KR102464637B1 - 듀얼 클러치 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 일측에 변속기가 결합되고 타측에 엔진이 결합되는 하우징의 내부에 구비되는 듀얼 클러치 장치에 있어서, 커버 내부에 수용되는 스테이터와 로터를 포함하는 모터와, 상기 모터를 기준으로 상기 변속기 측에 형성되고, 상기 로터와 연결되는 듀얼 클러치와, 상기 모터를 기준으로 상기 엔진 측에 형성되고, 상기 로터와 연결되는 엔진 클러치 및 상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 엔진 클러치와 댐퍼 스플라인을 통해 연결되는 댐퍼를 포함하고, 상기 엔진 클러치의 외부에서 상기 댐퍼 스플라인은 상기 엔진 클러치의 외경부 및 내경부 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치를 제공한다.

Description

듀얼 클러치 장치{DUAL CLUTCH DEVICE}
본 발명은 듀얼 클러치 장치에 관한 것으로, 상세하게는 하이브리드 차량에 이용되는 듀얼 클러치 장치에 관한 것이다.
듀얼 클러치 변속기(DCT : Dual Clutch Transmission)는 수동 변속기에 클러치 및 기어 시프트 액추에이터를 장착한 자동화 수동 변속기(AMT : Automated Manual Transmission)의 한 종류이다.
특히, 듀얼 클러치 변속기는 수동 변속기의 효율성과 자동 변속기의 편리성을 모두 갖춘 장치로서, 일반적인 자동 변속기 적용 차량과 같이 자동적인 변속을 수행하면서도, 기본적으로 수동 변속기의 메커니즘을 포함하고 있으므로 자동 변속기와 수동 변속기의 변속감을 모두 제공할 수 있다.
또한, 전술한 듀얼 클러치 변속기는 클러치 2개를 적용하여 홀수단과 짝수단의 변속 시, 각각의 클러치를 번갈아 작동시키면서 변속이 이루어지도록 하는 변속기로서, 홀수단과 짝수단의 변속을 번갈아 작동시키는 메커니즘을 통해 기존 수동 변속기(MT) 및 자동화 수동 변속기의 변속 시의 토크 단절감을 개선할 수 있다.
최근에는, 전술한 듀얼 클러치 변속기가 하이브리드 전기 자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle)에 적용되어 하이브리드 전기 자동차의 효율을 높이고, 연비를 극대화시키는 추세이다.
한편, 하이브리드 전기 자동차에 듀얼 클러치 변속기를 적용한 차량에서는, 전기 모터(electric motor) 및 전기 모터와 엔진 사이에 동력을 전달/차단할 수 있는 엔진 클러치(engine clutch)가 요구된다.
이러한 전기 모터와 엔진 클러치의 장착은 듀얼 클러치 장치의 전장 증대의 원인이 되며, 차량 탑재성이 불리해지는 문제점이 있다.
또한, 듀얼 클러치와 엔진 클러치의 축방향 이동을 구속하기 위해 다수의 고정 수단이 사용되어야 하므로 부품수가 증가되고 조립이 복잡해지는 문제점이 있다.
한편, 하이브리드 전기 자동차에 듀얼 클러치 변속기를 적용한 차량에서, 듀얼 클러치 장치에는 전술한 엔진 클러치의 구동시 발생되는 충격을 완화하기 위한 댐퍼가 장착될 수 있다.
이 때, 듀얼 클러치 장치에 장착된 엔진 출력축 및 듀얼 클러치 입력 샤프트의 중심축에 다른 부품이 위치되는 경우 변속 장치의 전장이 증대되는 문제점이 있다.
공개특허공보 제 10-2018-0068392호
본 발명은, 엔진 클러치와 전기 모터를 포함하는 듀얼 클러치 장치의 성능을 유지하면서도 전장을 단축함으로써, 듀얼 클러치 장치가 차량에 탑재될 때 탑재성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 단순한 구조로 고정 듀얼 클러치와 엔진 클러치의 축방향 이동을 구속할 수 있는 듀얼 클러치 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치는, 일측에 변속기가 결합되고 타측에 엔진이 결합되는 하우징의 내부에 구비되며, 커버 내부에 수용되는 스테이터와 로터를 포함하는 모터와, 상기 모터를 기준으로 상기 변속기 측에 형성되고, 상기 로터와 연결되는 듀얼 클러치와, 상기 모터를 기준으로 상기 엔진 측에 형성되고, 상기 로터와 연결되는 엔진 클러치 및 상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 엔진 클러치와 댐퍼 스플라인을 통해 연결되는 댐퍼를 포함하고, 상기 엔진 클러치의 외부에서 상기 댐퍼 스플라인은 상기 엔진 클러치의 외경부 및 내경부 사이에 위치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 커버는 상기 듀얼 클러치와 상기 엔진 클러치의 사이에 위치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 듀얼 클러치는 상기 로터의 로터 샤프트와 스플라인 연결되는 듀얼 클러치 입력 샤프트와 연결되고, 상기 엔진 클러치는 상기 로터의 로퍼 샤프트와 스플라인 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 듀얼 클러치는 상기 엔진의 엔진 출력축으로부터 전달되는 회전동력을 상기 엔진 클러치와 상기 로터를 거쳐, 상기 듀얼 클러치 입력 샤프트를 통해 전달받고, 전달받은 회전동력을 상기 변속기에 선택적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 엔진 클러치는 상기 로터 샤프트의 외경부에 지지되고 상기 댐퍼 스플라인을 통해 상기 댐퍼와 연결되는 리테이너 및 상기 리테이너의 내경부에 연결되는 디스크를 포함하고, 상기 디스크는 상기 로터 샤프트에 스냅링을 통해 고정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 리테이너는 지지 베어링을 통해 상기 로터 샤프트 외경부에 지지되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 엔진 측에 위치된 로터 샤프트의 단부에는 고정부재가 결합되고, 상기 고정부재는 상기 지지 베어링 및 상기 로터 샤프트를 축방향에 대해 고정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 고정부재와, 상기 지지 베어링 및 상기 로터 샤프트 사이에는 서포트링이 삽입되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 디스크는 상기 로터 샤프트의 외경부에 스플라인 연결되고, 상기 스냅링을 통해 상기 로터 샤프트에 고정되는 적어도 하나의 이너 디스크 및 상기 이너 디스크의 사이에 각각 배치되고, 상기 리테이너의 내경부에 스플라인 연결되는 적어도 하나의 아우터 디스크를 포함하고, 상기 이너 디스크 사이에는 세퍼레이팅 스프링이 개재되고, 상기 세퍼레이팅 스프링의 탄성력에 의해 상기 이너 디스크 사이의 간극이 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 아우터 디스크의 외부에서, 상기 댐퍼 스플라인은 상기 아우터 디스크의 외경부 및 내경부 사이에 위치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 이너 디스크 중, 상기 스냅링과 맞닿는 상기 이너 디스크에는 상기 엔진 방향으로 단턱부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 세퍼레이팅 스프링의 외경은, 상기 아우터 디스크의 내경보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치는, 일측에 변속기가 결합되고 타측에 엔진이 결합되는 하우징의 내부에 구비되고, 커버 내부에 수용되는 스테이터와 로터를 포함하는 모터와, 상기 모터를 기준으로 상기 변속기 측에 형성되고, 상기 로터와 연결되는 듀얼 클러치와, 상기 모터를 기준으로 상기 엔진 측에 형성되고, 상기 로터와 연결되는 엔진 클러치 및 상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 엔진 클러치와 댐퍼 스플라인을 통해 연결되는 댐퍼를 포함하고, 상기 듀얼 클러치, 상기 모터 및 상기 댐퍼는 상기 엔진의 엔진 출력축 방향에 대해 일렬 배치되고, 상기 로터의 외부에서, 상기 엔진 클러치의 적어도 일부는 상기 로터의 내경부 측에 위치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 커버는 상기 듀얼 클러치와 상기 엔진 클러치의 사이에 위치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 듀얼 클러치는, 상기 로터의 로터 샤프트와 스플라인 연결되는 듀얼 클러치 입력 샤프트와 연결되고, 상기 엔진 클러치는, 상기 로터의 로퍼 샤프트와 스플라인 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 듀얼 클러치는 상기 엔진의 엔진 출력축으로부터 전달되는 회전동력을 상기 엔진 클러치와 상기 로터를 거쳐, 상기 듀얼 클러치 입력 샤프트를 통해 전달받고, 전달받은 회전동력을 상기 변속기에 선택적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 스테이터의 일측에는 단자가 연결되고, 상기 단자는 상기 모터와 상기 엔진의 사이에 위치되고, 일측이 상기 엔진 방향으로 개방되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 댐퍼의 상부에는 댐퍼 스프링이 배치되고, 상기 댐퍼 스프링의 반경방향 중심은 상기 단자보다 아래에 위치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 듀얼 클러치는, 축방향으로 작동되는 듀얼 클러치 액추에이터에 연결되고, 상기 듀얼 클러치 액추에이터는 상기 변속기 측에 구비되며, 상기 엔진 클러치는, 축방향으로 작동되는 엔진 클러치 액추에이터에 연결되고, 상기 엔진 클러치 액추에이터는 상기 커버에 결합되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 모터와 상기 듀얼 클러치 사이에 형성되고 상기 하우징 외부로부터 유압을 공급받는 유로를 포함하고, 상기 유로는 커버를 관통하여 상기 엔진 클러치 액추에이터에 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 댐퍼 스플라인의 크기 및 위치를 조정하고, 엔진 클러치 및 주변 부품들의 레이아웃을 최적화하여, 듀얼 클러치 장치의 전장을 단축할 수 있고, 이에 따라 듀얼 클러치 장치가 차량에 탑재될 때 탑재성을 향상시킬 수 있다.
또한, 하나의 고정 부재로 듀얼 클러치, 엔진 클러치 및 로터의 축방향 이동을 구속할 수 있으므로, 듀얼 클러치 장치의 부품수 감소, 가공부위 축소 및 조립성이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치가 적용된 하이브리드 차량의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 일부분을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치(100)가 적용된 하이브리드 차량의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 듀얼 클러치 장치(100)는 하우징(H) 내부에 구비될 수 있다.
일례로서, 듀얼 클러치 장치(100)는 하우징(H) 내부에 모터(M), 듀얼 클러치(K1, K2), 엔진 클러치(10) 및 댐퍼(20)를 구비할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 하우징(H)의 일측에는 변속기(TM)가 결합될 수 있고, 타측에는 엔진(E)이 결합될 수 있다.
모터(M)는 전기 모터의 일종으로서, 로터(R)와 스테이터(S)로 구성되어 모터 및 제너레이터 기능을 동시에 수행할 수 있다.
일례로서, EV 모드에서는 모터(M)의 구동만으로 변속기(TM)에 동력을 전달할 수 있으며, HEV 모드에서는 모터(M)의 회전동력이 보조동력으로 작용하여 변속기(TM)에 전달될 수 있다.
엔진 클러치(10)는 엔진(E)으로부터 모터(M)로 동력을 연결하거나 차단하는 구성일 수 있다.
또한, 댐퍼(20)는 엔진(E) 및 엔진 클러치(10)와 연결되고, 엔진 클러치(10) 구동시 발생될 수 있는 충격을 완화시키는 구성일 수 있다.
일례로서, 댐퍼(20)는 후술되는 댐퍼 스프링(24)의 스프링 운동을 완화시키는 기능을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 듀얼 클러치 장치(100)는 하이브리드 차량에 적용될 수 있다.
일례로서, 하이브리드 차량에 적용되는 듀얼 클러치 장치(100)는, 엔진(E)의 엔진 출력축으로부터 전달되는 회전동력을 엔진 클러치(10)와 모터(M) 중의 로터(R)를 거쳐 듀얼 클러치(K1, K2)에 전달할 수 있다.
이 후, 듀얼 클러치(K1, K2)는 변속기 입력축(미도시)에 선택적으로 연결될 수 있고, 전달받은 회전동력을 변속기 입력축을 통해 변속기(TM)의 홀수 변속단 또는 짝수 변속단에 선택적으로 전달할 수 있다.
이 때, 변속기 입력축은 동력 전달에 따라 변속기(TM)의 홀수 변속단 또는 짝수 변속단에 선택적으로 연결될 수 있도록 적어도 2개 이상 구비될 수 있으며, 듀얼 클러치(K1, K2) 중 K1은 변속기(TM)의 홀수 변속단에 회전동력을 전달할 수 있고, K2는 변속기(TM)의 짝수 변속단에 회전동력을 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치(100)를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 일부분을 나타낸 도면이다.
이하 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치(100)의 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.
이 때, 도 2 및 도 3에서는 전술한 변속기(TM) 및 엔진(E)의 도시는 생략하도록 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전술한 모터(M)는 스테이터(S)와 로터(R)를 포함한다.
전술한 스테이터(S)와 로터(R)는 커버(C) 내에 수용될 수 있고, 로터(R)는 로터 샤프트(R0)와 연결될 수 있다.
일례로서, 커버(C)는 전술한 듀얼 클러치(K1, K2)와 엔진 클러치(10)의 사이에 위치될 수 있다. 하우징(H)의 듀얼 클러치(K1, K21)가 위치하는 일측에 커버(C)가 결합될 수 있다.
로터(R)는 로터 샤프트(R0)를 통하여, 듀얼 클러치(K1, K2)에 연결되는 듀얼 클러치 입력 샤프트(K0)에 스플라인(spline) 연결되어 회전 지지될 수 있으며, 스테이터(S)는 커버(C) 내에 고정될 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 로터 샤프트(R0)의 적어도 일부는 커버(C)의 외부로 연장되어 듀얼 클러치 입력 샤프트(K0)에 스플라인 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 듀얼 클러치(K1, K2)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 전술한 모터(M)를 기준으로 변속기(TM) 측에 형성될 수 있다.
또한, 듀얼 클러치(K1, K2)는 로터(R)의 로터 샤프트(R0)와 스플라인 연결되는 듀얼 클러치 입력 샤프트(K0)와 연결될 수 있다.
이 때, 듀얼 클러치(K1, K2)는 각각 축방향으로 작동되는 듀얼 클러치 액추에이터(A1, A2)에 연결될 수 있으며, 듀얼 클러치 액추에이터(A1, A2)는 상기 변속기 측에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 전술한 바와 같이 듀얼 클러치(K1, K2) 중 K1은 변속기(TM)의 홀수 변속단에 회전동력을 전달할 수 있으며, 상세하게는 듀얼 클러치 액추에이터 중 A1과 연결될 수 있고, A1은 변속기(TM)의 홀수 변속단에 연결된 변속기 입력축에 동력을 전달할 수 있다.
또한, 듀얼 클러치(K1, K2) 중 K2은 변속기(TM)의 짝수 변속단에 회전동력을 전달할 수 있으며, 상세하게는 듀얼 클러치 액추에이터 중 A2와 연결될 수 있고, A2는 변속기(TM)의 짝수 변속단에 연결된 변속기 입력축에 동력을 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 모터(M)와 상기 듀얼 클러치(K1, K2) 사이에는 유로(0)가 형성될 수 있으며, 유로(O)는 하우징(H) 외부로부터 유압을 공급받아 엔진 클러치(10)를 구동시킬 수 있다.
엔진 클러치(10)는 전술한 모터(M)를 기준으로 엔진(E) 측에 형성될 수 있고, 엔진 클러치(10)는 로터(R)의 로터 샤프트(R0)와 스플라인 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 엔진 클러치(10)는 엔진(E)의 엔진 출력축(E0)과 연결될 수 있고, 엔진 출력축(E0)으로부터 전달되는 회전동력을 전달받아 로터(R)에 전달할 수 있다.
엔진 클러치(10)는 축방향으로 작동되는 엔진 클러치 액추에이터(16)에 연결되고, 엔진 클러치 액추에이터(16)는 커버(C)에 결합될 수 있다.
여기서, 엔진 클러치(10)는 엔진 클러치 액추에이터(16) 방향으로 돌출되는 관통부(18)를 포함한다.
엔진 클러치(10)의 관통부(18)는, 커버(C)의 외부로 노출된, 로터 샤프트(R0)의 일측에 형성된 관통홀(R01)을 관통하여 엔진 클러치 액추에이터(16)에 연결될 수 있다.
이 때, 엔진 클러치(10)의 관통부(18)와 엔진 클러치 액추에이터(16) 사이에는 엔진 클러치 액추에이터 베어링(162)이 구비될 수 있다.
엔진 클러치 액추에이터 베어링(162)은 엔진 클러치 액추에이터(16)를 회전 지지할 수 있으며, 엔진 클러치 액추에이터(16)의 작동에 따라 발생되는 축방향 힘을 지지할 수 있다.
또한, 전술한 유로(O)는 커버(C)를 관통하여 엔진 클러치 액추에이터(16)에 연결될 수 있고, 엔진 클러치 액추에이터(16)는 유로(O)로부터 유압을 공급받아 엔진 클러치(10)의 관통부(18)를 밀어냄으로써 엔진 클러치(10)를 구동시킬 수 있다.
이 때, 듀얼 클러치 액추에이터(A1, A2)와 엔진 클러치 액추에이터(16)의 작동 방향은 변속기(TM) 측에서 엔진(E) 방향으로 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 전술한 듀얼 클러치(K1, K2), 모터(M) 및 댐퍼(20)는 엔진(E)의 엔진 출력축(E0) 방향에 대해 일렬 배치될 수 있다.
일례로서, 로터(R)의 외부에서, 엔진 클러치(10)의 적어도 일부는 로터(R)의 내경부 측에 위치될 수 있다.
또한, 모터(M) 중 스테이터(S)의 일측에는 단자(T)가 연결될 수 있다.
이 때, 단자(T)는 모터(M)와 엔진(E)의 사이에 위치되고, 일측이 엔진(E) 방향으로 개방될 수 있다.
일례로서, 전술한 단자(T)는 커넥터(Connector)일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 듀얼 클러치 장치(100)는 하우징(H) 내부에 구비되고, 엔진 클러치(10)와 댐퍼 스플라인(22)을 통해 연결되는 댐퍼(20)를 포함한다.
댐퍼(20)의 상부에는 댐퍼 스프링(24)이 배치될 수 있고, 댐퍼 스프링(24)의 반경방향 중심은 전술한 단자(T)보다 아래에 위치될 수 있다.
전술한 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치(100)는 하우징(H) 내에 구비된 각 부품들의 레이아웃을 최적화하여 전장을 단축할 수 있는 효과가 있다.
보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치(100)는 듀얼 클러치(K1, K2), 모터(M) 및 댐퍼(20)를 엔진(E)의 엔진 출력축(E0) 방향에 대해 일렬 배치한 상태에서 하우징(H) 내부에 구비된 부품(엔진 클러치(10) 등)을 배치할 수 있다.
이 상태에서, 엔진 클러치(10)의 적어도 일부분이 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 로터(R)의 내경부 측에 위치되도록 할 수 있다.
또한, 단자(T)가 모터(M)와 엔진(E)의 사이에 위치된 상태에서, 댐퍼 스프링(24)의 반경방향 중심이 단자(T)보다 아래에 위치되도록 할 수 있다.
그리고, 듀얼 클러치 액추에이터(A1, A2)는 변속기(TM) 측에 구비될 수 있도록 하고, 전술한 커버(C)에 수용된 모터(M)는 전술한 듀얼 클러치(K1, K2)와 엔진 클러치(10)의 사이에 위치되도록 할 수 있다.
또한, 엔진 클러치 액추에이터(16)는 커버(C)에 결합되도록 하며, 엔진 클러치 액추에이터(16)에 유압을 공급해주는 유로(0)의 위치를 모터(M)와 듀얼 클러치(K1, K2) 사이에 위치되도록 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차용 듀얼 클러치 장치(100)는, 기존의 컨벤셔널 DCT(conventional DCT) 차량에 모터(M)와 엔진 클러치(10)를 적용한 경우에도 듀얼 클러치 장치(100)의 전장을 단축하여, 듀얼 클러치 장치(100)가 차량에 탑재될 때 탑재성을 향상시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 엔진 클러치(10)는 로터 샤프트(R0)의 외경부에 지지되고, 댐퍼 스플라인(22)을 통해 댐퍼(20)와 연결되는 리테이너(12)를 구비할 수 있다.
일례로서, 전술한 댐퍼 스플라인(22)은 엔진 클러치(10)의 외부에서, 엔진 클러치(10)의 외경부 및 내경부 사이에 위치될 수 있다.
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본 발명의 일 실시예에서, 리테이너(12)는 지지 베어링(B)을 통해 로터 샤프트(R0)의 외경부에 지지될 수 있다.
또한, 리테이너(12)의 내경부에는 디스크(14)가 연결될 수 있고, 디스크(14)는 로터 샤프트(R0)에 대해 스냅링(30)을 통해 안정적으로 고정될 수 있다.
스냅링(30)은, 전술한 디스크(14)가 로터 샤프트(R0)에 고정된 상태에서, 디스크(14) 중 적어도 일부의 엔진(E) 측으로의 축방향 이동이 제한되도록 할 수 있다.
또한, 스냅링(30)은, 디스크(14)를 포함하는 엔진 클러치(10) 전체가 로터 샤프트(R0)에 고정된 상태에서, 엔진 클러치(10) 중 적어도 일부의 엔진(E) 측으로의 축방향 이동이 제한되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 디스크(14)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 로터 샤프트(R0)의 외경부에 스플라인 연결되고, 스냅링(30)을 통해 로터 샤프트(R0)에 고정되는 적어도 하나의 이너 디스크(142) 및 이너 디스크(142)의 사이에 각각 배치되고, 리테이너(12)의 내경부에 스플라인 연결되는 적어도 하나의 아우터 디스크(144)를 포함한다.
일례로서, 전술한 관통부(18)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 이너 디스크(142) 중 엔진 클러치 액추에이터(16) 측에 위치된 이너 디스크(142)에 형성될 수 있다.
또한, 이너 디스크(142) 사이에는 세퍼레이팅 스프링(19)이 개재될 수 있으며, 세퍼레이팅 스프링(19)의 외경은 아우터 디스크(144)의 내경보다 작을 수 있다.
일례로서, 전술한 유로(O)로부터 엔진 클러치 액추에이터(16)에 유압이 공급되어 관통부(18)가 이동되게 되면, 전술한 엔진 클러치 액추에이터(16) 측에 위치된 이너 디스크(142)가 축방향으로 이동될 수 있다.
이 때, 적어도 하나의 이너 디스크(142) 중, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 스냅링(30)과 맞닿는 이너 디스크(142)는 엔진(E) 측으로의 축방향 이동이 구속될 수 있다.
또한, 엔진 클러치 액추에이터(16) 측에 위치된 이너 디스크(142)가 축방향으로 이동될 때, 전술한 세퍼레이팅 스프링(19)은 압축될 수 있다.
한편, 유로(O)로부터 엔진 클러치 액추에이터(16)에 공급되던 유압이 해제되는 경우, 세퍼레이팅 스프링(19)의 탄성 복원력에 의해 엔진 클러치 액추에이터(16) 측에 위치된 이너 디스크(142)가 원 위치로 복귀될 수 있고, 이에 따라 이너 디스크(142) 사이의 간극이 형성될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에서, 엔진(E)의 회전동력은 엔진 출력축(E0)을 통해 엔진 클러치(10)의 리테이너(12), 아우터 디스크(144), 이너 디스크(142), 로터 샤프트(R0), 듀얼 클러치 입력 샤프트(K0) 순으로 전달되어 듀얼 클러치(K1, K2)에 전달될 수 있다.
전술한 아우터 디스크(144)의 외부에서, 댐퍼 스플라인(22)은 아우터 디스크(144)의 외경부 및 내경부 사이에 위치될 수 있다.
그리고, 적어도 하나의 이너 디스크(142) 중, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 스냅링(30)과 맞닿는 이너 디스크(142)에는 전술한 엔진(E) 방향으로 단턱부(1422, 단차)가 형성될 수 있다.
전술한 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치(100)는 댐퍼 스플라인(22)의 크기 및 위치를 조정함으로써 듀얼 클러치 장치(100)의 전장을 단축할 수 있는 효과가 있다.
상세하게는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치(100)에서는, 댐퍼 스플라인(22)을 아우터 디스크(144)의 외부에서, 아우터 디스크(144)의 외경부 및 내경부 사이에 위치되도록 할 수 있고, 엔진 체결 부재(E1)가 하우징(H) 내로 위치될 수 있다.
또한, 스냅링(30)과 맞닿는 이너 디스크(142)에 엔진(E) 방향으로 단턱부(1422)가 형성되도록 하여, 전술한 지지 베어링(B)이 배치되는 공간을 충분히 확보할 수 있다.
그리고, 세퍼레이팅 스프링(19)의 외경이 아우터 디스크(144)의 내경보다 작도록 형성하여 엔진 클러치(10) 전체가 차지하는 공간을 줄일 수 있다.
상기 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차용 듀얼 클러치 장치(100)는, 엔진 출력축(E0) 및 듀얼 클러치 입력 샤프트(K0)에 가까운 쪽에서 부품들이 배치될 수 있는 공간을 충분히 확보함으로써, 듀얼 클러치 장치(100)의 전장을 단축하여 듀얼 클러치 장치(100)가 차량에 탑재될 때 탑재성을 향상시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 엔진(E) 측에 위치된 로터 샤프트(R0)의 단부에는 고정부재(40)가 결합될 수 있다.
전술한 듀얼 클러치(K1, K2)와 엔진 클러치(10)는 각각 듀얼 클러치 액추에이터(A1, A2)와 엔진 클러치 액추에이터(16)를 통해 축방향(변속기(TM) 측에서 엔진(E) 측 방향으로)으로 구동될 수 있다.
이 때, 각각의 액추에이터 작동시 듀얼 클러치(K1, K2)와 엔진 클러치(10)는 그 구동을 위한 반력이 필요하므로 축방향 고정이 필수적이다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치(100)는 전술한 지지 베어링(B) 및 로터 샤프트(R0)를 축방향에 대해 고정하는 고정부재(40)를 포함한다.
일례로서, 상기 고정부재(40)는 너트일 수 있고, 일측이 듀얼 클러치 입력 샤프트(K0)에 결합될 수 있다.
고정부재(40)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 엔진 클러치(10)의 리테이너(12)와 로터 샤프트(R0) 외경부 사이에 위치되는 지지 베어링(B)과 로터 샤프트(R0)를 축방향에 대해 고정할 수 있다.
전술한 고정부재(40)에 의해, 지지 베어링(B)에 의해 로터 샤프트(R0)의 외경부에 지지되는 엔진 클러치(10)도 축방향에 대해 고정될 수 있다.
이 때, 듀얼 클러치 입력 샤프트(K0)는 전술한 바와 같이 로터 샤프트(R0)에 스플라인 연결되므로, 듀얼 클러치 입력 샤프트(K0)에 연결된 듀얼 클러치(K1, K2)도 전술한 고정부재(40)에 의해 축방향에 대해 고정될 수 있다.
이에 따라, 듀얼 클러치(K1, K2), 엔진 클러치(10) 및 로터(R)의 엔진(E) 측으로의 축방향 이동을 하나의 고정부재(40)로 구속할 수 있으므로, 듀얼 클러치 장치(100)의 부품수 감소, 가공부위 축소 및 조립성이 개선될 수 있다.
한편, 고정부재(40)와, 지지 베어링(B) 및 로터 샤프트(R0) 사이에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 서포트링(50)이 삽입될 수 있다.
일례로서, 상기 서포트링(50)은, 고정부재(40)와 지지 베어링(B) 및 로터 샤프트(R0) 사이의 체결 면압을 높여줄 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치(100)의 실링부(60) 구성에 대해 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면 실링부(60)는, 모터(M)의 커버(C)와 로터(R)의 로터 샤프트(R0) 사이에 적어도 하나 구비될 수 있다.
일례로서, 실링부(60)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 로터 샤프트(R) 중 커버(C)의 내측에 위치된 부분을 밀폐할 수 있다.
그리고, 실링부(60)는 커버(C) 내측에 위치된 로터(R)와 스테이터(S)를 밀폐할 수 있다.
상세하게는 전술한 실링부(60)는, 엔진 클러치(10) 측에 위치된 커버(C)의 일단과, 엔진 클러치(10) 측에 위치되고 커버(C)의 외부로 노출된 로터 샤프트(R0)의 일측 사이에 삽입되는 제 1 실링부재(62)를 포함한다.
또한, 실링부(60)는 유로(O) 측에 위치된 커버(C)의 타단과, 유로(O) 측에 위치되고 커버(C)의 외부로 노출된 로터 샤프트(R0)의 타측 사이에 삽입되는 제 2 실링부재(64)를 포함한다.
제 1 실링부재(62) 및 제 2 실링부재(64)는 전술한 바와 같이 커버(C) 내측에 위치된 로터(R)와 스테이터(S) 및 로터 샤프트(R0) 중 커버(C)의 내측에 위치된 부분을 밀폐할 수 있다.
일례로서, 제 1 실링부재(62) 및 제 2 실링부재(64)는 씰 베어링일 수 있다.
전술한 실링부(60)의 제 1 실링부재(62) 및 제 2 실링부재(64) 구성을 통해 엔진 클러치(10)의 구동에 따라 발생되는 분진 또는 외부 이물질 및 수분이 모터(M)의 커버(C)와 로터(R)의 로터 샤프트(R0) 사이의 틈으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실링부(60)는 엔진 클러치(10)와 로터(R)의 로터 샤프트(R0) 내경부 사이에 구비될 수 있다.
상세하게는 실링부(60)는, 전술한 엔진 클러치 액추에이터(16)와 엔진 클러치(10)의 관통부(18) 사이에 구비되는 실링 플레이트(66)를 더 포함한다.
관통부(18)는 전술한 바와 같이 로터 샤프트(R0)의 일측에 형성된 관통홀(R01)을 관통하여 엔진 클러치 액추에이터(16)에 연결될 수 있다.
실링 플레이트(66)와 엔진 클러치 액추에이터(16) 사이에는 전술한 엔진 클러치 액추에이터 베어링(162)이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 장치(100)는, 관통부(18)가 로터 샤프트(R0)를 관통하여 작동하는 구조이므로, 전술한 실링 플레이트(66)의 안정적인 배치를 위해 로터 샤프트(R0)의 적어도 일부(상세하게는, 로터 샤프트(R0)의 내경부의 일부)는 엔진 클러치 액추에이터 베어링(162)을 감싸도록 형성될 수 있다.
이러한 구조에서, 실링 플레이트(66)의 내경부 및 외경부는 로터 샤프트(R0)의 내경부 사이에 위치될 수 있다.
한편, 엔진 클러치 액추에이터(16)는 전술한 바와 같이 유로(O)로부터 유압을 공급받을 수 있다.
이 때, 유로(O)로부터 공급되는 유압은 엔진 클러치 액추에이터(16)를 축방향(상세하게는, 엔진 출력축(E0) 방향)으로 밀고, 엔진 클러치 액추에이터(16)의 축방향 이동에 따라 엔진 클러치 액추에이터 베어링(162) 및 실링 플레이트(66)가 축방향으로 이동될 수 있다.
엔진 클러치 액추에이터(16)의 축방향 이동에 따라 엔진 클러치 액추에이터 베어링(162) 및 실링 플레이트(66)가 축방향으로 이동되면서, 엔진 클러치(10)의 관통부(18) 또한 축방향으로 이동되어 엔진 클러치(10)를 축방향으로 구동시킬 수 있다.
엔진 클러치 액추에이터(16)의 구동에 의해 관통부(18)가 축방향으로 이동될 때, 실링 플레이트(66)는 축방향으로 이동되면서 관통부(18)에 축방향 하중을 가할 수 있다.
이 때, 실링 플레이트(66)는 축방향으로 이동되어 관통부(18)를 축방향으로 밀어내면서 관통홀(R01)을 통과한 분진이 로터 샤프트(R0) 내경부 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실링 플레이트(66)가 엔진 클러치 액추에이터(16)의 구동에 의해 축방향으로 이동되는 과정에서, 실링 플레이트(66)의 내경부 및 외경부는 로터 샤프트(R0)의 내경부와 접촉될 수 있다.
일례로서, 실링 플레이트(66)의 내경부 및 외경부에는 각각 밀봉 부재(662)가 형성될 수 있다.
밀봉 부재(662)는 로터 샤프트(R0)의 내경부와 접촉되며, 로터 샤프트(R0) 내경부와 실링 플레이트(66)의 내경부 및 외경부 사이의 틈을 각각 막을 수 있다.
또한, 실링 플레이트(66)의 축방향 이동에 따라 관통부(18)가 축방향으로 이동되므로 관통홀(RO1)로부터 상기 로터 샤프트(R0) 내경부 내부로 유입될 수 있는 분진을 차단할 수 있다.
한편, 밀봉 부재(662)는 로터 샤프트(R0)와 동일한 소재일 수 있다.
따라서 밀봉 부재(662)는 동일한 소재인 로터 샤프트(R0)와 접촉되므로 엔진 클러치(10)의 구동에 따른 효율 저하는 발생하지 않을 수 있다.
전술한 실링부(60) 구성에 의해 모터(M)와 엔진 클러치(10) 사이의 밀폐 구조를 치밀하게 구성함으로써, 엔진 클러치(10)의 구동에 따라 발생되는 분진 또는 외부 이물질 및 수분으로부터 모터(M)를 밀폐할 수 있다.
또한, 전술한 모터(M) 밀폐 구조에 의해 모터의 성능 및 내구성을 유지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 듀얼 클러치 장치
H : 하우징
M : 모터
R : 로터
E : 엔진
TM : 변속기
K1, K2 : 듀얼 클러치
O : 유로
10 : 엔진 클러치
20 : 댐퍼
30 : 스냅링
40 : 고정 부재
50 : 서포트링

Claims (20)

  1. 일측에 변속기가 결합되고 타측에 엔진이 결합되는 하우징의 내부에 구비되는 듀얼 클러치 장치에 있어서,
    커버 내부에 수용되는 스테이터와 로터를 포함하는 모터;
    상기 모터를 기준으로 상기 변속기 측에 형성되고, 상기 로터와 연결되는 듀얼 클러치;
    상기 모터를 기준으로 상기 엔진 측에 형성되고, 상기 로터와 연결되는 엔진 클러치; 및
    상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 엔진 클러치와 댐퍼 스플라인을 통해 연결되는 댐퍼;를 포함하고,
    상기 엔진 클러치의 외부에서, 상기 댐퍼 스플라인은 상기 엔진 클러치의 외경부 및 내경부 사이에 위치되고,
    상기 하우징의 상기 듀얼 클러치가 위치하는 일측에 상기 커버가 결합되며,
    상기 듀얼 클러치는 상기 로터의 로터 샤프트와 스플라인 연결되는 듀얼 클러치 입력 샤프트와 연결되고,
    상기 엔진 클러치는 상기 로터의 로터 샤프트와 스플라인 연결되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 커버는,
    상기 듀얼 클러치와 상기 엔진 클러치의 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 듀얼 클러치는 상기 엔진의 엔진 출력축으로부터 전달되는 회전동력을 상기 엔진 클러치와 상기 로터를 거쳐, 상기 듀얼 클러치 입력 샤프트를 통해 전달받고, 전달받은 회전동력을 상기 변속기에 선택적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진 클러치는,
    상기 로터 샤프트의 외경부에 지지되고 상기 댐퍼 스플라인을 통해 상기 댐퍼와 연결되는 리테이너 및
    상기 리테이너의 내경부에 연결되는 디스크를 포함하고,
    상기 디스크는 상기 로터 샤프트에 스냅링을 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 디스크는,
    상기 로터 샤프트의 외경부에 스플라인 연결되고, 상기 스냅링을 통해 상기 로터 샤프트에 고정되는 적어도 하나의 이너 디스크 및
    상기 이너 디스크의 사이에 각각 배치되고, 상기 리테이너의 내경부에 스플라인 연결되는 적어도 하나의 아우터 디스크를 포함하고,
    상기 이너 디스크 사이에는 세퍼레이팅 스프링이 개재되고, 상기 세퍼레이팅 스프링의 탄성력에 의해 상기 이너 디스크 사이의 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 아우터 디스크의 외부에서, 상기 댐퍼 스플라인은 상기 아우터 디스크의 외경부 및 내경부 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이너 디스크 중, 상기 스냅링과 맞닿는 상기 이너 디스크에는 상기 엔진 방향으로 단턱부가 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 세퍼레이팅 스프링의 외경은, 상기 아우터 디스크의 내경보다 작은 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 리테이너는, 지지 베어링을 통해 상기 로터 샤프트 외경부에 지지되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 엔진 측에 위치된 로터 샤프트의 단부에는 고정부재가 결합되고, 상기 고정부재는 상기 지지 베어링 및 상기 로터 샤프트를 축방향에 대해 고정하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 고정부재와, 상기 지지 베어링 및 상기 로터 샤프트 사이에는 서포트링이 삽입되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  13. 일측에 변속기가 결합되고 타측에 엔진이 결합되는 하우징의 내부에 구비되는 듀얼 클러치 장치에 있어서,
    커버 내부에 수용되는 스테이터와 로터를 포함하는 모터;
    상기 모터를 기준으로 상기 변속기 측에 형성되고, 상기 로터와 연결되는 듀얼 클러치;
    상기 모터를 기준으로 상기 엔진 측에 형성되고, 상기 로터와 연결되는 엔진 클러치; 및
    상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 엔진 클러치와 댐퍼 스플라인을 통해 연결되는 댐퍼;를 포함하고,
    상기 듀얼 클러치, 상기 모터 및 상기 댐퍼는 상기 엔진의 엔진 출력축 방향에 대해 일렬 배치되고,
    상기 로터의 외부에서, 상기 엔진 클러치의 적어도 일부는 상기 로터의 내경부 측에 위치되며,
    상기 하우징의 상기 듀얼 클러가 위치하는 일측에 상기 커버가 결합되고,
    상기 듀얼 클러치는 상기 로터의 로터 샤프트와 스플라인 연결되는 듀얼 클러치 입력 샤프트와 연결되며,
    상기 엔진 클러치는 상기 로터의 로터 샤프트와 스플라인 연결되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 커버는,
    상기 듀얼 클러치와 상기 엔진 클러치의 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  15. 삭제
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 듀얼 클러치는 상기 엔진의 엔진 출력축으로부터 전달되는 회전동력을 상기 엔진 클러치와 상기 로터를 거쳐, 상기 듀얼 클러치 입력 샤프트를 통해 전달받고, 전달받은 회전동력을 상기 변속기에 선택적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 스테이터의 일측에는 단자가 연결되고,
    상기 단자는 상기 모터와 상기 엔진의 사이에 위치되고, 일측이 상기 엔진 방향으로 개방되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 댐퍼의 상부에는 댐퍼 스프링이 배치되고,
    상기 댐퍼 스프링의 반경방향 중심은 상기 단자보다 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  19. 제 13항에 있어서,
    상기 듀얼 클러치는, 축방향으로 작동되는 듀얼 클러치 액추에이터에 연결되고, 상기 듀얼 클러치 액추에이터는 상기 변속기 측에 구비되며,
    상기 엔진 클러치는, 축방향으로 작동되는 엔진 클러치 액추에이터에 연결되고, 상기 엔진 클러치 액추에이터는 상기 커버에 결합되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 모터와 상기 듀얼 클러치 사이에 형성되고 상기 하우징 외부로부터 유압을 공급받는 유로를 포함하고,
    상기 유로는 커버를 관통하여 상기 엔진 클러치 액추에이터에 연결되는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 장치.
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