KR102650280B1 - 클러치 기구 및 그러한 클러치 기구를 포함하는 전동 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 엔진과 전동 장치(400) 사이에 설치되도록 의도되는 클러치 기구(10)에 관한 것이며, 이 클러치 기구(10)는 - 적어도 하나의 클러치(100, 200), - 적어도 하나의 클러치(100, 200)를 반경방향으로 지지하도록 설계된 클러치 지지체(500), - 적어도 하나의 클러치(100, 200)를 맞물린 구성 또는 맞물림 해제된 구성으로 구성하는 것을 가능하게 하는 축방향 이동을 발생시키도록 설계된 적어도 하나의 액추에이터(320, 330)를 수용하는 케이싱(307), - 적어도 하나의 액추에이터(320, 330)와 상호작용하는 내측 단부 및 적어도 하나의 클러치(100, 200)와 상호작용하는 상부 단부를 포함하는 적어도 하나의 힘 전달 부재(105, 205), - 클러치(100, 200)에 대해 적어도 하나의 액추에이터(320, 330)를 웨징(wedging)하기 위한 적어도 하나의 축방향 웨징 요소(710, 720)를 포함하며, 적어도 하나의 축방향 웨징 요소의 축방향 치수는 대응하는 클러치(100, 200)의 축방향 위치에 대한 적어도 하나의 액추에이터(320, 330)의 축방향 위치 사이의 차이에 의해 적어도 정해진다. 본 발명은 또한 그러한 클러치 기구를 포함하는 전동 시스템, 및 그러한 클러치 기구를 조립하기 위한 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 클러치 기구(clutch mechanism)에 관한 것이며, 더 구체적으로는 자동차 분야에서 사용되는 바와 같은, 방사상 배열(radial arrangement)로 배열된 이중 클러치 기구에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 클러치 기구를 포함하는 전동 시스템(transmission system)에 관한 것이다.
기어박스(gearbox)에 연결된 전동 샤프트가 엔진에 의해 회전 구동되는 구동 샤프트에 회전 결합되는 것을 가능하게 하는 적어도 하나의 클러치를 갖는 클러치 기구가 알려져 있다. 알려진 클러치 기구의 적어도 하나의 클러치는 적어도 하나의 액추에이터(actuator), 바람직하게는 클러치 액추에이터에 의해 제어된다. 이에 따라 적어도 하나의 액추에이터는 대응하는 클러치에 전달되어 그것을, 전동 샤프트가 구동 샤프트에 회전 결합되는 맞물린 상태(engaged state)로, 또는 대안적으로 전동 샤프트가 더 이상 구동 샤프트에 회전 결합되지 않는 맞물림 해제된 상태(disengaged state)로 전환시키는 힘의 발생을 가능하게 한다.
알려진 방식에서, 대응하는 클러치의 마찰 요소의 상대 운동을 유발하여, 궁극적으로 구동 샤프트의 마찰 결합 또는 결합 해제를 가능하게 하는 것은 적어도 하나의 액추에이터의 이동(travel)이다. 따라서 적어도 하나의 액추에이터의 이동은 클러치가 상기에 언급된 2개의 상태 사이에서 전환되는 것을 가능하게 하기 위해 대응하는 클러치의 마찰 요소의 요구되는 이동과 일치할 필요가 있다. 이러한 기계적 일치성은 예를 들어 클러치를 상태 중 하나 또는 다른 것으로 전환시키기 위해 대응하는 클러치에서 요구되는 이동보다 큰 이동의 범위를 갖는 액추에이터를 사용함으로써 달성된다. 또한, 대응하는 클러치에 관한 적어도 하나의 액추에이터의 상대 위치는 상기 작동의, 그리고 궁극적으로는 클러치 기구의 최적의 작동을 가능하게 하도록 제어될 필요가 있다. 실제로, 적어도 하나의 액추에이터가 대응하는 클러치로부터 "너무 멀리" 또는 그것에 "너무 가까이" 위치되는 경우, 액추에이터는 너무 일찍, 즉 대응하는 클러치에서 마찰 결합 또는 결합 해제가 발생하기 전에, 이동 종료에 도달할 것이다.
알려진 클러치 기구에서, 클러치에 관한 액추에이터의 상대 위치설정은 클러치 기구를 구성하는 특정 부품, 특히 적어도 하나의 액추에이터를 대응하는 클러치에 연결하는 구조적 체인을 형성하는 부품의 주의 깊은 공차 유지(tolerancing)에 의해 달성된다. 그 결과, 구조적 체인을 형성하는 부품은 제조하기가 더 복잡하고 비용이 더 많이 든다.
다른 알려진 해법은 각각의 클러치를 위한 특정 마찰 요소를 사용하는 것이며, 여기서 상기 마찰 요소의 소정 치수는 일단 액추에이터가 클러치 기구 상에 장착되면 액추에이터의 위치의 함수로서 결정된다. 이러한 해법이 또한 표준화 및 대량 생산을 위한 방법으로 구현하기가 힘들고 비용이 가장 많이 드는데, 왜냐하면 마찰 요소는 이미 제조하기에 비용이 많이 드는 복잡한 부품이기 때문이다. 따라서 클러치 기구에서 확인된 제조 결함을 보상하는 몇몇 상이한 유형의 마찰 요소를 설계하는 것은 최적의 산업적 해법이 아니다.
본 발명은 전술된 문제 중 적어도 대부분을 해결하고 다른 이점을 제공하도록 의도된다.
본 발명의 다른 목적은 이들 문제 중 적어도 하나를 해결하도록 의도된 새로운 클러치 기구를 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 그러한 클러치 기구의 제조 비용을 감소시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 그러한 클러치 기구의 제조를 단순화하고 그것의 산업적 생산을 최적화하는 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 전술된 목적 중 적어도 하나는 자동차의 엔진과 전동 장치(transmission) 사이에 설치되도록 의도된 클러치 기구를 사용하여 달성되며, 이 클러치 기구는 적어도 하나의 클러치, 적어도 하나의 클러치를 반경방향으로 지지하도록 배열된 하나의 클러치 지지체, 적어도 하나의 클러치를 맞물린 상태 또는 맞물림 해제된 상태로 전환시키는 것을 가능하게 하는 축방향 이동을 발생시키도록 설계된 적어도 하나의 액추에이터를 수용하는 케이싱, 적어도 하나의 액추에이터와 상호작용하는 내측 단부 및 적어도 하나의 클러치와 상호작용하는 상부 단부를 포함하는 적어도 하나의 힘 전달 부재, 및 클러치에 대해 적어도 하나의 액추에이터를 오프셋(offset)하기 위한 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소를 가지며, 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소의 축방향 치수는 대응하는 클러치의 축방향 위치에 대한 적어도 하나의 액추에이터의 축방향 위치 사이의 차이에 의해 적어도 정해진다.
그것의 제 1 태양에 따르면, 본 발명은 이에 따라 액추에이터와, 대응하는 클러치 사이에 사전결정된 크기의 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소를 위치시킴으로써 클러치 기구의 조립을 용이하게 한다. 이러한 기발한 배열은 예를 들어 대응하는 클러치의 맞물린 상태 및 맞물림 해제된 상태와 일치하는 액추에이터에서 이용가능한 축방향 이동을 이루기 위해 장착된 클러치 기구의 축방향 여유(clearance)를 조정하는 것을 가능하게 한다. 축방향 오프셋 요소는 이러한 목적을 위해 사전결정된 축방향 치수를 갖고, 그러한 조정은, 먼저 상기 클러치 기구에 대해 특정 수의 치수 측정을 한 후에, 단지 조립 동안 클러치 기구를 올바른 크기의 축방향 오프셋 요소와 페어링(pairing)함으로써 수행될 수 있다.
축방향 오프셋 요소의 축방향 치수는 특히 상기 축방향 오프셋 요소의 두께를 포함할 수 있다.
이에 따라 그것의 제 1 태양에 따른 본 발명은 그러한 클러치 기구에 대한 제조 비용을 감소시키는 것을 돕는데, 왜냐하면 예를 들어 케이싱 및 힘 전달 부재와 같은 클러치의 소정 부품이 덜 엄격한 치수 공차를 갖고서 제조될 수 있기 때문이며, 일단 클러치 기구가 조립되면 상이한 실제 축방향 여유 값을 구성하고 조정하는 것은 축방향 오프셋 요소이다. 이러한 조정은 단지 축방향 오프셋 요소의 적어도 축방향 치수를 결정함으로써 이루어질 수 있다. 다시 말해서, 치수 공차 유지 요건이 오직 축방향 오프셋 요소에만 적용되어서, 그것의 대규모 산업 생산을 최적화함으로써 비용을 감소시키고 그러한 클러치 기구의 제조를 단순화하는 데 도움을 준다.
이어서 액추에이터 및 관련 클러치의 축방향 이동 값이 조정되며, 축방향 여유 값은 축방향 오프셋 요소에 의해 상쇄되었기 때문에, 그것의 제 1 태양에 따른 본 발명은 이에 따라 클러치 중 하나를 맞물림 해제시킬 때 클러치 기구의 응답 시간을 감소시키는 데 도움을 준다. 실제로, 그렇다면 액추에이터의 모든 축방향 이동이 "유용"한데, 왜냐하면 액추에이터가 축방향 병진 운동에 착수하고 액추에이터의 운동이 대응하는 클러치로 전달되어 그것의 상태를 변경하기 때문이다. 그 결과, 그것의 제 1 태양에 따른 본 발명은 클러치 기구의 성능을 개선하는 데 도움을 준다.
액추에이터는 바람직하게는 원통형이고 회전축(O)을 중심으로 적어도 하나의 클러치와 동축으로 장착된다.
적어도 하나의 힘 전달 부재는 대응하는 클러치에 축방향 힘을 전달하도록 배열된다. 이것은 전형적으로 굽힘(flexion)에 있어서 강성인 환형의 절첩된 금속 시트이다.
다음의 용어는 제한 없이 그리고 그것의 이해를 용이하게 하기 위해 설명의 나머지 및 청구범위에서 사용된다:
- 전동 시스템의 회전 주축(O)에 의해 결정되는 축방향 배향에 관한 방향의 함수로서의 "전방" 및 "후방", "후방"은 전동 장치 측의 도면의 우측에 위치된 부분을 지칭하고, "전방"은 엔진 측의 도면의 좌측을 지칭하고,
- 상기 축방향에 직교인 반경 방향으로의 축(O)에 관한 "내측/내부" 또는 "외측/외부", "안쪽"은 축(O)에 관하여 근위 부분(proximal portion)을 지칭하고, "바깥쪽"은 축(O)에 관하여 원위 부분(distal portion)을 지칭한다.
본 발명의 제 1 태양에 따른 클러치 기구는 유리하게도 아래에 기재된 개선 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이들 개선을 형성하는 기술적 특징은 개별적으로 또는 조합하여 적용될 수 있다:
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소의 축방향 치수는 또한 대응하는 힘 전달 부재의 축방향 치수의 함수로서 결정되며, 상기 축방향 치수 중 하나는 상기 힘 전달 부재의 내측 단부와 외측 단부 사이의 축방향 거리에 의해 정해진다.
- 클러치 기구는 단부-대-단부로 배열되거나 대응하는 클러치의 제 1 마찰 요소와 제 2 마찰 요소 사이에 개재된 복수의 축방향 오프셋 수단에 의해 조정되며, 각각의 클러치에 대해, 집합적으로 취해지고 대응하는 액추에이터와 관련된 축방향 오프셋 수단 모두의 축방향 치수는 클러치와, 대응하는 액추에이터 사이의 축방향 여유와 동일하고, 이때 클러치는 맞물림 해제된 상태에 있고 액추에이터는 맞물림 해제된 최종 축방향 상태에 있다. 맞물림 해제된 상태는 제 1 마찰 요소가 어떠한 드래그 토크(drag torque)도 발생할 위험 없이 제 2 마찰 요소로부터 분리되는 이상적인 위치이다. 또한, 맞물림 해제된 최종 축방향 상태는 예를 들어 액추에이터가 후방으로 케이싱에 접하는 위치에 대응한다. 예를 들어 마모 또는 열의 영향을 보상하기 위해, 이러한 위치에 있는 액추에이터의 후방 단부와 케이싱의 유압 챔버의 저부 사이에 안전 마진(satery margin)이 남아 있을 수 있다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 대응하는 힘 전달 부재에 부착된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 환형 디스크의 형태이며, 여기서 내경은 클러치 지지체 주위에의 그것의 삽입을 가능하게 하고, 그것의 외경은 대응하는 액추에이터가 상기 환형 디스크의 표면에 축방향 힘을 가하기에 충분히 크다.
- 적어도 하나의 오프셋 요소는 힘 전달 부재 상에 장착되는데, 바람직하게는 축(O)을 중심으로 한 축방향 중심설정을 가능하게 하는 홈 내에 안착된다. 대안적으로, 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 또한 힘 전달 부재에 접착되거나 부착될 수 있다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 예를 들어 히칭 핀(hitching pin)과 같은, 적어도 하나의 힘 전달 부재에 부착하기 위한 수단을 포함한다.
- 히칭 핀은 대응하는 힘 전달 부재 상에 직접 형성될 수 있다.
- 히칭 핀은 힘 전달 부재를 스탬핑(stamping)함으로써 제조될 수 있다.
- 히칭 핀은 환형 축방향 오프셋 요소 주위에 각방향으로 분포된 재료의 돌출 부분일 수 있다.
- 히칭 핀은 축방향 오프셋 요소 상에 직접 형성될 수 있다.
- 히칭 핀은 축방향 오프셋 요소 주위에 각방향으로 분포될 수 있다.
- 히칭 핀은 축방향 오프셋 요소에 부착될 수 있다.
- 히칭 핀은 대응하는 힘 전달 부재 내에 형성된 오리피스 내로 삽입될 수 있다.
- 히칭 핀은 대응하는 힘 전달 부재의 내주연부(inner periphery)에 히칭될 수 있다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 예를 들어 히칭 핀과 같은, 제 1 또는 제 2 디커플링 베어링(decoupling bearing)에 부착하기 위한 수단을 가질 수 있다.
- 히칭 핀은 제 1 또는 제 2 디커플링 베어링 상에 직접 형성될 수 있다.
- 히칭 핀은 대응하는 디커플링 베어링 상에 형성된 노치(notch) 내로 삽입될 수 있다.
- 히칭 핀은 대응하는 디커플링 베어링의 외주연부에 히칭될 수 있다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 바람직하게는 경질 재료로, 그리고 바람직하게는 금속 재료로 제조된다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 클러치 기구의 조립 동안 그것의 삽입을 용이하게 하기 위해 적어도 하나의 액추에이터와 적어도 하나의 대응하는 클러치 사이의 중간(intermediate) 축방향 위치에 위치된다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 적어도 하나의 액추에이터와, 대응하는 적어도 하나의 힘 전달 부재 사이의 중간 축방향 위치에 위치된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 대응하는 힘 전달 부재의 내측 단부에 위치된다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 환형 디스크이다.
- 작동 시스템은 제 1 액추에이터 및/또는 제 2 액추에이터의 일 단부에 각각 배열된 제 1 디커플링 베어링 및/또는 제 2 디커플링 베어링을 포함하며, 축방향 오프셋 요소는 대응하는 힘 전달 부재의 내측 단부와, 대응하는 디커플링 베어링 사이에 배열된다. 제 1 및 제 2 디커플링 베어링은 회전 중일 수 있는 상기 힘 전달 부재와 회전할 수 없는 상기 액추에이터 사이의 회전 속도 차이에도 불구하고 축방향 힘이 액추에이터로부터 대응하는 힘 전달 부재로 전달되는 것을 가능하게 한다. 이들은 바람직하게는 예를 들어 볼 베어링과 같은 액시얼 베어링(axial bearing)이다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 적어도 하나의 힘 전달 부재의 내측 단부에 반경방향으로 위치된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 대응하는 액추에이터와 대면하도록 배열된다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소의 제 1 면(face)은 적어도 하나의 액추에이터의 면에 축방향으로 지지되고, 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소의 제 2 면은 적어도 하나의 힘 전달 부재의 면에 지지된다. 전형적으로, 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소의 제 1 면은 그것의 후방 면일 수 있고, 상기 요소가 지지되는 적어도 하나의 액추에이터의 면은 바람직하게는 상기 액추에이터의 전방 면일 수 있으며, 디커플링 베어링은 잠재적으로 2개의 베어링 면 사이에 개재된다. 축방향 오프셋 요소의 제 2 면은 제 1 면 반대편의 면, 전형적으로 전방 면이다.
- 축방향 오프셋 요소는 적어도 하나의 힘 전달 부재의 반경방향 스팬(span)의 후방 면에 지지되어 위치된다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 적어도 하나의 클러치와, 대응하는 적어도 하나의 힘 전달 부재 사이의 중간 축방향 위치에 축방향으로 위치된다. 이 실시예에서, 축방향 오프셋 요소는 액추에이터가 아니라 클러치 상에 위치된다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 적어도 하나의 힘 전달 부재의 외측 단부에 반경방향으로 위치된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 대응하는 클러치와 대면하도록 반경방향으로 배열된다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소의 제 1 면은 적어도 하나의 클러치의 면에 축방향으로 지지되고, 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소의 제 2 면은 적어도 하나의 힘 전달 부재의 면에 지지된다. 전형적으로, 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소의 제 1 면은 그것의 전방 면일 수 있고, 상기 요소가 지지되는 적어도 하나의 클러치의 면은 바람직하게는 상기 클러치의 후방 면일 수 있다. 축방향 오프셋 요소의 제 2 면은 제 1 면 반대편의 면, 전형적으로 후방 면이다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 적어도 하나의 힘 전달 부재의 축방향 스팬의 전방 면에 지지되어 위치된다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 적어도 하나의 힘 전달 부재와 케이싱 사이에 축방향으로 위치된다.
- 클러치 기구는 다음을 포함한다:
o 클러치 지지체의 일 단부에 배열된 지지 베어링, 및
o 케이싱에 관하여 클러치 지지체를 축방향으로 차단하도록 배열되고, 클러치 지지체의 다른 단부에 축방향으로 배열된 축방향 차단 요소. 이에 따라 클러치 기구는 지지 베어링에 얹혀 있는 출력 디스크 캐리어(output disk carrier)에 의해 반경방향으로 지지된다. 축방향 차단 요소는 클러치 기구가 그것과 상호작용하는 전동 장치와 케이싱 사이에 위치된다.
- 축방향 차단 요소는 지지 베어링과는 반대 방향으로 액추에이터에 관하여 축방향으로 오프셋된다. 다시 말해서, 액추에이터는, 바람직하게는 전방을 향해, 제 1 측에서 지지 베어링과, 바람직하게는 후방을 향해, 제 2 측에서 축방향 차단 요소 사이의 중간 위치에 위치된다.
- 축방향 차단 요소는 클러치 지지체 내의 원주방향 홈 내에 안착된 차단 링에 의해 형성된다. 차단 링은 전형적으로 분할 링(split ring) 또는 서클립(circlip)이다. 일단 클러치 기구가 조립되면, 차단 링은 케이싱의 후방 면에 지지되며, 이는 이어서 축방향 쇼울더(shoulder)를 형성한다.
- 원주방향 홈의 축방향 치수는 차단 링의 축방향 치수와 동일하거나 그보다 크다. 바람직하게는, 축방향 치수는 원주방향 홈의 폭 및 차단 링의 두께를 의미할 것이다.
- 바람직하게는, 원주방향 홈의 폭은 상기 원주방향 홈 내로의 차단 링의 삽입을 용이하게 하기 위해 차단 링의 두께와 동일하거나 그보다 크다.
- 각각의 클러치의 맞물림 해제된 상태에서, 대응하는 액추에이터의 최종 축방향 위치는 대응하는 디커플링 베어링의 일 단부와 케이싱의 후방 면 사이에서 측정되는 제 1 축방향 치수에 의해 정해진다.
- 각각의 클러치의 축방향 위치는 대응하는 힘 전달 부재의 내측 단부와, 클러치가 맞물린 상태에 있을 때 축방향 차단 요소에 지지되는 원주방향 홈의 후방 면 사이에서 측정되는 제 2 축방향 치수에 의해 결정된다.
- 클러치 지지체는 원주방향 홈 내로의 축방향 차단 요소의 삽입을 가능하게 하기 위해 축방향 차단 요소의 반경방향 치수보다 작은 반경방향 치수를 갖는 원주방향 홈을 포함하며, 원주방향 홈의 하나의 면은 축방향 차단 요소의 하나의 면이 지지되는 축방향 쇼울더를 형성한다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 클러치 지지체 내의 원주방향 홈 내에 안착된다. 이러한 유리한 배열은 특히 단일 오프셋 요소가 수 개의 클러치를 포함하는 클러치 기구의 클러치를 동시에 조종하는 데 사용되는 것을 가능하게 하며, 여기서 모든 클러치는 주어진 축방향 조정을 사용하여 설정되어야 한다.
- 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소는 세트 링(set ring)이다.
- 클러치 지지체는 입력 디스크 캐리어의 내측 단부를 통해 지지 베어링에 의해 적어도 하나의 클러치를 지지한다. 바람직하게는, 지지 베어링은 반경방향 힘 및 축방향 힘의 동시 전달을 가능하게 하는 오브리크 베어링(oblique bearing)이다.
- 클러치 기구는 클러치 지지체에 관하여 케이싱을 축방향으로 차단하도록 배열된 적어도 하나의 축방향 차단 요소를 갖는다.
- 클러치 지지체는 작동 시스템의 케이싱 반경방향 내측에 배열된다.
- 클러치 기구는 바람직하게는 이중 클러치이다.
- 적어도 하나의 클러치는 바람직하게는 습식 클러치이다.
- 적어도 하나의 클러치는 또한 바람직하게는 멀티-디스크 클러치이다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 본 발명의 제 1 태양에 따른 또는 그것의 개선 중 임의의 하나의 개선에 따른 클러치 기구를 포함하는 자동차용 전동 시스템이 제안되며, 여기서
- 적어도 하나의 클러치는 적어도 하나의 출력 디스크 캐리어에 의해 전동 장치의 적어도 하나의 출력 샤프트에 회전 결합되고,
- 적어도 하나의 클러치는 입력 플랜지에 회전 결합되고, 상기 입력 플랜지는 적어도 하나의 크랭크샤프트에 의해 회전 구동되는 입력 샤프트에 회전 결합된다.
바람직하게는 본 발명의 제 2 태양에 따른 전동 시스템에서, 클러치 기구는,
- 제 1 클러치가 제 1 출력 디스크 캐리어에 의해 전동 장치의 제 1 출력 샤프트에 회전 결합되고,
- 제 2 클러치가 제 2 출력 디스크 캐리어에 의해 전동 장치의 제 2 출력 샤프트에 회전 결합되고,
- 제 1 클러치와 제 2 클러치는 입력 플랜지에 교대로 회전 결합되고, 입력 플랜지는 적어도 하나의 크랭크샤프트에 의해 회전 구동되는 입력 샤프트에 회전 결합되는
습식 이중 클러치이다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면, 본 발명의 제 1 태양에 따른 또는 그것의 개선 중 임의의 하나의 개선에 따른 클러치 기구를 위한 조립 방법이 제안되며, 상기 조립 방법은 적어도 하나의 클러치에 적용되는 다음의 단계를 포함한다:
- 클러치와, 대응하는 액추에이터 사이의 축방향 여유를 측정하는 단계로서, 클러치는 맞물림 해제된 상태에 있고 대응하는 액추에이터는 맞물림 해제된 최종 축방향 상태로 전환된, 단계,
- 클러치와, 대응하는 액추에이터 사이에 오프셋 요소를 삽입하는 단계로서, 적어도 하나의 오프셋 요소의 축방향 치수는 대응하는 측정된 축방향 여유와 적어도 동일한, 단계.
그것의 잠재적인 조합의 세트의 함수로서 본 명세서에 기재된 상이한 선택적인 특징을 포함한, 본 발명의 상이한 실시예가 제공된다.
본 발명의 다른 특징 및 이점이 아래의 설명에뿐만 아니라, 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 비-제한적인 예로서 제공되는 수 개의 예시적인 실시예에 개시된다.
도 1은 본 발명의 제 1 태양에 따른 클러치 기구의 예시적인 실시예의 축방향 단면도,
도 2a는 작동 시스템이 없는 클러치 기구의 축방향 단면도,
도 2b는 작동 시스템의 축방향 상세도,
도 3은 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 1 예시적인 실시예의 등각도,
도 4는 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 2 예시적인 실시예의 등각도,
도 5는 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 3 예시적인 실시예의 축방향 단면도,
도 6은 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 4 예시적인 실시예의 축방향 단면도,
도 7은 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 5 예시적인 실시예의 축방향 단면도,
도 8은 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 6 예시적인 실시예의 축방향 단면도.
도 2a는 작동 시스템이 없는 클러치 기구의 축방향 단면도,
도 2b는 작동 시스템의 축방향 상세도,
도 3은 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 1 예시적인 실시예의 등각도,
도 4는 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 2 예시적인 실시예의 등각도,
도 5는 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 3 예시적인 실시예의 축방향 단면도,
도 6은 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 4 예시적인 실시예의 축방향 단면도,
도 7은 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 5 예시적인 실시예의 축방향 단면도,
도 8은 본 발명의 제 1 태양에 따른 축방향 오프셋 요소의 부착 수단의 제 6 예시적인 실시예의 축방향 단면도.
당연히, 본 발명의 특징, 변형 및 상이한 실시예는 양립 불가능하거나 상호 배타적이지 않은 상이한 조합으로 서로 관련될 수 있다. 특히, 다른 설명된 특징과는 별개로 아래에 설명되는 특징의 집합만을 포함하는 본 발명의 변형이 또한 가능하며, 여기서 이러한 특징의 집합은 기술적 이점을 제공하기에 또는 본 발명은 종래 기술과 구별하기에 충분하다.
특히, 설명되는 모든 변형 및 모든 실시예는 서로 조합될 수 있다 - 이를 막는 기술적 근거가 없다면 -.
도면에서, 수 개의 도면에 공통인 요소는 동일한 도면 부호를 갖는다.
도 1은 회전 주축(O)을 갖는, 본 발명의 제 1 태양에 따른 클러치 기구(10)를 포함하는 전동 시스템(1)을 도시한다.
클러치 기구(10)는 바람직하게는 습식 이중 클러치이고, 또한 바람직하게는 방사상 배치로 되어 있으며, 제 1 클러치(100)는 제 2 클러치(200) 외측에 위치된다.
대안적으로, 클러치 기구(10)는 축방향 배치로 배열될 수 있으며, 이때 제 1 클러치(100)는 후방을 향해 축방향으로 배열되고 제 2 클러치(200)는 전방을 향해 축방향으로 배열된다.
또한 대안적으로, 클러치 기구(10)는 축방향 또는 방사상 배열을 갖는 건식 이중 클러치일 수 있다.
아래의 단락에서, 설명되는 클러치 기구(10)는 방사상 구성을 갖는 습식 이중 클러치이지만, 설명되는 기술적 특징 모두가 상기에 언급된 바와 같은 다른 유형의 클러치에 독립적으로 적용될 수 있다.
일반적으로, 클러치 기구(10)는 입력 샤프트(도시되지 않음)가 제 1 클러치(100) 또는 제 2 클러치(200) 각각에 의해 제 1 전동 샤프트(A1)에 또는 대안적으로 제 2 전동 샤프트(A2)에 회전 결합되는 것을 가능하게 하도록 배열된다.
본 발명의 상황에서, 입력 샤프트는 엔진, 예를 들어 연소 엔진의 적어도 하나의 크랭크샤프트에 의해 회전 구동되고, 제 1 및 제 2 전동 샤프트(A1, A2)는 예를 들어 자동차에 설치된 유형의 기어박스와 같은 전동 장치(400)에 회전 결합된다.
바람직하게는, 제 1 전동 샤프트(A1)와 제 2 전동 샤프트(A2)는 동축이다. 보다 구체적으로, 제 2 전동 샤프트(A2)는 제 1 전동 샤프트(A1)가 그 안으로 삽입될 수 있는 중공 실린더(hollow cylinder)이다.
제 1 클러치(100) 및 제 2 클러치(200)는 유리하게는 멀티-디스크 클러치이다. 각각의 멀티-디스크 클러치는 첫째로 입력 샤프트와 함께 회전하도록 구속되는, 예를 들어 플랜지와 같은, 복수의 제 1 마찰 요소(101, 201)를, 그리고 둘째로 전동 샤프트(A1, A2) 중 적어도 하나와 함께 회전하도록 구속되는, 예를 들어 마찰 디스크와 같은, 복수의 제 2 마찰 요소(102, 202)를 갖는다.
복수의 제 1 마찰 요소(101, 201)는 입력 샤프트와 함께 회전하도록 구속되는 마찰 디스크를 포함할 수 있고, 복수의 제 2 마찰 요소(102, 202)는 전동 샤프트(A1, A2) 중 적어도 하나와 함께 회전하도록 구속되는 플랜지를 포함할 수 있다.
제 1 전동 샤프트(A1)는 입력 샤프트에 회전 결합되고, 복수의 제 1 마찰 요소(101)가 복수의 제 2 마찰 요소(102)에 회전 결합되는 맞물린 위치로 제 1 클러치(100)가 전환될 때 그에 의해 회전 구동된다. 대안적으로, 제 1 전동 샤프트(A1)는 복수의 제 1 마찰 요소(101)가 복수의 제 2 마찰 요소(102)로부터 회전 결합 해제되는 맞물림 해제된 위치로 제 1 클러치(100)가 전환될 때 입력 샤프트로부터 회전 결합 해제된다.
유사하게, 제 2 전동 샤프트(A2)는 입력 샤프트에 회전 결합되고, 복수의 제 1 마찰 요소(201)가 복수의 제 2 마찰 요소(202)에 회전 결합되는 맞물린 위치로 제 2 클러치(200)가 전환될 때 그에 의해 회전 구동된다. 대안적으로, 제 2 전동 샤프트(A2)는 복수의 제 1 마찰 요소(201)가 복수의 제 2 마찰 요소(202)로부터 회전 결합 해제되는 맞물림 해제된 위치로 제 2 클러치(200)가 전환될 때 입력 샤프트로부터 회전 결합 해제된다.
당연히, 각각의 클러치(100, 200)는 맞물린 상태 또는 맞물린 해제된 상태에 있을 수 있다.
도 1에 도시된 클러치 기구(10)에서, 제 1 클러치(100)는 전동 장치(400)의 홀수 기어비와 맞물리도록 배열되고, 제 2 클러치(200)는 전동 장치(400)의 짝수 기어비 및 후진 기어와 맞물리도록 배열된다. 대안적으로, 상기 제 1 클러치(100)와 상기 제 2 클러치(200)에 의해 처리되는 기어비는 각각 뒤바뀔 수 있다.
제 1 클러치(100)와 제 2 클러치(200)는 각각의 클러치(100, 200)의 각자의 상태의 기능으로서 그리고 입력 플랜지(109)에 의해 입력 샤프트로부터의 입력 동력(토크 및 회전 속도)을 2개의 전동 샤프트(A1, A2) 중 하나로 교대로 전달하도록 배열된다.
클러치(100, 200)는 결코 동시에 동일한 맞물린 상태에 있지 않도록 설계된다. 반대로, 제 1 및 제 2 클러치(100, 200)는 동시에 맞물림 해제된 위치로 전환될 수 있다.
클러치 기구(10)는 엔진에서 발생된 동력(토크 및 회전 속도)을 클러치 기구(10)의 클러치(100, 200) 중 하나로 전달하기 위해 하나의 측에서 입력 샤프트에 그리고 다른 측에서 입력 플랜지(109)에 회전 결합된 입력 요소를 포함한다. 바람직하게는, 클러치 기구(10)의 입력 요소는, 바람직하게는 축(O)을 중심으로 회전하는, 입력 허브(130)를 포함한다. 그것의 하부 신장부에서, 입력 허브(130)는, 잠재적으로 예를 들어 이중 매스 플라이휠(dual mass flywheel)과 같은 댐핑 장치(도시되지 않음)에 의해, 입력 샤프트에 회전 및/또는 축방향으로 연결된다.
그것의 외측 신장부에서, 입력 허브(130)는 입력 플랜지(109)에, 그리고 보다 구체적으로는 상기 입력 플랜지(109)의 전방을 향해 위치된 하부 단부에서 결합된다. 바람직하게는, 입력 플랜지(109)와 입력 허브(130)는 서로 견고하게 연결되는데, 예를 들어 용접에 의해 그리고/또는 리베팅(riveting)에 의해 부착된다.
그것의 상부 단부에서, 입력 플랜지(109)는 입력 디스크 캐리어(106)에 의해 제 1 클러치(100)에 회전 연결되며, 입력 디스크 캐리어(106)는, 바람직하게는 예를 들어 스플라인과의 확실한 맞물림에 의해, 입력 플랜지(109)에 회전 연결된다.
제 1 및 제 2 클러치(100, 200)는 상기 클러치를 맞물린 상태와 맞물림 해제된 상태 사이에서 전환시키도록 배열된 작동 시스템(300)에 의해 제어된다.
작동 시스템은 다음을 포함한다:
제 1 클러치(100)를 맞물린 상태와 맞물림 해제된 상태 사이에서 전환시키도록 설계된 제 1 액추에이터(320),
제 2 클러치(200)를 맞물린 상태와 맞물림 해제된 상태 사이에서 전환시키도록 설계된 제 2 액추에이터(330),
제 1 및 제 2 액추에이터(320, 330)의 적어도 일부분을 수용하는 케이싱(307).
바람직하게는, 제 1 및 제 2 액추에이터(320, 330)는 유압 실린더이다. 제 1 및 제 2 액추에이터(320, 330)는 각각 환형 피스톤을 가질 수 있으며, 각각의 환형 피스톤은 축(O)과 동축이고 대응하는 클러치를 설정하기 위해 축방향 이동을 수행한다. 이 경우에, 작동 시스템(300)은 또한 각각의 액추에이터(320, 330)를 위한 유압-유체 공급 채널을 포함한다. 바람직하게는, 유압 유체는 가압 유체, 예를 들어 오일이다.
제 1 액추에이터(320)는 하나의 측에서 제 1 디커플링 베어링(140)에 의해, 그리고 다른 측에서 제 1 힘 전달 부재(105)에 의해 제 1 클러치(100)에 연결된다. 제 1 디커플링 베어링(140)은 제 1 액추에이터(320)에 의해 발생된 축방향 힘을 제 1 힘 전달 부재(105)에 전달하도록 배열된다.
제 1 힘 전달 부재(105)는 축방향 힘을 제 1 클러치(100)에 그것의 상부 신장부를 통해 전달하도록 배열되며, 상기 상부 신장부는 하나의 측에서 제 2 마찰 요소(102)에 대해, 그리고 다른 측에서 입력 플랜지(109)의 외측 반작용 수단(103)에 대해 제 1 마찰 요소(101)를 가압하기 위해 축방향 전방으로 연장된다. 제 1 마찰 요소(101)가 제 2 마찰 요소(102)로부터 분리될 때, 제 1 클러치(100)는 맞물림 해제된 상태에 있다. 반대로, 제 1 마찰 요소(101)가 제 2 마찰 요소(102)에 대해 가압될 때, 제 1 클러치(100)는 맞물린 상태에 있다.
외측 반작용 수단(103)은 입력 플랜지(109)에 견고하게 연결된다. 바람직하게는, 외측 반작용 수단(103)은 입력 플랜지(109)와 일체이다. 대안적으로, 외측 반작용 수단(103)은 예를 들어 리베팅 또는 용접과 같은 임의의 부착 수단에 의해 입력 플랜지(109)에 견고하게 연결된다.
외측 반작용 수단(103)은, 예를 들어 제 1 클러치(100)를 맞물린 위치로 전환시키기 위해 제 1 액추에이터(320)가 축방향 힘을 전방으로 가할 때 제 1 및 제 2 마찰 요소(101, 102)의 마찰 결합을 가능하게 하기 위해, 제 1 또는 제 2 마찰 요소(101, 102)와 정합하도록 형상화된다. 반대로, 제 1 힘 전달 부재(105)가 하기에 설명되는 탄성 복귀 수단에 의해 후방으로 가압되면, 제 1 마찰 요소(101)는 제 2 마찰 요소(102)로부터 분리되어서, 상기 마찰 요소가 결합 해제되는 것을 가능하게 하고 이에 따라 제 1 클러치(100)가 맞물림 해제된 상태로 전환되는 것을 가능하게 한다.
외측 반작용 수단(103)은 특히 입력 디스크 캐리어(106)의 대응하는 내측 스플라인과 협력하는 외측 스플라인을 갖는다.
제 1 클러치(100)는 상기 제 1 클러치(100)의 출력 요소를 형성하는 제 1 출력 디스크 캐리어(110)에 의해 제 1 전동 샤프트(A1)에 회전 결합되도록 설계된다. 보다 구체적으로, 제 1 출력 디스크 캐리어(110)는 하나의 측에서 그것의 상부 단부에서 제 2 마찰 요소(102)에, 그리고 다른 측에서 그것의 하부 단부에서 제 1 출력 허브(120)에 회전 결합된다.
제 1 출력 디스크 캐리어(110)의 외측 반경방향 주연부는 각각의 제 2 마찰 요소(102) 상의 정합하는 치형부(toothing)와, 그리고 보다 구체적으로는 제 1 클러치(100)의 각각의 제 2 마찰 요소(102)의 내측 반경방향 주연부와 협력하도록 설계된 치형부를 구비하는 축방향 신장부(107)를 갖는다. 이에 따라 제 1 출력 디스크 캐리어(110)는 제 1 클러치(100)의 제 2 마찰 요소(102)와 맞물림으로써 회전 결합된다.
그것의 하부 반경방향 단부에서, 제 1 출력 디스크 캐리어(110)는 제 1 출력 허브(120)에 연결되는데, 바람직하게는 용접에 의해 또는 리베팅에 의해 함께 부착된다.
제 1 출력 허브(120)의 반경방향 내부는 회전 결합을 생성하기 위해 제 1 전동 샤프트(A1) 상에 위치된 정합하는 스플라인과 협력하도록 배열된 축방향 스플라인을 갖는다.
입력 샤프트와 제 1 전동 샤프트(A1)가 돌 수 있는 상이한 회전 속도에 무관하게 입력 허브(130) 및/또는 입력 플랜지(109)로부터의 반경방향 힘을 지탱하기 위해 레이디얼 베어링(radial bearing)(117)이 제 1 출력 허브(120)와 입력 허브(130) 사이에 개재된다.
유사하게, 클러치 기구(10)의 제 2 클러치(200)는 제 1 클러치(100)와 유사한 설계를 갖는다.
제 2 액추에이터(330)는 하나의 측에서 제 2 디커플링 베어링(240)에 의해, 그리고 다른 측에서 제 2 힘 전달 부재(205)에 의해 제 2 클러치(200)에 연결된다. 제 2 디커플링 베어링(240)은 제 2 액추에이터(330)에 의해 발생된 축방향 힘을 제 2 힘 전달 부재(205)에 전달하도록 배열된다.
제 2 힘 전달 부재(205)는 입력 디스크 캐리어(106)와 제 1 힘 전달 부재(105) 사이에 축방향으로 위치된다.
제 2 힘 전달 부재(205)는 축방향 힘을 제 2 클러치에 그것의 상부 신장부를 통해 전달하도록 배열되며, 상기 상부 신장부는 하나의 측에서 제 2 마찰 요소(202)에 대해, 그리고 다른 측에서 내측 반작용 수단(203)에 대해 제 1 마찰 요소(201)를 가압하기 위해 입력 디스크 캐리어(106) 내에 형성된 개구(108)를 통해 축방향 전방으로 연장된다. 제 1 마찰 요소(201)가 제 2 마찰 요소(202)로부터 분리될 때, 제 2 클러치(200)는 맞물림 해제된 상태에 있다. 반대로, 제 1 마찰 요소(201)가 제 2 마찰 요소(202)에 대해 가압될 때, 제 2 클러치(200)는 맞물린 상태에 있다.
내측 반작용 수단(203)은 전방으로 배향된 축방향 신장부 부분(206)에 견고하게 연결되고, 입력 디스크 캐리어(106)에 견고하게 연결되고, 예를 들어 용접 또는 리베팅과 같은 임의의 수단을 사용하여 입력 디스크 캐리어(106)에 부착된다. 대안적으로, 내측 반작용 수단(203)과 입력 디스크 캐리어(106)는 서로 일체이다. 내측 반작용 수단(203)은, 예를 들어 제 2 클러치(200)를 맞물린 위치로 전환시키기 위해 제 2 액추에이터(330)가 축방향 힘을 전방으로 가할 때 제 1 및 제 2 마찰 요소(201, 202)의 마찰 결합을 가능하게 하기 위해, 제 1 또는 제 2 마찰 요소(201, 202)와 정합하도록 형상화된다. 반대로, 제 2 힘 전달 부재(205)가 하기에 설명되는 탄성 복귀 수단에 의해 후방으로 가압되면, 제 1 마찰 요소(201)는 제 2 마찰 요소(202)로부터 분리되어서, 상기 마찰 요소(201, 202)가 결합 해제되는 것을 가능하게 하고 이에 따라 제 2 클러치(200)가 맞물림 해제된 상태로 전환되는 것을 가능하게 한다.
비-제한적인 예로서, 내측 반작용 수단(203)은 외측 주변부(perimeter) 상의 치형부 및 축방향 후방으로 연장되는 중심 베어링 홈을 갖는 링일 수 있다.
제 2 클러치(200)는 상기 제 2 클러치(200)의 출력 요소를 형성하는 제 2 출력 디스크 캐리어(210)에 의해 제 2 전동 샤프트(A2)에 회전 결합되도록 설계된다. 보다 구체적으로, 제 2 출력 디스크 캐리어(210)는 하나의 측에서 그것의 상부 단부에서 제 2 마찰 요소(202)에, 그리고 다른 측에서 그것의 하부 단부에서 제 2 출력 허브(220)에 회전 결합된다.
제 2 출력 디스크 캐리어(210)의 외측 반경방향 주연부는 각각의 제 2 마찰 요소(202) 상의 정합하는 치형부와, 그리고 보다 구체적으로는 제 2 클러치(200)의 각각의 제 2 마찰 요소(202)의 내측 반경방향 주연부와 협력하도록 설계된 치형부를 구비하는 축방향 신장부(207)를 갖는다. 이에 따라 제 2 출력 디스크 캐리어(210)는 제 2 클러치(200)의 제 2 마찰 요소(202)와 맞물림으로써 회전 결합된다.
그것의 하부 반경방향 단부에서, 제 2 출력 디스크 캐리어(210)는 제 2 출력 허브(220)에 연결되는데, 바람직하게는 용접에 의해 또는 리베팅에 의해 함께 부착된다. 또한, 제 1 및 제 2 클러치(100, 200)가 상이한 상태로 설정될 때 상이한 속도로 회전할 수 있는 2개의 출력 디스크 캐리어(110, 210) 사이에서 축방향 힘을 전달하기 위해 액시얼 베어링(116)이 제 1 출력 디스크 캐리어(110)와 제 2 출력 디스크 캐리어(210) 사이에 개재된다.
제 2 출력 허브(220)의 반경방향 내부는 회전 결합을 생성하기 위해 제 2 전동 샤프트(A2) 상에 위치된 정합하는 스플라인과 협력하도록 배열된 축방향 스플라인을 갖는다.
제 1 및 제 2 클러치(100, 200)는 제 1 및 제 2 액추에이터(320, 330)를 후방으로 자동으로 밀어내는 탄성 복귀 수단을 각각 포함한다. 보다 구체적으로, 탄성 복귀 수단은 제 1 및 제 2 액추에이터(320, 330)를 후방으로 밀어냄으로써 각각 제 1 및 제 2 클러치(100, 200)의 제 2 마찰 요소(102, 202)로부터의 제 1 마찰 요소(101, 201)의 분리를 용이하게 하기 위해 제 1 및 제 2 힘 전달 부재(105, 205)를 각각 후방으로 축방향으로 밀어낸다.
바람직하게는, 탄성 복귀 수단은 온두플렉스(Onduflex)™ 파형 와셔(waved washer)와 같은 탄성 와셔에 의해 형성된다. 탄성 복귀 와셔는 각각의 클러치(100, 200)의 마찰 요소(101, 201, 102, 202) 사이에 축방향으로 개재된다. 상기 와셔는 바람직하게는 제 1 마찰 요소(101, 201) 반경방향 내측에 배열되며, 각각의 탄성 복귀 와셔는 제 2 마찰 요소(102, 202)의 전방 반경방향 면에, 그리고 다른 제 2 축방향으로 인접한 마찰 요소(102, 202)의 후방 반경방향 면에 축방향으로 지지된다.
입력 디스크 캐리어(106)는 또한 제 2 클러치(200) 아래에서 클러치 기구(10)의 내부를 향해 반경방향으로 연장되는 내측 세그먼트(111)를 포함한다. 보다 구체적으로, 내측 세그먼트(111)는 제 2 클러치(200) 아래에서 전방으로 연장되는 축방향 스팬, 및 제 2 클러치(200)와 힐(heel)(118) 사이에서 반경방향으로 연장되는 반경방향 스팬을 포함한다. 힐(118)은, 내향으로 배향되고, 제 1 및 제 2 클러치(100, 200)의 반경방향 하중을 지지하도록 배열된 지지 베어링(113)에 지지되는 반경방향 쇼울더를 형성한다.
반경방향으로, 롤러 베어링(roller bearing)(113)은 클러치 지지체(500)의 외부 면에 견고하게 연결된다. 축방향으로, 클러치 지지체(500)에 관한 상기 지지 베어링(113)의 임의의 상대적 전방 이동을 방지하기 위해 지지 베어링(113)이 그것에 지지되는 축방향 정지부(505)에 의해 지지 베어링(113)의 위치가 정면에서 결정된다. 도 1에 도시된 예에서, 축방향 정지부(505)는 클러치 지지체(500)의 주연 홈 내에 안착된 차단 링이다. 대안적으로, 축방향 정지부(505)는 클러치 지지체(500)와 일체일 수 있으며, 후방으로 배향되고 지지 베어링(113)이 그것에 지지되는 축방향 쇼울더를 형성한다.
보다 일반적으로, 지지 베어링(113)은 클러치 지지체(500)와 입력 디스크 캐리어(106)의 내측 세그먼트(111) 사이에 반경방향으로 배열된다. 축방향으로, 지지 베어링(113)은 제 1 또는 제 2 액추에이터(320, 330)에 의해 가해지는 축방향 힘과는 반대측에서 정지된다.
유리하게는, 지지 베어링(113)은, 바람직하게는 축방향 힘과 반경방향 힘의 동시 전달을 가능하게 하는 비스듬한 접촉을 갖는, 볼 베어링이다. 제 1 및 제 2 액추에이터(320, 330)가 대응하는 클러치(100, 200)를 맞물린 상태 또는 맞물림 해제된 상태로 전환시킬 때, 축방향 힘이 대응하는 힘 전달 부재(105, 205)에 의해 전동 샤프트(A1, A2)까지 전달된다. 클러치 지지체(500)에서, 축방향 힘은 지지 베어링(113) 전방에 위치된 축방향 정지부(505)에 의해 흡수된다.
클러치 지지체(500)는 전동 샤프트(A1, A2)가 그 안에 안착되는 실린더이다. 상기 클러치 지지체는 제 2 출력 디스크 캐리어(210)와 전동 장치(400) 사이에서 축방향으로 연장된다. 반경방향으로, 클러치 지지체(500)는 전동 샤프트(A1, A2) 중 하나와 작동 시스템(300)의 케이싱(307) 사이에서 연장된다. 일반적으로, 클러치 지지체(500)는 첫째로 제 1 및 제 2 클러치(100, 200)에 의해 가해지는 반경방향 힘을 견디도록, 그리고 둘째로 작동 시스템(300)을 반경방향으로 지지하도록 배열된다.
케이싱(307)은 클러치 지지체(500)의 주연 홈(520) 내에 안착된 차단 링(600)에 의해 후방에 대해 축방향으로 차단된다. 이에 따라 차단 링(600)은 클러치 지지체(500) 상의 작동 시스템의 상대 위치가 정확하게 정해지는 것을 가능하게 한다. 차단 링은 분할 링 또는 서클립일 수 있다. 차단 링(600)은 클러치 지지체(500)의 주연 홈 및 외부 면을 넘어 반경방향으로 연장된다. 축방향으로, 주연 홈(520)의 폭은 상기 주연 홈(520) 내로의 차단 링의 삽입을 용이하게 하기 위해 차단 링의 축방향 치수보다 크다. 이에 따라, 작동 시스템의 케이싱(307)은 상기 케이싱(307)의 후방 면(305)이 차단 링(600)의 전방 면에 축방향으로 기댈 때까지 클러치 지지체(500) 상에 가압되며, 차단 링(600)의 후방 면은 주연 홈의 후방 면에 지지된다.
작동 시스템(300)의 케이싱(307)은 전동 장치(400)의 전방 면(404) 내의 나사산 형성된 보어(threaded bore)와 협력하기 위해 케이싱(307)의 외측 반경방향 스팬을 통과하는 적어도 하나의 부착 스크류(800)에 의해 전동 장치(400)에 견고하게 연결된다. 유리하게는, 부착 스크류(800)는 축(O) 주위에 규칙적인 각도로 분포된다. 도 1에 도시된 예에서, 부착 스크류(800)는 액추에이터(320, 330)와 제 2 클러치(200) 사이에 반경방향으로 위치된다. 대안적으로, 부착 스크류는 전동 장치(400) 상에의 클러치 기구(10)의 조립 동안 제 1 클러치(100)에 대한 접근 및 그것의 취급을 용이하게 하기 위해, 그리고 상기 클러치 기구(10)의 설계를 단순화하기 위해 제 1 클러치를 넘어 반경방향으로 위치될 수 있다.
클러치의 작동을 최적화하기 위해, 그리고 보다 구체적으로 제 1 및 제 2 액추에이터(320, 330)의 축방향 이동을, 각각, 제 1 및 제 2 클러치(100, 200)에서 맞물린 상태로부터 맞물림 해제된 상태로 전환시키기 위해 요구되는 축방향 이동과 일치시키기 위해, 차단 링(600)과 클러치(100, 200) 사이에서 발견되는 요소의 축방향 치수 체인(axial dimensional chain)이 정합될 필요가 있다. 기발하게도, 도 1에 도시된 예에서, 본 발명은 하나의 측에서 제 1 디커플링 베어링(140)과 제 1 힘 전달 부재(105) 사이에, 그리고 다른 측에서 제 2 디커플링 베어링(240)과 제 2 힘 전달 부재(205) 사이에 각각 축방향으로 위치된 제 1 및 제 2 축방향 오프셋 요소(710, 720)를 사용하는 것을 제안한다.
각각의 축방향 오프셋 요소(710, 720)의 전체 형상은 환형 디스크이다. 각각의 축방향 오프셋 요소(710, 720)의 축방향 치수는 클러치 기구(10)의 조립 작업 동안 취해진 측정, 기계가공 공차, 및 클러치 지지체(500) 상의 케이싱(307)의 조립, 특히 제 1 및 제 2 힘 전달 부재(105, 205) 및 제 1 및 제 2 클러치(100, 200)의 조립의 함수로서 정해진다. 심(shim)(710, 720)의 축방향 치수를 결정하기 위한 방법이 도 2a 및 도 2b를 참조하여 더 상세히 설명된다.
제 1 축방향 오프셋 요소(710)는 제 1 디커플링 베어링(140) 반대편에 반경방향으로 위치된다. 상기 요소는 제 1 힘 전달 부재(105)의 후방 면(125) 내에, 그리고 더 구체적으로는 그것의 반경방향 내측 단부 내에 형성된 보어(126) 내에 안착된다.
제 2 축방향 오프셋 요소(720)는 제 2 디커플링 베어링(240) 반대편에 반경방향으로 위치된다. 상기 요소는 제 2 힘 전달 부재(205)의 후방 면(225) 내에, 그리고 더 구체적으로는 그것의 반경방향 내측 단부 내에 형성된 보어(226) 내에 안착된다.
제 1 및 제 2 축방향 오프셋 요소(710, 720)의 전체 형상은 환형 디스크이다. 제 2 축방향 오프셋 요소(720)의 내경은 클러치 지지체(500)의 삽입을 용이하게 하기 위해 클러치 지지체의 외경보다 약간 더 크다.
변형에서, 제 1 및 제 2 축방향 오프셋 요소(710, 720)는 예를 들어 히칭 핀과 같은 부착 수단(730)에 의해 대응하는 힘 전달 부재(105, 205) 상에 유지된다.
도 3에 도시된 제 1 예시적인 실시예에 따르면, 제 2 축방향 오프셋 요소(720)의 부착 수단(730)은 축방향 오프셋 요소 주위에 각방향으로 분포된 히칭 핀(730a)을 포함한다. 이 예에서, 히칭 핀은 환형 디스크 주위에 120°로 이격된 재료의 돌출 부분이다. 히칭 핀(730a)은 제 1 힘 전달 부재(105)의 후방 면 내에 형성된 보어(126) 내에 삽입되어, 축(O)을 중심으로 한 축방향 중심설정을 가능하게 한다.
도 4에 도시된 제 2 예시적인 실시예에 따르면, 제 2 축방향 오프셋 요소(720)의 부착 수단(730)은 힘 전달 부재(105)를 스탬핑함으로써 형성된 히칭 핀(730b)에 의해 형성된다. 히칭 핀(730b)은 제 1 힘 전달 부재(105)의 보어(126) 내에 형성된 재료의 돌출 부분이다. 120°로 분포된 히칭 핀(730b)은 축방향 오프셋 요소(720)의 외주연부에 지지되어, 축(O)을 중심으로 한 축방향 중심설정을 가능하게 한다.
도 5에 도시된 제 3 예시적인 실시예에 따르면, 제 2 축방향 오프셋 요소(720)의 부착 수단(730)은 축방향 오프셋 요소에 부착된 히칭 핀(730c)을 포함한다. 이 예에서, 히칭 핀(730c)은 힘 전달 부재(105)의 내주연부에 히칭된다.
도 6에 도시된 제 4 예시적인 실시예에 따르면, 제 2 축방향 오프셋 요소(720)의 부착 수단(730)은 축방향 오프셋 요소 상에 직접 형성된 히칭 핀(730d)을 포함한다. 이 예에서, 히칭 핀(730d)은 환형 디스크의 내부에 120°로 이격된 재료의 돌출 부분이다. 히칭 핀(730d)은 힘 전달 부재(105)의 내주연부에 히칭된다.
도 7에 도시된 제 5 예시적인 실시예에 따르면, 제 2 축방향 오프셋 요소(720)의 부착 수단(730)은 축방향 오프셋 요소 상에 직접 형성된 히칭 핀(730e)을 포함한다. 이 예에서, 히칭 핀(730e)은 축방향 오프셋 요소의 환형 면 중 하나 상에 형성된 재료의 돌출 부분이다. 축방향 오프셋 요소(720)는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 이어서 히칭 핀(730e)은 힘 전달 부재(105) 내에 형성된 오리피스 내로 삽입된다.
도 8에 도시된 제 6 예시적인 실시예에 따르면, 제 2 축방향 오프셋 요소(720)의 부착 수단(730)은 축방향 오프셋 요소 상에 직접 형성된 히칭 핀(730f)을 포함한다. 이 예에서, 히칭 핀(730f)은 환형 디스크의 외부에 120°로 이격된 재료의 돌출 부분이다. 히칭 핀(730f)은 제 1 디커플링 베어링(140)의 내주연부에 히칭된다. 변형에서, 히칭 핀은 디커플링 베어링 상에 형성된 노치 내로 삽입될 수 있다.
축방향 오프셋 요소(710, 720)의 올바른 축방향 치수를 결정하기 위한 수단이 도 2a 및 도 2b를 참조하여 아래에 설명된다.
도 2a에 도시된 제 1 단계 동안, 제 1 클러치(100) 및 제 2 클러치(200)를 각각 맞물린 상태로 전환시키기 위해 전방 축방향 힘이 제 1 힘 전달 부재(105) 및 제 2 힘 전달 부재(205)에 가해지며, 제 1 마찰 요소(101, 201)는 하나의 측에서 제 2 마찰 요소(102, 202)에 대해, 그리고 다른 측에서 내측 및 외측 반작용 수단(203, 103)에 대해 가압된다. 이러한 상태는 제 1 및 제 2 힘 전달 부재(105, 205)의 가장 먼 "전방" 축방향 위치이다. 이 위치에서, 하나의 측에서 작동 시스템(300)(도시되지 않음)을 축방향으로 차단하는 차단 링(600)을 수용하는 주연 홈(520)의 후방 면(521)과 다른 측에서 대응하는 제 1 및 제 2 힘 전달 부재(105, 205)의 후방 면 상에 위치된 보어(126, 226)를 분리하는 거리 X1, X2가 측정된다.
도 2b에 도시된 제 2 단계에서, 작동 시스템의 제 1 액추에이터(320) 및 제 2 액추에이터(330)는, 일단 상기 작동 시스템(300)이 클러치 기구(10) 상에 조립되었으면, 대응하는 클러치(100, 200)가 각자의 맞물림 해제된 상태로 전환되는 것을 가능하게 하는 대응하는 위치로 각각 전환된다. 이들 위치는 예를 들어 각각의 액추에이터(320, 330)의 최소 축방향 후방 연장일 수 있다. 바람직하게는, 각각의 액추에이터(320, 330)의 후방 단부와 케이싱(307)의 유압 챔버의 저부 사이에 안전 마진(safety margin)이 유지된다. 유리하게도, 대응하는 클러치(100, 200)의 맞물린 상태에 대응하는 각각의 액추에이터(320, 330)의 위치는 디커플링 베어링(140, 240)의 각각의 외측 링과 각각 케이싱(307)의 전방 면(315, 316) 사이에서 실행되는 기계적 정지에 의해 물리적으로 결정된다. 이들 각자의 위치에서, 하나의 측에서 각각의 디커플링 베어링(140, 240)의 축방향 단부(141, 241)에 의해, 그리고 다른 측에서 작동 시스템(300)이 클러치 기구(10)의 클러치 지지체(500) 상에 장착될 때 차단 링(600)에 지지되는 케이싱(307)의 후방 면(305)에 의해 정해지는 거리 Y1, Y2가 측정된다.
마지막으로, 액추에이터(320, 330)와 대응하는 클러치(100, 200)의 각각의 세트에 대해, 각각의 대응하는 축방향 오프셋 요소(710, 720)의 축방향 치수 e1, e2가 다음의 식을 사용하여 정해질 수 있으며:
여기서 및 는 각각의 클러치(100, 200)가 맞물린 상태로부터 맞물림 해제된 상태로 전환되고 있을 때 그것에 대한 바람직한 축방향 여유 값에 각각 대응하고, L은 차단 링(600)의 축방향 치수이다.
유리하게도, 치수 e1 및 치수 e2는 각각의 축방향 오프셋 요소(710, 720)의 두께이다.
당연히 본 발명은 상기에 설명된 예로 제한되지 않으며 이에 따라 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 이들 예에 대해 많은 수정이 이루어질 수 있다. 특히, 본 발명의 상이한 특징, 형태, 변형 및 실시예는 양립 불가능하거나 상호 배타적이지 않은 상이한 조합으로 서로 관련될 수 있다. 특히, 상기에 설명된 변형 및 실시예 모두가 서로 조합될 수 있다.
Claims (18)
- 자동차의 엔진과 전동 장치(transmission)(400) 사이에 설치되도록 구성되는 클러치 기구(clutch mechanism)(10)로서,
- 적어도 하나의 클러치(100, 200),
- 상기 적어도 하나의 클러치(100, 200)를 반경방향으로 지지하도록 설계된 클러치 지지체(500),
- 상기 적어도 하나의 클러치(100, 200)를 맞물린 상태(engaged state) 또는 맞물림 해제된 상태(disengaged state)로 전환시키는 것을 가능하게 하는 축방향 이동(travel)을 발생시키도록 설계된 적어도 하나의 액추에이터(actuator)(320, 330)를 수용하는 케이싱(307), 및
- 상기 적어도 하나의 액추에이터(320, 330)와 상호작용하는 내측 단부 및 상기 적어도 하나의 클러치(100, 200)와 상호작용하는 상부 단부를 포함하는 적어도 하나의 힘 전달 부재(105, 205)를 포함하는, 상기 클러치 기구(10)에 있어서,
상기 클러치 지지체(500)는 지지 베어링(113)에 의해 상기 적어도 하나의 클러치(100, 200)를 지지하고, 상기 지지 베어링(113)은 반경방향 힘 및 축방향 힘 양자의 전달을 가능하게 하는 오브리크 베어링(oblique bearing) 유형이며,
상기 클러치 기구(10)는 상기 적어도 하나의 클러치(100, 200)에 대해 상기 적어도 하나의 액추에이터(320, 330)를 오프셋(offset)하기 위한 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소(710, 720)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소의 축방향 치수는 적어도, 상기 적어도 하나의 액추에이터(320, 330)와, 대응하는 클러치(100, 200) 사이의 축방향 거리에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소(710, 720)의 축방향 치수는 또한 대응하는 힘 전달 부재(105, 205)의 적어도 하나의 축방향 치수의 함수로서 결정되며, 상기 힘 전달 부재(105, 205)의 축방향 치수는 상기 힘 전달 부재(105, 205)의 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 클러치(100, 200)에 대해, 함께 고려되고 대응하는 액추에이터(320, 330)와 관련된 상기 축방향 오프셋 요소(710, 720)의 축방향 치수는 상기 클러치(100, 200)와, 대응하는 액추에이터(320, 330) 사이의 축방향 여유(clearance)와 동일하며, 상기 클러치(100, 200)는 상기 맞물림 해제된 상태로 전환되고 상기 액추에이터(320, 330)는 맞물림 해제된 최종 축방향 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소(710, 720)는 대응하는 힘 전달 부재(105, 205)에 부착되는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소(710, 720)는 상기 적어도 하나의 액추에이터(320, 330)와, 대응하는 적어도 하나의 클러치(100, 200) 사이의 중간(intermediate) 축방향 위치에 위치되는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 클러치 기구(10)는, 상기 적어도 하나의 액추에이터(320, 330)의 일 단부에 배열된 적어도 하나의 디커플링 베어링(decoupling bearing)(140, 240)을 포함하는 작동 시스템(300)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소(710, 720)는 대응하는 힘 전달 부재(105, 205)의 내측 단부와, 대응하는 디커플링 베어링(140, 240) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 6 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소(710, 720)는 상기 적어도 하나의 힘 전달 부재(105, 205)의 내측 단부에 반경방향으로 위치되는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소(710, 720)는 상기 적어도 하나의 힘 전달 부재(105, 205)와 상기 케이싱(307) 사이에 축방향으로 위치되는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 클러치 기구(10)는,
- 상기 클러치 지지체(500)의 일 단부에 배열된 지지 베어링(113), 및
- 상기 케이싱(307)에 관하여 상기 클러치 지지체(500)를 축방향으로 차단하도록 배열되고, 상기 클러치 지지체(500)의 다른 단부에 축방향으로 배열된 축방향 차단 요소(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 9 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 축방향 차단 요소(600)는 상기 클러치 지지체(500) 내의 원주방향 홈(520) 내에 안착되는 차단 링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 6 항에 있어서,
각각의 클러치(100, 200)의 맞물림 해제된 상태에서, 대응하는 액추에이터(320, 330)의 최종 축방향 위치는 대응하는 디커플링 베어링(140, 240)의 일 단부와 상기 케이싱(307)의 후방 면(face)(305) 사이에서 측정되는 제 1 축방향 치수(Y1, Y2)에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 10 항에 있어서,
각각의 클러치(100, 200)의 축방향 위치는 대응하는 힘 전달 부재(105, 205)의 내측 단부와, 상기 클러치가 상기 맞물린 상태에 있을 때 적어도 하나의 축방향 차단 요소(600)에 지지되는 상기 원주방향 홈(520)의 후방 면 사이에서 측정되는 제 2 축방향 치수(X1, X2)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 9 항에 있어서,
상기 클러치 지지체(500)는 원주방향 홈(520)을 포함하며, 상기 원주방향 홈(520)은 그 안으로의 상기 적어도 하나의 축방향 차단 요소(600)의 삽입을 가능하게 하기 위해 상기 적어도 하나의 축방향 차단 요소(600)의 반경방향 치수보다 작은 반경방향 치수를 갖고, 상기 원주방향 홈(520)의 하나의 면은 상기 적어도 하나의 축방향 차단 요소(600)의 하나의 면이 지지되는 축방향 쇼울더(shoulder)를 형성하는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소(710, 720)는 히칭 핀(hitching pin)(730a, 730b, 730c, 730d, 730e)에 의해 형성되는, 상기 적어도 하나의 힘 전달 부재(105, 205)에 부착하기 위한 수단(730)을 포함하는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 6 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 축방향 오프셋 요소(710, 720)는 히칭 핀(730f)에 의해 형성되는, 상기 제 1 또는 제 2 디커플링 베어링(140, 240)에 부착하기 위한 수단(730)을 갖는 것을 특징으로 하는
클러치 기구. - 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 클러치 기구(10)를 포함하는 자동차용 전동 시스템에 있어서,
- 상기 적어도 하나의 클러치(100, 200)는 적어도 하나의 출력 디스크 캐리어(output disk carrier)(110, 210)에 의해 상기 전동 장치(400)의 적어도 하나의 출력 샤프트(A1, A2)에 회전 결합되고,
- 상기 적어도 하나의 클러치(100, 200)는 입력 플랜지(109)에 회전 결합되고, 상기 입력 플랜지(109)는 적어도 하나의 크랭크샤프트에 의해 회전 구동되는 입력 샤프트에 회전 결합되는
자동차용 전동 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 클러치 기구(10)는 습식 이중 클러치(wet dual clutch)이며,
- 제 1 클러치(100)는 제 1 출력 디스크 캐리어(110)에 의해 상기 전동 장치(400)의 제 1 출력 샤프트(A1)에 회전 결합되고,
- 제 2 클러치(200)는 제 2 출력 디스크 캐리어(210)에 의해 상기 전동 장치(400)의 제 2 출력 샤프트(A2)에 회전 결합되고,
- 상기 제 1 클러치(100) 및 상기 제 2 클러치(200)는 상기 입력 플랜지(109)에 교대로 회전 결합되고, 상기 입력 플랜지(109)는 상기 적어도 하나의 크랭크샤프트에 의해 회전 구동되는 상기 입력 샤프트에 회전 결합되는 것을 특징으로 하는
자동차용 전동 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 클러치 기구(10)를 위한 조립 방법에 있어서,
상기 조립 방법은 상기 적어도 하나의 클러치(100, 200)에 대해 수행되는 다음의 단계:
- 상기 클러치(100, 200)와, 대응하는 액추에이터(320, 330) 사이의 축방향 여유를 측정하는 단계로서, 상기 클러치(100, 200)는 상기 맞물림 해제된 상태에 있고 대응하는 액추에이터(320, 330)는 상기 맞물림 해제된 최종 축방향 상태에 있는, 측정하는 단계,
- 상기 클러치(100, 200)와, 대응하는 액추에이터(320, 330) 사이에 오프셋 요소(710, 720)를 삽입하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 오프셋 요소(710, 720)의 축방향 치수는 대응하는 측정된 축방향 여유와 동일한, 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
조립 방법.
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