KR20180040682A - 하이브리드 구동 시스템용 클러치 장치 - Google Patents

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엘마 로렌츠
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섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 제1 입력측과 제2 입력측, 그리고 제1 출력측과 제2 출력측을 포함하는 클러치 장치에 관한 것으로, 상기 입력측들 및 출력측들은 공통 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 클러치 장치는 제1 입력측과 제1 출력측 사이의 제1 클러치, 및 제1 입력측과 제2 출력측 사이의 제2 클러치도 포함한다. 추가로 제3 클러치가 제1 입력측과 제2 입력측 사이에 제공된다. 그 밖에도, 제2 입력측이 제1 입력측보다 더 빠르게 회전할 때, 제3 클러치를 위한 수동 작동 장치(passive actuating device)도 제공된다.

Description

하이브리드 구동 시스템용 클러치 장치
본 발명은 클러치 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 하이브리드 구동 시스템을 위한 클러치 장치에 관한 것이다.
자동차는 전기 기계로서 구현되는 제1 구동 엔진과, 연소 엔진(combustion engine)으로서 구현되는 제2 구동 엔진을 포함한다. 자동차의 구동은 하이브리드 방식으로, 다시 말해 제1 구동 엔진 및/또는 제2 구동 엔진이 임의로 조합되어 수행될 수 있다. 이를 위해, 자동차의 구동 엔진들과 변속기 사이에 클러치 장치가 제공된다.
DE 10 2009 059 944 A1호는 하이브리드 구동 자동차를 위한 클러치 장치에 관한 것이다.
DE 10 2011 080 454호는, 하이브리드 구동 자동차를 위한 파워 트레인 내에 병렬 연결된 분리형 클러치들을 제공하고, 이들 분리형 클러치 중 하나에서 프리휠 장치(freewheel)을 사용하는 점을 제안하고 있다.
본 발명의 과제는, 하이브리드 구동 시스템에서도 이용될 수 있는 개량된 클러치 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 독립 청구항의 대상에 의해 해결된다. 종속 청구항들에는 바람직한 실시예들이 제시되어 있다.
클러치 장치는 제1 입력측과 제2 입력측, 그리고 제1 출력측과 제2 출력측도 포함하며, 입력측들과 출력측들은 공통 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 클러치 장치는 제1 입력측과 제1 출력측 사이의 제1 클러치, 그리고 제1 입력측과 제2 출력측 사이의 제2 클러치도 포함한다. 추가로, 제3 클러치가 제1 입력측과 제2 입력측 사이에 제공된다. 그 밖에도, 제2 입력측이 제1 입력측보다 더 빠르게 회전할 때, 제3 클러치를 위한 수동 작동 장치(passive actuating device)도 제공된다.
3개의 클러치는 공간 절약적으로 간단하게 공통 기능 유닛 내에 통합될 수 있다. 제3 클러치의 수동 작동을 통해, 제2 입력측과 연결된 구동 엔진의 클러치 체결이 자동으로 수행될 수 있다. 이 경우, 예컨대 유압 장치를 이용한 제3 클러치를 위한 제어부 및 별도의 작동 장치는 생략될 수 있다.
작동 장치는, 제2 입력측으로부터 제1 입력측으로만 토크를 전달하는 프리휠 장치를 포함할 수 있다. 수동 작동 장치는, 제2 입력측의 회전속도가 제1 입력측의 회전속도보다 더 클 경우에는 제1 입력측과 제2 입력측을 토크 결합(torque-locked) 방식으로 연결할 수 있고, 제2 입력측의 회전속도가 제1 입력측의 회전속도보다 더 작을 경우에는 제1 입력측과 제2 입력측을 분리할 수 있다.
프리휠 장치는 특히, 회전축을 중심으로 하는 회전 평면에 비해 경사져 있는 판 스프링 부재를 포함할 수 있으며, 판 스프링 부재의 축 방향 단부들은 제1 입력측 또는 제2 입력측과 접촉되어 있다. 판 스프링 부재는 프리휠 장치로서 작용할 수 있으며, 나아가 프리휠 장치가 체결되면, 다시 말해 제2 입력측과 제1 입력측 간의 토크 결합을 형성한다면, 제3 클러치로 축 방향 작동력을 가할 수도 있다. 판 스프링 부재는 회전축 둘레의 주연에 대해 접선으로, 또는 주연 상에 나선형으로 연장되는 하나 이상의 판 스프링을 포함할 수 있다. 양 축 방향 측에 각각의 입력측에 대한 마찰 결합이 제공될 수 있으며, 일측 축 방향 측에 판 스프링 부재가 토크 결합 방식으로도 장착될 수 있다.
제1 입력측은 일 실시예에서 제1, 제2 및/또는 제3 클러치의 축 방향 작동력을 흡수하도록 구성된다. 이 경우, 제1 입력측은 바람직하게 여러가지 기능을 충족시킬 수 있다. 특히, 제1 입력측이 반경 방향 섹션 및 축 방향 섹션을 구비하여 컵 형태로 구성될 수 있으며, 이 경우 반경 방향 섹션은 예컨대 축 방향 작동력의 흡수에 적합하게 형성될 수 있다.
작동 장치는 바람직하게 반경 방향으로 제3 클러치의 안쪽에 배치된다. 이런 구성은 공간을 절약할 수 있고, 바람직하게는 작동 장치로 향하는 동력 전달 시 짧은 경로를 제공할 수 있다.
제1 클러치와 제2 클러치가 한 바람직한 실시예에서 반경 방향으로 서로 오프셋될 수 있다. 제1 클러치와 제2 클러치는 동일한 축 방향 측으로부터 작동되도록 구성될 수 있다. 예컨대 제1 클러치는 반경 방향으로 제2 클러치의 바깥쪽에 위치할 수 있고, 클러치들의 구동측들은 각각 반경 방향으로 바깥쪽에, 그리고 그 피동측들은 반경 방향으로 안쪽에 위치할 수 있다. 이 경우, 반경 방향으로 바깥쪽에 위치하는(이와 동시에 제1 입력측을 형성할 수 있는) 제1 클러치의 구동측과 제2 클러치의 작동측에 대향하는 측을 토크 결합 방식으로 연결하기 위해, 실질적으로 S자 또는 Z자 형태의 연결 부재가 제공될 수 있다. 이 경우, 제1 클러치의 작동은 연결 부재 내의 축 방향 리세스를 통해 진행될 수 있다.
제1 입력측은 바람직하게 반경 방향으로 안쪽을 향해 연장되는 파지 부재에 의해 회전축에 대해 파지된다. 파지 부재도 마찬가지로 입력측과, 또는 반경 방향으로 바깥쪽에 위치하는 제1 클러치의 구동측과 연결될 수 있다. 이 경우, 파지 부재에는 바람직하게 클러치 장치를 통해 전달되는 토크가 관류하지 않는다. 파지 부재 및 전술한 연결 부재는 동일한 측에서 제1 입력측과 연결될 수 있으며, 이를 위해서는 결합된 단일 연결부, 예컨대 형상 결합식 또는 재료 결합식 연결부만으로도 충분할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 총 3개의 클러치가 공통 하우징 내에 배치되며, 이 공통 하우징은 부분적으로 액상 매체로 채워진다. 액상 매체, 특히 오일은 클러치 구성요소의 냉각, 세정 및 윤활을 위해 이용될 수 있다.
추가로, 바람직하게 클러치들의 작동을 위해 유압식 작동 장치들이 제공된다. 클러치들 중 적어도 하나는 바람직하게 유압식으로 작동된다. 제1 및 제2 클러치는 바람직하게 동일한 원리에 의해 작동되며, 특히 두 클러치 모두 유압식으로 작동된다. 바람직하게는 제3 클러치 역시 유압식으로 작동된다. 유압식 작동 장치의 작동 유체는 하우징을 적어도 부분적으로 채우는 액상 매체를 포함할 수 있다.
제1 입력측은 전기 기계의 로터와 연결되도록 구성될 수 있다. 특히 로터는 반경 방향 바깥쪽에서 전기 기계의 스테이터에 의해 에워싸일 수 있다. 따라서 클러치 장치와 전기 기계를 서로 통합하는 콤팩트한 구동 유닛이 달성된다.
또한, 제2 입력측은 내연기관의 출력 샤프트와 연결되도록 구성될 수 있다.
또 다른 양태에 따라서, 클러치 장치는 제1 입력측과 제2 입력측, 그리고 제1 출력측과 제2 출력측도 포함하며, 이 경우 입력측들과 출력측들은 공통 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 클러치 장치는 제1 입력측과 제1 출력측 사이의 제1 클러치, 그리고 제1 입력측과 제2 출력측 사이의 제2 클러치를 포함한다. 추가로 제3 클러치가 제1 입력측과 제2 입력측 사이에 제공된다. 제1 입력측은 제1 클러치의 마찰 라이닝들 및 제3 클러치의 마찰 라이닝들을 위한 축 방향 받침부를 형성하도록 구성된다.
그럼으로써 클러치 장치는 그 축 방향 공간 절약성이 더 개선될 수 있고, 감소한 개수의 부품을 사용하여 제조될 수 있으며, 그럼으로써 생산 비용이 절감될 수 있다.
또 다른 양태에 따라서, 클러치 장치는 제1 입력측과 제2 입력측, 그리고 제1 출력측과 제2 출력측을 포함하며, 이 경우 입력측들과 출력측들은 공통 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 클러치 장치는 제1 입력측과 제1 출력측 사이의 제1 클러치, 그리고 제1 입력측과 제2 출력측 사이의 제2 클러치도 포함한다. 제1 입력측은 파지 부재에 의해 반경 방향으로 지지되며, 제1 입력측과 제2 클러치 사이에 토크 결합식 연결 부재가 제공된다. 이 경우, 파지 부재와 연결 부재는 제1 입력측의 영역에서 축 방향으로 서로 접한다.
그럼으로써, 일측에서 제1 입력측과 파지 부재 사이의 연결부, 그리고 타측에서 제1 입력측과 연결 부재 사이의 연결부가 공통으로 형성될 수 있으며, 그럼으로써 간단하면서도 조립 친화적인 연결부가 달성될 수 있다.
파지 부재와 연결 부재는 한 바람직한 실시예에서 공통 고정 부재에 의해 축 방향으로 제1 입력측 상에 파지될 수 있다.
본 발명은 첨부한 도면들을 참조하여 더 정확하게 기재된다.
도 1은 클러치 장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 클러치 장치의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1 또는 도 2에 따른 클러치 장치에 수동 작동 장치가 구비된 상태를 도시한 도면이다.
도 1에는, 예시적인 클러치 장치(100)가 도시되어 있다. 회전축(105)의 둘레에는 제1 입력측(110), 제2 입력측(115), 제1 출력측(120) 및 제2 출력측(125)이 배치된다.
제1 클러치(130)는 제1 입력측(110)과 제1 출력측(120) 사이에 배치되고, 제2 클러치(135)는 제1 입력측(110)과 제2 출력측(125) 사이에 배치되며, 선택적인 제3 클러치(140)는 제1 입력측(110)과 제2 입력측(115) 사이에 배치된다. 제1 및 제2 클러치(130 및 135)는 반경 방향으로, 또는 바람직하게는 축 방향으로 서로 상대적으로 오프셋되어 축 방향 듀얼 클러치를 형성한다. 제3 클러치(140)는 바람직하게는 다른 두 클러치(130 및 135) 중 적어도 하나의 클러치에 대해 축 방향으로 오프셋된다.
제1 입력측(110)은 일반적으로 로터(150)와 스테이터(155)를 포함하는 전기 기계(145)와 연결되도록 구성된다. 바람직하게 전기 기계(145)는 내부 로터 유형이며, 로터(150)는 반경 방향으로 스테이터(155)의 안쪽에 위치한다. 이 경우, 더 바람직하게는, 스테이터(155)가 하나 이상의 솔레노이드를 포함하고, 로터(150)는 하나 이상의 영구 자석을 포함한다. 로터(150)는 바람직하게 반경 방향으로 클러치들(130, 135 및 140)의 바깥쪽에 위치하며, 도시된 실시예에서 리벳 결합에 의해 제1 입력측(110)과 연결된다. 제2 입력측(115)은 바람직하게 내연기관, 특히 연소 엔진, 더욱 바람직하게는 왕복형 엔진과 연결되도록 구성된다.
출력측들(120 및 125)은 듀얼 변속기(미도시)의 입력 샤프트들과 연결되도록 구성된다. 듀얼 변속기는 통상 또 다른 변속 기어쌍을 이용하여 공통 출력 샤프트와 입력 샤프트들 각각을 연결하도록 구성된다. 자동차에 파워 트레인이 배치된 경우, 출력 샤프트는 결국 자동차의 구동 휠에 작용할 수 있다. 하나의 변속단을 선택하기 위해서는 대개 클러치들 중 하나(130 또는 135)는 체결되고, 각각 다른 클러치(130, 135)는 개방된다. 바람직하게, 듀얼 변속기는 각각의 변속기 샤프트 상에 복수의 변속 기어쌍을 포함하며, 이들 변속 기어쌍들이 각각 하나의 변속단을 실현한다. 변속 기어쌍은 일반적으로, 자신에 할당된 클러치(130, 135)가 바로 개방되는 출력 샤프트(120, 125)와 연결될 때, 체결되거나 체결 해제될 수 있다.
클러치 장치(100)는 특히 자동차의 파워 트레인 내에서 이용되도록 구성된다. 이 경우, 자동차는 바람직하게 하이브리드 방식으로 구동될 수 있는데, 다시 말해 선택적으로 연소 엔진을 통해 구동되거나, 전기 기계(145)를 통해 구동되거나, 또는 이들 두 구동 엔진 모두를 통해 구동될 수 있다. 연소 엔진이 이용된다면, 제3 클러치(140)가 체결된다. 전기 기계(145)가 이용된다면, 상기 전기 기계는 통상 토크가 전달될 수 있도록 전기적으로 제어된다. 두 구동 엔진은 양의 토크뿐 아니라 음의 토크도 파워 트레인 내로 유입시킬 수 있다. 또한, 전기 기계(145)는 파워 트레인에서 운동 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환할 수 있으며, 이 전기 에너지는 예컨대 에너지 저장 장치 내에 일시적으로 저장될 수 있다. 본원의 클러치 장치(100)는 자신의 콤팩트한 구성으로 인해 특히 자동차 내 전륜 횡치 장착에 적합하다.
제1 클러치(130)에는 제1 작동 장치(160)가 할당되고, 제2 클러치(135)에는 제2 작동 장치(165)가 할당되며, 제3 클러치(140)에는 제3 작동 장치(170)가 할당된다. 바람직하게는 총 3개의 작동 장치(160, 165 및 170)가 유압식으로 작동하고, 각각 클러치들(130, 135 및 140) 중 하나로 축 방향 작동력을 가하도록 구성되며, 그럼으로써 클러치들(130, 135 또는 140)의 마찰 부재들은, 마찰 결합을 생성하여 마찰 부재들 간에 토크를 전달하기 위해, 축 방향으로 서로 압축된다. 바람직하게 마찰 부재들은 할당된 작동 장치(160, 165, 170)와 축 방향 스러스트 베어링 사이에서 각각 압착된다. 또한, 바람직하게는, 유압식 작동 장치들(160, 165 및 170)은, 예를 들어 밸브 또는 펌프에 의해 가압된 매체가 목표한 바대로 각각의 작동 장치(160, 165 또는 170)의 유압 작동 챔버 내로 유입되거나, 또는 상기 유압 작동 챔버로부터 방출됨으로써, 각자 능동적으로 제어될 수 있다. 그 대안으로, 예컨대 원심 오일 제어식 작동(centrifugal-oil controlled actuation)도 제공될 수 있다.
3개의 클러치(130, 135 및 140)는 바람직하게는 적어도 부분적으로 액상 매체(180), 특히 오일로 채워질 수 있는 공통 하우징(175) 내에 배치된다. 또한, 매체(180)는 작동 장치들(160, 165 및 170) 중 일 작동 장치의 작동 매체(유압 유체)로서도 이용될 수 있다. 클러치들(130, 135 및 140)은 바람직하게 각각 습식 작동식이며, 서로 독립적으로 단판 클러치 또는 다판 클러치로서 구성될 수 있다. 더 바람직하게는, 제1 클러치(130) 및 제2 클러치(135)가 이들 클러치(130, 135)를 통한 토크 흐름의 섬세한 개방 및 폐쇄를 허용하기 위해 다판 클러치 타입이다. 제3 클러치(140)는 도시한 것처럼 단판 타입일 수도 있는데, 이 경우 제3 클러치(140)는, 슬립 상태에서는 가급적 작동되지 않는 시프팅 클러치로서 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 축 방향으로 제1 클러치(130)와 제2 클러치(135) 사이에 반경 방향 플랜지(185)가 스러스트 베어링으로서 위치되며, 이 스러스트 베어링 쪽으로 클러치들(130, 135)이 각각 할당된 작동 장치(160, 165)에 의해 압착될 수 있다. 작동 장치들(160, 165, 170)의 작동력은 바람직하게 클러치 장치(100)의 내부에서 지지되므로, 그에 기인하는 힘은 바깥쪽을 향해 지지되지 않는다.
클러치 장치(100)가 전기 기계(145)를 포함하지 않는 파워 트레인에서 이용된다면, 제3 클러치(140)는 생략될 수도 있다. 이런 경우, 제1 입력측(110)과 제2 입력측(115)은 서로 일치한다.
도 2에는, 도 1의 클러치 장치(100)의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 여기에 도시된 실시예는 주로, 제3 작동 장치(170)가 플랜지(185)의 영역에 배치된다는 점에서 도 1의 실시예와 구분된다. 바람직하게는, 작동 장치들(160, 165 및 170)의 유압 작동 챔버들(205)을 한정하고, 할당된 유압 피스톤들에 의해 폐쇄되는 축 방향 함몰부들을 플랜지(185)가 제공함으로써, 3개의 작동 장치(160, 165 및 170)가 플랜지(185)와 함께 통합 형성된다. 여기서 제3 작동 장치(170)와 제3 클러치(140) 사이의 작동 부재(210)는 제1 클러치(130)의 반경 방향 외부면 상에서 축 방향으로 연장된다.
도시된 실시예에서 반경 방향 외부면 상의 공급부(190)는 여기서 구체(ball)로서 구현된 폐쇄 몸체(220)에 의해 폐쇄된다. 폐쇄 몸체(220)의 고정은 바람직하게 전기 기계(145)의 반경 방향 바깥쪽에 위치하는 로터(150)에 의해 수행된다.
도 3에는, 수동 작동 장치(305)를 포함하는 도 1 또는 도 2에 따른 클러치 장치(100)가 도시되어 있으며, 수동 작동 장치는, 제3 클러치(140)를 작동시키도록, 그리고 그에 따라 제2 입력측(115)의 회전속도가 제1 입력측(110)의 회전속도보다 더 높을 때 제2 입력측(115)과 제1 입력측(110) 간의 토크 흐름을 가능하게 하도록 구성된다. 작동은 바람직하게 제3 클러치(140)의 마찰 부재들의 축 방향 압착에 의해 수행된다. 수동 작동 장치(305)는 회전속도 제어식이며, 예컨대 기계식 조정이나 유압 형태의 능동 제어(active control)를 필요로 하지 않는다.
수동 작동 장치(305)는 바람직하게, 제2 입력측(115)으로부터 제1 입력측(110)으로만 토크 전달을 허용하고 그 반대 방향으로는 허용하지 않는 프리휠 장치로서 설계된다. 제3 클러치(140)는 예를 들어, 반경 방향 바깥쪽에 위치하는 구동측 및 반경 방향의 안쪽에 위치하는 피동측을 포함하고, 이 경우 역시 예시로서 작동 장치(305)가 반경 방향으로 제3 클러치(140)의 안쪽에 배치되는데, 반경 방향으로 클러치(140) 또는 이 클러치의 마찰 라이닝들의 바깥쪽에 배치되거나, 이들에 대해 축 방향으로 오프셋되어 배치되는 것도 역시 가능하다.
도시된, 특히 바람직한 실시예에서, 프리휠 장치는, 회전축(105)을 중심으로 하는 회전 평면과 예각의 각도를 이루는 판 스프링(310)을 포함한다. 판 스프링은 회전축(105) 둘레의 주연에 대해 접선으로, 또는 주연 상에 나선형으로 연장될 수 있다. 판 스프링(310)의 제1 축 방향 단부는 마찰 결합에 의해, 또는 고정되게 제1 입력측(110)과 연결된다. 이를 위해, 제1 입력측(110)은 도시된 것처럼 반경 방향으로 안쪽을 향해 판 스프링(310)에 이를 때까지 연장될 수 있다. 이 경우, 제1 입력측(110)은 제3 클러치(140)를 위한 축 방향 받침 부재로서도 이용될 수 있다. 대향하여 위치하는 제2 축 방향 단부는 제3 클러치(140)의 출력측과 연결되는데, 이때 적어도 일측 축 방향 단부에 마찰 결합이 존재해야 한다는 제한 조건에서 마찰 결합 또는 고정 체결(fixed engagement)도 가능하다. 하기에서는, 예시로서 판 스프링(315)과 제3 클러치(140) 사이에 마찰 결합이 존재한다는 가정 하에 설명된다.
제3 클러치(140)가 작동되지 않음으로써, 다시 말해 축 방향으로 압착되지 않음으로써 상기 제3 클러치가 제2 입력측(115)과 제1 입력측(110) 간에 실질적인 토크를 전달하지 않으면, 제3 클러치는 통상, 특히 제3 클러치(140)의 마찰 부재들 사이에서 액상 매체(180)를 통해 야기될 수 있는 소정의 드래그 토크를 전달한다. 그러므로 제3 클러치(140)의 입력 속도가 자신의 출력 속도와 다를 경우, 판 스프링(310)과 제3 클러치(140)의 출력측 사이에 상대 운동이 존재한다. 이 상대 운동을 통해, 판 스프링(310)이 회전축(105)을 중심으로 회전하고, 그럼으로써 판 스프링은 자신의 축 방향 길이를 변경하려고 시도하게 된다. 그러므로 일측 방향으로의 회전 시 판 스프링(310)은 축 방향 확장력(expanding force)을 가하는 반면, 타측 방향으로의 회전 시에는 판 스프링이 오히려 축 방향으로 압축된다. 확장력은, 제3 클러치(140)를 축 방향으로 압축하여 작동시키거나 체결하기 위해 이용된다.
제1 클러치(130)와 제2 클러치(135)는, 도 1 또는 도 2의 실시예들에서처럼 축 방향으로 오프셋된 배치를 이용할 수도 있지만, 본 실시예에서는 반경 방향으로 오프셋되어 배치된다. 예를 들어, 제1 클러치(130)는 반경 방향으로 바깥쪽에 위치하고 제2 클러치(135)는 반경 방향으로 안쪽에 위치한다. 클러치들(130, 135)의 구동측들은 자신들에 할당된 마찰 부재들의 반경 방향 외부면들 상에 각각 위치하고, 그 피동측들은 그에 상응하게 반경 방향으로 안쪽에 위치한다. 피동측들은 반경 방향 부재들을 통해 클러치 장치(100)의 출력측들(120 및 125)과 각각 토크 결합 방식으로 연결된다.
판 스프링(310)의 사용 여부와 무관하게, 제1 입력측(110)은 바람직하게는 제1 클러치(130) 및/또는 제3 클러치(140)의 마찰 부재들을 위한 축 방향 받침면으로서 이용되도록 구성된다. 이를 위해, 제1 입력측(110)은 도시된 것처럼 축 방향 섹션 및 반경 방향 섹션을 구비하여 컵 형태로 형성될 수 있다. 축 방향 섹션은 바람직하게 제1 클러치(130)의 마찰 부재들에 형태 결합 방식으로 맞물리며; 축 방향으로 일측에서, 바람직하게는 일체형으로 상기 축 방향 섹션에 이어지는 반경 방향 섹션은 예컨대 도시된 것처럼 S자 형태로 먼저 제3 클러치(140)의 마찰 부재들 쪽으로 연장된 다음, 계속해서 반경 방향으로 안쪽을 향해, 그리고 축 방향으로 제1 클러치(130)의 마찰 부재들 쪽으로 연장되며; 선택적으로 그곳으로부터 계속해서 반경 방향으로 안쪽을 향해, 그리고 축 방향으로 판 스프링(310)을 향해 연장된다. 제1 입력측(110)의 축 방향 받침면들은 반경 방향 섹션에 회전축(105)을 중심으로 하는 동심 파형(concentric wave-form)을 부여할 수 있다.
바람직하게, 두 클러치(130, 135) 모두 동일한 축 방향 측에서부터 작동될 수 있으며, 상기 측은 더 바람직하게는 축 방향으로 제3 클러치(140)로 향해 있는 측에 대향하여 위치한다. 도 3의 도면에서는 두 클러치(130, 135) 모두 우측으로부터 작동된다. 상응하는 유압식 작동 장치들(160 및 165)은 각각의 가능한 실시예로 도시되어 있지만, 또 다른 실시예들도 마찬가지로 가능하다.
클러치 장치(100)의 제1 입력측(110)에 대한 제2 클러치(135)의 구동측의 토크 결합식 연결은 바람직하게 연결 부재(315)에 의해 수행되며, 이 연결 부재는 S자 또는 Z자 형태로 제2 클러치(135)의 좌측에서부터 먼저 반경 방향으로 바깥쪽을 향해, 그 다음 제1 클러치(130)와 제2 클러치(135) 사이의 반경 방향 영역에서는 축 방향으로 우측을 향해, 그리고 그 다음 제1 클러치(130)의 우측 옆을 우측에서 통과하여 반경 방향으로 바깥쪽을 향해 제1 입력측(110)에 이를 때까지 연장된다. 이 경우, 제1 클러치(130)를 작동시키거나 축 방향으로 압축하여 체결하기 위해 제1 클러치(130)의 마찰 부재들에 축 방향으로 작용할 수 있는 작동 부재(325)를 축 방향으로 통과하도록, 연결 부재(315) 내에 리세스(320)가 제공된다.
연결 부재(315)는 바람직하게 형태 결합부, 예컨대 치합부(toothing) 또는 맞물림 섹션(engaging section)에 의해 제1 입력측(110)과 토크 결합 방식으로 연결된다. 바람직하게는, 제1 입력측(110)이 동일한 축 방향 측에서 파지 부재(330)에 의해 반경 방향으로 지지된다. 파지 부재(330)는 본 실시예에서 반경 방향으로 안쪽을 향해 샤프트 또는 축까지 연장되며, 상기 샤프트 또는 축은 여기서는 예시로서 제1 작동 장치(160)로의 오일 안내를 위해 제공된다. 또 다른 실시예에서, 클러치 장치(100)의 출력측들(120, 125) 중 하나와 연결될 수 있는 샤프트와 관련한 지지도 수행될 수 있다. 이 경우, 파지 부재(330)는 토크를 반경 방향으로 전달하도록 구성될 수도 있다.
파지 부재(330)는 바람직하게 제1 입력측(110)의 영역 내에서 연결 부재(315)보다 축 방향으로 더 바깥쪽에 위치한다. 파지 부재(330)와 연결 부재(315)는, 동일한 연결부, 일체형 연결부 또는 통합형 연결부를 이용하여, 제1 입력측(110)과 토크 결합 방식으로 연결될 수 있으며, 이때 형태 결합식 연결이 바람직하다. 이러한 연결은 판 스프링(310)의 이용과 무관하게, 그리고 제3 클러치(140)의 사용 여부와도 무관하게, 반경 방향 듀얼 클러치에서 이용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 파지 부재(330)와 연결 부재(315)는 공통 고정 부재(335)에 의해 축 방향으로 제1 입력측(110)에 파지된다. 또한, 또 다른 실시예들에서는, 또 다른 축 방향 고정, 예컨대 베이어닛 조인트, 록킹 핀(locking pin) 또는 리벳 조인트, 코킹(caulking)도 이용될 수 있고, 또는 굽힘(bending)에 의한 고정도 이용될 수 있다.
100: 클러치 장치
105: 회전축
110: 제1 입력측
115: 제2 입력측
120: 제1 출력측
125: 제2 출력측
130: 제1 클러치
135: 제2 클러치
140: 제3 클러치
145: 전기 기계
150: 로터
155: 스테이터
160: 제1 작동 장치
165: 제2 작동 장치
170: 제3 작동 장치
175: 하우징
180: 액상 매체
185: 플랜지
190: 공급부
205: 유압 작동 챔버
210: 작동 부재
305: 작동 장치
310: 판 스프링
315: 연결 부재
320: 리세스
325: 작동 부재
330: 파지 부재
335: 고정 부재

Claims (14)

  1. 클러치 장치(100)로서,
    - 입력측들(110, 115)과 출력측들(120, 125)이 공통 회전축(105)을 중심으로 회전할 수 있는 조건에서,
    - 제1 입력측(110) 및 제2 입력측(115);
    - 제1 출력측(120) 및 제2 출력측(125);
    - 제1 입력측(110)과 제1 출력측(120) 사이의 제1 클러치(130);
    - 제1 입력측(110)과 제2 출력측(125) 사이의 제2 클러치(135);
    - 제1 입력측(110)과 제2 입력측(115) 사이의 제3 클러치(140); 및
    - 제2 입력측(115)이 제1 입력측(110)보다 더 빠르게 회전할 때 제3 클러치(140)를 위한 수동 작동 장치(305);를 포함하는 클러치 장치(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 작동 장치는, 제2 입력측(115)으로부터 제1 입력측(110)으로만 토크를 전달하는 프리휠 장치(305)를 포함하는, 클러치 장치(100).
  3. 제2항에 있어서, 프리휠 장치(305)은 회전축(105)을 중심으로 하는 회전 평면에 비해 경사져 있는 판 스프링 부재(310)를 포함하며, 상기 판 스프링 부재의 축 방향 단부들은 제1 입력측(110) 또는 제2 입력측(115)과 접촉되어 있는, 클러치 장치(100).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 입력측(110)은, 제1 클러치(130), 제2 클러치(135) 및/또는 제3 클러치(140)의 축 방향 작동력을 흡수하도록 구성되는, 클러치 장치(100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 작동 장치(305)는 반경 방향으로 제3 클러치(140)의 안쪽에 배치되는, 클러치 장치(100).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 클러치(130)와 제2 클러치(135)가 반경 방향으로 서로 오프셋되며, 동일한 축 방향 측으로부터 작동되도록 구성되는, 클러치 장치(100).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 입력측(110)은 반경 방향으로 안쪽을 향해 연장되는 파지 부재(330)에 의해 상기 회전축에 대해 파지되는, 클러치 장치(100).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 총 3개의 클러치(130, 135, 140)는, 부분적으로 액상 매체(180)로 채워져 있는 공통 하우징(175) 내에 배치되는, 클러치 장치(100).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 입력측(110)은 전기 기계(145)의 로터(150)와 연결되도록 구성되는, 클러치 장치(100).
  10. 제9항에 있어서, 로터(150)는 반경 방향 바깥쪽에서 전기 기계(145)의 스테이터(155)에 의해 에워싸이는, 클러치 장치(100).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 입력측(115)은 내연기관의 출력 샤프트와 연결되도록 구성되는, 클러치 장치(100).
  12. - 입력측들(110, 115)과 출력측들(120, 125)이 공통 회전축(105)을 중심으로 회전할 수 있다는 조건에서,
    - 제1 입력측(110) 및 제2 입력측(115);
    - 제1 출력측(120) 및 제2 출력측(125);
    - 제1 입력측(110)과 제1 출력측(120) 사이의 제1 클러치(130);
    - 제1 입력측(110)과 제2 출력측(125) 사이의 제2 클러치(135); 및
    - 제1 입력측(110)과 제2 입력측(115) 사이의 제3 클러치(140);를 포함하는 클러치 장치(100)이며,
    - 제1 입력측(115)은 제1 클러치(130)의 마찰 라이닝들 및 제3 클러치(140)의 마찰 라이닝들을 위한 축 방향 받침부를 형성하도록 구성되는, 클러치 장치(100).
  13. - 입력측들(110, 115)과 출력측들(120, 125)이 공통 회전축(105)을 중심으로 회전할 수 있다는 조건에서,
    - 제1 입력측(110) 및 제2 입력측(115);
    - 제1 출력측(120) 및 제2 출력측(125);
    - 제1 입력측(110)과 제1 출력측(120) 사이의 제1 클러치(130); 및
    - 제1 입력측(110)과 제2 출력측(125) 사이의 제2 클러치(135);를 포함하는 클러치 장치(100)이며,
    - 제1 입력측(110)은 파지 부재(330)에 의해 반경 방향으로 지지되고,
    - 제1 입력측(110)과 제2 클러치(135) 사이에 토크 결합식 연결 부재(315)가 제공되며,
    - 파지 부재(330) 및 연결 부재(315)는 제1 입력측(110)의 영역에서 축 방향으로 서로 접하는, 클러치 장치(100).
  14. 제13항에 있어서, 파지 부재(330)와 연결 부재(315)가 공통 고정 부재(335)에 의해 축 방향으로 제1 입력측(110) 상에 파지되는, 클러치 장치(100).
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