KR19990083423A - 이중클러치전진/후진전환기의구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 쌍의 스프링으로 결합되는 클러치 장치와 한 쌍의 리프터 핀을 구비하며, 각각의 핀은 대응하는 클러치 중의 하나를 해제하도록 작동하는 이중 클러치 전진/후진 장치에 관한 것이다. 전진/후진 장치의 구동 장치는 하우징, 하우징에 회전 가능하게 장착된 축, 및 축에 회전 가능하게 장착된 중공 실린더형 슬리브를 구비한다. 축과 슬리브는 리프터 핀에 작동 가능하게 결합되어 있다. 축은 외주 상에 형성된 캠면을 가진다. 슬리브는 한 쌍의 개구를 가지며, 상기 개구를 통해 캠면이 노출된다. 한 쌍의 리프터는 하우징 내에 선회 가능하게 지지된다. 각각의 리프터는 대응하는 리프터 핀 중의 하나와 결합하는 한쪽 측면과, 대응하는 상기 개구를 통과한 캠면 중의 하나와 결합 가능한 다른 쪽 부분을 가진다. 따라서 각각의 캠면은 리프터에 의해서 리프터 핀 중의 하나와 작동 가능하게 결합한다. 슬리브는 슬리브의 벽이 축에서 리프터를 결합 해제하도록 작용하는 위치에서 회전 가능하므로 축이 회전하는 중에 양 클러치가 결합 해제된다. 이후에 축은 회전하여 한쪽 또는 다른 쪽 클러치와 선택적으로 결합한다.

Description

이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치{Dual Clutch Reverser Actuating Mechanism}

본 발명은 전동 장치의 전진/후진 전환기에 관한 것이며, 보다 자세하게는 상기 전환기의 기계적인 구동 장치에 관한 것이다.

유압 구동식 클러치를 구비한 전진/후진 전환기를 포함하여 유압 작동식 전동 장치는 공지되어 있다. 이와 같은 전동 장치는 유압 펌프가 필수 구성 요소이며, 펌프에 동력을 공급하게 되면 전동 장치의 전체 작동 효율이 감소된다. 이 문제에 대한 해결책은 병행 출원 중인 미국 특허 출원 제 09/070,357 호에 기재되어 있는 것과 같은 이중 클러치 전진/후진 셔틀 전환기를 제공하는 것이다. 이와 같은 이중 클러치 장치에 대해서, 기계적으로 작동하는 구동 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 또한 종래의 유압식 전진/후진 셔틀 전환기에 의해서 제공된 것과 유사한 전환 특성을 제공하는 기계적인 구동 메카니즘을 가지는 것도 바람직하다. 또한, 전동이 임의의 기어에서 발생하고 있는 중에도 셔틀 전환이 가능한 구동 장치를 가지는 것도 바람직하다. 또한 전동 장치가 다른 기어 범위로 전환되었을 때, 양 클러치가 결합 해제되는 양의 중립 오버라이드 기능을 제공하는 기계적인 구동 장치와 같은 것을 가지는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 기계적으로 작동하는 이중 클러치 전진/후진 전환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 양의 중립 오버라이드 기능을 제공하는 기계적인 구동 장치와 같은 것을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 유압 구동식 전진/후진 셔틀 전환기에 의해서 제공되는 것과 유사한 전환 특성을 제공하는 것이다.

이들 및 다른 목적은 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치가 제공되는 본 발명에 의해서 달성된다. 전환기는 한 쌍의 스프링 결합 클러치 장치와 한 쌍의 리프터 핀을 구비한다. 각각의 핀은 대응하는 클러치 중의 하나와 연결 해제되도록 이동 가능하다. 구동 장치는 그 표면에 형성된 캠면을 가지는 축을 구비한다. 중공 실린더형 슬리브는 축에 회전 가능하게 장착되어 있다. 슬리브는 캠면이 관통되어 노출되는 한 쌍의 개구를 구비한다. 한 쌍의 리프터 레버는 하우징 내에 선회 가능하게 장착되어 있다. 각각의 리프터는 대응하는 리프터 핀 중의 하나와 결합하는 한쪽 측면과, 캠면 중의 하나와 결합 가능한 다른 측면을 가진다. 슬리브는 회전 가능하기 때문에 슬리브의 표면이 리프터를 선회시켜 양 클러치를 연결 해제하며 축에서 리프터를 연결 해제하므로 축이 회전하여 셔틀 전환이 가능해진다. 슬리브는 이후에 캠면과 리프터가 리프터 핀과 협동한 위치까지 되돌아가서 다른 쪽과는 연결을 유지하면서 한쪽의 클러치를 연결 해제한다.

도 1은 본 발명에 따른 이중 클러치 전진/후진 전환기의 사시도.

도 2는 도 1의 이중 클러치 전진/후진 전환기의 단면도.

도 3은 도 1의 이중 클러치 전진/후진 전환기의 측면도.

도 4는 도 2의 선 4-4 을 따라서 취한 단면도.

도 5는 도 3의 선 5-5 을 따라서 취한 단면도.

도 6은 도 2의 선 6-6 을 따라서 취한 단면도.

도 7은 도 6에 대해서 좌측으로 본 본 발명의 내부 셔틀축의 측면도.

도 8은 도 7의 선 8-8 을 따라서 취한 단면도.

도 9는 도 8의 선 9-9 을 따라서 취한 단면도.

도 10은 본 발명의 외부 셔틀축 또는 클러치 보강 슬리브의 하면도.

도 11은 도 10의 선 11-11 을 따라서 취한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 이중 클러치 전진/후진 전환기

12: 하우징14: 입력축

16: 입력 기어18: 전진 클러치 기어

20: 후진 클러치 기어22: 출력축

24: 베어링30: 전진 불 기어

32: 후진 불 기어34, 36: 클러치 조립체

56, 58: 리프터 핀59: 구동 장치

66: 핀 99: 그루브

101: 멈춤 볼104: 얕은 블라인드 보어(리세스)

도 1 내지 도 4를 참조하면, 이중 클러치 셔틀 전환기 또는 후진 장치(10)는 각 단부의 베어링에 의해서 입력축(14)을 회전 가능하게 지지하는 하우징(12)을 구비한다. 입력 기어(16)는 축(14)의 키홈부에 회전 불가능하게 연결되어 있다. 입력 기어(16)는 전진 클러치 기어(18)와 후진 클러치 기어(20)에 맞물림 결합되어 있다. 전진 클러치 기어(18)는 베어링(24)을 통해서 출력축(22)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 후진 클러치 기어(20)는 베어링(28)을 통해서 아이들러축(26)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 전진 불 기어(30: forward bull gear)는 출력축(22)에 회전 불가능하게 장착되어 있고, 후진 불 기어(32)는 아이들러축(26)에 회전 불가능하게 장착되어 있다. 기어(30 및 32)는 서로 맞물린 상태로 결합되어 있다. 각각의 클러치 기어(18, 20)는 각각의 클러치 조립체(34, 36)에 의해서 각각의 축(22, 26)에 결합되어 있다.

각각의 클러치 조립체(34, 36)는 카네마츠 유에스에이 인코포레이티드(Kanematsu USA, Inc.)의 자회사인 에프. 씨. 씨. 컴퍼니 리미티드(F. C. C. Co. Ltd.)에서 제조하는 것과 같은 일반적으로 상업적으로 입수 가능한 오토바이 클러치에 약간의 변경을 가한 것과 기본적으로 유사하며, 스프링 결합되고, 수동 또는 기계적으로 연결 해제되는 클러치이다. 본원에서는, 상업적으로 입수 가능한 클러치에 클러치 리프터 플레이트와 베어링을 추가하고, 저더 스프링(judder spring)과 저더 시트(이들 양자는 모두 도시하지 않음)를 제거하는 등 변형시켜 추가적인 운전 여유를 제공하고, 이에 의해서 클러치 기어(18 및 20)의 리벳 부착이 가능해지고, 키홈 결합된 입력축을 수용하도록 하였다. 도 4를 참조하면, 클러치(34 및 36)는 각각 리프터 핀(56 또는 58)의 상향 이동에 의해 연결 해제되며, 클러치(34 및 36)는 나란하게 배치되어 있으며 서로에게서 측방으로 이격되어 있다.

리프터 핀(56, 58)의 위치와 클러치(34 및 36)의 결합 상태는 각각, 도 4와 도 6에서 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이 구동 장치(59)에 의해 제어된다. 구동 장치(59)는 하우징(12) 내에 선회 가능하게 장착되고, 리프터 핀(56 및 58)과 결합되는 리프터 또는 레버(60 및 62)를 구비한다. 도 6에서 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 리프터(60, 62)는 대응하는 리프터 핀(56, 58) 상의 단부를 수용하는 리세스(64)와 리프터(60, 62) 몸체 내의 단차진 보어(68) 내로 삽입되는 핀(66)을 구비한다.

구동 장치(59)는 하우징(12)의 대향 측벽에 형성된 보어(72 및 74)를 구비한다. 중공 실린더형 슬리브(76: 외측 셔틀축 또는 클러치 오버라이드 슬리브)는 베어링(78 및 80)에 의해 보어 내에서 회전 가능하게 지지된다. 클러치 오버라이드 레버(82)는 슬리브(76)의 외측 단부에 부착되며, 유리하게는 연동 장치(도시하지 않음)에 의해서 발로 작동되는 페달(도시하지 않음)에 결합된다. 내측 셔틀축(84)은 베어링(86 및 88)에 의해서 내측 슬리브(76)에 회전 가능하게 장착된다. 셔틀 전환 레버(90)는 축(84)의 외측 단부에 고정되며, 유리하게는 링크 장치(도시하지 않음)에 의해서 예를 들어 차체 운전대(도시하지 않음)에 위치한 손으로 작동되는 레버와 같은 수동 작동 셔틀 전환 조작자 제어 장치(도시하지 않음)에 결합된다.

이제 도 5 및 도 7 내지 도 9를 참조하면, 내측축(84)은 관통 보어(92)를 가진다. 핀(94)이 보어(92) 내로 가압되어 레버(90)를 제 위치에 유지한다. 환형 그루브(96)는 축(84)의 다른쪽 단부에 형성되어 있다. 그루브(96)는 하우징(12) 내에서 축방향으로 제 위치에 축(84)을 유지하는 위치 설정 핀(97)을 수용한다. 도 5에서 가장 잘 도시한 바와 같이, 얕은 그루브(99)는 축(84)의 단부에 근접하여 축방향으로 연장되어 있다. 멈춤 볼(101)이 그루브(99) 내로 바이어스되어 도 5 및 도 6에 도시된 위치에서 축(84)을 연결 해제 가능하게 유지한다. 멈춤 볼(101)은, 예를 들어 카 레인 매뉴팩처 컴퍼니(Carr Lane Mfg. Co.)와 같은 회사가 제조하는 상업적으로 입수 가능한 스프링 플런저를 사용하여 바이어스된다.

도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 방사 방향의 깊은 블라인드 보어(blind bore) 또는 리세스(98)는 제 위치에서 축(84) 표면으로 연장되어 리프터(60)의 핀(66)과 결합 가능하게 된다. 얕은 블라인드 보어 또는 리세스(100)는 보어(98)와 겹치면서 교차한다. 도 9에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 방사 방향의 깊은 블라인드 보어 또는 리세스(102)는 제 위치에서 축(84) 표면으로 연장되어 리프터(62)의 핀(도시하지 않음)과 결합 가능하게 된다. 얕은 블라인드 보어 또는 리세스(104)는 보어(102)와 겹치면서 교차한다. 도 7 내지 도 9에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 보어(98 및 102)의 축선은 서로에 대해서 60 도의 각도로 지향되어 있다. 도 3 및 도 7 내지 도 9를 살펴보면, 도시된 위치에서의 레버(90)와 연결 해제된 양 클러치(34, 36)에 대해서, 보어(98)의 축선은 보어(100)의 축선과 레버(90)의 수직 축선에 대해서 반시계 방향으로 30 도 지향되어 있다. 마찬가지로, 보어(102)의 축선은 보어(104)의 축선과 레버(90)의 수직 축선에 대해서 시계 방향으로 30 도 지향되어 있다. 이 경우에, 도 6에서 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 리프터(60)의 단부 핀(66)은 얕은 보어(100)에 의해서 수용되며, 리프터(62)의 핀(도시하지 않음)의 단부는 얕은 보어(104)를 수용한다. 도 7 내지 도 9에서, 한 쌍의 캠면은 서로 축 방향으로 이격되어 있고, 양 캠면의 얕은 리세스(100, 104)는 축(84)의 축선을 또한 포함하는 평면 내에 포함되며, 깊은 리세스(98 및 102)는 그 축선이 각각 상기 평면의 아래 위로 30 도로 지향된다.

이제 도 10 및 도 11을 참조하면, 슬리브(76)는 위치 설정 핀(97)이 관통하여 연장되는 슬롯(110)을 포함하며, 따라서 핀(97)이 슬리브(76)를 축방향으로 제 위치에 유지하는 한편 제한된 양만큼 슬리브(76)를 회전시킨다. 한 쌍의 십자형 개구(112 및 114)는 슬리브(76)의 벽에 형성되어 있으며, 따라서 리프터(60)의 리프터 핀이 개구(112)를 통해 관통하여 연장되고 리프터(62)의 리프터 핀은 개구(114)를 통해 연장된다.

<작동모드>

도시된 위치에서의 레버(90 및 82)에 있어서, 리프터(60 및 62)의 핀은 각각 얕은 내측 축 보어(100 및 104)에 의해서 수용되며, 양 클러치(34 및 36)는 연결 해제된다. 클러치(34 및 36)의 스프링력은, 리프터(60 및 62)의 핀을 통해 축(84)에 작용하며, 정상적으로는 축(84)과 레버(90)가 중립 위치에서 벗어나는 회전을 방지하는데 충분하다.

장치(10)를 전진으로 전환하기 위해서는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 조작자가 클러치 페달(도시하지 않음)을 밟아서 레버(82)를 시계 방향으로 40 도 선회시킨다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 이는 슬리브(76)를 회전시키며 이에 따라서 개구(112 및 114)를 둘러싸는 슬리브(76)의 벽이 리프터(60 및 62)와 결합하게 되고 리프터(60 및 62)의 하단부를 오른쪽으로 선회시킨다. 이는 리프터(60 및 62)의 핀이 얕은 보어(100 및 104)에서 벗어나도록 한다. 리프터 핀이 더 이상 축(84)에 힘을 가하지 않기 때문에, 레버(90) 및 축(84)이 회전 가능하다.

클러치 페달(도시하지 않음)이 밟혀 있고, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 레버(90)와 축(84)이 시계 방향으로 30 도 선회되고, 따라서 클러치 페달이 연결 해제되는 경우에는, 리프터(60)의 핀이 보어(98)에 의해서 수용되고, 도 6에 도시한 바와 같이 리프터(60)의 하단부는 왼쪽으로 선회되며, 전진 클러치(34)는 연결되고 출력축(22)은 입력축(14)에 대해서 반대 방향으로 회전하게 된다. 이와 동시에, 리프터(62)의 핀은 축(84)의 외측 직경 상에 위치하게 되고, 후진 클러치(36)는 연결 해제된 상태로 유지된다. 이후에 토크는 기어(16 및 18)와 클러치(34)를 통해서 입력축(14)에서 출력축(22)으로 흐르게 되며, 출력축(22)은 입력축(14)과 마찬가지로 반대 방향으로 회전한다. 리프터(60)의 핀이 보어(98)에 의해서 수용되기 때문에, 축(84)은 상기 전진 위치에서 클러치 페달(도시하지 않음)을 다시 밟기 전까지는 회전하지 않는다.

장치(10)를 다시 중립 위치로 전환하기 위해서, 조작자는 클러치 페달을 밟아서, 레버(90)와 축(84)을 반시계 방향으로 30 도 회전시켜서 상술한 원래의 중립 위치로 되돌려야 한다.

마찬가지로, 장치(10)를 후진으로 전환하기 위해서는, 조작자는 클러치 페달(도시하지 않음)을 밟아, 도 3에 도시된 중립 위치에서 레버(90)와 축(84)을 30 도 반시계 방향으로 회전시키고, 이후에 클러치 페달의 연결을 해제하여야 한다. 이는 리프터(60)의 핀이 축(84)의 외측 직경 상에 위치하도록 하고, 리프터(62)의 핀이 깊은 보어(102) 내로 들어가게 한다. 이는 리프터(62)의 하단부를 축(84)을 향해 선회시키고 이에 의해서 후진 클러치(36)가 연결된다. 이후에 토크는 기어(16 및 20), 클러치(36), 및 기어(32 및 30)를 통해서 입력축(14)에서 출력축(22)으로 흐르게 되며, 출력축(22)은 입력축(14)과 마찬가지로 동일한 방향으로 회전하게 된다. 리프터(62)의 핀이 보어(102)에 의해서 수용되기 때문에, 축(84)은 상기 전진 위치에서 클러치 페달(도시하지 않음)을 다시 밟기 전까지는 회전하지 않는다.

장치(10)를 다시 중립 위치로 전환하기 위해서, 조작자는 클러치 페달을 밟아서, 레버(90)와 축(84)을 시계 방향으로 30 도 회전시켜서 상술한 원래의 중립 위치로 되돌려야 한다.

본 발명을 특정한 실시예와 관련하여 설명하였지만, 상술한 설명에 비추어 보아 본 기술 분야에서 숙련된 자에게 많은 대안, 변형 및 변종이 가능하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허 청구 범위의 정신 및 범위 내에 포함되는 이와 같은 모든 대안, 변형 및 변종을 수용하고자 한다.

Claims (15)

1. 한 쌍의 클러치를 갖는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치로,

   하우징과,

   하우징에 회전 가능하게 장착되고, 그 외측 외주 상에 형성된 한 쌍의 캠면을 갖는 축을 포함하며, 각각의 캠면은 대응하는 클러치 중 하나에 작동 가능하게 결합되며, 축은 회전 가능하여 캠면이 클러치의 결합 및 해제를 제어하도록 작동하는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 축은 회전 가능하게 장착되고 내부에 형성된 한 쌍의 개구를 가지는 중공 실린더형 슬리브를 추가로 포함하며, 상기 개구는 캠면을 노출시키고 캠면과 클러치 사이의 협동을 가능하게 하며, 슬리브는 슬리브의 벽이 양 클러치를 결합 해제하도록 작동하는 위치로 회전 가능한 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 하우징 내에는 선회 가능하게 지지되는 한 쌍의 리프터 부재를 추가로 포함하며, 각각의 리프터 부재는 대응하는 클러치 중 한쪽과 결합하는 한쪽 측면과, 상기 개구 중 하나를 통해서 캠면 중 하나와 결합 가능한 다른쪽 부분을 구비하는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 하우징내에는 선회 가능하게 지지되는 한 쌍의 리프터 부재를 추가로 포함하며, 각각의 리프터 부재는 대응하는 클러치 중 한쪽과 결합하는 한쪽 측면과, 상기 개구 중 하나를 통해서 캠면 중 하나와 결합 가능한 다른쪽 부분을 구비하는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 각각의 캠면은 축의 표면에 형성된 깊은 리세스와 얕은 리세스를 포함하는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 깊은 리세스와 얕은 리세스는 서로 부분적으로 겹치는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
7. 제 5 항에 있어서, 한 쌍의 캠면은 서로 축방향으로 이격되어 있으며, 양 캠면의 얕은 리세스는 축의 축선을 포함하는 평면에 포함되는 축선을 가지는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
8. 한 쌍의 클러치 장치를 구비하는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치로서,

   하우징과,

   하우징 내에 회전 가능하게 장착된 축과,

   축상에 회전 가능하게 장착되는 중공 실린더형 슬리브를 포함하며, 축과 슬리브는 클러치에 작동 가능하게 결합되며, 축은 상기 클러치의 한쪽 또는 다른쪽과 선택적으로 결합하도록 회전되며, 슬리브는 양 클러치가 결합 해제되는 중립 위치로 회전 가능한 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 축은 외측 외주 상에 형성된 한 쌍의 캠면을 구비하며, 각각의 캠면은 대응하는 클러치 중 하나에 작동 가능하게 결합되며, 축은 회전 가능하여 캠면이 클러치의 결합 및 해제를 제어하도록 작동하는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 슬리브는 내부에 형성된 한 쌍의 개구를 구비하며, 상기 개구는 상기 캠면을 노출시키며 캠면과 클러치 사이의 협력을 가능하게 하며, 슬리브는 슬리브의 벽이 양 클러치와 연결 해제되도록 작동되는 위치까지 회전 가능한 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 하우징 내에는 선회 가능하게 지지되는 한 쌍의 리프터를 추가로 포함하며, 각각의 리프터 부재는 대응하는 클러치 중 하나와 결합하는 한쪽 측면과, 대응하는 상기 개구 중 하나를 관통하여 캠면 중 하나와 결합 가능한 다른 부분을 구비하는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
12. 제 9 항에 있어서, 하우징 내에는 선회 가능하게 지지되는 한 쌍의 리프터를 추가로 포함하며, 각각의 리프터 부재는 대응하는 클러치 중 하나와 결합하는 한쪽 측면과, 캠면 중 하나와 결합 가능한 다른 부분을 가지는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
13. 제 9 항에 있어서, 각각의 캠면은 축의 표면에 형성된 깊은 리세스와 얕은 리세스를 포함하는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 깊은 리세스와 얕은 리세스는 부분적으로 서로 겹치는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.
15. 제 13 항에 있어서, 한 쌍의 캠면은 서로 축방향으로 이격되어 있으며, 양 캠면의 얕은 리세스는 축의 축선을 포함하는 평면 내에 포함되는 축선을 가지는 이중 클러치 전진/후진 전환기의 구동 장치.