KR101682687B1 - 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더블 클러치의 개별적인 작동 제어를 위한 액츄에이터의 피스톤 위치를 독립적으로 검출할 수 있는 센서의 설치를 매개로 액츄에이터 제어에 대한 정밀도를 향상시키고, 피스톤의 위치 검출을 위한 마그넷 바디와 센서 가이드 바디 사이의 위치 규제를 통해 피스톤의 회전을 방지하여 액츄에이터의 성능 및 내구성을 향상시키며, 센서의 마그넷 바디와 외부 피스톤 사이의 간섭을 회피하여 정상적인 검출 기능을 수행할 수 있는 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치를 개시한다.
전술한 위치 검출장치는 일면이 폐쇄되고 타면이 개구된 중공형상의 실린더(100), 상기 실린더(100)의 내부에 동축상으로 배치되는 외부 피스톤(200)과 내부 피스톤(300), 및 상기 외부 피스톤(200)과 상기 내부 피스톤(300)의 위치를 개별적으로 검출하도록 상기 실린더(100)의 외부에 설치되는 센서를 구비하고, 상기 센서는 상기 외부 피스톤(200)과 연동하여 이동하는 마그넷 바디(420)를 갖춘 외측 센서(400), 및 상기 내부 피스톤(300)과 연동하여 이동하는 마그넷 바디(520)를 갖춘 내측 센서(500)를 포함한다.

Description

더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치{Detecting device for piston position of double clutch actuator}

본 발명은 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치를 검출하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 더블 클러치의 개별적인 작동 제어를 위한 액츄에이터의 피스톤 위치를 독립적으로 검출할 수 있는 변위센서의 설치를 매개로 액츄에이터 제어에 대한 정밀도를 향상시키고, 피스톤의 위치 검출을 위한 마그넷 바디와 센서 가이드 바디 사이의 위치 규제를 통해 피스톤의 회전을 방지하여 액츄에이터의 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있는 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 두 개의 입력축을 가지는 더블 클러치 변속기(Double clutch transmission, 또는 듀얼 클러치 변속기로도 지칭됨)는 엔진으로부터 발생된 동력을 변속기측 두 개의 입력축에 대해 개별적으로 전달하도록 구성되는 데, 이 과정에서 원활한 변속을 위해 두 개의 입력축에 대한 독립적인 동력 단속을 목적으로 클러치 디스크가 두 개인 더블 클러치의 사용이 요구된다.

이와 같은 더블 클러치 변속기는 엔진으로부터 변속기의 입력측에 대해 두 개의 동력전달 경로를 형성하여야 하고, 각각의 입력축에 위치한 입력기어에 대한 동력 전달은 싱크로기구를 이용하기 때문에, 입력축을 제외한 나머지 변속기의 기어열 등의 구성은 통상의 수동 변속기와 동일하므로, 자동 변속기에 비해 구조적으로 간략한 이점과 함께 제어도 용이한 장점이 있게 된다.

또한, 더블 클러치 변속기는 변속단이 하나씩 변경될 때마다 이중 구조의 입력축으로 동력을 전달하기 때문에 변속 속도가 빠르고 연비도 좋은 효과를 가지게 된다.

한편, 상기와 같은 더블 클러치 변속기에 있어, 엔진으로부터 변속기의 입력측에 동력을 전달하기 위한 두 개의 경로에 대한 단속 제어를 위해서는 두 개의 작동 피스톤을 갖춘 액츄에이터가 구비되어야 하는 바, 이 경우 각각의 작동 피스톤에 대한 정확한 위치의 검출은 보다 정확한 변속 제어를 위해 반드시 요구되는 사안이다.

이를 위해, 미국특허 제848533호에 개시된 더블 클러치 변속기용 작동 장치는 동축상에서 반경방향을 따라 내측과 외측에 각각 배치되는 제1피스톤(54)과 제2피스톤(56)을 구비한다. 이 경우, 제1피스톤(54)과 제2피스톤(56) 사이에는 제1피스톤(54)의 위치를 감지하는 제1 센싱 엘리먼트(94)가 배치되고, 제2피스톤의 반경 방향 외측에는 제2피스톤(56)의 위치를 감지하는 제2 센싱 엘리먼트(96)가 배치되며, 제2 센싱 엘리먼트(96)는 제2피스톤(56)에 고정된 환형 링(102)을 관통한 링(102)이 제2 센싱 엘리먼트(96)를 따라서 축방향 이동함에 따라 제2 센싱 엘리먼트(96)의 전기적 특성이 변하여 제2피스톤의 위치를 나타내는 전기적 신호를 생성하도록 구성된다.

그런데, 상기와 같은 구성의 더블 클러치 변속기용 작동 장치에서는 내측에 배치된 제1피스톤의 위치를 검출하기 위한 센서의 배치 구조가 복잡하다는 단점이 있고, 무엇보다도 동축상으로 배치된 두 개의 제1피스톤과 제2피스톤이 변속시 각각 직선방향으로 왕복 이동할 때 피스톤의 회전을 제한할 수 있는 구성이 구비되지 않기 때문에, 각 피스톤의 이동시 수반될 수 있는 회전 동작은 두 개의 피스톤 사이에서 압력의 개별적인 공급을 도모하기 위해 설치되는 시일부재 또는 패킹부재에 대해 불필요한 마찰을 가하는 현상으로 귀결될 수밖에 없으므로 각 부재의 손상을 초래하는 치명적인 문제를 야기하게 된다.

미국특허 제848533호의 더블 클러치 변속기용 작동 장치

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 더블 클러치의 개별적인 작동 제어를 위한 액츄에이터의 피스톤 위치를 독립적으로 검출할 수 있는 센서의 설치를 매개로 액츄에이터 제어에 대한 정밀도를 향상시키고, 피스톤의 위치 검출을 위한 마그넷 바디와 센서 가이드 바디 사이의 위치 규제를 통해 피스톤의 회전을 방지하여 액츄에이터의 성능 및 내구성을 향상시키며, 센서의 마그넷 바디와 외부 피스톤 사이의 간섭을 회피하여 정상적인 검출 기능을 수행할 수 있도록 하는 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일면이 폐쇄되고 타면이 개구된 중공형상의 실린더, 상기 실린더의 내부에 동축상으로 배치되는 외부 피스톤과 내부 피스톤, 및 상기 외부 피스톤과 상기 내부 피스톤의 위치를 개별적으로 검출하도록 상기 실린더의 외부에 설치되는 센서를 구비하고, 상기 센서는 상기 외부 피스톤과 연동하여 이동하는 마그넷 바디를 갖춘 외측 센서, 및 상기 내부 피스톤과 연동하여 이동하는 마그넷 바디를 갖춘 내측 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 외부 피스톤은 상기 외측 센서의 마그넷 바디를 고정하기 위한 안착홈부를 형성하고, 상기 마그넷 바디는 상기 안착홈부의 저면에 위치한 좌면에 결합되고, 상기 내부 피스톤은 상기 내측 센서의 마그넷 바디를 고정하기 위한 안착홈부를 형성하고, 상기 마그넷 바디는 상기 안착홈부의 저면에 위치한 좌면에 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 안착홈부는 각각 상기 피스톤의 이동방향을 따라 형성되고, 상기 마그넷 바디는 상기 실린더의 외부에 고정되는 가이드 바디의 수용공간에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 외부 피스톤은 상기 내측 센서의 마그넷 바디와의 간섭을 회피하기 위해 이동방향을 따라 여유 슬롯을 형성하고, 상기 여유 슬롯의 길이는 상기 내부 피스톤의 작동 스트로크 보다 크게 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 내/외측 센서는 상기 실린더의 외부에서 상호 인접한 위치로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 두 개의 회전축에 대한 동력의 개별적인 단속을 위한 더블 클러치 액츄에이터에 있어, 외부 피스톤과 내부 피스톤에 대한 위치를 각각 독립적으로 검출할 수 있는 센서의 설치를 통해 피드백 되는 위치정보를 기반으로 보다 정밀하게 더블 클러치의 동작 제어를 수행할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

또한, 본 발명은 내/외부 피스톤의 위치 검출을 위한 마그넷 바디와 센서의 가이드 바디 사이에서 이루어지는 위치의 규제를 매개로 불필요한 피스톤의 회전을 방지할 수 있으므로, 단일의 실린더의 내부에서 동심원 상의 배치 구조를 가지는 내/외부 피스톤 사이에 설치되는 기밀 유지 및 이물질의 유입을 방지하기 위한 시일부재 또는 패킹부재에 대해 회전에 따른 불필요한 마찰을 배제시킴으로써 액츄에이터의 내구 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

특히, 본 발명은 피스톤의 위치 검출을 위한 변위센서의 설치부위를 실린더의 외부로 설정하여 더블 클러치 액츄에이터의 전체 구조를 단순화시킬 수 있고, 외부 피스톤에 내측 센서의 마그넷 바디와의 간섭을 회피할 수 있는 여유 슬롯을 형성함으로써 내측 센서에 의한 정상적인 위치 검출기능을 보장할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치에 대한 주요 구성부위를 분해하여 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치에 대한 주요 구성부위를 분해하여 도시한 사시도이다.

도 1과 도 2를 참조로 하면, 본 발명에 따른 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치는 실린더(100), 외부 피스톤(200), 내부 피스톤(300), 외측 센서(400), 및 내측 센서(500)를 포함하여 구성된다.

상기 실린더(100)는 일면이 폐쇄되고 타면이 개구된 중공형상의 구조로 가지도록 구성된다. 또한, 상기 실린더(100)는 내부에 상기 외부 피스톤(200)과 상기 내부 피스톤(300)의 저부에 대해 각각 작동압을 제공하기 위한 압력실을 개별적으로 갖추도록 구성된다.

상기 외부 피스톤(200)은 상기 실린더(100)의 내부 공간에서 저면에 위치한 압력실을 통해 제공되는 작동압에 의해 상방향(도면 기준)으로 이동하여 더블 클러치 중 어느 하나의 클러치에 의한 동력의 단속 기능을 구현한다.

여기서, 상기 외부 피스톤(200)은 상측의 자유단부에 상기 외측 센서(400)의 마그넷 바디(420)의 상단부위를 고정하기 위한 안착홈부(210)를 형성한다. 특히 상기 마그넷 바디(420)의 자유단부는 상기 외부 피스톤(200)의 안착홈부(210)의 저면에 위치한 좌면(212)에 대해 견고하게 밀착되도록 결합된다.

이 경우, 상기 안착홈부(210)는 상기 외부 피스톤(200)의 상측 자유단부에서 길이방향을 따라 적정의 거리로 오목하게 파인 슬롯의 형태로 형성되고, 상기 좌면(212)은 상기 안착홈부(210)의 저면에서 상기 외측 센서(400)의 마그넷 바디(420)의 상측 자유단부를 구속하기 위해 대체로 평평한 표면을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 외부 피스톤(200)은 상기 안착홈부(210)와 별도로 상기 내측 센서(500)의 마그넷 바디(520)에 대한 자유로운 움직임을 허용하기 위해 여유 슬롯(220)을 형성하는 바, 상기 여유 슬롯(220)은 상기 내부 피스톤(300)의 작동시 상기 내측 센서(500)의 마그넷 바디(520)가 상기 외부 피스톤(200)에 의해 간섭받지 않게 해 주는 역할을 수행하게 된다. 이를 위해, 상기 여유 슬롯(220)은 상기 안착홈부(210)와 동일하게 상기 외부 피스톤(200)의 길이방향을 따라 형성되고, 이때, 상기 외부 피스톤(200)에 형성되는 상기 여유 슬롯(220)의 길이는 상기 내부 피스톤(300)의 작동 스트로크 보다 크게 설정된다.

상기 내부 피스톤(300)은 상기 실린더(100)의 내부 공간에서 저면에 위치한 압력실을 통해 제공되는 작동압에 의해 상방향(도면 기준)으로 이동하여 더블 클러치 중 다른 하나의 클러치에 의한 동력의 단속 기능을 구현한다. 특히, 상기 내부 피스톤(300)은 상기 실린더(100)의 내부 공간에서 상기 외부 피스톤(200)의 내측에 동심원 상으로 배치된다. 이에 따라, 상기 외부 피스톤(200)과 상기 내부 피스톤(300)은 각각 상기 실린더(100)의 축 중심에 대해 동축상으로 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 내부 피스톤(300)은 상측의 자유단부에 상기 내측 센서(500)의 마그넷 바디(520)의 상단부위를 고정하기 위한 안착홈부(310)를 형성한다. 특히 상기 마그넷 바디(520)의 자유단부는 상기 내부 피스톤(300)의 안착홈부(310)의 저면에 위치한 좌면(312)에 대해 견고하게 밀착되도록 결합된다.

이 경우, 상기 안착홈부(310)는 상기 내부 피스톤(300)의 상측 자유단부에서 길이방향을 따라 적정의 거리로 오목하게 파인 슬롯의 형태로 형성되고, 상기 좌면(312)은 상기 안착홈부(310)의 저면에서 상기 내측 센서(500)의 마그넷 바디(520)의 상측 자유단부를 구속하기 위해 대체로 평평한 표면을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 외측 센서(400)는 상기 실린더(100)의 외부에 설치되는 본체(410), 상기 본체(410)에 대해 상기 외부 피스톤(200)의 이동방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 마그넷 바디(420), 및 상기 실린더(100)의 외부에 고정되어 상기 마그넷 바디(420)의 이동을 안내하는 가이드 바디(430)를 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 마그넷 바디(420)의 상측 자유단부는 상기 외부 피스톤(200)의 안착홈부(210)의 저면에 위치한 좌면(212)에 견고하게 고정되는 바, 이를 위해 상기 마그넷 바디(420)의 상측 자유단부는 상기 좌면(212)을 향해 절곡된 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이드 바디(430)는 상기 외부 피스톤(200)의 이동방향과 동일한 방향을 향해 서로 이격되게 배치되는 한 쌍의 부재로 이루어져, 내부에 위치한 수용공간을 이용하여 상기 마그넷 바디(420)를 삽입시켜 마그넷 바디(420)의 상하방향 이동을 정확하게 안내하게 된다.

상기 내측 센서(500)는 상기 실린더(100)의 외부에 설치되는 본체(510), 상기 본체(510)에 대해 상기 내부 피스톤(300)의 이동방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 마그넷 바디(520), 및 상기 실린더(100)의 외부에 고정되어 상기 마그넷 바디(520)의 이동을 안내하는 가이드 바디(530)를 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 마그넷 바디(520)의 상측 자유단부는 상기 내부 피스톤(300)의 안착홈부(310)의 저면에 위치한 좌면(312)에 견고하게 고정되는 바, 이를 위해 상기 마그넷 바디(520)의 상측 자유단부는 상기 좌면(312)을 향해 절곡된 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이드 바디(530)는 상기 내부 피스톤(300)의 이동방향과 동일한 방향을 향해 서로 이격되게 배치되는 한 쌍의 부재로 이루어져, 내부에 위치한 수용공간을 이용하여 상기 마그넷 바디(520)를 삽입시켜 마그넷 바디(520)의 상하방향 이동을 정확하게 안내하게 된다.

아울러, 상기 센서(400, 500)들은 모두 각각의 피스톤(200, 300)에 대한 작동 스트로크를 정확하게 검출하기 위한 것으로, 변위센서 또는 위치센서 등 다양한 센싱수단으로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 구성에 있어, 상기 내/외측 센서(400, 500)는 상기 실린더(100)의 외부에 대해 상호 인접한 위치로 배치되어 다른 부품들과의 간섭을 회피할 수 있고, 이와 함께 상기 센서(400, 500)로부터 인출되는 각종 케이블(신호선과 전력선)의 배선 경로를 단일의 위치로 공유할 수 있으므로 부품의 레이아웃을 보다 콤팩트하게 설계하는 데에도 기여할 수 있게 된다.

따라서 상기와 같은 구성의 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치는 두 개의 회전축에 대한 동력의 개별적인 단속을 위한 더블 클러치 액츄에이터에 적용되는 센서(400, 500)로 구성되어 외부 피스톤(200)과 내부 피스톤(300)에 대한 위치를 각각 독립적으로 검출할 수 있으므로, 더블 클러치 액츄에이터는 각각의 센서(400, 500)로부터 피드백 되는 피스톤(200, 300)에 대한 개별적인 위치정보를 기반으로 더블 클러치의 동작 제어를 보다 정밀하게 수행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 내/외부 피스톤(200, 300)의 위치 검출을 위한 센서(400, 500)의 마그넷 바디(420, 520)와 가이드 바디(430, 530) 사이에서 이루어지는 정확한 위치 규제의 기능을 통해 액츄에이터의 작동시 피스톤(200, 300)의 불필요한 회전을 방지할 수 있게 되고, 이를 통해 단일의 실린더(100)의 내부에서 동심원 상의 배치 구조를 가지는 내/외부 피스톤(200, 300) 사이에 설치되는 시일부재 또는 패킹부재(미도시)는 피스톤(200, 300)의 회전에 따른 불필요한 마찰을 배제 받을 수 있으므로 보다 나은 기밀 유지와 이물질의 유입 차단 기능을 구현함으로써 액츄에이터의 내구 성능은 향상될 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 피스톤(200, 300)의 위치 검출을 위한 변위센서(400, 500)의 설치부위를 실린더(100)의 외부에서 인접한 부위로 설정하여 더블 클러치 액츄에이터의 전체 구조를 단순화시킬 수 있고, 외부 피스톤(200)에 대해 내부 피스톤(300)의 마그넷 바디(520)와의 간섭을 회피할 수 있는 여유 슬롯(220)을 형성함으로써 내측 센서(500)에 의한 정상적인 위치 검출기능을 보장할 수 있게 해 준다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100-실린더 200-외부 피스톤
210-안착홈부 212-좌면
220-여유 슬롯 300-내부 피스톤
310-안착홈부 312-좌면
400- 외측 센서 410-본체
420-마그넷 바디 430-가이드 바디
500- 내측 센서 510-본체
520-마그넷 바디 530-가이드 바디

Claims (8)

1. 일면이 폐쇄되고 타면이 개구된 중공형상의 실린더(100);
   상기 실린더(100)의 내부에 동축상으로 배치되는 외부 피스톤(200)과 내부 피스톤(300); 및
   상기 외부 피스톤(200)과 상기 내부 피스톤(300)의 위치를 개별적으로 검출하도록 상기 실린더(100)의 외부에 설치되는 센서를 구비하고,
   상기 센서는 상기 외부 피스톤(200)과 연동하여 이동하는 마그넷 바디(420)를 갖춘 외측 센서(400), 및 상기 내부 피스톤(300)과 연동하여 이동하는 마그넷 바디(520)를 갖춘 내측 센서(500)를 포함하고,
   상기 외부 피스톤(200)은 상기 외측 센서(400)의 마그넷 바디(420)를 고정하기 위한 안착홈부(210)를 형성하고, 상기 마그넷 바디(420)는 상기 안착홈부(210)의 저면에 위치한 좌면(212)에 결합되며,
   상기 외부 피스톤(200)은 상기 내측 센서(500)의 마그넷 바디(520)와의 간섭을 회피하기 위해 이동방향을 따라 여유 슬롯(220)을 형성하고,
   상기 내부 피스톤(300)은 상기 내측 센서(500)의 마그넷 바디(520)를 고정하기 위한 안착홈부(310)를 형성하고, 상기 마그넷 바디(520)는 상기 안착홈부(310)의 저면에 위치한 좌면(312)에 결합되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 안착홈부(210, 310)는 각각 상기 피스톤(200, 300)의 이동방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 마그넷 바디(420, 530)는 상기 실린더(100)의 외부에 고정되는 가이드 바디(430, 530)의 수용공간에 삽입되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 여유 슬롯(220)의 길이는 상기 내부 피스톤(300)의 작동 스트로크 보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 내/외측 센서(400, 500)는 상기 실린더(100)의 외부에서 상호 인접한 위치로 배치되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 액츄에이터의 피스톤 위치 검출장치.

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