KR101326599B1 - 고응답성 클러치 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고응답성 클러치 액츄에이터에 관한 것으로, 회전 구동력을 발생시키는 구동부(3); 상기 구동부(3)의 회전력에 의해 길이방향으로 이동하여 클러치 포크를 작동시킴으로써 클러치를 이격 동작시키는 작동부(5); 및 상기 구동부(3)에서 발생된 회전 구동력을 직선운동으로 변환하여 상기 작동부로 전달하는 전동부(7);를 포함하여 이루어지되, 상기 전동부(7)는, 상기 구동부(3) 회전축(15)에 동축 상으로 결합된 피니언(41); 및 상기 피니언(41)에 결합되어 상기 피니언(41)의 회전에 의해 직선운동하는 래크(43);로 구성되며, 상기 피니언(41)은 상기 구동부의 회전 구동력을 단속적으로 상기 래크(43)에 전달하도록 되어 있는 것을 특징으로 하며, 따라서 클러치 복귀 동작 시 래크와 작동로드가 피니언에 의해 구속되지 않고 클러치 스프링의 복원력에 의해 원위치로 신속하게 복귀할 수 있게 되므로, 클러치의 복귀 동작 응답성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

Description

고응답성 클러치 액츄에이터{Response improved clutch actuator}

본 발명은 고응답성 클러치 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 클러치의 이격동작을 온오프함에 있어 구동부에서 발생한 회전 구동력을 클러치 이격 동작 작동부로 전달하는 전동부의 래크와 피니언 중 피니언에 일방향 스프래그를 적용함으로써 클러치 복귀 동작의 응답성을 향상시킨 고응답성 클러치 액츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 수동변속기의 클러치는 압력판에 의해 클러치 디스크를 플라이휠에 밀착시켜 동력을 전달하며, 플라이휠에 대한 클러치 디스크의 밀착을 해제시킴으로써 동력을 끊어 변속모드로 변환된다. 따라서, 변속을 하고자 할 때 운전자가 클러치 페달을 밟으면, 그 답력이 작동포크로 전달되어 클러치 릴리스베어링을 동작시킴으로써 클러치를 해제하게 되고, 특히 자동화 수동변속기나 듀얼클러치 변속기에 사용되는 클러치의 경우에는 모터 등을 구동원으로 사용하는 전자식 액츄에이터를 통해 자동적으로 작동포크를 동작시켜 클러치를 조작하므로 수동변속기에서와 같이 운전자가 직접 클러치를 조작할 필요없이 정확하고 편리한 변속동작을 구현할 수 있게 된다.

이러한 자동화된 클러치 액츄에이터의 한 예로서, 도 1에 도시된 바와 같은 컴팩트한 구조의 클러치 액츄에이터(101)가 특허출원 제10-2010-0073377호에 '차량용 더블클러치의 클러치 액추에이터 구조'로 제안된 바 있다.

이 종래의 클러치 액츄에이터(101)는 도시된 것처럼, 클러치 하우징(117) 내부에 구현된 컴팩트한 구조를 특징으로 하는 바, 구동부(103)에서 발생된 회전 구동력을 이송스크류 구종의 전동부(107)를 통해 직선운동으로 변환하여 작동부(105)로 전달함으로써, 작동부(105)의 작동로드(131)에 의해 클러치 포크를 동작시켜 클러치를 이격 동작시키도록 되어 있다.

그런데, 위와 같은 클러치 액츄에이터(101)는 TCU의 명령에 따라 구동부(103) 모터가 동작하고, 그에 따라 전동부(107) 이송핀(123)이 전진하면서 작동부(105)를 전진시켜 작동로드(131)의 클러치 이격 동작을 일으킨 다음, 즉, 클러치가 이격된 다음, 기어 변속 동작이 이루어지며, 기어 변속이 확인된 다음 구동부(103)가 역방향으로 구동되어 전동부(107)를 통해 작동부(105)를 원위치로 이송함으로써 작동로드(131)를 후퇴시켜 비로소 클러치를 동작 전 결합 상태로 복귀시키게 된다.

따라서, 종래의 클러치 액츄에이터(101)에 의하면, 클러치가 이격된 상태에서 기어가 변속위치로 이동한 다음, 클러치가 결합되어 엔진 출력이 변속기로 재차 연결하기 위해서는 즉, 구동부(103)가 동작하여 작동부(105)에 의해 클러치가 복귀되기 위해서는 구동부(103)가 재차 동작되어야 하므로, 구동부(103) 동작에 따른 에너지 손실이 발생하고, 동작시간 동안 엔진 출력이 지체되는 문제점이 있었다. 또, 구동부(103)가 역회전하여 작동부(105)를 원위치로 되돌리는 동안 클러치 스프링에 의해 작동로드(131)에 걸리는 반력을 작동부(105)가 지탱하여야 하므로, 작동부(105)의 내구 수명이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 전동부(107)로부터 작동부(105)로 전달된 구동력에 의해 작동로드(131)가 전진하여 클러치 포크를 가압하여 클러치를 이격 상태로 유지하는 동안 작동로드(131)를 통해 작동부(105)에 가해지는 클러치 포크의 반력을 완화할 수 없으므로, 작동부(105)의 내구 수명이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 클러치 포크로부터 작동로드(131) 선단에 가해지는 횡방향 요동또한 적절히 감쇄되지 않으므로, 마찬가지로 작동부(105)의 내구 수명이 저하되는 문제점도 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 클러치 액츄에이터가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 차량용 클러치를 동작시킬 때 클러치를 이격시킨 동작 상태에서 결합된 상태로 복귀하는 동작시간을 최소화함으로써, 클러치 액츄에이터의 특히, 클러치 복귀 동작의 응답성을 향상시키고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 작동로드로부터 또는 전동부로부터 작동부로 가해지는 충격을 완화함으로써, 작동부의 내구 수명을 향상시키고자 하는 데 또 다른 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 회전 구동력을 발생시키는 구동부; 상기 구동부의 회전력에 의해 길이방향으로 이동하여 클러치 포크를 작동시킴으로써 클러치를 이격 동작시키는 작동부; 및 상기 구동부에서 발생된 회전 구동력을 직선운동으로 변환하여 상기 작동부로 전달하는 전동부;를 포함하여 이루어지되, 상기 전동부는, 상기 구동부 회전축에 동축 상으로 결합된 피니언; 및 상기 피니언에 결합되어 상기 피니언의 회전에 의해 직선운동하는 래크;로 구성되며, 상기 피니언은 상기 구동부의 회전 구동력을 단속적으로 상기 래크에 전달하도록 되어 있는 고응답성 클러치 액츄에이터를 제공한다.

또한, 상기 피니언은, 상기 래크와 기어 물림되는 외부레이스; 상기 회전축에 동축 상으로 결합되는 내부레이스; 및 상기 외부레이스와 상기 내부레이스 사이에 장착되어, 상기 클러치를 이격 상태로 유지하도록 상기 전동부의 구동력을 상기 래크로 전달하는 정방향 동작 시에는 상기 내부레이스의 회전 구동력을 상기 외부레이스로 전달하되, 상기 클러치가 결합 상태가 되도록 상기 래크를 원위치로 복귀시키는 역방향 동작 시에는 상기 외부레이스의 회전력을 상기 내부레이스로 전달하지 않는 복수의 스프래그를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 복수의 태양기어; 상기 태양기어 둘레에 쌍을 이루어 기어물림된 유성기어; 상기 유성기어를 일정 각도로 두고 자전 가능하게 장착한 캐리어, 및 상기 유성기어 둘레에 내접하도록 기어물림된 링기어;를 포함하여 구성되는 감속부를 더 포함하되, 상기 감속부는 상기 구동부 회전축이 입력단 태양기어에 연결되고, 상기 피니언의 피니언축이 출력단 캐리어에 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 작동부는, 상기 래크의 상기 작동부 측 연결단에 일단이 핀결합된 가압링크; 상기 가압링크의 타단에 의해 상기 전동부 측 걸림단이 가압되어 이동한 때, 타단에 의해 상기 클러치 포크를 작동시키는 작동로드; 상기 가압링크와 상기 작동로드의 접촉부위를 둘러싸면서 상기 가압링크와 상기 작동로드를 축방향 이동 가능하게 지지하는 케이싱; 및 상기 작동로드가 상기 가압링크에 의해 가압된 때 상기 케이싱 내벽면과에 걸림단과 사이에서 압축되도록 상기 작동로드 둘레에 끼워진 완충스프링;을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 고응답성 클러치 액츄에이터에 의하면, 클러치를 이격 동작시킨 상태에서 클러치 결합 명령이 있은 때 작동부의 작동로드를 원래의 결합 위치로 이동하기 위해 구동부를 역회전시키지 않아도, 래크와 기어물림된 피니언의 스프래그가 역회전 방향으로는 쐐기 작용을 하지 못하므로, 래크와 작동로드가 피니언에 의해 구속되지 않고 클러치 스프링의 복원력에 의해 원위치로 신속하게 복귀할 수 있게 되며, 따라서 클러치의 복귀 동작 응답성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 전동부나 작동로드로부터 작동로드에 가해지는 종방향 충격은 완충스프링에 의해, 횡방향 충격은 작동로드와 래크의 핀결합 링크구조에 의해 완화할 수 있으으로, 작동부의 작동신뢰성은 물론, 내구 수명 및 강도를 일층 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 클러치 액츄에이터를 도시한 종단정면도.
도 2는 본 발명에 따른 고응답성 클러치 액츄에이터의 외관 사시도.
도 3은 도 2의 분해 사시도.
도 4는 도 2의 주요부 분해 사시도.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 감속부 및 전동부의 사시도.
도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 작동부의 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 전동부 피니언의 일방향 스프래그 구조를 보인 평면도.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 고응답성 클러치 액츄에이터를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 고응답성 클러치 액츄에이터는 차량용 클러치를 작동하는 장치로서, 도 2 및 도 3에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 구동부(3), 작동부(5), 전동부(7)로 이루어지며, 감속부(9)를 포함한다.

여기에서, 먼저 상기 구동부(3)는 클러치 액츄에이터(1)의 구동력을 발생시키는 부분으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 전동부(7)를 거쳐 작동부(5)에 연결되는 바, 전동부(7)를 통해서 작동부(5)의 작동로드(13)를 동작시킬 수 있는 회전력을 발생시키는 것이라면 어떤 형태로도 제작이 가능하나, 본 실시예에서는 가장 일반적인 형태로서 구동모터(11)가 사용된다. 이 구동모터(11)는 액츄에이터 하우징(17) 일측에 상하로 배열되도록 장착되며, 동력원으로서, 도면 상에 도시되어 있지 않지만 TCU 등의 제어장치를 통해 회전 구동이 정밀하게 제어된다.

상기 작동부(5)는 구동부(3)로부터 전동부(7)를 거쳐 전달되는 구동력에 의해 클러치 포크를 작동하여 클러치를 이격 동작시키는 부분으로서, 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 전동부(7) 출력 측 즉, 래크(43)에 연결된 가압링크(19), 이 가압링크(19)에 의해 이동하는 작동로드(13), 가압링크(19)와 작동로드(13)의 접촉부위를 둘러싸는 케이싱(23), 및 케이싱(23) 내에서 가압링크(19)의 가압력을 완충하는 완충스프링(25)을 포함하여 구성된다.

여기에서, 가압링크(19)는 전동부(7)와 작동부(5)를 연결하는 부분으로, 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 단봉 형태로 되어 있으며, 래크(43)의 작동부(5) 측 끝부분에 돌출된 연결단(31)에 일단이 핀(33)으로 결합되며, 그 대향측 끝단은 도면 상 좌측으로 이동한 때 작동로드(13)의 전동부(7) 측 끝부분의 걸림단(35)을 가압하도록 되어 있다.

또한, 작동로드(13)는 전동부(7)에서 전달되는 가압력에 의해 클러치 포크를 직접적으로 작동시키는 부분으로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 장봉 형태로 되어 있으며, 가압링크(19)에 의해 축방향으로 가압된 때 선단에 접촉 또는 결합되는 클러치 포크를 작동시키도록 되어 있다. 이때, 작동로드(13)의 후단 즉, 도면 상 우측 단에는 플랜지 형태의 걸림단(35)이 반경방향으로 돌출되어 도 5에 도시된 것처럼 완충스프링(25)의 일단과 접촉됨으로써, 클러치 작동 시 즉, 가압링크(19)에 의해 좌측으로 이동할 때 완충스프링(25)을 압축하도록 되어 있다. 또한, 걸림단(35)은 도시된 것처럼 반구 형태로 오목하게 만곡되어 가압링크(19)에 의해 가압될 때, 가압링크(19) 선단부분과의 접촉을 원활하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 케이싱(23)은 가압링크(19)와 작동로드(13)의 접촉부위, 이 접촉부위 뒤쪽의 가압링크 안내블록(27), 그리고 접촉부위 앞쪽의 완충스프링(25)을 원주방향으로 둘러싸는 원통체로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 최외곽의 외통(23-1), 그 바로 안쪽의 내통(23-2), 그 안쪽에서 완충스프링(25) 등을 내부에 직접 수용하는 스프링 케이스(23-3), 그리고 스프링 케이스(23-3)의 후단을 마감하는 케이스 커버(23-4)로 이루어진다.

따라서, 케이싱(23)은 가압링크(19) 외주면에 끼워지는 안내블록(27)에 의해 가압링크(19)의 축방향 이동을 안내하도록 되어 있으며, 스프링 케이스(23-3)의 축경부 내주면을 따라 접촉하는 작동로드(13)의 걸림단(35)에 의해 작동로드(13)의 축방향 이동을 안내하도록 되어 있다. 특히, 스프링 케이스(23-3)는 내주면 앞쪽에 직접 완충스프링(25)을 접촉시켜 지지할 수 있지만, 도시된 것처럼 작동로드(13)의 걸림단(35) 앞쪽 즉, 좌측에 멈춤블록(29)을 끼워 스프링 케이스(23-3) 내주면과 완충스프링(25) 사이에 위시킴으로써, 작동로드(13)가 도면 상 좌측으로 이동할 때 즉, 전진할 때 걸림단(35)에 의해 압축되는 완충스프링(25)을 지지하도록 할 수도 있다.

끝으로, 상기 완충스프링(25)은 위에서 언급한 바와 같이, 가압링크(19)에 의해 작동위치로 가압되는 작동로드(13)를 탄력적으로 지지하는 부분으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 작동로드(13) 둘레에 끼워져, 작동로드(13)가 가압링크(19)에 의해 가압된 때 케이싱(23) 내부에 장착된 멈춤블록(29)과 작동로드(13)의 걸림단(35) 사이에서 압축된다.

아울러, 케이싱 내통(23-2)과 스프링 케이스(23-3) 축경부 사이에 끼워지는 완충스프링(30)은 케이싱(23)을 포함한 작동부(5) 전체를 액츄에이터 하우징(17) 내부에서 완충하는 역할을 한다.

상기 전동부(7)는 상기 구동부(3)에서 발생된 회전 구동력을 직선운동으로 변환하여 작동부(5)로 전달하는 부분으로서, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 구동부(3) 측의 피니언(41)과 이 피니언(41)에 기어물림되는 작동부(5) 측의 래크(43)로 이루어진다.

여기에서, 피니언(41)은 구동부(3)의 회전축(15) 또는 감속부(9)의 출력단에 동기 회전하도록 동축 상으로 장착되며, 구동부(3)의 회전 구동력을 단속적으로 래크(43)에 전달할 수 있도록 일방향 스프래그 구조로 구성되는 바, 도 6에 도시된 바와 같이, 외곽의 외부레이스(45), 축심 부분의 내부레이스(47), 그리고 외부레이스(45)와 내부레이스(47) 사이에 개재되는 복수의 스프래그(49)로 이루어진다.

이때, 외부레이스(45)는 도 6에 도시된 것처럼, 래크(43)와 기어물림되는 기어가 외주면에 원주방향으로 가공된 환형부재로서, 스프래그(49)가 미끄럼 지지되는 외측 안내면(63)이 내주면에 가공되어, 스프래그(49)를 통해 전달되는 내부레이스(47)의 정방향 회전력에 의해 정방향으로 회전하여 래크(43)를 전진시키도록 되어 있다. 내부레이스(47)도 또한 구동부(3) 회전축(15) 말단에서 또는 도 6에 도시된 것처럼, 감속부(9)의 출력단 캐리어(56) 중심에서 돌출한 피니언축(59)이 동축 상으로 연결되는 바, 마찬가지로 외주면을 따라 내측 안내면(65)이 가공되어, 스프래그(49) 내측단을 미끄럼 지지하도록 되어 있다.

특히, 일방향 스프래그(49)는 외부레이스(45)와 내부레이스(47)를 단속적으로 연결하는 일방향 클러치수단으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부레이스(45)와 내부레이스(47) 사이에 개재되는 바, 예컨대, 도시된 것처럼, 좌상에서 우하로 이어진 방향의 대각선 길이가 우상에서 좌하로 이어진 방향의 대각선 길이보다 더 길게 되어 있다.

따라서, 클러치를 이격 상태로 유지하도록 전동부(7)의 회전 구동력을 래크(43)로 전달하여 작동로드(13)를 정방향으로 동작시킬 때는 내부레이스(47)의 회전 구동력을 외부레이스(45)로 전달하되, 반대로 클러치를 결합 상태로 복귀시키도록 래크(43)를 역방향으로 동작시켜 원위치로 되돌릴 때는 외부레이스(45)의 회전력이 내부레이스(47)로 전달되지 못하게 한다.

상기 감속부(9)는 위와 같은 구동부(3)에서 발생한 회전 구동력을 감속하는 부분으로서, 구동부(3)와 마찬가지로 다양한 형태와 구조로 구성될 수 있으나, 본 실시예에서와 같이 도 7에 도시된 것처럼, 복수의 유성기어뭉치로 이루어진 유성기어 조립체를 사용하는 것이 바람직하다.

이 유성기어 조립체는 복수의 유성기어뭉치를 적층 구조로 직렬 연결하여 회전 구동력을 감속하도록 되어 있는 바, 도 7에 도시된 것처럼, 적층된 복수의 태양기어(51,52), 이들 복수의 태양기어(51,52)를 각각 둘러싸는 복수의 유성기어(53,54) 쌍, 이들 유성기어(53,54) 쌍을 동기하도록 연결하는 복수의 캐리어(55,56), 및 유성기어(53,54)에 내접하는 링기어(57)로 이루어진다.

여기에서, 복수의 태양기어(51,52)는 복수의 유성기어뭉치를 구동부(3) 쪽에서 전동부(7) 쪽으로 직렬 배열하도록 상하로 적층 배치되는 바, 입력단 태양기어(51)는 감속부(9)로 회전 구동력이 들어오는 입력단으로서 구동부 회전축(15) 선단에 연결되며, 입력단 태양기어(51) 이후의 태양기어(52)는 바로 앞 유성기어뭉치의 캐리어(55) 중심에 일체로 형성되어 동기 회전하도록 되어 있다. 또한, 유성기어(53,54)는 하나의 유성기어뭉치를 구성하도록 각각의 태양기어(51,52) 쌍과 링기어(57) 사이에 기어물림되는 바, 각각의 태양기어(51,52) 둘레에 예컨대 도시된 것처럼 3개씩 쌍을 이루어 외접한다. 또한, 복수의 캐리어(55,56)도 각각의 유성기어뭉치를 구성하도록 각 유성기어뭉치의 유성기어(53,54) 쌍을 하나로 연결하는데, 각각의 유성기어(53,54)를 원주방향으로 일정 각도 간격을 두고 배열하되, 각각이 자체의 축선을 중심으로 자전할 수 있도록 회전 가능하게 장착한다. 이때, 출력단 캐리어(56)는 감속기어뭉치 즉, 감속부(9)의 출력단으로서, 최종적으로 감속된 회전 구동력을 피니언축(59)을 통해 피니언(41)으로 출력하는 바, 피니언축(59)은 출력단 캐리어(56)의 외부면 즉, 저면 중심에 일체로 연결되어 피니언(41)이 출력단 캐리어(56)와 동기 회전할 수 있도록 한다. 끝으로, 링기어(57)는 감속부(9)의 케이싱으로서, 하나 이상의 유성기어뭉치 외곽을 둘러싸고 있으며, 각각의 유성기어(53,54) 쌍과 내접하면서 기어물림된다.

이제, 위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 고응답성 클러치 액츄에이터의 작용을 설명한다.

본 발명의 클러치 액츄에이터(1)에 의하면 TCU 등의 제어부로부터 구동부(3)에 동작 명령이 전달된 때, 먼저 구동부(3) 모터가 회전 구동한다.

이에 따라, 도 7에 도시된 구동부(3) 회전축(15)이 도면 상 반시계 방향으로 회전하면, 감속부(9)가 동작하여 회전 구동력을 감속하는 바, 회전축(15)과 함께 회전하는 입력단 태양기어(51)에 의해 제1 유성기어뭉치의 유성기어(53)들이 시계방향으로 자전하면서 태양기어(51) 주위를 반시계 방향으로 공전한다.

따라서, 제1 유성기어뭉치의 캐리어(55)도 유성기어(53)들의 공전방향과 동일한 방향으로 회전하게 되며, 캐리어(55)와 일체로 되어 있는 제2 유성기어뭉치의 태양기어(52)도 같은 방향으로 즉, 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이때, 회전축(15)에서 출력된 구동력은 제1 유성기어뭉치의 기어비에 따라 일차적으로 감속되어 태양기어(52)로 전달된다. 계속해서, 제2 유성기어뭉치의 태양기어(52)에 전달된 회전 구동력도 제1 유성기어뭉치에서와 같이 제2 유성기어뭉치의 유성기어(54)와 캐리어(56)를 거치면서 이차적으로 감속되어 전동부(7)의 피니언(41)을 반시계 방향으로 회전시킨다.

이렇게 해서, 전동부(7)로 전달된 회전 구동력에 의해 피니언(41)이 도 7 상에서 반시계 방향으로 회전하게 되면, 피니언(41)에 접선방향으로 기어물림된 래크(43)는 도면 상 좌측으로 이동하게 된다.

이때, 피니언(41)은 도 6에 도시된 것처럼, 내부레이스(47)가 피니언축(59)에 의해 회전축(15)과 같은 반시계 방향으로의 회전력을 받게 되므로, 내부레이스(47) 외주면에 접촉된 스프래그(49)는 시계방향으로 자전하여 외부레이스(45)의 내주면에 쐐기작용에 의해 압착됨으로써 외부레이스(45)를 내부레이스(47)와 같은 방향으로 회전시키게 된다.

이에 따라, 도 3 또는 도 4에 도시된 것처럼, 래크(43) 선단에 핀결합된 가압링크(19)가 도 5의 위치에서 도면 상 좌측으로 이동 즉, 전진하게 되고, 이에 따라 안내블록(27) 좌측으로 돌출하면서 걸림단(35)을 통해 작동로드(13)를 같은 방향으로 밀게 된다. 이때 걸림단(35)은 완충스프링(25)을 동시에 압축함으로써, 작동로드(13)로부터 전달되는 과도한 충격을 완화하게 된다. 이렇게 해서 작동로드(13)가 도면 상 좌측으로 이동하면, 작동부(5)는 작동로드(13) 선단에 연결된 클러치 포크를 작동시킴으로써 클러치를 이격 동작시킨다.

이때, 클러치 포크를 작동하는 작동부(5)의 작동로드(13)와 구동모터(11)의 회전 구동력을 직선운동으로 전환하여 작동부(5)에 전달하는 전동부(7)의 래크(43)가 핀(33)에 의해 굴절 가능하게 연결되어 있으므로, 작동로드(13)나 래크(43)의 동선에서 벗어나는 방향의 힘이 외부에서 가해져도 보다 안정적으로 원래의 동선을 유지할 수 있게 된다.

그리고 나서, 클러치 결합명령이 있을 때까지 클러치 액츄에이터(1)의 동작은 지속되고, 따라서 클러치는 이격 상태로 유지되며, 이때 작동로드(13)와 래크(43)는 클러치 이격 상태를 유지하기 위해 클러치 스프링의 반력을 지탱하게 된다.

이후, 클러치 결합 명령이 내려지면, 구동부(3)의 동작은 정지되고 따라서 래크(43)와 작동로드(13)의 전진 상태를 유지하기 위해 피니언(41)에 작용하던 회전 구동력은 사라진다.

이에 따라, 피니언(41)을 즉, 피니언(41)의 내부레이스(47)를 반시계 방향으로 회전시키려는 힘은 사라지고, 따라서 내부레이스(47)는 더 이상 스프래그(49)를 쐐기와 같이 외부레이스(45)에 압착시킬 수 없게 되므로, 외부레이스(45)를 통해 피니언(41)에 기어물림된 래크(43)와 이 래크(43) 선단의 작동로드(13)는 클러치 스프링의 복원력에 의해 원래의 클러치 결합 위치로 복귀하게 되며, 이렇게 해서 일련의 클러치 작동은 종료된다.

1 : 클러치 액츄에이터 3 : 구동부
5 : 작동부 7 : 전동부
9 : 감속부 11 : 구동모터
13 : 작동로드 15 : 회전축
17 : 하우징 19 : 가압링크
23 : 케이싱 23-3 : 스프링 케이스
25, 30 : 완충스프링 27 : 안내블록
29 : 멈춤블록 31 : 연결단
33 : 핀 35 : 걸림단
41 : 피니언 43 : 래크
45 : 외부레이스 47 : 내부레이스
49 : 스프래그 51, 52 : 태양기어
53, 54 : 유성기어 55, 56 : 캐리어
57 : 링기어 59 : 피니언축

Claims (4)

1. 회전 구동력을 발생시키는 구동부;
   상기 구동부의 회전력에 의해 길이방향으로 이동하여 클러치 포크를 작동시킴으로써 클러치를 이격 동작시키는 작동부;
   상기 구동부에서 발생된 회전 구동력을 직선운동으로 변환하여 상기 작동부로 전달하는 전동부;를 포함하여 이루어지되,
   상기 전동부는, 상기 구동부 회전축에 동축 상으로 결합된 피니언;
   상기 피니언에 결합되어 상기 피니언의 회전에 의해 직선운동하는 래크;로 구성되며,
   상기 피니언은, 상기 래크와 기어 물림되는 외부레이스;
   상기 회전축에 동축 상으로 결합되는 내부레이스;
   상기 외부레이스와 상기 내부레이스 사이에 장착되어, 상기 클러치를 이격 상태로 유지하도록 상기 전동부의 구동력을 상기 래크로 전달하는 정방향 동작 시에는 상기 내부레이스의 회전 구동력을 상기 외부레이스로 전달하고, 상기 클러치가 결합 상태가 되도록 상기 래크를 원위치로 복귀시키는 역방향 동작 시에는 상기 외부레이스의 회전력을 상기 내부레이스로 전달하지 않는 복수의 스프래그를 포함하여, 상기 구동부의 회전 구동력을 단속적으로 상기 래크에 전달하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 고응답성 클러치 액츄에이터.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   복수의 태양기어;
   상기 태양기어 둘레에 쌍을 이루어 기어물림된 유성기어;
   상기 유성기어를 일정 각도로 두고 자전 가능하게 장착한 캐리어, 및
   상기 유성기어 둘레에 내접하도록 기어물림된 링기어;를 포함하여 구성되는 감속부를 더 포함하되,
   상기 감속부는 상기 구동부 회전축이 입력단 태양기어에 연결되고, 상기 피니언의 피니언축이 출력단 캐리어에 연결되는 것을 특징으로 하는 고응답성 클러치 액츄에이터.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 작동부는,
   상기 래크의 상기 작동부 측 연결단에 일단이 핀결합된 가압링크;
   상기 가압링크의 타단에 의해 상기 전동부 측 걸림단이 가압되어 이동한 때, 타단에 의해 상기 클러치 포크를 작동시키는 작동로드;
   상기 가압링크와 상기 작동로드의 접촉부위를 둘러싸면서 상기 가압링크와 상기 작동로드를 축방향 이동 가능하게 지지하는 케이싱; 및
   상기 작동로드가 상기 가압링크에 의해 가압된 때 상기 케이싱 내벽면과에 걸림단과 사이에서 압축되도록 상기 작동로드 둘레에 끼워진 완충스프링;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고응답성 클러치 액츄에이터.
   

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