KR20140080264A - 더블클러치 변속기의 액츄에이터 - Google Patents

더블클러치 변속기의 액츄에이터 Download PDF

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KR20140080264A
KR20140080264A KR1020120149872A KR20120149872A KR20140080264A KR 20140080264 A KR20140080264 A KR 20140080264A KR 1020120149872 A KR1020120149872 A KR 1020120149872A KR 20120149872 A KR20120149872 A KR 20120149872A KR 20140080264 A KR20140080264 A KR 20140080264A
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최민식
이기성
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현대위아 주식회사
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Abstract

본 발명에 따르면, 고정된 제1레일과, 상기 제1레일 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 제1러그부와, 상기 제1러그부의 일측으로 연장되어 슬리브를 원하는 변속방향으로 이동시키는 제1포크와, 상기 제1러그부의 타측으로 돌출되는 제1안내돌기를 포함하는 제1변속부; 고정된 제2레일과, 상기 제2레일 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 제2러그부와, 상기 제2러그부의 일측으로 연장되어 슬리브를 원하는 변속방향으로 이동시키는 제2포크와, 상기 제2러그부의 타측으로 돌출되는 제2안내돌기를 포함하는 제2변속부; 상기 제1, 2레일들의 사이에 평행하게 배치되어 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 회전축과, 상기 회전축 상에 연동결합되되 상기 제1, 2안내돌기들을 수용하여 상기 회전축의 회전에 따라 상기 제1, 2러그부들을 상기 회전축의 길이방향으로 전후 이동시키는 제1, 2그루브가 형성된 제1, 2캠을 포함하는 가동부; 및 모터와, 상기 모터의 축과 연결되어 정역회전 가능한 웜샤프트와, 상기 웜샤프트와 대응하며 상기 회전축의 원주면에 일체로 결합되는 웜휠을 포함하는 구동부;를 포함하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터가 제공된다.
이에 의하면, 변속단 조작시 그루브가 형성된 캠을 이용하여 복수의 포크를 선택하여 이동시킴으로써 기어의 변속감 및 조작 편의성을 향상시킬 수 있다.

Description

더블클러치 변속기의 액츄에이터 {Actuator for double clutch transmission}
본 발명은 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 일측 클러치와 반경이 작은 타측 클러치 2개를 평행하게 배치하여 1, 3, 5단(홀수단) 구동시에는 일측 클러치를 직결시키고, 2, 4, 6단(짝수단) 구동시에는 타측 클러치를 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)를 포함하여 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 변속기의 액츄에이터는 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 제1레일(111)과, 상기 제1레일(111) 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 제1러그부(113)와, 상기 제1러그부(113)의 일측으로 연장되어 슬리브를 원하는 변속방향으로 이동시키는 제1포크(115)와, 상기 제1러그부(113)의 타측으로 돌출되는 제1안내돌기(117)를 포함하는 제1변속부(110);
고정된 제2레일(121)과, 상기 제2레일(121) 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 제2러그부(123)와, 상기 제2러그부(123)의 일측으로 연장되어 슬리브를 원하는 변속방향으로 이동시키는 제2포크(125)와, 상기 제2러그부(123)의 타측으로 돌출되는 제2안내돌기(127)를 포함하는 제2변속부(120);
상기 제1, 2레일(111)(121)들의 사이에 평행하게 배치되어 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 회전축(131)과, 상기 회전축(131) 상에 연동결합되되 상기 제1, 2안내돌기(117)(127)들을 수용하여 상기 회전축(131)의 회전에 따라 상기 제1, 2러그부(113)(123)들을 상기 회전축(131)의 길이방향으로 전후 이동시키는 제1, 2그루브(133a)(135a)가 형성된 제1, 2캠(133)(135)을 포함하는 가동부(130); 및
모터(141)와, 상기 모터(141)의 축과 연결되어 정역회전 가능한 웜샤프트(143)와, 상기 웜샤프트(143)와 대응하며 상기 회전축(131)의 원주면에 일체로 결합되는 웜휠(145)을 포함하는 구동부(140);
를 포함하여 구성된다.
상기 제1, 2그루브(133a)(135a)들은,
상기 제1, 2캠(133)(135)의 중심 방향으로 동일한 깊이를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 제1, 2그루브(133a)(135a)들은,
상기 제1, 2캠(133)(135)의 둘레 방향으로 형성되되 상기 회전축(131)의 길이방향에 대해 수직 및 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1, 2안내돌기(117)(127)는,
변속단의 조작시에 어느 하나는 상기 제1, 2그루브(133a)(135a) 상에서 상기 회전축(131)의 길이방향으로 일정거리 이동하게 되고, 다른 하나는 상기 제1, 2그루브(133a)(135a) 상의 중립에 위치하게 되는 것을 특징으로 한다.
상기 웜샤프트(143)는,
상기 회전축(131)과 수직으로 배치되어 상기 모터(141)의 구동 방향을 수직으로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 더블클러치 변속기의 액츄에이터에 의하면, 변속단 조작시 그루브가 형성된 캠을 이용하여 복수의 포크를 선택하여 이동시킴으로써 기어의 변속감 및 조작 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 더블클러치 변속기의 액츄에이터를 도시하는 사시도,
도 2는 도 1의 요부 확대도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 더블클러치 변속기의 액츄에이터의 액츄에이터를 나타내 보인 사시도 및
도 4는 도 3의 작동상태를 보인 도면이다.
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.
다만, 이하에서는 홀수단(1단, 3단, 5단, 7단)에 적용되는 변속기의 액츄에이터를 기준으로 기술하며, 짝수단(2단, 4단, 6단, R단)에 적용되는 변속기의 액츄에이터는 동일 유사한 구성을 가지므로 이에 대한 구체적 설명은 반복되므로 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 더블클러치 변속기의 액츄에이터는 제1, 2변속부(110)(120), 가동부(130) 및 구동부(140)로 이루어진다.
이때, 상기 제1변속부(110)는 고정된 제1레일(111)과, 상기 제1레일(111) 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 제1러그부(113)와, 상기 제1러그부(113)의 일측으로 연장되어 슬리브(종래 참조)를 원하는 변속방향으로 이동시키는 제1포크(115)와, 상기 제1러그부(113)의 타측으로 돌출되는 제1안내돌기(117)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 제2변속부(120)는 고정된 제2레일(121)과, 상기 제2레일(121) 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 제2러그부(123)와, 상기 제2러그부(123)의 일측으로 연장되어 슬리브(종래 참조)를 원하는 변속방향으로 이동시키는 제2포크(125)와, 상기 제2러그부(123)의 타측으로 돌출되는 제2안내돌기(127)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기한 고정된 제1, 2레일(111)(121)들은 공히 봉 형상으로 설치되고, 상기 제1, 2러그부(113)(123)들 또한 그 내주면이 상기 제1, 2레일(111)(121)들과 면 접촉될 수 있도록 환형으로 형성되어 슬라이딩 지지될 수 있다.
상기 포크(115)(125)들은 각각 상기 슬리브에 대응되도록 역U자형으로 이루어져, 변속단을 선택할 수 있다.
즉, 제1레일(111) 상에 지지된 상기 제1포크(115)는 도 3의 좌측 방향으로 이동될 시 1단으로 변속이 이루어지며, 반대인 우측 방향으로 이동시에는 3단으로 변속이 이루어지게 된다. 아울러, 상기 제1포크(115)와 나란히 이격설치된 제2포크(125)는 도 3의 좌측 방향으로 이동될 시 7단으로 변속이 이루어지며, 반대인 우측 방향으로 이동시에는 5단으로 변속이 이루어지게 된다.
또, 상기 제1, 2안내돌기(117)(127)들은 상기 제1, 2러그부(113)(123)들과 일체로 성형됨이 바람직하다.
한편, 상기 가동부(130)는 상기 제1, 2레일(111)(121)들의 사이에 평행하게 배치되어 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 회전축(131)과, 상기 회전축(131) 상에 연동결합되되 상기 제1, 2안내돌기(117)(127)들을 수용하여 상기 회전축(131)의 회전에 따라 상기 제1, 2러그부(113)(123)들을 상기 회전축(131)의 길이방향으로 전후 이동시키는 제1, 2그루브(133a)(135a)가 형성된 제1, 2캠(133)(135)을 포함한다.
특히, 상기 제1, 2그루브(133a)(135a)들은 상기 제1, 2캠(133)(135)의 중심 방향으로 동일한 깊이를 가지며, 상기 제1, 2캠(133)(135)의 둘레 방향으로 형성되되 상기 회전축(131)의 길이방향에 대해 수직 및 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 구동부(140)는 모터(141)와, 상기 모터(141)의 축과 연결되어 정역회전 가능한 웜샤프트(143)와, 상기 웜샤프트(143)와 대응하며 상기 회전축(131)의 원주면에 일체로 결합되는 웜휠(145)를 포함한다.
이때, 상기 웜샤프트(143)는 상기 회전축(131)과 수직으로 배치되어 상기 모터(141)의 구동 방향을 수직으로 전환시킬 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 상술한 본 발명 더블클러치 변속기의 액츄에이터의 작용에 대해 살펴본다.
변속단이 미설정될 시에 제1, 2안내돌기(117)(127)들은 공히 제1, 2캠(133)(135)의 중립에 위치하게 된다(도시 생략).
이러한 중립 상태에서, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 운전자가 기어를 1단으로 변속 조작하게 되면, 모터(141)의 구동력에 의해 회전축(131)이 0° 위치에서 반시계 방향으로 50°회전하게 된다. 따라서 제1안내돌기(117)는 제1그루브(133a)의 경사진 홈을 따라 +10mm 이동하여 제1포크(115)를 1단 방향으로 이동시키게 되며, 제2안내돌기(127)는 제2그루브(135a)의 수직 홈을 따라 이동되어 중립에 위치하게 된다.
아울러, 운전자가 기어를 3단으로 변속 조작하게 되면, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 회전축(131)이 시계 방향으로 회전하게 되어 0°위치로 다시 되돌아 온 후, 시계 방향으로 50°회전하게 된다. 따라서 제1안내돌기(117)는 제1그루브(133a)의 경사진 홈을 따라 -10mm 이동하게 되어 제1포크(115)를 3단 방향으로 이동시키게 되며, 제2안내돌기(127)는 제2그루브(135a)의 수직 홈을 따라 이동되어 중립 상태가 계속 유지된다.
아울러, 운전자가 5단으로 변속 조작하게 되면, 회전축(131)이 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 50°더 회전하여 100°에 위치하게 된다. 따라서 제1안내돌기(117)는 제1그루브(133a)의 경사진 홈을 따라 +10mm 이동하게 되어 중립 위치로 되돌아 오게 되며, 제2안내돌기(127)는 제2그루브(135a)의 경사진 홈을 따라 -10mm 이동되어 제2포크(125)를 5단 방향으로 이동시키게 된다.
아울러, 운전자가 7단으로 변속 조작하게 되면, 회전축(131)이 시계 방향으로 50°회전하여 150°에 위치하여 제1, 2안내돌기(117)(127)들은 각각 제1, 2그루브(133a)(135a)의 수직 홈 및 경사진 홈을 따라 중립상태가 된 후, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 회전축(131)이 시계 방향으로 50°더 회전하여 200°위치하게 되면, 제1안내돌기(117)는 제1그루브(133a)의 수직 홈을 따라 더 이동되어 그 중립 상태가 계속 유지되며, 제2안내돌기(127)는 제2그루브(135a)의 경사진 홈을 따라 +10mm 이동하게 되어 제2포크(115)를 7단 방향으로 이동시키게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 더블클러치 변속기의 액츄에이터에 의하면, 변속단 조작시 그루브가 형성된 캠을 이용하여 복수의 포크를 선택하여 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 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims (5)

  1. 고정된 제1레일(111)과, 상기 제1레일(111) 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 제1러그부(113)와, 상기 제1러그부(113)의 일측으로 연장되어 슬리브를 원하는 변속방향으로 이동시키는 제1포크(115)와, 상기 제1러그부(113)의 타측으로 돌출되는 제1안내돌기(117)를 포함하는 제1변속부(110);
    고정된 제2레일(121)과, 상기 제2레일(121) 상에 지지되어 슬라이딩 가능한 제2러그부(123)와, 상기 제2러그부(123)의 일측으로 연장되어 슬리브를 원하는 변속방향으로 이동시키는 제2포크(125)와, 상기 제2러그부(123)의 타측으로 돌출되는 제2안내돌기(127)를 포함하는 제2변속부(120);
    상기 제1, 2레일(111)(121)들의 사이에 평행하게 배치되어 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 회전축(131)과, 상기 회전축(131) 상에 연동결합되되 상기 제1, 2안내돌기(117)(127)들을 수용하여 상기 회전축(131)의 회전에 따라 상기 제1, 2러그부(113)(123)들을 상기 회전축(131)의 길이방향으로 전후 이동시키는 제1, 2그루브(133a)(135a)가 형성된 제1, 2캠(133)(135)을 포함하는 가동부(130); 및
    모터(141)와, 상기 모터(141)의 축과 연결되어 정역회전 가능한 웜샤프트(143)와, 상기 웜샤프트(143)와 대응하며 상기 회전축(131)의 원주면에 일체로 결합되는 웜휠(145)을 포함하는 구동부(140);
    를 포함하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1, 2그루브(133a)(135a)들은,
    상기 제1, 2캠(133)(135)의 중심 방향으로 동일한 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제1, 2그루브(133a)(135a)들은,
    상기 제1, 2캠(133)(135)의 둘레 방향으로 형성되되 상기 회전축(131)의 길이방향에 대해 수직 및 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제1, 2안내돌기(117)(127)는,
    변속단의 조작시에 어느 하나는 상기 제1, 2그루브(133a)(135a) 상에서 상기 회전축(131)의 길이방향으로 일정거리 이동하게 되고, 다른 하나는 상기 제1, 2그루브(133a)(135a) 상의 중립에 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 웜샤프트(143)는,
    상기 회전축(131)과 수직으로 배치되어 상기 모터(141)의 구동 방향을 수직으로 전환시키는 것을 특징으로 하는 더블클러치 변속기의 액츄에이터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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