KR20130108923A - 클러치 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치 액추에이터에 관한 것으로, 하우징에 결합되어 회전력을 발생시키는 구동부와, 상기 회전력에 의해 직선 운동하는 슬라이더와, 상기 슬라이더의 직선 운동에 의해 양단부가 회동되도록 상기 하우징에 힌지 결합되는 작동레버와, 상기 작동레버가 회동될 때, 상기 작동레버의 타단부에 의해 직선 운동하며, 클러치의 액추에이션 포크를 작용시키기 위한 포크작용부를 포함함으로써, 클러치의 액추에이션 포크를 작용시키기 위하여, 종래에 구동부의 회전력에 포크작용부가 직선으로 왕복 이동하던 것을 구동부의 회전력을 슬라이더의 직선 운동과 작동레버의 회동 운동으로 포크작용부를 직선 운동시키도록 구성되므로써, 포크작용부를 작용시키기 위해 가해지는 구동부의 구동하중을 경감시킬 수 있으며, 구조가 간단하여 조립성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

클러치 액추에이터 {CLUTCH ACTUATOR}

본 발명은 클러치 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클러치의 작동시 클러치 다이어프램 스프링을 가압하는 액추에이션 포크를 작용하는 클러치 액추에이터의 구조를 간단히 하여 조립성을 향항시킬 수 있는 클러치 액추에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 엔진과 변속기 사이에 클러치가 설치되어 있는바, 이러한 클러치는 엔진측 플라이휠과 변속기 입력축 사이에 연결되어 엔진의 회전력을 변속기로 전달하거나 차단하는 것을 목적으로 하고 있으며, 차량의 시동 또는 변속기의 기어를 변속할 때에는 엔진으로부터 동력을 차단하고, 주행중에는 엔진의 동력을 추진축으로 연결하는 역할을 한다.

이러한 통상의 클러치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 클러치 페달(2)을 밟아 페달(2)의 답력을 클러치 마스터 실린더(3)와 릴리스 포크(4) 및 릴리스 베어링(5)을 통해 클러치 다이어프램 스프링을 가압하거나 해제하여 엔진의 동력을 전달하거나 차단하도록 구성된다.

한편, 클러치 페달(2)을 밟아 작동시켰던 클러치 릴리스 작용을 클러치 액추에이터로 사용하는 자동화 수동변속기와 더블 클러치 변속기가 제안되었다.

이들 중 더블 클러치 변속기에서 모터의 회전력을 직선 왕복으로 전환하여 클러치 다이어프램 스프링을 가압하여 클러치 작용을 수행하기 위한 클러치 액추에이터가 한국특허 공개번호 제10-2012-0011527호에 개시되어 있다.

이러한 클러치 액추에이터는 회전력을 발생시키는 구동부와, 수직으로 왕복이동하면서 수직하중을 발생시키는 수직하중 작용부와, 구동부와 수직하중 작용부에 의해 직선 왕복 운동하는 캠프레임과, 캠프레임와 함께 직선 운동하여 액추에이션 포크를 작용시키는 포크 작용부로 구성된다.

종래의 클러치 액추에이터는 구동부가 작동하면, 구동부에 의해 직선 운동하는 캠프레임이 일방향으로 수평 이동하게 되며, 이때 캠프레임과 함께 포크 작용부가 수평 이동하여 액추에이션 포크를 작용시키게 된다.

이렇게 캠프레임이 일방향으로 수평 이동할 때, 수직하중 작용부는 탄성력으로 캠프레임을 하측방향으로 가압하고 있던 상태에서 상승되면서 캠프레임의 가압을 해제하게 된다. 이때, 수직하중 작용부는 압축되면서 탄성력을 축적하게 된다.

이후에, 액추에이션 포크의 작용이 해제되면, 즉, 구동부의 작동이 해제되면, 수직하중 작용부의 하단에 접촉되어 캠프레임의 곡면부와 수직하중 작용부의 축적된 탄성력에 의해 캠프레임이 타방향으로 수평 이동하여 원위치로 복귀된다. 이때, 캠프레임이 결합되는 구동부에 구비되는 회전부도 함께 회전된다. 또한, 캠프레임이 타방향으로 수평 이동하여 복귀될 때 포크 작용부도 원위치로 복귀되면서 액추에이션 포크의 작용을 해제하게 된다.

상기와 같은 종래의 클러치 액추에이터는 구동부의 작동에 의해 캠프레임이 이동할 때 포크 작용부가 함께 이동하여 액추에이션 포크를 작용하는데 이 구동부의 구동시 캠프레임이 수직작용부를 압축시키는 작용도 하게 되므로, 구동부에 부하하중이 더욱 가중되므로, 고용량의 구동부를 필요로 하게 되고, 이에 부품의 단가가 상승되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 액추에이션 포크를 작용하기 위한 구동부의 구동하중에 하중을 부가하는 부가하중부를 구성함으로써, 구동부의 용량을 낮춰서 제품의 단가를 절감할 수 있는 클러치 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 클러치의 액추에이션 포크를 작용시키기 위하여, 구동부의 회전력을 직선 운동과 회동 운동으로 전환한 후에 포크작용부를 직선 운동시키도록 구성하여, 포크작용부를 직선 운동시키기 위한 구동부의 구동하중을 경감시킬 수 있는 클러치 액추에이터를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하우징에 결합되고, 구동축이 구비되며, 회전력을 발생시키는 구동부와, 상기 구동축이 회전될 때 상기 구동축에 직선 이동되도록 결합되는 슬라이더와, 상기 슬라이더의 직선 운동에 의해 양단부가 회동되도록 상기 하우징에 힌지 결합되는 작동레버와, 상기 작동레버가 회동될 때, 상기 작동레버의 타단부에 의해 직선 운동하여 클러치의 액추에이션 포크를 작용시키기 위한 포크작용부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부의 구동시 직선 이동하는 상기 슬라이더의 가압에 의해 상기 작동레버가 회동될 때 상기 포크작용부를 직선 왕복시키기 위한 상기 구동부의 구동하중에 대하여 하중을 부가하는 부가하중부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 부가하중부는, 상기 작동레버의 일측부의 끝을 지지하고, 일면에 결합홈이 형성되며, 상기결합홈에서 돌출 형성되는 가이드돌기를 갖는 캠과, 상기 결합홈에 끼워져 결합되고, 상기 캠을 상기 하우징의 내측에 대하여 탄력 지지하는 탄성체와, 상기 가이드돌기의 외측으로 끼워져 상기 결합홈에 지지되어 상기 캠에서 상기 탄성체가 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 탄성체의 내주에 끼워지는 보조 스프링을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 작동레버는, 중간에 절곡된 절곡부가 형성되고, 상기 절곡부를 중심으로 일측부의 중간이 힌지부에 의해 하우징에 회동 가능하게 결합되며, 상기 힌지부를 중심으로 회동될 때, 양단부가 서로 반대 방향으로 회동되도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 포크작용부에는, 상기 작동레버가 회동될 때 상기 작동레버의 타측부에 접촉되어 왕복 이동되는 접촉부가 구비되고, 상기 접촉부는, 상기 작동레버가 회동하여 상기 포크작용부를 가압할 때, 상기 작동레버의 타단부 밑면을 따라 회전되면서 이동하는 회동부재로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 포크작용부는, 상기 작동레버의 회동에 의해 직선 운동할 때, 상기 하우징의 바닥면에 지지되어 회전하면서 이동되는 회전체를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 클러치의 액추에이션 포크를 작용시키기 위하여, 종래에 구동부의 회전력에 포크작용부가 직선으로 왕복 이동하던 것을 구동부의 회전력을 슬라이더의 직선 운동과 작동레버의 회동 운동으로 포크작용부를 직선 운동시키도록 구성됨으로써, 포크작용부를 작용시키기 위해 가해지는 구동부의 구동하중을 경감시킬 수 있으며, 구조가 간단하여 조립성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 수동변속기에서의 클러치 시스템을 보인 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 액추에이터를 보인 단면도.
도 3은 도 2의 클러치 액추에이터의 구동부 부하 가중부를 보인 사시도.
도 4와 도 5는 도 2의 클러치 액추에이터 작동 상태를 보인 도면.

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 2은 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 액추에이터를 보인 도면이고, 도 3은 도 2의 클러치 액추에이터의 구동부 부하 가중부를 보인 사시도이다. 도 4와 도 5는 도 2의 클러치 액추에이터 작동 상태를 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 액추에이터(100)는 하우징(110)과, 구동부(120)와, 슬라이더(130)와, 작동레버(140)와, 포크작용부(150)를 포함하고, 작동레버(140)의 단부를 하우징(110)에 대하여 탄력 지지하고 있다가 구동부(120)의 구동시 포크작용부(150)를 작용시키기 위한 구동부(120)의 구동하중에 하중을 부가하는 부가하중부(160)를 더 포함한다.

먼저, 하우징(110)은 클러치 액추에이터(100)의 외형을 구성하는 것으로 내측에 설치공간이 형성되어 다수의 구성부품들이 상호 유기적으로 결합되어 작동되도록 구성된다.

이 하우징(110)의 일측에는 구동부(120)인 모터가 설치되되, 구동부(120)의 구동축(121)이 하우징(110)의 내측에서 회전되도록 구동축(121)이 하우징(110)의 내측을 향하여 설치된다.

또한, 구동부(120)의 구동축(121)에는 슬라이더(130)가 구동부(120)의 구동에 의해 왕복 이동되도록 구성되어 후술하는 작동레버(140)를 회동시키도록 구성된다.

이 슬라이더(130)는 대략 삼각 형상으로 형성되되, 하나의 변(상측변)이 구동부(120)의 구동축(121)에 결합되되, 구동축(121)의 회전시 직선으로 왕복 이동되도록 구성된다. 그리고, 이 슬라이더(130)의 다른 한 변(사선변)은 슬라이더(130)가 직선으로 이동될 때 후술하는 작동레버(140)에 접촉되어 작동레버(140)를 하측으로 가압하도록 구성된다. 즉, 슬라이더(130)가 왕복 이동될 때, 후술하는 작동레버(140)가 슬라이더(130)의 다른 한 변에 접촉되어 왕복 이동되는 것이다.

여기서, 구동축(121)과 슬라이더(130)는 볼 스크류 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 이 구동축(121)을 리드 스크류 형태로 구성하고, 슬라이더(130)가 구동축(121)의 나사 결합되도록 구성하여, 구동축(121)이 회전될 때 왕복 이동되도록 구성할 수도 있다.

작동레버(140)는 하우징(110)에 힌지부(143)에 의해 회동 가능하게 결합되되, 슬라이더(130)의 왕복 이동시 슬라이더(130)의 가압에 의해 양단부가 회동되도록 구성된다.

이 작동레버(140)는 절곡되어 "∧"의 형상으로 형성되되, 절곡된 부분을 절곡부(141)라 하면, 절곡부(141)를 중심으로 일측부(142)에는 하우징(110)에 힌지 고정되는 힌지부(143)가 구비된다. 그리고, 작동레버(140)의 타측부(144)는 후술하는 포크작용부(150)의 일단부에 접촉되되, 포크작용부(150)의 일단부 상측을 가압하여 포크작용부(150)를 직선 운동시키게 된다.

포크작용부(150)는 하우징(110)의 내측에서 왕복 이동되도록 설치되되, 일단부가 하우징(110)의 외부로 돌출되며, 작동레버(140)의 회동에 의해 하우징(110) 내에서 직선 운동하여 액추에이션 포크(미도시)를 작용하게 된다.

그리고, 포크작용부(150)는 작동레버(140)가 힌지부(143)를 중심으로 회동될 때 작동레버(140)의 타측부(144)의 하측에 접촉되어 왕복 이동되는 접촉부(151)가 구비된다. 이 접촉부(151)는 작동레버(140)의 회동시 작동레버(140)의 타측부(144)의 하측을 따라 왕복 이동되는 것이다. 그리고, 접촉부(151)는 작동레버(140)의 회동하여 포크작용부(150)를 가압할 때, 접촉부(151)가 작동레버(140)의 타측부(144) 하측에서 원활하게 왕복이동할 수 있도록 포크작용부(150)에 회동 가능하게 고정되는 회동부재로 구성된다.

그리고, 포크작용부(150)는 작동레버(140)의 회동에 의해 직선 운동할 때, 하우징(110)의 바닥(111)에 지지되어 이동되면서 회전하는 회전체(152)를 더 구비한다. 즉, 이 회전체(152)는 포크작용부(150)가 작동레버(140)의 회동에 의해 직선 이동할 때, 하우징(110)의 바닥(111)에 지지되어 회전됨에 따라 포크작용부(150)의 직선이동을 원활하게 하는 것이다.

한편, 클러치 액추에이터(100)는 작동시 구동부(120)가 구동되어 직선 이동하는 슬라이더(130)의 가압에 의해 작동레버(140)가 회동될 때 작용되는 구동부(120)의 구동하중에 대하여 하중을 부가하는 부가하중부(160)를 더 포함한다.

이 부가하중부(160)는 작동레버(140)의 일측부(142)의 끝을 지지하는 캠(161)과, 캠(161)을 하우징(110)의 내측에 대하여 탄력 지지하는 탄성체(162)와, 캠(161)에서 탄성체(162)이 이탈되는 것을 방지하기 위하여 탄성체(162)의 내주에 끼워져 하우징(110)의 내측에 탄력 지지되는 보조스프링(163)을 포함한다.

캠(161)은 일면에 결합홈(161a)이 형성되어 탄성체(162)의 일단이 결합되도록 구성되고, 타면에는 작동레버(140)의 일단이 지지되어 작동레버(140)가 회동될 때 작동레버(140)를 가압하는 곡면부(161c)가 형성된다. 그리고, 캠(161)의 곡면부(161c)에는 포크작용부(150)가 작동레버(140)의 회동에 의해 완전히 이동되면 작동레버(140)의 일단을 지지하는 평면부(161d)가 연장 형성된다.

또한, 캠(161)의 결합홈(161a)에는 탄성체(162)의 내측에 끼워져 탄성체(162)의 이탈을 방지하는 보조스프링(163)의 내측에 끼워지는 가이드돌기(161b)가 돌출 형성된다.

여기서, 탄성체(162)과 보조스프링(163)은 클러치의 작동 전에는 작동레버(140)의 일측부(142) 단부에 의해 가압되어 압축된 상태 즉, 압축되어 탄성력을 축적하고 있는 상태로 있다가 작동레버(140)가 도 4에서 반시계 방향으로 회동될 때 탄성력을 제공하는 역할을 하게 된다.

또한, 탄성체(162)과 보조스프링(163)의 탄성력은 클러치의 작동이 해제될 때 클러치의 다이어프램 스프링의 반력에 포크작용부(150)가 원상태로 복귀될 수 있도록 다이어프램 스프링의 반력보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 액추에이터의 작용을 도 4와 도 5를 참조하여 간략하게 살펴보기로 한다.

먼저, 차량은 운전 중에 변속을 위한 클러치가 작동되면 구동부(120)가 구동하게 된다.

그러면, 구동축(121)이 회전하게 되고, 이때 슬라이더(130)가 구동축(121)을 따라 도 4와 같이 좌측으로 일정거리 이동하게 된다. 이와 동시에, 슬라이더(130)의 다른 한 변에 접촉되는 작동레버(140)가 힌지부(143)를 중심으로 일정각도로 회동된다.

그리고, 작동레버(140)의 타측부(144)는 회동되면서 포크작용부(150)의 접촉부(151)를 가압하게 된다. 이때 포크작용부(150)는 도 4와 같이, 우측으로 일정거리 이동하게 된다. 이와 같이, 포크작용부(150)가 우측으로 이동할 때 포크작용부(150)의 단부에 구비되는 회전체(152)가 회전되면서 하우징(110)의 바닥(111)을 따라 이동되는 것이다.

상기와 같이, 구동부(120)의 구동에 따라 도 5와 같이, 슬라이더(130)의 이동이 완료되면 작동레버(140)는 힌지부(143)에 의해 회동되어 포크작용부(150)의 접촉부(151)를 더 가압하게 된다. 그러면, 작동레버(140)의 단부는 하우징(110)의 바닥(111)보다 더 하측에 구비되는 홈부(112)에 위치되고, 포크작용부(150)의 접촉부(151)는 작동레버(140)의 절곡부(141)까지 이동하게 됨에 따라 포크작용부(150)가 도 5와 같이 우측으로 더 이동하여 클러치의 액추에이션 포크를 작용시키게 된다. 이렇게 포크작용부(150)가 액추에이션 포크를 작용시킬 때, 작동레버(140)의 일측부(142) 단부는 캠(161)의 평면부(161d)에 위치하게 된다.

이때, 클러치의 액추에이션 포크는 엑추에이션 베어링으로 클러치의 다이어프램 스프링을 가압하는 클러치 작용을 하게 되는 것이다.

이후에, 클러치의 작동이 해제되면, 클러치의 다이어프램 스프링의 반력에 의해 클러치 액추에이션 포크는 원위치로 이동하게 되며, 이때, 포크작용부(150)는 도 5와 같은 상태에서 좌측으로 이동하게 된다. 그러면, 포크작용부(150)의 접촉부(151)에 밀착되어 있는 작동레버(140)가 힌지부(143)를 중심으로 도 5에서 시계방향으로 회동하게 된다. 이때, 작동레버(140)의 일측부(142) 끝은 캠(161)을 가압하게 됨과 동시에 작동레버(140)의 일측부(142) 위쪽은 슬라이더(130)의 하측을 가압하여 슬라이더(130)를 우측으로 이동시켜 원상태로 복귀시키게 된다.

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.

100 : 클러치 액추에이터
110 : 하우징 111 : 바닥면
112 : 홈부
120 : 구동부 121 ; 구동축
130 : 슬라이더
140 : 작동레버 141 : 절곡부
142 : 일측부 143 : 힌지부
144 : 타측부
150 : 포크작용부 151 : 접촉부
152 : 회전체
160 : 부가하중부 161 : 캠
162 : 스프링 163 : 보조스프링

Claims (6)

1. 하우징에 결합되고, 구동축이 구비되며, 회전력을 발생시키는 구동부와,
   상기 구동축이 회전될 때 상기 구동축에 직선 이동되도록 결합되는 슬라이더와,
   상기 슬라이더의 직선 운동에 의해 양단부가 회동되도록 상기 하우징에 힌지 결합되는 작동레버와,
   상기 작동레버가 회동될 때, 상기 작동레버의 타단부에 의해 직선 운동하여 클러치의 액추에이션 포크를 작용시키기 위한 포크작용부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동부의 구동시 직선 이동하는 상기 슬라이더의 가압에 의해 상기 작동레버가 회동될 때 상기 포크작용부를 직선 왕복시키기 위한 상기 구동부의 구동하중에 대하여 하중을 부가하는 부가하중부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 부가하중부는,
   상기 작동레버의 일측부의 끝을 지지하고, 일면에 결합홈이 형성되며, 상기결합홈에서 돌출 형성되는 가이드돌기를 갖는 캠과,
   상기 결합홈에 끼워져 결합되고, 상기 캠을 상기 하우징의 내측에 대하여 탄력 지지하는 탄성체와,
   상기 가이드돌기의 외측으로 끼워져 상기 결합홈에 지지되어 상기 캠에서 상기 탄성체가 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 탄성체의 내주에 끼워지는 보조 스프링;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 작동레버는, 중간에 절곡된 절곡부가 형성되고,
   상기 절곡부를 중심으로 일측부의 중간이 힌지부에 의해 하우징에 회동 가능하게 결합되며,
   상기 힌지부를 중심으로 회동될 때, 양단부가 서로 반대 방향으로 회동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 포크작용부에는,
   상기 작동레버가 회동될 때 상기 작동레버의 타측부에 접촉되어 왕복 이동되는 접촉부가 구비되고,
   상기 접촉부는,
   상기 작동레버가 회동하여 상기 포크작용부를 가압할 때, 상기 작동레버의 타단부 밑면을 따라 회전되면서 이동하는 회동부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 포크작용부는,
   상기 작동레버의 회동에 의해 직선 운동할 때, 상기 하우징의 바닥면에 지지되어 회전하면서 이동되는 회전체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터.
   

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