KR101405042B1 - 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터에 관한 것으로, 차량의 엔진과 변속기 사이에 배치되어 상기 엔진으로부터 상기 변속기로의 동력 전달을 단속하는 클러치의 작동을 제어하는 클러치 액추에이터에 있어서, 상기 클러치의 작동을 제어하기 위한 동력을 발생하는 액추에이터 모터, 상기 액추에이터 모터의 출력축에 일체로 회전 가능하게 연결되는 로킹 휠, 상기 로킹 휠의 측면에 배치되어 상기 로킹 휠에 걸림 또는 풀림 위치로 조정 가능하게 형성되는 레버 및 상기 레버의 일측에 연결되어 상기 레버를 상기 로킹 휠에 걸림 또는 풀림 위치로 이동시키는 솔레노이드를 포함함으로써, 상기 로킹 휠과 상기 레버가 걸림으로 인해 상기 로킹 휠의 역회전을 방지하고, 솔레노이드에 직접적인 충격을 방지하여 솔레노이드의 내구성을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터 {CLUTCH ACTUATOR FOR AUTOMATED MANUAL TRANSMISSION}
본 발명은 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수동 변속기를 자동화 하는 액추에이터의 역회전을 방지하여 내구성을 향상시키는 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로 자동화 수동 변속기 시스템의 구성은 변속 레버, 변속 제어기, 클러치 액추에이터 및 변속 액추에이터로 구성된다. 여기서 클러치 액추에이터는, 엔진과 변속기 사이에 개재된 클러치가 엔진의 동력을 변속기로 전달 또는 차단시키도록, 엔진과 변속기 사이에 개재된 차량 클러치의 동작을 연결(engage)시키거나 개방(disengage)시킨다.
이러한 클러치 액추에이터는 액추에이터 모터와, 로킹 장치 및 액추에이터 감속기를 포함한다. 우선 클러치 액추에이터는 정상 동작시 액추에이터 모터에서 인가되는 회전력을 액추에이터 감속기를 통해 증가시켜서 차량 클러치를 개방시키거나, 개방된 차량 클러치가 연결될때 발생되는 반발력 액추에이터 감속기를 통해 감소시켜서 액추에이터 모터를 역회전 시킨다.
그리고 클러치 액추에이터는 공급받는 전원에 이상(fail)이 발생되어 정상적으로 공급 받지 못할 경우에, 차량이 돌연 발진하는 것을 방지하기 위해서 차량 클러치를 개방된 상태로 유지시키는 로킹 장치가 구동되어, 차량 클러치를 개방된 상태로 고정 시킨다.
이러한 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터는 한국공개특허 공개번호 제10-2011-0114900호 및 한국공개특허 공개번호 제10-2012-006339호에 개시되어 있다.
도 1은 종래의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터를 설명하는 사시도이고, 도 2 는 도 1의 종래의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터와 결합된 차량 클러치를 설명하는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(100)는 자동화 수동 변속기와 엔진 사이에 개재되어, 차량 클러치(210)의 동작을 제어하기 위한 회전력을 생성하는 액추에이터 모터(110), 차량 클러치(210)의 반발력이 액추에이터 모터(110)로 전달되는 것을 차단하는 로킹 장치(120) 및 액추에이터 모터(110)에서 생성되는 회전력을 증가시키고, 차량 클러치(210)를 통해 인가되는 반발력에 대한 회전 토크를 감소시키는 액추에이터 감속기(130)를 포함한다.
액추에이터 모터(110)는 전원을 인가받으면 회전력을 발생시키고, 회전력은 액추에이터 감속기(130)를 통해 회전력이 증대되어 차량 클러치(210)로 전달된다. 클러치 액추에이터(100)에서 발생하는 회전력이 차량 클러치(210)의 릴리즈 레버를 통해 추력으로 변환되어 다이어 프램 스프링(213)을 압축시키면, 차량 클러치(210)의 디스크(212)와 플라이 휠(211) 사이가 개방 된다. 즉, 액추에이터 모터(110)가 작동하면, 차량 클러치(210)가 개방되어 엔진에서 자동화 수동 변속기로 동력이 전달되는 것을 차단한다.
그리고 액추에이터 모터(110)는 전원이 차단되면 회전력이 발생 되지 않으므로, 다이어 프램 스프링(213)이 복원되면서 디스크(212)와 플라이 휠(211) 사이가 밀착된다. 그리고 이때, 다이어 프램 스프링(213)이 복원되면서 발생되는 반발력은 액추에이터 감속기(130) 및 로킹 장치(120)를 통해 액추에이터 모터(110)로 전달되고, 액추에이터 모터(110)에 역방향의 회전력을 전달한다. 즉, 액추에이터 모터(110)가 작동하지 않으면, 다이어 프램 스프링(213)이 복원되면서 엔진의 동력이 차량 클러치(210)를 통해 자동화 수동 변속기로 전달된다.
이러한 클러치 액추에이터(100)는 전원 공급에 이상(fail)이 발생되어 정상적으로 전원을 공급 받지 못할 경우에, 차량이 돌연 발진하는 것을 방지하기 위해서 차량 클러치(210)를 개방된 상태로 유지시키는 로킹 장치(120)가 구동된다.
로킹 장치(120)는 전원 이상으로 액추에이터 모터(110)가 구동하다가 정지되었을 경우에 급발진이 발생하는 것을 방지하기 위한 비상 안전 조치(fail-safe) 장치이다. 즉, 로킹 장치(120)는 클러치를 개방된 상태로 유지시켜서, 엔진이 구동되고 있고 변속기의 기어가 물려 있는 상태에서 차량 클러치(210)가 연결되어 엔진의 동력이 변속기로 전달될 때 발생하는 급발진을 방지할 수 있다.
이러한 로킹 장치(120)는 일반적으로 액추에이터 모터(110)와 액추에이터 감속기(130) 사이에 클러치나 브레이크를 삽입하여, 차량 클러치(210)를 개방된 상태로 고정시킨다. 그러나 이러한 클러치나 브레이크와 같은 로킹 장치(120)는 전원 이상시 클러치 내부로 오일이나 그리스가 흘러 들어오게 되면, 로킹이 제대로 이루어지지 않게 되는 로킹(locking) 기능 상실이 발생될 수 있으므로 솔레노이드(122)를 통해 로킹 기능이 상실되는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(100)는 솔레노이드(122)가 경사지게 배치되어 설치 공간을 비효율적으로 사용하게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 종래의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(100)는 로킹 휠(121)이 솔레노이드(122)에 직접 걸림으로 인해 솔레노이드(122)가 충격을 받아 파손되어 로킹 기능 또는 역회전 방지 기능을 상실하는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터의 설치에 필요한 공간을 감소시켜 공간 활용도를 증대시킬 수 있는 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 솔레노이드에 직접적인 충격을 방지하여 솔레노이드의 내구성을 향상시키고, 로킹 기능의 유지를 원활하게 할 수 있는 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 엔진과 변속기 사이에 배치되어 상기 엔진으로부터 상기 변속기로의 동력 전달을 단속하는 클러치의 작동을 제어하는 클러치 액추에이터에 있어서, 상기 클러치의 작동을 제어하기 위한 동력을 발생하는 액추에이터 모터, 상기 액추에이터 모터의 출력축에 일체로 회전 가능하게 연결되는 로킹 휠, 상기 로킹 휠의 측면에 배치되어 상기 로킹 휠에 걸림 또는 풀림 위치로 조정 가능하게 형성되는 레버 및 상기 레버의 일측에 연결되어 상기 레버를 상기 로킹 휠에 걸림 또는 풀림 위치로 이동시키는 솔레노이드를 포함하고, 상기 로킹 휠과 상기 레버가 걸림으로 인해 상기 로킹 휠의 역회전이 방지되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 로킹 휠은 상기 레버에 걸림으로 일방향으로의 회전이 방지되는 라쳇 기어가 측면에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 레버는 상기 로킹 휠에 걸리는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 로킹 휠의 일방향으로의 회전을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 솔레노이드는 상기 액추에이터 모터와 나란하게 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 솔레노이드는 ON인 경우 상기 레버를 상기 로킹 휠에 걸림 위치로 이동시키고, OFF인 경우 상기 레버를 상기 로킹 휠에 풀림 위치로 이동시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 솔레노이드는 상기 액추에이터 모터에 인가되는 전원 이상 시 상기 레버를 상기 로킹 휠에 걸림 위치로 이동시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 솔레노이드를 모터부에 나란하게 배치하여 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터의 설치에 필요한 공간을 감소시켜 공간 활용도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 솔레노이드에 레버를 연결하고, 레버와 로킹 휠의 걸림에 의해 로킹 기능을 구현함으로써, 솔레노이드에 직접적인 충격을 방지하여 솔레노이드의 내구성을 향상시키고, 로킹 기능의 유지를 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터를 설명하는 사시도.
도 2 는 도 1의 종래의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터와 결합된 차량 클러치를 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터를 설명하는 측면도.
도 4는 도 3의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터의 사용 상태를 설명하는 도면.
도 5는 도 3의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터의 사용 상태를 설명하는 도면.
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.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터를 설명하는 측면도이다.
도 3을 참조하면, 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(300)는 차량의 엔진과 변속기 사이에 배치되어 엔진으로부터 변속기로의 동력 전달을 단속하는 클러치의 작동을 제어한다. 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(300)는 클러치의 작동을 제어하기 위한 동력을 발생하는 액추에이터 모터(30), 액추에이터 모터(30)의 출력축에 일체로 회전 가능하게 연결되는 로킹 휠(310)과 로킹 휠(310)의 측면에 배치되는 레버(320) 및 레버(320)의 위치를 조정하는 솔레노이드(330)를 포함한다.
이러한 클러치 액추에이터(300)는 액추에이터 모터(30)에 인가되는 전원에 이상이 있을 때, 솔레노이드(330)가 작동하여 레버(320)를 이동시키고, 레버(320)에 로킹 휠(310)이 걸림으로 역회전이 방지되게 된다. 클러치 액추에이터(300)는 로킹 휠(310)의 역회전을 방지함으로 차량 클러치(미도시됨)의 반발력에 의해 발생하는 역방향의 회전력이 액추에이터 모터(30)로 전달되는 것을 방지한다.
로킹 휠(310)은 액추에이터 모터(30)의 회전축에 연결되고, 액추에이터 모터(30)에서 발생하는 순방향의 회전력을 액추에이터 감속기(미도시됨)로 전달하여 차량 클러치로 전달될 수 있게 한다. 로킹 휠(310)은 레버(320)와의 걸림을 통해 회전이 방지되도록 형성된다. 즉, 로킹 휠(310)은 레버(320)에 걸리는 라쳇 기어가 측면에 형성되고, 레버(320)에 라쳇 기어가 걸림으로 일방향으로의 회전이 방지된다. 여기에서 일방향은 액추에이터 모터(30)의 정상적인 회전방향의 역방향이다.
로킹 휠(310)은 레버(320)와의 걸림을 통해 차량 클러치의 반발력에 의해 발생하는 회전력이 액추에이터 모터(30)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 로킹 휠(310)의 라쳇 기어 형상은 레버(320)가 걸림 위치에 있더라도 로킹 휠(310)이 순방향으로 회전 될 수 있게 한다.
레버(320)는 로킹 휠(310)의 측면에 배치되고, 솔레노이드(330)에 의해 로킹 휠(310)에 걸림 또는 풀림 위치로 조정 가능하게 형성된다. 레버(320)는 로킹 휠(310)의 라쳇 기어에 대향하게 형성되는 돌출부(321)를 포함하고, 돌출부(321)가 로킹 휠(310)의 라쳇 기어에 걸림으로 인해 로킹 휠(310)의 일방향으로의 회전을 방지할 수 있다. 레버(320)는 액추에이터 모터(30)에 정상적인 전류가 인가되면 솔레노이드(330)가 OFF되어 로킹 휠(310)에 이격되는 위치로 이동되고, 액추에이터 모터(30)에 비정상적인 전류가 인가되면 솔레노이드(330)가 ON되어 로킹 휠(310)에 접촉하는 위치로 이동하게 된다.
즉, 레버(320)는 액추에이터 모터(30)가 정상 작동 시 로킹 휠(310)의 순방향 회전을 방해하지 않도록 이격되게 위치하고, 액추에이터 모터(30)가 비정상 작동 시 로킹 휠(310)의 역방향 회전을 방지하도록 접촉하는 위치로 이동하여 로킹 휠(310)의 라쳇 기어에 걸리게 된다. 따라서 레버(320)는 로킹 휠(310)의 역방향 회전을 방지할 수 있다.
또한, 레버(320)는 로킹 휠(310)의 역방향 회전을 방지함으로 액추에이터 모터(30)의 비정상적인 전류가 인가될 때 차량 클러치에서 발생하는 반발력에 의한 역방향 회전력이 액추에이터 모터(30)로 전달되는 것을 방지한다. 또한, 레버(320)는 로킹 휠(310)과 솔레노이드(330) 사이에 배치되어 로킹 휠(310)로 전달되는 역방향 회전력에 의한 충격이 솔레노이드(330)로 직접 전달되는 것을 방지하여 솔레노이드(330)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
솔레노이드(330)는 레버(320)의 일측에 연결되어 레버(320)를 로킹 휠(310)의 라쳇 기어에 걸림 또는 풀림 위치로 이동시킨다. 솔레노이드(330)는 액추에이터 모터(30)와 나란하게 배치되어 주변의 공간활용도를 증대할 수 있다. 솔레노이드(330)는 일단에 형성되는 조정부(331)에 레버(320)가 연결되고, 솔레노이드(330)의 축방향 이동을 조정부(331)를 통해 레버(320)가 횡방향으로 이동하게 한다. 즉, 솔레노이드(330)는 조정부(331)의 이동을 통해 레버(320)가 로킹 휠(310)에 걸림 또는 풀림 위치로 이동하도록 로킹 휠(310)의 측면 방향으로 이동시킨다.
솔레노이드(330)는 액추에이터 모터(30)에 정상적인 전류가 인가될 때 OFF 상태를 유지하고, 액추에이터 모터(30)에 정상적인 전류가 인가될 때 ON 상태로 전환된다. 솔레노이드(330)는 ON인 경우 레버(320)를 로킹 휠(310)에 걸림 위치로 이동시키고, OFF인 경우 레버(320)를 로킹 휠(310)에 풀림 위치로 이동시킨다. 즉, 솔레노이드(330)는 액추에이터 모터(30)에 비정상적인 전류가 인가될 때 ON되어 레버(320)를 로킹 휠(310)에 걸림 위치로 이동시켜 로킹 휠(310)의 역회전을 방지하게 한다. 이하 도 4 및 도 5를 통해 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터의 사용 상태를 자세히 설명한다.
도 4는 도 3의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터의 사용 상태를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(300)는 솔레노이드(330)의 ON상태를 나타낸다. 액추에이터 모터(30)에 비정상적이 전류가 인가될 때, 솔레노이드(330)는 ON상태가 되고, 레버(320)를 로킹 휠(310)에 접촉하도록 이동 시킨다. 이동된 레버(320)는 돌출부(321)가 로킹 휠(310)의 라쳇 기어에 걸려서 로킹 휠(310)의 역회전을 방지하게 된다.
도 5는 도 3의 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터의 사용 상태를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(300)는 솔레노이드(330)의 OFF상태를 나타낸다. 액추에이터 모터(30)에 정상적이 전류가 인가될 때, 솔레노이드(330)는 OFF상태를 유지하고, 레버(320)를 로킹 휠(310)에 이격되도록 한다. 이러한 레버(320)는 돌출부(321)가 로킹 휠(310)의 라쳇 기어와 이격되게 위치하여 로킹 휠(310)의 순방향 회전을 방해하지 않는다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(300)의 작용을 간략하게 설명하기로 한다.
자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(300)는 솔레노이드(330)를 액추에이터 모터(30)에 나란하게 배치하여 클러치 액추에이터(300)가 설치되는 주변의 공간 활용도를 증대할 수 있다. 또한, 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(300)는 로킹 휠(310)에 라쳇 기어를 형성하여 간단한 구조로 로킹 휠(310)의 역회전을 방지할 수 있게 한다. 또한, 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터(300)는 로킹 휠(310)에 레버(320)를 연결함으로 차량 클러치의 반발력에 의해 발생하는 역방향 회전력이 로킹 휠(310)에 전달될 때, 레버(320)를 거쳐 솔레노이드(330)에 전달됨으로 솔레노이드(330)에 전달되는 충격을 감소시켜 솔레노이드(330)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
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.
300 : 클러치 액추에이터 310 : 로킹 휠
320 : 레버 321 : 돌출부
330 : 솔레노이드 331 : 조정부

Claims (6)

  1. 차량의 엔진과 변속기 사이에 배치되어 상기 엔진으로부터 상기 변속기로의 동력 전달을 단속하는 클러치의 작동을 제어하는 클러치 액추에이터에 있어서,
    상기 클러치의 작동을 제어하기 위한 동력을 발생하는 액추에이터 모터;
    상기 액추에이터 모터의 출력축에 일체로 회전 가능하게 연결되는 로킹 휠;
    상기 로킹 휠의 측면에 배치되어 상기 로킹 휠에 걸림 또는 풀림 위치로 조정 가능하게 형성되는 레버; 및
    상기 레버의 일측에 연결되어 상기 레버를 상기 로킹 휠에 걸림 또는 풀림 위치로 이동시키는 솔레노이드;를 포함하고,
    상기 로킹 휠의 측면에 상기 레버가 걸려지는 라쳇 기어가 형성되어, 상기 로킹 휠에 상기 레버가 걸림으로써 상기 로킹 휠의 역회전이 방지되는 것을 특징으로 하는 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레버는
    상기 로킹 휠에 걸리는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 로킹 휠의 일방향으로의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드는
    상기 액추에이터 모터와 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드는
    ON인 경우 상기 레버를 상기 로킹 휠에 걸림 위치로 이동시키고, OFF인 경우 상기 레버를 상기 로킹 휠에 풀림 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 솔레노이드는
    상기 액추에이터 모터에 인가되는 전원 이상 시 상기 레버를 상기 로킹 휠에 걸림 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 자동화 수동 변속기용 클러치 액추에이터.
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