 향상시키는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치에 관한 것이다.
차량에 있어서의 친환경 기술은 미래 자동차 산업의 핵심 기술로서, 자동차 메이커들은 환경 및 연비 규제를 달성하기 위한 친환경 자동차 개발에 총력을 기울이고 있다.
미래 자동차 기술은 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle), 효율과 편의성을 향상시킨 더블 클러치 변속기(DCT : Double Clutch Transmission)를 예로 들 수 있다.
상기 하이브리드 전기 자동차는 2개 이상의 동력원(Power Source)을 사용하는 자동차로서, 여러 가지 방식으로 조합될 수 있는데, 통상적으로 기존 화석 연료를 사용하는 가솔린엔진 또는 디젤엔진과, 전기 에너지에 의하여 구동되는 모터/제너레이터가 혼합(Hybrid)되어 구성된다.
또한, 상기 더블 클러치 변속기는 클러치 2개를 적용하여 홀수단과 짝수단의 변속 시, 번갈아 작동시키면서 변속이 이루어지도록 하는 변속기로서, 상기와 같이 홀수단과 짝수단의 변속을 번갈아 작동시키는 매커니즘은 기존 수동 변속기(MT) 및 자동화 수동 변속기(AMT)의 변속 시의 토크 단절감을 개선할 수 있다.
최근에는 화두가 되고 있는 더블 클러치 변속기(DCT)가 상기한 하이브리드 전기 자동차(HEV)에 적용되어 효율을 높이고, 연비를 극대화시키는 추세이다.
이에 따라, 더블 클러치 변속기(DCT)와 하이브리드 전기 자동차(HEV)를 효율적으로 조합하기 위한 요구가 있어왔으며, 엔진 클러치를 포함하여 더블 클러치를 하이브리드 전기 자동차의 모터와 함께 모듈화하기 위한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
본 발명의 실시 예는 홀수 및 짝수 변속단용 클러치인 제1, 제2 클러치가 모터의 로터 허브에 일체로 조립되는 하나의 클러치 리테이너를 공유하도록 구성하여 구성 부품수를 줄이며, 전장을 축소하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치를 제공하고자 한다.
또한, 전체 변속기의 전장 축소로 고성능 차량을 위한 터보 엔진 또는 큰 배기량 엔진에 적용이 가능하고, 대용량 모터 적용이 가능하여 모터 출력(모터 토크)을 증대시킬 수 있는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치를 제공하고자 한다.
또한, 제1, 제2 클러치의 구동원으로 더블 슬레이브 실린더를 적용하여 클로즈 타입(Closed-Type)의 유압시스템을 구현함으로써 오일 리크에 의한 오일 손실을 최소화하고, 변속기의 동력전달효율을 향상시킨 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치를 제공하고자 한다.
또한, 제1, 제2 클러치의 각 클러치 플레이트 사이에 웨이브 스프링으로 구성된 리턴 스프링을 조립하여, 결합 해제 상태로 회전 시, 마찰부재 사이의 간격을 유지하여 마찰부재의 드래그 손실을 최소화한 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치를 제공하고자 한다.
또한, 제1, 제2 클러치의 각 클러치 허브를 변속기 측의 제1, 제2 입력축에 스플라인 체결한 상태로, 스냅링으로 축방향 고정하여 각 클러치 허브 사이에 스러스트 베어링을 삭제할 수 있도록 한 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 모터와 엔진으로부터 전달되는 회전동력을 제1, 제2 클러치를 통하여 제1, 제2 입력축에 선택적으로 연결하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치에 있어서, 상기 모터의 로터 허브가 프론트 커버의 반경방향 내측의 지지단에 베어링을 통하여 회전 지지된 엔진 출력축에 연결되고, 상기 제1, 제2 클러치가 상기 로터 허브의 반경방향 내측에 조립되는 하나의 클러치 리테이너에 축방향 양측으로 구성되어 상기 제1, 제2 입력축에 각각 동력 연결되고, 변속기 케이스에 구성되어 상기 제1, 제2 클러치를 각각 축방향으로 작동 제어하는 제1, 제2 슬레이브 실린더를 포함하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 엔진 출력축은 선단부 외주면이 상기 프론트 커버의 지지단에 상기 베어링을 통하여 회전 지지되고, 선단은 상기 로터 허브와 접합되어 동력 연결될 수 있다.
또한, 상기 로터 허브는 축방향 내측 단부에 반경방향 외측으로 돌출된 상태로 축방향 내측으로 연장되어 상기 모터의 로터 내측면에 지지되는 결합단이 형성될 수 있다.
또한, 상기 클러치 리테이너는 상기 로터 허브의 내부에 삽입된 상태로 축방향 내측 단부가 상기 결합단에 치 결합되어 조립될 수 있다.
또한, 상기 치 결합은 스플라인 결합 또는 세레이션 결합으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1 클러치는 상기 클러치 리테이너의 내경부의 축방향 외측에 스플라인 결합되는 복수의 제1 클러치 플레이트; 상기 제1 입력축 상의 외주면에 제1 연결부재를 통하여 스플라인 체결되는 제1 클러치 허브; 상기 제1 클러치 플레이트 사이사이에 배치되어 상기 제1 클러치 허브의 외경부에 스플라인 결합되어 상기 클러치 리테이너 상의 제1 리액션 플레이트에 의해 축방향으로 지지되는 복수개의 제1 클러치 디스크; 상기 로터 허브의 내측에서 상기 제2 클러치를 관통하여 상기 제1 슬레이브 실린더에 의해 상기 제1 클러치 플레이트와 제1 클러치 디스크를 작동 제어하는 제1 클러치 피스톤을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 연결부재는 상기 제1 입력축 상에 스플라인 체결된 상태로 스탭링에 의해 축방향으로 고정될 수 있다.
또한, 상기 제1 클러치는 상기 제1 클러치 디스크의 외주 측에 대응하여 상기 제1 클러치 플레이트 사이에 설치되는 웨이브 스프링을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 클러치는 상기 클러치 리테이너의 내경부의 축방향 내측에 상기 제1 클러치와 이웃하여 스플라인 결합되는 복수의 제2 클러치 플레이트; 상기 제2 입력축 상의 외주면에 제2 연결부재를 통하여 스플라인 체결되는 제2 클러치 허브; 상기 제2 클러치 플레이트 사이사이에 배치되어 상기 제2 클러치 허브의 외경부에 스플라인 결합되어 상기 클러치 리테이너 상의 제2 리액션 플레이트에 의해 축방향으로 지지되는 복수개의 제2 클러치 디스크; 상기 로터 허브의 내측에서 상기 제2 슬레이브 실린더에 의해 상기 제2 클러치 플레이트와 제2 클러치 디스크를 작동 제어하는 제2 클러치 피스톤을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 연결부재는 상기 제2 입력축 상에 스플라인 체결된 상태로 스탭링에 의해 축방향으로 고정될 수 있다.
또한, 상기 제2 클러치는 상기 제2 클러치 디스크의 외주 측에 대응하여 상기 제2 클러치 플레이트 사이에 설치될 수 있다.
또한, 상기 엔진 출력축은 선단부가 상기 제1 입력축의 선단부에 베어링을 통하여 회전 지지될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 홀수 및 짝수 변속단용 클러치인 제1, 제2 클러치가 하나의 클러치 리테이너를 공유하면서 모터의 로터 허브에 조립되어 슬레이브 실린더의 작동력에 의해 기존과 동일하게 구동되면서도 구성 부품수를 줄일 수 있어 변속기의 전장을 축소할 수 있다.
또한, 전체 변속기의 전장 축소로 고성능 차량을 위한 터보 엔진 또는 큰 배기량 엔진에 적용이 가능하고, 대용량 모터 적용이 가능하여 모터 출력(모터 토크)을 증대시킬 수 있다.
또한, 제1, 제2 클러치의 구동원으로 더블 슬레이브 실린더를 적용하여 클로즈 타입(Closed-Type)의 유압시스템을 구현함으로써 오일 리크에 의한 오일 손실을 최소화하고, 이로 인해 변속기의 동력전달효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1, 제2 클러치의 각 클러치 플레이트 사이에 웨이브 스프링으로 구성된 리턴 스프링을 조립하여, 결합 해제 상태로 회전 시, 마찰부재 사이의 간격을 유지하여 마찰부재의 드래그 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 제1, 제2 클러치의 각 클러치 허브를 변속기 측의 제1, 제2 입력축에 스플라인 체결한 상태로, 스냅링으로 축방향 고정하여 각 클러치 허브 사이에 스러스트 베어링을 삭제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치의 주요부의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치의 제1 작동도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치의 제2 작동도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치의 주요부의 확대 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치(이하, 더블 클러치 장치라 함)는 기본적으로 모터(M: 즉, 모터/제너레이터)와 엔진(미도시)의 엔진 출력축(1, 또는 댐퍼 출력축일 수 있음)로부터 전달되는 회전동력을 2개의 클러치(C1,C2)를 통하여 2개의 입력축(IS1,IS2)에 선택적으로 연결하여 변속기구(미도시)에 회전동력을 전달한다.
여기서, 상기 모터(M)는 일반 전기 자동차에 적용되는 것과 같이 로터(R)와 스테이터(S)로 이루어져 모터 및 제너레이터 기능을 동시에 수행할 수 있다.
상기 로터(R)는 프론트 커버(FC)의 반경방향 내측에 형성되는 지지단(5)에 로터 허브(3)를 통하여 회전 지지되고, 상기 스테이터(S)는 프론트 케이스(FC)에 서포트 링(7)을 통하여 고정된다.
즉, 상기 로터 허브(3)는 엔진 출력축(1)에 접합된 상태로, 상기 엔진 출력축(1)을 통하여 프론트 커버(FC)의 지지단(5)에 회전 지지되는데, 여기서, 상기 엔진 출력축(1)은 선단부 외주면이 상기 프론트 커버(FC)의 지지단(5)에 베어링을 통하여 회전 지지되고, 상기 엔진 출력축(1)의 선단은 상기 로터 허브(3)와 접합되어 동력 연결된다.
또한, 상기 로터 허브(3)는 결합단(3a)이 형성되는데, 상기 결합단(3a)은 축방향 내측 단부에 반경방향 외측으로 돌출된 상태로 축방향 내측으로 연장되어 상기 로터(R)의 내측면에 지지된다.
또한, 상기 2개의 입력축은 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)으로 구분되며, 제1 입력축(IS1)은 상기 변속기구의 홀수 변속단에 회전동력을 전달하고, 제2 입력축(IS2)은 상기 제1 입력축(IS1)의 외주 측에 회전 간섭 없이 설치되어 상기 변속기구의 짝수 변속단에 회전동력을 전달한다.
그리고 상기 더블 클러치 장치는 제1, 제2 클러치(C1)(C2), 제1, 제2 슬레이브 실린더(SC1,SC2)가 구성된다.
상기 제1, 제2 클러치(C1)(C2)는 제1, 제2 슬레이브 실린더(SC1,SC2)의 작동 제어에 따라 상기 모터(M) 또는 엔진(미도시)의 회전동력을 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)에 각각 선택적으로 전달하는 기능을 갖는다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 더블 클러치 장치의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.
도 1과 도 2에서와 같이, 상기 제1, 제2 클러치(C1)(C2)는 상기 로터 허브(3)의 반경방향 내측에서, 하나의 클러치 리테이너(9)를 공유하면서 상기 로터 허브(3)와 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2) 사이에 축방향 양측으로 병렬로 배치되어 구성된다.
즉, 상기 클러치 리테이너(9)는 상기 로터 허브(3)의 내주면에 삽입된 상태로 축방향 내측 단부가 상기 결합단(3a)에 치 결합되어 조립되는데, 이때, 상기 치 결합은 스플라인 결합 또는 세레이션 결합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 클러치(C1)는 상기 제2 클러치(C2)와 공유하는 클러치 리테이너(9)를 포함하며, 상기 클러치 리테이너(9)의 내경부의 축방향 외측에 복수개의 제1 클러치 플레이트(11)가 스플라인 결합된다.
또한, 상기 제1 입력축(IS1) 상의 외주면 선단부에 스플라인 체결된 제1 연결부재(13a)에 제1 클러치 허브(13)가 용접 접합되어 동력 연결된다.
또한, 상기 제1 클러치 플레이트(11) 사이사이에 복수개의 제1 클러치 디스크(15)가 배치되고, 상기 복수개의 제1 클러치 디스크(15)는 상기 제1 클러치 허브(13)의 외경부에 스플라인 결합되어 상기 클러치 리테이너(9) 상의 제1 리액션 플레이트(17)에 의해 축방향으로 지지된다.
또한, 상기 로터 허브(3)의 내측에서 제1 클러치 피스톤(19)이 상기 제2 클러치(C2)를 관통하여 상기 제1 슬레이브 실린더(SC1)에 의해 축방향으로 이동 가능하게 배치된다.
즉, 상기 제1 클러치 피스톤(19)은 상기 제1 슬레이브 실린더(SC1)의 작동 제어에 의해 상기 제1 클러치 플레이트(11)와 제1 클러치 디스크(15)를 마찰 결합 또는 결합 해제시키도록 구동된다.
또한, 상기 제1 클러치 디스크(15)의 외주 측에 대응하여 상기 제1 클러치 플레이트(11) 사이에 리턴 복원력을 제공하는 웨이브 스프링(18)이 설치된다.
여기서, 상기 제1 연결부재(13a)는 상기 제1 입력축(IS1) 상의 외측 선단부에 스플라인 체결된 상태로 스탭링(16)에 의해 축방향으로 고정된다.
그리고 상기 제2 클러치(C2)는 상기 제1 클러치(C1)와 공유하는 클러치 리테이너(9)를 포함하며, 상기 클러치 리테이너(9)의 내경부의 축방향 내측에 복수개의 제2 클러치 플레이트(21)가 스플라인 결합된다.
또한, 상기 제2 입력축(IS2) 상의 외주면 선단부에 스플라인 체결된 제2 연결부재(23a)에 제2 클러치 허브(23)가 용접 접합되어 동력 연결된다.
또한, 상기 제2 클러치 플레이트(21) 사이사이에 복수개의 제2 클러치 디스크(25)가 배치되고, 상기 복수개의 제2 클러치 디스크(25)는 상기 제2 클러치 허브(23)의 외경부에 스플라인 결합되어 상기 클러치 리테이너(9) 상의 제2 리액션 플레이트(27)에 의해 축방향으로 지지된다.
또한, 상기 로터 허브(3)의 내측에서 제2 클러치 피스톤(29)이 상기 제2 슬레이브 실린더(SC2)에 의해 축방향으로 이동 가능하게 배치된다.
즉, 상기 제2 클러치 피스톤(29)은 상기 제2 슬레이브 실린더(SC2)의 작동 제어에 의해 상기 제2 클러치 플레이트(21)와 제2 클러치 디스크(25)를 마찰 결합 또는 결합 해제시키도록 구동된다.
또한, 상기 제2 클러치 디스크(25)의 외주 측에 대응하여 상기 제2 클러치 플레이트(21) 사이에 리턴 복원력을 제공하는 웨이브 스프링(28)이 설치된다.
여기서, 상기 제2 연결부재(23a)는 상기 제2 입력축(IS2) 상의 외측 선단부에 스플라인 체결된 상태로 스탭링(26)에 의해 축방향으로 고정된다.
또한, 상기 제2 클러치(C2)는 상기 클러치 리테이너(9)의 내측 단부에 스토퍼(9a)가 설치되어 상기 제2 클러치 플레이트(21)와 제2 클러치 디스크(25)의 이탈을 방지한다.
상기한 바와 같은 제1, 제2 클러치(C1)(C2)는 각각의 제1, 제2 클러치 플레이트(11)(21) 사이사이에 리턴용 웨이브 스프링(18,28)이 설치되어 결합 해제 상태로 회전 시, 각 클러치 플레이트(11,21)와 클러치 디스크(15,25)로 이루어지는 마찰부재 사이의 간격을 유지해주어 마찰부재의 드래그 손실을 최소화 한다.
그리고 상기 제1, 제2 슬레이브 실린더(SC1)(SC2)는 변속기 케이스(H)에 구성되어 각 실린더 로드를 통하여 상기 제1, 제2 클러치(C1)(C2)의 제1, 제2 클러치 피스톤(19)(29)을 각각 축방향으로 작동 제어하도록 구성된다.
여기서, 상기 제1, 제2 슬레이브 실린더(SC1)(SC2)는 각 실린더 로드와 상기 제1, 제2 클러치 피스톤(19)(29)과의 사이에 각각 베어링(B)을 통하여 회전 지지되며, 일반적인 더블 CSC(Concentric Slave Cylinder)가 적용될 수 있다.
그리고 상기 엔진 출력축(1)은 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 동일 축선 상에 배치되어 엔진의 회전동력을 로터 허브(3)에 상시 동력 연결한다.
이러한 엔진 출력축(1)은 축방향 내측의 내주면이 상기 제1 입력축(IS1)의 선단부 외주면에 베어링(B)을 통하여 설치되어 회전 지지된다.
그리고 본 발명의 실시 예에서는 엔진 클러치를 도시하지 않았으나, 상기 엔진 출력축(1) 대신 댐퍼 출력축(미도시)이 적용되는 구조이면, 엔진의 동력을 차단 또는 연결하는 엔진 클러치가 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치의 제1 작동도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치의 제2 작동도이다.
도 3과 도 4를 참조하여 상기한 바와 같은 구성을 갖는 클러치 장치의 작동을 설명한다.
도 3을 참조하면, 먼저, 홀수 변속단 구현을 위해 엔진의 회전동력을 제1 입력축(IS1)에 전달하기 위해서는 제1 슬레이브 실린더(SC1, 단, 엔진 클러치가 적용되는 경우, 엔진 클러치가 작동 상태인 것으로 가정함)를 구동시킨다.
그러면, 상기 제1 클러치(C1)가 작동하여 엔진의 회전동력이 엔진 출력축(1)으로부터 로터 허브(3), 클러치 리테이너(9), 제1 클러치(C1), 제1 입력축(IS1)의 순으로 전달된다.
이때, HEV 모드에서는 모터(M)가 구동하여 모터(M)의 회전동력이 보조동력으로 전달될 수 있다.
또한, 엔진 클러치가 적용된 경우, 엔진은 정지하고, 모터(M)의 구동력만으로 동력이 전달되는 EV 모드에서는 엔진 클러치를 작동 해제시킨 상태로, 상기 제1 클러치(C1)는 작동 상태를 유지하여 모터(M)의 구동력만으로 회전동력을 전달할 수 있다.
도 4를 참조하면, 짝수 변속단 구현을 위해 엔진의 회전동력을 제2 입력축(IS2)에 전달하기 위해서는 제2 슬레이브 실린더(SC2, 단, 엔진 클러치가 적용되는 경우, 엔진 클러치가 작동 상태인 것으로 가정함)를 구동시킨다.
그러면, 상기 제2 클러치(C2)가 작동하여 엔진의 회전동력이 엔진 출력축(1)으로부터 로터 허브(3), 클러치 리테이너(9), 제2 클러치(C2), 제2 입력축(IS2)의 순으로 전달된다.
이때, HEV 모드에서는 모터(M)가 구동하여 모터(M)의 회전동력이 보조동력으로 전달될 수 있다.
또한, 엔진 클러치가 적용된 경우, 엔진은 정지하고, 모터(M)의 구동력만으로 동력이 전달되는 EV 모드에서는 엔진 클러치를 작동 해제시킨 상태로, 상기 제2 클러치(C2)는 작동 상태를 유지하여 모터(M)의 구동력만으로 회전동력을 전달할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치는 홀수 및 짝수 변속단용 클러치인 제1, 제2 클러치(C1,C2)가 하나의 클러치 리테이너(9)를 공유하면서 모터(M)의 로터 허브(3)에 조립되어 구성 부품수를 줄일 수 있다.
또한, 모터(M)의 설치 공간부를 이용하여 로터(R)의 내주 측에 더블 클러치인 제1, 제2 클러치(C1)(C2)를 축방향 양측으로 병렬로 배치하여 모터(M)와 함께 모듈화 할 수 있어 변속기의 전장을 축소할 수 있다.
또한, 전체 변속기의 전장 축소로 고성능 차량을 위한 터보 엔진 또는 큰 배기량 엔진에 적용이 가능하고, 대용량 모터 적용이 가능하여 모터 출력(모터 토크)을 증대시킬 수 있다.
또한, 변속단용 클러치인 제1, 제2 클러치(C1)(C2)의 구동원으로 더블 슬레이브 실린더(SC1)(SC2)를 적용하여 클로즈 타입(Closed-Type)의 유압시스템을 구현함으로써 오일 리크에 의한 오일 손실을 방지하고, 이로 인해 변속기의 동력전달효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1, 제2 클러치(C1)(C2)의 각 클러치 플레이트(11,21) 사이에 리턴용 웨이브 스프링(18,28))을 설치하여 결합 해제 상태로 회전 시, 각 마찰부재 사이의 간격을 유지해주어 마찰부재의 드래그 손실을 최소화 할 수 있다.
또한, 제1, 제2 클러치(C1,C2)의 각 클러치 허브(13,23)를 변속기 측의 제1, 제2 입력축(IS1,IS2)에 스플라인 체결한 상태로, 스냅링(16,26)으로 각각 축방향 고정하여 각 클러치 허브(12,23) 사이에 별도의 스러스트 베어링을 구성할 필요가 없다.
또한, 상기 모터(M)의 로터 허브(3)와 엔진 출력축(1)을 서로 접합한 상태로, 프론트 커버(FC)의 지지단(5)에 베어링(B)을 통하여 회전 지지되도록 하여 기존의 서포트 베어링 등을 삭제할 수 있어 모터(M) 내주 측의 공간에 대한 공간 활용성을 높일 수 있다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
H: 변속기 케이스
FC: 프론트 커버
M: 모터(모터/제너레이터)
1: 엔진 출력축(또는 댐퍼 출력축)
3: 로터 허브
3a: 결합단
5: 지지단
7: 서포트 링
9: 클러치 리테이너
IS1,IS2: 제1, 제2 입력축
C1,C2: 제1, 제2 클러치
SC1,SC2: 제1, 제2 슬레이브 실린더
S: 스테이
R: 로터
B: 베어링
11,21: 제1, 제2 클러치 플레이트
13,23: 제1, 제2 클러치 허브
13a,23a: 제1, 제2 연결부재
15,25: 제1, 제2 클러치 디스크
17,27: 제1, 제2 리액션 플레이트
19,29: 제1, 제2 클러치 피스톤
18,28: 웨이브 스프링

Claims (19)

  1. 모터와 엔진으로부터 전달되는 회전동력을 제1, 제2 클러치를 통하여 제1, 제2 입력축에 선택적으로 연결하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치에 있어서,
    상기 모터의 로터 허브가 프론트 커버의 반경방향 내측의 지지단에 베어링을 통하여 회전 지지된 엔진 출력축에 연결되고,
    상기 제1, 제2 클러치가 상기 로터 허브의 반경방향 내측에 조립되는 하나의 클러치 리테이너에 축방향 양측으로 구성되어 상기 제1, 제2 입력축에 각각 동력 연결되고,
    변속기 케이스에 구성되어 상기 제1, 제2 클러치를 각각 축방향으로 작동 제어하는 제1, 제2 슬레이브 실린더;
    를 포함하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 출력축은
    선단부 외주면이 상기 프론트 커버의 지지단에 상기 베어링을 통하여 회전 지지되고, 선단은 상기 로터 허브와 접합되어 동력 연결되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로터 허브는
    축방향 내측 단부에 반경방향 외측으로 돌출된 상태로 축방향 내측으로 연장되어 상기 모터의 로터 내측면에 지지되는 결합단이 형성되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 클러치 리테이너는
    상기 로터 허브의 내부에 삽입된 상태로 축방향 내측 단부가 상기 결합단에 치 결합되어 조립되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 치 결합은
    스플라인 결합 또는 세레이션 결합으로 이루어지는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 클러치는
    상기 클러치 리테이너의 내경부의 축방향 외측에 스플라인 결합되는 복수의 제1 클러치 플레이트;
    상기 제1 입력축 상의 외주면에 제1 연결부재를 통하여 스플라인 체결되는 제1 클러치 허브;
    상기 제1 클러치 플레이트 사이사이에 배치되어 상기 제1 클러치 허브의 외경부에 스플라인 결합되어 상기 클러치 리테이너 상의 제1 리액션 플레이트에 의해 축방향으로 지지되는 복수개의 제1 클러치 디스크;
    상기 로터 허브의 내측에서 상기 제2 클러치를 관통하여 상기 제1 슬레이브 실린더에 의해 상기 제1 클러치 플레이트와 제1 클러치 디스크를 작동 제어하는 제1 클러치 피스톤;
    을 포함하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 연결부재는
    상기 제1 입력축 상에 스플라인 체결된 상태로 스냅링에 의해 축방향으로 고정되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 클러치는
    상기 제1 클러치 디스크의 외주 측에 대응하여 상기 제1 클러치 플레이트 사이에 설치되는 웨이브 스프링을 더 포함하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 클러치는
    상기 클러치 리테이너의 내경부의 축방향 내측에 상기 제1 클러치와 이웃하여 스플라인 결합되는 복수의 제2 클러치 플레이트;
    상기 제2 입력축 상의 외주면에 제2 연결부재를 통하여 스플라인 체결되는 제2 클러치 허브;
    상기 제2 클러치 플레이트 사이사이에 배치되어 상기 제2 클러치 허브의 외경부에 스플라인 결합되어 상기 클러치 리테이너 상의 제2 리액션 플레이트에 의해 축방향으로 지지되는 복수개의 제2 클러치 디스크;
    상기 로터 허브의 내측에서 상기 제2 슬레이브 실린더에 의해 상기 제2 클러치 플레이트와 제2 클러치 디스크를 작동 제어하는 제2 클러치 피스톤;
    을 포함하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 연결부재는
    상기 제2 입력축 상에 스플라인 체결된 상태로 스냅링에 의해 축방향으로 고정되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 클러치는
    상기 제2 클러치 디스크의 외주 측에 대응하여 상기 제2 클러치 플레이트 사이에 설치되는 웨이브 스프링을 더 포함하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 출력축은
    선단부가 상기 제1 입력축의 선단부에 베어링을 통하여 회전 지지되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  13. 제1, 제2 슬레이브 실린더의 작동 제어에 따라 모터와 엔진으로부터 전달되는 회전동력을 제1, 제2 클러치를 통하여 제1, 제2 입력축에 선택적으로 연결하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치에 있어서,
    상기 모터의 로터 허브와 엔진 출력축이 서로 접합된 상태로, 프론트 커버의 반경방향 내측에 베어링을 통하여 회전 지지되고,
    상기 제1, 제2 클러치는 상기 로터 허브의 내주면에 하나의 클러치 리테이너를 공유하면서 축방향 양측으로 배치되어 상기 제1, 제2 입력축에 각각 동력 연결되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 엔진 출력축은
    선단이 상기 로터 허브와 접합되어 동력 연결되고, 선단부 외주면이 상기 프론트 커버의 지지단에 베어링을 통하여 회전 지지되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 로터 허브는
    축방향 내측 단부에 반경방향 외측으로 돌출된 상태로 축방향 내측으로 연장되어 상기 모터의 로터 내측면에 지지되는 결합단이 형성되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 클러치 리테이너는
    상기 로터 허브의 내주 측에 삽입된 상태로 축방향 내측 단부가 상기 결합단에 스플라인 결합되어 조립되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 클러치는
    상기 클러치 리테이너의 내경부의 축방향 외측에 스플라인 결합되는 복수의 제1 클러치 플레이트;
    상기 제1 입력축 상의 외주면에 스플라인 결합되어 축방향으로 고정된 제1 연결부재에 접합되는 제1 클러치 허브;
    상기 제1 클러치 플레이트 사이사이에 배치되어 상기 제1 클러치 허브의 외경부에 스플라인 결합되어 상기 클러치 리테이너 상의 제1 리액션 플레이트에 의해 축방향으로 지지되는 복수개의 제1 클러치 디스크;
    상기 제1 클러치 디스크의 외주 측에 대응하여 상기 제1 클러치 플레이트 사이에 설치되는 웨이브 스프링;
    상기 로터 허브의 내측 방향에서 상기 제2 클러치를 관통하여 상기 제1 슬레이브 실린더에 의해 상기 제1 클러치 플레이트와 제1 클러치 디스크를 작동 제어하는 제1 클러치 피스톤;
    을 포함하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제2 클러치는
    상기 클러치 리테이너의 내경부의 축방향 내측에 상기 제1 클러치와 이웃하여 스플라인 결합되는 복수의 제2 클러치 플레이트;
    상기 제2 입력축 상의 외주면에 스플라인 결합되어 축방향으로 고정된 제2 연결부재에 접합되는 제2 클러치 허브;
    상기 제2 클러치 플레이트 사이사이에 배치되어 상기 제2 클러치 허브의 외경부에 스플라인 결합되어 상기 클러치 리테이너 상의 제2 리액션 플레이트에 의해 축방향으로 지지되는 복수개의 제2 클러치 디스크;
    상기 제2 클러치 디스크의 외주 측에 대응하여 상기 제2 클러치 플레이트 사이에 설치되는 웨이브 스프링;
    상기 로터 허브의 내측에서 상기 제2 슬레이브 실린더에 의해 상기 제2 클러치 플레이트와 제2 클러치 디스크를 작동 제어하는 제2 클러치 피스톤;
    을 포함하는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 엔진 출력축은
    선단부가 상기 제1 입력축의 선단부에 베어링을 통하여 회전 지지되는 하이브리드 전기 자동차용 더블 클러치 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210004281A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 현대자동차주식회사 하이브리드 전기자동차용 동력전달장치
KR102469747B1 (ko) * 2020-05-18 2022-11-21 현대트랜시스 주식회사 듀얼 클러치 장치
KR102464637B1 (ko) * 2020-05-18 2022-11-07 현대트랜시스 주식회사 듀얼 클러치 장치

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006054661A1 (ja) 2004-11-19 2006-05-26 Aisin Aw Co., Ltd. ハイブリッド車用駆動装置
JP2007062726A (ja) 2005-08-29 2007-03-15 Zahnradfab Friedrichshafen Ag ハイブリッド車の動力伝達系
JP2007177905A (ja) 2005-12-28 2007-07-12 Honda Motor Co Ltd ツインクラッチ装置
US20090000896A1 (en) 2007-06-29 2009-01-01 Knowles Shaun G Integrated starter generator and input clutch assembly for hybrid electric vehicle
JP2010196868A (ja) 2009-02-27 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd 車両のクラッチユニット
WO2010127655A1 (de) 2009-05-06 2010-11-11 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Doppelkupplung mit drehschwingungsdämpfer
US20120043176A1 (en) 2009-05-06 2012-02-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Double clutch comprising a torsional vibration damper
US20130081917A1 (en) 2011-09-29 2013-04-04 Borgwarner Inc. Parallel dual clutch device
CN103206469A (zh) 2012-01-13 2013-07-17 博格华纳公司 具有双离合装置的离合安排
JP2013154871A (ja) 2012-01-31 2013-08-15 Ford Global Technologies Llc パワートレインモジュール
KR101424376B1 (ko) 2010-05-19 2014-08-01 아우디 아게 자동차 내의 더블 클러치 변속 트랜스미션용 더블 클러치
JP2016070445A (ja) 2014-09-30 2016-05-09 ダイハツ工業株式会社 摩擦クラッチ
WO2017028850A1 (de) 2015-08-20 2017-02-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungseinrichtung für hybridantrieb

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006054661A1 (ja) 2004-11-19 2006-05-26 Aisin Aw Co., Ltd. ハイブリッド車用駆動装置
JP2007062726A (ja) 2005-08-29 2007-03-15 Zahnradfab Friedrichshafen Ag ハイブリッド車の動力伝達系
JP2007177905A (ja) 2005-12-28 2007-07-12 Honda Motor Co Ltd ツインクラッチ装置
US20090000896A1 (en) 2007-06-29 2009-01-01 Knowles Shaun G Integrated starter generator and input clutch assembly for hybrid electric vehicle
JP2010196868A (ja) 2009-02-27 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd 車両のクラッチユニット
US20120043176A1 (en) 2009-05-06 2012-02-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Double clutch comprising a torsional vibration damper
WO2010127655A1 (de) 2009-05-06 2010-11-11 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Doppelkupplung mit drehschwingungsdämpfer
KR101424376B1 (ko) 2010-05-19 2014-08-01 아우디 아게 자동차 내의 더블 클러치 변속 트랜스미션용 더블 클러치
US20130081917A1 (en) 2011-09-29 2013-04-04 Borgwarner Inc. Parallel dual clutch device
CN103206469A (zh) 2012-01-13 2013-07-17 博格华纳公司 具有双离合装置的离合安排
DE102012024699A1 (de) 2012-01-13 2013-07-18 Borgwarner Inc. Kupplungsanordnung mit einer Doppelkupplungseinrichtung
JP2013154871A (ja) 2012-01-31 2013-08-15 Ford Global Technologies Llc パワートレインモジュール
JP2016070445A (ja) 2014-09-30 2016-05-09 ダイハツ工業株式会社 摩擦クラッチ
WO2017028850A1 (de) 2015-08-20 2017-02-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungseinrichtung für hybridantrieb

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