KR20170035398A

KR20170035398A - 이중 클러치

Info

Publication number: KR20170035398A
Application number: KR1020150133933A
Authority: KR
Inventors: 박동훈
Original assignee: 씨스톤 테크놀로지스(주)
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2017-03-31
Also published as: KR101786804B1

Abstract

본 발명은 제1클러치 하우징의회전 동력을 제1클러치를 작동시키기 위한 제1피스톤을 통하여 제2클러치 하우징에 전달할 수 있도록 함으로써 부품 개수를 줄이고 생산 원가를 줄일 수 있는 이중 클러치에 관한 것이다.
상기 이중 클러치는 입력축의 회전 동력을 제1출력축 또는 제2출력축으로 출력하도록 되어 있으며, 내부에 공간이 형성된 원통 형상의 변속기 하우징; 상기 변속기 하우징의 내부에서 경방향 외측에 배치되며, 상기 입력축의 회전 동력을 선택적으로 제1출력축으로 전달하도록 된 제1클러치; 그리고 상기 변속기 하우징의 내부에서 상기 제1클러치의 경방향 내측에 배치되며, 상기 입력축의 회전 동력을 선택적으로 제2출력축으로 전달하도록 된 제2클러치;를 포함하며, 상기 제1클러치를 선택적으로 작동시키는 제1피스톤을 더 포함하며, 상기 제1피스톤은 상기 제1클러치에 전달된 입력축의 회전 동력을 상기 제2클러치에 항상 전달하도록 되어 있다.

Description

이중 클러치{DUAL CLUTCH}

본 발명은 이중 클러치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1클러치 하우징의회전 동력을 제1클러치를 작동시키기 위한 제1피스톤을 통하여 제2클러치 하우징에 전달할 수 있도록 함으로써 부품 개수를 줄이고 생산 원가를 줄일 수 있는 이중 클러치에 관한 것이다.

차량에 있어서의 친환경 기술은 미래 자동차 산업의 생존이 달린 핵심 기술로서, 자동차 메이커들은 환경 및 연비 규제를 달성하기 위한 친환경 자동차 개발에 총력을 기울이고 있다. 또한, 상기 친환경 자동차에 적용될 수 있는 변속기로서 이중 클러치 변속기(Double Clutch Transmission 혹은 Dual Clutch Transmission; DCT)에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. DCT는 수동 변속기 구조에 2개의 클러치를 적용하여 효율을 높이고, 편의성을 향상시키도록 되어 있다.

즉, 상기 DCT는 2개의 클러치를 사용하여 홀수단 및 짝수단을 번갈아 작동시키면서 변속이 이루어지는 변속기로서, 홀수단 및 짝수단을 번갈아 작동시키는 매커니즘은 기존 수동변속기(Manual Transmission; MT)가 갖고 있는 변속 시 토크 단절감을 개선할 수 있고, 변속 조작이 용이하다는 장점이 있다.

이러한 DCT에는 입력축의 회전 동력을 제1, 제2출력축에 선택적으로 전달하기 위한 2개의 클러치가 구비된다. 2개의 클러치가 서로 작동에 간섭을 일으키지 않도록 하고 구조적인 고려 사항으로 인하여, 종래에는 입력축의 회전 동력을 하나의 클러치가 전달 받고, 상기 하나의 클러치와 다른 하나의 클러치를 동력 전달 부재로 연결하여 입력축의 회전 동력이 상기 2개의 클러치에 함께 전달되도록 하였다. 또한, 각각의 클러치를 작동시키기 위한 피스톤 또는 다이아프램 스프링을 상기 동력 전달 부재와는 별개로 구비하였다.

종래 기술에 따르면, 동력 전달 부재와 피스톤 또는 다이아프램 스프링 사이의 간섭을 방지하기 위하여 다양한 수단이 적용되었으나, 부품수가 증가하고 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 제1클러치 하우징의 회전 동력을 제1클러치를 작동시키기 위한 제1피스톤을 통하여 제2클러치 하우징에 전달할 수 있도록 함으로써 부품 개수를 줄이고 생산 원가를 줄일 수 있는 이중 클러치를 제공하는 것이다.

또한, 제1피스톤을 통하여 제2클러치 하우징에 동력을 전달할 수 있는 경우 발생될 수 있는 문제점을 해결하고, 리턴 스프링의 삭제 및 드래그 토크를 줄일 수 있는 이중 클러치를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 이중 클러치는 입력축의 회전 동력을 제1출력축 또는 제2출력축으로 출력하도록 되어 있다.

상기 이중 클러치는 내부에 공간이 형성된 원통 형상의 변속기 하우징; 상기 변속기 하우징의 내부에서 경방향 외측에 배치되며, 상기 입력축의 회전 동력을 선택적으로 제1출력축으로 전달하도록 된 제1클러치; 그리고 상기 변속기 하우징의 내부에서 상기 제1클러치의 경방향 내측에 배치되며, 상기 입력축의 회전 동력을 선택적으로 제2출력축으로 전달하도록 된 제2클러치;를 포함하며, 상기 제1클러치를 선택적으로 작동시키는 제1피스톤을 더 포함하며, 상기 제1피스톤은 상기 제1클러치에 전달된 입력축의 회전 동력을 상기 제2클러치에 항상 전달하도록 되어 있다.

상기 제1클러치는 상기 입력축에 작동적으로 연결되어 입력축과 함께 회전하는 제1클러치 하우징을 포함하고, 상기 제2클러치는 상기 제1피스톤을 통하여 상기 제1클러치 하우징에 작동적으로 연결되어 제1클러치 하우징과 함께 회전하는 제2클러치 하우징을 포함할 수 있다.

상기 제1피스톤은 상기 제1클러치 하우징의 내주면에 스플라인 결합되고, 상기 제2클러치 하우징은 상기 제1피스톤에 접합될 수 있다.

상기 제1클러치 하우징은 그 내측단이 상기 입력축에 결합되고 경방향 외측으로 연장되는 제1원판부와, 상기 제1원판부의 외측단으로부터 축방향 후측으로 연장되는 제1원통부를 포함할 수 있다.

상기 제1클러치는 상기 제1원통부의 내주면에 스플라인 결합되는 복수개의 제1세퍼레이트 플레이트; 상기 제1출력축에 작동적으로 결합되는 제1작동 허브; 상기 제1작동 허브의 외주면에 스플라인 결합되며, 상기 복수개의 제1세퍼레이트 플레이트와 교대로 배치되는 복수개의 제1마찰 디스크; 그리고 상기 복수개의 제1마찰 디스크의 경방향 외측에서 이웃하는 제1세퍼레이트 플레이트들 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 제1세퍼레이팅 스프링;을 포함할 수 있다.

상기 제1원판부의 경방향 외측에는 제1세퍼레이트 플레이트를 축방향으로 지지하는 제1지지부가 형성되며, 상기 제1원통부의 후측 내주면에는 상기 제1세퍼레이트 플레이트에 축력을 제공하도록 된 제1피스톤의 외측 단부가 스플라인 결합될 수 있다.

상기 제2클러치 하우징은 상기 제1클러치의 경방향 내측에서 상기 제1피스톤에 접합되며, 상기 제2클러치는 상기 제2클러치 하우징의 내주면에 스플라인 결합되는 복수개의 제2마찰 디스크; 상기 제2출력축에 작동적으로 결합되는 제2작동 허브; 상기 제2작동 허브의 외주면에 스플라인 결합되며, 상기 복수개의 제2마찰 디스크와 교대로 배치되는 복수개의 제2세퍼레이트 플레이트; 그리고 상기 복수개의 제2마찰 디스크의 경방향 내측에서 이웃하는 제2세퍼레이트 플레이트들 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 제2세퍼레이팅 스프링;을 포함할 수 있다.

상기 제2작동 허브의 전측 외주면에는 상기 제2세퍼레이트 플레이트를 축방향으로 지지하는 제2지지부가 결합되며, 상기 제2클러치 하우징의 후측 내주면에는 상기 제2세퍼레이트 플레이트에 축력을 제공하도록 된 제2피스톤의 외측 단부가 스플라인 결합될 수 있다.

상기 변속기 하우징의 내부에 배치되어 상기 제1피스톤 및 제2피스톤에 작동력을 제공하는 액츄에이터를 더 포함하며, 상기 액츄에이터는 제1릴리스 베어링을 통하여 상기 제1피스톤에 작동력을 제공하는 제1작동부; 그리고 제2릴리스 베어링을 통하여 상기 제2피스톤에 작동력을 제공하는 제2작동부;를 포함할 수 있다.

상기 액츄에이터의 내부에는 상기 제1작동부에 작동 유압을 공급하도록 된 제1공급 유로와, 상기 제2작동부에 작동 유압을 공급하도록 된 제2공급 유로와, 윤활 및 냉각을 위한 제3공급 유로가 형성되어 있을 수 있다.

상기 제1클러치 하우징의 축방향 전측에는 상기 변속기 하우징과 상기 입력축 사이에 프론트 커버가 장착되어 있을 수 있다.

상기 프론트 커버의 내주면과 상기 입력축의 외주면 사이에는 씰링 부재와 베어링이 전측부터 후측으로 순차적으로 장착되어 있을 수 있다.

상기 베어링에 대응하는 상기 제1클러치 하우징의 위치에는 상기 베어링에 윤활 오일을 공급하기 위한 제2윤활 유로가 형성되어 있을 수 있다.

상기 액츄에이터의 내주면과 상기 제2작동 허브의 내주부 사이에는 베어링이 장착되어 있으며, 상기 베어링의 후측에서 상기 액츄에이터의 내주면과 상기 제2출력축의 외주면 사이에는 씰링 부재가 형성되어 있을 수 있다.

상기 베어링에 윤활 오일을 공급하기 위한 유로 연결 구멍이 상기 액츄에이터의 내부에 형성되어 있을 수 있다.

상기 제1클러치 하우징의 내주부와 상기 제1작동 허브의 내주부 사이 및 상기 제1작동 허브의 내주부와 상기 제2작동 허브의 내주부 사이에는 각각 베어링이 배치되어 있을 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 제1클러치 하우징의 회전 동력을 제1클러치를 작동시키기 위한 제1피스톤을 통하여 제2클러치 하우징에 전달할 수 있도록 함으로써 부품 개수를 줄이고 생산 원가를 줄일 수 있다.

또한, 세퍼레이팅 스프링을 사용함으로써 제1클러치 및 제2클러치가 해제되었을 때 냉각 및 윤활오일의 점성에 의하여 발생하는 드래그 토크를 줄일 수 있다.

또한, 세퍼레이팅 스프링을 사용함으로써 리턴 스프링을 삭제할 수 있어 이중 클러치 내 공간 활용성이 좋아질 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 클러치의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 이중 클러치는 예를 들어 이중 클러치 변속기(Double Clutch Transmission or Dual Clutch Transmission; DCT)에 사용될 수 있다. 이중 클러치 변속기는 두 개의 입력축에 복수개의 입력 기어들이 분산되어 배치되고, 상기 복수개의 입력 기어들과 각각 기어 결합하는 복수개의 출력 기어들이 두 개의 출력축에 분산되어 배치되어 있다. 또한, 상기 이중 클러치 변속기는 복수개의 싱크로나이저 기구를 포함하며, 상기 복수개의 싱크로나이저 기구는 선택적으로 작동하여 복수개의 출력 기어들 중 하나와 두 개의 출력축 중 하나를 연결하도록 되어 있다. 또한, 상기 이중 클러치는 동력원(예를 들어, 엔진 또는 모터)의 동력을 두 개의 출력축 중 어느 하나에 전달하도록 되어 있다. 상기 이중 클러치로는 건식 또는 습식 클러치가 사용될 수 있다.

한편, 본 명세서 및 청구항에서 입력축 및 제1, 제2출력축은 이중 클러치의 관점에서 동력의 흐름과 관련되어 있음을 이해하여야 할 것이다. 즉, 입력축이란 이중 클러치에 회전 동력을 입력하는 축을 의미하는 것으로, 엔진의 크랭크축 또는 구동 모터의 모터축 또는 이들에 연결된 별도의 축 등일 수 있으며, 출력축이란 이중 클러치에서 회전 동력을 출력하는 축을 의미하는 것으로 변속기 입력축 등일 수 있다.

또한, 두 개의 부재가 '작동적으로 연결'되어 있다는 것은 하나의 부재의 회전 동력을 다른 부재에 전달할 수 있도록 연결되어 있는 것을 의미하는 것으로, 용접, 볼트, 리벳, 스플라인 결합, 기어 결합 등의 수단을 통하여 두 개의 부재가 서로 함께 회전 가능하도록 연결된 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 클러치의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이중 클러치(1)는 입력축(2)의 회전 동력을 제1출력축(46) 또는 제2출력축(72)으로 선택적으로 전달하기 위한 것으로, 제1클러치(20), 제2클러치(50), 그리고 액츄에이터(90)를 포함한다. 상기 제1클러치(20), 제2클러치(50) 및 액츄에이터(90)는 변속기 하우징(4)의 내부에 배치된다. 상기 변속기 하우징(4)은 내부에 공간이 형성된 대체적으로 원통 형상으로 형성되며, 변속기 하우징 외주면(6)과 변속기 하우징 후면(8)을 포함한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 본 명세서는 이중 클러치의 관점에서 기재된 것으로 변속기 하우징 후면(8)은 실제 변속기 하우징의 후면을 의미하지 않고 이중 클러치(1)가 장착되는 변속기 하우징(6)의 후면을 의미함을 이해하여야 할 것이다.

상기 입력축(2), 제1출력축(46) 및 제2출력축(72)은 변속기 하우징 내 중앙부에 배치된다. 여기에서, 제1출력축(46)과 제2출력축(72) 중 어느 하나는 홀수단(예를 들어, 1단, 3단, 5단 등)의 구현과 관련되어 있으며, 제1출력축(46) 또는 제2출력축(72) 중 다른 하나는 짝수단(예를 들어, 2단, 4단, 6단 등)의 구현과 관련되어 있다. 즉, 입력축(2)의 회전 동력을 제1클러치(20) 또는 제2클러치(50)의 작동을 통해 제1출력축(46) 또는 제2출력축(72)에 선택적으로 전달함으로써 홀수단 및 짝수단을 번갈아 구현하며 변속이 이루어지도록 한다.

상기 입력축(2)은 동력원(예를 들어, 엔진 또는 모터)의 회전 동력을 이중 클러치(1)로 입력하기 위한 것으로, 크랭크축 또는 모터축 또는 이들에 연결된 별도의 축일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 입력축(2)은 크랭크축 또는 모터축에 토셔널 댐퍼(10)를 통하여 연결된 축으로 예시하였으나, 이에 한정되지 아니한다.

상기 제1출력축(46) 및 제2출력축(72)은 각각 이중 클러치 변속기에 구비된 두 개의 입력축일 수 있다. 상기 제2출력축(72)은 중공축으로 형성되며, 상기 제1출력축(46)은 상기 제2출력축(72)의 내부에 상기 제2출력축(72)과 회전 간섭 없이 배치된다. 또한, 상기 제1출력축(46)의 전단부는 상기 제2출력축(72)의 전단부로부터 축방향 전방으로 돌출되어 상기 입력축(2)의 단부까지 연장되어 있다. 상기 입력축(2)의 단부와 상기 제1출력축(46)의 전단부 사이에는 베어링(112)이 배치되어 상기 입력축(2)과 제1출력축(46)의 상대 회전을 원활하게 한다. 또한, 상기 제1출력축(46)의 후단부와 상기 제2출력축(72)의 후단부 사이에는 베어링(110)이 배치되어 제1출력축(46)과 제2출력축(72)의 상대 회전을 원활하게 한다. 상기 베어링(110)의 전측으로 상기 제1출력축(46)의 후단부와 상기 제2출력축(72)의 후단부 사이에는 씰링 부재(108)가 배치되어 이중 클러치에 공급된 윤활 오일이 외부로 새어나가는 것을 방지한다. 상기 제1출력축(46)의 전단부 외주면에는 스플라인 또는 기어치가 형성되어 있고, 상기 제2출력축(72)의 전단부 외주면에도 스플라인 또는 기어치가 형성되어 있으나, 이에 한정되지 아니한다.

토셔널 댐퍼(10)는 크랭크축 또는 모터축으로부터 전달되는 회전 동력의 비틀림 진동을 감쇄시키기 위한 것이다. 토셔널 댐퍼(10)의 구성은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서는 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 상기 토셔널 댐퍼(10)의 출력은 상기 입력축(2)에 전달된다.

제1클러치(20)는 상기 변속기 하우징(4)의 내부에서 경방향 외측에 배치된다. 즉, 제1클러치(20)는 변속기 하우징 외주면(6)에 근접하여 배치된다. 상기 제1클러치(20)는 입력축(2)의 회전 동력을 선택적으로 제1출력축(42)에 전달하기 위한 것으로, 제1클러치 하우징(22), 제1디스크 팩(32), 제1피스톤(34) 및 제1작동 허브(44)를 포함한다.

제1클러치 하우징(22)은 그 내측부가 상기 입력축(2)에 작동적으로 결합되어 있으며, 경방향 외측으로 연장되어 제1클러치(20)를 구성하는 부품이 장착될 수 있는 공간을 형성한다. 제1클러치 하우징(22)은 경방향으로 연장된 제1원판부(24)와, 제1원판부(24)의 외측단에 형성되어 제1디스크 팩(32)을 축방향으로 지지할 수 있도록 된 제1지지부(25)와, 상기 제1지지부(25)의 외측단에서 축방향 후측으로 연장된 제1원통부(26)를 포함한다. 상기 제1클러치 하우징(22)의 형상은 당업자가 설계 의도에 따라 결정할 수 있는 것으로, 본 명세서 및 도면에 나타난 형상에 한정되는 것은 아니다.

제1디스크 팩(32)은 상기 제1클러치 하우징(22)과 제1작동 허브(44) 사이에 배치되어 제1클러치 하우징(22)의 회전 동력을 선택적으로 상기 제1작동 허브(44)에 전달한다. 상기 제1디스크 팩(32)은 제1세퍼레이트 플레이트(28), 제1마찰 디스크(29) 및 제1세퍼레이팅 스프링(30)를 포함한다.

복수개의 제1세퍼레이트 플레이트(28)는 제1원통부(26)의 내주면에 스플라인 결합되어 있다.

복수개의 제1마찰 디스크(29)는 제1작동 허브(44)의 외주면에 스플라인 결합되어 있으며, 상기 복수개의 제1세퍼레이트 플레이트(28)와 교대로 배치된다.

적어도 하나 이상의 제1세퍼레이팅 스프링(30)는 상기 제1마찰 디스크(29)의 반경 외측에서 이웃하는 제1세퍼레이트 플레이트(28) 사이에 배치되어 제1세퍼레이트 플레이트에 축방향 탄성력을 제공한다. 제1세퍼레이팅 스프링(30)은 제1클러치(20)의 비계합 시 제1세퍼레이트 플레이트(28) 사이의 간격을 유지시켜 드래그 토크를 줄임과 동시에 제1클러치(20)의 해제를 원활하게 한다.

제1피스톤(34)은 선택적으로 제1디스크 팩(32)을 마찰 결합시켜 제1클러치 하우징(22)의 회전 동력을 선택적으로 제1작동 허브(44)에 전달하도록 한다. 상기 제1피스톤(34)은 복수개의 제1세퍼레이트 플레이트(28)의 후측에서 제1원통부(26)의 내주면에 스플라인 결합되어 축방향으로 이동 가능하며, 제1가압부(36), 제1연결부(38), 제1경방향 연장부(40), 그리고 제1수용부(42)를 포함한다.

제1가압부(36)는 제1세퍼레이트 플레이트(28)의 대응되는 위치에서 상기 제1피스톤(34)의 경방향 외측부에 형성되어 있다. 상기 제1가압부(36)는 상기 제1세퍼레이트 플레이트(28)에 축력을 가하여 상기 제1세퍼레이트 플레이트(28)와 제1마찰 디스크(29)를 마찰 결합시킬 수 있다.

제1연결부(38)는 상기 제1가압부(36)의 경방향 내측에 형성되어 있으며 상기 제2클러치(50)에 제1클러치 하우징(22)의 동력을 전달하도록 되어 있다.

상기 제1경방향 연장부(40)는 상기 제1연결부(38)의 경방향 내측에 형성되어 있으며, 액츄에이터(90)까지 연장되어 있다.

제1수용부(42)는 제1경방향 연장부(40)의 경방향 내측부에 형성되어 있으며, 제1릴리스 베어링(48)을 수용하도록 되어 있다.

상기 제1피스톤(34)의 형상은 당업자가 설계 의도에 따라 결정할 수 있는 것으로, 본 명세서 및 도면에 나타난 형상에 한정되는 것은 아니다.

제1작동 허브(44)는 상기 제1디스크 팩(32)을 통해 전달된 제1클러치 하우징(22)의 회전 동력을 제1출력축(46)에 전달한다. 제1작동 허브(44)의 내주면에는 스플라인 또는 기어치가 형성되어 상기 제1출력축(46)의 스플라인 또는 기어치와 결합함으로써 동력을 전달할 수 있도록 되어 있다. 상기 제1작동 허브(44)의 경방향 내측부와 제1클러치 하우징(22)의 경방향 내측부 사이에는 베어링(118)이 개재되어 제1작동 허브(44)와 제1클러치 하우징(22)의 상대 회전을 원활하게 함과 동시에 제1작동 허브(44)를 축방향으로 지지한다.

제2클러치(50)는 상기 변속기 하우징(4)의 내부에서 상기 제1클러치(20)의 경방향 내측에 배치된다. 상기 제2클러치(50)는 제1클러치 하우징(22)에 연결되어 항시 제1클러치 하우징(22)의 회전 동력을 전달 받아 선택적으로 제2출력축(72)에 전달하기 위한 것으로, 제2클러치 하우징(52), 제2디스크 팩(60), 제2피스톤(62), 제2작동 허브(70), 그리고 제2지지부(54)를 포함한다.

제2클러치 하우징(52)은 원통 형상으로 형성되어 제2클러치(50)를 구성하는 부품이 장착될 수 있는 공간을 형성한다. 제2클러치 하우징(52)은 상기 제1피스톤(34)의 제1연결부(38)에 접합되어 제1클러치 하우징(22)의 회전 동력을 항시 전달 받는다. 상기 제2클러치 하우징(52)의 형상은 당업자가 설계 의도에 따라 결정할 수 있는 것으로, 본 명세서 및 도면에 나타난 형상에 한정되는 것은 아니다.

제2디스크 팩(60)은 상기 제2클러치 하우징(52)과 제2작동 허브(70) 사이에 배치되어 제2클러치 하우징(52)의 회전 동력을 선택적으로 상기 제2작동 허브(70)에 전달한다. 상기 제2디스크 팩(60)은 제2세퍼레이트 플레이트(56), 제2마찰 디스크(57) 및 제2세퍼레이팅 스프링(58)을 포함한다.

복수개의 제2세퍼레이트 플레이트(56)는 제2작동 허브(70)의 외주면에 스플라인 결합되어 있다.

복수개의 제2마찰 디스크(57)는 제2클러치 하우징(52)의 내주면에 스플라인 결합되어 있으며, 상기 복수개의 제2세퍼레이트 플레이트(56)와 교대로 배치된다.

적어도 하나 이상의 제2세퍼레이팅 스프링(58)은 상기 제2마찰 디스크(57)의 반경 내측에서 이웃하는 제2세퍼레이트 플레이트(56) 사이에 배치되어 제2세퍼레이트 플레이트에 축방향 탄성력을 제공한다. 제2세퍼레이팅 스프링(58)는 제2클러치(50)의 비계합 시 제2세퍼레이트 플레이트(56) 사이의 간격을 유지시켜 드래그 토크를 줄임과 동시에 제2클러치(50)의 해제를 원활하게 한다.

제2피스톤(62)은 선택적으로 제2디스크 팩(60)을 마찰 결합시켜 제2클러치 하우징(52)의 회전 동력을 선택적으로 제2작동 허브(70)에 전달하도록 한다. 상기 제2피스톤(62)은 복수개의 제2세퍼레이트 플레이트(56)의 후측에서 제2클러치 하우징(52)의 내주면에 스플라인 결합되어 축방향으로 이동 가능하며, 제2가압부(64)와 제2수용부(66)를 포함한다.

제2가압부(64)는 제2세퍼레이트 플레이트(56)의 대응되는 위치에서 상기 제2피스톤(62)의 경방향 외측부에 형성되어 있다. 상기 제2가압부(64)는 상기 제2세퍼레이트 플레이트(56)에 축력을 가하여 상기 제2세퍼레이트 플레이트(56)와 제2마찰 디스크(57)를 마찰 결합시킬 수 있다.

제2수용부(66)는 상기 제2피스톤(62)의 경방향 내측부에 형성되어 있으며, 제2릴리스 베어링(68)을 수용하도록 되어 있다.

상기 제2피스톤(62)의 형상은 당업자가 설계 의도에 따라 결정할 수 있는 것으로, 본 명세서 및 도면에 나타난 형상에 한정되는 것은 아니다.

제2작동 허브(70)는 상기 제2디스크 팩(60)을 통해 전달된 제2클러치 하우징(52)의 회전 동력을 제2출력축(72)에 전달한다. 제2작동 허브(70)의 내주면에는 스플라인 또는 기어치가 형성되어 상기 제2출력축(72)의 스플라인 또는 기어치와 결합함으로써 동력을 전달할 수 있도록 되어 있다. 상기 제2작동 허브(70)의 경방향 내측부와 제1작동 허브(44)의 경방향 내측부 사이에는 베어링(116)이 개재되어 제2작동 허브(70)와 제1작동 허브(44)의 상대 회전을 원활하게 함과 동시에 제2작동 허브(70)를 축방향으로 지지한다.

제2지지부(54)는 상기 제2작동 허브(70)의 외주면 전측에 배치되어 제2세퍼레이트 플레이트(56)를 축방향으로 지지한다. 따라서, 제2피스톤(62)이 도면에서 좌측으로 움직일 때, 제2지지부(54)는 제2세퍼레이트 플레이트(56)에 축력이 작용할 수 있도록 지지한다.

액츄에이터(90)는 제1피스톤(34)과 제2피스톤(62)에 작동력(축력)을 제공하는 것으로, 변속기 하우징(4)의 내부에서 변속기 하우징 후면(8)에 고정 볼트(114)로 장착된다. 이를 위하여, 상기 제1클러치 하우징(22), 제1작동 허브(44), 제2작동 허브(70), 제2피스톤(62) 및 제1피스톤(34)에는 상기 고정 볼트(114)를 끼워 작업할 수 있도록 하는 공구 구멍(121, 122, 123, 124, 125)이 각각 형성되어 있다. 그러나, 상기 액츄에이터(90)와 변속기 하우징(4)의 결합은 본 명세서 및 도면에 기재된 사항에 한정되는 것은 아니다.

액츄에이터(90)는 제1작동부(92)와 제2작동부(94)를 포함한다. 제1작동부(92)는 제1릴리스 베어링(48)을 통하여 제1피스톤(34)에 축력을 제공하기 위한 것이고, 제2작동부(94)는 제2릴리스 베어링(68)을 통하여 제2피스톤(62)에 축력을 제공하기 위한 것이다. 본 명세서에서는 상기 작동부들(92, 94)이 유압에 의하여 작동하도록 실린더 내에 피스톤이 배치된 구조를 가지고 있는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 아니한다. 즉, 각각의 피스톤들(34, 62)에 축력을 제공할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 사용 가능하다.

상기 액츄에이터(90)의 내주면과 제2작동 허브(70)의 내측부 사이에는 베어링(104)이 개재되어 제2작동 허브(70)의 원활한 회전을 보조함과 동시에 제2작동 허브(70)를 축방향 및 경방향으로 지지한다.

상기 액츄에이터(90)의 내부에는 제1작동부(92)에 작동 유압을 공급하도록 된 제1공급 유로(96)와, 제2작동부(94)에 작동 유압을 공급하도록 된 제2공급 유로(97)와, 이중 클러치(1)에 윤활 및 냉각을 위한 오일을 공급하도록 된 제3공급 유로(98)가 형성되어 있다. 제1공급 유로(96)는 제1작동부(92)에 유체적으로 연통되어 있으며, 제2공급 유로(97)는 제2작동부(94)에 유체적으로 연통되어 있다.

또한, 상기 액츄에이터(90)의 내부에는 유로 연결 구멍(100)과 제1윤활 유로(102)가 형성되어 있다. 유로 연결 구멍(100)은 제3공급 유로(98)에 유체적으로 연통되어 있으며, 액츄에이터(90)의 내주면과 제2출력축(72) 및 제2작동 허브(70) 사이의 공간으로 오일을 공급한다. 상기 공급된 오일은 상기 베어링(104)을 윤활한다. 또한, 상기 베어링(104)의 후측에서 상기 액츄에이터(90)의 내주면과 제2출력축(72)의 외주면 사이에는 씰링 부재(106)가 배치되어 공급된 오일이 외부로 새어나가는 것을 방지한다.

제1윤활 유로(102)는 상기 유로 연결 구멍(100)에 연통되어 있으며 제2작동 허브(70)와 제2피스톤(62) 사이의 공간으로 오일을 공급한다. 상기 공간으로 공급된 오일은 원심력에 의하여 반경 외측으로 이동하며 제1클러치(50)와 제1클러치(20)를 윤활 및 냉각한다. 이를 위하여, 제1디스크 팩(32)과 제2디스크 팩(60)에 대응되는 제1클러치 하우징(22), 제1작동 허브(44), 제2클러치 하우징(52) 및 제2작동 허브(70)에는 배출 유로가 형성될 수 있다.

본 발명의 실싱예에 따른 이중 클러치(1)는 상기 제1클러치 하우징(22)을 지지하고 이중 클러치(1) 내의 공간으로 공급된 오일이 새어나가는 것을 방지하기 위한 프론트 커버(80)를 더 포함한다. 상기 프론트 커버(80)는 상기 제1클러치 하우징(22)의 전측에서 상기 변속기 하우징(4)과 입력축(2) 사이에 장착된다. 즉, 프론트 커버(80)의 외측단은 상기 변속기 하우징 외주면(6)에 장착되어 스냅링(84)에 의하여 축방향으로 지지되고, 프론트 커버(80)의 내측단은 상기 입력축(2) 상에 장착된다. 상기 프론트 커버(80)의 내주면과 상기 입력축(2)의 외주면 사이에는 베어링(86)이 장착되어 상기 제1클러치 하우징(22)을 축방향 및 경방향으로 지지한다.

한편, 액츄에이터(90)의 내주면과 제2출력축(72) 및 제2작동 허브(70) 사이의 공간 및 제2작동 허브(70)와 제2피스톤(62) 사이의 공간으로 공급된 오일은 기어치 또는 스플라인 또는 공구구멍(121-125) 또는 배출 유로를 통하여 이동하며 베어링들(116, 118)을 윤활하고, 제1클러치 하우징(22)과 제1작동 허브(44) 사이의 공간으로 이동된다. 이 오일 중 일부는 베어링(112)을 윤활하며 오일 저장소로 배출되고 다른 일부는 베어링(86)을 윤활하기 위하여 사용될 수 있다. 이를 위하여 상기 제1클러치 하우징(22)의 상기 베어링(86)에 대응하는 위치에는 제2윤활 유로(120)가 형성되어 베어링(86)에 오일을 공급하도록 되어 있다. 또한, 상기 베어링(86)에 공급된 오일이 새어나가지 않도록, 상기 베어링(86)의 전방에서 상기 프론트 커버(80)의 내주면과 상기 입력축(2)의 외주면 사이에는 씰링 부재(88)가 장착된다. 또한, 동일한 이유로 상기 프론트 커버(80)의 외주면과 상기 변속기 하우징 외주면(6) 사이에는 씰링 부재(82)가 장착된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 이중 클러치의 작동을 상세히 설명하기로 한다.

크랭크축 또는 모터축의 동력은 토셔널 댐퍼(10)를 통하여 비틀림 진동이 감쇄된 후, 입력축(2)에 입력된다. 이 때, 제1클러치 하우징(22)은 입력축(2)에 작동적으로 결합되어 있으므로, 입력축(2)과 함께 회전한다. 또한, 제2클러치 하우징(52)은 제1피스톤(34)의 제1연결부(38)에 접합되어 있고 제1피스톤(34)은 제1클러치 하우징(22)에 스플라인 결합되어 있으므로, 제2클러치 하우징(52)도 함께 회전한다. 즉, 입력축(2), 제1클러치 하우징(22), 제1피스톤(34) 및 제2클러치 하우징(52)은 동일한 회전 동력에 의하여 함께 회전한다.

이러한 상태에서, 제1공급 유로(96)를 통하여 제1작동부(92)에 작동 유압이 공급되면, 제1피스톤(34)은 도면에서 좌측으로 축방향으로 이동하며 제1세퍼레이트 플레이트(28)에 축력을 가하게 된다. 이에 따라 제1세퍼레이트 플레이트(28)와 제1마찰 디스크(29)가 마찰 결합되며 제1작동 허브(44)를 통하여 제1클러치 하우징(22)의 회전 동력(즉, 입력축(2)의 회전 동력)은 제1출력축(46)으로 출력된다. 이 때, 제1피스톤(34)에 접합된 제2클러치 하우징(52)도 도면에서 좌측으로 축방향으로 이동하나, 제2피스톤(62), 제2마찰 디스크(57)가 제2클러치 하우징(52)에 스플라인 결합되어 있으므로, 제2피스톤(62)과 제2마찰 디스크(57)는 축방향으로 이동하지 아니한다. 또한, 이웃하는 제2세퍼레이트 플레이트(56) 사이에 배치된 제2세퍼레이팅 스프링(58)이 제2세퍼레이트 플레이트(56) 사이의 간격을 유지하도록 한다. 따라서, 제2클러치(50)는 비계합 상태를 유지한다.

이러한 상태에서 제1작동부(92)에 공급된 작동 유압이 사라지면, 제1피스톤(34)은 제1세퍼레이팅 스프링(30)의 탄성력에 의하여 도면에서 우측으로 이동한다. 따라서, 제1클러치는 해제된다.

이와 동시에, 제2공급 유로(97)를 통하여 제2작동부(94)에 작동 유압이 공급되면, 제2피스톤(62)은 도면에서 좌측으로 축방향으로 이동하며 제2세퍼레이트 플레이트(56)에 축력을 가하게 된다. 이에 따라, 제2세퍼레이트 플레이트(56)와 제2마찰 디스크(57)가 마찰 결합되며, 제2작동 허브(70)를 통하여 제2클러치 하우징(52)의 회전 동력(즉, 입력축(2)의 회전 동력)은 제2출력축(72)으로 출력된다.

이러한 상태에서 제2작동부(94)에 공급된 작동 유압이 사라지면, 제2피스톤(62)은 제2세퍼레이팅 스프링(58)의 탄성력에 의하여 도면에서 우측으로 이동한다. 따라서, 제2클러치는 해제된다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims

입력축의 회전 동력을 제1출력축 또는 제2출력축으로 출력하는 이중 클러치에 있어서,
내부에 공간이 형성된 원통 형상의 변속기 하우징;
상기 변속기 하우징의 내부에서 경방향 외측에 배치되며, 상기 입력축의 회전 동력을 선택적으로 제1출력축으로 전달하도록 된 제1클러치; 그리고
상기 변속기 하우징의 내부에서 상기 제1클러치의 경방향 내측에 배치되며, 상기 입력축의 회전 동력을 선택적으로 제2출력축으로 전달하도록 된 제2클러치;
를 포함하며,
상기 제1클러치를 선택적으로 작동시키는 제1피스톤을 더 포함하며,
상기 제1피스톤은 상기 제1클러치에 전달된 입력축의 회전 동력을 상기 제2클러치에 항상 전달하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제1항에 있어서,
상기 제1클러치는 상기 입력축에 작동적으로 연결되어 입력축과 함께 회전하는 제1클러치 하우징을 포함하고,
상기 제2클러치는 상기 제1피스톤을 통하여 상기 제1클러치 하우징에 작동적으로 연결되어 제1클러치 하우징과 함께 회전하는 제2클러치 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제2항에 있어서,
상기 제1피스톤은 상기 제1클러치 하우징의 내주면에 스플라인 결합되고, 상기 제2클러치 하우징은 상기 제1피스톤에 접합되는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제2항에 있어서,
상기 제1클러치 하우징은 그 내측단이 상기 입력축에 결합되고 경방향 외측으로 연장되는 제1원판부와, 상기 제1원판부의 외측단으로부터 축방향 후측으로 연장되는 제1원통부를 포함하고,
상기 제1클러치는
상기 제1원통부의 내주면에 스플라인 결합되는 복수개의 제1세퍼레이트 플레이트;
상기 제1출력축에 작동적으로 결합되는 제1작동 허브;
상기 제1작동 허브의 외주면에 스플라인 결합되며, 상기 복수개의 제1세퍼레이트 플레이트와 교대로 배치되는 복수개의 제1마찰 디스크; 그리고
상기 복수개의 제1마찰 디스크의 경방향 외측에서 이웃하는 제1세퍼레이트 플레이트들 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 제1세퍼레이팅 스프링;
을 포함하는 이중 클러치.
제4항에 있어서,
상기 제1원판부의 경방향 외측에는 제1세퍼레이트 플레이트를 축방향으로 지지하는 제1지지부가 형성되며, 상기 제1원통부의 후측 내주면에는 상기 제1세퍼레이트 플레이트에 축력을 제공하도록 된 제1피스톤의 외측 단부가 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제5항에 있어서,
상기 제2클러치 하우징은 상기 제1클러치의 경방향 내측에서 상기 제1피스톤에 접합되며,
상기 제2클러치는
상기 제2클러치 하우징의 내주면에 스플라인 결합되는 복수개의 제2마찰 디스크;
상기 제2출력축에 작동적으로 결합되는 제2작동 허브;
상기 제2작동 허브의 외주면에 스플라인 결합되며, 상기 복수개의 제2마찰 디스크와 교대로 배치되는 복수개의 제2세퍼레이트 플레이트; 그리고
상기 복수개의 제2마찰 디스크의 경방향 내측에서 이웃하는 제2세퍼레이트 플레이트들 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 제2세퍼레이팅 스프링;
을 포함하는 이중 클러치.
제6항에 있어서,
상기 제2작동 허브의 전측 외주면에는 상기 제2세퍼레이트 플레이트를 축방향으로 지지하는 제2지지부가 결합되며, 상기 제2클러치 하우징의 후측 내주면에는 상기 제2세퍼레이트 플레이트에 축력을 제공하도록 된 제2피스톤의 외측 단부가 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제7항에 있어서,
상기 변속기 하우징의 내부에 배치되어 상기 제1피스톤 및 제2피스톤에 작동력을 제공하는 액츄에이터를 더 포함하며,
상기 액츄에이터는
제1릴리스 베어링을 통하여 상기 제1피스톤에 작동력을 제공하는 제1작동부; 그리고
제2릴리스 베어링을 통하여 상기 제2피스톤에 작동력을 제공하는 제2작동부;
를 포함하는 이중 클러치.
제8항에 있어서,
상기 액츄에이터의 내부에는 상기 제1작동부에 작동 유압을 공급하도록 된 제1공급 유로와, 상기 제2작동부에 작동 유압을 공급하도록 된 제2공급 유로와, 윤활 및 냉각을 위한 제3공급 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제6항에 있어서,
상기 제1클러치 하우징의 축방향 전측에는 상기 변속기 하우징과 상기 입력축 사이에 프론트 커버가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제10항에 있어서,
상기 프론트 커버의 내주면과 상기 입력축의 외주면 사이에는 씰링 부재와 베어링이 전측부터 후측으로 순차적으로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제11항에 있어서,
상기 베어링에 대응하는 상기 제1클러치 하우징의 위치에는 상기 베어링에 윤활 오일을 공급하기 위한 제2윤활 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제6항에 있어서,
상기 액츄에이터의 내주면과 상기 제2작동 허브의 내주부 사이에는 베어링이 장착되어 있으며, 상기 베어링의 후측에서 상기 액츄에이터의 내주면과 상기 제2출력축의 외주면 사이에는 씰링 부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제13항에 있어서,
상기 베어링에 윤활 오일을 공급하기 위한 유로 연결 구멍이 상기 액츄에이터의 내부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.
제6항에 있어서,
상기 제1클러치 하우징의 내주부와 상기 제1작동 허브의 내주부 사이 및 상기 제1작동 허브의 내주부와 상기 제2작동 허브의 내주부 사이에는 각각 베어링이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 클러치.