KR20050032012A - 듀얼 클러치 변속기들을 위한 오일 관리 시스템 - Google Patents

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토머스이.주니어 브래포드
마틴 게르라흐
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보르그워너 인코퍼레이티드
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Abstract

본 발명은 유체 구동 피스톤들 및 원심력에 의해 유도되는 피스톤 챔버안의 유체에 의해 가해지는 바람직하지 않은 압력을 상쇄하는 유체 구동 균형 챔버들을 갖는 듀얼 및 다른 다중 클러치 어셈블리들에 대한 개량된 유체 관리 시스템을 제공한다. 다른 개선점들 중에서, 시스템은 낮은 그렇지 않으면 불충분한 유속의 조건에서 바람직한 유체 수준을 유지하도록 하는 효과적이고 비용효율적인 유체 공급 채널들 및 공급 개구들의 배열을 제공한다. 다른 관점에서, 시스템은 유체의 유동이 정지하거나 중단되는 조건에서 균형 챔버들을 위한 저장조를 제공한다.

Description

듀얼 클러치 변속기들을 위한 오일 관리 시스템{OIL MANAGEMENT SYSTEM FOR DUAL CLUTCH TRANSMISSIONS}
본 발명은 일반적으로 오일 또는 자동 듀얼 클러치 변속기들에 사용되는 것들과 같은 다른 유체 시스템을 사용하는 변속기의 클러치 메커니즘에 대한 것이다.
자동 변속기들의 하나의 형태는 기어박스 또는 다른 기어 변속 메커니즘으로 토크를 전달하기 위해 듀얼 클러치 시스템을 사용한다. 이러한 듀얼 클러치 시스템은 수동, 조력형 수동 또는 자동 변속기들에 사용된다. 듀얼 클러치 시스템들은 전형적으로 클러치에 의해 클러치로부터의 한 쌍의 축들 중의 하나에서 변속기 기어박스로 전달되는 엔진으로부터의 단일 토크 입력을 갖는다.
토크 입력은 한 쌍의 선택적으로 물림이 가능하고, 압축성이 있는 클러치 디스크들의 다발을 통해서 전달된다. 이러한 듀얼 클러치 시스템들은 전형적으로 제1의 및 제2의 클러치 다발을 갖고, 각 다발은 구동 디스크들의 세트와 종동 디스크들의 세트를 갖는다. 구동 디스크들은 작동이 가능하게 토크 입력에 연결되고, 종동 디스크들은 작동이 가능하게 출력축들 중의 하나에 연결된다. 예를 들면, 클러치 다발/출력축들의 하나는 기어박스의 짝수번호의 기어들에 토크를 전달하고 다른 축은 홀수번호의 기어들과 후진기어들에 토크를 전달한다.
선택적으로 디스크 다발들을 압축시킴에 의해, 조작자 또는 조작 시스템은 소정의 기어들로 토크를 전달하기 위해 구동 디스크들과 종동 디스크들을 마찰적으로 물리게 한다. 전달되는 토크의 양은 디스크들이 물림하는 정도, 엔진 속도 및 다른 관련인자들에 좌우된다. 다른 다발들이 물림하고 있는 반면에 하나의 디스크 다발이 비작동의 상태에 있기 때문에, 기어박스에서 추가적인 기어가 선택되고 비작동의 클러치 다발에 연결된 출력축에 물림한다. 기어변속은 작동하는 다발을 이탈하여 이미 새로운 기어와 물림한 비작동의 다발을 작동시킴에 의해 이루어진다. 따라서 새로운, 소정의 기어로 이동하는데 소요되는 시간이 단축될 수 있고, 클러치 물림 및 이탈의 중단들이 감소될 수 있으며, 부드러운 기어변속이 달성될 수 있다.
많은 듀얼 클러치 시스템들은 제1 및 제2 클러치 배열들을 서로에 대하여 반경방향으로 위치시킨다. 다른 시스템들에서, 제1 및 제2 클러치 배열들은 클러치 메커니즘의 회전중심축선을 따라 서로 평행하게 위치한다.
많은 듀얼 클러치 시스템들에서, 클러치 출력축들은 상호간에 동심으로 배열된다. 이러한 배열의 한 예는 제1의 내측 클러치 출력축이 클러치 다발들의 하나에 연결되고 다른 클러치 다발과 연결되어 있는 중공의 제2의, 외측 클러치 출력축의 안으로 위치한다. 제1 또는 제2 클러치 다발들의 어느 하나의 선택적인 작동은 예를 들면 엔진 구동축으로부터의 토크 입력을 내측 또는 외측 출력축들 중의 하나로 허락한다.
각 클러치 다발은 반경방향으로 연장된 고리형 피스톤들에 의해 유압으로 작동될 수 있다. 피스톤들은 종종 클러치 지지대에 가장 가까운 위치로부터 그 클러치 다발들 각각의 외측 클러치 판들로 연장된다. 피스톤들은 고리형 실린더 및/또는 클러치의 내측 벽면들과 함께 각 피스톤의 압력 챔버를 규정한다. 유체(전형적으로 변속기 오일)의 유동이 압력 챔버로 따라서 피스톤들 중의 하나로 가해지게 되면, 피스톤은 클러치 다발에 대하여 클러치 다발의 디스크들을 압축하고 마찰적으로 물림하는데 충분한 힘으로 접촉한다.
작동의 동안에, 클러치로의 토크 입력은 전체의 클러치를 통해 전달되고, 클러치를 중심축선의 주위로 회전시킨다. 몇몇의 경우에, 클러치는 또한 정지된 축(들)의 주위를 회전하며, 그리고 다른 시스템들에서 그 축들이 또한 회전한다. 결과적으로, 클러치의 회전은 클러치와 압력 챔버에 있는 오일 또는 다른 유체들에 원심력을 가하게 된다. 압력 챔버의 특정점에서의 원심력의 양은 어셈블리, 엔진의 회전속도 및 클러치의 회전중심축선으로부터 유체의 거리에 따라 변화된다. 많은 적용예들에서, 이러한 원심력의 효과들은 압력 챔버내의 유체들이 피스톤들에 바람직하지 않은 압력을 작용하게 하는 원인이 된다. 이러한 바람직하지 않은 압력은 피스톤이 그 각각의 판 다발과 자체물림하도록 하거나 피스톤이 판 다발로부터 이탈하는 것을 방해하도록 한다.
따라서, 많은 시스템들에서, 피스톤에 대하여 압력 챔버의 유체들의 원심력을 감소시키거나 상쇄하는데 충분한 대칭력을 주는 것이 바람직하다. 압력 챔버의 원심력의 효과를 보상하기 위한 하나의 고안은 피스톤의 반대측에 균형 챔버를 제공한다. 이 균형 챔버는 역시 클러치의 회전에 의해 생성되는 원심력의 지배를 받는 변속기 오일 및/또는 오일을 공급받는다. 이 유체는 압력 챔버의 유체에 의해 가해지는 것에 대향하거나 상쇄하는 압력을 생성하는데 충분한 양이 공급된다. 많은 시스템들에서, 그 결과는 일반적인 대향하는 압력들의 감소 또는 제거이며, 순수한 클러치 작용 힘은 따라서 클러치를 작동하기 위해 압력 챔버에 보내지는 지시 압력에 의해 가해지는 힘과 대략적으로 동일하다.
"습식" 클러치 시스템들에서, 오일, 변속기 유체 또는 다른 윤활유체의 안정적인 흐름 또한 클러치를 통하여 유지된다. 윤활 유체는 공급 채널들과 클러치 다발들을 통해 흐르고 클러치 디스크들, 밀봉부재 및 다른 운동 부품들에 윤활을 제공한다. 이 유체의 흐름은 더 나아가서 클러치 특히 디스크 다발들을 냉각하는 중요한 역할을 한다.
피스톤들에 압력을 작용하거나, 균형 챔버들에 공급되거나 그리고 클러치 어셈블리들을 윤활하고 냉각시키는 이 유체의 흐름은 펌프나 저장조로부터 축이나 클러치 출력축들을 둘러싼 지지대 안에 위치한 일련의 채널들을 통해서 관리된다. 채널 시스템은 클러치 안에 독립된 기능들을 위한 분리된 통로들을 제공하여 이들 기능들을 위해 다른 유체의 유속 및/또는 압력의 사용을 허락한다.
예를 들면, 압력 챔버 안으로의 유체의 유속은 각각의 클러치 다발에 대하여 피스톤들의 작동 및 비작동에 따라 실질적으로 증가하고 감소한다. 윤활 및 냉각 유체의 클러치 디스크 다발들로의 흐름 또한 종종 중요하며, 가끔은 피스톤 또는 균형 챔버들을 위해 요구되는 것보다 더 중요하다. 결과적으로 많은 듀얼 클러치 시스템들에서, 이러한 각 기능들을 위한 유체의 유동을 효과적으로 제어하는 것은 어렵다.
균형 챔버내의 유체를 과도하게 그것들에 압력을 가하지 않도록 적정한 수준으로 유지하는 것이 바람직하다는 것이 대칭챔버에 있어서 중요하다. 만약 대칭챔버가 유체를 충분히 포함하고 있지 않으면, 증가된 원심력 때문에 엔진 및/또는 클러치 회전 속도가 증가함에 따라 대칭챔버와 관계된 클러치 피스톤은 클러치 다발을 자체물림하기 쉽다. 반대로, 만약 대칭챔버의 유체가 과압상태가 되면, 클러치의 회전 속도가 증가함에 따라 관계된 클러치가 자체이탈하기 쉽다.
듀얼 클러치 시스템에서 유체의 유동 변화성은 낮은 유속의 조건에 있는 고정된 또는 정지된 유체 공급 축들을 갖는 시스템에서 또한 중요하다. 이러한 시스템들에서 전달 채널은 일반적으로 슬리브 및/또는 축의 상부면에 장착된다. 이는 유체들이, 중력 및 유체 유동을 방해하는 다른 힘들에 저항하면서, 챔버 안으로 및 밖으로 이동할 것을 요구한다. 이러한 유체 유동 조건하에서, 이들 채널로부터의 유체 유동은 균형 챔버 수준을 적절한 수준으로 유지하는데 충분하지 않다.
유사하게, 종종, 차량의 발진과 같은 경우 차량이 완전히 시동되기 이전에 저장조의 유체가 균형 챔버의 안으로 전달될 수 있고 유체 전달 시스템이 유체를 클러치로 전달할 필요가 있다. 또한 유체의 유동이 잠시 동안 중단되고 클러치에 균형 챔버를 위한 유체를 공급하는 저장조의 유체가 요구되는 다른 경우들도 있다.
본 발명은 유체작동 피스톤들과 원심력에 의해 유도되는 피스톤 챔버내의 유체에 의해 가해지는 바람직하지 못한 압력을 상쇄하는 유체작동 균형 챔버들을 갖는 클러치 어셈블리들을 위한 개량된 유체 관리 시스템을 제공한다. 개량된 시스템은 효과적이고 비용효율적인 낮은, 그렇지 않다면 불충분한, 유속의 조건에서 바람직한 유체 수준들의 유지를 가능하게 하는 유체공급채널들과 공급 개구들의 배열을 제공한다.
한 측면에서, 시스템은 균형 챔버들로의 제1공급개구 및 제2공급개구를 개구들을 연결하는 공급 도관과 함께 이용한다. 저유속의 조건에서, 중력은 제1개구로부터 공급 도관을 통해 제2개구로의 유체들의 흐름을 도와준다. 제2개구는 균형 챔버들로 중력에 의해 보조되는 유체들의 흐름을 제공하기 위해 위치한다. 공급 도관에 의해 연결되는 복수의 공급 개구들의 사용은 그렇지 않으면 목적을 달성하기에 불충분한 저유속의 조건하에서 균형 챔버들 안의 유체를 충분한 수준으로 유지하도록 한다.
다른 측면에서, 시스템은 균형 챔버들과 윤활 및 냉각의 목적들을 위한 유체의 유동을 제공하는 공통 유동 채널의 효율적인 사용을 허락한다. 이 측면에서, 본 발명은 윤활과 냉각의 목적들을 위한 유체 유동이 균형 챔버들로의 공급을 위한 목적에 바람직한 것을 초과하는 조건하에서 균형 챔버들로의 일관되고 바람직한 유체 유동의 유지를 가능하게 한다. 더 다른 측면에서, 개량된 시스템은 유체의 공급이 일정 시간동안 정지하거나 중단되는 조건하에서 균형 챔버들을 위한 유체의 저장조를 제공한다.
시스템의 더 다른 측면에서, 듀얼 클러치 어셈블리는 제1클러치 디스크 다발과 제2클러치 디스크 다발을 보유한다. 클러치는 디스크 클러치 다발들에 연결된 엔진 구동으로부터의 토크 입력을 공급받는다. 각 클러치 디스크 다발은 압력 챔버가 유체에 의해 가압될 때에 디스크 다발을 반대로 압축하도록 배치된 피스톤을 갖는 압력 챔버와 관련된다. 시스템에 사용되는 유체들은 일반적으로 하나 또는 그 이상의 오일들, 첨가물을 갖는 오일들, 변속기 유체들 또는 자동차 변속기들에의 사용에 적합한 다른 유체들이다. 각 클러치 다발은 압력 챔버들 안의 유체들에 작용하는 원심력의 효과를 감쇄하기 위해 피스톤에 대하여 압력을 제공하도록 배치된 균형 챔버와 더욱 관련된다.
제1 및 제2 디스크 다발들은 제1 및 제2 클러치 출력축과 각각 연결된다. 출력출들은 차례로 기어박스에 연결된다. 제1 클러치 출력축은 토크를 전달하여 한 세트의 기어들을 구동하도록 배치되고, 제2 클러치 출력축은 토크를 전달하여 다른 세트의 기어들을 구동하도록 배치된다. 각 축에 의해 구동되는 기어들의 특정한 조합들은 특정한 적용품들에 따라 좌우된다.
본 발명의 한 측면에서, 클러치는 또한 예를 들면 저장조를 포함하는 유체의 원천, 적어도 하나의 유체 펌프, 하나 또는 그 이상의 유체 밸브들 및 클러치 챔버들로의 유체의 유동을 조절하는 제어기를 보유한다. 유체의 원천은 클러치 피스톤들을 가동하는데 필요한 유체 유동을 제공하고, 균형 챔버들로 유체를 제공하며, 다른 클러치 부품들로 윤활 및 냉각 유체를 제공한다. 클러치는 따라서 유체 원천에서 압력 챔버들, 균형 챔버들 및 클러치를 통한 윤활과 냉각 유로들로의 하나 또는 그 이상의 유체 유동 채널들을 보유한다.
각 유체 채널은 클러치 압력 챔버들 중의 하나로, 하나 또는 두개의 균형 챔버들로, 및/또는 윤활 및 냉각 유로들로 유체를 전달하도록 배치된 채널 개구들을 보유한다. 본 발명의 한 측면에서, 채널들은 클러치 출력축들과 클러치 허브 및/또는 하나 또는 두개의 클러치 다발 어셈블리들을 지니는 지지대들 사이에 장착된 슬리브의 안에 형성된다. 슬리브는 일반적으로 클러치의 작동중에 정지해있고 따라서 작동시에 클러치 허브, 압력 챔버들, 균형 챔버들 및 디스크 다발들은 슬리브의 주위를 회전한다. 유사하게, 다중의 슬리브들 또는 다중부품 슬리브들이 동일한 목적으로 사용되며, 다른 클러치 구성품들로의 유체 채널들을 제공하는 다른 대안들이 본 발명의 다른 측면들에서 사용된다.
이 측면에서, 슬리브는 제1 클러치 압력 챔버로 유압을 가하기 위한 유체 채널을 제공하고, 윤활 및 냉각 유로들로 유동 유체를 공급하는 대용량 채널을 제공한다. 본 발명의 이 측면은 또한 균형 챔버들로 유체를 공급하며, 그 뿐만 아니라 유체의 유동이 소정의 수준을 초과하면 추가적인 유체는 윤활 및 냉각 유로들로 공급되는 채널을 제공한다.
각 채널은 적절한 챔버 및/또는 윤활 및 냉각 유로들로의 유체 통로와 소통하는 채널 개구를 포함한다. 채널 개구들은 그 개구와 각각의 유체 통로들이 밀봉의 결합을 하도록 슬리브 둘레에 원주상으로 및 슬리브에 대하여 다른 위치들에 배치된다. 균형 챔버들로의 개구들은 슬리브의 상부에 위치하는 제1개구 및 제1 개구로부터 떨어져 있고 저유압의 조건에서 균형 챔버들로 유체를 공급하기 위한 제2 개구를 포함한다.
제2의 저압의 개구는 링 홈을 통해 제1 개구와 유체 소통을 한다. 균형 챔버 공급 채널의 끝에 있는 쵸크 벽 또는 세그먼트는 낮은 유속에서도 링 홈으로 유체를 유도한다. 제2의 저압 개구는 균형 챔버들로의 유체의 유동을 중력이 보조하도록 하는 위치에, 예를 들면, 제1 개구와 대향하는 슬리브의 바닥부분을 따라 위치한다. 결과적으로, 제1의 상부 개구로부터 균형 챔버들로 충분한 유체 유동을 하도록 하는데에는 종종 부적합한 유체 압력하에서 균형 챔버로의 견실한 유체의 유동이 가능해진다. 유체 유동이 정지된 조건들에서, 링 홈 및 추가적인 저압 균형 채널 개구는 또한 피스톤의 작은 움직임에 대해 적절한 균형을 제공하는데 충분한 유체 저장조의 역할을 할 수 있다.
이 측면에서, 본 발명의 유체 관리 시스템은 저압의 조건에서 균형 챔버를 유효한 수준으로 채우는 능력을 실질적으로 감소시키지 않고도 전반적인 유체 유동의 감소를 허락한다. 본 발명은 또한 이전 시스템들의 작동을 저해하거나 방해하였던 유체 유동의 일시적인 중단을 보상한다. 결과의 하나로서 본 발명은 광범위한 작동 조건에서 우수한 응답성을 갖는 클러치를 제공한다. 본 발명은 또한 다른 장점들 중에서 클러치 시스템을 위한 유체 유동 요구조건 및 부피를 감소시키도록 한다. 이러한 감소는 클러치의 유체 저항의 감소, 유체 시스템의 마모 및 유체의 요구되는 부피를 감소시키고 사용자들에게는 연료 감소와 다른 비용 절감을 제공한다.
제1 외측 클러치 디스크 다발(12)과 제2 내측 클러치 디스크 다발(14)을 갖는 듀얼 클러치에 채택되는 본 발명의 한 측면이 도 1에 도시된다. 클러치는 엔진 견인 축, 플라이휠, 토크 컨버터 또는 다른 엔진 구동 입력(미도시)으로부터의 토크 입력을 받는 구동 입력 허브(16)를 포함한다. 이 실시예에서, 구동 입력 허브(16)는 토크 입력 원천을 외측 하우징(20)에 연결하며, 제1 및 제2 클러치 디스크 다발들(12, 14)의 구동 디스크들과 작동하도록 연결된 스플라인(16)을 포함한다.
제1 클러치 출력 스플라인(22)은 제1의 외측 디스크 다발(12)의 종동 디스크들과 작동하도록 연결되고, 제2 클러치 출력 스플라인(24)은 제2의 내측 디스크 다발(14)의 종동 디스크들과 작동하도록 연결된다. 일반적인 적용품에서, 제2 출력 스플라인(24)은 제2 내측 디스크 다발(14)이 가동될 때에 구동토크를 기어박스(미도시)의 소정의 기어들로 전달하기 위해 제1 외측 구동축에 키 결합된다. 유사하게 제1 출력 스플라인(22)은 일반적으로 제1 구동축의 안에 배치된 제2 구동축(미도시)에 키 결합된다. 제2 내측 견인 축은 제1 외측 클러치 다발(12)로부터 다른 일반적으로는 기어박스의 보조 기어들로 구동 토크를 전달하도록 작동이 가능하게 배치된다. 구동축들은 또한 후진 기어와 같은 기어박스의 다른 세트의 기어들로 구동토크를 제공한다.
따라서, 제1의 및 제2의 디스크 다발들(12, 14)은 선택된 변속점들에서 양호한 기어들 사이의 변경을 제공하기 위하여 기어박스의 하나 또는 그 이상의 기어들로 순서에 맞고 시간에 맞게 토크를 전달하도록 선택적으로 작동한다.
도 1 및 2에 나타난 실시예에서, 제1 및 제2 디스크 다발들(12, 14)은 복수의 교차하는 클러치 디스크들을 포함한다. 제1의 외측 디스크 다발(12)은 구동 디스크 지지대(32)에 장착된 구동 클러치 디스크들(30)을 포함한다. 제1 디스크 다발(12)은 또한 구동 디스크들(30)의 사이에 배치되고 종동 디스크 지지대(36)에 장착되는 종동 디스크들(34)을 포함한다. 외측 구동 디스크들(30) 및 외측 종동 디스크들(34)은 끝의 구동 디스크(30a)로 압력이 작용할 때에 끝의 디스크(30b)가 일반적으로 고정된 경우를 제외하고는 가역적으로 및 압축적으로 이동(일반적으로 하나 또는 그 이상의 키 길들로)이 가능하다.
제2의 내측 디스크(14) 다발은 유사하게 구동 디스크 지지대(40)에 장착된 구동 클러치 디스크(38)를 포함한다. 제2 다발(14)은 구동 디스크들(40)의 사이에 배치되고 종동 디스크 지지대(44)에 장착되는 종동 디스크들(42)을 더 포함한다. 내측 구동 디스크들(38) 및 내측 종동 디스크들(42)은 유사하게 끝의 구동 디스크(38a)에 대해 압력이 작용할 때에 가역적으로 및 압축적으로 이동(일반적으로 하나 또는 그 이상의 키 길들로)이 가능하다.
구동 디스크들(30, 38) 및 종동 디스크들(34, 42)은 클러치 적용품들에 사용하기에 적합한 다양한 물질들로 만들어진다. 이러한 물질들은 구동 디스크들(30, 38)로부터 종동 디스크들(30, 42)로 효과적으로 토크를 전달하도록 충분한 마찰적 물림을 제공해야 하고, 디스크 다발들(12, 14)의 반복적이고 압축적인 물림 및 이탈을 허용하도록 충분한 내구성을 지녀야 한다. 이러한 물질들의 예들은 강철, 금속 혼합 물질들, 마찰 페이싱들이 구비된 디스크들 및 유사한 마찰재료들을 포함한다. 본 발명의 이 측면에서, 디스크 다발들은 또한 윤활 및 냉각 유체의 유동의 지배를 받는다. 따라서, 이 예들의 디스크 마찰물질은 이러한 "습식" 환경에 적합해야 한다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 외측 다발 구동 디스크 지지대(32)는 일단이 외측 하우징(20)에 고정된 제1의 외측 다발 구동판(46)에 부착된다. 외측 다발 구동판(46)의 대향하는 끝은 클러치 지지대 허브(48)에 고정된다. 외측 다발 종동 디스크 지지대(36)는 일단이 그 대향하는 단부에 외측 다발 출력축 스플라인(22)을 갖는 외측 다발 종동판(50)에 부착된다. 내측 구동 디스크 지지대(44)는 유사하게 내측 다발 구동판(52)의 일단에 부착된다. 내측 다발 구동판(52)은 그 대향하는 단부가 클러치 지지대 허브(48)에 고정된다. 내측 종동 디스크 지지대(44)는 차례로 출력축 스플라인(24)의 대향하는 단부에 고정되는 내측 종동판(54)의 일단에 부착된다.
따라서, 클러치가 작동할 때에, 구동 토크는 허브(16)와 외측 하우징(20)을 통해서 외측 구동판(46)으로, 이에 따라 제1 구동 디스크들(30)과 클러치 허브(48)로 전달된다. 클러치 허브(48)는 추가적으로 구동 토크를 내측 다발 구동판(54)으로 이에 따라 내측 다발 구동 디스크들(38)로 전달한다.
디스크 다발들(12, 14)을 가동하기 위해, 제1 외측 다발(12)은 제1의 이탈된 위치에서 끝의 구동 디스크(30a)가 물림된 제2위치로 선택적으로 변위할 수 있는 제1 외측 피스톤(56)을 구비한다. 물림 되었을 때에 외측 피스톤(56)은 점진적으로 외측 클러치 구동 디스크들(30) 및 종동 디스크들(34)을 함께 압축하여 구동 디스크들(30)로부터 종동 디스크들(32)로 점진적으로 구동토크를 전달한다. 그 구동토크는 이에 따라 외측 다발 종동판(50)에 의해 외측 출력축 스플라인(22) 및 그 대응하는 클러치 출력축으로 전달된다.
마찬가지로, 제2 내측 다발(14)은 이탈된 위치로부터 끝의 내측 구동 디스크(38a)를 물림하는 위치로 선택적으로 변위할 수 있는 제2 내측 피스톤(58)을 구비한다. 내측 피스톤(58)은 구동 디스크들(38) 및 종동 디스크들(42)을 함께 점진적으로 압축하여 구동 디스크들(38)로부터 종동 디스크들(42) 및 내측 종동판(54) 및 그에 부착된 출력축을 갖는 출력축 스플라인(24)으로 구동토크를 전달한다.
외측 피스톤(56)은 게다가 제1 외측 압력 균형 또는 보상 챔버(62)와 제1 외측 압력 인가 챔버(60)를 분리한다. 이 실시예에서, 균형 챔버(62)는 외측 피스톤(56)의 일부분, 외측 피스톤 지지대벽(64) 및 내측 구동판(52)에 의해 형성된다. 제1의 외측 판 스프링(66)은 외측 피스톤(56)을 물림하면서 외측 균형 챔버(62)에 위치한다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 제1 판 스프링(64)은 외측 피스톤(56)을 그 물린 위치에서 그 이탈 위치로 치우치도록 한다.
내측 피스톤(58) 또한 제2의 내측 압력 균형 또는 보상 챔버(70)로부터 제2 내측 압력 인가 챔버(68)를 분리한다. 이 실시예에서, 내측 균형 챔버(70)는 내측 피스톤(58)의 일부분과 내측 피스톤 지지대(72) 및 내측 균형 챔버벽(74)에 의해 형성된다. 내측 압력 보상 챔버(70)의 안에 위치하는 스프링 보유부(76)에 하나 또는 그 이상의 코일 스프링들이 있다. 코일 스프링들(76)은 내측 피스톤(58)을 내측 클러치 다발(14)을 물림하는 위치에서 이탈하는 위치로 치우치도록 한다.
제1의 외측 압력 인가 챔버(60)는 이탈로부터 외측 디스크 다발(12)을 물림하는 위치로의 피스톤(56)의 가역적인 움직임은 허락하면서 실질적으로 압력 인가 챔버(60)로부터의 유체의 유동을 방지하는 하나 또는 그 이상의 밀봉부들(78)을 구비한다. 이 실시예에서, 밀봉부들은 제1 외측 피스톤(56)에 장착되며, 외측 구동판(46) 및 외측 피스톤 지지대 벽(64)과 밀봉적인 물림을 한다. 외측 균형 챔버(62) 또한 실질적으로 균형 챔버(62)로부터의 유체의 유동을 방지하는 하나 또는 그 이상의 밀봉부들(80)을 구비한다. 다른 밀봉적인 배열들이 압력 인가 챔버(60) 및 피스톤(56) 및 균형 챔버(62)의 특정한 배열구성과 구조에 따라 사용될 수 있다.
제2의 내측 압력 인가 챔버(68)는 제2의 내측 피스톤(58)이 이탈되지 않은 상태로부터 외측 디스크 다발(14)과 물림하는 위치로 가역적인 운동을 허락하는 동시에 실질적으로 내측의 압력 인가 챔버(68)로부터의 유체의 유동을 방지하는 하나 또는 그 이상의 밀봉부들(82)을 구비한다. 이 실시예에서, 밀봉부들은 제2의 내측 피스톤(58)에 장착되고 내측 다발 구동판(52) 및 내측 피스톤 지지대 벽(72)과 밀봉적인 물림을 한다. 내측 균형 챔버(70)는 실질적으로 균형 챔버(62)로부터의 유체의 유동을 방지하는 하나 또는 그 이상의 밀봉부들(84)을 구비한다. 다른 밀봉적인 배열들이 압력 인가 챔버(68) 및 피스톤(58) 및 균형 챔버(70)의 특정한 배열구성과 구조에 따라 사용될 수 있다.
제1의 외측 판 클러치 다발의 피스톤(56)은 이탈의 위치에서 물림의 위치로 변위하여 압력 인가 챔버(60)의 유압의 작용에 의해 제1의, 외측 디스크 다발(12)을 압축한다. 유압은 도 3과 관계하여 설명될 밸브를 제어하는 제어기의 관리하에 오일 펌프로부터의 유체 흐름의 증가에 의해 공급된다. 충분한 유체가 스프링(66)의 편향력을 극복할 때까지 챔버내의 유압을 증가시키기 위해 압력 인가 챔버(60)로 공급되고 피스톤(56)은 이동하여 디스크 다발 압력판(30a)과 물림한다. 추가적인 유체가 디스크 다발(12)을 압축하기 위해 압력 챔버(60)로 공급되고 의도한 양만큼의 토크 전달이 구동 디스크들(30)로부터 종동 디스크들(34)로 제공된다.
제2 내측 피스톤(58)은 오일펌프, 밸브 및 제어기 시스템으로부터 제2의 , 내측 압력 인가 챔버(68)로의 유체의 공급에 의해 유사하게 가동된다. 코일 스프링 어셈블리(76)의 편향력을 극복하도록 챔버내의 유압을 증가시키기 위해 충분한 유체가 내측, 압력 인가 챔버(68)로 공급된다. 유압은 제2 내측 피스톤(58)이 이동하여 내측 디스크 다발 압력판(38a)과 물림하고 내측 다발 구동 디스크들(38)로부터 내측 다발 종동 디스크들(42)로 의도한 양만큼의 토크 전달을 제공하기 위해 디스크 다발(14)을 압축할 때까지 증가한다.
제1 및 제2 균형 챔버들(62, 70)은 게다가 외측 압력 인가 챔버(60) 및 내측 압력 인가 챔버(68) 각각에서 압력 인가 챔버들(60, 68)안의 유체에 가해지는 원심력의 결과로 작용하는 압력을 상쇄시키는데 충분한 유동이 공급된다. 클러치(10)가 엔진에 의해 공급되는 토크에 의해 회전할 때에, 압력 인가 챔버들(60, 68)의 유체의 가속이 피스톤들(56, 58)에 압력을 작용하게 된다. 원심력에 기인한 압력 인가 챔버(60, 68)내의 압력 증가는 클러치(10)의 회전속도 및 클러치의 회전축선으로부터의 유체의 거리에 의존하여 변동한다. 원심력은 엔진속도(및 클러치 회전)가 증가함에 따라 증가하고 엔진속도(및 클러치 회전)의 감소에 따라 감소하는 경향이 있다. 위 설명한 바와 같이, 만약 이러한 압력의 변동이 점검되지 않는다면, 피스톤(56, 58)은 의도하지 않게 디스크 다발들(2, 14)을 물림하고, 디스크 다발들의 작동중에 바람직하지 않은 압력변동에 처하게 되며, 디스크 다발들의 이탈이 방해받는 것을 경험하게 된다.
균형 챔버들(62, 70)은, 따라서, 원심력에 기인한 압력 인가 챔버들(60, 68)내의 압력 변동들을 상쇄시키기 위해 충분한 유체를 공급받는다. 균형 챔버들(62, 70)의 유체들은 또한 압력 인가 챔버들(60, 68)내의 유체에 작용하는 것들에 비례하는 원심력들의 지배를 받으므로, 그것들은 피스톤들(56, 58) 각각의 반대측에 압력을 가한다. 따라서, 클러치(10)의 회전속도의 변화는 압력 인가 챔버들(60, 68) 및 그 각각의 균형 챔버들(62, 70) 양자의 압력의 비례적인 증가와 감소를 유발한다. 각각의 균형 챔버들(62, 70)의 유체를 충분한 양으로 유지하는 것에 의해, 압력 인가 챔버들(60, 68)의 원심력에 의해 야기되는 유압은 균형 챔버들(62, 70)에서 유도된 유압에 의해 상쇄될 수 있다.
도 1 및 2에 도시된 실시예에서, 클러치(10)는 유체 분배 슬리브(88)가 지지대 허브(86) 및 클러치 출력축들(미도시)의 사이에 배치된 상태에서 정지된 지지대 허브(86)에 대하여 회전한다. 밀봉부로 또한 작용하는 복수의 베어링들(90)이 클러치 허브(48)와 지지대 허브(86)의 사이에 위치하여 지지대 허브(86)의 둘레로 클러치(10)가 회전하도록 한다.
복수의 롤러 베어링들(92)이 제2 내측 종동판(54)과 지지대 허브(86)의 사이에; 종동판(54)과 제1 종동판(50)의 사이에; 및 외측 하우징(20)과 외측 다발 종동판(50)의 사이에 구비된다. 이들 롤러 베어링들(92)은 종동판들(50)이 서로간에 상대적으로, 클러치 허브(48)에 대해 상대적으로, 및 지지대 허브(86)와 외측 하우징(20)에 대해 상대적으로 회전하도록 한다. 본 발명의 몇몇 측면들에서, 롤러 베어링들(92)은 또한 클러치로부터 실질적인 유체의 누출을 방지하는 밀봉부들로서 기능한다.
압력 인가 챔버들(60, 68), 균형 챔버들(62, 70), 및 냉각 및 윤활 유로들로의 유동은 오일펌프, 밸브 및 제어기 시스템과 소통하는 공급채널(94)로부터 흐른다. 유체는 분배 슬리브(88)를 통해 및 분배 슬리브(88)내의 하나 또는 그 이상의 유체 채널들을 통해 흐른다. 채널들은 압력 및 균형 챔버들로 유체를 공급하기 위해 클러치 허브(48)의 포트들과 소통하는 개구들을 포함한다.
예를 들면, 슬리브(88)는 제1 압력 인가 챔버(60)와 소통하는 포트로의 개구를 갖는 채널을 구비한다. 유사하게 슬리브(88)는 제2 압력 인가 챔버(68)로의 포트(104)와 소통하는 개구들을 갖고 및 균형 챔버들(62, 70) 각각으로의 포트들(102, 106)로의 개구를 갖는 채널들을 구비한다. 유체 분배 슬리브(88)는 냉각 및 윤활 유로들과 특히 클러치 다발들(12, 14)을 위한 것들로의 유체의 유동을 위해 일반적으로 슬리브(88)의 말단 단부에 있는 개구(108)를 더 포함한다. 유체 분배 슬리브(88)는 특정한 적용에 의존하여 다른 유체 유로들과 대안의 유체 채널들을 규정한다.
도 3은 본 발명의 이 측면에 의해 제공되는 유동 시스템을 개략적으로 도시한 것이다. 제어기(110)는 유체펌프(112) 및 펌프(112) 및 유체 저장조(미도시)로부터의 유체의 유동을 한정하거나 중단하도록 하는 유동 밸브들(114a, 114b, 114c)에 작동이 가능하게 연결된다. 제어기(110)는, 본 실시예에서, 자동차 엔진 제어 시스템의 일부를 형성하며, 일반적으로 다양한 데이터(클러치 작동자의 변속 입력, 엔진 속도, 가속페달 위치, 엔진 및/또는 차량 부하, 엔진 온도 등)를 감시하도록 프로그램 된 마이크로프로세서를 포함한다.
제어기의 프로그래밍 및 작동자 및 차량으로부터의 입력에 기초하여, 제어기는 유동을 증가 또는 감소시키기 위해 펌프를 제어하고, 클러치(10)의 의도한 작동에 적합하도록 밸브들(114)의 개방 또는 폐쇄를 제어한다. 도 3에 도시된 실시예에서, 제어기는 펌프(112)로부터 밸브(114a)를 통해 제1 외측 압력 인가 챔버(60)로의 공급유동, 그리고 밸브(114b)를 통해서 제2 내측 압력 인가 챔버(68)로의 유동을 제어한다.
도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 밸브(114a)에 의해 제어되는 유체는 슬리브(88)의 공급 채널(116)을 통해서, 허브들(48, 86)의 포트(100)를 통해서 제1 외측 압력 인가 챔버(68)로 유동한다. 상기 설명한 바와 같이, 유압이 증가하면 제1 외측 피스톤(56)이 이동하여 제1 외측 디스크 다발(12)과 물림의 작동을 한다. 밸브(114a)의 폐쇄에 의한 유압의 감소는 유사하게 스프링(66)이 디스크 다발(12)로부터 피스톤(56)을 이탈시키도록 한다.
도 3 및 5에 도시된 바와 같이, 밸브(114b)에 의해 제어되는 유체는 슬리브(88)의 공급 채널(118)을 통해, 허브들(48, 86)의 포트(102)를 통해 제2의, 내측 압력 인가 챔버(68)로 유동한다. 증가된 유압은 제2 내측 피스톤(58)이 제2 내측 디스크 다발(14)과 물림하는 가동을 하도록 한다. 밸브(114b)의 폐쇄에 의한 유압의 감소는 유사하게 스프링(76)이 디스크 다발(14)로부터 피스톤(58)을 이탈시키도록 한다.
밸브들(114a, 114b)을 개방 및 폐쇄시킴에 의해, 제어기는 부드러운 기어변속을 제공하는데 필요한 부분적인 및/또는 전체적인 디스크 다발(12, 14)의 선택적인 물림을 한다. 한 측면에서, 이 부드러운 변속은 적합한 클러치 출력축과 함께 기어박스의 다음의 적절한 기어의 예비물림에 의해 얻어질 수 있다. 기어변속이 요구될 때에, 완전히 물려졌던 클러치 다발은 그 대응하는 압력 인가 챔버의 유압을 감소시킴에 의해 점진적으로 이탈한다. 요구되는 구동 및 종동 디스크들이 완전히 물림되어 다음의 선택된 기어로의 변속이 완료될 때까지 다른 클러치 다발의 유압이, 차례로 또는 동시에, 증가한다.
도 3, 6 및 7에 또한 도시된 바와 같이, 제어기는 균형 챔버들(62, 70) 및 윤활 및 냉각 유로들(124)로의 유체의 공급을 조절하는 밸브(114c)의 작동을 제어한다. 본 실시예에서, 유동은 분리기(118)에서 제1의 대용량 윤활 및 냉각 채널(12) 및 제2의 균형 챔버 채널(122)로 분리된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 대용량 윤활 및 냉각 채널(12)은 포트(108a)를 통해서 윤활 및 냉각 유로들(124)로의 유체를 제어한다. 유체는 클러치 허브(48), 지지대 허브(86)와 제2의, 내측 종동판(54)의 사이의 베어링들 및/또는 밀봉부들(90a, 92a)를 통하는 또는 둘레의 유로들을 따라서 유동한다. 시스템의 특정한 적용예 의존하여 다른 윤활 및 냉각 유로들이 또한 사용될 수 있다.
본 실시예에서, 윤활 및 냉각 유로들(124)은 내측 종동판(54)과 내측 종동판 지지대(44)의 개구들(126)을 통해서; 제2의, 내측 판 다발(14)을 통하여 및 그 둘레로; 및 내측 구동판 지지대(40) 및 내측 구동 디스크 판(52)의 개구들(128)을 통해서 연장된다. 윤활 및 냉각 유로들(124)은 또한 외측 디스크 종동판(50)과 외측 종동 디스크 지지대(36)의 개구들(13)을 통해서; 디스크 다발(12)을 통해서 및 그 둘레로; 및 외측 구동 디스크 지지대(32) 및 외측 구동 판(46)의 개구들을 통해서 연장된다.
도 3 및 7에 도시된 바와 같이, 균형 및 윤활/냉각 유동 채널(122)은 균형 챔버들(62, 70) 각각을 위한 제1 및 제2 포트들(102, 106)로의 유동을 제어한다. 채널(122)은, 게다가, 채널(122)내 유체의 유속이 소정의 수준을 초과할 때에 채널(122)의 끝의 배출 포트(108b)를 통해 윤활 및 냉각 유로들(124)로 유체가 유동하도록 하는 채널 쵸크 또는 쓰로틀(134)을 구비한다. 따라서, 채널(122)을 통한 유체의 유동은 양쪽 균형 챔버들(62, 70)의 유체 수준을 유지하는 기능을 하며, 더 나아가 클러치 디스크 다발들(12, 14)을 통하는 윤활 및 냉각 유동을 보조한다.
도 8a 및 8b는 윤활 및 냉각 유로들로의 배출구(108) 뿐만 아니라 유체 공급 채널들(116, 118, 120, 122)로부터 각각의 포트들(100, 102, 104, 106)로의 개구들을 포함하는 유체 공급 슬리브(88)의 단부(88a)를 나타낸다. 도 8a 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 유체 공급 슬리브의 단부(88a)는 포트(100)를 통해 제1 외측 압력 인가 챔버(60)로 유체를 공급하는 채널(116)으로부터의 개구(136)를 구비한다. 도 5 및 8a에 도시된 바와 같이, 유체 공급 슬리브의 단부(88a)는 포트(102)를 통해 제2 내측 압력 인가 챔버(68)로 유체를 공급하기 위한 채널(118)로부터의 개구(138)를 구비한다.
슬리브 단부(88a)는 또한 도 6 및 8a에 도시된 대용량 윤활 및 냉각 채널(120)로의 개구(140)를 구비한다. 개구(140)는 냉각 및 윤활 유로들(124)로 유체를 유동시키기 위해 슬리브(108a)의 끝의 배출 포트로 연장된다. 본 실시예에서, 대용량 채널 개구(140)는 디스크 다발들(12, 14)의 윤활 및 냉각에 대한 요구를 실질적으로 만족(및 가끔은 초과하도록)시키는데 충분한 유체의 유동을 제공하도록 크기 지워진다.
슬리부 단부(88a)는 윤활 및 냉각 유로들(124) 뿐만 아니라 균형 챔버들(62, 70)로의 유체 유동을 공급하는 채널(122)로의 개구(142)를 더 구비한다. 본 실시예에서, 개구(142)는 슬리브(88)의 상부에 위치하고, 양쪽 포트들(102, 106)과 균형 챔버들(62, 70)로 동시에 유체를 유동시키도록 크기 지워진다. 개구(142)는 유사하게 피스톤들(56, 58)이 가동되어 균형 챔버들(62, 70)의 부피를 감소시킬 때에, 포트들(102, 106)을 통해 균형 챔버들(62, 70)로부터의 유체의 유동을 받아들이도록 크기 지워진다. 개구(142)는, 게다가, 포트(108b)를 통해 윤활 및 냉각 유로들(142)로의 유체의 유동을 제공하도록 크기 지워진다.
유체 통과 포트(108b)는 채널(122)의 유체를 소정의 양으로 및 균형 챔버들(62, 70)로의 소정의 유체유동을 유지시키기 위해 쵸크 또는 쓰로틀(134)에 의해 제한된다. 채널(122)을 통과하는 유체의 유동이 오일펌프(112)로부터의 입력 또는 균형 챔버들(62, 70)로부터의 유체 유동에 의해 소정의 수준을 초과할 때에, 유체는 쵸크(134) 및 포트(108b)를 통과하여 윤활 및 냉각 유로들(142)로 넘어간다.
도 7a, 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 슬리브 단부(88a)는 저압 공급 도관 또는 링 홈(144) 및 저압 균형 개구(146)를 더 구비한다. 저압 공급 도관(144)은 채널(122) 및 개구(142)와 유체를 소통하고, 저압 균형 채널 공급 개구(146)로의 흐름을 제어한다. 저압 균형 채널 개구(146)는 균형 챔버들(68, 70)로의 포트들(102, 106)의 일부분과 유체를 소통한다. 본 실시예에서, 저압 균형 채널 개구(146)는 상부 개구(142)의 반대편인 슬리브(88)의 하부에 위치한다.
저압 공급 도관(144)은 슬리브(88)의 상부 개구(142)의 끝에 가깝게 위치하고, 슬리브 주위의 둘레에서 저압 균형 챔버 공급 개구(146)로 연장된다. 저압 공급 도관(144)은, 게다가, 공급 도관(144)으로 유체를 제어하는 것을 돕는 쵸크(134)에 가깝게 위치한다. 따라서, 채널(122)을 통한 유체 유동이 저속 또는 저압일 때에, 쵸크(134) 및 중력의 작용이 저압 공급 도관(144)으로의 유체의 유동을 제어한다. 이에 따라 유체는 저압 균형 채널 개구(146)로 안내되고 개구(146)에 인접한 포트들(102, 106)의 부분으로, 그리로 그것들을 통과하여 균형 챔버들(62, 70)로 전달된다.
저압 균형 채널 공급 개구(146)는 고정되어 있기 때문에, 개구(142)의 아래에서, 유체의 유동은 개구(142)를 통해 충분한 유체의 유동이 유지될 수 없는 낮은 압력/유동 조건에서조차도 균형 챔버들(62, 70)로 유지될 수 있다. 비록 개구(142, 146)를 통하는 유속의 차이에 대한 설명이 본 발명에 필요하지는 않지만, 이 효율성은 중력(개구의 크기 및 유체의 점도 뿐만 아니라)에 의해 제한되는 개구(142)를 통해 요구되는 상방 유동, 그리고 공급 도관(144)을 통한 유동과 저압 개구(146)로부터의 유동을 위해 중력에 의해 제공되는 도움에 기인한다고 믿어지고 있다.
따라서, 본 발명의 이 측면에서, 저압 공급 도관(144)을 통한 개구(146) 밖으로의 유체의 유동은 균형 챔버들(62, 70)로의 적절한 유속을 보장하며, 이는 상부 개구(142)의 끝의 쵸크(134)에 의해 강화된다. 따라서, 본 발명이 이 측면은 상부 개구(142)만을 통하는 효과적인 유체 유동을 배제하는 유속 및 조건들 하에서 균형 챔버들로의 유체의 유동을 제공할 수 있다.
채널 개구들(136, 138, 140, 142, 146)은, 게다가, 슬리브 부분(88a)의 둘레의 주위에 배치되고, 포트들(100, 102, 104, 106)과의 효과적인 밀봉적 물림을 허용하도록 슬리브(88)의 단부에 상대적으로 상이한 위치에 차등을 두고 있다. 개구들(136, 138, 140, 142, 146)은 더 나아가서는 그것들 각각의 압력 및 균형 챔버들로의 바람직한 최대 유속을 제공하도록 크기 지워진다.
상부 개구(142), 쵸크(134), 저압 공급 도관(144) 및 저압 개구(146)를 조합하여 사용하는 것의 작동 및 장점이 도 7에 도시된 실시예에 설명된다. 채널(122)을 통한 유체 유동(148)은 슬리브(88)의 상부 개구(142) 및 포트들(102, 106)을 통한 유체 유동을 경유하여 양쪽 균형 챔버들(62, 70)로 유체를 공급한다. 저압 도관(144)을 통한 유체 유동(152)(저압 조건들에서 일차적인 또는 유일한 유체 유동)은 저압 균형 채널 개구(146)로 안내된다. 저압 개구(146)를 통한 유체 유동(154)은 중력에 의해 저압 개구(146)에 가까운 포트들(102, 106)의 그 부분들로 공급된다. 초과되는 유체(156)는, 만일 있다면, 쵸크(134)를 거쳐 윤활 및 냉각 유로들(124)로 유동한다.
더욱이, 상부 개구(142), 저압 공급 도관(144) 및 저압 공급 개구(146)는 펌프로부터의 유체 유속이 방해되거나 중단될 때에 균형 챔버들(62, 70)로의 공급 저장조로서 충분한 유체를 보유할 수 있다. 따라서, 저압 개구(146)를 통하는 보유된 유체의 공급은 상기 설명된 그 조건들하에서 피스톤들(56, 58)에 대한 원심력의 효과를 효과적으로 상쇄하기 위해 충분한 유체가 균형 챔버들(62, 70)로 이용될 수 있음을 보장할 수 있다.
균형 챔버 채널(122) 및 공급 개구들(142, 146), 대용량 채널(120) 및 포트(108a)를 통한 조절된 유체 유동은 클러치의 작동에 있어서 증가된 효율을 제공할 수 있다. 균형 챔버들(62, 70)로의 유체의 공급이 낮은 속도 및/또는 압력에서 유지되기 때문에, 클러치의 유체의 초과유동 및 보유에 기인한 항력 토크는 클러치 (10)의 작동을 손상시키지 않고 최소화될 수 있다. 더욱이, 균형 챔버들(62, 70)로의 충분한 유체 유동을 유지하는 수용력은, 초과함 또는 밀어닥침을 감소시키는 반면에, 균형 챔버들(62, 70)의 부적합한 유체 수준에 기인하는 피스톤들(56, 58)에 대한 원심력의 효과를 적게 보상하거나, 또는 균형 챔버들(62, 70)을 넘치게 하여 이에 따라 피스톤들(56, 58)에 바람직하지 못한 및 방해하는 압력을 가하게 되는 기회를 감소시킨다.
도 9에 도시된 그래프는 본 발명의 한 측면의 특정한 장점을 설명한다. 본 실시예에서, 펌프(112)로부터 균형 챔버들(62, 70)로의 균일한 유체 유동이, 또한 윤활 및 냉각 유로들(124)로의 유체 유동을 제공하는 동시에, 분당 0 내지 2리터의 상대적으로 낮은 유속에서 유지된다. 펌프(112)로부터의 유속이 분당 2리터에 접근하고 그리고 초과할 때에, 균형 챔버들(62, 70)로의 유체 유동은 대략 동일한 유속으로 유지된다. 이러한 높은 유속에서의 추가되는 유체의 유동은 대용량 채널(120)을 통해 및 균형 챔버 공급 채널(122)의 끝에 있는 포트(108b)(쵸크(134)를 통한)를 통해 안내된다. 따라서, 윤활 및 냉각의 목적에 필요한, 또는 다른 변동들에 기인한 유체 유동의 증가는, 균형 챔버들(62, 70)의 초과 공급 및 초과 압력 및 클러치 다발들(12, 14)의 작동에 대한 결과적인 역효과를 야기하지 않는다.
본 발명의 다른 측면들에서, 상기 기술된 유체 전달 및 관리 시스템은 클러치 다발들이 평행 관계로 배치된 듀얼 클러치 시스템들, 또는 다른 구성들의 듀얼 클러치 설계의 사용에 적응된다. 본 발명의 또 다른 측면들에서, 저압 유체 도관(144) 및 저압 개구(146)는 저압 개구(146)가 포트들 및 균형 챔버들과 작동이 가능하게 관련되는 한 공급 채널(146)을 따라서 다양한 장소들에 위치할 수 있다.
본 발명이 바람직한 물질들 및 조건들을 도시한 특정한 서술적인 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 본 발명이 이에 한정되지 않음은 당연하다. 오히려 기술된 본 발명의 범위내에 있는 모든 대안들, 변경예들 및 동등례들이 첨부되는 특허청구범위의 범위안에 있는 것으로 고려된다.
본 발명은 유체작동 피스톤들과 원심력에 의해 유도되는 피스톤 챔버내의 유체에 의해 가해지는 바람직하지 못한 압력을 상쇄하는 유체작동 균형 챔버들을 갖는 클러치 어셈블리들을 위한 개량된 유체 관리 시스템을 제공한다. 개량된 시스템은 효과적이고 비용효율적인 낮은, 그렇지 않다면 불충분한, 유속의 조건에서 바람직한 유체 수준들의 유지를 가능하게 하는 유체공급채널들과 공급 개구들의 배열을 제공한다.
도 1은 본 발명의 한 측면에 따른 하나의 클러치 다발들의 배열을 갖는 듀얼 클러치를 부분적으로 나타낸 측단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 한 측면의 부분적인 단면도이다.
도 3은 압력 챔버들, 균형 챔버들 및 윤활과 냉각 유로들로의 유체 유동 시스템들을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 제1 클러치 다발을 위한 압력 챔버로의 유체의 유동을 나타내는 도 1에 도시된 본 발명의 측면에 따른 부분적인 측단면도이다.
도 5는 제2 클러치 다발을 위한 압력 챔버로의 유체의 유동을 나타내는 도 1에 도시된 본 발명의 측면에 따른 부분적인 측단면도이다.
도 6은 클러치 다발들을 통한 윤활 및 냉각 유로들로의 유체의 유동을 나타내는 도 1에 도시된 본 발명의 측면에 따른 부분적인 측단면도이다.
도 7은 균형 챔버들 및 윤활 및 냉각 통로들로의 유체의 유동을 나타내는 도 1에 도시된 본 발명의 측면에 따른 부분적인 측단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 도 1에 도시된 본 발명의 한 측면에 사용되는 도시된 채널 개구들을 갖는 유체 슬리브의 한 부분의 상부 사시도 및 하부 사시도이다.
도 9는 균형 챔버들 및 윤활 및 냉각 유로들로 유도되는 본 발명의 유속에 대한 효과를 도시한 그래프이다.
상기 도면들은 반드시 축척에 따르지는 않았음은 당연하다. 특정한 경우에, 본 발명을 이해하는데 필요로 되지 않는 실제 구조의 구체적 부분들은 생략되었다. 도면들은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위해 제공되며 본 발명은 특정한 실시예 및 여기서 기재된 측면들에 의해 한정될 필요가 없음은 당연하다.

Claims (16)

  1. 각각이 토크 입력으로부터 출력축으로 토크를 전달하도록 배치되는 복수의 디스크 다발들;
    각각의 디스크 다발과 연관되는 압력 챔버, 각각의 압력 챔버는 유체 공급 및 상기 압력 챔버가 상기 유체 공급에 의해 가압될 때에 상기 토크 입력으로부터 상기 출력축으로 토크를 전달하도록 상기 디스크 다발을 가역적으로 물림 및 가동하도록 배치되는 압력 피스톤을 갖고;
    각 압력 피스톤과 관련되며 유체 공급을 갖는 균형 챔버, 상기 균형 챔버는 클러치 어셈블리의 회전의 결과에 따른 원심력에 의해 유도된 제1 압력 챔버의 유압에 반대되는 보상 유압을 상기 압력 피스톤에 대해 가하도록 배치되며; 및
    유체 공급과 유체 소통을 하는 각각의 균형 챔버, 상기 유체 공급은 원심력에 의해 유도된 상기 제1 챔버의 상기 유압을 상쇄하는 상기 균형 챔버내의 보상 유압을 유지하는데 효과적인 저속의 조건하에서 상기 균형 챔버로 중력으로 보조되는 유동을 제공하도록 배치되는 것인 중심축선에 대해 회전하는 클러치 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유체 공급은 상기 균형 챔버와 유체 소통을 하는 적어도 제1의 및 제2의 개구를 갖는 공급 채널에 의해 제공되며, 상기 제2 개구는 공급 도관을 통해 상기 제1 개구로부터 유체를 수용하고 및 중력으로 조력되는 유동에 의해 상기 균형 챔버로 유체를 공급하도록 배치되는 것인 클러치 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 각 균형 챔버를 위한 상기 유체 공급은 일반적으로 실린더형 공급 부분을 통해 제공되고, 상기 균형 챔버로의 상기 제1 개구는 상기 채널 부분의 상부에 위치하며, 상기 제2 개구는 상기 채널 부분의 하부에 배치되고, 상기 공급 도관은 상기 제2 개구에 중력으로 보조되는 유동을 제공하도록 배치되는 것인 클러치 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 공급 부분, 제1 개구, 공급 도관 및 제2 개구는 상기 유체 공급이 중단될 때에 상기 균형 챔버로의 유체 유동을 유지하는데 효과적인 유체 저장조를 제공하도록 크기 지워지는 것인 클러치 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 공급 채널은 상기 클러치 시스템을 통하여 윤활 및 냉각 유로들로의 유체의 유동을 허락하는 쵸크를 포함하고, 상기 쵸크는 상기 공급 채널의 유체 유동이 소정의 속도를 초과할 때에 상기 윤활 및 냉각 유로들로의 유체 유동을 허락하도록 크기 지워지는 것인 클러치 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 개구들 및 쵸크는 상기 공급 채널의 유속이 증가할 때에 상기 균형 챔버로 소정의 속도를 초과하지 않는 유동을 유지시키도록 크기 지워지는 것인 클러치 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 쵸크는 낮은 유속의 조건들에서 유체의 유동이 상기 공급 도관의 안으로 상기 제2 채널 개구로 안내되도록 배치되는 것인 클러치 시스템.
  8. 토크 입력에 작동이 가능하게 연결되는 제1 구동 디스크들 세트 및 제1 출력축에 작동이 가능하게 연결되는 제1 종동 디스크들 세트를 갖는 제1 디스크 다발;
    토크 입력에 작동이 가능하게 연결되는 제2 구동 디스크들 세트 및 제2 출력축에 작동이 가능하게 연결되는 제2 종동 디스크들 세트를 갖는 제2 디스크 다발;
    유체 공급 및 제1 압력 챔버가 상기 유체 공급에 의해 가압될 때에 제1 구동판들과 제1 종동판들을 물림하여 그들사이에서 토크를 전달하도록 움직이는 제1 압력 피스톤을 갖는 제1 압력 챔버;
    유체 공급 및 제2 압력 챔버가 상기 유체 공급에 의해 가압될 때에 제2 구동판들과 제2 종동판들을 물림하여 그들사이에서 토크를 전달하도록 움직이는 제2 압력 피스톤을 갖는 제2 압력 챔버;
    유체 공급을 갖는 제1 균형 챔버, 상기 제1 균형 챔버는 클러치 어셈블리의 회전의 결과에 따른 원심력에 의해 유도된 제1 압력 챔버의 유압에 반대되는 보상 유압을 제1 피스톤에 대해 제공하도록 배치되며;
    유체 공급을 갖는 제2 균형 챔버, 상기 제2 균형 챔버는 상기 원심력에 의해 유도된 제2 압력 챔버의 유압에 반대되는 보상 유압을 제2 피스톤에 대해 제공하도록 배치되며;
    상기 제1 및 제2 압력 챔버들과 상기 제1 및 제2 균형 챔버들로 유체를 공급하는 복수의 채널들 및 상기 클러치 어셈블리에 냉각 및 윤활 유체의 유동을 제공하는 대용량 유체 공급 채널; 및
    각 균형 챔버에 대한 상기 유체 공급 채널은 상기 균형 챔버와 유체 소통하는 제1 및 제2 개구을 갖고, 상기 제2 유체 개구는 상기 제1 개구로부터의 유체를 수용하고 낮은 유속의 조건하에서 상기 균형 챔버로 유체를 공급하도록 배치되는 것인 중심축선에 대해 회전하는 클러치 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 각 균형 챔버에 대한 유체 공급은 유체 원천 및 제어 시스템과 소통하는 유체 채널에 의해 제공되고, 상기 유체 채널은 상기 클러치 시스템이 회전하는 고정된 유체 공급 슬리브에 형성되며, 상기 균형 챔버로의 상기 제1 개구는 상기 유체 공급 슬리브의 상부에 배치되고, 상기 제2 개구는 상기 슬리브의 표면에 형성되고 및 상기 제1 및 제2 개구들을 연결하는 상기 슬리브의 안에 형성된 유체 도관을 갖는 상기 슬리브의 하부에 배치되는 것인 클러치 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 하나의 유체 공급 채널은 상기 제1 및 제2 개구들을 통해 상기 제1 및 제2 균형 챔버들로 유체의 유동을 공급하고, 상기 제2 개구는 상기 공급 도관을 통해서 중력의 조력에 의해 제1 개구로부터 유체를 수용하고 및 상기 제1 및 제2 균형 챔버들로 중력에 조력받는 유체 유동을 공급하도록 배치되는 것인 클러치 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 공급 채널, 제1 개구, 공급 도관 및 제2 개구는 상기 유체 공급이 중단될 때에 상기 제1 및 제2 균형 챔버들로 공급하는데 효과적인 유체 저장조를 제공하도록 크기 지워지는 것인 클러치 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 유체 공급 채널은 상기 공급 도관으로 유체의 유동을 안내하고 및 윤활 및 냉각 유로들로의 유체의 유동을 허락하는 쵸크를 포함하고, 상기 쵸크는 상기 유체 공급 채널을 통한 유체의 유속이 소정의 수준을 초과할 때에 상기 윤활 및 냉각 유로들로의 유체 유동을 허락하도록 크기 지워지는 것인 클러치 시스템.
  13. 시스템의 회전으로부터 야기되고 압력 피스톤에 가해지는 원심력에 의해 유도되는 유압을 보상하기 위해 균형 챔버의 충분한 양의 유체를 유지하는데 효과적인 속도로 상기 균형 챔버에 유체를 공급하도록 배치되는 유체공급 및 제어 시스템을 제공하는 단계;
    상기 균형 챔버와 유체 소통하는 제1 개구를 갖는 각 균형 챔버에 대한 유체 공급 채널을 제공하는 단계; 및
    상기 균형 챔버와 유체 소통하고 상기 제1 개구에서 간격을 두고 위치하며 그들 사이의 공급 도관을 갖고, 상기 제1 개구로부터 유체의 유동을 수용하고 및 낮은 유속의 조건에서 상기 균형 챔버로 중력으로 조력되는 유체의 유동을 제공하도록 배치되는 제2 개구를 제공하는 단계를 포함하는 중심축선에 대하여 회전하고 복수의 클러치 디스크 다발들을 갖는 클러치 시스템에서 균형 챔버로 유체의 유동을 제공하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 유체 공급이 중단될 때에 상기 균형 챔버들로 공급하는데 효과적인 유체 저장조를 제공하도록 크기 지워지는 상기 공급 채널, 제1 개구, 제2 개구 및 충분한 부피를 갖는 공급 도관을 제공하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 유체의 유속이 소정의 수준을 초과할 때에 상기 공급 도관을 통해 상기 제2 개구로 유체를 안내하여 시스템 윤활 및 냉각 유로들로 유체의 유동을 허락하도록 배치되는 쵸크를 갖는 유체 공급 채널을 제공하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 균형 챔버들로의 최대의 유체 유동을 유지하고 및 상기 쵸크를 통해 초과된 유체를 상기 시스템 윤활 및 냉각 유로들로 안내하도록 크기 지워지는 쵸크, 제1 및 제2 개구들을 제공하는 단계를 포함하는 것인 방법.
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