KR101470102B1 - Actuator of 2-speed transmission for electric vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 듀얼 클러치를 사용하는 2단 변속기에 사용되는 소모 에너지 절감형 액추에이터에 관한 것이다.
본 발명은 듀얼 클러치를 사용하는 2단 변속기에서 구동모터의 동력으로 동작하는 캠의 회전운동을 이용하여 클러치 포크를 왕복운동시키는 새로운 형태의 액추에이터를 구현함으로써, 구동모터의 소요 구동력을 절감시킬 수 있는 등 저출력 구동모터의 사용이 가능하고, 또 구동모터의 세로방향 배치가 가능하므로 공간활용을 극대화할 수 있는 한편, 구동모터에 감속유성기어를 조합하여 모터의 회전속도를 감속시키는 방식을 적용함으로써, 캠의 회전속도를 모터 회전속도의 N배 감속시킬 수 있는 등 클러치를 정밀 제어할 수 있는 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터를 제공한다. The present invention relates to a consumed energy saving type actuator used in a two-speed transmission using a dual clutch.
The present invention realizes a new type of actuator that reciprocates the clutch fork by using the rotational motion of the cam operated by the power of the driving motor in the two-speed transmission using a dual clutch, thereby reducing the required driving force of the driving motor And a driving motor can be arranged in the vertical direction, thereby maximizing the space utilization. By applying a method of decelerating the rotation speed of the motor by combining the reduction planetary gear with the drive motor, (EN) An actuator for a two - stage transmission of an electric vehicle capable of precisely controlling a clutch such that a rotation speed of a cam can be reduced N times as much as a motor rotation speed.

Description

전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터{Actuator of 2-speed transmission for electric vehicle}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an actuator for an electric vehicle,

본 발명은 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 듀얼 클러치를 사용하는 2단 변속기에 사용되는 소모 에너지 절감형 액추에이터에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an actuator for a two-speed transmission of an electric vehicle, and more particularly, to a consumed energy saving actuator used in a two-speed transmission using a dual clutch.

최근 지구환경문제가 범세계적인 관심사가 되면서 선진국을 중심으로 환경규제가 강화되고 있으며, 특히 자동차와 관련 있는 배기가스 규제, 연비규제 등을 중심으로 더욱 확대되고 있다.Recently, global environmental problems have become a global concern, and environmental regulations have been strengthened especially in developed countries. Especially, exhaust gas regulations related to automobiles and fuel efficiency regulations have been expanded.

이에, 소음이 적고 배기 가스를 전혀 내지 않는 전기자동차로 관심이 이어지고 있다.Therefore, attention is being paid to an electric vehicle which has low noise and does not emit exhaust gas at all.

전기자동차의 2단 변속기는 기존 수동 변속기의 원리 즉, 변속되는 기어 간의 회전수차를 강제로 속도 동기시키는 방식을 적용하고, 중립 상태에서 구동 모터를 정회전 또는 역회전시켜 회전수차를 줄여 변속력을 크게 줄이며 전기 모터로 구성된 액츄에이터(Aactuator)로 변속하는 장치이다. The two-speed transmission of an electric vehicle adopts the principle of a conventional manual transmission, that is, a method of forcibly synchronizing the rotational aberrations between the shifted gears, and in a neutral state, the drive motor is rotated forward or reverse to reduce the rotational aberration And is shifted to an actuator composed of an electric motor (Aactuator).

예를 들면, 최근의 전기자동차는 엔진으로부터 입력되는 회전력을 2개의 클러치를 이용하여 2개의 입력축에 선택적으로 전달하고, 이러한 2개의 입력축 상에 배치되어 있는 기어들의 기어비에 따라 변속이 이루어질 수 있도록 구성된 기존의 수동 변속기에 2개의 클러치 및 변속 자동화 기구를 장착하여 수동 변속기의 우수한 효율을 거의 유지하면서 자동 변속기의 편리함을 추구할 수 있는 듀얼 클러치 변속기(DCT; Dual Clutch Transmission)를 채용하고 있다.For example, in recent electric automobiles, a rotational force input from an engine is selectively transmitted to two input shafts by using two clutches, and a shift is made according to the gear ratio of the gears disposed on the two input shafts Dual clutch transmission (DCT: Dual Clutch Transmission) is adopted to install two clutches and automatic shifting mechanism in a conventional manual transmission and to pursue the convenience of automatic transmission while maintaining excellent efficiency of manual transmission.

이와 같은 듀얼 클러치를 사용하는 변속기는 한국등록특허 10-569097호, 한국등록특허 10-0623648호, 한국등록특허 10-634589호 등에 여러 형태의 것들이 제시되어 있다. A transmission using such a dual clutch is disclosed in Korean Patent No. 10-569097, Korean Patent No. 10-0623648, Korean Patent No. 10-634589, and the like.

그러나, 종래의 듀얼 클러치를 사용하는 변속기에 장착되는 액추에이터는 구동모터의 동력을 그대로 직결하여 클러치 포크를 동작시키는 방식인 관계로 대용량의 모터를 필요로 하는 등 에너지 소모가 큰 단점이 있다.However, the actuator mounted on the transmission using the conventional dual clutch has a disadvantage in that it consumes a large amount of energy, such as requiring a large-capacity motor, because it is a system in which the driving force of the driving motor is directly connected to operate the clutch fork.

또한, 구동모터와 클러치 포크를 일직선상으로 배열한 동력 전달경로를 채택한 관계로 공간을 많이 차지하게 되는 등 패키지 측면에서 불리한 점이 있다.
In addition, since the power transmission path in which the driving motor and the clutch fork are arranged in a straight line is adopted, a large space is occupied, which is disadvantageous in terms of the package.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 듀얼 클러치를 사용하는 2단 변속기에서 구동모터의 동력으로 동작하는 캠의 회전운동을 이용하여 클러치 포크를 왕복운동시키는 새로운 형태의 액추에이터를 구현함으로써, 구동모터의 소요 구동력을 절감시킬 수 있는 등 저출력 구동모터의 사용이 가능하고, 또 구동모터의 세로방향 배치가 가능하므로 공간활용을 극대화할 수 있는 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a new type of actuator that reciprocates a clutch fork using a rotational motion of a cam operated by a drive motor in a two- The present invention provides an actuator for a two-stage transmission of an electric vehicle capable of using a low-output driving motor such as a reduction in required driving force of the driving motor, It has its purpose.

또한, 본 발명의 다른 목적은 구동모터에 감속유성기어를 조합하여 모터의 회전속도를 감속시키는 방식을 적용함으로써, 캠의 회전속도를 모터 회전속도의 N배 감속시킬 수 있는 등 클러치를 정밀 제어할 수 있는 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to precisely control the clutch by applying a method of decelerating the rotational speed of the motor by combining the speed reduction planetary gear with the drive motor so as to reduce the rotational speed of the cam by N times the motor rotational speed And an actuator for a two-speed transmission of an electric vehicle.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터는 다음과 같은 특징이 있다. In order to achieve the above object, an actuator for a two-stage transmission of an electric vehicle provided in the present invention has the following features.

상기 2단 변속기용 액추에이터는 구동모터의 동력으로 클러치 포크를 동작시켜 클러치를 인가 및 해제시켜주는 수단으로서, 상기 구동모터의 축에 후단부가 연결되어 함께 회전가능한 캠과, 하우징에 슬라이드 가능한 구조로 지지되면서 클러치 포크와의 접촉을 통해 클러치 ON/OFF시켜주는 클러치 핀과, 상기 캠의 선단부와 클러치 핀의 후단부 사이에 핀 구조로 연결설치되는 링크를 포함하는 구조로 이루어진다. The two-stage transmission actuator is a means for applying and releasing the clutch by operating the clutch fork by the power of the drive motor. The actuator for the two-speed transmission includes a cam which is connected to the rear end of the drive motor and rotatable together, A clutch pin for turning on / off the clutch through contact with the clutch fork, and a link which is connected to the rear end of the clutch pin by a pin structure.

따라서, 상기 2단 변속기용 액추에이터는 캠의 회전운동을 이용하여 클러치 포크를 왕복운동시킴으로써 소모 에너지를 절감할 수 있는 특징이 있다. Therefore, the actuator for the two-stage transmission is characterized in that consumption energy can be reduced by reciprocating the clutch fork using the rotational motion of the cam.

여기서, 상기 구동모터는 동력이 전달되는 경로 및 클러치 포크가 운동하는 방향에 대해 직각을 이루는 세로방향으로 배치하여, 공간 활용도를 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the driving motor is disposed in a longitudinal direction orthogonal to a path through which the power is transmitted and a direction in which the clutch forks move, thereby increasing the space utilization.

그리고, 상기 캠은 단변(短邊)과 장변(長邊)을 갖도록 하고, 이때의 장변은 단변에 비해 상대적으로 2배 정도 긴 길이로 이루어지도록 하여, 기존 액추에이터에 비해 약 2.5 배 정도의 출력이 작은 모터를 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the cam has a short side and a long side, and the long side at this time is made twice as long as the short side, and the output is about 2.5 times as compared with the conventional actuator It is desirable to be able to use a small motor.

또한, 상기 2단 변속기용 액추에이터는는 클러치 핀의 후단부와 하우징 사이에 개재되어 클러치 핀을 전진시키는 방향으로 탄력지지하는 스프링을 더 포함할 수 있다. Further, the actuator for the two-stage transmission may further include a spring interposed between the rear end of the clutch pin and the housing to elastically support the clutch pin in a direction to advance the clutch pin.

특히, 상기 2단 변속기용 액추에이터는의 경우, 입력측 선기어, 출력측 캐리어 및 고정측 링기어의 조합으로 이루어진 감속유성기어를 구동모터에 내장시킨 형태를 채택함으로써, 모터 회전속도를 감속시켜 클러치를 정밀하게 제어할 수 있다.
Particularly, in the case of the actuator for the two-stage transmission, by employing a mode in which a reduction planetary gear composed of a combination of input side sun gear, output side carrier and fixed side ring gear is incorporated in the drive motor, the motor rotation speed is reduced, Can be controlled.

본 발명에서 제공하는 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터는 다음과 같은 장점이 있다. The actuator for a two-stage transmission of an electric vehicle provided in the present invention has the following advantages.

첫째, 캠을 이용하여 기존 듀얼 클러치 액추에이터에 비해 저 출력의 구동모터의 사용이 가능하다. First, it is possible to use a low-output drive motor compared to existing dual clutch actuators by using a cam.

둘째, 감속비가 N인 감속유성기어를 통해 모터 회전속도를 제어할 수 있으며, 이로 인해 클러치 정밀 제어가 가능하다. Second, the speed of the motor can be controlled through the reduction planetary gear with the speed reduction ratio N, which enables precise control of the clutch.

셋째, 듀얼 클러치 액추에이터에서 캠을 사용하여 셀프 록킹이 가능하므로 구동시 클러치를 록킹하는 추가 구조를 필요로 하지 않는 등 클러치 록킹시 사용되는 소모 에너지가 절감되며, 변속 빈소가 작을 수록 에너지 절감 효과가 크다. Third, since the self-locking is possible by using the cam in the dual clutch actuator, there is no need of additional structure for locking the clutch during driving, and the consumption energy used for locking the clutch is reduced. .

넷째, 본 발명의 액추에이터는 기본 액추에이터에 비해 구조가 간단하여 재료비 절감이 발생하며, 차량에 장착시 공가활용을 극대화할 수 있다.
Fourth, the actuator of the present invention has a simpler structure than that of the basic actuator, resulting in reduction of material cost, and maximization of utilization of the airbag when mounted on a vehicle.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터를 나타내는 정면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터를 나타내는 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 저출력 모터 적용이 가능한 원리를 나타내는 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 클러치 정밀 제어 적용이 가능한 원리를 나타내는 개략도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터의 작동상태를 나타내는 정면도1 is a front view showing an actuator for a two-speed transmission of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention;
2 is a side view showing an actuator for a two-stage transmission of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention
3 is a schematic diagram illustrating a principle that can be applied to a low-output motor in an embodiment of the present invention
4 is a schematic diagram showing the principle that clutch fine control application can be applied in an embodiment of the present invention
5 is a front view showing an operating state of an actuator for a two-stage transmission of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터를 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터를 나타내는 측면도이다. FIG. 1 is a front view showing an actuator for a two-speed transmission of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing an actuator for a two-speed transmission of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 2단 변속기용 액추에이터는 듀얼 클러치를 사용하는 2단 변속기에 사용되는 소모 에너지 절감형 액추에이터로서, 캠의 회전운동으로 클러치 포크를 왕복운동시킴으로써, 구동모터의 소요 구동력을 절감시켜 저출력 구동모터를 구현할 수 있는 구조로 이루어진다. As shown in Figs. 1 and 2, the actuator for the two-stage transmission is a consumed energy saving type actuator used in a two-stage transmission using a dual clutch. By actuating the clutch fork by reciprocating motion of the cam, And a low output driving motor can be realized.

이를 위하여, 듀얼 클러치 작동을 위한 동력을 제공하는 구동모터(10)와 클러치 어셈블리(24)의 인가 및 해제를 위한 조작력을 제공하는 클러치 포크(11)가 마련된다. To this end, a clutch fork 11 is provided which provides a drive motor 10 that provides power for dual clutch operation and an operating force for application and disengagement of the clutch assembly 24.

여기서, 상기 클러치 포크(11)의 동작에 의해 클러치 어셈블리(24)에서의 클러치가 인가되고 해제되는 작동은 종전과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Here, the operation of applying and releasing the clutch in the clutch assembly 24 by the operation of the clutch fork 11 is the same as in the past, so a detailed description thereof will be omitted.

특히, 상기 구동모터(10)에서 제공되는 동력을 클러치 포크(11)측으로 전달하기 위한 수단으로 캠(13)이 마련된다. In particular, the cam 13 is provided as means for transmitting the power provided by the drive motor 10 to the clutch fork 11 side.

상기 캠(13)은 그 후단부를 통해 구동모터(10)의 축(12)에 직접 연결되어, 구동모터 작동시 축(10)과 함께 일체 회전될 수 있게 되고, 그 선단부에는 후술하는 링크(16)의 한쪽이 연결되어 캠 회전운동이 링크의 움직임으로 이어질 수 있게 된다. The cam 13 is directly connected to the shaft 12 of the drive motor 10 through its rear end so that it can be rotated integrally with the shaft 10 during operation of the drive motor, May be connected so that the cam rotation movement can lead to the movement of the link.

그리고, 상기 캠(13)의 선단부에는 캠곡선과 동일한 곡률을 가지는 슬롯(25)이 형성되어 있으며, 이때의 슬롯(25) 내에 링크(16)의 한쪽, 링크에 장착되는 제1핀(26)이 끼워져 슬라이드 안내를 받을 수 있게 된다. A slot 25 having the same curvature as the cam curve is formed at the tip of the cam 13. One of the link 16 and the first pin 26 mounted on the link are formed in the slot 25 at this time. So that the slide guide can be received.

특히, 상기 캠(13)의 경우 단변(22)과 장변(23)을 가지는 캠 형상으로 이루어지고, 이때의 장변(23)은 단변(22)에 비해 상대적으로 2배 정도 긴 길이를 갖게 된다. In particular, the cam 13 has a cam shape having a short side 22 and a long side 23, and the long side 23 at this time has a length twice as long as that of the short side 22 relative to the short side 22.

예를 들면, 상기 캠(13)의 단변(22)의 길이는 20mm 정도, 장변(23)의 길이는 40mm 정도로 이루어질 수 있게 되고, 이에 따라 링크(16)와 후술하는 클러치 핀(15)을 매개로 동작하는 클러치 포크(11)의 하단부는 약 20mm 정도의 스트로크로 움직일 수 있게 된다. The length of the short side 22 of the cam 13 can be about 20 mm and the length of the long side 23 can be about 40 mm so that the link 16 and the clutch pin 15, The lower end of the clutch fork 11, which is operated as a clutch, can be moved with a stroke of about 20 mm.

실질적으로 클러치 포크(11)와 접촉하면서 클러치 포크(11)를 밀어주는 역할을 하는 수단으로 클러치 핀(15)이 마련된다. The clutch pin 15 is provided as a means that substantially serves to push the clutch fork 11 in contact with the clutch fork 11. [

상기 클러치 핀(15)은 차체(미도시)측에 설치되어 있는 하우징(14)의 내부에 슬라이드 결속되어 안내를 받으면서 전후진 직선운동을 하게 된다.The clutch pin 15 is slidably coupled to the inside of the housing 14 provided on the vehicle body (not shown), and is guided in a forward and backward linear motion.

이때의 클러치 핀(15)의 선단부는 클러치 포크(11)의 하단부와 동일한 일직선상에 놓이게 되고, 이에 따라 클러치 핀(15)의 전후진 직선이동시 클러치 포크(11)의 하단부와 접촉되면서 클러치 포크(11)를 밀어줄 수 있게 된다. The front end portion of the clutch pin 15 is on the same straight line as the lower end portion of the clutch fork 11 so that when the clutch pin 15 is moved forward and backward linearly, 11).

이러한 클러치 핀(15)의 후단부는 링크(16)의 다른 한쪽과 핀구조로 연결되어, 링크(16)의 움직임에 의해 직선이동이 가능하게 된다. The rear end portion of the clutch pin 15 is connected to the other side of the link 16 in a pin structure so that the linear movement is enabled by the movement of the link 16.

그리고, 상기 캠(13)의 회전운동을 클러치 핀(15)의 직선운동으로 매개하는 수단으로 링크(16)가 마련된다. The link 16 is provided as a means for mediating the rotational motion of the cam 13 with the linear motion of the clutch pin 15. [

이러한 링크(16)의 한쪽 끝은 제1핀(26)을 통해 캠(13)의 슬롯(25) 내에 끼워지면서 연결되고, 다른 한쪽 끝은 제2핀(27)을 통해 클러치 핀(15)의 후단부에 연결된다. One end of the link 16 is connected to the slot 25 of the cam 13 through the first pin 26 and the other end of the link 16 is connected to the clutch pin 15 via the second pin 27. [ And is connected to the rear end.

따라서, 구동모터(10)의 작동→캠(13)의 회전→링크(16)의 운동→클러치 핀(15)의 직선운동으로 이어지는 동력전달에 의해 클러치 포크(11)가 작동될 수 있게 된다. Therefore, the clutch fork 11 can be operated by the power transmission leading to the operation of the drive motor 10 → the rotation of the cam 13 → the movement of the link 16 → the linear movement of the clutch pin 15.

또한, 상기 구동모터(10)의 구동력을 보조하는 후단으로 스프링(17)이 마련되며, 이때의 스프링(17)은 하우징(14)과 클러치 핀(15)의 후단부 사이에 양단을 통해 탄력지지되면서 클러치 핀(15)을 항상 클러치 포크가 있는 앞쪽 방향으로 밀어주려는 힘을 발휘할 수 있게 된다. The spring 17 is provided between the housing 14 and the rear end of the clutch pin 15 so as to support the driving force of the driving motor 10 through both ends of the spring 17, It is possible to exert a force to always push the clutch pin 15 in the forward direction with the clutch fork at all times.

특히, 상기 구동모터(10)의 경우에는 동력이 전달되는 경로 및 클러치 포크가 운동하는 방향인 가로방향에 대해 직각을 이루는 세로방향으로 배치될 수 있게 된다. Particularly, in the case of the drive motor 10, it can be arranged in a longitudinal direction perpendicular to the transverse direction which is the direction in which the power is transmitted and the clutch forks move.

예를 들면, 상기 구동모터(10)는 캠(13)의 측면을 바라보는 방향으로 나란하게 배치되고, 즉 캠(13)에 대해 90°의 각도를 이루며 배치되고, 이렇게 배치된 상태에서 구동모터(10)의 축(12)은 캠(13)의 후단부 두께를 관통하는 구조로 연결될 수 있게 된다. For example, the drive motor 10 is disposed in a direction parallel to the side of the cam 13, that is, at an angle of 90 degrees with respect to the cam 13, The shaft 12 of the cam 10 can be connected in a structure passing through the thickness of the rear end of the cam 13. [

이와 같이 상기 구동모터(10)를 세로방향으로 배치할 수 있으므로, 엔진룸 내의 레이아웃상 설계 자유도를 확보할 수 있고, 따라서 공간 활용도를 극대화할 수 있는 등 패키지화에 유리한 점을 얻을 수 있게 된다. Since the drive motor 10 can be arranged in the longitudinal direction in this manner, it is possible to secure the degree of design freedom in the layout in the engine room, thereby maximizing the space utilization and advantageous in packaging.

이렇게 본 발명에서는 캠의 회전운동으로 클러치 포크를 왕복운동시키는 구조를 적용함으로써, 저출력 모터의 적용이 가능한 이점이 있다. In this way, the present invention has an advantage that a low-output motor can be applied by applying a structure in which the clutch forks are reciprocated by the rotation of the cam.

예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 20mm 정도의 단변과 40mm 정도의 장변을 갖는 캠(13)이 90°회전하는 경우, l = r×θ 및 π/2×(20+40)/2 = 47.12mm에 의해 캠(13)의 이동거리는 약 74.1mm 정도가 되고, 이때의 클러치 포크(11)의 이동거리는 약 20mm 정도가 된다. For example, as shown in Fig. 3, when the cam 13 having a short side of about 20 mm and a long side of about 40 mm rotates by 90 degrees, l = r x? And? / 2 x (20 + 40) / 2 = 47.12 mm, the moving distance of the cam 13 is about 74.1 mm, and the moving distance of the clutch fork 11 at this time is about 20 mm.

보통 물체에 일정한 힘(F)을 가하여 그 힘의 방향으로 거리(S)만큼 이동시켰을 때 작용하는 힘은 물체에 F×S 만큼의 일을 하게 되므로, 본 발명의 액추에이터는 일의 정의에 의해 왕복운동을 하는 기존의 액추에이터에 비해 약 2.5배 출력이 작은 모터를 사용할 수 있게 된다. Since a force acting when a constant force F is applied to an ordinary object and moved by the distance S in the direction of the force is made to be F x S in the object, the actuator of the present invention, It is possible to use a motor having a power about 2.5 times smaller than that of a conventional actuator that performs motion.

한편, 상기 구동모터(10)에는 모터 회전속도를 감속시켜 출력할 수 있도록 해주는 수단으로 감속유성기어(21)가 내장되며, 이때의 모터 회전속도 감속으로 인해 클러치를 정밀하게 제어할 수 있게 된다. Meanwhile, the drive motor 10 is provided with a reduction planetary gear 21 as a means for decelerating and outputting the rotational speed of the motor, and the clutch can be precisely controlled due to the deceleration of the rotational speed of the motor.

이를 위하여, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 감속유성기어(21)는 구동모터로부터의 입력측 선기어(18), 캠측으로의 출력측 캐리어(19) 및 고정측 링기어(20)의 조합으로 이루어게 된다. 4, the reduction planetary gear 21 is formed by a combination of the input side sun gear 18 from the drive motor, the output side carrier 19 to the cam side, and the fixed side ring gear 20 do.

여기서, 유성기어 레버는 도면 아래쪽의 그림과 같으며, Ws는 선기어 회전속도, Wc는 캐리어 회전속도, Zr은 링기어 잇수, Zs는 선기어 잇수를 나타낸다. Here, the planetary gear lever is as shown in the figure at the bottom, Ws is the sun gear rotation speed, Wc is the carrier rotation speed, Zr is the number of ring gear teeth, and Zs is the number of sun gear teeth.

그리고, 유성기어 레버 관계식은 다음과 같다. The relationship of the planetary gear lever is as follows.

Zs : Zr + Zr = Wc : Ws → Wc = Ws×Zs/Zs+ZrZs: Zr + Zr = Wc: Ws? Wc = Ws 占 Zs / Zs + Zr

이와 같이, 본 발명의 액추에이터는 감속유성기어를 이용하여 캠의 회전속도를 모터의 회전속도의 n배 감속시킬 수 있으며, 이로 인해 클러치의 정밀 제어가 가능하게 된다. As described above, the actuator of the present invention can decelerate the rotation speed of the cam by n times the rotation speed of the motor by using the reduction planetary gear, thereby enabling precise control of the clutch.

따라서, 이와 같이 구성되는 본 발명의 액추에이터에 대한 작동상태를 살펴보면 다음과 같다. Therefore, the operating state of the actuator of the present invention constructed as described above will be described below.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터의 작동상태를 나타내는 정면도이다. 5 is a front view showing an operating state of an actuator for a two-stage transmission of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 클러치가 인가된 상태에서 구동모터(10)가 작동하게 되면 감속유성기어를 거친 감속된 동력이 축(12)의 출력되고, 이렇게 출력되는 동력에 의해 캠(13)이 회전하게 된다. 5, when the drive motor 10 is operated in a state in which the clutch is applied, decelerated power is transmitted from the shaft 12 through the reduction planetary gear, .

계속해서, 상기 캠(13)의 회전은 링크(16)의 운동을 거쳐 클러치 핀(15)의 직선운동으로 이어져 이때의 클러치 핀(15)은 앞쪽으로 이동하게 되고, 결국 클러치 포크(11)를 밀게 되므로서, 클러치가 해제될 수 있게 된다. Subsequently, the rotation of the cam 13 is transmitted to the linear motion of the clutch pin 15 through the movement of the link 16, so that the clutch pin 15 is moved forward to eventually move the clutch fork 11 So that the clutch can be released.

이때, 상기 클러치 핀(15)의 후단부를 탄력 지지하고 있던 스프링(17) 또한 팽창되면서 클러치 포크(11)에 가하는 동력을 보조할 수 있게 되므로, 액추에이터를 위한 구동 토크를 저감할 수 있게 된다. At this time, the spring 17, which is elastically supporting the rear end of the clutch pin 15, is also expanded and can assist the power applied to the clutch fork 11, so that the driving torque for the actuator can be reduced.

그리고, 상기 구동모터(10)의 역회전 작동에 의해 캠(13), 링크(16) 및 클러치 핀(15)이 원래 위치로 복귀되면서 재차 클러치 인가 상태가 유지될 수 있게 된다. The cam 13, the link 16, and the clutch pin 15 are returned to their original positions by the reverse rotation of the drive motor 10 so that the clutch application state can be maintained again.

이와 같이, 본 발명에서는 듀얼 클러치를 사용하는 2단 변속기에 소모 에너지 절감형의 액추에이터를 적용함으로써, 구동모터의 소요 구동력을 절감할 수 있는 등 저출력 구동모터를 구현할 수 있다. As described above, in the present invention, by applying the consuming energy saving type actuator to the 2-speed transmission using the dual clutch, the required driving force of the driving motor can be reduced, and a low output driving motor can be realized.

또, 감속유성기어를 통해 모터의 회전속도를 감속시켜 클러치 정밀 제어를 실현할 수 있다. In addition, the rotation speed of the motor is reduced through the reduction planetary gear so that the clutch precision control can be realized.

그리고, 캠을 이용한 구동시 클러치 록킹을 위한 별도의 소모 에너지가 필요하지 않는 셀프 록킹이 가능하며, 구동시 클러치 록킹을 위해 E-브레이크 구조의 추가가 필요없으며, 변속 빈도수가 낮을수록 클러치 액추에이터의 소모 에너지를 감소할 수 있다. Further, it is possible to perform self-locking which does not require extra energy for locking the clutch when driving with the cam, and it is unnecessary to add an E-brake structure for locking the clutch at the time of driving, and the lower the shift frequency, Energy can be reduced.

즉, 구동시 클러치 록킹을 위한 전류 소모를 없앨 수 있다.
That is, current consumption for locking the clutch at the time of driving can be eliminated.

10 : 구동모터 11 : 클러치 포크
12 : 축 13 : 캠
14 : 하우징 15 : 클러치 핀
16 : 링크 17 : 스프링
18 : 선기어 19 : 캐리어
20 : 링기어 21 : 감속유성기어
22 : 단변(短邊) 23 : 장변(長邊)
24 : 클러치 어셈블리 25 : 슬롯
26 : 제1핀 27 : 제2핀10: drive motor 11: clutch fork
12: Axis 13: Cam
14: housing 15: clutch pin
16: Link 17: Spring
18: sun gear 19: carrier
20: ring gear 21: reduction planetary gear
22: Short side 23: Long side
24: clutch assembly 25: slot
26: first pin 27: second pin

Claims (5)

구동모터(10)의 동력으로 클러치 포크(11)를 동작시켜 클러치를 인가 및 해제시켜주는 수단으로서,
상기 구동모터(10)의 축(12)에 후단부가 연결되어 함께 회전가능한 캠(13)과, 하우징(14)에 슬라이드 가능한 구조로 지지되면서 클러치 포크(11)와의 접촉을 통해 클러치 ON/OFF시켜주는 클러치 핀(15)과, 상기 캠(13)의 선단부와 클러치 핀(15)의 후단부 사이에 핀 구조로 연결설치되는 링크(16)와, 상기 클러치 핀(15)의 후단부와 하우징(14) 사이에 개재되어 클러치 핀(15)을 전진시키는 방향으로 탄력지지하는 스프링(17)을 포함하며,
상기 클러치 핀(15)의 선단부는 클러치 포크(11)의 하단부와 동일한 일직선상에 놓이면서 클러치 포크(11)의 하단부를 밀어주게 됨과 더불어 후단부는 링크(16)와 핀구조로 연결되어 링크(16)의 움직임에 의해 직선이동이 가능하게 되고,
상기 링크(16)의 한쪽 끝은 제1핀(26)을 통해 캠(13)의 슬롯(25) 내에 끼워지면서 연결됨과 더불어 다른 한쪽 끝은 제2핀(27)을 통해 클러치 핀(15)의 후단부에 연결되어,
상기 구동모터(10)의 작동→캠(13)의 회전→링크(16)의 운동→클러치 핀(15)의 직선운동으로 이어지는 동력전달에 의해 클러치 포크(11)가 작동될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터.
As means for applying and releasing the clutch by operating the clutch fork 11 with the power of the drive motor 10,
A cam 13 which is connected to the shaft 12 of the drive motor 10 so as to be rotatable together with the clutch 14 is slidably supported on the housing 14 so that the clutch is turned on and off via contact between the clutch fork 11 A link 16 connected in a pin structure between the front end of the cam 13 and the rear end of the clutch pin 15 and a link 16 connected to the rear end of the clutch pin 15 and the housing 15 And a spring (17) interposed between the clutch pin (14) and the clutch pin (15) in a direction to advance the clutch pin (15)
The front end portion of the clutch pin 15 is on the same straight line as the lower end portion of the clutch fork 11 and pushes the lower end portion of the clutch fork 11 and the rear end portion is connected to the link 16 in a pin- It is possible to perform a linear movement by the movement of the motor,
One end of the link 16 is inserted into the slot 25 of the cam 13 through the first pin 26 and the other end is connected to the other end of the clutch pin 15 via the second pin 27 Connected to the rear end,
The clutch fork 11 can be operated by the power transmission leading to the operation of the drive motor 10 → the rotation of the cam 13 → the movement of the link 16 → the linear movement of the clutch pin 15 The actuator for the two-stage transmission of the electric vehicle.
청구항 1에 있어서,
상기 구동모터(10)는 동력이 전달되는 경로 및 클러치 포크가 운동하는 방향에 대해 직각을 이루는 세로방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the drive motor (10) is arranged in a longitudinal direction perpendicular to a path through which the power is transmitted and a direction in which the clutch forks move.
청구항 1에 있어서,
상기 캠(13)은 단변(短邊)과 장변(長邊)을 가지고 있으며, 장변은 단변에 비해 상대적으로 2배 정도 긴 길이로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the cam (13) has a short side and a long side, and the long side has a length twice as long as that of the short side relative to the short side.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 구동모터(10)는 입력측 선기어(18), 출력측 캐리어(19) 및 고정측 링기어(20)의 조합으로 이루어진 감속유성기어(21)를 포함하며, 모터 회전속도를 감속시켜 클러치 정밀 제어를 가능하게 한 것을 특징으로 하는 전기자동차의 2단 변속기용 액추에이터.The method according to claim 1,
The drive motor 10 includes a reduction planetary gear 21 composed of a combination of the input side sun gear 18, the output side carrier 19 and the fixed side ring gear 20, Wherein the actuator is configured to be movable in the direction of the axis.
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