KR101417451B1

KR101417451B1 - Ａｍｔ 클러치 액츄에이터

Info

Publication number: KR101417451B1
Application number: KR1020120141391A
Authority: KR
Inventors: 오완수; 황재웅
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-07-08
Also published as: KR20140073304A

Abstract

본 발명은 사용되는 모터의 용량을 최소화하고 전체적인 구성을 간단하고 컴팩트하게 할 수 있어서 AMT의 차량 탑재성을 향상시키고, 소음 및 진동의 발생이 저감되며, 정확한 작동의 신뢰성과 용이성이 확보되어 AMT의 전체적인 품질 향상 및 AMT 제조에 소요되는 비용의 저감이 가능하도록 한다.

Description

ＡＭＴ 클러치 액츄에이터{CLUTCH ACTUATOR FOR AMT}

본 발명은 AMT 클러치 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 AMT의 클러치를 작동시키는 액츄에이터의 메커니즘에 관한 기술이다.

AMT(Automated Manual Transmission)는 기어트레인 및 변속기구는 종래의 수동변속기 메커니즘을 사용하되, 클러치의 조작 및 변속조작이 액츄에이터에 의해 자동적으로 이루어지도록 구성된 것으로서, 클러치 액츄에이터는 그 크기와 장착상태가 컴팩트 하게 이루어져야 AMT의 차량 탑재성이 향상되며, 작동시 소음 및 진동 발생이 적고, 정확하고 안정된 작동성이 확보되어야 한다.

특히, 상기 AMT의 일종으로 볼 수 있는 DCT(Double Clutch Transmission)의 경우에는 상기 클러치 액츄에이터가 2개가 장착되므로 더욱더 간단하고 컴팩트하게 구성되어야 할 필요성이 있다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2008-0020232

A

본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로서, 사용되는 모터의 용량을 최소화하고 전체적인 구성을 간단하고 컴팩트하게 할 수 있어서 AMT의 차량 탑재성을 향상시키고, 소음 및 진동의 발생이 저감되며, 정확한 작동의 신뢰성과 용이성이 확보되어 AMT의 전체적인 품질 향상 및 AMT 제조에 소요되는 비용의 저감이 가능하도록 한 AMT 클러치 액츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 AMT 클러치 액츄에이터는

서로 평행한 회전축을 가지고, 상기 회전축에 대하여 경사진 쐐기면을 각각 구비한 두 쐐기캠과;

상기 두 쐐기캠의 쐐기면에 각각 접촉되는 두 돌기부를 구비하고, 상기 두 돌기부의 위치변화에 의해 엔게이지베어링을 가압하도록 형성된 포크와;

상기 포크의 두 돌기부가 상기 두 쐐기캠에 지속적으로 접촉된 상태를 유지하도록 설치된 탄성부재와;

상기 두 쐐기캠을 연동하여 회전시키도록 구비된 회전수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터의 구성을 설명한 도면,
도 2는 본 발명의 주요 구성품을 분해하여 설명한 도면,
도 3은 본 발명 액츄에이터의 작동 전후의 상태를 비교하여 도시한 도면,
도 4는 도 3의 작동 비교를 입체적으로 설명한 도면,
도 5는 본 발명의 클러치 액츄에이터가 DCT에 적용된 상태를 설명한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터의 실시예는 서로 평행한 회전축을 가지고, 상기 회전축에 대하여 경사진 쐐기면(1)을 각각 구비한 두 쐐기캠(3)과; 상기 두 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)에 각각 접촉되는 두 돌기부(5)를 구비하고, 상기 두 돌기부(5)의 위치변화에 의해 엔게이지베어링(7)을 가압하도록 형성된 포크(9)와; 상기 포크(9)의 두 돌기부(5)가 상기 두 쐐기캠(3)에 지속적으로 접촉된 상태를 유지하도록 설치된 탄성부재와; 상기 두 쐐기캠(3)을 연동하여 회전시키도록 구비된 회전수단을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 두 쐐기캠(3)의 연동 회전에 의해 상기 포크(9)의 두 돌기부(5)의 위치변화가 발생시키는 상기 포크(9)의 움직임에 의해 상기 엔게이지베어링(7)을 가압함으로써, 클러치의 압력판(11)이 클러치플레이트(13)를 압착하여 동력을 연결시키는 상태가 되도록 하고, 다시 상기 두 쐐기캠(3)의 연동 회전됨에 의해 상기 포크(9)와 엔게이지베어링(7)이 원위치되면서 상기 클러치플레이트(13)로의 동력이 차단되는 상태가 전환될 수 있도록 한 것이다.

본 실시예에서 상기 회전수단은 모터(15)와; 상기 모터(15)의 회전력에 의해 회전되며 일체로 연결된 두 웜기어(17)와; 상기 웜기어(17)에 치합되며 상기 쐐기캠(3)과 일체로 회전되도록 설치된 두 웜휠(19)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 두 쐐기캠(3)은 상기 하나의 모터(15)에 의해 회전되는 두 웜기어(17)에 의해 각각 회전되면서도, 서로 연동되어 회전됨으로써, 초기 상태의 쐐기면(1)의 방향은 항상 서로 동일한 위상을 가지도록 구성하였으며, 모터(15)의 회전력을 웜기어(17)와 웜휠(19)의 구조를 이용하여 100:1 정도의 변속비까지 변속하여, 비교적 작은 용량의 모터(15)를 사용하고도 상기 쐐기캠(3)의 회전에 필요한 토크를 확보할 수 있도록 한 것이다.

본 실시예에서 상기 두 쐐기캠(3) 및 웜휠(19)의 회전축은 상기 모터(15)에 연결되는 웜휠지지대(21)에 회전 가능하게 고정되는 구조로 하였는 바, 베어링 등을 통해 설치하는 것도 바람직할 것이다.

상기 탄성부재는 상기 모터(15)에 연결되는 탄성지지대(23)와 상기 포크(9) 사이에 설치되는 스프링(25)으로 구성된다.

상기 포크(9)의 단부에는 상기 엔게이지베어링(7)을 가압하기 위한 가압돌기(27)가 구비되고, 상기 돌기부(5)는 상기 가압돌기(27)의 반대쪽을 향하여 돌출되어 상기 쐐기캠(3)에 접촉되며, 상기 스프링(25)은 상기 포크(9)의 가압돌기(27)가 돌출된 반대쪽에서 상기 탄성지지대(23)와 포크(9) 사이에 설치되는 구조이다.

상기 포크(9)의 두 돌기부(5)는 상기 쐐기면(1)에서 구름운동할 수 있는 볼의 형태로 구성되는 것도 바람직할 것이다.

즉, 상기 두 돌기부(5)를 상기 포크(9)와 일체로 단순한 돌기로 형성할 수도 있겠지만, 내구성과 작동신뢰성 및 소음 특성을 향상시키기 위해 상기 돌기부(5)를 상기 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)에서 구름운동하는 볼의 구성을 가지도록 하는 것이다.

상기 두 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)들은 서로 동일한 방향을 향해 경사지게 배치되고, 상기 포크(9)의 두 돌기부(5)가 상기 두 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)과 접촉하는 위치는, 상기 쐐기캠(3)들의 각 회전축에 대하여 서로 다른 방향으로 이격된 위치이다.

즉, 본 실시예에서는 도 3을 참조하여 보면, 상측의 돌기부(5)는 상측의 쐐기캠(3) 회전축보다 더 상측에서 상기 쐐기면(1)에 접촉하고 있고, 하측의 돌기부(5)는 하측의 쐐기캠(3) 회전축 보다 더 하측에서 상기 쐐기면(1)에 접촉하고 있는 것이다.

즉, 상기 두 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)들은 서로 동일한 위상으로 경사지게 배치되고, 상기 돌기부(5)와의 접촉점은 각각의 회전축을 중심으로 서로 반대방향으로 이격되어, 예컨대, 상기 포크(9)의 두 돌기부(5)가 상기 두 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)과 접촉하는 위치는, 도 4의 작동전 상태와 같이 상기 포크(9)가 엔게이지베어링(7)을 가압하지 않는 상태에서, 상기 웜기어(17)로부터의 이격거리가 거의 동일한 위치로 되었다가, 작동후 상태와 같이 그 이격거리가 서로 달라짐에 의해 상기 포크(9)의 움직임을 유발하고, 이 움직임에 의해 상기 엔게이지베어링(7)을 가압할 수 있도록 한 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터는 상기 모터(15)가 회전되면, 상기 두 웜기어(17)가 함께 회전함에 의해 상기 두 쐐기캠(3)이 연동하여 회전되고, 상기 포크(9)의 두 돌기부(5)가 상기 쐐기캠(3)들과 접촉한 위치가 변경됨에 따라 발생되는 포크(9)의 움직임은 도시된 바와 같이 상기 엔게이지베어링(7)을 가압하거나 가압하지 않는 상태 사이를 전환하게 되어, 궁극적으로 클러치의 동력 연결상태와 차단상태가 전환되는 것이다.

특히, 본 발명에서 상기 쐐기캠(3)은 그 형상이 경사면을 가지 쐐기형상으로 상기 포크(9)의 돌기부(5)에 대하여 쐐기작용을 하면서 회전되게 되므로 실질적으로 쐐기캠(3)이 회전되는 데에 필요한 힘은 상기 쐐기면(1)의 경사에 의해 형성되는 분력만을 극복할 수 있는 수준으로 제한되어, 결과적으로 보다 작은 힘으로 상기 쐐기캠(3)의 원활한 회전 조작이 가능하도록 한다.

따라서, 본 발명에서는 상기 웜기어(17)와 웜휠(19)에 의한 토크증대와, 상기 쐐기캠(3)의 쐐기 구조에 의해, 실질적으로 상기 모터(15)는 그 용량이 상기 클러치의 작동에 필요한 힘에 비하여 극히 작아도 되므로, 클러치 액츄에이터의 전체 구성을 보다 컴팩트하고 저렴하게 구현할 수 있도록 한다.

참고로, 도 5는 DCT의 클러치하우징(29)에 본 발명의 액츄에이터 2개를 설치한 구성을 변속기 입력축의 축방향을 따라 관측한 것으로서, 클러치하우징(29)이 형성하는 가상의 원 상에 그 중심을 기준으로 양쪽으로 벌어져서 본 발명의 액츄에이터들이 컴팩트하게 장착될 수 있음을 예시하는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 쐐기면
3; 쐐기캠
5; 돌기부
7; 엔게이지베어링
9; 포크
11; 압력판
13; 클러치플레이트
15; 모터
17; 웜기어
19; 웜휠
21; 웜휠지지대
23; 탄성지지대
25; 스프링
27; 가압돌기
29; 클러치하우징

Claims

서로 평행한 회전축을 가지고, 상기 회전축에 대하여 경사진 쐐기면(1)을 각각 구비한 두 쐐기캠(3)과;
상기 두 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)에 각각 접촉되는 두 돌기부(5)를 구비하고, 상기 두 돌기부(5)의 위치변화에 의해 엔게이지베어링(7)을 가압하도록 형성된 포크(9)와;
상기 포크(9)의 두 돌기부(5)가 상기 두 쐐기캠(3)에 지속적으로 접촉된 상태를 유지하도록 설치된 탄성부재와;
상기 두 쐐기캠(3)을 연동하여 회전시키도록 구비된 회전수단;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 회전수단은
모터(15)와;
상기 모터(15)의 회전력에 의해 회전되며 일체로 연결된 두 웜기어(17)와;
상기 웜기어(17)에 치합되며 상기 쐐기캠(3)과 일체로 회전되도록 설치된 두 웜휠(19);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터.
청구항 2에 있어서,
상기 두 쐐기캠(3) 및 웜휠(19)의 회전축은 상기 모터(15)에 연결되는 웜휠(19)지지대에 회전 가능하게 고정되는 것
을 특징으로 하는 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터.
청구항 2에 있어서,
상기 탄성부재는 상기 모터(15)에 연결되는 탄성지지대(23)와 상기 포크(9) 사이에 설치되는 스프링(25)으로 구성된 것
을 특징으로 하는 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터.
청구항 4에 있어서,
상기 포크(9)의 단부에는 상기 엔게이지베어링(7)을 가압하기 위한 가압돌기(27)가 구비되고;
상기 돌기부(5)는 상기 가압돌기(27)의 반대쪽을 향하여 돌출되어 상기 쐐기캠(3)에 접촉되며;
상기 스프링(25)은 상기 포크(9)의 가압돌기(27)가 돌출된 반대쪽에서 상기 탄성지지대(23)와 포크(9) 사이에 설치되는 것
을 특징으로 하는 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 포크(9)의 두 돌기부(5)는 상기 쐐기면(1)에서 구름운동할 수 있는 볼의 형태로 구성되는 것
을 특징으로 하는 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 두 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)들은 서로 동일한 방향을 향해 경사지게 배치되고;
상기 포크(9)의 두 돌기부(5)가 상기 두 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)과 접촉하는 위치는, 상기 쐐기캠(3)들의 각 회전축에 대하여 서로 다른 방향으로 이격된 위치인 것
을 특징으로 하는 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터.
청구항 2에 있어서,
상기 두 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)들은 서로 동일한 위상으로 경사지게 배치되고;
상기 포크(9)의 두 돌기부(5)가 상기 두 쐐기캠(3)의 쐐기면(1)과 접촉하는 위치는, 상기 포크(9)가 엔게이지베어링(7)을 가압하지 않는 상태에서, 상기 웜기어(17)로부터의 이격거리가 동일한 위치인 것
을 특징으로 하는 ＡＭＴ 클러치 액츄에이터.