KR20070037193A

KR20070037193A - 전기모터식 클러치 액추에이터 구조

Info

Publication number: KR20070037193A
Application number: KR1020050092497A
Authority: KR
Inventors: 서진범
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-04

Abstract

전기모터식 클러치 액추에이터 구조가 개시된다. 개시된 전기모터식 클러치 액추에이터 구조는, 변속기 클러치 하우징과; 상기 변속기 클러치 하우징 내에 설치되어 액추에이터의 구동력을 발생하는 모터와; 상기 모터의 외부로 돌출되며 회전 가능하게 설치된 리드 스크루 타입의 모터축과; 상기 모터축에 설치되어 상기 모터축의 리드 스크루를 따라서 입력축의 축방향으로 운동하는 롤러 캠과; 상기 롤러 캠의 일측으로 상기 모터축과 나란하게 설치된 레버와; 상기 레버의 힘이 전달받도록 상기 레버의 일측에 설치되어 클러치의 다이어프램 스프링에 전달받은 힘이 전달되게 하는 릴리스 베어링과; 상기 레버를 지지하는 지지수단;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종래의 변속기 클러치 컨트롤 시스템과 비해 구조가 간단하고, 케이블(Cable)을 타고 들어오는 진동 및 소음에 대한 해결이 가능하고, 클러치 페달 조작이 필요 없기 때문에 운전자의 운전 편의성이 향상되며, 자동화된 로직에 의한 정밀한 제어가 가능하며, 변속기 하우징 내에 장착되기 때문에 변속기 케이스부의 패키징에 대한 제약이 없다는 이점이 있다.

클러치 액추에이터, 변속기 클러치 하우징, 다이어프램 스프링

Description

전기모터식 클러치 액추에이터 구조{STRUCTURE OF ELECTRIC MOTOR TYPE CLUTCH ACTUATOR}

도 1은 일반적인 클러치 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 분해 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 전기모터식 클러치 액추에이터 구조가 변속기 클러치 하우징에 설치된 상태를 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 3a는 본 발명에 따른 전기모터식 클러치 액추에이터 구조의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 3b 및 도 3c는 도 3a의 동작 상태를 나타내 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21. 변속기 클러치 하우징

22. 다이어프램 스프링

31. 모터

32. 모터축

33. 롤러 캠

34. 레버

35. 릴리스 베어링

36. 언더 커버

37. 샤프트

38. 스프링

본 발명은 전기모터식 클러치 액추에이터 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 클러치 페달 조작이 필요 없게 하여 운전자의 운전 편의성이 향상되며, 자동화된 로직에 의한 정밀한 제어가 가능하게 하기 위한 전기모터식 클러치 액추에이터 구조에 관한 것이다.

일반적인 수동변속기(Manual Transmission)의 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 클러치 릴리스 실린더(Clutch Release Cylinder)(11) 또는 컨센트릭 슬리브 실린더(Concentric Sleeve Cylinder) 타입(Type)의 클러치 컨트롤 시스템(Clutch control system)을 사용한다.

이것은 운전자가 클러치 페달(Clutch pedal)(12)을 밟으면 클러치 마스터 실린더(Clutch Master Cylinder)(13)에서 발생한 유압이 클러치 릴리스 실린더(11)의 태핏(Tappet)부를 통하여 힘을 전달하고, 이 힘이 클러치 릴리스 포크(Clutch Release Fork)(14)를 밀어 클러치 릴리스 베어링(Clutch Release Bearing)(15)을 축방향으로 운동하게 하여 클러치 다이어프램 스프링(Clutch Diaphragm Spring)에 작동하여 힘을 전달하는 구조이다.

한편, 도 1에서 설명되지 않은 참조부호 16 및 17은 클러치 커버 조립체 및 클러치 디스크 조립체를 나타내 보인 것이다.

그런데, 이것은 클러치 페달(12) 및 유압 실린더의 복잡한 구조를 가지기 때문에 구조상 불리할 뿐 아니라, 운전자가 클러치 페달(12)을 직접 작동하고, 운전자의 능숙함에 따라서 전체 차량의 필링(Feeling) 및 주행 안정성에 커다란 영향을 줄 수 있다.

결국 이와 같은 클러치 시스템이 수동변속기의 운전 편의성을 저하시키는 가장 큰 요소라 할 수 있고, 운전자들이 점차로 자동변속기(Automatic Transmission)를 선호하게 되는 이유라 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 클러치 페달 조작이 필요 없게 하여 운전자의 운전 편의성이 향상되며, 자동화된 로직에 의한 정밀한 제어가 가능하도록 한 전기모터식 클러치 액추에이터 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기모터식 클러치 액추에이터 구조는, 변속기 클러치 하우징과; 상기 변속기 클러치 하우징 내에 설치되어 액추에이터의 구동력을 발생하는 모터와; 상기 모터의 외부로 돌출되며 회전 가능하게 설치된 리드 스크루 타입의 모터축과; 상기 모터축에 설치되어 상기 모터축의 리드 스크루를 따라서 입력축의 축방향으로 운동하는 롤러 캠과; 상기 롤러 캠의 일측으 로 상기 모터축과 나란하게 설치된 레버와; 상기 레버의 힘이 전달받도록 상기 레버의 일측에 설치되어 클러치의 다이어프램 스프링에 전달받은 힘이 전달되게 하는 릴리스 베어링과; 상기 레버를 지지하는 지지수단;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 전기모터식 클러치 액추에이터 구조가 변속기 클러치 하우징에 설치된 상태가 도시되어 있고, 도 3a에는 본 발명에 따른 전기모터식 클러치 액추에이터 구조의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 전기모터식 클러치 액추에이터 구조는, 변속기 클러치 하우징(21)과, 이 변속기 클러치 하우징(21) 내에 설치되어 액추에이터의 구동력을 발생하는 모터(31)와, 이 모터(31)의 외부로 돌출되며 회전 가능하게 설치된 리드 스크루(Lead Screw) 타입의 모터축(32)과, 이 모터축(32)에 설치되어 모터축(32)의 리드 스크루를 따라서 입력축(Input Shaft)의 축방향으로 운동하는 롤러 캠(Roller cam)(33)과, 이 롤러 캠(33)의 일측으로 모터축(32)과 나란하게 설치된 레버(34)와, 이 레버(34)의 힘이 전달받도록 레버(34)의 일측에 설치되어 클러치의 다이어프램 스프링(22)에 전달받은 힘이 전달되게 하는 릴리스 베어링(35)과, 이 레버(34)를 지지하는 지지수단을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 모터축(32) 및 롤러 캠(33)을 커버할 수 있도록 모터축(32)과 나란하게 언더 커버(36)가 설치된다.

또한 상기 지지수단은, 언더 커버(36)에 수직으로 설치되어 레버(34)를 고정 지지되도록 설치된 샤프트(37)와, 이 샤프트(37)에 설치되어 레버(34)를 가압 지지하는 스프링(38)을 포함하여 구성된다.

그리고 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 롤러 캠(33)의 내측 센터부에는 모터축(32)의 리드 스크루에 결합되도록 나선 가공된다.

한편, 도 2에서 참조부호 24는 클러치 디스크(Disk)를 나타내 보인 것이다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전기모터식 클러치 액추에이터 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 전기모터식 클러치 액추에이터 구조는, 자동화 수동 변속기(AMT)의 2세대인 DCT(Double Clutch Transmission)은 클러치 및 변속 작동의 자동화를 구현한 시스템으로써, 수동변속기와 같이 운전자가 클러치 및 변속레버(TGS(Transmission Gear Shift) Lever)를 작동할 필요 없이 TCU에 입력된 자동화된 로직(Logic)에 의해서 클러치 및 기어 액추에이터(Gear Actuator)를 구동함으로써 정확한 타이밍(Timing)에 빠른 응답 속도로 변속과정이 수행되기 때문에 운전자의 편의성 및 필링(Feeling)을 극대화 한 것이다.

그리고 본 발명에 따른 전기모터식 클러치 액추에이터 구조는, 상기한 DCT의 여러 가지 특징 중 변속기 클러치 하우징(21) 삽입형 클러치 액추에이터에 관한 것이다.

즉, 변속기 클러치 하우징(21) 내부에 삽입하는 형태의 액추에이터 구조이므로, 변속기 외부의 클러치 릴리스 시스템 관련 부품이 없으므로 패키징(Packaging) 측면에서 자유도가 커지고, 구조가 간단하다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

설명에 앞서, 도 3a는 모터(31) 작동 전으로 클러치가 결합되지 않은 상태이고, 도 3b는 모터(31)가 작동 중으로 클러치가 부분적으로 결합된 상태이며, 도 3c는 모터(31)가 작동을 완료하고 클러치가 완전히 결합된 상태일 때를 나타내 보인 것이다.

이들 도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 전기모터식 클러치 액추에이터 구조는, TCU에서 차량 주행상태에 따라 변속시점이 왔을 때 클러치 액추에이터에 전기 신호를 주면, 이 클러치 액추에이터에서 신호를 받아 모터(31)를 회전시키고 모터축(32)의 리드 스크루(Lead Screw)와 연결된 센터에 나선 가공된 롤러 캠(33)이 도 3a에 표시된 트래블(Travel) 구간을 따라 운동하게 된다.

초기에는 롤러 캠(33)과 스프링(38)이 도 3a와 같은 정적 평형 상태를 유지하다가 모터(31) 회전 시 도 2, 도 3b 및 도 3c와 같이, 트래블(Travel) 구간을 따라 축방향으로 이동하면서 레버(34)를 밀어 올리면, 이 레버(34) 말단 부위에 접한 릴리스 베어링(35)을 밀고 클러치의 다이어프램 스프링(22)과 압력 플레이트(Pressure Plate)(23)에 전달된 결합력(Engage Force)이 증가하여 클러치 디스크를 강하게 밀어주어 엔진(41)과 변속기 사이에 구동력이 전달되게 한다.

그리고 결합 해제(Disengage) 시에는 모터(31) 역회전 신호에 의해 도 3c에서 도 3a로 역순으로 진행된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전기모터식 클러치 액추에이터 구조는 다음과 같은 효과를 갖는다.

종래의 변속기 클러치 컨트롤 시스템과 비해 구조가 간단하고, 케이블(Cable)을 타고 들어오는 진동 및 소음에 대한 해결이 가능하다.

그리고 클러치 페달 조작이 필요 없기 때문에 운전자의 운전 편의성이 향상되며, 자동화된 로직에 의한 정밀한 제어가 가능하다.

또한 변속기 하우징 내에 장착되기 때문에 변속기 케이스부의 패키징에 대한 제약이 없다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

변속기 클러치 하우징과;

상기 변속기 클러치 하우징 내에 설치되어 액추에이터의 구동력을 발생하는 모터와;

상기 모터의 외부로 돌출되며 회전 가능하게 설치된 리드 스크루 타입의 모터축과;

상기 모터축에 설치되어 상기 모터축의 리드 스크루를 따라서 입력축의 축방향으로 운동하는 롤러 캠과;

상기 롤러 캠의 일측으로 상기 모터축과 나란하게 설치된 레버와;

상기 레버의 힘이 전달받도록 상기 레버의 일측에 설치되어 클러치의 다이어프램 스프링에 전달받은 힘이 전달되게 하는 릴리스 베어링과;

상기 레버를 지지하는 지지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기모터식 클러치 액추에이터 구조.
제1항에 있어서,

상기 모터축과 나란하게 설치되어 상기 모터축 및 상기 롤러 캠을 커버할 수 있도록 설치된 언더 커버를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전기모터식 클러치 액추에이터 구조.
제2항에 있어서,

상기 지지수단은,

상기 언더 커버에 수직으로 설치되어 상기 레버를 고정 지지되도록 설치된 샤프트와;

상기 샤프트에 설치되어 상기 레버를 가압 지지하는 스프링;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전기모터식 클러치 액추에이터 구조.
제1항에 있어서,

상기 롤러 캠의 내측 센터부에는 상기 스크루에 결합되도록 나선 가공된 것을 특징으로 하는 전기모터식 클러치 액추에이터 구조.