KR20000044100A - 자동 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 클러치에 관한 것으로, 클러치 페달에 의해 동작되던 매스터 실린더의 구동을 푸쉬 스위치의 스위칭에 의거 자동으로 이루어지도록 하므로서, 장애인을 포함하여 일반인에게 사용 편의성을 제공함과 더불어, 별도의 고가 장비를 사용하지 않고 세미오토 효과를 얻을 수 있어 동일 스팩에서의 기능성을 향상시키기 위한 자동 클러치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 변속스틱에 구비된 구동스위치; 상기 구동스위치의 스위칭을 인가받아 클러치 상태를 제어하기 위한 제어부; 및 상기 제어부의 제어신호에 의거 클러치 상태를 절환동작시키기 위한 구동장치로 이루어짐과 동시에, 상기한 제어부가 구동스위치에 의해 모터의 회전 방향을 절환시키기 위한 제어신호를 생성하는 릴레이; 및 상기 릴레이에 의해 모터로 인가되는 제어신호를 매스터 실린더의 구동상태에 따라 온/오프 스위칭되도록 하는 제1,2스위치로 이루어져, 변속스틱에 구비된 구동스위치에 온/오프 동작에 의해 제어부 및 구동장치로부터 클러치를 제어할 수 있도록 하여, 차량의 세미오토 기능을 수행하므로서, 사용자의 사용 편의성을 향상시키고 구성의 단순함으로 인한 동일 스팩에서의 단가 절감 효과를 얻는다.

Description

자동 클러치

본 발명은 차량의 클러치에 관한 것으로, 보다 상세히는 클러치 페달에 의해 동작되던 매스터 실린더의 구동을 푸쉬 스위치의 스위칭에 의거 자동으로 이루어지도록 하므로서, 장애인을 포함하여 일반인에게 사용 편의성을 제공함과 더불어, 별도의 고가 장비를 사용하지 않고 세미오토 효과를 얻을 수 있어 동일 스팩에서의 기능성을 향상시키기 위한 자동 클러치에 관한 것이다.

일반적으로 수동 변속기를 갖는 클러치 장치는 클러치 디스크와 플라이 휠과의 분리상태를 구현한 후, 기어 비율을 가변시켜 다시 디스크 및 플라이 휠과의 압착상태로 절환시킴에 따라 엔진의 구동상태에서 차량의 속도 내지 동력의 가변을 수행하기 위한 것이다. 이러한 변속장치는 오토메틱, 세미오토 및 매뉴얼로 구분되며, 이하 상기 매뉴얼 방식에 따른 변속장치를 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 클러치 시스템의 일부를 나타낸 도면이다. 먼저 도 1을 참조한 클러치 시스템은, 사용자로부터 동력 전달여부를 결정하기 위해 사용되는 클러치 페달(70)과, 상기 클러치 페달(70)이 페달힌지(74)를 중심으로 회동될 때 회동각에 상응한 유체 압력을 생성시키기 위한 매스터 실린더(76)와, 상기 매스터 실린더(76)로부터 발생된 유압이 플렉시블 호오스(78) 및 파이프(80)를 거쳐 상기 유압에 상응한 푸시로드(82)를 직선운동시키기 위한 릴리스 실린더(86)와, 상기 푸시로드(82)의 운동량에 따라 포오크 힌지(88)를 중심으로 한 원호 운동을 수행하는 릴리스 포오크(84) 및 상기 릴리스 포오크(84)의 운동량에 따라 플라이 휠과 디스크와의 압착 및 분리를 행하여 엔진의 동력 전달여부를 결정하기 위한 클러치 본체(90)로 구성된다. 그리고 상기 클러치 페달(70)의 운동량을 복원시키기 위한 스프링(72)이 장착되고 있다.

이하, 상기 구성에 따른 클러치 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 사용자가 차량의 기어를 변속하기 위해 상기 클러치 페달(70)을 스프링(72)의 복원력 이상으로 가압할 경우, 상기 클러치 페달(70)은 페달 힌지(74)를 중심으로 일정 원호운동을 한다. 이러한 클러치 페달(70)의 원호운동으로부터 매스터 실린더(76)에 구비된 피스톤(미도시함)을 구동시키므로서, 매스터 실린더(76)의 체적과 피스톤의 구동력에 상응한 압력이 발생된다.

상기한 압력은 매스터 실린더(76)의 유체를 플렉시블 호오스(78)로 전송하며, 파이프(80)를 통해 릴리스 실린더(86)로 공급된다. 즉, 매스터 실린더(76)의 체적은 릴리스 실린더(86)의 체적보다 작기 때문에, 상기 클러치 페달(70)로부터 유동된 매스터 실린더(76)의 유동 체적은 상기 릴리스 실린더(86)를 미소한 거리를 유동시키게 된다.

이는 짧아진 거리만큼 압력은 증가하는 것으로, 상기한 푸시로드(82)의 유동상태는 릴리스 포오크(84)를 큰 힘으로 가압하게 된다. 그러면 상기 포오크 힌지(88)를 중심으로 릴리스 포오크(84)가 푸시로드(82)의 유동거리에 상응한 원호운동을 수행하므로서, 클러치 본체(90)로 클러치 페달(70)의 운동력이 전달되는 것이다.

따라서 릴리스 포오크(84)는 다이어프램(미도시함)을 가압하게 되고, 다이어프램에 연결된 디스크는 플라이 휠과 분리되어 엔진의 동력전달이 차단되는 것이다. 이 후, 사용자가 상기 클러치 페달(70)을 밟지 않게 되면, 상기 스프링(72)에 의해 클러치 페달(70)은 복원되어 매스터 실린더(76)에서 발생되는 압력은 반대방향 즉, 클러치 페달(70)이 복원되는 방향으로 형성됨에 따라, 릴리스 실린더(86)는 릴리스 포오크(84)를 안쪽으로 힘을 가하게 된다.

이로인해 클러치 본체(90)에서는 디스크와 플라이 휠이 압착되어 엔진 동력이 변속기 압력축(미도시함)으로 전달되는 것이다.

그러나 이와 같은 클러치 장치는 사용자가 클러치 페달을 밟아야 하기 때문에, 장애자를 포함한 일반 사용자에게도 사용상의 불편한 점이 야기된다. 이러한 이유로 오토메틱 또는 세미오토가 개발되어 있지만, 이는 고가의 제품으로 사용자가 쉽게 선택하기에 어려운 점이 발생되어, 저가의 자동 클러치 시스템이 요구되고 있는 바이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 저가의 자동클러치 시스템을 제공할 수 있는 자동 클러치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 자동 클러치는 변속스틱에 구비된 구동스위치; 상기 구동스위치의 스위칭을 인가받아 클러치 상태를 제어하기 위한 제어부; 및 상기 제어부의 제어신호에 의거 클러치 상태를 절환동작시키기 위한 구동장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 자동 클러치는 상기한 제어부가 구동스위치에 의해 모터의 회전 방향을 절환시키기 위한 제어신호를 생성하는 릴레이; 및 상기 릴레이에 의해 모터로 인가되는 제어신호를 매스터 실린더의 구동상태에 따라 온/오프 스위칭되도록 하는 제1,2스위치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 클러치 장치의 구성을 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 클러치의 구성을 나타낸 사시도.

도 3a, 3b는 도 2에 도시된 구동장치의 사시도.

도 4는 도 2에 도시된 의 제어부의 회로도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 구동장치 12, 14 : 커넥터

16 : 랙 18 : 매스터 실린더

24 : 릴리스 포오크 28 : 릴리스 실린더

30 : 푸시로드 32 : 변속스틱

34 : 구동스위치 40 : 랙기어

42 : 피니언 44, 46 : 볼

50 : 제어부 SW1,SW2 : 제1,2볼 스위치

RL : 릴레이 M : 모터

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 클러치 시스템을 일실시예로 나타낸 도면이다. 도 3a 및 도 3b는 도 2의 동작상태를 나타낸 도면이다. 먼저 도 2를 참조한 클러치 시스템은, 수동변속기를 조작하기 위한 변속스틱(32)과, 상기 변속스틱(32)을 조작하기 전에 기어변속에 따른 클러치 변환을 제어하기 위한 구동스위치(34)와, 상기 구동스위치(34)의 스위칭 신호를 인가받아 시스템을 총괄 제어하기 위한 제어부(50)와, 상기 제어부(50)의 제어신호에 의거 클러치를 동작시키기 위한 구동장치(10)와, 상기 구동장치(10)의 동작에 상응한 유체 압력을 생성시키기 위한 매스터 실린더(18)와, 상기 매스터 실린더(18)로부터 발생된 유압이 플렉시블 호오스(20) 및 파이프(22)를 거쳐 상기 유압에 상응한 푸시로드(30)를 직선운동시키기 위한 릴리스 실린더(28)와, 상기 푸시로드(30)의 운동량에 따라 포오크 힌지(26)를 중심으로 원호 운동을 수행하는 릴리스 포오크(24) 및 상기 릴리스 포오크(24)의 운동량에 따라 플라이 휠과 디스크와의 압착 및 분리를 행하여 엔진의 동력 전달여부를 결정하기 위한 클러치 본체(60)로 구성된다. 그리고 상기 구동장치(10)에는 매스터 실린더(18)를 동작시키기 위한 랙(16)이 구비되며, 상기 제어부(50)와 구동장치(10)는 제1 및 제2커넥터(14)에 의해 제어신호가 접속되도록 하고 있다.

이하, 상기 구성에 따른 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

예컨대 사용자가 변속스틱(32)을 중립에 놓고 차량을 시동하게 될 경우, 클러치 본체(60)는 엔진의 구동력을 변속기 압력축으로 전달하지만, 변속기의 중립상태에 따라 차량은 정지상태를 유지한다. 이 후, 사용자가 변속을 하기 위해 상기 구동스위치(34)를 동작시키므로서, 구동스위치(34)의 스위칭 신호는 제어부(50)로 인가된다.

제어부(50)는 구동장치(10)로 동작 제어신호를 전송하여 상기 구동장치(10)에 구비된 랙(16)을 전진시키게 된다. 이로 인해 매스터 실린더(18)에 구비된 피스톤(미도시함)을 구동시키고, 매스터 실린더(18)의 체적과 피스톤의 구동력에 상응한 압력이 발생된다. 상기한 압력은 매스터 실린더(18)의 유체를 플렉시블 호오스(20)로 전송하며, 파이프(22)를 통해 릴리스 실린더(28)로 공급된다. 즉, 매스터 실린더(18)의 체적은 릴리스 실린더(28)의 체적보다 작기 때문에, 상기 구동장치(10)의 랙(16)으로부터 유동된 매스터 실린더(18)의 유동 체적은 상기 릴리스 실린더(28)를 미소한 거리를 유동시키게 된다.

이는 짧아진 거리만큼 압력은 증가하는 것으로, 상기한 푸시로드(30)의 유동상태는 릴리스 포오크(24)를 큰 힘으로 가압하게 된다. 그러면 상기 포오크 힌지(26)를 중심으로 릴리스 포오크(24)가 푸시로드(30)의 유동거리에 상응한 원호운동을 수행하므로서, 클러치 본체(60)로 동력이 전달되는 것이다.

따라서 릴리스 포오크(24)는 다이어프램(미도시함)을 가압하게 되고, 다이어프램에 연결된 디스크는 플라이 휠과 분리되어 엔진의 동력전달이 분리되는 것이다. 그리하여 사용자는 상기한 변속스틱(32)을 조작하여 소정 레벨의 기어변속을 수행한다. 그리고 기어변속이 종료되면 상기 구동스위치(34)를 오프시키며, 이러한 구동스위치(34)의 오프신호는 제어부(50)로 인가됨에 따라, 구동장치(10)의 랙(16)을 후진시키게 된다. 이는 상기 설명한 과정과 반대 현상으로 클러치 본체(60)의 디스크와 플라이 휠이 압착되어 동력전달이 이루어지는 것이다.

그러면 상기 구동장치(10)를 예시도면에 의거한 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 랙(16)의 하단부에는 랙기어(40) 및 피니언(42)이 구비되며, 상기 피니언(42)의 회전축은 모터(M)로 연장되고 있다. 그리고 랙(16)의 일측부에는 홀(48)이 형성되며, 상기 홀(48)에 의해 스위칭되는 제1,2볼 스위치(SW1,SW2)가 소정 거리를 두고 설치된다. 앞서 설명된 제1,2커넥터(12,14)는 제1,2볼 스위치(SW1,SW2)와 접속되고 있다.

상기 구성에 따른 구동장치(10)의 작용은 상기 제어부(50)에서 구동스위치(34)의 스위칭 신호를 인가받을 때, 모터(M)를 반시계 방향으로 회전하도록 제어신호를 출력한다. 모터(M)는 피니언(42)을 동위상으로 회전시켜 상기 랙기어(40)를 전진시키는 것이다. 이로 인해 랙(16)은 랙기어(40)에 따라 전진하는데, 랙(16)위에 구비된 홀(48)은 소정 거리를 이동한 후 제1볼 스위치(SW1)를 오프 절환시킨다.

즉, 제1볼 스위치(SW1)의 위치로 홀(48)이 이동되면 제1볼 스위치(SW1)의 제1볼(44)은 상기 홀(48)에 안착되어 제1볼 스위치(SW1)를 오프시킨다. 그러면 이러한 제1볼 스위치(SW1)의 스위칭 신호는 상기 제1커넥터(12)를 통해 제어부(50)로 인가되어 모터(M)의 구동을 정지시키는 것이다.

또한 상기 구동스위치(34)를 놓게 되면 예컨대, 사용자가 변속스틱(32)을 통해 기어변속을 수행한 후 구동스위치(34)를 누름 동작을 정지하게 될 경우에는, 상기 제어부(50)가 이를 인식하여 모터(M)의 회전방향을 절환시킨다. 따라서 모터(M)로부터 회전되는 피니언(42)은 랙(16)을 후진 시키게 되고, 이로인한 홀(48)은 제2볼 스위치(SW2)의 위치까지 이송된다.

홀(48)의 이송은 제2볼 스위치(SW2)를 오프 절환시키는 것으로, 제2커넥터(14)를 통해 제어부(50)가 인식한다. 그리하여 제어부(50)는 모터(M)로 공급되던 구동신호는 차단되어 클러치 동작의 완료와 더불어, 변속이 완료되는 것이다.

한편, 상기 제어부(50)의 동작과정을 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 1의 제어부(50)를 일실시예로 나타낸 회로도이다. 먼저 도 3을 참조한 제어부(50)는, 평시 오픈단자(NO)와 평시 클로우즈단자(NC) 및 공통단자(COM)가 각각의 쌍으로 구비되어 구동단자에 의해 접점 절환되는 릴레이(RL)로 구성되며, 상기 릴레이(RL)에는 구동스위치(34)의 다수 접점과 제1,2볼 스위치(SW1,SW2)와 연결되고 있다.

이하, 상기 구성에 따른 본 발명의 제어부(50)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 초기상태에 있어서는 상기한 랙(16)이 매스터 실린더(18)를 가압하지 않은 상태 즉, 클러치의 동력전달이 유지되고 있는 상태로서, 변속스틱(32)은 중립에 고정되어 있다. 이는 제2볼 스위치(SW2)가 오프되어 있는 것으로 이 때, 사용자가 기어를 변속하기 위해 상기 구동스위치(34)를 동작시키면, 배터리 전원(B)은 상기 릴레이(RL)의 구동단자로 인가된다. 그리고 상기 구동스위치(34)의 푸쉬동작에 의해 구동스위치(34)의 b,b'가 접속되어 상기 제2볼 스위치(SW2)는 쇼트상태를 유지한다.

따라서 상기 릴레이(RL)는 동작되어 공통단자(COM)와 평시 오픈단자(NO)가 접점이 형성되어, 상기 배터리 전원(B)은 릴레이(RL)의 좌측 공통단자(COM)를 거쳐 평시 오픈단자(NO) 및 제1볼 스위치(SW1)를 통해 모터(M)로 공급되고, 배터리의 그라운드는 릴레이(RL)의 우측 공통단자(COM) 및 평시 오픈단자(NO)를 통해 구동스위치(34)의 b,b'에 의해 상기 모터(M)와 연결된다. 이는 모터(M)를 반시계 방향으로 회전시키는 것으로, 이로 인한 클러치의 동력 전달을 차단시키게 된다. 그리고 이러한 모터(M)의 반시계 방향으로 회전함은 랙(16)과 홀(48)을 전진시키게 됨에 따라, 홀(48)이 제1볼 스위치(SW1)의 제1볼(44)까지 이송된 후 제1볼 스위치(SW1)를 오프시키게 된다. 또한 랙(16)의 이송과정중 상기 제2볼 스위치(SW2)는 온 상태를 유지토록 하고 있다.

이러한 제1볼 스위치(SW1)의 오프신호는 제어부(50)에서 감지하는데, 이는 제1볼 스위치(SW1)의 오프 동작에 따른 모터(M)로의 전원 공급 차단이 이루어지는 것이다. 즉, 상기 랙(16)이 소정 거리를 이동한 후 제1볼 스위치(SW1)에 의해 모터(M)의 회전을 정지시키는 것이다. 이 때, 사용자는 변속스틱(32)을 통해 기어를 변속할 수 있게 되는 것이다.

그리고 이와 같이 기어 변속이 완료되면, 사용자는 구동스위치(34)의 푸쉬동작을 정지한다. 이는 구동스위치(34)의 접점을 오프시키는 것으로, 배터리 전원(B)이 릴레이(RL)의 구동단자로 인가됨을 정지시킴과 동시에, 구동스위치(34)의 접점을 a,a'로 절환시킨다. 여기서 상기 제1볼 스위치(SW1)는 현재 접점이 오프 절환되어 있지만, 구동스위치(34)의 a,a'접점에 따라 쇼트상태를 유지하게 된다.

또한 상기 릴레이(RL)의 구동단자로는 배터리 전원(B)이 공급되지 않는 관계로 상기 공통단자(COM) 및 평시 클로우즈단자(NC)가 접점을 이루고 있는 상태이다. 즉, 배터리 전원(B)은 릴레이(RL)의 공통단자(COM)를 거쳐 평시 클로우즈단자(NC)를 경유하므로서, 상기 제2볼 스위치(SW2)를 통해 모터(M)로 인가된다.

그리고 배터리의 그라운드는 공통단자(COM) 및 평시 클로우즈 단자(NC)를 통해 구동스위치(34)의 a,a'접점을 거쳐 모터(M)와 접속됨에 따라, 모터(M)는 시계 방향으로 역회전하는 것이다. 그리고 모터(M)의 구동은 랙(16)을 도면의 우측으로 이송하게 하며, 상기 랙(16)에 구비된 홀(48)은 랙(16)과 더불어 일정 거리를 이송한 후, 제2볼 스위치(SW2)를 오프 절환시킨다.

즉, 상기 배터리 전원(B)은 릴레이(RL)를 거쳐 제2볼 스위치(SW2)로 인가되던 중, 제2볼 스위치(SW2)의 접점 절환에 의해 모터(M)로의 전원 공급이 차단되는 것이다. 따라서 상기 랙(16)은 후진된 상태에서 정지되어 엔진의 동력전달이 수행된다.

이상 설명된 바와 같이 본 발명은, 변속스틱에 구비된 구동스위치에 온/오프 동작에 의해 제어부 및 구동장치로부터 클러치를 제어할 수 있도록 하여, 차량의 세미오토 기능을 수행하므로서, 사용자의 사용 편의성을 향상시키고 구성의 단순함으로 인한 동일 스팩에서의 단가 절감 효과를 얻는다.

이상, 본 발명을 상기한 실시예를 들어 구체적으로 설명하였지만, 본 발명인 자동 클러치는 이에 제한되는 것이 아니고, 당업자의 통상의 지식범위내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.

Claims (4)

1. 차량의 클러치 시스템에 있어서,

   변속스틱(32)에 구비된 구동스위치(34);

   상기 구동스위치(34)의 스위칭을 인가받아 클러치 상태를 제어하기 위한 제어부(50); 및

   상기 제어부(50)의 제어신호에 의거 클러치 상태를 절환동작시키기 위해 상기 클러치와 연결된 랙(16)을 이송시키는 구동장치(10)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 클러치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동장치(10)는 매스터 실린더(18)를 동작시키는 랙기어(40) 및 피니언(42);

   상기 피니언(42)을 회전시키는 모터(M);

   상기 랙기어(40)와 체결된 상기 랙(16) 상에 구비되어 상기 랙(16)의 이송 거리를 제한하는 홀(48); 및

   상기 홀(48)에 의해 상기 상기 랙(16)의 제한 거리를 스위칭하기 위한 제1,2볼 스위치(SW1,SW2)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 클러치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부(50)는 상기 구동스위치(34)의 스위칭 신호입력시 상기 랙(16)을 전진시키기 위해 상기 구동장치(10)의 모터(M)를 회전시키는 제어신호를 출력하고,

   상기 랙(16)이 일정 거리 이송되었을 경우 상기 제1볼 스위치(SW1)의 스위칭 신호를 인가받아 상기 모터(M)의 구동을 정지시고,

   상기 구동스위치(34)의 스위칭 신호의 오프시 상기 랙(16)을 후진시키기 위해 상기 구동장치(10)의 모터(M)를 역회전시키기 위한 제어신호를 출력하고,

   상기 랙(16)이 일정 거리 이송되었을 경우 상기 제2볼 스위치(SW2)의 스위칭 신호를 인가받아 상기 모터(M)의 구동을 정지시키도록 함을 특징으로 하는 자동 클러치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 구동스위치(34)는 푸쉬 동작에 의해 접점을 형성하는 스위칭 단자와, 평상시 a,a'접점을 형성하는 단자 및 상기 구동스위치(34)의 푸쉬 동작시 b,b'접점을 형성토록 하는 단자를 구비하고,

   상기 제어부(50)는 구동단자를 포함하여 공통단자(COM)와, 평시 오픈단자(NO) 및 평시 클로우즈단자(NC)를 쌍으로 구비한 릴레이(RL)로 이루어지며,

   상기 모터(M)의 양 단자와 접속된 상기 제1,2볼 스위치(SW1,SW2)는 상기 릴레이(RL)의 평시 오픈단자(NO)와 접속되고,

   상기 평시 오픈단자(NO)는 상호 대향되는 평시 클로우즈단자(NC)와 각각으로 접속되며,

   상기 구동스위치(34)는 배터리 전원(B)을 거쳐 상기 릴레이(RL)의 구동단자와 접속됨과 동시에, 상기 배터리 전원(B) 및 배터리 그라운드는 상기 릴레이(RL)에 구비된 두 개의 공통단자(COM)와 각각 접속되고,

   상기 제1볼 스위치(SW1)의 양단은 상기 구동스위치(34)의 a,a'단자와 각각으로 접속되며, 상기 제2볼 스위치(SW2)의 양단은 상기 구동스위치(34)의 b,b'단자와 각각으로 접속됨을 특징으로 하는 자동 클러치.