KR19990066816A - 마찰클러치의 자동단속장치 - Google Patents

Abstract

변속기의 클러치 차단을 하중축적수단에 축적된 하중을 가하여 행하는 마찰클러치의 자동단속장치에 있어서, 하중의 축적과 해방을 간단한 기구로 행할 수 있도록 한다.

모터(1)의 정회전력을 감속수단(9,13)을 통해 감속시키고, 축방향 이동변환수단(10,12)에 의해 유압 마스터실린더(2)의 피스톤로드(4a)를 축이동시켜 마찰클러치를 차단시키는 마찰클러치의 자동단속장치에 있어서, 모터(1)를 역회전시켜 마찰클러치가 접속될 때에, 모터(1)의 회전력과 마찰클러치의 스프링 반발력을 하중축적수단(16,18)에 하중으로서 축적시키고, 모터(1)가 정회전되었을 때에는 축적된 하중을 방출시킬 수 있도록 하는 링크기구를, 크랭크아암(10)과, 피스톤로드(4a)와, 하중축적수단(16,18)에 제 1 연결부(20)를 개재하여 회동가능하도록 연결된 링크(21)와, 이들을 서로 회동가능하도록 연결하는 제 2 연결부(12)에 의한 토글장치로서 형성한다.

Description

마찰클러치의 자동단속장치

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

자동차의 변속기에 있어서는, 마찰클러치의 단속을 컴퓨터제어의 모터에 의해 작동되는 유압 마스터실린더로서 행하는 소위 자동유압발생장치의 이용이 알려져 있다. 이러한 자동유압발생장치에 있어서, 모터에 의해 유압 마스터실린더를 작동시키기 위한 작동장치로서는 독일연방공화국 특허공개공보 제4433824호에 개시된 것이 있으며, 동 공보의 작동장치는, 모터의 출력축에 워엄을 설치하고, 이 워엄과 맞물리는 워엄휘일에 유압 마스터실린더의 피스톤로드를 핀으로 연결한 구성으로 되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 워엄과 워엄휘일에 의해 모터의 회전을 감속하여 토크를 증가시키고, 또 워엄휘일의 회전중심과 피스톤로드의 연결점 사이의 거리와, 워엄휘일의 회전중심과 워엄과 워엄휘일과의 맞물림점 사이의 거리와의 차에 의한 레버비를 이용하여 토크를 증가시킴과 동시에, 워엄휘일의 회전운동을 피스톤로드의 직선운동으로 변환시키도록 구성되어 있다.

또한, 클러치의 차단을 신속하게 행하기 위한 하중축적수단이 설치되어 있으며, 이 하중축적수단으로서는 한끝단이 하우징에, 다른끝단이 워엄휘일에 연결된 압축스프링장치가 이용되고 있다.

그러나, 상기 공보의 작동장치에서는 하중을 축적하고, 더구나 그 하중을 피스톤로드의 차단방향으로 작용시키기 위해서, 압축스프링장치의 하우징과의 연결점 및 워엄휘일과의 연결점, 워엄휘일의 회전중심 및 워엄휘일로의 피스톤로드의 연결점인 4개점의 상호 위치관계를 엄밀하게 설정할 필요가 있기 때문에, 설계가 대단히 번거롭고, 구조가 복잡해져 조립성이 나빠지며, 또한 조정작업이 곤란한 결점을 갖고 있었다.

도 1은, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 마찰클러치의 자동단속장치의 완전 차단시의 상태를 나타낸 단면도,

도 2는, 차단과 접속의 중간시의 상태를 도시한 도 1과 같은 단면도,

도 3은, 접속시의 상태를 나타낸 도 1과 같은 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 모터 2 : 유압 마스터실린더

4 : 피스톤 4a: 피스톤로드

9 : 워엄기어 10 : 크랭크아암

13 : 워엄휘일기어 16 : 스프링홀더

18 : 압축코일스프링 20 : 연결핀

21 : 링크

상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1의 발명은, 모터의 정회전력을 감속수단을 통하여 감속시키고, 축방향 이동변환수단에 의해 축방향 이동력으로 바꾸어 유압 마스터실린더의 피스톤로드를 축이동시키며, 이 유압 마스터실린더로부터 작동오일을 유압 오퍼레이팅실린더로 공급하여 클러치 릴리스기구를 통해 마찰클러치의 스프링을 압축하여 그 마찰클러치를 차단시키는 마찰클러치의 자동단속장치에 있어서, 상기 모터를 역회전시켜 상기 마찰클러치가 접속될 때에, 상기 모터의 회전력과 마찰클러치의 스프링 반발력을 하중축적수단에 하중으로서 축적시키고, 상기 모터가 정회전되었을 때에는 축적된 하중을 방출시킬 수 있도록 하는 링크기구가 설치되며, 이 링크기구는 상기 감속수단의 출력부를 구성하는 크랭크아암과, 상기 피스톤로드와, 상기 하중축적수단에 제 1 연결부를 통해 회동가능하도록 연결된 링크와, 이들을 서로 회동가능하도록 연결하는 제 2 연결부에 의해 토글장치를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 2의 발명은, 상기 마찰클러치가 건식단판식으로서 다이어프램 스프링식이고, 상기 하중축적수단은 압축식 코일스프링이며, 상기 감속수단은 워엄기어와 워엄휘일기어로 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 3의 발명은, 상기 하중축적수단에 스트로크센서를 대부분 매설시켜 부착한 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 도 1에 의거하여 설명한다.

본 예의 마찰클러치의 자동단속장치는 도 1의 단면도로 나타낸 바와 같이 구성되어 있으며, 도면에 있어서, 자동차 변속기의 마찰클러치(도시하지 않음)의 단속을 컴퓨터제어로 행하기 위하여, 모터(1)와, 유압 마스터실린더(2)가 설치되고, 유압 마스터실린더(2)의 상부에는 리저버탱크(2a)가 접속 배치되어 있다.

모터(1)는 정역회전이 가능하고, 도시하지 않은 컴퓨터에 의해 회전제어되는 것이며, 또한 유압 마스터실린더(2)는 도시하지 않은 마찰클러치의 오퍼레이팅실린더로의 배관의 접속연결구를 가지고 있다.

유압 마스터실린더(2)의 피스톤(4)에는 피스톤로드(4a)가 연결되어 있다. 이 피스톤로드(4a)가 모터(1)의 회전에 의해 도 1에 나타낸 전진위치로 움직이면, 유압 마스터실린더(2)가 유압을 발생하여 오퍼레이팅실린더에 유압을 공급하여 마찰클러치가 차단된다. 또한 반대로 피스톤로드(4a)가 도 3에 나타낸 후퇴위치로 움직이면, 유압을 해제하여 마찰클러치가 접속된다.

모터(1)의 모터축(1a)에 핀(5)을 통하여 워엄기어(9)가 끼워되고, 양 끝단의 볼베어링(24)을 통해 하우징(3)에 대하여 회전가능하도록 지지되어 있다. 또한 워엄기어(9)의 위쪽에는 크랭크아암(10)이 지지점축(11)을 통하여 하우징(3)에 대하여 회동가능하도록 지지되어 있으며, 이 크랭크아암(10)은 한끝단쪽이 연결핀(12)을 통해 피스톤로드(4a)의 앞끝단부에 회동가능하게 연결되어 있고, 다른 끝단쪽에는 상기 워엄기어(9)와 맞물리는 부채형의 워엄휘일기어(13)를 일체로 구비하고 있다. 또 워엄기어(9)와 워엄휘일기어(13)는 모터(1)의 회전을 크랭크아암(10)으로 감속하여 전달하는 감속기구를 구성하는 것이다.

상기의 구성에 의해, 모터(1)의 모터축(1a)이 회전하면, 핀(5)을 통해 워엄기어(9)가 회전한다. 워엄기어(9)가 회전하면, 이것과 워엄휘일기어(13)와의 맞물림에 의해 크랭크아암(10)이 지지점축(11) 주위로 회전하고, 그에 따라 피스톤로드(4a)의 연결핀(12) 위치가 전후방향으로 움직여, 피스톤로드(4a)가 축방향으로 이동하게 된다. 즉 연결핀(12)및 피스톤로드(4a)는 크랭크아암(10)의 회전을 피스톤(4)의 축방향 이동으로 변환시키는 축방향 이동변환기구를 구성하고 있다. 또 크랭크아암(10)의 지지점축(11) 주위의 회전에 따라, 연결핀(12) 위치는 전후방향뿐만 아니라 상하방향으로도 약간 이동한다. 이러한 상하방향의 이동을 흡수하기 위해서, 피스톤로드(4a)의 앞끝단은 피스톤(4)에 대하여 구면축받이(14)를 통해 연결되어, 피스톤(4)에 대한 상하방향의 경사이동이 가능하도록 되어 있다. 또한 피스톤 로드(4a)는 피스톤(4)측과 연결핀(12)측의 2부분으로 되어 있으며, 스트로크조정용 너트(15)에 의해 전체의 길이를 조절할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 하우징(3)의 상부에는 상단이 개구되고 바닥이 있는 통형상의 스프링홀더(16)를 부시(25)를 개재하여 상하방향[피스톤(4)의 이동방향과 직각방향]으로 미끄럼동작이 가능하게 수용하는 홀더수용부(17)가 설치되어 있다. 홀더수용부(17)의 상단부 내면과 스프링홀더(16)의 바닥부 내면과의 사이에는 압축코일스프링(18)이 개재되어 있고, 스프링홀더(16)는 항상 아래쪽을 향하여 힘이 가해져 있다. 이들 스프링홀더(16) 및 압축코일스프링(18)은, 모터(1)의 역회전력과 마찰클러치의 스프링 반발력을 피스톤 로드(4a)의 후퇴력으로서 축적하기 위한 하중축적수단으로서 기능하는 것이다. 또 하우징(3)의 홀더수용부(17)의 부착면은 스프링홀더(16)의 하강한계를 규제하는 스톱퍼면(3a)으로 되어 있으나 정상 사용상태에서는 마찰클러치의 마모를 고려하여 접촉되어 있지 않다. 스프링홀더(16)의 바닥부 아래면에는 아암(19)이 일체로 형성되어 아래쪽으로 돌출하고 있으며, 이 아암(19)은 연결핀(20)을 통해 링크(21)의 상단에 회동가능하도록 연결되어 있다. 또한 링크(21)의 하단은 상기 피스톤로드(4a)와 크랭크아암(1O)을 연결하는 연결핀(12)에 마찬가지로 회동가능하게 연결되어 있다. 또 링크(21)의 길이, 즉 연결핀(12)과 (20) 사이의 길이는 크랭크아암(10)에 있어서의 지지점축(11)과 연결핀(20) 사이의 길이와 같게 설정되어 있다.

상기 구성에 의해, 피스톤로드(4a), 크랭크아암(10), 링크(21) 및 이들을 연결하는 연결핀(12,20)으로 이루어지는 링크기구는 토글장치를 구성하고 있다.

즉, 이 토글장치에서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 크랭크아암(10)의 지지점축(11)과 연결핀(12)을 연결하는 라인(A) 및 연결핀(12)과 연결핀(20)을 연결하는 라인(B)은 지지점축(11)과 연결핀(20)을 연결하는 라인(C)의 좌측에 있는 제 1 상태와, 도 2에 나타낸 바와 같이, 라인(A)과 라인(B)이 라인(C)과 일직선상으로 되고, 피스톤로드(4a)와 거의 직각으로 되는 제 2 상태와, 도 3에 나타낸 바와 같이, 라인(A)과 라인(B)이 라인(C)의 우측에 있는 제 3 상태인 3가지 형태가 실현된다.

제 1 상태에서 압축코일스프링(18)의 가압력은 피스톤로드(4a)를 전진시키는 방향(도면중 왼쪽)의 분력을 발생시키고, 제 2 상태에서 압축코일스프링(18)의 가압력은 피스톤로드(4a)의 이동방향의 분력을 전혀 발생시키지 않고, 제 3 상태에서 압축코일스프링(18)의 가압력은 피스톤로드(4a)를 후퇴시키는 방향(도면중 오른쪽)의 분력을 발생시킨다. 요컨대 연결핀(12)의 위치에 따라 압축코일스프링(18)에 의해 피스톤로드(4a)에 가해지는 힘의 방향이 변화하도록 되어 있다.

단, 제 1 상태에 있어서 도 1의 상태에서는, 스프링홀더(16)가 스톱퍼면(3a)에 의해 그 이상의 아래쪽의 이동이 저지된 상태로 되어 있으므로, 피스톤로드(4a)에는 힘이 가해지고 있지 않다.

또한, 도 3에 나타낸 상태(제 3 상태)에서는 스톱퍼볼트(22)가 크랭크아암(10)의 연결핀(12) 근방의 바깥면에 접촉되고, 압축코일스프링(18)의 가압력에 저항하여, 피스톤로드(4a)를 도시한 바와 같이 연결핀(12)이 라인 (C)을 약간 오른쪽으로 넘은 위치에서 유지하고 있다. 따라서 모터가 정지하더라도, 압축코일스프링(18)의 가압력은 스톱퍼볼트(22)로 유지되고, 후퇴한 피스톤로드(4a)는, 피스톤(4)으로부터 개방된 상태가 되어 있다(마찰클러치와 완전히 해방되어 있다). 또 스톱퍼볼트(22)는 하우징(3)에 부착되어 피스톤로드(4a)와 축방향으로 대면하고 있으며, 하우징(3) 내로의 돌출량 즉 앞끝단부 위치를 조절가능하게 되어 있다.

또, 홀더수용부(17)의 상단부에는 그 대부분을 상기 홀더수용부(17) 내에 위치시킨 상태에서 스트로크센서(23)가 부착되어 있다. 스트로크센서(23)의 검출부(23a)는 스프링홀더(16)의 바닥부 내면 중앙에 맞닿아 스프링홀더(16)의 상하이동에 따라 변위하도록 되어 있으며, 이 스트로크센서(23)로부터의 신호에 의해 모터(1)의 정지와 정역회전 또한 마찰클러치의 단속중 또는 접속중의 회전력이 전자제어되도록 되어 있다.

또, 본 예에서, 변속기의 마찰클러치는 다이어프램 스프링식의 건식단판 클러치로서 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 도 1에 나타낸 바와 같이 피스톤(4)이 전진위치에 있는 상태, 즉 마찰클러치가 완전히 차단된 상태에서, 마찰클러치를 접속시키기 위해서는 모터(1)가 역방향으로 회전된다.

모터(1)가 역방향으로 회전되면, 상기한 감속수단 및 축방향 이동변환수단에 의해 피스톤로드(4a)가 후퇴하고, 동시에 스프링홀더(16)가 압축코일스프링(18)에 저항하여 이것을 눌러 압축하면서 홀더수용부(17) 내를 위쪽으로 이동한다. 이에 따라 모터(1)의 회전력과 마찰클러치의 스프링 반발력의 대부분이 압축코일스프링(18)에 서서히 축적된다.

피스톤로드(4a)가 도 2에 나타낸 위치까지 후퇴하면, 압축코일스프링(18)이 가장 압축된 상태(먼저 설명한 제 2 상태)로 되고, 피스톤로드(4a)가 도 2의 상태로부터 더욱 후퇴하면 제 3 상태가 되어 압축코일스프링(18)에 축적된 하중이 해방되어, 피스톤로드(4a)는 모터(1)의 회전력과 압축코일스프링(18)의 힘으로 뒤쪽으로 이동된다. 그러나 피스톤로드(4a)가 도 2의 상태에서 뒤쪽으로 움직이면 바로 모터(1)의 회전이 정지[이것은 스트로크센서(23)에서 스프링홀더(16)가 상승 스트로크한계에 이른 것을 검출함에 의함)하고, 스톱퍼볼트(22)에 의해 그 이상의 이동이 저지되어 도 3의 상태가 되므로, 압축코일스프링(18)에 축적된 하중의 해방량은 약간이다.

피스톤로드(4a)가 도 3의 상태가 되면 마스터실린더(2) 내의 유압이 해제되어, 마찰클러치가 완전히 접속된다.

반대로, 도 3의 상태에서 마찰클러치를 차단시키기 위해서는 모터(1)를 정방향으로 회전시킨다. 그렇게 하면 접속되는 경우와 반대로 피스톤로드(4a)는 도시하지 않은 마찰클러치의 스프링 반발력에 저항하여 전진하고, 도 2의 상태에서 도 1의 상태로 복귀된다.

여기서, 피스톤로드(4a)가 도 2의 상태에서 약간이라도 전진하면 상기한 제 1 상태로 되고, 압축코일스프링(18)에 축적된 하중이 한꺼번에 해방되어, 피스톤로드(4a)를 전방으로 움직이는 분력을 발생한다. 이 때문에 피스톤로드(4a)는 모터(1)에 의해 크랭크아암(1O)을 통하여 가해지는 추진력과 압축코일스프링(18)에 의한 추진력과의 합계가 큰 힘으로 신속하게 이동하며, 이 때문에 유압 마스터실린더(2)의 유압 발생과 그에 따른 마찰클러치의 차단을 신속하게 행할 수 있다.

이와 같이 본 예에서는, 마찰클러치가 접속될 때의 모터(1)의 회전력과 마찰클러치의 스프링 반발력을 압축코일스프링(18)에 축적하여 두고, 이 축적된 힘을 마찰클러치의 차단에 이용하여 차단을 신속히 행할 수 있다.

특히 본 실시예에서는, 모터(1)의 회전력과 마찰클러치의 스프링 반발력을 피스톤로드(4a), 크랭크아암(10), 링크(21) 및 이들을 연결하는 연결핀(12,20)에 의해 구성된 토글장치를 개재하여 압축코일스프링(18)에 축적되도록 한 것이며, 이와 같은 장치에 의하면, 접속과 차단의 중간상태 즉 도 2에 나타낸 제 2 상태에서 크랭크아암(10)과 링크(21)가 일직선형태로 피스톤로드(4a)가 이것과 직각이 되도록 하면 되기 때문에, 구조 및 설계가 간단해지고, 조립이 용이해지며, 또 조정작업도 간단하게 완료된다. 또한 마찰클러치의 스프링의 반발력의 대부분과 모터(1)의 역회전력의 일부를, 큰 용량의 하중을 축적할 수 있는 압축코일스프링(18)을 이용하여 효율적으로 축적할 수 있고, 또 축적력을 효율적으로 마찰클러치의 차단에 이용할 수 있다.

또한 모터(1)의 정지와 정역회전의 제어 등에 이용되는 스트로크센서(23)는 홀더수용부(17)의 중심부의 공간을 이용하여 그 공간에 대부분을 위치시킨 상태로 부착되어 있으므로, 장치의 전체구조가 콤팩트해진다.

본 발명은, 모터의 정회전력을 감속수단을 통하여 감속시키고, 축방향 이동변환수단에 의해 축방향 이동력으로 바꾸어 유압 마스터실린더의 피스톤로드를 축이동시키며, 이 유압 마스터실린더로부터 작동오일을 유압 오퍼레이팅실린더로 공급하여 클러치 릴리스기구를 통해 마찰클러치의 스프링을 압축하여 상기 마찰클러치를 차단시키는 마찰클러치의 자동단속장치에 있어서, 상기 모터를 역회전시켜 상기 마찰클러치가 접속될 때에, 상기 모터의 회전력과 마찰클러치의 스프링 반발력을 하중축적수단에 하중으로서 축적시키고, 상기 모터가 정회전되었을 때에는 축적된 하중을 방출시킬 수 있도록 하는 링크기구가 설치되며, 이 링크기구는 상기 감속수단의 출력부를 구성하는 크랭크아암과, 상기 피스톤로드와, 상기 하중축적수단에 제 1 연결부를 통해 회동가능하도록 연결된 링크와, 이들을 서로 회동가능하도록 연결하는 제 2 연결부에 의해 토글장치를 형성하고 있으므로, 비교적 작은 용량의 모터로도 가능하고, 링크기구의 구조 및 설계가 간단해지며, 조립이 용이해지고, 또한 조정작업도 간단하게 완료되는 이점을 가진다.

또한, 상기 마찰클러치는 건식단판식으로서 다이어프램 스프링식이며, 상기 하중축적수단은 압축식 코일스프링이다, 상기 감속수단은 워엄기어와 워엄휘일기어로 구성함으로써, 건식단판식으로서 다이어프램 스프링식인 마찰클러치는 치차식 변속기에 널리 사용되고 있으며, 압축식 코일스프링은 구조가 간단하고, 큰 용량의 하중을 용이하게 축적할 수 있으며, 워엄기어와 워엄휘일기어의 조합은 감속이 용이하고 콤팩트하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 하중축적수단에 스트로크센서를 대부분 매설하여 부착하는 것에 의해, 모터를 제어하기 위한 스트로크센서를, 하중축적수단을 구성하는 압축식 코일스프링의 중심부의 공간을 이용하여 매설함으로써 콤팩트하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 모터의 정회전력을 감속수단을 통하여 감속시키고, 축방향 이동변환수단에 의해 축방향 이동력으로 바꾸어 유압 마스터실린더의 피스톤로드를 축이동시키며, 이 유압 마스터실린더로부터 작동오일을 유압 오퍼레이팅실린더로 공급하여 클러치 릴리스기구를 통해 마찰클러치의 스프링을 압축하여 이 마찰클러치를 차단시키는 마찰클러치의 자동단속장치에 있어서, 상기 모터를 역회전시켜 상기 마찰클러치가 접속될 때에, 상기 모터의 회전력과 마찰클러치의 스프링 반발력을 하중축적수단에 하중으로서 축적시키고, 상기 모터가 정회전되었을 때에는 축적된 하중을 방출시킬 수 있도록 하는 링크기구가 설치되며, 이 링크기구는 상기 감속수단의 출력부를 구성하는 크랭크아암과, 상기 피스톤로드와, 상기 하중축적수단에 제 1 연결부를 통해 회동가능하도록 연결된 링크와, 이들을 서로 회동가능하도록 연결하는 제 2 연결부에 의해 토글장치를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 자동단속장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마찰클러치는 건식단판식으로서 다이어프램 스프링식이고, 상기 하중축적수단은 압축식 코일스프링이며, 상기 감속수단은 워엄기어와 워엄휘일기어인 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 자동단속장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하중축적수단에 스트로크센서를 대부분 매설하여 부착시킨 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 자동단속장치.