KR20110121275A - 더블클러치 변속기의 액츄에이터 - Google Patents

더블클러치 변속기의 액츄에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 고정된 레일과, 상기 레일 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 한 쌍의 러그부와, 각 러그부의 일측으로 연장되어 기어와 맞물리는 슬리브를 원하는 변속방향으로 이동시키는 포크와, 상기 각 러그부의 타측으로 돌출되는 좌, 우측의 안내돌기로 이루어진 한 쌍의 제1, 2변속부; 및 상기 레일과 평행하게 배치되어 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 회전축과, 상기 회전축 상에 연동결합되되 각 안내돌기를 수용하여 상기 회전축의 회전에 따라 상기 러그부를 상기 회전축의 길이방향으로 전후 이동시키는 그루브가 형성된 캠으로 이루어진 한 쌍의 제1, 2가동부;를 포함하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터가 제공된다.
이에 의하면, 변속단 조작시 그루브가 형성된 캠을 이용하여 복수의 포크를 양자 택일식으로 슬라이딩 이동시킴으로써 기어의 변속감 및 조작 편의성을 향상시킬 수 있다.

Description

더블클러치 변속기의 액츄에이터 {Actuator for double clutch transmission}
본 발명은 클러치 조작이 홀수단과 짝수단으로 교번되며 기어의 자동변속이 이루어질 수 있도록 한 더블클러치 변속기의 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 차량의 주행 상태 변화에 따라서 엔진의 구동력을 적절히 변속시키는 장치로서, 운전자의 조작에 의해 변속기가 조작되도록 하는 변속조작기구가 구비된다.
이때, 수동변속기에서 자동변속기의 변속감을 얻기 위하여 더블클러치 변속기(DCT: Double Clutch Transmission)가 장착된다.
이러한 더블클러치 변속기는 유효 반경이 큰 일측클러치와 반경이 작은 타측클러치 2개를 평행하게 배치하여 1, 3, 5단(홀수단) 구동시에는 일측클러치를 직결시키고, 2, 4, 6단(짝수단) 구동시에는 타측클러치를 선택적으로 직결시켜 엔진의 동력을 변속기의 입력으로 사용할 수 있도록 동력을 전달하거나 차단하는 역할을 하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 종래의 더블클러치 변속기에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 1을 참조하면, 종래의 더블클러치 변속기는 변속기의 더블클러치 작동에 따라 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 마련되며, 상기 제1, 2입력축(1)(2)이 변속단에 연결되어 기어와 맞물려 회전시킬 수 있게 하는 슬리브(10)와, 상기 슬리브(10)를 원하는 변속방향으로 이동시킬 수 있는 러그부(21)를 포함하는 포크(20)와, 상기 러그부(21)에 작동하여 상기 포크(20)를 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 이동시킬 수 있는 핑거(31)가 마련된 컨트롤 샤프트(30)로 이루어진다.
여기서 상기 제1입력축(1)에는 1, 3, 5단의 홀수기어가 인풋기어(미도시)를 통해 연결되며, 상기 제2입력축(2)에는 2, 4, 6단의 짝수기어 및 후진기어가 연결된다.
또, 상기 슬리브(10)는 제1, 2입력축(1)(2)과 연결된 기어와 맞물려 회전할 수 있도록 마련되며, 상기 포크(20)는 운전자가 변속조작시 원하는 변속단이 위치하는 방향으로 상기 슬리브(10)를 이동시킬 수 있도록 러그부(21)를 포함하게 된다.
이러한, 상기 러그부(21)는 현재 진행중인 동작이나 상태가 끝날 때까지 다음 동작이나 상태로 전환되지 않도록 하는 인터락 기능을 수행하게 된다.
상기 컨트롤 샤프트(30)의 핑거(31) 좌우측에는 핑거암이 돌출 형성되어 입력축의 기어가 변속하게 될 때 기존에 변속된 기어단을 중립으로 복원시켜 주도록 구성된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 운전자가 기어를 변속하게 되면 상기 컨트롤 샤프트(30)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하게 되는데, 상기 컨트롤 샤프트(30)가 회전하게 될 때 상기 컨트롤 샤프트(30)의 핑거(31)가 일체로 회전하게 되면서 러그부(21)를 움직여 포크(20)를 운전자가 원하는 변속단으로 이동시키게 된다.
그러나, 종래의 더블클러치 변속기는 컨트롤 샤프트에 마련된 핑거가 러그부를 포함한 포크를 이동시켜 하나의 변속단을 선택하게 되며, 이 후 또다른 변속단을 선택하고자 할 때는 컨트롤 샤프트가 축방향을 중심으로 회전하여 기존에 선택된 변속단을 중립으로 복원하여 변속을 해제시키고 난 뒤에 운전자가 원하는 변속단을 선택할 수 있게 되어 변속감을 저하시키거나 사용자의 편의성을 저감시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 차량 운행시 기어의 변속감 및 조작 편의성을 향상시킬 수 있는 더블클러치 변속기의 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 더블클러치 변속기의 액츄에이터는, 고정된 레일과, 상기 레일 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 한 쌍의 러그부와, 각 러그부의 일측으로 연장되어 기어와 맞물리는 슬리브를 원하는 변속방향으로 이동시키는 포크와, 상기 각 러그부의 타측으로 돌출되는 좌, 우측의 안내돌기로 이루어진 한 쌍의 제1, 2변속부; 및 상기 레일과 평행하게 배치되어 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 회전축과, 상기 회전축 상에 연동결합되되 각 안내돌기를 수용하여 상기 회전축의 회전에 따라 상기 러그부를 상기 회전축의 길이방향으로 전후 이동시키는 그루브가 형성된 캠으로 이루어진 한 쌍의 제1, 2가동부;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 그루브는, 상기 캠의 중심 방향으로 동일한 깊이를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그루브는, 상기 캠의 둘레 방향으로 형성되되 상기 회전축의 길이방향에 대해 수직 및 경사지게 복합 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌, 우측의 안내돌기는, 변속단의 조작시 어느 하나는 상기 그루브 상에서 상기 회전축의 길이방향으로 일정거리 이동하게 되고, 다른 하나는 상기 그루브 상의 중립에 위치하게 되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 더블클러치 변속기의 액츄에이터에 의하면, 변속단 조작시 그루브가 형성된 캠을 이용하여 복수의 포크를 양자 택일식으로 슬라이딩 이동시킴으로써 기어의 변속감 및 조작 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 더블클러치 변속기를 도시하는 사시도,
도 2는 도 1의 요부 확대도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 더블클러치 변속기의 액츄에이터를 나타내 보인 사시도,
도 4는 도 3의 제1클러치유닛을 확대해 보인 도면,
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도로서 작동상태를 보인 도면, 및
도 6은 도 5의 회전축의 회전각도에 따른 각 안내돌기의 캠 그루브 내 위치를 나타내 보인 도표이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 더블클러치 변속기의 액츄에이터에 대해 상세하게 살펴본다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 더블클러치 변속기의 액츄에이터는 한 쌍의 제1, 2변속부(110)(210)와 한 쌍의 제1, 2가동부(120)(220)로 이루어진다.
이때, 상기 제1변속부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 고정된 레일(111)과, 상기 레일(111) 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 한 쌍의 러그부(113)(113')와, 각 러그부(113)(113')의 일측으로 연장되어 기어와 맞물리는 슬리브(종래의 도 1 참조)를 원하는 변속방향으로 이동시키는 포크(115)(115')와, 상기 각 러그부(113)(113')의 타측으로 돌출되는 좌우측의 안내돌기(117)(117')를 포함하는 구성이다.
또한, 상기 제2변속부(210) 역시, 상기한 제1변속부(110)와 동일하게 고정된 레일(211)과, 상기 레일(211) 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 한 쌍의 러그부(213)(213')와, 각 러그부(213)(213')의 일측으로 연장되어 기어와 맞물리는 슬리브를 원하는 변속방향으로 이동시키는 포크(215)(215')와, 상기 각 러그부(213)(213')의 타측으로 돌출되는 좌우측의 안내돌기(217)(217')를 포함함은 물론이다.
여기서, 상기한 고정된 레일(111)(211)들은 공히 봉 형상으로 설치되고, 상기 러그부(113)(113')(213)(213')들 또한 그 내주면이 상기 레일(111)(211)과 면 접촉될 수 있도록 환형으로 형성되어 슬라이딩 시에 견고히 지지될 수 있다.
상기 포크(115)(115')(215)(215')들은 각각 상기 슬리브에 대응되도록 역U자형으로 이루어져, 후술할 캠(123)(123')(223)(223')들과 대응되어 각각 양자 택일식으로 변속단을 택일할 수 있게 된다.
즉, 일 레일(111) 상에 지지된 상기 포크(115)는 도 3의 좌측 방향으로 이동될 시 1단으로 변속시키게 되며, 반대인 우측 방향으로 이동시에는 3단으로 변속이 가능하게 된다. 아울러, 상기 포크(115)와 나란히 이격설치된 포크(115')는 도 3의 좌측 방향으로 이동될 시 7단으로 변속시키게 되며, 반대인 우측 방향으로 이동시에는 5단으로 변속이 이루어지게 된다.
다른 레일(211) 상에 지지된 포크(215)는 도 3의 좌측 방향으로 이동될 시 2단으로 변속시키게 되며, 반대인 우측 방향으로 이동시에는 4단으로 변속이 이루어지게 된다. 아울러, 상기 포크(215)와 나란히 이격설치된 포크(215')는 도 3의 좌측 방향으로 이동될 시 R단(후진)으로 변속시키게 되며, 반대인 우측 방향으로 이동시에는 6단으로 변속이 이루어지게 된다.
또, 상기 안내돌기(217)(217')들은 상기 각 러그부(113)(113')와 일체로 성형됨이 바람직하다.
한편, 상기 제1가동부(120)는 상기 레일(111)과 평행하게 배치되어 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 회전축(121)과, 상기 회전축(121) 상에 연동결합되되 각 안내돌기(117)(117')를 수용하여 상기 회전축(121)의 회전에 따라 상기 러그부(113)(113')를 상기 회전축(121)의 길이방향으로 전후 이동시키는 그루브(123a)(123a')가 형성된 캠(123)(123')을 포함하는 구성이다.
또한, 상기 제2가동부(220) 역시, 상기한 제1가동부(120)와 동일하게 상기 레일(211)과 평행하게 배치되어 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 회전축(221)과, 상기 회전축(221) 상에 연동결합되되 각 안내돌기(217)(217')를 수용하여 상기 회전축(221)의 회전에 따라 상기 러그부(213)(213')를 상기 회전축(221)의 길이방향으로 전후 이동시키는 그루브(223a)(223a')가 형성된 캠(223)(223')을 포함한다.
특히, 상기 각 그루브(123a)(123a')(223a)(223a')들은 상기 캠(123)(123')(223)(223')의 중심 방향으로 동일한 깊이를 가지며, 상기 캠(123)(123')(223)(223')의 둘레 방향으로 형성되되 상기 회전축(121)(221)의 길이방향에 대해 수직 및 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 상술한 본 발명 더블클러치 변속기의 액츄에이터의 작용에 대해 살펴본다.
도 6을 참조하면, 변속단이 미설정될 시에 좌우측의 안내돌기(117)(117')(217)(217')들은 각각 캠(123)(123')(223)(223')의 중립에 위치하게 된다.
이처럼 중립 상태에서 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 운전자가 기어를 1단으로 변속 조작하게 되면, 모터(도시 생략)와 같은 동력원에 의해 회전축(121)이 0° 위치에서 반시계 방향(화살표 참조)으로 50°회전하게 된다.
따라서 좌측의 안내돌기(117)는 그루브(123a)의 경사진 홈을 따라 +10mm 이동하게 되어 포크(115)를 1단 방향으로 이동시키게 되며, 우측의 안내돌기(117')는 그루브(123a')의 수직 홈을 따라 이동되어 중립 상태가 유지된다.
아울러, 운전자가 기어를 2단으로 변속 조작하게 되면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 동일한 조건에 의해 작동이 이루어지게 된다. 이에 대한 설명은 반복되므로 생략하기로 한다.
연이어 3단으로 변속 조작이 이루어지면, 도 6에 도시된 바와 같이 회전축(121)이 시계 방향으로 회전하게 되어 0°위치로 다시 되돌아 온 후, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 50°회전하게 된다.
따라서 좌측의 안내돌기(117)는 그루브(123a)의 경사진 홈을 따라 -10mm 이동하게 되어 포크(115)를 3단 방향으로 이동시키게 되며, 우측의 안내돌기(117')는 그루브(123a')의 수직 홈을 따라 이동되어 중립 상태가 계속 유지된다.
아울러, 운전자가 기어를 4단으로 변속 조작하게 되면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 동일한 조건에 의해 작동이 이루어지는바, 이에 대한 설명 역시 반복되므로 생략하기로 한다.
계속하여, 5단으로 변속 조작이 이루어지면, 회전축(121)이 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 50°더 회전하여 100°에 위치하게 된다.
따라서 좌측의 안내돌기(117)는 그루브(123a)의 경사진 홈을 따라 +10mm 이동하게 되어 중립 위치로 되돌아 오게 되며, 우측의 안내돌기(117')는 그루브(123a')의 경사진 홈을 따라 -10mm 이동되어 포크(115)를 5단 방향으로 이동시키게 된다.
아울러, 운전자가 기어를 6단으로 변속 조작하게 되면, 도 5의 (c)에 도시된 바와 동일한 조건에 의해 작동이 이루어지는바, 이에 대한 설명 역시 반복되므로 생략하기로 한다.
이어서, 7단으로 변속 조작이 이루어지면, 도 6에 도시된 바와 같이 회전축(121)이 시계 방향으로 50°회전하여 150°에 위치하여 좌우측의 안내돌기(117)(117')는 각각 그루브(123a')의 수직 홈 및 경사진 홈을 따라 중립상태로 된다. 연이어, 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이 회전축(121)이 시계 방향으로 50°더 회전하여 200°위치하게 되면, 좌측의 안내돌기(117)는 그루브(123a)의 수직 홈을 따라 좀 더 이동되어 그 중립 상태가 계속 유지되며, 우측의 안내돌기(117')는 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이 그루브(123a')의 경사진 홈을 따라 +10mm 이동하게 되어 포크(115)를 7단 방향으로 이동시키게 된다.
한편, 운전자가 기어를 R단으로 변속 조작하게 되면, 도 5의 (d)에 도시된 바와 동일한 조건에 의해 작동이 이루어지는바, 이에 대한 설명 역시 반복되므로 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 더블클러치 변속기의 액츄에이터에 의하면, 변속단 조작시 그루브가 형성된 캠을 이용하여 복수의 포크를 양자 택일식으로 슬라이딩 이동시킴으로써 기어의 변속감 및 조작 편의성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims (4)

  1. 고정된 레일(111)(211)과, 상기 레일(111)(211) 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 한 쌍의 러그부(113)(113')(213)(213')와, 각 러그부(113)(113')(213)(213')의 일측으로 연장되어 기어와 맞물리는 슬리브를 원하는 변속방향으로 이동시키는 포크(115)(115')(215)(215')와, 상기 각 러그부(113)(113')(213)(213')의 타측으로 돌출되는 좌, 우측의 안내돌기(117)(117')(217)(217')로 이루어진 한 쌍의 제1, 2변속부(110)(210); 및
    상기 레일(111)(211)과 평행하게 배치되어 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 회전축(121)(221)과, 상기 회전축(121)(221) 상에 연동결합되되 각 안내돌기(117)(117')(217)(217')를 수용하여 상기 회전축(121)(221)의 회전에 따라 상기 러그부(113)(113')(213)(213')를 상기 회전축(121)(221)의 길이방향으로 전후 이동시키는 그루브(123a)(123a')(223a)(223a')가 형성된 캠(123)(123')(223)(223')으로 이루어진 한 쌍의 제1, 2가동부(120)(220);
    를 포함하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 그루브(123a)(123a')(223a)(223a')는,
    상기 캠(123)(123')(223)(223')의 중심 방향으로 동일한 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 그루브(123a)(123a')(223a)(223a')는,
    상기 캠(123)(123')(223)(223')의 둘레 방향으로 형성되되 상기 회전축(121)(221)의 길이방향에 대해 수직 및 경사지게 복합 형성되는 것을 특징으로 하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 좌, 우측의 안내돌기(117)(117')(217)(217')는,
    변속단의 조작시에 어느 하나는 상기 그루브(123a)(123a')(223a)(223a') 상에서 상기 회전축(121)(221)의 길이방향으로 일정거리 이동하게 되고, 다른 하나는 상기 그루브(123a)(123a')(223a)(223a') 상의 중립에 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터.
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KR101339895B1 (ko) * 2012-05-29 2013-12-10 (주) 솔텍 듀얼 클러치 변속기의 시프트장치
KR20140064381A (ko) * 2012-11-20 2014-05-28 서강대학교산학협력단 듀얼클러치 변속장치

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