KR20130039588A - 전기 자동차의 자동 변속기용 클러치 - Google Patents

전기 자동차의 자동 변속기용 클러치 Download PDF

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김백유
정의철
김완수
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현대자동차주식회사
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Abstract

전기 자동차의 자동 변속기용 클러치가 개시된다. 전기 자동차의 자동 변속기용 클러치는, 전기 자동차의 2단 변속기에 적용되는 클러치에 있어서, 변속 모터의 작동력을 전달받는 베어링에 의해 가압되어 이동되는 가압부와, 가압부의 가압력을 전달받아 이동되며 복수의 제1 클러치 디스크가 설치되는 드라이브 클러치 허브와, 가압부와 드라이브 클러치 허브 사이에 설치되어 가압부의 가압력을 드라이브 클러치 허브로 전달하는 탄성부재와, 제1 클러치 디스크들 사이에 배치되는 복수의 제2 클러치 디스크가 설치되며 드리븐 기어 측에 연결되는 연결부를 포함한다.

Description

전기 자동차의 자동 변속기용 클러치{CLUTCH FOR AUTO TRANSMISSION OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 부드러운 변속감이 구현될 수 있는 전기 자동차의 자동 변속기용 클러치에 관한 것이다.
일반적으로 전기 자동차용 자동 변속기에 사용되는 1단 감속기의 경우 연비 및 동력 성능 측면에서 불리하고, 등판 성능의 향상을 위해 보다 큰 용량의 변속 모터의 사용이 필요하다.
그리고, 자동변속기에 사용되는 2단 감속기의 경우에는 변속감의 확보를 위해 유압 제어를 통해 습식 클러치의 슬립(slip)을 제어한다.
그러나, 유압 제어를 통해 습식 클러치의 슬립을 제어하는 경우에는, 오일 펌프의 효율 손실이 발생할 수 있으며, 솔레노이드 및 밸브 바디 등의 유압 시스템이 추가적으로 필요한 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 다양한 운전조건에서 부드러운 변속감 구현이 가능한 전기 자동차의 자동 변속기용 클러치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 전기 자동차의 2단 변속기에 적용되는 클러치에 있어서, 변속 모터의 작동력을 전달받는 베어링에 의해 가압되어 이동되는 가압부와, 가압부의 가압력을 전달받아 이동되며 복수의 제1 클러치 디스크가 설치되는 드라이브 클러치 허브와, 가압부와 드라이브 클러치 허브 사이에 설치되어 가압부의 가압력을 드라이브 클러치 허브로 전달하는 탄성부재와, 제1 클러치 디스크들 사이에 배치되는 복수의 제2 클러치 디스크가 설치되며 드리븐 기어 측에 연결되는 연결부를 포함한다.
탄성부재는 탄성 스프링일 수 있다.
가압부의 측면에는 탄성 스프링이 안착되는 오목부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기 자동차의 변속 모터의 구둥력이 탄성 스프링을 통해 클러치 디스크에 전달됨으로써, 부드러운 변속감의 구현이 가능하여 승차감의 향상이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기용 클러치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 자동 변속기용 클러치의 작동 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 탄성 스프링의 압축량에 따라 클러치 디스크에 전달되는 하중을 개략적으로 도시한 그래프 도면이다.
이하 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차의 자동 변속기용 클러치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기용 클러치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 자동 변속기용 클러치(100)는, 변속 모터(미도시)의 작동력을 전달받는 베어링(11)에 의해 가압되어 이동되는 가압부(10)와, 가압부(10)의 가압력을 전달받아 이동되며 복수의 제1 클러치 디스크(21)가 설치되는 드라이브 클러치 허브(20)와, 가압부(10)와 드라이브 클러치 허브(20) 사이에 설치되어 가압부(10)의 가압력을 드라이브 클러치 허브(20)로 전달하는 탄성부재(30)와, 제1 클러치 디스크(21) 사이에 배치되는 복수의 제2 클러치 디스크(31)가 설치되며 드리븐 기어 측에 연결되는 연결부(40)를 포함한다.
가압부(10)는 일측으로는 변속 모터(미도시)의 작동에 의한 가압력을 전달받아 이동된다. 즉, 변속모터가 작동되면 변속 샤프트가 직선 운동되며, 이 변속 샤프트의 직선 운동에 의해 베어링(11)이 일측으로 가압된다. 따라서, 베어링(11)은 변속모터의 가압력을 변속 샤프트를 통해 전달받아 가압부(10)를 가압한다.
가압부(10)는 드라이브 클러치 허브(20)를 가압하는 것으로서, 가압부(10)와 드라이브 클러치 허브(20)의 사이에는 탄성부재(30)가 설치된다. 가압부(10)에는 탄성부재(30)를 설치하기 위한 오목부(12)가 형성된다.
오목부(12)는 가압부(10)의 측면 즉, 드라이브 클러치 허브(20) 방향에서 형성된다. 이러한 오목부(12)의 내부에는 탄성부재(30)가 설치된다.
탄성부재(30)는 가압부(10)와 드라이브 클러치 허브(20) 사이에 설치됨으로써 가압부(10)의 가압력을 드라이브 클러치 허브(20)로 전달한다. 본 실시예에서 탄성부재(30)는 탄성 스프링으로 설치될 수 있다. 이하에서는 탄성부재와 탄성 스프링은 동일 참조 번호 30을 사용한다.
탄성 스프링(30)을 가압부(10)와 드라이브 클러치 허브(20) 사이에 설치하는 것은, 탄성 스프링(30)의 탄성력을 이용하여 보다 부드러운 변속감을 구현하기 위한 것이다. 즉. 탄성 스프링(30)의 압축량에 따른 전달력 제어를 통해 부드러운 변속감 제어가 가능하게 된다.
드라이브 클러치 허브(20)에는 복수개의 제1 클러치 디스크(21)가 돌출된다. 이러한 제1 클러치 디스크(21)는 드라이브 클러치 허브(20)의 측면에서 복수개가 등간격으로 돌출한다. 제1 클러치 디스크(21)들 사이에는 제2 클러치 디스크(31)가 위치된다.
제2 클러치 디스크(31)는 연결부(40)에 복수개로 돌출된다. 연결부(40)는 드리븐 기어(미도시) 측에 직접 연결되는 부분으로서, 그 구성은 공지된 것으로서 자세한 설명은 생략한다. 즉, 본 실시예는 전기 자동차에 사용되는 2단 변속기에 적용되는 것으로서, 연결부(40)는 1단 및 2단 드리븐 기어(미도시)에 직접 연결되는 부재를 말한다.
제2 클러치 디스크(31)는 제1 클러치 디스크(21)들 사이에 각각 위치되는 것으로서, 제1 클러치 디스크(21)와 선택적으로 접하게 된다. 즉, 제1 클러치 디스크(21)는 변속 모터(미도시)의 작동에 의해 이동되어 제2 클러치 디스크(31)에 결합되어 클러치 작동이 이루어진다. 그리고 클러치 작동의 해제는 제1 클러치 디스크(21)와 제2 클러치 디스크(31)의 결합 해제 작동으로 해제된다.
이러한 클러치 작동의 해제를 위해, 드라이브 클러치 허브(20)와 연결부(40) 사이에는 리턴 스프링(33)이 설치된다. 즉, 가압부(10)의 가압력이 해제되면 드라이브 클러치 허브(20)는 리턴 스프링(33)의 탄성력에 의해 최초 위치로 이동됨으로써, 드라이브 클러치 허브(20)에 설치된 제1 클러치 디스크(21)도 함께 이동되어 클러치 작동 해제가 이루어진다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 습식 클러치의 작용을 이하에서 설명한다.
먼저, 전기 자동차의 자동 변속기의 클러치를 작동하고자 변속 모터(미도시)를 작동하면, 변속 모터의 작동력에 의해 가압부(10)의 전진 작동이 이루어진다.
이어서, 가압부(10)는 변속 모터에 의한 작동력에 의해 탄성 스프링(30)의 탄성력을 극복하면서, 드라이브 클러치 허브(20) 방향으로 이동된다. 이때 가압부(10)의 이동 과정은 탄성 스프링(30)을 압축하면서 이동함으로써, 부드러운 변속감을 전달하게 된다.
가압부(10)가 드라이브 클러치 허브(20)에 밀착되면 탄성 스프링(30)의 최대 압축 상태가 되며, 제1 클러치 디스크(21)와 제2 클러치 디스크(31)가 체결되어 클러치 결합된다. 이에 대해 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 탄성 스프링의 압축량에 따라 클러치 디스크에 전달되는 하중을 개략적으로 도시한 그래프 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 변속 모터의 구동에 따라 가압부(10)가 이동되면 탄성 스프링(30)이 점차적으로 압축되어, 제1 클러치 디스크(21)에 전달되는 하중도 점차적으로 증가하게 되어 부드러운 변속감이 가능하다. 그리고, 가압부(10)의 계속적인 이동으로 가압부(10)가 드라이브 클러치 허브(20)에 접하면 탄성 스프링(30)은 최대 압축(도 3의 a)되어 최대 전달 하중이 전해짐으로써, 클러치 작동이 원활하게 이루어질 수 있다.
다음, 클러치 작동 해제시에는 변속 모터(미도시)가 역회전되고, 리턴 스프링(33)의 탄성력은 드라이브 클러치 허브(20)로 전달된다. 따라서, 드라이브 클러치 허브(20)는 변속 모터의 역회전 구동력과 리턴 스프링의 탄성력에 의해 최초 위치로 위치 이동됨으로써 클러치 해제 작동이 이루어진다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다.
10...가압부 11...베어링
12...오목부 20...드라이브 클러치 허브
21...제1 클러치 디스크 30...연결부
31...제2 클러치 디스크 33...리턴 스프링
40...연결부

Claims (3)

  1. 전기 자동차의 2단 변속기에 적용되는 클러치에 있어서,
    변속 모터의 작동력을 전달받는 베어링에 의해 가압되어 이동되는 가압부;
    상기 가압부의 가압력을 전달받아 이동되며 복수의 제1 클러치 디스크가 설치되는 드라이브 클러치 허브;
    상기 가압부와 상기 드라이브 클러치 허브 사이에 설치되어, 상기 가압부의 가압력을 상기 드라이브 클러치 허브로 전달하는 탄성부재; 및
    상기 제1 클러치 디스크들 사이에 배치되는 복수의 제2 클러치 디스크가 설치되며 드리븐 기어 측에 연결되는 연결부;
    를 포함하는 전기 자동차의 자동 변속기용 클러치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 탄성 스프링인 전기 자동차의 자동 변속기용 클러치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가압부의 측면에는 상기 탄성 스프링이 안착되는 오목부가 형성되는 전기 자동차의 자동 변속기용 클러치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160107813A (ko) * 2015-03-05 2016-09-19 최형진 클러치 장치 및 이를 이용하는 동력전달장치
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