KR100225114B1

KR100225114B1 - 자동차 마찰 클러치용 액추에이터

Info

Publication number: KR100225114B1
Application number: KR1019960028483A
Authority: KR
Inventors: 루츠 라임바흐; 옌즈 도르프슈미트
Original assignee: 스테판 스토베; 피크텔 앤드 사크스 아게; 노프베르트 크람프
Priority date: 1995-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1999-10-15
Also published as: ES2128940A1; US5810144A; FR2736593B1; GB2303421B; GB2303421A; GB9614852D0; DE19525840C1; FR2736593A1; KR970005792A; ES2128940B1

Abstract

자동차 마찰 클러치용 액추에이터는 구동장치와 그 구동장치의 운동을 아웃풋 부재의 실질적인 병진운동으로 변환시키는 전동장치를 포함하고, 전동장치의 각 작용방향으로의 운동량은 적어도 하나의 개별적인 스톱부와 클러치 위치 검파기에 의해 제한된다. 각 스톱부는 제동장치와 연합되며, 이 제동장치는 전동장치가 스톱부를 향한 운동에서 그 스톱부 앞에 스톱부와 관계하여 정확히 한정된 기준 위치에 도달되는 전동장치의 위치에서 스톱부와 접촉하게 될 때까지 전동장치를 감속하도록 액추에이팅된다.

Description

자동차 마찰 클러치용 액추에이터

제1도는 예를 들어 위드드로얼 시스템을 위한, 아웃풋 부재를 가진 자동차 마찰 클러치를 위한 자동차 액추에이터 하부의 부분 단면도.

제2도는 제1도의 A-A선을 자른 액추에이터의 단면도.

제3도는 세그멘탈 기어 휠과 스톱 요소를 가진 액추에이터 일부의 상세도.

제4도는 하우징과 세그멘탈 기어 휠 사이에 배치되어 하우징 위에 지지되는 에너지 저장장치를 가진 액추에이터의 다른 실시예.

제5도는 제4도와 같으나 세그멘탈 기어 휠상에 수용된 에너지 저장장치를 가진 액추에이터의 실시예.

제6도는 외주방향으로 돌출된 에너지 저장장치를 가진 세그멘탈 기어 휠.

제7도는 제6도와 같으나 상기 에너지 저장장치를 감싸는 보호 슬리브를 가진 세그멘탈 기어 휠.

제8도는 세그멘탈 기어 휠과 스톱 요소 사이에서 작용하는 장력 스프링을 가진 액추에이터의 다른 실시예.

본 발명은 특허청구범위 제1항의 도입부에 따른 자동차 마찰 클러치용 액추에이터에 관한 것이다.

DE 37 06 849 A1에서 구동장치와 전동장치를 가진 액추에이터가 공지된다. 이 전동장치는 구동장치의 운동을 유압 마스터 실린더의 형태를 한 아웃풋 부재의 실질적인 병진운동으로 변환시키며 그 진폭이 스톱부에 의해서 제한된다. 그 전동장치는 인풋 측면상에 웜(warm)을 가진 웜기어와 하우징내에 회전될 수 있게 안착되는 세그멘탈 웜 휠(segmental warm wheel)로서 형성된다.

상기 액추에이터는 클러치 위치 검파기(clutch position detector)를 가지고 형성되어, 세그멘탈 웜 휠의 정확한 위치가 구동장치 상에서 작용하는 컨트롤 장치에 언제라도 알려진다. 그러나 클러치 위치 검파기의 손상이 그릇 표시된 값을 전달하게 되는 상황에서, 잘못된 구동 컨트롤 장치 때문에 전동장치의 소정의 엔드 포지션(end position)이 인식되지 않아 상기 세그멘탈 웜 휠이 구동장치로부터 제공되어 전동장치의 관성에 부가된 토크로 이루어지는 토크를 가지는 연합된 스톱부와 충돌하는 것이 가능하다. 공개된 명세서에 따른 스톱부에 탄성재로 된 덮개가 제공될 때 조차도, 스톱부에 미치는 웜 휠의 충격이 최소로 제동되면서 일어나, 결과적으로 일어나는 힘이 특히 부분들이 플라스틱으로 만들어지는 경우에 있어서 전동장치의 요소들을 파괴하게 될 수 있는 위험이 있다.

본 발명은 소정의 엔드 포지션이 과다한 속도에 이르는 경우에서도 전동장치의 구성 요소가 파괴되는 것을 막는 액추에이터를 구성하므로써 상기의 문제점을 해결하고자 한다.

그러한 문제점은 본 발명에서 특허청구범위 제1항에 명시된 특징들을 통하여 해결된다. 제동장치를 스톱부와 연합시키는 단계에 의해, 액추에이터의 전동장치가 스톱부들 중 하나를 향한 운동에서 스톱부와 관련하여 설정된 기준 위치에 도달하자마자, 이 전동장치는 제동장치에 의해 크게 감속되어 제동장치와 연동되는 가이드 요소를 통하여 스톱부에 이르게 된다. 결과적으로, 스톱부에 도달할 때는 사실 항상 어떤 토크 예를 들어 인풋으로부터 일어나는 전동장치 상의 토크가 여전히 효력을 가질 수 있으나, 더 이상 그것이 운동으로부터 나오는 관성의 영향에 따라 설정된 기준 위치에서 가졌던 크기를 가지지 못하게 된다. 마찰 클러치 축 스프링과 액추에이터 완충 스프링의 상호 대항력은 토크의 주요 부분을 적용하고 구동장치는 단순히 힘의 차이를 제공해야 하는, 특히 도입부에서 언급된 공개된 명세서에 따른 액추에이터에 있어서, 인풋에 의해 가해지는 토크가 스톱부와 충돌할 때, 전동장치상의 지체후에 스톱부와 결부된 정의된 기준위치와 스톱부 그 자체 사이에서 취해져야 하는 토크는 비교적 작기에, 이러한 토크의 영향에서 전동장치가 파괴될 가능성은 배제될 수 있다. 특히 구동장치 관성력의 영향을 받아 존재하게 되는 아주 큰 토크는, 전동장치가 스톱부의 영역에서 제동될 때, 전동장치가 연합된 스톱부에 도달하기 이전에 제동장치의 작용에 의하여 그와 반대로 감소될 수 있다.

특허청구범위 제1항에 명시된 주제는 특히 증가신호 송신기가 제공되는 클러치 위치 검파기를 가지는 액추에이터의 장점에 관한 것이다. 상기 클러치 위치 검파기는 사실 전동장치의 운동, 결과적으로 전동장치의 위치상의 변화를 인식할 수 있으나 절대적인 위치를 결정할 위치에 있지는 않다. 이러한 목적에서, 특허청구범위 제1항에 명시된 정확하게 정의된 기준 위치를 전동장치의 절대적인 위치로서 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서 전동장치가 그러한 기준 위치에서 정지될 때, 가능한 절대적인 위치가 선택된다. 이러한 요구 조건에 부응하기 위하여, 특허청구범위 제2항의 수단이 바람직하다는 것이 발견되었다. 그러한 수단에 따르면, 제동장치내에 포함된 에너지 저장장치의 예압이 미리 결정되어, 에너지 저장장치가 편향되기 전에 전동장치에 대하여 제공하는 토크는 구동장치에 의해 가해진 토크를 초과하게 된다. 결과적으로 천천히 정의된 기준 위치에 도달하는 전동요소는 에너지 저장장치를 편향시켜 스톱부에 도달할 위치에 있지 않고, 그와 반대로 진술된 기준 위치에서 정지된다. 클러치 위치 검파기가 손상된 결과 구동장치가 잘못 컨트롤되면 전동요소는 과다한 속도로 정의된 기준 위치에 접근하게 되어 에너지 저장장치에 대립하는 토크가 대립하는 토크를 극복할 때만, 이것은 접근하는 전동요소의 동시적인 감속에 의해 동반되는 에너지 저장장치의 편향에로 이끈다. 예압을 가지는 전동요소의 상기 감속과 더불어, 에너지 저장장치의 특성 때문에 예압없는 비교될 수 있는 에너지 저장장치에서보다 더 효과적으로 만드는 감속상의 보다 짧은 진폭에 기초한 감속작용이 또한 현재한다. 그러나 최종적으로 언급했던 종류의 에너지 저장장치의 도입은 어떤 값도 정확하게 정의된 기준 위치가 있음에 두어지지 않는 한 마찬가지로 생각될 수 있다. 이러한 경우에, 에너지 저장장치의 감속작용은 유지되나 도입된 토크상의 최소한의 변화가 이미 스톱부와 관련한 기준 위치의 이동으로 이끈다는 것은 사실이다.

특허청구범위 제3항에서는 하우징에 회전될 수 있게 안착되는 세그멘탈 기어 휠을 가진 전동장치의 바람직한 실시예가 제시된다. 세그멘탈 기어 휠처럼 에너지 저장장치를 수용하도록 고안되어 그 세그멘탈 기어 휠에 관계하여 움직일 수 있는 스톱 요소와 세그멘탈 기어 휠이 연합되는 전동장치가 그 청구항에 따라 더 제시된다. 그 청구항에 따르면 이러한 스톱 요소는 외주방향으로 세그멘탈 기어에서 돌출되어 세그멘탈 기어 휠이 이러한 스톱부에 도달할 수 있기 전에 연합된 스톱부에 맞물리게 된다. 스톱부에 도달할 때 스톱 요소는 정지되는 반면에 세그멘탈 기어 휠은 이전의 운동을 계속하지만 이제는 단지 에너지 저장장치의 편향에 동반되어 계속하게 되어 세그멘탈 기어에 브레이크가 걸리게 된다. 특허청구범위 제2항에서 이미 설명한 바처럼 바로 이 점에서, 스톱부와 관련하여 정확하게 한정된 기준 위치가 요구되는 지에 따라, 예압을 가지고 또는 예압없이 에너지 저장장치가 도입될 수 있는 것이다.

특허청구범위 제4항은 특허청구범위 제3항에 나타난 제동장치 실시예의 바람직한 개선점을 더욱 제공한다. 여기에서 확장된 부분들이 세그멘탈 기어 휠 또는 스톱 요소에 가이드 요소들을 안내할 목적으로 제공된다. 세그멘탈 기어 휠 가이드 요소들의 다른 기능이 특허청구범위 제5항에 따라 첨가된다. 여기에서 가이드 요소들은 코일 스프링에 의해 에너지 저장장치를 향해 있는 그것들의 대응하는 측면방향으로 형성된 에너지 저장장치의 벤딩을 방지한다. 게다가, 특허청구범위 제6항에 따른 가이드 요소들은 상호 맞물림에 의해 세그멘탈 기어 휠을 스톱 요소에 연결시키는 데 사용될 수 있다. 결과적으로, 세그멘탈 기어 휠 베어링 스핀들의 범위 방향으로 코일 스프링의 어떤 가능한 벤딩이라도 효과적으로 방지될 수 있게 된다.

특허청구범위 제7항 및 8항은 제동장치의 다른 실시예들을 보여준다. 그 실시예에서, 에너지 저장장치가 한편으로는 액추에이터의 하우징 형태로 고정된 구성 요소와 다른 한편으로는 예를 들어 원형이나 활 모양의 기어 휠 형태로 움직이는 구성 요소와 연동된다는 사실에 의해, 각각의 가이드 그루브(groove)가 에너지 저장장치를 위하여 제공되어야만 한다. 거기에서 그 장치는 고정된 구성요소와 관련하여 이동될 수 있는 구성요소의 상관적인 운동중에 수용된다. 이것의 장점은 기어 휠에 의해 구동된 스톱 요소 없이 해 나갈 수 있는 최소의 운동량이다. 특허청구범위 제9항은 본 발명의 주제와 관련한 다른 실시예를 보여준다. 거기에서 에너지 저장장치를 외주방향으로 세그멘탈 기어 휠의 외주 경계로 돌출되는 방식으로 배열함에 의하여, 에너지 저장장치의 안내가 에너지 저장장치와 맞물리는 각각의 연합된 스톱부에 의해 일어나기에 그 첫 번째 실시예에 따른 스톱 요소와 또한 가이드 그루브의 공급 없이도 해 나갈 수 있게 된다. 이러한 구조적으로 아주 단순한 실시예는 다음과 같은 점에서 바람직하게 크게 개선될 수 있다. 즉, 특허청구범위 제10항에 따른 에너지 저장장치들이 세그멘탈 기어 휠에서 리세스의 대응하는 형성에 의해 외주방향으로 연장되는 코일 스프링에 의해 형성되며, 게다가 특허청구범위 제11항에 따라 그 에너지 저장장치들의 돌출단이 한편으로는 손상에 대한 보호를 위해서 다른 한편으로는 세그멘탈 기어 휠의 리세스로부터의 손실에 대한 보호를 위해서 리세스 교차부분의 대응하는 확장부에 관여하는 방사상의 확장부를 가지는 보호 슬리브 내에 감싸일 수 있다는 점에서 그러하다. 특허청구범위 제12항에 따라 세그멘탈 기어 휠의 외부 경계로 코일 스프링이 돌출되는 양과 관계하여 이러한 보호 슬리브의 대응하는 확장에 의해서, 각각의 코일 스프링은 소정의 예압에 의해 작용될 수 있다. 이것의 장점은 이미 진술되었다.

특허청구범위 제13항은 본 발명의 주제와 관련한 다른 실시예를 도시한다. 그 실시예에 따르면, 장력 스프링이 기어 휠과 스톱 요소 사이에 제공되어 기어 휠에 구동장치에 의해 가해진 운동은 장력 스프링을 통하여 스톱 요소에 전달된다. 이러한 실시예의 작용법은 다음과 같다. 즉, 우선 운동방향과 관련된 스톱 요소 각각의 돌출부는 스톱부에 달하고, 그 다음에 관련된 장력 스프링을 편향시키는 동안 그 돌출부는 기어 휠을 제동시킨다. 결과적으로 이러한 실시예의 경우, 스톱부가 그로부터 기어 휠의 감속이 일어나는 정확하게 정의된 기준 위치로서 작용하게 한다. 일찍이 설명한 대로, 이것은 특히 장력 스프링에 구동장치에 의해 전달될 수 있는 토크보다 더 큰 예압이 주어질 때 적용된다.

본 발명의 몇몇 실시예가 이하에서 첨부된 도면을 통하여 보다 상세히 설명된다.

제1도 및 제2도는 위드드로얼 시스템을 가진 자동차 마찰 클러치용 액추에이터를 도시한다. 상기 액추에이터는 크랭크 기어의 형태를 한 전동장치(7) 및 아웃풋 부재(2) 또는 피스톤 로드(9)에 의해 형성된 실례를 통하여 클러치의 상기 위드드로얼 체계를 액추에이팅 하는 전기 모터의 형태를 한 구동장치(4)를 가진 하우징(1)을 포함한다.

상기 전동장치(7)는 그 일단이 하우징 부분(1)에 고정되는 베어링 스핀들상에 회전될 수 있게 안착되는 세그멘탈 기어 휠(10)을 포함한다. 세그멘탈 기어 휠(10)의 외주에 제공되는 한 세트의 톱니(13)는 구동장치(4)의 아웃풋 샤프트(14)에 직접 안착된 피니언(15)과 맞물린다. 완충 스프링(18)은 세그멘탈 휠 기어(10)상에 안착되어 도시되지 않은 방식으로 그것과 상관적으로 움직일 수 있게 되어 있으며, 하우징(1)에 인접하여 기대어 있다. 이제까지 기술된 액추에이터의 구성은 도입부에서 이미 언급되었던, 예를 들어 DE 37 06 849 A1에서 공지된다. 따라서 그것에 대한 상세한 설명은 필요하다고 생각지 않는다.

이하에서의 논의는 본 발명의 실제적인 주제를 분명하게 드러낼 것이다. 상기 세그멘탈 기어 휠(10)은 스핀들(11)의 축으로부터 방사상으로 뻗어 나가는 측면(20)을 가지며 그 측면에는 코일 스프링(24) 형태의 에너지 저장장치(23)를 위한 리세스(22)가 제공된다. 상기 에너지 저장장치(23)는 상기 리세스(22) 내로 연장될 뿐만 아니라 마찬가지로 베어링 스핀들(11) 위에 수용되며, 그 축과 관련하여 방사상으로 연장하는 판 형태를 한 스톱 요소(28)의 리세스(26) 내에 연장된다. 상기 스톱 요소(28)는 스핀들(11) 하부면의 리벳단(30)에 의해 세그멘탈 기어 휠(10)과 맞물려 지지된다.

세그멘탈 기어 휠(10)의 리세스(22)는 외주 방향으로 연장되어 스톱 요소(28)내로 연장되며 그 스톱 요소와 동일한 크기로 만들어진다. 상기 에너지 저장장치(23)는 구동장치에 의해 전달되는 토크보다 더 큰 예압이 그 외주단들에 주어지게 리세스(22, 26)내에 바람직하게 삽입된다. 에너지 저장장치(23)의 각 단에 각각의 가이드 부재(32)가 맞물린다. 그것들 중에서 에너지 저장장치(23)와 마주하는 단들은 베어링 스핀들(11)과 관계하여 세그멘탈 기어 휠(10)과 스톱 요소(28)의 축으로 향해진다. 이 경우에 에너지 저장장치(23)의 단들 중 하나에 작용하는데서, 그것들은 에너지 저장장치(23)의 축 방향으로 작용하는 실질적인 힘을 일으킨다. 이러한 구성방식에 의해서, 편향력의 작용으로 일어날 수 있는 리세스(22, 26) 스페이스(33) 내부의 에너지 저장장치(23)의 어떤 벤딩이라도 방지된다. 이러한 경우에, 하나의 가이드 요소(32)에 의해 에너지 저장장치(23)가 편향될 때, 실제 직선으로 압축되게 된다. 가이드 요소(32)는 스톱 요소(28)에 고정되고 외주에서 바라보아 리세스(22)의 양 측면위로 연장되는 세그멘탈 기어 휠(10)의 확장된 부분(35)을 통과한다. 가이드 요소(32)의 자유단에 실질적으로 수직으로 연장되며 스톱 요소(28)와 멀리서 마주하고 있는 세그멘탈 기어 휠(10)의 측면 뒤에 맞물리는 보유수단(37)(제3도)이 제공될 수 있다. 이 경우에, 베어링 스핀들(11)이 유지되고 세그멘탈 기어 휠(10) 위에 스톱 요소(28)가 위치된다.

상기 스톱 요소(28)는 돌출부들(38, 39)을 가진다. 그 돌출부들 중에서 한 돌출부(38)는 세그멘탈 기어 휠(10)의 대응하는 외주경계(40)를 넘어 주변으로 연장되며, 다른 돌출부(39)는 반대편의 외주경계(41)를 넘어어 주변으로 연장된다. 제1도에 도시된 그 엔드 포지션에서, 상기 돌출부(38)는 하우징(1)의 해당 벽(43)에 맞닿게 된다. 그 벽(43)은 세그멘탈 기어 휠(10)을 위한 첫째 스톱부(44)로서 작용한다. 스톱 요소(28)의 다른 엔드 포지션에서, 상기 돌출부(39)는 하우징(1)의 한 벽(45)에 부딪치게 되어, 그 벽이 스톱부(46)로서 작용하게 된다.

제1도에 도시된 스톱 요소(28)와 세그멘탈 기어 휠(10)의 상관적인 위치에서, 세그멘탈 기어 휠(10)은 에너지 저장장치(23)가 한편으로는 여전히 편향되지 않은 채로 있으나 다른 한편으로는 스톱부(44)를 향한 작동 방향으로 세그멘탈 기어 휠(10)의 더 이상의 운동이 방지된다는 점에서 정확히 한정된 첫 번째의 기준 위치를 선택한다. 다른 스톱부(46)와 관련하여 동일한 방식으로 두 번째 기준 위치는 돌출부(39)가 스톱부(46)와 접촉하는 두 번째의 엔드 포지션을 선택할 때 동일한 방식의 결과를 가져온다.

상기 액추에이터는 다음과 같이 작동된다.

제1도에 도시된 엔드 포지션상의 기어 휠(10)과 스톱 요소(28)와 더불어 좌측 가이드 요소(32)는 에너지 저장장치(23)의 연합단에 기대어 놓여 있고, 에너지 저장장치(23)상의 세그멘탈 기어 휠(10)에 의해 가해질 수 있는 어떤 압력이라도 예압으로부터 산출되는 에너지 저장장치(23)의 대항압보다 더 작다. 따라서 기어 휠(10)은 그 외주경계(40)와 연합된 그 스톱부(44)와 관련하여 정확하게 정의된 기준 위치를 취한다. 이러한 기준 위치는 액추에이터의 미도시된 컨트롤에 필요한 한에서 세그멘탈 기어 휠(10)이 그것으로부터 소정의 각을 통하여 위치 변경될 수 있는 참조 포지션을 예정하기 위하여 사용될 수 있다. 그러한 참조 포지션은 예를 들어 액추에이터를 위한 미도시된 클러치 위치 검파기가 사실 증가 신호 송신기를 가질 때 필요할 수 있다. 그러한 증가 신호 송신기에 의해 세그멘탈 기어 휠의 운동방향과 운동량이 결정되며, 이러한 결정의 결과는 콘트롤 장치로 송신되나 기어 휠(10)의 현행 절대 위치를 결정할 가능성을 제공하지는 않는다. 그러나 상기 컨트롤 장치가 이용될 수 있는 참조 포지션을 가지고 세그멘탈 기어 휠(10)에 의해서 수행되는 각 운동에 대해서 그것이 항상 이러한 참조 포지션과 관계하여 이러한 현행의 가장 새로운 위치를 결정하는 한, 클러치 위치 검파기의 그러한 실시예에서 기어 휠(10)의 실제적인 위치는 또한 언제라도 결정될 수 있다. 오랫동안 액추에이터의 작용중 교정되지 않은 채로 남아 있는 어떤 위치 에러도 확실히 일어나지 않게 하기 위하여, 참조 포지션은 작동 상태가 허용하는 한 확실한 컨트롤을 꾀하기 위하여 또는 필요하다면 기어 휠(10)의 기어 위치를 제공하는 기준을 교정하기 위하여 언제라도 새로이 교정될 수 있다. 그러한 클러치 위치 검파기는 이미 알려져 있기에, 이 점에서는 더 논의되지 않을 것이다. 이러한 연관에서, 본 발명과 관련하여 중요한 점은 필요하다면 액추에이터를 컨트롤하기 위해 사용될 수 있는 그러한 참조 포지션이 있다는 점이다.

구동장치(4)에서 그 아웃풋 샤프트(14)와 피니언(15)을 통하여 산출된 운동을 기어 휠(10)의 톱니(13)에 적용함에 의해, 기어 휠(10)은 스핀들(11)을 중심으로 회전운동을 하게 된다. 기어 휠(10)내의 리세스(22, 26)와 스톱 요소(28)는 외주방향으로 동일한 크기를 가지고 있기에, 기어 휠(10)의 회전운동에서 스톱 요소(28)는 대응하는 운동을 하게 된다. 두 요소가 함께 하는 이러한 동시적인 운동은 스톱 요소(28) 상의 돌출부(39)가 해당 스톱부(46)에 접촉될 때까지 지속된다. 스톱부(46)에 대한 돌출부(39)의 이러한 접촉이 최소의 각속도로 일어나고 항상 액추에이터의 컨트롤이 제대로 이루어질 때 일어나는 경우에 대하여, 세그멘탈 기어 휠(10)에 작용하는 토크는 단순히 구동장치로부터의 토크이다. 이미 설명된 바와 같이 이것은 에너지 저장장치(23)의 예압보다 적어서, 제1도의 오른편 가이드 요소(32)는 에너지 저장장치를 편향시킬 위치에 있지 않게 된다. 이 결과로 세그멘탈 기어 휠(10)은 또한 정지되고 사실상 아직도 스톱 요소(28)상의 돌출부(39)와 제1도의 기어 휠(10)의 외주경계(41) 사이의 간격에 대응하는 거리만큼 스톱부(46)로부터 떨어져 있게 된다. 이러한 방식으로 상기 기어 휠(10)은 마찬가지로 참조 포지션으로 사용될 수 있는 정확히 한정된 기준 위치를 취하게 된다.

따라서 액추에이터의 교정 작용시 에너지 저장장치(23)가 작용하지 않는 동안, 손상이 일어나는 상황, 예를 들어 액추에이터의 컨트롤이 기어 휠(10)의 잘못된 위치로부터 일어날 경우, 상황은 근본적으로 변화될 수 있다. 그 경우 세그멘탈 기어 휠(10)이 한 스톱부 방향으로, 예를 들어 스톱부(46)를 향하여 비교적 높은 속도로 구동될 가능성이 일어나 스톱 요소(28) 상의 돌출부(39)가 큰 충격으로 이 스톱부(46)를 때리게 된다. 구동장치(4)로부터 도출된 토크에 충격 및 갑작스런 제동따라 작용하는 구동장치(4)의 관성력을 추가한다. 그 결과 세그멘탈 기어 휠(10)은 제1도의 리세스(22)의 좌측면을 통하여 에너지 저장수단(23)에 토크를 가하고, 이 토크는 스톱부(46) 방향으로 그 에너지 저장장치(23)을 편향시킨다. 에너지 저장장치의 다른 단은 오른편의 가이드 요소(32)에 기대어 있다. 에너지 저장장치(23)의 편향되는 동안 세그멘탈 기어 휠(10)은 서서히 제동되어 스톱부(46)에 조금도 도달하지 못하거나, 스톱부(48)에 도달할 경우는 그 사이에 일어난 감속으로 인해 상기 스톱부(48)에 최소의 충격을 가하게 된다. 따라서 액추에이터의 전동장치(7) 요소의 손상이나 사실상의 파괴는 에너지 저장장치(23)에 의해서 효과적으로 제거된다. 에너지 저장장치(23)는 결과적으로 세그멘탈 기어 휠(10)의 스톱 요소(28)와 가이드 요소(32)와 연합하여 제동장치(50)로서 작용한다.

상기 기어 휠(10)이 이러한 방식으로 제동된 후에 정지되자 마자, 상기 에너지 저장장치(23)는 스톱부(46)와 관련하여 정의된 그 기준 위치로 기어 휠(10)을 되돌리려고 애쓴다. 기어 휠(10)이 이러한 기준 위치를 선택할 때 컨트롤 장치는 그 기준의 교정을 수행할 수 있다.

과다한 속도에서 역회전 방향으로 움직이는 기어 휠(10)과 함께 스톱 요소(28) 위의 돌출부(38)가 스톱부(44)를 큰 충격으로 때릴 때 동일한 방식의 오퍼레이션이 존재한다. 이러한 경우에, 제1도의 기어 휠(10)내의 리세스(22)의 우측면은 좌측 가이드 요소(32)를 통하여 스톱부(44)에 기대는 에너지 저장장치(23)를 편향시킬 것이다.

제동장치(50)의 에너지 저장장치(23)는 기어 휠(10)의 진폭(travel)보다 큰 부분에 걸쳐 동시에 움직이는 두 구성 요소인 기어 휠(10)과 스톱 요소(28)에 의해 수용되는 제1도에 따른 실시예와는 달리, 제4도는 에너지 저장장치(23)는 고정되어 배치되는데, 이것은 하우징(1) 상에 고정된 리세스(recess)(52)들 사이에서 클램핑되어 이루어진다. 에너지 저장장치(23)를 편향시키는데 필요한 가이드 요소(32)는 세그멘탈 기어 휠(10)에 고정된다. 에너지 저장장치(23)와 그 리세스(52)에 상관적인 운동 때문에, 기어 휠(10)에는 에너지 저장장치(23)가 거기로 돌출되는 가이드 그루브(groove)(54)가 제공된다. 제5도는 앞서 기술된 제4도의 실시예에 실질적으로 대응하는 실시예를 보여주지만, 여기에서 에너지 저장장치(23)와 리세스(56)는 세그멘탈 기어 휠(10)내의 리세스에 수용된다. 다른 한편, 에너지 저장장치(23)와 가이드 요소(32)를 수용하는 데 필요한 가이드 그루브(54)는 하우징(1)에 고정된다. 제4도에서의 액추에이터 오퍼레이션의 방식은 상기 그루브(54)가 외주방향에서 정확히 한정된 두 개의 기준 위치 사이에서 세그멘탈 기어 휠(10)의 진폭에 상응한다. 상기 기어 휠(10)은 따라서 그 오퍼레이션 상에 어떤 결점도 없는 경우에 각기 현행의 운동방향과 알맞으며 외주방향에서 볼 때 상기 그루브(54)의 끝단에 배열된 가이드 요소(32)가 비록 에너지 저장장치(23)를 편향시키지 않는다 하더라도 그 에너지 저장장치(23)의 대응하는 끝단과 맞물릴 때까지 회전된다. 이러한 관계에서 각각의 가이드 요소(32)는 두 리세스(52) 사이에서 방사상으로 배열되어 움직이고 에너지 저장장치(23)의 끝단에 맞물릴 수 있게 된다. 만일 기어 휠(10)이 홈으로 인하여 과다한 속도로 해당 스톱부(44 또는 46)에 접근해야 한다면, 에너지 저장장치(23)의 편향은 제각기 작동하는 가이드 요소(32)를 통하여 시작되고, 그 장치는 이 실시예에서 하우징(1) 상의 리세스(52)에 기대어 있는 그것의 반대편 끝단을 가진다.

제5도에 따른 실시예에서 상기 그루브(54)는 마찬가지로, 외주면으로 바라보아 기어 휠(10) 진폭의 인가된 범위에 어울린다. 액추에이터의 정상적인 정확한 오퍼레이션중에 그것내에 수용된 에너지 저장장치(23)는 이 실시예에서 편향되지 않고 고정되는 해당 가이드 요소(32)에 부딪치게 된다. 이러한 실시예에서 기어 휠(10)상의 두 리세스(56)는 가이드 요소(32)의 내외부로 방사상으로 움직인다. 기어 휠(10)이 과다한 속도로 해당 스톱부(44, 46)에 접근할 때, 그 하나의 단에서 스톱 방향으로 리세스(56)에 의해 로드되고 그 다른 단에서 가이드 요소(32)에 기대어 있는 에너지 저장장치(23)의 변형이 일어난다.

제6도는 제동장치(50)의 아주 단순한 실시예를 도시한다. 거기에서 세그멘탈 기어 휠(10)은 그 기어 휠(10)의 해당 외주경계(40, 41)에 실질적으로 수직으로 연장되는 각각의 리세스(22)에 배치되는 코일 스프링(24)의 형태를 한 에너지 저장장치를 가진다. 상기 스프링(24)은 규정된 양만큼 각각의 경계(40, 41)를 넘어 돌출된다. 액추에이터가 정규적으로 정확한 오퍼레이션 중에서 상기 스프링(24)의 이러한 돌출단은 해당 스톱부와 관련하여 그 한정된 기준 위치를 취하지 않고 해당 스톱부(44, 46)에 맞물리게 된다. 다른 한편, 과다한 속도로 해당 스톱부(44, 46)에 접근하는 기어 휠(10)의 경우에, 스톱부와 접촉하는 각 스프링의 변형이 일어나고, 그 스프링의 자유단이 기어 휠(10)의 각 경계(40, 41)와 동일 수준에 있을 때 그 변형량이 최대로 된다. 제7도에 따라 이러한 스프링(24)의 자유단이 각각의 경우에서, 예를 들어 원통형 항아리의 형태를 하고 있고 그 끝단이 리세스(22)와 연합되어 있는 보호 슬리브(58), 즉 리세스(22)의 교차부분의 확장부(60) 배후에서 작용하는 방사상으로 확장된 부분(59)으로 감싸여 있다면 바람직한 실시예가 귀결된다. 만일 각각의 스프링(24)의 자유단과 연합된 스프링을 위한 접합커버(61)가, 어떤 보호 슬리브(58)도 없을 때 스프링(24)의 자유단에 의해 선택될 것보다 기어 휠(10)의 인접한 외주경계(40, 41)로부터 보다 작은 간격으로 배열된다면, 그 스프링(24)은 슬리브(58)에 의한 예압으로 지지된다.

제8도는 에너지 저장장치(23)가 장력 스프링(62) 형태를 한 실시예를 보여준다. 이러한 배열에서, 그 스톱 요소(28)는 기어 휠(10)과 관련하여 실질적으로 180도 만큼 스핀들(11) 주위로 위치 변경되고, 기어 휠(10)과 같이 각각의 스프링(62)을 위한 보유수단(63)을 가진다. 나아가 스톱 요소(28)에는 대응하는 스톱부(44, 46)와 맞물리게 될 수 있는 돌출부(38, 39)가 제공된다. 액추에이터의 정상적인 작용에서, 소정 방향의 기어 휠(10) 운동과 연합된 돌출부(38, 39)는 그 예압 때문에 스프링(62)의 어떤 편향도 없이 해당 스톱부(44, 46)에 부딪치게 된다. 다른 한편, 기어 휠(10)의 과다한 속도에서, 결과적으로 돌출부(38, 39)가 과다한 속도로 각각의 스톱부(44, 46)로 접근하는 데서, 세그멘탈 기어 휠(10)에서 작용하는 토크가 대응하는 스프링(62)의 예압을 초과하여 그 스프링이 기어 휠(10)을 저지하면서 당겨지게 된다.

완전한 기어 휠이 세그멘탈 기어 휠 대신에 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 기어 휠 각각의 예정된 각위치에서 기어 휠의 절대적인 위치를 결정하기 위한 참조 포지션으로서 사용되는 맨 처음 언급했던 유형의 기어 휠에서 외주경계(40, 41)의 위치에 완전한 기어 휠을 도입할 때, 축 방향의 돌출부들이 스톱부 범위의 방향으로 연장하면서 그 기어 휠 위에 제공되고, 그러한 돌출부들은 연합된 제동장치의 에너지 저장장치가 편향된 후에 스톱부와 맞물리게 될 수 있다.

Claims

구동장치와, 그 구동장치의 운동을 출력부재의 실질적인 병진운동으로 변환시키는 전동장치를 포함하고, 그 전동장치의 각 운동방향과 관련한 진폭은 적어도 하나의 개별적인 스톱부와 클러치 위치 검파기에 의해 제한되는, 자동차 마찰 클러치용 액추에이터에 있어서, 각각의 스톱부(44, 46)에 하나의 제동장치(50)가 연합되며, 그 제동장치(50)는 전동장치(7)의 위치에서 액추에이팅되며, 그 위치에서 전동장치(7)는 상기 스톱부(44, 46)를 향하여 운동할 때 이와 관련하여 설정된 스톱부(44, 46)에 관하여 정확히 한정된 기준 위치에 도달하고, 그 제동장치(50)는 전동장치(7)의 위치에서 전동장치(7)가 스톱부(44, 46)에 접촉하도록 가이드 요소(32)에 의하여 전동장치(7)를 감속하시키며, 상기 가이드 요소(30)는 전동장치(7)의 운동시 전동장치(7)를 뒤따르며 제동장치(50)와 연동되는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
제1항에 있어서, 상기 제동장치(50)는 각각의 스톱부(44, 46) 방향으로 가이드 요소(32)에 의해 작용되고 제동장치(50)에 대응하는 리세스(22, 52, 56) 내에는 소정의 예압을 가지는 적어도 하나의 에너지 저장장치(23)가 삽입되며, 에너지 저장장치(23)가 편향되지 않고 상기 전동장치(7)에 제공된 토크가 구동장치(4)로부터 가해지는 토크를 초과하도록, 그 예압의 양이 선택되어짐을 특징으로 하는 액추에이터.
하우징 내에 회전가능하게 장착된 세그멘탈 기어 휠(10)을 가지고 형성된 전동장치(7)를 구비한 제1항 또는 제2항의 액추에이터에 있어서, 상기 세그멘탈 기어 휠(10)은 그것과 연합되어 그것에 상관적으로 움직일 수 있는 스톱 요소(28)을 가지며 바로 세그멘탈 기어 휠(10)과 같이 적어도 하나의 에너지 저장장치(23)를 위한 적어도 하나의 리세스(22, 26)를 가지며, 상기 리세스(22, 26)는 세그멘탈 기어 휠(10)의 베어링 스핀들(11)과 관련하여 외주방향으로 연장되며, 상기 스톱 요소(28)는 선택된 기준위치에 배치되는 스톱부(44, 46)의 간격에 대응하는 넓이만큼 각기 이러한 방향으로 세그멘탈 기어 휠(10)의 외주경계(40, 41)를 넘어 연장되며, 하나의 기어 요소(10, 28) 위에 제공되어 각기 작동 방향에서 작용하는 전동장치(7)의 가이드 요소(32)가 에너지 저장장치(23)와 연동되는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
제3항에 있어서, 기어 요소(10, 28)내의 리세스(22, 26)는 연합된 스톱부(44, 46)로부터 멀리 마주하고 있는 그 측면에 세그멘탈 기어 휠(10)의 베어링 스핀들(11)과 관계하여 외주방향으로 연장하는 각각의 확장부(35)를 가지며, 그 안에서 기어요소(10, 38)의 각 가이드 요소(32)의 확장이 일어나는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
제3항에 있어서, 코일 스프링(24)에 의해 형성된 에너지 저장장치(23)를 향해 있는 각 가이드 요소(32)의 측면은 세그멘탈 기어 휠(10)의 베어링 스핀들(11)과 관련하여 모를 이루어 뻗어 있고, 그 방식은 코일 스프링(24)이 컨트롤 요소(32)에 의해 작용하는 데서, 에너지 저장장치(23)의 축 방향으로 실질적으로 향해진 힘에 의해 작용되는 액추에이터.
제4항에 있어서, 상기 기어요소(10, 28)의 가이드 요소(32)들은 각각의 다른 기어요소(10, 28) 내에서 리세스(22, 26)의 확장된 부분(35)을 통하여 연장되며, 그 기어요소의 배후에서 그 자유단 위에 형성된 보유수단(37)에 의해서 작용되는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
하우징 내에 회전 가능하게 안착된 기어 휠(10)을 가지고 형성된 전동장치(7)를 가진 제1항 또는 제2항 중 하나의 항에 따른 액추에이터에 있어서, 상기 기어 휠(10)은 에너지 저장장치(23)를 위해 외주면으로 연장하는 가이드 그루브(54)을 가지며, 상기 에너지 저장장치(23)는 하우징(1)의 리세스(52) 내에 고정되어 유지되고 기어 휠(10)에 제공된 가이드 요소(32)에 의해 작용되며, 상기 가이드 요소(32)는 대응하는 스톱부(44, 46)와 선택된 기준 위치에 도달될 때 각각의 가이드 요소(32)가 결합된 에너지 저장장치(23)와 맞물리는 상태에서 그루브(54)의 외주단에 제공되며, 그 기준 위치로 기어 휠(10)의 감속이 에너지 저장장치(23)에 의해 사작되는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
제1항 또는 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 기어 휠(10)은 에너지 저장장치를 위치시키기 위한 리세스(56)를 가지고 있고 상기 하우징(1)은 에너지 저장장치(23)를 위한 가이드 그루브(54)로 형성되어 있으며, 그 그루브는 기어 휠(10)의 베어링 스핀들(11)과 관련하여 외주방향으로 연장되어 있고, 상기 에너지 저장장치는 하우징(1)에 제공되는 가이드 요소(32)에 의해 작용되며, 상기 요소들은 각각의 가이드 요소(32)가 대응하는 스톱부(44, 46)와 연합된 해당 기준위치에 도달될 때 연합된 에너지 저장장치(23)와 맞물리는 차원으로 그루브(54)의 외주단에 제공되며, 그 기준 위치로부터 기어 휠(10)의 감속이 에너지 저장장치(23)에 의해 도입되는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세그멘탈 기어 휠(10)은 각각의 그 외주경계(40, 41)에 해당 스톱부(44, 46)의 방향으로 그것을 넘어서 돌출되는 적어도 하나의 에너지 저장장치(23)를 가지며, 그 외주경계(40, 41)에 관련한 에너지 저장장치(23)의 돌출부 거리는 적어도 해당 기준 위치로부터의 스톱부(44, 46)의 간격에 대응하며, 상기 기준 위치로부터 세그멘탈 기어 휠(10)의 감속이 일어나는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
제9항에 있어서, 상기 세그멘탈 기어 휠(10)은 각각의 외주경계(40, 41)로부터 시작하여 해당 스톱부(44, 46)로부터 멀리 외주방향으로 연장되는 에너지 저장장치(23)를 위한 리세스(22)를 가지며 그 안에 수용된 에너지 저장장치(23)는 코일 스프링(24)의 형태를 하고 있는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
제10항에 있어서, 상기 각각의 코일 스프링(24)은 스톱부(44, 46)와 마주하는 그 단에, 상기 리세스(22) 내에서 슬라이딩 가능하게 안착되어 있고 상실되는 것을 막기 위하여 리세스(22)의 교차부분의 대응하는 확장부(60) 배후에서 맞물리는 방사상의 확장부(59)를 가지는 보호 슬리브(58)에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
제11항에 있어서, 코일 스프링(24)의 자유단을 위해 제공되는 보호 슬리브(58)의 접합 커버와 그것과 마주하는 보호 슬리브(58) 없이 연합된 외주경계(40, 41)와 관련하여 코일 스프링(24)의 자유단의 간격보다 작은 세그멘탈 기어 휠(10)의 외주경계(40, 41) 사이의 간격을 마련함에 의해서, 예압이 코일 스프링(24)에 가해지는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
제1항 또는 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 기어 휠(10)만이 아니라 이것과 연합된 스톱 요소(28)는 장력 스프링(62)으로서 형성된 각기 에너지 저장장치(23)의 하나의 단을 위한 보유수단(63)을 가지고 형성되고, 스톱부(44, 46)는 기어 휠(10)의 회전시 스톱 요소(28)상의 돌출부(38, 39)가 해당 스톱부(44, 46)와 접촉하도록 회전방향과 동일한 방향으로 배치되고, 이 때 상기 기어 휠(10)은 한정된 해당 기준위치에 도달되며, 상기 기준위치로부터 대응하는 장력 스프링(62)을 그 출발 위치에서부터 위치 변경함에 의해 기어 휠(10)의 감속이 일어나는 것을 특징으로 하는 액추에이터.