KR20200033253A - 니들 베어링을 구비한 작동 유닛을 포함하는 하이브리드 모듈, 그리고 하이브리드 파워트레인 - Google Patents

니들 베어링을 구비한 작동 유닛을 포함하는 하이브리드 모듈, 그리고 하이브리드 파워트레인 Download PDF

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KR20200033253A
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KR
South Korea
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clutch
hybrid module
bearing
powertrain
housing
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Application number
KR1020207001469A
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English (en)
Inventor
요나단 라이고
슈테판 레만
Original Assignee
섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 자동차의 파워트레인을 위한 하이브리드 모듈(1)에 관한 것이며, 상기 하이브리드 모듈은, 하우징(2)과; 분리 클러치(3)와; 분리 클러치(3)와 상호 작용하고 하우징(2) 상에 수용된 유압식 작동 유닛(4)과; 전기 엔진(5)을; 포함하며, 전기 엔진(5)의 로터(6)는 분리 클러치(3)의 클러치 부품(7)과 회전 결합되어 있거나 결합될 수 있으며, 작동 유닛(4)은 하우징(2)에 상대적으로 변위 가능하게 수용된 피스톤 부재(8)를 포함하며, 상기 피스톤 부재는, 작동 베어링(9)에 의해, 분리 클러치(3)의 축 방향에서, 분리 클러치(3)를 체결하고 체결 해제하기 위해 이용되는 압력 부재(10)와 변위되지 않게 고정되지만, 그러나 그에 상대적으로 회전 가능하게 연결되며, 작동 베어링(9)은 축 방향 니들 베어링(9)으로서 형성된다. 또한, 본 발명은 하이브리드 모듈(1)을 포함하는 하이브리드 파워트레인에 관한 것이다.

Description

니들 베어링을 구비한 작동 유닛을 포함하는 하이브리드 모듈, 그리고 하이브리드 파워트레인
본 발명은, 승용차, 화물 자동차, 버스 또는 기타 상용차와 같은 자동차의 파워트레인(하이브리드 파워트레인)을 위한 하이브리드 모듈에 관한 것이며, 상기 하이브리드 모듈은 하우징과; 분리 클러치와; 분리 클러치와 상호 작용하고 하우징 상에 수용된 유압식 작동 유닛과; 전기 엔진을; 포함하며, 전기 엔진의 로터는 분리 클러치의 클러치 부품과 회전 결합되어 있거나(/바람직하게는 클러치 부품 상에 고정되어 있거나) 결합될 수 있으며, 작동 유닛은 하우징에 상대적으로 변위 가능하게 수용된 피스톤 부재를 포함하며, 이 피스톤 부재는, 작동 베어링에 의해, 분리 클러치의 축 방향에서, 분리 클러치를 체결하고 체결 해제하기 위해 이용되는 압력 부재와 변위되지 않게 고정되지만, 그러나 그에 상대적으로 회전 가능하게 연결/결합된다. 또한, 본 발명은 상기 하이브리드 모듈을 포함하는 자동차용 파워트레인(하이브리드 파워트레인)에 관한 것이다.
해당 유형에 따른 종래 기술은 이미 충분히 공지되어 있다. 예컨대 WO 2010/127 663 A1호는, 습식 듀얼 클러치, 이중질량 플라이휠, 및 원심력 진자, 그리고 이중질량 플라이휠의 일차 측과 연결된 E-엔진을 포함하는 듀얼 클러치 변속기를 개시하고 있다.
그러나 종래 기술로부터 공지된 하이브리드 모듈들은, 보통 -특히 축 방향에서- 상대적으로 큰 구조로 형성된다는 단점이 있다. 이는, 다시금 하이브리드 모듈들이 상이한 방식으로 치수 설계된 모든 공지된 파워트레인에서 간단하게 사용될 수 없게 한다. 상기 하이브리드 모듈들이 다양한 적용 분야들을 위해 사용되어야 한다면, 종래에는, 파워트레인의 주변 부품들의 상대적으로 복잡한 매칭이 실행되어야 했으며, 이는 상대적으로 큰 개발 노력 및 비용을 초래한다.
그러므로 본 발명의 과제는, 종래 기술에서 공지된 단점들을 해소하고, 특히 자체의 장착 공간과 관련하여 또 다른 적용 분야들을 위해서도 접근이 이루어질 수 있도록 조밀하게 형성되는 하이브리드 모듈을 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 본 발명에 따라서, 작동 베어링이 축 방향 니들 베어링으로서 형성되는 것을 통해 해결된다.
작동 베어링을 위한 니들 베어링의 사용을 통해, 특히 축 방향에서 분명하게 장착 공간은 절약된다. 그 결과, 하이브리드 모듈은 또 다른 적용 분야들을 위해 접근될 수 있고 기존 파워트레인들에도 간단하게 전용될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시형태들은 종속 청구항들로 청구되어 있고 하기에서 더 상세하게 설명된다.
유압식 작동 유닛/클러치 작동 장치는 바람직하게는 (동심) 슬레이브 실린더(CSC// "Clutch Slave Cylinder" / "Concentric Slave Cylinder")를 포함하거나, 또는 상기 슬레이브 실린더로서 형성되며, 그럼으로써 피스톤 부재 역시도 바람직하게는 환형으로 형성되어 하이브리드 모듈/분리 클러치의 회전축에 대해 동심으로 배치된다. 슬레이브 실린더는 전형적인 방식으로 분리 클러치, 특히 마찰 클러치를 체결하고, 그리고/또는 체결 해제하기 위해 이용된다. 그렇게 하여, 분리 클러치의 작동 유닛은 특히 조밀하게 통합된다.
또한, 바람직하게는, 니들 베어링은, 니들 베어링의 복수의 니들 몸체들을 상호 간에 상대적으로 (원주방향으로) 지지/파지하는 케이지(cage)를 포함하며, 케이지는 피스톤 부재에 상대적으로(그리고 그에 따라 분리 클러치의 회전축에 상대적으로) 센터링되어 지지/파지된다. 피스톤 부재는 바람직하게는 다시금 하우징의 측에서 (회전축에 대해) 센터링되어 지지된다.
또한, 이와 관련하여 바람직하게는, 피스톤 부재는, 압력 부재가 적어도 부분적으로 축 방향으로 피스톤 부재와 인터리빙(interleaving)되고/피스톤 부재 안쪽으로 돌출되는 방식으로 형성된다. 이 경우, 특히 적합한 것으로서 확인된 점에 따르면, 피스톤 부재는, 하이브리드 모듈의 종방향 섹션에서 고려할 때, C자 형태로 형성되는(다시 말해 C자를 통해 둘러싸이고 전체적으로 환형인) 수용 챔버를 포함하며, 니들 베어링, 및/또는 압력 부재의 적어도 일부분은 축 방향에서 상기 수용 챔버 내에 배치된다. 그렇게 하여, 간단한 장식으로 추가의 장착 공간이 절약된다.
피스톤 부재를 지지/수용하는, 작동 유닛의 실린더 영역은 직접적으로 하우징을 통해 형성되고/하우징과 동일 소재의 단일 부재형으로 형성된다면, 장착 공간 소요는 추가로 최적화된다.
이와 관련하여, 추가로 바람직하게는, 작동 유닛은 반경 방향으로 연장되는 하우징의 중간 벽부 상에 수용/배치된다.
실린더 영역 및 피스톤 부재에 의해 둘러싸이는 유압 압력 챔버가, 하우징 내에 구성/배치되는 하나 이상의 보어에 의해 유압 구간과 연결된다면, 추가적인 장착 공간이 절약될 수 있다.
피스톤 부재가, 압력 부재 상에서 지지되는 (바람직하게는 디스크 스프링의 형태로 형성되는) 리턴 스프링에 의해 자신의 인입된 위치 내로 예압된다면, 작동 유닛의 기능성은 추가로 향상된다.
로터와 회전 결합된(또는 결합될 수 있는) 분리 클러치의 클러치 부품이, (바람직하게는 볼 베어링의 형태인) 지지 베어링에 의해 하우징의 측에 회전 가능하게 장착되는 로터 캐리어를 포함한다면, 분리 클러치는 특히 적절하게 하이브리드 모듈 내에 통합된다.
또한, 이와 관련하여, 바람직하게는, 분리 클러치의 클러치 부품과 나사 결합된 제1 나사 부재가 분리 클러치의 복수의 마찰 부재들을 위한 카운터 홀더(counter holder)로서 이용될 뿐만 아니라 지지 베어링의 제1 베어링 륜을 축 방향으로 지지하고, 그리고/또는 하우징과 나사 결합된 제2 나사 부재는 지지 베어링의 제2 베어링 륜의 축 방향 고정을 위해 배치된다. 그렇게 하여, 지지 베어링은 특히 내구성 있게 축 방향으로 파지된다. 그런 다음, 제1 베어링 륜은 전형적인 방식으로, 로터를 수용하는 분리 클러치의 클러치 부품과 회전 고정 방식으로 연결되고, 제2 베어링 륜은 하우징 상에 고정되게 수용된다.
분리 클러치 외에도, 바람직하게는 추가로 2개의 (함께 하나의 듀얼 클러치를 형성하는) 부분 클러치들이 제공되며, 제공되어 있는 클러치들(다시 말해 분리 클러치뿐만 아니라 제1 부분 클러치 및 제2 부분 클러치) 각자는 오일 냉각 방식으로 형성된다.
제1 부분 클러치 및/또는 제2 부분 클러치는 추가로 바람직하게는 로터리 피드스루(rotary feedthrough)를 통해 작동된다. 그렇게 하여, 추가 장착 공간이 절약된다.
또한, 지지 베어링 외에도, 회전 부품들, 다시 말하면 특히 로터를 수용하는 분리 클러치의 클러치 부품, 그리고 제1 및 제2 부분 클러치의 클러치 부품들을 반경 방향으로 지지하는 2개의 지지 니들 베어링들이 제공된다. 이 경우, 지지 베어링은, 반경 방향 베어링으로서뿐만 아니라 축 방향 베어링으로서도 이용되는 방식으로 형성된다. 지지 니들 베어링들은 우선적으로 변속기의 변속기 샤프트에 대해 로터 캐리어/각각의 클러치 부품의 반경 방향 지지/반경 방향 장착을 위해 이용된다. 그렇게 하여, 개별 부재들의 적절한 지지가 실현된다.
분리 클러치 및/또는 두 부분 클러치들은 바람직하게는 습식 발진/습식 방식으로(바람직하게는 습식 발진/습식 트리플 클러치로서), 또는 보다 더 바람직하게는 건식/건식 발진 방식으로(바람직하게는 건식 발진/건식 트리플 클러치로서) 형성된다. 건식 발진 클러치들로서 분리 클러치 및 두 부분 클러치들을 형성할 경우, 니들 베어링은 보다 더 바람직하게 그리스로 윤활되고 밀폐된다.
또한, 주지할 사항은, 하이브리드 모듈이 강제적으로 동축 전기 엔진/E-엔진을 구비하지 않아도 된다는 점이다. 그 대신, 전기 엔진(바람직하게는 48V 또는 고전압 유형)은 본 발명에 따른 하이브리드 모듈의 또 다른 실시예들에서 축 평행하게도 배치된다. 이런 경우, 로터는 (자신의 회전축으로) 분리 클러치의 회전축에 대해 평행하게 배치되고 전형적인 방식으로 분리 클러치의 클러치 부품과 간접적으로[예컨대 견인 메커니즘(traction mechanism)을 통해] 회전 연결된다.
또한, 본 발명은 앞서 기술한 실시예들 중 적어도 하나에 따르는 본 발명에 따른 하이브리드 모듈을 포함하는 자동차용 파워트레인(하이브리드 파워트레인)에 관한 것이다.
다른 말로 표현하면, 그에 따라, 본 발명에 따라서, 니들 베어링 CSC(니들 베어링을 구비한 작동 유닛)를 포함하여 특히 장착 공간을 절약하는 P2 하이브리드 모듈이 구현된다. 병렬 유형의 하이브리드 모듈은 분리 클러치, 및 분리 클러치를 작동시키기 위한 동심 슬레이브 실린더(작동 유닛)를 포함한다. 분리 클러치는 니들 베어링에 의해 형성되는 축 방향 베어링을 포함한다.
본 발명은 이제 하기에서 도면들에 따라 더 상세하게 설명된다.
도 1은 바람직한 실시예에 따르는 본 발명에 따른 하이브리드 모듈을 도시한 종단면도이며, 여기서는 마찰 클러치(다판 마찰 클러치)로서 형성된 분리 클러치뿐만 아니라, 마찬가지로 마찰 클러치(다판 마찰 클러치)로서 형성되고 각각은 전기 엔진의 로터와 결합되어 하나의 듀얼 클러치를 형성하는 2개의 부분 클러치들 역시도 그들의 기본적인 구성으로 확인할 수 있다.
도 2는 하우징 내에 통합되어 작동 중에 분리 클러치에 작동하는 방식으로 작용하는 작동 유닛의 영역에서 도 1에 따른 하이브리드 모듈을 도시한 상세도이다.
도면들은 단지 개략적인 상태일 뿐이며, 그리고 단지 본 발명의 이해를 위해서만 이용된다. 동일한 요소들에는 동일한 도면부호들이 부여되어 있다.
도 1에는, 바람직한 실시예에 따라 형성된 본 발명에 따른 하이브리드 모듈(1)/하이브리드 구동 모듈의 기본적인 구성이 도시되어 있다. 하이브리드 모듈(1)은 작동 중에 전형적인 방식으로 여기서는 명확성을 위해 추가로 도시되어 있지 않은 자동차의 하이브리드 파워트레인의 부분이다. 특히 여기서는 마찬가지로 명확성을 위해 추가로 도시되어 있지 않은 내연기관 및 변속기 역시도 상기 파워트레인의 부분이다. 변속기는 일부 섹션으로 도시된 2개의 변속기 샤프트들(28a, 28b)의 측에서 변속기 입력 샤프트들의 형태로 도시되어 있다. 하이브리드 모듈(1)은, 통상적인 것처럼, 토크 전달 경로를 따라서 볼 때, 내연기관의 출력 샤프트와 변속기 샤프트들(28a, 28b) 사이에 배치된다. 그러므로 변속기 샤프트들(28a, 28b)은 하이브리드 모듈(1)의 출력 샤프트들을 형성한다.
하이브리드 모듈(1)은 클러치 장치로서 형성되며, 그리고 다양한 작동 상태들을 접속하기 위해 사용되는 복수의 클러치들[분리 클러치(3) 및 부분 클러치들(25a, 25b)]을 포함한다. 하이브리드 모듈(1)의 각각의 작동 상태에 따라서, 토크는 내연기관에서부터 두 변속기 샤프트들(28a, 28b) 중 하나로, 그리고/또는 전기 엔진(5)으로 전달되고, 그리고/또는 토크는 전기 엔진(5)에서부터 두 변속기 샤프트들(28a, 28b) 중 하나로, 그리고/또는 내연기관의 출력 샤프트로 전달된다.
하이브리드 모듈(1) 상에는, 도 1에서는 입력 측에, 이중질량 플라이휠의 형태인 비틀림 진동 댐핑 유닛(29)이 배치되며, 상기 비틀림 진동 댐핑 유닛(29)은 하이브리드 모듈(1)의 부분으로서, 또는 하이브리드 모듈(1)로부터 분리된 것으로서 고려될 수 있다. 비틀림 진동 댐핑 유닛(29)은 다시금 자신의 입력부로 작동 중에 내연기관의 출력 샤프트와 회전 고정 방식으로 연결되고, 자신의 출력부로는 하이브리드 모듈(1)의 샤프트(30)/구동 샤프트/구동 플랜지와 회전 고정 방식으로 연결된다.
또한, 샤프트(30)는 분리 클러치(3)의 (제2) 클러치 부품(17)과 회전 고정 방식으로 연결된다. 이를 위해, 분리 클러치(3)의 제2 클러치 부품(17)은, 샤프트(30)와 회전 고정 방식으로 연결된 다중 디스크 캐리어(외부 디스크 캐리어), 및 상기 다중 디스크 캐리어 상에서 축 방향으로[다시 말해 하이브리드 모듈(1)/분리 클러치(3)의 회전축(27)을 따라서] 상호 간에 상대적으로 변위될 수 있는 복수의 마찰 부재들(24)을 포함한다. 제2 클러치 부품(17)의 마찰 부재들(24)은 축 방향으로 분리 클러치(3)의 추가(제1) 클러치 부품(7)의 마찰 부재들(24)과 교호적으로 배치된다. 따라서, 제1 클러치 부품(7) 역시도 복수의 마찰 부재들(24)을 포함하며, 이들 마찰 부재는 분리 클러치(3)의 체결된 위치에서 전형적인 방식으로 제2 클러치 부품(17)의 마찰 부재들(24) 상에 마찰 결합 방식으로 밀착되고 분리 클러치(3)의 체결 해제된 위치에서는 제2 클러치 부품(17)의 마찰 부재들(24)에 상대적으로 자유롭게 회전 가능하게 배치된다. 또한, 분리 클러치(3)의 제1 클러치 부품(7)은, 마찰 부재들(24)을 다시금 회전 고정 방식으로, 그리고 축 방향으로 상호 간에 상대적으로 변위 가능하게 수용하는 지지 영역(32)을 포함한다. 분리 클러치(3)의 지지 영역(32)은 로터 캐리어(18)의 동일 소재의 단일 부재형 부품으로서 형성된다.
로터 캐리어(18)는 반경 방향에서 지지 영역(32)의 바깥쪽에 슬리브 영역(31)을 포함하며, 이 슬리브 영역 상에는 전기 엔진(5)의 로터(6)가 회전 고정 방식으로 수용된다. 전기 엔진(5)은 전형적인 방식으로 하이브리드 모듈(1)의 하우징(2) 내에 통합된다. 전기 엔진(5)의 스테이터(50)는 하우징(2) 내에 고정되게 수용되고, 로터(6)는 스테이터(50)에 상대적으로 회전 가능하게 장착된다.
하우징(2)에 상대적인 로터(6)의 장착은, 로터 캐리어(18)를 통해, 요컨대 로터 캐리어(18) 상에 배치되고 볼 베어링으로서 형성된 지지 베어링(19)을 통해 수행된다. 또한, 지지 베어링(19)은 반경 방향에서 안쪽으로 연장되는 하우징(2)의 중간 벽부(33) 상에 수용된다. 이를 위해, 중간 벽부(33)는 자신의 반경 방향의 내면 상에 보울 영역(34)(bowl region)을 포함하며, 이 보울 영역 상에는 지지 베어링(19)이 수용된다. 특히 지지 베어링(19)의 (제2) 2개 부재형 베어링 륜(23)은 하우징(2)/보울 영역(34) 상에 위치 고정 방식으로 고정된다. 이를 위해 (제2) 베어링 륜(23)은 축 방향에서 하우징(2)의 반경 방향 (제1) 견부(35)(도 2)(shoulder)와, 보울 영역(34) 상에 고정되게 나사 조임되어 있는 (제2) 나사 부재(21) 사이에서 파지된다. 제2 나사 부재(21)는 링 너트(ring nut)로서 형성되고 암나사부(36)로 보울 영역(34)의 대응하는 나사산(수나사부) 상에 나사 조임된다. 제2 2개 부재형 베어링 륜(23)에 상대적으로 볼들의 형태인 회전체(37)를 통해 구름 지지되는 지지 베어링(19)의 추가의 (제1) 베어링 륜(22)은 제1 클러치 부품(7)/로터 캐리어(18) 상에, 요컨대 지지 영역(32) 상에 고정된다. 이를 위해, 로터 캐리어(18) 상에는 (제1) 나사 부재(20), 및 로터 캐리어(18) 상에 직접적으로 함께 형성된 (제2) 견부(38)(도 2)가 제공되며, 이 나사 부재와 견부 사이에는 제1 베어링 륜(22)이 축 방향으로 파지된다. 제1 나사 부재(20)는 실질적으로 환형으로 형성되며, 그리고 수나사부(39)를 포함하며, 이 수나사부를 이용하여 로터 캐리어(18) 상의 대응하는 나사산(암나사부)와 나사 결합된다. 그 외에도, 제1 나사 부재(20)는, 상기 수나사부(39)로부터 축 방향에서 바깥쪽으로 연장되며, 그럼으로써 제1 나사 부재는 분리 클러치(3)의 마찰 부재들(24)에 축 방향으로 볼 때 측면에서 중첩되며, 그리고 상기 마찰 부재들(24)을 위한 상대 지지 부재/배압판으로서 이용되게 된다.
샤프트(30)는 볼 베어링으로서 형성된 베어링(55)을 통해 하우징(2) 상에 회전 가능하게 장착된다. 반경 방향 샤프트 실링 링(56)은, 클러치들(3, 25a 및 25b)을 포함하는 하우징(2)의 내부 챔버이며, 작동 중에는 오일로 충전되는 상기 내부 챔버를 밀폐하기 위해 이용된다.
도 2에는, 분리 클러치(3)를 위한 작동 유닛(4)이 매우 잘 도시되어 있다. 작동 유닛(4)은 유압식 작동 유닛(4)으로서 구현되어 있다. 작동 유닛(4)은 동심 슬레이브 실린더(51)를 포함한다. 그에 따라, 슬레이브 실린더(51)는 환형 피스톤 부재(8)를 포함하며, 이 피스톤 부재는 축 방향으로 변위 가능하게 하우징(2) 상에 수용된다. 피스톤 부재(8)를 축 방향으로 변위 가능하게 안내하는 실린더 영역(13)은 하우징(2), 요컨대 중간 벽부(33)의 동일 소재의 단일 부재형 부품으로서 형성된다. 피스톤 부재(8)는 도 2에 따른 종단면도에서 고려할 때 C자형 형태로 형성된다. 반경 방향에서 안쪽 및 바깥쪽에 배치되어 축 방향으로 연장되는, 피스톤 부재(8)의 측면 영역들(40)/측면 스트립들은 C자의 측면 아암들(lateral arm)을 형성하며 반경 방향의 내면 내지 외면 쪽으로 하우징(2) 상에서 변위 가능하게 안내된다. 주변 환경으로부터, 피스톤 부재(8) 및 실린더 영역(13)을 통해 둘러싸이는 압력 챔버(14)를 밀폐하기 위해 실링들(41)(도 2)이 사용된다.
압력 챔버(14)는, 하우징(2) 내에 구성되어 있는 보어(15)와 연결된다. 압력 챔버(14)는, 작동 중에 보어(15)를 통해, 마스터 실린더와 슬레이브 실린더(51)를 연결하는 유압 구간과 연결된다.
마찬가지로 도 2에서 잘 확인되는 것처럼, 피스톤 부재(8)는 본 발명에 따라서 축 방향 니들 베어링으로서 형성된 작동 베어링(9)에 의해 압력 부재(10)와 변위되지 않도록 고정되게 연결되며, 압력 부재는 다시금 분리 클러치(3)의 마찰 부재들(24) 중 하나와 변위되지 않도록 고정되게 결합된다. 축 방향 베어링으로서 형성된 니들 베어링(9)은 축 방향으로 볼 때 반경 방향으로 정렬된 피스톤 부재(8)의 웨브(42)와, 압력 부재(10) 사이에 배치된다. 웨브(42)는, 반경 방향으로 연장되면서 두 측면 영역들(40)을 상호 간에 연결하는 피스톤 부재(8)의 영역이다. 압력 부재(10)는 종단면도로 고려할 때 실질적으로 L자형인 구성을 보유한다. 니들 베어링(9)은 작동 유닛(4)/슬레이브 실린더(51)의 부품으로서 고려된다.
니들 베어링(9)의 제1 베어링 륜은 직접적으로 웨브(42)를 통해 형성되며; 니들 베어링(9)의 제2 베어링 륜은 직접적으로 압력 부재(10)를 통해 형성된다. 그 결과, 축 방향에서 압력 부재(10)와 웨브(42) 사이에는, 니들 몸체(11)로서 지칭되는 니들 베어링(9)의 복수의 회전체들이 배치되며, 자명한 사실로서 각자의 니들 몸체(11)는 자신의 종축으로 분리 클러치(3)의 반경 방향으로 정렬된다. 원주방향에서 니들 몸체들(11) 간의 이격 간격은 니들 베어링(9)의 케이지(12)에 의해 정의된다. 따라서, 니들 베어링(9)은 케이지 안내형 니들 베어링으로서 형성된다.
또한, 니들 베어링(9)의 케이지(12)는, 자신의 반경 방향의 외면 및 내면 상에서 피스톤 부재(8)에 상대적으로, 그리고 그에 따라 다시금 하우징(2)/회전축(27)에 상대적으로 센터링되어 지지되는 방식으로 치수 설계된다. 케이지(12)의 각각의 외면 및 내면은, 측면 영역들(40)과 활주하면서 접촉해 있거나, 또는 접촉될 수 있는 센터링 표면(43)/가이드 표면/슬라이딩 표면(도 2)으로서 이용된다.
또한, 니들 베어링(9)은, 축 방향에서, 두 측면 영역들(40)을 통해 반경 방향으로 한정되는[축 방향에서 웨브(42)의 반대 방향으로 향하는 측으로는 개방된] 수용 챔버(44) 내에 완전하게 수용되는 방식으로 조밀하게 형성된다. 압력 부재(10) 역시도 부분적으로 축 방향에서 상기 수용 챔버(44) 내에 배치된다.
또한, 압력 부재(10)는 디스크 스프링의 형태인 리턴 스프링(16)에 의해 축 방향으로 예압된다. 리턴 스프링(16)은, 분리 클러치(3)의 체결 해제된 위치에 대응하는 위치 쪽으로 압력 부재(10)를 예압하도록, 압력 부재(10)와 로터 캐리어(18) 사이에서 고정된다. 이는, 도 2에 도시된 것처럼, 작동 유닛(4)/피스톤 부재(8)의 인입된 위치에 상응한다.
다시 도 1을 참조하면, 두 부분 클러치들(25a 및 25b)의 추가 구성을 확인할 수 있다. 제1 부분 클러치(25a) 및 제2 부분 클러치(25b)는 실질적으로 분리 클러치(3)에 따라서 형성되어 기능한다. 제1 부분 클러치(25a)는 마찬가지로 자신의 제1 클러치 부품(45a)으로 로터 캐리어(18) 상에 회전 고정 방식으로 장착된다. 이 경우, 제1 클러치 부품(45a)은 직접적으로 슬리브 영역(31)을 통해 함께 형성된다. 제1 클러치 부품(45a)의 마찰 부재들(24)은 슬리브 영역(31)의 반경 방향의 내면 상에 회전 고정 방식으로, 그리고 축 방향으로 상호 간에 상대적으로 변위 가능하게 수용된다. 제1 부분 클러치(25a)의 제2 클러치 부품(45b)은 변속기의 제1 변속기 샤프트(28a)와 회전 고정 방식으로 연결된다. 제2 클러치 부품(45b) 역시도 전형적인 방식으로 제1 클러치 부품(45a)의 마찰 부재들(24)과 축 방향으로 교호적으로 배치되는 마찰 부재들(24)을 포함한다. 로터 캐리어(18)는 자신의 플랜지 영역(53)[슬리브 영역(31)과 지지 영역(32)을 연결하는 영역] 상에 상승부의 형태인 지지 윤곽부(54)를 포함하며, 이 지지 윤곽부는 제1 부분 클러치(25a)의 체결된 위치에서 마찰 부재들(24)을 축 방향으로 지지한다.
제2 부분 클러치(25b)는 실질적으로 제1 부분 클러치(25a)에 따라서 구성되며, 그리고 축 방향에서는 제1 부분 클러치(25a)의 옆에 배치된다. 제2 부분 클러치(25b)의 제1 클러치 부품(46a) 역시도 로터 캐리어(18)의 회전 고정형 부품이며, 그와 반대로 제2 부분 클러치(25b)의 제2 클러치 부품(46b)은 제2 변속기 샤프트(28b)와 회전 고정 방식으로 결합된다.
제1 부분 클러치(25a) 및 제2 부분 클러치(25b)는 분리 클러치(3)처럼 오일 냉각된다.
함께 하나의 듀얼 클러치를 형성하는 제1 및 제2 부분 클러치(25a, 25b)는 각각 로터리 피드스루(26)에 의해 작동된다. 이를 위해, 상응하는 유압 라인 시스템은 로터 캐리어(18)와 고정되게 연결된 가이드 부재(47) 내에서 구현된다. 로터리 피드스루들(26)은 각각 작동 피스톤(48)(도 1)과 작동 연결되며, 작동 피스톤은 각각의 부분 클러치(25a, 25b)를 그들의 체결된 위치와 체결 해제된 위치 사이에서 작동시킨다. 또한, 로터리 피드스루들(26)은 부분 클러치들(25a, 25b)을 오일 윤활하기 위해서도 이용된다.
그 밖에도 도 1에서 확인할 수 있는 것처럼, 가이드 부재(47)는 반경 방향에서 제2 변속기 샤프트(28b)의 측에서 지지 니들 베어링들(49)의 형태인 추가 지지 베어링들을 통해 지지된다. 두 지지 니들 베어링들(49)은 축 방향으로 상호 간에 이격되어 배치되며, 그리고 로터 캐리어(18)의 반경 방향 지지를 위해[그리고 그렇게 하여 클러치들(3, 25a 및 25b)의 각각의 클러치 부품(7, 45a 및 46a)의 반경 방향 지지를 위해] 이용된다. 이와 반대로, 상기 클러치들(3, 25a 및 25b)의 축 방향 힘은 주로 지지 베어링(19)에 의해 흡수된다.
또한, 작동 중에 [로터 캐리어(18) 위쪽에서] 로터(6)의 회전 위치를 검출하기 위한 로터 위치 인코더 센서(52)도 제공된다.
다른 말로 표현하면, 통합된 오일 냉각식 듀얼 클러치[(제1) 부분 클러치(K1)(25a) 및 (제2) 부분 클러치(K2)(25b)]와 역시 오일 냉각식인 분리 클러치(K0)(3)를 포함하는 P2 하이브리드 구동 모듈[하이브리드 모듈(1); 도 1]이 구현된다. 두 클러치들(K1 및 K2)은 로터리 피드스루들(26)에 의해 작동된다. K0(3)의 작동은 축 방향 니들 베어링(9)을 포함한 CSC(51)에 의해 수행되며, 이는 본 실시예의 배치의 경우 K0 작동 유닛(14)을 위해 필요한 장착 공간과 관련하여 장점을 제공한다. 따라서, P2 하이브리드 모듈(1)의 전체 장착 공간과 관련하여 장점이 발생한다. 니들 베어링(9)을 포함한 CSC[슬레이브 실린더(51)]는 주로 K0을 작동시키기 위해 CSC 피스톤[피스톤 부재(8)]의 축 방향 힘을 지지한다. 모든 클러치(K0, K1 및 K2)의 축 방향 작동력 대부분은 지지 베어링(19)에 의해 지지되며, 그와 반대로 로터[플랜지 영역(53)을 포함하여 로터 캐리어(18)를 포함한 로터(6)]의 반경 방향 힘은 지지 베어링(19) 및 지지 니들 베어링들(49)의 형태인 베어링부들을 통해 지지된다. 반경 방향의 잔여 힘은 선택적으로 CSC 피스톤(8) 상에서 축 방향 니들 베어링(9)의 케이지(12)의 센터링을 통해 지지될 수 있다. 디스크 스프링(16)은 CSC 피스톤(8)의 리턴 부재로서 이용된다.
하우징(2) 내의 보어(15)는, K0 분리 클러치(3)가 작동될 수 있도록 하기 위해, 액추에이터 시스템에서부터 밀폐된 CSC 압력 챔버(14)까지 오일을 안내한다. 지지 나사[제1 나사 부재(20)] 및 추가 나사[제2 나사 부재(21)]는 K0의 작동력을 지지하며, 그리고 그와 동시에 지지 베어링(19)을 축 방향으로 고정한다. 이 경우, 지지 나사들(20, 21)은, 수나사부 또는 암나사부(36, 39)를 통해, 로터 플랜지(53)[지지 영역(32)] 내에, 또는 하우징 원뿔대[보울 영역(34)] 상에 나사 결합된다. 따라서, 3개의 클러치 유닛들(3, 25a, 25b)과 함께 로터(6)의 반경 방향 및 축 방향 장착은, 하우징 중간 벽부(33) 상에서 로터 플랜지(53)를 통해 지지 베어링(19)에 의해, 그리고 K1 및 K2의 로터리 피드스루(26)를 통해 부분 클러치(K2)의 출력 샤프트(28b) 상에서 (반경 방향) 니들 베어링[지지 니들 베어링(49)]에 의해 이루어진다.
도 1에는, K0 슬레이브 실린더(51) 내에 축 방향 니들 베어링(9)이 본 발명에 따라 배치되어 있는 하이브리드 구동 모듈(1)의 전체 단면도가 도시되어 있다. 또한, 로터리 피드스루(26)로서의 K1 및 K2의 작동 유닛, 및 K0의 오일 윤활부, 그리고 클러치 유닛과 함께 로터(6)의 베어링부 역시도 확인할 수 있다. 도 2에는, K0 CSC(51) 내의 축 방향 니들 베어링(9)의 상세한 구조가 도시되어 있다.
1: 하이브리드 모듈
2: 하우징
3: 분리 클러치
4: 작동 유닛
5: 전기 엔진
6: 로터
7: 분리 클러치의 제1 클러치 부품
8: 피스톤 부재
9: 작동 베어링
10: 압력 부재
11: 니들 몸체
12: 케이지
13: 실린더 영역
14: 압력 챔버
15: 보어
16: 리턴 스프링
17: 분리 클러치의 제2 클러치 부품
18: 로터 캐리어
19: 지지 베어링
20: 제1 나사 부재
21: 제2 나사 부재
22: 지지 베어링의 제1 베어링 륜
23: 지지 베어링의 제2 2개 부재형 베어링 륜
24: 마찰 부재
25a: 제1 마찰 클러치
25b: 제2 마찰 클러치
26: 로터리 피드스루
27: 회전축
28a: 제1 변속기 샤프트
28b: 제2 변속기 샤프트
29: 비틀림 진동 댐핑 유닛
30: 샤프트/플랜지 샤프트
31: 슬리브 영역
32: 지지 영역
33: 중간 벽부
34: 보울 영역
35: 견부
36: 암나사부
37: 회전체
38: 견부
39: 수나사부
40: 측면 에지부
41: 실링
42: 웨브
43: 센터링 표면
44: 수용 챔버
45a: 제1 부분 클러치의 제1 클러치 부품
45b: 제1 부분 클러치의 제2 클러치 부품
46a: 제2 부분 클러치의 제1 클러치 부품
46b: 제2 부분 클러치의 제2 클러치 부품
47: 가이드 부재
48: 작동 피스톤
49: 지지 니들 베어링
50: 스테이터
51: 슬레이브 실린더
52: 로터 위치 인코더 센서
53: 플랜지 영역
54: 지지 윤곽부
55: 베어링
56: 반경 방향 샤프트 실링 링

Claims (10)

  1. 자동차의 파워트레인을 위한 하이브리드 모듈(1)로서, 상기 하이브리드 모듈은, 하우징(2)과; 분리 클러치(3)와; 분리 클러치(3)와 상호 작용하고 하우징(2) 상에 수용된 유압식 작동 유닛(4)과; 전기 엔진(5)을; 포함하며, 전기 엔진(5)의 로터(6)는 분리 클러치(3)의 클러치 부품(7)과 회전 결합되어 있거나 결합될 수 있으며, 작동 유닛(4)은 하우징(2)에 상대적으로 변위 가능하게 수용된 피스톤 부재(8)를 포함하며, 상기 피스톤 부재는, 작동 베어링(9)에 의해, 분리 클러치(3)의 축 방향에서, 분리 클러치(3)를 체결하고 체결 해제하기 위해 이용되는 압력 부재(10)와 변위되지 않게 고정되지만, 그러나 그에 상대적으로 회전 가능하게 연결되는, 상기 자동차의 파워트레인용 하이브리드 모듈에 있어서,
    상기 작동 베어링(9)은 축 방향 니들 베어링(9)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 파워트레인용 하이브리드 모듈(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 니들 베어링(9)은, 상기 니들 베어링(9)의 복수의 니들 몸체들(11)을 상호 간에 상대적으로 이격시켜 파지하는 케이지(12)를 포함하며, 상기 케이지(12)는 상기 피스톤 부재(8)에 상대적으로 센터링되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 파워트레인용 하이브리드 모듈(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤 부재(8)를 수용하는, 상기 작동 유닛(4)의 실린더 영역(13)은 직접적으로 상기 하우징(2)을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 파워트레인용 하이브리드 모듈(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 실린더 영역(13) 및 상기 피스톤 부재(8)에 의해 둘러싸이는 유압 압력 챔버(14)는 상기 하우징(2) 내에 구성되는 하나 이상의 보어(15)에 의해 유압 구간과 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 파워트레인용 하이브리드 모듈(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 부재(8)는, 상기 압력 부재(10) 상에서 지지되는 리턴 스프링(16)에 의해 자신의 인입된 위치 내로 예압되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 파워트레인용 하이브리드 모듈(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터(6)와 회전 결합된 상기 분리 클러치(3)의 클러치 부품(7)은, 지지 베어링(19)에 의해 상기 하우징(2)의 측에 회전 가능하게 장착되는 로터 캐리어(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차의 파워트레인용 하이브리드 모듈(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 클러치(3)의 클러치 부품(7)과 나사 결합된 제1 나사 부재(20)는 상기 분리 클러치(3)의 복수의 마찰 부재들(24)을 위한 카운터 홀더로서 이용될 뿐만 아니라 상기 지지 베어링(19)의 제1 베어링 륜(22)을 축 방향으로 지지하고, 그리고/또는 상기 하우징(2)과 나사 결합된 제2 나사 부재(21)는 상기 지지 베어링(19)의 제2 베어링 륜(23)의 축 방향 고정을 위해 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 파워트레인용 하이브리드 모듈(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 클러치(3) 외에도, 2개의 부분 클러치들(25a, 25b)이 제공되며, 상기 클러치들(3, 25a, 25b) 각자는 오일 냉각 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 파워트레인용 하이브리드 모듈(1).
  9. 제8항에 있어서, 제1 부분 클러치(25a) 및/또는 제2 부분 클러치(25b)는 로터리 피드스루(26)를 통해 작동되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 파워트레인용 하이브리드 모듈(1).
  10. 제1항 내지 제9항 중 적어도 어느 한 항에 따르는 하이브리드 모듈(1)을 포함하는 자동차용 파워트레인.
KR1020207001469A 2017-08-02 2018-07-03 니들 베어링을 구비한 작동 유닛을 포함하는 하이브리드 모듈, 그리고 하이브리드 파워트레인 KR20200033253A (ko)

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