KR20120017740A - 듀얼클러치 변속장치 - Google Patents

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KR20120017740A
KR20120017740A KR1020100080524A KR20100080524A KR20120017740A KR 20120017740 A KR20120017740 A KR 20120017740A KR 1020100080524 A KR1020100080524 A KR 1020100080524A KR 20100080524 A KR20100080524 A KR 20100080524A KR 20120017740 A KR20120017740 A KR 20120017740A
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Abstract

듀얼클러치 변속장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 듀얼클러치 변속장치는: 제 1구동부의 동력에 의해 회전되는 홀수단 캠플레이트와, 홀수단 캠플레이트에 평행하게 구비되고, 제2구동부의 동력에 의해 회전되는 짝수단 캠플레이트와, 홀수단 캠플레이트와 접촉되어 수평이동되는 홀수단변속부 및 짝수단 캠플레이트와 접촉되어 수평이동되는 짝수단변속부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼클러치 변속장치{SHIFTING APPARATUS FOR DUAL CLUTCH TRANSMISSION}
본 발명은 듀얼클러치 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캠플레이트 방식에 의해 단순한 구조를 지니며, 중량 및 부피가 작아 모듈화가 용이한 듀얼클러치 변속장치에 관한 것이다.
듀얼클러치 변속기(Dual Clutch Transmission)는 2개의 클러치에 짝수 기어열과 홀수 기어열이 각각 분리되어 연결되어 있으며, 변속시에는 기어가 미리 연결된 상태에서 클러치 교환만으로 변속이 완료되는 첨단 변속기로서, 변속 시간이 빠르기 때문에 변속감이 우수하고 효율이 높은 것을 특징으로 하는 변속기이다.
DCT시스템은 기어를 변속시키는 기어액추에이터, 클러치를 작동시키는 클러치 액추에이터, 액추에이터를 제어하는 TCU로 구성되어 있다.
종래의 DCT는 기어변속용으로 드럼방식의 기어액추에이터가 고안되어 있다.
드럼방식의 기어액추에이터는 홀수단 및 짝수단의 기어 변속을 담당하는 드럼상에 변속 패턴을 음각하여 드럼의 회전에 따라 드럼 음각부에 삽입된 변속 포크의 핀이 이동하여 변속이 되는 원리를 이용한 것이다.
각각의 드럼은 모터 및 감속기와 조합되어 모터가 회전할 경우 드럼이 회전되어 변속이 되는 구조로 되어 있다.
이러한 종래 드럼 방식의 기어 액추에이터가 가지는 문제점은 기본적으로 변속 패턴이 드럼상에 음각되는 구조이기 때문에 중량이 매우 높으며 또한 각각의 드럼 및 관련 구동모터 및 기어가 분리되어 변속기 내부에 조립되는 방식이기 때문에 액추에이터 단위의 모듈화가 불가능하고 변속기 내부의 부품들 패키지 및 형상이 고려되어 변속기가 개발될 때마다 전용으로 개발되어져야만 하는 단점을 가지고 있다.
또한, 기본적으로 드럼이 차지하는 부피가 매우 크기 때문에 액추에이터 전체 크기가 매우 커지는 단점을 가지고 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 캠플레이트 방식에 의해 단순한 구조를 지니며, 중량 및 부피가 작아 모듈화가 용이한 듀얼클러치 변속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 듀얼클러치 변속장치는: 제 1구동부의 동력에 의해 회전되는 홀수단 캠플레이트와, 홀수단 캠플레이트에 평행하게 구비되고, 제2구동부의 동력에 의해 회전되는 짝수단 캠플레이트와, 홀수단 캠플레이트와 접촉되어 수평이동되는 홀수단변속부 및 짝수단 캠플레이트와 접촉되어 수평이동되는 짝수단변속부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1구동부는 제1작동모터 및 제1작동모터에 의해 회전되어 홀수단 캠플레이트에 회전을 전달하는 제1동력전달부재를 포함하고, 제2구동부는 제2작동모터 및 작동모터에 의해 회전되어 짝수단 캠플레이트에 회전을 전달하는 제2동력전달부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 홀수단 캠플레이트는 제1구동부에 의해 구동되는 제1디스크 및 제1디스크의 양측면에 형성되는 제1캠부를 포함하고, 짝수단 캠플레이트는 제2구동부에 의해 구동되는 제2디스크 및 제2디스크의 양측면에 형성되는 제2캠부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1캠부와 제2캠부는 제1,2디스크 각각의 양측에 번갈아 연속되게 형성되는 함몰부와 돌부로 이루어지고, 양측의 함몰부와 돌부는 제1,2디스크 각각의 중심으로 일대일 대응되는 것을 특징으로 한다.
또한, 홀수단 변속부는 홀수단 캠플레이트에 접촉되어 직선운동되는 제1쉬프트러그 및 제1쉬프트러그에 형성되어 기어슬리브의 위치를 이동시키는 제1변속포크를 포함하고, 짝수단 변속부는 짝수단 캠플레이트에 접촉되어 직선운동되는 제2쉬프트러그 및 제2쉬프트러그에 형성되어 기어슬리브의 위치를 이동시키는 제2변속포크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1,2쉬프트러그의 내측면은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼클러치 변속장치는 종래 발명과 달리 캠플레이트에 접촉된 쉬프트러그가 캠플레이트의 회전에 의해 직선운동하여 기어를 변속할 수 있는 방식에 의해 단순한 구조를 지니며, 중량 및 부피가 작아 모듈화가 용이한 효과를 지닌다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 평면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 변속부를 보인 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 변속원리를 보인 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 쉬프트러그와 캠부의 접촉을 보인 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 캠부를 보인 도면,
도 7a 내지 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 변속상태를 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼클러치 변속장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 변속부를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 변속원리를 보인 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 쉬프트러그와 캠부의 접촉을 보인 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 캠부를 보인 도면이며, 도 7a 내지 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 변속상태를 보인 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치(100)는 크게, 제1구동부(110), 제2구동부(120), 홀수단 캠플레이트(130), 짝수단 캠플레이트(140), 홀수단 변속부(150) 및 짝수단 변속부(160)를 포함하여 이루어진다.
제1구동부(110)와 제2구동부(120)는 상호 이격되어 평행하게 배치된다.
제1구동부(110)은 제1작동모터(112)와 제1작동모터(112)에 의해 회전되어 홀수단 캠플레이트(130)에 회전을 전달하는 제1동력전달부재(115)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 제2구동부(120)은 제2작동모터(122)와, 제2작동모터(122)에 의해 회전되어 짝수단 캠플레이트(140)에 회전을 전달하는 제2동력전달부재(125)를 포함하여 이루어진다.
각각의 제1동력전달부재(115)와 제2동력전달부재(125)는 다양하게 이루어질 수 있으며, 본 발명에서는 제1,2작동모터(112,122)의 각 축에 형성된 웜(116,126)과, 웜(116,126)의 회전을 전달하는 웜휠(117,127)과, 웜휠(117,127)과 일체로 이루어져 홀수단 캠플레이트(130) 및 짝수단 캠플레이트(140)에 각각 치합되는 평기어(118,128)를 포함하여 이루어진다.
따라서, 홀수단 캠플레이트(130)와 짝수단 캠플레이트(140)의 외주면에는 평기어(118,128)와 치합되어 회전되도록 치차가 형성된다.
홀수단 캠플레이트(130)는 제1구동부(110)에 의해 구동되는 제1디스크(132) 및 제1디스크(132)의 양측면에 형성되는 제1캠부(135)를 포함한다.
그리고, 짝수단 캠플레이트(140)는 제2구동부(120)에 의해 구동되는 제2디스크(142) 및 제2디스크(142)의 양측면에 형성되는 제2캠부(145)를 포함하여 이루어진다.
제1,2디스크(132,142)는 상기한 바와 같이 제1,2동력전달부재(115,125)인 평기어(118,128)와 치합되도록 외주면에 치차가 형성되는 것이다.
그리고, 제1,2캠부(135,145)는 제1,2디스크(132,142)의 양측에 각각 번갈아 연속되게 형성되는 함몰부(136,146)와 돌부(137,147)로 이루어지고, 양측의 함몰부(136,146)와 돌부(137,147)는 제1,2디스크(132,142) 각각을 중심으로 일대일 대응된다.
즉, 제1,2디스크(132,142) 각각의 양측면 가장자리에는 각각 제1,2캠부(135,145)가 형성되는데, 일측면에 함몰부(136,146)가 형성되면, 타측면에는 돌부(137,147)가 형성되고, 일측면에 돌부(137,147)가 형성되면, 타측면에 함몰부(136,146)가 형성되는 것이다.
홀수단 변속부(150)는 홀수단 캠플레이트(130)에 접촉되어 직선운동되는 제1쉬프트러그(152)와, 제1쉬프트러그(152)에 형성되어 기어슬리부의 위치를 이동시키는 제1변속포크(155)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 짝수단 변속부(160)는 짝수단 캠플레이트(140)에 접촉되어 직선운동되는 제2쉬프트러그(162)와, 제2쉬프트러그(162)에 형성되어 기어슬리부의 위치를 이동시키는 제2변속포트(165)를 포함하여 이루어진다.
홀수단 변속부(150)와 짝수단 변속부(160)는 각 상하에 배치되는 한 쌍으로 이루어지고, 고정축에 연결되어 각 캠플레이트(130,140)의 회전에 의해 수평으로 이동된다.
제1,2쉬프트러그(152,162)는 'ㄷ'자 형상으로 이루어져, 각 캠플레이트(130,140)의 가장자리를 감싸며, 각 캠플레이트(130,140)의 회전에 의해 가장자리에 접하는 제1,2쉬프트러그(152,162)는 제1,2캠부(135,145)와 각각 접촉되어 직선운동하게 되며, 이에 따라 제1,2변속포크(155,165) 또한 직선운동한다.
도 1의 상측으로부터 차례로 1-3단쉬프트러그(153), 2-4단쉬프트러그(163), 5-7단쉬프트러그(154), 및 6-R단쉬프트러그(164)가 차례로 배치된 구조이다.
즉, 제1쉬프트러그(152)는 홀수단 캠플레이트(130)를 중심으로 상하에 위치하는 1-3단쉬프트러그(153), 5-7단쉬프트러그(154)로 이루어지고, 제2쉬프트러그(162)는 짝수단 캠플레이트(140)를 중심으로 상하에 위치하는 2-4단쉬프트러그(163), 6-R단쉬프트러그(164)로 이루어진다.
따라서, 제1구동부(110)의 회전에 의해 홀수단 캠플레이트(130)가 회전되고, 홀수단 캠플레이트(130)의 제1캠부(135)에 접하는 1-3단쉬프트러그(153) 및 5-7단쉬프트러그(154)가 직선운동되어 제1변속포크(155)가 직선운동됨으로 1-3단, 5-7단의 기어를 변속할 수 있다.
또한, 제2구동부(120)의 회전에 의해 짝수단 캠플레이트(140)가 회전되고, 짝수단 캠플레이트(140)의 제2캠부(145)에 접하는 2-4단쉬프트러그(163) 및 6-R단쉬프트러그(164)가 직선운동되어 제2변속포크(165)가 직선운동됨으로 2-4단, 6-R단의 기어를 변속할 수 있다.
이때, 제1,2쉬프트러그(152,162)의 내측면은 도 5에서 도시된 바와 같이 경사지게 형성된다.
즉, 제1,2쉬프트러그(152,162)의 내측면은 양측이 경사지게 형성되어, 각 캠플레이트(130,140) 회전시 제1,2쉬프트러그(152,162)의 고정축 방향으로 분력을 발생시켜 원활한 작동이 가능하다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 변속장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명의 듀얼클러치 변속장치(100)는 제1,2구동부(110,120)에 의해 홀수단,짝수단 캠플레이트(130,140)가 회전되고, 홀수단,짝수단 캠플레이트(130,140)와 접촉되는 제1,2쉬프트러그(152,162)가 각각 제1,2캠부(135,145)에 의해 직선운동되어 변속되는 구조를 지닌다.
이를 보다 자세히 설명하면, 도 7에서 도시된 바와 같이 최초 중립상태에서는 각 제1,2쉬프트러그(152,162)는 함몰부(136,146)와 돌부(137,147)에 진입되지 않은 상태이다.
이후, 1단변속을 실시하게 되면, 제1구동부(110)의 동력에 의해 홀수단 캠플레이트(130)가 회전되고, 회전에 의해 제1캠부(135)에 접한 1-3단쉬프트러그(153)의 1단부가 돌부(137)에 3단부가 함몰부(136)에 위치되면서 1-3단쉬프트러그(153)가 고정축을 따라 직선운동되므로, 제1변속포크(155)가 기어슬리브를 이동시킨다(도 7a참고).
그리고, 2단변속을 실시하게 되면, 제2구동부(120)의 동력에 의해 짝수단 캠플레이트(140)가 회전되고, 회전에 의해 제2캠부(145)에 접한 2-4단쉬프트러그(163)의 2단부가 돌부(147)에 4단부가 함몰부(146)에 위치되면서 2-4단쉬프트러그(163)가 고정축을 따라 직선운동되므로, 제2변속포크(165)가 기어슬리브를 이동시키고, 3단변속을 실시하게 되면, 제1구동부(110)에 의해 1-3단쉬프트러그(153)의 1단부는 함몰부(136)에 3단부는 돌부(137)에 위치하면서 직선운동되므로 제1변속포크(155)가 기어슬리브를 이동시킨다(도 7b참고).
상기한 바와 같이 홀수단 캠플레이트(130), 짝수단 캠플레이트(140)가 회전되면서 각 제1,2쉬프트러그(152,162)가 함몰부(136,146)와 돌부(137,147)에 의해 직선운동되면서, 기어변속되는 것이다.
도 7c는 4단 및 5단 기어를 연결시키고, 3단 기어를 중립으로 복쉬시키는 원리를 보인 도면이고, 도 7d는 6단 및 7단 기어를 연결시키고 5단 기어를 중립으로 복쉬시키는 원리를 보인 도면이다.
이처럼 제1,2구동부(110,120)의 동력에 의해 홀수단 캠플레이트(130) 및 짝수단 캠플레이트(140)가 회전되고, 제1,2캠부(135,145)와 각각 접촉되는 각 제1,2쉬프트러그(152,162)의 직선운동에 의해 기어 변속이 가능하다.
상기한 구조에 의하면, 기존 유압식 및 핑거 작동 방식 대비 구조가 간단하고, 간단한 구조에 의해 부품수를 감소시킬 수 있으며, 캠플레이트를 사용하므로 중량 및 부피를 줄일 수 있는 효과를 지닌다.
또한, 부피의 축소로 인해 엑추에이터 단위의 모듈화가 용이하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 듀얼클러치 변속장치 110 : 제1구동부
112 : 제1작동모터 115 : 제1동력전달부재
116, 126 : 윔 117, 127 : 웜휠
118, 128 : 평기어 120 : 제2구동부
122 : 제2작동모터 125 : 제2동력전달부재
130 : 홀수단 캠플레이트 132 : 제1디스크
135 : 제1캠부 136, 146 : 함몰부
137, 147 : 돌부 140 : 짝수단 캠플레이트
142 : 제2디스크 145 : 제2캠부
150 : 홀수단 변속부 152 : 제1쉬프트러그
153 : 1-3단쉬프트러그 154 : 5-7단쉬프트러그
155 : 제1변속포크 160 : 짝수단 변속부
162 : 제2쉬프트러그 163 : 2-4단쉬프트러그
164 : 6-R단쉬프트러그 165 : 제2변속포크

Claims (6)

  1. 제 1구동부의 동력에 의해 회전되는 홀수단 캠플레이트;
    상기 홀수단 캠플레이트에 평행하게 구비되고, 제2구동부의 동력에 의해 회전되는 짝수단 캠플레이트;
    상기 홀수단 캠플레이트와 접촉되어 수평이동되는 홀수단변속부; 및
    상기 짝수단 캠플레이트와 접촉되어 수평이동되는 짝수단변속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 변속장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1구동부는 제1작동모터; 및
    상기 제1작동모터에 의해 회전되어 상기 홀수단 캠플레이트에 회전을 전달하는 제1동력전달부재를 포함하고;
    상기 제2구동부는 제2작동모터; 및
    상기 작동모터에 의해 회전되어 상기 짝수단 캠플레이트에 회전을 전달하는 제2동력전달부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 변속장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 홀수단 캠플레이트는 상기 제1구동부에 의해 구동되는 제1디스크; 및
    상기 제1디스크의 양측면에 형성되는 제1캠부를 포함하고;
    상기 짝수단 캠플레이트는 상기 제2구동부에 의해 구동되는 제2디스크; 및
    상기 제2디스크의 양측면에 형성되는 제2캠부를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 변속장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1캠부와 상기 제2캠부는 상기 제1,2디스크 각각의 양측에 번갈아 연속되게 형성되는 함몰부와 돌부로 이루어지고, 양측의 함몰부와 돌부는 상기 제1,2디스크 각각의 중심으로 일대일 대응되는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 변속장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 홀수단 변속부는 상기 홀수단 캠플레이트에 접촉되어 직선운동되는 제1쉬프트러그; 및
    상기 제1쉬프트러그에 형성되어 기어슬리브의 위치를 이동시키는 제1변속포크를 포함하고;
    상기 짝수단 변속부는 상기 짝수단 캠플레이트에 접촉되어 직선운동되는 제2쉬프트러그; 및
    상기 제2쉬프트러그에 형성되어 기어슬리브의 위치를 이동시키는 제2변속포크를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 변속장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1,2쉬프트러그의 내측면은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 변속장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101390339B1 (ko) * 2013-01-23 2014-04-30 서강대학교산학협력단 듀얼클러치 변속장치
KR101637512B1 (ko) * 2015-03-24 2016-07-07 한국파워트레인 주식회사 듀얼 클러치 변속기의 구동장치
CN109899515A (zh) * 2019-04-17 2019-06-18 重庆青山工业有限责任公司 双离合自动变速器换挡机构

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