KR101305985B1 - 자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치 - Google Patents

자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치에 관한 것으로, 클러치 액추에이터가 장착되는 장착지그와, 상기 장착지그에 회전 가능하게 결합되는 릴리스 포크부와, 상기 릴리스 포크부에 결합되어 상기 릴리스 포크부가 일정각도로 회동될 때, 직선 왕복 운동하여 릴리스 베어링부와, 상기 릴리스 베어링부에 연결되며, 상기 클러치 액추에이터의 작동시 하중을 받는 하중센서와, 상기 하중센서에 연결되며, 상기 하중센서로부터 전달되는 하중에 대하여 반발하중을 발생시켜 상기 하중센서로 전달하는 반발하중부와, 상기 클러치 액추에이터를 제어하고, 상기 반발하중부에서 발생되는 반발하중과 상기 릴리스 베어링부에 의해 가압되는 하중을 상기 하중센서로부터 입력받는 제어부를 포함함으로써, 클러치 액추에이터의 성능 및 내구 시험을 할 수 있어 시험장치의 구조가 단순히 할 수 있고, 시험 장치의 설비 및 운용비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치 {TEST DEVICE OF CLUTCH ACTUATOR FOR AUTOMATED MANUAL TRANSMISSON}
본 발명은 자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클러치 다이어프램 스프링을 가압하기 위한 가압력을 발생시키기 위한 클러치 액추에이터의 성능 및 내구를 시험할 수 있는 자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 엔진과 변속기 사이에 클러치가 설치되어 있는바, 이러한 클러치는 엔진측 플라이휠과 변속기 입력축 사이에 연결되어 엔진의 회전력을 변속기로 전달하거나 차단하는 것을 목적으로 하고 있으며, 차량의 시동 또는 변속기의 기어를 변속할 때에는 엔진으로부터 동력을 차단하고, 주행중에는 엔진의 동력을 추진축으로 연결하는 역할을 한다.
이러한 클러치는 효과적인 동력전달 및 동력차단을 위하여 여러 가지의 다양한 형태로 구성되나 기본적으로 클러치 페달, 클러치 마스터실린더, 릴리스 실린더, 클러치 디스크로 구성된다.
이러한 통상의 클러치(14)는 도 1에 도시된 바와 같이 클러치 페달(11)을 밟아 페달(11)의 답력을 클러치 마스터 실린더(12)와 릴리스 포크(15) 및 릴리스 베어링(16)을 통해 클러치 다이어프램 스프링을 가압하거나 해제하여 엔진의 동력을 전달하거나 차단하도록 구성된다.
한편, 클러치 페달(11)을 밟아 작동시켰던 클러치 릴리스 작용을 클러치 액추에이터로 사용함으로써 수동변속기를 자동화한 자동화 수동변속기가 제안되었다.
여기서, 클러치 액추에이터는 모터의 구동에 의해 발생되는 회전력으로 릴리스 포크와 릴리스 베어링을 당기거나 밀어서 클러치 다이어프램 스프링을 가압하거나 해제하는 역할을 하게 된다.
이러한 클러치 액추에이터는 클러치 다이어프램 스프링을 가압하는 릴리스 포크를 직선 운동시키기 위하여 발생되는 모터의 회전력을 직선 운동으로 전환하여 사용하도록 구성된다. 이 클러치 액추에이터에서 모터는 릴리스 포크와 릴리스 베어링이 클러치 다이어프램 스프링을 충분히 가압할 수 있는 힘을 가진 것으로 구성되어야 한다.
따라서, 클러치에 대한 성능 및 내구 실험이 수행되고 있는데, 한국특허 공개번호 특1999-004977호, 공개번호 특1998-054229호, 공개번호 특2001-0059209호 에는 클러치의 구성부품들에 대한 내구 시험과 클러치 마스터 실린더 및 클러치 포크 등의 내구를 시험하는 장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 한국특허들에 개시된 클러치 내구 시험장치는 클러치 액추에이터에 대한 성능 시험을 할 수 없어 실차에 장착되는 클러치의 구성부품들을 실험실에 설치하여 클러치 액추에이터의 작동시 릴리스 포크와 릴리스 베어링이 클러치 다이어프램 스프링을 가압하는 상태를 실험자가 보고 체크하는 것으로 실험하였다.
따라서, 클러치 액추에이터에 대한 성능 실험이 제대로 이루어지지 않을 뿐 아니라, 실차에 장착되는 클러치의 구성부품들을 사용하기 때문에 설비에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 클러치 엑추에이터의 성능 및 내구 시험을 위하여 클러치 액추에이터의 작동에 따라 직선 운동하여 하중을 가하는 릴리스 베어링부를 모사한 시험장치를 구성하여, 시험장치의 구조를 단순화하고, 설비비용을 절감할 수 있도록 한 자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 클러치 액추에이터가 장착되는 장착지그와, 상기 장착지그에 회전 가능하게 결합되는 릴리스 포크부와, 상기 릴리스 포크부에 결합되며, 일정각도로 회동되면서 직선 운동하는 릴리스 베어링부와, 상기 릴리스 베어링부에 연결되며, 상기 클러치 액추에이터의 작동시 하중을 받는 하중센서와, 상기 하중센서에 연결되며, 상기 하중센서로부터 전달되는 하중에 대하여 반발하중을 발생시켜 상기 하중센서로 전달하는 반발하중부와, 상기 클러치 액추에이터를 제어하고, 상기 반발하중부에서 발생되는 반발하중과 상기 릴리스 포크부에 의해 가압되는 하중을 상기 하중센서로부터 입력받는 제어부를 포함하고, 상기 릴리스 베어링부는, 상기 릴리스 포크부의 외주에 일단이 결합되어, 상기 릴리스 포크부의 회전시 일정각도로 회동되는 연결부재와, 상기 연결부재의 타단에 연결되고, 상기 연결부재가 일정각도로 회동될 때, 직선 왕복 운동하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 반발하중부는, 상기 장착지그의 양측에 각각 연결되는 연결부재와, 상기 연결부재를 탄력 지지하는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 클러치 액추에이터의 작동시 상기 릴리스 베어링부가 상기 하중센서에 하중을 가한 후에 상기 하중센서에서 상기 반발하중부로 하중이 전달되어 상기 반발하중부가 유동될 때 이동되는 거리를 검출하기 위한 이동 변위센서를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 반발하중부에 연결되어 상기 반발하중부에서 발생되는 반발하중을 조절하기 위한 하중조절부를 더 포함하고, 상기 하중조절부는 상기 반발하중부의 연결부재에 유동 가능하게 결합되는 결합부재와, 상기 결합부재를 시프트 작용 방향으로 왕복 이동시키기 위한 실린더를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 릴리스 베어링을 모사한 릴리스 베어링부를 갖는 시험장치에 장착된 클러치 액추에이터의 작동에 의해 왕복 운동하는 릴리스 베어링부가 하중센서 및 반발하중부에 가해지는 하중에 발생되는 반발하중과 반발하중부의 이동변위를 통해 클러치 액추에이터의 성능 및 내구 시험을 할 수 있으므로, 시험장치의 구조가 단순하여, 시험 장치의 설비 및 운용비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 수동변속기 클러치를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치를 보인 평면도.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
참고로, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 변속기의 클러치 액추에이터 시험장치를 보인 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 변속기의 클러치 액추에이터 시험장치(100)는, 장착지그(110), 릴리스 포크부(120), 릴리스 베어링부(130), 하중센서(140), 반발하중부(150), 제어부(180)를 포함한다.
먼저, 상기 구성부품들은 시험대(101)의 윗면에 설치되며, 시험대(101)는 일정한 높이와 넓이와 폭으로 된 테이블 형태로 형성된다. 여기서, 상기 구성부품들은 시험대에 설치되지 않고 실험실의 바닥에 설치하여 사용할 수도 있다.
장착지그(110)는 시험 대상이 되는 클러치 액추에이터(200)를 장착하기 위한 것으로, 대략 "Ｌ" 자 형태로 형성되어 시험대(101)에 수직으로 설치되며 수직부분에 장착홀이 형성되어 클러치 액추에이터(200)의 외주가 끼워져 장착되도록 구성된다. 이 장착지그(110)의 일측에는 릴리스 포크부(120)가 구비된다.
이 릴리스 포크부(120)는 시험대(101)의 윗면에 고정된 지지부재에 회전 가능하게 결합되되, 장착지그(110)에 장착되는 클러치 액추에이터(200)에 연결되어 클러치 액추에이터 시험장치(100)의 작동시 일정 각도로 회전되도록 구성된다. 이 릴리스 포크부(120)의 외주에는 릴리스 베어링부(130)가 결합된다.
이러한 릴리스 베어링부(130)는 릴리스 포크부(120)의 외주에 결합되되, 릴리스 포크부(120)의 하측에 결합되어 릴리스 포크부(120)의 회전시 일정각도로 회전되면서 직선 왕복 운동하도록 구성된다.
이 릴리스 베어링부(130)는 릴리스 포크부(120)의 하측에 일단이 결합되되 수직으로 배치되는 연결부재(131)와, 이 연결부재(131)의 타단에 힌지 결합되되 수평으로 배치되는 가압부재(132)를 포함한다.
연결부재(131)는 수직으로 배치되되 일단부가 릴리스 포크부(120)의 하측에서 릴리스 포크부(120)의 외주 하측부를 감싸는 형태로 결합된다.
그리고, 가압부재(132)는 연결부재(131)에 힌지 고정되어 연결부재(131)가 일정 각도로 회동될 때 직선 왕복 운동하면서 후술하는 하중센서(140)를 가압하게 된다.
즉, 릴리스 베어링부(130)는 클러치 액추에이터(200)에서 발생되는 회전력을 후술하는 하중센서(140)를 가압하기 위한 가압력으로 변환하여 하중센서(140)를 가압하게 된다. 여기서, 릴리스 베어링부(130)는 클러치에서 클러치 다이어프램 스프링을 가압하는 역할을 하는 것이다.
릴리스 베어링부(130)의 가압부재(132)에는 하중센서(140)가 연결되며, 이 하중센서(140)는 릴리스 베어링부(130)의 가압에 의한 받는 하중과 후술하는 반발하중부(150)에 의해 받는 반발하중을 검출하게 된다.
그리고, 하중센서(140)에는 반발하중부(150)가 연결되며, 이 반발하중부(150)는 릴리스 베어링부(130)에 의해 가압되는 하중센서(140)로부터 하중을 전달받아 반발하는 하중을 발생시키는 것으로, 연결프레임(151), 탄성부재(152)를 포함한다.
연결프레임(151)은 일단에 하중센서(140)가 고정되고, 타단이 탄성부재(152)에 의해 탄력 지지되어 시험대(101)에 유동 가능하게 결합된다.
탄성부재(152)는 시험대(101)와 연결프레임(151) 사이에 구비되어, 하중센서(140)로부터 릴리스 베어링부(130)에 의해 가압된 하중을 전달받아 반발하중을 발생시키는 것으로, 연결프레임(151)을 통해 반발하중을 하중센서(140)로 전달하게 된다.
여기서, 탄성부재(152)는 클러치 액추에이터(200)의 작동시 하중센서(140)에 가해지는 최대하중에 대하여 파손되거나 변형되지 않도록 반발할 수 있는 탄성계수를 갖는 코일 스프링으로 구성된다.
한편, 하중센서(140)와 클러치 액추에이터(200)는 각각 제어부(180)에 연결되어 제어되도록 구성된다. 그리고, 제어부(180)는 하중센서(140)에서 검출한 하중과 반발하중을 전달받아 제어부(180)에 기저장된 하중과 비교하여 클러치 액추에이터(200)의 성능과 불량을 판단하게 된다.
또한, 제어부(180)는 실차에서 릴리스 포크와 릴리스 베어링이 클러치 다이어프램 스프링을 충분히 가압할 수 있는 하중이 미리 저장되어 있으며, 이 기 저장된 하중과 하중센서(140)로부터 입력되는 하중을 비교하여 클러치 액추에이터(200)의 성능을 판단하는 것이다.
또한, 제어부(180)는 시험자가 클러치 액추에이터(200)에 의해 하중센서에 가해지는 하중을 미리 설정할 수 있도록 구성된다.
또한, 제어부(180)는 하중센서(140)로부터 전달되는 하중과 기저장된 하중을 비교하여 클러치 액추에이터(200)가 릴리스 베어링부(130)가 하중센서(140)를 정상적인 하중으로 가압하는지 판단하여 경고음이나 화면으로 출력할 수 있도록 구성된다. 이때 시험자는 제어부(180)에서 출력되는 소리를 듣거나 화면을 보고 클러치 액추에이터(200)가 불량인지 정상인지를 판단하게 된다.
한편, 변속기의 클러치 액추에이터 시험장치(100)는 클러치 액추에이터(200)의 작동시 하중센서(140)에 일정하중이 가해져 반발하중부(150)로 전달되어 반발하중부(150)가 이동되는 거리를 측정하기 위한 이동 변위센서(160)를 더 포함한다.
이 이동 변위센서(160)는 반발하중부(150)의 연결 프레임에 연결되되, 하중센서(140)로부터 전달되는 하중에 의해 유동되는 연결프레임(151)의 유동방향에 나란하게 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 변속기의 클러치 액추에이터 시험장치(100)는 반발하중부(150)에 연결되되, 하중센서(140)의 반대편에 연결되어, 반발하중부(150)에서 발생되는 반발하중을 조절하는 하중조절부(170)를 더 포함한다.
이 하중조절부(170)는 반발하중부(150)의 연결프레임(151)에 대하여 유동 가능하게 결합되는 결합프레임(171)과, 결합프레임(171)을 릴리스 베어링부(130)의 직선 운동 방향으로 왕복 운동시키기 위한 실린더(172)를 포함한다.
결합프레임(171)은 실린더(172)의 로드에 결합되되, 실린더(172)의 작동시 로드와 함께 직선 이동되도록 구성되며, 연결프레임(151)에는 상호 유동되도록 결합된다.
일예로 결합프레임(171)에 가이드홀이 형성되고, 연결프레임(151)에는 가이드부재가 형성되어, 결합프레임(171)의 가이드홀에 연결프레임(151)의 가이드부재가 끼워져서, 반발하중부(150)의 유동시 가이드홀에서 가이드부재가 왕복 이동되도록 구성되는 것이다.
이때, 연결프레임(151)과 결합프레임(171) 사이에 탄성부재(152)가 구비되어, 연결프레임(151)이 탄성부재(152)에 의해 탄력 지지되는데, 탄성부재(152)가 연결프레임(151)의 가이드부재에 끼워져 일단은 연결프레임(151)에 지지되고 타단은 결합프레임(171)에 지지되도록 구성된다.
실린더(172)는 제어부(180)에 의해 작동되며, 결합프레임(171)을 전진시키거나 후퇴시켜서 탄성부재(152)의 탄성을 조절하여 탄성부재(152)에 의해 발생되는 반발하중부(150)의 반발하중을 조절하게 된다. 즉, 탄성부재(152)가 결합프레임(171)과 연결프레임(151) 사이에 탄력 지지되어 있어 결합프레임(171)을 연결프레임(151) 쪽으로 이동시키거나 결합프레임(171)을 실린더(172) 쪽으로 이동시켜서 탄성부재(152)에 의해 반발되는 하중을 조절하게 되는 것이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 변속기의 클러치 액추에이터 시험장치의 작용에 대하여 간략하게 살펴보기로 한다.
먼저, 시험자는 클러치 액추에이터(200)를 장착지그(110)에 장착하게 되는데, 클러치 액추에이터(200)가 릴리스 포크부(120)에 연결되어 클러치 액추에이터(200)의 작동시 릴리스 포크부(120)가 회전되도록 준비한다.
이후에 시험자는 제어부(180)에서 클러치 액추에이터(200)의 작동시 릴리스 베어링부(130)가 하중센서(140)에 가하는 하중을 설정한 후에 제어부(180)의 조작부를 조작하여 시험장치를 작동시킨다.
제어부(180)는 클러치 액추에이터(200)를 작동시킨다. 이때, 클러치 액추에이터(200)에서 회전력이 발생되어, 클러치 액추에이터(200)에 연결되는 릴리스 포크부(120)가 일정각도로 회전하게 된다.
릴리스 포크부(120)가 일정각도로 회전할 때, 릴리스 포크부(120)에 결합되는 릴리스 베어링부(130)의 연결부재(131)가 릴리스 포크부(120)를 중심으로 일정각도로 회동됨과 동시에 가압부재(132)가 하중센서(140)로 직선 운동하게 된다.
그러면, 하중센서(140)는 가압부재(132)에 연결되어 있어 가압부재(132)에 의해 가압되는 형태가 되며, 반발하중부(150)로 릴리스 베어링부(130)에서 가압되는 하중을 전달하게 된다. 즉, 하중센서(140)는 릴리스 베어링부(130)에 의해 가압되는 하중을 측정하여 제어부(180)로 전달함과 동시에 반발하중부(150)의 연결프레임(151)을 밀어서 릴리스 베어링부(130)에서 가압되는 하중을 전달하게 되는 것이다.
이렇게 반발하중부(150)에 릴리스 베어링부(130)에 의해 가압되는 하중이 전달되면, 반발하중부(150)에서는 탄성부재(152)에 의해 반발하중이 발생하게 되고, 이 반발하중이 반발하중부(150)의 연결프레임(151)을 통하여 하중센서(140)로 전달된다. 그러면, 하중센서(140)는 반발하중부(150) 로부터 전달되는 반발하중을 검출하여 제어부(180)로 전송하게 된다.
이때, 제어부(180)는 하중센서(140)로부터 전달되는 하중 및 반발하중과 기저장된 하중을 비교하여 클러치 액추에이터(200)가 정상인지 불량인지를 판단한 후에, 그 결과를 경고음이나 화면으로 출력한다. 또한, 제어부(180)는 이동 변위센서로부터 입력되는 변위량과 기저장된 변위량을 비교하여 클러치 액추에이터의 성능을 판단하게 된다.
또한, 제어부(180)는 클러치 액추에이터(200)의 작동에 따라 하중센서(140)로부터 입력되는 하중과 이동 변위센서(160)로부터 입력되는 변위량을 기저장된 데이터와 비교한 결과를 화면으로 표시하여 시험자가 시험용 기어 액추에이터의 성능을 판단할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 클러치 액추에이터 시험장치 101 : 시험대
110 : 장착지그
120 : 릴리스 포크부
130 : 릴리스 베어링부 131 : 연결부재
132 : 가압부재
140 : 하중센서
150 : 반발하중부 151 : 연결프레임
152 : 탄성부재
160 : 이동 변위센서
170 : 하중조절부 171 : 결합프레임
172 : 실린더
180 : 제어부
200 : 클러치 액추에이터

Claims (5)

  1. 클러치 액추에이터가 장착되는 장착지그와,
    상기 장착지그에 회전 가능하게 결합되는 릴리스 포크부와,
    상기 릴리스 포크부에 결합되며, 일정각도로 회동되면서 직선 운동하는 릴리스 베어링부와,
    상기 릴리스 베어링부에 연결되며, 상기 클러치 액추에이터의 작동시 하중을 받는 하중센서와,
    상기 하중센서에 연결되며, 상기 하중센서로부터 전달되는 하중에 대하여 반발하중을 발생시켜 상기 하중센서로 전달하는 반발하중부와,
    상기 클러치 액추에이터를 제어하고, 상기 반발하중부에서 발생되는 반발하중과 상기 릴리스 포크부에 의해 가압되는 하중을 상기 하중센서로부터 입력받는 제어부;를 포함하고,
    상기 릴리스 베어링부는,
    상기 릴리스 포크부의 외주에 일단이 결합되어, 상기 릴리스 포크부의 회전시 일정각도로 회동되는 연결부재와,
    상기 연결부재의 타단에 연결되고, 상기 연결부재가 일정각도로 회동될 때, 직선 왕복 운동하는 가압 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반발하중부는,
    상기 장착지그의 양측에 각각 연결되는 연결부재와,
    상기 연결부재를 탄력 지지하는 탄성부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클러치 액추에이터의 작동시 상기 릴리스 베어링부가 상기 하중센서에 하중을 가한 후에 상기 하중센서에서 상기 반발하중부로 하중이 전달되어 상기 반발하중부가 유동될 때 이동되는 거리를 검출하기 위한 이동 변위센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 반발하중부에 연결되어 상기 반발하중부에서 발생되는 반발하중을 조절하기 위한 하중조절부를 더 포함하고,
    상기 하중조절부는 상기 반발하중부의 연결부재에 유동 가능하게 결합되는 결합부재와, 상기 결합부재를 시프트 작용 방향으로 왕복 이동시키기 위한 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 클러치 액추에이터 시험장치.
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