KR20120077500A

KR20120077500A - 차량용 클러치 액추에이터

Info

Publication number: KR20120077500A
Application number: KR1020100139467A
Authority: KR
Inventors: 송인재
Original assignee: 현대다이모스(주)
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-07-10

Abstract

본 발명은 차량용 클러치 액추에이터에 관한 것으로, 내부에 일정한 공간이 형성되는 케이스(20); 상기 케이스(20)에 구비되고, 회전력을 발생시키는 구동부(60); 상기 구동부(60)에 연결되어 상기 구동부(60)의 회전운동을 직선운동으로 전환하기 위한 동력전달부(50); 상기 동력전달부(50)에 의해 직선방향으로 왕복 운동하는 작동부재(40); 및 상기 작동부재(40)에 고정되고 릴리즈 베어링을 전후진시키기 위한 변속기 포크(20)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 엔진의 동력을 연결하거나 차단하기 위한 변속기 포크를 작동시키기 위한 작동부재를 모터의 회전운동을 직선운동을 전환하는 것으로, 왕복 운동시킴으로써, 변속기 포크를 밀거나 당기는 동작을 신속하고 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 클러치 액추에이터{CLUTCH ACTUATOR FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차의 클러치용 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동부인 모터에 의해 발생되는 회전운동을 직선운동으로 전환하여 작동부재를 직선방향으로 왕복운동시켜 변속기 포크를 밀거나 당기도록 엔진으로부터의 동력을 연결하거나 차단할 수 있는 자동차 클러치용 액추에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 엔진의 동력을 자동차의 주행 상태에 알맞도록 엔진의 회전을 적절히 변속하여 회전력을 증대시키거나 고속으로 바꾸어 주며, 엔진을 무부하 상태로 두거나 자동차를 후진하게 하는 변속기가 구비되어 있다.

이러한 변속기는 크게 수동변속기(Manual Transmission)와 자동변속기(Automatic Transmission)로 구분된다.

먼저, 자동변속기는 자동으로 변속을 시켜주는 변속기로서, 유체의 흐름에 의해 동력의 단속과 토크의 증대를 위한 토크컨버터가 구비된다. 즉, 자동변속기는 가속 페달을 밟은 정도와 차속에 따라 미리 정해진 변속 패턴에 의해 자동적으로 변속단을 바꾸어 주는 것으로, 유압장치에 의해 이러한 과정이 이루어지는 것이다.

또한, 수동변속기는 운전자가 수동으로 기어를 바꾸는 변속기로서, 클러치로 변속 엑추에이터와 엔진을 분리한 다음 기어를 바꾼 후 다시 클러치로 동력을 전하는 동작이 필요하기 때문에, 숙달되지 않은 운전자의 경우 변속하기가 힘들다. 그러나, 자동변속기가 구비된 차에 비하여 엔진의 능력을 잘 활용할 수 있기 때문에 빠른 응답성을 원하거나 높은 연비를 추구할 수 있다.

한편, 최근에는 자동변속기의 단점을 보완하여 기어를 사용하지 않고 벨트와 경사를 갖는 풀리에 의한 변속충격이 없는 매끄러운 가속을 실현할 수 있는 무단변속기(CVT : Continuously Variable Transmission)가 개발되었으며, 수동변속기의 단점을 보완하여 클러치 페달이 없는 시스템 즉, 변속은 운전자가 수동으로 조작하지만, 변속기 운전자가 클러치를 밟지 않아도 되는 세미 오토메틱(SAT : Semi Automatic Transmission) 및 수동변속기에서 클러치와 변속 레버 조작 모두를 자동화한 자동화 수동변속기(AMT : Automated Manual Transmission)가 개발된 상태에 있다.

이러한 종래의 자동화 수동변속기에서 엔진과 변속기 간의 동력 전달을 차단하거나 연결하기 위한 것으로, 변속기 포크를 당기거나 미는 역할을 수행하는 클러치 액추에이터가 구비된다.

이러한 종래의 클러치 액추에이터는 변속기 포크의 끝단에 공압실린더가 연결되어, 공압실린더의 구동에 의해 변속기 포크를 밀거나 당김으로써, 변속기 포크의 타측에 구비되는 릴리즈베어링을 전 후진시켜, 클러치를 단속하도록 구성되어 있다.

종래의 클러치 액추에이터에는 변속기 포크를 작동시키기 위해서 공압실린더를 반복적으로 작동하게 되면 공압실린더에서 왕복 운동하는 피스톤이 마모됨에 따라 공압이 새는 불량이 발생하여, 부품을 조기에 교체해야 하는 문제가 발생되었다.

또한, 공압실린더는 압축성기체를 사용하게 됨으로, 그 제어특성상 반응시간이 느린 편으로 클러치의 자동화에는 다소 불합리하고 정밀제어가 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 구동부인 모터에 의해 발생되는 회전운동을 직선운동으로 전환하여 왕복 이동되는 작동부재로 변속기 포크를 밀거나 당기도록 구성하여, 클러치를 신속하고 정밀하게 제어를 할 수 있도록 한 차량용 클러치 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 변속기 포크를 밀거나 당기기 위한 작동부재로 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 전환하기 위한 동력전달부의 일부를 감싸도록 구성하여 동력전달부의 주요구성을 보호함으로써 그 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 일정한 공간이 형성되는 케이스; 상기 케이스에 구비되고, 회전력을 발생시키는 구동부; 상기 구동부에 연결되어 상기 구동부의 회전운동을 직선으로 전환하기 위한 동력전달부; 상기 동력전달부에 의해 직선방향으로 왕복 운동하는 작동부재; 및 상기 작동부재에 고정되고 릴리즈 베어링을 전후진시키기 위한 변속기 포크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 구동부는 회전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 구동에 의해 함께 회전하되 모터에 의한 발생되는 회전력을 감소시켜 높은 토크를 얻기 위한 감속기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 동력전달부는 상기 구동부에 고정되어 회전되는 스크루 부재; 상기 스크루 부재가 끼워져 결합되는 관통홀이 길이 방향으로 형성되고, 상기 케이스의 내측에 수용되는 이동부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 스크루 부재의 외주와 상기 관통홀의 내주는 상호 나사 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 스크루 부재의 외주와 상기 관통홀의 내주에는 각각 오목한 나선이 상호 대응되게 형성되고, 상기 나선과 나선 사이에서 다수의 구름부재가 상기 스크루부재의 회전에 따라 순환하면서 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 스크루 부재의 외주에는 나선이 형성되고, 상기 관통홀에는 나선이 형성되되, 상기 나선과 나선은 나선홈 형태로 형성되어, 상기 나선과 나선 사이에서 다수의 구름부재가 상기 스크루부재의 회전에 따라 순환하면서 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 스크루 부재의 나선과 상기 이동부재의 나선 사이에는 상기 스크루 부재에서 상기 이동부재가 원활하게 이동될 수 있도록 하는 다수의 구름부재가 개재되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 작동부재는 그 단부가 볼 형태로 형성되되, 상기 변속기 포크의 단부에 회동 가능하게 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 작동부재의 일단부에는 상기 스크루 부재의 일부가 수용되는 수용홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 이동부재의 외주와 상기 케이스의 내면 사이에는 상기 이동부재의 외주와 상기 케이스의 내측면이 마모되는 것을 방지하는 마모방지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 엔진의 동력을 연결하거나 차단하기 위한 변속기 포크를 작동시키기 위한 작동부재가 모터의 회전운동을 직선운동을 전환하는 동력 전달부에 의해 작동됨으로써, 클러치의 작용을 신속하고 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

변속기 포크를 밀거나 당기기 위한 작동부재로 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 전환하기 위한 동력전달부의 일부를 감싸도록 구성함으로써, 작동부재를 작동하기 위한 동력전달부로 이물질 등이 들어가는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 부품의 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 액추에이터를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 액추에이터를 보인 단면도.
도 3은 도 2의 A부 상세도.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 액추에이터를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 액추에이터를 보인 단면도이며, 도 3은 도 2의 A부 상세도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 액추에이터(10)는 자동변속기 및 자동화된 수동변속기에 사용되는 자동화된 클러치를 릴리즈 베어링을 통해 직접적으로 동작시키는 장치로서, 케이스(20), 변속기 포크(30), 작동부재(40), 동력전달부(50), 구동부(60)로 크게 구성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 클러치 액추에이터(10)는 구동부(60)에 의해 발생되는 회전운동이 동력전달부(50)에 의해 직선운동으로 전환된 후에, 작동부재(40)를 작동시켜 작동부재(40)에 고정되는 변속기 포크(30)를 밀거나 당김으로써, 릴리즈 베어링(70)을 통해 클러치 디스크를 가압 또는 해제하여 엔진과 변속기 사이의 동력 전달을 단속하게 되는 것이다.

구동부(60)는 구동력인 회전력을 발생시키기 위한 것으로, 모터(61)와, 모터(61)에 연결되어 모터(61)에 의해 발생되는 회전력을 감속하기 위한 감속기(62)로 크게 구성된다.

감속기(62)는 모터(61)에 연결되어 구성되되, 모터(61)에 의해 회전을 감속하여 토크를 증가시키기 위한 것이다.

동력전달부(50)는 감속기(62)에 고정되어 회전되고, 외주에 나선(51a)이 형성되는 스크루 부재(51)와, 스크루 부재(51)에 나사 결합되며 케이스(20)의 내측에서 왕복 이동하는 이동부재(52)로 구성된다.

스크루 부재(51)는 그 일단이 감속기(62)에 고정되어 회전되도록 구성되는 것으로, 그 외주의 일단부에서 타단부까지 나선(51a)이 형성된다.

이동부재(52)는 그 일단에서 타단까지 관통되는 관통홀(52a)이 형성되고, 관통홀(52a)의 내주에는 스크루 부재(51)의 나선(51a)에 대응되는 나선(52b)이 형성된다.

스크루 부재(51)의 외주와 관통홀(52a) 내주에는 각각 오목한 나선이 상호 대응되게 형성되고, 상기 나선(51a)과 나선(52b) 사이에서 다수의 구름부재(53)가 스크루 부재(51)의 회전에 따라 순환하면서 이동되도록 구성된다.

여기서, 스크루 부재(51)의 외주와 관통홀(52a)의 내주는 상호 나사 결합되도록 구성되어, 스크루 부재(51)의 회전에 따라 상기 이동부재(52)가 직선으로 왕복 이동되도록 구성할 수도 있다.

작동부재(40)는 그 일단부가 이동부재(50)의 일단부에 나사와 같은 고정부재로 고정되고, 그 타단부는 변속기 포크(30)에 고정되는 것으로, 이동부재(52)의 왕복 이동에 따라 함께 이동되어 변속기 포크(30)를 밀거나 당기는 역할을 수행하게 된다.

작동부재(40)의 일단부에는 상기 이동부재(52)을 관통하여 돌출되는 스크루 부재(51)가 수용되는 수용홈(41)이 형성된다. 이 수용홈(41)은 스크루 부재(51)의 끝단에서 일정길이까지 수용되도록 형성되는 것이다.

즉, 변속기 포크(30)를 가압하기 위한 작동부재(40)의 길이를 짧게 형성하여 부품의 단가를 낮출 수 있게 되는 것이다. 또한, 작동부재(40)의 수용홈(41)은 그 내측에 수용되는 스크루 부재(51)의 나선(51a)에 이물질이 묻거나 들어가는 것을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 이동부재(52)의 관통홀(52a)에 형성되는 나선(52b)의 단부에는 나선(52b)에서 구름부재(53)가 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부(미도시)가 구비된다.

또한, 변속기 포크(30)의 끝단에 고정되는 작동부재(40)의 끝단부는 볼 형태의 곡면 형상으로 형성되고, 이 볼 형태의 끝단부가 변속기 포크(30)의 끝단부에 피봇 고정된다. 즉, 작동부재(40)는 그 단부가 변속기 포크(30)에 피봇 고정됨으로써, 스크루 부재(51)의 회전에 의해 이동부재(52)가 직선으로 왕복 이동될 때, 변속기 포크(30)를 밀거나 당겨서 엔진의 동력을 차단하거나 해제하는 작용을 하게 되는 것이다.

또한, 이동부재(52)의 외주와 케이스(20) 내측면에는 이동부재(52)이 케이스(20)의 내측에서 왕복 이동될 때 이동부재(50)의 외주와 케이스(20)의 내면이 마모되는 것을 방지할 수 있는 마모방지부가 구비된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클러치 액추에이터의 작용을 간략하게 설명하기로 한다.

차량의 운전 중에 별도의 제어장치나 TCU 등에 의해 지속적으로 모니터링되고 있는 상태에서 변속이 필요하다고 판단되면, 구동부(60)의 모터(61)를 정방향이나 역방향으로 구동시킨다. 모터(61)가 구동되면 감속기(62)가 작동하여 모터(61)의 회전을 감속시킴과 동시에 회전에 의한 토크를 증대시킨다. 이렇게 토크가 증대됨에 따라 감속기(62)에 고정되는 동력전달부(50)의 스크루 부재(51)가 정방향 또는 역방향으로 회전되는 것이다.

스크루 부재(51)가 정방향이나 역방향으로 회전되면, 이 스크루 부재(51)에 나사 결합되는 이동부재(52)가 케이스(20)의 내측에서 일정거리를 직선방향으로 왕복 이동하게 된다.

이렇게 이동부재(52)가 케이스(20)의 내측에서 직선방향으로 왕복 이동되면, 이동부재(52)의 일단부에 고정되는 작동부재(40)가 함께 왕복 이동되어, 그 끝단부에 피봇 고정되는 변속기 포크(30)를 가압하여 밀거나 당기게 된다.

이때, 변속기 포크(30)가 밀리게 되거나 당겨지면, 변속기 포크(30)에 힌지 결합된 릴리즈 베어링이 전후진하게 되는 것이다. 이렇게 해서 릴리즈 베어링이 전진하는 경우에는 클러치 디스크와 플라이휠이 접촉하여 엔진의 동력을 변속기로 전달하게 되고, 반대로 릴리즈 베어링이 후진하는 경우에는 클러치 디스크와 플라이휠이 이격되어 동력전달이 단절된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 클러치 액추에이터 20 : 케이스
30 : 릴리즈 포크 40 : 작동부재
41 : 수용홈 50 : 동력전달부재
51 : 스크루 부재 52 : 이동부재
53 : 구름부재 60 : 구동부
61 : 모터 62 : 감속기

Claims

내부에 일정한 공간이 형성되는 케이스(20);
상기 케이스(20)에 구비되고, 회전력을 발생시키는 구동부(60);
상기 구동부(60)에 연결되어 상기 구동부(60)의 회전운동을 직선운동으로 전환하기 위한 동력전달부(50);
상기 동력전달부(50)에 의해 직선방향으로 왕복 운동하는 작동부재(40); 및
상기 작동부재(40)에 고정되고 릴리즈 베어링을 전후진시키기 위한 변속기 포크(20)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 액추에이터.
청구항 1항에 있어서, 상기 구동부(60)는
회전력을 발생시키는 모터(61)와;
상기 모터(61)의 구동에 의해 함께 회전하되 모터(51)에 의해 발생되는 회전을 감소시켜 높은 토크를 얻기 위한 감속기(62);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 액추에이터.
청구항 1항에 있어서, 상기 동력전달부(50)는,
상기 구동부(60)에 고정되어 회전되는 스크루 부재(51)와;
상기 스크루 부재(51)가 끼워져 결합되는 관통홀(52a)이 길이 방향으로 형성되고, 상기 케이스(20)의 내측에 수용되는 이동부재(52);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 액추에이터.
청구항 3항에 있어서,
상기 스크루 부재(51)의 외주와 상기 관통홀(52a)의 내주는 상호 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 액추에이터.
청구항 3항에 있어서,
상기 스크루 부재(51)의 외주와 상기 관통홀(52)의 내주에는 각각 오목한 나선(51a)(52b)이 상호 대응되게 형성되고,
상기 나선(51a)과 나선(52b) 사이에서 다수의 구름부재(53)가 상기 스크루 부재(51)의 회전에 따라 순환하면서 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 액추에이터.
청구항 1항에 있어서,
상기 작동부재(40)는 그 단부가 볼 형태로 형성되되, 상기 변속기 포크(30)의 단부에 회동 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 액추에이터.
청구항 1항 또는 3항에 있어서,
상기 작동부재(40)의 일단부에는 상기 스크루 부재(51)의 일부가 수용되는 수용홈(41)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 액추에이터.
청구항 3항에 있어서,
상기 이동부재(52)의 외주와 상기 케이스(20)의 내면 사이에는 상기 이동부재(52)의 외주와 상기 케이스(20)의 내측면이 마모되는 것을 방지하는 마모방지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 액추에이터.