KR19990029366A - 마찰클러치의 자동단속장치 - Google Patents

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야]

마찰클러치의 자동단속장치

[목적]

변속기의 클러치의 차단을 코일스프링에 축적된 하중을 이용하여 신속하게 행할 수 있는 클러치 단속기구의 제공을 목적으로 한다.

[발명의 해결방법의 요지]

정역회전가능한 모터(4)와; 모터(4)의 회전을 감속하기 위한 감속수단(27,23)과; 모터의 회전을 피스톤 로드(6)의 축방향이동력으로 변환하기 위한 축방향 이동변환수단(19,21,15,9)과; 상기 클러치내의 스프링을 압축하도록 유압오퍼레이팅실린더를 통하여 마찰클러치로 작동오일을 공급하여 마찰클러치가 차단되도록 하는 상기 피스톤로드(6)를 포함하는 유압 마스터실린더(3)와; 상기 모터(4)를 역회전시켜 상기 마찰클러치를 접속할 때에, 상기 마찰클러치의 스프링의 반발력에 의해 압축되어 하중을 축적하고, 상기 모터(4)가 정회전됐을 때 축적된 하중을 방출할 수 있도록 상기 유압 마스터실린더(3)의 피스톤 로드(6)에 설치되는 코일 스프링(31); 및,

상기 코일 스프링(31)에 의한 하중축적상태를 유지하기 위해서 상기 피스톤 로드(6)에 걸어맞춤하여 해당 피스톤 로드의 이동을 구속하는 축적하중유지수단(41,41a)을 포함하여 구성된다.

[발명의 중요한 용도]

자동차용 변속기의 마찰클러치의 단속장치에 사용됨

Description

마찰클러치의 자동단속장치

본 발명은, 자동차용 변속기의 마찰클러치의 단속을, 전자제어된 모터구동에 의해 유압 마스터실린더와 유압 오퍼레이팅실린더를 통하여 실행하는 자동 클러치단속장치에 관한 것이다.

자동차의 변속기에 있어서는, 마찰클러치의 단속을 컴퓨터제어의 모터에 의해 작동되는 유압 마스터실린더로써 행하는 소위 자동유압발생장치의 이용이 알려져 있다. 이러한 자동유압발생장치에 있어서, 모터에 의해 유압 마스터실린더를 작동시키기 위한 작동장치로서는 독일연방공화국 특허공개공보 제4433824호에 개시된 것이 있다. 그 작동장치의 구성에 있어서는, 모터의 출력축에 웜을 설치하고, 이 웜과 맞물리는 웜휠에 유압 마스터실린더의 피스톤 로드를 핀연결하고 있다. 이러한 구성에 의하면, 웜과 웜휠로써 모터의 회전을 감속하여 토르크가 증가된다. 또한, 웜 휠의 회전중심및 피스톤 로드의 연결점과의 사이의 거리와, 웜 휠의 회전중심및 웜과 웜휠의 맞물림 점 사이의 거리의 차에 의한 레버비를 이용하여 토르크를 증가시킴과 동시에, 웜 휠의 회전운동을 피스톤 로드의 직선운동으로 변환하도록 구성되어 있다.

그러나, 독일연방공화국 공보 제 4433825호의 작동장치는 웜과 웜 휠의 맞물림을 이용하여 토르크의 증가를 도모하고 있기 때문에, 피스톤 로드의 움직임이 느리고, 유압 마스터실린더가 신속히 작동할 수 없으며, 마찰클러치의 단속제어의 응답성이 나쁘다는 결점이 있다.

또한, 웜과 웜 휠은 거의 점접촉 상태로 맞물림하고, 웜과 웜휠의 맞물림 점에서 웜축방향으로 압력이 집중적으로 가해지기 때문에, 웜의 내구성이 손상되기 쉬운 결점이 있다.

도 1은, 마찰클러치의 자동단속장치의 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 작동장치 2 : 하우징

2a : 통형상부 3 : 유압 마스터실린더

3a : 주실연락구 3b : 부실연락구

4 : 모터 5a : 개로

6 : 피스톤 로드 6a : 노치

7 : 고정축 9 : 슬리브

15 : 슬라이더 16 : 슬라이더 베어링

18 : 슬라이더측 액츄에이터기어 19 : 암 나사부재

21 : 수 나사부재 23 : 카운터측 액츄에이터기어

27 : 모터측 액츄에이터기어 30 : 걸어멈춤판

31 : 코일스프링 32 : 주실 피스톤

34 : 부실 피스톤 36 : 이동축

37 : 카운터 레버 37a : 캠작동부

40 : 스토퍼 41 : 래칫기구

41a : 캠 S1 : 주압력 발생실

S2 : 부압력 발생실

본 발명의 목적은, 모터의 정회전력을 감속수단을 통해 감속시키고, 축방향 이동변환수단을 통하여 축방향 이동력으로 변환하여 유압 마스터실린더의 피스톤 로드를 축이동시키고, 그 유압 마스터실린더로부터의 작동오일을 유압오퍼레이팅 실린더를 통해 마찰클러치로 공급함으로써 그 클러치의 스프링을 압축하여 마찰클러치를 차단시키는 구성의 마찰클러치의 자동단속장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 모터를 역회전시켜 상기 마찰클러치를 접속할 때에, 상기 마찰클러치의 스프링의 반발력에 의해 압축되어 하중을 축적하고, 상기 모터가 정회전됐을 때는 클러치를 차단하도록 축적된 하중을 방출할 수 있는 하중축적수단을 상기 유압 마스터실린더의 피스톤 로드에 설치한 마찰클러치의 자동단속장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 하중축적수단의 하중축적상태를 유지하기 위해서 상기 피스톤 로드에 걸어맞춤하여 해당 피스톤 로드의 이동을 구속하는 축적하중유지수단을 설치한 마찰클러치의 자동단속장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 변속기의 클러치가 차단되었을 때, 유압마스터 실린더의 피스톤로드가 강하게 눌려지고, 하중축적수단내에 축적된 하중 및 모터의 구동력에 의하여 이동되며, 따라서 마찰클러치의 차단이 극도로 신속하고 강하게 수행되는 마찰클러치의 자동단속장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 마찰클러치가, 다이어프램 스프링을 가지는 건식 단판클러치로 구성되고, 상기 하중축적수단이, 유압 마스터실린더의 피스톤 로드의 바깥둘레에 설치된 압축식 코일 스프링으로 구성되고, 상기 축적하중 유지수단이 캠기구와 래칫기구의 조합으로 구성되어 있는 자동클러치 동작장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 코일스프링이 마찰클러치내의 다이어프램 스프링의 반발력에 기인한 압축에 의하여 하중을 축적할 수 있으며, 따라서 클러치의 차단이 코일스프링의 축적된 힘에 따라서 신속하고 강하게 행해질 수 있는 자동클러치 작동장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 축방향이동 변환수단과 상기 유압 마스터실린더의 피스톤 로드를 평행축상태로 배설된 콤팩트한 구성으로 형성된 자동클러치 작동장치를 제공함에 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 도 1에 기초하여 설명한다.

본 예의 마찰클러치의 자동단속장치는 도 1의 단면도에서 나타낸 바와 같이 구성되어 있고, 도면에 있어서, 자동차의 변속기의 마찰클러치(도시하지 않음)의 단속을 컴퓨터제어로 행하기 위해서, 모터(4)와, 유압 마스터실린더(3)가 설치되고, 유압 마스터실린더(3)의 상부에는 리저버탱크(5)가 접속배치되어 있다.

모터(4)는 정역회전 가능하고, 컴퓨터(도시하지 않음)에 의해 구동제어된다. 유압 마스터실린더(3)는 마찰클러치(도시하지 않음)의 오퍼레이팅 실린더용의 배관과 연이어 통하는 접속구(3a), (3b)를 갖고 있다.

유압 마스터실린더(3)의 피스톤 로드(6)가 모터(4)의 구동에 의해 정방향으로 이동하면, 유압 마스터실린더(3)가 유압을 발생하여 오퍼레이팅실린더에 유압을 공급하고, 역으로 피스톤 로드(6)가 후퇴하면 유압을 해제하도록 되어 있다.

하우징(2)내부에는, 상기 모터(4)측의 고정축(7)과, 상기 유압 마스터실린더(3)측의 피스톤 로드(6)가 분리되어 평행축상태로 설치되어 있다. 고정축(7)의 도시된 오른쪽 끝단부에는 슬리브(9)에 연결되어 동축상태로 이동축(36)이 설치된다. 이 이동축(36)의 끝단부에 핀(39)을 통해 카운터 레버(37)의 일끝단측이 연결되어, 카운터레버(37)는 중앙의 지지점축(38)을 통해 요동가능하다. 도시된 카운터레버(37)의 상단측은 핀(39)을 통해 상기 피스톤 로드(6)의 한쪽 끝단부에 연결되어 있다. 이 피스톤 로드(6)의 바깥둘레에는 코일 스프링(31)이 배설되어 있다. 또한, 피스톤 로드(6)의 도시된 왼쪽 끝단측에는 유압 마스터실린더(3)의 주실(主室) 피스톤(32)이 연결되고, 또 그 도시된 왼쪽에는 부실(副室) 피스톤(34)이 설치된다.

상기 고정축(7)에는 상기 슬리브(9)가 슬라이드 키(10)를 통해 축방향으로 슬라이드가능하고 또한 회전불가능하게 부착되어 있고, 이 슬리브(9)의 후단은 상기 이동축(36)에 연결핀(11)으로 고정되어 있다. 또한, 하우징(2)의 통형상부(2a)의 안둘레에는 슬리브(9)의 바깥둘레에 미끄럼 접촉하는 축받이(12)가 부착되어 있다. 또한, 통형상부(2a)의 내부에서의 슬리브(9)의 앞끝단부에는 슬라이더(15)가 슬라이더 베어링(16)을 통해 상대회전가능하고 또한 축방향으로 일체적으로 이동가능하게 연결되어 있다. 즉, 슬리브(9)는 슬라이더 베어링(16)의 내륜에 고정되고, 슬라이더(15)는 슬라이더 베어링(16)의 외륜에 고정되어 있다. 또한, 슬라이더(15)의 바깥둘레도 통형상부(2a)의 안둘레에 부착된 축받이(17)에 의해 안내되고 있다. 슬라이더(15)의 앞부분에는, 바깥둘레톱니를 갖는 슬라이더측 엑츄에이터 기어(18)와, 안둘레에 암나사를 형성한 암 나사부재(19)가 축방향으로 겹친 상태로 스크류(20)∼(20) (도면은 하나만을 나타낸다)에 의해 고정되어 있다. 마찬가지로, 암나사부재(19)의 안쪽에 위치하는 고정축(7)앞 부분에는 암 나사부재(19)와 나사맞춤하는 수 나사부재(21)가 고정 키(22)를 통해 회전불가능하게 고정되어 있다.

상기 슬라이더측 액츄에이터기어(18)의 아래쪽으로는 카운터측 엑츄에이터기어(23)가 위치하고 있고, 이 카운터측 액츄에이터기어(23)는 고정축(7)과 평행한 카운터 샤프트(24)에 부착되고, 카운터 샤프트(24)는 양끝단을 볼 베어링(25), (25)을 통해 축지지되어 있다. 카운터측 액츄에이터기어(23)는, 슬라이더측 액츄에이터기어(18)와 맞물리는 제1 기어부(23a)와, 이 제1 기어부(23a) 보다도 톱니수가 많은 큰 직경의 제2 기어부(23b)로 이루어져 있다. 제1 기어부(23a)의 길이(축방향에서의)는 슬라이더측 액츄에이터기어(18)보다도 길게 형성되어, 이에 따라 상기 슬라이더(15)의 축방향이동을 가능하게 하고 있다. 또한 제2 기어부(23b)는, 모터(4)의 모터축(4a)에 스프링핀(26)을 통해 부착되며, 제2 기어부(23b)보다도 톱니수가 적은 모터측 액츄에이터 기어(27)와 맞물림하고 있다.

모터(4)를 시동하면, 모터측 액츄에이터기어(27), 카운터측 액츄에이터기어(23) 및 슬라이더측 액츄에이터기어(18)로 이루어지는 액츄에이터기어열에 의해 모터(4)의 회전이 감속되어 슬라이더(15)에 전달된다. 그렇게 되면, 슬라이더(15)에 고정된 암 나사부재(19)와 고정축(7)의 수 나사부재(21)와의 나사맞춤에 의해, 슬라이더(15)는 회전에 따라 고정축(7)에 대하여 후방(도면중 오른쪽)으로 이동하여, 슬라이더(15)와 동시에 슬리브(9) 또는 이동축(36)이 이동하여, 상기 카운터 레버(37)를 통해 피스톤 로드(6)가 전진하여 유압 마스터실린더(3)에 유압이 발생한다.

다음에, 유압발생상태로부터 유압해제상태로 하기 위해서는, 모터(4)를 상기와는 역방향으로 회전시킨다. 그렇게 되면, 슬라이더(15)는 고정축(7)에 대하여 역방향으로 이동하고, 슬라이더(15)와 동시에 슬리브(9) 또는 이동축(36)이 이동하여, 상기 카운터 레버(37)를 통해 피스톤 로드(6)가 역으로 진행하여, 유압해제상태가 된다.

다음에, 본 발명의 특징을 보다 상세하게 설명한다. 유압 마스터실린더(3)의 피스톤 로드(6)의 바깥둘레에 걸어멈춤판(30)이 고정 설치되어 있고, 이 걸어멈춤판(30)에 일끝단측을 접촉시킨 상태로, 피스톤 로드(6)의 바깥둘레에 코일 스프링(31)이 배설되어 있고, 이 코일 스프링(31)은, 피스톤 로드(6)가 도시오른쪽으로 이동한 때에는 압축되어 하중을 축적할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 유압 마스터실린더(3)내에는, 주압력 발생실(S1)과 부압력 발생실(S2)이 형성된다. 주압력 발생실(S1)에는 주실 피스톤(32)이 설치되고, 주실 피스톤(32)은 상기 피스톤 로드(6)와 동축상태로 배설되고, 피스톤 로드(6)의 이동에 연이어 동작하여 이동하도록 구성되어 있다.

또한, 상기 부압력 발생실(S2)은, 부실 피스톤(34)과 유압 마스터실린더(3)의 외벽과의 사이에 형성되어 있다. 이 부실 피스톤(34)은 상기 주실 피스톤(32)의 도시 좌측에 동축상태로 배치된 것으로 되어 있다. 또한, 유압 마스터실린더(3)에는 상기 주압력발생실(S1)과 연이어 통하는 주실구(3a)가 형성되고, 이 주실구(3a)에는, 유압 오퍼레이팅실린더와 접속되는 유압배관이 접속된다. 또한, 상기 부압력발생실(S2)과 연통형상으로 부실구(3b)가 개구되어 있고, 이 부실구(3b)에는, 유압배관을 통해 도시하지 않은 전자밸브로 구성되는 부실 제어밸브가 접속되고, 부실제어밸브는 상기 유압 오퍼레이팅실린더와 접속된다. 또, 유압 오퍼레이팅실린더는 클러치 해제기구를 통해 자동차용변속기(도시하지 않음)의 마찰클러치로 작동오일을 공급할 수 있는 것이다.

또한, 유압 마스터실린더(3)에는 개로(5a)가 개설되어 있고, 개로(5a)에는, 상기 부압력 발생실(S2)와 리저버탱크(5)와의 연락을 제어하는 대기제어수단이 접속된다.

본 실시예에서는, 변속기의 마찰크러치가 다이어프램 스프링을 가지는 건식(乾式)단판(單板) 클러치로 구성된다.

상술한 도면중의 모터측 액츄에이터기어(27), 카운타측 액츄에이터기어(23)에 의해 모터(4)의 회전력을 감속하는 감속수단이 구성되어 있다. 또한, 상기 수 나사부재(21), 암 나사부재(19), 슬라이더측 액츄에이터기어(18), 슬라이더(15), 슬리브(9)등에 의해 회전력을 축방향으로 변환시키는 축방향 이동변환수단이 구성되어 있다. 또한, 상기 코일 스프링(31)은 하중을 축적할 수 있는 하중축적수단을 구성하고 있다.

또, 상기 피스톤 로드(6)의 이동을 규제하는 스토퍼(40)가, 하우징(2)에 피스톤 로드(6)와 평행상태로 설치되고, 이 스토퍼(40)는 적절하게 조정가능한 것으로 되어 있다.

또한, 상기 피스톤 로드(6)의 상면측에는 함몰형상으로 노치(6a)가 형성되고, 이 노치(6a)에는, 지지점(42)을 중심으로 하여 회동가능한 래칫기구(41)의 후크(41b)가 걸어맞춤되도록 구성되고, 래칫기구(41)에는 리턴 스프링(43)이 감겨 장착되고, 리턴 스프링(43)에 의해 항상 상기 후크(41b)가 상기 노치(6a) 측으로 힘이 가해져 있다. 또, 상기 지지점(42)에는 캠(41a)이 고정설치되고, 이 캠(41a)는 상기 카운터레버(37)의 상단에 윗쪽으로 돌출된 캠작동부(37a)와 접촉되어, 캠작동부(37a)가 도시한 왼쪽방향으로 이동했을 때에 캠(41a)를 통해 상기 래칫기구(41)가 상기 피스톤 로드(6)의 노치(6a)에서 이반되도록 구성되어 있다. 이 래칫기구(41), 캠(41a), 캠작동부(37a)에 의해 축적하중유지수단이 구성되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 변속기(도시하지 않음)의 마찰클러치의 차단개시시에는, 상기 부실제어밸브가 개방상태가 되어, 상기 모터(4)가 정방향으로 회전되고, 상기 감속수단을 통해, 또한 축방향 이동변환수단 및 카운터 레버(37)를 통해, 피스톤 로드(6)에 축방향의 제1의 하중이 작용한다. 이 때에, 카운터레버(37)의 캠작동부(37a)가 캠(41a)를 통해 상기 래칫기구(41)를 피스톤 로드(6)의 노치(6a)에서 이반시키기때문에, 피스톤 로드(6)의 구속이 풀어지며, 압축되어 하중을 축적하고 있는 상기 코일 스프링(31)은 도시한 왼쪽방향으로 하중을 방출시키면서 신장하여, 피스톤 로드(6)에 코일 스프링(31)에 의한 축방향의 제2의 하중이 작용하여, 피스톤 로드(6)를 도시한 왼쪽방향으로 억압하여, 모터(4)의 구동력을 보조한다. 이에 따라 상기 주실 피스톤(32) 및 부실 피스톤(34)이 도시한 왼쪽으로 억압이동되어, 상기 주압력발생실 (S1) 및 부압력발생실(S2)이 압축되어, 작동오일이 상기 각각의 연락구(3a) 및 (3b)에서 도시하지 않은 유압 오퍼레이팅실린더로 공급되어, 이에 따라 변속기의 마찰클러치의 다이어프램 스프링이 눌려져 마찰클러치는 차단되게 되며, 마찰클러치의 차단개시는, 상기 모터(4)의 구동력과 코일 스프링(31)의 가압력에 의해 강력히 또한 신속히 행하여지게 된다.

이렇게 하여 마찰클러치의 차단이 종료한 때에는, 피스톤 로드(6)가 스토퍼(40)에 접촉상태가 되고, 상기 부실제어밸브가 폐지되어, 유압 오퍼레이팅실린더(도시하지 않음)와 상기 주압력발생실(S1)과 작동오일이 밀폐유지되게 되어, 이에 따라 마찰클러치는 완전히 차단상태에 유지되게 된다.

다음에, 마찰클러치의 접속개시 시에는, 상기 부실제어밸브가 폐지된 상태로, 상기 모터(4)가 역회전구동되어, 상기 피스톤 로드(6)의 도시한 오른쪽방향으로의 이동이 시작되지만, 마찰클러치(도시하지 않음)의 다이어프램 스프링의 반발력에 의해, 클러치 해제기구를 통해 상기 유압 오퍼레이팅실린더의 작동오일이 유압 마스터실린더(3)의 상기 주압력발생실(S1)에 되돌려져 주실 피스톤(32)을 도시한 오른쪽으로 이동시켜, 이에 따라 피스톤 로드(6)가 오른쪽방향으로 이동하여 상기 코일 스프링(31)을 서서히 압축시켜, 코일 스프링(31)에 하중을 축적시킨다. 피스톤 로드(6)가 소정위치에 달하면, 노치(6a)에 래칫기구(41)의 후크(41b)가 걸어맞춤되고, 피스톤 로드(6)가 하우징(2)에 구속상태가 되어, 코일 스프링(31)는 압축된 상태로 유지되고, 하중이 양호하게 코일 스프링(31)에 축적유지되게 되어, 마찰클러치의 접속종료후도 코일 스프링(31)에 하중이 축적유지된다.

상기 모터(4)가 정지되면, 상기 부실제어밸브가 개방되어, 부압력 발생실(S2)내에 유압 오퍼레이팅실린더에 남겨져 있는 작동오일이 두 되돌려지고, 이에 따라, 남겨져 있던 상기 부실 피스톤(34)이 상기 주실 피스톤(32)의 끝단부에 접촉할 때까지 이동되어, 상기 리저버탱크(5)와의 연락을 제어하는 상기 대기제어수단이 개방되기 때문에, 이에 따라 상기 주압력 발생실(S1) 내를 포함하는 작동오일이 대기측으로 개방되어, 마찰클러치에의 조작력이 완전히 해제된 상태가 된다.

이와 같이 본 예에서는, 모터(4)의 정회전구동력에 의해서, 도시하지 않은 마찰클러치의 스프링을 압축하여 마찰클러치를 차단시키고, 다음에, 모터(4)를 역회전시킬 때에, 마찰클러치의 스프링의 반발력을, 상기 코일 스프링(31)에 작용시켜, 코일 스프링(31)를 압축하여, 하중을 축적시킬 수 있고, 다음에 모터(4)가 정회전되는 마찰클러치의 차단 개시시에는, 이 코일 스프링(31)에 축적된 하중이 개방되어, 모터(4)에 의한 구동력과 코일 스프링(31)에 가해지는 힘에 의해, 유압 마스터실린더(3)로부터 유압오퍼레이팅실린더로 작동오일을 강력하고 신속하게 공급시켜 마찰클러치를 신속히 차단시킬 수 있고, 이에 따라 엔진으로부터 변속기에 전달되고 있는 동력을 강력하고 신속하게 차단할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 정역회전가능한 모터와;

   상기 모터의 회전을 감속하기 위한 감속수단과;

   상기 모터의 회전을 피스톤 로드의 축방향이동력으로 변환하기 위한 축방향 이동변환수단과;

   상기 클러치내의 스프링을 압축하도록 유압오퍼레이팅실린더를 통하여 마찰클러치로 작동오일을 공급하여 마찰클러치가 차단되도록 하는 상기 피스톤로드를 포함하는 유압 마스터실린더와;

   상기 모터를 역회전시켜 상기 마찰클러치를 접속할 때에, 상기 마찰클러치의 스프링의 반발력에 의해 압축되어 하중을 축적하고, 상기 모터가 정회전됐을 때 축적된 하중을 방출할 수 있도록 상기 유압 마스터실린더의 피스톤 로드에 설치되는 하중축적수단; 및,

   상기 하중축적수단에 의한 하중축적상태를 유지하기 위해서 상기 피스톤 로드에 걸어맞춤하여 해당 피스톤 로드의 이동을 구속하는 축적하중 유지수단을 포함하여 구성되는 마찰클러치의 자동단속장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마찰클러치가, 다이아프램 스프링식 건식단판 클러치로 구성되고, 상기 하중축적수단은, 상기 유압 마스터실린더의 피스톤 로드의 바깥둘레에 설치된 압축식 코일스프링으로 구성되며, 상기 축적하중유지수단은 캠기구와 래칫(ratchet)기구의 조합으로 구성되어 있음과 동시에, 상기 축방향 이동변환수단과 상기 유압 마스터실린더의 피스톤 로드는 평행축상태로 배설하고, 상기 축방향 이동변환수단과 상기 피스톤 로드의 끝단부는, 지지점에 의해 요동하는 카운터레버로 연결한 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 자동단속장치.