KR19980070158A - 유압 마스터 실린더의 작동장치 - Google Patents
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Abstract
마찰클러치의 단속을 콤퓨터제어의 모터에 의해 작동되는 유압 마스터 실린더에 의해 행하는 자동유압발생장치에 있어서, 유압 마스터 실린더의 피스톤 로드를 큰 토오크로 하고, 신속히 작동시키는 수 있으며, 회전운동에서 직선운동으로의 변환기구의 내구성에 뛰어난 작동기구를 제공한다.
모터(4)의 구동에 의해 유압 마스터 실린더(3)를 작동시키기 위한 작동장치(1)로서, 모터(4)에 의해 감속용 액츄에이터기어(18,23,27)열을 통하여 고정축(7)주위로 회전구동되는 슬라이더(15)와, 이 슬라이더(15)의 안쪽둘레의 암나사부재(19)와, 고정축(7)의 바깥둘레에 설정되어 암나사부재(19)에 나사맞춤하는 수나사부재(21)와, 유압 마스터 실린더(3)의 피스톤 로드(6)에 고정되어, 고정축(7)을 따라 축방향으로 슬라이드 가능한 슬리브(9)와, 슬리브(9)를 슬라이더(15)에 대하여 상대회전가능하고, 축방향으로 일체로 이동가능하게 연결하는 슬라이더 베어링(16)을 갖는다.
Description
본 발명은 모터구동에 의해 유압 마스터 실린더를 작동시키기 위한 작동장치에 관한 것이다.
자동차의 변속기에 있어서는, 마찰클러치의 단속을 콤퓨터제어의 모터에 의해 작동되는 유압 마스터 실린더로 행하는, 소위 자동유압발생장치의 이용이 알려지고 있다. 이러한 자동유압발생장치에 있어서, 모터에 의해 유압 마스터 실린더를 작동시키기 위한 작동장치로서는 독일연방공화국 특허공개공보 제 4433824 호에 개시된 것이 있고, 동공보의 작동장치는, 모터의 출력축에 워엄을 마련하여, 이 워엄과 맞물리는 워엄 휘일에 유압 마스터 실린더의 피스톤 로드를 핀으로 연결한 구성이다. 이러한 구성에 의하면, 워엄과 워엄 휘일로서 모터의 회전을 감속하여 토오크를 증가시키고, 워엄 휘일의 회전중심과 피스톤 로드의 연결점 사이의 거리와, 워엄 휘일의 회전중심과 워엄 및 워엄 휘일의 맞물림점 사이의 거리차에 의한 레버비를 이용하여 토오크를 증가시킴과 동시에 워엄 휘일의 회전운동을 피스톤 로드의 직선운동에 변환하도록 구성되어 있다.
그러나, 상기 공보의 작동장치는 워엄과 워엄 휘일의 맞물림을 이용하여 토오크의 증가를 도모하는 것이므로 피스톤 로드에 큰 힘을 가할 수는 있어도 피스톤 로드의 움직임이 느리고, 유압 마스터 실린더가 신속히 작동할 수 없어 마찰클러치의 단속제어의 응답성이 나쁘게 되는 결점이 있다.
또한 워엄과 워엄 휘일은 거의 점접촉상태로 맞물리고, 워엄과 워엄 휘일의 맞물림점에서 워엄축방향으로 압력이 집중적으로 가해지므로 워엄의 내구성이 손상되기 쉬운 결점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에의한 작동장치를 이용한 자동유압발생장치의 단면도이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 작동장치 2: 케이스
3: 유압 마스터 실린더 4: 모터
6: 피스톤 로드 7: 고정축
9: 슬리브 12,17: 축받이
15: 슬라이더 16: 슬라이더 베어링
18,23,24: 액츄에이터기어 19: 암나사부재
21: 수나사부재 24: 중간축
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 모터구동에 의해 유압 마스터 실린더를 작동시키기 위한 작동장치에 있어서, 모터에 의해 감속용 액츄에이터기어열을 통해 고정축 주위로 회전구동되는 슬라이더와, 이 슬라이더의 안쪽둘레에 형성된 암나사와, 상기 고정축의 바깥둘레에 형성되어 상기 암나사에 나사맞춤하는 수나사와, 상기 유압 마스터 실린더의 피스톤 로드에 고정되어 상기 고정축을 따라 축방향으로 슬라이드 가능한 슬리브와, 상기 슬리브를 상기 슬라이더에 대하여 상대회전 가능하고 축방향으로 일체이동가능하게 연결하는 연결수단을 구비하여 구성된다.
본 발명은, 모터를 구동하여 슬라이더를 감속용 액츄에이터기어열을 통해 회전구동시키면, 슬라이더가 그 암나사와, 고정축 바깥둘레의 수나사와의 나사맞춤에 의해 고정축을 따라 축방향으로 이동한다. 이러한 슬라이더의 축방향으로의 이동에 의해, 슬리브가 슬라이더와 일체로 축방향으로 이동하여, 슬리브에 고정된 피스톤 로드가 함께 축방향으로 이동한다. 이러한 피스톤 로드의 이동방향은 모터의 회전을 반대로하는 것에 의해 역전할 수 있고, 따라서, 피스톤 로드를 전진후퇴시키는 것으로 유압의 발생과 해제를 할 수 있다.
본 발명은, 모터회전의 감속은 액츄에이터기어열에 의해 이루어지고, 회전운동의 직선운동으로의 변환은 슬라이더의 암나사와 고정축 바깥둘레의 수나사와의 나사맞춤에 의해 이루어지는 것이고, 이들은 상호의 선접촉에 의해 동력전달을 하는 것이므로 접점부의 면압이 낮으며, 이로써 내구성이 향상된다.
또한 모터회전의 감속은 액츄에이터기어열로 행하는 것이므로 기어를 적당히 조합하는 것으로 원하는 토오크로 조정할 수 있고, 더구나 모터의 회전에 대한 피스톤 로드의 이동속도는 슬라이더의 암나사와 고정축 바깥둘레의 수나사의 피치를 적당히 설정하는 것으로 자유롭게 조정할 수 있기때문에 피스톤 로드를 큰 토오크로 신속하게 작동시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 상기 슬라이더의 암나사와 상기 고정축 바깥둘레의 수나사가 사다리꼴 여러줄나사인 유압 마스터 실린더의 작동장치이고, 사다리꼴로 한 것에 의해 암나사 및 수나사의 강도가 증가하며, 또한 여러줄로 한 것에 의해 모터의 회전에 대한 피스톤 로드의 이동속도의 증대를 도모할 수 있다.
또한 본 발명은, 상기 슬라이더의 바깥둘레 및 상기 슬리브의 바깥둘레는 해당 작동장치의 케이스에 대하여 축받이를 통해 슬라이드 가능하게 지지되어 있고, 상기 슬리브를 상기 슬라이더에 대하여 상대회전가능하고, 또한 축방향으로 일체이동가능하게 연결하는 연결수단은 슬라이더 베어링를 포함하고 있으며, 상기 축받이, 슬라이더 베어링, 액츄에이터기어열의 각 기어, 수나사 및 암나사는 사용과정에서 급유를 필요로 하지 않은 재질 또는 부품이 사용되는 유압 마스터 실린더의 작동장치이고, 이로써 작동장치 전체가 건식구조로되어 관리가 필요없고 기름누설이 없는 이점을 갖는다.
이하, 본 발명의 일실시형태를 도 1을 참조하여 설명한다.
도면은 자동차의 변속기에 있어서 마찰클러치(도시하지 않음)의 단속을 콤퓨터제어로 행하기 위한 자동유압발생장치를 나타내는 것으로, 본 실시형태의 작동장치(1)를 조립한 케이스(2)와, 케이스(2)의 앞 부분에 부착된 유압 마스터 실린더(3)와 케이스(2)의 상부에 부착된 전동 모터(4)로 이루어져 있다. 또한 유압 마스터 실린더(3)의 상부에는 리저버 탱크(5)가 접속배치되어 있다.
전동 모터(4)는 정역회전가능하고, 도시하지 않은 콤퓨터에 의해 구동제어되는 것이다. 또한 유압 마스터 실린더(3)는 도시하지 않은 마찰클러치의 작동 실린더 배관으로의 접속부(3a)를 갖고 있다. 이들의 전동 모터(4) 및 유압 마스터 실린더(3) 자체의 구조는 주지이고, 유압 마스터 실린더(3)의 피스톤 로드(6)가 전동 모터(4)의 구동에 의해 작동장치(1)를 통해 전진하면, 유압 마스터 실린더(3)가 유압을 발생하여 작동 실린더에 유압을 공급하고, 피스톤 로드(6)가 반대로 후퇴하면, 유압을 해제하도록 되어 있다.
다음에, 작동장치(1)의 구성을 설명하면, 케이스(2)는 앞쪽케이스(2a)와 뒤쪽케이스(2b)로 이루어지고, 뒤쪽케이스(2b)는 앞쪽케이스(2a) 내에 부분적으로 돌출하는 통형상부(2b1)를 가지고 있다. 앞쪽케이스(2a)의 내부에는 상기 피스톤 로드(6)가 앞끝단쪽으로부터 돌출하고, 또한 이 피스톤 로드(6)와 동축이고 마주보는 형태로 고정축(7)이 뒤쪽케이스(2b)에 고정나사(8)를 통해 고정되어 뒤쪽케이스(2b)의 통형상부(2b1) 내에 위치하고 있다.
고정축(7)의 앞 부분에는 슬리브(9)가 슬라이드 키이(10)를 통해 축방향으로 슬라이드 가능하고 회전불가능하게 부착되어 있으며, 이 슬리브(9)의 앞끝단은 피스톤 로드(6)의 벌지가공된 뒤끝단에 플레어 너트(11)를 통해 체결되어 있다. 또한, 뒤쪽케이스(2b)의 통형상부(2b1)의 앞 부분 안쪽둘레에는 상기 슬리브(9)의 바깥둘레에 미끄럼접촉하는 축받이(12)가 부착되어 있다. 또한, 통형상부(2b1)의 앞끝단과 이것에 대향하는 앞쪽케이스(2a)의 내벽에 형성된 고리형상 플랜지(13)와의 사이에는 주름형상의 커버(14)가 부착되어 있고, 이 커버(14)에 의해 슬리브(9)와 피스톤 로드(6)의 연결부가 차폐되어 있다.
상기 뒤쪽케이스(2b)의 통형상부(2b1)의 내부에 있어 슬리브(9)의 뒤끝단부에는 슬라이더(15)의 앞끝단이 볼베어링으로 이루어지는 슬라이더 베어링(16)을 통해 상대회전가능하고, 축방향으로 일체이동가능하게 연결되어 있다. 즉, 슬리브(9)의 뒤끝단부는 슬라이더 베어링(16)의 내륜에 고정되고, 슬라이더(15)의 앞끝단은 슬라이더 베어링(16)의 외륜에 고정되어 있으며, 이 슬라이더 베어링(16)이 청구항1의「슬리브를 슬라이더에 대하여 상대회전가능하고, 축방향으로 일체이동가능하게 연결하는 연결수단」에 해당한다. 또한 슬라이더(15)의 바깥둘레도 통형상부(2b1)의 안쪽둘레에 부착된 축받이(17)에 의해 가이드되어 있고, 슬라이더(15)의 뒤쪽에는 수나사를 갖는 슬라이더측 액츄에이터기어(18)와, 안쪽둘레에 암나사를 형성한 암나사부재(19)가 축방향으로 겹친 상태로 스크류(20∼20)(도면은 1개만을 나타냄)에 의해 고정되어 있다. 또한, 암나사부재(19)의 안쪽에 위치하는 고정축(7) 뒤쪽에는 암나사부재(19)와 나사맞춤하는 수나사부재(21)가 고정 키이(22)를 통해 회전불가능하게 고정되어 있다.
상기 슬라이더측 액츄에이터기어(18)의 윗쪽에는 중간측 액츄에이터기어(23)가 위치하고 있으며, 이 중간측 액츄에이터기어(23)는 고정축(7)과 평행한 중간축(24)에 부착되어 있고, 중간축(24)은 뒤쪽케이스(2b)에 양끝단을 볼베어링(25,25)을 통해 축지지되어 있다. 중간측 액츄에이터기어(23)는 상기 슬라이더측 액츄에이터기어(18)와 맞물리는 제 1 기어부(23a)와, 이 제 1 기어부(23a)보다도 이수가 많은 큰직경의 제 2 기어부(23b)로 이루어져 있고, 제 1 기어부(23a)의 길이(축방향의 길이)는 슬라이더측 액츄에이터기어(18)보다도 길게형성되며, 이로써 후술하는 슬라이더(15)의 축방향이동을 가능하게 하고 있다. 또한 제 2 기어부(23b)는 전동 모터(4)의 모터축(4a)에 스프링핀(26)을 통해 부착되고 제 2 기어부(23b)보다도 이수가 적은 모터측 액츄에이터기어(27)와 맞물림하고 있다. 이들 모터측 액츄에이터기어(27), 중간측 액츄에이터기어(23) 및 슬라이더측 액츄에이터기어(18)는 모터(4)의 회전을 감속하여 슬라이더(15)에 전달하는 액츄에이터기어열을 구성하는 것이다.
다음에, 상기 실시형태의 작용에 관하여 설명한다. 또한 도 1에 있어서, 피스톤 로드(6), 슬리브(9) 및 슬라이더(15)는, 피스톤 로드(6)가 후퇴하여 유압해제상태에 있는 경우의 위치(후방이동위치)를 상반부에, 피스톤 로드(6)가 전진하여 유압발생상태에 있는 경우의 위치(전방이동위치)를 하반부에 도시하고, 피스톤 로드(6)가 후퇴하여 유압해제상태에 있는 경우를 초기 상태로서 설명한다. 먼저, 모터(4)를 시동하면, 모터측 액츄에이터기어(27), 중간측 액츄에이터기어(23) 및 슬라이더측 액츄에이터기어(18)로 이루어지는 액츄에이터기어열에 의해 모터(4)의 회전이 감속되어 슬라이더(15)에 전달된다. 그러면, 슬라이더(15)에 고정된 암나사부재(19)와 고정축(7)의 수나사부재(21)와의 나사맞춤에 의해 슬라이더(15)는 회전에 따라 고정축(7)에 대하여 전방(그림중 좌측방향)으로 이동하고, 슬라이더(15)와 함께 슬리브(9) 및 피스톤 로드(6)가 전진하여 하반부에 나타낸 전방이동위치에 도달하여, 유압 마스터 실린더(3)에 유압이 발생한다.
다음에, 유압발생상태로부터 유압해제상태로 행하는 것은, 모터(4)를 상기의 역방향으로 회전시킨다. 그러면, 슬라이더(15)는 고정축(7)에 대하여 후방(도면중 우측방향)으로 이동하여, 슬라이더(15)와 함께 슬리브(9) 및 피스톤 로드(6)가 후퇴하여 유압해제상태로 된다.
이상에서와 같이 본 실시형태에서는, 모터(4)의 회전감속은 액츄에이터기어열에서, 회전운동의 직선운동으로의 변환은 슬라이더(15)의 암나사부재(19)와 고정축의 수나사부재(21)와의 나사맞춤에 의해 행하는 것이고, 이들은 상호 선접촉에 의해 동력전달을 행하는 것이므로 접점부의 면압이 낮으며, 이로써 내구성이 향상된다. 특히 암나사부재(19)와 고정축의 수나사부재(21)를 사다리꼴나사로 하는 것에 의해 강도의 향상을 도모할 수 있다.
또한 모터(4)의 감속은 액츄에이터기어열에서 행하는 것이므로 기어의 이수를 또는 기어자체의 수를 적당히 설정하는 것으로 원하는 토오크를 얻을 수 있고, 모터(4)의 회전에 대한 피스톤 로드(6)의 이동속도는 슬라이더(16)의 암나사부재(19)와 고정축(7)의 수나사부재(21)의 피치를 적당히 설정하는 것으로 자유롭게 조정할 수 있기 때문에, 피스톤 로드(6)를 큰 토오크로 신속하게 작동시킬 수 있다. 특히 암나사부재(19)와 수나사부재(21)를 여러줄나사로 하면 모터(4)의 회전에 대한 피스톤 로드(6)의 이동속도의 증대를 도모할 수 있으며, 상기의 사다리꼴나사로 하는 구성과 조합함으로써 이동속도의 증대와 내구성의 향상을 동시에 해결할 수 있다.
또한 상기 모터측 액츄에이터기어(27), 중간측 액츄에이터기어(23) 및 슬라이더측 액츄에이터기어(18)의 각각을 나이론수지로 형성하고, 암나사부재(19)와 고정축(7)의 수나사부재(21)의 재질을 각각 황동과 탄소강으로 하며, 슬라이드 키이(10)의 재질을 폴리이미드수지로하고, 슬리브(9)의 바깥둘레와 슬라이더(15)의 바깥둘레로 미끄럼접촉하는 축받이(12,17)의 재질을 PTFE수지로 하며, 슬리브(9)를 슬라이더(15)에 대하여 상대회전가능하게 연결하는 슬라이더 베어링(16), 중간축(24)의 볼베어링(25,25)을 그리스봉입 타입의 것으로 함으로써 작동장치(1)를 건식으로 구성하는 것이 바람직하고, 이로써 관리가 필요없고 기름누설이 없어진다.
또한, 이상의 실시예에 있어서 슬라이더(15)와 암나사부재(19), 고정축(7)과 수나사부재(21)는 각각 별개로 하였지만, 슬라이더(15) 자체가 암나사를 갖고, 또한 고정축(7) 자체가 수나사를 갖는 것이어도 좋다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 유압 마스터 실린더의 작동장치에 의하면, 유압 마스터 실린더의 피스톤 로드를 큰 토오크로 신속히 작동시키는 수 있으며, 회전운동에서 직선운동으로의 변환기구의 내구성에 뛰어난 효과가 있다.
Claims (3)
- 모터구동에 의해 유압 마스터 실린더를 작동시키기 위한 작동장치에 있어서, 모터에 의해 감속용 액츄에이터기어열을 통해 고정축 주위로 회전구동되는 슬라이더와, 이 슬라이더의 안쪽둘레에 형성된 암나사와, 상기 고정축의 바깥둘레에 설정되어 상기 암나사에 나사맞춤하는 수나사와, 상기 유압 마스터 실린더의 피스톤 로드에 고정되어 상기 고정축을 따라 축방향으로 슬라이드가능한 슬리브와, 상기 슬리브를 상기 슬라이더에 대하여 상대회전가능하고 축방향으로 일체이동가능하게 연결하는 연결수단을 갖는 유압 마스터 실린더의 작동장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 슬라이더의 암나사와 상기 고정축 바깥둘레의 수나사가 사다리꼴 여러줄나사인 유압 마스터 실린더의 작동장치.
- 제 1 항에 있어서, 슬라이더의 바깥둘레 및 상기 슬리브의 바깥둘레는 해당 작동장치의 케이스에 대하여 축받이를 통해 슬라이드가능하게 지지되어 있고, 상기 슬리브를 상기 슬라이더에 대하여 상대 회전가능하고 축방향으로 일체이동가능하게 연결하는 연결수단은 슬라이더 베어링을 포함하며, 상기 축받이, 슬라이더 베어링, 액츄에이터기어열의 각 기어, 수나사 및 암나사는 사용과정에서 급유를 필요로 하지 않은 재질 또는 부품이 사용되는 유압 마스터 실린더의 작동장치.
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