클러치(CLUTCH)

(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)

(51) 。Int. Cl.
F16D 13/28 (2006.01)
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2007-0038457
2007년04월10일
(21) 출원번호 10-2006-7025049
(22) 출원일자 2006년11월28일
심사청구일자 없음
번역문 제출일자 2006년11월28일
(86) 국제출원번호 PCT/EP2004/005815 (87) 국제공개번호 WO 2005/119076
국제출원일자 2004년05월28일 국제공개일자 2005년12월15일
(71) 출원인 인터내셔널 이노베이션즈 리미티드
오스트레일리아 엔에스더블유 2000 시드니 2 치플리 스퀘어 치플리 타워 레벨 25
(72) 발명자 하그리브스 스티브
오스트레일리아 큐엘디 4218 브로드비치 15 앨버트애비뉴 스위트 206
제겔 프란쯔-피터
오스트리아 아-4407 스테이르-글레인크 임 스타트구트 1
파이페르 베른트 피터
오스트리아 아-8054 그라쯔 즈바이에르보스니아켄가쎄25/2
(74) 대리인 유미특허법인
전체 청구항 수 : 총 20 항
(54) 클러치
(57) 요약
본 발명은, 회전축(4) 주위로 회전할 수 있는 적어도 2개의 구동부의 토크 연결을 위한, 특히 동력 차량을 위한, 클러치(2)
로서, 적어도 하나의 제1 클러치 면(12)을 가진 제1 클러치 본체(8)와 적어도 하나의 제2 클러치 면(14)을 가진 제2 클러
치 본체(10)를 가진 적어도 하나의 클러치 디바이스(6)를 포함하며, 상기 제1 및 제2 클러치 본체(8, 10)는 작동 수단(24)
에 의해 서로 동축적으로 이동될 수 있고, 상기 제1 및 제2 클러치 면(12, 14)은 적어도 하나의 클러치 결합 위치에서 넌-
포지티브한 방식으로 서로 연결될 수 있으며, 상기 작동 수단(24)은, 액추에이터(40)에 의해 회전축(4) 주위로 비틀릴 수
있고 램프 기구(28)를 포함하는 적어도 하나의 링 기어(26)를 포함하며, 상기 램프 기구는, 클러치 결합 위치에서, 상기 제
1 클러치 본체(8)를 상기 제2 클러치 본체(10)에 대해 누르는 클러치(2)에 관한 것이다. 상기 액추에이터(40)는 선형 모터
(46), 웜 기어(54) 또는 기어 시프트 로드(58)를 통해 상기 링 기어(26)에 실질적으로 접선 방향으로 작용한다.
대표도
도 1a
특허청구의 범위
공개특허 10-2007-0038457
- 1 -
청구항 1.
회전축(4) 주위로 회전할 수 있는 적어도 2개의 구동부의 토크 연결을 위한, 특히 동력 차량을 위한, 클러치(2)로서,
적어도 하나의 제1 클러치 면(12)을 가진 제1 클러치 본체(8)와 적어도 하나의 제2 클러치 면(14)을 가진 제2 클러치 본체
(10)를 가진 적어도 하나의 클러치 디바이스(6)를 포함하며,
상기 제1 및 제2 클러치 본체(8, 10)는 작동 수단(24)에 의해 서로 동축적으로 이동될 수 있고, 상기 제1 및 제2 클러치 면
(12, 14)은 적어도 하나의 클러치 결합 위치에서 넌-포지티브한 방식으로 서로 연결될 수 있으며,
상기 작동 수단(24)은, 액추에이터(40)에 의해 회전축(4) 주위로 비틀릴 수 있고 램프 기구(28)를 포함하는 적어도 하나의
링 기어(26)를 포함하며,
상기 램프 기구는, 클러치 결합 위치에서, 상기 제1 클러치 본체(8)를 상기 제2 클러치 본체(10)에 대해 누르는,
클러치(2)에 있어서,
상기 액추에이터(40)는 선형 모터(46)로서 구성되고, 상기 링 기어(26)에 실질적으로 접선 방향으로 작용하는
것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 2.
회전축(4) 주위로 회전할 수 있는 적어도 2개의 구동부의 토크 연결을 위한, 특히 모터 차량을 위한, 클러치(2)로서,
적어도 하나의 제1 클러치 면(12)을 가진 제1 클러치 본체(8)와 적어도 하나의 제2 클러치 면(14)을 가진 제2 클러치 본체
(10)를 가진 적어도 하나의 클러치 디바이스(6)를 포함하며,
상기 제1 및 제2 클러치 본체(8, 10)는 작동 수단(24)에 의해 서로 동축적으로 이동될 수 있고, 상기 제1 및 제2 클러치 면
(12, 14)은 적어도 하나의 클러치 결합 위치에서 넌-포지티브한 방식으로 서로 연결될 수 있으며,
상기 작동 수단(24)은, 액추에이터(40)에 의해 회전축(4) 주위로 비틀릴 수 있고 램프 기구(28)를 포함하는 적어도 하나의
링 기어(26)를 포함하며,
상기 램프 기구는, 클러치 결합 위치에서, 상기 제1 클러치 본체(8)를 상기 제2 클러치 본체(10)에 대해 누르는,
클러치(2)에 있어서,
상기 액추에이터(40)는 웜 기어(54)를 통해 상기 링 기어(26)에 실질적으로 접선 방향으로 작용하는
것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 3.
회전축(4) 주위로 회전할 수 있는 적어도 2개의 구동부의 토크 연결을 위한, 특히 모터 차량을 위한, 클러치(2)로서,
적어도 하나의 제1 클러치 면(12)을 가진 제1 클러치 본체(8)와 적어도 하나의 제2 클러치 면(14)을 가진 제2 클러치 본체
(10)를 가진 적어도 하나의 클러치 디바이스(6)를 포함하며,
상기 제1 및 제2 클러치 본체(8, 10)는 작동 수단(24)에 의해 서로 동축적으로 이동될 수 있고, 상기 제1 및 제2 클러치 면
(12, 14)은 적어도 하나의 클러치 결합 위치에서 넌-포지티브한 방식으로 서로 연결될 수 있으며,
공개특허 10-2007-0038457
- 2 -
상기 작동 수단(24)은, 액추에이터(40)에 의해 회전축(4) 주위로 비틀릴 수 있고 램프 기구(28)를 포함하는 적어도 하나의
링 기어(26)를 포함하며,
상기 램프 기구는, 클러치 결합 위치에서, 상기 제1 클러치 본체(8)를 상기 제2 클러치 본체(10)에 대해 누르는,
클러치(2)에 있어서,
상기 액추에이터(40)는 기어 시프트 로드(58)에 의해 상기 링 기어(26)에 실질적으로 접선 방향으로 작용하는
것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 4.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액추에이터(40)에 의해 회전될 수 있는 상기 링 기어(26)는, 적어도 하나의 면(32)에, 비틀리지는 않지만 축방향으로
는 이동 가능하게 배치된 결합 링(30)을 통해 상기 제1 클러치 본체(8)에 축방향으로 작용하는 적어도 하나의 시프팅 램프
(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 5.
제4항에 있어서,
상기 링 기어(26)는, 적어도 하나의 시프팅 램프(34)를 통하여, 상기 결합 링(30)의 적어도 하나의 경사부(37)에 작용하는
것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 6.
제5항에 있어서,
상기 링 기어(26)의 상기 시프팅 램프(34)와 상기 결합 링(30)의 상기 경사부(37)는 반대 방향으로 향한 구성을 가지며, 바
람직하게는 동일한 기울기를 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 7.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링 기어(26)의 상기 시프팅 램프(34) 및/또는 상기 결합 링(30)의 상기 경사부(37)는 적어도 하나의 회선
(convolution)으로서, 바람직하게는 사다리꼴 나사산으로서 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 8.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링 기어(26)는 롤러 본체(38)에 의해, 바람직하게는 볼에 의해 상기 결합 링(30)에 작용하는 것을 특징으로 하는 클러
치(2).
공개특허 10-2007-0038457
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청구항 9.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링 기어(26)는 록킹 기구(48)에 의해 적어도 하나의 클러치 결합 위치에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 클러치
(2).
청구항 10.
제6항에 있어서,
상기 록킹 기구(48)는 유도, 유압 또는 공압식으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 11.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액추에이터(40)는 유도, 유압 또는 공압식으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 12.
제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기어 시프트 로드(58)는 전동기(56)에 의해, 바람직하게는 기어에 의해 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는 클러치
(2).
청구항 13.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클러치(2)는 2개의 클러치 유닛(42, 44), 및 각각의 클러치 디바이스(6)에 설치되는 램프 기구(28)를 가진 1개의 링
기어(26)를 가진 이중 클러치로서 구성되고,
각각의 상기 클러치 유닛(42, 44)은 작동 수단(24)을 통해 작동될 수 있는 클러치 디바이스(6)를 포함하는
것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 14.
제13항에 있어서,
2개의 상기 클러치 디바이스(42, 44)의 상기 램프 기구(28)는 서로에 대해 반대 방식으로(in a reciprocating way) 배열되
어 있는 것을 특징으로 하는 클러치(2).
공개특허 10-2007-0038457
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청구항 15.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 클러치 유닛(42, 44)의 상기 링 기어(26)의 상기 시프팅 램프(34)는 서로에 대해 반대 방식으로(in a reciprocating
way) 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 16.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링 기어(26)는 서로 견고하게 연결되도록 배치되고, 바람직하게는 일체식 구조로 된 것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 17.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
2개의 상기 클러치 유닛(42, 44)의 2개의 상기 클러치 디바이스(6)는 단일 액추에이터(40)를 통해 작동될 수 있는 것을 특
징으로 하는 클러치(2).
청구항 18.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클러치(2)는 원추형 클러치로서, 바람직하게는 다단 원추형 클러치로서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 클러치(2)
.
청구항 19.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클러치(2)는 바람직하게는 습식-주행(wet-running) 디스크 클러치로서, 특히 바람직하게는 멀티-디스크 클러치로
서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 클러치(2).
청구항 20.
제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
2개의 상기 클러치 유닛(42, 44)의 상기 클러치 디바이스(6) 각각은 별개의 액추에이터(40)를 통해 작동될 수 있는 것을
특징으로 하는 클러치(2).
명세서
기술분야
본 발명은, 회전축 주위로 회전할 수 있는 적어도 2개의 구동부의 토크 연결을 위한, 특히 동력 차량을 위한, 클러치로서,
적어도 하나의 제1 클러치 면을 가진 제1 클러치 본체와 적어도 하나의 제2 클러치 면을 가진 제2 클러치 본체를 가진 적
어도 하나의 클러치 디바이스를 포함하며, 상기 제1 및 제2 클러치 본체는 작동 수단에 의해 서로 동축적으로 이동될 수 있
공개특허 10-2007-0038457
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고, 상기 제1 및 제2 클러치 면은 적어도 하나의 클러치 결합 위치에서 넌-포지티브한 방식으로 서로 연결될 수 있으며, 상
기 작동 수단은, 액추에이터에 의해 회전축 주위로 비틀릴 수 있고 램프 기구를 포함하는 적어도 하나의 링 기어를 포함하
며, 상기 램프 기구는, 클러치 결합 위치에서, 상기 제1 클러치 본체를 상기 제2 클러치 본체에 대해 누르는 클러치에 관한
것이다.
배경기술
미국 특허 제6,676,555 B2로부터, 전자 제어 유닛에 의해 제어될 수 있는 마찰 클러치가 공지되어 있다. 상기 클러치를 작
동시키는 목적을 위해, 원추형 클러치 본체가 제2 클러치 본체에 대해 축방향으로 배치된다. 이동은, 2개의 클러치 본체 중
하나의 클러치 본체 상의 램프 기구를 통해 작용하는 링 기어에 의해 수행된다. 링 기어의 회전은 전동기에 의해 구동되는
기어 휠을 통해 발생된다. 비교적 높은 클러치 힘이 램프 기구를 통해 전달될 수 있지만, 전동기(축방향 연장을 최소화하기
위해) 는 가장 큰 클러치 직경의 반경 방향으로의 밖에 부착될 필요가 있고, 비교적 큰 직경을 가진 구동 실린더 기어가 이
용될 필요가 있기 때문에, 전동기와 실린더 기어의 부착은, 큰 공간을 필요로 한다. 이러한 문제점을 피하기 위해, 전동기
를 가장 큰 클러치 직경 내에 위치시키고자 하면, 축방향으로 심각하게 큰 공간이 필요하게 된다. 그렇게 큰 공간은 항상
용이하게 이용할 수 있지 않다. 또 다른 문제점은, 전동기에 파워가 공급된 때에만 결합된 상태가 유지될 수 있다는 것이
다.
미국 특허 제4,416,359 A 및 4,258,836 A로부터 공지되어 있는 전자기적으로 작동되는 클러치는, 비교적 낮은 클러치 힘
만 작용한다는 문제점을 가진다. 또한, 폐쇄 및 개방 시간의 민감한 제어는 실현될 수 없거나 실현되더라도 어려움이 있다.
전자기 클러치는 또한 일본 명세서 JP 61-241533 A 및 JP 61-241270 A로부터도 공지되어 있다.
유압식 작동 액추에이터는, 높은 클러치 힘이 필요할 때 이용된다. 유압 펌프, 압력 조절 밸브, 제어 밸브, 오일 필터, 오일
라인 및 오일 보어와 같은 유압 요소들이 설치될 필요가 있기 때문에, 유압식 작동 액추에이터는 기술적으로 비교적 복잡
하고, 큰 공간을 필요로 한다. 이것은 부품의 수와 중량을 증가시키고, 큰 공간을 필요로 한다. 또한, 높은 복잡성으로 인해,
기능의 안전성은 차량의 서비스 기간을 지나 연장되기 어렵다. 지속적으로 생산되는 공지된 기어의 경우에, 예를 들면
60,000km 후에 상당히 오염된 자동 기어 오일을 교환할 필요가 있다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 목적은 높은 클러치 힘을 가능하게 하고, 신속하고 정확한 기어 시프팅을 수행하며, 공간을 거의 필요로 하지 않
는 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 목적은, 상기 액추에이터가 선형 모터로서 구성되고, 상기 링 기어에 실질적으로 접
선 방향으로 작용하는 방식으로 달성된다. 선형 모터는 링 기어에 직접적으로 작용하여, 소정의 각도 영역에 대해 클러치
의 개방과 폐쇄 위치 사이에서 링 기어를 회전시키며, 중간 위치 역시 가능하다. 선형 모터는 클러치 하우징에 직접 일체화
될 수 있어, 특히 컴팩트한 구조를 가능하게 한다.
본 발명의 제2 실시예에서, 액추에이터는 웜 기어를 통해 링 기어에 작용한다. 전동기를 통해 작동되는 웜 기어는 링 기어
의 외부의 기어에 작용한다. 웜 기어의 회전축은 클러치의 회전축에 대해 횡방향으로 또한 링 기어에 대해 대략 접선 방향
으로 배치된다. 웜 기어는, 자기-록킹 효과의 결과로서, 클러치는 별도의 록킹 기구를 필요로 하지 않으면서 임의의 바람
직한 위치에 고정될 수 있다는 이점을 가진다. 또한, 매우 높은 기어 시프팅 힘이 실현될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에서, 액추에이터는 기어 시프트 로드에 의해 링 기어에 접선방향으로 작용한다. 기본적으로 기어 시
프트 로드를 유압식 또는 공압식으로 작동시킬 수 있다. 전동식 유도 작동은 컴팩트한 면과 부품의 수가 적다는 면에서 가
장 이점을 제공한다. 전동기가 기어를 통해 기어 시프트 로드에 작용하고, 기어는 전동기의 회전 운동을 기어 시프트 로드
의 선형 운동으로 변환시킬 수 있다.
액추에이터에 의해 회전될 수 있는 링 기어는, 하나의 면에, 비틀리지 않지만 축방향으로는 이동 가능하게 배치된 결합 링
을 통해 상기 제1 클러치 본체에 축방향으로 작용하는 램프 기구의 적어도 하나의 시프팅 램프를 포함한다. 바람직하게는
볼인 롤러 본체는 링 기어와 결합 링 사이에 배치될 수 있고, 롤러 본체를 통해 링 기어가 결합 링에 작용한다. 대안으로서
또는 추가적으로, 링 기어는, 적어도 하나의 시프팅 램프를 통하여, 결합 링의 적어도 하나의 경사부에 작용할 수 있다. 링
기어의 시프팅 램프와 결합 링의 경사부는 바람직하게는 반대 방향으로 향한 구성을 가지며, 동일한 기울기를 가질 수 있
다.
공개특허 10-2007-0038457
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본 발명의 또 다른 실시예에서, 링 기어의 시프팅 램프 및/또는 결합 링의 경사부는 적어도 하나의 회선(convolution)으로
서, 바람직하게는 사다리꼴 나사산으로서 배치될 수 있다. 클러치를 단부 또는 중간 위치에 고정시키기 위해, 링 기어는 록
킹 기구에 의해 적어도 하나의 클러치 위치에 고정될 수 있다. 록킹 기구는 유도, 유압 또는 공압식으로 작동될 수 있다. 록
킹 기구는, 액추에이터가 선형 모터 또는 기어 시프트 로드를 통해 링 기어에 작용할 때 특히 바람직하다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 클러치는 2개의 클러치 유닛, 및 각각의 클러치 디바이스에 설치되는 램프 기구를
가진 1개의 링 기어를 가진 이중 클러치로서 구성되고, 각각의 클러치 유닛은 작동 수단을 통해 작동될 수 있는 클러치 디
바이스를 포함한다. 그 결과, 개별적 클러치 유닛의 기어 시프팅 절차는 서로 별개로 제어될 수 있다. 예를 들면, 다른 클러
치 유닛이 아직 폐쇄되어 있는 동안에, 1개의 클러치 유닛이 폐쇄되기 시작할 수 있다. 상기 다른 클러치 유닛의 개방 절차
는 정확히 한정된 시간에만 시작된다. 견인력의 방해가 없는 기어 시프팅 절차가 달성될 수 있다. 2개의 클러치 유닛의 클
러치 디바이스의 램프 기구가 서로에 대해서 반대 방식으로 구성되는 것이 특히 바람직하다. 특히, 클러치 유닛의 링 기어
의 시프팅 램프들은 서로에 대해 반대되는 형태를 가지는데, 시프팅 램프들은 정확히 상반된다. 이것은, 링 기어들을 동일
한 방향으로 회전시킴으로써, 일 클러치 유닛을 결합시키고, 다른 클러치 유닛은 분리시킬 수 있게 한다.
클러치의 2개의 클러치 디바이스를 교대적으로 결합 및 분리시킬 수 있기 위해, 링 기어를 서로 견고하게 연결시키고 바람
직하게는 일체식 구조로 하는 것이 바람직하다. 링 기어는 둘 다 단일 액추에이터에 의해 작동될 수 있다.
클러치 디바이스의 매우 유연한 결합을 가능하게 하기 위해, 링 기어들은 고정 연결되지 않을 수 있고, 각각의 링 기어는
별개의 액추에이터를 통해 작동될 수 있다.
필요한 누르는 힘을 감소시키기 위해, 클러치를 원추형 클러치로서, 바람직하게는 다단 원추형 클러치로서 배치하는 것이
바람직하다는 것이 입증되었다. 따라서, 필요한 축방향으로 누르는 힘은 상당히 감소될 수 있다.
높은 토크를 전달하기 위한 목적으로, 클러치는 바람직하게는 습식-주행(wet-running) 디스크 클러치로서, 특히 바람직
하게는 멀티-디스크 클러치로서 구성되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 구성은, 결합 위치와 분리 위치 사이에서의 미끄러짐 전이에 의해 클러치의 특히 정밀하게 세분된 작동을
가능하게 한다. 이것은, 극단적으로 고도의 제어 기술이 있다면, 유압식 또는 공압식으로 작동되는 종래의 클러치에서도
달성될 수 있다.
실시예
이제 아래에서 본 발명을 도면을 참조하여 설명한다.
실시예에서, 동일한 기능을 가진 부품은 동일한 도면 부호를 가진다.
클러치(2)는 회전축(4) 주위로 회전되는 적어도 2개의 구동부의 회전 연결을 위해 이용된다. 클러치(2)는, 제1 클러치 본
체(8)와 제2 클러치 본체(10)를 가진 적어도 하나의 클러치 디바이스(6)를 포함하며, 제1 클러치 본체(8)는 적어도 하나의
제1 클러치 면(12)을 형성하고, 제2 클러치 본체(10)는 적어도 하나의 제2 클러치 면(14)을 형성한다. 각각의 실시예에서,
클러치 디바이스(6)는 다단 원추형 디스크 클러치로서 배치되며, 서로 대향하는 제1 및 제2 클러치 면(12, 14)은 원추 모
양을 가진다. 디스크 본체(16, 18)는 제1 및 제2 클러치 면(12, 14) 사이에 배치되고, 제1 디스크 본체(16)는 제1 클러치
본체(8)와 회전 가능하게 연결되며, 제2 디스크 본체(18)는 제2 클러치 본체(10)와 회전 가능하게 연결되지만, 디스크 본
체(16, 18)는 축방향으로 이동 가능하게 유지된다. 다단 원추형 디스크 클러치는, 비교적 높은 토크를 전달함에 있어, 비교
적 낮은 클러치 힘만 필요로 한다는 이점을 가진다.
제1 클러치 본체(8)는 축방향으로 이동 가능하고, 예를 들면 샤프트에 의해 형성되는 제1 구동부(도시되지 않음)와 비틀리
지 않도록 연결된다. 내부 기어(20)는 제1 구동부와의 회전 연결을 위해 설치될 수 있다. 제2 클러치 본체(10)는, 각각의
실시예에서 외부 기어를 가진 기어 휠에 의해 형성되는 제2 구동부(22)와 견고하게 연결된다. 또는, 제2 구동부(22)는 샤
프트에 의해 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들면 차량의 변속기의 주 클러치를 대치하기 위해, 단일 또는 이중 클
러치가 실현될 수 있다.
결합 및 분리는 작동 수단(24)을 통해 이루어진다. 결합을 위해, 제1 클러치 본체(8)는 제2 클러치 본체(10)에 대해 눌려진
다. 작동 수단(24)은 링 기어(26)를 포함하고, 링 기어(26)는 램프 기구(28)를 포함하며 회전축(4) 주위로 회전 가능하고,
공개특허 10-2007-0038457
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램프 기구(28)는, 비틀리지는 않지만 축방향으로는 이동 가능하게 유지되는 결합 링(30)을 제1 클러치 본체(8)에 대해 눌
러, 클러치 결합 절차를 시작한다. 상기 실시예에서, 램프 기구(28)는, 결합 링과 대면하는 링 기어(26)의 면(32) 상에 적어
도 하나의 시프팅 램프(34)를 포함하며, 시프팅 램프는 결합 링(30)의 압력부(36)에 작용하거나, 볼로서 배치되는 롤러 본
체(38)와 같은 압력 본체를 통해 작용한다. 균일한 작동을 위해 적어도 3개의 시프팅 램프(34), 압력부(36) 또는 압력 본체
가 바람직하다. 압력부(36)는, 도 5에 도시되었듯이, 경사부(37)로서 형성될 수도 있다. 링 기어(26)의 시프팅 램프(34)와
결합 링(30)의 경사부(37)는 반대 방향으로 향한 구성이며, 동일한 기울기를 가질 수 있다.
클러치 디바이스(6)를 작동시키는 목적으로, 링 기어(26)는 원주 상으로 작용하는 액추에이터(40)에 의해 정확한 각도로
회전된다. 결합 링(30)은, 하우징에 고정되고 결합 링(30)의 각각의 내부 기어와 협력하는 외부 기어(31)에 의해 회전이 방
지된다. 고정된 콘솔은 도면 부호 60으로 표시된다.
상기 도면들은, 클러치(2)가 2개의 클러치 유닛(42, 44)을 가진 이중 클러치로서 배치되는 실시예를 도시한다. 각각의 클
러치 디바이스(6)는 제1 및 제2 클러치 본체(8, 10)를 포함하는데, 제1 클러치 본체(8)는 작동 수단(24)에 의해 제2 클러
치 본체(10)에 대해 눌려진다. 축방향으로 이동 가능한 결합 링(30)은 각각의 클러치 디바이스(6)를 위해 설치되며, 각각
의 링 기어(26)의 램프 기구(28)를 통해 축방향으로 이동된다. 도 4에 특히 잘 도시되었듯이, 링 기어(26)의 램프 기구(28)
또는 시프팅 램프(34)는 서로 반대로 배치되어, 2개의 클러치 디바이스(6)의 링 기어(26)가 동시에 회전하는 경우에, 일 클
러치 유닛(42)의 일 클러치 디바이스(6)가 결합되고, 다른 클러치 유닛(44)의 클러치 디바이스(6)는 분리될 것이다. 2개의
클러치 디바이스(6)의 링 기어(26)들은 바람직하게는 서로 견고하게 연결되고, 또한 일체식 구조로 될 수도 있다. 이것은
링 기어(26)에 작용하는 단일 액추에이터(40)에 의해 2개의 클러치 디바이스(6)를 작동시킬 수 있게 한다. 2개의 링 기어
(26)의 시프팅 램프(34)가 서로 반대로 정렬되기 때문에, 일 클러치 유닛(42)의 클러치 디바이스(6)는, 다른 클러치 유닛
(44)의 클러치 디바이스(6)가 작동될 때 작동되지 않고, 또한 그 역도 성립한다. 2개의 클러치 유닛(42, 44)의 결합 링(30)
이 링 기어(26)에 대해 배치되고, 시프팅 램프(34)가, 클러치 유닛(42, 44)이 둘 다 정지되는 중립 위치가 링 기어(26)의 중
간 회전 위치에서 도달되도록 하는 크기를 가질 때가 특히 바람직하다.
도 1 및 도 1a에 도시된 실시예에서, 액추에이터(40)는, 전기적으로 작동될 수 있는 선형 모터(46)를 통해 링 기어(26) 상
에 작용한다. 선형 모터(46)가 각각의 단부 위치에서 전류 공급이 차단될 수 있게 하기 위해, 링 기어(26)는 적어도 일 클러
치 위치에서 록킹 기구(48)에 의해 고정될 수 있다. 록킹 기구(48)의 록킹 핀(50)은 링 기어(26)의 각각의 래칭부(52)에 걸
린다. 록킹 기구(48)는 유도(inductive), 유압 또는 공압식으로 구동될 수 있다.
도 2는, 액추에이터(40)가, 전동기(56)에 의해 구동되는 웜 기어(54)를 통해 링 기어(26)에 작용하는 실시예를 도시한다.
웜 기어(54)의 자기-록킹 작용의 결과로서, 록킹 기구는 이러한 구성에서 생략될 수 있다.
도 3은, 액추에이터(40)가 연결 로드(58)를 통해 링 기어(26)의 원주 상에 접선 방향으로 결합하는 다른 실시예를 도시한
다. 연결 로드(58)는 유도, 유압 또는 공압식으로 구동될 수 있다.
도 1 내지 도 3은, 2개의 클러치 디바이스(42, 44)가 단일 액추에이터(40)에 의해 작동되는 실시예를 도시한다. 또는, 각각
의 클러치 유닛(42, 44)의 링 기어(26)가 견고하게 연결되지 않고, 각각 별개의 액추에이터(40)에 의해 회전되는 것도 가
능하다. 이 실시예는 도 6에 도시되었다. 링 기어(26) 당 1개의 액추에이터(40)를 이용하여, 클러치 디바이스(42, 44)의 매
우 유연한 결합이 실현될 수 있다.
링 기어(26)의 축방향 이동은 순수한 전자기계식 방식으로 클러치(2)를 위한 누름 압력을 형성할 수 있게 한다. 디스크 클
러치로서의 구성 및 원추형 클러치로서의 배치에는, 디스크 클러치 또는 평평한 디스크 클러치보다 누름 압력이 낮을 필요
가 있다. 전기적으로 트리거링 되는 액추에이터(40)는 매우 컴팩트하게 제공될 수 있다.
클러치(2)를 유압식으로 작동하여야 하는 필요가 없으므로, 유압 펌프, 압력 조절 밸브, 제어 밸브, 오일 필터, 오일 라인
및 오일 보어와 같은 유압 부품도 필요하지 않다. 전기 액추에이터는 간단한 방식으로 전기 온-보드 파워가 공급될 수 있
다. 이것은, 이러한 목적을 위해 필요한 모든 요소를 가진 유압 시스템에 대한 인터페이스를 제공하지 않고도, 모터-기어
관리 시스템에 기어 시프팅을 포함시킬 수 있게 한다.
필요한 부품을 감소시키는 것에 더하여, 본 발명에 따른 클러치(2)는 클러치 디바이스(6)의 수명을 향상시키고, 작동 상의
안전성을 증가시키며, 중량을 감소시키고, 부품의 비용을 감소시키며, 차량의 효율을 향상시킨다. 또한, 기어-시프팅 시간
의 최적화가 달성된다.
상술한 클러치(2)는 내연 기관과 차량의 변속기 사이의 구동 트레인에 특히 바람직하게 이용될 수 있다.
공개특허 10-2007-0038457
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도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 클러치의 사시 단면도이다.
도 1a는 상기 클러치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 클러치의 사시 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 클러치의 사시 단면도이다.
도 4는 상기 클러치의 링 기어의 사시도이다.
도 5는 링 기어의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 클러치의 사시 단면도이다.
도면
도면1
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도면1a
도면2
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도면3
도면4
도면5
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도면6
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