KR20050020640A - 영구 자석 액츄에이터를 갖는 싱크로나이저 및 클러치 - Google Patents

영구 자석 액츄에이터를 갖는 싱크로나이저 및 클러치 Download PDF

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KR20050020640A
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쥬니어 윌리엄알. 켈리
앤드류에프. 조세프
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보그워너 인코포레이티드
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Abstract

본 발명의 마찰 클러치 팩은, 예컨대 자동차 트랜스퍼 케이스 내의, 구동 및 피 구동 부재 사이에서 토오크를 전달하도록 마찰 클러치 팩에 결합하는 볼 램프 액츄에이터를 가동시키기 위해 영구 자석 및 유도 링을 이용한다. 바람직하게는, 영구 자석과 유도 링은 직접 커플링, 즉 도그 클러치의 결합이 용이하도록 두 회전 부재의 속도를 동기화시키기 위해 싱크로나이저로서 이용될 수도 있다.

Description

영구 자석 액츄에이터를 갖는 싱크로나이저 및 클러치{CLUTCH AND SYNCHRONIZER HAVING PERMANENT MAGNET ACTUATORS}
본 발명은 일반적으로 자동차 동력 전달 계통 구성 부품용 마찰 클러치 팩 및 싱크로나이저를 위한 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 영구 자석 액츄에이터를 갖는 자동차 동력 전달 계통용 마찰 클러치 팩 및 싱크로나이저에 관한 것이다.
전자기 코일로 전달된 전기에 의해 가동되는 클러치는 고정식 응용물 및 자동차 모두에서 회전 동력 전달 시스템의 공통된 구성 부품이다.
토오크 출력과 크기 다음으로, 특히 자동차의 전자기 클러치를 설계함에 있어 가장 중요한 설계 상의 고려 사항 중 하나는 동력 소모이며, 보다 상세하게는 클러치를 계속해서 연결시키는 데 요구되는 동력의 소모이다. 근본적으로, 상당한 정도의 동력 소모가 있을 경우 이로 인해 차량 전기 시스템은 추가적인 부하를 받게 되며 이는 결국 차량의 연료 소모에 영향을 주기 때문에 바람직하지 않다. 아주 두드러지지는 않지만 중요도가 결코 덜하지 않은 고려 사항으로서 전자기 코일에 의해 생성되는 열, 상세하게는 이 열을 소산시키는 데 필요한 구조 또는 구성 부품이 있다.
동력 소모를 저하시키기 위한 한 가지 접근 방식은 일반적으로 캠 또는 볼 램프 가동식 클러치로 지칭되는 것이다. 이 장치에서는, 하중 전달 볼을 수용한 캐밍 부재 또는 경사형 리세스 쌍을 갖는 한 쌍의 대향하는 원형판이 상대적 회전 시에 분리되어, 구동 부재로부터 피 구동 부재로 구동 에너지 또는 토오크를 전달하는 인접한 마찰 클러치 팩을 압박한다. 전자기 코일은 단지 부재간 상대 회전을 야기하는 견인 현상(drag)을 일으키는 데만 이용되기 때문에, 회전 부재 사이의 속도차가 주 클러치를 가동시키는 에너지를 제공한다. 볼 램프 클러치에서는 동력 소모가 비교적 적게 나타나기 쉽다.
수년에 걸쳐 오늘날까지, 동력 소모가 적은 자동차 구성 부품이 계속 강조되고 있다. 본 발명은 수동적이고 외부 공급 에너지를 이용하지 않는 클러치 또는 싱크로나이저에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 영구 자석 및 유도 링을 이용하는 자동차 동력 전달 계통용 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 영구 자석 및 유도 링을 이용하는 자동차 동력 전달 계통용 싱크로나이저를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수동적이고 에너지를 소모하지 않는 자동차 동력 전달 계통용 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수동적이고 에너지를 소모하지 않는 자동차 동력 전달 계통용 싱크로나이저를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구동 및 피 구동 부재 사이의 속도가 증가함에 따라 결합력을 증가시키는 자동차 동력 전달 계통 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구동 및 피 구동 부재 사이의 속도가 증가함에 따라 동기화 토오크를 증가시키는 자동차 동력 전달 계통용 싱크로나이저를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 마찰 클러치 팩은, 예컨대 자동차 트랜스퍼 케이스 내의, 구동 및 피 구동 부재 사이에서 토오크를 전달하도록 마찰 클러치 팩에 결합하는 볼 램프 액츄에이터를 가동시키기 위해 영구 자석 및 유도 링을 이용한다. 바람직하게는, 영구 자석과 유도 링은 직접 커플링, 즉 도그 클러치의 결합이 용이하도록 두 회전 부재의 속도를 동기화시키기 위해 싱크로나이저로서 이용될 수도 있다.
본 발명의 목적 및 장점은 후술하는 양호한 실시예와 첨부 도면을 참조하여 보다 명백히 하기로 하며, 이들 도면에서 유사 인용 부호는 동일 부품, 요소 또는 구성을 나타낸다.
도1을 참조하면, 인용 부호 10으로 지시된 4륜 차량 구동 트레인이 개념적으로 도시되어 있다. 4륜 차량 구동 트레인(10)은 전동 장치(14)에 결합되어 전동 장치(14)를 직접 구동시키는 발동기(12)를 포함한다. 전동 장치(14)는 자동식이거나 수동식일 수 있다. 전동 장치(14)의 출력부는 1차 또는 후방 프롭 샤프트(22), 1차 또는 후방 차동 조립체(24), 한 쌍의 1차 또는 후방 활축(26) 및 각 쌍의 1차 또는 후방 타이어 및 휠 조립체(28)를 포함하는 1차 또는 후방 동력 전달 계통(20)로 원동력을 제공하는 트랜스퍼 케이스 조립체(16)를 직접 구동한다.
트랜스퍼 케이스 조립체(16)는 또한 2차 또는 전방 프롭 샤프트(32), 2차 또는 전방 차동 조립체(34), 한 쌍의 2차 또는 전방 활축(36) 및 각 쌍의 2차 또는 전방 타이어 및 휠 조립체(38)를 포함하는 2차 또는 전방 동력 전달 계통(30)로 원동력을 선택적으로 제공한다. 전방 타이어 및 휠 조립체(38)는 한 쌍의 전방 활축(36)에 각각 직접 결합될 수 있거나, 소정의 경우, 한 쌍의 수동 또는 원격 가동식 로킹 허브(42)가 한 쌍의 전방 활축(36)과 각각의 타이어 및 휠 조립체(38) 사이에 배치되어 이들을 선택적으로 연결할 수 있다. 마지막으로, 1차 동력 전달 계통(20) 및 2차 동력 전달 계통(30)은 여러 샤프트와 구성 부품 사이에서 정적 및 동적 오프셋과 오정렬을 허용하는 종래 방식으로 기능하는 적절하게 배치된 유니버설 조인트(44)를 포함할 수 있다. 바람직하게는 차량 작업자가 편리하게 미칠 수 있는 범위 내에 배치된 제어 콘솔(46)이 후술하는 트랜스퍼 케이스 조립체(16)의 작동 모드를 용이하게 선택할 수 있도록 하는 하나의 스위치 또는 복수개의 개별 스위치 또는 푸시 버튼(48)을 포함한다.
상술한 설명은 후방 동력 전달 계통(20)가 1차 동력 전달 계통로 기능하는, 즉 후방 동력 전달 계통(20)이 사실상 항상 연결되어 작동되고 따라서 전방 동력 전달 계통(30)이 2차 동력 전달 계통으로 기능하는, 즉 전방 동력 전달 계통(30)이 단지 일부 시간에만 또는 2차 또는 보조적인 방식으로 연결되어 작동되는, 일반적으로 후륜 구동 차량으로 지칭되는 차량에 관한 것이다.
본 명세서에서 "1차" 및 "2차"라는 표시는 명세서에서 개시되고 청구되는 본 발명이 1차 동력 전달 계통(20)이 차량 전방에 배치되고 2차 동력 전달 계통(30)이 차량 후방에 배치되는 전동 장치 및 트랜스퍼 케이스에 바로 이용될 수 있는 한 "전방" 및 "후방" 대신 사용된다. 따라서, 이와 같은 "1차" 및 "2차"라는 표시는 이들의 특정 위치가 아닌 개별 동력 전달 계통의 기능을 광의적이고 적절하게 특징짓는다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명을 구현한 트랜스퍼 케이스 조립체(16)는 여러 조각으로 되고 통상적으로 주조된 금속 하우징 조립체(50)를 포함하며, 금속 하우징 조립체(50)는 트랜스퍼 케이스 조립체(16)의 여러 구성 부품 및 조립체를 수용하기 위해 편평 실링면 및 원형 실링면과, 샤프트 및 베어링을 위한 개구와, 여러 개의 리세스, 견부, 플랜지, 카운터 보어 등을 갖는다. 입력 샤프트(52)는 (도1에 도시된) 전동 장치(14)의 출력부를 입력 샤프트(52)에 구동식으로 결합시키는 암형 또는 내면 스플라인 또는 기어 치형부(54) 또는 그 밖의 적절한 구조물을 포함한다. 입력 샤프트(52)는 볼 베어링 조립체(56)와 같은 비 마찰 베어링에 의해 외면에서 회전 가능하게 지지되고 롤러 베어링 조립체(58)와 같은 비 마찰 베어링에 의해 내면에서 회전 가능하게 지지된다. 롤러 베어링 조립체(58)는 1차 출력 샤프트(60)의 감소 직경부 상에 배치된다. 입력 샤프트(52) 및 하우징 조립체(50) 사이에 위치된 오일 시일(62)은 그 사이에 적절한 액밀 시일을 제공한다.
1차 출력 샤프트(60)의 대향 단부는 볼 베어링 조립체(64)와 같은 비마찰 베어링에 의해 지지된다. 단부 캡 또는 시일(66)은 1차 출력 샤프트(60) 내의 축방향 경로(68)의 단부를 막는다. 게로토 펌프(geroto pump)(70)는 통상적으로 축방향 경로(68)로 윤활 및 냉각 유체의 유동을 제공하는 데 이용되며, 그 후 이 유동은 트랜스퍼 케이스 조립체(16)의 구성 부품으로 1차 출력 샤프트(60) 내의 복수개의 방사상 포트를 거쳐 분배된다. 하우징(50)과 1차 출력 샤프트(60) 사이에 위치된 오일 시일(72)은 그 사이에 액밀 시일을 제공한다.
트랜스퍼 케이스 조립체(16)는 유성 기어 감속 조립체(80)를 포함한다. 유성 기어 감속 조립체(80)는 입력 샤프트(52)와 일체로 형성될 수 있는 태양 기어(82)를 포함한다. 태양 기어(82)는 복수개의 피니온 또는 유성 기어(88)와 지속적으로 치합하는 기어 치형부(86)를 포함한다. 유성 기어(88)는 고정된 스터브 샤프트(94)에 의해 지지되는 롤러 베어링(92) 상에 회전 가능하게 배치되거나, 원할 경우, 피니언 기어(88)가 스터브 샤프트(94) 상에 직접 회전 가능하게 지지될 수 있다. 스터브 샤프트(94)는 벨 형상 연장부(98) 및 수형 또는 외면 스플라인 또는 기어 치형부(100)를 포함하는유성 캐리어(96) 내에 보유되어 고정된다. 유성 캐리어(96)는 또한 입력 샤프트(52) 상의 견부(104)와 결합된 원형 디스크(102)에 의해 지지된다.
복수개의 피니언 또는 유성 기어(88)는, 예컨대 스냅 링(116)에 의해 하우징(50) 내에 고정된 고정 링 기어(114)의 기어 치형부(112)와 지속적으로 치합합된다.
1차 출력 샤프트(60)는 유성 기어 감속 조립체(80)에 인접한 영역에서 한 세트의 수형 또는 외면 스플라인 또는 기어 치형부(122)를 포함한다. 수형 스플라인(122) 상에 수용되어서 이를 따라 양방향으로 병진 가능한 클러치 칼라(124)는 대응되게 구성된 내면 또는 암형 스플라인(126)을 갖는다. 클러치 칼라(124)는 직접 구동을 제공하기 위해 태양 기어(82)의 내부 영역 상에서 대응되게 구성된 암형 또는 내면 스플라인 또는 기어 치형부(130)에 도2에 도시된 위치에서 결합하는 수형 스플라인 또는 기어 치형부(128)를 포함한다. 클러치 칼라(124)가 우측으로 활주함에 따라, 클러치 칼라는 중립 영역을 통과하며, 따라서 수형 스플라인 또는 기어 치형부(128)는 유성 캐리어(96)의 벨 형상 연장부(98) 상의 대응되게 구성된 수형 스플라인 또는 기어 치형부(100)와 결합한다. 클러치 칼라(124)는 시프트 포크(134)의 대응 구성부에 의해 결합되는 플랜지(132)를 포함한다. 시프트 포크(134)는 긴 모양의 시프트 레일(138)을 수용하는 관통 개구(136)를 포함한다. 시프트 포크(134)는 또한 캠(144)의 나선형 트랙(142) 내에 수용된 피 구동자(140)를 포함한다. 캠(144)은 에너지 저장 스프링(152)을 거쳐 전기 모터 구동 조립체(150)에 의해 구동되는 양방향 회전 가능한 시프트 레일(146)에 의해 회전된다. 시프트 레일(146)의 양방향 회전은 직접 구동, 중립, 및 감속 또는 저속 기어 구동을 얻기 위해 위에서 설명된 세 위치를 거쳐 시프트 포크(134) 및 클러치 칼라(124)를 병진시킨다.
트랜스퍼 케이스 조립체(16)는 또한 1차 출력 샤프트(60) 상에 배치되어 자유 회전 가능하고 구동 체인(164)과 결합되는 체인 구동 치형부(162)를 포함하는 체인 구동 스프라킷(160)을 포함한다. 구동 체인(164)은 피 구동 체인 스프라킷(168)의 체인 치형부(166)와 결합한다. 피 구동 체인 스프라킷(168)은 상호 결합 스플라인(170)에 의해 2차 출력 샤프트(172)에 고정된다. 2차 출력 샤프트(172)는 바람직하게는 롤러 베어링 조립체(174)와 같은 한 쌍의 비마찰 베어링에 의해 지지된다. 2차 출력 샤프트(172)는 (도시 안된) 2차 동력 전달 계통의 그 밖의 구성 부품에 용이하게 연결될 수 있도록 하는 평행하게 이격된 복수개의 개구(178)를 한정하는 플랜지(176)를 포함할 수 있다.
도2 및 도3을 참조하면, 본 발명에 따르는 싱크로나이저 조립체(180)는 1차 출력 샤프트(60)에 형성된 대응되게 구성된 수형 스플라인 또는 기어 치형부(186)와 결합하는 내면 또는 암형 스플라인 또는 기어 치형부(184)에 의해 1차 출력 샤프트(60)에 결합되는 구동 칼라(182)를 포함한다. 구동 칼라(182)에 일체 형성되거나 별도 구성 부품으로 제조되는 한 쌍의 이격된 자석 링(188A, 188B)이 칼라(182)에 고정되어 구동 칼라(182)와 함께 회전한다.
도4에 도시된 바와 같이, 자석 링(188A, 188B)은 그 남북 자극이 교호되게 배열된 복수개의 개별 가동 자석(190)을 형성한다.
도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 자석 링(188A, 188B)에는 세 개의 유도 링(192A, 192B, 192C)이 끼워져 있다. 바람직하게는, 유도 링(192A, 192B, 192C)은 구리로 제조된다. 유도 링(192A, 192B, 192C)은 축방향 위치에 이격되어서 유지되며, 환형부(200)의 내면 상에 형성된 적절하게 주연 방향을 따라 이격된 홈 또는 채널(196) 내에 놓인 복수개의 스냅 링(194)에 의해 자석 링(188A, 188B)에 끼워진다. 환형부(200)는 원형 판(202)에 의해 1차 출력 샤프트(60)와 동심을 이루는 위치로 유지되고, 또한 스냅 링(194)에 의해 보유된다. 원형 판(202)은 클러치 칼라(210) 상에서 암형 스플라인 또는 기어 치형부(206)에 대응하고 이에 결합되는 내면 스플라인 또는 기어 치형부(204)를 포함한다. 클러치 칼라(210)는 체인 구동 스프라킷(160)의 축방향 연장부(216) 상에 형성된 한 세트의 수형 또는 외면 스플라인 또는 기어 치형부(214)에 대응해서 치합하는 내면 또는 암형 스플라인 또는 기어 치형부(212)를 포함한다.
구동 칼라(182)는 또한 클러치 칼라(210) 상의 암형 또는 내면 스플라인 또는 기어 치형부(212)에 대응하는 한 세트의 수형 스플라인 또는 기어 치형부(218)를 포함한다. 시프트 칼라(220)는 체인 구동 스프라킷(160)의 연장부(216) 상에서 스플라인(214)에 대응하고 이에 결합되며 구동 칼라(182) 상의 압출된 수형 스플라인 또는 기어 치형부(218)에도 대응하는 스플라인 또는 기어 치형부(222)를 포함한다. 클러치 칼라(210)는 도2에 도시된 시프트 포크(226)의 대응 구성부를 수용하는 주연 홈 또는 채널(224)을 포함한다. 시프트 포크(226)는 시프트 레일(138)을 활주 가능하게 수용하는 관통 경로(230)를 갖는 장형(elongated) 몸체(228)를 포함한다. 압축 스프링(232)은 시프트 포크(226)를 도2에 도시된 바와 같이 좌측으로 편향시킨다. 캠 피 구동자(234)는 캠(144)이 회전할 때 시프트 포크(226) 및 클러치 칼라(210)의 양방향 병진 운동을 강제한다.
도3을 참조하면, 제1 압축 스프링(242)은 클러치 칼라(210)를 도3에 도시된 바와 같이 좌측으로 편향시킨다. 제2 압축 스프링(244)은 상기 제1 압축 스프링(242)이 클러치 칼라(210)를 편향시킬 때의 반대 방향으로 시프트 칼라(220)를 편향시킨다.
작동시, 자석 링(188A, 188B)은 1차 출력 샤프트(60)와 함께 회전하는 반면 유도 링(192A, 192B, 192C)은 클러치 구동 스프라킷(160) 및 2차 동력 전달 계통(30)와 함께 회전한다. 이들 영구 회전 요소 사이의 속도차는 자석 링(188A, 188B)과 구리 유도 링(192A, 192B, 192C) 사이를 지나는 자속에 의해 억제된다. 이렇게 형성된 견인 현상은 이들 회전 요소 사이의 속도차를 최소화하고 제거하게 된다. 이렇게 동기화 되면 전기 모터 구동 조립체(150)에 의해 요구될 때 클러치 칼라(210)에 의한 시프트 칼라(220)의 병진 운동이 용이해지고 시프트 칼라(220)가 두 스플라인(214, 218)과 결합함에 따라 구동 스프라킷(160) 및 그 연장부(216) 간의 구동 칼라(182)와의 결합이 용이하게 된다.
도5를 참조하면, 영구 자석 액츄에이터(250)는, 예컨대 트랜스퍼 케이스의 1차 및 2차 출력부 사이에 기계적으로 배치된 마찰 디스크 팩과 결합하도록 볼 램프형 클러치 작동자와 결합된 상태로 이용될 수도 있다. 영구 자석 액츄에이터(250)는 1차 출력 샤프트(60')에 상호 결합 스플라인(254) 또는 그 밖의 적극적 연결에 의해 결합된 제1 원형 판(252)을 포함한다. 제1 원형 판(252)은 유사한 복수개의 하중 전달 볼(260)을 수용하는 주연 방향으로 이격된 복수개의 경사 리세스(256)를 한정한다. 하중 전달 볼(260)은 1차 출력 샤프트(60') 상에서 자유 회전 가능하게 배치된 제2 원형 판 또는 부재(264)의 대향 면에 형성된 서로 대향되는 대응하게 구성된 경사 리세스(262) 내에 포획된다. 제2 원형 부재(264)는 방사상으로 외향 연장되며 싱크로나이저에 대해 상술한 자석 링(188A, 188B)과 동일한 모든 의도와 목적에 맞는 자석 링부(266)를 포함한다. 즉, 복수개의 가동 영구 자석은 자석 링(266) 둘레의 주연 방향으로 단부와 단부가 접해서 이격되어 배치된다.
자석 링부(266)의 양측 상에는 구리 유도 링(268A, 268B)이 있다. 구리 유도 링(268A, 268B)은 클러치 벨 하우징(276)의 내면 상에 형성된 대응되게 구성된 암형 스플라인 또는 기어 치형부(274)와 결합하는 수형 스플라인 또는 기어 치형부(272)를 포함한다. 복수개의 스냅 링(278)이 구리 유도 링(268A, 268B)의 적절한 축방향 위치를 유지한다. 클러치 벨 하우징(276)은 체인 구동 스프라킷(160') 상에 형성된 대응되게 구성된 수형 스플라인, 기어 치형부 또는 돌출부(284)와 치합하는 한 세트의 암형 스플라인, 기어 치형부 또는 돌출부(282)를 포함한다. 클러치 벨 하우징(276) 내에는 마찰 클러치 팩 조립체(290)가 수용된다. 마찰 클러치 팩 조립체(290)는 클러치 벨 하우징(276)의 내면 상에서 암형 스플라인(274)과 결합하는 외면 또는 수형 스플라인(294)을 갖는 복수개의 제1 대경 클러치 판 또는 디스크(292)를 포함한다. 복수개의 제1 대경 클러치 판 또는 디스크(292) 사이에는 클러치 허브(304) 상의 대응되게 구성된 수형 또는 외면 스플라인(302)과 결합하는 내면 또는 암형 스플라인(298)을 갖는 복수개의 제2 소경 클러치 판 또는 디스크(296)가 끼워져 있다. 클러치 허브(304)는 상호 결합 스플라인(306)에 의해 1차 출력 샤프트(60)에 결합되어 함께 회전한다. 하나 또는 복수개의 벨 또는 웨이브 와셔(308)는 도5에 도시된 바와 같이 제1 원형 판(252)을 우측으로 구동하는 복원력을 제공한다. 적용 판(310)이 제1 원형 판(252)과 마찰 클러치 팩(290) 사이에 배치된다. 마지막으로, 제2 원형 부재(264)와 볼 베어링 조립체(64) 사이에 배치된 스러스트 베어링(312)이 제2 원형 부재(264)의 축방향 위치를 유지한다.
작동시, 영구 자석 링(266)을 포함하는 제2 원형 부재(264)는 1차 출력 샤프트(60')와 함께 회전하는 반면, 구리 유도 링(268A, 268B)은 도1 및 도2에 도시된 2차 동력 전달 계통의 클러치 벨 하우징(276), 체인 구동 스프라킷(160') 및 그 밖의 다른 구성 부품과 함께 회전함을 알 수 있다. 속도차가 증가함에 따라, 자석 링(266)과 구리 유도 링(268A, 268B)에 의해 생성된 자속의 작용에 의해 형성되는 견인 현상은 증가한다. 이로 인해 제1 원형 판(252)과 제2 원형 판(264) 간의 상대적 회전이 발생되어 하중 전달 볼(260)이 경사 리세스(256, 263) 위로 올라가게 됨으로써, 제1 원형 부재(252)를 적용 판(310)쪽으로 구동시키고 마찰 클러치 팩 조립체(290)를 압박한다. 마찰 클러치 팩 조립체(290)을 압박함으로써 2차 동력 전달 계통의 1차 출력 샤프트(60')와 체인 구동 스프라킷(160')과 그 밖의 구성 부품 사이의 토오크가 전달된다.
싱크로나이저 조립체(180) 및 영구 자석 액츄에이터(250) 모두에는 비교적 적은 수의 끼움 자석 링 및 유도 링이 개시된다. 회전 부재 사이의 자기적 결합을 보다 크게 하고자 할 경우, 보다 많은 수의 자석 링 및 유도링이 이용될 수 있음을 알 수 있다. 예컨대, 다섯 개의 자석 링, 여섯 개의 유도 링 또는 이들 보다 많거나 적은 자석 링 등이 이용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 영구 자석 및 유도 링을 이용하는 자동차 동력 전달 계통용 클러치 및 싱크로나이저가 마련됨으로써, 동력 소모를 줄일 수 있고 구동 및 피 구동 부재 사이의 속도가 증가함에 따라 결합력이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.
상술한 내용은 본 발명을 실시함에 있어 발명자에 의해 고안된 최선의 양태이다. 그러나, 이들의 개조예 및 변경예를 합체한 장치는 전자기 클러치 조립체에 관련된 기술 분야의 당업자에게 자명하다는 점은 명백하다. 상술한 내용이 본 발명을 수행하기 위해 본 발명자에 의해 고안된 최선의 양태를 제공하고 관련 기술 분야의 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 된 것이라면, 이에 의해 제한되는 것이 아니라 이런 상술한 자명한 변경예를 포함하고 후술하는 청구범위의 사상과 범위 의해서만 제한되는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명을 합체한 트랜스퍼 케이스를 갖는 자동차 동력 전달 계통의 개념도.
도2는 본 발명에 따른 영구 자석 싱크로나이저를 구현한 자동차 트랜스퍼 케이스의 전체 단면도.
도3은 본 발명에 따른 영구 자석 싱크로나이저의 부분 확대 단면도.
도4는 도3의 라인 4-4를 따라 취한 본 발명에 따른 싱크로나이저의 자석 링의 전체 단면도.
도5는 영구 자석 및 유도 링 액츄에이터를 갖는 자동차 동력 전달 계통 볼 램프 클러치의 부분 확대 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
14: 전동 장치
16: 트랜스퍼 케이스 조립체
50: 하우징 조립체
52: 입력 샤프트
54: 내면 스플라인 또는 기어 치형부
56: 볼 베어링 조립체
58: 롤러 베어링 조립체
60: 1차 출력 샤프트
62: 오일 시일
64: 볼 베어링 조립체
80: 유성 기어 감속 조립체
82: 태양 기어
86: 기어 치형부
92: 롤러 베어링
100: 외면 스플라인 또는 기어 치형부

Claims (14)

1차 출력 샤프트(60, 60')와,
상기 1차 출력 샤프트 상에 회전 가능하게 배치된 구동 스프로킷(160, 160')과,
상기 1차 출력 샤프트를 중심으로 회전하도록 배치된 자석 어레이(188A, 266) 및 상기 자석 어레이에 인접해서 배치되고 상기 1차 출력 샤프트를 중심으로 회전 가능한 적어도 하나의 유도 링(192A, 268A)을 갖는 영구 자석 액츄에이터(180, 250)와,
상기 1차 출력 샤프트 및 상기 구동 스프로킷 사이에 작동 가능하게 배치되고 상기 영구 자석 액츄에이터에 인접하고 상기 액츄에이터에 의해 가동되는 클러치(210, 290)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스 자기 작동자.
제1항에 있어서, 2차 출력 샤프트(172)와, 상기 2차 출력 샤프트에 결합된 피 구동 체인 스프로킷(168)과, 상기 체인 스프로킷과 결합하는 구동 체인(164)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스 자기 작동자.
제1항에 있어서, 상기 클러치는 마찰 클러치 팩(290)인 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스 자기 작동자.
제3항에 있어서, 볼 램프 작동자(256, 260, 262)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스 자기 작동자.
제1항에 있어서, 상기 클러치는 도그 클러치(210)이고 상기 액츄에이터는 싱크로나이저로서 기능하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스 자기 작동자.
제1항에 있어서, 상기 자석 어레이(188A, 266)는 자극이 교호하도록 단부와 단부가 접해서 배열된 복수개의 자석(190)을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스 자기 작동자.
제1항에 있어서, 상기 1차 출력 샤프트를 선택적으로 구동하기 위한 유성 기어 감속 조립체(80)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스 자기 작동자.
입력 부재(60')와,
출력 부재(160')와,
상기 입력 부재에 결합되어 같이 회전하며, 복수개의 만곡되고 경사진 제1 리세스(256)를 포함하는 제1 판(252)과,
상기 제1 원형 판에 인접해서 배치되며, 상기 복수개의 만곡되고 경사진 제1 경사 리세스와 대면하는 복수개의 만곡되고 경사진 제2 경사 리세스(262)를 갖는 제2 판(264)과,
상기 대향된 복수개의 리세스에 배치된 복수개의 하중 전달 부재(260)와,
상기 입력 부재에 결합되어 같이 회전하는 복수개의 제1 클러치 판(296) 및 상기 복수개의 제1 클러치 판에 끼워지고 상기 출력 부재에 작동 가능하게 결합되어 같이 회전하는 복수개의 제2 클러치 판(292)을 수용하는 상기 제1 판에 인접해서 배치된 마찰 클러치 팩(290)과,
상기 제2 판에 결합되어 함께 회전되는 적어도 하나의 영구 자석(190)과,
상기 영구 자석에 인접해서 배치되고 상기 출력 부재에 결합되어 함께 회전되는 적어도 하나의 유도 부재(268A)를 결합하여 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 작동식 클러치.
제8항에 있어서, 1차 및 2차 출력부(60', 172)를 갖는 트랜스퍼 케이스(16)를 추가로 포함하며, 상기 입력 부재는 상기 1차 출력부에 결합되고 상기 출력 부재는 상기 2차 출력부에 결합되는 것을 특징으로 하는 자기 작동식 클러치.
제8항에 있어서, 단부와 단부가 접해서 배열되고 상기 제2 판(264)에 고정된 복수개의 영구 자석(190)을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 작동식 클러치.
제8항에 있어서, 상기 제1 판(252)은 원형이고 상기 입력 부재(60')에 스플라인(254)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 자기 작동식 클러치.
제8항에 있어서, 상기 제2 판(264)은 원형이고 스러스트 베어링(312)에 의해 일 측면 상에서 억제되는 것을 특징으로 하는 자기 작동식 클러치.
제8항에 있어서, 상기 제1 판(252) 및 상기 마찰 클러치 팩(290) 사이에 배치된 적용 판(310)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 작동식 클러치.
제8항에 있어서, 상기 제1 판(252)에 인접하게 배치된 스프링 적층부(308)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 작동식 클러치.
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