KR100692407B1

KR100692407B1 - 차량용 클러치 엑츄에이터

Info

Publication number: KR100692407B1
Application number: KR1020050062918A
Authority: KR
Inventors: 김민기
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2007-03-09
Also published as: KR20070008020A

Abstract

본 발명은 운전자에 의한 조작 또는 변속제어장치에 의한 차량의 속도를 조절할 때 동력을 절환하는 클러치를 자동으로 조절할 수 있는 차량용 클러치 엑츄에이터에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은 소정의 크기를 갖는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부에 설치되고 운전자에 의해서 조작되는 변속레버 또는 변속제어장치에 의해서 동작되는 구동모터(20)와, 상기 하우징(10)의 내부에 회전 가능하게 설치되고 구동모터(20)에 설치된 구동기어(21)와 기어 결합된 부채꼴 형상의 종동기어(30)와, 상기 종동기어(30)의 회전운동을 진선 운동으로 절환하여 변속장치로 전달하도록 종동기어(30)에 힌지(41)를 매개로 설치된 구동축(40)을 포함하여서 된 것이다.

차량, 클러치, 변속장치, 엑츄에이터, 모터

Description

차량용 클러치 엑츄에이터{Clutch actuator for car}

도1은 종래의 클러치 엑츄에이터를 나타낸 분해 사시도.

도2는 본 발명에 따른 클러치 엑츄에이터를 나타낸 단면도.

도3은 본 발명에 따른 클러치 엑츄에이터의 작동상태를 나타낸 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 하우징 20 : 구동모터

21 : 구동기어 30 : 종동기어

40 : 구동축 41 : 힌지

50 : 탄성부재 60 : 제1스토퍼

61 : 제2스토퍼

본 발명은 차량용 클러치 엑츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자에 의한 조작 또는 변속제어장치에 의한 차량의 속도를 조절할 때 동력을 절환하는 클러치를 자동으로 조절할 수 있는 차량용 클러치 엑츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 원동기로 사용되고 있는 내연기관, 즉 가솔린이나 디젤 엔진은 부하가 걸린 상태에서는 시동될 수 없으며, 또한 변속기 기어의 변환시에도 엔진을 무부하로 할 필요가 있고, 발진시 엔진의 동력을 서서히 구동 범위로 전달해야 하는 등의 이유로 엔진과 수동 변속기 사이에 클러치가 장착되어 있다.

도1은 이러한 클러치의 조작력 전달을 설명하기 위한 사시도로서, 클러치는 엔진동력을 단속하는 클러치 본체(1)와 클러치를 조작하기 위한 조작기구로 이루어져 있다.

클러치 본체(1)는 도시된 바와 같이 엔진의 크랭크축과 일체가 되어 회전하는 플라이 휠의 뒷면에 클러치 커버가 장치되고, 그 내측에는 압력판, 클러치 스프링, 릴리스 레버(3) 등이 조립되어 있다.

클러치축은 크랭크 축의 중심에 설치된 파일럿 베어링과 변속기의 베어링에 의해 지지되어 있으며, 변속기의 구동기어와 일체로 회전한다.

클러치 디스크(5)는 클러치 축에 스플라인 결합되어 있으며, 플라이휠과 압력판 사이에 결합되어 그 마찰력에 의해 플라이 휠의 회전을 클러치 축을 통해 변속기로 전달하는 작용을 한다.

압력판은 클러치 스프링에 의해 클러치 디스크(5)를 플라이 휠에 밀어 붙이고 있으나, 조작기구인 클러치 페달(6)을 밟으면 릴리스 베어링이 릴리스 레버(3)의 선단을 누르므로 레버의 지렛대 작용에 의해 압력판이 클러치 디스크(5)로부터 뒤로 물러나 플라이 휠, 클러치 디스크 및 압력판의 각 마찰면에 틈새가 생기게 되므로, 동력이 클러치 축에 전달되지 않게 된다.

즉, 조작기구인 클러치 페달(6)의 제어에 따라 클러치가 작동되며, 상기 클 러치 페달(6)의 답력에 의한 조작력 전달을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

운전자가 클러치 페달(6)을 밟으면, 상기 클러치 페달(6) 상부측에 결합된 푸시로드(7)가 마스터 실린더(8)를 작동시키며, 마스터 실린더(8)는 릴리스 실린더와 클러치 포크(9)로 작동시켜 상기 클러치 포크(9)와 결합된 상기 릴리스 베어링을 작동시키게 된다.

클러치 페달 복귀는 클러치 스프링의 탄성력과 이로 인한 마스터 실린더의 오일의 흐름으로 복귀되며, 상기 마스터 실린더(8)의 오일 작동에 손상이 있는 경우 리턴 스프링(2)이 그 복귀를 돕고 있다.

그리고, 매뉴얼 트랜스미션을 장착한 차량에서는 기어가 걸린 상태에서 시동을 걸 경우 차량이 갑작스럽게 튀어 나가는 것을 방지하기 위해 상기 클러치 페달(6)의 푸시로드(7)에 이그니션 록 스위치가 장착되어 있고, 상기 이그니션 록 스위치가 닫힌 상태에서 운전자가 시동을 걸면 배터리에서의 전류는 스타터 릴레이 내의 코일로 흘러 스타터 모터를 구동하여 전력회전으로 엔진을 시동하게 된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 수동 변속장치가 장착된 차량은 변속장치를 조작하기 위해서는 운전자가 반드시 클러치 페달을 밟아야 하므로 운전자의 피로감이 증가하였으며, 운전자의 숙련도에 따라서 승차감 변경되는 등의 문제점이 있었다.

또한 종래의 수동 변속장치는 페달에 가해지는 가압력을 클러치로 전달하기 위한 구조가 복잡하고 다수개의 부품을 사용함으로 인하여 원가가 상승되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 차량에 설치된 클러치를 동작시키는 엑츄에이터의 구조를 개선하여 부품수를 절감함과 동시에 주행속도 절환시 자동으로 클러치를 조작하여 승차감을 향상시킬 수 있는 차량용 클러치 엑츄에이터를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 차량용 클러치 엑츄에이터는 소정의 크기를 갖는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 운전자에 의해서 조작되는 변속레버 또는 변속제어장치에 의해서 동작되는 구동모터와, 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치되고 구동모터에 설치된 구동기어와 기어 결합된 부채꼴 형상의 종동기어와, 상기 종동기어의 회전운동을 진선 운동으로 절환하여 변속장치로 전달하도록 종동기어에 힌지를 매개로 설치된 구동축을 포함하여서 된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

최근에는 수동 변속기(MT)를 자동으로 조절할 수 있는 자동화 수동 변속기(AMT)가 개발되었으며, 상기 자동화 수동 변속기는 운전자에 의해서 조작되는 클러치 페달이 설치되어 있지 않고 변속기 동작시 클러치를 조작할 수 있는 변속제어장치(T.C.U : Transmission Control Unit)가 설치되어 있는 것이다.

상기 변속제어장치는 운전자가 변속레버를 조작할 때 또는 차량의 속도에 따 라서 변속기를 동작시키도록 입력된 로직에 의해서 엑츄에이터를 동작시키는 장치이다.

도2는 본 발명에 따른 클러치 엑츄에이터를 나타낸 단면도이고, 도3은 본 발명에 따른 클러치 엑츄에이터의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명은 소정의 크기를 갖는 하우징(10)이 마련되어 있고, 그 하우징(10)의 내부에는 구동모터(20)가 설치되어 있되, 그 구동모터(20)는 운전자가 변속레버(도면 미도시)를 조작하거나 차량의 속도를 가변시킬 때 변속제어장치에서 발생되는 신호에 의해서 동작되는 것이다.

한편, 상기 하우징(10)의 내부에는 부채꼴 형상의 종동기어(30)가 설치되어 있되, 그 종동기어(30)는 구동모터(20)에 설치된 구동기어(21)와 기어 결합되어 있고, 상기 종동기어(30)에는 그 종동기어(30)의 회전운동을 진선 운동으로 절환하는 구동축(40)이 힌지(41)를 매개로 설치되어 있으며, 상기 구동축(40)의 타단은 변속장치와 연결되는 것이다.

그리고, 상기 하우징(10)의 내부에는 종동기어(30)를 탄력 설치하는 탄성부재(50)가 설치되어 있고, 하우징(10)의 내부 양측에는 종동기어(30)의 이동거리를 제한하기 위한 제1스토퍼(60) 및 제2스토퍼(61)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 엑츄에이터가 동작되지 않을 경우에는 도2에 나타낸 바와 같이 탄성부재(50)의 복원력에 의해서 종동기어(30)가 하우징(10)의 내부에 도면상 상측에 위치되는 것이며, 상기 종동기어(30)는 제1스토퍼(60)에 접촉된 상태이므로 더 이상 회전되지 않게되는 것이고, 이때 구동축(40)의 일단은 종동기어(30)에 힌지(41)를 매개로 설치되어 있으므로, 그 구동축(40)의 타단은 하우징(10)의 내부에 삽입된 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 운전자가 변속레버를 조작하거나 차량의 속도를 가변시키도록 변속제어장치에서 신호가 발생되면 구동모터(20)가 구동되므로, 그 구동모터(20)에 설치된 구동기어(21)가 회전하게 된다.

상기 구동기어(21)가 회전되면 그 구동기어(21)에 기어 결합된 부채꼴 형상의 종동기어(30)는 하우징(10)의 내부에서 중심축(31)을 중심으로 도2에 나타낸 화살표 방향(도면상 시계방향)으로 회전하게 되는 것이며, 상기 종동기어(30)가 회전될 때 탄성부재(50)는 인장되는 것이다.
한편, 상기 종동기어(30)가 제2스토퍼(61)에 접촉되면 더 이상 회전되지 않게되는 것이고, 상기 종동기어(30)에 힌지(41)를 매개로 설치된 구동축(40)의 단부는 종동기어(30)와 함께 회전하게 되는 것으로서, 상기 구동축(40)의 단부가 회전될 때 그 구동축(40)은 도2에 나타낸 화살표 방향(도면상 우측방향)으로 하우징(10)의 내부에서 직선운동하게 되므로 상기 구동축(40)의 타단은 하우징(10)의 외부로 돌출된다.

따라서, 구동축(40)의 타단에 설치된 수동 변속장치가 동작되어 차량의 속도가 변속되는 것이다.

즉, 본 발명은 차량의 속도를 변속시킬 때 운전자가 별도의 클러치 페달을 조작하지 않고도 수동 변속장치가 동작되는 것이다.

그리고, 수동 변속기의 동작이 완료된 후 구동모터(20)가 정지되면 탄성부재(50)의 복원력에 의해서 종동기어(30)는 초기상태로 회전되는 것이며, 상기 종동기어(30)가 회전됨에 따라서 구동축(40)은 하우징(10)의 내부로 삽입되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 운전자가 변속레버를 조작하거나 변속제어장치에 의해서 차량의 속도가 가변될 때 엑츄에이터가 동작되어 동력의 차단 및 연결이 자동으로 수행되므로 주행 중 승차감이 향상됨은 물론, 운전자의 피로감을 최소화시킬 수 있게되는 특유의 효과가 있다.

Claims

소정의 크기를 갖는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부에 설치되고 운전자에 의해서 조작되는 변속레버 또는 변속제어장치에 의해서 동작되는 구동모터(20)와, 상기 하우징(10)의 내부에 회전 가능하게 설치되고 구동모터(20)에 설치된 구동기어(21)와 기어 결합된 부채꼴 형상의 종동기어(30)와, 상기 종동기어(30)의 회전운동을 직선 운동으로 전환하여 변속장치로 전달하도록 종동기어(30)에 힌지(41)를 매개로 설치된 구동축(40)을 포함함을 특징으로 하는 차량용 클러치 엑츄에이터.
제1항에 있어서, 상기 하우징(10)의 내부에는 종동기어(30)를 탄력 설치하는 탄성부재(50)가 더 설치됨을 특징으로 하는 차량용 클러치 엑츄에이터.
제1항에 있어서, 상기 하우징(10)의 내부에는 종동기어(30)의 이동거리를 제한하기 위한 제1스토퍼(60) 및 제2스토퍼(61)가 설치됨 특징으로 하는 차량용 클러치 엑츄에이터.