KR101953029B1 - 클러치 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치를 동작시키기 위한 동력을 최소화할 수 있는 클러치 액츄에이터에 관한 것으로서, 상기 클러치 액츄에이터는 하우징과, 상기 하우징에 배치되어 회전하고 일측이 클러치 릴리스베어링을 통해 클러치를 작동시키도록 연장된 작동포크와, 상기 하우징과 상기 작동포크 사이에 배치되고 상기 작동포크의 타측과 일측 사이를 이동하며 상기 작동포크를 지지하는 가동롤러와, 상기 작동포크의 타측과 상기 하우징 사이에 배치되고 상기 가동롤러가 상기 작동포크의 일측으로 이동하면 클러치를 작동시키는 방향으로 상기 작동포크를 회전시키는 탄성부재, 그리고 상기 가동롤러를 이동시키는 구동수단을 포함한다. 이러한 구성으로, 소용량의 구동모터를 이용하여 작동포크를 동작시킬 수 있어 에너지 절약 및 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

클러치 액츄에이터{CLUTCH ACTUATOR}

본 발명은 클러치 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 클러치를 동작시키기 위한 동력을 최소화할 수 있는 클러치 액츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 수동변속기의 클러치는 압력판에 의해 클러치 디스크를 플라이휠에 밀착시켜 동력을 전달하며, 플라이휠에 대한 클러치 디스크의 밀착을 해제시킴으로써 동력을 끊어 변속모드로 변환된다. 따라서, 변속을 하고자 할 때 운전자가 클러치 페달을 밟으면, 그 답력이 작동포크로 전달되어 클러치 릴리스베어링을 동작시킴으로써 클러치를 해제하게 되고, 특히 자동화 수동변속기나 듀얼클러치 변속기에 사용되는 클러치의 경우에는 모터 등을 구동원으로 사용하는 전자식 액츄에이터를 통해 자동적으로 작동포크를 동작시켜 클러치를 조작하므로 수동변속기에서와 같이 운전자가 직접 클러치를 조작할 필요없이 정확하고 편리한 변속동작을 구현할 수 있게 된다.

이러한 자동화된 클러치 액츄에이터의 한 예로서, 최근 들어 클러치 하우징 내부에 구현한 컴팩트한 구조의 클러치 액츄에이터가 제안된 바 있다.

도 1은 종래의 클러치 액츄에이터를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 클러치 액츄에이터(10)는 작동포크(20)와, 상기 작동포크(20)를 가압하는 롤러캠(30)과, 상기 작동포크(20)에 탄성력을 인가하는 탄성부재(40), 그리고 상기 롤러캠(30)을 구동시키는 구동모터(50)로 구성된다.

이러한 구성으로, 상기 구동모터(50)가 동작하여 회전하면 상기 롤러캠(30)이 모터축(51)에 나사 체결되어 있어 상기 모터축(51)을 타고 직선이동하게 되고, 상기 롤러캠(30)이 전방으로 이동하면 상기 작동포크(20)가 상향 이동하게 되어 상기 작동포크(20)의 선단에 배치된 클러치 릴리스베어링(60)을 이동시켜 클러치를 해제하게 된다.

하지만, 이러한 구성은 상기 롤러캠(30)에 작동포크(20)의 하중과 상기 탄성부재(40)의 탄성력이 항시 인가되고 있으므로, 상기 롤러캠(30)을 전방으로 이동시키기 위해서는 큰 힘이 필요하게 되므로, 고용량의 구동모터를 사용하여야 한다.

따라서, 고용량의 구동모터를 사용하여야 하기 때문에 비용이 증가하고, 구동모터의 크기가 커지게 되어 전체적으로 클러치 액츄에이터의 소형화에 어려움이 있는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 클러치를 동작시키기 위한 동력을 최소화할 수 있는 클러치 액츄에이터를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클러치 액츄에이터는, 하우징; 상기 하우징에 배치되어 회전하고, 일측이 클러치 릴리스베어링을 통해 클러치를 작동시키도록 연장된 작동포크; 상기 하우징과 상기 작동포크 사이에 배치되고, 상기 작동포크의 타측과 일측 사이를 이동하며 상기 작동포크를 지지하는 가동롤러; 상기 작동포크의 타측과 상기 하우징 사이에 배치되고, 상기 가동롤러가 상기 작동포크의 일측으로 이동하면 클러치를 작동시키는 방향으로 상기 작동포크를 회전시키는 탄성부재; 및 상기 가동롤러를 이동시키는 구동수단;을 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 구동수단은, 상기 하우징에 구비되는 힌지부; 상기 힌지부에 회전되게 체결되고, 일측단이 상기 가동롤러에 연결되는 링크부; 및 상기 하우징에 배치되고, 상기 링크부의 타측단에 연결되어 상기 링크부를 회전시키는 가동부;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 가동부는, 상기 하우징에 배치되어 회전 동력을 발생시키는 구동모터; 상기 구동모터에 연결되어 회전하는 리드스크류; 및 상기 리드스크류에 나사 체결되어 상기 리드스크류가 회전하면 직선 이동하고, 상기 링크부의 타측단에 연결되는 가동블록;을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 링크부는, 상기 가동롤러의 회전축이 삽입되어 회전하면서 직선 이동되게 가이드하도록 일측단에 형성된 제1 슬릿; 및 상기 가동블록의 힌지축이 삽입되어 회전하면서 직선 이동되게 가이드하도록 타측단에 형성된 제2 슬릿;을 포함할 수도 있다.

또한, 상기 링크부는, 상기 힌지부에서 상기 가동블록을 연결하는 제1 부분의 길이는 상기 힌지부에서 상기 가동롤러를 연결하는 제2 부분의 길이보다 길게 형성될 수도 있다.

나아가, 상기 힌지부는, 상기 가동롤러가 이동하여 상기 탄성부재가 상기 작동포크에 인가하는 탄성력의 방향과 상기 작동포크가 상기 가동롤러에 인가하는 하중의 방향이 수평하게 되는 위치에서 상기 가동롤러의 회전축과 수직선상에 위치되게 마련될 수도 있다.

본 발명에 의한 클러치 액츄에이터에 따르면, 소용량의 구동모터를 이용하여 작동포크를 동작시킬 수 있어 에너지 절약 및 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 구동모터의 크기를 소형화 할 수 있어 클러치 액츄에이터의 전체적인 크기를 소형화 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 클러치 액츄에이터를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 클러치 액츄에이터를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 클러치 액츄에이터가 동작 중인 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 클러치 액츄에이터가 동작 완료된 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.

본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 클러치 액츄에이터에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 클러치 액츄에이터를 개략적으로 도시해 보인 도면이다. 그리고, 도 3은 상기 클러치 액츄에이터가 동작 중인 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이고, 도 4는 상기 클러치 액츄에이터가 동작 완료된 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 클러치 액츄에이터(100)는 하우징(200)과, 상기 하우징(200)에 배치되어 회전하고 일측(310)이 클러치 릴리스베어링(B)을 통해 클러치를 작동시키도록 연장된 작동포크(300)와, 상기 하우징(200)과 상기 작동포크(300) 사이에 배치되고 상기 작동포크(300)의 타측(320)과 일측(310) 사이를 이동하며 상기 작동포크(300)를 지지하는 가동롤러(400)와, 상기 작동포크(300)의 타측(320)과 상기 하우징(200) 사이에 배치되고 상기 가동롤러(400)가 상기 작동포크(300)의 일측(310)으로 이동하면 클러치를 작동시키는 방향으로 상기 작동포크(300)를 회전시키는 탄성부재(500), 그리고 상기 가동롤러(400)를 이동시키는 구동수단을 포함한다.

여기서, 상기 하우징(200)은 클러치 하우징으로 마련되어 클러치 하우징에 상기 구성들이 배치되거나, 또는 상기 하우징(200)이 별도로 마련되어 클러치 하우징 내부에 체결되게 마련될 수도 있다.

상기 작동포크(300)는 바 형태로 마련되고, 일측(310)은 클러치를 작동시키기 위한 클러치 릴리스베어링(B)에 연결되고, 타측(320)은 상기 탄성부재(500)에 연결된다.

이러한 구성으로, 상기 작동포크(300)는 상기 가동롤러(400)에 지지되고, 상기 가동롤러(400)의 이동에 대응하여 상기 탄성부재(500)의 탄성력에 의하여 회전하게 된다.

따라서, 이동하는 상기 가동롤러(400)가 상기 작동포크(300)의 회전 지지점으로 제공되고, 상기 가동롤러(400)를 중심으로 상기 작동포크(300)가 회전하게 된다. 즉, 상기 가동롤러(400)의 위치에 따라서 상기 작동포크(300)의 회전 각도가 달라지게 된다.

상기 가동롤러(400)는 상기 하우징(200)과 상기 작동포크(300) 사이에 배치되고, 상기 작동포크(300)의 타측(320)과 일측(310) 사이를 이동하며 상기 작동포크(300)를 지지하도록 마련된다.

이를 위하여, 상기 가동롤러(400)는 원통 형상으로 마련되고, 상기 구동수단의 동력을 전달받아 상기 하우징(200)과 상기 작동포크(300) 사이에서 회전하면서 직선 이동되게 마련될 수 있다.

따라서, 상기 가동롤러(400)가 상기 구동수단에 의하여 상기 작동포크(300)의 타측(320)에서 일측(310)으로 이동하면 상기 작동포크(300)를 가압하여 상기 작동포크(300)의 일측(310)이 상기 클러치 릴리스베어링(B)을 이동시키도록 상기 작동포크(300)를 회전시킨다.

상기 탄성부재(500)는 상기 작동포크(300)의 타측(320)과 상기 하우징(200) 사이에 배치되고, 상기 가동롤러(400)가 상기 작동포크(300)의 일측(310)으로 이동하면 클러치를 작동시키는 방향으로 상기 작동포크(300)를 회전시키도록 탄성력을 인가한다. 여기서, 상기 탄성부재(500)의 일측은 상기 하우징(200)에 돌출되게 형성되 지지블록(220) 체결되고, 타측이 상기 작동포크(300)의 타측(320)에 체결되게 마련될 수 있다.

즉, 상기 탄성부재(500)는 상기 작동포크(300)의 타측(320)에 배치되어 있으므로, 상기 가동롤러(400)가 상기 작동포크(300)의 타측(320)으로 이동하면 상기 작동포크(300)의 타측(320)을 가압하게 되므로 상기 탄성부재(500)가 압축되어 탄성력이 발생한다.

이 상태에서, 상기 가동롤러(400)가 상기 작동포크(300)의 일측(310)으로 이동하면 상기 작동포크(300)의 타측(320)이 자유단이 되면서 상기 탄성부재(500)의 탄성력에 의하여 하측으로 회전하게 되므로, 상기 작동포크(300)의 일측(310)은 상측으로 회전하면서 상기 클러치 릴리스베어링(B)을 이동시키게 된다.

상기 구동수단은 상기 하우징(200)에 배치되어 상기 가동롤러(400)를 상기 하우징(200) 상에서 상기 작동포크(300)를 지지하면서 직선 이동시키도록 마련된다.

보다 구체적으로, 상기 구동수단은 상기 하우징(200)에 구비되는 힌지부(610)와, 상기 힌지부(610)에 회전되게 체결되고 일측단이 상기 가동롤러(400)에 연결되는 링크부(620), 그리고 상기 하우징(200)에 배치되고 상기 링크부(620)의 타측단에 연결되어 상기 링크부(620)를 회전시키는 가동부를 포함한다.

그리고, 상기 가동부는 상기 하우징(200)에 배치되어 회전 동력을 발생시키는 구동모터(630)와, 상기 구동모터(630)에 연결되어 회전하는 리드스크류(640), 그리고 상기 리드스크류(640)에 나사 체결되어 상기 리드스크류(640)가 회전하면 직선 이동하고 상기 링크부(620)의 타측단에 연결되는 가동블록(650)을 포함한다.

도면에 도시하지는 않았지만, 상기 리드스크류(640)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 리드스크류(640)가 삽입되게 관통 형성된 상기 가동블록(650)의 홀에도 나사산이 형성되어 있어 상기 리드스크류(640)가 회전하면 회전이 구속되어 있는 상기 가동블록(650)이 직선 이동하게 마련된다.

여기서, 상기 가동블록(650)이 회전하지 않고 직선 이동할 수 있도록 가이드 하는 가이드레일(210)이 상기 하우징(200)에 마련될 수 있다.

또한, 상기 링크부(620)는 상기 가동롤러(400)의 회전축(410)이 삽입되어 회전하면서 직선 이동되게 가이드하도록 일측단에 제1 슬릿(621)이 형성되고, 상기 가동블록(650)의 힌지축(651)이 삽입되어 회전하면서 직선 이동되게 가이드하도록 타측단에 제2 슬릿(622)이 형성된다.

따라서, 상기 가동블록(650)이 직선 이동하면 상기 가동블록(650)의 힌지축(651)이 상기 제2 슬릿(622)에서 직선 이동하면서 상기 링크부(620)를 회전시키고, 상기 링크부(620)가 회전하면 상기 제1 슬릿(621)에 삽입되어 있는 상기 가동롤러(400)의 회전축(410)이 상기 제1 슬릿(621)에서 직선 이동하면서 상기 가동롤러(400)를 직선 이동시키게 된다.

나아가, 본 발명의 실시예에 의한 클러치 액츄에이터(100)는 상기 구동모터(630)에서 작은 힘으로 상기 가동블록(650)을 이동시켜도 용이하게 상기 가동롤러(400)를 직선 이동시키도록 마련된다.

이를 위하여, 상기 링크부(620)는, 도 3을 참조하면, 상기 힌지부(610)에서 상기 가동블록(650)을 연결하는 제1 부분의 길이(L1)는 상기 힌지부(610)에서 상기 가동롤러(400)를 연결하는 제2 부분의 길이(L2)보다 길게 형성된다. 즉, 지렛대 원리에 의하여 상기 가동블록(650)이 작은 힘으로 상기 링크부(620)를 회전시켜도 상기 가동롤러(400)는 큰 힘으로 이동하게 된다.

또한, 상기 힌지부(610)는 상기 가동롤러(400)가 이동하여 상기 탄성부재(500)가 상기 작동포크(300)에 인가하는 탄성력(F1)의 방향과 상기 작동포크(300)가 상기 가동롤러(400)에 인가하는 하중(F2)의 방향이 평행하게 되는 위치에서 상기 가동롤러(400)의 회전축(410)과 수직선상에 위치하도록 마련된다. 이러한 배치를 통하여, 상기 가동블록(650)을 이동시키기 위한 힘을 최소화하여 상기 구동모터(630)를 보다 작은 용량의 모터로 사용할 수 있다.

이러한 구성으로, 소용량의 구동모터를 이용하여 작동포크를 동작시킬 수 있어 에너지 절약 및 비용을 절감할 수 있고, 작은 크기의 구동모터를 사용할 수 있어 클러치 액츄에이터의 전체적인 크기를 소형화 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 클러치 액츄에이터 200 : 하우징
210 : 가이드레일 220 : 지지블록
300 : 작동포크 400 : 가동롤러
410 : 회전축 500 : 탄성부재
610 : 힌지부 620 : 링크부
630 : 구동모터 640 : 리드스크류
650 : 가동블록 651 : 힌지축

Claims (6)

1. 하우징;
   상기 하우징에 배치되어 회전하고, 일측이 클러치 릴리스베어링을 통해 클러치를 작동시키도록 연장된 작동포크;
   상기 하우징과 상기 작동포크 사이에 배치되고, 상기 작동포크의 타측과 일측 사이를 이동하며 상기 작동포크를 지지하는 가동롤러;
   상기 작동포크의 타측과 상기 하우징 사이에 배치되고, 상기 가동롤러가 상기 작동포크의 일측으로 이동하면 클러치를 작동시키는 방향으로 상기 작동포크를 회전시키는 탄성부재; 및
   상기 가동롤러를 이동시키는 구동수단;을 포함하고,
   상기 구동수단은,
   상기 하우징에 구비되는 힌지부;
   상기 힌지부에 회전되게 체결되고, 일측단이 상기 가동롤러에 연결되는 링크부; 및
   상기 하우징에 배치되고, 상기 링크부의 타측단에 직선 이동하는 가동블록이 연결되어 상기 링크부를 회전시키도록 마련된 가동부;를 포함하고,
   상기 링크부는,
   상기 가동롤러의 회전축이 삽입되어 회전하면서 직선 이동되게 가이드하도록 일측단에 형성된 제1 슬릿; 및
   상기 가동블록의 힌지축이 삽입되어 회전하면서 직선 이동되게 가이드하도록 타측단에 형성된 제2 슬릿;
   을 포함하는 클러치 액츄에이터.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 가동부는,
   상기 하우징에 배치되어 회전 동력을 발생시키는 구동모터;
   상기 구동모터에 연결되어 회전하는 리드스크류; 및
   상기 리드스크류에 나사 체결되어 상기 리드스크류가 회전하면 직선 이동하고, 상기 링크부의 타측단에 연결되는 가동블록;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 액츄에이터.
   
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,
   상기 링크부는,
   상기 힌지부에서 상기 가동블록을 연결하는 제1 부분의 길이는 상기 힌지부에서 상기 가동롤러를 연결하는 제2 부분의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 클러치 액츄에이터.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 힌지부는,
   상기 가동롤러가 이동하여 상기 탄성부재가 상기 작동포크에 인가하는 탄성력의 방향과 상기 작동포크가 상기 가동롤러에 인가하는 하중의 방향이 수평하게 되는 위치에서 상기 가동롤러의 회전축과 수직선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 클러치 액츄에이터.
   

Images