KR20040040922A - 유성기어를 이용한 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 종래의 두 개의 마찰판의 접촉상태에 의한 동력단속의 메커니즘을 벗어나 유성기어를 이용한 메커니즘을 제공함으로써, 상기 유성기어가 설치된 캐리어의 회전 가능 및 불가능 상태를 전환함에 의해 동력을 단속할 수 있도록 하여, 보다 간단한 구성 및 내구성을 확보하면서 원활한 동력단속 작용을 할 수 있도록 한다.

Description

유성기어를 이용한 클러치{clutch utilized planetary gear}

본 발명은 엔진과 수동변속기의 사이에 설치되어 엔진으로부터 변속기로 전달되는 동력을 단속하는 클러치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유성기어를 사용하여 종래의 두 개의 마찰판에 의한 방식을 탈피한 새로운 개념의 클러치에 관한 기술이다.

도 1에는 종래에 엔진으로부터의 동력을 변속기로 전달하기 위해서 엔진(100)과 수동변속기(102)의 사이에 설치된 클러치(104)를 개략적으로 도시하고 있는데, 도시된 바와 같이 종래의 클러치는 두 개의 마찰판(106)이 서로 붙었다가 떨어졌다가 할 수 있는 구조로 되어 있어서, 운전자의 클러치페달 조작이 있는 경우에만 상기 마찰판(106)을 서로 이격시켜서 엔진(100)으로부터 수동변속기(102)로의 동력을 차단하도록 하고 있다.

그런데, 상기한 바와 같이 두 개의 마찰판(106)이 접촉하는 상태를 전환함에 의해 동력을 단속하는 클러치 메커니즘은 상기 두 마찰판(106) 사이에서 동력전달의 확실성을 확보하기 위해 큰 접촉압력이 요구되며, 상기와 같은 큰 접촉압력을 확보하면서 마찰판(106)을 축방향으로 이동시킬 수 있는 메커니즘이 필요하므로 그 구성이 복잡해지며, 마찰판(106)의 특성상 마모에 의한 유격의 조정 및 교환이 수반되는 등의 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상기와 같은 두 개의 마찰판의 접촉상태에 의한 동력단속의 메커니즘을 벗어나 유성기어를 이용하여 보다 간단한 구성 및 내구성을 확보하면서 원활한 동력단속 작용을 할 수 있도록 한 유성기어를 이용한 클러치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래에 엔진에서 변속기로 동력이 전달되는 상태를 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 유성기어를 이용한 클러치를 도시한 구조도,

도 3은 도 2의 캐리어에 설치된 유성기어를 도시한 도면,

도 4는 도 2의 클러치가 동력을 차단하고 있는 상태를 도시한 도면,

도 5는 도 2의 클러치가 동력을 전달하고 있는 상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 입력축3; 입력측기어

5; 출력축7; 출력측기어

9; 캐리어11; 유성기어

13; 캐리어의 회전축15; 베어링

17; 스토퍼블록19,21; 경사면

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 유성기어를 이용한 클러치는 입력축에 연결되어 회전 가능하게 설치된 입력측기어와;

상기 입력축의 축선상에 평행하게 위치한 출력축에 연결되어 회전 가능하게 설치된 출력측기어와;

상기 입력측기어와 출력측기어의 사이에서 상기 입력축 및 출력축의 축선을 그 회전축으로 하여 회전 가능하게 설치된 캐리어와;

상기 캐리어의 회전축을 중심으로 공전 가능하고 캐리어에 대하여 자전 가능한 상태로 상기 입력측기어 및 출력측기어에 치합되어 있는 다수의 유성기어와;

상기 캐리어의 회전을 단속하는 스토퍼수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 유성기어를 이용한 클러치를 도시한 구조도로서, 입력축(1)에 연결되어 회전 가능하게 설치된 입력측기어(3)와, 상기 입력축(1)의 축선상에 평행하게 위치한 출력축(5)에 연결되어 회전 가능하게 설치된 출력측기어(7)와, 상기 입력측기어(3)와 출력측기어(7)의 사이에서 상기 입력축(1) 및 출력축(5)의 축선을 그 회전축으로 하여 회전 가능하게 설치된 캐리어(9)와, 상기 캐리어(9)의 회전축을 중심으로 공전 가능하고 캐리어(9)에 대하여 자전 가능한 상태로 상기 입력측기어(3) 및 출력측기어(7)에 치합되어 있는 다수의 유성기어(11)와, 상기 캐리어(9)의 회전을 단속하는 스토퍼수단으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 입력축(1)은 엔진의 크랭크축이 될 수 있으며, 상기 출력축(5)은 수동변속기의 입력축이 될 수 있는바, 본 발명 유성기어를 이용한 클러치가 자동차의 동력 단속 이외의 경우에도 사용될 수 있으므로 포괄적인 표현을 사용하여 이하에서는 입력축과 출력축으로 설명하기로 한다.

상기 입력측기어(3)와 출력측기어(7) 및 캐리어(9)는 종래의 클러치 구조와는 달리 동력의 단속을 위해 축방향의 유동이 요구되지 않고 상기 유성기어(11)를 통해 입력측기어(3)와 출력측기어(7)는 항상 치합되어 있는 상태이다.

상기 캐리어(9)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기한 유성기어(11)가 다수개 원주방향에 균형을 맞추어 설치되어 상기 캐리어(9)에 대하여 자전이 가능하도록 되어 있는바, 두 개의 원형 플레이트 형상으로 형성하여 그 사이에 유성기어(11)의 회전축이 장착되도록 한 후 볼트구멍(10)을 통해 다수의 볼트로 결합할 수 있는 구조를 가지고 있으며, 상기 캐리어(9)의 회전축(13)은 도 2에 도시된 바와 같이 출력축(5)에 베어링(15)을 통해 지지되어 있어서 출력축(5)과 회전력은 전달할 수 없는 상태이지만 캐리어(9)의 위치 및 자세는 유지되도록 구속된 구조이다. 물론, 상기 캐리어의 회전축(13)을 입력축(1)쪽에 상기와 같이 베어링을 사용하여 지지할 수도 있으며, 별도의 베어링장치를 구비하여 지지할 수도 있다.

동력의 단속을 위해서 사용되는 상기 스토퍼수단을 본 실시예에서는 직선 이동하여 상기 캐리어(9)의 원주면을 양측에서 가압하도록 하는 두 개의 스토퍼블록(17)으로 구성하였고, 상기 캐리어(9)에 작용하는 스토퍼블록(17)의 가압력이 보다 원활히 전달되도록 하기 위해서, 상기 캐리어(9)의 원주면은 상기 스토퍼블록(17)과의 접촉면적을 확대하기 위하여 경사면(19)으로 형성하였고, 이에 상응하여 상기 스토퍼블록(17)에는 상기 캐리어의 경사면(19)에 상응하는 경사면(21)을 구비하였다.

물론, 상기 스토퍼블록(17)은 종래에 공지되어 있는 유압장치나 모터 등에 의해 상기 캐리어(9)를 가압할 수 있는 방향으로 직선 이동하여 상기 캐리어(9)의 회전을 억제할 수 있도록 되며, 운전자의 클러치페달 조작 등에 의해 상기 스토퍼블록(17)이 이동될 수 있도록 하는 메커니즘을 사용하여 자동차의 엔진과 수동변속기 사이의 동력단속 작용을 할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 유성기어를 이용한 클러치가 동력을 단속하는 작용을 도 4와 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 참고로 도 4와 도 5는 캐리어(9)에 설치되어 있는 유성기어(11)의 회전상태를 설명하기 위해 입력측기어(3)와 캐리어(9) 및 출력측기어(7)가 서로 이격된 상태로 도시하고 있으나, 실질적으로는 상기한 바와 같이 유성기어(11)의 양측에 입력측기어(3)와 출력측기어(7)가 항상 치합되어 있는 상태이다.

도 4는 입력축(1)으로 공급되는 동력을 차단하고 있는 상태를 도시한 것으로서, 이때에는 상기 스토퍼블록(17)이 상기 캐리어(9)에서 이격되어 있는 상태로서, 입력측기어(3)가 회전하면, 상기 유성기어(11)가 자전하면서 동시에 공전하여 캐리어(9)를 회전시키게 된다.

이때, 상기 유성기어(11)는 자전과 동시에 공전하므로 고정되어 있는 출력측기어(7) 상에서도 자전과 동시에 공전하게 되어 출력측기어(7)는 회전하지 않게 된다. 즉, 입력축(1)으로 공급되는 회전력은 출력축(5)으로 통과되지 않는다.

도 5에는 입력축(1)으로 공급된 동력을 출력축(5)으로 전달하고 있는 상태로서, 입력축(1)의 회전 방향에 대하여 반대방향의 회전력을 출력축(5)으로 출력하게 된다.

즉, 상기 스토퍼블록(17)이 캐리어(9)에 가압하여, 캐리어(9)의 회전을 억제하므로, 상기 입력측기어(3)가 회전되면, 상기 캐리어(9)의 유성기어(11)는 공전을 하지 못하고 자전만 하게 되므로, 상기 유성기어(11)의 자전에 의해 상기 출력측기어(7)가 입력측기어(3)의 회전방향의 반대방향으로 회전되게 되는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성된 클러치는 상기 캐리어(9)의 회전상태를 가능 또는 불가능 상태로 전환함에 의해 동력을 단속하게 되므로, 마찰판의 높은 접촉압력을 확보하면서 마찰판을 축방향으로 이동시켜야 하는 복잡한 구성이 요구되지 않고, 마찰판의 마찰 및 마모에 의해 내구성이 저하되는 문제가 발생하지 않게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래의 두 개의 마찰판의 접촉상태에 의한 동력단속의 메커니즘을 벗어나 유성기어를 이용한 메커니즘을 제공함으로써, 캐리어의 회전 가능 및 불가능 상태를 전환함에 의해 동력을 단속할 수 있도록 하여, 보다 간단한 구성 및 내구성을 확보하면서 원활한 동력단속 작용을 할 수 있도록 한다.

Claims (3)

1. 입력축에 연결되어 회전 가능하게 설치된 입력측기어와;

   상기 입력축의 축선상에 평행하게 위치한 출력축에 연결되어 회전 가능하게 설치된 출력측기어와;

   상기 입력측기어와 출력측기어의 사이에서 상기 입력축 및 출력축의 축선을 그 회전축으로 하여 회전 가능하게 설치된 캐리어와;

   상기 캐리어의 회전축을 중심으로 공전 가능하고 캐리어에 대하여 자전 가능한 상태로 상기 입력측기어 및 출력측기어에 치합되어 있는 다수의 유성기어와;

   상기 캐리어의 회전을 단속하는 스토퍼수단;

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 클러치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스토퍼수단은

   직선 이동하여 상기 캐리어의 원주면을 측면에서 가압하도록 하는 한 개 이상의 스토퍼블록으로 구성된 것

   을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 클러치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 캐리어의 원주면은 상기 스토퍼블록과의 접촉면적을 확대하기 위하여 경사면으로 형성되고,

   상기 스토퍼블록에는 상기 캐리어의 경사면에 상응하는 경사면이 구비된 것

   을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 클러치.