KR101650980B1 - 전기기계식 구동 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 변속기의 하나 이상의 시프팅 요소를 위한 전기기계식 구동 어셈블리에 관한 것이며, 상기 구동 어셈블리는 시프팅 요소의 구동을 위해 액추에이팅 장치에 커플링된 하나 이상의 구동 장치를 구비하고, 이때 액추에이팅 장치는 볼 램프(4)와 상호 작용하는 하나 이상의 스프링 시스템과, 시프팅 요소의 구동을 위해 상기 볼 램프(4)에 작용하는 액추에이팅력을 세팅하기 위한 조정 메카니즘을 포함한다.

Description

전기기계식 구동 어셈블리{ELECTROMECHANICAL ACTUATING ASSEMBLY}

본 발명은 제1항의 전제부에 상세하게 규정된 유형에 따른 차량 변속기의 하나 이상의 시프팅 요소를 위한 전기기계식 구동 어셈블리에 관한 것이다.

자동 변속기 내 시프팅 요소가 유압식으로 구동하는 것은 차량 기술에 공지되어 있다. 이를 위해, 오일 펌프는 차량 내연 기관의 크랭크 샤프트에 의해 구동되며, 이때 유압 수단은 제어 장치 및 상응하는 조절 밸브들에 의해 시프팅 요소의 구동을 위한 피스톤에 제공된다. 이때, 유압 구동을 위해 상당한 구성 공간이 요구된다는 점 외에도, 내연 기관의 구동 시에만 시프팅 요소의 구동이 가능하다는 단점이 제시된다. 이로써 차량의 시동-정지 기능 및 하이드리드 성능이 제약을 받는다.

또한, 공개 공보 DE 102 36 516 A1호에는 전기기계식으로 구동하는 클러치가 공지되어 있으며, 이때 클러치에서 요구되는 압착력은 환형 램프 시스템에 의해 제공된다. 상기 램프 시스템은, 램프 시스템의 전달 링의 회전에 의해 축방향 힘이 생성되어 클러치 체결을 위해 클러치의 압력판에 제공되도록, 전기 구동 장치에 의해 운동한다. 이 경우 전기 구동 장치는 요구된 압착력 또는 액추에이팅력을 제공하도록 설계되어야 한다.

따라서 본 발명의 과제는, 공간을 가급적 덜 차지할 뿐만 아니라 구동력을 가급적 적게 요구하는, 서두에 설명한 유형에 따른 전기기계식 구동 어셈블리를 제안하는 것을 기초로 한다.

상기 과제는 본 발명에 따라 제1항의 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들과 도면들에 제시되어 있다.

이에 따라, 하나 이상의 시프팅 요소, 특히 자동 변속기의 파워 시프팅 요소를 위한 전기기계식 구동 어셈블리가 제안되며, 상기 구동 어셈블리는 시프팅 요소의 구동을 위해 액추에이팅 장치에 커플링된 하나 이상의 구동 장치를 구비하고, 액추에이팅 장치는 볼 램프 등과 상호 작용하는 하나 이상의 스프링 시스템과, 시프팅 요소의 구동을 위해 상기 볼 램프에 작용하는 스프링력을 세팅하기 위한 조정 메카니즘을 포함한다.

이로써, 목표한 액추에이팅력 세팅을 위해 스프링력이 사전 설정된 경우 볼 램프에 작용하는 스프링력의 방향만이 구동 장치에 의해 변동하므로(이 경우, 높은 액추에이팅력을 위해서도 낮은 출력만이 요구된다), 시프팅 요소의 구동은 본 발명에 따른 구동 어셈블리에 의해 스프링 보상 방식으로 구현된다. 스프링 시스템 또는 스프링력의 방향은 구동 장치에 의해 구동된 조정 메카니즘에 의해 전기기계식으로 조정된다. 시스템이 보상된 경우, 높은 액추에이팅력이 스프링 시스템에 의해 위치 에너지로서 저장될 수 있으며, 이 경우 구동 장치는 단지 시스템을 제어하거나 스프링 시스템의 힘 방향을 조정한다(이를 위해서는 비교적 낮은 전기 출력만이 요구된다).

또한 상기 전기기계식 구동 어셈블리에 의해, 필요한 유압력이 감소하므로 유압 구동 장치에 비해 유압력이 절약될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 구동 어셈블리의 전기 구동 장치의 경우 차량 전기 시스템으로부터의 에너지 공급 장치의 출력이 필요에 따라 조정될 수 있다. 더욱이, 유압 구동 장치에서 요구되는 복잡한 채널들과 유압 부품들이 생략될 수 있다. 본 발명에 따른 구동 어셈블리의 추가의 장점으로는, 내연 기관 및 하이브리드 구동 장치의 시동-정지 기능도 구현될 수 있는 것을 들 수 있다.

본 발명의 특히 바람직한 변형예의 범주에서, 조정 메카니즘은 구동 장치에 의해 회전할 수 있는 하나 이상의 링 기어 세그먼트 등(여기에는 스프링 시스템의 한쪽 단부가 고정된다)을 포함할 수 있으며, 이때 스프링 시스템의 다른 쪽 단부는 레버 요소 등에 의해 볼 램프의 제1 링 절반부에 연결된다. 따라서, 스프링 시스템의 힘 방향과, 이로 인해 볼 램프에 형성된 토크를 조정하기 위해 링 기어 세그먼트 또는 링 기어가 사용될 수 있으며, 이는 예컨대 전기식으로 구동되는 구동 기어 휠에 의해 스프링 작용 방향을 배향시킨다. 스프링 시스템의 스프링력 라인이 볼 램프의 축 중심선 또는 회전축을 통해 연장되면, 이로 인해 어떠한 토크나 액추에이팅력도 볼 램프에 형성되지 않으므로, 인가되는 스프링 시스템의 스프링력은 시프팅 요소 또는 다판 클러치를 구동시키지 않는다. 스프링 시스템의 스프링력 라인이 볼 램프의 회전축에 접하도록 배향된 경우, 이로 인해 볼 램프에 최대 액추에이팅 토크가 형성될 뿐만 아니라 구동될 시프팅 요소에 최대 액추에이팅력이 형성된다. 0과 최대 액추에이팅력 사이에 놓인 중간 위치들이 상기 액추에이팅력을 위한 값을 가능하게 한다.

본 발명의 후속 개선예에 따르면, 볼 램프는 사전 결정된 액추에이팅력이 시프팅 요소에 전달되도록, 볼 램프의 회전을 시프팅 요소에 작용하는 액추에이팅력으로 변환하는 구동 요소 등에 커플링될 수 있다. 예컨대 구동 요소는 상응하는 램프 윤곽을 갖는 제2 링 절반부에 의한 볼 램프의 회전 시 사전 결정된 액추에이팅력을 제공하기 위해, 시프팅 요소로서 형성된 다판 클러치의 다판 패킷의 방향으로 축방향으로 운동할 수 있다. 따라서 구동 요소는 볼 램프의 회전 또는 볼 램프의 제2 링 절반부의 회전에 의해 축방향으로 운동할 수 있으므로, 스프링 시스템에 의해 제공된 위치 에너지는 액추에이팅력으로서 다판 클러치에 전달된다.

예컨대 서로 얽혀 있는 2개의 스프링 등이 스프링 시스템으로서 사용될 수 있다. 또 다른 스프링 어큐뮬레이터 또는 단 하나의 스프링의 사용도 가능하다.

예컨대, 변속기 하우징 내에서 시프팅 요소로서 형성된 다판 클러치에 대해 적어도 스프링 시스템과 조정 메카니즘이 반경 방향 외측에 배치될 수 있으므로 컴팩트한 구조가 가능해진다. 그러나, 다른 배치 가능성도 고려할 수 있다.

본 발명은 도면들에 기초하여 이하에서 계속 설명된다.
도 1은 시프팅 요소를 위한 본 발명에 따른 구동 어셈블리의 일반적인 작용 원리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 구동 어셈블리를 도시한 부분 단면도이다.
도 3은 도 2의 절단선 A-A에 따른 부분 단면도이다.

도 1에는 제안된 전기기계식 구동 어셈블리의 일반적인 작용 원리가 도시되어 있다. 상기 도면에는, 전기 모터(1)에 의해 구동된 구동 휠(2)을 구동 장치로서 구동 어셈블리가 포함하는 것이 제시되어 있으며, 구동 장치는 다판 클러치(3)로서 형성된 시프팅 요소의 구동을 위해 액추에이팅 장치에 커플링된다. 액추에이팅 장치는 볼 램프(4)와 상호 작용하는 스프링 시스템과, 다판 클러치(3)의 구동을 위해 상기 볼 램프(4)에 작용하는 액추에이팅력을 세팅하기 위한 조정 메카니즘을 포함한다. 조정 메카니즘으로는 구동 휠(2)에 의해 회전할 수 있는 링 기어 세그먼트(5)가 제공된다. 도 1에는 조정 메카니즘의 두 가지 위치만이 예시적으로 도시되어 있다. 이중 화살표는, 조정 메카니즘의 도시된 두 가지 위치들 사이에 추가의 중간 위치들도 가능하다는 점을 표시한다.

도 2 및 도 3에는 본 발명에 따른 구동 어셈블리의 가능한 변형예가 도시되어 있다. 서로 얽혀 있는 2개의 스프링들(6, 7)이 스프링 시스템으로서 제공되며, 스프링들(6, 7)의 각각 하나의 제1 단부들은 회전 가능한 링 기어 세그먼트(5)에, 스프링들(6, 7)의 각각 하나의 제2 단부들은 레버 요소(8)에 의해 볼 램프(4)의 제1 링 절반부(9)에 고정된다.

도 2에서 조정 메카니즘 또는 링 기어 세그먼트(5)는, 스프링들(6, 7)의 스프링력 또는 힘 벡터가 볼 램프(4)의 회전축(10)에 대해 평행하게 배향됨으로써 스프링력이 레버 요소(8)를 통해 원주 방향으로 볼 램프(4)의 제1 링 절반부(9)에 작용하도록 도시되어 있다. 이러한 상태에서, 최대의 액추에이팅 토크가 볼 램프(4)에 제공된다.

특히, 도 3에는 스프링들(6, 7)의 스프링력이 볼 램프(4)의 회전축(10)의 방향으로 배향됨으로써 어떠한 스프링력 또는 어떠한 액추에이팅 토크도 볼 램프(4)에 야기되지 않는 링 기어 세그먼트(5)의 위치가 도시되어 있다. 따라서 이러한 상태에서는 구동될 다판 클러치(3)에 액추에이팅력이 야기되지 않는다. 특히 도 3에는 볼 램프(4)에 제공된 스프링력이 구동 요소(11)에 의해 다판 클러치(3)의 다판 패킷에 구동을 위해 전달되는 것이 마찬가지로 도시되어 있다. 이를 위해 구동 요소(11)는 램프 윤곽을 형성하는 볼 램프(4)의 상응하는 제2 링 절반부(12)에 커플링된다. 이로써 제2 링 절반부(12)의 회전 시 구동 요소(11)의 축방향 운동이 야기될 수 있으므로, 상기 구동 요소는 사전 결정된 액추에이팅력을 제공하기 위해 다판 클러치(3)의 다판 패킷의 방향으로 운동한다. 두 링 절반부들(9, 12)은 롤링 본체(13)에 의해 서로 지지된다.

제안된 구동 어셈블리의 경우, 볼 램프(4)는 구동 요소(11)를 통해 다판 클러치(3)의 다판 패킷을 직접 구동시킨다. 볼 램프(4)는, 조정 메카니즘에 의해 변동하는 힘 방향 또는 힘 벡터를 갖는 스프링 시스템에 의해 구동된다. 스프링 시스템은 레버 요소를 통해 볼 램프(4)에 작용하며, 이때 스프링력의 방향은 조정 메카니즘의 치형 링 기어 세그먼트(5)에 의해 변동할 수 있다. 바람직하게 조정 메카니즘은 반경 방향으로 다판 클러치(3)의 다판 패킷 외측에 배치될 수 있다. 이로써 본 구동 어셈블리에 의해서는 다판 클러치(3)의 구동을 위한 회전각 제어식 시스템이 제안된다.

1 : 전기 모터
2 : 구동 기어 휠
3 : 다판 클러치
4 : 볼 램프
5 : 링 기어 세그먼트
6, 7 : 스프링
8 : 레버 요소
9 : 볼 램프의 제1 링 절반부
10 : 볼 램프의 회전축
11 : 구동 요소
12 : 볼 램프의 제2 링 절반부
13 : 롤링 본체

Claims (8)

1. 시프팅 요소의 구동을 위해 액추에이팅 장치에 커플링된 하나 이상의 구동 장치를 구비한, 차량 변속기의 하나 이상의 시프팅 요소를 위한 전기기계식 구동 어셈블리에 있어서,
   액추에이팅 장치는 볼 램프(4)와 상호 작용하는 하나 이상의 스프링 시스템과, 시프팅 요소의 구동을 위해 볼 램프(4)에 작용하는 액추에이팅력을 세팅하기 위한 조정 메카니즘을 포함하고, 조정 메카니즘은 구동 장치에 의해 회전할 수 있는 하나 이상의 링 기어 세그먼트(5)를 포함하며, 상기 링 기어 세그먼트에는 스프링 시스템의 한쪽 단부가 고정되고, 스프링 시스템의 다른 쪽 단부는 레버 요소(8)에 의해 볼 램프(4)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 전기기계식 구동 어셈블리.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 최대 액추에이팅력을 제공하기 위해 스프링 시스템의 스프링력의 방향이 볼 램프(4)의 회전축(10)에 대해 접선으로 배향될 때, 레버 요소(8)를 통해 원주 방향으로 볼 램프(4)의 제1 링 절반부(9)에 스프링 시스템의 스프링력이 작용하는 것을 특징으로 하는, 전기기계식 구동 어셈블리.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 스프링 시스템의 스프링력은 레버 요소(8)를 통해 볼 램프(4)의 회전축(10)에 대해 반경 방향으로 액추에이팅력을 제공하지 않도록 배향되는 것을 특징으로 하는, 전기기계식 구동 어셈블리.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 볼 램프(4)의 액추에이팅력은 구동 요소(11)를 통해, 구동을 위해 시프팅 요소로서 형성된 다판 클러치(3)에 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는, 전기기계식 구동 어셈블리.
6. 제5항에 있어서, 구동 요소(11)는 상응하는 램프 윤곽으로써 형성된 제2 링 절반부(12)에 의한 볼 램프(4)의 회전 시 사전 결정된 액추에이팅력을 제공하기 위해 다판 클러치(3)의 다판 패킷의 방향으로 축방향으로 운동할 수 있는 것을 특징으로 하는, 전기기계식 구동 어셈블리.
7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 서로 얽혀 있는 2개의 스프링들(6, 7)이 스프링 시스템으로서 제공되는 것을 특징으로 하는, 전기기계식 구동 어셈블리.
8. 제1항에 있어서, 적어도 스프링 시스템과 조정 메카니즘은 시프팅 요소로서 형성된 다판 클러치(3)에 대해 반경 방향 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기기계식 구동 어셈블리.

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