KR20210084502A

KR20210084502A - 도그 클러치 액추에이터

Info

Publication number: KR20210084502A
Application number: KR1020217014743A
Authority: KR
Inventors: 피터 닐슨
Original assignee: 보그워너 스웨덴 아베
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2021-07-07
Also published as: CN112955673A; EP3877665B1; SE1851393A1; EP3877665A1; US20210381559A1; WO2020094844A1; JP2022510107A; CN112955673B; SE542742C2

Abstract

축 방향으로 이동 가능한 슬리브(3)를 갖는 도그 클러치를 연결 및 분리하기 위한 액추에이터에 있어서, 액추에이터(4)는 전기 모터(6)를 포함하고, 전기 모터(6)의 회전자(rotor)(61)는 회전 가능한 액추에이터 로드(7)에 연결되고, 액추에이터 로드(7)에는 클러치 슬리브(3)와 협력하여 클러치 슬리브(3)의 하나의 축 방향 종료 위치에 대응하는 회전 위치로부터 클러치 슬리브(3)의 다른 축 방향 종료 위치에 대응하는 회전 위치로의 전기 모터(6)에 의한 180° 이하의 액추에이터 로드(7)의 회전이 도그 클러치의 연결 또는 분리로 이어지도록, 단부에 편심 핀(eccentric)(7)이 제공된다.

Description

도그 클러치 액추에이터

본 발명은 클러치 슬리브(clutch sleeve)를 축 방향으로 이동하도록 전기 모터를 작동시킴으로써 도그 클러치(dog clutch)를 연결 및 분리하기 위한 액추에이터에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 도그 클러치 액추에이터를 위한 전기 모터, 액추에이터를 포함하는 도그 클러치 및 도그 클러치를 포함하는 차량에 관한 것이다.

본 명세서에서 설명되는 유형의 도그 클러치는 많은 적용 분야에서 사용될 수 있다. 통상적인 예는 AWD(All Wheel Drive) 차량을 포함하고, 이의 적용 분야가 다음에서 참조된다.

AWD 차량의 구동 시스템은, 엔진, 차동 장치(differential)를 갖는 앞차축(front axle), 중간 샤프트(intermediate shaft) 또는 카르단 샤프트(cardan shaft) 및 차동 장치를 갖는 뒤차축(rear axle)을 가질 수 있다. 주행 조건에 따라 앞차축뿐만 아니라 뒤차축으로의 토크 분배를 제어하기 위하여, 디스크 커플링(disc coupling)이 뒤차축으로의 구동 라인(driveline)에 배치되며, 종종 차동 장치에 가까운 중간 샤프트에 배치된다.

AWD 모드로 차량을 운전할 때의 커플링의 기능은 다른 데에서, 예를 들어 WO 2011/043722에서 설명된다.

AWD 차량을 FWD(Forward Wheel Drive) 모드로 운전하려는 경우, 디스크 커플링은 분리된다. 즉, 이의 디스크가 임의의 토크 전달을 방지하기 위해 분리된다. 커플링은 분리 모드에 있다고 할 수 있다. 이 분리 효과를 높이기 위하여, 이의 디스크를 윤활 및 냉각을 위하여 일반적으로 커플링에 제공된 오일이 커플링으로부터 제거될 수 있다. 중간 추진 샤프트의 회전 질량의 가속을 줄이고 따라서 베어링 및 실링에서의 드래그 토크(drag torque)를 제거하기 위하여, 바람직하게는 앞차축 차동 장치에 가까운 클러치가 제공되어 중간 샤프트를 차량의 FWD 모드에서 정지 상태로 만들 수 있다.

이 클러치는 바람직하게는 연결 모드 또는 분리 모드의 2가지 별개 위치를 가진 도그 클러치(dog clutch)이다. 연결 또는 분리될 2개의 동축 샤프트에는 엔드 스플라인(end spline)이 제공될 수 있고, 축 방향으로 이동 가능한 클러치 슬리브가 클러치의 기계적 결합을 위하여 사용될 수 있다.

이러한 축 방향으로 이동 가능한 클러치 슬리브의 움직임이 신뢰할 수 있고 바람직하게는 부드럽다는 것이 중요하다. 이러한 특성은 궁극적으로 액추에이터 자체뿐만 아니라 액추에이터와 축 방향으로 이동 가능한 클러치 슬리브 사이의 인터페이스에 의해 결정된다. 오늘날의 많은 액추에이터 제어식 도그 클러치는 축 방향으로 이동 가능한 슬리브에 인가되는 액추에이터 힘에서의 변화로 인한 문제로 어려움을 겪으며, 따라서, 그에 관련된 신뢰성 문제로 어려움을 겪는다.

종래 기술이 갖는 문제점 중 일부를 약화시킬 수 있는 도그 클러치 액추에이터를 제공하는 것이 본 명세서의 교시 내용의 과제이다. 또한, 종래 기술에 비하여 개선된, 도그 클러치 액추에이터에서 사용하기 위한 전기 모터와, 상기 액추에이터를 포함하는 도그 클러치와, 마지막으로 도그 클러치를 포함하는 차량을 제공하는 것이 본 발명의 과제이다. 이 과제는 바람직한 실시예들이 관련된 종속항에 정의되는 첨부된 독립항에 설명된 특징들을 갖는 개념에 의해 달성된다.

제1 양태에 따르면, 축 방향으로 이동 가능한 슬리브를 갖는 도그 클러치를 연결 및 분리하기 위한 액추에이터가 제공된다. 액추에이터는 전기 모터를 포함하고, 전기 모터의 회전자(rotor)는 회전 가능한 액추에이터 로드(rod)에 연결된다. 액추에이터 로드에는, 클러치 슬리브와 협력하여 클러치 슬리브의 하나의 축 방향 종료 위치에 대응하는 회전 위치로부터 클러치 슬리브의 다른 축 방향 종료 위치에 대응하는 회전 위치로의 모터에 의한 180° 이하의 액추에이터의 회전이 도그 클러치의 연결 또는 분리로 이어지도록, 단부에 편심 핀(eccentric pin)이 제공된다. 액추에이터의 전기 모터는, 액추에이터 로드의 회전 동안 편심 핀에 의해 클러치 슬리브로 전달되는 선형 축 방향 힘에서의 변동을 감소시키도록 구성된다. 축 방향 힘 변동에서의 감소는 더욱 신뢰성 있는 도그 클러치 작동을 가능하게 한다. 바람직하게는, 선형 축 방향 힘에서의 변동은 10% 미만이거나, 심지어 5% 미만이다. 최대 힘이 25N의 범위에 있다면, 선형 축 방향 힘은 이러한 실시예에서 항상 25±2.5% N, 즉 25±0.3125 N 이내에 있을 것이다.

일부 애플리케이션에서, 최대 축 방향 힘과 최소 축 방향 힘 사이의 차이는 로터리(rotary) 액추에이터의 사용을 제한할 수 있다. 즉, 가장 낮은 축 방향 힘은 너무 낮지만, 토크가 모터로부터 증가되면, 가장 높은 축 방향 힘이 너무 높게 될 것이다. 이러한 상황은 본 발명에 의해 대부분 회피된다.

일 실시예에서, 전기 모터의 코일은 직렬로 연결된다. 전기 모터 구성은 회전 운동이 축 방향 운동으로 변환될 때 로터리 액추에이터에서 내재적으로 존재하는 축 방향 힘 증폭을 약화시킨다.

전기 모터는, 액추에이터에 대하여, 전기 모터에 제공되는 각각의 전류 방향에 대한 클러치 슬리브의 2개의 축 방향 종료 위치 사이에 단지 하나의 토크 출력 최대값을 갖도록 배열될 수 있다.

일 실시예에서, 전기 모터의 토크 출력은 토크 출력 최대값 주위로 액추에이터 로드의 양 회전 방향으로 대칭으로 감소한다. 따라서, 토크 출력 프로파일은 본질적으로 축 방향 힘 증폭과 일치하고, 이에 따라 이의 영향을 약화시킨다.

클러치 슬리브의 제1 축 방향 종료 위치는 -80° 내지 -65°사이의 액추에이터 로드의 위치와 같고, 클러치 슬리브의 제2 축 방향 종료 위치는 65° 내지 80°사이의 액추에이터 로드의 위치와 같다. 180°보다 작은 액추에이터의 회전 범위는 0° 위치로부터의 증가/감소하는 회전 거리에 따라 모터 토크 출력이 감소하기 때문에 액추에이터의 신뢰성을 개선한다. 액추에이터 로드가 90° 또는 -90°에 가까워짐에 따라, 토크는 상당이 감소하거나 심지어 완전히 사라지고, 따라서, 바람직하게는, 액추에이터 로드의 이러한 위치, 더욱 구체적으로는 전기 모터의 회전자의 이러한 위치는 회피된다.

전기 모터의 토크 출력 최대값은 -10° 내지 10° 사이의, 바람직하게는, 대략 0°의 액추에이터 로드의 위치에 배열될 수 있다. 이것은, 토크 출력 최대값이 액추에이터 로드의 회전 종료 위치들의 본질적으로 중심에 있는 회전 위치에 대응하도록 전기 모터와 액추에이터가 정렬된다는 것을 의미한다.

대략 0°의 액추에이터 로드의 위치는 이의 축 방향 종료 위치들 사이에서 본질적으로 중심에 있는 클러치 슬리브의 축 방향 위치와 동일할 수 있다.

일 실시예에서, 편심 핀의 편심 반경은 대략 2.5 mm와 4mm 사이에 있고, 바람직하게는 대략 3.15mm이다.

제2 양태에서, 제1 양태에 따른 도그 클러치 액추에이터에서 사용되도록 구성되는 전기 모터가 제공된다. 전기 모터는 2-극 브러시리스 DC 모터이다.

일 실시예에서, 전기 모터는 액추에이터 로드에 연결된, 중앙에 정렬된 영구 자석 회전자(rotor)와, 외부 고정 전기자(armature)를 포함한다.

일 실시예에서, 전기 모터의 코일은 직렬로 연결된다.

제3 양태에서, 차량의 구동 라인에서 2개의 샤프트를 연결 및 분리하기 위한 도그 클러치가 제공된다. 도그 클러치는 제2 양태에 따른 전기 모터에 의해 구동되는 제1 양태에 따른 액추에이터를 포함한다.

제4 양태에서, 제3 양태에 따른 도그 클러치를 포함하는 차량이 제공된다.

본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명될 것이며, 도면에서,
도 1은 일 실시예에 따른 도그 클러치의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 2a는 일 실시예에 따른 전기 모터의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 2b는 종래 기술의 모터의 회로도를 도시하고,
도 2c는 도 2b의 종래 기술의 모터의 토크 출력을 도시하는 다이어그램이고,
도 3a는 일 실시예에 따른 모터의 회로도를 도시하고,
도 3b는 일 실시예에 따른 전기 모터로부터 출력되는 토크의 다이어그램이고,
도 4는 일 실시예에 따른 액추에이터의 특정 컴포넌트의 개략도를 도시하고,
도 5는 일 실시예에 따른 액추에이터의 편심력 증폭의 다이어그램이고,
도 6은 일 실시예에 따른 액추에이터의 액추에이터 선형 힘의 다이어그램이다.

이제 개시된 실시예들이 본 발명의 특정 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 이하에서 더욱 완전하게 설명될 것이다. 동일한 참조 번호는 전체적으로 유사한 요소를 나타낸다.

AWD(All Wheel Drive) 차량의 구동 시스템은 당 업계에 잘 알려져 있다. [배경기술] 섹션에서 앞서 언급된 바와 같이, 전형적인 예는 WO 2011/043722에 제시되어 있다. 본 발명은 예를 들어 이러한 시스템과 함께 사용되는 도그 클러치에 관한 것이다.

도 1은 회전을 위해 저널링된 일반 샤프트(normal shaft)(1) 및 중공 샤프트(hollow shaft)(2)를 연결 또는 분리하기 위한 도그 클러치(100)의 개략도이다. 일반 샤프트(1)에는 클러치 슬리브(3)의 내부 스플라인이 협력하는 외부 스플라인이 제공된다. 또한, 클러치 슬리브(3)에는 중공 샤프트(2)의 내부 톱니와 협력하기 위한 외부 톱니가 제공된다. 클러치 슬리브(3)가 도 1에 도시된 바와 같이 왼쪽으로의 위치에 있는 상태에서, 도그 클러치(100)는 연결 모드에 있다. 반면에 클러치 슬리브(3)가 도 1에서 오른쪽으로 가게 되면, 도그 클러치가 분리된다.

본 발명은 연결 위치와 분리 위치 사이에서 클러치 슬리브(3)의 축 방향 이동을 달성하기 위한 액추에이터(4)에 관한 것이다.

로터리(rotary) 타입의 클러치 액추에이터(4), 또는 간단히 말해서 로터리 클러치 액추에이터는, 도그 클러치를 둘러싸는 하우징에 고정되고 편심 핀(5)에 의해 축 방향으로 종단되며, 이는 도시된 실시예에서 하우징에 의해 안내되고 클러치 슬리브(3) 내의 원주 홈(circumferential groove)에 배치되는 시프트 부싱(shift bushing)(8)으로 연장된다. 시프트 부싱(8)은 편심 핀(5)이 안으로 이동하기 위한 장방형 구멍을 가진다. 편심 핀(5)은 액추에이터 하우징 내에 저널링된 원통형 액추에이터 로드(rod)(7)의 단부에 편심되게 장착된다.

편심 핀(5)의 회전 운동을 클러치 슬리브(3)의 축 방향 운동으로 변환하기 위한 다른 실용적인 해결책이 가능하다. 핀(5)이 완전히 왼쪽에 있고 도그 클러치가 완전히 연결된 상태로 있을 때 편심 핀(5)을 갖는 로드(7)가 도 1에서의 자신의 위치로부터 180° 이하로 회전되는 경우, 핀(5)은 도그 클러치가 완전히 분리된 자신의 완전한 오른쪽 위치에 도달할 것이다. 그러나, 180°보다 작은 편심 핀(5)의 회전이 바람직하고, 바람직하게는 회전 위치의 범위(α1 - α2)(도 4에 도시됨)는 170° 내지 130°의 범위 내에 있거나, 더욱 바람직하게는 대략 150° 내지 140°의 범위 내에 있거나, 가장 바람직하게는 대략 144°이다. 바람직한 회전 각도의 범위(α1 - α2)는 도 3 및 4와 관련하여 더 자세히 설명될 것이다. 액추에이터(4)의 설명을 명확하게 하기 위하여, 0°의 액추에이터 로드(7)의 회전 위치 각도(α3)는 바람직하게는 이의 축 방향 종료 위치들 사이에서 대략 중간에 있는 클러치 슬리브(3)의 축 방향 위치에 대응한다는 점에 유의해야 한다.

도 1에서 가장 위에는 전기 모터(6)가 도시된다. 전기 모터(6)는 이후에 클러치 슬리브(3)의 축 방향 운동으로 변환되는 회전 구동력 또는 토크를 제공한다. 전기 모터(6)는 도그 클러치(100)의 하우징에 고정 장착된다. 전기 모터(6)는 바람직하게 2-극(2-pole) 브러시리스 DC 모터이지만, 다른 전기 모터 구성도 가능하고 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

도 2a로 돌아가면, 전기 모터(6)의 단면도가 도시된다. 알 수 있는 바와 같이, 전기 모터(6)는 영구 자석 형상의 내부 회전자(rotor)(61) 및 외부 고정 전기자(armature)(62)를 포함한다. 물론 모터(6)는 또한 외부 영구 자석 회전자 및 내부 고정 전기자로 반대로 배치될 수 있다. 이어지는 설명은 도 2a에 도시된 구성에 기초할 것이지만, 반대 구성에도 동일하게 적용될 수 있다.

알 수 있는 바와 같이, 전기자는 3개의 코일 또는 권선(63, 64, 65)을 포함한다. 일반적인 기술 지식과 같이, 각각의 코일(63, 64, 65)은 이를 통해 흐르는 전류의 방향에 따라 다른 자기장을 생성한다. 도그 클러치용 로터리 액추에이터를 구동하기 위한 사용과 관련하여 기존의 전기 모터가 갖는 문제점은 도 2b에 도시된 바와 같은 정상 작동 상태에서 도 2c에 도시된 바와 같이 회전자(61)의 전체 회전 동안 다소 균일한 토크를 제공한다는 것이다. 각 단계는 모터가 회전함에 따라 다소 일정할 총 토크에 기여할 것이다.

일반적으로 그리고 대부분의 적용 분야에서, 이것은 바람직하다. 그러나, 본 발명과 연계하여, 편심 핀(5)의 회전 운동을 클러치 슬리브(3)의 축 방향 운동으로 변환하면, 전기 모터(6)로부터의 일정한 토크 출력은 클러치 슬리브(3)의 축 방향 병진 운동 동안 불균일한 축 방향 힘을 야기할 것이다. 이는 편심 핀(5) 또는 액추에이터 로드(7)가 회전 종료 포인트에 가까워질 때, 즉 높거나(즉, 90°에 가까운) 낮은(즉, -90°에 가까운) 각도(α1, α2)에 대하여, 즉 클러치 슬리브(3)가 이의 축 방향 종료 위치 중 하나에 가까울 때, 축 방향 힘 증폭이 존재하기 때문이다. 다른 말로 하면, 편심 핀(5)에 의해 클러치 슬리브(3)에 가해지는 축 방향 힘은, 종래 기술에 따른 해결 방안의 경우, 0°의 액추에이터 로드 위치 각도(α3)에 대하여 가장 낮고 더 높거나 낮은 각도(α1, α2)에 따라 증가한다.

이 문제를 해결하기 위해, 그리고 이제 도 3a를 참조하면, 본 발명의 전기 모터(6)의 코일(63, 64, 65)은 대신에 직렬로 연결된다. 코일은 회전자(61) 주위에 원주 방향으로 배치되며, 본질적으로 대략 120° 이격된다. 전류는 각각의 코일(63, 64, 65)을 통해 흐를 것이며, 이에 의해 총 전류 I = I1 = -I2 = -I3이다.

바람직하게는 증폭 효과의 상쇄를 달성하기 위하여 고급 제어 시스템 및 센서 등을 사용할 필요를 방지하면서, 액추에이터 로드(7)가 회전 종료 위치에 가까워질 때 전기 모터(6)로부터 감소하는 토크 출력을 제공함으로써 편심 핀(5)의 전술한 증폭 효과를 상쇄시키는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 도 3a에 따른 전기 모터(6)의 배선은 도 3b에 도시된 바와 같이 모터(6)가 자신의 중심 위치를 벗어나 회전할 때 토크 출력이 감소하도록 되어 있다. 각도 오프셋이 0°일 때 최대 토크가 제공된다.

회전자(61)는 언급된 바와 같이 바람직하게는 액추에이터 로드(7)에 직접 연결되지만, 컴포넌트 또는 심지어 기어 장치도 개재될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 도 2a에 도시된 회전자(61)의 위치는 대략 0°의 액추에이터 로드(7)의 위치에 대응하는 것이 바람직하다(즉, 각도(α3)가 대략 0°인 경우). 그 다음, 토크 출력은 회전자(61)가 액추에이터 로드(7)의 최대 회전, 즉, 최대 토크 위치의 각각의 측에 대해 90° 또는 바람직하게는 그 미만에 도달할 때까지 도시된 위치로부터 멀어지는 방향으로 회전함에 따라 감소할 것이다.

이제 도 4로 돌아가면, 액추에이터 로드(7) 및 그에 부착된 편심 핀(5)의 이동이 전기 모터(6), 또는 더욱 구체적으로는 전기 모터(6)의 코일(63, 64, 65)과 어떻게 관련되는지에 대한 개략도가 도시된다. 클러치 슬리브(3)의 전체 축 방향 운동 또는 스트로크(S)는 화살표로 도시된다. 클러치 슬리브(3)의 의도된 축 방향 운동에 대한 전기 모터(6)의 방향(orientation)이 중요하다. 이는 모터(6)의 토크 출력 최대 값이 액추에이터 로드(7)의 0°의 회전 각도(α3)에 대응하고, 이는 결국 축 방향 종료 위치 사이에서 본질적으로 중심에 있는 클러치 슬리브(3)의 축 방향 위치에 대응하는 것을 보장하기 위한 것이다. 그러나, 예를 들어, 토크 출력 최대값이 0°인 액추에이터 로드(7)의 회전 위치(α3)로부터 오프셋되고 그리고/또는 0°의 액추에이터 로드(7)의 회전 위치(α3)가 2개의 축 방향 종료 위치 사이의 중심에 있지 않은 클러치 슬리브(3)의 축 방향 위치와 동일하도록, 다른 구성이 사용될 수 있다.

축 방향으로 이동 가능한 클러치 슬리브(3)의 스트로크(S)는 바람직하게는 2mm와 10mm 사이에 있고, 더욱 바람직하게는 4mm와 8mm 사이에 있고, 훨씬 더 바람직하게는 대략 6mm이다.

편심 반경, 즉 편심 핀(5)의 중심으로부터 액추에이터 로드(7)의 중심까지(또는 더욱 구체적으로 편심 핀(5)의 회전축까지)의 거리는 바람직하게는 1mm와 5mm 사이에 있고, 더욱 바람직하게는 2mm와 4 mm 사이에 있고, 더욱 바람직하게는 대략 3.15mm이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 액추에이터 로드(7)의 위치 α1-α2 범위는 대략 144°(-72° 내지 72°)이고, 편심 반경은 대략 3.15 mm이고, 클러치 슬리브(3)의 스트로크(S)는 하나의 축 방향 종료 위치로부터 다른 종료 위치까지 대략 6mm이다.

도 5 내지 6은 모두 이 바람직한 실시예의 시뮬레이션된 값과 관련된 다이어그램을 도시한다; 다른 실시예는 다른 값을 제공할 것이지만 그럼에도 불구하고 동일한 추론이 적용될 수 있다. 값은 현재 방향에 적용 가능하지만, 통상의 기술자에 의해 실현되는 바와 같이, 토크 등의 방향은 반전될 수 있다. 도 5 및 도 6은 모두 액추에이터 로드(7)가 -72°에서 72°로 회전할 때 액추에이터 토크 출력을 보여주는 도 3b와 관련된다. 도 3b에서 볼 수 있는 바와 같이, 토크 출력은 0°의 액추에이터 위치 각도(α3) 주변에서 최대값을 가진다. 그 다음, 토크는 액추에이터 로드(7)가 회전 종료 위치에 접근함에 따라 본질적으로 대칭적으로 토크 최대값의 양측에서 감소한다.

도 5에서, 편심력 증폭이 도시된다. 이것은 본 발명의 전기 모터(6) 또는 액추에이터(4)가 완화를 목표로 하는 바람직하지 않은 동작이다. 증폭 효과는 증가하는/감소하는 각도 α1, α2에서 액추에이터 로드(7)의 회전 운동이 클러치 슬리브(3)의 축 방향 이동 감소로 변환될 때 발생한다.

도 6에서, 하나의 회전 종료 포인트에서 다른 종료 포인트로의 액추에이터 로드(7)의 회전에 걸쳐 도시된 클러치 슬리브(3)에서 측정된 선형 축 방향 힘이 도시된다. 알 수 있는 바와 같이, 모터(6)에 의해 공급되는 토크에서의 변화와 전기 모터(6)와 액추에이터(4) 사이의 적절한 관계는 전체 액추에이터 로드(7)의 각도 범위에 걸쳐 본질적으로 일정한 선형 힘을 생성한다. 이는 로터리 액추에이터를 사용하는 종래 기술에 따른 도그 클러치에 비해 개선된 도그 클러치(100)와 동일하며, 로터리 액추에이터 도그 클러치가 사용될 수 있는 애플리케이션의 수를 증가시킨다.

본 발명의 개념은 본 명세서에 설명된 실시예에 결코 제한되지 않으며, 첨부 된 청구 범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 여러 수정이 가능하다는 것이 언급되어야 한다.

Claims

축 방향으로 이동 가능한 슬리브(3)를 갖는 도그 클러치를 연결 및 분리하기 위한 액추에이터에 있어서,
상기 액추에이터(4)는 전기 모터(6)를 포함하고, 상기 전기 모터(6)의 회전자(61)는 회전 가능한 액추에이터 로드(rod)(7)에 연결되고, 상기 액추에이터 로드(7)에는 상기 클러치 슬리브(3)와 협력하여 상기 클러치 슬리브(3)의 하나의 축 방향 종료 위치에 대응하는 회전 위치로부터 상기 클러치 슬리브(3)의 다른 축 방향 종료 위치에 대응하는 회전 위치로의 상기 전기 모터(6)에 의한 180° 이하의 상기 액추에이터 로드(7)의 회전이 상기 도그 클러치의 연결 또는 분리로 이어지도록, 단부에 편심 핀(eccentric)(7)이 제공되고,
상기 액추에이터의 상기 전기 모터(6)는, 상기 액추에이터 로드(7)의 회전 동안 상기 클러치 슬리브(3)로 상기 편심 핀(5)에 의해 전달되는 선형 축 방향 힘에서의 변동을 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 액추에이터.
제1항에 있어서,
상기 액추에이터의 상기 전기 모터(6)는 상기 액추에이터 로드(7)의 회전 동안 상기 클러치 슬리브(3)로 상기 편심 핀(5)에 의해 전달되는 상기 선형 축 방향 힘에서의 변동을 최대 10%까지, 바람직하게는 최대 5% 이하까지 감소시키도록 구성되는, 액추에이터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전기 모터(6)의 코일(63, 64, 65)이 직렬로 연결되는, 액추에이터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 모터(6)는, 상기 액추에이터(4)에 대하여, 상기 전기 모터(6)에 제공되는 각각의 전류 방향에 대한 상기 클러치 슬리브(3)의 2개의 축 방향 종료 위치 사이에 단지 하나의 토크 출력 최대값을 갖도록 배열되는, 액추에이터.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 전기 모터(6)의 토크 출력은 상기 토크 출력 최대값 주위로 상기 액추에이터 로드(7)의 양 회전 방향으로 대칭으로 감소하는, 액추에이터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클러치 슬리브(3)의 제1 축 방향 종료 위치는 -80° 내지 -65°사이의 액추에이터 로드(7)의 위치(α1)와 같고, 상기 클러치 슬리브(3)의 제2 축 방향 종료 위치는 65° 내지 80°사이의 액추에이터 로드(7)의 위치(α2)와 같은, 액추에이터.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 모터(6)의 상기 토크 출력 최대값은 -10° 내지 10° 사이의, 바람직하게는, 대략 0°의 위치(α3)에 배열되는, 액추에이터.
제7항에 있어서,
대략 0°의 상기 액추에이터 로드(7)의 위치(α3)는 이의 상기 축 방향 종료 위치들 사이에서 본질적으로 중심에 있는 상기 클러치 슬리브(3)의 축 방향 위치와 동일한, 액추에이터.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 편심 핀(5)의 편심 반경은 대략 2.5 mm와 4 mm 사이에 있고, 바람직하게는 대략 3.15 mm인, 액추에이터.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 액추에이터에서 사용되도록 구성되는 전기 모터에 있어서,
상기 전기 모터는 2-극 브러시리스 DC 모터인, 전기 모터.
제10항에 있어서,
상기 전기 모터(6)는 상기 액추에이터 로드(7)에 연결된 중앙 영구 자석 회전자(61)와, 외부 고정 전기자(armature)(62)를 포함하는, 전기 모터.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 전기 모터(6)의 코일(63, 64, 65)이 직렬로 연결되는, 전기 모터.
차량의 구동 라인에서 2개의 샤프트(1, 2)를 연결 및 분리하기 위한 도그 클러치에 있어서,
상기 도그 클러치(100)는 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전기 모터에 의해 구동되는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 액추에이터를 포함하는, 도그 클러치.
제13항에 따른 도그 클러치를 포함하는 차량.